JP6766492B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、第１の管及び第２の管を接続する管継手に関する。

例えば互いに対向して配置された器台間又は装置間で、流体の流路を形成する第１の管及び第２の管を接続する管継手として、先端側にフランジを有する可動リングのフランジの外面にＯリングを圧接するとともに、前記可動リングの内周面にＯリングを圧接するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

この管継手の構造は、管接続本体１のフランジ２の端面の凹溝４にＯリング５を嵌合するとともに、管６の外周面の凹溝７にＯリング８を嵌合し、先端側にフランジ１３を有する可動リング１２を用いている。
そして、ナット９に可動リング１２を挿通し、雌ねじ１１をフランジ２の雄ねじ１０に螺入して締め付け、フランジ２のＯリング５に可動リング１２のフランジ１３を圧接し、フランジ２の端面３とフランジ１３の端面１４との間に間隙を保持する。
次に、可動リング１２内に管６を挿通してＯリング８を可動リング１２の内周面に圧接し、可動リング１２の内周面と管６の外周面との間に間隙を保持する。

このような管継手によれば、Ｏリング５，８により管路内を密封しながら、管接続本体１に対して可動リング１２が半径方向へ摺動可能であるとともに、可動リング１２に対して管６が軸方向へ摺動可能であるので、管接続本体１と管６を接続する組付け時における相対的位置ずれを吸収できる。

実開昭５２−２９６２０号公報

しかしながら、特許文献１のような管継手を用いて電気機械装置間における第１の管及び第２の管を接続する場合、電気機械装置の運転状態では振動が常時負荷されるので、Ｏリング５，８が摩耗するとともに、ナット９に対してフランジ１３が摺動するので、ナット９及びフランジ１３も摩耗する。
その上、第１の管及び第２の管を流体の流路とする場合、Ｏリング５，８に流体圧が作用することから、流体圧が高い場合には封止のためにＯリング５，８の硬度を上げる必要があるので、摺動抵抗が高くなる。
その上さらに、前記摺動による摩耗により、管路内に摩耗粉が混入する。
以上のとおり、特許文献１のような管継手を電気機械装置間における第１の管及び第２の管の接続に用いる場合、長期間にわたって高い信頼性を確保することができない。

そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、電気機械装置間における第１の管及び第２の管を接続する場合であっても長期間にわたって高い信頼性を確保することができる管継手を提供する点にある。

本発明に係る管継手は、前記課題解決のために、
第１の管及び第２の管の接続部が、大径円筒部、及び前記大径円筒部の内径よりも外径が小さい小径円筒部を備え、
前記大径円筒部及び前記小径円筒部を接続する管継手であって、
前記大径円筒部に外嵌する円筒部、及びこの円筒部の軸方向端部から内方へ延出する内側フランジ部を含む、金属製の外径側芯金と、
前記小径円筒部に外嵌する円筒部、及びこの円筒部の軸方向端部から外方へ延出する、前記内側フランジ部の径方向内方に位置する外側フランジ部を含む、金属製の内径側芯金と、
前記内側フランジ部と前記外側フランジ部を繋ぐ円環状であり、軸方向及び径方向を含む平面で切断した断面が、軸方向に開口部が向く略Ｕ字状を成す連結部を含む、ゴム製の連結体と、
を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、大径円筒部に外嵌して固定した外径側芯金と、小径円筒部に外嵌して固定した内径側芯金との間を、軸方向及び径方向を含む平面で切断した断面が、軸方向に開口部が向く略Ｕ字状を成す連結部を含む、ゴム製の連結体で繋いでいる。
よって、組付け時における、径方向の相対的位置ずれ、軸方向の相対的位置ずれ、及び倒れ方向の相対的位置ずれ等、様々な方向の位置ずれを、前記形状の連結部を含むゴム製の連結体の弾性変形により吸収できる。
その上、管継手により、電気機械装置間における第１の管及び第２の管を接続した場合であっても、電気機械装置の運転状態で常時負荷される、径方向の振動、軸方向振動、及び倒れ方向の振動等、様々な方向の振動を、前記形状の連結部を含むゴム製の連結体の弾性変形により吸収できる。
よって、特許文献１の管継手のような摺動による摩耗が発生しないとともに、電気機械装置の運転状態で常時負荷される振動により発生する応力をゴム製の連結体により緩和して疲労破壊を防止できるので、長期間にわたって高い信頼性を確保することができる。
その上さらに、外径側芯金の円筒部を大径円筒部に外嵌し、内径側芯金の円筒部を小径円筒部に外嵌することにより、管継手の装着が完了することから、特許文献１のようにナットを螺合する作業が不要になるので、管継手の装着が容易になる。

