JP2006064081A - 流体機器どうしの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 液溜りなく高純度化でき、しかも流体機器どうしをより接近させて直接接続でき、その接続に要する管路長さの短縮化を図り、配管系統のコンパクト化や圧力損失の軽減を図る。
【解決手段】 第１流体機器１の合成樹脂製の第１流体給排口部１ｂと、第２流体機器２の合成樹脂製の第２流体給排口部２ａとを直接に連通接続する流体機器どうしの接続構造である。第１流体給排口部１ｂ及び第２流体給排口部２ａがそれぞれの端面に管状流体通路４を開口するとともに第１シール端部ｔ１及び第２シール端部ｔ２を備える。シール端部のいずれかの一方は環状溝６により構成され、もう一方は環状突起８により構成される。第１流体機器１と第２流体機器２にわたって引寄せ手段Ｍを備え、環状溝６と環状突起８とを互いに嵌め合わせて嵌合シール部３を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、流体機器どうしの接続構造に係り、詳しくは、半導体製造や医療・医薬品製造、食品加工、化学工業等の各種技術分野の製造工程で取り扱われる高純度液や超純水の配管系等において用いられるポンプ、バルブ等各種の流体機器どうしを直接に連通接続させるための接続構造に関するものである。

従来、ポンプとバルブといった流体機器どうしを液体の行き来が自在となる連通状態で接続させるには、チューブ（配管）と管継手とを用いるのが一般的であった。即ち、流体機器における流体給排口部に、ユニオンナットやインナーリング等から成る管継手部を構成しておき、流体機器の管継手部どうしを可撓性のチューブを用いて連通接続させている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平０４−２４８０９５号公報

しかしながら、このような流体機器一体型の管継手とチューブとを用いる接続構造では、チューブと管継手部間に僅かな隙間が生じやすく、この隙間に浸入した液は抜け出にくくて液溜りとなり、液の高純度化を阻害している。また、チューブを介してでなければ流体機器どうしを接続できないので、配管接続に要するスペースが大きくなってコンパクト化を阻害し易いものであった。またそれに伴って流路が長くなるので、流体の圧力損失の点でも不利であった。
このような実情に鑑みることにより、本発明の目的は、流体の配管系統における流体機器どうしの接続構造を見直すことにより、液溜りなく高純度化でき、しかも流体機器どうしをより接近させて直接接続でき、その接続に要する管路長さの短縮化を図れ、配管系統のコンパクト化や圧力損失の軽減を図れる流体機器どうしの接続構造を提供することにある。

請求項１に係る発明は、合成樹脂製の第１流体給排口部（１ｂ）を備えた第１流体機器（１）の前記第１流体給排口部と、合成樹脂製の第２流体給排口部（２ａ）を備えた第２流体機器（２）の前記第２流体給排口部とを連通接続する流体機器どうしの接続構造であって、
第１流体給排口部（１ｂ）及び第２流体給排口部（２ａ）がそれぞれの端面に互いに正対して連通する管状流体通路（４）を開口するとともに、互いに正対して嵌合する第１シール端部（ｔ１）及び第２シール端部（ｔ２）を備え、第１シール端部（ｔ１）又は第２シール端部（ｔ２）のいずれかの一方は、前記第１流体給排口部又は第２流体給排口部の端面に開口する前記管状流体通路（４）の外径側部分に形成された環状溝（６）により構成され、もう一方は、前記第２流体給排口部又は第１流体給排口部の端面に開口する前記管状流体通路（４）の外径側部分に、前記環状溝（６）に嵌合するよう突出形成された環状突起（８）により構成されており、第１流体機器（１）と第２流体機器（２）にわたって、前記環状溝（６）と環状突起（８）とが互いに嵌め合わされて嵌合シール部（３）を形成するよう第１流体給排口部（１ｂ）と第２流体給排口部（２ａ）を互いに引寄せるとともに、この引寄せ状態を維持する引寄せ手段（Ｍ）を備えていることに特徴を有するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の流体機器どうしの接続構造において、前記環状溝（６）により構成される前記第１シール端部（ｔ１）又は第２シール端部（ｔ２）には、前記環状溝（６）の内径部と前記管状流体通路（４）との間に環状の第１接合端部（５）を形成し、この第１接合端部の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面（５ａ）が形成され、前記環状突起（８）により構成される前記第２シール端部（ｔ２）又は第１シール端部（ｔ１）には、前記環状突起（８）と前記管状流体通路（４）との間に環状の第２接合端部（７）を形成し、この第２接合端部の先端外周面に、前記テーパ内周面（５ａ）に当接するテーパ外周面（７ａ）が先窄まりテーパ状に形成され、前記引寄せ手段（Ｍ）により前記第１流体給排口部（１ｂ）と第２流体給排口部（２ａ）を互いに引寄せることにより前記テーパ内周面（５ａ）と前記テーパ外周面（７ａ）とが圧接されるようにしてあることに特徴を有するものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の流体機器どうしの接続構造において、前記引寄せ手段（Ｍ）が、前記第１流体給排口部（１ｂ）又は第２流体給排口部（２ａ）のいずれか一方の外周部に形成された雄ネジ部（１ｎ）に螺合自在な雌ネジ部（２３）を備えた筒状ナット（２２）と、他方の第２流体給排口部（２ａ）又は第１流体給排口部（１ｂ）の端部に形成された外向きフランジ（２ｆ）に第１，２流体給排口部（１ｂ），（２ａ）の軸心方向（Ｐ）で干渉するよう第２流体給排口部（２ａ）又は第１流体給排口部（１ｂ）の端部に外嵌された半割りリング（２５）とから成り、前記筒状ナット（２２）の一端部には、前記外向きフランジ（２ｆ）の通過は許容し、かつ、前記割型リング（２５）とは前記軸心方向（Ｐ）で干渉する開口部（２４ａ）を有する内向きフランジ（２４）が形成されており、前記筒状ナット（２２）の前記雄ネジ部（１ｎ）への締付け操作によって、第１流体給排口部（１ｂ）と第２流体給排口部（２ａ）とが互いに引寄せられるように構成されていることに特徴を有するものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の流体機器どうしの接続構造において、前記筒状ナット（２２）の、前記雌ネジ部（２３）の内奥端部と前記内向きフランジ（２４）との間における内径部が、前記管状流体通路（４）と同心にフラットな内周面に形成され、かつその内径部の内径と、断面矩形に形成された前記割型リング（２５）の外径とがほぼ同一径に形成され、前記割型リング（２５）の外嵌された前記第２流体給排口部（２ａ）又は第１流体給排口部（１ｂ）の外径部が前記管状流体通路（４）と同心にフラットな外周面に形成され、かつその外径部の外径と、前記割型リング（２５）の内径とがほぼ同一径に形成されていることに特徴を有するものである。

