JP2009052571A - 配管接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製の２次側配管と１次側配管との接続部における止水性を向上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、パッキン２０を締付ける。フランジ部２２の中央部には、フランジ部１６を格納する凹部２２Ｂを設け、凹部２２Ｂにおけるフランジ部１６、基管部１４Ａ、及びフランジ部２２により囲まれた位置にＯリング２４を配設する。
【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２次側配管と一次側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２次側配管の端部に形成されたフランジ部が、一次側配管の端部に形成されたフランジ部と、２次側配管に装着されたルーズフランジとにより締付けられることがないように構成されており、樹脂製のフランジ部の圧縮応力による変形に起因する止水性の低下が防止されている。また、本構造では、樹脂製のフランジ部の外周部と１次側配管の内周部との間に止水部材が設けられている。
特開２０００−１０４８７２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２次側配管と１次側配管との接続部における止水性を向上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、１次側配管の端部に接続される、少なくとも樹脂製部分を含む２次側配管の端部に形成された第１フランジ部と、前記２次側配管の外周部に装着され、前記第１フランジ部を格納する凹部を備える第２フランジ部と、前記１次側配管の端部に設けられ、前記第２フランジ部に締結される第３フランジ部と、前記第２フランジ部と前記第３フランジ部とにより締付けられるパッキンと、前記凹部において前記第１フランジ部と前記第２フランジ部と前記２次側配管とにより包囲された止水部材と、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、少なくとも樹脂製部分を含む２次側配管の外周部に第２フランジ部が装着され、２次側配管の端部に形成された第１フランジ部が、第２フランジ部に備えられた凹部に格納されている。この第２フランジ部は、１次側配管の端部に設けられた第３フランジ部と、パッキンを挟んだ状態で締結されている。これにより、第２フランジ部と第３フランジ部との間がパッキンによりシールされている。

また、止水部材が、凹部において、第１フランジ部と第２フランジ部と２次側配管とにより包囲されており、該止水部材により、凹部における第１フランジ部と第２フランジ部と２次側配管とにより囲まれた位置に、凹部内周面、凹部底面、第１フランジ部、２次側配管の外周面の４箇所のシール部が形成されるため、当該位置における止水性が向上される。
従って、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向上できる。

請求項２に記載の配管接続構造は、請求項１に記載の配管接続構造であって、前記第２フランジ部及び前記第３フランジ部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、スペーサ部が、第２フランジ部及び第３フランジ部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フランジ部及び第３フランジ部による、少なくとも樹脂製部分を含む第１フランジ部の過度な締付けを防止できるため、２次側配管を軸線回りに回転させることが可能となる。よって、２次側配管を軸線回りに回転調整しながら施工することが可能となり、以って、２次側配管の施工性の向上という効果をも得ることができる。

請求項３に記載の配管接続構造は、請求項１に記載の配管接続構造であって、前記第２フランジ部と前記第３フランジ部との間に配設され、前記第２フランジ部に当接又は近接されると共に、前記第３フランジ部に当接又は近接されたスペーサ部材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、スペーサ部材が、第２フランジ部と第３フランジ部との間に配設され、第２フランジ部に当接又は近接されると共に、第３フランジ部に当接又は近接されている。これにより、締結された第２フランジ部及び第３フランジ部による、少なくとも樹脂製部分を含む第１フランジ部の過度な締付けを防止できるため、請求項２と同様の効果を得ることができる。

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２次側配管と１次側配管との接続部における止水性を向上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６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１２の下流側端部と樹脂製のヘッダ（２次側配管）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３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２０と、基管部１４Ａが挿通される円孔２２Ａ（図３参照）やフランジ部１８を格納する凹部２２Ｂ（図２及び図３参照）が形成された円環状で金属製のフランジ部（第２フランジ部）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。なお、図３には、1次側配管１２から基管部１４Ａへ流体が流され、基管部１４Ａが、流圧により下流側へ付勢されている状態が示されている。

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２２Ｆ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。

貫通孔１６Ａと貫通孔２２Ｆ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２２Ｆ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。

ここで、フランジ部２２の中央部には、下流側へ突出した円筒状の段差部２２Ｃ（図３参照）が形成されている。この段差部２２Ｃには、上記貫通孔２２Ａが軸心に形成された底部２２Ｄが備えられており、段差部２２Ｃの内周部が上記凹部２２Ｂとされている。該凹部２２Ｂには、上述したように、フランジ部１８が格納されている。フランジ部１８の外周面１８Ａと凹部２２Ｂの内周面２２Ｅとには隙間が設けられており、フランジ部１８は凹部２２Ｂ内で基管部１４Ａの軸方向へスライド可能とされている。

また、凹部２２Ｂ内に格納されたフランジ部１８と底部２２Ｄとの間には、ゴム等の弾性部材により構成されたＯリング（止水部材）２４が配設されている。このＯリング２４は、基管部１４Ａの外周面１４Ｃとの隅部に嵌められ、外周面１８Ａに圧接されており、外周面１４Ｃと内周面２２Ｅとにより所定量（例えば、８〜３０％程度）圧縮されている。

ここで、フランジ部１８は、凹部２２Ｂ内においてパッキン２０とＯリング２４との間で移動可能とされており、底部２２Ｄ側に寄せられた状態では、底部２２Ｄと共にＯリング２４を圧縮する。この状態では、フランジ部１８の上流側の端面１８Ｂとパッキン２０との間に隙間が形成される。

