JPH07233887A - 環状シール部材およびフランジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 管体の一端に設けられたフランジの端面に形
成された環状溝に装入可能な鍔部を有してなることを特
徴とする環状シール部材、および管体の一端に設けら
れ、管体と管体とを接合するフランジであって、フラン
ジの端面に、環状シール部材の環状基部を装入可能な前
記フランジ端面よりも窪んでいる開口端面部と、前記開
口端面部の外側に形成され環状シール部材に設けられた
鍔部を挿入する環状溝とを備えてなることを特徴とする
フランジである。 【効果】 この発明によれば、容易かつ確実にシール部
材を装着することができる環状シール部材と、前記環状
シール部材を装着することにより高い信頼性を有する自
緊式間継手を構成するフランジを提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、フランジおよび環状
シール部材に関し、詳しくは、自緊式構造の管継手に使
用され得る一対のフランジと前記フランジ間のシールを
容易かつ確実に行なうことのできる環状シール部材に関
する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、自
緊式の管継手としては図６に示すような管継手が知られ
ていた。

【０００３】この自緊式の管継手は、相対向して配置さ
れる一対のフランジ５０Ａ，５０Ｂと、前記フランジ５
０Ａ，５０Ｂ間のシールを行なう環状シール部材５１と
を備えてなる。前記一対のフランジ５０Ａ，５０Ｂそれ
ぞれは流体通路５２ａ，５２ｂの内壁面からフランジの
接合端面に向かって拡開するテーパ部５３ａ，５３ｂ
と、接合端面より外側に設けられた複数のボルト装着孔
５４ａ，５４ｂとを備えてなる。前記環状シール部材５
１は弾性体からなる。

【０００４】前記環状シール部材５１による前記両フラ
ンジ５０Ａ，５０Ｂ間のシールは以下のように行なわれ
る。

【０００５】前記一対のフランジ５０Ａ，５０Ｂの前記
テーパ部５３ａ，５３ｂに、前記前記環状シール部材５
１の外周面の一部が接するように前記環状シール部材５
１を介装し、前記ボルト装着孔５４ａ，５４ｂにボルト
（図示しない。）を装着してナットを螺合することによ
り、前記一対のフランジ５０Ａ，５０Ｂを接合させる。
このとき、前記環状シール部材５１の外周面は、前記一
対のフランジ５０Ａ，５０Ｂの前記テーパ部５３ａ，５
３ｂに密接することになり、両フランジ５０Ａ，５０Ｂ
間のシールが行なわれる。

【０００６】実際の使用時には、前記流体通路５２ａ，
５２ｂ内の内圧が高くなるほど前記フランジのテーパ部
５３ａ，５３ｂに密接している環状シール部材５１の一
部のシール面圧が高まることにより、より高いシール性
能が発揮される。

【０００７】このような環状シール部材によると、前記
環状シール部材の軸線に直交する中心面と両フランジの
接合端面が接合して形成される接合面とが一致する（以
下、この状態を適正位置と称する。）ように、前記環状
シール部材が配置されるときには、十分なシール性が得
られる。

【０００８】しかしながら、前記環状シール部材を上記
適正位置に配置することは、容易ではなく、時間を有す
ると共に熟練を要する作業であった。

【０００９】そして、前記適正位置に前記環状シール部
材が配置されないときには、シール性が不十分となり、
長期間のシール性を保持することができない、内部
を流通する流体の圧力が特に高いときにシール性を保持
することができない等の問題が生じていた。

【００１０】この発明は、上記事情に基づいて完成され
たものである。この発明の目的は容易にかつ確実に十分
なシール機能が得られる環状シール部材を提供すること
にある。この発明の目的は、フランジに位置ずれなく装
着することのできる環状シール部材を提供することにあ
る。この発明の目的は、自緊式管継手に好適に使用され
ることができ、かつ前記環状シール部材を容易に装着す
ることのできるフランジを提供することにある。

【００１１】この発明の目的は、環状シール部材を装着
したフランジ同士を締め付ける際に、多少環状シール部
材の装着にガタがあったとしても、フランジを締め付け
ることにより環状シール部材が緊密にフランジに装着さ
れるよううになり、シール性を完全なものにすることの
できるフランジを提供することにある。この発明の目的
は、環状シール部材を装着するのに容易な簡単な構成の
フランジを提供することにある。