請求項５に係る発明は、請求項１又は２に記載の流体機器どうしの接続構造において、前記引寄せ手段（Ｍ）が、前記第１流体給排口部（１ｂ）の外周及び第２流体給排口部（２ａ）の外周にそれぞれ相対向状に形成された一対の外向きフランジ（１ｆ），（２ｆ）と、前記第１，２流体給排口部（１ｂ），（２ａ）の軸心方向（Ｐ）に沿う状態で前記一対の外向きフランジ（１ｆ），（２ｆ）にそれぞれ形成された孔（１ｈ），（２ｈ）どうしに貫通されたボルト（３１）及びナット（３２）から構成されており、前記ボルト（３１）に前記ナット（３２）を締付けることにより前記第１流体給排口部（１ｂ）と第２流体給排口部（２ａ）とが互いに引寄せられるように構成されていることを特徴を有するものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の流体機器どうしの接続構造において、前記合成樹脂がフッ素系樹脂であることに特徴を有するものである。

請求項１に係る発明によれば、第１流体機器と第２流体機器とが、それらの第１、２流体給排口部にそれぞれ形成された第１シール端部及び第２シール端部の環状溝と環状突起とを嵌め合わせて連通接続されるので、連結用のチューブ及びその両端に装備される各流体機器との管継手部を用いる従来の連通接続構造に比べて、部品点数の削減やコストダウンが可能になり、しかも接続部をコンパクトに構成することが可能になる。従って、省資源化、省エネルギー化に寄与できるばかりか、流路を短縮化できて流体の圧力損失を軽減させることや、それによって同じ流体機器でも従来のものより大流量を確保するといったことが可能になる。とくに、液の高純度化を阻害する液溜りの原因となる隙間を生じやすい連結用のチューブと管継手部は用いないことから、液溜りなく、液の高純度化に寄与できる。

第１シール端部及び第２シール端部の環状溝と環状突起とが互いに嵌り合って嵌合シール部を形成するので、第１，２流体給給排口部間からの液漏れを阻止できて優れたシール性を得ることが可能になる。例えば、半導体製造設備における洗浄装置の配管系統にこのような接続構造を用いれば、良好なシール性を確保し得ながら装置の占有面積を減少できてコスト上有利であるとともに、大流路が確保されることによって循環流量を多くし、薬液の高純度化を高めて歩留まり向上に寄与できるという効果を奏する。そして、引寄せ手段によって両流体給排口部どうしは互いに接近すべく引寄せられ、かつ、その接近状態を維持できるので、流体機器どうしが液漏れなく良好なシール性を確保し得る状態を長期に亘って維持可能となり、信頼性に優れる流体機器どうしの接続構造を提供することができる。

請求項２に係る発明によれば、シール接続状態においては、環状溝と環状突起との嵌合部分の内径側に、第１接合端部のテーパ内周面と第２接合端部のテーパ外周面とが圧接される構成が存在しており、それによってシール部が構成されるようになるとともに、次のような効果を得ることができる。即ち、詳しくは実施例１において述べるが、環状溝の内径側部分に剛性が不足するような場合には、環状突起の環状溝への嵌合に伴い、第１接合端部が内径側に傾き変形するおそれがある。しかしながら、その傾き変形しようとする第１接合端部を内径側から第２接合端部が支える構成となっており、第１接合端部の剛性不足を補ってその内径側への傾き変形を阻止でき、それによって液溜りの生じない管状流体通路を確保できる。

