JP2007146893A - 配管の継手構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動や衝撃といった外力が作用した際にも高いシール性能を有する配管のフェルール継手構造を提供する。
【解決手段】継手本体1と、継手本体1の端部に設けられたねじ溝12と螺合するねじ溝22を備えたナット部材2と、継手本体1の中空部11およびナット部材2の中空部21に嵌着される適宜の配管6と、継手本体1の端部とナット部材2の内壁と配管6によって画成された空間5内にフロントフェルール3およびバックフェルール4が配設されてなる継手構造10であって、継手本体1のフロントフェルール3と当接する部分、およびバックフェルール4のフロントフェルール3と当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体1にナット部材2が螺合された際に、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されている。
【選択図】 図1
【解決手段】継手本体1と、継手本体1の端部に設けられたねじ溝12と螺合するねじ溝22を備えたナット部材2と、継手本体1の中空部11およびナット部材2の中空部21に嵌着される適宜の配管6と、継手本体1の端部とナット部材2の内壁と配管6によって画成された空間5内にフロントフェルール3およびバックフェルール4が配設されてなる継手構造10であって、継手本体1のフロントフェルール3と当接する部分、およびバックフェルール4のフロントフェルール3と当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体1にナット部材2が螺合された際に、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、フェルールを使用してなる配管の継手構造に係り、特に、振動や衝撃といった外力が作用した際にも高いシール性能を有する配管のフェルール継手構造に関するものである。
フェルール型の配管継手は従来周知の継手構造であり、具体的には、1個または2個のフェルールを継手本体の中空部と該継手本体と螺合するナット部材の中空部に配設し、継手本体とナット部材を螺合させることにより、例えばフェルールと継手本体とのシール性を確保する配管継手のことである。このフェルール継手は、簡易かつ任意に配管形態を変更等する際に極めて便利な継手構造であることから、その適用は多方面に及び、例えば、ワーク成形用の金型と配管との接続に適用されている。
フェルール型の配管継手に関する従来の技術は、例えば特許文献1,2にその開示がある。いずれの配管継手においても、その目的とするところは相異するものの、フロントフェルールを介して、継手本体の端部とバックフェルールとの間には配管の軸心方向に一定の離間が形成されている。この従来のフェルール型の配管継手構造を図4に示す。図4において、配管継手構造aは、継手本体bとナット部材cが双方のねじ溝b1、c1にて螺合しており、その中空部に配管fが嵌着されている。ここで、継手本体bの端部はテーパー状に成形されており、このテーパー面にフロントフェルールdが嵌め込まれ、フロントフェルールdの他方面からバックフェルールeにて押圧されている。このバックフェルールeは、ナット部材cの縮径部c2によって押圧された構成となっている。図からも明らかなように、継手本体bの端部のテーパー状の部分とバックフェルールeは配管の軸心方向において離れた構成となっており、継手本体bとフロントフェルールd、およびフロントフェルールdとバックフェルールeは、点接触または極めて少ない面接触によってシール性を確保している。
上記公報に開示のフェルール継手によれば、継手本体端部のテーパー部とバックフェルールとが離れた構成となっていること、継手本体端部のテーパー部とフロントフェルールおよびフロントフェルールとバックフェルールとがそれぞれ点接触または極めて少ない面接触によってシール性を確保していることから、配管継手に例えば振動や衝撃力などの外力が作用することにより、点接触または少ない面接触のシール部のシール性が阻害される可能性が高いといった問題があった。
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、配管をフェルール継手にて接続する継手構造に関し、振動や衝撃といった外力が作用した際にも高いシール性能を有する配管の継手構造を提供することを目的とする。
