JP2013199980A - 配管部材の接続構造及び接続具付き配管部材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高い封止能力でもって配管部材同士を容易且つ確実に接続することができる配管部材の接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、一対の樹脂製の配管部材の接続構造であって、流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有し、フランジ部位の一端側の端面同士が当接する一対の上記配管部材と、上記筒状部位が挿入される中心孔部、上記フランジ部位の他端側の端面に当接する当接部、及び上記フランジ部位よりも径外方向に位置する径外部を有する一対の環状の当接部材と、一対の上記当接部材間の距離を狭めるべく一対の当接部材の径外部を挟持可能な挟持部材とを備え、上記フランジ部位の端面同士の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、配管部材の接続構造及び接続具付き配管部材に関する。

樹脂製の配管部材は、剛性、耐熱性、耐薬品性に優れた特性を有しており、工業的には、薬品プラント、半導体製造装置、バイオ関連などの化学分野、そのほか上下水道、農業用水、食品分野、水産業など、流体輸送に関して多岐にわたって使用されている。特に、樹脂製の配管部材は、酸やアルカリなどの腐食性のある流体に対する耐性を有しており、かつ比較的高い耐熱性を有していることから、金属配管の代替品として幅広く使用されている。

このような配管部材の接続方法には、フランジ形、ネジ込み形、溶接形、溶着形などの方法があり、この中でフランジ形が一般的に用いられている。このフランジ形の接続方法にあっては、一端側の外周にフランジ部位を有し、このフランジ部位にボルト装着用の貫通孔が形成された一対の配管部材が用いられる。この一対の配管部材を、フランジ部位同士が当接するように突き合わせて、貫通孔にボルトを装着して、このボルトにナットを螺着することで、一対の配管部材が接続される。なお、フランジ部位の間にはパッキンが介在され、配管部材の密閉性を高めている。

また、海水淡水プラントの逆浸透膜用途向けの配管等のように、配管に１ＭＰａ以上の高圧がかかる場合がある。このような高圧条件下にあっては、配管部材の強度を高める必要があり、配管部材として繊維強化樹脂製の配管部材（以下、単にＦＲＰ管）が用いられている。

このＦＲＰ管の接続方法としては、ＦＲＰ管を継手を介して接続し、この継手部分の外周面に補強ガラス成形品を被覆し、この補強ガラス成形品に樹脂を含浸・硬化させる接続方法が開示されている（特許文献１参照）。この特許文献１の接続方法は、高温流体輸送用のＦＲＰ管の補強効果と、作業時間の短縮を図ることを目的としている。

また、内面に熱可塑性樹脂製のライナー層を有するＦＲＰ管にネジを形成しておき、このネジの螺着によってＦＲＰ管同士を接続する方法が開示されている（特許文献２参照）。また、この特許文献２には、ＦＲＰ管にフランジ部位を設けて、このフランジ部位に形成した複数の貫通孔にそれぞれボルトを挿通し、このボルトにそれぞれナットを螺着して、ＦＲＰ管を接続する方法も開示されている。

しかしながら、特許文献１に記載の接続方法では、ＦＲＰ管同士の接続部分を一体化するので、万一破損等によって一部の配管部材の交換等が必要となると、全ての配管部材を交換する必要が生ずる。

また、特許文献２に記載の接続方法のうちネジ構造によるものは、ＦＲＰ管の一方の内面に雌ネジを、他方の外面に雄ネジを形成する必要があり、ＦＲＰ配管の製造が煩雑となる。また、このＦＲＰ管の接続現場において、ＦＲＰ管の方向を確認したうえで接続作業を行うことを要し、接続作業が手間となる。また、特許文献２に記載のフランジ部位をボルトとナットとで固定する方法にあっては、高圧下において十分な封止性能が得られないおそれがある。これは、ボルトの頭部とナットとが当接する当接部分においては強固にフランジ部位同士が当接しあうが、この当接部分の間（ボルトと隣接するボルトとの間）にフランジ部位同士を当接しあう力が弱くなってしまい、このため高圧下では当接部分の間の歪・変形が生じてしまうためと考えられる。

なお、バンストンフランジの接続構造としては、特許文献３所載のものが公知である。この特許文献３の従来技術に記載の接続構造は、一対の樹脂管の一の樹脂管の一方側の端部外周に厚肉部を設け、この肉厚部の他方側に形成されたテーパー面にリング体を当接させて、このリング体と一対の樹脂管の他の樹脂管の端部に設けたフランジとをボルト・ナットで締め付けることで、接続するものである。しかし、この接続構造にあっては、リング体と肉厚部とはテーパー面で当接するので、ボルト・ナットの締結力が径内方向にも作用し樹脂管の封止に十分に作用しないおそれがある。また、この特許文献３の接続構造は、一対の樹脂管のうち他の樹脂管のフランジにはボルトを挿通するための貫通孔を形成しているので、この貫通孔にボルト・ナットの締結力が作用することで、このフランジに歪・変形が生じてしまい、十分な封止力が発揮できないおそれがある。

