WO2023286405A1 - 配管接続用挟持治具 - Google Patents

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WO2023286405A1
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lever
support member
clamping jig
support
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雅夫 飯田
雄二郎 出口
淳久 鈴木
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淀川ヒューテック株式会社
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    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
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    • B25B11/02Assembly jigs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/14Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same
    • B25B27/16Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for for assembling objects other than by press fit or detaching same abutted flanges
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/003Auxiliary devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/04Flanged joints the flanges being connected by members tensioned in the radial plane
    • F16L23/06Flanged joints the flanges being connected by members tensioned in the radial plane connected by toggle-action levers

Definitions

  • the present invention relates to a clamping jig for connecting pipes used when connecting pipes with joints.
  • Fluoropolymer piping is used for the supply and transfer of raw material fluids, cleaning fluids, fuel fluids, etc. in various equipment such as manufacturing, cleaning, and assembly in the fields of electronics such as semiconductors, pharmaceuticals, and biotechnology. .
  • Pipes with joints are connected by interposing an annular seal member between the flanges of the joints, and the flanges are clipped from the outer circumference with clips to maintain a connected state (see, for example, Patent Document 1, etc.).
  • the joint has an annular flange at the rear, and when pipes are connected together, the flange is clamped using a clamping jig and pressed against the seal member, whereby the pipes are connected to each other by the seal member. is adhered to.
  • Patent Document 1 discloses a clamping jig provided with a head for clamping a flange from the outside in the axial direction at the tip of a pair of support members rotatably supported by a fulcrum.
  • the clamping jig has a lever that presses the head of the lower support member toward the head of the upper support member. Then, by fitting the flange into the clamping groove of the head, gripping the lower support member and the lever and tilting the lever, the upper head approaches the lower head by the principle of leverage to clamp the collar. In this state, the flanges of the joint are clipped together, and after clipping is completed, the support member is operated so as to widen the head interval, and the clamping jig is pulled out.
  • An object of the present invention is to provide a clamping jig for pipe connection that can maintain a state in which the flange is clamped by the head.
  • the clamping jig for pipe connection of the present invention includes: Pipes having protruding flanges are made to face each other, and a first head fitted to the flange of one pipe from the outside in the axial direction and a second head fitted to the flange of the other pipe from the outside in the axial direction are brought close to each other.
  • a clamping jig for pipe connection that allows a first support member having the first head formed at its distal end and a pivot portion at its proximal end; a second support member having a distal end formed with the second head and a proximal end pivotally supported by the pivot; a toggle mechanism that is operated by a lever and connects the first head and the second head so that they can approach and separate; Equipped with
  • a detachment lever is attached to the lever that pushes the first support member away from the lever by swinging.
  • the toggle mechanism is a first link plate in which the first support member extends upward beyond the second support member on the distal end side and has a fixed support portion pivotally supporting the lever in the extended portion; a link piece having one end pivotally supported by the lever and the joint support and the other end pivotally supported by the second support member and the slide support; with The fixed support, the joint support and the slide support are arranged in a row when the first head and the second head are closest to each other.
  • the second support member and the lever are a pair of plates sandwiching the first support member,
  • the joint support part and the slide support part are movable in a link window opened through the first link plate.
  • the first head and the second head have U-shaped sandwiching grooves.
  • the pipe connection clamping jig of the present invention can be held in a state in which the head is brought closer and the flange is clamped by the toggle mechanism. Therefore, when attaching the clip to the joint, there is no need to keep gripping the support member, and workability can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view of a clamping jig for pipe connection according to an embodiment of the present invention, with the head opened.
  • FIG. 2 is a perspective view of the clamping jig for pipe connection of FIG. 1 fitted in a pipe structure.
  • FIG. 3 is a perspective view of FIG. 2 viewed obliquely from below.
  • FIG. 4 is a side view of FIG. 2;
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the center of the first support member in the longitudinal direction of the clamping jig for pipe connection with the head opened.
  • FIG. 6 is a perspective view of the pipe connection clamp with the head closed.
  • FIG. 7 is a perspective view showing flanges of a pipe structure held together by the pipe connection holding jig of FIG. 6 .
  • FIG. 8 is a perspective view of FIG. 7 viewed obliquely from below.
  • FIG. 9 is a side view of FIG. 7;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the center of the first support member in the longitudinal direction of the clamping jig for pipe connection with the head opened.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing a state in which a hand is released from the clamping jig for pipe connection in the head closed state.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the pipe connection clamping jig showing a state in which the removal arm is operated to separate the lever from the first support member.
  • FIG. 13 is an explanatory view showing a state in which a pipe connection clamping jig is inserted between pipe structures with a narrow interval to perform connection work.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing a situation in which a clip is removed from a piping structure using a claw piece.
  • FIG. 15 is a graph comparing the gripping force and the acting clamping force of the clamping jigs of the inventive example and the comparative example.
  • a pipe connection clamping jig 10 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
  • the upward direction of the paper surface in FIGS. 1 and 4 is referred to as "upper".
  • FIGS. 1 to 5 show the pipe connection clamping jig 10 (hereinafter referred to as "the clamping jig 10") in a head-open state in which the heads 21 and 31 are separated from each other.
  • 2 to 4 show a state in which the clamping jig 10 is fitted in the piping structure 70.
  • FIG. 6 to 10 show the clamping jig 10 in a head closed state with the heads 21 and 31 approaching each other, and FIGS. It shows a state in which they are sandwiched between them.
  • the piping structure 70 connected by the clamping jig 10 of the present invention will be described.
