JPH026398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チユーブ、パイプ等の管要素の衝合
端を着脱自在に接続する機械的装置に関し、特
に、狭い空間及び／又は危険な空間において上記
管要素を着脱自在に接続するための揺動クランプ
式管継手の改良に関する。

〔従来の技術〕

例えば、化学プラントでは、多数の反応容器が
無数の管要素（パイプ及びチユーブ）によつて縦
横に接続されている。そのため管要素の途中に継
手を設け、容器をシステムから着脱自在に接続し
ておくことが望ましい場合がしばしばある。上記
管継手としては、あらゆる運転状態で管の中身が
漏出しないものが要求される。しかしながら、同
時に管の切離しが迅速に行なえることも必要とさ
れる。ところで、管継手の設置場所は狭い空間で
あることが多いので、管継手を作動させるための
機構はその動きを最小に抑えなければならない。
さらに、設備が危険な物質を含んでいる場合には
管継手の遠隔操作が必要になる。設備の中身が放
射性を有するものや化学的に危険なものである原
子力産業においては管継手の遠隔操作が特に必要
である。

多くの管継手が特定の用途のために発達してき
たことが知られている。例えば、エフ・ロビンソ
ン（F.Robinson）の1911年５月９日発行の米細
特許第991891号明細書に開示された管継手によれ
ば、両端にそれぞれガスケツトを有する２つ割り
パイプの継ぎ目を円筒形のスリーブが取り囲み、
そして、カムのような機構で前記ガスケツトを前
記スリーブの両端及び前記パイプの外周面に当接
する密封位置へと引き寄せている。

ジー・エム・エトリル（G.M.Etryre）の1932
年７月５日発行の米国特許第1865462号明細書に
記載された管継手は、粘性流体、例えばアスフア
ルトを搬送するパイプを接続するのに特に適して
いる。（パイプの衝合端にそれぞれ連結された）
雄部及び雌部には適合する円錐面が設けられてい
る。継手部材の一方（雌）には一対の放射状スタ
ツドが担持され、そして、他方の部材（雌）に担
持されたフツクが前記スタツドに係合し、更に、
レバー機構で前記フツクを操作してユニツトを緊
密に整合するように引き寄せている。

1966年12月６日発行のジエイ・エイ・ヘーバー
（J.A.Haeber）の米国特許第3290063号明細書に
記載されている管継手は、遠隔操作で操作される
ようになつている。適当な密封スリーブ及びガス
ケツトをラツク・ピニオン機構を使用することに
よつて係合させている。適当な形式の原動機を使
用して前記ピニオンを回転させることにより前記
管継手を開閉する。

さらに遠隔操作を特徴とする管継手が1966年７
月12日発行のビー・ジエイ・ワトキンス（B.J.
Watkins）他の米国特許第3260270号明細書に記
載されている。そこでは、各パイプのフランジの
後方が円錐面となつている。１個の割カラーがそ
れらのフランジを囲んで配されている。このカラ
ーは、前記円錐面と合致する内面を備えている。
適当な駆動装置によつて駆動される１本のボルト
で前記割リングを開閉することにより、前記パイ
プの前記フランジを離反、係合させている。

さらに別の管継手が、1971年10月26日発行のエ
イ・エル・パデイントン（A.L.Paddington）の
米国特許第3615107号明細書に記載されている。
この管継手は、整合した一対のフランジ付きパイ
プのためのものである。１本のパイプと各フラン
ジの後方で螺合するように数本のアームがサポー
ト部材に枢着されている。前記アームの対向端に
は、他方のフランジの後方に係合して前記パイプ
の継手を完成するラツチが設けられている。

フランジの後面に係合するラツチ部材を使用す
る別種の管継手が1980年４月15日発行のジー・エ
イ・メジー（G.A.Mezei）の米国特許第4198076
号明細書に記載されている。複数の上記ラツチ部
材は管継手の周囲に離隔しており、しかも、各々
のラツチ部材には操作用のボルトの軸心まわりに
回転するクランプ・アームが備えられている。各
ボルトと軸方向に整合してばねが設けられてい
て、適当な摩擦力を発生して離反時に前記クラン
プ・アームの望ましくない回転を防止すると共
に、前記クランプ・アームを回転させて前記フラ
ンジの肩部と係合させたり、その係合を解いたり
するようになつている。

