JPH09505383A - パイプ・コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明の、平端部パイプに取付けるためのパイプ・コネクタは、そのパイプ上に設置されるハウジング（２）、このハウジングの内面に形成される環状凹部（４）、この凹部内へ加圧流体を送給するための入口手段（１０）、および、前記凹部（４）内に設置される複数個の円弧形のセグメント（１４）を備えている。これらセグメントは、前記凹部（４）に加圧流体が送給されると作動位置へ動かされてパイプを把持する。それらセグメント（１４）はシール手段（１６）を把持し、このシール手段は、セグメント（１４）が作動位置へ動かされると一緒に動かされてパイプに密封係合し、ハウジング（２）とパイプとの間の流体密封を行う。

Description

【発明の詳細な説明】 パイプ・コネクタ技術分野 本発明はパイプ・コネクタに関し、特に、端部が平らなパイプ（以下「平端部 パイプ」と称す）のその端部またはこれに隣接して取付けられ、そのパイプをさ らに別のパイプまたはポンプや弁等に接続できるようにするコネクタに関する。背景技術 摩擦リングまたは焼入れしたグリッパを使用し、これに、付属のナットとボル トによって力を加えるような平端部パイプ用のコネクタが実用化されている。し かし、パイプ同士が相互に長手方向に動き易いため、そのような構成ではナット とボルトにより加えられる力がしばしば一部分しか摩擦リングまたはグリッパに 伝達されず、この結果接続部の加圧率が比較的低くなり、典型的には１０から２ ０バールになる。 上記のパイプが動く問題を解消するため、パイプの長さに沿って等間隔に固定 のアンカーを備えることが提供されているが、それは複雑で時間とコストの掛か る作業である。 最近、幾分より効果的なコネクタとして、グリースのような非圧縮性流体を使 って、焼入れ鋼の鋸歯状刻み目の付いた（serrated、以下「刻み目付き」とする ）リングの形のグリッパをパイプに対し押付けるようなものが導入されている。 このコネクタはさらに、コネクタとパイプ外面との間を密封するための追加のシ ール手段を備える。 しかしそれらの従来の構成は様々な短所を有し、そしてそれら短所の少なから ぬ部分は、グリッパがリング形であるため、パイプが正確に円形である場合の他 はパイプの全周囲を効果的に把持することができないということにある。この場 合、シール手段がグリッパとは別に独自に密封を行うことになる。発明の開示 そこで、円形のパイプと同様に非円形のパイプにも有効に取付けることができ るパイプ・コネクタが要望されるのである。 このため本発明によれば、パイプ上に設置されるハウジング、パイプを取巻く ように該ハウジングの内面に形成される環状凹部、この凹部の中に設置されるグ リッパ手段、前記ハウジングの内面とパイプとの間で作用するシール手段、およ び、前記グリッパ手段をパイプに対して把持係合させるように加圧流体を前記凹 部内へ送給するための入口手段を備える、平端部パイプに取付けるためのパイプ ・コネクタにおいて、前記グリッパ手段は、前記凹部内に設置され且つ相互に周 方向に離間すると共にパイプから半径方向に離間する非作動位置を有する複数個 の円弧形のセグメントを備えており、前記シール手段は前記セグメントに担持さ れていて、加圧流体が前記環状凹部内へ送給されると、前記セグメントはそれら の非作動位置から、前記シール手段と共に、作動位置へと変位させられ、この作 動位置では前記セグメントがパイプを堅く把持して前記ハウジングをパイプに結 合させ、そして前記シール手段がパイプに係合してハウジングとパイプとの間の 流体密封を行うように構成されていることを特徴とするパイプ・コネクタが提供 される。 複数個のセグメントを備えるそのような構成では、それらセグメントの指向が 個々に相互に独立して行われ、そしてそれらの指向がパイプの周囲のそれぞれの 部分の面の形状に対応するので、円形以外のパイプの周囲に対しても効果的な把 持作用が働くのである。 