JP2005233211A - フランジ接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フランジ接合された配管に曲げモーメントが加わったときに、接合の離間が予想されるフランジ接合部の特定外周縁に、簡易な手段で挟圧力を集中させることができるフランジ接合装置を提供すること。
【解決手段】 管端部に形成したフランジ３、４同士を締着ボルト６によって接合された配管１、２において、少なくとも２つに分割できる円環状の挟持部材８、９を、フランジの接合部３、４の外周を覆うように装着し、この挟持部材８、９の内面に、互いに対向する少なくとも２つのテーパー部１６、１７を形成し、このテーパー部１６、１７は、外周方向に向って狭窄するように傾斜しており、配管に曲げモーメントが加わったときに、接合が離間され易いフランジ接合部の特定の部位の両側に対しテーパー部１６、１７が当接挟持するように構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、水道管、ガス管、プラント用配管等の流体管同士のフランジに装着して、フランジによる接合を補強するフランジ接合装置に関する。

従来、フランジ同士を接合された配管などにおいて、フランジの接合部には、配管自体が持っている重さなどによって一定方向に曲げモーメントが作用することがあり、この曲げモーメントによってフランジの接合部の一部が、接合が離間される方向に引っ張られるようになる。そのため、フランジの接合部を補強するために、フランジ全体を覆うように環状のカバーを取り付けて、複数の締付けボルトによってフランジとカバーの対向辺の一方を共締めするとともに、他方の対向辺に複数の押しボルトを螺着することでフランジ全体を押圧するものがある（例えば、特許文献１参照）。これによりフランジの接合部は締付けボルトによる接合力と押しボルトによる挟圧力により締め付け力の低下を防いでいた。

また、テーパー面と平面を有する楔状のスペーサーを、フランジの接合部の外面に取り付けるとともに、内面にテーパー面が形成されている1対の半割り状のケースを、スペーサーとフランジを覆うように装着し、ケースのテーパー面を楔状のスペーサーに摺接させることで、スペーサーをフランジ側に押圧し、フランジの接合部を補強しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

実願平２−３２０３４号（実開平３−１２３１８７号）のマイクロフィルム（第４頁、第３図） 特開２０００−９２７５号公報（第２頁、第１図）

しかしながら、特許文献１にあっては、押しボルトで挟圧力を増しても、押しボルトと対向するカバーの対向辺側（共締めされる側）はフランジ面と面接触しているために単位面積当りに加わる押圧力が小さくなり、特定の部位に押圧力を集中させることができず、特定方向の曲げモーメントがフランジの接合部に作用する場合に、一番離間し易い箇所に有効に挟圧力を作用させることができなかった。

また、特許文献２にあっては、スペーサーのケースに摺接される側にはテーパー面が形成され、スペーサーのフランジに当接する側には平面が形成されており、ケースを装着する際に、ケースに形成されたテーパー面によって、楔状のスペーサーをフランジ側に押圧し、フランジ全体がスペーサーの平面にて押圧され、フランジ全体に均等に押圧力が加わるようになっているので、このものにおいても特定の部位に挟圧力を集中させることができず、またスペーサーをケースの内部に配置しなければならないので、取付作業が繁雑になるとともに、部品点数が多くなりコストが嵩むようになる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、フランジ接合された配管に曲げモーメントが加わったときに、接合の離間が予想されるフランジ接合部の特定外周縁に、簡易な手段で挟圧力を集中させることができるフランジ接合装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のフランジ接合装置は、管端部に形成したフランジ同士を締着ボルトによって接合された配管において、少なくとも２つに分割できる円環状の挟持部材を、前記フランジの接合部の外周を覆うように装着し、該挟持部材の内面に、互いに対向する２つの外周方向に向って狭窄するテーパー部を形成し、対向する前記円環状の挟持部材が互いに近接することで、接合が離間され易い前記フランジ接合部の特定外周縁の両側に対し前記テーパー部が当接挟持することを特徴としている。
この特徴によれば、対向する円環状の挟持部材を接合させるだけで、配管に曲げモーメントが加わったときに接合の離間が予想される接合部の特定外周縁が挟持部材のテーパーによって両側から挟み込まれ、より強力に挟圧力を集中させることができる。

本発明の請求項２に記載のフランジ接合装置は、請求項１に記載のフランジ接合装置であって、前記テーパー部が、前記挟持部材の内面に外周方向に向って長く形成された突部であることを特徴としている。
この特徴によれば、フランジ接合部の外周縁に対する突部の位置決めを行うことで、より正確に挟圧力を集中させたい特定箇所を決定することができ、かつ、突部を間隔をあけて設けることにより、所定の範囲に亘って挟持力を付与することもできる。

