JP2019178689A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度変化によってシール性が低下せず、耐振性にも優れた管継手を提共すること。【解決手段】 少なくとも一方に流体通路が形成されている１対の継手部材と、いずれか一方の継手部材３が挿通される雌ねじ部材７とを備え、他方の継手部材に形成された雄ねじ４ａまたは他方の継手部材２に取り付けられた雄ねじ部材４の雄ねじ４ａと雌ねじ部材４の雌ねじ４ａとによって前記１対の継手部材同士が結合される管継手において、一方の継手部材３は、外向きフランジ８を有する円筒状のスリーブ３とされ、雌ねじ部材７は、雌ねじ７ａとスリーブ３の外向きフランジ８に対向する内向きフランジ９とを内周面に形成し、前記スリーブ３を嵌め入れ、外向きフランジ８と内向きフランジ９の対向面間にこれら両フランジを軸方向外方に付勢する付勢部材１２が備えられている。【選択図】 図１

Description

この発明は、管継手に関し、特に、温度変化時のシール性の低下を防止する管継手に関する。

管継手として、例えば、互いに連通する流体通路を有している１対の継手部材と、１対の継手部材の突合わせ端面の間に介在させられる円環状ガスケットとを備えており、いずれか一方の継手部材に設けられた雄ねじ部材と他方の継手部材に設けられた雌ねじ部材とによって１対の継手部材同士が結合されるものが知られている。

特許文献１には、一方の継手部材は、外向きフランジを有する円筒状のスリーブとされ、雌ねじ部材は、スリーブの外向きフランジに対向する内向きフランジを有し、スリーブに嵌められるナットとされているものが開示されている。

特開２０１４−８４８８６号公報

上記従来の管継手は、ガスケットを塑性変形させて面シールを行うことで、シール性に優れており、種々の用途で使用されている。例えば、外気温が低下する場合や、流す流体が極低温流体の場合においては、継手部材や配管材料の熱収縮によってガスケットなどのシール部材にかかる面圧が低下し、シール性が悪くなる場合がある。

その他、ポンプやコンプレッサ等の振動が大きい条件下で使用されることがあり、この場合には、管継手全体が長期間にわたって繰り返し振動を受けることから、それによりシール部材にかかる面圧が低下し、シール性が悪くなる場合がある。さらに、樹脂製ガスケットを使用すると、樹脂のクリープ変形・応力緩和の進行で、シール部材にかかる面圧が低下し、シール性が悪くなる場合がある。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的は、継手部材同士を連結する管継手であって、継手部材等の温度変化によりシール面圧の低下、管全体に振動を受けた時のシール面圧の低下、樹脂ガスケットのクリープ変形・応力緩和によるシール面圧の低下等によっても流体の漏れを生じさせることのないシール性の優れた管継手を提共することにある。

上記課題を解決するためになされた本発明（１）による管継手は、少なくとも一方に流体通路が形成されている１対の継手部材と、いずれか一方の継手部材が挿通される雌ねじ部材とを備え、他方の継手部材に形成された雄ねじまたは他方の継手部材に取り付けられた雄ねじ部材の雄ねじと前記雌ねじ部材の雌ねじとによって前記１対の継手部材同士が結合される管継手において、前記一方の継手部材は、外向きフランジを有する円筒状のスリーブとされ、前記雌ねじ部材は、雌ねじと前記外向きフランジに対向する内向きフランジとを内周面に形成し、前記スリーブに嵌め入れ、前記外向きフランジと前記内向きフランジの対向面間にこれら両フランジを軸方向外方に付勢する付勢部材が備えられていることを特徴としている。

この本発明（１）の管継手によると、スリーブの外向きフランジと雌ねじ部材（ナット）の内向きフランジの対向面間に付勢部材が備えられていることから、雌ねじ部材を締め付けることで、付勢部材が圧縮され、この付勢部材による復元力は、スリーブをガスケットに向けて押圧する方向に常に働く。この作用によって、温度低下で部材が収縮し、ガスケットにかかる面圧が低下しても、この力でガスケットが押圧されガスケットの面圧の低下を防ぐことができ、流体が管継手から漏れ出すことがなくなる。

