特開 2022-98119 管継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022098119

(43)【公開日】2022-07-01

(54)【発明の名称】管継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 37/53 20060101AFI20220624BHJP

【ＦＩ】

F16L37/53

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020211477

(22)【出願日】2020-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000227386

【氏名又は名称】日東工器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083895

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100175983

【弁理士】

【氏名又は名称】海老 裕介

(72)【発明者】

【氏名】植松 貴俊

【テーマコード（参考）】

3J106

【Ｆターム（参考）】

3J106AA01

3J106AB01

3J106BA02

3J106BB01

3J106BC03

3J106BC11

3J106BD07

3J106BE40

3J106DA18

(57)【要約】

【課題】調心作用をもたらすための環状弾性部材の大きさに対して調心可能範囲を広くすることが可能となる管継手部材を提供する。
【解決手段】当該管継手における雌型管継手部材２は、内部空間１２を有する筒状の外側部材１４と、内部空間１２内に配置された調心コイル部材１６と、内部空間１２内において調心コイル部材１６の内側に配置された内側部材１８と、を備える。調心コイル部材１６は、外側部材１４の内周面２６に係合する大径巻き部４８と、内側部材１８の外周面５２に係合する小径巻き部４６とを有し、小径巻き部４６が大径巻き部４８に対して径方向に変位するように弾性変形可能となっている。対応する雄型管継手部材３を連結するための挿入通路４０を有する内側部材１８は、調心コイル部材１６を弾性変形させながら外側部材１４に対して径方向に変位して、雄型管継手部材３に対して調心されるようになっている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

対応管継手部材に着脱可能に連結される管継手部材であって、
前端開口から後方に延びる内部空間を有する管状の外側部材と、
弾性線材をコイル状に巻回した調心コイル部材であって、大径巻き部及び小径巻き部を有し、該内部空間内において該大径巻き部が該外側部材の内周面に係合した状態で配置されて、該小径巻き部が該大径巻き部に対して径方向に変位するように弾性変形可能とされた調心コイル部材と、
外周面、及び対応管継手部材に連結される連結部を有し、該内部空間内において該外周面が該調心コイル部材の該小径巻き部に係合した状態で配置され、該調心コイル部材を弾性変形させながら該外側部材に対して該径方向に変位可能とされた内側部材と、
を備える、管継手部材。

【請求項2】

該調心コイル部材が、該大径巻き部と該小径巻き部とのうちの一方を少なくとも２つ備え、該大径巻き部と該小径巻き部とのうちの他方が該一方の間に形成されている、請求項１に記載の管継手部材。

【請求項3】

該内側部材の該連結部が、該対応管継手部材を受け入れる挿入通路であり、該挿入通路の前端が前方に向かって拡径した傾斜面とされている、請求項１又は２に記載の管継手部材。

【請求項4】

該外側部材が、該内部空間の該内周面の後方位置で径方向内側に延びて前方に面する密封係合面と、該密封係合面から後方に延びる流体通路とを有し、該内側部材の後端面が該密封係合面に密封係合するようにされた、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の管継手部材。

【請求項5】

該外側部材が、該内部空間の該内周面の前方位置で該前端開口に向かって径方向内側に延びて後方に面する第１係止面を有し、該内側部材が、該第１係止面よりも後方位置で該第１係止面と対向して前方に面する第２係止面を有しており、
該前端開口よりも大きい外径を有し、該第１係止面と該第２係止面との間に挟持されて該内側部材とともに該径方向に変位する環状部材であって、該調心コイル部材の前端部に係合して該調心コイル部材を該内側部材の該外周面上に保持するようにされた環状部材をさらに備える、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の管継手部材。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の管継手部材と、
該管継手部材の該連結部に連結される対応管継手部材と、
からなる管継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管継手部材と対応管継手部材とからなる管継手に関し、より詳細には管継手部材が調心機能を有する管継手に関する。

