JP2002257278A - 分割フランジ付き伸縮管継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 随時任意の部分で着脱ができる接続構造を備
えた分割フランジ付き伸縮管継手を提供する。 【解決手段】 フランジと継手本体との組合せに於い
て、フランジ２と継手本体１１を一体化することなく、
随時任意の部分で両者を着脱する接続構造とした。フラ
ンジは垂直面を接続部４として、該接続部上端から下端
に向け、突起５とボルト孔６と嵌合用脱器固定部７及び
自由端８を設け、垂直面下端を横方向に延ばして耐圧部
９を形成した。継手本体の構成を接続部１２と直線部１
３及び変形部１４とし、接続部上端にフランジ片の脱器
固定部に対応する脱器固定部１５を形成する。変形部の
形状を両端の接続部から伸びる直線部を環状に突出し
て、断面アーチ形で内面空洞とし、該変形部を補強手段
により強化し、相手フランジと接続の際に梃子機能が作
用して、フランジ片と継手本体との接続面に強い加圧力
を付与する構造の分割フランジ付き伸縮管継手とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、配管系に於いて使用す
る伸縮管継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体を連続的に移送する場合、ポンプと
配管で構成する移送手段により、目的を達成する。配管
経路は直線部分と曲線部分とにより構成するが、使用と
設置の条件で管材質や配管方法も様々に分かれる。管材
質は管内流体の種類と物性で決まり、鋼・鋳鉄・アルミ
ニウム・銅・プラスチック・ゴム等が使われる。配管様
式は、地上式では床上と架空、地下式では埋設か専用坑
道があり、各々支持方法も異なる。

【０００３】流体を移送する配管系には様々な力が働
く。該力の中で、全ての配管方法に共通するのは、工事
の不適切による芯ぶれや管内外の温度差による熱膨張や
流体の圧力変動からくる振動を原因とする力である。熱
膨張の影響は管材質が金属で直線部が長い程大きく、振
動の影響は落差の大きい配管部や機器類との接続口周辺
に起こり易い。何れも配管系を損傷する要因になるた
め、該要因の解消に配管途中に伸縮管継手を挿入する。

【０００４】伸縮管継手は、両端に配管との接続用フラ
ンジを配し、継手本体に主としてゴムと補強材で構成し
た弾性体を使用する。該弾性体は配管系に生ずる変形を
吸収するため、継手本体の中間に環状で断面アーチ形の
張り出しを変形部を形成し、前記フランジと合わせて一
体化する。導水配管用の伸縮継手では５ｍ近くに達する
大口径も使用され、フランジ管距離Ｌ／口径Ｄ値は口径
の増加に従って、ますます小さく偏平な形に近づいてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】管口径が小さい時は、
使用する関連資材全てが小さく軽いため、配管工事に何
ら支障を来さない。然し、管口径が大きくなると関連資
材も大きく重たくなり、配管工事に支障を与えるように
なる。新設工事の場合は、比較的、作業環境に対する制
限が少なく、クレーン等の作業機械の導入で或る程度排
除できる。然し、交換や補修を主目的とする工事では、
作業環境に対する制限が増加して、作業機械の導入が無
理な場合が多くなり、工事への影響排除が難しくなる。

【０００６】配管設備の大部分は大小を問わず比較的寿
命が長いが、経年変化を伴うゴムのような材料を使用す
る伸縮管継手は、定期的に交換する必要がある。然し、
伸縮管継手の取付場所は狭く周囲の作業空間も不足し、
作業機械の使用も望めないのが普通である。更に、相手
フランジとのボルト孔の芯合せが、フランジが大きくな
る程難しくなり、多大なコストを必要とする原因にな
る。伸縮管継手はフランジを立てて使用するので、大口
径の金属フランジ単体では剛性が不足し、自重に継手本
体の重さが加わるとて歪みが大きくなりやすく取り付け
を難しくする。また、アーチ形の張り出しは正圧に強い
が負圧に弱い特徴がある。

【０００７】大型化の影響は、現場作業に止まらず製造
段階にも及ぶ。例えば、口径の大小に関係なく、フラン
ジと継手本体を一体化する作業には、金型の他に治具を
必要とするが、フランジが異なると新たに治具を用意す
る必要が生ずる。また、一体形の伸縮管継手は形の変え
ようがなく、大型品になると輸送経路も陸上から海上に
変更せざるを得ない。これ等の課題は何れもコストの増
加要因になる。更に、交換後の廃棄処理でもフランジ切
断や弾性体が内蔵する金属強化材の加工が大きな障害に
なり、こうした加工がフランジの再利用を難しくする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、不必要時には
フランジと継手本体を分離し、必要時には両者を組み立
てる構造の分割フランジ付き伸縮管継手として課題を解
決した。

