ベローズ形無推力伸縮管継手
【課題】 内圧推力に対抗する過大なアンカーを不要とし、内部構造がシンプルで、突起物がなく、軸直角方向にも使え、内圧推力を担保するベローズ形無推力伸縮管継手を提供することである。
【解決手段】 押圧力受け座部材１０とガイドフランジ４との両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材１５を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材１５と前記押圧力受け座部材１０との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１００を形成する構成のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１とし、押圧ガイド４４と押圧力受け座５１との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１１０を形成する構成のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２とした。
【解決手段】 押圧力受け座部材１０とガイドフランジ４との両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材１５を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材１５と前記押圧力受け座部材１０との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１００を形成する構成のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１とし、押圧ガイド４４と押圧力受け座５１との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１１０を形成する構成のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズ形伸縮管継手に係り、伸縮継手の変位に対応容易なベローズ形無推力伸縮管継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管部材を介して各種の製造設備や貯蔵設備同士を連結して、蒸気、ガス、ＬＮＧ、水、油等を移送する際には、配管の伸縮を吸収するために伸縮管継手が用いられている。また、伸縮を吸収するためのベローズを装着したベローズ形伸縮管継手が一般に知られている。
【０００３】
ベローズ形伸縮管継手としては、主として軸方向変位を吸収する軸方向型、軸曲げ変位を吸収する軸曲げ型、軸直角方向の変位を吸収する軸直角型、全平面の変位を吸収する万能型が知られている。さらに、それぞれ一個のベローズを用いる単式、複数のベローズを用いる複式のベローズ形伸縮管継手が用いられている。
【０００４】
設備間に拘束された配管の温度が変化すると、配管が伸縮しようとする力が生じて、連結された設備に負荷が掛かる。これを緩和するために単式または複式伸縮管継手を設けると、今度は内圧推力によって伸縮管継手を擁する両コーナーが広がろうとし、コーナーを介して繋がる配管が反る形で力が派生し、それが設備や機器などに掛かる。このようなことから温度変化する配管において機器に掛かる力が許容を超える場合には適切な位置に単式または複式伸縮管継手を設け、その機能を発揮するためにコーナー部に内圧推力に対抗するアンカーを敷設している。
【０００５】
上記の構成であれば、コーナーが広がらないことから、コーナーを介して接続した配管が反らず機器に掛かる力を抑えることができる。
【０００６】
ベローズ形伸縮管継手の基本型である単式ベローズ形伸縮管継手ＢＴ３の一例を図１２に示す。図に示すようにベローズ形伸縮管継手ＢＴ３は端管２、２間にベローズ１を介装して連結した構成であり、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。また、ガイドフランジ４は端管２に固着されている（必要に応じてリブ５を設ける）と共に両側のガイドフランジ４、４間に張架したタイロッド７で、ベローズ１を一定間隔以内に保持する構成となっている。
【０００７】
前記タイロッド７は、軸方向の伸びを抑制するためのガイドであって、万一配管設備のアンカに故障が生じた場合に、継手が損傷しないようにするための制限ボルトの役割を有している。そのために、最大伸び代を制限するための第一ナット７ａと第二ナット７ｂを有しており、一対でロックナットを形成して設定した長さを固定する構成としている。また、６はセットボルトであって、配管設備を設置完了するまで装着しておき、設置後にナット６ａを緩めて取り外すものである。
【０００８】
内圧推力を打ち消すベローズ形伸縮継手（バランス形という）ＢＴ４の基本形を図１３に示す。このベローズ形伸縮継手ＢＴ４は直管バランス・ストレート型、直管バランス・ティー型、曲管バランス・エルボ型の基本型であって、複数組のベローズ１Ａ、１Ｂ、１Ｃを連結して、それらを個別に、または全体で一定間隔以内に保持するタイロッド７Ａ、７Ｂを備える構成とされている。
【０００９】
また、それぞれのタイロッドを装着するために、ガイドフランジ４Ａと、これとは別に設ける第二ガイドフランジ４Ｂを備えている。
【００１０】
従来、単式及び複式ベローズ形伸縮管継手におけるタイロッドは、ベローズの異常な伸びきりを予防するための安全装置の役割で通常はフリーの状態にしている。バランス形ベローズ形伸縮管継手においては、ベローズ間の力の伝達部品として機能している。
【００１１】
内圧推力を打ち消す伸縮継手としての直管バランス・ストレート型は内部構造が複雑なので、軸直角方向には使えず、また、粉粒体やスラリー流体の配管には使えない。直管バランス・ティー型は軸直角方向に大きな突起物があり大きなスペースを必要とすることに加えて、突起部への流体を封入することから、封入を嫌う場合には使えない。曲管バランス・エルボ型は伸縮方向に対向する方向に指定される大きな突起物があり、その方向に大きなスペースを必要とする上に、突起部への流体を封入することから封入を嫌う場合には使えない。
【００１２】
直管バランス・ストレート型は内部構造が凹凸のはめ込み式になっているので軸方向に限定して使用している。直管バランス・ティー型はストリーム側のベローズは単式のようにシンプルになり軸直角方向にも対応出来るが、ティー状の大きな突起物を必要とする。
曲管バランス・エルボ型も単式のようにシンプルになり軸直角方向にも対応出来るが、伸縮方向に対向する方向に長い突起物を必要とする。
【００１３】
そのために、簡単な構成で内圧推力を打ち消す伸縮継手が求められており、例えば、作動側ベローズとバランス側ベローズとをテンションロッドを介して連結すると共に、テンションロッドの傾き方向に転動可能な座金を備えたエキスパンションベローズが既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
また、軸方向とこれに直交する二軸方向の三軸の過大変位を吸収するために、ベローズの中間外周部に設ける内側ガイドリンク外側ガイドリンクとを円弧状係合部を介して当接するようにし、フランジから突設するアームに設ける長孔部に外側ガイドリンクを摺動可能に保持するとしたベローズ形伸縮管継手が既に出願されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１４４５７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の単式及び複式のベローズ形伸縮継手においては、内圧推力とベロー反力により、アンカーポイントに大きな力が掛かる問題が生じる。
【００１６】
また、複数のベローズを用いる圧力均衡形伸縮継手では、大型な装置となって、圧縮機出入口配管のような狭い場所には不向きである。特に内面が複雑であって、粉粒体やスラリー流体の配管装置としては不向きである。
【００１７】
そのために、アンカーポイントに内圧推力を掛けない、内部構造のシンプルなコンパクトな構成の伸縮管継手が求められている。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題を解決するために、内圧推力に対抗する過大なアンカーを不要とし、内部構造がシンプルで、突起物がなく、軸直角方向にも使え、内圧推力を担保するベローズ形無推力伸縮管継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、ベローズを介して配管同士を接続し、ベローズの両端に連結する端管のベローズを挟む両側に設けるガイドフランジ同士を張架するタイロッドを複数備える伸縮管継手であって、前記タイロッドの両端を両側のガイドフランジを通過して延設し、この延設部に該延設部を嵌装する押圧力受け座部材を配設し、前記タイロッドの先端部に設けるナット部材により止着すると共に、前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの間、および、前記押圧力受け座部材と前記端管との間に配設され、且つ、前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材と前記押圧力受け座部材との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成するベローズ形無推力伸縮管継手としたことを特徴としている。
【００２０】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、配管の伸縮によって生じる内圧推力を、ガイドフランジ、押圧ガイド部材、押圧力受け座部材、ナット部材から形成される推力担保手段を介してタイロッドに伝達するので、内圧推力を常時タイロッドで確実に担保するベローズ形無推力伸縮管継手を得ることができる。
【００２１】
請求項２に係る発明は、前記押圧力受け座部材が、中央部にタイロッド挿通孔を有し、端管に対向する側に前記押圧ガイド部材と当接する当接面を有していると共に、前記当接面を、ガイドフランジ表面から立ち上がり端管に向かう方向に傾斜した傾斜面として、該傾斜面とガイドフランジ表面とで形成される開口角度を鋭角にし、前記押圧ガイド部材に、前記傾斜面に当接する第一当接部とガイドフランジに当接する第二当接部を設け、該第二当接部を介してガイドフランジ表面を移動自在とすると共に、前記傾斜面に前記第一当接部を圧接する方向に付勢する付勢部材を配設したことを特徴としている。
【００２２】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、配管の伸縮によりガイドフランジが変位しても、ガイドフランジ面と押圧力受け座部材の傾斜面との開口角度を鋭角とすることで、押圧ガイド部材をくさび状に食い込ませるように付勢し、ガイドフランジの変位を確実にタイロッドに伝達可能となって、内圧推力を常時タイロッドに担保させることができる。さらに、傾斜面で当接させるので、内圧推力の軸方向とは直交する方向の水平方向分力が小さくなって、タイロッドの大きさを適当な大きさとすることができる。
【００２３】
請求項３に係る発明は、前記押圧力受け座部材を断面矩形の方形押圧力受け座とし、前記押圧ガイド部材を断面矩形の押圧ガイドブロックとし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間に設けるリブ部材を前記押圧ガイドブロックの両側面部をガイドする左右一対のガイド片を有するリブ部材とすると共に、前記方形押圧力受け座と前記押圧ガイドブロックとの当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成としたことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、配管の伸縮に応じて移動する押圧ガイドブロックをガイドすると共に、押圧ガイドブロックと方形押圧力受け座の両部材の回転を防止することができる。
【００２５】
請求項４に係る発明は、前記押圧ガイドブロックの第二当接部の上部に段差を設けて付勢部材装着部を配設し、この付勢部材装着部の両側を前記ガイド片で覆い、さらに上部を覆うカバー部材を設けたことを特徴としている。
【００２６】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、付勢部材を作動領域に保持しておくことができ、付勢部材を適正に作動させることができる。
【００２７】
