(57)【要約】【課題】管部材とフランジ継手との溶接部の強度を高めることができ、かつ溶接後にフランジ面に溶接歪が生じるのを防止することができるフランジ継手及び配管材を提供する。【解決手段】フランジ継手１１Ａは、互いに背向する第１、第２フランジ面１２、１３と、第１フランジ面１２に開口する大径孔１６と、第２フランジ面１３に開口する一方大径孔１６と連通する小径孔１７とを有する。小径孔１７の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状の小径孔面取り部１９が形成されている。管部材２０は大径孔１６に挿入され、管部材２０のフランジ継手側の端部が小径孔面取り部１９の第１フランジ面側の端部と当接し、小径孔面取り部１９と管部材２０のフランジ継手側の端部とが溶接されている。【選択図】図１
2019035499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の管部材の端部に結合される金属製のフランジ継手であって、
互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、
前記第１フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸び、前記管部材を挿入することができる大径孔と、
前記第２フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びて前記大径孔と連通する、前記大径孔より小径の小径孔とを有し、
前記小径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がる形状の小径孔面取り部が形成されていることを特徴とするフランジ継手。
【請求項２】
金属製の管部材の端部に結合される金属製のフランジ継手であって、
互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、
前記第１フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸び、前記管部材を挿入することができる大径孔と、
前記第２フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びて前記大径孔と連通する、前記大径孔より小径の小径孔とを有し、
前記大径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がる形状の大径孔面取り部が形成されていることを特徴とするフランジ継手。
【請求項３】
金属製の管部材の端部に結合される金属製のフランジ継手であって、
互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、
前記第１フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸び、前記管部材を挿入することができる大径孔と、
前記第２フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びて前記大径孔と連通する、前記大径孔より小径の小径孔とを有し、
前記小径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がる形状の小径孔面取り部が形成され、
前記大径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がる形状の大径孔面取り部が形成されていることを特徴とするフランジ継手。
【請求項４】
前記管部材は、横断面が円形の外周面及び内周面を有するように形成され、かつ該フランジ継手と結合される部分では直管状に形成されていて、
前記大径孔及び前記小径孔は円柱形に形成され、
前記大径孔の内径は前記管部材の外径とほぼ同一であり、前記小径孔の内径は前記管部材の内径と同一であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のフランジ継手。
【請求項５】
金属製の管部材と、前記管部材の端部に結合された金属製のフランジ継手とを備えている配管材であって、
前記管部材は、横断面が円形の外周面及び内周面を有するように形成され、かつ前記フランジ継手と結合される部分では直管状に形成され、
前記フランジ継手は、互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、前記第１フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びる円柱形の大径孔と、前記第２フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びて前記大径孔と連通する前記大径孔より小径の円柱形の小径孔とを有し、前記大径孔の内径は前記管部材の外径とほぼ同一であり、前記小径孔の内径は前記管部材の内径と同一であり、前記小径孔の第１フランジ面側の端部に第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状の小径孔面取り部が形成され、
