JP2013124681A - 流路接続部のシール構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 対向して配置された一対のフランジを有する流路接続部のシール構造であって、外周または外周近傍に表裏対称に設けられた隆起部を有するガスケットと、接続面に環状に設けられた受け溝を有するフランジと、を備えてなり、前記受け溝が前記隆起部より幅広であり、かつ、前記隆起部の頂部が当接する円弧状の最深部を有すること、前記隆起部の頂部が曲面をなし、該頂部の曲率が前記受け溝の最深部の曲率と比べ同等以上であることを特徴とする流路接続部のシール構造並びにそれを備える液体吐出装置および液体貯留容器。
【選択図】図1
Description
第2の発明は、第1の発明において、前記ガスケットの前記隆起部の内側部分が前記フランジの接続面に挟圧されることにより、ガスケットの内径がフランジの内径と同一となることを特徴とする。
第3の発明は、第1の発明において、前記一対のフランジが、前記受け溝の外周側にはめあい部を備えることを特徴とする。
第4の発明は、第1の発明において、前記受け溝が、前記ガスケットの外周面と当接する受け溝外側内面を有し、該受け溝外側内面が中心軸と平行な面であることを特徴とする。
第6の発明は、第1の発明に係る流路接続部のシール構造を備える液体貯留容器である。
また、フランジとガスケットが多点で接触するので、高い密封圧力を実現することが可能である。
《第一実施形態》
本実施形態では、図1に示すように、フランジ2を有する管1同士を、ガスケット3を間に挟んで接続し、クランプ4により固定する態様を開示する。まず、本実施形態に係るガスケットおよび受け溝の構造について説明し、次いで接続方法について説明する。
a.ガスケット
図2は本実施形態に係るガスケット3の断面形状を示す。
本実施形態のガスケット3は、環状の弾性体であって、平面部5と、外周部分に表裏(中心7と同一方向に)対称に設けられた隆起部6とを有している。
平面部5には、中央に流体が通る貫通孔9が設けられている。貫通孔9の径は管1の内径より若干大きく形成されており、管1、1に挟まれて変形した状態で、ガスケット内周面8と管1の内周面とが同一面上に位置するようになっている。こうすることで、継ぎ目部分に段差がなくなり、サニタリー性を保つと共に流動抵抗を小さくすることができる。
図3に示すように、受け溝10は、各管端に設けられたフランジ2の接合面側にそれぞれ設けられる。本実施形態に係る受け溝10は、断面形状が半円ないし半楕円をなし、フランジ2の接合面に環状に設けられた凹みである。受け溝10の凹み面の曲率は、隆起部6の頂部の曲率より小さく(言い換えると半径が大きく)なるようにしている。これにより、後述の中心合わせ作用を実現するためである。ここで、凹み面の全体の曲率を隆起部6の頂部の曲率と比べ同等以下にする必要はなく、少なくとも最深部周辺の曲率が隆起部6の頂部の曲率と比べ同等以下であればよい。
また、受け溝10の深さは、ガスケット3の隆起部6の高さよりも浅く、その幅は、ガスケット3の隆起部6の幅よりも広くなっている。これは、フランジ20が固定されたときにガスケット3の隆起部6が潰れるようにし、潰れることで発生する反発力を利用して密封圧力とするためである。
a.クランプ4による接合
図4は、受け溝10が形成されたフランジ2を有する管1同士を、ガスケット3を間に挟んでクランプ4で接合した状態を示している。なお、本実施形態では、クランプ接合時に、管1の端部同士は直接触れないようになっているが、管1の端部同士を直接触れるようにし、後述の受け溝外側内面18を設けてもよい。
管1同士が適切に接続されるとき、ガスケット3の隆起部6は受け溝10の最深部12に嵌合した状態となる。そして、この状態のときに、ガスケット中心7および管中心14が合うように設計されている。
管1同士をガスケット3を間に挟んで接合する際、ガスケット中心7と管中心14を合わせることが必要である。仮に人手による位置合わせ時には各中心がずれていたとしても、本実施形態では、管1同士を接続する一連の動作の中で、ガスケット中心7と管中心14を自然に合わせることができる。その様子を図5に示す。
