JP4303967B2 - 管継手 - Google Patents

Description

［発明の背景］
本発明は管の継手に関する。さらに具体的には、本発明は加圧下で液体を運ぶため、２つの隣接する管をつなぎ合わせる継手に関する。

多様な異なる型の管継手が知られている。知られている継手の型の多くは、ボルト、または特別な方法若しくは手順で取り付けられることが必要であり、これによって継手の取り付けを複雑にする他の同様な留め具を有する。実際には、使用者はしばしば正確な取り付け手順に従い損ねてしまう。その結果、これらの継手は常に効果を最大限発揮するようには取り付けられない。この他、継手上のボルトは時間とともに腐食する傾向にあり、このことはその後の継手の再利用に影響を及ぼしかねない。さらにまた、従来式管継手はしばしば継手内で隣接する管が動くことを許していた。すなわち、それらは端部を拘束してなく、このことはやがて接続部分での漏れを引き起こしかねない。

本発明は、取り付けおよび再利用のための取り外しが相対的に容易で、ボルトまたは他の同様な留め具を用いず、そして端部を完全に拘束する、既存のものに代わる管継手を供給することを目的とする。

［発明の概要］
本発明によれば、２つの隣接する管の端部を接続するための管継手であって、中心軸に沿って、２つの隣接する管の端部を受け入れるための概ね中心穴を形成するハウジングと、ハウジング両端に配置され、管を継手に固定するための固定装置とを備え、
この固定装置は、
ハウジング内部の環状チャンバーと、
チャンバー内へ流体を注入するための注入口と、
チャンバー内から流体を排出するための排出口と、
環状チャンバー内部をハウジングの軸方向へ移動自在に配置された環状シールと、
半径方向に移動可能な複数のつかみと、
環状シールとつかみとの間に配置され、ハウジング内部でつかみを管端に固定するための少なくとも一つの固定エレメントであって、そのまたは各固定エレメントは少なくとも一つのつかみの対応する傾斜した外面に係合可能な傾斜した内面を有し、これにより環状チャンバー内部において流体加圧下で少なくとも一つの固定エレメントが軸方向に移動した際、ハウジング内部で管端を締め付け固定するためのつかみのハウジング中心軸に向けた半径方向移動を引き起こすこととなる少なくとも一つの固定エレメントとを有する管継手が供給される。

典型的には、管継手は管端とハウジングとの間を密封するため、稼働中につかみによって変形させられるエラストマー製シールを備える。

本発明による好ましい実施の形態においては、それぞれのチャンバー注入口にグリスニップルが取り付けられまたは取り付け可能となっており、それぞれのチャンバー排出口に圧力解放機構が取り付けられまたは取り付け可能となっている。このように、グリスガンまたは他の同様な装置を用いて圧力をかけて、それぞれのチャンバー内部圧力が所定規模、一般的にはつかみを管端に固定するのに必要な圧力よりわずかに高い圧力に達するまで、グリスはそれぞれの環状チャンバー内へ注入され得る。

各固定エレメントはつかみに係合するために傾斜した内面を形成する固定リングを有してもよい。

継手は、同様に固定エレメントをつかみから取り外す手段を更に備えてもよい。これによりつかみが管端を外し、継手から取り除くために管を開放することができる。

本発明の一つの形態においては、固定エレメント取り外し手段は、それぞれが一対の傾斜路に沿って回転することができるようにハウジング内に配置された一対の輪を有し、これによりハウジングに対しての輪の適当な回転により、固定エレメントはつかみから取り外される。

他の装置としては、固定エレメント取り外し手段は固定エレメントまたは固定エレメントの延長部と係合可能な一対のシールと、環状チャンバーと液体連通するさらなるグリスニップルとを有している。これにより、さらなるグリスニップルを経由し圧力をかけてグリスが環状チャンバー内へ注入されるのに従い、シールは荷重を固定エレメントにかけて固定エレメントをつかみから取り外す。

本発明は、ほんの一例として添付図面を参照し、さらに詳しく記載される。

発明を実施するための形態

［好適な実施の形態］
図１に示す継手１０は、加圧下で液体を運ぶ２つの隣接する管（図示せず）をつなぎ合わせるためのものである。図示された実施の形態において、継手１０はプラスチック材料、一般的にはガラス繊維強化ポリアミドから形成される。継手１０は、管端を受け入れるための中心穴１３を形成するハウジング１２と、ハウジング両端部に固定装置１４（図１には片側のみ現されている）とを備える。

