JPH0771664A - 管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】管と、管を連結する形状記憶合金からなる継手
において、形状記憶合金に脱落防止機構を備えることに
より、形状記憶合金が脱落し、外部環境に悪影響を及ぼ
すことを防止する。 【構成】本継手は、形状記憶合金部材３のみからなり、
形状記憶合金部材３は、円筒部３ｂとリング上の突起３
ａとが一体化されて構成されている。逆変態温度以上に
加熱後、突起３ａは接続される管１及び管２の間隙に位
置する。 【効果】使用環境によって、万一管継手の形状記憶合金
部材の締結力が喪失した場合においても管継手の部材が
滑落することがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は形状記憶合金を利用した
管継手に関し、特に形状記憶性能を劣化させる環境下に
ある管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より形状記憶合金を用いた管継手が
知られている。

【０００３】これらの管継手は、形状記憶合金よりなる
継手部材をマルテンサイト変態温度以下まで冷却して、
接続されるべき管の直径よりやや大きめにして拡管して
所定位置に配置後、逆変態温度以上に加熱して継手部材
を収縮させて接続するものである。

【０００４】これらの継手の中には、特公昭61−6487号
公報に示されているように、耐食性等の観点から、形状
記憶合金部材と接続される管との間にライナー材を用い
たものや、さらには接続管との接触部に突起のものを設
けて、収縮後に接続管に食い込ませて把持能力を高める
等の工夫がなされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、これら従来
の管継手においては、以下に示すような不都合がある。
すなわち、管継手は、その使用される箇所によっては、
高中性子照射を浴びたり、程度の大きい熱サイクルにさ
らされたりする可能性がある。

【０００６】形状記憶特性を有する合金は、一般的にこ
れらの厳しい環境におかれた場合、その形状記憶特性が
失われあるいは大幅に劣化するいわゆる記憶ぼけといっ
た現象が知られている。

【０００７】従来の管継手においては、この現象につい
て考慮がほとんどされておらず、もし使用中にこの現象
が生じた場合には、継手性能が失われ、最悪の場合には
形状記憶合金部材が滑落し事故につながる可能性があっ
た。

【０００８】あるいは、特公平2−203094 号公報に示さ
れているように、継手に接続管よりも硬度の高い突起を
設けて管を塑性変形せしめている例も見受けられるが、
これらの例では突起の製造に手間がかかり継手が高価な
ものになってしまったり、また、接続管の強度が大きく
塑性変形しにくいものにあってはその効果は期待できな
い。

【０００９】本発明の目的は、かかる事故を未然に防止
でき、なおかつ安価である継手部材の滑落防止機構を備
えた継手を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、加
熱による形状回復ひずみを利用して管の接続を行う管継
手であって、形状記憶合金部材の加工が比較的容易であ
り、かつ形状記憶合金部材の締結力によらない機構によ
ってその滑落防止をはかったものである。

【００１１】

【作用】形状記憶合金製管継手は、形状回復効果によっ
て締結力を生ずるものである。その締結力は、使用環境
によっては失われる可能性があるがその形状は締結時の
まま保たれる。

【００１２】したがって、締結後の管継手部材の形状な
らびに管の形状が機械的に互いに嵌合するものになって
いれば、万一管継手の形状記憶合金部材の締結力が喪失
した場合においても管継手の部材が滑落することがなく
なる。

【００１３】

【実施例】図１に第一の実施例を示す。

【００１４】本継手は、形状記憶合金部材３のみからな
り、形状記憶合金部材３は、円筒部３ｂとリング上の突
起３ａとが一体化されて構成されている。

【００１５】形状記憶合金部材３の円筒部内径は接続さ
れる管１および管２の外径よりもやや小さめに加工した
後、マルテンサイト変態温度以下まで冷却して管１およ
び管２の外径よりもやや大きめに拡管せしめ、管１およ
び管２の管端に配置しその後直ちに逆変態温度以上に加
熱して収縮させる。

【００１６】突起３ａは締結時以降、何らかの要因で継
手の形状記憶特性が失われた後にも管１および管２の間
に位置していることから、形状記憶合金部材３は滑落す
ることがない。

【００１７】突起３ａの高さは、管１および管２の用途
や、配置状況によって選ばれる。内部を流体が通る場合
には突起３ａの高さを接合される管１および管２の肉厚
と等しくしておけば、内部の流体の流れを阻害したり乱
したりすることがない。

