JPH06241363A - フランジ継手組とその結合方法 - Google Patents

フランジ継手組とその結合方法

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JPH06241363A
JPH06241363A JP5045863A JP4586393A JPH06241363A JP H06241363 A JPH06241363 A JP H06241363A JP 5045863 A JP5045863 A JP 5045863A JP 4586393 A JP4586393 A JP 4586393A JP H06241363 A JPH06241363 A JP H06241363A
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flange
pipe
flange joint
flanges
end portion
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Toshiomi Hayashi
俊臣 林
Teruo Egami
照夫 江上
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 狭くて入り組んだ場所に設置されるスタブエ
ンド又は管端部の配管作業が容易に行えるようにしたフ
ランジ継手組の手段を提供する。 【構成】 フランジ面１１に向かってフレア形に開き先
端が内側に折り返されて曲げ返し部を形成しているひだ
Ｆとこのひだを取り囲むフランジ面からの円環状の切り
目Ｋとを備え両フランジ面が対向するように配置された
一対の管フランジ１０，１０と、スタブエンド部又は管
端部２０が小さいテーパ角度αの内円すい形に広げられ
たテーパー穴部２１を備えその先端部が前記各管フラン
ジのひだの中に挟持されてかしめ結合されている一対の
フランジ継手１６、１６とからなり両スタブエンド部又
は管端部の間に嵌入され前記のテーパ穴部と実質的に等
しいテーパ角度α’の外周面を備えその中央部が最大外
径Ｄ1，両端が最小外径Ｄ2に形成された短管３０ならび
に前記両管フランジを結合する締め付けるボルト４０お
よびナット４１とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、狭くて入り組んだ場所
に設置される管の配管作業が容易に行えるようにしたフ
ランジ継手組とその結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来公知のフランジ継手組とし
ては、図１及び図２に示すように、予め一方の管７０の
端部７１を鋼製溶接式フランジ７２の差込み孔７３に貫
通させて管７０の外面とフランジ７２の交わる部分を溶
接７４接合して一方のフランジ継手を製造し、他方の管
７５を上記フランジ７２と係合する他方の鋼製溶接式フ
ランジ７６の差込み孔７７に挿入してその先端７８を差
込み孔７７に溶接７９するとともに管７５の外面とフラ
ンジ７６の交わる部分を溶接８０することによってフラ
ンジ７６に両側から溶接接合して他方のフランジ継手を
製造して置き、一方の管７０のフランジ７６から突出し
た外側にガスケット８１を装着して、前記のフランジ７
６から突出した前記管７０をその外径Ｄ7に対してすき
まばめとなる内径Ｄ8を有する他方の管７５に挿入し、
対向するフランジ７２とフランジ７６のボルト穴を一致
させたのち、図示されていない複数のボルトにより両フ
ランジ７２，７６を引き寄せることによって両フランジ
７２、７６間における前記ガスケットを締め付け、上記
の両フランジ継手を結合させる差込み溶接式のフランジ
継手組が知られている。
【０００３】また、図３及び図４に示すように、予め一
方の管８２の端部８３を板金プレス製フランジ８４の差
込み孔８５に貫通させて管８２の外面とフランジ８４の
交わる部分を溶接８６接合して一方のフランジ継手を製
造し、他方の管８７を他方の板金プレス製フランジ８８
の差込み孔８９に挿入して管８７の外面とフランジ８８
の交わる部分を溶接９０接合したり、管８７の先端を差
込み孔８９の内面９２に溶接９１し、フランジ８８に両
側から溶接接合することによって他方のフランジ継手を
