JP7358423B2

JP7358423B2 - 継手構造体

Info

Publication number: JP7358423B2
Application number: JP2021114382A
Authority: JP
Inventors: 治山口; 嘉孝原
Original assignee: Ihara Science Corp
Current assignee: Ihara Science Corp
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2023-10-10
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: EP3933242A4; US20220136629A1; TWI822965B; US12025245B2; JP2020139541A; TW202032054A; JP2021175919A; CN113412387B; KR20210104894A; CN113412387A; EP3933242A1; WO2020175143A1

Description

本開示は、継手構造体に関する。

流体を流通させる配管設備では、中空の管を他の部材と接続するための継手構造体が利用されている（特許文献１および２参照）。

上記の配管設備では、管のような部品の修理または交換などを行うために、継手構造体による管の接続を解除する必要が生じることがある。管の連結を外すためには、管をその長手方向に移動させることによって他の部材との間に隙間を開ける必要がある。しかしながら、管などの複数の部品が組み合わされた配管設備などでは、管を長手方向に移動させることが困難な場合もある。

これに対して特許文献３には、管を長手方向とは直交する方向にスライドさせることで、管の接続を解除することが可能な継手構造体が開示されている。

特表２００７－５０２９４０号公報特表２００９－５２２５２５号公報登録実用新案第３１９５３３２号公報

しかしながら、特許文献３に記載の継手構造体では、管の一端をフレア加工によって加工しなければならず、手間がかかる。

本開示の目的は、管を加工しなくても、管をその長手方向に移動させずに接続を解除することが可能な継手構造体を提供することにある。

本発明の一つの実施態様に従う継手構造体は、中空の継手本体と、管が挿入される内腔を有する円筒部と、前記円筒部の一端部から半径方向内側に突出する係止部とを有し、前記係止部が前記継手本体と当接する第１スリーブと、前記管が挿入される孔部と、前記円筒部の他端部と当接する当接部とを有し、前記当接部は、前記管の外周面から前記第１スリーブとは離れる方向に向かって斜めに立ち上がる第２スリーブと、前記継手本体の一端部と前記第１スリーブおよび前記第２スリーブとを覆い、前記第２スリーブにおける前記第１スリーブとは反対側の面を押圧した状態で前記継手本体に締め込まれるナットと、を有する。

本発明によれば、管を加工しなくても、管をその長手方向に移動させずに接続を解除することが可能になる。

本開示の第１の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。本開示の第１の実施形態における接続解除状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。図１の領域Ａの拡大図である。本開示の第１の実施形態におけるナット締付完了を示し、第２スリーブ先端が管外周にくい込んだ状態を示す軸方向縦断面図である。本開示の他の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。本開示の他の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。本開示の他の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。本開示の他の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。本開示の他の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。本開示の他の実施形態における接続状態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。

図１～図４は、本開示の第１の実施形態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。図１～図３に示す継手構造体１０は、中空の管１００を他の部材（図の例では、マニホールド１０１）と接続する構造体である。図１は、管１００とマニホールド１０１とを接続した接続状態の継手構造体１０を示し、図２は、管１００とマニホールド１０１との接続を解除した接続解除状態の継手構造体１０を示す。図３は、図１の領域Ａの拡大図である。図４は、ナットの締付完了を示す図である。なお、図では、軸方向をＸ方向、半径方向（軸直角方向）をＹ方向としている。

図１～図４に示すように継手構造体１０は、中空の継手本体１と、第１スリーブ２および第２スリーブ３と、接続状態において継手本体１の一端部と管１００の一端部とにまたがって配置されるナット４とを含む。なお、接続状態では、継手本体１、第１スリーブ２、第２スリーブ３の順に並んで配置される。以下では、継手本体１側を前方、第２スリーブ３側を後方とする。

