WO1997047909A1 - Joint de dilatation flexible - Google Patents

Description

明 細 書 伸縮可撓継手 技術分野

本発明は伸縮可撓継手に係り、 球面を利用した伸縮可撓継手における伸 縮可撓作用を確実に行わしめると共に耐久性に優れ、 更には曲管部に用い られた条件下で 力が作用しても曲げ力を生ずるようなことを適切に抑制 した新規な機構を提供しょうとするものである。 背景技術

管路を大きな可撓性を採って接続することについては従来から種々の提 案がなされ、 また実用化されているが、 その可撓作用を確保するためには 球形部を採用することが比較的大きな可撓作用を得る上において有利であ る。 即ち対向した管体端部に内外において嵌合するようにされた空洞状球 形部を形成したものを用い、 それらの空洞状球形部を嵌合せしめて連結す ると共に外側球形部に対して抱持部体を取付け、 内側球形部を前記外側球 形部と抱持部体との間に回動可能として抱持したものである。

また上記のような可撓継手部を組みとして採用し、 それら継手部におけ る管体相互をスラィ ド可能に連結することにより、 前述したような両側可 撓部の間に管体相互間の伸縮部を形成し、 可撓性と共に伸縮作用をも得し めることも行われており、 この場合には該継手機構の両端部に接続された 管体が平行状のままで管路に可撓性と伸縮性を共に得しめることができる c 上記したような従来の可撓継手ないし可撓伸縮継手は何れにしても可撓 性、 伸縮性を大きく採ることができるメリ ツ トを有しているが、 上記した ような可撓部、 伸縮部に介装されたシール材によって的確なシール条件を 確保しなから可橈、 伸縮するのでシール条件の的確さはシール材の緊締度 合いに比例し、 実際の可撓、 伸縮作用時に相当の摩擦抵抗を生ずることと ならざるを得ず、 このようなシール材の摩擦抵抗によつて実際の可橈伸縮 作用が円滑に行われ得ない不利がある。

また上記したような従来のものにおいてはそれら部体の緊締連結に当つ て前記シール材を前記のように確実に緊圧シールすることが枢要で、 この ような緊締が充分に得られず、 また不正確な場合には洩れを発生する可能 性が残り、 しかも充分に緊締されたシール材はその設定条件から老化ない し変形して充分な耐久性を得難い欠点を有している。 なお上記のような 伸縮可撓継手が曲管部に採用された場合において管内を流通する流体圧力 によって継手部が伸び、 圖 7に示すように固定部 2 8から引出されて屈曲 管路 2 6を形成するように連結されたような場合にその管路部体 2 7に不 要な曲げ作用力を仮想線で示すように生ぜしめ、 管路に変形部 2 7ないし 亀裂や折損を来すこととなるなどの不都合がある。 発明の開示

本発明は、 対設された両管体端部にそれぞれ形成した空洞状球形部を内 外側に嵌合させ対設管体を相互に屈曲し得るように連結し、 外側に嵌合さ れた空洞状球形部の開口端と内側に嵌合された空洞状球形部の外面との間 に断面的に側面から凹入部が形成されたパッキングを添装し、 凹入部部分 の少なく とも一側に形成されたリ ップ部を外側嵌合空洞状球形部の開口端 面に接合し、 パッキングに上記した外側嵌合空洞状球形部の開口端に取付 けられた保持部材を接合させることにより、 特定のシール材を採用すると 共に適切なス卜ツバ一部を形成することにより、 好ましいシール条件を簡 易且つ的確に形成して安定な可撓伸縮作用を確保すると共に高度の耐用性 を確保させることに成功した。 図面の簡単な説明

圖 1 は、 本発明による伸縮可撓継手の一例について部分切欠して示した 側面圖、 圖 2は、 圖 1 に示したものの要部について、 その作動関係を示し た部分的断面圖、 圖 3は、 圖 2に示したものについて仲縮量を調整した状 態を示す部分的断面圖、 圖 4は、 延長アダプタ一を用いた本発明によるも のの部分的断面圖、 圖 5は、 本発明による第 2の構成例を示した圖 1 と同 様な断面圖、 圖 6は、 圖 5に示したものの部分的な端面圖、 圖 7は、 本発 明のような継手を用いた場合において圧力により管路が曲げ力の発生する 態様を示した説明圖である。 発明を実施するための最良の形態

