JPH09320623A

JPH09320623A - 電気絶縁型継手

Info

Publication number: JPH09320623A
Application number: JP8136903A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Okujima; 正奥島; Yoshiyuki Azebiru; 義行畔蒜
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1997-12-12

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的な連結強度に優れ、冷却剤の漏洩噴出
を確実に防止可能な、信頼性の高い電気絶縁型継手を提
供する。【解決手段】内側の第１と第２のパイプ１１，１２
は、十分な距離を介して対向配置される。第１と第２の
パイプ１１，１２の各々には、端面１１ａ，１２ａに向
かって、小径部、テーパ部２０、大径端部が形成され
る。第１パイプ１１の小径部の途中から第２パイプ１２
の小径部の途中までを一括的に覆う第３パイプ１３が、
スリーブ１０を介して設けられ、その内周形状は第１と
第２のパイプ１１，１２の外周形状に適合する。第３パ
イプ１３には、中央の大径部、両側のテーパ部、両側の
小径端部が形成される。スリーブ１０の両側の小径端部
の各々は、第３パイプ１３の両側の端面１３ａ，１３ｂ
を越えて所定寸法だけ突出し、この突出部分は第１と第
２のパイプ１１，１２の小径部の外周面を覆う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体管路を電気的
に絶縁して機械的に連結するための電気絶縁型継手に係
り、より詳細には、燃料電池スタック組立体の内部にお
ける流体の圧力による漏洩噴出を防止するための電気絶
縁型継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池スタックは、複数の燃料電池を
相互に上下に積み重ね、この積み重ねた燃料電池を相互
に電気的に直列または並列に接続することにより形成さ
れるものであり、発電に使用される。この燃料電池スタ
ックによる発電は、水素濃度の高い燃料と酸化剤（代表
的には酸素が使用される）とを、電気化学的に反応させ
ることによって行うものである。

【０００３】このような燃料電池スタックを使用すれば
大きい電気出力を得ることができる。そして、この燃料
電池スタックを使用する発電においては、実施する圧力
を高くするほど、すなわち、使用する発電部、反応部、
および冷却剤等の圧力を高くするほど、発電の効率を向
上させることができる。このように加圧される燃料電池
スタックは、耐圧容器の中に収納される。

【０００４】また、このような燃料電池スタックを作動
させるために使用する各種の流体、例えば、燃料、空
気、および全ての冷却剤は、燃料電池スタックの外部か
らこの燃料電池スタックの内部に供給しなければならな
い。代表的な場合には、マニホールドが使用され、この
マニホールドによって反応物および水等の冷却用流体が
燃料電池スタックの構成部材に供給される。すなわち、
反応物が燃料電池に供給されると共に、冷却用流体が冷
却板組立体に供給される。

【０００５】ところで、以上のようなマニホールドは、
発電部の側部に対し、当て金継手による接続、クランプ
接続、あるいはその他の方法で取り付けられる。この取
り付けにあたって、マニホールドは、必要に応じて、燃
料電池スタックの発電部に対して電気的に絶縁される。
また、マニホールドが冷却剤マニホールドである場合に
は、燃料電池スタックの一方の側部に供給用の冷却剤マ
ニホールドが設けられ、その燃料電池スタックの反対側
の側部に排出用の冷却剤マニホールドが設けられる。

【０００６】一方、燃料電池スタックの冷却板組立体
は、燃料電池の全ての範囲にわたって分散配設され、１
つの冷却板組立体は、複数個の燃料電池セル集合体を冷
却する。そして、冷却剤マニホールドは電気的絶縁性を
有する継手によって各冷却板組立体に接続される。これ
は、冷却板組立体の電荷を冷却剤マニホールドに伝達さ
せないためである。これらの冷却剤マニホールドには、
それぞれ複数の筒状ニップルが取り付けられ、この複数
のニップルは各冷却板組立体に対して１つずつ設けられ
ている。また、各冷却板組立体には、冷却剤マニホール
ドのニップルに対応する筒状ニップルが取り付けられて
いる。

【０００７】この各冷却板組立体と冷却剤マニホールド
の対応するニップル間は、スリーブまたはホースによっ
て連結されている。このスリーブまたはホースは、ＰＴ
ＦＥ等の絶縁材料で作られている。このような連結構造
は、例えば、米国特許出願第９３２，８４９号（出願日
は１９８６年１１月２０日、出願人はテーラー他）に記
載されている。この場合、マニホールドと冷却板とを接
続している通路は比較的小径であり、その直径は約８〜
１５ｍｍ程度である。そして、このような小径の通路に
おいては、加圧された冷却剤の漏洩噴出を防止するのに
十分な強度を容易に確保することができる。このような
小径の通路において、絶縁材料であるスリーブまたはホ
ースに加えられる圧力は、代表的な場合には、約１０〜
２５ｋｇ／ｃｍ²程度である。なお、この場合の絶縁材
料の温度は約１７０℃ないし２１０℃程度に達する。ま
た、このようなスリーブまたはホースと冷却板およびマ
ニホールドとの間で絶縁可能な電圧は約５００Ｖ以下で
ある。

【０００８】一方、多数の燃料電池スタックを使用して
大電力発電を行う場合には、使用されている全ての燃料
電池スタックを冷却するために、燃料電池スタックの外
部から冷却剤を導入し、この冷却剤を使用されている全
ての燃料電池スタックに循環させることになる。このよ
うな多数の燃料電池スタックの冷却を行う場合には、冷
却水等の冷却剤を、各燃料電池スタックの耐圧容器の外
側に取り付けられた冷却剤供給管を介して各燃料電池ス
タックの耐圧容器の中に送り込み、各燃料電池スタック
の耐圧容器内で流す。このように各燃料電池スタックの
耐圧容器内を流れた冷却剤は、冷却剤供給管と同様に耐
圧容器の外側に取り付けられた冷却剤排出管を介して外
部に排出される。

【０００９】また、このように、多数の燃料電池スタッ
クを使用した発電部において、供給用の冷却剤マニホー
ルドおよび排出用の冷却剤マニホールドは、各燃料電池
スタックの各耐圧容器内の内部に配設されている。そし
て、外部の冷却剤供給管または冷却剤排出管と耐圧容器
内の冷却剤マニホールドとの接続は、耐圧容器を貫通す
る管路と、マニホールド側の管路によって行われてい
る。

【００１０】図８および図９は、このような耐圧容器を
貫通する貫通形冷却剤パイプ１とマニホールド側のＵ字
形冷却剤パイプ２、および冷却剤マニホールド３を示す
図であり、図中４は、冷却剤マニホールド３のニップル
である。また、貫通形冷却剤パイプ１とＵ字形冷却剤パ
イプ２間は、ホース５（図８）または電気絶縁型継手６
（図９）によって電気的に絶縁されかつ機械的に連結さ
れている。

【００１１】すなわち、図８に示すように、貫通形冷却
剤パイプ１とＵ字形冷却剤パイプ２の径がほぼ等しい場
合には、この間の連結は典型的にホース５によって行わ
れている。この場合、ホース５の両端は、貫通形冷却剤
パイプ１とＵ字形冷却剤パイプ２の各端部にクランプ等
によってそれぞれ固定されている。

【００１２】また、図９に示すように、貫通形冷却剤パ
イプ１の外径が、Ｕ字管路２の内径よりも小さい場合に
は、冷却剤パイプ１，２間の連結は典型的に電気絶縁型
継手６によって行われている。この電気絶縁型継手６
は、第１パイプ１１と第２パイプ１２とを内外に配置
し、この内外の第１と第２のパイプ１１，１２の間に電
気絶縁性を有するスリーブ１０を挟み込み、入れ子式に
結合することによって形成されている。なお、この図９
においては、一例として、第１パイプ１１が貫通形冷却
剤パイプ１として形成され、かつ、第２パイプ１２がＵ
字形冷却剤パイプ２の一部として形成された場合を示し
ているが、第１パイプ１１と第１パイプ１２の一方、あ
るいは両方が、これらの冷却剤パイプ１，２と別部材と
して設けられる場合もある。

【００１３】そして、供給側においては、図８および図
９の矢印Ａに示すように、外部の供給用冷却剤パイプか
らの冷却剤が、貫通形冷却剤パイプ１によって耐圧容器
内に供給され、この貫通形冷却剤パイプ１からホース５
または電気絶縁型継手６、およびＵ字形冷却剤パイプ２
を介して冷却剤マニホールド３に導かれ、この冷却剤マ
ニホールド３から、ニップル４を介して燃料電池スタッ
クの各冷却板組立体に供給される。また、排出側におい
ては、供給側と逆に、燃料電池スタックの各冷却板組立
体からの冷却剤が、ニップル４を介して冷却剤マニホー
ルド３に排出され、この冷却剤マニホールド３から、Ｕ
字形冷却剤パイプ２、およびホースまたは継手６を介し
て貫通形冷却剤パイプ１に導かれ、この貫通形冷却剤パ
イプ１によって外部の排出用冷却剤パイプに排出され
る。