【０００９】本発明は、フランジと継手本体との組合せ
に於いて、フランジと継手本体を一体化することなく、
随時任意の部分で両者を着脱する接続構造とし、フラン
ジの垂直面を相手フランジとの接続部として、該接続部
上端から下端に向け、突起とボルト孔と嵌合用脱器固定
部と自由端を設け、垂直面下端を横方向に延ばして耐圧
部を形成し、継手本体の構成を接続部と直線部及び変形
部とし、接続部上端にフランジ片の脱器固定部に対応す
る脱器固定部を形成し、変形部を両端の接続部から伸び
る直線部を環状に突出して、断面アーチ形で内面空洞と
して形成すると共に、該変形部を補強手段により強化
し、相手フランジと接続の際に梃子機能が作用し、フラ
ンジ片と継手本体との接続部に強い加圧力を付与する構
造としたことを特徴とする分割フランジ付き伸縮管継手
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は、大口径の伸縮管継手を
製造時にフランジと継手本体を一体化することなく、分
割したフランジと継手本体を個別に製造し、使用時に組
み合わせる構造とした。該構造は、伸縮管継手を個々の
部品に分けて製造するため、製造の合理化と取扱性の向
上に著しく寄与し、一体化不要により製造設備の負担を
軽くした。運搬面でも、分割フランジの採用で継手本体
の変形を可とし、輸送面のコスト低減に効果を得た。

【００１１】フランジは、該フランジの周囲を口径と強
度と取扱性を考慮して分割し、該分割サイズに相当する
フランジ片を配列して形成する。構造は、相手フランジ
との接続部の垂直面に継手本体と嵌合する雌脱器固定部
と継手本体の直線部を補強する自由端を横に延ばした耐
圧部等で構成する。材質は鋼材を標準とするが、鋳鉄や
合成樹脂等でもよく、分割型のため製作が容易で材料使
用量も少ない。また、継手本体から独立するので異サイ
ズのフランジにも対応し易い。

【００１２】継手本体はフランジと嵌合する雄脱器固定
部を形成した接合部と直線部及び環状で断面アーチ形の
変形部（伸縮・偏心・捩れ・曲げを吸収）からなる。該
継手本体はアーチの両外側面に加硫で一体化した顎を形
成する補強手段により座屈強度を向上し、負圧に対応す
る構造とした。材質は、ゴム層と繊維補強層を組合せた
多層構造とし、雄脱器固定部に芯体として非金属製ロー
プを内蔵強化した。継手本体は金属を使用しない。ま
た、顎に代えて継手本体を分割し、フランジ接続とする
強化手段でも同様効果が得られる

【００１３】現場でフランジと継手本体を組み合わせる
手順を次に示す。継手本体を配管系の所定位置に挿入し
た後、継手本体の接続部と直線部にできる窪みにフラン
ジ片を挿入し、該フランジ片と継手本体の雌雄脱器固定
部を合わせる。続いて、相手フランジに対して継手本体
を挟みながらフランジ片で順次ボルト止めする。その
際、フランジ片の均一な配列を助け継手本体を確実に固
定する梃子機能を内蔵した。該機能はボルト締めの際
に、フランジ外周の環状突起を支点するので、フランジ
垂直面下方の自由端に大きな加圧力が働く。また、フラ
ンジ管のボルト孔の芯合せも容易に得られる。

【００１４】本発明による分割フランジ付き伸縮管継手
は、従来の伸縮管継手が持ち合わせない優れた特徴を備
えることにより様々な効果を発揮した。取扱面では、フ
ランジが分割形で継手本体と分離できるので移動重量を
軽して、現場作業と大型品の輸送コストを引き下げた。
製造面では材料の使用量を減らして加工の歩留りを向上
した。また、継手本体ではフランジの一体化作業がない
ため、金型の僅かな修正で多サイズへの対応が可能にな
り、従来形で必要とした治具等も不要になり、生産コス
トを低下した。

