JP2001355772A - フランジ接続用部材及びフランジ接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 大口径の配管においても、接続時にフランジ
の片締めが起こらず、作業性が良く、かつ高い止水性を
有するフランジ接続用部材、及びこれを用いたフランジ
接続構造を提供する。 【解決手段】 テーパーリング１は、外周側の側面がテ
ーパー状傾斜面１１、傾斜面の反対側の側面がフランジ
Ｆ，Ｆ′の側面を覆う平板壁１３、傾斜面の外周側端部
がフランジの外周端面上に配設される鍔部１２とされ
る。テーパーリング１はがシール部材Ｓを介して対向す
るフランジ同士の外周端面を覆って嵌着される。テーパ
ーリングを被嵌する溝を有し、溝の内周面がテーパリン
グの傾斜面に一致する傾斜面２１とされ、二分割された
一方の端部が蝶番で接続され他端に係止具２３が設けら
れた締め付け輪２がテーパリングの外周端面に被嵌さ
れ、締め付け輪を締め付けることでテーパーリングが締
め付けられてフランジを締め付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シール部材を介し
て対向するフランジ同士を締結する、フランジ接続用部
材及びそれを用いたフランジ接続構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、配管をフランジを用いて接続
する場合には、シール部材を挟んだ状態で四組以上のボ
ルトとナットとで締め付ける接続構造のフランジが多用
されているが、この接続構造のフランジ以外にも、例え
ば、特開２０００−０６５２６１号公報に開示されてい
るように、接続する管同士の対向する互いの接続端部同
士にフランジが取り付けられ、Ｏリングを介して対向し
て配置されたフランジ同士を突き合わせ、一方の管から
一体にＯリング受け部とリング部とを突出させ、Ｏリン
グ受け部でＯリングを保持すると共に、リング部を他方
の管に設けられた環状溝に係合させて位置決めを行い、
これを締め付け輪で締め付ける接続構造のものが知られ
ている。

【０００３】しかしながら、このものは、管の真円性が
確保され同時に正確な管端処理がなされていないと、Ｏ
リングが正確に受け部や環状溝に当接しないために止水
性が確保できず、管の製造や現場における施工に高度な
技術が必要とされる場合が多く、また、大口径の配管に
なればなるほどより高度な熟練した技術が要求されるた
め、事実上ある程度の小口径の配管に適用されることが
望ましく、大口径の配管には不向きであるという問題点
があった。

【０００４】また、特開平１１−０８２８３１号公報に
開示されているように、フランジ嵌入穴を設けた弾力を
有する湾曲部材を用いて接続する接続構造のものや、特
開平１１−１４１７７４号公報に開示されているよう
に、フランジを呑み込み係合する回転防止機構を有する
クリップを用いてフランジ同士を接続する接続構造のも
のが知られている。

【０００５】しかしながら、このものは比較的小口径の
配管に適用されれば充分な止水ができるものの、比較的
大口径の配管に適用された場合には接続強度が弱く接続
部から漏水することが見られる。

