(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水ポンプの出口側に取り付ける配管変位吸収用のゴム製配管継手であり、流体の入口側を小口径に、排出側を大口径とすると共に、その間に膨らみをもたせた球形状をなしていて、未加硫ゴムシートと未加硫ゴムを被覆したスダレ織の補強繊維層を一方向ずつ交互にスダレ方向を違えて貼り合わせた、積層成形物を加硫して得られる異径ゴム配管継手において、スダレ状の前記補強繊維層の繊維の方向が、異径ゴム配管継手の軸線に対し全ての部位で同一角度で配列することを特徴とする異径ゴム配管継手。
【請求項２】
流体入口側を小口径に、排出側を大口径とし、その間に膨らみをもたせた球形状の異径ゴム配管継手の製造方法において、未加硫ゴムで被覆したスダレ状の補強層を扇状の形状にして、扇の外縁と内縁に相当する、それぞれの円弧の部分は該スダレ状補強層の貼付幅を、大口径の円周の長さにして大きく、小口径の円周の長さにして小さく、扇状の内弧から外弧にかけて、スダレ密度を連続的に拡げ、異径ゴム管状体の軸線に対して一定の補強角度をなすように、螺旋形状に繊維層の方向を配列した補強繊維層を角度方向に合わせて該扇形状補強繊維スダレコードを、異径管にスダレ方向を交互に違えて偶数枚貼り付け加硫し、繊維層の補強角度を一定にしたことを特徴とする異径ゴム配管継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
建造物の冷暖房等に用いる給水給湯ポンプの出口側に取付け、ポンプの振動による変位や施工による取り付け誤差を吸収するゴム製配管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に給水ポンプは出口側は流速が大きく、配管の経済流速を低下させる為、鋳鉄製又は鋼製異径管（レジューサー）をポンプの出口直上に取り付ける（図３）。該金属製異径管は多くが１サイズ差（例えば片側１５０mm、他側２００mm径）となり、流体をスムーズに流し圧力損失を少なくする様に滑らかな内径変化を有し、両端には所定のフランジが設けられている。小口径側フランジはポンプ出口に締結され、大口径側フランジは同径のゴム配管継手を介して、これに続く配管に接続され使われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１）一般にポンプの排出側は垂直状態にあり、ポンプ出口から異径管、同径ゴム配管継手、逆止弁（及びバルブ）そして配管という順に接続されるが、限られた配管空間（高さ）の中でこれらの部品を全て配置し、組み立てることは非常に困難な作業になり、又バルブ等の操作や保守作業が行い難くなる。このため、配管部品の取付空間を少なくする事が第一の課題である。
２）これらの多くの配管部品は一般にフランジ接続されるが、それぞれの部品には製作上の公差が有り、又取付時の組立誤差も発生する。加えて流体の温度変化や外気温度の変化による配管の熱伸縮が発生する。ポンプにはその回転振動が床面に伝わらないように防振装置によって支えられているので、ポンプと配管の間で揺れも発生する。これらの製作公差、組立誤差、熱伸縮、ポンプの振動を全て吸収する為に、ゴム配管継手を用いるが、限られた空間内で長尺なものを使用する事が出来ないのでこの種々の大きな撓みを吸収することは困難である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために鋭意研究した結果、本発明に到達したもので、すなわちこれらの問題に対し異径管が剛体であることに注目し、可撓継手である同径ゴム配管継手を異径管のような異径のゴム配管継手にすることで、この両方を解決することを考え出したものである。すなわち給水ポンプの出口側に取り付ける配管変位吸収用のゴム製配管継手であり、流体の入口側を小口径に、排出側を大口径とすると共に、その間に膨らみをもたせた球形状をなす異径のゴム配管継手であり、異径のゴム配管継手にすることで、第一の課題については、従来の異径管の分だけ組み込み高さが低くなるので、配管及び配管部品の取付作業が容易になり、頻度の高いバルブ操作及び、その保守作業が低い位置で行う事が出来るようになる。