説明

ノンボルト継手構造およびノンボルト継手構造を形成する方法

【課題】現場での作業が簡便で、かつ、可撓性のある接合が可能な、ノンボルト継手構造を提供する。
【解決手段】受口部301aと挿口部302aとの間に介挿されて、受口部301aと挿口部302aとの間をシールするシールリング303と、受口部301aの内周面316に設けられ受口部301の先端に行くに従い径小となる面から形成された係合面344と、第2流体管302が塑性変形されることで径方向Rの外方に向って拡径された膨らみ部340とを有し、膨らみ部340の外周面325に301aの係合面344が係合していることで、第2流体管302の離脱防止が図られることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ノンボルト継手構造および前記ノンボルト継手構造を形成する方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鋼管の接合または鋼管とフランジその他の継手とを係合させる手段として、溶接接合やボルトを用いたメカニカル接合などが行われている。
【特許文献1】特開平4−15384号
【0003】
しかし、これらは作業設備や作業環境の保持が大変であったり、部品点数が多い。
【0004】
本発明の主目的は、現場での作業が簡便で、かつ、可撓性のある接合が可能な、ノンボルト継手構造を提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記ノンボルト継手構造を形成する方法を提供することである。
【0005】
前記目的を達成するために、本発明のノンボルト継手構造は、第1流体管の受口部に、変形により加工硬化を生じる金属からなる第2流体管の挿口部が挿入され、2つの管同士をボルトを用いることなく互いに接続した流体管のノンボルト継手構造であって、前記受口部と前記挿口部との間に介挿されて、前記受口部と挿口部との間をシールするシールリングと、前記受口部の内周面に設けられ前記受口部の先端に行くに従い径小となる面から形成された係合面と、前記第2流体管が塑性変形されることで径方向の外方に向って拡径された膨らみ部とを有し、前記膨らみ部の外周面に前記受口部の係合面が係合していることで、前記第2流体管の離脱防止が図られることを特徴とする。
【0006】
本発明によれば、従来の接合とは異なり、第2流体管の前記膨らみ部の外周面に、第1流体管の前記係合面が係合することにより、2つの管が接合されるので、第2流体管の離脱を防止することができる。
さらに、第2流体管が塑性変形された膨らみ部は加工硬化により、その形状が保たれるため、経時的に前記膨らみ部が変形するおそれが少ない。そのため、第1流体管と第2流体管とが不用意に離脱するおそれが少ない。
また、第2流体管は単に直管を切断したものを受口部に挿入可能である。したがって、部品点数も少なくなる。
また、第2流体管を治具で塑性変形させることにより、2つの管同士を接続するので、製造時の接続も容易になる。
また、押輪や継手を用いる必要がないので、大幅なコストダウンを図り得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
また、膨らみ部の縦断面形状が径方向の外方に向かって膨らむように湾曲していれば、前記膨らみ部の外周面が第1流体管の内側に沿って屈曲可能であるため可撓性が高くなる。
本発明において、前記膨らみ部は、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径大となる第1テーパ状部を有し、この第1テーパ状部に前記係合面が係合しているのが好ましい。
かかる態様によれば、第1テーパ状部に対応する膨らみ部の部分は、受口部の奥に行くに従い径大となるテーパ状に形成され、当該テーパ状の部分に係合面が係合することにより、第1流体管の抜けを防止することができる。
【0008】
さらに、前記膨らみ部は、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径小となる第2テーパ状部を前記第1テーパ状部の奥に有しているのが好ましい。
かかる態様に形成された膨らみ部は略樽状に形成されるので、第1流体管内に第2流体管が関節状に係合することにより、可撓性が向上する。
【0009】
本発明において、前記シールリングの位置は前記係合面の位置よりも前記受口部の奥の位置に配置されているのが好ましい。
かかる態様によれば、第1流体管と第2流体管との接合部分をコンパクトに形成し得る。
【0010】
前記目的を達成するために、本発明のノンボルト継手構造を形成する方法は、前記変形前の第2流体管を前記受口部に挿入する挿入工程と、前記挿入工程の後に、前記第2流体管の内側から径方向の外方へ向かう力を前記第2流体管に加えて、当該第2流体管を拡径させることで、前記第2流体管の塑性変形を実行する拡径工程とを備えたことを特徴とする。
【0011】
実施例1:
以下、本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図1Aおよび図1Bは実施例1を示す。
ノンボルト継手構造:
図1Aに示すように、金属製の第1流体管301の受口部301aには、管状の第2流体管302の挿口部302aが挿入されている。第2流体管302は、変形により加工硬化を生じる金属からなり、たとえば、鋼管、ステンレススチール管または銅管などからなる。
【0012】
図1Bに示すように、前記受口部301aと挿口部302aとの間には、たとえば、ゴム等からなるシールリング303が介挿され、該シールリング303によって受口部301aと挿口部302aとの間がシールされている。
