JP5807984B1 - 液状流体配管接合部用自在継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】狭い空間内でも、配管設置工事が容易で、配管設置工事費の大幅な削減が可能であり、自在継ぎ手そのものの構造における接合強度が高く、耐震性に優れた流体通路用自在管継手を提供する。【解決手段】第１又は第２の嵌合部３、７における端部周縁部１２、１３が、球体中心部Ｐと第１又は第２の直管部１、５の中心軸線Ｚ１、Ｚ２とが形成する第１の平面Ｓ１でみた側断面図において、球体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１、Ｚ２とを結ぶ直線Ｗで、中心線部Ｚ１又はＺ２と３０度乃至６２度の範囲内の角度Ｆに設定された直線Ｗ０を含む第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２上に形成された球体内部の基準平面Ｔより直管部１が接続されている側とは反対側の方向Ｖに向けて、基準平面Ｔの最大径部長さＲ１又はＲ２に対して、１０乃至３０％の長さＬだけ、基準平面Ｔから離間した部位に形成されている配管接合部用自在継手１００。【選択図】図１
Description
本発明は、流体通路として使用される各種の配管を接続させる際に使用される流体配管用自在管継手に関するものであり、更に詳しくは、気体及び液体からなる各種流体流の通路となる配管の各種接続部位において要求される微妙な設定角度が容易に調整し設定が可能であり又、接合強度が高く、耐震性に優れた流体通路用自在管継手に関するものである。
従来より、室内換気用の換気装置は、建物の壁部に開口部を設けて、この開口部に直接取り付けられる壁直付けタイプと、天井や壁部の内側などに設置される設置タイプが知られている。近年では、設置タイプが主流になってきている。この設置タイプの換気装置では、一体に形成されているエルボ管やジャバラ管などを用いて建物の壁部に取り付けられる外部排気口との接続が行われる。
つまり、設置タイプの換気装置側の接続排気口の開口方向によっては、外部排気口の壁部に対する取り付け位置との関係などから、接続排気口と外部排気口との接続方向に芯ズレが起き、一致しないことがある。この場合、エルボ管、ジャバラ管のいずれか、あるいはエルボ管とジャバラ管とを組み合わせて接続排気口と外部排気口とを接続することが行われている。
ところで、エルボ管は、内面に空気の流れを妨げる凸凹がないことで、室内換気用の配管継手として有効ではあるが、９０°などの固定された曲がり角度を有する配管継手であるために、接続方向の芯ズレ（芯ズレ角度）などによっては非常に困難な作業となるばかりか、エルボ管単体では対応しきれない場合がある。この場合は、方向自在なフレキシブル性を有するジャバラ管との組み合わせ、あるいはジャバラ管単体を用いて行うことが多い。
このように、ジャバラ管は、接続排気口と外部排気口との接続方向の芯ズレなどに対して調整自在でスムーズに対応させることができるなどから、このような接続においては有効な配管継手と言える。しかし、ジャバラ管は、管内面に細かな凸凹が存在しているために、通気抵抗が高くなるなどの室内空気の円滑な流通が望めない問題がある。
特に、調理中に発生する汚染空気を屋外に排気するレンジフードの外部配管用として、ジャバラ管を使用した場合などには、汚染空気中に含まれている油脂分が細かな凹凸の凸部への衝突が繰り返されることで、油脂分が管内に溜まり易くなり、火災保安上において好ましくないものである。
このように、ジャバラ管は、接続排気口と外部排気口との接続方向の芯ズレなどに対して調整自在でスムーズに対応させることができるなどから、このような接続においては有効な配管継手と言える。しかし、ジャバラ管は、管内面に細かな凸凹が存在しているために、通気抵抗が高くなるなどの室内空気の円滑な流通が望めない問題がある。
特に、調理中に発生する汚染空気を屋外に排気するレンジフードの外部配管用として、ジャバラ管を使用した場合などには、汚染空気中に含まれている油脂分が細かな凹凸の凸部への衝突が繰り返されることで、油脂分が管内に溜まり易くなり、火災保安上において好ましくないものである。
一方、一般住宅や高層住宅に於ける生活排水も、排気流体と同様に、建物の壁と外壁の間のせまい部分や、床部層と天井層との間のせまい部分を利用して当該流体用の配管を配列させて設置するものであるが、当該配管用の空間部は通常、建築コストの低減化のために、極めてせまい通路に限定されているのが一般的となっており、従って、係る極めて狭い空間部で、建築基準法により定められている所定の勾配を取る事が要求されると同時に、配管の設置の関連で、当該配管の接続角度を任意に変更して、接続しなければならないという問題がある。
係る問題を解決するために、従来は、合成樹脂で一体成型されたエルボ管と称される屈曲した管状体部があるが、係るエルボ管の屈曲角度は、４５度、７５度、９０度及び１８０度等、製造業者毎に製造されている複数種の予め決められた特定の角度に限定されたエルボ管が使用されてはいるが、何れも製造メーカーにより特定された一定の角度を持つものでしかなく、従って、これ等のものを如何に組み合わせても、当該接続される配管の曲げ角度を任意の角度に設定することは不可能であり、又、これらのエルボ管の複数個を組み合わせて所定の曲げ角度を性っていしようとしても、その連結部における当該エルボ管を含む群の周囲にかなりの空間が必要となるため、既に設定されている狭い配管層部内部では、そのような当該複数個のエルボ管を組み合わせて所定の勾配や角度を設定することは、実施的に不可能であった。
又、一部に球面を利用した関節部を介在させて、隣接して配置される２本の直管の連結角度を変更出来る様に構成された、例えば塩ビ樹脂で構成された自在エルボ管継手が存在してはいるが、係る自在エルボ管継手における、連結したい２本の直管部管の連結可能屈折角度は、せいぜい１０度乃至２０度程度であるから、その実用的な利用価値は実施的には無いに等しい状態である。
従って、従来にあっては、上記した建築基準法による規定された勾配を全ての当該配管層内で実現させることは、到底不可能な状況にあり、従って、かなりの部分の当該流体配管部が所定の勾配が設定されずに、場合によっては略平行状態で配設される箇所が多発することになるので、当該戸建住宅や高層住宅においては、少なくとも年１回は、高圧洗浄機等を利用して、当該流体配管部の内部を洗浄する必要があり、従って、管理・保全費用が高騰するという大きな欠点が存在しているのである。
従って、従来にあっては、上記した建築基準法による規定された勾配を全ての当該配管層内で実現させることは、到底不可能な状況にあり、従って、かなりの部分の当該流体配管部が所定の勾配が設定されずに、場合によっては略平行状態で配設される箇所が多発することになるので、当該戸建住宅や高層住宅においては、少なくとも年１回は、高圧洗浄機等を利用して、当該流体配管部の内部を洗浄する必要があり、従って、管理・保全費用が高騰するという大きな欠点が存在しているのである。
或いは、所定の長さを有する直線状の配管を当該配管接続処理空間内に於いて、無理やりに当該直線状の配管を曲げる事によって、外観上、規定の勾配を取って配管処理したと言う事実を作ってごまかすと言う事例が後を絶たないのが実情であり、係る不正な配管接続処理に於いては、当然当該配管内に滞留物が滞留したり、当該配管に過度の荷重が長期間印加され続けるので、配管システム上の耐久性が大幅に劣化するという大きな社会的問題も抱えている。
係る関係は、当該戸建住宅や高層住宅の内部における配管に留まらず、当該戸建住宅や高層住宅から排出される生活排水を道路下等に埋設されている下水道本管に接続させる場合にも適用されるものであり、当該戸建住宅や高層住宅の地下部から当該下水道本管に至る複数個の配管部に設けられた複数の連結箇所でも同様の問題が発生している。
係る関係は、当該戸建住宅や高層住宅の内部における配管に留まらず、当該戸建住宅や高層住宅から排出される生活排水を道路下等に埋設されている下水道本管に接続させる場合にも適用されるものであり、当該戸建住宅や高層住宅の地下部から当該下水道本管に至る複数個の配管部に設けられた複数の連結箇所でも同様の問題が発生している。
更に、従来のエルボ管を使用した当該配管部の連結部に於いては、単に、当該エルボ管部とそれに継ぎ合わされる直管部が単に嵌め合わされているのみであり、フレキシブル性を有していない構造であるから、その結合強度は低く、地震等の大きな振動が付加された場合には、当該両者の嵌め合せ部分が破壊されるか或いは相互に離脱してしまい、場合によっては、必要な気体或いは流体が外部に漏れ出し、別の二次災害が発生するという危険を含んでいる。
又、上記した自在エルボ管継手でも、角度の調整変化が小さく、且つ当該球状面を含む関節部における両者の嵌め合せ部分の重なり程度が小さいので、地震等の振動を十分吸収できず、容易に当該管節部分が破壊されてしまうという問題を有していた。
又、上記した自在エルボ管継手でも、角度の調整変化が小さく、且つ当該球状面を含む関節部における両者の嵌め合せ部分の重なり程度が小さいので、地震等の振動を十分吸収できず、容易に当該管節部分が破壊されてしまうという問題を有していた。
係る、従来の問題点を解決する方法の一例として、上記した自在エルボ管継手の構造を改善して、当該技術上の欠点を解決しようとする技術思想が提案されている。
例えば、特開平０７−２６５９７３号公報（特許文献１）には、第１の直管部と当該第１の直管部の一方の端部に接続された内球状体から構成された第１の嵌合部とで構成された第１の接続構造部と、第２の直管部と当該第２の直管部の一方の端部に接続された、当該内球状体の外周面に嵌合する外球状体からなる第２の接続構造部とから構成されており、当該内球状体と当該外球状体が滑節的に接合している事に起因して、第１と第２の一方の直管部が他方の直管部に対して、規定形により若干角度の首振り動作が可能である様な構造を持つ自在継手が開示されている。
例えば、特開平０７−２６５９７３号公報（特許文献１）には、第１の直管部と当該第１の直管部の一方の端部に接続された内球状体から構成された第１の嵌合部とで構成された第１の接続構造部と、第２の直管部と当該第２の直管部の一方の端部に接続された、当該内球状体の外周面に嵌合する外球状体からなる第２の接続構造部とから構成されており、当該内球状体と当該外球状体が滑節的に接合している事に起因して、第１と第２の一方の直管部が他方の直管部に対して、規定形により若干角度の首振り動作が可能である様な構造を持つ自在継手が開示されている。
然しながら、当該特許文献１では、内球状体に接合された第１の直管部が、当該内球状体の中心点を通る適宜の軸の周りに、僅かに３０度の角度に傾斜した範囲での旋回移動をする様に構成された自在継手が開示されているに過ぎず、係る構成では、連結すべき少なくとも２個の直管部間の屈曲角度を大きな自由度を持って、接続する事は不可能であり、極一部の連結継手としてしか使用する事が出来ない為、実用性が乏しいのが実情であった。
一方、特開２０１０−２４２８８０号公報（特許文献２）には、上記特許文献１の自在連結部と略同一の構成を有する自在継手に付いて開示されているが、当該特許文献２に於ける特徴は、上記特許文献１の自在連結部に於ける接続すべき２つの直管部間の連結角度の範囲をより拡大する事を目的として、当該相互に摺動可能に嵌合されている内球状体と当該外球状体の開口部端縁部の形状を特定の形状となる様に設定したものである。
即ち、当該内球状体の開口部端縁部の形状を、同特許文献２の図３に示す様に、当該内球状体の中心点Ｐと当該中心点Ｐから偏芯した位置にある当該直管部の中心軸線Ｚとを連結する直線Ｘと、当該内球状体の中心点Ｐを通り、当該球形中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとが成す平面に対して直交する交差直線Ｙとが成す基準平面に於いて、当該基準平面内に配置されている当該直線Ｘの一端側が、当該内球状体の開口部端縁部と交わる部位から、当該直線Ｘの他端側が当該内球状体の開口部端縁部の別の部位と交わる部位に至るにしたがって当該基準平面との距離的感覚が漸次拡大する様に設定されたものであり、一方、当該外球状体の開口部端縁部の形状を、同特許文献２の図５に示す様に、上記した基準平面内に沿った開口形状に形成されているものであり、係る構成を採用することによって、当該内球状体の開口部端縁部の形状を、従来の内球状体の開口部端縁部の形状に比べて傾斜角度を大きくして、連結直管部間の曲がり角度をより多くの自由度の下で、設定出来る様にしたと記載されている。
然しながら、当該特許文献２に開示されている技術説明では、当該基準平面の設定条件が不明であり、従って、当該基準平面の存在位置や、水平面に対する傾斜角度等が特定されておらず、実施不能の状態を示したものに過ぎないのである。
つまり、上記構成に於いて、「当該内球状体の中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとを連結する直線Ｘ」と規定されてはいるが、当該直線Ｘは、当該球形中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとが成す平面内に於いて無数に存在し得るのであって、このままの技術説明では、当該基準平面の配置位置、配置形状を特定する事が不可能である。
唯、同特許文献２に於ける別の具体例では、当該直線Ｘは、当該球形中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとが成す平面内に於いて、当該中心点から当該直管部の中心軸線Ｚに対して直角に降ろした直線Ｗとのなす角度が２６度或いは３４度になる様に設定出来る旨が開示されているので、この構成を発明の必須構成要件とする場合には、当該発明の工業的実施が保証されることになるが、そうでない限り、当該特許文献２の発明は実施不能な発明を開示しているのみであり、如何なる後願の発明に対しても、有効な公知例になりうる事は不可能であると言わざるを得ない。
