JP2717505B2 - 管の継手構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、あらゆる分野の管体の
接合に用いられ、特に自動車等内燃機関の排気系の管体
の接合に最適に利用される管の継手構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車においては、排ガス規制、
省燃費対策および省資源対策等々の要請から車両重量の
軽量化が図られている。このため、最近の自動車等内燃
機関の排気系では、従来用いられていた肉厚が１０ｍｍ
以上という厚板フランジに代わって、肉厚が２ｍｍ内外
の鋼板を用いフランジアップ等により機械的強度を補強
したプレスフランジと称する比較的薄肉のフランジが使
用されている。図５はこの種のフランジを用いた管継手
を示している。この管継手は、プレスフランジ２０、２
０が対向する向きにそれぞれ溶接された上流側、下流側
排気管２１、２２を当接させ、この当接部の排気管外周
にシールリング２３を介在させた後、プレスフランジ２
０、２０をボルト、ナットで締め付けて、両排気管２
１、２２を固定するものである（実開昭６１−５１４３
１参照）。

【０００３】ところで、この管継手は、プレスフランジ
２０、２０を両排気管２１、２２に溶接するので、排気
管の板厚はプレスフランジの板厚に比較して著しく薄く
はできない。 これは、厚板に溶接条件を合わせると薄
板が溶断する虞があり、薄板に溶接条件を合わせると厚
板溶接部の溶接強度が落ちる虞があるためである。従っ
て、板厚２〜３ｍｍのフランジを用いる場合には、排気
管の板厚を薄くしようとしても板厚１．６ｍｍ程度の管
が限度であった。

【０００４】しかしながら、軽量化の要請はつよく求め
られており、排気管自体のさらなる薄肉化が進められて
いる。また、溶接を行うと、溶接スパッタおよび溶接臭
の発生等による作業環境への問題が常に伴うと共に、製
品に対しては、溶接スパッタの付着および溶接部への粒
界腐食の発生等の問題があった。そこで、本出願人は溶
接を用いない管継手を開発し、先に実用新案登録出願し
た（実開平５−６４５９５参照）。

【０００５】図６、図７は、この出願の管継手を示して
いる。図６において、上流側排気管２８と下流側排気管
２９とは、板厚が０．６〜１．０ｍｍ程度の薄肉管であ
る。これら両排気管の当接側端部は、徐々に拡径され、
終端接合部３０は断面四半円状に膨出されている。これ
ら当接した両排気管の内周には、中央に断面半円状のビ
ード部３１を有する筒状シール部材３２が、当接した両
排気管の内周に沿って密着している。さらにこの筒状シ
ール部材３２の内周には、円筒状のシール押え部材３３
が設けられ、これら筒状シール部材３２とシール押え部
材３３とは、溶着されて一体となっている。

【０００６】そして、この管継手は、このように構成さ
れた排気管接合部に、上からこの接合部形状に沿った形
状の一対の締付バンド３４を掛けてボルト・ナットによ
り締め付けられ、完成する。この管継手は、このように
構成されているので、溶接を用いない上に広い面積で締
め付け固定されているので、従来の溶接による欠点が解
消され、薄肉管相互の管継手として好ましいものであ
る。

【０００７】また、前述の内燃機関の排気系の管継手に
限らず、広く一般の金属製管継手においても、溶接を必
須とすることは、前述したように作業環境への問題が常
に伴うと共に、製品においては、前述と同様に溶接スパ
ッタの付着および溶接部への粒界腐食の発生等の問題が
ある。さらに、合成樹脂製管継手においても、合成樹脂
製管と合成樹脂製フランジとの合成樹脂溶接は、合成樹
脂の焼けに伴う悪臭の発生および有害ガスの発生等の作
業環境への問題が発生する。また、別体の継手部を、管
体それぞれに接着して成る合成樹脂製管継手は、接着剤
の溶剤により管に亀裂が発生する虞があると共に、溶剤
ガスが健康を害する虞がある。その上、管材料が何であ
れ、軽量化は、廃棄物および省資源対策の面からも、あ
らゆる技術分野に要請されていることでもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の内燃
機関の排気系の管継手においては、従来の溶接による欠
点が解消されてはいるが、面接触の締め付けとなってい
るので、シ−ル性が必ずしも良好ではなく、その上、管
周面からの締め付け固定なので、管軸方向の荷重、特に
引っ張り力に対する抵抗性に不安があった。このため、
この管継手は、用途が限定されていた。また、前述の内
燃機関の排気系の管継手以外の一般の金属製管継手にお
いては、前述した溶接に伴う種々の問題に対する適切な
対策がなされていなかった。さらに、合成樹脂製管継手
においても、合成樹脂溶接、および、接着剤使用に伴う
種々の問題に対する適切な対策がなされていなかった。
その上、材料を問わず、製品の軽量化は、廃棄物および
省資源対策の面から今後あらゆる技術分野において常に
推進していかなければならない課題である。