上記したような本発明によるものの具体的な実施態様を添附圖面に示す ものについて説明すると、 本発明においては第 1の構成態様として、 圖 1 に示すように対向して設けられた管体 1 , 2の端部にそれぞれ空洞状球形 部 3， 4を形成し、 これらの空洞状球形部 3 , 4を内外側に嵌合させ、 前 記管体 1， 2を相互に屈曲し得るように連結したこと自体は前記した従来 からの可撓作用を確保するための継手機構と同じであり、 前記のように内 外側に嵌合された空洞状球形部 3 , 4間にはパッキング 5を用いてシール するものであるが、 本発明では斯様なパッキング 5として、 特定のものを 採用し、 且つ特定の関係に組付ける。

即ち、 上記のように外側に嵌合された空洞状球形部 4の開口端と内側に 嵌合された空洞状球形部 3の外面との間に断面空洞状部 6として成形され たパッキング 5を添装するもので、 上記のような断面空洞状部 6部分の両 側に形成されたリ ップ部 7 , 8を上記した外側嵌合空洞状球形部 4の開口 端面 4 aと内側嵌合空洞状球形部 3の外面とにそれぞれ接合し、 前記パッ キング 5の外面に外側嵌合空洞状球形部 4の開口端 4 aに取付けられた保 持部材 9を接合させ、 該パッキング' 5を所定の取付状態に保持するように したものである。

前記したような空洞状球形部 3 , 4を有する管体し 2はその両端部に それぞれフランジ部のような接続部 1 1 または 1 2を形成することにより 比較的短小な継手構造とすることができることは明らかである。 然しより 充分な可撓性と共に伸縮性を確保するためには圖 1 に示すように空洞状球 形部 3， 4からなる継手部を複合した構成とした継手構造とすることかで きる。 即ち充分な可撓性と共に伸縮性を確保するためには圖 1 に示すよう に空洞状球形部 3 , 4からなる継手部を複合した構成とし、 それらの空洞 状球形部 3， 4間に管体 1 , 2の一方を拡径した外側管体端部 2 1 とし、 このような外側管体端部 2 1 に他方の管体端部を内側管体端部 2 2として 収容せしめ、 斯うした内側管体端部 2 2に設けられた保持座 1 3に断面空 洞状部 1 6として形成されたパッキング 1 5を受け入れると共に該パツキ ング 1 5の外側リ ップ部 1 7を前記外側管体端部 2 1の内面に接合シール させ、 しかも該外側管体端部 2 1に上記保持座 1 3に係止するストッパー 2 0を取付手段 1 9によって適宜に外側管体端部 2 1を取外してパッキン グ Ί 5を交換し得るように設けたものである。

即ち、 この圖 1のような構成によるものは内外側管体端部 2 し 2 2に おいてス卜ッパー 2 0と保持座 1 3による間隔範囲内で適切な伸縮を収容 し、 しかもそうした内外側管体端部 2 1 , 2 2の両側に設けられた空洞状 球形部 3 , 4および 3 , 4においてそれぞれに適切な可撓作用を得しめる こととなり、 大きな伸縮可撓性を有していることは明らかである。

また、 前記したような本発明のパッキング 5， 1 5は圖 2に示すように 内側管体端部 2 2がパッキング 5， 1 5の保持側とシール面とのギャップ eだけ偏りを生じてもパッキング 5 , 1 5が自動的に追従し、 オートマチ ックシールとしての的確なシール状態を保持し、 しかもその内腔である空 洞状凹部 6， 1 6に内部流体圧が作用することによって上記のようなシ一 ル状態を常時有効に形成保持し得るのでパッキング 5 , 1 5を強く圧縮す るような必要なしに好ましいシール関係を構成維持することができる。 ま たこのようにパッキング 5， 1 5が強く圧縮されないことからそのへたり や老化を回避し、 継手機構全般の耐久性が充分に向上せしめられる。

