JP2009162252A - 配管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで衛生性、作業性を確保できる配管継手を提供することを目的とする。
【解決手段】一方の配管１０と他方の配管２０と突き合わせたときに、フランジ部１１の当接面１２とフランジ部２１の当接面２２とが密着して密着部を形成し、当接面２２の外周側においては、当接面１２と凹部２３との間に所定寸法のクリアランス４１が形成され、このクリアランス４１に、円環状のシール部材３０が収められるようにした。このとき、クリアランス４１の寸法Ｃ１は、シール部材３０の厚さよりも小さくなるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、配管継手に関する。

薬液や飲料、流動性のある食品等の製造工程において、これらの流動体を搬送する配管には衛生性、清浄性（以下、これをサニタリ性と適宜称する）が要求される。このような配管はサニタリ配管とも称され、配管内部のサニタリ性を維持するために材質や構造等が工夫されている。
サニタリ配管に限るものではないが、配管には継ぎ手が存在する。当然のことながらこの継ぎ手の部分においては、外部からの異物や雑菌等の侵入、内部からの流動体の漏れを防ぐために、確実なシール性が求められる。これとともに、配管内部のサニタリ性を保つために、定期的に配管内部の清掃を行うことのできる作業性も求められる。

従来、サニタリ配管の継ぎ手部分においては、接続すべき一方の配管のフランジ部と他方の配管のフランジ部をクランプ部材によってクランプすることで、配管同士を容易に連結したり切り離したりできる作業性を確保しつつ、一方の配管と他方の配管の間にシール部材を介在させてシール性を確保するものが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。

また、シール部材を廃して継ぎ手部分におけるシール性を高める手法として、接続すべき一方の配管と他方の配管にテーパ部を形成し、これらテーパ部において双方の配管の継ぎ手部分における密着性を高める手法（例えば、特許文献２、３参照）や、一方の配管に周方向に連続する凹部を形成し、他方の配管に前記の凹部に嵌め合う凸部を形成する手法（例えば、特許文献４参照）が提案されている。

実用新案登録第３０３７３８０号公報 特許第３８５１６３７号公報 実用新案登録第３１１５１３９号公報 特開２００５−５４９２９号公報

特許文献１に記載されたような、シール部材を用いた継ぎ手構造においては、配管同士を何度も繰り返して着脱するうちに、シール部材が配管に擦れて一部が千切れてしまうことがある。また、配管内部を流れる流動体がシール部材に常に折衝するため、流動体の種類によってはシール部材が侵されて劣化したり、その結果シール部材の一部が剥離してしまうこともあり得る。これ以外にも、配管を連結するためにボルト等を用いている場合、その締付けトルクが過大であると、シール部材が両側の配管によって押し潰され、配管の内周側に突出してしまうこともある。その場合、配管内部を流れる流動体によってシール部材の突出した部分が引き千切られることもある。
このようにして、シール部材の破片が配管内部に混入すると、品質管理面で問題となる。これを避けるために、シール部材の交換頻度を高めればメンテナンスコストが上昇してしまう。また、配管を連結するためのボルトの締付けトルク管理精度を高めると、メンテナンスの手間が増大してしまう。

これに対し、特許文献１２〜４に記載されたような、シール部材を廃した継ぎ手構造においては、上記したような問題を回避することができる。
ところが、テーパ部や凹部と凸部の嵌め合いによって配管同士の継ぎ手部分におけるシール性を高めようとすると、テーパ部や凹部と凸部の加工精度を高める必要が生じ、これはコスト上昇に直結する。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、低コストで衛生性、作業性を確保できる配管継手を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の配管継手は、内部を流動体が搬送される配管を構成する複数の配管部材どうしの継ぎ手部分において、内周側に、一方の配管部材と他方の配管部材とが、直接または金属製のリング部材を介して間接的に密着した密着部が設けられ、密着部の外周側に、一方の配管部材と他方の配管部材との間に介在するシール部材が設けられていることを特徴とする。
このように、内周側で配管部材どうしが直接または間接的に密着することで、ある程度のシール性が確保でき、その外周側のシール部材と併せて２重のシール構造を実現する。このとき、シール部材は外周側に配置されているため、配管内を搬送される流動体によってシール部材が侵されたり千切られたりするのを防ぐことができる。これに対し、シール部材を内周側に配置したのでは、前記した特許文献１の技術に伴う課題を何ら解決できるものではない。

