JP4970426B2 - 角度変更可能な管状接続部品 - Google Patents

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Description

本発明は、第1の中心軸線を規定しており、該第1の中心軸線に対して傾斜しているフランジリングを備えている第1の管状部分と、第2の中心軸線を規定しており、該第2の中心軸線に対して傾斜している端部フランジを備えている第2の管状部分と、回転軸線を規定する前記フランジリング及び前記端部フランジが前記回転軸線を中心として相対的に360°回転可能なように適合しているクランプ手段であって、前記フランジリングを前記端部フランジに固定するための前記クランプ手段と、を備えている角度変更可能な管状接続部品に関する。
上述のような角度変更可能な管状接続部品は、特許文献1によって知られている。
それぞれが終端フランジリングを有する第1の管状部分及び第2の管状部分を備えている角度変更可能な管状接続部品は、特許文献2によって知られている。管状接続部品は、フランジリングから独立した部品である2つの滑動するフランジも備え、ボルトによって互いに対してフランジリングを固定するように適合されている。この接続部は、多くの構成部品を備え、製造困難であり、組立コストを要するものである。
オーストラリア国特許出願公開第4896369号公報 仏国特許出願公開第1,469,425号公報 欧州特許第526373号明細書
本発明の目的は、低コストで製造可能であり、組立容易な角度変更可能な管状接続部品を提供するものである。本発明における管状接続部品は、連続的に角度変更可能であり、接続部の自由端で様々に接続可能とされる一方で、高信頼の密閉を実現することができる。
従って、本発明は、前記管状部分のうち少なくとも1つの管状部分は、この管状部分の中心軸線に対して径方向外方に突出している少なくとも第1の組のピンを有する自由端を備えており、前記管状部分は、前記第1の組のピンの各ピンのための貫通する凹所を有し、且つ、機械的な結合又はフランジ結合によって隣り合う管状要素を管状接続部品に組み付け可能に構成された、取り外し可能なフランジを備えており、前記取り外し可能なフランジは、隣り合う前記第1の組のピンの2つのピンによって限定される角度範囲内で回動可能とされることを特徴とする管状接続部品に関する。
当該実施例によれば、本発明における管状接続部品は、
前記凹所のそれぞれは、結合フランジ又は前記管状要素のフランジを取り外し可能なフランジに組み付けるために、リンク要素を受容するように構成されていること;
前記リンク要素は、ボルトであること;
前記自由端は、前記第1の組のピンと前記フランジリング又は前記端部フランジとの間に配置された第2の端部ストッパ、特に前記第1の組のピンのピンと周方向に位置合わせされた第2の組のピンを備えていること;
前記管状接続部品は、前記第1の中心軸線及び前記第2の中心軸線は同軸となるように位置合わせされた構成、及び前記第1の中心軸線及び前記第2の中心軸線が交差し角度を成した構成とされること;
前記クランプ手段は、前記端部フランジと反対向きに向いている前記フランジリングの表面に対して取り付けられるように適合した少なくとも1つのリンク部と、前記フランジリングに対して前記リンク部又は各前記リンク部を固定するように適合された少なくとも1つのクランプ要素、特にネジとを備え、
前記端部フランジは、前記クランプ要素が貫通し横断するオリフィスを備え、前記第2の管状部分に固定され、前記第2の管状部分と一体的に形成され、
前記クランプ要素又は各前記クランプ要素は、前記回転軸線に対して前記フランジリングの完全に外方で径方向に位置していること;
前記端部フランジは、多角形状、特に六角形状とされること;
前記リンク部又は各前記リンク部は、多角形状の前記端部フランジに相補的な多角形状を部分的に形成していること;
前記リンク部又は各前記リンク部は、前記端部フランジの壁の厚さよりも厚い厚さを有していること;
前記端部フランジは、前記クランプ手段及び前記フランジリングを少なくとも部分的に囲っているスカートを備えていること;
前記第1の中心軸線と前記第2の中心軸線との間の相対位置を示すように適合された表示手段を備えていること;
前記表示手段は、前記第2の管状部分に対して固定されているスケール、及び前記第1の管状部分に対して固定されている表示要素によって形成されていること;