【背景技術】

【0002】

工業設備において、２つの配管同士を連結するために管継手が使用される。管継手は雌型管継手部材とそれに対応する雄型管継手部材とからなり、両管継手部材の中心位置を合わせた状態で雌型管継手部材に雄型管継手部材を挿入することにより連結が行われる。しかしながら、両管継手部材が機械装置に固定されていて機械装置の駆動によって自動的に接続が行われる場合には、機械装置の位置ズレや管継手部材の寸法誤差などの影響により、両管継手部材の中心位置が正確に合わず、接続時に管継手部材に大きな負荷が作用したり場合によっては接続ができなくなったりすることがある。同様に、１つの部材に複数の管継手部材が取り付けられている場合にも、管継手部材の寸法誤差や組み立て誤差などにより、相互に連結される幾つかの組の管継手部材同士の中心位置が正確に合わないことがある。このような問題に対応するために、従来から、雌型管継手部材を外側部材とその中に配置される内側部材とからなる構造とし、外側部材と内側部材との間にゴム材料で形成されたＯリングを配置して、Ｏリングの弾性変形により内側部材が外側部材に対して径方向に変位可能としたものが開発されている。これによれば、雌型管継手部材と雄型管継手部材の中心位置が多少ずれていても、雌型管継手部材の内側部材が雄型管継手部材の中心位置に合うように径方向に変位することにより両管継手部材同士の調心が行われて、適切な連結を行うことが可能となる。さらには、より安定した調心作用を持たせるために、ゴム製のＯリングに代えて、金属製のコイルバネを環状に湾曲させた金属コイルバネ環を使用したものもある（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３０９６６５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Ｏリングや金属コイルバネ環のような環状弾性部材をその外径と内径との間で押し潰すようにして変形させる従来の構造においては、環状部材の変形量を大きくすることが難しく、よって調心可能な範囲が狭くなる。大きな変形量を得るためには外径と内径との間の幅を大きくすればよいが、そうすると管継手部材が大型化してしまう。

【0005】

そこで本発明は、調心作用をもたらすための環状弾性部材の大きさに対して調心可能範囲を広くすることが可能となる管継手部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

すなわち本発明は、
対応管継手部材に着脱可能に連結される管継手部材であって、
前端開口から後方に延びる内部空間を有する管状の外側部材と、
弾性線材をコイル状に巻回した調心コイル部材であって、大径巻き部及び小径巻き部を有し、該内部空間内において該大径巻き部が該外側部材の内周面に係合した状態で配置されて、該小径巻き部が該大径巻き部に対して径方向に変位するように弾性変形可能とされた調心コイル部材と、
外周面、及び対応管継手部材に連結される連結部を有し、該内部空間内において該外周面が該調心コイル部材の該小径巻き部に係合した状態で配置され、該調心コイル部材を弾性変形させながら該外側部材に対して該径方向に変位可能とされた内側部材と、
を備える、管継手部材を提供する。

【0007】

当該管継手部材においては、調心作用をもたらす調心コイル部材が、小径巻き部が大径巻き部に対して径方向に変位するように弾性変形可能とされたコイル状の部材とされている。そのため、Ｏリングなどを使用してそれをその外径と内径との間で径方向に押し潰すようにする従来のものに比べて、径方向でのより大きな変位を容易に得ることが可能となる。これにより、調心コイル部材の径方向でのサイズを大きくすることなく調心可能範囲を広くすることが可能となる。

【0008】

また、該調心コイル部材が、該大径巻き部と該小径巻き部とのうちの一方を少なくとも２つ備え、該大径巻き部と該小径巻き部とのうちの他方が該一方の間に形成されているようにすることができる。

【0009】

調心コイル部材をこのような形状とすることにより、調心コイル部材を外側部材と内側部材との間に安定した姿勢で配置することが可能となる。

【0010】

また、該内側部材の該連結部が、該対応管継手部材を受け入れる挿入通路であり、該挿入通路の前端が前方に向かって拡径した傾斜面とされているようにすることができる。

【0011】

さらに、該外側部材が、該内部空間の該内周面の後方位置で径方向内側に延びて前方に面する密封係合面と、該密封係合面から後方に延びる流体通路とを有し、該内側部材の後端面が該密封係合面に密封係合するようにすることができる。

【0012】

さらに、
該外側部材が、該内部空間の該内周面の前方位置で該前端開口に向かって径方向内側に延びて後方に面する第１係止面を有し、該内側部材が、該第１係止面よりも後方位置で該第１係止面と対向して前方に面する第２係止面を有しており、
該前端開口よりも大きい外径を有し、該第１係止面と該第２係止面との間に挟持されて該内側部材とともに該径方向に変位する環状部材であって、該調心コイル部材の前端部に係合して該調心コイル部材を該内側部材の該外周面上に保持するようにされた環状部材をさらに備えるようにすることができる。

【0013】

本発明はさらに、上述のいずれかの管継手部材と、該管継手部材の該連結部に連結される対応管継手部材と、からなる管継手を提供する。

【0014】

以下、本発明に係る管継手の実施形態を添付図面に基づき説明する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る管継手の連結前の状態を示す断面図である。

