| 【発明の名称】 |
金属管の接続方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】松本 壽夫
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| 【要約】 |
【課題】フレア接続型の管継手であって、引抜き強度、及び耐圧性とシール性能に優れた管継手を提供する。更に内面がフッ素樹脂皮膜でコーティングされたステンレス鋼管の接続に好適な金属管の継手とその接続方法を提供する。
【解決手段】端部がフレア状に鍔出しされている金属管の管継手であって、先端の接続部が先に細いテーパー状外面になっている継手本体と、該継手本体と適合するテーパー状内面を有する袋ナットで構成された管継手であって、前記継手本体と袋ナットとを螺合締め付けすることによって、前記継手本体のテーパー状外面と鍔出し部分内面を圧着して接続するフレア型の管継手において、前記継手本体のテーパー状外面の少なくとも一部に、接続する金属管の内面に喰込むリング状の喰込歯を設け、圧着することによって、該喰込歯が金属管フレア部内面に喰込み又はビード出し成形させて締結される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】端部がフレア状に鍔出しされている金属管の管継手であって、先端の接続部が先に細いテーパー状外面になっている継手本体と、該継手本体と適合するテーパー状内面を有する袋ナットで構成されており、前記継手本体と袋ナットとを螺合締め付けて、前記継手本体のテーパー状外面と、鍔出された金属管のフレア部内面を圧着して接続するフレア型の管継手において、前記継手本体のテーパー状外面の少なくとも一部に、接続する金属管の内面に喰い込むリング状の喰込歯を設け、圧着して、該喰込歯が金属管の鍔出しされたフレア部内面に喰込み締結されることにを特徴とする金属管の接続方法。
【請求項２】端部がフレア状に鍔出しされている金属管の管継手であって、喰込歯を片側又は両側テーパー部に設けたシールリングに、鍔出しされている金属管のフレア部内面を当接し、前記シールリングの外周部を収容すると共に前記金属管のフレア部外面に接面するテーパー部を有する収容溝を形成し、該収容溝を備えた一対の継手半体から成る継手本体が前記各継手半体の両側フランジに螺合する２本のボルトを締め込むことによって、該喰込歯が当接する金属管のフレア部内面に喰込み締結されるか、又は２〜３分割されたクランプユニオンを締め込むことによって締結されることを特徴とする金属管の接続方法。
【請求項３】前記継手本体或はシールリングに備えられた喰込歯が、金属管の鍔出しされたフレア部内面よりも硬質である請求項１又は２に記載の金属管の接続方法。
【請求項４】継手本体のテーパー状外面及び継手本体の内筒部の表面に、フッ素樹脂皮膜が形成されて成る、請求項１又は３に記載の金属管の接続方法。
【請求項５】シールリングの表面の一部又は全部にフッ素樹脂皮膜が形成されて成る請求項２又は３に記載の金属管の接続方法。
【請求項６】前記フッ素樹脂皮膜が弾性を有するフッ素ゴム系又はシリコンゴム系の皮膜である請求項１〜５のいずれかに記載の金属管の接続方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はフレア接続型の金属管の継手とその接続方法に関し、特に引抜き強度に優れ、且つフッ素樹脂皮膜でコーティングされたステンレス鋼管の接続に好適な金属管の継手と管の接続方法に関する。更に詳しくは該コーティングされた金属管の特に切断された管端部、即ち金属の部分が露出しているプレーンエンドの状態の管端部の接続に好適な管継手とその接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、内面をコーティングされた金属管のプレーンエンドの状態の金属管は、金属が露出する管端部端面の防食処理が困難なので、図１に示すネジ込み型の通称「コア継ぎ手」（特開平５−１０４９３号公報、或は特開平５−３３８８５号公報）その他がある。図１中１は金属管、２はライニング層、３は合成樹脂製のコアである。図２に示す、フランジを使用した場合、樹脂の厚さが比較的厚肉のライニングされた金属管１においては、内面のライニング層２を開口部から延伸して折り返し、フランジ４の面５まで覆うようにライニングしたもの、或はこの他の例として特開平６−４２６８２号公報がある。また図３に示す如く、薄肉厚の樹脂がコーティングされた金属管１は、管端部にフランジ４を一体に溶接してから、その内面の溶接で焼損部分６を剥ぎ取り、再度その部分からフランジ面までをコーティングしなければならないものであった。
