JPS6396385A - セグメント式パイプカプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はエラストーマ材で形成され、２個またはそれ以
上のカプリングセグメントを有するセグメント式パイプ
カプリングおよびそれに使用されるガスケットセグメン
トに関する。

〔従来の技術および問題点〕

セグメント式パイプカプリングはこの技術ではよ（知ら
れており、それは端と端を合わせて軸方向に事実上−線
に並べられたパイプまたは取付具の端部と端を合わせて
包囲した状態に組立られる２個以上の円弧状カプリング
セグメントで成る。

それらのカプリングセグメントは、そのカプリングセグ
メントの端部にあるボルト締め用パッドを通って伸長す
るトラックボルトまたはその他の通常の手段によってそ
れらの隣接端部をお互いに取付られる。トラックボルト
を締めっけると、カプリングセグメントはパイプの中心
軸に対して放射方向で内方へ引っばられる。なぜならカ
プリングセグメントがパイプの外周と締めつけ結合する
ことになるか、またはカプリングセグメントの内周にあ
るキーがパイプに形成されたもの例えば、パイプの溝や
パイプの外部に形成された放射方向の隆起部と結合する
ように移動するからである。

そのようなパイプカプリングに必要とされるものはパイ
プの隣接端部やカプリングセグメントをこえて軸方向へ
またはボルト締め面間で放射方向へパイプからの漏れを
防ぐためにパイプカプリングの内部にシール用ガスケッ
トを備えることである。

そのようなガスケットは一般に、スプリットガスケット
の形をしていて、パイプに対して軸方向へ装着されるの
でなくて、パイプの周囲に配置され、−Ｃに、カプリン
グを組立てる前にそれぞれのカプリングセグメント内に
位置づＪす、そのセグメントによって保持されるように
形成される。

このカプリングの組立時、ガスケットセグメントの端部
は隣接するガスケットセグメントの端部と圧迫接触し、
また、パイプの周囲とも圧迫接触し、この現象は、カプ
リングセグメントを締めつける間にも生じる。

カプリングセグメントの締めつけの結果、ガスケットセ
グメントには圧縮フープ応力が生じ、これはそれぞれの
ガスケットセグメントをカプリングセグメントの方へ周
囲方向へ後退させるので圧縮フープ応力はガスケットセ
グメントの周囲全体にわたって等しくなる。

この圧縮フープ応力の均等化はガスケットセグメントと
パイプの周囲との圧縮シール結合を均等化するのに役立
つけれどもそれは他方で、次の隣接するガスケットセグ
メントの端面に接するガスケットセグメントの端面にか
かる圧縮応力が減退するという欠点をも有している。

かくして、それぞれのガスケットセグメントの端面が隣
接し合うカプリングセグメントの両ボルト締め面の中間
部に位置する時、その位置で圧縮シール結合の損失が生
じる。その位置での漏れや、隣接し合うカプリングセグ
メントの両ボルト締め面間で放射方向で外方への漏れを
防ぐためには、前記圧縮シール結合の損失が生じる場所
こそまさに圧縮応力が最適に行われなければならない場
所である。

この問題は、カプリングが０剛性”型であって、パイプ
周囲に直接締めつけるようになっている場合にはさらに
重大となる。パイプの直径は製造トレランスによるよう
に、常時その標準寸法から逸脱するものであるがそのこ
とが、パイプが持手の場合には、ガスケット材料をピン
チングすることになり、また、さらに重大なことである
がパイプが特大の場合には、ガスケットセグメントの隣
接する両端面間で圧縮シール力が大きく減損し、その場
所に漏れを生じさせることになる。

この問題はパイプの片方が特大で、他方が持手の場合に
は、さらに重大となる。前述の状態の両方がお互いに組
み合わさって生じることになるからである。

この問題に対する部分的解決法が１９８３年７月５日付
で許可されたプレイクリ−の米国特許第４，３９１．４
５８号に示されており、これによれば、カプリングセグ
メントの内側肩部の後方で接触するようになった放射方
向で外方へ伸長する肉厚部分をガスケットセグメントの
端部に形成するようになっている。しかしながら、この
プレイクリ−の方法はパイプの特大または持手がら生じ
る状態や、パイプの単一ジヨイントにそのような両方の
状態が組合わさっている場合を取り扱うことに関しては
、部分的な解決法でしかあり得ない。