【００１２】この発明の目的は、上記の二以上の目的を
一挙に達成することのできる環状シール部材およびフラ
ンジを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１に記載の発明は、管体の一端に設けられたフ
ランジの端面に形成された環状溝に装入可能な鍔部を有
してなることを特徴とする環状シール部材であり、請求
項２に記載の発明は、管体の一端に設けられたフランジ
の端面に環状に形成されたところの、フランジ端面から
管体軸線に向かって傾斜する外側周面およびこの外側周
面に向かう内側周面を有する環状溝に挿入可能な鍔部
と、フランジの端面に環状に形成され、かつフランジ内
を液体が流通する貫通孔から前記環状溝にまで連続して
形成された環状底面に装着されるところの、前記鍔部か
ら内側に張り出した環状基部とを有してなることを特徴
とする環状シール部材であり、請求項３に記載の発明
は、管体の一端に設けられ、管体と管体とを接合するフ
ランジであって、フランジの接合端面に、環状シール部
材の環状基部を装入可能に形成され、かつフランジの前
記接合端面よりも窪み、環状に形成された環状底面と、
前記環状底面の外側に形成され、環状シール部材に設け
られた鍔部を挿入する環状溝とを備えてなることを特徴
とするフランジであり、請求項４に記載の発明は、管体
の一端に設けられ、管体と管体とを接合するフランジで
あって、フランジの接合端面に、フランジの開口部に連
絡する環状開口面と、フランジにおける流通孔の中心線
を中心として前記環状開口面から外側に向かって傾斜す
る環状テーパ面とを設けてなることを特徴とするフラン
ジである。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の発明の環状シール部材は、以
下のように作用する。

【００１５】フランジの端面に形成された環状溝に、前
記環状シール部材に設けられた鍔部が装入される。環状
溝を有する他のフランジが、前記フランジに接合される
と、前記環状シール部材の鍔部は、前記他のフランジの
端面に形成された環状溝にも装入される。前記鍔部が、
一方のフランジ端面の環状溝と他方のフランジ端面の環
状溝との間に形成される空間内に配置されることによ
り、前記環状シール部材は、いずれのフランジ側にも傾
斜せずに装着され、フランジ間の十分なシール性能が得
られる。

【００１６】請求項２に記載の発明の環状シール部材
は、以下のように作用する。

【００１７】フランジに環状シール部材を装着すると
き、フランジにおける環状溝に鍔部が装着されること
と、フランジにおける環状底面に環状基部が装着される
こととによって、装着時における環状シール部材の位置
ズレがない。したがって、従来におけるように、環状シ
ール部材の装着時における位置ズレにより、環状シール
部材の装着不良が生じ、これにより、接合したフランジ
同士のシール性が低下する、という問題点が解消され
る。また、環状シール部材を装着した状態でフランジ同
士を締め付けると、鍔部がフランジにおける環状溝によ
り締め付けられるのであるが、この環状シール部材にお
ける環状基部が補強部材として作用することにより、こ
の締め付けによって環状シール部材が破損するという問
題点が解消される。

【００１８】フランジ同士を締め付けることによって、
装着された環状シール部材が破損することがないので、
環状溝における外側周面とこの環状シール部材における
前記外側周面に臨む面とが緊密に接触し、かつ締め付け
られることになるので、シール性が究めて高くなる。こ
のフランジ同士の初期締め付けによりこの環状シール部
材を装着したフランジ同士のシール性が高くなるので、
このフランジの流通孔内を低圧の流体を流通させる場合
には当然にそのシール性が確保され、しかも高圧ガスな
どの高圧流体をこのフランジの流通孔内を流通させる場
合には、この高圧流体の圧力により環状シール部材が拡
開するように加圧されるので、高圧流体についてのシー
ル性も更に強固になる。

【００１９】請求項３に記載の発明のフランジは、以下
のように作用する。

【００２０】前記請求項２に記載の発明の環状シール部
材における前記環状基部が、この発明に係るフランジの
接合端面に形成され、かつ前記フランジの接合端面より
も窪んで形成された環状底面に配置される。また、前記
環状シール部材における前記鍔部が前記環状底面の外側
に形成された環状溝内に装入される。環状溝への鍔部の
装入と前記環状底面への環状基部の装着とによって、環
状シール部材は、このフランジに安定に保持される。し
たがって、フランジの接合時に、また接合後においても
前記環状シール部材は、いずれのフランジ側にも傾斜せ
ずに適正な位置に配置される。その結果、環状シール部
材が位置ズレを生じたまま装着されることによるシール
性不良という問題が解消される。

【００２１】このフランジには、環状シール部材が有す
る環状基部を装入することのできる環状底面を備えてい
るので、補強部材として作用する環状基部を有する環状
シール部材を装着したままフランジ同士を締め付けて
も、その締め付け力により環状シール部材を破損させる
という不都合を解消することができる。

【００２２】このフランジには環状溝を有しているの
で、この環状溝に鍔部を装入した状態で環状シール部材
を装着したフランジ同士を締め付けると、環状溝におけ
る外側周面と鍔部における前記外側周面に臨む面とが緊
密に接触し、かつ締め付けられることになるので、シー
ル性が究めて高くなる。このフランジ同士の初期締め付
けによりこの環状シール部材を装着したフランジ同士の
シール性が高くなるので、このフランジの流通孔内を低
圧の流体を流通させる場合には当然にそのシール性が確
保され、しかも高圧ガスなどの高圧流体をこのフランジ
の流通孔内を流通させる場合には、この高圧流体の圧力
により環状シール部材が拡開するように加圧されるの
で、高圧流体についてのシール性も更に強固になる。