更に前記したように充分な伸縮作用は場合によって適宜に制限すること ができ、 その態様は別に圖 3として示す如くである。 即ち、 取付手段 1 9 によって取付けられている 2つ割りのストッパ一 2 0は適宜に交換するこ とができ、 圖 3のように幅の広いストッパー 2 0を取付けることによって、 伸縮拘束ストッパーとしてとして作用し、 伸縮のない、 あるいは伸縮が適 宜に制限された機構とすることができる。

なお本発明によるものとは別に圖 4 として示すように構成することがで きる。 即ち上記したような伸縮可撓継手を、 その一端側を外側嵌合部 2 3 とすると共に他端側を内側嵌合部 2 4に形成した中間嵌合管体 1 4を用い、 その端部に形成した保持座 2 5と内側管体端部 2 2に形成した保持座 1 3 に夫々断面空洞状として形成されたパッキング 1 5を受入れると共にそれ らパッキング 1 5の外側リ ップ部 1 7を外側嵌合部 2 3と外側管体端部 2 1 に夫々接合せしめ、 また上記したパッキング保持座 1 3または 2 5に係 止するストッパー 2 0を設けたものである。

つまり、 この圖 4に示すような構成によるときは中間嵌合管体 1 4の両 端部において夫々大きな伸縮を得しめることが可能であって、 またこのよ うな中間嵌合管体 1 4は更に同様の関係で 2個以上を同軸状として連続せ しめて介装することができるから伸縮量をそれぞれの場合に応じて大幅に 拡大されたものとして得しめる。

圖 5および圖 6には本発明による第 2の構成態様として前記したように 内外側に嵌合した空洞状球形部 3 , 4または内外側管体端部 2 1， 2 2に 介装されるパッキング 5 aまたは 1 5 aの何れか一方または双方を断面的 に両側面から凹入部 3 1が対向して形成されたものとした場合が示されて いる。 保持部材 9が外側の空洞状球形部 4に取付けられて前記パッキング 5 aまたは 1 5 aを保持しているが、 パッキング 5 aと 1 5 aとの関係は 圖 1 に示したものが空洞伏球形部 3に接合するものより内外側管体端部 2 1 , 2 2間に介装されるものが大であるのに対して、 この圖 5に示したも のにおいては内外側の管体端部 2 1 , 2 2間に介装したパッキング 1 5 a のものがパッキング 5 aより小型とされている。

即ち、 このような圖 5および圖 6のものによるときは前記した圖 1のも のにおけるパッキング 5の空洞状球形部 4における開口端 4 aとのシール 面が球形面に対し垂直面となることから垂直開口端面 4 aにおけるシール 面積 （シール幅） を大とする必要があり、 前記した空洞状球形部 4の外径 寸法が大きくならざるを得ないのに対し、 圖 5のものによればパッキング 5 a , 1 5 aが厚さ方向に圧縮変形されて上記したような球形面に対する 垂直面でのシールを必要としないことになり、 球形部の径が縮減される。 また前記圖 5および圖 6のものにおいてはパッキング 5 a， 1 5 aの断 面が対称形をなすので組立てる際にその方向を考慮する必要がなく、 しか も両球形部 3 , 4を緊圧してパッキング 5 a , 1 5 aを圧縮してシールす ることもないので、 それらの何れからしても組立て操作を著しく容易とす る。 然してこれらのパッキング 5 a , 1 5 aは何れにしても内圧などの圧 力変化を利用したシール作用が得られることは前記した圖 1〜圖 4のもの と同様であってリ ップ部が両側に対設されていることから内圧と共に外圧 の変動に対しても有効に追従した自動的シールを形成し、 上記のように組 立操作の容易な条件下で常に好ましいシール関係を確保できるメ リ ッ トを 管路の内側および外側の双方で得しめている特質がある。

