JPH10306889A - 配管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 継手構造を簡素化かつ小型化し、しかも高圧
流体用の配管の継手としてシールの信頼性の高い継手構
造とする。 【解決手段】 内燃機関側配管１に溶接Ｗによって一体
化された受入部３の第二の嵌入面３２に燃料供給側配管
２の挿入部２２を挿入し、受入部３に形成された受入側
フランジ３４と燃料供給側配管２に形成された挿入側フ
ランジ２１が互いに当接した状態とする。挿入部２２の
挿入によってＯリング４が径方向に圧縮され、Ｏリング
装着溝３５の溝底面と挿入部２２の外周面に適当な潰し
代で密接される。互いに当接した両フランジ３４，２１
に、その外周側から半円弧状のクランプ５Ａ，５Ｂを嵌
合して環状に組み合わせ、このクランプ５Ａ，５Ｂの環
状バネ装着溝５２に環状バネ６を弾性的に嵌着する。こ
れによって、内燃機関側配管１と燃料供給側配管２が受
入部３を介して互いに連結状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧、水圧、空圧
機器等の圧力流体供給配管あるいは内燃機関の燃料供給
配管等の各種配管を接続する配管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】配管継手の典型的な従来技術としては、
例えば図４に示すような構造を有するものが知られてい
る。この配管継手は、接続対象の配管１０１，１０２の
端部に溶接等により接合される一対のフランジ部材１０
３，１０４と、このフランジ部材１０３，１０４の外周
に円周方向所定間隔で配置される複数のクランプ１０５
と、各クランプ１０５を円周方向に互いに連結してなる
複数のリンク部材１０６と、これらクランプ１０５及び
リンク部材１０６からなるチェーン構造体の両端を連結
して締め付けるボルト１０７と、前記フランジ部材１０
３，１０４の互いの対向面間に圧縮状態に介在されるＯ
リング等のシール要素１０８とを備える。このシール要
素１０８はセンターリング１０９によって内周側から支
持されている。

【０００３】すなわち、図示の装着状態でボルト１０７
を締め付けて行くことによって、クランプ１０５及びリ
ンク部材１０６からなるチェーン構造体が縮径動作し、
各クランプ１０５が内周側へ向けて移動するので、その
内周に形成された一対のテーパ状内面１０５ａ，１０５
ｂがフランジ部材１０３，１０４のテーパ状背面１０３
ａ，１０４ａに圧接し、これによって前記フランジ部材
１０３，１０４が軸方向に互いに拘束されると共に、シ
ール要素１０８が両フランジ部材１０３，１０４間で軸
方向に圧縮されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、次のような問題が指摘される。すなわちこの種の配
管継手は、ボルト１０７を締め付けて行くことによって
圧縮されるシール要素１０８の圧縮反力が、両フランジ
部材１０３，１０４を互いに軸方向に引き離す方向に作
用するため、このフランジ部材１０３，１０４の背面１
０３ａ，１０４ａにテーパ面同士で圧接しているクラン
プ１０５は矢印Ｆで示す反り返り方向の解放力を受け
る。このため、クランプ１０５の剛性が不十分である場
合はシール要素１０８に対する密接力が不足し、配管１
０１，１０２に導入される流体が高圧である場合は確実
なシール性が期待できなかった。また、上記配管継手は
クランプ１０５がチェーン状に連結されているので、構
造が複雑かつ大型にならざるを得ず、高価なものであっ
た。

【０００５】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その主な技術的課題とするところは、構造
を簡素化して安価に提供でき、しかも高圧流体用の配管
の継手としてシールの信頼性の高い継手構造とすること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した技術的課題は、
本発明によって有効に解決することができる。すなわち
本発明に係る配管継手は、一方の配管の接続端部に設け
られた受入部の外端に形成された受入側フランジと、前
記受入部に挿入される他方の配管の挿入部の近傍に形成
された挿入側フランジと、前記受入部の内周面に装着さ
れて前記他方の配管の挿入部の外周面と密接されるシー
ル要素と、前記受入部に前記他方の配管の挿入部を挿入
した状態において互いに当接される前記受入側フランジ
及び挿入側フランジに外周側及び軸方向両側から掴むよ
うに嵌合して環状に組み合わされる複数のクランプと、
このクランプを互いに環状に拘束する拘束部材とからな
るものである。

【０００７】この構成によれば、一方の配管の受入部に
他方の配管の挿入部を挿入することによって、前記受入
部と挿入部との間でシール要素が密接状態になり、所要
のシール力を発揮する。また、前記挿入部の挿入によっ
て互いに当接した前記受入側フランジと挿入側フランジ
には、その外周側及び軸方向両側から掴むようにクラン
プを嵌合し、円周方向複数箇所で分割されたこのクラン
プを拘束部材で環状に拘束することによって、前記両配
管が互いに連結される。