つまり、上記構成に於いて、「当該内球状体の中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとを連結する直線Ｘ」と規定されてはいるが、当該直線Ｘは、当該球形中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとが成す平面内に於いて無数に存在し得るのであって、このままの技術説明では、当該基準平面の配置位置、配置形状を特定する事が不可能である。
唯、同特許文献２に於ける別の具体例では、当該直線Ｘは、当該球形中心点Ｐと当該直管部の中心軸線Ｚとが成す平面内に於いて、当該中心点から当該直管部の中心軸線Ｚに対して直角に降ろした直線Ｗとのなす角度が２６度或いは３４度になる様に設定出来る旨が開示されているので、この構成を発明の必須構成要件とする場合には、当該発明の工業的実施が保証されることになるが、そうでない限り、当該特許文献２の発明は実施不能な発明を開示しているのみであり、如何なる後願の発明に対しても、有効な公知例になりうる事は不可能であると言わざるを得ない。
更に、仮に百歩譲って、当該特許文献２の発明の存在が上記具体例のみに認められたとしても、当該外球状体の開口部端縁部の形状は、水平面に対して僅かな角度を有して形成された当該基準平面に対して、如何なる程度の高さを以て、斜め状態の壁、つまり補助摺動部分を形成するのかが全く特定されておらず又それに関する具体例が開示されていないので、当業者であっても、当該特許文献２の発明から工業的に利用可能な自在継手を製造する事は不可能であり、換言すれば、当該特許文献２には、従来技術の上記した問題点を回避するに必要な新規且つ進歩性を有する技術構成を創作し得る様な技術的示唆が全く存在していないのである。
更に付言するならば、当該特許文献２に於ける当該外球状体の開口部端縁部の形状は、当該基準面から不明瞭は範囲を持った、斜めの補助部材が延展されて構成されると共に、当該内球状体の開口部端縁部の形状は、当該基準平面と同一の平面状に従来技術と同様に配置形成されているのみである事から、当該外球状体の開口部端縁部と当該内球状体の開口部端縁部とが相互に重複嵌合する部分の面積、長さ等が従来技術と比べても顕著に大きいとは認められないので、当該連結される２個の直間部間に形成される屈曲角度が従来技術に比べて大きくなると言う事実も見られないし、その保証も不明瞭である。
更に、当該特許文献２に於いては、当該外球状体の開口部端縁部と当該内球状体の開口部端縁部との重複嵌合部位が従来技術と比較してそれほど大きく設定されていない以上、当該自在継手の連結部の強力は小さいままで、同時に、地震等の振動により容易に分離、破壊される恐れが大であると判断せざるを得ないのである。
つまり、当該特許文献１及び２の何れにも、従来技術の問題点を解決する為に必要な技術情報は全く開示されておらず、それを示唆する記載も全く見当たらないのである。
つまり、当該特許文献１及び２の何れにも、従来技術の問題点を解決する為に必要な技術情報は全く開示されておらず、それを示唆する記載も全く見当たらないのである。
従って本発明の目的は、上記した従来技術の欠陥を改良し、液体からなる各種流体流の通路となる配管の各種接続部位において要求される微妙な必要設定角度が工事現場において作業者が、当該配管接続操作に際し、配管間の屈曲角度を、容易に且つ微細に調整し設定する事が可能であり、その結果、狭い空間内でも、配管設置工事が容易に実施可能となるので、配管設置工事に関する工費の大幅な削減が可能であると同時に、自在継ぎ手そのものの構造における接合強度が高く、耐震性に優れた液状流体通路用自在管継手を提供するものである。
本発明は、上記した目的を達成するため、以下に記載されたような、基本的な技術構成を採用するものである。
即ち、本発明の基本的な技術思想の具体的な態様としては、液状流体用配管接合部に使用される自在継手であって、当該自在継手は、第１の直管部と当該第１の直管部の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体から構成された第１の嵌合部とで構成された第１の接続構造部と、第２の直管部と当該第２の直管部の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体から構成された第２の嵌合部とで構成された第２の接続構造部とから構成されており、当該第１と第２の嵌合部は、何れも当該第１及び第２の直管部の直径よりも大なる球径を有すると共に、相互に何れか一方が他方の内部に嵌合せしめられて、略全方向に摺動や回動が可能なように、当該第１と第２の嵌合部の球状体中心部が相互に一致するように嵌合配置された構成を有しており、且つ、当該第１及び第２の直管部の中心軸線は、当該第１と第２の嵌合部の球状体中心部を通過しないように偏心して配置されており、且つ、当該球状体中心部と当該第１若しくは第２の直管部の中心軸線とが形成する平面でみた側断面図において、当該第１若しくは第２の直管部の内部表面の一部と当該第１若しくは第２の嵌合部の内部表面の少なくとも一部が連続状平面部を形成しており、然も、少なくとも当該第１若しくは第２の嵌合部における端部周縁部が、当該球状体中心部と当該第１若しくは第２の直管部の中心軸線とが形成する第１の平面でみた側断面図において、当該球状体中心部と当該直管部の中心線部とを結ぶ直線で、当該中心線部と３０度乃至６２度の範囲内の角度に設定された直線を含む、当該第１の平面と直交する第２の平面上に形成された当該球状体内部の基準平面よりも当該直管部が接続されている側とは反対側の方向に、当該基準平面に形成されている当該球状体部の最大径部長さに対して、２０％の長さだけ、当該基準平面から離間した部位に形成されており、更に、当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける球状体部の最大球径は、当該第１若しくは第２の直管部の直径よりも１．２乃至２．０倍、好ましくは１．６倍の球径を有する様に設定されており、且つ当該球状体中心部と当該直管部の中心線部とを結ぶ直線の当該直管部の中心線部とのなす角度は３８度乃至５２度である事を特徴とする液状流体配管接合部用自在継手である。
即ち、本発明の基本的な技術思想の具体的な態様としては、液状流体用配管接合部に使用される自在継手であって、当該自在継手は、第１の直管部と当該第１の直管部の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体から構成された第１の嵌合部とで構成された第１の接続構造部と、第２の直管部と当該第２の直管部の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体から構成された第２の嵌合部とで構成された第２の接続構造部とから構成されており、当該第１と第２の嵌合部は、何れも当該第１及び第２の直管部の直径よりも大なる球径を有すると共に、相互に何れか一方が他方の内部に嵌合せしめられて、略全方向に摺動や回動が可能なように、当該第１と第２の嵌合部の球状体中心部が相互に一致するように嵌合配置された構成を有しており、且つ、当該第１及び第２の直管部の中心軸線は、当該第１と第２の嵌合部の球状体中心部を通過しないように偏心して配置されており、且つ、当該球状体中心部と当該第１若しくは第２の直管部の中心軸線とが形成する平面でみた側断面図において、当該第１若しくは第２の直管部の内部表面の一部と当該第１若しくは第２の嵌合部の内部表面の少なくとも一部が連続状平面部を形成しており、然も、少なくとも当該第１若しくは第２の嵌合部における端部周縁部が、当該球状体中心部と当該第１若しくは第２の直管部の中心軸線とが形成する第１の平面でみた側断面図において、当該球状体中心部と当該直管部の中心線部とを結ぶ直線で、当該中心線部と３０度乃至６２度の範囲内の角度に設定された直線を含む、当該第１の平面と直交する第２の平面上に形成された当該球状体内部の基準平面よりも当該直管部が接続されている側とは反対側の方向に、当該基準平面に形成されている当該球状体部の最大径部長さに対して、２０％の長さだけ、当該基準平面から離間した部位に形成されており、更に、当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける球状体部の最大球径は、当該第１若しくは第２の直管部の直径よりも１．２乃至２．０倍、好ましくは１．６倍の球径を有する様に設定されており、且つ当該球状体中心部と当該直管部の中心線部とを結ぶ直線の当該直管部の中心線部とのなす角度は３８度乃至５２度である事を特徴とする液状流体配管接合部用自在継手である。
本発明に係る当該液状流体配管接合部用自在継手によれば、上記した様な基本的技術構成を採用した結果、簡易な構成でありながら、接続される複数個の配管部、即ち直管部間の接続調整作業が極めて容易であり、且つ当該直管部間の接続部分の内面の内、特に下端部の内面には、凹凸状の障害物が一切設けられていないので、流体の流れを阻害しない機能を有しており、更に、当該本発明に係る当該液状流体通路用自在管継手に於いては、連続する少なくとも２個の直管部の接続部分に於ける両直管部間に要求される設定角度の調整操作に於いて、極めて広範囲の角度変更が可能で、且つそれぞれの部位における微細な角度設定や角度調整操作が容易に実行可能であり、然も、接続される個々の当該直管部の径も自在に変更し調整することも可能であるので、限定された狭い配管通路の空間内で、必要な要求されている配管の勾配設定操作が容易に且つ迅速に実行し得るので、配管設置工事の費用が大幅に削減する事が可能となると同時に、特に、液状流体用の配管における、少なくとも年１回は実施を要求されている高圧洗浄システムを利用した配管内洗浄工事も不要となるので、長期間に亘る保守点検工事に要する費用も大幅に削減できるという効果を有するものである。
更に、本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手にあっては、上記した必須構成要件の組み合わせにより、直管部は、略全方向に回動、変向が可能であると同時に、当該第１と第２の嵌合部の球状体部間の相互の重なり合い領域部の面積が大きくなる様に設計されているので、振動や外部からの衝撃に対して高い強度を発揮すると共に、振動や衝撃を吸収する機能も有しているので、地震や爆発等の衝撃に対して大きな耐久性を示すので、制震性の高い液体通路用自在管継手を得る事が可能であるので、長期間の保全効果に大幅に寄与することが可能である。
尚、本発明に係る当該液体通路用自在管継手を一つのライン内で少なくとも２個併用することにより、当該自在継ぎ手の直管部間の自由揺動機能が発揮され、より制震性効果を発揮する事が可能であるという作用効果を有するものである。
尚、本発明に係る当該液体通路用自在管継手を一つのライン内で少なくとも２個併用することにより、当該自在継ぎ手の直管部間の自由揺動機能が発揮され、より制震性効果を発揮する事が可能であるという作用効果を有するものである。
以下に本発明に係る当該液状流体通路用自在管継手の一具体例の構成を、図面を参照しながら詳細に説明する。
即ち、図１は、本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手１００の基本的な構造の具体例を示す図であって、図中、配管接合部に使用される自在継手１００であって、当該自在継手は、第１の直管部1と当該第１の直管部１の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体２から構成された第１の嵌合部３とで構成された第１の接続構造部４と、第２の直管部５と当該第２の直管部５の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体６から構成された第２の嵌合部７とで構成された第２の接続構造部８とから構成されており、当該第１と第２の嵌合部３、７は、何れも当該第１及び第２の直管部１、５の直径よりも大なる球径Ｒ１、Ｒ２を有すると共に、相互に何れか一方が他方の内部に嵌合せしめられて、全方向に摺動や回動が可能なように、当該第１と第２の嵌合部３、７の球状体中心部Ｐが相互に一致するように嵌合配置された構成を有しており、且つ、当該第１及び第２の直管部１、５のそれぞれの中心軸線Ｚ１、Ｚ２は、当該第１と第２の嵌合部３、７の球状体中心部Ｐを通過しないように偏心して配置されており、且つ、当該球状体中心部Ｐと当該第１若しくは第２の直管部１又は５の中心軸線Ｚ１又はＺ２とが形成する平面Ｓ１でみた側断面図において、当該第１若しくは第２の直管部１又は５の内部表面の一部９、１０と当該第１若しくは第２の嵌合部３、７の内部表面１１の一部が連続状平面部を形成しており、然も、少なくとも当該第１若しくは第２の嵌合部３、７における端部周縁部１２、１３が、当該球状体中心部Ｐと当該第１若しくは第２の直管部１、５の中心軸線Ｚ１、Ｚ２とが形成する第１の平面Ｓ１でみた側断面図において、当該球状体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１、Ｚ２とを結ぶ直線Ｗで、当該中心線部Ｚ１又はＺ２と３０度乃至６２度の範囲内の角度Ｆに設定された直線Ｗ０を含む当該第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２上に形成された該球状体内部の基準平面Ｔよりも当該直管部１又は２が接続されている側とは反対側の方向Ｖに向けて、当該基準平面Ｔの最大径部長さＲ１又はＲ２に対して２０％の長さだけ、当該基準平面から離間した部位に形成されており、更に、当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける球状体部の最大球径は、当該第１若しくは第２の直管部の直径よりも１．２乃至２．０倍の球径を有する様に設定されており、且つ当該球状体中心部と当該直管部の中心線部とを結ぶ直線の当該直管部の中心線部とのなす角度は３８度乃至５２度である事を特徴とする液状流体配管接合部用自在継手１００が示されている。
