JP5480206B2 - Pipe connection structure - Google Patents
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Description
本発明は、管状の接続対象を互いに接続する構造に関するもので、特に、外径の拡大を抑制することができ、密封構造にすることも容易な管の接続構造に関するものである。 The present invention relates to a structure for connecting tubular connection objects to each other, and particularly to a tube connection structure that can suppress an increase in outer diameter and that can be easily sealed.
管状の接続対象を互いに接続する構造は、管継ぎ手として様々のものが既に知られている。管継ぎ手は目的に応じて構成を分類することができ、一つの分類に属するものとして、接続部分を密封構造にして、管の内部を気密あるいは水密に保つことができる管継ぎ手もある。接続部分を密封構造にすることができる従来の管継ぎ手の代表的なものとして以下の構造を挙げることができる。
1.双方の管を溶接によって接続する構造。
2.双方の管の接合端にフランジを設け、双方のフランジをボルトで締結する構造。双方のフランジの相対向する面に溝を設け、この溝に沿ってO(「オー」と読む:以下同じ)リングを介在させ、Oリングによって密封構造としている。
3.双方の管の接合端に箍を嵌めることができるフランジを設けて双方のフランジの外周をテーパー形にし、蝶番で連結された箍を上記フランジの外周に嵌め、箍の締め付け力で上記双方のテーパー形フランジに引き付け力を発生させるもの。この場合も、双方のフランジの相対向する面に溝を設け、この溝に沿ってOリングを介在させると、Oリングによって密封構造とすることができる。
Various structures for connecting tubular connection objects to each other are already known as pipe joints. The pipe joints can be classified according to the purpose, and as one belonging to one class, there is a pipe joint that can keep the inside of the pipe airtight or watertight by making the connecting portion a sealing structure. The following structure can be given as a typical example of a conventional pipe joint in which the connecting portion can have a sealed structure.
1. A structure in which both pipes are connected by welding.
2. A structure in which flanges are provided at the joint ends of both pipes, and both flanges are fastened with bolts. Grooves are provided on the opposing surfaces of both flanges, and an O (read “O”: the same applies hereinafter) ring is interposed along the groove, and a sealing structure is formed by the O ring.
3. Provide flanges that can fit the flanges at the joint ends of both pipes, make the outer periphery of both flanges tapered, fit the flanges connected by hinges to the outer periphery of the flanges, and tighten both flanges with the tightening force of the flanges A type that generates an attractive force on a flange. Also in this case, when a groove is provided on the opposing surfaces of both flanges and an O-ring is interposed along the groove, a sealing structure can be formed by the O-ring.
上記1の溶接による接続構造によれば、双方の管が永久的に溶着されるため、メンテナンスなどのために分離することは事実上困難である。
上記2のボルトを用いてフランジを締結する構造によれば、双方の管の外径からフランジが外側に大きく突出する難点がある。また、Oリングを介在させる場合、Oリングを嵌める溝を高い精度で加工する必要があり、コスト高になる。
上記3のテーパー形フランジと箍によって双方の管を接続する構造によれば、上記2の構造と同様に、双方の管の外径からフランジが外側に大きく突出する難点がある。また、Oリングを介在させる場合、Oリングを嵌める溝を高い精度で加工する必要があり、コスト高になる。
According to the connection structure by welding described in 1 above, since both the pipes are permanently welded, it is practically difficult to separate them for maintenance or the like.
According to the structure in which the flange is fastened using the
According to the structure in which both the pipes are connected by the taper-
上記3の構造に類するものとして特許文献1および特許文献2に記載されている接続構造がある。特許文献1記載の発明は、管状の接続対象双方の接続端にフランジを設け、これらのフランジの突き合わせ面は筒の軸線に対し垂直面、上記突き合わせ面と反対側の面はテーパー形断面となっていて、これらのフランジの外周をバンドで取り巻き、バンドの両端をボルトで締め込んでバンドを縮径させ、管状の接続対象双方の接続面同士を密着方向に押圧するようにしたものである。接続対象の接続面の一方に形成した凹溝にOリングを装着し、上記接続面の他方に上記Oリングを密着させている。
As a structure similar to the
特許文献2に記載されている発明は、接続対象双方の接続端に断面形状が半円形の管状溝を有してなるフランジを設け、接続対象双方の上記管状溝が対向することによって形成される断面がほぼ円形の環状の空間にパッキンを介在させ、断面形状が略コ字状のクランプで上記双方のフランジを締めつけるようにしたものである。双方のフランジは、半円形の円弧面がクランプで締め付けられることにより圧着され、上記パッキンが押圧されて上記接続端が密閉される。
The invention described in
特許文献1および特許文献2に記載されている接続構造も、前記3の構造と同様に、フランジを有することによって外径が大きくなる難点があり、Oリングを設ける場合、Oリングを配置するための溝を精度よく加工する必要があって製造コストが嵩む難点がある。
The connection structures described in
本発明は、前記従来の管の接続構造の技術課題を解決すること、すなわち、接続部の外径が大きくなることを抑制し、構造が簡単で接続作業も簡単な管の接続構造を提供することを目的とする。 The present invention solves the technical problem of the conventional pipe connection structure, that is, suppresses an increase in the outer diameter of the connection portion, and provides a pipe connection structure with a simple structure and easy connection work. For the purpose.