【０００８】ここで、シール要素の密接力は、一方の配
管側の受入部とこれに挿入される他方の配管の挿入部と
の間での径方向の締め代の大きさに依存するものであっ
て、受入側フランジ及び挿入側フランジに対するクラン
プの拘束力によって与えられるものではない。このた
め、クランプは受入側フランジ及び挿入側フランジの背
面を大きな力で締め付ける構造とする必要がなく、拘束
部材は、円周方向に分割されたクランプを互いに環状に
拘束可能なものであれば良い。したがって例えば前記拘
束部材としては、円周方向に有端であって拡縮径可能な
環状バネからなり、前記クランプの外周に所要の緊迫力
で嵌着されるものが好適に採用される。

【０００９】また、上記構成において一層好ましくは、
受入部は一方の配管の管端に一体的に接合された筒状部
材からなり、前記一方の配管の管端及び前記受入部に挿
入される他方の配管の挿入部の内径を略同一とする。こ
のようにすれば、受入部に挿入された挿入部の内径を小
さくした場合の流動抵抗の局部的な増大や、管径の変化
による乱流の発生を防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１及び図２は、本発明に係る配
管継手を内燃機関への燃料供給用の配管に適用した一実
施形態を示すもので、これらの図における参照符号１は
一方の配管として内燃機関側から延在される配管（以
下、内燃機関側配管という）、参照符号２は他方の配管
として燃料供給側から延在される配管（以下、燃料供給
側配管という）、参照符号３は前記内燃機関側配管１の
管端１ａに一体的に設けられた受入部である。

【００１１】受入部３は鋼管を切削加工することによっ
て製作された円筒状の部材であって、その内周面には、
軸方向一端から内燃機関側配管１の管端１ａを嵌入可能
な第一の嵌入面３１と、軸方向他端（外端）から燃料供
給側配管２における後述の挿入部２２を嵌入可能な第二
の嵌入面３２が形成され、前記外端近傍における外周面
にはその円周方向に連続したクランプ受入溝３３が形成
され、これによって前記外端には受入側フランジ３４が
形成されている。また、前記第二の嵌入面３２には、そ
の円周方向に連続したＯリング装着溝３５が形成されて
いる。

【００１２】燃料供給側配管２には、その軸方向一部の
管壁が外径側へ拡張・屈曲することによって挿入側フラ
ンジ２１が形成されており、この挿入側フランジ２１よ
りも管端２ａ側の部分は、受入部３における第二の嵌入
面３２に挿入可能な挿入部２２となっている。また、前
記挿入部２２の軸方向長さは、前記第二の嵌入面３２の
軸方向長さよりも僅かに短いものとなっている。

【００１３】受入部３の内周のＯリング装着溝３５に
は、シール要素としてエラストマからなるＯリング４が
装着されている。このＯリング４の内径は、非圧縮状態
では前記受入部３の第二の嵌入面３２よりも小径であ
り、燃料供給側配管２の挿入部２２を挿入することによ
って前記Ｏリング装着溝３５内で径方向に圧縮され、そ
の溝底面と前記挿入部２２の外周面に適当な潰し代で密
接して密封機能を発揮する。なお、燃料供給側配管２
（挿入部２２）の管端２ａは僅かに内周側へ屈曲される
ことによって外周縁がアール状に形成されている。

【００１４】受入部３は、その第一の嵌入面３１に挿入
された内燃機関側配管１の管端１ａと溶接Ｗされてお
り、これによって内燃機関側配管１と一体化されてい
る。内燃機関側配管１と燃料供給側配管２の内径はほぼ
同一であり、また、受入部３の内周面における第一の嵌
入面３１と第二の嵌入面３２との間に段付き形成された
小径部３６の内径は、前記内燃機関側配管１と燃料供給
側配管２の内径とほぼ同一に形成されている。

【００１５】参照符号５Ａ，５Ｂは、受入部３に燃料供
給側配管２の挿入部２２を挿入した状態において互いに
当接される受入側フランジ３４と挿入側フランジ２１と
を互いに拘束するクランプである。このクランプ５Ａ，
５Ｂは鋼材等の金属からなるものであって、図２の斜視
図に一層明確に示されるように、環状体を例えばその直
径に沿った位置で二分割した半円弧状をなす。各クラン
プ５Ａ，５Ｂの内周面における軸方向中間部には、それ
ぞれ受入側フランジ３４及び挿入側フランジ２１の双方
をまとめて嵌合可能な円周方向に連続した嵌合凹部５１
が形成されており、外周面における軸方向中間部には、
それぞれ円周方向に連続した断面半円形のＣリング装着
溝５２が形成されている。