【００１４】また、図８および図９に示す構成におい
て、冷却剤マニホールド３と外部の冷却剤パイプを接続
する貫通形冷却剤パイプ１やＵ字形冷却剤パイプ２の直
径は、具体的には約４０〜８０ｍｍ程度である。また、
図８に示すように、パイプ１，２の連結に使用されるホ
ース５は、例えば、長さが約６００ｍｍ程度、内径が約
５０ｍｍ程度である。

【００１５】さらに、図９に示す電気絶縁型継手６の形
成は、例えば、図１０〜図１２に示すようにして行われ
る。すなわち、図１０に示すように、まず、第１パイプ
１１と、この第１パイプ１１の外径にほぼ等しい内径を
有するスリーブ１０、および、このスリーブ１０の外径
よりも大きな内径を有する大径の第２パイプ１２を用意
する。そして、図１１に示すように、第１パイプ１１の
端面１１ａ側から、スリーブ１０の一方の端面１０ａ側
の部分をこの第１パイプ１１の外周に被せ、この第１パ
イプ１１とスリーブ１０とが所定寸法だけ重なり合うよ
うにする。続いて、この第１パイプ１１とスリーブ１０
との重なり部分の中央部にテーパ部２０を形成するよう
にして、この部分から第１パイプ１１の端面１１ａに至
る部分の径を拡大加工する。すなわち、スリーブ１０の
中央部の第１パイプ１１側の外径が、第２パイプ１３の
内径とほぼ等しくなるようにしてスリーブ１０と第１パ
イプ１１を拡大加工する。

【００１６】この後、図１２に示すように、スリーブ１
０の他方の端面１０ｂ側から、第２パイプ１２の端面１
２ａ側の部分をこのスリーブ１０の外周に被せ、この第
２パイプ１２の端面１２ａからスリーブ１０の端面１０
ａ側の部分が所定寸法だけ突出するようにする。続い
て、この第２パイプ１２における端面１２ａ側の一部
を、第１パイプ１１とスリーブ１０との重なり部分の形
状に合わせて絞り加工する。すなわち、第２パイプ１２
の端面１２ａ側の内径がスリーブ１０の小径部の外径と
ほぼ等しくなり、かつ、第２パイプ１２におけるスリー
ブ１０と第１パイプ１１のテーパ部２０に重なる部分が
このテーパ部２０と整合するテーパ部２０を形成するよ
うにして第２パイプ１２を絞り加工する。この結果、第
１パイプ１１、スリーブ１０、および第２パイプ１２か
らなる３層のテーパ部２０が形成される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、冷却剤マニホールド３を外部の冷却剤供給管また
は冷却剤排出管に接続する貫通形冷却剤パイプ１やＵ字
形冷却剤パイプ２の直径は、約８〜１５ｍｍ程度の直径
を有するニップル４に比べて、約４０〜８０ｍｍ程度と
大きい。この場合、燃料電池スタックの耐圧容器の外に
設置されている給水装置は、発電施設の発電部の全ての
燃料電池スタックの燃料電池に作用するから、貫通形冷
却剤パイプ１とＵ字形冷却剤パイプ２との間には、燃料
電池スタックを直列に接続した構造の発電部の高い電
圧、例えば３０００Ｖ程度まで高い電圧を絶縁できる連
結構造が要求される。また、このような冷却剤パイプ
１，２間の連結構造において、仮に冷却剤が漏洩噴出し
た場合には、それに起因して漏電または短絡事故が発生
する可能性があるが、そのような不都合な事態の発生を
防止することも要求される。

【００１８】しかしながら、図８および図９に示したよ
うな従来のホース５や電気絶縁型継手６は、このような
冷却剤パイプ１，２間の連結構造に係る要求を十分に満
足するものではなく、次のような問題点を有している。

【００１９】まず、図８に示すような従来のホース５
は、その両端で冷却剤パイプ１，２の端部にクランプ等
によってそれぞれ固定されているが、ホース５本体自身
の強度には限界があるため、通常は、網目状に織られた
非導電材料によって補強しなければならない。このこと
は、冷却剤パイプ間の連結構造を複雑化させ、製造を困
難にする。

【００２０】また、前述したように、３０００Ｖの高電
圧を絶縁するために、約４０〜８０ｍｍ程度のパイプ
１，２をホース５で連結した場合には、たとえこのホー
ス５が網目状の非導電材料で補強されていたとしても、
燃料電池列の周囲の高い温度と高い圧力の相乗効果によ
って、ホース５が破損する可能性がある。そして、複数
の燃料電池スタックを使用した構成において、このよう
な連結用のホース５が１つでも破損することは極めて不
都合であるため、そのような可能性がある場合には、全
ての燃料電池スタックの連結用ホースの定格流量を大き
くしなければならない。このことも、冷却剤パイプ間の
連結構造を複雑化させ、製造を困難にする。

【００２１】一方、図９に示すような従来の電気絶縁型
継手６は、前述したように、内外に配置した第１と第２
のパイプ１１，１２の間に、電気絶縁性を有するスリー
ブ１０を挟み込み、入れ子式に結合した構造を有してい
る。しかし、このような構造の電気絶縁型継手６では、
特に、図１２に示すように、外側の第２パイプ１２とス
リーブ１０との間の部分は、冷却剤の流れ方向に拘ら
ず、燃料電池列の周囲の高い温度と冷却剤の高い圧力の
相乗効果を受け易いため、図１２の矢印Ｂに示すよう
に、この部分から冷却剤が漏洩噴出する可能性がある。
さらに、この部分において、過度の温度と圧力が加わっ
た場合には、抜け方向に相対移動を生じる可能性があ
る。そして、このようにパイプとスリーブとの間で相対
移動を生じた場合には、この部分から冷却剤が漏洩噴出
する可能性があるばかりでなく、配管の再組立を行わな
ければならない。

【００２２】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものであり、その目的は、
複数の燃料電池スタックを使用した発電部の耐圧容器の
内部で冷却剤パイプ間を電気的に絶縁しかつ機械的に連
結するための電気絶縁型継手において、機械的な連結強
度に優れ、冷却剤の漏洩噴出を確実に防止可能であり、
信頼性が高く、しかも、構造が簡単であり、製造も容易
な、実用性の高い電気絶縁型継手を提供することであ
る。また、本発明の別の目的は、耐熱性能、耐電圧性
能、および耐圧性能に優れた電気絶縁型継手を提供する
ことである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、筒状の第１管路と筒状の第２管路を、電気絶縁材料
製の筒状のスリーブを介して電気的に絶縁しかつ機械的
に連結する電気絶縁型継手において、次のような構成を
有することを特徴としている。

【００２４】まず、第１と第２の管路は、その各一方の
端面が電気絶縁に十分な距離を介して互いに対向するよ
うにして配置される。そして、第１と第２の管路の各々
には、その前記対向端面と反対側からこの対向端面に向
かって、小径部、テーパ部、および大径端部が連続的に
形成され、第１管路の前記大径端部と第２管路の前記大
径端部は、互いにほぼ等しい外径を有する。

【００２５】また、第１管路の前記小径部の途中から第
２管路の前記小径部の途中までに至る部分の外周面を一
括的に覆う筒状の第３管路が設けられる。この第３管路
には、この第３管路の内周形状が第１と第２の管路の外
周形状に適合するようにして、第１と第２の管路の各前
記大径端部に重なる中央の大径部、第１と第２の管路の
各前記テーパ部に重なる両側のテーパ部、および第１と
第２の管路の各前記小径部に重なる両側の小径端部が連
続的に形成される。

【００２６】一方、スリーブは、第１と第２の管路と、
第３管路との間に挟み込まれるようにして配置される。
このスリーブには、このスリーブの形状が第１と第２の
管路の外周形状および前記第３管路の内周形状に適合す
るようにして、第１と第２の管路の各前記大径端部と第
３管路の前記大径部との間に挟まれる中央の大径部、第
１と第２の管路の各前記テーパ部と第３管路の各前記テ
ーパ部との間に挟まれる両側のテーパ部、および第１と
第２の管路の各前記小径部と第３管路の各前記小径端部
との間に挟まれる両側の小径端部が連続的に形成され
る。そして、スリーブの前記両側の小径端部の各々は、
第３管路の対応する各前記小径端部の端面を越えて突出
し、この突出部分が第１と第２の管路の各前記小径部の
外周面を覆うように構成される。

【００２７】すなわち、請求項１に記載の発明による電
気絶縁型継手は、内側の２本のパイプ（第１と第２の管
路）に各１つのテーパ部を設けて内側のパイプ全体で一
対のテーパ部を形成すると共に、外側の１本のパイプ
（第３管路）に一対のテーパ部を設け、この３本のパイ
プ（第１〜第３の管路）を入れ子式にして結合したもの
であり、継手全体として一対のテーパ部を有するもので
ある。そして、電気絶縁材料製のスリーブを、内側の２
本のパイプ（第１と第２の管路）と外側の１本のパイプ
（第３管路）との間に挟み、このスリーブの両側の端部
が、外側のパイプの両側の端面を越えて突出するように
構成している。