この問題に気付いてからプレイクリ−氏は彼のガスケッ
トセグメントの当接端部の面が彼のカプリングセグメン
トのボルト締め面の面に対して角度をもって配置される
ように、カプリングセグメントのボルト締め面に対して
ガスケットセグメントの端部をオフセットにすることに
した。しかしながら、これは本質的にガスケットセグメ
ントの形を非対称にすることになり、作業員はガスケッ
トセグメントをカプリングセグメントへ逆位置で挿入す
ることになり、その結果、一端ではガスケットセグメン
トが過度に圧縮され、反対端部ではガスケット端部が全
く圧縮されず、実際に両ガスケット端部間にスペースが
あくことになる。

〔問題点を解決するための手段および作用〕そこで、本
発明によればガスケットセグメントの形は対称的であり
、かくして、ガスケットセグメントをカプリングセグメ
ントに組立てる際、不正確な組立ての可能性がなくなり
、それぞれのパイプの特大、または持手に拘らずガスケ
ットセグメントの当接端面にかかる圧縮力は予期された
ものが作用する。

このことは、ガスケットセグメントの端面には、その両
端面の近くに放射方向および軸方向へ伸長するフランジ
部分を形成し、それがそれに関連するカプリングセグメ
ントに備わっている内側当接肩部と共働する反作用部材
を提供するように仕組むことによって達成される。これ
はガスケットセグメントの端面にかかる圧縮応力をその
端部に制限し、これらの圧縮応力がガスケットセグメン
トの残り部分へ消散するのを防ぐ。

カプリングセグメントを締めつける間、ガスケットセグ
メントとパイプとの接触によってガスケットセグメント
に対して放射方向で外方への力が作用し、これは普通ガ
スケットセグメントが大径へと膨大することによりカプ
リングセグメントの端部を引っこめることになる。

このことは、それぞれのフランジ部分とカプリングセグ
メントのそれぞれの当接肩部との接触により排除され、
両フランジ部分の中間にあるガスケットセグメント部分
が引っばりフープ応力を受けることになる。

フランジ部分がないとすれば、この引っばりフープ応力
はガスケットセグメントの端部がカプリングセグメント
の方へ内方で周囲方向へ移動することによって消散して
しまうので、ガスケットセグメントの当接端部にかかる
圧縮力は減退してしまう筈である。しかしながら、これ
はフランジ部分によって与えられる反作用部材によって
防止され、この反作用部材はガスヶ・ントセグメントの
中間部分を緊張状態に保持し、同時にガスケットセグメ
ントの端部をその引っばり力から隔離する。

この結果、ガスケットセグメントの端部には最大の圧縮
力が生じ、これがガスケットセグメントの端面に最大の
シール能力を与え、これは関連するパイプの膨張から生
じる損失とは実質的に無関係である。

フランジ部分は各々ガスケットセグメントの隣接端部を
包囲する周囲方向へ伸長するスカート部分へ合同し、し
かもガスケットセグメントのまわりを伸長する開放チャ
ンネルによってそのガスケットセグメントから離れて位
置し、そのガスケットセグメントは意図的に周囲方向へ
より長く形成される。

使用時、パイプの特大、持手とは関係なしにガスケット
セグメントの端部は、カプリングセグメントを十分に締
めつける前に、次の隣接ガスケットセグメントの端部と
当接状態で接触することになる。

この時点でガスケットセグメントの端部に圧縮応力が生
じ、この圧縮応力はガスケットセグメントのそれぞれの
放射方向のフランジ部分と、これに関連するカプリング
セグメントの対応する内側当接肩部との接触により、ガ
スケットセグメントのそれぞれの端部に制限される。

カプリングセグメントをさらに締めつける間、ガスケッ
トセグメントを形成する材料は基本的には非圧縮性であ
るので、そのガスケットセグメントの端部にかかる圧縮
負荷はガスケットセグメントの端部をスカート部分内へ
後退させ、カプリングの軸に対してガスケットセグメン
トの端部を放射方向で軸方向へ外方へ膨大移動させるこ
とになる。これは順次、ガスケットセグメントの当接端
面の界面に圧縮応力を生じさせ、これはエラストーマ材
それ自体の中に貯えられたばね力のエネルギーによって
生じ、これはカプリングセグメントにかかる力とは無関
係のものである。

そのようにして生じた圧縮応力はかくして、ガスケット
セグメントの外方へ移動する本体がスカートの内面と接
触して取巻きチャンネルを完全に満たすまで事実上一定
のままである。

かくして、パイプの特大、または持手に拘らずガスケッ
トセグメントの当接端部に完全に予期できる圧縮応力が
生じ、これはカプリングセグメントによってかけられる
圧縮応力とは有効に別個のものであって、ガスケットセ
グメントの端部分で成る材料に貯えられたばね力のエネ
ルギーから専ら生じたものである。