また、一方の配管部材と他方の配管部材とを密着部において密着させて突き合わせた状態で、密着部の外周側に、シール部材の厚さよりも小さな間隙を有したクリアランス部を形成し、シール部材をクリアランス部に収容するのが好ましい。クリアランス部は、一方の配管部材と他方の配管部材とを密着部において密着させて突き合わせた状態で、一方の配管部材と他方の配管部材との間に形成される。これにより、クリアランス部の間隙は機械的に定まる。このようなクリアランス部にシール部材を介在させることで、シール部材が過度に押し潰されるのを防止できる。

密着部において、一方の配管部材と他方の配管部材とは、配管部材の軸方向に直交する平面にて互いに密着させることができる。
また、密着部において、一方の配管部材に凹部または溝が形成され、他方の配管部材に凸部が形成され、凹部または溝に凸部が挿入されて、凸部の先端部を凹部または溝に密着させることもできる。このような構造では、凸部を凹部や溝に挿入することで、一方の配管部材と他方の配管部材との芯合わせを容易に行うことができる。

このような配管継手は、いかなる配管を対象としても適用可能であるが、特に、サニタリ配管に適用するのが有効である。

本発明によれば、一方の配管と他方の配管は、継ぎ手部分において、内周側で互いに密着し、さらに外周側にシール部材配置されることで確実なシール性が確保されている。外周側にシール部材が配置されているため、一方の配管と他方の配管とが密着する部分ではある程度のシール性が確保されれば十分であり、この部分のみでシール性を全て担う場合に比較して、その加工精度が低くて済み、加工コストを抑えることができる。
シール部材の内周側で一方の配管と他方の配管とが密着しているので、この部分においてある程度のシール性が確保され、配管内を搬送される流動体がシール部材に常に直接接触するのを抑えることができる。その結果、流動体が薬液等である場合においても、シール部材が侵されるのを防ぐことができる。これにより、シール部材の耐久性を高めることができる。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における配管の継ぎ手構造を説明するための断面図である。
図１に示すように、一方の配管１０と他方の配管２０は、継ぎ手部分において、内周側で配管１０と配管２０とがその全周にわたって直接接触し、外周側にシール部材３０が配置された構造を有している。

一方の配管１０の端部には、外周に突出するフランジ部１１が形成されている。フランジ部１１において、他方の配管２０に対向する側は、配管１０の軸方向に直交する当接面１２とされている。
他方の配管２０の端部にも、外周に突出するフランジ部２１が形成されている。ここで、フランジ部２１において、一方の配管２０に対向する側は、内周側に、配管２０の軸方向に直交する当接面２２が形成され、当接面２２の外周側には、当接面２２に対して凹となる凹部２３が形成されている。
また、当接面１２、２２には断面半円状の溝１２ａ、２２ａが周方向に連続して形成され、シール部材３０には、溝１２ａ、２２ａに対応する断面形状の凸部３０ａが周方向に連続して形成されている。

ここで、フランジ部１１、２１は、外周側に向けてその厚さが縮小するテーパ形状とされている。これらフランジ部１１、２１は、内周側にフランジ部１１、２１のテーパ形状に対応した形状の溝５１を有するクランプ金具５０によって一体に連結される。クランプ金具５０は、例えば、周方向に複数に分割された分割体がピン等によって連結されて、配管１０、２０の軸に直交する面内で開閉可能とされている。このクランプ金具５０の構成については何ら限定するものではなく、配管１０、２０の連結・切り離しを容易に行うことができるのであれば、いかなる構造のものを用いても良く、クランプ金具５０ではなくボルト・ナット等を用いても良い。

