JP2023021572A - 配管接続用挟持治具 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ヘッドを互いに平行な状態で接近させて、配管どうしを確実に接合できる配管接続用挟持治具を提供する。【解決手段】本発明の配管接続用挟持治具１０は、鍔部６３が突設された配管６０を相対させ、一方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第１ヘッド２０と、他方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第２ヘッド３０と、を接近させる配管接続用挟持治具であって、前記第１ヘッドから垂直方向に延び、前記第２ヘッドを前記第１ヘッドに対して平行に支持し、先端が前記第２ヘッドを貫通する引上げ軸４０と、前記第１ヘッドと前記第２ヘッドを離間する方向に付勢する付勢手段４３と、前記引上げ軸の先端に揺動可能に配備され、前記第２ヘッドを前記第１ヘッド側に押し付けるレバー部材５０と、を具える。【選択図】図３

Description

本発明は、鍔部付きの配管どうしを接続する際に用いられる挟持治具に関するものである。

半導体などのエレクトロニクス分野、医薬分野、バイオテクノロジー分野等における製造、洗浄、組立等の各種装置では、原料用流体、洗浄用流体、燃料用流体等の供給、移送にフッ素樹脂製の配管が用いられる。

これら配管として、先端に継手の設けられた継手付き配管が提案されている。継手付き配管は、先端に環状のシール部材を介在させて接続され、継手どうしをクリップで外周から挟み込んで連結状態を維持するようにしている（たとえば特許文献１等参照）。

継手は、後方に円環状の鍔部を有し、配管どうしを接続するときに、配管接続用挟持治具を用いて鍔部を挟持し、シール部材に向けて押圧することで配管どうしをシール部材に密着させている。

特許文献１乃至特許文献３では、支点により回動可能に支持されたアームの先端に、鍔部を軸方向外側から挟持するヘッドを具えた配管接続用挟持治具を開示している。これら配管接続用挟持治具では、ヘッドに設けられた挟持溝に鍔部を嵌め、アームを閉じることで、ヘッドが接近して鍔部を挟持する。

特開２００９－１０３３０３号公報 特開２０１９－１９０４９５号公報 特開２０２０－１１６７１８号公報

ヘッドとアームの支点は離れた位置にあるから、ヘッドは、支点を中心とした円弧に沿って移動する。つまり、ヘッドは平行な状態を維持しつつ接近する構成ではないから、ヘッドに支持される鍔部も円弧、すなわち、互いに鍔部が傾いた状態で接近する。従って、配管どうしの接合が不確実になることがあり、鍔部に捻り方向の力が作用してしまうこともある。

また、ヘッドはアームに対して固定又は円弧方向の面内で揺動可能に支持されている。このため、ヘッドはアームと共に配管に対して直交した方向から近づける必要があり、作業スペースが十分確保できない場合や、配管が他の配管、機器、壁面などに近い場合の作業性が低下することがある。

本発明は、ヘッドを互いに平行な状態で接近させて、配管どうしを確実に接合できる配管接続用挟持治具を提供することである。

本発明の配管接続用挟持治具は、
鍔部が突設された配管を相対させ、一方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第１ヘッドと、他方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第２ヘッドと、を接近させる配管接続用挟持治具であって、
前記第１ヘッドから垂直方向に延び、前記第２ヘッドを前記第１ヘッドに対して平行に支持し、先端が前記第２ヘッドを貫通する引上げ軸と、
前記第１ヘッドと前記第２ヘッドを離間する方向に付勢する付勢手段と、
前記引上げ軸の先端に揺動可能に配備され、前記第２ヘッドを前記第１ヘッド側に押し付けるレバー部材と、
を具える。

前記レバー部材の揺動移行路に突設されたグリップ部を有する構成とすることができる。

前記グリップ部は、前記第１ヘッド又は前記第２ヘッドに取り付けることができる。

前記引上げ軸は、前記第２ヘッドと前記レバー部材との間にグリップ取付部が配置されており、前記グリップ取付部に前記グリップ部が取り付けられた構成とすることができる。

前記引上げ軸は、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドに対して回動可能に配備され、
前記レバー部材及び前記グリップ取付部は、前記引上げ軸と一体に回動する構成とすることができる。

前記第１ヘッドに対して前記第２ヘッドを平行移動可能且つ回動不能に支持するガイド部材を有する構成とすることができる。

前記レバー部材は、偏心カムレバーであり、カム面により前記第２ヘッドを前記第１ヘッド側に押し付ける構成とすることができる。

前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドは、Ｕ字形状の挟持溝を有する構成とすることができる。

