JP4674078B2 - フランジ配管どうしの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、フランジ配管どうしの接続構造に係り、詳しくは、半導体製造や医療・医薬品製造、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フランジ配管どうしを連通接続させるための接続構造に関するものである。

従来、フランジ配管どうしを、それらの流体通路どうしに亘って流体の往来が自在となるように接続させる手段としては、一方のフランジ配管である第１フランジ配管の第１フランジ部と、他方のフランジ配管である第２フランジ配管の第２フランジ部とを、これらの間にリング状のガスケットを介して複数のボルト・ナットを用いて締め付け固定させる構造を採るのが一般的であった。このような例としては、特許文献１や特許文献２において開示されたものが知られている。

また、参考に記すが、フランジ配管とポンプやバルブ等の流体機器とを接続連結する場合も、前述のフランジ配管どうしの接続構造に準じた接続構造が採られる。つまり、フランジ配管のフランジ部と、流体機器の流体給排口部の端部とをガスケットを介して突合せて対抗配置し、これら両者をボルト等によって締め付けて連結させる接続構造である。

上記の接続構造においては、ガスケットが挟み込まれた一対のフランジ部どうしを所定の面圧に達するまでボルトを締付けることにより、有効なシール性能を出すようになる。しかしながら、ボルトの締付け力は時間と共に低下するので、締付け力低下、即ちトルクダウンによる接続部からの漏れを防止するには定期的に増し締めを行う必要があった。ガスケットを用いてシールする場合は非常に高い締付け力が必要になるので、フランジ配管のフランジ部や流体機器の流体給排口部には高い強度が必要になるとともに、その接続連結するための作業性の点でも不利なものであった。

また、上述の特許文献１，２において開示された接続構造では、フランジ配管や流体機器のフランジ部における管状の流体通路の径よりもスケットの内径がやや大きいものであって流体通路に凹凸が存在することから、その部分に液溜まりが生じて高純度化やクリーン化を阻害する原因となるおそれもあった。
特開２０００−１２０９５３号公報 特開平１０−２３１９６９号公報

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液体の配管系統におけるフランジ配管どうしの接続構造に工夫を凝らすことにより、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ようにすることにある。また、接続部における液溜りをなくして高純度化できるようにする点も目的である。

請求項１に係る発明は、管状の流体通路４を有した管状部１Ａの端部に、この管状部１Ａより大径で合成樹脂製の第１フランジ部１Ｂを有する第１フランジ配管１の前記第１フランジ部１Ｂと、管状の流体通路４を有した管状部２Ａの端部に、この管状部２Ａよりも大径で合成樹脂製の第２フランジ部２Ｂを有する第２フランジ配管２の前記第２フランジ部２Ｂとを連通接続するフランジ配管どうしの接続構造において、
前記第１フランジ部１Ｂ及び第２フランジ部２Ｂが夫々の端面に互いに正対して連通するよう前記流体通路４を開口するとともに、互いに正対して嵌合する第１シール端部ｔ１及び第２シール端部ｔ２を備え、
前記第１シール端部ｔ１又は第２シール端部ｔ２のいずれか一方は、前記第１フランジ部１Ｂ又は第２フランジ部２Ｂの何れか一方の端面に開口する前記流体通路４の外径側部分に形成された環状溝６により構成され、もう一方は、前記第１フランジ部１Ｂ又は第２フランジ部２Ｂの何れか他方の端面に開口する前記流体通路４の外径側部分に、前記環状溝６に嵌合するよう突出形成された環状突起８により構成されており、
前記第１フランジ配管１と第２フランジ配管２とに亘って、前記環状溝６と環状突起８とが互いに嵌め合わされて嵌合シール部３を形成するよう前記第１フランジ部１Ｂと前記第２フランジ部２Ｂとを互いに引寄せるとともに、この引寄せ状態を維持する引寄せ手段Ｍを備え、
前記環状溝６により構成される前記第１シール端部ｔ１又は第２シール端部ｔ２には、前記環状溝６の内径部と前記流体通路４との間に環状の第１接合端部５を形成し、この第１接合端部５の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面５ａが形成され、
前記環状突起８により構成される前記第２シール端部ｔ２又は第１シール端部ｔ１には、前記環状突起８と前記流体通路４との間に環状の第２接合端部７を形成し、この第２接合端部７の先端外周面に、前記テーパ内周面５ａに当接するテーパ外周面７ａが先窄まりテーパ状に形成され、
前記引寄せ手段Ｍにより前記第１フランジ部１Ｂと前記第２フランジ部２Ｂとを互いに引寄せることにより前記テーパ内周面５ａと前記テーパ外周面７ａとが圧接されるように構成され、
前記テーパ内周面５ａと前記テーパ外周面７ａとが圧接される状態では、前記環状溝６と前記環状突起８との軸心Ｐ方向の間、及び前記第１フランジ部１Ｂの端面の前記環状溝６より外径部１ｇと、第２フランジ部２Ｂの端面の環状突起８より外径部２ｇとの軸心Ｐ方向の間の夫々には隙間が存在するように設定されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のフランジ配管どうしの接続構造において、前記引寄せ手段Ｍが、前記第１フランジ部１Ｂより大なる外径を有するとともに前記第１，２フランジ配管１，２の軸心Ｐ方向で前記第１フランジ部１Ｂに干渉するよう前記第１フランジ配管１の管状部１Ａに外嵌される第１割型リング２５と、
前記第１フランジ部１Ｂの通過は許容し、かつ、前記第１割型リング２５とは前記軸心Ｐ方向で干渉する開口部２４ａを有する内向きフランジ２４が一端部に形成され、かつ、他端部の外周に雄ネジ部２２ｎが形成される第１の筒状ナット２２と、
前記第２フランジ部２Ｂ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フランジ部２Ｂに干渉するよう前記第２フランジ配管２の管状部２Ａに外嵌される第２割型リング２５と、
前記第２フランジ部２Ｂの通過は許容し、かつ、前記第２割型リング２５とは前記軸心Ｐ方向で干渉する開口部２４ａを有する内向きフランジ２４が一端部に形成され、かつ、他端部の内周に前記雄ネジ部２２ｎに螺合自在な雌ネジ部２３ｎが形成される第２の筒状ナット２３とから成り、
前記雄ネジ部２２ｎと前記雌ネジ部２３ｎとを螺合させての前記両筒状ナット２２，２３どうしの締付け操作によって、前記第１フランジ部１Ｂと第２フランジ部２Ｂとが互いに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。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のフランジ配管どうしの接続構造において、前記引寄せ手段Ｍが、前記第１フランジ部１Ｂ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２１ｎを備えた筒状ナット２１と、前記第２フランジ部２Ｂより大なる外径を有するとともに前記第１，２フランジ部の軸心Ｐ方向で前記第２フランジ部２Ｂに干渉するよう前記第２フランジ配管２の管状部２Ａに外嵌される割型リング２５とから成り、
前記筒状ナット２１の一端部には、前記第２フランジ部２Ｂの通過は許容し、かつ、前記割型リング２５とは前記軸心Ｐ方向で干渉する開口部２４ａを有する内向きフランジ２４が形成されており、
前記筒状ナット２１の前記雄ネジ部２１ｎへの締付け操作によって、前記第１フランジ部１Ｂと前記第２フランジ部２Ｂとが互いに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。

