フランジ及びそれに使用するガスケット
【課題】従来よりも高気密状態で連結でき、従来よりも安価で取り扱いも容易なフランジ及びそれに使用するガスケットを提供する。
【解決手段】本発明は、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔を形成し、表面に前記貫通孔を囲んで嵌入溝を形成し、前記嵌入溝内の貫通孔側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝の挟持部外方にノックピン孔を設け、表面に前記嵌入溝に連設し外周面まで到達する大溝を設け、表面に前記嵌入溝に連設し前記貫通孔まで到達する小溝を設け、前記嵌入溝の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔を穿設したことを特徴とするフランジの構成とした。
【解決手段】本発明は、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔を形成し、表面に前記貫通孔を囲んで嵌入溝を形成し、前記嵌入溝内の貫通孔側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝の挟持部外方にノックピン孔を設け、表面に前記嵌入溝に連設し外周面まで到達する大溝を設け、表面に前記嵌入溝に連設し前記貫通孔まで到達する小溝を設け、前記嵌入溝の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔を穿設したことを特徴とするフランジの構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管と管、管と容器、容器と容器を接合し管内又は容器内を真空にするために使用するフランジ及びガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管と管、管と容器、容器と容器を接合し管内又は容器内を真空にするために使用する真空フランジとしては、特許文献１のような真空フランジがあった。
【０００３】
前記特許文献１の真空フランジは、表面側に広範囲に渡って浅く掘り下げた表面溝と、前記表面溝の内側に一段低く掘り下げた収納溝と、前記収納溝の内側に設けた突条と、前記突条の内側に一段低く掘り下げた内溝と、前記内溝の内側に背面側までの貫通孔を形成し、背面側には前記貫通孔の周面に沿って段差と溝底面を設けた接合溝を形成した雄雌の区別がない真空フランジで、接続する一方の管の端部を前記接合溝に嵌入して溝底面に接触させて真空フランジを接続し、他方の管の端部にも同様に真空フランジを接続し、一方の真空フランジの収納溝にガスケットを嵌め込んだ状態で、他方の真空フランジ表面側を重ねて前記ガスケットを挟み、前記真空フランジ同士をボルトで締め付け固定することで前記ガスケットは突条同士に強力に締め付けられ、管同士を気密状態で接続することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の真空フランジは、それ以前のフランジよりも高い気密性を維持して管同士、管と容器、及び容器同士を接続することができるが、柔らかい金属からなる超伝導空洞の接合部分では、従来のフランジではガスケットを十分に潰すことができないため十分なシールができないという問題があった。
【０００５】
また、従来、液体ヘリウム環境に晒される超伝導空洞の真空シールをする方法としては、インジウムワイヤー、六角形断面のアルミ合金リング、インジウムメッキしたＵ−タイトシール等が使用されていた。
【０００６】
しかしながら、前記インジウムワイヤーの場合、除去が面倒であったり、インジウム汚染の可能性もあり、取扱いが不便であるという問題があった。
【０００７】
また、前記六角形断面のアルミ合金リングの場合、トルクが高いという問題があった。
【０００８】
更に、前記インジウムメッキしたＵ−タイトシールの場合、非常に高価であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−８２８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、液体ヘリウム環境に晒される超伝導空洞のような接続部分が柔らかい金属であっても真空シールができ、更に従来よりも安価で取扱いも容易なフランジ及びそれに使用するガスケットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔を形成し、表面に前記貫通孔を囲んで嵌入溝を形成し、前記嵌入溝内の貫通孔側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝の挟持部外方にノックピン孔を設け、表面に前記嵌入溝に連設し外周面まで到達する大溝を設け、表面に前記嵌入溝に連設し前記貫通孔まで到達する小溝を設け、前記嵌入溝の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔を穿設したことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１２】
また、前記ノックピン孔を、第一孔と前記第一孔より径が小さく周面にネジ溝を形成し前記第一孔と連通した第二孔からなり、前記貫通孔を挟み対峙させて設けた二つのノックピン孔とし、前記大溝を、前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つのノックピン孔を結ぶ線に対して垂直の位置に設けた二つの大溝とし、前記小溝を、前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つの大溝を結んだ線上に設けた二つの小溝としたことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１３】
また、前記嵌入溝、挟持部、ノックピン孔、大溝、小溝を、前記フランジの背面にも形成したことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１４】
また、前記挟持部を突条とし、前記突条の内側及び外側の底部の深さを等しくし、更に、前記嵌入溝の突条より内側の底部に１以上のガス抜き用凹部を形成し、前記小溝に空気を逃がすことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１５】
更に、前記フランジに用いられるガスケットであって、前記フランジの嵌入溝の外形と同形でやや小さく、且つ前記貫通孔と同径の貫通孔を形成し、前記ノックピン孔に対応する位置に位置決め凹部を形成し、前記フランジ同士を連結する際に、各フランジの嵌入溝同士に挟まれ、前記嵌入溝内で圧迫変形することを特徴とするフランジ用ガスケットの構成とした。
【００１６】
