TW201402980A

TW201402980A - 外罩型管接頭

Info

Publication number: TW201402980A
Application number: TW102110463A
Authority: TW
Inventors: Syuichi Mikami
Original assignee: Riken Kk
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2014-01-16
Also published as: CN103363207A; US20130257045A1; JP2013210043A

Abstract

本發明之課題在於提供一種能夠防止墊圈產生皺摺或過度壓縮，且即使長期保持墊圈也能夠抑制其劣化，從而防止密封性能降低及漏水的外罩型管接頭。外罩型管接頭1係連接1對管P者，其具備多個外罩主體4、及收容於外罩主體之墊圈6，墊圈具有筒狀的主體部6c、1對墊圈唇部6a、及墊圈唇部之間的1對墊圈舌部6b，墊圈唇部的外表面6as能夠緊貼於管的外表面Ps而進行密封，在不對墊圈施加負荷的狀態下，墊圈舌部的前端彼此係於軸向上分開，若按壓墊圈舌部的前端彼此而使其等在軸向上接近，則主體部係以墊圈舌部的基端附近為中心變形，伴隨著該變形，墊圈唇部進行轉動而使其外表面與軸向所成的角變小。

Description

外罩型管接頭

本發明係有關將相互連接的管以及接頭的端部彼此對合而連接的外罩型管接頭。

作為習知的外罩型管接頭100，如圖8以及圖9所示，公知有如下的結構：在大致半圓弧狀部的一組外罩主體40的內徑部收容有環狀的墊圈60，使突出於各半圓弧狀部的兩端的凸緣部50結合，並利用由螺栓80以及螺帽90所構成的緊固件70進行固定。

在接頭的施工中，該外罩型管接頭100係以下述方式使用。首先，將螺栓80和螺帽90暫時拆卸，將墊圈60裝配在一管P的較環狀槽Pa更靠端部側。由於墊圈60的內徑小於管P的外徑，因此一邊使墊圈60擴張一邊裝配管P。然後，將另一管P的端部以與上述一管P的端部對合的方式插入至墊圈60內，並將墊圈60以橫跨各管P的兩端的方式配置。圖10是墊圈60的半剖視圖，在軸向的兩側具備墊圈唇部60a。而且，管P的外徑d₁係大於墊圈唇部60a的內徑，若將管P插入就會與墊圈唇部60a接觸，並藉由進一步將管P插入使墊圈唇部60a被壓潰，而對管P的外表面進行密封。

接著，將一對外罩主體40從墊圈60的上方覆蓋於連接部，並以將突出於外罩主體40的各半圓弧狀部的內徑側的爪部40a分別卡合於管P的環狀槽Pa的方式安裝而進行軸向的定位。此外，將螺栓80插通於各外罩主體40的對向的凸緣部50的螺栓孔中，並藉由緊固螺帽90緊固而固定管的連接部。

然而，近年來，以施工時間的縮短或削減成本為目的，提供有如下的插入型的外罩型管接頭：從作為單元而處於預組裝的狀態的外罩型管接頭(未圖示)的軸向兩側，將形成有環狀槽Pa的一對管P的端部同軸地對合而插入，然後將預組裝在外罩主體的對向的凸緣部的螺栓和螺帽緊固而進行固定。

在插入型的外罩型管接頭中，為了能夠在預組裝狀態下容易地將管P的端部插入至墊圈內，墊圈的內徑係設定成大於管P的外徑d₁。圖11是使用於插入型的外罩型管接頭的墊圈65的半剖視圖，沿著軸向在墊圈唇部65a之間，具備與管P的端部接觸的定位突起部65c。而且，管P的外徑d₁係小於墊圈唇部65a的內徑，且大於定位突起部65c的內徑。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特表2007-537414號公報

然而，在上述插入型的外罩型管接頭的情形時，如圖11所示，由於墊圈65中密封管的墊圈唇部65a的內徑係大於管P的外徑d₁，因此在利用緊固件(螺栓以及螺帽)緊固外罩主體時，以將墊圈65朝徑向壓入的方式使其縮徑，使墊圈唇部65緊貼於管的外表面而進行密封。

