密封件、压环、接头及阀的制作方法

密封件、压环、接头及阀的制作方法
【专利摘要】在球状部(18)的外周部形成有第1凸部(19)，在球状部(18)的承接口里端部形成有第2凸部(20)，且形成有从跟部(17)的内周向第2凸部(20)的内周缩径的锥部(28)，第3凸部(21)形成在锥部(28)上并向径向内侧突出，第3凸部(21)的内径比插入口的外径小而比第2凸部(20)的内径大，与锥部(28)的倾斜方向(G)相反的倾斜方向上的第1凸部(19)至第3凸部(21)的第1尺寸(B)，形成得比径向(A)上的第1凸部(19)至第2凸部(20)的第2尺寸(C)小，第1凸部(19)与第3凸部(21)之间被沿径向(A)压缩，从而承接口与插入口之间的水密性得到保证。
【专利说明】密封件、压环、接头及阀

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将插入口插入承接口的接头所使用的密封件、使用了密封件的接头、接头所使用的压环、具有压环的接头、以及利用接头而与管子连接的阀。

【背景技术】
[0002]以往，作为这种密封件，如图28所示，有一种滑套式的防脱离管接头271所使用的密封件。该管接头271是，在形成于一方的管子272的端部的承接口 273内，插入有形成于另一方的管子274的端部的插入口 275，所述一方的管子272与所述另一方的管子274互相连接。
[0003]在承接口 273的内周形成有密封件配置用凹部276，在密封件配置用凹部276内配置有橡胶制的环状的密封件277。在密封件配置用凹部276的里侧形成有锁环槽278。在该锁环槽278内安装有锁环279。在锁环279的外周与锁环槽278的底面之间，配置有对锁环279进行定心用的弹性部件280。另外，在插入口 275的顶端部的外周，形成有可从承接口的里侧与锁环279卡合的突部281。
[0004]如图28、图29所示，在密封件配置用凹部276的周面284形成有嵌入槽282。密封件277具有:嵌入卡合在嵌入槽282内的跟部283、以及被压缩在上述周面284与插入口275的外周面之间并产生密封面压力的球状部285。
[0005]球状部285具有第I?第3凸部286?288。第I凸部286形成在球状部285的外周部上并向径向A外侧突出。另外，第2凸部287形成在球状部285的承接口里端侧。
[0006]此外，第3凸部288形成在球状部285的内周部上并向径向A内侧突出。第3凸部288的内径设定得比插入口 275的外径小。另外，形成有从跟部283的内周向第3凸部288逐渐缩径的锥部289。
[0007]若如上那样构成，则如图28所示，将跟部283嵌入在嵌入槽282内，将插入口 275插入承接口 273，那么第3凸部288就扩径，并且球状部285被夹在承接口 273的内周面与插入口 275的外周面之间。此时，第I凸部286与第3凸部288之间被向径向A压缩。
[0008]另外，使用了上述那样密封件277的管接头271例如记载在下述专利文献I中。
[0009]另外，作为另一形式的接头，例如图30所示，有一种将铸铁制的管子之间予以接合的GX形异形管的管接头301。该管接头301是，形成于第I管子302的端部的承接口 303的内部插入有形成于第2管子304的端部的插入口 305，所述第I管子302与所述第2管子304互相接合。在承接口 303里部的内周，整周地形成有向径向内方突出的周壁部306。
[0010]另外，在位于承接口 303的开口端面307至周壁部306之间的插入口 305的外周面305a与承接口 303的内周面303a之间，整周地形成有密封件插入用空间308。在密封件插入用空间308内，插入有将插入口 305的外周面305a与承接口 303的内周面303a之间予以密封的环状的密封件309。
[0011]另外，在周壁部306的里侧整周地形成有锁环槽310。在锁环槽310内装备有周向分配一个的锁环311。此外，在插入口 305顶端部的外周整周地形成有可从承接口的里侧与锁环311卡合的突部312。
[0012]插入口 305上外嵌有压环313，并且压环313从外侧与承接口 303的开口端面307相对。压环313是将密封件309向承接口 303的里侧推入的构件，利用多个T形头螺栓314、螺母315而与承接口 303的凸缘部316紧固。另外，压环313具有与密封件309的端部抵接的推压面317、以及突部318。突部318的用途是，通过与承接口 303的开口端面307接触，从而将推压面317至承接口 303的开口端面307的间隔A保证为规定间隔。
[0013]这样，当将管子302、304之间接合时，首先将锁环311嵌入锁环槽310内，再将密封件309和压环313外嵌在插入口 305上，在该状态下，将插入口 305插入承接口 303，直至插入口 305的突部112向承接口 303的里侧通过锁环311的内周。
[0014]然后，将密封件309从承接口 303的开口端面307插入密封件插入用空间308，用T形头螺栓314和螺母315将压环313紧固在承接口 303的凸缘部316上。此时，通过拧紧螺母315，从而压环313沿管轴心向推入方向B移动，故压环313的推压面317向推入方向B推压密封件309，密封件309就被推入到密封件插入用空间308内。并且，通过压环313的突部318与承接口 303的开口端面307接触，从而压环313向推入方向B的移动就被阻止，在该时刻停止螺母315的拧紧，由此，压环313的推压面317至承接口 303的开口端面107的间隔A被保证为规定间隔。此时，密封件309的里端部未到达周壁部306，而在密封件309的里端部与周壁部306之间形成有稍许空间320。
[0015]另外，在密封件插入用空间308中，若将承接口 303的内周面303a与插入口 305的外周面305a互相平行相对的区域定义为压缩区域C，则密封件309在压缩区域C中被沿径向D压缩，由此，承接口 303的内周面303a与插入口 305的外周面305a之间的水密性(密封性)得到保证。