更に圖 1のものは継手に管軸方向の引張荷重が作用した場合にはパツキ ングを支持している保持部材 9が引張力作用方向に引き出されることとな り、 パッキング 5に対する保持部材 9との間におけるシール性能が低減す る。 これに対し圖 5のものにおいては上記のような引張り力作用時におい ても同様なシ一ル性を確保できるメリ ッ トがある。 なお上記のようにパ ッキング 5 a , 1 5 aを緊 Eすることなしにシール関係を形成する本発明 のものは伸縮作用および可曲作用がフリ一状態に得られることとなるが、 このことは圖示のように 4部体で形成されたような場合において取扱操作 時に両手を用いても変形の方向および量が大きく取扱上の困難さが大きい _c 従って圖 5および圖 6に示すように保持部材 9 , 9に夫々複数の止座部 3 0を突設して仮止めボルト 2 9を揷入緊蹄して両保持部材 9， 9を固定状 態とし、 設定位置に搬入した後に前記仮止めボル卜 2 9を取外すようにす ることが好ましい。

上記したような本発明によるものは、 対設された管体端部に形成した空 洞状球形部を内外側に嵌合させ前記管体を相互に屈曲し得るように連結し たものであって、 上記のように外側に嵌合された空洞状球形部の開口端と 内側に嵌合された空洞状球形部の外面との間に断面的に側面から凹入部が 形成されたパッキングを添装し、 上記のような凹入部部分の少なく とも一 側に形成されたリ ップ部を上記した外側嵌合空洞状球形部の開口端面に接 合し、 前記パッキングに上記した外側嵌合空洞状球形部の開口端に取付け られた保持部材を接合させたことにより管体内を流れる流体圧をパッキン グの空洞状部に作用せしめて有効なシール状態を形成し、 従ってパッキン グを強圧することなしにシールを達成し、 該パッキングの耐用製を高める と共に屈曲性、 可撓性を適切に確保する。

前記したようなパッキングの外面に外側嵌合空洞状球形部の開口端に取 付けられた保持部材を接合させたことによってパッキングを適正な状態で 内側に嵌合された空洞状球形部の外面に設定、 保持せしめる。 断面的に 側面から凹入部が形成されたパッキングが断面空洞状として形成され、 該 空洞状凹入部の両側に形成されたリ ップ部を外側に嵌合された空洞伏球形 部の開口端面と内側嵌合空洞状球形部外面とにそれぞれ接合させたことに より管体内流体圧を凹入部内に作用させて好ましいシール性を確保する。 断面的に両側面から凹入部が対向して形成されたパッキングを外側に嵌 合された空洞状球形部の開口端と内側に嵌合された空洞状球形部外面との 間に介装し、 前記パッキングのー側に上記した外側嵌合空洞伏球形部の開 口端に取付けられた保持部材を接合させたことによつて接続された管路の 軸方向に引張荷重が作用してもパッキング'を支持する保持部材が引張作用 力方向に引き出されることをなからしめて、 そうした引張力作用時におい ても安定なシール性を確保することができる。

前記したような伸縮可撓継手を複数個連設し、 それら伸縮可撓継手にお ける対向管体端部の一方を拡怪した外側管体端部とし、 他方の管体端部を 内側管体端部として収容し、 該内側管体端部に設けられた保持座に断面空 洞状として形成されたパッキングを受入れると共に該パッキングの外側リ ップ部を前記外側管体端部の内面に接合シールさせ、 しかも該外側管体端 部に上記保持座に係止するストッパーを設けたことによって充分な可撓作 用と適度の伸縮作用とを共に得しめる。

上述したような構成を有する伸縮可撓継手の一端側を外側嵌合部とする と共に他端側を内側嵌合部とした中間嵌合管体を介して連設し、 内側嵌合 部に形成した保持座に夫々断面空洞状として形成されたパッキングを受入 れると共に該パッキングの外側リ ップ部を外側嵌合部の内面に接合させる と共に前記外側嵌合部に上記したパッキング保持座に係止するストッパー を設けたことによって充分な可橈性と伸縮性とを共に得しめ、 更には複数 個の中間嵌合管体を適宜に組込むことを可能にして自在な伸縮可撓継手機 構を形成することができる。 産業上の利用可能性

以上説明したような本発明によるときは、 パッキングを強圧することな しに的確なシール状態を形成せしめ、 従ってまた円滑な可撓作用ないし伸 縮作用を実現すると共に前記パッキングの耐用性を充分に向上させ、 しか もその伸縮量を有効に制御して管路に好ましからざる曲げ作用力が生ずる ことを防止せしめ、 更には管軸方向の引張り力作用条件下においても安定 なシール作用を維持して適正な可撓、 伸縮を圖るなどの効果を有している _c

