JP4324576B2 - 流体機器どうしの接続構造 - Google Patents
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Description
造、食品加工、化学工業等の各種技術分野の製造工程で取り扱われる高純度液や超純水の
配管系等において用いられるポンプやバルブ等の各種の流体機器どうしを連通接続させる
ための流体機器どうしの接続構造に関するものである。
させるには、チューブ(配管)と管継手とを用いるのが一般的であった。即ち、流体機器
における流体の給排口部に、ユニオンナットやインナーリング等から成る管継手部を構成
しておき、流体機器の管継手部どうしを可撓性のチューブを用いて連通接続させている(
例えば、特許文献1参照)。
ューブと管継手部間に僅かな隙間が生じやすく、この隙間に浸入した液は抜け出にくくて
液溜りとなり、薬液の高純度化を阻害している。また、チューブを介してでなければ流体
機器どうしを接続できないので、配管接続に要するスペースが大きくなってコンパクト化
を阻害し易いものであった。またそれに伴って流路が長くなるので、流体の圧力損失の点
でも不利であった。
体の配管系統における流体機器どうしの接続構造に工夫を凝らすことにより、液溜りなく
高純度化でき、しかも流体機器どうしをより近接させて接続でき、その接続に要する管路
長さの短縮化が図れ、配管系統のコンパクト化や圧力損失の軽減を図れる流体機器どうし
の接続構造を提供することにある。
を備える第1流体機器1の前記第1流体給排口部1Bと、管状の流体通路4を有する合成
樹脂製の第2流体給排口部2Aを備えた第2流体機器2の前記第2流体給排口部2Aとを
、前記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aの間に介在するリング状のガス
ケットGを介して連通接続する流体機器どうしの接続構造において、
前記第1流体給排口部1B及び前記第2流体給排口部2Aには、各々の端面に互いに正
対して開口する前記各流体通路4の外径側部分に環状突起11,21が形成され、
前記ガスケットGは、前記第1,第2流体給排口部1B,2Aの相対応する前記流体通
路4,4どうしを連通すべく形成された流体経路Wと、前記第1及び第2流体給排口部1
B,2Aの各端面に形成された前記環状突起11,21のそれぞれに嵌合すべく前記流体
経路Wの外径側部分に形成された一対の環状溝51,51とを有する可撓性を備えた材料
から構成されており、
前記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aとが互いに前記ガスケットGを
介して引寄せられて、前記第1流体給排口部1Bの前記環状突起11と前記ガスケットG
の一端の環状溝51とが、及び前記第2流体給排口部2Aの前記環状突起21と前記ガス
ケットGの他端の前記環状溝51とがそれぞれ嵌め合わされて嵌合シール部3が形成され
た接合状態を維持する維持手段Iが装備され、
前記第1及び第2流体給排口部1B,2Aの端面における前記環状突起11,21の内及び外径側に、前記ガスケットGにおける前記環状溝51を形成するために軸心方向に突出形成された内外の周壁端部52,53が、前記環状溝51と前記環状突起11,21との嵌合によって拡がり変形するのを抑制又は阻止する環状押え部分12,13,22,23が形成
され、
前記周壁端部52,53と前記環状押え部分12,13,22,23とが前記接合状態においては圧接されてシール部S2を形成するように構成され、
前記環状押え部分12,13,22,23は、これと前記環状突起11,21とで囲まれた谷部14,15,24,25が奥窄まり状となるように前記環状突起側の側周面が傾斜したテーパ周面12a,13a,22a,23aを有する先窄まり状の環状突起に形成されており、前記周壁端部52,53は、前記環状押え部分12,13,22,23のテーパ周面
に12a,13a,22a,23a当接するテーパ周面52a,53aを有して前記谷部14,15,24,25に入り込み自在な先窄まり状の環状突起に形成されて、前記接合状態においては前記周壁端部52,53が前記谷部14,15,24,25に入り込んで前記両テーパ周面12a,13a,22a,23a,52a,53aどうしが圧接されるように構成されていることを特徴とするものである。
持手段Iが、前記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aとのいずれか一方の
外周部に形成された雄ネジ部1nに螺合自在な雌ネジ部9nを備えた筒状ナット9と、前
記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aのいずれか他方の端部に形成された
外向きフランジ2fに前記第1,2流体給排口部1B,2Aの軸心P方向で干渉するよう
前記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aとのいずれか他方の前記管状部2
aに外嵌される割型リング35とから成り、
前記筒状ナット9の一端部には、前記外向きフランジ2fの通過は許容し、かつ、前記
割型リング35とは前記軸心P方向で干渉する開口部10aを有する内向きフランジ10
が形成されており、
前記筒状ナット9の前記雄ネジ部1nへの締付け操作によって、前記第1流体給排口部
1Bと第2流体給排口部2Aとが互いに前記ガスケットGを介して引寄せられるように構
成されていることを特徴とするものである。
持手段Iが、前記第1流体給排口部1Bの端部に形成された第1外向きフランジ1fより
大なる外径を有するとともに前記第1,2流体機器1B,2Aの軸心P方向で前記第1外
向きフランジ1fに干渉するよう前記第1流体機器1の管状部1aに外嵌される第1割型
リング45と、
前記第1外向きフランジ1fの通過は許容し、かつ、前記第1割型リング45とは前記
軸心P方向で干渉する開口部34aを有する内向きフランジ34が一端部に形成され、か
つ、他端部の外周に雄ネジ部32nが形成される筒状ボルト32と、
前記第2流体給排口部2Aの端部に形成された第2外向きフランジ2fより大なる外径
を有するとともに前記軸心P方向で前記第2外向きフランジ2fに干渉するよう前記第2
