JPH0654152B2

JPH0654152B2 - 角変位型伸縮管継手

Info

Publication number: JPH0654152B2
Application number: JP63158121A
Authority: JP
Inventors: 健一天田
Original assignee: 動力炉・核燃料開発事業団
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH028580A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、配管どうしをベローズによって連結するよう
にした管継手において、配管の端部をヒンジで結合する
ことによって配管の伸縮をヒンジによる角変位で吸収す
るようにした角変位型伸縮管継手に関し、さらに詳しく
は緩やかな変位を吸収し、過度の変形を防止すると共に
急激な変形を防止する防振機構の付設された前記角変位
型伸縮管継手に関する。

（従来技術）配管の連結部には各部の熱膨張による伸びを吸収するた
めに伸縮管継手を設けている。

伸縮管継手は、配管の端部どうしをベローズで連結し、
これによって配管端部の伸縮を吸収するものが一般的で
ある。

このような伸縮管継手は、ベローズによる伸縮機構の種
類によって軸方向変位型管継手と角変位型管継手とに分
けられる。

軸方向変位型伸縮管継手は、特開昭５８−１３４２９５
号公報に見られるように、一方の配管の端部に他方の配
管の端部に挿入され、両配管の端部をベローズによって
連結するものであり、熱膨張による配管どうしの相対的
な変位を軸方向の移動によって吸収するものである。

又、角変位型伸縮管継手は配管の端部をベローズなどの
伸縮部とヒンジ等の角変位部とで連結するものであり、
該伸縮部及び角変位部により配管どうしの相対的なの熱
膨張による変位や地震等の急激な振動による変位を吸収
するものである。

以下に、従来公知の角変位型伸縮管継手の一例を第４図
によって説明する。

第４図（ａ）は角変位型伸縮管継手１を示すものであ
り、該第４図（ａ）の状態は熱膨張などをしていない状
態（正常な据付状態）を示している。同図において符号
４は伸縮部であるベローズであり、符号５は該ベローズ
４を軸方向変位ではなく角変位させるヒンジ部であり、
符号１３はベローズ４の過大変形防止機構であるストッ
パであり、符号２は図示しない配管を接続する管接続部
である。

今、配管が熱膨張すると、第４図（ｂ）に示すように、
ヒンジ５が角変位し、その熱膨張を吸収する。ベローズ
４はヒンジ部５の角変位を吸収するものである。

ところが、ヒンジ５を過大に角変位されるとベローズ４
が損傷するおそれがある。このため、第４図（ｃ）に示
すように、ヒンジ５が過大に角変位するとストッパ１３
により互いに衝突してベローズ４の過大変形を防止して
いる。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記従来技術では、次のような問題点があっ
た。

一般に、配管系はポンプ（図示しない）など振動を発生
する機器に接続されている。このような配管系の場合、
大きな振動が角変位型伸縮管継手１に作用する。又、大
きな地震が起きた場合には、角変位型伸縮管継手１に大
きな動荷重が作用する。

そうすると、第４図（ｄ）に示すように、上記角変位型
伸縮管継手１のベローズ４が繰返し変形されたり、スト
ッパ１３が激しく繰り返し衝突し、高い衝撃力が発生し
て、ベローズ４や角変位型伸縮管継手１の各部に損傷生
ぜしめ、ベローズや衝突各部の強度低下をもたらすおそ
れがあった。

一方、上記のような動荷重作用時におけるベローズ４な
どの繰り返し変形防止およびストッパ１３などの衝突防
止のため、角変位型伸縮管継手１の前後部と壁や他の配
管との間に図示しない支持部材を介装させることが知ら
れている。

しかしながら、この支持部材を介装させるものでは、支
持部材の一端を固定する壁などが近くになければならな
いなど配管設計上大きな制約をもたらし、配管工事の手
数も増加する不都合があった。

