JP4618943B2 - シールパッキン - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば雌雄の区別のない一対の同一構造の結合金具本体から構成される配管類の結合金具の端部に取付けられ、結合金具相互をシールするシールパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホース、たとえば消防ホースの結合金具として差し込み型のものが知られているが、これは結合される一対の結合金具本体に雌雄の区別があって、雄金具相互、または雌金具相互の結合ができない。
【０００３】
特に、消火作業のように迅速性と確実性が求められるところに用いられるものとしては、取扱い上の不便さがあり、また、構造の相違する雄金具と雌金具の２種類の金具を製造しなければならず、製造コストが高くなっている。
【０００４】
このような不具合を解消するため、雌雄の区別のない同一形状の一対の結合金具本体からなるホースの結合金具が開発された。たとえば、本出願人において出願した特願平７−２７５８３５号があり、すでに特許登録（特許第３１０７５０７号）に至っている。
【０００５】
近時、このホースの結合金具を、たとえば食品プラント関係（いわゆる、サニタリーと呼ばれる）を構成する配管類の結合や、医薬品あるいは化粧品などの製造ラインを構成する配管類の結合に転用することの要望が大である。
【０００６】
すなわち、結合金具本体相互の結合と離脱がワンタッチで行えて、作業性の大幅な改善が得られること、および必要に応じて分解（分離）が簡単に行えることなどの利点がある。
【０００７】
ここで問題は、配管内に導かれる流体が、結合金具本体内においても常に円滑に流れることである。すなわち、流体として完全に新鮮であることが求められ、少しでも溜まる部位が存在してはならない。
【０００８】
そこで、本出願人は、前述のような要望に着目し、特願２００１−１３４５７７号として、図８に示すシールパッキンを開発した。
【０００９】
図８に示し、３Ａは結合金具本体１に設けられる同一形状の円筒状の一対の結合部材を示し、４Ａは結合金具３Ａに取付けられるリング状のシールパッキンである。前記結合部材３Ａの前端面には、周方向に亘って取付用凹部２５が設けられていて、この取付用凹部２５に前記シールパッキン４Ａが取付けられる。取付用凹部２５は、結合部材３Ａの内径側から外径側に亘って漸次突出する方向に斜めに形成される底面２５ａと、結合部材３Ａの軸方向に平行な周面２５ｂを備えている。前記底面２５ａの傾斜角度は、たとえば、１５°に設定されている。さらに、取付用凹部２５の周面２５ｂ前端には、内径方向に突出する係止突起２５ｃが一体に設けられる。
【００１０】
前記シールパッキン４Ａは、所定の肉厚および内径と外径とを有するリング状をなす。内径は結合部材３Ａの内径と同一寸法に形成され、外径は取付用凹部２５の周面２５ｂ直径と略同一である。
【００１１】
シールパッキン４Ａの一端面４ａは、内径側から外径側に亘って漸次突出する傾斜面をなしていて、この傾斜角度は取付用凹部底面２５ａの傾斜角度と同程度である。また、シールパッキン４Ａの周面は軸方向と平行であり、この外径前端には内径方向に凹陥形成される係止凹部２６が設けられる。
【００１２】
前記係止凹部２６は、取付用凹部２５に設けられる係止突起２５ｃの寸法形状と対応するよう形成されていて、このことからシールパッキン４Ａは結合部材３Ａの取付用凹部２５に嵌め込まれる。
【００１３】
しかも、結合部材３Ａの係止突起２５ｃにシールパッキン４Ａの係止凹部２６が係止されているところから、シールパッキン４Ａが結合部材３Ａから軸方向へ抜け出ることの防止がなされている。
【００１４】
シールパッキン４Ａが結合部材３Ａに取付けられた状態で、シールパッキン４Ａの一端面４ｂは結合部材３Ａの前端面から突出している。シールパッキン４Ａの突出端面４ｂは、その突出量が外径側よりも内径側が大になるよう傾斜形成される。
【００１５】
シールパッキン４Ａの突出端面４ｂに形成される傾斜角度は、シールパッキン４Ａの一端面４ａと取付用凹部２５の底面２５ａに形成される傾斜角度と同程度であり、したがって例えば１５°に設定されている。
【００１６】
結局、シールパッキン４Ａの最も肉厚の厚い部位は内径側であり、肉厚の薄い部位は外径側であって、その両端面は内径側から外径側に下がり勾配となる傾斜面に形成されることになる。
【００１７】
図８（Ａ）は、結合部材３Ａ相互を正対させ、シールパッキン４Ａが対向している状態を示している。すなわち、結合部材３Ａ相互の結合前である。
【００１８】
図８（Ｂ）は、いずれか一方の結合部材３Ａを軸方向に移動して、結合部材３Ａ相互を結合させることにより、シールパッキン４Ａ相互が弾性変形して密接しシール性を確保している状態を示している。
【００１９】
シールパッキン４Ａの突出端面４ｂにおける傾斜角度の設定から、シールパッキン４Ａ相互を突き合わせても突出端面４ｂの外径側周縁は互いに密着せずに残り、かつ結合部材３Ａ相互の前端面は所定の間隔を存する。
【００２０】
このとき、結合部材３Ａ相互内には流体は流通せず、内部が無加圧状態である。また、シールパッキン４Ａは弾性材からなるので、全体の体積は結合前と結合後で全く変化しない。そのため、シールパッキン４Ａの外径側は結合前の傾斜面４ｂから突出して断面Ｒ状をなし、内径側は中心軸方向に突出するよう弾性変形する。
【００２１】
図８（Ｃ）は、実際に結合部材３Ａ内に流体を流通させた状態を示していて、内部に所定の圧力がかかっている。シールパッキン４Ａの内径面は流体圧を受けて外径側へ押圧され、その分、外径側周縁は外方へ突出する。
【００２２】
結合部材３Ａ相互を結合してシールパッキン４Ａ相互を密接させれば、シールパッキン４Ａ相互によりシール性を確保する。その一方で、シールパッキン４Ａと結合部材３Ａとの間に凹部空間が形成されないから、流体の液溜まりが生じることがなく、円滑に流通して常に新鮮な流体が得られる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、雌雄の区別のない同一形状の一対の結合金具本体からなるホースの結合金具は、特願２００１−１３４５７７号の明細書及び図面に記載されているように、図１、図２の結合金具本体１，１相互が軸方向に結合されると、一方の結合金具本体１の嵌合突部５が他方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に挿入され、また一方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に他方の結合金具本体１の嵌合突部５が挿入されて、互いに相補形に挿入するようになっている。
【００２４】
さらに、嵌合突部５の一方の側面には、周方向に突出する係止鉤部７が一体に設けられる。係止鉤部７，７相互が係合することにより、結合金具本体１，１相互が軸方向に結合される。また、係止鉤部７の係止面は、周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、これらが係合した状態で流体圧などにより結合金具本体１，１相互を引き離す方向の荷重が作用した場合に、係止鉤部７，７相互はより強く係合し、結合金具本体１，１相互の抜けを確実に防止するように構成される。
【００２５】
さらに、係止鉤部７，７相互が係合した状態で、嵌合突部５の先端面と嵌合凹部６の奥壁面との間に隙間を存している。したがって、係止鉤部７，７相互が係合した状態から、嵌合突部５と嵌合凹部６とがさらに軸方向に互いに進入するように移動可能である。従って、結合金具本体１，１の結合途中の押し込み量が大きく、このときシールパッキン４Ａが大きく撓む。
【００２６】
しかしながら、前述した特願２００１−１３４５７７号のものは、シールパッキン４Ａの内周面の幅をＤ＝５ｍｍ、結合部材３Ａの端面から突出するシールパッキン４Ａの突出量をδ＝１ｍｍとすると、結合部材３Ａ相互の結合途中の最大押し込み状態のとき、シールパッキン４Ａは突出量δに相当する１ｍｍ撓むことになり、δ／Ｄ＝１／５＝２０％の圧縮となる。
【００２７】
従って、シールパッキン４Ａは、シリコーンゴム等の柔らかくて弾性の大きい材質に限定され、医薬品等では弗素樹脂製のシールパッキンが求められているが、弗素樹脂は硬くて弾性が小さいため、前述のようなシールパッキンの構造では採用できない。
