JP2009052570A

JP2009052570A - 配管接続構造

Info

Publication number: JP2009052570A
Application number: JP2007216938A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Kashiwamata; 智明柏又; Koichiro Okamoto; 浩一郎岡本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-08-23
Filing date: 2007-08-23
Publication date: 2009-03-12

Abstract

【課題】樹脂製の第１の配管と第２の配管との接続部における止水性を確保できる配管接続構造を提供する。
【解決手段】樹脂製の基管部１４Ａの端部に設けられたフランジ部１８と１次側配管１２の端部に設けられたフランジ部１６とをパッキン２０を介在させて突合せ、基管部１４Ａに挿通されたフランジ部２２とフランジ部１６とをボルトＢにより締結することで、フランジ部１８及びパッキン２０を締付ける。そして、フランジ部２２からパッキン２０へリブ２４を突設させ、リブ２４の先端部２４Ａをパッキン２０に当接又は近接させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、配管接続構造に関する。

スプリンクラー等の高圧発生部に接続された樹脂製の配管（第１の配管）と一次側の配管（第２の配管）との接続部における止水性の確保を目的とした配管接続構造が種々考案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１記載の配管接続構造では、樹脂製の配管の端部及び一次側配管の端部にそれぞれフランジ部を設けると共に、これらの間にパッキンを介在させ、互いに締結された一次側配管とルーズフランジとにより、樹脂製配管のフランジ部とパッキンとを締付けている。

この場合、樹脂製のフランジ部に圧縮応力による変形が発生し、該フランジ部の弾性の低下により止水性が低下するという問題がある。
特開平６−１５９５６８号公報

本発明は、上記事実を考慮し、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管と第２の配管との接続部における止水性を確保できる配管接続構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の配管接続構造は、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成された第１のフランジ部と、前記第１の配管の端部と接続される第２の配管の端部に、前記第１のフランジ部と対向して配設された第２のフランジ部と、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に配設された止水部材と、前記第１のフランジ部及び前記止水部材を介して前記第２のフランジ部と対向して配設され、前記第２のフランジ部に締結されて前記第２のフランジ部と共に前記第１のフランジ部及び前記止水部材を締付ける締付部材と、前記締付部材に突設され、前記止水部材に当接又は近接されたスペーサ部と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の配管接続構造では、第１のフランジ部が少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成され、第２のフランジ部が第２の配管の端部に第１のフランジ部と対向して配設されており、第１のフランジ部と第２のフランジ部との間には、止水部材が配設されている。そして、第２のフランジ部と締付部材とが、第１のフランジ部及び止水部材を介して対向して配設されると共に締結されることにより、第１のフランジ部及び止水部材を締付けている。

ここで、スペーサ部が、締付部材に突設され、止水部材に当接又は近接されている。これにより、締結された第２のフランジ部及び締付部材による少なくとも樹脂製部分を含む第１のフランジ部の締付け力を一定の強さ以下に抑えることができ、第１のフランジ部に生じる圧縮応力による変形を一定のレベル以下に抑えることができる。

よって、該第１のフランジ部の弾性の低下に起因する止水性の低下を一定のレベル以下に抑えることができ、以って、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管と第２の配管との接続部における止水性を確保することが可能となる。

請求項２に記載の配管接続構造は、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成された第１のフランジ部と、前記第１の配管の端部と接続される第２の配管の端部に、前記第１のフランジ部と対向して配設された第２のフランジ部と、前記第１のフランジ部を介して前記第２のフランジ部と対向して配設され、前記第２のフランジ部に締結されて前記第２のフランジ部と共に前記第１のフランジ部を締付ける締付部材と、前記第２のフランジ部及び前記締付部材の何れか一方に突設され、何れか他方に当接又は近接されたスペーサ部と、を有することを特徴とする。

請求項２に記載の配管接続構造では、第１のフランジ部が少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成され、第２のフランジ部が第２の配管の端部に第１のフランジ部と対向して配設されている。そして、第２のフランジ部と締付部材とが、第１のフランジ部を介して対向して配設されると共に締結されることにより、第１のフランジ部を締付けている。

ここで、スペーサ部が、第２のフランジ部及び締付部材の何れか一方に突設され、何れか他方に当接又は近接されている。これにより、締結された第２のフランジ部及び締付部材による少なくとも樹脂製部分を含む第１のフランジ部の締付け力を一定の強さ以下に抑えることができ、第１のフランジ部に生じる圧縮応力による変形を一定のレベル以下に抑えることができる。