また多数の管継手が原子力産業用に開発されて
きている。特に、燃料要素を原子炉で使用した後
に処理するための化学プラントで使用するチユー
ブ、パイプ用に開発されている。上記管継手のう
ちで本発明に関連の深いものについて適宜説明を
加える。1965年５月項にユニオン・カーバイド・
コーポレーシヨン（Union Carbide
Corporation）の原子力部門が発行したレポート
ORNL−TM−1097に、かかる管継手が記載され
ている。この管継手は、接続すべき管の端に取付
けられたアダプタ即ち段部の適合する円錐面間に
シールを形成することを目的としている。TRU
（Transuranium）切離具として知られているこ
の装置は、その本体に１つの段部を有している。
回動可能なボルトによつてこの本体には、ほぼＣ
形の揺動クランプが枢着されている。このクラン
プは、作動位置にあるとき、第２の管の段部の後
面に係合している。前記枢着ボルトは前記本体に
螺合されているので、このボルトを回すと前記ク
ランプが前記本体の方へ軸方向に移動して、前記
段部の適合面を密封係合するように押圧すること
になる。前記ボルトが十分に緩んで前記フエルー
ル（ferrule）が軸方向に分離できるようになる
と、前記ボルトを取り囲む捩りばねによつて揺動
クランプは前記管から離すように回転させられ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような管継手にあつて
は、前記揺動クランプを係合位置に戻すために前
記揺動クランプの特有の動きを必要とし、また前
記ボルトの緊締中には保持作用を必要とした。前
記揺動クランプの特有の動きを助けるためのカム
面も必要であつた。従つて管要素の着脱には比較
的複雑な操作が必要であり、また設置及び着脱に
は比較的広い空間が必要であつた。さらに前記段
部の適合面の一方が物理的又は化学的に損傷を受
けたときには前記段部自体を交換せねばならない
が、その交換にも比較的煩雑な作業を必要とし
た。

従つて本発明の目的とするところは、管要素の
着脱作業が容易であり、特に片手の操作のみで着
脱作業を行いうるような管継手を提供するにあ
る。さらに本発明の別の目的は、上記管継手の設
置及び操作が狭い空間のみで可能な管継手を提供
するにある。さらに本発明の別の目的は、密封面
に何らかの損傷が生じた場合であつても密封面の
交換が容易に行えるような管継手を提供するにあ
る。なお本発明の上記以外の目的については、以
下に記述する説明及び図面を参照することにより
明らかになろう。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために本発明によれば、軸
方向に整合された、大径の段部を対向端にそれぞ
れ有する第１の管要素と第２の管要素とを密封係
合させたり、その密封係合を解除するために使用
される管継手であつて：前記第１の管要素の大径
の段部を軸方向に動かないように、また回動しな
いようにしつかりと保持するための固定手段と、
前記第２の管要素の大径の段部を前記第１の管要
素と軸方向に整合させた状態で受容する孔とを具
備した本体と；軸方向に整合された前記２本の管
要素の軸心に略垂直な面内で枢動可能なように前
記本体に枢着され、前記第２の管要素の外周面に
概ね合致する大きさの略Ｃ字形状の延長部を備
え、さらに軸方向に整合された前記２本の管要素
の軸心に略平行に伸長し、左ネジが刻設された孔
を枢動中心に備えた揺動クランプと、；前記揺動
クランプの前記孔に刻設された前記左ネジに螺合
する左ネジが刻設され、前記本体を自由に貫通す
ると共に、前記本体に対して軸方向に動かないよ
うにする手段を具備する枢着ボルトと；前記枢着
ボルトと前記揺動クランプとを摩擦係合させるた
めの摩擦係合手段とを含むことを特徴とする、着
脱自在の管継手が提供される。

さらに、予め定められた第１の回転位置と第２
の回転位置との間で前記揺動クランプの回動を規
制する手段を設けることも可能である。この揺動
クランプの回動を規制する手段は、前記本体から
突出した剛性ロツドと、前記揺動クランプに担持
されて前記予め定められた位置で前記ロツドと係
合するストツプピンとから成ることが好ましい。