また、付勢部材による付勢力は、雌ねじ部材（ナット）の内向きフランジの内面を押す方向にも加わるので、この力の作用によって、雄ねじのねじ山と雌ねじのねじ谷の接触圧を高めるように働く。これにより、繰り返しの振動によるねじの緩みが防止され、管継手全体が長期間にわたって繰り返し振動を受けた場合であっても、シール性が確保され、部品の破損も防止される。

さらに、樹脂製のガスケットを使用すると、クリープ変形・応力緩和によってガスケットが変形をしてシール面圧が低下する場合がある。このようなシール面圧の低下も、付勢部材による付勢力の作用によって防止することができる。

継手同士を結合するねじ手段は種々の構成が可能であり、例えば、一対の継手部材のいずれか一方に雄ねじ部が形成され、継手部材の雄ねじ部にねじ合わされた雌ねじ部材（ナット）によって、両継手部材が結合されてもよく、一対の継手部材がいずれも雄ねじ部が形成されていないスリーブとされ、別部材とされた雄ねじ部材とナットとによって、両継手部材が結合されてもよい。

本発明（２）の管継手は、前記付勢部材が、圧縮コイルばねである本発明（１）に記載の継手である。

本発明（２）においては、付勢部材を低コストの圧縮コイルばねとしているので、コストアップにならず、シンプルな構成なので、安定して振動によるねじの緩みを防止することができる。

本発明（３）の管継手は、付勢部材が、１または２以上の環状の皿ばねである本発明（１）に記載の継手である。

本発明（３）においても、付勢部材を低コストの皿ばねとしているので、コストアップにならず、シンプルな構成なので、安定して振動による緩みを防止することができる。

本発明（４）の管継手は、前記圧縮コイルばねの両端に、前記外向きフランジおよび前記内向きフランジにそれぞれ当接する円環状のリング体が備えられ、該リング体がフッ素樹脂コートされている本発明（２）に記載の継手である。

本発明（４）の管継手において、圧縮コイルばねの両端に、前記外向きフランジおよび前記内向きフランジにそれぞれ当接する円環状のリング体が備えられ、該リング体がフッ素樹脂コートされているので、継手締結時の管等の供回りを防止することができる。

本発明（５）の管継手は、本発明（３）の管継手であって、１の皿ばねが備えられている場合は当該皿ばねの両端に、２以上の皿ばねが備えられている場合は両端の皿ばねの軸方向外方端に、前記外向きフランジおよび前記内向きフランジにそれぞれ当接する円環状のリング体が備えられ、該リング体がフッ素樹脂コートされている管継手である。

本発明（５）の管継手において、１の皿ばねが備えられている場合は当該皿ばねの両端に、２以上の皿ばねが備えられている場合は両端の皿ばねの軸方向外方端に、前記外向きフランジおよび前記内向きフランジにそれぞれ当接する円環状のリング体が備えられ、該リング体がフッ素樹脂コートされているので、継手締結時の管等の供回りを防止することができる。

この発明の管継手によると、付勢部材による付勢力によって、温度低下等によるシール面圧の低下を防止でき、シール性の向上を図ることができる。

図１は、この発明による管継手の第１実施形態を示す縦断面図である。 図２は、この発明による管継手の第２実施形態を示す縦断面図である。 図３は、この発明による管継手の第３実施形態を示す縦断面図である。 図４は、この発明による管継手の第４実施形態を示す縦断面図である。 図５は、この発明による管継手の第５実施形態を示す縦断面図である。 図６は、この発明による管継手の第６実施形態を示す縦断面図である。 図７は、この発明による管継手の第７実施形態を示す縦断面図である。

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下左右は、図面上の上下左右をいうものとする。

図１は、この発明による管継手の第１実施形態を示しており、この管継手１は、流体通路３ａを有する継手部材３（以下、スリーブ３ともいう。）と、継手部材２Ａを有し、継手部材２Ａは、流体通路を有していない。継手部材２Ａは、一般に閉止栓と呼ばれるもので（以下、閉止栓２Ａともいう。）、閉止栓２Ａは一時的に該当する配管を取り外して使用する場合等に用いられるものである。

閉止栓２Ａの外周には、雄ねじ４ａが形成され、左側端部には外向きフランジ５が形成されている。

閉止栓２Ａの端面（図例右側端面）とスリーブ３の端面（図例左側端面）との間に円環状のガスケット６と、スリーブ３側から閉止栓２Ａに螺合される雌ねじ部材７（以下、ナット７ともいう。）とを備えている。