ガスケットシールを行うためには、３つの基準を充足し
なければならない。第１にそのガスケットはパイプの周
囲と十分なシール力でもって接触しなければならない。

次に、ガスケットの端部は十分なシール力でもって当接
しなげればならない。最後にガスケットの端部は可能性
のある漏れ通路を完全に閉鎖するように合致しなければ
ならない。殆んどのいかなるスプリットガスケットもは
じめの２つの要件は充足している。本発明のガスケット
は３つの全ての要件を充足させている。

このガスケットは周囲方向へ伸長する端部を有する。こ
のガスケットの内面の直径は、パイプの外周より小さい
。この結果、ガスケット端部は、それが隣接するガスケ
ット端部と当接する前でさえ組立中に外方へたわむ。そ
のガスケットとスカーット部との間のスペースはガスケ
ットの端部を外方へ屈曲させる余裕をもつ。もしそのス
ペースがないとすれば、このガスケットは基本的にもっ
と堅くなり、それは自体下へローリングする危険がある
。スカート部がなくて、そのスペースをハウジングを拡
大させることによって作るとすれば、ガスケットを物理
的に傷める可能性が生まれる。

この損傷は、閉鎖中にガスケット端部が当接し、パイプ
がガスケットを外方へ変形させ、同時にガスケットが周
囲方向への圧縮により外方へ膨大する時に生じる。この
ダブル効果によってガスケットは両力プリングセグメン
ト間のスペースへ押しやられ、そのカプリングが十分に
閉じた時、ガスケットが剪断し裂ける。ガスケット端部
のまわりのスペースを大きくして“ピンチングを小さく
するとすれば、パイプの周囲のシール力が小さくなる。

ガスケットにあるスカート部は、ガスケットのための従
動支持体を備えることによってビンチングを防ぐ。組立
中にガスケットがたとえ放射方向で外方へ押圧されたと
しても、それは両力プリングセグメント間にはさまれる
ことは決してない。ガスケットは物理的な損傷を受けな
いので、ガスケットは長期間等しい形を保持できる。

カプリングの“赤道”の所にあるガスケットのポケット
の幅を大きくすると、放射方向の力が発生し、これは赤
道の直径を大きくする。これは一部はガスケットのポケ
ットの外側に位置するビンまたはボルトによって生じる
モーメントによる内方への移動傾向に反作用する。これ
は一層円形に近い形を保持し、それによってジヨイント
の能力を増す。

要するに、スカート部はガスケット端部の幾何学的な完
全性を保持し、ガスケット端部のシールを意図した時、
それらのシールを可能にする。このスカートはピンチン
グによりガスケット端部の物理的損傷の危険やガスケッ
ト端部のローリングを少くするような従動型の支持およ
び可撓性を有する。ガスケットの不適切な取付けを防ぐ
ことは、当接するガスケット端部の合致を適切にする。

放射方向の力が大きくなるとカプリングの円さを保持す
る可能性もそれだけ大きくなる。

〔実　施　例〕

ここで本発明をその好ましい実施例を示す添付図面に関
連しながら説明する。

はじめに第１〜５図を参照すれば、適切なエラストーマ
で形成されるガスケット１０が半円弧状の形で示され、
それは両端部分１２．１４の所で終わっており、その各
端部はお互いに対して完全に対称をなすので、そのガス
ケットは他方に対して１８０°回転した２つの位置のい
づれかにおいて、カプリングセグメント内に挿入される
。

それぞれの端部分１２の各々は、周囲フランジ１６を有
し、このフランジ１６はガスケットセグメントの外側の
まわりを伸長して放射方向へ伸長するフランジ部分１６
ａを備え、この両端部はほぼ軸方向へ伸長するフランジ
部分１６ｂ、１６ｂへと合同する。

ガスケットセグメントの接続端部へ向ってスカート部１
８が伸長し、このスカート部１８はその一方の辺縁部で
それぞれのフランジ部分１６ａ、１６ｂ、１６ｂと一体
をなす。

スカート部分１日は全部の位置でガスケットセグメント
１０の外面に事実上平行となるような輪郭に作られ、か
くしてガスケットセグメント１０の端部のまわりを伸長
する連結チャンネル２０を形成する。

ガスケットセグメント１０の端面ばスカート部１８の自
由辺縁部をこえた位置まで伸長し、そのスカート部１８
の自由辺縁部は第６図に関連して後述するように、ガス
ケットセグメントと共に使用されるカプリングセグメン
トのボルト締め面の面に位置づけられねばならない。