また前記枢着ボルトと前記揺動クランプとを摩
擦係合させるための前記摩擦係合手段は、前記枢
着ボルトの軸心に垂直に配列され、前記枢着ボル
トのネジに摩擦係合可能な軸方向可動要素から成
ることが好ましく、特に前記軸方向可動要素がネ
ジであり、前記揺動クランプがさらに前記揺動ク
ランプの前記孔の軸心に略垂直に穿設されたネジ
孔を備えていることが好ましい。このように構成
することにより前記ネジは前記ネジ孔に螺合可能
であり、さらにナツトを前記ネジ棒に螺合して前
記ネジ棒を適当な軸方向位置にロツクすることに
より前記枢着ボルトとの摩擦の大きさを予め定め
られたものとすることが可能になる。

また前記枢着ボルトを軸方向に動かないように
する手段は、前記枢着ボルトのネジ部の前記本体
側端部に形成された肩部と、前記枢着ボルトを取
り囲むと共に、前記肩部及び前記本体に係合する
第１のスラストワツシヤと、前記枢着ボルトを取
り囲むと共に、前記本体の他方の面に当接する第
２のスラストワツシヤと、前記枢着ボルトに担持
されたナツトと前記ナツトの回り止め手段とから
構成することが可能である。

〔作用〕

上記構成を有する管継手は端部に段部を有する
二つの管要素の密封係合に使用される。第１の管
要素が固定手段により本体に固定され、第２の管
要素が本体内の孔に挿貫され、二つの管要素は軸
方向に整合される。本体には揺動クランプが枢着
ボルトにより枢着されているが、この揺動クラン
プと枢着ボルトは摩擦係合手段により摩擦係合し
ているので、揺動クランプは枢着ボルトの回動に
伴い回動可能である。このように枢着ボルトによ
り揺動クランプを回動させることにより、揺動ク
ランプのＣ字形状延長部が第２の管要素と係合す
る。さらに回動運動を加えると、枢着ボルトは軸
方向に不動に固定されているので、揺動クランプ
の孔内のネジ溝と枢着ボルトのネジ山の作用によ
り、揺動クランプのみが軸方向に移動し、かくし
て二つの管要素が密封係合される。管要素の密封
係合を解除する場合には、枢着ボルトを反対方向
に回動してやればよい。このように、本発明によ
れば、揺動クランプの枢動空間のみが確保されれ
ば、非常に簡単に管継手を設置及び作動させるこ
とが可能である。さらに狭い空間で使用したい場
合には、揺動クランプの回動規制手段により揺動
クランプの回動をより狭い範囲に規定すればよ
い。このように、本発明によれば、枢着ボルトの
回動のみで管要素の密封係合及びその解除が可能
なので、着脱作業が片手でも可能なほど簡便にな
り、また遠隔操作も容易であり、さらに着脱が容
易なので保守や部品交換も容易である。

〔実施例〕

以下に添付図面を参照しならがら本発明の好適
な実施例について説明する。

第１図は、本発明に基づく着脱自在の管継手の
斜視図を示している。この管継手装置１０は、第
１のチユーブ又はパイプ１４に第２のチユーブ又
はパイプ１２を接続して、二つのチユーブの間部
分１３にシールを形成するためのものである。第
２のチユーブ１２はその端部に段部１６を有して
おり、段部の後面１８は平滑に構成されている。
第１のチユーブ１４も同様に段部２０を有してい
る。第１のチユーブ２０は、本体２２の凹部（第
２図参照）に締付部材２４と一対の固着具２６，
２８によつて取り外し可能に固着されるようにな
つている。本体２２には、この本体２２をパイ
プ・ラツクのような静止した支持部材に取付ける
ための固着具（図示しない）を受容する複数の開
口３０を設けることができる。