【図2】雌型管継手部材とそれに対応する雄型管継手部材とが、相互に中心位置がずれた状態で連結されようとしている状態を示す図である。

【図3】雌型管継手部材の内側部材が雄型管継手部材に対して調心された状態を示す図である。

【図4】雌型管継手部材と雄型管継手部材とが連結した状態を示す図である。

【図5】調心コイル部材の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の一実施形態に係る管継手１は、図１に示すように雌型管継手部材（管継手部材）２と、それに対応する雄型管継手部材（対応管継手部材）３とからなる。雌型管継手部材２は第１装置４に固定され、雄型管継手部材３は第２装置５に固定されている。後述するように、第１装置４と第２装置５とが相互に近づくように移動することにより、雄型管継手部材３が雌型管継手部材２に連結されるようになっている。

【0017】

雌型管継手部材２は、前端開口１０から後方に延びる内部空間１２を有する管状の外側部材１４と、内部空間１２内に配置された調心コイル部材１６と、内部空間１２内において調心コイル部材１６の内側に配置された内側部材１８とを有する。外側部材１４は内部空間１２を画定している前方部材２０と流体通路２２を画定している後方部材２４とからなり、前方部材２０と後方部材２４とは相互に螺合して結合されている。外側部材１４はさらに、内部空間１２の内周面２６の後方位置で流体通路２２に向かって径方向内側に延びて前方に面する密封係合面２８と、内周面２６の前方位置で前端開口１０に向かって径方向内側に延びて後方に面する第１係止面３０とを有する。密封係合面２８にはシールリング３２が取り付けられている。内側部材１８は、シールリング３２を介して密封係合面２８と密封係合する後端面３４と、外側部材１４の第１係止面３０との間に環状部材３６を挟持している第２係止面３８とを有する。内側部材１８はさらに、雄型管継手部材３を受け入れる挿入通路（連結部）４０を有し、挿入通路４０の前端は前方に向かって拡径した傾斜面４２となっている。挿入通路４０には、雄型管継手部材３と密封係合するためのシールリング４４が取り付けられている。

【0018】

調心コイル部材１６は、弾性線材を同一方向に連続してコイル状に巻回した部材であり、２つの小径巻き部４６とその間に位置する１つの大径巻き部４８を有する。小径巻き部４６と大径巻き部４８は、小径巻き部４６から大径巻き部４８に向かって徐々に径が大きくなる移行部５０により連結されている。調心コイル部材１６は、小径巻き部４６が大径巻き部４８に対して径方向に変位するように弾性変形可能となっている。小径巻き部４６は内側部材１８の外周面５２に係合し、大径巻き部４８は外側部材１４の内周面２６に係合している。この調心コイル部材１６の弾性力によって、内側部材１８は外側部材１４の中心長手軸線Ｌと内側部材１８の中心長手軸線Ｍとが一致するように、内部空間１２の径方向中心に位置決めされる。調心コイル部材１６は、その前端部５４が環状部材３６と係合することにより、内側部材１８の外周面５２上に保持されている。

【0019】

雌型管継手部材２を組み立てる際には、外側部材１４の後方部材２４が前方部材２０から取り外されている状態で、内側部材１８を前方部材２０の後方から内部空間１２内に環状部材３６及び調心コイル部材１６とともに挿入する。次に後方部材２４を前方部材２０に捩じ込んでいき、後方部材２４に取り付けられているシールリング３２が内側部材１８の後端面３４との間で適度に潰されて密封係合が形成されるようにする。内側部材１８は、前方部材２０と後方部材２４との間で環状部材３６及びシールリング３２を介して中心長手軸線Ｌの方向で挟持されるが、径方向に変位可能な状態となっている。

【0020】

当該実施形態においては、図１の非連結状態において、外側部材１４の中心長手軸線Ｌと内側部材１８の中心長手軸線Ｍは一致しているが、雄型管継手部材３の中心長手軸線Ｎは図で見て上方にずれている。この状態で第１装置４と第２装置５とを相互に近づけていくと、図２に示すように、雄型管継手部材３の先端が内側部材１８の傾斜面４２に当たる。さらに第１装置４と第２装置５とを相互に近づけていくと、図３に示すように内側部材１８は雄型管継手部材３に押されて径方向に変位して、内側部材１８の中心長手軸線Ｍが雄型管継手部材３の中心長手軸線Ｎと一致した状態となる。このとき調心コイル部材１６は、その小径巻き部４６が大径巻き部４８に対して内側部材１８とともに径方向に変位するように弾性変形する。また、前端開口１０よりも大きな外径を有する環状部材３６は内側部材１８とともに径方向に変位する。第１装置４と第２装置５とをさらに近づけていくと、雄型管継手部材３が内側部材１８の挿入通路４０内に挿入され、図４に示すように雄型管継手部材３と内側部材１８とがシールリング４４を介して密封係合して、雌型管継手部材２と雄型管継手部材３とが連結した状態となる。