図示するように、ハウジング１２は中心体部分１６と、中心体部分に螺合可能な２つの端部キャップ１８とからなる。それぞれの端部キャップ１８は、ハウジング内に環状チャンバー２３を形成するため、体１６の開口２２と一列に配置された環状開口２０を有する。

参照番号２４は、ハウジング１２に対して軸方向、すなわち矢印ＡとＢの方向に移動可能な環状の動的液体用シールを示す。内面２８が傾斜した固定リング２６は、同様に矢印ＡとＢの方向に移動可能である。４つのつかみ３０は、ハウジング内で半径方向、すなわち矢印ＣとＤの方向に移動することができるよう、穴１３の周囲に配置されている。それぞれのつかみ３０は、固定リング２６の傾斜した内面２８の部分と係合するように傾斜した外面３２と、穴１３から挿入された管端をつかむための歯を形成する３つのとがったリブ３６とを有する。それぞれのつかみのへこんだ縁部３８は、使用中、管端とハウジングとの間を密封するための円周上エラストマー製シールの台座を形成する。

図１における、固定リング２６の下方は、一対の傾斜路４６に沿ってハウジング１２に対し回転可能な輪４４を有する固定リング解放機構である。輪４４は、それを一方向へ回転させることによって、矢印Ａの軸方向に移動させられ、それを反対方向へ回転させることによって、矢印Ｂの軸方向に移動させられるようになっている。典型的には、ハウジングに細長い穴４８が設けられ、特別の目的に作られた道具５０の柄４９を受け入れるための開口（図示せず）が輪４４に設けられている。それによって、使用中における輪の手動回転が可能となる。

継手１０を隣接する一対の管に連結する方法と連結を解除する方法は、添付図面３乃至図５を参照してこれから説明される。

特にまず図４を参照すると、継手１０は、それぞれの環状チャンバー２３に連通する注入口５１と、それぞれの環状チャンバーから連通する排出口５２とを有することが理解できる。図示するように、注入口にはグリスニップル５４が配置されている。グリスガンまたは他の同様な装置を用いて、グリスはグリスニップルよりチャンバー２３内に注入され得る。本実施の形態において、グリスニップルは、ハウジングから取り外すことができるように、ハウジングに螺合されている。チャンバー内の圧力が所定規模に達した場合、圧力解放機構５６はチャンバー２３内からグリスを排出させることができる。

実際には、継手１０は、２つの隣接する管５８の端部をつなぎ合わせるために用いられる。図３および４において、一方の管５８のみ示してある。しかしながら、同様の管が以下に示す同様のやり方で継手の他端に連結されることが充分に理解されるだろう。

まず、一方の管５８の端部が、図示するようにハウジング１２の中央部分まで延在するよう、穴１３に挿入される。図３に、継手のこの状態を示す。次に、従来式のグリスガン（図示せず）がグリスニップル５４に連結され、注入口５１を経由して環状チャンバー２３にグリスを注入するため作動させられる。例えば、導管路が比較的に長い場合など、グリスガンを用いることが現実的ではない状況においては、高速でグリスを放出することができる装置が一般的に用いられるだろう。グリスがチャンバー２３に入るのに従い、グリスはまずチャンバーを満たし、次に液圧をシール２４にかける。これによって、このシールおよびそれに伴い固定リング２６を図３の矢印Ａの方向に追いやる。固定リングが矢印Ａの方向に移動させられるのに従い、固定リングの傾斜した表面２８は、つかみ３０の表面３２と互いに作用し合う。これによって、つかみを半径方向内側であって矢印Ｃの方向に追いやり、管５８端に噛み合った状態に固定する。つかみ３０の内側への移動は、シールリング４０を変形させ、図４に示すように管５８端とハウジング１２との間を密封する。

つかみ３０が固定リング２６によって所定位置に固定され、堅固に管５８端を締め付け固定する所定圧力にチャンバー内圧力が達した場合、圧力解放機構５６はチャンバー２３からグリスを解放するようになっている。図４に、継手のこの状態を示す。図４から、固定リングはつかみ３０とハウジング１２との間に堅固にねじ込まれているのがわかる。つかみ３０と固定リングとの間での摩擦力は固定リングを所定位置に保持する。これにより、チャンバー２３内を所定圧力に保持する必要はない。時間とともに圧力は減衰していくが、継手の元の状態や効率に不利な影響を与えることはないので、これは利点となる。

