JP6730699B2 - 真空用継手およびこれを用いた真空利用装置 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば真空ホースなどの真空用配管の着脱に用いる真空用継手と、その真空用継手を用いた真空利用装置とに関する。
真空技術は様々な生産現場で採用されており、その一つに下記の特許文献１（日本国・特開平４−１４４７１７号公報）に記載されたオートクレーブ成形装置が挙げられる。
このオートクレーブ成形装置は、繊維強化プラスチックなどの成形材を製造するための真空利用装置である。かかる装置を用いて成形材を製造する際には、台車上に治具を配置し、その治具の上に成形材の材料となるプリプレグを積層載置した後、これを真空バッグで被覆して密封する。続いて、台車上のプリプレグをその台車と共に圧力容器内に搬入し、作業者が密封された真空バッグ内に連通する真空用配管の先端と、減圧手段から伸ばされた真空用配管(真空ノズル)の先端とを真空用継手を用いて接続する。そして、圧力容器内を密閉した後、前記真空バッグ内を減圧すると共に前記容器内に高圧蒸気を供給するか、または、高圧ガスを供給し、該ガスを加熱してプリプレグを加熱加圧し接着硬化させる。所定時間の加熱加圧により成形材が完成すると、圧力容器内を除圧すると共に６０℃程度まで冷却させる。その除圧と冷却が完了すると、台車に載置された成形材を取り出すため、作業者は上記の真空用継手による連結部分を切り離す作業を行う。
このオートクレーブ成形装置は、繊維強化プラスチックなどの成形材を製造するための真空利用装置である。かかる装置を用いて成形材を製造する際には、台車上に治具を配置し、その治具の上に成形材の材料となるプリプレグを積層載置した後、これを真空バッグで被覆して密封する。続いて、台車上のプリプレグをその台車と共に圧力容器内に搬入し、作業者が密封された真空バッグ内に連通する真空用配管の先端と、減圧手段から伸ばされた真空用配管(真空ノズル)の先端とを真空用継手を用いて接続する。そして、圧力容器内を密閉した後、前記真空バッグ内を減圧すると共に前記容器内に高圧蒸気を供給するか、または、高圧ガスを供給し、該ガスを加熱してプリプレグを加熱加圧し接着硬化させる。所定時間の加熱加圧により成形材が完成すると、圧力容器内を除圧すると共に６０℃程度まで冷却させる。その除圧と冷却が完了すると、台車に載置された成形材を取り出すため、作業者は上記の真空用継手による連結部分を切り離す作業を行う。
上記の従来技術には、次のような問題があった。
すなわち、従来のオートクレーブ成形装置では、真空用継手としてソケット(メス型)とこれに嵌合するプラグ(オス型)とで構成された所謂ワンタッチカプラが用いられていた。このワンタッチカプラはソケットとプラグとが互いに係合する部分の構造がやや複雑で、その着脱に或る程度の力が必要である。このため、成形材の大きさが比較的小さく減圧手段から伸ばされる真空用配管の数が少ない場合には何ら問題はないものの、飛行機構造体などのような大型の成形材を製造するオートクレーブ成形装置では、１つの減圧手段から数十〜百本前後と言った多数の真空用配管が伸ばされていることが多く、これらの真空用配管の着脱には手間(作業者の体力)と時間が掛かると言う問題があった。
すなわち、従来のオートクレーブ成形装置では、真空用継手としてソケット(メス型)とこれに嵌合するプラグ(オス型)とで構成された所謂ワンタッチカプラが用いられていた。このワンタッチカプラはソケットとプラグとが互いに係合する部分の構造がやや複雑で、その着脱に或る程度の力が必要である。このため、成形材の大きさが比較的小さく減圧手段から伸ばされる真空用配管の数が少ない場合には何ら問題はないものの、飛行機構造体などのような大型の成形材を製造するオートクレーブ成形装置では、１つの減圧手段から数十〜百本前後と言った多数の真空用配管が伸ばされていることが多く、これらの真空用配管の着脱には手間(作業者の体力)と時間が掛かると言う問題があった。
それゆえに、本発明の主たる目的は、真空用配管の着脱を極めて簡単且つスピーディーに行なうことができる、シンプルな構造の真空用継手を提供することにある。
また、本発明の更なる目的は、そのような真空用継手を用いた真空配管系の連結および離脱を効率的に行うことができる生産性の高い真空利用装置を提供することにある。
また、本発明の更なる目的は、そのような真空用継手を用いた真空配管系の連結および離脱を効率的に行うことができる生産性の高い真空利用装置を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば図１から図６に示すように、一対の真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙの対向端を流体が通流可能に接続する真空用継手を次のように構成した。