流体機器2の管状部2aに外嵌される第2割型リング45と、
前記第2外向きフランジ2fの通過は許容し、かつ、前記第2割型リング45とは前記
軸心P方向で干渉する開口部34aを有する内向きフランジ34が一端部に形成され、か
つ、他端部の内周に前記雄ネジ部32nに螺合自在な雌ネジ部33nが形成される筒状ナ
ット33とから成り、
前記雄ネジ部32nと前記雌ネジ部33nとを螺合させての前記筒状ボルト32と前記
筒状ナット33との締付け操作により、前記第1流体給排口部1Bと第2流体給排口部2
Aとが互いに前記ガスケットGを介して引寄せられるように構成されていることを特徴と
するものである。
持手段Iが、前記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aとのいずれか一方の
端部に形成された外向きフランジ2fに形成される貫通孔2hと、この貫通孔2hを通し
て前記第1流体給排口部1Bと前記第2流体給排口部2Aとのいずれか他方に設けられた
ナット部42に螺着されるボルト41とを有して構成されており、
前記ボルト41を前記ナット部42に螺着させて締付けることにより前記第1流体給排
口部1Bと前記第2流体給排口部2Aとが互いに前記ガスケットを介して引寄せられるよ
うに構成されていることを特徴とするものである。
、下記(イ)、(ロ)のうちの少なくとも一方の構成を備えていることを特徴とするもの
である。
(イ)前記筒状ボルト32又は/及び筒状ナット9,33の、前記内向きフランジ34,
10に隣接する割型リング内嵌部分の内周面部32m、9m、33mが、前記管状の流体
通路4と同心にフラットな内周面に形成され、かつ、その内周面部32m、9m、33m
の内径と、断面矩形に形成された前記割型リング45,35の外径とがほぼ同一径に形成
されている。
(ロ)前記割型リング45,35が外嵌される前記管状部1a,2aの外径部が、前記管
状の流体通路4と同心にフラットな外周面2kに形成され、かつ、その外周面2kの外径
と、前記割型リング45,35の内径とがほぼ同一径に形成されている。
して連通接続されるので、連結用のチューブ及びその両端に装備される各流体機器との管
継手部を用いる従来の連通接続構造に比べて、部品点数の削減やコストダウンが可能にな
り、しかも接続部をコンパクトに構成することが可能になる。従って、省資源化、省エネ
ルギー化に寄与できるばかりか、流路を短縮化できて流体の圧力損失を軽減させることや
、それによって同じ流体機器でも従来のものより大流量を確保するといったことが可能に
なる。とくに、液の高純度化を阻害する液溜りの原因となる隙間を生じやすい連結用のチ
ューブと管継手部は用いないことから、液溜りなく、液の高純度化に寄与できる。
端面にそれぞれ形成された環状溝とが、軸線方向の相対移動によって互いに嵌り合って嵌
合シール部を形成するので、これら両者が多少軸線方向にずれ動くことがあっても環状突
起と環状溝との嵌合状態が維持され、第1,2流体給排口部間からの液漏れを阻止する優
れたシール性を発揮し続けることが可能になる。例えば、半導体製造設備における洗浄装
置の配管系統にこのような接続構造を用いれば、良好なシール性を確保し得ながら装置の
占有面積を減少できてコスト上有利であるとともに、大流路が確保されることによって循
環流量を多くし、薬液の高純度化を高めて歩留まり向上に寄与できるという効果を奏する
ことが可能である。
られた接合状態を維持できるので、流体機器どうしが液漏れなく良好なシール性を確保し
得る状態を長期に亘って維持可能となり、信頼性に優れる流体機器どうしの接続構造を提
供することができる。その結果、増し締めを殆ど行わなくても良好なシール性が維持でき
るとともに、その組付け作業性も改善される流体機器どうしの接続構造を提供することが
できる。
のものであっても、凸側の部材は殆ど変化(圧縮変形)せず、凹側の部材が拡がり変形し
易い傾向のあることが一般に知られている。そこで、本請求項1においては、各流体給排
口部に凸である環状突起を、かつ、ガスケットに凹である環状溝を形成する構成としてあ
るので、クリープや経時変化によって変形するのは、流体給排口部に比べて小さな部品で
あるガスケット側であって流体機器側は殆ど変形しないから、ガスケットを交換する廉価
な手段でもって、長期に亘って良好なシール性能を維持できる利点を得ることができると
いう効果もある。
ては凹側が広がり変形し易い傾向があるから、それは即ち本発明においては環状溝を形成
するためにガスケットに形成される内外の周壁端部が拡がり変形することを意味している
。そこで、その周壁端部の拡がり変形を抑制又は阻止する環状押え部分を第1及び第2流
体給排口部に形成してあるから、周壁端部の拡がり変形が解消又は軽減されて環状突起と
環状溝とが強い圧接力でもって嵌合でき、これら両者の嵌合による優れたシール機能を所
期どおりに発揮させることができる。
ので、これらが存在しない場合に比べてガスケットの周壁端部の厚みを薄くすることが可
能であるから、ガスケットの幅寸法を小さくして流体通路の全体径のコンパクト化、つま
りは流体機器どうしの接続構造としてのコンパクト化が図れるという利点もある。
と、各ガスケットの一端面又は他端面の環状溝との圧接によるシール部が形成されるので
、それによってよりシール性に富む嵌合シール部が構成され、優れたシール性能を持つ流
体機器どうしの接続構造とすることができる。
と、各ガスケットの一端面又は他端面の環状溝との嵌合部分の内径側及び外径側に、第1
及び第2流体給排口部のテーパ周面とガスケットのテーパ周面とが圧接される構成が存在
しており、それらテーパ周面どうしの当接により、接続構造部分のコンパクト化とシール性能向上との双方の効果を得ることができる。
形成されるので、例えば非対称形状のものに比べてガスケットやこれと嵌合される部分で
ある第1、第2流体給排口部の設計、製作が容易化されるとともに、流体機器に嵌合され
る場合のバランス(強度バランス、組付けバランス)に優れたものにできる。
態を維持するだけでなく、第1流体給排口部と第2流体給排口部とを引寄せて接合状態を
得るための引寄せ機能も発揮できるので、他に引寄せ手段を用意する必要が無くなり、全
体としての組付け手間の省略化やコストダウンが可能となる利点がある。
