JP4485700B2

JP4485700B2 - 分割フランジ付き伸縮管継手

Info

Publication number: JP4485700B2
Application number: JP2001052365A
Authority: JP
Inventors: 浩司福原; 兼久南川
Original assignee: 極東ゴム株式会社
Priority date: 2001-02-27
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: JP2002257278A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、配管系に於いて使用する伸縮管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体を連続的に移送する場合、ポンプと配管で構成する移送手段により、目的を達成する。配管経路は直線部分と曲線部分とにより構成するが、使用と設置の条件で管材質や配管方法も様々に分かれる。管材質は管内流体の種類と物性で決まり、鋼・鋳鉄・アルミニウム・銅・プラスチック・ゴム等が使われる。配管様式は、地上式では床上と架空、地下式では埋設か専用坑道があり、各々支持方法も異なる。
【０００３】
流体を移送する配管系には様々な力が働く。該力の中で、全ての配管方法に共通するのは、工事の不適切による芯ぶれや管内外の温度差による熱膨張や流体の圧力変動からくる振動を原因とする力である。熱膨張の影響は管材質が金属で直線部が長い程大きく、振動の影響は落差の大きい配管部や機器類との接続口周辺に起こり易い。何れも配管系を損傷する要因になるため、該要因の解消に配管途中に伸縮管継手を挿入する。
【０００４】
伸縮管継手は、両端に配管との接続用フランジを配し、継手本体に主としてゴムと補強材で構成した弾性体を使用する。該弾性体は配管系に生ずる変形を吸収するため、継手本体の中間に環状で断面アーチ形の張り出しを変形部を形成し、前記フランジと合わせて一体化する。導水配管用の伸縮継手では５ｍ近くに達する大口径も使用され、フランジ管距離Ｌ／口径Ｄ値は口径の増加に従って、ますます小さく偏平な形に近づいている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
管口径が小さい時は、使用する関連資材全てが小さく軽いため、配管工事に何ら支障を来さない。然し、管口径が大きくなると関連資材も大きく重たくなり、配管工事に支障を与えるようになる。新設工事の場合は、比較的、作業環境に対する制限が少なく、クレーン等の作業機械の導入で或る程度排除できる。然し、交換や補修を主目的とする工事では、作業環境に対する制限が増加して、作業機械の導入が無理な場合が多くなり、工事への影響排除が難しくなる。
【０００６】
配管設備の大部分は大小を問わず比較的寿命が長いが、経年変化を伴うゴムのような材料を使用する伸縮管継手は、定期的に交換する必要がある。然し、伸縮管継手の取付場所は狭く周囲の作業空間も不足し、作業機械の使用も望めないのが普通である。更に、相手フランジとのボルト孔の芯合せが、フランジが大きくなる程難しくなり、多大なコストを必要とする原因になる。伸縮管継手はフランジを立てて使用するので、大口径の金属フランジ単体では剛性が不足し、自重に継手本体の重さが加わるとて歪みが大きくなりやすく取り付けを難しくする。また、アーチ形の張り出しは正圧に強いが負圧に弱い特徴がある。
【０００７】
