JP2009299717A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 管状部材と相手部材との間に角度ずれが生じても、十分なシール性を確保できる管継手を提供する。
【解決手段】 端部に向かって大径となる金属製のテーパ部と、円筒部を有する管状部材と、テーパ部内壁に当接可能な金属製の接続壁と、円筒部と連通する孔を有する相手部材と、テーパ部内壁を接続壁に液密的に押圧する固定部材とを有する管継手において、接続壁は、テーパ部内壁に対して突出し、かつ軸方向に先細りの円弧形状とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、チューブの接続部配管に適用される管継手に関するものである。

従来から、管状部材の接続方法として、先端部分を拡径したテーパ部を有する管状部材とテーパ部内壁に当接する接続壁を設けた相手部材を、ナット等の固定部材によって押圧し、接続するものがある。
特開平１０-１６９８５７号

このような管状部材および相手部材の接続部の構造では、管状部材のテーパ部内周壁と相手部材の接続壁を組み付け、管状部材と相手部材の軸がずれた角度ずれの状態で、固定部材を締め込んで接続してしまうことがある。この角度ずれが起こると、上記した文献のテーパ部接続壁の形状では、テーパ部内壁と接続壁の接触角度に周方向に大きなばらつきが生じたり、部分的に当接しなかったりすることがある。これにより、部分的に十分な圧力でテーパ部内壁と接続壁を押圧することができず、シール性が確保できないという問題があった。

本発明は、従来技術の有する前記問題に鑑みてなされたものであって、シール性に優れる管継手を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の管継手は、円筒部と、端部に向かって大径となる金属製のテーパ部とを有する管状部材と、テーパ部内壁に当接可能な金属製の接続壁と円筒部と連通する孔を有する相手部材と、テーパ部内壁を接続壁に液密的に押圧する固定部材とを有する管継手において、接続壁は、テーパ部内壁に対して突出し、かつ軸方向に先細りの円弧形状であることを特徴としている。

本発明では、相手部材の接続壁をテーパ部内壁に対して突出した先細りの円弧形状にすることによって、管状部材と相手部材を組み付けた際に、角度ずれの有無に関わらず、テーパ部内壁と相手部材の接続壁とが周方向にわたり線接触することを可能とした。
これにより、管状部材と相手部材を組み付けた後、ナット等の固定部材によりテーパ部内壁と接続壁を周方向に略均一かつ十分な圧力で押圧し、シールすることができる。

本発明の管継手は、テーパ部内壁または接続壁に円周方向に環状となる凸部を設けてもよい。
これにより、固定部材によりテーパ部内壁と接続壁を押圧するときの圧力を凸部に集中させることができ、テーパ部内壁と接続壁の間を確実にシールすることができる。

接続壁のテーパ部内壁との対向部に凸部を設け、凸部の硬度をテーパ部内壁より高くしてもよい。または、テーパ部内壁の接続壁との対向部に凸部を設け、凸部の硬度を接続壁より高くしてもよい。
これにより、硬度の高い凸部は形状を保持したまま、硬度の低いテーパ部内壁又は接続壁に入り込む為、テーパ部内壁と接続壁の間を確実にシールすることができる。

以下、本発明を添付の図面に基づいて説明する。
第１実施例
本発明を適用した第１実施形態を図１及び図２の管継手断面図を用いて説明する。図１に示されるように、管継手は、管状部材１、相手部材２、固定部材３から構成されている。

管状部材１は、円筒部１bを有し、円筒部１bの図１に示す下側の端部に向かって拡径としたテーパ部１aを有した鉄製の円筒部材である。例えば、円筒部１bの内径は５mm、外径６．５mmである。テーパ部１aは、拡径した先端部を内側に折り返したテーパ部内壁１a−１を形成している。
尚、管状部材１の円筒部１ｂはテーパ部１aと同材料であってもよいし、異なる金属や樹脂で構成されていてもよい。また、テーパ部１aの拡径した先端部は内側又は外側に折り返しても折り返さなくともよい。

