JP5764321B2 - 金属製可撓管 - Google Patents

Description

本発明は、流体を管路内に流通させて使用する金属製可撓管に関する。

従来から、液体（例えば水道水や下水）、気体（例えばガス）、および粉体などの流体を流通させる配管として、変位吸収性があり、また、配管方向の自由性が高いといった点から金属製可撓管が汎用されている。

例えば、特許文献１に開示されている従来の金属製可撓管では、ステンレス製の金属製可撓管と他の管部材とを接続する場合には、金属製可撓管の先端側にスリーブの後端を溶接で固定し、スリーブと他の管部材とを突き合わせ状に配置させて両者の間を袋ナットを用いて連結させている。具体的には、スリーブの先端部側の外周に突き合わせ端部から段差部を介して外径を小さくさせた拡小部を設け、一方、袋ナットには、拡小部に対応する後端側にスリーブの突き合わせ端部の外周よりわずかに大きな内径を有し、かつ、この内径面の軸方向中間部に凹周部を設け、スリーブの先端部側から袋ナットを挿入し、また一部を切開させた金属製止め線部材をその外径を縮めた状態にして金属製可撓管側から凹周部に装着させ、この状態でスリーブと他の管部材とをパッキンを介装させた状態にして突き合わせし、次いで袋ナットと他の管部材とを螺合させることにより接続しているものである。

特開２０００−８１１７６号公報（特に図２参照）

しかしながら、特許文献１に開示されているような従来の金属製可撓管においては、ステンレス製の金属製可撓管と他の管部材とを接続する場合には金属製可撓管の先端側にスリーブを溶接で固定し、スリーブと他の管部材とを突き合わせ状に配置させて両者の間を袋ナットを用いて連結させている。
このように、スリーブと金属製可撓管とは溶接が必要であり、溶接作業時間がかかるばかりでなく、溶接による熱応力除去、あるいは材質の固溶化を行なうための熱処理が別途必要となり、製造組付時間が大幅に長く、コスト増の原因となっていた。また、組付工数が増加し、製造時間がかかることによって全体の製品単価が高くつくものであった。

本発明の目的は、上記課題を鑑み、流体の漏れ防止のために溶接が不要で、かつ部品点数も少ない簡単な構成で、フレキシブル管と回転ニップルとのシール性と抜止めを確保し得る金属製可撓管を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明に係る金属製可撓管は、フレキシブル管の少なくとも先端部に回転ニップルが外嵌され、前記回転ニップルの先端部の外周面には雄ねじが設けられ、前記フレキシブル管の先端部側の山部は軸方向に押しつぶされて前記回転ニップルの内径よりも大きくかつ前記回転ニップルの雄ねじの先端谷径よりも小さい外径の前方拡径山部に形成されているとともに、この前方拡径山部の後面側は前記回転ニップルの先端面に対向されており、前記回転ニップルで覆われる領域での前記フレキシブル管の谷部と前記回転ニップルの内周面との間に、これらの間をシールするシールリングが嵌め込まれており、前記シールリングが嵌め込まれた谷部より先端側の谷部と前記回転ニップルの内周面との間、さらに前記シールリングが嵌め込まれた谷部より後方側の谷部と前記回転ニップルの内周面との間に、それぞれ、前記シールリングの圧接によるシール性を確保するための調芯リングが嵌め込まれており、さらに回転ニップルの内径部の後端口に径方向外方に拡大する拡大後端口が形成され、拡大後端口に対応する位置にあるフレキシブル管の山部が軸方向に押しつぶされて回転ニップルの内径部の内径よりも大きい外径の後方拡径山部が形成され、この後方拡径山部が拡大後端口部内に突入されていることを特徴とする。

本願発明に係る金属製可撓管によれば、回転ニップルの内径よりも大きい外径をもつ前方拡径山部に形成されているとともに、この前方拡径山部の後面側は回転ニップルの先端面に対向されているので、溶接や他の部材を用いることなく、フレキシブル管が回転ニップルから軸方向後方へ移動して抜け出るのを防止することができる（換言すれば回転ニップルがフレキシブル管の先端部から外部に外れるのを防止することができる）。
また、フレキシブル管の先端部の山部・谷部を利用して回転ニップルとの間に介在させたシールリングにより、フレキシブル管の先端部と回転ニップルとの間のシール性を確保し得る。
したがって、従来のようなスリーブや溶接が不要で、部材点数の減少、製造時間の短縮、コストの低減を図ることができるとともに、流体の漏れも防止することができる。

