(57)【要約】【課題】 高圧に耐えることができる十分な強度を有しているフランジ継手およびこのようなフランジ継手への使用に適した円筒体の製造方法を提供する。【解決手段】  フランジ継手11は、断面三角形状とされたフランジ13が一体に設けられたガラス繊維強化樹脂製の円筒体12と、断面台形状とされて円筒体12に一体のフランジ13と合わされることで断面方形のフランジ部11bを形成するガラス繊維強化樹脂製の円板体14とからなる。円板体14に複数のボルト挿通用貫通孔15が設けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部および断面方形のフランジ部からなるフランジ継手であって、断面三角形状とされたフランジが一体に設けられたガラス繊維強化樹脂製の円筒体と、断面台形状とされて円筒体に一体のフランジと合わされることで断面方形のフランジ部を形成するガラス繊維強化樹脂製の円板体とからなり、円板体に複数のボルト挿通用貫通孔が設けられていることを特徴とするフランジ継手。
【請求項２】
請求項１のフランジ継手のガラス繊維強化樹脂製円筒体を製造する方法であって、真空注入成形法によって行うとともに、円筒体の長さに対応する長尺ガラス基材とフランジの長さに対応する短尺ガラス基材とを使用し、短尺ガラス基材層が長尺ガラス基材層間に挟まれるように短尺ガラス基材を配置することを特徴とするフランジ継手用円筒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、フランジ継手およびフランジ継手用円筒体の製造方法に関し、特に、外周面がガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管からなる複層管の結合に使用するのに適したフランジ継手およびこのようなフランジ継手への使用に適した円筒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外周面がガラス繊維強化樹脂層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管からなる複層管の結合に際しては、充填型接着剤を使用することが知られている（特許文献１）。
【０００３】
この特許文献１の結合においては、複層管からガラス繊維強化樹脂管を剥ぎ取るに当たっては、複層管におけるガラス繊維強化樹脂層に対し、硬質塩化ビニル間まで切り込まないように注意しながらノコギリ等で切込みを入れ、剥ぎ取る箇所をバーナー等で加熱した後、ペンチ等を用いてガラス繊維強化樹脂層を剥ぎ取るといった繁雑な作業工程を要する。特に、高圧配管として使用される複層管においては、ガラス繊維強化樹脂層が非常に厚く設けられており、剥ぎ取り作業をより困難なものにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２０７０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガラス繊維強化樹脂層の剥ぎ取り工程が不要な結合として、フランジ継手構造が知られているが、上記複層管の結合に使用されるフランジ継手は、高圧に耐えることができる十分な強度を有していることが必要であり、このようなフランジ継手は、従来知られていなかった。
【０００６】
この発明の目的は、高圧に耐えることができる十分な強度を有しているフランジ継手およびこのようなフランジ継手への使用に適した円筒体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるフランジ継手は、円筒部および断面方形のフランジ部からなるフランジ継手であって、断面三角形状とされたフランジが一体に設けられたガラス繊維強化樹脂製の円筒体と、断面台形状とされて円筒体に一体のフランジと合わされることで断面方形のフランジ部を形成するガラス繊維強化樹脂製の円板体とからなり、円板体に複数のボルト挿通用貫通孔が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
従来、外周面がガラス繊維強化樹脂層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管からなる複層管の結合に際しては、ガラス繊維強化樹脂層を剥ぎ取って、充填型接着剤を使用する方法が採られていたが、このフランジ継手を使用することで、ガラス繊維強化樹脂層の剥ぎ取り工程が不要な結合（フランジ継手構造）が可能となる。この発明のフランジ継手によると、断面三角形状とされたフランジが一体に設けられたガラス繊維強化樹脂製の円筒体と、断面台形状とされて円筒体に一体のフランジと合わされることで断面方形のフランジ部を形成するガラス繊維強化樹脂製の円板体とからなり、円板体に複数のボルト挿通用貫通孔が設けられているので、継手の結合に際しては、円板体をボルトによって相手側部材に固定することで、円筒体も固定され、２部品から構成されていても、１部品から構成されているものと同様の扱いで結合することができる。そして、円筒体のフランジが従来の方形状から三角形状に変更されることで、円筒体の製造が容易となる。
【０００９】
この発明によるフランジ継手の円筒体の製造方法は、上記のフランジ継手のガラス繊維強化樹脂製円筒体を製造する方法であって、真空注入成形法によって行うとともに、円筒体の長さに対応する長尺ガラス基材とフランジの長さに対応する短尺ガラス基材とを使用し、短尺ガラス基材層が長尺ガラス基材層間に挟まれるように短尺ガラス基材を配置することを特徴とするものである。