請求項５に係る発明は、前記押圧ガイドブロックに該押圧ガイドブロックの変位に拘らずに前記タイロッドの挿通を許可する長孔状もしくはＵ字状の溝部を設け、前記方形押圧力受け座の頂部に球面状凹部を設けて、該球面状凹部に合致する球面座金を介装して前記ナット部材を止着し、前記方形押圧力受け座が前記タイロッドに対して偏芯可能としていることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、配管の芯ズレに対しても対応可能となり、押圧ガイドブロックと方形押圧力受け座とを常に面接触状態に当接させることができる。
【００２９】
請求項６に係る発明は、前記タイロッドの頂部同士を連結する張架部材を装着していることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、円周上に複数設けるタイロッドを一体的に変位させることができ、一本の所定のタイロッドに掛かる負荷を軽減することができる。また、付勢部材の異常な付勢力からタイロッドを保護することができる。
【００３１】
請求項７に係る発明は、前記リブ部材に、治具係止孔を有する治具係止部材を前記付勢部材装着部の両側に対向させて一対配設したことを特徴としている。
【００３２】
上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、付勢力の強い付勢部材であっても、付勢部材と押圧ガイド部材と押圧力受け座部材とを一体的に押し込む治具を用いて、付勢部材を圧縮してタイロッドに容易に装着可能となる。
【００３３】
請求項８に係る発明は、前記押圧ガイド部材をローラ状の押圧ガイドローラとし、前記押圧力受け座部材を前記押圧ガイドローラに対応した横長押圧力受け座とし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間の、前記タイロッドが配設される円周上の所定位置にアームリブを設け、前記タイロッドを前記アームリブに至る近辺まで延設すると共に、
前記アームリブに軸支される基端部と、前記タイロッドの先端部に連結されるアーム連結部と、前記ガイドフランジと前記タイロッドに装着する前記横長押圧力受け座との両方に当接するように付勢される前記押圧ガイドローラを支持する先端部とを備えるアーム部材を設け、配管の伸縮によって前記アームリブが移動すると前記アーム連結部を回転中心としてアーム部材が回動するリンク機構を形成し、該リンク機構を介して前記アーム部材の先端に設ける押圧ガイドローラが、前記ガイドフランジの変位量に拘わらずに前記横長押圧力受け座に当接して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成することを特徴としている。
【００３４】
上記の構成を有する請求項８に係る発明によれば、配管の伸縮によって生じる内圧推力を推力担保手段を介してタイロッドに伝達するので、内圧推力を常時タイロッドで確実に担保することができる。
【００３５】
請求項９に係る発明は、前記アーム部材が、前記アームリブおよび前記タイロッド先端を挟持するように相対向して設けるニ片のアーム部材からなっており、それぞれのアーム部材が、前記アームリブに回動自在に軸支される基端部と該基端部から配管の半径方向外側に延設され前記アーム連結部を有する第一アームと、該第一アームの先端側からベローズに向けてＬ型に屈曲する第二アームを有していると共に、それぞれの第二アームの先端部同士を貫通して連結する渡し板を設け、前記渡し板の両側にそれぞれ支持ロッドを緩合状態に、かつ球面座金を介して装着し、前記押圧ガイドローラの軸方向の両端部を二本の前記支持ロッドの先端に装着したことを特徴としている。
【００３６】
上記の構成を有する請求項９に係る発明によれば、タイロッドが配設される円周上の所定位置の、端管のフランジとガイドフランジの間に設けるアームリブを挟む二片のアーム部材を用いているので、二片のアーム部材の中央にタイロッドが位置することになり、アーム部材の先端部に設ける押圧ガイドの圧力をタイロッドに容易に、また確実に伝達することができる。
【００３７】
請求項１０に係る発明は、前記支持ロッドの径よりも大きな径の挿通孔を介して前記押圧ガイドローラを摺動自在に装着すると共に、該押圧ガイドローラを前記渡し板方向に付勢するバネ部材を設け、前記押圧ガイドローラと前記渡し板との間に前記タイロッドを配置して、前記押圧ガイドローラと前記押圧力受け座との接触は許可するが前記タイロッドとの接触は許可しない切り込み部を前記押圧ガイドローラに設けたことを特徴としている。
【００３８】
上記の構成を有する請求項１０に係る発明によれば、押圧ガイドを常時タイロッド方向に付勢するバネ部材を介して、押圧ガイドが、ガイドフランジと押圧力受け座とに常時接する構成とすることができる。
【００３９】
請求項１１に係る発明は、前記タイロッド先端にエクステンション部材を装着して、該エクステンション部材に前記アーム部材を接続することを特徴としている。
【００４０】
上記の構成を有する請求項１１に係る発明によれば、配管設置時の初期状態において、エクステンション部材を介してアーム連結部位置を調節して、押圧ガイドをガイドフランジと押圧力受け座とに常時接するように配設することができる。
【００４１】
請求項１２に係る発明は、前記基端部と前記アーム連結部までのアーム長さよりも、前記アーム連結部から前記第二アームが屈曲して設けられている前記第一アームの先端側までのアーム長さを長くするリンク機構とすることで、配管の伸縮によるアームリブの移動変位を拡大して前記押圧ガイドを移動することを特徴としている。
【００４２】
上記の構成を有する請求項１２に係る発明によれば、配管の伸縮変位量を拡大して押圧ガイドを移動させることができるので、伸縮変位に敏感に対応可能なベローズ形無推力伸縮管継手となる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、ベローズ両側の端管の変位を利用して、内圧推力及びベローズ反力をタイロッドが常時担保する構成としたので、単式ベローズ形式にも拘わらず、過大なアンカーを不要とし、内部構造がシンプルで、突起物がなく、軸直角方向にも使え、内圧推力及びベロー反力を担保するベローズ形無推力伸縮管継手を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００４５】
まず、図１から図７により本発明に係る第一実施形態のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１の構成について説明する。図１は全体の概略説明図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視図を示し、図３には図１のＢ−Ｂ矢視図を示す。図４は要部拡大図であり、図５、図６には要部断面図を示し、図７に凹凸の嵌め合い構成を示す要部拡大図を示している。
【００４６】
本発明に係る第一実施形態のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１は、図１に示すように、前述した従来の単式ベローズ形伸縮管継手ＢＴ３（図１２参照）と同様に端管２、２間にベローズ１を介装して連結した構成であって、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。ガイドフランジ４は端管２に固着されており、両側のガイドフランジ４、４間にタイロッド７を複数張架している。
【００４７】
端管２に接続される配管に伸縮が生じ長さが変位するとその変位が端管２を移動し、ガイドフランジ４が移動しようとする。本実施の形態においては、推力担保手段１００を介して配管の伸縮により生じる内圧推力を常時タイロッド７に担保させる構成としたものである。
【００４８】
推力担保手段１００は、タイロッド７の先端部に設けるナット部材１３、１４とガイドフランジ４との間にタイロッド７を嵌装するように設けられる押圧力受け座部材１０と該押圧力受け座部材１０が備える当接面（傾斜面１０ａ）と当接する第一当接部１５ａを有する押圧ガイド部材１５と、該押圧ガイド部材１５を前記押圧力受け座部材方向に付勢する付勢部材１６を備える構成とされている。
【００４９】
押圧ガイド部材１５は、押圧力受け座部材１０が備える当接面と当接する第一当接部１５ａと、ガイドフランジ４に当接する第二当接部１５ｂを有しており、付勢部材１６を介して前記第一当接部１５ａを常時当接面（傾斜面１０ａ）に圧接する構成とされている。
【００５０】
この際に、前記押圧力受け座部材１０が、中央部にタイロッド挿通孔１０ｄ（図５参照）を有し、前記当接面として端管に対向する側に傾斜面１０ａを設け、該傾斜面１０ａと前記ガイドフランジ面とで形成される開口角度を鋭角にし、この鋭角な開口部に付勢部材１６を介して前記押圧ガイド部材１５を楔状に押し込むようにして、前記ガイドフランジ４の変位に拘わらずに、前記傾斜面１０ａに前記第一当接部１５ａを圧接する構成としている。
【００５１】
また、前記傾斜面１０ａと前記第一当接部１５ａとの当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成とすることで、押圧力受け座部材１０と押圧ガイド部材１５とが回転せずに正しく確実に当接し、この当接した状態を維持することができる。この凹凸嵌め合い構成は、いずれか一方の部材に、他方の部材を嵌合して収容するガイド部を突出して設けることで構築することができる。
【００５２】
上記した構成であれば、配管の伸縮により生じる内圧推力を、ガイドフランジ４から押圧ガイド部材１５を介して、押圧力受け座部材１０からナット部材１３、１４に伝達し、タイロッド７に担保させる構成となる。また、当接面を、ガイドフランジ表面から立ち上がり端管２に向かう方向に傾斜した傾斜面１０ａとしているので、内圧推力の軸方向とは直交する方向の水平方向分力が小さくなって、タイロッド７の大きさを適当な大きさとすることができる。
【００５３】
この際に、傾斜面１０ａと第一当接部１５ａとの当接部と、第二当接部１５ｂとガイドフランジ４との当接部とに低摩擦部材３５（図４の想像線に示す）を装着して摺動容易な構成とすると、配管の収縮によってガイドフランジ４が変位しても、押圧ガイド部材１５がガイドフランジ上を容易に摺動し、押圧力受け座部材１０に確実に当接する構成となり好適である。
【００５４】
また、図３に示すように、タイロッド７および推力担保手段１００（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ）を円周上４箇所に等配した構成としている。この配設する数量は円周上３箇所でも６箇所でもよく、配管のサイズと内圧推力の大きさによって適宜選択することができる。また、複数のタイロッド７と推力担保手段１００とを、円周上等配して設けることで、内圧推力が配管の周囲全体で均等に負荷されることになって、異常な変形が生じずに好適である。
【００５５】
この第一の実施形態では、前記押圧力受け座部材１０を断面矩形の方形押圧力受け座（１０Ａ、１０Ｂ）とし、前記押圧ガイド部材１５を断面矩形の押圧ガイドブロック（１５Ａ、１５Ｂ）としている。また、前記端管２の外周部のフランジ３とガイドフランジ４の間に設けるリブ部材として、前記押圧ガイドブロック（１５Ａ、１５Ｂ）の側面をガイドする一対のガイド片を有するリブ部材５Ａを設けると共に、前記方形押圧力受け座（１０Ａ、１０Ｂ）と前記押圧ガイドブロック（１５Ａ、１５Ｂ）との当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成としている。また、この凹凸嵌め合い構成としては、図３および図７（ａ）に示すように、側部にガイド部１0ｂを備えて凹んだ中央の凹部に傾斜面１０ａを有する方形押圧力受け座１０Ａと、前記凹部に収容される大きさの押圧ガイドブロック１５Ａを用いることができる。また、図７（ｂ）に示すように、側部にガイド部１５ｄを備えて凹んだ中央の凹部に第一当接部１５ａを有する押圧ガイドブロック１５Ｂと、前記凹部に収容される大きさの方形押圧力受け座１０Ｂを用いることもできる。いずれの構成であっても、方形押圧力受け座と押圧ガイドブロックとを凹凸の嵌め合い構成とすることで、傾斜面１０ａと第一当接部１５ａとが当接する状態を維持して、方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂの回転を防止することができる。
【００５６】
