JP2004363033A - 接続装置及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業の手間を省くと共に、自動化を容易にする。
【解決手段】接続対象の複数の口部２にそれぞれ着脱可能でかつこれら口部２間を連通させる管路を形成する接続装置１であって、管路を形成するとともにその長手方向に伸縮可能な伸縮管６と、伸縮管６の両端に設けられ口部２のそれぞれに当接させる複数の接続口５と、接続口５のそれぞれを長手方向に移動させかつ口部２に押し付ける伸縮手段とを有し、口部２および接続口５のうち、いずれか一方はテーパ面２ｂを備えるとともに、他方にはテーパ面２ｂに当接して気密するためのシール材５ｃを備える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、接続装置及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、加速器等に使用されるビームダクトは、真空ダクト同士を繋ぎ合わせることで構成されている。真空ダクトの接合面同士の間にはシール材が介在しており、このシール材により内部の気密性が保たれるようになっている。従来、各真空ダクトの間にシール材を介在させて真空ダクト同士を接続するための構造としては、図７に示すものが提案されている。
【０００３】
すなわち、図７において、筒状の真空ダクト５２は、真空ダクト５２と軸を同じくする環状のフランジ５２ａが端部に形成されたものであり、このフランジ５２ａは、端面５２ｂと反対側の面５２ｃがテーパ状に形成されたものである。これら真空ダクト５２同士を接続するには、それぞれのフランジ５２ａを対向させ、両フランジ５２ａに複数のクランプ５１を被せ、ボルトを用いて各クランプ５１を真空ダクト５２の半径方向に締め付ける（例えば、特許文献１参照。）。また、これらの作業は、加速器の使用される環境が放射化されているため、遠隔操作にて行われることが多い。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−６６３００号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の接続装置においては、両フランジ５２ａの位置合わせ、クランプ５１の取付けといった多くの作業工程を必要とするので、これらの作業を自動化する際に、装置が大掛りとなるという問題があった。また、クランプ５１による締付けでは、真空ダクト５２の半径方向の締付け力を突き合せ方向の力に変換するので、締付け力が真空ダクト５２間をシールするための力として有効に利用されておらず、締付けに大きな力を要するという問題があった。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、真空ダクトの正確な位置合わせ、クランプの取付け作業の作業工程を省き、小型することを可能とする接続装置及び処理装置を提供することにある。また、小さな力で真空ダクト間をシールすることを可能とする接続装置及び処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、接続対象の複数の口部にそれぞれ着脱可能でかつこれら口部間を連通させる管路を形成する接続装置であって、前記管路を形成するとともにその長手方向に伸縮可能な伸縮管と、該伸縮管の両端に設けられ前記口部のそれぞれに当接させる複数の接続口と、該接続口のそれぞれを前記長手方向に移動させかつ前記口部に押し付ける伸縮手段と、を有し、前記口部および前記接続口のうち、いずれか一方はテーパ面を備えるとともに、他方には前記テーパ面に当接して気密するためのシール材を備えることを特徴とする。