前記管部材は前記大径孔に挿入されて、前記管部材のフランジ継手側の端部が前記小径孔面取り部の第１フランジ面側の端部と当接し、
前記小径孔面取り部と前記管部材のフランジ継手側の端部とが溶接されていることを特徴とする配管材。
【請求項６】
前記管部材の外周部と前記第１フランジ面とが溶接されていることを特徴とする、請求項５に記載の配管材。
【請求項７】
金属製の管部材と、前記管部材の端部に結合された金属製のフランジ継手とを備えている配管材であって、
前記管部材は、横断面が円形の外周面及び内周面を有するように形成され、かつ前記フランジ継手と結合される部分では直管状に形成され、
前記フランジ継手は、互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、前記第１フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びる円柱形の大径孔と、前記第２フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びて前記大径孔と連通する前記大径孔より小径の円柱形の小径孔とを有し、前記大径孔の内径は前記管部材の外径とほぼ同一であり、前記小径孔の内径は前記管部材の内径と同一であり、前記大径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状の大径孔面取り部が形成され、
前記管部材は前記大径孔に挿入されて、前記管部材のフランジ継手側の端部が前記小径孔の第１フランジ面側の端部と当接し、
前記大径孔面取り部と前記管部材の外周部とが溶接され、
前記小径孔の第１フランジ面側の端部と前記管部材のフランジ継手側の端部とが内面溶接されていることを特徴とする配管材。
【請求項８】
金属製の管部材と、前記管部材の端部に結合された金属製のフランジ継手とを備えている配管材であって、
前記管部材は、横断面が円形の外周面及び内周面を有するように形成され、かつ前記フランジ継手と結合される部分では直管状に形成され、
前記フランジ継手は、互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、前記第１フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びる円柱形の大径孔と、前記第２フランジ面に開口する一方該フランジ継手の厚み方向に伸びて前記大径孔と連通する前記大径孔より小径の円柱形の小径孔とを有し、前記大径孔の内径は前記管部材の外径とほぼ同一であり、前記小径孔の内径は前記管部材の内径と同一であり、前記小径孔の第１フランジ面側の端部に第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状の小径孔面取り部が形成され、前記大径孔の第１フランジ面側の端部に第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状の大径孔面取り部が形成され、
前記管部材は前記大径孔に挿入されて、前記管部材のフランジ継手側の端部が前記小径孔面取り部の第１フランジ面側の端部と当接し、
前記小径孔面取り部と前記管部材のフランジ継手側の端部とが溶接され、
前記大径孔面取り部と前記管部材の外周部とが溶接されていることを特徴とする配管材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、管部材の端部に結合されるフランジ継手と、該フランジ継手と管部材とが溶接されてなる配管材とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  一般に、流体をパイプ輸送するための配管系統（パイプライン）、例えば油圧シリンダ等の油圧アクチュエータに対して作動油を給排する配管系統は、それぞれ鉄系材料からなる管部材と該管部材の端部に結合された鉄系材料からなるフランジ継手とを備えた多数の配管材が、隣り合う配管材のフランジ継手同士を例えばボルト締結により連結された構造を有している。そして、かかる配管材としては、管部材の端部とフランジ継手とが溶接により結合された配管材（いわゆる「溶接結合型配管材」）が広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。【０００３】  従来の溶接結合型配管材では、例えば図６に示すように、フランジ継手１をその厚み方向に貫通するように形成された貫通孔２に、管部材３の端部が挿入され、管部材３の端部と貫通孔２の内面とが溶接部４で溶接されるとともに、管部材３の外周部とフランジ継手１のフランジ面とが溶接部５で溶接された構造を有している（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９０２６３号公報