即ち、図１は、本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手１００の基本的な構造の具体例を示す図であって、図中、配管接合部に使用される自在継手１００であって、当該自在継手は、第１の直管部1と当該第１の直管部１の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体２から構成された第１の嵌合部３とで構成された第１の接続構造部４と、第２の直管部５と当該第２の直管部５の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体６から構成された第２の嵌合部７とで構成された第２の接続構造部８とから構成されており、当該第１と第２の嵌合部３、７は、何れも当該第１及び第２の直管部１、５の直径よりも大なる球径Ｒ１、Ｒ２を有すると共に、相互に何れか一方が他方の内部に嵌合せしめられて、全方向に摺動や回動が可能なように、当該第１と第２の嵌合部３、７の球状体中心部Ｐが相互に一致するように嵌合配置された構成を有しており、且つ、当該第１及び第２の直管部１、５のそれぞれの中心軸線Ｚ１、Ｚ２は、当該第１と第２の嵌合部３、７の球状体中心部Ｐを通過しないように偏心して配置されており、且つ、当該球状体中心部Ｐと当該第１若しくは第２の直管部１又は５の中心軸線Ｚ１又はＺ２とが形成する平面Ｓ１でみた側断面図において、当該第１若しくは第２の直管部１又は５の内部表面の一部９、１０と当該第１若しくは第２の嵌合部３、７の内部表面１１の一部が連続状平面部を形成しており、然も、少なくとも当該第１若しくは第２の嵌合部３、７における端部周縁部１２、１３が、当該球状体中心部Ｐと当該第１若しくは第２の直管部１、５の中心軸線Ｚ１、Ｚ２とが形成する第１の平面Ｓ１でみた側断面図において、当該球状体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１、Ｚ２とを結ぶ直線Ｗで、当該中心線部Ｚ１又はＺ２と３０度乃至６２度の範囲内の角度Ｆに設定された直線Ｗ０を含む当該第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２上に形成された該球状体内部の基準平面Ｔよりも当該直管部１又は２が接続されている側とは反対側の方向Ｖに向けて、当該基準平面Ｔの最大径部長さＲ１又はＲ２に対して２０％の長さだけ、当該基準平面から離間した部位に形成されており、更に、当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける球状体部の最大球径は、当該第１若しくは第２の直管部の直径よりも１．２乃至２．０倍の球径を有する様に設定されており、且つ当該球状体中心部と当該直管部の中心線部とを結ぶ直線の当該直管部の中心線部とのなす角度は３８度乃至５２度である事を特徴とする液状流体配管接合部用自在継手１００が示されている。
液状流体通路用自在管継手１００は、上記の様な基本的技術構成を採用しているので、当該第１と第２の湾曲状嵌合部３と７とが、相互に重なり合う部分の面積を最大限大きくし、且つ当該基準面強固に且つ安定的に相互に摺動並びに回転動作を行うと共に、湾曲状嵌合部に於ける当該基準面Ｔの当該直管１の中心軸線Ｚ１に対する傾斜角度Ｆを、上記した特定の範囲内に限定した事により、当該第１の平面Ｓ１で見た場合の一方の嵌合部３に対する他方の第２の嵌合部７に設けられた直管部５の、当該嵌合部中心点Ｐを中心とする揺動角度範囲Ｍを従来の自在継ぎ手よりも大きく設定出来、且つ、当該第２の嵌合部７に設けられた直管部５が、当該嵌合部中心点Ｐを通り、当該直管部５の軸線Ｚ２と並行な軸Ｐ２を中心に矢印Ｎで示す様に、３６０度旋回することが可能であることから、結果的には、略全方向への配管接続角度の設定が実現される。
尚、本発明に於ける、略全方向とは、完全な意味での全方向ではなく、当該配管接続作業上で要求される範囲の旋回・屈曲角度範囲で、極めてフレキシブルで、比較的任意の屈折角度を容易に選択し設定出来ると言う事を意味する。
本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手１００は、使用対象が適宜の気体であっても良く、又、適宜の流体であっても良い。
又、本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手１００を構成する材料は、特に特定されるものではないが、例えば、金属、各種の一般的に使用されている合成樹脂、ガラス繊維或いは炭素繊維等を含む補強材を内蔵したＦＲＰ樹脂、セラミックス等で構成されたものであることが望ましい。
本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手１００は、使用対象が適宜の気体であっても良く、又、適宜の流体であっても良い。
又、本発明に於ける当該液状流体通路用自在管継手１００を構成する材料は、特に特定されるものではないが、例えば、金属、各種の一般的に使用されている合成樹脂、ガラス繊維或いは炭素繊維等を含む補強材を内蔵したＦＲＰ樹脂、セラミックス等で構成されたものであることが望ましい。
更に、本発明に於ける当該第１の接続構造部４に設けられる当該直管部１の口径（内径）Ｘ１と当該第２の接続構造部８に設けられる当該直管部５の口径（内径）Ｘ２とは同一であっても良く或いは相互に異なるものであってもよく、本発明では、当該口径が異なる直管部を任意に組み合わせて使用することが可能である。
但し、当該第１の嵌合部３を使用流体の流れの方向に対して、下流側に使用し、当該第２の嵌合部８を使用流体の流れの方向に対して、上流側に使用する場合においては、当該第１の嵌合部３の当該直管部１の口径（内径）Ｘ１が、当該第２の嵌合部８の当該直管部（下流側の直管部）５の口径（内径）Ｘ２よりも大きくなる様な条件である事が望ましい。
但し、当該第１の嵌合部３を使用流体の流れの方向に対して、下流側に使用し、当該第２の嵌合部８を使用流体の流れの方向に対して、上流側に使用する場合においては、当該第１の嵌合部３の当該直管部１の口径（内径）Ｘ１が、当該第２の嵌合部８の当該直管部（下流側の直管部）５の口径（内径）Ｘ２よりも大きくなる様な条件である事が望ましい。
次に、本発明に係る当該液状流体通路用自在管継手１００に使用される当該第１の接続構造部４と第２の接続構造部８のそれぞれの構成を更に具体的に説明する。
処で、本発明は、上記した従来の配管継手に於ける種々の問題点を解決すべく、鋭意検討を行い且つ多数の実験を繰り返し、本発明の目的を達成する為に必要な自在継手の構成の有るべき構成要件を追求した。
即ち、本発明は、当該自在継手の望ましい構成を追求する為に、当該自在継手に於ける多数の変更可能要素、例えば、当該第１と第２の直管部間の口径の比率が多種多様である事、当該当該第１と第２の直管部の各中心軸線と当該球状体中心点とのオフセット長さの多様性、下流側の直管部の内部開口空間部を上流側の球状体部の当該端部周縁部を閉鎖する比率、要求される旋回角度の多様性並びに、当該自在継手そのものの操作性或いは耐久性等の多数の要因を配慮しつつ、多数のモデル機器を作成し、検討した結果、当該球状体内部の基準平面Ｔと、当該直管部１又は５の中心線Ｚ１又はＺ２とのなす角Ｆ、当該端部周縁部１２、１３が当該基準平面Ｔから離反している距離Ｌ或いは、当該球状体内部の最大直径の長さＲ１又はＲ２の、当該管部１又は５の直径Ｘ１又はＸ２に対する比率、等の一つ或いは複数個を所望の値の範囲内に制限する事によって、略理想的な自在継手が得られる事が判明したのである。
処で、本発明は、上記した従来の配管継手に於ける種々の問題点を解決すべく、鋭意検討を行い且つ多数の実験を繰り返し、本発明の目的を達成する為に必要な自在継手の構成の有るべき構成要件を追求した。
即ち、本発明は、当該自在継手の望ましい構成を追求する為に、当該自在継手に於ける多数の変更可能要素、例えば、当該第１と第２の直管部間の口径の比率が多種多様である事、当該当該第１と第２の直管部の各中心軸線と当該球状体中心点とのオフセット長さの多様性、下流側の直管部の内部開口空間部を上流側の球状体部の当該端部周縁部を閉鎖する比率、要求される旋回角度の多様性並びに、当該自在継手そのものの操作性或いは耐久性等の多数の要因を配慮しつつ、多数のモデル機器を作成し、検討した結果、当該球状体内部の基準平面Ｔと、当該直管部１又は５の中心線Ｚ１又はＺ２とのなす角Ｆ、当該端部周縁部１２、１３が当該基準平面Ｔから離反している距離Ｌ或いは、当該球状体内部の最大直径の長さＲ１又はＲ２の、当該管部１又は５の直径Ｘ１又はＸ２に対する比率、等の一つ或いは複数個を所望の値の範囲内に制限する事によって、略理想的な自在継手が得られる事が判明したのである。
即ち、図２（Ａ）は、本発明にかかる当該第１の接続構造部４の構成を説明する側面図であり、図２（Ｂ）はその斜視図である。
つまり、本発明に係る当該第１の接続構造部４に於いては、当該基準面Ｔが、当該球体中心部Ｐと当該第１の直管部１の中心軸線Ｚ１とが形成する第１の平面Ｓ１でみた側断面図において、当該球体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１とを結ぶ直線Ｗ０が、当該中心線部Ｚ１と所定の角度Ｆに設定されている構造が示されており、又、図２（Ｂ）に於ける線Ｂ−４は、当該第１の直管部１と当該球体部２とが相互に接合されている部位を示す接続線である。
つまり、本発明に係る当該第１の接続構造部４に於いては、当該基準面Ｔが、当該球体中心部Ｐと当該第１の直管部１の中心軸線Ｚ１とが形成する第１の平面Ｓ１でみた側断面図において、当該球体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１とを結ぶ直線Ｗ０が、当該中心線部Ｚ１と所定の角度Ｆに設定されている構造が示されており、又、図２（Ｂ）に於ける線Ｂ−４は、当該第１の直管部１と当該球体部２とが相互に接合されている部位を示す接続線である。
処で、当該第１の接続構造部４の基本的構造は前記した通りであり、特には、当該第１の嵌合部３にける球形湾曲部の最大直径Ｒ１は、当該第１の直管部の直径Ｘ１よりも１．２乃至２．０倍の範囲内で大きくなる様に設定することが望ましく、特に好ましくは、その球形湾曲部の最大直径Ｒ１は、当該第１の直管部の直径Ｘ１よりも１．６倍となるように設定するものである。
即ち、上記比率Ｒ１／Ｘ１が１．２以下である場合には、当該球形湾曲部の最大直径Ｒ１と当該第１の直管部の直径Ｘ１との実質的な差が無くなり、その結果、当該第２の直管部５の旋回角度が大幅に制約を受け、自在角度９０度からの自在が不可能となる、つまり角度範囲が狭くなると同時に、当該当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部６との相互に重畳する領域の面積が狭くなり、従って、後述する様なパッキン１５を配置する事が不可能となると共に、当該２種の球状体同士の接触面での強度が低下し、且つ旋回駆動する際の安定性が低下することから、自在継手自体の強度或いは使用時の安定性が大はばに損なわれると言う欠点がある。
即ち、上記比率Ｒ１／Ｘ１が１．２以下である場合には、当該球形湾曲部の最大直径Ｒ１と当該第１の直管部の直径Ｘ１との実質的な差が無くなり、その結果、当該第２の直管部５の旋回角度が大幅に制約を受け、自在角度９０度からの自在が不可能となる、つまり角度範囲が狭くなると同時に、当該当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部６との相互に重畳する領域の面積が狭くなり、従って、後述する様なパッキン１５を配置する事が不可能となると共に、当該２種の球状体同士の接触面での強度が低下し、且つ旋回駆動する際の安定性が低下することから、自在継手自体の強度或いは使用時の安定性が大はばに損なわれると言う欠点がある。
一方、上記比率Ｒ１／Ｘ１が２．０以上である場合には、当該球形湾曲部の最大直径Ｒ１と当該第１の直管部の直径Ｘ１との実質的な差が大きくなり、当該球体部が大きくなるので、その結果、当該第２の直管部５の旋回角度が大きくなるが、その反面、当該第１の嵌合部３の当該球体部と当該第１の直管部との取付部分の接合領域が小さくなり、強度の低下が生じ、当該自在継手全体の強度や耐久性が低下するという問題が生じている。
更には、係る条件の下で、当該第１の直管部の直径Ｘ１を大きくしたい場合には、当該第１の嵌合部３の当該球体部の直径が極端に大きくなるので、当該自在継手自体の大きさも大きくなるので、製造コストが増大する他、使用領域、つまり配管設置可能空間領域が大きくないと使用出来ないので、施工条件の自由度が大幅に制約されると言う問題も発生している。
更には、係る条件の下で、当該第１の直管部の直径Ｘ１を大きくしたい場合には、当該第１の嵌合部３の当該球体部の直径が極端に大きくなるので、当該自在継手自体の大きさも大きくなるので、製造コストが増大する他、使用領域、つまり配管設置可能空間領域が大きくないと使用出来ないので、施工条件の自由度が大幅に制約されると言う問題も発生している。
本発明は、上記した通り、種々の組合せ条件を個別に変更したサンプルを使用して鋭意検討した結果、上記比率Ｒ１／Ｘ１が１．６で有るサンプルが最も好ましい特性を示したので、当該比率Ｒ１／Ｘ１の最的値は、１．６と判断した。
