JP2011127738A

JP2011127738A - 配管装置

Info

Publication number: JP2011127738A
Application number: JP2009289236A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Hagiwara; 俊一郎萩原
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-21
Also published as: JP5528090B2

Abstract

【課題】配管接続部におけるフィルタの取付および交換作業を容易に行う。
【解決手段】鍔部が形成された配管部材１３と、配管部材１３が連結される管部１ｃ、１ｄを有し、この管部１ｃ、１ｄの外周面にねじ部１ｂが形成された本体１と、一端側が配管部材１３の鍔部に係合され、他端側が本体１のねじ部１ｂに螺合されて、配管部材１３を本体１に固定するキャップナット１２と、配管部材１３の端面およびこの端面に対向する管部１ｃ，１ｄの端面の少なくともいずれかに形成された環状溝３０と、環状溝３０に嵌合されるシールリング１７と、シールリング１７の内側に配設されたフィルタ１７とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、化学工場、または半導体製造分野、液晶製造分野、食品分野などの各種産業に使用される配管部材を接続する装置に関するものであり、さらに詳しくは、配管部材に流入する流体に異物が混入している場合に異物の進入を防止できる配管装置に関するものである。

従来の配管部材では、流体に混入した異物を除去するためのものとして、図１０に示すような減圧弁があった（例えば、特許文献１参照）。その構成は、二次側圧力室１１１の圧力変動に応じて主弁１１２の開度を制御する減圧機構部１１３に二次側圧力室１１１と連通する様に設けた圧力検出室１１４と、一次側圧力室１１５との隔壁１１６を一次側圧力室１１５の底部に対向形成し、底部外方から一次側圧力室１１５内へ隔壁１１６に対し進退自在なスピンドル１１７を挿通すると共に、スピンドル１１７には隔壁に設けた圧力検出室１１４と一次側圧力室１１５との連通口１１８を開閉する弁体１１９を設け、底部１２０には円筒状のストレーナ１２１の下方開口端を固定すると共に、ストレーナ１２１をその軸線方向に縦貫するスピンドル１１７を挿通したストレーナキャップ１２２を着脱自在に設けたものであり、スピンドル１１７はストレーナ１２１と共にストレーナキャップ１２２に取付けられているので、ストレーナ１２１のメンテナンス時にストレーナキャップ１２２を取り外すことでストレーナ１２１と共に弁体１１９を含むスピンドル１１７を弁本体１２３から離脱させられ、同時にまとめてメンテナンスでき、その作業を簡便に行うことができるものであった。

しかしながら、上記従来の減圧弁は配管接続された後でもストレーナ１２１の交換が容易である反面、ストレーナ１２１を有しない通常の減圧弁とは構造が異なるので、製造時には通常の減圧弁とは別の金型が必要となり設備費用が多く掛かる問題や、ストレーナ１２１を交換可能にするための各種部品点数が多くなることから製造や組立てが煩雑になるという問題があった。また、配管ラインにストレーナ１２１を有しない通常の減圧弁を取り付けた後に配管内の異物除去の需要が生じた場合には、減圧弁ごと交換しなければならないという問題があった。

上記従来の減圧弁の問題点を回避する方法として図１１に示すようなベローバルブがあった（例えば、特許文献２参照）。その構成は、ベローバルブ流通口フランジ面の一方に流通口１３１より大きな溝１３２を設け、この溝１３２に合った綱目フィルター１３３を一枚ないし複数枚取り付けたものであり、機器類への流体の出し入れ時における異物侵入防止、さらにはベローバルブ入口での異物収集もできるものであった。

特開２００６−１４６８３２号公報実開平５−７７６７９号公報

しかしながら、上記従来のベローバルブの網目フィルター１３３の設置方法は、流通口１３１のフランジ面１３４に流通口１３１より大きな円のネジ山１３５を切った溝１３２を設けて溝１３２に合った綱目フィルター１３３を挿入し、その上に外周にネジ山を切ったリング１３６をネジ込む方法や、ネジ穴を開けた溝１３２を設けて網目フィルターの穴を通じてネジ穴にネジ込むことで網目フィルター１３３を固定する（図示せず）方法である。これは通常のバルブの流用が可能であるが、網目フィルター１３３を設置するためには通常のバルブに二次加工を施す必要があった。また、配管ラインにフィルターのない通常のバルブを取り付けた後に配管内の異物除去の需要があった場合には、一旦バルブを取り外して二次加工した後で取り付けるか、加工済みの別のバルブを交換しなければならず、すぐに網目フィルター１３３を設置できるものではない。また、フランジ接続であるベローバルブでは、配管接続した状態で網目フィルターの交換を行う場合、網目フィルター１３３のある部分のフランジ接続部分のみを外して交換しようとしてもフランジが邪魔して交換は困難であるため、ベローバルブを配管ラインから一旦外して網目フィルター１３３を交換しなければならず、交換作業が煩雑であるという問題があった。

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、フィルタの取付、交換作業が容易な配管装置を提供することを目的とする。

本発明による配管装置は、鍔部が形成された配管部材と、配管部材が連結される管部を有し、この管部の外周面にねじ部が形成された被連結部品と、一端側が配管部材の鍔部に係合され、他端側が被連結部品のねじ部に螺合されて、配管部材を被連結部品に固定するキャップナットと、配管部材の端面およびこの端面に当接する管部の端面の少なくともいずれかに形成された環状溝と、環状溝に嵌合されるシールリングと、シールリングの内側に配設されたフィルタとを有することを特徴とする。