本発明に係る管の接続構造は、
管状の接続対象を互いに接続する構造であって、
上記接続対象はそれぞれ互いに当接する当接面を有するとともに上記当接面から上記接続対象の軸線方向に遠ざかるにしたがい半径方向外側への突出量が小さくなる傾斜突起を周方向の複数個所に有し、
上記接続対象の当接面が互いに当接している状態で上記双方の各傾斜突起に半径方向外側から窓孔が嵌ることにより上記双方の傾斜突起を互いに引き付ける向きの力を発生させる箍と、
上記箍の両端部を引き付けながら結合する結合部材を有することを最も主要な特徴とする。
The pipe connection structure according to the present invention comprises:
A structure for connecting tubular connection objects to each other,
Each of the connection objects has contact surfaces that contact each other, and has inclined protrusions at a plurality of locations in the circumferential direction in which the protrusion amount decreases radially outward as the distance from the contact surface in the axial direction of the connection object increases. ,
A hook that generates a force in a direction to attract the two inclined protrusions by fitting a window hole from the radially outer side to the two inclined protrusions in a state where the contact surfaces of the connection target are in contact with each other;
The main feature is to have a coupling member that couples the two ends of the ridge while attracting each other.
接続対象の当接面が互いに当接している状態で双方の接続対象の各傾斜突起に、接続対象の半径方向外側から箍の窓孔を嵌め、箍の両端部を引き付けながら結合部材で結合する。箍の両端部を引き付けることにより、双方の傾斜突起を互いに引き付ける向きの力が発生し、双方の接続対象が接続される。箍は傾斜突起の最大高さよりも低い位置に置くことができるため、接続部の外径が大きくなることを抑制することができる。構造が簡単で接続作業も容易であるという利点もある。 In the state where the contact surfaces of the connection target are in contact with each other, the ridge window holes are fitted to the respective inclined projections of both connection targets from the outside in the radial direction of the connection target, and are coupled by the coupling member while attracting both ends of the ridge. . By attracting both end portions of the heel, a force is generated in a direction that attracts the two inclined projections to each other, and both connection objects are connected. Since the scissors can be placed at a position lower than the maximum height of the inclined protrusion, it is possible to suppress an increase in the outer diameter of the connecting portion. There is also an advantage that the structure is simple and the connection work is easy.
以下、本発明に係る管の接続構造の実施例を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the pipe connection structure according to the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明に係る管の接続構造の実施例の概略を、図1乃至図4を参照しながら説明する。図1乃至図4において、符号1,2は互いに接続される円筒形状あるいは管状の接続対象を示している。接続対象1,2は、それぞれ互いに当接する当接面14,24を有するとともに、当接面14,24から接続対象1,2の軸線方向に遠ざかるにしたがい半径方向外側への突出量が小さくなる傾斜突起13,23を周方向の複数個所に有している。上記実施例に係る管の接続構造はまた、接続対象1,2の当接面14,24が互いに当接している状態で双方の各傾斜突起13,23に半径方向外側から窓孔31が嵌ることにより双方の傾斜突起13,23を互いに引き付ける向きの力を発生させる箍3を有している。さらに、箍3の両端部を引き付けながら結合する結合部材4を有している。
First, an outline of an embodiment of a pipe connection structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4,