大型化の影響は、現場作業に止まらず製造段階にも及ぶ。例えば、口径の大小に関係なく、フランジと継手本体を一体化する作業には、金型の他に治具を必要とするが、フランジが異なると新たに治具を用意する必要が生ずる。また、一体形の伸縮管継手は形の変えようがなく、大型品になると輸送経路も陸上から海上に変更せざるを得ない。これ等の課題は何れもコストの増加要因になる。更に、交換後の廃棄処理でもフランジ切断や弾性体が内蔵する金属強化材の加工が大きな障害になり、こうした加工がフランジの再利用を難しくする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、不必要時にはフランジと継手本体を分離し、必要時には両者を組み立てる構造の分割フランジ付き伸縮管継手として課題を解決した。
【０００９】
本発明は、フランジと継手本体との組合せに於いて、該フランジと該継手本体を一体化することなく、随時任意の部分で両者を着脱する接続構造とし、前記フランジの垂直面を相手フランジとの接続部として、該接続部上端から下端に向け、突起とボルト孔と嵌合用脱器固定部及び自由端を設け、垂直面下端を横方向に延ばして耐圧部を形成し、前記継手本体の構成を、接続部と直線部及び変形部とし、該接続部上端にフランジ片の脱器固定部に対応する脱器固定部を形成し、前記変形部の構成を、両端の接続部から伸びる直線部を環状に突出して、断面アーチ形で内面空洞として形成すると共に、該変形部を補強手段により強化し、しかも、該補強手段が、継手本体の該アーチ形頂部から同側面下方にかけて、一体加工により張り出した顎構造であり、相手フランジと接続の際に梃子機能が作用し、前記フランジ片と前記継手本体との接続部に強い加圧力を付与する構造としたことを特徴とする分割フランジ付き伸縮管継手である。
本発明は、また、フランジと継手本体との組合せに於いて、該フランジと該継手本体を一体化することなく、随時任意の部分で両者を着脱する接続構造とし、前記フランジの垂直面を相手フランジとの接続部として、該接続部上端から下端に向け、突起とボルト孔と嵌合用脱器固定部及び自由端を設け、垂直面下端を横方向に延ばして耐圧部を形成し、前記継手本体の構成を、接続部と直線部及び変形部とし、該接続部上端にフランジ片の脱器固定部に対応する脱器固定部を形成し、前記変形部の構成を、両端の接続部から伸びる直線部を環状に突出して、断面アーチ形で内面空洞として形成すると共に、該変形部を補強手段により強化し、しかも、該補強手段が、該変形部を形成するアーチ形の中央部を、継手本体の軸芯に直交する平面により二分割すると共に、該分割部分の上端外周を上方に延伸して形成したフランジであり、相手フランジと接続の際に梃子機能が作用し、前記フランジ片と前記継手本体との接続部に強い加圧力を付与する構造としたことを特徴とする分割フランジ付き伸縮管継手である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、大口径の伸縮管継手を製造時にフランジと継手本体を一体化することなく、分割したフランジと継手本体を個別に製造し、使用時に組み合わせる構造とした。該構造は、伸縮管継手を個々の部品に分けて製造するため、製造の合理化と取扱性の向上に著しく寄与し、一体化不要により製造設備の負担を軽くした。運搬面でも、分割フランジの採用で継手本体の変形を可とし、輸送面のコスト低減に効果を得た。
【００１１】
フランジは、該フランジの周囲を口径と強度と取扱性を考慮して分割し、該分割サイズに相当するフランジ片を配列して形成する。構造は、相手フランジとの接続部の垂直面に継手本体と嵌合する雌脱器固定部と継手本体の直線部を補強する自由端を横に延ばした耐圧部等で構成する。材質は鋼材を標準とするが、鋳鉄や合成樹脂等でもよく、分割型のため製作が容易で材料使用量も少ない。また、継手本体から独立するので異サイズのフランジにも対応し易い。
【００１２】
