本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る流体機器の接続構造の断面図である。図2は、図1の部分拡大図である。図3は、図1の流体機器の接続構造における2台の流体機器1・2の離反状態を示す図である。図4は、図1の流体機器の接続構造における2台の流体機器1・2の接続途中の状態を示す図である。
図1〜図4に示すように、本実施形態に係る流体機器の接続構造は、第1流体機器1と第2流体機器2とを流体的に接続するために用いられる。換言すれば、流体機器の接続構造は、第1流体機器1と第2流体機器2とが接続されることにより、内部に流体を流すことができるものである。
第1流体機器1および第2流体機器2は、互いに近接した状態で並置され得る形状を有する。第1流体機器1および第2流体機器2の各々の具体例としては、所定の流体流路を有するバルブ、流量計、ポンプおよび継手が挙げられるが、これに限定されるものではない。
前記流体機器の接続構造は、第1受口部11と、第2受口部12と、第1筒状部材13と、第2筒状部材14と、接続体15とを備える。
第1受口部11は、第1流体機器1に設けられる。第1受口部11は、第1流体機器1の第1流体流路21に接続される。第1受口部11は、筒状に形成される。
第2受口部12は、第2流体機器2に設けられる。第2受口部12は、第2流体機器2の第2流体流路25に接続される。第2受口部12は、筒状に形成される。
第1筒状部材13は、第1係合部53を有する。第1筒状部材13は、第1受口部11に設けられる。
第2筒状部材14は、第1係合部53と係合可能な第2係合部54を有する。第2筒状部材14は、第2受口部12に設けられる。
接続体15は、第1受口部11と第2受口部12との間に設けられる。接続体15は、第1受口部11との間をシールし、かつ、第2受口部12との間をシールするように構成されている。
そして、前記流体機器の接続構造において、第2係合部54と第1係合部53との係合により、第2筒状部材14と第1筒状部材13とが固定される。
本実施形態において、前記流体機器の接続構造に係る2台の流体機器1・2は、それぞれの受口部11・12が互いに軸方向に対向した状態で設置される。
第1受口部11は、第1流体機器1に適用されるものである。第1受口部11は、本実施形態においては第1流体機器1のケーシング35と一体化されたものである。なお、第1受口部11は、ケーシング35と一体に形成されている必要はなく、別体としてもよい。
第1受口部11は、外筒部41と、内筒部42とを有する。外筒部41は、概ね一定の内径を有する円筒体からなり、ケーシング35における第1流体流路21の開口部周囲近傍にケーシング35の外部へ突出するように設けられる。
外筒部41は、その突出端部(軸方向一方の端部)43側から接続体15の一部を嵌め込むことができるように形成される。外筒部41は、その径方向において、嵌込後の接続体15の一部に対して略隙間なく配置される。
また、外筒部41は、第1ネジ23を含む。第1ネジ23は、外筒部41の外周に、第1ネジ23が外筒部41の軸方向に沿って設けられる。第1ネジ23は、雄ネジから構成される。
内筒部42は、外筒部41の内径よりも小さく、概ね一定の外径を有する円筒体からなり、ケーシング35における第1流体流路21の開口部周囲近傍に外筒部41の突出方向(第1受口部11の軸方向一方)と同方向へ突出するように設けられる。内筒部42は、外筒部41の径方向内方に所定間隔を隔てて配置されるとともに、外筒部41との関係において軸方向に伸びている。
ここで、内筒部42は、その突出端部44が外筒部41の突出端部43よりも突出方向に対して反対側に位置するように、即ちケーシング35から外筒部41よりも突出しないように設けられる。こうして、第1受口部11が、外筒部41の軸方向(第1受口部11の軸方向)において外筒部41の軸方向他方側(ケーシング35側)で二重筒状を呈するように形成される。
内筒部42は、第1流体流路21の流路径と略同一の内径を有し、かつ、接続体15の内径と略同一の内径を有する。内筒部42は、第1受口部11により第1流体機器1と接続体15とを流体的に接続させるべく、第1流体流路21と接続体15の内部空間48とを連通させるように第1流体機器1と接続体15との間に配置される。
内筒部42の外周面と、これに対向する外筒部41の内周面との間には、環状の溝部46が形成される。溝部46は、外筒部41および内筒部42の突出方向(第2受口部12側)へ開口しかつ全周にわたって形成される。また、内筒部42の突出端部44近傍には、傾斜面47が形成される。傾斜面47は、第1流体流路21側から内筒部42の突出端部44側へ向かって径が漸次拡大するように形成される。
本実施形態において、第1受口部11は、所定の樹脂、例えば、PFA(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)、PVDF(ポリビニリデンフルオライド)、ETFE(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体)、FEP(テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体)またはPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等のフッ素樹脂により製造される。なお、フッ素樹脂に限定されず、ポロプロピレン(PP)等のその他の樹脂であってもよい。
本実施形態において、第2受口部12は、第1受口部11を仮想中央面68に沿って反転させた形状であって、第1受口部11と実質的に同じ形状を有し、第2流体機器2のケーシング55に設けられる。そのため、第2受口部12については、第1受口部11の構成要素と略同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、説明の便宜上、第1ネジ23および第2ネジ26のように実質的に同じ構成要素であっても異なる符号を付していることもある。
接続体15は、第1シール部31と、第2シール部32とを有する。ここで、第1シール部31は、接続体15と第1受口部11との間をシールするものである。第2シール部32は、接続体15と第2受口部12との間をシールするものである。
詳しくは、接続体15は、筒状に形成される。接続体15は、第1受口部11に対応する第1の部分15aと、第2受口部12に対応する第2の部分15bとを有する(図2参照)。第1の部分15aは、概ね一定の内径を有する円筒体からなり、接続体15の内部空間48の一部からなる流体流路を備える。第1の部分15aの流体流路は、第1流体流路21と連通するように、外筒部41に嵌め込まれた状態で第1受口部11に装着される。