【００２８】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、結合状態で流体が溜まることの全くない構成で、常に新鮮な流体が得られ、適用範囲の拡大が得られるとともに、硬くて弾性の小さい材質でも確実にシールできるシールパッキンを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動することを特徴とする。
【００３０】
請求項２の発明は、結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部に前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、
前記一対の結合部材の結合状態においては前記シール部が弾性復元力による回動によって互いに接合し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動することを特徴とする。
【００３１】
請求項３の発明は、結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体の内周側に一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部と、前記シールパッキン本体の外周側に一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出する負圧用シール片とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部の内側に負圧が作用したとき、前記シールパッキン本体がシールパッキンの弾性復元力によって前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動するとともに、前記負圧用シール片が大気圧によって互いに圧接することを特徴とする。
【００３２】
請求項４は、請求項１または２に記載の前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の曲率中心を中心とする円弧面を有する断面略半円形のシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に突出する断面略三角形のシール部とからなることを特徴とする。
【００３３】
請求項５は、結合・分離可能な一対の結合部材の一方の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、他方の結合部材の端部に平坦面を有し、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材の平坦面方向に突出するシール部とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が相手側の結合部材の平坦面に弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が相手側の結合部材の平坦面から離間する方向に回動し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が相手側の結合部材の平坦面に圧接する方向に回動することを特徴とする。
【００３４】
請求項６は、請求項１〜５のいずれかに記載の前記シールパッキンは、弗素樹脂、硬質ゴム、金属のいずれかで形成されていることを特徴とする。
【００３５】
前記構成によれば、結合金具本体を軸方向に移動すると、結合金具本体相互を結合させる過程において、嵌合突部に突設される係止鉤部が相手側の係止鉤部を乗り越える、最大押し込み量に達したとき、シールパッキンのシール部が圧接される。しかし、シールパッキンは硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体が曲率中心を中心としてシール部が離間する方向に回動して反力を吸収する。
【００３６】
結合金具本体の係止鉤部相互が係止すると、係止鉤部の係止面が周方向に対して所定の角度だけオーバーハングしている分だけ結合部材相互が離間するため、シールパッキンのシール部の弾性復元力による回動によって互いに圧接する。従って、無加圧状態で、シール部相互が弾性的に接合してシールする。
【００３７】
そして、結合金具本体内に流体を流通させ、一対の結合金具の結合状態においてシールパッキン本体の内径側に内圧が加わると、シールパッキン本体が曲率中心を中心としてシールパッキン嵌合部の内部でシール部が圧接する方向に回動して接合面が互いに接合する。
【００３８】
このように、結合金具本体相互を結合してシールパッキン相互を密接させれば、シールパッキン相互によりシール性を確保する。その一方で、シールパッキンと結合金具本体の結合部材との間に凹部空間が形成されないから、流体の液溜まりが生じることがなく、円滑に流通して常に新鮮な流体が得られる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４０】
図１〜図５は第１の実施形態を示し、図１は特願２００１−１３４５７７号と基本的に同一構造の結合金具を示している。この結合金具は、雌雄のない同一の構造の一対の結合金具本体１，１から構成される。それぞれの結合金具本体１は、たとえば配管２端部にロー付けなどの適宜な手段で連結固定される。
【００４１】
前記結合金具本体１は略円筒体からなっていて、その外径は配管２の連結部から先端に亘って直径が拡大するテーパー状に形成され、内径は連結される配管２の内径と略同一に形成される。
【００４２】
結合金具本体１の内径先端から円筒状の結合部材１４が螺装されている。そして、結合部材１４の前端面に、後述するシールパッキン１６が回動自在に取付け固定される。
【００４３】
前記結合金具本体１の先端は結合部材１４を囲んでおり、ここには周方向に所定間隔を存して、かつ軸方向に突出する複数の嵌合突部５が一体に設けられる。これら嵌合突部５の相互間を、それぞれ嵌合凹部６と呼ぶ。
【００４４】
前記結合金具本体１相互が軸方向に結合されると、一方の結合金具本体１の嵌合突部５が他方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に挿入され、また一方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に他方の結合金具本体１の嵌合突部５が挿入されて、互いに相補形に挿入するようになっている。
【００４５】
なお、嵌合凹部６の幅寸法は嵌合突部５の幅寸法よりも広く形成されていて、嵌合凹部６内に嵌合突部５が挿入した状態で、対向する側面相互間に隙間を存することになる。
【００４６】
前記嵌合突部５の一方の側面５ａには、周方向に突出する係止鉤部７が一体に設けられる。従って、互いの嵌合突部５に突設される係止鉤部７相互が係合することにより、結合金具本体１相互が軸方向に結合されることとなる。
【００４７】
また、係止鉤部７の係止面は、周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、これらが係合した状態で流体圧などにより結合金具本体１相互を引き離す方向の荷重が作用した場合に、係止鉤部７相互はより強く係合し、結合金具本体１相互の抜けを確実に防止するように構成される。
【００４８】
さらに、係止鉤部７相互が係合した状態で、嵌合突部５の先端面と嵌合凹部６の奥壁面との間に隙間を存している。したがって、係止鉤部７相互が係合した状態から、嵌合突部５と嵌合凹部６とがさらに軸方向に互いに進入するように移動可能である。
【００４９】
係止鉤部７が設けられていない嵌合突部５の他方の側面５ｂは、結合金具本体１の軸方向に対して傾斜している。すなわち、嵌合突部５は嵌合凹部６の底部に相当する基端から先端に亘って周方向の幅寸法が狭くなるテーパー状に形成され、前記側面５ｂは嵌合突部５を嵌合凹部６に挿入する際のガイド面をなす。
【００５０】
前記テーパー状側面５ｂには、それぞれ付勢機構８が設けられている。この付勢機構８は、図２に拡大して示すように、円筒形のケース部材９内に突没自在に収容される付勢部材としての鋼球１０と、この鋼球１０を嵌合突部側面５ｂから突出する方向に弾性的に押圧付勢するスプリング１１とから構成される。
【００５１】
同図に示すように、嵌合突部５が相手側の嵌合凹部６内に嵌合されると、付勢機構８相互が対向して鋼球１０相互が互いに当接し押圧しあう。その結果、嵌合突部５の付勢機構８が設けられる側面５ｂ相互が離反し、かつ反対側の側面５ａ相互が密接するよう押圧付勢される。
