JP7075637B2 - フランジ継手部の漏出防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体管のフランジ継手部における流体の漏出を防止するための装置に関する。

流体管のフランジ継手部では、地震などの外力や老朽化の影響により、フランジ同士の隙間から流体が漏出することがある。本出願人による特許文献１，２では、このような流体の漏出を未然に防止するため、あるいは既に発生している流体の漏出を防ぎ止めるための手法として、図７のような装置が提案されている。この装置１０１は、フランジ継手部の外周に巻き付けられるパッキン１０３と、そのパッキン１０３を介して装着される環状の固定金具１０４とを備える。図１，２は、この装置の正面図及び側面図としても参照できる。

固定金具１０４は、周方向の複数箇所に分割部を有し、その各々にボルトとナットで構成された締結具が取り付けられている。締結具を締め付けると、固定金具１０４が縮径してパッキン１０３がフランジ継手部１０に押し当てられる。パッキン１０３は、内周側に向かって突出する三つの突起を備えており、そのうち中央に位置する突起１３２がフランジ同士の隙間を閉塞し、その両側に位置する突起１３３，１３４がフランジ１１１，１１２の外周面に密着する。

ところで、この装置１０１では、固定金具１０４を縮径させたときに突起１３３，１３４が外側へ逃げるように変形し、フランジ１１１，１１２の外周面に対する密着性が弱まって、流体の漏出を防止する効果が低下することがあった。特に分割部では、図５において破線で示すように、そのようなパッキンの外側への変形が顕著であった。また、この場合において、突起１３３，１３４の密着性を高めようとすると、締結具を一層強く締め付けなければならず、作業時のトルクが増大するために作業性の悪化を招来する。

意匠登録第１３０５８２５号公報 特開２０１３－２０４６３６号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、固定金具の縮径に伴うパッキンの外側への変形を抑えて、漏出防止効果の低下や作業性の悪化を防ぐことができるフランジ継手部の漏出防止装置を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係るフランジ継手部の漏出防止装置は、流体管のフランジ継手部の外周に配置されるパッキンと、前記パッキンを介して前記フランジ継手部の外周側に装着される環状の固定金具とを備えるフランジ継手部の漏出防止装置において、前記パッキンは、周方向に延びるベルト状の本体と、前記本体から内周側に向かって突出する複数の突起とを備え、その複数の突起が、フランジ同士の隙間を閉塞するセンター突起と、前記センター突起の両側に形成されてフランジの外周面に密着するサイド突起とを含み、前記センター突起の突出量が前記サイド突起の突出量よりも大きいものである。かかる構成によれば、センター突起によって隙間を閉塞しやすくなるとともに、サイド突起をフランジの外周面に密着させるためのトルクを小さくできるので、固定金具の縮径に伴うパッキンの外側への変形が抑えられ、その結果、漏出防止効果の低下や作業性の悪化を防ぐことができる。

前記センター突起及び前記サイド突起が、それぞれ半円形の断面形状を有することが好ましい。かかる構成によれば、湾曲した突起の先端に力が集中して作用するため、作業時のトルクを増大させることなく、センター突起によりフランジ同士の隙間を適切に閉塞しつつ、フランジの外周面にサイド突起を強く密着させることができる。また、前記センター突起及び前記サイド突起の断面形状における半円形の中心が、前記パッキンの厚みの中央よりも内周側に位置することで、パッキンの外側への変形をより有効に抑制できる。

前記突出部の内周面が、前記パッキンの中央に向かって内周側に傾斜するものが好ましい。かかる構成によれば、サイド突起が外側に逃げるように変形し難くなるので、パッキンの外側への変形をより効果的に抑制できる。

前記固定金具が周方向の複数箇所に分割部を有し、前記固定金具を構成する複数の分割片が、前記分割部に取り付けられた締結具によって連結され、前記分割部で互いに突き合わせられる前記分割片の端部のうち、一方には前記パッキンの中央を通るセンター歯が設けられ、他方には前記センター歯の両側に配置されるサイド歯が設けられ、前記センター歯と前記サイド歯とが互いに嵌合する相補形状をなし、前記サイド突起の中央が前記サイド歯の中央よりも内側に配置されているものが好ましい。かかる構成によれば、サイド突起に対してサイド歯が外側寄りに位置することから、サイド突起が外側に逃げるように変形し難くなり、パッキンの外側への変形をより効果的に抑制できる。

前記本体の外周にスリットが形成されているものが好ましい。スリットの形成によってパッキンの断面積が減少するため、パッキンの外側への変形を低減することができる。

フランジ継手部に取り付けた漏出防止装置の正面図 図１の漏出防止装置の側面図 図１のＡ－Ａ断面図 パッキンの断面図 分割部を拡大して示す側面図 漏出防止装置の他の実施形態を示す断面図 従来の漏出防止装置を示す断面図

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１，２は、流体管である水道管Ｐ１，Ｐ２が互いにフランジ接合されたフランジ継手部１０を示している。フランジ継手部１０では、水道管Ｐ１，Ｐ２の端部に形成された一対のフランジ１１，１２が固着具２０によって締結される。固着具２０は、周方向の複数箇所（本実施形態では四箇所）に取り付けられている。図３に示すように、一対のフランジ１１，１２の間には環状のガスケット１３を介在させているが、これに限られるものではない。また、フランジ１１，１２の間には、外周側（径方向外側）へ向けて開口した隙間１４が形成されている。