加えて、前記フランジと、前記フランジの貫通孔に接合した内管とからなるフランジ管であって、同形の前記フランジ同士を接合させた場合に内管の隙間が非常に小さくなるか、若しくは圧迫変形することを特徴とすることを特徴とするフランジ管の構成とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記のような構成であるため、例えば、超流動ヘリウム環境下におかれた超伝導空洞の真空シールのような高い機密性を要求される場合であっても、対応することができる。
【００１８】
また、上記のような特別な環境下における接続であっても、従来よりも安価で取り扱いも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明であるフランジの平面図である。
【図２】本発明であるフランジのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明であるフランジのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明であるフランジのＣ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図５】本発明であるフランジのＤ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図６】本発明であるフランジの第二実施例の平面図である。
【図７】本発明であるフランジの第二実施例のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】本発明であるフランジの第二実施例のＦ−Ｆ線断面図である。
【図９】本発明であるフランジの第二実施例のＧ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図１０】本発明であるフランジの第二実施例のＨ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図１１】本発明であるフランジに使用するガスケットの平面図である。
【図１２】本発明であるフランジの使用例を示す断面図である。
【図１３】本発明であるフランジの使用例を示す断面図のＩ部拡大簡略図である。
【図１４】本発明であるフランジの使用例を示す断面図のＪ部拡大簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
下記の実施例は、任意形状のフランジの全てに適用されるものであるが、任意形状のフランジの一例として円形状のフランジについて図面を参照しながら説明する。また、図示されている内管２は、フランジ１を構成する必須部材ではなく、前記フランジ１に設けた貫通孔２ｂ内に挿通され、内管２の外壁面と貫通孔２ｂの内壁面を接合した状態を示しており、符号２ｃが指す部分が接合部である。
【００２２】
図１は本発明であるフランジの平面図、図２はフランジのＡ−Ａ線断面図、図３はフランジのＢ−Ｂ線断面図、図４はフランジのＣ部同士の連結状態を示した断面拡大図、図５はフランジのＤ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【００２３】
図１から図５に示すように、本発明であるフランジ１は、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔２ｂを形成し、表面に前記貫通孔２ｂを囲んで嵌入溝３を形成し、前記嵌入溝３内の貫通孔２ｂ側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝３の挟持部外方に有底のノックピン孔４を設け、表面に前記嵌入溝３に連設し外周面まで到達する大溝２ｅを設け、表面に前記嵌入溝３に連設し前記貫通孔２ｂまで到達する小溝２ｆを設け、前記嵌入溝３の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔２ｄ、２ｄ、２ｄ・・・を穿設したことを特徴とする。
【００２４】
前記嵌入溝３は、貫通孔２ｂを囲んで形成されており、前記嵌入溝３の内径は、貫通孔２ｂの径よりも一回り大きい。そのため、貫通孔２ｂと嵌入溝３の内径は接していない。
【００２５】
また、前記嵌入溝３内の貫通孔２ｂ側の底部を高くして挟持部を形成するが、実施例１では前記挟持部を突条３ａとし、前記突条３ａの内側及び外側の底部の深さを等しくした。即ち、前記突条３ａにより、嵌入溝３は外溝３ｄと内溝３ｅを形成している。
【００２６】
前記ノックピン孔４は、第一孔４ａと前記第一孔４ａより径が小さく周面にネジ溝を形成し前記第一孔４ａと連通した第二孔４ｂからなる。尚、実施例１では、図１に示すように、ノックピン孔４を二カ所設けて前記貫通孔２ｂを挟み対峙させたが、ノックピン孔４の数及び配置は特に限定したものではない。また、ノックピン孔４の挿入口の径をやや大きく削り拡張部４ｃを設けたが、限定したものではなく、設けなくても構わない。
【００２７】
前記大溝２ｅは、前記嵌入溝３の外溝３ｄに連設し外周面まで到達した、前記嵌入溝３よりもやや深い溝であり、図１では、大溝２ｅを二つとし、前記貫通孔２ｂを挟み対峙させ且つ前記二つのノックピン孔４、４を結ぶ線に対して垂直の位置に設けた。
【００２８】
前記小溝２ｆは、前記嵌入溝３の内溝３ｅに連設し前記貫通孔２ｂまで到達する溝で、前記嵌入溝３よりも遙かに浅い溝であり、図１では、小溝２ｆを二つとし、前記貫通孔２ｂを挟み対峙させ且つ前記二つの大溝２ｅ、２ｅを結んだ線上に設けた。
【００２９】
前記二つの大溝２ｅと二つの小溝２ｆは全て延長線上に位置していることが好適で、前記二つの大溝２ｅ及び二つの小溝２ｆと前記二つのノックピン孔４は垂直の位置であることが好適であるが、特に限定したものではなく、他の位置関係であっても構わない。
【００３０】
前記ボルト孔２ｄは、前記嵌入溝３の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通して複数穿設されている。
【００３１】
図１から図５に示すように、フランジ１には、前記嵌入溝３の前記突条３ａより内側（内溝３ｅ）の底部に１以上のガス抜き用凹部３ｂを形成している。図１から分かるように、実施例１では前記ガス抜き用凹部３ｂをノックピン孔４、４を結ぶ線上と、小溝２ｆ、２ｆを結ぶ延長線上に合計４カ所設けることが好適であるが、前記ガス抜き用凹部３ｂの位置は限定したものではない。
【００３２】
次に図４及び図５を使用して、フランジ１の接合状態を説明する。本発明であるフランジ１は、接続する二つの管（又は二つの容器、若しくは管と容器）の各々の端部に接合して、前記フランジ１同士をボルト固定することにより、管同士（又は容器同士、若しくは管と容器）を固定する。このとき、フランジ１は、図２のＣ部同士、及び図３のＤ部同士の位置を合わせて固定する。尚、管（若しくは容器）の端部はフランジ１の貫通孔２ｂに挿通され、前記貫通孔２ｂの内壁面と管（若しくは容器）の端部外周面は接合されており、接合方法は特に限定しない。
【００３３】
