JP2007024154A - Joint structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管状部材同士の接合や容器と蓋部材の接合等に好適な接合構造に関するものである。 The present invention relates to a joining structure suitable for joining tubular members, joining a container and a lid member, and the like.
従来、管状部材同士の接合である管継手として、1.接着・融着・溶接、2.ネジ、3.フランジ等が知られている。 Conventionally, as a pipe joint which is a joint between tubular members, 1. Adhesion / fusion / welding; Screw, 3. Flange etc. are known.
1の接着方式は合成樹脂管に多く用いられ、接合するパイプに雄雌テーパー面を設け、このテーパー面に接着剤を塗布して接合する。だが、高圧の場合には接着面積を広く持たせなければならない。融着方式は双方の接合面を熔融させて接合する。また、溶接方式は、突合せや差込みによる方法があり、接合するパイプと同一材質の溶接棒を使用して熱溶させながら接合する。これらの方式は、いずれも永久接合であるので、接合後は着脱不可能である。 The first bonding method is often used for synthetic resin pipes, and a male / female taper surface is provided on a pipe to be bonded, and an adhesive is applied to the taper surface for bonding. However, in the case of high pressure, the bonding area must be wide. In the fusion method, both joint surfaces are melted and joined. In addition, there is a welding method such as a butt or insertion method, and welding is performed using a welding rod made of the same material as the pipe to be joined while being melted. Since these methods are all permanent bonding, they cannot be detached after bonding.
2のネジ結合方式は、金属管の場合は強くねじ込むだけでよいが、合成樹脂管等の場合には、ねじ加工のばらつきが影響しやすく、また、終了の判定がし難いため、入れすぎによる管の損傷を起こし易い。
The
3のフランジ方式の場合、両パイプの接合面にフランジを設け、パッキンを装着しボルト締めを行なう。これらの方法は、従来現地施行を主体として行なわれてきたが、作業性を向上させるためには、量産、或いは別工程で生産したものを現地において取り付ける方法が要求されており、着脱可能な方式が主流となりつつある。 In the case of No. 3 flange system, flanges are provided on the joint surfaces of both pipes, packing is attached, and bolts are tightened. Conventionally, these methods have been carried out mainly on-site. However, in order to improve workability, mass production or a method of attaching a product produced in a separate process is required on the site. Is becoming mainstream.
このフランジ方式において、パッキンの形状は、断面長方形状、断面円形状、長方形と円形の組合せなどが使用されているが、いずれの場合もフランジの接触面は平面であるので、平面と平面でパッキンを挟むことにより接合することになる。フランジとパッキンとの間にわずかな隙間が生じる。この隙間(以下、「デットスポット」ということがある。)の部分にパイプ内容物が滞留すると次の様な問題が発生する。例えば、内容物が医薬品・飲食物・純水等である場合、デッドスポットに滞留した液に細菌が発生する危険性がある。液の種類によっては、結晶を形成する事がある。 In this flange system, the packing has a rectangular cross section, a circular cross section, or a combination of a rectangle and a circle. In any case, the contact surface of the flange is a flat surface. It will join by pinching. A slight gap is created between the flange and the packing. If the pipe contents stay in this gap (hereinafter sometimes referred to as “dead spot”), the following problems occur. For example, when the contents are medicines, foods and drinks, pure water, etc., there is a risk that bacteria may be generated in the liquid retained in the dead spot. Depending on the type of liquid, crystals may be formed.