特開昭６１−２０１９８９号公報 特開平４−１１３０９４号公報 実開昭５９−７９２３２号公報

本発明は、このような事情に基づいてなされものであり、高い封止能力でもって配管部材同士を容易且つ確実に接続することができる配管部材の接続構造、及びこの接続構造に用いられる接続具付き配管部材を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべくなされた発明は、
一対の樹脂製の配管部材の接続構造であって、
流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有し、フランジ部位の一端側の端面同士が当接する一対の上記配管部材と、
上記筒状部位が挿入される中心孔部、上記フランジ部位の他端側の端面に当接する当接部、及び上記フランジ部位よりも径外方向に位置する径外部を有する一対の環状の当接部材と、
一対の上記当接部材間の距離を狭めるべく一対の当接部材の径外部を挟持可能な挟持部材と
を備え、
上記フランジ部位の端面同士の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行であることを特徴とする。

当該配管部材の接続構造は、挟持部材によって一対の当接部材の径外部を挟持することで、この当接部材の当接部が配管部材のフランジ部位を他方の配管部材のフランジ部位に圧接する。特に、フランジ部位の端面同士の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行であるため、挟持部材の挟持による力が的確に配管部材の当接面に作用する。このため、当該配管の接続構造は、高い封止能力でもって配管部材同士が接続される。また、当該配管部材の接続構造は、上記のように配管部材同士を接続可能であるので、従来技術のように補強ガラスを被覆し樹脂を含浸させる接続構造に比べて、接続作業が容易である。さらに、当該配管部材の接続構造は、従来技術のように配管部材に雄ネジと雌ネジとを形成する接続構造に比べて、配管部材の製造が簡易であり、また接続作業も容易である。また、当該配管部材の接続構造は、挟持部材で挟持される一対の当接部材によってフランジ部位を当接させる構造であるので、従来技術のようにフランジ部位をボルトとナットとで締結する接続構造に比べて、封止能力が高く設けることが可能である。

また、上記課題を解決すべくなされた別の発明は、
一対の樹脂製の配管部材の接続構造であって、
流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有し、フランジ部位の一端側の端面同士が対向する一対の上記配管部材と、
一対の上記フランジ部位の端面に両面が当接する金属製の環状部材と、
上記筒状部位が挿入される中心孔部、上記フランジ部位の他端側の端面に当接する当接部、及び上記フランジ部位よりも径外方向に位置する径外部を有する一対の環状の当接部材と、
一対の上記当接部材間の距離を狭めるべく一対の当接部材の径外部を挟持可能な挟持部材と
を備え、
上記フランジ部位及び環状部材の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行である
ことを特徴とする。

当該配管部材の接続構造は、挟持部材によって一対の当接部材の径外部を挟持することで、この一対の当接部材の当接部が環状部材を挟持して、一対の当接部材が配管部材の両面に圧接する。特に、フランジ部位及び環状部材の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行であるため、挟持部材の挟持による力が的確に配管部材と環状部材との当接面に作用する。このため、当該配管の接続構造は、高い封止能力でもって配管部材同士が接続される。また、当該配管部材の接続構造は、上記のように配管部材同士を接続可能であるので、従来技術のように補強ガラスを被覆し樹脂を含浸させる接続構造に比べて、接続作業が容易である。さらに、当該配管部材の接続構造は、従来技術のように配管部材に雄ネジと雌ネジとを形成する接続構造に比べて、配管部材の製造が簡易であり、また接続作業も容易である。また、当該配管部材の接続構造は、挟持部材で挟持される一対の当接部材によってフランジ部位を当接させる構造であるので、従来技術のようにフランジ部位をボルトとナットとで締結する接続構造に比べて、封止能力が高く設けることが可能である。また、当該配管部材の接続構造は、金属製の環状部材を一対のフランジ部位の間に設けたので、この環状部材に周溝を設けることで周溝にＯリング等の封止部材を配設することができ、このため配管部材の端面に周溝を形成することなく封止部材を用いることで、高い封止能力を発揮できるとともに配管部材の製造がより簡易となる。さらに、この環状部材は金属製であるため、配管部材の接続部分の剛性をより高めることもできる。