継手本体はフランジと嵌合する雄脱器固定部を形成した接合部と直線部及び環状で断面アーチ形の変形部（伸縮・偏心・捩れ・曲げを吸収）からなる。該継手本体はアーチの両外側面に加硫で一体化した顎を形成する補強手段により座屈強度を向上し、負圧に対応する構造とした。材質は、ゴム層と繊維補強層を組合せた多層構造とし、雄脱器固定部に芯体として非金属製ロープを内蔵強化した。継手本体は金属を使用しない。また、顎に代えて継手本体を分割し、フランジ接続とする強化手段でも同様効果が得られる
【００１３】
現場でフランジと継手本体を組み合わせる手順を次に示す。継手本体を配管系の所定位置に挿入した後、継手本体の接続部と直線部にできる窪みにフランジ片を挿入し、該フランジ片と継手本体の雌雄脱器固定部を合わせる。続いて、相手フランジに対して継手本体を挟みながらフランジ片で順次ボルト止めする。その際、フランジ片の均一な配列を助け継手本体を確実に固定する梃子機能を内蔵した。該機能はボルト締めの際に、フランジ外周の環状突起を支点するので、フランジ垂直面下方の自由端に大きな加圧力が働く。また、フランジ管のボルト孔の芯合せも容易に得られる。
【００１４】
本発明による分割フランジ付き伸縮管継手は、従来の伸縮管継手が持ち合わせない優れた特徴を備えることにより様々な効果を発揮した。取扱面では、フランジが分割形で継手本体と分離できるので移動重量を軽して、現場作業と大型品の輸送コストを引き下げた。製造面では材料の使用量を減らして加工の歩留りを向上した。また、継手本体ではフランジの一体化作業がないため、金型の僅かな修正で多サイズへの対応が可能になり、従来形で必要とした治具等も不要になり、生産コストを低下した。
【００１５】
廃棄処理面も、分割フランジを使用することで、時間を必要とするフランジの切断がなくなり、再利用も可能になる利点がある。また、継手本体も金属を含まないので切断し易く、処理コストが少なくて済む。現存する伸縮管継手は設置場所で劣化等により機能を喪失しても交換できない場合も多いが、本発明の伸縮管継手では、何ら交換に心配する事態は起こらない。また、相手の配管断面が円・楕円・方形の何れでも、該断面に合わせた分割フランジ付き伸縮管継手を供給することができる。
【００１６】
【作用】
本発明の分割フランジ付き伸縮管継手は、フランジ片と継手本体の双方に形成した雌雄の脱器固定部でフランジ片の位置決めを容易にした。フランジ片下端の耐圧部で継手本体の直線部を補強し、継手本体の変形部の顎またはフランジで負圧力に対応する。また、フランジ片とボルトの間に構成した梃子機能で相手フランジとの間に挟まれた継手本体の接続部に強い締め付け力が働く。
【００１７】
【実施例１】
図１は、伸縮管継手の正面図である。図２は、伸縮管継手の左側面を断面とした側面図である。図３に、図２の伸縮管継手の接続部の断面を一部拡大して示した。図４は、伸縮管継手の構成を示す斜視図である。図１に示すように、伸縮管継手１は鋼製のフランジ２と弾性体の継手本体１１からなり、フランジは周囲を均等に分割した２４個のフランジ片３を配列して構成する。この分割数とボルト数は口径・強度・取扱性等を考慮して決まる数値で固定ではない。
【００１８】
図２に示すように、伸縮管継手１は継手本体１１の両端内面にフランジ２を備えるが、継手本体とフランジは一体化しない。非一体化から得られる利点は、製造面では、個別製作による材料の使用量と加工量の大幅減、一体化用の治具が不用になる他に金型の種類が少なくてすむ。弾性体の継手本体も曲げて容積を減らすことができ、フランジの細分化とで、保管面積が減り運搬に好影響を与える。勿論、現場組立もサイズの縮小や軽量化で作業が進め易い。
【００１９】