ガスケットセグメント１０は、パイプ（図示せず）の隣
接端の外周と接触し、かつそのパイプのそれぞれの端部
と結合関係となるように通常の相互に対面したシール用
舌片２４を有する。

ここで第６図を参照すれば、ガスケットセグメント１０
にカプリングセグメント２６の内部に位置づけて示され
、そのカプリングセグメント２６は事実上平らな放射方
向へ伸長するボルト締め面２８を有し、このボルト締め
面２８はトラックボルト（図示せず）を受入れる孔３０
を有するボルト締め用突出部２９に備わっている。

カプリングセグメントの内部には、ガスケットセグメン
ト１０を受入れるチャンネル３２が形成され、そのカプ
リングセグメントは、ガスケットセグメントのフランジ
１６の反作用部材となる肩部３４を備えている。チャン
ネル３２はスカート部分１８をきちんと受入れるために
内部に適切に形成され、スカート部１８の自由辺縁部分
はボルト締め面２８の面に位置する。

第６図のガスケットセグメントは、一対のカプリングセ
グメントを持手寸法のパイプに締めつけた後の状態で示
され、一対のそれぞれのカプリングセグメントのそれぞ
れのボルト締め面２８は事実上、お互いに結合状態へと
移動して示されている。そのような状態は実際上、稀に
存在せず通常みられる状態は、それぞれのボルト締め面
がお互いに事実上平行に位置し、かつ、パイプの寸法が
標準寸法より大か小または正確に標準寸法通りであるか
どうかにかかわりなく、パイプの実際の寸法次第で成る
距離だけお互いから離れて位置するような状態である。

カプリングセグメントを締めつける際、１個のガスケッ
トセグメントの端面２２は次の隣接するガスケットセグ
メントの対応する端面と事実上平らな関係で接触し、そ
の上に着座する。

それぞれのカプリングセグメントを連続的に締めつける
と端面２２に圧縮力がかかり、第６図でみてそれはガス
ケットセグメントの自由端を下方へ押圧し、それをスカ
ート部１８へ引っこむようにさせる。そのようにする際
、それぞれのフランジ１６により与えられる反作用部材
に逆ってスカート部の境界内へ下方に押圧される時、特
にエラストーマ材に貯えられたばね力によってそれぞれ
のガスゲットセグメントの端部に圧縮力が生じる。

ガスケットセグメントのこの下方への動きは、前記端部
分を外方へふくらませることになり、このふくらみはチ
ャンネル２０が前記端部分のエラストーマ材で完全に満
される時点ので連続する。

かくして、パイプの製造上のトレランスの範囲内でのボ
ルト締め面２８の位置づけとは関係なしに、完全に予知
できる圧縮力が端面２２に作用し、それはカプリングセ
グメントの膨張または収縮に関係なく事実上一定に保持
される。

クレームの範囲から逸脱することなしに、種々の変形を
なしうろことも明らかである。

フランジ１６とその当接肩部３４とによって、ガスケッ
トセグメントの端部にかかる圧縮力がそのガスケットセ
グメントの本体に伝達され、そこで消散するのを有効に
防ぐことは理解されるであろう。さもないとこのことは
端面２２にかかる圧縮力を損失させる結果となってしま
う。

端面２２はカプリングの軸を通る面に平行に伸長する面
に配置されるのが好ましいけれども、その端面ば所望で
あれば、前記面に対して角度をもたせ、勿論ガスケット
を完全に対称的にし、ガスケットセグメントをカプリン
グセグメントへ正しく挿入する方法に関して、作業人の
側で決定する必要がないようにすることもできる。

これまで本発明をパイプカプリングのカブリングセグメ
ントへ挿入するためにガスケットセグメントに関して説
明してきたけれども、本発明はまたスプリットガスケッ
ト即ち、シールされるパイプを完全に包囲するようなガ
スケットであって、その両端がカプリングセグメントを
締めつける際、お互いにシール面の接触を行うようにな
っているようなガスケットをも包含することは理解され
るであろう。そのようなスプリットガスケットは、その
ぞれのカプリングセグメントが一端または両端でお互い
に蝶番接続され、それらが一対のボルト締めパッド、ま
たは他の固定装置を備えているようなカプリングセグメ
ントに関連して使用するのに特に適する。