【００２８】このような構成を有することにより、外側
のパイプ内に内側の２本のパイプの端部を収納できるた
め、内側のパイプの端部を保護し、その屈曲を防止する
ことができる。また、スリーブの両側の端部によって外
側のパイプの両側の端部を支持できるため、外側のパイ
プの両端部を保護し、その屈曲を防止することができ
る。

【００２９】一方、このように、３本のパイプを一対の
テーパ部を有するようにして入れ子式に結合した本発明
の電気絶縁型継手においては、内側の２本のパイプを一
括的に覆うスリーブが、外側のパイプの両端部よりも突
出するようにして設けられているため、図１２に示した
従来の電気絶縁型継手に存在していたような、外側のパ
イプとスリーブとの間の漏洩経路がない。また、この電
気絶縁型継手の内部を流れる冷却剤の圧力は、一対のテ
ーパ部を外側方向に押圧するように作用するが、この押
圧力によって、内外のパイプ間を強制的に結合させるよ
うな軸線方向の分力が作用するため、機械的な結合強度
を向上できる。このように、本発明においては、冷却剤
の漏洩経路がなく、また、機械的な結合強度を向上でき
ることから、冷却剤の漏洩噴出を容易かつ確実に防止で
きると共に、冷却剤の圧力に起因する破損を防止するこ
とができる。

【００３０】請求項２に記載の発明は、筒状の第１管路
と筒状の第２管路を、電気絶縁材料製の筒状のスリーブ
を介して電気的に絶縁しかつ機械的に連結する電気絶縁
型継手において、次のような構成を有することを特徴と
している。

【００３１】まず、第１と第２の管路は、互いに逆向き
の端面を含む部分が内外に重なるようにして配置され
る。そして、第１管路には、その前記端面と反対側から
この端面に向かって、大径部、くびれ部、および大径端
部が連続的に形成され、前記くびれ部は、一対のテーパ
部とその間の小径部から形成される。また、第２管路に
は、この第２管路の内周形状が第１管路の外周形状に適
合するようにして、第１管路の前記大径端部に重なる大
径部、第１管路の前記くびれ部に重なるくびれ部、およ
び第１管路の前記大径部に重なる大径端部が連続的に形
成される。

【００３２】一方、スリーブは、第１と第２の管路の間
に挟み込まれるようにして配置される。このスリーブに
は、このスリーブの形状が第１管路の外周形状および第
２管路の内周形状に適合するようにして、第１と第２の
管路の各前記くびれ部間に挟まれる中央のくびれ部と、
第１と第２の管路の各前記大径部と各前記大径端部との
間にそれぞれ挟まれる両側の大径端部が連続的に形成さ
れる。そして、スリーブの前記両側の大径端部のうち、
第１管路の前記大径部と第２管路の前記大径端部との間
に挟まれる大径端部は、第２管路の前記端面を越えて突
出し、この突出部分が第１管路の前記大径部の外周面を
覆うように構成される。

【００３３】すなわち、請求項２に記載の発明による電
気絶縁型継手は、内外の２本のパイプ（第１と第２の管
路）にそれぞれ１つのくびれ部を設けてこのくびれ部を
重ね合わせて入れ子式に結合したものであり、継手全体
として一対のテーパ部を有するものである。そして、電
気絶縁材料製のスリーブを、内側のパイプ（第１管路）
と外側のパイプ（第２管路）との間に挟み、このスリー
ブの一方の端部が、外側のパイプの端面を越えて突出す
るように構成している。

【００３４】このような構成を有することにより、外側
のパイプ内に内側のパイプの端部を収納できるため、内
側のパイプの端部を保護し、その屈曲を防止することが
できる。また、スリーブの一方の端部によって外側のパ
イプの端部を支持できるため、外側の端部を保護し、そ
の屈曲を防止することができる。

【００３５】一方、このようにくびれ部を有する本発明
の電気絶縁型継手は、図１２に示した従来の電気絶縁型
継手よりテーパ部が増えており、内外のパイプの結合部
に一対のテーパ部を有している。そのため、この電気絶
縁型継手の内部を流れる冷却剤の圧力が、この一対のテ
ーパ部を外側方向に押圧すると、この押圧力によって、
内外のパイプ間を強制的に結合させるような軸線方向の
分力が作用し、機械的な結合強度を向上できる。特に、
本発明においては、内外のパイプの各々が、いずれも一
対のテーパ部で結合されることになるため、機械的な結
合強度を十分に向上できる。

【００３６】以上のように、本発明においては、機械的
な結合強度を十分に向上できることから、結合部の気密
性を十分に向上し、冷却剤の漏洩噴出を容易かつ確実に
防止できると共に、冷却剤の圧力に起因する破損を十分
に防止することができる。

【００３７】請求項３に記載の発明は、筒状の第１管路
と筒状の第２管路を、電気絶縁材料製の筒状のスリーブ
を介して電気的に絶縁しかつ機械的に連結する電気絶縁
型継手において、次のような構成を有することを特徴と
している。

【００３８】まず、第１と第２の管路は、その各一方の
端面が電気絶縁に十分な距離を介して互いに対向するよ
うにして配置される。そして、第１と第２の管路の各々
には、その前記端面と反対側からこの対向端面に向かっ
て、大径部、くびれ部、および大径端部がそれぞれ連続
的に形成され、前記くびれ部は、一対のテーパ部とその
間の小径部から形成される。ここで、第１管路の前記大
径端部と第２管路の前記大径端部は、互いにほぼ等しい
外径を有する。

【００３９】また、第１管路の前記大径基部の途中から
第２管路の前記大径基部の途中までに至る部分の外周面
を一括的に覆う筒状の第３管路が設けられる。この第３
管路には、この第３管路の内周形状が第１と第２の管路
の外周形状に適合するようにして、第１と第２の管路の
各前記大径端部に重なる中央の大径部、第１と第２の管
路の各前記くびれ部に重なる両側のくびれ部、および前
記第１と第２の管路の各前記小径部に重なる両側の小径
端部が連続的に形成される。

【００４０】一方、スリーブは、第１と第２の管路と、
第３管路との間に挟み込まれるようにして配置される。
このスリーブには、このスリーブの形状が第１と第２の
管路の外周形状および第３管路の内周形状に適合するよ
うにして、第１と第２の管路の各前記大径端部と第３管
路の前記大径部との間に挟まれる中央の大径部、第１と
第２の管路の各前記くびれ部と第３管路の各前記くびれ
部との間に挟まれる両側のくびれ部、および第１と第２
の管路の各前記小径部と第３管路の各前記小径端部との
間に挟まれる両側の小径端部が連続的に形成される。そ
して、スリーブの前記両側の大径端部の各々は、第３管
路の対応する各前記大径端部の端面を越えて突出し、こ
の突出部分が第１と第２の管路の各前記大径部の外周面
を覆うように構成される。

【００４１】すなわち、請求項３に記載の発明による電
気絶縁型継手は、内側の２本のパイプ（第１と第２の管
路）に各１つのくびれ部を設けて内側のパイプ全体で一
対のくびれ部を形成すると共に、外側の１本のパイプ
（第３管路）に一対のくびれ部を設け、この３本のパイ
プ（第１〜第３の管路）を入れ子式にして結合したもの
であり、継手全体として、２対のテーパ部を有するもの
である。そして、電気絶縁材料製のスリーブを、内側の
２本のパイプ（第１と第２の管路）と外側の１本のパイ
プ（第３管路）との間に挟み、このスリーブの両側の端
部が、外側のパイプの両側の端面を越えて突出するよう
に構成している。

【００４２】このような構成を有することにより、外側
のパイプ内に内側の２本のパイプの端部を収納できるた
め、内側のパイプの端部を保護し、その屈曲を防止する
ことができる。また、スリーブの両側の端部によって外
側のパイプの両側の端部を支持できるため、外側のパイ
プの両端部を保護し、その屈曲を防止することができ
る。

【００４３】一方、このように、３本のパイプを一対の
くびれ部を有するようにして入れ子式に結合した本発明
の電気絶縁型継手においては、内側の２本のパイプを一
括的に覆うスリーブが、外側のパイプの両端部よりも突
出するようにして設けられているため、図１２に示した
従来の電気絶縁型継手に存在していたような、外側のパ
イプとスリーブとの間の漏洩経路がない。また、このよ
うに一対のくびれ部を有する本発明の電気絶縁型継手
は、図１２に示した従来の電気絶縁型継手よりテーパ部
が増えており、内側のパイプと外側のパイプとの結合部
に２対ものテーパ部を有している。そのため、この電気
絶縁型継手の内部を流れる冷却剤の圧力が、この２対の
テーパ部を外側方向に押圧すると、この押圧力によっ
て、内外のパイプ間を強制的に結合させるような軸線方
向の分力が作用し、機械的な結合強度を向上できる。特
に、本発明においては、継手全体の結合が２対ものテー
パ部によって行われており、しかも、内側のパイプの各
々と外側のパイプとの各結合がいずれも一対のテーパ部
で行われているため、機械的な結合強度を十分に向上で
きる。

