JPH10288287A - 管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 シール性を損うことなく、配管外周面に鋭い
切欠状を形成することのない管継手の提供する。 【解決手段】 管継手は、第２フェルール１５の後端部
内周に形成されたテーパ面１７に先端部テーパ１２が挿
入されて、第２フェルール１５との間のシール、および
第１の配管２外周面との間のシールを行う、第１フェル
ール１１の先端部後方の内周側に、配管２外周面に食い
込ませる曲率半径の大きい凸部１３を設けた。これによ
り、配管接続の度毎に形成される鋭い切欠状が配管２外
周面に形成されなくなり、上述不具合を解消できるとと
もに、接触面積を増大させて、シール性を向上させるこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々のプラント等
において、流体移送のために敷設される配管相互の接続
に適用される管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々のプラントにおいて、液体、気体の
移送のために敷設される配管を相互に連結するために、
種々の管継手が使用されている。図２は、このような管
継手のなかで、相互に接続する配管とは独立に円環状に
作成された一対のフェルール（Ｆｅｒｒｕｌｅ）を使用
して、配管相互を接続するとともに、接続部を流体密に
シールするようにした管継手を示す断面図である。

【０００３】図において、０１は連結される一方の配管
である第１の管、０２は一方の端部を第１の管０１に接
続するとともに、他方の端部にバルブ等を接続するよう
にした第２の管である。０３は、第１の管０１に連結さ
れる、第２の管０２の外周面に刻設されたネジ部と螺合
するネジ溝を内周に刻設して、第１の管０１の外周に遊
嵌されて配置されるナット（袋ナット）である。

【０００４】０４は、ナット０３の内周のネジ溝と第２
の管０２のネジ部とを螺合したとき、第１の管０１の外
周、第２の管０２の接続端部およびナット０３の内周で
形成される密閉空間０６内に配置され、図において左側
である先端部が、第２の管０２の接続端部内周に形成さ
れたテーパ部に挿入されるとともに、後端部内周に後方
が拡大するテーパ面０７を形成した第２フェルールであ
る。０５は、密閉空間０６内で第２フェルール０４の後
方に配置され、先端部のテーパ０９が第２フェルール０
４のテーパ面０７と摺動して、テーパ面０７と第１の管
０１の外周と間に挿入されるとともに、後端面０１１を
ナット０３の側壁面０８に密着させて、ナット０３のね
じ込みにより、前方側へ押圧するようにした第１フェル
ールである。

【０００５】このように構成された、一対の第１および
第２フェルール０４，０５を使用して、配管０１，０２
の相互を接続するようにした管継手０１０では、第２の
管０２の外周面に刻設したネジ部に、ナット０３の内周
面に刻設したネジ溝を螺合させて、ナット０３を締め込
み、回転させて、ねじ送りすることにより、ナット０３
の側壁面０８に後端面０１１が当接している第１フェル
ール０５が、図の左側である前方へ押し出される。

【０００６】また、前方へ押し出された第１フェルール
０５の先端部のテーパ０９が、第１フェルール０５と並
置されている第２フェルール０４の後端部内周に形成さ
れたテーパ面０７に沿って摺動し、前方下向きに移動
し、テーパ面０７と第１の管０１の外周面との間に挿入
されていき、第１フェルール０５の先端部のテーパ０１
１はテーパ面０７に嵌合するとともに、第１フェルール
０５の先端部が、第１の管０１の外周面に突き刺さるよ
うな形状でくい込み、第１フェルール０５と第２フェル
ール０４の結合と共に、第１フェルール０５と第１の管
０１外周面との間のシールを行う。