【００１５】廃棄処理面も、分割フランジを使用するこ
とで、時間を必要とするフランジの切断がなくなり、再
利用も可能になる利点がある。また、継手本体も金属を
含まないので切断し易く、処理コストが少なくて済む。
現存する伸縮管継手は設置場所で劣化等により機能を喪
失しても交換できない場合も多いが、本発明の伸縮管継
手では、何ら交換に心配する事態は起こらない。また、
相手の配管断面が円・楕円・方形の何れでも、該断面に
合わせた分割フランジ付き伸縮管継手を供給することが
できる。

【００１６】

【作用】本発明の分割フランジ付き伸縮管継手は、フラ
ンジ片と継手本体の双方に形成した雌雄の脱器固定部で
フランジ片の位置決めを容易にした。フランジ片下端の
耐圧部で継手本体の直線部を補強し、継手本体の変形部
の顎またはフランジで負圧力に対応する。また、フラン
ジ片とボルトの間に構成した梃子機能で相手フランジと
の間に挟まれた継手本体の接続部に強い締め付け力が働
く。

【００１７】

【実施例１】図１は、伸縮管継手の正面図である。図２
は、伸縮管継手の左側面を断面とした側面図である。図
３に、図２の伸縮管継手の接続部の断面を一部拡大して
示した。図４は、伸縮管継手の構成を示す斜視図であ
る。図１に示すように、伸縮管継手１は鋼製のフランジ
２と弾性体の継手本体１１からなり、フランジは周囲を
均等に分割した２４個のフランジ片３を配列して構成す
る。この分割数とボルト数は口径・強度・取扱性等を考
慮して決まる数値で固定ではない。

【００１８】図２に示すように、伸縮管継手１は継手本
体１１の両端内面にフランジ２を備えるが、継手本体と
フランジは一体化しない。非一体化から得られる利点
は、製造面では、個別製作による材料の使用量と加工量
の大幅減、一体化用の治具が不用になる他に金型の種類
が少なくてすむ。弾性体の継手本体も曲げて容積を減ら
すことができ、フランジの細分化とで、保管面積が減り
運搬に好影響を与える。勿論、現場組立もサイズの縮小
や軽量化で作業が進め易い。

【００１９】図３に示すように、フランジ片３は断面が
Ｌ字を呈する。該Ｌ字は、外向き垂直面を接続面４とし
て上方に突起５とボルト孔６と継手本体１１の雄脱器固
定部１５と嵌合する断面半円状の雌脱器固定部７及び下
方に自由端８を配置する。自由端を水平方向に延伸して
直線部１３を保護する耐圧部９として使用する。フラン
ジ片はＬ字の水平部先端を継手本体に先ず差込み、次い
でＬ字垂直部上端を継手に向けて回転するように動かし
て取り付け、外すときは逆手順による。半円形状の雌雄
脱器固定部の嵌合部分は継手本体にフランジ片を嵌め易
いが抜け難く、漏れ防止に必要な接触面積も増加する。

【００２０】継手本体１１は接続部１２と直線部１３と
変形部１４で構成した。継手本体はゴムと強化繊維を組
み合わせた多層構造とし、フランジ片３との接続部に雄
脱器固定部７を設けてフランジとの接触面積を増加し
た。雄脱器固定部にロープ１６を環状に内蔵して加圧力
を向上した。該ロープ材質はゴム・麻・樹脂から選択し
た。変形部のアーチの両側面は負圧に弱く座屈が起き易
いので、両側面にて加硫処理により一体化したブロック
による顎１７を追加した。該顎形状は変形動作に支障を
与えず耐正負圧力を高める他に、フランジの抜け止めに
役立つ。

【００２１】図４は、フランジ片３と継手本体１１との
関係を示し、一組のフランジ片を外した状態の斜視図で
ある。該状態は相手管フランジ（図示せず）と向いあっ
た組立の最終段階に相当し、組立前はフランジ片と継手
本体は分離した状態にある。所要位置に伸縮管継手１を
取り付けるには、継手本体を配管の隙間に適宜な手段で
挿入して保持する。挿入後、継手本体にフランジ片３を
差し込みボルト１０で相手フランジに仮止めしてフラン
ジを完成し、継手本体が変形しないように、全体のバラ
ンスを採りながらボルトを締めて固定する。

【００２２】ボルト１０を締めると梃子機能が作用し
て、フランジ片３の接続部４の上端に設けた突起５が支
点となり、垂直面下方の自由端７に強い加圧力が働く。
フランジは分割されているので作業が進め易い。本発明
による伸縮管継手がもたらす効果は口径が増す程大き
い。実施例は、材料使用量を従来形式に比べて５０％以
下とすることができた。材料使用量の減少は加工量の減
少にもつながり、材料調達から製品の引き渡しにかけて
費やされる仕事量の軽減に大きく寄与した。