従って、本発明に於いては、当該比率Ｒ１／Ｘ１は、１．２乃至２．０である事が好ましく、特に望ましくは、１．６である。
一方、本発明に於いて使用される当該第２の接続構造部８の具体的な構成は、図３（Ａ）と図３（Ｂ）の側面図及び斜視図に示されている通りであり、その基本的な構成は、図２に示す当該第１の接続構造部４と実質的に略同一であり、又、上記比率Ｒ２／Ｘ２も１．２乃至２．０である事が好ましく、特に望ましくは、１．６であるである。
従って、本発明に於いては、当該比率Ｒ１／Ｘ１は、１．２乃至２．０である事が好ましく、特に望ましくは、１．６である。
一方、本発明に於いて使用される当該第２の接続構造部８の具体的な構成は、図３（Ａ）と図３（Ｂ）の側面図及び斜視図に示されている通りであり、その基本的な構成は、図２に示す当該第１の接続構造部４と実質的に略同一であり、又、上記比率Ｒ２／Ｘ２も１．２乃至２．０である事が好ましく、特に望ましくは、１．６であるである。
即ち、具体的には、本発明に係る当該第２の接続構造部８に於いては、当該基準面Ｔが、上記と同様に、当該球体中心部Ｐと当該第２の直管部５の中心軸線Ｚ２とが形成する第１の平面Ｓ１でみた側断面図において、当該球体中心部Ｐと当該直管部５の中心線部Ｚ２とを結ぶ直線Ｗ０が、当該中心線部Ｚ２と所定の角度Ｆに設定されている構造が示されており、又、図２（Ｂ）に於ける線Ａ−２は、当該第２の直管部５と当該球体部６とが相互に接合されている部位を示す接続線である。
但し、当該図３に於ける第２の接続構造部８の当該球体部６の外径が、当該図２に於ける第１の接続構造部４の当該球体部６の内径よりも極僅かに小さな長さに設定されていることが望ましい。
但し、当該図３に於ける第２の接続構造部８の当該球体部６の外径が、当該図２に於ける第１の接続構造部４の当該球体部６の内径よりも極僅かに小さな長さに設定されていることが望ましい。
更に、当該第１と第２の接続構造部４、８のそれぞれに於いて、当該各直管部１及び５がそれぞれの接続構造部４、８と接合する部位に於いては、少なくとも、当該第１と第２の接続構造部４、８のそれぞれの当該球体部２、６の中心部Ｐと、当該各直管部１，５の中心軸線Ｚ１及びＺ２とは、オフセット状態にしておき、且つ、少なくとも当該各直管部１、５の一部が当該当該球体部２、６の外表面湾曲部位の一部と滑らかに連続状面を形成する様に接続されている事が望ましい。
図４は、本発明に於ける上記した当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部８との球体部２及び６を相互に嵌合させて自在継手を完成した場合の斜視図を示している。
図４は、本発明に於ける上記した当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部８との球体部２及び６を相互に嵌合させて自在継手を完成した場合の斜視図を示している。
此処で、本発明に於いて、当該第１接続構造部４に於ける当該球形湾曲部２の最大直径Ｒ１と当該第１の直管部の直径Ｘ１の比率Ｒ１／Ｘ１を１．６に設定した場合であって、当該第１の直管部を下流側に設置する場合を想定した場合の当該第１の直管部の直径Ｘ１と当該球形湾曲部の最大直径Ｒ１及び当該第２接続構造部８に於ける該第２の直管部の直径Ｘ２との望ましい設置値を表１に示す。
尚、上記本発明に於ける設定条件によれば、例えば、後述する当該基準面Ｔから当該端部周縁部１２又は１３迄の直線距離（長さ）Ｌを当該球体部の最大直径Ｒ１又はＲ２の２０％に設定し、当該基準面Ｔの直管部の中心軸線に対する傾斜角度Ｆを４５度に設定した場合には、後述する角度Ｑ１が８９度から１１１度、角度Ｑ２が１５９度から１８７度で、各角度の許容範囲は２８度となり、又角度Ｑ３は１０６度となり、略全方向旋回機能を有する事が認められた。
次に、本発明に於ける当該基準平面Ｔの当該直管部１の中心軸線Ｚ１又はＺ２に対する傾斜角度Ｆの好ましい許容設定値について検討した。
即ち、当該基準平面Ｔは、上記した通り、当該球体部２，６の中心部Ｐと当該直管部１の中心軸線Ｚ１又はＺ２を含む平面Ｓ１から見た側平面に於いて、当該球体部の中心部Ｐを通り、平面Ｓと直交し、且つ、当該直管部１の中心軸線Ｚ１に所定の角度Ｆを持って交差する直線Ｗを含む、第２の平面Ｓ２上に形成されるものであり、当該所定の角度Ｆは、特に特定されるものではないが、その角度Ｆを適宜に変更することによって、図１に示す様に、例えば、任意の直線Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２等が複数個が形成され得る。
本発明に於いては、発明者は、当該所定の角度Ｆを変化させることによって、当該直管部１と５との間の旋回許容範囲を最適な値に設定する事が可能であるとの予測を立て、その許容範囲を確認する為に、後述する様な多種多様なモデル実験を実行した。
即ち、当該基準平面Ｔは、上記した通り、当該球体部２，６の中心部Ｐと当該直管部１の中心軸線Ｚ１又はＺ２を含む平面Ｓ１から見た側平面に於いて、当該球体部の中心部Ｐを通り、平面Ｓと直交し、且つ、当該直管部１の中心軸線Ｚ１に所定の角度Ｆを持って交差する直線Ｗを含む、第２の平面Ｓ２上に形成されるものであり、当該所定の角度Ｆは、特に特定されるものではないが、その角度Ｆを適宜に変更することによって、図１に示す様に、例えば、任意の直線Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２等が複数個が形成され得る。
本発明に於いては、発明者は、当該所定の角度Ｆを変化させることによって、当該直管部１と５との間の旋回許容範囲を最適な値に設定する事が可能であるとの予測を立て、その許容範囲を確認する為に、後述する様な多種多様なモデル実験を実行した。
処で、前記した通り、本発明に於ける当該基準面Ｔと当該何れかの直管部１、５の中心軸線Ｚ１、Ｚ２との交差角度Ｆは、一義的に決定する事は不可能であり、使用される第１と第２の直管部１、５との内部口径比率、当該第１と第２の接続構造部４、８に於ける当該球状体２、６との間の相互重畳面積数、当該第１又は当該第２の直管部１又は５の直径と当該第１又は第２の嵌合部に於ける当該球状体部２又は６の最大球径との比率等の各必要構成要件がそれぞれ所望の範囲で変更が可能であると同時に、又、それぞれの結合条件次第でも、多くの変更が可能であると共に、それらの組合せ条件に加えて、当該下流側の直管部内の内部開口領域部内に当該上流側の直管部に於ける当該端部周縁部１３が侵入しないようにするという条件を勘案する必要が有ると言う、複雑な関係の中で、最適条件を追求する必要が有った。
その為、上記した通り、本発明者は、上記各構成要件をそれぞれ実行可能な範囲で変更して組み合わせた自在継手のモデルサンプルを多量に製造して、それぞれが示す特性、特に旋回性、旋回可能範囲、耐破断強度、耐久性等を検査し、係る大量の試験データを解析した結果、当該第１と第２の接続構造部４、８に於ける当該球状体２、６との間の相互重畳面積数、当該直管部１又は５の直径と当該球状体部２又は６の最大球径との比率及び当該基準面Ｔの当該直管部中心軸線との交差角度等を特定の範囲内に制限する事によって、理想的な自在継手が得られる事を知得したものである。
その為、上記した通り、本発明者は、上記各構成要件をそれぞれ実行可能な範囲で変更して組み合わせた自在継手のモデルサンプルを多量に製造して、それぞれが示す特性、特に旋回性、旋回可能範囲、耐破断強度、耐久性等を検査し、係る大量の試験データを解析した結果、当該第１と第２の接続構造部４、８に於ける当該球状体２、６との間の相互重畳面積数、当該直管部１又は５の直径と当該球状体部２又は６の最大球径との比率及び当該基準面Ｔの当該直管部中心軸線との交差角度等を特定の範囲内に制限する事によって、理想的な自在継手が得られる事を知得したものである。
此処で、本発明者は、上記した多数の実験を通して、当該各自在継手１００における当該第１及び第２の両直管部間の屈曲、旋回の程度及びその許容範囲等を確認する為に必要な検査基準を以下の通り設定して、上記各実験とその結果に対する分析の基礎としたものである。
つまり、本発明者は、図６に示す様に、一方の直管部を固定状態に設定しておき、他方の直管部がどの程度に、どの方向に旋回移動するかを測定するための基準を以下の通り設定した。
つまり、本発明者は、図６に示す様に、一方の直管部を固定状態に設定しておき、他方の直管部がどの程度に、どの方向に旋回移動するかを測定するための基準を以下の通り設定した。
即ち、図６（Ａ）に示す様に、当該平面Ｓ１で見た側面図に於いて、当該第１の直管部１の中心軸線Ｚ１と当該第２の直管部５の中心軸線Ｚ２との設定角度を９０度に設定した場合に於ける、当該球体部２の中心点Ｐを中心として、当該第２の直管部５の旋回角度である正旋回角度Ｑ１と、図６（Ｂ）に示す様に、当該第１の直管部１の中心軸線Ｚ１と当該第２の直管部５の中心軸線Ｚ２との設定角度を相互に平行に設定（つまり、両軸線間の角度を１８０度に設定）した場合に於ける、当該球体部２の中心点Ｐを中心とした、当該第２の直管部５の旋回角度である逆旋回角度Ｑ２を設定すると同時に、図６（Ｃ）の正面図と図６（Ｄ）の側面図に示す様に、図６（Ａ）に示す設定条件の内で当該第２の直管部５の中心軸Ｚ２が、当該第１の直管部１の中心軸線Ｚ１に対して、例えば、４５度傾斜している状態に於いて、該平面Ｓ１と直交する平面Ｓ２から見た側面図（図６（Ｄ））の正面図に於ける当該第２の直管部５の旋回角度である左右旋回角度Ｑ３とを設定して、その設定可能範囲をそれぞれ個別的に測定したものである。
以下に、上記した各種実験により得られた種々のデータを使用して、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００に於ける当該第１の第１の接続構造部４と当該第２の接続構造部８とが嵌合された直管部連結機構が、それぞれの嵌合部３及び７にそれぞれ個別に連結されている直管部１及び５とのなす連結部屈折角度を、広範囲で且つ略全方向に、容易で然も微少角度毎に調整し変更し得える構成となっているか否かを調査・検討できる原理の一例を図５及び図７を参照しながら詳細に説明する。
即ち、図５（Ａ）は、本発明に於ける当該流体通路用自在管継手１００に於いて、当該基準平面Ｔが、当該第１の直管部１(内径が８０φ)の中心軸線Ｚ１とのなす角度Ｆを４５度に設定した状態の基本構成に於いて、当該第１の嵌合部３に接続された第１の直管部１の中心軸線Ｚ１と、当該第２の嵌合部６に接続された第２の直管部５（内径が５０φ）の中心軸線Ｚ２とが、上記した第１の平面Ｓ１で見た側面図に於いて、直角を示す様に当該両直間１と５が屈折配置されている状態を示したものである。
即ち、図５（Ａ）は、本発明に於ける当該流体通路用自在管継手１００に於いて、当該基準平面Ｔが、当該第１の直管部１(内径が８０φ)の中心軸線Ｚ１とのなす角度Ｆを４５度に設定した状態の基本構成に於いて、当該第１の嵌合部３に接続された第１の直管部１の中心軸線Ｚ１と、当該第２の嵌合部６に接続された第２の直管部５（内径が５０φ）の中心軸線Ｚ２とが、上記した第１の平面Ｓ１で見た側面図に於いて、直角を示す様に当該両直間１と５が屈折配置されている状態を示したものである。
一方、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す本発明に於ける当該流体通路用自在管継手１００に於いて、図５（Ａ）と同一条件のもとで、当該第１の嵌合部３に接続された第１の直管部１の中心軸線Ｚ１と、当該第２の嵌合部６に接続された第２の直管部５の中心軸線Ｚ２とが、上記した第１の平面Ｓ１で見た側面図に於いて、当該湾曲状球体の中心点Ｐを通り、当該第２の直管部５の中心軸線Ｚ２に平行に設けられた基準線Ｐ２に対して、当該図面に於ける当該湾曲状球体の中心点Ｐを中心に、左方向に約１５度旋回した状態、即ち、当該正旋回角度Ｑ１が１５度である事を示したものである。
一方、図５に於いては、当該第１の平面Ｓ１で見た側面図から見る限り、当該第２の直管部５の当該第１の直管部１に対する屈曲許容角度がせいぜい１５度となってはいるが、本発明に於ける基本的技術構成では、当該第１と第２の嵌合部２、７間に於ける旋回、回動、摺動作用とを組み合わせることによって旋回角度を拡大する事が可能となり、具体的には、例えば、以下に示す図７に示す様に、当該第２の直管部５の当該第１の直管部１に対する当該屈曲角度が正旋回角度Ｑ１が、９０〜１０５度で、逆旋回角度Ｑ２が１６５〜１８０度となり、９０度から１８０度の間で任意に変化させる事が可能となり、当該屈曲角度に関し大幅な自由度を獲得する事が可能となのである。
次に、本発明に於ける他の技術構成として重要なファクターの一つとして挙げられている、当該第１と第２の接続構造部４、８に於ける当該球状体２、６との間の相互重畳面積数について説明するならば、当該球状体２、６との間の相互重畳面積数は、当該自在継手そのものの安定した旋回性を確保すると共に、耐久性及び強度に大いに影響を与えるものであり、その相互接触面性の大きさは大きいほど良くなる様に思えるが、半面、製造コストや製作上の制約があるので、やたらに大きくする事は不可能である。
本発明に於いては、当該球状体２、６の一方の湾曲状外表面と他方の湾曲状内表面との間の相互重畳面積数の判定基準として、「当該球体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１、Ｚ２とを結ぶ直線Ｗで、当該中心線部Ｚ１又はＺ２と所定の角度Ｆに設定された直線Ｗ０を含む当該第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２上に形成された当該球体内部の基準平面Ｔよりも当該直管部１又は２が接続されている側とは反対側の方向Ｖに向けて、離間している長さＬ」を採用したものである。