【０００７】また、第１フェルール０５の後端面０１１
は、ナット０４の側壁面と密着し、しかもナット０３の
ねじ送りにより加圧され、シール性が保持されているの
で、ナット０４は第１の管０１の外周に遊嵌されて配置
されているにも拘わらず、密閉空間０６内の流体が第１
の管０１の外周面を通ってリークすることはない。さら
に、テーパ面０７に第１フェルール０５の先端が侵入
し、ナット０３の締め込みで前方へ押し出される第１フ
ェルール０５によって、前方へ押圧される第２フェルー
ル０４の先端部は、第１の管０１の先端部外周面が嵌入
された第２の管０２の後端部内周に形成されたテーパ部
にくさび状に挿入され、第１の管０１と第２の管０２の
結合と共に、この嵌合部により、第１の管０１の外周面
と第２の管０２の内周面との間をシールを行う。

【０００８】また、ナット０３を締め込み、回転させて
ねじ送りするナット０３の内周面に刻設されたネジ溝
と、第２の管０２の外周面に刻設されたネジ部との螺合
部には、シール材が介装されており、密閉空間０６内流
体がこの螺合部を通ってリークするのを防止するように
している。

【０００９】しかしながら、このような管継手０１０で
は、第２フェルール０４の先端部を第２の管０２後端部
内周に形成したテーパ部に嵌合することによるくさび効
果により、第１の管０１と第２の管０２の結合は充分な
し得るが、第１の管０１の外周面と第２の管０２の内周
面との間のシールは、それらの何れもが金属性の材料で
形成されているため、若干の流体がリークして密閉空間
０６に流入することは避けられない。この密閉空間０６
に流入した流体のうち、ナット０３と第２の管０２との
螺合部からの漏洩は、従来から螺合部のシール技術が確
立しており、略シールすることができる。

【００１０】一方、第１の管０１の外周面を通ってリー
クする密閉空間０６内の流体のシール性を向上させるた
めに、従来の管継手０１０では前述したように、テーパ
状にされた第１フェルール０１の先端部を、テーパ面０
７に内接させる第２フェルール０４によって縮径させ
て、先端が突起として第１の管０１の外周面にくい込ま
せるようにしてシールするようにしている。

【００１１】このため、接続を行う第１の管０１には、
このくい込みによって、極めて鋭い切欠状の凹部０８が
外周面に発生し、応力集中源となる。すなわち、第２フ
ェルール０４の後端部内周のテーパ面０７と摺動して、
前方内方側へ移動して、第２フェルール０４の内周と第
１の管０１の外周との間に嵌入する第１フェルール０５
先端部は、テーパ面０７と摺動するテーパ０９と第１の
管０１の外周面にくい込み凹部０８を形成する凸部０１
２とがきわめて近接しているため、テーパ０９の変形量
がそのまま凸部０１２の変形量となり、この凸部０１２
の曲率半径が０．０５ｍｍと小さく、鋭い形状のものに
なるため、第１の管０１外周面には極めて鋭い切欠状の
凹部０８が発生することになる。

【００１２】このため、特に繰返し応力が作用する箇所
で使用される管継手０１０では、この凹部０８がき裂の
発生起点となり、第１の管０１の疲労強度の低下を引き
起こし、第１の管０１がこの部分から破損することが起
るという不具合がある。このような、不具合は、上述し
た一対のフェルール０４，０５を使用して接続、シール
を行う管継手に限定されるものではなく、例えば特開平
２−１６３５９１号「管継手」に示された合成樹脂等、
あるいは、金属管の内周面または内外両周面を合成樹脂
で被覆した複合管を用いて配管を行う際に使用される管
継手においても生じるものである。

【００１３】すなわち、上述した文献には、接続を行う
とともに、接続部のシール性を保持するために、螺合し
ている締付部材とナットとの締め込みにより、締付部材
の先端部を内方へ押し込み、先端部の内周側を接続管の
外周面にくい込ませるとともに、接続管の内周面を継手
本体外周面に設けた凹溝に押し込み、凹溝内に設けたシ
ール部材に押圧するようにした管継手が示されている
が、このような管継手においても、締付部材の先端部が
外周面にくい込む部分の接続管、および接続管の内周面
が押し込まれる凹溝部の継手本体にも、上記した破損と
同様の破損が起り得るものである。

