JP2008069849A

JP2008069849A - 配管連結装置

Info

Publication number: JP2008069849A
Application number: JP2006248366A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Tsuchida; 友則土田
Original assignee: Furukawa Co Ltd
Current assignee: Furukawa Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】端部にフランジ部が形成されている一対の配管を簡単に着脱することができる構造の配管連結装置を提供する。
【解決手段】第一配管１０のフランジ部に後方から当接する雄ネジ部材１００の雄ネジ１３０と、第二配管２０のフランジ部に前方から当接する雌ネジ部材２００の雌ネジ２４０とが、螺合される。雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との締結により第一配管１０と第二配管２０とのフランジ部を圧着させることができる。従って、この圧着のために複数のボルトナットを均等に締結させるような必要がないので、第一配管１０と第二配管２０とを容易に着脱することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一対の配管を連結するための配管連結装置に関し、特に、端部の外周面にフランジ部が円環状に各々形成されている一対の配管を連結するための配管連結装置に関する。

従来、超高真空装置などの配管は、良好な気密性で連結するために端部にフランジ部が形成されている。より具体的には、図７に示すように、第一配管１０は、前後方向に細長い円筒形の配管本体１１を有する。この配管本体１１の前端部の外周面にフランジ部１２が円環状に形成されている。このフランジ部１２には、配管本体１１の軸心方向に複数の貫通孔１３が形成されている。

第二配管２０も、前後方向に細長い円筒形の配管本体２１を有する。この配管本体２１の後端部の外周面にフランジ部２２が円環状に形成されている。このフランジ部２２にも、配管本体２１の軸心方向に複数の貫通孔２３が形成されている。

上述のような第一配管１０と第二配管２０とは硬質な金属で形成されている。そこで、第一配管１０と第二配管２０とを連結する場合、図７(ａ)に示すように、軟質な金属からなるガスケット３０が境界に配置される。

このような状態で、図７(ｂ)に示すように、フランジ部１２，２２の複数の貫通孔１３，２３の各々に複数のボルト３１が個々に挿通される。これら複数のボルト３１に複数のナット３２が個々に螺合される。

図７(ｃ)に示すように、これでボルト３１およびナット３２によりフランジ部１２，２２が圧着されて締結される。従って、第一配管１０と第二配管２０とがガスケット３０を介して連結される。

このとき、硬質な第一配管１０と第二配管２０との境界が軟質なガスケット３０で気密される。なお、上述のように第一配管１０と第二配管２０とが連結された構造では、その境界でリークテストが実施される。

現在、上述のように第一配管１０と第二配管２０とを連結する構造として各種の提案がある(例えば、特許文献１参照)。
特開平０８−２６０９５１号公報

しかし、上述のような構造では、第一配管１０と第二配管２０とを連結するために複数のボルト３１と複数のナット３２とを締結する必要がある。しかも、高気密が要求される場合には、複数のボルト３１と複数のナット３２とを均等に締結する必要がある。従って、特に第一配管１０と第二配管２０とを頻繁に着脱するような場合には、その作業が極めて煩雑である。

また、上述の構造では第一配管１０および第二配管２０を周面方向で均一に圧着させるため、フランジ部１２，２２に複数のボルト３１と複数のナット３２とを周面方向に均等に配列している。

しかし、それでもボルト３１とナット３２とが位置する部分と位置しない部分ではフランジ部１２，２２に作用する圧力が相違している。このため、第一配管１０および第二配管２０を周面方向で均一に圧着させることが困難である。

これを解決するためには、フランジ部１２，２２に配列するボルト３１とナット３２との個数を増大させればよい。しかし、これでは第一配管１０と第二配管２０とを着脱する作業が、さらに煩雑となる。

また、上述の構造では、ボルト３１およびナット３２が第一配管１０および第二配管２０の外周面と近接している。このため、ボルト３１およびナット３２を回転させるスパナ(図示せず)などが第一配管１０および第二配管２０の外周面に衝突しやすい。従って、その作業性が良好ではなく、第一配管１０および第二配管２０の外周面を損傷することもある。

これを解決するためには、フランジ部１２，２２を外側に拡大してボルト３１およびナット３２を第一配管１０および第二配管２０の外周面から離間させればよい。しかし、これではボルト３１およびナット３２でフランジ部１２，２２が圧着されることによる第一配管１０および第二配管２０の気密性が低下することになる。