当該配管部材の接続構造は、フランジ部位の端面である当接面と、フランジ部位及び当接部材の当接面とが、３cｍ以上１５ｃｍ以下であることが好ましい。これにより、フランジ部位に作用する当接部材からの押圧力が適度に分散してフランジ部位の端面（当接面）に均一に作用する封止力となり、配管部材をより高い封止力でもって的確に接続することができる。

当該配管部材の接続構造は、径外部が、筒状部位の軸方向に沿って穿設された三つ以上の貫通孔を有し、上記貫通孔が、各貫通孔の中心を結んで得られる仮想多角形状内に筒状部位の軸心が含まれるよう配設されており、挟持部材が、貫通孔に挿通される雄ネジ部材、及び雄ネジ部材に螺着され、上記径外部の他方側の端面に当接する雌ネジ部材を備えることが好ましい。これにより、貫通孔に挿着された雄ネジ部材と雌ネジ部材とを螺着することで、貫通孔の形成された当接部材の径外部を他方の当接部材側に押圧することかできる。そして、このように押圧された当接部材は当接部によってフランジ部位を押圧することになり、このため、配管部材同士を高い封止能力でもって接続することができる。特に、三つ以上の貫通孔が筒状部位の外周でバランス良く配設されているので、雄ネジ部材と雌ネジ部材とによってフランジ部位を周方向でバランス良く他方のフランジ部位に当接させることができ、より高い封止能力が得られる。

当該配管部材の接続構造は、配管部材が、筒状部位を主として構成する管本体、管本体の外周を囲繞するとともに主としてフランジ部位を構成する繊維強化樹脂製外層体、及びこの管本体の一端側に接合されるフランジアダプターを備え、フランジアダプターが、管本体の一方側の端面と対向する筒状部位、及びこの筒状部位の一端側の外周に設けられ、他方の配管部材のフランジ部位に対向する鍔状部位を備えることが好ましい。これにより、挟持部材の一対の当接部材の挟持によって、フランジアダプターが他の部材（例えば他方の配管部材のフランジアダプター）に押圧されることになり、このフランジアダプターによって所望の封止能力を発揮させることができる。

当該配管部材の接続構造は、配管部材が、熱可塑性樹脂製の内層、及び繊維強化樹脂製の外層を備えることが好ましい。これにより、内層が熱可塑性樹脂製であるので内層の成形が容易且つ確実に行うことができ、また外層が繊維強化樹脂製であるので高い圧力であっても十分に使用に耐えることができる。ここで、内層が主成分としてポリオレフィンを含むことが好ましく、これにより成形容易性及び種々の流体に対する十分な耐性を発揮することができる。このポリオレフィンとしては、特にポリプロピレンであることが好ましい。これにより、十分な耐熱性、耐衝撃性、耐クリープ性が得られる。

上記課題を解決すべくなされた別の発明は
流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有する配管部材と、
上記筒状部位に挿通され、フランジ部位の他端側の端面に当接可能な環状の当接部材と
を備え、
上記フランジ部位の一端側の端面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行である接続具付き配管部材である。

当該接続具付き配管部材は、上述の当該配管部材の接続構造に好適に用いることができる。つまり、一対の当該接続具付き配管部材を用いて、例えば配管部材のフランジ部位の一端側の端面同士を当接させて、一対の当接部材を挟持部材によって挟持することで、上述の当該配管部材の接続構造を得ることができる。このため、高い封止能力でもって配管部材同士を容易且つ確実に接続することができる。

なお、本発明において「略平行」とは、完全に平行な状態のみならず、機械的誤差範囲や挟持部材の挟持による変形する範囲等も含まれる。

以上説明したように、本発明の配管部材の接続構造及び接続具付き配管部材は、高い封止能力でもって配管部材同士を容易且つ確実に接続することができる。

本発明の第一実施形態に係る配管部材の接続構造の概略的片側断面図 本発明の第二実施形態に係る配管部材の接続構造の概略的片側断面図 本発明の第三実施形態に係る配管部材の接続構造の概略的片側断面図

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態の配管部材の接続構造を図１を参照しつつ説明する。

図１の配管部材の接続構造は、配管部材１とこの配管部材１に挿通状態で装着された環状の当接部材７とを有する一対の接続具付き配管部材を備えている。また、当該配管部材の接続構造は、一対の当接部材７を当接部材７同士間の距離を狭めるべく挟持する挟持部材９を備えている。また、当該配管部材の接続構造は、配管部材１の間に配設される封止部材１１を備えている。