【００５２】
そして、これら側面５ａには係止鉤部７が設けられているので、前記付勢機構８、８の作用によって係止鉤部７、７相互はより強固に係合し、衝撃などによって問題が発生しない。
【００５３】
このようにして構成される結合金具本体１，１相互を結合するには、一方の結合金具本体１の嵌合突起５に対して他方の結合金具本体１の嵌合凹部６を正対させる。必然的に、一方の結合金具本体１の嵌合凹部６に対して他方の結合金具本体１の嵌合突部５が正対する。
【００５４】
そのままの姿勢を保持して、少なくとも一方の結合金具本体１を軸方向に移動すればよい。結合金具本体１，１相互の嵌合凹部６内に嵌合突部５が挿入され、かつ付勢機構８の鋼球１０，１０相互が転接した状態で、互いの係止鉤部７，７相互が係合する。
【００５５】
結合金具本体１，１相互が結合されて、配管２，２相互の結合がなされる。同時に、後述するようにシールパッキン１６，１６相互が密接状態となり、結合金具本体１，１と配管２，２相互に対するシール性が確保される。
【００５６】
必要に応じて配管２を分解（分離）する場合は、いずれか一方の結合金具本体１を周方向に回動付勢すればよい。このときの回動付勢方向は、付勢機構８が設けられる側面５ｂ、５ｂ相互が密接する方向である。
【００５７】
すなわち、付勢機構８の押圧付勢力に抗して結合金具本体１を回動することとなり、側面５ｂ，５ｂ相互が密接したところで、それまで係合状態にあった係止鉤部７，７相互が離反する。結合金具本体１，１相互の結合状態が解除されて、結合金具本体は互いに自由になり、分解できる。
【００５８】
なお、ここでは結合金具本体１に配管２を接続したが、配管に代わって弁類などの配管接続機器あるいはホース類でもよく、また、結合金具本体１を、本体部と、嵌合部とから構成するよう変更してもよい。
【００５９】
すなわち、本体部の一端に配管２を接続し、他端に前記結合部材１４を取付け、嵌合部には嵌合突部５、嵌合凹部６、係止鉤部７、付勢機構８などを形成する。このことにより、結合金具本体１，１相互の結合と分解（分離）の際は、嵌合部に対する操作ですみ、嵌合部が容易に扱えて作業性の向上を得る。
【００６０】
いずれの構成の結合金具本体１であっても、結合部材１４と、この結合部材１４に取付けられるシールパッキン１６は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように構成されている。
【００６１】
結合部材１４の端部における内周側に偏倚した部分には、後述する加工方法で切削加工されるシールパッキン嵌合部１５が設けられている。このシールパッキン嵌合部１５は曲率中心Ｏを中心とする凹円弧面１５ａを有する断面半円形に形成されている。
【００６２】
シールパッキン１６のシールパッキン本体１７は、例えば弗素樹脂材料であるＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）てリング状に形成され、そのシールパッキン本体１７はシールパッキン嵌合部１５の内部に回動自在に嵌合されている。このシールパッキン本体１７は前記曲率中心Ｏを中心とする凸円弧面１７ａを有する断面略半円形をなし、シールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａはシールパッキン嵌合部１５の凹円弧面１５ａを滑りながら回動するようになっている。
【００６３】
シールパッキン本体１７には結合部材１４の端部より相手側の結合金具本体１の結合部材１４方向に突出するシール部１８が一体に設けられている。このシール部１８は結合部材１４の内周面と略面一の内周面１８ａと、結合部材１４の外周から内周に向かって上り勾配に傾斜する接合面１８ｂとを有して鋭角の尖端部１８ｃを有する略三角形状に形成されている。本実施形態においては、曲率中心Ｏから尖端部１８ｃの位置が結合部材１４の軸方向に対して４５°の位置にある。
【００６４】
そして、前記一対の結合金具本体１，１の結合状態においてシールパッキン１６の内周面１８ａに内圧が加わったとき、シールパッキン本体１７がシールパッキン嵌合部１５の内部で曲率中心Ｏを中心としてシール部１８が互いに圧接する方向に回動するようになっている。
【００６５】
シールパッキン１６のシール部１８の尖端部１８ｃが曲率中心Ｏからα＝４５°の時には軸方向の移動量Ｌｇ＝１ｍｍと径方向の移動量Ｌｋ＝１ｍｍが１対１となるが、このαを任意に選べば比率を変えることができる。結合部材１４の内周面の半径と略同一である。シールパッキン１６の半径Ｒ＝５０ｍｍとしたとき、撓み量＝Ｌｋ／Ｒ＝１／５０＝２％圧縮となる。
【００６６】
このように軸方向の移動量であるパッキンの突出量を１ｍｍ確保すると、従来のパッキンの場合は従来の技術で述べたように、２０％の圧縮変形が必要であったが、この発明のパッキンであれば、２％の圧縮変形ですむというのが大きな特徴である。
【００６７】
さらに、加圧状態となると、シール部１８の内周面１８ａのＷ＝５ｍｍの面圧で回転力が発生してシール部１８の尖端部１８ｃ同士が押し付けられる方向に回動し、この圧縮力によってシールする。
【００６８】
なお、ここで結合部材１４のシールパッキン嵌合部１５の加工方法について説明すると、図４に示すように、普通旋盤（ＸＹ等の２軸制御）で加工する場合、図４（Ａ）に示すように、結合部材１４の軸方向に対して４５°の方向から粗取りバイト２０によって切り込みを入れ、仕上げ代を０．２〜０．５ｍｍ程度を残して切削する。シールパッキン圧入代を０．３ｍｍの場合、シールパッキンがφ５ｍｍの場合、０．３／５＝６％圧縮の圧入になる。
【００６９】
次に、図４（Ｂ）に示すように、仕上バイト２１に示すように、約４５°方向へ押し込んだ後、仕上バイト２１を矢印に示すように左右方向に０．３ｍｍ程度振ると、シールパッキン嵌合部１５を略真円状に加工できる。シールパッキン嵌合部１５がφ５ｍｍで、直線部が０．３ｍｍの場合、真円との隔たりである高さは０．００５ｍｍであり、無視できる。
【００７０】
また、普通旋盤（ＸＹ等の２軸制御）に代わって複合旋盤（ＸＹＺＡＢ等の５軸制御）を使用してバイトを回転制御することにより、一層簡単に加工できる。
【００７１】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
【００７２】
図５（Ａ）は、結合金具本体１相互の結合前の状態であり、結合部材１４のシールパッキン嵌合部１５に装着されたシールパッキン１６は無圧縮状態である。
【００７３】
次に、図５（Ｂ）に示すように、いずれか一方の結合金具本体１を軸方向に移動すると、結合金具本体１相互を結合させる過程において、図２に示すように、嵌合突部５に突設される係止鉤部７が相手側の係止鉤部７を乗り越える、最大押し込み量に達したとき、シールパッキン１６のシール部１８のシール面１８ｂが圧接されるが、シールパッキン１６は硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシール部１８が離間する方向（矢印ａ方向に）に回動して反力を吸収する。つまり、シール部１８の尖端部１８ｃと曲率中心Ｏがシールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａの半径分だけずれているので回転モーメントが発生して回動する。
【００７４】
次に、図５（Ｃ）に示すように、結合金具本体１，１の係止鉤部７と係止鉤部７とが係止すると、係止鉤部７の係止面が周方向に対して所定の角度だけオーバーハングしている分だけ結合部材１４，１４相互が離間（矢印ｂ方向）するため、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によって互いに圧接する方向（矢印ｃ方向）に圧接する。従って、無加圧状態で、シール部１８の尖端部１８ｃ相互が弾性的に接合してシールする。
【００７５】
次に、図５（Ｄ）に示すように、実際に配管２および結合金具本体１内に流体を流通させ、一対の結合金具の結合状態においてシール部１８に内圧が加わると、シールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシールパッキン嵌合部１５の内部でシール部１８が圧接する方向（矢印ｄ方向）に回動して接合面１８ｂが互いに接合する。
【００７６】