このデッドスポットは、他の継手においても認められる。前記の1の接着方式の場合、挿入する際に先端部の接着剤が摩擦により薄くなるため、接合面との間に凹凸が生じ、内容液が滞留する。液の種類によっては、接着剤が溶けだす場合もある。融着継手の場合も同様の摩擦により挿入部先端が後方へ押戻され凹部ができる。溶接継手では、溶接の浅いところに凹部ができデッドスポットとなる。また、前記の2のねじ継手においてはねじ部の隙間に液が詰まる形でデッドスポットができる。以上の様な問題を解決するため、シール性を高めるとともに、デッドスポットをなくす事が現在の課題である。このため、本出願人は、先にシール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を防ぐ接合構造を提案した(特許文献1参照。)。
この特許文献1に記載されたものは、第1の管状部材の接合面の突き当て部の傾斜角度(軸方向(接合方向)に対する角度)を20°〜80°にすると共に、この突き当て部と対向する第2の管状部材の接合面にJ型溝を設け、このJ型溝の一部にOリングを装着することで、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を防ぐようにしたものであった。ところで、2つの管状部材を接合する場合、J型溝に装着されたOリングが突き当て部と接触して塑性変形し、この変形したOリングがJ型溝の全域に空間内に入り込んで2つの管状部材が気密状態に接合されるが、突き当て部の傾斜角度によっては、2つの管状部材を接合する際に変形したOリングがJ型溝より管状部材の径方向外方やその内方にはみ出して、このはみ出した状態で2つの管状部材が接合されることがあった。その結果、2つの管状部材の間にデッドスポットができたり、管状部材の内面よりOリングが突出したりし、デッドスポットの発生を確実に防止することができないことがあった。
What is described in this Patent Document 1 is that the abutting portion (angle with respect to the axial direction (joining direction)) of the abutting portion of the joining surface of the first tubular member is set to 20 ° to 80 °, and this abutting portion. By providing a J-shaped groove on the joint surface of the second tubular member facing the surface and attaching an O-ring to a part of the J-shaped groove, the sealing performance is high and the occurrence of dead spots is prevented. It was a thing. By the way, when two tubular members are joined, the O-ring attached to the J-shaped groove comes into contact with the abutting portion and undergoes plastic deformation, and this deformed O-ring enters the entire area of the J-shaped groove into the
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができる接合構造を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a joint structure that has high sealing properties and can reliably prevent the occurrence of dead spots.
前記の目的を達成するための本発明に係る接合構造は、第1部材の第1接合面と第2部材の第2接合面をOリングを介して気密状態で接合する接合構造であって、前記第1接合面又は前記第2接合面のいずれか一方の面に、前記第1部材と前記第2部材を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面を設け、この当接面と対向する前記第1接合面又は前記第2接合面のいずれか他方の面にリング凹部を設け、このリング凹部が、前記気密状態に維持する側の端部側に設けられ前記Oリングが装着される装着凹部と、この装着凹部に装着されて前記当接面に接触して塑性変形したOリングの一部が入り込む逃げ凹部とからなることを特徴とする。 A joining structure according to the present invention for achieving the above object is a joining structure in which the first joining surface of the first member and the second joining surface of the second member are joined in an airtight state via an O-ring, A contact surface inclined with respect to the direction in which the first member and the second member are bonded to each other is provided on one of the first bonding surface and the second bonding surface, and is opposed to the contact surface. A ring concave portion is provided on the other surface of the first joint surface or the second joint surface, and the ring concave portion is provided on the end side on the side to be maintained in the airtight state, and the O-ring is mounted. It is characterized by comprising a mounting recess and an escape recess into which a part of the O-ring that is mounted in the mounting recess and is plastically deformed in contact with the contact surface enters.
この発明によれば、第1部材の第1接合面と第2部材の第2接合面を接合すると、リング凹部の装着凹部に装着されたOリングと当接面が接触してOリングが塑性変形してその一部が逃げ凹部に入り込んで第1部材と第2部材がOリングを介して気密状態で接合される。このとき、当接面は、第1部材と第2部材の接合方向に対して傾斜されているために、2つの部材を接合する際に変形したOリングがリング凹部からはみ出してこのはみ出した状態で2つの部材が接合されることがないので、確実にデッドスポットの発生を防止することができる。 According to the present invention, when the first joint surface of the first member and the second joint surface of the second member are joined, the O-ring mounted on the mounting recess of the ring recess contacts the contact surface, and the O-ring is plastic. A part thereof is deformed and enters the recess, and the first member and the second member are joined in an airtight state via the O-ring. At this time, since the contact surface is inclined with respect to the joining direction of the first member and the second member, the O-ring deformed when joining the two members protrudes from the ring recess and protrudes. Since the two members are not joined together, it is possible to reliably prevent the occurrence of dead spots.
本発明に係る接合構造において、前記当接面の角度が、前記第1部材と前記第2部材を互いに接合する方向に対して30°〜45°であることが好ましい。また、本発明に係る接合構造において、前記第1接合面及び前記第2接合面は、それぞれ階段状に形成され、これら接合面のうち前記気密状態に維持する側の接合面に前記当接面及び前記リング凹部が設けられていることが好ましい。また、本発明に係る接合構造において、前記第1部材の外表面及び前記第2部材の外表面に、それぞれフランジ部を設け、これらフランジ部を締付部材により互いに締め付けて前記第1接合面と第2接合面とを接合すること前記第1部材及び前記第2部材が、それぞれ管状部材であることが好ましい。また、本発明に係る接合構造において、前記第1部材及び前記第2部材のいずれか一方が容器であり、前記第1部材及び前記第2部材のいずれか他方が蓋部材であることが好ましい。 In the joint structure according to the present invention, it is preferable that an angle of the contact surface is 30 ° to 45 ° with respect to a direction in which the first member and the second member are joined to each other. Further, in the bonding structure according to the present invention, the first bonding surface and the second bonding surface are each formed in a step shape, and the contact surface is formed on the bonding surface on the side maintained in the airtight state among these bonding surfaces. And it is preferable that the said ring recessed part is provided. Further, in the joining structure according to the present invention, flange portions are provided on the outer surface of the first member and the outer surface of the second member, respectively, and the flange portions are fastened to each other by a fastening member, It is preferable that the first member and the second member are tubular members, respectively. In the joining structure according to the present invention, it is preferable that one of the first member and the second member is a container, and the other of the first member and the second member is a lid member.