配管部材１は、流体を流通可能な筒状部位１ａ及び筒状部位１ａの一端側の外周に設けられたフランジ部位１ｂを有している。一対の配管部材１は、フランジ部位１ｂの一端側の端面同士が当接するよう接続される。当接部材７は、フランジ部位１ｂの他端側の端面にそれぞれ当接する。そして、挟持部材９が一対の当接部材７を挟持すると、この当接部材７が配管部材１のフランジ部位１ｂを他方の配管部材１のフランジ部位１ｂに向けて押圧することになり、高い封止能力でもって配管部材１同士が接続されている。この配管部材１は、いわゆる多層構造のＦＲＰ管から構成されており、具体的には、筒状部位１ａを主として構成する内層としての管本体３と、管本体３の外周を囲繞するとともに主としてフランジ部位１ｂを構成する外層としての繊維強化樹脂製外層体５とを有している。

フランジ部位１ｂは、筒状部位１ａの外周において筒状部位１ａと一体に設けられた円筒状の形状を有する。このフランジ部位１ｂは、一端側の端面が筒状部位１ａの端面と面一に設けられている。フランジ部位１ｂの他端側の端面は、筒状部位１ａの外周から径外方向に立ち上がった環状の面を有し、この環状の面は一端側の端面と略平行に設けられている。ここで、フランジ部位１ｂの両面（上記一端側の端面及び上記環状の面）が略平行とは、完全に平行な状態のみならず、機械的誤差範囲や挟持部材の挟持による変形する範囲等も含まれる。このフランジ部位１ｂの両面のなす角度は、５°以内であることが好ましく、３°以内であることがより好ましく、１°以内であることがさらに好ましい。

フランジ部位１ｂの筒状部位１ａの軸方向に沿った長さ（以下、軸方向長さということがある）は特に限定されるものではないが、フランジ部位１ｂの端面（他方のフランジ部位１ｂとの当接面）と、フランジ部位１ｂ及び当接部材７の当接面とが、３ｃｍ以上１５ｃｍ以下であることが好ましい。これにより、フランジ部位１ｂに作用する当接部材７からの押圧力が適度に分散してフランジ部位１ｂの端面に均一に作用する封止力となる。つまり、フランジ部位１ｂの軸方向長さが上記下限値未満であると、フランジ部位１ｂに作用する当接部材７からの押圧力が十分に分散されずにフランジ部位１ｂの端面に作用する封止力にばらつきを生じ、このばらつきによってフランジ部位１ｂの変形等を招く可能性がある。一方、上記軸方向長さが上記上限値を超えると、フランジ部位１ｂが長くなり過ぎ、挟持部材９の挟持によってフランジ部位１ｂの端面に十分な封止力が得られない可能性がある。

また、筒状部位１ａから径外方向に立ち上がったフランジ部位１ｂの高さ（以下、突出高さということがある）は特に限定されるものではないが、５ｍｍ以上であることが好ましく、１５ｍｍ以上であることがより好ましく、２０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。また、このフランジ部位の突出高さは、９０ｍｍ以下であることが好ましく、７５ｍｍ以下であることがより好ましく、４０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。フランジ部位１ｂの突出高さが上記下限値未満であると、当接部材７からフランジ部位１ｂに的確に押圧力が作用し難くなるおそれがある。一方、フランジ部位１ｂの突出高さが上記上限値を超えると、当該配管部材の接続構造が大きくなり過ぎるおれそがある。

筒状部位１ａの外径及び内径も特に限定されるものではないが、管本体３のＳＤＲが１１以上４１以下の範囲内となるよう設けることが好ましい。ここで、ＳＤＲとは、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｒａｔｉｏの略語であり、以下の式によって算出される比である。
ＳＤＲ＝管の外径／最小肉厚

このＳＤＲの値が上記下限値未満であると、管本体３の肉厚が必要以上に厚くなり、流体の輸送効率が低下するおそれがある。一方、ＳＤＲの値が上記上限値を超えると、管本体３の肉厚が小さくなり過ぎ、保護層としての内層の機能が十分に発揮できないおそれが生じ、また外層の厚みを厚くする必要性が生ずるおそれがある。

管本体３は、熱可塑性樹脂製である。この熱可塑性樹脂としては種々のものを使用可能であるが、ポリオレフィンであることが好ましい。このポリオレフィンとしては、ポリエチレン、塩化ビニル等も使用可能であるが、ポリプロピレンを用いることが好ましい。ポリプロピレンを用いることで、耐熱性、耐衝撃性、耐クリープ性が向上する。ポリプロピレンは、ホモ、ランダム、ブロックタイプ等を用いることができるが、その中でもメルトフローレート（以下、ＭＦＲということがある）が０．２ｇ／分以上１０ｇ／分以下であることが好ましい。ＭＦＲが上記下限値未満であると、管の肉厚が偏って反りの発生や樹脂組成物のドローダウンを招くおそれがあり、またＭＦＲが上記上限値を超えると管本体３を流れる薬液に対する良好な耐ストレスクラック性が十分に得られないおそれがある。