流体給排口部の他方に割型リングを介して係合されている筒状ナットを螺進させるだけの
簡単な操作により、第1,2流体給排口部の環状突起とガスケットの環状溝とを嵌合させ
て流体機器どうしをシール状態で連通接続することができるとともに、筒状ナットの螺進
を止めるだけで、その接続状態を維持することができる便利で扱い易い引寄せ機能付き維
持手段が、コンパクトで場所を取らない合理的なものとして得られる。
が自在であり、外嵌装着状態では第1流体給排口部又は第2流体給排口部の端部に形成さ
れた外向きフランジ及び割型リングの双方に軸方向で干渉するから、筒状ナットによる第
1,2流体給排口部どうしの直接接続を可能にしながら、割型リング及び筒状ナットを第
1又は第2流体給排口部に後付け装着することが自在である。従って、筒状ナットと割型
リング程度の少ない部品数で済む経済的、合理的なものとしながら、第1又は第2流体機
器の製造時に筒状ナットを第1又は第2流体給排口部に外嵌装着させておく、という難し
い製造手段を採ることなく、筒状ナットを用いて流体機器どうしの接続操作が簡単で便利
に行える。
流体機器側に装備される筒状ボルトと第2流体機器側に装備される筒状ナットとを螺着さ
せて締付けるだけの簡単な操作により、第1,2流体給排口部の環状突起とガスケットの
環状溝とを嵌合させて、第1,2外向きフランジどうしを、つまりは第1,2流体機器ど
うしを連通接続することができる。そして、筒状ボルトと筒状ナットとの螺進を止めるだ
けで、その接合状態を維持することができる便利で扱い易い引寄せ機能付の維持手段が、
コンパクトで場所を取らない合理的なものとして得られる。
あり、外嵌装着状態では割型リングを介して対応する第1、第2外向きフランジに軸方向
で干渉するから、筒状ボルトと筒状ナットとによる第1,2流体給排口部どうしの直接接
続を可能にしながら、割型リング、筒状ボルト、筒状ナットを第1,2流体機器に後付け
装着することが自在である。
通孔を形成し、その貫通孔を通すボルトと、第1及び第2流体給排口部の他方に形成され
るナット部とを設けるだけの簡単な手段で両流体機器どうしの引寄せ及び維持が行えるよ
うになる。つまり、ボルト・ナットによる構造簡単で廉価な引寄せ機能付き維持手段とし
ながら種々の利点を有する流体機器どうしの接続構造を提供することができる。
きフランジに隣接する部分が管状の流体通路と同心にフラットな内周面部に形成され、か
つ、その内周面部の内径と、断面矩形に形成された割型リングの外径とがほぼ同一径に形
成される構成と、(ロ)割型リングの外嵌された管状部の外径部が、管状部の流体通路と
同心にフラットな外周面に形成され、かつ、その外径部の外径と、割型リングの内径とが
ほぼ同一径に形成される構成との少なくとも一方を有するから、筒状ナットや筒状ボルト
を螺進させた際に割型リングが傾いて抉るような状態になったり、第1流体給排口部や第
2流体給排口部に筒状ナットや筒状ボルトの螺進による軸心方向の押圧力がうまく伝わら
なかったりする、という不具合が生じるのを軽減することができ、流体給排口部どうしを
効果的に押圧できて、両流体給排口部どうしを互いに接近する方向に良好に引寄せること
ができる利点が得られる。特に、(イ)、(ロ)の双方を備えれば上記不具合を防止する
ことができ、上記作用効果をより強化できるようになる。
に優れた特性を有するフッ素系樹脂で形成されているので、流体が薬液であるとか化学液
体であっても、或いは高温流体であっても接続構造部分が変形して漏れ易くなることがな
く、良好なシール性が維持できるようになる。尚、フッ素系樹脂は、水素原子の一個以上
をフッ素で置換したエチレンおよびその誘導体の重合によって得られる樹脂状物質であり
、高温にも安定で、撥水性に優れる。また摩擦係数が小さく、耐薬品性もきわめて高く、
電気絶縁性も高い点で好ましい。
説明する。図1〜図5は実施例1による流体機器どうしの接続構造を示す側面図、要部の
断面図、組付け要領図、ガスケット構造を示す要部の分解断面図、嵌合シール部の構成を
示す要部の断面図である。また、図6〜図8は、実施例2〜4による流体機器どうしの接
続構造を示す要部の断面図である。
図1に、実施例1による流体機器どうしの接続構造を示す。これは、第1流体機器の一
例である手動式ストップバルブ1と、第2流体機器の一例であるアキュムレータ2と、こ
れら両者の接続部(接続構造)Aとを示す。手動式ストップバルブ1はバルブ本体1Hと
、回動操作部1Kと、一対の流体給排口部1A,1B等を有して構成されている。アキュ
ムレータ2は、ケーシング2Cと底壁2Dとから成るアキュムレータ本体2H、ケーシン
グ2C側のフランジ部2Eと、底壁2D側のフランジ部2Fとを一体化する複数のボルト
2G、及び一対の流体給排口部2A,2B等から構成されている。手動式ストップバルブ
1は、その全体がPFAやPTFE等のフッ素樹脂(合成樹脂の一例)材から構成され、
アキュムレータ2は、少なくとも一対の流体給排口部2A,2BはPFAやPTFE等の
フッ素樹脂(合成樹脂の一例)材から構成されている。
体給排口部である第1流体給排口部1Bと、アキュムレータ2のアウト側流体給排口部で
ある第2流体給排口部2Aとを、ガスケットGを介してシール状態で連通接続されている
。即ち、実施例1では、図2に示すように、手動式ストップバルブ1の第1流体給排口部
1Bとアキュムレータ2の第2流体給排口部2Aとが、これらの間で挟まれるリング状の
ガスケットGを介してシール状態で接続されている。第2流体給排口部2Aは、アキュム
レータ2の付根部2tから側方突出される管状部2aと、これの端部に一体形成される外
向きフランジ2fと、流体通路4とから構成されている。
流体給排口部1Bの端面に形成される第1シール端部t1と、第2流体給排口部2Aの端
面に形成される第2シール端部t2とは同一構造であるため、第1シール端部t1につい
てのみ説明し、第2シール端部t2については同一符号又は対応する符号を付してその説
明を省略するものとする。第1シール端部t1は、流体通路4を開口する第1流体給排口
部1Bの端面における流体通路4の開口端部の外径側部分に、流体通路4と同心状に形成
される環状突起11を有して構成されている。また、第1シール端部t1は、環状突起1