請求項３に係る発明によれば、詳しくは実施例１において説明するが、一方の流体給排口部の外向きフランジに割型リングを伴って係合されている筒状ナットを他方の流体給排口部に螺進させるだけの簡単な操作により、環状突起を環状溝に嵌合させて第１，２流体機器どうしを直接に接続することができるとともに、筒状ナットの螺進を止めるだけで、その接続状態を維持することができる便利で扱い易い引寄せ手段が、コンパクトで場所を取らない合理的なものとして得られる。

また、筒状ナットは第1流体給排口部又は第２流体給排口部の端部に外嵌装着及び離脱が自在であり、外嵌装着状態では外向きフランジ及び割型リングの双方に軸方向で干渉するから、筒状ナットによる第１，２流体給排口部どうしの直接接続を可能にしながら、割型リング及び筒状ナットを第１又は第２流体給排口部に後付け装着することが自在である。加えて、少ない部品数で、かつ、部品の種類として１種類で済む経済的、合理的なものとしながら筒状ナットの締付け力を確実に外向きフランジに伝達することができる。従って、第1又は第２流体機器の製造時に筒状ナットを流体給排口部に外嵌装着させておく、という難しい製造手段を採ることなく、筒状ナットを用いて流体機器どうしの接続操作が簡単で便利に行える。

請求項４に係る発明によれば、筒状ナットの雌ネジ部の内奥端部と内向きフランジとの間における内径部が管状流体通路と同心にフラットな内周面に形成され、かつその内径部の内径と、断面矩形に形成された割型リングの外径とがほぼ同一径に形成され、割型リングの外嵌された第２流体給排口部又は第１流体給排口部の外径部が管状流体通路と同心にフラットな外周面に形成され、かつその外径部の外径と、割型リングの内径とがほぼ同一径に形成されていることにより、筒状ナットを螺進させた際に割型リングが傾いて抉るような状態になったり、外向きフランジに筒状ナットの螺進による軸心方向の押圧力がうまく伝わらなかったりする、という不具合が生じるのを防止でき、外向きフランジを効果的に押圧できて、両流体給排口部を互いに接近する方向に良好に引寄せることができる利点が得られる。

請求項５に係る発明によれば、両流体給排口部の端部に孔付きの外向きフランジを形成すれば、それら両外向きフランジに亘って貫通するボルト・ナットを設けるだけの簡単な手段で引寄せ手段を構成することができる。つまり、構造簡単で廉価な引寄せ手段としながら種々の利点を有する流体機器どうしの接続構造を得ることができる。

請求項６に係る発明によれば、第１，２流体給排口部が、耐薬品性及び耐熱性に優れた特性を有するフッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ等）で形成されているので、流体が薬液であるとか化学液体であっても、或いは高温流体であっても管継手構造部分が変形して漏れ易くなることがなく、良好なシール性が維持できるようになる。尚、フッ素樹脂は、水素原子の一個以上をフッ素で置換したエチレンおよびその誘導体の重合によって得られる樹脂状物質であり、高温にも安定で、撥水性に優れる。また摩擦係数が小さく、耐薬品性もきわめて高く、電気絶縁性も高い点で好ましい。

以下、本発明による流体機器どうしの接続構造の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例を示すバルブとアキュムレータとの接続構造の全体概略図、図２は図１の接続構造の接続部の半欠截断面図、図３（ａ）〜（ｃ）は図１の接続構造の接続手順を示す説明図、図４は図１の接続構造の嵌合シール部の種々の別形状を示す要部の断面図である。

〔実施例１〕
図１に、第１流体機器の一例である手動式ストップバルブ１、第２流体機器の一例であるアキュムレータ２、及びそれらの接続部Ａを示す。手動式ストップバルブ１はバルブ本体１Ｈと、回動操作部１Ｋと、一対の流体給排口部１ａ，１ｂ等を有して構成されている。アキュムレータ２は、ケーシング２Ａと底壁２Ｂとから成るアキュムレータ本体２Ｈ、ケーシング２Ａ側のフランジ部２Ｃと、底壁２Ｂ側のフランジ部２Ｄとを一体化する複数のボルト２Ｅ、及び一対の流体給排口部２ａ，２ｂ等から構成されている。

手動式ストップバルブ１とアキュムレータ２とは、手動式ストップバルブ１のアウト側流体給排口部（第１流体給排口部）１ｂと、アキュムレータ２のイン側流体給排口部（第２流体給排口部）２ａとを、互いに正対する夫々の同径の管状流体通路４，４どうしを連通し、かつ、シール状態で連結接続する接続部Ａを介して接続されている。即ち、実施例１による接続部Ａは、図２に示すように、手動式ストップバルブ１のアウト側流体給排口部１ｂの端面に形成される第１シール端部ｔ１と、アキュムレータ２のイン側流体給排口部２ａの端面に形成される第２シール端部ｔ２とが互いに正対して嵌り合う直接連結構造に構成される。そして、これら両流体給排口部１ａ，２ａどうしは、引寄せ手段Ｍによって互いに接近する方向に引寄せられ、かつ、その引寄せによるシール接続状態が維持可能に接続される。

