JP5241861B2 - 管連結用の連結要素 - Google Patents

Description

本発明は、平滑な端部を有する各管を接続するための管連結に用いられ、さや状の連結要素に関する。

この連結要素は、ほぼ円筒形のハウジングと、該ハウジング内に配置される少なくとも１つの密閉要素と、を有している。密閉要素は、ゴム弾性を有する材料から構成される。連結要素は、ハウジング内に配置されているとともに、実質的には、幾つかの各縦支持材から構成されている。各縦支持材は、変形可能なウェブを介して互いに接続され、ほぼ軸方向に延びると共に、縦断面においてＣ字型に形成されている。縦支持材の各端部は、径方向の内部方向斜めに延びた各脚部として構成されており、該各脚部の各自由端は、管連結の固定の際に、管の少なくとも１つと噛み合うことが可能である。上記各ウェブは、連結要素において、各縦スリットによって形成されている。これらの各縦スリットは、上記各脚部の各自由端から、幾つかの各縦支持材の間を軸方向に延びている。

上述の種類の管連結は、平滑な端部を有する各管を抗張力を有して接続するために用いられる。管連結の固定の際に、連結要素を介して、２つの各管の間に力学的結合が形成される。

国際公開第２００６／１００６２８号パンフレット

このような管連結は、例えば、本出願人の特許文献１から公知である。当該文献の解決方法では、連結要素は、１つの部材から構成されていてもよいし、２つの構成部分から構成されていてもよい。しかしながら、伝達される力の流れのためには、連結要素が１つの部材から構成されていることが都合がよい。なぜなら、管に引張応力だけをかけた場合、牽引力は、直接、連結要素を介して伝達され、ハウジングは、上記伝達には関与しないので、ハウジングを薄壁とすることが可能であり、従って、ハウジングの構成を簡素にすることが可能となるからである。この公知の文献に係る連結要素は、いくつかの各縦支持材から構成されており、これらの各縦支持材は、複数の各ウェブによって互いに接続されている。

上記連結要素は、円周方向において見ると、比較的大きな剛性を有している。従って、上記連結要素は、限られたわずかな範囲においてしか、円周方向または直径方向において変形することが可能ではなく、このため、上記連結要素は、例えば、限られた範囲においてしか、連結される管の様々な外径に適合させることができなかった。

本発明の課題は、円周方向において高い柔軟性を有すると同時に、軸方向において良好な負荷容量を有する、管連結用の連結要素を実現することにある。

上記課題は、本発明によれば、互いに隣り合う２つの各縦支持材の間に、それぞれ、ウェブが１つずつだけ設けられており、１つの縦支持材における、円周方向においてそれぞれ隣り合う各縦支持材と接続するための２つの各ウェブが、それぞれ、互いに対して軸方向に位置をずらして配置されていることによって解決される。各ウェブをずらして配置することによって、すなわち、各ウェブが互いに軸方向に揃っていないことによって、連結要素が、円周方向において変形可能、つまり特に収縮可能であるという効果が生じる。連結要素が、円周方向において収縮されることによって、連結要素の外径または内径も小さくなる。

連結要素の有効な一態様は、各ウェブが、縦支持材に沿って非対称に分布されて配置されていることによって構成される。各ウェブが非対称に配置されていることによって、各ウェブは、各縦支持材と共に、一種のジグザグ形状を形成する。ここで、各ウェブは、各縦支持材の継手としての機能を果たす。

各ウェブは、縦支持材の縦方向において、交互に、外側に脚部の方に向かって、位置をずらして配置されていることが都合がよい。各ウェブが外側に脚部の方に向かって位置をずらして配置されているため、縦支持材間のスリットは、連結要素が径方向に収縮されても、実際に縮小し、拡大することはない。