加えて異径ゴム配管継手の強度及び形状対応力を保持させるために、未加硫ゴムシートと未加硫ゴムを被覆したスダレ織りの補強繊維層を一方向ずつ交互にスダレ方向を違えて貼り合わせた、積層成形物を加硫して得られる異径のゴム配管継手において、スダレ状の補強層の繊維の方向が異径ゴム配管継手の軸線に対し全ての部位で同一角度で配列する異径ゴム配管継手であり、加えて未加硫ゴムで被覆したスダレ状の補強層を扇状の形状にして扇の外縁と内縁に相当するそれぞれの円弧の部分は、該スダレ状補強層の貼付幅を大口径の円周の長さにして大きく、小口径の円周の長さにして小さく、扇の内弧から外弧にかけて、スダレ密度を連続的に拡げ、異径ゴム管状体の軸線に対して一定の補強角度をなすように螺旋形状に繊維層の方向を配列した補強繊維層を角度方向に合わせて該扇形状補強繊維スダレコードを異径管にスダレ方向を交互に違えて偶数枚貼り付け加硫し、繊維層の補強角度を一定にした異径ゴム配管継手であり、その製造方法である。
【０００５】
ゴム配管継手は、一般に繊維層で補強したゴム管状体を両端部でフランジ固定又は、ルーズ保持してなり、配管途中に接続して流体を保持しながら、管路の伸縮、偏心及び捩じり等の変位を許容させるため、この補強繊維層はゴム管状体の軸線に対して、３０〜７０°の傾き角度でスダレ状の繊維層を交互に偶数プライ配列して形成されている。通常のゴム配管継手或いは、ゴムホースは両端の直径が同じであるため、スダレ状繊維層は一定幅の平行四辺形の形状のものを用いることができる。
従って、貼付け配列後の繊維層はゴム管状体の軸線に対して予め設定した角度は各部位で一定になる。
【０００６】
一方、本発明の異径ゴム配管継手では、両端部で直径が異なるため、一定幅の平行四辺形状の繊維層を貼り合わせることが出来ない。
この問題を解決するため、スダレ状繊維層を扇状の形状にして、扇の外縁と内縁に相当する、それぞれの弧の部分は、異径ゴム配管継手のそれぞれ大径側、小径側の円周長に等しくし、この内弧から外弧にかけて、スダレ密度を連続的に拡げると共に、これを貼り付けた時、異径ゴム管状体の軸線に対して一定の補強角度をなすよう、予め設定した螺旋形状に繊維層の方向を配列した補強繊維層を用意し、それを角度の方向に合わせて交互に貼付け、繊維層の補強角度を一定にすることが出来た。
【０００７】
これにより、流体の圧力が作用した時、異径ゴム配管継手には局部的変形を生起することなく、又伸縮、偏心、捩じりが加っても、異径ゴム配管継手全体で変位を吸収する事ができるので、大きな撓み変位を許容する異径ゴム配管継手を提供することができた。
又、小径側から大径側に緩やかに直径も変化し、異径管としての圧力損失もなく、従来の剛体の異径管は不要になり、全体として、取付空間は減少し組立誤差も少なくなり、取付け高さも低くなることから、配管のバルブ操作や保守点検もこの分容易にできるようになった。
【０００８】
【作用】
従来の金属製異径管・同径ゴム配管継手の代わりに２つの機能を異径ゴム配管継手にしたことで、従来の異径管の分だけ組み込み高さが低くなるので、配管及び配管部品の取付作業が容易になり、頻度の高いバルブ操作及び、その保守作業が低い位置で行うことが出来るようになる。異径管そのものを異径ゴム配管継手にすることで、取付空間に余裕が生まれ、ポンプとそれに接続する配管の間で、発生する様々の変位を吸収する異径のゴム配管継手の設計の自由度が大きくなり、大きな撓み変位を許容し、同時に異径管の機能も発揮する。
【０００９】
本発明を図面に基づいて説明する。図２は従来の同径ゴム配管継手７の片断面図であり、図３はポンプからの配管方法を示し、ポンプの吐出口に鋳鉄又は鉄製の異径管（レジューサー）８、管路の伸縮、偏心、捩じり、曲げ変位を吸収する可撓管継手である同径ゴム配管継手７に、逆止弁６の順で配管に連結されている。
これに対して、図１は本発明の異径ゴム配管継手１０の片断面図で、図４は本発明の異径ゴム配管継手１０の配管構成を示す説明図であり、従来の異径管の位置に異径管の機能を有した異径ゴム配管継手１０を配置し、撓み変位の吸収と異径管としてのポンプ配管の役割を果たすものである。本発明は図３の金属製異径管８と同径ゴム配管継手７を一つにまとめて図４の本発明の異径ゴム配管継手１０に一括成形したので、ポンプと管の間の部品の数は３から２個に減り、高さ方向の空間が減少し、逆止弁（又はバルブ）６の位置も低くなっている。
【００１０】