【０００３】従来、フレア接続型管継手の気密性に於いては、継手本体のテーパー状外面と、当接する金属管の鍔出し部との間に、ゴム製のシールリングを介在させる型の改良案（特開昭６１−８８７６８号）等、金属管の管端部にフランジ又はヘルールを溶接或はネジ結合してから、そのフランジ或はヘルールを対向させて接続しその間に、フランジパッキング或はヘルールガスケットを別途介在させてこれを狭圧しシールすることが一般的であった。
【０００４】又、上記薄肉厚のコーティングされた金属管には、フレア状に鍔出して接続するフレア接続型管継手として特開平７−２２９５９０号公報では、フレア部内面と当接するテーパー部を備えた軟質合金製シールリング（通称・ホワイトメタル・Ｚｎ．Ａｌその他の合金で融点が約３５０℃の軟質合金）と前記シールリングの外周部を収容すると共に前記管のフレア部外に接面するテーパー部を有する継手本体を構成する一対の継手半体とから成るステンレス薄肉管用の継手が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のコーティングされた長尺の金属管を切断して金属の部分が露出している状態、則ちプレーンエンド状態の管端部に、溶接フランジ継手を溶接すると、少なくとも外周溶接部と内側溶接部の直近のコーティング層が、該溶接の熱で焼けて損壊し欠陥コーティング層となる欠点がある。従来はこの損壊した管端部の欠陥コーティング層を、グラインダーなどで取り除いてから、改めて前記損壊部分からフランジ継手の突き合わせ面までコーティングを施工するしか方法が無かった。然しこの方法は通常の作業現場では容易に実施することができない大きな欠点があった。一方、溶接をしない従来の「コア継手」などのネジ込み式継手では、構造が複雑で多くの部材を必要とし且つ該部材のために金属管の内径が狭められるばかりでなく接続のために切削されて薄くなるため、使用される金属管の肉厚が必要以上に大きくなければならない欠点がある。又「内面のライニングをフランジの面までライニングする」ものは、金属管の内径を狭めないことと金属管の肉厚を減少させないことで好ましいものであるが、設計の段階から金属管の長さや継手を決めおき、所定の工場で予め組立までしたものを分解し、このものにライニングしなければならない大きな欠点があった。
【０００６】更に肉厚の厚い金属管は勿論、肉厚の薄いステンレス鋼管、例えばサニタリー管と称されるステンレス鋼管例えば外径３８．１ｍｍ×肉厚１．２ｍｍ×長さ４ｍにおいては、摩擦係数の低いフッ素樹脂皮膜でコーティングされた金属管のプレーンエンド管端部を、作業現場で接続できる引抜き強度に優れた金属管の継手と管の接続方法は無かった。更に上記従来一般的に使用されているゴム製のリング状のフランジパッキング、ガスケット等においては、不均等な締め付けや過大な圧縮締め付けによって、寿命、耐食性、気密性の劣化が生じていた。また従来の継手でステンレス鋼管とステンレス鋼管を接続する場合、管と継手本体との隙間ができ、この隙間に水が侵入するときステンレス鋼特有のスキマ腐食を生じていた。このため錆が発生しスキマ腐食による漏水の原因となる恐れがあった。また特開平７−２２９５９０号公報に示される如く、軟質金属のシールリングを使用したものでは、前記シールリングが軟質である上にその表面に形成された耐食性のためのシリコン被膜が、引き抜き強度を低下させる欠点がある。