【０００６】以上のような問題点がある故に、従来方法
では、大口径の場合はボルトとナットとで締め付ける構
造のフランジが用いられる場合がほとんどであったが、
ボルトとナットとで締め付ける場合には、止水性を確保
するために、全てのボルトとナットとを均一なトルクで
締め付けねばならない。しかしながら、ボルトとナット
とは、トルクレンチを用いて締結してもなかなか一定の
トルクで締め付けることは困難で、特にプラスチック製
フランジの場合では、材料の可撓性が大きいためにボル
ト穴周辺部にのみ締め付け力が発生し、ボルト穴周辺以
外の部分には締め付け力が確保されずに片締め状態にな
り易く、漏水が発生する原因となる問題点があった。ま
た、フランジに開けられたボルト穴同士が正確に対向す
るように互いのフランジ同士の角度合わせをしなければ
ならず、作業性が悪いという問題点もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
フランジ接続構造における問題点を解消し、大口径の配
管においても、接続時にフランジの片締めが起こらず、
作業性が良く、かつ高い止水性を有するフランジ接続用
部材、及びこれを用いたフランジ接続構造を提供する目
的で行われたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
めの本発明の請求項１記載のフランジ接続用部材（発明
１）は、接続される配管の管端部に取り付けられたシー
ル部材を介して対向する一組のフランジ同士を接続する
ための、テーパーリングと締め付け輪とから構成される
環状のフランジ接続用部材であって、テーパーコアが、
外周側の側面が外周側端面に向かって薄くなるテーパー
状傾斜面とされ、傾斜面の反対側の側面が上記フランジ
の側面を覆う平板壁とされ、傾斜面の外周側端部が傾斜
面と反対方向に折り曲げられて上記フランジの外周端面
上に配設される鍔部とされ、鍔部の折り曲げ長さが上記
フランジの厚さと略一致して大きい長さとされ、少なく
とも二分割以上に分割されており、締め付け輪が、上記
テーパーコアを被嵌する溝を有し、該溝の内周面がテー
パーコアに設けられた傾斜面の傾斜角度と略一致する傾
斜角度を有する傾斜面とされ、扇形に二分割以上され、
分割された個々の部材の端部が順次連結されて環状に構
成された向かい合う最終端同士を連結する係止具が設け
られていることを特徴とするフランジ接続用部材であ
る。

【０００９】本発明請求項２記載のフランジ接続構造
（発明２）は、接続される配管の管端部に取り付けられ
たシール部材を介して対向する一組のフランジ同士の外
周端面を覆って複数個のテーパーリングが嵌着され、該
テーパーリングの外周端面に締め付け輪が被嵌され、係
止具で締め付け輪を締め付けることでテーパーリングが
締め付けられて上記フランジ同士が締結されていること
を特徴とするフランジ接続構造である。

【００１０】本発明の請求項３記載のフランジ接続構造
（発明３）は、接続される配管の管端部に取り付けられ
た外周部端面外側稜がテーパー状傾斜とされた一組のフ
ランジが、シール部材を介して対向して配置され、該フ
ランジ同士の外周端面を覆って請求項１記載の締め付け
輪が被嵌され、係止具で締め付け輪を締め付けることで
上記フランジ同士を締め付けることを特徴とするフラン
ジ接続構造である。

【００１１】本発明に適用されるフランジは、どのよう
な形状や材質であっても良く、特に限定されるものはな
い。即ち、フランジ同士を締結するためのボルト穴が開
口されていてもいなくても良く、その材質が金属であっ
ても合成樹脂等であっても構わない。

【００１２】本発明のテーパーリングは、フランジの取
り付けや取り外しの時に、締め付け輪で締め付けを繰り
返し行っても破損しない強度を有し、かつ疲労しにくい
ものであって、かつ締め付けに対して適度な反発力そ示
す弾性を有する形状が得られる性質を有するものであれ
ば、その材質は特に限定されない。例えば一例として、
アルミニウム、鉄、鋼、銅、青銅、ステンレススチール
等の金属や合金及びこれらを防食した金属類；塩化ビニ
ル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネ
ート、アクリルブタジエンスチレン共重合樹脂等の熱可
塑性樹脂やこれらを強化繊維等で強化した強化樹脂や繊
維強化樹脂；ガラス繊維、炭素繊維等で複合化されたポ
リエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂等の繊維強化
熱硬化性樹脂等が挙げられ、特に金属製のものは強度が
高く、上記性質をバランス良く有しているので好適に用
いられる。

【００１３】テーパーリングの外周側の側面に設けられ
る、外周側端面に向かって薄くなるテーパー状傾斜面の
傾斜角度は、５度〜７０度の範囲にあれば、その外周を
締め付け輪で締め付けられる時に充分な締め付け強度が
得られる。５度より小さければ充分な締め付け力を得る
ために締め付け輪の溝深さを深くしなければならず、７
０度より大きければ、締め付け力が弱くなってしまう恐
れが出てくる。

