KR20220059412A - Pipe joint structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 관 이음매 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a pipe joint structure.
종래, 내연 기관 등의 배관의 분야에 있어서는, 연료 등의 유체를 유통시키는 관과 당해 유체를 취급하는 펌프 등의 장치를 이음매를 개재하여 접합하는 관 이음매 구조가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 관 이음매 구조는, 일반적으로, 관의 외주면에 나사 결착된 니플을 개재시키고, 이 관을, 캡 너트에 의해 이음매에 체결하는 구조로 되어 있다. 이와 같은 관 이음매 구조에 있어서, 관의 외주면에는, 당해 외주면으로부터 돌출된 니플의 시트면이 형성되어 있다. 캡 너트는, 이 니플의 시트면을 개재하여 관을 이음매에 가압하면서, 이 이음매에 나사 결착된다. Conventionally, in the field of piping such as an internal combustion engine, a pipe joint structure in which a pipe through which a fluid such as fuel flows and a device such as a pump for handling the fluid are joined through a joint has been proposed (for example, a patent See document 1). Generally, this pipe joint structure has a structure in which a nipple screwed to the outer peripheral surface of a pipe is interposed and this pipe is fastened to a joint with a cap nut. Such a pipe joint structure WHEREIN: The seat surface of the nipple protruding from the said outer peripheral surface is formed in the outer peripheral surface of a pipe|tube. The cap nut is screwed to the joint while pressing the tube to the joint through the seat surface of the nipple.
또, 이음매에 대한 관의 접합부는, 외측으로 볼록한 대략 구면상으로 형성되어 있다. 그리고, 이 관의 접합부를 수용하는 이음매의 수용부는, 대략 원뿔대의 표면을 이루는 오목한 테이퍼상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 가령 관이 이음매의 중심축에 대해 경사진 상태여도, 이들 관의 접합부와 이음매의 수용부는, 서로 선접촉으로 맞닿은 상태를 유지할 수 있다. 이로써, 관의 접합부와 이음매의 수용부의 맞닿음 압력을 유체의 압력 이상으로 높게 할 수 있으므로, 이들 관과 이음매의 시일성을 확보하는 것이 가능해진다. Moreover, the junction part of the pipe|tube with respect to a joint is formed in the substantially spherical shape convex outward. And the receiving part of the joint which accommodates the junction part of this pipe|tube is formed in the concave taper shape which makes the surface of a substantially truncated cone. For this reason, even if a pipe|tube is in a state inclined with respect to the central axis of a joint, the junction part of these pipes and the accommodation part of a joint can maintain the state which contact|abutted mutually by linear contact. Thereby, since the contact pressure of the junction part of a pipe|tube and the accommodation part of a joint can be made high more than the pressure of a fluid, it becomes possible to ensure the sealing property of these pipes and a joint.
그러나, 상기 서술한 종래의 관 이음매 구조에서는, 관의 외주면으로부터 돌출되는 니플의 시트면과 당해 시트면을 가압하는 캡 너트의 가압면의 양방 모두, 평면상으로 형성되어 있다. 이 때문에, 관이 이음매의 중심축에 대해 경사진 상태로 캡 너트에 의해 체결된 경우, 관의 중심축을 사이에 두고 니플의 시트면의 일방 측과 타방 측에서, 캡 너트의 가압면과의 접촉에 편향이 생긴다. 이것에서 기인하여, 관의 접합부와 이음매의 수용부의 맞닿음 압력에 편향이 생겨 버리고, 가령 외관상, 관의 접합부와 이음매의 수용부가 서로 선접촉으로 맞닿은 상태로 되어 있어도, 이들 관의 접합부와 이음매의 수용부 사이에, 유체의 압력보다 맞닿음 압력이 낮아지는 부분이 생길 우려가 있다. 이 결과, 관과 이음매의 시일성이 저하한다는 문제가 있었다. However, in the conventional pipe joint structure mentioned above, both the seat surface of the nipple protruding from the outer peripheral surface of a tube and the press surface of the cap nut which presses the said seat surface are formed in planar shape. For this reason, when the tube is tightened by the cap nut in a state inclined with respect to the central axis of the joint, the one side and the other side of the seat surface of the nipple with the central axis of the tube interposed in contact with the pressing surface of the cap nut there is a bias in Due to this, there is a bias in the abutment pressure of the junction part of the pipe and the receiving part of the joint, and for example, even if the junction part of the pipe and the receiving part of the joint are in a state of contacting each other in line contact, for example, the junction of the pipe and the joint There exists a possibility that the part in which the contact pressure becomes lower than the pressure of a fluid may generate|occur|produce between accommodating parts. As a result, there existed a problem that the sealing property of a pipe|tube and a joint fell.
본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 관과 이음매의 시일성을 확보할 수 있는 관 이음매 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a pipe joint structure capable of ensuring the sealing properties of the pipe and the joint.
상기 서술한 과제를 해결하여, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조는, 유체를 유통시키는 내부 유로와, 상기 내부 유로의 개구 단부 (端部) 가 형성되어 외측으로 볼록한 부분 구면상을 이루는 볼록상 단부를 갖는 관과, 상기 관의 외주면에 장착되는 통상으로 형성되고, 상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 볼록상 단부와는 반대 측으로 볼록한 부분 구면상을 이루는 시트부를 갖는 통상부와, 상기 볼록상 단부와 맞닿는 테이퍼상의 맞닿음부를 갖고, 상기 유체를 취급하는 장치와 상기 관을 연통하는 이음매부와, 상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 볼록상 단부는 반대 측을 향해 축경하는 테이퍼상의 가압부를 내부에 갖고, 상기 이음매부의 외주면에 나사 결착됨과 함께, 상기 통상부의 상기 시트부를 상기 가압부로 가압하여 상기 관의 상기 볼록상 단부를 상기 이음매부의 상기 맞닿음부에 가압하는 캡 너트를 구비하고, 상기 관의 상기 볼록상 단부 및 상기 통상부의 상기 시트부의 각 곡률 중심은, 상기 관의 중심축 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned subject and achieve the objective, the pipe joint structure which concerns on this invention is a partial spherical shape which is convex to the outside by which the internal flow path through which a fluid flows, and the open end of the said internal flow path are formed. a tube having a convex end forming , a joint having a tapered abutting portion abutting against the convex end, and communicating with the device for handling the fluid and the tube, and the convex end in the central axis direction of the tube is diametrically reduced toward the opposite side A cap nut having a tapered pressing part inside, screwed to the outer peripheral surface of the joint part, and pressing the seat part of the cylindrical part with the pressing part to press the convex end of the pipe to the abutting part of the joint part. and a center of curvature of each of the convex end portion of the tube and the seat portion of the cylindrical portion is located on a central axis of the tube.
또, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조는, 상기의 발명에 있어서, 상기 통상부의 상기 시트부의 곡률 중심은, 상기 관의 상기 볼록상 단부의 곡률 중심과 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 한다. Further, in the pipe joint structure according to the present invention, in the above invention, the center of curvature of the seat portion of the tubular portion is at the same position as the center of curvature of the convex end portion of the tube.
또, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조는, 상기의 발명에 있어서, 상기 통상부는, 상기 관의 외주면에 형성된 단차부와 접촉하여, 상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 통상부의 위치를 제한하는 스토퍼부를 추가로 갖는 것을 특징으로 한다.Further, in the pipe joint structure according to the present invention, in the above invention, the cylindrical portion is in contact with a step portion formed on the outer circumferential surface of the tube to limit the position of the cylindrical portion in the central axis direction of the tube. It is characterized in that it has additional wealth.
또, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조는, 상기의 발명에 있어서, 상기 가압부의 테이퍼면은, 선형 테이퍼면인 것을 특징으로 한다. Moreover, in the said invention, the pipe joint structure which concerns on this invention is a tapered surface of the said press part, It is a linear tapered surface, It is characterized by the above-mentioned.
또, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조는, 상기의 발명에 있어서, 상기 가압부의 테이퍼면은, 곡면상의 테이퍼면인 것을 특징으로 한다. Moreover, in the said invention, the pipe joint structure which concerns on this invention WHEREIN: It is characterized by the above-mentioned that the taper surface of the said press part is a curved tapered surface.
또, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조는, 상기의 발명에 있어서, 상기 가압부의 테이퍼면은, 상기 통상부의 상기 시트부와 동일한 곡률 중심을 갖는 부분 구면상의 테이퍼면인 것을 특징으로 한다. Further, in the pipe joint structure according to the present invention, in the above invention, the tapered surface of the pressing portion is a partially spherical tapered surface having the same center of curvature as the seat portion of the cylindrical portion.
본 발명에 관련된 관 이음매 구조에 의하면, 관과 이음매의 시일성을 확보할 수 있다는 효과를 발휘한다. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the pipe joint structure which concerns on this invention, the effect that the sealing property of a pipe and a joint can be ensured is exhibited.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조의 일 적용예를 나타내는 모식도이다.
도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조의 일 구성예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 관 이음매 구조의 주요부를 확대한 단면 모식도이다.
도 4 는, 종래의 관 이음매 구조의 일 구성예를 나타내는 단면 모식도이다.
도 5 는, 종래의 관 이음매 구조의 문제점을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조의 작용을 설명하기 위한 모식도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows one application example of the pipe joint structure which concerns on embodiment of this invention.
It is a cross-sectional schematic diagram which shows one structural example of the pipe joint structure which concerns on embodiment of this invention.
3 : is a cross-sectional schematic diagram which expanded the principal part of the pipe joint structure shown in FIG.
4 : is a cross-sectional schematic diagram which shows one structural example of the conventional pipe joint structure.
5 : is a schematic diagram for demonstrating the problem of the conventional pipe joint structure.
It is a schematic diagram for demonstrating the effect|action of the pipe joint structure which concerns on embodiment of this invention.
이하에, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조의 바람직한 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시형태에 의해, 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 도면은 모식적인 것이며, 각 요소의 치수의 관계, 각 요소의 비율 등은, 현실의 것과는 상이한 경우가 있는 것에 유의할 필요가 있다. 도면의 상호간에 있어서도, 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 경우가 있다. 또, 각 도면에 있어서, 동일 구성 부분에는 동일 부호가 붙어 있다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, preferable embodiment of the pipe joint structure which concerns on this invention is described in detail. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, it is necessary to note that the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, etc. may differ from actual ones. Also in each of the drawings, there are cases in which parts having different dimensional relationships and ratios are included. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached|subjected to the same structural part.
도 1 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조의 일 적용예를 나타내는 모식도이다. 도 2 는, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조의 일 구성예를 나타내는 단면 모식도이다. 도 3 은, 도 2 에 나타내는 관 이음매 구조의 주요부를 확대한 단면 모식도이다. 도 1 ~ 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 는, 접합 대상인 관 (10) 및 이음매부 (30) 와, 관 (10) 을 이음매부 (30) 에 체결하기 위한 니플 (20) 및 캡 너트 (40) 를 구비한다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows one application example of the pipe joint structure which concerns on embodiment of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows one structural example of the pipe joint structure which concerns on embodiment of this invention. 3 : is a cross-sectional schematic diagram which expanded the principal part of the pipe joint structure shown in FIG. As shown in FIGS. A nipple (20) and a cap nut (40) are provided.
관 (10) 은, 유체를 유통시키기 위한 배관 (유통관) 이다. 상세하게는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 관 (10) 은, 금속 등에 의해 구성되고, 내부 유로 (11) 와 볼록상 단부 (12) 를 갖는다. 내부 유로 (11) 는, 연료유 등의 유체를 유통시키는 유로이며, 예를 들어, 관 (10) 의 중심축 C1 방향의 일단부부터 타단부까지의 전역에 걸쳐 관 (10) 의 내부에 형성되어 있다. 볼록상 단부 (12) 는, 이음매부 (30) 에 대한 관 (10) 의 접합 단부이다. 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 단부 (12) 는, 관 (10) 의 외측으로 볼록한 부분 구면상으로 형성되어 있다. 즉, 볼록상 단부 (12) 는, 구면의 일부에 내부 유로 (11) 의 개구 단부 (11a) 가 형성되어, 외측으로 볼록한 부분 구면상을 이룬다. 예를 들어, 볼록상 단부 (12) 는, 관 (10) 의 중심축 C1 방향의 양 단부에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 볼록상 단부 (12) 의 외표면 (관 단면 (端面)) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 곡률 중심 P 의 가상 구면 S1 의 일부를 이루는 부분 구면이다. 곡률 중심 P 는, 관 (10) 의 중심축 C1 상에 위치한다.The
또한, 관 (10) 의 중심축 C1 은, 당해 관 (10) 의 직경 방향에 대해 수직인 방향 (길이 방향) 의 중심축이다. 또, 관 (10) 은, 유통시키는 유체의 압력에 견딜 수 있는 관이며, 예를 들어, 35 MPa 초과의 압력에 견딜 수 있는 고압관이어도 되고, 35 MPa 이하의 압력에 견딜 수 있는 저압관이어도 된다.In addition, the central axis C1 of the
또, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 관 (10) 의 외주면에는, 니플 (20) 을 장착하기 위한 나사부 (13) 가 형성되어 있다. 또한, 관 (10) 의 외주면에는, 나사부 (13) 와 볼록상 단부 (12) 사이에, 니플 (20) 의 장착 위치를 결정하기 위한 단차부 (14) 가 형성되어 있다. 이 관 (10) 의 나사부 (13) 는, 니플 (20) 의 나사부 (23) 와 나사 결합하는 것이다. 이들 관 (10) 및 니플 (20) 의 나사부 (13, 23) 는, 역나사로 되어 있다. 왜냐하면, 캡 너트 (40) 의 나사부 (43) 와 이음매부 (30) 의 나사부 (33) 의 체결 시에, 니플 (20) 이 캡 너트 (40) 의 회전에 수반하여 회전 (연동 회전) 하여, 관 (10) 과 니플 (20) 의 나사 결착이 느슨해지는 것을 방지하기 위해서이다.Moreover, as shown to FIG. 2, 3, the