[0016]另外，具有上述那种压环313的管接头301例如记载在下述专利文献2中。
[0017]专利文献1:日本特许第4836870号
[0018]专利文献2:日本特开2010-286110
[0019]发明所要解决的课题
[0020]但是，在上述图28、图29所示的以往形式中，当将管子272、274之间予以接合时，虽然第I凸部286与第3凸部288之间被沿径向A压缩，但如图29所示，径向A上的第I凸部286外周至第3凸部288内周的第I尺寸B，形成得比径向A上的第I凸部286外周至第2凸部287内周的第2尺寸C大。因此，存在着将球状部285向径向A压缩所需的压缩力增大的问题，若增大这种压缩力，则产生将插入口 275插入承接口 273时所需的最大插入力增大的问题。
[0021]另外，在上述图30所示的另一以往形式中，由于承接口 303与插入口 305在制造上的公差，承接口 303的内周面303a与插入口 305的外周面305a之间的间隙E的大小不固定，而会稍微变化。即，在承接口 303的内径尺寸为制造公差的最大侧、插入口 305的外径尺寸为制造公差的最小侧的情况下，上述间隙E为最大。另外，相反，在承接口 303的内径尺寸为制造公差的最小侧、插入口 305的外径尺寸为制造公差的最大侧的情况下，上述间隙E为最小。
[0022]如上所述，为了在间隙E较大的情况下也保证充分的水密性，需要使密封件309的体积增大，以使密封件309在压缩区域C中被可靠地压缩。
[0023]但是，若增大密封件309的体积，则如图31所示，在间隙E较小的情况下，在压环313的突部318与承接口 303的开口端面107接触之前，密封件309的里端部到达周壁部306，密封件309的去处消失，因此陷入无法将密封件309推入密封件插入用空间308内的状态。
[0024]对此，作业者不能从外部用肉眼来把握密封件309的里端部是否像上述那样到达了周壁部306，因此，有可能想要使压环313的突部318与承接口 303的开口端面307接触而硬将螺母315拧紧。由此，有可能过分的力(过大的力)施加在密封件309和压环313上而对管子302、304之间的接合带来妨碍。
[0025]作为这种问题的对策，考虑了根据使密封件309的体积增大的量而将压缩区域C沿管轴心向承接口 303里侧延长的方案，但承接口 303的长度由于延长而比以往长，需要据此而将插入口 305的长度做长，其结果，产生管子302、304重量增大的问题。


【发明内容】

[0026]本发明的目的在于，提供一种密封件和接头，可减少将插入口插入承接口时所需的最大插入力，且可提高承接口与插入口之间的水密性。另外，目的在于，提供一种压环、接头及阀，可使压环的接触部与承接口接触，无妨碍地将管子等流道形成部件之间予以接合，此外，可抑制承接口变长。
[0027]用于解决课题的手段
[0028]为了实现上述目的，本发明的第I技术方案是一种密封件，是用于接头的弹性材料制的环状密封件，该接头在形成于一方的管子的端部的承接口内插入形成于另一方的管子的端部的插入口，所述一方的管子与所述另一方的管子互相连接，该密封件具有:
[0029]嵌入在形成于承接口内的嵌入部中的跟部、以及夹在承接口的内周面与插入口的外周面之间的球状部，
[0030]球状部具有第I?第3凸部，
[0031]第I凸部形成在球状部的外周部并向径向外侧突出，
[0032]第2凸部形成在球状部的承接口里端侧，
[0033]所述球状部形成有从跟部的内周向第2凸部的内周缩径的锥部，
[0034]第3凸部形成于锥部并向径向内侧突出，并且在管轴方向上位于跟部与第2凸部之间，
[0035]第3凸部的内径比插入口的外径小且比第2凸部的内径大，
[0036]与锥部的倾斜方向相反的倾斜方向上的第I凸部至第3凸部的第I尺寸，形成得比径向上的第I凸部的外周至第2凸部的内周的第2尺寸小，
[0037]当球状部被夹在承接口的内周面与插入承接口后的插入口的外周面之间时，第2凸部扩径，第I凸部与第3凸部之间被沿径向压缩，由此保证承接口与插入口之间的水密性。
[0038]如此，将密封件的跟部嵌入在承接口内的嵌入部中，将插入口插入承接口。此时，插入口的顶端部与密封件的第3凸部抵接而将第3凸部向承接口的里方推入，由此第2凸部被扩径，并且第3凸部被向承接口的里方拉入。由此，球状部上产生管轴方向上的拉力，球状部被向承接口的里方拉伸，故第I尺寸被缩小，径向上的球状部的压缩余量(压缩量)减少。
[0039]然后，插入口的顶端部一边通过第3凸部一边将密封件的球状部予以压缩，此时，第I凸部与第3凸部之间被沿径向压缩。这里，由于密封件的第I凸部至第3凸部的第I尺寸比第I凸部的外周至第2凸部的内周的第2尺寸小，因此，径向上的球状部的压缩余量减少，由此，最大插入力降低。
[0040]另外，在承接口的内周面与插入口的外周面之间，第I凸部与第3凸部之间被沿径向压缩，从而承接口与插入口之间的水密性得到保持，因此，可提高承接口与插入口之间的水密性。
[0041]本发明的第2技术方案的密封件，在跟部与第I凸部之间、以及跟部与第3凸部之间分别形成有凹部。
[0042]如此，当将插入口插入承接口、用插入口的顶端部将第3凸部向承接口的里方推入时，球状部上产生的拉力降低，第2凸部容易被扩径。由此，形成在插入口的顶端部上的突部容易向承接口的里方通过球状部，故可降低接合时的插入力。
[0043]本发明的第3技术方案是一种接头，具有上述第I技术方案或第2技术方案所述的密封件，
[0044]密封件的跟部嵌入承接口内的嵌入部，
[0045]在承接口内插入有插入口，
[0046]密封件的球状部被夹在承接口的内周面与插入口的外周面之间。
[0047]本发明的第4技术方案是一种压环,用于这样一种接头:
[0048]在形成于第I流道形成部件的承接口内插入有形成于第2流道形成部件的插入口，所述第I流道形成部件与所述第2流道形成部件互相接合，