このように、結合金具本体１相互を結合してシールパッキン１６相互を密接させれば、シールパッキン１６相互によりシール性を確保する。しかも、シールパッキン１６，１６のシール部１８間に段差がなく、フラットな状態となり、流通抵抗を軽減できる。その一方で、シールパッキン１６と結合金具本体１の結合部材１４との間に凹部空間が形成されないから、流体の液溜まりが生じることがなく、円滑に流通して常に新鮮な流体が得られる。
【００７７】
図６は、第２の実施形態を示し、第１の実施形態のシールパッキン１６のシールパッキン本体１７の外周側に結合部材１４の端部より相手側の結合部材１４方向に突出する負圧用シール片１９を設けたものである。この負圧用シール片１９は肉厚が薄いが、大気圧は９．８×１０−２ＭＰａという小さい圧力なので対応できる。
【００７８】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
【００７９】
図６（Ａ）は、結合金具本体１相互の結合前の状態であり、結合部材１４のシールパッキン嵌合部１５に装着されたシールパッキン１６は無圧縮状態である。
【００８０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、いずれか一方の結合金具本体１を軸方向に移動すると、結合金具本体１相互を結合させる過程において、図２に示すように、嵌合突部５に突設される係止鉤部７が相手側の係止鉤部７を乗り越える、最大押し込み量に達したとき、シールパッキン１６のシール部１８のシール面１８ｂが圧接されるが、シールパッキン１６は硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシール部１８が離間する方向（矢印ａ方向に）に回動して反力を吸収する。このとき、負圧用シール片１９も互いに圧接される。つまり、シール部１８の尖端部１８ｃと曲率中心Ｏがシールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａの半径分だけずれているので回転モーメントが発生して回動する。
【００８１】
次に、図６（Ｃ）に示すように、係止鉤部７と係止鉤部７とが係止すると、係止鉤部７の係止面が周方向に対して所定の角度だけオーバーハングしている分だけ結合部材１４，１４相互が離間（矢印ｂ方向）するため、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によって互いに圧接する方向（矢印ｃ方向）に弾性変形する。従って、無負圧状態で、シール部１８の尖端部１８ｃ相互が弾性的に接合してシールするとともに、負圧用シール片１９の先端部相互が接合した状態となる。
【００８２】
次に、図６（Ｄ）に示すように、実際に配管２および結合金具本体１が真空状態となると、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によって互いに圧接する方向に接合してシール状態を維持するとともに、負圧用シール片１９が大気圧によってシールパッキン本体１７方向に押圧され、互いに圧接する方向（矢印ｅ方向に）に弾性変形するため、外部の空気が結合金具本体１の内部に侵入することはない。
【００８３】
図７は第３の実施形態を示し、一方の結合部材１４の端部にはシールパッキン嵌合部１５が設けられ、シールパッキン１６のシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏを中心として回動自在に嵌合されていることは、第１及び第２の実施形態と同一である。本実施形態は、前記結合部材１４に結合される他方の結合部材としての筒体３０の端部には平坦面３１が形成されている。
【００８４】
従って、結合部材１４と筒体３０とが相対的に軸方向に移動して結合部材１４と筒体３０を結合させる過程において、シールパッキン１６のシール部１８のシール面１８ｂが平坦面３１に圧接されるが、シールパッキン１６は硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシール部１８が離間する方向（矢印ａ方向に）に回動して反力を吸収する。つまり、シール部１８の尖端部１８ｃと曲率中心Ｏがシールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａの半径分だけずれているので回転モーメントが発生して回動する。
【００８５】
そして、結合部材１４と筒体３０とが結合されると、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によってシール部１８が筒体３０の平坦面３１に圧接してシールする。結合部材１４と筒体３０の結合状態においてシール部１８に内圧が加わったとき、シールパッキン本体１７が曲率中心Ｏを中心としてシール部１８が筒体３０の平坦面３１に圧接する方向に回動する。
【００８６】
なお、前記実施形態においては、シールパッキンを弗素樹脂製としたが、この発明は、前記実施形態に限定されず、硬質ゴム、金属製のシールパッキンにも適用できる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、結合金具本体相互の結合状態でシール性を確保して高い信頼性が得られ、配管内部に流通する流体の液溜まりの発生する余地が全くなく、硬くて弾性の小さい材質でも確実にシールできるシールパッキンを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の結合金具を分離して示す一部を断面した側面図。
【図２】同実施形態の、付勢機構を示す結合金具本体の一部を断面した側面図。
【図３】同実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）はシールパッキンの断面図。
【図４】同実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）は切削加工方法を示す断面図。
【図５】同実施形態を示し、（Ａ）〜（Ｄ）は作用説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示し、（Ａ）〜（Ｄ）は作用説明図。
【図７】本発明の第３の実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）は作用説明図。
【図８】先行技術を示し、（Ａ）〜（Ｃ）は作用説明図。
【符号の説明】
１…結合金具本体、
２…配管、
５…嵌合突部、
６…嵌合凹部、
７…係止鉤部、
８…付勢機構、
１４…結合部材
１５…シールパッキン嵌合部
１６…シールパッキン
１７…シールパッキン本体
１８…シール部
１９…負圧用シール片
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば雌雄の区別のない一対の同一構造の結合金具本体から構成される配管類の結合金具の端部に取付けられ、結合金具相互をシールするシールパッキンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホース、たとえば消防ホースの結合金具として差し込み型のものが知られているが、これは結合される一対の結合金具本体に雌雄の区別があって、雄金具相互、または雌金具相互の結合ができない。
【０００３】
特に、消火作業のように迅速性と確実性が求められるところに用いられるものとしては、取扱い上の不便さがあり、また、構造の相違する雄金具と雌金具の２種類の金具を製造しなければならず、製造コストが高くなっている。
【０００４】
このような不具合を解消するため、雌雄の区別のない同一形状の一対の結合金具本体からなるホースの結合金具が開発された。たとえば、本出願人において出願した特願平７−２７５８３５号があり、すでに特許登録（特許第３１０７５０７号）に至っている。
【０００５】
近時、このホースの結合金具を、たとえば食品プラント関係（いわゆる、サニタリーと呼ばれる）を構成する配管類の結合や、医薬品あるいは化粧品などの製造ラインを構成する配管類の結合に転用することの要望が大である。
【０００６】
すなわち、結合金具本体相互の結合と離脱がワンタッチで行えて、作業性の大幅な改善が得られること、および必要に応じて分解（分離）が簡単に行えることなどの利点がある。
【０００７】
ここで問題は、配管内に導かれる流体が、結合金具本体内においても常に円滑に流れることである。すなわち、流体として完全に新鮮であることが求められ、少しでも溜まる部位が存在してはならない。