以上を踏まえ、先ず図４でＣ部同士の接続を説明する。先ず、管（若しくは容器）の接続部２ｇ側の端部を接合した一方のフランジ１に設けてあるノックピン孔４にノックピン５を挿入し、ノックピン５の螺合部５ｂとノックピン孔４の第二孔４ｂを螺合する。
【００３４】
尚、前記ノックピン５はピン本体５ａと前記ピン本体５ａの一端に連設した螺合部５ｂからなり、前記ピン本体５の径は螺合部５ｂの径よりも大きい。また、前記螺合部５ｂの周面にはネジ山が形成されている。
【００３５】
前述のようにノックピン５をノックピン孔４に螺合接続した状態では、前記螺合部５ｂと前記ピン本体５ａの螺合部５ｂ側の一部が一方のフランジ１のノックピン孔４内に位置し、ピン本体５ａの他端側がノックピン孔４から突出した状態となっている。
【００３６】
図１では、フランジ１にノックピン孔４が二つ設けてあるので、もう一つのノックピン孔４にもノックピン５を螺合して取付けておく。
【００３７】
次に、ノックピン５を取り付けた方のフランジ１にガスケット６を取り付けるが、ガスケット６の外周に設けた位置決め凹部６ａ、６ａに前記フランジ１から突出したピン本体５ａ、５ａを嵌めた状態でガスケット６を嵌入溝３に嵌め込む。
【００３８】
前記ガスケット６には厚みがあり、このガスケット６の厚みは前記突条３ａ（又は挟持部３ｃ）の深さよりも厚みがある。そのため、前記ガスケット６を前述のように一方のフランジ１の嵌入溝３に嵌め込んでもガスケット６の一部は嵌入溝３から突出している。
【００３９】
前述のように一方のフランジ１にノックピン５とガスケット６を取り付けた後、フランジ１から突出しているピン本体５ａを他方の管に接合したフランジ１の第一孔４ａに嵌入し、フランジ１から突出している前記ガスケット６の一部を他方のフランジ１の嵌入溝３に嵌入して、フランジ１同士を接続する。
【００４０】
上記の状態でフランジ１同士をボルト７及びナット７ａで締め合わせてゆくと、前記ガスケット６は各フランジ１、１の嵌入溝３に押し挟まれ、更に嵌入溝３内に設けた突条３ａ、３ａ部分は嵌入溝３の底部より突出しているため突条３ａ、３ａ同士の隙間が狭くなっており、そのためガスケット６はより強く圧迫された部分となっている。
【００４１】
以上のように、管同士（又は容器同士、若しくは管と容器）の接続部分の外側にガスケットによる真空シール部分を作ることで、柔らかい金属からなる管同士（又は容器同士、若しくは管と容器）の接続部分を十分にシールすることができる。
【００４２】
また、図４の下図に示すように、前記ガスケット６は嵌入溝３、３でできた空間の大部分を埋め尽くすこととなるが、この構造により、嵌入溝３、３の内溝３ｅ、３ｅ同士でできた空間にはわずかな空気が残るという問題が発生するため、その空気の逃げ場として内溝３ｅ底部にはガス抜き用凹部３ｂ、３ｂを設けた。
【００４３】
次に図５を使用して、フランジ１のＤ部同士の接続を説明する。図４で説明した手順でフランジ１、１同士を連結したときのＤ部同士の接続状態では、図５の下図に示すように、ガスケット６は嵌入溝３、３に押し挟まれ、突条３ａ、３ａ部分でも同様に強く圧迫された状態となっている。
【００４４】
しかし、Ｄ部には、前記嵌入溝３の内溝３ｅと貫通孔２ｂを結ぶ小溝２ｆが形成されているため小溝２ｆ、２ｆのより僅かな間隙８が形成され、前記間隙８から空気を逃がすことができる。そのため、内溝３ｅ、３ｅでできた僅かな隙間と前記ガス抜き用凹部３ｂ内で空気溜まりを防ぐことができる。
【００４５】
尚、前記小溝２ｆは、フランジ１を接合した管（若しくは容器）の端部の同位置にも設けることが好適であり、このようにすることでより効果的に内溝３ｅ内の空気を逃がす事ができる。
【００４６】
また、Ｄ部には前記嵌入溝３の外溝３ｄとフランジ１の外周を結ぶ大溝２ｅが形成されており、前記大溝２ｅ、２ｅにより空間８ａが形成されている。前記空間８ａは、嵌入溝３、３の外溝３ｄ側の空気を逃がすことができると共に接続後のフランジ１、１同士を外す際に引き離し具を挿入してフランジ１、１同士を容易に引き離すための空間でもある。
【実施例２】
【００４７】
次に図６から図１０を使用して、本発明であるフランジの第二実施例を説明することとする。
【００４８】
図６は本発明であるフランジの第二実施例の平面図、図７はフランジの第二実施例のＥ−Ｅ線断面図、図８はフランジの第二実施例のＦ−Ｆ線断面図、図９はフランジの第二実施例のＧ部同士の連結状態を示した断面拡大図、図１０はフランジの第二実施例のＨ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【００４９】
図６から図１０に示すように、本発明であるフランジ１ａは、実施例１で示したフランジ１とほぼ同じ構造をしている。
【００５０】
即ち、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔２ｂを形成し、表面に前記貫通孔２ｂを囲んで嵌入溝３を形成し、前記嵌入溝３内の貫通孔２ｂ側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝３の挟持部外方に有底のノックピン孔４を設け、表面に前記嵌入溝３に連設し外周面まで到達する大溝２ｅを設け、表面に前記嵌入溝３に連設し前記貫通孔２ｂまで到達する小溝２ｆを設け、前記嵌入溝３の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔２ｄ、２ｄ、２ｄ・・・を穿設したことを特徴とする。
【００５１】
実施例１の前記フランジ１と異なる部分は、前記挟持部３ｃの形状でフランジ１では突条３ａとしたが、図７の右図に示すように、フランジ１ａでは嵌入溝３の内径側が嵌入溝３の底部より一段高くなった挟持部３ｃとし、ガス抜き用凹部３ｂを設けていない。
【００５２】
従って、図９の下図に示すように、ガスケット６を嵌入溝３、３で押し挟んだ場合、ガスケット６は前記挟持部３ｃで最も強く圧迫された状態となり、嵌入溝３、３の挟持部３ｃ、３ｃでできた僅かな隙間に空気が押し込まれる。
【００５３】
しかし、フランジ１ａにおいても小溝２ｆは形成されているため、嵌入溝３、３の挟持部３ｃ、３ｃでできた僅かな隙間に押し込まれた空気は、小溝２ｆ、２ｆでできた間隙８から逃げることができる。
【００５４】
尚、図１から図１０に示したフランジ１、１ａでは、前記嵌入溝３、挟持部３ｃ（若しくは突条３ａ）、ノックピン孔４、大溝２ｅ、小溝２ｆを、フランジ１、１ａの一方の面だけに設けた図面としたが、これらを反対側の面にも設けて、フランジ１、１ａの両面に設けてもよい。前記嵌入溝３、挟持部３ｃ（若しくは突条３ａ）、ノックピン孔４、大溝２ｅ、小溝２ｆを両面に設けたフランジは、フランジ同士の接合が３枚となった場合の中央に来るフランジとして利用する。
【実施例３】
【００５５】
次に、図１１を使用して、前記ガスケットを説明することとする。図１１は本発明であるフランジに使用するガスケットの平面図である。
【００５６】
