JP2016003669A - 配管部品および配管 - Google Patents

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Abstract

【課題】配管の一部分を取り外す際に、配管の他の部分の接続箇所に負荷がかかることを抑制し、かつ、メンテナンス性および作業効率を向上させることができる配管部品および配管を提供する。【解決手段】配管部品は、接続管を備える。接続管は、第1の配管部と第2の配管部との間を脱着可能に接続することによって1つの配管を形成する。接続管は、第1の配管部と接続される第1の接続面を有する。第1の接続面は、配管の中心軸方向に垂直な平面に対して傾斜している。【選択図】図1

Description

本発明による実施形態は、配管部品および配管に関する。
従来から、複数の配管部を接続して1つの配管を形成する場合がある。例えば、2つの配管部の接続面同士の間に、センターリングおよびOリングを挟み込んだうえで、両配管部をクランプで締め付けて接続する場合がある。
この種の配管は、半導体の製造過程において半導体製造装置に発生したガスを無害化するために用いられる場合がある。この場合、配管は、半導体製造装置とポンプとの間およびそのポンプと除害装置との間に繋がれて、半導体製造装置から除害装置までのガスの流路を構成する。配管を通して除害装置に導入されたガスは、除害装置によって無害化される。
このような複数の配管部を接続して構成される配管は、任意の配管部を取り外すことによって、配管部ごとにメンテナンスを行うことが可能である。
しかし、従来の配管においては、配管部を取り外す際に、この配管部の前後の配管部を、配管の中心軸方向に押し広げる必要があった。これにより、取り外す配管部以外の他の配管部の接続箇所に負荷がかかり、その接続箇所が緩むことがあった。また、配管部を取り外す際に、該配管部の前後の他の配管部を押し広げる必要があるので、メンテナンス性および作業効率が悪かった。
特開平8−41961号公報 特開平2−74733号公報 特開平6−17478号公報
配管の一部分を取り外す際に、配管の他の部分の接続箇所に負荷がかかることを抑制し、かつ、メンテナンス性および作業効率を向上させることができる配管部品および配管を提供する。
本実施形態による配管部品は、接続管を備える。接続管は、第1の配管部と第2の配管部との間を脱着可能に接続することによって1つの配管を形成する。接続管は、第1の配管部と接続される第1の接続面を有する。第1の接続面は、配管の中心軸方向に垂直な平面に対して傾斜している。
第1の実施形態による配管1の構成の一例を示す正面図である。 第1の実施形態による配管1の構成の一例を示す分解正面図である。 第1の実施形態による配管1の構成の一例を示す分解斜視図である。 第1の実施形態による配管1の脱着動作の一例を示す模式図である。 第2の実施形態による配管1の構成の一例を示す正面図である。 第3の実施形態による配管1の構成の一例を示す正面図である。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
(第1の実施形態)
(構成例)
図1は、第1の実施形態による配管1の構成の一例を示す正面図である。図2は、第1の実施形態による配管1の構成の一例を示す分解正面図である。図3は、第1の実施形態による配管1の構成の一例を示す分解斜視図である。
図1に示すように、配管1は、接続管11と、第1の配管部12と、第2の配管部13と、第1のセンターリング14と、第2のセンターリング15と、第1のOリング16と、第2のOリング17と、第1のクランプ18と、第2のクランプ19とを備える。これらの構成部11〜19は、いずれも配管1を形成する配管部品である。
(接続管11)
図2および図3に示すように、接続管11は、略円筒形状に形成されている。接続管11は、第1の配管部12と接続される第1の接続面111と、第2の配管部13と接続される第2の接続面112とを有する。第1の接続面111は、接続管11における配管1の中心軸方向(以下、単に軸方向ともよぶ)D1の一端面である。第2の接続面112は、接続管11における軸方向D1の他端面である。第1の接続面111および第2の接続面112は、軸方向D1に垂直な平面(以下、垂直平面ともよぶ)Sに対して傾斜している。