上述した第２のチユーブの段部１６を本体２２
の貫通孔３２に挿入して、該段部の後面１８が本
体２２の端壁３３から外方に突出するようにす
る。外向きにＣ字形状をした延長部３６を備えた
揺動クランプ３４が端壁３３の上方に枢着されて
いる。Ｃ字形状の延長部３６の端面３８も平滑で
あり、上述の段部１６の後面１８に当接可能であ
る。揺動クランプ３４には、左ネジ４４が切られ
た枢着ボルト４２を受容するためのネジ孔４０が
穿設される。この枢着ボルト４２は本体２２のネ
ジが切られていない貫通孔（第２図参照）を貫通
し、その端部にはナツト４６が螺合されている。
以上の構成から、枢着ボルト４２は、揺動クラン
プ３４が第１及び第２のチユーブ１２，１４の軸
心に垂直な平面内を動く際にその枢軸の役目をす
ることになる。本体２２の端壁３３からはほぼ垂
直に剛性ロツド４８が突出している。この剛性ロ
ツド４８は揺動クランプ３４に塔載された２個の
ストツプピン５０，５２のいずれか一方に係合で
きるようになつている。上記ストツプピン５０，
５２により揺動クランプ３４の回動範囲が規定さ
れるので、第２のチユーブ１２及びその段部の整
合が、狭い空間で正確にしかも容易に行うことが
可能である。例えば、ストツプピン５０が定める
位置では、揺動クランプ３４のＣ字形状の延長部
３６が第２のチユーブ１２の外周面にほぼ係合し
て、Ｃ字形状の延長部３６の端面３８と第２のチ
ユーブ１２の段部の後面１８とが正しく適合す
る。また、ストツプピン５２により、揺動クラン
プ３４がチユーブ１２から離れる方向に過度に回
転するのが防止され、揺動クランプ３４の動きを
狭い範囲に限定できる。

第２図は、本発明の構成に必要な部品を分解的
に示した分解組立図である。第２のチユーブ１２
の段部１６は小径の延長部５１を有しており、こ
の延長部５１が、第１のチユーブ１４の段部２０
の端部に形成された受容部５３に緊密に受容され
る。また、枢着ボルト４２は本体２２の貫通孔５
４を挿通し、スラスト・ワツシヤ５６，５６′が
本体２２の両面にナツト４６を装着するのに先立
つて配設されている。第５図に示す、枢着ボルト
４２の拡大図より明らかなように、枢着ボルトの
ネジ部の本体側端部には肩部４５が形成され、上
記スラスト・ワツシヤ５６はこの肩部４５と揺動
クランプの一方の側に係合する。また上記スラス
ト・ワツシヤ５６′は揺動クランプの他方の側と
ナツト４６に係合する。さらにピン５８により、
ナツト４６が枢着ボルト４２から脱落しないよう
にしている（第３図参照）。本発明の別の特徴は、
揺動クランプ３４の枢動軸及び枢着ボルト４２の
軸心に略垂直に伸長するように、揺動クランプ３
４に穿設された開口（図示せず）に螺合された、
揺動クランプ３４と枢着ボルト４２とを摩擦係合
するための摩擦止めネジ６０の形態にある。この
止めネジ６０は、一端が枢着ボルト４２上に切ら
れた左ネジ４４に当接していて、揺動クランプ３
４と枢着ボルト４２とを摩擦係合させることによ
り、枢着ボルト４２が簡単に回ることのないよう
にしている。止めネジ６０に螺合されたナツト６
４により、止めネジは揺動クランプ３４の上記開
口内において所望の挿入深さにロツクすることが
できる。すなわち、一旦所望の摩擦の程度が得ら
れれば、その一定量の摩擦が得られるように上記
止めネジをロツクすることができる。第２図に示
されている凹部６５は、第１のチユーブ１４の段
部２０の全部又は一部を受容するためのものであ
る。

第３図には、本発明の側面図が示されている
が、本発明の密封手段が見られるように一部を破
断してある。この図により、第２のチユーブ１２
の延長部５１が第１のチユーブ１４の段部２０の
先端に設けられた受容部５３内に緊密に挿入さ
れ、二つのチユーブの間に十分なシールが形成さ
れることが分かる。即ち、延長部５１の周囲に密
封部材６６が配設されて、段部２０の端面がこの
密封部材６６を段部１６に押し付けて圧縮してい
る。この密封部材６６は装置の特定の用途に応じ
て金属製ともエラストマ製とすることができる。
例えば、金属製密封部材は高温部に必要であり、
あまり温度が高くない所では化学的に不活性なエ
ラストマ製が好ましい。