[0049]在承接口的里部的内周形成有向径向内方突出的周壁部，
[0050]位于承接口的开口端面至周壁部之间的插入口的外周面与承接口的内周面之间形成有密封件插入用空间，
[0051]在密封件插入用空间插入有环状的密封件，
[0052]该压环外嵌在插入口上并从外侧与承接口的开口端面相对，并且利用推入部件沿流道形成部件的轴心向推入方向移动而将密封件推入密封件插入用空间，
[0053]该压环具有:与密封件的端部抵接的推压面、通过与承接口接触而将推压面至承接口的开口端面的间隔保证成规定间隔的接触部、以及由推压面推压的密封件的一部分可退入的退入部。
[0054]如此，当将流道形成部件之间予以接合时，首先，在将密封件和压环外嵌在插入口上的状态下，将插入口插入承接口。然后，将密封件从承接口的开口端面插入密封件插入用空间，利用推入部件而使压环向推入方向移动。由此，压环的推压面将密封件向推入方向推压，密封件被推入密封件插入用空间。
[0055]并且，通过使压环的接触部与承接口接触，从而压环向推入方向的移动被阻止，压环的推压面至承接口的开口端面被保证成规定间隔。由此，密封件在密封件插入用空间中被沿径向压缩，承接口的内周面与插入口的外周面的水密性得到保证。
[0056]另外，即使在承接口的内周面与插入口的外周面之间的间隙变小，在压环的接触部与承接口接触之前，密封件的里端部到达周壁部，因此陷入无法将密封件推入密封件插入用空间的状态下，通过继续利用推入部件使压环向推入方向移动，从而由压环的推压面推压的密封件的一部分退入到退入部，故可使压环的接触部不会过分地与承接口接触，密封件和压环上不会受到过分的力(过大的力)，可无妨碍地将流道形成部件之间予以接合，并且可抑制承接口变长。
[0057]本发明的第5技术方案的压环是，退入部是所相对的承接口的开口端面侧被开放的凹形状部，且在推压面的径向外侧整周地形成，相比于推压面向插入口的拔出方向凹陷。
[0058]如此，即使承接口的内周面与插入口的外周面之间的间隙较小，通过由压环的推压面推压的密封件的一部分进入退入部，从而可使压环的接触部不会过分地与承接口接触。
[0059]本发明的第6技术方案的压环是，退入部具有对压环向径向进行导向以使压环的中心与流道形成部件的轴心一致的定心部。
[0060]如此，当利用推入部件使压环向推入方向移动时，压环通过退入部的定心部被向径向导向，压环的中心与流道形成部件的轴心一致，压环被定心。由此，可省略作业者将压环提起并向径向移动而进行定心的工时。
[0061]本发明的第7技术方案的压环是，退入部具有内周侧壁面和作为定心部的外周侧壁面，
[0062]这些内周侧壁面与外周侧壁面在径向上互相相对，
[0063]外周侧壁面倾斜成越接近退入部的里侧越缩径，
[0064]通过外周侧壁面与密封件的端部滑动接触，从而压环被向径向导向。
[0065]如此，当利用推入部件使压环向推入方向移动时，退入部的外周侧壁面与密封件的端部滑动接触，从而压环被向径向导向，压环的中心与流道形成部件的轴心一致。
[0066]本发明的第8技术方案是一种接头，其具有第4技术方案至第7技术方案中任一项所述的压环，
[0067]第I及第2流道形成部件分别是管子，
[0068]压环外嵌在插入口上并从外侧与承接口的开口端面相对，
[0069]通过推入部件使压环沿管轴心向推入方向移动，从而压环将密封件推入到密封件插入用空间，直至接触部与承接口接触。
[0070]如此，可使压环的接触部与承接口接触，从而无妨碍地将管子之间予以接合，此夕卜，可抑制承接口变长，随此，插入口的延长和管子的重量增大得到抑制。
[0071]本发明的第9技术方案是一种接头，其具有第4技术方案至第7技术方案中任一项所述的压环，
[0072]第I及第2流道形成部件中的某一方是阀，另一方是管子，
[0073]压环外嵌在插入口上并从外侧与承接口的开口端面相对，
[0074]通过推入部件使压环沿管轴心向推入方向移动，从而压环将密封件推入到密封件插入用空间，直至接触部与承接口接触。
[0075]如此，可使压环的接触部与承接口接触，从而无妨碍地将阀和管子予以接合，此夕卜，可抑制承接口变长，随此，插入口的延长和管子或阀的重量增大得到抑制。
[0076]本发明的第10技术方案是一种阀，其利用上述第9技术方案所述的接头而与管子连接，
[0077]该阀具有阀箱、以及对形成在阀箱内的流道进行开闭的阀芯，
[0078]在阀箱上设有承接口和插入口中的至少一方。
[0079]发明的效果
[0080]采用如上所述的本发明，可降低将插入口插入承接口时所需的最大插入力，并且可提高承接口与插入口之间的水密性。
[0081]另外，可使压环的接触部与承接口接触，从而无障碍地将管子之间予以接合，此夕卜，可抑制承接口变长，随此，插入口的延长和管子或阀的重量增大得到抑制。

【专利附图】

【附图说明】
[0082]图1是表示具有本发明第I实施方式的密封件的管接头的构造的剖视图。
[0083]图2是表示该管接头所具有的单个密封件的非安装时的横截面构造的示图。
[0084]图3是表示使用该管接头而将管子之间予以接合的状况的剖视图。
[0085]图4是表示该管接头中的插入口相对于承接口的插入量与插入力之间关系的曲线图。
[0086]图5是利用该管接头将管子之间予以接合后的状态下的被压缩变形的密封件的放大剖视图。
[0087]图6是表示该管接头的承接口与插入口之间的间隙为最小时的将管子之间予以接合的状况的剖视图。
[0088]图7是表示该管接头的承接口与插入口之间的间隙为最大时的将管子之间予以接合的状况的剖视图。
[0089]图8是插入口因地震等外力而相对于承接口倾斜时的该管接头的局部放大剖视图。
[0090]图9是表示本发明第2实施方式的具有压环的管子之间的接头的构造的剖视图。
[0091]图10是从上述图9的接头中去除密封件后的剖视图。
[0092]图11是该接头所具有的单个密封件的非安装时的剖视图。
[0093]图12是该接头的压环的剖视图。
[0094]图13是图12中的X-X向视图。