【特許文献２】特開２００５−８８０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかしながら、例えば図６に示すような従来の溶接結合型配管材では、溶接部４、５の強度が比較的弱いので、フランジ継手１と管部材３との間に、管部材中心軸の伸びる方向の強い外力が作用したときには、溶接部４、５が破壊され、配管材が破損するおそれがあるといった問題がある。また、配管材内の流体が非常に高圧の場合、管部材３の端面ないしは溶接部４に配管材中心軸方向の強い圧力（力）が作用するので、配管材が破損するおそれがあるといった問題がある。さらには、配管材に高周波振動が継続的に生じる場合は、溶接部４、５に金属疲労が生じ、配管材が破損するおそれがあるといった問題がある。【０００６】  そこで、例えば管部材の外周部とフランジ継手のフランジ面との溶接箇所において、フランジ継手のフランジ面に環状の凹部を形成しておき、この凹部に比較的多量の溶接材を溶着させ、管部材の外周部とフランジ継手のフランジ面との溶接部の強度を高めるといった対応が考えられる（図４（ｂ）〜（ｃ）参照。）。しかしながら、このようにすると、溶接後における溶接部の冷却に伴う収縮（残留応力）に起因して、両フランジ面に、フランジ継手周縁部がフランジ継手中心部に対して管部材側に変位ないしは湾曲する溶接歪が生じ、配管材同士の締結に不具合が生じるといった問題がある（図４（ｃ）参照。）。例えば、このような溶接歪を伴ったフランジ継手（配管材）同士をボルト締結した場合、ボルトの頭部と軸部との間に非常に強い張力がかかり、ボルトの首部が損傷するおそれがあるといった問題がある。【０００７】  本発明は、前記従来の問題を解決するためになされたものであって、管部材とフランジ継手との溶接部の強度を高めることができ、かつ溶接後における溶接部の冷却に伴う収縮（残留応力）に起因してフランジ面に溶接歪が生じるのを防止することができる、管部材に溶接されるフランジ継手、ないしは管部材とフランジ継手とが溶接されてなる配管材を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  前記課題を解決するためになされた本発明に係る、金属製の管部材の端部に結合される金属製のフランジ継手は、互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、大径孔と、小径孔とを有する。ここで、大径孔は、第１フランジ面に開口する一方、該フランジ継手の厚み方向（中心軸の伸びる方向）に伸び、管部材を挿入することができるように形成されている。小径孔は、大径孔より小径であり、第２フランジ面に開口する一方、該フランジ継手の厚み方向（中心軸の伸びる方向）に伸びて大径孔と連通している。【０００９】  そして、本発明の第１の実施態様に係るフランジ継手では、小径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側（大径孔側）に向かって広がる形状（テーパ状）の小径孔面取り部が形成されている。第２の実施態様に係るフランジ継手では、大径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がる形状（テーパ状）の大径孔面取り部が形成されている。また、第３の実施態様に係るフランジ継手では、前記の小径孔面取り部と大径孔面取り部とがともに形成されている。【００１０】  本発明に係るフランジ継手は、例えば、横断面が円形の外周面及び内周面を有するように形成され、かつ該フランジ継手と結合される部分では直管状（すなわち、円筒状）に形成されている。この場合、大径孔及び小径孔は円柱形に形成され、大径孔の内径は管部材の外径とほぼ同一であり（管部材の挿入が可能）、小径孔の内径は管部材の内径と同一であるのが好ましい。この場合、小径孔面取り部及び大径孔面取り部は、第１フランジ面側（大径孔側）に向かって広がるテーパ状（円錐台状）となる。【００１１】  本発明に係る配管材は、金属製の管部材と、該管部材の端部に結合された金属製のフランジ継手とを備えている。この配管材において、管部材は、横断面が円形の外周面及び内周面を有するように形成され、かつフランジ継手と結合される部分では直管状に形成されている（すなわち、円筒状）。他方、フランジ継手は、互いに背向する第１フランジ面及び第２フランジ面と、円柱形の大径孔と、円柱形の小径孔とを有する。ここで、大径孔は、第１フランジ面に開口する一方、フランジ継手の厚み方向に伸びている。