(57)【要約】【課題】構造が複雑で重く且つ組み立てに時間がかかり、中空フランジ同士の接続に時間がかかる従来の中空フランジの課題を解決する。【解決手段】所定幅のパッキンが装着される装着面が表面に形成されている第１金属板１０ａと、前記装着面に対して反対側面を形成する第２金属板１０ｂとによって中空部が形成されている中空フランジ１０であって、第１金属板１０ａの装着面には、前記パッキンが所定位置に位置決めされるように、同心円状の環状突起１２ａ，１２ｂによって底面１４ａが平坦な環状溝１４が形成され、且つ環状溝１４に挿入されたパッキンに、その上面から圧縮力が加えられたとき、前記圧縮力による底面１４ａの変形を防止できるように、環状溝１４の底面１４ａに対応する中空部内に環状リング１６が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅のパッキンが装着される装着面が表面に形成されている第１金属板と、前記装着面に対して反対側面を形成する第２金属板とによって中空部が形成されている中空フランジであって、
前記第１金属板の装着面には、前記パッキンが所定位置に位置決めされるように、同心円状の環状突起によって底面が平坦な環状溝が形成され、
且つ前記環状溝に挿入されたパッキンに、その上面から圧縮力が加えられたとき、前記圧縮力による環状溝の底面の変形を防止できるように、前記環状溝の底面に対応する中空部内に環状リングが設けられていることを特徴とする中空フランジ。
【請求項２】
環状リングは、その端面の一方が環状溝の底面に相当する第１金属板の裏面に当接すると共に、他方の端面が第２金属板の裏面に当接するように中空部内に設けられている請求項１記載の中空フランジ。
【請求項３】
第２金属板の表面に、同心円状の環状突起によって底面が平坦な環状溝が形成されている請求項１又は請求項２記載の中空フランジ。
【請求項４】
第１金属板及び第２金属板の外周側の端部が曲折され、前記端部が突き合わされて中空フランジが形成されている請求項１〜３のいずれか一項記載の中空フランジ。
【請求項５】
外周縁に沿って複数個のボルト挿通用の挿通孔が形成され、前記挿通孔の各々が、第１金属板及び第２金属板に形成された貫通孔と、前記貫通孔の各周縁近傍に端面が接続された筒状体とから構成されている請求項１〜４のいずれか一項記載の中空フランジ。
【請求項６】
第１金属板と第２金属板とが同一形状に形成されている請求項１〜６のいずれか一項記載の中空フランジ。
【請求項７】
第１金属板及び第２金属板が、プレス加工によって形成されている請求項１〜６のいずれか一項記載の中空フランジ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項記載の二枚の中空フランジを用いたフランジ接続構造であって、
前記中空フランジの一方の第１金属板に形成された環状溝と他方の中空フランジの第１金属板に形成された環状溝との間にパッキンが挟まれ、
且つ前記環状溝の各々を形成する環状突起の先端同士が、前記パッキンに及ぼす圧縮力を調整するように当接していることを特徴とする中空フランジの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中空フランジ及びフランジ接続構造に関し、更に詳細には所定幅のパッキンが装着される装着面が表面に形成されている第１金属板と、前記装着面に対して反対側面を形成する第２金属板とによって中空部が形成されている中空フランジ及び中空フランジの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空フランジについては、例えば下記特許文献１に提案されている。この特許文献１に提案されている中空フランジを図８（ａ）（ｂ）に示す。図８（ａ）は中空フランジの部分断面斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す中空フランジの部分断面図である。
図８に示す中空フランジ１００は、二枚の金属板１０２，１０２と環状の側板１０４，１０４とによって中空部が形成されている。かかる中空部内には、複数枚の板状のコア材１０６，１０６・・が配設されて中空フランジ１００を補強している。