【０００９】したがって本発明の第一の目的は、これら
課題を解決するためになされたものであり、溶接部がな
いと共にシ−ル性が良好でかつ管軸方向の荷重に強固な
抵抗性を発揮し、その上軽量化に有効な薄肉管に適し、
かつあらゆる技術分野に適用可能な管継手構造を提供す
ることである。本発明の第二の目的は、内燃機関の排気
系の管継手において、排気ガスのシ−ル性が良好である
と共に管軸方向の荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、
軽量化に有効な薄肉管に適した内燃機関の排気管継手構
造を提供することである。本発明の第三の目的は、内圧
負荷が小さい気体移送系等の金属製管継手において、溶
接がなく、かつ、移送気体のシ−ル性が良好であると共
に管軸方向の荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量
化に有効な薄肉管に適した気体移送系等の金属製管継手
構造を提供することである。

【００１０】本発明の第四の目的は、内圧負荷が小さい
液体移送系等の金属製管継手において、溶接がなく、か
つ、移送液体のシ−ル性が良好であると共に管軸方向の
荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量化に有効な薄
肉管に適した液体移送系等の金属製管継手構造を提供す
ることである。本発明の第五の目的は、合成樹脂製管継
手において、製作作業環境を害することなく、かつ、流
通物体のシ−ル性が良好であると共に管軸方向の荷重に
強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量化に有効な薄肉管に
適した合成樹脂製管継手構造を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記第一の目的を達成す
るための本発明の管継手構造は、等口径の第１管と第２
管とを接続する管の継手構造において、 ａ）端部に、この端部をフレア状に拡径して成る第１フ
レア部を備えた第１管と、 ｂ）この第１管と同軸上に設けられると共にこの第１管
と対向する端部に、前記第１フレア部と鏡面対称形構造
を成す第２フレア部を備えた第２管と、 ｃ）これら両管の内面に嵌合されると共に、前記両管を
これらの第１、第２フレア部同士で接触させた際に、相
互のフレア開始点から相互のフレア終端部にかけての部
分が協働して形成する断面三角形状の環状空間のその三
角形の底辺長よりわずかに短い軸方向長さを有する膨出
部を中央部に備えた筒状体と、 ｄ）この筒状体の膨出部の外周に嵌合され、管内物質の
漏洩を防止するシールリングと、 ｅ）中央部に設けられ、前記第１管の外径より僅かに大
きい内径を有する円筒部とこの円筒部からフレア状に拡
径する拡径部とを有する管嵌入部と、この管嵌入部の拡
径部から前記円筒部に対して垂直方向外方に広がる平面
部と、この平面部の中心に対して対称位置にある少なく
とも一対のボルト孔と、前記平面部の縁部に設けられた
折曲部とを備えて成り、前記第１管に遊嵌される第１フ
ランジと、 ｆ）この第１フランジと鏡面対称形構造を成し第２管に
遊嵌される第２フランジと、 ｇ）これら第１、第２フランジ間を、前記ボルト孔を用
いて締結する少なくとも一対のボルト、ナットとからな
り、 シールリングを嵌合した筒状体に、第１管と第２管と
を、これらの第１、第２フレア部が対向するように嵌入
すると共に第１、第２管のそれぞれに、第１フランジと
第２フランジとを、鏡面対称状に嵌入し、これら第１、
第２フランジ間を少なくとも一対のボルト、ナットとで
締結し、前記の第１管と第２管とを接続することを特徴
とするものである。

【００１２】前記第二の目的を達成するための本発明の
管継手構造は、前記の第１管と第２管とが、内燃機関の
排気管であることを特徴とするものである。このように
第１管と第２管とを内燃機関の排気管とした場合は、こ
れらの第１管と第２管をはじめ、前記筒状体、前記の第
１フランジと第２フランジ、ならびに前記の一対のボル
ト、ナットが、何れも鉄系金属材料から成ると共に、前
記シ−ルリングが、無機材を芯材とし、これを鉄系金属
材料の箔材で包んで成ることが好ましい。また特に、排
気管である第１管と第２管とが薄肉管である場合は、前
記鉄系金属材料が、とりわけステンレス鋼材であること
が好ましい。