【０００８】
そこで、本出願人は、前述のような要望に着目し、特願２００１−１３４５７７号として、図８に示すシールパッキンを開発した。
【０００９】
図８に示し、３Ａは結合金具本体１に設けられる同一形状の円筒状の一対の結合部材を示し、４Ａは結合金具３Ａに取付けられるリング状のシールパッキンである。前記結合部材３Ａの前端面には、周方向に亘って取付用凹部２５が設けられていて、この取付用凹部２５に前記シールパッキン４Ａが取付けられる。取付用凹部２５は、結合部材３Ａの内径側から外径側に亘って漸次突出する方向に斜めに形成される底面２５ａと、結合部材３Ａの軸方向に平行な周面２５ｂを備えている。前記底面２５ａの傾斜角度は、たとえば、１５°に設定されている。さらに、取付用凹部２５の周面２５ｂ前端には、内径方向に突出する係止突起２５ｃが一体に設けられる。
【００１０】
前記シールパッキン４Ａは、所定の肉厚および内径と外径とを有するリング状をなす。内径は結合部材３Ａの内径と同一寸法に形成され、外径は取付用凹部２５の周面２５ｂ直径と略同一である。
【００１１】
シールパッキン４Ａの一端面４ａは、内径側から外径側に亘って漸次突出する傾斜面をなしていて、この傾斜角度は取付用凹部底面２５ａの傾斜角度と同程度である。また、シールパッキン４Ａの周面は軸方向と平行であり、この外径前端には内径方向に凹陥形成される係止凹部２６が設けられる。
【００１２】
前記係止凹部２６は、取付用凹部２５に設けられる係止突起２５ｃの寸法形状と対応するよう形成されていて、このことからシールパッキン４Ａは結合部材３Ａの取付用凹部２５に嵌め込まれる。
【００１３】
しかも、結合部材３Ａの係止突起２５ｃにシールパッキン４Ａの係止凹部２６が係止されているところから、シールパッキン４Ａが結合部材３Ａから軸方向へ抜け出ることの防止がなされている。
【００１４】
シールパッキン４Ａが結合部材３Ａに取付けられた状態で、シールパッキン４Ａの一端面４ｂは結合部材３Ａの前端面から突出している。シールパッキン４Ａの突出端面４ｂは、その突出量が外径側よりも内径側が大になるよう傾斜形成される。
【００１５】
シールパッキン４Ａの突出端面４ｂに形成される傾斜角度は、シールパッキン４Ａの一端面４ａと取付用凹部２５の底面２５ａに形成される傾斜角度と同程度であり、したがって例えば１５°に設定されている。
【００１６】
結局、シールパッキン４Ａの最も肉厚の厚い部位は内径側であり、肉厚の薄い部位は外径側であって、その両端面は内径側から外径側に下がり勾配となる傾斜面に形成されることになる。
【００１７】
図８（Ａ）は、結合部材３Ａ相互を正対させ、シールパッキン４Ａが対向している状態を示している。すなわち、結合部材３Ａ相互の結合前である。
【００１８】
図８（Ｂ）は、いずれか一方の結合部材３Ａを軸方向に移動して、結合部材３Ａ相互を結合させることにより、シールパッキン４Ａ相互が弾性変形して密接しシール性を確保している状態を示している。
【００１９】
シールパッキン４Ａの突出端面４ｂにおける傾斜角度の設定から、シールパッキン４Ａ相互を突き合わせても突出端面４ｂの外径側周縁は互いに密着せずに残り、かつ結合部材３Ａ相互の前端面は所定の間隔を存する。
【００２０】
このとき、結合部材３Ａ相互内には流体は流通せず、内部が無加圧状態である。また、シールパッキン４Ａは弾性材からなるので、全体の体積は結合前と結合後で全く変化しない。そのため、シールパッキン４Ａの外径側は結合前の傾斜面４ｂから突出して断面Ｒ状をなし、内径側は中心軸方向に突出するよう弾性変形する。
【００２１】
図８（Ｃ）は、実際に結合部材３Ａ内に流体を流通させた状態を示していて、内部に所定の圧力がかかっている。シールパッキン４Ａの内径面は流体圧を受けて外径側へ押圧され、その分、外径側周縁は外方へ突出する。
【００２２】
結合部材３Ａ相互を結合してシールパッキン４Ａ相互を密接させれば、シールパッキン４Ａ相互によりシール性を確保する。その一方で、シールパッキン４Ａと結合部材３Ａとの間に凹部空間が形成されないから、流体の液溜まりが生じることがなく、円滑に流通して常に新鮮な流体が得られる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、雌雄の区別のない同一形状の一対の結合金具本体からなるホースの結合金具は、特願２００１−１３４５７７号の明細書及び図面に記載されているように、図１、図２の結合金具本体１，１相互が軸方向に結合されると、一方の結合金具本体１の嵌合突部５が他方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に挿入され、また一方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に他方の結合金具本体１の嵌合突部５が挿入されて、互いに相補形に挿入するようになっている。
【００２４】
さらに、嵌合突部５の一方の側面には、周方向に突出する係止鉤部７が一体に設けられる。係止鉤部７，７相互が係合することにより、結合金具本体１，１相互が軸方向に結合される。また、係止鉤部７の係止面は、周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、これらが係合した状態で流体圧などにより結合金具本体１，１相互を引き離す方向の荷重が作用した場合に、係止鉤部７，７相互はより強く係合し、結合金具本体１，１相互の抜けを確実に防止するように構成される。
【００２５】
さらに、係止鉤部７，７相互が係合した状態で、嵌合突部５の先端面と嵌合凹部６の奥壁面との間に隙間を存している。したがって、係止鉤部７，７相互が係合した状態から、嵌合突部５と嵌合凹部６とがさらに軸方向に互いに進入するように移動可能である。従って、結合金具本体１，１の結合途中の押し込み量が大きく、このときシールパッキン４Ａが大きく撓む。
【００２６】
しかしながら、前述した特願２００１−１３４５７７号のものは、シールパッキン４Ａの内周面の幅をＤ＝５ｍｍ、結合部材３Ａの端面から突出するシールパッキン４Ａの突出量をδ＝１ｍｍとすると、結合部材３Ａ相互の結合途中の最大押し込み状態のとき、シールパッキン４Ａは突出量δに相当する１ｍｍ撓むことになり、δ／Ｄ＝１／５＝２０％の圧縮となる。
【００２７】
従って、シールパッキン４Ａは、シリコーンゴム等の柔らかくて弾性の大きい材質に限定され、医薬品等では弗素樹脂製のシールパッキンが求められているが、弗素樹脂は硬くて弾性が小さいため、前述のようなシールパッキンの構造では採用できない。
【００２８】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、結合状態で流体が溜まることの全くない構成で、常に新鮮な流体が得られ、適用範囲の拡大が得られるとともに、硬くて弾性の小さい材質でも確実にシールできるシールパッキンを提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動することを特徴とする。
【００３０】
請求項２の発明は、結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部に前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、
前記一対の結合部材の結合状態においては前記シール部が弾性復元力による回動によって互いに接合し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動することを特徴とする。
【００３１】
請求項３の発明は、結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体の内周側に一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部と、前記シールパッキン本体の外周側に一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出する負圧用シール片とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部の内側に負圧が作用したとき、前記シールパッキン本体がシールパッキンの弾性復元力によって前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動するとともに、前記負圧用シール片が大気圧によって互いに圧接することを特徴とする。