【００４４】以上のように、本発明においては、冷却剤
の漏洩経路がなく、また、機械的な結合強度を十分に向
上できることから、結合部の気密性を十分に向上し、冷
却剤の漏洩噴出を容易かつ確実に防止できると共に、冷
却剤の圧力に起因する破損を十分に防止することができ
る。本発明は、特に、直径の大きな冷却剤パイプを使用
する場合に好適である。

【００４５】請求項４〜６に記載の発明は、請求項１〜
３のいずれか一つに記載の発明において、スリーブが、
次のような構成を有することを特徴としている。請求項
４に記載の発明は、スリーブが、ポリ四フッ化エチレン
樹脂：（ＣＦ₂−ＣＦ₂）_nを含む材料で構成されたこ
とを特徴としている。請求項５に記載の発明は、スリー
ブが、パーフルオロエチレンプロピレン樹脂：（ＣＦ₂
−ＣＦ₂）_m（ＣＦ₃ＣＦ−ＣＦ₂）_nを含む材料で構
成されたことを特徴としている。請求項６に記載の発明
は、スリーブが、パーフルオロアルコキシ樹脂：（ＣＦ
₂−ＣＦ₂）_m（Ｒ_fＯＣＦ−ＣＦ₂）_nを含む材料で
構成されたことを特徴としている。以上のような構成を
有する請求項４〜６に記載の発明によれば、スリーブ
を、耐熱性、電気絶縁性、機械的強度に優れた材料で構
成しているため、電気絶縁型継手の耐熱性能、耐電圧性
能、および耐圧性能を向上することができる。

【００４６】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか一つに記載の発明において、複数の管路の全て
が、同じ線膨脹係数を持つ金属材料で構成されたことを
特徴としている。以上のような構成を有する請求項７に
記載の発明によれば、全ての管路を、同じ線膨脹係数を
持つ金属材料で構成することにより、周囲の温度変化に
対して、全ての管路が同様に膨脹・収縮するため、電気
絶縁型継手の耐熱性能、耐電圧性能、および耐圧性能を
向上することができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下には、本発明による電気絶縁
型継手の複数の実施の形態について、図１〜図７を参照
して具体的に説明する。なお、図８〜図１２に示した従
来例と同一部分には、同一符号を付し、説明を省略す
る。

【００４８】［１．第１の実施の形態］［１−１．構成］図１は、本発明による第１の実施の形
態として、請求項１，４〜７に記載の各発明を適用した
電気絶縁型継手の一つの実施の形態を示す断面図であ
る。この図１に示すように、本実施の形態においては、
スリーブ１０、第１パイプ１１、および第２パイプ１２
に加えて、第３パイプ１３が使用されている。すなわ
ち、本実施の形態は、内側の第１と第２のパイプ１１，
１２に各１つのテーパ部２０を設けて内側のパイプ全体
で一対のテーパ部２０を形成すると共に、外側の第３パ
イプ１３に一対のテーパ部２０を設け、この３本のパイ
プ１１〜１３を入れ子式にしてスリーブ１０を介して結
合したものである。

【００４９】まず、第１と第２のパイプ１１，１２は、
その端面１１ａ，１２ａが電気絶縁に十分な距離を介し
て互いに対向するように配置されている。このうち、第
１パイプ１１には、その端面１１ａと反対側からこの端
面１１ａに向かって、小径部、テーパ部２０、および端
面１１ａを含む大径端部が連続的に形成されている。同
様に、第２パイプ１２にも、その端面１２ａと反対側か
らこの端面１２ａに向かって、小径部、テーパ部２０、
および端面１２ａを含む大径端部が連続的に形成されて
いる。そして、第１と第２のパイプ１２の大径端部は、
互いにほぼ等しい外径を有している。

【００５０】また、第３パイプ１３は、第１パイプ１１
の小径部の途中から第２パイプ１２の小径部の途中まで
に至る部分の外周面を一括的に覆うようにして設けられ
ており、その内周形状は、第１と第２のパイプ１１，１
２の外周形状に適合するようにして形成されている。す
なわち、この第３パイプ１３の中央部には、第１パイプ
１１の大径端部から第２パイプ１２の大径端部までに至
る部分に重なる大径部が形成されている。そして、この
第３パイプ１３の中央の大径部の両側には、第１と第２
のパイプ１１，１２の各テーパ部２０に重なる各テーパ
部２０、および第１と第２のパイプ１１，１２の各小径
部に重なる各小径端部が、それぞれ連続的に形成されて
いる。この場合、第３パイプ１３の両側の小径端部は、
両側の端面１３ａ，１３ｂをそれぞれ含んでいる。

【００５１】なお、この第３パイプ１３の各部の内径
は、第１と第２のパイプ１１，１２の対応する部分の外
径よりもスリーブ１０の厚み分だけ大きくされている。
また、３本のパイプ１１〜１３はいずれも、同じ線膨脹
係数を持った金属材料、例えばステンレス鋼から構成さ
れている。

【００５２】一方、スリーブ１０は、内側の第１と第２
のパイプ１１，１２と、外側の第３パイプ１３との間に
挟み込まれるようにして配置されており、その内周形状
および外周形状は、それぞれ、第１と第２のパイプ１
１，１２の外周形状および第３パイプ１３の内周形状に
適合するようにして形成されている。すなわち、このス
リーブ１０の中央部には、第１と第２のパイプ１１，１
２の各大径端部と第３パイプ１３の中央の大径部との間
に挟まれる大径部が形成されている。そして、このスリ
ーブ１０の中央の大径部の両側には、第１と第２のパイ
プ１１，１２の各テーパ部２０と第３パイプ１３の各テ
ーパ部２０との間に挟まれる各テーパ部２０、および第
１と第２のパイプ１１，１２の各小径部と第３パイプ１
３の各小径端部との間に挟まれる各小径端部が、それぞ
れ連続的に形成されている。このスリーブ１０の両側の
小径端部は、両側の各端面１０ａ，１０ｂをそれぞれ含
んでいる。

【００５３】この場合、スリーブ１０と、第１と第２の
パイプ１１，１２の各々との重なり部分の寸法は、所定
寸法：Ｌ₁とされている。また、このスリーブ１０の両
側の小径端部の各々は、第３パイプ１３の両側の端面１
３ａ，１３ｂを越えて所定寸法：Ｌ₂だけ突出し、この
突出部分は第１と第２のパイプ１１，１２の小径部の外
周面を覆っている。すなわち、第３パイプ１３の両側の
部分は、スリーブ１０を介して第１または第２のパイプ
１１，１２と重なっており、それによって、３層の重な
り部分が形成されているが、この両側の３層の重なり部
分の寸法は、所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝Ｌ₁−Ｌ₂）とな
っている。

【００５４】なお、このスリーブ１０の各部の内径は、
第１と第２のパイプ１１，１２の対応する部分の外径と
ほぼ等しくされており、各部の外径は、第３パイプ１３
の対応する部分の内径とほぼ等しくされている。また、
このスリーブ１０は、絶縁材料であるＰＴＦＥ、ＦＥ
Ｐ、およびＰＦＡの中のいずれか一つの材料から構成さ
れている。

【００５５】さらに、図２は、以上のような構成を有す
る本実施の形態の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を
貫通する貫通形冷却剤パイプ１と冷却剤マニホールド３
側のＵ字形冷却剤パイプ２との間を接続した状態を示す
構成図である。電気絶縁型継手６を除けば、他の部分の
構成は、図８あるいは図９に示した従来例の構成と全く
同様である。すなわち、第１パイプ１１は、貫通形冷却
剤パイプ１として形成されており、第２パイプ１２は、
Ｕ字形冷却剤パイプ２の一部として形成されている。

【００５６】［１−２．継手の形成方法］図３は、図１
に示すような電気絶縁型継手の形成方法を示す断面図で
ある。以下には、この図３を参照して、本実施の形態の
電気絶縁型継手の形成方法の一例について簡単に説明す
る。

【００５７】前述したように、本実施の形態の電気絶縁
型継手は、３本のパイプ１１〜１３を入れ子式にしてス
リーブ１０を介して結合したものであり、一対のテーパ
部２０を有するものである。このような電気絶縁型継手
を形成する際には、まず、小径の第１と第２のパイプ１
１，１２と、これらのパイプ１１，１２の外径とほぼ等
しい内径を有するスリーブ１０、および、このスリーブ
１０の外径よりも大きな内径を有する大径の第３パイプ
１３を用意する。

