JP5416505B2 - Fitting device - Google Patents
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Description
本発明は、異なる接続対象物の継手となる継手装置に関し、より詳しくは、捻り力等の荷重が加わる接続対象物が溶接接合される第1の継手部材を第2の継手部材にて鋳包み、一体的に成形した継手装置に関するものである。 More particularly, the present invention relates to a joint device that is a joint for different connection objects, and more specifically, a first joint member to which a connection object to which a load such as a torsional force is applied is welded. The present invention relates to an integrally molded joint device.
溶接性の良好な材料からなる継部を鋳鉄による鋳ぐるみにて形成した継手部材として、特許文献1が知られている。特許文献1においては、継手部材の一方にフランジを形成し、ボルト・ナットによりフランジ同士を互いに突き合わせてパイプを連結するようにしている。
しかしながら、特許文献1に記載の継手部材では、継部に溶接された部材に捻り力等の荷重が加わった場合に、継部が接続部本体から抜けたり、継部が変形したりするおそれがあった。
However, in the joint member described in
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、溶接により接続された接続対象物に捻り力等の荷重が加えられても、溶接された第1の継手部材と、この第1の継手部材を鋳包んだ第2の継手部材との一体性を強固にすることができ、第1の継手部材が変形したり、第2の継手部材から抜けたりすることを防止できる継手装置を提供することを目的とする。 The present invention takes the above-described conventional art into consideration, and even if a load such as a twisting force is applied to a connection object connected by welding, the welded first joint member and the first joint Provided is a joint device capable of strengthening the integrity with a second joint member in which the member is cast and preventing the first joint member from being deformed or coming out of the second joint member. For the purpose.
前記目的を達成するため、請求項1の発明では、接続対象物と接続される継手装置であって、前記継手装置は、前記接続対象物と溶接で接続される溶接性の良好な第1の継手部材と、該第1の継手部材の一部を露出した状態で鋳包むことにより、前記第1の継手部材と一体的に形成されている鋳鉄製の第2の継手部材とを備え、前記第1の継手部材は、前記第2の継手部材内に埋め込まれた端面と、前記端面の周方向に間隔を存して配置され、前記端面の外側縁から中央に向けて延び、かつ、前記端面に対して垂直に形成され前記端面の周方向に離間した内壁面を有する複数の切欠き部とを備え、前記内壁面間の間隔が前記端面の外側縁に近づくにつれて拡開されていることを特徴とする継手装置を提供する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a joint device connected to a connection object, wherein the joint device is a first weldable member connected to the connection object by welding. A joint member, and a cast iron second joint member formed integrally with the first joint member by casting in a state in which a part of the first joint member is exposed, the first joint member, said second coupling member embedded in the end face, are arranged at intervals in a circumferential direction of the end face, extending toward the center from the outer edge of the end face, and wherein A plurality of notches having an inner wall surface formed perpendicular to the end surface and spaced in the circumferential direction of the end surface, and the interval between the inner wall surfaces is expanded as the outer edge of the end surface is approached. A coupling device is provided.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記第1の継手部材の周面に、前記周方向に連続した単数又は複数の周溝を備え、該周溝は前記切欠き部とともに前記第2の継手部材内に埋め込まれていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the peripheral surface of the first joint member is provided with one or a plurality of peripheral grooves continuous in the circumferential direction, and the peripheral grooves together with the notches It is characterized by being embedded in the second joint member.