本発明によれば、キャップナットの取り外しによりフィルタを取り付けおよび交換することができ、フィルタの取付、交換作業が容易である。

本発明の第一の実施形態に係る配管装置の構成を示す縦断面図である。図１の要部拡大図である。フィルタ付きシールリングの交換時を示す縦断面図である。環状溝をあり溝としたダイヤフラムバルブを示す要部拡大図ある。フィルタ付きシールリングに内周突条部及び外周突条部を設けたダイヤフラムバルブを示す要部拡大図ある。フィルタ付きシールリングに環状突条を設けたダイヤフラムバルブを示す要部拡大図ある。フィルタ付きシールリングが組立可能な構成のダイヤフラムバルブを示す要部拡大図ある。本発明の第二の実施形態に係る配管装置の構成を示す縦断面図である。本発明の第三の実施形態に係る配管装置の構成を示す縦断面図である。従来の減圧弁を示す縦断面図である。従来のベローバルブを示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に示す実施形態を参照して説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。

−第一の実施の形態−
以下、図１〜図７を参照して本発明の第一の実施の形態について説明する。第一の実施の形態では、配管部材に連結される被連結部品をダイヤフラムバルブとして、ダイヤフラムバルブに配管装置を適用する。図１は、本発明の第一の実施の形態に係る配管装置の構成を示す縦断面図であり、図２は、図１の要部拡大図である。

塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣと記す）製の本体１の上部には、シリンダ本体１８の下部と接合される環状突部１ａが形成されるとともに、環状突部１ａの内周に環状溝２が形成されている。本体１の上面には、環状溝２の内周壁とダイヤフラム９とにより弁室３が形成され、弁室３に弁体１０が配置されている。本体１の両端面には、それぞれ外側に向けて管部１ｃ，１ｄが突設され、各管部１ｃ、１ｄの内側にそれぞれ流体の入口となる第一開口４と流体の出口となる第二開口５とが設けられている。本体１の内部には、第一開口４と弁室３の底部とを連通する第一流路６と、第二開口５と弁室３の底部とを連通する第二流路７とが形成されている。第一流路６と弁室３とを連通する連通口である開口部は弁室３の底部中央に位置し、この第一流路６の終端の開口部の周縁が弁座部８となり、後述するように弁座部８に弁体１０が離接する。

ダイヤフラム９はポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと記す。）製であり、その中央上部は隔膜押さえ２７の内周面の凹部２８に受容されている。ダイヤフラム９の下面には、弁座部８に圧接離間される弁体１０が形成されている。弁体１０の上面には、ピストン２４の軸部２６の雄ネジ部に螺着される雌ネジ部が設けられ、弁体１０とピストン２４は一体化されている。このため、弁体１０は、ピストン２４の上下動に伴って上下に移動して本体１の弁座部８に圧接離間され、これにより流路の閉止あるいは開放を行うことが可能である。弁体１０の周縁部には薄肉状の隔膜部１１が形成され、さらに隔膜部１１の外周端部には断面矩形状の環状嵌合部１１ａが形成されている。環状嵌合部１１ａは本体１の環状溝２に嵌合され、本体１と隔膜押さえ２７の下面との間に挟持固定されている。

キャップナット１２はＰＶＣ製であり、全体が略円筒状に形成されている。図２に示すようにキャップナット１２の一方の端部内周には、本体１の管部１ｃの外周に設けられた雄ネジ部１ｂに螺着する雌ネジ部１２ａが設けられ、他方の端部には、内周方向へ突出する内鍔部１２ｂが設けられている。キャップナット１２の内鍔部１２ｂが鍔付き短管１３の鍔部端面１３ａに係合して当接し、雌ネジ部１２ａが本体１の雄ネジ部１ｂに螺着することで、キャップナット１２により鍔付き短管１３が本体１に固定される。図１に示すように第二開口５側の管部１ｄにも同様にキャップナット１４が締結され、キャップナット１４により鍔付き短管１５が本体１に固定される。なお、鍔付き短管１３、１５は、図２に示すように一端部に鍔部１３ｂが設けられ、他端部に他の配管に連結する連結部１３ｃが設けられた配管部材であり、ダイヤフラムバルブの付属品を構成する。

鍔付き短管１３の端面と対向する本体１の第一開口側管部１ｃの一端面には環状溝３０が形成され、環状溝３０にフィルタ付きシールリング１７が嵌合されている。フィルタ付きシールリング１７は、図２に示すようにシールリングの内周側にフィルタを一体に設けたものであり、環状溝３０にはフィルタ付きシールリング１７のシールリング部分が嵌合されている。キャップナット１２により鍔付き短管１５が本体１に固定された状態では、鍔付き短管１５と本体１の両端面間にフィルタ付きシールリング１７が挟持され、管部１ｃの端面がフィルタ付きシールリング１７によりシールされている。一方、本体１の第二開口５側にも同様に環状溝３１が形成されているが、この環状溝３１にはＯリングであるシールリング１６が嵌合され、管部１ｄの端面はシールリング１６によりシールされている。なお、環状溝３０、３１には、シールリング１６とフィルタ付きシールリング１７のいずれをも取付可能である。

