JP5623733B2 - 結合リング - Google Patents

Description

本発明は、フランジ部を対向させて結合するための結合リングに関し、特にフランジ部を有する管を好適に直列結合するものに関する。

近年、さまざまな管の結合方法が開発されている。その１つとして、特許文献１に示すように、円板状のフランジ部を有する１対の管同士を、結合リングを用いて結合する方法が知られている。この結合リングは隣り合うもの同士が互いに回転可能に連結された一連のユニット部材を備え、両端のユニット部材を締結具によって連結することでフランジ部同士を結合するものである。

特開２００８−２８６３２５号公報

結合の際は、フランジ部同士を対向密接させた上で、開放状態の結合リングの一端を、管の片側から管の下方へと挿入し、管の他側からその一端を引き上げ、結合リングの他端と締結する。
しかしながら、結合リングのユニット部材は互いに回転可能に連結されているので、管の下方に挿入された一端が重力によって垂れ下がってしまい、特に狭小な作業空間においては、前記一端を管の下方に挿入したり、あるいは挿入した前記一端を引き上げたりすることが困難となる場合がある。

そこで、本発明は上記の問題を解決すべく、狭小な作業空間であっても、容易にフランジ部を結合することができる結合リングを提供することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち、本発明に係る結合リングは、隣り合うもの同士が互いに回転可能に連結された一連のユニット部材と、両端のユニット部材を連結するための締結具とを具備し、周方向に延びるように設けた凹溝を、対向させたフランジ部の外周縁部に外嵌させるとともに、前記両端のユニット部材を前記締結具によって連結して環状状態とし、前記締結具を締め付けることによって、前記凹溝の側面に形成した傾斜面及び前記フランジ部の裏面に形成した傾斜面とを押圧し、その際に発生する軸方向の分力によって前記フランジ部同士を圧着結合するものであって、前記ユニット部材は３つであり、前記両端のユニット部材が前記締結具によって連結されていない開放状態において、両端の前記ユニット部材と中央の前記ユニット部材との拡開角度を一定角度以内に規制する係止部材が、両端の前記ユニット部材の外周に設けられた突起であり、前記拡開角度が前記一定角度である状態において、前記係止部材に形成された平面が、中央の前記ユニット部材に形成された平面に接触し、前記係止部材が、両端の前記ユニット部材を閉じた状態で両端の前記ユニット部材の回転軸方向から見て中央の前記ユニット部材の外周より外側に突出している結合リング。

前記一定角度を１８０度以下とすれば、一端の引き上げが容易となるので好ましい。

このような結合リングを用いた流体供給装置であれば、コンパクトにでき、管を容易に取り付けたり、取り外したりすることができる。

かかる構成のものであれば、係止部材が、一端のユニット部材とこれに隣接するユニット部材との拡開角度を一定角度以内に規制するので、両端のユニット部材が連結されていない開放状態において、前記一端のユニット部材が重力で垂れ下がることがなく、狭小な作業空間であっても、管の下方に挿入した前記一端のユニット部材を容易に引き上げることができ、フランジ部同士の結合作業の効率を高めることができる。

本発明の一実施形態における結合リングで管を結合した状態を示す軸方向からみた図面。 同実施形態における結合リングの開放状態を示す部分横断面図。 同実施形態における結合リングで管を結合した状態を示す縦断面図。 同実施形態における結合リングを用いた流体供給装置の構成図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る結合リング１００は、フランジ継手３００の構成部品であり、フランジ部２ａ、２ｂを端部に有する１対の管１ａ、１ｂを直列結合させるためのものである。このフランジ継手３００は、管１ａ、１ｂの端部に設けたフランジ部２ａ、２ｂ同士を結合することによって、管１ａ、１ｂ同士を接続するものであり、ガスケット７と、位置決めリング８と、結合リング１００とを備えるものである。まず、管１ａ、１ｂについて説明する。

管１ａ、１ｂは、図３等に示すように、管本体１１ａ、１１ｂと、管本体１１ａ、１１ｂの端部に設けられた円板状のフランジ部２ａ，２ｂとを具備し、フランジ部２ａ，２ｂの先端面同士を対向させて結合されるものである。このフランジ部２ａ，２ｂには、その先端面（以下対向面とも言う）に、閉じた円環状の突起５ａ，５ｂが設けられており、その裏面には、先端へ向かうにつれ径が大きくなる傾斜面３ａ，３ｂが形成されている。更に先端部の外周面には、段部４ａ、４ｂが設けられている。