【００１８】また、内部を通過する物体のガイドチュー
ブである場合には、肉厚以下の高さが選定される。さら
に管１，管２が軸方向に自由に移動できないような設置
状況である場合には、マルテンサイト変態温度以下で拡
管する際に、突起３ａの内径が管１および管２の外径よ
りもやや大きめになるように突起３ａの高さを選定して
おく必要がある。

【００１９】なお、本例では突起３ａをリング状とした
が、単数の突起あるいは不連続な複数の突起でも同様な
性能を有することは明らかである。

【００２０】図２に第二の実施例を示す。

【００２１】管４ならびに管５は各々管端が加工され、
細経部４ａならびに細経部５ａを有している。

【００２２】円筒上の形状記憶合金部材６は、内径が接
続される管４の細経部４ａおよび管５の細経部５ａの外
径のいずれか小なるものよりもやや小さめに加工した
後、マルテンサイト変態温度以下まで冷却して管４の細
経部４ａおよび管５の細経部５ａの外径のいずれか大な
るものよりもやや大きめに拡管せしめ、管４および管５
の管端に配置しその後直ちに逆変態温度以上に加熱して
収縮させる。

【００２３】収縮後の形状記憶合金部材６の内径は締結
時以降、何らかの要因で継手の形状記憶特性が失われた
後にも管４及び管５の外径よりも小であることから、形
状記憶合金部材６は滑落することがない。

【００２４】本実施例によれば、形状記憶合金部材６の
形状を単純なものとできる。

【００２５】図３に第三の実施例を示す。

【００２６】本継手は、３つの形状記憶合金部材７，
８，９ならびに形状記憶合金部材７，８，９と接続され
る管１あるいは管２との間に位置するスリーブ部材１０
から構成されている。

【００２７】スリーブ部材１０の内側にはリング上の突
起１０ａが設けられている。また、スリーブ部材１０の
下部外側の形状記憶合金部材９に対応する位置には溝１
０ｂが掘られている。

【００２８】形状記憶合金部材７は、逆変態温度以上に
加熱されて収縮し管１の上部とスリーブ部材１０の上部
とを締結する。

【００２９】形状記憶合金部材８は、突起１０ａに対応
した場所に位置し、収縮して突起１０ａを内側へ押し込
む。

【００３０】形状記憶合金部材９は、逆変態温度以上に
加熱されて収縮し下部の管２とスリーブ部材１０の下部
とを締結すると同時に形状記憶合金部材９の内面に設け
られたリング上の突起９ａがスリーブ部材１０の下部外
側の溝１０ｂに嵌合する。

【００３１】突起１０ａは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも管１および管２の
間に位置していることから、スリーブ部材１０は滑落す
ることがない。

【００３２】また、突起９ａも締結時以降、何らかの要
因で継手の形状記憶特性が失われた後にも溝１０ｂに嵌
合していることから、形状記憶合金部材９は滑落するこ
とがない。

【００３３】更に、形状記憶合金部材９より上部に位置
する形状記憶合金部材７ならびに形状記憶合金部材８も
形状記憶合金部材９がストッパーとなり滑落することが
ない。

【００３４】突起１０ａの高さは、管１および管２の用
途や、配置状況によって選ばれるのは第一の実施例と同
様である。

【００３５】また、スリーブ部材１０の肉厚や材料，突
起１０ａの高さ，形状記憶合金部材７および形状記憶合
金部材９の配置によっては形状記憶合金部材８を省略す
ることも可能である。

【００３６】本例によれば、形状記憶合金部材が管の内
部の物体に触れることがないので管の内部を腐食性の物
質が通過する場合でもスリーブ部材１０の材質を適当に
選ぶことによって形状記憶合金部材の腐食を防止するこ
とができる。

【００３７】なお、本例では突起９ａならびに突起１０
ａをリング状としたが、単数の突起あるいは不連続な複
数の突起でも同様な性能を有することは明らかである。

【００３８】また、本例では下部に位置する形状記憶合
金部材９のみにスリーブ部材１０との嵌合機能を持たせ
たが、形状記憶合金部材７ならびに形状記憶合金部材８
にも同様な機構を設けることもできる。

【００３９】図４に第四の実施例を示す。

【００４０】本継手は、３つの形状記憶合金部材１１，
１２，１３ならびに形状記憶合金部材１１，１２，１３
と接続される管１あるいは管２との間に位置するスリー
ブ部材１４から構成されている。