そのために、配管の伸縮に連動して押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）が半径方向に移動しても、押圧力受け座部材１０（方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂ）と押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）とが回転せずに正しく確実に当接し、この当接した状態を維持することができる。ここで、８はリブ基部であって、該リブ基部８に一対のガイド片を固着してリブ部材５Ａが形成されている。
【００５７】
また、押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）と端管２の間に付勢部材１６を配設しているが、このために第二当接部１５ｂの上部に段差を設けて付勢部材装着部を配設している。この付勢部材装着部は、この両側を前述したガイド片を有するリブ部材５Ａで覆い、さらに付勢部材１６の上部をカバー部材１７（図５、図６参照）で覆う構成としている。
【００５８】
そのために、付勢部材１６をこの付勢部材装着部に収納可能となり、種々のタイプの付勢部材１６を採用して装着することが可能である。例えば、図５に示すコイルスプリング１６Ａを収納することも、図６に示す座屈板１６Ｂを収納して使用することができる。
【００５９】
また、その他の付勢部材や付勢装置を用いることも可能であって、付勢部材１６のタイプを特に限定するものではない。
【００６０】
いずれの方式であっても、ベローズ１の伸縮範囲の全領域に亘って、押圧ガイド部材１５を押圧力受け座部材１０方向に付勢し、常時当接させておく付勢部材１６を装着しておくことが肝要となる。
【００６１】
また、押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）に該押圧ガイド部材の変位に拘らずに前記タイロッド７の挿通を許可する長孔状もしくはＵ字状の溝部１５ｃ（図３、図７参照）を設け、押圧力受け座部材１０の頂部に球面状凹部１０ｃ（図５参照）を設けて、該球面状凹部１０ｃに合致する球面座金１１を介装してナット部材１３、１４を止着する構成としている。ワッシャ１２を介して、この二個のナット部材１３、１４を互いに締結することで、ナットの緩みを防止するロックナット状態に締結することができる。そのために、タイロッド挿通孔１０ｄを介してタイロッド７に嵌装した状態で止着される押圧力受け座部材１０（方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂ）が、タイロッド７に対して調芯可能となり、配管に多少の芯ズレが生じても、前記押圧力受け座部材１０（方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂ）と押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）とが常に面接触する構成となる。
【００６２】
さらに、図１、図２に示すように、前記タイロッド７の頂部に設ける連結部材２１同士を連結する張架部材２２を装着することで、円周上等配して複数設けられるタイロッド７を一体的に変位させることができ、一本の所定のタイロッドに掛かる負荷を軽減することができる。また、張架部材２２にターンバックル２３を配設すると、円周上の複数のタイロッドが相対互助となり、タイロッドの撓みを防止することが可能となる。
【００６３】
上記したように、端管２の外周部に略等配して複数のタイロッド７を設けると共に、それぞれのタイロッド７に推力担保手段１００（例えば、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ）を介装し、さらに、球面座金１１を介装する押圧力受け座部材１０を備えるタイロッド７の頂部同士を、ターンバックル２３を備える張架部材２２で連結する構成としているので、付勢部材の異常な付勢力が生じても、複数のタイロッド７を一体的に変位させることができ、タイロッド７の破損を防止することができる。
【００６４】
また、リブ部材５Ａに、治具係止孔２０ａを有する耳状の治具係止部材２０を前記付勢部材装着部の両側に対向させて一対配設している。この構成であれば、付勢力の強い付勢部材１６であっても、治具係止孔２０ａに治具の一部を係止して（引っ掛けて）付勢部材１６と押圧ガイド部材１５と押圧力受け座部材１０とを一体的に押し込む治具（不図示）を用いて、付勢部材１６を圧縮して容易に組み付けることが可能となり、装置の組み付け作業を安全に行うことができる。この治具係止部材２０は、リブ部材５Ａを形成するガイド片もしくはリブ基部８のいずれかに、または両者に跨って固着することができる。
【００６５】
次に、図８から図１１により本発明に係る第二実施形態のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２の構成について説明する。図８は全体の概略説明図であり、図９は図８のＣ−Ｃ矢視図を示し、図１０には図８のＤ−Ｄ矢視図を示している。
【００６６】
本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２も、前述したベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１と同様に端管２、２間にベローズ１を介装して連結した構成であって、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。ガイドフランジ４は端管２に固着されており（必要に応じてリブ５を設ける）、両側のガイドフランジ４、４間にタイロッド７を張架している。
【００６７】
端管２に接続される配管に伸縮が生じ長さが変位するとその変位が端管２を移動し、アームリブ３が移動しようとする。本実施の形態においては、この変位を利用して推力担保手段１１０を介してガイドフランジ４、４の変位をタイロッド７に伝達する構成としたものである。
【００６８】
そのために、前記タイロッド７が配設される円周上の所定位置の、前記端管２のフランジ３とガイドフランジ４の間にアームリブ３８を設け、前記タイロッド７を前記アームリブ３８に至る近辺まで延設して、前記アームリブ３８に軸支される端部３９と、前記タイロッド７の先端部に連結されるアーム連結部４０と、前記ガイドフランジ４と前記タイロッド７に装着する押圧力受け座５１との両方に当接するように付勢される押圧ガイド１４を支持する先端部とを備えるアーム部材４１を設ける構成とした。
【００６９】
また、配管の伸縮によってアームリブ３８が移動するとアーム連結部４０を回転中心としてアーム部材４１が回動するリンク機構を形成し、該リンク機構を介して前記アーム部材４１の先端に設ける押圧ガイド４４が、ガイドフランジ４の変位をタイロッド７に伝達する構成とし、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１１０を形成する構成としている。
【００７０】
この構成であれば、配管の伸縮によって生じる内圧推力を、推力担保手段１１０を介してタイロッド７に伝達するので、内圧推力を常時タイロッドで確実に担保することができる。また、内部構造が複雑でなく、突起物もないので、内筒３０を設けることも可能である。
【００７１】
さらに、この推力担保手段１１０を、配管の円周上の複数箇所に等配して設ける構成としている。例えば、円周上に等配して４箇所に設ける（図９、図１０参照）配設数量は、配管のサイズによって異なり、大きな配管径であれば、４個以上例えば円周上に等配して６〜８箇所に設けてもよい。
【００７２】
さらに、前記リンク機構が、配管の伸縮によるアームリブ３８の移動変位を拡大して前記押圧ガイド４４を移動するように、基端部３９からアーム連結部４０までのアーム長さＴ１と、アーム連結部４０から前記第二アームが屈曲して設けられている前記第一アームの先端側までのアーム長さＴ２とのアーム比を１以上（好ましくは２倍以上で５倍以下）としている。
【００７３】
この構成であれば、配管の伸縮変位量を拡大して押圧ガイド４４を移動させることができ、伸縮変位に敏感に対応可能となる。
【００７４】
また、アーム部材４１は、アームリブ３８およびタイロッド７先端を挟持するように相対向して設けるニ片のアーム部材４１ａ、４１ｂから構成されており、それぞれのアーム部材が、前記アームリブ３８に回動自在に軸支される基端部３９と該基端部３９から配管の半径方向外側に延設され前記アーム連結部４０を有する第一アーム１１１と、該第一アーム１１１からベローズに向けてＬ型に屈曲する第二アーム１１２を有している。
【００７５】
さらに、それぞれの第二アーム１１２の先端部同士を貫通して連結する渡し板４２を設け、前記渡し板４２の両側にそれぞれ支持ロッド４３を緩合状態に、かつ球面座金１３ａ（図４参照）を介して装着し、押圧ガイド１４をローラ状部材とし、該ローラ状部材の軸方向の両端部を二本の前記支持ロッド４３の先端に装着している。
【００７６】
また、押圧ガイド４４の移動に拘らずに常時ガイドフランジ４および押圧力受け座５１に当接するよう付勢手段を装着しているが、この構成について図１１より詳細に説明する。
【００７７】
図１１（ａ）に示すように、推力担保手段１１０は、端管２に固定されたアームリブ３８に枢止連結されるアーム部材４１と、アーム部材４１の先端部に装着する渡し板４２と、渡し板４２を貫通するように設ける支持ロッド４３と、支持ロッド４３の自由端側に装着されるローラ状の押圧ガイド４４を備えている。
【００７８】
前記押圧ガイド４４が備える挿通孔は、前記支持ロッド４３の径よりも少し大きな径としており、支持ロッド４３に対して押圧ガイド４４を摺動自在に装着している。さらに前記押圧ガイド４４を前記渡し板４２方向に付勢するバネ部材４５を設け、前記押圧ガイド４４と前記渡し板４２との間に前記タイロッド７を配置して、前記押圧ガイド４４と前記押圧力受け座５１との接触は許可するが前記タイロッド７との接触は許可しない切り込み部４４ａを前記押圧ガイド４４に設けている。
【００７９】
また、タイロッド７先端にエクステンション部材５０を装着して、該エクステンション部材にアーム部材４１を接続する構成としている。つまり、エクステンション部材５０と第一アーム１１１とをアーム連結部４０にて枢止連結状態に接続している。エクステンション部材５０を用いずに、タイロッド７の先端を延設してアーム連結部４０を設ける構成としてもよいが、長さを調節可能とするエクステンション部材５０を用いることで、装置サイズに応じた適当なタイロッド長さに調節可能となる。いずれにしても、タイロッド７とアーム部材とを枢止連結することで、アーム部材４１はアーム連結部４０を回転中心して回動自在である。さらに、タイロッド７の所定位置には、固定部材５２を介して押圧力受け座５１が装着されている。
【００８０】
図１１（ｂ）に示すように、支持ロッド４３の径よりも大きな径の取付孔４２ａに支持ロッド４３を挿入すると共に、球面座金４３ａと球面ナット４３ｂを介して支持ロッド４３を装着することで、前記支持ロッド４３は渡し板４２に対して揺動可能となる。また、ナット４３ｃと４３ｄとで固定ナットを形成しており、所定の揺動範囲に設定して固定可能である。
【００８１】
前記支持ロッド４３の自由端側に装着される押圧ガイド４４は、前記支持ロッドの径よりも大きな径の挿通孔を介して前記支持ロッド４３に遊嵌されており、支持ロッド４３の軸方向に摺動自在である。また、軸端に装着するバネ部材４５と停止ナット４５ａにより支持ロッド４３からの抜け出しが防止されている。さらに、支持ロッド４３の自由端側がベローズ１から遠ざかるようにした姿勢で、押圧ガイド４４がガイドフランジ４に当接する状態とし、バネ部材４５の付勢力によって、押圧ガイド４４がガイドフランジ４に押圧される構成としている。
【００８２】
上記したように、支持ロッド４３は球面座金と球面ナットを介して渡し板４２に装着されているので、押圧ガイド４４は、ガイドフランジ４との接触によって、負荷を確実に伝達可能であって、バネ部材４５の付勢力による押圧力とリンク機構の変位による押圧力とにより負荷を伝達することができる。
【００８３】
また、内圧推力の負荷をアンカーポイントに掛けないためには、前述したリンク機構のアーム長さ比と前記バネ部材４５の付勢力を適当な範囲としておくことは明らかである。つまり、配管の伸縮によりアームリブ３８が移動しても、バネ部材４５の伸縮範囲内の変動域にあるような構成とすることが肝要である。
【００８４】
押圧ガイド４４を備える推力担保手段１１０として本実施の形態では、図９のＣ−Ｃ矢視図に示すように、四つの推力担保手段１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄを円周上等配して設けている。また、アーム部材４１は相対向して設けられるニ片のアーム部材４１ａ、４１ｂを有しており、基端部３９にてアームリブ３８に回動自在に軸支され、先端部に渡し板４２が貫通して設けられている。
