(57)【要約】【課題】構造が簡単でフランジの取り付けが容易で、かつ耐圧性に優れた配管継手を提供する。【解決手段】補強材５が埋設されたゴム製管状体１の両端部に剛性を有する厚肉部２が設けられ、厚肉部２は補強材５の端部で包み込んだ環状剛性体７をゴムに埋設した構造とされ、管状体１にフランジ３が外装され、管状体１に環状金具８が内装され、厚肉部２の軸方向内側において、フランジ３に対向配置した環状金具８を拡径し、フランジ３を管状体１に固定したことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強材が埋設されたゴム製管状体の両端部に剛性を有する厚肉部が設けられ、前記厚肉部は前記補強材の端部で包み込んだ環状剛性体をゴムに埋設した構造とされ、前記管状体にフランジが外装され、前記管状体に環状金具が内装され、前記厚肉部の軸方向内側において、前記フランジに対向配置した環状金具を拡径し、フランジを管状体に固定したことを特徴とする配管継手。
【請求項２】
前記フランジは、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、前記フランジ内周面の厚肉部に対応する位置に凹部が形成されたことを特徴とする請求項１記載の配管継手。
【請求項３】
前記環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、環状金具全体を拡径することにより、前記厚肉部を前記管状体の外周面よりも半径方向外方に突出するように保持し、該厚肉部を前記凹部に嵌合したことを特徴とする請求項２記載の配管継手。
【請求項４】
前記フランジ及び環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、前記厚肉部が前記フランジの内周面に当接して、前記管状体の内周面よりも半径方向内方に突出するように保持され、前記環状金具のうち、厚肉部の軸方向内側に位置する部分のみを拡径したことを特徴とする請求項１記載の配管継手。
【請求項５】
前記環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部の端部まで形成され、該端部に厚肉部を保護するための保護部が形成されたことを特徴とする請求項３又は４記載の配管継手。
【請求項６】
前記保護部が、前記フランジと当接するように設けられたことを特徴とする請求項５記載の配管継手。
【請求項７】
補強材が埋設されたゴムからなり、端部に前記補強材の端部で包み込んだ環状剛性体をゴムに埋設した厚肉部が形成された管状体に、フランジを外装するとともに、環状金具を内装し、前記厚肉部の軸方向内側において、前記フランジと環状金具とを対向配置させた後、前記環状金具を拡径して前記フランジを管状体に固定することを特徴とするゴム製管状体へのフランジ取付方法。
【請求項８】
前記フランジ及び環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、前記フランジ内周面の厚肉部に対応する位置に凹部が形成され、前記環状金具全体を拡径することにより、前記厚肉部を前記管状体の外周面よりも半径方向外方に突出させ、前記厚肉部を前記凹部に嵌合させることを特徴とする請求項７記載のゴム製管状体へのフランジ取付方法。
【請求項９】
前記フランジ及び環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、前記厚肉部が前記フランジの内周面に当接して、前記管状体の内周面よりも半径方向内方に突出するように保持され、前記環状金具のうち、厚肉部の軸方向内側に位置する部分のみを拡径することを特徴とする請求項７記載のゴム製管状体へのフランジ取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管等を接続した配管の途中に設けて、配管の伸縮、偏芯、捻れ等を吸収するゴム製配管継手に関するものであり、詳しくはフランジの取り付けが容易でしかも耐圧性に優れた配管継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴム製配管継手としては、図８に示すように、ゴム製管状体１１の両端部に嵌合形フランジ１２を取り付けたものが知られている。ゴム製管状体１１は、内層ゴム１３と、外層ゴム１４と、内層ゴム１３と外層ゴム１４との間に軸方向全体にわたって介在される合成繊維コードからなる補強層１５とから構成されており、管状体１１の両端部には補強層１５の端部を折り返して包み込んだビードリング１６を内層ゴム１３と外層ゴム１４とで被覆した嵌合部１７が形成されている。
