(57)【要約】【課題】  配管路を構成する円筒管を連結する作業効率を向上させる配管連結装置を提供する。【解決手段】  円筒管の一例であるダクト５ａ，５ｂそれぞれの連結端に接続部材２ａ，２ｂの装着部１３を装着し、ダクト５ａ，５ｂを連結端で衝き合わせると、接続部材２ａ，２ｂのフランジ部１１、１１で当接するので、フランジ部１１を折り返した折返し部１２が形成する逆Vの字状の上に弾性部材３を配して締結部材４により接続部材２ａ，２ｂの間を締結することにより、逆Ｖの字状の角度より小さい内角に形成された締結部材２により接続部材２ａ，２ｂの間は挟圧され、ダクト５ａ，５ｂの間が連結される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結する円筒管それぞれの連結端に設けたフランジで接続して複数の円筒管を連結する配管連結装置であって、
前記円筒管の連結端に内嵌される装着部と、この装着部の外端から直径方向外方に形成されたフランジ部と、このフランジ部の外周端を前記装着部側に所定角度で折り返した折返し部とが形成され、連結する円筒管の対向間で前記装着部及び折返し部の形成方向が互いに逆方向となる一対の部材として構成され、連結する円筒管の連結端それぞれに装着部を挿入して装着される一対の接続部材と、
断面形状が逆Ｖの字状になる円環状にして一対の折返し部上に嵌め込まれ、円環状の直径が縮小するように締め付ける直径縮小構造を設けた締結部材と、を備えてなることを特徴とする配管連結装置。
【請求項２】
折返し部に、その先端側をフランジ部側に折り曲げた折曲部が形成されてなる請求項１に記載の配管連結装置。
【請求項３】
折曲部は、その先端がフランジ部に当接したとき、フランジ部に略直交する角度になるように形成されてなる請求項２に記載の配管連結装置。
【請求項４】
締結部材の逆Ｖの字状の角度は、一対の折返し部が形成する角度より小さく形成されてなる請求項１〜３いずれか一項に記載の配管連結装置。
【請求項５】
折返し部のフランジ部からの折返し角度が鋭角に形成されてなる請求項１〜４いずれか一項に記載の配管連結装置。
【請求項６】
締結部材は、その両翼部分が締結終了末期に円筒管の表面に先端部分が当接する長さに形成されてなる請求項１〜５いずれか一項に記載の配管連結装置。
【請求項７】
装着部は、先端側からフランジ部側に向けて外径が拡大するようにテーパーが形成されてなる請求項１〜６いずれか一項に記載の配管連結装置。
【請求項８】
一対の折返し部と締結部材との間に弾性部材が配設されてなる請求項１〜７いずれか一項に記載の配管連結装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体や液体を送給する配管路を構築するために所要長さに形成された円筒管を連結する用に供する配管連結装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、空調された空気を所要場所に送風する空調ダクトは、所定長さに形成された複数のダクトを連結して所要の距離にわたるダクトラインとして構築される。また、空調ダクトの場合ではダクトラインの所要位置に空気吹出口が設けられる。空気吹出口はダクトラインの一部として空調空気の送風流路を形成すると共に、送風される空調空気の一部を外部に吹き出すダクト体として構成した場合には、空気吹出口を設けたダクト体はダクトラインを構成するダクト間に連結接続される。このダクトのような管路の連結は、一般的には管の連結端にフランジを設け、連結端どうしをフランジで衝き合わせ、フランジに開設した締結穴にネジを通して締結する連結構造が広く用いられている。
【０００３】
しかし、ネジによる配管連結は１箇所の連結に際して少なくとも４箇所のネジ締め作業が伴うため作業効率が悪く、ネジ締めはダクトの延長軸方向から行うので工具や手をネジ締め箇所に入れにくいため作業がし難く、高所作業や床下作業でのネジ締め作業は困難であり、作業工数や労力が大きくなる課題があった。
【０００４】
これを解決する第１の従来技術として、円筒形ダクトの連結端にフランジを設け、連結するダクトをフランジで衝き合わせ、当接する一対のフランジの外周縁を金属バンドによって締め付け、連結するダクト間をそれぞれのフランジで連結し、連結間をコーキング材でシールする連結構造が知られている（特許文献１参照）。この連結構造は、図１０に示すように、連結するダクト５１，５２それぞれの連結端にフランジ５４、５４を接合し、フランジ５４，５４間が当接するようにダクト５１，５２を衝き合わせ、フランジ５４、５４を挟むように金属バンド５６を被せ、金属バンド５６の内側の窪み部分にコーキング材５５を注入した後、金属バンド５６を締め付け、フランジ５４、５４をその外周縁から挟圧することによりダクト５１，５２を連結している。