他方、小径孔は、大径孔より小径であり、第２フランジ面に開口する一方、フランジ継手の厚み方向に伸びて大径孔と連通している。大径孔の内径は管部材の外径とほぼ同一であり（管部材の挿入が可能）、小径孔の内径は管部材の内径と同一である。【００１２】  かくして、本発明の第１の実施態様に係る配管材では、フランジ継手の小径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状（円錐台状）の小径孔面取り部が形成されている。そして、管部材は大径孔に挿入され、管部材のフランジ継手側の端部が小径孔面取り部の第１フランジ面側の端部と当接し、小径孔面取り部と管部材のフランジ継手側の端部とが溶接されている。ここで、さらに管部材の外周部と第１フランジ面とを溶接してもよい。【００１３】  本発明の第２の実施態様に係る配管材では、フランジ継手の大径孔の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状（円錐台状）の大径孔面取り部が形成されている。ここで、管部材は、該管部材のフランジ継手側の端部が小径孔の第１フランジ面側の端部と当接するようにして大径孔に挿入されている。そして、大径孔面取り部と管部材の外周部とが溶接され、かつ小径孔の第１フランジ面側の端部と管部材のフランジ継手側の端部とが内面溶接されている。【００１４】  本発明の第３の実施態様に係る配管材では、フランジ継手に、前記の小径孔面取り部と大径孔面取り部とがともに形成されている。管部材は、該管部材のフランジ継手側の端部が小径孔面取り部の第１フランジ面側の端部と当接するようにして大径孔に挿入されている。そして、小径孔面取り部と管部材のフランジ継手側の端部とが溶接され、かつ大径孔面取り部と管部材の外周部とが溶接されている。
【発明の効果】
【００１５】  本発明の第１の実施態様に係るフランジ継手ないしは配管材によれば、大径孔に管部材が挿入されたときに、管部材のフランジ継手側の端部と小径孔面取り部との間に、大径孔ないしは小径孔の円周方向に伸び断面がＶ字谷状である、比較的小容量の環状溝が形成される。そして、この環状溝に少量（適量）の溶接材を用いて、管部材の端部と小径孔面取り部とを溶接することにより、管部材の端部とフランジ継手の小径孔面取り部とを強固に結合させることができる。なお、第１の実施態様に係る配管材では、管部材の端部と小径孔面取り部とが、このような溶接により強固に結合されている。【００１６】  また、配管材内の流体の圧力が、管部材の端面に作用しないので、流体が非常に高圧の場合でも、流体の圧力により配管材が破損することはない。さらに、管部材の外周部とフランジ継手のフランジ面との間に溶接を施さず、またオプションとして溶接を施す場合でも、フランジ継手のフランジ面に凹部を形成し比較的大量の溶接材を用いて溶接を施すわけではなく、少量の溶接材を用いるだけであるので、溶接材の冷却（残留応力）に伴うフランジ面の湾曲ないしは溶接歪は生じない。よって、本発明の第１の実施態様に係るフランジ継手ないしは配管材によれば、管部材とフランジ継手との溶接部の強度を高めることができ、かつ溶接後における溶接部の冷却に伴う収縮（残留応力）に起因してフランジ面に溶接歪が生じるのを防止することができる。なお、管部材の端面とフランジ継手の間に隙間が生じないので、配管材内に異物、エア、水等がたまらない。【００１７】  本発明の第２の実施態様に係るフランジ継手ないしは配管材によれば、大径孔に管部材が挿入されたときに、管部材の外周面と大径孔面取り部との間に、大径孔の円周方向に伸び断面がＶ字谷状である、比較的小容量の環状溝が形成される。そして、この環状溝に適量の溶接材を用いて、管部材の外周部と大径孔面取り部とを溶接することにより、管部材の外周部とフランジ継手の大径孔面取り部とを強固に結合させることができる。なお、第２の実施態様に係る配管材では、管部材の外周部と大径孔面取り部とが、このような溶接により強固に結合されている。【００１８】  また、配管材内の流体の圧力が管部材の端面に作用しないので、流体が非常に高圧の場合でも、流体の圧力により配管材が破損することはない。さらに、管部材の外周部とフランジ継手のフランジ面との間に施す溶接は、比較的少量の溶接材を用いるだけであり、フランジ継手のフランジ面に凹部を形成し大量の溶接材を用いて溶接を施すわけではないので、溶接材の冷却（残留応力）に起因するフランジ面の湾曲ないしは溶接歪はほとんど生じない。よって、本発明の第２の実施態様に係るフランジ継手ないしは配管材によれば、管部材とフランジ継手との溶接部の強度を高めることができ、かつ溶接後における溶接部の冷却に伴う収縮に起因してフランジ面に溶接歪が生じるのを防止することができる。なお、小径孔の第１フランジ面側の端部と管部材のフランジ継手側の端部とが内面溶接され、管部材の端面とフランジ継手の間に隙間が生じないので、配管材内に異物、エア、水等がたまらない。