JP4829682B2

JP4829682B2 - 組み立て式マニフォールド

Info

Publication number: JP4829682B2
Application number: JP2006149506A
Authority: JP
Inventors: 久二男稲場
Original assignee: 株式会社リガルジョイント
Priority date: 2006-05-30
Filing date: 2006-05-30
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2026-05-30
Also published as: JP2007321781A

Description

本発明は、複数の任意の分岐を持つ配管に使用される組み立て式マニフォールドに関する。

例えば、半導体製造装置には冷却水による冷却工程が必ず設けられる。これらの配管は複数の分岐を持ち、構造が複雑である。装置の小型化のためには分岐を持つ配管の省スペース化が望まれる。例えば、住宅内の配管の省スペース化について、次のような技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０００−１３０６７９号公報

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
配管に複雑な分岐構造が求められていると、適切な場所にチーズ（Ｔ分岐）配管等を配置して相互に接続をする工事が必要になる。しかしながら、従来の配管技術には下記のような解決すべき課題があった。

配管の挿入にはねじ込み配管が採用される。しかし、ねじ込み配管は、ねじ込みピッチと枝管の回転角とが整合しないので、分岐場所の正確な位置決めが難しい。即ち、分岐位置を優先するとねじ込み量が不足したり、ねじ込み過ぎたりする。シールテープを使うとねじ込み位置を調整できるが、シールテープが配管の継ぎ目から露出していると発塵し、半導体の製造に悪影響を及ぼす。

また、シールテープの巻き方にも熟練を要する。即ち、シールテープを使用したものは半導体製造装置等には不向きである。ねじ込み配管はねじ込み部分に設けられたテーパにより気密あるいは水密性を確保する。しかし、ねじ込み量を選定して仕上がり寸法を予測しながら適切な施工をするのは熟練作業であって、技能の差によるばらつきが大きい。

一方溶接により枝管を取り付ける場合は、自由に取り付け位置を設定できる。しかしながら、配管が長くなると機械加工の工数や費用がかかる。しかも、継ぎ手を溶接するために熟練溶接工が必要になる。また、出来あがりに溶接熱ひずみが大きくて修正が必要になることもある。また、酸化膜処理や酸洗い処理等が必要になる。さらに、溶接漏れが生じたた場合には前工程まで戻りやり直しが必要になる。また、継ぎ手間隔が適度に必要なために、全長が長くなるといった問題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、設計、施工、分解、組み立てが簡便で、高い精度を持つ組み立て式マニフォールド等を提供することを目的とする。

以下の構成は上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
両端に連結用開口を有し、この連結用開口の軸線に垂直で滑らかな端面と一定長の滑らかな内壁と、この内壁の上記端面から一定の距離を拡径した拡径部とを有する母管部と、一端を上記母管部に連結して上記母管部と連通する分岐開口を有する枝管部と、複数の母管部を上記連結用開口を介して連結するものであって、隣接する母管部の連結用開口に挿入される一対の小径部と、一対の小径部の中間にあって、隣接する母管部の上記拡径部に収容される大径部と、上記母管部の連結用開口の内面と上記小径部との間に配置するシール用リングの装着溝を有するスリーブと、上記スリーブを介して連結され、それぞれ上記枝管部の向きを決定された複数の母管部を把持して、連結状態で固定する機能を有する母管結束機構とを備えたことを特徴とする組み立て式マニフォールド。

母管部を複数連結して配管を得る。複数の母管部は連結用開口を通じて相互に連結される。任意の数の母管部を連結して、全体として十分に小型な多分岐配管を得ることができる。母管部は相互に突き合わせ接続されるので、寸法精度が高い。

〈構成２〉
両端に連結用開口を有し、この連結用開口の軸線に垂直で滑らかな端面と一定長の滑らかな内壁と、この内壁上で内壁を縮径する段差を有する母管部と、一端を上記母管部に連結して上記母管部と連通する分岐開口を有する枝管部と、複数の母管部を上記連結用開口を介して連結するものであって、隣接する母管部の連結用開口に挿入される外径を有し、それぞれ連結用開口の端面から段差までの距離以上の長さを有する一対の袖部と、上記母管部の連結用開口の内面と上記袖部との間に配置するシール用リングの装着溝を有するスリーブと、上記スリーブを介して連結され、それぞれ上記枝管部の向きを決定された複数の母管部を把持して、連結状態で固定する機能を有する母管結束機構とを備えたことを特徴とする組み立て式マニフォールド。

