JP4980296B2 - パイプ接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、パイプ材接続構造に関し、特に、継手を介してパイプ材を直交する方向に接続するパイプ接続構造に関するものである。

従来、金属製パイプや樹脂製パイプ等のパイプ材を継手を介して、Ｌ字状、Ｔ字状、或いは十字状等に接続して、棚や作業台等の直方体状の組立体としてや、台車やコンベア等の骨組構造材として広く用いられている。

そして、少なくとも１個のパイプ材を挟むように分割された複数の部材からなる継手とパイプとの重ね合わせ部に、互いに連通する穴を設け、これら両方の穴に嵌まった係止具によって丸パイプを継手に対して回転不能に位置決めするフレーム装置のパイプ接続構造が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このパイプ接続構造は、係止具を先にパイプ材の穴に嵌め入れておいてから、分割された継手の部材をパイプ材に重ね合わせてその穴を係止部材に嵌合させ、その状態で継手の部材をボルトで締結することにより、パイプ材の正確な位置決めが可能となり、各パイプ材を予め継手に固定した状態であっても、互いに離れた各パイプ材の平行性や直交性を確保して組立てることができる。

特開２０００−２１３５１３号公報

ところで、前記のパイプ接続構造では、パイプ材に予め孔が空いているので、パイプ材の長さ調整等により作業者がパイプを切断した場合、パイプ材間の孔の高さ位置がずれ、パイプ材の長さの再調整等が必要になったり、係止具を利用せずに継手とパイプ材を接続する必要が生じ、継手によるパイプ材に対する挟持力が十分得られず、滑り等が発生したりする恐れがあった。

本発明は、前記の如き問題点を解消し、継手を介してパイプ材どうしを接続する際に、少なくとも一方のパイプ材の任意位置に取付可能で、しかも強固にパイプ材を固定することができるパイプ材接続構造を提供せんとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。
すなわち本発明に係るパイプ接続構造は、直交する被覆樹脂パイプ材が継手を介して接続されたパイプ接続構造であって、前記継手は、一方のパイプ材が挿通される芯筒部と、直交する他方のパイプ材の一端が挿入される突設筒部とを備え、前記芯筒部がパイプ材を挟むように複数に分割されてなる割り継手が組み合わされて形成されると共に、該芯筒部の内周面には金属製の係止部材が突設され、前記割り継手どうしをボルト及びナットで締結して芯筒部でパイプ材を挟持した際、前記係止部材がパイプ材の被覆樹脂層に食い込むようになされたことを特徴とするものである。

本発明において、芯筒部の内周面にパイプ材の挿入方向に対して横切る方向に凹溝を形成し、芯筒部の内周面から突出した突出部を有するように係止部材を凹溝内に挿入し、凹溝の側壁部に係止部材の抜け出しを阻止する抜け止め部を形成してもよい。

又、本発明において、抜け止め部は、凹溝の側壁部の両側端にそれぞれ設けられ、係止部材の両端部が抜け止め部にそれぞれ固定されている構成としてもよい。

更に、芯筒部及び突設筒部の内周面に、への字状の凸条を設けた構成としてもよい。

本発明によれば、割り継手どうしをボルト及びナットで締結して芯筒部でパイプ材を挟持した際、前記係止部材がパイプ材の被覆樹脂層に食い込むようになされているので、芯筒部による挟持状態と係止部材による係止とが相まって、パイプ材は芯筒部から抜け出しにくくなり、パイプ材を安定的に固定することができる。

本発明に係るパイプ接続構造において、芯筒部の内周面にパイプ材の挿入方向に対して横切る方向に凹溝を形成し、芯筒部の内周面から突出した突出部を有するように係止部材を凹溝内に挿入し、凹溝の側壁部に係止部材の抜け出しを阻止する抜け止め部を形成されるようにすれば、芯筒部の内周面から係止部材を確実に突設することができ、併せて、継手を輸送やパイプ材の取付作業等する際に、凹溝から係止部材が脱落することを阻止することができる。