【００１９】  本発明の第３の実施態様に係るフ��ンジ継手又は配管材によれば、第１の実施態様に係るフランジ継手又は配管材による効果と、第２の実施態様に係るフランジ継手又は配管材による効果とを相加的に奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係るフランジ継手の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すフランジ継手の側面断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すフランジ継手を備えた配管材の側面断面図であり、（ｄ）は（ａ）に示すフランジ継手を備えたもう１つの配管材の側面断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の第２実施形態に係るフランジ継手の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すフランジ継手の側面断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すフランジ継手を備えた配管材の側面断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態に係るフランジ継手の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すフランジ継手の側面断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すフランジ継手を備えた配管材の側面断面図である。
【図４】（ａ）は本願出願人に係る現行のフランジ継手の正面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すフランジ継手の側面断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すフランジ継手を備えた配管材の側面断面図である。
【図５】本発明に係る２つの配管材を締結した管路の側面断面図である。
【図６】従来のフランジ継手を備えた配管材の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】  以下、添付の図面を参照しつつ本発明の第１〜第３実施形態を具体的に説明する。
（第１実施形態）
まず、図１（ａ）〜（ｄ）を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係るフランジ継手及び配管材を説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａは、金属材料（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鉄系材料）からなり、互いに背向し互いに平行な第１フランジ面１２及び第２フランジ面１３を有している。第２フランジ面１３．には、Ｏリング１４（図５参照）を収容するための環状の溝部１５が形成されている。そして、フランジ継手１１Ａの中央部には、円柱形の大径孔１６と基本的には円柱形（後記の小径孔面取り部１９以外の部分が円柱形）の小径孔１７とが形成されている。また、フランジ継手１１の周縁近傍には、４つのボルト挿通孔１８が形成されている。
【００２２】  大径孔１６は、第１フランジ面１２に開口する一方、この開口部から第２フランジ面側に向かって、フランジ継手１１の厚み方向（図１（ｂ）中の位置関係では左右方向）に伸びている。小径孔１７は、大径孔１６より小径かつ同心状であり、第２フランジ面１３に開口する一方、この開口部から第１フランジ面側に向かって、フランジ継手１１Ａの厚み方向に伸びて大径孔１６と連通している。そして、小径孔１７の第１フランジ面側（図１（ｂ）中の位置関係では左側）の端部に、第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状ないしは円錐台状の小径孔面取り部１９（テーパ部）が形成されている。
【００２３】  このフランジ継手１１Ａにおいて、大径孔１６は円筒形（すなわち、横断面が円形の外周面及び内周面を有する）の管部材２０（図１（ｃ）参照）を挿入することが可能なものであり、大径孔１６の内径は管部材２０の外径とほぼ同一である（挿入可能なようにわずかに大きい）。また、小径孔１７の内径は管部材２０の内径と同一である。
