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技術 管継手

出願人 株式会社大創名川政人
発明者 尾辻啓志名川政人
出願日 1997年7月9日 (22年11ヶ月経過) 出願番号 1997-200868
公開日 1999年2月2日 (21年5ヶ月経過) 公開番号 1999-030366
状態 特許登録済
技術分野 圧接部材をもつ継手 フランジ継手・絶縁継手・その他の継手
主要キーワード アール付け フランジ部材間 各外周壁 ユニオンつば ユニオンねじ ユニオン式 環状小突起 再組み込み
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年2月2日)のものです。
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図面 (12)

課題

簡単な構造で、反力を利用して高い密封精度を得ることができるとともに、配管作業性に優れ、また、液溜まりを防ぎ衛生性に優れた管継手を提供することを目的とする。

解決手段

本発明における管継手は、管体2の端面に周設されたフランジ部3と、フランジ部3の端面から延設され周溝からなる間隙部6を介して管体2と同軸状でフランジ部3の外径より小さい外径で形成された密接片部4と、密接片部4の接合面4aに形成された凸条部5と、を有した雄型継手部1と、端面に周設されたフランジ部9と、フランジ部9の端面に形成された密封面10と、を有した雌型継手部7と、雄型継手部1と雌型継手部7を結合する結合部材11と、を備えた構成を有している。

概要

背景

従来、配管の途中で管を接続する場合、連結する一方の管の端部にユニオンねじ、他方の管の端部にユニオンつば取付け、両者をユニオンナットで結合するユニオンや、連結する管のそれぞれの端部にフランジを一体に形成し、フランジを対向させてフランジのシール面間にOリング等のシール材を配設し、フランジの外周側にラップジョイントクランプ等の保持部材を装着して管を接続する継手等が一般的に使用されている。また、本出願人が先に出願した特開平8−184393号公報(以下、イ号公報という)には、管状の継手部と、継手部の端部に延設されたつば部と、継手部及びつば部の略中央部に穿口された開口部の内周面と、つば部の端面に形成された接合面と、つば部に貫通して形成されたボルト挿通孔と、つば部の内周面に内周面と同軸状に形成された環状溝と、つば部の接合面に内周面と同軸状に形成された凸条部を備えた管継手が開示されている。また、実公平7−50628号公報(以下、ロ号公報という)には、フランジのシール端面に、軸方向断面形状矩形状であって、その最内径側主体部の深さよりも小さな寸法にて軸方向に突出する環状小突起に形成されたシール凹部を周設してなる管体のフランジを対向させて配する一方で、対向するフランジのシール凹部が形成する環状空間の外周側に硬質材からなる角形断面形状の嵌合リングを嵌着するとともに、嵌合リングの内側にOリングを環装し、更に管体のフランジを外周側に装着された保持部材で結合させた配管用継手が開示されている。

概要

簡単な構造で、反力を利用して高い密封精度を得ることができるとともに、配管作業性に優れ、また、液溜まりを防ぎ衛生性に優れた管継手を提供することを目的とする。

本発明における管継手は、管体2の端面に周設されたフランジ部3と、フランジ部3の端面から延設され周溝からなる間隙部6を介して管体2と同軸状でフランジ部3の外径より小さい外径で形成された密接片部4と、密接片部4の接合面4aに形成された凸条部5と、を有した雄型継手部1と、端面に周設されたフランジ部9と、フランジ部9の端面に形成された密封面10と、を有した雌型継手部7と、雄型継手部1と雌型継手部7を結合する結合部材11と、を備えた構成を有している。

目的

本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で、反力を利用して高い密封精度を得ることができるとともに、配管作業性に優れ、また、液溜まりを防ぎ衛生性に優れた管継手を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
4件

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請求項1

(a)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面から延設され周溝からなる間隙部を介して前記管体と同軸状で前記フランジ部の外径よりも小さい外径で形成された密接片部と、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部と、を有した雄型継手部と、(b)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された密封面と、を有した雌型継手部と、(c)前記雄型継手部及び前記雌型継手部を結合する結合部材と、を備えていることを特徴とする管継手

請求項2

(a)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面から延設され周溝からなる間隙部を介して前記管体と同軸状で前記フランジ部の外径よりも小さい外径で外周縁端部が前記管体の端面よりも突出して形成された密接片部と、を有した雄型継手部と、(b)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された密封面と、を有した雌型継手部と、(c)前記雄型継手部及び前記雌型継手部を結合する結合部材と、を備えていることを特徴とする管継手。

請求項3

前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部を備えたことを特徴とする請求項2に記載の管継手。

請求項4

(a)管体の端面にフランジ状に周設された密接片部と、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部と、前記密接片部の背面側の基部の対称位置に形成された突起部と、前記突起部を介して挿設され外径が前記密接片部の外径より大きいフランジ部材と、を有した雄型継手部と、(b)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された密封面と、を有した雌型継手部と、(c)前記雄型継手部及び前記雌型継手部を結合する結合部材と、を備えていることを特徴とする管継手。