Claims

請 求 の 範 囲 1 対設された両管体端部にそれぞれ形成した空洞状球形部を内外側に嵌 合させ前記対設管体を相互に屈曲し得るように連結したものであって、 上 記のように外側に嵌合された空洞状球形部の開口端と内側に嵌合された空 洞状球形部の外面との間に断面的に側面から凹入部か形成されたパッキン グを添装し、 上記のような凹入部部分の少なく とも一側に形成されたリ ッ プ部を上記した外側嵌合空洞状球形部の開口端面に接合し、 前記パッキン グに上記した外側嵌合空洞伏球形部の開口端に取付けられた保持部材を接 合させたことを特徴とする伸縮可撓継手。 2 断面的に側面から凹入部が形成されたパッキングが断面 C型の空洞状 として形成され、 該空洞状凹入部の両側に形成されたリ ップ部を外側に嵌 合された空洞状球形部の開口端面と内側嵌合空洞状球形部外面とにそれぞ れ接合させたことを特徴とする特許請求範囲第 1項の伸縮可撓継手。 3 断面的に両側面から凹入部が対向して形成されたパッキングを外側に 嵌合された空洞状球形部の開口端と内側に嵌合された空洞状球形部外面と の間に介装し、 前記パッキングのー側に上記した外側嵌合空洞状球形部の 開口端に取付けられた保持部材を接合させたことを特徴とする特許請求の 範囲第 1項の伸縮可撓継手。 4 特許請求の範囲第 1 〜 3項の何れか 1つに記載した伸縮可撓継手を複 数個連設し、 それら伸縮可撓継手における対向管体端部の一方を拡径した 外側管体端部とし、 該外側管体端部に他方の管体端部を内側管体端部とし て収容し、 該内側管体端部に設けられた保持座に断面空洞状として成形さ れたパッキングを受入れると共に該パッキングの外側リ ップ部を前記外側 管体端部の内面に接合シールさせ、 しかも該外側管体端部に上記保持座に 係止するストッパーを設けたことを特徴とした伸縮可撓継手。 5 特許請求の範囲第 1 〜 3項の何れか 1つに記載した伸縮可撓継手の一 端側を外側嵌合部とすると共に他端側を内側嵌合部とした中間嵌合管体を 介して連設し、 前記内側嵌合部に形成した保持座に夫々断面空洞状として 成形されたパッキングを受入れると共に該パッキングの外側リ ップ部を外 側嵌合部の内面に接合シールさせ、 しかも前記外側嵌合部に上記したパッ キング保持座に係止するストッパーを設けたことを特徴とした伸縮可撓継 手。 補正書の請求の範囲 [ 1 9 9 7年 1 1月 1 1 日 （1 1 . 1 1 . 9 7 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 一 4は補止:された；出願当初の請求の範囲 5は取り下げられた。 （2頁） ] (補正後） 対設された両管体端部にそれぞれ形成した空洞状球形部をそ れら球形部の内外側に嵌合させ前記対設管体を相互に屈曲し得るように連 結した複数の可曲性連結部を具えるものであって、 上記のように外側に嵌 合された空洞状球形部の開口端と該開口端に連結された保持部材及び上記 内側嵌合管体の空洞状球形部外面との間に介装されたパッキングに前記開 口端及び空洞伏球形部外面に跨がって側面から凹入部を形成し、 上記のよ うな凹入部部分の一側に形成されたリ ップ部を上記した外側嵌合空洞状球 形部の開口端面に接合し、 前記パッキングの外面に上記した外側嵌合空洞 状球形部の開口端に取付けられた保持部材を接合させ、 前記した複数の可 曲性連結部の間にも先端部に断面的に側面から凹入部が形成されたパツキ ングを備えた保持座の形成された内側管体と先端部に前記保持座を係合す るストッパーを設けた外側管体とを摺動可能に接合連結させたことを特徴 とする伸縮可撓継手。 (補正後） 断面的に側面から凹入部が形成されたパッキングが断面 C型 の空洞伏として形成され、 該空洞状凹入部の両側に形成されたリ ップ部を 外側に嵌合された空洞状球形部の開口端面と内側嵌合空洞状球形部外面と にそれぞれ接合させたことを特徴とする請求の範囲第 1項の伸縮可撓継手 c (補正後） 対設された両管体端部にそれぞれ形成した空洞状球形部をそ れら球形部の内外側に嵌合させ前記対設管体を相互に屈曲し得るように連 結した複数の可曲性連結部を具えるものであって、 上記のように外側に嵌 合された空洞状球形部の開口端と内側に嵌合された空洞状球形部の外面と の間に断面的に両側面から凹入部が対向して形成されたパッキングを外側 に嵌合された空洞状球形部の開口端と内側に嵌合された空洞伏球形部外面 との間に主としてそれら空洞状球形部の半径方向において移動し得るよう 補正された ί¾¾条約第 19条) に介装し、 前記した複数の可曲性連結部の間に先端部に両側面から凹入部 が対向して形成されたパッキングを具備したパッキング保持座の形成され た内側管体と先端部に前記パッキング保持座と係合するストッパーを設け た外側管体とを摺動可能に接合連結させたことを特徴とする伸縮可撓継手 c (補正後） 請求の範囲第 1〜 3項の何れか 1つに記載した伸縮可撓継手 を複数個連設し、 それら伸縮可撓継手における対向管体端部の一方を拡径 した外側管体端部とし、 該外側管体端部に他方の管体端部を内側管体端部 として収容したことを特徴とした伸縮可撓継手。 (削除） 補正された用紙 (条約第 19 条約 1 9条に基づく説明書