請求項４に係る発明は、請求項２又は３に記載のフランジ配管どうしの接続構造において、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）前記筒状ナット２１，２２，２３の、前記内向きフランジ２４に隣接する割型リング内嵌部分の内周面部２１ｍ，２２ｍ，２３ｍ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２１ｍ，２２ｍ，２３ｍの内径と、断面矩形に形成された前記割型リング２５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２５の外嵌された前記管状部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に形成され、かつ、その外径部の外径と、前記割型リング２５の内径とがほぼ同一径に形成されている。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載のフランジ配管どうしの接続構造において、前記引寄せ手段Ｍが、前記第１，２フランジ配管１，２の軸心Ｐ方向に沿う状態で前記両フランジ部１Ｂ，２Ｂの夫々に形成された孔１ｈ，２ｈどうしに貫通されるボルト４１及びナット４２から構成されており、
前記ボルト４１に前記ナット４２を締付けることによって前記第１フランジ部１Ｂと前記第２フランジ部２Ｂとが互いに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。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のフランジ配管どうしの接続構造において、前記合成樹脂がフッ素系樹脂であることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明によれば、第１フランジ配管のフランジ部に形成される第１シール端部と第２フランジ配管のフランジ部に形成される第２シール端部とにより、環状溝と環状突起とをフランジ配管の軸心方向に沿って嵌め込むことによる嵌合シール部が形成されるから、これら嵌合シール部が存在するだけで、両フランジ部どうしを互いに強く押し合わなくても優れたシール作用が発揮されるようになる。従って、両フランジ配管を接続するための引寄せ手段は、各シール端部どうしを嵌合させるにあたり、従来のような高い圧力で締付ける必要はなく、通常の締付け力で締め付け固定すれば足りるとともに、強い締付けによる各シール端部の変形が生じないので、各フランジ配管の流体通路どうしが凹凸なく一定の径のものとして、液溜りが生じないようにすることも可能になる。その結果、引寄せ手段の経時変化に伴うトルクダウンが少なくなって、増し締めが不要或いは殆ど行わなくても良いものとなり、長期に亘って良好なシール性能が維持できるとともに、組付け作業性も改善されるフランジ配管どうしの接続構造を提供することができる。

第１，２フランジ部にそれぞれ形成された第１シール端部及び第２シール端部の環状溝と環状突起とが互いに嵌り合って嵌合シール部を形成するので、第１，２フランジ部間からの液漏れを阻止できて優れたシール性を得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。そして、引寄せ手段によって両フランジ部どうしは互いに接近すべく引寄せられ、かつ、その接近された状態を維持できるので、フランジ配管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、信頼性に優れるフランジ配管どうしの接続構造を提供することができる。

請求項１に係る発明によれば、シール接続状態においては、第１シール端部と第２シール端部とのいずれか一方の環状溝と、いずれか他方の環状突起との嵌合部分の内径側に、第１接合端部のテーパ内周面と第２接合端部のテーパ外周面とが圧接される構成が存在しており、それによってよりシール性に優れるとともに液溜り箇所がなく高純度化が促進できるシール部が構成されるに加えて、次のような効果を得ることができる。即ち、詳しくは実施例において述べるが、環状溝の内径側部分に剛性が不足するような場合には、環状突起の環状溝への嵌合に伴い、第１シール端部又は第２シール端部の第１接合端部が内径側に傾き変形するおそれがある。しかしながら、その傾き変形しようとする第１接合端部を内径側から第２接合端部が支える構成となっており、第１接合端部の剛性不足を補ってその内径側への傾き変形を阻止でき、それによって液溜りの生じない管状の流体通路を確保することができる。

請求項２に係る発明によれば、各管状部に外嵌される第１及び第２割型リングを介して、第１フランジ配管側に装備される第１の筒状ナットと第２フランジ配管側に装備される第２の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シール端部と第２シール端部とのいずれか一方の環状溝と、いずれか他方の環状突起とを嵌合させて、第１，２フランジ部どうしを、つまりは第１，２フランジ配管どうしを連通接続することができる。そして、筒状ナットどうし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。また、一対の割型リングと一対の筒状ナットを用いているので、各フランジ部には、ネジを形成する等の接続のための構成が不要であり、第１，２フランジ部を同一のものにできる等、夫々のフランジ部の共通化や廉価化が可能となる点も好ましい。

また、各筒状ナットは対応するフランジ部に外嵌装着及び離脱が自在であり、外嵌装着状態では割型リングを介して対応するフランジ部に軸方向で干渉するから、一対の筒状ナットによる第１，２フランジ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１，２フランジ配管に後付け装着することが自在である。加えて、少ない部品数で済む合理的なものとしながら筒状ナットどうしの締付け力を確実に第１，２フランジ部に伝達することができる。従って、第１，２フランジ配管の製造時に対応する筒状ナットをそれらの管状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、一対の筒状ナットと一対の割型リングとを用いてフランジ配管どうしの接続操作が簡単で便利に行える。

請求項３に係る発明によれば、第１フランジ部１Ｂに割型リングを介して係合されている筒状ナットを、第２フランジ部の雄ネジに螺進させるだけの簡単な操作により、第１シール端部と第２シール端部とのいずれか一方の環状溝と、いずれか他方の環状突起とを嵌合させて第１，２フランジ部どうしを、つまりは第１，２フランジ配管どうしを連通接続することができる。そして、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。

また、筒状ナットは第１フランジ部に外嵌装着及び離脱が自在であり、外嵌装着状態では割型リングを介して第１フランジ部に軸方向で干渉するから、筒状ナットによる第１，２フランジ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フランジ配管に後付け装着することが自在である。加えて、少ない部品数で、かつ、部品の種類として１種類で済む経済的、合理的なものとしながら筒状ナットの締付け力を確実に第２フランジ部に伝達することができる。従って、第１フランジ配管の製造時に筒状ナットをその管状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フランジ配管どうしの接続操作が簡単で便利に行える。

請求項４に係る発明によれば、（イ）筒状ナットの内径部の内奥部における内向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、フランジ部に筒状ナッ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、フランジ部を効果的に押圧できて、両フランジ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。

請求項５に係る発明によれば、両フランジ部に形成された孔を通すことで、それら両フランジ部どうしに亘って貫通するボルト・ナットを設けるだけの簡単な手段で引寄せ手段を構成することができる。つまり、構造簡単で廉価な引寄せ手段としながら種々の利点を有するフランジ配管どうしの接続構造を得ることができる。

請求項６に係る発明によれば、第１，２フランジ部が、耐薬品性及び耐熱性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。

以下、本発明によるフランジ配管どうしの接続構造、及び参考として述べるフランジ配管と流体機器との接続構造の好適な実施形態及び参考実施形態を図面に基き説明する。図１〜図６はフランジ配管どうしの接続構造に関する図であり、実施例１〜４として説明する。図７〜図１３はフランジ配管と流体機器との接続構造に関する図であり、参考実施例実施例５〜９として説明する。

実施例１によるフランジ配管どうしの接続構造は、図１に示すように、第１フランジ配管１の第１フランジ部１Ｂと、第２フランジ配管２の第２フランジ部２Ｂとを、互いに正対して嵌合する第１シール端部ｔ１と第２シール端部ｔ２との嵌合によって成る嵌合シール部３を介して連通接続する構造である。第１フランジ配管１は、円管状の流体通路４を有した管状部１Ａの端部に、この管状部１Ａより大径で断面円形の第１フランジ部１Ｂを有するＰＴＦＥ等のフッ素樹脂（合成樹脂の一例）製のものに構成されている。第２フランジ配管２は、円管状の流体通路４を有した管状部２Ａの端部に、この管状部２Ａよりも大径で断面円形の第２フランジ部２Ｂを有するＰＴＦＥ等のフッ素樹脂（合成樹脂の一例）製のものに構成されている。例えば、金属、非鉄金属、ＰＥ樹脂等のフッ素樹脂以外の材料から形成される管状部１Ａと、フッ素樹脂製の第１フランジ部１Ｂとを固着一体化して成る第１フランジ配管１（及び第２フランジ配管２）を用いることも可能である。

実施例１においては、第１フランジ配管１と第２フランジ配管２とは互いに共通の軸心Ｐを有しており、図２に示すように、第１シール端部ｔ１は、第１フランジ部１Ｂの端面に開口する流体通路４の外径側部分に形成された環状溝６により構成され、第２シール端部ｔ２は、第２フランジ部２Ｂの端面に開口する流体通路４の外径側部分に、環状溝６に嵌合するよう突出形成された環状突起８により構成されている。各流体通路４，４は互いに同じ径に形成されている。そして、第１フランジ配管１と第２フランジ配管２とに亘って、環状溝６と環状突起８とが互いに嵌め合わされて嵌合シール部３を形成するよう、第１フランジ部１Ｂと第２フランジ部２Ｂとを互いに引寄せるとともに、この引寄せ状態を維持する引寄せ手段Ｍを備えている。