図３に示すように、フランジ片３は断面がＬ字を呈する。該Ｌ字は、外向き垂直面を接続面４として上方に突起５とボルト孔６と継手本体１１の雄脱器固定部１５と嵌合する断面半円状の雌脱器固定部７及び下方に自由端８を配置する。自由端を水平方向に延伸して直線部１３を保護する耐圧部９として使用する。フランジ片はＬ字の水平部先端を継手本体に先ず差込み、次いでＬ字垂直部上端を継手に向けて回転するように動かして取り付け、外すときは逆手順による。半円形状の雌雄脱器固定部の嵌合部分は継手本体にフランジ片を嵌め易いが抜け難く、漏れ防止に必要な接触面積も増加する。
【００２０】
継手本体１１は接続部１２と直線部１３と変形部１４で構成した。継手本体はゴムと強化繊維を組み合わせた多層構造とし、フランジ片３との接続部に雄脱器固定部７を設けてフランジとの接触面積を増加した。雄脱器固定部にロープ１６を環状に内蔵して加圧力を向上した。該ロープ材質はゴム・麻・樹脂から選択した。変形部のアーチの両側面は負圧に弱く座屈が起き易いので、両側面にて加硫処理により一体化したブロックによる顎１７を追加した。該顎形状は変形動作に支障を与えず耐正負圧力を高める他に、フランジの抜け止めに役立つ。
【００２１】
図４は、フランジ片３と継手本体１１との関係を示し、一組のフランジ片を外した状態の斜視図である。該状態は相手管フランジ（図示せず）と向いあった組立の最終段階に相当し、組立前はフランジ片と継手本体は分離した状態にある。所要位置に伸縮管継手１を取り付けるには、継手本体を配管の隙間に適宜な手段で挿入して保持する。挿入後、継手本体にフランジ片３を差し込みボルト１０で相手フランジに仮止めしてフランジを完成し、継手本体が変形しないように、全体のバランスを採りながらボルトを締めて固定する。
【００２２】
ボルト１０を締めると梃子機能が作用して、フランジ片３の接続部４の上端に設けた突起５が支点となり、垂直面下方の自由端７に強い加圧力が働く。フランジは分割されているので作業が進め易い。本発明による伸縮管継手がもたらす効果は口径が増す程大きい。実施例は、材料使用量を従来形式に比べて５０％以下とすることができた。材料使用量の減少は加工量の減少にもつながり、材料調達から製品の引き渡しにかけて費やされる仕事量の軽減に大きく寄与した。
【００２３】
【実施例２】
フランジ片３Ａを使用して形成したフランジ２Ａと継手本体１１Ａが一体化されていない構造は実施例１と同じで、該構造から得られる効果についても変わらない。従って、同じ構造に付いての詳細な説明は実施例１によるものとし、本項以降では異なる構造について詳細に補足説明する。図５は、伸縮管継手の正面図である。図６は、伸縮管継手の左側面を断面とした側面図で、図のボルトとナットは二組のみ示して残りは省略した。図７に、図６の伸縮管継手の接続部分の断面を一部拡大して示した。図８は、伸縮管継手の構成を示す斜視図である。
【００２４】
図５に示すように、伸縮管継手１Ａは鋼製のフランジ片３Ａで構成したフランジ２Ａと弾性体の継手本体１１Ａとからなる。然し、図６のフランジ片と継手本体は一体化しない。図７に示すように、フランジ片３Ａは断面がＬ字を呈する。該Ｌ字は、垂直面を接続面４Ａとして突起５Ａとボルト孔６Ａと継手本体１１Ａの雄脱器固定部１５Ａと嵌合する断面半円状の雌脱器固定部７Ａ及び自由端８Ａを配置する。更に、自由端を水平方向に延伸して継手本体の直線部１２Ａを保護する耐圧部９Ａを構成する。フランジ片を継手本体に組みつける手順とフランジ外周端の突起５Ａから得られる効果も実施例１と同じである。
【００２５】
継手本体１１Ａも接続部１２Ａと直線部１３Ａと変形部１４Ａで構成する。然し、変形部はアーチ中央で軸芯に直交する平面で分割し、アーチ上端を上方に延伸したフランジ１８Ａをボルト１９Ａで接続する構造が実施例１と異なる。継手本体は弾性体で材質と多層構造の構成は実施例１略同じである。フランジ片３Ａとの接続部に設けた雄脱器固定部１５Ａの断面形状を円形とする。従って、相手フランジにも同形の雌脱器固定部を必要とする。該形状はボルト１０Ａで接続する際に、フランジ間の密着度と接触面積を増す効果がある。