本体１の上部には、ボルト、ナット（図示せず）によりシリンダ本体１８が固定され、シリンダ本体１８の内部には階段状のシリンダ部１９が設けられている。シリンダ部１９の内側には、シリンダ部１９の天井面と内周面とピストン２４の上面とで囲まれた第一空間部２０が形成されるとともに、隔膜押さえ２７の上面とシリンダ部の１９内周面とピストン２４の下端面とで囲まれた第二空間部２１が形成されている。シリンダ本体１８の側面には、第一空間部２０に連通する第一作動流体連通口２２と、第二空間部２１に連通する第二作動流体連通口２３がそれぞれ形成されている。なお、シリンダ本体１８は上部にシリンダカバーが別体で設けられた構成でも良く、本実施形態のようなシリンダカバーがシリンダ本体１８と一つの部品で設けられた構成でも良い。

ピストン２４には、上部外周面にＯリングを保持するための環状の溝部を有する鍔部２５が設けられ、ピストン２４は、シリンダ部１９内に、シリンダ部１９の内周面を上下方向に摺動自在に収容されている。ピストン２４の下部には、下端部に雄ネジ部が形成された軸部２６が鍔部２５から垂下して一体に設けられている。軸部２６は隔膜押さえ２７の貫通孔２９を貫通しており、軸部２６の側面にはＯリングを保持するための環状の溝部が設けられている。

隔膜押さえ２７の下方には有底円筒状の凹部２８が形成されている。凹部２８の上面中央にはピストン２４の軸部２６が嵌挿される貫通孔２９が形成され、隔膜押さえ２７の下面には凹部２８に向かって縮径するテーパ部が設けられている。隔膜押さえ２７の上部外周にはＯリングが嵌着され、隔膜押さえ２７はＯリングを介してシリンダ本体１８の下部に挿嵌されている。

本体１、シリンダ本体１８、ピストン２４、隔膜押さえ２７の材質は、必要物性を満たしていればよく、例えばＰＶＣ、ポリビニリデンフルオライド（以下、ＰＶＤＦと記す）、ポリプロピレン（以下、ＰＰと記す）、ＰＴＦＥ、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、ＰＦＡと記す）、ポリフェニレンサルファイド（以下、ＰＰＳと記す）などが使用される。特にシリンダ本体１８は寸法精度が必要なためガラス入りのＰＶＤＦ、ＰＰ、ＰＰＳ等が使用される。

ダイヤフラム９の材質は、ＰＰ、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、ＰＦＡなどの樹脂が好適なものとして挙げられる。また、ダイヤフラム９はゴム状の弾性体であっても良く、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレン、フッ素ゴムなどが好適なものとして挙げられる。また、ダイヤフラム９には強度の高い補強布がインサートされても良く、補強布はナイロン製（フッ素ゴムの場合はポリビニリデンフルオライド製）であることが望ましい。これは、バルブの閉止時にダイヤフラム９に流体圧がかかった時にダイヤフラム９の変形や破損を防止するため好適である。

次に、第一の実施形態における配管装置の作用について、図１、図２に基づいて説明する。

弁が開状態において、ピストン２４の上部とシリンダ本体１８の内周面で形成される第一空間部２０へ、第一作動流体連通口２２から作動流体である圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力でピストン２４が押し下げられる。このピストン２４の押し下げにより、ピストン２４に接続されているダイヤフラム９は下方へ押し下げられ、弁体１０が弁座部８に圧接されて流路は閉止され、弁は閉状態となる。弁が閉状態において、第一作動流体連通口２２から作動流体を排出するとともに、第二作動流体連通口２３から圧縮空気を供給すると、ピストン２５が上方に押し上げられ、弁体１０が弁座部８から離間して流路が開放され、弁は開放状態となる。なお、本実施形態では弁体１０を上下動させる駆動部はエア駆動式によるものだが、ハンドルを設けた手動式でも良く、電動モータを設けた電気駆動式であっても良い。

ここで配管ラインを流れる流体がダイヤフラムバルブの第一開口４側から流入すると、流体内に混入していた異物はフィルタ付きシールリング１７のフィルタ部分で除去される。そのため、弁体１０が閉止するときに異物を噛み込んだことによる閉止時の流体漏れや弁体１０の破損などを防止でき、バルブの下流側に設置された機器に対して異物が流入することによる不具合や悪影響が起こることを防止できる。

次に、フィルタの交換作業について図３に基づいて説明する。

フィルタの交換作業を行うときは、図３に示すようにバルブのキャップナット１２を緩めた後、鍔付き短管１３を本体１からずらし、フィルタ付きシールリング１７を環状溝３０から取り外す。次に新しいフィルタ付きシールリング１７を環状溝３０に取り付けた後、鍔付き短管１３を戻してキャップナット１２を本体１の管部１ｃに螺着することで交換作業が完了する。このように本実施形態では、フィルタ付きシールリング１７が付いた側のキャップナット１２を外すだけでフィルタの交換を行うことができる。また、環状溝３０からフィルタ付きシールリング１７を取り外して新しいものを取り付けるだけでフィルタを交換することができ、専用の工具なども必要とせず短時間で容易に交換作業を行うことができる。