母管部の連結用開口内壁上で、内壁を縮径する段差を設けて、スリーブの袖部が挿入される深さを規制している。スリーブ両端の袖部を、連結用開口の端面から段差までの距離と等しくすると、母管部端面が相互に密着し、母管部相互の接続距離を最小にできる。

〈構成３〉
両端に連結用開口を有し、この連結用開口の軸線に垂直で滑らかな端面と一定長の滑らかな内壁を有する母管部と、一端を上記母管部に連結して上記母管部と連通する分岐開口を有する枝管部と、複数の母管部を上記連結用開口を介して連結するものであって、隣接する母管部の連結用開口に挿入される一対の小径部と、一対の小径部の中間にあって、隣接する母管部の連結用開口の端面に挟み込まれる大径部と、上記母管部の連結用開口の内面と上記小径部との間に配置するシール用リングの装着溝を有するスリーブと、上記スリーブを介して連結され、それぞれ上記枝管部の向きを決定された複数の母管部を把持して、連結状態で固定する機能を有する母管結束機構とを備えたことを特徴とする組み立て式マニフォールド。

スリーブの大径部が母管部の連結部に挟み込まれるので、母管部の連結用開口内壁の構造は単純化される。スリーブの大径部の寸法を調整することにより、全体として十分に小型な多分岐配管を得ることができる。

〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の組み立て式マニフォールドにおいて、上記母管結束機構は、相互に連結された複数の母管部の両端に配置された一対の押さえ金具と、上記複数の母管部の連結方向に平行に配置され、母管部外面に近接するように複数本が所定間隔で並べられ、上記押さえ金具を介して上記複数の母管部を挟み込む連結棒とを有していることを特徴とする組み立て式マニフォールド。

母管部の連結用端面を相互に密着させて母管部の連結方向に力を加えて固定すると、複数の母管部が一本の配管と同様の機械的強度を保持し、たわみ等のおそれがない。

〈構成５〉
構成１乃至３のいずれかに記載の組み立て式マニフォールドにおいて、相互に連結された母管部の連結用開口には、その端面周囲に連結用フランジが設けられ、相互に対向して連結されるフランジには、連通する連通孔が設けられ、この連通孔に打ち込まれた止めピンにより上記母管部が相互に連結されていることを特徴とする組み立て式マニフォールド。

複数の母管部を現場で相互に順次連結するのに、作業性の良い構造である。

以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。

図１は実施例１の組み立て式マニフォールド１０を示す図で、（ａ）は同マニフォールドの組立要部を示す縦断面図、（ｂ）は同マニフォールドの一部品である母管部１２と枝管部１４を示す縦断面図、（ｃ）は同マニフォールドの一部品であるスリーブ１６を示す正面図、（ｄ）は同側面図である。図２は組み立て式マニフォールド１０を構成する母管部１２と枝管部１４とを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は縦断面図である。図３は母管部に２つの枝管部を設けた例を示す斜視図である。

実施例１の組み立て式マニフォールド１０は、図１に示すように、母管部１２と枝管部１４とスリーブ１６と母管結束機構１８（図６）とを備えている。
母管部１２は、図示したように、両端に連結用開口２０を有し、この連結用開口２０は、母管部１２の軸線２２に垂直で滑らかな端面２４と一定長の滑らかな内壁２６と、この内壁２６の端面２４から一定の距離を拡径した拡径部２８を有するものである。枝管部１４は、一端３０を母管部１２に連結して母管部１２の内部と連通する分岐開口３２を有するものである。

スリーブ１６は、複数の母管部１２を連結用開口２０を介して連結するものであって、隣接する母管部１２の連結用開口２０に挿入される一対の小径部３４と、一対の小径部３４の中間にあって、隣接する母管部１２の拡径部２８に収容される大径部３６と、母管部１２の連結用開口２０の内面と小径部３４との間に配置するシール用リング３８の装着溝４０を有するものである。

母管結束機構は、後述するが、スリーブ１６を介して連結され、それぞれ枝管部１４の向きを決定された複数の母管部１２を把持して、連結状態で固定する機能を有するものである。

組み立て式マニフォールド１０では、複数の母管部１２を連結して、任意の数の分岐を有する配管を得る。複数の母管部１２は連結用開口２０を通じて相互に連結される。各母管部１２の連結用開口２０が、母管部１２の軸線２２に垂直で滑らかな端面２４を有するので、相互に連結した母管部１２を軸線２２を中心に自由に回転できる。母管部１２の連結用開口２０が一定長の滑らかな内壁２６を有するので、スリーブ１６を用いて気密あるいは水密の接続ができる。枝管部１４は、母管部１２のどの部分にいくつ設けられていても構わない。母管部１２を軸線２２を中心に回転すると、枝管部１４を任意の方向に向けることができる。