【００４１】スリーブ部材１４の内側にはリング上の突
起１４ａが設けられている。

【００４２】また、スリーブ部材１４の下端部外側には
突起１４ｂが設けられている。形状記憶合金部材１１、
ならびに形状記憶合金部材１３は、逆変態温度以上に加
熱されて収縮し管１とスリーブ部材１４の上部と下部と
を各々を締結する。

【００４３】形状記憶合金部材１２は、突起１４ａに対
応した場所に位置し、収縮して突起１４ａを内側へ押し
込む。

【００４４】突起１４ａは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも管１および管２の
間に位置していることから、スリーブ部材１４は滑落す
ることがない。

【００４５】また、突起１４ｂは締結時以降、何らかの
要因で継手の形状記憶特性が失われた後にも形状記憶合
金部材１１，１２，１３のストッパーとなり滑落するこ
とがない。

【００４６】突起１４ａの高さは、管１および管２の用
途や、配置状況によって選ばれるのは第一の実施例と同
様である。

【００４７】また、スリーブ部材１４の肉厚や材料，突
起１４ａの高さ，形状記憶合金部材１１および形状記憶
合金部材１３の配置によっては形状記憶合金部材１２を
省略することも可能である。

【００４８】本例によれば、形状記憶合金部材が管の内
部の物体に触れることがないので管の内部を腐食性の物
質が通過する場合でもスリーブ部材１４の材質を適当に
選ぶことによって形状記憶合金部材の腐食を防止するこ
とができる。

【００４９】なお、本例では突起１３ａをリング状とし
たが、単数の突起あるいは不連続な複数の突起でも同様
な性能を有することは明らかである。

【００５０】また、本例によれば、形状記憶合金部材１
１，１２，１３を単純な円筒形とできるので製造が容易
となる。

【００５１】図５に第五の実施例を示す。

【００５２】本継手は、３つの形状記憶合金部材１５，
１６，１７ならびに形状記憶合金部材１５，１６，１７
と接続される管１あるいは管２との間に位置するスリー
ブ部材１８から構成されている。

【００５３】スリーブ部材１８は上部から下部に向かう
に従って、細径部１８ａ，中径部１８ｂ，太径部１８ｃ
とステップ状の外形を有し、下端部外側には突起１８ｂ
が設けられている。

【００５４】また、スリーブ部材１８の内側にはリング
上の突起１８ｅが設けられている。形状記憶合金部材１
５，１６，１７は、各々スリーブ部材１８の細径部１８
ａ，中径部１８ｂ，太径部１８ｃに対応しており、形状
記憶合金部材１５，１６，１７の収縮前の内径は各々中
径部１８ｂ，太径部１８ｃ，突起１８ｅの外径より小さ
なものとなっている。

【００５５】形状記憶合金部材１６は、突起１８ｄに対
応した場所に位置し、収縮して突起１８ｄを内側へ押し
込む。

【００５６】突起１８ｄは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも管１および管２の
間に位置していることから、スリーブ部材１８は滑落す
ることがない。

【００５７】また、スリーブ部材１８の外径はステップ
状になっているので、締結時以降、何らかの要因で継手
の形状記憶特性が失われた後にも形状記憶合金部材１
５，１６，１７のストッパーとなり、形状記憶合金部材
１５，１６，１７は滑落することがない。

【００５８】突起１８ｄの高さは、管１および管２の用
途や、配置状況によって選ばれるのは第一の実施例と同
様である。

【００５９】また、スリーブ部材１８の肉厚や材料，突
起１８ｄの高さ，形状記憶合金部材１５および形状記憶
合金部材１７の配置によっては形状記憶合金部材１６を
省略することも可能である。

【００６０】本例によれば、形状記憶合金部材が管の内
部の物体に触れることがないので管の内部を腐食性の物
質が通過する場合でもスリーブ部材１８の材質を適当に
選ぶことによって形状記憶合金部材の腐食を防止するこ
とができる。

【００６１】また、本例では突起１８ｄをリング状とし
たが、単数の突起あるいは不連続な複数の突起でも同様
な性能を有することは明らかである。

【００６２】さらに、本例によれば、形状記憶合金部材
１１，１２，１３を単純な円筒形とできるので製造が容
易となる他、収縮施工前の形状記憶合金部材の位置決め
を容易にすることができる利点がある。