前記ガスケット６は、前記フランジ１、１ａに用いられるガスケットであって、前記フランジ１、１ａの嵌入溝３の外形と同形でやや小さく、且つ前記貫通孔２ｂと同径の貫通孔６ｂを形成し、前記ノックピン孔４に対応する位置に位置決め凹部６ａを形成し、前記フランジ１（１ａ）同士を連結する際に、各フランジの嵌入溝３、３同士に挟まれ、前記嵌入溝３、３内で圧迫変形する。
【００５７】
図１１に示したガスケット６の外形は、図１から図１０に示したフランジ１、１ａの平面形状がドーナツ状であるため、同じく略ドーナツ状としたが、特に限定したものではなく、前記フランジ１、１ａの外形が長方形状であり、形成される嵌入溝３も長方形状であればガスケット６も嵌入溝３に合わせて長方形状である。
【００５８】
また、既述の通り、ガスケット６の厚みは前記突条３ａ（又は挟持部３ｃ）の深さよりも厚みがあり、このようにすることで、ガスケット６が嵌入溝３、３同士に挟まれた際に突条３ａ（又は挟持部３ｃ）に圧迫され、密閉度を増すことができる。
【実施例４】
【００５９】
最後に、図１２から図１４を使用して、本発明であるフランジ１、１ａ及びガスケット６を使用した例を説明することとする。
【００６０】
図１２は本発明であるフランジの使用例を示す断面図、図１３はフランジの使用例を示す断面図のＩ部拡大簡略図、図１４はフランジの使用例を示す断面図のＪ部拡大簡略図である。
【００６１】
図１２では、ニオブ材等の高純度の柔らかい材料からなる管をフランジ１（１ａ）で接続してビームパイプを形成し、前記ビームパイプを箱体９の中に設置し、箱体９内に液体ヘリウム９ａを満たした例を示している。
【００６２】
拡張部１０ａを有する管１０の端部にはフランジ１ｂが接合され、管１０ｂの端部にはフランジ１ｃが接合され、更に前記フランジ１ｂとフランジ１ｃが接続されている（Ｉ部）。また、前記管１０ｂの他端にはフランジ１ｄが接合され、管１０ｃの端部にはフランジ１ｆが接合されており、前記フランジ１ｄとフランジ１ｆはフランジ１ｅを介して接続されている（Ｊ部）。
【００６３】
図１３に示すように、Ｉ部では、ノックピン５をフランジ１ｂ側のノックピン孔４に螺合し、ガスケット６を取り付けてからフランジ１ｃを接続している。
【００６４】
ニオブ材等の高純度の柔らかい材料からなる管同士を直接接合することは難しく、図１３のように本発明であるフランジ１（１ａ）を介して接続するが、この場合、ビームパイプ内への液体ヘリウム９ａの侵入防止は、フランジ１（１ａ）とガスケット６が大きな役割を果たす。
【００６５】
しかし、前述の通りニオブ材からなる管を上記のようにフランジで接続する際に、管同士１０、１０ｂが接するようにフランジの管への取付位置をずらせば、フランジ同士を接続した場合にニオブ材からなる管同士１０、１０ｂは圧迫変形して密着するため、更にビームパイプの電気的特性が向上する。
【００６６】
図１４に示すように、Ｊ部では、ノックピン５をフランジ１ｄ側のノックピン孔４に螺合し、ガスケット６を取り付けてフランジ１ｅを接続し、更にノックピン５をフランジ１ｆ側のノックピン孔４に螺合し、ガスケット６を取り付けて、前記フランジ１ｅとフランジ１ｆを接続している。
【００６７】
管１０ｂ、１０ｃ同士の距離を置いて、管を接合したフランジ同士１ｄ、１ｆを接続する場合、何も接合されていないフランジ１ｅをフランジ１ｄ、１ｆの間に介することで管１０ｂ、１０ｃは互いに接触することなくビームパイプを構成することができる。
【００６８】
前記フランジ１ｅは、両面に嵌入溝３、挟持部（突条３ａ）、ノックピン孔４、大溝２ｅ、小溝２ｆを形成したフランジであり、両面から他のフランジを接続することができる。
【００６９】
尚、フランジ同士を接続する際に、いずれのフランジのノックピン孔４にノックピン５を螺合しガスケット６を取り付けるかは、特に限定していない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明であるフランジ及びそれに使用するガスケットは、超伝導空洞の真空シールのような高い機密性を要求される場合であっても対応することができ、しかも安価で取扱いも容易であるため、様々な領域に多大な貢献をもたらす。
【符号の説明】
【００７１】
１ フランジ
１ａ フランジ
１ｂ フランジ
１ｃ フランジ
１ｄ フランジ
１ｅ フランジ
１ｆ フランジ
２ 内筒
２ａ 鍔
２ｂ 貫通孔
２ｃ 接合部
２ｄ ボルト孔
２ｅ 大溝
２ｆ 小溝
２ｇ 接続部
３ 嵌入溝
３ａ 凸条
３ｂ ガス抜き用凹部
３ｃ 挟持部
３ｄ 外溝
３ｅ 内溝
４ ノックピン孔
４ａ 第一孔
４ｂ 第二孔
４ｃ 拡張部
５ ノックピン
５ａ ピン本体
５ｂ 螺合部
６ ガスケット
６ａ 位置決め凹部
６ｂ 貫通孔
７ ボルト
７ａ ナット
８ 間隙
８ａ 空間
９ 箱体
９ａ 液体ヘリウム
１０ 管
１０ａ 拡張部
１０ｂ 管
１０ｃ 管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管と管、管と容器、容器と容器を接合し管内又は容器内を真空にするために使用するフランジ及びガスケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管と管、管と容器、容器と容器を接合し管内又は容器内を真空にするために使用する真空フランジとしては、特許文献１のような真空フランジがあった。
【０００３】
前記特許文献１の真空フランジは、表面側に広範囲に渡って浅く掘り下げた表面溝と、前記表面溝の内側に一段低く掘り下げた収納溝と、前記収納溝の内側に設けた突条と、前記突条の内側に一段低く掘り下げた内溝と、前記内溝の内側に背面側までの貫通孔を形成し、背面側には前記貫通孔の周面に沿って段差と溝底面を設けた接合溝を形成した雄雌の区別がない真空フランジで、接続する一方の管の端部を前記接合溝に嵌入して溝底面に接触させて真空フランジを接続し、他方の管の端部にも同様に真空フランジを接続し、一方の真空フランジの収納溝にガスケットを嵌め込んだ状態で、他方の真空フランジ表面側を重ねて前記ガスケットを挟み、前記真空フランジ同士をボルトで締め付け固定することで前記ガスケットは突条同士に強力に締め付けられ、管同士を気密状態で接続することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の真空フランジは、それ以前のフランジよりも高い気密性を維持して管同士、管と容器、及び容器同士を接続することができるが、柔らかい金属からなる超伝導空洞の接合部分では、従来のフランジではガスケットを十分に潰すことができないため十分なシールができないという問題があった。
【０００５】
また、従来、液体ヘリウム環境に晒される超伝導空洞の真空シールをする方法としては、インジウムワイヤー、六角形断面のアルミ合金リング、インジウムメッキしたＵ−タイトシール等が使用されていた。
【０００６】
しかしながら、前記インジウムワイヤーの場合、除去が面倒であったり、インジウム汚染の可能性もあり、取扱いが不便であるという問題があった。
【０００７】
また、前記六角形断面のアルミ合金リングの場合、トルクが高いという問題があった。
【０００８】