【００３２】
請求項４は、請求項１または２に記載の前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の曲率中心を中心とする円弧面を有する断面略半円形のシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に突出する断面略三角形のシール部とからなることを特徴とする。
【００３３】
請求項５は、結合・分離可能な一対の結合部材の一方の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、他方の結合部材の端部に平坦面を有し、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材の平坦面方向に突出するシール部とを有し、前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が相手側の結合部材の平坦面に弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が相手側の結合部材の平坦面から離間する方向に回動し、前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が相手側の結合部材の平坦面に圧接する方向に回動することを特徴とする。
【００３４】
請求項６は、請求項１〜５のいずれかに記載の前記シールパッキンは、弗素樹脂、硬質ゴム、金属のいずれかで形成されていることを特徴とする。
【００３５】
前記構成によれば、結合金具本体を軸方向に移動すると、結合金具本体相互を結合させる過程において、嵌合突部に突設される係止鉤部が相手側の係止鉤部を乗り越える、最大押し込み量に達したとき、シールパッキンのシール部が圧接される。しかし、シールパッキンは硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体が曲率中心を中心としてシール部が離間する方向に回動して反力を吸収する。
【００３６】
結合金具本体の係止鉤部相互が係止すると、係止鉤部の係止面が周方向に対して所定の角度だけオーバーハングしている分だけ結合部材相互が離間するため、シールパッキンのシール部の弾性復元力による回動によって互いに圧接する。従って、無加圧状態で、シール部相互が弾性的に接合してシールする。
【００３７】
そして、結合金具本体内に流体を流通させ、一対の結合金具の結合状態においてシールパッキン本体の内径側に内圧が加わると、シールパッキン本体が曲率中心を中心としてシールパッキン嵌合部の内部でシール部が圧接する方向に回動して接合面が互いに接合する。
【００３８】
このように、結合金具本体相互を結合してシールパッキン相互を密接させれば、シールパッキン相互によりシール性を確保する。その一方で、シールパッキンと結合金具本体の結合部材との間に凹部空間が形成されないから、流体の液溜まりが生じることがなく、円滑に流通して常に新鮮な流体が得られる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４０】
図１〜図５は第１の実施形態を示し、図１は特願２００１−１３４５７７号と基本的に同一構造の結合金具を示している。この結合金具は、雌雄のない同一の構造の一対の結合金具本体１，１から構成される。それぞれの結合金具本体１は、たとえば配管２端部にロー付けなどの適宜な手段で連結固定される。
【００４１】
前記結合金具本体１は略円筒体からなっていて、その外径は配管２の連結部から先端に亘って直径が拡大するテーパー状に形成され、内径は連結される配管２の内径と略同一に形成される。
【００４２】
結合金具本体１の内径先端から円筒状の結合部材１４が螺装されている。そして、結合部材１４の前端面に、後述するシールパッキン１６が回動自在に取付け固定される。
【００４３】
前記結合金具本体１の先端は結合部材１４を囲んでおり、ここには周方向に所定間隔を存して、かつ軸方向に突出する複数の嵌合突部５が一体に設けられる。これら嵌合突部５の相互間を、それぞれ嵌合凹部６と呼ぶ。
【００４４】
前記結合金具本体１相互が軸方向に結合されると、一方の結合金具本体１の嵌合突部５が他方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に挿入され、また一方の結合金具本体１の嵌合凹部６内に他方の結合金具本体１の嵌合突部５が挿入されて、互いに相補形に挿入するようになっている。
【００４５】
なお、嵌合凹部６の幅寸法は嵌合突部５の幅寸法よりも広く形成されていて、嵌合凹部６内に嵌合突部５が挿入した状態で、対向する側面相互間に隙間を存することになる。
【００４６】
前記嵌合突部５の一方の側面５ａには、周方向に突出する係止鉤部７が一体に設けられる。従って、互いの嵌合突部５に突設される係止鉤部７相互が係合することにより、結合金具本体１相互が軸方向に結合されることとなる。
【００４７】
また、係止鉤部７の係止面は、周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、これらが係合した状態で流体圧などにより結合金具本体１相互を引き離す方向の荷重が作用した場合に、係止鉤部７相互はより強く係合し、結合金具本体１相互の抜けを確実に防止するように構成される。
【００４８】
さらに、係止鉤部７相互が係合した状態で、嵌合突部５の先端面と嵌合凹部６の奥壁面との間に隙間を存している。したがって、係止鉤部７相互が係合した状態から、嵌合突部５と嵌合凹部６とがさらに軸方向に互いに進入するように移動可能である。
【００４９】
係止鉤部７が設けられていない嵌合突部５の他方の側面５ｂは、結合金具本体１の軸方向に対して傾斜している。すなわち、嵌合突部５は嵌合凹部６の底部に相当する基端から先端に亘って周方向の幅寸法が狭くなるテーパー状に形成され、前記側面５ｂは嵌合突部５を嵌合凹部６に挿入する際のガイド面をなす。
【００５０】
前記テーパー状側面５ｂには、それぞれ付勢機構８が設けられている。この付勢機構８は、図２に拡大して示すように、円筒形のケース部材９内に突没自在に収容される付勢部材としての鋼球１０と、この鋼球１０を嵌合突部側面５ｂから突出する方向に弾性的に押圧付勢するスプリング１１とから構成される。
【００５１】
同図に示すように、嵌合突部５が相手側の嵌合凹部６内に嵌合されると、付勢機構８相互が対向して鋼球１０相互が互いに当接し押圧しあう。その結果、嵌合突部５の付勢機構８が設けられる側面５ｂ相互が離反し、かつ反対側の側面５ａ相互が密接するよう押圧付勢される。
【００５２】
そして、これら側面５ａには係止鉤部７が設けられているので、前記付勢機構８、８の作用によって係止鉤部７、７相互はより強固に係合し、衝撃などによって問題が発生しない。
【００５３】
このようにして構成される結合金具本体１，１相互を結合するには、一方の結合金具本体１の嵌合突起５に対して他方の結合金具本体１の嵌合凹部６を正対させる。必然的に、一方の結合金具本体１の嵌合凹部６に対して他方の結合金具本体１の嵌合突部５が正対する。
【００５４】
そのままの姿勢を保持して、少なくとも一方の結合金具本体１を軸方向に移動すればよい。結合金具本体１，１相互の嵌合凹部６内に嵌合突部５が挿入され、かつ付勢機構８の鋼球１０，１０相互が転接した状態で、互いの係止鉤部７，７相互が係合する。
【００５５】
結合金具本体１，１相互が結合されて、配管２，２相互の結合がなされる。同時に、後述するようにシールパッキン１６，１６相互が密接状態となり、結合金具本体１，１と配管２，２相互に対するシール性が確保される。
【００５６】
必要に応じて配管２を分解（分離）する場合は、いずれか一方の結合金具本体１を周方向に回動付勢すればよい。このときの回動付勢方向は、付勢機構８が設けられる側面５ｂ、５ｂ相互が密接する方向である。
【００５７】
すなわち、付勢機構８の押圧付勢力に抗して結合金具本体１を回動することとなり、側面５ｂ，５ｂ相互が密接したところで、それまで係合状態にあった係止鉤部７，７相互が離反する。結合金具本体１，１相互の結合状態が解除されて、結合金具本体は互いに自由になり、分解できる。
【００５８】
なお、ここでは結合金具本体１に配管２を接続したが、配管に代わって弁類などの配管接続機器あるいはホース類でもよく、また、結合金具本体１を、本体部と、嵌合部とから構成するよう変更してもよい。