第１シール端部ｔ１は、管状流体通路４を開口するアウト側流体給排口部１ｂの端面における管状流体通路４の開口端部の外径側部分に、管状流体通路４と同心に外方開放状に形成される環状溝６により構成される。また、この第１シール端部ｔ１には、環状溝６の内径部と管状流体通路４との間に形成される環状の第１接合端部５の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面５ａが形成される。環状溝６は、管状流体通路４から外径側に比較的近い位置において管状流体通路４の軸心Ｐ方向に深い断面矩形を呈する形状に形成されており、その内周面６ａは第１接合端部５の外周面を兼ねている。

第２シール端部ｔ２は、イン側流体給排口部２ａの端面における管状流体通路４の開口端部の外径側部分に、管状流体通路４と同心に、かつ環状溝６に嵌合するよう一体に突出形成される環状突起８により構成される。また、この第２シール端部ｔ２には環状突起８と管状流体通路４との間に形成される環状の第２接合端部７の先端外周面に、前記テーパ内周面５ａに当接するテーパ外周面７ａが先窄まりテーパ状に形成される。環状突起８は、管状流体通路４の軸心Ｐ方向に長い断面矩形を呈する形状に形成されており、その突出長さは環状溝６の深さよりも僅かに短い寸法に設定されている。第２接合端部７と環状突起８との間は、先拡がりする環状の谷部分となっており、この谷部分に第１接合端部５が嵌り込む構成となっている。

図２に示すように、環状溝６と環状突起８とを互いに嵌め合わせることにより嵌合シール部３が形成される。この場合、環状突起８の自由状態における厚み、即ち径方向寸法が環状溝６の自由状態における溝幅、即ち径方向寸法を上回る値に設定してあると、後述する引寄せ手段Ｍによって環状溝６と環状突起８とが互いに嵌合して形成される嵌合シール部３は、環状溝６の内径側周面６ａ及び外径側周面６ｂの双方と環状突起８とが径方向で圧接される一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２により構成される。ただし、嵌合シール部３としては、一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２の両方が満たされるように形成されることがシール性を高められる点で好ましいが、一次シール部Ｓ１のみ、又は二次シール部Ｓ２のみを満たすように形成されるものであってもよい。

手動式ストップバルブ１の少なくともアウト側流体給排口部１ｂとアキュムレータ２の少なくともイン側流体給排口部２ａは、何れもＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂で形成されており、手動式ストップバルブ１の管状流体通路４の径ｄ１と、アキュムレータ２の管状流体通路４の径ｄ２とは互いに同じ値に設定されている。

手動式ストップバルブ１とアキュムレータ２とにわたって引寄せ手段Ｍを設け、この引寄せ手段Ｍにより手動式ストップバルブ１のアウト側流体給排口部１ｂとアキュムレータ２のイン側流体給排口部２ａとが互いに接近する方向に引寄せ、この引寄せた状態を維持できるように構成する。引寄せ手段Ｍによって両流体給排口部１ｂ，２ａが互いに接近する方向に引寄せて行くと、まず、環状溝６と環状突起８とが嵌合し、その大部分が嵌合してからテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが当接するようになる。そして、これらテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが強く圧接して、両流体給排口部１ｂ，２ａの接近移動が止まった状態では、環状溝６と環状突起８との軸心Ｐ方向の間、及びアウト側流体給排口部１ｂの端面の環状溝６より外径部１ｇと、イン側流体給排口部２ａの端面の環状突起８より外径部２ｇとの軸心Ｐ方向の間の夫々には隙間が存在するように設定されている。つまり、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが確実に接触するように外径部１ｇ，２ｇどうし間に隙間を設けている。これにより、環状溝６と環状突起８との嵌合による嵌合シール部３における一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２での有効なシール機能が得られ、またテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの間で形成される三次シール部Ｓ３では隙間ができて液溜りとなるようなことが無くて、互いに同径の両管状流体通路４，４間をクリーンな状態で液体を流すことができる。

引寄せ手段Ｍの具体例としては、例えば、図１及び図２に示すように、手動式ストップバルブ１のアウト側流体給排口部１ｂの外周部に形成された雄ネジ部１ｎに螺合自在な雌ネジ部２３を備えた筒状ナット２２と、アキュムレータ２のイン側流体給排口部２ａに形成された外向きフランジ２ｆに該イン側流体給排口部２ａの軸方向で干渉する二つ割り、または三つ割り以上の割型リング２５とから成り、手動式ストップバルブ１のアウト側流体給排口部１ｂへの筒状ナット２２の締付け操作によって両流体給排口部１ｂ，２ａを互いに接近する方向に引寄せ可能にかつ引寄せ状態を維持可能に構成される。

アキュムレータ２の付根部２ｔから径が絞られた状態で側方突出される流体給排口部２ａは、手動式ストップバルブ１のアウト側流体給排口部１ｂよりも外径が細く、かつ、先端に外向きフランジ２ｆを有した長円筒形状のものに形成されている。