以上説明したように本発明に係る接合構造によれば、第1接合面又は第2接合面のいずれか一方の面に、接合方向に対して39°〜40°傾斜した当接面を設けると共に、第1接合面又は第2接合面のいずれか他方の面に、Oリングが装着される装着凹部と変形したOリングの一部が入り込む逃げ凹部からなるリング凹部を設けたので、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。 As described above, according to the joining structure according to the present invention, the contact surface inclined by 39 ° to 40 ° with respect to the joining direction is provided on one of the first joining surface and the second joining surface. Since either the first joint surface or the second joint surface is provided with a ring recess composed of a mounting recess to which the O-ring is mounted and a relief recess into which a part of the deformed O-ring enters, the sealing performance is improved. And the occurrence of dead spots can be reliably prevented.
以下、本発明に係る接合構造を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the joint structure according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は本発明に係る接合構造の一例を示す図である。本発明に係る接合構造は、図1及び図2に示すように、第1部材2の第1接合面3と第2部材4の第2接合面5をOリング6を介して気密状態で接合するものである。この本発明に係る接合構造1は、管状部材同士の接合や容器(ビン等を含む)と蓋部材の接合等に好適なものである。なお、本発明の形態では、主に2つの管状部材を接合する場合について説明するが、これに限定されるものではない。
1 and 2 are views showing an example of a joining structure according to the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, the joining structure according to the present invention joins the first joining
第1部材2及び第2部材4は、例えば、内径が略同じ管状部材であり、金属管でも樹脂管でも良く、特に限定されない。また、第1部材2及び第2部材4は、同じ材質の管でも異なる材質の管でも良い。第1部材2及び第2部材4の接合を行う側の端部は、接合するのに肉厚が薄い場合には、その肉厚を接合し得るように厚く形成することが好ましい。これら第1部材2の端部の端部面(第1接合面3ということがある。)と第2部材4の端部の端面(第2接合面5ということがある。)とが互いに接合される面である。
The
本発明に係る接合構造1は、第1接合面3又は第2接合面5のいずれか一方の面、例えば第2接合面5に、第1部材2と第2部材4を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面7を設け、この当接面7と対向する第1接合面3又は第2接合面5のいずれか他方の面、例えば第1接合面3にリング凹部8を設け、このリング凹部8が、気密状態に維持する側の端部側に設けられOリング6が装着される装着凹部81と、この装着凹部81に装着されて当接面7に接触して塑性変形したOリング6の一部が入り込む逃げ凹部82とからなることに特徴がある。なお、本発明の実施の形態では、第2接合面5に当接面7を設けると共に、第1接合面3にリング凹部8を設ける場合について説明するが、これに限定されるものではなく、第1接合面3に当接面を設けると共に、第2接合面5にリング凹部を設けるようにしても良い。
In the joining structure 1 according to the present invention, the
第1接合面3及び第2接合面5は、互いに嵌合し得る断面階段状に2段に形成されていることが好ましい。すなわち、第1接合面3は、第1内側接合面31と第1外側接合面32の2つのリング状の面が形成されていると共に、第2接合面5は、第2内側接合面51と第2外側接合面52の2つのリング状の面が形成されている。これにより、第1部材2の第1接合面3と第2部材4の第2接合面5を容易に略同軸上で嵌合、すなわち接続することが可能となっている。第1内側接合面31の厚さ及び第2内側接合面51の厚さは、Oリング6の直径より若干長い寸法でそれぞれ形成されていることが好ましい。
It is preferable that the 1st
当接面7は、第2内側接合面51と第2外側接合面52のうち第2内側接合面51であることが好ましい。この当接面7は、傾斜して形成されている。この当接面7の傾斜角度は、第2部材4の軸方向(第1部材2と第2部材4とを接合する方向)に対する角度であって第2部材4の内面の軸方向と当接面の厚さ方向の角度αである。この傾斜角度αは、30°〜45°であることが好ましく、より好ましくは39°〜40°であり、特に好ましくは40°である。この傾斜角度αが45°を越えると、接合の際に変形したOリング6が第1部材2及び第2部材4の内面よりその径方向内方にはみ出すことがあり、また、傾斜角度αが30°未満であると、接合の際に変形したOリング6が第1部材2及び第2部材4の径方向外方に延びて第1接合面3と第2接合面5に挟まれて第1部材2及び第2部材4の内側に隙間すなわちデッドスポットができることがある。なお、本発明において30°には、略30°が含まれるものとし、また、39°には略39°が、40°には略40°が、45°には略45°が、それぞれ含まれるものとする。
