(57)【要約】      （修正有）【課題】管内圧が高くなるほど、弾性ガスケットのシール側面および外周面が補強リングの方へ圧着されて密封力を増し、且つ各ボルトによる締め付け力は抜管力に耐える程度であればよいルーズフランジ式管継手を提供する。【解決手段】円環状の弾性ガスケット１０および該ガスケットの外周側に配置する金属製の補強リング８を用い、前記弾性ガスケットは横断面がほぼ逆Ｖ字形のリップ状であり、且つ前記補強リングには放射方向の外方へ突出する延長部を少なくとも１個形成し、該延長部にボルト貫通孔を設ける。  【選択図】図１
0003136954.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
パイプ端部をつば出し加工するかまたはスタブエンドを溶接し、両パイプのつば部端面間に密封部材を介在させてから、嵌合した両ルーズフランジを結合して締め付ける管継手であって、密封部材として、円環状の弾性ガスケットおよび該ガスケットの外周側に配置する金属製の補強リングを用い、前記弾性ガスケットは横断面がほぼ逆Ｖ字形のリップ状であり、且つ前記補強リングには放射方向の外方へ突出する延長部を少なくとも１個形成し、該延長部にボルト貫通孔を設けるルーズフランジ式管継手。
【請求項２】
補強リングはステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製であり、弾性ガスケットはゴムまたはプラスチック製である請求項１記載の管継手。
【請求項３】
補強リングは矩形断面を有し、その軸方向幅は弾性ガスケットの軸方向幅よりも該ガスケットの圧縮分だけ薄く、弾性ガスケットの軸方向幅の５０〜９５％である請求項１記載の管継手。
【請求項４】
補強リングについて、その厚みは接続パイプの管厚と同程度以上の強度を有する厚みとし、且つその外径は接続パイプのつば部径と同程度である請求項１記載の管継手。
【請求項５】
パイプ端部をつば出し加工するかまたはスタブエンドを溶接し、両パイプのつば部端面間に密封部材を介在させてから、嵌合した両ルーズフランジを結合して締め付ける管継手であって、密封部材として、円環状の弾性ガスケットおよび該ガスケットの外周側に配置する金属製の補強リングを用い、前記弾性ガスケットの内周側に金属製の支持リングを配置することにより、パイプ内部が負圧になった際に弾性ガスケットの内方変形を支持リングで防止するルーズフランジ式管継手。
【請求項６】
支持リングはステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製であり、該支持リングは円形または矩形断面を有する請求項５記載の管継手。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、管内圧が高くなるほど、弾性ガスケットのシール側面および外周面が補強リングの方へ圧着されて密封力を増すルーズフランジ式管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道や空調などの配管工事では、あらかじめ配管図を作成し、この配管図に従って金属パイプを工場で加工しており、金属パイプを直線状に接続するには、連結部分の機械強度および大径管の配管作業性などの点でフランジ式の結合方式が好ましい。固定フランジ式の管継手では、フランジをパイプ端部に溶接するため、配管時にフランジのボルト貫通孔を一致させるのが容易でなく、金属パイプを強引に捩ってでもボルト孔を一致させなければならず、これが配管作業の遅延原因とパイプの損傷要因になりやすい。
【０００３】
ルーズフランジ式管継手は、特開平９−１４５４５号に添付の図７などで数多く開示されており、固定フランジ式の管継手に比べてボルト孔を一致させることが容易である。図７に例示するように、ルーズフランジ１００は、金属パイプ１０２，１０２と別個に形成し、パイプ端部にスタブエンドを溶接するかまたはパイプ端部をつば出し加工する前に、金属パイプ１０２にそれぞれ嵌合しておく。両フランジ１００には、円周方向に等間隔に複数のボルト貫通孔１０４を設ける。両パイプのつば部１０６の表面をシートパッキン１０８を介して突き合わせ、各貫通孔１０４にボルト１１０を通してナットで締め付ける。シートパッキン１０８は、一般に硬質樹脂や硬質ゴムなどからなり、金属パイプ本体に比べて軟質であるため、管内が高圧化したり負圧になった際に塑性変形しないように、図７のようにつば部１０６とほぼ同じ大きさの表面積に定め、摩擦抵抗で変形しないようにすることを要する。
【０００４】