ここで、前記内径側芯金は、前記外側フランジ部が外方へ延出する前記円筒部の軸方向端部と反対側の軸方向端部から内方へ延出する内側フランジ部をさらに備えるのが好ましい。
このような構成によれば、管継手の内径側芯金の内側フランジ部に小径円筒部の軸方向端面に当止するので、小径円筒部に対して内径側芯金が軸方向に位置決めされるとともに、管継手が抜け止めされる。

また、前記連結体は、外径側及び内径側の少なくともどちらかに、前記大径円筒部の軸方向端面に当止する当止部をさらに備え、
前記連結体は、前記内側フランジ部及び前記外側フランジ部に対して、前記当止部と軸方向の反対側に前記連結部を備えるのが一層好ましい。
このような構成によれば、第１の管及び第２の管を流体の流路とした場合に、前記当止部により流体圧を受け止めることができる。

さらに、前記外径側芯金の円筒部が外嵌される、前記大径円筒部の外周面に凹溝を形成してＯリングを装着するとともに、前記内径側芯金の円筒部が外嵌される、前記小径円筒部の外周面に凹溝を形成してＯリングを装着してなるのがより一層好ましい。
このような構成によれば、大径円筒部外周面のＯリングにより外径側芯金の円筒部との間が封止されるとともに、小径円筒部外周面のＯリングにより内径側芯金の円筒部との間が封止されるので、第１の管及び第２の管を流体の流路とした場合に、流体の漏れを防止できる。

以上のように、本発明に係る管継手によれば、軸方向及び径方向を含む平面で切断した断面が、軸方向に開口部が向く略Ｕ字状を成す連結部を含む、ゴム製の連結体が、組付け時における様々な方向の位置ずれや電気機械装置の運転状態で常時負荷される様々な方向の振動を吸収するので、長期間にわたって高い信頼性を確保することができること等の顕著な効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る管継手を第１の管及び第２の管の接続部に装着した状態を示す部分縦断面側面図である。 同じく要部拡大縦断面側面図である。 本発明の実施の形態に係る管継手であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は縦断面側面図である。 同じく要部拡大縦断面側面図である。 管継手が径方向の偏心量を吸収している状態を示す部分縦断面側面図である。

次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
なお、本明細書において、第１の管及び第２の管の管路方向を「軸方向」、軸方向に直交する方向を「径方向」とし、軸方向から見た図を正面図とする。

図１の部分縦断面側面図、及び図２の要部拡大縦断面側面図に示すように、本発明の実施の形態に係る管継手１が接続される第１の管Ｔ１及び第２の管Ｔ２の接続部Ｃは、大径円筒部Ａ、及び大径円筒部Ａの内径よりも外径が小さい小径円筒部Ｂを備える。
大径円筒部Ａ及び小径円筒部Ｂを接続する管継手１は、外径側芯金２及び内径側芯金３、並びに連結体４からなる。
なお、前記接続部Ｃである大径円筒部Ａ及び小径円筒部Ｂとしては、軸方向長さが短い円環状のものも含む。

外径側芯金２及び内径側芯金３は、ステンレス鋼等の金属製であり、プレス加工により成形される。
また、連結体４は、ゴム製であり、外径側芯金２及び内径側芯金３に加硫接着して一体化される。