【００８５】
アーム部材４１ａ、４１ｂを貫通して設けられている渡し板４２の両側にそれぞれ支持ロッド４３ａ、４３ｂが装着されている。そして、この二本の支持ロッド４３ａ、４３ｂの先端部にローラ状の押圧ガイド４４が装着されている。
【００８６】
ローラ状の押圧ガイド４４の中央部付近にタイロッド７が位置するので、このタイロッド７との干渉を避けるための切り込み部４４ａを設けている。また、タイロッド７との接触は許可しないが、前記押圧ガイド４４と前記タイロッド７に装着された押圧力受け座５１との接触は許可する程度の幅を有する切り込み部４４ａとすることで、ローラ状の押圧ガイド４４がタイロッド７に近接しても、押圧ガイド４４とタイロッド７とが直接接しない構成としている。さらに、タイロッド７の所定位置に押圧力受け座５１を設けることで、ローラ状の押圧ガイド４４が常時当接する構成としておくことが可能となる。そのために、配管が伸縮して、ベローズ１が収縮し、ガイドフランジ４が移動して、リンク機構が作用すると、押圧ガイド４４が配管の半径方向外側に移動して、押圧力受け座５１に押圧することで、ガイドフランジ４を介してタイロッド７に加圧力が負荷され、内圧推力を確実に担保することが可能となる。
【００８７】
前記押圧力受け座５１は、図中の想像線に示すように、ローラ状の押圧ガイド４４の外形に相当する矩形状としている。しかし、特にその形状を限定するものではなく、円形の大きな受け座とすることも可能であって、ローラ状の前記押圧ガイド４４に当接して力をタイロッド７に伝達する構成であればよい。
【００８８】
さらに、ローラ状の押圧ガイド４４と当接する面をローラ状外周に係合する傾斜面５１ａとし、この傾斜面５１ａとガイドフランジ面との開口角度を鋭角とすることで、押圧力受け座面とガイドフランジ４の面とがくさび型ガイドを形成し、ローラ状の押圧ガイド４４が食い込む構成とすることができる。この構成であれば、内圧推力をタイロッド７が確実に担保可能となって、アンカーポイントに内圧推力が負担されず、ベローズ１が損傷することもない。
【００８９】
また、前述したように、前記押圧ガイド４４を押圧力受け座５１に当接させる方向に付勢するバネ部材４５を備えると共に、前記押圧ガイド４４を支持ロッド４３に球面座金４３ａと球面ナット４３ｂを介して揺動可能に装着しているので、アームリブ３８の位置に拘らずに、押圧ガイド４４が、常時傾斜面５１ａとガイドフランジ４面に当接する構成としておくことができる。この構成であれば、端管２の変位、つまりガイドフランジ４の移動を前記押圧ガイド４４を介して、常時タイロッド７に伝達し、内圧推力をタイロッド７が確実に担保可能となる。
【００９０】
上記したように本発明によれば、押圧ガイド部材１５と押圧力受け座部材１０との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１００を備えるベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１、あるいは、押圧ガイド４４と押圧力受け座５１との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１１０を備えるベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２としているので、いずれの方式であっても、押圧力受け座部材とガイドフランジとの両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材と前記押圧力受け座部材との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる構成のベローズ形無推力伸縮管継手となる。
【００９１】
そのために、いずれの構成のベローズ形無推力伸縮管継手であっても、単式ベローズ形式にも拘わらず、内圧推力はタイロッド７で引受けることから内圧推力に対抗する過大なアンカーが不要となり経済的であるといえる。また、内部構造が複雑で、突起物がないことから、大きなスペースを必要とせず、内筒３０を設けることができ、粉粒体やスラリー流体にも使用可能となる。
【００９２】
さらに、単式であることから軸直角方向にも使用することができ、従来のバランス式伸縮管継手において複数組必要であったベローズを一組で良くすることができる。そのために内部構造を単純化でき、粉粒体やスラリー流体にも使用可能なベローズ形無推力伸縮管継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手の第一実施形態の概略説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】図３のＤ−Ｄ矢視図である。
【図６】変形例を示す要部断面図である。
【図７】凹凸の嵌め合い構成を示す要部拡大図であって、（ａ）は凹状の方形押圧力受け座と、凸状の押圧ガイドブロックとの組み合わせを示し、（ｂ）は凸状の方形押圧力受け座と、凹状の押圧ガイドブロックとの組み合わせを示している。
【図８】本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手の第二実施形態の概略説明図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１０】図７のＦ−Ｆ矢視図である。
【図１１】推力担保手段の概略説明図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は要部拡大図を示している。
【図１２】従来の単式ベローズ伸縮管継手の断面図である。
【図１３】従来のバランス形のベローズ伸縮管継手の概略説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ ベローズ
２ 端管
３ フランジ
４ ガイドフランジ
７ タイロッド
１０ 押圧力受け座部材
１０Ａ、１０Ｂ 方形押圧力受け座
１０ａ 傾斜面（当接面）
１５ 押圧ガイド部材
１５Ａ、１５Ｂ 押圧ガイドブロック
３８ アームリブ
４１ アーム部材
４２ 渡し板
４３ 支持ロッド
４４ 押圧ガイド
５１ 押圧力受け座
５１ａ 傾斜面（当接面）
１００ 推力担保手段（第一実施形態）
１１０ 推力担保手段（第二実施形態）
ＢＴ１ ベローズ形無推力伸縮管継手（第一実施形態）
ＢＴ２ ベローズ形無推力伸縮管継手（第二実施形態）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベローズ形伸縮管継手に係り、伸縮継手の変位に対応容易なベローズ形無推力伸縮管継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管部材を介して各種の製造設備や貯蔵設備同士を連結して、蒸気、ガス、ＬＮＧ、水、油等を移送する際には、配管の伸縮を吸収するために伸縮管継手が用いられている。また、伸縮を吸収するためのベローズを装着したベローズ形伸縮管継手が一般に知られている。
【０００３】
ベローズ形伸縮管継手としては、主として軸方向変位を吸収する軸方向型、軸曲げ変位を吸収する軸曲げ型、軸直角方向の変位を吸収する軸直角型、全平面の変位を吸収する万能型が知られている。さらに、それぞれ一個のベローズを用いる単式、複数のベローズを用いる複式のベローズ形伸縮管継手が用いられている。
【０００４】
設備間に拘束された配管の温度が変化すると、配管が伸縮しようとする力が生じて、連結された設備に負荷が掛かる。これを緩和するために単式または複式伸縮管継手を設けると、今度は内圧推力によって伸縮管継手を擁する両コーナーが広がろうとし、コーナーを介して繋がる配管が反る形で力が派生し、それが設備や機器などに掛かる。このようなことから温度変化する配管において機器に掛かる力が許容を超える場合には適切な位置に単式または複式伸縮管継手を設け、その機能を発揮するためにコーナー部に内圧推力に対抗するアンカーを敷設している。
【０００５】
上記の構成であれば、コーナーが広がらないことから、コーナーを介して接続した配管が反らず機器に掛かる力を抑えることができる。
【０００６】
ベローズ形伸縮管継手の基本型である単式ベローズ形伸縮管継手ＢＴ３の一例を図１２に示す。図に示すようにベローズ形伸縮管継手ＢＴ３は端管２、２間にベローズ１を介装して連結した構成であり、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。また、ガイドフランジ４は端管２に固着されている（必要に応じてリブ５を設ける）と共に両側のガイドフランジ４、４間に張架したタイロッド７で、ベローズ１を一定間隔以内に保持する構成となっている。
【０００７】
前記タイロッド７は、軸方向の伸びを抑制するためのガイドであって、万一配管設備のアンカに故障が生じた場合に、継手が損傷しないようにするための制限ボルトの役割を有している。そのために、最大伸び代を制限するための第一ナット７ａと第二ナット７ｂを有しており、一対でロックナットを形成して設定した長さを固定する構成としている。また、６はセットボルトであって、配管設備を設置完了するまで装着しておき、設置後にナット６ａを緩めて取り外すものである。
【０００８】
内圧推力を打ち消すベローズ形伸縮継手（バランス形という）ＢＴ４の基本形を図１３に示す。このベローズ形伸縮継手ＢＴ４は直管バランス・ストレート型、直管バランス・ティー型、曲管バランス・エルボ型の基本型であって、複数組のベローズ１Ａ、１Ｂ、１Ｃを連結して、それらを個別に、または全体で一定間隔以内に保持するタイロッド７Ａ、７Ｂを備える構成とされている。
【０００９】
また、それぞれのタイロッドを装着するために、ガイドフランジ４Ａと、これとは別に設ける第二ガイドフランジ４Ｂを備えている。
【００１０】
従来、単式及び複式ベローズ形伸縮管継手におけるタイロッドは、ベローズの異常な伸びきりを予防するための安全装置の役割で通常はフリーの状態にしている。バランス形ベローズ形伸縮管継手においては、ベローズ間の力の伝達部品として機能している。
【００１１】
内圧推力を打ち消す伸縮継手としての直管バランス・ストレート型は内部構造が複雑なので、軸直角方向には使えず、また、粉粒体やスラリー流体の配管には使えない。直管バランス・ティー型は軸直角方向に大きな突起物があり大きなスペースを必要とすることに加えて、突起部への流体を封入することから、封入を嫌う場合には使えない。曲管バランス・エルボ型は伸縮方向に対向する方向に指定される大きな突起物があり、その方向に大きなスペースを必要とする上に、突起部への流体を封入することから封入を嫌う場合には使えない。
【００１２】
直管バランス・ストレート型は内部構造が凹凸のはめ込み式になっているので軸方向に限定して使用している。直管バランス・ティー型はストリーム側のベローズは単式のようにシンプルになり軸直角方向にも対応出来るが、ティー状の大きな突起物を必要とする。
曲管バランス・エルボ型も単式のようにシンプルになり軸直角方向にも対応出来るが、伸縮方向に対向する方向に長い突起物を必要とする。
【００１３】
そのために、簡単な構成で内圧推力を打ち消す伸縮継手が求められており、例えば、作動側ベローズとバランス側ベローズとをテンションロッドを介して連結すると共に、テンションロッドの傾き方向に転動可能な座金を備えたエキスパンションベローズが既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
また、軸方向とこれに直交する二軸方向の三軸の過大変位を吸収するために、ベローズの中間外周部に設ける内側ガイドリンク外側ガイドリンクとを円弧状係合部を介して当接するようにし、フランジから突設するアームに設ける長孔部に外側ガイドリンクを摺動可能に保持するとしたベローズ形伸縮管継手が既に出願されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１４４５７号公報
【特許文献２】特開平１０−１４１５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の単式及び複式のベローズ形伸縮継手においては、内圧推力とベロー反力により、アンカーポイントに大きな力が掛かる問題が生じる。
【００１６】
また、複数のベローズを用いる圧力均衡形伸縮継手では、大型な装置となって、圧縮機出入口配管のような狭い場所には不向きである。特に内面が複雑であって、粉粒体やスラリー流体の配管装置としては不向きである。
【００１７】