更に、中空フランジ１００の外周縁に沿って複数個のボルト挿通用の挿通孔１０８，１０８・・が形成されている。かかる挿通孔１０８は、金属板１０２，１０２に形成された貫通孔１１０内に、筒状体１１２の先端が挿入されて形成されている。この筒状体１１２の途中にも、鍔１１４が設けられており、鍔１１４ｄがコア材１０６や側板１０４に当接して筒状体１１２を所定位置に位置決めしている。
【特許文献１】実開平１−１３２８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図８に示す中空フランジ１００によれば、中実フランジに比較して、軽量で且つ熱伝導度が低く保温性に優れている。
しかしながら、中空フランジ１００は、二枚の平板な金属板１０２，１０２と環状の側板１０４，１０４とによって中空部が形成されている。このため、中空フランジ１００を補強すべく、複数枚の板状のコア材１０６，１０６・・が配設されており、中空フランジ１００の重量を増加させている。
更に、中空フランジ１００は、その構成部材が多く複雑な構造となっているため、組み立てに時間がかかる。
【０００４】
また、図８に示す二枚の中空フランジ１００，１００を用いて接続する際に、中空フランジ１００，１００の間に挿入されるパッキンの位置決め手段が設けられておらず、中空フランジ１００の所定位置にパッキンを位置決めするには熟練が必要である。
更に、中空フランジ１００，１００の間に挿入されるパッキンには、中空フランジ１００，１００の平坦な各面によって圧縮力が加えられる。かかるパッキンに対して圧縮力を適正とするには、挿通孔１０８，１０８・・の各々に挿通されるボルトの締付力を調整することが必要となる。このため、中空フランジ１００，１００の接続に時間がかかる。
そこで、本発明は、構造が複雑で重く且つ組み立てに時間がかかり、中空フランジ同士の接続に時間がかかる従来の中空フランジの課題を解決し、構造が簡単で軽量で且つ短時間で組み立てることができ、且つ中空フランジ同士を短時間で接続できる中空フランジ及び中空フランジの接続構造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】
【０００５】
本発明者等は、前記課題を解決すべく検討したところ、中空フランジを形成する二枚の金属板のうち、所定幅のパッキンが装着される装着面が形成される金属板に、パッキンが所定位置に位置決めされるように、同心円状の環状突起によって底面が平坦な環状溝を形成することによって、中空フランジの強度を向上でき、中空フランジの構造を簡単にできることを見出した。
しかしながら、環状溝に挿入されたパッキンに、その上面から圧縮力を加えたとき、この圧縮力によって環状溝の底面が変形してパッキンに対する圧縮力を充分に高めることができないことを知った。
このため、本発明者等は、更に検討を重ね、環状溝の底面に対応する中空部内に環状リングを挿入することによって、環状溝に挿入されたパッキンに、その上面から圧縮力を加えても、環状溝の底面が変形することを防止できることを知り、本発明に到達した。
【０００６】
すなわち、本発明は、所定幅のパッキンが装着される装着面が表面に形成されている第１金属板と、前記装着面に対して反対側面を形成する第２金属板とによって中空部が形成されている中空フランジであって、前記第１金属板の装着面には、前記パッキンが所定位置に位置決めされるように、同心円状の環状突起によって底面が平坦な環状溝が形成され、且つ前記環状溝に挿入されたパッキンに、その上面から圧縮力が加えられたとき、前記圧縮力による環状溝の底面の変形を防止できるように、前記環状溝の底面に対応する中空部内に環状リングが設けられていることを特徴とする中空フランジにある。
また、本発明は、前述した二枚の中空フランジを用いたフランジ接続構造であって、前記中空フランジの一方の第１金属板に形成された環状溝と他方の中空フランジの第１金属板に形成された環状溝との間にパッキンが挟まれ、且つ前記環状溝の各々を形成する環状突起の先端同士が、前記パッキンに及ぼす圧縮力を調整するように当接していることを特徴とする中空フランジの接続構造でもある。