第４図には、本発明に基づく管継手に使用する
管要素の実施例が示されている。この実施例にお
いては、第２のチユーブ１２の段部１６の延長部
５１′の段部１６の端面７０に隣接する部分には
環状凹部６８が設けられている。同様に、第１の
チユーブ１４の段部２０も受容部５３′の開端の
所に環状凹部７２が設けられている。これら２つ
の環状凹部６８，７２は、エラストマ型の密封部
材（図示せず）を使用するためのものである。第
１及び第２のチユーブ１２，１４が段部１６，２
０及びこの管継手を用いて正しく接続されると、
流路７４Ａが流路７４Ｂに密封状態に接続されて
流体がスムーズに流れる。

以下に第１図に示した好適な実施例に示された
管継手の作動について説明する。第１及び第２の
チユーブ１４，１２を接続するためには、まず第
１のチユーブ１４の段部２０を本体２２に締付部
材２４により固定する。揺動クランプ３４を第１
図に示された位置から反時計方向に回転させてお
いて、第２のチユーブ１２の段部１６を貫通孔３
２に挿通し、第１及び第２のチユーブ１２，１４
の端部同士を密着させる。この組立に先立つて、
適当な密封部材６６を第２のチユーブ１２の段部
１６の延長部５１の周囲に装着しておく。この
後、枢着ボルト４２を時計方向に回転する。枢着
ボルト４２と揺動クランプ３４との間には、止め
ネジ６０によつて与えられているような摩擦係合
があるので、枢着ボルト４２の時計方向の回転に
よつて揺動クランプ３４を時計方向に回転させら
れて、そのＣ字形状の延長部３６が第２のチユー
ブ１２と係合するに至る。枢着ボルト４２を更に
回転すると、その左ネジのために、揺動クランプ
３４は第２のチユーブ１２に対して軸方向に端壁
３３の方へ動かされる。揺動クランプ３４の端面
３８が第２のチユーブ１２の段部１６の後面１８
に係合すると、揺動クランプ３４のそれ以上の動
きは第１及び第２のチユーブ１２，１４を密封係
合させるように作用し、両チユーブ間に所望の接
続及びシールが完成される。

第１及び第２のチユーブ１２，１４を何らかの
理由で分離すべき場合には、枢着ボルト４２を反
時計方向に回転してやればよい。そうすると、最
初は第２のチユーブ１２の段部１６の後面１８と
揺動クランプのＣ字形状の延長部３６の端面３８
との間に摩擦があるために、揺動クランプ３４
は、枢着ボルト４２の左ネジの作用により、端面
３３から離れるように軸方向に移動する。この軸
方向の移動につれ、上記後面１８と端面３８との
間の接触が解かれるので、枢着ボルト４２を更に
回転させると、揺動クランプ３４が反時計方向に
回転してストツプピン５２が剛性ロツド４８に係
合する。揺動クランプ３４がこの位置にあると、
第２のチユーブ１２及びその段部１６は貫通孔３
２から引き出し可能となり、第２のチユーブ１２
を管継手から取り外すことができる。

〔発明の効果〕

本発明は上記のような構成を有しているため以
下のような顕著な効果を奏する。

すなわち本発明に基づく管継手の操作は、枢着
ボルトの回転のみで行うことができるため、片手
操作も可能な程に操作が簡素化され、しかも操作
に必要な空間も狭いもので十分である。さらに、
簡便かつ狭い空間での操作が可能になつたため、
遠隔操作が必要な環境では特に有利に利用可能で
あり、例えば放射能が非常に高く人間が付近けな
い環境においても、枢着ボルトのマニユプレータ
を片手で操作するのみで管要素の着脱を容易に行
うことが可能である。なおこのマニユプレータと
しては、例えば、枢着ボルト係合可能なソケツト
レンチなどを使用することができる。そして、前
記マニユプレータの第２のアームを、管継手の組
立、分解といつた目的に使用することも可能であ
る。