[0095]图14是表示安装该接头的压环的步骤的剖视图。
[0096]图15是表示安装该接头的压环的步骤的剖视图。
[0097]图16是表示安装该接头的压环的步骤的剖视图。
[0098]图17是表示在该接头中承接口与插入口的间隙较小时的压环的安装途中阶段的状态的剖视图。
[0099]图18是表示在该接头中承接口与插入口的间隙较小时的压环的安装结束后的状态的剖视图。
[0100]图19是本发明的第3实施方式的压环的主视图。
[0101]图20是图19中的X-X向视图。
[0102]图21是图19中的Y-Y向视图。
[0103]图22是用剖面表示该压环的推压面的部位的接头的剖视图。
[0104]图23是用剖面表示该压环的退入部的部位的接头的剖视图。
[0105]图24是表示在该接头中承接口与插入口的间隙较小时的压环的安装途中阶段的状态的剖视图。
[0106]图25是表示在该接头中承接口与插入口的间隙较小时的压环的安装结束后的状态的剖视图。
[0107]图26是表示本发明第4实施方式的具有压环的管子和阀的接头的构造的剖视图。
[0108]图27是表示本发明第5实施方式的具有压环的管子和阀的接头的构造的剖视图。
[0109]图28是表示以往的具有密封件的管接头的构造的剖视图。
[0110]图29是表示该管接头所具有的单个密封件的非安装时的横截面构造的示图。
[0111]图30是表示另一形式的以往的具有压环的管接头的构造的剖视图。
[0112]图31是表示该管接头构造的剖视图，表示承接口与插入口的间隙较小的情况。

【具体实施方式】
[0113]下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
[0114](第I实施方式)
[0115]在第I实施方式中，如图1所示，I是推进式的防脱离管接头，在形成于一方的管子2的端部的承接口 3内插入有形成于另一方的管子4的端部的插入口 5，所述一方的管子2与所述另一方的管子4互相连接。
[0116]在承接口 3的内周面分别整周地形成有:密封件配置用凹部6、以及位于密封件配置用凹部6的里侧的锁环槽7。锁环槽7内安装有周向分配一个的锁环8。在锁环8的外周与锁环槽7的底面之间，配置有将锁环8予以固定用的橡胶环等的弹性施力构件9。另外，在从锁环槽7向里侧留有距离的承接口 3的内部形成有径向A的里端面11。此外，插入口5的顶端部的外周整周地设有可从承接口的里侧与锁环8卡合的突部12。
[0117]在密封件配置用凹部6的周面整周地形成有嵌入槽14(嵌入部的一例)。承接口3与插入口 5之间整周地被橡胶(弹性件的一例)制的环状密封件16密封。密封件16如下那样构成。
[0118]图2表示未安装在管接头I上的状态的单个密封件16的横截面构造。密封件16具有:嵌入在嵌入槽14内的跟部17、以及夹在承接口 3的内周面(密封件配置用凹部6的周面)与插入口 5的外周面之间的球状部18。跟部17是横截面形状(相对于圆周方向垂直的截面形状)呈方形的环状部件。
[0119]球状部18是环状的部件，具有:第I?第3球部19?21 (第I?第3凸部的一例)、以及第I?第4凹部23?26。其中，第I球部19具有圆弧形状，在球状部18的外周部整周地形成，且向径向A外侧突出。
[0120]第2球部20具有圆弧形状，在球状部18的承接口里端侧整周地形成，且向管子中心部倾斜突出。另外，在球状部18上整周地形成有从跟部17的内周向第2球部20的内周逐渐缩径的锥部28。
[0121]第3球部21具有圆弧形状，且在锥部28上整周地形成并向径向A内侧突出，并且在管轴方向D位于跟部17与第2球部20之间。另外，第3球部21的内径El小于插入口5的外径E2，大于第2球部20的内径E3。
[0122]与锥部28的倾斜方向G相反的倾斜方向(即越接近承接口 3的跟前侧越向管子的中心部倾斜的方向)上的第I球部19至第3球部21的第I尺寸B，比径向A上的第I球部19的外周至第2球部20的内周的第2尺寸C小。
[0123]第I?第4凹部23?26分别是圆弧形状，且在球状部18上整周地形成。其中，第I凹部23形成在跟部17与第I球部19之间，第2凹部24形成在第I球部19与第2球部20之间，第3凹部25形成在第2球部20与第3球部21之间，第4凹部26形成在第3球部21与跟部17之间。
[0124]下面，说明上述结构的作用。
[0125]首先，参照图3来说明两方的管子2、4的接合步骤。
[0126](I)在锁环槽7内嵌入锁环8和弹性施力构件9，且如图3(a)所示，在嵌入槽14内嵌入密封件16的跟部17，将锁环8、弹性施力构件9和密封件16安装在承接口 3的内部。
[0127](2)将插入口 5插入承接口 3。此时，如图3(b)所示，由于插入口 5的顶端部与密封件16的第3球部21抵接而将第3球部21向承接口的里方J推入，因此第2球部被扩径，并且第3球部21被向承接口的里方J拉入。由此，球状部18上产生管轴方向D上的拉力，球状部18被向承接口里方J拉伸，故第I尺寸B(参照图2)被缩小，径向A上的球状部18的压缩余量减少。
[0128]另外，通过形成第I及第4凹部23、26，从而当如上所述用插入口 5的顶端部将第3球部21向承接口的里方J推入时，球状部18上产生的拉力就降低，第2球部20容易被扩径。由此，插入口 5的突部12可容易地向承接口的里方J通过球状部18，故可降低接合时的插入力。
[0129](3)然后，如图3(c)所示，插入口 5的突部12 —边通过第3球部21的内侧，一边在径向A上对球状部18进行压缩。此时，第I?第3球部19?21的位置关系成为接近于以第3球部21作为径向A内侧的顶点的三角形的关系，第I球部19与第3球部21之间被沿径向A压缩。
[0130]这里，在将插入口 5插入承接口 3以前的密封件16未压缩变形的状态下，如图2所示，由于第I尺寸B小于第2尺寸，因此，当将插入口 5插入承接口 3而使密封件16的球状部18产生压缩变形时，球状部18的压缩余量(压缩量)就减少。