そのために、アンカーポイントに内圧推力を掛けない、内部構造のシンプルなコンパクトな構成の伸縮管継手が求められている。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題を解決するために、内圧推力に対抗する過大なアンカーを不要とし、内部構造がシンプルで、突起物がなく、軸直角方向にも使え、内圧推力を担保するベローズ形無推力伸縮管継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、ベローズを介して配管同士を接続し、ベローズの両端に連結する端管のベローズを挟む両側に設けるガイドフランジ同士を張架するタイロッドを複数備える伸縮管継手であって、前記タイロッドの両端を両側のガイドフランジを通過して延設し、この延設部に該延設部を嵌装する押圧力受け座部材を配設し、前記タイロッドの先端部に設けるナット部材により止着すると共に、前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの間、および、前記押圧力受け座部材と前記端管との間に配設され、且つ、前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材と前記押圧力受け座部材との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成するベローズ形無推力伸縮管継手としたことを特徴としている。
【００２０】
上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、配管の伸縮によって生じる内圧推力を、ガイドフランジ、押圧ガイド部材、押圧力受け座部材、ナット部材から形成される推力担保手段を介してタイロッドに伝達するので、内圧推力を常時タイロッドで確実に担保するベローズ形無推力伸縮管継手を得ることができる。
【００２１】
請求項２に係る発明は、前記押圧力受け座部材が、中央部にタイロッド挿通孔を有し、端管に対向する側に前記押圧ガイド部材と当接する当接面を有していると共に、前記当接面を、ガイドフランジ表面から立ち上がり端管に向かう方向に傾斜した傾斜面として、該傾斜面とガイドフランジ表面とで形成される開口角度を鋭角にし、前記押圧ガイド部材に、前記傾斜面に当接する第一当接部とガイドフランジに当接する第二当接部を設け、該第二当接部を介してガイドフランジ表面を移動自在とすると共に、前記傾斜面に前記第一当接部を圧接する方向に付勢する付勢部材を配設したことを特徴としている。
【００２２】
上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、配管の伸縮によりガイドフランジが変位しても、ガイドフランジ面と押圧力受け座部材の傾斜面との開口角度を鋭角とすることで、押圧ガイド部材をくさび状に食い込ませるように付勢し、ガイドフランジの変位を確実にタイロッドに伝達可能となって、内圧推力を常時タイロッドに担保させることができる。さらに、傾斜面で当接させるので、内圧推力の軸方向とは直交する方向の水平方向分力が小さくなって、タイロッドの大きさを適当な大きさとすることができる。
【００２３】
請求項３に係る発明は、前記押圧力受け座部材を断面矩形の方形押圧力受け座とし、前記押圧ガイド部材を断面矩形の押圧ガイドブロックとし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間に設けるリブ部材を前記押圧ガイドブロックの両側面部をガイドする左右一対のガイド片を有するリブ部材とすると共に、前記方形押圧力受け座と前記押圧ガイドブロックとの当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成としたことを特徴としている。
【００２４】
上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、配管の伸縮に応じて移動する押圧ガイドブロックをガイドすると共に、押圧ガイドブロックと方形押圧力受け座の両部材の回転を防止することができる。
【００２５】
請求項４に係る発明は、前記押圧ガイドブロックの第二当接部の上部に段差を設けて付勢部材装着部を配設し、この付勢部材装着部の両側を前記ガイド片で覆い、さらに上部を覆うカバー部材を設けたことを特徴としている。
【００２６】
上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、付勢部材を作動領域に保持しておくことができ、付勢部材を適正に作動させることができる。
【００２７】
請求項５に係る発明は、前記押圧ガイドブロックに該押圧ガイドブロックの変位に拘らずに前記タイロッドの挿通を許可する長孔状もしくはＵ字状の溝部を設け、前記方形押圧力受け座の頂部に球面状凹部を設けて、該球面状凹部に合致する球面座金を介装して前記ナット部材を止着し、前記方形押圧力受け座が前記タイロッドに対して偏芯可能としていることを特徴としている。
【００２８】
上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、配管の芯ズレに対しても対応可能となり、押圧ガイドブロックと方形押圧力受け座とを常に面接触状態に当接させることができる。
【００２９】
請求項６に係る発明は、前記タイロッドの頂部同士を連結する張架部材を装着していることを特徴としている。
【００３０】
上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、円周上に複数設けるタイロッドを一体的に変位させることができ、一本の所定のタイロッドに掛かる負荷を軽減することができる。また、付勢部材の異常な付勢力からタイロッドを保護することができる。
【００３１】
請求項７に係る発明は、前記リブ部材に、治具係止孔を有する治具係止部材を前記付勢部材装着部の両側に対向させて一対配設したことを特徴としている。
【００３２】
上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、付勢力の強い付勢部材であっても、付勢部材と押圧ガイド部材と押圧力受け座部材とを一体的に押し込む治具を用いて、付勢部材を圧縮してタイロッドに容易に装着可能となる。
【００３３】
請求項８に係る発明は、前記押圧ガイド部材をローラ状の押圧ガイドローラとし、前記押圧力受け座部材を前記押圧ガイドローラに対応した横長押圧力受け座とし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間の、前記タイロッドが配設される円周上の所定位置にアームリブを設け、前記タイロッドを前記アームリブに至る近辺まで延設すると共に、
前記アームリブに軸支される基端部と、前記タイロッドの先端部に連結されるアーム連結部と、前記ガイドフランジと前記タイロッドに装着する前記横長押圧力受け座との両方に当接するように付勢される前記押圧ガイドローラを支持する先端部とを備えるアーム部材を設け、配管の伸縮によって前記アームリブが移動すると前記アーム連結部を回転中心としてアーム部材が回動するリンク機構を形成し、該リンク機構を介して前記アーム部材の先端に設ける押圧ガイドローラが、前記ガイドフランジの変位量に拘わらずに前記横長押圧力受け座に当接して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成することを特徴としている。
【００３４】
上記の構成を有する請求項８に係る発明によれば、配管の伸縮によって生じる内圧推力を推力担保手段を介してタイロッドに伝達するので、内圧推力を常時タイロッドで確実に担保することができる。
【００３５】
請求項９に係る発明は、前記アーム部材が、前記アームリブおよび前記タイロッド先端を挟持するように相対向して設けるニ片のアーム部材からなっており、それぞれのアーム部材が、前記アームリブに回動自在に軸支される基端部と該基端部から配管の半径方向外側に延設され前記アーム連結部を有する第一アームと、該第一アームの先端側からベローズに向けてＬ型に屈曲する第二アームを有していると共に、それぞれの第二アームの先端部同士を貫通して連結する渡し板を設け、前記渡し板の両側にそれぞれ支持ロッドを緩合状態に、かつ球面座金を介して装着し、前記押圧ガイドローラの軸方向の両端部を二本の前記支持ロッドの先端に装着したことを特徴としている。
【００３６】
上記の構成を有する請求項９に係る発明によれば、タイロッドが配設される円周上の所定位置の、端管のフランジとガイドフランジの間に設けるアームリブを挟む二片のアーム部材を用いているので、二片のアーム部材の中央にタイロッドが位置することになり、アーム部材の先端部に設ける押圧ガイドの圧力をタイロッドに容易に、また確実に伝達することができる。
【００３７】
請求項１０に係る発明は、前記支持ロッドの径よりも大きな径の挿通孔を介して前記押圧ガイドローラを摺動自在に装着すると共に、該押圧ガイドローラを前記渡し板方向に付勢するバネ部材を設け、前記押圧ガイドローラと前記渡し板との間に前記タイロッドを配置して、前記押圧ガイドローラと前記押圧力受け座との接触は許可するが前記タイロッドとの接触は許可しない切り込み部を前記押圧ガイドローラに設けたことを特徴としている。
【００３８】
上記の構成を有する請求項１０に係る発明によれば、押圧ガイドを常時タイロッド方向に付勢するバネ部材を介して、押圧ガイドが、ガイドフランジと押圧力受け座とに常時接する構成とすることができる。
【００３９】
請求項１１に係る発明は、前記タイロッド先端にエクステンション部材を装着して、該エクステンション部材に前記アーム部材を接続することを特徴としている。
【００４０】
上記の構成を有する請求項１１に係る発明によれば、配管設置時の初期状態において、エクステンション部材を介してアーム連結部位置を調節して、押圧ガイドをガイドフランジと押圧力受け座とに常時接するように配設することができる。
【００４１】
請求項１２に係る発明は、前記基端部と前記アーム連結部までのアーム長さよりも、前記アーム連結部から前記第二アームが屈曲して設けられている前記第一アームの先端側までのアーム長さを長くするリンク機構とすることで、配管の伸縮によるアームリブの移動変位を拡大して前記押圧ガイドを移動することを特徴としている。
【００４２】
上記の構成を有する請求項１２に係る発明によれば、配管の伸縮変位量を拡大して押圧ガイドを移動させることができるので、伸縮変位に敏感に対応可能なベローズ形無推力伸縮管継手となる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、ベローズ両側の端管の変位を利用して、内圧推力及びベローズ反力をタイロッドが常時担保する構成としたので、単式ベローズ形式にも拘わらず、過大なアンカーを不要とし、内部構造がシンプルで、突起物がなく、軸直角方向にも使え、内圧推力及びベロー反力を担保するベローズ形無推力伸縮管継手を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００４５】
まず、図１から図７により本発明に係る第一実施形態のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１の構成について説明する。図１は全体の概略説明図であり、図２は図１のＡ−Ａ矢視図を示し、図３には図１のＢ−Ｂ矢視図を示す。図４は要部拡大図であり、図５、図６には要部断面図を示し、図７に凹凸の嵌め合い構成を示す要部拡大図を示している。
【００４６】
本発明に係る第一実施形態のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１は、図１に示すように、前述した従来の単式ベローズ形伸縮管継手ＢＴ３（図１２参照）と同様に端管２、２間にベローズ１を介装して連結した構成であって、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。ガイドフランジ４は端管２に固着されており、両側のガイドフランジ４、４間にタイロッド７を複数張架している。
【００４７】
端管２に接続される配管に伸縮が生じ長さが変位するとその変位が端管２を移動し、ガイドフランジ４が移動しようとする。本実施の形態においては、推力担保手段１００を介して配管の伸縮により生じる内圧推力を常時タイロッド７に担保させる構成としたものである。
【００４８】
推力担保手段１００は、タイロッド７の先端部に設けるナット部材１３、１４とガイドフランジ４との間にタイロッド７を嵌装するように設けられる押圧力受け座部材１０と該押圧力受け座部材１０が備える当接面（傾斜面１０ａ）と当接する第一当接部１５ａを有する押圧ガイド部材１５と、該押圧ガイド部材１５を前記押圧力受け座部材方向に付勢する付勢部材１６を備える構成とされている。