【０００７】
かかる本発明において、環状リングを、その端面の一方が環状溝の底面に相当する第１金属板の裏面に当接すると共に、他方の端面が第２金属板の裏面に当接するように中空部内に設けることによって、中空フランジの構造を更に簡単化できる。
また、第２金属板の表面に、同心円状の環状突起によって底面が平坦な環状溝を形成することによって、中空フランジの強度を更に向上できる。この第２金属板に形成した環状溝を、第１金属板に形成した環状溝と対称位置に形成することによって、第１金属板と第２金属とを同一形状の部品とすることができ、その製造及び取り扱いを容易とすることができる。
更に、第１金属板及び第２金属板の外周側の端部を曲折し、前記端部を突き合わせて中空フランジを形成することができ、中空フランジの組み立てを更に容易化できる。
また、外周縁に沿って複数個のボルト挿通用の挿通孔を形成し、前記挿通孔の各々を、第１金属板及び第２金属板に形成した貫通孔と、前記貫通孔の各周縁近傍に端面を接続した筒状体とから構成することによって、中空フランジの強度を更に一層向上でき、且つフランジ同士の接続を容易に行うことができる。
尚、第１金属板及び第２金属板を同一形状とすることによって、プレス加工により第１金属板及び第２金属板を容易に形成できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る中空フランジは、第１金属板の装着面に形成した同心円状の環状突起と、中空部内に設けた環状リングとによって補強されており、中空フランジの構造を簡単化でき、軽量化できる。
更に、第１金属板の装着面に形成した同心円状の環状突起によって底面が平坦な環状溝挿入したパッキンに、その上面から圧縮力を加えたとき、この圧縮力による環状溝の底面は、中空部内に設けられた環状リングによって防止でき、パッキンに対する圧縮力を充分に高めることができる。このため、パッキンとしての性能を充分に発揮できる。
また、かかる本発明の中空フランジ同士を用いて接続する際には、中空フランジの一方の第１金属板に形成した環状溝と他方の中空フランジの第１金属板に形成した環状溝との間に挟まれたパッキンに対する圧縮力を、環状溝の各々を形成する環状突起の先端同士が当接して調整できる。このため、中空フランジ同士の接続の際に、複数本のボルトの各締結力を調整するような手間を省略でき、短時間で中空フランジ同士の接続を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る中空フランジの一例を図１に示す。図１は中空フランジ１０の正面図であって、ドーナツ形状の中空フランジ１０の内周側が配管１１の端部外周面に溶接によって固着されている。かかる中空フランジ１０の外周縁に沿ってボルトが挿通される複数個の挿通孔１８，１８・・が形成されている。
この図１に示す中空フランジ１０のＡ−Ａ面における部分断面図を図２に示す。図２に示す様に、中空フランジ１０は、ドーナツ形状の第1金属板１０ａと第２金属板１０ｂとから形成されている。かかる第1金属板１０ａと第２金属板１０ｂとは、その内周面の各々が配管１１の端部外周面に溶接によって固着され、その外周面側で且つ互いの端面が当接する方向に曲折された端部１０ｃ，１０ｃは、その端面が突き合わされて溶接され、中空部が形成されている。
更に、第1金属板１０ａの表面は、パッキンが装着される装着面であって、この装着面の挿通孔１８と内周面との間には、同心円状の環状突起１２ａ，１２ｂによって底面１４ａが平坦な環状溝１４が形成されている。この環状溝１４には、パッキンが挿入されて位置決めされる。この環状突起１２ａ，１２ｂを第1金属板１０ａに形成することによって、第１金属板１０ａの剛性を向上でき、中空フランジ１０の強度を向上できる。
【００１０】
図２に示す中空フランジ１０では、第１金属板１０ａと同様に、第２金属板１０ｂの表面にも、同心円状の環状突起１２ａ，１２ｂによって底面１４ａが平坦な環状溝１４が形成されている。第２金属板１０ｂの環状突起１２ａ，１２ｂによって形成された環状溝１４には、パッキンを挿入することはないが、環状突起１２ａ，１２ｂを形成することによって、第２金属板１０ｂの剛性を向上でき、第１金属板１０ａに形成した環状突起１２ａ，１２ｂと相俟って、中空フランジ１０の強度を更に向上できる。
