フレキシブルボールジョイントのユニット、同ユニットの組み立て方法および同ユニットを用いた配管方法
【課題】本発明の目的はポリエチレン管の管路に容易に適用することのできるフレキシブルボールジョイントのユニットを提供することである。
【解決手段】球面状の凸面１３を持つ金属製の第１流体管１Ａと、第１流体管１Ａは凸面１３の反対側に凸面１３に覆われ湾曲して凹んだ内面１０１を持つ第１受口部１０Ａを有し、凸面１３が嵌り凸面１３に対し所定の回転中心Ｏを中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面１４を持つ金属製の第２流体管１Ｂと、第１挿口部１２Ａを有し第１挿口部１２Ａが拡径された状態で第１流体管１Ａの第１受口部１０Ａに嵌り込み、かつ、第１受口部１０Ａから露出した第１外端面２１０を持つ第１ポリエチレン管２Ａと、第１ポリエチレン管２Ａの第１挿口部１２Ａが拡径された状態を保持するために第１挿口部１２Ａの内周面に嵌り込んだ第１インナーコア４Ａとを備える。
【解決手段】球面状の凸面１３を持つ金属製の第１流体管１Ａと、第１流体管１Ａは凸面１３の反対側に凸面１３に覆われ湾曲して凹んだ内面１０１を持つ第１受口部１０Ａを有し、凸面１３が嵌り凸面１３に対し所定の回転中心Ｏを中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面１４を持つ金属製の第２流体管１Ｂと、第１挿口部１２Ａを有し第１挿口部１２Ａが拡径された状態で第１流体管１Ａの第１受口部１０Ａに嵌り込み、かつ、第１受口部１０Ａから露出した第１外端面２１０を持つ第１ポリエチレン管２Ａと、第１ポリエチレン管２Ａの第１挿口部１２Ａが拡径された状態を保持するために第１挿口部１２Ａの内周面に嵌り込んだ第１インナーコア４Ａとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる可撓管継手と呼ばれるフレキシブルボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
水やガスのフレキシブルボールジョイントとして、ユニバーサルジョイントのように球面スベリ軸受の構造を有し、所定の立体角の範囲において、あらゆる方向に屈曲が可能な可撓管継手が周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＪＰ５−２４０３９４Ａ（要約）
【特許文献２】ＪＰ２００４−２２５８３７Ａ（要約）
【特許文献３】ＪＰ２００８−３０３９０１Ａ（要約）
【発明の概要】
【０００４】
前記特許文献１，２には可撓部に直管部を現場で溶着する構造が開示されている。
しかし、かかる可撓部に直管部を溶着する作業はスタンダードな作業でないため、作業が難しいだろう。
【０００５】
前記特許文献３には、ポリエチレン管の挿口部を直管の受口部に挿入して固定する技術が開示されている。しかし、可撓部にポリエチレン管を挿入して固定することについては開示されていない。
【０００６】
したがって、本発明の目的はポリエチレン管の管路に容易に適用することのできるフレキシブルボールジョイントのユニットを提供することである。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明のフレキシブルボールジョイントのユニットはポリエチレン管用のフレキシブルボールジョイントのユニットであって、球面状の凸面を持つ金属製の第１流体管と、前記第１流体管は前記凸面の反対側に前記凸面に覆われ湾曲して凹んだ内面を持つ第１受口部を有し、前記凸面が嵌り前記凸面に対し所定の回転中心を中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面を持つ金属製の第２流体管と、第１挿口部Ａを有し前記第１挿口部が拡径された状態で前記第１流体管の前記第１受口部に嵌り込み、かつ、前記第１受口部から露出した第１外端面を持つ第１ポリエチレン管と、前記第１ポリエチレン管の第１挿口部が拡径された状態を保持するために前記第１挿口部の内周面に嵌り込んだ第１インナーコアとを備えたユニット。
【０００８】
本発明のフレキシブルボールジョイントのユニットを、硬質のポリエチレン管の管路に設けることで、当該管路が可撓性を発揮する。
特に、金属製の第１流体管に第１ポリエチレン管を介して新設の別のポリエチレンの直管を溶着してノンボルトで接続することができ、かつ、つまり、スタンダードな溶着作業により配管工事を行うことができる。そのため、用い易く、かつ、コストダウンを図り得る。
【０００９】
本発明の好的な実施例においては、前記第２流体管には前記凹面を持つ可撓部に連なり、湾曲して凹んだ内面を持つ第２受口部が一体に形成され、第２挿口部を有し前記第２挿口部が拡径された状態で前記第２流体管の前記第２受口部に嵌り込み、かつ、前記第２受口部から露出した第２外端面を持つ第２ポリエチレン管と、前記第２ポリエチレン管の前記第２挿口部が拡径された状態を保持するために前記第２挿口部の内周面に嵌り込んだ第２インナーコアとを更に備える。
【００１０】
この場合、ユニットをポリエチレン管とポリエチレン管との間に配置できる。
【００１１】
本発明において、前記ユニットを用いた配管方法は、前記ユニットを予め工場で組み立てる工程と、前記組み立てられたユニットの前記第１または第２外端面のうちの一方の外端面を、既に配管済のポリエチレン管の端面に溶着する第１溶着工程と、前記第１溶着工程の後に、前記ユニットの他方の前記外端面に、次に配管する別のポリエチレン管の端面を溶着する第２溶着工程とを備える。
【００１２】
この場合、配管すべきポリエチレン管とユニットの第１または第２ポリエチレン管とを常法に従って配管現場で溶着することで、配管工事を行うことができる。したがって、配管現場における配管作業が容易である。
【００１３】
本発明において、前記ユニットを工場で組み立てる方法は、前記第１インナーコアを前記第１ポリエチレン管内に挿入する第１挿入工程と、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第１ポリエチレン管の前記第１挿口部を前記第１流体管の前記第１受口部に挿入する第２挿入工程と、前記第１および第２挿入工程の後に、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第１インナーコアの内側から前記第１インナーコアの径方向の外方へ向かう力を前記第１インナーコアに加えて前記第１インナーコアを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第１インナーコアが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第１インナーコアの拡径により、前記第１インナーコアにより前記第１挿口部の内周面が前記外方に向かって押されて前記第１挿口部が前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第１挿口部が前記第１受口部から離脱しないように前記第１受口部の前記内面に嵌り込む第１拡径工程と、前記第２インナーコアを前記第２ポリエチレン管内に挿入する第３挿入工程と、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第２ポリエチレン管の前記第２挿口部を前記第２流体管の前記第２受口部に挿入する第４挿入工程と、前記第３および第４挿入工程の後に、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第２インナーコアの内側から前記第２インナーコアの径方向の外方へ向かう力を前記第２インナーコアに加えて前記第２インナーコアを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第２インナーコアが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第２インナーコアの拡径により、前記第２インナーコアにより前記第２挿口部の内周面が前記外方に向かって押されて前記第２挿口部が前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第２挿口部が前記第２受口部から離脱しないように前記第２受口部の前記内面に嵌り込む第２拡径工程と、前記第１および第２拡径工程の後に、前記第１流体管と前記第２流体管とを互いに接続する工程とを備える。
