JPS63190995A - 管のフランジ取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本願発明はフランジ付き管のうち、管に別途作製したフ
ランジ板を取付ける方法に関する新規な技術である。

［従来の技術］ 管とフランジ板とを別途製作する方法が最も有利なのは
、管を耐摩耗性材料（例えば２．５％Ｃｒ鋳鉄）で使用
条件に適合させた場合でおる。このようなりｉ料は一般
に硬くて脆いから、一体物で鋳造したときは管締付用の
ボルト孔を機械加工で穿孔することができないし、鋳放
してボルト孔を必らかしめ作っておいても精緻な孔ピッ
チを保持することはできない。またフランジ部の付根が
厚肉となって鋳造欠陥が出たり割れを生じたりするので
、耐摩耗性材料で管を作り、別途機械加工性の浸れた軟
鋼板などからフランジを作成し両者を組合せてフランジ
管を形成するのが慣用手段である。

さらにこの場合、管端面より若干軸方向に入った管外面
に凹溝を旋削しくこの程度の加工性は有するものとする
〉、この凹溝へ二つ割りのフランジを別々に嵌め込んで
フランジの分割面を溶接して一体とし、ボルト孔同士を
ボルトで螺合して管と管、又ｔま管と継手や弁体と接合
することも公知の手段でおる。

［発明が解決しようとする問題点］ 先に述べた嵌合方式を実施する上で一番問題となりやす
いのはフランジのがたつきである。二つ割フランジの内
径（嵌合面〉と管の凹溝との間に多少の加工誤差ｔよ避
は難く、ポル１−で締付けるとき一点に荷重が集中して
管の材質が硬いために割れを誘発する恐れがある。また
取付けに当っては両フランジの個々のボルト孔を共通の
芯（いわゆる通り芯）に合わせる必要があるから、フラ
ンジのがたつきのためにずれると取付けることが困難と
なる。

このようにフランジと管とが緊密に嵌合することがこの
構成を採る上での要諦であるか、管とフランジとを直接
溶接することは殆どの場合困難である。本来ここで対象
となる耐摩耗性材料は溶接性に乏しく、無理に溶接して
も割れを発生することが多い。

このような問題点を解決づるための捉案は幾つか見出だ
されるか、これらについてもなお問題点がない訳ではな
い。

例えば、「非磁性合成樹脂パイプ用接手」　（実公昭４
２−８４３３号公報　第６図Ａ、Ｂ）は、パイプ１ａの
端部に小鍔１２を摩耗溶着させ、この小鍔の外周に規則
的な凹凸（切込み）を設け、この凹凸に１択合する凹凸
を内孔に周設したフランジ３ａを別個製作して、小鍔を
越えてパイプ内へ１１１ａした後、僅かに転位して小鍔
の凸部とフランジの凸部とで係止しようとするものでお
る。これは合成樹脂部材の若干の弾性変形を利用したも
のであるから、本願が対象とする硬質の金属材お１には
不適当でおり、加工によって凹凸を成形することも負担
が大き過ぎる。

一方、別の先行技術として「管継手」　（実公昭５０−
２３８６１号公報　第７図）を見ると、金属パイプ１ｂ
の接合部近くに凹溝２ｂおよび１５を旋削し、この上で
形成した型内に泥状ゴムを流し込んで加硫硬化させるか
、又は別に加硫硬化して製作した半割りリングを接着し
てなるゴムフランジ止め１３を装着する。凹溝１５はこ
の弾性体を係止する夫は止めの役割を果す。

一方、パイプとパイプの間には水封用のゴムパツキン１
４を挟持する。フランジ３ｂはパイプの凹溝２ｂに嵌合
してボルト７ｂおよびナツト８ｂで締付けて２つのパイ
プを接合するものでおる。