第１フランジ配管１に形成される第１シール端部ｔ１は、第１フランジ部１Ｂにおける流体通路４を開口する第１フランジ部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と同心に外方開放状に形成される環状溝６により構成される。また、この第１シール端部ｔ１は、環状溝６の内径部と流体通路４との間に形成される環状の第１接合端部５を有しており、その先端内周側には先拡がりテーパ状のテーパ内周面５ａが形成されている。環状溝６は、流体通路４から外径側に比較的近い位置において流体通路４の軸心Ｐ方向に深い断面矩形を呈する形状に形成されており、その内周面６ａは第１接合端部５の外周面を兼ねている。

第２フランジ配管２に形成される第２シール端部ｔ２は、第２フランジ部２Ｂ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と同心に、かつ、環状溝６に嵌合するよう一体に突出形成される環状突起８により構成される。また、この第２シール端部ｔ２は、環状突起８と流体通路４との間に形成される環状の第２接合端部７を有しており、その先端外周面にはテーパ内周面５ａに当接するテーパ外周面７ａが先窄まりテーパ状に形成されている。環状突起８は、流体通路４の軸心Ｐ方向に長い断面矩形を呈する形状に形成されており、その突出長さは環状溝６の深さよりも僅かに短い寸法に設定されている。第２接合端部７と環状突起８との間は、先拡がりする環状の谷部分となっており、この谷部分に第１接合端部５が嵌り込むことが自在な構成となっている。

図２に示すように、環状突起８の自由状態における厚み、即ち径方向寸法が環状溝６の自由状態における溝幅、即ち径方向寸法を上回る値に設定してあると、引寄せ手段Ｍによって環状溝６と環状突起８とが互いに嵌合して形成される嵌合シール部３は、環状溝６の内径側周面６ａ及び外径側周面６ｂの双方と環状突起８とが径方向で圧接される一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２により構成される。ただし、嵌合シール部３としては、一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２の両方が満たされるように形成されることがシール性を高められる点で好ましいが、一次シール部Ｓ１のみ、又は二次シール部Ｓ２のみを満たすように形成されるものであってもよい。

引寄せ手段Ｍによって両フランジ部１Ｂ，２Ｂが互いに接近する方向に引寄せられて行くと、まず、環状溝６と環状突起８とが嵌合し、その大部分が嵌合してからテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが当接するようになる。そして、これらテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが強く圧接して、第１フランジ部１Ｂと第２フランジ部２Ｂとの接近移動が止まった状態では、環状溝６と環状突起８との軸心Ｐ方向の間、及び第１フランジ部１Ｂの端面の環状溝６より外径部１ｇと、第２フランジ部２Ｂの端面の環状突起８より外径部２ｇとの軸心Ｐ方向の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、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａ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、環状溝６と環状突起８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、またテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの間で形成される三次シール部Ｓ３で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間をクリーンな状態で液体を流すことができる。

引寄せ手段Ｍは、図１〜図３に示すように、二組の割型リング２５，２５と一対の筒状ナット２２，２３との計四個の部品から構成されている。第１フランジ配管１に外嵌される第１割型リング２５は、第１フランジ部１Ｂより大なる外径を有するとともに第１，２フランジ配管１，２の軸心Ｐ方向で第１フランジ部１Ｂに干渉するよう第１フランジ配管１の管状部１Ａ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割型リングに構成されている。第１の筒状ナット２２は、第１フランジ部１Ｂの通過は許容し、かつ、第１割型リング２５とは軸心Ｐ方向で干渉する開口部２４ａを有する内向きフランジ２４が一端部に形成され、かつ、他端部の外周に雄ネジ部２２ｎが形成される筒状のナットに構成されている。

第２フランジ配管２に外嵌される第２割型リング２５は、第２フランジ部２Ｂより大なる外径を有するとともに軸心Ｐ方向で第２フランジ部２Ｂに干渉するよう第２フランジ配管２の管状部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割型リングに構成されている。第２割型リング２５は第１割型リング２５と互いに同じ部品である。第２の筒状ナット２３は、第２フランジ部２Ｂの通過は許容し、かつ、第２割型リング２５とは軸心Ｐ方向で干渉する開口部２４ａを有する内向きフランジ２４が一端部に形成され、かつ、他端部の内周に雄ネジ部２２ｎに螺合自在な雌ネジ部２３ｎが形成される筒状のナットに構成されている。つまり、第２の筒状ナット２３の径は第１の筒状ナット２２の径よりも大径である。そして、雄ネジ部２２ｎと雌ネジ部２３ｎとを螺合させての両筒状ナット２２，２３どうしの締付け操作によって、第１フランジ部１Ｂと第２フランジ部２Ｂとが互いに接近する方向に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（図３参照）。

各筒状ナット２２，２３の内向きフランジ２４の開口部２４ａは、各フランジ部１Ｂ，２Ｂ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。各割型リング２５の外径は、第１の筒状ナット２２の内径部２２ａに入り込み自在となるよう、この内径部２２ａの内径よりも若干小さい寸法に設定され、かつ、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。第２の筒状ナット２３における内向きフランジ２４に隣接する部分には、第２割型リング２５を密に内嵌するために雌ネジ部２３ｎ及びこれに連なる内径部２３ａよりも径の小なる内周面部２３ｍが形成されている。

第１の筒状ナット２２の内径部２２ａにおける内向きフランジ２４に隣接する部分には、第１割型リング２５に軸方向に摺動自在で、かつ、第１割型リング２５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２２ｍ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、前述した第２の筒状ナット２３の内周面部２３ｍ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、第１の筒状ナット２２の内径部２２ａの内奥部である内周面部２２ｍ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２２ｍの内径が、断面矩形に形成された第１割型リング２５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、第２の筒状ナット２３の内周面部２３ｍ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２３ｍの内径が、断面矩形に形成された第１割型リング２５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２５の内径は、各フランジ部１Ｂ，２Ｂと面当接するよう、各管状部１Ａ，２Ａにおける各フランジ部１Ｂ，２Ｂの付根の径とほぼ同じ径に設定されている。

これにより、第１及び第２の筒状ナット２２，２３どうしを螺着させて各筒状ナット２２，２３を螺進させた際に各割型リング２５，２５が傾いて抉るような状態になったり、各フランジ部１Ｂ，２Ｂに第１及び第２の筒状ナット２２，２３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、有効に各フランジ部１Ｂ，２Ｂを押して、両フランジ部１Ｂ，２Ｂを互いに接近する方向に良好に引寄せることができるように構成されている。つまり、筒状ナット２２，２３の内向きフランジ２４に隣接する割型リング内嵌部分の内周面部２２ｍ，２３ｍ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２２ｍ，２３ｍの内径と、断面矩形に形成された割型リング２５の外径とが、内周面部２２ｍ，２３ｍの内径が割型リング２５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。

引寄せ手段Ｍを用いて両フランジ部１Ｂ，２Ｂどうしを接続連結する操作手順は次のようである。先ず、図３（ａ）に示すように、第１の筒状ナット２２を、第１フランジ部１Ｂの外径側を通過させて第１フランジ配管１の管状部１Ａの外周に嵌装し、かつ、第２の筒状ナット２３を、第２フランジ部２Ｂの外径側を通過させて第２フランジ配管２の管状部２Ａの外周に嵌装する。各筒状ナット２２，２３は、夫々第１、第２フランジ部１Ｂ，２Ｂを通過できるものであるから、これらフランジ配管１，２が、それらの他端が流体機器等に既に接続されている場合でも、問題なくフランジ部１Ｂ，２Ｂ側の端部から各管状部１Ａ，２Ａに外嵌させることができる。なお、各筒状ナット２２，２３の内向きフランジ側端に、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。