具体的には、第1の接続面111は、配管1の径方向(以下、単に径方向ともよぶ)D2の一端(図2における右端)から他端(図2における左端)に向かうにしたがって、軸方向D1の一方すなわち第2の配管部13側(図2における下方)に傾斜している。第2の接続面112は、径方向D2の一端(図2における右端)から他端(図2における左端)に向かうにしたがって、軸方向D1の他方すなわち第1の配管部12側(図2における上方)に傾斜している。第2の接続面112の傾斜角は、第1の接続面111の傾斜角に対して、傾斜方向において逆方向であり、かつ、絶対値において同値である。したがって、接続管11を上下反転させた場合には、第1の接続面111を第2の配管部13への接続面として用いることができ、かつ、第2の接続面112を第1の配管部12への接続面として用いることができる。
以上のような接続管11は、第1の配管部12と第2の配管部13との間を脱着可能に接続することによって1つの配管1を形成する。なお、第1の接続面111および第2の接続面112の垂直平面Sに対する傾斜角は特に限定されず、例えば、30°以上60°以下であってもよい。また、接続管11の直径も、第1の配管部12および第2の配管部13の直径と等しくする限りにおいて、特に限定されない。さらに、接続管11における軸方向D1において最短の部位(以下、最短部とよぶ)11aについての軸方向D1の寸法も特に限定されない。例えば、接続管11の直径は40mm以上であり、最短部11aの軸方向D1の寸法は50mm以上であってもよい。
(第1の配管部12)
図2に示すように、第1の配管部12は、接続管11と接続される第3の接続面121を有している。第1の配管部12は、第3の接続面121において、接続管11の第1の接続面111側に接続される。第3の接続面121も、垂直平面Sに対して傾斜している。具体的には、第3の接続面121は、径方向D2の一端(図2における右端)から他端(図2における左端)に向かうにしたがって、接続管11側(図2における下方)に傾斜している。第3の接続面121は、第1の接続面111に対して平行であってもよく、または、平行でなくてもよい。第3の接続面121が第1の接続面111に平行でない場合でも、両接続面121、111間に挟まれる第1のOリング16が、両接続面121、111の傾斜角の差を吸収して、接続管11と第1の配管部12とを気密に接続することができる。
(第2の配管部13)
図2に示すように、第2の配管部13は、接続管11と接続される第4の接続面131を有している。第2の配管部13は、第4の接続面131において、接続管11の第2の接続面112側に接続される。第4の接続面131も、垂直平面Sに対して傾斜している。具体的には、第4の接続面131は、径方向の一端(図2における右端)から他端(図2における左端)に向かうにしたがって、接続管11側(図2における上方)に傾斜している。第4の接続面131も、第2の接続面112に対して平行であってもよく、または、平行でなくてもよい。第4の接続面131が第2の接続面112に平行でない場合でも、両接続面131、121間に挟まれる第2のOリング17が、両接続面131、121の傾斜角の差を吸収して、接続管11と第2の配管部13とを気密に接続することができる。
(第1のセンターリング14)
図2に示すように、第1のセンターリング14は、第1の接続面111と第1の配管部12との間に配置されている。第1のセンターリング14は、接続管11および第1の配管部12に対して着脱可能である。第1のセンターリング14は、第1のOリング16を装着する環状の第1の溝141と、筒状の第1の周壁部142とを有する。
第1の溝141は、第1の周壁部142の外周面に形成されている。第1の溝141は、軸方向D1に垂直な方向(側面方向)から見たときに、垂直平面Sに対して傾斜している。より具体的には、第1の溝141は、径方向D2の一端(図2における右端)から他端(図2における左端)に向かうにしたがって、接続管11側(図2における下方)に傾斜している。ここで、軸方向D1は、第1のセンターリング14の中心軸方向の一例であり、垂直平面Sは、第1のセンターリング14の中心軸方向に垂直な平面の一例である。
第1の周壁部142は、第1の溝141から接続管11への方向に延出し、また、第1の溝141から第1の配管部12への方向にも延出している。第1の周壁部142における第1の溝141から接続管11への方向に延出した部位は、接続管11の内周面に接触することによって接続管11に嵌まる。第1の周壁部142における第1の溝141から第1の配管部12への方向に延出した部位は、第1の配管部12の内周面に接触することによって第1の配管部12に嵌まる。
