(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】P2024111554
(43)【公開日】2024-08-19
(54)【発明の名称】管継手とパイプの接続方法及び接続構造体
(51)【国際特許分類】
F16L 19/04 20060101AFI20240809BHJP
【FI】
F16L19/04
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023016130
(22)【出願日】2023-02-06
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】390037774
【氏名又は名称】井上スダレ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100080746
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 武嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100217881
【弁理士】
【氏名又は名称】中谷 由美
(72)【発明者】
【氏名】井上 智史
【テーマコード(参考)】
3H014
【Fターム(参考)】
3H014EA07
(57)【要約】
【課題】パイプの接続作業を行う前に必要であった(作業工具による)パイプ先端拡径加工を省略する。
【解決手段】パイプPの被接続用先端部には、当初、フレア加工を省略し、ストレートのままで、管継手Zのパイプ接続筒部35に対して、押圧し、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38によって、パイプ先端部に先端拡径管部25を形成する。
【選択図】
図14
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管継手(Z)には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部(35)を形成すると共に、該パイプ接続筒部(35)の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面(38)を形成し、
パイプ(P)の被接続用先端部(Pf )には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部(5)のままの状態で、上記管継手(Z)の上記パイプ接続筒部(35)に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面(38)によって、上記ストレート状先端部(5)を拡径変形させつつ、先端拡径管部(25)を形成し、
上記パイプ接続筒部(35)の外周面に対して、上記先端拡径管部(25)を外嵌させる
ことを特徴とする管継手とパイプの接続方法。
【請求項2】
アール凸状の上記誘導案内用外面(38)は、その縦断面形状が、先端(38A)から、基端(38B)又は基端近傍(38C)まで、一定の半径(R0 )とした請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項3】
アール凸状の上記誘導案内用外面(38)は、その縦断面形状が、先端(38A)から、基端(38B)又は基端近傍(38C)まで、半径(R)が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定した請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項4】
上記基端近傍(38C)から基端(38B)までの範囲には、半径(R)が無限大のストレート領域(13)を具備している請求項2又は3記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項5】
上記誘導案内用外面(38)の先端(38A)には、上記パイプ(P)の被接続用先端部(Pf )を受持して、上記パイプ(P)の軸心(Lp )と、上記パイプ接続筒部(35)の軸心(L35)を一致させるための芯振れ防止用の円環状小突起(15)が一体形成されている請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項6】
上記パイプ接続筒部(35)の外周面に対して、上記先端拡径管部(25)を外嵌させた後に、閉円環状リング(20)を上記先端拡径管部(25)の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程を付加した請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項7】
請求項1,2,3,4,5又は6記載の接続方法にて製造されたことを特徴とする管継手とパイプの接続構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管継手とパイプの接続方法及び接続構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に於ては、
図26に示すように、被接続用パイプ60の先端には、(図示省略の)拡径作業工具を使用して、所定長さL
61の拡径管部61を形成する必要があった。
さらに、特許文献2,3に於ても、同様に、管継手とパイプの接続作業の前に、予め、被接続用パイプの先端に、所定長さの拡径管部を拡径作業工具を使用して、形成する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第6976017号
【特許文献2】特許第6924538号
【特許文献3】特許第6924539号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したように、接続作業を行う前に、予め、拡径管部を作業工具によって形成する作業は、時間を要する面倒な作業であった。特に、多数の配管パイプ及び各種装置(設備)が存在している狭い配管作業現場に於て、拡径管部形成作業は、面倒で時間を要するという問題があった。
【0005】
そこで、本発明に係る接続方法及びその構造体は、このような拡径管部形成作業を、省略して、円滑かつ能率的に配管接続作業を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、管継手には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部を形成すると共に、該パイプ接続筒部の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面を形成し;パイプの被接続用先端部には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部のままの状態で、上記管継手の上記パイプ接続筒部に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面によって、上記ストレート状先端部を拡径変形させつつ、先端拡径管部を形成し;上記パイプ接続筒部の外周面に対して、上記先端拡径管部を外嵌させる。
【0007】
また、アール凸状の上記誘導案内用外面は、その縦断面形状が、先端から、基端又は基端近傍まで、一定の半径とした。
また、アール凸状の上記誘導案内用外面は、その縦断面形状が、先端から、基端又は基端近傍まで、半径が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定した。
【0008】
また、上記基端近傍から基端までの範囲には、半径が無限大のストレート領域を具備している。
また、上記誘導案内用外面の先端には、上記パイプの被接続用先端部を受持して、上記パイプの軸心と、上記パイプ接続筒部の軸心を一致させるための芯振れ防止用の円環状小突起が一体形成されている。
また、上記パイプ接続筒部の外周面に対して、上記先端拡径管部を外嵌させた後に、閉円環状リングを上記先端拡径管部の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程を付加した。
【0009】