請求項5

前記雄型継手部が、管体の端面にフランジ状に周設された密接片部と、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部と、前記密接片部の背面側の基部に挿設された環状体と、前記環状体を介して挿設され外径が前記密接片部の外径より大きいフランジ部材と、を有していることを特徴とする請求項4に記載の管継手。

請求項6

前記フランジ部のいずれか一方が外周壁螺子部を備え、かつ前記結合部材がユニオンナット状に形成されたナットであることを特徴とする請求項1乃至5の内いずれか1項に記載の管継手。

請求項7

前記フランジ部の各々がフランジ面に対し直交して穿孔された2以上の挿通孔部を備え、かつ前記結合部材がボルト及びナットであることを特徴とする請求項1乃至5の内いずれか1項に記載の管継手。

請求項8

前記フランジ部の各々がフランジ面の背面側に傾斜壁を備え、かつ前記結合部材がクランプであることを特徴とする請求項1乃至5の内いずれか1項に記載の管継手。

技術分野

(11)クランプワンタッチ締めるだけで高い密封精度を得ることができ、クランプの開閉によりフランジ部間の連結や解除ができるので、配管現場配管作業性に優れる。

背景技術

0001

本発明は、配管の接続、特にユニオン式による接続に好適に用いられ、配管内の流体漏れや外部からの塵埃等の侵入を密封して防止するとともに、液溜まりを防ぎ、特に衛生性を有する医薬製造工場食品製造工場等のサニタリー用の配管系や洗浄液等の流体の純度が要求される電子機器工場等で好適に用いられる管継手に関するものである。

発明が解決しようとする課題

0002

従来、配管の途中で管を接続する場合、連結する一方の管の端部にユニオンねじ、他方の管の端部にユニオンつば取付け、両者をユニオンナットで結合するユニオンや、連結する管のそれぞれの端部にフランジを一体に形成し、フランジを対向させてフランジのシール面間にOリング等のシール材を配設し、フランジの外周側にラップジョイントやクランプ等の保持部材を装着して管を接続する継手等が一般的に使用されている。また、本出願人が先に出願した特開平8−184393号公報(以下、イ号公報という)には、管状の継手部と、継手部の端部に延設されたつば部と、継手部及びつば部の略中央部に穿口された開口部の内周面と、つば部の端面に形成された接合面と、つば部に貫通して形成されたボルト挿通孔と、つば部の内周面に内周面と同軸状に形成された環状溝と、つば部の接合面に内周面と同軸状に形成された凸条部を備えた管継手が開示されている。また、実公平7−50628号公報(以下、ロ号公報という)には、フランジのシール端面に、軸方向断面形状矩形状であって、その最内径側主体部の深さよりも小さな寸法にて軸方向に突出する環状小突起に形成されたシール凹部を周設してなる管体のフランジを対向させて配する一方で、対向するフランジのシール凹部が形成する環状空間の外周側に硬質材からなる角形断面形状の嵌合リングを嵌着するとともに、嵌合リングの内側にOリングを環装し、更に管体のフランジを外周側に装着された保持部材で結合させた配管用継手が開示されている。

0003

しかしながら、上記従来のユニオン等の配管用の管継手は以下の課題を有していた。ユニオンでは、管の端部にユニオンねじやユニオンつばを取付けてユニオンナットでユニオンねじとユニオンつばを接続しているため、管、ユニオンねじ、ユニオンつばとの各接続部に液溜まり部が形成されて液溜まりが生じ、管内でバクテリア等が繁殖し易く衛生性に欠けるため、医薬品製造や食品製造等のサニタリー用の配管に使用できない。フランジのシール面間にOリング等のシール材を配設し、フランジの外周側に保持部材を装着して管を接続する継手では、フランジのシール面間にシール材を使用しているため、経年使用によるシール材の腐食劣化等で密封性能の低下を引き起こし易く、密封精度の信頼性に欠ける。また、シール材の配設位置に液溜まりが生じ易く、管内でバクテリア等が繁殖して衛生性に欠ける。更に、フランジのシール面間にシール材を配設しているため、配管の分解・再組み込み毎に新しいシール材との交換を要し利便性に欠ける。また、イ号公報に記載の管継手では、継手部及びつば部に穿口された開口部の内周面に環状溝を形成しているため、管状内を流れる流体が環状溝内に溜まり、環状溝内でバクテリア等が繁殖して管状内の衛生性に欠け、衛生性を要する医薬品製造工場や食品製造工場等のサニタリー用の配管系に使用できない。また、開口部の内周面に管状溝を形成しているため、管状内を清掃した際にも環状溝内まで清掃できず、管状内の衛生性を保てずメンテナンス性に欠ける。また、ロ号公報に記載の配管用継手では、配管時に嵌合リングとOリングを要し、部品点数が多く配管作業性に欠ける。また、対向したフランジを結合した際にOリングの内端面が管体の内径面から突出した場合に管体の内径面と突出したOリングとの間で液溜まりが生じバクテリア等の発生を引き起し、衛生性に欠ける。また、Oリングを用いているため、Oリングの腐食や劣化等による密封性能の低下を引き起こし易く耐久性に欠ける。更に、配管の分解・再組み込み毎に新しいOリングに交換する必要があり、利便性に欠ける。