1の内外に形成される環状押え突起(環状押え部分の一例)12,13、及びこれら環状
押え突起12,13と環状突起11との間に形成される奥窄まり状の谷部14,15(図
4参照)を有している。
溝51,51とを有するPFAやPTFE等のフッ素樹脂製でリング状のものに構成され
ている。流体経路Wは、手動式ストップバルブ1の流体通路4とアキュムレータ2の流体
通路4とを連通する箇所であり、その内径r3は、各流体通路4,4の内径r1,r2と
互いに同径に形成されている。一対の環状溝51,51は、第1及び第2流体給排口部1
B,2Aの端面に形成された第1シール端部t1の環状突起11、及び第2シール端部t
2の環状突起21のそれぞれに嵌合自在な溝に形成されている。
を形成するための内周壁54及び外周壁55とを有するとともに、一対の環状溝51,5
1は深さ及び幅が同一となる左右対称であり、かつ、内及び外周壁54,55も左右対称
であって、第1及び第2流体機器1,2の軸心P方向に沿う縦中心Z、及び、その縦中心
線Zに直交する横中心線Xの双方に関して線対称(ほぼ線対称でも良い)となる略H状の
形状に形成されている。内周壁54の左右端部は、内周面54aである流体経路Wの左右
端部が先拡がり状に外向き傾斜するテーパ内周面52a,52aに形成されるとともに、
外周壁55の左右端部も、その外周面55aの左右端部が内向き傾斜するテーパ外周面5
3a,53aに形成されている。
起11、及びアキュムレータ2の第2流体給排口部2Aにおける第2シール端部t2の環
状突起21のそれぞれの内及び外径側には、環状押え突起12,13,22,23が形成
されている。これらは、ガスケットGにおける環状溝51を形成すべく軸心P方向に突出
形成された内外の環状シール突起52,53が、環状溝51と環状突起11,21との嵌
合によって内外に拡がり変形するのを阻止して、良好なシール性を発揮させる役割を持つ
。
明する。図5に示すように、内外の環状押え突起12,13は対称のものであり、これら
と環状突起11とで囲まれた谷部14,15が奥窄まり状となるように環状突起側の側周
面が傾斜したテーパ外周面12a及びテーパ内周面13aを有する先窄まり状の環状突起
に形成されている。つまり、第1シール端部t1は、環状突起11とその内外の両側に形
成される環状押え突起12,13及び谷部14,15の総称である。
2,13のテーパ外周面12aとテーパ内周面13aのそれぞれに当接するテーパ内周面
52aとテーパ外周面53aを有して14,15に入り込み自在な先窄まり状の環状シー
ル突起52,53を有している。そして、接合状態(図1参照)においては、内外の周壁
54,55の左端部である環状シール突起52,53が対応する谷部14,15に入り込
み、第1シール端部t1のテーパ外周面12aとガスケットGのテーパ内周面52aとが
圧接され、かつ、第1シール端部t1のテーパ内周面13aとガスケットGのテーパ外周
面53aとが圧接されるように構成されている。
3とで左シール部g1が形成されており、同様に右端部には右シール部g2が形成されて
いる。左シール部g1は第1シール端部t1と嵌合して嵌合シール部3を形成し、右シー
ル部g2は第2シール端部t2と嵌合して嵌合シール部3を形成する。
ついて詳細に説明すると、図4、図5に示すように、内外の谷部14,15どうし、及び
内外の環状シール突起52,53どうしは互いに対称であって、内外の谷部14,15全
体の挟角α°と内外の環状シール突起52,53全体の尖り角β°との間には、α°<β°という関係が設定されている。好ましくはα°+(5〜15°)=β°という関係に設定すると良い。この構成により、第1シール端部t1の環状突起11と環状溝51とが嵌り合った接合状態(後述)では、内環状押え突起12と内環状シール突起52とは、それらのテーパ外周面12aとテーパ内周面52aとが最内径側部分で圧接される状態となり(図5の仮想線を参照)、流体通路Wを通る流体がこれら外内のテーパ周面12a,52aどうしの間に入り込むのことをも阻止する二次シール部S2として機能する利点が得られる。
係が設定されており、好ましくはd1×(0.6〜0.8)=d2という関係に設定する
と良い。そして、第1の環状突起11の突出長さh1と左環状溝51の深さh2との間に
はh1<h2という関係が設定されている。これらの構成により、第1の環状突起11と
左環状溝51とが、詳しくは、第1の環状突起11の内外の両側周面と相対応する左環状
溝51の内外の側周面とが強く圧接され、流体の漏れを阻止する優れたシール性能を発揮
する一次シール部S1が形成されるとともに、内環状押え突起12のテーパ外周面12a
と内環状シール突起52のテーパ内周面52aとが必ず当接することになり、前述した二
次シール部S2が良好に形成される利点がある。
らないようにカットされた形状、即ち、傾斜カット面12b、並びにカット面52b,5
3bに形成されている。これらの構成により、内環状押え突起12の先端が流体通路W側
に若干広がり変形したとしても、もともとカットされた形状であることから、流体通路W
途中に開いた断面三角形状の凹みができるだけとなり、その凹みに存在する流体が容易に
流れ出すようになって実質的に液溜りが生じないようになる。加えて、その凹みの開き角
度、即ち、傾斜カット面12bとテーパ内周面52aとの挟角は十分に大きく、表面張力
による液溜りのおそれも回避される。また、環状突起11先端の内角及び外角は面取り加
工されたカット形状11aとしてあるので、幅の狭い環状溝51への圧入移動をかじり等
の不都合なく円滑に行えるものとなっている。
ガスケットGの外周壁55を挿入自在な内周壁部1bが連続形成されており、内側の環状
押え突起12とは全体としての形状は異なる。そして、第2シール端部t2に関しても、
環状押え突起23のテーパ内周面23aに続く状態で、ガスケットGの外周壁55を挿入
自在な内周壁部2bが存在しており、やはり、内側の環状押え突起22とは全体としての
形状が異なる。これら第1及び第2内周壁部1b,2bは、ガスケットGの左及び右シー
ル部g1,g2を第1及び第2シール端部t1,t2に嵌め合わす際のガイドとして機能
するとともに、テーパ内周面13a,23aと共にガスケットGの外周壁55の拡がり変
形を阻止する機能も発揮可能である。