また、本発明に係る接続構造体は、上述の接続方法にて製造されたものである。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、配管接続作業の前工程としての拡径管形成作業を、全く、省略できる。これによって配管接続作業全体を能率良く行い得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】本発明に係る管継手とパイプの接続方法の実施の一形態を示し、パイプを掴持具にて掴持した状態を示す断面説明図である。
【
図2】パイプを掴持して押圧し、先端拡径管部を形成しながら先端拡径管部を、パイプ接続筒部の外周面に対して、外嵌させる工程を示す断面説明図である。
【
図3】閉円環状リングをアキシャル方向に押圧しつつ外嵌させて、先端拡径管部をラジアル内方向へ圧縮変形させる工程を示した断面説明図である。
【
図4】パイプと管継手の接続完了状態を示す断面図である。
【
図5】被接続用パイプのストレート状先端部が、パイプ接続用筒部の先端に当たった状態を示した断面説明図である。
【
図6】
図5の後の状態を示し、パイプの先端部が拡径を開始した状態の断面説明図である。
【
図7】
図6の後の状態を示し、パイプの先端部が、パイプ誘導案内用外面に乗り上げた状態の断面説明図である。
【
図8】
図7の後の状態を示し、パイプ接続筒部に対して、パイプの先端拡径管部を外嵌させた状態の断面説明図である。
【
図9】誘導案内用外面の一例を示した拡大断面図である。
【
図10】誘導案内用外面の他例の拡大断面図である。
【
図11】誘導案内用外面の別例の拡大断面図である。
【
図12】誘導案内用外面のさらに他の例の拡大断面図である。
【
図13】本発明に係る管継手とパイプの接続方法の(
図1に代わる)他の実施の形態を示した断面説明図である。
【
図14】パイプを掴持して押圧し、先端拡径管部を形成しながら先端拡径管部を、パイプ接続筒部に対して、外嵌させる工程を示す断面説明図である。
【
図15】閉円環状リングをアキシャル方向に押圧しつつ外嵌させて、先端拡径管部をラジアル内方向へ圧縮変形させる工程を示した断面説明図である。
【
図16】
図13~
図15に示した管継手本体の実施例に代わる管継手本体の変形例の断面図である。
【
図17】本発明を示した
図5と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図18】本発明を示した
図6と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図19】本発明を示した
図7と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図20】本発明を示した
図8と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図21】
図1又は
図13に対応した工程中を示すと共に、管継手とパイプを接続するための接続装置の一実施例を示す平面簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図4は、パイプPと管継手Zの接続を完了した状態を示し、
図1,
図2,
図3は、上記管継手ZとパイプPが、接続されてゆく各工程を、順次、説明するための断面図である。なお、パイプPの材質は、銅,アルミニウム,ステンレス鋼等の金属、又は、ポリエチレン等の硬質合成樹脂である。
【0013】
この
図1~
図3及び
図4に於て、1は継手本体であり、2は袋ナットを示す。継手本体1は、いわゆる「フレア継手本体」と呼ばれるものであり、雄ネジ部1Aと先端縮径テーパ部1Bを有し、例えば、JIS B 8607に規定されたものを用い得る。
袋ナット2の雌ネジ部2Aは、フレア継手本体1の雄ネジ部1Aに螺着される。この袋ナット2としては、JIS B 8607に規定されたものを用い得る。
この袋ナット2の孔部16には、基端から先端に亘って、大径の雌ネジ部2A、さらに、大径の逃げ部2B、テーパ部2C、先端小径部2Fが、順次、形成されている。
【0014】
そして、袋ナット2のテーパ部2Cと、フレア継手本体1の先端縮径テーパ部1Bの間に挾着(挾圧)されるフレア形成部31を有すると共に、このフレア形成部31の小径側端縁32に連設されたパイプ接続筒部35を、一体に、有するインコア30が内嵌状に付設される。
このインコア30のパイプ接続筒部35は、(上述のように)フレア形成部31の小径側端縁32に連設されると共に、袋ナット2の孔部―――先端小径部2F―――を貫通して、袋ナット2から外方へ延伸状となる。このように、袋ナット2の外端面2Eから延伸状(突出状)となった、インコア30のパイプ接続筒部35に、(後述するように、)ストレート状のままのパイプP(
図1参照)の先端部5が押圧される。
【0015】
ここで、ストレート状のままの先端部5を、(最終接続状態を示した)
図4のように、袋ナット2から突出したパイプ接続筒部35に、外嵌して、固着する接続方法について、以下、説明する。
図1,
図5,
図9に示したように、管継手Zには軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部35が形成されているが、このパイプ接続筒部35の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面38を形成しておく。
【0016】
図9、及び、
図5~
図8に示す実施例では、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B乃至基端近傍38Cまで、一定の半径R
0 に設定している。図中、Hは、基端近傍範囲を示し、パイプ誘導案内用外面38の軸心方向全長をH
0 とすれば、下記数式1の範囲を言うものと定義する。
0<H≦ 0.3・H
0 ・・・数式1
あるいは、
図10に示すように、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B又は基端近傍38Cまで、半径Rが小さな値から大きな値に、
図10中のR
1 →R
2 →R
3 →R
4 と変化している。
なお、
図10中に示したR
1 →R
2 →R
3 →R
4 の変化は、段階的に変化させる場合と、連続的無段階で変化するように設定する場合の、いずれを選択するも、自由である。
【0017】
また、
図10の実施例にあっても、図中Hをもって示した基端近傍範囲と、パイプ誘導案内用外面38の軸心方向全長H
0 との間には、下記数式2が成立する。(即ち、前記数式1と同じとする。)
0<H≦ 0.3・H
0 ・・・数式2
さらに、
図9,
図10に示したように、基端近傍38Cから基端38Bまでの範囲には、半径Rが無限大のストレート領域13を具備している。
【0018】
次に、
図1又は
図5に示したように、パイプPの最先端を、パイプ誘導案内用外面38の先端38Aに接近させた状態下で、両者の軸心Lp ,L
35を一致させるために、
図11又は
図12に示したように、芯振れ防止用の円環状小突起15を、パイプ誘導案内用外面38の先端38Aに、一体形成することも望ましい。
【0019】
以上述べたように、管継手Zの突出状のパイプ接続筒部35には、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38が予め形成されている。
他方、被接続用パイプPには、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部(従来例の
図26に示した拡径管部61参照)を、省略している。但し、
図5のように、パイプPの先端部Pf の内周端に小さな面取りを加工することは望ましい場合もある。
このように、被接続用パイプPの先端部Pf には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部5のままの状態で、
図5から
図6に示すように、矢印Fp 方向にパイプPを押圧する。
【0020】
パイプ誘導案内用外面38は、(
図9や
図10等をもって既に説明したように)先端方向へ縮径するアール凸状であることによって、
図6の矢印N
1 をもって示す如く、パイプPの先端部はスムーズに拡径変形を起こしつつ、パイプ誘導案内用外面38に沿って、乗り上げてゆく。
引続いて、
図7,
図8に示したように、(矢印N
2 ,N
3 の方向に)パイプPの先端部は、パイプ接続筒部35に乗り上げてゆく(密に外嵌させてゆく)。
言い換えれば、パイプPの先端部Pf にフレア加工や拡径加工を省略した、ストレート状先端部5のままの状態で、矢印Fp 方向(軸心方向)に押圧力を付与することによって、順次、