[0131](4)如图3(d)所示，即使在插入口 5的突部12通过第3球部21的内侧后，第I球部19与第3球部21之间也被沿径向A压缩，因此与上述接合步骤(3)时相同，球部18的压缩余量减少，由此最大插入力就减少。
[0132](5)然后，如图1所示，插入口 5的突部12向承接口里侧通过锁环8的内侧，由此两方的管子2、4被接合。
[0133]这样，在两方的管子2、4接合的状态下，在承接口 3的内周面(密封件配置用凹部6的周面)与插入口 5的外周面之间，第I球部19与第3球部21之间被沿径向A压缩，从而承接口 3与插入口 5之间的水密性得到保持，故可提高承接口 3与插入口 5之间的水密性。
[0134]另外，如图1所示，当接合后的管子2、4内作用有水压(流体压力)负荷时，欲将密封件16从承接口 3的内部向外部推出的推出力Fl就作用在第2球部20上，但此时，由于第3球部21压接在插入口 5的外周面上，因此，由第3球部21防止第2球部20的推出。这样，当第2球部20的推出得到防止时，因自密封作用而在球状部18的径向A上产生与推出力Fl成正比的按压力F2，因此，水密性进一步提高。
[0135]另外，图4是表示插入口 5相对于承接口 3的插入量与插入力之间关系的曲线图。其中，用实线表示的第I曲线Ml相当于本第I实施方式，具有插入力最大的二个峰值P1、P2。其中，第I个插入力的峰值P1，是在图3(b)所示的上述接合步骤(2)中，通过插入口 5的顶端部将第3球部21向承接口的里方J推入、由此球状部18被向承接口的里方J拉伸而产生的。然后，第2个插入力的峰值P2，是在图3(c)所示的上述接合步骤(3)中，通过插入口 5的突部12通过第3球部21的内侧、由此球状部18在径向A上被压缩而产生的。
[0136]如此，在本第I实施方式中，当将插入口 5插入承接口 3时，球状部18主要被向承接口的里方J拉伸的现象、和球状部18主要被在径向A上压缩的现象，根据插入口 5的插入量而在时间上稍微错开地产生，因此，插入口 5相对于承接口 3的插入力分散成二个峰值P1、P2而被降低。
[0137]相反，用虚线表示的第2曲线M2是图28、图29所示的以往技术，具有一个峰值P。如此，当将插入口 275插入承接口 273时，球状部285主要被向承接口里方拉伸的现象、和球状部18主要被在径向A上压缩的现象，根据插入口 275的插入量而几乎同时产生。因此，插入口 5相对于承接口 3的插入力未被分散而集中成一个峰值P并增大。
[0138]另外，如图5所示，上述的说明表示承接口 3的内周与插入口 5的外周之间的间隙S为标准的情况(即，间隙S为规定尺寸的情况)，在该情况下，第3球部21的位置相对第I球部19的位置几乎不会向插入方向H侧偏移，因此,管轴方向D上的第I球部19的位置与第3球部21的位置的错开量30极小。
[0139]相反，在承接口 3的内径尺寸为其制造公差的最小侧、插入口 5的外径尺寸为其制造公差的最大侧的情况下，如图6所示，上述间隙S为最小。如此，在间隙S为最小的情况下，由于第3球部21与插入口 5的顶端部的钩挂余量(钩挂量)增大，因此，相比于图3及图5所示的间隙S为标准的情况，第3球部21更进一步被拉入承接口 3的里方。由此，相比于间隙S为标准的情况，第I尺寸B(参照图2)进一步被缩小，径向A上的球状部18的压缩余量减少。
[0140]另外，在管子2、4接合时，由于第I球部19与第3球部21之间被沿径向A压缩，因此，获得球状部18的压缩余量减少、最大插入力被降低的效果。
[0141]此外，如图6(b)所示，在间隙S为最小的情况下，由于第3球部21更进一步被拉入承接口 3的里方，因此，第3球部21的位置相对第I球部19的位置而向插入方向H偏移，管轴方向D上的第I球部19的位置与第3球部21的位置的错开量30比间隙S为标准时的偏移量30大。此时，由于径向A上的球状部18的压缩余量变小，因此，相比于图28及图29所示的以往技术，间隙S为最小时的插入口 5的插入力大幅度降低。
[0142]另外，在承接口 3的内径尺寸为其制造公差的最大侧、插入口 5的外径尺寸为其制造公差的最小侧的情况下，如图7所示，上述间隙S为最大。如此，在间隙S为最大的情况下，在管子2、4接合时，第2球部20因插入口 5而扩径，而此时的第2球部20的扩径量比间隙S为标准时的扩径量小，且如图7所示，第I球部19与承接口 3的内周面抵接，并且第2球部20与第3球部21抵接在插入口 5的外周面上，在该状态下，第I球部19与第2及第3球部20、21之间被沿径向A压缩，由此，可确保承接口 3与插入口 5之间的水密性。
[0143]另外，在地震等中，外力作用在管接头I和管子2、4上，有时管接头I因这种外力而产生弯曲或管子2、4变形成扁平。例如，如图8所示，即使在插入口 5相对于承接口 3产生倾斜的情况下，第I球部19也与承接口 3的内周面抵接，并且第3球部21与插入口 5的外周面抵接。在该状态下，当管子2、4内作用有水压负荷时，推出力Fl就作用在第2球部20上且球状部18产生变形，因自密封作用而在球状部18的径向A上产生与推出力Fl成正比的按压力F2，故水密性提高。
[0144]另外，如图8所示，即使在插入口 5相对于承接口 3产生倾斜、承接口 3的内周与插入口 5的外周之间的间隙S在承接口 3的开口端部侧比里侧扩大的情况下，由于第3球部21通过朝向径向内方的按压力F2而被可靠地按压在插入口 5的外周面上，因此，能防止第3球部21与插入口 5的外周面的水密性不足。
[0145]另外，通常当管子2、4的口径变大时，插入口 5的刚性下降，管子2、4容易变形成扁平。因此，即使大口径的管子2、4因地震以外的外力而变形成扁平，也与上述地震的情况相同，因自密封作用而在球状部18的径向A上产生与挤出力Fl成正比的按压力F2，因此水密性提高。
[0146](第2实施方式)