課題を解決するための手段

0004

本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で、反力を利用して高い密封精度を得ることができるとともに、配管作業性に優れ、また、液溜まりを防ぎ衛生性に優れた管継手を提供することを目的とする。

0005

上記従来の課題を解決するために本発明における管継手は以下の構成を有している。本発明の請求項1に記載の管継手は、(a)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面から延設され周溝からなる間隙部を介して前記管体と同軸状で前記フランジ部の外径よりも小さい外径で形成された密接片部と、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部と、を有した雄型継手部と、(b)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された密封面と、を有した雌型継手部と、(c)前記雄型継手部及び前記雌型継手部を結合する結合部材と、を備えた構成を有している。これにより、雄型継手部の密接片部を雌型継手部の密封面に当接して雄型継手部と雌型継手部を結合部材で結合するだけで密接片部の接合面に形成された凸条部が密封面に当接して密接片部が弾性変形して撓むため、密接片部の反力により凸条部を密封面に押しつけることができ、雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合できるという作用を有する。また、周溝からなる間隙部が管体の外周壁に形成されているので、雄型継手部と雌型継手部の管体の接続部においても管体の内周面を同一面上にして結合することができ、管体の内部に液溜まり部が形成されるのを防ぐという作用を有する。

0006

ここで、間隙部としては、密接片部が弾性変形して撓む量より大きい幅で形成されるのが望ましい。凸条部の断面形状としては、半円形状のものが好適に用いられるが、三角形状、方形状等の任意の形状でもよい。また、凸条部を密接片部の外周縁端部に形成した場合、密接片部を弾性変形させ易くなり、小さい力で密接片部を弾性変形できる。更に、凸条部を複数形成した場合、密接片部の弾性変形量等に応じて、管体の内周側に向かうに連れて凸条部の高さを低く形成してもよい。各凸条部をいずれも密封面に接触させることができ、密封性を向上できる。結合部材としては、雄型継手部と雌型継手部の外周側に装着するクランプや、雄型継手部と雌型継手部のフランジ部にボルト挿通孔を形成し、挿通孔挿通するボルトナットや、雄型継手部又は雌型継手部の外周壁に螺子部を形成し、螺子部に螺着するユニオンナット等のナットが用いられる。尚、該管継手の材質としては、可鍛鋳鉄炭素鋼合金鋼ステンレス鋼アルミニウム黄銅、銅等の金属材料硬質塩化ビニルポリエチレンポリアミドポリエステルポリサルホン等の合成樹脂等が用いられ、該管継手の使用状況により適宜選択される。

0007

本発明の請求項2に記載の管継手は、(a)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面から延設され周溝からなる間隙部を介して前記管体と同軸状で前記フランジ部の外径よりも小さい外径で外周縁端部が前記管体の端面よりも突出して形成された密接片部と、を有した雄型継手部と、(b)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された密封面と、を有した雌型継手部と、(c)前記雄型継手部及び前記雌型継手部を結合する結合部材と、を備えた構成を有している。これにより、雄型継手部の密接片部を雌型継手部の密封面に当接して雄型継手部と雌型継手部を結合部材で結合するだけで、密接片部の外周縁端部が密封面に当接して密接片部が弾性変形して撓み、密接片部の反力により密接片部を密封面に押しつけて雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合できるという作用を有する。また、周溝からなる間隙部が管体の外周壁に形成されているので、雄型継手部と雌型継手部の管体の接続部においても管体の内周面を同一面上にして結合することができ、管体の内部に液溜まり部が形成されるのを防ぐという作用を有する。ここで、密接片部としては、外周縁端部が管体の端面より突出していればよく、外周縁端部に向かうにつれて密接片部の厚さを厚く、若しくは薄く形成しても、均一の厚さに形成してもよい。また、密接片部と密接片部の背面側に形成された間隙部との角度としては、管体や密接片部の材質等に応じて適宜決定される。また、密接片部の背面側と間隙部の接続部にアールを付けて形成してもよい。密接片部の挫屈を防ぐことができる。

0008

本発明の請求項3に記載の管継手は、請求項2に記載の発明において、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部を備えた構成を有している。これにより、密接片部と密封面とのあたりを凸条部でとることができ、高い密封精度を得ることができるという作用を有する。ここで、凸条部を形成する代わりに、密接片部の外周縁端部を面取り又はアール付けをして密封面とのあたりをとってもよい。密封面とのあたりが向上し密封性を向上できる。