【００２３】

【実施例２】フランジ片３Ａを使用して形成したフラン
ジ２Ａと継手本体１１Ａが一体化されていない構造は実
施例１と同じで、該構造から得られる効果についても変
わらない。従って、同じ構造に付いての詳細な説明は実
施例１によるものとし、本項以降では異なる構造につい
て詳細に補足説明する。図５は、伸縮管継手の正面図で
ある。図６は、伸縮管継手の左側面を断面とした側面図
で、図のボルトとナットは二組のみ示して残りは省略し
た。図７に、図６の伸縮管継手の接続部分の断面を一部
拡大して示した。図８は、伸縮管継手の構成を示す斜視
図である。

【００２４】図５に示すように、伸縮管継手１Ａは鋼製
のフランジ片３Ａで構成したフランジ２Ａと弾性体の継
手本体１１Ａとからなる。然し、図６のフランジ片と継
手本体は一体化しない。図７に示すように、フランジ片
３Ａは断面がＬ字を呈する。該Ｌ字は、垂直面を接続面
４Ａとして突起５Ａとボルト孔６Ａと継手本体１１Ａの
雄脱器固定部１５Ａと嵌合する断面半円状の雌脱器固定
部７Ａ及び自由端８Ａを配置する。更に、自由端を水平
方向に延伸して継手本体の直線部１２Ａを保護する耐圧
部９Ａを構成する。フランジ片を継手本体に組みつける
手順とフランジ外周端の突起５Ａから得られる効果も実
施例１と同じである。

【００２５】継手本体１１Ａも接続部１２Ａと直線部１
３Ａと変形部１４Ａで構成する。然し、変形部はアーチ
中央で軸芯に直交する平面で分割し、アーチ上端を上方
に延伸したフランジ１８Ａをボルト１９Ａで接続する構
造が実施例１と異なる。継手本体は弾性体で材質と多層
構造の構成は実施例１略同じである。フランジ片３Ａと
の接続部に設けた雄脱器固定部１５Ａの断面形状を円形
とする。従って、相手フランジにも同形の雌脱器固定部
を必要とする。該形状はボルト１０Ａで接続する際に、
フランジ間の密着度と接触面積を増す効果がある。

【００２６】断面円形の雄脱器固定部１５Ａに実施例１
と同様にロープを環状に内蔵して加圧力の向上を図るこ
ともある。変形部のアーチ上方のフランジ１７Ａは耐負
圧能力を向上する。図８は、フランジ片３Ａと継手本体
１１Ａとの関係を示し、一組のフランジ片を外した状態
の斜視図である。該状態は相手フランジ（図示せず）と
向いあう組立の最終段階に相当するが、組立前ではフラ
ンジ片と継手本体は分離した状態にある。所要位置への
取り付けは、継手本体にフランジ片を接続して一体とす
ることから始まる。以後の手順は実施例１と同じであ
る。

【００２７】

【効果】本発明の分割フランジ付き伸縮管継手により下
記の効果を得た。 フランジと継手本体は製造後に一体化する必要がな
く、フランジも分割するので、材料使用量と加工量が大
幅に減り、金型や治具等の設備費用も減った。 分割フランジは軽く小さい上に、フランジなしの継手
本体は変形させ易く、取扱性が著しく向上した。その結
果、現場での取り付けや取り外しに関わる諸作業が容易
になり、輸送の選択選択肢も増加した。 フランジと継手本体の接続部に嵌合用の雌雄脱器固定
部を設けたので、フランジ片の取り付けが容易になっ
た。 フランジの先端沿いに突起を付け、ボルト締めの際に
梃子機能が働く構造としたので、強い締め込みができ
た。 継手本体の変形部に顎または接続フランジを設け、座
屈強度が向上して負圧にも対応できるようにした。 継手本体の分割型は一層軽く小さくなり製造と組立及
び移動を容易にした。 サイズの異なるフランジに対応し易くなった。 分割フランジと金属を使用しない継手本体の使用によ
り、用済み後の廃棄処理が容易になる他に、分割フラン
ジの再利用が可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の伸縮管継手の正面図である。

