JPH07158783A - 締め付けフランジ型管取付け組立体 - Google Patents

締め付けフランジ型管取付け組立体

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JPH07158783A
JPH07158783A JP6167093A JP16709394A JPH07158783A JP H07158783 A JPH07158783 A JP H07158783A JP 6167093 A JP6167093 A JP 6167093A JP 16709394 A JP16709394 A JP 16709394A JP H07158783 A JPH07158783 A JP H07158783A
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flange
tightening
recess
sealing
ring
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JP6167093A
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Gerald A Babuder
エイ バブダー ジェラルド
Ronald K Fisher
ケイ フィッシャー ロナルド
Ernest A Benway
エイ ベンウェイ アーネスト
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Cajon Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体の保持領域を除去した大変有効な締め付
けフランジ型管取付け組立体を提供することにある。 【構成】 締め付けフランジ型管取付け組立体は、向か
い合ったフランジ（１８、（１８’) の協同する凹部
（３２）、（３２’）によって形成された室内で圧縮さ
れた弾性シールリング５０を有する。室とシールリング
は、円周方向に連続な半径方向に間隔を隔てた一次密封
領域と二次密封領域を生じさせ且つ処理流体を保持する
凹部のない、連結管間に連続内面を確保するように寸法
的に関係付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は管継手に関し、特に、改
良フランジ型継手に関する。本発明は、重要な処理系統
内に流体を保持することを回避しなければならない場合
に処理系統に連結継手を形成するのに特に適している。
このような系統では、系統管間に処理流体を保持する凹
部又はポケットを除去することはしばしば困難である。
【０００２】
【発明が解決しようとする問題点】凹部及び流体保持ポ
ケットの問題は、弾性のエラストマーシール及びパッキ
ングに頼る連結継手について特に一般的である。代表的
な従来技術のパック式継手はしばしば組み立てにくく、
連結部分間に望ましくない不連続部を生じさせることが
頻繁にあった。その結果、組み立てが容易で、ポケット
や凹部もしくは処理流体を保持することがある望ましく
ない不連続部を生じさせない継手構造の必要性があっ
た。この種のパック式継手では、必要な密封圧力を生じ
させるために、構成部品を、一般的には、比較的大きい
力で互いに軸線方向に引き寄せなければならない。又、
継手は、代表的には、クリーニング、保守及び又は切替
えのために頻繁な分解が必要である系統に用いられる。
大きな力の要求及び迅速な分解の要求を満たすために、
円周方向に延びた多部分締め付けリングを用いるのが普
通であった。リング部分は内部楔面を有し、この楔面は
継手の外部の対応する楔面に作用して継手部品を軸線方
向に引き寄せる。締め付けリングの作動は、一般的に
は、リング部分を引き寄せるつまみねじによって達成さ
れる。
【０００３】一般的には満足すべきものではあるが、締
め付けリングの問題に遭遇している。例えば、かなりの
振動を受ける系統では、締め付けリングの緩み及び密封
力の損失が起こった。加えて、つまみねじの大きな力に
よる反復的な締めつけと緩めは、つまみねじのノーズ及
び又は締め付けリングのノーズとの係合部分の酷い擦り
及び侵食を生じさせていた。これは、締め付けリングを
再度締め付けることを困難にし、系統の環境にしばしば
大変望ましくない金属粒子を発生させる。本発明は、保
持領域を除去する大変効果的なフランジ付パック式連結
継手を提供する。本発明の継手は、流体流路に近接した
一次シール領域及び一次シール領域から半径方向に及び
軸線方向に間隔を隔てた二次シール領域を作る。本発明
は又、上記の問題を解消し、大きな締め付け力を発生さ
せる継手締め付け装置及び構成を提供する。この構成で
は、継手の組み立て及び分解を、有効性を損ねることな
く、迅速且つ繰り返し行うことがでいる。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明の１つの観点に
よれば、一対の円筒形管の端を軸線方向に整合した連通
関係に接合するためのフランジ連結部が設けられる。連
結部は、各管の端に接合された別体のフランジ部材を有
する。各フランジ部材は、管の軸線とほぼ垂直な半径方