筒状ナット２２の内向きフランジ２４の開口部２４ａは、外向きフランジ２ｆの通過を許容するに足りる最小限の内径寸法に設定されており、割型リング２５の外径は、筒状ナット２２に入り込み自在となるよう雌ネジ部２３の内径よりも若干小さい寸法に設定され、かつ、内径は、アキュムレータ２のイン側流体給排口部２ａの外径部に外嵌自在となる最小限の寸法に設定されている。この場合、割型リング２５を装備するには、イン側流体給排口部２ａにおける外向きフランジ２ｆを除いた径の細い部分の軸方向長さが、筒状ナット２２の軸方向長さと割型リング２５の厚さとの和を上回る値とすることが必要である。具体的には、図３（ｂ）に示すように、付根部２ｔに当接させた状態の筒状ナット２２と外向きフランジ２ｆとの間の長さｄ２が、割型リング２５の厚さｄ１よりも大きいこと（ｄ２＞ｄ１）が条件となる。

また、筒状ナット２２における雌ネジ部２３の内奥端部と内向きフランジ２ｆとの間に、割型リング２５に軸方向に摺動自在で、かつ割型リング２５の幅寸法をカバーする軸心Ｐ方向長さを有する内径部２２ｍが管状流体通路４と同心にフラットな内周面に形成されている。すなわち、筒状ナット２２の雌ネジ部２３と内向きフランジとの間における内径部２２ｍが管状流体通路４と同心にフラットな内周面に形成され、かつその内径部２２ｍの内径が断面矩形に形成された割型リング２５の外径よりも極僅かに大きくした嵌め合い公差状態に寸法設定される一方、第２流体給排口部２ａの外径部が管状流体通路４と同心にフラットな外周面に形成され、かつその外径部の外径と、割型リング２５の内径とがほぼ同一径に形成される。これにより、筒状ナット２２を螺進させた際に割型リング２５が傾いて抉るような状態になったり、外向きフランジ２ｆに筒状ナット２２の螺進による軸心Ｐ方向の押圧力がうまく伝わらなかったりする、という不都合が生じることが防止され、有効に外向きフランジ２ｆを押して、両流体給排口部１ｂ，２ａを互いに接近する方向に良好に引寄せることができるようにされている。

引寄せ手段Ｍを用いて両流体給排口部１ａ，２ａどうしを接続連結する操作手順は次のようである。先ず、図３（ａ）に示すように、筒状ナット２２をアキュムレータ２の流体給排口部２ａの外周に嵌装し、その最内奥側まで（付根部２ｔに当接するまで）移動させる。次いで、図３（ｂ）に示すように、割型リング２５を、外向きフランジ２ｆと筒状ナット２２の先端との間を通して流体給排口部２ａに外嵌装備させる。次いで、環状突起８が環状溝６に嵌合されるように両流体給排口部１ｂ，２ａどうしをあてがい、その状態で筒状ナット２２をスライド移動させてから締付け操作（図３（ｃ）参照）することにより、図１や図２に示す接続状態が得られる。

手動式ストップバルブ１とアキュムレータ２とは引寄せ手段Ｍにより、互いに接近する方向に引寄せられており、図２に示すように、その接続状態では、前述したように、環状溝６と環状突起８とが圧入嵌合して一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２が形成されるとともに、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが圧接されることにより、互いの管状流体通路４，４間に亘って漏れ及び液溜まりなく液体を流すことができる、というより良好なシール機能を発揮する嵌合シール部３が形成される。尚、両流体給排口部１ｂ，２ａどうしを接近させる方向の引寄せ力が強過ぎる場合には、外径部１ｇ，２ｇどうしが当接し、その広い面積の当接によって両流体給排口部１ｂ，２ａがそれ以上接近移動されないよう規制される機能が発揮可能である。

環状溝６の径方向寸法よりも環状突起８の径方向寸法を若干大きくして圧入状態で挿入させる構造にしておくと、内径側周面６ａ及び外径側周面６ｂと環状突起８とが径方向に強く圧接されて、極めて有効な一次シール部Ｓ１及び二次シール部Ｓ２とが得られる。この場合、第１シール端部ｔ１における環状溝６の外径側部分は十分な厚み（径方向寸法）によって十分な剛性があるが、環状溝６の内径側部分は、厚みの薄い（径方向寸法の短い）第１接合端部５のみであって剛性に富む状態ではないため、環状突起８の環状溝６への挿入に伴い、第１接合端部５が内径側に傾き変形し、部分的に管状流体通路４の径が縮小されるおそれがある。

しかしながら、図２に示すように、第１接合端部５の内径側には、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが密着する状態で第２接合端部７が位置されているので、その第２接合端部７の存在によって第１接合端部５の内径側への傾き変形（縮径変形）が阻止されるようになる利点がある。つまり、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの圧接による三次シール部Ｓ３としての機能が得られるばかりでなく、第１接合端部５の剛性不足を補って、管状流体通路４の径が変化しないように規制し、一次シール部Ｓ１と二次シール部Ｓ２の接触圧力の低下を防いで優れたシール性能を有効に発揮できる。

環状溝６と環状突起８との関係については前にも少し述べたが、図４に示すように、環状溝６の自由状態における径幅（溝幅）６ｗと環状突起８の自由状態における径幅（厚み）８ｗとが、６ｗ×（１．０５〜１．５）＝８ｗとなるように、環状溝６の径幅（溝幅）を環状突起８の径幅（厚み）よりも狭くして両者を圧入嵌合させて嵌合シール部３を形成することが好ましい。これにより、環状溝６と環状突起８との嵌合により形成される嵌合シール部３により液漏れのない極めて良好なシール性を発揮することが可能となる。また、前述したように、このシール接続状態においては、環状溝６と環状突起８との間に軸心Ｐ方向の隙間ｂ（図２参照）が形成されるよう、環状溝６の凹入深さを環状突起８の突出量よりもやや大きい値とすれば、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが確実に押圧当接される点で好都合である。

テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの関係は、図４に示すように、両流体給排口部１ｂ，２ａが軸心Ｐ方向の移動によって相対接近移動される場合には、イン側流体給排口部２ａの第２接合端部７におけるテーパ外周面７ａの先端側からアウト側流体給排口部１ｂの第１接合端部５のテーパ内周面５ａに当接するよう、テーパ内周面５ａの傾斜角度θに比べてテーパ外周面７ａの傾斜角度αの方を１〜３０度、好ましくは３〜１０度小さくする（１〜３０度＋α＝θ）のが良い。また、筒状ナット２２の締付け後もテーパ外周面７ａの先端部分以外はテーパ内周面５ａとの間に隙間を持たせて、テーパ外周面７ａの先端部分とテーパ内周面５ａとの面圧を高める三次シール部Ｓ３を形成することができて好ましい。

環状溝６は、図４に示すように、その開口側端部を、環状突起８が入り易くなるように、先拡がりする状態に傾斜させたテーパ面６ａに形成しても良い。環状突起８の先端角部８ａを、図４に示すように、環状溝６に入り易くするために、面取り加工等によって斜めにカットした形状としても良い。環状突起８とシール端部７との間の隅角部ｓが、図４に示すように、滑らかに形状変化するよう曲面処理が行われたものとしても良い。また、シール端部７の先端部分７ｂを、図４に示すように、ピン角とならないよう面取りされた形状としても良い。なお、筒状ナット２２、割型リング２５はＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂製の他、金属やアルミ合金等の非鉄金属等種々の材質が可能である。第１流体機器、第２流体機器としては、上記手動式ストップバルブ１、アキュムレータ２以外に、ポンプや熱交換器等がある。

〔実施例２〕
実施例２による接続部Ａ２は、図５に示すように、引寄せ手段Ｍが異なる以外は、嵌合シール部３等、基本的には図２に示す実施例１による接続部Ａと同等の構造である。この場合における引寄せ手段Ｍは、第１，２流体給排口部１ｂ，２ａの各先端部の外周にそれぞれ相対向状に形成された一対の外向きフランジ１ｆ，２ｆと、第１，２流体給排口部１ｂ，２ａの軸心Ｐ方向に沿う状態で一対の外向きフランジ１ｆ，２ｆに形成された孔１ｈ，２ｈどうしに貫通自在なボルト３１及びナット３２とから構成されている。

この引寄せ手段Ｍを構成するボルト３１及びナット３２は、外向きフランジ１ｆ，２ｆの周囲の複数箇所（例：３箇所）に均等角度毎に配備されており、第１，２流体給排口部１ｂ，２ａを互いに接近する方向に引寄せ可能にかつ引寄せ状態を維持可能に構成している。つまり、ボルト３１・ナット３２の締付け操作により、第１，２流体機器１，２どうしを互いに接近移動させて、環状溝６に環状突起８を圧入嵌合することによる第１及び第２シール端部ｔ１，ｔ２どうしの嵌め合い操作、並びに、それによって第１接合端部５と第２接合端部７とで三次シール部Ｓ３が形成されるように、それら両者５，７が隙間なく圧接され、かつ、環状溝６と環状突起８との圧入嵌合による一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２ｇが生じるように嵌合シール部３が形成されるシール接続状態の維持が行えるものとなっている。

〔実施例３〕
実施例１による接続部Ａでは、第１シール端部ｔ１を環状溝６により構成し、第２シール端部ｔ２を環状突起８により構成するが、それとは反対に、図６に示す実施例３の接続部Ａ３のように、第１シール端部ｔ１１を環状突起１８により構成し、第２シール端部ｔ１２を環状溝１６により構成するもよい。

すなわち、この実施例３では、第２流体機器１２の流体給排口部１２ａに形成される第２シール端部ｔ１２は、管状流体通路１４を開口する第２流体給排口部１２ａの端面における管状流体通路１４の開口端部の外径側部分に、管状流体通路1４と同心に外方開放状に形成される環状溝1６により構成される。また、この第２シール端部ｔ１２には、環状溝１６の内径部と管状流体通路１４との間に形成される環状の第１接合端部１５の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面１５ａが形成される。なお、環状溝１６は、管状流体通路１４から外径側に比較的近い位置において管状流体通路１４の軸心Ｐ方向に深い断面矩形を呈する形状に形成されており、その内周面１６ａは第１接合端部１５の外周面を兼ねている。

一方、第１流体機器１１の第１流体給排口部１１ｂに形成される第１シール端部ｔ１１は、第１流体給排口部１１ｂの端面における管状流体通路４の開口端部の外径側部分に、管状流体通路１４と同心に、かつ環状溝１６に嵌合するよう一体に突出形成される環状突起１８により構成される。また、この第２シール端部ｔ２には環状突起１８と管状流体通路１４との間に形成される環状の第２接合端部１７の先端外周面に、前記テーパ内周面１５ａに当接するテーパ外周面１７ａが先窄まりテーパ状に形成される。なお、環状突起１８は、管状流体通路１４の軸心Ｐ方向に長い断面矩形を呈する形状に形成されており、その突出長さは環状溝１６の深さよりも僅かに短い寸法に設定されている。第２接合端部１７と環状突起１８との間は、先拡がりする環状の谷部分となっており、この他に部分に第１接合端部１５が嵌り込む構成となっている。