【００４９】
押圧ガイド部材１５は、押圧力受け座部材１０が備える当接面と当接する第一当接部１５ａと、ガイドフランジ４に当接する第二当接部１５ｂを有しており、付勢部材１６を介して前記第一当接部１５ａを常時当接面（傾斜面１０ａ）に圧接する構成とされている。
【００５０】
この際に、前記押圧力受け座部材１０が、中央部にタイロッド挿通孔１０ｄ（図５参照）を有し、前記当接面として端管に対向する側に傾斜面１０ａを設け、該傾斜面１０ａと前記ガイドフランジ面とで形成される開口角度を鋭角にし、この鋭角な開口部に付勢部材１６を介して前記押圧ガイド部材１５を楔状に押し込むようにして、前記ガイドフランジ４の変位に拘わらずに、前記傾斜面１０ａに前記第一当接部１５ａを圧接する構成としている。
【００５１】
また、前記傾斜面１０ａと前記第一当接部１５ａとの当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成とすることで、押圧力受け座部材１０と押圧ガイド部材１５とが回転せずに正しく確実に当接し、この当接した状態を維持することができる。この凹凸嵌め合い構成は、いずれか一方の部材に、他方の部材を嵌合して収容するガイド部を突出して設けることで構築することができる。
【００５２】
上記した構成であれば、配管の伸縮により生じる内圧推力を、ガイドフランジ４から押圧ガイド部材１５を介して、押圧力受け座部材１０からナット部材１３、１４に伝達し、タイロッド７に担保させる構成となる。また、当接面を、ガイドフランジ表面から立ち上がり端管２に向かう方向に傾斜した傾斜面１０ａとしているので、内圧推力の軸方向とは直交する方向の水平方向分力が小さくなって、タイロッド７の大きさを適当な大きさとすることができる。
【００５３】
この際に、傾斜面１０ａと第一当接部１５ａとの当接部と、第二当接部１５ｂとガイドフランジ４との当接部とに低摩擦部材３５（図４の想像線に示す）を装着して摺動容易な構成とすると、配管の収縮によってガイドフランジ４が変位しても、押圧ガイド部材１５がガイドフランジ上を容易に摺動し、押圧力受け座部材１０に確実に当接する構成となり好適である。
【００５４】
また、図３に示すように、タイロッド７および推力担保手段１００（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ）を円周上４箇所に等配した構成としている。この配設する数量は円周上３箇所でも６箇所でもよく、配管のサイズと内圧推力の大きさによって適宜選択することができる。また、複数のタイロッド７と推力担保手段１００とを、円周上等配して設けることで、内圧推力が配管の周囲全体で均等に負荷されることになって、異常な変形が生じずに好適である。
【００５５】
この第一の実施形態では、前記押圧力受け座部材１０を断面矩形の方形押圧力受け座（１０Ａ、１０Ｂ）とし、前記押圧ガイド部材１５を断面矩形の押圧ガイドブロック（１５Ａ、１５Ｂ）としている。また、前記端管２の外周部のフランジ３とガイドフランジ４の間に設けるリブ部材として、前記押圧ガイドブロック（１５Ａ、１５Ｂ）の側面をガイドする一対のガイド片を有するリブ部材５Ａを設けると共に、前記方形押圧力受け座（１０Ａ、１０Ｂ）と前記押圧ガイドブロック（１５Ａ、１５Ｂ）との当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成としている。また、この凹凸嵌め合い構成としては、図３および図７（ａ）に示すように、側部にガイド部１0ｂを備えて凹んだ中央の凹部に傾斜面１０ａを有する方形押圧力受け座１０Ａと、前記凹部に収容される大きさの押圧ガイドブロック１５Ａを用いることができる。また、図７（ｂ）に示すように、側部にガイド部１５ｄを備えて凹んだ中央の凹部に第一当接部１５ａを有する押圧ガイドブロック１５Ｂと、前記凹部に収容される大きさの方形押圧力受け座１０Ｂを用いることもできる。いずれの構成であっても、方形押圧力受け座と押圧ガイドブロックとを凹凸の嵌め合い構成とすることで、傾斜面１０ａと第一当接部１５ａとが当接する状態を維持して、方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂの回転を防止することができる。
【００５６】
そのために、配管の伸縮に連動して押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）が半径方向に移動しても、押圧力受け座部材１０（方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂ）と押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）とが回転せずに正しく確実に当接し、この当接した状態を維持することができる。ここで、８はリブ基部であって、該リブ基部８に一対のガイド片を固着してリブ部材５Ａが形成されている。
【００５７】
また、押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）と端管２の間に付勢部材１６を配設しているが、このために第二当接部１５ｂの上部に段差を設けて付勢部材装着部を配設している。この付勢部材装着部は、この両側を前述したガイド片を有するリブ部材５Ａで覆い、さらに付勢部材１６の上部をカバー部材１７（図５、図６参照）で覆う構成としている。
【００５８】
そのために、付勢部材１６をこの付勢部材装着部に収納可能となり、種々のタイプの付勢部材１６を採用して装着することが可能である。例えば、図５に示すコイルスプリング１６Ａを収納することも、図６に示す座屈板１６Ｂを収納して使用することができる。
【００５９】
また、その他の付勢部材や付勢装置を用いることも可能であって、付勢部材１６のタイプを特に限定するものではない。
【００６０】
いずれの方式であっても、ベローズ１の伸縮範囲の全領域に亘って、押圧ガイド部材１５を押圧力受け座部材１０方向に付勢し、常時当接させておく付勢部材１６を装着しておくことが肝要となる。
【００６１】
また、押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）に該押圧ガイド部材の変位に拘らずに前記タイロッド７の挿通を許可する長孔状もしくはＵ字状の溝部１５ｃ（図３、図７参照）を設け、押圧力受け座部材１０の頂部に球面状凹部１０ｃ（図５参照）を設けて、該球面状凹部１０ｃに合致する球面座金１１を介装してナット部材１３、１４を止着する構成としている。ワッシャ１２を介して、この二個のナット部材１３、１４を互いに締結することで、ナットの緩みを防止するロックナット状態に締結することができる。そのために、タイロッド挿通孔１０ｄを介してタイロッド７に嵌装した状態で止着される押圧力受け座部材１０（方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂ）が、タイロッド７に対して調芯可能となり、配管に多少の芯ズレが生じても、前記押圧力受け座部材１０（方形押圧力受け座１０Ａ、１０Ｂ）と押圧ガイド部材１５（押圧ガイドブロック１５Ａ、１５Ｂ）とが常に面接触する構成となる。
【００６２】
さらに、図１、図２に示すように、前記タイロッド７の頂部に設ける連結部材２１同士を連結する張架部材２２を装着することで、円周上等配して複数設けられるタイロッド７を一体的に変位させることができ、一本の所定のタイロッドに掛かる負荷を軽減することができる。また、張架部材２２にターンバックル２３を配設すると、円周上の複数のタイロッドが相対互助となり、タイロッドの撓みを防止することが可能となる。
【００６３】
上記したように、端管２の外周部に略等配して複数のタイロッド７を設けると共に、それぞれのタイロッド７に推力担保手段１００（例えば、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ）を介装し、さらに、球面座金１１を介装する押圧力受け座部材１０を備えるタイロッド７の頂部同士を、ターンバックル２３を備える張架部材２２で連結する構成としているので、付勢部材の異常な付勢力が生じても、複数のタイロッド７を一体的に変位させることができ、タイロッド７の破損を防止することができる。
【００６４】
また、リブ部材５Ａに、治具係止孔２０ａを有する耳状の治具係止部材２０を前記付勢部材装着部の両側に対向させて一対配設している。この構成であれば、付勢力の強い付勢部材１６であっても、治具係止孔２０ａに治具の一部を係止して（引っ掛けて）付勢部材１６と押圧ガイド部材１５と押圧力受け座部材１０とを一体的に押し込む治具（不図示）を用いて、付勢部材１６を圧縮して容易に組み付けることが可能となり、装置の組み付け作業を安全に行うことができる。この治具係止部材２０は、リブ部材５Ａを形成するガイド片もしくはリブ基部８のいずれかに、または両者に跨って固着することができる。
【００６５】
次に、図８から図１１により本発明に係る第二実施形態のベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２の構成について説明する。図８は全体の概略説明図であり、図９は図８のＣ−Ｃ矢視図を示し、図１０には図８のＤ−Ｄ矢視図を示している。
【００６６】
本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２も、前述したベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１と同様に端管２、２間にベローズ１を介装して連結した構成であって、それぞれの端管２にはフランジ３とガイドフランジ４が設けられている。ガイドフランジ４は端管２に固着されており（必要に応じてリブ５を設ける）、両側のガイドフランジ４、４間にタイロッド７を張架している。
【００６７】
端管２に接続される配管に伸縮が生じ長さが変位するとその変位が端管２を移動し、アームリブ３が移動しようとする。本実施の形態においては、この変位を利用して推力担保手段１１０を介してガイドフランジ４、４の変位をタイロッド７に伝達する構成としたものである。
【００６８】
そのために、前記タイロッド７が配設される円周上の所定位置の、前記端管２のフランジ３とガイドフランジ４の間にアームリブ３８を設け、前記タイロッド７を前記アームリブ３８に至る近辺まで延設して、前記アームリブ３８に軸支される端部３９と、前記タイロッド７の先端部に連結されるアーム連結部４０と、前記ガイドフランジ４と前記タイロッド７に装着する押圧力受け座５１との両方に当接するように付勢される押圧ガイド１４を支持する先端部とを備えるアーム部材４１を設ける構成とした。
【００６９】
また、配管の伸縮によってアームリブ３８が移動するとアーム連結部４０を回転中心としてアーム部材４１が回動するリンク機構を形成し、該リンク機構を介して前記アーム部材４１の先端に設ける押圧ガイド４４が、ガイドフランジ４の変位をタイロッド７に伝達する構成とし、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１１０を形成する構成としている。
【００７０】
この構成であれば、配管の伸縮によって生じる内圧推力を、推力担保手段１１０を介してタイロッド７に伝達するので、内圧推力を常時タイロッドで確実に担保することができる。また、内部構造が複雑でなく、突起物もないので、内筒３０を設けることも可能である。
【００７１】
さらに、この推力担保手段１１０を、配管の円周上の複数箇所に等配して設ける構成としている。例えば、円周上に等配して４箇所に設ける（図９、図１０参照）配設数量は、配管のサイズによって異なり、大きな配管径であれば、４個以上例えば円周上に等配して６〜８箇所に設けてもよい。
【００７２】
さらに、前記リンク機構が、配管の伸縮によるアームリブ３８の移動変位を拡大して前記押圧ガイド４４を移動するように、基端部３９からアーム連結部４０までのアーム長さＴ１と、アーム連結部４０から前記第二アームが屈曲して設けられている前記第一アームの先端側までのアーム長さＴ２とのアーム比を１以上（好ましくは２倍以上で５倍以下）としている。
【００７３】
この構成であれば、配管の伸縮変位量を拡大して押圧ガイド４４を移動させることができ、伸縮変位に敏感に対応可能となる。
【００７４】
また、アーム部材４１は、アームリブ３８およびタイロッド７先端を挟持するように相対向して設けるニ片のアーム部材４１ａ、４１ｂから構成されており、それぞれのアーム部材が、前記アームリブ３８に回動自在に軸支される基端部３９と該基端部３９から配管の半径方向外側に延設され前記アーム連結部４０を有する第一アーム１１１と、該第一アーム１１１からベローズに向けてＬ型に屈曲する第二アーム１１２を有している。