既存のバルブ（環状溝３０にＯリングであるシールリングが取り付けられているもの）にフィルタを取り付ける場合においても、上述のフィルタ交換作業と同様に、環状溝３０に嵌合しているシールリング（Ｏリング）を取り外し、環状溝３０にフィルタ付きシールリング１７を取り付けるだけでよく、バルブ交換や後加工を行うことなく容易に既存のバルブにフィルタを取り付けることができる。

フィルタ付きシールリング１７が嵌合される環状溝３２は、図４に示すように断面が台形状のあり溝で形成しても良い。フィルタ付きシールリング１７を、このようなあり溝の環状溝３２に嵌合することで、フィルタ付きシールリング１７があり溝の環状溝３２の溝側面によって保持されて環状溝３２から抜け落ちにくくなり、部品の紛失を防止すると共にフィルタ付きシールリング１７の取り付け及び交換作業が容易となる。なお、溝の深さ方向にかけて溝幅が拡大するように形成されるのであれば、環状溝を他の形状としてもよい。

また、フィルタ付きシールリング３３の構成として、図５に示すように内周突条部３４や外周突条部３５等の突部を設けても良い。内周突条部３４および外周突条部３５は、それぞれ内周側および外周側に環状に傾斜した角度で突出したヘラ状のものであり、環状溝３０にフィルタ付きシールリング３３を嵌合する際に、内周突条部３４および外周突条部３５が環状溝３０の側壁に押し付けられるように嵌合されるため、フィルタ付きシールリング３３が環状溝３０から抜け落ちにくくなり、フィルタ付きシールリング３３の取り付け、交換作業が容易となる。なお、シールリング３３の内周側および外周側のいずれか一方に、傾斜して突出した突部を設けたのでもよい。

フィルタ付きシールリングの構成として、図６に示すように鍔付き短管１３との当接面に環状突条３７等の環状の突部を設けても良い。このように鍔付き短管１３に当接するフィルタ付きシールリング３６の当接面に環状突条３７を設けることにより、環状突条３７による線接触により当接面とのシール性を向上させることができる。なお、フィルタ付きシールリング３６の本体１との当接面に環状突条３７を設けてもよい。すなわち、フィルタ付きシールリング３６のいずれか一方または両方の側面に環状の突出部を設けてもよい。

第一の実施形態におけるフィルタ付きシールリング１７は、シールリングとフィルタを一体に形成したが、このフィルタ付きシールリング１７は、網目状に設けられたフィルタ部分を型内にインサートしてシールリング部分を一体に成形することで形成できる。フィルタ付きシールリングの構成はこれに限らず、例えば図７に示すようにフィルタ付きシールリング３８をフィルタ部３９とシールリング部４０とに分解及び組立が可能な構成にしても良い。この構成では、シールリング部４０の内周面に切り欠き溝４０ａを設け、この切り欠き溝内にフィルタ部３９の外周縁部を嵌合させ、フィルタ部３９の外周縁を切り欠き溝４０ａの側面で挟持した状態で本体１の環状溝３０内に設置される。そのため、フィルタ付きシールリング３８を本体１から取り外してフィルタ部３９のみを交換することでフィルタ交換作業を行うことができ、経済的である。

以上の第一の実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）鍔付き短管１３と本体１との連結部にフィルタ付きシールリング１７を設置するので、配管ラインを流れる流体内に発生する異物の除去を行うことができる。これによりバルブ閉止時の異物の噛み込みによる流体漏れや弁体の破損、異物による機器への悪影響や機器の破損等を防止できる。
（２）シールリングによりフィルタを支持するので、フィルタの支持部を別途本体等に設ける必要がない。このため、シールリング用の環状溝３１が形成された既存のバルブにも、後加工を施すことなく容易にフィルタを設置できる。
（３）フィルタ付きシールリング１７が設置された部分のキャップナット１２を環状溝３０から取り外して新たなフィルタ付きシールリング１７を設置するだけで、フィルタの交換作業を行うことができ、交換作業を短時間で容易に行うことができる。
（４）環状溝３２をあり溝とすれば（図４）、フィルタ付きシールリング１７が環状溝３２から脱落しにくく、部品の紛失を防止できる。

−第二の実施の形態−
図８を参照して本発明の第二の実施の形態について説明する。第二の実施の形態では、被連結部品を定圧弁として、定圧弁に配管装置を適用する。図８は、本発明の第二の実施の形態に係る配管装置の構成を示す縦断面図である。

ＰＴＦＥ製の本体４１は、下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙４９と、上部に上面が開放して設けられた第二の空隙４９の径よりも大きい径を持つ第一の空隙５０とを有している。本体４１の両側面にはそれぞれ外側に突出した管部４１ａ，４１ｂが形成され、各管部４１ａ，４１ｂの内側にそれぞれ第一開口５８と第二開口５９が形成されている。本体４１の内部には、第一開口５８と第二の空隙４９とに連通している第一流路５１と、第二開口５９と第一の空隙５０とに連通している第二流路５２と、さらに、第一の空隙５０と第二の空隙４９とを連通し第一の空隙５０の径よりも小さい径を有する連通孔５３とが設けられている。第二の空隙４９の上面部は弁座５４とされている。本体４１の両端面の第一開口５８、第二開口５９の外周側にはシールリングが嵌合される環状溝８３、８４が形成されている。第二開口５９側の環状溝８４にはＯリングであるシールリング９０が、第一開口５８側の環状溝８３にはフィルタ付きシールリング８９がそれぞれ嵌合されている。フィルタ付きシールリング８９の構成は第一の実施形態と同様なので説明を省略する。