固着具２０は、フランジ１１，１２のボルト穴に挿通されたボルト２１と、そのボルト２１に螺合されるナット２２，２３とを備え、その一対のナット２２，２３によりフランジ１１，１２を挟持している。ボルト２１は両ねじボルトで構成され、ナット２３は袋ナット（キャップナット）で構成されている。更に、固着具２０は、ナット２３とフランジ１１との間を密封するシール材２４と、シール材２４よりも硬質な素材（例えば、金属）で形成されたフレーム２５と、ナット２２とフランジ１２との間を密封するシール材２６とを備える。シール材２４には、ボルト孔に入り込むヒレ部が形成されている。

このような水道管のフランジ継手部１０では、地震などの外力や老朽化の影響によってフランジ同士が離間した場合に、その隙間１４から漏水することがある。そこで、漏水を未然に防止するため、あるいは既に発生している漏水を防ぎ止めるために、漏出防止装置１が取り付けられている。尚、フランジ同士が離間した場合は、フランジ１１，１２のボルト孔からの漏水も懸念されるが、本実施形態においては、シール材２４，２６を備えた固着具２０によって、そのようなボルト孔からの漏水を防ぎ止めることができる。

漏出防止装置１は、フランジ継手部１０の外周に巻き付けられるパッキン３と、そのパッキン３を介してフランジ継手部１０の外周側に装着される環状の固定金具４とを備える。パッキン３は、周方向に延びるベルト状の本体３１と、本体３１から内周側（径方向内側）に向かって突出する複数（本実施形態では三つ）の突起とを備える。その複数の突起は、フランジ同士の隙間１４を閉塞するセンター突起３２と、センター突起３２の両側に形成されてフランジ１１，１２の外周面に密着するサイド突起３３，３４とを含み、各々が周方向に連続して延びている。パッキン３は、ゴムなどの弾性材により形成される。図面上の区別を容易にするため、図１，２，５ではパッキン３を着色して描いている。

固定金具４は、周方向の複数箇所（本実施形態では二箇所）に分割部４１を有し、その固定金具４を構成する複数（本実施形態では二つ）の分割片４Ａ，４Ｂが、分割部４１に取り付けられた締結具４２によって連結されている。締結具４２を締め付けることにより固定金具４が縮径し、パッキン３がフランジ継手部１０に押し当てられる。締結具４２はボルトとナットで構成され、そのボルトは、周方向における分割片４Ａ，４Ｂの端部から図１の左右方向に張り出した延設部４３に挿通されている。

この漏出防止装置１では、パッキン３の本体３１の幅方向両端に、サイド突起３３，３４よりも外側に突き出た突出部３５が設けられている。このような突出部３５が本体３１に設けられていることで、分割部４１においても、固定金具４を縮径させたときにサイド突起３３，３４が外側へ逃げることなく、フランジ１１，１２の外周面と固定金具４の内周面との間で挟圧されたパッキン３の外側への変形が抑えられ、その結果、漏出防止効果の低下や作業性の悪化を防ぐことができる。

本実施形態では、図３のように、接合されたフランジ１１，１２の幅Ｗ１よりもパッキン３の幅Ｗ２（図４参照）の方が大きく、その外側にはみ出した部分が突出部３５で形成されている。また、固定金具４には、内周側に突出した一対の内フランジ４４が設けられており、それらは本体３１を挟むように突出部３５の幅方向両端に配置されている。突出部３５は、微小な隙間を設けて内フランジ４４と対向しており、固定金具４の縮径に伴って本体３１が外側に膨らんだ場合でもその変形量は僅かである。

パッキン３が備える突起は、先端が凸状に湾曲した断面形状を有することが好ましく、例えば台形の上面を凸状に湾曲させた形状が考えられる。本実施形態では、突起３２～３４が半円形の断面形状を有し、これによれば湾曲した突起の先端に力が集中して作用するため、作業時のトルクを増大させずに、センター突起３２によりフランジ同士の隙間を適切に閉塞しつつ、フランジ１１，１２の外周面にサイド突起３３，３４を強く密着させることができる。センター突起３２の湾曲した先端は隙間１４の開口に面し、その先端の両側が隙間１４の開口を塞ぐようにフランジ１１，１２のエッジに当接する。サイド突起３３，３４の湾曲した先端は、それぞれフランジ１１，１２の外周面に当接する。

図４のように、このパッキン３では、センター突起３２及びサイド突起３３，３４の断面形状における半円形の中心Ｃ３２～Ｃ３４が、それぞれパッキン３の厚みＴの中央よりも内周側に位置する。これにより、パッキン３の外側への変形を有効に抑制できる。センター突起３２では、サイド突起３３，３４よりも半円形の曲率半径が大きく、その突出量が相対的に大きい。そのため、センター突起３２によって隙間１４を閉塞しやすくなるとともに、サイド突起３３，３４をフランジ１１，１２の外周面に密着させるためのトルクを小さくできる。センター突起３２とサイド突起３３，３４との間には平坦部３７が形成されているので、パッキン３が強く挟圧されたときでも、隣接する突起同士が干渉することが抑制され、フランジ１１，１２の外周面に各突起を適切に密着させることができる。