前記第1の管状部分と前記第2の管状部分との間に配置されたガスケット、及び前記ガスケットの圧縮を制限するように適合された第1の端部ストッパを備えていること;
前記第1の管状部分は、前記第1の中心軸線と同軸とされるガイドリブを備え、
前記第2の管状部分は、前記ガイドリブに対して相補的な形状とされ、且つ、前記ガイドリブを受容するショルダーを備えていること;
前記管状接続部品は、把持ハンドルを備え、
前記端部フランジは、前記第2の中心軸線に対して径方向に、且つ前記把持ハンドルの反対側に位置している直線状縁部を備えていること;
のうち1つ以上の特徴を有している。
本発明は、例示として付与されるにすぎない添付図面を参照して、以下の説明を読むことによって明確となる。
図1は、本発明のおける角度変更可能な管状接続部品を示している。この管状接続部品には、参照符号2が付されている。
管状接続部品2は、雄型部分である第1の管状部分4、雌型部分である第2の管状部分6、及び第1の管状部分4を第2の管状部分6に対して締め付けるように適合されたクランプ手段8を備えている。第1の管状部分4及び第2の管状部分6は、高剛性材料、具体的には鋳鉄で製造されている。
第1の管状部分4は、第1の中心軸線X−Xを規定しており、中心軸線X−Xに対して22.5°の角度で傾斜している環状のフランジリング10を備えている。第2の管状部分6は、第2の中心軸線Y−Yを規定しており、中心軸線Y−Yに対して22.5°の角度で傾斜している端部フランジ12を備えている。端部フランジ12は、第2の管状部分6に固定され、特に第2の管状部分と一体化されている。図1に表わすように、端部フランジ12は、多角形状であって、この場合には直線状縁部16を形成する六角形状とされる。
フランジリング10及び端部フランジ12は、互いに対して保持され、共に回転軸線Z−Zを形成している。第1の管状部分4及び第2の管状部分6は、制限されずに、互いに対して回転軸線Z−Zを中心として回転可能とされ、これにより相対角度0°〜45°の範囲で第1の中心軸線X−X及び第2の中心軸線Y−Yの傾斜角度を互いに対して相対的に変更し、この範囲内において角度位置を自在に決定することができる。
第2の管状部分6は、一方が端部フランジ12に固定され、他方が第2の管状部分6の現在位置(current position)に固定されている把持用ハンドル18も備えている。把持用ハンドル18は、直線状縁部16の反対側に位置しているので、管状接続部品2が地面に載置された場合に、把持用ハンドル18は上方に延在している。これにより、管状接続部品2を容易に把持することができる。
さらに、横断するオリフィス20は、端部フランジ12内に配置され、回転軸線Z−Zに対して平行に延在している。
クランプ手段8は、例えば鋳鉄のような高剛性材料で製造されており、且つ、端部フランジ12の反対側に向いているフランジリング10の表面に対して固定するように適合されている2つのリンク部22と、2つのリング部22をフランジリング10に対して締め付けるように適合されている締結ネジ24とを備えている。締結ネジ24をボルトに置き換えることは当業者であれば容易に想到することができるが、この場合には2つのチャックキー(chuck key)を利用する必要がある。
締結ネジ24は、オリフィス20を通じて延在し、リンク部22の雌ネジ26にねじ込まれている。締結ネジ24は、回転軸線Z−Zに対してフランジリング10の外側全体に径方向に配置され、これによりフランジリング10及び端部フランジ12は、制限されずに、相対的に回転軸線Z−Zを中心として360°回転することができる。
各リンク部22は、多角形状の端部フランジ12に対して部分的に相補的な略多角形状とされる。さらに、2つの間隙28(interstice)が2つのリンク部22の間に存在し、これにより管状接続部品2に必要な材料を削減し、管状接続部品2の重量を低減することができる。
特に図4を参照すると、リンク部22は、回転軸線Z−Z方向に厚さEを有している。この厚さは、回転軸線Z−Z方向における端部フランジ12の厚さeよりも大きい。この特徴によって、リンク部の剛性が非常に高められる一方で、管状接続部品の重量を制限することができる。
リンク部22は、雄型部分4の近傍に目盛り又はスケール29Aを有し、これを雄型部分4に一体化された固定マーク29Bと組み合わせることによって、角度を正確に調整することができる。