【００１４】傾斜面の反対側の側面に設けられる、上記
フランジの側面に当接する平板壁は、その長さがフラン
ジの外側面全体を覆う長さに近いほど良い。短ければ、
フランジ接続具が締め付けられた時にフランジの外周端
部近傍のみを締め付けてしまいフランジが歪む恐れが出
るからである。

【００１５】傾斜面と反対方向に折り曲げられてフラン
ジの外周端面上に配設される鍔部とされた傾斜面の外周
側端部は、鍔部の内周半径が上記フランジの外周半径と
略一致して大きい内周半径とされ、テーパーリングが締
め付けられた時にフランジ外周端面が局部的に圧接しな
いようにされている。また、鍔部の折り曲げ長さはフラ
ンジの厚さ以下であれば良い。折り曲げ長さがフランジ
の厚さより大であれば、締め付けられた時に、フランジ
の間に配置されたシール部材が圧縮されて、向かい合う
鍔部の端辺同士が接触し、テーパーリングの平面壁がフ
ランジ側面に当接しなくなる恐れが出るからである。

【００１６】テーパーリングは、分割されていても良
い。分割数は幾つでも良いが、組合わせてフランジに嵌
着された時にフランジを一周するようにされていれば良
い。また、分割されていない場合は、配管の接続端部に
フランジを取り付ける前に配管に装着しておく。

【００１７】締め付け輪に設けられるテーパーリングを
被嵌する溝は、該溝の内周面が上記傾斜面に一致する傾
斜面とされる。一致していない場合には、テーパーの一
部のみが線状に接触することになるので、テーパーリン
グがフランジを不均一に締めることになり、漏れの原因
になるからである。

【００１８】締め付け輪は扇状に二分割以上されてい
る。この場合には、分割された締め付け輪同士は端部が
順次例えば蝶番等で連結されて環状に構成されており、
フリー端部である向かい合う最終端部同士を係止具で係
止するようにされている。

【００１９】締め付け輪は、係止具を締めてテーパーリ
ングをフランジに締め付けるよう機能するから、係止具
を締めたときに締め付け力を発揮しなければならない。
そのために、締め付け輪を締め付けた時の内径は、フラ
ンジに装着された時のテーパーリングの外径より小さく
されている。従って、締め付け具を締めた時に、締め付
け輪は締め付け輪の内面の傾斜面がテーパーリングの外
側の傾斜面の上を滑りながら縮径してテーパーリングを
締め付け、その結果フランジが締結されるのである。

【００２０】締め付け輪本体はこのように作用するの
で、その材質は弾力性があり、繰り返し応力に対して疲
労しにくいものであれば特に限定されるものではない。
また、係止具は、締め付け輪の弾力性に抗さなければな
らないので、締め付け易くかつ締め付け後に弛みが出な
い構造であれば特に限定されない。例えば、ボルトとナ
ットの組み合わせ、いわゆるワンタッチ締結具等の方法
によれば良い。

【００２１】（作用）以上のように、シール部材を介し
て対向するフランジ同士を接続する環状接続用部材がテ
ーパーリングと締め付け輪とで構成され、テーパーリン
グが、外周側の側面が外周側端面に向かって薄くなるテ
ーパー状傾斜面とされ、傾斜面の反対側の側面が上記フ
ランジの側面を覆う平板壁とされ、傾斜面の外周側端部
が傾斜面と反対方向に折り曲げられて上記フランジの外
周端面上に配設される鍔部とされ、鍔部の内周半径が上
記フランジの外周半径と略一致した内周半径とされ、少
なくとも二分割以上に分割され、このテーパーリングが
シール部材を介して対向するフランジ同士の外周端面を
覆って嵌着され、該テーパーリングの外周端面に、上記
テーパーリングを被嵌する溝を有し、該溝の内周面が上
記傾斜面に一致する傾斜面とされ、二分割された一方の
端部が順次蝶番等で連結され最終端同士に係止具が設け
られた締め付け輪が被嵌され、締め付け輪を締め付ける
ことで上記テーパーリングが締め付けられて上記フラン
ジを締め付けるので、大口径の配管においても、接続時
にフランジの片締めを防止しかつ作業性が良く、かつ高
い止水性を有する接続が可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明のフランジ接続用部
材及びフランジ接続構造とを、図面を参照しながら詳し
く説明する。