0009

本発明の請求項4に記載の管継手は、(a)管体の端面にフランジ状に周設された密接片部と、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部と、前記密接片部の背面側の基部の対称位置に形成された突起部と、前記突起部を介して挿設され外径が前記密接片部の外径より大きいフランジ部材と、を有した雄型継手部と、(b)管体の端面に周設されたフランジ部と、前記フランジ部の端面に形成された密封面と、を有した雌型継手部と、(c)前記雄型継手部及び前記雌型継手部を結合する結合部材と、を備えた構成を有している。これにより、密接片部の背面側の基部に形成された突起部により密接片部と雄型継手部のフランジ部材間に間隙部を形成でき、雌型継手部の密封面に雄型継手部の密接片部を当接して雄型継手部と雌型継手部を結合部材で結合した際に、密接片部を弾性変形させて撓ませることができ、密接片部の反力で密接片部を密封面に押しつけて雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合できるという作用を有する。ここで、突起部の突出高さとしては、密接片部が弾性変形して撓む量より大きく形成されるのが望ましい。

0010

本発明の請求項5に記載の管継手は、請求項4に記載の発明において、前記雄型継手部が、管体の端面にフランジ状に周設された密接片部と、前記密接片部の接合面に形成された1乃至複数の凸条部と、前記密接片部の背面側の基部に挿設された環状体と、前記環状体を介して挿設され外径が前記密接片部の外径より大きいフランジ部材と、を有した構成を備えている。これにより、環状体が間隙部の機能を果たすので、簡単な構造で高い密封精度を維持できるという作用を有する。環状体が密接片部の撓み量に合った厚みを有し、ある程度の機械的強度を有するものであれば何でも使用でき汎用性に優れるという作用を有する。ここで、環状体の内径は、管体の外径と略同一のものが使用される。環状体の内径が管体の外径よりも大きすぎると密接片部の撓みが塑性変形となる場合が生じ、極端な場合、部分的に撓み代がとれなくなる場合が生じるからである。環状体の幅としては、前記間隙部と同程度かそれよりも広く形成してもよい。また、環状体の厚みは密接片部に形成された凸条部のうち最内周に形成された凸条部の内径よりも薄いものが用いられる。密接片部の撓み代を確保するためである。

0011

本発明の請求項6に記載の管継手は、請求項1乃至5の内いずれか1項に記載の発明において、前記フランジ部のいずれか一方が外周壁に螺子部を備え、かつ前記結合部材がユニオンナット状に形成されたナットである構成を有している。これにより、請求項1乃至5で得られる作用の他、ナットを締めるだけで高い密封精度が得られるという作用を有する。

0012

本発明の請求項7に記載の管継手は、請求項1乃至6の内いずれか1項に記載の発明において、前記フランジ部の各々がフランジ面に対し直交して穿孔された2以上の挿通孔部を備え、かつ前記結合部材がボルト及びナットである構成を有している。これにより、請求項1乃至5で得られる作用の他、従来のラップジョイントと同様の方法でフランジ部を接合するだけで、従来では得られない高い密封精度が得られるという作用を有する。また、従来のパッキンと異なりシール部が高い強度を有しているので、耐久性を飛躍的に高めるという作用を有する。

0013

本発明の請求項8に記載の管継手は、請求項1乃至7の内いずれか1項に記載の発明において、前記フランジ部の各々がフランジ面の背面側に傾斜壁を備え、かつ前記結合部材がクランプである構成を有している。これにより、請求項1乃至5で得られる作用の他、クランプをワンタッチで締めるだけで高い密封精度を得るという作用を有する。クランプの開閉によりフランジ部間の連結や解除ができるので、配管現場の配管作業を著しく高めるという作用を有する。ここで、クランプのフランジ部当接部は、内側に傾斜面を備えておくのが望ましい。これにより、クランプの締め付け時に傾斜面がフランジ部の傾斜壁を滑り、より簡単にフランジ部間の連結及び解除を容易にすることができる。