【００１３】前記第三の目的を達成するための本発明の
管継手構造は、前記の第１管と第２管とが、気体移送系
等の気体移送管であると共に、前記の第１管と第２管、
前記筒状体、前記の第１フランジと第２フランジ、なら
びに前記の一対のボルト、ナットが、何れも金属材料か
ら成り、かつ、前記シ−ルリングが、無機材を芯材と
し、これを金属材料の箔材で包んで成ることを特徴とす
るものである。また、前記気体移送管が、例えば２００
℃以下のような比較的低温の気体を移送する管である場
合は、前記シ−ルリングが、ゴム状の単一弾性体から成
ることが好ましい。

【００１４】前記第四の目的を達成するための本発明の
管継手構造は、前記の第１管と第２管とが、液体移送系
等の液体移送管であると共に、これらの第１管と第２
管、前記筒状体、前記の第１フランジと第２フランジ、
ならびに前記の一対のボルト、ナットが、何れも金属材
料から成り、かつ、前記シ−ルリングが、ゴム状の単一
弾性体から成ることを特徴とするものである。前記第五
の目的を達成するための本発明の管継手構造は、前記の
第１管と第２管、前記筒状体、ならびに前記の第１フラ
ンジと第２フランジが、何れも合成樹脂材料から成り、
かつ、前記シ−ルリングが、ゴム状の単一弾性体から成
ることを特徴とするものである。また、前記の第１管と
第２管、前記筒状体が、合成樹脂材料から成ると共に前
記シ−ルリングが、ゴム状の単一弾性体から成り、か
つ、前記の第１フランジと第２フランジおよび前記の一
対のボルト、ナットが、金属材料から成ることを特徴と
するものであってもよい。

【００１５】

【作用】このように構成される本発明の管の継手構造
は、第１、第２フランジ間をボルト、ナットとで締結す
ることにより第１、第２フランジの広い平面部が相互に
圧着する。これにより、第１管と第２管との第１フレア
部と第２フレア部とがシ−ルリングを圧縮しつつこれら
両管を緊締し、第１管と第２管とをシ−ル状態に接続す
る。すなわち、溶接を行うことなく管相互を接続するこ
とが可能であり、特に薄肉管相互の接続を可能にする。
さらに作業環境を害する虞がなく、かつ、溶接に伴う種
々の欠点がない上にシ−ル性が良好で、かつ、管軸方向
の荷重に対し強固な抵抗性を発揮する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の管の継手構造を、図面に示す
実施例に基づいてさらに詳細に説明する。図１〜図４
は、本発明の第一実施例であり、この実施例は本発明の
管の継手構造を、自動車の排気系に適用したものであ
る。図１は、本実施例の継手構造の締結前の全体構造を
示す部分断面図である。図２は、同継手構造の締結時の
全体構造を示す部分断面図である。図３は、図２の側面
図である。図４は、図２の要部Ａの拡大図である。

【００１７】図１に示すように本実施例の継手構造は、
相互に接続する等口径の第１排気管１と第２排気管２
と、これら両排気管１、２の内面に当接する短尺の筒状
体４と、この筒状体４の外周に嵌合されるシ−ルリング
５と、前記両排気管１、２にそれぞれ遊嵌される第１フ
ランジ１０と第２フランジ１１と、これら第１、第２フ
ランジ１０、１１間を締結する一対のボルト１２、１
２、ナット１３、１３とからなる。第１排気管１は、排
気上流側に設けられており、その下流端は略４５°のフ
レア状に拡径していて第１フレア部１ａを成している。
第２排気管２は、排気下流側に設けられており、その上
流端は略４５°のフレア状に拡径していて第２フレア部
２ａを成している。すなわち、これらの第１排気管１と
第２排気管２とは、鏡面対称形を成している。これら両
排気管１、２は、本実施例では、約４３ｍｍφの外径を
有するステンレス鋼管ＳＵＳ４３０（ＪＩＳ規格）の
０．６ｍｍ材からなっている。

【００１８】そして、両排気管１、２を両フレア部１
ａ、２ａ同士で接触させると、両フレア部１ａ、２ａ
は、鏡面対称形を成しているので、両排気管１、２の接
触点でこれらの管壁が外方に突出するような外観を成し
て、相互のフレア開始点から相互のフレア終端部にかけ
て、これらの部分が協働して形成する断面三角形状の環
状空間Ｓが両排気管１、２の内部に生ずる。この環状空
間Ｓは具体的には、三角形状の寸法で表すと、底辺長さ
Ｌ（図４参照）が１１ｍｍ前後、高さが５ｍｍ前後であ
る。なお、管の材質、肉厚は前記のものに限らず、鋼
管、各種ステンレス鋼管等の鉄系材料が用いられ、肉厚
も外径に応じ０．５〜２．０ｍｍ等の各種サイズが用い
られる。 また、単一材に限らず、箔材を２〜３層に積
層して前記肉厚にした積層材でもよい。