製造して置き、両フランジ８４、８８間に図１，図２に
示した例と同様にガスケット８１を装着して、両フラン
ジ８４、８８を相互に締め付けることによって、上記の
両フランジ継手を結合させる差込み溶接式のフランジ継
手組も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような差込み溶
接式のフランジ継手組は、いずれも一方に管の端部がフ
ランジ面から突き出しており、管の外径Ｄ7は他方の管
の内径Ｄ8に対してすきまばめとなる寸法に作られてい
る。このため、狭い入り組んだ場所においてフランジ継
手組を組み付ける場合には、フランジ面から突き出した
一方の管の外側におけるフランジに近い部分にガスケッ
トを装着して置き、一方の管の突き出した端部を他方の
フランジに溶接接合された他方の管の開口に差し込め
ば、両管端部の中心が一致し、一方の管を軸の周りに回
動させて鋼製溶接式フランジあるいは板金プレス製フラ
ンジのボルト穴を一致させるのみで簡単にフランジ継手
組を組み付けることが出来る。しかし、この種の各フラ
ンジ継手は消耗電極式溶接法を利用して製造するもので
あるため、加熱による材料の歪が大きく、溶接条件が適
切でないと溶接部に欠陥を生じ易い。また管がフランジ
から突出した一方のフランジ継手や薄肉の板金プレス製
フランジを用いたフランジ継手では、フランジの両側か
ら溶接することは困難であるため充分な結合強さが得ら
れない。さらに溶接結合方式では、フランジ継手の溶接
時に発生するガスやヒューム等で作業環境を汚染する上
に、管及び接続用管フランジへの熱影響などを考慮した
溶接条件の選定が必要であるため、この種フランジ継手
の製造には特殊な技能を要する。しかも溶接作業そのも
のが煩雑であった。更に狭い場所でのガスケット８１の
装着に手間が掛っていた。また、ガスケットを省いた流
体密な管継手も、ロケットその他の特殊な分野で用いる
ものが提案されているが、低圧配管用のフランジ継手で
はないため嵌脱することができぬものや、構造の複雑な
ものが多い。さらに長期使用中の緩みに対する再締付け
の手段は設けられていない。
【０００５】また、管フランジと金属管とをかしめ結合
することが、平成４年８月３０日付けで本出願人が特許
出願した特願平４−２７３３４６号発明「フランジ継
手、管フランジおよび管と管フランジとの結合方法」と
して既に提案されている。さらに本出願人は、その改良
発明である特願平４−３５３３４４号の「フランジ継手
とその製造方法」を、平成４年１２月１０日付けで特許
出願している。この発明は、図５の右半分に示す如く中
央の貫通孔４１の内周側に同心円状に配置された２つの
短い円環状壁面４２，４３と、これらを結んで幅狭の円
環状溝４４を形成する内側の曲げ返し部４５と、この内
側の曲げ返し部４５の外周に反対方向に折り返され幅広
の円環状溝４６を形成する外側の曲げ返し部４７と、こ
の外側の曲げ返し部４７からフランジ面４８まで延びる
軸に沿う方向の短い壁面４９とが同心円状に配置されて
いる管フランジ１０を設けると共に、上記幅狭の円環状
溝４４内に、その先端部を内径Ｄ8が接続用短管３０の
外径Ｄ7に対してすきまばめできる大きさに所定長さだ
け拡管した金属管２０の管端を嵌入し、次いで図５の左
半分に示す如く、図示されていない１組のダイとパンチ
を利用して円環状壁面４２，４３をフレア状に拡径する
ことによって、ひだＦを形成し、前記金属管２０の管端
が上記２つの壁面４２，４３に挟持されて円環状溝４６
を潰す切り目Ｋと変化する如く変形して管フランジ１０
と金属管２０が管端かしめ接合され、第１及び第２のフ
ランジ継手１６，１６が形成される。
【０００６】これら２つのフランジ継手１６，１６のう
ち一方のフランジ継手１６に図６に示す如く、接続用短
管３０の基部３６を挿入して外側からだぼ３５，３５を
施して固定し、その先端部３８を管フランジ２０の接続
端面から所定長さＹだけ突出させる。 このようにして
図７の右側に示したように、「それぞれフランジ面１
１，１１に向かってフレア形に開き先端部１２’，１
２’が内側に折り返されて内側の曲げ返し部１３，１３
を形成しているひだＦ，ＦとこのひだＦ，Ｆを取り囲む
フランジ面１１，１１からの円環状の切り目Ｋ，Ｋとを
備え、両フランジ面１１，１１が対向するように配置さ