【００１４】
この場合、公知のバルジ加工により、第１および第２ポリエチレン管をそれぞれ第１および第２流体管に容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明のフレキシブルボールジョイントの一実施例を示し、図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、屈曲前および屈曲後の状態を示す縦断面図である。
【図２】図２は同ユニットの要部を示す縦断面図である。
【図３】図３Ａは第１流体管の可撓部の開口を示す正面図、図３Ｂは抜止リングを示す正面図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、第１流体管に第１ポリエチレン管を接続する方法を示す縦断面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、第２流体管に第２ポリエチレン管を接続する方法を示す縦断面図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、それぞれ、第１流体管と第２流体管を接続する方法を示す縦断面図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、配管方法を示す一部断面した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本ユニットの好的な実施例においては、前記所定の回転中心から、前記第１ポリエチレン管における前記第１外端面の反対側の第１内端面を含む仮想の平面までの距離が前記第１ポリエチレン管の内径の１／４以下の長さであることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、第１流体管と第２流体管とが屈曲した場合、第１ポリエチレン管の第１内端面の一部が回転中心Ｏを中心に回転し、第２ポリエチレン管の軸線に近づくそのため、流体の流れ抵抗が大きくなり易い。この例の場合、前記距離が小さいので、流れ抵抗が大きくなりにくい。
【００１８】
本ユニットの別の好的な例においては、前記第１流体管の前記第１受口部に一体に形成され、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに屈曲した状態において、前記第１ポリエチレン管の外周面が前記第２流体管の内周面に接触しないように前記第１ポリエチレン管を覆い、かつ、前記第２流体管から突出する突出管部を更に備える。
【００１９】
この場合、第１ポリエチレン管の外周面が第２流体管の内周面に接触せず、そのため、屈曲後の第１ポリエチレン管に応力の集中が生じにくい。
【００２０】
本ユニットの更に好的な例においては、前記第１インナーコア４Ａは前記突出管部の端面から前記第１外端面に向う方向に延びており、前記突出管部の前記端面から前記第１外端面に向かって前記第１ポリエチレン管の内径の１／３以上の長さ突出している。
【００２１】
この場合、突出管部から更に突出した第１ポリエチレン管の部位は第１インナーコアにより、内側から補強されている。そのため、前記応力の集中が更に生じにくくなるだろう。
【００２２】
本発明は添付の図面を参考にした以下の好的な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる説明のためのものであり、本発明の範囲は請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の一実施例が図面にしたがって説明される。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本ユニットＵは鋳鉄製の第１および第２流体管１Ａ，１Ｂと、第１および第２ポリエチレン管２Ａ，２Ｂと、第１および第２インナーコア４Ａ，４Ｂとを備える。
【００２４】
前記第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとは、可撓部１５において球面スベリ軸受けのような周知の構造で互いに屈曲自在に接続されている。これにより、図１Ａの本ユニットＵの埋設後に地盤が沈下等した場合に、本ユニットＵが図１Ｂのように可撓部１５において屈曲することにより、管路の破損を回避することができるだろう。
【００２５】
すなわち、図２の第１および第２流体管１Ａ，１Ｂは、それぞれ、互いに嵌合する球面状の凸面１３および凹面１４を有する。前記凸面１３は凹面１４に嵌り、前記凸面１３と凹面１４とは回転中心Ｏを中心に相対的に摺接して、前記第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに回転することにより、前記凹面１４を持つ可撓部１５において屈曲可能である。
【００２６】
前記第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとの間には、両者の間をシールするための球面用のシールリング１６が介挿されている。前記第２流体管１Ｂの可撓部１５の開口端部１５ｅには抜止リング１７が挿入されている。
【００２７】
前記抜止リング１７は第２流体管１Ｂに形成された凹面１４と同じ曲率の球面状の凹面１７ｆを有する。なお、図３Ｂの抜止リング１７は図３Ａの前記開口端部１５ｅの開口１５０から挿入された後、たとえば９０°回転された状態で、図２の可撓部１５に収容されると共に、第１および第２流体管１Ａ，１Ｂに係合して、第１流体管１Ａが第２流体管１Ｂから離脱するのを防止する。
【００２８】
前記第１流体管１Ａは凹状の第１受口部１０Ａを有する。前記第１受口部１０Ａは凸面１３の反対側において前記凸面１３に覆われた内面１０１を有している。前記内面１０１は樽状に湾曲して凹んでいる。一方、前記第２流体管１Ｂの可撓部１５には、第２受口部１０Ｂが一体に連なっている。
【００２９】
前記第１ポリエチレン管２Ａは、第１挿口部１２Ａを有し前記第１挿口部１２Ａが拡径された状態で前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに嵌り込み、かつ、図１Ａのように、前記第１受口部１０Ａから露出した第１外端面２１０を持つ。図２の前記第１インナーコア４Ａは前記第１ポリエチレン管２Ａの第１挿口部１２Ａが拡径された状態を保持するために前記第１挿口部１２Ａの内周面に嵌り込んでいる。
【００３０】
前記所定の回転中心Ｏから、前記第１ポリエチレン管２Ａにおける前記第１外端面２１０の反対側の第１内端面２１１を含む仮想の平面までの距離は前記第１ポリエチレン管２Ａの内径の１／４以下の長さに設定されている。このように設定されていることで、図１Ｂの屈曲状態において、前記第１内端面２１１上における第１ポリエチレン管２Ａの部位２１２が第２ポリエチレン管２Ｂの第２軸線Ｌ２に接近せず、そのため、スムースな流体の流れが期待できる。
【００３１】
図２において、第１内端面２１１は第１流体管１Ａに一体に形成され、第１ポリエチレン管２Ａの第１軸線Ｌ１に向かって延びる円環状の第１ストッパ１９Ａに当接している。本実施例の場合、第１ストッパ１９Ａは第１軸線Ｌ１に直交し、かつ回転中心Ｏを含む仮想の平面に沿って延びている。
【００３２】
前記第１流体管１Ａは突出管部１８を備える。この突出管部１８は、前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに一体に形成され、図１Ｂの前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに屈曲した状態において、前記第１ポリエチレン管２Ａの外周面が前記第２流体管１Ｂの内周面に接触しないように前記第１ポリエチレン管２Ａを覆い、かつ、前記第２流体管１Ｂの可撓部１５から第１軸線Ｌ１に沿う方向に突出する。
【００３３】
前記第１インナーコア４Ａは前記突出管部１８の端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向う方向に延びており、前記突出管部１８の前記端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向かって前記内径の１／３以上の長さ突出している。
【００３４】