母管部１２の連結用開口２０の内面と前記小径部３４との間に配置するシール用リング３８により、母管部１２相互の接続を気密あるいは水密に保持できる。一対の小径部３４の装着溝４０にシール用リング３８を配置して、隣接する母管部１２の間にスリーブ１６を配置し、各母管部１２の連結用開口２０に小径部３４を挿入すると、簡単に接続作業が完了する。スリーブ１６の大径部４６３６は、スリーブ１６を母管部１２の連結部中央に位置決めする機能を持つ。任意の数の母管部１２を連結して、全体として十分に小型な多分岐配管を得ることができる。

母管部１２とスリーブ１６とは挿入により着脱および回転可能に連結されている。そこで、これらを固定するために、母管結束機構を使用する。母管結束機構は、母管部１２の位置決めをして固定する機能を有するものならその構造は任意である。また、汎用品として市販されている母管部１２を切削加工するだけで適用できるので、この組み立て式マニフォールド１０は低コストで実現するという特徴を持つ。

母管部１２は相互に突き合わせ接続されるので、ねじ込み接続法と比較して寸法精度が高く、設計通りの配管を現場で組み立てることができる。また、大部分を予め組み立てていくこともできる。しかも、シールテープを使用しないので発塵がなく、半導体製造装置の配管に最適である。
枝管部１４は、図３に示すように母管部１２に対して２個あるいは任意の数設けられてもよいものである。

図４は実施例２の組み立て式マニフォールド１０を示す図で、（ａ）は同マニフォールドの組立要部を示す縦断面図、（ｂ）は同マニフォールドの一部品である母管部１２と枝管部１４を示す縦断面図、（ｃ）は同マニフォールドの一部品であるスリーブ１６を示す正面図、（ｄ）は同側面図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。

実施例２の組み立て式マニフォールド１０の母管部１２は、両端に連結用開口２０を有し、この連結用開口２０は、母管部１２の軸線２２に垂直で滑らかな端面２４と一定長の滑らかな内壁２６と、この内壁２６上で内壁２６を縮径する段差４２を有するものである。枝管部１４は、一端３０を母管部１２に連結して母管部１２と連通する分岐開口３２を有するものである。

スリーブ１６は、複数の母管部１２を連結用開口２０を介して連結するものであって、隣接する母管部１２の連結用開口２０に挿入される外径を有し、それぞれ連結用開口２０の端面２４から段差４２までの距離以上の長さを有する一対の袖部４４と、母管部１２の連結用開口２０の内面と袖部４４との間に配置するシール用リング３８の装着溝４０を有するものである。母管結束機構は、スリーブ１６を介して連結され、それぞれ枝管部１４の向きを決定された複数の母管部１２を把持して、連結状態で固定する機能を有するものである。

母管部１２の両端には、連結用開口２０内壁２６上で、その内壁２６を縮径する段差４２を設けて、スリーブ１６の袖部４４が挿入される深さを規制している。スリーブ１６両端の一対の袖部４４は、いずれも連結用開口２０の端面２４から段差４２までの距離以上の長さを有するので、スリーブ１６の両端は確実に両側の母管部１２の段差４２に突き当たり、位置決めがされる。例えば、スリーブ１６両端の袖部４４を、連結用開口２０の端面２４から段差４２までの距離と等しくすると、母管部１２端面２４が相互に密着し、母管部１２相互の接続距離を最小にできる。

図５は実施例３の組み立て式マニフォールド１０を示す図で、（ａ）は同マニフォールドの組立要部を示す縦断面図、（ｂ）は同マニフォールドの一部品である母管部１２と枝管部１４を示す縦断面図、（ｃ）は同マニフォールドの一部品であるスリーブ１６を示す正面図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。

実施例３の組み立て式マニフォールド１０の母管部１２は、両端に連結用開口２０を有し、この連結用開口２０は、母管部１２の軸線２２に垂直で滑らかな端面２４と一定長の滑らかな内壁２６を有するものである。枝管部１４は、一端３０を母管部１２に連結して母管部１２と連通する分岐開口３２を有するものである。