  • the piping structure 70 uses the clamping jig 10 to abut and connect the pipes 71 , 71 with joints via a sealing member 75 , and a clip 80 .
  • a sealing member 75 is a structure that holds the connection so that it does not come loose.
  • Each of the pipes 71 has a flange 73 at its tip and a joint 72 with an annular flange 74 protruding from the flange 73 at a position recessed from the flange 73 .
  • the pipes 71, 71 are opposed to each other with an annular sealing member 75 sandwiched between the flanges 73, 73, and the clamping jig 10 presses the flanges 74, 74 so as to draw them together, thereby separating the flange 73 and the sealing member. 75 are brought into close contact with each other.
  • annular clips are attached to the flanges 73, 73, and the pipe structure 70 is integrally connected without the pipes 71, 71 coming off.
  • the pipe 71 is not limited to a straight pipe, and may be a branch pipe, a pipe provided with a valve or a flow meter, or a pipe extending from various fluid devices.
  • the piping 71 and joints 72 are made of fluororesin materials, which have excellent heat-meltability and corrosion resistance when used in various devices such as manufacturing, cleaning, and assembly in the fields of electronics such as semiconductors, pharmaceuticals, and biotechnology. materials can be employed. Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) is suitable as this type of fluororesin material, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene -vinylidene fluoride terpolymer and the like can be exemplified.
  • PFA Tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer
  • FEP tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene -vinylidene fluoride
  • the clamping jig 10 has a first head 21 and a second head 31 that are fitted to the body of the pipe 71 from the outside in the axial direction and come into surface contact with the flange 74 .
  • the first head 21 and the second head 31 are provided with U-shaped holding grooves 22 and 32 at their ends, and are used by inserting the body of the pipe 71 .
  • the clamping jig 10 includes a first support member 20 having the first head 21 at its tip, and a second support member 30 having a second head 31 at its tip.
  • the base ends of the first support member 20 and the second support member 30 are swingably supported by a pivot portion 29, and are linked by a toggle mechanism 60 including a lever 40 and a link piece 50, thereby forming a clamping jig. 10.
  • Each member constituting the clamping jig 10 is preferably made of stainless steel in order to have predetermined strength and rigidity and to suppress adhesion of rust to the pipe 71 .
  • the first support member 20 is a member that has the first head 21 formed at its distal end, is connected to the toggle mechanism 60 , and has its base end pivotally supported by the pivotal support portion 29 to the second support member 30 .
  • the first support member 20 has a first plate 23 with a first head 21 mounted thereon, as best shown in FIG.
  • the first plate 23 has a first link support portion 24 extending upward from the first head 21 , and may have a shape extending rearward from slightly below the first link support portion 24 .
  • a link window 25 through which a joint support portion 62 and a slider support portion 63 of a toggle mechanism 60 (to be described later) pass is formed in the first link support portion 24 .
  • the link window 25 is, for example, a substantially triangular through hole as shown in FIG.
  • a fixed support portion 61 is provided on the upper portion of the link window 25 to support the lever 40 in a swingable manner.
  • a pivot portion 29 that pivots the second support member 30 is formed at the proximal end of the first plate 23, and a first grip 26 to be gripped by the user is attached to the bottom surface.
  • the second support member 30 has the second head 31 formed at its distal end, and a slider support portion 63 on which the link piece 50 constituting the toggle mechanism 60 is pivotally supported slightly on the proximal side thereof. It is a member that is pivotally supported on the first support member 20 by a support portion 29 .
  • the second support member 30 can be composed of a second head 31 and a pair of second plates 33, 33 to which the second head 31 is attached.
  • the second plates 33 , 33 are attached to the second head 31 with a gap corresponding to the thickness of the first plate 23 .
  • the first plate 23 is sandwiched between the second plates 33, 33, and the first link support portion 24 penetrates and extends upward from the tip side.
  • the second plates 33 , 33 are pivotally supported by the slider support portion 63 on the link piece 50 that constitutes the toggle mechanism 60 . 4 (arrow ⁇ 3), FIG. 5, FIG. 9 (arrow ⁇ 3), and FIG. 10, the slider support portion 63 can move vertically below the fixed support portion 61. As shown in FIG. By moving the slider support portion 63 in the vertical direction, the second support member 30 swings around the pivotal support portion 29 to bring the second head 31 closer to and away from the first head 21 .
  • the second plates 33 , 33 are linked with a lever 40 to be described below by a link piece 50 .
  • one end of the link piece 50 is pivotally supported by the slider support portion 63 of the second plate 33
  • the other end is pivotally supported by the joint support portion 62 of the lever 40 .
  • one link piece 50 is arranged on each outer side of the second plates 33 , 33 .
  • the joint support portion 62 and the slider support portion 63 are formed at an interval corresponding to the interval between the fixed support portion 61 of the lever 40 and the joint support portion 62, which will be described below.
  • the lever 40 is a member that the user grips together with the first support member 20 and operates to bring the heads 21 and 31 closer together.
  • the lever 40 is pivotally supported on the first support member 20 by the fixed support portion 61 of the first link support portion 24 and is swingable in a plane parallel to the first plate 23 .
  • a lever grip 42 is formed on the upper surface of the lever 40, and the user grips the first grip 26 and the lever grip 42 from the open state of the heads 21, 31 to shift the heads 21, 31 to the closed state.
  • the lever 40 swings around the fixed support portion 61 with the first link support portion 24 .
