説明

パイプの接続装置

【課題】 パイプ同士の接続を強固、確実に行い、配管を構成するパイプの接続作業を、耐圧性を得るべく軸方向の押圧・締付けで行ないながら、極めて容易化、迅速化し、さらに回転部材、カム部という簡素な構成で実現し得るパイプの接続装置を提供する。
【解決手段】 パッキン10を介して液密的に一体的に接続される一対のパイプと、パイプの突合わせ対向端部の一端を他端に押圧する締結手段20とからなり、各パイプの端部外周には、突合わせ鍔部3,7を備え、一方のパイプの鍔部には、該パイプを他方のパイプに押圧するカム12を放射状に複数個備え、締結手段は、他方のパイプの端部に設けられ、軸方向に規制された範囲で摺動可能であり、締結手段の枠体内周の押圧ローラ27をカムのカム面に臨ませ、締結手段を回転させることで、押圧ローラをカム面に係合させ、各パイプの突合わせ端部相互を軸方向に押圧し、ロックするようにしたパイプの接続装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パイプの突合わせ並びにその中心軸の一致に熟練を要することなく、ワンタッチで着脱可能で、シンプルな構造で、大口径パイプであるにも拘わらず耐圧性の高い接続が可能なパイプの接続装置に関する。本発明によればパイプ(配管ということがある)の分解清掃が容易で、洗浄殺菌などが容易となる。
【背景技術】
【0002】
一般に、配管により原料の移送供給を行なう場合、対象原料が変更されたり、配管をしばらくの間放置していた場合などは、その内周壁或いは配管の継目に付着結合している固形物、有害な微生物等を除去し、清掃する必要がある。
特に醤油麹と食塩水とを加えて調製された醤油諸味を、大型の発酵タンクなどに移送する場合は問題となる。
即ち、醤油諸味を、途中にポンプを具備する固定式の単独配管を介して、夫々発酵タンクに供給する場合、その配管は、使用頻度が1年間に1回〜2回と非常に少ない。即ち、一回使用すると次回使用まで半年或いは一年放置する。そのため、この配管は使用の都度、配管の継目及び内周壁に付着結合している固形物、有害な微生物などを除去し、清掃する必要がある。しかしながら、放置期間が長い配管の場合は、配管内に水、食塩水または殺菌剤水溶液などを通流させるだけは配管の継目及び内周壁に付着結合している固形物、有害な微生物などを充分に洗浄及び殺菌をすることができない欠点を有していた。そして配管の継目を分解して洗浄、殺菌することは可能ではあるが、煩雑となる欠点を有していた。また、諸味を効率的に移送するため、大口径の配管を採用することも検討されているが、パイプの突合わせ並びにその中心軸の一致に熟練を要するという欠点を有する。
【0003】
従来の醤油諸味等の高粘性流体を移送するパイプの接続構造は、一般的にはパイプの接続端部同士にフランジ部を形成し、突合わせたフランジ部相互をボルトで結合している。これによれば、配管の耐圧性は得られるが、配管の切替やメンテナンスなどにおいて、パイプの接続、切り離し作業が極めて面倒、煩雑である。
そこで、接続作業が簡易なパイプ部材の接続構造として、クランプジョイントの接続構造が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】実公昭54−30794号公報
【0005】
特許文献1の技術は、パイプ部材に相当する外筒5(同公報中の符合を用いる。以下同じ)の端部相互の外周に、突合わせ状態で山形状(台形状)に突出するフランジ部6を設ける。このフランジ部6の外周を、クランプジョイント1で押圧・締付するものであるが、具体的には、内周に山形(台形状)の凹部を有し、ヒンジ4で一端部を枢着した半輪7,8でフランジ部6の外周を囲繞・係合し、半輪7,8の一方の他端部に枢着したボルト2を起こし、他方の半輪の溝に係合し、ナット3で締付け、パイプ部材の突合わせ端部の外周を押圧、締付ける構造である。
【0006】