又、本発明に係るパイプ接続構造において、抜け止め部を、凹溝の側壁部の両側端にそれぞれ設け、係止部材の両端部が抜け止め部にそれぞれ固定されるようにすれば、
抜け止め部が凹溝の側壁部の中央部にある場合に比べて、凹溝に係止部材を挿入する際の抵抗が低減されて挿入作業が比較的容易になされ、且つ凹溝に挿入された係止部材の脱落を抑えることができる。

更に、本発明に係るパイプ接続構造において、芯筒部及び突設筒部の内周面に、への字状の凸条を設ければ、この凸条が被覆樹脂層に当接されて、パイプ材の軸周りの回転を抑えることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照し、具体的に説明する。

すなわち、
図１は本発明に係るパイプの連結構造を用いた組立体Ｐの斜視図、図２は図１の継手Ａの拡大斜視図、図３は図２の部分分解斜視図、図４は図２の継手の説明図、図５は図１の継手Ｂの拡大斜視図、図６は図５の部分分解斜視図、図７は図１の継手Ｃの拡大斜視図、図８は図７の部分分解斜視図、図９は図１の継手Ｄの拡大斜視図、図１０は図９の部分分解斜視図、図１１は図１の継手Ｅの拡大斜視図、図１２は図１１の部分分解斜視図、図１３は図４の主要部の説明図、図１４は図１３の部分分解図、図１５は図１４の拡大断面図である。

図１は、本発明に係るパイプの連結構造を用いた組立体Ｐの実施の一形態を示す斜視図である。組立体Ｐは、継手を介してパイプ材１を接続して組立てられたものであり、種々の長さのパイプ材１を縦方向、横方向、高さ方向に自在に組立てることができる。

パイプ材１は、一般には、断面真円状のパイプの外周面を合成樹脂で被覆したものであり、パイプは、アルミニウム、鉄やステンレス等の鋼材、或いはこれらを組み合わせてなる金属パイプや、セラミックス、合成樹脂等が用いられる。又、パイプの外周面を被覆する被覆樹脂は、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル等の合成樹脂が用いられるが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等の比較的軟質の合成樹脂を用いてもよい。

継手は、１個のパイプ材１に対して直交する１又は２個以上のパイプ材１を接続するものであり、接続するパイプ材１の個数に応じて、複数の割り継手を組み合わせて形成されるものである。そして、継手は、１個のパイプ材１が挿通される芯筒部と、該パイプ材１と直交するパイプ材１の一端が支持される突設筒部とを備えている。

継手は、一般には、ＡＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル等の合成樹脂が用いられるが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等の比較的軟質の合成樹脂を用いてもよい。

次に、パイプ材１の接続形態に応じた継手Ａ〜Ｅについて詳しく説明する。図２〜４は、直交する２個のパイプ材１が接続されたパイプ接続構造Ｐの第一の実施形態を示す説明図であり、図２は図１の継手Ａの拡大斜視図、図３は図２の部分分解斜視図、図４は継手の説明図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は底面図、(ｅ)は左側面図、（ｆ）は右側面図である。継手Ａは、半割状の二個一対の割り継手２を組み合わせて形成されたものであり、１個のパイプ材１が挿通される芯筒部２１と芯筒部２１から９０度をなす角度で突出した有底の突設筒部２２とを備えている。

割り継手２は、中心角が１８０度をなす円弧を有する１／２芯筒部２３と、その一端に形成されて１／２筒割部２３の一端どうしを係合する係合部２４と、もう一端から締結部を介して設けられた半筒状の１／２突設筒部２５と備えている。

継手２を用いてパイプ材１どうしを接続する場合は、まず、１個のパイプ材１を一方の割り継手２の１／２芯筒部２３の内側に配置し、対向して配置した２個の割り継手２の係合部２４どうしを係合させて、芯筒部２１の内部に前記パイプ材１を挿通させた状態とする。続いて、１／２突設筒部２５の間にもう一方のパイプ材１の一端を配置する。そして、締結部のボルト孔２６，２６にボルトＸを貫通させナットＹを螺合させて割り継手２どうしを締結する。これにより、直交する２個のパイプ材１は、芯筒部２１と突設筒部２２の中でそれぞれ挟持されて継手Ａを介して接続される。