【０００３】
上記嵌合部１７は、嵌合形フランジ１２に嵌合するように成形されており、図９に示すように、嵌合部１７は、フランジ１２に嵌合した状態で相手方配管のフランジＦに圧接される。これにより、嵌合部１７にはフランジＦによる圧力Ｐが作用する。
【０００４】
このように、上記配管継手においては、嵌合部１７がパッキング材としての役割を果たしているが、フランジ１２をボルト締めする際に、適正かつ均等な締付圧力を得ることが難しく、過少のときは流体漏れを、過大なときは嵌合部１７の破損を起こすおそれが生じていた。
【０００５】
上記問題を解決するために、ゴムホースでよく用いられるフランジの固定方法を使用することが考えられる。すなわち、図１０に示すように、任意の長さにカットした補強材層１５を埋設したゴム製管状体１１の両端部に非拡大用外筒１８を外装し、外筒１８に対向するように拡大用内筒１９を管状体１１に内装する。
【０００６】
そして、内筒１９を拡径して、すなわち加締めて外筒１８を管状体１１に固定する。なお、内筒１９の軸方向外側の端部は管状体１１の端部よりさらに外方に延設し、この延設された部分２０にフランジ２１を外装する。延設部２０の端部にはフランジ２１の抜け止め２２を形成することで、フランジ２１を管状体１１に固定することができる。
【０００７】
また、加締めによってフランジを管状体に固定する配管継手としては、特許文献１のように、軸方向外側にいくほど内周面の径が大きくなるようにテーパ状に形成されたフランジを用いたものも知られている。すなわち、この配管継手は、図１１に示すように、補強材層１５を埋設したゴム製管状体１１を任意の長さにカットし、その両端部に内周面がテーパ状に形成されたフランジ２３を外装し、フランジ２３に対向するように円筒状金具２４を管状体１１に内装する。
【０００８】
そして、円筒状金具２４を軸方向内側にいくほど、径が大きくなるように傾斜状に拡大変形させることにより、管状体１１の端部を楔形に変形させてフランジ２３から抜け落ちないようにしている。
【特許文献１】実開平５−２２９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１０に示す配管継手において、安定的な耐圧強度を発揮させるには、加締め部２５の領域を大きくする必要があるため、内筒１９及び外筒１８の軸方向長さを大きくしなければならず、製品として軸方向長さが大きくなってしまうという問題が生じていた。
【００１０】
また、図１１に示す特許文献１記載の配管継手においては、加締め部２５の長さは図１０に示す配管継手よりも短くてすむものの、配管継手内を流れる流体の圧力によって管状体１１に対して軸方向に伸縮する力や半径方向に伸縮する力が作用すると、加締め部２５の管状体１１が細くなり、その結果、フランジ２３から管状体１１が抜けてしまうといった問題が生じていた。この流体圧によるフランジからの管状体の抜けの問題は、特許文献１記載の配管継手のみならず、図９記載の配管継手及び図１０記載の配管継手のいずれにも共通する問題となっていた。
【００１１】
そこで、本発明においては、構造が簡単でフランジの取り付けが容易で、かつ耐圧性に優れた配管継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る配管継手は、補強材が埋設されたゴム製管状体の両端部に剛性を有する厚肉部が設けられ、厚肉部は補強材の端部で包み込んだ環状剛性体をゴムに埋設した構造とされ、管状体にフランジが外装され、管状体に環状金具が内装され、厚肉部の軸方向内側において、フランジに対向配置した環状金具を拡径し、フランジを管状体に固定したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、厚肉部の軸方向内側において、フランジと環状金具とを管状体を挟んで半径方向に対向配置した状態で、環状金具を拡径する、すなわち、加締めることによりフランジを管状体に固定することができる。しかも、環状金具を拡径して得られた加締め部は、厚肉部の軸方向内側に形成されているため、配管継手にかかる流体圧によって、管状体に対して軸方向に伸縮する力あるいは半径方向に伸縮する力が作用しても、厚肉部が加締め部から抜け落ちるおそれがない。
【００１４】
本発明ではフランジおよび環状金具の軸方向長さについては特に限定はなく、少なくともフランジ及び環状金具の全部又はその一部が厚肉部の軸方向内側で対向配置するようにし、その状態で環状金具を拡径すればよい。
【００１５】