【００１９】筒状体４は、図４に詳しく示すように、両
排気管１、２の内面に嵌合される短尺の管であり、中央
部に外径が約４ｍｍ膨出した膨出部３を備えた筒状を成
している。この膨出部３の軸方向長さｗは、前述した両
排気管１、２の第１、第２フレア部１ａ、２ａ同士を接
触させた際に形成される断面三角形状の環状空間Ｓのそ
の三角形の底辺長さＬよりわずかに短い長さとなってい
る。具体的には、膨出部３はその頂部長さが約７ｍｍ、
すそ長さが約１１ｍｍとなっており、この筒状体４に、
第１、第２フレア部１ａ、２ａが対向するように両排気
管１、２を嵌入して接触させた際に、膨出部３が前記の
環状空間Ｓに納まるようになっている。

【００２０】この筒状体４は、本実施例では、約４１ｍ
ｍφの外径を有するステンレス鋼管ＳＵＳ４３０の肉厚
０．６ｍｍ材を用い、その中央部をバルジ加工等で一部
膨出させて膨出部３を形成し、膨出部３の外径を約４
５．５ｍｍφとしており、全長は約２５ｍｍとなってい
る。なお、この筒状体４の材質、肉厚および口径も、前
記排気管と同様に、各種鉄系材料および各種サイズを排
気管に応じて用いることができ、また、積層材とするこ
ともできる。

【００２１】シ−ルリング５は、石綿、セラミックウ−
ル、スチ−ルウ−ル等の無機材を芯材とし、これらを肉
厚約０．２ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ４３０箔材で包ん
でリング状とした弾性と耐熱性を備えた断面外径約４．
０ｍｍのシ−ル材で、筒状体４の膨出部の外周に密着状
に嵌合される。そして、このシ−ルリング５は、前記第
１、第２フランジ１０、１１を圧着して前記両排気管
１、２を接続した際に、これら両排気管１、２の第１、
第２フレア部１ａ、２ａとで圧縮され、図４に示すよう
に前述した断面三角形状の環状空間Ｓになじむ形に変形
されてこの継手の排気シ−ルを行う。

【００２２】第１、第２フランジ１０、１１は、図１〜
３に示すように、この両者を圧着して両排気管１、２を
接続するものであり、この両者は鏡面対称形状態で用い
られるがその構造は全く同一である。したがって、以下
に、第１フランジ１０のみを説明し、第２フランジ１１
の説明は省略する。この第１フランジ１０は、中央部に
第１排気管１の外径より僅かに大きい内径を有するごく
短い円筒からなる円筒部６ａと、この円筒部６ａから第
１フレア部１ａと相似形に略４５°のフレア−状に拡径
する拡径部６ｂとからなる管嵌入部６を有する。

【００２３】さらに、この管嵌入部６の拡径部６ｂの終
端から円筒部６ａに対して垂直方向外方に、図３に示す
ように外形略菱形になるように平面状に平面部７が広が
っている。そしてさらに、この平面部７の縁部には、円
筒部６ａと同方向に平行に折曲部９が立ち上がってい
る。この折曲部９は、菱形の短軸近傍で高く、同長軸近
傍で低く立ち上がっており、この両者間は図１に示すよ
うに連続して変化している。また、この平面部７には、
菱形の長軸上の中心に対して対称位置に一対のボルト孔
８、８が設けられている。

【００２４】このように構成された第１フランジ１０
は、本実施例では前記第１排気管１と同じステンレス鋼
材ＳＵＳ４３０の肉厚２．０ｍｍ材を用いており、その
具体的寸法関係は、前記円筒部６ａの内径が約４３．５
ｍｍ、菱形の長軸長さが約１０３ｍｍ、同短軸長さが約
７０ｍｍで、また前記一対のボルト孔８、８間は約７５
ｍｍ、管嵌入部６の平面部７からの立ち上がり高さは約
１０ｍｍで、折曲部９の同立ち上がり高さは高所で約１
２ｍｍ、低所で約５ｍｍとなっている。この第１フラン
ジ１０と第２フランジ１１とは、鏡面対称形状態になる
ように第１排気管１と、第２排気管２とにそれぞれ遊嵌
される。

【００２５】前記一対のボルト１２、１２およびこれら
に螺合するナット１３、１３は、一対のボルト孔８、８
を用いて第１フランジ１０と第２フランジ１１とを締結
するものである。そして、この締結により、第１、第２
フランジ１０、１１の広い平面部７、７が相互に圧着さ
れると共に、第１、第２排気管１、２の第１フレア部１
ａと第２フレア部２ａとがシ−ルリング５を圧縮しつつ
これら両管を緊締し、第１排気管１と第２排気管２とを
シ−ル状態に接続する。