図５及び図６は本発明の異径管の繊維層の貼付け角度の説明を理解し易くするため、従来の同径ゴム配管継手７のスダレコード１１の貼付け形状を説明するための概略図で、この場合は、同径のゴム管状体の軸線に対し一定の補強角を与え一定幅の平行四辺形のスダレ状繊維層を貼り付ければ、図７及び図８に示すように軸線方向のどの位置でも同じ補強角度が得られることを示している。すなわち、未加硫ゴムを被覆したスダレコード１１を図５の形状の補強コードの１プライ（３プライ、５プライ）目のゴム被覆スダレコードとして、図６の形状の補強コードの２プライ（４プライ、６プライ）目のゴム被覆スダレコードとしてスダレコード１３が交互に７０度近くで被覆加硫するようにゴム被覆スダレコードを貼り、加硫して補強コード２となる。
【００１１】
図９及び図１０は本発明の異径ゴム配管継手１０に貼り合わせる異径管ゴム被覆スダレコード１２の形状を説明する為の概略図で、異径ゴム配管継手では入口側の小口径の直径はＤ2 で排出側の大口径の直径はＤ3 と異なるため、スダレ状繊維層２は図９及び図１０に示すように扇状の形状にして、扇の外縁と内縁に相当する、それぞれの円弧の部分は、異径管ゴム被覆スダレコード１２の大口径貼付け部はπＤ3 で、小口径貼付け部はπＤ2 で示すように異径ゴム配管継手の大径Ｄ3 、小径Ｄ2 の円周長に等しくし、この内弧（ａｂ）から外弧（ｃｄ）にかけて、スダレ密度を連続的に拡げると共に、これを貼り付けた時、異径ゴム管状体の軸線に対して一定の補強角度αをなすよう、予め設定した螺旋形状になるよう各位置の接線角度をβ0 〜βまで変えて繊維層の方向を配列した繊維補強層を用意して、それを角度の向きに交互に偶数プライ貼り合わせ、繊維層の補強角度一定の異径ゴム配管継手を作ることを可能にした。
【００１２】
図１１及び図１３は図１に示す補強コードの形状を、図９及び図１０と同じ様に簡易的に表わしたもので図１に示すように補強コード層は、小径〜大径にかけて、滑らかに湾曲した断面形状をしている。これは異径管ゴム配管継手に流体圧が作用した状態で、伸縮、偏心、捩じりに対して変形し易いように形状を選定している。従って、小径〜大径にかけて、断面形状は湾曲して変化させてある。このため、補強コードの平面形状は図１１及び図１３の扇状ｅ・ｆ・ｇ・ｈであるが、湾曲しているため、図１１のＡ−Ａ断面に示すように膨らみｓがあり、平らな形にはならない、そのため、このような立体形状の補強コード層を用意することは、難しく、コストアップの要因にもなるので、本発明は、図９及び図１０のように補強コード層を平面形状で用意出来る形状で貼り付け、加硫時に内側から圧力をかけて、補強コード層の断面が、湾曲形状になるよう膨らませている。
従って、図１、図１１及び図１３の補強コード層の異径ゴムフレキの軸線に対する補強角αｎは厳密には各位置で一定ではないが、図９及び図１０の形状では、これが一定になるように設定してあるので、図１１及び図１３の形状で補強角度が、湾曲の形状効果で多少ずれることがあるが、実用上は問題のない範囲である。
【００１３】
【実施例】
実施例について、図１を基に説明を加えると、まず、内層ゴム（インナーゴム）３の回りに本発明の方法で、偶数プライの補強コード（繊維）層を交互に貼り付け、大小両端の固体輪（ソリッドリング）４にターンアップして固定し、その上に外層ゴム（カバーゴム）１を貼り、予めその位置に準備された、金属製異径管の小径フランジ１５０ｍｍの内径、大径２００ｍｍの内径を固定又は、ルーズで配置して構成し、全長２００ｍｍとした。（図１参照）
一方本発明の異径管タイプのゴム配管継手は図４の如き取付を行い、ゴム配管継手は金属製異径管と同寸法の小径側内径１５０ｍｍ、大径側内径２００ｍｍとし、ゴム配管継手の性能比較は表１に示した。
【表１】
0003651692.tif 000002
【００１４】
このように、本発明の異径ゴム配管継手を用いたとき、許容変位量が２５〜４０％も大きくとれるようになり、且つ、加圧したときも均一な形状を保持し、取付高さも低下して、操作性も向上した。
【００１５】
なお使用ゴムは内外層ゴム共、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）を用いたが当然、他のゴムでも良く、又、ゴムの厚さは内層が４mm（２〜１０mm）、外層３mm（１〜８mm）とした。