次いで、図３（ｂ）に示すように、第１割型リング２５を、第１フランジ１Ｂと第１の筒状ナット２２の先端との間を通して、第１フランジ部１Ｂの側面に当接する状態で第１フランジ配管１の管状部１Ａの外周に嵌装し、かつ、第２割型リング２５を、第２フランジ部２Ｂと第２の筒状ナット２３の先端との間を通して、第２フランジ部２Ｂの側面に当接する状態で第２フランジ配管２の管状部２Ａの外周に嵌装させる。次いで、両フランジ部１Ｂ，２Ｂどうしをあてがい、その状態で第１の筒状ナット２２と第２の筒状ナット２３とを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、図２に示す接続状態、即ち、第１シール端部ｔ１と第２シール端部ｔ２とが嵌合されての嵌合シール部３を有する状態が得られる。

第１フランジ配管１と第２フランジ配管２とは引寄せ手段Ｍにより、互いに接近する方向に引寄せられており、図２に示すように、その接続状態では、両フランジ部１Ｂ，２Ｂによって第１シール端部ｔ１と第２シール端部ｔ２とが押圧嵌合されて嵌合シール部３を形成している。また、前述したように、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが圧接されることにより、第１フランジ配管１の流体通路４と第２フランジ配管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を発揮することができる。

環状溝６の径方向寸法よりも環状突起８の径方向寸法を若干大きくして圧入状態で挿入させる構造にしておくと、内径側周面６ａ及び外径側周面６ｂと環状突起８とが径方向に強く圧接されて、極めて有効な一次シール部Ｓ１及び二次シール部Ｓ２とが得られる。この場合、両フランジ部１Ｂ，２Ｂの環状溝６の外径側部分は十分な厚み（径方向寸法）によって十分な剛性があるが、環状溝６の内径側部分は、厚みの薄い（径方向寸法の短い）第１接合端部５のみであって剛性に富む状態ではないため、環状突起８の環状溝６への圧入嵌合に伴い、第１接合端部５が内径側に傾き変形し、部分的に流体通路４の径が縮小されるおそれがある。

しかしながら、図２に示すように、第１接合端部５の内径側には、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが密着する状態で第２接合端部７が位置されているので、その第２接合端部７の存在によって第１接合端部５の内径側への傾き変形（縮径変形）が阻止されるようになる利点がある。つまり、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの圧接による三次シール部Ｓ３としての機能が得られるばかりでなく、第１接合端部５の剛性不足を補って、円管状の各流体通路４，４の径が変化しないように規制し、一次シール部Ｓ１と二次シール部Ｓ２の接触圧力の低下を防いで優れたシール性能を有効に発揮できるという効果も発揮される。

嵌合シール部３を形成する環状溝６と環状突起８との関係については前にも少し述べたが、図４に示すように、環状溝６の自由状態における径幅（溝幅）６ｗと環状突起８の自由状態における径幅（厚み）８ｗとが、６ｗ×（１．０５〜１．５）＝８ｗとなるように、環状溝６の径幅（溝幅）を環状突起８の径幅（厚み）よりも狭くして両者を圧入嵌合させて嵌合シール部３を形成することが好ましい。これにより、環状溝６と環状突起８との嵌合により形成される嵌合シール部３により液漏れのない極めて良好なシール性を発揮することが可能となる。また、前述したように、このシール接続状態においては、環状溝６と環状突起８との間に軸心Ｐ方向の隙間が形成されるよう、環状溝６の凹入深さを環状突起８の突出量よりもやや大きい値とすれば、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが確実に押圧当接される点で好都合である。

テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの関係は、図４に示すように、両フランジ部１Ｂ，２Ｂが軸心Ｐ方向の移動によって相対接近移動される場合には、第２フランジ部２Ｂの第２接合端部７におけるテーパ外周面７ａの先端側から第１フランジ部１Ｂの第１接合端部５のテーパ内周面５ａに当接するよう、テーパ内周面５ａの傾斜角度θに比べてテーパ外周面７ａの傾斜角度αの方を１〜３０度、好ましくは３〜１０度小さくする（１〜３０度＋α＝θ）のが良い。また、筒状ナット２２の締付け後もテーパ外周面７ａの先端部分以外はテーパ内周面５ａとの間に隙間を持たせて、テーパ外周面７ａの先端部分とテーパ内周面５ａとの面圧を高める三次シール部Ｓ３を形成することができて好ましい。

環状溝６は、図４に示すように、その開口側端部を、環状突起８が入り易くなるように、先拡がりする状態に傾斜させたテーパ面６ａに形成しても良い。環状突起８の先端角部８ａを、図４に示すように、環状溝６に入り易くするために、面取り加工等によって斜めにカットした形状としても良い。環状突起８とシール端部７との間の隅角部ｓが、図４に示すように、滑らかに形状変化するよう曲面処理が行われたものとしても良い。また、シール端部７の先端部分７ｂを、図４に示すように、ピン角とならないよう面取りされた形状としても良い。なお、筒状ナット２２、割型リング２５はＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂製の他、金属やアルミ合金等の非鉄金属等種々の材質が可能である。

ところで、図２における第２フランジ配管２に示すように、割型リング２５の外嵌された管状部２Ａの外径部２ｋが、管状の流体通路４と同心にフラットな外周面に形成され、かつ、その外径部２ｋの外径と割型リング２５の内径とが、外径部２ｋの外径よりも割型リング２５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２３の締付け操作の際に割型リング２５と管状部２Ａとが抉れたりすることなく円滑に相対移動でき、引寄せ手段Ｍによる両フランジ部１Ｂ，２Ｂの引寄せ移動を効率良く行う機能が促進される。第２の筒状ナット２３の内周面部２３ｍと割型リング２５の外径部との嵌め合い公差を持つ嵌合構造と併せれば、筒状ナット２３の螺進による割型リング２５の追従移動がさらに円滑化され、引寄せ手段Ｍ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フランジ配管１に適用することが自在である。

実施例２によるフランジ配管どうしの接続構造は、図５に示すように、引寄せ手段Ｍが異なる以外は、基本的には図２に示す実施例１によるフランジ配管どうしの接続構造と同等の構造である。この場合における引寄せ手段Ｍは、第１，２フランジ部１Ｂ，２Ｂの外径側部分と、第１，２フランジ部１Ｂ，２Ｂの軸心Ｐ方向に沿う状態で各フランジ部１Ｂ，２Ｂに形成された孔１ｈ，２ｈどうしに貫通自在なボルト４１及びナット４２とから構成されている。

この引寄せ手段Ｍを構成するボルト４１及びナット４２は、各フランジ部１Ｂ，２Ｂの周囲の複数箇所（例：３箇所）に均等角度毎に配備されており、第１，２フランジ部１Ｂ，２Ｂを互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、引寄せ状態を維持可能に構成されている。つまり、ボルト４１・ナット４２の締付け操作により、第１，２フランジ部１Ｂ，２Ｂどうしを互いに接近移動させて、環状溝６と環状突起８とを圧入嵌合することによる第１及び第２シール端部ｔ１，ｔ２どうしの嵌め合い操作、並びに、それによって第１接合端部５と第２接合端部７とで三次シール部Ｓ３が形成されるように、それら両者５，７が隙間なく圧接され、かつ、環状溝６と環状突起８との圧入嵌合による一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２が生じるように嵌合シール部３が形成されるとともに、そのシール接続状態の維持が行えるものとなっている。

実施例１による接続構造では、第１シール端部ｔ１を環状溝６により構成し、第２シール端部ｔ２を環状突起８により構成するが、それとは反対に、図６に示す実施例３によるフランジ配管どうしの接続構造のように、第１シール端部ｔ１１を環状突起１８により構成し、第２シール端部ｔ１２を環状溝１６により構成する構造も良い。