この発明に係る接続装置によれば、伸縮手段により接続口を移動させると、伸縮管が伸びて接続口が口部に押し付けられる。この際、接続口及び口部のうちいずれか一方にテーパ面が形成されているので、接続口のシール面と口部のシール面が多少ずれていたとしても、シール材がテーパ面（シール面）に沿って嵌り込む。その結果、接続口のシール面と口部のシール面とが合わされて、接続口と口部との間がシールされる。この際、伸縮手段が突合せ方向に伸びるので、口部の半径方向の締付け力を突合せ方向に変換するクランプと比べて、伸縮手段の伸びる力が効率よく接続口と口部との間のシールに利用される。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の接続装置において、前記伸縮手段として、前記伸縮管の長手方向と直交する方向に配置されたボルトの回転操作により前記接続口を該ボルト位置に対して接近・離脱させるようなリンク機構が用いられることを特徴とする。
この発明に係る接続装置によれば、ボルトを回転させると、リンク機構の働きによりボルトの回転運動が並進運動に変換され、接続口が口部に押し付けられる。この際、ボルトを回転させるだけで接続口が口部に押し付けられて接続口と口部との間がシールされるので、クランプによる接続と比べてシール面の位置合わせ、クランプの締付けといった多くの作業工程を必要としない。
【０００９】
請求項３に係る発明は、接続対象の口部に着脱可能でかつ該口部へ連通する管路を形成する接続部を有する処理装置であって、前記接続部は、前記管路を形成するとともにその長手方向に伸縮可能な伸縮管と、該伸縮管の端部に設けられ前記口部に当接させる接続口と、該接続口を前記長手方向に移動させかつ前記口部に押し付ける伸縮手段と、を有し、前記口部および前記接続口のうち、いずれか一方はテーパ面を備えるとともに、他方には前記テーパ面に当接して気密するためのシール材を備えることを特徴とする。
この発明に係る処理装置によれば、伸縮手段により接続口を移動させると、伸縮管が伸びて接続口が口部に押し付けられる。この際、接続口及び口部のうちいずれか一方にテーパ面が形成されているので、接続口のシール面と口部のシール面が多少ずれていたとしても、シール材がテーパ面（シール面）に沿って嵌り込む。その結果、接続口のシール面と口部のシール面とが合わされて、接続口と口部との間がシールされる。この際、伸縮手段が突合せ方向に伸びるので、口部の半径方向の締付け力を突合せ方向に変換するクランプと比べて、伸縮手段の伸びる力が効率よく接続口と口部との間のシールに利用される。
【００１０】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の処理装置において、前記伸縮手段として、前記伸縮管の長手方向と直交する方向に配置されたボルトの回転操作により前記接続口を該ボルト位置に対して接近・離脱させるようなリンク機構が用いられることを特徴とする。
この発明に係る処理装置によれば、ボルトを回転させると、リンク機構の働きによりボルトの回転運動が並進運動に変換され、接続口が口部に押し付けられる。この際、ボルトを回転させるだけで接続口が口部に押し付けられて接続口と口部との間がシールされるので、クランプによる接続と比べてシール面の位置合わせ、クランプの締付けといった多くの作業工程を必要としない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態を示す図である。
図１において、接続装置１は、対向する真空ダクト（口部）２の間に配置されている。
【００１２】
接続装置１は、内周面４ａ（図２参照）が円状に形成されると共に外周面４ｂ（図２参照）が略正方形状に形成された基部４と、基部４を挟んでその両側に対向して設けられる円筒状の接続口５と、真空ダクト２と接続したときに管路を形成するとともに管路の長手方向に伸縮可能なベローズ（伸縮管）６とを備えている。基部４と接続口５とベローズ６とは、それぞれの中心軸線がほぼ一致するように配置されている。接続装置１は、伸縮手段２０を有しており、伸縮手段２０は、基部４と接続口５とボルト８（後述）と支持棒１０ｂ、１０ｄ（後述）とから構成されている。なお、この伸縮手段２０は、図１の紙面の反対側にも設けられている。
【００１３】