向に延びた端面を有する。中央円形開口は、それぞれの
管の内部と連通して各端面を貫通する。フランジを軸線
方向に整合させて互いに締め付けるための装置が設けら
れる。本発明では、一次的な重要性の特徴は、各フラン
ジに中央開口のまわりに円周方向に形成され、軸線方向
に内方に延びた環状凹部によって形成されたシール室を
有すると共に、管の中心軸線と垂直な平面で各凹部の半
径方向外方に位置する円周方向に連続の係合面を有す
る。凹部は、向かい合った合わせ関係にある軸線方向に
開放した外端と、管の軸線と垂直な平面に位置する底壁
まで互いに向かって傾けられた半径方向に間隔を隔てた
平らな側壁とを有する。狭い円周方向に連続の溝が、係
合面の平面と整合してシール室から中央円形開口まで半
径方向内方に開放している。溝は軸線方向に間隔を隔て
た平らな側壁によって構成される。弾性シールリングが
シール室内で圧縮されると共に、狭い部分が、狭い溝を
構成する平らな側壁間で圧縮される。狭い部分の半径方
向最内部はフランジの円形開口間の平滑な移行面を形成
する。シールリングは、係合面を締め合わせるとき、シ
ールリングに加えられる一次密封圧力が溝の平らな側壁
によって発生されるような大きさである。合わさった凹
部の平らな底壁によってシールリングに二次密封圧力が
発生される。
【０００５】好ましくは、シールリングとフランジ凹部
との間の寸法関係は、シールリングがフランジの一方の
所定位置に置かれるとき、シールリングと半径方向内方
の傾斜側壁との間に寸法的干渉があるようなものであ
る。寸法的干渉は、他方のフランジ面を所定位置にしな
がら、シールリングを所定位置に保持するのに十分であ
る。これは、特に垂直位置で、継手の組み立てを大変容
易にする。シールリングと半径方向内方の傾斜側壁との
係合は、向かい合うフランジとの組み立てに先立って、
シールリングと中央円形開口との整合を行う。加えて、
向かい合わせのフランジが係合するとき、半径方向内方
の傾斜側壁は、シールリングの圧縮前でも、両フランジ
同志の整合及び両フランジと中央円形開口との整合を行
う。理想的には、内方の傾斜側壁とシールリングとの間
の寸法的干渉は、締め付け装置の取り付け又はその締め
付けの前でも、組立体をユニットとして固定するのに十
分である。本発明のもっと限定された観点によれば、狭
い溝の軸線方向に間隔を隔てた平らな側壁は平行で且つ
管の軸線と垂直であっても良いし、或いは溝を管の軸線
に向かって内方に狭めるように傾けられても良い。
【０００６】本発明の更なる観点によれば、シールリン
グは、組み立てたときに、シール室及び狭い溝を実質的
に完全に満たすように寸法決めされる。本発明の更なる
観点によれば、シールリングと溝との間の寸法関係は、
継手の組み立て時に、シールリングが、溝の平らな側壁
による係合に先立って、合わさった凹部の平らな底壁に
係合するようなものである。加えて、相対的な寸法は、
最初の一次密封圧力が溝の平らな側壁とシールリングと
の間に比較的高いレベルまで発生され、より高い組み立
て密封圧力が凹部の平らな底壁によってシールリングに
発生されるように維持される。本発明の他の観点によれ
ば、フランジ付の隣接した管を長手方向に整合した関係
に締め付けるための改良締め付けリング組立体を提供す
る。この組立体は、一般的には、自由端で終わる可撓性
本体部分を有する締め付けリングを備え、本体部分は、
該本体部分がフランジ付端を取り囲み、自由端が互いに
向かって押されるとき、フランジ付端に係合してフラン
ジ付端を互いに引き寄せるために、自由端間に本体部分
の側面に沿って延びる溝を有する。本体部分がフランジ
付端を取り囲むとき自由端を互いに向かって選択的に押
す締め付け装置が設けられている。この締め付け装置
は、一般的には、両端を有する締め付けねじを備え、該
締め付けねじの一方の端は本体部分の自由端の一方に連
結され、他端は蝶形ナットを螺合支持する。蝶形ナット
は本体部分の他方の自由端に力を加えるために本体部分
の他方の自由端と係合するノーズ部分を有するナット本
体を備える。ノーズ部分はナットに対して回転でき、摩
擦減少用弾性ワッシャがノーズ部分とナットとの間に設
けられている。弾性ワッシャを包囲するためのスリーブ
がノーズ部分によって支持されている。
【０００７】好ましくは、本発明のもっと限定された観
点によれば、ナット本体は、ワッシャを完全に包囲する
ためにスリーブの中へ延びてワッシャと係合する部分を
有する。又、ナット本体は、該ナット本体を締め付けね
じ上の所望調節に固定するため、締め付けねじで支持さ
れたロックナットのまわりに位置する中央凹部を有する
のが好ましい。回転可能なノーズ部分と包囲された中間
摩擦減少用ワッシャとの組合せはナット本体と締め付け
リング本体部分との間の擦りを防止する。又、締め付け
ナット組立体の締めつけ及び緩めを大変容易にする。締
め付けナット又は蝶形ナットに対するロックナットの関
係は蝶形ナットの使用を大変容易にし、締め付けリング
が開放せず、ガスケット組立体に加えられる必要な軸線
方向荷重を解放しない。以上の説明から分かるように、
本発明の主な目的は、処理された流体を保持するような
凹部又はポケットを除去するように、管の内部のまわり