ＰＶＣ製のキャップナット８５は略円筒状に形成され、その一方の端部内周には本体４１の第一開口側管部４１ａの外周に設けられた雄ネジ部に螺着される雌ネジ部が設けられ、他方の端部には内周方向へ突出する内鍔部が設けられている。キャップナット８５は、鍔付き短管８７の鍔部端面に内鍔部が当接し、本体４１の管部４１ａの外周の雄ネジ部に螺着することで、鍔付き短管８７を固定する。第二開口５９も同様に本体４１の第二開口側管部４１ｂの外周の雄ねじ部にキャップナット８６を螺着することで、鍔付き短管８８を固定する。

ＰＶＤＦ製のボンネット４２には、内部に円筒状の空隙５５が設けられ、下端内周面に空隙５５よりも拡径された段差部５６が設けられている。ボンネット４２の側面には空隙５５に圧縮空気を供給するために空隙５５と外部とを連通する通気孔５７が設けられている。なお、通気孔５７以外に圧縮空気を排出させる微小な孔を設けても良い。

ＰＶＤＦ製で平面円形状のバネ受け４３は、中央部に貫通孔６０を有し、略上半分がボンネット４２の段差部５６に嵌挿されている。バネ受け４３の側面部にはＯリングが装着される環状溝６１が設けられ、ボンネット４２から外部への圧縮空気の流出を防いでいる。

ＰＶＤＦ製のピストン４４は、上部に円盤状の鍔部６２と、鍔部６２の中央下部より円柱状に突出して設けられたピストン軸６３と、ピストン軸６３の下端に設けられた雌ネジ部からなる第一接合部６４を有する。ピストン軸６３はバネ受け４３の貫通孔６０より小径に設けられ、第一接合部６４は第一弁機構体４６の第二接合部６９に螺合されている。

４５はＳＵＳ製のバネであり、ピストン４４の鍔部６２の下端面とバネ受け４３の上端面とで挟持されている。ピストン４４の上下動にともなってバネ４５も伸縮するが、そのときの荷重の変化が少ないよう、自由長の長いバネ４５を用いることが好ましい。

ＰＴＦＥ製の第一弁機構体４６は、外周縁部より上方に突出して設けられた筒状部６５を有した膜部６６と、肉厚部を中央部に有する第一ダイヤフラム６７と、第一ダイヤフラム６７の中央上面より突出して設けられた軸部６８の上端部に設けられた小径の雄ネジからなる第二接合部６９と、第一ダイヤフラム６７の中央下面より突出して設けられ、下端部に形成された雌ネジ部が第二弁機構体４７の第四接合部７４に螺合される第三接合部７０とを有する。第一ダイヤフラム６７の筒状部６５は、本体４１とバネ受け４３との間で挟持固定されることで、第一ダイヤフラム６７の下面によって第一の弁室７１が密封して形成されている。また、第一ダイヤフラム６７の上面よりも上方のボンネット４２の空隙５５はＯリングにより密封されており、ボンネット４２の通気孔５７を介して供給される圧縮空気が充満した気室を形成している。

ＰＴＦＥ製の第二弁機構体４７は、本体４１の第二の空隙４９内に配設され、連通孔５３より大径に設けられた弁体７２と、弁体７２の上端面から突出して設けられた軸部７３と、軸部７３の上端に設けられ、第三接合部７０に螺合される雄ネジ部を有する第四接合部７４と、弁体７２の下端面より突出して設けられたロッド７５と、ロッド７５の下端面より径方向に延出して設けられ、周縁部より下方に突出して設けられた筒状突部７６を有する第二ダイヤフラム７７とから構成されている。第二ダイヤフラム７７の筒状突部７６は、ベースプレート４８の突出部７９と本体４１との間で挟持されることにより、本体４１の第二の空隙４９と第二ダイヤフラム７７とで形成される第二の弁室７８を密閉している。

ＰＶＤＦ製のベースプレート４８は、その上部中央に、第二ダイヤフラム７７の筒状突部７６を本体４１との間で挟持固定する突出部７９を有する。突出部７９の上端部には切欠凹部８０が設けられ、ベースプレート４８の側面には切欠凹部８０に連通する呼吸孔８１が設けられている。ベースプレート４８とボンネット４２との間で本体４１を通しボルト、ナット（図示せず）により挟持固定している。なお、本実施例ではバネ４５をボンネット４２の空隙５５内に設け、ピストン４４、第一弁機構体４６、第二弁機構体４７を上方へ付勢するように構成したが、バネ４５をベースプレート４８の切欠凹部８０に設けてピストン４４、第一弁機構体４６、第二弁機構体４７を上方へ付勢するように構成にしても良い。

次に、電空変換器（図示せず）から供給される操作圧に対する定圧弁の作用について、説明する。

第二弁機構体４７の弁体７２には、ピストン４４の鍔部６２とバネ受け４３とに挟持されているバネ４５の反発力と、第一弁機構体４６の第一ダイヤフラム６７の下面の流体圧力とにより上方に付勢する力が作用し、第一ダイヤフラム６７の上面の操作圧力により下方に付勢する力が作用する。厳密には、弁体７２の下面と第二弁機構体４７の第二ダイヤフラム７７の上面が流体圧力を受けているが、それらの受圧面積はほぼ同等であるため、力はほぼ相殺されている。したがって、第二弁機構体４７の弁体７２は、上述の３つの力が釣り合う位置にて静止する。