【００２４】  図１（ｃ）に示すように、本発明の第１実施形態に係る配管材２１Ａは、金属材料（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鉄系材料）からなる管部材２０と、この管部材２０の端部に結合された、図１（ａ）、（ｂ）に示す第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａとを備えている。この配管材２１Ａでは、管部材２０は直管状であるが、少なくともフランジ継手１１Ａと結合される部分が直管状であれば、それ以外の部分で湾曲又は屈折していてもよい。なお、以下では（第２、第３実施形態でも同様である。）、配管材２１Ａの各構成要素の相互の位置関係を簡明に表現するため、便宜上、管部材２０とフランジ継手１１Ａとが並ぶ方向（図１（ｃ）、（ｄ）中の位置関係では左右方向）に関して、管部材２０が位置する側を「左」ないしは「左側」といい、フランジ継手１１Ａが位置する側を「右」ないしは「右側」ということにする。
【００２５】  この配管材２１Ａにおいて、管部材２０は、その右側の端部が小径孔面取り部１９の左側の端部と当接するようにして、大径孔１６に挿入されている。そして、小径孔面取り部１９と管部材２０の右側の端部とが、例えばＴＩＧ溶接等のアーク溶接により溶接され、溶接部２２が形成されている。なお、アーク溶接以外の溶接手法を用いてもよい。
【００２６】  配管材２１Ａを作成する際には、まず管部材２０がフランジ継手２１Ａの大径孔１６に右向きに挿入され、管部材２０の右側の端部が小径孔面取り部１９の左側の端部に当接する。これにより、管部材２０の右側の端部と小径孔面取り部との間に、大径孔１６ないしは小径孔１７の円周方向に環状に伸び断面がＶ字谷状である（Ｖ字の谷底は径方向に関して外側に位置する。）、比較的小容量の環状溝が形成される。そして、この環状溝に適量（比較的少量）の溶接材を用いて、管部材２０の右側の端部と小径孔面取り部１９とを溶接することにより、管部材２０の右側の端部とフランジ継手２１Ａの小径孔面取り部１９とが強固に結合する。ここで、小径孔１７の直径と管部材２０の内径（内直径）とは同一であり、溶接部２２は、小径孔１７の内周面と管部材２０の内周面とが段差ないしは凹凸を生じさせることなく円滑につながるように形成される。また、溶接部２２は、管部材２０の右側の端部とフランジ継手１１Ａとの間に隙間が生じないように形成される。この場合、管部材２０の外周部とフランジ継手１１Ａの第１フランジ面１２との間に溶接を施さないので、フランジ継手１１Ａないしは第１、第２フランジ面１２、１３に溶接歪は生じない。
【００２７】  図１（ｄ）に示すように、オプションとして、管部材２０の外周部とフラシジ継手１１Ａの第１フランジ面１２との間に溶接を施して溶接部２３を形成してもよい。この配管材２１Ａ‘では、フランジ継手１１Ａの第１フランジ面１２に凹部を形成し比較的大量の溶接材を用いて溶接を施すわけではなく、少量の溶接材を用いるだけであるので、溶接材の冷却（残留応力）に起因するフランジ継手１１ないしは第１、第２フランジ面１２、１３の湾曲ないしは溶接歪は生じない。この場合、管部材２０とフランジ継手１１Ａとは、左右方向に離間した２つの溶接部２２、２３で結合されているので（いわゆる二点支持）、管部材２０に曲げ荷重がかかったときでも、溶接部２２、２３に損傷が生じることはなく、管部材２０とフランジ継手１１Ａとの結合が損なわれることはない。
【００２８】  なお、詳しくは図示していないが、図１（ｃ）又は図１（ｄ）に示す配管材２１Ａ、２１Ａ‘では、管部材２０の左側の端部にもフランジ継手１１Ａが溶接により結合されている。ただし、この左側のフランジ継手１１Ａに、Ｏリング１４を収容するための溝部は設けられていない。
図５に、図１（ｄ）に示す配管材２１Ａ‘同士を締結した配管系統の一例を示す。
【００２９】（第２実施形態）
以下、図２（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、本発明の第２実施形態に係るフランジ継手及び配管材を説明する。ただし、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂ及び配管材２１Ｂの基本構成は、それぞれ第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａ及び配管材２１Ａと実質的に同一である。そこで、説明の重複を避けるため、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂ及び配管材２１Ｂの構成要素において、第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａ及び配管材２１Ａの構成要素と実質的に同一なものには、第１実施形態の場合と同一の参照番号を付してその詳しい説明を省略し、以下では主として、第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａ及び配管材２１Ａと異なる点を説明する。
