JP4450711B2 - 管体接続装置 - Google Patents

Description

本発明は、管体の接続端部同士をリング状パッキンを介して接合し、接合部の外周に巻装したクランプバンドで緊締して接続固定する管体接続装置に関する。

一般的に、この種の管体接続装置は、図４に示すように、接続すべき管体３１，３２のフランジ状の端部３１ａ，３２ａを、両者間にゴム等からなるリング状パッキン３３を介して突き合わせ、この突き合わせ部分の外側にクランプバンド３４を巻装して締め付けるようになっている。

しかるに、リング状パッキン３３は、クランプバンド３４の締め付け度合で圧縮量が変化するから、締め付けが強い場合には圧縮過多になって図示のように管内周にはみ出し、逆に締め付けが弱い場合には圧縮不足で巻装位置の管内周に溝を生じさせることになる。また、管体３１，３２の温度変化による伸縮によってもリング状パッキン３３の圧縮状態が変化し、前記のはみ出しや溝を生じることになる。従って、このリング状パッキン３３のはみ出し部分の両側や溝部分に液溜まりができ易いという欠点があり、特に飲食品分野や医薬品分野等で用いるサニタリー仕様の配管では大きな問題になっていた。

更に、前記従来の管体接続装置では、両管体３１，３２の端面に環状凹部３１ｂ，３２ｂを設け、これら環状凹部３１ｂ，３２ｂにリング状パッキン３３の両側面に設けた環状凸部３３ａを嵌合させることにより、接続する両管体３１，３２の心出しを行うようにしているが、リング状パッキン３３が弾性体で変形可能であるため、高い心出し精度が得られないという難点があった。

本発明は、上述の情況に鑑み、クランプバンドを用いる管体接続装置として、管体の接合端部間に介在するリング状パッキンの圧縮状態をクランプバンドによる締め付けの強弱ならびに管体の伸縮に関係なく一定化でき、もって管内周におけるリング状パッキンのはみ出しや溝形成を防止し、液溜まりの生成を確実に回避できるものを提供し、更に接続する両管体の心出しを高精度に設定できるものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、図面の参照符号を付して示せば、管体１，２の接続端部１ａ，２ａ同士をリング状パッキン３を介して接合し、接合部の外周に巻装したクランプバンド４で緊締して接続固定する管体接続装置において、前記両管体１，２の接続端部１ａ，２ａに、前記クランプバンド４の緊締により、全周にわたって相互に管軸方向に直接接触する環状当接部１１，２１が形成され、前記両管体１，２の接続端部１ａ，２ａの環状当接部１１，２１は、互いに管軸方向に凹凸係合する形状を有してなり、前記リング状パッキン３は、互いに管軸方向に凹凸係合する形状を有してなる環状当接部１１，２１より内周側の一方の接続端部１ａに形成された環状凹部１２に収容され、該リング状パッキンは、前記両管体１，２の接続端部１ａ，２ａの凹凸係合する形状を有する環状当接部１１，２１同士が直接接触した際に圧縮状態になると共に、この圧縮状態で内周部３ａが両管体１，２の内周面１０ａ，２０ａと略面一になるように設定されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１に記載の管体接続装置において、 両管体１，２の接続端部１ａ，２ａが前記環状当接部１１，２１同士を直接接触した状態で外側へ突出する断面台形の環状フランジ部５を構成すると共に、前記クランプバンド４が該環状フランジ部５の両側面５ａ，５ａにテーパー接合する両側側壁部４２，４２を有する構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２に記載の管体接続装置において、前記環状当接部１１，２１を有する接続端部１ａ，２ａが、単管１ｂ，２ｂに溶接するための独立部材である溶接用フェルールからなる構成としている。

請求項１の発明に係る管体接続装置よれば、全周にわたって相互に管軸方向に直接接触する環状当接部は、互いに管軸方向に凹凸係合する形状を有してなるため、接続すべき両管体の接続端部に設けた環状当接部同士を直接接触させることにより、両者の凹凸係合によって両管体の心出しを高精度で行うことが可能となると同時に、前記リング状パッキンは、互いに管軸方向に凹凸係合する形状を有してなる環状当接部より内周側の一方の接続端部に形成された環状凹部に収容され、該リング状パッキンは、前記両管体の接続端部の環状当接部同士が直接接触した際に圧縮状態が常に一定になるから、この圧縮状態で内周部が両管体の内周面と略面一になるものを予め選定しておくことにより、クランプバンドによる締め付けの強弱や管体の伸縮に関係なく、管内周におけるリング状パッキンのはみ出しや溝形成を防止でき、もって液溜まりの生成を確実に回避できる。