【００１６】参照符号６は、受入側フランジ３４及び挿
入側フランジ２１に嵌合させた状態で互いに環状に組み
合わせたクランプ５Ａ，５Ｂを拘束する拘束部材として
の環状バネである。この環状バネ６は、例えばバネ鋼の
ような適宜弾性を有する断面円形の金属線材を環状に巻
いたもので、円周方向両端のつまみ６ａ，６ｂをつまん
で開き、クランプ５Ａ，５Ｂの外周の環状バネ装着溝５
２に適当な緊締力で嵌着されることによって拘束力を発
揮する。

【００１７】この実施形態の配管継手構造によれば、内
燃機関側配管１と燃料供給側配管２の接続作業は、まず
内燃機関側配管１に溶接Ｗによって一体化された受入部
３の第二の嵌入面３２に燃料供給側配管２の挿入部２２
を挿入すると共に、受入側フランジ３４と挿入側フラン
ジ２１が互いに当接した状態とする。前記挿入部２２の
管端２ａの外周縁はアール状をなすため、Ｏリング４の
内周部を傷めることなく円滑に挿入され、その過程で、
前記Ｏリング４が前記挿入部２２の圧入により押し広げ
られて径方向に圧縮され、Ｏリング装着溝３５の溝底面
と前記挿入部２２の外周面に適当な潰し代で密接され
る。次に、互いに当接した前記受入側フランジ３４と挿
入側フランジ２１に、その外周側からクランプ５Ａ，５
Ｂを嵌合して環状に組み合わせ、このクランプ５Ａ，５
Ｂの環状バネ装着溝５２に環状バネ６を弾性的に嵌着す
る。これによって、前記受入側フランジ３４と挿入側フ
ランジ２１が軸方向に係止され、内燃機関側配管１と燃
料供給側配管２が受入部３を介して互いに連結状態とな
って、内燃機関側へ向けて燃料を供給するための連続し
た燃料供給経路が形成される。

【００１８】また、図１に示す内燃機関側配管１と燃料
供給側配管２の連結状態を何らかの理由によって解除す
る場合は、環状バネ６を取り外してクランプ５Ａ，５Ｂ
を分離するだけで、燃料供給側配管２の挿入部２２を受
入部３から容易に引き抜くことができ、しかもその作業
は、専用の特殊な治具を用いることなく行うことができ
る。

【００１９】ここで、例えば自動車の内燃機関における
燃料供給用配管の場合は、燃料の供給圧力が15〜18MPa
の高圧になり、特に燃料がガソリンである場合は、外部
への漏れは許容されない。したがってこのような燃料供
給配管における継手部分には優れた密封性能が要求され
るが、上記実施形態によれば、Ｏリング４には、受入部
３とこれに挿入される挿入部２２との間での径方向の締
め代によって、高圧で供給される燃料に対する十分な密
封力が与えられる。また、受入側フランジ３４の背面３
４ａと、これに対応するクランプ５Ａ，５Ｂの嵌合凹部
５１の内側面５１ａは、前記受入側フランジ３４及び挿
入側フランジ２１へのクランプ５Ａ，５Ｂの嵌合を容易
にするためにテーパ状に形成されているが、前記両フラ
ンジ３４，２１には、先に説明した図４の従来構造の場
合のようなＯリングの圧縮反力による解放力が作用しな
いから、クランプ５Ａ，５Ｂによる係止状態が安定し、
このクランプ５Ａ，５Ｂを環状に拘束する環状バネ６に
強大な締め付け力を与える必要もない。

【００２０】また、受入部３の内周の内燃機関側配管１
及び燃料供給側配管２と、これら両配管１，２の間に存
在する前記受入部３の小径部３６は、内径がほぼ同一で
あるため、乱流の発生の少ない燃料供給経路が形成され
る。

【００２１】次に、図３は、本発明に係る配管継手を内
燃機関への燃料供給用の配管に適用した他の実施形態を
示すものである。この実施形態においては、受入部３
を、先に説明した図１及び図２の実施形態における切削
加工品の代わりに、内燃機関側配管１における管端近傍
部分を直接加工することによって形成している。すなわ
ち、内燃機関側配管１の内径は燃料供給側配管２の挿入
部２２を挿入可能な大きさとなっており、この挿入部２
２を挿入される部分が受入部３に相当する。

【００２２】受入部３における受入側フランジ３４は、
内燃機関側配管１の管端を塑性加工等により外周側へ鍔
状に展開させて形成されており、したがって、切削によ
って受入側フランジ３４を形成した図１及び図２の実施
形態のようなクランプ受入溝３３は存在しない。また、
受入部３の内周のＯリング装着溝３５は、内燃機関側配
管１の管壁の軸方向一部１ｂを塑性加工により外周側へ
拡径させるか、あるいは予め前記管壁の軸方向一部１ｂ
を厚肉に形成しておいてその内周面を切削することによ
って形成される。更に、燃料供給側配管２（挿入部２
２）の管端２ａの外周縁は、切削等によりアール状に形
成されている。