The
リング凹部8は、第1内側接合面31に形成されている。リング凹部8は、Oリング6が装着される装着凹部81と、この装着凹部81に装着されて当接面7に接触して塑性変形したOリング6の一部が入り込む逃げ凹部82とからなる。装着凹部81は、第1内側接合面31の内面側(気密状態に維持する側の端部側すなわち内面側)のその内面近傍に設けられている。装着凹部81は、Oリング6の外周面が嵌合し得る断面円弧状に形成されている。この装着凹部81は、第1接合面3と第2接合面5を接合する際に装着されたOリング6に当接面7が接触してOリング6が塑性変形し得るように形成されている。逃げ凹部82は、装着凹部81の端部から底面が平面状(断面直線状)に形成されている。この逃げ凹部82は、接合の際に変形したOリング6の一部が入り込むように形成されている。
The
すなわち、装着凹部81と逃げ凹部82からなるリング凹部8は、底面の断面が略J字状に形成されてなるものである。このリング凹部8と当接面7で形成される空間(第1部材2と第2部材4が接合されたときのリング凹部8と当接面7で形成される空間)の断面積(第1部材2及び第2部材4の厚さ方向における断面積)がOリング6の断面積の17%〜20%であることが好ましい。その断面積が20%を超えていると、接合の際に変形したOリング6が第1部材2及び第2部材4の内面よりその径方向内方にはみ出すことがあり、その断面積が17%未満であると、接合の際に変形したOリング6が第1部材2及び第2部材4の隙間の径方向外方に延びて第1接合面3と第2接合面5に挟まれて第1部材2及び第2部材4の内側に隙間すなわちデットスポットができることがある。なお、本発明において17%には、略17%が含まれるものとし、また、20%には略20%が含まれるものとする。
That is, the ring
さて、装着凹部81にOリング6を装着した第1部材2の第1接合面3と第2部材4の第2接合面5を互いに略同軸上につき合わせる。これら第1接合面3と第2接合面5を第2接合面5の第2内側接合面51が第1接合面3の第1外側接合面32内に挿入して嵌合する。これにより、第1接合面3のOリング6と第2接合面5の当接面7が接触してOリング6が塑性変形しその一部が第1接合面3の逃げ凹部82に入り込んで第1部材2と第2部材4がOリング6を介して気密状態で接合される。
Now, the first
このとき、当接面7は、第2部材4の軸方向に対して傾斜、例えば、40°傾斜されて形成されているために、2つの部材2、4を接合する際に変形したOリング6がリング凹部8からはみ出すことがないので、第1部材2と第2部材4とを第1接合面3と第2接合面5の間にOリング6が挟まれることなく接合することができる。従って、本発明に係る接合構造1は、確実かつ高いシール性を確保できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止し、高圧使用にも耐えられる。
At this time, since the
また、第1部材2の外表面及び第2部材4の外表面にそれぞれフランジ部(図示せず)を設け、これらフランジ部を締付部材(図示せず)により互いに締め付けて第1接合面3と第2接合面5を接合するようにしても良い。この場合、例えば、フランジ部は、第1部材2の第1外側接合面32及び第2部材4の第2外側接合面52から径方向外方にそれぞれ延びるように形成してもよい。これにより、確実に第1部材2と第2部材4とを接合することができる。また、締付部材としては、ボルト等を用いてもよいが、クランプを用いることが好ましい。クランプを用いることにより、例えばボルトやナットで締め付ける場合に比して簡単に締め付けることが可能となる。
In addition, flange portions (not shown) are provided on the outer surface of the
また、異なる材質の第1部材2及び第2部材4を接合する場合、例えば、図3に示すように、金属管の第1部材21と樹脂管の第2部材41を接合する場合、フランジ部23及び第1接合面24を有する第1接合部22を第1部材2の端部に同軸上に例えば溶接等により固定すると共に、フランジ部43及び第2接合面44を有するソケット状の第2接合部42を第2部材41の端部に固定する。これら第1接合部22と第2接合部42を前述と同様に接合した後、これらのフランジ部23、43を締付部材例えばクランプ11により締め付けることにより、第1部材21と第2部材41を確実かつ高いシール性をもって接合できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
Further, when joining the
また、金属管同士を接合する場合、例えば、図4に示すように、第1部材101の端面を第1内側接合面として形成すると共に、第1部材101の端部の外周面に第1外側接合面103及びフランジ部104となる第1フランジ部材102を例えばビス105止めする。また、第2部材111の端面を第2内側接合面として形成すると共に、第2部材111の端部の外周面に第2外側接合面113及びフランジ部114となる第2フランジ部材112を例えばビス115止めする。これら第1部材101の端面及び第1フランジ部材102と第2部材111の端面及び第2フランジ部材112を前述と同様に接合した後、これらのフランジ部104、114を締付部材例えばクランプ12により締め付けることにより、第1部材101と第2部材111を確実かつ高いシール性をもって接合できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
When joining metal tubes, for example, as shown in FIG. 4, the end surface of the
また、容器(ビン等を含む)と蓋部材を接合する場合、例えば、図5に示すように、容器(第1部材)121の開口端部に、フランジ部123及び第1接合面124を有する第1接合部122を同軸上に例えば溶接等により固定する。蓋部材(第2部材)131の周面にフランジ部133を設ける。これら容器121と蓋部材131を前述と同様に接合した後、これらのフランジ部123、133を締付部材例えばクランプ13により締め付けることにより、容器121と蓋部材131を確実かつ高いシール性をもって接合できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