請求項３に記載の配管接続構造は、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成された第１のフランジ部と、前記第１の配管の端部と接続される第２の配管の端部に、前記第１のフランジ部と対向して配設された第２のフランジ部と、前記第１のフランジ部を介して前記第２のフランジ部と対向して配設され、前記第２のフランジ部に締結されて前記第２のフランジ部と共に前記第１のフランジ部を締付ける締付部材と、前記第２のフランジ部と前記締付部材との間に配設され、前記第２のフランジ部に当接又は近接されると共に、前記締付部材に当接又は近接されたスペーサ部材と、を有することを特徴とする。

請求項３に記載の配管接続構造では、第１のフランジ部が少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成され、第２のフランジ部が第２の配管の端部に第１のフランジ部と対向して配設されている。そして、第２のフランジ部と締付部材とが、第１のフランジ部を介して対向して配設されると共に締結されることにより、第１のフランジ部を締付けている。

ここで、スペーサ部材が、第２のフランジ部と締付部材との間に配設され、第２のフランジ部に当接又は近接されると共に、締付部材に当接又は近接されている。これにより、締結された第２のフランジ部及び締付部材による少なくとも樹脂製部分を含む第１のフランジ部の締付け力を一定の強さ以下に抑えることができ、第１のフランジ部に生じる圧縮応力による変形を一定のレベル以下に抑えることができる。

よって、該第１のフランジ部の弾性低下に起因する止水性の低下を一定のレベル以下に抑えることができ、以って、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管と第２の配管との接続部における止水性を確保することが可能となる。

請求項４に記載の配管接続構造は、請求項２又は請求項３に記載の配管接続構造であって、前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に配設され、互いに締結された前記第２のフランジ部と前記締付部材とにより締付けられる止水部材を有することを特徴とする。

請求項４に記載の配管接続構造では、第１のフランジ部が少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成され、第２のフランジ部が第２の配管の端部に第１のフランジ部と対向して配設され、第１のフランジ部と第２のフランジ部との間に止水部材が配設されている。そして、第２のフランジ部と締付部材とが、第１のフランジ部及び止水部材を介して対向して配設されると共に締結されることにより、第１のフランジ部及び止水部材を締付けている。

これにより、第１のフランジ部と第２のフランジ部との間の水密性を向上でき、以って、第１の配管と第２の配管との接続部の止水性を向上できる。

以上説明したように、本発明によれば、少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管と第２の配管との接続部における止水性を確保できる配管接続構造を提供できる。

次に、本発明の配管接続構造の一実施形態を図１乃至図８に従って説明する。
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る配管接続部１０は、金属製の１次側配管（第２の配管）１２の下流側端部と２次側の配管である樹脂製のヘッダ（第１の配管）１４の上流側端部とを接続している。ヘッダ１４は、１次側配管１２の軸方向の延長線に沿って延在する円筒状の基管部１４Ａと、基管部１４Ａから分岐する複数の分岐管部１４Ｂとを備えている。各分岐管部１４Ｂにはそれぞれ、配管（図示省略）を介してスプリンクラー等の高圧発生部（図示省略）が接続されており、水等の流体が、１次側配管１２、基管部１４Ａ及び分岐管部１４Ｂを高い流圧をもって通過して高圧発生部に供給される。

図２及び図３に示すように、配管接続部１０には、１次側配管１２の下流側端部と一体で形成された円環状で金属製のフランジ部（第２のフランジ部）１６と、基管部１４Ａの上流側端部と一体で形成された円環状で樹脂製のフランジ部（第１のフランジ部）１８と、フランジ部１６とフランジ部１８との間に配設された円環状のパッキン（止水部材）２０と、基管部１４Ａが挿通される円孔２２Ａ（図３参照）が形成された円環状で金属製のフランジ部（締付部材）２２とが備えられている。１次側配管１２と基管部１４Ａとは、内径が同一であり、端部同士を同軸的に突き合せた状態で接続されている。

また、フランジ部１６は、１次側配管１２と同軸的に形成され、１次側配管１２からその外径方向へ広がった鍔部とされており、複数（例えば図２に示すように４個）のボルト挿通用の貫通孔１６Ａが、外周縁部に沿って所定間隔（例えば図２に示すように９０度間隔）で形成されている。