【００５８】そして、図３に示すように、第１パイプ１
１の端面１１ａ側から、スリーブ１０の一方の端面１０
ａ側の部分をこの第１パイプ１１の外周に被せ、この第
１パイプ１１とスリーブ１０とが所定寸法：Ｌ₁だけ重
なり合うようにする。続いて、この第１パイプ１１とス
リーブ１０との寸法：Ｌ₁の重なり部分の中央部にテー
パ部２０を形成するようにして、この部分から第１パイ
プ１１の端面１１ａに至る部分の径を拡大加工する。す
なわち、スリーブ１０の中央部の第１パイプ１１側の外
径が、第３パイプ１３の内径とほぼ等しくなるようにし
てスリーブ１０と第１パイプ１１を拡大加工する。

【００５９】この後、図３に示すように、スリーブ１０
の他方の端面１０ｂ側から、第３パイプ１３の全体をこ
のスリーブ１０の外周に被せ、この第３パイプ１３の両
側の端面１３ａ，１３ｂからスリーブ１０の両端が所定
寸法：Ｌ₂ずつそれぞれ突出するようにする。続いて、
この第３パイプ１３の端面１３ａ側の一部を、スリーブ
１０と第１パイプ１１との重なり部分に合わせて絞り加
工する。すなわち、第３パイプ１３のこの端面１３ａ側
の端部の内径がスリーブ１０の小径端部の外径とほぼ等
しくなり、かつ、第３パイプ１３におけるスリーブ１０
のテーパ部２０と重なる部分が、このテーパ部２０と整
合するテーパ部２０を形成するようにして第３パイプ１
３を絞り加工する。この結果、第１パイプ１１、スリー
ブ１０、および第３パイプ１３からなる所定寸法：Ｌ₃
（Ｌ₃＝Ｌ₁−Ｌ₂）の３層部分の中央部にテーパ部２
０が形成される。

【００６０】さらに、スリーブ１０の端面１０ｂ側か
ら、このスリーブ１０内に、第２パイプ１２の端面１２
ａ側の部分をこのスリーブ１０の内周に挿入し、この第
２パイプ１２とスリーブ１０とが所定寸法：Ｌ₁だけ重
なり合うようにする。続いて、この第２パイプ１２とス
リーブ１０との寸法：Ｌ₁の重なり部分の中央部にテー
パ部２０を形成するようにして、この部分から第２パイ
プ１２の端面１２ａに至る部分の径を拡大加工する。す
なわち、スリーブ１０の中央部の第２パイプ１２側の外
径が、第３パイプ１３の内径とほぼ等しくなるようにし
てスリーブ１０と第２パイプ１２を拡大加工する。

【００６１】最後に、第３パイプ１３の端面１３ｂ側の
一部を、スリーブ１０と第２パイプ１２との重なり部分
に合わせて絞り加工する。すなわち、第３パイプ１３の
この端面１３ｂ側の端部の内径がスリーブ１０の小径端
部の外径とほぼ等しくなり、かつ、第３パイプ１３にお
けるスリーブ１０のテーパ部２０と重なる部分が、この
テーパ部２０と整合するテーパ部２０を形成するように
して第３パイプ１３を絞り加工する。この結果、第１パ
イプ１１側と同様に、第２パイプ１２、スリーブ１０、
および第３パイプ１３からなる所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝
Ｌ₁−Ｌ₂）の３層部分の中央部にテーパ部２０が形成
される。

【００６２】［１−３．作用］以上のような構成を有す
る本実施の形態によれば、外側の第３パイプ１３内に内
側の第１と第２のパイプ１１，１２の端部を収納できる
ため、内側のパイプ１１，１２の端部を保護し、その屈
曲を防止することができる。また、スリーブ１０の両側
の端部によって外側の第３パイプ１３の両側の端部を支
持できるため、外側の第３パイプ１３の両端部を保護
し、その屈曲を防止することができる。

【００６３】一方、本実施の形態においては、このよう
に、３本のパイプを一対のテーパ部を有するようにして
入れ子式に結合しており、特に、内側の第１と第２のパ
イプ１１，１２を一括的に覆うスリーブ１０が、外側の
第３パイプ１３の両端部よりも所定寸法：Ｌ₂だけ突出
するようにして設けられているため、図１２に示した従
来の電気絶縁型継手に存在していたような、外側のパイ
プとスリーブとの間の漏洩経路がない。また、この電気
絶縁型継手の内部を流れる冷却剤の圧力は、一対のテー
パ部２０を外側方向に押圧するように作用するが、この
押圧力によって、内外のパイプ間を強制的に結合させる
ような軸線方向の分力が作用するため、機械的な結合強
度を向上できる。

【００６４】［１−４．効果］以上のように、本実施の
形態においては、冷却剤の漏洩経路がなく、また、機械
的な結合強度を向上できることから、冷却剤の漏洩噴出
を容易かつ確実に防止できると共に、冷却剤の圧力に起
因する破損を防止することができる。特に、本実施の形
態は、同じ径を有するパイプ間を結合する場合に好適で
ある。さらに、本実施の形態においては、スリーブ１０
を、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、およびＰＦＡなどの、耐熱性、
電気絶縁性、機械的強度に優れた材料で構成しているこ
とに加えて、第１〜第３のパイプ１１〜１３の全てを、
同じ線膨脹係数を持つ金属材料で構成しているため、高
い電気絶縁型継手の耐熱性能、耐電圧性能、および耐圧
性能を得ることができる。

【００６５】［２．第２の実施の形態］［２−１．構成］図４は、本発明による第２の実施の形
態として、請求項２，４〜７に記載の各発明を適用した
電気絶縁型継手の一つの実施の形態を示す断面図であ
る。この図４に示すように、本実施の形態においては、
スリーブ１０、第１パイプ１１、および第２パイプ１２
のみを使用してこの３つの部材を重ね合わせている点で
は、図１２に示した従来例と同様であるが、この３層部
分において、単なる一つのテーパ部を設けるだけではな
く、一対のテーパ部２０とその間の小径部からなるくび
れ部３０を設けている点で異なっている。すなわち、本
実施の形態は、内外の第１と第２のパイプ１１，１２に
それぞれ１つのくびれ部３０を設け、この第１と第２の
パイプ１１，１２を入れ子式にしてスリーブ１０を介し
て結合したものである。

【００６６】まず、第１と第２のパイプ１１，１２は、
互いに逆向きの端面１１ａ，１２ａを含む部分が内外に
重なるようにして配置されている。このうち、第１パイ
プ１には、その端面１１ａと反対側からこの端面１１ａ
に向かって、大径部、くびれ部３０（一対のテーパ部２
０とその間の小径部）、および端面１１ａを含む大径端
部が連続的に形成されている。

【００６７】同様に、第２パイプ１２にも、その端面１
２ａと反対側からこの端面１２ａに向かって、大径部、
くびれ部３０（一対のテーパ部２０とその間の小径
部）、および端面１１ａを含む大径端部が連続的に形成
されている。この場合、第２パイプ１２は、第１パイプ
１１の大径部の途中からくびれ部３０を経て端面１１ａ
側の大径端部までに至る部分の外周面を覆うようにして
設けられており、その内周形状は、第１パイプ１１の外
周形状に適合するようにして形成されている。すなわ
ち、第２パイプ１２のくびれ部３０が、第１パイプ１１
のくびれ部３０と重なり、第２パイプ１２のくびれ部３
０の両側の大径部が、それぞれ第１パイプ１１の両側の
大径部とそれぞれ重なるように形成されている。

【００６８】なお、この第２パイプ１２の各部の内径
は、第１パイプ１１の対応する部分の外径よりもスリー
ブ１０の厚み分だけ大きくされている。また、第１と第
２のパイプ１１，１２はいずれも、同じ線膨脹係数を持
った金属材料、例えばステンレス鋼から構成されてい
る。

【００６９】一方、スリーブ１０は、内側の第１パイプ
１１と外側の第２パイプ１２との間に挟み込まれるよう
にして配置されており、その内周形状および外周形状
は、それぞれ、第１パイプ１１の外周形状および第２パ
イプ１２の内周形状に適合するようにして形成されてい
る。すなわち、このスリーブ１０の中央部には、第１と
第２のパイプ１１，１２のくびれ部３０の間に挟まれる
くびれ部３０が形成されている。そして、このスリーブ
１０のくびれ部３０の両側には、第１と第２のパイプ１
１，１２の大径部と大径端部の間に挟まれる大径端部が
それぞれ形成されている。このスリーブ１０の両側の大
径端部は、両側の各端面１０ａ，１０ｂをそれぞれ含ん
でいる。

【００７０】この場合、スリーブ１０と第１パイプ１１
との重なり部分の寸法は、所定寸法：Ｌ₁とされてい
る。また、このスリーブ１０の一方の端面１０ａ側の大
径端部は、第２パイプ１２の端面１２ａを越えて所定寸
法：Ｌ₂だけ突出し、この突出部分は第１パイプ１１の
大径部の外周面を覆っている。すなわち、第２パイプ１
２の端面１２ａ側の一部は、スリーブ１０を介して第１
パイプ１１と重なっており、それによって、３層の重な
り部分が形成されているが、この３層の重なり部分の寸
法は、所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝Ｌ₁−Ｌ₂）となってい
る。また、スリーブ１０の他方の端面１０ｂ側の大径端
部は、第１パイプ１１の端面１１ａを越えて大きく突出
し、この突出部分は第２パイプ１２の大径部の内周面に
重なり合っている。