니플 (20) 은, 관 (10) 의 외주면에 장착되는 통상부의 일례인, 상세하게는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 니플 (20) 은, 금속 등을 재료로 하여 통상으로 형성되고, 시트부 (21) 와, 스토퍼부 (22) 와, 나사부 (23) 를 갖는다.The
시트부 (21) 는, 니플 (20) 의 외측으로 볼록한 부분 구면상을 이루도록, 니플 (20) 의 일단부에 형성되어 있다. 즉, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 니플 (20) 이 관 (10) 의 외주면에 장착된 상태에 있어서, 시트부 (21) 는, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 볼록상 단부 (12) 와는 반대 측으로 볼록한 부분 구면상을 이룬다. 이와 같은 시트부 (21) 의 표면 (시트면) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 가상 구면 S2 의 일부를 이루는 부분 구면이다. 시트부 (21) 는, 니플 (20) 이 관 (10) 의 외주면에 장착됨으로써, 이 관 (10) 의 외주면으로부터 돌출되는 상기 부분 구면상의 시트면을, 관 (10) 의 중심축 C1 둘레의 둘레 방향을 따라 형성한다. 상기 서술한 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 및 니플 (20) 의 시트부 (21) 의 각 곡률 중심은, 관 (10) 의 중심축 C1 상에 위치하고 있다. 바람직하게는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 시트부 (21) 의 곡률 중심은, 이 볼록상 단부 (12) 의 곡률 중심 P 와 동일한 위치에 있다. 즉, 곡률 중심 P 는, 볼록상 단부 (12) 의 부분 구면상의 외표면 (가상 구면 S1) 의 곡률 중심임과 동시에, 시트부 (21) 의 부분 구면상의 시트면 (가상 구면 S2) 의 곡률 중심이기도 한 것이 바람직하다. The
또한, 시트부 (21) 의 곡률 반경은, 예를 들어 도 3 에 나타내는 바와 같이, 볼록상 단부 (12) 의 곡률 반경에 비해 길다. 그러나, 시트부 (21) 의 곡률 반경은, 이것에 한정되지 않고, 볼록상 단부 (12) 의 곡률 반경과 동일해도 되고, 볼록상 단부 (12) 의 곡률 반경에 비해 짧아도 된다. In addition, the radius of curvature of the
스토퍼부 (22) 는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 니플 (20) 의 타단부 (시트부 (21) 와는 반대 측의 단부) 의 근방에 형성되어 있다. 예를 들어, 스토퍼부 (22) 는, 니플 (20) 의 내주면으로부터 내측으로 돌기하는 볼록상을 이루고, 관 (10) 의 외주면에 형성된 단차부 (14) 와 접촉하여, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 니플 (20) 의 위치를 제한한다. 나사부 (23) 는, 니플 (20) 의 내주면 중 시트부 (21) 와 스토퍼부 (22) 사이의 영역에 형성되어 있다. 니플 (20) 은, 이 나사부 (23) 와 관 (10) 의 나사부 (13) 가 맞물리도록, 관 (10) 의 외주면에 나사 결착된다. 이 니플 (20) 의, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 장착 위치 (나사 결착 위치) 는, 상기 서술한 관 (10) 의 단차부 (14) 와 니플 (20) 의 스토퍼부 (22) 의 접촉에 의해, 규제되어 정해진다. 이로써, 니플 (20) 의 시트부 (21) 의 곡률 중심은, 간이하게, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 의 곡률 중심 P 와 동일한 위치로 설정된다.The
또, 이들 관 (10) 및 니플 (20) 의 나사부 (13, 23) 는, 상기 서술한 바와 같이 역나사로 되어 있다. 이 때문에, 캡 너트 (40) 의 나사부 (43) 와 이음매부 (30) 의 나사부 (33) 의 체결 시, 니플 (20) 의 스토퍼부 (22) 가 관 (10) 의 단차부 (14) 에 맞닿음으로써, 캡 너트 (40) 의 회전에 수반하는 니플 (20) 의 연동 회전을 방지할 수 있다. 이 결과, 상기 시트부 (21) 의 곡률 중심이, 캡 너트 (40) 와 이음매부 (30) 의 나사 결착에 수반하여 목표의 위치 (본 실시형태에서는 상기 볼록상 단부 (12) 의 곡률 중심 P 와 동일한 위치) 로부터 어긋나는 사태를 방지할 수 있다. Moreover, the threaded
이음매부 (30) 는, 유체를 취급하는 장치와 당해 유체를 유통시키는 관 (10) 을 연통한다. 상세하게는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이음매부 (30) 는, 금속 등에 의해 구성되고, 관 (10) 과 접합하는 제 1 접합부 (30a) 와, 유체를 취급하는 장치와 접합하는 제 2 접합부 (30b) 를 일체로 갖는다. 예를 들어, 상기 유체를 취급하는 장치로서, 내연기관의 실린더에 형성된 연료 분사 밸브에 대해 연료유를 공급 (압송) 하는 연료 분사 펌프 (5) (도 1 참조) 등을 들 수 있다. 또, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이음매부 (30) 는, 맞닿음부 (31) 와, 내부 유로 (32) 와, 나사부 (33) 와, 볼트 헤드부 (34) 와, 볼트 나사부 (35) 를 구비한다.The
맞닿음부 (31) 는, 상기 서술한 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 와 맞닿는 테이퍼상부이다. 상세하게는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 맞닿음부 (31) 는, 이음매부 (30) 의 제 1 접합부 (30a) 측의 단부에 테이퍼상으로 형성된다. 이 맞닿음부 (31) 가 이루는 테이퍼 형상으로서는, 예를 들어, 이음매부 (30) 의 중심축 C2 방향의 일단 측으로부터 타단 측을 향해 선형으로 축경하는 선형 테이퍼 형상 등을 들 수 있다. 이와 같은 맞닿음부 (31) 는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 와 선접촉 상태로 맞닿는다. 또한, 이음매부 (30) 의 중심축 C2 는, 당해 이음매부 (30) 의 제 1 접합부 (30a) 측의 단부와 제 2 접합부 (30b) 측의 단부를 통과하는 방향 (길이 방향) 의 중심축이다.The abutting
내부 유로 (32) 는, 유체를 유통시키는 유로이며, 도 2 에 나타내는 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 부터 제 2 접합부 (30b) 측의 단부까지의 전역에 걸쳐 이음매부 (30) 의 내부에 형성되어 있다. 이 내부 유로 (32) 는, 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 대해 볼록상 단부 (12) 를 맞닿게 한 상태의 관 (10) 의 내부 유로 (11) 와, 이음매부 (30) 의 제 2 접합부 (30b) 가 접합된 연료 분사 펌프 (5) 를 연통한다. 나사부 (33) 는, 이음매부 (30) 와 캡 너트 (40) 를 서로 나사 결착하기 위한 것이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 나사부 (33) 는, 이음매부 (30) 의 제 1 접합부 (30a) 의 외주면에 형성되어 있다. The
또, 도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 볼트 헤드부 (34) 는, 이음매부 (30) 의 제 2 접합부 (30b) 의 외주면에 형성되어 있다. 볼트 나사부 (35) 는, 이음매부 (30) 의 외주면 중, 제 2 접합부 (30b) 측의 단부부터 볼트 헤드부 (34) 측을 향하는 소정의 영역에 형성되어 있다. 이음매부 (30) 는, 스패너 등의 공구를 사용하여 볼트 헤드부 (34) 를 중심축 C2 둘레로 회전하고, 볼트 나사부 (35) 를 연료 분사 펌프 (5) 의 나사부 (도시 생략) 와 나사 결합시킴으로써, 도 1 에 나타내는 바와 같이 연료 분사 펌프 (5) 에 나사 결착된다. Moreover, as shown in FIGS. 1 and 2, the
캡 너트 (40) 는, 상기 서술한 관 (10) 과 이음매부 (30) 를 연통 가능하게 접합한다. 상세하게는, 도 1 ~ 3 에 나타내는 바와 같이, 캡 너트 (40) 는, 금속 등을 재료로 하여 통상으로 형성된다. 캡 너트 (40) 는, 통상의 직경 방향에 대해 수직인 방향 (길이 방향) 의 양 단부에 개구부 (41a, 41b) 를 각각 갖고, 내부에 가압부 (42) 및 나사부 (43) 를 갖고, 외주면에 너트부 (44) 를 갖는다.The
개구부 (41a, 41b) 는, 캡 너트 (40) 의 내부와 외부를 연통 가능하게 한다. 상세하게는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 일방의 개구부 (41a) 는, 캡 너트 (40) 의 일단부에 형성되어 있다. 이 개구부 (41a) 에는, 접합 대상의 관 (10) 이 삽입 통과된다. 타방의 개구부 (41b) 는, 캡 너트 (40) 의 타단부에 형성되어 있다. 이 개구부 (41b) 에는, 접합 대상의 이음매부 (30) 가 삽입된다. 이하에서는, 설명의 편의상, 캡 너트 (40) 의 일방의 개구부 (41a) 가 형성된 단부는 관 측 단부로 칭하고, 캡 너트 (40) 의 타방의 개구부 (41b) 가 형성된 단부는 이음매 측 단부로 칭한다.The