【０００７】本発明は、上記従来の欠点を解消し、特に薄肉厚のステンレス鋼管のフレア接続型の欠点とされる、引き抜き強度、気密性、耐食性、に対して、優れた性能を発揮することは勿論、コーティングされたプレーンエンド管端部を確実且つ容易に接続できる管継手と管の接続方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、端部がフレア状に鍔出しされている金属管の管継手であって、先端の接続部が先に細いテーパー状外面になっている継手本体と、該継手本体と適合するテーパー状内面を有する袋ナットで構成された管継手であって、前記継手本体と袋ナットと螺合締め付けすることによって、前記継手本体のテーパー状外面と金属管鍔出し部内面を圧着して接続するフレア型の管継手において、前記継手本体のテーパー状外面の少なくとも一部に、接続する金属管の内側に喰込むリング状の喰込歯を設け、これを圧着することによって、該喰込歯が金属管フレア部内面に喰込み締結する。又は、該喰込歯がフレア部内面から外側に向かってビード出し成型することによって締結することを特徴とする金属管の継手と管の接続方法である。
【０００９】又、端部がフレア状に鍔出しされている金属管の管継手であって、喰込歯を両側テーパー部外面に設けたシールリングに、フレア状に鍔出しされている金属管のフレア部内面を当接し、前記シールリングの外周部を収容すると共に前記金属管のフレア部外面に接面する内周面を備えた継手本体を構成する一対の継手半体から成る継手本体が前記各継手半体の両側フランジに螺合するボールトで結合するか、或は２〜３分割されたクランプユニオンで圧着することによって、前記シールリングに設けた喰込歯が金属管フレア部内面に喰込み或は圧接して締結することを特徴としている。
【００１０】上記に於いて、継手本体のテーパー状外面と内筒部全面に、また、シールリングの一部又は全部に、フッ素樹脂、フッ素ゴム、又はシリコーン樹脂その他適当な弾性体をコーティングしていることも好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の金属管の継手と管の接続方法では、管の端部に袋ナットを嵌装した後該端部を治具によって鍔出してから、継手本体と袋ナットとを螺合すると、金属管の鍔出しされたフレア部内面が継手本体テーパー状外面に当接する。更に螺合締め付けをすることによって、継手本体テーパー状外面に設けられた、硬質金属製のリング状の喰込歯が前記金属管のフレア部内面に喰込んで金属的に結合する。同時に継手本体テーパー状外面にコーティングされているフッ素樹脂皮膜が水の通路において金属と金属の接触を遮断し、隙間腐食を阻止すると共に該コーティング材がパッキングの作用をして、精度の良いシール部材となり、液溜まりの少ない且つ、金属管の中心軸が狂わず片締めによる漏れが生じない接続ができる。
【００１２】
【実施例】以下実施例によってこの発明の詳細を説明するが、この発明がこれ等の実施例に限定されるものではないことはいうまでもない。実施例で使用される継手本体及びシールリング等の部材は、そのテーパー状外面等に設けられている喰込歯が、接続される管よりも少なくとも硬いもので、リングに形成されていることが好ましい。従って喰込歯の部分だけを別の素材を埋設、肉盛りして構成してもよい。この喰込歯は接続されるフレア部内面に確実に喰込むことが好ましいが、必ずしも必要でなく、強力に押し付けられるだけでもよい。又、管の内面との接触摩擦を増加するために喰込歯の代わりに又は同時に所要の面にローレットなどを切ってもよい。この実施例の金属管は、ＳＵＳ３０４のステンレス鋼管で、１０１０℃以上で急冷する固溶化熱処理が施されたＨＢ１８７以下の軟らかなものである。寸法は直径３８．１ｍｍ、肉厚１．２ｍｍ、長さ４ｍｍであり、その内面にダイキン工業株式会社のフッ素樹脂「ＴＣ−７８００」の皮膜が約３０μｍｍの厚さでコーティングされているものを用いたが、ステンレス鋼管内面が＃４００番のペーパー研磨、電解研磨、その他金属の肌が露出したものに適用できることは当然である。フレアの角度も実施例に限定されず３５〜６０゜の間で適用できる。この実施例では同一構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１３】
【実施例１】図４は締結後の部分断面図で、図５、図６、図７、図８は要部拡大断面図である。このステンレス鋼管１の管端部はプレスによって鍔出しされフレア部８が形成されている。管１の内面はフッ素樹脂皮膜９がコーティングされている。フレア部８の角度は５０゜フレア部内面１０の長さは８ｍｍである。継手本体１１はＳＵＳ４２０Ｊ２のステンレス鋼で７００℃以上加熱後空冷しＨＢ２１７以上の硬度を有するものである。該継手本体１１には、外面部に袋ナット１２と螺合する雄ネジ１３があり、その端部側には先に細いテーパー状外面１４、がある。袋ナット１２のテーパー状内面１５と、継手本体テーパー状外面１４とで前記鍔出しされたステンレス鋼管のフレア部８を挟むようになっている。１６は喰込歯で継手本体１１のテーパー状外面１４の外周部に設けられている。形状は袋ナット１２が継手本体１１に螺合する方向に対して該喰込歯１６がフレア部８の内面１０に喰込み易く、且つステンレス鋼管を引く抜くときにフレア部１０が縮小することに抵抗するのに好適なものが好ましい。実施例１はその一例である。また喰込歯１６の大きさがフレア部の肉厚よりも小であることが好ましい。