継手本体１の一端部（管１００側の端部）の外周面には、ナット４と螺合する雄ネジ部１ａが形成され、他端部（マニホールド１０１側の端部）の外周面には、マニホールド１０１と螺合する雄ネジ部１ｂが形成されている。雄ネジ部１ａと雄ネジ部１ｂの間には、半径方向Ｙに沿った断面が略多角形状（例えば、略六角形状）となる被把持部１ｃが形成されている。

第１スリーブ２は、継手本体１と第２スリーブ３との間に配置される。第１スリーブ２は、円筒部２ａと、係止部２ｂと、傾斜面２ｃとを有する。

円筒部２ａは、管１００が挿入される内腔を有する部位である。円筒部２ａの後端面における管１００側の端部に傾斜面２ｃが形成されている。これにより、円筒部２ａの後端部と管１００の外周面との間に環状の隙間が形成される。

係止部２ｂは、継手本体１と円筒部２ａとの間に形成され、継手本体１の一端部と当接する。係止部２ｂは、半径方向Ｙ内側に突出する突出部で形成される。これにより、円筒部２ａに挿入された管１００が係止部２ｂに当接し、継手本体１に挿入されることを抑制する。

第２スリーブ３は、第１スリーブ２の後方に配置される。第２スリーブ３は、環状部３ａと、当接部３ｂとを有する。

環状部３ａは、管１００が挿入される孔部を有する部位である。環状部３ａの後端面３ｃは、図３および図４に示すように、半径方向Ｙ外側に向かって前側（継手本体１側）に傾斜している。

当接部３ｂは、環状部３ａにおける第１スリーブ２側の端部に形成される楔形状の部位である。当接部３ｂは、第１スリーブ２の傾斜面２ｃと互いに向き合うように傾斜している。つまり、当接部３ｂは、後方に向かって太くなるように傾斜している。当接部３ｂは、第１スリーブ２の傾斜面２ｃ（より具体的には、傾斜面２ｃで形成される環状の隙間）に入り込む。

ナット４は、管１００が挿入された状態で継手本体１に締め込まれる中空の部材である。ナット４は、収容室４ａと、雌ネジ部４ｂと、内壁面４ｃとを有する。

収容室４ａは、接続状態において、継手本体１の一部（後端部）、第１スリーブ２および第２スリーブ３を収容する内部空間である。収容室４ａの後部の内壁面４ｃは、第２スリーブ３（具体的には、環状部３ａ）の後端面３ｃと当接する。内壁面４ｃは、半径方向Ｙ外側に向かって前側（継手本体１側）に傾斜している。内壁面４ｃの傾斜角度（テーパー角度）と後端面３ｃの傾斜角度とは、互いに等しくてもよいし、互いに異なっていてもよい。

雌ネジ部４ｂは、収容室４ａの前端部の内周面に設けられ、接続状態において、継手本体１の雄ネジ部１ａと螺合する。なお、図の例では、継手本体１に雄ネジ部１ａが形成され、ナット４に雌ネジ部４ｂが形成されていたが、継手本体１とナット４とが螺合できれば、この構成に限らない。例えば、継手本体１に雌ネジ部が形成され、ナット４に雄ネジ部が形成されてもよい。

以上説明した継手構造体１０を用いて管１００とマニホールド１０１と接続する場合、先ず、マニホールド１０１に継手本体１を取り付け、管１００に対してナット４、第２スリーブ３、第１スリーブ２の順に挿入し、その状態で継手本体１と第１スリーブ２の係止部２ｂとを当接させる。その後、継手本体１の雄ネジ部１ａとナット４の雌ネジ部４ｂとを螺合させながらナット４を継手本体１に締め込む。これにより、ナット４の収容室４ａの内壁面４ｃが第２スリーブ３の後端面３ｃと当接し、ナット４が第２スリーブ３を押圧し、さらに、第２スリーブ３が第１スリーブ２を押圧する。その結果、継手本体１と第１スリーブ２の係止部２ｂとが当接され、さらに第１スリーブ２および第２スリーブ３が継手本体１とナット４との間に挟持される（この状態は、通常、フィンガタイトと称される）。ここからさらにナットを締め付けると、図４に示すように、第２スリーブ３の当接部３ｂは、第１スリーブ２の傾斜面２ｃに案内されて管１００にくい込む。これにより、管１００を通る流体による圧力によって、管１００が後方に抜けることを抑制することが可能になり、また、第２スリーブ３と第１スリーブ２とが互いに密着するため、シール性を向上させることが可能になる。