[0147]如图9、图10所示，第2实施方式的接头122，是将第I管子102 (第I流道形成部件的一例)和第2管子104(第2流道形成部件的一例)予以接合起来的管接头。该接头122是，在形成于第I管子102的端部的承接口 103的内部插入有形成于第2管子104的端部的插入口 105，所述第I管子102与所述第2管子104互相接合，并且在承接口 103的里部内周整周地形成有向径向内方突出的周壁部106。
[0148]另外，在位于承接口 103的开口端面107至周壁部106之间的插入口 105的外周面105a与承接口 103的内周面103a之间，整周地形成有密封件插入用空间108。在密封件插入用空间108中，插入有将插入口 105的外周面105a与承接口 103的内周面103a之间予以密封的环状的密封件123。
[0149]另外，在密封件插入用空间108中，将承接口 103的内周面103a与插入口 105的外周面105a互相平行相对的区域定义为压缩区域C。承接口 103的内周面103a在开口端面107与压缩区域C之间具有锥部103b。锥部103b从承接口 103的里侧至开口端面107越来越扩径。
[0150]另外，在周壁部106的里侧整周地形成有锁环槽110。在锁环槽110内装备有周向分配一个的锁环111。此外，插入口 105在其顶端部外周，整周地具有可从承接口的里侧与锁环111卡合的突部112。
[0151]插入口 105上外嵌有将密封件123向承接口 103的里侧推入的压环131，并且压环131从外侧与承接口 103的开口端面107相对。
[0152]如图11所示，密封件123由橡胶等弹性材料制造并形成为圆环状。密封件123的截面，为将圆形顶端部123a和梯形状的基部123b形成为一体的结构，圆形顶端部123a是，在被压入时成为顶端的部位形成为圆形；梯形状的基部123b是,与该圆形顶端部123a相连的部分为薄壁状，且越接近压环131侧越成为厚壁。
[0153]如图9、图12、图13所示，压环131利用多个T形头螺栓114 (推入部件的一例)和螺母115(推入部件的一例)而紧固在承接口 103的凸缘部116上，且可沿管轴心119(参照图16)向推入方向B移动。
[0154]压环131具有:插入口 105所插通的中央开口部132、多个螺栓插通孔133、与承接口 103的开口端面107相对的压环端面134、与密封件123的基部123b端面抵接而对密封件123进行推压的推压面135、通过与承接口 103的开口端面107接触而将推压面135至承接口 103的开口端面107的间隔A(参照图10)保证成规定间隔的多个突部136(接触部的一例)、以及由推压面135推压的密封件123的基部123b可退入的退入部137。
[0155]突部136形成在螺栓插通孔133的径向D外侧。另外，推压面135相比于压环端面134向插入口 105的拔出方向F进入，且在压环端面134的内周侧整周地形成。由此，在推压面135与压环端面134之间形成有管轴方向的阶梯。
[0156]退入部137是所相对的承接口 103的开口端面107侧被开放的凹状部(槽状部)，在推压面135的径向D外侧且压环端面134的径向D内侧整周地形成，相比于推压面135向插入口 105的拔出方向F凹陷。
[0157]退入部137具有内周侧壁面137a、外周侧壁面137b、以及里面137c，内周侧壁面137a与外周侧壁面137b在径向D上相对，里面137c形成在内周侧壁面137a的里端部与外周侧壁面137b的里端部之间。另外，外周侧壁面137b是对压环131向径向D进行导向以使压环131的中心与管轴心119 (参照图16，流道形成部件的轴心的一例)一致的定心部的一例，且越接近退入部137的里侧越缩径地倾斜。
[0158]图12所示的径向D上的推压面135的宽度G设定成图11所示的密封件123的基部123b的宽度H的大约30?70%的尺寸。另外，推压面135的宽度G是，宽度G =(推压面135的外径-推压面135的内径)/2。另外，密封件123的基部123b的宽度H是，宽度H=(基部123b的外径-基部123b的内径)/2。
[0159]下面，说明上述结构的作用。
[0160]当将管子102、104之间接合时，首先如图14所示，将锁环111嵌入承接口 103的锁环槽110中，此外，在将密封件123和压环131外嵌在插入口 105上的状态下，将插入口105插入承接口 103，直至插入口 105的突部112向承接口 103的里侧通过锁环111的内周。
[0161]然后，使密封件123的圆形顶端部123a与承接口 103的锥部103b抵接，将T形头螺栓114插通到承接口 103的凸缘部116的螺栓贯通孔124内和压环131的螺栓贯通孔133内。此时，由于压环131因自重而下降，因此，压环131的中心处于管轴心119的下方位置，径向D上的压环131的内周与插入口 105的外周之间的间隙在上端部为最小(=O)，在下端部为最大。
[0162]然后，如图15所示，将螺母115与各T形头螺栓114螺合并拧紧，使压环131向推入方向B移动。由此，压环131的推压面135与密封件123的基部123b的端面抵接并对密封件123向推入方向B进行推压，密封件123就被推入密封件插入用空间108中。此时，退入部137的外周侧壁面137b与密封件123的基部123b的外周端角部123c滑动接触，由此，压环131被向径向D导向，相对插入口 105而提升。因此，压环131的中心上升并与管轴心119 一致，压环131自动被定心。由此，可省略作业者将压环131提起并沿径向D移动而进行定心的工时。
[0163]然后，如图16所示，通过压环131的突部136与承接口 103的开口端面107接触，从而压环131的向推入方向B的移动被阻止，在该时刻停止螺母115的拧紧，从而压环131的推压面135至承接口 103的开口端面107的间隔A被保证成规定间隔。此时，密封件123的里端部未到达周壁部106，而在密封件123的里端部与周壁部106之间形成有稍许的空间120。