当該長さＬは、実際には、当該球体部の湾曲面に沿って測定すべきではあるが、本発明に於いては、測定操作を簡易化する為に、図１に示す様に、当該第１の平面Ｓ１で見た側面図に於ける基準面Ｔから当該端部周縁部１２又は１３迄の長さで定義する事にしている。
本発明に於いては、当該球状体２、６の一方の湾曲状外表面と他方の湾曲状内表面との間の相互重畳面積数の判定基準として、「当該球体中心部Ｐと当該直管部１、５の中心線部Ｚ１、Ｚ２とを結ぶ直線Ｗで、当該中心線部Ｚ１又はＺ２と所定の角度Ｆに設定された直線Ｗ０を含む当該第１の平面Ｓ１と直交する第２の平面Ｓ２上に形成された当該球体内部の基準平面Ｔよりも当該直管部１又は２が接続されている側とは反対側の方向Ｖに向けて、離間している長さＬ」を採用したものである。
当該長さＬは、実際には、当該球体部の湾曲面に沿って測定すべきではあるが、本発明に於いては、測定操作を簡易化する為に、図１に示す様に、当該第１の平面Ｓ１で見た側面図に於ける基準面Ｔから当該端部周縁部１２又は１３迄の長さで定義する事にしている。
次に、本発明者は、上記長さＬについて、好ましい設定可能範囲を上記した通りの多数の実験結果を基にして追求した。
即ち、当該長さＬは、大きいほど、当該重畳面積が増加するので、強度或いは操作の安定性の面で有利ではあるが、一方で、技術的面や機能維持の面からの制約や製造コスト面からの制約が発生すると共に、その値をあまり小さくしすぎると、構造面での弱体化が発生するので、適切な範囲を設定する必要がある。
つまり、上記した当該端部周縁部１２の設定位置として、当該球体内部の基準平面Ｔと平行に且つ当該球体内部の基準平面Ｔから離間させる距離Ｌを、当該球体部の最大径部長さＲ１に対して、１０％以下に設定した場合には、当該球体内部の基準平面Ｔと当該端部周縁部１２の間隔が短くなりすぎ、当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部７に於ける球形部に於ける相互の重なり合いつまり重畳部分の面積が極端に小さくなり、その結果、パッキング１５を配置する事が不可能となるばかりでなく、当該相互の重畳面積が小さくなる為に、両嵌合部間の摺動動作が不安定になると同時に、接合強度が弱体化して、嵌合部の球そのものが破断したり、外れ易くなると言う欠点が発生する。
即ち、当該長さＬは、大きいほど、当該重畳面積が増加するので、強度或いは操作の安定性の面で有利ではあるが、一方で、技術的面や機能維持の面からの制約や製造コスト面からの制約が発生すると共に、その値をあまり小さくしすぎると、構造面での弱体化が発生するので、適切な範囲を設定する必要がある。
つまり、上記した当該端部周縁部１２の設定位置として、当該球体内部の基準平面Ｔと平行に且つ当該球体内部の基準平面Ｔから離間させる距離Ｌを、当該球体部の最大径部長さＲ１に対して、１０％以下に設定した場合には、当該球体内部の基準平面Ｔと当該端部周縁部１２の間隔が短くなりすぎ、当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部７に於ける球形部に於ける相互の重なり合いつまり重畳部分の面積が極端に小さくなり、その結果、パッキング１５を配置する事が不可能となるばかりでなく、当該相互の重畳面積が小さくなる為に、両嵌合部間の摺動動作が不安定になると同時に、接合強度が弱体化して、嵌合部の球そのものが破断したり、外れ易くなると言う欠点が発生する。
一方、当該球体内部の基準平面Ｔと平行に且つ当該球体内部の基準平面Ｔから離間させる距離Ｌを、当該球体部の最大径部長さＲ１に対して、３０％以上に設定した場合には、上記した当該第１と第２の直管部１，５間の旋回角度が大幅に制限される為、施工時の自由度が大幅に損なわれる他、当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部７に於ける球形部に於ける相互の重なり合いつまり重畳部分の面積が大きくなるので、上記した強度の問題や摺動時の不安定さは解消されるものの、製造コストが高騰すると共に、自在角度が小さくなりすぎる結果、９０度からの自在旋回が出来なくなり、操作性が極端に低下すると言う欠点が発生する。
更に加えて、当該長さＬを３０％以上に設定した場合には、例えば、図６（Ｃ）に示されている様に、当該第２の直管部５の端部周縁部１３の一部が、当該第１の直管部１の開口部内部に点線Ｙで示す様に、侵入してしまい、その結果、流通する流体の流れを大きく阻害してしまい、配管内部の流通機能が麻痺してしまう事態を発生するので、係る事態が絶対に発生しないような条件を設定する必要がある。
従って、種々の実験を行った結果に基づいて、係る要件を全てクリヤするようにするために、本発明者は、本発明に於ける上記長さＬは、当該基準平面Ｔに形成されている当該球体部の最大径部長さＲ１に対して、１０乃至３０％とする事が必要であり、好ましくは、１５乃至２５％、より好ましくは、２０％と設定する事が必要であると言う結論に至ったものである。
即ち、本発明に於いては、上記のような、当該基準平面Ｔ（当該球体部内の最大内径部を有する部位）を超えた部分に、当該端部周縁部１２を設ける為の拡大球形部を積極的に設ける事によって、本発明の目的がより確実に達成されることを確認したものである。
従って、種々の実験を行った結果に基づいて、係る要件を全てクリヤするようにするために、本発明者は、本発明に於ける上記長さＬは、当該基準平面Ｔに形成されている当該球体部の最大径部長さＲ１に対して、１０乃至３０％とする事が必要であり、好ましくは、１５乃至２５％、より好ましくは、２０％と設定する事が必要であると言う結論に至ったものである。
即ち、本発明に於いては、上記のような、当該基準平面Ｔ（当該球体部内の最大内径部を有する部位）を超えた部分に、当該端部周縁部１２を設ける為の拡大球形部を積極的に設ける事によって、本発明の目的がより確実に達成されることを確認したものである。
本発明に於いては、上記構成要件は、当該第１の接続構造体４について説明したが、係る必須構成要件は、当該第２の接続構造体８にも適用されるものである事は当然のことであり、当該両接続構造体４と８が何れも上記したと同様の球体部構造を有することにより、本発明の作用効果が確実に達成されるものである。
従って、本発明に於ける当該第１及び第２の嵌合部同志の相互に重なり合う部分は、当該第１又は第２の嵌合部における当該基準平面と当該端部周縁部の間に形成される外表部面積の略２倍に形成されている事になる。
尚、本発明における当該球体部の最大径部長さＲ１とＲ２とは実質的に同一であるが、当該球体部の最大径部長さＲ２は、第１の接続構造体４に於ける当該最大径部Ｒ１よりも、当該部材の厚み分だけ、例えば、０．５乃至１．５mm程度小さく設定する事は一般的である。
従って、本発明に於ける当該第１及び第２の嵌合部同志の相互に重なり合う部分は、当該第１又は第２の嵌合部における当該基準平面と当該端部周縁部の間に形成される外表部面積の略２倍に形成されている事になる。
尚、本発明における当該球体部の最大径部長さＲ１とＲ２とは実質的に同一であるが、当該球体部の最大径部長さＲ２は、第１の接続構造体４に於ける当該最大径部Ｒ１よりも、当該部材の厚み分だけ、例えば、０．５乃至１．５mm程度小さく設定する事は一般的である。
以下に、本発明に於ける上記した各必須構成要件に於ける設定可能範囲の結果を踏まえて、本発明に於ける当該基準面Ｔの当該直管部１又は５に於ける中心軸線Ｚ１又はＺ２に対する傾斜角度Ｆをどの様な許容範囲に設定するかにつて、上記し又下記の各表２乃至表８に示された多くの実験結果を基に検討した。
即ち、表２は、当該設定角度Ｆを３８度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して２０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
２による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が７５度〜１０３度で許容旋回角度は２８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１５０度〜１７８度で許容旋回角度は２８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図８は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
係る結果をみると、上記した設定条件を変化させても、旋回性にはあまり大きな影響はなく、寧ろ当該設定角度Ｆが大きな機能上の影響を行使しているものと思われる。
即ち、表２は、当該設定角度Ｆを３８度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して２０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
２による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が７５度〜１０３度で許容旋回角度は２８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１５０度〜１７８度で許容旋回角度は２８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図８は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
係る結果をみると、上記した設定条件を変化させても、旋回性にはあまり大きな影響はなく、寧ろ当該設定角度Ｆが大きな機能上の影響を行使しているものと思われる。
次に、表３は、当該設定角度Ｆを４５度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して２０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
３による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が８３度〜１１０度で許容旋回角度は２８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１５９度〜１８７度で許容旋回角度は２８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図９は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
３による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が８３度〜１１０度で許容旋回角度は２８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１５９度〜１８７度で許容旋回角度は２８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図９は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
一方、表４は、当該設定角度Ｆを５４度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して２０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
４による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が９０度〜１１８度で許容旋回角度は２８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１６５度〜１９３度で許容旋回角度は２８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
４による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が９０度〜１１８度で許容旋回角度は２８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１６５度〜１９３度で許容旋回角度は２８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１０は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
更に、表５は当該設定角度Ｆを３８度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して１０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
５による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が７８度〜１０２度で許容旋回角度は２４であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１６８度〜１９２度で許容旋回角度は２４であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１１は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
尚、本実験例では、ストッパーを設ける必要がある事が分かった。
更に、表５は当該設定角度Ｆを３８度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して１０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