When the container (including a bottle or the like) and the lid member are joined, for example, as shown in FIG. 5, the opening part of the container (first member) 121 has a
以上説明したように本発明に係る接合構造は、第1部材の第1接合面又は第2部材の第2接合面のいずれか一方の面に、接合方向に対して傾斜した当接面を設けると共に、第1部材の第1接合面又は第2部材の第2接合面のいずれか他方の面に、Oリングが装着される装着凹部と変形したOリングの一部が入り込む逃げ凹部からなるリング凹部を設けたので、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができることから、管状部材同士の接合及び容器と蓋部材の接合に優れたものである。 As described above, in the joining structure according to the present invention, the contact surface inclined with respect to the joining direction is provided on either one of the first joining surface of the first member and the second joining surface of the second member. In addition, a ring comprising a mounting recess in which the O-ring is mounted and a relief recess in which a part of the deformed O-ring enters the other surface of the first bonding surface of the first member or the second bonding surface of the second member. Since the concave portion is provided, the sealing property is high and the occurrence of dead spots can be surely prevented. Therefore, it is excellent in joining the tubular members and joining the container and the lid member.
1 接合構造
2 第1部材
3 第1接合面
4 第2部材
5 第2接合面
6 Oリング
7 当接面
8 リング凹部
21 第1部材
41 第2部材
81 装着凹部
82 逃げ凹部
101 第1部材
111 第2部材
121 第1部材
131 第2部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Joining
Claims (6)
前記第1接合面又は前記第2接合面のいずれか一方の面に、前記第1部材と前記第2部材を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面を設け、この当接面と対向する前記第1接合面又は前記第2接合面のいずれか他方の面にリング凹部を設け、このリング凹部が、前記気密状態に維持する側の端部側に設けられ前記Oリングが装着される装着凹部と、この装着凹部に装着されて前記当接面に接触して塑性変形したOリングの一部が入り込む逃げ凹部とからなることを特徴とする、接合構造。 A joining structure for joining the first joining surface of the first member and the second joining surface of the second member in an airtight state via an O-ring,
A contact surface inclined with respect to the direction in which the first member and the second member are bonded to each other is provided on one of the first bonding surface and the second bonding surface, and is opposed to the contact surface. A ring concave portion is provided on the other surface of the first joint surface or the second joint surface, and the ring concave portion is provided on the end side on the side to be maintained in the airtight state, and the O-ring is mounted. A joining structure comprising: a mounting concave portion; and a relief concave portion into which a part of an O-ring which is attached to the mounting concave portion and contacts the contact surface and is plastically deformed enters.
Either one of the first member and the second member is a container, and the other one of the first member and the second member is a lid member. 2. The joining structure according to item 1.
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