れた一対の管フランジ１０，１０と、スタブエンド部又
は管端部２０，２０の先端部２０’，２０’が、それぞ
れ前記各フランジの１０，１０のひだＦ，Ｆの中に挟持
されてかしめ結合されている一対のフランジ継手１６，
１６と、両フランジ継手１６，１６間にはめ込まれた接
続用短管３０、対向する管フランジ１０，１０の間で接
続用短管３０の外側に装着されたガスケット８１及び複
数個の締め付けボルト４０，４０…およびナット４１，
４１…からなるフランジ継手」によって構成される。
【０００７】また、図７の左側に示すように、「上記両
フランジ継手１６，１６を互いに突合せて接合する際
に、一方のフランジ継手１６のフランジ面１１から所定
の長さＹだけ突出した前記接続用短管３０にガスケット
８１をはめた後、この短管３０の先端部３８を他方のフ
ランジ継手１６における金属管２０の内径Ｄ8に拡管さ
れた部分に挿入し、両管フランジ１０，１０の各ボルト
穴１５，１５に貫入した複数個の締め付けボルト４０，
４０…およびナット４１，４１…によって、上記両フラ
ンジ継手１６，１６を気密に結合するフランジ継手組の
結合方法」もこの発明の主要部である。
【０００８】また、図８の右半分に示す如く、管フラン
ジ１０は、厚板よりなり中央の管通孔４１の内周側に同
心円状に配置された２つの短い円環状壁面４２，４３
と、これらを結んで幅狭の円環状溝４４を形成する内側
の曲げ返し部４５と、この内側の曲げ返し部４５の外周
に反対方向に折り返され幅広の円環状溝４６を形成する
外側の曲げ返し部４７と、この外側の曲げ返し部４７か
らフランジの接続端面４８まで延びる軸に沿う方向の短
い壁面４９とが同心円状に配置されている。そして金属
管２０の管端が、上記円環状溝４４内に嵌入され２つの
壁面４２，４２に挟持され、次いで図８の左半分に示す
如く、円環状溝４６を潰す如く円環状壁面４２がフレア
ー状に拡径されひだＦを形成しているものもこの発明の
実施例として例示されている。以上に説明した本出願人
の図５乃至図８に示す「フランジ継手とその結合方法」
によれば、図１〜４に示した差込み溶接式のフランジ継
手組のような溶接に基づく欠点は解消され、接続用短管
３０の端部がフランジ面１１から突き出しているため、
狭い入り組んだ場所においてフランジ継手１６，１６を
組み付ける場合には、前記のように一方のフランジ継手
１６の突き出した先端部３８を他方のフランジ継手１６
における金属管２０の内径Ｄ8に拡管された開口に差し
込めば、両フランジ継手１６，１６の中心が一致し、一
方のフランジ継手１６を軸の周りに回動させて前記の板
金プレス製管フランジ１０あるいは厚板フランジ１０の
ボルト穴１５，１５…を一致させるのみで簡単にフラン
ジ継手組を組み付けることが出来る。しかし、ガスケッ
ト８１をはめることと、長期間の使用によりガスケット
８１が破損するとこれを取り替えることは避けられな
い。本発明は、上記発明の技術思想の一部を利用し、ガ
スケット８１を省くことによって構造をより簡略化する
とともに横方向の外力や振動に対して強固なフランジ継
手組を得ようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図９乃至図１５を参考に
して説明する。本発明に係るフランジ継手組は、それぞ
れフランジ面１１，１１に向かってフレア形に開き先端
部が内側に折り返されて内側の曲げ返し部１３，１３を
形成している内側のひだＦ，ＦとこのひだＦ，Ｆを取り
囲むフランジ面１１，１１からの円環状の切り目Ｋ，Ｋ
とを備え両フランジ面１１，１１が対向するように配置
された一対の管フランジ１０，１０と、スタブエンド部
又は管端部２０，２０がそれぞれ小さいテーパ角度α，
α又はαおよびこれと近似のテーパ角度βを有する内円
すい形に広げられたテーパ穴部２１，２１を備えその先
端部２０’，２０’が前記各管フランジ１０，１０のひ
だＦ，Ｆの中に挟持されてかしめ結合されている一対の
フランジ継手１６および１６とからなり、両スタブエン
ド部又は管端部２０，２０の間にはめ込まれ外周面が前
記のテーパ穴部２１，２１と実質的に等しいテーパ角度
α，α又はα，βであるテーパ筒部３１，３１を備えそ
の中央部が最大外径Ｄ1，両端が最小外径Ｄ2 に形成され
た短管３０ならびに前記両管フランジ１０，１０を結合