５による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が７８度〜１０２度で許容旋回角度は２４であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１６８度〜１９２度で許容旋回角度は２４であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１１は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
尚、本実験例では、ストッパーを設ける必要がある事が分かった。
一方、表６は、当該設定角度Ｆを４５度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して１０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
６による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が７２度〜１０８度で許容旋回角度は３６であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１６１度〜１９７度で許容旋回角度は３６であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１２は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
６による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が７２度〜１０８度で許容旋回角度は３６であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１６１度〜１９７度で許容旋回角度は３６であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１２は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
更に、表７は、当該設定角度Ｆを５４度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して１０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
７による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が８０度〜１０６度で許容旋回角度は２６であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１８０度〜２０６度で許容旋回角度は２６であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１３は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
７による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が８０度〜１０６度で許容旋回角度は２６であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１８０度〜２０６度で許容旋回角度は２６であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、３７度〜１４３度で許容旋回角度は１０６度が得られたと言う結果が示されている。
又、図１３は、上記実験に於ける、当該第１の直管部１に対して、当該第２の直管部５がどの様に、旋回可能であるかを示す図である。
一方、表８は、当該設定角度Ｆを４５度に設定し、当該第１の直管部１の口径Ｘ１を５０ｍｍから６００ｍｍに変化させ、当該第１嵌合部３の球体部の最大直径Ｒ１を８０ｍｍから９６０ｍｍに変化させ、且つ当該球体内部の基準平面Ｔと当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して３０％と設定し、更に、当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を１．６と設定した場合の実験結果を示したものであり、表
８による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が８０度〜９８度で許容旋回角度は１８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１７１度〜１８９度で許容旋回角度は１８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、２５度〜１５５度で許容旋回角度は１３０度が得られたと言う結果が示されている。
然しながら、上記実験に於いては、当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して３０％と設定したが、旋回許容範囲は当該角度Ｑ１とＱ２で、僅かに１８度しか得る事が出来なかったので、機能性及び実用性の面では、多くが期待出来ない自在継手である事が判明した。
８による実験結果によると、上記で定義した当該第２の直管部５の正旋回角度Ｑ１が８０度〜９８度で許容旋回角度は１８であり、当該逆旋回角度Ｑ２は１７１度〜１８９度で許容旋回角度は１８であり、又、当該左右旋回角度Ｑ３は、２５度〜１５５度で許容旋回角度は１３０度が得られたと言う結果が示されている。
然しながら、上記実験に於いては、当該端縁周縁部１２との距離Ｌを当該球体部の最大球径Ｒ１に対して３０％と設定したが、旋回許容範囲は当該角度Ｑ１とＱ２で、僅かに１８度しか得る事が出来なかったので、機能性及び実用性の面では、多くが期待出来ない自在継手である事が判明した。
一方、この実験で、図１４に示す様に、当該当該球体部の最大直径Ｒ１の直管部１の口径Ｘ１に対する比率Ｒ１／Ｘ１を２．０に設定する事により、上記許容範囲をかなり拡大する事が可能である事が分かったが、球体部の寸法が大きくなりすぎることから、強度、安定性の面で、逆に問題が発生し、好ましい具体例とは見なし得ない状況で有った。
上記した多数の実験結果並びにそれらに対する各種の考察を総合的に判断する事によって、本発明に於ける当該所定の角度Ｆは３０度乃至６２度の範囲に設定することが望ましく、好ましい具体例では、当該角度Ｆを３８度乃至５２度に設定するものであり、特に好ましくは、４５度に設定し、それによって形成された直線Ｗ０を当該基準平面Ｔの基礎として使用したものである。
上記した多数の実験結果並びにそれらに対する各種の考察を総合的に判断する事によって、本発明に於ける当該所定の角度Ｆは３０度乃至６２度の範囲に設定することが望ましく、好ましい具体例では、当該角度Ｆを３８度乃至５２度に設定するものであり、特に好ましくは、４５度に設定し、それによって形成された直線Ｗ０を当該基準平面Ｔの基礎として使用したものである。
上記した実験結果並びに各種の考察に基づいて、本発明に於いて、本発明に於ける上記した各必須構成要件に関する許容範囲が確認されたのであって、即ち、当該球形湾曲部の最大直径Ｒ１と当該第１の直管部の直径Ｘ１の比率Ｒ１／Ｘ１が１．２乃至２，０であり、当該基準平面Ｔが、当該直管部１又は２の中心軸線Ｚ１又はＺ２とのなす角度Ｆが３０度乃至６２度で有って、且つ、当該第１又は第２の嵌合部に於ける端部周縁部１２又は１３が当該基準平面Ｔから離間せしめられている長さＬが、当該基準平面Ｔの最大径部長さＲ１又はＲ２に対して１０乃至３０％に設定されているものである。
即ち、本発明に於いては、好ましい必須構成要件として、当該角度範囲を逸脱する条件で製造された当該流体通路用自在管継手に於いては、上記した当該球形湾曲部の最大直径Ｒ１と当該第１の直管部の直径Ｘ１の比率Ｒ１／Ｘに関する設定条件や後述する当該第１の嵌合部に於ける端部周縁部が当該基準平面Ｔから離間せしめられている距離付いての設定条件等を勘案しながらも、当該直管部１及び５の間の屈折或いは回転角度を大きく取ることが出来ず、本発明の目的を十分達成することが不可能となる。
即ち、当該角度Ｆを３０度以下に設定した場合には、当該第１の直管部１に対する当該第２の直管部５の旋回角度範囲は大きく採れるが、反対に、当該第１と第２の嵌合部に於ける双方の当該球形同志の重畳面積（範囲）が小さくなるので、例えば、パッキン１５の設定が不可能になると同時に、当該両嵌合部間の相互の強力や安定した摺動動作が不可能となる欠点が発生する。
即ち、当該角度Ｆを３０度以下に設定した場合には、当該第１の直管部１に対する当該第２の直管部５の旋回角度範囲は大きく採れるが、反対に、当該第１と第２の嵌合部に於ける双方の当該球形同志の重畳面積（範囲）が小さくなるので、例えば、パッキン１５の設定が不可能になると同時に、当該両嵌合部間の相互の強力や安定した摺動動作が不可能となる欠点が発生する。
一方、当該角度Ｆを６２度以上に設定した場合には、当該第１の直管部１に対する当該第２の直管部５の旋回角度範囲は、極端に狭くなり、自在継手として、第１の直管部１と第２の直管部５との間で任意の旋回角度を設定することが不可能となると言う決定がある。
従って、本発明に於いては、当該角度Ｆは、３０度乃至６２度の範囲に設定することが望ましく、好ましくは３８度乃至５４度の範囲に、特に好ましくは、当該角度Ｆを４５度に設定するものである。
従って、本発明に於いては、当該角度Ｆは、３０度乃至６２度の範囲に設定することが望ましく、好ましくは３８度乃至５４度の範囲に、特に好ましくは、当該角度Ｆを４５度に設定するものである。
更に、本発明に於いては、当該第１の接続構造部４と当該第２の接続構造部８との相互嵌合部に於いて、双方の相互に重畳された嵌合部３及び７とが安定的に摺動或いは回動出来るようにすると同時により強固な嵌合状態を創生するために、特に当該第１の接続構造部４に於ける当該延長された当該第１の嵌合部３の領域部の内周壁部に適宜の形状の環状溝部１５を設け、当該環状溝部１５内に適宜の弾性と摩擦特性を有する材料で構成したパッキング材１５を配置固定するものである。
本発明に於いて使用される当該パッキング材１５の断面形状や材質は特に特定されるものではないが、構成材料として、圧縮弾性を有し、摩擦係数の大なる材料を使用する事が好ましく、又、水膨張性を有する材料を使用する事も望ましい。
当該環状溝部１５が設けられている当該延長された当該第１の嵌合部３の領域部の内周壁部に対応する外表面部には、適宜の補強用環状突起部１５’が適宜の形状を持って配置されているものであっても良い。
本発明に於いて使用される当該パッキング材１５の断面形状や材質は特に特定されるものではないが、構成材料として、圧縮弾性を有し、摩擦係数の大なる材料を使用する事が好ましく、又、水膨張性を有する材料を使用する事も望ましい。
当該環状溝部１５が設けられている当該延長された当該第１の嵌合部３の領域部の内周壁部に対応する外表面部には、適宜の補強用環状突起部１５’が適宜の形状を持って配置されているものであっても良い。
次に、本発明における当該第２の接続構造部８の構成をより詳細に説明するならば、当該図３（Ａ）はその側面図であり、図３（Ｂ）はその斜視図である。
処で、当該第２の接続構造部８の基本的構造は前記した通りであり、特には、当該第２の嵌合部７にける球形湾曲部の最大直径Ｒ２は、当該第２の直管部５の直径Ｘ２よりも１．２乃至２．０倍大きくなる様に設定することが望ましく、特に好ましくは、その球形湾曲部の最大直径Ｒ２は、当該第２の直管部の直径Ｘ２よりも１．６倍となるように設定するものである。
処で、当該第２の接続構造部８の基本的構造は前記した通りであり、特には、当該第２の嵌合部７にける球形湾曲部の最大直径Ｒ２は、当該第２の直管部５の直径Ｘ２よりも１．２乃至２．０倍大きくなる様に設定することが望ましく、特に好ましくは、その球形湾曲部の最大直径Ｒ２は、当該第２の直管部の直径Ｘ２よりも１．６倍となるように設定するものである。
次に、本発明に於ける当該当該第２の接続構造部８に含まれる当該基準平面Ｔは、上記した当該第１の接続構造部４で形成した基準平面Ｔと同じものである。
図４は、図１に対応する、本発明における当該第１の接続構造部４と第２の接続構造部８とを嵌合接続させて構成された当該流体通路用自在管継手１００の斜視図である。
尚、同図中、符号２０は、当該第２の接続構造部８における当該第２の嵌合部７におけるスライド面を示している。
そして、本発明に於ける当該流体通路用自在管継手１００の特徴の一つは、上記した様に、当該第１及び第２の嵌合部３と７同志の相互に重なり合う部分の面積或いはその大きさが、当該第１の嵌合部３における当該基準平面Ｔと当該端部周縁部１２との間に形成される外表部分の面積の略２倍に形成されている事であり、係る構成を採用した事により、当該第１及び第２の嵌合部３と７の接合強度を向上させ、且つ双方間における相互の摺動操作や回動操作がスムーズに実行され、安定した操作が実現されると共に、当該嵌合部で、外的要因からなる衝撃や振動を効果的に吸収することが可能であるので、耐震性が向上する。
図４は、図１に対応する、本発明における当該第１の接続構造部４と第２の接続構造部８とを嵌合接続させて構成された当該流体通路用自在管継手１００の斜視図である。
尚、同図中、符号２０は、当該第２の接続構造部８における当該第２の嵌合部７におけるスライド面を示している。
そして、本発明に於ける当該流体通路用自在管継手１００の特徴の一つは、上記した様に、当該第１及び第２の嵌合部３と７同志の相互に重なり合う部分の面積或いはその大きさが、当該第１の嵌合部３における当該基準平面Ｔと当該端部周縁部１２との間に形成される外表部分の面積の略２倍に形成されている事であり、係る構成を採用した事により、当該第１及び第２の嵌合部３と７の接合強度を向上させ、且つ双方間における相互の摺動操作や回動操作がスムーズに実行され、安定した操作が実現されると共に、当該嵌合部で、外的要因からなる衝撃や振動を効果的に吸収することが可能であるので、耐震性が向上する。