【０００５】
また、フランジ部分を金属バンドで締結してダクト間を連結する第２の従来技術として、連結する一対のダクトの連結端にそれぞれ連結用フランジを装着し、リング状の締結バンドにより当接する一対の連結用フランジの間を締め付ける連結工法が知られている（非特許文献１参照）。この連結工法は、図１１に示すように、連結するダクト７１，７２それぞれの連結端の複数箇所にノッチ加工７７を施した後、ノッチ加工７７部分に係止させてフランジ７４、７４を装着し、フランジ７４，７４間が当接するようにダクト７１，７２を衝き合わせ、フランジ７４，７４上にガスケット７５を配し、フランジ７４、７４を挟むように締結バンド７６を被せ、締結バンド７６を締め付け、フランジ７４、７４をその外周縁及び側面から挟圧することによりダクト７１，７２の間を連結している。
【特許文献１】実登３０３８５５５号公報（第１〜２頁、図１）
【非特許文献１】ジャパンルーワ株式会社発行のカタログ「ＭＥＴＵ丸フランジシステム」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記第１の従来技術においては、フランジ５４をその外周縁から内側に締め付ける力に依存する度合いが大きく、連結安定性に欠ける課題があった。また、連結強度を充分に確保するためには金属バンド５６による締め付け力を大きくする必要があるが、その締め付け力に対応させるためにはダクト５１，５２の強度を充分に確保することが要求され、ダクト５１，５２の材厚を大きくし、強度の高い材質を用いる必要がある。また、コーキング材によってフランジ部先端どうしをシールしているため、ダクトラインの組替え等を行う際に一度コーキング材を剥がし、新たに塗布し直すという作業性の悪い問題があった。
【０００７】
また、上記第２の従来技術では、ダクト７１，７２の連結端に所定間隔でノッチ加工７７を施す必要があり、作業時間と労力が費やされる課題があり、しかもノッチ加工７７には専用の工具（ノッチングツール）を用いる必要がある。前記ノッチングツールは手動又は動力駆動の専用工具として準備することを要し、手動では金属製のダクト７１，７２に所定幅で切欠き凹部を形成するため大きな労力を必要とする。また、動力駆動では動力源とそれに接続するライン接続が不可欠で、ダクト連結作業を行う現場に多くの工具や設備を持ち込む必要があった。また、フランジ７４は複雑な折り曲げ、折り返し加工を施して円環形状に構成されているので、加工工数が多く材料費が高くなるためコスト高となることが避けられない課題があった。
【０００８】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、加工費、材料費を抑制してコスト低減を図りうると共に、円筒管の連結を容易に且つ確実に実施することができるようにした配管連結装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明は、連結する円筒管それぞれの連結端に設けたフランジで接続して複数の円筒管を連結する配管連結装置であって、前記円筒管の連結端に内嵌される装着部と、この装着部の外端から直径方向外方に形成されたフランジ部と、このフランジ部の外周端を前記装着部側に所定角度で折り返した折返し部とが形成され、連結する円筒管の対向間で前記装着部及び折返し部の形成方向が互いに逆方向となる一対の部材として構成され、連結する円筒管の連結端それぞれに装着部を挿入して装着される一対の接続部材と、断面形状が逆Vの字状になる円環状にして一対の折返し部上に嵌め込まれ、円環状の直径が縮小するように締め付ける直径縮小構造を設けた締結部材とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、装着部をダクトの連結端に挿入して接続部材を装着した一対の円筒管を接続部材のフランジ部で当接するように衝き合わせると、フランジ部の両側に折返し部が逆Ｖの字状に存在する状態が得られる。一対の折返し部が形成する逆Ｖの字の角度より小さい内角に形成された締結部材を折返し部上に被せ、締結部材をその直径が縮小するように締め付けると、一対の折返し部は両側から締結部材で挟圧されるので、対向する接続部材の間は挟圧され、連結する円筒管の間が安定して連結される。この連結構造により円筒管の間を連結する作業が容易となり、連結強度も確保されるので、配管路を形成するために複数箇所で円筒管を連結する作業効率を向上させることができる。
