JP5543154B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は水、油又は液状体の流体輸送管の管継手（フェルール）に関するものである。

従来、共通中心線上の管継手の対向端部に対向フランジを設け、一方のフランジの対向面に形成した環状テーパ面と、他方のフランジの対向面に形成した環状角縁とをフェルールクランプで圧着し、管継手を接続した（特許文献１）。

上記環状角縁は環状直立面と環状水平面との直交する環状突出縁であり、環状突出線を形成し、該突出線を環状テーパ面に密着させて上記管継手による管内に高圧流体を流通させた。

しかし、従来の上記送湯管等の管継手のフェルールでは、圧着するテーパ面と角縁とが工作上密着させ難く、一部密着させたとしても環状角縁と環状テーパ面との間には若干の間隙を生じ、フェルールにおける流体の圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ^２程度以上とすることは困難であった。

特許第４１５７４９３号公報

本発明は液体を高圧輸送する配管における漏洩のない管継手のフェルールを得ることを目的とするものである。

上記の目的を達成するため本発明は
第１に、共通中心軸線上に配置した１対の短管にそれぞれ互いに対向するフランジを形成し、上記中心軸線を共有する僅かな共通テーパ角度によるテーパ内外周面を嵌合させて上記１対の金属製の短管を接続し、該外周面の先端と上記内周面の基端との間及び上記対向フランジとの間に小間隙を介在させ、その状態で上記フランジを対向方向に支持するクランプを備えてなる管継手であって、上記テーパ内周面が上記双方のフランジの各々の凹部に形成され、上記テーパ外周面を上記中心軸線を共有する金属製の円環の外周両側に形成し、上記円環の両側の上記テーパ外周面と上記対向フランジの上記各凹部の上記各テーパ内周面とを嵌合圧着させ、上記クランプの支持状態において、上記円環の上記両側外周面の先端と上記双方のフランジの上記内周面の基端との間、及び、上記対向フランジとの間に小間隙が介在するように構成された管継手、
第２に、上記共通テーパ角度が２又は３度である上記第１発明記載の管継手、
によって構成される。

従って、上記管継手の上記フェルールは互に同一の僅かな角度に圧接するテーパ面によるものであるため、益々密着して高圧においても漏洩のないフェルールによる管継手が得られる効果がある。

本発明の管継手の円環を用いたフェルールの密着状態の縦断説明図である。 図１に示すフェルールの分離状態縦断面図である。 フェルールクランプの他例の縦断説明図である。 図３に示すフェルールの分解状態図である。 フェルールクランプの正面図である。 フェルールの一端を密封し、管継手に高圧液を圧入し、フェルール内液圧を計測するための実験用フェルールの縦断面図である。

１対の同一金属による中空短管形及び円環形原材料を１個毎にＮＣ旋盤によってそれぞれ切削成形することができる。上記短管１，１及び円環（カラー）１ｃは旋盤から分離後図１、図３に示すように中心軸線ｃ，ｃを一致させて上記短管１，１の端部外周にそれぞれ設けたフランジ２，２を対向させ、図３に示すように一方のフランジ２の対向面から短管１の先端部１’を対向方向に突出させ、該先端部１’のテーパ外周面１ａを他方の短管１のフランジ２の上記軸線上に形成した凹部１”のテーパ内周面１ｂに嵌合密着させることができ、又は図１に示すように円環（カラー）１ｃの両側外周面１ａ，１ａと上記凹部１”，１”のテーパ内周面１ｂ，１ｂとを嵌合密着させることができる。そして、上記対向フランジ２，２の外周部を溝形押さえ金具３，３によるフェルールクランプ４によって上記テーパ内外周面１ａ，１ｂを嵌合密着させることができ、該密着状態において上記外周面１ａの先端１ａ’と上記内周面１ｂの基端１ｂ’との間に小間隙ｆを残存させ、かつ上記フランジ２，２の対向面２’，２’間にも小間隙ｆ’を残存させるように構成し、その状態で上記内外周面１ａ，１ｂの僅かなテーパ角αがそれぞれ一致していることより、円環１ｃの外周面１ａ，１ａと凹部１”，１”又は上記先端部１’と凹部１”の上記内外周面１ａ，１ｂの嵌合圧着が行われる。

共通中心軸線ｃ上に配置した１対の短管１，１のそれぞれ対向端部に対向フランジ２，２を形成する。上記短管１，１及び円環（カラー）１ｃのそれぞれ内径ｄ，ｄ及び外径Ｄ，Ｄはそれぞれ同一径である。即ち、肉厚ｔは両短管１，１及び上記カラー１ｃで同一である。

上記フランジ２，２の外周径は同一径であり、対向面２’，２’は上記中心軸線ｃと直交し、外側面２”，２”は短管１，１のそれぞれ他端側に傾斜する同一角度のテーパ面を形成し、フランジ２，２の外周面の幅ｅ，ｅは同一であるため、互に対向する上記フランジ２，２の断面形状はほぼ共通又はほぼ同一形状である。

このように形成した一方のフランジ２の対向面２’に図３に示すように上記短管１の先端部１’を他方のフランジ２に向って突出させ、他方のフランジ２の対向面２’に上記中心軸線ｃを共有する拡径凹部１”を開口する。即ち、該凹部１”の内径は上記短管１の内径ｄよりも上記一方のフランジ２の基部側に拡大させる。

又図１、図２に示すように上記対向フランジ２，２の対向面２’，２’に上記軸線ｃを共有する拡径凹部１”，１”を対向形成し、該凹部１”，１”の内周面１ｂ，１ｂと上記軸線ｃを共有する円環（カラー）１ｃの両側外周面１ａ，１ａとを対応させる。