【００６３】図６に第六の実施例を示す。

【００６４】本継手は、円筒形の形状記憶合金部材１９
ならびに形状記憶合金部材１９と接続される管１あるい
は管２との間に位置するスリーブ部材２０から構成され
ている。

【００６５】形状記憶合金部材１９には、複数の穴１９
ａが設けられている。スリーブ部材２０は形状記憶合金
部材１９の逆変態温度以上では塑性変形しやすい材質で
できており、施工前は円筒形をしている。

【００６６】形状記憶合金部材１９が逆変態温度以上に
加熱され収縮する際、スリーブ部材２０も同程度の温度
になり軟化して塑性変形を起こし管１と管２の間隙およ
び形状記憶合金部材１９の穴１９ａに滲出し、施工後に
は内面に張出した突起２０ａならびに外面に張出した突
起２０ｂが形成される。

【００６７】突起２０ａは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも管１および管２の
間に位置していることから、スリーブ部材２０は滑落す
ることがない。

【００６８】また、突起２０ｂも締結時以降、何らかの
要因で継手の形状記憶特性が失われた後にも形状記憶合
金部材１９の穴１９ａと嵌合を続けることから、形状記
憶合金部材１９は滑落することがない。

【００６９】本例によれば、形状記憶合金部材が管の内
部の物体に触れることがないので管の内部を腐食性の物
質が通過する場合でもスリーブ部材２０の材質を適当に
選ぶことによって形状記憶合金部材の腐食を防止するこ
とができる。

【００７０】また、本例ではスリーブ部材２０が充填剤
の役割を果たすので、継手の密封性能が向上する利点が
ある。

【００７１】なお、本例では穴１９ａを複数としたが、
単数でも同様な性能を有するのは明らかである。ただ
し、穴１９ａは複数とし何らかの対称性を持たせておく
のが、スリーブ部材２０の変形上好ましい。

【００７２】図７に第七の実施例を示す。

【００７３】本継手は、円筒形の形状記憶合金部材２１
ならびに形状記憶合金部材２１と接続される管１あるい
は管２との間に位置するスリーブ部材２２から構成され
ている。

【００７４】スリーブ部材２２は形状記憶合金部材２１
の逆変態温度以上では塑性変形しやすい材質でできてお
り、施工前は円筒形をしている。

【００７５】また、スリーブ部材２２の長さは形状記憶
合金部材２１の長さよりも長くなっており、施工時には
形状記憶合金部材２１の上下端から両側にスリーブ部材
２２が張り出すように配置される。

【００７６】形状記憶合金部材２１が逆変態温度以上に
加熱され収縮する際、スリーブ部材２２も同程度の温度
になり軟化して塑性変形を起こし管１と管２の間隙に滲
出し、施工後には内面に張出した突起２２ｃが形成され
る。

【００７７】また同様に形状記憶合金部材２１の上下に
突起２２ａならびに突起２２ｂが形成される。

【００７８】突起２２ｃは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも管１および管２の
間に位置していることから、スリーブ部材２２は滑落す
ることがない。

【００７９】また、突起２２ａならびに突起２２ｂによ
って形状記憶合金部材２１も滑落することがない。

【００８０】本例によれば、形状記憶合金部材が管の内
部の物体に触れることがないので管の内部を腐食性の物
質が通過する場合でもスリーブ部材２０の材質を適当に
選ぶことによって形状記憶合金部材の腐食を防止するこ
とができる。

【００８１】また、本例ではスリーブ部材２０が充填剤
の役割を果たすので、継手の密封性能が向上する利点が
ある。さらに、形状記憶合金部材の形状を単純なものに
することができる。

【００８２】図８及び図９に第八の実施例を示す。

【００８３】本継手は、円筒形の形状記憶合金部材２３
ならびに管１および管２との間に位置し、外周に突起２
４ａを有するリング２４から構成されている。形状記憶
合金部材２３はリング２４の突起２４ａに相当する位置
に嵌合用の穴２３ａを有しており、逆変態温度以上に加
熱され収縮する際、突起２４ａと嵌合する。

【００８４】突起２３ａは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも突起２４ａと嵌合
していることから、形状記憶合金部材２３は滑落するこ
とがない。