さらにそれらセグメントと一緒に動くシール手段は動的なシール構造を成し、 そしてこれの効果は、グリッパに加えられる流体圧力が高くなるほど大きくなる 。 本発明の好適な実施例において、このコネクタはさらに、前記環状凹部内に設 置される弾性密封リングを備え、このリングの半径方向内面に前記複数個のセグ メントが固定され、そして加圧流体がその密封リングの半径方向外面に作用して それらセグメントを作動位置へ変位させる。 好適にはその弾性密封リングの半径方向外面は全体的に凹形にされ、これによ り、流体圧力がその外面に加わるとリングの両側縁部が前記凹部の両側壁に対し 押付けられて密封接触する。 シール手段は、セグメントの半径方向内面に作られる凹部内に収容されるＯリ ング・シールとすることができ、そのセグメント内面には好適には刻み目が付け られる。 好適にはセグメントはパイプの周りに３個から１６個、典型的には６個または ８個備えられ、また加圧流体はグリースにされる。 ２本の平端部パイプを結合する場合、それぞれのハウジングが合体されて単一 のユニットを形成しているような、２つの上述のようなコネクタが１つずつ各パ イプに取付けられる。 変化形の構成として、このコネクタまたは継手は、平端部パイプが結合される 部品のフランジに取付けるための、ハウジングと一体で且つこれから半径方向外 方へ突出するフランジを備える。図面の簡単な説明 第１図および第２図は、第２図のＩ−Ｉ線における長手方向断面図、および本 発明の第１パイプ・コネクタの部分破断端面図である。 第３図および第４図は、第４図のIII−III線における長手方向断面図、および 本発明の第２パイプ・コネクタの端面図であり、そして、 第５図および第６図は、第６図のＶ−Ｖ線における長手方向断面図、および本 発明の第３パイプ・コネクタの端面図である。好適な実施例の詳細な説明 第１図と第２図を参照すると、外径が異なる２本の平端部パイプを結合するた めの本発明による第１コネクタが示される。 より具体的にいうと、このコネクタは、全体的に円錐台形の金属製の中空ハウ ジング２を備え、これの両端部に、それぞれのパイプに１つずつのパイプ把持構 造が収容される。この構造の詳細な説明はその一方だけについて行う。他方の構 造も全く同じに作動する。 ハウジング２の端部近くの内面に環状の溝または凹部４が形成され、これの中 に弾性材料のリング６が収容される。このリング６の外面は全体的に凹形のもの であり、リング６の内面の直径はハウジングの内径より小さく、そしてリング６ の幅は溝４の幅より幾分大きい。溝４の中でこの溝の底部とリング６の外面との 間に環状の空所（volume）８が画成され、そしてこの空所８の中へグリース・ニ ップル１０が送給し、またこのニップル１０より角方向に変位された逃がしブリ ードねじ孔１２が前記空所８から逃がす。 弾性リング６の内面に複数個の焼入れ鋼の円弧形のセグメント１４が接着され る。これらセグメントの内面は刻み目が付けられ、そしてコネクタの休止位置で はハウジング２の内面と実質的に同一面になるように設定される。 第２図でよく解かるように、セグメント１４は図示のコネクタではこれの各端 部に１６個ずつ備えられ、そしてこれらセグメントは相互に周方向に離間され、 これによって隣同士のセグメント１４が突き当るまで溝４内で半径方向内方へあ る程度動くことができる。 各セグメント１４はハウジングの内側の方の縁部に凹部が形成され、この凹部 の中に連続的なＯリング・シール１６が設置される。このＯリング・シールはそ の凹部からセグメント１４の刻み目付き内面の半径方向内方へ突出する。 上述のようなコネクタは下記のように作動する。ハウジング２が、これの中空 ボアにぴったり嵌合する相手のパイプの平端部上に滑らせて嵌込まれる。この嵌 込みは、ハウジング２の内部に形成された肩部１８にパイプの端部が突き当るま で行われ、これによってパイプに対するハウジングの作動位置が決まる。