その際、前方拡径山部の最大外径は、回転ニップルの内径部の内径よりも大きくかつ回転ニップルの雄ねじ部の先端谷径（最小外径）よりも小さく形成する。
これによって、回転ニップルの雄ねじ部を、接続対象（例えば、配管、継手、機器、設備など）に設けられた接続部の内周面の雌ねじ部にねじ込み接続する際、障害となるようなことがない。

また、回転ニップルで覆われる領域でのフレキシブル管の谷部と回転ニップルの内周面との間に、これらの間をシールするシールリングが嵌め込まれるとともに、このシールリングの前後にシールリングの圧接によるシール性を確保するための調芯リングが嵌め込まれている。
このような構成にすることにより、フレキシブル管に内部流体からの衝撃力あるいは外からの外力が作用しても、調芯リングにより回転ニップルとフレキシブル管の各軸芯は、これらのシールリング嵌め込み箇所において、大きなずれが発生するのが防止され、シールリングを全周にわたってフレキシブル管と回転ニップルに圧接させ続けることができて、フレキシブル管内の流体漏れを有効に防止することができる。

さらに回転ニップルの軸方向後方への移動を規制または抑制するための態様として、回転ニップルの内径部の後端口に径方向外方に拡大する拡大後端口が形成され、拡大後端口に対応する位置にあるフレキシブル管の山部が軸方向に押しつぶされて回転ニップルの内径部の内径よりも大きい外径の後方拡径山部が形成され、この後方拡径山部が拡大後端口部内に突入されているという構成にすることで、回転ニップルがフレキシブル管の先端側領域から軸方向後方へ不本意にずれ動くことを防止することができる。

上述した前方拡径山部は、フレキシブル管の先端部側の山部を複数軸方向に押しつぶす構成とすることが好ましい。
このような構成にすることにより、回転ニップルの先端面に対向する前方拡径山部の数が複数となることで前方拡径山部の剛性が向上し、回転ニップルからフレキシブル管が引き抜かれるのを阻止する引抜阻止力（換言すれば回転ニップルがフレキシブル管の先端部から外部に外れるのを防止する防止力）を、単数の場合に比べて、大幅に向上させることができる。

また、回転ニップルの外周面に形成した雄ねじ部を、接続対象の端部内周面の雌ねじ部にねじ込み接続して、回転ニップルの雄ねじ部の先の先端面と、この先端面に対向する接続対象の雌ねじ部後方の受面との間に前記前方拡径山部を狭着させる構造を採用することができる。そして、この狭着構造を採用すれば、その狭着部分においてフレキシブル管内の流体漏れを有効に防止することができるとともに、フレキシブル管に強い引き抜き力が作用しても簡単にはフレキシブル管が引き抜かれずフレキシブル管の引抜阻止力を大幅に向上することができる。また、前記狭着部分において前記前方拡径山部の数を複数にしておけば、フレキシブル管内の流体漏れを防止する効果とフレキシブル管の引抜阻止力の効果をより一層大きく向上させることができる。

参考形態に係る金属製可撓管の半欠截断面図である。 図１における一点鎖線で囲まれたＡ部の部分拡大図である。

以下、参考形態及び本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜１．参考形態に係る金属製可撓管１の構成およびその構成部材について＞
参考形態に係る金属製可撓管１は、図１および部分拡大の図２に示すように、フレキシブル管４と、このフレキシブル管４の軸方向Ｌの先端部に外嵌された回転ニップル５と、を備えている。

フレキシブル管４の材質は、金属製からなる。特に、耐食性と可撓性と柔軟性を有し、長手方向の若干の変位や、温度伸縮にも対応できるステンレス製で製造されたものが好ましい。
フレキシブル管４の外周は、軸方向Ｌに山部４１と谷部４２を交互に形成した断面波形形状になっているものである。

回転ニップル５は、円筒状で、その材質は金属製からなる。
回転ニップル５の先端部５１の外周面５ａには、雄ねじ部５２が設けられている。これによって、回転ニップル５の雄ねじ部５２を、接続対象（例えば、配管、継手、機器、設備など）に設けられた接続部Ｘの端部内周面の雌ねじ部Ｙにねじ込み接続させることができる。
また、回転ニップル５には、その内径部５３の後端口５３ａに、その内径部５３の内径よりも径大に形成した拡大後端口５３ｂが設けられている。