の脱着フランジfを一体形成しておけば、第1又は第2流体給排口部1B,2Aからガス
ケットGを抜出す際に、工具や手指で脱着フランジfを引張る等して外し易くすることが
できるという利点がある。この場合、脱着フランジfの厚みは、接合状態における第1及
び第2流体給排口部1B,2Aどうしの間隙よりも小さい値とする。
ストップバルブ1とアキュムレータ2とに亘っており、第1流体給排口部1Bと第2流体
給排口部2Aとを、互いにガスケットGを介して接近する方向に引寄せ、かつ、その引寄
せた状態を維持する引き寄せ機能も発揮できるものに構成されている。維持手段Iによっ
て両流体給排口部1B,2Aが互いにガスケットGを介して接近する方向に引寄せられて
行くと、まず、流体機器側の環状突起11,21とガスケット側の各環状溝51とが嵌合
し、その大部分が嵌合してから流体機器側の環状押え突起12,13,22,23とガス
ケット側の各環状シール突起52,53とが当接するようになる。
周面12a,53a,22aとが強く圧接して、両流体給排口部1B,2Aの接近移動が
止まった状態では、環状突起11の先端部と各環状溝51の溝底部との軸心P方向の間、
及び第1流体給排口部1Bの端面の内周壁部1bより外径部1gと、第2流体給排口部2
Aの端面の内周壁部2bより外径部2gと間の夫々には隙間が存在するように設定されて
いる。つまり、各テーパ内周面13a,52a,23aと各テーパ外周面12a,53a
,22aとが確実に接触するように外径部1g,2gどうし間に隙間を設けている。これ
により、環状突起11,12と環状溝51との嵌合による嵌合シール部3における一次及
び二次シール部S1,S2での有効なシール機能が得られるとともに、二次シール部S2
においては、隙間ができて液溜りとなるようなことが無くて、互いに同径の両流体通路4
,4及び流体経路W間をクリーンな状態で液体を流すことができる。
自在な雌ネジ部9nを備えた筒状ナット9と、第2流体給排口部2Aの端部に形成された
外向きフランジ2fに軸心P方向で干渉するよう第2流体給排口部2Aの管状部2aに外
嵌される割型リング35とから構成されている。割型リング35は、外向きフランジ2f
より大なる外径を有し、かつ、軸心P方向で外向きフランジ2fに干渉するように内径が
定められており、二つ割り、または三つ割り以上の分割構造のものに構成されている。
5とは軸心P方向で干渉する開口部10aを有する内向きフランジ10が一体形成されて
おり、筒状ナット9の雄ネジ部1nへの締付け操作によって、第1流体給排口部1Bと第
2流体給排口部2Aとが互いにガスケットGを介して引寄せられるように、かつ、その引
寄せ状態を維持可能に構成されている。つまり、筒状ナット9を締付け方向に回動操作す
ることで、第1及び第2流体給排口部1B,2Aどうしを互いに引寄せ、筒状ナット9の
回動操作を止めると、そのときの引寄せ状態を維持することができる。
容するに足りる最小限の内径寸法に設定されている。割型リング35の外径は、筒状ナッ
ト9の開口部10aに入り込み自在となるよう、その開口部10aの内径よりも若干小さ
い寸法に設定されるとともに、割型リング35の内径は、管状部2aに外嵌自在となる最
小限の寸法に設定されている。筒状ナット9における内向きフランジ10と雌ネジ部33
nとの間の内径部分は、割型リング35を密に内嵌するために高精度に仕上げ処理された
内周面部9mに形成されている。
際に、割型リング35が傾いて抉るような状態になったり、外向きフランジ2fに筒状ナ
ット9の螺進による軸心P方向の押圧力がうまく伝わらなかったりする、という不都合が
生じることが回避され、有効に各流体給排口部1B,2Aを押して、良好に両流体給排口
部1B,2Aを引寄せられるように構成されている。つまり、筒状ナット9の内向きフラ
ンジ10に隣接する割型リング内嵌部分の内周面部9mが、管状の流体通路4と同心にフ
ラットな内周面に形成され、かつ、その内周面部9mの内径と、断面矩形に形成された割
型リング35の外径とが、内周面部9mの内径が割型リング35の外径よりも大となる領
域においてほぼ同一径に形成されている。
順は次のようである。先ず、図3(a)に示すように、筒状ナット9を、外向きフランジ
2fの外径側を通過させてアキュムレータ2の管状部2aの外周に嵌装する。筒状ナット
9は、外向きフランジ2fを通過できるものであるから、管状部2aの根元側がアキュム
レータ本体であっても、問題なく第2流体給排口部2Aの管状部2aに後付けによって外
嵌装着させることができる。なお、図示は省略するが、筒状ナット9の内向きフランジ側
端の外周部に、スパナ工具等で回動操作するための六角部又は二面幅部を形成しておけば
、締付け及び分解操作上で好都合である。
フランジ2fと既に管状部2aに嵌装されている筒状ナット9の先端との間を通して、ア
キュムレータ2の管状部2aの外周に嵌装させる。このとき又はその前に、第1流体給排
口部1Bの第1シール端部t1、或いは、第2流体給排口部2Aの第2シール端部t2の
いずれかに環状突起11,21と環状溝51との仮嵌合を介してガスケットGを装着させ
ておいてもよい。次いで、ガスケットGを介して両流体給排口部1B,2Aどうしをあて
がい、その状態で筒状ナット9を第1流体給排口部1Bに螺着させての締付け操作[図3
(c)参照]を行うことにより、図1や図2に示す接合状態が得られる。
向に引寄せられており、図2に示すように、その接合状態では、両流体給排口部1B,2
AによってガスケットGは押圧挟持されている。また、前述したように、両流体給排口部
1B,2Aの各環状突起11,21と、ガスケットGの左右両端の環状溝51とが圧入嵌
合して一次シール部S1が形成されるとともに、各テーパ内周面13a,52a,23a
と各テーパ外周面12a,53a,22aとの圧接による二次シール部S2が形成される
。これにより、手動式ストップバルブ1の流体通路4、ガスケットGの流体経路W、アキ
ュムレータ2の流体通路4間に亘って漏れ及び液溜まりなく液体を流すことができる、と
いう良好なシール機能が長期に亘って発揮される嵌合シール部3,3を有する接続部Aが
形成される。
実施例2による流体機器どうしの接続構造を図6に示す。これは実施例1によるものと