請求項２の発明によれば、上記の管体接続装置において、両管体の接合部の外周に構成れる断面台形の環状フランジ部の両側面に、クランプバンドの両側側壁部がテーパー接合することから、該クランプバンドの緊締に伴うテーパー誘導作用で両管体の環状当接部同士が強く圧接し、もって両管体が強固に接続される。

請求項３の発明によれば、上記の管体接続装置において、環状当接部を有する接続端部が独立部材の溶接用フェルールからなるため、これを配管各部に用いる様々な長さの単管に対して溶接するだけで接続端部を形成できる。

以下、本発明に係る管体接続装置の一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１及び図２において、１及び２は接続すべき鋼製の管体であり、単管１ｂ，２ｂに各々独立部材の溶接用フェルール（口金部）を溶接することにより、厚肉になった接続端部１ａ，２ａを形成している。３は断面が略Ｌ字形をなすリング状パッキンであり、エチレン−プロピレン共重合体、フッ素ゴム、シリコンゴム、テフロン等の耐薬品性に優れた弾性高分子材料にて形成されている。４は鋼製のクランプバンドであり、Ｃ字状の開環バンド部４ａの両端に相互に対向する突片部４ｂ，４ｂが連設され、両突片部４ｂ，４ｂに貫通させたボルト６にナット７を螺合して締め付けることにより、開環バンド部４ａが縮径してクランプ作用を行う。

一方の管体１の接続端部１ａは、外周側に臨む環状段部をなす環状当接部１１を有すると共に、内周側に半径方向断面Ｌ字形の環状凹部１２を備えている。また、他方の管体２の接続端部２ａには、外周側に突出した半径方向断面Ｌ字形の環状突縁をなす環状当接部２１が形成されている。そして、両環状当接部１１，２１は、図１に示すように、環状当接部１１に環状当接部２１が外嵌する形で、相互に管軸方向に適嵌する寸法形状に設定されている。

両管体１，２の接続端部１ａ，１ｂは、両環状当接部１１，２１が直接接触で凹凸嵌合した状態において、外側へ突出する断面台形の環状フランジ部５を構成している。そして、前記クランプバンド４の開環バンド部４ａは、基壁部４ａと、その両側縁より内側へ張出して互いに断面ハ字形に配置した両側壁部４２，４２とで構成されるチャンネル状をなしており、両管体１，２の接合した接続端部１ａ，１ｂの外周に構成される環状フランジ部５上に巻装して締め付けることにより、両側壁部４２，４２が該環状フランジ部５の傾斜した両側面５ａ，５ａにテーパー接合する。

リング状パッキン３は、管体１の接続端部１ａの内周側に設けた環状凹部１２に納まっており、その内周部３ａが管体１，２の内周面１０ａ，２０ａと略面一になっているが、両管体１，２の接続前の非圧縮状態では図３に示すような断面形状を有している。すなわち、非圧縮状態のリング状パッキン３は、管体１の環状凹部１２に単に嵌装した段階では、外側端面３ｂが接続端部１ａの端面１０ｂよりも外側へ突出し、且つ内周部３ａが管体１の内周面１０ａに対して低い位置にあり、また外周面３ｃも環状凹部１２の外側周面１２ａから離れている。しかるに、両管体１，２の接続端部１ａ，１ｂを接合させると、リング状パッキン３は管体２の端面２０ｂに押圧されて軸方向に圧縮され、厚み（半径方向の幅）を増すように変形して環状凹部１２全体を満たし、内径の縮小によって内周部３ａが管体１，２の内周面１０ａ，２０ａと略面一になる。