  • the lever 40 can be constructed from a pair of lever plates 41, 41 which are attached to the lever grip 42 with a gap corresponding to the thickness of the first plate 23 therebetween.
  • a first link support portion 24 is sandwiched between the lever plates 41, 41 on the distal end side, and a removal arm 44, which will be described later, is pivotally supported on the proximal end side.
  • the lever 40 is pivotally supported by a link piece 50 linked to the second plate 33 and a joint support portion 62 , and the joint support portion 62 movably penetrates the link window 25 .
  • the joint support portion 62 is arranged such that the fixed support portion 61, the joint support portion 62, and the slider support portion 63 are arranged vertically in a row with the heads 21 and 31 approaching each other.
  • the toggle mechanism 60 has a structure in which the second support member 30 that can swing with respect to the first support member 20 is connected with the lever 40 and the link piece 50 .
  • the lever 40 is swingably supported by the first support member 20 through a fixed support portion 61
  • the link piece 50 is supported by the lever 40 through a joint support portion 62 .
  • the second support member 30 is pivotally supported by the first support member 20 at the pivot portion 29 and supported via the link piece 50 and the slider support portion 63 .
  • the clamping jig 10 with the head opened is attached to the pipes 71, 71 temporarily connecting the flanges 73, 73 via the seal member 75.
  • the body portions of the pipes 71, 71 are inserted into the pinching grooves 22, 32 of the first head 21 and the second head 31 so as to pinch from the outside.
  • the first head 21 is attached to the plate-like first plate 23, and the second head 31 is attached to the plate-like second plate 33. Therefore, as shown in FIG. Even so, the first head 21 and the second head 31 can be suitably inserted between the piping structures 70, and workability is excellent.
  • the first grip 26 and the lever grip 42 are gripped to apply gripping force.
  • the lever 40 swings downward with the fixed support portion 61 as a fulcrum by the principle of leverage, and the joint support portion 62 moves in the direction of the arrow ⁇ 2 around the fixed support portion 61.
  • the link piece 50 constituting the toggle mechanism 60 is pushed down.
  • the slider support portion 63 slides downward as indicated by the arrow ⁇ 3 and pushes down the second support member 30 .
  • the base end of the second support member 30 is supported by the pivotal support portion 29, when the link piece 50 pushes down, the second head 31 moves downward to approach the first head 21 as indicated by the arrow ⁇ 4 ( head closed).
  • the pipes 71, 71 are sandwiched so that the flanges 74 are close to each other, and the flanges 73, 73 are completely closely fitted to the seal member 75 to be airtightly connected.
  • the lever 40 uses the fixed support portion 61 as a fulcrum based on the principle of leverage, the base end side of the lever grip 42 where the user's grip force acts as a power point, and the joint support portion 62 as an action point.
  • the joint support portion 62 is operated with a small grip force due to the principle of leverage.
  • the toggle mechanism 60 composed of the lever 40 and the link piece 50 reduces the force acting on the joint support 62 as the angle formed by the fixed support 61, the joint support 62 and the slider support 63 approaches 180° Accordingly, it is possible to act on the slider support portion 63 while increasing it.
  • the slider support portion 63 can exert a clamping force between the heads 21 and 31 on the second support member 30 swinging about the pivotal support portion 29 as a fulcrum. Therefore, the user's grip force can be saved, and workability can be improved.
  • the toggle mechanism 60 by adopting the toggle mechanism 60, the fixed support portion 61, the joint support portion 62, and the slider support portion 63 are aligned vertically in a row as best shown in FIG. 9 when the head is closed. That is, the fixed support portion 61, the joint support portion 62, and the slider support portion 63 are in a dead center positional relationship. Therefore, as shown in FIG. 11, even if the user's grip force is removed, the heads 21 and 31 are less likely to move in the opening direction, and the closed state of the heads can be maintained without loosening.
  • the user does not have to keep gripping the grips 26 and 42 and can let go of the clamping jig 10 .
  • the user can clip the flanges 73, 73 of the joint 72 with the clips 80 (see FIG. 14), and the piping structure 70 is completed. Since the clip can be attached while releasing the holding jig 10, workability is excellent.
  • the heads 21 and 31 are separated by swinging the lever 40 with respect to the first support member 20 in the direction of the arrow ⁇ 1 in FIG. 70 can be removed.
  • the toggle mechanism 60 As described above, by employing the toggle mechanism 60, a force is applied to the first support member 20 to lift the lever 40 in the direction of the arrow ⁇ 1 in FIG. There is a need. At this time, a skilled user can swing the first support member 20 and the lever 40 apart with one hand. It is necessary to grasp the lever 40 or the lever grip 42 with the other hand and pull the first support member 20 and the lever 40 apart.
  • the piping structure 70 is inferior in workability because it may be necessary to work in a narrow space in which both hands cannot access the clamping jig 10 at the same time.
  • a removal arm 44 is provided for separating the lever 40 from the first support member 20 .
  • Removal arm 44 is supported on lever 40 by arm support 46 between lever plates 41, 41 of lever 40, as best shown in FIGS.
  • the removal arm 44 has an arm operation portion 45 on the base end side of the lever 40 .
  • the arm operating portion 45 is expanded to have substantially the same width as the lever grip 42 so that it can be operated by the user.
  • the distal end of the removal arm 44 has a push-out piece 47 that can contact the first support member 20 (specifically, the first plate 23 ) on the far side of the arm support portion 46 .
  • the arm operating portion 45 is lifted toward the lever grip 42 as indicated by an arrow ⁇ 1 in FIG.