前記管１ａ、１ｂ同士を結合する場合はフランジ部２ａ，２ｂの対向面の間に等厚円環板状をなすガスケット７を挟み込む。又、この時、対向させた各フランジ部２ａ、２ｂの段部４ａ、４ｂに位置決めリング８をガタなく外嵌させる。
前記ガスケット７は、その内径が管１ａ、１ｂの内径寸法と一致し、外径が段部４ａ、４ｂの外径と一致するものであり、前記突起５ａ，５ｂが食い込んで気密性を担保するものである。
位置決めリング８は、内径が段部４ａ、４ｂの外径寸法と一致する円筒形状の部材であり、管１ａ、１ｂの中心軸ＣＬを正確に合致させるためのものである。

しかして、前記結合リング１００は、対向させたフランジ部２ａ，２ｂに外嵌してこれらを緊締結合するものであり、図１、図２に示すように、隣り合うもの同士が互いに軸５３ａ、５３ｂを中心として回転可能に連結された複数（ここでは３つ）のユニット部材５０ａ〜５０ｃと、両端のユニット部材５０ａ、５０ｃを連結するための締結具５２とを備えている。以下に各部を詳述する。

ユニット部材５０ａ〜５０ｃは、図２等に示すように、ここでは軸方向から見て円環を３分割した形状を概略有するものである。ユニット部材５０ａ〜５０ｃの内周面には、対向した１対のフランジ部２ａ，２ｂの外周縁部に外嵌させることができる幅を有した凹溝５１が、周方向に延びるように設けられており、この凹溝５１の側面には、フランジ部２ａ、２ｂ裏面の傾斜面３ａ，３ｂに対応した傾斜面５１ａが形成されている。

締結具５２は、図２等に示すように、例えば、ボルト部材５２ａとナット部材５２ｂとを具備したものである。ボルト部材５２ａはその基端部が一端のユニット部材５０ｃの先端部に回転可能に連結されるとともに、その先端部が他端のユニット部材５０ａの先端部に設けた溝状の切欠部５４に嵌まり込むように構成したものである。そして、前記切欠部５４に嵌まり込んで突出したボルト部材５２ａにナット部材５２ｂを螺合させることによって両端のユニット部材５０ａ、５０ｃを連結するとともに、結合リング１００の内周径を拡縮することができる。

係止部材６０ａ、６０ｂは、両端のユニット部材５０ａ、５０ｃの連結箇所近傍の外周に設けられた概略三角柱形状をなす突起である。一端のユニット部材５０ａ、５０ｃと、隣接するユニット部材５０ｂとの拡開角度が一定角度よりも小さい状態では、係止部材６０ａ、６０ｂはユニット部材５０ｂに当接しないが、拡開角度が一定角度となった状態では、図２に示すように、係止部材６０ａ、６０ｂはユニット部材５０ｂに当接するので、拡開角度は一定角度よりも大きくならない。一定角度は、例えば、１８０度以内であればよく、ここでは、図２に示すように一定角度を１１５度としており、その時に両端のユニット部材５０ａ、５０ｃがなす角度は５０度である。

次に、本実施形態に係る結合リング１００を用いて管１ａ、１ｂを直列結合する方法について説明する。

まず、位置決めリング８の一端部を一方の管１ａの段部４ａに外嵌させる。次に位置決めリング８の他端部にガスケット７及び他方の段部４ｂを順次嵌め込む。これにより、管１ａ、１ｂ、ガスケット７の中心軸ＣＬを正確に合致させることができる。

次に、両端が連結されていない開放状態の結合リング１００の一端のユニット部材５０ａを、フランジ部２ａ，２ｂの片側からフランジ部２ａ，２ｂの下方へと挿入し、他側からその一端を引き上げる。この時、凹溝５１を対向させたフランジ部２ａ，２ｂの外周縁部に外嵌させる。

その後、ボルト部材５２ａをユニット部材５０ａの切欠部５４に嵌め込んでナット部材５２ｂを締め付け、結合リング１００の内周径を小さくしていくと、図３に示すように、凹溝５１の側面に形成した傾斜面５１ａ及び前記フランジ部２ａ、２ｂの裏面に形成した傾斜面３ａ、３ｂを押圧する。そして、その際に発生する軸方向の分力によって、フランジ部２ａ、２ｂ同士が押し付けられ、突起５ａ，５ｂがガスケット７の両面に食い込んで、十分な気密性を保って管１ａ、１ｂ同士が接続される。

このような構成のものであれば、両端のユニット部材５０ａ、５０ｃに突出した係止部材６０ａ、６０ｂを設けるという簡単な追加のみで、両端のユニット部材５０ａ、５０ｃと、これに隣接するユニット部材５０ｂとの拡開角度を一定角度以内に規制するので、両端のユニット部材５０ａ、５０ｃのどちらも重力で垂れ下がらないようにできる。従って、狭小な作業空間に、結合リング１００のどちらをフランジ部２ａ、２ｂの下方に挿入したとしても、フランジ部２ａ、２ｂの結合が容易にできる。