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、第一配管と第二配管とを容易に着脱することができる構造の配管連結装置を提供するものである。

本発明の配管連結装置は、前後方向に細長い円筒形の配管本体の前端部の外周面にフランジ部が円環状に形成されている構造の第一配管と、前後方向に細長い円筒形の配管本体の後端部の外周面にフランジ部が円環状に形成されている構造の第二配管とを、前端部と後端部とで連結するための配管連結装置であって、各々が円筒状の雄ネジ部材と雌ネジ部材とを有し、雄ネジ部材は、第一配管の配管本体の外周面上に位置する内周面と、フランジ部の後面に当接する前端面と、フランジ部より大径の外周面と、外周面に形成されている雄ネジと、が形成されており、雌ネジ部材は、第二配管の配管本体の外周面上に位置する前部内周面と、前部内周面より後方に位置してフランジ部より大径の後部内周面と、前部内周面と後部内周面との境界に位置してフランジ部の前面に当接する内部後面と、後部内周面に形成されていて雄ネジと螺合する雌ネジと、が形成されている。

従って、本発明の配管連結装置では、第一配管のフランジ部に後方から当接する雄ネジ部材の雄ネジと、第二配管のフランジ部に前方から当接する雌ネジ部材の雌ネジとが、螺合される。このため、雄ネジ部材と雌ネジ部材との締結により第一配管と第二配管とのフランジ部が圧着される。

本発明の雄ネジ部材は、本発明の配管連結装置の雄ネジ部材であって、第一配管の配管本体の外周面上に位置する内周面と、フランジ部の後面に当接する前端面と、フランジ部より大径の外周面と、外周面に形成されている雄ネジと、が形成されている。

本発明の雌ネジ部材は、本発明の配管連結装置の雌ネジ部材であって、第二配管の配管本体の外周面上に位置する前部内周面と、前部内周面より後方に位置してフランジ部より大径の後部内周面と、前部内周面と後部内周面との境界に位置してフランジ部の前面に当接する内部後面と、後部内周面に形成されていて雄ネジと螺合する雌ネジと、が形成されている。

なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。

また、本発明で云う平面とは、平面を目標として物理的に形成した面を意味しており、当然ながら幾何学的な完全な平面であることは要しない。さらに、本発明では前後などの方向を規定しているが、これは本発明の構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定したものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。

本発明の配管連結装置では、第一配管のフランジ部に後方から当接する雄ネジ部材の雄ネジと、第二配管のフランジ部に前方から当接する雌ネジ部材の雌ネジとが、螺合される。このため、雄ネジ部材と雌ネジ部材との締結により第一配管と第二配管とのフランジ部を圧着させることができる。従って、この圧着のために複数のボルトナットを均等に締結させるような必要がないので、第一配管と第二配管とを容易に着脱することができる。

本発明の実施の一形態を図１ないし図６を参照して以下に説明する。ただし、本実施の形態に関して前述した一従来例と同一の部分は、同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省略する。

また、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明するが、これは各部の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものであり、本発明を実施する場合の製造時や使用時の方向を限定するものではない。

本実施の形態の配管連結装置１０００は、前後方向に細長い円筒形の配管本体１１の前端部の外周面にフランジ部１２が円環状に形成されている構造の第一配管１０と、前後方向に細長い円筒形の配管本体２１の後端部の外周面にフランジ部２２が円環状に形成されている構造の第二配管２０とを、その前端部と後端部とで連結するため、各々が円筒状の雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とを有する。

雄ネジ部材１００は、第一配管１０の配管本体１１の外周面上に位置する内周面１１０と、フランジ部１２の後面に当接する前端面１２０と、フランジ部１２より大径の外周面に形成されている雄ネジ１３０と、が形成されている。

雌ネジ部材２００は、第二配管２０の配管本体１１の外周面上に位置する前部内周面２１０と、前部内周面２１０より後方に位置してフランジ部１２より大径の後部内周面２２０と、前部内周面２１０と後部内周面２２０との境界に位置してフランジ部１２の前面に当接する内部後面２３０と、後部内周面２２０に形成されていて雄ネジ１３０と螺合する雌ネジ２４０と、が形成されている。