図面に 示されるコネクタのこの状態において、セグメント１４の刻み目付き内面はパイ プ表面との接触から少し離れ、隣合うセグメント同士の接触も行われておらず、 そしてＯリング・シール１６はパイプ表面上に滑合している。 逃がし孔１２が開かれ、そしてグリースがニップル１０を通して空所８内に注 入される。このグリース注入は、空所８内の全ての空気が孔１２から押出される まで行われる。それから孔１２は協同するブリードねじによって閉じられ、そし てこのねじはその位置で固定される。 こうして空所が閉じられてから、さらにそれ以上のグリースが圧力を加えて送 給され、これによってグリースは弾性リング６の凹形の外面に対し作用してリン グ６を溝４の両側壁に対し密封係合させ、また溝４の半径方向内方へ均等に押す 。リング６と一緒にセグメント１４も半径方向内方向へ押していかれる。そこで それらセグメント１４の内面の刻み目の歯がパイプの外面に積極的に係合して喰 い込み、そして同時にそれらセグメント１４によってＯリング・シール１６がパ イ プ外面に対し押付けられて係合し、これと共に高圧動的密封（high pressure dy namic seal）を行う。 隣合うセグメント１４間の間隔は、それらセグメント同士の干渉なしにパイプ の所要な把持が行われるに必要な程度までセグメント１４が半径方向内方へ動く ことができるように選択される。 第１図と第２図の実施例においては、これまで述べてきた第１のパイプがより 大きな直径の別の平端部パイプと結合される。この結合は、その別のパイプの端 部をハウジング２の他端部の方へ、これの中の肩部２０にぶつかるまで挿入し、 そして前述の操作を繰返すことによって行われる。 こうしてそれら２本のパイプは、それぞれに、共通のハウジング内の協同する 把持構造によって積極的に把持されて、堅く結合される。 ここに記述した本発明のコネクタの従来のものに勝る長所は多い。 それぞれのセグメント１４が各自独立して作動するため、それらセグメントが パイプの外面に自動的に整合するので、円形以外の例えば楕円形等のパイプにも ぴったり合わさって確実に把持することができる。 グリースは、７，０００psiのオーダーの圧力で送給することができ、リング ６の周りに均等に作用してセグメント１４による積極的な周囲把持を行わせる。 この場合それらセグメントの刻み目の焼入れされた歯がパイプに喰い込み、これ によってパイプそれ自体はこれまでよりも高い内部流体圧力、典型的には５５バ ールのオーダーの圧力に耐えることができる。 パイプの平端部への結合は、溶接やナットとボルトを使用せずに行うことがで き、グリースのような適当な高圧流体を使用することを必要とするに過ぎない。 パイプ内のいかなる漏洩もＯリング・シール１６によって阻止される。このシ ール１６はコネクタの一体部分であり、そしてセグメント１４と同時に動き、か くてそれによって行われるシールは動的性質のものである。このリング１６は、 セグメント１４から突出しているから、リング１６の密封作用はセグメント１４ の把持作用よりも常に少し先行する。 本発明のコネクタは、パイプが金属、ポリエチレンその他のいずれであっても ほとんどのタイプのパイプと組合せて使用でき、またほとんどの刻み目付き、く ぼみのある又は腐食されたパイプにも適っている。 このコネクタは協同するパイプに迅速に且つ非常に狭い空間内で取付けること ができ、従って修理、保守および取付けのコストを節減できる。 コネクタ内に組込まれるセグメント１４の個数は当該パイプの寸法によって決 められ、典型的には直径５０mmのパイプに対する３個のような少個数から直径３ ００mmのパイプに対する１６個までと様々に変えることができる。 第３図と第４図は、同じ直径の２つの平端部パイプを結合するためのコネクタ を例示しており、第１図と第２図の実施例の構成部分と同等な構成部分には同じ 符号が付けられている。 