  • the pushing piece 47 at the tip pushes the first support member 20 downward (arrow ⁇ 2 in FIG. 12).
  • the lever 40 can be relatively separated from the first support member 20 as indicated by an arrow ⁇ 3, so that the clamping jig 10 can be removed from the pipe structure 70 with one hand in the head open state.
  • the removal arm 44 can exert a large force on the pushing piece 47, which is the point of action, even if the arm operating portion 45, which is the point of effort, is operated with a weak force. It is preferable to place it close to the 47 side. As a result, it is possible to operate the arm operating portion 45 with a thumb or the like while holding the clamping jig 10 with one hand, and workability can be improved.
  • the removal arm 44 is arranged so that the push-out piece 47 is hidden between the lever plates 41 and 41 when the head is open, and the push-out piece 47 is protruded by the user when the head is closed. It is preferably operated. However, even if the push-out piece 47 remains protruding from the lever 40, the push-out piece 47 abuts against the first plate 23 and is hidden between the lever plates 41, 41 in the process of shifting to the head closed state. No problem. When there is a request to store the pushing piece 47 between the lever plates 41, 41 in the head open state, the tip of the removal arm 44 should be biased so that it can be stored toward the lever plates 41, 41 side. For example, in FIG.
  • first plate 23 and removal arm 44 are provided with mounting portions 28 and 48 (recesses in the drawing) for biasing members (not shown). Then, an urging member (not shown) such as a compression spring may be arranged between them so that the pushing piece 47 is forcibly retracted.
  • each member is an example, and that various modifications are possible.
  • the pipe 71 is not limited to the illustrated structure as long as it has a structure having a flange portion 74 or a similar structure.
  • the lever 40 and the second support member 30 can be composed of one plate instead of two plates.
  • claw pieces 27 and 43 are formed by bending the base ends of the first grip 26 and the lever grip 42 inward, as shown in each drawing. These claw pieces 27 and 43 can be used for final tightening of the clip after the clip is attached, or for removing the clip 80 as shown in FIG.
  • the heads 21 and 31 can be configured to be parallel to each other in the head closed state.
  • the heads 21 and 31 may be configured such that the tip ends thereof are slightly inclined inward when the heads are closed.
  • the distance C1 between the auxiliary lines on the distal end side of the clamping jig 10 is smaller than the distance C2 between the auxiliary lines on the proximal side (C1 ⁇ C2).
  • FIG. 15 shows gripping force and tightening force acting on the piping structure 70 of the clamping jig 10 of the present invention (invention examples 1 and 2) and the clamping jig disclosed in Patent Document 1 (comparative examples 1 and 2).