例えば、フランジの軸方向長さを軸方向外側の端部が厚肉部にかかるように形成し、環状金具の軸方向長さを厚肉部の軸方向内側部分のみの長さとすることもできる。この場合には、環状金具の全体を拡径すればよい。
【００１６】
ただ、この場合は、フランジ内周面を平滑面とすると、厚肉部がフランジの内周面に当接して管状体の内周面よりも半径方向内方に突出し、配管継手内を流れる流体によって抵抗を受け、長期的には摩耗して流体中に混入するおそれが生じる。
【００１７】
そこで、本発明においては、フランジ内周面の厚肉部に対応する位置に凹部を形成可能とし、これによって、厚肉部がフランジ内周面に当たって管状体の内周面から半径方向内方に突出するのを抑制することができる。
【００１８】
この場合、環状金具として、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成したものを使用し、環状金具全体を拡径することも可能である。これにより、環状金具によって厚肉部を管状体の外周面から半径方向外方に突出させ、凹部に嵌合させることが可能となる。このように、厚肉部を積極的に凹部内に押し込むことでフランジをより確実に管状体に固定することができる。
【００１９】
フランジ及び環状金具として、軸方向外側の端部が厚肉部にかかるように形成したものを使用する場合、フランジ内周面を平滑にすることも可能である。この場合、厚肉部がフランジの内周面に当接して、前記管状体の内周面よりも半径方向内方に突出するように保持されるため、環状金具のうち、厚肉部の軸方向内側に位置する部分のみを拡径する。これにより、厚肉部を保護しつつ、フランジを固定することが可能となる。
【００２０】
環状金具は、軸方向外側の端部を厚肉部の端部まで形成し、該端部に厚肉部を保護するための保護部を形成することができる。すなわち、環状金具として、管状体に内装される筒状部と、筒状部の端部に連設された保護部とを備えたものを用いることができ、保護部としては具体的に筒状部の端部に半径方向外方に向ってフランジ部を連設したものを使用することができる。
【００２１】
上記環状金具は、筒状部側から管状体内に導入し、保護部が厚肉部に当接するまで挿入する。この状態で、筒状部を拡径することにより、厚肉部を保護することができる。すなわち、筒状部を拡径することにより、フランジに対する環状金具の位置が固定されるため、本発明に係る配管継手を相手配管のフランジに接続する際に、ボルトによる締付力が保護部によって直接厚肉部にかかるのを防ぐことができる。
【００２２】
また、保護部が、フランジと当接するように設けることも可能であり、これにより本発明に係る配管継手を相手配管に接続したときに、締付力による保護部の変形を防止することができる。保護部とフランジと当接させるには、保護部にフランジ側に向けて突起部を形成してもよいし、逆にフランジに保護部に向けて突起部を形成することもできる。保護部としてフランジ部を形成する場合には、フランジ部の外周部をフランジ側に折り返して突起部を形成し、フランジに当接するようにすればよい。
【００２３】
以上、配管継手のフランジ取付構造について説明したが、このフランジ取付構造は配管継手のフランジを取付る場合のみならず、例えば、ゴム製の配管端部においてフランジを取付る場合や、ゴムホース端部においてフランジを取付る場合等、ゴム製管状体の端部にフランジを取付ける際にも用いることができる。
【００２４】
すなわち、本発明においては、補強材が埋設されたゴムからなり、端部に前記補強材の端部で包み込んだ環状剛性体をゴムに埋設した厚肉部が形成された管状体に、フランジを外装するとともに、環状金具を内装し、前記厚肉部の軸方向内側において、フランジと環状金具とを対向配置させた後、環状金具を拡径して前記フランジを管状体に固定することを特徴とするゴム製管状体へのフランジ取付方法を提供するものである。
【００２５】
また、上記管状体へのフランジ取付方法において、フランジ及び環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、フランジ内周面の厚肉部に対応する位置に凹部が形成され、環状金具全体を拡径することにより、前記厚肉部を前記管状体の外周面よりも半径方向外方に突出させ、厚肉部を前記凹部に嵌合させることを特徴とする。
【００２６】