加えて言えば、同実施形態におけるフランジ継手３００を用いて流体供給装置を構成してもよい。その流体供給装置の構成は、例えば、平行に設けた３本の縦流体ラインたるガス供給ラインＬ１と、これらガス供給ラインＬ１間に設けられた１つの横流体ライン、ここでは各ガス供給ラインＬ１にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給ラインＬ２とを具備したものである。

縦流体ラインＬ１はマスフローコントローラＸ１１等の流体機器を備えるものであり、ガス供給ラインとして機能するように構成されている。横流体ラインＬ２はクリーニングガス供給ラインとして機能するように構成されている。なお、ここでは全ての管接続にフランジ継手３００を用いるものとしたが、これに限られず、少なくとも１つの管接続にフランジ継手３００を用いたものであればよい。

なお、図４中、符号Ｌ１はガス供給ライン、符号Ｌ２はクリーニングガス供給ライン、符号Ｘ１１はマスフローコントローラ、符号Ｘ１２、Ｘ１３はバルブや圧力センサ、符号３００はフランジ継手、符号Ｘ４、Ｘ４’、Ｘ４”は配管を示している。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、本実施形態において、係止部材は２箇所に設けられているが、一端のユニット部材と隣接するユニット部材との少なくともいずれかの１箇所に設ける等としてもよい。
加えて言えば、係止部材は、本実施形態において一端のユニット部材及び隣接するユニット部材との拡開角度が一定角度以内となるように常に規制するものとしたが、係止部材は環状構成工程の際に拡開角度を規制するものとし、それ以外の工程では規制しないように係止部材を移動させる又は係止部材が当接しないようにする等としてもよい。
また、係止部材は拡開角度が１又は複数の所定角度になったときに仮に保持する等としてもよい。仮に保持するとは、拡開方向に力を加えない状態では、拡開角度が所定角度のまま保持することができるが、拡開方向に力を加えると、拡開角度が所定角度を通過することができることを指す。
要は、結合リングの環状構成工程において、開放状態の結合リングの少なくとも一端が、狭小な作業空間であっても容易に引き上げることができる程度に、重力によって垂れ下がらないようにしたものであればよい。

加えて言えば、結合リングは、本実施形態において３つのユニット部材を具備するものとしたが、複数のユニット部材を具備するものであればよい。

前記実施形態では、一端のユニット部材とこれに隣接するユニット部材との間に係止部材を設けたが、これに限られず、例えば、ユニット部材を４以上直列させたような結合リングにおいて、いずれか少なくとも１つのユニット部材とそれに隣接するユニット部材との間に係止部材を設けても構わない。

その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ａ、１ｂ・・・管
２ａ、２ｂ・・・フランジ部
３ａ、３ｂ・・・フランジ部の裏面に形成した傾斜面
４ａ、４ｂ・・・段部
５ａ、５ｂ・・・突起
７・・・ガスケット
８・・・位置決めリング
１１ａ、１１ｂ・・・管本体
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ・・・ユニット部材
５１・・・凹溝
５１ａ・・・凹溝の側面に形成した傾斜面
５２・・・締結具
５２ａ・・・ボルト部材
５２ｂ・・・ナット部材
５３ａ、５３ｂ・・・軸
５４・・・切欠部
６０ａ、６０ｂ・・・係止部材
１００・・・結合リング
３００・・・フランジ継手

Claims (3)

1. 隣り合うもの同士が互いに回転可能に連結された一連のユニット部材と、両端のユニット部材を連結するための締結具とを具備し、
   周方向に延びるように設けた凹溝を、対向させたフランジ部の外周縁部に外嵌させるとともに、前記両端のユニット部材を前記締結具によって連結して環状状態とし、前記締結具を締め付けることによって、前記凹溝の側面に形成した傾斜面及び前記フランジ部の裏面に形成した傾斜面とを押圧し、その際に発生する軸方向の分力によって前記フランジ部同士を圧着結合するものであって、
   前記ユニット部材は３つであり、
   前記両端のユニット部材が前記締結具によって連結されていない開放状態において、両端の前記ユニット部材と中央の前記ユニット部材との拡開角度を一定角度以内に規制する係止部材が、両端の前記ユニット部材の外周に設けられた突起であり、
   前記拡開角度が前記一定角度である状態において、前記係止部材に形成された平面が、中央の前記ユニット部材に形成された平面に接触し、
   前記係止部材が、両端の前記ユニット部材を閉じた状態で両端の前記ユニット部材の回転軸方向から見て中央の前記ユニット部材の外周より外側に突出している結合リング。
2. 前記一定角度が１８０度以下である請求項１記載の結合リング。
3. 請求項１又は２記載の結合リングを用いた流体供給装置。