【００２３】図１（ａ）は、本発明のフランジ接続用部
材のテーパーリング１の一例の正面図、図１（ｂ）はそ
の側面の一部断面図、図１（ｃ）はその背面図である。
本図の例は二分割された部材を示しているが、分割数は
これに限ったものではない。テーパーリング１は、傾斜
面１１、鍔部１２、平板壁１３とから構成されている。

【００２４】傾斜面１１の平板壁１３側の端部は、フラ
ンジの側面を覆う位置まであることが望ましい。フラン
ジの端面に届かない位置であれば、テーパーリング１が
締め付けられた時に、テーパーリング１の平板壁１３に
フランジの外周端面の角部稜線が当接し、ここが支点と
なってテーパーリング１の平板壁１３が広がる方向に力
が作用し、フランジ同士がフランジ面全面で均一に締結
されなくなったり、またフランジに変形応力が掛かり損
傷し易くなる恐れがあるからである。

【００２５】鍔部１２の折り曲げ長さは、フランジの厚
さと略一致して小さくされている。このことで、テーパ
ーリングが締め付けられた時に、向かい合うテーパーリ
ングの鍔部同士が接触することがなく、従ってテーパー
リングの平板壁がフランジの側面に当接することが可能
となる。

【００２６】また、鍔部１２の内面は、フランジの外周
端面の外径と一致する若しくは一致してやや大きい円弧
状とされている事が望ましい。小さければ、テーパーリ
ングが締め付けられてフランジに圧接された時に、フラ
ンジを破損してしまう恐れがあるからである。

【００２７】本例では、テーパーリング１は、分割され
た各部材の鍔部１２の内周面の円弧状長さの和がフラン
ジの外周端面の長さよりやや短くされている。従って、
分割されたテーパーリング１をフランジに装着したと
き、隣り合うテーパーリング１同士の間に僅かな隙間が
できる。この隙間は、テーパーリング１の装着を容易に
し、かつテーパーリング１が締め付けられた時にテーパ
ーリング１の端面同士が突き当たってしまうことを防止
するために設けられるが、必ずしも必要なものという訳
ではない。

【００２８】図２（ａ）は、本発明のフランジ接続用部
材のテーパーリング１の別の一例の正面図、図２（ｂ）
はその側面の一部断面図、図２（ｃ）はその背面図であ
る。本例においては、平板壁１３には、フランジに設け
られている補強リブを避けるための切り欠き１３１が設
けられている。勿論、この切り欠き１３１は、補強リブ
が設けられていないフランジに適用する場合には不必要
なものであるが、補強リブのないフランジに切り欠き１
３１付きのテーパーリングを適用しても何ら差し支えは
ない。

【００２９】図３（ａ）は、本発明のフランジの接続用
部材の締め付け輪２の一例の一部断面図、図３（ｂ）は
その正面図である。本図の例は、二分割されて蝶番で連
結され両端のフリー端同士を係止具としてボルトとナッ
トで締結するものを示しているが、分割数や係止具はこ
れに限ったものではない。締め付け輪２は、傾斜面２
１、蝶番２２、係止具２３とから構成されている。

【００３０】傾斜面２１の傾斜角度は、テーパーリング
１に設けられた傾斜面１１の傾斜角度と略一致した角度
であることが望ましい。仮に、多少の角度の差があって
締め付け輪２の傾斜面２１とテーパーリング１の傾斜面
１１とが線状に接していても、テーパーリング１に充分
な剛性があれば、締め付け輪２を締め付けることでテー
パーリング１を充分に締め付けることが可能であるが、
テーパーリング１の材質が合成樹脂性やアルミニウムで
あったりする場合には、不均一な加圧によってテーパー
リング１が損傷したり締め付け力が不均一となる場合も
あるので、その差は極小とされるべきである。