【００１４】なお、上述した特開平２−１６３５９１号
に示された管継手は、内外面から接続管を締付ける構造
にされているため、シール部は、接続管の内外面の２カ
所あり、シール性に優れる反面、前述した一対のフェル
ールで配管を接続するようにした、前述の管継手より部
品点数が多くなり、また構造が複雑になるという欠点が
ある。

【００１５】特に、プラント等で使用される管継手は簡
素化、小型化および作業性を図るために、また、シール
性を良好にするために、フェルールを一対で使用し、シ
ール部を増やし、さらに、外面からのみ締付けのみで配
管接続ができるようにした、前述の一対のフェルールを
使用した管継手０１０を採用することが好ましく、多数
の管継手を必要とするプラントでは、近年多く使用され
るようになっている。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来の管継手の不具合を解消するため、特に、ナット内部
に形成される密閉空間に並置された一対のフェルールを
使用し、外面からのナットの締め込み操作のみで、配管
相互を接続するようにした管継手の不具合を解消するた
め、管継手で連結された管内部流体のシール性、および
配管相互の接続性を確実に保持できるとともに、接続が
行われる配管に過度に鋭い形状の凹部が形成されること
なく、疲労強度の低下を軽減できるようにした管継手を
提供することを課題とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の管継
手は次の手段とした。

【００１８】先端部を第２の管の内部に嵌入させた第１
の管の外周と、第２の管の外周面に刻設されたネジ部と
螺合し、第１の管の外周に遊嵌して配置されたナットの
内周とで形成された密閉空間に並置され、先端が第２の
管の端部内周面に形成されたテーパ部に嵌合されるよう
に構成された第２フェルール、および先端が第２のフェ
ルールの後端部内周に形成されたテーパ面に挿入される
ように構成された第１フェルールからなる一対のフェル
ールで形成され、第１のフェルールの後端部をナットの
締付けにより押圧して、前記第１の管と第２の管とを連
結する管継手を次のようにした。

【００１９】第２の管の接続部内周面に形成されたテー
パ部に先端部が嵌入して、第２の管の内周と第２の管の
内部に嵌入した第１の管の外周との双方と嵌合して、第
１の管と第２の管とを接続するとともに、双方の間のシ
ールを行うようにした第２フェルールの後方に配置さ
れ、第２のフェルールの後端部内周に形成されたテーパ
部に先端部のテーパが挿入されて、後端部に作用するナ
ットの締め込み力により、第２フェルールのテーパ部を
押圧して、第２フェルールとの間をシールするととも
に、第１の管の外周を押圧して、第１の外周に遊嵌され
たナットの内部に形成された密閉空間をシールするよう
にした第１フェルールが、第２のフェルールのテーパ部
を押圧している先端部内周側に、第１の管の外周面に食
い込みシール性を保持する曲率半径を大きくした凸部を
設けられているものとした。なお、凸部の曲率半径は１
ｍｍ以上の大きさにすることが好ましい。

【００２０】本発明の管継手は、第１フェルール先端部
内周に大きい曲率半径を持った形状の凸部を設けたこと
で、第１フェルールの第１の管外周面へのくい込み部形
状が緩やか凹部になり、凹部に作用する応力集中を軽減
することができる。これにより、くり返し応力が作用す
る個所に設置される配管相互を接続するようにしても、
接続部の疲労強度の低下により、接続を行う配管が接続
部で破損するようなことがなくなる。

【００２１】また、凸部の曲率半径を大きくしたことに
よって、くい込み部である第１フェルール先端部内周側
と第１の管外周面との接触面積が増加し、くい込み部の
シール性を向上させることができる。また、第１フェル
ールの先端部は、第２フェルールの後端部内周に形成さ
れたテーパ面に挿入されることから、ナットの締付けに
より、第１の管の縮径が生じ、第１の管と第２の管との
接続も強固なものにすることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の管継手の実施の一形
態を図面にもとづき説明する。図１は本発明の管継手の
実施の第１形態を示す断面図である。