使用中、上述した方法で一度管５８が継手１０に固定された後、グリスニップル５４と圧力解放機構５６とを保護するため、保護蓋６０と６２がこれらを覆うように取り付けられる。その後、管５８の端部に突き当てるように、他の管が継手１０の反対側端部から挿入される。そして、継手は上述したのと同様な方法で管に固定される。

継手１０が再利用することを求められる場合、固定リング２６を図３の位置に追いやるために、グリスニップル５４を外し、図５に示す特別の目的に作られた道具５０の柄４９を穴４８（図１を見よ）に挿入して輪４４を回転させることによって管端から継手を外すことができる。固定リングが図３の位置に追いやられた場合、つかみ３０は管５８端から取り外し可能となり、管はハウジングから取り外され得る。

図６乃至図９は、本発明による他の実施の形態による管継手１１０を図示する。継手１１０は、多くの点で図１乃至図５を参照して上述された継手１０と類似している。継手１１０は、（図６に示す）固定されてない不稼働状態と、（図８に示す）固定された稼働状態との間で環状チャンバー１１４内を移動可能な固定リング１１２を両端に有する。同様に前の実施の形態に類似して、継手１１０は、両端に、チャンバー１１４内にグリスを注入するためのグリスニップル１１６と、このチャンバー内からグリスを排出するための圧力解放機構１１８（図７を見よ）とを備えている。グリスニップル１１６と圧力解放機構１１８には、保護蓋１２０が設けられている。継手１１０は、固定リング１１２によって半径方向に移動可能なつかみ１２２を同様に備える。

しかしながら、図６乃至図９の実施の形態において、固定リング１１２はその一部分から構成されるつば１２４を有する。つば１２４は、図に示すように、つかみを越えて延在するよう配置されている。環状シール１２６は、チャンバー１１４に沿って滑るように配置され、グリスニップル１２８および関連する圧力解放機構１３０と液体によって相互に作用し合う。図示するように、ニップル１２８と機構１３０は同様に保護蓋１３２を有する。

本発明による第１の実施の形態を参照して上述したのと同様な方法で、グリスニップル１１６を経由して環状チャンバー１１４内にグリスを注入することにより、使用中、固定リング１１２は図６に示す固定されてない状態から、図８に示す固定された状態に移動させられる。グリスがチャンバー１１４内に入るのに従い、グリスはシール１３４に圧力をかけ、シール１３４は固定リング１１２を固定された状態に順々に移動させる。固定リングが移動させられるのに従い、固定リングの傾斜した表面１３６（図８を見よ）は、つかみ１２２の傾斜した表面１３８と相互に作用し合う。これによって、つかみは半径方向に移動させられ、継手内で管（図示せず）の側壁と接触する。圧力解放機構１１８はチャンバー１１４内の圧力を調整する働きをし、継手内で管が固定されたことを使用者に示す。それから、他の管が同様の方法で継手の反対側端に連結され、蓋１２０と１３２がグリスニップルと圧力解放機構を覆うように取り付けられる。

その後において、継手が再利用することを求められる場合、蓋１２０と１３２が取り外され、グリスニップル１１６が取り外され、そしてグリスニップル１２８からチャンバー１１４内にグリスが注入される。グリスがチャンバー１１４内に入るのに従い、グリスは環状シール１２６に圧力をかけ、環状シール１２６は固定リング１１２を順々に移動させて図９に示す固定されていない状態に戻す。固定リングが移動させられるのに従い、チャンバー１１４内のグリスは、ニップル１１６が取り外されて開放された注入口から排出される。これによって、つかみ１２２の後退と、再利用のための継手の取り外しとが可能となる。他の１組の管に継手を連結する前に、グリスニップル１１６は再取り付けされ、グリスニップル１２８は継手から取り外される。継手１１０を新たな１組の管へ再取り付けするのに先立ち、使用者がグリスニップル１２８を取り外し損ねた場合、圧力解放機構１３０はチャンバー１１４からグリスを排出することにより安全機能として役立つ。この観点から、一度チャンバー内圧力が関連する機構１１８よりも一般的に低い所定規模を超えて上昇した場合、機構１３０はチャンバー１１４からグリスを排出するよう設定されている。