これら一方の配管１０と他方の配管２０と突き合わせると、フランジ部１１の当接面１２とフランジ部２１の当接面２２とが密着し、当接面２２の外周側においては、当接面１２と凹部２３との間に所定寸法のクリアランス４１が形成され、このクリアランス４１に、円環状のシール部材３０が収められている。
このとき、クリアランス４１の寸法Ｃ１は、シール部材３０の厚さよりも小さくなるように形成されている。

このようにして、一方の配管１０と他方の配管２０は、継ぎ手部分において、内周側でフランジ部１１の当接面１２とフランジ部２１の当接面２２とが当接して配管１０と配管２０とがその全周にわたって直接接触して密着部を形成し、さらにその外周側にシール部材３０が配置されることで確実なシール性が確保されている。ここで、外周側にシール部材３０が配置されているため、当接面１２、２２の密着部では、ある程度のシール性が確保されれば十分であり、この部分のみでシール性を全て担う場合に比較して、その加工精度が低くて済み、加工コストを抑えることができる。
そして、内周側でフランジ部１１の当接面１２とフランジ部２１の当接面２２とが密着しているので、この部分においてある程度のシール性が確保され、配管１０、２０内を搬送される流動体がシール部材３０に常に直接接触するのを回避することができる。その結果、流動体が薬液等である場合においても、シール部材３０が侵されるのを防ぐことができる。また、内周側で当接面１２、２２が当接して、シール部材３０が配管１０、２０の内部に突出することがないので、当然のことながら、シール部材３０が配管１０、２０内を搬送される流動体によって引き千切られることもない。これらにより、シール部材３０の耐久性を高めることができる。
また、シール部材３０が収容されるのは、当接面１２と凹部２３との間にクリアランス４１であり、クリアランス４１の寸法Ｃ１は、フランジ部１１の当接面１２とフランジ部２１の当接面２２とが当接することで機械的に定まる。つまり、フランジ部１１、２１を過度の締め付けトルクで連結しても、クリアランス４１は寸法Ｃ１以下とはならない。その結果、シール部材３０が過度に押し潰されることもなく、シール部材３０の耐久性を高めることができる。

図２に示すものは、図１に示した構造の変形例である。以下の説明において、図１に示した構造と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図２に示すように、一方の配管１０の当接面１２には、断面く字状の凹溝１３が形成され、他方の配管２０の当接面２２には、凹溝１３に嵌まり合う断面形状を有した凸条２４が形成されている。これら配管１０、２０を突き合わせると、凹溝１３と凸条２４とが嵌まり合うことで、フランジ部１１の当接面１２とフランジ部２１の当接面２２とが密着して密着部を形成する。

このような構成においては、シール部材３０の内周側に配置された凹溝１３と凸条２４とが嵌まり合うことで、図１に示した構成に比較して、当接面１２、２２におけるシール性を向上させることができ、図１に示した構成と同様の効果をさらに顕著なものとすることができる。
加えて、凹溝１３と凸条２４とが嵌まり合うことで、連結時における配管１０と配管２０との芯出しを容易に行うことができ、作業性が向上する。

図３に示すものは、本実施の形態における配管の継ぎ手構造の他の例である。以下の説明において、図１に示した構造と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図３に示すように、一方の配管１０と他方の配管２０の端部には、それぞれフランジ部１１、２１が形成され、フランジ部１１、２１の内周縁側には、周方向に連続する段部１５、２５が形成されている。
そして、配管１０と配管２０とを突き合わせるときには、段部１５、２５の径に応じた金属製のリング６０が段部１５、２５の間に嵌め込まれる。ここで、リング６０の内径は配管１０、２０の内径と同径とされ、リング６０の外径は段部１５、２５の外径と同径とされる。

リング６０を介して配管１０、２０を突き合わせた状態で、フランジ部１１、２１の間には、所定寸法Ｃ１のクリアランス４２が形成され、このクリアランス４２にシール部材３０が収容される。この場合においても、クリアランス４２の寸法Ｃ１は、シール部材３０の厚さよりも小さくなるように形成される。