更に、前記インジウムメッキしたＵ−タイトシールの場合、非常に高価であるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−８２８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、液体ヘリウム環境に晒される超伝導空洞のような接続部分が柔らかい金属であっても真空シールができ、更に従来よりも安価で取扱いも容易なフランジ及びそれに使用するガスケットを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するために、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔を形成し、表面に前記貫通孔を囲んで嵌入溝を形成し、前記嵌入溝内の貫通孔側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝の挟持部外方にノックピン孔を設け、表面に前記嵌入溝に連設し外周面まで到達する大溝を設け、表面に前記嵌入溝に連設し前記貫通孔まで到達する小溝を設け、前記嵌入溝の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔を穿設したことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１２】
また、前記ノックピン孔を、第一孔と前記第一孔より径が小さく周面にネジ溝を形成し前記第一孔と連通した第二孔からなり、前記貫通孔を挟み対峙させて設けた二つのノックピン孔とし、前記大溝を、前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つのノックピン孔を結ぶ線に対して垂直の位置に設けた二つの大溝とし、前記小溝を、前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つの大溝を結んだ線上に設けた二つの小溝としたことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１３】
また、前記嵌入溝、挟持部、ノックピン孔、大溝、小溝を、前記フランジの背面にも形成したことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１４】
また、前記挟持部を突条とし、前記突条の内側及び外側の底部の深さを等しくし、更に、前記嵌入溝の突条より内側の底部に１以上のガス抜き用凹部を形成し、前記小溝に空気を逃がすことを特徴とするフランジの構成とした。
【００１５】
更に、前記フランジに用いられるガスケットであって、前記フランジの嵌入溝の外形と同形でやや小さく、且つ前記貫通孔と同径の貫通孔を形成し、前記ノックピン孔に対応する位置に位置決め凹部を形成し、前記フランジ同士を連結する際に、各フランジの嵌入溝同士に挟まれ、前記嵌入溝内で圧迫変形することを特徴とするフランジ用ガスケットの構成とした。
【００１６】
加えて、前記フランジと、前記フランジの貫通孔に接合した内管とからなるフランジ管であって、同形の前記フランジ同士を接合させた場合に内管の隙間が非常に小さくなるか、若しくは圧迫変形することを特徴とすることを特徴とするフランジ管の構成とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は上記のような構成であるため、例えば、超流動ヘリウム環境下におかれた超伝導空洞の真空シールのような高い機密性を要求される場合であっても、対応することができる。
【００１８】
また、上記のような特別な環境下における接続であっても、従来よりも安価で取り扱いも容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明であるフランジの平面図である。
【図２】本発明であるフランジのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明であるフランジのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明であるフランジのＣ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図５】本発明であるフランジのＤ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図６】本発明であるフランジの第二実施例の平面図である。
【図７】本発明であるフランジの第二実施例のＥ−Ｅ線断面図である。
【図８】本発明であるフランジの第二実施例のＦ−Ｆ線断面図である。
【図９】本発明であるフランジの第二実施例のＧ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図１０】本発明であるフランジの第二実施例のＨ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【図１１】本発明であるフランジに使用するガスケットの平面図である。
【図１２】本発明であるフランジの使用例を示す断面図である。
【図１３】本発明であるフランジの使用例を示す断面図のＩ部拡大簡略図である。
【図１４】本発明であるフランジの使用例を示す断面図のＪ部拡大簡略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
下記の実施例は、任意形状のフランジの全てに適用されるものであるが、任意形状のフランジの一例として円形状のフランジについて図面を参照しながら説明する。また、図示されている内管２は、フランジ１を構成する必須部材ではなく、前記フランジ１に設けた貫通孔２ｂ内に挿通され、内管２の外壁面と貫通孔２ｂの内壁面を接合した状態を示しており、符号２ｃが指す部分が接合部である。
【００２２】
図１は本発明であるフランジの平面図、図２はフランジのＡ−Ａ線断面図、図３はフランジのＢ−Ｂ線断面図、図４はフランジのＣ部同士の連結状態を示した断面拡大図、図５はフランジのＤ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【００２３】
図１から図５に示すように、本発明であるフランジ１は、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔２ｂを形成し、表面に前記貫通孔２ｂを囲んで嵌入溝３を形成し、前記嵌入溝３内の貫通孔２ｂ側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝３の挟持部外方に有底のノックピン孔４を設け、表面に前記嵌入溝３に連設し外周面まで到達する大溝２ｅを設け、表面に前記嵌入溝３に連設し前記貫通孔２ｂまで到達する小溝２ｆを設け、前記嵌入溝３の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔２ｄ、２ｄ、２ｄ・・・を穿設したことを特徴とする。
【００２４】