さらに、フランジ及び環状金具は、軸方向外側の端部が前記厚肉部にかかるように形成され、厚肉部が前記フランジの内周面に当接して、管状体の内周面よりも半径方向内方に突出するように保持され、環状金具のうち、厚肉部の軸方向内側に位置する部分のみを拡径することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、ゴム製管状体の両端部に剛性を有する厚肉部を設け、管状体にフランジを外装し、管状体に環状金具を内装し、厚肉部の軸方向内側において、フランジに対向配置した環状金具を拡径してフランジを管状体に固定したため、フランジの取付けが容易で、かつ耐圧性に優れた配管継手を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
［第１実施形態］
以下、図面を基に本発明の実施形態について説明する。図１及び図２は、本発明に係る配管継手の第１実施形態を示す要部拡大断面図である。本発明に係る配管継手は、図８に示すゴム製配管継手と同様に、両端部に剛性を有する厚肉部２が形成されたゴム製管状体１と、管状体１の両端部に固定されるフランジ３とを備えている。なお、図１及び図２はゴム製配管継手の一端部を示しており、Ｃは配管継手の中心軸を示している。
【００２９】
ゴム製管状体１は、内層ゴム４の外面に、補強コード等からなる補強材５を載置し、その上を外層ゴム６で被覆して形成されている。厚肉部２は、補強材５の端部で包み込んだ環状剛性体７を内層ゴム４及び外層ゴム６で被覆した構造とされている。環状剛性体７としては、金属リング、樹脂リング、ビードワイヤ等を使用することができる。
【００３０】
本実施形態におけるフランジ３は、軸方向長さが厚肉部２の内側部分Ａから厚肉部２にかかる長さとされており、フランジ内周面の厚肉部２に対応する位置に凹部３ａが形成されている。上記フランジ３は、凹部３ａが軸方向外側を向くようにして管状体１に外装し、凹部３ａが厚肉部２に位置し、凹部３ａ以外の内周面が厚肉部２の軸方向内側部分Ａに位置するようにして配置する。
【００３１】
一方、環状金具８は、軸方向長さが厚肉部２の軸方向内側部分Ａに位置するフランジ３の内周面とほぼ同じ長さに形成されている。環状金具８は、管状体１に内装し、厚肉部２の軸方向内側部分Ａにおいて、管状体１を挟んでフランジ３の内周面に対向するように配される。
【００３２】
そして、環状金具８全体を拡径することにより、図２に示すように、管状体１がフランジ３の内周面に圧接され、これによりフランジ３を管状体１に固定することができる。このとき厚肉部２は、凹部３ａ内に収容され、これにより、厚肉部２が管状体１の内周面から半径方向内方に突出するのを抑制可能としている。
【００３３】
［第２実施形態］
図３及び図４は、本発明に係る配管継手の第２実施形態を示す要部拡大断面図である。本実施形態においては、環状金具８の軸方向長さが、厚肉部２の内側部分Ａから厚肉部２の端部までとされ、該端部に厚肉部を保護する保護部としてフランジ部が形成された点が特徴とされ、その他の構成は第１実施形態と同じとされている。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、図３に示すように、環状金具８は、管状体に内装される筒状部８ａと、筒状部８ａの端部に連設されたフランジ部８ｂとを備えており、筒状部８ａ側から管状体１内に導入し、フランジ部８ｂが厚肉部２に当接するまで挿入する。このとき、環状金具８は、筒状部８ａの先端が厚肉部２の軸方向内側部分Ａまで達するように予め軸方向長さを設定しておく。
【００３５】
そして、この状態で筒状部８ａ全体を拡径することにより、フランジ３を固定することができるとともに、厚肉部２を管状体１の外周面から半径方向外方に突出させ、積極的に凹部３ａに嵌合させることが可能となる。これにより、フランジ３をより確実に管状体１に固定することができる。
【００３６】
［第３実施形態］
図５及び図６は、本発明に係る配管継手の第３実施形態を示す要部拡大断面図である。本実施形態においては、フランジ３の内周面を平滑にし、環状金具８を拡径する際に、厚肉部２の軸方向内側の部分のみを拡径するようにした点が特徴とされ、その他の構成は第２実施形態と同じとされている。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、図５に示すように、フランジ３の内周面が平滑とされているため、フランジ３を管状体１に外装した際に、厚肉部２がフランジ３の内周面に当接して、管状体１の内周面よりも半径方向内方に突出するように保持される。環状金具８の筒状部８ａの外径は、管状体１の内径よりもやや小さめに形成しておく。
【００３８】