電空変換機から供給される操作圧力を増加させると、第一ダイヤフラム６７を押し下げる力が増加することにより、第二弁機構体４７の弁体７２と弁座５４との間で形成される流体制御部８２の開口面積が増加するため、第一の弁室７１の圧力を増加させることができる。逆に、操作圧力を減少させると、流体制御部８２の開口面積は減少し、圧力も減少する。そのため、操作圧力を調整することで任意の圧力に設定することができる。

この状態で、上流側の流体圧力が増加した場合、瞬間的に第一の弁室７１内の圧力も増加し、第一ダイヤフラム６７の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力よりも、第一ダイヤフラム６７の下面が流体から受ける力のほうが大きくなり、第一ダイヤフラム６７は上方へと移動する。それに伴い、弁体７２の位置も上方へ移動するため、弁座５４との間で形成される流体制御部８２の開口面積が減少し、第一の弁室７１内の圧力が減少する。最終的には、弁体７２が上述の３つの力が釣り合う位置まで移動し、静止する。このときバネ４５の荷重が大きく変わらなければ、空隙５５内部の圧力、つまり、第一ダイヤフラム６７の上面が受ける力は一定であるため、第一ダイヤフラム６７の下面が受ける圧力はほぼ一定となる。したがって、第一ダイヤフラム６７の下面の流体圧力、すなわち、第一の弁室７１内の圧力は、上流側の圧力が増加する前のもとの圧力とほぼ同じになる。

上流側の流体圧力が減少した場合、瞬間的に第一の弁室７１内の圧力も減少し、第一ダイヤフラム６７の上面が操作圧による圧縮空気から受ける力よりも、第一ダイヤフラム６７の下面が流体から受ける力のほうが小さくなり、第一ダイヤフラム６７は下方へと移動する。それに伴い、弁体７２の位置も下方へ移動するため、弁座５４との間で形成される流体制御部８２の開口面積が増加し、第一の弁室７１の流体圧力が増加する。最終的には、弁体７２が上述の３つの力が釣り合う位置まで移動し、静止する。したがって、上流側圧力が増加した場合と同様に、第一の弁室７１内の流体圧力はもとの圧力とほぼ同じになる。

第二の実施の形態においても、第一の実施の形態と同様、配管ラインを流れる流体が定圧弁の第一開口５８側から流入すると、流体内に混入していた異物をフィルタ付きシールリング８９のフィルタ部分で除去することができる。そのため、弁体７２が閉止するときに異物を噛み込んだことによる閉止時の流体漏れや、弁体７２の破損、異物による圧力制御の不具合等を防止でき、バルブの下流側に設置された機器に対して異物が流入することによる不具合や悪影響の発生を防止できる。第二の実施形態におけるフィルタ付きシールリングの取り付け方法は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。

なお、第一の実施の形態および第二の実施形態では、ダイヤフラムバルブ及び定圧弁をバルブとして配管装置を適用したが、鍔付き短管とキャップナットとによる配管接続構造を有するものであれば、ボールバルブ、ストップバルブ、ボールチェックバルブ、ピンチバルブ、定流量弁等のいずれのバルブにも適用可能である（図示せず）。

−第三の実施の形態−
図９を参照して本発明の第三の実施の形態について説明する。第三の実施の形態では、被連結部品を伸縮継手として、伸縮継手に配管装置を適用する。図９は、本発明の第三の実施の形態に係る配管装置の構成を示す縦断面図である。

ＰＶＣ製の中空円筒状の本体９１の内部には流路９２が形成されている。本体９１は全体が管形状をなして管部を構成し、その一端部には鍔付き短管９３が接続される接続部９４が設けられ、接続部９４に第一開口１１０が形成されている。接続部９４の外周にはキャップナット９８が螺着される雄ねじ部が形成され、その端面にはフィルタ付シールリング９５を装着するための環状溝９６が設けられている。一方、本体９１の他端部には第二開口としての開口部９７が設けられ、スライド用短管９９が開口部９７から挿嵌される。フィルタ付きシールリング９５の構成は第一の実施形態と同様なので、説明を省略する。

キャップナット９８はＰＶＣ製であり、全体が略円筒状に形成されている。キャップナット９８の一方の端部内周には、本体９１の接続部９４の外周に設けられた雄ネジ部９１ａに螺着される雌ネジ部９８ａが設けられ、他方の端部には、内周方向へ突出する内鍔部９８ｂが設けられている。キャップナット９８の内鍔部９８ｂが鍔付き短管９３の鍔部端面９３ａに当接し、雌ネジ部９８ａが本体９１の雄ネジ部９１ａに螺着することで、キャップナット９８により鍔付き短管９３が本体９１に固定される。

ＰＶＣ製のスライド用短管９９は、本体９１の開口部９７から進退可能に設けられた管部１００と、管部１００の一端部に設けられ、外周が本体９１の流路９２と略同径の鍔状のスライド部１０１とを有している。スライド部１０１の外周面には環状溝１０２が設けられ、環状溝１０２にシールリングが装着されて、本体９１の流路９２の内周面に対しスライド部１０１が水密状態で摺動可能となっている。管部１００の他端部には、他の配管が接続される管接続部１０３が設けられている。スライド用短管９９の内部には、本体９１の流路９２と連通する流路１０４が設けられている。