更に、軸方向変位型伸縮管継手において、ベローズの周
囲にダンパーを設けた構造も公知である。（前記特開昭
５８−１３４２９５号公報参照）ところが、上記公知のダンパーを設けた軸方向変位型伸
縮管継手では、地震等による過大な動的荷重をダンパー
で吸収することができたとしても、大きい熱膨張差によ
る過大な静的荷重（過大な変位）を止めるストッパーが
設けられていないので、過大な静的荷重を受けた場合に
ベローズが破損されるおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、上記欠点を改善し、緩やかな
変位を吸収し、過度の変位を防止すると共に急激な変位
を防止する防振機構の付設された前記角変位型伸縮管継
手を提供するにある。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため、本発明は、以下のような構成
を特徴とするものである。

即ち、配管の両端部をベローズで連結し、前記配管の両
端部をヒンジ機構で角変位可能に連結するすることによ
り熱膨張差をベローズの伸縮及びヒンジの角変位によっ
て吸収するようにした角変位型伸縮管継手において、該角変位型伸縮管継手の軸方向に並列にダンパー部が付
設されてなり、該ダンパー部が一方のボディと該一方のボディに挿入さ
れる他方のボディとを有しており、それぞれのボディの
間に緩やかな変位を吸収しかつ急激な変位に対しては剛
体として作用する機構が設けられ、一方のボディの突端
と他方のボディの根元に互いに衝突するストッパー部を
設けたたことを特徴とする角変位型伸縮管継手。

（作用）本発明の作用は以下のとおりである。

まず、通常の熱膨張による伸縮時には、該熱膨張による
緩やかな変位をダンパー部の緩やかな変位を吸収する機
構部分で行い、ヒンジが角変位する。

過度の緩やかな変位の時には、ダンパー部のストッパー
部が互いに衝突して防止される。

地震等の過大な変位の時には、ダンパー部が剛体として
作用して過大な変位を防止する。

（実施例）以下に、本発明の実施例を第１図ないし第４図を参照し
て説明する。

本実施例の角変位型伸縮管継手１は、第１図に示すよう
に、管接続部２に設けられた剛体から成る前部固定部３
ａと後部固定部３ｂの間に伸縮を受容するベローズ４が
介装されている。また、該角変位型伸縮管継手１を角変
位可能とするために、前部固定部３ａと後部固定部３ｂ
の間にその案内を行うヒンジ部５が設けられている。上
記管接続部２には図示しない配管が接続されるものであ
る。この第１図の図示状態ではヒンジ部５が各変位して
なく、角変位型伸縮管継手１の正常状態（据付状態）が
示されている。

以上までの構成は公知の角変位型伸縮管継手と同様であ
るが、本実施例では、上記前部固定部３ａと後部固定部
３ｂにブラケット６が設けられている。該ダンパー７は
角変位型伸縮管継手１の軸方向に並列に複数配設されて
いる。ダンパー７は緩やかな変位はあたかも弾性体のよ
うに吸収するが、急激な変位に対しては剛体として作用
し、過大な緩やかな変位に体してはストッパーとして機
能するものである。

このダンパー７の一例を第２図を参照して説明する。

この実施例になるダンパー７は、公知の機械式ダンパー
であり、２つのボディ８ａ，８ｂが互いに向き合って挿
入して設けられ、該両方のボディ８ａ，８ｂの端部には
ボール軸受９から成るユニバーサル取付部が設けられ、
該ボール軸受９は前記ブラケット６に連結されている。
また、一方のボディ８ａにはボールねじ１０が回転自在
かつ軸方向に不動に設けられており、該ボールねじ１０
と縲合するボールナット１１が他方のボディ８ｂに固定
されている。

上記取付部のボール軸受９は種々の方向の荷重をダンパ
ー７の軸方向の荷重に変換するものであり、該軸方向荷
重が熱膨張のような緩やかな静荷重（ここではゆるやか
な変位を伴う荷重と静荷重と称することにする）の場合
にはボールねじ１０が回転して軸方向変位を吸収する
が、軸方向荷重が地震や振動時のような急激な動荷重
（ここでは急激な変位を伴う荷重を動荷重と称すること
にする）の場合にはボールねじ１０が回転せず、ダンパ
ー７の軸方向変位は阻止されるものとなっている。