請求項1の発明によれば、第2の継手部材に鋳包まれている第1の継手部材の端面には、端面の外側縁から中央に向けて延び、周方向に離間した内壁面を有する切欠き部が備わり、内壁面の間隔が端面の外側縁に向かって拡開している。このため、切欠き部に鋳鉄からなる第2の継手部材の溶湯が切欠き部に入り込み、強固に歯合して周方向に対して強固に固定される。これにより、接続対象物に捻り力が加わっても、そのトルクを複数の切欠き部で分散して受けることができるので、このような捻り力に対して高い強度(耐性)を発揮することができる。また、切欠き部の内壁面は、端面の外側縁に向かって広がって形成されているため、捻り力が加わった場合にそのトルクが第1の継手部材の外周側に集中せず、そのトルクを切欠き部の内壁面でも受けることができる。したがって、第1の継手部材と第2の継手部材のいずれかの歯合部分が変形または破壊してしまうことを防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。また、第2の継手部材より溶接性の良好な第1の継手部材を用い、これを第2の継手部材に鋳包んだことにより、第1の継手部材と溶接により接続される接続対象物との接続性を強固にすることができる。 According to the first aspect of the present invention, the end surface of the first joint member cast into the second joint member has an inner wall surface extending from the outer edge of the end surface toward the center and spaced in the circumferential direction. A notch is provided, and the interval between the inner wall surfaces widens toward the outer edge of the end surface. For this reason, the molten metal of the second joint member made of cast iron enters the notch, enters the notch, firmly meshes, and is firmly fixed in the circumferential direction. As a result, even if a twisting force is applied to the connection object, the torque can be distributed and received by the plurality of notches, so that high strength (resistance) can be exhibited against such a twisting force. it can. Further, since the inner wall surface of the notch is formed so as to expand toward the outer edge of the end surface, the torque does not concentrate on the outer peripheral side of the first joint member when a twisting force is applied, and the torque Can also be received on the inner wall surface of the notch. Therefore, it can prevent that the meshing part of either the 1st joint member and the 2nd joint member will change or destroy, and can aim at improvement in durability. Further, by using a first joint member having better weldability than the second joint member and casting it in the second joint member, a connection object connected to the first joint member by welding and Connectivity can be strengthened.
請求項2の発明によれば、第1の継手部材の周面に、周方向に連続した単数又は複数の周溝を備え、これが切欠き部とともに第2の継手部材に鋳包まれ(埋め込まれ)ているので、周溝に溶湯が入り込み凝固することで第1の継手部材と第2の継手部材とが係合し、軸方向に対しても強固に固定される。このため、軸方向に加わる引っ張り、圧縮荷重を周溝で受けることになり、請求項1の効果である周方向に加わる捻り力に対する高い強度に加え、引っ張りや圧縮荷重に対しても高い強度を発揮することができる。また、第1の継手部材に溶接される接続対象物に曲げ荷重が加わり、第1の継手部材が反った場合に、周溝が引っ掛かり、第1の継手部材が第2の継手部材から抜けてしまうことを防止できる。
According to the invention of
図1は本発明に係る継手装置の正面図である。また、図2は本発明に係る継手装置に用いる第1の継手部材の正面図であり、図3は図2のA−A断面図である。
図1に示すように、本発明に係る継手装置1は、第1の継手部材2と第2の継手部材3で構成されている。第1の継手部材2は、上端部分のみが突出して露出した形で、それ以下の部分は第2の継手部材3に鋳包まれている。鋳包んでいるので、第1の継手部材2と第2の継手部材3とは隙間なく密着しているが、溶着はされていない。
FIG. 1 is a front view of a joint device according to the present invention. FIG. 2 is a front view of a first joint member used in the joint device according to the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIG. 1, the
第1の継手部材2は例えば低炭素鋼等の溶接性の良好な鋼製であり、第2の継手部材3は鋳鉄(球状黒鉛鋳鉄)である。第2の継手部材3としては、脆性的な破壊を防ぐため、伸びの基準値を定めることが好ましい。また、溶湯の流動性を向上させ、複雑形状の作製を実現でき、比較的低温で鋳造でき、製造コストが安価等の利点を得るために、炭素当量を定めることが好ましい。
The first
第2の継手部材3は炭素含有量が多いため溶接性に劣るものであるが、溶接性の良好な鋼製の第1の継手部材2が第2の継手部材3から露出しているため、溶接により接続すべき接続対象物11(図7参照)と容易に接合(接続)することができる。すなわち、第2の継手部材より溶接性の良好な第1の継手部材を用い、これを第2の継手部材で鋳包んだことにより、第1の継手部材と溶接により接続される接続対象物との接続性を強固にすることができる。
Since the second
また、第2の継手部材3が図1で示したようなユニバーサルジョイントの継手となる場合は、第1の継手部材を鋳込んだ側と反対側が円弧状のヨーク4となり、所定位置に設けられた貫通孔5を用いて十字スパイダ、又は球体等を介して別の継手装置におけるヨークと接続する。
図2及び図3では、第1の継手部材2が中実の場合を示している。第1の継手部材2の端面には、複数の切欠き部6が設けられている。この切欠き部6は、第1の継手部材2における埋め込まれた端面の外側縁から中央に向けて切欠かれ、端面の周方向に等間隔に形成されている。この切欠き部6が形成された側の端面を第2の継手部材3で鋳包むため、切欠き部に鋳鉄からなる第2の継手部材3の溶湯が入り込み、強固に歯合して周方向に対して強固に固定される。これにより、接続対象物に捻り力が加わっても、そのトルクを複数の切欠き部6で分散して受けることができるので、このような捻り力に対して高い強度(耐性)を発揮することができる。切欠き数(切欠き部6の数)が少ないと、各切欠き部6の内壁面に作用する応力が大きくなり、第1の継手部材2と第2の継手部材3のいずれかの歯合部分が変形または破壊してしまうため、これを考慮して切欠き数を決定することが好ましい。
When the second
2 and 3 show a case where the first
切欠き部6の数及び切欠き高さ並びに切欠き幅は、切欠き部6の内壁面に加わる支圧、切欠き部6に挟まれた突起部8の根元面に加わるせん断力、及び切欠き部6に歯合する第2の継手部材3側に加わるせん断力のそれぞれに対する許容応力が、継手装置1の降伏ねじりモーメント時に発生する応力より大きくなるように設定することが好ましい。
上記を満たした上で、切欠き数を極力少なく、切欠き高さを低く設定した方が、鋳包み深さを浅くすることができ、製品重量を軽減できる。
The number of
When the above conditions are satisfied, the number of cutouts is as small as possible and the cutout height is set low, so that the cast-in depth can be reduced and the product weight can be reduced.