【００２６】つぎに、このような構成部品から成る本実
施例の装着方法を説明する。まず、シールリング５を嵌
合した筒状体４を用意する。そして、図１に示すよう
に、この筒状体４に、第１排気管１と第２排気管２と
を、これらの第１、第２フレア部１ａ、２ａとが対向す
るように嵌入する。つぎに、第１、第２排気管１、２の
それぞれに、第１フランジ１０と第２フランジ１１と
を、鏡面対称状に嵌入する。そして、これら第１、第２
フランジ１０、１１に設けられた一対のボルト孔８、８
にボルト１２、１２を貫通し、これらにナット１３、１
３を螺合する。ついで、ボルト１２、１２、ナット１
３、１３を締めつけて第１、第２フランジ１０、１１の
広い平面部７、７を相互に圧着する。これにより、図２
および図４に示すように、第１排気管１と第２排気管２
との第１フレア部１ａと第２フレア部２ａとが、シール
リング５を圧縮して変形させつつ、これら両排気管１、
２を緊締し、第１排気管１と第２排気管２とをシール状
態に接続する。

【００２７】このように組み立てられた本実施例の管継
手は、溶接を行うことなく管相互を接続することが可能
であり、特に溶接が困難な薄肉管相互の接続に適してい
る。その上、溶接に伴う溶接スパッタおよび溶接臭の発
生等による作業環境の悪化がないと共に、製品への溶接
スパッタの付着および溶接部の粒界腐食の発生等の問題
がない。さらに、溶接がないので、排気管をはじめ構成
部品の薄肉化が実施でき、製品の軽量化を果たせる。

【００２８】また、第１、第２フランジ１０、１１の管
軸方向への圧着により、第１排気管１と第２排気管２と
を接続しているので、管軸方向の荷重、特に引張り力に
対し強固な抵抗性を発揮すると共に、管半径方向の荷重
に対しても、第１、第２フランジ１０、１１の相互に圧
着された広い平面部７、７により、十分抵抗性を有す
る。さらに、シ−ルリング５は、弾性と耐熱性とを備え
ると共に強く圧縮されて前記環状空間Ｓになじむ形に変
形されているので、この継手の排気シ−ルは十分であ
り、排気管内の排気ガスが、この継手部から外部に漏洩
することはない。

【００２９】本実施例は、前述したような構成から成っ
ているが、必ずしもこれに限られるものではなく、以下
に示すごとく種々変更することができる。本実施例の構
成部品それぞれは、材質、肉厚および口径等は前述した
ものに限られず、鋼材、各種ステンレス鋼材等の鉄系材
料が用いられ、肉厚および口径も用途に応じ各種サイズ
のものを用いることが可能であることは、勿論である。
ただし、薄肉材では、耐久性の面から各種ステンレス鋼
材が好ましく、オ−ステナイト型ステンレス鋼材、フェ
ライト型ステンレス鋼材、マルテンサイト型ステンレス
鋼材等のＪＩＳ規格に規定された各種ステンレス材料を
広く用いることができる。

【００３０】具体的には、例えば以下に示した材料等を
用いることができる。 ・オ−ステナイト型ステンレス鋼材：ＳＵＳ３０１、Ｓ
ＵＳ３０２Ｂ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ
３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３２
１、ＳＵＳ３４７。 ・フェライト型ステンレス鋼材：ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ
４１０Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３４。 ・マルテンサイト型ステンレス鋼材：ＳＵＳ４０３、Ｓ
ＵＳ４１０、ＳＵＳ４３１。 なお、構成部品は、すべて同一材料を用いることが好ま
しく、鋼材とステンレス鋼材とを併用することは避けた
方がよい。これらを併用すると電位の相違から腐食を早
める虞があることと、熱膨張率に相違があり歪みが生ず
る虞があることのためである。また、各種ステンレス鋼
材相互間でも、程度は低いがこれらの影響があるので、
同一材を用いるのが好ましい。

【００３１】つぎに、本発明の第二実施例を説明する。
この実施例は本発明の管の継手構造を、空気等の気体移
送系の気体移送管に適用したものである。本実施例にお
いても、構成部品は形状的には前記第一実施例とまった
く同一であるので、図面は省略する。そして、前記排気
管１、２と同様に使用条件が高温状態でかつ多少の反応
性のある気体移送系の気体移送管の場合は、材質を含め
て第一実施例の排気管１、２とまったく同一である。