相手部材２は、図２に拡大して示すように、テーパ部内壁１a―１に対して突出し、かつ軸方向に先細りの円弧形状である接続壁２aと、円筒部１ｂの内径と略同じの内径の小径孔２bを有している。更に、相手部材２は、小径孔２bに連続して設けられる内径約９ｍｍの大径孔２cを有するアルミニウム製の部材である。
尚、相手部材２の接続壁２a以外の部分は、接続壁２aと同材料であってもよいし、異なる金属や樹脂で構成されていてもよい。

固定部材３は、管状部材１の円筒部１bの外径と略同径の内孔と、相手部材２の大径孔２cの内径と略同径の外周と、テーパ部１aと略同角度の傾斜面を有する先端部３aを備えた鉄製の筒状部材である。
ここで、管状部材１の外周と固定部材３の内孔及び大径孔２cの内壁と固定部材３の外周の間には、組み付けに必要な０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍ程度の隙間が周方向に設けられる。
尚、相手部材２の大径孔２c内壁と固定部材３の外周の対向部分には、図では省略されている互いに嵌合する螺旋溝が形成されている。

続いて、管継手の接続方法を説明する。まず、テーパ部内壁１a−１が接続壁２aに当接するよう管状部材１を相手部材２に挿入する。次に管状部材１の円筒部１ｂの外周と相手部材２の大径孔２cの内壁の間に固定部材３を締め込んでいくと、先端部３aによってテーパ部内壁１a−１と接続壁２aが押圧され、テーパ部内壁１a―１と接続壁２a間がシールされる。
ここで、管状部材１を相手部材２に挿入したとき、本発明の接続壁２aが円弧形状となっている為、テーパ部内壁１a−１と接続壁２aは周方向に線接触する。したがって、先端部３aにより押圧することにより、テーパ部１aと接続壁２aの接触部分を高い圧力で押圧し、確実にシールすることができる。

上述した管状部材１を相手部材２に接続する過程において、図３及び図４に示すように、管状部材１を相手部材２に組み付けたとき、管状部材１の軸（円筒部１ｂの軸）と相手部材２の大径孔２cの中心軸が角度Fずれたまま固定部材３によって締め込まれる場合が想定される。角度Fずれる要因、即ち、相手部材２の大径孔２ｃの中心軸に対して管状部材１の軸が傾いて組み付けられる要因としては、部材１、３及び部材２，３の間に組み付けに必要なわずかな隙間が設定されていることが原因として発生し得る。

ここで、説明を簡素化するため図５には、相手部材２の接続壁２aを球に見立てて、実線で示すように管状部材１のテーパ部内壁１a−１を球に垂直に配置したものと、破線で示すように任意の角度Fだけ傾けて配置したものを対比した様子を示す。この図５から明らかなように、球面であるが故に、管状部材１の傾きに関係なく管状部材１のテーパ部内壁１a−１は、球面に周方向に線接触させることができる。本発明においては、球面の代わりに相手部材２の接続壁２aを軸方向に先細りの円弧形状としているので、２つの部材１、２の間に角度ずれが生じても、テーパ部内壁１a―１と接続壁２aを線接触させることができ、先端部３aでテーパ部１aと接続壁２aを周方向に略均一な圧力で押圧し、シールすることが可能となる。
このときの角度ずれ角度Fの最大値は、予め設定された各部材同士の隙間の幅に依存する。
なお、接続壁２aの形状を軸方向に先細りの円弧形状とするとは、接続壁２aの外径寸法が図２において上方向になるに従って小さくなる形状であり、正円の円弧である必要はない。

第２実施例
本発明を適用した第２実施形態を図６及び図６中のA−A断面である図７を用いて説明する。
第２実施形態の管継手は、図６及び図７に示すように、テーパ部内壁１a―１と対向する接続壁２aの周方向に環状となる凸部２dを設けた以外は、第１実施形態と同じである。
尚、凸部２dは、角度ずれ角度Fが最大のとき、角度ずれ方向によらず、テーパ部内壁１a―１が対向する接続壁２aの範囲に設ける。