【００３１】締め付け輪２は、大きさによって分割数は
適宜変更して適用される。蝶番２２は、分割された個別
の締め付け輪２の部材片を連結し、かつ個々の分割片が
広がってテーパーリング１を被嵌できるように広げるこ
とができれば良く、その方法は特に限定されたものはな
い。

【００３２】又、分割された締め付け輪２の個々の分割
片は、必ずしも蝶番２２で連結されていなくても良い。
例えば図３（ｃ）に示されるように、環状に並べられた
時に、締め付け輪の個々の分割片の隣り合う端部同士
が、一方の端部が折り返され他方の端部がこれに係合可
能な方向に折り返されていても良い。このようにすれば
締め付け輪２をテーパーリング１に被嵌する時に、個々
の分割片を折り返し部に係合させながら連結することが
できる。又この場合には、個々の分割片をバラバラにし
て重ねることができるので、運搬や保管が容易になると
いう利点もある。

【００３３】係止具２３は、分割された締め付け輪２が
順次連結されて環状となり、最後に連結される端部、即
ちフリー端部に設けられる。係止方法は、締め付け輪２
を連結して締め付けることができれば良く、特に限定さ
れた方法はないが、例えば一例として、向かい合うフリ
ー端部同士に貫通孔を開けた突起を設け、これをボルト
とナットで螺合しても良く、あるいはいわゆるパッチン
締め具を取り付けてこれで締結しても良い。

【００３４】図４（ａ）は、本発明のフランジ接続用部
材のテーパーリング１と締め付け輪２とを用いてフラン
ジを接続した実施の一例の一部断面図、図４（ｂ）はそ
の正面図である。本例の図は、テーパーリング１は二分
割されたものであり、締め付け輪２は二分割されたもの
が蝶番２２で連結されたものの図であるが、分割数はこ
れに限ったものではない。なお、以下の図では、一般的
なフランジに設けられているボルト穴は記載を省略して
ある。

【００３５】シール部材Ｓを介して対向したフランジＦ
及びＦ’の外周端面に、４個のテーパーリング１が、そ
の鍔部１２が対向するようにはめ込まれ、更にその外側
に、二分割され蝶番２２で連結された締め付け輪２が、
その傾斜面２１がテーパーリング１の傾斜面１１と接す
るように装着され、その両端のフリー端部は係止具２３
（ボルトとナット）で締め付けられている。

【００３６】従って、テーパーリング１の平板壁１３は
フランジＦ及びＦ’の側壁に圧接され、フランジＦ及び
Ｆ’同士は確実に締結される。

【００３７】図５（ａ）は、外周部外側の稜がテーパー
状の傾斜面とされたフランジを本発明の締め付け輪２の
みを用いて接続した実施の一例の一部断面図、図５
（ｂ）はその正面図である。本例の図は、締め付け輪２
は二分割されたものが蝶番２２で連結されたものの図で
あるが、分割数はこれに限ったものではないことは当然
である。

【００３８】フランジＦ及びＦ’の外周部外側の稜はテ
ーパー状の傾斜面とされ、この傾斜面の傾斜角度は締め
付け輪２に設けられた傾斜面２１の傾斜角度と略同一と
されている。従って、二分割され蝶番２２で連結された
締め付け輪２が、その傾斜面２１がフランジＦ及びＦ’
の傾斜面と接するように装着され、その両端のフリー端
部は係止具２３（ボルトとナット）で締め付けられた時
に、互いの傾斜面同士が摺動してフランジＦ及びＦ’を
締め付ける方向に力が働き、向き合ったフランジ同士が
締結される。

【００３９】この接続構造に用いられるフランジの外周
部外側のテーパーの傾斜角度は、５度〜７０度の範囲に
あれば、その外周を締め付け輪で締め付けられる時に充
分な締め付け強度が得られる。５度より小さければ充分
な締め付け力を得るために締め付け輪の溝深さを深くし
なければならず、７０度より大きければ、締め付け力が
弱くなってしまう恐れが出てくる。