すなわち、この実施例３によるフランジ配管どうしの接続構造では、第２フランジ配管１２の第２フランジ部１２Ｂに形成される第２シール端部ｔ１２は、円管状の流体通路１４を開口する第２フランジ部１２Ｂの端面における流体通路１４の開口端部の外径側部分に、流体通路１４と同心に外方開放状に形成される環状溝１６により構成される。また、この第２シール端部ｔ１２には、環状溝１６の内径部と流体通路１４との間に形成される環状の第１接合端部１５の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面１５ａが形成される。なお、環状溝１６は、流体通路１４から外径側に比較的近い位置において流体通路１４の軸心Ｐ方向に深い断面矩形を呈する形状に形成されており、その内周面１６ａは第１接合端部１５の外周面を兼ねている。

一方、第１フランジ配管１１の第１フランジ部１１Ｂに形成される第１シール端部ｔ１１は、第１フランジ部１１Ｂの端面における円管状の流体通路４の開口端部の外径側部分に、流体通路１４と同心に、かつ、環状溝１６に嵌合するよう一体に突出形成される環状突起１８により構成される。また、この第２シール端部ｔ１２には環状突起１８と流体通路１４との間に形成される環状の第２接合端部１７の先端外周面に、テーパ内周面１５ａに当接するテーパ外周面１７ａが先窄まりテーパ状に形成される。なお、環状突起１８は、流体通路１４の軸心Ｐ方向に長い断面矩形を呈する形状に形成されており、その突出長さは環状溝１６の深さよりも僅かに短い寸法に設定されている。第２接合端部１７と環状突起１８との間は、先拡がりする環状の谷部分となっており、この他に部分に第１接合端部１５が嵌り込み自在な構成となっている。

また、第２シール端部ｔ１２を構成する環状溝１６に、これよりも径方向寸法の大なる環状突起１８を圧入嵌合させたシール接続状態において有効な一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２の機能を得るべく、環状溝１６の外径側には、径方向寸法を十分に大きくして剛性を持たせた環状の外周突起部１９が形成されている。そして、第１シール端部ｔ１１を構成する環状突起１８の外径側には、外周突起部１９を隙間を伴って嵌合させるための環状径大溝２０が形成されている。また、外周突起部１９の外径側には、外周突起部１９に対して軸心Ｐ方向及び径方向に隙間を有した状態で第１フランジ部１１Ｂの外径部分１１ｇが回り込むようにしてある。

本構造においても、環状溝１６に環状突起１８が嵌合されて一次シール部Ｓ１及び二次シール部Ｓ２が形成されるシール接続状態で、三次シール部Ｓ３として機能すべくテーパ内周面１５ａとテーパ外周面１７ａとが確実に接触するように、環状溝１６と環状突起１８との間、外周突起部１９と環状径大溝２０との間、及び第１シール端部ｔ１１と第２シール端部ｔ１２との間における夫々の軸心Ｐ方向には隙間が生じるように設定されている。

この実施例３による接続構造においても、実施例１のものと同様の引寄せ手段Ｍにより、第１，２フランジ部１１Ｂ，１２Ｂどうしを互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、引寄せ状態を維持可能に構成されており、対応する箇所には実施例１による引寄せ手段Ｍと同じ符号又は類推される符号を付してある。そして、環状溝１６と環状突起１８との形状や寸法関係、第１接合端部１５と第２接合端部１７との形状や寸法関係は、各フランジ配管１，１１，２，１２の形状を入れ換えて考えることにより、図４に示す実施例１における場合の状態と同等に種々のバリエーションが可能である。

実施例４によるフランジ配管どうしの接続構造は、実施例１によるフランジ配管どうしの接続構造と引寄せ手段Ｍが異なるものである。つまり、一対の筒状ナット２２，２３と二組の割型リング２５，２５との四部品で成る図２に示す引寄せ手段Ｍに代えて、図８に仮想線を交えて示すように、第１の筒状ナット２２の外周雌ネジ部を内周雄ネジ部に変えた構造の筒状ナット２１と、一組の割型リング２５と、第１フランジ部１Ｂ（第２フランジ２Ｂでも良い）の外周に形成された雌ネジ部１ｎとから成る引寄せ手段Ｍであり、後述する実施例５による接続構造（図８参照）における引寄せ手段Ｍを、フランジ配管１，２どうしの接続構造に利用したものである。このような構成とすれば、いずれか一方のフランジ部１Ｂ，２Ｂに外周ネジ（雌ネジ部１ｎ）を形成することで、第２の筒状ナット２３と一組の割型リング２５とが省略できるので、組付け及び分解が容易化されるとともに、コスト的にも有利なものとすることが可能になる。

次に、図７〜図１３を用いて、フランジ配管と流体機器との接続構造の参考実施形態について、参考実施例５〜９として説明する。流体機器としては、ポンプ、バルブ、アキュムレータ、貯留容器等種々のものがあるが、以下においては、一例として手動式ストップバルブを挙げて説明する。
〔参考実施例５〕

参考実施例５によるフランジ配管と流体機器の接続構造は、図７に示すように、手動式ストップバルブ３１と第２フランジ配管２との接続部に構成されている。即ち、管状の流体通路４を有した管状部２Ａの端部に、この管状部２Ａより大径のフランジ部２Ｂを有するフランジ配管２のフランジ部２Ｂと、管状の流体通路３４を有した流体給排口部３１ｂを備えた手動式ストップバルブ（流体機器の一例）３１の流体給排口部３１ｂとが、フランジ部２Ｂと流体給排口部３１ｂとに亘って形成される嵌合シール部３を伴って連通接続される接続構造である。手動式ストップバルブ３１はバルブ本体３１Ｈと、回動操作部３１Ｋと、一対の流体給排口部３１ａ，３１ｂ等を有して構成されている。

例として、図７及び図８に示すように、手動式ストップバルブ３１とフランジ配管２とは、手動式ストップバルブ３１のアウト側の流体給排口部３１ｂと、フランジ部２Ｂとが、夫々の端面に互いに正対して連通するよう流体通路３４を開口するとともに、互いに正対して嵌合する第１シール端部ｔ１及び第２シール端部ｔ２とが嵌合するで形成される嵌合シール部３を伴ってシール状態で連通接続されている。その際、アウト側の流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとは引寄せ手段Ｍによって互いに引寄せられ、この引寄せ作用により流体給排口部３１ｂの端面に形成される第１シール端部ｔ１と、フランジ部２Ｂの端面に形成される第２シール端部ｔ２とが嵌合して嵌合シール部３が形成される。この嵌合シール部３は、図２に示される実施例１による嵌合シール部３と基本的に同じ構造である。

即ち、第１シール端部ｔ１は、流体給排口部３１ｂの端面に開口する流体通路４の外径側部分に形成された環状溝６により構成されている。この第１シール端部ｔ１は、環状溝６の内径部と流体通路４との間に形成される環状の第１接合端部５を有しており、その先端内周側には先拡がりテーパ状のテーパ内周面５ａが形成されている。環状溝６は、流体通路４から外径側に比較的近い位置において流体通路４の軸心Ｐ方向に深い断面矩形を呈する形状に形成されており、その内周面６ａは第１接合端部５の外周面を兼ねている。

第２シール端部ｔ２は、フランジ部２Ｂの端面に開口する流体通路３４の外径側部分に、環状溝６に嵌合するよう突出形成された環状突起８により構成されている。第２シール端部ｔ２は、環状突起８と流体通路３４との間に形成される環状の第２接合端部７を有しており、その先端外周面にはテーパ内周面５ａに当接するテーパ外周面７ａが先窄まりテーパ状に形成されている。環状突起８は、流体通路３４の軸心Ｐ方向に長い断面矩形を呈する形状に形成されており、その突出長さは環状溝６の深さよりも僅かに短い寸法に設定されている。第２接合端部７と環状突起８との間は、先拡がりする環状の谷部分となっており、この谷部分に第１接合端部５が嵌り込むことが自在な構成となっている。