に密封が厳密に起こるパック式フランジ型継手を提供す
ることにある。更なる目的は、密封が、継手の円周方向
に完全に延びる２つの半径方向及び軸線方向に間隔を隔
てた領域で行われる、上記形式の継手を提供することに
ある。
【０００８】他の目的は、適切な組み立て後フランジの
外部分の金属同志の接触がシールの押し出しを防止し、
且つ振動と温度のサイクル中緩みを防止する締め付けフ
ランジ継手を提供することにある。加えて、金属同志の
接触は、継手が半径方向荷重又は側荷重を受けたとき、
発生した密封圧力が減ずるのを防止する。更なる目的
は、締め付けリング組立体がその使用を容易にし且つ協
同する締め付け要素の擦りを防止するフランジ型締め付
け継手を提供することにある。更に他の目的は、締め付
けリング組立体が、締め付けリングの手による締め付け
及び緩めを容易にするように設計されている、上記形式
の締め付けフランジ継手を提供することにある。更に他
の目的は、構造が比較的簡単であり、迅速に組み立てた
り分解したりすることができる上記形式の連結装置を提
供することにある。上記の目的及び他の目的並びに利点
は、以下の説明から、添付図面について読む時明らかに
なろう。
【０００９】
【実施例】特に、図面を参照すると、図は本発明の好ま
しい実施例を示す目的のものに過ぎず、発明を限定する
目的のものではない。図１は一対の管部分１２、１４間
のフランジ型継手１０の全体の構成を示す。以下の説明
から明らかになるように、継手構造１０は管の端に直接
形成された要素及び構成部品によって形成されてもよい
し、或いは管の端に溶接される一体のフランジをもった
別体の円筒形スリーブ部分又は管に接合された別体のフ
ランジ要素を利用する同様な構成によって形成されても
よい。図１の実施例では、管部分１２、１４の各々は等
しく、従って、管部分１４だけを詳細に説明する。しか
しながら、管部分１２には同じ参照番号に（’）がつけ
てある。管部分１４の対応する構成部品の説明は管部分
１２の要素にも等しく適用される。図示のように、管部
分１４は、中央円形開口１７を有する円筒形の管状主本
体１６を備える。主本体１６は、ステンレススチールの
ような金属で形成されるのが適当であり、右端に位置決
めされた一体の半径方向に延びたフランジ１８を有す
る。図２及び４に最も良く示すように、フランジ１８は
円筒形主本体１６と一体であり、且つ円筒形主本体１６
から半径方向に延びている。フランジ１８は、主本体１
６の中心軸線２２と垂直に延びる端面２０で終わってい
る。単面２０とと反対の側には、円周方向に連続な傾斜
円錐面２４がある。本実施例では、傾斜円錐面２４は、
管部分１２、１４を軸線方向に整合して接合すべくフラ
ンジ１８、１８’を互いに接合するための締めつけ面を
なす。特に、フランジは、例えば米国特許第４，５６
８，１１５号に示され、且つ説明されているような在来
の形態の在来の多部品型管締め付けリングを受ける形状
を有し且つ締め付けリングを受けるように構成されてい
る。他の形式及び形状の機械的な連結手段又は締め付け
手段を、フランジ付管部分を合致した整合関係にするの
に等しく用いることができる。
【００１０】図１に示す例では、管締め付け要素２６、
２８は内方に延びた溝を有し、この溝は、フランジを互
いに合わせる軸線方向力を生じさせるために、フランジ
１８、１８’の外面２４と係合するようになった傾斜面
を備えている。締めつけリングの機能及び用途は周知で
あり、更なる説明及び議論は不必要であると思われる。
本発明にとって特に重要なのは、フランジ１８、１８’
に形成されたシール室の構成である。図示のように、こ
の実施例におけるシール室３０は、各フランジに、中央
開口１７、１７’のまわりに円周方向に形成された軸線
方向内方に延びた環状凹部３２、３２’によって形成さ
れる。中心軸線２２と垂直な平面に位置する平らな係合
面３４、３４’は凹部３２、３２’から半径方向外方に
ある。管部分が図１に示すように、整合且つ係合した関
係にあるとき、係合面３４、３４’は向かい合わせの金
属同志の係合関係で合う。図２で分かるように、凹部３
２は軸線方向に開放した外端３６と、半径方向に間隔を
隔てた内側壁３８及び外側壁４０とを有する。壁３８、
４０は円周方向に連続し、傾けられ、そしてこれまた円
周方向に連続である底壁４２まで内方に延びている。考
慮中の実施例では、底壁４２は中心軸線２２と垂直に、
そして勿論、端面２０と平行に位置する。フランジ１８
は又、凹部３２の内部のまわりに円周方向に端面２０か
ら内方に延びる凹部部分４４を有する。凹部部分４４
は、軸線２２と垂直で端面２０と平行であるとして示す
底壁４６で終わっている。
【００１１】再び図１参照すると、フランジ４４、４
４’が所定位置に締めつけられるとき、凹部部分４４、
４４’は作用し合って、シール室から中央円形開口１
７、１７’まで半径方向内方に開放する連続の狭い溝を
構成する。好ましい実施例では、壁４６、４６’は溝４
５の軸線方向に間隔を隔てた平らで平行な側壁を構成す
る。しかしながら、或る条件下では、壁４６、４６’
を、恐らく１０°程度まで数度傾斜させ、溝４５が軸線
２２に向かって半径方向内方に狭くしてもよい。これに