【００４０】

【発明の効果】本発明のフランジ接続用部材において
は、フランジの締結がフランジ面全面で行われるので局
所的な締め付け箇所がなく従ってフランジの片締めを防
止でき、またフランジ接続時に一組のボルトとナットを
締めるだけ若しくはワンタッチ締結具を締めるのみでよ
く、かつフランジに設けられたボルト穴の位置合わせを
する必要もないので作業性が良い。このようにして接続
されたフランジの接続構造においては、フランジ同士が
均一に締結されるので、大口径の配管においても高い止
水性を有する接続構造となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のフランジ接続用部材のテー
パーリングの一例の正面図である。（ｂ）は、その側面
の一部断面図である。（ｃ）は、その背面図である。

【図２】（ａ）は、本発明のフランジ接続用部材のテー
パーリングの別の一例の正面図である。（ｂ）は、その
側面の一部断面図である。（ｃ）は、その背面図であ
る。

【図３】（ａ）本発明のフランジの接続用部材の締め付
け輪の一例の一部断面図である。 （ｂ）その正面図である。

【図４】（ａ）本発明のフランジ接続用部材のテーパー
リングと締め付け輪とを用いてフランジを接続した実施
の一例の一部断面図である。 （ｂ）その正面図である。

【図５】（ａ）外周部外側の稜がテーパー状の傾斜面と
されたフランジを本発明の締め付け輪のみを用いて接続
した実施の一例の一部断面図である。 （ｂ）その正面図である。

【符号の説明】

１ テーパーリング １１ テーパーリングの傾斜面 １２ 鍔部 １３ 平板壁 ２ 締め付け輪 ２１ 締め付け輪の傾斜面 ２２ 蝶番 ２３ 係止具 Ｆ、Ｆ’ フランジ Ｓ シール部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接続される配管の管端部に取り付けられ
   たシール部材を介して対向する一組のフランジ同士を接
   続するための、テーパーリングと締め付け輪とから構成
   される環状のフランジ接続用部材であって、テーパーコ
   アが、外周側の側面が外周側端面に向かって薄くなるテ
   ーパー状傾斜面とされ、傾斜面の反対側の側面が上記フ
   ランジの側面を覆う平板壁とされ、傾斜面の外周側端部
   が傾斜面と反対方向に折り曲げられて上記フランジの外
   周端面上に配設される鍔部とされ、鍔部の折り曲げ長さ
   が上記フランジの厚さと略一致して大きい長さとされ、
   少なくとも二分割以上に分割されており、締め付け輪
   が、上記テーパーコアを被嵌する溝を有し、該溝の内周
   面がテーパーコアに設けられた傾斜面の傾斜角度と略一
   致する傾斜角度を有する傾斜面とされ、扇形に二分割以
   上され、分割された個々の部材の端部が順次連結されて
   環状に構成された向かい合う最終端同士を連結する係止
   具が設けられていることを特徴とするフランジ接続用部
   材。
2. 【請求項２】 接続される配管の管端部に取り付けられ
   たシール部材を介して対向する一組のフランジ同士の外
   周端面を覆って複数個のテーパーリングが嵌着され、該
   テーパーリングの外周端面に締め付け輪が被嵌され、係
   止具で締め付け輪を締め付けることでテーパーリングが
   締め付けられて上記フランジ同士が締結されていること
   を特徴とするフランジ接続構造。
3. 【請求項３】 接続される配管の管端部に取り付けられ
   た外周部端面外側稜がテーパー状傾斜とされた一組のフ
   ランジが、シール部材を介して対向して配置され、該フ
   ランジ同士の外周端面を覆って請求項１記載の締め付け
   輪が被嵌され、係止具で締め付け輪を締め付けることで
   上記フランジ同士を締め付けることを特徴とするフラン
   ジ接続構造。