上述のように、各ウェブは、連結要素が径方向に収縮されると、一種の継手を形成する。従って、各ウェブの良好な変形可能性を実現するためには、複数の各ウェブのうちの少なくとも幾つかが、軸方向に延びる断面において、少なくとも１つのテーパー状の断面を有していることが有効である。テーパー状の断面によって、屈曲および収縮に対する各ウェブの抵抗は、より少なく維持され得る。

テーパー状の断面は、各ウェブの中央領域の少なくとも１つの中心凹部によって形成されていることが都合がよい。この凹部は、例えば、穿孔または打ち抜きによって形成可能である。この凹部によって、残りのウェブの断面の変形抵抗は、さらに低減される。

他の有効な形態は、テーパー状の断面が、ウェブの中央領域の少なくとも１つの切り込みによって、形成されていることにある。このような切り込みは、例えば、エンボス加工または切削加工処理によって形成可能である。この切り込みは、基本的に、上述の中心凹部と同様の効果を、ウェブの特性に生じさせる。

本発明のさらなる一態様によれば、縦支持材は、その中央領域において、連結要素の中心縦軸に対して径方向に突出している陥没部（Sicke）を備えている。このような陥没部は、多数の利点を提供する。最初の利点は、陥没部によって、縦支持材が陥没部の領域の周りにおいて屈曲する動作を容易にする脆弱箇所が形成される点である。別の利点は、陥没部によって、連結要素をハウジングにおいて軸方向に固定することが可能になる点である。

陥没部は、縦支持材の縦断面において、ほぼＵ字型に、平らな底部を有して形成されていることが都合がよい。陥没部の平らな底部は、陥没部の切欠き効果を妨げる。さらに、密閉要素が鋭い角によって破損しないことを保証している。

全ての縦支持材は、軸方向の同一の位置において、陥没部を有していることが好ましい。従って、縦支持材のこれらの陥没部は共に、連結要素の外被面において、一種の円周溝を形成している。

ハウジングは、その内側に、円周に沿って、連結要素の陥没部の中壁に形状結合的に嵌合した少なくとも１つの突起部を有していることが都合がよい。ハウジングの突起部が連結要素の陥没部の中壁に形状結合的に嵌合していることによって、連結要素がハウジングから軸方向に外れ落ちることが不可能なようになっている。従って、ハウジングは、この機能のために、追加的な側壁を有する必要はない。

力を均一に分布させるために、複数の各突起部が、円周上に分布された配置で設けられていることが好ましい。円周上に分布されて配置された複数の各突起部によって、何れの場合であっても、ハウジングと連結要素との間の形状結合は保証される。

これらの各突起部は、横方向断面において、ほぼ皿状に構成されていることが都合がよい。このほぼ皿状に構成された各突起部の底部は、平坦であることが好ましい。従って、これらの各突起部は、断面において、連結要素の縦支持材の中央領域にある陥没部の断面に、ほぼ対応する。

さらなる有効な態様は、突起部が、横方向断面において、ほぼ半球形状に構成されていることである。半球形状の突起部は、ハウジングに、わずかな切欠き効果しか生じさせない。縦支持材の陥没部は、これに応じて、ほぼＵ字型に構成される。

脚部は、連結要素の接線方向に沿い、すなわち、連結要素の円周方向に沿い、脚部の自由端に向かって、幅において先細りした楔型をしている。この楔型に先細りしていることによって、径方向の内部方向に屈曲した脚部が互いに重なることが妨げられている。

管連結具が、互いに連結される各管の上で締められることが可能なように、ハウジングは、通常、軸方向に延びる開口部を有している。この開口部を通って、連結要素または密閉要素が径方向に飛び出さないように、ハウジングと連結要素との間に、弾性変形が可能な、または円周方向に弓状に曲がった鉄性橋状部が配置されていることが好ましい。鉄性橋状部は、ハウジングの円周の一部の上を延びており、ここで、円周方向を向いた少なくとも１つの端部は、先端がＶ字型に尖っている。Ｖ字型に先端が尖った端部によって、鉄性橋状部が、連結要素のスリットの中に引っ掛かることが回避される。