前記第２ポリエチレン管２Ｂは第２挿口部１２Ｂを有し前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態で前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂに嵌り込み、かつ、図１Ｂのように、前記第２受口部１０Ｂから露出した第２外端面２２０を持つ。図２の前記第２インナーコア４Ｂは前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態を保持するために前記第２受口部１０Ｂの内周面に嵌り込んでいる。
【００３５】
前記各受口部１０Ａ，１０Ｂと各挿口部１２Ａ，１２Ｂとの間には、それぞれ、たとえば、ゴム等からなる第１および第２シールリング３Ａ，３Ｂが介挿され、該シールリング３Ａ，３Ｂによって前記受口部と前記挿口部との間がシールされている。
【００３６】
前記各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂの挿口部１２Ａ，１２Ｂの内周には、管状の金属製の前記インナーコア４Ａ，４Ｂが嵌合している。前記各インナーコア４Ａ，４Ｂは、たとえば後述の治具により塑性変形されたものである。これにより、流体管１Ａ，１Ｂの径方向の外方に向かって膨らむように縦断面形状が湾曲した膨らみ部４０が前記インナーコア４Ａ，４Ｂに形成されている。
各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂの挿口部１２Ａ，１２Ｂが流体管１Ａ，１Ｂの径方向の外方に向かって膨らむように変形された膨らみ部２０は、前記インナーコア４の膨らみ部４０に沿って形成されている。すなわち、膨らみ部２０の外周面は、湾曲した凸状に形成されている。
【００３７】
一方、各流体管１Ａ，１Ｂの受口部１０Ａ，１０Ｂの内周には、前記ポリエチレン管２Ａ，２Ｂの外周面に係合して、各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂが各流体管１Ａ，１Ｂの受口部１０Ａ，１０Ｂから離脱するのを防止する第１および第２係合手段１１Ａ，１１Ｂが形成されている。各係合手段１１Ａ，１１Ｂは、各流体管１Ａ，１Ｂに一体に形成され、たとえば、円環状の突条や刺状の多数の突起からなる。
【００３８】
なお、前記各係合手段１１Ａ，１１Ｂ、前記各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂおよび各インナーコア４Ａ，４Ｂの構造やその製造方法は、ＷＯ２００８／１４９５９０Ａ１やＵＳ２００８／０３０２７７Ａ１に開示されており、その記述がここに組み込まれる。
【００３９】
前記インナーコア４Ａ，４Ｂを塑性変形させて膨らみ部４０を形成するには、たとえば、図４Ａおよび図５Ａに示す治具５が用いられる。なお、図４Ａの治具５と図５Ａの治具５とは機能的には同一であり、以下、図４Ａの治具５を例にとって説明する。
図４Ａ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１Ａおよび第１ポリエチレン管２Ａ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の端部には、第１鍔部５３が形成されている。
【００４０】
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。なお、押圧部５０の軸方向の長さは、インナーコア４を塑性変形させる領域の大半にわたって設けるのが好ましい。
【００４１】
本ユニットを形成する方法：
第１挿入工程；
まず、第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で図４Ａに示す変形前の第１ポリエチレン管２Ａの挿口部１２Ａの内周側に、外径が一様な変形前の第１インナーコア４Ａが挿入される。
【００４２】
第１挿入工程；
その後、第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに分離されたままの状態で、前記第１インナーコア４Ａを挿入した変形前の第１ポリエチレン管２Ａが第１流体管１Ａの受口部１０Ａに挿入される。
【００４３】
第１拡径工程；
前記第２挿入工程後、図４Ａに示すように、治具５がインナーコア４Ａ内に挿入される。筒部５１をポリエチレン管２Ａに対してして所定の位置にセットした状態でスライダ５２を離脱方向Ｘ２に引っ張ると、図４Ｂに示すように第２鍔部５４が離脱方向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、インナーコア４Ａに向かって押し出される。押圧部５０がインナーコア４Ａの内周面に接触し、かつ、押し出すことで、インナーコア４Ａの内周面から径方向Ｒの外方へ向かう力がインナーコア４Ａに加えられる。
【００４４】
その結果、インナーコア４Ａによりポリエチレン管２Ａの内周面が前記径方向Ｒの外方に向かって押され、インナーコア４Ａが拡径されると共にインナーコア４Ａが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈する。同時に、インナーコア４Ａの拡径によりポリエチレン管２Ａが拡径されてポリエチレン管２Ａに膨らみ部２０が形成される。前記膨らみ部２０は受口部１０Ａの複数の突条１１Ａに当接するまで拡径する。かかる膨らみ部２０が形成されることにより、ポリエチレン管２Ａに突条１１Ａが係合してポリエチレン管２Ａの離脱防止機能が発揮されると共に、シールリング３が圧縮変形されて、ポリエチレン管２Ａの外周面に密着する。
【００４５】
治具５の抜取工程;
前記拡径後、スライダ５２を方向Ｘ１に戻して押圧部５０の変形を解除した後、治具５がインナーコア４Ａおよびポリエチレン管２Ａから抜き取られる。なお、塑性変形されたインナーコア４Ａは押圧部５０を抜き取った後も、前記塑性変形による加工硬化により、前記変形した形状を保持する。これにより、ポリエチレン管２Ａの形状も保持される。
【００４６】
つぎに、図５Ａおよび図５Ｂの第２インナーコア４Ｂおよび第２ポリエチレン管２Ｂの加工方法について説明する。この加工方法は前述の図４Ａおよび図４Ｂの第１インナーコア４Ａおよび第２ポリエチレン管２Ｂの加工方法と同様であり、したがって、簡単に説明する。
【００４７】
図５Ａにおいて、まず、前記前記第２インナーコア４Ｂを前記第２ポリエチレン管２Ｂ内に挿入する第３挿入工程を実行する。つづいて、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂを前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂに挿入する第４挿入工程を実行する。
【００４８】
前記第３および第４挿入工程の後に、以下に説明する第２拡径工程を実行する。
すなわち、前記第２インナーコア４Ｂの内側から前記第２インナーコア４Ｂの径方向の前記外方へ向かう力を前記第２インナーコア４Ｂに加えて前記第２インナーコア４Ｂを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径と、前記第２インナーコア４Ｂの塑性変形とを実行する。
これにより前記第２インナーコア４Ｂが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第２インナーコア４Ｂにより前記第２挿口部１２Ｂの内周が前記外方に向かって押されて前記第２挿口部１２Ｂが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第２挿口部１２Ｂが前記第２受口部１０Ｂから離脱しないように前記第２受口部１０Ｂに嵌り込む。
【００４９】
前記第１拡径工程によりサブアッセンブリされた図６Ａの第１流体管１Ａを、前記第２拡径工程によりサブアッセンブリされた図６Ｂの第２流体管１Ｂに挿入し、その後、抜止リング１７を開口端部１５ｅに嵌めることにより、図１Ａのように、第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに接続される。これにより、ユニットＵが工場で生成される。
【００５０】
つぎに、前記ユニットＵを用いた配管方法について説明する。