0014

(実施の形態1)本発明の実施の形態1における管継手について、以下図面を用いて説明する。図1(a)は実施の形態1における管継手の雄型継手部の全体斜視図であり、図1(b)は実施の形態1における管継手の雄型継手部の要部断面図であり、図2(a)は実施の形態1における管継手の雌型継手部の全体斜視図であり、図2(b)は実施の形態1における管継手の雌型継手部の要部断面図であり、図3は実施の形態1における管継手の結合時の要部断面図であり、図4(a)は実施の形態1の応用例における雄型継手部の要部断面図であり、図4(b)は実施の形態1の他の応用例における雄型継手部の要部断面図である。図1において、1は医薬品製造工場や食品製造工場等のサニタリー用の配管に用いられる実施の形態1における管継手の雄型継手部、2は雄型継手部1の管体、3は管体2の端面に周設されたフランジ部、4はフランジ部3の端面から延設され周溝からなる間隙部を介して管体2と同軸状でフランジ部3の外径よりも小さい外径で形成された密接片部、4aは密接片部4の接合面、5は密接片部4の接合面4aの外周縁側に形成された凸条部、6は密接片部4の背面側とフランジ部3の間に形成された周溝からなる間隙部である。尚、間隙部6の幅としては、密接片部4の撓み量より大きく形成され、深さとしては、雄型継手部1の材質や密接片部4の撓み量等により適宜決定される。図2において、7は雄型継手部1と結合される実施の形態1における管継手の雌型継手部、8は雌型継手部7の管体、9は管体8の端面に周設された雄型継手部1のフランジ部3と同径のフランジ部、9aはフランジ部9の外周壁に形成された螺子部、10はフランジ部9の端面に凹状に形成され雄型継手部1の密接片部4が嵌合して当接される密封面である。図3において、11は実施の形態1におけるユニオンナット等のナットからなる結合部材である。図4(a)において、1Aは実施の形態1の応用例における雄型継手部、4Aは外周縁端部5Aが管体2の端面よりも突出して端面にフランジ状に周設された密接片部である。尚、外周縁端部5Aに図1に示すように凸条部5を形成してもよく、また、外周縁端部5Aに曲面状にアールを付けて形成してもよい。密封面10に当接した際のあたりを多くすることができ、密接片部4Aを密封面10に密着できる。また、密接片部4Aの厚みを均一にして形成する代わりに、外周縁端部5A側を肉薄にして形成してもよい。密接片部4Aの機械的強度を向上できる。また、密接片部4Aと密接片部4Aの背面側に形成された間隙部6との角度としては、管体2や密接片部4Aの材質等に応じて適宜決定される。また、密接片部4Aの背面側と間隙部6の接続部にアールを付けて形成してもよい。密接片部4Aの挫屈を防ぐことができる。図4(b)において、1Bは実施の形態1のその他の応用例における雄型継手部、4bは密接片部4の背面側の基部の対称位置に形成された突起部、3Bは密接片部4の背面側に挿設され突起部4bに当接されたフランジ部材である。尚、突起部4bを密接片部4の背面側に形成する代わりに、環状体を密接片部4の背面側に挿設してもよい。環状体を介してフランジ部材3Bを挿設することにより、図1の間隙部6と同様の間隙部を密接片部4とフランジ部材3Bの間に形成することができ、雌型継手部7と結合した際に密接片部4を撓ませて密接片部4の反力を得ることができる。

0015

以上のように構成された実施の形態1の管継手について、以下その動作を図3を用いて説明する。雄型継手部1の密接片部4を雌型継手部7の密封面10に嵌合して当接する。次に、結合部材11を雄型継手部1側から雌型継手部7の螺子部9aに螺着して雄型継手部1と雌型継手部7を接続し、フランジ部3,9が密着するまで締めつけると、雄型継手部1の密接片部4の接合面4aに形成された凸条部5が雌型継手部7の密封面10で押さえられ、密接片部4が弾性変形して撓み、密接片部4の反力で凸条部5が密封面10に押しつけられて雄型継手部1と雌型継手部7の端面が密着して結合される。尚、配管系が減圧の場合、減圧になるにつれフランジ部3,9との間及び間隙部6が減圧になり密接片部4が密封面10に引き寄せられるため、密接片部4の反力と真空度により凸条部5が密封面10に強力に押しつけられ、雄型継手部1と雌型継手部7の管体の端面を完全にシールする。

0016

以下、実施の形態1の管継手を用いてシール性能の評価の結果について説明する。
実験例)図5はシール性能の評価試験を示す模式図である。尚、図1乃至図3と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。図中、12は管体2の一方の端面を密閉した実験用雄型継手部、13は実験用雄型継手部12の密閉した端面に穿孔された孔部、14は管体8の一方の端面を密閉した実験用雌型継手部、15はポンプ、16はポンプ15と実験用雄型継手部12に密封状に結合されたパイプ、17はパイプ16に接続された圧力計である。ここで、実験用雄型継手部12としては、管体2,8の内径が略55mm、実験用雄型継手部12の密接片部4に形成された凸条部5の接合面4aからの高さが略0.2mm、密接片部4の厚さが略2mm、間隙部6の深さが略5.25mm、間隙部6の幅が1.5mmで形成されたものを用いた。以上のように構成された実験用雄型継手部12及び実験用雌型継手部14を、図5に示すように、結合部材11で結合し、ポンプ15によりパイプ16を介して19Kgf/cm2 の圧力をかけて10分間保持した。この結果、実験用雄型継手部12と実験用雌型継手部14のフランジ部3,9の接続部からの洩れは認められなかった。また、分解・再組立てした後、同様にして試験を行った結果、5回の分解・再組立てした後でも接続部での洩れは認められなかった。