1. 補正後の第 1項は、 外側に嵌合する空洞状球形部の開口端と該開口端に 連結した保持部材に、 内側嵌合管体の空洞状球形部外面と開口端接合部に 跨がる凹入部を有するパッキングの収容部を形成したことを明確にした。 同じく補正後の第 1項は、 複数の可曲性連結部の間にも先端部に断面的 に側面から凹入部を形成したパッキングを備える保持座を形成した内側管 体と先端部に前記保持座と係合するストツパーを設けた外側管体とを摺動 可能に接合連結させたことを明確にした。 第 1引例 （JP, 25-9638, Y) は、 パッキングの凹入部が内側嵌合管体の 空洞状球形部外面と外側空洞状球形部開口端との接合に跨がるものでなく、 前記後段の構成は備えていない。 第 2引例 （JP. 64-7275, B) は、 パツキ ングに凹入部がないから基本的に異なり、 後段の構成に関しても断面的に パッキングが異なり、 内側管体の先端部にパッキングを備えた保持座は形 成されず、 外側管体の先端部に該保持座と係合するストッパーを設けてい ない。 第 3引例 （JP, 59-94687, U)はパッキングを異にし、 前記本願の構 成を何れも有さず、 第 4引例 （JP, 3-93679, U) は空洞状球形部を欠いて おり、 前記した本願の特徴は求められない。 第 1項発明は、 上記した各構成を必須とすることによりコンパク 卜な構 成により可撓性と伸縮性を共に有効且つ的確に実現したもので、 このよう に可撓性と伸縮性を共に得しめること自体は第 2引例に示されているとし ても、 引例のものはその外装管の中間部に阻止体と 0リングを設けると共 に阻止部を有する阻止環体を螺合し、 内装管もその中間部にス卜ッパーと シール用パッキングを相当の間隔を採って配設せざるを得ないから本願発 明のものより相当に長尺にならざるを得ない。 また、 その可撓性や伸縮性 は、 0リングを押輪によって押潰した状態でシールするもので、 可撓性及 び伸縮性におし、て相当の摩擦抵抗を受けるので、 その有効性及び的確性に おいて本願のものとは全く程度が異なつている。

2. 補正後の第 3項は、 第 5図及び第 6図に示される如く、 そのパッキング に関し両側面から凹入部が対向して形成したものであることを特定し、 相 互に係合する空洞状球形部の間及びこの空洞状球形部間における直管伏連 結部間にあって主としてそれらの半径方向において前記凹入部を利用した 伸縮を軽快に実現する関係を明確にした。