【００５９】
すなわち、本体部の一端に配管２を接続し、他端に前記結合部材１４を取付け、嵌合部には嵌合突部５、嵌合凹部６、係止鉤部７、付勢機構８などを形成する。このことにより、結合金具本体１，１相互の結合と分解（分離）の際は、嵌合部に対する操作ですみ、嵌合部が容易に扱えて作業性の向上を得る。
【００６０】
いずれの構成の結合金具本体１であっても、結合部材１４と、この結合部材１４に取付けられるシールパッキン１６は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように構成されている。
【００６１】
結合部材１４の端部における内周側に偏倚した部分には、後述する加工方法で切削加工されるシールパッキン嵌合部１５が設けられている。このシールパッキン嵌合部１５は曲率中心Ｏを中心とする凹円弧面１５ａを有する断面半円形に形成されている。
【００６２】
シールパッキン１６のシールパッキン本体１７は、例えば弗素樹脂材料であるＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）てリング状に形成され、そのシールパッキン本体１７はシールパッキン嵌合部１５の内部に回動自在に嵌合されている。このシールパッキン本体１７は前記曲率中心Ｏを中心とする凸円弧面１７ａを有する断面略半円形をなし、シールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａはシールパッキン嵌合部１５の凹円弧面１５ａを滑りながら回動するようになっている。
【００６３】
シールパッキン本体１７には結合部材１４の端部より相手側の結合金具本体１の結合部材１４方向に突出するシール部１８が一体に設けられている。このシール部１８は結合部材１４の内周面と略面一の内周面１８ａと、結合部材１４の外周から内周に向かって上り勾配に傾斜する接合面１８ｂとを有して鋭角の尖端部１８ｃを有する略三角形状に形成されている。本実施形態においては、曲率中心Ｏから尖端部１８ｃの位置が結合部材１４の軸方向に対して４５°の位置にある。
【００６４】
そして、前記一対の結合金具本体１，１の結合状態においてシールパッキン１６の内周面１８ａに内圧が加わったとき、シールパッキン本体１７がシールパッキン嵌合部１５の内部で曲率中心Ｏを中心としてシール部１８が互いに圧接する方向に回動するようになっている。
【００６５】
シールパッキン１６のシール部１８の尖端部１８ｃが曲率中心Ｏからα＝４５°の時には軸方向の移動量Ｌｇ＝１ｍｍと径方向の移動量Ｌｋ＝１ｍｍが１対１となるが、このαを任意に選べば比率を変えることができる。結合部材１４の内周面の半径と略同一である。シールパッキン１６の半径Ｒ＝５０ｍｍとしたとき、撓み量＝Ｌｋ／Ｒ＝１／５０＝２％圧縮となる。
【００６６】
このように軸方向の移動量であるパッキンの突出量を１ｍｍ確保すると、従来のパッキンの場合は従来の技術で述べたように、２０％の圧縮変形が必要であったが、この発明のパッキンであれば、２％の圧縮変形ですむというのが大きな特徴である。
【００６７】
さらに、加圧状態となると、シール部１８の内周面１８ａのＷ＝５ｍｍの面圧で回転力が発生してシール部１８の尖端部１８ｃ同士が押し付けられる方向に回動し、この圧縮力によってシールする。
【００６８】
なお、ここで結合部材１４のシールパッキン嵌合部１５の加工方法について説明すると、図４に示すように、普通旋盤（ＸＹ等の２軸制御）で加工する場合、図４（Ａ）に示すように、結合部材１４の軸方向に対して４５°の方向から粗取りバイト２０によって切り込みを入れ、仕上げ代を０．２〜０．５ｍｍ程度を残して切削する。シールパッキン圧入代を０．３ｍｍの場合、シールパッキンがφ５ｍｍの場合、０．３／５＝６％圧縮の圧入になる。
【００６９】
次に、図４（Ｂ）に示すように、仕上バイト２１に示すように、約４５°方向へ押し込んだ後、仕上バイト２１を矢印に示すように左右方向に０．３ｍｍ程度振ると、シールパッキン嵌合部１５を略真円状に加工できる。シールパッキン嵌合部１５がφ５ｍｍで、直線部が０．３ｍｍの場合、真円との隔たりである高さは０．００５ｍｍであり、無視できる。
【００７０】
また、普通旋盤（ＸＹ等の２軸制御）に代わって複合旋盤（ＸＹＺＡＢ等の５軸制御）を使用してバイトを回転制御することにより、一層簡単に加工できる。
【００７１】
次に、第１の実施形態の作用について説明する。
【００７２】
図５（Ａ）は、結合金具本体１相互の結合前の状態であり、結合部材１４のシールパッキン嵌合部１５に装着されたシールパッキン１６は無圧縮状態である。
【００７３】
次に、図５（Ｂ）に示すように、いずれか一方の結合金具本体１を軸方向に移動すると、結合金具本体１相互を結合させる過程において、図２に示すように、嵌合突部５に突設される係止鉤部７が相手側の係止鉤部７を乗り越える、最大押し込み量に達したとき、シールパッキン１６のシール部１８のシール面１８ｂが圧接されるが、シールパッキン１６は硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシール部１８が離間する方向（矢印ａ方向に）に回動して反力を吸収する。つまり、シール部１８の尖端部１８ｃと曲率中心Ｏがシールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａの半径分だけずれているので回転モーメントが発生して回動する。
【００７４】
次に、図５（Ｃ）に示すように、結合金具本体１，１の係止鉤部７と係止鉤部７とが係止すると、係止鉤部７の係止面が周方向に対して所定の角度だけオーバーハングしている分だけ結合部材１４，１４相互が離間（矢印ｂ方向）するため、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によって互いに圧接する方向（矢印ｃ方向）に圧接する。従って、無加圧状態で、シール部１８の尖端部１８ｃ相互が弾性的に接合してシールする。
【００７５】
次に、図５（Ｄ）に示すように、実際に配管２および結合金具本体１内に流体を流通させ、一対の結合金具の結合状態においてシール部１８に内圧が加わると、シールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシールパッキン嵌合部１５の内部でシール部１８が圧接する方向（矢印ｄ方向）に回動して接合面１８ｂが互いに接合する。
【００７６】
このように、結合金具本体１相互を結合してシールパッキン１６相互を密接させれば、シールパッキン１６相互によりシール性を確保する。しかも、シールパッキン１６，１６のシール部１８間に段差がなく、フラットな状態となり、流通抵抗を軽減できる。その一方で、シールパッキン１６と結合金具本体１の結合部材１４との間に凹部空間が形成されないから、流体の液溜まりが生じることがなく、円滑に流通して常に新鮮な流体が得られる。
【００７７】
図６は、第２の実施形態を示し、第１の実施形態のシールパッキン１６のシールパッキン本体１７の外周側に結合部材１４の端部より相手側の結合部材１４方向に突出する負圧用シール片１９を設けたものである。この負圧用シール片１９は肉厚が薄いが、大気圧は９．８×１０−２ＭＰａという小さい圧力なので対応できる。
【００７８】
次に、第２の実施形態の作用について説明する。
【００７９】
図６（Ａ）は、結合金具本体１相互の結合前の状態であり、結合部材１４のシールパッキン嵌合部１５に装着されたシールパッキン１６は無圧縮状態である。
【００８０】
次に、図６（Ｂ）に示すように、いずれか一方の結合金具本体１を軸方向に移動すると、結合金具本体１相互を結合させる過程において、図２に示すように、嵌合突部５に突設される係止鉤部７が相手側の係止鉤部７を乗り越える、最大押し込み量に達したとき、シールパッキン１６のシール部１８のシール面１８ｂが圧接されるが、シールパッキン１６は硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシール部１８が離間する方向（矢印ａ方向に）に回動して反力を吸収する。このとき、負圧用シール片１９も互いに圧接される。つまり、シール部１８の尖端部１８ｃと曲率中心Ｏがシールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａの半径分だけずれているので回転モーメントが発生して回動する。
【００８１】