この場合は硬質の耐摩耗管に最適の方法と評価できるが
、ゴムフランジ止め１３を接合現場で泥状から流し込み
、加圧、加温、加硫することはかなり煩わしい工程では
ないかと思われる。また別にゴムフランジ止め１３を製
作するときは２つの弾性体、すなわちゴムフランジ止め
とゴムパツキン１４との弾性変形の兼ね合い、従ってボ
ルトナツトによるフランジ締付は具合に相当注意が必要
であろう。たとえばフランジ締付け、特にゴムフランジ
の止め変形抵抗が大きすぎるとゴムパツキンの水封力に
問題が生じ、変形抵抗が小さすぎるとフランジ面の直立
が損なわれるのではないかと懸念される。また接合部ご
とに幾つかの部材を介装してそのまま使い捨てにするこ
とにも疑問が残る。

本願発明は以上の問題点を解決するために、管と分割型
フランジとのそれぞれの加工誤差により生じるがたつき
を吸収して管とを的確に締結するフランジの取付方法の
提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本願発明に係る管のフランジ取付方法は、前記フランジ
の２ケ所の分割前に跨がるそれぞれ２ケの分割前のピッ
チに合致した円孔を有する２枚の補強板のそれぞれ片側
のみ別個のフランジの面上に固着し、他側はそれぞれ他
のフランジの面上を摺動自在とする構成よりなり、一方
それぞれの軸心が相互に偏心する２翰を連結してなる偏
心ボルトを別途製作し、フランジ内面を管凹溝に嵌入し
たのら、該偏心ボルトを前記摺動自在の方の補強板の円
孔とその直下のボルト孔に挿通して回動することにより
、前記偏心に対応して分割面を引き寄せフランジ嵌合面
を管凹溝底面に緊着し、フランジ分割面を溶着一体化す
ることによりがたつきのない的確な締結を実現すること
ができた。

［作用と実施例］ 本願発明の作用を実施例を示す第１図、第２図△、　Ｂ
、　Ｃ１第３図Ａ、　Ｂ、　Ｃ１第４図、第５図に基い
て説明する。

第１図は接合すべき管１の一部断面正面図で端面より若
干内部へ入った外周に凹溝２を機械加工により旋削する
。管１は耐摩耗性材料で硬度が高く孔明は加工など重切
削は受は付（すないが、外周均一加工程度は可能である
。この凹溝底面の外径をＤＰφとする。

第２図Ａ、Ｂ、Ｃは管に嵌合する分割型フランジ３の構
成を示すものであって、まず図Ａのように鋼板をドーナ
ツ状に削り出し、その内径ＤＦφは前記凹溝の外径ＤＰ
φと同径目標に仕上げるが、若干の加工誤差としてΔＤ
（＝ＤＦφ〜Ｄｒ）φ）が生じ易く、これが嵌合時のが
たつきの原因となるから、できれば０．２＃程度以下に
留めたい。

フランジ面には管接合時の正確なピッチに従ってボルト
孔４八、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ、４Ｅ−・−を錐孔加工によ
って貫通する。フランジ３は摩耗のはげしい条件下に藻
される訳ではないから、機械加工性に優れた軟鋼材から
削り出すのが好ましい。

分割型のフランジとは別に薄い鉄板を材料として２枚の
補強板５Ａ、５ｓを製作する。この補強板にはフランジ
３の表面に穿孔したボルト孔で隣接する２ケを十分被覆
する広さとし、前記ボルト孔のピッチに合わせて同一内
径（ｄ、φ）の円孔＠山通させる。

図Ｂにおいては、一体で削り出したフランジ３を三等分
に分割した状態を示し、この分割のための切り代Ｃだけ
の間隙が生じる。

図Ｃは分割したフランジ３の分割面に跨り、両側にある
それぞれ１ケづつのボルト孔を被覆するように２枚の補
強板５△、５Ｂを当て何れか一方のボルト孔と補強板の
何れか一方の円孔とを合わせてボルト７△、７Ｂとナツ
ト８Ａ、８Ｂによって締付けた状態を示す。分割フラン
ジ３Ａ、３Ｂとそれぞれに締付けた２枚の補強板５Ａ、
５ｅとはこの状態で締付けた側を溶接部９によって完全
に溶接固着し、ポルト７△、７Ｂとナツト８八。