【００２３】請求項４に記載の発明のフランジは、以下
のように作用する。

【００２４】前記請求項３に記載の発明のフランジと同
様に、フランジの接合端面は、フランジ同士を接合する
際の合わせ面になる。このフランジの接合端面には、流
体たとえば粉体、粒状体、粉粒体、液体、スラリー、流
動物などを流通させる貫通孔が設けられている。このフ
ランジの貫通孔における中心線に直交する環状の平坦面
である環状開口面と、フランジの貫通孔中心線を中心と
して前記環状開口面から外側に向かって傾斜する環状テ
ーパ面とでシール部材装着用凹部が形成される。このシ
ール部材装着用凹部に環状シール部材が装着される。

【００２５】装着される環状シール部材はこの発明に係
る環状シール部材であっても良く、また従来と同様の環
状シール部材であっても良い。いずれにしても環状シー
ル部材は、流体を流通させる開口部と、フランジに設け
られた環状テーパ面に接合するテーパ面とを有する。

【００２６】たとえば環状シール部材における開口部中
心線とフランジの貫通孔中心線とが一致せず、あるいは
平行にならずに、シール部材装着用凹部内で環状シール
部材がわずかにズレたとする。換言すると、環状シール
部材の開口平面がフランジにおける環状開口面に対して
わずかに傾斜した状態でフランジに環状シール部材が装
着されるとする。一対のフランジの接合端面を合わせて
フランジを互いに締め付けると、フランジにおける環状
開口面および／または環状テーパ面が環状シール部材を
正常な位置になるように環状シール部材の位置を矯正す
る。その結果、締め付けられたフランジ同士で形成され
るシール装着用凹部内に環状シール部材が適正な位置で
装着されることになる。このとき、環状シール部材のテ
ーパ面がフランジにおける環状テーパ面に密着した状態
になっている。したがって、このフランジと環状シール
部材との相互作用により、完全なシール性が実現され
る。

【００２７】

【実施例】以下にこの発明の実施例を詳細に説明する。

【００２８】図１に示す管継手は、一対のフランジ１
Ａ，１Ｂと、前記一対のフランジ１Ａ，１Ｂ間のシール
を行う環状シール部材２とを備えてなる。

【００２９】管体の一端に設けられた前記フランジ１Ａ
と、別の管体の一端に設けられた他のフランジ１Ｂとが
相対して配置されている。

【００３０】前記フランジ１Ａおよび前記フランジ１Ｂ
は同一形状であるので、一方のフランジ１Ａについて図
２をも参照して説明する。

【００３１】フランジ１Ａは、流体を流通させるため
の、フランジ１Ａの中心線Ｌを中心軸として形成される
仮想的な円筒の周面を内面とする流体通路（この流体通
路は貫通孔である。）４と、フランジ同士を接合するた
めの、前記中心線Ｌに直交する環状の平面に形成されて
なる接合端面３と、フランジ１Ａと他方のフランジ１Ｂ
とをその端面３で合わせて接合し、締め付けることがで
きるように、ボルトを装着するボルト装着孔９とを有す
る。また、このフランジ１Ａの、前記接合端面３とは反
対側には、パイプ（図示せず。）の開口部と緊密に結合
することができるような、公知の構造（図示せず。）が
形成されている。公知の構造として、例えばパイプとこ
のフランジ１Ａとの溶接構造を挙げることができる。

【００３２】この接合端面３には、後述する環状シール
部材２を装着する環状シール部材装着用凹部を有する。
この環状シール部材装着用凹部は、環状開口面５と環状
溝６とを有する。

【００３３】前記環状開口面５は、このフランジ１Ａの
中心線Ｌに直交する環状の平面を有する。その環状の平
面の内側の縁は、フランジ１Ａの流体通路４に連続す
る。環状の平面の外側の縁は環状溝６に連続する。フラ
ンジ１Ａの接合端面３から環状開口面５までの長さ（こ
の長さを、環状開口面５の接合端面３からの「深さ」と
も称することがある。）は、後述する環状シール部材２
の規模に応じて決定される。

【００３４】前記環状溝６は、前記環状開口面５の外側
に環状に形成された溝である。この環状溝６は、前記環
状開口面５の外周縁から連続して形成されたところの、
フランジ１Ａの中心線Ｌを中心とする内側周面７と、前
記内側周面７に向かうように位置するところの、フラン
ジ１Ａの流体通路４の中心線Ｌに頂点を有する仮想的な
円錐形外表面の一部を形成する環状のテーパ面８（以
下、環状テーパ面と称することがある。）とを有して形
成される。

【００３５】この環状テーパ面８の傾斜角、すなわちフ
ランジ１Ａの中心線Ｌと環状テーパ面８とのなす角度
は、通常５〜４５度の範囲内に、好ましくは１０〜３０
度の範囲内に設計される。環状テーパ面８の傾斜角が前
記範囲内にあると、フランジ１Ａとフランジ１Ｂとを結
合し、これらをボルト等で締め付けたときに、環状シー
ル部材２による、緊密で、液密あるいは気密のシール性
をより一層有効に確保することができる。