そして、回転ニップル５の内径部５３の径方向内周面５ｂと拡大後端口５３ｂの径方向内周面５ｃとの境界部５４は、段差状になるように径方向外方に直立した環状の係合面に形成されている。
なお、この境界部５４の係合面は、直立面に限られず、回転ニップル５の先端部５１側ほど径小となる傾斜面であっても、階段状であってもよい。

＜２．より具体的な説明＞
続いて、参考形態についてより具体的に説明する。

図１および図２に示すように、フレキシブル管４の先端部側の山部４１ａは、その対向する内周面同士が互いに当接または密接するまで軸方向に押しつぶして回転ニップル５の内径よりも大きくかつ回転ニップル５の雄ねじ５２の先端谷径よりも小さい外径の前方拡径山部４３ａに形成されているとともに、この前方拡径山部４３ａの後面側４３ｃは回転ニップル５の先端面５ｄに当接または接近する状態で対向されている。
また、回転ニップル５で覆われる領域でのフレキシブル管４の二つの谷部４２ａと回転ニップル５の内周面５ｂとの間に、それぞれ、これらの間をシールするゴム製等のシールリング１０、１０が嵌め込まれており、シールリング１０、１０が嵌め込まれた谷部４２ａより先端側の谷部４２ｂと回転ニップル５の内周面５ｂとの間、さらにシールリング１０が嵌め込まれた谷部４２ａより後方側の谷部４２ｃと回転ニップル５の内周面５ｂとの間に、それぞれ、シールリング１０の圧接によるシール性を確保するための調芯リング２０、２０が嵌め込まれている。

次に、回転ニップル５の内部にフレキシブル管４を挿入し、固定する手順の一例を以下に述べる。本実施形態では、前方拡径山部４３ａ、４３ｂを二山形成している。

＜２−１．フレキシブル管４の前方拡径山部４３の構成＞
まず、回転ニップル５の内周面５ｂにシリコングリス等の潤滑材を塗付し、その回転ニップル５内にフレキシブル管４の先端部側を挿入する。このとき、後で前方拡径山部４３ａ、４３ｂを形成できる程度に、フレキシブル管４の先端部側の山部４１ａ、４１ｂを回転ニップル５の先端口５１ａから突出させておく。
その後、回転ニップル５の内径部５３の先端口５１ａから突出したフレキシブル管４の先端部側の山部４１ａ、４１ｂを、それら山部４１ａ・４１ｂ同士およびそれら山部４１ａ、４１ｂの対向内周面同士が互いに当接または密接するまで回転ニップル５の先端面５ｄに対して軸方向Ｌ後方側に図示しない押しつぶし工具にて押しつぶす。
このとき、軸方向Ｌ後方側に押しつぶされたフレキシブル管４の先端部側の山部４１ａ、４１ｂは、回転ニップル５の内径よりも大きくかつ回転ニップル５の雄ねじ部５２の先端谷径よりも小さい外径の前方拡径山部４３ａ、４３ｂに形成される。
なお、この前方拡径山部４３ａ、４３ｂの形成後においても、回転ニップル５の先端面５ｄに対して当接または接近させた状態に維持しておくことが好ましいが、必ずしもその状態に維持し続けることが必須ではない。

以上のような構成にすることにより、溶接や他の部材を用いることなく、フレキシブル管４が回転ニップル５から軸方向Ｌ後方へ移動して抜け出るのを防止できる。
そして、フレキシブル管４の山部４１ａ・谷部４２ａを利用して回転ニップル５との間でのシールリング１０によるシール性と回転ニップル５からの抜止めを確保し得る。
したがって、従来のようなスリーブや溶接が不要で、部材点数の減少、製作時間の短縮、コストの低減を図ることができ、容易に流体の漏れを防止することができる。

なお、前方拡径山部４３ａ、４３ｂの最大外径は、回転ニップル５の内径部５３の内径よりも大きくかつ回転ニップル５の雄ねじ部５２の先端谷径（最小外径）よりも小さく形成しておく。このようにしておくことにより、回転ニップル５の雄ねじ部５２を図１に示す接続対象に設けられた接続部Ｘの内周面の雌ねじ部Ｙにねじ込み接続するのに障害となるようなことがない。
また、回転ニップル５の雄ねじ部５２を接続対象に設けられた接続部Ｘの雌ねじ部Ｙにねじ込み接続して、回転ニップル５の雄ねじ部５２の先の先端面５ｄと、この先端面５ｄに対向する接続対象の雌ねじ部Ｙ後方の受面Ｚとの間に前記前方拡径山部４３ａ、４３ｂを狭着させる構造を採用することができる。この狭着構造によって、その狭着部分においてフレキシブル管４内の流体漏れを有効に防止することができるとともに、フレキシブル管４に強い引き抜き力が作用しても簡単にはフレキシブル管４が引き抜かれずフレキシブル管の引抜阻止力を大幅に向上することができる。
なお、前記前方拡径山部が、前方拡径山部４３ａのみの場合は、この前方拡径山部４３ａのみが回転ニップル５の先端面５ｄと接続対象の受面Ｚとの間に狭着されて、フレキシブル管４内の流体漏れ効果とフレキシブル管４の引抜阻止力の効果を発揮することになるものである。