【００１０】
真空注入成形法は、公知のもので、ガラス基材を成形型にセットした後、成形型を組み立てて、硬化剤などを加えて撹拌した樹脂を成形型に注入するとともに、成形型内の空気を吸引し、成形型内に配置したガラス基材に樹脂を含浸させて常温で硬化させることで、成形品を得るものである。
【００１１】
この発明の製造方法によると、通常、ハンドレイアップで製造されるフランジ継手のガラス繊維強化樹脂製一体品を真空注入成形法で製造することができる。真空注入成形法による製造は、樹脂リッチに伴うクラックが発生しやすいことから、方形状フランジ付きの円筒体の製造は難しいものとなるが、三角形状フランジ付きの円筒体とすることで、樹脂リッチが防止しやすいものとなる。そして、円筒体の長さに対応する長尺ガラス基材とフランジの長さに対応する短尺ガラス基材とを使用し、短尺ガラス基材層が長尺ガラス基材層間に挟まれるように短尺ガラス基材を配置することで、容易に製造でき、しかも、フランジ部を強固に補強することができる。
【００１２】
ガラス基材としては、チョップドストランドマット、コンティニアスストランドマットなどのマットの形態であってもよく、ロービングクロスのようなクロスの形態であってもよく、異なる方向のロービングを積層したシートやマットとクロスとの積層シートのように複数の層からなる複層シートの形態であってもよい。このうち、ロービングクロス等長繊維の強化繊維編み物とチョップマット等短繊維マットとを積層して糸で編んで止めたものを使用すると特に好ましい。
【００１３】
樹脂としては、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、エポキシ、フェノールなどを適宜使用することができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のフランジ継手によると、継手の結合に際しては、１部品から構成されているものと同様の扱いで結合することができ、しかも、円筒体の製造が容易となる。
【００１５】
この発明のフランジ継手の円筒体の製造方法によると、樹脂リッチが防止することが容易であり、しかも、フランジ部を強固に補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、この発明によるフランジ継手を示す斜視図で，上に円板体、下に円筒体が示されている。
【図２】図２は、この発明によるフランジ継手を使用した複層管結合構造を示す縦断面図である。
【図３】図３は、この発明によるフランジ継手の円筒体の製造方法で使用される金型（下型および上型）の断面図である。
【図４】図４は、この発明によるフランジ継手の円筒体の製造方法で使用される基材配置方法を示す断面図である。
【図５】図５は、この発明によるフランジ継手の円筒体の製造方法に対応する従来のガラス基材配置方法を示す斜視図である。
【図６】図６は、この発明によるフランジ継手の円筒体の製造方法に対応するガラス基材配置方法の比較例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、この発明によるガラス繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製フランジ継手を示しており、図２は、このフランジ継手(11)を使用した複層管結合構造(1)を示している。
【００１９】
フランジ継手(11)は、円筒体(12)および円板体(14)からなる。円筒体(12)の一端部には、断面三角形状のフランジ(13)が一体に設けられている、円板体(14)には、周方向に所定間隔で複数のボルト挿通用貫通孔(15)が設けられている。
【００２０】
円板体(14)は、断面方形のものからフランジ(13)と同じ大きさの断面三角形が切除された断面台形状とされている。円筒体(12)の断面三角形状のフランジ(13)は、端面に向かって径が大きくなるテーパ状外周面(13a)を形成しており、断面台形状とされた円板体(14)は、円筒体(12)のフランジ(13)のテーパ状外周面(13a)にちょうど重なるテーパ状内周面(14a)を形成している。これにより、円板体(14)と円筒体(12)のフランジ(13)とが合わされることで断面方形のフランジ部(11b)が形成されている。こうして、円筒部(11a)および断面方形のフランジ部(11b)からなるフランジ継手(11)が、断面三角形状のフランジ(13)が一体に設けられた円筒体(12)と、ガラス繊維強化樹脂製の円板体(14)との２部材で構成されている。
【００２１】
複層管結合構造(1)は、外周面がガラス繊維強化樹脂層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管をフランジ継手を使用して結合する構造であって、硬質塩化ビニル樹脂管(3)およびその外周面に設けられたガラス繊維強化樹脂層(4)からなる複層管(2)と、複層管(2)の外周に嵌められた中子(5)と、中子(5)の外周面に嵌められたフランジ継手(11)とを備えている。
【００２２】
複層管(2)のガラス繊維強化樹脂層(4)には、２本の環状溝(4a)が形成されており、中子(5)には、この環状溝(4a)に嵌め合わされる環状凸部(5a)が形成されている。中子(5)は、２つの半円筒状体からなる２つ割構造とされることで、複層管(2)に嵌め合わせ可能とされている。中子(5)の外周面は、テーパ面とされている。フランジ継手(11)の内周面は、中子(5)のテーパ面に対応するテーパ面とされており、フランジ継手(11)は、中子(5)を取り付ける前に、複層管(2)に嵌められて、中子(5)を取り付けた後に、複層管(2)に沿って軸方向外方に移動させられることで、中子(5)の外周に嵌め合わせられる。