前記組み立てられたユニットＵの前記第１または第２外端面２１０，２２０のうちの一方の外端面２２０を、既に配管済のポリエチレン管２Ｃの端面２３０に溶着する第１溶着工程を実行する。前記第１溶着工程の後に、前記ユニットＵの他方の前記外端面２１０に、次に配管するポリエチレン管２Ｄの端面２４０を溶着する第２溶着工程を実行する。
これらの前記第１および第２溶着工程におけるポリエチレン管の溶着自体は常用されており、したがって、現場での配管工事が容易である。
【００５１】
以上のとおり、図面を参照しながら好的な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、第２ポリエチレン管２Ｂには第２受口部１０Ｂではなく、フランジ継手やメカニカル継手などによりバルブや鋳鉄管などに接続されるようにしてもよい。
また、第１ポリエチレン管の第１内端面の近傍において第１インナーコアおよび第１ポリエチレン管の内径をテーパ状に大きくしてもよい。
また、第２流体管の可撓部は管軸方向に２分割されて、抜止リングを形成してもよい。また、インナーコアの材質は流体管の材料よりも伸延性の優れた金属であればよく、一般に真ちゅうなどの銅系金属やステンレスなどを採用することができる。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、耐震性の必要な水道やガスの管路に採用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ：第１流体管、１Ｂ：第２流体管
１０Ａ：第１受口部、１０Ｂ：第２受口部
１０１：内面、１０２：内面
１１Ａ：第１係合手段、１１Ｂ：第２係合手段
１２Ａ：第１挿口部、１２Ｂ：第２挿口部
１３：凸面、１４：凹面
１５：可撓部、１５ｅ：開口端部、１５０：開口
１６：球面用のシールリング
１７：抜止リング
１８：突出管部、１８ｆ：端面
１９Ａ：第１ストッパ、１９Ｂ：第２ストッパ
２Ａ：第１ポリエチレン管、２Ｂ：第２ポリエチレン管、２Ｃ：ポリエチレン管
２Ｄ：ポリエチレン管、２０：膨らみ部
２１０：第１外端面、２２０：第２外端面
２１１：第１内端面
３Ａ：第１シールリング、３Ｂ：第２シールリング
４Ａ：第１インナーコア、４Ｂ：第２インナーコア、４０：膨らみ部
５：治具、５０：押圧部、５１：筒部、５２：スライダ、５３：第１鍔部
５４：第２鍔部
Ｌ１：第１軸線、Ｌ２：第２軸線
Ｏ：回転中心
Ｒ：径方向
Ｕ：ユニット
Ｘ：管軸方向、Ｘ１：方向、Ｘ２：離脱方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる可撓管継手と呼ばれるフレキシブルボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
水やガスのフレキシブルボールジョイントとして、ユニバーサルジョイントのように球面スベリ軸受の構造を有し、所定の立体角の範囲において、あらゆる方向に屈曲が可能な可撓管継手が周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＪＰ５−２４０３９４Ａ（要約）
【特許文献２】ＪＰ２００４−２２５８３７Ａ（要約）
【特許文献３】ＪＰ２００８−３０３９０１Ａ（要約）
【発明の概要】
【０００４】
前記特許文献１，２には可撓部に直管部を現場で溶着する構造が開示されている。
しかし、かかる可撓部に直管部を溶着する作業はスタンダードな作業でないため、作業が難しいだろう。
【０００５】
前記特許文献３には、ポリエチレン管の挿口部を直管の受口部に挿入して固定する技術が開示されている。しかし、可撓部にポリエチレン管を挿入して固定することについては開示されていない。
【０００６】
したがって、本発明の目的はポリエチレン管の管路に容易に適用することのできるフレキシブルボールジョイントのユニットを提供することである。
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明のフレキシブルボールジョイントのユニットはポリエチレン管用のフレキシブルボールジョイントのユニットであって、球面状の凸面を持つ金属製の第１流体管と、前記第１流体管は前記凸面の反対側に前記凸面に覆われ湾曲して凹んだ内面を持つ第１受口部を有し、前記凸面が嵌り前記凸面に対し所定の回転中心を中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面を持つ金属製の第２流体管と、第１挿口部Ａを有し前記第１挿口部が拡径された状態で前記第１流体管の前記第１受口部に嵌り込み、かつ、前記第１受口部から露出した第１外端面を持つ第１ポリエチレン管と、前記第１ポリエチレン管の第１挿口部が拡径された状態を保持するために前記第１挿口部の内周面に嵌り込んだ第１インナーコアとを備えたユニット。
【０００８】
本発明のフレキシブルボールジョイントのユニットを、硬質のポリエチレン管の管路に設けることで、当該管路が可撓性を発揮する。
特に、金属製の第１流体管に第１ポリエチレン管を介して新設の別のポリエチレンの直管を溶着してノンボルトで接続することができ、かつ、つまり、スタンダードな溶着作業により配管工事を行うことができる。そのため、用い易く、かつ、コストダウンを図り得る。
【０００９】
本発明の好的な実施例においては、前記第２流体管には前記凹面を持つ可撓部に連なり、湾曲して凹んだ内面を持つ第２受口部が一体に形成され、第２挿口部を有し前記第２挿口部が拡径された状態で前記第２流体管の前記第２受口部に嵌り込み、かつ、前記第２受口部から露出した第２外端面を持つ第２ポリエチレン管と、前記第２ポリエチレン管の前記第２挿口部が拡径された状態を保持するために前記第２挿口部の内周面に嵌り込んだ第２インナーコアとを更に備える。
【００１０】
この場合、ユニットをポリエチレン管とポリエチレン管との間に配置できる。
【００１１】
本発明において、前記ユニットを用いた配管方法は、前記ユニットを予め工場で組み立てる工程と、前記組み立てられたユニットの前記第１または第２外端面のうちの一方の外端面を、既に配管済のポリエチレン管の端面に溶着する第１溶着工程と、前記第１溶着工程の後に、前記ユニットの他方の前記外端面に、次に配管する別のポリエチレン管の端面を溶着する第２溶着工程とを備える。
【００１２】
この場合、配管すべきポリエチレン管とユニットの第１または第２ポリエチレン管とを常法に従って配管現場で溶着することで、配管工事を行うことができる。したがって、配管現場における配管作業が容易である。
【００１３】
本発明において、前記ユニットを工場で組み立てる方法は、前記第１インナーコアを前記第１ポリエチレン管内に挿入する第１挿入工程と、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第１ポリエチレン管の前記第１挿口部を前記第１流体管の前記第１受口部に挿入する第２挿入工程と、前記第１および第２挿入工程の後に、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第１インナーコアの内側から前記第１インナーコアの径方向の外方へ向かう力を前記第１インナーコアに加えて前記第１インナーコアを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第１インナーコアが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第１インナーコアの拡径により、前記第１インナーコアにより前記第１挿口部の内周面が前記外方に向かって押されて前記第１挿口部が前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第１挿口部が前記第１受口部から離脱しないように前記第１受口部の前記内面に嵌り込む第１拡径工程と、前記第２インナーコアを前記第２ポリエチレン管内に挿入する第３挿入工程と、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第２ポリエチレン管の前記第２挿口部を前記第２流体管の前記第２受口部に挿入する第４挿入工程と、前記第３および第４挿入工程の後に、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに分離された状態で、前記第２インナーコアの内側から前記第２インナーコアの径方向の外方へ向かう力を前記第２インナーコアに加えて前記第２インナーコアを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第２インナーコアが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第２インナーコアの拡径により、前記第２インナーコアにより前記第２挿口部の内周面が前記外方に向かって押されて前記第２挿口部が前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第２挿口部が前記第２受口部から離脱しないように前記第２受口部の前記内面に嵌り込む第２拡径工程と、前記第１および第２拡径工程の後に、前記第１流体管と前記第２流体管とを互いに接続する工程とを備える。