又、本発明に於ける当該流体通路用自在管継手１００に於いては、図１に示す様に、当該第１の球体状の湾曲形状部を有する当該第１の嵌合部３と当該第２の嵌合部７との境界部には、凹凸部或いは段差部が形成されていない事を特徴とするものであり、それによって、当該配管部内を流通する気体或いは流体が、当該配管部の接合部位に於いて帯留して、新たな問題を発生させる危険を完全に防止することが可能である。
即ち、図１に示す様に、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００に於いては、当該第１若しくは第２の直管部１、５の内部表面９の一部と、当該第１若しくは第２の嵌合部３、７の内部表面１０の一部が連続状平面部１１を形成しているものであり、又、係る部分は、当該流体通路用自在管継手１００に於ける当該第１の直管部１の下端部分に形成されることが特に望ましい。
即ち、図１に示す様に、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００に於いては、当該第１若しくは第２の直管部１、５の内部表面９の一部と、当該第１若しくは第２の嵌合部３、７の内部表面１０の一部が連続状平面部１１を形成しているものであり、又、係る部分は、当該流体通路用自在管継手１００に於ける当該第１の直管部１の下端部分に形成されることが特に望ましい。
そして、本発明に於いては、例えば、当該連続状平面部１１が形成されている当該第１の直管部１の下端部部分の当該内部表面に対応する当該第１の直管部１の外部表面部の下端部部分に対応する当該自在継手の外表面部に適宜の標識部２１を設ける事も望ましい具体例である。
係る構成を採用することによって、作業者は、工事現場に於いて、当該流体通路用自在管継手１００に設けられた当該標識部２１のある部分を容易に下側に向けて配置、配列させることにより、使用される各種流体の流れを効率化させる事が出来る。
つまり、本発明に於いては、当該標識部２１は、当該自在継手を施工する場合に、当該標識部２１の位置が当該自在継手１００の最下部となるように配置する様に指示を報知する機能が付与されているものである。
即ち、当該流体配管内部に一部の流体が滞留するだけでも、全体の配管システムに流体の流れに不良状態を発生させることになるので、当該個所を配管工事を行う際に当該標識部を配管時に、必ず下向きになるように設置工事を行うことにより、常に、流体配管内部にスムーズな流れを生起させ、且つそれを維持させることが可能となる。
係る構成を採用することによって、作業者は、工事現場に於いて、当該流体通路用自在管継手１００に設けられた当該標識部２１のある部分を容易に下側に向けて配置、配列させることにより、使用される各種流体の流れを効率化させる事が出来る。
つまり、本発明に於いては、当該標識部２１は、当該自在継手を施工する場合に、当該標識部２１の位置が当該自在継手１００の最下部となるように配置する様に指示を報知する機能が付与されているものである。
即ち、当該流体配管内部に一部の流体が滞留するだけでも、全体の配管システムに流体の流れに不良状態を発生させることになるので、当該個所を配管工事を行う際に当該標識部を配管時に、必ず下向きになるように設置工事を行うことにより、常に、流体配管内部にスムーズな流れを生起させ、且つそれを維持させることが可能となる。
又、本発明に係る流体通路用自在管継手１００の他の具体例に於いては、当該第１及び第２の嵌合部３、７の内で、内側に嵌合される当該嵌合部７の外表面の少なくとも一部に、当該第１及び第２の嵌合部３、７に内で、外側に嵌合される当該嵌合部３の端部周縁部１２の少なくとも一部と当接するストッパー部３０，３１を設けることも望ましい具体例である。
一方、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００に於ける当該第１及び第２の嵌合部３、７において、外側に配置される当該嵌合部３の当該湾曲体２の内部球径は、内部に配置される当該嵌合部７の当該湾曲体６の外部球径よりも、当該両者が相互に容易に水密的に摺動並びに回動が可能な程度に僅かに大きな長さ（ミクロンオーダー）に設定されている事が望ましい。
一方、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００に於ける当該第１及び第２の嵌合部３、７において、外側に配置される当該嵌合部３の当該湾曲体２の内部球径は、内部に配置される当該嵌合部７の当該湾曲体６の外部球径よりも、当該両者が相互に容易に水密的に摺動並びに回動が可能な程度に僅かに大きな長さ（ミクロンオーダー）に設定されている事が望ましい。
次に、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００に於ける上記した技術構成からなる当該第１の第１の接続構造部４と当該第２の接続構造部８とが嵌合された直管部連結機構が、それぞれの嵌合部３及び７にそれぞれ個別に連結されている直管部１及び５とのなす連結部屈折角度を、広範囲で且つ略全方向に、容易で然も微少角度毎に調整し変更し得る事は、図８乃至図１４で説明されている。
本発明に於ける他の具体例としては、図３に示す様に、当該第１及び第２の嵌合部３，７の内で、内側に嵌合される当該嵌合部の当該球体部２，６の外表面の少なくとも一部に、当該第１及び第２の嵌合部の内で、外側に嵌合される当該嵌合部の端部周縁部１２，１３の少なくとも一部と当接する少なくとも一つのストッパー部３０，３１を設けた事は望ましい具体例である。
そして、当該ストッパー部３０，３１は、点状突起部或いは連続した凸状畝部で構成されている事が望ましい。
更に別の具体例に於いては、図１５に示す様に、例えば、当該第１の嵌合部３が下流側に配置され、当該第２の嵌合部７が上流側に配置される場合であって、且つ当該第２の嵌合部７に設けられている当該第２の直管部５の口径が当該第１の嵌合部３に設けられている当該第１の直管部１の口径よりも小さい場合に於いては、当該ストッパー部３０は、当該第２の嵌合部７の当該球体部６の外部平面７上であって、且つ、仮に、当該第１の嵌合部３に接続されている当該第１の直管部１の口径と同じ口径を有する第２の直管部５５が当該第２の嵌合部７で使用されたと仮定した場合に於ける、当該仮の第２の直管部５５と当該第２の嵌合部７の当該球体部６とが接合した場合に規定される仮想接続線３２に沿って、湾曲状に配置される事が好ましい。
本発明に於ける他の具体例としては、図３に示す様に、当該第１及び第２の嵌合部３，７の内で、内側に嵌合される当該嵌合部の当該球体部２，６の外表面の少なくとも一部に、当該第１及び第２の嵌合部の内で、外側に嵌合される当該嵌合部の端部周縁部１２，１３の少なくとも一部と当接する少なくとも一つのストッパー部３０，３１を設けた事は望ましい具体例である。
そして、当該ストッパー部３０，３１は、点状突起部或いは連続した凸状畝部で構成されている事が望ましい。
更に別の具体例に於いては、図１５に示す様に、例えば、当該第１の嵌合部３が下流側に配置され、当該第２の嵌合部７が上流側に配置される場合であって、且つ当該第２の嵌合部７に設けられている当該第２の直管部５の口径が当該第１の嵌合部３に設けられている当該第１の直管部１の口径よりも小さい場合に於いては、当該ストッパー部３０は、当該第２の嵌合部７の当該球体部６の外部平面７上であって、且つ、仮に、当該第１の嵌合部３に接続されている当該第１の直管部１の口径と同じ口径を有する第２の直管部５５が当該第２の嵌合部７で使用されたと仮定した場合に於ける、当該仮の第２の直管部５５と当該第２の嵌合部７の当該球体部６とが接合した場合に規定される仮想接続線３２に沿って、湾曲状に配置される事が好ましい。
更に、本発明に於いては、当該第１及び第２の直管部１及び５の少なくとも一方の直管部に於ける自由端部側の端縁部近傍周辺部３５に、パッキング材３６が更に配置されている事も好ましい具体例であり、特に、当該第１及び第２の直管部１及び５の口径が１００ｍｍを超える場合に有効な構成である。
此処で、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００を使用した流体配管の屋内或いは地中に於ける接続作業について、従来の方法と比較して見ると、先ず、前記した通り、従来の方法に於いては、図１６に示す様に、例えば、建物のスラブ(床)９１と天井部９２との間に形成された配管層部９３は、一般的には、建物の建築コストを低減させる為に、極めて狭い空間領域で構成されており、従って、当該スラブ９１を貫通してきた直管部９４の端部と、建物の外壁部１０１と内壁部１２０との間の同じく狭い配管層９３’内を上層階から下層階に向けて略垂直に配列されている排水用本管９６の当該配管層部９３に位置する当該排水用本管９６の開口部１０８とを、適宜の直管部９５で連結接続させ、流体移動通路を完成させるものであるが、従来に於いては、例えば、９０度エルボ管１０３、１０４等を使用して連結する事になるが、当該配管層部９３内は極めて狭くなっているので、当該９０度エルボ管を使用して、当該直管部９５に所定の勾配を付与しながら連結作業を完了させる事は不可能であり、その為、従来では、一般的に図１７に示す様に、一つの連結部分で、２個の当該９０度エルボ管１０３、１０４を使用して、その中間部分に別の直管部１１０を介して、それぞれの連結部に於ける当該９０度エルボ管１０３、１０４の配置向きを選択し調整をしながら、当該直管部９４の端部と当該排水用本管９６の一方の端部とを連結接続すると共に、同様の方法で、２個の当該９０度エルボ管１０５、１０６並びに中間直管部１１１を使用して、当該排水用本管９６の一方の端部と当該排水用本管９６の開口部１０８とを連結接続する。
此処で、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００を使用した流体配管の屋内或いは地中に於ける接続作業について、従来の方法と比較して見ると、先ず、前記した通り、従来の方法に於いては、図１６に示す様に、例えば、建物のスラブ(床)９１と天井部９２との間に形成された配管層部９３は、一般的には、建物の建築コストを低減させる為に、極めて狭い空間領域で構成されており、従って、当該スラブ９１を貫通してきた直管部９４の端部と、建物の外壁部１０１と内壁部１２０との間の同じく狭い配管層９３’内を上層階から下層階に向けて略垂直に配列されている排水用本管９６の当該配管層部９３に位置する当該排水用本管９６の開口部１０８とを、適宜の直管部９５で連結接続させ、流体移動通路を完成させるものであるが、従来に於いては、例えば、９０度エルボ管１０３、１０４等を使用して連結する事になるが、当該配管層部９３内は極めて狭くなっているので、当該９０度エルボ管を使用して、当該直管部９５に所定の勾配を付与しながら連結作業を完了させる事は不可能であり、その為、従来では、一般的に図１７に示す様に、一つの連結部分で、２個の当該９０度エルボ管１０３、１０４を使用して、その中間部分に別の直管部１１０を介して、それぞれの連結部に於ける当該９０度エルボ管１０３、１０４の配置向きを選択し調整をしながら、当該直管部９４の端部と当該排水用本管９６の一方の端部とを連結接続すると共に、同様の方法で、２個の当該９０度エルボ管１０５、１０６並びに中間直管部１１１を使用して、当該排水用本管９６の一方の端部と当該排水用本管９６の開口部１０８とを連結接続する。
一方、当該排水用本管９６の最下端部と排水桝部１０２の排水受け口１１２に連結された直管部９７の開口端部とは、同様の９０度エルボ管１０７を使用して配管接続を完了させる事になる。
その際、当該配管層部９３内や当該配管層９３’内が狭い為に、一部の９０度エルボ管１０４、１０５を横方向に展開させて連結作業を実行出来ない場合が多く、従って、当該直管部９５に所定の勾配を付与する事が出来ず、当該直管部９５は、所定の勾配を形成しない形で配管操作を終了してしまう場合が多々見られていた。
これに対し、本発明に於いては、図１８に示す通り、本発明の技術思想の下に製作された当該流体通路用自在管継手１００を使用して、直接当該直管部９４と直管部９５、９６及び直管部９７とを、必要な角度調整を施しながら容易に且つ短時間で、当該狭い配管層９３内の空間領域でも所定の勾配を付与しながら、迅速に配管接続作業を実行する事が可能となる。
その際、当該配管層部９３内や当該配管層９３’内が狭い為に、一部の９０度エルボ管１０４、１０５を横方向に展開させて連結作業を実行出来ない場合が多く、従って、当該直管部９５に所定の勾配を付与する事が出来ず、当該直管部９５は、所定の勾配を形成しない形で配管操作を終了してしまう場合が多々見られていた。
これに対し、本発明に於いては、図１８に示す通り、本発明の技術思想の下に製作された当該流体通路用自在管継手１００を使用して、直接当該直管部９４と直管部９５、９６及び直管部９７とを、必要な角度調整を施しながら容易に且つ短時間で、当該狭い配管層９３内の空間領域でも所定の勾配を付与しながら、迅速に配管接続作業を実行する事が可能となる。
同様に、多層階住宅、事務所等の集合建物に於いては、上下に直列に配管されている直管部９６を各階層毎に、前記した配管９５と個別に接続させる為に、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００が適宜、所要部分で使用されることになる。
屋外に配置されている排水桝部１０２の排水受け口１１２との連結に際しても、当該直管部９７の開口端部と排水桝部１０２の排水受け口１１２に配置されている直管部とを流体通路用自在管継手１００を使用して配管接続を完了させる事になる。
更に、図１９に示す様に、図１４の排水桝部１０２から当該排水を当該排水桝部１０２設けられている排出水用の直管部１０３から道路等の地下面に設置されている下水道本管１０７に排水するための一つ或いは複数個の連結管部群１０４乃至１０６の間を適宜の間隔で、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００を使用して配管接続する事が可能である。