外層としての繊維強化樹脂製外層体５は、フランジ部位１ｂ以外の部分における厚みを例えば３ｍｍとすることが可能であり、またフランジ部位１ｂにおける厚みを例えば２５ｍｍとすることが可能である。このフランジ部位１ｂ以外の外層の厚みは、管本体３の厚みに対して０．１倍以上２倍以下であることが好ましい。特に、管本体３のＳＤＲが１１の場合には、フランジ部位１ｂ以外の外層の厚みは、管本体３の厚みに対して０．１倍以上０．７５倍以上であることが好ましい。また、管本体３のＳＤＲが４１の場合には、フランジ部位１ｂ以外の外層の厚みは、管本体３の厚みに対して０．３倍以上４倍以下であることが好ましい。外層の上記厚みが上記下限値未満であると、強度が不足するおそれがあり、一方上記上限値を超えると、内径に対して外径が大きくなり過ぎ重量が増大し過ぎるおそれがある。

ここで、繊維強化樹脂は、種々のものを採用可能であり、例えば繊維としてはガラス繊維、カーボン繊維、バサルト繊維、シリコンカーバイト繊維、ボロン繊維などの無機繊維のほか、各種ステンレス繊維、アルミニウム繊維、チタン繊維、銅繊維などの金属繊維や、アルミド繊維、ポリケトン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ラミー繊維、竹繊維、ジュート繊維などの有機繊維などを用いることができる。

また、繊維強化樹脂に用いられる樹脂も、種々のものが採用可能であり、不飽和ポリエステル樹脂、エボキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、アリル樹脂、ポリ乳酸樹脂などの熱硬化性樹脂が好適に用いられるが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂も用いることも可能である。

さらに、繊維強化樹脂製外層体５の形成方法も特に限定されるものではなく、例えばハンドレイアップ成形、スプレーアップ成形、フィラメントワインディング成形、シートワインディング成形が好適に採用できるほか、引き抜き成形、プレス成形、真空成型、インフュージョン成形、レジントランスファー成形、オートクレープ成形、バキュームアシストレジントランスファー成形なども採用可能である。

また、繊維強化樹脂の繊維と樹脂との比率についても種々の比率とすることができるが、繊維強化樹脂全体に対する繊維の比率が２０容量％以上８０容量％以下とすることが好ましく、３０容量％以上７０容量％以下とすることがより好ましい。繊維の比率が上記下限値未満であると、繊維強化樹脂の十分な補強効果が得られないおそれがあり、一方上記上限値を超えると樹脂の量が不十分となり十分な接着効果が得られず、強度低下又は密着不良等の不具合が生ずるおそれがある。

当接部材７は、バッキングフランジからなり、筒状部位１ａに挿通される環状構造を有している。この当接部材７は、フランジ部位１ｂの他方側の端面に当接する当接部、及びフランジ部位１ｂの外径よりも径外方向に位置する径外部を備えている。この径外部は、筒状部位１ａの軸方向に沿って穿設された複数の貫通孔７ａを有している。この複数の貫通孔７ａは、筒状部位１ａの軸芯を中心として等角度間隔に配設されており、図示例では四つの貫通孔７ａが９０°間隔で配設されている。これにより、各貫通孔７ａの中心を結んで得られる仮想多角形状内に筒状部位１ａの軸心が含まれることになる。なお、図示例では貫通孔７ａが４つのものについて説明したが、貫通孔７ａの個数は適宜設計変更可能である。

この当接部材７の材質は種々のものを採用可能であり、例えばポリプロピレンなどの樹脂製、アルミニウムやステンレス（例えば二相ステンレス）などの金属製、樹脂と金属との積層体（例えば樹脂を被覆した金属板）など、種々のものを採用可能である。

挟持部材９は、当接部材７の貫通孔７ａに挿通される雄ネジ部材９ａ、及び雄ネジ部材９ａに螺着される雌ネジ部材９ｂを備える。ここで、雄ネジ部材９ａとしてはボルトが用いられ、雌ネジ部材９ｂとしてはナットが用いられる。ボルトは、雄ネジが形成された軸部と、軸部よりも径の大きい頭部とを有し、頭部が一方の当接部材７の一の面（図１では左側の当接部材７の左側の面）に当接する。ナットは、軸部の雄ネジに螺着され、他方の当接部材７の他の面（図１では右側の当接部材７の右側の面）に当接する。このボルトとナットとを螺合することで、一対の当接部材７が挟持されることになる。なお、ボルト及びナットは金属製（樹脂を被覆した金属を含む）であることが好ましい。