第1の周壁部142は、第1の溝141から接続管11の方向への延出量(以下、第1の延出量ともよぶ)が最大となる最大部1421を有する。また、第1の周壁部142は、第1の延出量が最小となる最小部1422を有する。一方、第1の溝141から第1の配管部12の方向への延出量(以下、第2の延出量ともよぶ)は略一定である。接続管11は、第1のセンターリング14に対して、最大部1421から最小部1422に向かう方向D21に装着される。また、接続管11は、第1のセンターリング14に対して、最小部1422から最大部1421に向かう方向D22に離脱される。なお、最大部1421および最小部1422の第1の延出量は特に限定されず、例えば、最大部1421の第1の延出量が3mm以下であるのに対して、最小部1422の第1の延出量が1mm以下であってもよい。また、第2の延出量も特に限定されず、例えば、3mm以下であってもよい。
また、第1の周壁部142における接続管11側の端面(以下、第1端面ともいう)1423は、垂直平面Sに対して傾斜している。第1端面1423は、第1の溝141よりも小さい角度で傾斜している。このような第1端面1423と第1の溝141との傾斜角度の違いにより、最大部1421と最小部1422とが形成されている。一方、第1の周壁部142における第1の配管部12側の端面(以下、第2端面ともいう)1424は、垂直平面Sに対して、第1端面1423よりも大きい角度で傾斜されている。なお、第2端面1424は、第1の配管部12の第3の接続面121に平行であってもよい。
(第1のOリング16)
図2に断面図で示す第1のOリング16は、第1の溝141に嵌まることによって第1のセンターリング14に装着されている。第1のOリング16は、第1のセンターリング14に着脱可能である。第1のOリング16は、楕円環状に成形されており、製造当初から第1のセンターリング14への装着に適した形状を有している。第1のOリング16は、第1のセンターリング14に装着された状態において、接続管11の第1の接続面111と第1の配管部12の第3の接続面121とに挟まれる。これにより、接続管11と第1の配管部12との間を気密に接続する。
(第2のセンターリング15、第2のOリング17)
図2に示すように、第2のセンターリング15は、第2の接続面112と第2の配管部13との間に配置されている。第2のセンターリング15は、接続管11および第2の配管部13に対して着脱可能である。
第2のセンターリング15は、第1のセンターリング14と同一形状である。具体的には、第2のセンターリング15は、第1の溝141と同一形状の第2の溝151と、第1の周壁部142と同一形状の第2の周壁部152とを有する。第2の溝151には、第1のOリング16と同一形状の第2のOリング17が装着される。
第2の周壁部152は、第1の周壁部142の最大部1421と同一形状の最大部1521を有する。また、第2の周壁部152は、第1の周壁部142の最小部1422と同一形状の最小部1522を有する。また、第2の周壁部152は、第1の周壁部142の第1端面1423と同一形状の第1端面1523を有している。さらに、第2の周壁部152は、第1の周壁部142の第2端面1424と同一形状の第2端面1524を有している。接続管11は、第2のセンターリング15に対して、最大部1521から最小部1522に向かう方向D21に装着される。また、接続管11は、第2のセンターリング15に対して、最小部1522から最大部1521に向かう方向D22に離脱される。
(第1のクランプ18)
図1に示すように、第1のクランプ18は、接続管11と第1の配管部12との接続箇所の外周に配置されている。第1のクランプ18は、第1の接続面111(図2参照)を径方向D2から押圧する力を、接続管11と第1の配管部12との接続箇所に作用させる。すなわち、第1のクランプ18は、接続管11と第1の配管部12との接続箇所に対して、第1の接続面111と第3の接続面121(図2参照)とを径方向D2に互いに押圧し合う力を作用させる。
(第2のクランプ19)