〔発明の効果〕

本発明によればガスケットセグメントの形は対称的であ
り、かくしてガスケットセグメントをカプリングセグメ
ントに組立てる際、不正確な組立ての可能性がなくなり
、それぞれのパイプの特大、または持手に拘らず、ガス
ケットセグメントの当接端面にかかる圧縮力は予期され
たものが作用する。

また、ガスケットシールを行うためには３つの基準を充
足しなければらない。第１にそのガスケットはパイプの
周囲と十分なシール力でもって接触しなければならない
。次にガスケットの端部は十分なシール力でもって当接
しなければならない。最後に、ガスケットの端部は可能
性のある漏れ通路を完全に閉鎖するように合致しなけれ
ばならない。殆んどのいかなるスプリットガスケットも
はじめの２つの要件は充足しているが、本発明のガスケ
ットは３つの全ての要件を充足させている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスケットセグメントの正面図（一部
断面図）、第２図は第１図のいづれか一側からみた時の
側面図、第３図はガスケットセグメントの平面図、第４
図はそのガスケットの底面図、第５図は圧縮前のガスケ
ットの一端の拡大斜視図、第６図はガスケットセグメン
トがそれに関連するカプリングセグメントのボルト締め
面の面まで圧縮した状態にある時の第５図と同一端面の
拡大斜視図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）各ガスケットセグメントはエラストーマ材で形成
   され、その周囲長さはそれに関連するカプリングセグメ
   ントの内部チャンネルの周囲長さより大きいことと、 前記各ガスケットセグメントの各端部の近くに反作用部
   材を与えるフランジと、その各フランジはそれに関連す
   るガスケットセグメントから外方へ伸長し、それに関連
   したカプリングセグメントの前記内部肩部と接触するこ
   とと、 前記各フランジと一体的に形成され、それに関連したガ
   スケットセグメントの隣接端部から間隔をおいて伸長し
   、開放チャンネルを形成するスカート部と、 前記各ガスケットセグメントの端部は前記フランジによ
   って与えられる反作用部材に対して前記ガスケットセグ
   メントのそれに接続する前記スカート部へ引っこみ、か
   つ移動することと、 前記端面の圧縮荷重の程度は、その引っこみかつ移動の
   際、前記端部分に貯えられたばね力によって決まること
   とで成り、パイプ端部のまわりにそれを包囲する関係で
   位置づけるための複数のカプリングセグメントと、それ
   に対応する数のガスケットセグメントとを有し、各カプ
   リングセグメントは前記ガスケットセグメントを受入れ
   る内部チャンネルを有し、その各端部の近くに内部肩部
   を備えることを特徴とするセグメント式パイプカプリン
   グ。
2. （２）前記各スカート部は、各ガスケットセグメントの
   接続端部へ向って伸長することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のセグメント式パイプカプリング。
3. （３）前記各フランジは周囲方向への前記各ガスケット
   セグメントの圧縮加重をそれぞれのフランジに隣接する
   前記各ガスケットセグメントの端部に制限することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセグメント式パ
   イプカプリング。
4. （４）前記チャンネルの容積は前記端部分の予期される
   最大容積移動量より大であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のセグメント式パイプカプリング。
5. （５）エラストーマ材で形成されるガスケットセグメン
   トと、その周囲長さはそれと共に使用されるカプリング
   セグメントの周囲長さより長いことと、 前記ガスケットセグメントの各端部近くに反作用部材を
   備え、そこから外方へ伸長して前記カプリングセグメン
   トの対応肩部と接触するフランジと、 前記フランジと一体に形成され、前記ガスケットセグメ
   ントの隣接端から間隔をおいて伸長し、開放チャンネル
   を形成するスカート部分と、 前記ガスケットセグメントの端部は、前記フランジによ
   って与えられる反作用部材に対して前記ガスケットセグ
   メントの接続端面を圧縮状態で付加を加えると、前記ス
   カート部分へ引っこみ移動することと、 前記端面での圧縮荷重の程度は、それが引っこみ移動す
   る際、前記端部分に貯えられたばね力によって決まるこ
   ととで成る対称的なセグメント式パイプカプリング用ガ
   スケットセグメント。
6. （６）前記スカート部はガスケットの接続端部へ向って
   伸長することを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載
   のガスケットセグメント。
7. （７）前記フランジは、周囲方向への前記ガスケットセ
   グメントの圧縮加重を前記ガスケットセグメントの隣接
   端部に制限することを特徴とする特許請求の範囲第５項
   に記載のガスケットセグメント。
8. （８）前記開放端を有するチャンネルの容積は前記端部
   分の予期される最大容積移動量より大であることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項に記載のガスケットセグメ
   ント。