JPH054557B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、締付け室と、該締付け室に設けら
れた環状の締付け面を有し、パイプに嵌められる
フランジと、所定の断面形状を備え、上記パイプ
の外側に嵌められて、軸方向に力を加えられたと
き延びて上記フランジの締付け室内に進入する環
状の締付け部材と、上記環状の締付け部材に軸方
向の力を加える手段を備えた、パイプを結合する
連結装置に関する。

［従来の技術］ 上記したパイプ連結装置は欧州特許公開公報第
0087702号に見ることができる。このパイプ連結
装置は滑らかでバリ取りされただけのパイプの端
上に取付けることができ、この取付けに当つて
は、ただ１つの取付補助手段として夫々のねじ締
め部によく合致したパイプレンチを必要とする。
このパイプ連結装置の取りはずしも非常に簡単で
ある。この構造は実際において特に高い圧力下で
密閉する場合に有効であることが実証されてい
る。

この公知の構造のものにおいては、各締付け部
材が１つ以上の、例えば、皿ばね、又は円板の外
周に突起を設けた部材のような半径方向にふくら
んだ面を持つデイスクより成る。各締付け部材の
半径方向内側の締付け縁部は鋭く尖つているの
で、このパイプ連結部材の締めつけを行なうと内
外両方向に延びることによる結合とこの締付け縁
部とパイプ外壁面周全体にわたつてしつかりと喰
いつくことによる結合が行なわれる。

これと匹敵するパイプ連結装置がフランス国特
許第2237102号に記載されている。ここでは各締
付け部材は比較的狭い締めつけリングとして構成
されており、その環状部はその締付け部材の面に
対して約30度の角度で傾斜している。しかし、
種々研究した結果、そのように傾斜部を有する締
付け部材はそのパイプ連結装置を引締る際に一般
に弾性域から塑性変形域に移行し、従つて、それ
ら締付け部材の本来の機能が取付け後に発揮でき
ないことが明らかになつた。その上、このような
強い傾斜の下では、ねじ結合による非常に大きな
力を必要とし、その力を発生するために強力で大
寸法の装置を必要とするという欠点が問題となつ
た。

又前述したパイプ連結装置に生じる種々の問題
は、連結されるべきパイプが例えば充填材を含む
フエノール含有樹脂のようなもろい材料製である
場合にも現われる。パイプ連結装置を引きしめる
際にパイプ表面に喰込む該締付装置に内側締付け
縁部がパイプ本体に亀裂を生じさせることがであ
るからである。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、従来のパイプ連結装置の利用
範囲を拡大した連結装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達するために、本発明の連結装置の
環状の締付け部材の内周には、パイプの外周の対
応位置に半径方向内側に力を加える内側締付け縁
部が設けられるとともに、該環状の締付け部材の
外周には、上記環状の締付け面によつて外周を支
持され半径方向外周に力を加える外側締付け縁部
が設けられ； 上記環状の締付け部材のパイプの軸を含む断面
で見た前記断面形状は円弧状に形成され、環状の
締付け部材の配置は、上記円弧状断面の凹形側の
円弧部分の両端を結ぶ直線すなわち弦がパイプの
軸と直角の直線に対して小角度（α）だけ傾くよ
うになつており、環状の締付け部材に軸方向の力
を印加する手段を作用させることにより、該環状
の締付け部材の内側締付け縁部の内周を縮小させ
て、環状の締付け部材がパイプの外周を十分強く
締付けることができるとともに、該環状の締付け
部材の外周を膨張させて、締付け室の締付け面を
十分強く押圧できるようになつている。

この締付け部材の軸方向の動きすなわちストロ
ークは、該締付け部材の円弧状断面の曲率半径を
用いて、締付け部材の高さの関数として算出する
ことができる。本発明に於ては、締付け部材は円
弧状断面が円弧断面の弦に対して小角度だけ傾く
ように形成されているので、このような傾斜が無
い場合に比べて、より大きなストロークを発生さ
せることができる。