上記実施例をより詳細に説明する。図3、図4に示すように、接続対象1,2の互いに接続すべき端面にはそれぞれ第1接続リング11と第2接続リング21が適宜の固着手段によって結合されている。図示の実施例では、接続対象1と第1接続リング11双方の結合面の外周縁部が溶着され、双方の結合面が密閉されている。符号6は溶着部を示している。接続対象2と第2接続リング21双方の結合面の外周縁部も溶着され、双方の結合面が密閉されている。符号7は溶着部を示している。このように、本実施例では、製作の都合上、接続対象1、2にそれぞれ第1、第2接続リング11,21を結合しているが、双方の接続対象1,2の接続端部を直接加工して第1、第2接続リング11,21と同じ形状の接続端部を一体に形成してもよい。したがって、第1接続リング11は接続対象1の一部である接続端部として扱い、第2接続リング21は接続対象2の一部である接続端部として扱うものとする。
The above embodiment will be described in more detail. As shown in FIGS. 3 and 4, the
双方の接続対象1,2の接続端部を構成している第1接続リング11と第2接続リング21の大部分の外径は、接続対象1,2の本体部分の外径よりも小さくなっている。これらの第1、第2接続リング11,21の小径部を図3においてそれぞれ符号12,22で示している。上記各小径部12,22に傾斜突起13,23が形成されている。各傾斜突起13,23は、接続対象1,2本体部分の外径以内に、したがって接続対象1,2本体部分を軸線方向から投影したときこの投影面から突出しない高さに形成されている。
Most of the outer diameters of the
第1接続リング11と第2接続リング21は半径方向内外に嵌り合うように、図示の実施例では、第1接続リング11の外周面に第2接続リング21の内周面が嵌り合うように形成されている。一方の接続リングである第1接続リング11は、第2接続リング21との嵌め合い面15の奥端に、第2接続リング21の先端面が当接する段状の当接面14を、第1接続リング11の中心軸線に対し直交する方向に有している。第2接続リング21の上記先端面は第1接続リング11の上記当接面14と当接する当接面24となっている。
In the illustrated embodiment, the
上記当接面14と上記嵌め合い面15とで接続リング11の周方向に形成されている角隅部には、この角隅部の全周を巡ってシール部材であるOリング8が配置されている。第2接続リング21は、第1接続リング11の嵌め合い面15の外周面に嵌る嵌め合い面25を有するとともに、第2接続リング21の中心軸線に対し直交する方向に形成された上記当接面24を有している。第1接続リング11の当接面14と第2接続リング21の当接面24とが当接し、上記Oリング8が第2接続リング21の当接面24に押圧されて、内外に嵌り合っている接続リング11,21の内部を密閉している。
An O-
第1接続リング11の当接面14に続いて外周の一部が第1接続リング11の半径方向外側に突出し、この突出部は、当接面14から接続リング11の軸線方向に遠ざかるにしたがい半径方向への突出量が小さくなる前記傾斜突起13を構成している。第2接続リング21の当接面24も、当接面24に続いて外周の一部が第2接続リング21の半径方向外側に突出し、この突出部は、当接面24から接続リング21の軸線方向に遠ざかるにしたがい半径方向への突出量が小さくなる前記傾斜突起23を構成している。各接続リング11、21の傾斜突起13、23は、図4に示すように各接続リング11、21の周方向4箇所に等間隔で設けられている。双方の傾斜突起13、23が各接続リング11、21の軸線方向に重なった状態で各接続リング11、21の当接面14,24が当接するようになっている。双方の傾斜突起13、23が重なった状態における傾斜突起13、23の、接続リング11、21の軸線方向の断面形状は、図3に示すように2等辺三角形状になる。
A part of the outer periphery protrudes radially outward of the
上記のように双方の接続リング11、21の当接面14,24が互いに当接している状態で、双方の接続リング11、21の各傾斜突起13,23に半径方向外側から箍3の窓孔31が嵌められる。箍3は、図5、図6に示すように、弾性体、例えば板バネを、円弧の一部を切除した形に成形したもので、箍3の長さ方向換言すれば円弧方向両端部は結合部材4を接続するための折り返し端部32となっている。したがって、箍3を平面方向から見ると、図5に示すように「Ω」字状になっている。箍3にはまた、周方向の4箇所に、かつ、各傾斜突起13,23に対応する位置に、箍3の周方向に長い長方形状の窓孔31が形成されている。各窓孔31の周方向の長さLは、傾斜突起13,23の周方向の長さよりも長い。接続リング11、21の軸線方向における各窓孔31の幅Wは、双方の接続リング11、21が接続されることによって互いに重なり合う双方の傾斜突起13,23を合わせた上記軸線方向の幅よりも狭い。
In the state where the contact surfaces 14 and 24 of both connection rings 11 and 21 are in contact with each other as described above, the window of the
箍3の周方向(円弧方向)両端部は、この両端部に形成されている折り返し端部32が結合部材4によって互いに引き付けられながら結合される。図7、図8は結合部材4を示している。図7、図8において、結合部材4は例えば金属板をプレス成形することによって製作することができ、両側縁部に、箍3の長さ方向両端部の折り返し端部32に接続するための折り返し端縁部41を有している。これらの折り返し端縁部41は結合部材4の幅が連続的に変化する傾斜縁42となっていて、箍3の長さ方向両端部の折り返し端部32に結合部材4の折り返し端縁部41をスライドさせながら掛け止めることにより、箍3の両端部を引き付けるように構成されている。結合部材4の平坦な面の中央部にはねじ孔43が設けられている。