[0164]另外，如图9所示，密封件123的圆形顶端部123a在压缩区域C被沿径向D压缩，由此，承接口 103的内周面103a与插入口 105的外周面105a之间的水密性得到保证。
[0165]另外，上述图9及图16所示的接头122，表示承接口 103的内周面103a与插入口105的外周面105a之间确保有足够大的间隙E的情况。相反，如图17所示，当上述间隙E因制造上的公差而变小时，在压环131的突部136与承接口 103的开口端面107接触之前，有时密封件123的里端部到达周壁部106，因此陷入无法将密封件123推入密封件插入用空间108的状态。即使在这种情况下，通过继续拧紧螺母115而使压环131向推入方向B移动，从而如图18所示，由压环131的推压面135推压的密封件123的基部123b端部进入退入部137。
[0166]如此，失去去处的密封件123最终退入到退入部137，故可使压环131的突部136不会过分地与承接口 103的开口端面107接触，不会有过分的力(过大的力)施加在密封件123和压环131上，可无妨碍地将管子102、104之间接合，并且可抑制承接口 103变长，可抑制成本增加。
[0167]另外，如图10的画点部分所示，当将由压环131的推压面135、退入部137、承接口103的内周面103a、插入口 105的外周面105a和周壁部106围起的规定的空隙区域140的体积设为VI，将密封件123的体积设为V2时，退入部137的大小设定成，上述规定的空隙区域140的体积Vl为密封件123的体积V2以上(S卩，Vl兰V2)。
[0168]另外，体积Vl是将空隙区域140的截面积乘以空隙区域140的形心周长而求出的，体积V2是将密封件123的截面积乘以密封件123的形心周长而求出的。
[0169]另外，推压面135的宽度G (参照图12)设定成密封件123的基部123b的宽度H(参照图11)的大约30?70%的尺寸，上述宽度G设定成比上述宽度H的大约30%还小的尺寸时，密封件123的基部123b的端面从压环131的推压面135受到的力就有可能过小，推压面135对密封件123向推入方向B进行推压的力有可能不足。
[0170]另外，上述宽度G设定成比上述宽度H的大约70%还大的尺寸时，压环131的推压面135的外径就增大，退入部137的外径为一定，而退入部137的内径增大，故退入部137的推挤(内容积)减少，在上述间隙E较小的情况下，进入退入部137的密封件123的退入量不足，有可能难以使压环131的突部136与承接口 103的开口端面107接触。
[0171](第3实施方式)
[0172]在上述第2实施方式中，如图13所示，推压面135和退入部137分别形成在压环131的全周上，而在下面说明的第3实施方式中，如图19?图21所示，推压面135和退入部137分别在压环131的周向分割成多个而形成。
[0173]S卩，推压面135在压环131的周向的隔开90°的四个部位以规定角度α的范围形成。并且，退入部137在压环131的周向的各推压面135之间以规定角度β的范围形成。另外，如图21所示，各退入部137具有外周侧壁面137b和里面137c，内周侧与压环131的中央开口部132连通。另外，与第2实施方式相同，外周侧壁面137b是对压环131向径向D进行导向的定心部的一例，且越接近退入部137的里侧越缩径地倾斜。
[0174]下面，说明以上结构的作用。
[0175]如图22、图23所示，通过压环131的突部136与承接口 103的开口端面107接触，从而压环131的向推入方向B的移动被阻止，在该时刻停止螺母115的拧紧，从而压环131的推压面135至承接口 103的开口端面107的间隔A被保证为规定间隔。此时，密封件123的里端部未到达周壁部106，而在密封件123的里端部与周壁部106之间形成有稍许的空间120。
[0176]另外，上述图22、图23所示的接头122，表示承接口 103的内周面103a与插入口105的外周面105a之间确保有足够大的间隙E的情况。相反，如图24所示，当上述间隙E因制造上的公差而变小时，在压环131的突部136与承接口 103的开口端面107接触之前，有时密封件123的里端部到达周壁部106，因此陷入无法将密封件123推入密封件插入用空间108的状态。即使在这种情况下，通过继续拧紧螺母115而使压环131向推入方向B移动，从而如图25所示，密封件123的基部123b的端部进入退入部137。
[0177]如此，失去去处的密封件123最终退入到退入部137，故可使压环131的突部136不会过分地与承接口 103的开口端面107接触，不会有过分的力(过大的力)施加在密封件123和压环131上，可无妨碍地将管子102、104之间接合，并且可抑制承接口 103变长，可抑制成本增加。
[0178]另外，与第2实施方式相同，当将管子102、104之间接合时，通过退入部137的外周侧壁面137b与密封件123的基部123b的外周端角部123c滑动接触，从而压环131被向径向D导向而自动被定心。由此，可省略作业者将压环131提起并向径向D移动而进行定心的工时。
[0179]在第3实施方式中，如图19所示，分别在压环131上的四个部位各设有推压面135和退入部137，但并不限于在四个部位，也可在除了四个部位以外的多个部位分别设置。
[0180]在上述的第2及第3实施方式中，如图9、图22所示，举出了第I管子102作为第I流道形成部件的一例，举出了第2管子104作为第2流道形成部件的一例，举出了管接头作为接头122，但接头122不限于管子102、104之间的接头，例如，也可如下述说明的第4实施方式那样是将阀和管子接合起来的接头。
[0181](第4实施方式)
[0182]如图26所示，第4实施方式的接头150，是将软密封闸门阀151 (第I流道形成部件的一例)和管子152(第2流道形成部件的一例)予以接合起来的接头。软密封闸门阀151具有:阀箱153、对形成在阀箱153内的流道154进行开闭的阀芯155。