筒状に形成され、上記一対の真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙそれぞれの対向端に取り付けられる第１継手部材１４及び第２継手部材１６を備える。その第１継手部材１４及び第２継手部材１６それぞれの軸方向先端面には、強磁性体を含む略フラットな当接面１４ａ及び１６ａが設けられる。そして、その第１継手部材１４の当接面１４ａ及び第２継手部材１６の当接面１６ａの少なくとも一方に、第１継手部材１４の貫通孔１４ｂ又は／及び第２継手部材１６の貫通孔１６ｂを囲うようにリング状の磁石１８が取着される。
ここで「筒状」とは、ブロック状の本体の中心がくり抜かれると共に軸方向両端面が開放されて流体の通流路が設けられた形状を言い、外形が円柱状の円筒のみならず、外形が角柱状の角筒などをも含む。また、上記の本体内部に設けられる流体の通流路が一つの単筒状の物のみならず、本体内部に複数の通流路が設けられる多筒状の物も含む。
筒状に形成され、上記一対の真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙそれぞれの対向端に取り付けられる第１継手部材１４及び第２継手部材１６を備える。その第１継手部材１４及び第２継手部材１６それぞれの軸方向先端面には、強磁性体を含む略フラットな当接面１４ａ及び１６ａが設けられる。そして、その第１継手部材１４の当接面１４ａ及び第２継手部材１６の当接面１６ａの少なくとも一方に、第１継手部材１４の貫通孔１４ｂ又は／及び第２継手部材１６の貫通孔１６ｂを囲うようにリング状の磁石１８が取着される。
ここで「筒状」とは、ブロック状の本体の中心がくり抜かれると共に軸方向両端面が開放されて流体の通流路が設けられた形状を言い、外形が円柱状の円筒のみならず、外形が角柱状の角筒などをも含む。また、上記の本体内部に設けられる流体の通流路が一つの単筒状の物のみならず、本体内部に複数の通流路が設けられる多筒状の物も含む。
本発明は、例えば、次の作用を奏する。
第１継手部材１４の当接面１４ａと第２継手部材１６の当接面１６ａとを略フラットな面で構成すると共に、その当接面１４ａ及び１６ａの接続に磁力を用いているので、互いに連結した真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙを真空吸引していない間は当該磁力によって上記の当接面１４ａ及び１６ａ同士の係合が維持される。そして、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを離脱させる際には、ソケットやプラグで構成され、その両者が機械的に強固にロックされるワンタッチカプラのようにその離脱の作業に大きな力を必要としない。したがって、第１継手部材１４と第２継手部材１６との係合・離脱の作業を極めて簡単に行うことができる。
第１継手部材１４の当接面１４ａと第２継手部材１６の当接面１６ａとを略フラットな面で構成すると共に、その当接面１４ａ及び１６ａの接続に磁力を用いているので、互いに連結した真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙを真空吸引していない間は当該磁力によって上記の当接面１４ａ及び１６ａ同士の係合が維持される。そして、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを離脱させる際には、ソケットやプラグで構成され、その両者が機械的に強固にロックされるワンタッチカプラのようにその離脱の作業に大きな力を必要としない。したがって、第１継手部材１４と第２継手部材１６との係合・離脱の作業を極めて簡単に行うことができる。
本発明においては、前記の第１継手部材１４及び第２継手部材１６の内部に、両者を係合させた際に流体の通流を可能とし、両者を離脱させた際に流体の通流を停止させる流体制御手段を装着するのが好ましい。
また、本発明においては、真空用継手が熱処理装置で使用される場合には、前記の磁石１８を、大気雰囲気下１８０℃、３０分加熱後の残留磁束密度が４０ｍＴ以上とするのが好ましい。また、前記第１継手部材１４の当接面１４ａ及び前記第２継手部材１６の当接面１６ａに含まれる強磁性体のキュリー温度を上記の熱処理装置のプロセス温度より高い温度とするのが好ましい。