第二実施形態は、管1同士を「はめあい」とすることにより、管1同士の中心を合わせやすくなり、より確実に中心を合わせることを可能とするシール構造である。
図6に示すように、本実施形態では、フランジ2に設けられた受け溝10の外周側に凸状部材15、17を互い違いに形成し、それらを嵌合してなる環状のはめあい部16を設けている。凸状部材15、17は、受け溝10と別個に設けてもよいし(図6(a))、フランジ2の出っ張りが問題となる場合は、受け溝10の形状を中心角が90度の円弧状にして小型化をはかってもよい(図6(b))。このとき、凸状部材17の内側部分である受け溝外側内面18を中心7、14と平行な面とし、ガスケット3の外周面が当接するようにすると、管1内部から受ける圧力により密封圧力をより大きくできるという効果がある。なお、図6(b)のように受け溝外側内面18を設ける態様は、図6(a)と比べると高い寸法精度が必要とされる。
さらに、はめあい部16を設けたことで、管接合時のガスケット3の潰れる量が一定となり、潰しすぎることによる破損や変形(塑性変形)を防ぐことができる。
第三実施形態は、流体を扱う機器の接合部への適用例として、液体吐出装置の一種であるニードルバルブにシール構造を用いる場合を開示する。バルブへの適用では、頻繁に分解や交換を行う部分、例えばノズルやバルブシートなどを備える吐出にユニットと連通する流路に用いるのが適している。
図7のニードルバルブ19は、継手20を介して供給および排気される空気により、ニードル21が接続される不図示のピストンを駆動し、連通孔24をニードル先端25で開放および閉鎖することで、液材をノズル23から吐出するものである。液材は、図示しない液体貯留容器と連通する液材供給口26より供給される。
このように、バルブ本体27と吐出ユニット28との間にシール構造を設けることで、高い密封圧力を確実に実現することができ、また頻繁に分解洗浄や交換を行うバルブシート22およびノズル23へのメンテナンス作業が楽になると共に、サニタリー性を確保することも容易となる。
第四実施形態は、液体貯留容器にシール構造を用いる場合を開示する。
図8に示す本実施形態に係る液体貯留容器は加圧タンクであり、蓋部29には、加圧気体を供給及び排気する給排気口30と、タンク32内に貯留され加圧された液材33を外部へと排出するサクションパイプ31とが配設されている。蓋部29とタンク32本体との固定は、タンク32上端および蓋部29外縁にフランジ2を設け、図1に示したようなクランプ4でこのフランジ2を挟着することで行っている。
本実施形態の貯留容器では、高い密封圧力を確実に実現することができ、またメンテナンス作業が楽になると共に、サニタリー性を確保することも容易となる。
Claims (6)
- 対向して配置された一対のフランジを有する流路接続部のシール構造であって、
外周または外周近傍に表裏対称に設けられた隆起部を有するガスケットと、
接続面に環状に設けられた受け溝を有するフランジと、を備えてなり、
前記受け溝が前記隆起部より幅広であり、かつ、前記隆起部の頂部が当接する円弧状の最深部を有すること、
前記隆起部の頂部が曲面をなし、該頂部の曲率が前記受け溝の最深部の曲率と比べ同等以上であることを特徴とする流路接続部のシール構造。 - 前記ガスケットの前記隆起部の内側部分が前記フランジの接続面に挟圧されることにより、ガスケットの内径がフランジの内径と同一となることを特徴とする請求項1に記載の流路接続部のシール構造。
- 前記一対のフランジが、前記受け溝の外周側にはめあい部を備えることを特徴とする請求項1に記載の流路接続部のシール構造。
- 前記受け溝が、前記ガスケットの外周面と当接する受け溝外側内面を有し、該受け溝外側内面が中心軸と平行な面であることを特徴とする請求項1に記載の流路接続部のシール構造。
- 請求項1に記載の流路接続部のシール構造を備える液体吐出装置。
- 請求項1に記載の流路接続部のシール構造を備える液体貯留容器。
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