【００１４】
この場合、公知のバルジ加工により、第１および第２ポリエチレン管をそれぞれ第１および第２流体管に容易に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、本発明のフレキシブルボールジョイントの一実施例を示し、図１Ａおよび図１Ｂは、それぞれ、屈曲前および屈曲後の状態を示す縦断面図である。
【図２】図２は同ユニットの要部を示す縦断面図である。
【図３】図３Ａは第１流体管の可撓部の開口を示す正面図、図３Ｂは抜止リングを示す正面図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、それぞれ、第１流体管に第１ポリエチレン管を接続する方法を示す縦断面図である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、第２流体管に第２ポリエチレン管を接続する方法を示す縦断面図である。
【図６】図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、それぞれ、第１流体管と第２流体管を接続する方法を示す縦断面図である。
【図７】図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、配管方法を示す一部断面した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本ユニットの好的な実施例においては、前記所定の回転中心から、前記第１ポリエチレン管における前記第１外端面の反対側の第１内端面を含む仮想の平面までの距離が前記第１ポリエチレン管の内径の１／４以下の長さであることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、第１流体管と第２流体管とが屈曲した場合、第１ポリエチレン管の第１内端面の一部が回転中心Ｏを中心に回転し、第２ポリエチレン管の軸線に近づくそのため、流体の流れ抵抗が大きくなり易い。この例の場合、前記距離が小さいので、流れ抵抗が大きくなりにくい。
【００１８】
本ユニットの別の好的な例においては、前記第１流体管の前記第１受口部に一体に形成され、前記第１流体管と前記第２流体管とが互いに屈曲した状態において、前記第１ポリエチレン管の外周面が前記第２流体管の内周面に接触しないように前記第１ポリエチレン管を覆い、かつ、前記第２流体管から突出する突出管部を更に備える。
【００１９】
この場合、第１ポリエチレン管の外周面が第２流体管の内周面に接触せず、そのため、屈曲後の第１ポリエチレン管に応力の集中が生じにくい。
【００２０】
本ユニットの更に好的な例においては、前記第１インナーコア４Ａは前記突出管部の端面から前記第１外端面に向う方向に延びており、前記突出管部の前記端面から前記第１外端面に向かって前記第１ポリエチレン管の内径の１／３以上の長さ突出している。
【００２１】
この場合、突出管部から更に突出した第１ポリエチレン管の部位は第１インナーコアにより、内側から補強されている。そのため、前記応力の集中が更に生じにくくなるだろう。
【００２２】
本発明は添付の図面を参考にした以下の好的な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる説明のためのものであり、本発明の範囲は請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の一実施例が図面にしたがって説明される。
図１Ａおよび図１Ｂに示すように、本ユニットＵは鋳鉄製の第１および第２流体管１Ａ，１Ｂと、第１および第２ポリエチレン管２Ａ，２Ｂと、第１および第２インナーコア４Ａ，４Ｂとを備える。
【００２４】
前記第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとは、可撓部１５において球面スベリ軸受けのような周知の構造で互いに屈曲自在に接続されている。これにより、図１Ａの本ユニットＵの埋設後に地盤が沈下等した場合に、本ユニットＵが図１Ｂのように可撓部１５において屈曲することにより、管路の破損を回避することができるだろう。
【００２５】
すなわち、図２の第１および第２流体管１Ａ，１Ｂは、それぞれ、互いに嵌合する球面状の凸面１３および凹面１４を有する。前記凸面１３は凹面１４に嵌り、前記凸面１３と凹面１４とは回転中心Ｏを中心に相対的に摺接して、前記第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに回転することにより、前記凹面１４を持つ可撓部１５において屈曲可能である。
【００２６】
前記第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとの間には、両者の間をシールするための球面用のシールリング１６が介挿されている。前記第２流体管１Ｂの可撓部１５の開口端部１５ｅには抜止リング１７が挿入されている。
【００２７】
前記抜止リング１７は第２流体管１Ｂに形成された凹面１４と同じ曲率の球面状の凹面１７ｆを有する。なお、図３Ｂの抜止リング１７は図３Ａの前記開口端部１５ｅの開口１５０から挿入された後、たとえば９０°回転された状態で、図２の可撓部１５に収容されると共に、第１および第２流体管１Ａ，１Ｂに係合して、第１流体管１Ａが第２流体管１Ｂから離脱するのを防止する。
【００２８】
前記第１流体管１Ａは凹状の第１受口部１０Ａを有する。前記第１受口部１０Ａは凸面１３の反対側において前記凸面１３に覆われた内面１０１を有している。前記内面１０１は樽状に湾曲して凹んでいる。一方、前記第２流体管１Ｂの可撓部１５には、第２受口部１０Ｂが一体に連なっている。
【００２９】
前記第１ポリエチレン管２Ａは、第１挿口部１２Ａを有し前記第１挿口部１２Ａが拡径された状態で前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに嵌り込み、かつ、図１Ａのように、前記第１受口部１０Ａから露出した第１外端面２１０を持つ。図２の前記第１インナーコア４Ａは前記第１ポリエチレン管２Ａの第１挿口部１２Ａが拡径された状態を保持するために前記第１挿口部１２Ａの内周面に嵌り込んでいる。
【００３０】
前記所定の回転中心Ｏから、前記第１ポリエチレン管２Ａにおける前記第１外端面２１０の反対側の第１内端面２１１を含む仮想の平面までの距離は前記第１ポリエチレン管２Ａの内径の１／４以下の長さに設定されている。このように設定されていることで、図１Ｂの屈曲状態において、前記第１内端面２１１上における第１ポリエチレン管２Ａの部位２１２が第２ポリエチレン管２Ｂの第２軸線Ｌ２に接近せず、そのため、スムースな流体の流れが期待できる。
【００３１】
図２において、第１内端面２１１は第１流体管１Ａに一体に形成され、第１ポリエチレン管２Ａの第１軸線Ｌ１に向かって延びる円環状の第１ストッパ１９Ａに当接している。本実施例の場合、第１ストッパ１９Ａは第１軸線Ｌ１に直交し、かつ回転中心Ｏを含む仮想の平面に沿って延びている。
【００３２】
前記第１流体管１Ａは突出管部１８を備える。この突出管部１８は、前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに一体に形成され、図１Ｂの前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに屈曲した状態において、前記第１ポリエチレン管２Ａの外周面が前記第２流体管１Ｂの内周面に接触しないように前記第１ポリエチレン管２Ａを覆い、かつ、前記第２流体管１Ｂの可撓部１５から第１軸線Ｌ１に沿う方向に突出する。