【図２】伸縮管継手の左側を断面で示した側面図であ
る。

【図３】図２の伸縮管継手の接続部を一部拡大した断面
図である。

【図４】伸縮管継手の構成を示す斜視図である。

【図５】実施例２の伸縮管継手の正面図である。

【図６】図２は、伸縮管継手の左側を断面で示した側面
図である。

【図７】伸縮管継手の接続部分を一部拡大した断面図で
ある。

【図８】伸縮管継手の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１Ａ 伸縮管継手 ２，２Ａ フランジ ３，３Ａ フランジ片 ４，４Ａ 接続部（フランジ） ５，５Ａ 突起 ６，６Ａ ボルト孔 ７，７Ａ 雌脱器固定部 ８，８Ａ 自由端 ９，９Ａ 耐圧部 １０，１０Ａ，１９Ａ ボルト １１，１１Ａ 継手本体 １２，１２Ａ 接続部（継手本体） １３，１３Ａ 直線部 １４，１４Ａ 変形部 １５，１５Ａ 雄脱器固定部 １６ ロープ １７ 顎 １８Ａ フランジ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フランジと継手本体との組合せに於い
   て、 フランジ（２，２Ａ）と継手本体（１１，１１Ａ）を一
   体化することなく、随時任意の部分で両者を着脱する接
   続構造とし、 フランジの垂直面を相手フランジとの接続部（４，４
   Ａ）として、該接続部上端から下端に向け、突起（５，
   ５Ａ）とボルト孔（６，６Ａ）と嵌合用脱器固定部
   （７，７Ａ）及び自由端（８，８Ａ）を設け、 垂直面下端を横方向に延ばして耐圧部（９，９Ａ）を形
   成し、 継手本体の構成を接続部（１２，１２Ａ）と直線部（１
   ３，１３Ａ）及び変形部（１４，１４Ａ）とし、接続部
   上端にフランジ片の脱器固定部に対応する脱器固定部
   （１５，１５Ａ）を形成し、 変形部を両端の接続部から伸びる直線部を環状に突出し
   て、断面アーチ形で内面空洞として形成すると共に、該
   変形部を補強手段により強化し、 相手フランジと接続の際に梃子機能が作用し、フランジ
   片と継手本体との接続部に強い加圧力を付与する構造と
   したことを特徴とする分割フランジ付き伸縮管継手。
2. 【請求項２】 フランジ（２，２Ａ）と継手本体（１
   １，１１Ａ）を一体化することなく、随時任意の部分で
   両者を着脱する接続構造が、フランジを所要数に分割し
   たサイズに相当するフランジ片（３，３Ａ）で構成し、
   該フランジ片と継手本体の双方に設けた脱器固定部
   （７，７Ａ，１５，１５Ａ）を組合せることにより、継
   手本体に対するフランジ片の着脱を自在としたことを特
   徴とする請求項１に記載の分割フランジ付き伸縮管継
   手。
3. 【請求項３】 フランジ片（３）の接続部（４）と継手
   本体（１１）の接続部（１２）に設けた脱器固定部
   （７，１５）の形状が、前者を半円形の窪みとして、後
   者が一面を半円状に突出せしめ他面を平面としたことを
   特徴とする請求項１に記載の分割フランジ付き伸縮管継
   手。
4. 【請求項４】 フランジ片（３Ａ）の接続部（４Ａ）と
   継手本体（１１Ａ）の接続部（１２Ａ）に設けた脱器固
   定部（７Ａ，１５Ａ）の形状が、前者を半円形の窪みと
   し、後者が半円状に突出せしめたことを特徴とする請求
   項１に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。
5. 【請求項５】 変形部（１４）の補強手段が、継手本体
   （１１）のアーチ形頂部から同側面下方にかけて、一体
   加工により張り出した顎（１７）構造であることを特徴
   とする請求項１に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。
6. 【請求項６】 変形部（１４Ａ）の補強手段が、該変形
   部を形成するアーチ形の中央部を、継手本体（１１Ａ）
   の軸芯に直交する平面により二分割すると共に、該分割
   部分の上端外周を上方に延伸して形成したフランジ（１
   ８Ａ）であることを特徴とする請求項１に記載の分割フ
   ランジ付き伸縮継手。
7. 【請求項７】 相手フランジとの接続の際に作用する梃
   子機能が、フランジ片（３，３Ａ）に設けたボルト孔
   （６，６Ａ）に対して、フランジ片上端の突起（５，５
   Ａ）と下端に加圧自由端（８，８Ａ）を配した位置関係
   に於いて、突起を支点として位置づけ、ボルトを締める
   力が自由端への加圧力を増加する構造としたことを特徴
   とする請求項１に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。