スリーブ３は、円筒状をなし、その左端部には、外向きフランジ８が設けられている。ナット７の右端部には内向きフランジ９が設けられている。

閉止栓２Ａの雄ねじ４ａとナット７の雌ねじ７ａとを締めあげて締結すると、閉止栓２Ａおよびスリーブ３の端面には、ガスケット押え用環状突起２ｂ、３ｂがそれぞれ形成されているので、これによって、流体通路３ａ内の流体の漏洩を確実に防止する。

ガスケット６はニッケル合金製で、必要に応じて銀メッキが施される。ガスケット６の材質として、オーステナイト系ステンレス鋼、銅またはアルミニウム合金などが適宜採用される。

スリーブ３の外向きフランジ８の右側端面とナット７の内向きフランジ９の左側端面間に付勢部材（圧縮コイルばね１２）が備えられており、閉止栓２Ａの雄ねじ４ａとナット７の雌ねじ７ａとを締めあげて締結すると圧縮コイルバネ１２は左右から押圧されて、その反力として、ガスケット６には左に向かう方向に、内向きフランジ９には右に向かう方向に力を及ぼす。その結果、ガスケット６に向かう押圧力が生じ、ガスケットのシール部の面圧の低下が起こらずに流体が漏れることがなくなる。

内向きフランジ９には右に向かう方向に力が発生するので、この力によって雄ねじ４ａのねじ山斜面と雌ねじ７ａのねじ谷斜面を互いに押圧する圧力が上がりねじが緩みにくくなる。

圧縮コイルばね１２による付勢力の調整は、ばね材質、ばねの巻き数、ばね径等の諸パラメータを適宜決めて、ばね定数を調節することによって容易に行うことができる。

図２に示す実施例２の管継手は、図１に示す実施例１の管継手と類似するもので、付勢部材を圧縮コイルばね１２から皿ばね１３に変更したものである。図２に示す管継手では、皿ばね１３を５枚互いに対向させて配置している。

図１に示す実施例１の圧縮コイルばね１２のときと同じく、閉止栓２Ａの雄ねじ４ａとナット７の雌ねじ７ａとを締めあげて締結すると皿ばね１３は左右から押圧されて、その反力として、ガスケット６には左に向かう方向に、内向きフランジ９には右に向かう方向に力を及ぼす。その結果、ガスケット６に向かう押圧力が生じ、ガスケットのシール部の面圧の低下が起こらずに流体が漏れることがなくなる。

内向きフランジ９には右に向かう方向に力が発生するので、この力によって雄ねじ４ａのねじ山斜面と雌ねじ７ａのねじ谷斜面を互いに押圧する圧力が上がりねじが緩みにくくなる。

皿ばね１３による付勢力の調整は、皿ばね材質、皿ばねの形状等の諸パラメータを適宜決めることによって容易に行うことができる。

図３に示す実施例３の管継手は、図１に示す実施例１の管継手と類似するもので、圧縮コイルばね１２の両端に、外向きフランジ８および内向きフランジ９にそれぞれ当接する円環状のリング体１４が備えられ、該リング体１４がフッ素樹脂コートされている管継手である。フッ素樹脂コートされているので、外向きフランジ８や内向きフランジ９の内面との摩擦係数が小さくなるので、スリーブ３等が締結時に供回りいなくなる。

図４に示す実施例４の管継手は、継手部材２は流体通路２ａを有するスリーブとされ（以下スリーブ２という。）、その右端部に外向きフランジ８が形成されている。スリーブ２には左方から雄ねじ部材４が嵌め入れられ、この雄ねじ部材４に形成された雄ねじ４ａとナット７の雌ねじ７ａとが螺合して管継手１は締結される。

スリーブ３の外向きフランジ８の右端面とナット７の左側端面間に圧縮コイルバネ１２が備えられている。図１に示す実施例１と同じく、スリーブ３の外向きフランジ８の右側端面とナット７の内向きフランジ９の左側端面間に付勢部材（圧縮コイルばね１２）が備えられており、雄ねじ部材４の雄ねじ４ａとナット７の雌ねじ７ａとを締めあげて締結すると圧縮コイルバネ１２は左右から押圧されて、その反力として、ガスケット６には左に向かう方向に、内向きフランジ９には右に向かう方向に力を及ぼす。その結果、ガスケット６に向かう押圧力が生じ、ガスケットのシール部の面圧の低下が起こらずに流体が漏れることがなくなる。