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により締結されることにより、その間に配設されたパッキン２０の外周部が締付けられ、フランジ部１６とフランジ部２２とが水密状態で接合される。

また、凹部２２Ｂ内におけるフランジ部１８と外周面１４Ｃと底部２２Ｄと内周面２２Ｅとにより包囲された位置では、Ｏリング２４が、外周面１４Ｃと内周面２２Ｅとの間に嵌り込み、所定量圧縮された状態に保たれており、外周面１４Ｃと内周面２２Ｅとの間をシール（水密）している。

ここで、基管部１４Ａが、その軸方向へ、Ｏリング２４の弾性変形量やフランジ部１８とＯリング２４との隙間やフランジ部１８とパッキン２０との隙間を合算した分だけ移動可能とされている。このため、１次側配管１２からヘッダ１４へ流体が流された場合には、その流圧により、基管部１４Ａが下流側へ移動される。これにより、Ｏリング２４が、フランジ部１８と底部２２Ｄとにより圧縮された状態となり、フランジ部１８と底部２２Ｄとの間をシール（水密）した状態となる。

即ち、凹部２２Ｂ内におけるフランジ部１８と外周面１４Ｃと底部２２Ｄと内周面２２Ｅとにより包囲された位置においては、四方四面のシール部が形成されるため、高いシール性（止水性）が得られる。従って、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向上できる。

また、本実施形態では、ボルトＢにより締結されたフランジ部１６及びフランジ部２２により、樹脂製のフランジ部１８が、弾性部材であるＯリング２４を介してパッキンに押し付けられるため、基管部１４Ａをその軸線回りに回転させることが可能となる。よって、基管部１４Ａを軸線回りに回転調整しながら、ヘッダ１４の施工を行うことが可能となり、以って、ヘッダ１４の施工性の向上という効果も合わせて得ることができる。

なお、本実施形態では、凹部２２Ｂの底部２２Ｄと内周面２２Ｅとの隅部を直角に形成し、Ｏリング２４を底部２２Ｄと内周面２２Ｅとフランジ部１８と外周面１４Ｃとの四面に圧接させたが、例えば、底部２２Ｄと内周面２２Ｅとの隅部にテーパ部を形成し、Ｏリング２４を該テーパ面とフランジ部１８と外周面１４Ｃとの三面に圧接させてもよい。即ち、四面シール構造に限らず、三面シール構造等の他のシール構造としてもよい。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４に示すように、本実施形態では、フランジ部２２に、円環状のリブ（スペーサ部）２６がフランジ部２２と同軸的に形成されている。このリブ２６は、複数の貫通孔２２Ｆより外周側においてフランジ部２２からフランジ部１６（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及びフランジ部２２からパッキン２０に対して、止水性が発揮される所望の圧力が加えられるように設定されている。

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２６の先端部２６Ａとフランジ部１６との隙間が、０＋α以下（αは、寸法公差）となるように、リブ２６の高さが設計されている。

即ち、フランジ部１６とフランジ部２２とが、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た状態では、リブ２６の先端部２６Ａがフランジ部１６に当接し、又はリブ２６の先端部２６Ａとフランジ部１６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、パッキン２０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も、Ｏリング２４に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とを上記所定トルクＴでボルトＢに締付けたナットＮにより所定荷重で締結した場合には、フランジ部２２からフランジ部１６へ突出したリブ２６の先端部２６Ａが、フランジ部１６に当接した状態、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２６によりパッキン２０の締付けが阻害されることがない。よって、フランジ部１６とフランジ部２２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とを上記所定荷重で締結した場合には、パッキン２０の圧縮量が増加し、リブ２６の先端部２６Ａが、フランジ部１８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に過度な締付け力が作用することを防止できるため、基管部１４Ａをその軸線回りに回転させることが可能となる。従って、基管部１４Ａを軸線回りに回転調整しながら、ヘッダ１４の施工を行うことが可能となり、以って、ヘッダ１４の施工性の向上という効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、リブ２６をフランジ部２２と一体で形成したが、リブ２６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１６に固定してもよい。また、本実施形態では、リブ２６をフランジ部２２からフランジ部１６へ突出させて、先端部２６Ａをフランジ部１６に当接又は近接させたが、図５に示すように、リブ２６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２６Ａ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、リブ２６に替えて、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３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の変形例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。

符号の説明

１２ １次側配管
１４Ａ 基管部（２次側配管）
１６ フランジ部（第３フランジ部）
１８ フランジ部（第１フランジ部）
２０ パッキン
２２ フランジ部（第２フランジ部）
２２Ｂ 凹部
２４ Ｏリング（止水部材）
２６ リブ（スペーサ部）
２８ スペーサ部材

Claims (3)

1. １次側配管の端部に接続される、少なくとも樹脂製部分を含む２次側配管の端部に形成された第１フランジ部と、
   前記２次側配管の外周部に装着され、前記第１フランジ部を格納する凹部を備える第２フランジ部と、
   前記１次側配管の端部に設けられ、前記第２フランジ部に締結される第３フランジ部と、
   前記第２フランジ部と前記第３フランジ部とにより締付けられるパッキンと、
   前記凹部において前記第１フランジ部と前記第２フランジ部と前記２次側配管とにより包囲された止水部材と、
   を有することを特徴とする配管接続構造。
2. 前記第２フランジ部及び前記第３フランジ部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。
3. 前記第２フランジ部と前記第３フランジ部との間に配設され、前記第２フランジ部に当接又は近接されると共に、前記第３フランジ部に当接又は近接されたスペーサ部材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。

Images