【００７１】なお、このスリーブ１０の各部の内径は、
第１パイプ１１の対応する部分の外径とほぼ等しくされ
ており、各部の外径は、第２パイプ１２の対応する部分
の内径とほぼ等しくされている。また、このスリーブ１
０は、絶縁材料であるＰＴＦＥ、ＦＥＰ、およびＰＦＡ
の中のいずれか一つの材料から構成されている。

【００７２】さらに、図４は、以上のような構成を有す
る本実施の形態の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を
貫通する貫通形冷却剤パイプ１と冷却剤マニホールド３
側のＵ字形冷却剤パイプ２との間を接続した状態を示す
構成図である。電気絶縁型継手６を除けば、他の部分の
構成は、前記第１の実施の形態の構成と全く同様であ
る。

【００７３】［２−２．継手の形成方法］以下には、本
実施の形態の電気絶縁型継手の形成方法の一例について
簡単に説明する。前述したように、本実施の形態の電気
絶縁型継手は、２本のパイプ１１，１２を入れ子式にし
てスリーブ１０を介して結合したものであり、一つのく
びれ部３０を有するものである。このような電気絶縁型
継手を形成する際には、まず、小径の第１パイプ１１
と、この第１パイプ１１の外径とほぼ等しい内径を有す
るスリーブ１０、および、このスリーブ１０の外径とほ
ぼ等しい内径を有する大径の第２パイプ１２を用意す
る。

【００７４】そして、第１パイプ１１の端面１１ａ側か
ら、スリーブ１０の一方の端面１０ａ側の部分をこの第
１パイプ１１の外周に被せ、この第１パイプ１１とスリ
ーブ１０とが所定寸法：Ｌ₁だけ重なり合うようにす
る。続いて、この第１パイプ１１とスリーブ１０との寸
法：Ｌ₁の重なり部分の中央部に、一対のテーパ部２０
とその間の小径部からなるくびれ部３０を形成するよう
にして、この部分の径を絞り加工する。

【００７５】この後、スリーブ１０の他方の端面１０ｂ
側から、第２パイプ１２の端面１２ａ側の部分をこのス
リーブ１０の外周に被せ、この第２パイプ１２の端面１
２ａからスリーブ１０の端面１０ａ側の部分が所定寸
法：Ｌ₂だけ突出するようにする。続いて、この第２パ
イプ１２におけるスリーブ１０のくびれ部３０と重なる
部分が、このくびれ部３０と整合するくびれ部３０を形
成するようにして第２パイプ１２を絞り加工する。この
結果、第１パイプ１１、スリーブ１０、および第２パイ
プ１２からなる所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝Ｌ₁−Ｌ₂）の
３層部分の中央部にくびれ部３０が形成される。

【００７６】［２−３．作用］以上のような構成を有す
る本実施の形態によれば、外側の第２パイプ１２内に内
側の第１パイプ１１の端部を収納できるため、内側の第
１パイプ１１の端部を保護し、その屈曲を防止すること
ができる。また、スリーブ１０の端部によって外側の第
２パイプ１２の端部を支持できるため、外側の第２パイ
プ１２の端部を保護し、その屈曲を防止することができ
る。

【００７７】一方、本実施の形態においては、図１２に
示した従来の電気絶縁型継手よりテーパ部が増えてお
り、内外のパイプ１１，１２の結合部に一対のテーパ部
２０を有している。そのため、この電気絶縁型継手の内
部を流れる冷却剤の圧力が、この一対のテーパ部２０を
外側方向に押圧する押圧力によって、内外のパイプ１
１，１２間を強制的に結合させるような軸線方向の分力
が作用し、機械的な結合強度を向上できる。特に、本実
施の形態においては、内外のパイプ１１，１２の各々
が、いずれも一対のテーパ部２０で結合されることにな
るため、機械的な結合強度をより向上できる。

【００７８】［２−４．効果］以上のように、本実施の
形態においては、機械的な結合強度を十分に向上できる
ことから、結合部の気密性を十分に向上し、冷却剤の漏
洩噴出を容易かつ確実に防止できると共に、冷却剤の圧
力に起因する破損を十分に防止することができる。さら
に、前記第１の実施の形態と同様に、スリーブ１０を、
ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、およびＰＦＡなどの、耐熱性、電気
絶縁性、機械的強度に優れた材料で構成していることに
加えて、第１と第２のパイプ１１，１２の両方を、同じ
線膨脹係数を持つ金属材料で構成しているため、高い電
気絶縁型継手の耐熱性能、耐電圧性能、および耐圧性能
を得ることができる。

【００７９】［３．第３の実施の形態］［３−１．構成］図６は、本発明による第３の実施の形
態として、請求項３，４〜７に記載の各発明を適用した
電気絶縁型継手の一つの実施の形態を示す断面図であ
る。この図６に示すように、本実施の形態においては、
前記第１の実施の形態と同様に、スリーブ１０と第１〜
第３のパイプ１１〜１３が使用されているが、第１パイ
プ１１側と第２パイプ１２側の各３層部分において、単
なる一つのテーパ部を設けるだけではなく、各３層部分
において、一対のテーパ部２０を含むくびれ部３０をそ
れぞれ設けている点で異なっている。

【００８０】すなわち、本実施の形態は、内側の第１と
第２のパイプ１１，１２に各１つのくびれ部を設けて内
側のパイプ全体で一対のくびれ部を形成すると共に、外
側の第３パイプに一対のくびれ部を設け、この３本のパ
イプ１１〜１３を入れ子式にしてスリーブ１０を介して
結合したものである。したがって、前記第１の実施の形
態における両側の３層部分の各テーパ部２０を前記第２
の実施の形態と同様のくびれ部３０に変更した点以外に
ついては、前記第１の実施の形態と同様に構成されてい
る。

【００８１】まず、第１と第２のパイプ１１，１２は、
その端面１１ａ，１２ａが電気絶縁に十分な距離を介し
て互いに対向するように配置されている。このうち、第
１パイプ１１には、その端面１１ａと反対側からこの端
面１１ａに向かって、大径部、くびれ部３０（一対のテ
ーパ部２０とその間の小径部）、および端面１１ａを含
む大径端部が連続的に形成されている。同様に、第２パ
イプ１２にも、その端面１２ａと反対側からこの端面１
２ａに向かって、大径部、くびれ部３０（部側テーパ
部、小径部、および端部側テーパ部）、および端面１２
ａを含む大径端部が連続的に形成されている。そして、
第１と第２のパイプ１２の大径端部は、互いにほぼ等し
い外径を有している。

【００８２】また、第３パイプ１３は、第１パイプ１１
の大径部の途中から第２パイプ１２の大径部の途中まで
に至る部分の外周面を一括的に覆うようにして設けられ
ており、その内周形状は、第１と第２のパイプ１１，１
２の外周形状に適合するようにして形成されている。す
なわち、この第３パイプ１３の中央部には、第１パイプ
１１の大径端部から第２パイプ１２の大径端部までに至
る部分に重なる中央部が形成されている。そして、この
第３パイプ１３の中央の大径部の両側には、第１と第２
のパイプ１１，１２の各くびれ部３０に重なる各くびれ
部３０、および第１と第２のパイプ１１，１２の各大径
部に重なる各大径端部が、それぞれ形成されている。こ
の場合、第３パイプ１３の両側の大径端部は、両側の端
面１３ａ，１３ｂをそれぞれ含んでいる。

【００８３】なお、この第３パイプ１３の各部の内径
は、第１と第２のパイプ１１，１２の対応する部分の外
径よりもスリーブ１０の厚み分だけ大きくされている。
また、３本のパイプ１１〜１３はいずれも、同じ線膨脹
係数を持った金属材料、例えばステンレス鋼から構成さ
れている。

【００８４】一方、スリーブ１０は、内側の第１と第２
のパイプ１１，１２と、外側の第３パイプ１３との間に
挟み込まれるようにして配置されており、その内周形状
および外周形状は、それぞれ、第１と第２のパイプ１
１，１２の外周形状および第３パイプ１３の内周形状に
適合するようにして形成されている。すなわち、このス
リーブ１０の中央部には、第１と第２のパイプ１１，１
２の各大径端部と第３パイプ１３の中央の大径部との間
に挟まれる大径部が形成されている。そして、このスリ
ーブ１０の中央の大径部の両側には、第１と第２のパイ
プ１１，１２の各くびれ部３０と第３パイプ１３の各く
びれ部３０との間に挟まれる各くびれ部２０、および第
１と第２のパイプ１１，１２の各大径部と第３パイプ１
３の各大径端部との間に挟まれる各大径端部が、それぞ
れ連続的に形成されている。このスリーブ１０の両側の
大径端部は、両側の各端面１０ａ，１０ｂをそれぞれ含
んでいる。