【００３２】ただし、使用条件が高温状態でなく、か
つ、非反応性である空気、窒素、不活性ガス等の気体移
送管の場合は、材質は鉄系金属材料ばかりでなく、銅、
黄銅、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）等種々
の金属材料を用いることができる。また、この場合、特
に使用条件が例えば２００℃以下のような比較的低温の
気体を移送する管である場合は、シ−ルリングは、前記
の無機材と金属材との複合材である必要はなく、ゴム、
シリコンゴム等の天然ゴム、合成ゴムおよび合成樹脂か
らなるゴム状の単一弾性体とすることが好ましい。この
ような弾性体からなるシ−ルリングを用いることによ
り、シ−ル性が一層向上する。

【００３３】本実施例は、このように構成されているの
で、溶接がなく、かつ、移送気体のシ−ル性が良好であ
ると共に管軸方向の荷重に強固な抵抗性を発揮し、か
つ、軽量化に有効な薄肉管に適した気体移送系等の金属
製気体移送管の継手構造となっている。

【００３４】つぎに、本発明の第三実施例を説明する。
この実施例は本発明の管の継手構造を、水等の液体移送
系の液体移送管に適用したものである。この液体移送管
は、使用条件が例えば１００℃以下のような温度条件で
かつ反応性の少ない液体移送系の液体移送管であること
が好ましく、酒、食酢、醤油、食用油等の液体食品、燃
料油、機械油、真水、海水、河川水、下水等の液体移送
管が考えられる。本実施例においても、構成部品は形状
的には前記第一実施例とまったく同一であるので、図面
は省略する。

【００３５】そして、この第三実施例は、移送液体の性
状に応じて、材質は鉄系金属材料ばかりでなく、銅、黄
銅、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）等種々の
金属材料を用いることができる。例えば、食酢、海水等
では、ステンレス鋼材が適当であり、燃料油、機械油等
では、鋼材が適当であり、エンジン冷却系の冷却水では
アルミニウム合金が適当である。なお、この第三実施例
の継手構造の前記シ−ルリングは、前記の無機材と金属
材との複合材である必要はなく、ゴム、シリコンゴム等
の天然ゴム、合成ゴムおよび合成樹脂からなるゴム状の
単一弾性体とすることが好ましい。このような弾性体か
らなるシ−ルリングを用いることにより、シ−ル性が一
層向上する。

【００３６】本実施例は、このように構成されているの
で、溶接がなく、かつ、移送液体のシ−ル性が良好であ
ると共に管軸方向の荷重に強固な抵抗性を発揮し、か
つ、軽量化に有効な薄肉管に適した液体移送系等の金属
製液体移送管の継手構造となっている。

【００３７】つぎに、本発明の第四実施例を説明する。
この実施例は本発明の管の継手構造を、合成樹脂材料か
ら成る配管系に適用したものである。合成樹脂材料から
成る配管系は、合成樹脂材料の性状と合致する物質であ
れば、気体、液体を問わず移送管として利用できるが、
一般に高温物質には適当でなく、また、その種類に応じ
て相互に反応する物質、例えば、揮発油を含むオイルに
は塩化ビニル管は使用できない。本実施例においても、
構成部品は形状的には前記第一実施例とまったく同一で
あるので、図面は省略する。

【００３８】そして、この第四実施例は、前記の第１管
と第２管、前記筒状体、前記の第１フランジと第２フラ
ンジが、何れも合成樹脂材料から成り、かつ、前記シ−
ルリングが、ゴム状の単一弾性体から成っている。この
ゴム状の単一弾性体は、具体的には、天然ゴム、合成ゴ
ムおよび合成樹脂からなるゴム、シリコンゴム等であ
る。この実施例は、比較的締結力が弱くても支障がない
場合の継手に用いられ、締結のためのボルト、ナットは
合成樹脂であっても、金属材料であってもよい。

【００３９】つぎに、本発明の第五実施例を説明する。
この実施例は前記第四実施例を一部変形したもので、第
１管と第２管および前記筒状体が、合成樹脂材料から成
ると共に前記シ−ルリングが、ゴム状の単一弾性体から
成り、かつ、前記の第１フランジと第２フランジおよび
前記の一対のボルト、ナットが、金属材料から成ってい
る。したがって、この配管系の移送物質は第四実施例と
同様であるが、継手をより強く締結することが可能であ
り、第四実施例より強い締結力とシ−ル性が要求される
場合に適当である。なお、シ−ルリングは第四実施例と
同様である。本第四、第五実施例は、このように構成さ
れているので、製作作業環境を害することなく、かつ、
流通物体のシ−ル性が良好であると共に管軸方向の荷重
に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量化に有効な薄肉管
に適した合成樹脂製管の継手構造となっている。