【００１４】１７は継手本体１１の表面をコーティングしたフッ素樹脂皮膜で図５のように継手本体１１の内面とテーパー状外面１４とを覆っている。フッ素樹脂皮膜１７はゴム弾性を持ったフッ素ゴムが好ましく、この実施例ではダイキン工業株式会社「ダイエルラテックス ＧＬ−２５２」が厚さ０．５ｍｍで焼き付けられている。
【００１５】図６に示す袋ナット１２は継手本体５と同じステンレス鋼から成り、接続するステンレス鋼管１の外径より少し大きな内径と、凡そ継手本体１１のテーパー状外面１４の勾配と同じテーパー状内面１５を有する。
【００１６】接続作業は、ステンレス鋼管１の端部に袋ナット１２を嵌挿したのち、ステンレス鋼管１の端部を治具によって袋ナット１２のテーパー状内面１５とほぼ同じ勾配でフレア状に鍔出しし、フレア部内面１０とする。次に、袋ナット１２を継手本体１１に螺合すると、フレア部内面１０が袋ナット１２によって軸方向に押出され、フレア部内面１０が喰込歯１６に当接する。更に袋ナット１２を締め付けると、喰込歯１６がフレア部内面１０に喰込むと共に、管のフレア部の全面が継手本体１１のテーパー状外面１４と袋ナットのテーパー状内面１５に当接圧着し、接続が完了する。この圧着によって、金属面同志の面接続と喰込歯による結合とが行われる。同時にフッ素ゴム１７はフレア部内面１０とテーパー状外面１４とに圧迫されて充満しパッキングの作用をなしその間をシールする。このシールによって、ステンレス鋼管１内の水が金属同志の接点即ち喰込歯１６の位置にまで進入することなく、ステンレス鋼特有の隙間腐食を生じない。また喰込歯１６とフレア部内面１０及び金属面同志の圧着と喰込みはテーパー状外面の大径側にあるから強い圧着面圧力と同時に喰込シールから得られるばかりでなく喰込歯によって強力な抗引き抜き力が得られる。
【００１７】
【実施例２】この実施例は図７に示す、継手本体１１のテーパー状外面１４の喰込歯１６と対向する袋ナット１２のテーパー状内面１５の位置に凹陥部１８を設けたことを特徴とするものである。袋ナット１２を継手本体１１に締め付けることによって、フレア部８が喰込歯１６と袋ナット１２の凹陥部１８に挟まれて変形し、リング状のビード１９を生成する。これによって実施例１よりも強力な抗引き抜きちを持った結合体が得られる。
【００１８】
【実施例３】図８に示す実施例３は、実施例１の継手本体１１のテーパー状外面１４に喰込歯１６を設ける代わりに、袋ナット１２のテーパー状内面１５に喰込歯２０を設けた例である。
【００１９】
【実施例４】この実施例は、図９に示す。尚図９は上半分は結合前を、下半分は結合後の状態を示す内部縦断側面図である。端部がフレア状に鍔出しされている金属管の管継手で、該端部を対向突き合わせて接続する、２分割クランプユニオン型の金属管継手である。ここで使用されるシールリング２１は実施例１と同じＳＵＳ４２０Ｊ２で硬度ＨＢ２１７以上の材料を適用することが好ましい。金属管も実施例１と同じＳＵＳ３０４の固溶化熱処理されたステンレス鋼管で、外径×肉厚（３８．１×０．２ｍｍ）、硬度ＨＢ１８７以下である。継手半体２２は、ＳＵＳ４２０Ｊ２でも、又ＳＵＳ３０４でもよく、ボールト２３を締め付けることによって一体化するようになっている。２４は継手半体２２を組み合わせて形成された環状の収容溝であって、内面側に管１のフレア部８の外面に接面するテーパー状内面１５が設けられている。２５はシールリングであって管１と同一の内径を有し、シールリング２５の両側面には管１のフレア部内面１０に接面するテーパー状外面１４、１４を設けその一部に喰込歯１６が形成されている。