次に、図６（Ｃ）に示すように、係止鉤部７と係止鉤部７とが係止すると、係止鉤部７の係止面が周方向に対して所定の角度だけオーバーハングしている分だけ結合部材１４，１４相互が離間（矢印ｂ方向）するため、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によって互いに圧接する方向（矢印ｃ方向）に弾性変形する。従って、無負圧状態で、シール部１８の尖端部１８ｃ相互が弾性的に接合してシールするとともに、負圧用シール片１９の先端部相互が接合した状態となる。
【００８２】
次に、図６（Ｄ）に示すように、実際に配管２および結合金具本体１が真空状態となると、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によって互いに圧接する方向に接合してシール状態を維持するとともに、負圧用シール片１９が大気圧によってシールパッキン本体１７方向に押圧され、互いに圧接する方向（矢印ｅ方向に）に弾性変形するため、外部の空気が結合金具本体１の内部に侵入することはない。
【００８３】
図７は第３の実施形態を示し、一方の結合部材１４の端部にはシールパッキン嵌合部１５が設けられ、シールパッキン１６のシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏを中心として回動自在に嵌合されていることは、第１及び第２の実施形態と同一である。本実施形態は、前記結合部材１４に結合される他方の結合部材としての筒体３０の端部には平坦面３１が形成されている。
【００８４】
従って、結合部材１４と筒体３０とが相対的に軸方向に移動して結合部材１４と筒体３０を結合させる過程において、シールパッキン１６のシール部１８のシール面１８ｂが平坦面３１に圧接されるが、シールパッキン１６は硬く弾性が小さいため、反力によってシールパッキン本体１７が曲率中心Ｏとしてシール部１８が離間する方向（矢印ａ方向に）に回動して反力を吸収する。つまり、シール部１８の尖端部１８ｃと曲率中心Ｏがシールパッキン本体１７の凸円弧面１７ａの半径分だけずれているので回転モーメントが発生して回動する。
【００８５】
そして、結合部材１４と筒体３０とが結合されると、シールパッキン１６のシール部１８の弾性復元力による回動によってシール部１８が筒体３０の平坦面３１に圧接してシールする。結合部材１４と筒体３０の結合状態においてシール部１８に内圧が加わったとき、シールパッキン本体１７が曲率中心Ｏを中心としてシール部１８が筒体３０の平坦面３１に圧接する方向に回動する。
【００８６】
なお、前記実施形態においては、シールパッキンを弗素樹脂製としたが、この発明は、前記実施形態に限定されず、硬質ゴム、金属製のシールパッキンにも適用できる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、結合金具本体相互の結合状態でシール性を確保して高い信頼性が得られ、配管内部に流通する流体の液溜まりの発生する余地が全くなく、硬くて弾性の小さい材質でも確実にシールできるシールパッキンを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の結合金具を分離して示す一部を断面した側面図。
【図２】同実施形態の、付勢機構を示す結合金具本体の一部を断面した側面図。
【図３】同実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）はシールパッキンの断面図。
【図４】同実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）は切削加工方法を示す断面図。
【図５】同実施形態を示し、（Ａ）〜（Ｄ）は作用説明図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示し、（Ａ）〜（Ｄ）は作用説明図。
【図７】本発明の第３の実施形態を示し、（Ａ）（Ｂ）は作用説明図。
【図８】先行技術を示し、（Ａ）〜（Ｃ）は作用説明図。
【符号の説明】
１…結合金具本体、
２…配管、
５…嵌合突部、
６…嵌合凹部、
７…係止鉤部、
８…付勢機構、
１４…結合部材
１５…シールパッキン嵌合部
１６…シールパッキン
１７…シールパッキン本体
１８…シール部
１９…負圧用シール片
Claims (6)
- 結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部とを有し、
前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、
前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動することを特徴とするシールパッキン。 - 結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部に前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部とを有し、
前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、
前記一対の結合部材の結合状態においては前記シール部が弾性復元力による回動によって互いに接合し、
前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動することを特徴とするシールパッキン。 - 結合・分離可能な一対の結合部材の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体の内周側に一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出するシール部と、前記シールパッキン本体の外周側に一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材方向に突出する負圧用シール片とを有し、
前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が離間する方向に回動し、
前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部の内側に負圧が作用したとき、前記シールパッキン本体がシールパッキンの弾性復元力によって前記曲率中心を中心として前記シール部が圧接する方向に回動するとともに、前記負圧用シール片が大気圧によって互いに圧接することを特徴とするシールパッキン。 - 前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の曲率中心を中心とする円弧面を有する断面略半円形のシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に突出する断面略三角形のシール部とからなることを特徴とする請求項１または２記載のシールパッキン。
- 結合・分離可能な一対の結合部材の一方の端部に、その内周面に沿って設けられた円環状のシールパッキン嵌合部に嵌合され、他方の結合部材の端部に平坦面を有し、前記一対の結合部材を結合したとき、両結合部材間をシールするシールパッキンにおいて、
前記シールパッキンは、前記シールパッキン嵌合部の内部に曲率中心を有する円弧面を少なくとも一部に有し、前記シールパッキン嵌合部の内部の前記曲率中心を中心として回動自在に設けられたシールパッキン本体と、このシールパッキン本体と一体に設けられ前記結合部材の端部より相手側の結合部材の平坦面方向に突出するシール部とを有し、
前記一対の結合部材を結合する過程において前記シール部が相手側の結合部材の平坦面に弾性的に圧接したとき、その反力によって前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が相手側の結合部材の平坦面から離間する方向に回動し、
前記一対の結合部材の結合状態において前記シール部に内圧が加わったとき、前記シールパッキン本体が前記曲率中心を中心として前記シール部が相手側の結合部材の平坦面に圧接する方向に回動することを特徴とするシールパッキン。 - 前記シールパッキンは、弗素樹脂、硬質ゴム、金属のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のシールパッキン。
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