図5→
図6→
図7→
図8に示す如く、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38にて、ストレート状先端部5を拡径変形させつつ、先端拡径管部25を形成する。この先端拡径管部25はパイプ接続筒部35に密接する。
【0021】
ところで、
図17~
図20は、本発明の
図5~
図8と対比すべき「比較例」を示す。即ち、
図17~
図20に示した「比較例」にあっては、パイプ接続筒部35Xのパイプ誘導案内用外面48が、先端方向へ縮径する「直線傾斜状」である。
図17,
図18,
図19に示すように、矢印Fp 方向にパイプPを押込んでゆくと、直線傾斜状のパイプ誘導案内用外面48に密に圧接摺動しつつ、パイプPの先端部Pf が拡径変形してゆく。
【0022】
しかし、
図20に示すように、パイプ誘導案内用外面48の最大径端部48Eに達すると、その後は、パイプPの先端部Pf は、パイプ接続筒部35Xから、しだいに分離する。つまり、最大径端部48Eから、パイプPは拡径テーパ部50を形成して、パイプ接続筒部35から遊離してしまう。
その後、配管内に高圧が作用した際に、流体の外部漏洩乃至パイプPの離脱(抜け)を発生する虞がある。仮に、閉円環状リングをもって、縮径固定しようとしても、その作業は不安定で困難であり、配管完了後、流体の外部漏洩を発生することを、(多くの試作及び実験によって、)本発明者は確認している。
図5~
図8に示した本発明に係る接続方法と接続構造体では、
図17~
図20に示す比較例における上記問題点を解決することが可能となる。
【0023】
次に、
図1~
図3について以下説明する。
図1~
図3は、前述の
図5~
図8の全工程を含むと共に、さらに、閉円環状リング20を圧着させる工程が付加される。
即ち、
図1から
図2に示すように、ストレート状先端部5のままでパイプPに押圧力Fp を付与することによって、拡径変形させつつ先端拡径管部25を形成した後に、
図2から
図3に示すように、閉円環状リング20を上記先端拡径管部25の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程が行われる。
なお、パイプ接続筒部35の外周面には、流体密封用及び引抜阻止用の断面が三角形の小突条8が形成されている。
【0024】
そして、
図4は、
図1~
図3にて説明した管継手とパイプの接続方法によって、製造された接続構造体を示す。なお、
図1~
図3及び
図4に於て、左方図外の他端側について説明すれば、
図1~
図4と同様の構造である場合、又は、テーパ状雄ネジ型である場合、その他のものでも自由である。
【0025】
次に、
図13~
図15に於て、前述の
図1~
図3に代わる他の実施形態を示している。
図1~
図3における袋ナット2、及び、雄ネジ部1Aが省略されると共に、インコア30(
図1~
図3参照)が継手本体1に一体化された構成(形状)である。つまり、
図13~
図15に於ては、継手本体1自身が、軸心両方向に突出状のパイプ接続筒部35,35を一体として有する。
各パイプ接続筒部35の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面38が(
図1~
図4と同様に)形成されている。
【0026】
なお、
図13~
図15に示す実施形態では、軸心方向両端に、(対称状として、)パイプ誘導案内用外面38,38を有する場合を例示したが、他端側を(図示省略したが)テーパ状ネジ部を設けて、バルブボディや他の継手等のネジ孔に螺着するような雄ソケット形状とするも、自由であり、さらに別の形状とすることも任意である。
【0027】
また、
図16は、
図13~
図15のさらに異なる変形例を示す。即ち、
図13~
図15及び
図16では、六角形等の一対の外フランジ部17,17を有しているが、一対の外フランジ部17,17の間隔寸法H
17が
図16では小さく設定される。
また、
図16では、軸心方向両端に、
図11,
図12に示したような円環状小突起15,15が連設されている。さらに、小突条8が多目に配設されると共に、Oリング等の嵌着されるシール溝18が形成されている。
【0028】
次に、
図21~
図25に於て、前述の管継手とパイプを接続するための作業工具と、その作動等につき、以下、説明する。
図21~
図23は作業工具の構造及び初期(状態)位置を示す。
図24はパイプ拡径工程を、
図25は閉円環状リングの圧着工程を、各々示す。
図21の平面図と、
図22の左側面図に示すように、
図16に示した管継手Zを挾持している管継手挾持部6を備えている。また、
図21(平面図)と
図23(右側面図)に示すように、パイプPを挾持するパイプ挾持部7を備えている。
【0029】
管継手挾持部6は、基盤9の後端に、水平軸11にて、矢印M
6 のように、上下揺動自在として、枢着されている第1アーム10と、この第1アーム10の先端の円弧型管継手押圧部12と、この押圧部12の先端に付設のロック部材21とを、具備している。
図21の平面図と、
図23の右側面図に示すように、パイプPを挾持するためのパイプ挾持部7は、基盤22の後端に、水平軸23にて、矢印M
7 のように、上下揺動自在として、枢着されている第2アーム24と、この第2アーム24の先端の円弧型パイプ押圧部26と、この押圧部26の先端に付設のロック部材27とを、具備している。
また、基盤9及び基盤22には、各々、起立状に、鉛直板片9E,22Eが突設されている。
【0030】
そして、28は、空圧式又は油圧式の流体シリンダである。このシリンダ28は、シリンダバレル29とロッド部33とを備える。シリンダバレル29は、(その先端部位が、)管継手挾持部6側に固着されている。つまり、シリンダバレル29は、パイプ挾持部7側には、固定されておらず、シリンダバレル29は、パイプ挾持部7側の鉛直板片22Eの貫孔22Gに挿通されている。
従って、この鉛直板片22Eの貫孔22Gを通して、シリンダバレル29は、(自由に)突出・侵入可能である。
【0031】
図21と
図24と
図25から明らかなように、シリンダバレル29内に矢印F
0 のように流体が送られてくると、シリンダバレル29が固着された管継手挾持部6は静止状態を保ったままで、シリンダ28のロッド部33が矢印F
1 方向に移動してゆく。
このロッド部33の先端は、連結帯板42に固着され、ロッド部33の伸長・短縮に伴って、連結帯板42は連動する。
【0032】
また、2本のロッド43,43は、その先端が連結帯板42に、ボルト・ナット結合44によって、固着されている。しかも、このロッド43,43の基端は、他のボルト・ナット結合45,45によって、基盤22の鉛直板片22Eに、固着されている。従って、基盤22とロッド43,43と連結帯板42は、常に一体状として、移動する。
従って、
図24に示す如く、流体シリンダ28のロッド部33の矢印F
1 に示した作動と、ロッド43,43の矢印F
2 ,F
2 方向の作動、及び、基盤22の矢印F
3 方向の作動とは、連動する。
【0033】
言い換えると、流体シリンダ28の作動(矢印F
1 参照)が、基盤22を矢印F
3 方向に移動させることとなる。
しかるに、上記基盤22には、
図21と
図23等に示した如く、第2アーム24と、その先端の円弧型パイプ押圧部26(パイプ挾持部7)が、設けられている。しかも、パイプ挾持部7にあっては、
図1,
図2及び
図23に示したように、下方の円弧型受け具46とパイプ押圧部26を具備していると共に、パイプPに圧接する略半円型凹所には、多数の周方向の小凸条47…が設けられている。
【0034】
故に、
図24に示すように、流体シリンダ28の矢印F
1 方向の移動に伴って、矢印F
2 ,F
3 のように、ロッド43及び基盤22が移動し、基盤22に設けられたパイプ挾持部7の小凸条47を食込み状態で、
図1から
図2のように(矢印Fp 方向に)移動する。
即ち、
図1から
図2に示したように、パイプ接続筒部35の外周面に対して、ストレート状先端部5のままの状態で、パイプPを(矢印Fp のように)押圧してゆくことができる。このように、矢印Fp の方向に押圧することによって、アール凸条のパイプ誘導案内用外面38によって先端部5を拡径変形してゆくことが可能である。このように、先端拡径管部25が形成される。
【0035】
ところで、閉円環状リング20について説明すると、
図1と