継手がどのように働くかを使用者が理解することを必要とせず、ただ単に管の端部を継手内に入れ、その後、圧力解放機構５６，１１８からグリスが排出されるまで、グリスニップル５４，１１６から継手ハウジングにグリスを注入することのみにより、継手１０と１１０は複雑な取り付け手順を要求せず、現場で容易に取り付けられる。このことは正当に評価されるべきである。

なおその上に、本発明による継手は本質的に一体ユニットであり、現場において間違って配置したり、紛失しうる遊離した部品を持たない。同様に、継手上にボルトやこれに類持した留め具を有さないということは、しばしば特定の方法および／または手順によって留めることを要求するボルトを伴う従来式継手の適切な取り付けに関連した困難さが排除されるだけでなく、ボルトの腐食に関連した問題も排除されることを意味する。加えて、必要なら、継手は再利用するために管から取り外すことが極めて容易である。

本発明による継手の他の特徴は、継手は管端を完全に拘束できることである。それによって、つなぎ合わせ部分での動きと、つなぎ合わせ部分における長時間経過後の漏水の可能性を排除する。

さらに、本発明による継手の他の特徴は、突き合わされた管端が自動的に一直線に揃い、これによって、つなぎ合わせ部分における乱流を減ずることができることである。

継手は、円形プラスチック製管端から周状に変形された管端の全周に渡って一定の締め付け力を生み出すという更なる利点を有する。鋼製管が使用された場合（その場合、継手も同様に鋼製からなる）、つかみは、互いに独立して移動し、円形状の管端に順応する。

本発明による管継手の部分破断側面図を示す。 図1に図示する継手の端面図を示す。 不稼働状態における継手の部分断面図を示す。 稼働状態における継手の部分断面図を示す。 継手を管端から解放する、特別の目的に作られた道具の斜視図を示す。 固定されてない、不稼働状態における、本発明による他の実施の形態の管継手の部分破断側面図を示す。 図６に図示する継手の端面図を示す。 固定された、稼働状態における継手の図６と同様の図を示す。 再利用のため取り外した後の図８の管継手を示す。

Claims (5)

1. ２つの隣接する管の端部を接続するための管継手であって、
   中心軸に沿って、２つの隣接する管の端部を受け入れるための概ね中心穴を形成するハウジングと、
   ハウジング両端に配置され、管を継手に固定するための固定装置とを備え、
   この固定装置は、
   ハウジング内部の環状チャンバーと、
   環状チャンバー内へ流体を注入するための注入口と、
   環状チャンバー内から流体を排出するための排出口と、
   環状チャンバー内部をハウジングの軸方向へ移動自在に配置された環状の動的液体用シールと、
   半径方向に移動可能な複数のつかみと、
   前記動的シールとつかみとの間に配置され、ハウジング内部でつかみを管端に固定するための少なくとも一つの固定エレメントであって、そのまたは各固定エレメントは少なくとも一つのつかみの対応する傾斜した外面に係合可能な傾斜した内面を有し、これにより環状チャンバー内部において流体加圧下で少なくとも一つの固定エレメントが軸方向に移動した際、ハウジング内部で管端を締め付け固定するためのつかみのハウジング中心軸に向けた半径方向移動を引き起こすこととなる少なくとも一つの固定エレメントと、
   少なくとも一つの固定エレメントによってつかみが所定位置に固定され、堅固に管を締め付け固定する所定の大きさにチャンバー内の流体圧力が達した場合に、排出口を介して環状チャンバーから流体を解放するように構成された圧力解放機構と、を有することを特徴とする管継手。
2. 管端とハウジングとの間を密封するため、稼働中につかみによって変形させられるエラストマー製シールを更に備えることを特徴とする請求項１記載の管継手。
3. 各チャンバー注入口にグリスニップルが取り付けられまたは取り付け可能となっており、各チャンバー排出口に圧力解放機構が取り付けられまたは取り付け可能となっていることを特徴とする請求項１および２のいずれか記載の管継手。
4. 各固定エレメントはつかみに係合するために傾斜した内面を形成する固定リングを有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の管継手。
5. 固定エレメントをつかみから取り外す手段を更に備え、これによりつかみが管端を外し、継手から取り除くために管を開放することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の管継手。

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