前記目的を達成すべく、本発明による配管の継手構造は、配管の端部を収容する第一の中空部を備えるとともに外周の一部にねじ溝が設けられている継手本体と、第二の中空部を有し、該第二の中空部に臨む内壁面に前記ねじ溝と螺合するねじ溝を備え、その一端の開口が中空部の径に比して縮径されてなるナット部材と、継手本体の端部とナット部材の内壁面と配管によって画成される空間に配設され、継手本体の端部と当接するフロントフェルールと、該フロントフェルールおよびナット部材の前記一端の縮径部の内壁の双方に当接するバックフェルールと、から構成される配管の継手構造であって、継手本体のフロントフェルールと当接する部分、およびバックフェルールのフロントフェルールと当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体にナット部材が螺合された際に、前記配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されていることを特徴とする。
継手本体は、その一端が例えば金型の一側面等、任意の部材に取付けられており、継手本体の他端側において、ナット部材およびフロントフェルール、バックフェルールによって配管が接続される。
継手本体は、中空構造となっており(第一の中空部)、その端部の外周にはナット部材のねじ溝と螺合するためのねじ溝が形成されている。第一の中空部をその途中で縮径させることにより、第一の中空部に挿入された配管の端部をその縮径部にて係止させることができる。
一方、継手本体と螺合するナット部材も、配管が貫通するように中空構造となっており、その一端側の内壁面には、継手本体のねじ溝と螺合するねじ溝が形成されており、その他端側には、縮径部が設けられ、かかる縮径部の中空部の内壁面と配管が摺接するように構成されている。
継手本体の端部と、ナット部材の中空部の内壁面と、配管の外面との間の空間には、配管を囲繞する環状のフロントフェルールと同様に環状のバックフェルールとが配設される。ここで、継手本体の端部は、中空の中心に向かってすり鉢状(テーパー状)に形成されており、このテーパー状の部分に環状のフロントフェルールが嵌合できるようになっており、さらに、フロントフェルールとナット部材の縮径部の内壁との間にバックフェルールが配設されている。ナット部材を継手本体に螺合することにより、継手本体の端部のテーパー状の部分とナット部材の縮径部の内壁との間でフロントフェルールおよびバックフェルールが押圧されながら、相互に嵌着されることによってシール性能を備えたフェルール継手構造が形成される。ここで、バックフェルールのうち、フロントフェルールと当接する面はテーパー状に形成しておく。
本発明では、フェルール継手におけるシール性能を高めるために、継手本体とナット部材とが螺合された段階で、継手本体の端部のテーパー状の部分と、バックフェルールのテーパー状の部分が、配管の軸心方向に離れないように、すなわち、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されている。
かかる構成とすることにより、継手本体の端部のテーパー状の部分とフロントフェルールが面同士で相互に押圧された姿勢となり、かつ、フロントフェルールとバックフェルールのテーパー状の部分とが面同士で相互に押圧された姿勢となり、さらに、対向する継手本体の端部のテーパー状の部分とバックフェルールのテーパー状の部分とによってフロントフェルールの一定長さ領域を挟み込むことができるため、極めて高いシール性能を確保することが可能となる。したがって、本発明の配管の継手構造は、振動や衝撃などが比較的大きな部材に適用されるのが好適である。また、ナット部材の螺合時にフロントフェルールには、ナット部材の螺合により、該ナット部材との間で静止摩擦力によりバックフェルールも螺合方向に回転力を受け、このバックフェルールの回転力により、フロントフェルールに曲げ応力が作用し得る。この場合にも、フロントフェルールとバックフェルールとが一定の面接触構造となっているため、該曲げ応力により、シール性が阻害される危険性は極めて少ない。
なお、本発明のフェルール継手構造は、本体継手の端部とバックフェルールの端部とがフロントフェルールを一定長さ領域で挟み込むように構成しただけの簡易な構造であり、従来のフェルール継手に比して、その製造に要するコストは何ら変わるものではない。
また、本発明による配管の継手構造の他の実施形態において、継手本体にナット部材が螺合された際に、継手本体のフロントフェルールと当接するテーパー状の部分と、バックフェルールのフロントフェルールと当接するテーパー状の部分が、配管の軸心方向に直交する方向において重なっていることを特徴とする。
配管の軸心方向に直交する方向において、継手本体とバックフェルール双方のテーパー状の部分が重なるように双方のテーパー角やフロントフェルールの厚みを調整することにより、継手構造のシール性をより高めることができる。
また、配管の継手構造として、フロントフェルールは、継手本体とナット部材の螺合の際に前記対向する双方のテーパー状の部分からの押圧によって押し潰されることにより、継手構造を形成することもできる。