維持手段Iが異なるのみであり、主にその第1別構造の維持手段Iについて説明する。第
1別構造の維持手段Iは、実施例1の場合と同様に、第2流体給排口部2Aが、第2管状
部2aと第2外向きフランジ2fとから構成され、かつ、第1流体給排口部1Bが、径の
小なる第1管状部1aと、その端部に形成される径の大なる第1外向きフランジ1fとか
ら構成される場合に適用可能となるものである。
筒状ボルト32及び筒状ナット33との計四個の部品から構成されている。第1管状部1
aに外嵌される第1割型リング45は、第1外向きフランジ1fより大なる外径を有し、
かつ、第1,2流体機器1,2の軸心P方向で第1外向きフランジ1fに干渉する内径を
有しており、二つ割り、または三つ割り以上の分割型のリングに構成されている。筒状ボ
ルト32は、第1外向きフランジ1fの通過は許容し、かつ、第1割型リング45とは軸
心P方向で干渉する開口部34aを有する内向きフランジ34が一端部に形成され、かつ
、他端部の外周に雄ネジ部32nが形成される筒状のボルトに構成されている。
なる外径を有し、かつ、軸心P方向で第2外向きフランジ2fに干渉するよう第2管状部
2aに外嵌されるものであり、二つ割り、または三つ割り以上の分割型のリングに構成さ
れている。尚、図6においては、第2割型リング45は第1割型リング45と互いに同じ
部品である。筒状ナット33は、第2外向きフランジ2fの通過は許容し、かつ、第2割
型リング45とは軸心P方向で干渉する開口部34aを有する内向きフランジ34が一端
部に形成され、かつ、他端部の内周には雄ネジ部32nに螺合自在な雌ネジ部33nが形
成される筒状のナットに構成されている。つまり、筒状ナット33の径は筒状ボルト32
の径よりも大径である。そして、雄ネジ部32nと雌ネジ部33nとを螺合させての筒状
ボルト32と筒状ナット33との締付け操作により、第1流体給排口部1Bと第2流体給
排口部2Aとが互いにガスケットGを介して接近する方向に引寄せられ、かつ、その引寄
せ状態を維持可能に構成されている。
外向きフランジ1f,2fの通過を許容するに足りる最小限の内径寸法に設定されている
。割型リング45の外径は、筒状ボルト32の内径部32aに入り込み自在となるよう、
この内径部32aの内径よりも若干小さい寸法に設定され、かつ、割型リング45の内径
は、各管状部1a,2aに外嵌自在となる最小限の寸法に設定されている。筒状ナット3
3における内向きフランジ34に隣接する部分には、第2割型リング45を密に内嵌する
ために雌ネジ部33n及びこれに連なる内径部33aよりも径の小なる内周面部33mが
形成されている。
割型リング45に軸方向に摺動自在で、かつ、第1割型リング45の幅寸法をカバーする
軸心P方向長さを有する内周面部32mが、流体通路4と同心にフラットな内周面に形成
されている。また、前述した筒状ナット33の内周面部33mも、流体通路4と同心にフ
ラットな内周面に形成されている。即ち、筒状ボルト32の内径部32aの内奥部である
内周面部32mが流体通路4と同心にフラットな内周面に形成され、かつ、その内周面部
32mの内径が、断面矩形に形成された第1割型リング45の外径よりも極僅かに大きく
した嵌め合い公差状態に寸法設定される一方、筒状ナット33の内周面部33mが流体通
路4と同心にフラットな外周面に形成され、かつ、その内周面部33mの内径が、断面矩
形に形成された第2割型リング45の外径よりも極僅かに大きくした嵌め合い公差状態に
寸法設定されている。尚、各割型リング45の内径は、各外向きフランジ1f,2fと面
当接するよう、各管状部1a,2aにおける各外向きフランジ1f,2fの付根の径とほ
ぼ同じ径に設定されている。
筒状ナット33とを互いに接近する方向に螺進させた際に各割型リング45,45が傾い
て抉るような状態になったり、各外向きフランジ1f,2fに筒状ボルト32や筒状ナッ
ト33の螺進による軸心P方向の押圧力がうまく伝わらなかったりする、という不都合が
生じることが防止され、有効に各流体給排口部1B,2Aを押して、両流体給排口部1B
,2Aどうしを良好に引寄せられるように構成されている。
箇所の外径部が、管状の流体通路4と同心にフラットな外周面2kに形成され、かつ、そ
の外周面2kの外径と第2割型リング45の内径とが、外径部2kの外径よりも割型リン
グ45の内径が大となる領域においてほぼ同一径に形成される構成とすればより好都合で
ある。この構成を採れば、筒状ナット33の締付け操作の際に第2割型リング45と第2
管状部2aとが抉れたりすることなく円滑に相対移動でき、維持手段Iによる両流体給排
口部1B,2Aの引寄せ移動を効率良く行う機能が促進される。筒状ナット33の内周面
部33mと第2割型リング45の外周面との嵌め合い公差を持つ嵌合構造と併せれば、筒
状ボルト32と筒状ナット33との螺進による第2割型リング45の追従移動がさらに円
滑化され、維持手段Iを軽快に操作しながら漏れなく強固に接続操作することができる。
上記の構成は、当然ながら第1流体機器1における第1割リング45や筒状ボルト32に
適用することが自在である。
実施例3による流体機器どうしの接続構造を図7に示す。これは実施例1によるものと
維持手段Iが異なるのみであり、その第2別構造の維持手段Iについて説明する。第2別
構造の維持手段Iは、第1流体給排口部1Bに軸心Pに沿う方向で周方向に均等間隔空け
て形成される複数のナット部42と、第2流体給排口部2Aの外向きフランジ2fに軸心
Pに沿う方向で周方向に均等間隔空けて形成される複数の貫通孔2hと、これら貫通孔2
hを通してナット部42に螺着自在な複数のボルト41とから構成されている。尚、第1
流体給排口部1Bも小径の第1管状部とその端部の大径の外向きフランジ2fとから構成
し、ナット部42を、外向きフランジ2fの貫通孔から突出するボルト41の雄ネジ部に
螺号するナット(六角ナット等の一般的なナット)で構成することも可能である。
3箇所に配備されており、第1,2流体給排口部1B,2Aを互いに接近する方向に引寄
せ自在であり、かつ、その引寄せ状態の維持も自在である。つまり、ボルト41及びナッ
ト部42の締付け操作により、第1,2流体給排口部1B,2AどうしをガスケットGを
介して互いに接近移動させて、両流体給排口部1B,2Aの各管状突起11,21と、ガ