逆に表現すれば、このような締付部材は、非常
に小さい形に形成されているにもかかわらず相当
に大きなストロークを得ることができるのであ
る。上記の傾斜角度は通常15°あればよい。

本発明の他の実施態様において、締付部材の環
状部が一定幅の外側円環部より成り、これに締付
け部材の内直径に対してほぼ切線方向に又は小さ
な鋭角をなして延びかつ自由端へ向けてくさび状
に先細り状になつた内向きの多数の舌片がつなが
つている。これらの舌片は締付け部材を、その材
料のばね特性曲線に応じてパイプの外径に良好に
係合させることができる。切りこみの傾斜に応じ
て種々異なつた力でパイプの上に作用を及ぼすか
ら、ばね圧縮力はかなり柔軟にパイプを締付ける
ことができる。従つて、例えば硬質合成樹脂パイ
プのようなもろくて硬いパイプに適合させること
ができるし、PVCすなわちポリ塩化ビニール材
料のような軟質材料よりなるパイプを使用する場
合にも用いることができる。

締付け部材の環状部はその外周縁からの切込み
によつて形成された多数の舌状片を有することが
でき、これらはこの締付け部材の外径に対してほ
ぼ切線方向に又は小さな鋭角を成して延びている
のが好ましい。又締付け部材の環状部に半径方向
外側の切込みと半径方向内側の切込みが向い合わ
せになるように形成し、これらで環状部に矢じり
状部分を形成し、これら矢じり部分を向いあつた
外側及び内側の切込み間の部分（中央桁部）で環
状部の円周方向に連結することもできる。この場
合に、互いに向きあつている内側、外側の切り込
みが約120°の角度を成すように形成することがで
きる。この締付部材を用いた連結装置は、特に非
円形度の強いパイプ並びに内張り及びパイプの肉
が薄いことに基づいて、機械的に小さな力しかか
けることができないようなパイプに対して適して
いる。この締付部材では矢じり部を結ぶ中央桁部
を切断部として構成することができる。この場合
には、多角形に配設されたシヤンク部がばね特性
を有する締付け部材を形成することになる。この
ような形式の締付け部材は２つの半体で構成して
もよく、組立てに際して既に種々の機械的作用に
よつて損傷を受け易いパイプに使用することがで
きる。

更に、締付け部材の環状部は、狭い外側円環部
に内向きの各半径方向舌片がつながつた構成にし
てもよい。この型の専ら半径方向内向に延びる切
込みを有する締付け部材は、パイプ連結装置を締
めつける際に比較的大きな締めつけモーメントを
必要とする。この型のパイプ連結装置の場合に
は、そのフランジ部又は緊締部材にかかる半径方
向の力は僅かである。このことは、例えばアルミ
ニウム又は合成樹脂より成るもろい材料でできた
緊締部材又はフランジ部の場合に特に有利であ
る。

更に別の実施形態において、締付け部材の環状
部は半径方向内向きの切込みのみならず、それぞ
れこれらの間に半径方向外向きの切込みが設けら
れている。この場合には、半径方向内向の切込み
の深さは半径方向外向の切込みの半径方向深さよ
りも数倍大きいのが有利である。

この形式の連結装置では、締付け部材を締めつ
ける際に比較的低い締付けモーメントしか必要と
しないけれども、その緊締部材又はフランジ部に
加えられる半径方向の力は著しく大きくなる。

しかしこの場合最も必要なことは、パイプの外
径部は許容ストレス内に無ければならないことで
ある。この締付部材は例えばDIN17100のような
靭性の強い材料を用いるフランジ部又は緊締部材
に適している。