【００２６】
断面円形の雄脱器固定部１５Ａに実施例１と同様にロープを環状に内蔵して加圧力の向上を図ることもある。変形部のアーチ上方のフランジ１７Ａは耐負圧能力を向上する。図８は、フランジ片３Ａと継手本体１１Ａとの関係を示し、一組のフランジ片を外した状態の斜視図である。該状態は相手フランジ（図示せず）と向いあう組立の最終段階に相当するが、組立前ではフランジ片と継手本体は分離した状態にある。所要位置への取り付けは、継手本体にフランジ片を接続して一体とすることから始まる。以後の手順は実施例１と同じである。
【００２７】
【効果】
本発明の分割フランジ付き伸縮管継手により下記の効果を得た。
▲１▼フランジと継手本体は製造後に一体化する必要がなく、フランジも分割するので、材料使用量と加工量が大幅に減り、金型や治具等の設備費用も減った。
▲２▼分割フランジは軽く小さい上に、フランジなしの継手本体は変形させ易く、取扱性が著しく向上した。その結果、現場での取り付けや取り外しに関わる諸作業が容易になり、輸送の選択選択肢も増加した。
▲３▼フランジと継手本体の接続部に嵌合用の雌雄脱器固定部を設けたので、フランジ片の取り付けが容易になった。
▲４▼フランジの先端沿いに突起を付け、ボルト締めの際に梃子機能が働く構造としたので、強い締め込みができた。
▲５▼継手本体の変形部に顎または接続フランジを設け、座屈強度が向上して負圧にも対応できるようにした。
▲６▼継手本体の分割型は一層軽く小さくなり製造と組立及び移動を容易にした。▲７▼サイズの異なるフランジに対応し易くなった。
▲８▼分割フランジと金属を使用しない継手本体の使用により、用済み後の廃棄処理が容易になる他に、分割フランジの再利用が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の伸縮管継手の正面図である。
【図２】伸縮管継手の左側を断面で示した側面図である。
【図３】図２の伸縮管継手の接続部を一部拡大した断面図である。
【図４】伸縮管継手の構成を示す斜視図である。
【図５】実施例２の伸縮管継手の正面図である。
【図６】図２は、伸縮管継手の左側を断面で示した側面図である。
【図７】伸縮管継手の接続部分を一部拡大した断面図である。
【図８】伸縮管継手の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１Ａ伸縮管継手
２，２Ａフランジ
３，３Ａフランジ片
４，４Ａ接続部（フランジ）
５，５Ａ突起
６，６Ａボルト孔
７，７Ａ雌脱器固定部
８，８Ａ自由端
９，９Ａ耐圧部
１０，１０Ａ，１９Ａボルト
１１，１１Ａ継手本体
１２，１２Ａ接続部（継手本体）
１３，１３Ａ直線部
１４，１４Ａ変形部
１５，１５Ａ雄脱器固定部
１６ロープ
１７顎
１８Ａフランジ

Claims

フランジ（２）と継手本体（１１）との組合せに於いて、該フランジ（２）と該継手本体（１１）を一体化することなく、随時任意の部分で両者を着脱する接続構造とし、
前記フランジ（２）の垂直面を相手フランジとの接続部（４）として、該接続部（４）上端から下端に向け、突起（５）とボルト孔（６）と嵌合用脱器固定部（７）及び自由端（８）を設け、
垂直面下端を横方向に延ばして耐圧部（９）を形成し、
前記継手本体（１１）の構成を、接続部（１２）と直線部（１３）及び変形部（１４）とし、該接続部（１２）上端にフランジ片（３）の脱器固定部（７）に対応する脱器固定部（１５）を形成し、