これらの場合、例えば真空利用機器の一種であり且つ熱処理装置でもあるオートクレーブ成形装置のように繰り返し高熱が与えられる環境下において、特に好適に使用することができる。
これらの場合、例えば真空利用機器の一種であり且つ熱処理装置でもあるオートクレーブ成形装置のように繰り返し高熱が与えられる環境下において、特に好適に使用することができる。
また、本発明においては、第１継手部材１４の当接面１４ａにおける外縁近傍又は第２継手部材１６の当接面１６ａにおける外縁近傍に、それらの当接面１４ａ及び１６ａ同士を当接させた際にその界面から流体が漏出又は流入しないように密封する耐熱性のシール部材２０を取り付けるのが好ましい。
従来、真空用継手として多用されているワンタッチカプラでは、ソケットとプラグとを係合させた際にその界面からの流体の漏出・流入を防ぐシール部材がソケットの奥に取り付けられているため、そのシール部材に容易にアクセスできず、状態の確認や劣化の際の交換などが困難であった。これに対し、本発明の真空用継手では、シール部材２０が当接面１４ａ又は当接面１６ａに取り付けられているので、当該シール部材２０へのアクセスが極めて容易であり、状態の確認や交換などを簡単に行うことができる。
従来、真空用継手として多用されているワンタッチカプラでは、ソケットとプラグとを係合させた際にその界面からの流体の漏出・流入を防ぐシール部材がソケットの奥に取り付けられているため、そのシール部材に容易にアクセスできず、状態の確認や劣化の際の交換などが困難であった。これに対し、本発明の真空用継手では、シール部材２０が当接面１４ａ又は当接面１６ａに取り付けられているので、当該シール部材２０へのアクセスが極めて容易であり、状態の確認や交換などを簡単に行うことができる。
さらに、本発明においては、第１継手部材１４の当接面１４ａ又は第２継手部材１６の当接面１６ａの一方に位置決め用の突起２４を設けると共に、他方におけるその突起２４に対応する位置に、上記の突起２４を案内して収容する凹所２６を設けるのが好ましい。
この場合、第１継手部材１４と第２継手部材１６との係合・離脱作業のうち、特に係合作業を楽に行うことができるようになる。
この場合、第１継手部材１４と第２継手部材１６との係合・離脱作業のうち、特に係合作業を楽に行うことができるようになる。
そして、本発明においては、第１継手部材１４の当接面１４ａにリング状の磁石１８ａを埋設すると共に、第２継手部材１６の当接面１６ａにも上記の磁石１８ａと略同形同大のリング状の磁石１８ｂを埋設し、そのリング状の両磁石１８ａ及び１８ｂを周方向にて同じ偶数の区画に等分すると共に、隣接した区画の表面の磁極が互いに異なるように配置するのが好ましい(図６参照)。
この場合、第１継手部材１４又は第２継手部材１６の何れか一方を真空用配管１２Ｘ又は１２Ｙの軸周りに回転させるだけで磁力のアシストを受けて真空用継手の係合・離脱作業をより一層簡単に行うことができる。
この場合、第１継手部材１４又は第２継手部材１６の何れか一方を真空用配管１２Ｘ又は１２Ｙの軸周りに回転させるだけで磁力のアシストを受けて真空用継手の係合・離脱作業をより一層簡単に行うことができる。
本発明における第２の発明は、本発明の真空用継手を具備することを特徴とする真空利用装置である。この真空利用装置とは、真空を利用するあらゆる機械・装置を含むものであるが、とりわけ成形体の製造装置であることが好ましく、更には、その成形体の製造装置が、繊維基材と、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなるマトリックスとによって形成されたプリプレグ３６を、真空バッグ５０に収納して圧力容器４０内に設置し、その圧力容器４０内で上記の真空バッグ５０内を真空引きした後、加熱加圧して所定の形状に成形するオートクレーブ成形装置であるのがより好ましい。
本発明によれば、真空用配管の着脱を極めて簡単且つスピーディーに行なうことができる、シンプルな構造の真空用継手を提供することができる。
また、本発明の真空用継手を用いることにより、真空配管系の連結および離脱を効率的に行うことができる生産性の高い真空利用装置を提供することができる。
また、本発明の真空用継手を用いることにより、真空配管系の連結および離脱を効率的に行うことができる生産性の高い真空利用装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態の真空用継手１０の概要を示す斜視図であり、図２Ａは図１のＡ−Ａ線断面図である。これらの図が示すように、本実施形態の真空用継手１０は、真空用配管１２Ｘ及び真空用配管１２Ｙの対向端を着脱自在に接続するためのものであって、真空用配管１２Ｘの対向端に取り付けられる第１継手部材１４と、真空用配管１２Ｙの対向端に取り付けられる第２継手部材１６とを有する。