第2のクランプ19は、接続管11と第2の配管部13との接続箇所の外周に配置されている。第2のクランプ19は、第2の接続面112(図2参照)を径方向D2から押圧する力を、接続管11と第2の配管部13との接続箇所に作用させる。すなわち、第2のクランプ19は、接続管11と第2の配管部13との接続箇所に対して、第2の接続面112と第4の接続面131とを径方向に互いに押圧し合う力を作用させる。
(脱着動作)
図4は、第1の実施形態による配管1の脱着動作の一例を示す模式図である。図4(A)は、接続管11の装着動作の一例を示す模式図である。図4(B)は、接続管11の離脱動作の一例を示す模式図である。
図4(A)に示すように、接続管11を第1の配管部12および第2の配管部13に装着する際には、まず、第1のセンターリング14を第1の配管部12に取り付け、第2のセンターリング15を第2の配管部13に取り付ける。
ここで、第1の配管部12と第2の配管部13との軸方向D1の間隔は、径方向D2の一端(図4Aにおける右端)において最大であり、径方向D2の他端(図4Aにおける左端)において最小である。両配管部12、13の軸方向D1の間隔が最大の位置P1には、第1のセンターリング14の最大部1421と、第2のセンターリング15の最大部1521とが延出している。一方、両配管部12、13の軸方向D1の間隔が最小の位置P2には、第1のセンターリング14の最小部1422と、第2のセンターリング15の最小部1522とが殆ど延出していない。
次いで、接続管11を、両配管部12、13の間に、最大部1421、1521から最小部1422、1522に向かう方向D21に挿入する。
このとき、位置P2においては、第1のセンターリング14および第2のセンターリング15の接続管11側への延出量が、最小部1422、1522によって十分に抑えられている。したがって、位置P2において、接続管11の挿入が第1のセンターリング14または第2のセンターリング15によって殆ど妨げられない。したがって、接続管11を第1の配管部12と第2の配管部13との間にスムーズに挿入できる。一方、位置P1においては、第1のセンターリング14および第2のセンターリング15の接続管11側への延出量が、最大部1421、1521によって十分に確保されている。したがって、位置P1において、第1の配管部12と第2の配管部13との間に挿入された接続管11を、第1のセンターリング14および第2のセンターリング15に突き当て適所に位置決めすることができる。
このように、接続管11を最大部1421、1521から最小部1422、1522に向かう方向に挿入することで、接続管11を、第1の配管部12と第2の配管部13との間の正しい位置に簡便に装着することができる。
次に、図1に示すように、第1のクランプ18により、接続管11と第1の配管部12との接続箇所を径方向D2から締め付けることで、接続管11の第1の配管部12への装着が完了する。このとき、第1のクランプ18が、第1の接続面111と第3の接続面121とを径方向D2に互いに押圧することによって、接続管11を第1の配管部12に気密に密着させることができる。
また、第2のクランプ19により、接続管11と第2の配管部13との接続箇所を径方向D2から締め付けることで、接続管11の第2の配管部13への装着が完了する。このとき、第2のクランプ19が、第2の接続面112と第4の接続面131とを径方向D2に互いに押圧することによって、接続管11を第2の配管部13に気密に密着させることができる。
一方、接続管11を第1の配管部12および第2の配管部13から離脱させる際には、接続管11を、最小部1422、1522から最大部1421、1521に向かう方向D22に離脱させる。
このとき、両配管部12、13の軸方向の間隔が最小の位置においては、第1のセンターリング14および第2のセンターリング15の接続管11側への延出量が、最小部1422、1522によって十分に抑えられている。したがって、接続管11の離脱が第1のセンターリング14または第2のセンターリング15によって妨げられない。このように、接続管11を、最小部1422、1522から最大部1421、1521に向かう方向に離脱させることで、接続管11を径方向に適切に離脱させることができる。