封止部材１１としては種々のものが採用可能であり、Ｏリング、ガスケット、Ｖリング、Ｘリング等を採用可能である。図示例では、Ｏリングを用いており、一対の配管部材１の一方の配管部材１のフランジ部位１ｂの端面に、Ｏリング収容用の周溝２が形成されている。なお、封止部材１１の材質は特に限定されるものではなく、例えばエチレンプロピレンジエンメチレンゴム、ニトリルブチルゴム、フッ素ゴム等を用いることができる。なお、周溝２には、Ｏリングのはみ出しを防止するためにバックアップリングを介在させることも可能である。

当該配管部材の接続構造は、上記構成からなるため、ボルトとナットとを螺着すると、一対の当接部材７が挟持され、この当接部材７が配管部材１のフランジ部位１ｂを他方の配管部材１のフランジ部位１ｂに向けて押圧する。そして、このフランジ部位１ｂへの押圧によって周溝２内の封止部材１１が圧接される。このため、高い封止能力でもって配管部材１同士が接続される。特に、等角度間隔に配設されるボルトとナットとによって環状の当接部位を押圧して、フランジ部位１ｂを押圧することになるので、フランジ部位１ｂを周方向でバランス良く押圧することができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態の配管部材の接続構造を図２を参照しつつ説明する。なお、第二実施形態において、第一実施形態と同様の構成を有するものについては同一符号を用い、その説明を省略することがある。

第二実施形態の配管部材１は、管本体３及び繊維強化樹脂製外層体５を備えるとともに、管本体３の一端側に接合されるフランジアダプター１３をさらに備えている。このフランジアダプター１３は、管本体３の一方側の端面と対向する筒状部位１ａ、及びこの筒状部位１ａの一端側の外周に設けられる鍔状部位を備えている。

フランジアダプター１３の筒状部位１ａは、その内径及び外径が管本体３の内径及び外径と同一径であり、その内面及び外面が管本体３の内面及び外面と面一に設けられている。また、フランジアダプター１３は、筒状部位１ａの一端側の内周から軸心方向に延設された円筒状の延設部が設けられており、一対の延設部同士は接続状態において互いに当接している。

フランジアダプター１３の筒状部位１ａの端面は、管本体３の端面と熱融着されている。繊維強化樹脂製外層体５は、フランジアダプター１３の筒状部位１ａ及び鍔状部位の外周にも配設されている。

一方のフランジアダプター１３の鍔状部位の端面には、封止部材１１を収容するための周溝１４が形成され、この周溝１４に封止部材１１が収容されている。

フランジアダプター１３の材質は特に限定されるものではなく、金属等とすることも可能であるが、熱可塑性樹脂とすることが好ましい。この熱可塑性樹脂の具体例としては、管本体３と同一のものが挙げられる。

上記構成からなる第二実施形態の配管部材の接続構造は、ボルト９ａとナット９ｂとの螺合によって、フランジアダプター１３が他のフランジアダプター１３に押圧されることになり、このフランジアダプター１３によって所望の封止能力を発揮させることができる。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態の配管部材の接続構造を図３を参照しつつ説明する。なお、第三実施形態において、第一実施形態又は第二実施形態と同様の構成を有するものについては同一符号を用い、その説明を省略することがある。

第三実施形態の配管部材の接続構造は、一対の配管部材１のフランジ部位１ｂに挟持される金属製の環状部材１５をさらに備えている。この環状部材１５の両側の端面は、一対のフランジ部位１ｂの端面にそれぞれ当接している。この環状部材１５には、各フランジ部位１ｂとの当接面（端面）に周溝１６が形成されており、この周溝１６に封止部材１１が収容されている。

環状部材１５は、配管部材１のフランジ部位１ｂと当接する当接部、及びこの当接部よりも径外方向に位置する径外部を備えている。径外部は、筒状部位１ａの軸方向に沿って穿設された貫通孔１５ａを有している。この貫通孔１５ａには、ボルト９ａの軸部が挿通されている。なお、環状部材１５は、例えば流体との接触面を樹脂で被覆する等、樹脂を被覆した金属からなるものを採用可能である。