Both ends of the
片方の接続対象2の一部をなす第2接続リング21の小径部22の長さは、他方の接続対象1の一部をなす第1接続リング11の小径部12の長さよりも長くなっていて、上記小径部22に、箍3の弾性を利用して箍3を暫定的に巻き付けることができるようになっている。図3において符号3Aは上記小径部22に暫定的に巻き付けられた箍3を示している。このように、第2接続リング21の小径部22に箍3を暫定的に巻き付けておき、第1、第2接続リング11、21の傾斜突起13,23が重なり合った状態で箍3を傾斜突起13,23の方に向かってスライドさせる。箍3は傾斜突起13,23の傾斜面に沿って箍3の径を広げられながらスライドし、箍3の窓孔31が傾斜突起13,23の位置と合致することによって、箍3はその弾性力により径を縮小する。
The length of the small-
径を縮小するときの箍3の弾性力により、箍3の窓孔31の幅W方向の縁が傾斜突起13,23の傾斜面に当たり、傾斜突起13,23を互いに圧接させようとする向きの分力が生じる。箍3の両端の折り返し端部32には結合部材4の折り返し端縁部41が掛け止められ、箍3の両端部が結合される。箍3の両端の折り返し端部32に結合部材4を掛け止めるに際しては、上記折り返し端部32に結合部材4の折り返し端縁部41をスライドさせながら掛け止める。結合部材4の折り返し端縁部41は結合部材4の幅が連続的に変化する傾斜縁42となっているため、上記折り返し端縁部41をスライドさせながら折り返し端部32に掛け止めることにより、箍3の両端の折り返し端部32が上記傾斜縁42によって強力に引き付けられ、箍3の窓孔31の縁が傾斜突起13,23の傾斜面に当たることによって生じる上記分力がより強力になる。
The edge in the width W direction of the
上記分力により第1、第2接続リング11、21の当接面14,24が互いに押圧され、図1、図3に示すように、第1、第2接続リング11、21が接続され、結果的には、管状の部材である第1の接続対象1と第2の接続対象2が接続される。上記のように第1、第2接続リング11、21の当接面14,24が互いに押圧されることにより、シール部材であるOリング8が第1、第2接続リング11、21間で押圧され、内外に嵌り合う第1、第2接続リング11、21の内部をOリング8が密閉している。
The abutment surfaces 14 and 24 of the first and second connection rings 11 and 21 are pressed against each other by the component force, and the first and second connection rings 11 and 21 are connected as shown in FIGS. As a result, the
箍3の両端の折り返し端部32を引き付ける力は結合部材4の両端の傾斜縁42によって生じるため、結合部材4には箍3の両端の折り返し端部32から抜け出る向きの分力が働く。そこで、結合部材4のねじ孔43に止めねじ30をねじ込み、止めねじ30の先端を第1接続リング11または第2接続リング21の表面に突き当てることにより、結合部材4の抜け止めを行っている。
Since the force that attracts the folded
以上説明した管の接続構造の実施例は、接続対象1,2の互いに当接する当接面14,24から接続対象1,2の軸線方向に遠ざかるにしたがい半径方向外側への突出量が小さくなる傾斜突起13,23を周方向の複数個所に設け、これら傾斜突起13,23の半径方向外側から箍3の窓孔31を嵌めることにより、双方の傾斜突起13,23を互いに引き付ける向きの力を発生させるように構成されている。そして、箍3の両端部を引き付けながら結合する結合部材4を有している。上記傾斜突起13,23は接続対象1,2の外径よりも半径方向内側に設けることができるため、接続部の外径が接続対象1,2の外径よりも増大することを回避することができる。
In the embodiment of the pipe connection structure described above, the amount of protrusion outward in the radial direction becomes smaller as the connection objects 1 and 2 come into contact with each other in contact with the contact surfaces 14 and 24 in the axial direction. By providing the
互いに接続される双方の接続対象1,2の接続端部は小径部12,22になっていて、片方の接続対象の小径部に箍3を暫定的に巻き付かせることができるように構成されているため、上記箍3を上記小径部に沿ってスライドさせながらその窓孔31を双方の傾斜突起13,23に嵌めることができ、箍3を傾斜突起13,23に嵌める作業が容易になる。
The connection end portions of both
箍3から結合部材4を外し、箍3を傾斜突起13,23から外せば、接続対象1,2を分離することができる。箍3を傾斜突起13,23から外すとき、傾斜突起13,23の傾斜面に沿って箍3をスライドさせ、片方の接続対象の小径部に箍3を移動させておけば、再び接続対象1,2を接続するときの作業性が良くなるばかりでなく、箍3を無くしてしまう恐れもない。したがって、接続対象1,2に内蔵されている装置や回路などのメンテナンスが容易になる。
If the
弾性体によって円弧の一部が切除された形に形成された箍3の両端は結合部材4で結合され、かつ、結合部材4による箍3の両端の引き付け力で双方の接続対象1,2が接続される構造になっているため、接続対象1,2を接続するのに必要な箍3を装着するための作業性が向上する。
Both ends of the