＜２−２．シールリング１０および調芯リング２０の構成＞
次に、参考形態におけるシールリング１０および調芯リング２０について、図２に基づいて説明する。

まず、参考形態におけるシールリング１０について説明する。
回転ニップル５で覆われる領域での、フレキシブル管４の谷部４２ａと回転ニップル５の内周面５ｂとの間に、これらの間を密封シールするためのシールリング１０が嵌め込まれている。
参考形態では、図２に示すように、回転ニップル５で覆われるフレキシブル管４の先端側領域における或る一つの谷部４２ａ、および、この谷部４２ａより一山置いてフレキシブル管４の後方側の一つの谷部４２ａと、回転ニップル５の内周面５ｂとの間でそれぞれにシールリング１０、１０が嵌め込まれている。
シールリング１０の材質は、シール機能を有するゴム製や合成樹脂製、膨張黒鉛製等からなる。

なお、参考形態では一山置いたもう一つの谷部４２ａにシールリング１０を嵌め込んだが、二山以上置いた位置にあるもう一つの谷部４２ａにシールリング１０を嵌め込んでもよい。

次に、参考形態における調芯リング２０について説明する。
シールリング１０、１０が嵌め込まれた谷部４２ａ、４２ａより先端側の谷部４２ｂと回転ニップル５の内周面５ｂとの間、さらにシールリング１０、１０が嵌め込まれた谷部４２ａ、４２ａより後方側の谷部４２ｃと回転ニップル５の内周面５ｂとの間に、それぞれ、シールリング１０の圧接によるシール性を確保するための調芯リング２０、２０が嵌め込まれている。
調芯リング２０の材質は、樹脂製又は金属製が用いられる。
調芯リング２０の形状は、各円周一部を切断した欠円形状に形成している。そして、調芯リング２０、２０の外周面は回転ニップル５の内周面５ｂとの接触面積が大きくなるように、図２に示すように、回転ニップル５の内周面５ｂに沿った平面状に形成されている。なお、調芯リング２０、２０の外周面が、その外周にアールをつけている状態（円弧状態）に形成されていてもよい。このように調芯リング２０、２０の外周面の外周にアールをつけておくことで、回転ニップル５の内周に対して調芯リング２０、２０の外周が線接触することになるため、回転ニップル５の内部にフレキシブル管４を挿入しやすくなり、組み立てがより楽になる。さらに、同様の効果を得るために調芯リング２０、２０を断面視円形状に形成されていてもよい。また、調芯リング２０、２０の内周面はフレキシブル管４の谷部４２ａ、４２ａの谷形状に沿った曲面形成されていることが好ましい。

なお、シールリング１０、１０および調芯リング２０、２０が上記のようにフレキシブル管４に装着された後はそれらシールリング１０、１０および調芯リング２０、２０の各外周面にはシリコングリス等の潤滑材を塗付することで、回転ニップル５を回転し易くしている。

このような構成にすることにより、フレキシブル管４にフレキシブル管４の流体圧による内力あるいは外からの外力が作用しても、調芯リング２０、２０により回転ニップル５とフレキシブル管４はこれらのシールリング１０、１０嵌め込み箇所において、軸芯の大きなずれが防止され、シールリング１０、１０を全周にわたってフレキシブル管４と回転ニップル５に良好に圧接することができて、フレキシブル管４内の流体漏れを有効に防止できる。

＜３．他の構成＞
以上、参考形態について説明したが、本発明の各部の具体的な構成は、上述した参考形態によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