  • invention examples 1 and 2 require about half the grip force required to generate the same tightening force as compared to comparative examples 1 and 2. That is, it can be seen that a large tightening force can be applied to the piping structure with a small gripping force.
  • the reason for this is that while the clamping jigs of Comparative Examples 1 and 2 employ only one principle of leverage, Invention Examples 1 and 2 include two principles of leverage including the toggle mechanism 60. By being there. Therefore, the clamping jig 10 of the present invention can achieve labor saving, and can improve user's workability.

Landscapes

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Abstract

本発明は、ヘッドで鍔部を挟持した状態を保持できる配管接続用挟持治具を提供する。 本発明の配管接続用挟持治具10は、鍔部74が突設された配管71を相対させ、一方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第1ヘッド21と、他方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第2ヘッド31と、を接近させる配管接続用挟持治具であって、先端に前記第1ヘッドが形成され、基端に枢支部29を有する第1支持部材20と、先端に前記第2ヘッドが形成され、基端が前記枢支部に枢支される第2支持部材30と、レバー40によって操作され、前記第1ヘッドと前記第2ヘッドとを接近、離間可能に連繋するトグル機構60と、を具える。

Description

配管接続用挟持治具
 本発明は、継手付きの配管どうしを接続する際に用いられる配管接続用挟持治具に関するものである。
 半導体などのエレクトロニクス分野、医薬分野、バイオテクノロジー分野等における製造、洗浄、組立等の各種装置では、原料用流体、洗浄用流体、燃料用流体等の供給、移送にフッ素樹脂製の配管が用いられる。
 これら配管として、先端に継手の設けられた継手付き配管が提案されている。継手付き配管は、継手のフランジ間に環状のシール部材を介在させて接続され、フランジを外周からクリップで挟み込んで連結状態を維持するようにしている(たとえば特許文献1等参照)。
 継手は、後方に円環状の鍔部を有しており、配管どうしを接続するときに、挟持治具を用いて鍔部を挟持し、シール部材に向けて押圧することで配管どうしをシール部材に密着させている。
 特許文献1では、支点により回動可能に支持された一対の支持部材の先端に、鍔部を軸方向外側から挟持するヘッドを具えた挟持治具を開示している。当該挟持治具では、下側の支持部材のヘッドに上側の支持部材のヘッドに向けて押し付けるレバーを具える。そして、ヘッドの挟持溝に鍔部を嵌め、下側の支持部材とレバーを握りレバーを倒すことで、てこの原理により上側のヘッドを下側のヘッドに接近させて鍔部を挟持する。この状態で、継手のフランジどうしをクリップで挟み込み、挟み込みが完了した後、ヘッド間隔が広がるように支持部材を操作して、挟持治具を抜き取る。
特開2019-190495号公報
 ヘッドで鍔部を挟持したまま保持するには、下側の支持部材にレバーを押さえ付けた状態、すなわち、ユーザーが握った状態を続ける必要がある。挟持治具から手を離すと、ヘッド間の締付力が緩むためである。しかしながら、片手で挟持治具を握ったまま、継手にクリップを装着することは難しく、作業性の向上が求められている。
 本発明は、ヘッドで鍔部を挟持した状態を保持できる配管接続用挟持治具を提供することを目的とする。
 本発明の配管接続用挟持治具は、
 鍔部が突設された配管を相対させ、一方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第1ヘッドと、他方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第2ヘッドと、を接近させる配管接続用挟持治具であって、
 先端に前記第1ヘッドが形成され、基端に枢支部を有する第1支持部材と、
 先端に前記第2ヘッドが形成され、基端が前記枢支部に枢支される第2支持部材と、
 レバーによって操作され、前記第1ヘッドと前記第2ヘッドとを接近、離間可能に連繋するトグル機構と、
 を具える。
 前記レバーは、揺動により前記第1支持部材を前記レバーから引き離す方向に押し出す取外しレバーが取り付けられている
 前記トグル機構は、
 前記第1支持部材は、先端側に前記第2支持部材を越えて上向きに延出し、延出した部分に前記レバーを枢支する固定支持部を有する第1リンクプレートと、
 一端が前記レバーとジョイント支持部で枢支され、他端が前記第2支持部材とスライド支持部で枢支されたリンク片と、
 を具え、
 前記第1ヘッドと前記第2ヘッドが最も接近した状態で、前記固定支持部、前記ジョイント支持部及び前記スライド支持部は一列に並ぶ。
 前記第2支持部材及び前記レバーは、夫々前記第1支持部材を挟む一対のプレートであって、
 前記ジョイント支持部及び前記スライド支持部は、前記第1リンクプレートに貫通開設されたリンク窓内を移動可能である。
 前記第1ヘッド及び前記第2ヘッドは、U字形状の挟持溝を有する。
 本発明の配管接続用挟持治具は、トグル機構により、ヘッドを接近させ、鍔部を挟持させた状態で保持できる。従って、継手にクリップを装着する際に、支持部材を握り続けておく必要はなく、作業性を向上できる。