屋外に配置されている排水桝部１０２の排水受け口１１２との連結に際しても、当該直管部９７の開口端部と排水桝部１０２の排水受け口１１２に配置されている直管部とを流体通路用自在管継手１００を使用して配管接続を完了させる事になる。
更に、図１９に示す様に、図１４の排水桝部１０２から当該排水を当該排水桝部１０２設けられている排出水用の直管部１０３から道路等の地下面に設置されている下水道本管１０７に排水するための一つ或いは複数個の連結管部群１０４乃至１０６の間を適宜の間隔で、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００を使用して配管接続する事が可能である。
本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００は、上記した様な必須の技術構成を採用しているので、当該第１の直管部１と当該第２の直管部５との間の旋回角度が極めて広範囲で、且つ微調整が可能であり、強度に強く安定した摺動作用に基づく旋回操作を容易に実行する事が可能であり、然も、上流側直管部５と下流側直管部１との口径差を自由に設定する事も可能であることから、連結すべき隣接配置された複数個の直管部間で任意の角度変更や勾配設定が可能であり、且つ当該角度変更時の角度調整が微細な範囲で実行可能であるので、特に、通常、狭い空間或いは領域しか設けられていない、建物内部の配管空間内でも、直管部間での任意の角度変更や勾配設定が可能となる。
更に、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００は、全体の強度が高く相当の外力を受けた場合でも破壊や破断若しくは抜け落ちが防止でき、且つ外部からの振動に対しても、吸収力に優れている。
更に、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００は、全体の強度が高く相当の外力を受けた場合でも破壊や破断若しくは抜け落ちが防止でき、且つ外部からの振動に対しても、吸収力に優れている。
又、当該流体通路用自在管継手１００は、直管部間の、安定して確実な旋回機能であるので、当該直管部による外部からの衝撃や振動を効果的に吸収する事が可能であるので、耐震性に優れた建設部材でもある。
特に、少なくとも２個の当該流体通路用自在管継手１００を所定の直管部の両端に一対で使用する場合には、当該両者の流体通路用自在管継手１００のそれぞれの振動吸収力が相乗効果を発揮して、耐震性に優れた配管システムを構築する事が可能である。
即ち、図１８及び図１９に示す配管施工方法により、従来方法では得られなかった、耐震性に優れた配管構造とそのシステムが完成するのである。
図２０及び図２１も耐震性に優れた配管構造とそのシステムの別の具体例の配管施工例を示すものである。
つまり、建物配管において 耐震吸収を有する自在管継手１００を各フロア-毎に設ける事、収縮性に対しては、伸縮継手、若しくは、やりとり補修ソケット(ＥＳ)を組み合わせる構成あるいは、固定支持で管を締め付ける場合は、管に傷を付けないようバント内にフェルトなどを使用して自在管継手１００の下・手前に使用する事、更には、埋設管に対しては 自在管継手１００を１箇所でも耐震吸収するが、２箇所以上設ける事で、より一層耐震性能を発揮できる。
特に、少なくとも２個の当該流体通路用自在管継手１００を所定の直管部の両端に一対で使用する場合には、当該両者の流体通路用自在管継手１００のそれぞれの振動吸収力が相乗効果を発揮して、耐震性に優れた配管システムを構築する事が可能である。
即ち、図１８及び図１９に示す配管施工方法により、従来方法では得られなかった、耐震性に優れた配管構造とそのシステムが完成するのである。
図２０及び図２１も耐震性に優れた配管構造とそのシステムの別の具体例の配管施工例を示すものである。
つまり、建物配管において 耐震吸収を有する自在管継手１００を各フロア-毎に設ける事、収縮性に対しては、伸縮継手、若しくは、やりとり補修ソケット(ＥＳ)を組み合わせる構成あるいは、固定支持で管を締め付ける場合は、管に傷を付けないようバント内にフェルトなどを使用して自在管継手１００の下・手前に使用する事、更には、埋設管に対しては 自在管継手１００を１箇所でも耐震吸収するが、２箇所以上設ける事で、より一層耐震性能を発揮できる。
尚、本発明に係る当該流体通路用自在管継手１００の製造方法は特に特定されるものではないが、従来一般的に公知の合成樹脂を基本材料として、円形口径を有する管状体を作り、その一方の端部同士を相互に挿入嵌合させ、当該重畳式に嵌合した部分に当該球状体部を成形する為の成形加工を施す方法や、予め、当該嵌合部の一方の直管部の端部に所定の形状の球状体部を形成しておき、その内部に他方の当該嵌合部の直管部の端部を挿入するかその外部に他方の当該嵌合部の直管部の端部を被覆させておき、加熱成形する方法や、３Ｄ（三次元）プリンター等を使用して製造する事も可能である。
１：第１の直管部
２：球状体の一部を形成する湾曲体
３：第１の嵌合部
４：第１の接続構造部
５：第２の直管部
７：第２の嵌合部
８：第２の接続構造部
９、１０：内部表面の一部
１１：連続状平面部
１２、１３：端部周縁部
１５：パッキン材
１５’ ：補強用環状突起部
２０：第２の接続構造部の第２の嵌合部７におけるスライド面
２１：標識部
３０，３１：ストッパー部
３２：仮想接続線
３５：直管部に於ける自由端部側の端縁部近傍周辺部
３６：パッキング材
５５：仮の第２の直管部
９１：スラブ(床)
９２：天井部
９３、９３’ ：配管層部
９４：直管部
９５：直管部
９６：排水用本管
９７：直管部
１００：流体通路用自在管継手
１０１：外壁部
１０２：排水桝部
１０３、１０４：９０度エルボ管
１０５、１０６：９０度エルボ管
１０７：９０度エルボ管
１０８：開口部
１１２排水受け口
１２０：内壁部
Ｒ１、Ｒ２：球径
Ｚ１、Ｚ２：中心軸線
Ｐ：球体中心部
Ｓ１：第１の平面
Ｓ２：第２の平面
Ｔ：球体内部の基準平面
Ｆ：中心線部と基準平面とのなす角度
Ｌ：端部周縁部と基準平面との長さ（距離）
Ｑ１：正旋回角度
Ｑ２：逆旋回角度
Ｑ３：左右旋回角度
２：球状体の一部を形成する湾曲体
３：第１の嵌合部
４：第１の接続構造部
５：第２の直管部
７：第２の嵌合部
８：第２の接続構造部
９、１０：内部表面の一部
１１：連続状平面部
１２、１３：端部周縁部
１５：パッキン材
１５’ ：補強用環状突起部
２０：第２の接続構造部の第２の嵌合部７におけるスライド面
２１：標識部
３０，３１：ストッパー部
３２：仮想接続線
３５：直管部に於ける自由端部側の端縁部近傍周辺部
３６：パッキング材
５５：仮の第２の直管部
９１：スラブ(床)
９２：天井部
９３、９３’ ：配管層部
９４：直管部
９５：直管部
９６：排水用本管
９７：直管部
１００：流体通路用自在管継手
１０１：外壁部
１０２：排水桝部
１０３、１０４：９０度エルボ管
１０５、１０６：９０度エルボ管
１０７：９０度エルボ管
１０８：開口部
１１２排水受け口
１２０：内壁部
Ｒ１、Ｒ２：球径
Ｚ１、Ｚ２：中心軸線
Ｐ：球体中心部
Ｓ１：第１の平面
Ｓ２：第２の平面
Ｔ：球体内部の基準平面
Ｆ：中心線部と基準平面とのなす角度
Ｌ：端部周縁部と基準平面との長さ（距離）
Ｑ１：正旋回角度
Ｑ２：逆旋回角度
Ｑ３：左右旋回角度
Claims (11)
- 液状流体用配管接合部に使用される自在継手であって、当該自在継手は、第１の直管部と当該第１の直管部の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体から構成された第１の嵌合部とで構成された第１の接続構造部と、第２の直管部と当該第２の直管部の一方の端部に接続された球状体の一部を形成する湾曲体から構成された第２の嵌合部とで構成された第２の接続構造部とから構成されており、当該第１と第２の嵌合部は、何れも当該第１及び第２の直管部の直径よりも大なる球径を有すると共に、相互に何れか一方が他方の内部に嵌合せしめられて、略全方向に摺動や回動が可能なように、当該第１と第２の嵌合部の球状体中心部が相互に一致するように嵌合配置された構成を有しており、且つ、当該第１及び第２の直管部の中心軸線は、当該第１と第２の嵌合部の球状体中心部を通過しないように偏心して配置されており、且つ、当該球状体中心部と当該第１若しくは第２の直管部の中心軸線とが形成する平面でみた側断面図において、当該第１若しくは第２の直管部の内部表面の一部と当該第１若しくは第２の嵌合部の内部表面の少なくとも一部が連続状平面部を形成しており、然も、少なくとも当該第１若しくは第２の嵌合部における端部周縁部が、当該球状体中心部と当該第１若しくは第２の直管部の中心軸線とが形成する第１の平面でみた側断面図において、当該球状体中心部と当該直管部の中心軸線とを結ぶ直線で、当該中心軸線と３０度乃至６２度の範囲内の角度に設定された直線を含む、当該第１の平面と直交する第２の平面上に形成された当該球状体内部の基準平面よりも当該直管部が接続されている側とは反対側の方向に、当該基準平面に形成されている当該球状体部の最大径部長さに対して、２０％の長さだけ、当該基準平面から離間した部位に形成されており、更に、当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける球状体部の最大球径は、当該第１若しくは第２の直管部の直径よりも１．２乃至２．０倍の球径を有する様に設定されており、且つ当該球状体中心部と当該直管部の中心軸線とを結ぶ直線の当該直管部の中心軸線とのなす角度は３８度乃至５２度である事を特徴とする液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける球状体部の最大球径は、当該第１若しくは第２の直管部の直径よりも１．６倍の球径を有する様に設定されている事を特徴とする請求項１に記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該球状体中心部と当該直管部の中心軸線とを結ぶ直線の当該直管部の中心軸線とのなす角度は４５度である事を特徴とする請求項１又は２に記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１及び第２の嵌合部同志の相互に重なり合う部分は、当該第１又は第２の嵌合部における当該基準平面と当該端部周縁部の間に形成される外表部面積の略２倍に形成されている事を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１及び第２の嵌合部に於ける外側に配置される側の嵌合部の内部表面部であって、当該基準平面と当該端部周縁部との間に、パッキン部を配置した事を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１若しくは第２の直管部の内部表面の一部と当該第１若しくは第２の嵌合部に於ける当該球状体部の内部表面の一部が連続状平面部を形成している部分が設けられており、且つ当該連続状平面部に対応する当該自在継手の外表面部に適宜の標識部が設けられており、当該標識部は、当該自在継手を施工する場合に、当該標識部の位置が当該自在継手の最下部となるように配置すべきとの指示を報知する機能が付与されている事を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１及び第２の嵌合部の内で、内側に嵌合される当該嵌合部の当該球状体部の外表面の少なくとも一部に、当該第１及び第２の嵌合部の内で、外側に嵌合される当該嵌合部の端部周縁部の少なくとも一部と当接する少なくとも一つのストッパー部を設けた事を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該ストッパー部は、点状突起部或いは連続した凸状畝部で構成されている特徴とする請求項７に記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１の嵌合部が下流側に配置され、当該第２の嵌合部が上流側に配置される場合であって、且つ当該第２の嵌合部に設けられている当該第２の直管部の口径が当該第１の嵌合部に設けられている当該第１の直管部の口径よりも小さい場合に於いては、当該ストッパー部は、当該第２の嵌合部の当該球状体部の外部平面上であって、且つ、当該第１の嵌合部に接続されている当該第１の直管部の口径と同じ口径を有する第２の直管部が当該第２の嵌合部で使用されたと仮定した場合に於ける、当該第２の直管部と当該第２の嵌合部の当該球状体部とが接合した場合に規定される仮想接続線に沿って、湾曲状に配置される事を特徴とする請求項７又は８に記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１及び第２の直管部の少なくとも一方の直管部に於ける自由端部側の端縁部近傍周辺部に、パッキング材が、配置されている事を特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の液状流体配管接合部用自在継手。
- 当該第１及び第２の嵌合部において、外側に配置される当該嵌合部の当該湾曲体の内部球径は、内部に配置される当該嵌合部の当該湾曲体の外部球径よりも、当該両者が相互に容易に水密的に摺動並びに回動が可能な程度に僅かに大きな長さに設定されている事を特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の液状流体配管接合部用自在継手。
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