【００３０】  図２（ａ）、（ｂ）に示すように、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂでは、大径孔１６の第１フランジ面側の端部に、第１フランジ面側に向かって広がるテーパ状ないしは円錐台状の大径孔面取り部２５が形成されている。そして、このフランジ継手１１Ｂでは、小径孔１７には面取り部は形成されていない。その他の点については、第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａと同様である。
【００３１】  図２（ｃ）に示すように、第２実施形態に係る配管材２１Ｂは、金属材料（例えば、ステンレス鋼、炭素鋼等の鉄系材料）からなる管部材２０と、この管部材２０の端部に結合された、図２（ａ）、（ｂ）に示す第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂとを備えている。この配管材２１Ｂにおいて、管部材２０は、その右側の端部が、小径孔１７の左側の端部（すなわち、大径孔１６と小径孔１７の境界の段差部）に当接するようにして大径孔１６に挿入されている。そして、大径孔面取り部２５と管部材２０の外周部とが溶接され、溶接部２６が形成されている。さらに、小径孔１７の左側の端部と管部材２０の右側の端部とが内面溶接され、溶接部２７が形成されている。なお、内面溶接により形成される溶接部２７は、管部材２０ないしは小径孔１７の中心軸に向かって若干膨出している。その他の点については、第１実施形態に係る配管材２１Ａと同様である。
【００３２】  配管材２１Ｂを作成する際には、まず管部材２０をフランジ継手１１Ｂの大径孔１６に右向きに挿入し、管部材２０の右側の端部を、小径孔１７の左側の端部、すなわち大径孔１６と小径孔１７の境界の段差部に当接させる。これにより、管部材２０の外周面と大径孔面取り部２５との間に、大径孔１６の円周方向に伸び断面がＶ字谷状である（Ｖ字の谷底は右側に位置する。）、比較的小容量の環状溝が形成される。そして、この環状溝に適量（少量）の溶接材を供給し、管部材２０の外周部と大径孔面取り部２５とを溶接して溶接部２６を形成する。その結果、管部材２０の外周部とフランジ継手１１Ｂの大径孔面取り部２５とが強固に結合する。さらに、小径孔１７の左側の端部と管部材２０の右側の端部とに、適量（少量）の溶接材を供給し、内面溶接を施して溶接部２７を形成する。その結果、小径孔１７の左側の端部と管部材２０の右側の端部とがより強固に結合する。なお、管部材２０の右側の端部とフランジ継手１１Ｂとの間には隙間は生じない。
【００３３】  この場合、管部材２０の外周部とフランジ継手１１Ｂの大径孔面取り部２５との間に施す溶接は、比較的少量の溶接材を用いるだけであり、第１フランジ面２３に凹部を形成し大量の溶接材を供給して溶接を施すわけではないので、溶接材の冷却（残留応力）に起因する第１、第２フランジ面１２、１３の湾曲ないしは溶接歪はほとんど生じない。また、配管材２１Ｂ内の流体の圧力が管部材２０の端面に作用しないので、流体が非常に高圧の場合でも、流体の圧力により配管材２１Ｂが破損することはない。なお、この場合も、管部材２０とフランジ継手１１Ｂとは、左右方向に離間した２つの溶接部２６、２７で結合されているので（いわゆる二点支持）、管部材２０に曲げ荷重がかかったときでも、溶接部２６、２７に損傷が生じることはなく、管部材２０とフランジ継手１１Ｂとの結合が損なわれることはない。よって、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂないしは配管材２１Ｂによれば、管部材２０とフランジ継手１１Ｂとの溶接部の強度を高めることができ、かつ溶接後における溶接部の冷却に伴う収縮に起因して第１、第２フランジ面１２、１３に溶接歪が生じるのを防止することができる。
【００３４】（第３実施形態）
以下、図３（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、本発明の第３実施形態に係るフランジ継手及び配管材を説明する。ただし、第３実施形態に係るフランジ継手１１Ｃ及び配管材２１Ｃの基本構成は、それぞれ第１、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ａ、１１Ｂ及び配管材２１Ａ、２１Ｂと実質的に同一である。そこで、説明の重複を避けるため、第３実施形態に係るフランジ継手１１Ｃ及び配管材２１Ｃの構成要素において、第１、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ａ、１１Ｂ及び配管材２１Ａ、２１Ｂの構成要素と実質的に同一なものには、第１、第２実施形態の場合と同一の参照番号を付してその詳しい説明を省略し、以下では主として、第１、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ａ、１１Ｂ及び配管材２１Ａ、２１Ｂと異なる点を説明する。