【００２３】図において、１は本実施の形態の管継手、
２は連結を行う一方の配管である第１の管、３は後端部
内周にテーパ部４が形成されるとともに、後端部外周面
には、後述するナット７と螺合させるネジ部５が刻設さ
れ、前端部外周面には図示省略したバルブを取り付ける
ためのネジ部６が刻設されて、テーパ部４から内部に嵌
入される第１の管２との連結を行う、他方の配管である
第２の管である。７は、後端に設けたフランジ部８の内
周面が、第１の管２の外周面と隙間を設けて、第１の管
２の外周に遊嵌され、配置されたナットで、ナット７の
前端側内周には、第２の管３の外周に形成された前述し
たネジ部５と螺合するネジ溝９が形成されている。

【００２４】１１は、ネジ溝９とネジ部５が螺合し、ナ
ット７と第２の管３とが結合されたとき、ナット７の内
部に形成される密閉空間１０内に配設された第１フェル
ールである。第１フェルール１１は、先端部にテーパ１
２が形成されるとともに、先端部後方の内周側には、曲
率半径が１ｍｍ以上にされた凸部１３が設けられてい
る。また、第１フェルール１１の後端には、ナット７の
フランジ部８前面と面接触する平滑な後端面１４が形成
されている。

【００２５】１５は、密閉空間１０内で第１フェルール
１１の前方に配設された第２フェルールである。第２フ
ェルール１５の後端部内周には、第１フェルール１１の
テーパ１２を嵌合させるテーパ面１７が形成されるとと
もに、前方には第２の管３のテーパ部４に嵌合させるよ
うにした形状の先端部１６が設けられている。

【００２６】本実施の形態の管継手１は、上述のように
構成されているので、図１（ａ）に示すように、第２の
管３の後端から内部に嵌入された第１の管１の外周に、
図１（ｄ）に示すように、前方から第２フェルール１
５、第１フェルール１１、およびナット７を配置した
後、図１（ａ）に示すようにネジ部５とネジ溝９を螺合
して、第２の管３とナット７を結合した後、ナット７を
締め込んでいくと、第１フェルール１１の後端面１４が
ナット７のフランジ部８前端面に密着して、第１フェル
ール１１は前方へ移動する。この第１フェルール１１の
前方移動により、第１フェルール１１のテーパ１２が第
２フェルール１５のテーパ面１７に嵌合して、先端部１
６を後上りの姿勢にして第２フェルール１５を前方へ押
し出す。

【００２７】これにより、第２フェルール１５の先端部
１６は、第２の管３のテーパ部４にガイドされて、第２
の管３の内周面とこの内周面に予め嵌入されていた第１
の管２の外周面との間に挿入され、先端部１６とテーパ
部４の嵌合によるくさび効果により、第１の管２と第２
の管３を結合するとともに、この部分のシールを行う。

【００２８】一方、ナット７の締め込みにより、第２フ
ェルール１５のテーパ面１７に嵌合した第１フェルール
１１のテーパ１２は、テーパ面１７上を滑動して内方へ
移動するため、テーパ面１７とテーパ１２とを密着結合
するとともに、凸部１３が第１の管２の外周面を押圧し
て、第１の管２外周に凹部１８を形成して、第１の管２
外周面にくい込み、第１フェルール１１の内周面と、第
１の管２外周面とのシールを行う。しかし、第１の管２
外周面にくい込む凸部１３は、曲率半径が１ｍｍ以上と
大きな曲率半径にされているので、この凸部１３がくい
込んで形成される凹部１８の形状は、従来のフェルール
で形成される０．０５ｍｍの凸部０１２で形成されるも
のに比較して、かなり緩やかな形状のものになる。