本発明の配管接続用挟持治具によれば、ヘッドは、平行な状態で接近・離間可能である。故に、配管接続用挟持治具は、配管の鍔部を挟持したままヘッドを平行に接近させることで、配管どうしを確実に接合できる。

第１ヘッドと第２ヘッドを引上げ軸に対して回動可能とした場合には、グリップ部に対して第１ヘッドと第２ヘッドは首振り可能にできるから、作業スペースが十分確保できない場合や、配管が他の配管、機器、壁面などに近い場合に、適宜グリップ部と第１ヘッド、第２ヘッドの角度を変えて作業性の向上を図ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る配管接続用挟持治具の側面図であり、ヘッド間が開き、配管どうしを連結する途上の側面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る配管接続用挟持治具の側面図であり、ヘッド間が接近し、配管どうしを連結した状態を示す側面図である。 図３は、図１の縦断面図である。 図４は、図２の縦断面図である。 図５は、図２の平面図である。 図６は、図２の底面図である。 図７は、図２の配管接続用挟持治具を線Ａ－Ａに沿って断面し、矢印方向に見た図である。 図８は、図２の配管接続用挟持治具を線Ｂ－Ｂに沿って断面し、矢印方向に見た図である。 図９は、ヘッドを首振りした状態を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る配管接続用挟持治具１０について、図面を参照しながら説明を行なう。

本発明の配管接続用挟持治具１０は、図１乃至図４に示すように、継手付き配管６０，６０どうしを連結する際に用いられる工具である。配管６０は、図に示すように先端にフランジ６２と、フランジ６２から後退した位置に円環状の鍔部６３が突設された継手６１を有する。そして、配管６０，６０どうしは、フランジ６２，６２間に円環状のシール部材６４を挟んだ状態で対向させ、挟持治具１０によって鍔部６３，６３どうしを引き寄せるように押圧することで、フランジ６２，６２とシール部材６４を密着させて連結される。必要に応じて、連結部分には円環状のクリップを装着することができる。なお、配管６０は、直管に限らず、分岐管であってもよいし、バルブや流量計を具える、或いは、各種流体機器から延出される配管であってもよい。

配管６０や継手６１は、半導体などのエレクトロニクス分野、医薬分野、バイオテクノロジー分野等における製造、洗浄、組立等の各種装置に用いられる場合、フッ素樹脂材料などの熱溶融性、耐腐食性にすぐれる材料を採用することができる。この種のフッ素樹脂材料として、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（ＰＦＡ）が好適であり、その他、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（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン－ビニリデンフルオライド三元共重合体等を例示することができる。なお、配管６０及び継手６１の材料や特性は上記に限定されるものではない。

挟持治具１０を構成する各部材は、所定の強度、剛性を具備し、また、配管６０への錆などの付着を抑制するために、ステンレス鋼から作製することが好適である。

図１乃至図４に示すように、本発明の挟持治具１０は、配管６０の胴部に軸方向外側から嵌まり、鍔部６３に面当たりする第１ヘッド２０と第２ヘッド３０を具える。第１ヘッド２０と第２ヘッド３０は、図５乃至図８に示すように先端にＵ字形状の挟持溝２１，３１が凹設されている。

そして、挟持治具１０は、図１及び図３に示すように、ヘッド２０，３０の挟持溝２１，３１に配管６０の胴部を挿入し、鍔部６３，６３を面当たりさせた状態で、ヘッド２０，３０を接近させる。これにより、図２及び図４に示すようにヘッド２０，３０が鍔部６３，６３を平行に押し込み、シール部材６４，６４を介して配管６０，６０を接続する。

挟持治具１０の具体的実施形態として、第１ヘッド２０には、図３及び図４に示すように、段付き孔２２が形成されており、引上げ軸４０が垂直方向上向きに貫通して配備される。引上げ軸４０の下端は取付ねじ４１が装着されており、引上げ軸４０の上向きの抜落ちを防止している。

第２ヘッド３０は、引上げ軸４０がスライド可能に貫通する挿通孔３２が形成されており、引上げ軸４０は第２ヘッド３０を貫通している。

引上げ軸４０には、第１ヘッド２０と第２ヘッド３０との間に、コイルバネなどの付勢手段４３が嵌められている。付勢手段４３は、第１ヘッド２０に対して第２ヘッド３０を離間するよう付勢している。

また、第１ヘッド２０と第２ヘッド３０は、図１乃至図８に示すように、第１ヘッド２０から第２ヘッド３０に向けて突設され、第２ヘッド３０に嵌まる軸状のガイド部材４４で連繋され、第１ヘッド２０に対して第２ヘッド３０を平行移動可能且つ回動不能に支持している。