鉄性橋状部の尖った端部の先端角は、６０°と１２０°との間、好ましくは約９０°であることが都合がよい。この角度の範囲は、管連結具を締める際に、鉄性橋状部が、連結要素の縦支持材の上方を良好にスライドすることを保証している。鉄性橋状部は、基本的に、例えばスポット溶接によって、ハウジング内に固定されている。連結要素の複数の縦支持材が、１つの陥没部を有している場合、多少内側に向かって突出した鉄性橋状部の先端は、陥没部に噛み合うことも可能であり、連結要素がハウジングにおいて軸方向に移動することを妨げることが可能である。

各ウェブをずらして配置することによって、すなわち、各ウェブが互いに軸方向に揃っていないことによって、連結要素が、円周方向において変形可能、つまり特に収縮可能であるという効果が生じる。連結要素が、円周方向において収縮されることによって、連結要素の外径または内径も小さくなる。

本発明に係る管連結具を示す縦断面図である。 図１のハウジングと該ハウジングの中に配置された連結要素とを示す、部分展開図である。 図２の部分展開図を、線Ａ−Ａに沿って切断した面の断面図である。 図１〜図３に示した管連結具を、外側から見た斜視図である。 図１〜図３に示した管連結具を、内側から見た斜視図である。 本発明に係る連結要素用の１つの型を、延ばした状態にて示す部分図である。 本発明に係る連結要素の一部を、加工された状態にて示す図である。 図７に示した連結要素を、線Ｂ−Ｂに沿って切断した縦断面である。 本発明に係る連結要素の一区域を示す、斜視図である。 図６と同様に、延ばした状態の１つの型を示す図であるが、この図では、ウェブの領域に凹部はない。 変形されていない状態の、本発明に係る連結要素の一部を概略的に示す図である。 変形された状態の、図１１に対応する本発明に係る連結要素の一部を概略的に示す図である。 管と管に噛み合った本発明に係る連結要素とを示す部分側面図である。

以下に、例えば本発明を説明する図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。

特許請求の範囲と同様に、参照番号一覧表も、本開示の構成要素に属するものである。

図１は、連結具の縦断面図である。平滑な端部を有する２つの各管１，２を力学的に結合するための連結具は、ほぼ円筒形のハウジング３と、該ハウジング３内に配置された、さや状の連結要素４と、を備えている。連結要素４は、その両端部において、径方向に内部に斜めに延びた脚部４ｇを有している。脚部４ｇの自由端は、各管１，２と、力学的に結合されて噛み合っている（密着している）。このため、例えば、軸方向の牽引力は、連結要素４に直接伝達され得る。連結要素４は、その中央領域において、好ましくは全円周にわたって延びている陥没部４ｆを備えている。ハウジング３は、その円周において、形状結合的に陥没部４ｆに噛み合った少なくとも１つの突起部３ａを有している。いくつかの突起部３ａの代わりに、１つの環状陥没部が設けられていてもよい。連結要素４の内部には、弾性ゴム材料からなる密閉要素５が配置されている。

図２には、ハウジング３と、該ハウジング３内に配置された連結要素４の部分展開図が示されている。展開された連結要素４は、互いに平行に配置され、軸方向に延びる縦支持材４ａを有している。縦支持材４ａは、連結要素４の軸方向の２つの各端部からそれぞれ始まる各スリット４ｂ，４ｃによって形成（区画）されている。各スリット４ｂと各スリット４ｃとの間には、各ウェブ４ｄ，４ｅが縦支持材４ａの残留した部分として形成されている。各ウェブ４ｄ，４ｅは、スリット４ｂ，４ｃの端部の切り込み部４ｋによって境界が定められている。切り込み部４ｋは、一方では、各ウェブ４ｄ，４ｅに良好な変形可能性をもたらし、他方では、各スリット４ｄ，４ｅの切欠き効果を低減する。連結要素４の中央領域には、陥没部４ｆが明示されている。縦支持材４ａの端部は、径方向に内部に屈曲した脚部４ｇに接続されている。ハウジング３と連結要素４との間には、鉄性橋状部６が配置されている。鉄性橋状部６は、ハウジング３を締めることを可能にするハウジング３の隙間状の開口部（図示されていない）に橋をかけると共に、連結要素４、または密閉要素５がこの隙間状の開口部から径方向に飛び出すことを回避するためのものである。