以上の従来技術は、端部のナット3を緩め、ボルト2を揺動させて一方の半輪の溝から外し、拘束を解除された半輪7,8をヒンジ4から開き、フランジ部6から外すことでパイプ材相互の接続を解除することができるので、接続、解除作業が極めて容易化する。
しかしながら、従来のこの構造では、スクリューコンベヤ等のように低圧や超低圧の流体の送給には不都合は生じないが、外周をクランプジョイントで拘束しているだけなので、パイプ材内の内圧が高い場合、即ち、パイプ材内を流通する流体の圧力が高い場合は、上記構造ではクランプジョイントが開いてしまい、接続機能が阻害され、液漏れの事態を招来する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、以上の従来技術に鑑みなされたもので、醤油諸味等を、例えば10kg/cm程度の圧力で配管中を圧送するに際し、接続を強固、確実に行い、配管を構成するパイプの接続作業を、耐圧性を得るべく軸方向の押圧・締付けで行ないながら、極めて容易化、迅速化し、さらに回転部材、カム部という簡素な構成で実現し得るパイプの接続装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
請求項1に係る発明は、パイプの接続装置であって、パッキンを介して液密的に一体的に接続される一対のパイプと、該パイプの突合わせ対向端部の一端を他端に押圧する締結手段とからなり、各パイプの端部外周には、突合わせ鍔部を備え、一方のパイプの鍔部には、該パイプを他方のパイプに押圧するカムを放射状に複数個備え、締結手段は、前記他方のパイプの端部に設けられ、軸方向に規制された範囲で摺動可能、且つ回転可能な枠体を備え、該枠体の内周部に前記カムと対応し、該カムのカム面と係合する押圧ローラを備え、各パイプ同士の端部を突合わせた状態で、前記締結手段の枠体内周の押圧ローラを前記カムのカム面に臨ませ、締結手段を回転させることで、押圧ローラをカム面に係合させ、各パイプの突合わせ端部相互を軸方向に押圧し、ロックするようにしたことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1において、カムを設けた鍔部は、前記押圧ローラを軸方向に挿入する切欠部を放射状に備え、前記カムは傾斜したカム面と、これと連続する平坦面と、平坦面の終端部に設けられ、径方向に突出するストッパとからなることを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項2において、カムの底面と鍔部との間に弾性シートを介装したことをと特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、請求項1において、前記締結手段の外周には、該締結手段を回転操作する複数の操作突起を放射状に備えることを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項4において、前記操作突起の任意のものと係合させ、該締結手段を回転操作する操作アームを、何れかのパイプの外周部に着脱自在に係合、保持させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
請求項1に係る発明では、パイプの端部同士を突合わせ、一方のパイプ端部に設けた締結手段の枠体を他方のパイプ端部に臨ませ、締結手段の押圧ローラをカム面に臨ませて枠体を回転させ、押圧ローラとカム面とのカム作用でパイプの端部同士は軸方向に押圧されて締付けられ、パイプ端部同士は接続される。
従って、パイプの内圧が高まって一対の端部が互いに分離する方向の力(軸方向力)が作用しても、締結手段で軸方向を押圧しているので、一対の端部が分離する心配はない。すなわち、パイプ端部の接続部は軸方向に強固、確実に押圧、接続され、耐圧性の高い接続が行えるため、パイプの内圧を十分に高めることができる。