また、フランジ部１８は、基管部１４Ａと同軸的に形成され、基管部１４Ａからその外径方向へ広がった鍔部とされている。なお、フランジ部１８は、フランジ部１６よりも小径とされており、貫通孔１６Ａは、フランジ部１８の外周縁部よりも外周側に配置されている。

また、パッキン２０は、１次側配管１２及び基管部１４Ａの内径と同一の円孔２０Ａが形成されており、１次側配管１２及び基管部１４Ａと同軸的に配設されている。なお、パッキン２０の外径は、フランジ部１８の外径より大とされ、フランジ部１６の外径よりも小とされている。また、貫通孔１６Ａは、パッキン２０の外周縁部よりも外周側に配置されている。

また、フランジ部２２は、基管部１４Ａや１次側配管１２に対して非固定とされた所謂ルーズフランジとされている。このフランジ部２２は、基管部１４Ａ及び１次側配管１２と同軸的に、パッキン２０及びフランジ部１８を介してフランジ部１６と対向して配設されている。また、フランジ部２２の外径は、フランジ部１８と略同一とされており、上記貫通孔１６Ａと同数（例えば図２に示すように４個）のボルト挿通用の貫通孔２２Ｂが、フランジ部２２の外周縁部に沿って上記貫通孔１６Ａと同間隔（例えば図２に示すように９０度間隔）で形成されている。

ここで、貫通孔１６Ａと貫通孔２２Ｂとは、軸心からの距離が同一とされており、これらの位相を合わせることにより、これらを配管軸方向に対向させることができる。この状態で、貫通孔１６Ａ及び貫通孔２２ＢにボルトＢを挿通し、ボルトＢとナットＮとにより、フランジ部１６とフランジ部２２とを締結する。これにより、フランジ部１８及びパッキン２０が、フランジ部１６とフランジ部２２とから締付けられ、フランジ部１６とフランジ部１８とがパッキン２０を介して水密状態で接合される。

ところで、フランジ部２２には、円環状のリブ（スペーサ部）２４がフランジ部２２と同軸的に形成されている。このリブ２４は、フランジ部１８の外周縁部より外周側においてフランジ部２２からパッキン２０（１次側）へ向けて突出している。

ここで、フランジ部１６とフランジ部２２とは所定トルクＴでボルトＢに締付けられたナットＮにより所定荷重で締結されている。該所定トルクＴは、フランジ部１６とフランジ部２２とにより樹脂製（例えば、ポリエチレン製）のフランジ部１８を弾性変形させた状態で締付けることができ、且つ、フランジ部１８とパッキン２０とに水密（止水）効果を発揮させることが可能である程度の大きさとされている。

また、上記所定荷重でフランジ部１８及びパッキン２０を締付けた状態で、リブ２４の先端部２４Ａとパッキン２０との隙間が、０＋α以下（αは、寸法公差）となるように、リブ２４の高さが設計されている。

即ち、上記所定荷重でフランジ部１６とフランジ部２２とが締結された状態では、リブ２４の先端部２４Ａがパッキン２０に食込むことなく当接し、又はリブ２４の先端部２４Ａとパッキン２０との間に上記寸法公差α以下の隙間（近接状態）が形成される。

ここで、フランジ部１８を上記所定荷重で締付けた状態から上記寸法公差α分だけ圧縮させた場合であっても、フランジ部１８に水密効果を発揮可能な弾性が残存するように、上記寸法公差αが設定されている。

次に、本実施形態における作用について説明する。
フランジ部１６とフランジ部２２とがボルトＢにより上記所定荷重で締結されることにより、その間に配設されたフランジ部１８とパッキン２０とが上記所定荷重で締付けられ、弾性変形状態のフランジ部１８が、パッキン２０を介してフランジ部１６に水密状態で接合される。

ここで、フランジ部１６とフランジ部２２とを上記所定荷重で締結した場合には、フランジ部２２からパッキン２０へ突出したリブ２４の先端部２４Ａが、パッキン２０に食込むことなく当接した状態、又は近接した状態となる。即ち、フランジ部１６とフランジ部２２とが上記所定荷重で締結される際に、リブ２４によりフランジ部１８及びパッキン２０の締付けが阻害されることがない。よって、フランジ部１８とフランジ部１６との間の水密性（止水性）を確保できる。