図３に示した断面図は、ハウジング３と、該ハウジング３の中に配置され、縦断面においてほぼＣ字型に構成された連結要素４とを示すものである。連結要素４には、陥没部４ｆを備える縦支持材４ａ、斜めに延びた脚部４ｇ、および、縦支持材の間に残留しているウェブ４ｄが示されている。ハウジング３と連結要素４との間には、平坦な鉄性橋状部６が配置されている。

図４に示した斜視図は、図２および図３に示した連結要素１４の一変形形態を示している。この連結要素１４も、縦支持材１４ａを有している。縦支持材１４ａは、両端部から始まる各スリット１４ｂ，１４ｃによって生成され、変形可能な各ウェブ１４ｄ，１４ｅを介して互いに接続されている。縦支持材１４ａの両側部にある各ウェブ１４ｄ，１４ｅは、軸方向において、互いに位置がずれている。このため、連結要素４を円周方向において収縮または変形させることが可能である。各ウェブ１４ｄ，１４ｅの変形可能性をより向上させるために、各ウェブ１４ｄ，１４ｅは、図２に示した態様とは異なり、中央領域において、凹部１４ｈによって断面積が低減されている。連結要素４とハウジング３との間には、鉄性橋状部６が配置されている。鉄性橋状部６の、円周方向を向いた端部は、先端がＶ字型に尖っていることが明らかに示されている。先端角ａは約９０°である。鉄性橋状部６の端部が尖っているため、鉄性橋状部６が各スリット１４ｃ，１４ｄに「引っ掛かる」ことが回避されると共に、機能停止によって、管連結の固定に悪影響を及ぼすことが回避される。

図５は、図２の連結要素を、内側から見た斜視図である。ここでは、管連結を固定する際に、鉄性橋状部６のＶ字型の端部は、大きな抵抗無しに、連結要素４の縦支持材４ａの上方をスライド可能であることが明示されている。この図の中央領域において、ハウジングは、突起部３ａを有している。突起部３ａは、連結要素の陥没部４ｆに形状結合的に嵌合しており、このため、連結要素４がハウジング３に向かって軸方向に移動することを妨げている。

図６には、伸ばした形の連結要素４の型が示されている。この型は、ストリップ材料から、例えば、連続的な穿孔工程によって、あるいは、レーザー切断またはウォータージェット切断によって形成可能である。管連結の公称径に応じて、より短い型またはより長い型を、連結要素４を製造するために用いてもよい。この展開図では、各スリット４ｂ，４ｃの端部に、各切り込み部４ｋが明確に認識できる。これらの各切り込み部４ｋの間には、各ウェブ４ｄ，４ｅが残留して形成されている。縦支持材４ａの端部は、脚部４ｇに接続されており、脚部４ｇの幅は、自由端に向かって、楔型に先細りしている。

図７は、図２の連結要素４を示す図であるが、この図では、ハウジングおよび鉄性橋状部は省略されている。ここでは特に、各ウェブ４ｄ，４ｅが、縦支持材４ａの両端部において、軸方向に位置をずらして配置されていることが明確に示されている。

図８に示した連結要素４の縦断面は、縦支持材から内部に向かって斜めに延びた脚部４ｇと共に、Ｃ字型の輪郭を示している。縦支持材４ａは、その中央において、径方向の内部方向に突出した陥没部４ｆを有している。陥没部は、縦支持材の縦断面において、ほぼＵ字型に、かつ、好ましくは平らな底部を有して、構成されている。