する複数個の締め付けボルト４０，４０…およびナット
４１，４１…とからなるものである。
【００１０】この場合、前記複数個の締め付けボルト４
０，４０…およびナット４１，４１…によって両管フラ
ンジ１０，１０が引き寄せられ短管３０が外圧によって
座屈するときの応力Ｆを、前記スタブエンド部又は管端
部２０，２０の何れかが内圧によって降伏するときの応
力Ｆ1’又はＦ2’よりも大きくなるように材質およ寸法
を設定する［０００９］項に記載のフランジ継手組とし
て構成することがある。また、前記短管３０を構成する
材料の熱膨脹係数ｆを、前記スタブエンド部又は管端部
２０，２０を構成する材料の熱膨脹係数ｆ1’および
ｆ2’の何れよりも大きい材料によって構成することも
ある。
【００１１】更に、前記スタブエンド部又は管端部２０
におけるテーパ穴部２１から軸方向に外れた位置に、ビ
ーディング加工されたつばＭを設けることにより少なく
とも一方のフランジ継手１６を可動式管継手とすること
もある。
【００１２】またフランジ継手組の結合方法としては、
短管３０の半部３０1又は３０2を、一方のフランジ継手
１６のスタブエンド部又は管端部２０における内円すい
形に広げられたテーパ穴部２１にはめ込み、他方のフラ
ンジ継手１６をそのフランジ面１１が前記一方のフラン
ジ継手１６のフランジ面１１に対向するように両者の中
心Ｘ，Ｘならびにボルト穴１５，１５…を一致させて、
他方のテーパ穴部２１に前記短管３０の他半部３０2又
は３０1をはめ込むとともに両管フランジ１０，１０の
ボルト穴１５，１５…に締め付けボルト４０，４０…を
貫入して各ボルト４０，４０…のねじ部４０’，４０’
…にナット４１，４１…を締付け、両フランジ継手１
６，１６を引き寄せることによってテーパ穴部２１に短
管３０の外周面をそれぞれ流体密に当接させることが有
効である。
【００１３】
【実施例】以下、図９〜図１５に従って本発明の実施例
を詳細に説明する。
【００１４】（実施例１）図９において、１０は板金プ
レス製の管フランジで、プログレッシブプレスにより板
材に複数のプレス加工工程を順次施して作られている。
即ち、フランジ面１１の中央部に円環状溝１２を介して
内側の曲げ返し部１３を形成し、且つ外周に折曲縁１４
を設け、更にフランジ面１１にボルト穴１５，１５…を
設けて、管フランジ１０が形成される。前記円環状溝１
２の中に外径４８．６ｍｍ、厚さｔ＝２．３ｍｍの Ｊ
ＩＳ Ｇ３４４４ 一般構造用炭素鋼鋼管 ＳＴＫ２９
０（電気抵抗溶接鋼管）で作られた拡開テーパ穴部２１
を備えたスタブエンド部２０の端部２０’を嵌込んで、
図１０に示す如く、内側の曲げ返し部１３によって形成
された内側のひだＦをフランジ面１１に向ってフレア形
に開き、スタブエンド部２０の端部２０’を拡開しなが
ら、かしめ結合することによってフランジ継手１６が構
成される。この場合拡開テーパー穴部２１の母線方向長
さＬ＝１９ｍｍで、拡開テーパー穴部２１の最大内径Ｄ
3＝４６．２ｍｍ，Ｄ4はテーパー穴部２１の最小内径即
ちスタブエンド部２０の外径４８．６−２．３×２＝４
４．０ｍｍであるため，テーパ角度α＝４６．２−４
４．０／１８．３４因＝０．１２ラジアンである。
【００１５】図１２において３０は接続用短管で、母線
方向中央部が最大外径Ｄ1＝４８．６ｍｍ、両端が最小
外径Ｄ2＝４５．０ｍｍ、テーパ筒部３１の外周面にお
ける母線方向長さＬ＝３０ｍｍであるため、テーパ角度
α＝４８．６−４５．０／３０＝０．１２ラジアンで、
前記のテーパ穴部２１，２１と実質的に等しいテーパ角
度となる。且つＤ4＜Ｄ2＜Ｄ3＜Ｄ1の関係が成立する如
く形成されている。また、この例では、短管３０とスタ
ブエンド部２０は何れも外径４８．６ｍｍ、厚さｔ＝
２．３ｍｍの一般構造用炭素鋼鋼管 ＳＴＫ３０ をプ
レス加工して作られるため、短管３０の肉厚Ｔはスタブ
エンド部２０の肉厚ｔより僅かに大きい近似の寸法とな
る。更に短管３０とスタブエンド部２０は何れも一般構
造用炭素鋼鋼管 ＳＴＫ３０であるから、その線膨脹係
数ｆとスタブエンド部２０の線膨脹係数ｆ1’は同一で
ある。
【００１６】図１３に示す如く、一方のフランジ継手１
６に短管３０の半部３０1をはめ込んだのち、フランジ
面１１から突きだした短管３０の他半部３０2を接続さ
れる他方のフランジ継手１６のテーパ穴部２１に差し込