従来のルーズフランジ式管継手では、介在したシートパッキン１０８によってパイプ１０２，１０２間で高い密封力を確保するために、各ボルト１１０による締め付け力を相当に強くしなければならず、このボルトの締め過ぎでシートパッキン１０８が割れて漏水が発生することがある。また、強い締め付け力を要するため、ルーズフランジ１００も高い強度が必要となり、その重量が重くなるうえに、フランジ外径も大きくなるので作業現場において作業スペースが確保しにくくなる。
【０００５】
ルーズフランジ式管継手において、両パイプ間で高い密封力を得るために、シートパッキンとともにＯリングを使用することは、特開平９−１４５４５号または実開平４−１３３４３０号などから公知である。特開平９−１４５４５号は、図４において、パッキンの内周面側にＯリングを配置し、該パッキンの外径はルーズフランジの外径とほぼ同じである。一方、実開平４−１３３４３０号は、図２において、シートパッキンに相当するアウタリングの内周面側にＯリングを配置し、該アウタリングの外径はパイプつば部の外径よりも大きい。
【特許文献１】特開平９−１４５４５号公報
【特許文献２】実開平４−１３３４３０号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
特開平９−１４５４５号や実開平４−１３３４３０号のように、ルーズフランジ式管継手においてＯリングを併用すると、両パイプ間の密封力を比較的高くできるけれども、ボルトの締め過ぎを防止できるほど密封力が高くなるわけでなく、強い締め付け力を要する点は従来とほぼ同様である。このＯリングは、通常、円形断面の弾性素材であるから、パイプ内部が負圧になった際に内方へ変形しやすく、両パイプ間の密封力が多少低下するという問題が生じる。
【０００７】
また、特開平９−１４５４５号では、シートパッキンの外径はルーズフランジの外径とほぼ同じであり、ルーズフランジはフランジの大きさに応じて重量が重くなり、該フランジの外径も大きいので作業現場において作業スペースを確保しにくい。一方、実開平４−１３３４３０号では、パッキンに相当するアウタリングの素材は明確でないけれども、該アウタリングの外径はパイプつば部の外径より大きく且つ軸方向幅もかなり大きくなり、アウタリングの加工の際にコストと手間が掛かるうえに、据え付け時にアウタリングの位置決めも難かしい。
【０００８】
本考案は、従来のルーズフランジ式管継手に関する前記の問題点を改善するために提案されたものであり、管内圧が高くなればなるほど、弾性ガスケットによる密封力を増大するルーズフランジ式管継手を提供することを目的としている。本考案の他の目的は、ボルトによる強い締め付け力が必要ないので、締付けボルトの本数を従来よりもほぼ半減させ、ルーズフランジを薄く且つフランジ外径を比較的小さくでき、作業現場において作業スペースが確保しやすいルーズフランジ式管継手を提供することである。本考案の別の目的は、パイプ内部が負圧になっても、弾性ガスケットが内方へ変形せず、両パイプ間の密封力が低下することが生じないルーズフランジ式管継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案に係るルーズフランジ式管継手は、パイプ端部をつば出し加工するかまたはスタブエンドを溶接し、両パイプのつば部端面間に密封部材を介在させてから、嵌合した両ルーズフランジを結合して締め付ける。本考案に係るルーズフランジ式管継手は、密封部材として、円環状の弾性ガスケットおよび該ガスケットの外周側に配置する金属製の補強リングを用い、前記弾性ガスケットは横断面がほぼ逆Ｖ字形のリップ状であり、且つ前記補強リングには放射方向の外方へ突出する延長部を少なくとも１個形成し、該延長部にボルト貫通孔を設ける。
【００１０】
本考案に係るルーズフランジ式管継手において、補強リングはステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製であり、弾性ガスケットはゴムまたはプラスチック製であると好ましい。好ましくは、補強リングは矩形断面を有し、その軸方向幅は弾性ガスケットの軸方向幅よりも該ガスケットの圧縮分だけ薄く、弾性ガスケットの軸方向幅の５０〜９５％である。また、補強リングについて、その厚みは接続パイプの管厚と同程度以上の強度を有する厚みとし、且つその外径は接続パイプのつば部径と同程度である。
【００１１】
本考案のルーズフランジ式管継手は、密封部材として、円環状の弾性ガスケットおよび該ガスケットの外周側に配置する金属製の補強リングを用い、前記弾性ガスケットの内周側に金属製の支持リングを配置することにより、パイプ内部が負圧になった際に弾性ガスケットの内方変形を支持リングで防止してもよい。支持リングはステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製であり、該支持リングは円形または矩形断面を有すると好ましい。
【００１２】