上記のように構成された実施例の作用を第３図（ａ）
（ｂ）を参照して説明する。

今、配管が熱膨張すると、第３図（ａ）に示すように、
一方のダンパー７が引張荷重を受けて延び、他方のダン
パー７が圧縮荷重を受けて縮んでヒンジ部５が各変位す
る。熱膨張のような緩やかな変位を伴う静荷重が作用す
る場合、ダンパー７のボールねじ１０が緩やかに回転
し、ボールナット１１との間で相対的に変位する。

また、ダンパー７にはストッパー機能も内蔵されてい
る。即ち、一方のボディ８ａの突端部が前部ストッパー
３Ａとなっており、他方のボディ８ｂの根元が後部スト
ッパー３Ｂとなっている。この前部ストッパー３Ａ及び
後部ストッパー３Ｂは、公知のストッパー（第４図の符
号１３）と同様、最大限伸張（あるいは短縮）すること
によりヒンジ５の過大変位を防止する過大変位防止機構
として機能する。なお、最大の変位量は第２図のストロ
ークＨを適宜に定めることにより設定されるものであ
る。

上記のように緩やかな伸縮に対して、大きな振動が角変
位型伸縮管継手１に作用する場合や、大きな地震が起き
た場合のように角変位型伸縮管継手１に急激な変位を伴
うような動荷重が作用する場合には、ダンパー７のボー
ルねじ１０は回転せず、ダンパー７の変位は阻止される
ので、各ダンパー７には第３図（ｂ）に示すように、動
荷重作用直前の状態に固定される。したがって、ヒンジ
５やベローズ４が繰り返し変形されたり、前部ストッパ
ー部３ａと後部ストッパー３との衝突が防止される。

なお、上記は本発明の一実施例であって、本発明は上記
実施例に限定されるものではない。例えば、ダンパーは
ボールねじ式のダンパーに限定されるものではなく、た
とえばオリフィスを通過する液体により防振作用する液
体型ダンパーも含まれる。また、ダンパーの数も適宜定
められる。更にまた、伸縮を行う部分はベローズに限定
されず、例えば、ゴム管のようなものも含まれる。ま
た、各変位を案内する機構はヒンジ型のものに限定され
ず、例えば他のリンク機構で角変位を起こさせる機構も
含むものである。

本発明の防振機構付伸縮継手の利用分野は、一般産業か
ら耐震性の要求される原子力発電施設まで多岐にわたる
ものである。

（発明の効果）本発明の角変位型伸縮管継手では、継手の軸方向に並列
に設けられたダンパーにより、配管の熱膨張のように静
荷重作用時には角変位型伸縮管継手の変位に追従し、併
せてダンパーが最大限伸張または短縮することにより伸
縮部の過大変位を防止するが、振動など動荷重作用時に
はダンパーは動荷重作用直前のままの状態で固定される
のでベローズの繰り返し変位及び継手の前後部の衝突が
防止され、機器の破損、損傷が防止される。

また、継手と壁などの間に支持部材を介装する必要がな
くなり、配管設計の自由度が向上し、配管工事も容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の概略図である。第２図は、上記実施例に設けられたダンパーの一例を示
す縦断面図である。第３図（ａ）（ｂ）は、第１図の実施例の作用状態図で
ある。第４図は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、従来技術
を説明する概略図である。１：角変位型伸縮管継手、２：管接続部３ａ：ストッパー、３ｂ：ストッパー、４：ベローズ、
５：ヒンジ、７：ダンパー、８ａ：一方のボディ、８
ｂ：他方のボディ、３Ａ：前部ストッパー、３Ｂ：後部
ストッパー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配管の両端部をベローズで連結し、前記配
管の両端部をヒンジ機構で角変位可能に連結するするこ
とにより熱膨張差をベローズの伸縮及びヒンジの角変位
によって吸収するようにした角変位型伸縮管継手におい
て、該角変位型伸縮管継手の軸方向に並列にダンパー部が付
設されてなり、該ダンパー部が一方のボディと該一方のボディに挿入さ
れる他方のボディとを有しており、それぞれのボディの
間に緩やかな変位を吸収しかつ急激な変位に対しては剛
体として作用する機構が設けられ、一方のボディの突端
と他方のボディの根元に互いに衝突するストッパー部を
設けたたことを特徴とする角変位型伸縮管継手。