【0013】
前記第2流体管302の挿口部302aの内周面316には、管状で金属製の第2流体管302が嵌合している。前記第2流体管302は、塑性変形されて、第1流体管301の径方向Rの外方に向って膨らむように縦断面形状が湾曲した膨らみ部340が形成されている。
前記膨らみ部340は、第1流体管301の径方向の外方に向って膨らむように変形されて、加工硬化されている。前記膨らみ部340の外周面325は、球面状に形成されている。
【0014】
一方、第1流体管301の受口部301aの内周面316には、該受口部301aの先端に行くに従い径小となる係合面344が形成されている。
前記係合面344には、前記第2流体管302の外周面325に係合して、第2流体管302が第1流体管301の受口部301aから離脱するのを防止する係合突部311が形成されている。係合突部311は、第1流体管301に一体に形成され、たとえば、複数の円環状の突条や刺状の多数の突起からなる。なお、多数の刺状の突起を係合突部311として採用した場合には、第2流体管302の周方向への回転を防止することもできる。
【0015】
膨らみ部340:
前記第2流体管302の膨らみ部340は、第1流体管301の受口部301aの奥方向X2に行くに従い、徐々に径大となる第1テーパ状部341を有している。この第1テーパ状部341には、第1流体管301の前記係合突部311が係合している。
したがって、第2流体管302の膨らみ部340の外周面325に、第1流体管301の係合面344が係合することで、第1流体管301からの第2流体管302の離脱の防止が図られる。
更に、前記係合突部311が、第2流体管302の膨らみ部340に食い込み係合することにより、第2流体管302の離脱防止機能の向上が図られる。
【0016】
ここで、施工後に、第2流体管302内に流体の圧力が作用すると、前記流体の圧力により第2流体管302が離脱方向X1に若干移動し、膨らみ部340に係合突部311が食い込み、第2流体管302が第1流体管301から離脱するのが防止される。したがって、製造時には、膨らみ部340に係合突部311が接触するか、あるいは、若干食い込む程度に膨らみ部340を拡径すればよい。
【0017】
一方、第2流体管302の膨らみ部340は、第1流体管301の受口部301aの奥方向X2に行くに従い、徐々に径小となる第2テーパ状部342を有している。
すなわち、膨らみ部340は、第1流体管301の受口部301aの奥方向X2に行くに従い、徐々に径大となった後、徐々に径小となる樽状に形成されている。
【0018】
シールリング303:
前記シールリング303の位置は、第1流体管301の係合突部311の位置よりも前記受口部301aの奥側X2に配置されている。この実施例では、シールリング303は膨らみ部340の頂部300に接触している。
【0019】
治具5;
前記第2流体管302を塑性変形させて膨らみ部340を形成するには、たとえば、図1Aおよび図1Bに示す治具5を用いて行う。
図1Aに示すように、前記治具5は、押圧部50、筒部51およびスライダ52を備えている。前記筒部51は、第1流体管301および第2流体管302の管軸方向Xに沿って延長された筒状に形成されており、該筒部51の前記奥方向X2の端部には、第1鍔部53が形成されている。
【0020】
前記スライダ52は、筒部51の中を管軸方向Xにスライド自在に形成されており、該スライダ52の先端方向X1の端部には、第2鍔部54が形成されている。
前記筒部51の第1鍔部53と、スライダ52の第2鍔部54との間には、たとえばウレタンゴム等からなるリング状の前記押圧部50が設けられている。
【0021】
ノンボルト継手構造を形成する方法:
第1流体管301と第2流体管302とは、たとえば、工場で互いに接続された後出荷されてもよいし、工事現場等の屋外で接続されてもよい。
【0022】
挿入工程;
まず、図1Aに示すように、変形前の第2流体管302を第1流体管301の受口部301aに挿入する。
【0023】
拡径工程;
前記第2挿入工程後、治具5が第2流体管302内に挿入される。筒部51を第2流体管302に対して固定した状態でスライダ52を前記奥方向X2に引っ張ると、図1Bに二点鎖線で示す第2鍔部54が実線で示すように奥方向X2に移動する。かかる移動により、押圧部50が第2鍔部54と第1鍔部53との間で押圧されて、第2流体管302に向って押し出される。押圧部50によって、第2流体管302の内側346から径方向Rの外方へ向かう力が加えられ、第2流体管302が塑性変形されて拡径される。第2流体管302の拡径により、該第2流体管302に膨らみ部340が形成される。かかる膨らみ部340が形成されることにより、シールリング303が圧縮変形されて、第2流体管302の外周面325に密着する。
【0024】
治具5の抜取工程;
前記拡径後、スライダ52が先端方向X1に戻されて押圧部50の変形が解除された後、治具5が第2流体管302から抜き取られる。
【0025】
実施例2:
図2Aおよび図2Bは実施例2を示す。
図2Aに示すように、本実施例2の第1流体管301Bは、前述した実施例1とは異なり、該第1流体管301Bに係合突部311(図1A)が形成されていない。
図2Bに示すように、変形後の第2流体管302には、球面状の膨らみ部340が形成されている。第1流体管301のシールリング303には、前記膨らみ部340の頂部300が接触している。
【0026】
図3Aに示すように、第1流体管301Bには、第2流体管302の膨らみ部340に係合する係合面344および許容部345が形成されている。係合面344および許容部345は、前記膨らみ部340の外周面325に沿った球面状に形成されている。