가압부 (42) 는, 외주면에 니플 (20) 이 장착된 관 (10) 을 이음매부 (30) 에 가압하기 위한 테이퍼상부이다. 상세하게는, 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 가압부 (42) 는, 캡 너트 (40) 의 이음매 측 단부로부터 관 측 단부로의 방향 (이하, 캡 너트 (40) 의 중심축 방향이라고 한다) 을 향해 축경하는 테이퍼상을 이루도록, 캡 너트 (40) 의 내부에 형성되어 있다. 즉, 캡 너트 (40) 의 개구부 (41a) 에 관 (10) 이 삽입 통과된 상태에 있어서, 가압부 (42) 는, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 볼록상 단부 (12) 와는 반대 측을 향해 축경하는 테이퍼상을 이룬다. 이와 같은 가압부 (42) 는, 관 (10) 의 외주면에 장착되어 있는 니플 (20) 의 시트부 (21) 를, 캡 너트 (40) 가 이음매부 (30) 에 나사 결착되는 데에 수반하여 가압하고, 이 시트부 (21) 를 개재하여 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 를 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 가압한다.The
본 실시형태에 있어서, 가압부 (42) 의 테이퍼면은, 예를 들어 도 2, 3 에 나타내는 바와 같이, 캡 너트 (40) 의 중심축 방향을 향해 선형으로 축경하는 선형 테이퍼면이다. 관 (10) 의 외주면에 장착된 니플 (20) 의 시트부 (21) 와의 접촉 면적을 늘려 당해 시트부 (21) 의 면압을 저하시킨다는 관점에서, 가압부 (42) 의 테이퍼면은, 곡면상의 테이퍼면인 것이 바람직하다. 이 곡면상의 테이퍼면으로서는, 예를 들어, 캡 너트 (40) 의 중심축 방향을 향해 지수함수적으로 축경하는 지수함수 테이퍼면, 당해 중심축 방향을 향해 2 차 함수적으로 축경하는 방물선 테이퍼면, 당해 중심축 방향을 향해 구면상으로 축경하는 구면상 테이퍼면 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 가압부 (42) 의 테이퍼면은, 니플 (20) 의 시트부 (21) 와 동일한 곡률 중심 (본 실시형태에서는 도 3 에 나타내는 곡률 중심 P) 을 갖는 부분 구면상의 테이퍼면인 것이 특히 바람직하다.In this embodiment, the tapered surface of the
나사부 (43) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 캡 너트 (40) 의 내주면 중, 이음매 측 단부로부터 관 측 단부를 향하는 소정의 영역 (예를 들어 너트부 (44) 의 내측에 상당하는 영역) 에 형성되어 있다. 캡 너트 (40) 는, 이 나사부 (43) 와 이음매부 (30) 의 나사부 (33) 가 맞물리도록, 이음매부 (30) 의 외주면에 나사 결착된다. 너트부 (44) 는, 캡 너트 (40) 를 이음매부 (30) 의 외주면에 나사 결착할 때에 작업자의 손 또는 공구에 의해 파지되는 부분이다. 도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 너트부 (44) 는, 캡 너트 (40) 에 있어서의 이음매부 (30) 와의 나사 결착 부분의 외주면에, 다각형상을 이루도록 형성된다.As shown in FIG. 2 , the threaded
상기 서술한 구성을 갖는 캡 너트 (40) 는, 이음매부 (30) 의 외주면에 나사 결착됨과 함께, 니플 (20) 의 시트부 (21) 를 가압부 (42) 로 가압하여 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 를 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 가압한다. 이와 같이 하여, 캡 너트 (40) 는, 관 (10) 을 이음매부 (30) 에 체결하여 접합한다.The
본 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 는, 접합 대상인 관 (10) 의 양 단부 (구체적으로는 관 (10) 의 중심축 C1 방향의 양 단부) 에 적용된다. 예를 들어, 당해 관 (10) 의 일단부에는, 상기 서술한 관 이음매 구조 (1) 가 적용되고, 이로써, 도 1 ~ 3 에 나타낸 바와 같이, 당해 관 (10) 의 일단부와 연료 분사 펌프 (5) 가 이음매부 (30) 를 개재하여 연통 가능하게 접합된다. 또, 당해 관 (10) 의 타단부에는, 특별히 도시되지 않지만, 당해 관 (10) 의 일단부와 동일한 관 이음매 구조 (1) 가 적용되고 있다. 이로써, 당해 관 (10) 의 타단부와 연료 분사 밸브가 연통 가능하게 접합된다. 또한, 이 연료 분사 밸브는, 관 (10) 이 유통시키는 유체를 취급하는 장치의 일례이며, 예를 들어, 선박용 디젤 엔진 등의 내연기관의 실린더에 형성되어 있다. 상기와 같이 관 (10) 의 양 단부가 관 이음매 구조 (1) 에 의해 연료 분사 펌프 (5) 와 연료 분사 밸브에 각각 접합된 경우, 연료 분사 펌프 (5) 로부터 관 (10) 을 개재하여 연료 분사 밸브로 연료유를 압송하고, 이 연료 분사 밸브로부터 내연기관의 실린더 내 (연소실) 로 연료유를 분사할 수 있다.The pipe joint structure 1 which concerns on this embodiment is applied to the both ends (specifically, both ends of the central axis C1 direction of the pipe|tube 10) of the pipe|
또한, 본 실시형태에 있어서의 유체를 취급하는 장치는, 상기 서술한 연료 분사 펌프나 연료 분사 밸브에 한정되지 않는다. 예를 들어, 당해 유체를 취급하는 장치로서는, 연료 분사 펌프, 연료 분사 밸브, 주수 펌프, 주수 밸브, 작동유 펌프, 과급기, 급기 장치 및 배기 장치 등, 내연기관 또는 내연기관 이외의 기관에 있어서 배관 접합되는 각종 장치를 들 수 있다. 또, 관 (10) 내를 유통하는 유체로서는, 예를 들어, 연료유, 물, 작동유, 윤활유, 연소용 가스, 배기가스 등의 액체 또는 기체를 들 수 있다.In addition, the apparatus which handles the fluid in this embodiment is not limited to the fuel injection pump or fuel injection valve mentioned above. For example, as an apparatus for handling the fluid, an internal combustion engine or an engine other than an internal combustion engine, such as a fuel injection pump, a fuel injection valve, a water injection pump, a water injection valve, a hydraulic oil pump, a supercharger, an air supply apparatus, and an exhaust apparatus Various devices can be mentioned. Moreover, as a fluid which distribute|circulates the inside of the pipe|
다음에, 종래의 관 이음매 구조의 문제점에 대해 설명한다. 도 4 는, 종래의 관 이음매 구조의 일 구성예를 나타내는 단면 모식도이다. 도 4 에는, 종래의 관 이음매 구조 (101) 의 주요부의 단면이 도시되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 종래의 관 이음매 구조 (101) 는, 접합 대상인 관 (110) 및 이음매부 (130) 와, 관 (110) 을 이음매부 (130) 에 체결하기 위한 니플 (120) 및 캡 너트 (140) 를 구비한다.Next, the problems of the conventional pipe joint structure will be described. 4 : is a cross-sectional schematic diagram which shows one structural example of the conventional pipe joint structure. 4, the cross section of the main part of the conventional pipe
관 (110) 은, 상기 서술한 단차부 (14) (도 2, 3 참조) 가 외주면에 형성되어 있지 않은 것 이외에, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조 (1) 의 관 (10) 과 동일하게 구성된다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 이 관 (110) 은, 본 발명에 있어서의 관 (10) 과 동일하게, 내부 유로 (11) 및 개구 단부 (11a) 와, 나사부 (13) 를 갖는다. 또, 이 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 는, 설명의 편의상, 본 발명에 있어서의 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 와 구별하기 위해서 부호를 변경하고 있지만, 본 발명에 있어서의 관 (10) 과 동일하게 외측으로 볼록한 부분 구면상으로 형성되어 있다. 또한, 관 (110) 의 중심축 C11 은, 본 발명에 있어서의 관 (10) 의 중심축 C1 과 동일하게, 관 (110) 의 직경 방향에 대해 수직인 방향의 중심축이다.The
니플 (120) 은, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 평면상의 시트부 (121) 를 가지고 있고, 상기 서술한 외측으로 볼록한 부분 구면상의 시트부 (21) (도 3 참조) 를 가지고 있지 않다. 즉, 니플 (120) 의 시트면은, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조 (1) 의 니플 (20) 의 시트면 (부분 구면) 과는 달리, 관 (110) 의 중도부 측 (볼록상 단부 (112) 와는 반대 측) 을 향하는 평면이다. 또, 니플 (120) 은, 본 발명에 있어서의 니플 (20) 의 스토퍼부 (22) (도 3 참조) 를 가지고 있지 않다. 니플 (120) 은, 상기 부분 구면상의 시트부 (21) 및 스토퍼부 (22) 의 구성 이외에, 본 발명에 있어서의 니플 (20) 과 동일한 구성을 갖는다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 니플 (120) 은, 그 내주면에 나사부 (23) 를 갖고, 관 (110) 의 외주면에 나사 결착된다. 이로써, 니플 (120) 은, 관 (110) 의 외주면으로부터 돌출되는 상기 평면상의 시트면을, 관 (110) 의 중심축 C11 둘레의 둘레 방향을 따라 형성한다.As shown in FIG. 4, the