【００１１】
また、図２に示す中空フランジ１０では、第１金属板１０ａと第２金属板１０ｂとに形成した環状溝１４，１４の底面１４ａ，１４ａとに対応する中空部内に環状リング１６が設けられている。この環状リング１６は、その端面の一方が環状溝１４の底面１４ａに相当する第１金属板１０ａの裏面に当接すると共に、他方の端面が環状溝１４の底面１４ａに相当する第２金属板１０ｂの裏面に当接するように設けられている。
この様に、環状リング１６が中空部内に設けられているため、第１金属板１０ａに形成した環状溝１４に挿入したパッキンに、その上面から圧縮力を加えたとき、環状溝１４の底面１４ａの変形を防止でき、パッキンの性能が充分に発揮できるようにパッキンを充分に圧縮できる。
更に、図２に示す中空フランジ１０の外周縁に沿って形成されたボルトが挿通される挿通孔１８は、第１金属板１０ａ及び第２金属板１０ｂに形成された貫通孔１８ａ，１８ａと、貫通孔１８ａ，１８ａの各内周縁近傍に端面が接続された筒状体１８ｂとから構成されている。この様に、中空フランジ１０の外周縁に沿って形成された複数個の挿通孔１８，１８・・の各々に設けられた筒状体１８ｂによっても、中空フランジ１０の強度を向上できる。
かかる第１金属板１０ａと第２金属板１０ｂとを同一形状、つまり貫通孔１８ａ，１８ａ・・と環状突起１２ａ，１２ｂとを同一位置・同一形状に形成することによって、第１金属板１０ａと第２金属板１０ｂとを同一金型を用いたプレス加工によって容易に形成できる。
【００１２】
図１及び図２に示す中空フランジ１０を組み立てる際には、先ず、図３に示す様に、貫通孔１８ａ及び環状突起１２ａ，１２ｂが形成され、外周面側の端部１０ｃが環状突起１２ａ，１２ｂと反対方向に曲折された第２金属板１０ｂを、配管１１の端部外周面に固着する。この固着は、第２金属板１０ｂの内周面側を配管１１の端部外周面に溶接することによって行う。
更に、環状リング１６を、その他方の端面が第２金属板１０ｂに形成した環状溝１４の底面１４ａに対応する裏面に当接するように載置し溶接して固着する。また、ボルトが挿通される筒状体１８ｂも、その他方の端面が第２金属板１０ｂに形成した貫通孔１８ａの内周縁近傍に当接するように載置し溶接して固着する。
次いで、第２金属板１０ｂと同一形状に形成された第１金属板１０ａを、その端部１０ｃの端面が第２金属板１０ｂの端部１０ｃの端面と突き当たるように第２金属板１０ｂ上に載置する。
この際に、第1金属板１０ａに形成した環状溝１４の底面１４ａに対応する裏面に、第２金属板１０ｂに固着した環状リング１６の端面の一方が当接すると共に、第1金属板１０ａに形成した貫通孔１８ａの内周縁近傍に、第２金属板１０ｂに固着した筒状体１８ｂの端面の一方も当接する。
更に、第１金属板１０ａの内周面側と配管１１の端部外周面とを溶接によって固着すると共に、第１金属板１０ａの端部１０ｃと第２金属板１０ｂの端部１０ｃとの当接箇所も溶接して固着することによって、図１及び図２に示す中空フランジ１０を得ることができる。
【００１３】
この様にして得られた図１及び図２に示す中空フランジ１０は、第１金属板１０ａ及び第２金属板１０ｂに形成した環状突起１２ａ，１２ｂ、中空部に配設した環状リング１６及び筒状体１８ｂ，１８ｂ・・によって補強され、その強度を充分に高めることができる。
更に、中空部内に設ける部材は、環状リング１６及び筒状体１８ｂ，１８ｂ・・のみであるため、中空フランジ１０の更なる軽量化を図ることができる。また、中空フランジ１０の組み立ても容易で且つ迅速に行うことができる。
かかる図１及び図２に示す二枚の中空フランジ１０を用いて配管を接続する際には、図４に示す様に、同一形状の中空フランジ１０Ａ，１０Ｂを端部外周面に固着した配管１１Ａ，１１Ｂを用いる。
先ず、配管１１Ａ，１１Ｂに固着された中空フランジ１０Ａ，１０Ｂに形成された環状溝１４，１４の一方に、ドーナツ形状のパッキン２０を挿入する。環状溝１４に挿入されたパッキン２０は、環状溝１４を形成する環状突起１２ａ，１２ａによって位置決めされる。