【００８５】この場合、スリーブ１０と、第１と第２の
パイプ１１，１２の各々との重なり部分の寸法は、所定
寸法：Ｌ₁とされている。また、このスリーブ１０の両
側の大径端部の各々は、第３パイプ１３の両側の端面１
３ａ，１３ｂを越えて所定寸法：Ｌ₂だけ突出し、この
突出部分は第１と第２のパイプ１１，１２の大径部の外
周面を覆っている。すなわち、第３パイプ１３の両側の
部分は、スリーブ１０を介して第１または第２のパイプ
１１，１２と重なっており、それによって、３層の重な
り部分が形成されているが、この両側の３層の重なり部
分の寸法は、所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝Ｌ₁−Ｌ₂）とな
っている。

【００８６】なお、このスリーブ１０の各部の内径は、
第１と第２のパイプ１１，１２の対応する部分の外径と
ほぼ等しくされており、各部の外径は、第３パイプ１３
の対応する部分の内径とほぼ等しくされている。また、
このスリーブ１０は、絶縁材料であるＰＴＦＥ、ＦＥ
Ｐ、およびＰＦＡの中のいずれか一つの材料から構成さ
れている。

【００８７】さらに、図７は、以上のような構成を有す
る本実施の形態の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を
貫通する貫通形冷却剤パイプ１と冷却剤マニホールド３
側のＵ字形冷却剤パイプ２との間を接続した状態を示す
構成図である。電気絶縁型継手６を除けば、他の部分の
構成は、前記第１および第２の実施の形態の構成と全く
同様である。

【００８８】［３−２．継手の形成方法］以下には、本
実施の形態の電気絶縁型継手の形成方法の一例について
簡単に説明する。

【００８９】前述したように、本実施の形態の電気絶縁
型継手は、３本のパイプ１１〜１３を入れ子式にしてス
リーブ１０を介して結合したものであり、一対のくびれ
部３０を有するものである。このような電気絶縁型継手
を形成する際には、まず、小径の第１と第２のパイプ１
１，１２と、これらのパイプ１１，１２の外径とほぼ等
しい内径を有するスリーブ１０、および、このスリーブ
１０の外径とほぼ等しい内径を有する大径の第３パイプ
１３を用意する。

【００９０】そして、第１パイプ１１の端面１１ａ側か
ら、スリーブ１０の一方の端面１０ａ側の部分をこの第
１パイプ１１の外周に被せ、この第１パイプ１１とスリ
ーブ１０とが所定寸法：Ｌ₁だけ重なり合うようにす
る。続いて、この第１パイプ１１とスリーブ１０との寸
法：Ｌ₁の重なり部分の中央部にくびれ部３０を形成す
るようにして、この部分の径を絞り加工する。

【００９１】この後、スリーブ１０の他方の端面１０ｂ
側から、第３パイプ１３の一方の端面１３ａ側の部分を
このスリーブ１０の外周に被せ、この第３パイプ１３の
端面１３ａからスリーブ１０の端面１０ａ側の部分が所
定寸法：Ｌ₂だけ突出するようにする。続いて、この第
３パイプ１３におけるスリーブ１０のくびれ部３０と重
なる部分が、このくびれ部３０と整合するくびれ部３０
を形成するようにして第３パイプ１３を絞り加工する。
この結果、第１パイプ１１、スリーブ１０、および第３
パイプ１３からなる所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝Ｌ₁−
Ｌ₂）の３層部分の中央部にくびれ部３０が形成され
る。

【００９２】さらに、スリーブ１０の端面１０ｂ側か
ら、このスリーブ１０内に、第２パイプ１２の端面１２
ａ側の部分をこのスリーブ１０の内周に挿入し、この第
２パイプ１２とスリーブ１０とが所定寸法：Ｌ₁だけ重
なり合うようにする。続いて、この第２パイプ１２とス
リーブ１０との寸法：Ｌ₁の重なり部分の中央部にくび
れ部３０を形成するようにして、この部分の径を絞り加
工する。

【００９３】最後に、第３パイプ１３におけるスリーブ
１０の端面１３ｂ側のくびれ部３０と重なる部分が、こ
のくびれ部３０と整合するくびれ部３０を形成するよう
にして第３パイプ１３を絞り加工する。この結果、第２
パイプ１２、スリーブ１０、および第３パイプ１からな
る所定寸法：Ｌ₃（Ｌ₃＝Ｌ₁−Ｌ₂）の３層部分の中
央部にくびれ部３０が形成される。

【００９４】［３−３．作用］以上のような構成を有す
る本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様
に、外側の第３パイプ１３内に内側の第１と第２のパイ
プ１１，１２の端部を収納できるため、内側のパイプ１
１，１２の端部を保護し、その屈曲を防止することがで
きる。また、スリーブ１０の両側の端部によって外側の
第３パイプ１３の両側の端部を支持できるため、外側の
第３パイプ１３の両端部を保護し、その屈曲を防止する
ことができる。

【００９５】一方、本実施の形態においては、このよう
に、３本のパイプを一対のくびれ部を有するようにして
入れ子式に結合しており、特に、内側の第１と第２のパ
イプ１１，１２を一括的に覆うスリーブ１０が、外側の
第３パイプ１３の両端部よりも所定寸法：Ｌ₂だけ突出
するようにして設けられているため、前記第１の実施の
形態と同様に、外側のパイプとスリーブとの間の漏洩経
路がない。

【００９６】また、本実施の形態においては、前記第２
の実施の形態と同様に、テーパ部が増えており、内側の
パイプ１１，１２と外側のパイプ１３との結合部に２対
ものテーパ部２０を有している。そのため、この電気絶
縁型継手の内部を流れる冷却剤の圧力が、この２対のテ
ーパ部２０を外側方向に押圧すると、この押圧力によっ
て、内外のパイプ間を強制的に結合させるような軸線方
向の分力が作用し、機械的な結合強度を向上できる。特
に、本実施の形態においては、電気絶縁継手全体の結合
が２対ものテーパ部２０によって行われており、しか
も、内側のパイプ１１，１２の各々と外側のパイプ１３
との各結合がいずれも一対のテーパ部で行われているた
め、機械的な結合強度を十分に向上できる。

【００９７】［３−４．効果］以上のように、本実施の
形態においては、２対のテーパ部２０を有し、機械的な
結合強度を十分に向上できることから、結合部の気密性
を十分に向上し、冷却剤の漏洩噴出を容易かつ確実に防
止できると共に、冷却剤の圧力に起因する破損を十分に
防止することができる。また、本実施の形態は、同じ径
を有するパイプ間を結合する場合に好適である。特に、
両側に大径端部を有しており、しかもこのように、気密
性、耐圧性能に優れているため、直径の大きな冷却剤パ
イプを結合する場合に好適である。

【００９８】さらに、前記第１および第２の実施の形態
と同様に、スリーブ１０を、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、および
ＰＦＡなどの、耐熱性、電気絶縁性、機械的強度に優れ
た材料で構成していることに加えて、第１と第２のパイ
プ１１，１２の両方を、同じ線膨脹係数を持つ金属材料
で構成しているため、高い電気絶縁型継手の耐熱性能、
耐電圧性能、および耐圧性能を得ることができる。

【００９９】［４．他の実施の形態］なお、本発明は、
前記各実施の形態に限定されるものではなく、他にも多
種多様な形態を実施可能である。例えば、スリーブやパ
イプの具体的な材料は適宜選択可能である。また、前記
第３の実施の形態をさらに発展させて、３箇所以上にく
びれ部を設ける構成も可能である。このようにくびれ部
の数を増やすことにより、気密性、耐圧性能をより向上
することができる。

【０１００】さらに、前記各実施の形態においては、本
発明の電気絶縁型継手を、耐圧容器を貫通する貫通形冷
却剤パイプとＵ字形冷却剤パイプとの連結に適用した場
合について説明したが、本発明は、各種の冷却剤パイプ
間の連結に同様に適用可能であり、同様に優れた作用効
果を得られるものである。また、前記各実施の形態にお
いては、第１パイプおよび第２パイプの両方を、連結す
る冷却剤パイプの全部または一部として形成した場合に
ついて説明したが、第１と第２のパイプのいずれか一方
あるいは両方を、連結する冷却剤パイプとは別の部材と
して形成することも同様に可能である。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内外の
パイプ間の結合を一対以上のテーパ部を介して行うこと
により、このテーパ部を外側方向に押圧する冷却剤の押
圧力によって、内外のパイプを強制的に結合させるよう
な軸線方向の分力を作用させることができるため、従来
に比べて機械的な連結強度に優れ、冷却剤の漏洩噴出を
確実に防止可能であり、信頼性が高く、しかも、構造が
簡単であり、製造も容易な、実用性の高い電気絶縁型継
手を提供することができる。