このような構成においては、配管１０、２０は、リング６０を介して突き合わされ、配管１０とリング６０、リング６０と配管２０とが、継ぎ手部分の内周側で密着して密着部を形成し、さらにその外周側にシール部材３０が配置されることで確実なシール性が確保されている。このような構成においても、図１と同様の効果を得ることができる。また、連結時には、例えば一方の配管１０の段部１４にリング６０をセットした後、他方の配管２０を連結するようにすれば、リング６０によって双方の配管１０、２０の芯出しを容易に行うこともできる。

図４に示すものは、本実施の形態における配管の継ぎ手構造の他の例である。以下の説明において、図１に示した構造と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図４に示すように、一方の配管１０と他方の配管２０の端部には、それぞれフランジ部１１、２１が形成されている。一方の配管１０のフランジ部１１の内周縁側には、周方向に連続する段部１６が形成されている。他方の配管２０のフランジ部２１の内周縁側には、段部１６に嵌め合う環状の凸条２６が形成されている。
そして、配管１０と配管２０とを突き合わせると、凸条２６が段部１６に嵌まり込み、この状態で、フランジ部１１、２１の間には、所定寸法Ｃ２のクリアランス４３が形成されている。さらにブランジ部１１、２１には断面半円状の溝１１ａ、２１ａが周方向に連続して形成され、この溝１１ａ、２１ａの間にシール部材３１が収容される。ここで、シール部材３１にはＯリングを用いることとする。この場合においても、クリアランス４３の寸法Ｃ２、溝１１ａ、２１ａのクリアランスＣ２’は、シール部材３１の断面径よりも小さくなるように形成される。

このような構成においては、配管１０、２０は、凸条２６が段部１６に嵌まり込むことで密着して密着部を形成し、さらにその外周側にシール部材３１が配置されることで確実なシール性が確保されている。このような構成においても、図１と同様の効果を得ることができる。そして、シール部材３１にＯリングを用いることで、さらなるコストダウンが可能となる。また、連結時には、凸条２６が段部１６に嵌まり込むことで、双方の配管１０、２０の芯出しを容易に行うこともできる。

なお、図４に示した構成においては、段部１６の内周形状、凸条２６の外周形状をテーパ状とすることも可能である。これにより、配管１０、２０の密着性をさらに高めることも可能である。

図５に示すものは、図４に示した構成の変形例である。以下の説明において、図４に示した構造と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
図５に示すように、一方の配管１０と他方の配管２０の端部には、それぞれフランジ部１１、２１が形成されている。一方の配管１０のフランジ部１１の内周縁側には、周方向に連続する段部１７が形成されている。他方の配管２０のフランジ部２１の内周縁側には、段部１７に挿入される環状の凸条２７が形成されている。
そして、配管１０と配管２０とを突き合わせると、凸条２７が段部１７に挿入され、凸条２７の先端部が段部１７に密着して密着部を形成する。このとき、凸条２７の外周面２７ａと段部１７の内周面１７ａとの間には、所定寸法Ｃ３のクリアランス４４が形成されている。さらに凸条２７の外周面２７ａと段部１７の内周面１７ａには断面半円状の溝２７ｂ、１７ｂが周方向に連続して形成され、この溝２７ｂ、１７ｂの間にシール部材３２が収容される。ここで、シール部材３２にはＯリングを用いることとする。この場合においても、クリアランス４４の寸法Ｃ３、溝２７ｂ、１７ｂのクリアランスＣ３’は、シール部材３２の断面径よりも小さくなるように形成される。

このような構成においては、配管１０、２０は、凸条２７の先端部が段部１７に密着し、さらにその外周側にシール部材３２が配置されることで確実なシール性が確保されている。このような構成においても、図１と同様の効果を得ることができる。そして、シール部材３１にＯリングを用いることで、さらなるコストダウンが可能となる。また、図４に示した構成に比較して、シール部材３２を、より内周側に、すなわち凸条２７と段部１７の密着部分に近い位置に配置できるため、凸条２７と段部１７の密着部分から漏れ出た流動体を、より内周側で阻止することができる。

なお、上記の図５に示した構成において、シール部材３２の位置は、図５に示した位置に限定するものではなく、例えば図６に示すように、凸条２７の根元に近い部分とすることもできるし、逆に、凸条２７の先端部に近い部分とすることができる。図６に示したように、凸条２７の根元に近い部分にシール部材３２を配置すれば、凸条２７を段部１７に挿入するときにシール部材３２がずれるのを防ぐこともできる。