本考案を図面によって説明すると、図１に示すルーズフランジ式管継手１において、接続パイプ３，３は、同一または類似の金属管あるいはプラスチック管であり、異なる内径のパイプまたは金属管とプラスチック管を用いてもよい。パイプ３およびフランジ２には、種々の金属が使用可能であるが、好ましくはパイプ３はステンレス鋼製であり、フランジ２はステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製である。炭素鋼または鋳物製の場合は、亜鉛めっきやプラスチックコーティングを施してもよい。フランジ２は、一般に円形平面のルーズフランジであるが、これは角形や楕円形平面などであってもよい。
【００１３】
弾性ガスケット１０は、弾性に富んだゴムまたはプラスチック製であり、例えば、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリアセタールなどを用い、化学プラントなどの配管に用いる場合には、その周面に耐腐食性の薄膜をコーティングすると好ましい。弾性ガスケット１０は、その外径は補強リング８の内径にほぼ等しくすればよい。弾性ガスケット１０は、通常、補強リング８と別体で嵌め込んで設置するけれども、その外周面に補強リング８をインサートして一体化していてもよい。弾性ガスケット１０は、圧縮変形されて厚みが５０〜９５％に減少すると、補強リング８の厚みと一致することになる。
【００１４】
弾性ガスケット１０は、補強リング８の方へ圧着されやすいように、その横断面の下方中央部に凹み１８（図４）を有する。弾性ガスケット１０は、その横断面がほぼ逆Ｖ字形であって、全体が逆Ｖ字形でも内周面だけが逆Ｖ字形を有していてもよく、この逆Ｖ字形には逆Ｕ字形や半円形も包含する。ガスケット１０の横断面において、斜め下方へ延設されたリップ部２３，２３は、その先端がガスケット１０の側面２０、２０よりも外側に突出することにより、該ガスケット１０の側面２０，２０がパイプ３のつば部表面により密着されやすい。
【００１５】
補強リング８は、円環状で薄いステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製である。補強リング８には、放射方向の外方へ突出する位置決め用の延長部２４（図３）を少なくとも１個形成し、該延長部にボルト貫通孔１２を設ける。補強リング８は、図３に示すように、通常、直径方向に関して反対向きに突出する２個の延長部２４，２４を有し、該延長部にそれぞれボルト貫通孔１２を設ければよい。
【００１６】
補強リング８において、延長部２４の数は、フランジ２のボルト孔５（図２）の数と位置に応じて任意に定めることができ、例えば、延長部を９０°間隔で４個配列したり、１２０°間隔で３個に配列することも可能である。また、この延長部を切り欠いてフック状に形成すれば、両フランジ２にボルト１４で仮止め後でも補強リング８および弾性ガスケット１０の取付けが可能であり、フック状の延長部もボルト貫通孔に包含される。
【００１７】
補強リング８を金属シートから裁断する際には、該シートにおいて斜めに配列すれば、補強リング８に放射方向の外方へ突出する延長部２４，２４を設けても、金属シートを殆ど余分に使用することはない。延長部２４，２４を図示から多少変形すれば、金属シートの使用量を従来の円形パッキンと全く同一することも可能である。補強リング８は、ボルト１４による締め付けの際に変形しないので、この際にパイプ３のつば部表面を補強リング８の表面と密着させることが必要であるが、微量の間隙は弾性ガスケット１０の圧縮変形によって封止される。
【００１８】
ルーズフランジ式管継手１は、図１に示すように、パイプ３，３に公知のルーズフランジ２をそれぞれ嵌合し、該パイプの端部をつば出し加工またはスタブエンドを溶接する。このつば出し加工は、例えば、パイプ加工工場や配管現場において、公知のつば出し加工機によってつば部７を直径方向外方へ直角に形成し、ついで該パイプの他方の端部も同様につば出し加工する。この後に、パイプ３のつば部７の端面間に補強リング８および弾性ガスケット１０を介在させ、ついでボルト１４とナット１６で両フランジ２，２を結合して締め付ける。つば出し加工の後に、半割り型のフランジを嵌合して固着することも可能である。
【００１９】
この組立ての際に、例えば、パイプ３の端部にリングバンドなどの仮止め金具ついでフランジ２を嵌合してから、パイプ３の端部をつば出し加工すると好ましい。配管現場において、垂直や傾斜方向などに配置したパイプ３，３のつば部７を近接させ、２個のフランジ２，２を正確に位置決めする。この際に、この仮止め金具をフランジ２のすぐ後方に配置すると、該仮止め金具の締め付けによってフランジ２が重くてもその落下やずれを防止できる。また、パイプ３，３を水平配置する際には、補強リング８の貫通孔１２をボルト１４に挿通して仮止めすることにより、該補強リングを正確に位置決めできる。このパイプ結合作業が完了すると、パイプ３を壁面などに固定することを要する。この固定作業の際に、止め金具をパイプ周面に沿ってＵボルトなどの固定金具（図示しない）の取付け位置まで移動し、該固定金具の内側において静止し、ついでこの固定金具を締め付けてパイプ３，３を固定すればよい。