図１は、本発明の一実施形態の真空用継手１０の概要を示す斜視図であり、図２Ａは図１のＡ−Ａ線断面図である。これらの図が示すように、本実施形態の真空用継手１０は、真空用配管１２Ｘ及び真空用配管１２Ｙの対向端を着脱自在に接続するためのものであって、真空用配管１２Ｘの対向端に取り付けられる第１継手部材１４と、真空用配管１２Ｙの対向端に取り付けられる第２継手部材１６とを有する。
第１継手部材１４及び第２継手部材１６は、機械的強度に優れた金属などの材料からなる筒状の部材で、その中心軸方向の一方の端部には真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙの対向端がそれぞれ接続される。第１継手部材１４及び第２継手部材１６の中心軸方向の他方の端部には、鉄，コバルト，ニッケル及びこれらの合金やフェライトなどの強磁性体を含む略フラットな形状の当接面１４ａ及び１６ａがそれぞれ形成される。そして、第１継手部材１４及び第２継手部材１６の中心軸上には、それぞれ真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙと連通する貫通孔１４ｂ及び１６ｂが穿設される。
ここで、第１継手部材１４及び第２継手部材１６は、少なくともその当接面１４ａ及び当接面１６ａに強磁性体を含むもので有れば、その態様は如何なるものであってもよく、例えば、第１継手部材１４及び第２継手部材１６の本体全体を強磁性体で形成するようにしてもよい。なお、この強磁性体は、真空用継手１０が熱処理装置で使用される場合には、そのキュリー温度を上記の熱処理装置のプロセス温度より高い温度とするのが好ましい。例えば、その熱処理装置が最大で２３０℃のプロセス温度を有するオートクレーブ成形装置であった場合、このオートクレーブ成形装置で使用する真空用継手１０の当接面１４ａ及び当接面１６ａに含まれる強磁性体のキュリー温度を２３０℃より高いものにするのが好ましい。
第１継手部材１４の当接面１４ａ側には、貫通孔１４ｂを囲うようにリング状の磁石１８が埋設されている。この磁石１８は、例えばオートクレーブ成形装置などのように繰り返し高熱が与えられる環境下で使用される場合には、大気雰囲気下１８０℃、３０分加熱（室温からの昇温・降温時間はそれぞれ６０分）後の残留磁束密度を４０ｍＴ以上とするのが好ましい。なお、この加熱後残留磁束密度を上記の範囲に限定した理由は次の通りである。
すなわち、供試試料として、外径１３〜１５ｍｍ×高さ１０〜１２ｍｍの円柱状のフェライト磁石，ネオジム磁石，サマコバ磁石及びアルニコ磁石を準備し(各試料それぞれｎ＝３)、ハンディ・ガウスメーター(米国レイクショア社製，型式４１０型)でその磁力(＝残留磁束密度)を測定した。
続いて、上記の各試料を、オートクレーブを用いて大気雰囲気下１８０℃、３０分加熱（室温からの昇温・降温時間はそれぞれ６０分）し、降温後、上記と同様に残留磁束密度を測定した。測定後、再び同じ条件で加熱し、降温後に残留磁束密度を測定した。
最後に、上記２回の加熱後の測定が終わった各試料を、オートクレーブを用いて大気雰囲気下２３０℃、３０分加熱（室温からの昇温・降温時間はそれぞれ６０分）し、降温後、上記と同様に残留磁束密度を測定した。
上記の加熱前の各試料の残留磁束密度を１００％とし、上記の各加熱後の残留磁束密度の残存率を計算した結果が表１である。
続いて、上記の各試料を、オートクレーブを用いて大気雰囲気下１８０℃、３０分加熱（室温からの昇温・降温時間はそれぞれ６０分）し、降温後、上記と同様に残留磁束密度を測定した。測定後、再び同じ条件で加熱し、降温後に残留磁束密度を測定した。
最後に、上記２回の加熱後の測定が終わった各試料を、オートクレーブを用いて大気雰囲気下２３０℃、３０分加熱（室温からの昇温・降温時間はそれぞれ６０分）し、降温後、上記と同様に残留磁束密度を測定した。
上記の加熱前の各試料の残留磁束密度を１００％とし、上記の各加熱後の残留磁束密度の残存率を計算した結果が表１である。
そして、上記の各試料における加熱後の残留磁束密度の残存率と、加熱後の各試料を鉄板にくっつけた際の吸着力の官能評価とに基づいて、磁石１８の加熱後残留磁束密度を上記範囲の通り選定した。この時、用いた試料の形状と外径サイズ(１５ｍｍ)から算出される磁束は、７μＷｂとなる。