0017

次に、管体2,8内を流動する圧力流体の圧力と密接片部4の反力の関係について、図面を用いて説明する。図6は圧力流体の圧力と密接片部の密着反力の関係を示す図である。図中、横軸は圧力流体の圧力を示し、縦軸は密接片部4の密着反力を示す。図6に示すように、圧力流体の圧力が0Kgf/cm2 の場合、雄型継手部1と雌型継手部7を結合部材11で結合した際の密接片部4の弾性変形に伴う密接片部4の復元力だけが密接片部4の密着反力として働く。圧力流体の圧力が下降して管体2,8内が減圧になるにつれて、雄型継手部1と雌型継手部7のフランジ部3,9との間及び間隙部6の空気が吸引され、密接片部4が更に密封面10に押しつけられ、密接片部4の密着反力が上昇する傾向が認められた。また、管体2,8内の圧力が上昇するにつれて、雄型継手部1と雌型継手部7のフランジ部3,9の当接面との間隙から圧力が漏れるため、密接片部4と密封面10の間に圧力がかかり、密接片部4の密着反力が減少する傾向が認められた。尚、この実験から実施の形態1の雄型継手部1としては、間隙部6の深さを密接片部4の材質や形状等に応じて、2mm〜15mm好ましくは、3mm〜10mmに適宜決定できることがわかった。間隙部6の深さが3mmよりも小さくなるにつれ材質にもよるが密接片部4が撓み難くなり雄型継手部1と雌型継手部7の結合時に大きな力を要す傾向が認められ、また、深さが10mmよりも深くなるにつれ、加工し難く生産性に欠ける傾向が認められることがわかった。また、雄型継手部1の凸条部5の高さは、管体2の材質や密接片部4の形状や大きさ等に応じて、0.1mm〜2.2mm好ましくは、0.2mm〜1.2mmに適宜決定できることがわかった。密接片部4の材質にもよるが、高さが0.2mmよりも低くなるにつれ、密接片部4の撓み量が小さく密接片部4の強い密着反力が得られ難くなる傾向が認められ、高さが1.2mmよりも高くなるにつれ密接片部4の撓み量が大きくなりすぎ密接片部4の基部に金属疲労たまり易く機械的強度が劣化し易い傾向が認められることがわかった。

0018

以上のように実施の形態1における管継手は構成されているので、以下の作用を有する。雄型継手部の密接片部を雌型継手部の密封面に嵌合して当接し、ナット等からなる結合部材を雄型継手部から雌型継手部の螺子部に螺合して雄型継手部と雌型継手部を結合するだけで、密接片部の接合面に形成された凸条部が雌型継手部の密封面で押さえられて密接片部が弾性変形して撓み、密接片部の反力により凸条部が密封面に押しつけられて雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合できるという作用を有する。また、周溝からなる間隙部が管体の外周壁側に形成されているため、雄型継手部の密接片部の接合面と雌型継手部の密封面を密着し、雄型継手部と雌型継手部の接続部で各管体の内周面を同一面上にでき、管体内に液溜まり部を形成することなく密接して結合できるという作用を有する。また、管体内が減圧するにつれて、特に密接片部の密封面への密着反力が増大するため、真空や減圧の配管系の場合に特に強固に密封して結合できるという作用を有する。また、雄型継手部の端面に周設した密接片部の反力を利用して凸条部を雌型継手部の密封面に密接させて密封しているため、配管の分解・再組立てを繰り返すことができるという作用を有する。

0019

(実施の形態2)本発明の実施の形態2における管継手について、以下図面を用いて説明する。図7は実施の形態2における管継手の結合時の要部断面図である。尚、実施の形態1と同様のものには同一の符号を付して説明を省略する。図7において、18は医薬品製造工場や食品製造工場等のサニタリー用の配管に用いられる実施の形態2における管継手、19は管継手18の雄型継手部、5aは密接片部4の接合面4aの外周縁側に形成された凸条部、5bは密接片部4の接合面4aに凸条部5aより内周側に形成された凸条部、20は雄型継手部19のフランジ部3に穿孔された挿通孔部、21は管継手18の雌型継手部、22は雌型継手部21のフランジ部9に穿孔された挿通孔部、23は挿通孔部20,22に挿通され雄型継手部19と雌型継手部21を結合するボルトとナットからなる結合部材である。尚、凸条部5a,5bとしては、密接片部4の接合面4aの外周縁側の凸条部5aの高さが、内周側の凸条部5bの高さよりも高く形成されている。以上のように構成された実施の形態2の管継手18は、図7に示すように、実施の形態1と同様に、雄型継手部19の密接片部4を雌型継手部21の密封面10に嵌合して当接し、フランジ部3,9に形成された挿通孔部20,22にボルトとナットからなる結合部材23を挿通して螺合し、雄型継手部19と雌型継手部21を結合する。以上のように実施の形態2における管継手は構成されているので、実施の形態1の作用に加えて、以下の作用を有する。密接片部の接合面の2ヵ所に凸条部を形成し、かつ密接片部の外周縁側の凸条部の高さを内周側の凸条部の高さよりも高く形成しているため、外周縁側及び内周側の両凸条部を雌型継手部の密封面に密着することができ、雄型継手部と雌型継手部を強固に密封して結合できるという作用を有する。