より、通路１７、１７’のボア線に近接して密封圧力を
高めることができる。シールリング部材５０はシール室
３０と半径方向内方に開放した狭い溝４５の中で圧縮さ
れる。シールリング部材５０は、シール室及び中央円形
開口に通じる狭い開口を実質的に完全に満たすように構
成されている。継手組立体を取り付ける個々の管系統に
よって扱われる特定の種類の流体物質に応じてシールリ
ングを形成するのに多くの異なる種類の材料を使用して
もよい。しかしながら、シールリングを形成した代表的
な材料は、エチレン プロピレン及びシリコンゴムのよ
うな弾力性のエラストマー材料である。
【００１２】図３及び２はシールリングの全体的な設計
及びシールリングとフランジ面の凹部との関係を最もよ
く示す。図３に示すように、シールリング部材５０はほ
ぼ矩形断面の主本体５２を有する。これ又矩形断面の幾
分小さい部分５４は図示のように主本体５２から半径方
向内方に延びる。主本体５２は所望の密封関係を達成す
るように凹部３２、３２’の寸法と関係する。特に、図
２及び３で全体的に気づくように、シールリング５０の
半径Ｒ1はフランジの凹部３２の半径Ｒと実質的に等し
い。かくして、シールリング５０を凹部３２に対して所
定位置へ移動させるとき、主本体５２の内側隅５６と傾
斜壁３８との間に干渉嵌めが起こる。これはシールリン
グを所定位置に保持しようとし、合わすフランジは所定
位置にされる。同じ一般的な関係は、隅５８及び合わせ
フランジの傾斜壁３８’についても当てはまる。これ
は、２つのフランジ及びシールリングを組立ユニットと
して所定位置に保持しようとし、締め付けリングを所定
位置に付ける。シールリング５０の全体的な寸法及び関
係を更に進めると、シールリングの幅Ｗ1 は好ましく
は、組み立てられた凹部部分３２、３２’の全幅Ｗより
も少なくとも百分の２インチ（０．０２０インチ）
（０．５０８mm）から百分の５インチ（０．０５０イン
チ）（１．２７mm）程度まで幅広い。即ち、Ｗ1 は通常
は、幅がＷよりもほぼ百分の２乃至５インチ大きい（図
２参照）。加えて、主本体５２の全半径方向幅ＷR は好
ましくは、凹部３２の平均半径方向幅よりもほんの僅か
だけ小さい。同様に、溝４４へ延びる部分５４は、管部
分１６の内側半径Ｒ1 と実質的に等しい内側半径Ｒ2 を
有するように溝と関係する。即ち、Ｒ2 は中央円形開口
１７、１７’の半径とほぼ等しい。しかしながら、部分
５４の全軸線方向幅は隙間即ち溝４５の全幅Ｗg よりも
ほんの僅かだけ大きい。上述した相対的寸法では、継手
の組み立ての結果、溝の壁４６、４６’と部分５４の側
面との係合前にシールリングの軸線方向側壁と凹部の底
壁４２、４２’との間に係合が生じる。組み立てが続く
と、先ず、面４２、４２’とガスケット即ちシールリン
グ５０との間に密封が作られる。しかる後、最終的な組
み立て中で、面３４、３４’が互いに接触する前に、壁
４６、４６’とシールリングの部分５４の側面との間に
一次密封を生じさせる。加えて、最終的な組み立てが達
成されるときには、シール室３０は実質的に完全に満た
され、シールリングの部分５４の内面と内側管状部分の
面は整合し、処理流体の集まるような露出した凹部は存
在しない。
【００１３】図２及び３に最も良く示すように、凹部３
２及びシールリング５０の隅には０．０１乃至０．０５
インチ（０．２５４乃至１．２７mm）の範囲の丸みが設
けられるのが好ましい。通路１７、１７’のボア線で合
う凹部及びシールリングの両方の半径方向の最も内側の
隅には丸みが付けられない。これらの隅は、ボア線に流
体進入凹部又はキャビティを形成する可能性を減ずるた
めにシャープに保たれる。図５乃至７は本発明の第２の
実施例を示す。この実施例は、図１乃至４の実施例と比
較して、フランジ面の軸線方向の僅かな分離で分解を達
成しうる設計を提供する。図５乃至７では、図１乃至４
を参照して前に説明した構成部品に対応する構成部品を
特定するのに同じ参照番号が用いられている。しかしな
がら、異なる部品には新たな参照番号が与えられてい
る。特に図５を参照すると、図１乃至４の実施例と図５
乃至７の実施例との間の主な違いは、管部分１２が修正
した管部分７０で置き換えられたことである。管部分７
０は、管部分１６のフランジ１８の直径に相当する直径
及び外形の半径方向に延びたフランジ７２を有する。し
かしてがら、フランジ７２は凹部３２の特徴の凹部を持
っていない。むしろ、フランジ７２は浅い端ぐり７４を
有し、これは溝面４６までの距離に相当する距離密封面
の内方に延びる。かくして、出来た溝は図１乃至４の実
施例において先に論じたと同じ幅及び寸法を有する。
【００１４】浅い端ぐり７４は、修正したシールリング
部材７６との係合を可能にし、フランジ接合構造の組み
立て中、管部分１４と７０との整合を確保する。シール
リング７６は基本的には、上述したシールリング５０と
同じであるが、管部分１６’の凹部３２’に入ったシー
ルリング５０のその部分は除去されている。かくして、
シールリング７６の主本体部分７８は図１乃至４の実施
例のＷの二分の一にＷ g の二分の一を加えたよりもわず
かに大きい幅を有する。しかしながら、半径方向内方部
分８０は上述した部分５４と同じ寸法のものである。半