【００３６】この環状溝６には、後述する環状シール部
材２の鍔部が嵌め込まれる。

【００３７】上記構成を有するフランジを形成する材質
としては特に制限がないのであるが、このフランジ内を
流通させる流体が腐食性であるときにはその流体に対す
る耐腐食性材質で形成するのがよい。多くの工業的な状
況下においては、このフランジは、鋳鉄、鋳鋼、鍛造鋼
などの鉄製あるいは鋼製であり、ある場合にはＳＵＳ３
１６が好適に使用される。

【００３８】次に、前記環状シール部材２について図３
を参照して説明する。

【００３９】前記環状シール部材２は、環状基部１１と
鍔部１２とを有する。

【００４０】この環状基部１１は、前記液体通路４の直
径と等しい内径を有するところの、円形に形成された貫
通開口部１０を有する。したがって、この環状基部１１
は、中心に貫通開口部１０を有し、図３中の矢印Ａから
見ると環状になるように形成されている。この環状基部
１１の厚みは、このフランジ１Ａ，１Ｂの規模に応じて
適宜に決定される。

【００４１】鍔部１２は、前記環状基部１１におけるフ
ランジ１Ａに向かう環状面１１ａからフランジ１Ａに向
かって環状に突出する第１鍔部１２ａと、前記環状基部
１１におけるフランジ１Ｂに向かう環状面１１ｂからフ
ランジ１Ｂに向かって環状に突出する第２鍔部１２ｂと
を有する。

【００４２】この第１環状鍔部１２ａは、前記貫通開口
部１０の中心線を中心線とする仮想的な円筒の外周面で
ある円筒内周面１３ａと、前記貫通開口部１０の中心線
に頂点を有する仮想的な円錐体の外周面と一致するとこ
ろの、環状に形成された第１環状テーパ面１４ａとを有
する。この円筒内周面１３ａから前記貫通開口部１０の
中心線までの長さ、換言すると、前記貫通開口部１０の
中心線を中心線とする仮想的な円筒の半径は、前記フラ
ンジ１Ａにおける内側周面７の半径よりもわずかな大き
な寸法になるように決定されている。また、前記第１環
状テーパ面１４ａの傾斜角、すなわち、前記貫通開口部
１０の中心線と第１環状テーパ面１４ａとのなす角度
は、前記フランジ１Ａに形成された環状溝６を構成する
環状のテーパ面８の傾斜角に対応する。

【００４３】第１鍔部１２ａと同様にして第２鍔部１２
ｂが形成される。すなわち、この第２環状鍔部１２ｂ
は、前記貫通開口部１０の中心線を中心線とする仮想的
な円筒の外周面である円筒内周面１３ｂと、前記貫通開
口部１０の中心線に頂点を有する仮想的な円錐体の外周
面と一致するところの、環状に形成された第２環状テー
パ面１４ｂとを有する。この円筒内周面１３ｂから前記
貫通開口部１０の中心線までの長さ、換言すると、前記
貫通開口部１０の中心線を中心線とする仮想的な円筒の
半径は、前記フランジ１Ｂにおける内側周面７の半径よ
りもわずかな大きな寸法になるように決定されている。
また、前記第２環状テーパ面１４ｂの傾斜角、すなわ
ち、前記貫通開口部１０の中心線と第２環状テーパ面１
４ｂとのなす角度は、前記フランジ１Ｂに形成された環
状溝６を構成する環状のテーパ面８の傾斜角に対応す
る。

【００４４】この実施例では前記第１鍔部１２ａと第２
鍔部１２ｂとは環状基部１１に対して対称に形成され、
その外は同様の構造を有している。

【００４５】また、この第１鍔部１２ａ、第２鍔部１２
ｂおよび環状基部１１は一体に形成されている。

【００４６】上記構成を有する環状シール部材を形成す
る材質としては特に制限がないのであるが、この環状シ
ール部材の貫通開口部内を流通させる流体が腐食性であ
るときにはその流体に対する耐腐食性材質で形成するの
がよい。多くの工業的な状況下においては、この環状シ
ール部材は、鋳鉄、鋳鋼、鍛造鋼などの鉄製あるいは鋼
製、あるいはアルミニウム、銅などの非鉄金属製であ
り、ある場合にはＳＵＳ３１６が好適に使用される。

【００４７】上記構成を有する環状シール部材は、シー
ル性を向上させるために前記第１環状テーパ面１２ａお
よび第２環状テーパ面１２ｂの表面を固体潤滑剤例えば
二硫化モリブデン系潤滑剤を焼付け塗装しておくのが好
ましい。また、この環状シール部材装着によるシール性
の向上をより一層高めるために、前記第１環状テーパ面
１２ａおよび第２環状テーパ面１２ｂの表面粗さを、Ｒ
_max ６．３ｓ以上に仕上げておくことが好ましい。