８Ｂを除去する。これによって２分割されたフランジと
、それぞれの而に片側だけ固着し、細則に向かって嘴状
に突出する補強板のセットが構成される。

第３図へ、Ｂ、Ｃはこの構成を得るための別の実施例の
手順を示す斜視図で、図△においてフランジ材料のドー
ナツ状円板の分割予定面に補強板５Ａ、５Ｂを載せて分
割予定線を境にそれぞれ片側づつ溶接部９で先に半分だ
け固着しておく。

図Ｂにおいてフランジ面上に所望のピッチでボルト孔を
穿孔する。フランジ面の上に補強板の重なっている箇所
は２枚の板を貫いて共通の孔を通じる。孔をあけ終わっ
たのちフランジの裏面から切込みを入れて１枚物のフラ
ンジを２分υ１する。

しかし、上面の補強板には切込みが至らないようにする
から、２分割したフランジは図Ｃのような構成となり、
結局第２図に示した構成と同一の状態に達する。この状
態で分割型フランジ３Ａ、３Ｂを別々に管１の凹溝２へ
嵌め込む。凹溝外径とフランジ内径との間にはΔＤだけ
の誤差を覚悟しなければならないから、この段階では僅
かながたつきは避は難い。

第３図は本願発明の実施のため特に製作した偏心ポルｌ
〜１０とナツト１１の断面斜視図である。

偏心ボルト１０は本実施例によれば六角形断面の角頭１
０Ａ、フランジに穿設したボルト孔と同径ｄ１φの第１
軸１０Ｂ、この第１軸より軸径ｄ２φが小さくかつ軸心
が相互に２０だ（プ偏心している第２ｈｔ＋１０ｃより
なっている。また、ナツト１１は内径ｄ２φ、外径ｄ１
φよりなる筒体１１△と、内径ｄ２で外周が六角形断面
の角頭１１Ｂとよりなっている。ｔも何れの部分につい
ても嵌合を容易にするために多少の遊びを設けておくの
は言うまでもない。

第４図Ａ、Ｂはこの偏心ボルトとナツトの作用を示す正
面断面図（部分図）である。図Ａにおいてフランジの下
部より偏心ボルト１０を挿し上げ、ナツト１１を逆に補
強板の−Ｅ方より挿し下した状態を示している。先に述
べたように加工段階で避は難い誤差ΔＤのために補強板
５Ａ、５Ｂの拘束されていない片側は対面するフランジ
面上を僅かに活動し、フランジを管の凹溝に嵌め込む前
には一致していたボルト孔４Ｂと円孔６Ｂ、および４Ｃ
と６０とは多少ずれて孔内に段差を生じることが多い。

この状態でナツト頭部１１Ｂを拘束しておいて偏心ボル
トの角頭１０Ａをレンチなどで回動すると、第１軸１０
Ｂと第２軸１０ｃとの偏心のため図Ｂのように補強板５
を６方へ１沢動しようとする力が働き、相対的にその反
力でフランジ３は左方へ引き奇ぜられてフランジ分割面
に設けられている間隔Ｃの範囲内で動き得る。この動き
はフランジと管との加工誤差ΔＤを吸収して両者が緊着
してがたつきが消滅したところまで続いて締付けが終わ
る。この状態で両フランジの分割面を溶接して一体化す
ると完全にフランジが管に係合してもはや容易に動くこ
とはない。本実施例では前に述べた加工程度ΔＤ（０〜
０．２ｍｍ＞であればフランジのボルト孔、補強板の円
孔、ここへ挿通する偏心ボルトとナツト各部の相互の遊
びは０．３〜０．５ｍｍ程度、偏心ボルトの偏心量ΔＯ
は１．Ｏ〜ｉ、ｓｍｍ程度に設定しておけば実用上きわ
めて好ましい結果を得ることができた。