【0014】
そして本発明の締結装置は、パイプの端部同士を突合わせ、一方のパイプ端部から他方のパイプ端部に移動(摺動)させ、該締結手段を回転させることでカム作用によりパイプの端部同士を軸方向に押圧、締付け、接続するので、接続作業は極めて容易であり、且つパイプの締結手段の操作は回転作業なので、極めて短時間で接続作業が行え、作業効率も良く、極めて有利である。
また本発明の締結装置は、パイプの突き合わせ並びにその中心軸の一致に熟練を要せず、ワンタッチで着脱可能である。
【0015】
また本発明の締結装置は、シンプルな構造であり、大口径パイプであるにも拘わらず耐圧性の高い接続が可能である。そして本発明のパイプ接続装置を利用すると、パイプの分解清掃が容易で、洗浄殺菌などが容易となる。
そして、相当の重量を有する大口径管(例えば20〜30cmの口径)のステンレス鋼管において、迅速な配管組み替えを可能とし、衛生的に原料を移送、供給することが可能となる。
【0016】
請求項2に係る発明では、カムを設けた鍔部は押圧ローラを軸方向に挿入する切欠部を放射状に備え、カムは傾斜したカム面と、これと連続する平坦面と、平坦面の終端部に設けた径方向に突出するストッパとで構成したので、請求項1の効果に加えるに、締結手段を回転させ、押圧ローラと切欠部との位相を合わせて回転を継続することでカム作用で軸方向に押圧・締付け、平坦面及びストッパで軸方向の押圧・締付けを保持することができ、パイプ端部同士の軸方向の押圧・締付けによる接続を、簡易な操作で、迅速に行なうことができるとともに、構造が簡素である。
【0017】
請求項3に係る発明では、カムの底面と鍔部との間に弾性シートを介装したので、カム及びローラからなる複数組のカム締付機構の間に誤差(隙間)があったとしても、弾性シートの弾性作用でこれを吸収し、複数組のカム、ローラ間の当接、押圧を均等にすることができる。
【0018】
請求項4に係る発明では、締結手段の外周にこれを回転操作する複数の操作突起を放射状に設けたので、請求項1の効果に加えるに、締結手段によるパイプ同士の接続作業である回転操作が容易、円滑に行え、操作機構としても構造が簡素である。
【0019】
請求項5に係る発明では、操作突起の任意のものと係合させ、該締結手段を回転操作する操作アームを設け、該操作アームを何れかのパイプの外周部に着脱自在に係合、保持させるようにしたので、請求項4の効果に加えるに、操作アームを操作突起に係合させることで、小さな力で締結手段を回転させ、接続作業が行えるとともに、操作アームをパイプ外周から取り外し、またはパイプに係合保持させるので、操作アームを配管系とは別に収納する必要がなく、操作アームの使用上便利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は、パイプ同士の接続部の分離状態の説明的斜視図、図2は同縦断側面図である。
これら図1、図2に従って説明する。
本発明は配管系を構成するパイプ1と2とを接続する装置で、説明の便宜上パイプを第1パイプ1、第2パイプ2とする。
【0021】
第1パイプ1の突合わせ端部1aの外周には、第1、第2パイプ1,2の接続時に、該パイプ1,2の対向端部を軸方向に押圧、締付ける締結手段である締結腕20が、回転可能、且つ軸方向に少量移動(摺動)可能に装着されている。
締結腕20の枠体21は、基部のリング枠板22と、先部のリング部材23と、パイプ1の軸方向に延設され、この間を繋ぎ、円周方向に所定ピッチ離間して放射状に配設された複数のベース板24…(…は複数を表す。以下同じ)と、ベース板24…間に介設され、リング枠板22とリング部材23とを繋ぐ複数の補強板25…とからなる。
【0022】
締結腕20の枠体21の各ベース板24…の外周には、径方向外方に小径の棒材やパイプ材からなる操作突起26をネジ結合等で夫々突設する。