이음매부 (130) 는, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조 (1) 의 이음매부 (30) 와 동일하게 구성되어 있다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 이음매부 (130) 는, 본 발명에 있어서의 이음매부 (30) 와 동일하게, 테이퍼상의 맞닿음부 (131) 를 갖는다. 이 맞닿음부 (131) 에는, 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 가 부딪친다.The
캡 너트 (140) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 평면상의 가압부 (142) 를 가지고 있고, 상기 서술한 테이퍼상의 가압부 (42) (도 3 참조) 를 가지고 있지 않다. 즉, 캡 너트 (140) 의 가압면은, 본 발명에 관련된 관 이음매 구조 (1) 의 캡 너트 (40) 의 가압면 (테이퍼면) 과는 달리, 이음매부 (130) 측 (도 4 의 지면 하측) 을 향하는 평면이다. 캡 너트 (140) 는, 상기 테이퍼상의 가압부 (42) 의 구성 이외에, 본 발명에 있어서의 캡 너트 (40) 와 동일한 구성을 갖는다. 예를 들어, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 캡 너트 (140) 는, 이음매부 (130) 의 외주면에 나사 결착됨과 함께, 니플 (120) 의 평면상의 시트부 (121) 를 평면상의 가압부 (142) 로 가압하여 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 를 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 에 가압한다.As shown in FIG. 4, the
도 5 는, 종래의 관 이음매 구조의 문제점을 설명하기 위한 모식도이다. 종래의 관 이음매 구조 (101) (도 4 참조) 에서는, 관 (110) 의 외주면에 니플 (120) 이 나사 결착되고, 이 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 가, 작업자의 수작업 등에 의해 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 에 부딪친다. 다음에, 캡 너트 (140) 에는, 작업자의 인력에 의한 토크 (스너그 토크) 가 가해진다. 이로써, 캡 너트 (140) 는, 이음매부 (130) 의 외주면에 가체결됨과 함께, 평면상의 가압부 (142) 로 니플 (120) 의 평면상의 시트부 (121) 를 가압하고, 이 시트부 (121) 를 개재하여 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 를 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 에 가압한다. 그 후, 캡 너트 (140) 에는, 스패너 또는 토크 렌치 등의 공구에 의해 체결 토크가 더욱 가해진다. 이로써, 캡 너트 (140) 는, 이음매부 (130) 의 외주면에 완전히 나사 결착됨과 함께, 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 를, 시트부 (121) 를 개재하여 가압부 (142) 로 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 에 가압한다. 이 결과, 관 (110) 은, 캡 너트 (140) 에 의해 이음매부 (130) 에 본체결된다.5 : is a schematic diagram for demonstrating the problem of the conventional pipe joint structure. In the conventional pipe joint structure 101 (refer to FIG. 4), the
여기서, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 관 (110) 의 중심축 C11 이 이음매부 (130) 의 중심축 C12 에 대해 경사진 상태에서, 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 가 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 에 부딪친 경우, 이 관 (110) 의 외주면에 나사 결착되어 있는 니플 (120) 은, 이 관 (110) 과 일체로 경사진 상태가 된다 (상태 A1). Here, as shown in FIG. 5, in the state where the central axis C11 of the
이 상태 A1 에 있어서, 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 는, 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 와 선접촉으로 맞닿은 상태를 유지하고 있다. 한편, 니플 (120) 의 시트부 (121) 는 평면상의 시트면을 이루는 것이기 때문에, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 시트부 (121) 의 높이 위치 H2 는, 관 (110) 의 중심축 C11 이 이음매부 (130) 의 중심축 C12 에 대해 경사져 있지 않은 경우의 시트부 (121) 의 높이 위치 H1 보다 높은 위치로 변화한다. 즉, 시트부 (121) 에는, 관 (110) 의 중심축 C11 을 사이에 두고 일방 측 (도 5 의 지면 우측) 과 타방 측 (도 5 의 지면 좌측) 에서 고저차가 생긴다. 또한, 높이 위치 H1, H2 는, 소정의 위치를 기준으로 하는 높이 방향의 위치이다.In this state A1, the convex-shaped
상기와 같이 니플 (120) 의 시트부 (121) 에 고저차가 생긴 상태에 있어서, 캡 너트 (140) 가 이음매부 (130) 에 나사 결착된 경우, 이 캡 너트 (140) 의 가압부 (142) 와 니플 (120) 의 시트부 (121) 의 접촉에 편향이 생긴다. 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 시트부 (121) 중, 높이 위치 H2 의 시트부 (121b) 는, 가압부 (142) 와 접촉할 수 있다. 그러나, 이 시트부 (121b) 와는 관 (110) 의 중심축 C11 을 사이에 두고 반대 측의 시트부 (121a) 는, 가압부 (142) 와 접촉하고 있지 않다 (상태 A2).As described above, when the
이와 같은 상태 A2 에 있어서, 캡 너트 (140) 의 가압부 (142) 는, 니플 (120) 의 시트부 (121) 중, 관 (110) 의 중심축 C11 을 사이에 두고 편측의 시트부 (121b) 를 편향하여 가압해 버린다. 이로써, 관 (110) 에는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 편측의 시트부 (121b) 에 대한 가압부 (142) 의 가압력에서 기인하는 회전력이 생긴다. 이 경우, 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 와 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 는, 외관상, 선접촉으로 맞닿은 상태를 유지하고 있다. 그러나, 이들 볼록상 단부 (112) 와 맞닿음부 (131) 의 맞닿음 압력은, 상기 회전력에 의해 편향되어 버린다. 구체적으로는, 이들 볼록상 단부 (112) 와 맞닿음부 (131) 의 맞닿음 압력 중, 가압부 (142) 에 의해 가압된 시트부 (121b) 와는 관 (110) 의 중심축 C11 을 사이에 두고 반대 측의 맞닿음 압력, 즉, 도 5 에 나타내는 볼록상 단부 (112a) 와 맞닿음부 (131a) 의 맞닿음 압력이 증대한다. 이것에 수반하여, 가압부 (142) 에 의해 가압된 시트부 (121b) 와는 관 (110) 의 중심축 C11 을 사이에 두고 동일한 측의 맞닿음 압력, 즉, 도 5 에 나타내는 볼록상 단부 (112b) 와 맞닿음부 (131b) 의 맞닿음 압력이 감소한다.In such a state A2, the
이 결과, 관 (110) 의 볼록상 단부 (112) 와 이음매부 (130) 의 맞닿음부 (131) 의 접촉 부분에, 관 (110) 내를 유통하는 유체의 압력보다 낮은 맞닿음 압력의 부분이 생기므로, 이들 볼록상 단부 (112) 와 맞닿음부 (131) 의 시일성이 저하한다는 문제가 생긴다. 이와 같은 종래의 관 이음매 구조 (101) 에서는, 관 (110) 과 이음매부 (130) 의 사이로부터 유체가 누출되는 사태를 회피하는 것이 곤란해진다.As a result, in the contact portion between the
또, 종래의 관 이음매 구조 (101) 에서는, 도 5 의 상태 A2 에 예시되는 바와 같이, 캡 너트 (140) 의 가압부 (142) 가 니플 (120) 의 시트부 (121) 의 편측으로 편향되어 접촉하고 있다. 이 때문에, 스너그 토크에 의해 캡 너트 (140) 가 이음매부 (130) 에 가체결되어도, 이들 가압부 (142) 와 시트부 (121) 의 접촉의 편향을 해소하는 것은 곤란하다. 이것에서 기인하여, 캡 너트 (140) 를 스너그 토크로 이음매부 (130) 에 가체결한 상태로부터 체결 토크로 이음매부 (130) 에 본체결할 때까지의, 당해 캡 너트 (140) 의 체결 각도가 편차가 있다는 문제가 생긴다. 이 경우, 이음매부 (130) 에 대한 캡 너트 (140) 의 본체결을, 캡 너트 (140) 의 체결 각도로 관리하는 것이 곤란해져, 캡 너트 (140) 의 체결 토크로 관리할 필요가 있다. 즉, 캡 너트 (140) 의 본체결에, 스패너 등의 공구에 비해 대형의 토크 렌치를 사용해야 한다. 이 결과, 종래의 관 이음매 구조 (101) 에서는, 캡 너트 (140) 의 본체결에 있어서, 토크 렌치를 사용 가능한 넓은 작업 스페이스가 필요로 되므로, 예를 들어, 내연기관의 실린더 커버 상 등, 작업 스페이스가 좁은 장소에서의 배관 접속이 곤란해져, 배관 접속의 작업성이 저하한다.Moreover, in the conventional pipe