第５図と第６図は、先に詳述したのと同様にしてパイプの平端部に取付けるた めのコネクタを例示しており、ハウジング２は環状フランジ２２を一体に備える かまたは溶接されて有しており、このフランジ２２はそれを貫通する協同ボルト 孔２４を有し且つ該フランジに固定される同様なフランジ付きコネクタを有する 別の平端部パイプ、あるいは弁またはポンプ等であり得る協同する装置に本コネ クタをボルトで止めることを可能にする。ここでも第１図と第２図の実施例の構 成部分と同等な構成部分には同じ符号が付けられている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１２月５日 【補正内容】 明細書 パイプ・コネクタ技術分野 本発明はパイプ・コネクタに関し、特に、端部が平らなパイプ（以下「平端部 パイプ」と称す）のその端部またはこれに隣接して取付けられ、そのパイプをさ らに別のパイプまたはポンプや弁等に接続できるようにするコネクタに関する。背景技術 摩擦リングまたは焼入れしたグリッパを使用し、これに、付属のナットとボル トによって力を加えるような平端部パイプ用のコネクタが実用化されている。し かし、パイプ同士が相互に長手方向に動き易いため、そのような構成ではナット とボルトにより加えられる力がしばしば一部分しか摩擦リングまたはグリッパに 伝達されず、この結果接続部の加圧率が比較的低くなり、典型的には１０から２ ０バールになる。 上記のパイプが動く問題を解消するため、パイプの長さに沿って等間隔に固定 のアンカーを備えることが提供されているが、それは複雑で時間とコストの掛か る作業である。 最近、幾分より効果的なコネクタとして、グリースのような非圧縮性流体を使 って、焼入れ鋼の鋸歯状刻み目の付いた（serrated、以下「刻み目付き」とする ）リングの形のグリッパをパイプに対し押付けるようなものが導入されている。 このコネクタはさらに、コネクタとパイプ外面との間を密封するための追加のシ ール手段を備える。 例えば米国特許明細書第３５８２１１２号は、複雑な形状の別個の密封リング により押されてパイプに把持係合する１対の半円形グリッパの形態をした把持手 段を備えるパイプ継手を開示している。 しかしそれらの従来の構成は様々な短所を有し、そしてそれら短所の少なから ぬ部分は、グリッパがリング形であるため、パイプが正確に円形である場合の他 はパイプの全周囲を効果的に把持することができないということにある。この場 合、シール手段がグリッパとは別に独自に密封を行うことになる。発明の開示 そこで、円形のパイプと同様に非円形のパイプにも有効に取付けることができ るパイプ・コネクタが要望されるのである。 本発明によれば、パイプ上に設置されるハウジング、パイプを取巻くように該 ハウジングの内面に形成される環状凹部、この環状凹部内に設置される第１弾性 密封リング、前記凹部内で該第１弾性密封リングの半径方向内方に設置されるグ リッパ手段、前記ハウジングの内面とパイプとの間に作用する第２弾性密封リン グ、および、加圧流体を前記凹部内へ送給するための入口手段を備えており、流 体圧力が前記第１密封リングに加えられると前記グリッパ手段が非作動位置から 作動位置へと変位されてパイプに把持係合し、これによって前記ハウジングをパ イプに堅く結合させ、また前記第２弾性密封リングが前記ハウジングとパイプと の間の流体密封を行うように構成されている、平端部パイプに取付けるためのパ イプ・コネクタにおいて、前記第１密封リングは前記グリッパ手段とハウジング との間に設置され且つ半径方向内面と外面を有し、その内面がパイプの長手方向 に延在し、前記グリッパ手段は、前記凹部内に設置される少なくとも３個の円弧 形のセグメントを備え、これらセグメントは半径方向内面と外面を有し、その外 面がパイプの長手方向に延在し、それらセグメントの半径方向外面は前記第１密 封リングの半径方向内面によって係合され、それらセグメントの半径方向内面の 軸方向端部に環状溝が形成され、この溝の中に前記第２密封リングが収容され、 前記セグメントの半径方向内面より半径方向内方へ突出し、流体圧力が前記第１ 密封リングの半径方向外面に加えられると、前記セグメントが前記第１密封リン グによってパイプに向かって半径方向内方に作動位置へと変位させられ、この作 動位置ではそれらセグメントの半径方向内面がパイプを把持し、またそれらセグ メントの上記変位の動きが前記第２密封リングをパイプに向かって半径方向内方 に押してパイプおよび前記ハウジングの側壁に密封係合させ、これによって前記 ハウジングとパイプとの間の流体密封を行うように構成されていることを特徴と するコネクタが提供される。 