【０１０２】また、スリーブやパイプの材料を適切に選
択することにより、耐熱性能、耐電圧性能、および耐圧
性能に優れた電気絶縁型継手を提供することができる。
より具体的に、本発明によれば、２１０℃程度の高温に
耐え得る高耐熱性能、３０００Ｖ程度の高電圧に耐え得
る高耐電圧性能、および約２５ｋｇ／ｃｍ²程度の高圧
力に耐え得る高耐圧性能を有するような電気絶縁型継手
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第１の実施の形態の電気絶縁型継
手を示す断面図。

【図２】図１の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を貫
通する冷却剤パイプと冷却剤マニホールド側の冷却剤パ
イプとの間を接続した状態を示す構成図。

【図３】図１の電気絶縁型継手の形成方法を示す断面
図。

【図４】本発明による第２の実施の形態の電気絶縁型継
手を示す断面図。

【図５】図４の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を貫
通する冷却剤パイプと冷却剤マニホールド側の冷却剤パ
イプとの間を接続した状態を示す構成図。

【図６】本発明による第３の実施の形態の電気絶縁型継
手を示す断面図。

【図７】図６の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を貫
通する冷却剤パイプと冷却剤マニホールド側の冷却剤パ
イプとの間を接続した状態を示す構成図。

【図８】従来のホースを使用して耐圧容器を貫通する冷
却剤パイプと冷却剤マニホールド側の冷却剤パイプとの
間を接続した状態を示す構成図。

【図９】従来の電気絶縁型継手を使用して耐圧容器を貫
通する冷却剤パイプと冷却剤マニホールド側の冷却剤パ
イプとの間を接続した状態を示す構成図。

【図１０】図９の電気絶縁型継手の形成方法の初期の工
程を示す断面図。

【図１１】図９の電気絶縁型継手の形成方法の途中の工
程を示す断面図。

【図１２】図９の電気絶縁型継手を示す断面図。

【符号の説明】

１：貫通形冷却剤パイプ２：Ｕ字形冷却剤パイプ３：冷却剤マニホールド４：ニップル５：ホース６：電気絶縁型継手１０：スリーブ１０ａ，１０ｂ：端面１１：第１パイプ１１ａ：端面１２：第２パイプ１２ａ：端面１３：第３パイプ１３ａ，１３ｂ：端面２０：テーパ部３０：くびれ部Ａ：冷却剤の流れ方向Ｂ：漏洩した冷却剤の流れ方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の第１管路と筒状の第２管路を、電
気絶縁材料製の筒状のスリーブを介して電気的に絶縁し
かつ機械的に連結する電気絶縁型継手において、前記第１と第２の管路は、その各一方の端面が電気絶縁
に十分な距離を介して互いに対向するようにして配置さ
れ、前記第１と第２の管路の各々には、その前記端面と反対
側からこの端面に向かって、小径部、テーパ部、および
大径端部がそれぞれ連続的に形成され、前記第１管路の前記大径端部と前記第２管路の前記大径
端部は、互いにほぼ等しい外径を有し、前記第１管路の前記小径部の途中から前記第２管路の前
記小径部の途中までに至る部分の外周面を一括的に覆う
筒状の第３管路が設けられ、前記第３管路には、この第３管路の内周形状が前記第１
と第２の管路の外周形状に適合するようにして、第１と
第２の管路の各前記大径端部に重なる中央の大径部、第
１と第２の管路の各前記テーパ部に重なる両側のテーパ
部、および第１と第２の管路の各前記小径部に重なる両
側の小径端部が連続的に形成され、前記スリーブは、前記第１と第２の管路と、前記第３管
路との間に挟み込まれるようにして配置され、前記スリーブには、このスリーブの形状が前記第１と第
２の管路の外周形状および前記第３管路の内周形状に適
合するようにして、第１と第２の管路の各前記大径端部
と第３管路の前記大径部との間に挟まれる中央の大径
部、第１と第２の管路の各前記テーパ部と第３管路の各
前記テーパ部との間に挟まれる両側のテーパ部、および
第１と第２の管路の各前記小径部と第３管路の各前記小
径端部との間に挟まれる両側の小径端部が連続的に形成
され、前記スリーブの前記両側の小径端部の各々は、前記第３
管路の対応する各前記小径端部の端面を越えて突出し、
この突出部分が前記第１と第２の管路の各前記小径部の
外周面を覆うように構成されたことを特徴とする電気絶
縁型継手。
【請求項２】筒状の第１管路と筒状の第２管路を、電
気絶縁材料製の筒状のスリーブを介して電気的に絶縁し
かつ機械的に連結する電気絶縁型継手において、前記第１と第２の管路は、互いに逆向きの端面を含む部
分が内外に重なるようにして配置され、前記第１管路には、その前記端面と反対側からこの端面
に向かって、大径部、くびれ部、および大径端部が連続
的に形成され、前記くびれ部は、一対のテーパ部とその
間の小径部から形成され、前記第２管路には、この第２管路の内周形状が前記第１
管路の外周形状に適合するようにして、第１管路の前記
大径端部に重なる大径部、第１管路の前記くびれ部に重
なるくびれ部、および第１管路の前記大径部に重なる大
径端部が連続的に形成され、前記スリーブは、前記第１と第２の管路の間に挟み込ま
れるようにして配置され、前記スリーブには、このスリーブの形状が前記第１管路
の外周形状および前記第２管路の内周形状に適合するよ
うにして、第１と第２の管路の各前記くびれ部間に挟ま
れる中央のくびれ部と、第１と第２の管路の各前記大径
部と各前記大径端部との間にそれぞれ挟まれる両側の大
径端部が連続的に形成され、前記スリーブの前記両側の大径端部のうち、前記第１管
路の前記大径部と前記第２管路の前記大径端部との間に
挟まれる大径端部は、第２管路の前記端面を越えて突出
し、この突出部分が第１管路の大径部の外周面を覆うよ
うに構成されたことを特徴とする電気絶縁型継手。
【請求項３】筒状の第１管路と筒状の第２管路を、電
気絶縁材料製の筒状のスリーブを介して電気的に絶縁し
かつ機械的に連結する電気絶縁型継手において、前記第１と第２の管路は、その各一方の端面が電気絶縁
に十分な距離を介して互いに対向するようにして配置さ
れ、前記第１と第２の管路の各々には、その前記端面と反対
側からこの対向端面に向かって、大径部、くびれ部、お
よび大径端部がそれぞれ連続的に形成され、前記くびれ
部は、一対のテーパ部とその間の小径部から形成され、前記第１管路の前記大径端部と前記第２管路の前記大径
端部は、互いにほぼ等しい外径を有し、前記第１管路の前記大径部の途中から前記第２管路の前
記大径部の途中までに至る部分の外周面を一括的に覆う
筒状の第３管路が設けられ、前記第３管路には、この第３管路の内周形状が前記第１
と第２の管路の外周形状に適合するようにして、第１と
第２の管路の各前記大径端部に重なる中央の大径部、第
１と第２の管路の各前記くびれ部に重なる両側のくびれ
部、および前記第１と第２の管路の各前記小径部に重な
る両側の小径端部が連続的に形成され、前記スリーブは、前記第１と第２の管路と、前記第３管
路との間に挟み込まれるようにして配置され、前記スリーブには、このスリーブの形状が前記第１と第
２の管路の外周形状および前記第３管路の内周形状に適
合するようにして、第１と第２の管路の各前記大径端部
と第３管路の前記大径部との間に挟まれる中央の大径
部、第１と第２の管路の各前記くびれ部と第３管路の各
前記くびれ部との間に挟まれる両側のくびれ部、および
第１と第２の管路の各前記小径部と第３管路の各前記小
径端部との間に挟まれる両側の小径端部が連続的に形成
され、前記スリーブの前記両側の大径端部の各々は、前記第３
管路の対応する各前記大径端部の端面を越えて突出し、
この突出部分が前記第１と第２の管路の各前記大径部の
外周面を覆うように構成されたことを特徴とする電気絶
縁型継手。
【請求項４】前記スリーブは、ポリ四フッ化エチレン
樹脂：（ＣＦ₂−ＣＦ₂）_nを含む材料で構成されたこ
とを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一
つに記載の電気絶縁型継手。
【請求項５】前記スリーブは、パーフルオロエチレン
プロピレン樹脂：（ＣＦ₂−ＣＦ₂）_m（ＣＦ₃ＣＦ−
ＣＦ₂）_nを含む材料で構成されたことを特徴とする請
求項１から請求項３までのいずれか一つに記載の電気絶
縁型継手。
【請求項６】前記スリーブは、パーフルオロアルコキ
シ樹脂：（ＣＦ₂−ＣＦ₂）_m（Ｒ_fＯＣＦ−ＣＦ₂）
_nを含む材料で構成されたことを特徴とする請求項１か
ら請求項３までのいずれか一つに記載の電気絶縁型継
手。
【請求項７】前記複数の管路の全ては、同じ線膨脹係
数を持つ金属材料で構成されたことを特徴とする請求項
１から請求項６までのいずれか一つに記載の電気絶縁型
継手。