또한, 체결 토크는, 캡 너트를 이음매부에 본체결 (완전히 나사 결착) 하기 위해서 필요한 토크이다. 체결 각도는, 캡 너트를 이음매부에 가체결한 상태부터 본체결할 때까지, 당해 캡 너트가 당해 이음매부의 중심축 둘레로 회전 (예를 들어 도 1 참조) 하는 회전 각도이다.In addition, the tightening torque is a torque required in order to complete (completely screw-fasten) a cap nut to a joint part. The fastening angle is a rotation angle at which the cap nut is rotated around the central axis of the joint (see, for example, FIG. 1 ) from a state in which the cap nut is temporarily fastened to the joint until it is finally fastened.
다음에, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 의 작용에 대해 설명한다. 도 6 은, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조의 작용을 설명하기 위한 모식도이다. 본 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) (도 1 ~ 3 참조) 에서는, 관 (10) 의 외주면에 니플 (20) 이 나사 결착되고, 이 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 가, 작업자의 수작업 등에 의해 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 부딪친다. 다음에, 캡 너트 (40) 에는 스너그 토크가 가해지고, 이로써, 캡 너트 (40) 는, 이음매부 (30) 의 외주면에 가체결됨과 함께, 부분 구면상의 가압부 (42) 로 니플 (20) 의 테이퍼상의 시트부 (21) 를 가압한다. 캡 너트 (40) 는, 이 시트부 (21) 를 개재하여 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 를 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 가압한다. 그 후, 캡 너트 (40) 에는 체결 토크가 더욱 가해지고, 이로써, 캡 너트 (40) 는, 이음매부 (30) 의 외주면에 완전히 나사 결착된다. 이것과 동시에, 캡 너트 (40) 는, 관 (10) 의 볼록상 단부 (112) 를, 시트부 (21) 를 개재하여 가압부 (42) 로 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 가압한다. 이 결과, 관 (10) 은, 캡 너트 (40) 에 의해 이음매부 (30) 에 본체결된다.Next, the effect|action of the pipe joint structure 1 which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. It is a schematic diagram for demonstrating the effect|action of the pipe joint structure which concerns on embodiment of this invention. In the pipe joint structure 1 (refer FIGS. 1 to 3) according to the present embodiment, the
여기서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 관 (10) 의 중심축 C1 이 이음매부 (30) 의 중심축 C2 에 대해 경사진 상태에서, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 가 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 부딪친 경우, 이 관 (10) 의 외주면에 나사 결착되어 있는 니플 (20) 은, 이 관 (10) 과 일체로 경사진 상태가 된다 (상태 A11).Here, as shown in FIG. 6, in the state where the central axis C1 of the
이 상태 A11 에 있어서, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 는, 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 와 선접촉으로 맞닿은 상태를 유지하고 있다. 또, 니플 (20) 의 시트부 (21) 는, 상기 서술한 바와 같이 부분 구면상의 시트면을 이루는 것이다. 이 때문에, 시트부 (21) 의 시트면은, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 관 (10) 의 중심축 C1 상에 곡률 중심 (예를 들어 도 3 에 나타내는 곡률 중심 P) 이 위치하는 가상 구면 S2 에 포함된 상태를 유지한다. 즉, 시트부 (21) 의 시트면은, 관 (10) 의 경사 정도에 의하지 않고, 항상 가상 구면 S2 내에 위치하고 있다.In this state A11, the convex-shaped
상기와 같이 관 (10) 이 이음매부 (30) 에 대해 경사져 부딪친 상태에 있어서, 캡 너트 (40) 가 이음매부 (30) 에 나사 결착된 경우, 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 는, 니플 (20) 의 시트부 (21) 와 균일하게 접촉한다. 즉, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 가압부 (42) 는 상기 서술한 테이퍼상의 가압면을 이루고 또한 시트부 (21) 는 상기 서술한 부분 곡면상의 시트면을 이루기 때문에, 이들 가압부 (42) 와 시트부 (21) 는, 관 (10) 의 중심축 C1 둘레의 둘레 방향 (외주 방향) 의 전역에 걸쳐 서로 접촉할 수 있다 (상태 A12). As described above, when the
이와 같은 상태 A12 에 있어서, 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 는, 니플 (20) 의 시트부 (21) 를, 관 (10) 의 중심축 C1 둘레의 둘레 방향의 전역에 걸쳐 균일하게 가압한다. 이로써, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 에는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 시트부 (21) 를 개재하여 가압부 (42) 로부터의 가압력이 균일하게 전해진다. 이 결과, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 와 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 의 맞닿음 압력은, 이들 볼록상 단부 (12) 와 맞닿음부 (31) 의 접촉 부분의 전역에 걸쳐, 관 (10) 내를 유통하는 유체의 압력 이상의 고압력으로 유지된다. 이와 같은 관 이음매 구조 (1) 에서는, 이들 볼록상 단부 (12) 와 맞닿음부 (31) 의 시일성을 높게 유지할 수 있으므로, 관 (10) 과 이음매부 (30) 의 사이로부터 유체가 누출되는 사태를 회피하는 것이 가능하다. 특히, 본 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 는, O 링 등의 시일 부재로는 시일성을 유지하는 것이 곤란한 고압력 (예를 들어 35 MPa 초과의 압력) 의 유체를 유통시키는 관 (10) 과 이음매부 (30) 의 접합에 유효하다. In such a state A12, the
또, 본 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 에서는, 도 6 의 상태 A12 에 예시되는 바와 같이, 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 가, 관 (10) 의 중심축 C1 둘레의 둘레 방향의 전역에 걸쳐, 니플 (20) 의 시트부 (21) 와 접촉하고 있다. 이 때문에, 스너그 토크에 의해 캡 너트 (40) 가 이음매부 (30) 에 가체결되었을 때, 이들 가압부 (42) 와 시트부 (21) 를, 관 (10) 의 중심축 C1 둘레의 둘레 방향의 전역에 걸쳐 밀착시킬 수 있다. 이로써, 캡 너트 (40) 를 이음매부 (30) 에 가체결한 상태부터 본체결할 때까지의, 당해 캡 너트 (40) 의 체결 각도의 편차를 억제할 수 있다. 이 경우, 이음매부 (30) 에 대한 캡 너트 (40) 의 본체결을, 캡 너트 (40) 의 체결 각도로 관리하는 것이 가능해진다. 이 결과, 토크 렌치를 사용할 필요가 없고, 이것보다 소형의 스패너 등의 공구를 사용하여 캡 너트 (40) 의 본체결이 가능해지므로, 예를 들어, 내연기관의 실린더 커버 상 등, 작업 스페이스가 좁은 장소에서의 배관 접속을 용이하게 실시할 수 있어, 배관 접속의 작업성이 향상된다.Moreover, in the pipe joint structure 1 which concerns on this embodiment, as illustrated in state A12 of FIG. 6, the
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 에서는, 유체를 유통시키는 내부 유로 (11) 와 외측으로 볼록한 부분 구면상을 이루는 볼록상 단부 (12) 를 갖는 관 (10) 의 외주면에, 부분 구면상의 시트부 (21) 를 갖는 니플 (20) 이 장착되고, 이 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 가 이음매부 (30) 의 테이퍼상의 맞닿음부 (31) 에 맞닿고, 상기 유체를 취급하는 장치 (예를 들어 연료 분사 펌프 (5)) 와 관 (10) 이 이음매부 (30) 를 개재하여 연통하고, 테이퍼상의 가압부 (42) 를 내부에 갖는 캡 너트 (40) 가, 이음매부 (30) 의 외주면에 나사 결착됨과 함께, 니플 (20) 의 시트부 (21) 를 가압부 (42) 로 가압하여 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 를 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 가압하고 있다. 이 관 이음매 구조 (1) 에 있어서, 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 는, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 볼록상 단부 (12) 와는 반대 측을 향해 축경하는 테이퍼상을 이루고 있다. 니플 (20) 의 시트부 (21) 는, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 볼록상 단부 (12) 와는 반대 측으로 볼록한 부분 구면상을 이루고 있다. 이들 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 및 니플 (20) 의 시트부 (21) 의 각 곡률 중심은, 관 (10) 의 중심축 C1 상에 위치하고 있다.As explained above, in the pipe joint structure 1 which concerns on embodiment of this invention, the