んで、両管フランジ１０，１０のボルト穴１５，１５…
の位置合せをし、図１４の右半分に示す状態にする。最
後にボルト穴１５，１５…にボルト４０，４０…を通し
てナット４１，４１…を締付ける。このようにすること
によって、両管フランジ１０，１０は相互に引き寄せら
れスタブエンド部２０のテーパ穴部２１に短管３０の外
周面が強く当接することによって、両フランジ継手１
６，１６は流体密に接合される。この例では４．８Ｎ／
ｍｍ2の空気が全く漏洩しなかった。なお、この例では
短管３０の各半部３１1，３１2外周面におけるテーパ角
度α’，α’をスタブエンド部２０，２０の各テーパ穴
部２１，２１のテーパ角度α，αと実質的に等しいがこ
れ等よりも極めて僅かに小さくしたため、優れた流体密
性が得られたものと判断される。
【００１７】（実施例２）つぎに、本発明の最も好まし
い実施例を図１５に従って簡単に説明する。この例では
外径４２．７ｍｍ、厚さｔ＝１．５ｍｍの新日本製鉄株
式会社製の高加工性フェライトステンレス鋼鋼管 ＹＵ
Ｓ４３０Ｄ（冷間仕上継目無鋼管）で管端部２０を、外
径４２．７ｍｍ、厚さｔ＝２．０ｍｍの高強度・高耐食
二相ステンレス鋼鋼管 ＹＵＳ−ＤＸ１（冷間仕上継目
無鋼管）を利用して短管３０を［実施例１］と同様にし
て作り、図１５に記載した一対のフランジ継手１６，１
６を製造した。この場合には管端部２０におけるテーパ
穴部２１から軸方向に外れた位置に、ビーディング加工
されたつばＭを設けることによっ管端部２０と管フラン
ジ１０との直角度の狂いを調整するのみならず、高温の
ガスが流通する場合の管の軸方向の伸びや配管系の振動
等にも対処することができる。
【００１８】なお、テーパ穴部２１の母線方向長さＬ＝
４０ｍｍで、テーパー穴部２１の最大内径Ｄ3＝４５．
６ｍｍ，Ｄ4はテーパー穴部２１の最小内径即ち管端部
部２０の外径４２．７−１．５×２＝３９．７ｍｍであ
るため，テーパ角度α＝４５．６−３９．７／４０．０
＝０．１４７５ラジアンである。また、前記の通り短管
３０はその直径が管端部２０よりも小さく、厚さＴ＝
２．０ｍｍは管端部２０の厚さｔ＝１．５ｍｍよりも大
きい。さらに、高強度・高耐食二相ステンレス鋼鋼管
ＹＵＳ−ＤＸ１の機械的性質は高加工性フェライトステ
ンレス鋼鋼管 ＹＵＳ４３０Ｄよりも優れているため、
短管３０が座屈するときの応力Ｆは管端部２０が内圧に
よって降伏するときの応力Ｆ1’，Ｆ2’よりも大きくな
る。さらに、短管３０の室温から１００℃における線膨
脹係数ｆ＝８．８×１０-6／℃であり管端部２０の線膨
脹係数ｆ1’は二相系ステンレス鋼であるためこれより
大きい。このため、両管フランジ１０，１０を相互に引
き寄せることによって管端部２０のテーパ穴部２１に短
管３０の外周面を当接させ、両フランジ継手１６，１６
を接合して、２５０℃の高温窒素ガスを用い加振テスト
を行ったところ、２５．４Ｎ／ｍｍ2まではガスが全く
漏洩しなかった。
【００１９】（実施例３）以上代表的な実施例について
説明したが、本発明はこの他にも異なる材質および寸法
の金属管と短管を用いることによって、僅かに径や厚さ
の異る管端部を接合するものや前記短管が座屈するとき
の応力をスタブエンド部又は管端部が内圧によって降伏
するときの応力よりも大きくなるように設定することあ
るいは異なる熱膨張係数を有する金属管と短管を適宜組
み合わせることによって、種々の技術的要求を満足する
フランジ継手組やその結合方法を、［特許請求の範囲］
に記載した範囲内において種々の異なる態様で実施する
ことができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明に係るフランジ継手組とその接合
方法は、一方のフランジ継手のスタブエンド部又は管端
部におけるテーパ穴部に、短管の半部をはめ込んで前記
短管の他半部をフランジ面から所定の長さだけ突出させ
ているため、例えば乗用自動車の排気管のように曲がり
くねった低圧の配管を、狭くて入り組んだ場所（多数の
部品が輻輳する車体下部の空間）に設置する場合であっ
ても、一方のフランジ面から突出している短管の他半部
を、他方のフランジ継手の開口に差し込めば、両管端部
の中心が自然に一致するため、フランジ継手の何れか一
方を軸の周りに回動させて一対の管フランジあるいは板