管１００とマニホールド１０１との接続を解除する場合には、ナット４の継手本体１への締め込みを解除し、ナット４を図２に示すように継手本体１よりも後方に移動させる。そして、継手本体１および第１スリーブ２の一方または両方を、図２の矢印Ｄの方向、つまり半径方向Ｙにスライドさせる。したがって、管１００を後方に移動させなくても、管１００とマニホールド１０１との接続を解除することができる。

（他の実施形態）
図５～図１０は、本開示の他の実施形態の継手構造体を示す軸方向縦断面図である。図５～図１０では、図１の領域Ａに対応する部分が示されている。

図５～図７は、第１の実施形態と比べて、第１スリーブ２の半径方向Ｙへのずれを制限する制限する制限部が形成されている点で異なる。

例えば、図５の例は、第１の実施形態と比べて、第１スリーブ２の外周面に、制限部としてリング状の凸部２ｄが形成されている点で異なる。凸部２ｄは、第１スリーブ２の円筒部２ａの後端部に形成されることが望ましい。

図５に示されるように、ナット４が継手本体１に締め込まれると、第２スリーブ３が第１スリーブと当接し、第２スリーブ３から第１スリーブ２に対して図の矢印で示した方向に力Ｆが加わる。力Ｆの軸方向成分Ｆｘは、第１スリーブ２を継手本体１に押し付ける力となる。一方、力Ｆの半径方向成分Ｆｙは、第１スリーブ２の後端部を半径方向Ｙにずらす（後段部をＹ方向に変形する（より具体的には、広げる））ように作用する。これにより、第１スリーブ２の前端部が傾き、継手本体１と第１スリーブ２とがずれる恐れがある。しかしながら、図５の例では、第１スリーブ２の後端部に形成された凸部２ｄがナット４と当接するため、第１スリーブ２の後端部が半径方向Ｙにずれることを抑制することができる。

図６の例は、第１の実施形態と比べて、ナット４における第１スリーブ２および第２スリーブ３と対向する内周面４ｄが、テーパー（傾斜）が設けられた傾斜部で形成されている点で異なる。具体的には、傾斜部（内周面４ｄ）は、ナット４の内径が前方に向かって広くなるように傾斜している。内周面４ｄのテーパー角度α／２は、接続状態において、ナット４の内周面４ｄと第１スリーブ２の外周面とが第１スリーブ２の後部で接触するように調整されることが望ましい。この場合でも、図５の例と同様に、第１スリーブ２の後端部が半径方向Ｙにずれることを抑制することができる。

図７の例は、第１の実施形態と比べて、ナット４の内周面４ｄに段差部４ｅが設けられている点で異なる。段差部４ｅは、段差部４ｅの前方が段差部４ｅの後方よりも内周面が第１スリーブ２から離れるように形成される。また、段差部４ｅは、接続状態において、ナット４の内周面４ｄにおける段差部４ｅよりも後方の部分が第１スリーブ２の外周面に当接するように形成されることが望ましい。この場合でも、図５の例と同様に、第１スリーブ２の後端部が半径方向Ｙにずれることを抑制することができる。

なお、図５～図７で説明した構成が組み合わされてもよい。例えば、ナット４の内周面に傾斜部と段差部４ｅとの両方が設けられてもよい。また、ナット４の内周面の傾斜部と段差部４ｅの少なくとも一方と、第１スリーブ２の凸部２ｄとの両方が設けられてもよい。