図８に示すように、第１シール端部ｔ１の環状溝６と第２シール端部ｔ２の環状突起８とを、互いに嵌め合わせることによって嵌合シール部３が形成される。この場合、環状突起８の自由状態における厚み、即ち径方向寸法が環状溝６の自由状態における溝幅、即ち径方向寸法を上回る値に設定してあると、後述する引寄せ手段Ｍによって環状溝６と環状突起８とが互いに嵌合して形成される嵌合シール部３は、環状溝６の内径側周面６ａ及び外径側周面６ｂの双方と環状突起８とが径方向で圧接される一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２により構成される。ただし、嵌合シール部３としては、一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２の両方が満たされるように形成されることがシール性を高められる点で好ましいが、一次シール部Ｓ１のみ、又は二次シール部Ｓ２のみを満たすように形成されるものであってもよい。

手動式ストップバルブ３１の少なくともアウト側の流体給排口部３１ｂと、フランジ配管２の少なくともフランジ部２Ｂは、何れもＰＦＡ、ＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂で形成されており、手動式ストップバルブ３１の円管状の流体通路３４の径と、フランジ配管２の円管状の流体通路４の径とは互いに同じ値に設定されている。手動式ストップバルブ３１とフランジ配管２と亘って引寄せ手段Ｍを設け、この引寄せ手段Ｍにより手動式ストップバルブ３１のアウト側流体給排口部３１ｂとフランジ配管２のフランジ部２Ｂとが互いに接近する方向に引寄せ、この引寄せた状態を維持できるように構成する。

引寄せ手段Ｍによって流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとを互いに接近する方向に引寄せて行くと、まず、環状溝６と環状突起８とが嵌合し、その大部分が嵌合してからテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが当接するようになる。そして、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが強く圧接して、流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとの接近移動が止まった状態では、環状溝６と環状突起８との軸心Ｐ方向の間、及び流体給排口部３１ｂの端面における環状溝６より外径部３１ｇと、フランジ部２Ｂの端面における環状突起８より外径部２ｇとの軸心Ｐ方向の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、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが確実に接触するように外径部３１ｇ，２ｇどうし間に隙間を設けている。これにより、環状溝６と環状突起８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、またテーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの間で形成される三次シール部Ｓ３で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３４，４及び流体通路９間をクリーンな状態で液体を流すことができる。

引寄せ手段Ｍの具体例としては、例えば、図７及び図８に示すように、手動式ストップバルブ３１のアウト側の流体給排口部３１ｂの外周部に形成された雄ネジ３１ｎに螺合自在な雌ネジ２１ｎを備えた筒状ナット２１と、フランジ配管２のフランジ部２Ｂにこれの軸心Ｐ方向で干渉する二つ割り、または三つ割り以上の割型リング２５とから成り、流体給排口部３１ｂの雄ネジ３１ｎへの筒状ナット２１の締付け操作によって流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとを互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、引寄せ状態を維持可能に構成されている。

筒状ナット２１の内向きフランジ２４の開口部２４ａは、フランジ部２Ｂ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おり、割型リング２５の外径は、筒状ナット２１に入り込み自在となるよう雌ネジ２１ｎ及びこれに連なる内径部２１ａの内径よりも若干小さい寸法に設定され、かつ、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。なお、図示は省略するが、管状部２Ａの外径と割型リング２５の内径との嵌合部分に、図２に示す嵌め合い公差を有する密嵌合構造を採用しても良い。

また、筒状ナット２１における雌ネジ２１ｎの内奥端部とフランジ部２Ｂとの間に、割型リング２５に軸方向に摺動自在で、かつ、割型リング２５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２１ｍが、流体通路４と同心にフラットな状態に形成されている。即ち、筒状ナット２１の雌ネジ２１ｎと内向きフランジ２４との間における内径部２１ａ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、その内径部２１ａの内径が断面矩形に形成された割型リング２５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内周面部２１ｍとなっている。

一方、前述したように、フランジ部２Ｂに隣接する管状部２Ａの外周部が流体通路４と同心にフラットな外周面に形成され、かつ、その外周面の外径と、割型リング２５の内径とがほぼ同一径に形成される構成を採っても良い。これにより、筒状ナット２１を螺進させた際に割型リング２５が傾いて抉るような状態になったり、フランジ部２Ｂに筒状ナット２１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、有効にフランジ部２Ｂを押して、流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとを互いに接近する方向に良好に引寄せることができる。

引寄せ手段Ｍを用いて流体給排口部３１ａとフランジ部２Ｂとを接続連結する操作手順は次のようである。先ず、図９（ａ）に示すように、筒状ナット２１をフランジ部２Ｂを通過させてフランジ配管２の管状部２Ａの外周に嵌装する。次いで、図９（ｂ）に示すように、割型リング２５を、フランジ部２Ｂと筒状ナット２１の先端との間を通して管状部２Ａに外嵌装備させる。次いで、流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとを互いにあてがい、その状態で筒状ナット２１をスライド移動させてから流体給排口部３１ｂの雄ネジ３１ｎに螺着させて締付け操作［図９（ｃ）参照］することにより、図７、図８に示す接続状態が得られる。

手動式ストップバルブ３１とフランジ配管２とは引寄せ手段Ｍにより、互いに接近する方向に引寄せられており、図８に示すように、その接続状態では、第１シール端部ｔ１と第２シール端部ｔ２とは互いに押し合うことで圧接されている。また、前述したように、第１シール端部ｔ１の環状溝６と第２シール端部ｔ２の環状突起８とが圧入嵌合して嵌合シール部３が形成されるとともに、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが圧接されることにより、流体給排口部３１ｂの流体通路３４とフランジ配管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を発揮する。

環状溝６の径方向寸法よりも環状突起８の径方向寸法を若干大きくして圧入状態で挿入させる構造にしておくと、内径側周面６ａ及び外径側周面６ｂと環状突起８とが径方向に強く圧接されて、極めて有効な一次シール部Ｓ１及び二次シール部Ｓ２とが得られる。この場合、流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとの環状溝６の外径側部分は十分な厚み（径方向寸法）によって十分な剛性があるが、環状溝６の内径側部分は、厚みの薄い（径方向寸法の短い）第１接合端部５のみであって剛性に富む状態ではないため、環状突起８の環状溝６への圧入嵌合に伴い、第１接合端部５が内径側に傾き変形し、部分的に管状流体通路４の径が縮小されるおそれがある。

しかしながら、図８に示すように、第１接合端部５の内径側には、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが密着する状態で第２接合端部７が位置されているので、その第２接合端部７の存在によって第１接合端部５の内径側への傾き変形（縮径変形）が阻止されるようになる利点がある。つまり、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの圧接による三次シール部Ｓ３としての機能が得られるばかりでなく、第１接合端部５の剛性不足を補って、各流体通路３４，４の径が変化しないように規制し、一次シール部Ｓ１と二次シール部Ｓ２の接触圧力の低下を防いで優れたシール性能を有効に発揮することができる。

環状溝６と環状突起８との関係については、図４に示すように、環状溝６の自由状態における径幅（溝幅）６ｗと環状突起８の自由状態における径幅（厚み）８ｗとが、６ｗ×（１．０５〜１．５）＝８ｗとなるように、環状溝６の径幅（溝幅）を環状突起８の径幅（厚み）よりも狭くして両者を圧入嵌合させて嵌合シール部３を形成することが好ましい。これにより、環状溝６と環状突起８との嵌合により形成される嵌合シール部３により液漏れのない極めて良好なシール性を発揮することが可能となる。また、前述したように、このシール接続状態においては、環状溝６と環状突起８との間に軸心Ｐ方向の隙間が形成されるよう、環状溝６の凹入深さを環状突起８の突出量よりもやや大きい値とすれば、テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとが確実に押圧当接される点で好都合である。