【００７５】
さらに、それぞれの第二アーム１１２の先端部同士を貫通して連結する渡し板４２を設け、前記渡し板４２の両側にそれぞれ支持ロッド４３を緩合状態に、かつ球面座金１３ａ（図４参照）を介して装着し、押圧ガイド１４をローラ状部材とし、該ローラ状部材の軸方向の両端部を二本の前記支持ロッド４３の先端に装着している。
【００７６】
また、押圧ガイド４４の移動に拘らずに常時ガイドフランジ４および押圧力受け座５１に当接するよう付勢手段を装着しているが、この構成について図１１より詳細に説明する。
【００７７】
図１１（ａ）に示すように、推力担保手段１１０は、端管２に固定されたアームリブ３８に枢止連結されるアーム部材４１と、アーム部材４１の先端部に装着する渡し板４２と、渡し板４２を貫通するように設ける支持ロッド４３と、支持ロッド４３の自由端側に装着されるローラ状の押圧ガイド４４を備えている。
【００７８】
前記押圧ガイド４４が備える挿通孔は、前記支持ロッド４３の径よりも少し大きな径としており、支持ロッド４３に対して押圧ガイド４４を摺動自在に装着している。さらに前記押圧ガイド４４を前記渡し板４２方向に付勢するバネ部材４５を設け、前記押圧ガイド４４と前記渡し板４２との間に前記タイロッド７を配置して、前記押圧ガイド４４と前記押圧力受け座５１との接触は許可するが前記タイロッド７との接触は許可しない切り込み部４４ａを前記押圧ガイド４４に設けている。
【００７９】
また、タイロッド７先端にエクステンション部材５０を装着して、該エクステンション部材にアーム部材４１を接続する構成としている。つまり、エクステンション部材５０と第一アーム１１１とをアーム連結部４０にて枢止連結状態に接続している。エクステンション部材５０を用いずに、タイロッド７の先端を延設してアーム連結部４０を設ける構成としてもよいが、長さを調節可能とするエクステンション部材５０を用いることで、装置サイズに応じた適当なタイロッド長さに調節可能となる。いずれにしても、タイロッド７とアーム部材とを枢止連結することで、アーム部材４１はアーム連結部４０を回転中心して回動自在である。さらに、タイロッド７の所定位置には、固定部材５２を介して押圧力受け座５１が装着されている。
【００８０】
図１１（ｂ）に示すように、支持ロッド４３の径よりも大きな径の取付孔４２ａに支持ロッド４３を挿入すると共に、球面座金４３ａと球面ナット４３ｂを介して支持ロッド４３を装着することで、前記支持ロッド４３は渡し板４２に対して揺動可能となる。また、ナット４３ｃと４３ｄとで固定ナットを形成しており、所定の揺動範囲に設定して固定可能である。
【００８１】
前記支持ロッド４３の自由端側に装着される押圧ガイド４４は、前記支持ロッドの径よりも大きな径の挿通孔を介して前記支持ロッド４３に遊嵌されており、支持ロッド４３の軸方向に摺動自在である。また、軸端に装着するバネ部材４５と停止ナット４５ａにより支持ロッド４３からの抜け出しが防止されている。さらに、支持ロッド４３の自由端側がベローズ１から遠ざかるようにした姿勢で、押圧ガイド４４がガイドフランジ４に当接する状態とし、バネ部材４５の付勢力によって、押圧ガイド４４がガイドフランジ４に押圧される構成としている。
【００８２】
上記したように、支持ロッド４３は球面座金と球面ナットを介して渡し板４２に装着されているので、押圧ガイド４４は、ガイドフランジ４との接触によって、負荷を確実に伝達可能であって、バネ部材４５の付勢力による押圧力とリンク機構の変位による押圧力とにより負荷を伝達することができる。
【００８３】
また、内圧推力の負荷をアンカーポイントに掛けないためには、前述したリンク機構のアーム長さ比と前記バネ部材４５の付勢力を適当な範囲としておくことは明らかである。つまり、配管の伸縮によりアームリブ３８が移動しても、バネ部材４５の伸縮範囲内の変動域にあるような構成とすることが肝要である。
【００８４】
押圧ガイド４４を備える推力担保手段１１０として本実施の形態では、図９のＣ−Ｃ矢視図に示すように、四つの推力担保手段１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄを円周上等配して設けている。また、アーム部材４１は相対向して設けられるニ片のアーム部材４１ａ、４１ｂを有しており、基端部３９にてアームリブ３８に回動自在に軸支され、先端部に渡し板４２が貫通して設けられている。
【００８５】
アーム部材４１ａ、４１ｂを貫通して設けられている渡し板４２の両側にそれぞれ支持ロッド４３ａ、４３ｂが装着されている。そして、この二本の支持ロッド４３ａ、４３ｂの先端部にローラ状の押圧ガイド４４が装着されている。
【００８６】
ローラ状の押圧ガイド４４の中央部付近にタイロッド７が位置するので、このタイロッド７との干渉を避けるための切り込み部４４ａを設けている。また、タイロッド７との接触は許可しないが、前記押圧ガイド４４と前記タイロッド７に装着された押圧力受け座５１との接触は許可する程度の幅を有する切り込み部４４ａとすることで、ローラ状の押圧ガイド４４がタイロッド７に近接しても、押圧ガイド４４とタイロッド７とが直接接しない構成としている。さらに、タイロッド７の所定位置に押圧力受け座５１を設けることで、ローラ状の押圧ガイド４４が常時当接する構成としておくことが可能となる。そのために、配管が伸縮して、ベローズ１が収縮し、ガイドフランジ４が移動して、リンク機構が作用すると、押圧ガイド４４が配管の半径方向外側に移動して、押圧力受け座５１に押圧することで、ガイドフランジ４を介してタイロッド７に加圧力が負荷され、内圧推力を確実に担保することが可能となる。
【００８７】
前記押圧力受け座５１は、図中の想像線に示すように、ローラ状の押圧ガイド４４の外形に相当する矩形状としている。しかし、特にその形状を限定するものではなく、円形の大きな受け座とすることも可能であって、ローラ状の前記押圧ガイド４４に当接して力をタイロッド７に伝達する構成であればよい。
【００８８】
さらに、ローラ状の押圧ガイド４４と当接する面をローラ状外周に係合する傾斜面５１ａとし、この傾斜面５１ａとガイドフランジ面との開口角度を鋭角とすることで、押圧力受け座面とガイドフランジ４の面とがくさび型ガイドを形成し、ローラ状の押圧ガイド４４が食い込む構成とすることができる。この構成であれば、内圧推力をタイロッド７が確実に担保可能となって、アンカーポイントに内圧推力が負担されず、ベローズ１が損傷することもない。
【００８９】
また、前述したように、前記押圧ガイド４４を押圧力受け座５１に当接させる方向に付勢するバネ部材４５を備えると共に、前記押圧ガイド４４を支持ロッド４３に球面座金４３ａと球面ナット４３ｂを介して揺動可能に装着しているので、アームリブ３８の位置に拘らずに、押圧ガイド４４が、常時傾斜面５１ａとガイドフランジ４面に当接する構成としておくことができる。この構成であれば、端管２の変位、つまりガイドフランジ４の移動を前記押圧ガイド４４を介して、常時タイロッド７に伝達し、内圧推力をタイロッド７が確実に担保可能となる。
【００９０】
上記したように本発明によれば、押圧ガイド部材１５と押圧力受け座部材１０との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１００を備えるベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ１、あるいは、押圧ガイド４４と押圧力受け座５１との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッド７に担保させる推力担保手段１１０を備えるベローズ形無推力伸縮管継手ＢＴ２としているので、いずれの方式であっても、押圧力受け座部材とガイドフランジとの両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材と前記押圧力受け座部材との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる構成のベローズ形無推力伸縮管継手となる。
【００９１】
そのために、いずれの構成のベローズ形無推力伸縮管継手であっても、単式ベローズ形式にも拘わらず、内圧推力はタイロッド７で引受けることから内圧推力に対抗する過大なアンカーが不要となり経済的であるといえる。また、内部構造が複雑で、突起物がないことから、大きなスペースを必要とせず、内筒３０を設けることができ、粉粒体やスラリー流体にも使用可能となる。
【００９２】
さらに、単式であることから軸直角方向にも使用することができ、従来のバランス式伸縮管継手において複数組必要であったベローズを一組で良くすることができる。そのために内部構造を単純化でき、粉粒体やスラリー流体にも使用可能なベローズ形無推力伸縮管継手を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手の第一実施形態の概略説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ矢視図である。
【図５】図３のＤ−Ｄ矢視図である。
【図６】変形例を示す要部断面図である。
【図７】凹凸の嵌め合い構成を示す要部拡大図であって、（ａ）は凹状の方形押圧力受け座と、凸状の押圧ガイドブロックとの組み合わせを示し、（ｂ）は凸状の方形押圧力受け座と、凹状の押圧ガイドブロックとの組み合わせを示している。
【図８】本発明に係るベローズ形無推力伸縮管継手の第二実施形態の概略説明図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ矢視図である。
【図１０】図７のＦ−Ｆ矢視図である。
【図１１】推力担保手段の概略説明図であり、（ａ）は側面図を示し、（ｂ）は要部拡大図を示している。
【図１２】従来の単式ベローズ伸縮管継手の断面図である。
【図１３】従来のバランス形のベローズ伸縮管継手の概略説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ ベローズ
２ 端管
３ フランジ
４ ガイドフランジ
７ タイロッド
１０ 押圧力受け座部材
１０Ａ、１０Ｂ 方形押圧力受け座
１０ａ 傾斜面（当接面）
１５ 押圧ガイド部材
１５Ａ、１５Ｂ 押圧ガイドブロック
３８ アームリブ
４１ アーム部材
４２ 渡し板
４３ 支持ロッド
４４ 押圧ガイド
５１ 押圧力受け座
５１ａ 傾斜面（当接面）
１００ 推力担保手段（第一実施形態）
１１０ 推力担保手段（第二実施形態）
ＢＴ１ ベローズ形無推力伸縮管継手（第一実施形態）
ＢＴ２ ベローズ形無推力伸縮管継手（第二実施形態）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズを介して配管同士を接続し、ベローズの両端に連結する端管のベローズを挟む両側に設けるガイドフランジ同士を張架するタイロッドを複数備える伸縮管継手であって、
前記タイロッドの両端を両側のガイドフランジを通過して延設し、この延設部に該延設部を嵌装する押圧力受け座部材を配設し、前記タイロッドの先端部に設けるナット部材により止着すると共に、
前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの間、および、前記押圧力受け座部材と前記端管との間に配設され、且つ、前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材と前記押圧力受け座部材との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成することを特徴とするベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項２】
前記押圧力受け座部材が、中央部にタイロッド挿通孔を有し、端管に対向する側に前記押圧ガイド部材と当接する当接面を有していると共に、前記当接面を、ガイドフランジ表面から立ち上がり端管に向かう方向に傾斜した傾斜面として、該傾斜面とガイドフランジ表面とで形成される開口角度を鋭角にし、
前記押圧ガイド部材に、前記傾斜面に当接する第一当接部とガイドフランジに当接する第二当接部を設け、該第二当接部を介してガイドフランジ表面を移動自在とすると共に、前記傾斜面に前記第一当接部を圧接する方向に付勢する付勢部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項３】