また、各実施形態では、互いに当接する継手本体１の後端面と第１スリーブ２の前端面とが平坦な面で形成されていたが、この例に限らない。例えば、継手本体１の後端面と第１スリーブ２の前端面との少なくとも一方が凸曲面で形成されてもよい。このとき、継手本体１の後端面と第１スリーブ２の前端面との他方は、平坦な面で形成されてもよいし、凹曲面で形成されてもよい。図８の例では、継手本体１の後端面１ｄに対し、第１スリーブ２の前端面２ｅが凸曲面で形成されている。

また、継手本体１の後端面１ｄと第１スリーブ２の前端面２ｅとの少なくとも一方に、環状の凹部が設けられ、その凹部にオーリングが装着されていてもよい。図９の例では、第１スリーブ２の前端面２ｅに凹部２ｆが形成され、凹部２ｆにオーリング５が装着されている。

また、継手本体１の後端面１ｄと第１スリーブ２の前端面２ｅとの少なくとも一方に、凸部が設けられてもよい。図１０の例では、、第１スリーブ２の前端面２ｅに凸部２ｇが形成されている。なお、凸部２ｇの頂面は平坦でもよいし、凸曲面でもよい。

以上説明した各実施形態で図示した構成は単なる一例であって、これらの例に限るものではない。例えば、スリーブは、３つ以上あってもよい。例えば、第１スリーブよりも前方に、第２スリーブ３よりも後方、および、第１スリーブ１および第２スリーブ２の間などに別のスリーブが設けられてもよい。

以上説明したように、本開示は以下の事項を含む。

本開示の一態様に係る継手構造体（１０）は、中空の継手本体（１）と、第１スリーブ（２）と、第２スリーブ（３）と、ナット（４）とを有する。第１スリーブは、管（１００）が挿入される内腔を有し、一端部が継手本体と当接する。第２スリーブは、管が挿入される孔を有し、一端部が前記第１スリーブの他端部と当接する。ナットは、継手本体の一端部と第１スリーブおよび第２スリーブとを覆い、第２スリーブにおける第１スリーブとは反対側の面を押圧した状態で継手本体に螺合される。

上記構成によれば、継手本体と第１スリーブの一端部とが当接され、継手本体の一端部と第１スリーブおよび前記第２スリーブとを覆うナットが第２スリーブにおける第１スリーブとは反対側の面を押圧した状態で継手本体に締め込まれる。

したがって、ナットによる押圧よって、第２スリーブを介して第１スリーブを継手本体に密着させることが可能になり、シール性を確保することが可能になる。このため、管を加工しなくても、シール性を確保することが可能になる。また、ナットによる締め込みを
解除し、継手本体と第１スリーブとを互いに半径方向にスライドさせるだけで接続を解除することができるため、管をその長手方向に移動させずに接続を解除することが可能になる。さらにナットの締め込み時に、管およびナットと継手本体との供回りを軽減すること
が可能になる。

また、第１スリーブは、内腔を有する円筒部（２ａ）と、円筒部の一端部から半径方向内側に突出する突出部（２ｂ）とを有し、突出部が継手本体と当接する。このため、管が継手本体に挿入されることを抑制することができる。

また、第１スリーブにおけるナットと対向する面と、ナットにおける第１スリーブおよび第２スリーブと対向する面との少なくとも一方に、第１スリーブの軸方向への変形を制限する制限部が形成されている。したがって、第２スリーブの当接部により第１スリーブにおける第２スリーブ側の端部が半径方向に広がり、それに伴い、第１スリーブの継手本体側の端部が傾いて、継手本体と第１スリーブとの密着性が低下することを抑制することが可能になる。

また、制限部は、第１スリーブにおけるナットと対向する面に形成された凸部（２ｄ）を含む。この構成によれば、凸部とナットの内周面とを当接することが可能になるため、第１スリーブが半径方向に変形することを抑制することが可能になる。また、管を接続した際に、ナットと第１スリーブとが接触する箇所を凸部に限定することが可能になるため、管の接続を解除する際に、ナットを容易に取り外すことが可能になる。