第２ヘッド３０の上部には、後述するレバー部材５０のカム面５１が当接するコンタクトプレート５３が配備されており、引上げ軸４０の先端はコンタクトプレート５３の下面に凹設された枢穴５４にスライド可能に嵌まっている。

コンタクトプレート５３は、グリップ取付部として機能し、側面にユーザーが握るグリップ部５７が装着される。コンタクトプレート５３の上面には、グリップ部５７と平行な向きに案内リブ５６が突設されており、後述するレバー部材５０は、案内リブ５６の揺動方向を規制する。なお、コンタクトプレート５３は、ガイド部材４４を第２ヘッド３０に装着し、また、ガイド部材４４との衝突を避けるために、図５に示すようにガイド部材４４の直上が欠損した構成としている。

引上げ軸４０の先端には上向きに、引上げ軸４０よりも小径のスラストピン４２が装着されており、スラストピン４２は、コンタクトプレート５３の枢穴５４の中央に開設された貫通孔５５を貫通して上向きに臨出している。

スラストピン４２の先端にはレバー部材５０が装着される。レバー部材５０は、偏心カムレバーを採用でき、先端横向きにカム面５１が突出して形成されている。カム面５１は、レバー部材５０の先端側から曲率半径が増大する曲面形状であり、カム軸５２によってレバー部材５０に揺動可能に装着されている。

カム面５１は、図５に示すようにレバー部材５０の先端で対向する一対の形態とすることができ、カム面５１，５１が上記したコンタクトプレート５３の案内リブ５６を挟むようにレバー部材５０は配置される。案内リブ５６は、グリップ部５７と平行な向きに設けられているから、レバー部材５０の揺動移行路は、カム軸５２を中心とし、グリップ部５７を含む面内（図１、図３の矢印Ｐ）に規制される。

また、レバー部材５０の先端には、ストッパー５０ａが突設されており、レバー部材５０を所定角度以上立ち上げたときに、ストッパー５０ａがコンタクトプレート５３に当たって、レバー部材５０がそれ以上開くことを防止している。

然して、挟持治具１０は、図１、図３に示すようにレバー部材５０をグリップ部５７に対して開いた状態では、カム面５１は曲率半径小さい先端側がコンタクトプレート５３に接触しているから、付勢手段４３の付勢力により、第１ヘッド２０と第２ヘッド３０は離間した状態を維持する。レバー部材５０の開き角度は、ストッパー５０ａにより規制される。

図１、図３は、仮組みされた配管構造を示しており、シール部材６４を介して配管６０，６０が対向して配置された状態を示している。図示の配管６０，６０に対して、鍔部６３，６３を外側から挟むように、第１ヘッド２０と第２ヘッド３０の挟持溝２１，３１に配管６０，６０の胴部を挿入する。

続いて、レバー部材５０を図１、図３の矢印Ｐに沿ってグリップ部５７側に押し倒す。レバー部材５０は、傾動によりカム面５１は曲率半径の大きい基端側がコンタクトプレート５３に接触することになり、コンタクトプレート５３を押し下げる。第２ヘッド３０は、コンタクトプレート５３と接触して配置されているから、付勢手段４３の付勢力に抗して、コンタクトプレート５３と共に引上げ軸４０に対して図１、図３の矢印Ｑに沿って下方に押し下げられる。

第２ヘッド３０は、ガイド部材４４により第１ヘッド２０に対して平行移動可能且つ回動不能に支持されているから、コンタクトプレート５３の押し下げにより、図２、図４に示すように第２ヘッド３０は、第１ヘッド２０に向けて平行な状態を維持したままスライドし、鍔部６３，６３は平行なまま接近方向に挟持され、配管６０，６０の先端がシール部材６４と完全に密着嵌合する。

本発明の挟持治具１０は、ヘッド２０，３０が平行な状態を維持したまま鍔部６３，６３を押圧するから、フランジ６２，６２とシール部材６４を傾くことなく密着させることができ、シール性を高めることができる。また、レバー部材５０の基端側を握ると、小さい力であってもてこの原理により強い挟持力で鍔部６３，６３どうしを押圧できる利点がある。

挟持治具１０は、レバー部材５０として偏心カムレバーを採用することで、配管６０，６０を連結した後に挟持治具１０から手を離しても、ヘッド２０，３０間が開いてしまうことなく、挟持状態を維持できる。従って、このまま挟持治具１０から手を離して、フランジ６２，６２を挟み込むようにクリップ（図示せず）を取り付けることで、これらの密着状態を維持することができ、極めて高い作業性を発揮できる。