基部４の外周面４ｂ（図２参照）には、固定部材７が取り付けられており、この固定部材７には、ボルト８が保持されている。固定部材７は、図３に示すように、断面Ｌ字状の板状の部材７ａがＴ字状に組み合わされ、ボルト・ナットによって一体となったものであり、Ｌ字状に形成された部材７ａのうち、互いに張り合わされていない取付部７ｂにおいて基部４に固定されている。互いに張り合わされた接合部７ｃには、軸受部７ｄが形成されており、この軸受部７ｄは、後述するボルト８の軸部８ｃをその軸線の回りに対して回転可能に支持するものである。
【００１４】
図１に戻って、ボルト８には、頭部８ａと雄ネジ部８ｂと、軸部８ｃと、雄ネジ部８ｄとが設けられている。頭部８ａは、ボルト８を回転させるための取っ手であり、頭部８ａには、ボルト８を回転させる駆動装置３が設けられている。雄ネジ部８ｂ、８ｄのネジ山の頂点における径は、軸部８ｃにおける径及び固定部材７の軸受部７ｄの径より大きく形成されている。つまり、軸部８ｃを軸受部７ｄ内に収容したときに、ボルト８の回転を許容すると共に、ボルト８の軸線方向への移動を阻止するように形成されている。雄ネジ部８ｂと雄ネジ部８ｄとは、ボルト８を回転させたときに互いに反対方向へ向けて進むようにネジ溝が形成されている。
【００１５】
雄ネジ部８ｂ、８ｄには、ナット９ｂ、９ｄが取り付けられており、ナット９ｂ、９ｄには、支持棒１０ｂ、１０ｄが取り付けられている。ナット９ｂ、９ｄには、雄ネジ部８ｂ、８ｄと相互に螺合する雌ネジ部１１ｂ、１１ｄが設けられており、支持棒１０ｂ、１０ｄは、ナット９に対して回転可能となっている。また、支持棒１０ｂ、１０ｄは、後述する接続口５の取付部５ｄにも回転可能に取り付けられている。ここで、支持棒１０ｂ、１０ｄは、剛性部材からなるものである。
【００１６】
接続口５には、その端面５ａ付近の外周部に小径部５ｂが形成されており、小径部５ｂには、例えばＯリングからなるシール材５ｃが設けられている。また、基部４側の接続口５の外周部には、前述した支持棒１０ｂ、１０ｄを取り付けるための取付部５ｄが設けられている。
【００１７】
真空ダクト２は、筒状に形成されたものであって、端面２ａ付近の内周面は、端面側２ａから奥側へ向かうに従い次第に径を縮小する形のテーパ面２ｂとして形成されている。このテーパ面２ｂの端面２ａにおける径は、接続口５に設けられたシール材５ｃの最外周の径より大きく形成されており、奥側における径は、シール材５ｃの最外周の径より小さく形成されている。
【００１８】
次に、上記の構成からなる接続装置１の動作について説明する。
まず、真空ダクト２が対向している状態で接続装置１を真空ダクト２の間に配置する。この際、接続装置１は、接続口５のそれぞれが各真空ダクト２と対向するように配置する。この状態において、駆動装置３を起動するとボルト８が回転する。ボルト８が回転すると、ボルト８の回転運動がナット９ｂ、９ｄの並進運動に変換される。ここでの並進方向は、ボルト８の軸線方向であり、ボルト８が回転することによってナット９ｂ、９ｄは互いに接近する。（ナット９ｂ、９ｄが接近する方向にボルト８を回転させた場合。）
【００１９】
ナット９ｂ、９ｄが軸部８ｃへ向かって移動すると、接続口５は基部４から離れる方向へ向かって移動する。つまり、接続装置１が全体的に伸びる。これは、基部４と接続口５とが支持棒１０ｂ、１０ｄを介してリンクしているからであり、支持棒１０ｂ、１０ｄの接続口５側の端部が支持棒１０ｂ、１０ｄのナット９ｂ、９ｄ側の端部に対してナット９ｂ、９ｄの移動方向側に位置しているからである。
【００２０】
接続装置１が全体的に伸びると、真空ダクト２と接続装置１との隙間が埋まり、やがて接続口５に設けられたシール材５ｃが真空ダクト２のテーパ面２ｂに接する。この状態でさらにボルト８を回転させると、接続口５のシール材５ｃと口部２のテーパ面２ｂが多少ずれていたとしても、シール材５ｃがテーパ面２ｂに沿って嵌り込む。その結果、接続口５のシール材５ｃと口部２のテーパ面２ｂとが合わされて、接続口５と口部２との間がシールされる。この際、一方の接続口５と他方の接続口５とがそれぞれ対向する真空ダクト２、２から力を受け、その力の差に応じて接続装置１の位置が調整され、両接続口５、５がほぼ均一な力で真空ダクト２、２を押し付ける。また、伸縮手段２０が突合せ方向に伸びるので、口部２の半径方向の締付け力を突き合せ方向に変換するクランプと比べて、伸縮手段２０の伸びる力が効率よく接続口５と口部２との間のシールに利用される。