このように形成した上記凹部１”の内周面１ｂ及び上記短管１の先端部１’の外周面１ａ及び上記カラー１ｃの両側外周面１ａ，１ａには互に同一又は共通の僅かな（２又は３度）のテーパ角α，αを切削形成し、上記内周面１ｂに上記外周面１ａを嵌合密接させることができる（図１、図３にその状態を示す）。

上記嵌合状態において、上記先端部１’及びカラー１ｃの外周面１ａの先端１ａ’と上記凹部１”の内周面１ｂの基端１ｂ’との間及び上記対向フランジ２，２の対向面２’，２’間に小間隙ｆ，ｆ’を介在させ（図１、図３にその状態を示す）、上記対向フランジ２，２の上記テーパ外側面２”，２”に嵌合する溝形押さえ金具３，３によるフェルールクランプ４に設けた該金具３，３の締付ネジ９（図５に示す）によって上記対向フランジ２，２を対向方向に締付けて支持し、両フランジ２，２及び両短管１，１を接続することができる。

上記締付けによって、上記内外周面１ａ，１ｂは互に上記中心軸線ｃに沿って対向方向及びテーパ角αの方向に摺動圧着するが、上記小間隙ｆ，ｆ’は保持される。

上記フェルールクランプ４は門形枠４’の下端部に下部の押さえ金具３の先端部を支持するピン３’を有し、該門形枠４’内に下降する上部押さえ金具３の先端部を図５仮想線で示すように門形枠４’の上端部に螺入した締付ネジ９で下向に押圧し、上記フランジ２，２を対向方向に締付けることができる。

勿論、上記短管１，１及び上記フランジ２，２の材質は同一の金属材料であり、断面形状も共通であるため、共通中心軸線ｃの方向（対向方向）及び該軸線ｃと直交する方向への熱膨張係数は同一である。

上記カラー１ｃの両側外周面１ａ，１ａの上記軸線ｃ方向の長さは一方（図１右方）を長く、他方（図１左方）を短く形成すると、上記押さえ金具３，３を分離し、上記軸線ｃに沿って短管１，１を分離する際、短い左方の外周面１ａが右方の長い外周面１ａよりも先に内周面１ｂから分離する。

尚、図２中ｍはカラー１ｃの中央外周面、図中５は送水又は送湯用ビニールホース、６は接続ネジ管、７は止めフランジ、図３中８は溝形押さえ金具３，３の接続具、９はフェルールクランプ４における上記金具３，３の締付ネジ、図４中１０は一方の短管１に代えて設けた圧力テスト用閉鎖板である。

上記先端部１’の外周面１ａ及び上記カラー１ｃの両側外周面１ａ，１ａ及び上記凹部１”又は１”，１”の内周面１ｂ又は１ｂ，１ｂは、それぞれＮＣ旋盤によって上記中心軸線ｃの回りに高速回転させた状態において、切削刃によって内外周面１ａ，１ｂのテーパ角αを２又は３度に同一に設定して切削し、又内周面１ｂを同様にテーパ角αを２又は３度に設定して切削することができ、ＮＣ旋盤により量産可能である。

水圧試験結果
［水圧試験］
（ａ）試験体 ：管継手ノーパッキングフェルール（図１、図４）
テーパ角２゜及び３゜、１ａ，１ｂの軸線ｃ方向の長さは５．５ｍｍ である。この長さが短い程耐圧力は低下した。
（ｂ）試験装置：水圧ポンプ 最大圧力 ５ＭＰａ（５１ｋｇｆ／ｃｍ^２）、
１０ＭＰａ（１０２ｋｇｆ／ｃｍ^２）
ブルドン管圧力計 １．０級
（ｃ）試験条件：圧力 ５ＭＰａ、１０ＭＰａ 保持時間５分
（ｄ）試験方法：図１及び図４に示す試験体内に水を注入した後、水圧ポンプにより
試験体内を加圧した。
圧力計及び目視による水漏れ確認。
［試験結果］
図１及び図４に示す試験体内に所定の圧力５ＭＰａ、１０ＭＰａをそれぞれ５分間かけて保持し、圧力計及び目視による水漏れ確認を行った。
その結果水漏れは認められなかった。
試験圧力は５ＭＰａ及び１０ＭＰａであり、５分間水漏れは認められなかった。

ｃ 共通中心軸線
ｄ 内径
Ｄ 外径
１ 短管
１’ 先端部
１” 拡径凹部
１ａ 外周面
１ａ’ 先端
１ｂ 内周面
１ｂ’ 基端
２ フランジ
２’ 対向面
α 共通テーパ角
ｆ，ｆ’ 小間隙
４ クランプ

Claims (2)

1. 共通中心軸線上に配置した１対の短管にそれぞれ互いに対向するフランジを形成し、上記中心軸線を共有する僅かな共通テーパ角度によるテーパ内外周面を嵌合させて上記１対の金属製の短管を接続し、該外周面の先端と上記内周面の基端との間及び上記対向フランジとの間に小間隙を介在させ、その状態で上記フランジを対向方向に支持するクランプを備えてなる管継手であって、
   上記テーパ内周面が上記双方のフランジの各々の凹部に形成され、上記テーパ外周面を上記中心軸線を共有する金属製の円環の外周両側に形成し、
   上記円環の両側の上記テーパ外周面と上記対向フランジの上記各凹部の上記各テーパ内周面とを嵌合圧着させ、
   上記クランプの支持状態において、上記円環の上記両側外周面の先端と上記双方のフランジの上記内周面の基端との間、及び、上記対向フランジとの間に小間隙が介在するように構成された管継手。
2. 上記共通テーパ角度が２又は３度である請求項１記載の管継手。

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