【００４０】なお、前述の第一〜第五実施例はいずれ
も、第１フランジと第２フランジとを締結するのに一対
のボルト、ナットを用いたが、強く締結可能な締めつけ
具であればこれに限らない。たとえば、いずれか一方の
フランジに設けるボルト孔を、ボルトと螺合するネジ切
りバ−リング孔とし、ボルトをねじ込むようにしてもよ
い。また、ボルト、ナットの締結箇所は、複数組み設け
てもよい。さらに、本発明は前記実施例に限らず、発明
の要旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であ
る。

【００４１】なお、前述のように種々の実施例を挙げて
本発明の管の継手構造を説明してきたが、本発明の管の
継手構造は、高圧物質の移送管および毒物の移送管の継
手構造としては、機械強度および密閉性に厳格な信頼性
はないので好ましくない。すなわち、高圧ガスプラン
ト、化学反応プラントおよび高圧でかつ放射性物質を含
む原子力発電所等の配管系には、不適当である。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、前述のように構成され、等口
径の第１管と第２管の各端部にフレア部を設けて鏡面対
称形に対向させるとともに、内面に筒状体を配置してこ
れらの間に断面三角形状の環状空間が形成されるように
し、各管に遊嵌されるフランジを締結することにより上
記環状空間に配置するシ−ルリングを圧縮変形してシー
ルするようにしたので、溶接がないと共にシ−ル性が良
好でかつ管軸方向の荷重に強固な抵抗性を発揮し、その
上、軽量化に有効な薄肉管に適しかつあらゆる技術分野
に適用可能な管の継手構造を実現する。

【００４３】とくに本発明を内燃機関の排気系の管継手
に適用した場合は、排気ガスのシ−ル性が良好であると
共に管軸方向の荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽
量化に有効な薄肉管に適した内燃機関の排気管の継手構
造を実現する。また、本発明を内圧負荷が小さい気体移
送系等の金属製管継手に適用した場合は、溶接がなく、
かつ、移送気体のシ−ル性が良好であると共に管軸方向
の荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量化に有効な
薄肉管に適した気体移送系等の金属製気体移送管の継手
構造を実現する。

【００４４】さらに、本発明を内圧負荷が小さい液体移
送系等の金属製管継手に適用した場合は、溶接がなく、
かつ、移送液体のシ−ル性が良好であると共に管軸方向
の荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量化に有効な
薄肉管に適した液体移送系等の金属製液体移送管の継手
構造を実現する。さらにまた、本発明を合成樹脂製管継
手に適用した場合は、製作作業環境を害することなく、
かつ、流通物体のシ−ル性が良好であると共に管軸方向
の荷重に強固な抵抗性を発揮し、かつ、軽量化に有効な
薄肉管に適した合成樹脂製管の継手構造を実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る管の継手構造の締結
前の全体構造を示す部分断面図である。

【図２】同継手構造の締結時の全体構造を示す部分断面
図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】図２の要部Ａ拡大図である。

【図５】従来の第一例の管の継手構造を示す部分断面図
である。

【図６】従来の第二例の管の継手構造を示す部分断面図
である。

【図７】図６の管の継手構造の中央部横断面図である。

【符号の説明】

１ …… 第１排気管（第１管） １ａ…… 第１フレア部 ２ …… 第２排気管（第２管） ２ａ…… 第２フレア部 ３ …… 膨出部 ４ …… 筒状体 ５ …… シ−ルリング ６ …… 管嵌入部 ６ａ…… 円筒部 ６ｂ…… 拡径部 ７ …… 平面部 ８ …… ボルト孔 ９ …… 折曲部 １０…… 第１フランジ １１…… 第２フランジ １２…… ボルト １３…… ナット