［発明の効果］ 本願発明は以上に述べたような作用を果すから管の外周
にフランジを緊着し、当初にボルト孔のピッチを合わけ
てあけば管と管の接合はきわめて正確にボルト締めが行
える。特に管の耐摩耗性を向上するために硬質材料を使
用したときは一般に機械加工性も低く的確な精度を以て
仕上げるためには非常に加工費が嵩むものである。この
とき相当に粗雑な加工状態でおっても、誤差による／Ｊ
Ｏ工而の面たつきを吸収し精密仕上げと同様の緊着した
嵌合係止状態を得ることはきわめて有利な特徴と言うべ
きである。

配管工事に先立って管とフランジのセットを工場などで
行ない工事現地での煩わしい工程を全く省略することが
できるのも大きなメリットである。

これによって配管工事の費用低減、能率向上、工期の短
縮、安全作業の促進など直接的１間接的に多くの効果を
享受することができる。

また、フランジを管に取り付けるための治具も簡単な構
造であり、取り付は時に繰り返して使用でき、従来技術
の多くの場合のように管と一緒に配管（埋め捨て）され
る訳でもない。また管の呼び径が大小いかに異なろうと
も、それによって何の制限を加えられるものではなく、
汎用性が高いのも実用上の価値を増大する点でおる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例の一部断面正面図、第２図Ａ
、Ｂ、Ｃは実施例の作用を示す斜視図、第３図Ａ、Ｂ、
Ｃは別の実施例の作用を示す斜視図、第４図は偏心ボル
トとそのナツトの断面斜視図、第５図Ａ、Ｂは偏心ボル
ト１０の作用を示す断面図、第６図Ａ、Ｂは従来技術を
示す正面図と側面断面図、第７図は別の従来技術を示す
正面断面図。 １・・・・・・管　　　２・・・・・・凹溝３（３△、
３Ｂ）・・・・・・分υ１型フランジ４　（４Ａ、４Ｂ
、４Ｃ，４Ｄ、４Ｅ−）・・・・・・・・・・・・・・
・ボルト孔５　（５Ａ、５Ｂ＞・・・・・・補強板６（
６△、６ｓ、６ｃ、６ｏ）・・・・・・補強板の円孔１
０（１０八、１０Ｂ、ＩＯＣ＞・・・・・・・・・偏心
ボルト１１　（１１Ａ、　ＩＩＢ＞・・・・・・・・・
ナツトＤｐ・・・・・・・・・管凹溝底部の外径ＤＦ・
・・・・・・・・フランジの内径（嵌合面）ΔＤ・・・
・・・・・・ＤＦ〜Ｄρ加工誤差Ｃ・・・・・・・・・
・・・フランジ分割により生じた間隙ｄ１・・・・・・
・・・フランジポルト孔径（偏心ボルトの第１軸の軸径
でもある） ｄ２・・・・・・・・・偏心ボルトの第２Ｌ１１１の軸
径ΔＯ・・・・・・・・・偏心ボルトの第１軸と第２軸
の軸心の偏心量 出願人　栗本排水管工業株式会社 代理人　弁理士　青　野　順　三 第１図 第２図 第３図 第３図 第３図 第４図 第５麹 第６図 Ａ　　　　　　Ｂ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管の所望部に凹溝を周設し、この凹溝の外径と同一径を
   目指して旋削した内径を有するドーナツ形のフランジ板
   のフランジ面上に所望のピッチでボルト孔を穿設したの
   ち二分割し、該フランジを別々に前記凹溝に嵌合して固
   着する管のフランジ取付方法において、前記フランジの
   ２ヶ所の分割前に跨がるそれぞれ２ヶの分割前のピッチ
   に合致した円孔を有する２枚の補強板のそれぞれ片側の
   み別個のフランジの面上に固着し、他側はそれぞれ他の
   フランジの面上を摺動自在とする構成よりなり、一方そ
   れぞれの軸心が相互に偏心する２軸を連結してなる偏心
   ボルトを別途製作し、フランジ内面を管凹溝に嵌入した
   のち該偏心ボルトを前記摺動自在の方の補強板の円孔と
   その直下のボルト孔に挿通して回動することにより、前
   記偏心に対応して分割面を引き寄せフランジ嵌合面を管
   凹溝底面に緊着し、フランジ分割面を溶着一体化するこ
   とを特徴とする管のフランジ取付方法。