一方、各ベース板24…の先部の内周には、押圧ローラ27を径方向内方に突出するように配設する。押圧ローラ27は、ベース板24の先部に設けた取付孔24aにボルトで構成した軸部27aを内周から挿入し、外側からナット28で螺締してベース板24に止着し、押圧ローラ27は回転自在である。
【0023】
第1パイプ1の端部1aの外周には、図2で明らかなように、径方向外方に突出する鍔部3を一体に突設し、鍔部3は軸線に直角な背面壁部4と、リング状に端部の軸方向外方に少量突出する凸環部5とを備える。
前記した締結腕20の枠体21のリング板22の内周22aはパイプ1の外周1bに嵌合し、リング板22の内面22bとパイプ1の鍔部3の背面壁部4には、対向するようにリング状の摺り板29,6を貼設した。これにより、パイプ1,2の軸方向への押圧、締付け時における締結腕20の回転、軸方向押圧に伴うリング板22と鍔部3との当り面の摩耗に対処した。
【0024】
第2パイプ2の対向端部2aの外周には鍔部7を一体に突設し、鍔部7の端面には前記した凸環部5に当接して突き合わされる凹環部8をもうけ、凸環部5及び凹環部8は、突合わせ時にセンタリング作用を行なう対称的なテーパー面5a,8aを備える。
パイプ2の突合わせ端面には環状凹部9を設け、これにリング状パッキン(Oリング)10を装着し、第1パイプ1の凸環部5内周の対向する端面1cをパッキン10のシール面とする。
【0025】
第2パイプ2の鍔部7には、図1で明らかなように所定ピッチで切欠部11…を設け、切欠部11…を介して、締結腕20側の押圧ローラ27が第2パイプ2の鍔部7に阻害されることなく軸方向に挿入し得るようにした。従って鍔部7の径方向外方への突出部7a…は、切欠部11…間に径方向に外方に島状に突出して形成されることとなる。
【0026】
以上の鍔部7のパイプ2の突合わせ端面とは反対側の面には、切欠11側を低位とした傾斜面からなるカム12を軸方向に突設する。
カム12は、軸方向に傾斜するカム面13と、カム面12の高位の端部から円周方向に延びる平坦面14を備え、平坦面14の円周方向端部には長さのあるストッパ15を軸方向に突設し、ストッパ15は鍔部7の一部を突出して形成した。
【0027】
ところで、第2パイプ2の外周2bには、軸方向に離間してCバンド17,17を巻き着し、これの切欠部に一方が彎曲した係止部17a,17aを設け、前記した操作突起26よりも十分に長尺の操作パイプ18を用意し、該操作パイプ18を係止部17a,17aを介してパイプ2の軸方向に着脱自在に係合、保持させた。操作パイプ18の内径は、操作突起26に嵌合し得る径とする。
【0028】
図3及び図4はパイプ1,2の接続過程を模式的に示した図で、図3は接続直前を、図4は接続後の状態を示す。
図3に示すように、第1パイプ1の締結腕20を第2パイプ2の突合わせ端部2aにその先部を嵌合し、嵌合に際し、押圧ローラ27…は第2パイプ2の鍔部7の切欠部11…と位置合わせし、切欠部11…を介して鍔部7の突出部7aとの干渉を回避し、破線矢印aのように挿入する。
【0029】
これにより、押圧ローラ27は鎖線で示すようにカム12のカム面13の手前に臨む。爾後、矢印bのよう締結腕20を回転させる。この回転で押圧ローラ27は傾斜面のカム面13にガイドされて図3の左方向、即ちパイプ1,2の端部1a,2aが突合わさる軸方向に、第1パイプ1を第2パイプ2方向に押圧移動させ、締付けることとなる。
押圧ローラ27はカム面13に乗り上げてパイプ1,2相互を軸方向で相寄る方向に押圧、移動させ、図4の矢印cで示すように平坦面14に至る。爾後、締結腕20の回転を継続することで押圧ローラはストッパ15に当接し、位置決めされる。
この状態を図4で示した。
【0030】
以上においては、締結腕20のリング板22と第1パイプの鍔部3の裏面(背面壁部4)とが摺接するが、滑り板6,29により回転摺接が円滑になされ、またリング板22と鍔部3との摩耗も防止される。