金属製の芯金２，３に対するゴム製の連結体４の加硫接着は、金属製の芯金２，３の表面の所定範囲に熱硬化性樹脂接着剤を塗布し、加熱した下部金型に芯金２，３をセットした状態で、上部金型を閉じて生ゴム材料を加圧して硬化させる直圧成形（コンプレッション（加硫）成形）により行うことができる。
あるいは、前記加硫接着は、金属製の芯金２，３の表面の所定範囲に熱硬化性樹脂接着剤を塗布し、下部金型に芯金２，３をセットして上部金型を閉じた状態で、液状化した生ゴム材料をキャビティに充填する射出成形（インジェクション（加硫）成形）によっても行うことができる。

なお、前記熱硬化性樹脂接着剤としては、フェノール樹脂系接着剤やシラン系接着剤等のゴム用加硫接着剤全般が使用できる。
また、前記ゴムの材料としては、耐油性の良好なゴム素材として、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エチレン・アクリルゴム（ＡＥＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＰＭ）、シリコーンゴム（ＶＱＭ）等のゴムから、１種、あるいは２種以上のゴムを適当にブレンドして使用することができる。
また、ゴム材料の練り加工性、加硫成形性、芯金２，３との接着性を考慮した場合、他種のゴム、例えば、液状ＮＢＲ、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等とブレンドして使用することも好ましい使用態様である。

図３（ａ）の正面図、及び図３（ｂ）の縦断面側面図、並びに図４の要部拡大縦断面側面図に示すように、管継手１を構成する外径側芯金２は、円筒部２Ａ、及び円筒部２Ａの軸方向端部から内方へ延出する内側フランジ部２Ｂからなる。
また、管継手１を構成する内径側芯金３は、円筒部３Ａ、円筒部３Ａの一方の軸方向端部から外方へ延出する外側フランジ部３Ｂ、及び円筒部３Ａの他方の軸方向端部から内方へ延出する内側フランジ部３Ｃからなる。
さらに、管継手１を構成する連結体４は、内側フランジ部２Ｂと外側フランジ部３Ｂを繋ぐ円環状であり、軸方向及び径方向を含む平面で切断した断面が、図４の縦断面側面図のように略Ｕ字状の連結部５、並びに、内側フランジ部２Ｂ及び外側フランジ部３Ｂに対して、連結部５と軸方向の反対側に突出する、外径側の当止部６及び内径側の当止部７を備える。なお、外径側の当止部６及び内径側の当止部７は、これらの一方のみを備えるようにしてもよい。

図２及び図４の要部拡大縦断面側面図に示すように、内径側芯金３の外側フランジ部３Ｂは、外径側芯金２の内側フランジ部２Ｂの径方向内方に位置し、外径側芯金２の円筒部２Ａは大径円筒部Ａに外嵌され、内径側芯金３の円筒部３Ａは小径円筒部Ｂに外嵌される。
外径側芯金２の円筒部２Ａを大径円筒部Ａに外嵌し、内径側芯金３の円筒部３Ａを小径円筒部Ｂに外嵌することにより、管継手１の装着が完了することから、特許文献１のようにナットを螺合する作業が不要になるので、管継手１の装着が容易になる。
このように管継手１を大径円筒部Ａ及び小径円筒部Ｂに装着した状態では、大径円筒部Ａの外周面の凹溝９Ａに装着したＯリング９Ｂにより外径側芯金２の円筒部２Ａとの間が封止され、小径円筒部Ｂの外周面の凹溝１０ＡにＯリング１０Ｂにより内径側芯金３の円筒部との間が封止されるので、第１の管Ｔ１及び第２の管Ｔ２を流体の流路とした場合に、流体の漏れを防止できる。

また、外径側芯金２の円筒部２Ａの軸方向端面が大径円筒部Ａの外周面の段部８に当止するので、大径円筒部Ａに対して外径側芯金２が軸方向に位置決めされ、内径側芯金３の内側フランジ部３Ｃが小径円筒部Ｂの軸方向端面に当止するので、小径円筒部Ｂに対して内径側芯金３が軸方向に位置決めされるとともに、管継手１が抜け止めされる。
さらに、大径円筒部Ａの軸方向端面に向かって突出する連結体４の当止部６，７が大径円筒部Ａの軸方向端面に当止するので、第１の管Ｔ１及び第２の管Ｔ２を流体の流路とした場合に、当止部６，７により流体圧を受け止めることができる。