図1は、本発明の一実施形態に配管接続用挟持治具のヘッド開状態の斜視図である。 図2は、図1の配管接続用挟持治具を配管構造に嵌めた斜視図である。 図3は、図2を斜め下方から見た斜視図である。 図4は、図2の側面図である。 図5は、ヘッド開状態の配管接続用挟持治具を第1支持部材の中心にそって縦方向に断面した断面図である。 図6は、ヘッド閉状態の配管接続用挟持具の斜視図である。 図7は、図6の配管接続用挟持治具により配管構造の鍔部どうしを挟持した斜視図である。 図8は、図7を斜め下方から見た斜視図である。 図9は、図7の側面図である。 図10は、ヘッド開状態の配管接続用挟持治具を第1支持部材の中心にそって縦方向に断面した断面図である。 図11は、ヘッド閉状態で配管接続用挟持治具から手を離した状態を示す説明図である。 図12は、取外しアームを操作して、レバーを第1支持部材から離間させた状態を示す配管接続用挟持治具の断面図である。 図13は、間隔が狭い配管構造間に配管接続用挟持治具を挿入して連結作業を行なっている状況を示す説明図である。 図14は、爪片を用いて配管構造からクリップを除去する状況を示す説明図である。 図15は、発明例と比較例の挟持治具のグリップ力と作用する締付力を比較したグラフである。
 以下、本発明の一実施形態に係る配管接続用挟持治具10について、図面を参照しながら説明を行なう。なお、説明を判り易くするために、図1、図4における紙面上方向を「上」と称する。
 図1乃至図5は、ヘッド21,31が離間したヘッド開状態の配管接続用挟持治具10(以下、「挟持治具10」という)を示している。図2乃至図4は、挟持治具10を配管構造70に嵌めた状態を示している。また、図6乃至図10は、ヘッド21,31が接近したヘッド閉状態の挟持治具10を示しており、図7乃至図9は、挟持治具10により配管構造70の鍔部74,74どうしを挟持した状態を示している。
 まず、本発明の挟持治具10により連結される配管構造70について説明する。配管構造70は、挟持治具10を用い、図2乃至図4、図6乃至図10に示すように、継手付きの配管71,71どうしをシール部材75を介して突き合わせて連結し、クリップ80(図14参照)によってその連結が解けないように保持する構造である。配管71は、夫々先端にフランジ73と、フランジ73から後退した位置に円環状の鍔部74が突設された継手72を有する。配管71,71どうしは、フランジ73,73間に円環状のシール部材75を挟んだ状態で対向させ、挟持治具10で鍔部74,74どうしを引き寄せるように押圧し、フランジ73とシール部材75を密着させて接続される。接続後、フランジ73,73には円環状のクリップが装着されて、配管構造70は、配管71,71どうしが外れることなく一体に連結される。なお、配管71は、直管に限らず、分岐管であってもよいし、バルブや流量計を具える、或いは、各種流体機器から延出される配管であってもよい。
 配管71や継手72は、半導体などのエレクトロニクス分野、医薬分野、バイオテクノロジー分野等における製造、洗浄、組立等の各種装置に用いられる場合、フッ素樹脂材料などの熱溶融性、耐腐食性にすぐれる材料を採用することができる。この種のフッ素樹脂材料として、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)が好適であり、その他、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン-ビニリデンフルオライド三元共重合体等を例示することができる。なお、配管71及び継手72の材料や特性は上記に限定されるものではない。
 挟持治具10は、配管71の胴部に軸方向外側から嵌まり、鍔部74に面当たりする第1ヘッド21と第2ヘッド31を具える。第1ヘッド21と第2ヘッド31には、先端にU字形状の挟持溝22,32が凹設されており、配管71の胴部を挿入して使用される。
 挟持治具10は、上記した第1ヘッド21を先端に具える第1支持部材20と、第2ヘッド31を先端に具える第2支持部材30を含む。そして、第1支持部材20と第2支持部材30は、基端を枢支部29により揺動可能に枢支され、レバー40、リンク片50を含むトグル機構60により連繋されることで挟持治具10を構成する。
 挟持治具10を構成する各部材は、所定の強度、剛性を具備し、また、配管71への錆などの付着を抑制するために、ステンレス鋼から作製することが好適である。
 第1支持部材20は、先端に第1ヘッド21が形成され、トグル機構60に連繋されると共に、基端が枢支部29により第2支持部材30に枢支された部材である。
 より詳細には、第1支持部材20は、図5に最も良く示されるように、第1ヘッド21が装着された第1プレート23を有する。第1プレート23は、第1ヘッド21から上向きに延びる第1リンク支持部24を有し、第1リンク支持部24のやや下方から後方に向けて延びた形状とすることができる。
 第1リンク支持部24には、後述するトグル機構60のジョイント支持部62とスライダー支持部63が貫通するリンク窓25が形成されている。リンク窓25は、たとえば図5に示すように略三角形形状の貫通孔である。また、リンク窓25の上部には、固定支持部61が設けられており、レバー40が揺動可能に支持される。
 第1プレート23の基端には、第2支持部材30を枢支する枢支部29が形成されており、下面には、ユーザーが握る第1グリップ26が装着されている。
 第2支持部材30は、先端に第2ヘッド31が形成され、そのやや基端側にトグル機構60を構成するリンク片50が枢支されるスライダー支持部63を有し、基端側は枢支部29により第1支持部材20に枢支された部材である。
 第2支持部材30は、第2ヘッド31と、第2ヘッド31が先端に装着された一対の第2プレート33,33から構成することができる。第2プレート33,33は、第1プレート23の厚さ分の間隔を存して第2ヘッド31に取り付けられている。第2プレート33,33間には、第1プレート23が挟まれており、先端側から第1リンク支持部24が貫通して上向きに延びている。
 第2プレート33,33は、トグル機構60を構成するリンク片50にスライダー支持部63により枢支されている。スライダー支持部63は、図4(矢印α3)、図5、図9(矢印β3)、図10に示すように、固定支持部61の真下を上下方向に移動可能となっている。そして、スライダー支持部63を上下方向に移動させることで、第2支持部材30は、枢支部29を中心に揺動し、第2ヘッド31を第1ヘッド21に対して接近、離間させる。
 第2プレート33,33は、リンク片50により、次に説明するレバー40と連繋される。具体的には、リンク片50は、一端が第2プレート33のスライダー支持部63に枢支され、他端がレバー40のジョイント支持部62に枢支される。図示の実施例では、リンク片50は、第2プレート33,33の各外側に1枚ずつ配置している。ジョイント支持部62とスライダー支持部63は、次に説明するレバー40の固定支持部61とジョイント支持部62の間隔に一致する間隔に形成される。
 レバー40は、ユーザーが第1支持部材20と共に握って、ヘッド21,31を接近させるために操作する部材である。レバー40は、第1リンク支持部24の固定支持部61で第1支持部材20に枢支されており、第1プレート23と平行な面内で揺動可能となっている。