テーパ内周面５ａとテーパ外周面７ａとの関係は、図４に示すように、流体給排口部３１ｂとフランジ部２Ｂとが軸心Ｐ方向の移動によって相対接近移動される場合には、フランジ部２Ｂの第２接合端部７におけるテーパ外周面７ａの先端側から流体給排口部３１ｂの第１接合端部５のテーパ内周面５ａに当接するよう、テーパ内周面５ａの傾斜角度θに比べてテーパ外周面７ａの傾斜角度αの方を１〜３０度、好ましくは３〜１０度小さくする（１〜３０度＋α＝θ）のが良い。また、筒状ナット２２の締付け後もテーパ外周面７ａの先端部分以外はテーパ内周面５ａとの間に隙間を持たせて、テーパ外周面７ａの先端部分とテーパ内周面５ａとの面圧を高める三次シール部Ｓ３を形成することができて好ましい。

環状溝６は、図４に示すように、その開口側端部を、環状突起８が入り易くなるように、先拡がりする状態に傾斜させたテーパ面６ａに形成しても良い。環状突起８の先端角部８ａを、図４に示すように、環状溝６に入り易くするために、面取り加工等によって斜めにカットした形状としても良い。環状突起８とシール端部７との間の隅角部ｓが、図４に示すように、滑らかに形状変化するよう曲面処理が行われたものとしても良い。また、シール端部７の先端部分７ｂを、図４に示すように、ピン角とならないよう面取りされた形状としても良い。なお、筒状ナット２１、割型リング２５はＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂製の他、金属やアルミ合金等の非鉄金属等種々の材質が可能である。流体機器３１としては、上記手動式ストップバルブ３１以外に、アキュムレータ、ポンプ、熱交換器等がある。
〔参考実施例６〕

参考実施例６によるフランジ配管と流体機器の接続構造は、図１０に示すように、引寄せ手段Ｍが異なる以外は、基本的には図８に示す参考実施例５による接続構造と同等のものである。この場合における引寄せ手段Ｍは、流体給排口部３１ｂの先端部の外周に形成された外向きフランジ３１ｆとフランジ部２Ｂと、これらの軸心Ｐ方向に沿う状態で外向きフランジ３１ｆとフランジ部２Ｂとに形成された孔３１ｈ，２ｈどうしに貫通自在なボルト４１及びナット４２とから構成されている。

この引寄せ手段Ｍを構成するボルト４１及びナット４２は、外向きフランジ３１ｆとフランジ部２Ｂとの周囲の複数箇所（例：３箇所）に均等角度毎に配備されており、流体給排口部１ｂとフランジ部２Ｂとを互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、引寄せ状態を維持可能に構成している。つまり、ボルト４１・ナット４２の締付け操作により、流体機器３１とフランジ配管２とを互いに接近移動させて、流体給排口部３１ｂの環状溝６とフランジ部２Ｂの環状突起８とを圧入嵌合することによる第１及び第２シール端部ｔ１，ｔ２どうしの嵌め合い操作、並びに、それによって第１接合端部５と第２接合端部７とで三次シール部Ｓ３が形成されるように、それら両者５，７が隙間なく圧接され、かつ、環状溝６と環状突起８との圧入嵌合による一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２が生じるように嵌合シール部３が形成されるとともに、そのシール接続状態の維持が行えるものとなっている。
〔参考実施例７〕

参考実施例５による接続構造では、第１シール端部ｔ１を環状溝６により構成し、第２シール端部ｔ２を環状突起８により構成するが、それとは反対に、図１１に示す参考実施例７の接続構造のように、第１シール端部ｔ１１を環状突起１８により構成し、第２シール端部ｔ１２を環状溝１６により構成する構造も良い。

すなわち、この参考実施例７によるフランジ配管と流体機器との接続構造では、フランジ配管１２のフランジ部１２Ｂに形成される第２シール端部ｔ１２は、流体通路１４を開口する第２フランジ部１２Ｂの端面における流体通路１４の開口端部の外径側部分に、円管状の流体通路１４と同心に外方開放状に形成される環状溝１６により構成される。また、この第２シール端部ｔ１２には、環状溝１６の内径部と流体通路１４との間に環状の第１接合端部１５を有しており、その先端内周側には先拡がりテーパ状のテーパ内周面１５ａが形成される。なお、環状溝１６は、流体通路１４から外径側に比較的近い位置において流体通路１４の軸心Ｐ方向に深い断面矩形を呈する形状に形成されており、その内周面１６ａは第１接合端部１５の外周面を兼ねている。

一方、手動式ストップバルブ３１の流体給排口部３１ｂに形成される第１シール端部ｔ１１は、流体給排口部３１ｂの端面における流体通路１４の開口端部の外径側部分に、円管状の流体通路１４と同心に、かつ、環状溝１６に嵌合するよう一体に突出形成される環状突起１８により構成される。また、第１シール端部ｔ１１には環状突起１８と円管状の流体通路１４との間に第２接合端部１７を有しており、その先端外周面に、テーパ内周面１５ａに当接するテーパ外周面１７ａが先窄まりテーパ状に形成される。なお、環状突起１８は、流体通路１４の軸心Ｐ方向に長い断面矩形を呈する形状に形成されており、その突出長さは環状溝１６の深さよりも僅かに短い寸法に設定されている。第２接合端部１７と環状突起１８との間は、先拡がりする環状の谷部分となっており、この他に部分に第１接合端部１５が嵌り込み自在な構成となっている。

また、第２シール端部ｔ１２を構成する環状溝１６に、これよりも径方向寸法の大なる環状突起１８を圧入嵌合させて嵌合シール部３が形成されるシール接続状態において有効な一次及び二次シール部Ｓ１，Ｓ２の機能を得るべく、環状溝１６の外径側には、径方向寸法を十分に大きくして剛性を持たせた環状の外周突起部１９が形成されている。そして、第１シール端部ｔ１１を構成する環状突起１８の外径側には、外周突起部１９を隙間を伴って嵌合させるための環状径大溝２０が形成されている。また、外周突起部１９の外径側には、外周突起部１９に対して軸心Ｐ方向及び径方向に隙間を有した状態で第１フランジ部１１Ｂの外径部分１１ｇが回り込むよう、凹状部分１２ｇが形成されている。

本構造においても、環状溝１６に環状突起１８が嵌合されて一次シール部Ｓ１及び二次シール部Ｓ２が形成されるシール接続状態で、三次シール部Ｓ３として機能すべくテーパ内周面１５ａとテーパ外周面１７ａとが確実に接触するように、環状溝１６と環状突起１８との間、外周突起部１９と環状径大溝２０との間、及び第１シール端部ｔ１１と第２シール端部ｔ１２との間における夫々の軸心Ｐ方向には隙間が生じるように設定されている。

この参考実施例７による接続構造においても、参考実施例５のものと同様の引寄せ手段Ｍにより、第１，２フランジ部１１Ｂ，１２Ｂどうしを互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、引寄せ状態を維持可能に構成されており、対応する箇所には参考実施例５による引寄せ手段Ｍと同じ符号又は類推される符号を付してある。そして、環状溝１６と環状突起１８との形状や寸法関係、第１接合端部１５と第２接合端部１７との形状や寸法関係は、各フランジ配管１，１１，２，１２の形状を入れ換えて考えることにより、図４に示す実施例１における場合の状態と同等に種々のバリエーションが可能である。
〔参考実施例８〕

参考実施例８によるフランジ配管と流体機器の接続構造を図１２に示す。これは、引寄せ手段Ｍの別構造例を開示するものであり、手動式ストップバルブ３１とフランジ配管２との接続構造に適用した場合について説明する。参考実施例８の接続構造による引寄せ手段Ｍは、流体給排口部１ｂ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２３、及び内向きフランジ２４を備えた筒状ナット２２と、フランジ部２Ｂに形成された外向きフランジ２ｆ及び筒状ナット２２に第２流体給排口部２ａの軸心Ｐ方向で干渉するスナップリング２６とから成り、筒状ナット２２の流体給排口部１ｂの雄ネジ部１ｎへの締付け操作によって流体給排口部１ｂとフランジ部２Ｂとが互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、その引寄せられた状態を維持可能に構成されている。スナップリング２６は、フランジ部２Ｂの端部に形成された外周溝２ｆに嵌め込まれている。
〔参考実施例９〕