【００４８】図１に示すように、前記環状シール部材２
は、前記一対のフランジ１Ａ，１Ｂ間に介装する。この
とき前記環状シール部材２の環状基部１１は、両フラン
ジ１Ａ，１Ｂの前記環状開口面５ａ，５ｂに挟み込まれ
る。これによって、前記一対のフランジ１Ａ，１Ｂが接
合する接合端面３（図１では１５で示される。）と、前
記環状シール部材２の軸線（中心線でもある。）に直交
する中心面とが必然的に一致する。

【００４９】一方のフランジ１Ａに前記環状シール部材
２を装着した後に、他方のフランジ１Ｂを接合する場合
においても、前記フランジ１Ａの環状溝６の内側周面７
に、前記環状シール部材の内側面１３が係止されている
ので、他方のフランジ１Ｂの接合時に他方のフランジ１
Ｂが、前記環状シール部材２に接触しても前記環状シー
ル部材２の位置がずれたり、外れたりすることが防止さ
れ、容易かつ確実に前記環状シール部材２を前記フラン
ジ１Ａ，１Ｂ間に介装することができるさらに、接合後
においても相対する環状溝６により形成される空間内
に、前記環状シール部材２の鍔部１２が係止されるの
で、流体の圧力が減少したりした場合であっても、シー
ル部材の位置がずれたり、外れたりすることがない。

【００５０】なお、前記一対のフランジ１Ａ，１Ｂの接
合は、ボルト装着孔９ａ，９ｂにボルトを装着して、ナ
ットを螺合することにより行なう。

【００５１】この発明は、上述した実施例に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能で
ある。

【００５２】この発明のフランジの他の態様について図
４および図５を用いて以下に説明する。

【００５３】図４に示すように、この発明の他の態様と
してのフランジ２０は、流体を流通させるための、フラ
ンジ２０の中心線Ｌを中心軸として形成される仮想的な
円筒の周面を内周面２１ａとする流体通路２１と、フラ
ンジ２０同士を接合するための、前記中心線Ｌに直交す
る環状の平面に形成されてなる接合端面２２と、フラン
ジ２０と他方のフランジ２０とをその接合端面２２で合
わせて接合し、締め付けることができるように、ボルト
を装着するボルト装着孔２３とを有する。また、このフ
ランジ２０の、前記接合端面２２とは反対側には、パイ
プ（図示せず。）の開口部と緊密に結合することができ
るような、公知の構造（図示せず。）たとえば溶接構造
が形成されている。

【００５４】この接合端面２２には、後述する環状シー
ル部材２４を装着する環状シール部材装着用凹部２５を
有する。

【００５５】前記環状シール部材装着用凹部２５は、こ
のフランジ２０の中心線Ｌに直交する環状の平面となっ
ている環状開口面２６（この環状開口面２６は環状シー
ル部材装着用凹部２５における環状の底面とも言え
る。）を有する。その環状開口面２６の内側の縁は、フ
ランジ２０の流体通路２１すなわち貫通孔に連続する。
環状の環状開口面２６の外側の縁は環状テーパ面２７に
連続する。

【００５６】前記環状の環状開口面２６の幅Ｓ₁ （図５
参照）は少なくとも０．２ｃｍ確保されているのが良
く、また、流体通路２１の直径の１／３〜１／１００と
なるように、また好ましくは流体通路２１の直径の１／
４〜１／１０となるように設定するのが良い。環状開口
面２６の幅が前記数値よりも小さいと、このフランジ２
０の環状シール部材装着用凹部２５に環状シール部材２
４を装着した場合に、その環状シール部材２４がわずか
に位置ズレを起こしているときには、たとえフランジ同
士を締め付けたとしても、環状シール部材２４の位置ズ
レを矯正することのできないことがある。なおここで
「できないことがある」と称したのは、前記環状の環状
開口面２６の幅が前記値よりも小さくても本願発明の目
的であるところの、環状シール部材２４の位置ズレの矯
正を達成することができるのでるが、ある場合には矯正
することのできないこともあると言う意味であり、換言
すると、この発明の目的を一応達成するが再現性が低い
という意味である。

【００５７】図５に示されるように、前記接合端面２２
から環状の環状開口面２６までの長さＳ₂ （この長さを
環状環状開口面２６の深さと表現することもできる。）
は、少なくとも０．５ｃｍ確保されているのが良く、ま
た、流体通路２１の直径の１／１０〜２／３となるよう
に、また好ましくは流体通路２１の直径の１／５〜１／
２となるように設定するのが良い。前記環状環状開口面
２６の深さＳ₂ が前記範囲であると、後述する環状シー
ル部材２４との密着性が一層確保され、フランジ同士を
締め付けることにより密着性が更に高まり自緊性が達成
される。前記環状環状開口面２６の深さＳ₂ が前記範囲
を満たしていないときには、この発明の目的を達成する
ことはできるものの発明の効果の再現性に乏しいことが
ある。

【００５８】前記環状テーパ面２７は、前記環状の環状
開口面２６の外周縁から連続して形成されたところの、
フランジ２０の流体通路２１の中心線Ｌに頂点を有する
仮想的な円錐形外表面の一部を形成する環状のテーパ面
である。