一方で、フランジ部１６とフランジ部２２とを上記所定荷重より大きな荷重で締結した場合、或いは、使用によりフランジ部１６とフランジ部２２との締付け荷重が増大した場合には、フランジ部１８の圧縮量が増加し、リブ２４の先端部２４Ａが、パッキン２０に当接する。よって、フランジ部１６とフランジ部２２との接近量が上記寸法公差α分に留められる。

これにより、フランジ部１８に作用する締付け力を、弾性変形状態に維持するための許容値以下に抑えることができ、フランジ部１８に生じる圧縮応力による変形量を、上記寸法公差α以下に抑えることができる。よって、フランジ部１８の弾性の低下に起因するフランジ部１８とフランジ部１６との間の止水性の低下を許容レベル以下に抑えることができ、以って、樹脂製の基管部１４Ａと１次側配管１２との接続部における止水性を確保することが可能となる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
図４及び図５に示すように、フランジ部２２には、複数（例えば、図５に示すように４個）の円柱状のボス（スペーサ部）２６が、円孔２２Ａの周縁部に沿って所定間隔（例えば、図５に示すように９０度間隔）で形成されている。この複数のボス２６は、フランジ部２２からパッキン２０（１次側）へ突出している。また、フランジ部１８には、ボス２６が挿通される貫通孔１８Ａが、ボス２６に対向して形成されている。

ここで、ボス２６の高さは、第１実施形態におけるリブ２４の高さと同様に決められており、所定荷重でフランジ部１６とフランジ部２２とが締結された状態では、ボス２６の先端部２６Ａがパッキン２０に食込むことなく当接し、又はボス２６の先端部２６Ａとパッキン２０との間に上記寸法公差α以下の隙間（近接状態）が形成される。また、フランジ部１８を上記所定荷重で締付けた状態から上記寸法公差α分だけ圧縮させた場合であっても、フランジ部１８に水密効果を発揮可能な弾性が残存する。

以上の構成により、本実施形態においても第１実施形態と同様、フランジ部１６とフランジ部２２とをボルトＢ及びナットＮにより上記所定荷重で締結することにより、フランジ部１６とフランジ部１８とを水密状態で接合できる。

また、フランジ部１６とフランジ部２２との締付け荷重が上記所定荷重を超えた場合でも、ボス２６の先端部２６Ａが、パッキン２０に当接し、フランジ部１６とフランジ部２２との接近量が上記寸法公差α以下に留められるため、フランジ部１８に作用する締付け力を、弾性変形状態に維持するための許容値以下に抑えることができ、フランジ部１８に生じる圧縮応力による変形量を、上記寸法公差α以下に抑えることができる。

よって、フランジ部１８の弾性低下によるフランジ部１８とフランジ部１６との間の止水性の低下を許容レベル以下に抑えることができ、以って、樹脂製の基管部１４Ａと１次側配管１２との接続部における止水性を確保することが可能となる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１及び第２実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
図６に示すように、本実施形態では、パッキン２０が、リブ２４の内周側に配設され、リブ２４の先端部２４Ａがフランジ部１６に当接又は近接されている。なお、リブ２４の先端部２４Ａとフランジ部１６との位置関係は、上述の第１及び第２実施形態におけるリブ２４の先端部２４Ａとパッキン２０との位置関係と同様である。

以上の構成により、本実施形態においても第１実施形態と同様、フランジ部１６とフランジ部２２とをボルトＢにより上記所定荷重で締結することにより、フランジ部１６とフランジ部１８とを水密状態で接合できる。

また、フランジ部１６とフランジ部２２との締付け荷重が上記所定荷重を超えた場合でも、リブ２４の先端部２４Ａが、フランジ部１６に当接し、フランジ部１６とフランジ部２２との接近量が、上記寸法公差α以下に留められるため、フランジ部１８に作用する締付け力を、弾性変形状態に維持するための許容値以下に抑えることができ、フランジ部１８に生じる圧縮応力による変形量を、上記寸法公差α以下に抑えることができる。

よって、フランジ部１８の弾性の低下によるフランジ部１８とフランジ部１６との間の止水性の低下を許容レベル以下に抑えることができ、以って、樹脂製の基管部１４Ａと１次側配管１２との接続部における止水性を確保することが可能となる。