参考実施例９によるフランジ配管と流体機器の接続構造を図１５に示す。これは、引寄せ手段Ｍの更に別構造例を開示するものであり、手動式ストップバルブ３１とフランジ配管２との接続構造に適用した場合について説明する。参考実施例９の接続構造による引寄せ手段Ｍは、流体給排口部１ｂ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２３を備えた筒状ナット２２と、フランジ部２Ｂ及び筒状ナット２２のフランジ配管側端にフランジ部２Ｂの軸心Ｐ方向で干渉する割型リング２５とから成る。割型リング２５はボルト挿通用として複数の貫通孔２５ｂを有して筒状ナット２２のフランジ部２Ｂ側端にボルトＢで止め付けられる。筒状ナット２２の流体給排口部１ｂの雄ネジ部１ｎへの締付け操作によって流体給排口部１ｂとフランジ部２Ｂとが互いに接近する方向に引寄せ可能に、かつ、その引寄せられた状態を維持可能に構成されている。

引寄せ手段Ｍとしては、そのほかに、流体機器１，２どうしを互いに寄せ合う方向に引寄せる支持枠装置（図示省略）等、両流体給排口部１ｂ、２ａどうしを圧接及び維持できる手段であってもよい。

実施例１によるフランジ配管どうしの接続構造を示す全体概略図 図１の接続構造を示す要部の半欠截断面図 （ａ）〜（ｃ）は図１の接続構造の接続手順を示す説明図 図２の接続構造の嵌合シール部の種々の別形状を示す要部の断面図 実施例２によるフランジ配管どうしの接続構造を示す要部の半欠截断面図 実施例３によるフランジ配管どうしの接続構造を示す要部の半欠截断面図 参考実施例５よるフランジ配管と流体機器との接続構造を示す全体概略図 図７の接続構造と実施例４による概略の接続構造を示す要部の半欠截断面図 （ａ）〜（ｃ）は図７の接続構造の接続手順を示す説明図 参考実施例６よるフランジ配管と流体機器との接続構造を示す全体概略図 参考実施例７よるフランジ配管と流体機器との接続構造を示す全体概略図 参考実施例８よるフランジ配管と流体機器との接続構造を示す全体概略図 参考実施例９よるフランジ配管と流体機器との接続構造を示す全体概略図

１ 第１フランジ配管
１ｈ，２ｈ，３１ｈ 孔
１Ａ 管状部
１Ｂ 第１フランジ部
１ｎ 雄ネジ部
２ 第２フランジ配管（フランジ配管）
２Ａ 管状部
２Ｂ 第２フランジ部（フランジ部）
３ 嵌合シール部
４，３４ 流体通路
５，１５ 第１接合端部
５ａ，１５ａ テーパ内周面
６，１６ 環状溝
６ａ 内径部
７，１７ 第２接合端部
７ａ，１７ａ テーパ外周面
８，１８ 環状突起
２１，２２，２３ 筒状ナット
２１ｍ，２２ｍ，２３ｍ 内周面部
２１ｎ 雌ネジ部
２２ｎ 雄ネジ部
２３ｎ 雌ネジ部
２４ 内向きフランジ
２４ａ 開口部
２５，２７ 割型リング
３１ 流体機器
３１ｂ 流体給排口部
３１ｆ 外向きフランジ
３１ｎ 雄ネジ部
４１ ボルト
４２ ナット
ｔ１ 第１シール端部
ｔ２ 第２シール端部
Ｍ 引寄せ手段
Ｐ 軸心

環状溝６の凹入深さを環状突起８の突出量よりもやや大きい値として、環状溝６と環状突起８との間に軸心Ｐ方向の隙間が形成されており、

Claims (6)

1. 管状の流体通路を有した管状部の端部に、この管状部より大径で合成樹脂製の第１フランジ部を有する第１フランジ配管の前記第１フランジ部と、管状の流体通路を有した管状部の端部に、この管状部よりも大径で合成樹脂製の第２フランジ部を有する第２フランジ配管の前記第２フランジ部とを連通接続するフランジ配管どうしの接続構造であって、
   前記第１フランジ部及び第２フランジ部が夫々の端面に互いに正対して連通するよう前記流体通路を開口するとともに、互いに正対して嵌合する第１シール端部及び第２シール端部を備え、
   前記第１シール端部又は第２シール端部のいずれか一方は、前記第１フランジ部又は第２フランジ部の何れか一方の端面に開口する前記流体通路の外径側部分に形成された環状溝により構成され、もう一方は、前記第１フランジ部又は第２フランジ部の何れか他方の端面に開口する前記流体通路の外径側部分に、前記環状溝に嵌合するよう突出形成された環状突起により構成されており、
   前記第１フランジ配管と第２フランジ配管とに亘って、前記環状溝と環状突起とが互いに嵌め合わされて嵌合シール部を形成するよう前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを互いに引寄せるとともに、この引寄せ状態を維持する引寄せ手段を備え、
   前記環状溝により構成される前記第１シール端部又は第２シール端部には、前記環状溝の内径部と前記流体通路との間に環状の第１接合端部を形成し、この第１接合端部の先端内周側に先拡がりテーパ状のテーパ内周面が形成され、
   前記環状突起により構成される前記第２シール端部又は第１シール端部には、前記環状突起と前記流体通路との間に環状の第２接合端部を形成し、この第２接合端部の先端外周面に、前記テーパ内周面に当接するテーパ外周面が先窄まりテーパ状に形成され、
   前記引寄せ手段により前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とを互いに引寄せることにより前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とが圧接されるように構成され、
   前記テーパ内周面と前記テーパ外周面とが圧接される状態では、前記環状溝と前記環状突起との軸心方向の間、及び前記第１フランジ部の端面の前記環状溝より外径部と、第２フランジ部の端面の環状突起より外径部との軸心方向の間の夫々には隙間が存在するように設定されているフランジ配管どうしの接続構造。
2. 前記引寄せ手段が、前記第１フランジ部より大なる外径を有するとともに前記第１，２フランジ配管の軸心方向で前記第１フランジ部に干渉するよう前記第１フランジ配管の管状部に外嵌される第１割型リングと、
   前記第１フランジ部の通過は許容し、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第１の筒状ナットと、
   前記第２フランジ部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フランジ部に干渉するよう前記第２フランジ配管の管状部に外嵌される第２割型リングと、
   前記第２フランジ部の通過は許容し、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第２の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両筒状ナットどうしの締付け操作によって、前記第１フランジ部と第２フランジ部とが互いに引寄せられるように構成されている請求項１に記載のフランジ配管どうしの接続構造。
3. 前記引寄せ手段が、前記第１フランジ部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２フランジ部より大なる外径を有するとともに前記第１，２フランジ部の軸心方向で前記第２フランジ部に干渉するよう前記第２フランジ配管の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、前記第２フランジ部の通過は許容し、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フランジ部と前記第２フランジ部とが互いに引寄せられるように構成されている請求項１に記載のフランジ配管どうしの接続構造。
4. 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２又は３に記載のフランジ配管どうしの接続構造。
   （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）前記割型リングの外嵌された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、その外径部の外径と、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。
5. 前記引寄せ手段が、前記第１，２フランジ配管の軸心方向に沿う状態で前記両フランジ部の夫々に形成された孔どうしに貫通されるボルト及びナットから構成されており、
   前記ボルトに前記ナットを締付けることによって前記第１フランジ部と前記第２フランジ部とが互いに引寄せられるように構成されている、請求項１に記載のフランジ配管どうしの接続構造。
6. 前記合成樹脂がフッ素系樹脂である、請求項１〜５の何れか１項に記載のフランジ配管どうしの接続構造。

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