然而，在使墊圈65縮徑時，墊圈(墊圈唇部65a)會扭曲而成為皺摺狀，而產生因縮徑所導致的皺摺。而且，若墊圈65長期保持在如此過度壓縮的狀態下，就會劣化，使密封性能降低而存在發生漏水的疑慮。

因此，本發明的目的在於解決上述課題，提供一種能夠防止墊圈(墊圈唇部)產生皺摺或過度壓縮，即使長期保持墊圈也能夠抑制其劣化，從而防止密封性能的降低及漏水的外罩型管接頭。

亦即，本發明的外罩型管接頭係連接在端部具有凹狀或凸狀的安裝部的一對管者，其具備有：多個外罩主體，其等具有：圓弧狀部；凸緣部，形成在該圓弧狀部的周向兩端部且朝徑向外側突出；一對卡合部，其等分別配置於上述圓弧狀部的沿著軸向的內表面且與上述管的上述安裝部卡合；以及凹部，其沿著軸向在上述一對卡合部之間形成上述圓弧狀部的內部空間；墊圈，其由收容於上述外罩主體的上述凹部的環狀彈性體所構成；以及緊固件，其利用上述凸緣部緊固上述多個外罩主體；且上述墊圈具有：筒狀的主體部；一對墊圈唇部，其等從該主體部的軸向兩端側朝向徑向內側延伸；以及一對墊圈舌部，其等沿著軸向在上述一對墊圈唇部之間從上述主體部的內表面朝向徑向內側延伸；上述墊圈唇部的外表面能夠緊貼於上述管的外表面而進行密封，在不對上述墊圈施加負荷的狀態下，上述一對墊圈舌部的前端彼此係於軸向上分開，若按壓上述一對墊圈舌部的前端彼此而使其等在軸向上接近，則上述主體部係以該一對墊圈舌部的基端附近為中心變形，伴隨著該變形，上述一對墊圈唇部進行轉動而使該墊圈唇部的外表面與軸向所成的角變小。

根據該外罩型管接頭，由於墊圈唇部進行轉動而使其外表面與軸向所成的角變小，因此在將外罩型管接頭正式緊固而縮減各外罩主體的間隔時，墊圈唇部的外表面能夠容易地緊貼於管的外表面。其結果，能夠防止墊圈(墊圈唇部)產生皺摺或過度壓縮，即使長期保持墊圈也能夠抑制劣化，能夠防止密封性能降低及漏水。

此外，墊圈舌部能夠在進行管的連接時對管進行定位，而提高作業性。

從軸向上以平行的截面觀察，在不施加負荷的狀態下的上述墊圈的寬度係大於上述凹部的寬度，若按壓上述一對墊圈舌部的前端彼此而使其等在軸向上接近，則上述墊圈的寬度就會變成與上述凹部的寬度相等或者小於上述凹部的寬度，而完全收容於該凹部。

根據該外罩型管接頭，在將墊圈收容於凹部而進行預組裝時，由於墊圈的寬度大於凹部的寬度，因此墊圈會卡止於凹部，從而防止脫落或軸心偏移。此外，若一對墊圈舌部的前端彼此接近，則墊圈的寬度就會變成與凹部的寬度相等或者小於凹部的寬度，因此在將外罩型管接頭正式緊固時，可使墊圈幾乎不被壓縮就完全收容於凹部，從而防止墊圈產生皺摺或過度壓縮。

較佳為上述一對墊圈舌部之間介裝有中心環。

墊圈舌部例如存在有因配管的彎曲負荷而發生變形或損傷等的情況，在該情況下變得無法作為管的定位功能而發揮作用。因此，可藉由設置中心環，而進行確實的定位。

較佳上述中心環係由橡膠、樹脂或金屬所構成。

根據本發明，能夠防止墊圈(墊圈唇部)產生皺摺或過度壓縮，且即使長期保持墊圈也能夠抑制其劣化，從而防止密封性能降低及漏水。

1‧‧‧外罩型管接頭

2‧‧‧中心環

3‧‧‧圓弧狀部

4‧‧‧外罩主體

4a‧‧‧爪部(卡合部)