なお、この磁石１８は、真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙ内部の真空引きを止めた際に、第２継手部材１６の当接面１６ａに含まれる強磁性体との間に作用する磁力によって第１継手部材１４と第２継手部材１６とが離脱しないように係合状態を維持できるものであれば如何なる態様であってもよい。従って、上記の試験に供した永久磁石に限定されるものではなく、例えば電磁石などであってもよい。
なお、この磁石１８は、真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙ内部の真空引きを止めた際に、第２継手部材１６の当接面１６ａに含まれる強磁性体との間に作用する磁力によって第１継手部材１４と第２継手部材１６とが離脱しないように係合状態を維持できるものであれば如何なる態様であってもよい。従って、上記の試験に供した永久磁石に限定されるものではなく、例えば電磁石などであってもよい。
また、図１及び図２に示す実施形態では、第１継手部材１４の当接面１４ａに、耐熱性を有するフッ素ゴム製のＯリングで構成されたシール部材２０がその当接面１４ａの外縁近傍に沿って取り付けられており、第２継手部材１６の当接面１６ａには上記シール部材２０に対応する位置に、そのシール部材２０の略半分が収容される環状の収容溝２２が堀設されている。
なお、シール部材２０は、第1継手部材１４と第２継手部材１６との係合箇所を流体が通流する際に当該係合箇所から流体が漏出又は流入しないように密閉することを目的に取り付けられており、この機能を有するものであれば、その素材は、上述したフッ素ゴムに限定されるものではなく、例えばシリコンゴムなどの他の素材を用いるようにしてもよい。
なお、シール部材２０は、第1継手部材１４と第２継手部材１６との係合箇所を流体が通流する際に当該係合箇所から流体が漏出又は流入しないように密閉することを目的に取り付けられており、この機能を有するものであれば、その素材は、上述したフッ素ゴムに限定されるものではなく、例えばシリコンゴムなどの他の素材を用いるようにしてもよい。
以上のように構成された真空用継手１０によれば、図２Ｂに示すように、シール部材２０が収容溝２２に収容されるように第１継手部材１４の当接面１４ａと第２継手部材１６の当接面１６ａとを当接させると、第１継手部材１４の当接面１４ａに埋め込まれた磁石１８と第２継手部材１６の当接面１６ａに含まれる強磁性体との間に作用する磁力によって、互いに略フラットな当接面１４ａ及び１６ａ同士を当接させただけにもかかわらず、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを（ワンタッチカプラの係合力に比べれば弱い力ではあるが）離脱することなく係合させることができる。
また、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを離脱させる際には、真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙ内部の真空引きを止め、第１継手部材１４の当接面１４ａに埋め込まれた磁石１８と第２継手部材１６の当接面１６ａに含まれる強磁性体との間に作用する磁力に抗して両者を引き離すだけでよい。このため、プラグとソケットとが機械的なロックで強固に連結されているワンタッチカプラを離脱させるほどの力は必要としない。
また、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを離脱させる際には、真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙ内部の真空引きを止め、第１継手部材１４の当接面１４ａに埋め込まれた磁石１８と第２継手部材１６の当接面１６ａに含まれる強磁性体との間に作用する磁力に抗して両者を引き離すだけでよい。このため、プラグとソケットとが機械的なロックで強固に連結されているワンタッチカプラを離脱させるほどの力は必要としない。
なお、上述した実施形態の真空用継手１０においては、第１継手部材１４及び第２継手部材１６の内部に、図示しないが、両者を係合させた際に流体の通流を可能とし、両者を離脱させた際に流体の通流を停止させる流体制御手段を装着するのが好ましい。この流体制御手段としては、例えば、第１継手部材１４の貫通孔１４ｂ及び第２継手部材１６の貫通孔１６ｂに、弁体と、この弁体を閉弁位置に付勢して第１継手部材１４及び第２継手部材１６内部の流体の通流を遮断する弁ばねとを設け、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを係合させた際に上記の弁体同士が衝合して開弁方向に移動するようなものを挙げることができる。