また、制限部は、ナットにおける第１スリーブおよび第２スリーブと対向する面（４ｄ）に形成され、ナットの内径が継手本体に向かって広くなるように傾斜する傾斜部を含む。この構成によれば、第１スリーブの後端部とナットの内周面とを当接することが可能になるため、第１スリーブが半径方向に変形することを抑制することが可能になる。また、管を接続した際に、ナットと第１スリーブとが接触する箇所を第１スリーブの後端部に限定することが可能になるため、管の接続を解除する際に、ナットを容易に取り外すことが可能になる。

また、制限部は、ナットにおける第１スリーブと対向する面に形成された、継手本体側が第２スリーブ側よりも第１スリーブから離れる段差部を含む。この構成によれば、第１スリーブの後端部とナットの内周面とを当接することが可能になるため、第１スリーブが半径方向に変形することを抑制することが可能になる。また、管を接続した際に、ナットと第１スリーブとが接触する箇所を第１スリーブの後端部に限定することが可能になるため、管の接続を解除する際に、ナットを容易に取り外すことが可能になる。

上述した本開示の実施形態は、本開示の説明のための例示であり、本発明の範囲をそれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。当業者は、本発明の範囲を逸脱することなしに、他の様々な態様で本開示を実施することができる。

１：継手本体１ａ、１ｂ：雄ネジ部１ｃ：被把持部１ｄ：後端面２：第１スリーブ２ａ：円筒部２ｂ：係止部２ｃ：傾斜面２ｄ：凸部２ｅ：前端面２ｆ：凹部２ｇ：凸部３：第２スリーブ３ａ：環状部３ｂ：当接部４：ナット４ａ：収容室４ｂ：雌ネジ部４ｃ：内壁面４ｄ：内周面４ｅ：段差部５：オーリング１０：継手構造体１００：管１０１：マニホールド

Claims

中空の継手本体と、
管が挿入される内腔を有し、一端部が前記継手本体と当接する第１スリーブと、
前記管が挿入される孔を有し、一端部が前記第１スリーブの他端部と当接する第２スリーブと、
前記継手本体の一端部と前記第１スリーブおよび前記第２スリーブとを覆い、前記第２スリーブにおける前記第１スリーブとは反対側の面を押圧した状態で前記継手本体に螺合されることで前記継手本体に締め付けられるナットと、を有し、
前記第１スリーブにおける前記ナットと対向する面と、前記ナットにおける前記第１スリーブおよび前記第２スリーブと対向する面との少なくとも一方に、前記第１スリーブの半径方向への変形を制限する制限部が形成され、
前記制限部は、前記継手本体の軸方向において、前記第１スリーブの前記継手本体と反対側端部近傍に配置され、
前記第１スリーブは、前記内腔を有する円筒部と、前記円筒部の一端部から半径方向内側に突出する突出部とを有し、前記突出部が前記継手本体と当接し、
前記第２スリーブは、前記円筒部の他端部と当接する当接部を有し、
前記円筒部の他端部における前記管側の端部に、前記ナットが前記継手本体に締め付けられると、前記第２スリーブの当接部が前記管に食い込まれるように前記当接部を案内する傾斜面が形成されている、継手構造体。
前記制限部は、前記第１スリーブにおける前記ナットと対向する面に形成された凸部を含み、
前記第１スリーブにおけるナットと対向する面は、前記凸部以外の全ての領域において平らである、請求項１に記載の継手構造体。
前記第１スリーブにおけるナットと対向する面は、平らである請求項1に記載の継手構造体。
前記制限部は、前記第１スリーブにおける前記ナットと対向する面に形成された凸部を含む、請求項１または３に記載の継手構造体。
前記制限部は、前記ナットにおける前記第１スリーブおよび前記第２スリーブと対向する面に形成され、前記ナットの内径が前記継手本体に向かって広くなるように傾斜する傾斜部を含む、請求項１または３に記載の継手構造体。
前記制限部は、前記ナットにおける前記第１スリーブと対向する面に形成された、前記継手本体側が第２スリーブ側よりも前記第１スリーブから離れる段差部を含む、請求項１または３に記載の継手構造体。