第1の部分15aには、嵌合部61と、突部62と、突起63とが含まれる。嵌合部61は、円筒状に形成される。嵌合部61は、第1の部分15aが第1受口部11に装着された際、外筒部41を全周にわたって径方向内側から包囲した状態で嵌合される。そして、嵌合部61の軸方向両端部のうちの一方の端部(第1流体機器1側)には、突部62および突起63がそれぞれ形成される。
突部62および突起63は、それぞれ円環状に形成される。突部62は、第1の部分15aが第1受口部11に装着された際に、第1受口部11の溝部46に対して全周にわたって圧入される。また、突部62は、第1受口部11に形成された溝部46の第1流体機器1側の側面に接触しない状態で挿通される。
突起63には、仮想中央面68側から第1流体機器1側に向かって漸次縮小するテーパ面65が形成される。テーパ面65は、第1の部分15aの径方向において、突部62の内方に配置される。テーパ面65は、第1の部分15aの軸方向において、内筒部42の傾斜面47に対向して配置される。テーパ面65は、第1の部分15aが第1受口部11に装着された際に内筒部42の傾斜面47に圧接される。
本実施形態において、接続体15は、その軸方向と直交しかつ当該軸方向における接続体15の中央に位置する仮想中央面68に対して対称な形状を有する。 すなわち、第1の部分15aおよび第2の部分15bが実質的に同じ形状を有する。そのため、第2の部分15bについては、図中で第1の部分15aの構成要素と略同じ構成要素に同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態において、接続体15は、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂やその他の熱可塑性樹脂により製造される。
なお、接続体15は、本実施形態においては実質的に同じ形状を有する第1の部分15aおよび第2の部分15bを一体化したものとしているが、これに代えて、互いに異なる形状を有する第1の部分および第2の部分を連結したものとしてもよい。
本実施形態において、第1筒状部材13は、第1受口部11、詳しくはその外筒部41を包囲し得るように構成される。第1筒状部材13は、第1係合部53に加え、第1ネジ23に螺合された第3ネジ28を更に有する。第3ネジ28は、第1筒状部材13の内周に形成される。
第2筒状部材14は、第2受口部12、詳しくはその外筒部41を包囲するように構成される。第2筒状部材14は、第2係合部54に加え、第2ネジ26に螺合された第4ネジ29を更に有する。第4ネジ29は、第2筒状部材14の内周に形成される。
詳しくは、第1筒状部材13は、第1係合部53のほか、第1本体部71を有する。
第1本体部71は、第1受口部11に外嵌された状態で固定される。第1本体部71は、筒状に形成される。第1本体部71の内周に、第3ネジ28が設けられる。
第1本体部71は、第3ネジ28が第1ネジ23に螺合した状態で、第1受口部11の外筒部41をその全周にわたって包囲するように第1受口部11に取り付けられる。第1本体部71は、第1筒状部材13の軸方向に延在するように設けられる。第1本体部71は、第1筒状部材13においてその軸方向他方側(第1流体機器1側)に配置される。
また、第1係合部53には、第1係合爪72が設けられる。第1係合爪72は、第1筒状部材13の軸方向へ突出し、かつ第1本体部71に対してその径方向へ撓み得るように、第1本体部71に設けられる。
第1係合部53の第1係合爪72は、第1筒状部材13においてその軸方向一方側(第1流体機器1と反対側)に配置される。第1係合爪72は、第1本体部71の一方の端部から第1筒状部材13の軸方向一方である第2流体機器2側へ突出するように形成される。第1係合爪72は、その突出端部(先端部)側に第1鉤状部分73を備える。
第1係合爪72は、第1筒状部材13に一つまたは複数設けられる。第1係合爪72は、第1筒状部材13に一つ設けられる場合であれば、可撓性を確保するために周方向の一部が切り欠かれた筒状(C字状等)に形成され、第1本体部71と同軸上に配置される。第1係合爪72は、第1筒状部材13に複数設けられる場合であれば、第1本体部71に対してその周方向に所定間隔ごとに配置される。
第1鉤状部分73には、テーパ部74が含まれる。テーパ部74は、その径が第1流体機器1のケーシング35側から第1筒状部材13の軸方向一方である第2流体機器2へ向かって漸次縮小するように形成される。第1係合爪72は、所定以上の外力が第1係合爪72に加えられたときに、第1本体部71に対して第1筒状部材13の径方向内方へ一時的に撓むことができるように可撓性を有する。
また、第2筒状部材14は、第2係合部54のほか、第2本体部76を有する。
第2本体部76は、第2受口部12に外嵌された状態で固定される。第2本体部76は、筒状に形成される。第2本体部76の内周には、第4ネジ29が設けられる。
第2本体部76は、第4ネジ29が第2ネジ26に螺合された状態で、第2受口部12の外筒部41をその全周にわたって包囲するように第2受口部12に取り付けられる。第2本体部76は、第2筒状部材14の軸方向に延在し、第2筒状部材14においてその軸方向他方側(第2流体機器2側)に配置される。
また、第2係合部54は、第1係合爪71と係合可能な第2係合爪77を備える。第2係合爪77は、第2筒状部材14の軸方向へ突出するように、第2本体部76に設けられる。
第2係合部54の第2係合爪77は、第2筒状部材14においてその軸方向他方側(第2流体機器2の反対側)に配置される。第2係合爪77は、第2本体部76の軸方向において、第2本体部76の一方の端部から第2筒状部材14の軸方向他方である第1流体機器1側へ突出するように形成される。第2係合爪77は、その突出端部(先端部)側に第2鉤状部分78を備える。
第2係合爪77は、第2筒状部材14に一つまたは複数設けられる。第2係合爪77は、第2筒状部材14に一つ設けられる場合であれば、可撓性を確保するために周方向の一部が切り欠かれた筒状(C字状等)に形成され、第2本体部76と同軸上に配置される。第2係合爪77は、第2筒状部材14に複数設けられる場合であれば、第2本体部76に対してその周方向に所定間隔ごとに配置される。
第2鉤状部分78には、テーパ部79が含まれる。テーパ部79は、その径が第2筒状部材14の軸方向他方である第2流体機器2側から第2筒状部材14の軸方向一方である第1流体機器1側へ向かって漸次縮小するように形成される。第2係合爪77は、第1係合爪72を第1流体機器1側から包囲し、第2本体部76の内径よりも大きい内径を有する。
なお、第2係合部54は、第2係合爪77に代えて、第1係合爪72と係合可能な爪受け(第1係合爪72と係合可能な凹部を含むもの)を備えていてもよい。また、第2係合部54は、第1筒状部材13の第1本体部71に係合可能な形状としても良い。
このような第1筒状部材13と第2筒状部材14とは、第1係合爪72と第2係合爪77とが対向した状態で、互いに嵌め合わされる。この際、第1筒状部材13は、第2筒状部材14と同軸上に配置される。第1筒状部材13は、その軸方向において第1鉤状部分73が第2鉤状部分78と軸方向に対向するように、第2筒状部材14の径方向内方に配置される。