図2に示した如く、予めパイプPに外嵌状に取付けておく。
図2に示したように、パイプPの先端拡径管部25が形成されつつパイプ接続筒部35に外嵌されると、直ちに、
図3に示すように、パイプ押圧部26を(矢印F
26のように)微小寸法開放移動する(パイプPへの挾持を僅かに開放する)ことで、
図3に示すように、微小ギャップG
1 ,G
1 が生ずる。
この状態下で、パイプ押圧部26とパイプ受け具46の前端面26A,46Aが、閉円環状リング20を押圧しつつ、(
図2から)
図3のように、パイプPの先端拡径管部25に対して迅速に(能率良く)外嵌させることができる。
【0036】
前述の微小ギャップG
1 を形成するためには、
図21に示したパイプ挾持部7のクランプレバー51を、
図24に示すクランプレバー51の揺動位置まで(矢印M
5 のように)揺動させて切換えれば良い。
図25は、
図15(
図3)に対応した図であって、上記クランプレバー51を、矢印M
6 のようにさらに揺動させて、クランプ(挾圧)を解除することができる。
【0037】
なお、
図13,
図14,
図15は、各々、
図1,
図2,
図3と、対応しており、パイプPの先端部Pf には、フレア加工や大径短筒部の拡径加工等の先端拡径部を、全く、省略したストレート状先端部5のままで、パイプPを、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38に押圧しつつ、先端拡径管部25を、能率良くかつ高精度に、形成して、パイプ接続筒部35の外周面に対して、上記先端拡径管部25を外嵌させることが、できる。その後は、閉円環状リング20を、
図15(
図3)に示すように、押圧して外嵌させれば良い。
【0038】
なお、
図1~
図4,
図5~
図8,
図13~
図15に例示したような本発明に係る管継手とパイプの接続方法を実施するための接続作業工具(装置)としては、
図21~
図25に図示し、かつ、説明したものに限られず、(図示省略の)電動式アクチュエータ等を用いた別の接続作業工具(装置)を適用することも望ましい。また、パイプ誘導案内用外面38には、摩擦抵抗を低減させる滑剤(材)を、予め(作業前に)、付着させておくことが望ましい。
【0039】
本発明は、以上詳述したように、管継手Zには軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部35を形成すると共に、該パイプ接続筒部35の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面38を形成し;パイプPの被接続用先端部Pf には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部5のままの状態で、上記管継手Zの上記パイプ接続筒部35に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面38によって、上記ストレート状先端部5を拡径変形させつつ、先端拡径管部25を形成し;上記パイプ接続筒部35の外周面に対して、上記先端拡径管部25を外嵌させる方法であるので、作業前に、パイプPの先端に、予め、作業工具を使用して、拡径管部61(
図26参照)を形成するという、面倒で時間を要する予備加工を全く省略できる。
特に、多数の配管パイプ及び各種の装置・設備が存在している狭い作業現場に於ける上記予備加工(の作業)は、面倒で時間を要していたが、本発明によって、このような予備加工が省略でき、配管接続作業全体の作業能率は著しく改善できる。
【0040】
また、アール凸状の上記誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B又は基端近傍38Cまで、一定の半径R
0 としたので、
図9に例示するようなシンプルな断面形状であり、
図5~
図8に、順次、示した如く、パイプ接続筒部35の先端から基部まで、円滑に、かつ、密に、外嵌させることが可能である。特に、比較例を示した
図17~
図20と比較すれば、
図20のような拡径テーパ部50が発生することを巧妙に防止できる。このようにして、本発明では、パイプ接続筒部35とパイプPの内面とが、常に安定して密に圧接状態となって、流体の外部漏洩を確実に防止できる。また、
図19から
図20の状態で、パイプPの内面に縦方向の細い傷が発生して流体洩れを生じる場合があり、さらに、パイプPの内面が最大径端部48Eに焼付くこともあるが、本発明では、このような問題を見事に解決できる。
【0041】
また、アール凸状の上記誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B又は基端近傍38Cまで、半径Rが小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定した形状であるので、
図10に示したような(いわば)弾丸型となって、前記
図5~
図8よりも一層円滑にパイプPが拡径変形しつつ密に外嵌誘導可能となる。
特に、比較例を示す
図17~
図20と対比すれば、
図20のような拡径テーパ部50が発生することを一層確実に防止でき、パイプ接続筒部35とパイプPの内面とが、安定して密に圧接状態となって、流体の外部漏洩を確実に防止できる。また、
図19から
図20の状態で、パイプPの内面に縦方向の細い傷が発生して流体洩れを生じる場合があり、さらに、パイプPの内面が最大径端部48Eに焼付くこともあるが、本発明では、このような問題を見事に解決できる。
【0042】
また、上記基端近傍38Cから基端38Bまでの範囲には、半径Rが無限大のストレート領域13を具備している構成であるので、
図9に示す一定の半径R
0 によって、又は、
図10に示すような小さな値から大きな値に変化する半径Rによって、パイプPがしだいに拡径変形しつつパイプ誘導案内用外面38の先端38Aから基端近傍38Cまで拡径変形してゆくのであるが、その後、ストレート領域13を通過する際に、パイプPの最先端部位は、このストレート領域13の半径寸法に一致した(半径を有する)ストレートの管形状を維持する。
つまり、
図20に示した比較例のような拡径テーパ部50を生ずることを、一層確実に防ぐことができるのである。
【0043】
また、上記誘導案内用外面38の先端38Aには、上記パイプPの被接続用先端部Pf を受持して、上記パイプPの軸心Lp と、上記パイプ接続筒部35の軸心L
35を一致させるための芯振れ防止用の円環状小突起15が一体形成されているので(
図11,
図12参照)、パイプPの先端部Pf が、初めて、誘導案内用外面38に当接する瞬間に、小突起15にて、芯振れしないように修正される。即ち、両軸心Lp ,L
35が確実に、かつ、簡単に、一致する。
即ち、
図1,
図5,
図13に示した瞬間において、小突起15によって両軸心Lp ,L
35が一致するように、自動修正される。
【0044】
また、上記パイプ接続筒部35の外周面に対して、上記先端拡径管部25を外嵌させた後に、閉円環状リング20を上記先端拡径管部25の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程を付加したので、(
図3,
図4,
図15に示す如く、)リング圧着工程が円滑・迅速に行われ、しかも、パイプ接続筒部35の外周面に対して、パイプPの先端拡径管部25の内面が、リング20の縮径方向の力によって、強力に圧接され、密封性の確保、及び、パイプ引抜阻止の両方が強力に行われる。
【0045】
また、前述の接続方法にて製造された管継手とパイプの接続構造体は、従来の作業工具を使用してのパイプ先端の拡径管部形成工程(予備加工)が不要となる。特に、多数の配管パイプや設備の存在する狭い作業現場でも、簡単に配管作業が可能である。即ち、
図21~
図25に例示した小型で簡易な作業工具によって、簡便に配管作業が可能となる。
【符号の説明】
【0046】
5 ストレート状先端部
13 ストレート領域
15 円環状小突起
20 閉円環状リング
25 先端拡径管部
35 パイプ接続筒部
38 パイプ誘導案内用外面
38A 先端
38B 基端
38C 基端近傍
L35 軸心
Lp 軸心
P パイプ
Pf 被接続用先端部
R 半径
R0 一定の半径
Z 管継手
【手続補正書】