ところで、操作突起26…を介して締結腕20を回転操作するものであるが、前記した操作パイプ18を図1にように外し、図1の鎖線で示したように任意の操作突起26に嵌合、装着することで小さな操作力で締結腕20を容易に回転させ、接続作業を行なうことができる。
【0031】
以上のように、第1パイプ1の締結腕20を含んで第2パイプ2の端部に突合わせ、締結腕20を回転操作することでパイプ1,2双方の突合わせ端部を接続することができる。
接続は、押圧ローラ27とカム面13とのカム作用でパイプ1,2の端部同士が軸方向に押圧されて締付けられ、パイプ1,2の端部同士は接続される。これにより、パイプ1,2の内圧が高まり、パイプ1,2端部が互いに分離する方向の力(軸方向力)が作用しても、締結腕20で軸方向を押圧しているので、パイプ1,2端部が分離する心配はない。
従って、パイプ1,2端部の接続部分は軸方向に強固、確実に押圧、接続され、耐圧性の高い接続が行えるため、パイプの内圧を十分に高めることができる。
【0032】
図5は、パイプ1,2の接続状態の縦断側面図である。
この図で明らかなように、締結腕20の先部は第2パイプ2の外周に臨み、押圧ローラ27…は第2パイプ2の鍔部7に設けたカム12の平坦面14に乗り上げ、図では表われない紙面表裏方向の裏面側に設けたストッパ15に当接している。
第1パイプ1の鍔部3の凸環部5は、第2パイプ2の鍔部7の凹環部8に接触し、夫々のテーパー面5a,8aが係合し、パッキン10は第1パイプ1の端部のシール面1cに当接してシールを維持している。
締結腕20のリング板22と第1パイプの鍔部3の裏面の背面壁部4とは、滑り板6,29を介して密着している。
【0033】
図6は、パイプ1,2の接続部の接続状態の外観側面図である。
図で明らかなように、パイプ1,2の接続部の外周を締結腕20が囲繞し、締結腕20側の押圧ローラ27…が第2パイプ2の鍔部7に付設したカム12の平坦面14に臨み、押圧ローラ27はストッパ15に規制されて当該位置を保持し、パイプ1,2の突合わせ端部を軸方向に押圧して締付け、保持していることが理解できる。
【0034】
図5、図6はパイプ1,2の接続状態を示しているが、締結腕20を操作突起26(場合によっては操作アーム18を補助的に用いて)を介して解除方向に回転させることで、押圧ローラ27…は平坦面14からカム12のカム面13を経由して切欠部11に至り、パイプ1,2の軸方向押圧は解除される。切欠11…を介して押圧ローラ27…を図の右方向に抜き出すことで、締結腕20は図2と同様に枠体21のリング板22が第1パイプ1の鍔部3の裏面の背面壁部4から離れ、パイプ1,2は相互に分離される。
このように極めて簡単な操作で、パイプ1,2の接続を解除し、メンテナンスやパイプの洗浄を行なうことができる。
【0035】
図7は、カムの鍔部に対する固定の他の実施の形態を示す。
カムの鍔部に対する固定以外の構成は、上記と同じなので、同じ構成要素には同一符号を付し、説明は省略した。
図7(a)は第2パイプ2の端部の断面図、(b)は(a)部の拡大図である。
第2パイプ2の端部に設けた鍔部7の突合わせ端面と反対側の面には軸方向に開放する凹溝117を設ける。
一方、カム12の底面12aには、弾性シート112を貼設する。
【0036】
弾性シート112は、例えばシリコン製の弾性シートやゴムシート等が好ましい。
弾性シート112を含むカム12の底部12bを、鍔部7に設けた凹溝117に圧入等して装着する。
ところで、本実施の形態では前記したように放射状に4組のカム12…を等角間隔で配設しているが、4組のカム12…及びローラ27…からなるカム締付機構の間に誤差があったとしても、即ち、相互に接続された2本のパイプの開口端面のうち一方又は双方が真円でない場合、或いは一部がゆがんでいる場合であっても、夫々に設けた弾性シート112の弾性作用によりこゆがみ、ズレを吸収することができる。