上記構成からなる第三実施形態の配管部材の接続構造は、ボルト９ａとナット９ｂとの螺合によって、環状部材１５とフランジ部位１ｂとの当接によって一対の配管部材１を高い封止能力で接続することができる。特に、封止部材１１を配設するための周溝１６が形成された環状部材１５を用いるので、配管部材１の端面に周溝を形成する必要がなく、配管部材１の製造がより簡易となる。さらに、この環状部材１５は金属製であるため、配管部材１の接続部分の剛性をより高めることもできる。

また、環状部材１５が、フランジ部位の径外部が、筒状部位１ａの軸方向に沿って穿設された貫通孔１５ａを有し、この貫通孔１５ａに挟持部材９のボルト９ａが挿通されるので、配管部材１の接続作業に際して、挟持部材９のボルト９ａを環状部材の貫通孔１５ａに挿通することによって環状部材１５の位置決めができるため、配管部材１の接続作業を容易且つ確実に行うことができる。

＜その他の実施形態＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内において適宜設計変更可能である。また、第二実施形態のフランジアダプター１３を有する配管部材１の間に、第三実施形態の環状部材１５を配設することも可能である。

本発明の配管部材の接続構造について、以下、実施例をもとに説明する。なお、以下説明する実施例は本発明の権利範囲を限定するものではない。

（実施例１）
実施例１の配管部材の接続構造は、図１に示すような構造を有する。この管本体３としては、外径が９０ｍｍ、ＳＤＲが１１、全長が６００ｍｍのポリプロピレン製のものを用いた。この繊維強化樹脂製外層体５として、筒状部位１ａの厚みが２．５ｍｍ、フランジ部位１ｂの厚みが２５ｍｍ、軸方向長さが１００ｍｍで、ガラス繊維と不飽和ポリエステルとを含む繊維強化樹脂からなるものを用いた。この配管部材１の筒状部位１ａに、内径が筒状部位１ａの外径よりも大きくフランジ部位１ｂの外径よりも小さいバッキングフランジ７を挿入着した。この配管部材１を一対用意し、一方の配管部材１に周溝２を形成し、この周溝２にＯリングを収容して、一対の配管部材１を接続した。

（実施例２）
実施例２の配管部材の接続構造は、図２に示すような構造を有する。この管本体３としては、外径が９０ｍｍ、ＳＤＲが１１、軸方向長さが６００ｍｍのポリプロピレン製のものを用いた。フランジアダプター１３として、鍔状部位の外径が１２０ｍｍ、延設部の内径が７５ｍｍ、軸方向長さが５０ｍｍの熱可塑性樹脂製のものを用いた。繊維強化樹脂製外層体５として、筒状部位１ａの厚みが２．５ｍｍ、フランジ部位１ｂの厚みが２５ｍｍで、ガラス繊維と不飽和ポリエステルとを含む繊維強化樹脂からなるものを用いた。この配管部材１の筒状部位１ａに、内径が筒状部位１ａの外径よりも大きくフランジ部位１ｂの外径よりも小さいバッキングフランジ７を挿入着した。この配管部材１を一対用意し、一方の配管部材１に周溝１４を形成し、この周溝１４にＯリングを収容して、一対の配管部材１を接続した。

（実施例３）
実施例３の配管部材の接続構造は、図３に示すような構造を有する。この管本体３、繊維強化樹脂製外層体５、バッキングフランジ７等の構成については、実施例１と同様である。ただし、実施例３の配管部材１には周溝２を形成せずに、金属製の環状部材１５に周溝１６を形成した。環状部材１５は、周方向長さ２０ｍｍのものを用いた。

（比較例１〜３）
比較例１〜３において、実施例１の管本体と同一のものを用いた。

比較例１では、実施例２と同様に管本体の端面にフランジアダプターを熱融着した。そして、従来技術のようにフランジ部位に貫通孔を形成しておき、フランジアダプターを有する一対の配管部材の間にパッキンを介在させて、フランジ部位の貫通孔にボルトを装着し、ナットを螺着した。

比較例２は、一方の配管部材に周溝を形成し、バッキンに代えてＯリングを用いた以外、比較例と同内容である。

比較例３は、管本体の端面にソケットフランジを熱融着して内層を構成し、管本体及びソケットフランジに繊維強化樹脂層を積層した。そして、このソケットフランジ部分に貫通孔を形成しておき、一対の配管部材の間（一方の配管部材の周溝）にＯリングを配設して、一対の配管部材を接続した。

（評価）
各実施例及び各比較例について破壊水圧試験を行った。その測定方法は、配管部材の両端を金属製の板フランジで封止し、内部に空気が残らないよう水で満たし、２３℃±１℃の雰囲気下でプランジャーポンプによって内部水圧を加圧することによって測定した。