【提出日】2023-03-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管継手(Z)には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部(35)を形成すると共に、該パイプ接続筒部(35)の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面(38)を形成し、
パイプ(P)の被接続用先端部(Pf )には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部(5)のままの状態で、上記管継手(Z)の上記パイプ接続筒部(35)に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面(38)によって、上記ストレート状先端部(5)を拡径変形させつつ、先端拡径管部(25)を形成し、
上記パイプ接続筒部(35)の外周面に対して、上記先端拡径管部(25)を外嵌させる
ことを特徴とする管継手とパイプの接続方法。
【請求項2】
アール凸状の上記誘導案内用外面(38)は、その縦断面形状が、先端(38A)から、基端(38B)又は基端近傍(38C)まで、一定の半径(R0 )とした請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項3】
アール凸状の上記誘導案内用外面(38)は、その縦断面形状が、先端(38A)から、基端(38B)又は基端近傍(38C)まで、半径(R)が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定した請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項4】
上記基端近傍(38C)から基端(38B)までの範囲には、半径(R)が無限大のストレート領域(13)を具備している請求項2又は3記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項5】
上記誘導案内用外面(38)の先端(38A)には、上記パイプ(P)の被接続用先端部(Pf )を受持して、上記パイプ(P)の軸心(Lp )と、上記パイプ接続筒部(35)の軸心(L35)を一致させるための芯振れ防止用の円環状小突起(15)が一体形成されている請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項6】
上記パイプ接続筒部(35)の外周面に対して、上記先端拡径管部(25)を外嵌させた後に、閉円環状リング(20)を上記先端拡径管部(25)の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程を付加した請求項1記載の管継手とパイプの接続方法。
【請求項7】
請求項1,2,3,5又は6記載の接続方法にて製造されたことを特徴とする管継手とパイプの接続構造体。
【請求項8】
請求項4記載の接続方法にて製造されたことを特徴とする管継手とパイプの接続構造体。
【手続補正書】
【提出日】2023-06-13
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
管継手(Z)には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部(35)を形成すると共に、該パイプ接続筒部(35)の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面(38)を形成し、
アール凸状の上記誘導案内用外面(38)の縦断面形状が、先端(38A)から、基端(38B)まで、半径(R)が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定され、
金属製パイプ(P)の被接続用先端部(Pf )には、フレア加工や拡径加工によって形成される先端拡径部を省略して、ストレート状先端部(5)のままの状態で、上記管継手(Z)の上記パイプ接続筒部(35)に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面(38)によって、上記ストレート状先端部(5)を拡径変形させつつ、先端拡径管部(25)を形成し、
上記パイプ接続筒部(35)の外周面に対して、上記先端拡径管部(25)を外嵌させる
ことを特徴とする管継手とパイプの接続方法。
【請求項2】
管継手(Z)には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部(35)を形成すると共に、該パイプ接続筒部(35)の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面(38)を形成し、
アール凸状の上記誘導案内用外面(38)の縦断面形状が、先端(38A)から、基端近傍(38C)まで、半径(R)が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定され、かつ、上記基端近傍(38C)から基端(38B)までの基端近傍範囲(H)には、半径(R)が無限大のストレート領域(13)を形成し、
金属製パイプ(P)の被接続用先端部(Pf )には、フレア加工や拡径加工によって形成される先端拡径部を省略して、ストレート状先端部(5)のままの状態で、上記管継手(Z)の上記パイプ接続筒部(35)に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面(38)によって、上記ストレート状先端部(5)を拡径変形させつつ、先端拡径管部(25)を形成し、
上記パイプ接続筒部(35)の外周面に対して、上記先端拡径管部(25)を外嵌させる
ことを特徴とする管継手とパイプの接続方法。
【請求項3】
請求項1又は2記載の管継手とパイプの接続方法にて製造されたことを特徴とする管継手とパイプの接続構造体。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管継手とパイプの接続方法及び接続構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に於ては、
図26に示すように、被接続用
金属製パイプ60の先端には、(図示省略の)拡径作業工具を使用して、所定長さL
61の拡径管部61を形成する必要があった。
さらに、特許文献2,3に於ても、同様に、管継手と
金属製パイプの接続作業の前に、予め、被接続用
金属製パイプの先端に、所定長さの拡径管部を拡径作業工具を使用して、形成する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第6976017号
【特許文献2】特許第6924538号
【特許文献3】特許第6924539号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したように、金属製パイプの接続作業を行う前に、予め、金属製パイプに、拡径管部を作業工具によって形成する作業は、時間を要する面倒な作業であった。特に、多数の配管パイプ及び各種装置(設備)が存在している狭い配管作業現場に於て、上記拡径作業工具を使用しての拡径管部形成作業は、面倒で時間を要するという問題があった。
【0005】
そこで、本発明に係る接続方法及びその構造体は、このような拡径管部形成作業を、省略して、円滑かつ能率的に配管接続作業を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、管継手には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部を形成すると共に、該パイプ接続筒部の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面を形成し;アール凸状の上記誘導案内用外面の縦断面形状が、先端から、基端まで、半径が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定され;金属製パイプの被接続用先端部には、フレア加工や拡径加工によって形成される先端拡径部を省略して、ストレート状先端部のままの状態で、上記管継手の上記パイプ接続筒部に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面によって、上記ストレート状先端部を拡径変形させつつ、先端拡径管部を形成し;上記パイプ接続筒部の外周面に対して、上記先端拡径管部を外嵌させる管継手とパイプの接続方法である。