ＰＶＣ製の鍔付短管形状のストッパ部１０５は、スライド用短管９９が本体９１から抜け出るのを防止するものである。ストッパ部１０５の内周はスライド用短管９９のスライド部１０１の外径よりも小さく、管部１００の外径よりも大きく形成されている。本体９１の開口部９７の外周にはキャップナット１０６が螺着され、キャップナット１０６により、ストッパ部１０５の鍔部が本体９１の開口部９７の端面に挟持固定されている。なお、本実施形態ではストッパ部１０５は鍔付短管形状となっているが、スライド用短管９９が本体９１から抜け出るのを防止できる形状であれば特に限定されず、半割となった鍔付短管形状でもよく、円環形状でもよい。また、部品点数を減らすためにキャップナット１０６と一体に設けても良い。

次に、図９の伸縮継手の作用について説明する。

伸縮継手に接続されている配管（図示せず）が、流体の急激な水圧（ウォーターハンマー等）や、温度や気温の上昇などによって、軸方向に膨張した時、スライド用短管９９のスライド部１０１の外周面が本体９１の流路９２の内周面と水密状態で摺動しながら、配管の急激な水圧による衝撃分や熱膨張分だけ相対的に内部側に移動して、伸縮継手の長さが短くなる。これにより配管の急激な水圧や熱膨張による応力を伸縮継手で吸収することができる。また、流体の負圧や配管が温度の低下により収縮した時には、ウォーターハンマーや熱膨張の時とは反対に作用してスライド用短管９９が収縮分だけ相対的に外側に移動して、伸縮継手の長さが長くなる。これにより配管の収縮による応力を吸収することができる。

第三の実施の形態においても、配管ラインを流れる流体が伸縮継手の接続部９４側の開口から流入すると、流体内に混入していた異物はフィルタ付きシールリング９５のフィルタ部分で除去することができる。そのため、スライド部１０１のスライドする部分に異物が噛み込んで伸縮継手の伸縮作動の不具合の発生などを防止できる。第三の実施形態におけるフィルタ付きシールリングの取り付け方法は、第一の実施形態と同様なので説明を省略する。なお、第三の実施形態では、伸縮継手を継手として配管装置を適用したが、鍔付き短管とキャップナットとによる配管接続構造を有するものであれば、ユニオン継手、ストレーナ等のいずれの継手にも適用可能である（図示せず）。

なお、上記実施の形態では、バルブや継手の付属品として鍔付き短管１３，８７，９３を用いたが、配管部材はバルブや継手の付属品でなくてもよく、鍔部が形成された他の配管部材を用いてもよい。配管部材の形状は上述したものに限らず、例えば鍔付き短管１３，８７，９７の端部の連結部１３ｃ（図２）をフランジ形状として、ボルト、ナットにより鍔付き短管１３，８７，９７に他の配管を連結するようにしてもよい。鍔付き短管１３，８７，９７が連結される被連結部品として、本体１，４１，９１の端部に配管部材接続用の管部（図１の１ｃ、１ｄ）が形成されたバルブや継手を用いたが、この管部の外周面にキャップナットが螺合するネジ部が形成されているのであれば、他の被連結部品を用いてもよい。一端側が配管部材の鍔部（図２の１２ｂ）に係合され、他端側が本体のねじ部（図２の１ｂ）に螺合されて、配管部材を本体に固定するのであれば、キャップナット１２の構成はいかなるものでもよい。上記実施の形態（図１）では、本体１の端面にシールリング用の環状溝３０を形成したが、これに代えて、あるいはこれに加えて、鍔付き端管１３の端面にシールリング用の環状溝を形成してもよい。シールリングの内側にフィルタが配設されているのであれば、シールリングとフィルタの構成は上述したものに限らない。上記実施の形態（図１，８，９）では、本体の第一開口側の接続部にシールリングとともにフィルタを配設したが、第二開口側の接続部にフィルタを配設してもよく、第一開口側と第二開口側の両方の接続部にフィルタを配設してもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の配管装置に限定されない。

１本体
１ｃ，１ｄ管部
２環状溝
３弁室
４、５８第一開口
５、５９第二開口
６、５１第一流路
７、５２第二流路
８弁座部
９ダイヤフラム
１０弁体
１１隔膜部
１２、８５キャップナット
１３、８７鍔付き短管
１４、８６キャップナット
１５、８８鍔付き短管
１６、８９シールリング
１７、３３、３６、３８、９０フィルタ付きシールリング
１８シリンダ本体
１９シリンダ部
２０第一空間部
２１第二空間部
２２第一作動流体連通口
２３第二作動流体連通口
２４ピストン
２５鍔部
２６軸部
２７隔膜押さえ
２８凹部
２９貫通孔
３０、３２環状溝
３１環状溝
３４内周突条部
３５外周突条部
３７環状突条
３９フィルタ部
４０シールリング部
４１本体
４１ａ，４１ｂ管部
４２ボンネット
４３バネ受け
４４ピストン
４５バネ
４６第一弁機構体
４７第二弁機構体
４８ベースプレート
４９第二の空隙
５０第一の空隙
５３連通孔
５４弁座
９１本体
９３鍔付き短管
９５フィルタ付きシールリング
９８キャップナット
９９スライド用短管
１００管部
１０１スライド部
１０５ストッパ部