上記構成の環状金具８は、第２実施形態のときと同様にして、フランジ部８ｂが厚肉部２に当接するまで挿入する。これによって、筒状部８ｂの先端が厚肉部２の軸方向内側部分Ａまで達する。そして、この状態で、環状金具８のうち、厚肉部２の軸方向内側に位置する部分のみを拡径する。これにより、図６のごとく、厚肉部２を圧潰することなく、フランジ３を固定することが可能となる。
【００３９】
なお、環状金具８の別の態様として、図７に示すように、フランジ部８ｂの外周部をフランジ３側に折り曲げて突起部９を形成し、この突起部９をフランジ３に当接するようにすることも可能である。この場合には、本発明に係る配管継手を配管に接続した際に良好なシール性を発揮する。
【００４０】
すなわち、本発明に係る配管継手を相手側配管のフランジに接続する際に、フランジ部８ｂが相手フランジＦに当接して配管内部をシールすることになるが、フランジ３をボルト等で締め付ける際に、突起部９によってシール面１０が変形するのを防止することができ、良好なシール性を発揮することができる。
【実施例】
【００４１】
上記第３実施形態において作製した配管継手を用いて、耐圧性試験を行なった。なお、比較材としては、図１０に示す配管継手（通常加締めタイプという）、図１１に示す配管継手（特許文献１タイプ）及び図８に示す配管継手（嵌合形フランジタイプ）の３種類を使用した。
【００４２】
耐圧性試験は、面間フリー耐圧力を測定することにより行なった。すなわち、図１２に示すように、試験用サンプルとなる配管継手Ｓの両端部に盲フランジを取り付け、水圧ポンプＰにより継手Ｓ内を加圧し、破壊するときの圧力をゲージで測定した。なお、試験に際しては、各サンプルのサイズは同じにし（口径：１００Ａ）、サンプルＳの面間は固定せずにフリーに伸縮できるようにした。面間フリー耐圧力の測定結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
2006292112.tif 000003
【００４４】
表１より、本発明に係る配管継手は、他のいずれの配管継手よりも面間フリー耐圧力が高く、耐圧性に優れていることが判明した。なお、本発明に係る配管継手は、継手内の圧力を上げても管状体１からフランジ３が抜け落ちることがなく、耐圧力が６０ｋｇｆ／ｃｍ2以上であることを確認して試験を終了した。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の配管継手の第１実施形態（フランジ固定前）を示す要部拡大断面図
【図２】本発明の配管継手の第１実施形態（フランジ固定後）を示す要部拡大断面図
【図３】本発明の配管継手の第２実施形態（フランジ固定前）を示す要部拡大断面図
【図４】本発明の配管継手の第２実施形態（フランジ固定後）を示す要部拡大断面図
【図５】本発明の配管継手の第３実施形態（フランジ固定前）を示す要部拡大断面図
【図６】本発明の配管継手の第３実施形態（フランジ固定後）を示す要部拡大断面図
【図７】第３実施形態の配管継手を相手配管に接続した状態を示す断面図
【図８】従来の嵌合形フランジを備えた配管継手を示す一部断面図
【図９】図８の配管継手を相手配管に接続したときの要部拡大図
【図１０】従来の配管継手の別の態様を示す要部拡大断面図
【図１１】従来の配管のさらに別の態様を示す要部拡大断面図
【図１２】面間フリー耐圧力の試験内容を示す概略図
【符号の説明】
【００４６】
１        管状体
２        厚肉部
３        フランジ
３ａ      凹部
４        内層ゴム
５        補強材
６        外層ゴム
７        環状剛性体
８        環状金具
８ａ      筒状部
８ｂ      フランジ部
９        突起部
Ｃ        中心軸
Ｆ        相手配管のフランジ
Ｓ        試験用サンプル
【図１】
2006292112.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006292112.tif 000008
【図６】
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【図７】
2006292112.tif 000010
【図８】
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【図９】
2006292112.tif 000012
【図１０】
2006292112.tif 000013
【図１１】
2006292112.tif 000014
【図１２】
2006292112.tif 000015