次に、図３及び図４に示す第２の実施形態について説明する。上述した図１及び図２に示す実施形態と異なる点は、第２継手部材１６の当接面１６ａに位置決め用の突起２４を設けると共に、第１継手部材１４の当接面１４ａにおけるその突起２４に対応する位置に、上記の突起２４を案内して収容する凹所２６が設けられている点である。なお、これら以外の部分は上述した実施形態と同じであるので、前記実施形態の説明を援用して本実施形態の説明に代える。
第２継手部材１６の当接面１６ａより突出する突起２４は、第１継手部材１４の当接面１４ａに設けられる凹所２６と協働して、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを係合させる際に当接面１４ａ及び１６ａ同士が隙間なく密着し、貫通孔１４ｂ及び１６ｂの軸線が一致するように案内する部材である。
図３に示す例では、この突起２４が貫通孔１６ｂの当接面１６ａ側の端部を囲繞するリング状に形成されており、図４に示す例では、この突起２４が貫通孔１６ｂの当接面１６ａ側の端部を含む領域全体を隆起させて形成されている。そして、第１継手部材１４の当接面１４ａには、これらの突起２４に対応する形状の凹所２６が形成される。
図３に示す例では、この突起２４が貫通孔１６ｂの当接面１６ａ側の端部を囲繞するリング状に形成されており、図４に示す例では、この突起２４が貫通孔１６ｂの当接面１６ａ側の端部を含む領域全体を隆起させて形成されている。そして、第１継手部材１４の当接面１４ａには、これらの突起２４に対応する形状の凹所２６が形成される。
なお、図３及び図４に示す実施形態では、第２継手部材１６に突起２４を設け、第１継手部材１４に凹所２６を設ける場合を示しているが、第１継手部材１４に突起２４を設け、第２継手部材１６に凹所２６を設けるようにしてもよい。
次に、図５に示す第３の実施形態について説明する。上述した各実施形態と異なる点は、シール部材２０としてＯリングではなく吸盤状のものを用いた点である。なお、これら以外の部分は上述した実施形態とほぼ同じであるので、同じ部分については前記各実施形態の説明を援用して本実施形態の説明に代える。
図５に示すように、この実施形態では、第１継手部材１４の貫通孔１４ｂ及び第２継手部材１６の貫通孔１６ｂのそれぞれに、真空用配管１２Ｘ及び１２Ｙが嵌挿されて両者が連結されている。
そして、第１継手部材１４の当接面１４ａ全体を覆う形で、例えば耐熱性のフッ素ゴムからなる、吸盤状のシール部材２０が取り付けられると共に、第２継手部材１６の当接面１６ａが径方向にてフランジ状に拡大されて、その吸盤状のシール部材２０を受け止めるようになっている。
なお、図５に実施形態では、第１継手部材１４側にシール部材２０を取り付ける場合を示しているが、このシール部材２０は第２継手部材１６側に取り付けるようにしてもよい。
そして、第１継手部材１４の当接面１４ａ全体を覆う形で、例えば耐熱性のフッ素ゴムからなる、吸盤状のシール部材２０が取り付けられると共に、第２継手部材１６の当接面１６ａが径方向にてフランジ状に拡大されて、その吸盤状のシール部材２０を受け止めるようになっている。
なお、図５に実施形態では、第１継手部材１４側にシール部材２０を取り付ける場合を示しているが、このシール部材２０は第２継手部材１６側に取り付けるようにしてもよい。
ここで、上述した図１乃至図５に示す実施形態では、磁石１８を第１継手部材１４の当接面１４ａのみに取り付ける場合を示したが、この磁石１８を第２継手部材１６の当接面１６ａにも取り付けるようにしてもよい。その際、第１継手部材１４に取り付けられる磁石１８の磁極と第２継手部材１６に取り付けられる磁石１８の磁極とが反対となるように取り付ける必要があるが、このように第１継手部材１４と第２継手部材１６との両方に磁石１８を取り付ける場合には、更に次のようにするのが特に好ましい。
すなわち、図６に示すように、第１継手部材１４の当接面１４ａにリング状の磁石１８ａを埋設すると共に、第２継手部材１６の当接面１６ａにも上記の磁石１８ａと略同形同大のリング状の磁石１８ｂを埋設する。これらリング状の両磁石１８ａ及び１８ｂは、周方向にて同じ偶数(図６の場合は４つ)の区画に等分し、隣接した区画の表面の磁極が互いに異なるように配置する。