【００２１】
このようにして駆動装置３によりボルト８を回転させ、所定の密閉度が得られた時点でボルト８の回転を停止させると、接続装置１の真空ダクト２への取付けが完了する。接続装置１を真空ダクト２から取り外すには、ボルト８を反対方向に回転させればよい。ボルト８を反対方向に回転させると、接続装置１が全体的に縮み、接続口５が真空ダクト２から離間して接続装置１が真空ダクト２から取り外される。なお、ボルト８の回転に駆動装置３を用いることなく、作業者による手作業によっても行うことができる。
【００２２】
上記の構成によれば、接続口５を真空ダクト２に接続する際、伸縮手段２０により接続口５を移動させると、ベローズ６が伸びて接続口５が口部２に押し付けられる。この際、口部２にテーパ面２ｂが形成されているので、接続口５のシール材５ｃと口部２のテーパ面２ｂが多少ずれていたとしても、シール材５ｃがテーパ面２ｂに沿って嵌り込む。その結果、接続口５のシール材５ｃと口部２のテーパ面２ｂとが合わされて、接続口５と口部２との間がシールされる。この際、伸縮手段２０が突合せ方向に伸びるので、口部２の半径方向の締付け力を突合せ方向に変換するクランプと比べて、伸縮手段２０の伸びる力が効率よく接続口５と口部２との間のシールに利用される。したがって、小さな力で接続口５と口部２との間をシールすることができる。また、テーパ面２ｂが接続口５に、シール材５ｃが口部２に形成されても同様である。
【００２３】
また、ボルト８を回転させると、リンク機構の働きによりボルト８の回転運動が並進運動に変換され、接続口５が口部２に押し付けられる。この際、ボルト８を回転させるだけで接続口５が口部２に押し付けられて接続口５と口部２との間がシールされるので、クランプによる接続と比べてシール面の位置合わせ、クランプの締付けといった多くの作業工程を必要としない。したがって、これらの作業を自動化する際、装置を小型化することができるとともに容易に自動化することができる。
【００２４】
なお、上記の実施の形態では、接続装置１が真空ダクト２を２つ接続して管路を形成するよう構成されていたが、図４に示すように、３つ或いはそれ以上の真空ダクト２を環状に配置し、これら真空ダクト２の端面２ａの間に接続装置４１を配置してよい。図４は、接続装置４１を上方から見た模式図である。図４において、基部４４は図１における基部４に対応している。この場合、接続装置４１は、真空ダクト２の数に合わせて接続口５とベローズ６とボルト８と支持棒１０ｂ、１０ｄとを備えるのが好ましい。このような構成によれば、３つ或いはそれ以上の真空ダクト２を接続して管路を形成することができる。
【００２５】
また、図１に示すものでは、ボルト８を回転させるための頭部８ａは、図１の手前側と奥側とにそれぞれ位置する２つのボルト８にそれぞれ取り付けられていたが、図５に示すように、図１における各ボルト８の頭部８ａをはすば歯車８ｅとして構成し、両はすば歯車８ｅを同時に回転させるように１つの頭部８ｈを設ける構成としてもよい。図５では、各ボルト８のはすば歯車８ｅに、両端にはすば歯車８ｆを持った連結棒１８が接続され、各連結棒１８には、はすば歯車８ｆに噛み合うはすば歯車８ｇをもった頭部８ｈが設けられている。この場合、両ボルト８の雄ネジ部８ｂ、８ｄのネジ溝は、それぞれ反対側に切ってある。この構成においては、１つの頭部８ｈを回転させると２つのボルト８が同時に回転する。したがって、接続口５を口部２に押し付ける際の調整が容易となる。
【００２６】
なお、上記の実施の形態は全てボルト８を回転させることにより伸縮手段が伸び縮みし、接続口５が口部２に押し付けられる構成となっていたが、この伸縮手段は、突合わせ方向に伸縮する油圧シリンダで構成してもよい。
【００２７】