さらに、端部フランジ12は、リンク部22及びフランジリング10を囲む六角形状のスカート30を備えている。スカート30は、リンク部22及びフランジリング10を少なくとも部分的に軸方向に覆っており、これによりリンク部22に対する端部ストッパとして機能している。さらに、スカート30はリンク部22及びフランジリング10の汚れを防止し、端部フランジ12の剛性を高めている。
図3に表わすように、角度変更可能な管状接続部品2は、端部フランジ12とフランジリング10との間に配置された弾性材料製の円環状ガスケット32も備えている(図3及び図4を参照)。ガスケット32は、端部フランジ12の第1の内部ショルダー36とフランジリング10を雄型部分4の端部40に接続する外部ショルダー38とによって形成されるハウジング34内に捕捉されている。これによりガスケット32が押し出される危険性が解消される。
ガスケット32を囲むハウジング34は、雄型部分4のフランジリング10と雌型部分6の端部フランジ12の反対側のラジアル面(radial face)とを締め付ける端部で金属同士が接触しているので、ガスケット32の弾性体の圧縮を抑制することもできる。これにより弾性体を過度に圧縮したことに起因して、ガスケット32が損傷する危険性は解消される。このようにして、フランジリング10及び端部フランジ12は、ガスケット32の圧縮を制限する端部ストッパを形成し、確実に損傷を回避する。
ガスケット32の位置によって、オートクレーブ効果(autoclave effect)が前記ガスケットに付与され、密閉性が管状接続部品内部を循環する液体の圧力と共に高められる。
さらに、雌型部分6のリンク端部には、円環状ガスケット32を受容するために、第1の内部ショルダーよりも径方向にさらに内側に位置している第2の内側ショルダー42が形成されている。第2の内側ショルダー42は、雄型部分4の隣接した端部40が雌型部分6の回りを回転する際に雄型部分4を案内するような、ハウジングとして機能する。
本発明の管状接続部品は、ユニバーサルタイプであり、第1の管状部分4及び第2の管状部分6の自由端44,46のそれぞれについて、隣り合う管状要素と異なる形式で結合可能とされる。従って、各自由端44,46は、例えばゲートバルブのようなターミナルフランジを有する管状要素を備えた密閉された組立体のためのフランジ結合と、例えばパイプのような滑らかな又は平坦な端部を有する管状要素を備えた密閉された組立体、必要であればロックされた組立体のための、取り外し可能な結合フランジによる機械的結合と、例えばパイプのような滑らかな又は平坦な端部を有する管状要素を備えた密閉された組立体、必要であればロックされた組立体のための自動結合と、から選択可能なように適合されている。
さらに正確に言えば、第1の管状部分4及び第2の管状部分6それぞれの自由端44,46は、取り外し可能なフランジを取り付けるために径方向外方に突出している2列のピンを有している。特にこの場合、第1の列は、4つの第1のピン48を備えている。第2の列は、前記第1のピンからフランジリング10及び端部フランジ12に向かって軸方向にオフセットされ、且つ、第1のピン48と共に周方向に整列されている4つの第2のピン50を備えている(図1を参照)。
取り外し可能な環状フランジ52(図6を参照)は、例えば鋳鉄のような高剛性材料で製造され、自身の中心軸線A−Aに対して径方向内側に向かって開口している4つの凹所54を備えている。これら凹所54は、バヨネット式組立体として4つの第1のピン48によって締め付けられ(traversed)、その後に環状フランジ52を固定されたフランジ又は取り外し可能なフランジと共に組み立てるか(フランジ結合)、隣接する管状要素の移動可能な結合フランジと共に組み立てる(機械的結合)ためにボルト56を受容するように適合されている。組立は、以下の如く実行される。取り外し可能な環状フランジ52は、4つの第1のピン48によって締め付けられた後に、凹所54が4つの第1のピン48と一致しなくなるまで軸線A−Aを中心として回動される。第2のピン50は、軸方向の端部ストッパを形成し、これによりこのオフセット位置の所定位置に環状フランジ52を保持し、該環状フランジが環状接続部2の中心部に向かって滑動することを防止する。最後に、ボルト56は取り外し可能な環状フランジ52の凹所54を通じて挿入され、前記取り外し可能な環状フランジが前記環状接続部の自由端44又は自由端46と一体化される。
従って、ボルト56が凹所54内の所定位置に位置している限り、取り外し可能な環状フランジ52が取り外されることはない。