以上のような構成の管継手１によれば、大径円筒部Ａに外嵌して固定した外径側芯金２と、小径円筒部Ｂに外嵌して固定した内径側芯金３との間を、軸方向及び径方向を含む平面で切断した断面が略Ｕ字状の連結部５を含む、ゴム製の連結体４で繋いでいる。
よって、図５の部分縦断面側面図に示す、組付け時における径方向の相対的位置ずれ（図中の径方向偏芯量Ｄ参照）を、前記断面が略Ｕ字状の連結部５の弾性変形により吸収できる。
その上、前記断面が略Ｕ字状の連結部５の弾性変形により、径方向の相対的位置ずれ以外であっても、軸方向の相対的位置ずれ及び倒れ方向の相対的位置ずれ等、様々な方向の位置ずれを吸収できる。

また、管継手１により、電気機械装置間における第１の管Ｔ１及び第２の管Ｔ２を接続した場合であっても、電気機械装置の運転状態で常時負荷される、径方向の振動、軸方向振動、及び倒れ方向の振動等、様々な方向の振動を、前記断面が略Ｕ字状の連結部５の弾性変形により吸収できる。
よって、特許文献１の管継手のような摺動による摩耗が発生しないとともに、電気機械装置の運転状態で常時負荷される振動により発生する応力を、前記断面が略Ｕ字状の連結部５の弾性変形により緩和して疲労破壊を防止できるので、長期間にわたって高い信頼性を確保することができる。

１ 管継手
２ 外径側芯金
２Ａ 円筒部
２Ｂ 内側フランジ部
３ 内径側芯金
３Ａ 円筒部
３Ｂ 外側フランジ部
３Ｃ 内側フランジ部
４ 連結体
５ 連結部
６，７ 当止部
８ 段部
９Ａ，１０Ａ 凹溝
９Ｂ，１０Ｂ Ｏリング
Ａ 大径円筒部
Ｂ 小径円筒部
Ｃ 接続部
Ｄ 径方向偏芯量
Ｔ１ 第１の管
Ｔ２ 第２の管

Claims (4)

1. 第１の管及び第２の管の接続部が、大径円筒部、及び前記大径円筒部の内径よりも外径が小さい小径円筒部を備え、
   前記大径円筒部及び前記小径円筒部を接続する管継手であって、
   前記大径円筒部に外嵌する円筒部、及びこの円筒部の軸方向端部から内方へ延出する内側フランジ部を含む、金属製の外径側芯金と、
   前記小径円筒部に外嵌する円筒部、及びこの円筒部の軸方向端部から外方へ延出する、前記内側フランジ部の径方向内方に位置する外側フランジ部を含む、金属製の内径側芯金と、
   前記内側フランジ部と前記外側フランジ部を繋ぐ円環状であり、軸方向及び径方向を含む平面で切断した断面が、軸方向に開口部が向く略Ｕ字状を成す連結部を含む、ゴム製の連結体と、
   を備えることを特徴とする管継手。
   
2. 前記内径側芯金は、前記外側フランジ部が外方へ延出する前記円筒部の軸方向端部と反対側の軸方向端部から内方へ延出する内側フランジ部をさらに備える、
   請求項１記載の管継手。
3. 前記連結体は、外径側及び内径側の少なくともどちらかに、前記大径円筒部の軸方向端面に当止する当止部をさらに備え、
   前記連結体は、前記内側フランジ部及び前記外側フランジ部に対して、前記当止部と軸方向の反対側に前記連結部を備える、
   請求項１又は２記載の管継手。
4. 前記外径側芯金の円筒部が外嵌される、前記大径円筒部の外周面に凹溝を形成してＯリングを装着するとともに、前記内径側芯金の円筒部が外嵌される、前記小径円筒部の外周面に凹溝を形成してＯリングを装着してなる、
   請求項１〜３の何れか１項に記載の管継手。
   

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