より詳細には、雄ネジ部材１００は、雄ネジ１３０が外周面の前部に形成されている。そして、その外周面の後部には、軸心方向と各々平行かつ相互に平行な少なくとも一対の平面として、軸心方向と直交する断面形状が正六角形となる三対の平面１４０が形成されている。

雌ネジ部材２００は、外周面に軸心方向と各々平行かつ相互に平行な少なくとも一対の平面として、軸心方向と直交する断面形状が正六角形となる三対の平面２５０が形成されている。

また、雄ネジ部材１００は、図２に示すように、軸心方向と直交する方向に配管本体１１を介して接離自在な第一部品１０１と第二部品１０２からなる。これらの第一部品１０１と第二部品１０２とは、例えば、ボルト(図示せず)により一体に連結されている。

雌ネジ部材２００も、軸心方向と直交する方向に配管本体２１を介して接離自在な第一部品２０１と第二部品２０２からなる。これらの第一部品２０１と第二部品２０２も、例えば、ボルト(図示せず)により一体に連結されている。

さらに、図１および図２に示すように、雌ネジ部材２００は、第一配管１０と第二配管２０との境界の少なくとも近傍に開口する位置に外周面から内周面１１０まで貫通孔２６０が形成されている。

上述のような構成において、本実施の形態の配管連結装置１０００は、例えば、超高真空装置(図示せず)の第一配管１０と第二配管２０との連結などに利用される。ここで、配管連結装置１０００で第一配管１０と第二配管２０とを連結する工程を以下に順番に説明する。

まず、図２に示すように、第一配管１０の配管本体１１を介して、雄ネジ部材１００の第一部品１０１と第二部品１０２とを接合させる。同様に、第二配管２０の配管本体２１を介して、雌ネジ部材２００の第一部品２０１と第二部品２０２とを接合させる。

つぎに、図３に示すように、第一部品１０１と第二部品１０２とをボルトで締結することにより、第一配管１０の配管本体１１の外周面上に雄ネジ部材１００を装着する。同様に、第一部品２０１と第二部品２０２とをボルトで締結することにより、第二配管２０の配管本体２１の外周面上に雌ネジ部材２００を装着する。

つぎに、図３および図４に示すように、ガスケット３０を介して第一配管１０の前端面と第二配管２０の後端面とを接合する。上述のような状態では、雄ネジ部材１００は第一配管１０の配管本体１１の外周面上を軸心方向にスライド自在である。同様に、雌ネジ部材２００は第二配管２０の配管本体２１の外周面上を軸心方向にスライド自在である。

そこで、図５に示すように、雄ネジ部材１００の前端面を第一配管１０のフランジ部１２の後面に当接させる。このような状態で雌ネジ部材２００を雄ネジ部材１００と係合する位置まで後退させ、雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との少なくとも一方を回転させて雄ネジ１３０と雌ネジ２４０とを螺合させる。

図６に示すように、これで雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とが締結される。このとき、図１に示すように、雄ネジ部材１００の前端面は第一配管１０のフランジ部１２の後面に当接しており、雌ネジ部材２００の内部後面２３０は第二配管２０のフランジ部２２の前面に当接している。

このため、雄ネジ１３０と雌ネジ２４０との螺合による雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との締結により、フランジ部１２，２２が軸心方向に圧着されて第一配管１０と第二配管２０とが連結される。

なお、上述のような状態から第一配管１０と第二配管２０とを分離させるときは、雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との少なくとも一方を回転させて雄ネジ１３０と雌ネジ２４０との螺合を解除する。これでフランジ部１２，２２の圧着が解除されるので第一配管１０と第二配管２０とが分離される。

このとき、図３に示すように、雄ネジ部材１００は第一配管１０に装着されたままとなり、雌ネジ部材２００は第二配管２０に装着されたままとなる。このため、第一配管１０と第二配管２０とを再度連結するときには、その雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とを再度締結させればよい。

本実施の形態の配管連結装置１０００では、上述のように雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との締結により第一配管１０と第二配管２０とのフランジ部１２，２２を圧着させることができる。従って、この圧着のために複数のボルトナットを均等に締結させるような必要がないので、第一配管１０と第二配管２０とを容易に着脱することができる。