 より詳細には、レバー40上面にレバーグリップ42が形成されており、ヘッド21,31が開状態から第1グリップ26とレバーグリップ42をユーザーが握り、ヘッド21,31を閉状態に移行させる。
 レバー40は、第1リンク支持部24との固定支持部61を中心に揺動する。たとえば、レバー40は、一対のレバープレート41,41から構成することができ、レバープレート41,41は、第1プレート23の厚さ分の間隔を存してレバーグリップ42に取り付けられている。レバープレート41,41間には、先端側に第1リンク支持部24が挟まれており、基端側には、後述する取外しアーム44が枢支されている。
 レバー40は、第2プレート33と連繋されたリンク片50とジョイント支持部62にて枢支されており、ジョイント支持部62は、リンク窓25内を移動可能に貫通している。そして、図9に示すように、ジョイント支持部62は、ヘッド21,31が接近した状態で、固定支持部61、ジョイント支持部62及びスライダー支持部63が上下一列に並ぶ配置とする。
 トグル機構60は、上記した第1支持部材20に対して揺動可能な第2支持部材30を、レバー40とリンク片50で連繋した構成である。レバー40は、第1支持部材20に固定支持部61を介して揺動可能に支持され、リンク片50は、レバー40にジョイント支持部62を介して支持される。また、第2支持部材30は第1支持部材20に枢支部29にて枢支されると共に、リンク片50とスライダー支持部63を介して支持されている。
 レバー40を上向きに揺動させることで、図1乃至図5に示すように、レバー40はヘッド21,31間が離間するように第2支持部材30を揺動させる(ヘッド開状態)。具体的には、図4に矢印α1で示すように、レバー40を固定支持部61に対して上向きに揺動させると、ジョイント支持部62は固定支持部61を中心に矢印α2方向に回転し、リンク片50を引き上げる。その結果、スライダー支持部63は矢印α3に示すように上向きにスライドし、第2支持部材30を引き上げる。第2支持部材30は、基端を枢支部29に支持されているから、リンク片50による引上げにより、第2ヘッド31が矢印α4に示すように第1ヘッド21から離間するよう上向きに移動する(ヘッド開状態)。
 然して、ヘッド開状態の挟持治具10は、図2乃至図4に示すようにシール部材75を介してフランジ73,73どうしを仮連結させた配管71,71に対し、鍔部74,74を外側から挟むように、第1ヘッド21と第2ヘッド31の挟持溝22,32に配管71,71の胴部を挿入する。第1ヘッド21は、板状の第1プレート23、第2ヘッド31は板状の第2プレート33に取り付けられているから、図13に示すように配管構造70どうしの間隔が狭い場合であっても、第1ヘッド21及び第2ヘッド31を配管構造70の間に好適に挿入することができ、作業性にすぐれる。
 この状態から、図6乃至図10に示すように第1グリップ26とレバーグリップ42を握り、グリップ力を付与する。これにより、レバー40は、図9に矢印β1で示すように、てこの原理により固定支持部61を支点として下向きに揺動し、ジョイント支持部62は固定支持部61を中心に矢印β2方向に回転させて、トグル機構60を構成するリンク片50を押し下げる。その結果、スライダー支持部63は矢印β3に示すように下向きにスライドし、第2支持部材30を押し下げる。第2支持部材30は、基端を枢支部29に支持されているから、リンク片50による押し下げにより、第2ヘッド31が矢印β4に示すように第1ヘッド21に接近するよう下移動する(ヘッド閉状態)。これにより、配管71,71は、鍔部74どうしが接近するよう挟持され、フランジ73,73がシール部材75と完全に密着嵌合し、気密に連結される。
 本発明の挟持治具10によれば、レバー40はてこの原理で固定支持部61を支点、ユーザーのグリップ力が作用するレバーグリップ42の基端側を力点とし、ジョイント支持部62を作用点とすることで、てこの原理により小さなグリップ力でジョイント支持部62を作動させる。また、レバー40とリンク片50により構成されるトグル機構60は、ジョイント支持部62に作用する力を、固定支持部61、ジョイント支持部62及びスライダー支持部63のなす角が180°に近づくにしたがい増大させながら、スライダー支持部63に作用させることができる。スライダー支持部63は、枢支部29を支点として揺動する第2支持部材30に対し、ヘッド21,31間に締付力を作用させることができる。従って、ユーザーのグリップ力は省力で済み、作業性の向上を図ることができる。
 さらに、本発明では、トグル機構60を採用したことで、ヘッド閉状態において、図9に最も良く示されるように、固定支持部61、ジョイント支持部62及びスライダー支持部63は上下一列に並ぶ。すなわち、固定支持部61、ジョイント支持部62及びスライダー支持部63が死点の位置関係となる。従って、図11に示すように、ユーザーのグリップ力を除去しても、ヘッド21,31は開方向に移動し難くなり、緩むことなくヘッド閉状態を維持することができる。
 故に、ヘッド閉状態とした後は、ユーザーはグリップ26,42を握り続ける必要はなく、挟持治具10から手を離すことができる。この状態で、ユーザーは、継手72のフランジ73,73どうしをクリップ80(図14参照)で挟み込む操作を行なうことができ、配管構造70が完成する。挟持治具10から手を離してクリップの装着を行なうことができるから、作業性にすぐれる。
 クリップを装着した後、ヘッド21,31の間隔が広がるように図4の矢印α1方向に第1支持部材20に対してレバー40を揺動させることで、ヘッド21,31は離間し、配管構造70から取り去ることができる。
 なお、上記のように、トグル機構60を採用したことで、ヘッド閉状態から開状態に移行する際に、第1支持部材20に対してレバー40を図4の矢印α1方向に引き上げる力を加える必要がある。この際、熟練したユーザーであれば片手操作で第1支持部材20とレバー40を引き離し方向に揺動させることができるが、不慣れなユーザーであれば、第1支持部材20又は第1グリップ26を片手で掴み、他方の手でレバー40又はレバーグリップ42を掴んで、第1支持部材20とレバー40を引き離す必要がある。しかしながら、配管構造70は、両手を同時に挟持治具10までアクセスできない狭所作業となることもあり、作業性に劣る。
 そこで、本発明では、一実施形態として、第1支持部材20からレバー40を離間させる取外しアーム44を具える。取外しアーム44は、図5、図10、図12に最も良く示されるように、レバー40のレバープレート41,41間でアーム支持部46によりレバー40に支持されている。取外しアーム44は、レバー40の基端側にアーム操作部45を有する。アーム操作部45は、図3に示すように、ユーザーが操作可能となるようにレバーグリップ42と略同じ幅に拡径している。また、取外しアーム44の先端は、アーム支持部46よりも以遠側に第1支持部材20(具体的には第1プレート23)に当接可能な押出し片47を有する。