【００２０】
ルーズフランジ式管継手において、弾性ガスケット１０および補強リング８を配置するとともに、弾性ガスケット１０の内周側にさらに支持リング３２を配置しておいてもよい。支持リング３２は、円形または矩形断面であり、ステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製である。支持リング３２の直径は、弾性ガスケット１０の内径よりもわずかに小さいが、パイプ内径よりも大きく、その厚みは補強リング８の厚みと同等またはそれ以下であればよい。支持リング３２は、接続パイプ３，３の内部が負圧になった際に、弾性ガスケット１０が内方変形して漏水事故が発生することを防止する。
【考案の効果】
【００２１】
本考案に係るルーズフランジ式管継手は、比較的圧縮変形しやすい弾性ガスケットを用いて密封するので、各ボルトによる締め付け力は抜管力に耐える程度であればよく、従来のシートパッキンのように強く締め付ける必要がない。本考案のルーズフランジ式管継手は、接続パイプのつば部間に円環状の補強リングおよび弾性ガスケットを配置し、管内圧が高くなればなるほど、圧縮変形の弾性ガスケットのシール側面および外周面が補強リングの方へ圧着され、高い密封力を得ることができる。本考案のルーズフランジ式管継手は、この高い密封力により、ボルトによる強い締め付け力が必要なく、締め付け時および使用時に弾性ガスケットが破損しないので漏水の問題が発生しない。本考案のルーズフランジ式管継手では、ボルトによる強い締め付け力が必要ないので、締付けボルトの本数を従来よりもほぼ半減でき、ルーズフランジを薄く且つフランジ外径を比較的小さくでき、作業現場において作業スペースが確保しやすく、パイプ接続作業が容易になる。
【００２２】
本考案のルーズフランジ式管継手は、弾性ガスケットの内側に支持リングを配置することにより、パイプ内部が負圧になっても、弾性ガスケットが内方へ変形せず、接続パイプ間の密封力が低下することが生じないので、如何なる環境下においても漏水事故が発生することがない。この補強リングは、複数本のボルトとナットで両ルーズフランジを結合する際に、接続パイプのつば部端面間に配置し、その延長部の貫通孔にボルトを通してからフランジを締め付けるので、両フランジを締め付ける際に、補強リングや弾性ガスケットの位置ずれや落下が発生することがなく、それらの内径は常に接続パイプのそれと一致するかまたは大きく、搬送流体は管継手内を常にスムースに通過できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本考案を実施例に基づいて説明するが、本考案は実施例に限定されるものではない。図１に示すルーズフランジ式管継手１において、金属製のルーズフランジ２，２は、図２に示すように平面がほぼドーナツ形であり、接続パイプ３，３と別個に形成する。パイプ３，３は、同一または類似の金属管あるいはプラスチック管であり、金属管とプラスチック管を用いることも可能である。フランジ２は、円周方向に４個のボルト貫通孔５を等間隔に設け、フランジ内径は接続パイプ３の外径にほぼ等しく、各貫通孔５の内周面下方を通過する円の直径は、パイプ３のつば部７の外径および補強リング８の外径よりも大きい。
【００２４】
フランジ２は、管端部をつば出し加工するかまたは管端部にスタブエンド（図示しない）を溶接する前に、パイプ３にそれぞれ嵌合しておく。双方のパイプ３，３は、補強リング８および弾性ガスケット１０を介してつば部７の表面を突き合わせ、フランジの貫通孔５および補強リング８の貫通孔１２（図３）にボルト１４を通してナット１６で仮止めする。補強リング８は、２個の貫通孔１２にボルト１４を通すと正確に位置決めでき（図２参照）、その位置決めの後に全ボルト１４をナット１６で締め付ければよい。
【００２５】
弾性ガスケット１０は、弾性に富んだゴムまたはプラスチック製であり、図４に示すようにその横断面はほぼ逆Ｖ字形のリップ状である。弾性ガスケット１０は、その外径は補強リング８の内径にほぼ等しく、且つその内径は接続パイプ３の内径と同等かまたは該内径よりも多少大きくなるように定める。
【００２６】
弾性ガスケット１０において、その横断面がほぼ逆Ｖ字形であるため、該横断面の下方中央部がやや凹んでおり、この凹み１８（図４）によってパイプ内部の圧力で弾性ガスケット１０の側面２０，２０がパイプ３のつば部表面におよび外周面２２が補強リング８の方へ圧着されやすくなる。ガスケット１０の横断面において、リップ部２３，２３が斜め下方に向いて外向きに延設され、両リップ部の先端間の間隔はガスケット１０の軸方向幅Ｗ２よりも大きいことにより、該ガスケット１０の側面２０，２０がパイプ３のつば部表面により密着されやすい。