スケットGの両端面の環状溝51とを圧入嵌合することによる嵌合シール部3が形成され
る接合状態の実現並びに維持が行えるものとなっている。
実施例4による流体機器どうしの接続構造を図8に示す。これは実施例1によるものと
維持手段Iが異なるのみであり、その第3別構造の維持手段Iについて説明する。第3別
構造の維持手段Iは、第2流体給排口部2Aが、第1流体給排口部1Bの雄ネジ部1nと
同じ雄ネジ部2nを外周に持つ外向きフランジ2fと、管状部2aとから成る場合に適用
可能な手段であり、図2に示す維持手段Iの変形例のようなものである。
された第1流体給排口部1Bと、外周部に第1雄ネジ1nと同径の第2雄ネジ2nが形成
された外向きフランジ2fと、小径の管状部2aとから成る第2流体給排口部2Aと、こ
れら両雄ネジ1n,2nに螺着自在な雌ネジ5nを有する筒状ナット5と、割型リング3
5とから構成されている。
1n,2nよりも大径の内径を有する抉り内周部5aが形成されており、内向きフランジ
6は、軸心P方向において外向きフランジ2fに干渉しない程度の内径部6aを有するも
のに形成されている。割型リング35は、図3に示す二分割構造のものや、円形のリング
が三個以上に分断されたような(例:120度弱の扇型部材の3個から成る)ものも可能
であり、内向きフランジ6や雌ネジ5nをやり過ごして外部から抉り内周部5aに入れ込
むこと、並びに抉り内周部5aにおいてリング状の形に組むことが自在である。また、割
型リング35を、スナップリングのように径方向にある程度撓むことで抉り内周部5aに
入れ込めるよう、可撓性を有した単一のC字状体から構成することも可能である。
領によって予め割型リング35を抉り内周部5aに入れ込んだ状態としておき、それ以後
の工程は、前述した実施例1による維持手段Iの場合と同じである。従って、これ以上の
組付け手順の説明は割愛する。
実施例5による流体機器どうしの接続構造は、嵌合シール部3が異なる以外は、実施例
1のものと同じであり、違いの部分について説明する。これは、ガスケットGと流体機器
1又は2とが嵌り合う部分のテーパ角度が直角に近い角度に設定される接続構造である。
る環状突起側のテーパ周面12a,13aの開き角(谷部14,15の開き角)Dは50
〜70度の範囲の値(50°≦D°≦70°)に設定されており、周壁端部52,53の
テーパ周面52a,53aの尖り角Eは60〜80度の範囲の値(60°≦D°≦80°
)に設定されている。そして、開き角Dと尖り角Eとには、開き角Dに10〜20度を加
えたものが尖り角Eとなる[D°+(10〜20°)=E°]ように設定されている。よ
り好ましい値としては、開き角Dが69〜71度(D°=70±1°)、尖り角Eが79
〜81度(E°=80±1°)、及び尖り角E が、開き角D+9〜11度(E°−D°
=10±1°)に設定すると良い。
51度(Ds°=50°±1°)に設定されており、周壁端部52,53の先端カット面
52b,53bの迎え角Esは124〜126度(Es°=125°±1°)に設定され
ている。このような角度設定により、テーパ外周面12aとテーパ内周面52a及びテー
パ内周面13aとテーパ外周面53aの夫々は環状の線接触状態で当接されるようになり
、シールリップ効果が二次シール部S2において発揮されるようになる。
る方向である引寄せ方向に対する前記周壁端部52,53に形成されるテーパ周面52a
,53a(テーパ内周面52a、テーパ外周面53a)の尖り角Eが、前記引寄せ方向に
対する前記環状押え突起12,13における環状突起11側のテーパ周面12a,13a
(テーパ外周面12a、テーパ内周面13a)の開き角Dに10〜20度、好ましくは1
0度又はほぼ10度加えた値に設定されている。そして、前記尖り角Eが60〜80度、
好ましくは80度又はほぼ80度に設定されている。
環状押え突起12,13は、その径方向幅に比べて引寄せ方向(軸方向)の突出量が小さ
くなって相対的に強度、剛性が向上することとなり、周壁端部52,53の拡がりを規制
しながらも、自身(環状押え突起12,13)が径方向へ拡がり変形するおそれをより効
果的に抑制することができる利点がある。そして、周壁端部52,53の谷部14,15
への刺さり込みによってテーパ周面52a,53aが環状押え突起12,13を径方向に
押し広げる分力を小さくでき、この点からも環状押え突起12,13の径方向への拡がり
変形を抑制することができる。
には、d1>d2という関係が設定され、好ましくはd1×(0.6〜0.8)=d2と
いう関係に設定するが、内外の谷部14,15全体の挟角α°と内外の環状シール突起52,53全体の尖り角β°との間には、α°<β°という関係が設定されており、好ましくはα°+(20〜40°)=β°という関係に設定すると良い。
ガスケットGは、可撓性を有する合成樹脂製のものでも良い。引寄せ機能付維持手段Iとしては、ターンバックル式も可能である。尚、環状押え突起12,13,22,23のうちの、環状押え突起13,23については、環状押え壁部13,23に読み代えるものとし、これら環状押え突起12,22と環状押え壁部13,23とを総称して「環状押え部分」と定義するものとする。
1B 第1流体給排口部
1a 第1管状部
1f 第1外向きフランジ
1n 雄ネジ部
2 第2流体機器
2A 第2流体給排口部
2a 第2管状部
2f 第2外向きフランジ
2h 貫通孔
2k 外周面
3 嵌合シール部
4 流体通路
9 筒状ナット
9m 内周面部
10 内向きフランジ
10a 開口部
11,21 環状突起
12,13,22,23 環状押え部分
12a,13a,22a,23a テーパ周面
14,15,24,25 谷部
32 筒状ボルト
32m 内周面部
32n 雄ネジ部
33 筒状ナット
33m 内周面部
33n 雌ネジ部
34 内向きフランジ
34a 開口部
35 割型リング
41 ボルト
42 ナット部
45 第1割型リング、第2割型リング
51 環状溝
52,53 周壁端部
52a,53a テーパ周面
G ガスケット
I 維持手段
P 軸心
S2 シール部
W 流体経路
X 直交する中心線
Z 軸心に沿う中心線
Claims (9)
- 管状の流体通路を有する合成樹脂製の第1流体給排口部を備える第1流体機器の前記第