本発明の継手構造におけるシール性能は、一方は、継手本体の端部のテーパー状の部分とフロントフェルールとの当接面におけるものであり、他方は、フロントフェルールとバックフェルールのテーパー状の部分との当接面におけるものである。双方の当接面が配管の軸心方向の一定範囲でラップしている構造となっているが、ナット部材を螺合させた際に、フロントフェルールが双方の面からの押圧力によって潰されることにより、フロントフェルールの双方の面におけるシール性をより高めることができる。
ここで、他の実施形態として、継手本体の端部のテーパー状面に多数の突起を設けておき、同様にバックフェルールのテーパー面にも多数の突起を設けておくことにより、ナット部材の螺合によってフロントフェルールが潰された際に、潰されたフロントフェルール内に双方の突起が差し込まれて、より高いシール性を得ることもできる。
また、本発明による配管の継手構造の他の実施形態において、継手本体とバックフェルールとナット部材が鋼製素材からなり、フロントフェルールが銅または銅と亜鉛、銅とアルミニウムを含む銅合金のいずれか一つの素材からなることを特徴とする。
継手本体とバックフェルールとナット部材は、一般に使用される鋼製素材(炭素鋼材)から成形し、かかる鋼製素材に比して材料硬度が軟らかく、したがってナット部材の螺合によって潰れ易く、かつ比較的安価な材料である銅または銅合金からフロントフェルールを成形するものである。
銅合金としては、例えば、任意の割合の銅と亜鉛からなる合金、あるいは銅とアルミニウムからなる合金などがある。
以上の説明から理解できるように、本発明の配管の継手構造によれば、継手本体とナット部材とが螺合された段階で、継手本体の端部のテーパー状の部分と、バックフェルールのテーパー状の部分が、それぞれフロントフェルールと面同士で当接するとともに、配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されているため、極めて高いシール性能を備えることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明のフェルール継手構造の一実施形態を示した縦断図を、図2は、図1のII部の拡大図をそれぞれ示している。図3は、本発明のフェルール継手構造の他の実施形態を示した縦断図である。なお、継手本体は、例えば金型などの任意の部材に取付けられているが、かかる継手本体の被取付け部材は特に限定されるものではない。
図1は、本発明のフェルール継手構造の一実施形態を示した縦断図である。このフェルール継手構造10は、例えば金型等の一側面に固着された継手本体1と、継手本体1の端部に設けられたねじ溝12と螺合するねじ溝22を備えたナット部材2と、継手本体1の中空部11およびナット部材2の中空部21に嵌着される適宜の配管6と、継手本体1の端部とナット部材2の内壁と配管6によって画成された空間5内に配設され、継手構造のシール性能を確保するために設けられるフロントフェルール3およびバックフェルール4とから構成されている。
継手本体1の端部のうち、フロントフェルール3と当接する面はテーパー状に形成されている(テーパー部13)。フロントフェルール3は、両端部に開口を有する環状(すり鉢状)に形成されており、図1のように縦断的に見た場合には、継手本体1のテーパー部13と当接する一方面31と、バックフェルール4と当接する他方面32とからなる。
バックフェルール4もフロントフェルール3と同様に環状に形成されており、その両端部には開口が設けられている。その一端23は、ナット部材2のうち、バックフェルール4を押圧するための縮径部23の内壁23aと当接し、他方面はフロントフェルール3の他方面32と当接する形状に形成されており、かかる部分は、縦断的に見た場合にはテーパー部41となっている。
継手本体1、ナット部材2、フロントフェルール3、バックフェルール4はともに、例えば一般の炭素鋼材から成形することができる。
フェルール継手構造10は、まず、継手本体1の端部のテーパー部13にフロントフェルール3およびバックフェルール4を嵌め込むとともに、ナット部材2にて各フェルールを包囲した姿勢で配管6をその中空部に嵌着し、ナット部材2を継手本体1に螺合していくことにより、ナット部材2の縮径部23の内壁23aと継手本体1のテーパー部13とからフロントフェルール3およびバックフェルール4が徐々に押圧され、所定の締め付け状態まで螺合することにより、フェルール継手構造10が形成される。
ここで、該フェルール継手構造10の止水性能を発揮する継手本体1とフロントフェルール3、バックフェルール4の当接箇所を拡大した図2に基づいて、拡大部分の説明をおこなう。