상기의 구성에 의해, 관 (10) 의 이음매부 (30) 에 대한 경사 정도에 의하지 않고, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 와 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 가 서로 선접촉으로 맞닿은 상태를 유지하면서, 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 가, 관 (10) 의 외주 방향의 전역에 걸쳐 니플 (20) 의 시트부 (21) 와 편접촉 없이 균일하게 접촉할 수 있다. 이 때문에, 캡 너트 (40) 는, 이음매부 (30) 에 나사 결착되면서, 관 (10) 의 외주 방향의 전역에 걸쳐 니플 (20) 의 시트부 (21) 를 가압부 (42) 로 균일하게 가압하고, 이 시트부 (21) 를 개재하여, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 를 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 가압할 수 있다. 이로써, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 를, 이음매부 (30) 의 중심축 C2 둘레의 둘레 방향의 전역에 걸쳐 편향 없이 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 에 부딪친 상태로 하고, 관 (10) 과 이음매부 (30) 를 캡 너트 (40) 로 접합할 수 있다. 이 결과, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 와 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 의 맞닿음 압력을, 이들 볼록상 단부 (12) 와 맞닿음부 (31) 의 접촉 부분의 전역에 걸쳐 유체 압력 이상의 고압력으로 유지할 수 있으므로, 이들 접합한 관 (10) 과 이음매부 (30) 의 높은 시일성을 확보할 수 있다.With the above configuration, irrespective of the degree of inclination of the
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 에서는, 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 가 관 (10) 의 외주 방향의 전역에 걸쳐 니플 (20) 의 시트부 (21) 와 접촉하고 있다. 이 때문에, 스너그 토크에 의해 캡 너트 (40) 를 이음매부 (30) 에 가체결함과 함께, 이들 가압부 (42) 와 시트부 (21) 를 관 (10) 의 외주 방향의 전역에 걸쳐 편접촉 없이 밀착시킬 수 있다. 이로써, 캡 너트 (40) 의 체결 각도의 편차를 억제할 수 있어, 이음매부 (30) 에 대한 캡 너트 (40) 의 본체결을 캡 너트 (40) 의 체결 각도로 관리하는 것이 가능해진다. 이 결과, 토크 렌치를 사용할 필요가 없어, 작업 스페이스가 좁은 장소에서 캡 너트 (40) 의 본체결을 용이하게 실시할 수 있으므로, 배관 접속의 작업성을 향상시킬 수 있다. Moreover, in the pipe joint structure 1 which concerns on embodiment of this invention, the
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 에서는, 니플 (20) 의 시트부 (21) 의 곡률 중심을, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 의 곡률 중심 P 와 동일한 위치로 하고 있다. 이 때문에, 니플 (20) 의 시트부 (21) 가 이루는 부분 구면상의 시트면을 포함하는 가상 구면 S2 를, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 가 이루는 부분 구면상의 관 단면을 포함하는 가상 구면 S1 과 동심의 구면으로 할 수 있다. 이로써, 관 (10) 이 이음매부 (30) 에 대해 경사졌을 때에 있어서의 시트부 (21) 의 시트면과 가상 구면 S2 의 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 이 결과, 니플 (20) 의 시트부 (21) 와 캡 너트 (40) 의 가압부 (42) 를 균일하게 접촉시킬 수 있는 구조를, 용이하게 실현할 수 있다.Moreover, in the pipe joint structure 1 which concerns on embodiment of this invention, the center of curvature of the
또, 본 발명의 실시형태에 관련된 관 이음매 구조 (1) 에서는, 관 (10) 의 외주면에 단차부 (14) 를 형성하고, 이 단차부 (14) 와 접촉하여, 관 (10) 의 중심축 C1 방향에 있어서의 니플 (20) 의 위치를 제한하는 스토퍼부 (22) 가 당해 니플 (20) 에 형성되어 있다. 이 때문에, 니플 (20) 의 시트부 (21) 의 곡률 중심과, 관 (10) 의 볼록상 단부 (12) 의 곡률 중심이 동일한 위치가 되도록, 관 (10) 의 외주면에 있어서의 니플 (20) 의 장착 위치를 용이하게 결정할 수 있다.Moreover, in the pipe joint structure 1 which concerns on embodiment of this invention, the stepped
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 접합 대상의 관 (10) 으로서 중심축 C1 방향의 일단부와 타단부에 볼록상 단부 (12) 를 갖는 관을 예시했지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 관 (10) 은, 중심축 C1 방향의 양 단부 중 일단부에만 볼록상 단부 (12) 를 갖는 관이어도 되고, 복수로 분기한 양태의 관이어도 된다. 또, 관 (10) 은, 직선상의 관이어도 되고, 만곡부 또는 굴곡부를 갖는 관이어도 되고, 본 발명에 있어서, 관 (10) 의 형상은 불문이다.In addition, in the above-mentioned embodiment, although the pipe which has the convex-shaped
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 관 (10) 의 부분 구상을 이루는 볼록상 단부 (12) 의 곡률 중심과, 니플 (20) 의 부분 구상을 이루는 시트부 (21) 의 곡률 중심이, 관 (10) 의 중심축 C1 상에 있어서의 동일한 위치로 설정되어 있었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 이들 볼록상 단부 (12) 및 시트부 (21) 의 각 곡률 중심은, 관 (10) 의 중심축 C1 상에 위치하고 있으면, 서로 동일한 위치여도 되고 상이한 위치여도 된다. In addition, in the above-described embodiment, the center of curvature of the
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 관 (10) 의 외주면에 니플 (20) 을 나사 결착하고 있었지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 니플 (20) 은, 관 (10) 의 외주면에 끼워 맞춤에 의해 장착되어도 되고, 접착이나 용착 등에 의해 장착되어도 된다.Moreover, in embodiment mentioned above, although the
또, 상기 서술한 실시형태에서는, 이음매부 (30) 의 맞닿음부 (31) 로서 선형 테이퍼상의 맞닿음부를 예시했지만, 본 발명은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 맞닿음부 (31) 의 테이퍼면은, 선형 테이퍼면이어도 되고, 곡면상의 테이퍼면이어도 된다.Moreover, in embodiment mentioned above, although the linear taper-shaped contact part was illustrated as the
또, 상기 서술한 실시형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 상기 서술한 각 구성 요소를 적절히 조합하여 구성한 것도 본 발명에 포함된다. 그 외, 상기 서술한 실시형태에 기초하여 당업자 등에 의해 이루어지는 다른 실시형태, 실시예 및 운용 기술 등은 모두 본 발명의 범주에 포함된다. In addition, this invention is not limited by embodiment mentioned above. What was comprised by combining each component mentioned above suitably is also included in this invention. In addition, other embodiments, examples, operating techniques, etc. made by those skilled in the art based on the above-described embodiment are all included in the scope of the present invention.