【００３３】
前記第１インナーコア４Ａは前記突出管部１８の端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向う方向に延びており、前記突出管部１８の前記端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向かって前記内径の１／３以上の長さ突出している。
【００３４】
前記第２ポリエチレン管２Ｂは第２挿口部１２Ｂを有し前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態で前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂに嵌り込み、かつ、図１Ｂのように、前記第２受口部１０Ｂから露出した第２外端面２２０を持つ。図２の前記第２インナーコア４Ｂは前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態を保持するために前記第２受口部１０Ｂの内周面に嵌り込んでいる。
【００３５】
前記各受口部１０Ａ，１０Ｂと各挿口部１２Ａ，１２Ｂとの間には、それぞれ、たとえば、ゴム等からなる第１および第２シールリング３Ａ，３Ｂが介挿され、該シールリング３Ａ，３Ｂによって前記受口部と前記挿口部との間がシールされている。
【００３６】
前記各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂの挿口部１２Ａ，１２Ｂの内周には、管状の金属製の前記インナーコア４Ａ，４Ｂが嵌合している。前記各インナーコア４Ａ，４Ｂは、たとえば後述の治具により塑性変形されたものである。これにより、流体管１Ａ，１Ｂの径方向の外方に向かって膨らむように縦断面形状が湾曲した膨らみ部４０が前記インナーコア４Ａ，４Ｂに形成されている。
各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂの挿口部１２Ａ，１２Ｂが流体管１Ａ，１Ｂの径方向の外方に向かって膨らむように変形された膨らみ部２０は、前記インナーコア４の膨らみ部４０に沿って形成されている。すなわち、膨らみ部２０の外周面は、湾曲した凸状に形成されている。
【００３７】
一方、各流体管１Ａ，１Ｂの受口部１０Ａ，１０Ｂの内周には、前記ポリエチレン管２Ａ，２Ｂの外周面に係合して、各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂが各流体管１Ａ，１Ｂの受口部１０Ａ，１０Ｂから離脱するのを防止する第１および第２係合手段１１Ａ，１１Ｂが形成されている。各係合手段１１Ａ，１１Ｂは、各流体管１Ａ，１Ｂに一体に形成され、たとえば、円環状の突条や刺状の多数の突起からなる。
【００３８】
なお、前記各係合手段１１Ａ，１１Ｂ、前記各ポリエチレン管２Ａ，２Ｂおよび各インナーコア４Ａ，４Ｂの構造やその製造方法は、ＷＯ２００８／１４９５９０Ａ１やＵＳ２００８／０３０２７７Ａ１に開示されており、その記述がここに組み込まれる。
【００３９】
前記インナーコア４Ａ，４Ｂを塑性変形させて膨らみ部４０を形成するには、たとえば、図４Ａおよび図５Ａに示す治具５が用いられる。なお、図４Ａの治具５と図５Ａの治具５とは機能的には同一であり、以下、図４Ａの治具５を例にとって説明する。
図４Ａ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１Ａおよび第１ポリエチレン管２Ａ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の端部には、第１鍔部５３が形成されている。
【００４０】
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。なお、押圧部５０の軸方向の長さは、インナーコア４を塑性変形させる領域の大半にわたって設けるのが好ましい。
【００４１】
本ユニットを形成する方法：
第１挿入工程；
まず、第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で図４Ａに示す変形前の第１ポリエチレン管２Ａの挿口部１２Ａの内周側に、外径が一様な変形前の第１インナーコア４Ａが挿入される。
【００４２】
第１挿入工程；
その後、第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに分離されたままの状態で、前記第１インナーコア４Ａを挿入した変形前の第１ポリエチレン管２Ａが第１流体管１Ａの受口部１０Ａに挿入される。
【００４３】
第１拡径工程；
前記第２挿入工程後、図４Ａに示すように、治具５がインナーコア４Ａ内に挿入される。筒部５１をポリエチレン管２Ａに対してして所定の位置にセットした状態でスライダ５２を離脱方向Ｘ２に引っ張ると、図４Ｂに示すように第２鍔部５４が離脱方向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、インナーコア４Ａに向かって押し出される。押圧部５０がインナーコア４Ａの内周面に接触し、かつ、押し出すことで、インナーコア４Ａの内周面から径方向Ｒの外方へ向かう力がインナーコア４Ａに加えられる。
【００４４】
その結果、インナーコア４Ａによりポリエチレン管２Ａの内周面が前記径方向Ｒの外方に向かって押され、インナーコア４Ａが拡径されると共にインナーコア４Ａが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈する。同時に、インナーコア４Ａの拡径によりポリエチレン管２Ａが拡径されてポリエチレン管２Ａに膨らみ部２０が形成される。前記膨らみ部２０は受口部１０Ａの複数の突条１１Ａに当接するまで拡径する。かかる膨らみ部２０が形成されることにより、ポリエチレン管２Ａに突条１１Ａが係合してポリエチレン管２Ａの離脱防止機能が発揮されると共に、シールリング３が圧縮変形されて、ポリエチレン管２Ａの外周面に密着する。
【００４５】
治具５の抜取工程;
前記拡径後、スライダ５２を方向Ｘ１に戻して押圧部５０の変形を解除した後、治具５がインナーコア４Ａおよびポリエチレン管２Ａから抜き取られる。なお、塑性変形されたインナーコア４Ａは押圧部５０を抜き取った後も、前記塑性変形による加工硬化により、前記変形した形状を保持する。これにより、ポリエチレン管２Ａの形状も保持される。
【００４６】
つぎに、図５Ａおよび図５Ｂの第２インナーコア４Ｂおよび第２ポリエチレン管２Ｂの加工方法について説明する。この加工方法は前述の図４Ａおよび図４Ｂの第１インナーコア４Ａおよび第２ポリエチレン管２Ｂの加工方法と同様であり、したがって、簡単に説明する。
【００４７】
図５Ａにおいて、まず、前記前記第２インナーコア４Ｂを前記第２ポリエチレン管２Ｂ内に挿入する第３挿入工程を実行する。つづいて、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂを前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂに挿入する第４挿入工程を実行する。
【００４８】
前記第３および第４挿入工程の後に、以下に説明する第２拡径工程を実行する。
すなわち、前記第２インナーコア４Ｂの内側から前記第２インナーコア４Ｂの径方向の前記外方へ向かう力を前記第２インナーコア４Ｂに加えて前記第２インナーコア４Ｂを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径と、前記第２インナーコア４Ｂの塑性変形とを実行する。
これにより前記第２インナーコア４Ｂが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、前記第２インナーコア４Ｂにより前記第２挿口部１２Ｂの内周が前記外方に向かって押されて前記第２挿口部１２Ｂが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第２挿口部１２Ｂが前記第２受口部１０Ｂから離脱しないように前記第２受口部１０Ｂに嵌り込む。
【００４９】
前記第１拡径工程によりサブアッセンブリされた図６Ａの第１流体管１Ａを、前記第２拡径工程によりサブアッセンブリされた図６Ｂの第２流体管１Ｂに挿入し、その後、抜止リング１７を開口端部１５ｅに嵌めることにより、図１Ａのように、第１流体管１Ａと第２流体管１Ｂとが互いに接続される。これにより、ユニットＵが工場で生成される。