前記押圧力受け座部材を断面矩形の方形押圧力受け座とし、前記押圧ガイド部材を断面矩形の押圧ガイドブロックとし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間に設けるリブ部材を前記押圧ガイドブロックの両側面部をガイドする左右一対のガイド片を有するリブ部材とすると共に、前記方形押圧力受け座と前記押圧ガイドブロックとの当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項４】
前記押圧ガイドブロックの第二当接部の上部に段差を設けて付勢部材装着部を配設し、この付勢部材装着部の両側を前記ガイド片で覆い、さらに上部を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする請求項３に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項５】
前記押圧ガイドブロックに該押圧ガイドブロックの変位に拘らずに前記タイロッドの挿通を許可する長孔状もしくはＵ字状の溝部を設け、前記方形押圧力受け座の頂部に球面状凹部を設けて、該球面状凹部に合致する球面座金を介装して前記ナット部材を止着し、前記方形押圧力受け座が前記タイロッドに対して偏芯可能としていることを特徴とする請求項３または４に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項６】
前記タイロッドの頂部同士を連結する張架部材を装着していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項７】
前記リブ部材に、治具係止孔を有する治具係止部材を前記付勢部材装着部の両側に対向させて一対配設したことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項８】
前記押圧ガイド部材をローラ状の押圧ガイドローラとし、前記押圧力受け座部材を前記押圧ガイドローラに対応した横長押圧力受け座とし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間の、前記タイロッドが配設される円周上の所定位置にアームリブを設け、前記タイロッドを前記アームリブに至る近辺まで延設すると共に、
前記アームリブに軸支される基端部と、前記タイロッドの先端部に連結されるアーム連結部と、前記ガイドフランジと前記タイロッドに装着する前記横長押圧力受け座との両方に当接するように付勢される前記押圧ガイドローラを支持する先端部とを備えるアーム部材を設け、
配管の伸縮によって前記アームリブが移動すると前記アーム連結部を回転中心としてアーム部材が回動するリンク機構を形成し、該リンク機構を介して前記アーム部材の先端に設ける押圧ガイドローラが、前記ガイドフランジの変位量に拘わらずに前記横長押圧力受け座に当接して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成することを特徴とする請求項２に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項９】
前記アーム部材が、前記アームリブおよび前記タイロッド先端を挟持するように相対向して設けるニ片のアーム部材からなっており、それぞれのアーム部材が、前記アームリブに回動自在に軸支される基端部と該基端部から配管の半径方向外側に延設され前記アーム連結部を有する第一アームと、該第一アームの先端側からベローズに向けてＬ型に屈曲する第二アームを有していると共に、
それぞれの第二アームの先端部同士を貫通して連結する渡し板を設け、前記渡し板の両側にそれぞれ支持ロッドを緩合状態に、かつ球面座金を介して装着し、
前記押圧ガイドローラの軸方向の両端部を二本の前記支持ロッドの先端に装着したことを特徴とする請求項８に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１０】
前記支持ロッドの径よりも大きな径の挿通孔を介して前記押圧ガイドローラを摺動自在に装着すると共に、該押圧ガイドローラを前記渡し板方向に付勢するバネ部材を設け、前記押圧ガイドローラと前記渡し板との間に前記タイロッドを配置して、前記押圧ガイドローラと前記押圧力受け座との接触は許可するが前記タイロッドとの接触は許可しない切り込み部を前記押圧ガイドローラに設けたことを特徴とする請求項８または９に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１１】
前記タイロッド先端にエクステンション部材を装着して、該エクステンション部材に前記アーム部材を接続することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１２】
前記基端部と前記アーム連結部までのアーム長さよりも、前記アーム連結部から前記第二アームが屈曲して設けられている前記第一アームの先端側までのアーム長さを長くするリンク機構とすることで、配管の伸縮によるアームリブの移動変位を拡大して前記押圧ガイドを移動することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１】
ベローズを介して配管同士を接続し、ベローズの両端に連結する端管のベローズを挟む両側に設けるガイドフランジ同士を張架するタイロッドを複数備える伸縮管継手であって、
前記タイロッドの両端を両側のガイドフランジを通過して延設し、この延設部に該延設部を嵌装する押圧力受け座部材を配設し、前記タイロッドの先端部に設けるナット部材により止着すると共に、
前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの間、および、前記押圧力受け座部材と前記端管との間に配設され、且つ、前記押圧力受け座部材とガイドフランジとの両部材に当接するよう付勢される押圧ガイド部材を介して、配管の伸縮によるガイドフランジの変位に拘わらずに、前記押圧ガイド部材と前記押圧力受け座部材との接触状態を維持して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成することを特徴とするベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項２】
前記押圧力受け座部材が、中央部にタイロッド挿通孔を有し、端管に対向する側に前記押圧ガイド部材と当接する当接面を有していると共に、前記当接面を、ガイドフランジ表面から立ち上がり端管に向かう方向に傾斜した傾斜面として、該傾斜面とガイドフランジ表面とで形成される開口角度を鋭角にし、
前記押圧ガイド部材に、前記傾斜面に当接する第一当接部とガイドフランジに当接する第二当接部を設け、該第二当接部を介してガイドフランジ表面を移動自在とすると共に、前記傾斜面に前記第一当接部を圧接する方向に付勢する付勢部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項３】
前記押圧力受け座部材を断面矩形の方形押圧力受け座とし、前記押圧ガイド部材を断面矩形の押圧ガイドブロックとし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間に設けるリブ部材を前記押圧ガイドブロックの両側面部をガイドする左右一対のガイド片を有するリブ部材とすると共に、前記方形押圧力受け座と前記押圧ガイドブロックとの当接部の側面部を凹凸の嵌め合い構成としたことを特徴とする請求項１または２に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項４】
前記押圧ガイドブロックの第二当接部の上部に段差を設けて付勢部材装着部を配設し、この付勢部材装着部の両側を前記ガイド片で覆い、さらに上部を覆うカバー部材を設けたことを特徴とする請求項３に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項５】
前記押圧ガイドブロックに該押圧ガイドブロックの変位に拘らずに前記タイロッドの挿通を許可する長孔状もしくはＵ字状の溝部を設け、前記方形押圧力受け座の頂部に球面状凹部を設けて、該球面状凹部に合致する球面座金を介装して前記ナット部材を止着し、前記方形押圧力受け座が前記タイロッドに対して偏芯可能としていることを特徴とする請求項３または４に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項６】
前記タイロッドの頂部同士を連結する張架部材を装着していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項７】
前記リブ部材に、治具係止孔を有する治具係止部材を前記付勢部材装着部の両側に対向させて一対配設したことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項８】
前記押圧ガイド部材をローラ状の押圧ガイドローラとし、前記押圧力受け座部材を前記押圧ガイドローラに対応した横長押圧力受け座とし、前記端管の外周部のフランジとガイドフランジの間の、前記タイロッドが配設される円周上の所定位置にアームリブを設け、前記タイロッドを前記アームリブに至る近辺まで延設すると共に、
前記アームリブに軸支される基端部と、前記タイロッドの先端部に連結されるアーム連結部と、前記ガイドフランジと前記タイロッドに装着する前記横長押圧力受け座との両方に当接するように付勢される前記押圧ガイドローラを支持する先端部とを備えるアーム部材を設け、
配管の伸縮によって前記アームリブが移動すると前記アーム連結部を回転中心としてアーム部材が回動するリンク機構を形成し、該リンク機構を介して前記アーム部材の先端に設ける押圧ガイドローラが、前記ガイドフランジの変位量に拘わらずに前記横長押圧力受け座に当接して、内圧推力を常時タイロッドに担保させる推力担保手段を形成することを特徴とする請求項２に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項９】
前記アーム部材が、前記アームリブおよび前記タイロッド先端を挟持するように相対向して設けるニ片のアーム部材からなっており、それぞれのアーム部材が、前記アームリブに回動自在に軸支される基端部と該基端部から配管の半径方向外側に延設され前記アーム連結部を有する第一アームと、該第一アームの先端側からベローズに向けてＬ型に屈曲する第二アームを有していると共に、
それぞれの第二アームの先端部同士を貫通して連結する渡し板を設け、前記渡し板の両側にそれぞれ支持ロッドを緩合状態に、かつ球面座金を介して装着し、
前記押圧ガイドローラの軸方向の両端部を二本の前記支持ロッドの先端に装着したことを特徴とする請求項８に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１０】
前記支持ロッドの径よりも大きな径の挿通孔を介して前記押圧ガイドローラを摺動自在に装着すると共に、該押圧ガイドローラを前記渡し板方向に付勢するバネ部材を設け、前記押圧ガイドローラと前記渡し板との間に前記タイロッドを配置して、前記押圧ガイドローラと前記押圧力受け座との接触は許可するが前記タイロッドとの接触は許可しない切り込み部を前記押圧ガイドローラに設けたことを特徴とする請求項８または９に記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１１】
前記タイロッド先端にエクステンション部材を装着して、該エクステンション部材に前記アーム部材を接続することを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【請求項１２】
前記基端部と前記アーム連結部までのアーム長さよりも、前記アーム連結部から前記第二アームが屈曲して設けられている前記第一アームの先端側までのアーム長さを長くするリンク機構とすることで、配管の伸縮によるアームリブの移動変位を拡大して前記押圧ガイドを移動することを特徴とする請求項９から１１のいずれかに記載のベローズ形無推力伸縮管継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２１５６０７（Ｐ２００８−２１５６０７Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４９１２２（Ｐ２００７−１４９１２２）
【出願日】平成１９年６月５日（２００７．６．５）
【出願人】（５０７０４５４０９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月５日（２００７．６．５）
【出願人】（５０７０４５４０９）
【Ｆターム（参考）】
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