本発明の請求項３に記載のフランジ接合装置は、請求項１または２に記載のフランジ接合装置であって、前記円環状の挟持部材には、フランジ同士を接合する前記締着ボルトの逃げ孔が形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、円環状の挟持部材をフランジの接合部の外周に装着した状態で、フランジ同士を接合する締着ボルトを締め直すことができる。

本発明の請求項４に記載のフランジ接合装置は、請求項１ないし３のいずれかに記載のフランジ接合装置であって、前記配管はその長手方向が略水平をなすように配置されて接合されており、前記フランジの接合部の少なくとも最上方の部位に、前記テーパー部が当接されるように配置されたことを特徴としている。
この特徴によれば、長手方向が略水平をなすように配置された配管には、配管自体が持っている重さなどによってフランジ接合部の最上方の部位が最も離間される方向に力が加わるので、フランジ接合部の最上方の部位に、挟圧力を集中させることができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、先ず図1は、本発明の実施例１におけるフランジ接合装置の全体像を示す斜視図である。

図１の符号１、２は、地中に埋設されて使用される水道管やガス管などの流体を流すための配管であり、これら２本の配管１、２は金属製の材質で形成されていて、配管１、２の長手方向が水平をなすように配置されており、各々の配管１、２の端部には、円形のフランジ３、４が形成されている。

各々の配管１、２のフランジ３、４には、４つの挿通孔５が形成されており、この挿通孔５に４本の締着ボルト６が挿通されて、対応する締着ナット７に螺合されることで、互いの配管１、２のフランジ３、４同士は接合されている。締着ボルト６、締着ナット７、フランジ３、４によって接合された配管１、２は、内部を密閉されて使用されるようになっている。

フランジ３、４同士が接合された接合部の外側には、本実施例における挟持部材としての直径方向に２分割された半円形状のカバー体８、９が上下方向から装着されるようになっており、装着されたカバー体８、９はフランジ３、４の接合部の外周全体を覆うことができるようになっている。このカバー体８、９は金属製の材質で形成されており、同一形状をした半円形状のカバー体８、９が２つで１組として使用されるようになっている。

以下、図１の斜め左手前を前として説明すると、カバー体８、９の左右両端部には、左右方向に延びる延設部１０、１１が形成されており、各々の延設部１０、１１には、それぞれ４つの上下方向に貫通した挿通孔２５、２６が形成されている。上方と下方の互いのカバー体８、９の延設部１０、１１同士が接合されて、４本の取付ボルト１２が下方から挿通孔２５、２６に挿通され、対応する取付ナット１３に螺合されることで互いのカバー体８、９が合体できるようになっている。また、上方に配置されている半円形状のカバー体８の中央部の前後両側の内面には、互いに対向する２つのテーパー部１６、１７が形成されている。

図２は、配管１、２の軸線方向から見たフランジ接合装置を示す図であり、この図２に示すように、合体されたカバー体８、９は略円環状をしており、カバー体８、９の前後両面には、フランジ３、４に取り付けられている締着ボルト６に対応した位置に、半円形状の逃げ孔２０、２１が形成されていて、締着ボルト６を露出させることができる。この逃げ孔２０、２１が形成されていることによって、カバー体８、９をフランジ３、４の接合部の外周に装着した状態で、フランジ３、４同士を接合する締着ボルト６を締め直すことができるようになっている。

図３は、配管１、２とフランジ接合装置を示す中央縦断面図であり、この図３に示すように、配管１、２端部のフランジ３、４同士は締着ボルト６と締着ナット７によって接合されており、互いの配管１、２のフランジ３、４同士の間には、ゴム等の材質で形成されたリング状のガスケット２２が配置されている。フランジ３、４同士を接合する締着ボルト６と締着ナット７の締め付けによって、ガスケット２２が前後方向から押圧されるようになるので、配管１、２内部を液密に保つことができるようになっている。

図３に示すように、フランジ３、４の接合部に装着されるカバー体８、９の縦断面は、側面視で略コ字形状をしており、上方のカバー体８の前後両側の内面に形成されたテーパー部１６、１７は、互いに対向した面で構成され、カバー体８の内面が上方（外周方向）に向って狭窄するように、互いのテーパー面が傾斜されている。

カバー体８、９が上下方向からフランジ３、４の接合部に取り付けられる際に、上方のカバー体８の内面における前面側に設けられたテーパー部１６と、後面側に設けられたテーパー部１７が、前後方向からフランジ３、４の接合部の上方の部位を挟むように取り付けられ、テーパー部１６、１７がフランジ３、４の外周縁に当接されるとともに、下方のカバー体９の下方の内面が、フランジ３、４の接合部の下方の部位の外終端に当接される。