また、第２シール端部ｔ１２を構成する環状溝１６に、これよりも径方向寸法の大なる環状突起１８を圧入嵌合させたシール接続状態において有効な一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２の機能を得るべく、環状溝１６の外径側には、径方向寸法を十分に大きくして剛性を持たせた環状の外周突起部１９が形成されている。
一方、第１シール端部ｔ１１を構成する環状突起１８の外径側には、外周突起部１９を隙間を伴って嵌合させるための環状径大溝２０が形成されている。また、外周突起部１９の外径側には、外周突起部１９に対して軸心Ｐ方向及び径方向に隙間を有した状態で第１流体給排口部１１ｂの外径部分１１ｃが回り込むようにしてあり、第１流体給排口部１１ｂに環状突起１８を設ける構成としながらも、第１流体給排口部１１ｂの外径部分１１ｃの外周に形成される雄ネジ部１１ｎの長さを長く取れて、筒状ナット２２の軸心Ｐ方向寸法のコンパクト化とか、雄ネジ部１１ｎと雌ネジ部２３との十分な螺合長が取れるといった利点が得られるように構成されている。

本構造においても、環状溝１６に環状突起１８が嵌合されて一次シール部Ｓ１及び二次シール部Ｓ２が形成されるシール接続状態で、三次シール部Ｓ３として機能すべくテーパ内周面１５ａとテーパ外周面１７ａとが確実に接触するように、環状溝１６と環状突起１８との間、外周突起部１９と環状径大溝２０との間、及び第１シール端部ｔ１１と第２シール端部ｔ１２との間における夫々の軸心Ｐ方向には隙間が生じるように設定されている。

この実施例３による接続部Ａ３においても、実施例１のものと同様の引寄せ手段Ｍにより、第１，２流体給排口部１１ｂ，１２ａどうしを互いに接近する方向に引寄せ可能にかつ引寄せ状態を維持可能に構成されており、対応する箇所には実施例１による引寄せ手段Ｍと同じ符号又は類推される符号を付してある。そして、環状溝１６と環状突起１８との形状や寸法関係、第１接合端部１５と第２接合端部１７との形状や寸法関係は、各流体機器１，１１，２，１２の形状を入れ換えて考えることにより、図４に示す実施例１における場合の状態と同等に種々のバリエーションが可能である。

引寄せ手段Ｍの更に別構造例としては、図７に示すような構造のものでも良い。即ち、第１流体給排口部１ｂの外周部に形成された雄ネジ部１ｎに螺合自在な雌ネジ部２３、及び内向きフランジ２４を備えた筒状ナット２２と、第２流体給排口部２ａに形成された外向きフランジ２ｆ及び筒状ナット２２に第２流体給排口部２ａの軸心Ｐ方向で干渉するスナップリング２６とから成り、筒状ナット２２の第１流体給排口部１ｂの雄ネジ部１ｎへの締付け操作によって第１、２流体給排口部１ｂ，２ａが互いに接近する方向に引寄せ可能にかつ引寄せ状態を維持可能に構成されている。スナップリング２６は、第２流体給排口部２ａの端部に形成された外周溝２ｆに嵌め込まれている。

引寄せ手段Ｍの更に又、別構造例としては、図８に示すような構造のものでも良い。即ち、第１流体給排口部１ｂの外周部に形成された雄ネジ部１ｎに螺合自在な雌ネジ部２３を備えた筒状ナット２２と、第２流体給排口部２ａに形成された外向きフランジ２ｆ及び筒状ナット２２の第２流体給排口部２ａ側端に第２流体給排口部２ａの軸心Ｐ方向で干渉する割型リング２５とから成る。割型リング２５はボルト挿通用として複数の貫通孔２５ｂを有して筒状ナット２２の第２流体給排口部２ａ側端にボルトＢで止め付けられる。筒状ナット２２の第１流体給排口部１ｂの雄ネジ部１ｎへの締付け操作によって第１，２流体給排口部１ｂ，２ａが互いに接近する方向に引寄せ可能にかつ引寄せ状態を維持可能に構成されている。

引寄せ手段Ｍとしては、そのほかに、流体機器１，２どうしを互いに寄せ合う方向に引寄せる支持枠装置（図示省略）等、両流体給排口部１ｂ、２ａどうしを圧接及び維持できる手段であってもよい。

本発明の一実施例を示すバルブとアキュムレータとの接続構造の全体概略図である。 図１の接続構造の接続部の半欠截断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は図１の接続構造の接続手順を示す説明図である。 図１の接続構造の嵌合シール部の種々の別形状を示す要部の断面図である。 他の実施例を示す流体機器どうしの接続構造の接続部を図２に相応して示す半欠截断面図である。 更に他の実施例を示す流体機器どうしの接続構造の接続部を図２に相応して示す半欠截断面図である。 引寄せ手段の別構造例を示す要部の半欠截断面図である。 引寄せ手段の更に別構造例を示す要部の半欠截断面図である。