【００１１】
上記構成において、折返し部に、その先端側をフランジ部側に折り曲げた折曲部を形成することにより、折返し部の強度が確保されるだけでなく、締結部材による締結加圧によって折曲部の先端がフランジ部を押圧するので、一対の接続部材が対向するフランジ部間が密着して連結間の気密性の向上を図ることができる。しかも、この構成により配管ラインの組み換え等による着脱の繰り返しによっても折返し部の反発力低下を防ぐことができる。前記折曲部は、その先端がフランジ部に当接したとき、フランジ部に略直交する角度になるように形成することにより、締結時に折曲部がフランジ部を押圧して当接したフランジ間の密着性を向上させることができる。
【００１２】
また、折返し部のフランジ部からの折返し角度を鋭角に形成することにより、フランジ部先端の開きを抑え、締結部材により接続部材を両側から挟圧する作用が効果的になされる。前記折返し角度θ１は、２０度≦θ１≦４５度が好適である。
【００１３】
また、締結部材の逆Ｖの字状の角度は、一対の折返し部が形成する角度より小さく形成することにより、一対の接続部材をその折返し部の両側から挟圧する状態が得られ、一対の接続部材の間を挟圧して連結することができる。
【００１４】
また、締結部材は、その両翼部分が締結終了末期に円筒管の表面に先端部分が当接する長さに形成することにより、過大な締結加圧によって装着部を円筒管の内周面から離反させるような作用が及ぶことを防止することができる。
【００１５】
また、装着部は、外端側から内端側に向けて外径が縮小するようにテーパーを形成することにより、円筒管に装着部を挿入する作業が容易となる。
【００１６】
また、一対の折返し部と締結部材との間に弾性部材を配設することが好適であり、締結部材による加圧により一対の接続部材が当接する間の隙間を覆うことができ、気密性に優れた連結構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、配管路を構築する際に不可欠な円筒管の連結構造を簡易に構成することができ、連結作業を特殊な工具や設備を用いることなく容易に実施することができる。従って、配管路が長い距離になる場合でも作業時間の短縮を図ると同時に連結強度及び気密性の高い配管連結構造を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下添付図面を参照して本発明を具体化した実施形態について説明する。尚、本実施形態は、配管の一例である空調ダクトを構成する円筒形のダクトを連結するダクト連結装置に構成した具体例について示すものである。
【００１９】
図１は、実施形態に係るダクト連結装置（配管連結装置）１の構成要素を示すもので、連結する一対のダクト（円筒管）５ａ、５ｂの連結端にそれぞれ装着される一対の接続部材２ａ、２ｂと、この接続部材２ａ、２ｂによる連結間を気密封止する弾性部材３と、当接させた一対の接続部材２ａ，２ｂの間を挟圧して連結する締結部材４とを備えて構成されている。
【００２０】
前記接続部材２ａ，２ｂは、図２に示すように、ダクト５ａ，５ｂの内径に対応する外径の円筒形に形成された装着部１３と、この装着部１３の外端を直径方向外方に延出させたフランジ部１１と、このフランジ部１１の外周部を装着部１３側にフランジ部１１との角度が鋭角となるように折り返した折返し部１２とを設けて円環状に形成されている。前記装着部１３は、ダクト５ａ，５ｂの内径より若干小さい外径に形成した先端１３ａ側からフランジ部１１側にかけて外径が拡大するように１．５〜３．０度のテーパー角度が形成されており、ダクト５ａ，５ｂに他端側から挿入し、木槌などにより円周上で均等に打圧を加えることによりダクト５ａ，５ｂの連結端に装着され、装着部１３の外周面はダクト５ａ，５ｂの内周面に密着する。
【００２１】
一対の接続部材２ａ，２ｂは、図３に示すように、連結する一対のダクト５ａ，５ｂの連結端にそれぞれ装着されてフランジ部１１、１１で当接するように衝き合わされるので、フランジ部１１に対する装着部１３及び折返し部１２の形成方向が互いに逆方向となる対称形に形成された一対の部材として構成される。
【００２２】
図３に示すように、接続部材２ａを装着したダクト５ａと、接続部材２ｂを装着したダクト５ｂとを連結端で衝き合わせると、接続部材２ａ、２ｂそれぞれのフランジ部１１、１１が当接し、当接したフランジ部１１の両側に折返し部１２が逆Ｖの字状に存在する状態となる。図４に示すように、前記折返し部１２のフランジ部１１からの折り曲げ角度θ１は、２０〜４５度の範囲に設定することができるが、締結部材４による挟圧及び加工性を考慮すると、約３０度に設定するのが好適な角度となる。また、フランジ部１１をダクト５ａ，５ｂ側でより密着させるには、折返し部１２の先端とダクトとの距離が、フランジ部１１の長さの５０％以下とするのが好適である。