以上のように、本実施形態の配管1によれば、第1の接続面111および第2の接続面112が垂直平面Sに対して傾斜している。これにより、接続管11は、第1の配管部12と第2の配管部13とを押し広げることなく、第1の配管部12および第2の配管部13に対して径方向に装着および離脱され得る。この結果、接続管11の装着時および離脱時に、第1の配管部12および第2の配管部13を軸方向に押し広げる手間を省くことができ、作業効率およびメンテナンス性を向上させることができる。また、第1の配管部12および第2の配管部13を押し広げなくて済むので、配管1の一部分を取り外す際に、配管1の他の部分の接続箇所に負荷がかかることを抑制することができる。これにより、配管1の他の部分の接続箇所における緩みの発生を抑制することができる。例えば、図5に示すように、配管1が複数の接続箇所を有している場合、接続管11と第1の配管部12との接続箇所および接続管11と第2の配管部13との接続箇所以外の他の接続箇所における緩みの発生を抑制することができる。
また、本実施形態において、接続管11は、軸方向D1に対する垂直面において対称形状(図2において上下対称形状)であるため、仮に、図2に示す第1の接続面111と第2の接続面112との位置を逆転させたとしても、接続管11を適切に装着することができる。これにより、作業者が、接続管11の装着時に接続管11の向きを確認する手間も省くことができる。さらに、第1のセンターリング14と第2のセンターリング15とが同一形状であり、また、第1のOリング16と第2のOリング17とが同一形状である。従って、第1のセンターリング14および第2のセンターリング15には、同種のセンターリングを用いることができ、第1のOリング16および第2のOリング17には、同種のOリングを用いることができる。この結果、作業者は、第1のセンターリング14、第2のセンターリング15、第1のOリング16および第2のOリング17の装着時に、各配管部品14〜17の向きを確認する必要がなくなる。さらに、同一のセンターリングおよびOリングを製造すればよいので、製造コストを抑えることができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態の説明にあたり、第1の実施形態に対応する構成部については同一の符号を付して重複した説明は省略する。
図5は、第2の実施形態による配管1の構成の一例を示す正面図である。図5に示すように、本実施形態において、第1の配管部12および第2の配管部13は、接続管11と同一形状である。また、第1の配管部12における接続管11の反対側および第2の配管部13における接続管11の反対側には、各配管部11〜13と同一形状の配管部P_1、P_2が、少なくとも1つずつ接続されている。
また、第1のセンターリング14の第1の周壁部142は、第1の配管部12の方向への延出量が最大となる第2最大部1425と、第1の配管部12の方向への延出量が最小となる第2最小部1426とを有する。第2最大部1425は、最小部1422に対して軸方向における反対側の位置に配置されている。第2最小部1426は、最大部1421に対して軸方向における反対側の位置に配置されている。
第2のセンターリング15は、第1のセンターリング14と同一形状である。すなわち、第2のセンターリング15の第2の周壁部152は、第2最大部1425に相当する第2最大部1525と、第2最小部1426に相当する第2最小部1526とを有する。第1の配管部12と配管部P_1との間には、第1のセンターリング14と同一形状のセンターリング14が配置されている。また、第2の配管部13と配管部P_2との間にも、第1のセンターリング14と同一形状のセンターリング14が配置されている。
第1の配管部12は、第1のセンターリング14に対して、第2最大部1425から第2最小部1426に向かう方向D22に装着される。また、第1の配管部12は、第1のセンターリング14に対して、第2最小部1426から第2最大部1425に向かう方向D21に離脱される。同様に、第2の配管部13は、第2のセンターリング15に対して、第2最大部1525から第2最小部1526に向かう方向D22に装着され、第2最小部1526から第2最大部1525に向かう方向D21に離脱される。
第2の実施形態のその他の構成は、第1の実施形態の対応する構成と同様でよい。