【００５９】この環状テーパ面２７の傾斜角、すなわち
フランジ２０の中心線Ｌと環状テーパ面２７とのなす角
度（図５においてαで示される角度）は、通常５〜４５
度の範囲内に、好ましくは１０〜３０度の範囲内に設計
される。

【００６０】なお、この実施例に係るフランジ２０にお
ける前記角度αの好ましい範囲は、前記図１および図２
に示されるフランジにおける角度の好ましい範囲と一致
している。

【００６１】環状テーパ面２７の傾斜角が前記範囲内に
あると、フランジ２０とフランジ２０とを結合し、これ
らをボルト等で締め付けたときに、環状シール部材２４
による、緊密で、液密あるいは気密のシール性をより一
層有効に確保することができる。

【００６２】この環状シール部材装着用凹部２５には、
環状シール部材２４が嵌め込まれる。

【００６３】上記構成のフランジの材質については、前
述したのと同様である。

【００６４】図４に示す環状シール部材２４は、基本的
には前記図３に示す環状シール部材と同様の構成を有す
るのであるが、流体が流通することのできるように、ま
た、前記フランジ２０の流体通路２１と同じ直径を有す
るように開口する貫通孔２８を備える。したがって、こ
の環状シール部材２４は、中心に貫通孔２８を有し、平
面から見ると環状になるように形成されている。この環
状シール部材２４の中心線Ｌ方向の厚みは、このフラン
ジ２０の規模に応じて適宜に決定される。

【００６５】環状シール部材２４の外周面には、前記貫
通孔２８の中心線に頂点を有する仮想的な円錐体の外周
面と一致するところの、環状に形成された第１環状テー
パ面２９ａと第２環状テーパ面２９ｂとを有する。前記
第１環状テーパ面２９ａの傾斜角、すなわち、前記貫通
孔２８の中心線と第１環状テーパ面２９ａとのなす角度
は、前記フランジ２０に形成された環状シール部材装着
用凹部２５における環状テーパ面２７の傾斜角に対応す
る。

【００６６】第２環状テーパ面２９ｂは、この環状シー
ル部材のその中心線を通る縦断面において前記第１環状
テーパ面２９ａとは対称になるように形成される。した
がって、この第２環状テーパ面２９ｂの傾斜角は、前記
第環状テーパ面２９ａの傾斜角と同じである。

【００６７】この環状シール部材は、図３に示す環状シ
ール部材２と同様に環状基部３０を有する。この環状基
部３０は、図３に示す環状シール部材２におけるのと同
様に補強部材としての機能を有する。

【００６８】このフランジ２０の環状テーパ部材装着用
凹部２５内に環状テーパ部材２４を装着した場合に、環
状テーパ部材２４が環状テーパ部材装着用凹部２５内で
位置ズレを起こしたとする。具体的には、図５に示すよ
うに、環状テーパ部材２４の端面と第１環状テーパ面２
９ａとで形成される円形縁部Ｐ₁ が環状の環状開口面２
６に当接し、また環状テーパ部材２４の外周面と第１環
状テーパ面２９ａとで形成される円形縁部Ｐ₂ が環状テ
ーパ面２７に当接するように、環状テーパ部材２４の位
置ズレが生じたとする。このような状態のまま、環状シ
ール部材装着用凹部２５に環状シール部材２４を装着し
たフランジ２０に、他方のフランジを、互いにその接合
端面２２が合わさるように重ね、ボルト装着孔２３に通
したボルトで、互いに締め付けると、環状シール部材２
４はその両側からフランジ２０により押圧され、前記円
形縁部Ｐ₁ が環状の環状開口面２６上を移動し、また、
前記円形縁部Ｐ₂ が環状テーパ面２７上を移動して、最
終的には、環状シール部材２４の端面とフランジ２０に
おける環状の環状開口面２６とが平行になる。なお、環
状シール部材２４の端面とフランジ２０における環状の
環状開口面２６とが平行になっている場合、環状シール
部材２４の規模により、環状シール部材２４の端面とフ
ランジ２０における環状の環状開口面２６とが離れてい
る場合もあり、また、当接している場合もある。

【００６９】いずれにしても、このフランジ２０を使用
すると、環状シール部材２４が環状シール部材装着用凹
部２５内で多少の位置ズレを生じていても、一対のフラ
ンジ２０を締め付ける内にその位置ズレが矯正され、正
しい位置になる。

【００７０】そして、フランジ２０を締め付けることに
より、一方のフランジ２０における環状シール部材装着
用凹部の環状テーパ面２７と環状シール部材２４におけ
る第１環状テーパ面２９ａとが、また他方のフランジ２
０における環状シール部材装着用凹部の環状テーパ面２
７と環状シール部材２４における第２環状テーパ面２９
ｂとが、一層緊密に密着するようになって、自緊性シー
ルが完成する。