0020

(実施の形態3)本発明の実施の形態3における管継手について、以下図面を用いて説明する。図8(a)は実施の形態3における管継手の雄型継手部の全体斜視図であり、図8(b)は実施の形態3における管継手の雄型継手部の要部断面図であり、図9(a)は実施の形態3における管継手の雌型継手部の全体斜視図であり、図9(b)は実施の形態3における管継手の雌型継手部の要部断面図であり、図10は実施の形態3におけるクランプ式の結合部材の全体斜視図であり、図11は実施の形態3における管継手の結合時の要部断面図である。図8において、24は医薬品製造工場や食品製造工場等のサニタリー用の配管に用いられる実施の形態3における管継手の雄型継手部、25は雄型継手部24の管体、26は管体25の端面に周設され背面側が傾斜して形成された傾斜壁を備えたフランジ部、26aはフランジ部26の外周壁、27はフランジ部26の端面から延設され周溝からなる間隙部を介して管体25と同軸状でフランジ部26の外径よりも小さい外径で形成された密接片部、27aは密接片部27の接合面、28は密接片部27の接合面27aの外周縁側に形成された凸条部、29は密接片部27の背面側とフランジ部26の間に形成された周溝からなる間隙部である。図9において、30は雄型継手部24と結合される実施の形態3における管継手の雌型継手部、31は雌型継手部30の管体、32は管体31の端面に周設され雄型継手部24のフランジ部26と同径で背面側が傾斜して形成された傾斜壁を備えたフランジ部、32aはフランジ部32の外周壁、33はフランジ部32の端面に凹状に形成され雄型継手部24の密接片部27が嵌合して当接される密封面である。図10において、34は実施の形態3におけるクランプ式の結合部材、35はクランプ式の結合部材34の固定ねじである。以上のように構成された実施の形態3の管継手は、実施の形態1と同様に、雄型継手部24の密接片部27を雌型継手部30の密封面33に嵌合して当接し、図11に示すように、フランジ部26,32の外周壁26a,32aにクランプ式の結合部材34を装着して、固定ねじ35でクランプ式の結合部材34を固定し雄型継手部24と雌型継手部30を結合する。

0021

以上のように実施の形態3における管継手は構成されているので、以下の作用を有する。雄型継手部の密接片部を雌型継手部の密封面に嵌合して当接し、クランプ式の結合部材を雄型継手部と雌型継手部の各外周壁に装着するだけで、密接片部の接合面に形成された凸条部を雌型継手部の密封面で押さえて密接片部を弾性変形させて撓ませることができ、密接片部の反力により凸条部が密封面に押しつけられて雄型継手部と雌型継手部を密着して結合できるという作用を有する。また、周溝からなる間隙部が管体の外周壁側に形成されているため、雄型継手部の密接片部の接合面と雌型継手部の密封面を密着し、雄型継手部の管体と雌型継手部の管体の接続部で内周面を同一面上にでき、管体内に液溜まり部を形成することなく密接して結合できるという作用を有する。また、管体内が減圧した場合に特に密接片部の密着反力が増大するため、真空や減圧の配管系の場合に特に強固に密封して結合できるという作用を有する。また、雄型継手部の端面に周設した密接片部の反力を利用して凸条部を雌型継手部の密封面に密接させて密封しているため、配管の分解・再組立てを繰り返すことができるとともに、結合部材としてクランプ式の結合部材を用いているため、配管の結合がし易いという作用を有する。