そうすると、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを係合させる際には、図６Ａに示すように、磁石１８ａ表面の磁極と磁石１８ｂ表面の磁極とが異なるようにして両者を重ね合わせるだけで、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを簡単に係合させることができる。逆に、係合した第１継手部材１４と第２継手部材１６とを離脱させる際には、第１継手部材１４又は第２継手部材１６の何れか一方を(図示しないが)真空用配管の軸周りに回転させる。すると、図６Ｂに示すように、対面する磁石１８ａ表面の磁極と磁石１８ｂ表面の磁極とが同じものとなって両磁石１８ａ及び１８ｂが反発し、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを簡単に離脱させることができる。
そうすると、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを係合させる際には、図６Ａに示すように、磁石１８ａ表面の磁極と磁石１８ｂ表面の磁極とが異なるようにして両者を重ね合わせるだけで、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを簡単に係合させることができる。逆に、係合した第１継手部材１４と第２継手部材１６とを離脱させる際には、第１継手部材１４又は第２継手部材１６の何れか一方を(図示しないが)真空用配管の軸周りに回転させる。すると、図６Ｂに示すように、対面する磁石１８ａ表面の磁極と磁石１８ｂ表面の磁極とが同じものとなって両磁石１８ａ及び１８ｂが反発し、第１継手部材１４と第２継手部材１６とを簡単に離脱させることができる。
次に、図７を参照しつつ、本発明の真空用継手１０を用いた真空利用装置の一種であるオートクレーブ成形装置３０について説明する。本発明の真空用継手１０を用いたオートクレーブ成形装置３０は、繊維強化プラスチックなどの成形材を製造するための装置であり、台車３２上の治具３４に配置したプリプレグ３６(図８参照)を、台車３２ごと収容し扉３８にて密閉する圧力容器４０と、その圧力容器４０内に高圧ガスを供給してプリプレグ３６を加圧する加圧手段４２と、上記の圧力容器４０内に導入された高圧ガスを圧力容器４０内部後方に設置したヒーター４４とクーラー４６で加熱・冷却し、この加熱・冷却されたガスでプリプレグ３６を加熱・冷却する加熱冷却手段４８と、上記プリプレグ３６を密封する真空バッグ５０内を減圧して高真空にする減圧手段５２と、上記の加熱冷却手段４８により加熱または冷却されたガスを圧力容器４０内に送風するファン５４を備えたファン駆動装置５６を、圧力容器４０内部の後方部に設け、これにより送風されるガスを圧力容器４０に沿って設けた風洞５８を介して循環させプリプレグ３６を加熱または冷却するガス循環手段６０と、圧力容器４０内の温度、圧力などを制御する制御手段(図示せず)とで大略構成される。なお、図７中の符号６２は、台車３２が走行するレールである。また、上述の例では、加熱・加圧の手段として加熱した高圧ガスを用いる場合を示しているが、これに換えて高圧蒸気を用いるようにしてもよい。
以上のようなオートクレーブ成形装置３０を用いて、繊維基材と、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなるマトリックスとによって形成されたプリプレグ３６を加熱加圧して所定形状の成形材を製造する際には、台車３２上に治具３４を配置し、その治具３４の上に成形材の材料となるプリプレグ３６を積層載置した後、図８に示すように、真空バッグ５０で被覆し、シーラント６４にてその周縁部を密封する。続いて、台車３２上のプリプレグ３６をその台車３２と共に圧力容器４０内に搬入し、密封された真空バッグ５０内に連通する真空用配管１２Ｙの先端と、減圧手段５２から伸ばされた真空用配管１２Ｘの先端とを作業者が真空用継手１０を用いて接続する。そして、圧力容器４０内を密閉した後、真空バッグ５０内を減圧すると共に圧力容器４０内を加熱加圧してプリプレグ３６を所定形状にて接着硬化させる。所定時間の加熱加圧により成形材が完成すると、圧力容器４０内を除圧すると共に６０℃程度まで冷却させる。その除圧と冷却が完了すると、台車３２に載置された成形材を取り出すため、作業者は圧力容器４０内で上記の真空用継手１０による連結部分を切り離す作業を行う。
この発明のオートクレーブ成形装置３０によれば、先に詳述した真空用継手１０を用いているため、真空バッグ５０内と減圧手段５２との連結を効率的に行うことができる。それゆえに生産性の極めて高い装置となっている。