係止部２４は、１／２芯筒部２３の側端から先端が幅広となされた係合突起２７が突設されると共に、対向する１／２芯筒部２３の一端には前記係合突起２７が係合される奥部が幅広となされた係合凹部２８が設けられ、係合突起２７が係合凹部２８に係合することにより、１／２芯筒部２３の一端どうしを係合するものである。係合突起２７及び係合凹部２８の形態は、本実施形態に示される台形状の形態に限定されるものではなく、Ｔ字状やＬ字状でもよく、要するに、パイプ材１を芯筒部内で挟持する際に芯筒割部４１の両端部が離れる方向に応力等が作用した時でも、容易に外れないように嵌合されるものであればよい。

係合部２４の係合突起２７及び係合凹部２８は、本実施形態のように１対でもよいが、２対以上でもよい。又、係合部２４の形態は本実施形態に限定されるものではなく、例えば、芯筒割部２３の一端の上方に凹部を設け、対向する芯筒割部２３の一端の下方に凹部を設け、これらの凹部どうしを嵌合させる形態でもよい。

芯筒部２１の内周面の内径は、挿通されるパイプ材１の外径と略寸法であればよいが、挿通されるパイプ材１の外径に対して前記芯筒部２１の内周円の内径が若干短い方がより好ましい。こうすれば、パイプ材１を挟持する際、締結部２５どうしを締結すると係合部２４の係合突起２７及び係合凹部２８とが離れる方向に応力が作用して寸法の遊びが吸収され、パイプ材１を芯筒部２１内でより効果的に挟持させることができる。

芯筒部２１の内周面には、図３，４に示すように、円周方向に沿って突出した円弧状の縦リブ６１と、への字状の凸条６２が設けられている。縦リブ６１は、芯筒部２１の開口端部の内周面に形成され、芯筒部２１に挟持されたパイプ材１の外周面と圧接され、パイプ材１が抜け出しにくくなるようになされている。

凸条６２は、本実施形態では芯筒部２１の開口端に向けてへの字が配置され、芯筒部２１に挿通されたパイプ材１の外周面に圧設され、該パイプ材１の芯筒部２１からの抜け出しと軸周りの回転を抑えるものである。への字の形成方向は、本実施例に限られるものではなく、芯筒部２１の中心側に向けて配置されたものでもよく、円周方向に向けて形成されたものでもよく、これらの形態を適宜組み合わせたものでもよい。凸条６２の個数は、１個でもよく、２個以上の複数個でもよく、パイプ材１の軸周りの回転を抑えるものであればよい。又、凸条６２の形態は、への字状でもよく、への字の折れ部が離れたハの字状でもよく、への字の両端が接続された三角形状、あるいは菱形形状でもよく、これらの形態を適宜組み合わせたものでもよい。

縦リブ６１及び凸条６２は、突設筒部２２の内周面に形成してもよく、突設筒部２２の中でパイプ材１をより強固に挟持することができる。

本実施形態において、突設筒部２２に支持されるパイプ材１は、突設部材２２に内挿される形態であるが、外挿される形態でもよい。この場合は、前記縦リブ６１及び凸条６２は、突設筒部２２の外周面に形成すればよい。

図１３〜１５は、芯筒部２１の内周面に突設された係止部材７の説明図であり、図１３の（ａ）は芯筒部２１の部分拡大平面図、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面における縦断面図、図１４は図１３の部分分解縦端面図、図１５の（ａ）、（ｂ）は図１３のＣ−Ｃ、Ｄ−Ｄ断面における拡大縦端面図である。係止部材７は、芯筒部２１の内部にパイプ材１が挿通される際に、係止部材７がパイプ材１の表面の被覆樹脂層１１に食い込み、パイプ材１が芯筒部２１から容易に抜け出さないようになされるものである。