そして、カバー体８、９の延設部１０、１１に挿通された４組の取付ボルト１２と取付ナット１３を締め付けることにより両カバー体８、９は互いに近接し、外方に行くに従って狭窄されるように傾斜されているテーパー部１６、１７が、フランジ３、４の接合部の上方の外周縁を前後方向より挟圧することができるようになっている。

本実施例のフランジ接合装置は、上方のカバー体８の内面を部分的に傾斜させてテーパー部１６、１７を形成しているので、テーパー部１６、１７を強固に構成できる。また、２つの円環状のカバー体８、９を接合させるだけで、フランジ３、４の接合部の外周に容易に装着できるので、作業効率が向上するようになっている。

長手方向が水平をなすように地中に埋設された配管１、２には、配管１、２自体が持っている重さなどによって、図３中の矢印に示すように、配管１、２が下方に沈み込むとともに、フランジ３、４の接合部が上方に押し上げられる方向に力が加わって曲がるようになる。その際に、フランジ３、４の接合部には、曲げモーメントが作用するようになり、この曲げモーメントによってフランジ３、４の最上方の接合部位には、接合が離間される方向に力が加わるとともに、フランジ３、４の最下方の接合部位には、接合が押圧される方向に力が加わるようになる。

本実施例におけるフランジ接合装置は、上方のカバー体８に設けられているテーパー部１６、１７によって、フランジ３、４の最上方の接合部位を接合が押圧される方向に挟圧力を加えることができるようになっている。そのため、接合された配管１、２が曲がることによりフランジ３、４の接合部に曲げモーメントが加わった際に、フランジ３、４の最上方の接合部位が離間されることを防ぐことができるようになり、配管１、２内部の密閉を保つことができるようになっている。

更に、上下のカバー体８、９の延設部１０、１１同士を接合させる４組の取付ボルト１２と取付ナット１３の締め付けによって生じる締付力が、テーパー部１６、１７によるフランジ３、４の挟圧力に変換され、強い押圧力を作り出すことができるようになっている。

また、上記実施例では、フランジ３、４の接合部の特定の部位として、フランジ３、４の接合部の最上方の部位を例に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、配管１、２の曲がる方向によっては、フランジ３、４の接合部の下方の部位や左右の部位に、接合が離間される方向に力が加わる場合があり、予め接合が離間されることが想定される部位に、テーパー部１６、１７が当接できるようにカバー体８、９を装着すればよい。

更に、上記実施例では、テーパー部１６、１７が上方のカバー体８に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、下方のカバー体９の前後の内面にテーパー部を設けるようにしてもよい。

次に、実施例２に係るフランジ接合装置につき、図４ないし図６を参照して説明する。なお、上記実施例と同一構成で重複する構成を省略する。

図６に示すように、配管２７の端部に形成されているフランジ２９が他方の配管２８のフランジ３０と接合されており、これらの配管２７、２８は、フランジ２９、３０に挿通されている締着ボルト３１と締着ナット３２によって固定されている。

図４は、図６に示した配管２７、２８の軸線方向から見たフランジ接合装置を示す図であり、以下、図４の手前側を前として説明すると、半円形状をしている上下２つのカバー体３３、３４の左右両端部には、延設部３５、３６が形成されており、この延設部３５、３６に取り付けられた取付ボルト３７と取付ナット３８によって上下のカバー体３３、３４は接合されている。カバー体３３、３４の前後両面には、フランジ２９、３０に取り付けられている締着ボルト３１に対応した位置に、半円形状の逃げ孔３９、４０が形成されており、締着ボルト３１がカバー体３３、３４の外側に露出されている。

上方に配置されている半円形状のカバー体３３の中央部の前後両側の内面は、上方（外周方向）に向って狭窄するように傾斜されて形成されており、このカバー体３３の内面に各々３つのテーパー突部４１、４２が形成されていて、これらのテーパー突部４１、４２はカバー体３３の内面に前後両側から突設されている。

テーパー突部４１、４２について説明すると、図５は、本発明の実施例２における上方カバー体３３の内面の前面側に形成されたテーパー突部４１を示す図であり、このテーパー突部４１は断面視で略山形状をしており、上下方向（外周方向）に向って縦長に形成されていて、テーパー突部４１の長手方向が配管２７、２８の軸線を中心として放射状になるように配置されている。尚、カバー体３３の内面の後面側に形成されたテーパー突部４２も同一形状をなしている。

図６は、図５におけるＡ−Ａ断面図であり、図６の左側を前として説明すると、フランジ２９、３０の接合部に装着されるカバー体３３、３４の縦断面は、側面視で略コ字形状をなし、接合されたフランジ２９、３０の外側を前後方向から挟むように取り付けられている。