4b‧‧‧凹部

5‧‧‧凸緣部

6、6x‧‧‧墊圈

6a‧‧‧墊圈唇部

6as‧‧‧墊圈唇部的外表面

6b‧‧‧墊圈舌部

6c‧‧‧主體部

6cs‧‧‧外表面

6d‧‧‧內部空間

7‧‧‧緊固件

8‧‧‧螺栓

9‧‧‧螺帽

40‧‧‧外罩主體

40a‧‧‧爪部

50‧‧‧凸緣部

60‧‧‧墊圈

60a‧‧‧墊圈唇部

65‧‧‧墊圈

65a‧‧‧墊圈唇部

65c‧‧‧定位突起部

70‧‧‧緊固件

80‧‧‧螺栓

90‧‧‧螺帽

100‧‧‧外罩型管接頭

C‧‧‧中央部

d₁‧‧‧外徑

d₂‧‧‧內徑

d₃‧‧‧內徑

G‧‧‧間隙

P‧‧‧管

Pa‧‧‧環狀槽(安裝部)

Pf‧‧‧管的前端部

Ps‧‧‧管的外表面

W1‧‧‧凹部的寬度

W2‧‧‧未施加負荷的狀態下的墊圈的寬度

W3‧‧‧墊圈舌部的前端彼此接近時的墊圈的寬度

圖1是在將本發明的實施形態的外罩型管接頭安裝於管時，在與管的軸向平行的面剖切而得的剖視圖。

圖2是沿著圖1的A-A線的剖視圖。

圖3是在與軸向平行的面剖切外罩型管接頭而得的半剖視圖。

圖4是墊圈的半剖視圖。

圖5(a)及(b)是對將管連接於外罩型管接頭時的墊圈的動作進行說明的圖。

圖6是表示將中心環夾裝在墊圈的各墊圈舌部之間的狀態的半剖視圖。

圖7是表示墊圈的變形例的半剖視圖。

圖8是習知的外罩型管接頭的在與軸向垂直的方向的剖視圖。

圖9是習知的外罩型管接頭的沿著軸向的剖視圖。

圖10是習知的墊圈的半剖視圖。

圖11是使用於插入型的外罩型管接頭的習知的墊圈的半剖視圖。

以下雖然對本發明進行詳細說明，但並不藉此來限定本發明。

圖1是在將本發明的實施形態的外罩型管接頭1安裝於管P時，在與管的軸向平行的面剖切而得的剖視圖，圖2是沿著圖1的A-A線(在與管的軸向垂直的面剖切而得)的剖視圖，圖3是在與軸向平行的面剖切外罩型管接頭1而得的半剖視圖，圖4是墊圈6的半剖視圖。外罩型管接頭1具有一對外罩主體4、由環狀的彈性體所構成的墊圈6、以及由螺栓8和螺帽9所構成的緊固件7，並組裝該等而構成。

外罩主體4具有：大致半圓形狀的圓弧狀部3；形成在圓弧狀部3的周向兩端部且朝徑向外側突出的凸緣部5；分別配置在圓弧狀部3的沿著軸向的內表面的一對爪部(卡合部)4a；以及沿著軸向在一對爪部4a之間形成圓弧狀部3的內部空間的凹部4b。

如圖1、圖3所示，爪部(卡合部)4a係從圓弧狀部3的兩側部沿徑向內側且沿圓周方向突出。而且，藉由該爪部4a卡合於一對管P的端部的沿著周向分別形成的槽(安裝部)Pa，使管P連接於外罩型管接頭1。

另外，一對管P雖然以大致同軸的方式安裝，但亦存在有所連接的管的軸彼此稍微偏心或在存在角度的狀態下進行連接的情形。而且，在本實施形態中，管P的安裝部Pa形成為槽(凹部)，雖然與該槽卡合的卡合部4a係形成為爪部(凸部)，但也可使安裝部Pa形成為凸部，並使卡合部4a形成為槽(凹部)。

如圖4所示，墊圈6具有：筒狀的主體部6c；從主體部6c的軸向兩端側朝向徑向內側延伸的一對墊圈唇部6a；以及沿著軸向在一對墊圈唇部6a之間(主體部6c的中央部C)從主體部6c的內表面朝向徑向內側延伸的一對墊圈舌部6b。