図面の簡単な説明

0022

以上のように本発明における管継手によれば、以下の優れた効果を実現できる。請求項1に記載の発明によれば、
(1)雄型継手部の密接片部を雌型継手部の密封面に当接し、結合部材で雄型継手部と雌型継手部を結合するだけで、密接片部の接合面に形成された凸条部を雌型継手部の密封面で押さえて密接片部を弾性変形させて撓ませることができ、密接片部の反力により凸条部を密封面に押しつけて雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合でき、簡単な構造で配管作業性に優れ、確実に密着して結合でき密封性に優れる。
(2)雄型継手部の密接片部の背面側とフランジ部の間に周溝からなる間隙部を管体の外周壁に周設しているため、雄型継手部と雌型継手部の結合時に管体の接続部で各管体の内周面を同一面上にして結合でき、管体内に液溜まり部を形成することなく密接して雄型継手部と雌型継手部を結合でき、管体内での液溜まりを防止し、特に医薬品製造工場や食品製造工場等の衛生性を要するサニタリー用の配管系に適し、衛生性に優れるとともに、管体内のクリーニングがし易く管体内のメンテナンス性に優れる。
(3)雄型継手部の端面に周設した密接片部の反力を利用して凸条部を雌型継手部の密封面に密接させて密封し、従来のようにOリング等のシール材を使用していないため、配管の分解・再組立て毎にシール材の交換等をすることなく容易に配管の分解・再組立てを繰り返すことができ、耐久性や利便性に優れる。
(4)間隙部が管体の外周壁に周設されているため、管体内が減圧するにつれて、密接片部の密封面への密着反力が増大するため、真空や減圧の配管系の場合に特に強固に密封して結合でき、密封精度に優れる。請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、
(5) 雄型継手部の密接片部を雌型継手部の密封面に当接して雄型継手部と雌型継手部を結合部材で結合するだけで、密接片部の外周縁端部が密封面に当接して密接片部が弾性変形して撓み、密接片部の反力により密接片部を密封面に押しつけて雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合でき密封性に優れる。請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の効果に加えて、
(6)密接片部と密封面とのあたりを凸条部でとることができ、高い密封精度を得ることができる。請求項4に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の効果に加えて、
(7)密接片部の背面側の基部の対称位置に形成された突起部により密接片部と雄型継手部に挿設したフランジ部材間に間隙部を形成するため、雌型継手部の密封面に雄型継手部の密接片部を当接して雄型継手部と雌型継手部を結合部材で結合した際に、密接片部を撓ませることができ、密接片部の反力で密接片部を密封面に押しつけて雄型継手部と雌型継手部の管体の端面を密着して結合できるとともに、密接片部を形成した管体にフランジ部材を挿設するだけで雄型継手部が形成できるため、雄型継手部の生産性に優れる。請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の発明の効果に加えて、
(8)環状体が間隙部の機能を果たすことができ、また、環状体が密接片部の撓み量に合った厚みを有し、ある程度の機械的強度を有するものであればよいため、環状体の汎用性や利便性に優れ、簡単な構造で高い密封精度を維持でき生産性に優れる。請求項6に記載の発明によれば、請求項1乃至5に記載の発明の効果に加えて、
(9)ナットを締めるだけで高い密封精度が得られ、配管作業性に優れる。請求項7に記載の発明によれば、請求項1乃至5に記載の発明の効果に加えて、
(10)従来のラップジョイントと同様の方法でフランジ部を接合するだけで、従来では得られない高い密封精度が得られるとともに、従来のパッキンと異なりシール部が高い強度を有しているため、耐久性を飛躍的に向上でき、密封精度の信頼性に優れる。請求項8に記載の発明によれば、請求項1乃至5に記載の発明の効果に加えて、

--

0023

図1(a)実施の形態1における管継手の雄型継手部の全体斜視図
(b)実施の形態1における管継手の雄型継手部の要部断面図
図2(a)実施の形態1における管継手の雌型継手部の全体斜視図
(b)実施の形態1における管継手の雌型継手部の要部断面図
図3実施の形態1における管継手の結合時の要部断面図
図4(a)実施の形態1の応用例における雄型継手部の要部断面図
(b)実施の形態1の他の応用例における雄型継手部の要部断面図
図5シール性能の評価試験を示す模式図
図6圧力流体の圧力と密接片部の密着反力の関係を示す図
図7実施の形態2における管継手の結合時の要部断面図
図8(a)実施の形態3における管継手の雄型継手部の全体斜視図
(b)実施の形態3における管継手の雄型継手部の要部断面図
図9(a)実施の形態3における管継手の雌型継手部の全体斜視図
(b)実施の形態3における管継手の雌型継手部の要部断面図
図10実施の形態3におけるクランプ式の結合部材の全体斜視図
図11実施の形態3における管継手の結合時の要部断面図

0024

1雄型継手部
1A 雄型継手部
1B 雄型継手部
2管体
3フランジ部
3Bフランジ部材
4 密接片部
4A 密接片部
4a接合面
4b突起部
5A外周縁端部
5凸条部
5a 凸条部
5b 凸条部
6間隙部
7雌型継手部
8 管体
9 フランジ部
9a螺子部
10密封面
11結合部材
12実験用雄型継手部
13 孔部
14 実験用雌型継手部
15ポンプ
16パイプ
17圧力計
18管継手
19 雄型継手部
20挿通孔部
21 雌型継手部
22 挿通孔部
23 結合部材
24 雄型継手部
25 管体
26 フランジ部
26a外周壁
27 密接片部
27a 接合面
28 凸条部
29 間隙部
30 雌型継手部
31 管体
32 フランジ部
32a 外周壁
33 密封面
34 結合部材
35 固定ねじ

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