図９は、連結要素４の一区域を示す斜視図である。この図では、各スリット４ｂ，４ｃによって形成された縦支持材４ａが、特に具体的に認識可能である。複数の各縦支持材４ａは、各スリット４ｂと各スリット４ｃとの間に残留している各ウェブ４ｄ，４ｅによってのみ互いに結合されている。各ウェブ４ｄ，４ｅが、互いに対して軸方向に位置をずらして配置されていることによって、連結要素４は、円周方向において変形可能である。各縦支持材４ａの各端部には、径方向の内部方向に屈曲した脚部４ｇが認識可能である。

図１０〜図１２には、連結要素１０が示されている。図１０に示される型は、図６に示される型に類似している。図１１および図１２では、縦支持材１０ａの各ウェブ１０ｄ，１０ｅは、象徴的に、継手に置き換えられている。

図１１に示される、変形されていない状態では、縦支持材１０ａは、互いに平行に配置されている。管連結の固定の際に、円周方向に作用する剪断力が生成される。この剪断力は、各縦支持材１０ａを互いに押し合うように作用する。しかし、各ウェブ１０ｄ，１０ｅの領域では、このような押し合いが妨げられる。変形されていない状態では、４つの縦支持材にわたって測定される距離はＬ_０である。

図１２に示される、押し合った状態では、より長いスリット１０ｂは、自由端において閉じられている。これに反して、より短いスリット１０ｃは、各ウェブ１０ｄ，１０ｅの継手の作用によって幾分開かれている。ここで、変形された状態では、４つの各縦支持材にわたって測定される距離はＬ_１であり、Ｌ_０よりも短い。

図１３に示した部分側面図は、管連結が固定された状態の、連結要素４を示している。この図では、スリット４ｂは閉じられている。脚部４ｇが楔型に先細りしているため、密閉要素が出て来得る隙間は、１つ置きの脚部の間にのみ形成される。

１，２ 管、３ ハウジング、３ａ 突起部、４，１０，１４ 連結要素、４ａ，１０ａ，１４ａ 縦支持材、４ｂ，４ｃ，１０ｂ，１０ｃ，１４ｂ，１４ｃ スリット、４ｄ，４ｅ，１０ｄ，１０ｅ，１４ｄ，１４ｅ ウェブ、４ｆ，１４ｆ 陥没部、４ｇ，１０ｇ，１４ｇ 脚部、４ｋ 切り込み部、５ 密閉要素、６ 鉄性橋状部、１４ｈ 凹部。

Claims (16)