特に、雄ネジ部材１００は第一配管１０のフランジ部１２の後面全域に当接し、雌ネジ部材２００は第二配管２０のフランジ部２２の前面全域に当接する。このため、フランジ部１２，２２を周面方向で均一に圧着させることができ、第一配管１０および第二配管２０を良好な気密性で連結することができる。

さらに、上述のように雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との締結によりフランジ部１２，２２を軸心方向に圧着させて第一配管１０と第二配管２０とを連結するので、この第一配管１０や第二配管２０を設計変更するような必要がない。

ただし、第一配管１０や第二配管２０のフランジ部１２，２２の貫通孔１３，２３は使用しないので、その形成を省略して第一配管１０や第二配管２０の生産性を向上させることもできる。

また、雄ネジ部材１００は、外周面の後部に軸心方向と各々平行かつ相互に平行な平面１４０が形成されている。雌ネジ部材２００も、外周面に軸心方向と各々平行かつ相互に平行な平面２５０が形成されている。

このため、スパナなどの工具(図示せず)で、雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とを把持して回転させることができる。従って、既存の工具で簡単かつ確実に雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とを締結させることができる。

特に、雄ネジ部材１００は、外周面の後部に軸心方向と直交する断面形状が正六角形となる三対の平面１４０が形成されている。雌ネジ部材２００は、外周面に軸心方向と直交する断面形状が正六角形となる三対の平面２５０が形成されている。このため、雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とを、既存のボルトやナットと同様に、既存の工具で簡単かつ確実に回転させることができる。

さらに、雄ネジ部材１００は、軸心方向と直交する方向に配管本体１１を介して接離自在な第一部品１０１と第二部品１０２からなる。従って、前端にフランジ部１２が形成されている第一配管１０の配管本体１１の外周面上に雄ネジ部材１００を簡単に装着することができる。

同様に、雌ネジ部材２００は、軸心方向と直交する方向に配管本体１１を介して接離自在な第一部品２０１と第二部品２０２からなる。従って、後端にフランジ部２２が形成されている第二配管２０の配管本体２１の外周面上に雌ネジ部材２００を簡単に装着することができる。

なお、第一配管１０の両端にフランジ部１２が形成されている場合でも(図示せず)、雄ネジ部材１００を簡単に装着することができる。同様に、第二配管２０の両端にフランジ部２２が形成されている場合でも(図示せず)、雌ネジ部材２００を簡単に装着することができる。

なお、上述のように第一配管１０と第二配管２０とを連結したときには、リークテストが必要となることがある。その場合、本実施の形態の配管連結装置１０００では、第一配管１０と第二配管２０との境界が雌ネジ部材２００により遮蔽されている。

しかし、この雌ネジ部材２００は、第一配管１０と第二配管２０との境界の少なくとも近傍に開口する位置に外周面から内周面１１０まで貫通孔２６０が形成されている。このため、この貫通孔２６０にプローブ(図示せず)を挿入することなどにより、簡単に第一配管１０と第二配管２０とのリークテストを実施することができる。

なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では雄ネジ部材１００や雌ネジ部材２００の外周部が六角形に形成されていることを例示した。しかし、軸心方向と直交する断面形状が正方形となるように二対の平面が形成されていてもよく、円筒面に平行な平面が一対のみ形成されていてもよい(ともに図示せず)。

また、上記形態では雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との両方を工具で把持して少なくとも一方を回転させることを想定した。しかし、一方は回転しなくともよいので、例えば、雄ネジ部材１００の前端面と雌ネジ部材２００の内部後面との一方に、第一配管１０や第二配管２０のフランジ部１２，２２の貫通孔１３，２３に係合する凸部を形成しておいてもよい(図示せず)。

この場合、雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００との一方を、工具を必要とすることなく回転不能とすることができる。従って、他方のみ工具で回転させれば、雄ネジ部材１００と雌ネジ部材２００とを締結することができる。また、従来から存在する第一配管１０や第二配管２０の貫通孔１３，２３を有効に利用することができる。

さらに、上記形態では配管連結装置１０００により超高真空装置の第一配管１０と第二配管２０とを連結することを例示した。しかし、配管連結装置１０００を流体が高圧や常圧で流動される一対の配管の連結に利用することもできる(図示せず)。