【0007】
また、管継手には軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部を形成すると共に、該パイプ接続筒部の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面を形成し;アール凸状の上記誘導案内用外面の縦断面形状が、先端から、基端近傍まで、半径が小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定され、かつ、上記基端近傍から基端までの基端近傍範囲には、半径が無限大のストレート領域を形成し;金属製パイプの被接続用先端部には、フレア加工や拡径加工によって形成される先端拡径部を省略して、ストレート状先端部のままの状態で、上記管継手の上記パイプ接続筒部に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面によって、上記ストレート状先端部を拡径変形させつつ、先端拡径管部を形成し;上記パイプ接続筒部の外周面に対して、上記先端拡径管部を外嵌させる管継手とパイプの接続方法である。
【0008】
また、本発明に係る接続構造体は、上述の接続方法にて製造されたものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、配管接続作業の前工程としての金属製パイプの拡径管形成作業を、全く、省略できる。これによって配管接続作業全体を能率良く行い得る。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】本発明に係る管継手と
金属製パイプの接続方法の実施の一形態を示し、
金属製パイプを掴持具にて掴持した状態を示す断面説明図である。
【
図2】
金属製パイプを掴持して押圧し、先端拡径管部を形成しながら先端拡径管部を、パイプ接続筒部の外周面に対して、外嵌させる工程を示す断面説明図である。
【
図3】閉円環状リングをアキシャル方向に押圧しつつ外嵌させて、先端拡径管部をラジアル内方向へ圧縮変形させる工程を示した断面説明図である。
【
図4】
金属製パイプと管継手の接続完了状態を示す断面図である。
【
図5】被接続用
金属製パイプのストレート状先端部が、パイプ接続用筒部の先端に当たった状態を示した断面説明図である。
【
図6】
図5の後の状態を示し、
金属製パイプの先端部が拡径を開始した状態の断面説明図である。
【
図7】
図6の後の状態を示し、
金属製パイプの先端部が、パイプ誘導案内用外面に乗り上げた状態の断面説明図である。
【
図8】
図7の後の状態を示し、パイプ接続筒部に対して、
金属製パイプの先端拡径管部を外嵌させた状態の断面説明図である。
【
図9】誘導案内用外面の
比較例を示した拡大断面図である。
【
図10】誘導案内用外面の
一例の拡大断面図である。
【
図11】誘導案内用外面の
比較例の拡大断面図である。
【
図12】誘導案内用外面
の他の例の拡大断面図である。
【
図13】本発明に係る管継手と
金属製パイプの接続方法の(
図1に代わる)他の実施の形態を示した断面説明図である。
【
図14】
金属製パイプを掴持して押圧し、先端拡径管部を形成しながら先端拡径管部を、パイプ接続筒部に対して、外嵌させる工程を示す断面説明図である。
【
図15】閉円環状リングをアキシャル方向に押圧しつつ外嵌させて、先端拡径管部をラジアル内方向へ圧縮変形させる工程を示した断面説明図である。
【
図16】
図13~
図15に示した管継手本体の実施例に代わる管継手本体の変形例の断面図である。
【
図17】本発明を示した
図5と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図18】本発明を示した
図6と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図19】本発明を示した
図7と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図20】本発明を示した
図8と対比すべき比較例を示す断面図である。
【
図21】
図1又は
図13に対応した工程中を示すと共に、管継手と
金属製パイプを接続するための接続装置の一実施例を示す平面簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図4は、パイプPと管継手Zの接続を完了した状態を示し、
図1,
図2,
図3は、上記管継手ZとパイプPが、接続されてゆく各工程を、順次、説明するための断面図である。なお、パイプPの材質は、銅,アルミニウム,ステンレス鋼等の金
属である。
【0012】
この
図1~
図3及び
図4に於て、1は継手本体であり、2は袋ナットを示す。継手本体1は、いわゆる「フレア継手本体」と呼ばれるものであり、雄ネジ部1Aと先端縮径テーパ部1Bを有し、例えば、JIS B 8607に規定されたものを用い得る。
袋ナット2の雌ネジ部2Aは、フレア継手本体1の雄ネジ部1Aに螺着される。この袋ナット2としては、JIS B 8607に規定されたものを用い得る。
この袋ナット2の孔部16には、基端から先端に亘って、大径の雌ネジ部2A、さらに、大径の逃げ部2B、テーパ部2C、先端小径部2Fが、順次、形成されている。
【0013】
そして、袋ナット2のテーパ部2Cと、フレア継手本体1の先端縮径テーパ部1Bの間に挾着(挾圧)されるフレア形成部31を有すると共に、このフレア形成部31の小径側端縁32に連設されたパイプ接続筒部35を、一体に、有するインコア30が内嵌状に付設される。
このインコア30のパイプ接続筒部35は、(上述のように)フレア形成部31の小径側端縁32に連設されると共に、袋ナット2の孔部―――先端小径部2F―――を貫通して、袋ナット2から外方へ延伸状となる。このように、袋ナット2の外端面2Eから延伸状(突出状)となった、インコア30のパイプ接続筒部35に、(後述するように、)ストレート状のままのパイプP(
図1参照)の先端部5が押圧される。
【0014】
ここで、ストレート状のままの先端部5を、(最終接続状態を示した)
図4のように、袋ナット2から突出したパイプ接続筒部35に、外嵌して、固着する接続方法について、以下、説明する。
図1,
図5,
図10に示したように、管継手Zには軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部35が形成されているが、このパイプ接続筒部35の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面38を形成しておく。
【0015】
図9に示す比較例では、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B乃至基端近傍38Cまで、一定の半径R
0 に設定している。図中、Hは、基端近傍範囲を示し、パイプ誘導案内用外面38の軸心方向全長をH
0 とすれば、下記数式1の範囲を言うものと定義する。
0<H≦ 0.3・H
0 ・・・数式1
図10に示す
実施例では、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B又は基端近傍38Cまで、半径Rが小さな値から大きな値に、
図10中のR
1 →R
2 →R
3 →R
4 と変化している。
なお、
図10中に示したR
1 →R
2 →R
3 →R
4 の変化は、段階的に変化させる場合と、連続的無段階で変化するように設定する場合の、いずれを選択するも、自由である。
【0016】
また、
図10の実施例にあっても、図中Hをもって示した基端近傍範囲と、パイプ誘導案内用外面38の軸心方向全長H
0 との間には、下記数式2が成立する。(即ち、前記数式1と同じとする。)
0<H≦ 0.3・H
0 ・・・数式2
さらに、
図9,
図10に示したように、基端近傍38Cから基端38Bまでの範囲には、半径Rが無限大のストレート領域13を具備している。
【0017】
次に、
図1又は
図5に示したように、パイプPの最先端を、パイプ誘導案内用外面38の先端38Aに接近させた状態下で、両者の軸心Lp ,L
35を一致させるために、
図11又は
図12に示したように、芯振れ防止用の円環状小突起15を、パイプ誘導案内用外面38の先端38Aに、一体形成することも望ましい。
【0018】