複数個のセグメントを備えるそのような構成では、それらセグメントの指向が 個々に相互に独立して行われ、そしてそれらの指向がパイプの周囲のそれぞれの 部分の面の形状に対応するので、円形以外のパイプの周囲に対しても効果的な把 持作用が働くのである。 さらにそれらセグメントと一緒に動くシール手段は動的なシール構造を成し、 そしてこれの効果は、グリッパに加えられる流体圧力が高くなるほど大きくなる 。 好適には第１弾性密封リングの半径方向外面は全体的に凹形にされ、これによ り、流体圧力がその外面に加わるとリングの両側縁部が前記凹部の両側壁に対し 押付けられて密封接触する。 好適にはセグメントの内面には刻み目が付けられており、またセグメントはパ イプの周りに３個から１６個、典型的には６個または８個備えられ、また加圧流 体はグリースにされる。 ２本の平端部パイプを結合する場合、それぞれのハウジングが合体されて単一 のユニットを形成しているような、２つの上述のようなコネクタが１つずつ各パ イプに取付けられる。 変化形の構成として、このコネクタまたは継手は、平端部パイプが結合される 部品のフランジに取付けるための、ハウジングと一体で且つこれから半径方向外 方へ突出するフランジを備える。図面の簡単な説明 第１図および第２図は、第２図のＩ−Ｉ線における長手方向断面図、および本 発明の第１パイプ・コネクタの部分破断端面図である。 第３図および第４図は、第４図のIII−III線における長手方向断面図、および 本発明の第２パイプ・コネクタの端面図であり、そして、 第５図および第６図は、第６図のＶ−Ｖ線における長手方向断面図、および本 発明の第３パイプ・コネクタの端面図である。 請求の範囲 １．パイプ上に設置されるハウジング（２）、パイプを取巻くように該ハウジ ング（２）の内面に形成される環状凹部（４）、この環状凹部内に設置される第 １弾性密封リング（６）、前記凹部内で該第１弾性密封リング（６）の半径方向 内方に設置されるグリッパ手段、前記ハウジング（２）の内面とパイプとの間に 作用する第２弾性密封リング、および、加圧流体を前記凹部（４）内へ送給する ための入口手段（１０）を備えており、流体圧力が前記第１密封リング（６）に 加えられると前記グリッパ手段が非作動位置から作動位置へと変位されてパイプ に把持係合し、これによって前記ハウジング（２）をパイプに堅く結合させ、ま た前記第２弾性密封リング（１６）が前記ハウジング（２）とパイプとの間の流 体密封を行うように構成されている、平端部パイプに取付けるためのパイプ・コ ネクタにおいて、前記第１密封リング（６）は前記グリッパ手段とハウジング（ ２）との間に設置され且つ半径方向内面と外面を有し、その内面がパイプの長手 方向に延在し、前記グリッパ手段が、前記凹部内に設置される少なくとも３個の 円弧形のセグメント（１４）を備え、これらセグメントは半径方向内面と外面を 有し、その外面がパイプの長手方向に延在し、それらセグメント（１４）の半径 方向外面は前記第１密封リング（６）の半径方向内面によって係合され、それら セグメント（１４）の半径方向内面の軸方向端部に環状溝が形成され、この溝の 中に前記第２密封リング（１６）が収容され、前記セグメント（１４）の半径方 向内面より半径方向内方へ突出し、流体圧力が前記第１密封リング（６）の半径 方向外面に加えられると、前記セグメント（１４）が前記第１密封リング（６） によりパイプ（２）に向かって半径方向内方に作動位置へと変位させられ、この 作動位置ではそれらセグメントの半径方向内面がパイプを把持し、またそれらセ グメント（１４）の上記変位の動きが前記第２密封リング（１６）をパイプに向 かって半径方向内方に押してパイプおよび前記ハウジング（２）の側壁に密封係 合させ、これによって前記ハウジング（２）とパイプとの間の流体密封を行うよ うに構成されていることを特徴とするコネクタ。 ２．前記第１密封リング（６）の半径方向外面が全体的に凹形のものであり、 これにより、流体圧力がその外面に加わると前記リング（６）の両側縁部が前記 凹部（４）の両側壁に対して密封接触せしめられる、請求の範囲第１項に記載の コネクタ。 ３．前記セグメント（１４）の内面に刻み目が付けられている、請求の範囲第 １項又は第２項に記載のコネクタ。 ４．請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１つに記載のコネクタを２個 備え、それらのハウジング（２）が相互に合体された、２本の平端部パイプを結 合するためのコネクタ。 ５．前記ハウジング（２）と一体であり且つそれから半径方向外方へ突出する 環状フランジ（２２）を備えている、請求の範囲第１項から第３項までのいずれ か１つに記載のコネクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．パイプ上に設置されるハウジング（２）、パイプを取巻くように該ハウジ ング（２）の内面に形成される環状凹部（４）、この凹部の中に設置されるグリ ッパ手段、前記ハウジング（２）の内面と管との間で作用するシール手段（１６ ）、および、前記グリッパ手段をパイプに対して把持係合させるように加圧流体 を前記凹部（４）内へ送給するための入口手段（１０）を備える、平端部パイプ に取付けるためのパイプ・コネクタにおいて、前記グリッパ手段は、前記凹部（ ４）内に設置され且つ相互に周方向に離間すると共にパイプから半径方向に離間 する非作動位置を有する複数個の円弧形のセグメント（１４）を備えており、前 記シール手段（１６）は前記セグメント（１４）に担持されていて、加圧流体が 前記環状凹部（４）内へ送給されると、前記セグメント（１４）はそれらの非作 動位置から、前記シール手段（１６）と共に、作動位置へと変位させられ、この 作動位置では前記セグメント（１４）がパイプを堅く把持して前記ハウジング（ ２）をパイプに結合させ、そして前記シール手段（１６）がパイプに係合してハ ウジング（２）とパイプとの間の流体密封を行うように構成されていることを特 徴とするコネクタ。 ２．前記環状凹部（４）内に設置される弾性密封リング（６）をさらに備えて おり、このリングの半径方向内面に前記複数個のセグメント（１４）が固定され ていて、加圧流体が前記密封リング（６）の半径方向外面に作用してそれらセグ メント（１４）を作動位置へ変位させる、請求の範囲第１項に記載のコネクタ。 ３．前記密封リング（６）の半径方向外面が全体的に凹形のものであり、これ により、流体圧力がその外面に加わると前記リングの両側縁部が前記凹部（４） の両側壁に対して密封接触せしめられる、請求の範囲第２項に記載のコネクタ。 ４．前記シール手段は、前記セグメント（１４）の半径方向内面に作られる凹 部内に収容されるＯリング・シール（１６）を有する、請求の範囲第１項から第 ３項までのいずれか１つに記載のコネクタ。 ５．前記セグメント（１４）の内面に刻み目が付けられている、請求の範囲第 １項から第４項までのいずれか１つに記載のコネクタ。 ６．請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１つに記載のコネクタを２個 備え、それらのハウジング（２）が相互に合体された、２本の平端部パイプを結 合するためのコネクタ。 ７．前記ハウジング（２）と一体であり且つそれから半径方向外方へ突出する 環状フランジ（２２）を備えている、請求の範囲第１項から第５項までのいずれ か１つに記載のコネクタ。