図2及び図4は、環状接続部2が整列された状態にあることを表わしており、2つの環状部分4,6の中心軸線X−X、Y−Yは同軸的に位置している。第1の管状接続部品分4の自由端44は、機械的結合部60によって管状要素58の平坦な端部に接続されている。第2の管状接続部品分6の自由端46は、フランジ結合部64によって管状要素62に接続されている。例えばゲートバルブやフランジ結合部のような管状要素62は、図2の一部にのみ示されるが、固定式組立フランジ66(assembly flange)を備えている。
図4に表わす機械的結合部60の場合、管状要素58の平坦な端部の外面、管状接続部品2の自由端44の一部、及び管状要素58の前記平坦な端部を囲む高剛性材料(好ましくは鋳鉄)製の結合フランジ70の平頭な内面との間で圧縮された弾性体から成るガスケット68によって密閉される。結合フランジ70は、管状接続部品2の結合フランジ70を軸方向において接近するように締め付けられているボルト56によって、管状接続部品2の取り外し可能なフランジ52に接続されており、これによりガスケット68を圧縮している。
フランジ結合部64の場合、弾性材料から成る平坦な密閉リング72は、管状接続部品2の自由端46の一部と管状要素62と共に一体に組み立てられた固定式組立フランジ66との間に載置されている。この組立体は、管状要素62の固定式組立フランジ66を管状接続部品2の取り外し可能な環状フランジ52に接続するボルトを締め付ける際に、密閉リング72を軸方向に圧縮することによって密閉される。
図4の断面図は、管状接続部品2の両自由端44,46でガスケットを受容するように構成されている内部溝76,78を表わしている。このガスケットは、図示しないが、必要に応じて自動結合するためにロック用インサートを備えている。
その後、管状要素58の平坦な端部が前記ガスケットを備えた管状接続部品分2の自由端44に挿入されることによって、弾性体が径方向に圧縮され、これにより結合部が密閉される。自動結合部を密閉するのみならずロックする必要がある場合には、従来型のガスケットを、弾性体に埋設され、且つ内方に鋸状になったロック用インサートを備えた、公知のガスケット(特許文献3を参照)に交換しなければならない。金属製のインサートは、平坦な端部の外面に食い込むことによって、前記平坦な端部と前記管状接続部品とを分離しようとする力が軸方向に作用していても、前記分離を防止することができる。
変形例として、機械的結合部を必要とする場合には、ガスケットは平坦な端部の外面に食い込むように構成された金属製のロック用インサートを備えたガスケットに交換される際にのみ必要とされる。前記ガスケットを含む結合フランジ70は、接続部に取り付け可能とされ、これにより“嵌合可能な”装置(”ready-fit” device)とすることができ、平坦な端部を接続部に所定位置で挿入する必要がある場合にのみ、ボルトの最終的な締付を実施し、結合部を密閉し、これにより接続部を容易に固定することができる。
変形例として、管状接続部品2の取り外し可能な環状フランジ52のうち1つのフランジは、前記管状接続部品の自由端44,46のうち1つの自由端と一体化された固定式フランジに交換可能とされる。これによって、ロックされていてもロックされていなくてもフランジ結合と同様に機械的結合を成すことができる。しかしながら、取り外し可能な環状フランジは、2つの第1の連続的なピンによる所定角度の範囲で取り外し可能な環状フランジを旋回させることによって、例えばゲートバルブのような運搬用ロッドが略垂直とされ、床に対する正確な位置決めを必要とする管状要素の隣り合う端部フランジの取り外し可能なフランジと取り外し式環状フランジのオリフィスの位置とを位置合わせし、これにより隣り合う管状要素の位置に対して相対的に管状接続部品の位置を最適に調整することができる。
特にこの場合における実施例は、第1のピン48は約80°で離隔され、結果的に取り外し可能な環状フランジ52は自身の中心軸線A−Aを中心として約80°で回転可能とされる。これにより、取り外し可能な環状フランジ52の凹所54は、隣接する管状要素の端部と一体化された固定式フランジに配置されたボルトの通し穴と一致する。