金プレス製管フランジのボルト穴を一致させれば、複数
の締め付けボルトを前記ボルト穴に貫通させ、各ボルト
のねじ部にナットを締め付けて両管フランジを引き寄せ
るのみで、簡単にフランジ継手組を気密に組み付けるこ
とが出来る。この場合には、従来の技術のようにガスケ
ット又はパッキンを利用して気密を保つものではないた
め、ガスケット等を装着する手間が省けるのみならず、
どのような方向に配管する場合でも両フランジ継手の組
み付けに際してガスケット等の脱落する恐れは全く無
い。しかも、高温雰囲気中で激しい振動を受けながら長
期間使用しても、通常のフランジ継手組のようにガスケ
ット等が損傷することもなく、配管の定期点検整備時に
上記ボルト又はナットをトルクレンチ等で増し締めして
置けば、極めて長期間取扱い流体の漏洩は起こらない。
また仮に、何らかの原因で僅かな流体の漏洩が生じて
も、前記ボルト又はナットの増し締めをするのみで、再
度気密を保持することができる。また両管フランジ１
０，１０間には隙間Ｓが設けられているため、フランジ
継手組の温度が上昇しても、短管３０の線膨脹係数が、
金属管２０の線膨脹係数よりも大きく取って有れば、気
密性が損われることはない。
【００２１】また、本発明のフランジ継手組は、前述し
た従来の技術のようにシール材や溶接部などがないた
め、薄い管を利用することができ、しかも板金プレス製
の管フランジを用いれば極めて軽量となるため、車両用
の配管に適している。さらに、高温ガス雰囲気での耐候
性も優れている。また、本発明のフランジ継手組とその
接合方法に用いる管フランジや短管は構造が簡単でプレ
ス加工によって製造するものであり、各フランジ継手の
接合方法もプレスと専用の金型を利用してかしめ接合す
るものであるから、溶接式接合のように特殊技能者の必
要はなく、ガスやヒュームによって作業環境を汚染する
こともない。しかも、極めて作業性が良く、製品の品質
も安定している。また、締め付けボルトによってスタブ
エンド部又は管端部のテーパー穴部と短管のテーパ筒部
が緊密に結合するため管軸の曲げ方向の力や配管系の振
動に対しても強く、フランジ継手組の接合強さを大きく
取ることができる。さらに、溶接やろう付けの困難な金
属や異種金属による管と管フランジを用いるものにも適
用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の鋼製溶接式フランジ継手組の平面図であ
る。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】従来の板金プレス製フランジ継手組の正面図で
ある。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】既に提案されている一組のフランジ継手組の一
方の断面図である。
【図６】同上他方のフランジ継手組の断面図である。
【図７】既に提案されている一組のフランジ継手組の組
立図である。
【図８】既に提案されているフランジ継手組の異なる例
を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例におけるフランジ継手の断面図
である。
【図１０】同上実施例における製作途中過程の断面図で
ある。
【図１１】同上実施例における完成断面図である。
【図１２】組立前の短管と一対のフランジ継手の分解断
面図である。
【図１３】一方のフランジ継手に短管を挿入した状態の
断面図である。
【図１４】右半分はボルトで締付ける前のフランジ継手
の断面図、左半分は締付後の断面図である。
【図１５】本発明の最も好ましい他の実施例を示す完成
図で、その右半分はボルトで締付ける前の両フランジ継
手の断面図、左半分は締付後のフランジ継手組を示す断
面図である。
【符号の説明】
１０ 管フランジ １１ フランジ面 １２ 円環状溝 １３ 曲げ返し部 １５ ボルト穴 １６ フランジ継手 ２０ スタブエンド部又は管端部 ２０’ 先端部 ２１ テーパ穴部 ３０ 短管 ３１ テーパ筒部 ３１1 半部 ３１2 半部 ４０ 締め付けボルト ４０’ ねじ部 ４１ ナット α 内テーパ角度 β 内テーパ角度 α’ テーパ角度 β’ テーパ角度 Ｄ1 最大外径 Ｄ2 最小外径 Ｄ3 最大内径 Ｄ4 最小内径 Ｆ ひだ Ｋ 切り目 Ｌ 母線方向の長さ Ｍ つば Ｓ 隙間 Ｔ 肉厚 ｔ 肉厚