前記変形部（１４）の構成を、両端の接続部（１２）から伸びる直線部（１３）を環状に突出して、断面アーチ形で内面空洞として形成すると共に、該変形部（１４）を補強手段（１７）により強化し、しかも、該補強手段が、継手本体（１１）の該アーチ形頂部から同側面下方にかけて、一体加工により張り出した顎（１７）構造であり、
相手フランジと接続の際に梃子機能が作用し、前記フランジ片（３）と前記継手本体（１１）との該接続部（４）に強い加圧力を付与する構造とした
ことを特徴とする分割フランジ付き伸縮管継手。
前記フランジ片（３）の前記接続部（４）と前記継手本体（１１）の前記接続部（１２）に設けた前記脱器固定部（７，１５）の形状が、前者を半円形の窪みとして、後者が一面を半円状に突出せしめ他面を平面としたことを特徴とする請求項１に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。
フランジ（２Ａ）と継手本体（１１Ａ）との組合せに於いて、該フランジ（２Ａ）と該継手本体（１１Ａ）を一体化することなく、随時任意の部分で両者を着脱する接続構造とし、
前記フランジ（２Ａ）の垂直面を相手フランジとの接続部（４Ａ）として、該接続部（４Ａ）上端から下端に向け、突起（５Ａ）とボルト孔（６Ａ）と嵌合用脱器固定部（７Ａ）及び自由端（８Ａ）を設け、
垂直面下端を横方向に延ばして耐圧部（９Ａ）を形成し、
前記継手本体（１１Ａ）の構成を、接続部（１２Ａ）と直線部（１３Ａ）及び変形部（１４Ａ）とし、該接続部（１２Ａ）上端にフランジ片（３Ａ）の脱器固定部（７Ａ）に対応する脱器固定部（１５Ａ）を形成し、
前記変形部（１４Ａ）の構成を、両端の接続部（１２Ａ）から伸びる直線部（１３Ａ）を環状に突出して、断面アーチ形で内面空洞として形成すると共に、該変形部（１４Ａ）を補強手段（１７Ａ）により強化し、しかも、該補強手段が、該変形部を形成するアーチ形の中央部を、継手本体（１１Ａ）の軸芯に直交する平面により二分割すると共に、該分割部分の上端外周を上方に延伸して形成したフランジ（１８Ａ）であり、
相手フランジと接続の際に梃子機能が作用し、前記フランジ片（３Ａ）と前記継手本体（１１Ａ）との該接続部（４Ａ）に強い加圧力を付与する構造とした
ことを特徴とする分割フランジ付き伸縮管継手。
前記フランジ片（３Ａ）の前記接続部（４Ａ）と前記継手本体（１１Ａ）の前記接続部（１２Ａ）に設けた前記脱器固定部（７Ａ，１５Ａ）の形状が、前者を半円形の窪みとし、後者が半円状に突出せしめたものであることを特徴とする請求項３に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。
前記フランジ（２，２Ａ）と前記継手本体（１１，１１Ａ）を一体化することなく、随時任意の部分で両者を着脱する接続構造が、該フランジ（２，２Ａ）を所要数に分割したサイズに相当する該フランジ片（３，３Ａ）で構成し、該フランジ片（３，３Ａ）と該継手本体（１１，１１Ａ）の双方に設けた前記脱器固定部（７，７Ａ，１５，１５Ａ）を組合せることにより、該継手本体（１１，１１Ａ）に対する該フランジ片（３，３Ａ）の着脱を自在としたことを特徴とする請求項１又は３に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。
相手フランジとの接続の際に作用する梃子機能が、前記フランジ片（３，３Ａ）に設けた前記ボルト孔（６，６Ａ）に対して、前記フランジ片（３，３Ａ）上端の前記突起（５，５Ａ）と下端に前記自由端（８，８Ａ）を配した位置関係に於いて、該突起（５，５Ａ）を支点として位置づけ、ボルトを締める力が該自由端（８，８Ａ）への加圧力を増加する構造としたことを特徴とする請求項１又は３に記載の分割フランジ付き伸縮管継手。