なお、本実施形態では、リブ２４をフランジ部２２と一体で形成したが、リブ２４を、フランジ部２２の別部材とし、ネジ止め等によりフランジ部２２に固定してもよい。また、本実施形態では、リブ２４をフランジ部２２からフランジ部１６へ突出させて、先端部２４Ａをフランジ部１６に当接又は近接させたが、図７に示すように、リブ２４をフランジ部１６と一体で形成し、又はネジ止め等によりフランジ部１６に固定し、フランジ部１６からフランジ部２２へ突出させて、先端部２４Ａをフランジ部２２に当接又は近接させてもよい。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１〜第３実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
図８に示すように、本実施形態では、フランジ部１６及びフランジ部２２の双方と別部材とされたスペーサ部材２８を用いている。このスペーサ部材２８は、円柱状に構成され、内部にはボルトＢが挿通されている。これにより、スペーサ部材２８のフランジ部１６及びフランジ部２２からの落下が防止される。

ここで、スペーサ部材２８の軸方向の端部については、フランジ部１６及びフランジ部２２の双方に当接させてもよいし、フランジ部１６及びフランジ部２２の一方に当接させ、他方に近接させてもよいし、さらには、フランジ部１６及びフランジ部２２の双方に近接させてもよい。なお、ここでいう近接とは、第２実施形態及び第２実施形態の変形例においていうところの近接と同義である。
なお、上記第1〜第４実施形態では、フランジ部１８を樹脂製としたが、フランジ部１８を金属製部分と樹脂製部分とを組合わせて構成してもよい。このようなフランジ部１８でも、過剰な締付力を作用されると、樹脂製のフランジ部１８と同様に弾性変形する場合があり、このような場合には、本発明は有用である。

本発明の第１実施形態に係る配管接続部を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る配管接続部を示す分解斜視図である。本発明の第１実施形態に係る配管接続部を示す側断面図である。本発明の第２実施形態に係る配管接続部を示す分解斜視図である。本発明の第２実施形態に係る配管接続部を示す側断面図である。本発明の第３実施形態に係る配管接続部を示す側断面図である。本発明の第３実施形態に係る配管接続部の変形例を示す側断面図である。本発明の第４実施形態に係る配管接続部の変形例を示す側断面図である。

符号の説明

１２１次側配管（第２の配管）
１４Ａ基管部（第１の配管）
１６フランジ部（第２のフランジ部）
１８フランジ部（第１のフランジ部）
２０パッキン（止水部材）
２２フランジ部（締付部材）
２４リブ（スペーサ部）
２６ボス（スペーサ部）
２８スペーサ部材

Claims

少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成された第１のフランジ部と、
前記第１の配管の端部と接続される第２の配管の端部に、前記第１のフランジ部と対向して配設された第２のフランジ部と、
前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に配設された止水部材と、
前記第１のフランジ部及び前記止水部材を介して前記第２のフランジ部と対向して配設され、前記第２のフランジ部に締結されて前記第２のフランジ部と共に前記第１のフランジ部及び前記止水部材を締付ける締付部材と、
前記締付部材に突設され、前記止水部材に当接又は近接されたスペーサ部と、
を有することを特徴とする配管接続構造。
少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成された第１のフランジ部と、
前記第１の配管の端部と接続される第２の配管の端部に、前記第１のフランジ部と対向して配設された第２のフランジ部と、
前記第１のフランジ部を介して前記第２のフランジ部と対向して配設され、前記第２のフランジ部に締結されて前記第２のフランジ部と共に前記第１のフランジ部を締付ける締付部材と、
前記第２のフランジ部及び前記締付部材の何れか一方に突設され、何れか他方に当接又は近接されたスペーサ部と、
を有することを特徴とする配管接続構造。
少なくとも樹脂製部分を含む第１の配管の端部に形成された第１のフランジ部と、
前記第１の配管の端部と接続される第２の配管の端部に、前記第１のフランジ部と対向して配設された第２のフランジ部と、
前記第１のフランジ部を介して前記第２のフランジ部と対向して配設され、前記第２のフランジ部に締結されて前記第２のフランジ部と共に前記第１のフランジ部を締付ける締付部材と、
前記第２のフランジ部と前記締付部材との間に配設され、前記第２のフランジ部に当接又は近接されると共に、前記締付部材に当接又は近接されたスペーサ部材と、
を有することを特徴とする配管接続構造。
前記第１のフランジ部と前記第２のフランジ部との間に配設され、互いに締結された前記第２のフランジ部と前記締付部材とにより締付けられる止水部材を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の配管接続構造。