この試験の結果、各実施例の配管部材の接続構造は１８ＭＰａの水圧まで加圧したが、破壊されなかった。一方、比較例１では３ＭＰａで配管部材の接続部分から水が抜け出し、比較例２では７Ｍｐａで配管部材が破壊された。また、比較例３では９ＭＰａでＯリングが圧力に耐えられずに抜け出した。以上のように、各実施例の配管部材の接続構造は、各比較例のものに比して高い耐圧性が得られることが判明した。

以上説明したように、本発明の配管部材の接続構造及び接続具付き配管部材は、高い封止能力で配管部材を接続できるので、薬品プラント、半導体製造装置、バイオ関連などの化学分野、上下水道、農業用水、食品分野、水産業など、流体輸送に関して幅広く使用することができる。

１ 配管部材
１ａ 筒状部位
１ｂ フランジ部位
２ 周溝
３ 管本体
５ 繊維強化樹脂製外層体
７ 当接部材
７ａ 貫通孔
９ 挟持部材
９ａ 雄ネジ部材
１１ 封止部材
１３ フランジアダプター
１４ 周溝
１５ 環状部材
１５ａ 貫通孔
１６ 周溝

Claims (9)

1. 一対の樹脂製の配管部材の接続構造であって、
   流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有し、フランジ部位の一端側の端面同士が当接する一対の上記配管部材と、
   上記筒状部位が挿入される中心孔部、上記フランジ部位の他端側の端面に当接する当接部、及び上記フランジ部位よりも径外方向に位置する径外部を有する一対の環状の当接部材と、
   一対の上記当接部材間の距離を狭めるべく一対の当接部材の径外部を挟持可能な挟持部材と
   を備え、
   上記フランジ部位の端面同士の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行である
   ことを特徴とする配管部材の接続構造。
2. 一対の樹脂製の配管部材の接続構造であって、
   流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有し、フランジ部位の一端側の端面同士が対向する一対の上記配管部材と、
   一対の上記フランジ部位の端面に両面が当接する金属製の環状部材と、
   上記筒状部位が挿入される中心孔部、上記フランジ部位の他端側の端面に当接する当接部、及び上記フランジ部位よりも径外方向に位置する径外部を有する一対の環状の当接部材と、
   一対の上記当接部材間の距離を狭めるべく一対の当接部材の径外部を挟持可能な挟持部材と
   を備え、
   上記フランジ部位及び環状部材の当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行である
   ことを特徴とする配管部材の接続構造。
3. 上記フランジ部位の端面である当接面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが、３cｍ以上１５ｃｍ以下である
   請求項１又は請求項２に記載の配管部材の接続構造。
4. 上記径外部が、筒状部位の軸方向に沿って穿設された三つ以上の貫通孔を有し、
   上記貫通孔が、各貫通孔の中心を結んで得られる仮想多角形状内に筒状部位の軸心が含まれるよう配設されており、
   上記挟持部材が、
   上記貫通孔に挿通される雄ネジ部材、及び
   上記雄ネジ部材に螺着され、上記径外部の他方側の端面に当接する雌ネジ部材
   を備える
   請求項１、請求項２又は請求項３に記載の配管部材の接続構造。
5. 上記配管部材が、
   上記筒状部位を主として構成する管本体、
   上記管本体の外周を囲繞するとともに主としてフランジ部位を構成する繊維強化樹脂製外層体、及び
   この管本体の一端側に接合されるフランジアダプター
   を備え、
   上記フランジアダプターが、
   上記管本体の一方側の端面と対向する筒状部位、及び
   この筒状部位の一端側の外周に設けられ、他方の配管部材のフランジ部位に対向する鍔状部位
   を備える
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配管部材の接続構造。
6. 上記配管部材が、
   熱可塑性樹脂製の内層、及び
   繊維強化樹脂製の外層
   を備える
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の配管部材の接続構造。
7. 上記内層が、主成分としてポリオレフィンを含む請求項６に記載の配管部材の接続構造。
8. 上記ポリオレフィンがポリプロピレンである請求項７に記載の配管部材の接続構造。
9. 流体を流通可能な筒状部位及び筒状部位の一端側の外周に設けられたフランジ部位を有する配管部材と、
   上記筒状部位に挿通され、フランジ部位の他端側の端面に当接可能な環状の当接部材と
   を備え、
   上記フランジ部位の一端側の端面と、上記フランジ部位及び当接部材の当接面とが略平行である接続具付き配管部材。
   
   

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