【００２７】
補強リング８は、円環状でステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製であり、炭素鋼または鋳物製の場合には亜鉛めっきや樹脂コーティングなどの防食加工を施せばよい。図３に示すように、補強リング８には、直径方向に関して反対向きに外方へ突出する延長部２４，２４を延設し、該延長部にそれぞれボルト貫通孔１２を設けている。延長部２４は、周辺が半円形である舌状の平面形状を有し、その中心に円形のボルト貫通孔１２を設けている。
【００２８】
補強リング８は、図４に示すように矩形断面を有し、その軸方向幅Ｗ１は弾性ガスケット１０の軸方向幅Ｗ２よりも該ガスケットの圧縮分だけ薄くし（図５参照）、通常、弾性ガスケット１０の軸方向幅Ｗ２の５０〜９５％に定める。軸方向幅Ｗ１は、弾性ガスケット１０が比較的軟質の場合には軸方向幅Ｗ２の５０％に近づき、弾性ガスケット１０が比較的硬質の場合には軸方向幅Ｗ２の９５％に近づく。補強リング８は、その外径がパイプ３のつば部７の外径にほぼ等しく、且つその内径はパイプ３の内径よりも大きい。
【００２９】
補強リング８は、管内圧に対する接続パイプ３の強度とほぼ同等またはそれ以上に強度を有することが好ましい。このため、補強リング８の厚みＴ１は、接続パイプ３の厚みＴ２とほぼ同じまたはそれ以上に定める。
【００３０】
ルーズフランジ式管継手１では、比較的圧縮変形しやすい弾性ガスケット１０で図５のように密着させるので、各ボルト１４による締め付け力は抜管力に耐える程度であればよく、従来のシートパッキンのように強く締め付ける必要がない。このため、締付けボルトの本数を従来よりもほぼ半減でき、接続パイプ３のつば部７，７の密着面の面積は、従来よりも小さくてもよく、つば部７の外径を従来よりも小さくできる。また、４個のボルト貫通孔５を有するフランジ２は、その内径は接続パイプ３の外径にほぼ等しくても、図７に示す従来のフランジ１００に比べて外径および厚みが小さく、その輪郭は図２に示すように貫通孔５が存在する部分２６以外を凹ますことが可能であり、全体がコンパクトになることで省スペース化を図ることができる。
【００３１】
図６は本考案の変形例を示し、ルーズフランジ式管継手３０では、密封部材として弾性ガスケット１０および補強リング８を配置し、弾性ガスケット１０の内周側にさらに円形断面の支持リング３２を配置している。支持リング３２は、ステンレス鋼、炭素鋼または鋳物製であればよく、炭素鋼または鋳物製の場合には亜鉛めっきや樹脂コーティングなどの防食加工を施す。支持リング３２の直径は、弾性ガスケット１０の内径よりもわずかに小さく、その厚みは補強リング８の厚みと同等またはそれ以下であればよい。
【００３２】
支持リング３２は、接続パイプ３，３の内部が負圧になった際に、弾性ガスケット１０が内方変形して漏水事故が発生することを防止する。図５に示すように、円形断面の支持リング３２が弾性ガスケット１０の凹み１８に嵌り込んでいると、該ガスケットの内方変形をいっそう効果的に防止できるので好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本考案に係るルーズフランジ式管継手を示す縦断面図である。
【図２】本考案で用いるルーズフランジを示す正面図である。
【図３】本考案で用いる補強リングおよび弾性ガスケットを示す正面図である。
【図４】補強リングおよび弾性ガスケットの横断面を示す拡大断面図である。
【図５】図４の弾性ガスケットが締め付けられた状態を示す拡大断面図であり、変形例における支持リングも図示している。
【図６】本考案の変形例を示す縦断面図である。
【図７】従来のルーズフランジ式管継手を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ルーズフランジ式管継手
２    ルーズフランジ
３，３    接続パイプ
５    ボルト貫通孔
７    つば部
８    補強リング
１０    弾性ガスケット
１２    ボルト貫通孔
１４    ボルト
１６    ナット
３２    支持リング
【図１】
0003136954.tif 000003
【図２】
0003136954.tif 000004
【図３】
0003136954.tif 000005
【図４】
0003136954.tif 000006
【図５】
0003136954.tif 000007
【図６】
0003136954.tif 000008
【図７】
0003136954.tif 000009