【0021】

第１装置４と第２装置５とを相互に離していくと、雄型管継手部材３が雌型管継手部材２の内側部材１８から抜けていく。雄型管継手部材３が内側部材１８の挿入通路４０から完全に抜け出ると、内側部材１８は調心コイル部材１６の小径巻き部４６が元の位置に戻ろうとする弾性復元力によって図１の位置に戻る。

【0022】

当該管継手１においては、雌型管継手部材２が調心機能を有しているため、第１装置４及び第２装置５に雌型管継手部材２と雄型管継手部材３とをそれぞれ取り付けた状態で雌型管継手部材２と雄型管継手部材３の中心位置がずれていても、適切に連結を行うことが可能となる。また、調心作用をもたらす調心コイル部材１６は、小径巻き部４６が大径巻き部４８に対して径方向に全体的に変位する構造となっているため、Ｏリングなどを使用してそれをその外径と内径との間で径方向に押し潰すようにする従来のものに比べて、径方向でのより大きな変位とより安定した弾性復元力を得ることが可能となる。これにより、その大きさに対する調心可能範囲を広くすることが可能となる。また、本発明の調心コイル部材１６は、局所的に大きな変形は生じにくいため、動作を繰り返しても塑性変形をすることがなく、連結が解除されたときに内側部材１８を元の中心位置により確実に戻すことが可能となる。

【0023】

調心コイル部材１６は、内側部材１８の大きさや必要な弾性力などに合わせて、例えば図５に示すような種々の形状とすることができる。第１の変形例にかかる調心コイル部材１１６は、２つの大径巻き部１４８と、その間に位置する１つの小径巻き部１４６を有する。小径巻き部１４６は長手軸線Ａの方向で隣接して巻回されているが、大径巻き部１４８は離れて巻回されている。第２の変形例にかかる調心コイル部材２１６は、３つの小径巻き部２４６とそれら間に位置する２つの大径巻き部２４８を有する。第３の変形例にかかる調心コイル部材３１６は、小径巻き部３４６と大径巻き部３４８がそれぞれ第２の変形例にかかる調心コイル部材２１６のものよりも多く巻回されて形成されている。調心コイル部材は、ここに記載した形状に限定されない。例えば、上記実施形態では小径巻き部と大径巻き部との間の移行部はおよそ一回だけ巻回されて形成されているが、複数回の巻回で徐々に径が変化していくようにすることもできる。

【0024】

以上に本発明の実施形態について説明をしたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、調心機能を有する管継手部材を雌型管継手部材としているが、雄型管継手部材とすることもできる。具体的には、挿入通路として形成されている内側部材の連結部を、対応する雌型管継手部材の挿入通路内に挿入して連結される挿入部として構成して雄型管継手部材とすることができる。この場合には、挿入部の前端に前方に向かって縮径する傾斜面を設けるのが望ましい。組み立て性や動作の安定性の観点から環状部材を設けることが望ましいが、環状部材は必ずしも必要ではなく、外側部材の第１係止面と内側部材の第２係止面とが直接当接するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0025】

１ 管継手
２ 雌型管継手部材（管継手部材）
３ 雄型管継手部材（対応管継手部材）
４ 第１装置
５ 第２装置
１０ 前端開口
１２ 内部空間
１４ 外側部材
１６ 調心コイル部材
１８ 内側部材
２０ 前方部材
２２ 流体通路
２４ 後方部材
２６ 内周面
２８ 密封係合面
３０ 第１係止面
３２ シールリング
３４ 後端面
３６ 環状部材
３８ 第２係止面
４０ 挿入通路（連結部）
４２ 傾斜面
４４ シールリング
４６ 小径巻き部
４８ 大径巻き部
５０ 移行部
５２ 外周面
５４ 前端部
１１６ 調心コイル部材
１４６ 小径巻き部
１４８ 大径巻き部
２１６ 調心コイル部材
２４６ 小径巻き部
２４８ 大径巻き部
３１６ 調心コイル部材
３４６ 小径巻き部
３４８ 大径巻き部
Ａ 長手軸線
Ｌ 中心長手軸線
Ｍ 中心長手軸線
Ｎ 中心長手軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】