上記構成の管体接続装置によれば、両管体１，２の接続端部１ａ，２ａを接合した際に環状当接部１１，２１同士が直接接触するから、両接続端部１ａ，２ａ間に介在させたリング状パッキン３の圧縮度合はクランプバンド４による締め付けの強弱に関係なく常に一定になると共に、接合した両管体１，２が温度変化等で伸縮してもリング状パッキン３の圧縮状態に変化を生じない。従って、予め当該リング状パッキン３として、両管体１，２の接続時の該圧縮状態において内周部３ａが両管体１，２の管内周１０ａ，２０ａと略面一になる寸法形状のものを選定しておけば、接合部の管内周におけるリング状パッキン３のはみ出しや溝形成を確実に防止でき、これらはみ出し部分や溝部分の存在に起因した液溜まりの発生が皆無となるから、特にサニタリー仕様の配管に好適である。

また、両管体１，２の環状当接部１１，２１が互いに管軸方向に凹凸係合する構造になっているから、両管体１，２の接続に際し、両接続端部１ａ，２ａを接合させるだけで両管体１，２が自動的に高精度で心出しされる。更に、両管体１，２の接合した外周に断面台形の環状フランジ部５が構成され、この環状フランジ部５の両側面５ａ，５ｂにクランプバンド４の両側側壁部４２，４２がテーパー接合することから、該クランプバンド４を緊締した際、テーパー誘導作用で両管体１，２の環状当接部１１，２１同士が強く圧接することになり、これによって両管体１，２が強固に接続される。

なお、上記実施形態では接続すべき両管体１，２の一方側にリング状パッキン３を収容する環状凹部１２を設けているが、パッキン収容部を両管体間にわたる凹所として形成してもよい。ただし、実施形態のように一方の管体側にパッキン収容部を設ける構成とすれば、それだけ他方の管体の接続端部側が構造的に簡素になり、全体としての製作コストも低減されるという利点がある。また、上記実施形態のように両管体１，２の接続端部１ａ，２ａを独立部材の溶接用フェルールにて構成すれば、これを配管各部に用いる様々な長さの単管に対して溶接するだけで接続端部付きの管体を形成できるという利点がある。

両管体１，２の環状当接部１１，２１については、相互の管軸方向の凹凸係合によって両管体１，２の心出しがなされる構造であればよく、前記の実施形態とは嵌合の内外が逆になってもよいし、凹凸係合部分が周方向に連続せずに周方向の複数箇所に存在するものでもよい。

本発明の一実施形態に係る管体接続装置を示す半断面側面図である。 図１のＡ−Ａ線における下半分を省略した断面矢視図である。 同管体接続装置の接続前の状態を示す要部の断面図である。 従来の管体接続装置を示す半断面側面図である。

符号の説明

１，２ 管体
１ａ，２ａ 接続端部
１ｂ，２ｂ 単管
１０ａ，２０ａ 内周面
１１，２１ 環状当接部
１２ 環状凹部
３ リング状パッキン
３ａ 内周部
４ クランプバンド
４２ 側壁部
５ 環状フランジ部
５ａ 側面

Claims (3)

1. 管体の接続端部同士をリング状パッキンを介して接合し、接合部の外周に巻装したクランプバンドで緊締して接続固定する管体接続装置において、
   前記両管体の接続端部に、前記クランプバンドの緊締により、全周にわたって相互に管軸方向に直接接触する環状当接部が形成され、前記両管体の接続端部の環状当接部は、互いに管軸方向に凹凸係合する形状を有してなり、
   前記リング状パッキンは、互いに管軸方向に凹凸係合する形状を有してなる環状当接部より内周側の一方の接続端部に形成された環状凹部に収容され、
   該リング状パッキンは、前記両管体の接続端部の凹凸係合する形状を有する環状当接部同士が直接接触した際に圧縮状態になると共に、この圧縮状態で内周部が両管体の内周面と略面一になるように設定されてなることを特徴とする管体接続装置。
2. 両管体の接続端部が前記環状当接部同士を直接接触した状態で外側へ突出する断面台形の環状フランジ部を構成すると共に、前記クランプバンドが該環状フランジ部の両側面にテーパー接合する両側側壁部を有する請求項１に記載の管体接続装置。
3. 前記環状当接部を有する接続端部が、単管に溶接するための独立部材である溶接用フェルールからなる請求項１又は２に記載の管体接続装置。
   

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