なお、本発明の真空用継手１０は、上述したオートクレーブ成形装置３０のみならず、真空が利用されるあらゆる機械・装置、例えば、真空蒸着装置やＣＶＤ装置と言った薄膜形成・加工装置，走査型電子顕微鏡やＸ線光電子分光(ＸＰＳ)測定装置と言った分析装置，真空乾燥装置や真空脱泡装置と言った真空化学装置等々のあらゆる真空利用装置で使用することができる。とりわけ、本発明の真空用継手１０は、これら真空利用装置の中でも、上述したオートクレーブ成形装置３０に代表される成形体の製造装置において特に好適に使用することができる。なぜなら、真空を利用する成形体の製造装置では、真空配管系の着脱が頻繁に行われるからである。
１０：真空用継手，１２Ｘ：(一方の)真空用配管，１２Ｙ：(他方の)真空用配管，１４：第１継手部材，１４ａ：(第１継手部材の)当接面，１６：第２継手部材，１６ａ：(第２継手部材の)当接面，１８：磁石，１８ａ：(第１継手部材側の)磁石，１８ｂ：(第２継手部材側の)磁石，２０：シール部材，２４：突起，２６：凹所，３０：オートクレーブ成形装置，３６：プリプレグ，４０：圧力容器，５０：真空バッグ，５２：減圧手段．
Claims (9)
- 一対の真空用配管(１２Ｘ，１２Ｙ)の対向端を流体が通流可能に接続する真空用継手であって、
筒状に形成され、上記一対の真空用配管(１２Ｘ，１２Ｙ)それぞれの対向端に取り付けられる第１継手部材(１４)及び第２継手部材(１６)を備え、
その第１継手部材(１４)及び第２継手部材(１６)それぞれの軸方向先端面には、強磁性体を含む略フラットな当接面(１４ａ，１６ａ)が設けられると共に、
その第１継手部材(１４)の当接面(１４ａ)及び第２継手部材(１６)の当接面(１６ａ)の少なくとも一方に、第１継手部材(１４)の貫通孔(１４ｂ)又は／及び第２継手部材(１６)の貫通孔(１６ｂ)を囲うようにリング状の磁石(１８)が取着され、
さらに、上記の第１継手部材(１４)の当接面(１４ａ)における外縁近傍又は上記の第２継手部材(１６)の当接面(１６ａ)における外縁近傍には、それらの当接面(１４ａ，１６ａ)同士を当接させた際にその界面から流体が漏出又は流入しないように密封する耐熱性のシール部材(２０)が取り付けられる、
ことを特徴とする真空用継手。 - 請求項１の真空用継手において、
前記の第１継手部材(１４)及び第２継手部材(１６)の内部に、両者を係合させた際に流体の通流を可能とし、両者を離脱させた際に流体の通流を停止させる流体制御手段が装着されている、ことを特徴とする真空用継手。 - 請求項１又は２の真空用継手において、
前記磁石(１８)は、大気雰囲気下１８０℃、３０分加熱後の残留磁束密度が４０ｍＴ以上である、ことを特徴とする真空用継手。 - 請求項１乃至３の何れかの真空用継手において、
その真空用継手が熱処理装置で使用されるものであって、
前記第１継手部材(１４)の当接面(１４ａ)及び前記第２継手部材(１６)の当接面(１６ａ)に含まれる強磁性体のキュリー温度が上記の熱処理装置のプロセス温度より高い、ことを特徴とする真空用継手。 - 請求項１乃至４の何れかの真空用継手において、
前記の第１継手部材(１４)の当接面(１４ａ)又は前記の第２継手部材(１６)の当接面(１６ａ)の一方に位置決め用の突起(２４)を設けると共に、他方におけるその突起(２４)に対応する位置に、上記の突起(２４)を案内して収容する凹所(２６)が設けられる、ことを特徴とする真空用継手。 - 請求項１乃至５の何れかの真空用継手において、
前記の第１継手部材(１４)の当接面(１４ａ)にリング状の磁石(１８ａ)を埋設すると共に、前記の第２継手部材(１６)の当接面(１６ａ)にも上記の磁石(１８ａ)と略同形同大のリング状の磁石(１８ｂ)を埋設し、
上記リング状の両磁石(１８ａ及び１８ｂ)は、周方向にて同じ偶数の区画に等分され、隣接した区画の表面の磁極が互いに異なるように配置されている、ことを特徴とする真空用継手。 - 請求項１乃至６の何れかの真空用継手を具備する、ことを特徴とする真空利用装置。
- 請求項７の真空利用装置において、前記の真空利用装置が、成形体の製造装置である、ことを特徴とする真空利用装置。
- 請求項８の真空利用装置において、
前記の成形体の製造装置が、繊維基材と、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなるマトリックスとによって形成されたプリプレグ(３６)を、真空バッグ(５０)に収納して圧力容器(４０)内に設置し、その圧力容器(４０)内で上記の真空バッグ(５０)内を真空引きした後、加熱加圧して所定の形状に成形するオートクレーブ成形装置である、ことを特徴とする真空利用装置。
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