図７に示すものは、本実施の形態における配管の継ぎ手構造の他の例である。以下の説明において、図１に示した構造と共通する構成については同符号を付してその説明を省略する。
一方の配管１０と他方の配管２０の端部には、それぞれフランジ部１１、２１が形成されている。一方の配管１０のフランジ部１１の内周縁側には、周方向に連続する段部１８が形成されている。他方の配管２０のフランジ部２１の内周縁側には、段部１８に挿入される凸条２８が形成されている。
そして、配管１０と配管２０とを突き合わせると、凸条２８が段部１８に挿入され、凸条２８の先端部２８ａが段部１８に密着する。このとき、凸条２８は、その外周面２８ｂの径が先端部に行くに従い小さくなるテーパ形状とされている。また、段部１８の外周側の隅部１８ａは、所定径にＲ加工されている。これにより、配管１０と配管２０とを突き合わせた状態で、凸条２８の外周面２８ｂと段部の隅部１８ａとの間には、所定寸法Ｃ４のクリアランス４５が形成され、このクリアランス４５にシール部材３３が収容される。ここで、シール部材３３にはＯリングを用いることとする。この場合においても、クリアランス４５の寸法Ｃ４は、シール部材３２の断面径さよりも小さくなるように形成される。

このような構成においては、配管１０、２０は、凸条２８の先端部２８ａが段部１８に密着し、さらにその外周側にシール部材３３が配置されることで確実なシール性が確保されている。このような構成においても、図１と同様の効果を得ることができる。そして、シール部材３３にＯリングを用いることで、さらなるコストダウンが可能となる。また、凸条２８の外周面２８ｂをテーパ形状とすることで、凸条２８を段部１８に容易に挿入することが可能となる。この場合においても、図４に示した構成に比較して、シール部材３３を、より内周側に、すなわち凸条２８と段部１８の密着部分に近い位置に配置できるため、凸条２８と段部１８の密着部分から漏れ出た流動体を、より内周側で阻止することができる。

なお、上記実施の形態で示した配管の継ぎ手構造は、いかなる用途の配管にも用いることが可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

本実施の形態における配管継手の一例を示す断面図である。 図１の変形例を示す断面図である。 本実施の形態における配管継手の他の一例を示す断面図である。 本実施の形態における配管継手のさらに他の一例を示す断面図である。 図４の変形例を示す断面図である。 図５の変形例を示す断面図である。 本実施の形態における配管継手のさらに他の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０、２０…配管、１１、２１…フランジ部、１２、２２…当接面、３０、３１、３２、３３…シール部材、４１、４２、４３、４４、４５…クリアランス、５０…クランプ金具、６０…リング部材

Claims (4)

1. 内部を流動体が搬送される配管を構成する複数の配管部材どうしの継ぎ手部分において、
   内周側に、一方の配管部材と他方の配管部材とが、直接または金属製のリング部材を介して間接的に密着した密着部が設けられ、
   前記密着部の外周側に、一方の配管部材と他方の配管部材との間に介在するシール部材が設けられていることを特徴とする配管継手。
2. 前記一方の配管部材と前記他方の配管部材とを前記密着部において密着させて突き合わせた状態で、前記密着部の外周側に、前記シール部材の厚さよりも小さな間隙を有したクリアランス部が形成され、前記シール部材が前記クリアランス部に収容されていることを特徴とする請求項１に記載の配管継手。
3. 前記密着部において、前記一方の配管部材と前記他方の配管部材とが、前記配管部材の軸方向に直交する平面にて互いに密着することを特徴とする請求項１または２に記載の配管継手。
4. 前記密着部において、前記一方の配管部材に凹部または溝が形成され、前記他方の配管部材に凸部が形成され、前記凹部または前記溝に前記凸部が挿入され、前記凸部の先端部が前記凹部または前記溝に密着することを特徴とする請求項１または２に記載の配管継手。

Images