【００２３】
逆Ｖの字状に形成された折返し部１２，１２の上に、ゴム系材料によって形成された弾性部材３を一周させて配し、その上に締結部材４を被せ、締結部材４の直径が縮小するように締め付けることにより、接続部材２ａ，２ｂの間が直径方向に締結されると同時に一対の折返し部１２，１２の間が両側から挟圧されるので、接続部材２ａ，２ｂの間が３方向から締め付けられて強固に接続され、ダクト５ａ，５ｂの間が連結される。
【００２４】
前記締結部材４は、図８に一例を示すように、円弧状に形成された一対のバンド４ａ，４ｂをそれぞれの一端で連結し、他端を結束ネジ１５で締め付けることにより、一対のバンド４ａ，４ｂが形成する円形リングの直径を縮小できるように構成されている。一対のバンド４ａ，４ｂは半円形の円弧部２０ａ，２０ｂの両端に連結部２１と締結部２２とが設けられている。前記円弧部２０ａ，２０ｂは、図４に示すように、フランジ部１１で当接した一対の接続部材２ａ，２ｂの折返し部１２，１２が形成する逆Ｖの字状の角度θ３（θ１×２）より小さい内角θ２になるような断面形状の半円形に形成されている。また、連結部２１は、円弧部２０ａの一端に接合された鉤状部１８を他方の円弧部２０ｂの一端に接合された係合部１７に係合できるように構成され、装着時に一対のバンド４ａ，４ｂを連結部２１で連結し、一対の接続部材２ａ，２ｂ上に被せた後、締結部２２で一対のバンド４ａ，４ｂが形成する円形の直径が縮小するように締め付ける。前記締結部２２は、一方の円弧部２０ａの他端に接合されたネジ保持部２３から通した結束ネジ１５を、他方の円弧部２０ｂの他端に接合されたナット保持部２４に固定されているナット２５に螺入させることにより、一対のバンド４ａ，４ｂが形成する直径を縮小させることができる。
【００２５】
一対のバンド４ａ，４ｂを連結して直径を縮小させる構造は、図９（ａ）に示すように、一対のバンド４ａ，４ｂそれぞれの一端を蝶番１９により連結し、他端に締結部２２を設けて構成することができる。また、図９（ｂ）に示すように、一対のバンド４ａ，４ｂをそれぞれの一端側及び他端側で締結部２２，２２を締め付けるように構成することもできる。また、既存の金属継手であるＶバンドカップリング（商品名、ヨコハマゴム社製）を用いることもできる。
【００２６】
図３に示すように、一対の接続部材２ａ，２ｂを弾性部材３を介して締結部材２で締め付けると、折返し部１２，１２が形成する角度θ３より小さい内角θ２に形成された締結部材２が折返し部１２，１２の間を挟圧するので、弾性部材３は圧縮されて接続部材２ａ，２ｂが当接する間の隙間を埋めて連結間のシール性を向上させ、送風ダクトとしての気密性を確保して空気漏れを防止することができる。前記弾性部材３は、その素材としてブチルゴムが好適なものとなる。ブチルゴムは、気体の透過率が小さく気密性に優れたシール性を得ることができるばかりでなく、耐候性、耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性に優れているため劣化剥離が少なく、化学物質の発生もないので、ダクトラインをクリーンルームへの送風ダクトとして構成した場合にも、清浄化された空気中に化学物質や剥離粉を混入させることがない。
【００２７】
なお上記例では角度θ２と上記角度θ３の関係をθ2＜θ3としているが、θ2≒θ3＝θ1×２の関係とすることも可能であり、この場合には前記弾性部材３が必須のものとなり、この弾性部材３の圧縮変形により、締結部材４の締め付け時に前記折返し部１２、１２を挟圧しうる構成とすることができる。
【００２８】
上記構成においては、弾性部材３は一対の接続部材２ａ，２ｂに跨るように配設しているが、一対の接続部材２ａ，２ｂそれぞれの折返し部１２上に個別に帯状の弾性部材３を貼着しても同様のシール構造を得ることができる。
【００２９】
また、接続部材２ａ，２ｂは、図５に示すように、折返し部１２の下端をフランジ部１１側に折り曲げた折曲部１４を設けた断面形状に形成することにより、締結部材４による締め付けに対する接続部材２ａ，２ｂの剛性を向上させるとともに、繰返し使用に対し、折返し部１２のみの場合には、フランジ部１１と折返し部１２の接点に集中していた締結力を、折曲部１４とフランジ部１１の接点へ分散させることで、折返し部１２の反発力低下を防ぐことができる。締結部材４による締結加圧が加わったとき、一対の前記折曲部１４が一対のフランジ部１１を両側から押圧するので、対向するフランジ部１１，１１の間が押圧され、対向するフランジ部１１，１１の間を密着させるので気密性の向上が図られ、締結加圧によって折返し部１２が座屈することが防止できる。