【００８５】また、形状記憶合金部材２３が滑落しない
のでリング２４も滑落することがない。

【００８６】図１０及び図１１に第八の実施例の変形例
を示す。

【００８７】本継手は、円筒形の形状記憶合金部材２５
ならびに管１および管２との間に位置し、外周に突起２
６ａを有するリング２６から構成されている。

【００８８】形状記憶合金部材２５はリング２６の突起
２６ａに相当する位置に嵌合用の非貫通穴２５ａを有し
ており、逆変態温度以上に加熱され収縮する際、突起２
６ａと嵌合する。

【００８９】突起２５ａは締結時以降、何らかの要因で
継手の形状記憶特性が失われた後にも突起２６ａと嵌合
していることから、形状記憶合金部材２５は滑落するこ
とがない。

【００９０】また、形状記憶合金部材２５が滑落しない
のでリング２６も滑落することがない。

【００９１】本例によれば、継手の密封性が要求される
箇所にも適用が可能である。

【００９２】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば管
継手として構成される形状記憶合金及びスリーブ等の脱
落を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図２】本発明の第２の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図３】本発明の第３の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図４】本発明の第４の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図５】本発明の第５の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図６】本発明の第６の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図７】本発明の第７の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図８】本発明の第８の実施例による継手の縦断面図で
ある。

【図９】本発明の第８の実施例による継手の横断面図で
ある。

【図１０】本発明の第８の実施例の変形例による継手の
縦断面図である。

【図１１】本発明の第８の実施例の変形例による継手の
横断面図である。

【符号の説明】 １，２，４，５…管、３，６，７，８，９，１１，１
２，１３，１５，１６，１７，１９，２１，２３，２５
…形状記憶合金部材、３ａ，９ａ,１０ａ,１４ａ，１４
ｂ，１８ｄ，２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２２
ｃ，２４ａ，２６ａ…滑落防止用の突起、３ｂ…円筒
部、４ａ，５ａ，１８ａ…細径部、１０，１４，１８，
２０，２２…スリーブ部材、１８ｂ…中径部、１８ｃ…
太径部、２３ａ，２５ａ…嵌合用穴、２４，２６…リン
グ。

フロントページの続き (72)発明者 古川 秀康 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 大高 稔 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 日立ニ ュークリアエンジニアリング株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱による形状回復ひずみを利用して管の
   締結を行う形状記憶合金性の管継手であって、加熱によ
   る形状回復後に締結されるべき管と滑落防止の嵌合機構
   が生じることを特徴とする管継手。
2. 【請求項２】形状記憶合金性の形状回復部材と、上記形
   状回復部材と締結されるべき管との間に位置するスリー
   ブ部材とからなる管継手であって、加熱による形状回復
   後に締結されるべき管とスリーブ部材との間に滑落防止
   の嵌合機構が生じ、かつスリーブ部材と形状回復部材と
   の間に滑落防止の嵌合機構が生じることを特徴とする管
   継手。
3. 【請求項３】形状記憶合金性の形状回復部材と、締結さ
   れるべき２本の管の間に位置する嵌合用部材とからなる
   管継手であって、加熱による形状回復後に嵌合用部材と
   形状回復部材との間に滑落防止の嵌合機構が生じること
   を特徴とする管継手。
4. 【請求項４】形状記憶合金性の形状回復部材と、締結さ
   れるべき２本の管の間に位置する嵌合用部材と、上記形
   状回復部材と締結されるべき管との間に位置するスリー
   ブ部材とからなる管継手であって、加熱による形状回復
   後に嵌合用部材とスリーブ部材との間に滑落防止の嵌合
   機構が生じ、かつスリーブ部材と形状回復部材との間に
   滑落防止の嵌合機構が生じることを特徴とする管継手。
5. 【請求項５】形状記憶合金性の形状回復部材と、上記形
   状回復部材と締結されるべき管との間に位置する塑性変
   形部材とからなる管継手であって、加熱による形状回復
   にともない塑性変形部材が変形し、形状回復部材滑落防
   止の嵌合機構が生じることを特徴とする管継手。
6. 【請求項６】形状記憶合金性の形状回復部材と、上記形
   状回復部材と締結されるべき管との間に位置するスリー
   ブ部材ならびに塑性変形部材とからなる管継手であっ
   て、加熱による形状回復にともない塑性変形部材が変形
   し、形状回復部材あるいはスリーブ部材あるいはその双
   方の滑落防止嵌合機構が生じることを特徴とする管継
   手。