図2に示すように、本発明のフェルール継手構造においては、継手本体1の端部のテーパー部13と、フロントフェルール3を介したバックフェルール4のテーパー部41のそれぞれの対向面が、配管6の軸心方向において一定の範囲(図中のL区間)内に配設された構成となっている。より具体的には、継手本体1の端部のテーパー部13と、バックフェルール4のテーパー部41とが、配管6の軸心方向に直交する方向において重なるように構成されている。かかる構成とすることにより、継手本体1のテーパー部13とフロントフェルール3の一方面31、およびフロントフェルール3の他方面32とバックフェルール4のテーパー部41とがそれぞれ一定の面接合を有するとともに、この区間Lにおいてフロントフェルール3を双方の面から押圧する構造を形成することができるため、従来のフェルール継手構造に比して格段にその止水性能の向上を図ることが可能となる。
なお、この区間Lの設定は、所望の止水性能や、フロントフェルールおよびバックフェルールの当接面の形状に応じて適宜設定すればよい。また、継手本体のテーパー部の形状やフロントフェルールの形状、バックフェルールの形状が図示する実施形態に限定されるものでないことは勿論のことである。
図3は、フェルール継手構造の他の実施形態を示した縦断図である。このフェルール継手構造10Aにおいて、継手本体1、ナット部材2、バックフェルール4の素材や形状はフェルール継手構造10と同様である。フェルール継手構造10Aでは、フロントフェルール3aを、継手本体1やバックフェルール4等の素材よりも硬度の軟らかい素材から成形することにより、ナット部材2を締め付けていくことにより、継手本体1のテーパー部13とバックフェルール4のテーパー部41によってその間に介装されたフロントフェルール3を押し潰すことにより、止水性能をより高めようとするものである。
継手本体1やバックフェルール4等が炭素鋼材から成形される場合、かかる素材よりも硬度が軟らかく、かつ比較的入手が容易で安価な任意の素材によってフロントフェルール3aが成形されればよい。
かかる素材としては、例えば、銅または銅合金などを使用することができる。銅合金としては、例えば、任意の割合の銅と亜鉛からなる合金、あるいは銅とアルミニウムからなる合金などを使用することができる。
本発明のフェルール継手構造によれば、従来のフェルール継手構造と同等のコストで、極めて高いシール性能を得ることができる。また、この継手構造は、外部からの衝撃や振動などによってもシール部のシール性能を低減させる可能性が極めて低いため、上記する外力の激しい部材等に使用するのが特に好適である。
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。例えば、継手本体のテーパー部の表面、およびバックフェルールのテーパー部の表面の双方に突起を形成した形態とすることにより、ナット部材を締め付け、双方のテーパー部にてフロントフェルールが押し潰された際に、テーパー部の突起がフロントフェルールに埋め込まれる構成となるため、その止水性能をさらに高めることができる。
1…継手本体、11…第一の中空部、12…ねじ溝、13…テーパー部、2…ナット部材、21…第二の中空部、22…ねじ溝、23…縮径部、23a…縮径部の内壁、3,3a…フロントフェルール、31…一方面、32…他方面、4…バックフェルール、41…テーパー部、42…一端、5…空間、6…配管、10,10A…フェルール継手構造
Claims (3)
- 配管の端部を収容する第一の中空部を備えるとともに外周の一部にねじ溝が設けられている継手本体と、第二の中空部を有し、該第二の中空部に臨む内壁面に前記ねじ溝と螺合するねじ溝を備え、その一端の開口が中空部の径に比して縮径されてなるナット部材と、継手本体の端部とナット部材の内壁面と配管によって画成される空間に配設され、継手本体の端部と当接するフロントフェルールと、該フロントフェルールおよびナット部材の前記一端の縮径部の内壁の双方に当接するバックフェルールと、から構成される配管の継手構造であって、
継手本体のフロントフェルールと当接する部分、およびバックフェルールのフロントフェルールと当接する部分はともにテーパー状に形成されており、継手本体にナット部材が螺合された際に、前記配管の軸心方向の所定の領域内に対向する双方のテーパー状の部分が配設されるように構成されていることを特徴とする配管の継手構造。 - 継手本体にナット部材が螺合された際に、継手本体のフロントフェルールと当接するテーパー状の部分と、バックフェルールのフロントフェルールと当接するテーパー状の部分が、配管の軸心方向に直交する方向において重なっていることを特徴とする請求項1に記載の配管の継手構造。
- 継手本体とバックフェルールとナット部材が鋼製素材からなり、フロントフェルールが銅または銅と亜鉛、銅とアルミニウムを含む銅合金のいずれか一つの素材からなることを特徴とする請求項1または2に記載の配管の継手構造。
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