上方のカバー体３３の前後両側の内面に形成された本実施例におけるテーパー部としてのテーパー突部４１、４２は、互いに対向して配置されていて、上方（外周方向）に向って狭窄するように、互いのテーパー突部４１、４２が傾斜されている。

カバー体３３、３４が上下方向からフランジ２９、３０の接合部に取り付けられる際に、上方のカバー体３３の内面における前面側に設けられたテーパー突部４１と、後面側に設けられたテーパー突部４２が、前後方向からフランジ２９、３０の接合部の上方部位を挟むように取り付けられ、テーパー突部４１、４２の楔状の先端がフランジ２９、３０の外周縁に当接されるとともに、下方のカバー体３４の下方の内面が、フランジ２９、３０の接合部の下方の部位の外周端に当接される。

そして、カバー体３３、３４の延設部３５、３６に挿通された４組の取付ボルト３７と取付ナット３８を締め付けることにより、上下方向からフランジ２９、３０がカバー体３３、３４によって押圧されるようになり、上方に行くに従って狭窄されるように傾斜されているテーパー突部４１、４２が、フランジ２９、３０の接合部の外周縁を前後方向から押圧することができるようになっている。

本実施例のフランジ接合装置は、山形状をなすテーパー突部４１、４２の先端が、フランジ２９、３０に当接されることで、フランジ２９、３０を押圧しているので、フランジ２９、３０に単位面積あたりに加わる力を大きくさせることができ、フランジ２９、３０の接合部の特定の部位に、挟圧力を集中させることができる。

また、上記実施例では、テーパー突部４１、４２が断面視で略山形状をしていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、テーパー突部が断面視で略凸形状をなし、このテーパー突部の先端の平面にてフランジを押圧するようにしてもよいし、テーパー突部が断面視で略半円形状をなし、このテーパー突部の先端の曲面にてフランジを押圧するようにしてもよい。

このように実施例２の発明においては、フランジ接合部の外周縁に対するテーパー突部の位置決めを行うことで、より正確に挟圧力を集中させたい特定箇所を決定することができる。また、テーパー突部を間隔をあけて複数本（実施例では前後に３本ずつ）設けることにより、所定の範囲に亘って挟持力を付与することもできる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、上記実施例では、地中に埋設される水平方向に延びる配管のフランジの接合部に適用されていてが、本発明はこれに限定されるものではなく、建築物などに配設されている垂直方向に延びる配管にも適用できるようになっている。

本発明の実施例１におけるフランジ接合装置の全体像を示す斜視図である。 本発明の実施例１における配管の軸線方向から見たフランジ接合装置を示す図である。 本発明の実施例１における配管とフランジ接合装置を示す中央縦断面図である。 本発明の実施例２における配管の軸線方向から見たフランジ接合装置を示す図である。 本発明の実施例２におけるカバー体の内面に形成されたテーパー突部を示す図である。 図５におけるＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１、２ 配管
３、４ フランジ
５ 挿通孔
６ 締着ボルト
７ 締着ナット
８、９ カバー体
１０、１１ 延設部
１２ 取付ボルト
１３ 取付ナット
１６、１７ テーパー部
２０、２１ 逃げ孔
２２ ガスケット
２５、２６ 挿通孔
２７、２８ 配管
２９、３０ フランジ
３１ 締着ボルト
３２ 締着ナット
３３、３４ カバー体
３５、３６ 延設部
３７ 取付ボルト
３８ 取付ナット
３９、４０ 逃げ孔
４１、４２ テーパー突部

Claims (4)

1. 管端部に形成したフランジ同士を締着ボルトによって接合された配管において、少なくとも２つに分割できる円環状の挟持部材を、前記フランジの接合部の外周を覆うように装着し、該挟持部材の内面に、互いに対向する２つの外周方向に向って狭窄するテーパー部を形成し、対向する前記円環状の挟持部材が互いに近接することで、接合が離間され易い前記フランジ接合部の特定外周縁の両側に対し前記テーパー部が当接挟持することを特徴とするフランジ接合装置。
2. 前記テーパー部が、前記挟持部材の内面に外周方向に向って長く形成された突部である請求項１に記載のフランジ接合装置。
3. 前記円環状の挟持部材には、フランジ同士を接合する前記締着ボルトの逃げ孔が形成されている請求項１または２に記載のフランジ接合装置。
4. 前記配管はその長手方向が略水平をなすように配置されて接合されており、前記フランジの接合部の少なくとも最上方の部位に、前記テーパー部が当接されるように配置された請求項１ないし３のいずれかに記載のフランジ接合装置。

Images