こうして、第1係合爪72と第2係合爪77とは、互いに嵌め合わされた状態において、第1筒状部材13と第2筒状部材14とが離反することを規制するように係合される。具体的には、第1係合爪72と第2係合爪77とは、第1鉤状部分73と第2鉤状部分78とが互いに引っ掛かることにより、第1筒状部材13および第2筒状部材14の軸方向に係合される。
なお、第1筒状部材13および第2筒状部材14は、接続体15における各突部62を対応する溝部46に圧入し、かつ接続体15における各突起63のテーパ面65を対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接するように、第1係合爪72と第2係合爪77とを係合させる構成とされる。
本実施形態において、第1筒状部材13は、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂により製造される。また、第2筒状部材14は、第1筒状部材13と同様に、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂により製造される。
ここで、第1流体機器1と第2流体機器2との接続に際しては、まず、図3に示すように、第3ネジ28を第1ネジ23に螺合して、第1受口部11に第1筒状部材13を着脱可能に固定する。また、第4ネジ29を第2ネジ26に螺合して、第2受口部12に第2筒状部材14を着脱可能に固定する。そして、第1受口部11および第2受口部12のいずれか一方に接続体15を挿入する。そして、図4に示すように、互いに離反状態にある第1流体機器1と第2流体機器2とを対向させて、接続体15を第1受口部13および第2受口部14の他方に近づける。接続体15を第1受口部13および第2受口部14の他方に挿入しつつ、第1筒状部材13と第2筒状部材14とを近づける。その後、第1筒状部材13の第1係合爪72を第1筒状部材13の径方向内方へ一時的に撓ませることにより第1筒状部材13を第2筒状部材14に嵌め込み、その後に第1係合爪72を第2係合爪77に係合させる。こうして、第1筒状部材13と第2筒状部材14とを、それらの軸方向のうち互いに離間する方向に相対移動しないように固定する。
第1筒状部材13と第2筒状部材14との固定により、第1受口部11と第2受口部12とが離間する方向に移動することが阻止されることとなり、第1流体機器1と第2流体機器2とが流体的に接続された状態、即ち第1流体流路21と第2流体流路25とが接続体15の内部空間48を介して連通された状態が保持される。
また、第1係合爪72と第2係合爪77との係合に伴って、第1シール部31および第2シール部32によるシールが形成される。すなわち、接続体15における各突部62が対応する溝部46に圧入されるとともに、接続体15における各突起63のテーパ面65が対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接させられる。
ここで、第1シール部31と第2シール部32とによれば、シール力が軸方向に作用する一次シール領域81と、シール力が径方向に作用する二次シール領域82とが形成される。なお、第1筒状部材13の第1係合爪72が第2筒状部材14の第2係合爪77に嵌め込まれるときには、作業者による手作業、または、作業者による手作業に加え所定の工具等の嵌込手段が用いられる。
したがって、本実施形態に係る流体機器の接続構造によれば、2台の流体機器1・2の接続部からの流体の漏洩を防止することができる。また、第1流体機器1と第2流体機器2とを流体的に接続するために、第1流体機器1と第2流体機器2との間にチューブ等の部材を介在させる必要がない。よって、2台の流体機器1・2をできるだけ近接させた状態で流体的に接続して、これらの流体機器1・2の設置スペースの省スペース化を図ることができる。
また、本実施形態における接続体15は、張出部88を有する。張出部88は、第1流体機器1と第2流体機器2とが流体的に接続された状態において、第1受口部11と第2受口部12との間に配置される。
張出部88は、第1受口部11と第2受口部12との間に非接触状態で挟まれる。張出部88は、接続体15の径方向外方へ張り出しており、環状に形成される。
張出部88は、第1受口部11および第2受口部12の各々の突出端部43の外径よりも大きい外径を有する。張出部88は、接続体15における仮想中央面68上であって、接続体15の軸方向中途部(接続体15における第1の部分15aと第2の部分15bとの境界部)に設けられる。
より詳しくは、張出部88は、接続体15が第1受口部11と第2受口部12とに装着される際に各々の突出端部43・43間に介在するように配置される。張出部88は、第1受口部11の突出端部43と軸方向に対向し、かつ、第1受口部11の突出端部43と軸方向に対向する。張出部88は、第1受口部11および第2受口部12から接続体15を取り外すことを容易にする。
以下、図5乃至図8を用いて、本発明の第2実施形態乃至第5実施形態について説明する。なお、図中、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造の構成要素と実質的に同じ構成要素については、図中で同じ符号を付して、その説明を適宜省略する。
図5は、本発明の第2実施形態に係る流体機器の接続構造の断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る流体機器の接続構造は、第1受口部111と接続体115との間をシールする第1シール部121に関する構成、および、第2受口部112と接続体115との間をシールする第2シール部122に関する構成が、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造と相違する。
第1受口部111は、第1流体機器1に適用されるものであり、本実施形態においては第1流体機器1のケーシング35と一体化されたものである。第1受口部111は、筒部125と、環状突起126とを有する。筒部125は、概ね一定の内径を有する円筒体からなり、ケーシング35における第1流体流路21の開口部周囲近傍にケーシング35の外部に向かって突出するように設けられる。
筒部125は、その突出端部(軸方向一方の端部)側から接続体115の一部を嵌め込むことができるように形成される。筒部125は、嵌込後の接続体115の一部に対して、前記突出端部付近を除き略隙間なく配置される。また、筒部125の外周には、第1ネジ23が筒部125の軸方向に沿って形成される。第1ネジ23は、雄ネジから構成される。