符号の説明

１，１１ 第１流体機器
１ｂ、１１ｂ 第1流体給排口部
１ｆ 外向きフランジ
１ｈ 孔
２，１２ 第２流体機器
２ａ，１２ａ 第２流体給排口部
２ｆ 外向きフランジ
２ｈ 孔
３ 嵌合シール部
４、１４ 管状流体通路
５，１５ 第１接合端部
５ａ，１５ａ テーパ内周面
６，１６ 環状溝
６ａ 内径側周面
６ｂ 外径側周面
７，１７ 第２接合端部
７ａ，１７ａ テーパ外周面
８，１８ 環状突起
２２ 筒状ナット
２２ｍ 内径部
２３ 雌ネジ部
２４ 内向きフランジ
２４ａ 開口部
２５ 割型リング
３１ ボルト
３２ ナット
ｔ１，ｔ１１ 第１シール端部
ｔ２，ｔ１２ 第２シール端部
Ｍ 引寄せ手段
Ｐ 第1，２流体給排口部の軸心

Claims (6)

1. 合成樹脂製の第１流体給排口部を備えた第１流体機器の前記第１流体給排口部と、合成樹脂製の第２流体給排口部を備えた第２流体機器の前記第２流体給排口部とを連通接続する流体機器どうしの接続構造であって、
   前記第１流体給排口部及び第２流体給排口部がそれぞれの端面に互いに正対して連通する管状流体通路を開口するとともに、互いに正対して嵌合する第１シール端部及び第２シール端部を備え、
   前記第１シール端部又は第２シール端部のいずれか一方は、前記第１流体給排口部又は第２流体給排口部の端面に開口する前記管状流体通路の外径側部分に形成された環状溝により構成され、もう一方は、前記第２流体給排口部又は第１流体給排口部の端面に開口する前記管状流体通路の外径側部分に、前記環状溝に嵌合するよう突出形成された環状突起により構成されており、
   前記第１流体機器と第２流体機器にわたって、前記環状溝と環状突起とが互いに嵌め合わされて嵌合シール部を形成するよう前記第１流体給排口部と第２流体給排口部を互いに引寄せるとともに、この引寄せ状態を維持する引寄せ手段を備えていることを特徴とする、流体機器どうしの接続構造。
2. 前記環状溝により構成される前記第１シール端部又は第２シール端部には、前記環状溝の内径部と前記管状流体通路との間に環状の第１接合端部を形成し、この第１接合端部の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面が形成され、
   前記環状突起により構成される前記第２シール端部又は第１シール端部には、前記環状突起と前記管状流体通路との間に環状の第２接合端部を形成し、この第２接合端部の先端外周面に、前記テーパ内周面に当接するテーパ外周面が先窄まりテーパ状に形成され、
   前記引寄せ手段により前記第１流体給排口部と第２流体給排口部を互いに引寄せることにより前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とが圧接されるようにしてある、請求項１記載の流体機器どうしの接続構造。
3. 前記引寄せ手段が、前記第１流体給排口部又は第２流体給排口部のいずれか一方の外周部に形成された雄ネジ部に螺合自在な雌ネジ部を備えた筒状ナットと、他方の前記第２流体給排口部又は第１流体給排口部の端部に形成された外向きフランジに前記第１，２流体給排口部の軸心方向で干渉するよう前記第２流体給排口部又は第１流体給排口部の端部に外嵌された割型リングとから成り、
   前記筒状ナットの一端部には、前記外向きフランジの通過は許容し、かつ、前記割型リングとは前記軸心方向で干渉する開口部を有する内向きフランジが形成されており、
   前記筒状ナットの前記雄ネジ部への締付け操作によって、前記第１流体給排口部と第２流体給排口部とが互いに引寄せられるように構成されている、請求項１又は２に記載の流体機器どうしの接続構造。
4. 前記筒状ナットの、前記雌ネジ部の内奥端部と前記内向きフランジとの間における内径部が、前記管状流体通路と同心にフラットな内周面に形成され、かつその内径部の内径と、断面矩形に形成された前記割型リングの外径とがほぼ同一径に形成され、前記割型リングの外嵌された前記第２流体給排口部又は第１流体給排口部の外径部が前記管状流体通路と同心にフラットな外周面に形成され、かつその外径部の外径と、前記割型リングの内径とがほぼ同一径に形成されている、請求項３記載の流体機器どうしの接続構造。
5. 前記引寄せ手段が、前記第１流体給排口部の外周及び第２流体給排口部の外周にそれぞれ相対向状に形成された一対の外向きフランジと、前記第１，２流体給排口部の軸心方向に沿う状態で前記一対の外向きフランジにそれぞれ形成された孔どうしに貫通されたボルト及びナットから構成されており、
   前記ボルトに前記ナットを締付けることにより前記第１流体給排口部と第２流体給排口部とが互いに引寄せられるように構成されている、請求項１又は２に記載の流体機器どうしの接続構造。
6. 前記合成樹脂がフッ素系樹脂である、請求項１〜５の何れか１項に記載の流体機器どうしの接続構造。
   

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