[0183]在阀箱153上设有成为流体出入口的一对承接口 103。另外，在管子152的一端部设有插入口 105，插入口 105插入在承接口 103的内部而构成闸门阀151与管子152的接头150。另外，接头150的构造由于与上述第2或第3实施方式的接头122相同，因此省略详细的说明。
[0184]如此，可获得与上述第2或第3实施方式相同的作用和效果，可使压环131的突部136与承接口 103的开口端面107接触而无障碍地将闸门阀151与管子152接合，并且可抑制承接口 103变长，可抑制成本增加。
[0185]在上述第4实施方式中，如图26所示，举出了闸门阀151作为第I流道形成部件的一例，但也可是除了闸门阀以外的种类的阀。
[0186]在上述第4实施方式中，如图26所示，举出了闸门阀151作为第I流道形成部件的一例，举出了管子152作为第2流道形成部件的一例，但也可将管子152作为第I流道形成部件的一例，将闸门阀151作为第2流道形成部件的一例。在该情况下，在管子152的一端部设有承接口 103，在闸门阀151的阀箱153上设有一对插入口 105。
[0187](第5实施方式)
[0188]在上述第4实施方式中，如图26所示，在阀箱153上设有一对承接口 103，但在下面说明的第5实施方式中，如图27所示，也可在阀箱153上设置承接口 103和插入口 105。在该情况下，一方的管子152的插入口 105插入闸门阀151的承接口 103而构成接头150，并且闸门阀151的插入口 105插入另一方的管子156的承接口 103而构成接头150。
[0189]如此，可获得与上述第4实施方式相同的作用和效果。
[0190]在上述第2?第5的各实施方式中，如图9、图22、图26、图27所示，在压环131上设有作为接触部的一例的突部136，但也可在承接口 103的开口端面107设置突部，将压环131与承接口 103的突部接触的部分设作为压环131的接触部。
【权利要求】
1.一种密封件，是用于接头的弹性材料制的环状密封件，该接头在形成于一方的管子的端部的承接口内插入形成于另一方的管子的端部的插入口，所述一方的管子与所述另一方的管子互相连接，该密封件的特征在于，具有: 嵌入在形成于承接口内的嵌入部中的跟部、以及夹在承接口的内周面与插入口的外周面之间的球状部， 球状部具有第1?第3凸部， 第1凸部形成在球状部的外周部并向径向外侧突出， 第2凸部形成在球状部的承接口里端侧， 所述球状部形成有从跟部的内周向第2凸部的内周缩径的锥部， 第3凸部形成在锥部上并向径向内侧突出，并且在管轴方向上位于跟部与第2凸部之间， 第3凸部的内径比插入口的外径小且比第2凸部的内径大， 与锥部的倾斜方向相反的倾斜方向上的第1凸部至第3凸部的第1尺寸，形成得比径向上的第1凸部的外周至第2凸部的内周的第2尺寸小， 当球状部被夹在承接口的内周面与插入承接口后的插入口的外周面之间时，第2凸部扩径，第1凸部与第3凸部之间被沿径向压缩，由此保证承接口与插入口之间的水密性。
2.如权利要求1所述的密封件，其特征在于，在跟部与第1凸部之间、以及跟部与第3凸部之间分别形成有凹部。
3.一种接头，其特征在于，具有上述权利要求1所述的密封件， 密封件的跟部嵌入承接口内的嵌入部， 在承接口内插入有插入口， 密封件的球状部被夹在承接口的内周面与插入口的外周面之间。
4.一种压环，其特征在于，用于这样一种接头: 在形成于第1流道形成部件的承接口内插入有形成于第2流道形成部件的插入口，所述第1流道形成部件与所述第2流道形成部件互相接合， 在承接口的里部的内周形成有向径向内方突出的周壁部， 位于承接口的开口端面至周壁部之间的插入口的外周面与承接口的内周面之间形成有密封件插入用空间， 在密封件插入用空间插入有环状的密封件， 该压环外嵌在插入口上并从外侧与承接口的开口端面相对，并且利用推入部件沿流道形成部件的轴心向推入方向移动而将密封件推入密封件插入用空间， 该压环具有:与密封件的端部抵接的推压面、通过与承接口接触而将推压面至承接口的开口端面的间隔保证成规定间隔的接触部、以及由推压面推压的密封件的一部分可退入的退入部。
5.如权利要求4所述的压环，其特征在于，退入部是所相对的承接口的开口端面侧被开放的凹形状部，且在推压面的径向外侧整周地形成，相比于推压面向插入口的拔出方向凹陷。
6.如权利要求4所述的压环，其特征在于，退入部具有对压环向径向进行导向以使压环的中心与流道形成部件的轴心一致的定心部。
7.如权利要求6所述的压环，其特征在于，退入部具有内周侧壁面和作为定心部的外周侧壁面， 这些内周侧壁面与外周侧壁面在径向上互相相对， 外周侧壁面倾斜成越接近退入部的里侧越缩径， 通过外周侧壁面与密封件的端部滑动接触，从而压环被向径向导向。
8.一种接头，其特征在于，具有权利要求4所述的压环， 第1及第2流道形成部件分别是管子， 压环外嵌在插入口上并从外侧与承接口的开口端面相对， 通过推入部件使压环沿管轴心向推入方向移动，从而压环将密封件推入密封件插入用空间，直至接触部与承接口接触。
9.一种接头，其特征在于，具有权利要求4所述的压环， 第1及第2流道形成部件中的某一方是阀，另一方是管子， 压环外嵌在插入口上并从外侧与承接口的开口端面相对， 通过推入部件使压环沿管轴心向推入方向移动，从而压环将密封件推入密封件插入用空间，直至接触部与承接口接触。
10.一种阀，其特征在于，利用上述权利要求9所述的接头而与管子连接， 该阀具有阀箱、以及对形成在阀箱内的流道进行开闭的阀芯， 在阀箱上设有承接口和插入口中的至少一方。
【文档编号】F16L21/04GK104364570SQ201380031141
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2013年6月11日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】岸正藏, 香川崇哲, 小田圭太, 伊东一也 申请人:株式会社久保田