半径方向内向きの切込みのみを備えている締付
け部材の場合には、その環状部がある位置で切離
されているのが有利な場合がある。このような締
付部材は例えばエナメル被覆の鋼管等に対して使
用することができる。何故ならばエナメルがパイ
プ外面を取囲んで被覆されており、それによつて
パイプの外径を増大させるからである。これに対
して標準の締付部材を用いた場合、そのエナメル
層が損傷を受ける恐れがある。切離された形式の
締付け部材はまた種々の被覆パイプにも使用する
ことができる。

これらの締付け部材の材料としては銅CK75を
使用することができ、特に、焼き戻して中間段階
生成物にするのが好ましい。C95迄の冷延ストリ
ツプも使用できる。

［実施例］ 添付図に公知の形態のもの及び本発明の実施形
態に基づいて本発明を説明する。

第１図に示した連結装置は欧州特許公開公報第
0087702号に開示されたものに相当し、第２及び
第３図に示した本発明に基づく締付け部材に適し
たパイプの接続の仕方を説明するためにのみ挙げ
てあるものである。

第１図に示したようにパイプを結合するため、
互いに対向して結合されるべきパイプの端部１，
２のそれぞれの上に先ず１つのフランジ３、２つ
の環状の締付け部材（以下単に締付け部材と記
す）４、緊締部材５及び両管端１，２に対して共
通の１個のシール部材６をかぶせて嵌める。

フランジ３は、突合せ部８の方に開放されてい
る円環状の締付け室７を有している。この締付け
室７中に両方の締めつけ部材４を挿入するが、こ
れら締付け部材４は円錐台形に形成されたデイス
クより成り、その内側の締付け縁部４ａによつて
管端１及び２の上に支持され、半径方向外側の締
付け縁部４ｂ上に締付け室７の環状締付け面７ａ
がかぶせられている。締付け力のかかつていない
状態において夫々２番目の締付け部材４はそれに
関連するフランジ３の端面から突き出ている。こ
の場合にこの締付け部材４の形状は、これら締付
け部材を軸方向にその従属する締めつけ室７の裏
面に対して押しつける力がその締付け部材４の外
径を拡大させると同時に内径を縮少させるように
選ばれている。

緊締部材５は、ほぼ三角形の外側輪郭を有し、
夫々パイプ突合せ部８に向つて開放されたシール
部材室９を有する。このシール部材室９は、図示
の実施例においては、円錐形に形成されており、
従つてこれに隣接するフランジ３へ向つて先細り
になつている。

パイプ突合せ部８はシール部材６によつて取囲
まれている。そして、これらシール部材６は弾性
材料成形体パツキンとして形成され、その中に例
えば金属のような硬質及び可塑性の材料の双方又
は一方から成る内部リング１０が埋めこまれてい
る。シール部材６の外側輪郭は緊締部材５のシー
ル部材室９の輪郭にほぼ一致しているけれども、
両緊締部材５を互いの方向に押すことによつてシ
ール部材６に軸方向及び半径方向内向きに作用す
る圧力がかかるように多少大き目な寸法になつて
いる。

両方のフランジ３を互いに締めつけることがで
きるように、フランジ３の外周部の円周方向に等
間隔に、例えば、３個のボルト１１が設けられて
おり、他方両方の緊締部５を互いに締めつけるた
め３つの袋ねじ１２が設けられている。

第３図に示したパイプ連結用の取付部材４を装
置に組み付けるために、シール部材６を両パイプ
端、１，２の突合せ部８上に正確に摺動させて取
付けた後、両方の緊締部材５を袋ねじ１２によつ
て互いに締合わせる。次に、締付け部材４を対応
の緊締部材５に接し、フランジ３を対応の締付け
部材４に接するまで、それぞれ摺動させる。次い
でボルト１１を締め付けることによつて、フラン
ジ３を互いに締め合わせる。これによつて前に説
明したように締付け部材４が変形し、これら締付
け部材４はフランジ３と管端１，２とを固定し、
内側の締付け縁部４ａが鋭いエツジを持つている
場合、これが管端１，２の外周に喰い付くことに
なる。本発明に基づく新規な管用の結合装置の機
能によつて、各フランジ３が緊締部材５に平面ど
うしで当接することは不必要であり、ボルト１１
を締め付けた際に各締付け部材４が緊締部材５に
よつて軸方向に押しつけられる、ということが本
質的なことである。

