配管および配管装置

【課題】
クランパ部材の着脱が容易な配管を提供する。
【解決手段】
第１の配管の端部に設けられた第１のフランジと第２の配管の端部に設けられた第２のフランジとを押し付けて固定するクランパ部材であって、複数のクランパが連結されてなり、かつ前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに沿って環状にした状態でその両端がネジにより締結されてクランプ力を生じるクランパ部材により固定されるフランジ部を有する配管であって、前記フランジ部は、その外周に沿って複数の凹部を有する、ことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の配管の端部に設けられた第１のフランジと第２の配管の端部に設けられた第２のフランジとを押し付けて固定するクランパ部材により固定されるフランジ部を有する配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１４に示される配管１１ａにおいては、配管１１ａ，１１ａのフランジ２０，２０同士をフランジ２０，２０に開けられた図示されない孔部にボルトを通してネジ締結して接合する。あるいは、フランジ２０,２０同士を溶接して取り外し不能に接合していた。しかし、この従来例の接合では、短い周期で分解洗浄が必要な配管系、あるいは、交換頻度の高い配管材料を使用している着脱頻度の高い配管系では、この着脱の作業時間が膨大となる。
【０００３】
そこで、特許文献１、特許文献２、特許文献３により、図１４に示される配管１１ａ，１１ａのフランジ２０，２０同士を巻きつける図１５に示されるチェーン状の複数のクランパ４１を有するクランパ部材３０が提案されている。
図１５のクランパ部材３０においては、複数のクランパ４１は、それぞれ連結板４５によってチェーン状に連結され、クランパ４１と連結板４５の連結部は固定ピン４６により回転可能に固定されている。このため、チェーン状に連結された複数のクランパ４１は、自由曲線を描くように変形可能となる。チェーン状のクランパ４１の両端には、終端駒４２、４３が取付けられ、一方の終端駒４３を貫通した締め付けネジ４４を、もう一方の終端駒４２のネジ部にネジ込むことによって、双方が引き寄せられ、円形状態となったクランパ４１の内径が小さくなる。
【０００４】
一方、図１４に示される連結される側の配管１１ａは、その端部に全円周に沿ってフランジ２０が形成され、フランジ２０の外径がチェーン状のクランパ４１の内径より、若干大きい寸法となっている。ここで、図７に示されるように左右から配管１１ａ，１１ａのフランジ２０，２０同士を合わせて、クランパ部材３０のクランパ４１を外側からかぶせて押し付ける。クランパ４１はテーパの付いた溝４１ａを有し、クランパ４１が押し付けられるのに従い、図８に示されるようにテーパの付いた溝４１ａの作用によりフランジ２０，２０同士は次第に密着する。
なお、図７、図８に示されるようにフランジ２０，２０の間にシール材５１を挿入して押しつぶし、接合面の密閉性を向上させる場合もある。
【特許文献１】実公平４−５８０７号公報
【特許文献２】特開平８−１４３９１号公報
【特許文献３】特開２００１−４０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の図１４の従来の配管１１ａは、図７に示されるように配管１１ａを着脱する場合、フランジ２０を抜き取るために、クランパ４１の内径が、少なくともフランジ２０の外径より大きい位置まで退避することが必要である。
すなわち、図１５に示されるようにクランパ４１の締め付けネジ４４が抜ける位置まで緩めて、フランジ２０に巻き付いていたクランパ４１を開放しないと、配管１１ａを抜き取ることができない状態となっている。このため、着脱作業時間が長く、作業に必要な空間も大きくなる。また、締め付けネジ４４を締め付ける際にも、締め付けストロークのほぼ全領域を締め付ける作業が必要となる。
【０００６】
さらには、各々のクランパ４１は締め付けネジ４４の締め付け距離に応じて、図８に示されるようにクランパ４１の溝４１ａと、フランジ２０，２０が互いに摩擦しながら、長い距離を移動する。このため、配管１１ａ，１１ａの半径方向だけでなく、円周方向にも抵抗を受けながら、クランパ４１と、フランジ２０，２０が互いにずれるため、締め付けネジ４４を締め付けるための抵抗も非常に大きくなる。クランパ４１の溝４１ａは、半径方向に掛かる力によってフランジ２０，２０のテーパ面を押し付けて配管１１ａ，１１ａ同士を密着させている。このため、円周方向の摩擦が大きすぎる場合には、チェーン状のクランパ４１がフランジ２０，２０の形状により円形状になる前に、締め付けネジ４４が動かなくなる場合もある。
このため、図１４の従来の配管１１ａは、クランパ４１と配管１１ａとの着脱容易性が悪く、作業時間が長く、また、大きな作業スペースを必要とした。