【００２０】接続作業は、接続するステンレス鋼管１端部を鍔出して、フレア部８を構成し、夫々シールリング２５のテーパー状外面１４に当接させて、フレア部８とフレア部８の間にシールリング２５を介在させてから、これらを継手半体２２の収容溝２４内に位置させ、次いで他の半体２２を覆せて、締め付けボルト２３を挿通して両半体を締結すると、両継手半体のテーパー状内面１５が管１のフレア部外面を押出し、これによってフレア部内面１０がシールリング２５に設けられた喰込歯１６に喰込まれながら圧着する。同時に、シールリング２５の表面に焼付けられた厚さ０．５ｍｍの「ダイエルラテックスＧＬ−２５２」が、前記テーパー状外面１４とフレア部内面１０に挟圧されてその間に充満し、パッキングの作用をする。
【００２１】
【実施例５】この実施例は実施例４の継手半体の組み合わせに対して、図１１に示す３分割クランプユニオン２６を使用したものである。図１２に示す如く、接続する内面がフッ素樹脂皮膜でコーティングされたステンレス鋼管の端部２７を治具２８で鍔出してフレア部２９を構成するが、このフレア部２９の先端は平筒状フランジ３０が設けられている。これを、実施例４と同様に、シールリング２１のテーパー状外面１４に両側から対向して当接し、これ等を一緒に、クランプユニオン２６の蝶番３１を開いて環状の収容溝２４の中に閉じ込め、ボルト２３を締め込むと、クランプユニオン２６の収容溝２４を構成するテーパー状内面１５が管１のフレア部外面を押出し、フレア部内面がシールリング２１に設けられた喰込歯１６に喰込まれながら圧着する。
【００２２】このシールリング２１は図１３に示すように、喰込歯１６が直径方向に向かって尖っている。図１３において上半分は結合前の状態を示す内部縦断側面図、下半分は結合後の状態を示す内部縦断側面図である。圧着することによってシールリングの表面に焼き付けられた厚さ０．５ｍｍのフッ素ゴムが前記テーパー状外面とフレア部内面とに挟圧されてその間に充満し、パッキングの作用をする。
【００２３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、以下に列挙するような従来困難であった種々の効果が得られる。
１シールリングに設けた喰込歯によってフレア状管継手の引き抜き強度が強化される。
２従来の金属同志の圧着による面シールよりも喰込歯によりシールが信頼できる。
３フッ素樹脂皮膜、シリコーン樹脂皮膜その他特別に耐食性、耐熱性、などに優れた素材で内面をコーティング又はライニングされた金属管に適用できる。
４従って、工場で大量生産された長尺の内面をコーティングした金属管を、任意の長さに切断して使用ができる。
５喰込歯によって、例えば火災等において、平面で圧着しているメタルシールよりも確実なシールが得られる。
６フレア状に鍔出し加工ができる金属管であれば、どの金属管にでも適用できる。
７特別な装置を必要とせず、従来と同様の治具が利用でき現場の施工が容易である。
８ステンレス鋼管との接続に際して隙間腐食による孔食が生じず寿命が長い。９精度の良い金属同志の突き合わせたものを組み立てるものであるから、フランジの片締めによる等の洩れが防止される。また液溜まりの少ない管継手が得られる。
10ＴＩＧ溶接やロウ付けのように高価な装置や特殊技能者の必要が無い。
11ステンレス鋼、銅、チタン、タンタル、アルミニュームとその合金、その他の管等、異種金属管、部材の接続ができる。
12この継手によってＴＩＧ溶接でも困難な、肉厚が１ｍｍより薄い金属管でも強力な接続が得られる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１３０７９８
【氏名又は名称】松本技研株式会社
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| 【出願日】 |
平成８年（１９９６）７月９日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】尾関 弘
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| 【公開番号】 |
特開平１０−２６２６９ |
| 【公開日】 |
平成１０年（１９９８）１月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平８−１９９８２４ |
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