第２図は、管端１の上に嵌合された二つの締付
け部材を示す。右側の締付け部材はこの発明の締
付け部材であり、左側の締付け部材は上記本発明
の締付け部材の形状の差を判り易くするために画
かれたものである。両部材４はともに上側半分の
断面で示されている。両締付け部材は断面が環状
部４１すなわち円弧状をなし同じ厚さをなす円環
セグメントから成りリング状の部材で、Ｒは環状
部４１の半径、はその中心角である。セグメン
トの角度φは左側の締付け部材４の方が右側の締
付け部材４よりも若干大きくなつている。Ｌは環
状部４１の中心部の円周方向の長さを示す。締付
け部材は管端１の外周に該管部と同軸に嵌められ
る。図の直線４２は、管端１の軸と直角な平面と
図平面との交線を明示する直線である。右に示し
た締付け部材４では環状部４１の内周側両端を結
ぶ直線すなわち弦が上記直線４２と鋭角αをな
し、左側の締付け部材では０となるように製作さ
れたものである。

第３図は締付け部材４の更に別の実施形態を示
し、環状部４１は、一定幅ｃの外側円環部４４
と、この円環部４４の内側から該円環部４１の内
側縁に対してほぼ同じ向きの接線方向に延びる複
数の舌片４５から成つている。舌片４５は、環状
部４１に複数の切り込みを入れて形成されたとも
言えるもので、舌片４５は自由端方向に先細りな
るくさび状をなして形成されている。

第４図は第３図の実施形態の中心を通る断面図
であり、角度αを横から見た所が示されている。

第５図の締付け部材では、環状部４１に切込み
４６によつてその外周縁に形成された複数の舌状
片４７が設けられている。舌状片４７はこの締付
け部材の外径に対して、切線方向又は該方向とは
鋭角を成して、同じ向きに延びている。この場合
夫々の上記切りこみ４６に対応して半径方向内向
きの切りこみ４８が設けられ、舌片４５と舌状片
４７は図の左方に向かつて尖がつた矢じりの形を
なしている。矢じりの部分は、切りこみ４６，４
８の間の部分で互いに円周方向に連結されてい
る。

第６図は第５図の実施形態の中心を通る断面図
である。この図では環状部４１の円弧状断面が明
示されている。

第７図に示す締付け部材４の場合には環状部４
１は幅ｃの狭い外側円環部４４より成つており、
これに半径方向内側に向く舌片（複数）４９がつ
ながつている。舌片４９の間に形成された切込み
４８の幅ｂは１〜２mm程度であり、円環部４４の
幅ｃとほぼ等しい。なお、ここに示した締付け部
材４には１個所に切欠部５２が設けられている。

第８図は第７図の実施形態の中心を通る断面図
である。

第９図に示した締付け部材４の場合には、環状
部４１は半径方向内向きの切込（内側切込み）５
０、及び夫々それら内側切りこみの間に配置され
ている外側切りこみ５１を有しており、内側切り
こみ５０の深さは外側切込み５１の半径方向深さ
ｄより数倍（例えば２〜５倍）大きくなつてい
る。内側切込み50の幅ｂは実質的に４〜６mm、好
ましくは５mm程度であるのがよい。