【００５０】
つぎに、前記ユニットＵを用いた配管方法について説明する。
前記組み立てられたユニットＵの前記第１または第２外端面２１０，２２０のうちの一方の外端面２２０を、既に配管済のポリエチレン管２Ｃの端面２３０に溶着する第１溶着工程を実行する。前記第１溶着工程の後に、前記ユニットＵの他方の前記外端面２１０に、次に配管するポリエチレン管２Ｄの端面２４０を溶着する第２溶着工程を実行する。
これらの前記第１および第２溶着工程におけるポリエチレン管の溶着自体は常用されており、したがって、現場での配管工事が容易である。
【００５１】
以上のとおり、図面を参照しながら好的な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、第２ポリエチレン管２Ｂには第２受口部１０Ｂではなく、フランジ継手やメカニカル継手などによりバルブや鋳鉄管などに接続されるようにしてもよい。
また、第１ポリエチレン管の第１内端面の近傍において第１インナーコアおよび第１ポリエチレン管の内径をテーパ状に大きくしてもよい。
また、第２流体管の可撓部は管軸方向に２分割されて、抜止リングを形成してもよい。また、インナーコアの材質は流体管の材料よりも伸延性の優れた金属であればよく、一般に真ちゅうなどの銅系金属やステンレスなどを採用することができる。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、耐震性の必要な水道やガスの管路に採用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１Ａ：第１流体管、１Ｂ：第２流体管
１０Ａ：第１受口部、１０Ｂ：第２受口部
１０１：内面、１０２：内面
１１Ａ：第１係合手段、１１Ｂ：第２係合手段
１２Ａ：第１挿口部、１２Ｂ：第２挿口部
１３：凸面、１４：凹面
１５：可撓部、１５ｅ：開口端部、１５０：開口
１６：球面用のシールリング
１７：抜止リング
１８：突出管部、１８ｆ：端面
１９Ａ：第１ストッパ、１９Ｂ：第２ストッパ
２Ａ：第１ポリエチレン管、２Ｂ：第２ポリエチレン管、２Ｃ：ポリエチレン管
２Ｄ：ポリエチレン管、２０：膨らみ部
２１０：第１外端面、２２０：第２外端面
２１１：第１内端面
３Ａ：第１シールリング、３Ｂ：第２シールリング
４Ａ：第１インナーコア、４Ｂ：第２インナーコア、４０：膨らみ部
５：治具、５０：押圧部、５１：筒部、５２：スライダ、５３：第１鍔部
５４：第２鍔部
Ｌ１：第１軸線、Ｌ２：第２軸線
Ｏ：回転中心
Ｒ：径方向
Ｕ：ユニット
Ｘ：管軸方向、Ｘ１：方向、Ｘ２：離脱方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン管用のフレキシブルボールジョイントのユニットＵであって、
球面状の凸面１３を持つ金属製の第１流体管１Ａと、前記第１流体管１Ａは前記凸面１３の反対側に前記凸面１３に覆われ湾曲して凹んだ内面１０１を持つ第１受口部１０Ａを有し、
前記凸面１３が嵌り前記凸面１３に対し所定の回転中心Ｏを中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面１４を持つ金属製の第２流体管１Ｂと、
第１挿口部１２Ａを有し前記第１挿口部１２Ａが拡径された状態で前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに嵌り込み、かつ、前記第１受口部１０Ａから露出した第１外端面２１０を持つ第１ポリエチレン管２Ａと、
前記第１ポリエチレン管２Ａの第１挿口部１２Ａが拡径された状態を保持するために前記第１挿口部１２Ａの内周面に嵌り込んだ第１インナーコア４Ａとを備えたユニットＵ。
【請求項２】
請求項１のユニットＵにおいて、
前記第２流体管１Ｂには前記凹面１４を持つ可撓部１５に連なり、湾曲して凹んだ内面１０２を持つ第２受口部１０Ｂが一体に形成され、
第２挿口部１２Ｂを有し前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態で前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂに嵌り込み、かつ、前記第２受口部１０Ｂから露出した第２外端面２２０を持つ第２ポリエチレン管２Ｂと、
前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態を保持するために前記第２挿口部１０Ｂの内周面に嵌り込んだ第２インナーコア４Ｂとを更に備える。
【請求項３】
請求項１のユニットＵにおいて、
前記所定の回転中心Ｏから、前記第１ポリエチレン管２Ａにおける前記第１外端面２１０の反対側の第１内端面２１１を含む仮想の平面までの距離が前記第１ポリエチレン管２Ａの内径の１／４以下の長さであることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１のユニットＵにおいて、
前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに一体に形成され、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに屈曲した状態において、前記第１ポリエチレン管２Ａの外周面が前記第２流体管１Ｂの内周面に接触しないように前記第１ポリエチレン管２Ａを覆い、かつ、前記第２流体管１Ｂから突出する突出管部１８を更に備える。
【請求項５】
請求項４のユニットＵにおいて、
前記第１インナーコア４Ａは前記突出管部１８の端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向う方向Ｘ２に延びており、前記突出管部１８の前記端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向かって前記第１ポリエチレン管２Ａの内径の１／３以上の長さ突出している。
【請求項６】
請求項２の前記ユニットＵを用いた配管方法であって、
前記ユニットＵを予め工場で組み立てる工程と、
前記組み立てられたユニットＵの前記第１または第２外端面２１０，２２０のうちの一方の外端面を、既に配管済のポリエチレン管２Ｃの端面２３０に溶着する第１溶着工程と、
前記第１溶着工程の後に、前記ユニットＵの他方の前記外端面に、次に配管する別のポリエチレン管２Ｄの端面２４０を溶着する第２溶着工程とを備える。
【請求項７】
請求項２の前記ユニットＵを工場で組み立てる方法であって、
前記第１インナーコア４Ａを前記第１ポリエチレン管２Ａ内に挿入する第１挿入工程と、
前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第１ポリエチレン管２Ａの前記第１挿口部１２Ａを前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａ内に挿入する第２挿入工程と、
前記第１および第２挿入工程の後に、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第１インナーコア４Ａの内側から前記第１インナーコア４Ａの径方向の外方Ｒへ向かう力を前記第１インナーコア４Ａに加えて前記第１インナーコア４Ａを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第１インナーコア４Ａが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、
前記第１インナーコア４Ａの拡径により、前記第１インナーコア４Ａにより前記第１挿口部１２Ａの内周面が前記外方に向かって押されて前記第１挿口部１２Ａが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第１挿口部１２Ａが前記第１受口部１０Ａから離脱しないように前記第１受口部１０Ａの前記内面１０１に嵌り込む第１拡径工程と、
前記第２インナーコア４Ｂを前記第２ポリエチレン管２Ｂ内に挿入する第３挿入工程と、
前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂを前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂ内に挿入する第４挿入工程と、