【００３０】
前記折曲部１４は、その先端がフランジ部１１に当接した状態に形成することにより、締結部材４による加圧によりフランジ部１１を押圧する作用が得られるが、図６に示すように、締結部材４による締結加圧を受けたときに折曲部１４の先端がフランジ部１１に当接するように構成することができる。一対の接続部材２ａ，２ｂとしての製造時には、図６（ａ）に示すように、折曲部１４はその先端がフランジ部１１に対して所定の間隔を隔てた状態に形成され、図６（ｂ）に示すように、ダクト５ａ，５ｂに装着されて締結部材４によって締結加圧を受けたとき、折返し部１２の変形により折曲部１４の先端がフランジ部１１に当接し、対向する一対の接続部材２ａ，２ｂのフランジ部１１，１１の間を押圧して対面するフランジ部１１，１１間を密着させ、連結間の気密性が向上する。折曲部１４の折返し部１２からの形成角度は、図６（ｂ）に示すように、先端がフランジ部１１に当接したとき、折曲部１４がフランジ部１１に直交する状態になるように形成することが好適である。
【００３１】
また、締結部材４は、図７に示すように、逆Ｖの字状の両翼の長さが締結終了末期に両翼先端がダクト５ａ，５ｂの外周面に当接するように形成することが好適なものとなる。締結部材４はその直径を縮小させて一対の接続部材２ａ，２ｂを締結するとき、折返し部１２，１２を両側から挟圧すると同時に、フランジ部１１，１１を直径方向中心に向けて押圧する。それは装着部１３の直径を縮小させるように作用し、締結圧力が過大になると、ダクト５ａ，５ｂの内周面から装着部１３が離れるように作用する。接続部材２ａ，２ｂは所定厚さ（例えば、ｔ＝０．５ｍｍ）の亜鉛メッキ鋼板あるいはステンレス鋼板を円環状に形成しているので、装着部１３の直径が縮小する状態にはなりにくいが、過大な締結圧力が加わったときに僅少であっても直径が縮小する方向になりかねない。そこで、上述のように締結終了末期に締結部材４の逆Ｖの字状の両翼先端がダクト５ａ，５ｂの外周面に当接するような両翼長さに形成しておくと、締結終了末期には締結部材４はダクト５ａ，５ｂの外周面を押圧するので、接続部材２ａ，２ｂに過大な締結圧力が加わることが回避される。
【００３２】
以上説明した実施形態は、送風ダクトの連結に適用した例について述べたが、他の円筒管の連結、例えば給水管のように液体を流す配管の連結にも同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上の説明の通り本発明によれば、配管路を構築する上で不可欠な円筒管を連結する作業効率を向上させることができるので、配管路の延長距離が長くなるほどに、また空調ダクトなどのように空気吹出口を設けた円筒管の数が多い場合でも効率的な連結作業を実施することができる。また、連結部分の気密性が保持され、化学物質等の発生のない連結構造を用いるので、クリーンルームに清浄化された空気を送給する空調ダクトとして好適な配管連結装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態に係る配管連結装置を構成する構成要素を示す分解斜視図。
【図２】接続部材の構成を示す斜視図。
【図３】ダクト間の連結状態を示す部分断面図。
【図４】接続部材と締結部材との角度関係を説明する説明図。
【図５】折曲部を設けた接続部材の構成を示す断面図。
【図６】折曲部を設けた接続部材の別態様を（ａ）は装着時、（ｂ）は締結時の状態で示す断面図。
【図７】締結部材の逆Ｖの字両翼長さを説明する断面図。
【図８】締結部材の構成例を示す斜視図。
【図９】締結部材の別態様を示す模式図。
【図１０】従来技術に係る連結構造を示す部分断面図。
【図１１】他の従来技術に係る連結構造を示す部分断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１  ダクト連結装置（配管連結装置）
２a、２b  接続部材
３  弾性部材
４  締結部材
５ａ，５ｂ  ダクト（円筒管）
１１  フランジ部
１２  折返し部
１３  装着部
１４  折曲部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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