【００２３】
複層管結合構造(1)は、フランジ継手(11)と相手側のフランジ継手または継手部材のフランジ部(17)とが重ね合わされて、ボルト挿通用貫通孔(15)に挿通されたボルト(16)によって結合される。この際、円板体(14)をボルト(16)によって相手側部材に固定すると、円板体(14)のテーパ状内周面(14a)が円筒体(12)のフランジ(13)のテーパ状外周面(13a)を軸方向外方に押圧することで、円筒体(12)も固定され、２部品から構成されていても、１部品から構成されているものと同様の扱いで結合することができる。
【００２４】
この発明によるフランジ継手の円筒体の製造方法は、上記のガラス繊維強化樹脂製フランジ継手(11)の円筒体(12)を真空注入成形法により製造するものである。
【００２５】
真空注入成形法は、ガラス基材を成形型に配置した後、成形型を組み立てて、硬化剤などを加えて撹拌した樹脂を成形型に注入するとともに、成形型内の空気を吸引し、成形型内に配置したガラス基材に樹脂を含浸させて常温で硬化させることで、成形品を得るものである。
【００２６】
フランジ継手(11)の製造では、図３に示す下型(21)と上型(22)とが使用される。
【００２７】
下型(21)には、断面三角形状のフランジ(13)の軸方向外側面を形成するための環状平坦面（底面）(21a)と、円筒体(12)の内周面（テーパ面）を形成するための柱状部(21c)とが形成されている。
【００２８】
上型(22)には、円筒体(12)の外周面（テーパ面）を形成するための内周面(22a)と、フランジ部(13)のテーパ面(13a)を形成するためのテーパ面(22b)と、円筒体(12)の端面を形成するための頂面(22c)とが設けられている。
【００２９】
下型(21)には、後述するように、ガラス基材(17)(18)が配置され、その後、下型(21)に上型(22)が重ねられて、樹脂が注入される。円筒体(12)のフランジ(13)が設けられていない方の端部は、図３に示すように、蓋(12a)付きで形成され、後加工で蓋(12a)が切除されることで、図１に示すような開放形状とされる。
【００３０】
ここで、断面方形状のフランジが一体に設けられている円筒体の場合、下型(21)には、図５に示すように、円筒体(12)の筒部を補強するためのガラス基材(31)およびフランジを補強するためのガラス基材(32)が配置されることになるが、筒部からフランジ部へ繋がる角は、ガラス基材(31)にスリットを入れて折り曲げることが強度上好ましく、このようにすると、ガラス基材(31)が下型(21)の角にうまく馴染まない箇所が生じ、樹脂リッチとなる可能性が高くなる。
【００３１】
そこで、この発明のフランジ継手(11)においては、１部品から構成されているものと同様の扱いで結合することができる２部品構成とすることで、円筒体(12)のフランジ(13)を断面三角形状として小さくするとともに、図４に示すように、円筒体(12)の軸方向長さに対応する（円筒体(12)の長さに等しいかそれより大きい長さの）長尺ガラス基材(17)とフランジ(13)の軸方向長さに対応する（フランジ(13)の軸方向長さに等しい長さから徐々に短くされていく）短尺ガラス基材(18)とを使用し、短尺ガラス基材(17)の層が長尺ガラス基材(18)の層間に挟まれるように短尺ガラス基材(17)を配置するものとしている。
【００３２】
短尺ガラス基材(17)の層および長尺ガラス基材(18)の層は、１枚のガラス基材からなるようにしてもよく、複数枚のガラス基材からなるようにしてもよい。ガラス基材(17)(18)としては、特に限定されないが、例えば、ロービングクロス等長繊維の強化繊維編物とチョップマット等短繊維マットを積層し、ポリエステル糸で編んで止めたニットファブリック構成（例えば、商品名：イージーニットＷＢＣ８０３０  ＦＲＰサービス株式会社）が強度確保の点から適している。また、注入する樹脂は、特に限定されないが、例えば、ビニルエステル（商品名：プロミネートＰ３１０  ジャパンコンポジット）が使用される。
【００３３】
短尺ガラス基材(18)の層が長尺ガラス基材(17)の層間に挟まれるように短尺ガラス基材(18)を配置することで、図６に示したもの（先に長尺ガラス基材(19)だけを積層し、その外周側に短尺ガラス基材(20)を積層したもの）では、矢印方向のせん断に対して弱いのに対して、このような弱い箇所が無くなり、成型後の円筒体(12)を強固なフランジ(13)付き円筒体(12)とすることができる。
【符号の説明】
【００３４】
(11)              フランジ継手
(11a)             円筒部
(11b)             フランジ部
(12)              円筒体
(13)              フランジ
(14)              円板体
(15)              ボルト挿通用貫通孔
(17)              長尺ガラス基材
(18)              短尺ガラス基材
【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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