環状突起126は、筒部125の内径よりも小さい外径を有するリング状体からなり、ケーシング35における第1流体流路21の開口部周囲近傍に筒部125の突出方向(筒部125の軸方向一方)と同方向へ突出するように設けられる。環状突起126は、筒部125の径方向内方に所定間隔を隔てて配置されるとともに、筒部125と同一方向に延長する。
環状突起126は、第1流体流路21の流路径と略同一の内径を有し、かつ、接続体115の内径と略同一の内径を有する。環状突起126は、第1流体機器1と接続体115との間に配置され、第1流体流路21と接続体115の内部空間138とを連通させる。第1受口部111により第1流体機器1と接続体115とが流体的(流体が内部を流れることができるよう)に接続される。
環状突起126の外周面には、テーパ面128が含まれる。テーパ面128は、その外径が環状突起126の突出方向(第1受口部111の軸方向一方)へ向かって軸方向に漸次縮小するように形成される。テーパ面128は、環状突起126の外周において全周にわたって延設され、当該テーパ面128と対向する筒部125の内周面とが所定間隔を隔てて配置される。
第2受口部112は、本実施形態においては第1受口部111と実質的に同じ形状を有する。そのため、第2受口部112については、第1受口部111の構成要素と略同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、説明の便宜上、第1ネジ23、第2ネジ26のように実質的に同じ構成要素であっても異なる符号を付していることもある。
接続体115は、第1受口部111に対応する第1の部分115aと、第2受口部112に対応する第2の部分115bとを有する。第1の部分115aは、概ね一定の内径を有する円筒体からなり、流体流路を備える。この第1の部分115aの流体流路は、接続体115において第1の部分115aに対応する内部空間から形成される。第1の部分115aの流体流路は、第1流体流路21と連通するように、筒部125に嵌め込まれた状態で第1受口部111に装着される。
第1の部分115aには、嵌合部131と、突出部132とが含まれる。嵌合部131は、円筒状に形成される。嵌合部131は、第1の部分115aが第1受口部111に装着された際、筒部125に内嵌される。そして、第1の部分115aにおける嵌合部131の軸方向両端部のうちの一方の端部(嵌合部131の第1流体機器1側)には、突出部132が軸方向に突出するように形成される。
突出部132は、円環状に形成される。突出部132は、第1の部分115aが第1受口部111に装着された際に、当該突出部132の内周側に形成された傾斜面135を環状突起126のテーパ面128に対して圧接させる。傾斜面135は、突出部132の突出方向(第1流体機器1側)へ向かって漸次拡大するように形成される。傾斜面135は、突出部132と対向し、突出部132の全周にわたって延設される。
本実施形態に係る接続体115は、その軸方向と直交しかつ当該軸方向において接続体115の中央に位置する仮想中央面148に対して対称な形状を有する。すなわち、第1の部分115aおよび第2の部分115bが実質的に同じ形状を有する。
このような流体機器の接続構造により、前述した第1実施形態に係る流体機器の接続構造と同様に、互いに流体的に接続された第1流体機器1および第2流体機器2の設置スペースの省スペース化を図ることができる。また、第1流体機器1と第2流体機器2との接続時、接続体115が、第1シール部121および第2シール部122を形成する。そして、接続体115の第1の部分115aの傾斜面135が、第1受口部111におけるテーパ面128に圧接され、第2の部分115bの傾斜面135が、第2受口部112におけるテーパ面128に圧接される。
よって、第1流体機器1と第2流体機器2との接続部から流体が漏洩することを防止でき、第1流体機器1と第2流体機器2とを従来のチューブ等の部材を用いずに短距離で接続することが可能となる。
図6は、本発明の第3実施形態に係る流体機器の接続構造の断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る流体機器の接続構造は、第1受口部151と接続体155との間をシールする第1シール部161に関する構成、および、第2受口部152と接続体155との間をシールする第2シール部162に関する構成が、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造と相違する。
第1受口部151は、第1流体機器1に適用されるものであり、本実施形態においては第1流体機器1のケーシング35と一体化されたものである。第1受口部151の外周には、第1ネジ23が第1受口部151の軸方向に沿って形成される。第1ネジ23は、雄ネジから構成される。
第1受口部151は、筒部165と、突出部166とを有する。筒部165は、段差を内周に有する円筒体からなり、ケーシング35から離れる方向に向かって突出するように設けられる。筒部165は、ケーシング35に形成される第1流体流路21の開口部近傍に設けられる。
筒部165は、段差部167よりも軸方向一方側(第1受口部151の開口部側)に、第1筒状部分165aを有する。この第1筒状部分165aは、接続体155の一部を嵌め込むことができるように形成される。この第1筒状部分165aは、嵌込後の接続体155の一部に対して概ねの領域で隙間なく配置される。
筒部165は、段差部167よりも軸方向他方側(第1流体機器1側)に、第2筒状部分165bを有する。この第2筒状部分165bは、第1流体流路21の流路径と略同一の内径を有し、かつ、接続体115の内径と略同一の内径を有する。第2筒状部分165bは、第1受口部151により第1流体機器1と接続体155とを流体的に接続させるべく、第1流体流路21と接続体155の内部空間178とを連通させるように第1流体機器1と接続体155との間に配置される。
突出部166は、環状体からなり、第1筒状部分165aから筒部165の軸方向一方側に突出するように設けられる。突出部166の内周側は、傾斜面168が形成される。傾斜面168は、その径が筒部165側から突出部166の突出端部側(第1受口部151の開口部側)へ向かって漸次拡大するように形成される。傾斜面168は、突出部166の全周にわたって延設される。
本実施形態に係る第2受口部152は、第1受口部151を仮想中央面198において反転させた形状であって、第1受口部151と実質的に同じ形状を有する。
接続体155は、第1受口部151に対応する第1の部分155aと、第2受口部152に対応する第2の部分155bとを有する。第1の部分155aは、概ね一定の内径を有する円筒体からなり、流体流路を備える。この第1の部分155aの流体流路は、接続体155において第1の部分155aに対応する内部空間から形成される。第1の部分155aは、筒部165に嵌め込まれ、第1受口部151に装着されることにより、この流体流路としての内部空間178が第1流体流路21と接続される。