芯筒部２１の内周面には、図１３，１４に示すように、パイプ材１の挿通方向とは直交する方向に対して内周面に沿って開口部が形成された凹溝８が設けられている。そして、図１３，１５に示すように、棒状体の係止部材７が凹溝８の内部に配置され、芯筒部２１の内周面に係止部材７の一部が突出して突出部７１が形成され、この突出部７１がパイプ材１の被覆樹脂に食い込むようになされている。

次に、凹溝８に対する係止部材７の固定方法について詳しく説明する。図１４に示すように、凹溝８には相対向する側壁部の両端に抜け止め部８１がそれぞれ相対向して突設されている。係止部材７の両端部がこの抜け止め部８１の間を通って凹溝８の中に挿入される。この抜け止め部８１の間の寸法は、開口側端縁では係止部材７その間を通って圧入可能な寸法となされると共に、その奥では幅広となり係止部材７の端部が収納され、この収納された係止部材７の両端部上側が抜け止め部８１により抜け止めが阻止される。これにより、係止部材７は、その両端部が固定され、輸送等による振動が加わっても凹溝８から容易に抜け出さないようになされている。

抜け止め部８１は、前記以外の位置に形成してもよいが、凹溝８の側壁部の両端部の方が挿入された係止部材７をより効果的に固定することができる。又、抜け止め部８１は本実施形態のように、計４箇所形成することが最も効果的であるが、係止部材７の抜け止めが可能であれば、一方の側壁部の両端部のみに計２個形成したものでもよく或いは、対角の位置に計２個形成したものでもよい。又、抜け止め部８１を４個以上形成した形態でもよい。

係止部材７は、本実施形態のごとく棒状とすれば、突出部７１が芯筒部２１の内周面に対して弦状に突出されるため、弦の中央付近では突出部７１の突出高さが高くなり、パイプ材１の被覆樹脂により食い込みやすくなるので、芯筒部２１からパイプ材１の抜け出しをより効果的に防ぐことができる。尚、係止部材７の形状は、芯筒部２１の内周面と同円心状の弧状とし、弧状の突出部７１が形成されるようにしてもよいが、係止部材７を凹溝８の奥まで圧入させた際でも、係止部材７の一部が芯筒部２１の内周面から突出されるような寸法にすれば、突出部７１を確実に形成することができるのでより好ましい。

係止部材７の断面形状は、本実施形態のように断面円状とすれば、前記に示すように、係止部材７を凹溝８に圧入した際、係止部材７の上側は突出方向に向けて先細り形状となっており、この先細り部に向けて抜け止め部８１が張り出すことによって、凹溝８から係止部材７をより効果的に抜け止めさせることができるので好ましい。又、断面円状であるため突出部７１の向きを限定して凹溝８に挿入する必要はなく、更に作成が容易である。尚、係止部材７の断面形状は、例えば、断面山型や断面台形状でもよく、あるいは、抜け止めされる係止部材７の両端部のみが先細り形状で中央部は他の断面形状としてもよく、断面矩形状に形成されたものでもよい。また係止部材７は割り継手２と一体成型されたものでもよい。

係止部材７は、芯筒部２１の外周部から内周面に向けて挿入して、この内周面に係止部材７の少なくとも一部が突出するようにしてもよいが、前記突出した箇所の突出高さの調整や突出向きの調整を考慮すると、図１３〜１５に示すように、芯筒部２１の内周面に凹溝８を設け、この凹溝８の中に係止部材を挿入された形態の方が、突出高さの調整や突出向きの調整等の作業が必要ないため、より好ましい。

係止部材７は、２個割り継手２において芯筒部２１の内周面の相対向する位置に配置されると、係止部材７がパイプ材１の被覆樹脂により食い込みやすくなり好ましいが、一方の割り継手２のみに設けられてもよい。

係止部材７は、突設筒部２２の内周面に突設されてもよい。これにより、突設筒部２２の中でパイプ材１の一端を支持する際に、係止部材７がパイプ材１の表面の被覆樹脂層１１に食い込み、パイプ材１が突設筒部２２から容易に抜け出さないようになされる。