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれフランジ面（１１，１１）に向
    かってフレア形に開き先端部が内側に折り返されて内側
    の曲げ返し部（１３，１３）を形成している内側のひだ
    （Ｆ，Ｆ）とこのひだ（Ｆ，Ｆ）を取り囲むフランジ面
    （１１，１１）からの円環状の切り目（Ｋ，Ｋ）とを備
    え両フランジ面（１１，１１）が対向するように配置さ
    れた一対の管フランジ（１０，１０）と、スタブエンド
    部又は管端部（２０，２０）がそれぞれ小さいテーパ角
    度（α，α）又は（α）およびこれと近似のテーパ角度
    （β）を有する内円すい形に広げられたテーパ穴部（２
    １，２１）を備えその先端部（２０’，２０’）が前記
    各管フランジ（１０，１０）のひだ（Ｆ，Ｆ）の中に挟
    持されてかしめ結合されている一対のフランジ継手（１
    ６）および（１６）とからなり、両スタブエンド部又は
    管端部（２０，２０）の間にはめ込まれ外周面が前記の
    テーパ穴部（２１，２１）と実質的に等しいテーパ角度
    （α’，α’）又は（α’，β’）であるテーパ筒部
    （３１，３１）を備えその中央部が最大外径（Ｄ1），
    両端が最小外径（Ｄ2）に形成された短管（３０）なら
    びに前記両管フランジ（１０，１０）を結合する複数個
    の締め付けボルト（４０，４０…）およびナット（４
    １，４１…）とからなることを特徴とするフランジ継手
    組。
  2. 【請求項２】 前記複数個の締め付けボルト（４０，４
    ０…）およびナット（４１，４１…）によって両管フラ
    ンジ（１０，１０）が引き寄せられ短管（３０）が外圧
    によって座屈するときの応力（Ｆ）を、前記スタブエン
    ド部又は管端部（２０，２０）の何れかが内圧によって
    降伏するときの応力（Ｆ1’）又は（Ｆ2’）よりも大き
    くなるように材質および寸法を設定したことを特徴とす
    る請求項１に記載のフランジ継手組。
  3. 【請求項３】 前記短管（３０）を構成する材料の熱膨
    脹係数（ｆ）を、前記スタブエンド部又は管端部（２
    ０，２０）を構成する材料の熱膨脹係数（ｆ1’）およ
    び（ｆ2’）の何れよりも大きい材料によって構成した
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフランジ継手
    組。
  4. 【請求項４】 前記スタブエンド部又は管端部（２０）
    におけるテーパ穴部（２１）から軸方向に外れた位置
    に、ビーディング加工されたつば（Ｍ）を設けることに
    より少なくとも一方のフランジ継手（１６）を可動式管
    継手としたことを特徴とする請求項１，請求項２又は請
    求項３に記載のフランジ継手組。
  5. 【請求項５】 短管（３０）の半部（３０1）又は（３
    ０2）を、一方のフランジ継手（１６）のスタブエンド
    部又は管端部（２０）における内円すい形に広げられた
    テーパ穴部（２１）にはめ込み、他方のフランジ継手
    （１６）をそのフランジ面（１１）が前記一方のフラン
    ジ継手（１６）のフランジ面（１１）に対向するように
    両者の中心（Ｘ，Ｘ）ならびにボルト穴（１５，１５
    …）を一致させて、他方のテーパ穴部（２１）に前記短
    管（３０）の他半部（３０2）又は（３０1）をはめ込む
    とともに両管フランジ（１０，１０）のボルト穴（１
    ５，１５…）に締め付けボルト（４０，４０…）を貫入
    して各ボルト（４０，４０…）のねじ部（４０’，４
    ０’…）にナット（４１，４１…）を締付け、両フラン
    ジ継手（１６，１６）を引き寄せることによってテーパ
    穴部（２１）に短管（３０）の外周面をそれぞれ流体密
    に当接させることを特徴とするフランジ継手組の結合方
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105473909A (zh) * 2013-08-01 2016-04-06 爱尔铃克铃尔股份公司 具有筛插入件的egr密封件以及制造方法