第1の部分155aには、嵌合部171と、突出部172とが形成される。嵌合部171は、円筒状に形成される。嵌合部171は、第1の部分155aが第1受口部151に装着された際、筒部165に対し全周にわたって包囲された状態で嵌合される。第1の部分155aの嵌合部171の端部(接続体15の軸方向中途部)には、突出部172が接続体155の径方向外方へ突出するように設けられる。
突出部172は、円環状に形成される。突出部172は、第1の部分155aが第1受口部151に装着された際に、当該突出部172の外周面であるテーパ面175を突出部166の傾斜面168に圧接させる。テーパ面175は、その径が筒部165側から径方向外側に向かうにつれて、漸次拡大するように形成される。テーパ面175は、突出部172の全周にわたって延設される。
本実施形態に係る接続体155は、その軸方向と直交しかつ当該軸方向において接続体155の中央に位置する仮想中央面198に対して対称な形状を有する。すなわち、第1の部分155aおよび第2の部分155bが実質的に同じ形状を有する。
このような構成により、第1流体機器1と第2流体機器2との接続時に、接続体155が、第1シール部161および第2シール部162を形成する。そして、接続体155の第1の部分155aのテーパ面175が、第1受口部151における傾斜面168に圧接され、第2の部分155bのテーパ面175が、第2受口部152における傾斜面168に圧接される。これにより、流体が第1流体機器1と第2流体機器2との接続部から漏洩することを防止でき、第1流体機器1と第2流体機器2とを従来のチューブ等の部材を用いずに短距離で接続することが可能となる。
よって、第1実施形態に係る流体機器の接続構造と同様に、互いに流体的に接続された第1流体機器1および第2流体機器2の設置スペースの省スペース化を図ることができる。
図7は、本発明の第4実施形態に係る流体機器の接続構造の断面図である。同図に示すように、本実施形態に係る流体機器の接続構造は、第1受口部211と接続体215との間をシールする第1シール部221に関する構成、および、第2受口部212と接続体215との間をシールする第2シール部222に関する構成が、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造と相違する。
本実施形態において、第1受口部211は、第1流体機器1に適用されるものであり、本実施形態においては第1流体機器1のケーシング35と一体化されたものである。第1受口部211は、外筒部225と、内筒部226とを有する。外筒部225は、概ね一定の内径を有する円筒体からなり、ケーシング35の外部に向かって突出し、ケーシング35における第1流体流路21の近傍に設けられる。
外筒部225は、その突出端部(軸方向一方の端部)側から接続体215の一部を嵌め込むことができるように形成される。外筒部225は、嵌込後の接続体215の一部に対して略隙間なく配置される。また、外筒部225の外周には、第1ネジ23が外筒部225の軸方向に沿って形成される。第1ネジ23は、雄ネジから構成される。
内筒部226は、外筒部225の内径よりも小さい概ね一定の外径を有する円筒体である。内筒部226は、外筒部225の突出方向(第1受口部211の軸方向一方)と同方向へ突出し、ケーシング35における第1流体流路21の近傍に設けられる。内筒部226は、外筒部225に対して所定間隔を隔てるように径方向内方に配置されるとともに、外筒部225と同方向に延長する。
ここで、内筒部226は、その突出端部が外筒部225の突出端部よりも突出方向側(第1流体機器1、第2流体機器2から離れる方向)に位置するように、即ちケーシング35から外筒部225よりも突出するように設けられる。こうして、第1受口部211が、外筒部225の軸方向(第1受口部211の軸方向)において外筒部225の軸方向中途部で二重筒状を呈するように形成される。
内筒部226は、第1流体流路21の流路径と略同一の内径を有し、かつ接続体215の内径と略同一の内径を有する。内筒部226は、第1流体機器1と接続体215との間に配置され、第1流体流路21と接続体215の内部空間とを連通させる。第1受口部211により第1流体機器1と接続体215とが流体的に接続される。
内筒部226の突出端部は、内筒部226の突出方向へ向かって先細り状に形成される。内筒部226の突出端部の外周面には、テーパ面228が形成される。テーパ面228は、その径が内筒部226の突出方向(第1受口部211の軸方向一方)である仮想中央面248側へ向かって漸次縮小するように形成される。テーパ面228は、内筒部226の突出端部の全周にわたって延設される。
第2受口部212は、本実施形態においては第1受口部211と実質的に同じ形状を有する。
接続体215は、第1受口部211に対応する第1の部分215aと、第2受口部212に対応する第2の部分215bとを有する。第1の部分215aは、円筒体からなり、流体流路を備える。この第1の部分215aの流体流路は、接続体215において第1の部分215aに対応する内部空間から形成される。第1の部分215aは、内筒部226に嵌合された状態で第1受口部211に装着されることにより、第1の部分215aの流体流路が第1流体流路21と接続される。
第1の部分215aには、嵌合部231と、突出部232とが含まれる。嵌合部231は、円筒状に形成される。嵌合部231は、第1の部分215aが第1受口部211に装着された際、内筒部226に外嵌される。そして、嵌合部231の軸方向両端部のうちの一方の端部(接続体215の中途部)において、突出部232が接続体215の径方向内方へ突出するように設けられる。
突出部232は、円環状に形成される。突出部232は、第1の部分215aが第1受口部211に装着された際に当該突出部232の内周面にある傾斜面235を内筒部226のテーパ面228に圧接させる。傾斜面235は、その径が仮想中央面248から第1流体機器1又は第2流体機器2側へ向かって漸次拡大するように形成される。傾斜面235は、突出部232の全周にわたって延設される。
本実施形態において、接続体215は、その軸方向と直交しかつ当該軸方向において接続体215の中央に位置する中央面248に対して対称な形状を有する。すなわち、第1の部分215aおよび第2の部分215bが実質的に同じ形状を有する。
このような流体機器の接続構造により、第1流体機器1と第2流体機器2との接続時、接続体215が、第1シール部221及び第2シール部222を形成する。そして、接続体215の第1の部分215aの傾斜面235が、第1受口部211におけるテーパ面228に圧接され、第2の部分215bの傾斜面235が、第2受口部212におけるテーパ面228に圧接される。これにより、第1流体機器1と第2流体機器2との接続部から流体が漏洩することを防止でき、第1流体機器1と第2流体機器2とを従来のチューブ等の部材を用いずに短距離で接続することが可能となる。