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】等口径の第１管（１）と第２管（２）とを
   接続する管の継手構造において、 ａ）端部に、この端部をフレア状に拡径して成る第１フ
   レア部（１ａ）を備えた第１管（１）と、 ｂ）この第１管（１）と同軸上に設けられると共にこの
   第１管（１）と対向する端部に、前記第１フレア部（１
   ａ）と鏡面対称形構造を成す第２フレア部（２ａ）を備
   えた第２管（２）と、 ｃ）これら両管（１、２）の内面に嵌合されると共に、
   前記両管（１、２）をこれらの第１、第２フレア部（１
   ａ、２ａ）同士で接触させた際に、相互のフレア開始点
   から相互のフレア終端部にかけての部分が協働して形成
   する断面三角形状の環状空間（Ｓ）のその三角形の底辺
   長（Ｌ）よりわずかに短い軸方向長さ（ｗ）を有する膨
   出部（３）を中央部に備えた筒状体（４）と、 ｄ）この筒状体（４）の膨出部（３）の外周に嵌合さ
   れ、管内物質の漏洩を防止する圧縮可能のシールリング
   （５）と、 ｅ）中央部に設けられ、前記第１管（１）の外径より僅
   かに大きい内径を有する円筒部（６ａ）とこの円筒部
   （６ａ）からフレア状に拡径する拡径部（６ｂ）とを有
   する管嵌入部（６）と、この管嵌入部（６）の拡径部
   （６ｂ）から前記円筒部（６ａ）に対して垂直方向外方
   に広がる平面部（７）と、この平面部（７）の中心に対
   して対称位置にある少なくとも一対のボルト孔（８、
   ８）と、前記平面部（７）の縁部に設けられた折曲部
   （９）とを備えて成り、前記第１管（１）に遊嵌される
   第１フランジ（１０）と、 ｆ）この第１フランジ（１０）と鏡面対称形構造を成し
   第２管（２）に遊嵌される第２フランジ（１１）と、 ｇ）これら第１、第２フランジ（１０、１１）間を、前
   記ボルト孔（８、８）を用いて締結する少なくとも一対
   のボルト（１２、１２）、ナット（１３、１３）とから
   なり、 シールリング（５）を嵌合した筒状体（４）に、第１管
   （１）と第２管（２）とを、これらの第１、第２フレア
   部（１ａ、２ａ）が対向するように嵌入すると共に第
   １、第２管（１、２）のそれぞれに、第１フランジ（１
   ０）と第２フランジ（１１）とを、鏡面対称状に嵌入
   し、これら第１、第２フランジ（１０、１１）間を少な
   くとも一対のボルト（１２、１２）、ナット（１３、１
   ３）とで締結し、前記の第１管（１）と第２管（２）と
   を接続することを特徴とする管の継手構造。
2. 【請求項２】前記の第１管（１）と第２管（２）とが、
   内燃機関の排気管であることを特徴とする請求項１記載
   の管の継手構造。
3. 【請求項３】前記の第１管（１）と第２管（２）、前記
   筒状体（４）、前記の第１フランジ（１０）と第２フラ
   ンジ（１１）、ならびに前記の一対のボルト（１２、１
   ２）、ナット（１３、１３）が何れも鉄系金属材料から
   成ると共に、前記シ−ルリング（５）が、無機材を芯材
   とし、これを鉄系金属材料の箔材で包んで成ることを特
   徴とする請求項２記載の管の継手構造。
4. 【請求項４】前記鉄系金属材料が、ステンレス鋼材であ
   ることを特徴とする請求項３記載の管の継手構造。
5. 【請求項５】前記の第１管（１）と第２管（２）とが、
   気体移送系等の気体移送管であると共に、前記の第１管
   （１）と第２管（２）、前記筒状体（４）、前記の第１
   フランジ（１０）と第２フランジ（１１）、ならびに前
   記の一対のボルト（１２、１２）、ナット（１３、１
   ３）が、何れも金属材料から成り、かつ、前記シ−ルリ
   ング（５）が、無機材を芯材とし、これを金属材料の箔
   材で包んで成ることを特徴とする請求項１記載の管の継
   手構造。
6. 【請求項６】前記シ−ルリング（５）が、ゴム状の単一
   弾性体から成ることを特徴とする請求項１記載の管の継
   手構造。
7. 【請求項７】前記の第１管（１）と第２管（２）とが、
   液体移送系等の液体移送管であると共に、前記の第１管
   （１）と第２管（２）、前記筒状体（４）、前記の第１
   フランジ（１０）と第２フランジ（１１）、ならびに前
   記の一対のボルト（１２、１２）、ナット（１３、１
   ３）が、何れも金属材料から成り、かつ、前記シ−ルリ
   ング（５）が、ゴム状の単一弾性体から成ることを特徴
   とする請求項１記載の管の継手構造。
8. 【請求項８】前記の第１管（１）と第２管（２）、前記
   筒状体（４）、ならびに前記の第１フランジ（１０）と
   第２フランジ（１１）が、何れも合成樹脂材料から成
   り、かつ、前記シ−ルリング（５）が、ゴム状の単一弾
   性体から成ることを特徴とする請求項１記載の管の継手
   構造。
9. 【請求項９】前記の第１管（１）と第２管（２）および
   前記筒状体（４）が、合成樹脂材料から成ると共に、前
   記シ−ルリング（５）が、ゴム状の単一弾性体から成
   り、かつ、前記の第１フランジ（１０）と第２フランジ
   （１１）および前記の一対のボルト（１２、１２）、ナ
   ット（１３、１３）が、金属材料から成ることを特徴と
   する請求項１記載の管の継手構造。