双方の接続対象1,2の接続端にはそれぞれ第1、第2接続リング11,21が固着され、第1、第2接続リング11,21を接続することによって接続対象1,2が接続されるようになっている。このような構成にすれば、接続対象1,2の接続端を直接加工するのではなく、第1、第2接続リング11,21を加工して接続対象1,2に接続すればよく、加工が容易である。また、第1、第2接続リング11,21の肉厚を厚くし、この肉厚内に小径部12,22を形成し、かつ、傾斜突起13,23を形成することができるので、接続構造部分の外径が拡大することを避けるための構造に適している。
First and second connection rings 11 and 21 are fixed to the connection ends of both
本発明に係る管の接続構造の適用範囲は特に限定されないが、例えば、液体中に没した状態で使用する機器に適用することができる。図9はその一例である受圧式液面計の例を示す。図9において、符号10は受圧式液面計、符号20は液体が貯蔵されるタンクを示している。タンク20の底面近くには液面計10が設置され、液面計10はタンク20に貯蔵された液体に没している。液面計10は前述のとおり第1、第2の管状の部材である接続対象1、2からなり、接続対象1、2は前述の接続構造によって接続されている。受圧式液面計は、センサ部分とこのセンサによる検出信号を処理して液面の高さを演算する回路部分からなる。図2において符号9は、上記センサ部分と回路部分を電気的に接続するケーブルコネクタを示している。ケーブルコネクタ9およびケーブルは、接続対象1、2が接続されることにより接続対象1、2内に密封される。
Although the application range of the pipe connection structure according to the present invention is not particularly limited, for example, it can be applied to a device used in a state of being immersed in a liquid. FIG. 9 shows an example of a pressure-receiving type liquid level gauge as an example. In FIG. 9,
1 接続対象(第1の管)
2 接続対象(第2の管)
3 箍
4 結合部材
8 Oリング(シール部材)
11 第1接続リング
12 小径部
13 傾斜突起
14 当接面(段部)
15 嵌め合い面
21 第2接続リング
22 小径部
23 傾斜突起
24 当接面(先端面)
25 嵌め合い面
30 止めねじ
31 窓孔
32 折り返し端部
41 折り返し端縁部
42 傾斜縁
43 ねじ孔
1 Connection target (first pipe)
2 Connection target (second pipe)
3 4 4 Coupling member 8 O-ring (seal member)
11
15
25
Claims (10)
上記接続対象はそれぞれ互いに当接する当接面を有するとともに上記当接面から上記接続対象の軸線方向に遠ざかるにしたがい半径方向外側への突出量が小さくなる傾斜突起を周方向の複数個所に有し、
上記接続対象の当接面が互いに当接している状態で上記双方の各傾斜突起に半径方向外側から窓孔が嵌ることにより上記双方の傾斜突起を互いに引き付ける向きの力を発生させる箍と、
上記箍の両端部を引き付けながら結合する結合部材を有する管の接続構造。 A structure for connecting tubular connection objects to each other,
Each of the connection objects has contact surfaces that contact each other, and has inclined protrusions at a plurality of locations in the circumferential direction in which the protrusion amount decreases radially outward as the distance from the contact surface in the axial direction of the connection object increases. ,
A hook that generates a force in a direction to attract the two inclined protrusions by fitting a window hole from the radially outer side to the two inclined protrusions in a state where the contact surfaces of the connection target are in contact with each other;
A pipe connection structure having a coupling member that couples both ends of the rod while attracting each other.
The window hole formed in the eaves has a width in the axial direction of the connection target that is narrower than the width in the axial direction of the two inclined projections that overlap each other when the connection targets are connected. 9. The pipe connection structure according to 9.
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