補強繊維はポリエステルコード１２６０ｄ／３本撚りとした。補強コードについてはこの他に、ナイロン６及びナイロン６６、レーヨン等も使用出来、繊維の太さ、密度についても、ゴム配管継手の大きさ、強度に合わせて、選択できるものである。補強繊維層は先に述べたように、軸方向に対し、図９及び図１０のαを５５゜の一定角になるよう交互に２層プライ貼り付けた。
勿論、補強角についても、管の直径や、長さ、膨らみの変化に応じて、所定の性能が得られるよう設定することが可能である。
【００１６】
【発明の効果】
１）異径管を必要とするポンプの出口配管において、配管部品の取付点数が減少することで部品の購入価格低下と取付労務費の低下と取付工事労務費の削減、更に取付高さが低くなるので設備スペースが小さくなる。又バルブは一般に逆止弁の上方に取付け日常頻繁に操作保守点検もするが、その作業高さが低くなるので作業の安全が図れる。
２）振動発生源であるポンプに最も近い位置に異径ゴム配管径手を取り付けることが出来るのでポンプの振動を吸収する上で、その効果が大きいことになる。
３）本発明の異径管タイプのゴム配管継手を用いたとき、許容変位量が２５％〜４０％も大きくとれるようになり、且つ加圧したときも均一な形状を保持することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の異径ゴム配管継手の片断面図。
【図２】図２は従来の同径ゴム配管継手の片断面図。
【図３】図３は従来の同径ゴム配管継手と異径管を用いたポンプの配管概略図。
【図４】図４は本発明の異径ゴム配管継手を用いたポンプの配管概略図。
【図５】図５は従来の同径ゴム配管継手と同径管ゴム被覆スダレコードの貼り付け形状を示す説明図。
【図６】図６は従来の同径ゴム配管継手と同径管ゴム被覆スダレコードの反対方向から貼り付ける形状を示す説明図。
【図７】図５の貼り付けたスダレ状繊維層の補強角度が、同径のゴム配管径手の各部において、一定であることを示す図。
【図８】図６の貼り付けたスダレ状繊維層の補強角度が同径のゴム配管径手の各部において、一定であることを示す図。
【図９】図９は本発明の異径ゴム配管径手のスダレ状繊維層を用意する形状を示す概略図。
【図１０】図１０は本発明の図９の反対方向から貼り付けるスダレ状繊維層を用意する形状を示す概略図。
【図１１】図１１は本発明の実施例の概略図において、スダレ状繊維層の立体形状を示す図。
【図１２】図１２は図１１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図１３】図１３は図１１の反対方向から貼り付けるスダレ状繊維層の立体形状を示す図。
【符号の説明】
１    外層ゴム（カバーゴム）
２    補強コード（スダレ状繊維層）
３    内層ゴム
４    固体輪（ソリッドリング）
５    フランジ
６    逆止弁
７    同径ゴム配管継手（フレキ）
８    異径管（レジューサー）
９    ポンプ
１０    異径管ゴム配管継手（フレキ）
１１    同径管ゴム被覆スダレコード（従来）
１２    異径管ゴム被覆スダレコード（本発明）
１３    スダレコード
Ｄ1     同径管直径
Ｄ2     異径管直径（小）
Ｄ3     異径管直径（大）
ｄ      貼付け角度
ｈ      スリット幅
πＤ1   同径管周長
πＤ2   異径管周長（小）
πＤ3   異径管周長（大）
【表１】0003651692.tif 000003
【図１】
0003651692.tif 000004
【図２】
0003651692.tif 000005
【図３】
0003651692.tif 000006
【図４】
0003651692.tif 000007
【図５】
0003651692.tif 000008
【図６】
0003651692.tif 000009
【図７】
0003651692.tif 000010
【図８】
0003651692.tif 000011
【図９】
0003651692.tif 000012
【図１０】
0003651692.tif 000013
【図１１】
0003651692.tif 000014
【図１２】
0003651692.tif 000015
【図１３】
0003651692.tif 000016