 そして、図9、図10に示すヘッド閉状態から、図12に矢印γ1で示すように、アーム操作部45をレバーグリップ42側に引き上げると、取外しアーム44は、アーム支持部46を中心に揺動し、先端の押出し片47が第1支持部材20を下方に押す(図12の矢印γ2)。これにより、レバー40は、矢印γ3に示すように、相対的に第1支持部材20から引き離すことができるから、挟持治具10を片手操作でヘッド開状態として配管構造70から取り外すことができる。
 取外しアーム44は、力点となるアーム操作部45を弱い力で操作しても、作用点となる押出し片47に大きな力を作用させることができるように、支点となるアーム支持部46は押出し片47側に接近して配置することが好適である。これにより、挟持治具10を片手で掴んだまま親指等でアーム操作部45を操作でき、作業性を高めることができる。
 また、取外しアーム44は、ヘッド開状態では、図4、図5に示すように、押出し片47がレバープレート41,41間に隠れており、ヘッド閉状態でユーザーにより押出し片47が突出するよう操作されることが好適である。しかしながら、押出し片47がレバー40から突出した状態のままであっても、ヘッド閉状態に移行する過程で、押出し片47が第1プレート23に当接することでレバープレート41,41間に隠れるため問題はない。押出し片47をヘッド開状態でレバープレート41,41間に格納する要請がある場合には、取外しアーム44の先端をレバープレート41,41側に格納可能となるように付勢すればよい。たとえば、図12では、第1プレート23と取外しアーム44に付勢部材(図示せず)の取付部28,48(図示では凹み)を設けている。そして、これら間に圧縮バネ等の付勢部材(図示せず)を配置して、強制的に押出し片47が格納される構成とすればよい。
 上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
 図示した各部材の形状等は一例であり、種々の変形が可能であることは理解されるべきである。また、配管71も、鍔部74を有する構造或いはこれに類似の構造を有するものであれば、例示した構造に限定されない。たとえば、レバー40や第2支持部材30は2枚のプレートとせず、1枚のプレートから構成することができる。
 その他、変形例として、各図に示すように、第1グリップ26及びレバーグリップ42の基端を内向きに屈曲させて爪片27,43を形成している。これら爪片27,43は、クリップを装着した後にクリップを本締め、或いは、図14に示すようにクリップ80の取外しに活用できる。
 また、ヘッド21,31は、ヘッド閉状態で互いに平行になるよう構成することができる。しかしながら、図10に補助線L1,L2を引いて示すように、ヘッド21,31は、ヘッド閉状態で先端側が僅かに内向きに傾いた構成としてもよい。図10では、挟持治具10の先端側の補助線間の距離C1が、基端側の補助線間の距離C2よりも小さくなっている(C1<C2)。これにより、ヘッド21,31を接近させたときに、ヘッド21,31間からフランジ73,73を逃がすことなく挟持することができ、作業性も向上できる。
 図15は、本発明の挟持治具10(発明例1、2)と、特許文献1に開示された挟持治具(比較例1、2)のグリップ力と配管構造70に作用する締付力を比較したグラフである。発明例1と比較例1は、外径8mmの配管の連結、発明例2と比較例2は外径12mmの配管の連結を行なうために作成した挟持治具である。
 図15を参照すると、発明例1、2は、比較例1、2に比べて同じ締付力を発生させるために必要なグリップ力が約半分で済むことがわかる。すなわち、小さいグリップ力で大きな締付力を配管構造に付与できることがわかる。この理由として、比較例1、2の挟持治具はてこの原理を1つだけ採用しているのに対し、発明例1、2では、トグル機構60を含め、てこの原理を2つ含んでいることによる。従って、本発明の挟持治具10は、省力化を達成でき、ユーザーの作業性を高めることができる。
10 配管接続用挟持治具
20 第1支持部材
21 第1ヘッド
23 第1プレート
24 第1リンク支持部
25 リンク窓
29 枢支部
30 第2支持部材
31 第2ヘッド
33 第2プレート
40 レバー
41 レバープレート
44 取外しアーム
50 リンク片
60 トグル機構
61 固定支持部
62 ジョイント支持部
63 スライダー支持部
70 配管構造
71 配管
72 継手
73 フランジ
74 鍔部

Claims (5)

  1.  鍔部が突設された配管を相対させ、一方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第1ヘッドと、他方の配管の鍔部に軸方向外側から嵌まる第2ヘッドと、を接近させる配管接続用挟持治具であって、
     先端に前記第1ヘッドが形成され、基端に枢支部を有する第1支持部材と、
     先端に前記第2ヘッドが形成され、基端が前記枢支部に枢支される第2支持部材と、
     レバーによって操作され、前記第1ヘッドと前記第2ヘッドとを接近、離間可能に連繋するトグル機構と、
     を具える配管接続用挟持治具。
  2.  前記レバーは、揺動により前記第1支持部材を前記レバーから離れる方向に押し出す取外しレバーが軸支されている、
     請求項1に記載の配管接続用挟持治具。
  3.  前記トグル機構は、
     前記第1支持部材は、先端側に前記第2支持部材を越えて上向きに延出し、延出した部分に前記レバーを枢支する固定支持部を有する第1リンクプレートと、
     一端が前記レバーとジョイント支持部で枢支され、他端が前記第2支持部材とスライド支持部で枢支されたリンク片と、
     を具え、
     前記第1ヘッドと前記第2ヘッドが最も接近した状態で、前記固定支持部、前記ジョイント支持部及び前記スライド支持部は一列に並ぶ、
     請求項1又は請求項2に記載の配管接続用挟持治具。
  4.   前記第2支持部材及び前記レバーは、夫々前記第1支持部材を挟む一対のプレートであって、
     前記ジョイント支持部及び前記スライド支持部は、前記第1リンクプレートに貫通開設されたリンク窓内を移動可能である、
     請求項3に記載の配管接続用挟持治具。
  5.  前記第1ヘッド及び前記第2ヘッドは、U字形状の挟持溝を有する、
     請求項1乃至請求項4の何れかに記載の配管接続用挟持治具。
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