切欠き部6の周方向に存する内壁面7、7の間隔は、第1の継手部材2の中央から外側縁に近づくにつれて拡開されている。すなわち、内壁面7は、第1の継手部材2の端面における中心からそれぞれ放射状となるように形成されている。このため、捻り力が加わった場合にそのトルクが第1の継手部材2の外周側に集中せず、そのトルクを切欠き部6の内壁面7でも受けることができる。したがって、第1の継手部材2の変形を防止することができ、耐久性の向上を図ることができる。
The interval between the
第1の継手部材2の側面たる外周面には、全周に亘って周方向に複数本の周溝9が設けられている(図2では3本の周溝9)。この周溝9は、上述した切欠き部6とともに第2の継手部材3に鋳包まれる。これにより、周溝9に溶湯が入り込み凝固することで第1の継手部材2と第2の継手部材3とが係合し、軸方向に対しても強固に固定される。このため、軸方向に加わる引っ張り、圧縮荷重を周溝9で受けることができる。また、第1の継手部材2に溶接される接続対象物に曲げ荷重が加わり、第1の継手部材2が反った場合に、周溝9が引っ掛かり、第1の継手部材2が第2の継手部材3から抜けてしまうことを防止できる。なお、周溝9は1本であってもよい。
A plurality of
この周溝9の深さは、周溝9の残存肉厚部分(第1の継手部材2における周溝9が形成された部分の肉厚部)の許容引張力、及び周溝部における許容支圧力(周溝9の上側面及び下側面に作用する支圧力に対する許容量)が、継手部材1の許容引張力より大きく、周溝9の残存肉厚部分の全塑性モーメントが、継手部材1の全塑性モーメントより大きく、周溝9の残存肉厚部分における降伏ねじりモーメントが、継手部材1の降伏ねじりモーメントより大きくなるよう設定される。
The depth of this
周溝9の深さ、及び周溝9間の距離は、それぞれ相互に影響するため、適宜バランスをとるよう設定される。
図4は本発明に係る他の継手装置の正面図である。
図示したように、第2の継手部材3が、フランジ10を有する形状に形成されている。このフランジ10を用いて、第2の継手部材3は、他の接続対象物たる種々の部材と接続される。フランジを用いた接続例については後述する(図7参照)。その他の構成、作用、効果は図1の例と同様である。
Since the depth of the
FIG. 4 is a front view of another joint device according to the present invention.
As illustrated, the second
図5は他の第1の継手部材の正面図であり、図6は図5のB−B断面図である。
図示したように、第1の継手部材2は管状に形成されている。したがって、その端面は、切欠き部6と突起部8にて、凹凸形状が連続して形成されている。この切欠き部6においても、その内壁面7、7の間隔は、端面の中央(軸芯)から外側縁に向かって広がるように形成されている。すなわち、第1の継手部材2の端面側から見た時に平面視ハ字状となるように内壁面7が形成されている。この第1の継手部材2とともに、第2の継手部材3(図7参照)も管状とすることにより、管状の接続対象物11から同じく管状の他の接続対象物16に向けて、継手装置1を介して流体や紛体の流通を行うことができる(図7参照)。その他の構成、作用、効果は図1の例と同様である。
FIG. 5 is a front view of another first joint member, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.