【0027】
したがって、図3Bの矢印で示すように、第2流体管302が第1流体管301に対して、二点鎖線で示す初期状態から実線で示すように屈曲しても、係合面344に第2流体管302の膨らみ部340が係合することにより、第2流体管302が第1流体管301Bから抜け落ちたり、第2流体管302が変形することがない。
一方、許容部345は、球面状に形成されていることで、前記膨らみ部340が管軸L上の点Oを中心に回転するのを許容し、これにより、第2流体管302が第1流体管301に対して屈曲するのを許容する。
【0028】
その他の構成および成形方法は、実施例1と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【0029】
図4Aおよび図4Bは変形例を示す。
図4Aの第1流体管301Cには、第2流体管302の反対側に直管部351からなる挿し口が形成されている。
図4Bの第1流体管301Dには、第2流体管302の反対側に、他の流体管が挿入される第2の受け口352が形成されている。
【0030】
なお、治具5は、第2流体管302に膨らみ部340を形成し得るものであればよい。また、第2流体管を受口部の奥に行くに従い径が大きくなるようにテーパ状に拡径してもよい。
また、前記実施例では、第2流体管302の膨らみ部340が樽状に形成されたが、本発明において、これらの膨らみ部は単に拡径したものであってもよい。すなわち、拡径された第2流体管の外径および内径が、拡径前の第2流体管の内径よりも大きければよい。
【産業上の利用可能性】
【0031】
本発明は、2つの管同士を互いに接続するノンボルト継手構造および前記ノンボルト継手構造を形成する方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】図1Aおよび図1Bは、本発明の実施例1にかかるノンボルト継手構造を形成する方法を示す概略縦断面図である。
【図2】図2Aおよび図2Bは、本発明の実施例2にかかるノンボルト継手構造を形成する方法を示す概略縦断面図である。
【図3】図3Aおよび図3Bは、同ノンボルト継手構造を示す概略縦断面図である。
【図4】図4Aおよび図4Bは変形例にかかるノンボルト継手構造およびノンボルト継手構造を形成するための治具を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【0033】
301:第1流体管
301a:受口部
302:第2流体管
302a:挿口部
303:シールリング
311:係合手段
340:膨らみ部
341:第1テーパ状部
342:第2テーパ状部
344:係合面
345:許容部
X2:奥方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1流体管の受口部に、変形により加工硬化を生じる金属からなる第2流体管の挿口部が挿入され、2つの管同士をボルトを用いることなく互いに接続した流体管のノンボルト継手構造であって、
前記受口部と前記挿口部との間に介挿されて、前記受口部と挿口部との間をシールするシールリングと、
前記受口部の内周面に設けられ前記受口部の先端に行くに従い径小となる面から形成された係合面と、
前記第2流体管が塑性変形されることで径方向の外方に向って拡径された膨らみ部とを有し、
前記膨らみ部の外周面に前記受口部の係合面が係合していることで、前記第2流体管の離脱防止が図られるノンボルト継手構造。
【請求項2】
請求項1において、前記第2流体管の前記膨らみ部は、縦断面形状が径方向の外方に向かって膨らむように湾曲しており、かつ、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径大となる第1テーパ状部を有し、この第1テーパ状部に前記係合面が係合していることを特徴とするノンボルト継手構造。
【請求項3】
請求項2において、前記第1流体管の前記膨らみ部は、前記受口部の奥に行くに従い徐々に径小となる第2テーパ状部を前記第1テーパ状部の奥に有しているノンボルト継手構造。
【請求項4】
請求項3において、前記受口部の前記内周面には、前記第2テーパ状部が対面し、前記受口部の奥に行くに従い径小となっていることで、前記第2流体管が前記第1流体管に対し屈曲するのを許容する許容部が形成されているノンボルト継手構造。
【請求項5】
請求項1,2,3もしくは4において、前記シールリングは前記係合面の位置よりも前記受口部の奥の位置に配置されているノンボルト継手構造。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれか1項において、前記係合面が前記第1流体管に一体に形成されているノンボルト継手構造。
【請求項7】
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のノンボルト継手構造を形成する方法であって、
前記変形前の第2流体管を前記受口部に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程の後に、前記第2流体管の内側から径方向の外方へ向かう力を前記第2流体管に加えて、当該第2流体管を拡径させることで、前記第2流体管の塑性変形を実行する拡径工程とを備えたノンボルト継手構造を形成する方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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