次に、本発明に係る処理装置の実施の形態では、図６に示す処理装置６１のように、図１に示す接続装置１とほぼ同様の構成を持つ接続部３１を備えている。なお、同一の機能を有する部材は同一の符号を付し、その説明を省略している。この処理装置６１においても、上記の接続装置１と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１又は３に係る発明によれば、伸縮手段により接続口を移動させると、伸縮管が伸びて接続口が口部に押し付けられる。この際、接続口及び口部のうちいずれか一方にテーパ面が形成されているので、接続口のシール面と口部のシール面が多少ずれていたとしても、シール材がテーパ面（シール面）に沿って嵌り込む。その結果、接続口のシール面と口部のシール面とが合わされて、接続口と口部との間がシールされる。この際、伸縮手段が突合せ方向に伸びるので、口部の半径方向の締付け力を突合せ方向に変換するクランプと比べて、伸縮手段の伸びる力が効率よく接続口と口部との間のシールに利用される。したがって、小さな力で接続口と口部との間をシールすることができる。
また、請求項２又は４に係る発明によれば、ボルトを回転させると、リンク機構の働きによりボルトの回転運動が並進運動に変換され、接続口が口部に押し付けられる。この際、ボルトを回転させるだけで接続口が口部に押し付けられて接続口と口部との間がシールされるので、クランプによる接続と比べてシール面の位置合わせ、クランプの締付けといった多くの作業工程を必要としない。したがって、これらの作業を自動化する際、装置を小型化することができるとともに容易に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る接続装置を示す正面半断面図である。
【図２】この発明の一実施形態に係る接続装置の基部を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線視断面図であって、固定部を示す図である。
【図４】この発明の他の実施形態に係る接続装置を示す模式図である。
【図５】この発明の他の実施形態に係る接続装置のボルトを示す模式図である。
【図６】この発明の一実施形態に係る処理装置を示す正面半断面図である。
【図７】従来の接続装置を示す正面断面図である。
【符号の説明】
１ 接続装置
２ｂ テーパ面
２ 口部
５ｃ シール材
５ 接続口
６ ベローズ（伸縮管）
８ ボルト
６１ 処理装置

Claims (4)

1. 接続対象の複数の口部にそれぞれ着脱可能でかつこれら口部間を連通させる管路を形成する接続装置であって、
   前記管路を形成するとともにその長手方向に伸縮可能な伸縮管と、該伸縮管の両端に設けられ前記口部のそれぞれに当接させる複数の接続口と、該接続口のそれぞれを前記長手方向に移動させかつ前記口部に押し付ける伸縮手段と、を有し、
   前記口部および前記接続口のうち、いずれか一方はテーパ面を備えるとともに、他方には前記テーパ面に当接して気密するためのシール材を備えることを特徴とする接続装置。
2. 請求項１記載の接続装置において、
   前記伸縮手段として、前記伸縮管の長手方向と直交する方向に配置されたボルトの回転操作により前記接続口を該ボルト位置に対して接近・離脱させるようなリンク機構が用いられることを特徴とする接続装置。
3. 接続対象の口部に着脱可能でかつ該口部へ連通する管路を形成する接続部を有する処理装置であって、
   前記接続部は、前記管路を形成するとともにその長手方向に伸縮可能な伸縮管と、該伸縮管の端部に設けられ前記口部に当接させる接続口と、該接続口を前記長手方向に移動させかつ前記口部に押し付ける伸縮手段と、を有し、
   前記口部および前記接続口のうち、いずれか一方はテーパ面を備えるとともに、他方には前記テーパ面に当接して気密するためのシール材を備えることを特徴とする処理装置。
4. 請求項３記載の処理装置において、
   前記伸縮手段として、前記伸縮管の長手方向と直交する方向に配置されたボルトの回転操作により前記接続口を該ボルト位置に対して接近・離脱させるようなリンク機構が用いられることを特徴とする処理装置。

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