また、このパッキン３では、突出部３５の内周面が、幅方向におけるパッキン３の中央に向かって内周側に傾斜している。かかる構成によれば、締結具４２を締め付けて固定金具４を縮径させたときに、サイド突起３３，３４が外側に逃げるように変形し難くなり、パッキン３の外側への変形をより効果的に抑制できる。また、突出部３５の厚みは、パッキン３の厚みＴの半分（即ち、Ｔ／２）よりも大きく、このことはパッキン３の外側への変形を抑制するうえで有利である。

図５は、分割部４１を拡大して示しており、図２の破線部に相当する。本実施形態では、分割部４１で互いに突き合わせられる分割片４Ａ，４Ｂの端部のうち、一方にはパッキン３の中央を通るセンター歯５１が設けられ、他方にはセンター歯５１の両側に配置されるサイド歯５２，５３が設けられ、そのセンター歯５１とサイド歯５２，５３とが互いに嵌合する相補形状をなしている。これらの嵌合の具合（噛み合いの程度）は、フランジ１１，１２の径寸法や締結具４２の締め付けに応じて変化する。

サイド突起３３，３４の中央ＣＬ３３，３４は、それぞれサイド歯５２，５３の中央ＣＬ５２，５３よりも内側に配置されている。かかる構成によれば、サイド突起３３，３４に対してサイド歯５２，５３が外側寄りに位置することから、固定金具４を縮径させたときにサイド突起３３，３４が外側に逃げるように変形し難くなり、パッキン３の外側への変形をより効果的に抑制できる。センター突起３２の中央ＣＬ３２はセンター歯５１の中央ＣＬ５１と一致しているが、これらは多少ずれていても構わない。

図６の例では、パッキン３の本体３１の外周にスリット３６が形成されている。このようなスリット３６によりパッキン３の断面積を減少させることによっても、パッキン３の外側への変形を低減できる。スリット３６は、パッキン３の幅方向において突起３２を避けた位置に形成されているため、突起３２の形成箇所におけるパッキン３の厚みが確保され、隙間１４を封止する機能に支障を来たさない。スリット３６は、周方向に連続して延びることが好ましい。また、スリット３６はパッキン３の厚み方向に延びているが、これに限られるものではない。

本実施形態では流体管として水道管を例に挙げたが、これに限られるものではなく、水以外の各種の液体、気体などの流体に用いる流体管に適用できる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

１ 漏出防止装置
３ パッキン
４ 固定金具
４Ａ 分割片
４Ｂ 分割片
１０ フランジ継手部
１１ フランジ
１２ フランジ
１４ 隙間
３１ 本体
３２ センター突起
３３ サイド突起
３４ サイド突起
３５ 突出部
３６ スリット
４１ 分割部
４２ 締結具
５１ センター歯
５２ サイド歯
５３ サイド歯
Ｐ１ 水道管（流体管の一例）
Ｐ２ 水道管（流体管の一例）

Claims (3)

1. 流体管のフランジ継手部の外周に配置されるパッキンと、前記パッキンを介して前記フランジ継手部の外周側に装着される環状の固定金具とを備えるフランジ継手部の漏出防止装置において、
   前記パッキンは、周方向に延びるベルト状の本体と、前記本体から内周側に向かって突出する複数の突起とを備え、その複数の突起が、フランジ同士の隙間を閉塞するセンター突起と、前記センター突起の両側に形成されてフランジの外周面に密着するサイド突起とを含み、前記本体と前記センター突起と前記サイド突起は同一部材に形成され、
   前記センター突起及び前記サイド突起が、それぞれ半円形の断面形状を有し、
   前記センター突起の突出量が前記サイド突起の突出量よりも大きく、
   前記センター突起と前記サイド突起との間には、断面において管軸方向に平行な平坦面が形成されており、前記センター突起の半円形と前記平坦面が接続され、前記サイド突起と前記平坦面とが接続されており、
   前記センター突起の中心および前記サイド突起の中心は、前記平坦面の管軸方向に沿った延長線上に位置しており、
   前記本体の幅方向両端に、前記サイド突起よりも外側に突き出た突出部が設けられていて、前記突出部の厚みが前記パッキンの厚みの半分よりも大きい、フランジ継手部の漏出防止装置。
2. 前記パッキンの幅方向両端から前記パッキンの中央に向かって、前記パッキンの内周面が内周側に傾斜している、請求項１に記載のフランジ継手部の漏出防止装置。
3. 前記パッキンの幅は、接合された状態の前記フランジの幅よりも大きく、
   前記サイド突起の先端同士の距離は、前記フランジの幅よりも小さく、
   前記突起部は、それぞれ、前記フランジの幅よりも前記パッキンの幅方向外側にはみ出している、請求項１又は２に記載のフランジ継手部の漏出防止装置。

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