第１０図は第９図の実施形態の中心点を通る断
面図である。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知の管結合装置の構造を示す縦断面
図、第２図は本発明に基づく締付け部材を管に取
付けた状態を示す縦断面図、第３，５，７及び９
図は、それぞれ、本発明に基づく締付け部材の実
施態様の平面図、第４，６，８及び１０図は、そ
れぞれ、第３，５，７及び９図の実施態様の断面
図である。 １，５……パイプ端部、３……フランジ、４…
…締付部材、４ａ，４ｂ……締付縁部、５……締
結部材、６……シール部材、７……締付け室、７
ａ……締付け面、８……パイプ突合せ部、９……
シール部材室、１０……内部リング、４１……環
状部、４４……円環部、４５，４９……舌片、４
７……舌状片、４６，４８，５０，５１……切込
み、５２……切欠部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 締付け室と、該締付け室に設けられた環状の
   締付け面を有し、パイプに嵌められるフランジ
   と、所定の断面形状を備え、上記パイプの外側に
   嵌められて、軸方向に力を加えられたとき延びて
   上記フランジの締付け室内に進入する環状の締付
   け部材と、上記環状の締付け部材に軸方向の力を
   加える手段を備えた、パイプを結合する連結装置
   であつて： 上記環状の締付け部材の内周にはパイプの外周
   の対応位置に半径方向内側に力を加える内側締付
   け縁部が設けられるとともに、該環状の締付け部
   材の外周には、上記環状の締付け面によつて外周
   を支持され半径方向外側に力を加える外側締付け
   縁部が設けられ； 上記環状の締付け部材のパイプの軸を含む断面
   で見た前記断面形状は円弧状に形成され、環状の
   締付け部材の配置は、上記円弧断面の凹形状側の
   円弧部分の両端を結ぶ直線すなわち弦がパイプ軸
   と直角の直線に対して小角度（α）だけ傾くよう
   になつており、 環状の締付け部材に軸方向の力を印加する手段
   を作用させることにより、該環状の締付け部材の
   内側締付け縁部の内周を縮小させて、環状の締付
   け部材がパイプの外周を十分強く締付けることが
   できるとともに、該環状の締付け部材の外周を膨
   張させて、締付け室の締付け面を十分強く押圧で
   きるように形成されている連結装置。 ２ 上記扇形すなわち円弧状断面は所定の半径を
   有するように形成され、環状の締付け部材は、上
   記円弧状断面に沿つて同じ厚さに形成されてい
   る、特許請求の範囲第１項記載の連結装置。 ３ 上記円弧状断面の内側締付け縁部は鋭利な象
   部に形成されている、特許請求の範囲第１項に記
   載の連結装置。 ４ 上記円弧状断面は外側締付け縁部を通る複数
   個の外側切込みを有し、該切込みは外側に複数個
   の外側舌片を形成する、特許請求の範囲第１項に
   記載の連結装置。 ５ 上記外側舌片の自由端は、ほぼ接線方向に環
   状の締付け部材の外周から延びている、特許請求
   の範囲第４項に記載の連結装置。 ６ 上記環状の締付け部材は外側切込みにそれぞ
   れ対応する内側切込みを有し、該外側切込みと内
   側切込みの間には、同じ円周方向を向く矢印形部
   分が形成され、上記矢印形部分は内側切込み及び
   外側込切込みの間のそれぞれ先端部に形成された
   環状の締付け部材の小部分によつて区分されてい
   る、特許請求の範囲第５項に記載の連結装置。 ７ 上記環状の締付け部材には、狭い外側円環部
   と、該外側円環部から半径方向内側に延び、間に
   半径方向内側に延びる切込みを形成する複数個の
   舌片が設けられている、特許請求の範囲第１項に
   記載の連結装置。 ８ 上記半径方向内側に延びる切込みは中が約１
   乃至２mmである、特許請求の範囲第７項に記載の