【００２９】これにより、くり返し応力が作用するよう
な個所に設置される配管相互を、本実施の形態の管継手
１で接続するようにしても、この凸部１３がくい込む凹
部１８に集中する応力を軽減することができ、接続部の
配管、すなわち第１の管２の疲労強度の低下による破損
の発生をなくすることができる。また、凸部１３の曲率
半径を大きくしたことによって、凸部１３と第１の管外
周面との接触面積が増加し、ナット７は第１の管２の外
周に遊嵌して配置されているにも拘わらず、ナット７内
部に形成された密閉空間１０から第１の管２の外周面を
通って流出する流体のシール性は良好に維持できる。

【００３０】さらに、ナット７の締め込みにより、第１
フェルール１１の後端面１４とフランジ部８前面との密
着が増加し、前述した凸部１３と凹部１７とのくい込み
と相俟って、第１の管２の外周に遊嵌されたナット７の
フランジ部８の内周から流体漏洩のないシールを行うこ
とができる。なお、ナット７と第２の管３との螺合部か
らの漏洩は、ネジ溝９とネジ部５との螺合部にシール材
を介装して、シールするシール技術が従来から確立して
おり、完全にシールすることができる。

【００３１】従って、第２フェルール３の先端部１６を
第２の管３後端部内周に形成したテーパ部４に嵌合する
ことによるくさび効果により、第１の管２と第２の管３
の結合は充分なし得るが、第１の管２の外周面と第２の
管３の内周面との間のシールには、それらが金属性の材
料でなされるため若干の流体がリークして密閉空間１０
に流入することがあっても、密閉空間１０内の流体は、
完全シールされ、外部への流出を防止することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の管継手に
よれば、第１フェルールが第２フェルールの後端部内周
に形成されたテーパ面に挿入される先端部後方内周側
に、第１の管外周面に食い込ませる曲率半径を大きくし
た凸部を形成したことにより、接続する配管に接続毎に
形成される凹部が、緩やかな形状のものとなり、応力集
中を緩和でき、疲労強度が上昇するとともに、接触面積
が大きくなりシール性をより向上させることができる。
さらに、配管の接続性は、従来管継手と同様に良好にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の管継手の実施の第１形態を示す図で、
図１（ａ）は全体縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の
矢視Ａ−Ａにおける正面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の
Ａ部拡大図でナット締め込み時を示す図、図１（ｄ）は
図１（ａ）のＡ部拡大図で、ナット開放時を示す図、

【図２】従来の管継手の１例を示す図で、図２（ａ）は
全体縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢視Ｂ−Ｂに
おける正面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ部拡大図で
ナット締め込み時を示す図である。

【符号の説明】

１ 管継手 ２ 第１の管 ３ 第２の管 ４ テーパ部 ５ ネジ部 ６ ネジ部 ７ ナット ８ フランジ部 ９ ネジ溝 １０ 密閉空間 １１ 第１フェルール １２ テーパ １３ 凸部 １４ 後端面 １５ 第２フェルール １６ 先端部 １７ テーパ面 １８ 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の管の外周に遊嵌されて配置され、
   前記第１の管に連結される第２の管の外周面に刻設され
   たネジ部と螺合するナット、並びに前記第１の管の外周
   と前記ナットの内周で形成される密閉空間に並置された
   第１フェルールおよび第２フェルールからなる一対のフ
   ェルールで形成され、前記第２フェルールは先端が前記
   第２の管の端部内周面に形成されたテーパ部に嵌合され
   るように構成されていると共に、前記第１フェルールは
   先端が前記第２フェルールの後端部内周に形成されたテ
   ーパ面に挿入されるように構成されており、前記第１フ
   ェルールの後端部を前記ナットの締付けにより押圧して
   前記第１の管と第２の管とを連結する管継手において、
   前記第１フェルールが前記第２フェルールの後端部内周
   に形成されたテーパ面に挿入される先端部の後方内周側
   に、前記第１の管外周面に食い込ませる曲率半径を大き
   くした凸部を形成していることを特徴とする管継手。