【００７１】以上においてこの発明の態様を詳述した
が、この発明の好適態様を以下に列挙する。

【００７２】この発明に係る環状シール部材の第１態様
は、流体が流通する貫通孔を備えた円盤状基盤（環状基
部とも称することができる。）と鍔部とを備え、前記鍔
部は、一方のフランジに形成された環状シール部材装着
凹部に装着可能に、前記貫通孔の中心線に平行な方向に
突出し、一方のフランジの前記環状シール部材装着凹部
に設けられた環状テーパ面と実質的に同じ傾斜角をもっ
て傾斜する第１環状テーパ面と、他方のフランジに形成
された環状シール部材装着凹部に装着可能に、前記貫通
孔の中心線に平行な方向に突出し、他方のフランジの環
状シール部材装着凹部に設けられた環状テーパ面と実質
的に同じ傾斜角をもって傾斜する第２環状テーパ面とを
有することを特徴とする環状シール部材であり、この発
明に係る環状シール部材の第２態様は、前記第１態様の
環状シール部材において、前記傾斜角が、前記貫通孔の
中心線に対して５〜４５度の範囲内、好ましくは１０〜
３０度の範囲内に設定されてなり、前記角度範囲内にあ
るときに最も良好に自緊性効果の奏される環状シール部
材であり、この発明に係る環状シール部材の第３態様
は、前記第１態様および第２態様の環状シール部材にお
いて、図６に示すように、環状シール部材の外側半径Ｒ
₁ と環状シール部材の内側半径Ｒ₂ との比（Ｒ₂ ／Ｒ
₁ ）が０．６以上であり、好ましくは０．７〜０．９５
であり、特に好ましくは０．８〜０．９であり、前記比
（Ｒ₂ ／Ｒ₁ ）が前記範囲内にあることにより自緊性シ
ール部材の特長である流体自身の圧力（内圧）により、
シール効果を確保することができるという利点を有する
環状シール部材である。

【００７３】この発明に係る環状シール部材の第４態様
は、前記第１〜３態様の環状シール部材において、第１
環状テーパ面および第２環状テーパ面の表面に二硫化モ
リブデン系潤滑剤等の固体潤滑剤が焼付け塗装されてな
る環状シール部材であり、この発明に係る環状シール部
材の第５態様は、前記第１〜４態様の環状シール部材に
おいて、第１環状テーパ面および第２環状テーパ面の表
面粗さがＲ_max ６．３を下回らないように形成されてな
る環状シール部材である。

【００７４】この発明に係るフランジの第１態様は、管
体の一端に設けられ、管体と管体とを接合するフランジ
であって、流体が流通する貫通孔を備えた円盤状基盤
（環状基部とも称することができる。）と鍔部とを備え
てなる環状シール部材を装着する環状シール部材装着凹
部を、前記フランジの端面（フランジとフランジとを接
合する際の他のフランジとの合わせ面とも言い得る。）
に備えてなることを特徴とするフランジであり、この発
明に係るフランジの第２態様は、前記第１態様におい
て、前記環状シール部材装着凹部が、前記環状シール部
材の第１態様から第３態様までにおける円盤状基盤を装
着することができるように形成されたところの、前記端
面から所定の深さを有し、かつ前記貫通孔の中心線に直
交する環状の平面を有する環状端面と、前記環状シール
部材における円盤状基盤を装着することができるように
形成され、前記環状端面の外側に連続して形成され、前
記環状シール部材の第１態様から第３態様までにおける
第１環状テーパ面または第２環状テーパ面に接合可能な
環状テーパ面を備えた環状溝とを有してなるフランジで
あり、この発明に係るフランジの第３態様は、この発明
に係るフランジの前記第１態様または第２態様におい
て、前記環状テーパ面は、その傾斜角が、フランジの中
心線に対して５〜４５度の範囲内、好ましくは１０〜３
０度の範囲内に設定されてなり、前記角度範囲内にある
ときに最も良好に自緊性効果の奏されるフランジであ
り、この発明に係るフランジの第４態様は、管体の一端
に設けられ、管体と管体とを接合するフランジであっ
て、フランジの端面に、フランジの開口部中心線すなわ
ちフランジにおける貫通孔の中心線に直交する環状底面
と、フランジの開口部中心線を中心として前記底面から
外側に向かって傾斜する環状テーパ面とを設けてなるこ
とを特徴とするフランジであり、この発明に係るフラン
ジの第５態様は、前記フランジの第４態様において、前
記環状テーパ面は、その傾斜角が、フランジの中心線に
対して５〜４５度の範囲内、好ましくは１０〜３０度の
範囲内に設定されてなり、前記角度範囲内にあるときに
最も良好に自緊性効果の奏されるフランジであり、この
発明に係るフランジの第６態様は、前記フランジの第４
態様および第５態様において、前記環状底面の深さ（フ
ランジの端面から環状底面までの長さ）が０．２〜４ｃ
ｍであり、好ましくは０．５〜２．５ｃｍであるフラン
ジであり、この発明に係るフランジの第７態様は、前記
フランジの第４態様から第６態様までのいずれかにおい
て、前記環状底面の外側縁の円の半径Ｒ₃ とフランジの
貫通孔の半径Ｒ₄ との比（Ｒ₄ ／Ｒ₃ ）が１／３〜１／
１００であり、好ましくは１／４〜１／１０であり、こ
れによって環状シール部材の環状テーパ面とフランジの
環状テーパ面とが容易に密着するという利点を有するフ
ランジである。

