JP2021195965A - 接続部シール構造、及び、シール部材 - Google Patents
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Abstract
Description
また、支持片や環状壁部を変形させるような力が環状壁部に作用した場合に、その力を環状溝より外側に逃がすことができる。よって、上記構成の接続部シール構造によれば、支持片や環状壁部が流路側に変形することで流路面積を縮小させることを抑制できる。
図1は、本発明の実施形態に係る接続部シール構造1を示す断面図である。図2は、本発明の実施形態に係る接続部シール構造を分解した断面図である。接続部シール構造1は、第1配管L1の第1接続部2と第2配管L2の第2接続部3とをシールリング5を介して突き合わせて接続することにより、第1流路21と第2流路31とを接続している。シールリング5は、環状をなす。シールリング5の内周面51の内径は、第1流路21と第2流路31の直径と同じである。シールリング5は、第1流路21の第1流路壁21aと第2流路31の第2流路壁31aとの間に内周面51を介在させ、流路の一部を形成する。シールリング5は「シール部材」の一例である。
図1及び図2に示すように、第1接続部2は、第1流路21と、第1環状突起22と、第1装着溝23と、第1支持片26と、第1平坦面27と、第1クランプ溝28と、第1係止凸部29とを備える。第2接続部3は、第2流路31と、第2環状突起32と、第2装着溝33と、第2支持片36と、第2平坦面37と、第2クランプ溝38と、第2係止凸部39とを備える。第1接続部2と第2接続部3は、同一形状に設けられている。以下では第1接続部2について説明し、第2接続部3については説明を省略する。なお、第1流路21と第2流路31は「流路」の一例である。第1環状突起22と第2環状突起32は「環状突起」の一例である。第1支持片26と第2支持片36は「支持片」の一例である。第1流路21の第1流路壁21aと第2流路31の第2流路壁31aは「流路壁」の一例である。
図1及び図2に示すように、シールリング5は、径方向に所定の肉厚で設けられた筒形状をなす。シールリング5は、図中左右両端面が対称形状をなす。シールリング5は、図中左端面に、第1環状溝52と、第1環状壁部53と、第1肉厚部57と、第1把持部58とが、内周面51と同心円状に設けられている。シールリング5は、図中右端面に、第2環状溝62と、第2環状壁部63と、第2肉厚部67と、第2把持部68とが、内周面51と同心円状に形成されている。以下では、第1環状溝52側を中心にシールリング5の構成を説明し、第2環状溝62側のシールリング5の構成については説明を省略する。
続いて、第1接続部2と第2接続部3との接続方法について説明する。まず、例えば、第1接続部2の第1係止凸部29にシールリング5の第1係止爪59を係止させ、第2接続部3の第2係止凸部39に第2係止爪69を係止させることにより、シールリング5を第1接続部2と第2接続部3に脱落しないように仮止めする。この状態では、第1環状突起22と第2環状突起32は、第1環状溝52と第2環状溝62に未到達であるが、第1環状溝52と第2環状溝62に対して同軸上に配置される。
例えば、接続部シール構造1には、図1に示す第1流路21からシールリング5を介して第2流路31へ、200℃以上の高温の薬液と、常温の洗浄液が流れる。シールリング5は、第1〜第3シール部P1〜P3にて第1接続部2にシールしている。これと同様に、シールリング5は第2接続部3にシールしている。よって、薬液や洗浄液が第1接続部2と第2接続部3との接続部分から漏れない。
発明者らは、接続部シール構造のシールリングに発生する面圧を解析するシミュレーションを行った。シミュレーション対象は、図1〜図6に示す本実施形態の接続部シール構造1を適用した実施例と、図7〜図8に示す従来の接続部シール構造100を適用した比較例である。
続いて、実施例のシールリング5と比較例におけるシールリング150に発生する面圧と歪のシミュレーションについて説明する。実施例と比較例について、第1接続部2,120の材質をPTFE、シールリング5、150の材質をPFAとし、第1環状突起22を第1環状溝52に圧入する圧入量を最小にした場合と、最大にした場合について、それぞれ、面圧と歪をシミュレーションした。
2 第1接続部
3 第2接続部
5 シールリング
21 第1流路
21a 第1流路壁
22 第1環状突起
26 第1支持片
51 内周面
52 第1環状溝
53 第1環状壁部
53a 圧接面
53b 連接部
Claims (9)
- 第1接続部と第2接続部とをシール部材を介して接続する接続部シール構造において、
前記第1接続部と前記第2接続部の両方または一方が、
流路を形成する流路壁と、
前記流路壁の径方向外側に前記流路壁の軸線方向に沿って突設された環状突起と、
前記環状突起の径方向内側に前記流路壁に沿って環状に設けられた支持片と、
前記環状突起と前記支持片との間に設けられた装着溝と、
を有し、
前記シール部材は、
環状に形成され、
両端面又は一方の端面に環状に形成され、前記環状突起が圧入される環状溝と、
前記環状溝の径方向内側に環状に設けられ、前記装着溝に装着される環状壁部と、を有し、
前記環状壁部は、
前記シール部材の内周面より径方向外側となる位置に設けられ、前記支持片に圧接される圧接面と、
前記圧接面と前記内周面との間に、前記圧接面より径方向内側で、かつ、前記内周面より径方向外側となる位置に設けられ、前記圧接面から前記内周面に向かって徐々に径が小さくなる連接部と、
を有すること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1に記載する接続部シール構造において、
前記連接部は、前記圧接面と仮想面との交点を起点として、前記起点から内周面に向かって形成されており、
前記仮想面は、前記環状壁部を前記装着溝に非装着の状態で、直径が前記内周面の直径より0.05mm以上0.3mm以下の範囲で大きく設定され、前記内周面の軸芯を中心に仮想的に形成されており、
前記連接部の軸方向長さは、前記環状壁部を前記装着溝に非装着の状態で、前記起点から0.3mm以上1.0mm以下の範囲で設定されていること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1又は請求項2に記載する接続部シール構造において、
前記流路の直径が、0.3mm以上3.5mm以下であること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1から請求項3の何れか1つに記載する接続部シール構造において、
前記連接部は、前記内周面に対して5度以上15度以下の範囲内で傾斜する傾斜面により形成されていること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1から請求項4の何れか1つに記載する接続部シール構造において、
前記支持片は、
径方向の肉厚が、前記環状突起の基端部側に位置する部分の方が前記環状突起の先端部側に位置する部分よりも大きくするように、前記支持片の環状突起側に位置する面に突起側テーパ部が設けられており、
前記圧接面は、前記環状壁部の基端部側から前記環状壁部の先端部側に向かって径方向に広がるテーパにより形成されていること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1から請求項5の何れか1つに記載する接続部シール構造において、
前記支持片は、流路側に位置する面に、前記支持片の軸方向端面から前記流路壁に向かって徐々に径が小さくなる流路側テーパ部が設けられていること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1から請求項6の何れか1つに記載する接続部シール構造において、
前記シール部材は、前記環状溝より径方向外側の肉厚部の径方向肉厚が、前記環状壁部の径方向肉厚より大きいこと、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項7に記載する接続部シール構造において、
前記シール部材が前記環状突起から受ける径方向内向きの反発力を前記支持片を用いて支持する一方、前記シール部材が前記環状突起から受ける径方向外向きの反発力を支持しない状態で、前記第1接続部と前記第2接続部が前記シール部材を介して接続されていること、
を特徴とする接続部シール構造。 - 請求項1から請求項8の何れか1つに記載する接続部シール構造に用いられることを特徴とするシール部材。
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