スリーブ１６は、複数の母管部１２を連結用開口２０を介して連結するものであって、隣接する母管部１２の連結用開口２０に挿入される一対の小径部３４と、一対の小径部３４の中間にあって、隣接する母管部１２の連結用開口２０の端面２４に挟み込まれる大径部３６と、母管部１２の連結用開口２０の内面と小径部３４との間に配置するシール用リング３８の装着溝４０を有するものである。母管結束機構は、スリーブ１６を介して連結され、それぞれ枝管部１４の向きを決定された複数の母管部１２を把持して、連結状態で固定する機能を有するものである。

スリーブ１６の大径部３６が母管部１２の連結部に挟み込まれるので、母管部１２の連結用開口２０内壁２６の構造は単純化される。スリーブ１６の大径部４６３６の寸法を調整することにより、全体として十分に小型な多分岐配管を得ることができる。

図６は実施例４の組み立て式マニフォールド１０の全体構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）側面図である。
母管結束機構１８は、一対の押さえ金具４８と複数本の連結棒５０とを備えている。一対の押さえ金具４８は、相互に連結された複数の母管部１２の両端に配置されている。連結棒５０は、複数の母管部１２の連結方向に平行に配置されている。母管部１２外面に近接するように複数本の連結棒５０が所定間隔で並べられる。連結棒５０のボルトを締め付けると、押さえ金具４８を介して複数の母管部１２を挟み込む。

相互に連結された複数の母管部１２の全長に合わせて、適切な長さの連結棒５０を使用すれば、任意の構成の多分岐配管を手軽に組み立てることができる。母管部１２の連結方向に平行に配置され、母管部１２外面に近接するように複数本が所定間隔で並べられるので、連結棒５０の位置決めが正確にでき、押さえ金具４８を適切な姿勢で連結できる。押さえ金具４８は相互に連結された複数の母管部１２の両端に配置されるから、多分岐配管を壁面等に固定する支持具としても利用できる。母管部１２の連結用端面２４を相互に密着させて母管部１２の連結方向に力を加えて固定すると、複数の母管部１２が一本の配管と同様の機械的強度を保持し、たわみ等のおそれがない。

図７は実施例５の組み立て式マニフォールド１０の要部を示す説明図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。
相互に連結された母管部１２の端面２４の周囲に連結用のフランジ５５が設けられている。相互に対向して連結される両フランジ５５には、軸方向に連通する連通孔５６が設けられている。この連通孔５６に打ち込まれた止めピン５８と、この止めピン５８の端部に係止されたテーパピン５７とにより母管部１２が相互に連結されている。図７（ｃ）に示すように、止めピン５８の一端には頭部５８Ａが設けられ、他端にはテーパピン５７を挿入するための貫通孔５８Ｂが設けられている。図７（ｄ）に示すように、テーパピン５７の下方には、緩み止めの止めねじ５９をねじ込むための小孔５７Ａが設けられている。止めピン５８の貫通孔５８Ｂに打ち込まれたテーパピン５７は、小孔５７Ａにねじ込まれてフランジ５５の側面を押圧する止めねじ５９により緩み止めされて固定される。

母管部１２の端面２４の周囲に連結用のフランジ５５が設けられ、相互に対向して連結される両フランジ５５に連通して設けられた連通孔５６に止めピン５８を打ち込むことにより、現場で個別に母管部１２を順次連結することができる。さらに止めピン５８端部の貫通孔５８Ｂにテーパピン５７を打ち込むと両フランジ５５をしっかりと固定できる。これは、複数の母管部１２を現場で相互に順次連結するのに、作業性の良い構造である。

図８は、本発明の組み立て式マニフォールドの組み立て例の説明図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。
図８（ａ）に示した例は、これまで説明した通り複数の枝管部１４を一定の方向に向けて配列したものである。また、図８（ｂ）に示すように任意の枝管部１４Ａを他の枝管部と別の方向に向けることもできる。図８（ｃ）では、中間の２個の枝管部１４Ａと１４Ｂがそれぞれ異なる方向に向いている。また、２つの枝管部１４Ｃと１４Ｄを備えた母管部１２Ａも利用されている。

図８（ｄ）では、各枝管部１４にバルブ１１が取り付けられている。このバルブ１１はハンドル１３操作によって枝管部１４を開閉するものであるが、電磁式に開閉するものでもよい。この図に示すように枝管部１４にバルブ１１を取り付ける作業は、組み立て後は非常に難しい。そこで、予めバルブ１１を取り付けたものを図のように配列し、既に説明した通りスリーブ１６を用いて連結すれば、容易にこの図のような構造が組み立てられる。