第１実施形態と同様に管状部材１を相手部材２に組み付けると、接続壁２aに形成した凸部２dとテーパ部内壁１a−１が周方向にわたり当接する。このときの凸部２dとテーパ部内壁１a―１は線接触するため、凸部２dは、テーパ部内壁１a―１に向かって先細り形状が望ましい。

次に、固定部材３を管状部材１外周と相手部材２の大径孔２c内壁の間に締め込み、先端部３aによりテーパ部内壁１a―１と凸部２dの押圧する。ここで、接続壁２aに凸部２dを設けたことで、固定部材3が締め込まれてテーパ部内壁１а−１が凸部２d以外の接続壁２a領域と接触するまで凸部２dとテーパ部内壁１a―１の接触面積は大きく変化しない。つまり、接続壁２aに凸部２dを設けることによって、テーパ部内壁１a―１が凸部２d以外の接続壁２a以外の領域と接触するまで、高い圧力で押圧することができ、確実にテーパ部内壁１a―１と接続壁２aをシールすることができる。
尚、凸部２dは、テーパ部内壁１a―１に設けても同様な効果が得られる。また、環状の凸部２dは、１本でも複数本あってもよい。

第３実施例
本発明を適用した第３実施形態を図８を用いて説明する。
第３実施形態は、管状部材１の材料をモース硬度２．５のアルミニウムとし、相手部材２と固定部材３には、モース硬度４．０の鉄を用いることで、相手部材２の接続壁２aに設けた環状の凸部２dをテーパ部内壁1a−１より硬度を高くした以外は、第２実施形態と同様な構成である。

第１実施形態と同様に、管状部材１を相手部材２に組み付けると、接続壁２aに形成した凸部２dがテーパ部内壁１a−１に周方向にわたり当接する。その後、管状部材１外周と相手部材２の大径孔２cの間に固定部材３を締め込んでいくと、先端部３aにより、テーパ部内壁１a−１と凸部２dが押圧される。
本発明では、凸部２dをテーパ部内壁１a―１よりも硬度を高くした為、押圧により、凸部２dがテーパ部内壁１a―１へ入り込み、テーパ部内壁１a―１と接続壁２aの間をより確実にシールすることができる。
尚、凸部２dは、テーパ部内壁１a―１に設けても同様な効果が得られる。また、環状の凸部２dは、１本でも複数本あってもよい。
テーパ部内壁１a―１又は接続壁２aよりも凸部２ｄの硬度を高くする手段としては、異なる硬度の材料を適宜選択することや、凸部２dの表面に酸化処理、窒化処理等の表面処理を施すこと等が挙げられる。

本発明の第１実施形態を適用した接続前の管継手構造を示す図。 図１の拡大図。 本発明の第１実施形態を適用した管継手構造において角度ずれが生じたときの図。 図３の拡大図。 本発明の原理を表す図。 本発明の第２実施形態を適用した接続前の管継手構造を示す図。 図５におけるA−Aの断面図。 本発明の第３実施形態を適用した接続後の管継手構造を示す図。

符号の説明

１…管状部材 １a…テーパ部 １a−１…テーパ部内壁 １b…円筒部
２…相手部材 ２a…接続壁 ２b…小径孔 ２c…大径孔 ２d…凸部
３…固定部材 ３a…先端部

Claims (4)

1. 円筒部と、端部に向かって大径となる金属製のテーパ部とを有する管状部材と、
   前記テーパ部内壁に当接可能な金属製の接続壁と前記円筒部と連通する孔を有する相手部材と、
   前記テーパ部内壁を前記接続壁に液密的に押圧する固定部材とを有する管継手において、
   前記接続壁は、前記テーパ部内壁に対して突出し、かつ軸方向に先細りの円弧形状であることを特徴とした管継手。
2. 前記テーパ部内壁または前記接続壁に円周方向に環状となる凸部を設けた請求項１記載の管継手。
3. 前記接続壁の前記テーパ部内壁との対向部に前記凸部を設け、前記凸部の硬度を前記テーパ部内壁より高くした請求項２記載の管継手。
4. 前記テーパ部内壁の前記接続壁との対向部に前記凸部を設け、前記凸部の硬度を前記接続壁より高くした請求項２記載の管継手。