【００１４】
次いで、図５に示す様に、中空フランジ１０Ａ，１０Ｂに形成された挿通孔１８，１８・・の各々に、ボルト２２を挿入して中空フランジ１０Ａ，１０Ｂを締め付ける。
かかる締め付けによって、環状溝１４，１４の間に挟まれたパッキン２０は、図３に示す様に、環状溝１４，１４の内周面によって押圧されて変形しつつ圧縮される。
このパッキン２０を圧縮する際に、環状溝１４，１４の各々の平坦な底面１４ａに押圧力が加えられる。かかる底面１４ａに対する押圧力は、底面１４ａに対応して中空部内に設けられた環状リング１６が支承して、底面１４ａの変形を防止できる。このため、パッキン２０に充分な圧縮力を伝達でき、パッキン２０の性能が充分に発揮できるようにパッキン２０を圧縮できる。
但し、パッキン２０を過剰に圧縮すると、パッキン２０の切断等が発生するおそれがある。この点、中空フランジ１０Ａ，１０Ｂの各々に形成された環状突起１２ａ，１２ｂが当接し、パッキン２０が過剰に圧縮されることを防止している。このため、ボルト２２による締付力に常に注意を払うことを要しない。
【００１５】
図１〜図５に示す中空フランジ１０は、配管１１の端部外周面に溶接によって固着されているが、図６に示す様に、第１金属板１０ａ及び第２金属板１０ｂの内周面側に筒状部材２４を溶接して固着してもよい。
この図６に示す中空フランジ１０を構成する部材のうち、図１〜図５に示す中空フランジ１０を構成する部材と同一部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略した。
また、図７に示す様に、第１金属板１０ａ及び第２金属板１０ｂが楕円形状であってもよい。この場合、図７に示す中空フランジ１０，１０を締め付けるボルト２２が挿通される挿通孔１８は、第１金属板１０ａ及び第２金属板１０ｂが円形形状の場合に比較して少なくできる。
図７においても、図７に示す中空フランジ１０を構成する部材のうち、図１〜図５に示す中空フランジ１０を構成する部材と同一部材については、同一番号を付して詳細な説明を省略した。
更に、図１〜図７に示す中空フランジ１０では、第１金属板１０ａ及び第２金属板１０ｂの各々に環状突起１２ａ，１２ｂによって環状溝１４を形成してきたが、中空フランジ１０の強度が充分であることを確認できたならば、パッキン２０を挿入することのない第２金属板１０ｂの表面を平坦面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る中空フランジの一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す中空フランジのＡ−Ａ面での部分断面図である。
【図３】図２に示す中空フランジの組み立て方法を説明する説明図である。
【図４】図２に示す中空フランジ同士間に挿入するパッキンについて説明する説明図である。
【図５】図２に示す中空フランジ同士の接続構造を説明する部分断面図である。
【図６】本発明に係る中空フランジの他の例を示す部分断面図である。
【図７】本発明に係る中空フランジの他の例を示す正面図である。
【図８】従来の中空フランジを説明する説明図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  中空フランジ
１０ａ  第１金属板
１０ｂ  第２金属板
１０ｃ  端部
１１  配管
１２ａ，１２ｂ  環状突起
１４  環状溝
１４ａ  底面
１６  環状リング
１８  挿通孔
１８ａ  貫通孔
１８ｂ  筒状体
２０  パッキン
２２  ボルト
２４  筒状部材
【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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【図７】
2009002463.tif 000009
【図８】
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