径方向寸法は、図１乃至４の実施例を参照して前に論じ
た半径方向寸法に相当するのが好ましくい。図８及び９
は図１乃至４の実施例の変形であるシールリング又はガ
スケットの構造を示す。これらの実施例は、ガスケット
が著しい温度上昇を受けたときに、ガスケット材料がボ
ア線を超えて通路１７、１７’の中へ延びる可能性を減
ずるように設計されている。図８及び９の実施例では、
ガスケットの全体の外部寸法は図３のガスケット５０に
ついて示し、且つ論じた外部寸法と同じである。即ち、
ガスケットの全体の寸法及びガスケットの凹部３６との
関係は同じである。しかしながら、図８及び９のガスケ
ット５０’及び５０”では、円周方向に連続な金属リン
グインサートがそれぞれの部分５４’及び５４”の中へ
延びるように置かれている点で違いがある。図８の実施
例では、リング９０は外周から内周に近接した箇所まで
延びるように寸法決めされ且つ位置決めされた平らな金
属リングである。リング９０は、エラストマーの比較的
薄い被覆がガスケット部分５４’の領域におけるリング
を包囲するように半径方向中央平面で主エラストマー本
体内に成形されるのが好ましい。
【００１５】図９の実施例は基本的には、図８の実施例
と同じであるが、リング９２は外周で薄くなるようにテ
ーパしている。かくして、リングを部分５４”で覆うエ
ラストマーの厚さは半径方向外方に増大する。その結
果、ガスケットのエラストマーが過熱されて膨張すると
き、材料は半径方向内方に押し出されないで、半径方向
外方に移動する傾向がある。図８及び９の実施例の金属
リングの使用は、ガスケットの強さを減ずることなく、
ガスケットの弾力性エラストマー材料の全体の体積を減
ずる。エラストマー材料の減少はボア開口１７、１７’
へのシール材料の押し出しの可能性を減ずる。かくし
て、この設計のボア線密封の利点がもっと容易に得られ
る。図１０乃至１２は、図１乃至９の実施例に有用な締
め付けリング組立体の好ましい形態を示す。この締め付
けリング組立体は、手動で必要な軸線方向締め付け荷重
を締め付けたフランジ組立体に加え且つ締め付けリング
組立体の迅速な組み立て及び分解を可能にするよう設計
されている。加えて、締め付けリングは、フランジ締め
付けリング組立体の締め付けが行われているとき、組立
工が適当な手の感触をもつように構成されている。締め
付けリング組立体は又、合わさった金属構成部品の擦り
を除去し、、且つ周囲の環境を汚染することのあるベア
リング材料の閉じ込めを行うように構成される。特に、
締め付けリング組立体は全体的に番号１００で指定さ
れ、そして、締め付けリング組立体１００の主本体を構
成する３つの関節連結された本体部分１０２、１０４、
１０６を有する。個々の本体部分１０２、１０４、１０
６は一対の別々のピボットピン１０８、１１０で平行な
横軸線を中心に枢着されている。図示したように、本体
部分１０２、１０６は各々、ピボットピン１０８、１１
０が連結する本体部分１０４の端を受け入れる二股端部
分を有している。
【００１６】本体部分１０２、１０４、１０６の内面は
図１２に最も良く示すＶ溝形状を備える。図１２に示す
ように、角度α1 に位置決めされた間隔を隔てた側壁を
有するＶ溝は、図１に示す方法で管部分１６、１６’の
フランジ部分の外面に係合するように構成されている。
好ましい実施例では、角度α1 はほぼ２０°である。本
体部分１０２、１０４、１０６の関節連結により、締め
付けリング組立体を周知の方法で開いてフランジのまわ
りに位置決めすることができる。図１０及び１１に示す
ように、本体部分１０２、１０６の上自由端は、管部分
１６、１６’のフランジを互いに軸線方向に押してシー
ル部材を圧縮させ且つ面３４、３４’を係合させ、シー
ル部材に適切な圧力を確実に加えるために、締め付け関
係に互いに引き寄せられるように構成されている。必要
な連結及び締め付け力を本体部分１０２、１０６の自由
端に加えるための装置は、締め付けねじ及び蝶形ナット
組立体１１４からなる。締め付けリング組立体１１４は
締め付けねじ要素１１６を有し、この締め付けねじ要素
は第１のねじ山部分１１８と、円形貫通開口１２２を備
えた末端部分１２０とを有する。末端部分１２０は本体
部分１０２の二股自由端１０２ａ内に受け入れられ、そ
して横ピン１２４によってこの二股自由端に枢着され
る。締め付けねじ１１６のねじ部分は蝶形ナット１２６
を受入れ、そして本体部分１０６の二股端部分１０６ａ
内に受け入れられるように寸法決めされている。締め付
けねじ及び蝶形ナット組立体１１４を、該組立体が二股
端部分１０６ａの外にある外側解放位置から図１０に示
す位置まで回動させることができる。
【００１７】蝶形ナット１２６は図１１を参照すること
によって最も良く理解しうる。図１１に示すように、蝶
形ナットは締め付けねじ１１６に螺合されるねじ中央開
口１３０を有するナット本体１２８を備える。ナット本
体１２８を締め付けねじ１１６へ締めると、締め付け力
を本体部分１０６の自由端１０６ａに加えるように作用
する。この目的のために、ナット本体１２８はノーズ部
品１３２を備え、ノーズ部品１３２は、本体部分１０６
の端に形成された凹形凹部１０６ｂに入るようになった