さらに本発明に基づく管継手は、従来の装置が
必要とした特別なカム装置やバネ手段を要しない
ため、構造が非常に簡易であり、従つて操作も容
易かつ簡便である。

さらに従来の装置では多数のクランプ手段が必
要であつた管継手が、本発明においては僅か一つ
の締付機構で可能になつたため、管要素の着脱作
業が非常に簡素化された。従つて密封部材の交換
も容易に可能となつたため、特定の管継手を各作
業毎に新しい密封部材を装着して多数回接続、分
解が可能となり、部品の保守及び交換の効率化が
図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく管継手の等角斜視図
であり；第２図は、第１図に示す管継手の等角分
解図であり；第３図は、第１図に示す管継手の一
部を破断した平面図であり；第４図は、本発明に
よつて接続される代表的な管要素の断面図であ
り；さらに第５図は、本発明に基づく管継手に用
いられる枢着ボルトの拡大図である。 １０…管継手、１２，１４…管要素、１６，２
０…段部、２２…本体、２４…締付部材、２６，
２８…固着具、３２…貫通孔、３４…揺動クラン
プ、３６…Ｃ字形状延長部、４０…ネジ孔、４２
…枢着ボルト、６０…止めネジ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向に整合された、大径の段部を対向端に
   それぞれ有する第１の管要素と第２の管要素とを
   密封係合させたり、その密封係合を解除するため
   に使用される管継手であつて： 前記第１の管要素の大径の段部を軸方向に動か
   ないように、また回動しないようにしつかりと保
   持するための固定手段と、前記第２の管要素の大
   径の段部を前記第１の管要素と軸方向に整合させ
   た状態で受容する孔とを具備した本体と； 軸方向に整合された前記２本の管要素の軸心に
   略垂直な面内で枢動可能なように前記本体に枢着
   され、前記第２の管要素の外周面に概ね合致する
   大きさの略Ｃ字形状の延長部を備え、さらに軸方
   向に整合された前記２本の管要素の軸心に略平行
   に伸長し、左ネジが刻設された孔を枢動中心に備
   えた揺動クランプと； 前記揺動クランプの前記孔に刻設された前記左
   ネジに螺合する左ネジが刻設され、前記本体を自
   由に貫通すると共に、前記本体に対して軸方向に
   動かないようにする手段を具備する枢着ボルト
   と； 前記枢着ボルトと前記揺動クランプとを摩擦係
   合させるための摩擦係合手段とを含むことを特徴
   とする、着脱自在の管継手。 ２ 予め定められた第１の回転位置と第２の回転
   位置との間で前記揺動クランプの回動を規制する
   手段をさらに備えたことを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項記載の管継手。 ３ 前記揺動クランプの回動を規制する手段が、
   前記本体から突出した剛性ロツドと、前記揺動ク
   ランプに担持されて前記予め定めれた位置で前記
   ロツドと係合するストツプピンとから成ることを
   特徴とする、特許請求の範囲第２項記載の管継
   手。 ４ 前記摩擦係合手段が、前記枢着ボルトの軸心
   に垂直に配列され、前記枢着ボルトのネジに摩擦
   係合可能な軸方向可動要素から成ることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項記載の管継手。 ５ 前記軸方向可動要素がネジであり、前記揺動
   クランプがさらに前記揺動クランプの前記孔の軸
   心に略垂直に穿設されたネジ孔を備え、前記ネジ
   は前記ネジ孔に螺合可能であり、さらにナツトを
   前記ネジ棒に螺合して前記ネジ棒を適当な軸方向
   位置にロツクすることにより前記枢着ボルトとの
   摩擦の大きさを予め定められたものとするように
   した特許請求の範囲第４項記載の管継手。 ６ 前記枢着ボルトを軸方向に動かないようにす
   る手段が、 前記枢着ボルトのネジ部の前記本体側端部に形
   成された肩部と、 前記枢着ボルトを取り囲むと共に、前記肩部及
   び前記本体に係合する第１のスラストワツシヤ
   と、 前記枢着ボルトを取り囲むと共に、前記本体の
   他方の面に当接する第２のスラストワツシヤと、 前記枢着ボルトに担持されたナツトと、 前記ナツトの回り止め手段とから成ることを特
   徴とする、特許請求の範囲第１項記載の管継手。