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0716673A (ja) * 1993-06-30 1995-01-20 Toshiomi Hayashi 薄肉プレートと薄肉チューブとの直交的結合構造物及びその製 造方法
JP2952398B2 (ja) * 1994-11-08 1999-09-27 俊臣 林 フランジつきパイプの接合方法
US5615968A (en) * 1995-09-19 1997-04-01 Werner Co. Hand rail coupler system
US5671956A (en) * 1996-03-07 1997-09-30 Kimball Physics, Inc. Vacuum system coupler
JP4008212B2 (ja) 2001-06-29 2007-11-14 三菱重工業株式会社 フランジ付中空構造物
DE10243644B4 (de) * 2002-09-19 2008-09-11 Roth-Technik Austria Ges.M.B.H. Lösbare Verbindung von Profilbauteilen
US20040091307A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-13 James Thomas A. Structural coupler
DE10350682A1 (de) * 2003-10-30 2005-06-02 Daimlerchrysler Ag Rohrleitungsverbindung
JP5373277B2 (ja) * 2007-10-31 2013-12-18 昭和電工株式会社 フランジ付パイプの製造方法
CN106481898A (zh) * 2016-11-15 2017-03-08 中国科学院力学研究所 一种高温高压空气远距离输送管道

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2011433A (en) * 1933-03-25 1935-08-13 Michigan Steel Casting Company Pipe coupling
US2464506A (en) * 1946-06-22 1949-03-15 Hirschfeld Charles Sheet metal assembly and method of making it
GB777493A (en) * 1953-11-24 1957-06-26 Fisons Ltd Pipeline connections
DE2059486A1 (de) * 1970-12-03 1972-06-22 Wilhelm Schulz Flansch als UEberwurf oder Festflansch
US3786730A (en) * 1972-06-07 1974-01-22 Pyroil Co Inc Tire pump
US4212099A (en) * 1978-12-18 1980-07-15 Arvin Industries Method of making tube-to-plate connection
US4558892A (en) * 1983-11-16 1985-12-17 Quikduc Of California, Inc. Duct assembly system
JPH0539888A (ja) * 1991-08-05 1993-02-19 Riken Corp パイプの集合部構造
US5213374A (en) * 1991-10-11 1993-05-25 Keating Koupling, Inc. Coupling ring and method of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105473909A (zh) * 2013-08-01 2016-04-06 爱尔铃克铃尔股份公司 具有筛插入件的egr密封件以及制造方法

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