平滑な輪郭の円弧状前方端１３４を有する。本実施例で
は、ノーズ部品又は要素１３２はナット本体１２８に対
して自由に回転できるように取り付けられる。図示した
ように、ノーズ部品１３２は、ナット１２８の小径部分
１３６のまわりに延びる円筒形スリーブを有する。好ま
しくは、ノーズ部品１３２のスリーブ部分の内径はナッ
ト本体１２８の小径部分１３６にぴったりと回転可能に
受け入れられる。加えて、テフロン等で形成された弾性
リング部材１４０が、ナット本体１２８の端に形成され
た軸線方向に延びた端溝１４２内に受け入れられる。弾
性リング部材１４０はベアリングとして作用し、ノーズ
部品１３２とナット本体１２８との間の相対的回転を可
能にする。かくして、ナットを用いて締め付け力を本体
部分１０６に加えるとき、ナットは自由に回転でき、ノ
ーズ部品１３２は凹部１０６ｂに回転不可能に係合す
る。その結果、ノーズ部品と本体部分１０６との間に金
属同志の回転接触はない。擦りが除去され、蝶形ナット
１２６の締め付けは、ベアリングリング部材１４０をノ
ーズ部品１３２のスリーブ部分内に完全に閉じ込めるよ
うな仕方で進む。かくして、ベアリング材料の破片が締
め付け作業中に発生したとしても、破片は閉じ込めら
れ、保持され、周囲の環境に逃げるのを防止される。
【００１８】締め付けねじ及び蝶形ナット組立体は更
に、ナット本体１２８の開放領域１５０内に支持される
ロックナット１４８を有する。ロックナット１４８は締
め付けねじ１１６の外端に螺合し、蝶形ナット１２８に
向かって締め付けたとき、、蝶形ナットをその所望位置
に固定する。ロックナット１４８は、これに容易に触れ
ることができ、且つナット本体１２８のその締め付け位
置への移動と同時にロック位置に移動させることができ
るように位置決めされる。好ましくは、端カバープレー
ト１５４がナット本体１２８の外端に位置決めされ、そ
して適当なねじ１５６によってそこに保持される。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から知れるように、締め付け
リング組立体は、締め付けねじ及び蝶形ナット組立体１
１４と締め付けリング本体部分との間の擦りが起こらな
い構成を提供する。加えて、ベアリングリング１４０の
使用は、ベアリング材料が周囲の環境に逃げないように
する。本発明を好ましい実施例を参照して説明した。明
細書を読んで理解するときには、変形及び変更が当業者
に起こることは明らかである。これらのあらゆる変形及
び変更が特許請求の範囲に入る限り、それらを又はその
均等物を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施例により形成されたフラ
ンジ型継手連結部の長手方向断面図である。
【図２】フランジ及びその関連した凹部の拡大断面図で
ある。
【図３】シールリングの通常の未圧縮、未組み立て状態
の断面図である。
【図４】締め付けリングを取り外した図１の円形領域の
拡大図である。
【図５】本発明の変形形態を示す、図１と同様な部分断
面図である。
【図６】図５の円形領域の拡大図である。
【図７】図５の実施例に用いられるシールリングの拡大
断面図である。
【図８】シールリングの変形形態を示す図３と同様な図
である。
【図９】シールリングの変形形態を示す図３と同様な図
である。
【図１０】図１乃至９の締め付けられたフランジ継手に
用いられる締め付けリング組立体の側面図である。
【図１１】図１０の締め付けリング組立体の一部断面の
分解図である。
【図１２】図１１の線１２−１２における断面図であ
る。
【符号の説明】
１２ 管部分 １４ 管部分 １７ 中央円形開口部 １８ フランジ １８’フランジ ２０ 端面 ３２ 凹部 ３２’凹部 ４２ 底壁 ４６ 壁 ４６’壁 ３８ 側壁 ４０ 側壁 ４５ 溝 ４６ 溝面 ５０ シールリング ７６ シールリング １０２ 本体部分 １０４ 本体部分 １０６ 本体部分 １１６ 締め付けねじ １２８ ナット本体 １３２ ノーズ部分 １４０ 弾性リング １４８ ロックナット

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の管の端を軸線方向に整合した連通
    関係に接合するフランジ連結部であって、管はその端に
    接合され、管の軸線とほぼ垂直な半径方向に延びた端面
    を有する別体のフランジと、各端面を貫通し、管の内部
    と連通する中央円形開口と、フランジを軸線方向に整合
    させて互いに締め付けるための装置とを有する、前記フ
    ランジ連結部において、 各端面は、前記中央開口のまわりに軸線方向に内方に延
    びた環状凹部を有すると共に、管の中心軸線と垂直な平
    面で各凹部の半径方向外方に位置する円周方向に連続の
    平らなシール面を有し、各凹部は、軸線方向に外方に開
    放した半径方向幅「ｗ」を有し、且つ半径方向幅「ｗ」
    を有する狭い軸線方向内方端壁まで傾斜した半径方向に
    間隔を隔てた側壁を有し、フランジのシール面は直接係
    合して締め付けられ、凹部は、シール室を構成するため
    に中間平面で整合しており、円周方向に連続な溝がシー