   連結装置。 ９ 上記環状の締付け部材の狭い外側円環部の半
   径方向の巾は１乃至２mmである、特許請求の範囲
   第７項に記載の連結装置。 １０ 上記環状の締付け部材は、内側の締付け縁
   部を通り半径方向内側に向かう複数個の切欠き
   と、外側の締付け縁部を通つて半径方向外側に向
   けて形成された複数個の切欠きを有し、外側の締
   付け縁部の切欠きはそれぞれ外側の締付け縁部の
   切欠きの間に設けられている、特許請求の範囲第
   １項に記載の連結装置。 １１ 内側の締付け縁部に形成された上記切欠き
   の半径方向の長さは、外側の締付け縁部に形成さ
   れた前記切欠きの数倍の長さを有する、特許請求
   の範囲第１０項に記載の連結装置。 １２ 上記内側締付け縁部に形成された切欠き
   は、約５mmの巾を有する、特許請求の範囲第１０
   項に記載の連結装置。 １３ 上記環状の締付け部材は周方向に形成され
   た切欠け部を有する、特許請求の範囲第１項に記
   載の連結装置。 １４ 上記環状の締付け部材の円弧状断面のパイ
   プに直角な面に対する前記小角度の傾きは、約
   15°を越えない値に形成されている、特許請求の
   範囲第１項に記載の連結装置。 １５ 上記環状の締付け部材は、内側に延出する
   複数個の舌片が設けられ、該舌片は内周附近に自
   由端を有するように形成された、特許請求の範囲
   第１項に記載の連結装置。 １６ 上記環状の締付け部材は、半径方向に一様
   な厚さを有する外側環状部と、上記外側環状部か
   ら互に平行に、かつ該環状の締付け部材の半径に
   対して鋭角をなして延出する複数個の舌片を有す
   る、特許請求の範囲第１５項に記載の連結装置。 １７ 上記複数個の舌片は傾斜して形成されてい
   る特許請求の範囲第１６項に記載の連結装置。 １８ 上記環状の締付け部材は半径方向に一様な
   厚さを有し、内側に延出する複数個の上記舌片
   は、外側の環状部から内周に対してほぼ接線方向
   に延びて該内周に達している、特許請求の範囲第
   １５項に記載の連結装置。 １９ 上記舌片がそれぞれ自由端に向かつて細く
   形成されている、特許請求の範囲第１８項に記載
   の連結装置。 ２０ 上記環状の締付け部材は、一様の巾の環状
   部と、それぞれ複数個の内側に向かう舌片と外側
   に向かう舌片を備え、内側に向かう上記舌片は上
   記環状部から該環状部の半径と鋭角をなして延
   び、複数個の上記外側に向かう舌片は互に平行
   に、上記環状部の半径と鋭角をなして該環状部か
   ら外側に延び、該外側に向かう舌片と内側に向か
   う舌片は矢印形部分を形成する、特許請求の範囲
   第１５項に記載の連結装置。 ２１ 上記内側に向かう舌片と外側に向かう舌片
   のそれぞれは隣接する内側に向かう舌片及び外側
   に向かう舌片とそれぞれ切欠きによつて区分され
   ている、特許請求の範囲第２０に記載の連結装
   置。 ２２ 上記フランジと環状の締付け部材がそれぞ
   れ２個設けられ、一方の上記フランジと一方の環
   状の締付け部材は結合される一方のパイプの端部
   に嵌められ、他方のフランジと他方の環状の締付
   け部材は他方のパイプの端部に嵌められ、上記両
   パイプの端部はシール部材に取巻かれた状態で突
   合わせ結合される、特許請求の範囲第１項に記載
   の連結装置。 ２３ 上記一方及び他方のフランジは、それぞれ
   上記一方及び他方のパイプに緩く摺動可能に嵌め
   られている、特許請求の範囲第２２項に記載の連
   結装置。 ２４ 上記一方及び他方のパイプ端部が合成樹脂
   で形成された特許請求の範囲第２２項に記載の連
   結装置。 ２５ 上記パイプの端部がPVCすなわちポリ塩
   化ビニールで形成されている、特許請求の範囲第
   ２４項に記載の連結装置。