此處，一對墊圈舌部6b係形成為環狀，在不對墊圈6施加負荷的狀態下，各墊圈舌部6b的基端係分別在中央部C接觸，並且各墊圈舌部6b係以朝向前端變寬的方式在軸向上分開。另外，所謂“不對墊圈6施加負荷的狀態”是指不按壓墊圈6的狀態。墊圈6例如可使用橡膠來製作。並且，作為用於製作墊圈6的橡膠，可例示EPDM(乙烯丙烯)、NBR(腈)、ACM(丙烯酸酯)、Si類(矽系)、FR(氟)、SBR(苯乙烯丁二烯)等。

並且，墊圈唇部6a的外表面6as係形成為朝向軸向中央前端變細的錐狀，而成為能夠緊貼於管P的外表面而進行密封。另外，在墊圈唇部6a、墊圈舌部6b以及主體部6c之間形成有內部空間6d，藉由在管P內流動的液體壓力將墊圈唇部6a按壓於管P。亦即，墊圈6係成為藉由在管P內流動的液體壓力來提高密封性的自封(self seal)構造。

另外，為了避免在墊圈6產生從一對墊圈舌部6b的基端朝向徑向外側的龜裂，可不使各墊圈舌部6b的基端形成為裂縫而形成為具有曲線的截面。

此外，墊圈舌部6b的內徑d₂係小於管P的外徑d₁，墊圈唇部6a的內徑d₃係與管P的外徑d₁相等或大於管P的外徑d₁。因此，能夠在預先將墊圈6預組裝在外罩主體4的內部的狀態下，從外罩型管接頭1的軸向兩側，將一對管P的端部同軸地對合並插入，然後藉由將預組裝在外罩主體的對向的凸緣部的螺栓和螺帽緊固而固定，從而構成插入型的外罩型管接頭。

另外，內徑d₂、d₃係分別指墊圈舌部6b以及墊圈唇部6a的最窄部分的內徑。

並且，從與軸向平行的截面觀察，在不施加負荷的狀態下的墊圈6的寬度W2係大於凹部4b的寬度W1。因此，在將墊圈6收容並預組裝於凹部4b時，墊圈6係卡止於凹部4b，而能夠防止脫落以及軸心偏移。另外，在將墊圈6收容於凹部4b時，雖然墊圈6會朝軸向稍微被壓縮，但並不會被壓縮至墊圈舌部6b的前端彼此接觸。並且，在不施加負荷的狀態下，墊圈6的主體部6c的外表面6cs，其中央部係呈凹狀且朝向兩端而朝徑向外側立起。而且，如後述般，當由管P所按壓的墊圈舌部6b的前端彼此接觸時，主體部6c就會以中央部C為中心而變形，使外表面6cs成為大致沿著軸向的平面而緊貼於凹部4b。

另外，寬度W2、W1分別是墊圈6以及凹部4b的最大寬度。

接著，參照圖5，對將管P連接於外罩型管接頭1時的墊圈6的動作進行說明。最初，外罩型管接頭處於預組裝狀態，墊圈6係收容於凹部4b，且螺栓8係插入於各外罩主體4的對向的凸緣部5的螺栓孔，並藉由螺帽9鬆弛地預緊固。

如圖5(a)所示，從處於預組裝狀態的外罩型管接頭1的軸向兩側，將形成有環狀槽Pa的一對管P的端部分別插入。此時，如前述般，由於墊圈唇部6a的內徑d₃係設定為大於管P的外徑d₁，因此能夠容易地將管P的端部插入墊圈6內。

若進一步將管P沿軸向插入，則各管P的前端Pf就會分別抵接於各墊圈舌部6b，使墊圈舌部6b的前端彼此朝圖5(a)的箭頭方向按壓而接觸(圖5(b))。此時，主體部6c係以墊圈舌部6b的基端所連接的主體部6c的中央部C為中心，以朝下方轉動的方式變形。然後，伴隨著該變形，墊圈唇部6a係朝圖5(a)的箭頭方向轉動，使其外表面6as與軸向所成的角變小(變得大致與軸向平行)。因此，墊圈唇部的外表面6as的至少一部分係接近或接觸於管P的外表面Ps。另外，伴隨著主體部6c的變形，外表面6cs變成大致沿軸向的平面。