    ル室の中間平面から中央円形開口部まで半径方向に開放
    し且つ平行な側面によって構成され、 弾性シールリングがシール室内に位置決めされ且つシー
    ル室内で圧縮され、前記シールリングは、シール面が直
    接係合しているとき、前記シールリングに加えられる一
    次の最大の密封圧力が前記溝の平行な側面によって発生
    され、二次密封圧力が前記各凹部の内方端壁によって前
    記シールリングに発生されるように寸法決めされてい
    る、フランジ連結部。
  2. 【請求項２】 圧縮状態のシールリングは、フランジの
    端面の中央円形開口部の平滑な連続部を形成するため
    に、中央円形開口部に相当する半径方向最内限度を有す
    る、請求項１に記載のフランジ連結部。
  3. 【請求項３】 前記凹部の各々は同じ大きさ及び形状の
    ものであり、それぞれの凹部の内方端壁は平行であり且
    つ軸線方向に整合している、請求項１に記載のフランジ
    連結部。
  4. 【請求項４】 シールリングはシール室及び溝開口部を
    実質的に満たすように寸法決めされ、溝の側面は等しい
    長さのものである、請求項３に記載のフランジ連結部。
  5. 【請求項５】 溝の軸線方向寸法はシール室の最小軸線
    方向寸法よりも実質的に小さい、請求項４に記載のフラ
    ンジ連結部。
  6. 【請求項６】 一対の管の端を軸線方向に整合した連通
    関係に接合するフランジ連結部であって、管はその端に
    接合され、管の軸線とほぼ垂直な半径方向に延びた端面
    を有する別体のフランジと、各端面を貫通し、管の内部
    と連通する中央円形開口と、端面を軸線方向に整合させ
    て互いに締め付けるための連結装置とを有する、前記フ
    ランジ連結部において、 シール室が、各フランジに、前記中央開口のまわりに円
    周方向に形成された２つの軸線方向内方に延びた環状凹
    部を有し、円周方向に連続な係合面が、管の中心軸線と
    垂直な平面で各凹部の半径方向外方に位置し、凹部は、
    向かい合わせの合った関係の軸線方向に開放した外方端
    と、管の軸線と垂直な平面に位置する平らな底壁まで互
    いに向かって傾けられた半径方向に間隔を隔てた平らな
    側壁とを有し、円周方向に連続な狭い溝が、係合面の平
    面と整合してシール室から中央円形開口部まで半径方向
    内方に開放し、前記溝は、軸線方向に間隔を隔てた平ら
    な側壁によって構成され、 弾性シールリングがシール室内で圧縮されると共に、狭
    い溝を構成する平らな壁間で圧縮れれる狭い部分を有
    し、狭い部分の半径方向最内限度はフランジの中央円形
    開口部間に平滑な移行部を形成し、シールリングは、係
    合面が互いに締め付けられるとき、前記シールリングに
    加えられる一次密封圧力が前記溝の平行な側壁によって
    発生され、より大きい二次密封圧力が前記各凹部の平ら
    な底壁によってシールリングに発生されるように寸法決
    めされている、フランジ連結部。
  7. 【請求項７】 圧縮状態のシールリングは、ほぼ矩形断
    面の主本体を有し、前記狭い部分は主本体から半径方向
    内方にのびている、請求項６に記載のフランジ連結部。
  8. 【請求項８】 シールリングの主本体は半径方向内方壁
    を有し、狭い部分はこの半径方向内方壁から延び、前記
    主本体の半径方向内方壁は、シール室内に装着されたと
    き、シールリングが半径方向に引き延ばされるように、
    環状凹部の平らな側壁の最内の半径よりも小さい半径を
    有する、請求項７に記載のフランジ連部。
  9. 【請求項９】 一対の管の端を軸線方向に整合した連通
    関係に接合するフランジ連結部であって、管はその端に
    接合され、管の軸線とほぼ垂直な半径方向に延びた端面
    を有する別体のフランジと、各端面を貫通し、管の内部
    と連通する中央円形開口と、フランジを軸線方向に整合
    させて互いに締め付けるための装置とを有する、前記フ
    ランジ連結部において、 少なくとも一方の端面が、前記中央開口のまわりに軸線
    方向に内方に延びた環状凹部を有すると共に、管の中心
    軸線と垂直な平面で環状凹部の半径方向外方に位置し且
    つ向かい合わせの端面のシール面によって向かい合わさ
    れる円周方向に連続の平らなシール面を有し、前記少な
    くとも一方の端面の凹部は、軸線方向に外方に開放した
    半径方向幅「ｗ」を有し、且つ半径方向幅「ｗ」を有す
    る狭い軸線方向内方端壁まで傾斜した半径方向に間隔を
    隔てた側壁を有し、フランジのシール面は直接係合して
    締め付けられ、凹部は、向かい合わせの端面と組み合わ
    さってシール室を構成し、円周方向に連続な溝がシール
    室から中央円形開口部まで半径方向に開放し且つ平行な
    側面によって構成され、 弾性シールリングがシール室内に位置決めされ且つシー
    ル室内で圧縮され、前記シールリングは、シール面が直