よって、第1実施形態に係る流体機器の接続構造と同様に、互いに流体的に接続された第1流体機器1および第2流体機器2の設置スペースの省スペース化を図ることができる。
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図8は、本発明の第5実施形態に係る流体機器の接続構造の断面図である。図9は、図8における第1筒状部材263の第1係合部53と第2筒状部材264の第2係合部54との係合状態を第1流体機器1側から視た部分断面図である。図10は、図8の流体機器の接続構造における2台の流体機器1・2の接続途中の状態を示す図である。
図11は、図10における第1筒状部材263の第1係合部53付近および第2筒状部材264の第2係合部付近を第1流体機器1側から視た部分断面図である。なお、図中、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造の構成要素と実質的に同じ構成要素については、図中で同じ符号を付して、その説明を適宜省略する。
図8〜図11に示すように、本実施形態に係る流体機器の接続構造は、第1筒状部材263および第2筒状部材264が、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造と相違する。
本実施形態において、第1筒状部材263は、第1係合部53のほか、第3本体部271を有する。第3本体部271は、筒状に形成される。第3本体部271の内周には、第3ネジ28が設けられる。第1係合部53は、第1突出部272と、凹部273とを備える。第1突出部272は、第1筒状部材263の軸方向へ突出し、第3本体部271に設けられる。凹部273は、第1流体機器1側に向かって開口するように、第1突出部272の外周上に設けられる。
詳しくは、第3本体部271は、第3ネジ28が第1ネジ23に螺合された状態で、第1受口部11の外筒部41をその全周にわたって包囲するように第1受口部11に取り付けられる。第3本体部271は、第1筒状部材263の軸方向に延在するように設けられる。第3本体部271は、第1筒状部材263においてその軸方向他方側(第1流体機器1側)に配置される。
第1突出部272は、第1筒状部材263よりも軸方向一方側(第1流体機器1の反対側)に配置される。第1突出部272は、第3本体部271の軸方向において、第3本体部271の一方の端部から第1筒状部材263の軸方向一方へ突出する。第1突出部272は、筒状に形成される。
第1係合部53の凹部273は、第1突出部272の突出端部(先端部)側に設けられる。凹部273は、第1突出部272の外周に、第1突出部272の径方向外方へ突出する。凹部273は、第1係合部53に少なくとも1つ(本実施形態においては2つ)設けられる。凹部273は、第1突出部272(第1筒状部材263)の周方向に所定間隔ごとに設けられる。
各凹部273は、第1延在部276と、2つの第1突起部277・278とを有する。第1延在部276は、第1突出部272の周方向に沿って延在するように設けられる。一の凹部273における第1延在部276は、第1筒状部材263の軸方向において、他の凹部273における第1延在部276と略同じ位置に配置される。
2つの第1突起部277・278は、第1延在部276の延在方向両側からそれぞれ第3本体部271側(第1筒状部材263の軸方向他方側)へ向かって突設される。2つの第1突起部277・278は、第1突出部272の周方向において所定の周方向幅を隔てて配置される。なお、2つの第1突起部277・278の形状は、互いに異なる形状であってもよい。
第2筒状部材264は、第2係合部54のほか、第4本体部281を有する。第4本体部281は、筒状に形成される。第4本体部281の内周には、第4ネジ29が設けられる。第2係合部54は、第2突出部282と、凸部283とを備える。第2突出部282は、第2筒状部材264の軸方向へ突出するように第4本体部281に設けられる。
凸部283は、第2突出部282の内周に設けられる。なお、本実施形態に採用された構成に代えて、第1係合部53において凸部283に相当する凸部を第1突出部272の外周に設けるとともに、第2係合部54において凹部273に相当する凹部を第2突出部282の内周に設けた構成を採用することも可能である。
詳しくは、第4本体部281は、第4ネジ29が第2ネジ26に螺合された状態で、第2受口部12の外筒部41をその全周にわたって包囲するように第2受口部12に取り付けられる。第4本体部281は、第2筒状部材264の軸方向に延在する。第4本体部281は、第2筒状部材264においてその軸方向他方側(第2流体機器2側)に配置される。
第2突出部282は、第2筒状部材264においてその軸方向一方側(第2流体機器2の反対側)に配置される。第2突出部282は、第4本体部281の軸方向において、第4本体部281の一方の端部から第2筒状部材264の軸方向一方へ突出する。第2突出部282は、筒状に形成され、第4本体部281と同軸上に並べられる。
第2係合部54の凸部283は、第2突出部282の突出端部(先端部)側に設けられる。凸部283は、第2突出部282の内周に、第2突出部282の径方向内方へ突出した状態で配置される。凸部283は、第2係合部54に少なくとも1つ(本実施形態においては2つ)設けられており、凹部273に応じて第2突出部282(第2筒状部材264)の周方向に所定間隔ごとに設けられる。
各凸部283は、第2延在部286と、第2突起部287とを有する。第1延在部276は、第1突出部272の周方向に直線状に延在する。第2延在部286は、第2突起部287の周方向幅(周方向の長さ)よりも大きい周方向幅を有する。第2突起部287は、第2延在部286から第4本体部281側(第2筒状部材264の軸方向他方側)へ向かって突出する。
各凸部283における第2突起部287の突出端は、第2筒状部材264の軸方向において、他の凸部283における第1延在部276との突出端と略同じ位置に配置される。第2突起部287は、2つの第1突起部277・278間に挿入可能に形成されて、第2突出部282(第2筒状部材264)の周方向において2つの第1突起部277・278と所定間隔を隔てて並べられる。
このような第1筒状部材263と第2筒状部材264とは、第1突出部272と第2突出部282とを対向させるように、互いに相対回動可能に嵌め合わされる。この際、第1筒状部材263の一部は、第2筒状部材264の径方向内方に位置する。第1筒状部材263は、凹部273間に凸部283を通しつつ第1流体機器1側から第2筒状部材264に嵌め入れられ、その後に第2筒状部材264に対して回動させられる。
こうして、凹部273と凸部283とは、互いに嵌め合わされた状態にある第1筒状部材263と第2筒状部材264とが離反することを規制するように係合する。具体的には、凹部273と凸部283とは、第2突起部287が第1延在部276に第1流体機器1側から接触するように、第1筒状部材263および第2筒状部材264の軸方向に係合する。