内向きフランジ９には右に向かう方向に力が発生するので、この力によって雄ねじ４ａのねじ山斜面と雌ねじ７ａのねじ谷斜面の互いに押圧する圧力が上がりねじが緩みにくくなる。

図５に示す実施例５の管継手は、図４に示す実施例４の管継手と類似し、圧縮コイルばね１２が皿ばね１３に変更になったもので、その作用効果は図２に示す実施例２の管継手と同様なので説明は省略する。

図６に示す実施例６の管継手は、図５に示す実施例５の管継手と類似し、皿ばね１３の両端に図３に示す実施例３のリング体１４が備えられたもので、その作用効果は図３に示す実施例３の管継手と同様なので説明は省略する。

図７に示す実施例７の管継手は、雄ねじ４ａを形成した雄ねじ部材４と雄ねじ４ａと螺合する雌ねじ部材７（以下、ナット７ともいう。）とを備える。ナット７は図１〜６と類似した形状である。

ナット７に管部材３Ｂを嵌め入れ、雄ねじ部材４の雄ねじ４ａとナット７の雌ねじ７ａとを締めあげることにより、管部材３Ｂと雄ねじ部材４とを締結し、管継手１を構成する。管部材３Ｂを締結する際のシール機構として、２つのリング（フロントリングＦＲとバックリングＢＲ）を備えており、バックリングＢＲは外向きフランジＢＲａを有している。

管部材３Ｂと雄ねじ部材４とを締結する際、２つのリングＦＲ・ＢＲは管部材３Ｂに食い込み一体となる。管部材３Ｂと外向きフランジＢＲａを有したバックリングＢＲとが一体となることにより、図１のスリーブ３と同等の機能をもつ。

外向きフランジＢＲａの右側端面とナット７の内向きフランジ９の左側端面間に付勢部材（圧縮コイルばね１２）が備えられている。付勢部材は皿ばねでもよく、作用効果は、図１〜６に示す実施例１〜６の管継手と同様なので説明は省略する。

以上説明したように、本発明は、温度変化によりシール面圧が低下する場合、管全体に振動を受けた時のシール面圧が低下する場合、樹脂ガスケットのクリープ現象によるシール面圧の低下する場合等の環境下でも好適に用いることができる。この際、付勢部材（圧縮コイルばね、皿ばね等）を追加することで、既存の管継手を改良して使用することもできる。

１ ：管継手
２ ：スリーブ（継手部材）
２ａ：流体通路
２ｂ：環状突起
２Ａ：閉止栓（継手部材）
３ ：スリーブ（継手部材）
３ａ：流体通路
３ｂ：環状突起
４ ：雄ねじ部材
４ａ：雄ねじ
５ ：外向きフランジ
６ ：ガスケット
７ ：ナット（雌ねじ部材）
７ａ：雌ねじ
８ ：外向きフランジ
９ ：内向きフランジ
１２：圧縮コイルばね（付勢部材）
１３：皿ばね（付勢部材）
１４：リング体

Claims (4)

1. 少なくとも一方に流体通路が形成されている１対の継手部材と、
   いずれか一方の継手部材が挿通される雌ねじ部材とを備え、
   他方の継手部材に形成された雄ねじまたは他方の継手部材に取り付けられた雄ねじ部材の雄ねじと前記雌ねじ部材の雌ねじとによって前記１対の継手部材同士が結合される管継手において、
   前記一方の継手部材は、外向きフランジを有する円筒状のスリーブとされ、
   前記雌ねじ部材は、雌ねじと前記外向きフランジに対向する内向きフランジとを内周面に形成し、前記スリーブを嵌め入れ、
   前記外向きフランジと前記内向きフランジの対向面間にこれら両フランジを軸方向外方に付勢する付勢部材が備えられていることを特徴とする管継手。
2. 前記付勢部材が、圧縮コイルばねである請求項１に記載の管継手。
3. 前記付勢部材が、１または２以上の環状の皿ばねである請求項１に記載の管継手。
4. 前記付勢部材の両端に、前記外向きフランジおよび前記内向きフランジにそれぞれ当接する円環状のリング体が備えられ、該リング体がフッ素樹脂コートされている請求項１に記載の継手。
   

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