従って、第1の管状部分4と第2の管状部分6との間の中央リンクによって提供される他の例示に対して、1つの管状部分4,6が360°に亘り自由に回転することに加えて、取り外し可能な環状フランジ52が管状接続部品の少なくとも1つの自由端の周りに所定角度の範囲で自在に回動可能とされ、非常に正確な位置に載置される必要がある隣接する管状要素と共にさらに前記管状接続部品の組立性及び調整能力を高めることができる。
本発明における、エルボー状の構成における可変角管状接続部品の斜視図である。 本発明における位置合わせされた構成の、隣接する管状要素に組み付けられた管状接続部品の側面図である。 図2の断面III−IIIである。 図2の長手方向の断面図である。 雄型接続部の中心軸線に沿った、図2の接続部である。 本発明における、管状接続部品との利用に適した組立フランジの斜視図である。 エルボー状の構成における、組み立てられた状態の管状接続部品の側面図である。 図7のユニットの斜視図である。
符号の説明
2 管状接続部品
4 第1の管状部分
6 第2の管状部分
8 クランプ手段
10 フランジリング
12 端部フランジ
16 直線状縁部
18 把持用ハンドル
20 オリフィス
22 リング部
24 締結ネジ
26 雌ネジ
28 間隙
29A スケール
29B 固定マーク
30 スカート
32 ガスケット
34 ハウジング
36 第1の内部ショルダー
38 外部ショルダー
40 端部
42 第2の内側ショルダー
44 自由端
46 自由端
48 第1のピン
50 第2のピン
52 取り外し可能な環状フランジ
54 凹所
56 ボルト
58 管状要素
60 機械的結合部
62 管状要素
64 フランジ結合部
66 固定式組立フランジ
68 ガスケット
70 結合フランジ
72 密閉リング
76 内部溝
78 内部溝

Claims (18)

  1. 第1の中心軸線(X−X)を規定しており、該第1の中心軸線(X−X)に対して傾斜しているフランジリング(10)を備えている第1の管状部分(4)と、
    第2の中心軸線(Y−Y)を規定しており、該第2の中心軸線(Y−Y)に対して傾斜している端部フランジ(12)を備えている第2の管状部分(6)と、
    回転軸線(Z−Z)を規定する前記フランジリング(10)及び前記端部フランジ(12)が前記回転軸線(Z−Z)を中心として相対的に360°回転可能なように適合しているクランプ手段(8)であって、前記フランジリング(10)を前記端部フランジ(12)に固定するための前記クランプ手段(8)と、
    を備えている角度変更可能な管状接続部品において、
    前記管状部分のうち少なくとも1つの管状部分は、この管状部分の中心軸線に対して径方向外方に突出している少なくとも第1の組のピン(48)を有する自由端(44,46)を備えており、
    前記管状部分(4,6)は、前記第1の組のピンの各ピン(48)のための貫通する凹所(54)を有し、且つ、機械的な結合又はフランジ結合によって隣り合う管状要素(58,62)を管状接続部品(2)に組み付け可能に構成された、取り外し可能なフランジ(52)を備えており、
    前記取り外し可能なフランジ(52)は、隣り合う前記第1の組のピンの2つのピン(48)によって限定される角度範囲内で回動可能とされることを特徴とする管状接続部品。
  2. 前記凹所(54)のそれぞれは、結合フランジ(70)又は前記管状要素(58,60)のフランジ(66)を取り外し可能なフランジ(52)に組み付けるために、リンク要素を受容するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  3. 前記リンク要素は、ボルト(56)であることを特徴とする請求項2に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  4. 前記自由端(44,46)は、前記第1の組のピン(48)と前記フランジリング(10)又は前記端部フランジ(12)との間に配置された第2の端部ストッパを備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  5. 前記第2の端部ストッパが、前記第1の組のピンのピン(48)と周方向に位置合わせされている第2の組のピン(50)であることを特徴とする請求項4に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  6. 前記管状接続部品は、前記第1の中心軸線(X−X)及び前記第2の中心軸線(Y−Y)は同軸となるように位置合わせされた構成、及び前記第1の中心軸線(X−X)及び前記第2の中心軸線(Y−Y)が交差し角度を成した構成とされることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  7. 前記クランプ手段(8)は、前記端部フランジ(12)と反対向きに向いている前記フランジリング(10)の表面に対して取り付けられるように適合した少なくとも1つのリンク部(22)と、前記フランジリング(10)に対して前記リンク部又は各前記リンク部を固定するように適合された少なくとも1つのクランプ要素とを備え、