1流体給排口部と、管状の流体通路を有する合成樹脂製の第2流体給排口部を備えた第2
流体機器の前記第2流体給排口部とを、前記第1流体給排口部と前記第2流体給排口部の
間に介在するリング状のガスケットを介して連通接続する流体機器どうしの接続構造であ
って、
前記第1流体給排口部及び前記第2流体給排口部には、各々の端面に互いに正対して開
口する前記各流体通路の外径側部分に環状突起が形成され、
前記ガスケットは、前記第1,第2流体給排口部の相対応する前記流体通路どうしを連
通すべく形成された流体経路と、前記第1及び第2流体給排口部の各端面に形成された前
記環状突起のそれぞれに嵌合すべく前記流体経路の外径側部分に形成された一対の環状溝
とを有する可撓性を備えた材料から構成されており、
前記第1流体給排口部と前記第2流体給排口部とが互いに前記ガスケットを介して引寄
せられて、前記第1流体給排口部の前記環状突起と前記ガスケットの一端の環状溝とが、
及び前記第2流体給排口部の前記環状突起と前記ガスケットの他端の前記環状溝とがそれ
ぞれ嵌め合わされて嵌合シール部が形成された接合状態を維持する維持手段が装備され、
前記第1及び第2流体給排口部の端面における前記環状突起の内及び外径側に、前記ガ
スケットにおける前記環状溝を形成するために軸心方向に突出形成された内外の周壁端部
が、前記環状溝と前記環状突起との嵌合によって拡がり変形するのを抑制又は阻止する環
状押え部分が形成され、
前記周壁端部と前記環状押え部分とが前記接合状態においては圧接されてシール部を形
成するように構成され、
前記環状押え部分は、これと前記環状突起とで囲まれた谷部が奥窄まり状となるように
前記環状突起側の側周面が傾斜したテーパ周面を有する先窄まり状の環状突起に形成され
ており、前記周壁端部は、前記環状押え部分のテーパ周面に当接するテーパ周面を有して
前記谷部に入り込み自在な先窄まり状の環状突起に形成されて、前記接合状態においては
前記周壁端部が前記谷部に入り込んで前記両テーパ周面どうしが圧接されるように構成さ
れている流体機器どうしの接続構造。 - 前記ガスケットの断面形状が、前記第1及び第2流体給排口部の軸心方向に沿う中心線
、及び、その中心線に直交する中心線の双方に関して線対称となる略H型形状を呈するも
のに構成されている請求項1に記載の流体機器どうしの接続構造。 - 前記維持手段は、前記第1流体給排口部と前記第2流体給排口部とを引寄せて前記接合
状態を得るための引寄せ機能を発揮するものに構成されている請求項1または請求項2に記載の流体機器どうしの接続構造。 - 前記維持手段が、前記第1流体給排口部と前記第2流体給排口部とのいずれか一方の外
周部に形成された雄ネジ部に螺合自在な雌ネジ部を備えた筒状ナットと、前記第1流体給
排口部と前記第2流体給排口部のいずれか他方の端部に形成された外向きフランジに前記
第1,2流体給排口部の軸心方向で干渉するよう前記第1流体給排口部と前記第2流体給
排口部とのいずれか他方の前記管状部に外嵌される割型リングとから成り、
前記筒状ナットの一端部には、前記外向きフランジの通過は許容し、かつ、前記割型リ
ングとは前記軸心方向で干渉する開口部を有する内向きフランジが形成されており、
前記筒状ナットの前記雄ネジ部への締付け操作によって、前記第1流体給排口部と第2
流体給排口部とが互いに前記ガスケットを介して引寄せられるように構成されている請求
項3に記載の流体機器どうしの接続構造。 - 前記維持手段が、前記第1流体給排口部の端部に形成された第1外向きフランジより大
なる外径を有するとともに前記第1,2流体機器の軸心方向で前記第1外向きフランジに
干渉するよう前記第1流体機器の管状部に外嵌される第1割型リングと、
前記第1外向きフランジの通過は許容し、かつ、前記第1割型リングとは前記軸心方向
で干渉する開口部を有する内向きフランジが一端部に形成され、かつ、他端部の外周に雄
ネジ部が形成される筒状ボルトと、
前記第2流体給排口部の端部に形成された第2外向きフランジより大なる外径を有する
とともに前記軸心方向で前記第2外向きフランジに干渉するよう前記第2流体機器の管状
部に外嵌される第2割型リングと、
前記第2外向きフランジの通過は許容し、かつ、前記第2割型リングとは前記軸心方向
で干渉する開口部を有する内向きフランジが一端部に形成され、かつ、他端部の内周に前
記雄ネジ部に螺合自在な雌ネジ部が形成される筒状ナットとから成り、
前記雄ネジ部と前記雌ネジ部とを螺合させての前記筒状ボルトと前記筒状ナットとの締
付け操作により、前記第1流体給排口部と第2流体給排口部とが互いに前記ガスケットを
介して引寄せられるように構成されている請求項3に記載の流体機器どうしの接続構造。 - 前記維持手段が、前記第1流体給排口部と前記第2流体給排口部とのいずれか一方の端
部に形成された外向きフランジに形成される貫通孔と、この貫通孔を通して前記第1流体
給排口部と前記第2流体給排口部とのいずれか他方に設けられたナット部に螺着されるボ
ルトとを有して構成されており、
前記ボルトを前記ナット部に螺着させて締付けることにより前記第1流体給排口部と前
記第2流体給排口部とが互いに前記ガスケットを介して引寄せられるように構成されてい
る請求項3に記載の流体機器どうしの接続構造。 - 下記(イ)、(ロ)のうちの少なくとも一方の構成を備えている請求項4又は5に記載
の流体機器どうしの接続構造。
(イ)前記筒状ナットの、前記内向きフランジに隣接する割型リング内嵌部分の内周面部
が、前記管状の流体通路と同心にフラットな内周面に形成され、かつ、その内周面部の内
径と、断面矩形に形成された前記割型リングの外径とがほぼ同一径に形成されている。
(ロ)前記割型リングが外嵌される前記管状部の外径部が、前記管状の流体通路と同心に
フラットな外周面に形成され、かつ、その外周面の外径と、前記割型リングの内径とがほ
ぼ同一径に形成されている。 - 前記ガスケットがフッ素樹脂によって形成されている請求項1〜7の何れか一項に記載の流体機器どうしの接続構造。
- 前記第1及び第2流体給排口部がフッ素樹脂によって形成されている請求項1〜8の何れか一項に記載の流体機器どうしの接続構造。
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