本発明の実施の形態の配管連結装置で第一配管と第二配管とを連結した状態を示す半断面図である。配管連結装置で第一配管と第二配管とを連結する工程を示す分解斜視図である。配管連結装置で第一配管と第二配管とを連結する工程を示す分解斜視図である。配管連結装置で第一配管と第二配管とを連結する工程を示す斜視図である。配管連結装置で第一配管と第二配管とを連結する工程を示す斜視図である。配管連結装置で第一配管と第二配管とを連結する工程を示す斜視図である。従来の第一配管と第二配管とを連結する工程を示す斜視図である。

符号の説明

１０第一配管
１１配管本体
１２フランジ部
１３貫通孔
２０第二配管
２１配管本体
２２フランジ部
２３貫通孔
３０ガスケット
３１ボルト
３２ナット
１００雄ネジ部材
１０１第一部品
１０２第二部品
１１０内周面
１２０前端面
１３０雄ネジ
１４０平面
２００雌ネジ部材
２０１第一部品
２０２第二部品
２１０前部内周面
２２０後部内周面
２３０内部後面
２４０雌ネジ
２５０平面
２６０貫通孔
１０００配管連結装置

Claims

前後方向に細長い円筒形の配管本体の前端部の外周面にフランジ部が円環状に形成されている構造の第一配管と、前後方向に細長い円筒形の配管本体の後端部の外周面にフランジ部が円環状に形成されている構造の第二配管とを、前記前端部と前記後端部とで連結するための配管連結装置であって、
各々が円筒状の雄ネジ部材と雌ネジ部材とを有し、
前記雄ネジ部材は、前記第一配管の前記配管本体の外周面上に位置する内周面と、前記フランジ部の後面に当接する前端面と、前記フランジ部より大径の外周面と、前記外周面に形成されている雄ネジと、が形成されており、
前記雌ネジ部材は、前記第二配管の前記配管本体の外周面上に位置する前部内周面と、前記前部内周面より後方に位置して前記フランジ部より大径の後部内周面と、前記前部内周面と前記後部内周面との境界に位置して前記フランジ部の前面に当接する内部後面と、前記後部内周面に形成されていて前記雄ネジと螺合する雌ネジと、が形成されている配管連結装置。
前記雄ネジ部材は、前記雄ネジが前記外周面の前部に形成されており、前記外周面の後部に軸心方向と各々平行かつ相互に平行な少なくとも一対の平面が形成されている請求項１に記載の配管連結装置。
前記雄ネジ部材は、前記外周面の後部に前記軸心方向と直交する断面形状が正六角形となる三対の前記平面が形成されている請求項２に記載の配管連結装置。
前記雌ネジ部材は、前記外周面の少なくとも一部に軸心方向と各々平行かつ相互に平行な少なくとも一対の平面が形成されている請求項１ないし３の何れか一項に記載の配管連結装置。
前記雌ネジ部材は、前記外周面に前記軸心方向と直交する断面形状が正六角形となる三対の前記平面が形成されている請求項４に記載の配管連結装置。
前記雄ネジ部材は、軸心方向と直交する方向に前記配管本体を介して接離自在な第一部品と第二部品からなる請求項１ないし５の何れか一項に記載の配管連結装置。
前記雌ネジ部材は、軸心方向と直交する方向に前記配管本体を介して接離自在な第一部品と第二部品からなる請求項１ないし６の何れか一項に記載の配管連結装置。
前記雌ネジ部材は、前記第一配管と前記第二配管との境界の少なくとも近傍に開口する位置に前記外周面から前記内周面まで貫通孔が形成されている請求項１ないし７の何れか一項に記載の配管連結装置。
請求項１ないし８の何れか一項に記載の配管連結装置の雄ネジ部材であって、
前記第一配管の前記配管本体の外周面上に位置する内周面と、
前記フランジ部の後面に当接する前端面と、
前記フランジ部より大径の外周面と、
前記外周面に形成されている雄ネジと、
が形成されている雄ネジ部材。
請求項１ないし８の何れか一項に記載の配管連結装置の雌ネジ部材であって、
前記第二配管の前記配管本体の外周面上に位置する前部内周面と、
前記前部内周面より後方に位置して前記フランジ部より大径の後部内周面と、
前記前部内周面と前記後部内周面との境界に位置して前記フランジ部の前面に当接する内部後面と、
前記後部内周面に形成されていて前記雄ネジと螺合する雌ネジと、
が形成されている雌ネジ部材。