而且，在該狀態下，若進一步將預緊固的緊固件7(螺栓8和螺帽9)緊固，則各外罩主體4的間隔會朝圖5(b)的箭頭方向縮窄，使爪部4a卡合於管P的槽Pa，並且使墊圈6完全收容於凹部4b，從而使管P連接於外罩型管接頭1。

如上，由於墊圈唇部6a進行轉動而使其外表面6as與軸向所成的角變小，因此在將外罩型管接頭1正式緊固從而使各外罩主體4的間隔縮窄時，能夠使墊圈唇部6a的外表面6as容易地緊貼於管P的外表面Ps。其結果，能夠防止墊圈6(墊圈唇部6a)產生皺摺或過度壓縮，且即使長期保持墊圈也能夠抑制其劣化，從而防止密封性能降低及漏水。

此外，在進行管P的連接時，墊圈舌部6b能夠對管P進行定位，而使作業性提高。

另外，在本實施形態中，在墊圈舌部6b的前端彼此由各管P的前端Pf按壓而接觸的狀態下，墊圈6的軸向的寬度W3變得與凹部4b的寬度W1相等或者小於凹部4b的寬度W1。因此，由於墊圈6可幾乎不被壓縮而完全收容於凹部4b，所以能夠防止上述墊圈6產生皺摺或過度壓縮。

此外，在本實施形態中，由於伴隨著主體部6c的變形，外表面6cs變成大致沿著軸向的平面，因此在將外罩型管接頭1正式緊固時，因為外表面6cs係緊貼於凹部4b，所以能夠防止墊圈6與凹部4b單側接觸或過度壓縮。

圖6是表示在墊圈6的各墊圈舌部6b之間介裝有中心環2的狀態的半剖視圖。中心環2能夠由彈性材料或者塑性材料所構成，尤其較佳為由橡膠、樹脂或金屬所構成。

墊圈舌部6b存在有例如會因配管的彎曲負荷而發生變形或損傷等的情形，在該情況下會無法作為管P的定位功能而發揮作用。因此，藉由設置中心環2，能夠進行確實的定位。

另外，也可以將中心環的截面設為倒V字，而進一步對墊圈舌部6b的打開進行引導。

圖7是表示墊圈的變形例的半剖視圖。由於該墊圈6x除了墊圈舌部6b的間隔不同之外均與圖4的墊圈6相同，因此，對相同部分標注與圖4相同的元件符號並省略說明。

此處，一對墊圈舌部6b的基端係分別在中央部C附近沿軸向設置間隙G而分開。此外，墊圈舌部6b係朝向前端而擴展。如此，若使一對墊圈舌部6b在基端側也分開，由於在生產墊圈6時能夠容易地將產品從模具拔出，因此較佳。另外，為了避免從一對墊圈舌部6b的基端朝向徑向外側在墊圈6x上產生龜裂，也可使間隙G的截面成為曲線。

本發明並不限定於上述的實施形態，當然也涵蓋包含於本發明的思想和範圍的各種變形及等效物。例如，在上述實施形態中，雖然利用一對(兩個)外罩包圍並固定所要連接的管，但是，也可以利用三個以上的外罩包圍並固定管。另外，在利用三個外罩固定管的情形時，可將各外罩的外罩主體形成為大約1/3圓的圓弧狀，並使其等排成一列而成為圓環狀，從而包圍管的外側。同樣，在利用四個外罩固定管的情形時，可將各外罩的外罩主體形成為大約1/4圓的圓弧狀。此外，也可以利用鉸鏈連接各外罩的鄰接部分，僅在成為兩端的外罩上設置固定部。並且，固定部並不限於上述凸緣部，只要是在利用各外罩包圍管時能夠將鄰接的套彼此固定者即可。

並且，雖然在上述的實施形態中，已表示允許管P與外罩主體4之間的相對移動(朝向管P的軸向以及周向的移動)的活動型的外罩型管接頭，但是，也能夠應用於限制管P與外罩主體4之間的相對移動(朝向管P的軸向以及周向的移動、或者是朝軸向以及周向任一方的移動)的固定型或者半固定型的外罩型管接頭。

並且，雖然在上述的實施形態中，若利用各管P的前端Pf按壓墊圈舌部6b，則墊圈舌部6b的前端彼此就會接觸，但也可以使墊圈舌部6b的前端彼此接近而不接觸。