前記第３および第４挿入工程の後に、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第２インナーコア４Ｂの内側から前記第２インナーコア４Ｂの径方向の外方Ｒへ向かう力を前記第２インナーコア４Ｂに加えて前記第２インナーコア４Ｂを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第２インナーコア４Ｂが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、
前記第２インナーコア４Ｂの拡径により、前記第２インナーコア４Ｂにより前記第２挿口部１２Ｂの内周面が前記外方に向かって押されて前記第２挿口部１２Ｂが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第２挿口部１２Ｂが前記第２受口部１０Ｂから離脱しないように前記第２受口部１０Ｂの前記内面１０２に嵌り込む第２拡径工程と、
前記第１および第２拡径工程の後に、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとを互いに接続する工程とを備える。
【請求項１】
ポリエチレン管用のフレキシブルボールジョイントのユニットＵであって、
球面状の凸面１３を持つ金属製の第１流体管１Ａと、前記第１流体管１Ａは前記凸面１３の反対側に前記凸面１３に覆われ湾曲して凹んだ内面１０１を持つ第１受口部１０Ａを有し、
前記凸面１３が嵌り前記凸面１３に対し所定の回転中心Ｏを中心に相対的に摺接して回転する球面状の凹面１４を持つ金属製の第２流体管１Ｂと、
第１挿口部１２Ａを有し前記第１挿口部１２Ａが拡径された状態で前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに嵌り込み、かつ、前記第１受口部１０Ａから露出した第１外端面２１０を持つ第１ポリエチレン管２Ａと、
前記第１ポリエチレン管２Ａの第１挿口部１２Ａが拡径された状態を保持するために前記第１挿口部１２Ａの内周面に嵌り込んだ第１インナーコア４Ａとを備えたユニットＵ。
【請求項２】
請求項１のユニットＵにおいて、
前記第２流体管１Ｂには前記凹面１４を持つ可撓部１５に連なり、湾曲して凹んだ内面１０２を持つ第２受口部１０Ｂが一体に形成され、
第２挿口部１２Ｂを有し前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態で前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂに嵌り込み、かつ、前記第２受口部１０Ｂから露出した第２外端面２２０を持つ第２ポリエチレン管２Ｂと、
前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂが拡径された状態を保持するために前記第２挿口部１０Ｂの内周面に嵌り込んだ第２インナーコア４Ｂとを更に備える。
【請求項３】
請求項１のユニットＵにおいて、
前記所定の回転中心Ｏから、前記第１ポリエチレン管２Ａにおける前記第１外端面２１０の反対側の第１内端面２１１を含む仮想の平面までの距離が前記第１ポリエチレン管２Ａの内径の１／４以下の長さであることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１のユニットＵにおいて、
前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａに一体に形成され、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに屈曲した状態において、前記第１ポリエチレン管２Ａの外周面が前記第２流体管１Ｂの内周面に接触しないように前記第１ポリエチレン管２Ａを覆い、かつ、前記第２流体管１Ｂから突出する突出管部１８を更に備える。
【請求項５】
請求項４のユニットＵにおいて、
前記第１インナーコア４Ａは前記突出管部１８の端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向う方向Ｘ２に延びており、前記突出管部１８の前記端面１８ｆから前記第１外端面２１０に向かって前記第１ポリエチレン管２Ａの内径の１／３以上の長さ突出している。
【請求項６】
請求項２の前記ユニットＵを用いた配管方法であって、
前記ユニットＵを予め工場で組み立てる工程と、
前記組み立てられたユニットＵの前記第１または第２外端面２１０，２２０のうちの一方の外端面を、既に配管済のポリエチレン管２Ｃの端面２３０に溶着する第１溶着工程と、
前記第１溶着工程の後に、前記ユニットＵの他方の前記外端面に、次に配管する別のポリエチレン管２Ｄの端面２４０を溶着する第２溶着工程とを備える。
【請求項７】
請求項２の前記ユニットＵを工場で組み立てる方法であって、
前記第１インナーコア４Ａを前記第１ポリエチレン管２Ａ内に挿入する第１挿入工程と、
前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第１ポリエチレン管２Ａの前記第１挿口部１２Ａを前記第１流体管１Ａの前記第１受口部１０Ａ内に挿入する第２挿入工程と、
前記第１および第２挿入工程の後に、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第１インナーコア４Ａの内側から前記第１インナーコア４Ａの径方向の外方Ｒへ向かう力を前記第１インナーコア４Ａに加えて前記第１インナーコア４Ａを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第１インナーコア４Ａが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、
前記第１インナーコア４Ａの拡径により、前記第１インナーコア４Ａにより前記第１挿口部１２Ａの内周面が前記外方に向かって押されて前記第１挿口部１２Ａが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第１挿口部１２Ａが前記第１受口部１０Ａから離脱しないように前記第１受口部１０Ａの前記内面１０１に嵌り込む第１拡径工程と、
前記第２インナーコア４Ｂを前記第２ポリエチレン管２Ｂ内に挿入する第３挿入工程と、
前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第２ポリエチレン管２Ｂの前記第２挿口部１２Ｂを前記第２流体管１Ｂの前記第２受口部１０Ｂ内に挿入する第４挿入工程と、
前記第３および第４挿入工程の後に、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとが互いに分離された状態で、前記第２インナーコア４Ｂの内側から前記第２インナーコア４Ｂの径方向の外方Ｒへ向かう力を前記第２インナーコア４Ｂに加えて前記第２インナーコア４Ｂを前記外方に向かう方向に膨らませる拡径を実行し、これにより、前記第２インナーコア４Ｂが塑性変形されて元の形状に戻らない加工硬化の現象を呈し、
前記第２インナーコア４Ｂの拡径により、前記第２インナーコア４Ｂにより前記第２挿口部１２Ｂの内周面が前記外方に向かって押されて前記第２挿口部１２Ｂが前記外方に向かって膨らんで拡径されて前記第２挿口部１２Ｂが前記第２受口部１０Ｂから離脱しないように前記第２受口部１０Ｂの前記内面１０２に嵌り込む第２拡径工程と、
前記第１および第２拡径工程の後に、前記第１流体管１Ａと前記第２流体管１Ｂとを互いに接続する工程とを備える。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８３２８７（Ｐ２０１３−８３２８７Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２２６３８（Ｐ２０１１−２２２６３８）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（３９９１３０３４８）株式会社水研 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（３９９１３０３４８）株式会社水研 (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]