本実施形態においては、同種の配管部は、接続管11、第1の配管部12および第2の配管部13のいずれに用いてもよい。これにより、作業者は、部品選択の手間を省くことができ、また、配管1の組み立て時の作業効率を向上させることができる。第2の実施形態のその他の動作は、第1の実施形態の動作と同様である。従って、第2の実施形態は、さらに第1の実施形態の効果をも得ることができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態の説明にあたり、第2の実施形態に対応する構成部については同一の符号を付して重複した説明は省略する。
図6は、第3の実施形態による配管1の構成の一例を示す正面図である。図6に示すように、本実施形態では、第1の接続面111の傾斜角と第2の接続面112の傾斜角とが
互いに異なる。すなわち、接続管11は、軸方向D1に対する垂直面において対称形状ではない。第3の実施形態のその他の構成は、第2の実施形態の対応する構成と同様でよい。
本実施形態においても、配管1は、同じ配管部で形成することができる。従って、第1の配管部12および第2の配管部13が接続管11と同一形状である。これにより、同種の配管部を、接続管11、第1の配管部12および第2の配管部13のいずれにも用いることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 配管
11 接続管
111 第1の接続面
12 第1の配管部
13 第2の配管部

Claims (8)

  1. 第1の配管部と第2の配管部との間を脱着可能に接続することによって1つの配管を形成する接続管を備え、
    前記接続管は、前記第1の配管部と接続される第1の接続面を有し、
    前記第1の接続面は、前記配管の中心軸方向に垂直な平面に対して傾斜している、配管部品。
  2. 前記接続管は、前記第2の配管部と接続される第2の接続面を有し、
    前記第2の接続面も、前記平面に対して傾斜している、請求項1に記載の配管部品。
  3. 前記第1の接続面は、前記配管の径方向の一端から他端に向かうにしたがって、前記中心軸方向の一方に傾斜され、
    前記第2の接続面は、前記一端から他端に向かうにしたがって、前記中心軸方向の他方に傾斜された、請求項2に記載の配管部品。
  4. 前記第1の接続面と前記第1の配管部との間に配置される第1のセンターリングと、
    前記第1のセンターリングに装着され、前記第1の接続面と前記第1の配管部とに挟まれる第1のOリングと、を更に備え、
    前記第1のセンターリングは、前記第1のOリングを装着する環状の第1の溝を有し、
    前記第1の溝は、前記第1のセンターリングの中心軸方向に垂直な方向から見たときに、当該中心軸方向に垂直な平面に対して傾斜している、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の配管部品。
  5. 前記第1のセンターリングは、前記第1の溝から前記接続管への方向に延出した周壁部を有し、
    前記周壁部は、前記接続管の方向への延出量が最大となる最大部と、前記延出量が最小となる最小部とを有し、
    前記接続管は、前記第1のセンターリングに対して、前記最大部から前記最小部に向かう方向に装着され、前記最小部から前記最大部に向かう方向に離脱される、請求項4に記載の配管部品。
  6. 前記第2の接続面は、前記配管の径方向の一端から他端に向かうにしたがって、前記中心軸方向の他方に、前記第1の接続面と同じ角度で傾斜された、請求項3に記載の配管部品。
  7. 前記周壁部は、前記第1の溝から前記第1の配管部への方向にも延出され、
    前記周壁部は、前記第1の配管部の方向への延出量が略一定である、請求項5に記載の配管部品。
  8. 第1の配管部と、
    第2の配管部と、
    前記第1の配管部と前記第2の配管部との間を脱着可能に接続することによって1つの配管を形成する接続管と、を備え、
    前記接続管は、前記第1の配管部と接続される第1の接続面と、前記第2の配管部と接続される第2の接続面とを有し、
    前記第1の接続面および前記第2の接続面は、前記配管の中心軸方向に垂直な平面に対して傾斜し、
    前記第1の配管部は、前記接続管と接続される第3の接続面を有し、
    前記第2の配管部は、前記接続管と接続される第4の接続面を有し、
    前記第3の接続面および前記第4の接続面も、前記配管の中心軸方向に垂直な平面に対して傾斜している、配管。
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