前記嵌入溝３は、貫通孔２ｂを囲んで形成されており、前記嵌入溝３の内径は、貫通孔２ｂの径よりも一回り大きい。そのため、貫通孔２ｂと嵌入溝３の内径は接していない。
【００２５】
また、前記嵌入溝３内の貫通孔２ｂ側の底部を高くして挟持部を形成するが、実施例１では前記挟持部を突条３ａとし、前記突条３ａの内側及び外側の底部の深さを等しくした。即ち、前記突条３ａにより、嵌入溝３は外溝３ｄと内溝３ｅを形成している。
【００２６】
前記ノックピン孔４は、第一孔４ａと前記第一孔４ａより径が小さく周面にネジ溝を形成し前記第一孔４ａと連通した第二孔４ｂからなる。尚、実施例１では、図１に示すように、ノックピン孔４を二カ所設けて前記貫通孔２ｂを挟み対峙させたが、ノックピン孔４の数及び配置は特に限定したものではない。また、ノックピン孔４の挿入口の径をやや大きく削り拡張部４ｃを設けたが、限定したものではなく、設けなくても構わない。
【００２７】
前記大溝２ｅは、前記嵌入溝３の外溝３ｄに連設し外周面まで到達した、前記嵌入溝３よりもやや深い溝であり、図１では、大溝２ｅを二つとし、前記貫通孔２ｂを挟み対峙させ且つ前記二つのノックピン孔４、４を結ぶ線に対して垂直の位置に設けた。
【００２８】
前記小溝２ｆは、前記嵌入溝３の内溝３ｅに連設し前記貫通孔２ｂまで到達する溝で、前記嵌入溝３よりも遙かに浅い溝であり、図１では、小溝２ｆを二つとし、前記貫通孔２ｂを挟み対峙させ且つ前記二つの大溝２ｅ、２ｅを結んだ線上に設けた。
【００２９】
前記二つの大溝２ｅと二つの小溝２ｆは全て延長線上に位置していることが好適で、前記二つの大溝２ｅ及び二つの小溝２ｆと前記二つのノックピン孔４は垂直の位置であることが好適であるが、特に限定したものではなく、他の位置関係であっても構わない。
【００３０】
前記ボルト孔２ｄは、前記嵌入溝３の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通して複数穿設されている。
【００３１】
図１から図５に示すように、フランジ１には、前記嵌入溝３の前記突条３ａより内側（内溝３ｅ）の底部に１以上のガス抜き用凹部３ｂを形成している。図１から分かるように、実施例１では前記ガス抜き用凹部３ｂをノックピン孔４、４を結ぶ線上と、小溝２ｆ、２ｆを結ぶ延長線上に合計４カ所設けることが好適であるが、前記ガス抜き用凹部３ｂの位置は限定したものではない。
【００３２】
次に図４及び図５を使用して、フランジ１の接合状態を説明する。本発明であるフランジ１は、接続する二つの管（又は二つの容器、若しくは管と容器）の各々の端部に接合して、前記フランジ１同士をボルト固定することにより、管同士（又は容器同士、若しくは管と容器）を固定する。このとき、フランジ１は、図２のＣ部同士、及び図３のＤ部同士の位置を合わせて固定する。尚、管（若しくは容器）の端部はフランジ１の貫通孔２ｂに挿通され、前記貫通孔２ｂの内壁面と管（若しくは容器）の端部外周面は接合されており、接合方法は特に限定しない。
【００３３】
以上を踏まえ、先ず図４でＣ部同士の接続を説明する。先ず、管（若しくは容器）の接続部２ｇ側の端部を接合した一方のフランジ１に設けてあるノックピン孔４にノックピン５を挿入し、ノックピン５の螺合部５ｂとノックピン孔４の第二孔４ｂを螺合する。
【００３４】
尚、前記ノックピン５はピン本体５ａと前記ピン本体５ａの一端に連設した螺合部５ｂからなり、前記ピン本体５の径は螺合部５ｂの径よりも大きい。また、前記螺合部５ｂの周面にはネジ山が形成されている。
【００３５】
前述のようにノックピン５をノックピン孔４に螺合接続した状態では、前記螺合部５ｂと前記ピン本体５ａの螺合部５ｂ側の一部が一方のフランジ１のノックピン孔４内に位置し、ピン本体５ａの他端側がノックピン孔４から突出した状態となっている。
【００３６】
図１では、フランジ１にノックピン孔４が二つ設けてあるので、もう一つのノックピン孔４にもノックピン５を螺合して取付けておく。
【００３７】
次に、ノックピン５を取り付けた方のフランジ１にガスケット６を取り付けるが、ガスケット６の外周に設けた位置決め凹部６ａ、６ａに前記フランジ１から突出したピン本体５ａ、５ａを嵌めた状態でガスケット６を嵌入溝３に嵌め込む。
【００３８】
前記ガスケット６には厚みがあり、このガスケット６の厚みは前記突条３ａ（又は挟持部３ｃ）の深さよりも厚みがある。そのため、前記ガスケット６を前述のように一方のフランジ１の嵌入溝３に嵌め込んでもガスケット６の一部は嵌入溝３から突出している。
【００３９】
前述のように一方のフランジ１にノックピン５とガスケット６を取り付けた後、フランジ１から突出しているピン本体５ａを他方の管に接合したフランジ１の第一孔４ａに嵌入し、フランジ１から突出している前記ガスケット６の一部を他方のフランジ１の嵌入溝３に嵌入して、フランジ１同士を接続する。
【００４０】
上記の状態でフランジ１同士をボルト７及びナット７ａで締め合わせてゆくと、前記ガスケット６は各フランジ１、１の嵌入溝３に押し挟まれ、更に嵌入溝３内に設けた突条３ａ、３ａ部分は嵌入溝３の底部より突出しているため突条３ａ、３ａ同士の隙間が狭くなっており、そのためガスケット６はより強く圧迫された部分となっている。
【００４１】
以上のように、管同士（又は容器同士、若しくは管と容器）の接続部分の外側にガスケットによる真空シール部分を作ることで、柔らかい金属からなる管同士（又は容器同士、若しくは管と容器）の接続部分を十分にシールすることができる。
【００４２】
また、図４の下図に示すように、前記ガスケット６は嵌入溝３、３でできた空間の大部分を埋め尽くすこととなるが、この構造により、嵌入溝３、３の内溝３ｅ、３ｅ同士でできた空間にはわずかな空気が残るという問題が発生するため、その空気の逃げ場として内溝３ｅ底部にはガス抜き用凹部３ｂ、３ｂを設けた。
【００４３】
次に図５を使用して、フランジ１のＤ部同士の接続を説明する。図４で説明した手順でフランジ１、１同士を連結したときのＤ部同士の接続状態では、図５の下図に示すように、ガスケット６は嵌入溝３、３に押し挟まれ、突条３ａ、３ａ部分でも同様に強く圧迫された状態となっている。
【００４４】
しかし、Ｄ部には、前記嵌入溝３の内溝３ｅと貫通孔２ｂを結ぶ小溝２ｆが形成されているため小溝２ｆ、２ｆのより僅かな間隙８が形成され、前記間隙８から空気を逃がすことができる。そのため、内溝３ｅ、３ｅでできた僅かな隙間と前記ガス抜き用凹部３ｂ内で空気溜まりを防ぐことができる。
【００４５】
尚、前記小溝２ｆは、フランジ１を接合した管（若しくは容器）の端部の同位置にも設けることが好適であり、このようにすることでより効果的に内溝３ｅ内の空気を逃がす事ができる。
【００４６】
また、Ｄ部には前記嵌入溝３の外溝３ｄとフランジ１の外周を結ぶ大溝２ｅが形成されており、前記大溝２ｅ、２ｅにより空間８ａが形成されている。前記空間８ａは、嵌入溝３、３の外溝３ｄ側の空気を逃がすことができると共に接続後のフランジ１、１同士を外す際に引き離し具を挿入してフランジ１、１同士を容易に引き離すための空間でもある。