1 : 관 이음매 구조
5 : 연료 분사 펌프
10 : 관
11 : 내부 유로
11a : 개구 단부
12 : 볼록상 단부
13 : 나사부
14 : 단차부
20 : 니플
21 : 시트부
22 : 스토퍼부
23 : 나사부
30 : 이음매부
30a : 제 1 접합부
30b : 제 2 접합부
31 : 맞닿음부
32 : 내부 유로
33 : 나사부
34 : 볼트 헤드부
35 : 볼트 나사부
40 : 캡 너트
41a, 41b : 개구부
42 : 가압부
43 : 나사부
44 : 너트부
101 : 종래의 관 이음매 구조
110 : 관
112, 112a, 112b : 볼록상 단부
120 : 니플
121, 121a, 121b : 시트부
130 : 이음매부
131, 131a, 131b : 맞닿음부
140 : 캡 너트
142 : 가압부
C1, C2, C11, C12 : 중심축
S1, S2 : 가상 구면
P : 곡률 중심 1: Pipe joint structure
5: fuel injection pump
10 : tube
11: Inner Euro
11a: open end
12: convex end
13: screw part
14: step part
20: nipple
21: seat part
22: stopper part
23: screw part
30: seam
30a: first junction
30b: second junction
31: abutment part
32: inner euro
33: screw part
34: bolt head part
35: bolt thread part
40: cap nut
41a, 41b: opening
42: pressurizing part
43: screw part
44: nut part
101: conventional pipe joint structure
110: tube
112, 112a, 112b: convex ends
120: nipple
121, 121a, 121b: seat part
130: seam
131, 131a, 131b: abutting part
140: cap nut
142: pressurizing part
C1, C2, C11, C12: central axis
S1, S2: virtual sphere
P: center of curvature
Claims (7)
상기 관의 외주면에 장착되는 통상으로 형성되고, 상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 볼록상 단부와는 반대 측으로 볼록한 부분 구면상을 이루는 시트부를 갖는 통상부와,
상기 볼록상 단부와 맞닿는 테이퍼상의 맞닿음부를 갖고, 상기 유체를 취급하는 장치와 상기 관을 연통하는 이음매부와,
상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 볼록상 단부와는 반대 측을 향해 축경하는 테이퍼상의 가압부를 내부에 갖고, 상기 이음매부의 외주면에 나사 결착됨과 함께, 상기 통상부의 상기 시트부를 상기 가압부로 가압하여 상기 관의 상기 볼록상 단부를 상기 이음매부의 상기 맞닿음부에 가압하는 캡 너트를 구비하고,
상기 관의 상기 볼록상 단부 및 상기 통상부의 상기 시트부의 각 곡률 중심은, 상기 관의 중심축 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 관 이음매 구조.A pipe having an internal flow path through which a fluid flows, and a convex end portion having an open end of the internal flow path formed to form a partial spherical shape convex to the outside;
a cylindrical portion mounted on the outer circumferential surface of the tube and having a sheet portion having a convex partial spherical shape on the side opposite to the convex end in the central axis direction of the tube;
a joint portion having a tapered abutment portion abutting against the convex end portion and communicating the fluid handling device and the tube;
It has a taper-shaped pressing part inside which is reduced in diameter toward the side opposite to the convex end in the central axis direction of the tube, is screwed to the outer peripheral surface of the joint part, and presses the seat part of the cylindrical part with the pressing part and a cap nut for pressing the convex end of the tube to the abutting portion of the joint,
The pipe joint structure, wherein each of the curvature centers of the convex end portion of the tube and the seat portion of the cylindrical portion is located on the central axis of the tube.
상기 통상부의 상기 시트부의 곡률 중심은, 상기 관의 상기 볼록상 단부의 곡률 중심과 동일한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 관 이음매 구조.The method of claim 1,
A pipe joint structure, wherein a center of curvature of the seat portion of the cylindrical portion is at the same position as a center of curvature of the convex end portion of the tube.
상기 통상부는, 상기 관의 외주면에 형성된 단차부와 접촉하여, 상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 통상부의 위치를 제한하는 스토퍼부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 관 이음매 구조. The method of claim 1,
The tube joint structure, characterized in that the cylindrical portion further has a stopper portion that contacts the step portion formed on the outer circumferential surface of the tube to limit the position of the cylindrical portion in the central axis direction of the tube.
상기 통상부는, 상기 관의 외주면에 형성된 단차부와 접촉하여, 상기 관의 중심축 방향에 있어서의 상기 통상부의 위치를 제한하는 스토퍼부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 관이음매 구조. 3. The method of claim 2,
The tube joint structure according to claim 1, wherein the cylindrical portion further has a stopper portion that is in contact with the step portion formed on the outer circumferential surface of the tube to limit the position of the cylindrical portion in the central axis direction of the tube.
상기 가압부의 테이퍼면은, 선형 테이퍼면인 것을 특징으로 하는 관 이음매 구조. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The tapered surface of the pressing part is a pipe joint structure, characterized in that it is a linear tapered surface.
상기 가압부의 테이퍼면은, 곡면상의 테이퍼면인 것을 특징으로 하는 관 이음매 구조. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The taper surface of the pressing part is a pipe joint structure, characterized in that it is a curved tapered surface.
상기 가압부의 테이퍼면은, 상기 통상부의 상기 시트부와 동일한 곡률 중심을 갖는 부분 구면상의 테이퍼면인 것을 특징으로 하는 관 이음매 구조.7. The method of claim 6,
The taper surface of the pressing part is a pipe joint structure, characterized in that it is a taper surface on a partial spherical surface having the same center of curvature as the seat part of the cylindrical part.
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