1. 平滑な端部を有する各管（１，２）を接続するための管連結用のさや状の連結要素（４，１４）であって、
   ほぼ円筒形のハウジング（３）と、前記ハウジング（３）内に配置され、ゴム弾性を有する材料から構成される少なくとも１つの密閉要素（５）と、を備え、
   前記連結要素（４，１４）は、前記ハウジング（３）内に配置されていると共に、実質的には、幾つかの各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）を含み、
   前記各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）は、変形可能な各ウェブ（４ｄ，４ｅ；１０ｄ，１０ｅ；１４ｄ，１４ｅ）を介して互いに接続され、ほぼ軸方向に延びると共に、縦断面においてＣ字型に形成されており、
   前記各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）の端部は、径方向の内部方向に斜めに延びた脚部（４ｇ，１４ｇ）として構成されており、
   前記脚部（４ｇ，１４ｇ）の自由端は、前記管連結を固定する際に、前記各管（１，２）の少なくとも１つと噛み合うことが可能であり、
   前記各ウェブ（４ｄ，４ｅ；１０ｄ，１０ｅ；１４ｄ，１４ｅ）は、前記各連結要素（４，１４）において、各スリット（４ｂ，４ｃ；１０ｂ，１０ｃ；１４ｂ，１４ｃ）によって形成されており、
   前記各スリットは、前記脚部（４ｇ，１４ｇ）の自由端から、前記幾つかの各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）の間を軸方向に延びている、連結要素において、
   互いに隣り合った２つの縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）の間には、それぞれ、１つのウェブ（４ｄ，４ｅ；１０ｄ，１０ｅ；１４ｄ，１４ｅ）だけが設けられており、１つの縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）の、円周方向において隣り合う各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）と接続するための２つの前記各ウェブ（４ｄ，４ｅ；１０ｄ，１０ｅ；１４ｄ，１４ｅ）は、それぞれ、互いに対して軸方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする、連結要素。
2. 前記各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）に沿った前記各ウェブ（４ｄ，４ｅ；１０ｄ，１０ｅ；１４ｄ，１４ｅ）は、互いに非対称に分布されて配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の連結要素。
3. 前記各ウェブ（４ｄ，４ｅ；１０ｄ，１０ｅ；１４ｄ，１４ｅ）は、前記各縦支持材（４ａ，１０ａ，１４ａ）の縦方向において、交互に、外側に前記各脚部（４ｇ，１４ｇ）の方に向かって、位置をずらして配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の連結要素。
4. 前記各ウェブ（１４ｄ，１４ｅ）のうちの少なくとも幾つかは、軸方向に延びる断面において、少なくとも１つのテーパー状の断面を有していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の連結要素。
5. 前記テーパー状の断面は、前記各ウェブ（１４ｄ，１４ｅ）の中央領域の少なくとも１つの中心凹部（１４ｈ）によって形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の連結要素。
6. 前記テーパー状の断面は、前記各ウェブの中央領域の少なくとも１つの切り込み部（４ｋ）によって形成されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の連結要素。
7. 前記各縦支持材（４ａ，１４ａ）は、前記各縦支持材の中央領域において、前記連結要素（４，１４）の縦方向の中心に対して径方向に突出している陥没部（４ｆ，１４ｆ）をそれぞれ備えていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の連結要素。
8. 前記陥没部（４ｆ，１４ｆ）は、前記各縦支持材（４ａ，１４ａ）の縦断面において、ほぼＵ字型に、平らな底部を有してそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項７に記載の連結要素。
9. 全ての各縦支持材（４ａ，１４ａ）は、軸方向の同一の位置において、陥没部（４ｆ，１４ｆ）をそれぞれ有していることを特徴とする、請求項７または８に記載の連結要素。
10. 請求項７から９のいずれか１項に記載の連結要素（４，１４）を有する、管連結用のハウジング（３）であって、
    前記ハウジング（３）は、前記ハウジングの内側に、円周に沿って、前記連結要素（４，１４）の陥没部（４ｆ，１４ｆ）に形状結合的に嵌合する少なくとも１つの突起部（３ａ）を有していることを特徴とする、ハウジング。
11. 円周上に分布されて配置された複数の突起部（３ａ）が設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載のハウジング。
12. 前記突起部（３ａ）は、横断面において、ほぼ皿状に構成されていることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のハウジング。
13. 前記突起部（３ａ）は、横断面において、ほぼ半球状に構成されていることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のハウジング。
14. 前記脚部（４ｇ，１４ｇ）は、前記連結要素の接線方向に沿い、つまり、前記連結要素の円周方向に沿い、前記脚部の自由端に向かって、幅において楔型に先細りしていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１項に記載の連結要素。
15. 前記ハウジング（３）と前記連結要素（４，１４）との間には、弾性変形が可能な、または、円周方向に弓状に曲がった鉄性橋状部（６）が配置されており、
    前記鉄性橋状部（６）は、前記ハウジングの円周の一部の上を延びており、
    前記鉄性橋状部（６）の、円周方向を向いた端部のうちの少なくとも１つは、先端がＶ字型に尖っていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか１項に記載の連結要素（４，１４）を備える管連結具。
16. 前記鉄性橋状部（６）の尖った端部の先端角（α）は、６０°と１２０°との間、好ましくは約９０°であることを特徴とする、請求項１５に記載の管連結具。

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