【実施例２】
【００４７】
次に図６から図１０を使用して、本発明であるフランジの第二実施例を説明することとする。
【００４８】
図６は本発明であるフランジの第二実施例の平面図、図７はフランジの第二実施例のＥ−Ｅ線断面図、図８はフランジの第二実施例のＦ−Ｆ線断面図、図９はフランジの第二実施例のＧ部同士の連結状態を示した断面拡大図、図１０はフランジの第二実施例のＨ部同士の連結状態を示した断面拡大図である。
【００４９】
図６から図１０に示すように、本発明であるフランジ１ａは、実施例１で示したフランジ１とほぼ同じ構造をしている。
【００５０】
即ち、任意の形状のフランジであって、中央部に貫通孔２ｂを形成し、表面に前記貫通孔２ｂを囲んで嵌入溝３を形成し、前記嵌入溝３内の貫通孔２ｂ側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝３の挟持部外方に有底のノックピン孔４を設け、表面に前記嵌入溝３に連設し外周面まで到達する大溝２ｅを設け、表面に前記嵌入溝３に連設し前記貫通孔２ｂまで到達する小溝２ｆを設け、前記嵌入溝３の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔２ｄ、２ｄ、２ｄ・・・を穿設したことを特徴とする。
【００５１】
実施例１の前記フランジ１と異なる部分は、前記挟持部３ｃの形状でフランジ１では突条３ａとしたが、図７の右図に示すように、フランジ１ａでは嵌入溝３の内径側が嵌入溝３の底部より一段高くなった挟持部３ｃとし、ガス抜き用凹部３ｂを設けていない。
【００５２】
従って、図９の下図に示すように、ガスケット６を嵌入溝３、３で押し挟んだ場合、ガスケット６は前記挟持部３ｃで最も強く圧迫された状態となり、嵌入溝３、３の挟持部３ｃ、３ｃでできた僅かな隙間に空気が押し込まれる。
【００５３】
しかし、フランジ１ａにおいても小溝２ｆは形成されているため、嵌入溝３、３の挟持部３ｃ、３ｃでできた僅かな隙間に押し込まれた空気は、小溝２ｆ、２ｆでできた間隙８から逃げることができる。
【００５４】
尚、図１から図１０に示したフランジ１、１ａでは、前記嵌入溝３、挟持部３ｃ（若しくは突条３ａ）、ノックピン孔４、大溝２ｅ、小溝２ｆを、フランジ１、１ａの一方の面だけに設けた図面としたが、これらを反対側の面にも設けて、フランジ１、１ａの両面に設けてもよい。前記嵌入溝３、挟持部３ｃ（若しくは突条３ａ）、ノックピン孔４、大溝２ｅ、小溝２ｆを両面に設けたフランジは、フランジ同士の接合が３枚となった場合の中央に来るフランジとして利用する。
【実施例３】
【００５５】
次に、図１１を使用して、前記ガスケットを説明することとする。図１１は本発明であるフランジに使用するガスケットの平面図である。
【００５６】
前記ガスケット６は、前記フランジ１、１ａに用いられるガスケットであって、前記フランジ１、１ａの嵌入溝３の外形と同形でやや小さく、且つ前記貫通孔２ｂと同径の貫通孔６ｂを形成し、前記ノックピン孔４に対応する位置に位置決め凹部６ａを形成し、前記フランジ１（１ａ）同士を連結する際に、各フランジの嵌入溝３、３同士に挟まれ、前記嵌入溝３、３内で圧迫変形する。
【００５７】
図１１に示したガスケット６の外形は、図１から図１０に示したフランジ１、１ａの平面形状がドーナツ状であるため、同じく略ドーナツ状としたが、特に限定したものではなく、前記フランジ１、１ａの外形が長方形状であり、形成される嵌入溝３も長方形状であればガスケット６も嵌入溝３に合わせて長方形状である。
【００５８】
また、既述の通り、ガスケット６の厚みは前記突条３ａ（又は挟持部３ｃ）の深さよりも厚みがあり、このようにすることで、ガスケット６が嵌入溝３、３同士に挟まれた際に突条３ａ（又は挟持部３ｃ）に圧迫され、密閉度を増すことができる。
【実施例４】
【００５９】
最後に、図１２から図１４を使用して、本発明であるフランジ１、１ａ及びガスケット６を使用した例を説明することとする。
【００６０】
図１２は本発明であるフランジの使用例を示す断面図、図１３はフランジの使用例を示す断面図のＩ部拡大簡略図、図１４はフランジの使用例を示す断面図のＪ部拡大簡略図である。
【００６１】
図１２では、ニオブ材等の高純度の柔らかい材料からなる管をフランジ１（１ａ）で接続してビームパイプを形成し、前記ビームパイプを箱体９の中に設置し、箱体９内に液体ヘリウム９ａを満たした例を示している。
【００６２】
拡張部１０ａを有する管１０の端部にはフランジ１ｂが接合され、管１０ｂの端部にはフランジ１ｃが接合され、更に前記フランジ１ｂとフランジ１ｃが接続されている（Ｉ部）。また、前記管１０ｂの他端にはフランジ１ｄが接合され、管１０ｃの端部にはフランジ１ｆが接合されており、前記フランジ１ｄとフランジ１ｆはフランジ１ｅを介して接続されている（Ｊ部）。
【００６３】
図１３に示すように、Ｉ部では、ノックピン５をフランジ１ｂ側のノックピン孔４に螺合し、ガスケット６を取り付けてからフランジ１ｃを接続している。
【００６４】
ニオブ材等の高純度の柔らかい材料からなる管同士を直接接合することは難しく、図１３のように本発明であるフランジ１（１ａ）を介して接続するが、この場合、ビームパイプ内への液体ヘリウム９ａの侵入防止は、フランジ１（１ａ）とガスケット６が大きな役割を果たす。
【００６５】
しかし、前述の通りニオブ材からなる管を上記のようにフランジで接続する際に、管同士１０、１０ｂが接するようにフランジの管への取付位置をずらせば、フランジ同士を接続した場合にニオブ材からなる管同士１０、１０ｂは圧迫変形して密着するため、更にビームパイプの電気的特性が向上する。
【００６６】
図１４に示すように、Ｊ部では、ノックピン５をフランジ１ｄ側のノックピン孔４に螺合し、ガスケット６を取り付けてフランジ１ｅを接続し、更にノックピン５をフランジ１ｆ側のノックピン孔４に螺合し、ガスケット６を取り付けて、前記フランジ１ｅとフランジ１ｆを接続している。
【００６７】
管１０ｂ、１０ｃ同士の距離を置いて、管を接合したフランジ同士１ｄ、１ｆを接続する場合、何も接合されていないフランジ１ｅをフランジ１ｄ、１ｆの間に介することで管１０ｂ、１０ｃは互いに接触することなくビームパイプを構成することができる。
【００６８】
前記フランジ１ｅは、両面に嵌入溝３、挟持部（突条３ａ）、ノックピン孔４、大溝２ｅ、小溝２ｆを形成したフランジであり、両面から他のフランジを接続することができる。
【００６９】
尚、フランジ同士を接続する際に、いずれのフランジのノックピン孔４にノックピン５を螺合しガスケット６を取り付けるかは、特に限定していない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明であるフランジ及びそれに使用するガスケットは、超伝導空洞の真空シールのような高い機密性を要求される場合であっても対応することができ、しかも安価で取扱いも容易であるため、様々な領域に多大な貢献をもたらす。
【符号の説明】
【００７１】
１ フランジ