以上説明したように、鋳物整形された汎用品の継ぎ手に、滑らかな内壁２６を形成するための加工処理をすれば、母管部１２を製造できる。シール用リング３８に、既存のＯ（オー）リングを使用すると、ガス漏れ、水漏れの心配が要らない。また、複雑な分岐ができるにもかかわらず、継ぎ手間の間隔を狭くすることが出きるので、組立のスペースが少なくて済む。組み立て分解が容易で、分岐方向も自由に調整できる。また、配管の連数も自由に選択できるので、設計や配管作業が短縮される。

継ぎ手には、チーズ（Ｔ型分岐）、異型チーズ、クロス（十字型分岐）などがあるが、これらを自由に組み合わせることができる。押さえ金具４８と４本の連結棒５０を使用した母管結束機構を使用すると、例えば、既知のタイロットボルトを使用して４ヶ所の締め付け処理で作業が終了する。熟練が不要で、簡単に組み立て作業ができる効果がある。このとき、予め枝管部に、バルブや電磁弁やその他の配管部品を前もって取り付けておくと、現場での配管作業を簡略化することができる。

実施例１の組み立て式マニフォールド１０を示す図で、（ａ）は同マニフォールドの組立要部を示す縦断面図、（ｂ）は同マニフォールドの一部品である母管部１２と枝管部１４を示す縦断面図、（ｃ）は同マニフォールドの一部品であるスリーブ１６を示す正面図、（ｄ）は同側面図である。組み立て式マニフォールド１０を構成する母管部１２と枝管部１４とを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は縦断面図である。母管部に２つの枝管部を設けた例を示す斜視図である。実施例２の組み立て式マニフォールド１０を示す図で、（ａ）は同マニフォールドの組立要部を示す縦断面図、（ｂ）は同マニフォールドの一部品である母管部１２と枝管部１４を示す縦断面図、（ｃ）は同マニフォールドの一部品であるスリーブ１６を示す正面図、（ｄ）は同側面図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。実施例３の組み立て式マニフォールド１０を示す図で、（ａ）は同マニフォールドの組立要部を示す縦断面図、（ｂ）は同マニフォールドの一部品である母管部１２と枝管部１４を示す縦断面図、（ｃ）は同マニフォールドの一部品であるスリーブ１６を示す正面図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。実施例４の組み立て式マニフォールド１０の全体構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）側面図である。実施例５の組み立て式マニフォールド１０の要部を示す説明図である。図１に示した部分と共通する部分には同一符号を付している。本発明の組み立て式マニフォールドの組み立て各例の説明図である。

符号の説明

１０組み立て式マニフォールド
１２母管部
１４枝管部
１６スリーブ
１８母管結束機構
２０連結用開口
２２軸線
２４端面
２６内壁
２８拡径部
３０一端
３２分岐開口
３４小径部
３６大径部
３８シール用リング
４０装着溝
４２段差
４４袖部
４８押さえ金具
５０連結棒

Claims

両端に連結用開口を有し、この連結用開口の軸線に垂直で滑らかな端面と一定長の滑らかな内壁と、この内壁の前記端面から一定の距離を拡径した拡径部とを有する母管部と、
一端を前記母管部に連結して前記母管部と連通する分岐開口を有する枝管部と、
複数の母管部を前記連結用開口を介して連結するものであって、隣接する母管部の連結用開口に挿入される一対の小径部と、一対の小径部の中間にあって、隣接する母管部の前記拡径部に収容される大径部と、前記母管部の連結用開口の内面と前記小径部との間に配置するシール用リングの装着溝を有するスリーブと、
前記スリーブを介して連結され、それぞれ前記枝管部の向きを決定された複数の母管部を把持して、連結状態で固定する機能を有する母管結束機構とを備えたことを特徴とする組み立て式マニフォールド。
請求項１に記載の組み立て式マニフォールドにおいて、
前記母管結束機構は、相互に連結された複数の母管部の両端に配置された一対の押さえ金具と、前記複数の母管部の連結方向に平行に配置され、母管部外面に近接するように複数本が所定間隔で並べられ、前記押さえ金具を介して前記複数の母管部を挟み込む連結棒とを有していることを特徴とする組み立て式マニフォールド。
請求項１に記載の組み立て式マニフォールドにおいて、
相互に連結された母管部の連結用開口には、その端面周囲に連結用フランジが設けられ、相互に対向して連結されるフランジには、連通する連通孔が設けられ、この連通孔に打ち込まれた止めピンにより前記母管部が相互に連結されていることを特徴とする組み立て式マニフォールド。