Claims

鍔部が形成された配管部材と、
前記配管部材が連結される管部を有し、この管部の外周面にねじ部が形成された被連結部品と、
一端側が前記配管部材の前記鍔部に係合され、他端側が前記被連結部品の前記ねじ部に螺合されて、前記配管部材を前記被連結部品に固定するキャップナットと、
前記配管部材の端面およびこの端面に対向する前記管部の端面の少なくともいずれかに形成された環状溝と、
前記環状溝に嵌合されるシールリングと、
前記シールリングの内側に配設されたフィルタとを有することを特徴とする配管装置。
請求項１に記載の配管装置において、
前記環状溝は、溝の深さ方向にかけて溝幅が拡大するように形成されていることを特徴とする配管装置。
請求項１または２に記載の配管装置において、
前記シールリングと前記フィルタとは、一体に形成されていることを特徴とする配管装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の配管装置において、
前記シールリングは、その内周側および外周側の少なくとも一方に傾斜して突出した突部を有することを特徴とする配管装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の配管装置において、
前記シールリングは、前記配管部材との当接面および前記管部との当接面の少なくとも一方に環状の突部が設けられていることを特徴とする配管装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の配管装置において、
前記配管部材は、一端部に鍔部が形成され、他端部に他の配管部材と連結する連結部が形成された鍔付き短管であることを特徴とする配管装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の配管装置において、
前記被連結部品は、第一開口および第二開口を有し、これら開口に連通する流路を開閉するバルブであり、
前記配管部材は、前記第一開口および前記第二開口の少なくとも一方に、前記シールリングを介して連結されることを特徴とする配管装置。
請求項７に記載の配管接置において、
前記バルブは、ボールバルブ、ダイヤフラムバルブ、ストップバルブ、ボールチェックバルブ、ピンチバルブ、定圧弁および定流量弁のいずれかであることを特徴とする配管装置。
請求項７または８に記載の配管装置において、
前記バルブは、
弁体と、
前記弁体が配置される弁室と、
前記弁室と前記第一開口とを連通する第一流路と、
前記弁室と前記第二開口とを連通する第二流路と、
前記第一流路または前記第二流路の終端部に設けられ、前記弁体が離接する弁座部と、
前記弁体を駆動する駆動部とを有することを特徴とする配管装置。
請求項９に記載の配管装置において、
前記駆動部は、前記弁体が手動で駆動される手動駆動式、前記弁体がエアにより駆動されるエア駆動式および前記弁体が電動で駆動される電気駆動式のいずれかであることを特徴とする配管装置。
請求項７に記載の配管装置において、
前記被連結部品は、
下部中央に底部まで開放して設けられた第二の空隙と第二の空隙と前記第一開口に各々連通する第一流路と上部に上面が開放して設けられ第二の空隙の径よりも大きい径を持つ第一の空隙と第一の空隙と前記第二開口に各々連通する第二流路と第一の空隙と第二の空隙とを連通し第一の空隙の径よりも小さい径を有する連通孔とを有し、第二の空隙の上面が弁座とされた本体と、
側面あるいは上面に設けられた通気孔に連通した円筒状の空隙を内部に有し、下端内周面に段差部が設けられたボンネットと、
ボンネットの段差部に嵌挿され中央部に貫通孔を有するバネ受けと、下端部にバネ受けの貫通孔より小径の第一接合部を有し上部に鍔部が設けられボンネットの空隙内部に上下動可能に嵌挿されたピストンと、
ピストンの鍔部下端面とバネ受けの上端面で挟持支承されているバネと、
周縁部が本体とバネ受けとの間で挟持固定され、本体の第一の空隙に蓋をする形で第一の弁室を形成する中央部が肉厚とされた第一ダイヤフラムと、上面中央にピストンの第一接合部にバネ受けの貫通孔を貫通して接合固定される第二接合部と、下面中央に本体の連通孔と貫通して設けられた第三接合部とを有する第一弁機構体と、
本体の第二の空隙内部に位置し本体の連通孔より大径に設けられた弁体と、弁体上端面に突出して設けられ第一弁機構体の第三接合部と接合固定される第四接合部と、弁体下端面より突出して設けられたロッドと、ロッド下端面より径方向に延出して設けられた第二ダイヤフラムとを有する第二弁機構体と、
本体の下方に位置し第二弁機構体の第二ダイヤフラム周縁部を本体との間で挟持固定する突出部を上部中央に有し、突出部の上端部に切欠凹部が設けられると共に切欠凹部に連通する呼吸孔が設けられているベースプレートとを具備し、
ピストンの上下動に伴って第二弁機構体の弁体と本体の弁座とによって形成される流体制御部の開口面積が変化するように構成されていることを特徴とする配管装置。
請求項１〜６のいずれか１項に記載の配管装置において、
前記被連結部品は、一端部および他端部にそれぞれ第一開口および第二開口を有する継手であり、
前記配管部材は、前記第一開口および前記第二開口の少なくとも一方に、前記シールリングを介して連結されることを特徴とする配管装置。
請求項１２に記載の配管装置において、
前記継手は、ユニオン継手、伸縮継手およびストレーナのいずれかであることを特徴とする配管装置。