なお、凹部273と凸部283とが、互いに係合することにより、第1シール部31および第2シール部32が形成される。即ち、凹部273と凸部283とは、接続体15における各突部62を対応する溝部46に圧入し、かつ接続体15における各突起63のテーパ面65を対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接させる。
本実施形態において、第1筒状部材263は、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂により製造される。また、第2筒状部材264は、第1筒状部材263と同様に、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂により製造される。
以上のような構成においては、図11に示すように、第1筒状部材263が、凹部273を凸部283に対し第2筒状部材264の周方向において位置をずらすことにより第2筒状部材264に互いの軸方向を揃えた状態で嵌め込まれ、その後に第2筒状部材264に対し矢印290の方向に回動させられる。こうして、凹部273が凸部283と係合する(図9参照)。
したがって、第1筒状部材263および第2筒状部材264が、それらの軸方向のうち互いに離間する方向に相対移動しないように固定される。これにより、第1受口部11と第2受口部12とは、互いに離間する方向に移動することが阻止される。よって、第1流体機器1と第2流体機器2とが流体的に接続された状態が保持される。
また、凹部273とこれに対応する凸部283との係合に伴って、第1シール部31および第2シール部32が形成される。すなわち、接続体15における各突部62が対応する溝部46に圧入されるとともに、接続体15における各突起63のテーパ面65が対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接される。
したがって、本実施形態に係る流体機器の接続構造によれば、第1流体機器1と第2流体機器2とを流体的に接続するために、従来では第1流体機器1と第2流体機器2との間に介在させる必要があったチューブ等の部材を用いずに済む。よって、2台の流体機器1・2をできるだけ近接させた状態で流体的に接続して、これらの流体機器1・2の設置スペースの省スペース化を図ることができる。また、2台の流体機器1・2の接続部からの流体の漏洩も防止できる。
なお、本実施形態では、第1筒状部材263および第2筒状部材264の周方向において、第2筒状部材264の凸部283の第2突起部287の周方向幅を、第1筒状部材263における凹部273の2つの第1突起部277・278の周方向幅と略同じに設定することが好ましい。これによれば、第1筒状部材263と第2筒状部材264との間のガタつきの発生を抑止できる。
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
図12は、本発明の第6実施形態に係る流体機器の接続構造の断面図である。図13は、第1筒状部材313または第2筒状部材314の斜視図である。図14は、第1筒状部材313または第2筒状部材314の正面図である。なお、図中、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造の構成要素と実質的に同じ構成要素については、図中で同じ符号を付して、その説明を適宜省略する。
図12〜図14に示すように、本実施形態に係る流体機器の接続構造は、第1筒状部材313および第2筒状部材314が、前述の第1実施形態に係る流体機器の接続構造と相違する。
本実施形態において、第1筒状部材313は、第1係合部53のほか、第5本体部321を有する。第5本体部321は、筒状に形成される。第5本体部321の内周には、第3ネジ28が設けられる。第1係合部53は、第3突出部322と、第3係合爪323と、第1爪受部324とが備える。
第3突出部322は、第1筒状部材313の軸方向へ突出するように第5本体部321に設けられる。第3係合爪323は、第1筒状部材313の軸方向へ突出するように第3突出部322に設けられる。第1爪受部324は、第1筒状部材313の周方向において、第3突出部322に設けられる。第1通路325は、第1筒状部材313の周方向において、各第3係合爪323の間に形成される。
詳しくは、第5本体部321は、第3ネジ28が第1ネジ23に螺合された状態で、第1受口部11の外筒部41をその全周にわたって包囲するように第1受口部11に取り付けられる。すなわち、第5本体部321は、第1筒状部材313の軸方向に延在するように設けられる。第5本体部321は、第1筒状部材313においてその軸方向他方側(第1流体機器1側)に配置される。
第1係合部53の第3突出部322は、第1筒状部材313においてその軸方向一方側(第1流体機器1の反対側)に配置される。第3突出部322は、第5本体部321の軸方向において、第5本体部321の一方の端部から第1筒状部材313の軸方向一方へ突出する。第3突出部322は、筒状に形成され、第5本体部321と同軸上に位置する。
第1係合部53の第3係合爪323は、第3突出部322の突出端部(先端部)に設けられる。第3係合爪323は、第3突出部322の軸方向において、第3突出部322の一方の端部から第1筒状部材313の軸方向一方へ突出するように設けられる。第3係合爪323は、その突出端部(先端部)側に第3鉤状部分を備える。
第3係合爪323は、第1係合部53に少なくとも1つ(本実施形態においては4つ)設けられており、第3突出部322(第1筒状部材313)の周方向に所定間隔ごとに設けられる。第3係合爪323、および、当該第3係合爪323と第1筒状部材313の軸方向に接続された接続部分は、第3突出部322の外周面よりも第3突出部322の径方向内方に配置される。
第1係合部53の第1爪受部324は、第3突出部322の突出端部(先端部)に設けられる。第1爪受部324は、第3突出部322の周方向に沿って延在するように配置される。第1爪受部324は、第3突出部322の内周上に設けられ、第3係合爪323と係合できるように、第3突出部322の径方向内方へ向かって突出した形状を有する。
第1爪受部324は、第3突出部322の周方向において、隣り合う第3係合爪323間で第1通路325と並ぶように配置される。この第1通路325は、第3突出部322の突出端部において、第1爪受部324よりも第3突出部322の径方向外方に位置する壁面を有し、第3係合爪323の突出方向に向かって開口するように形成される。
本実施形態において、第2筒状部材314は、第1筒状部材313と同じ形状を有する。なお、第2筒状部材314は、これに限定されず、第1筒状部材313と異なる形状を有するものであってもよい。