【００７５】

【発明の効果】この発明の環状シール部材によると、鍔
部を有するので、フランジに装着するときのいわゆる
「芯出し」が容易である。この芯出しという意味は、フ
ランジにおける貫通孔あるいは流体流通路の中心線と環
状シール部材における貫通孔の中心線とを一致させるこ
とを含む。この発明の環状シール部材によると、前記内
側周面に臨む内側面と前記外側周面に接する外側面とを
有してなるので、フランジ同士を締め付けることによ
り、シール性の向上および自緊性の向上を図ることがで
きる。また、この環状シール部材が環状基部を有するこ
とにより、フランジに装着するときのいわゆる「芯出
し」を容易にすることができる。

【００７６】要するに、鍔部を有することにより、ある
いは環状基部を有することにより、あるいはこれら二者
を有することにより、位置ズレを生じることなく、確実
にフランジに環状シール部材を装着することができる。
確実な装着ができるから、この環状シール部材によるシ
ール性が向上するのである。

【００７７】環状基部は補強部材としての効果を有す
る。つまり、フランジとフランジとの間に環状シール部
材を装着し、これらフランジを締め付けたときに、その
締め付け力により環状シール部材も締め付けられるので
あるが、環状基部が補強効果を発揮して強固な締め付け
にもかかわらず、環状シール部材が破損することもな
い。

【００７８】この発明のフランジは、前記開口端面部の
外側に形成され環状シール部材に設けられた鍔部を挿入
する環状溝および環状基部を装着する環状底面を有する
ので、鍔部および環状基部を有する環状シール部材の装
着が容易であり、環状シール部材の芯出しを容易に、か
つ確実に行うことができ、またフランジ同士を締め付け
たときにシール性の向上を図ることができる。

【００７９】この発明のフランジは、フランジの端面
に、フランジの開口部中心線に直交する環状開口面と、
フランジの開口部中心線を中心として前記底面から外側
に向かって傾斜する環状テーパ面とを有するので、フラ
ンジに装着した環状シール部材の位置ズレがたとえ生じ
ていたとしても、フランジ同士を締め付けることによ
り、その位置ズレが矯正され、自緊性が達成され、シー
ル性も向上する。

【００８０】この発明によると、容易かつ確実にシール
部材を装着することができる環状シール部材と、前記環
状シール部材を装着することにより高い信頼性を有する
自緊式管継手を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例である環状シール部
材を、同じく一実施例であるフランジに装着した状態を
示す断面図である。

【図２】図２はこの発明におけるフランジの一具体例を
示す断面図である。

【図３】図３はこの発明における環状シール部材の一具
体例を示す断面図である。

【図４】図４はこの発明の他の実施例であるフランジを
示す断面図である。

【図５】図５はこの発明の他の実施例であるフランジの
作用を説明するための参考説明図である。

【図６】図６は従来の自緊式管継手の一例を示す概略説
明図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ・・・フランジ、２・・・環状シール部材、
３・・・端面、５ａ，５Ｂ・・・開口端面部、６・・・
環状溝、７・・・内側周面、８・・・外側周面、１０・
・・貫通孔、１１・・・環状基部、１２ａ・・・第１鍔
部、１２ｂ・・・第２鍔部、１３・・・内側面、１４ａ
・・・外側面（第１環状テーパ面）、１４ｂ・・・外側
面（第２環状テーパ面）

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成６年４月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管体の一端に設けられたフランジの接合
   端面に形成された環状溝に装入可能な鍔部を有してなる
   ことを特徴とする環状シール部材。
2. 【請求項２】 管体の一端に設けられたフランジの接合
   端面に環状に形成されたところの、フランジ端面から管
   体軸線に向かって傾斜する外側周面およびこの外側周面
   に向かう内側周面を有する環状溝に挿入可能な鍔部と、
   前記環状溝とフランジ内を流体が流通する貫通孔との間
   で、フランジの接合端面から窪んで平坦な環状に形成さ
   れた環状底面に装着されるところの、前記鍔部から内側
   に張り出した環状基部とを有してなることを特徴とする
   環状シール部材。
3. 【請求項３】 管体の一端に設けられ、管体と管体とを
   接合するフランジであって、フランジの接合端面に、環
   状シール部材の環状基部を装入可能に形成され、かつフ
   ランジの前記接合端面よりも窪み、環状に形成された環
   状底面と、前記環状底面の外側に形成され、環状シール
   部材に設けられた鍔部を挿入する環状溝とを備えてなる
   ことを特徴とするフランジ。
4. 【請求項４】 管体の一端に設けられ、管体と管体とを
   接合するフランジであって、フランジの接合端面に、フ
   ランジの開口部に連絡する環状開口面と、フランジにお
   ける流通孔の中心線を中心として前記環状開口面から外
   側に向かって傾斜する環状テーパ面とを設けてなること
   を特徴とするフランジ。