配管６０，６０を連結し、クリップ止めした後、レバー部材５０を図１、図３に示すように開くことで、付勢手段４３の付勢力により、第２ヘッド３０はコンタクトプレート５３と共に第１ヘッド２０から離間する方向に押し戻される。この状態で、ヘッド２０，３０を配管６０，６０から引き抜くことで、挟持治具１０を取り外すことができる。

上記したとおり、本発明の挟持治具１０は、ヘッド２０，３０は、常時平行状態を保持できる。従って、ヘッド２０，３０で鍔部６３，６３を挟み込んだ状態から、押圧して配管６０，６０どうしがクリップ止めされるまで、鍔部６３，６３どうしも平行に維持されるから、鍔部６３，６３の傾きによるシール性の低下を抑えることができる。

本実施形態で説明した挟持治具１０は、レバー部材５０とグリップ部５７の取り付けられたコンタクトプレート５３はカム面５１，５１が案内リブ５６を挟み込むことで回動不能となっている。一方で、ヘッド２０，３０どうしはガイド部材４４により回動不能に支持されているが、レバー部材５０（具体的には引上げ軸４０）等に対して回動可能な構成としている。

故に、図９に示すように、ヘッド２０，３０（図９では第１ヘッド２０のみ図示）をレバー部材５０に対して首振りすることができる。図９（ａ）はヘッド３０とレバー部材５０が直線上に並んだ形態、図９(ｂ)は、ヘッド３０をレバー部材５０に対して右に９０度首振りした形態、図９（ｃ）は、ヘッド３０を左に９０度首振りした状態を示している。

このように、ヘッド２０，３０をレバー部材５０に対して首振り可能な構成とすることで、作業スペースが十分確保できない場合や、配管６０が他の配管、機器、壁面などに近い場合に、図９の矢印Ｓ１～Ｓ３に示すように異なる方向から配管６０にアクセスすることができ、作業性を向上させることができる。

上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

たとえば、図示した各部材の形状等は一例であり、種々の変形が可能であることは理解されるべきである。また、配管６０も、鍔部６３を有する構造或いはこれに類似の構造を有するものであれば、例示した構造に限定されない。

ヘッド２０，３０をレバー部材５０に対して首振りする必要がない場合には、コンタクトプレート５３を省略してレバー部材５０のカム面５１を第２ヘッド３０に直接当接させることができる。また、グリップ部５７は、コンタクトプレート５３ではなく、第１ヘッド２０や第２ヘッド３０に直接取り付ける構成としてもよい。

１０ 配管接続用挟持治具
２０ 第１ヘッド
３０ 第２ヘッド
４０ 引上げ軸
５０ レバー部材
５１ カム面
５７ グリップ部
６０ 配管
６３ 鍔部

Claims (8)

1. 鍔部が突設された配管を相対させ、一方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第１ヘッドと、他方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第２ヘッドと、を接近させる配管接続用挟持治具であって、
   前記第１ヘッドから垂直方向に延び、前記第２ヘッドを前記第１ヘッドに対して平行に支持し、先端が前記第２ヘッドを貫通する引上げ軸と、
   前記第１ヘッドと前記第２ヘッドを離間する方向に付勢する付勢手段と、
   前記引上げ軸の先端に揺動可能に配備され、前記第２ヘッドを前記第１ヘッド側に押し付けるレバー部材と、
   を具える、
   配管接続用挟持治具。
2. 前記レバー部材の揺動移行路に突設されたグリップ部を有する、
   請求項１に記載の配管接続用挟持治具。
3. 前記グリップ部は、前記第１ヘッド又は前記第２ヘッドに取り付けられる、
   請求項２に記載の配管接続用挟持治具。
4. 前記引上げ軸は、前記第２ヘッドと前記レバー部材との間にグリップ取付部が配置されており、前記グリップ取付部に前記グリップ部が取り付けられる、
   請求項２に記載の配管接続用挟持治具。
5. 前記引上げ軸は、前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドに対して回動可能に配備され、
   前記レバー部材及び前記グリップ取付部は、前記引上げ軸と一体に回動する、
   請求項４に記載の配管接続用挟持治具。
6. 前記第１ヘッドに対して前記第２ヘッドを平行移動可能且つ回動不能に支持するガイド部材を有する、
   請求項５に記載の配管接続用挟持治具。
7. 前記レバー部材は、偏心カムレバーであり、カム面により前記第２ヘッドを前記第１ヘッド側に押し付ける、
   請求項１乃至請求項６の何れかに記載の配管接続用挟持治具。
8. 前記第１ヘッド及び前記第２ヘッドは、Ｕ字形状の挟持溝を有する、
   請求項１乃至請求項７の何れかに記載の配管接続用挟持治具。

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