【００３５】  図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第３実施形態に係るフランジ継手１１Ｃでは、第１実施形態に係る小径孔面取り部１９と、第２実施形態に係る大径孔面取り部２５とが両方とも形成されている。そして、第３実施形態に係る配管材２１Ｃでは、第１実施形態の場合と同様に、小径孔面取り部１９と管部材２０の右側の端部とが溶接されて溶接部２２が形成され、かつ第２実施形態の場合と同様に、大径孔面取り部２５と管部材２０の外周部とが溶接されて溶接部２６が形成されている。その他の点については、第１、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ａ、１１Ｂ及び配管材２１Ａ、２１Ｂと同様である。
【００３６】  かくして、第３実施形態に係るフランジ継手１１Ｃ又は配管材２１Ｃによれば、第１実施形態に係るフランジ継手１１Ａ又は配管材２１Ａによる効果と、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂ又は配管材２１Ｂによる効果とを相加的に奏することができる。
【００３７】（比較例）
以下、図４（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、比較例として、本願出願人に係る現行のフランジ継手及び配管材を説明する。ただし、比較例に係るフランジ継手１１Ｄ及び配管材２１Ｄの基本構成は、それぞれ第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂ及び配管材２１Ｂと共通である。そこで、説明の重複を避けるため、比較例に係るフランジ継手１１Ｄ及び配管材２１Ｄの構成要素において、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂ及び配管材２１Ｂの構成要素と共通なものには、第２実施形態の場合と同一の参照番号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３８】  図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、比較例に係るフランジ継手１１Ｄないしは配管材２１Ｄでは、大径孔１６の第１フランジ面側の端部に、大径孔面取り部２５（図２（ｂ）参照）は形成されず、大径孔面取り部２５よりも体積（大径孔１６の体積が拡大する分）が大きい環状凹部３０が形成されている。また、小径孔１７の左側の端部と管部材２０の右側の端部との間に内面溶接は施されていない。その他の点については、第２実施形態に係るフランジ継手１１Ｂ又は配管材２１Ｂと同様である。
【００３９】  比較例に係る配管材２１Ｄは、金属材料からなる管部材２０と、この管部材２０の端部に結合された、図４（ａ）、（ｂ）に示すフランジ継手１１Ｄとを備えている。この配管材２１Ｄにおいて、管部材２０は、その右側の端部が、小径孔１７の左側の端部に当接するようにして大径孔１６に挿入されている。そして、環状凹部３０と管部材２０の外周部とが溶接され、溶接部３１が形成されている。
【００４０】  かくして、配管材２１Ｄを作成する場合、比較的多量の溶接材を用いて、管部材２０の外周部とフランジ継手１１Ｄ（環状凹部３０）とを溶接することになる。この場合、溶接後における溶接部３１の冷却に伴う収縮（残留応力）に起因して、第１、第２フランジ面１２、１３に、フランジ継手周縁部がフランジ継手中心部に対して左側（管部材側）に変位ないしは湾曲する溶接歪Ｒ１、Ｒ２が生じるといった問題がある。また、このような配管材２１Ｄを用いた配管系統では、その稼働時に、管部材２０の右側の端部と小径孔１７の左側の端部（すなわち、大径孔１６と小径孔１７の境界の段差部）との間の隙間に異物、エア、水等がたまり、その除去が困難であるといった問題がある。本発明の第１〜第３実施形態に係るフランジ継手１１Ａ〜１１Ｃ及び配管材２１Ａ〜２１Ｃでは、このような不具合は生じない。
【符号の説明】
【００４１】  １  フランジ継手、２  貫通孔、３  管部材、４  溶接部、５  溶接部、１１Ａ〜１１Ｄ  フランジ継手、１２  第１フランジ面、１３  第２フランジ面、１４  Ｏリング、１５  溝部、１６  大径孔、１７  小径孔、１８  ボルト挿通孔、１９  小径孔面取り部、２０  管部材、２１Ａ〜２１Ｄ  配管材、２２  溶接部、２３  溶接部、２５  大径孔面取り部、２６  溶接部、２７  溶接部、３０  環状凹部、３１  溶接部。
【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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