１ａ フランジ
１ｂ フランジ
１ｃ フランジ
１ｄ フランジ
１ｅ フランジ
１ｆ フランジ
２ 内筒
２ａ 鍔
２ｂ 貫通孔
２ｃ 接合部
２ｄ ボルト孔
２ｅ 大溝
２ｆ 小溝
２ｇ 接続部
３ 嵌入溝
３ａ 凸条
３ｂ ガス抜き用凹部
３ｃ 挟持部
３ｄ 外溝
３ｅ 内溝
４ ノックピン孔
４ａ 第一孔
４ｂ 第二孔
４ｃ 拡張部
５ ノックピン
５ａ ピン本体
５ｂ 螺合部
６ ガスケット
６ａ 位置決め凹部
６ｂ 貫通孔
７ ボルト
７ａ ナット
８ 間隙
８ａ 空間
９ 箱体
９ａ 液体ヘリウム
１０ 管
１０ａ 拡張部
１０ｂ 管
１０ｃ 管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の形状のフランジであって、
中央部に貫通孔を形成し、表面に前記貫通孔を囲んで嵌入溝を形成し、前記嵌入溝内の貫通孔側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝の挟持部外方にノックピン孔を設け、表面に前記嵌入溝に連設し外周面まで到達する大溝を設け、表面に前記嵌入溝に連設し前記貫通孔まで到達する小溝を設け、前記嵌入溝の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔を穿設したことを特徴とするフランジ。
【請求項２】
前記ノックピン孔を、第一孔と前記第一孔より径が小さく周面にネジ溝を形成し前記第一孔と連通した第二孔からなり、前記貫通孔を挟み対峙させて設けた二つのノックピン孔とし、
前記大溝を、前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つのノックピン孔を結ぶ線に対して垂直の位置に設けた二つの大溝とし、
前記小溝を、
前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つの大溝を結んだ線上に設けた二つの小溝としたことを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項３】
前記嵌入溝、挟持部、ノックピン孔、大溝、小溝を、前記フランジの背面にも形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフランジ。
【請求項４】
前記挟持部を突条とし、前記突条の内側及び外側の底部の深さを等しくし、更に、前記嵌入溝の突条より内側の底部に１以上のガス抜き用凹部を形成し、前記小溝に空気を逃がすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフランジ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載のフランジに用いられるガスケットであって、
前記フランジの嵌入溝の外形と同形でやや小さく、且つ前記貫通孔と同径の貫通孔を形成し、前記ノックピン孔に対応する位置に位置決め凹部を形成し、前記フランジ同士を連結する際に、各フランジの嵌入溝同士に挟まれ、前記嵌入溝内で圧迫変形することを特徴とするフランジ用ガスケット。
【請求項６】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のフランジと、前記フランジの貫通孔に接合した内管とからなるフランジ管であって、同形の前記フランジ同士を接合させた場合に内管の隙間が非常に小さくなるか、若しくは圧迫変形することを特徴とすることを特徴とするフランジ管。
【請求項１】
任意の形状のフランジであって、
中央部に貫通孔を形成し、表面に前記貫通孔を囲んで嵌入溝を形成し、前記嵌入溝内の貫通孔側の底部を高くして挟持部を形成し、前記嵌入溝の挟持部外方にノックピン孔を設け、表面に前記嵌入溝に連設し外周面まで到達する大溝を設け、表面に前記嵌入溝に連設し前記貫通孔まで到達する小溝を設け、前記嵌入溝の周囲（外側に）に表面から背面にかけて貫通する複数のボルト孔を穿設したことを特徴とするフランジ。
【請求項２】
前記ノックピン孔を、第一孔と前記第一孔より径が小さく周面にネジ溝を形成し前記第一孔と連通した第二孔からなり、前記貫通孔を挟み対峙させて設けた二つのノックピン孔とし、
前記大溝を、前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つのノックピン孔を結ぶ線に対して垂直の位置に設けた二つの大溝とし、
前記小溝を、
前記貫通孔を挟み対峙させ且つ前記二つの大溝を結んだ線上に設けた二つの小溝としたことを特徴とする請求項１に記載のフランジ。
【請求項３】
前記嵌入溝、挟持部、ノックピン孔、大溝、小溝を、前記フランジの背面にも形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフランジ。
【請求項４】
前記挟持部を突条とし、前記突条の内側及び外側の底部の深さを等しくし、更に、前記嵌入溝の突条より内側の底部に１以上のガス抜き用凹部を形成し、前記小溝に空気を逃がすことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフランジ。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載のフランジに用いられるガスケットであって、
前記フランジの嵌入溝の外形と同形でやや小さく、且つ前記貫通孔と同径の貫通孔を形成し、前記ノックピン孔に対応する位置に位置決め凹部を形成し、前記フランジ同士を連結する際に、各フランジの嵌入溝同士に挟まれ、前記嵌入溝内で圧迫変形することを特徴とするフランジ用ガスケット。
【請求項６】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のフランジと、前記フランジの貫通孔に接合した内管とからなるフランジ管であって、同形の前記フランジ同士を接合させた場合に内管の隙間が非常に小さくなるか、若しくは圧迫変形することを特徴とすることを特徴とするフランジ管。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１６３１１５（Ｐ２０１２−１６３１１５Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５０１（Ｐ２０１１−２１５０１）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 研究集会名 第７回日本加速器学会年会 主催者 日本加速器学会 開催日 ２０１０年８月４日〜６日
【出願人】（３９７０５３５１３）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 研究集会名 第７回日本加速器学会年会 主催者 日本加速器学会 開催日 ２０１０年８月４日〜６日
【出願人】（３９７０５３５１３）
【Ｆターム（参考）】
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