As illustrated, the first
図7は本発明に係る継手装置を用いて接続対象物を接続したときの断面図である。
図示したように、本発明に係る継手装置1を構成する第1の継手部材2に接続対象物11が、第2の継手部材3に他の継手装置1’がそれぞれ接続される。接続対象物11はパイプ管であり、これが管状の第1の継手部材2と溶接により接続されている。第2の継手部材3と他の継手装置1’とは、互いのフランジ10、10’を突き合わせ、ボルト孔13を用いてボルト14及びナット15により接続されている。このような構成により、他の継手装置1’の第1の継手部材2’に他の接続対象物(パイプ管16)を溶接により接続し、パイプ管11とパイプ管16を継手装置1、1’を介して接続することができる。このように、複数の継手装置1、1’を用いることにより、パイプ管の材質に合わせてそれぞれの第1の継手部材2、2’の材質(例えばアルミや銅等)を選択して用いることができる。これにより、金属間化合物の形成や熱応力割れ等による溶接の困難性を回避でき、つなげるべき対象物の材質が異なっていても、溶接により強固に接続することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view when a connection object is connected using the joint device according to the present invention.
As illustrated, the
図8は本発明に係る別の継手装置を用いて接続対象物を接続したときの断面図である。
図示したように、第2の継手部材3の両端に溶接性の良好な第1の継手部材2、2’が鋳包まれている。したがって、この例では、第1の継手部材2、2’、及び第2の継手部材3により、継手装置1が構成されている。この場合は、パイプ管17とパイプ管11を継手装置1の両端において溶接で接続するものであり、接続対象物たるパイプ管11は第1の継手部材2と、他の接続対象物たるパイプ管17は第1の継手部材2’と接続される。これを実現するため、第2の継手部材3の両端に第1の継手部材2、2’を鋳包むことで両接続対象物11、17を継手装置1により接続している。また、この場合も、パイプ管の材質に合わせてそれぞれの第1の継手部材2、2’の材質を選択して用いることができる。したがって、図7のように継手装置1を2つ用いて接続するよりは部品点数が減少し、構造が簡単で容易に接続することが可能となる。その他の構成、作用、効果は図7の例と同様である。
FIG. 8 is a cross-sectional view when a connection object is connected using another joint device according to the present invention.
As shown in the figure, first
1 継手装置
2 第1の継手部材
3 第2の継手部材
4 ヨーク
5 貫通孔
6 切欠き部
7 内壁面
8 突起部
9 周溝
10 フランジ
11 接続対象物(パイプ管)
13 ボルト孔
14 ボルト
15 ナット
16 パイプ管
17 パイプ管
DESCRIPTION OF
13
Claims (2)
前記継手装置は、前記接続対象物と溶接で接続される溶接性の良好な第1の継手部材と、
該第1の継手部材の一部を露出した状態で鋳包むことにより、前記第1の継手部材と一体的に形成されている鋳鉄製の第2の継手部材とを備え、
前記第1の継手部材は、前記第2の継手部材内に埋め込まれた端面と、前記端面の周方向に間隔を存して配置され、前記端面の外側縁から中央に向けて延び、かつ、前記端面に対して垂直に形成され前記端面の周方向に離間した内壁面を有する複数の切欠き部とを備え、
前記内壁面間の間隔が前記端面の外側縁に近づくにつれて拡開されていることを特徴とする継手装置。 A joint device connected to a connection object,
The joint device includes a first joint member having good weldability connected to the connection object by welding,
A cast iron second joint member formed integrally with the first joint member by casting in a state where a part of the first joint member is exposed;
The first joint member is arranged with an end surface embedded in the second joint member, spaced in the circumferential direction of the end surface, extends from the outer edge of the end surface toward the center, and A plurality of notches having an inner wall surface formed perpendicular to the end surface and spaced in the circumferential direction of the end surface;
The joint device, wherein the interval between the inner wall surfaces is expanded as the outer edge of the end surface is approached.
該周溝は前記切欠き部とともに前記第2の継手部材内に埋め込まれている請求項1に記載の継手装置。 The peripheral surface of the first joint member includes a single or a plurality of peripheral grooves continuous in the circumferential direction,
The joint device according to claim 1, wherein the circumferential groove is embedded in the second joint member together with the notch.
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