以上述べたように、管継手Zの突出状のパイプ接続筒部35には、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38が予め形成されている。
他方、
金属製の被接続用パイプPには、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部(従来例の
図26に示した拡径管部61参照)を、省略している。但し、
図5のように、パイプPの先端部Pf の内周端に小さな面取りを加工することは望ましい場合もある。
このように、被接続用パイプPの先端部Pf には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部5のままの状態で、
図5から
図6に示すように、矢印Fp 方向にパイプPを押圧する。
【0019】
パイプ誘導案内用外面38は、(
図10をもって既に説明したように)先端方向へ縮径するアール凸状であることによって、
図6の矢印N
1 をもって示す如く、
金属製パイプPの先端部はスムーズに拡径変形を起こしつつ、パイプ誘導案内用外面38に沿って、乗り上げてゆく。
引続いて、
図7,
図8に示したように、(矢印N
2 ,N
3 の方向に)
金属製のパイプPの先端部は、パイプ接続筒部35に乗り上げてゆく(密に外嵌させてゆく)。
言い換えれば、
金属製のパイプPの先端部Pf にフレア加工や拡径加工を省略した、ストレート状先端部5のままの状態で、矢印Fp 方向(軸心方向)に押圧力を付与することによって、順次、
図5→
図6→
図7→
図8に示す如く、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38にて、ストレート状先端部5を拡径変形させつつ、先端拡径管部25を形成する。この先端拡径管部25はパイプ接続筒部35に密接する。
【0020】
ところで、
図17~
図20は、本発明の
図5~
図8と対比すべき「比較例」を示す。即ち、
図17~
図20に示した「比較例」にあっては、パイプ接続筒部35Xのパイプ誘導案内用外面48が、先端方向へ縮径する「直線傾斜状」である。
図17,
図18,
図19に示すように、矢印Fp 方向に
金属製パイプPを押込んでゆくと、直線傾斜状のパイプ誘導案内用外面48に密に圧接摺動しつつ、
金属製パイプPの先端部Pf が拡径変形してゆく。
【0021】
しかし、
図20に示すように、パイプ誘導案内用外面48の最大径端部48Eに達すると、その後は、
金属製パイプPの先端部Pf は、パイプ接続筒部35Xから、しだいに分離する。つまり、最大径端部48Eから、
金属製パイプPは拡径テーパ部50を形成して、パイプ接続筒部35から遊離してしまう。
その後、配管内に高圧が作用した際に、流体の外部漏洩乃至
金属製パイプPの離脱(抜け)を発生する虞がある。仮に、閉円環状リングをもって、縮径固定しようとしても、その作業は不安定で困難であり、配管完了後、流体の外部漏洩を発生することを、(多くの試作及び実験によって、)本発明者は確認している。
図5~
図8に示した本発明に係る接続方法と接続構造体では、
図17~
図20に示す比較例における上記問題点を解決することが可能となる。
【0022】
次に、
図1~
図3について以下説明する。
図1~
図3は、前述の
図5~
図8の全工程を含むと共に、さらに、閉円環状リング20を圧着させる工程が付加される。
即ち、
図1から
図2に示すように、ストレート状先端部5のままでパイプPに押圧力Fp を付与することによって、拡径変形させつつ先端拡径管部25を形成した後に、
図2から
図3に示すように、閉円環状リング20を上記先端拡径管部25の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程が行われる。
なお、パイプ接続筒部35の外周面には、流体密封用及び引抜阻止用の断面が三角形の小突条8が形成されている。
【0023】
そして、
図4は、
図1~
図3にて説明した管継手とパイプの接続方法によって、製造された接続構造体を示す。なお、
図1~
図3及び
図4に於て、左方図外の他端側について説明すれば、
図1~
図4と同様の構造である場合、又は、テーパ状雄ネジ型である場合、その他のものでも自由である。
【0024】
次に、
図13~
図15に於て、前述の
図1~
図3に代わる他の実施形態を示している。
図1~
図3における袋ナット2、及び、雄ネジ部1Aが省略されると共に、インコア30(
図1~
図3参照)が継手本体1に一体化された構成(形状)である。つまり、
図13~
図15に於ては、継手本体1自身が、軸心両方向に突出状のパイプ接続筒部35,35を一体として有する。
各パイプ接続筒部35の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面38が(
図1~
図4と同様に)形成されている。
【0025】
なお、
図13~
図15に示す実施形態では、軸心方向両端に、(対称状として、)パイプ誘導案内用外面38,38を有する場合を例示したが、他端側を(図示省略したが)テーパ状ネジ部を設けて、バルブボディや他の継手等のネジ孔に螺着するような雄ソケット形状とするも、自由であり、さらに別の形状とすることも任意である。
【0026】
また、
図16は、
図13~
図15のさらに異なる変形例を示す。即ち、
図13~
図15及び
図16では、六角形等の一対の外フランジ部17,17を有しているが、一対の外フランジ部17,17の間隔寸法H
17が
図16では小さく設定される。
また、
図16では、軸心方向両端に、
図11,
図12に示したような円環状小突起15,15が連設されている。さらに、小突条8が多目に配設されると共に、Oリング等の嵌着されるシール溝18が形成されている。
【0027】
次に、
図21~
図25に於て、前述の管継手とパイプを接続するための作業工具と、その作動等につき、以下、説明する。
図21~
図23は作業工具の構造及び初期(状態)位置を示す。
図24はパイプ拡径工程を、
図25は閉円環状リングの圧着工程を、各々示す。
図21の平面図と、
図22の左側面図に示すように、
図16に示した管継手Zを挾持している管継手挾持部6を備えている。また、
図21(平面図)と
図23(右側面図)に示すように、パイプPを挾持するパイプ挾持部7を備えている。
【0028】
管継手挾持部6は、基盤9の後端に、水平軸11にて、矢印M
6 のように、上下揺動自在として、枢着されている第1アーム10と、この第1アーム10の先端の円弧型管継手押圧部12と、この押圧部12の先端に付設のロック部材21とを、具備している。
図21の平面図と、
図23の右側面図に示すように、パイプPを挾持するためのパイプ挾持部7は、基盤22の後端に、水平軸23にて、矢印M
7 のように、上下揺動自在として、枢着されている第2アーム24と、この第2アーム24の先端の円弧型パイプ押圧部26と、この押圧部26の先端に付設のロック部材27とを、具備している。
また、基盤9及び基盤22には、各々、起立状に、鉛直板片9E,22Eが突設されている。
【0029】
そして、28は、空圧式又は油圧式の流体シリンダである。このシリンダ28は、シリンダバレル29とロッド部33とを備える。シリンダバレル29は、(その先端部位が、)管継手挾持部6側に固着されている。つまり、シリンダバレル29は、パイプ挾持部7側には、固定されておらず、シリンダバレル29は、パイプ挾持部7側の鉛直板片22Eの貫孔22Gに挿通されている。
従って、この鉛直板片22Eの貫孔22Gを通して、シリンダバレル29は、(自由に)突出・侵入可能である。
【0030】
図21と
図24と
図25から明らかなように、シリンダバレル29内に矢印F
0 のように流体が送られてくると、シリンダバレル29が固着された管継手挾持部6は静止状態を保ったままで、シリンダ28のロッド部33が矢印F
1 方向に移動してゆく。
このロッド部33の先端は、連結帯板42に固着され、ロッド部33の伸長・短縮に伴って、連結帯板42は連動する。
【0031】
また、2本のロッド43,43は、その先端が連結帯板42に、ボルト・ナット結合44によって、固着されている。しかも、このロッド43,43の基端は、他のボルト・ナット結合45,45によって、基盤22の鉛直板片22Eに、固着されている。従って、基盤22とロッド43,43と連結帯板42は、常に一体状として、移動する。
従って、
図24に示す如く、流体シリンダ28のロッド部33の矢印F
1 に示した作動と、ロッド43,43の矢印F
2 ,F