第2筒状部材314は、第2係合部54のほか、第6本体部331を有する。第6本体部331は、筒状に形成される。第6本体部331の内周に、第4ネジ29が設けられる。第2係合部54は、第4突出部332と、第4係合爪333と、第2爪受部334とを備える。
第4突出部332は、第2筒状部材314の軸方向へ突出するように第6本体部331に設けられる。第4係合爪333は、第2筒状部材314の軸方向へ突出するように第4突出部332に設けられる。第2爪受部334は、第2筒状部材314の周方向において、第4突出部332に設けられる。第2通路335は、第2筒状部材314の周方向において、各第4係合爪333の間に形成される。
詳しくは、第6本体部331は、第4ネジ29が第2ネジ26に螺合された状態で、第2受口部12の外筒部41をその全周にわたって包囲するように第2受口部12に取り付けられる。すなわち、第6本体部331は、第2筒状部材314の軸方向に延在するように設けられる。第6本体部331は、第2筒状部材314においてその軸方向他方側(第2流体機器2側)に配置される。
第2係合部54の第4突出部332は、第2筒状部材314においてその軸方向一方側(第2流体機器2の反対側)に配置される。第4突出部332は、第6本体部331の軸方向において、第6本体部331の一方の端部から第2筒状部材314の軸方向一方へ突出するように設けられる。第4突出部332は、筒状に形成され、第6本体部331と同軸上に位置する。
第2係合部54の第4係合爪333は、第4突出部332の突出端部(先端部)に設けられる。第4係合爪333は、第4突出部332の軸方向において、第4突出部332の一方の端部から第2筒状部材314の軸方向一方へ突出するように設けられる。第4係合爪333は、その突出端部(先端部)側に第4鉤状部分を備える。
第4係合爪333は、第2係合部54に少なくとも1つ(本実施形態においては2つ)設けられており、第4突出部332(第2筒状部材314)の周方向に所定間隔ごとに設けられる。第4係合爪333、および、第4係合爪333と連続する連続部分336は、第4突出部332の外周面よりも第4突出部332の径方向内方に配置される。
第2係合部54の第2爪受部334は、第4突出部332の突出端部(先端部)に設けられる。第2爪受部334は、第4突出部332の周方向に延在するように配置される。第2爪受部334は、第4突出部332の内周上に設けられ、第4係合爪333と係合できるように、第4突出部332の径方向内方へ向かって突出した形状を有する。
第2爪受部334は、第4突出部332の周方向において、隣り合う第4係合爪333間で第2通路335と並ぶように配置される。第2通路335は、第4突出部332の突出端部において、第2爪受部334よりも第4突出部332の径方向外方に位置する壁面を有し、第4係合爪333の突出方向に向かって開口するように形成される。
このような第1筒状部材313と第2筒状部材314とは、第3突出部322と第4突出部332とを対向させるように、互いに相対回動可能に嵌め合わされる。この際、第1筒状部材313は、第2筒状部材314の径方向内方に位置するように第3係合爪323を第2通路335に通しかつ第4係合爪333を第1通路325に通しつつ第2筒状部材314に嵌め入れられ、その後に第2筒状部材314に対して回動させられる。
こうして、互いに嵌め合わされた状態にある第1筒状部材313と第2筒状部材314とが離反することを規制するように、第3係合爪323と第2爪受部334とが係合されるとともに、第4係合爪333と第1爪受部324とが係合される。具体的には、第3係合爪323と第2爪受部334および、第4係合爪333と第1爪受部324とは、第1筒状部材313および第2筒状部材314の軸方向に係合される。
なお、第1シール部31および第2シール部32は、第3係合爪323と第2爪受部334とを互いに係合したときに形成される。即ち、第3係合爪323と第2爪受部334とは、接続体15における各突部62を対応する溝部46に圧入し、かつ接続体15における各突起63のテーパ面65を対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接するように構成される。
また、第1シール部31および第2シール部32は、第4係合爪333と第1爪受部324とを互いに係合したときに形成される。即ち、第4係合爪333と第1爪受部324とは、接続体15における各突部62を対応する溝部46に圧入し、かつ接続体15における各突起63のテーパ面65を対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接するように構成される。
本実施形態において、第1筒状部材313は、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂により製造される。また、第2筒状部材314は、第1筒状部材313と同様に、所定の樹脂、例えば、PFA、PVDF、ETFE、FEPまたはPTFE等のフッ素樹脂により製造される。
以上のような構成においては、第1筒状部材313および第2筒状部材314が、第3係合爪323を第2通路335に通しかつ第4係合爪333を第1通路325に通して互いの軸方向を揃えた状態で嵌め合わされ、その後に相対回動させられる。こうして、第3係合爪323と第2爪受部334が係合し、かつ、第4係合爪333と第1爪受部324とが係合する。
したがって、第1筒状部材313および第2筒状部材314が、それらの軸方向のうち互いに離間する方向に相対移動しないように固定される。これにより、第1受口部11と第2受口部12とが離間する方向に移動することが阻止されることとなり、第1流体機器1と第2流体機器2とが流体的に接続された状態が保持される。
また、第3係合爪323と第2爪受部334との係合、および、第4係合爪333と第1爪受部324との係合に伴って、第1シール部31および第2シール部32が形成される。すなわち、接続体15における各突部62が対応する溝部46に圧入されるとともに、接続体15における各突起63のテーパ面65が対応する内筒部42の突出端部44の傾斜面47に圧接される。
したがって、本実施形態に係る流体機器の接続構造によれば、第1流体機器1と第2流体機器2とを流体的に接続するために、従来では第1流体機器1と第2流体機器2との間に介在させる必要があったチューブ等の部材を用いずに済む。よって、2台の流体機器1・2をできるだけ近接させた状態で流体的に接続して、これらの流体機器1・2の設置スペースの省スペース化を図ることができる。また、2台の流体機器1・2の接続部からの流体の漏洩も防止できる。
上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態および変形形態をとり得ることは明らかである。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。