【００２３】その他の部分、すなわちクランプ５Ａ，５
Ｂや環状バネ６を用いるといった構成は、基本的には図
１及び図２の実施形態とほぼ同一である。

【００２４】したがって、この図３の実施形態において
も、先の実施形態と同様の効果が奏されるが、内燃機関
側配管１自体に加工を施すことによって受入部３を形成
しているため、その構造を一層簡素なものとすることが
できる。また、図中一点鎖線で示すように、内燃機関側
配管１は受入部３よりも下流側（図における左側）の部
分１ｃの内径を燃料供給側配管２の内径と同一に形成す
れば、流路断面が急激に変化することによる乱流の発生
を有効に防止することができる。

【００２５】なお、本発明は、図示の実施形態によって
限定的に解釈されるものではない。例えば、シール要素
としてはＯリング４以外のパッキング類を用いることが
できる。また、クランプは円周方向三分割あるいはそれ
以上の分割形状としても良く、このクランプを環状に拘
束する拘束部材も、環状バネ６以外の例えば金属バンド
や、ガータスプリングあるいはＣリング等の結束手段を
適用することができ、更に、挿入側フランジ２１は、燃
料供給側配管２の外周面に例えば金属環を溶接すること
によって形成することもできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の配管継手は、上述の説明のとお
り、シール要素が一方の配管側の受入部とこれに挿入さ
れる他方の配管の挿入部との間に介在して径方向に圧縮
され、クランプが受入側フランジ及び挿入側フランジの
互いの係止にのみ用いられた継手構造を有するものであ
るため、次のような効果が実現される。 (1) 両側のフランジ及びこれを係止するクランプにはシ
ール要素の圧縮反力が作用せず、安定した密封性が得ら
れるので、高圧流体が導入される配管の継手として優れ
た性能を発揮する。 (2) 両側のフランジに対するクランプの締め付け力でシ
ール要素を圧縮する必要がないので、構造を簡素化かつ
小型化することができ、安価な継手構造とすることがで
きる。 (3) 両配管の接続や分離の際に専用の特殊な治具を用い
る必要がなく、作業が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る配管継手を内燃機関への燃料供給
用の配管に適用した一実施形態を示す断面図である。

【図２】上記実施形態の配管継手を一部分離して示す斜
視図である。

【図３】本発明に係る配管継手を内燃機関への燃料供給
用の配管に適用した他の実施形態を示す断面図である。

【図４】配管継手の典型的な従来例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 内燃機関側配管（一方の配管） １ａ 管端 ２ 燃料供給側配管（他方の配管） ２ａ 管端 ２１ 挿入側フランジ ２２ 挿入部 ３ 受入部 ３１ 第一の嵌入面 ３２ 第二の嵌入面 ３３ クランプ受入溝 ３４ 受入側フランジ ３５ Ｏリング装着溝 ３６ 小径部 ４ Ｏリング（シール要素） ５Ａ，５Ｂ クランプ ５１ 嵌合凹部 ５２ 環状バネ装着溝 ６ 環状バネ（拘束部材）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の配管（１）の接続端部に設けられ
   た受入部（３）の外端に形成された受入側フランジ（３
   ４）と、 この受入部（３）に挿入される他方の配管（２）の挿入
   部（２２）の近傍に形成された挿入側フランジ（２１）
   と、 前記受入部（３）の内周面に装着されて前記他方の配管
   （２）の挿入部（２２）の外周面と密接されるシール要
   素（４）と、 前記受入部（３）に前記他方の配管（２）の挿入部（２
   ２）を挿入した状態において互いに当接される前記受入
   側フランジ（３４）及び挿入側フランジ（２１）に外周
   側及び軸方向両側から掴むように嵌合して環状に組み合
   わされる複数のクランプ（５Ａ，５Ｂ）と、 このクランプ（５Ａ，５Ｂ）を互いに環状に拘束する拘
   束部材（６）と、からなることを特徴とする配管継手。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 拘束部材（６）は円周方向に有端であって拡縮径可能な
   環状バネからなり、クランプ（５Ａ，５Ｂ）の外周に所
   要の緊迫力で嵌着されることを特徴とする配管継手。
3. 【請求項３】 請求項１又は２の記載において、 受入部（３）は一方の配管（１）の管端（１ａ）に一体
   的に接合された筒状部材からなり、前記一方の配管
   （１）の管端（１ａ）及び前記受入部（３）に挿入され
   る他方の配管（２）の挿入部（２２）の内径が略同一で
   あることを特徴とする配管継手。