    接係合しているとき、前記シールリングに加えられる一
    次の最大の密封圧力が前記溝の平行な側面によって発生
    され、二次密封圧力が前記少なくとも一方の端面の凹部
    の内方端壁及び前記向かい合わせの端面によって前記シ
    ールリングに発生されるように寸法決めされている、フ
    ランジ連結部。
  10. 【請求項１０】 圧縮状態のシールリングは、フランジ
    の端面の中央円形開口部の平滑な連続部を形成するため
    に、中央円形開口部に相当する半径方向最内限度を有す
    る、請求項９に記載のフランジ連結部。
  11. 【請求項１１】 前記少なくとも一方の端面の凹部の内
    方端壁は他方の端面の向かい合わせ面と平行であり且つ
    これと軸線方向に整合している、請求項９に記載のフラ
    ンジ連結部。
  12. 【請求項１２】 シールリングはシール室及び溝開口部
    を実質的に満たすように寸法決めされ、請求項１１に記
    載のフランジ連結部。
  13. 【請求項１３】 溝の軸線方向寸法はシール室の最小軸
    線方向寸法よりも実質的に小さい、請求項１２に記載の
    フランジ連結部。
  14. 【請求項１４】 シールリングはその中に埋設された内
    方金属リングを有するとともに前記溝の中へ延びる部分
    を有する、請求項１３に記載のフランジ部。
  15. 【請求項１５】 軸線方向に整合した管を密封連通関係
    に接合するためのフランジ型連結部であって、前記管は
    シール部材の両側に軸線方向に向かい合った関係に設け
    られた、半径方向に延びたフランジを有し、前記半径方
    向に延びたフランジをシール部材に密封係合させるため
    に、半径方向に延びたフランジに軸線方向に向いた締め
    付け力を加えるための改良締め付けリング組立体におい
    て、 （ａ） 向かい合った自由端で終わる可撓性中央本体を
    有し且つ自由端を互いに隣接させてフランジを取り囲む
    細長いリング組立体と、 （ｂ） 自由端を互いに引き寄せたときフランジをシー
    ル部材に向かって押すための、前記リング組立体に設け
    られた協同する面手段と、 （ｃ） 自由端を互いに引き寄せるための、自由端間に
    連結された作動装置とを有し、作動装置は、自由端の一
    方に連結され且つ他方の自由端と係合したノーズ部分を
    有する回転可能なナット本体を支持する締め付けねじを
    有し、ノーズ部分はナット本体に対して回転でき、且つ
    ノーズ部分とナット本体との間に置かれた摩擦減少用弾
    性ワッシャを有する、フランジ型連結部。
  16. 【請求項１６】 ノーズ部分はほぼ円筒形状のものであ
    り、そしてナット本体の延びるスリーブ部分を有し、ワ
    ッシャはスリーブ部分内に置かれる、請求項１５に記載
    のフランジ部。
  17. 【請求項１７】 締め付けねじはナット本体を貫通し、
    ロックナットがノーズ部分と反対側のナット本体の端で
    締め付けねじに設けられている、請求項１６に記載のフ
    ランジ部。
  18. 【請求項１８】 ロックナットはナット本体の凹部内に
    置かれ、そして凹部の外に延びる周囲部分を有する、請
    求項１６に記載のフランジ部。
  19. 【請求項１９】 フランジ付端を有する隣接した管を長
    手方向整合関係に締め付けるための締め付けリング組立
    体であって、 （ａ） 自由端で終わる可撓性本体部分を有し、本体部
    分がフランジ付のまわりに付けられ、自由端が互いに向
    かって押されるとき、フランジ付端に係合してフランジ
    付端を軸線方向に引き寄せるために、自由端間で本体部
    分の側に沿って延びる溝を有する締め付けリングと、 （ｂ） 本体部分がフランジ付のまわりに付けられると
    き自由端を互いに向かって選択的に押す締め付け装置と
    を有し、締め付け装置は両端を有する締め付けねじを備
    え、その一端が本体部分の自由端の一方と連結され、他
    端が蝶型ナットを螺合支持し、蝶型ナットは、他方の自
    由端と係合可能で他方の自由端に力を加えるためのノー
    ズ部分を支持したナット本体を有し、ノーズ部分はナッ
    ト本体に対して回転でき、ノーズ部分とナット本体との
    間に弾性ワッシャを設け、弾性ワッシャを包囲するため
    のスリーブをノーズ部分で支持した、締め付けリング組
    立体。
  20. 【請求項２０】 ナット本体はスリーブの中へ延びて弾
    性ワッシャと係合する部分を有する、請求項１９に記載
    き締め付けリング組立体。
  21. 【請求項２１】 ナット本体は中央凹部を有し、ロック
    ナットがこの凹部内に設けられ且つ締め付けねじに螺合
    されている、請求項１９に記載の締め付けリング組立
    体。
JP6167093A 1993-09-29 1994-07-19 締め付けフランジ型管取付け組立体 Pending JPH07158783A (ja)

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