    前記端部フランジ(12)は、前記クランプ要素(24)が貫通し横断するオリフィス(20)を備え、前記第2の管状部分(6)に固定され、前記第2の管状部分(6)と一体的に形成され、
    前記クランプ要素又は各前記クランプ要素は、前記回転軸線(Z−Z)に対して前記フランジリングの完全に外方で径方向に位置していることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  8. 前記クランプ要素が、ネジ(24)であることを特徴とする請求項7に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  9. 前記端部フランジ(12)は、多角形状とされることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  10. 前記端部フランジ(12)は、六角形状とされることを特徴とする請求項9に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  11. 前記リンク部又は各前記リンク部(22)は、多角形状の前記端部フランジ(12)に相補的な多角形状を部分的に形成していることを特徴とする請求項又はに記載の角度変更可能な管状接続部品。
  12. 前記リンク部又は各前記リンク部(22)は、前記端部フランジ(12)の壁の厚さ(e)よりも厚い厚さ(E)を有していることを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  13. 前記端部フランジ(12)は、前記クランプ手段(8)及び前記フランジリング(10)を少なくとも部分的に囲っているスカート(30)を備えていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  14. 前記第1の中心軸線(X−X)と前記第2の中心軸線(Y−Y)との間の相対位置を示すように適合された表示手段(29A,29B)を備えていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  15. 前記表示手段は、前記第2の管状部分(6)に対して固定されているスケール(29A)、及び前記第1の管状部分(4)に対して固定されている表示要素(29B)によって形成されていることを特徴とする請求項14に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  16. 前記第1の管状部分(4)と前記第2の管状部分(6)との間に配置されたガスケット(32)、及び前記ガスケット(32)の圧縮を制限するように適合された第1の端部ストッパを備えていることを特徴とする請求項1〜15のうちいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  17. 前記第1の管状部分(4)は、前記第1の中心軸線(X−X)と同軸とされるガイドリブ(40)を備え、
    前記第2の管状部分(6)は、前記ガイドリブ(40)に対して相補的な形状とされ、且つ、前記ガイドリブを受容するショルダー(42)を備えていることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
  18. 前記管状接続部品は、把持ハンドル(18)を備え、
    前記端部フランジ(12)は、前記第2の中心軸線(Y−Y)に対して径方向に、且つ前記把持ハンドルの反対側に位置している直線状縁部(16)を備えていることを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の角度変更可能な管状接続部品。
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