2 方向の作動、及び、基盤22の矢印F
3 方向の作動とは、連動する。
【0032】
言い換えると、流体シリンダ28の作動(矢印F
1 参照)が、基盤22を矢印F
3 方向に移動させることとなる。
しかるに、上記基盤22には、
図21と
図23等に示した如く、第2アーム24と、その先端の円弧型パイプ押圧部26(パイプ挾持部7)が、設けられている。しかも、パイプ挾持部7にあっては、
図1,
図2及び
図23に示したように、下方の円弧型受け具46とパイプ押圧部26を具備していると共に、パイプPに圧接する略半円型凹所には、多数の周方向の小凸条47…が設けられている。
【0033】
故に、
図24に示すように、流体シリンダ28の矢印F
1 方向の移動に伴って、矢印F
2 ,F
3 のように、ロッド43及び基盤22が移動し、基盤22に設けられたパイプ挾持部7の小凸条47を食込み状態で、
図1から
図2のように(矢印Fp 方向に)移動する。
即ち、
図1から
図2に示したように、パイプ接続筒部35の外周面に対して、ストレート状先端部5のままの状態で、パイプPを(矢印Fp のように)押圧してゆくことができる。このように、矢印Fp の方向に押圧することによって、アール凸条のパイプ誘導案内用外面38によって先端部5を拡径変形してゆくことが可能である。このように、先端拡径管部25が形成される。
【0034】
ところで、閉円環状リング20について説明すると、
図1と
図2に示した如く、予めパイプPに外嵌状に取付けておく。
図2に示したように、パイプPの先端拡径管部25が形成されつつパイプ接続筒部35に外嵌されると、直ちに、
図3に示すように、パイプ押圧部26を(矢印F
26のように)微小寸法開放移動する(パイプPへの挾持を僅かに開放する)ことで、
図3に示すように、微小ギャップG
1 ,G
1 が生ずる。
この状態下で、パイプ押圧部26とパイプ受け具46の前端面26A,46Aが、閉円環状リング20を押圧しつつ、(
図2から)
図3のように、パイプPの先端拡径管部25に対して迅速に(能率良く)外嵌させることができる。
【0035】
前述の微小ギャップG
1 を形成するためには、
図21に示したパイプ挾持部7のクランプレバー51を、
図24に示すクランプレバー51の揺動位置まで(矢印M
5 のように)揺動させて切換えれば良い。
図25は、
図15(
図3)に対応した図であって、上記クランプレバー51を、矢印M
6 のようにさらに揺動させて、クランプ(挾圧)を解除することができる。
【0036】
なお、
図13,
図14,
図15は、各々、
図1,
図2,
図3と、対応しており、
金属製パイプPの先端部Pf には、フレア加工や大径短筒部の拡径加工等の先端拡径部を、全く、省略したストレート状先端部5のままで、パイプPを、アール凸状のパイプ誘導案内用外面38に押圧しつつ、先端拡径管部25を、能率良くかつ高精度に、形成して、パイプ接続筒部35の外周面に対して、上記先端拡径管部25を外嵌させることが、できる。その後は、閉円環状リング20を、
図15(
図3)に示すように、押圧して外嵌させれば良い。
【0037】
なお、
図1~
図4,
図5~
図8,
図13~
図15に例示したような本発明に係る管継手とパイプの接続方法を実施するための接続作業工具(装置)としては、
図21~
図25に図示し、かつ、説明したものに限られず、(図示省略の)電動式アクチュエータ等を用いた別の接続作業工具(装置)を適用することも望ましい。また、パイプ誘導案内用外面38には、摩擦抵抗を低減させる滑剤(材)を、予め(作業前に)、付着させておくことが望ましい。
【0038】
本発明は、以上詳述したように、管継手Zには軸心方向に突出状として、パイプ接続筒部35を形成すると共に、該パイプ接続筒部35の先端側の外周面には、先端方向へ縮径するアール凸状のパイプ誘導案内用外面38を形成し;
銅,アルミニウム,ステンレス鋼等の金属製パイプPの被接続用先端部Pf には、フレア加工や拡径加工等の先端拡径部を省略して、ストレート状先端部5のままの状態で、上記管継手Zの上記パイプ接続筒部35に対して、押圧して、アール凸状の上記パイプ誘導案内用外面38によって、上記ストレート状先端部5を拡径変形させつつ、先端拡径管部25を形成し;上記パイプ接続筒部35の外周面に対して、上記先端拡径管部25を外嵌させる方法であるので、作業前に、
銅,アルミニウム,ステンレス鋼等の金属製パイプPの先端に、予め、作業工具を使用して、拡径管部61(
図26参照)を形成するという、面倒で時間を要する予備加工を全く省略できる。
特に、多数の配管パイプ及び各種の装置・設備が存在している狭い作業現場に於ける上記予備加工(の作業)は、面倒で時間を要していたが、本発明によって、このような予備加工が省略でき、
金属製パイプの配管接続作業全体の作業能率は著しく改善できる。
【0039】
特に、本発明では、アール凸状の上記誘導案内用外面38は、その縦断面形状が、先端38Aから、基端38B又は基端近傍38Cまで、半径Rが小さな値から大きな値に変化し、しかも、その変化は、段階的に、又は、連続的に変化するように設定した形状であるので、
図10に示したような(いわば)弾丸型となって、前記
図5~
図8よりも一層円滑に
銅,アルミニウム,ステンレス鋼等の金属製パイプPが拡径変形しつつ密に外嵌誘導可能となる。
特に、比較例を示す
図17~
図20と対比すれば、
図20のような拡径テーパ部50が発生することを一層確実に防止でき、パイプ接続筒部35と
金属製パイプPの内面とが、安定して密に圧接状態となって、流体の外部漏洩を確実に防止できる。また、
図19から
図20の状態で、パイプPの内面に縦方向の細い傷が発生して流体洩れを生じる場合があり、さらに、パイプPの内面が最大径端部48Eに焼付くこともあるが、本発明では、このような問題を見事に解決できる。
【0040】
さらに、上記基端近傍38Cから基端38Bまでの範囲には、半径Rが無限大のストレート領域13を具備している構成であるの
で、図10に示すような小さな値から大きな値に変化する半径Rによって、パイプPがしだいに拡径変形しつつパイプ誘導案内用外面38の先端38Aから基端近傍38Cまで拡径変形してゆくのであるが、その後、ストレート領域13を通過する際に、パイプPの最先端部位は、このストレート領域13の半径寸法に一致した(半径を有する)ストレートの管形状を維持する。
つまり、
図20に示した比較例のような拡径テーパ部50を生ずることを、一層確実に防ぐことができるのである。
【0041】
また、上記誘導案内用外面38の先端38Aには、上記パイプPの被接続用先端部Pf を受持して、上記パイプPの軸心Lp と、上記パイプ接続筒部35の軸心L
35を一致させるための芯振れ防止用の円環状小突起15が一体形成されているので(
図11,
図12参照)、パイプPの先端部Pf が、初めて、誘導案内用外面38に当接する瞬間に、小突起15にて、芯振れしないように修正される。即ち、両軸心Lp ,L
35が確実に、かつ、簡単に、一致する。
即ち、
図1,
図5,
図13に示した瞬間において、小突起15によって両軸心Lp ,L
35が一致するように、自動修正される。
【0042】
また、上記パイプ接続筒部35の外周面に対して、上記先端拡径管部25を外嵌させた後に、閉円環状リング20を上記先端拡径管部25の外周面に圧接外嵌させるリング圧着工程を付加したので、(
図3,
図4,
図15に示す如く、)リング圧着工程が円滑・迅速に行われ、しかも、パイプ接続筒部35の外周面に対して、
金属製パイプPの先端拡径管部25の内面が、リング20の縮径方向の力によって、強力に圧接され、密封性の確保、及び、パイプ引抜阻止の両方が強力に行われる。
【0043】
また、前述の接続方法にて製造された管継手と
金属製パイプの接続構造体は、従来の作業工具を使用してのパイプ先端の拡径管部形成工程(予備加工)が不要となる。特に、多数の配管パイプや設備の存在する狭い作業現場でも、簡単に配管作業が可能である。即ち、
図21~
図25に例示した小型で簡易な作業工具によって、簡便に配管作業が可能となる。
【符号の説明】
【0044】
5 ストレート状先端部
13 ストレート領域
15 円環状小突起
20 閉円環状リング
25 先端拡径管部
35 パイプ接続筒部
38 パイプ誘導案内用外面
38A 先端
38B 基端
38C 基端近傍
H 基端近傍範囲
L35 軸心
Lp 軸心
P 金属製パイプ
Pf 被接続用先端部
R 半径
R0 一定の半径
Z 管継手