＜３−１．フレキシブル管４の後方拡径山部４４の構成＞
本発明の実施形態では、回転ニップル５の軸方向後方への移動を規制または抑制するため、回転ニップル５の内径部５３の後端口５３ａには、その内径部５３の内径よりも径方向外方に拡大している拡大後端口５３ｂが形成され、この拡大後端口５３ｂに対応する位置にあるフレキシブル管４の山部４１がその対向する内周面間に隙間が残るように軸方向Ｌに押しつぶして（又は図示しないが、その対向する内周面間に隙間が残らないように軸方向Ｌに押しつぶして）回転ニップル５の内径部５３の内径よりも大きい外径の後方拡径山部４４が形成され、この後方拡径山部４４が拡大後端口５３ｂ部内に突入されているという構成を採用する。本発明の実施形態では、この点を除き、参考形態と同一の構成をとることができる。
このような構成にすることで、回転ニップル５がフレキシブル管４の先端側領域から軸方向Ｌ後方へ不本意にずれ動くことを防止することができる。

上記実施形態では、拡大後端口５３ｂに対応する位置にあるフレキシブル管４の山部４１を一つ軸方向Ｌに押しつぶして後方拡径山部４４に形成したが、拡大後端口５３ｂに対応する位置にあるフレキシブル管４の二つ以上の山部４１、４１、…を軸方向Ｌに押しつぶして後方拡径山部４４、４４、…に形成する構成でもよい。
そうすることにより、より一層回転ニップル５がフレキシブル管４の先端側領域から軸方向Ｌ後方へ不本意にずれ動くことを防止することができる。

なお、この際、前方拡径山部４３ａの後面側４３ｃが回転ニップル５の先端面５ｄに対向させかつ当接させている状態の下で、回転ニップル５の境界部５４とフレキシブル管４の後方拡径山部４４との間に僅かな隙間ｓが形成されるようにすることで、フレキシブル管４が内封流体圧（または内封粉体圧）により軸方向Ｌに僅かに伸び移動するのを許容する構成にすることができる。

また、参考形態では、フレキシブル管４の先端部側の山部４１ａ、４１ｂを２つ軸方向Ｌに押しつぶして前方拡径山部４３ａ、４３ｂを構成していたが、本発明の実施形態及び参考形態では、これにとどまらず、先端部側の山部４１ａ単数だけで前方拡径山部４３ａを構成しても、３つ以上の先端部側の山部で前方拡径山部を構成してもよい。

また、回転ニップル５は、フレキシブル管４の軸方向Ｌの先端部だけではなく後端部にも外嵌する構成にしてもよい。

その他、本発明の各部の具体的構成についても上記本発明の実施形態及び参考形態によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。

１ 金属製可撓管
４ フレキシブル管
４１ 山部
４１ａ 先端部側の山部
４２ 谷部
４２ａ 先端部側の谷部
４３ａ 前方拡径山部
４３ｃ 後面側
４４ 後方拡径山部
５ 回転ニップル
５１ 先端部
５１ａ 先端口
５ａ 外周面
５２ 雄ねじ部
５３ 内径部
５３ａ 後端口
５ｂ 径方向内周面
５３ｂ 拡大後端口
５ｃ 径方向内周面
５４ 境界部
５ｄ 先端面
１０ シールリング
２０ 調芯リング
Ｌ 軸方向
Ｘ 接続部
Ｙ 雌ねじ部
Ｚ 受面

Claims (2)

1. フレキシブル管の少なくとも先端部に回転ニップルが外嵌され、
   前記回転ニップルの先端部の外周面には雄ねじが設けられ、
   前記フレキシブル管の先端部側の山部は軸方向に押しつぶされて前記回転ニップルの内径よりも大きくかつ前記回転ニップルの雄ねじの先端谷径よりも小さい外径の前方拡径山部に形成されているとともに、この前方拡径山部の後面側は前記回転ニップルの先端面に対向されており、
   前記回転ニップルで覆われる領域での前記フレキシブル管の谷部と前記回転ニップルの内周面との間に、これらの間をシールするシールリングが嵌め込まれており、
   前記シールリングが嵌め込まれた谷部より先端側の谷部と前記回転ニップルの内周面との間、さらに前記シールリングが嵌め込まれた谷部より後方側の谷部と前記回転ニップルの内周面との間に、それぞれ、前記シールリングの圧接によるシール性を確保するための調芯リングが嵌め込まれており、
   前記回転ニップルの内径部の後端口に径方向外方に拡大する拡大後端口が形成され、
   前記拡大後端口に対応する位置にあるフレキシブル管の山部が軸方向に押しつぶされて前記回転ニップルの内径部の内径よりも大きい外径の後方拡径山部が形成され、この後方拡径山部が前記拡大後端口部内に突入されていることを特徴とする金属製可撓管。
2. 前記前方拡径山部が、前記フレキシブル管の先端部側の山部を複数軸方向に押しつぶして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属製可撓管。

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