これにより、複数組のカム、ローラ間の当接、押圧を均等にすることができ、押圧ローラとカムとの係合が良好となる。
【0037】
本発明に係るパイプの接続装置は、醤油諸味などを圧送する配管を構成するパイプ同士の接続装置として好適で、パイプの突合わせ並びにその中心軸の一致に熟練を要することなく、ワンタッチで着脱可能で、シンプルな構造で、しかも耐圧性の高い接続が可能であるので、大口径パイプの接続装置として好適である。
【産業上の利用可能性】
【0038】
本発明に係るパイプの接続装置は、醤油諸味等を圧送する配管を構成するパイプ同士の接続装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】パイプ同士の接続部の分離状態の説明的斜視図である。
【図2】パイプ同士の接続部の分離状態の縦断側面図である。
【図3】パイプの接続過程を模式的に示した図で、接続直前を示す図である。
【図4】パイプの接続過程を模式的に示した図で、接続後を示す図である。
【図5】パイプの接続状態の縦断側面図である。
【図6】パイプの接続部の接続状態の外観側面図である。
【図7】カムの鍔部に対する固定の他の実施の形態を示し、(a)は第2パイプの端部の断面図、(b)は図(a)のb部の拡大図である。
【符号の説明】
【0040】
1,2…パイプ、 1a,2a…突合わせ端部、 3,7…鍔部、 10…パッキン、 12…カム、 13…カム面、 14…平坦面、 15…ストッパ、 18…操作アーム、 20…締結手段である締結腕、 21…枠体、 26…操作突起、 27…押圧ローラ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
パッキンを介して液密的に一体的に接続される一対のパイプと、該パイプの突合わせ対向端部の一端を他端に押圧する締結手段とからなり、
前記各パイプの端部外周には、突合わせ鍔部を備え、一方のパイプの鍔部には、該パイプを他方のパイプに押圧するカムを放射状に複数個備え、
前記締結手段は、前記他方のパイプの端部に設けられ、軸方向に規制された範囲で摺動可能、且つ回転可能な枠体を備え、該枠体の内周部に前記カムと対応し、該カムのカム面と係合する押圧ローラを備え、
前記各パイプ同士の端部を突合わせた状態で、前記締結手段の枠体内周の押圧ローラを前記カムのカム面に臨ませ、締結手段を回転させることで、押圧ローラをカム面に係合させ、各パイプの突合わせ端部相互を軸方向に押圧し、ロックするようにした、
ことを特徴とするパイプの接続装置。
【請求項2】
前記カムを設けた鍔部は、前記押圧ローラを軸方向に挿入する切欠部を放射状に備え、前記カムは傾斜したカム面と、これと連続する平坦面と、平坦面の終端部に設けられ、径方向に突出するストッパとからなることを特徴とする請求項1記載のパイプの接続装置。
【請求項3】
前記カムの底面と鍔部との間に弾性シートを介装したことをと特徴とする請求項2記載のパイプ接続装置。
【請求項4】
前記締結手段の外周には、該締結手段を回転操作する複数の操作突起を放射状に備えることを特徴とする請求項1記載のパイプの接続装置。
【請求項5】
前記操作突起の任意のものと係合させ、該締結手段を回転操作する操作アームを、何れかのパイプの外周部に着脱自在に係合、保持させるようにしたことを特徴とする請求項4記載のパイプの接続装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2006−9865(P2006−9865A)
【公開日】平成18年1月12日(2006.1.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−185151(P2004−185151)
【出願日】平成16年6月23日(2004.6.23)
【出願人】(000004477)キッコーマン株式会社 (212)
【Fターム(参考)】