係止部材７の材料は、一般には、硬度が高くて製造しやすいステンレス製の鋼線が用いられるが、アルミニウム、鋼材等の金属材料等、パイプ材１の被覆樹脂より硬度が高いものであればよく、例えばセラミックス等の非金属材料を用いてもよく、ポリエステルやフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂やこれらにガラス繊維等が配合して硬度を増したものを用いてもよい。

凹溝８の形成向きは、パイプ材１の挿通方向に対して横切るように形成されていれば、パイプ材１が芯筒部２１からの抜け出しを効果的に防ぐことができるので、本実施形態のようにパイプ材１の挿通方向と直交する方向に形成されてもよく、又、前記効果に加えて挿通されたパイプ材１の軸周りの回転を防ぐために、斜め方向に形成されてもよい。

図５，６は、１個のパイプ材１に対して直交する２個のパイプ材１が接続されたパイプ接続構造Ｐの第二の実施形態を示す説明図であり、図５は図１の継手Ｂの拡大斜視図、図６は図５の部分分解斜視図である。本実施形態に係る継手Ｂは、割り継手３，４を組み合わせて形成されたものであり、１個のパイプ材１が挿通される芯筒部２１から９０度をなす角度で突出して互いに直交する２個の有底の突設筒部２２を備えている。

割り継手３は、平面視略Ｌ字状であり、中心角が２７０度をなす円弧を有する３／４芯筒部３１と、その両側端から締結部を介して外方に向けて延び、互いに直交する半筒状の１／２突設筒部３２とからなる。次に、割り継手４は、平面視略Ｌ字状であり、中心角が９０度をなす円弧を有する１／４芯筒部４１と、その両端から締結部を介して外方に向けて延び、互いに直交する半筒状の１／２突設筒部４２とからなる。

継手Ｂを用いてパイプ材１どうしを接続する場合は、まず、１個のパイプ材１を割り継手３の３／４芯筒部３１の内側に挿通し、続いて割り継手４の１／４芯筒部４１を３／４芯筒割部３１と合わせて芯筒部２１が形成されるように配置する。更に、それぞれの締結部に設けられたボルト孔３３，４３にボルトＸを貫通させ、ナットＹで仮止めする。そして、１／２突設筒部３２、４３とかならなる突設筒部２２の中にパイプ材１をそれぞれ挿入し、ボルトＸ、ナットＹにより割り継手３、４を締結して、３個のパイプ材１が１個の芯筒部２１と２個の突設筒部２２の内部でそれぞれ挟持されて継手Ｂを介して接続される。

尚、継手Ｂの芯筒部２１及び突設筒部２２の内周面には、継手Ａと同様に縦リブ６１及び凸条６２が形成されている。又、割り継手４の１／４芯筒部４１の内周面には、継手Ａと同様に係止部材７が突設されている。これら縦リブ６１、凸条６２、及び係止部材７により、継手Ａの場合と同様に、継手Ｂの芯筒部２１及び突設筒部２２の内部に挟持されたパイプ材１の軸方向の回転を抑え、抜け出しをより効果的に抑えることができる。

図７，８は、１個のパイプ材１に対して直交する２個のパイプ材１が接続されたパイプ接続構造Ｐの第三の実施形態を示す説明図であり、図７は図１の継手Ｃの拡大斜視図、図８は図７の部分分解斜視図である。本実施形態に係る継手Ｃは、半割状の二個一対の割り継手４を組み合わせて形成されたものであり、１個のパイプ材１が挿通される芯筒部２１から９０度をなす角度で互いに反対方向に突出した２個の有底の突設筒部２２を備えている。

割り継手５は、平面視略Ｉ字状であり、中心角が１８０度をなす円弧を有する１／２芯筒部５１と、その両側端から締結部を介して外方に向けてそれぞれ反対方向延びる半筒状の１／２突設筒部５２とからなる。

継手Ｃを用いてパイプ材１どうしを接続する場合は、まず、１個のパイプ材１を割り継手４の１／２芯筒部５１の内側に配置し、相対して配置した２個の割り継手４の、締結部に設けられたボルト孔５３，５３にボルトＸを貫通させ、ナットＹで仮止めする。そして、２個の１／２突設筒部５３かならなる突設筒部２２の中にパイプ材１をそれぞれ挿入し、ボルトＸ、ナットＹにより割り継手５どうしを締結して、３個のパイプ材１が１個の芯筒部２１と２個の突設筒部２２の内部でそれぞれ挟持されて継手Ｃを介して十字状に接続される。

尚、継手Ｃの芯筒部２１及び突設筒部２２の内周面には、継手Ａと同様に縦リブ６１及び凸条６２が形成されている。又、割り継手５の１／２芯筒部５１の内周面には、継手Ａと同様に係止部材７が突設されている。これら縦リブ６１、凸条６２、及び係止部材７により、継手Ａの場合と同様に、継手Ｃの芯筒部２１及び突設筒部２２の内部に挟持されたパイプ材１の軸方向の回転を抑え、抜け出しをより効果的に抑えることができる。

図９〜１２は、１個のパイプ材１に対して３乃至４個のパイプ材１が接続されたパイプ接続構造Ｐの第四、五の実施形態を示す説明図であり、図９は図１の継手Ｄの拡大斜視図、図１０は図９の部分分解斜視図、図１１は図１の継手Ｅの拡大斜視図、図１２は図１１の部分分解斜視図である。本実施形態に係る継手Ｄ，Ｅは、前記割り継手２〜５のいくつかを適宜組み合わせて形成されたものであり、この継手Ｄ，Ｅを用いて接続されたパイプ材１は前記と同様に、芯筒部２１及び突設筒部２２に対してパイプ材１の軸方向の回転を抑え、抜け出しをより効果的に抑えることができる。

図１は本発明に係るパイプの連結構造を用いた組立体Ｐの斜視図である。 図１の継手Ａの拡大斜視図である。 図２の部分分解斜視図である。 図２の割り継手の説明図である。 図１の継手Ｂの拡大斜視図である。 図５の部分分解斜視図である。 図１の継手Ｃの拡大斜視図である。 図７の部分分解斜視図である。 図１の継手Ｄの拡大斜視図である。 図９の部分分解斜視図である。 図１の継手Ｅの拡大斜視図である。 図１１の部分分解斜視図である。 図４の主要部の説明図である。 図１３の部分分解図である。 図１３の部分拡大断面図である。

符号の説明

１ パイプ材
２ 割り継手
２１ 芯筒部
２２ 突設筒部
２３ １／２芯筒部
２５ １／２突設筒部
２６ ボルト孔
２７ 縦リブ
２８ 凸条
３ 割り継手
３１ ３／４芯筒部
４ 割り継手
４１ １／４芯筒部
５ 割り継手
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ 継手
６１ 縦リブ
６２ 凸条
７ 係止部材
７１ 突出部
８ 凹溝
８１ 抜け止め部
Ｐ 組立体
Ｘ ボルト
Ｙ ナット

Claims (4)

1. 直交する被覆樹脂パイプ材が継手を介して接続されたパイプ接続構造であって、前記継手は、一方の前記パイプ材が挿通される芯筒部と、直交する他方の前記パイプ材の一端が支持される突設筒部とを備え、前記芯筒部が該パイプ材を挟むように複数に分割される割り継手が組み合わされて形成されると共に、該芯筒部の内周面には金属製の係止部材が突設され、前記割り継手どうしをボルト及びナットで締結して芯筒部でパイプ材を挟持した際、前記係止部材がパイプ材の被覆樹脂層に食い込むようになされたことを特徴とするパイプ接続構造。
2. 前記芯筒部の内周面にはパイプ材の挿入方向に対して横切る方向に凹溝が形成され、前記凹溝内には、前記係止部材が芯筒部の内周面から突出した突出部を有して挿入されると共に、前記凹溝の側壁部には、係止部材の抜け出しを阻止する抜け止め部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパイプ接続構造。
3. 前記抜け止め部は、凹溝の側壁部の両側端に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のパイプ接続構造。
4. 前記芯筒部及び突設筒部の内周面には、への字状の凸条が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のパイプ接続構造。
   

Images