本発明は、クランパ部材の着脱が容易な配管を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するための本発明の配管は、第１の配管の端部に設けられた第１のフランジと第２の配管の端部に設けられた第２のフランジとを押し付けて固定するクランパ部材であって、複数のクランパが連結されてなり、かつ前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに沿って環状にした状態で、その両端がネジにより締結されてクランプ力を生じる前記クランパ部材により固定されるフランジ部を有する配管であって、前記フランジ部は、その外周に沿って複数の凹部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、例えば、クランパ部材の着脱が容易な配管を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図１から図９を参照して、本発明の実施例１の配管を説明する。
クランパ部材３０は、第１の配管１１の端部に設けられた第１のフランジ２１と第２の配管１２の端部に設けられた第２のフランジ２２とを押し付けて固定する部材である。
クランパ部材３０は、複数のクランパ４１が連結されてなり、かつ第１のフランジ２１および第２のフランジ２２に沿って環状にした状態で、その両端がネジ４４により締結されてクランプ力を生じる部材である。クランパ部材３０により固定される図２（ａ）に示されるフランジ部３１（フランジ２１，２２）を有し、フランジ部３１は、その外周に沿って複数の凹部２１ａ、２２ａを有する。
【００１０】
第1のフランジ２１が複数の凹部２１ａを有し、第２のフランジ２２が複数の凹部２２ａを有するが、第1のフランジ２１と第２のフランジ２２の内、少なくとも一方が、複数の凹部２１ａ，２２ａを有すればよい。複数の凹部２１ａ、２２ａの配置される位置は、クランパ部材３０において複数のクランパ４１の配置される位置と対応している。両方の第1のフランジ２１および第２のフランジ２２が複数の凹部２１ａ、２２ａを有する場合には、凹部２１ａ、２２ａが互いに重ね合うように第1のフランジ２１および第２のフランジ２２を接合する必要がある。このため、第1のフランジ２１および第２のフランジ２２の接合面に、図示されない位相合わせ用の位置決め手段を設けることが好適である。
【００１１】
図１５に示されるようにクランパ部材３０は、複数のクランパ４１を連結手段である連結板４５によってチェーン環状に連結し、チェーン環の長さをネジ部品である締め付けネジ４４によって締めこむことによってクランパ力を生じる。クランパ部材３０のクランパ４１は、円周方向に一定のピッチにて配置され、当然のことながら、クランパ４１が図１４の従来の配管１１ａのフランジ２０と接していない部分では、押え力は発生しない。そこで、図１に示される配管１１，１２では、フランジ２１，２２は一定ピッチに配置される凹部２１ａ，２２ａを有する。図３に示されるように凹部２１ａを有するフランジ２１は、一定ピッチにて配置されるクランパ４１の間を埋め、かつ、若干の隙間を有するように設けられる。
【００１２】
ここで、図３に示される状態でクランパ４１をフランジ２１の凹部２１ａに挿入し、配管１１あるいはクランパ４１を有するクランパ部材３０の何れか一方を回転させて、図４に示されるようにクランパ４１とフランジ２１が重なるように位置まで移動する。
このため、クランパ４１の締め付けネジ４４の締め付けによって、図２（ａ）に示される状態から図２（ｂ）に示されるように２本の配管１１，１２を連結する。しかも、接合する配管１１と配管１２とを合わせる時、逆に、配管１１と配管１２の接合面を分離する時に、図１５に示されるようにクランパ４１の環を分離状態にまで開かなくともよい。すなわち、図９に示されるようにクランパ４１とフランジ２１，２２との間に微小の隙間さえあれば、言い換えると、クランパ４１とフランジ２１、２２の間に回転による相対移動が可能な隙間さえあれば、締め付けネジ４４を締め付ける距離が短い。
なお、クランパ４１による締め付け力は、円周上で均等に同一ピッチに配置されていることが好適であるため、フランジ２１，２２に形成された凹部２１ａ，２２ａの配置される均等なピッチは、クランパ４１の配置される均等なピッチと等しい。
【００１３】
図１、図３に示されるように、クランパ部材３０のクランパ４１が第1のフランジ２１の凹部２１ａに入り込む形状となっている。しかし、クランパ部材３０の締め付けネジ４４を完全に開放した状態でなくても、クランパ４１が第１のフランジ２１の凹部２１ａが入り込むことは可能である。図１、図３、図６に示されるように連続的に配置されたクランパ４１と、同様に連続的に配置されたフランジ２１の凹部２１ａが、等しいなピッチで配置されている。このため、フランジ２１の凹部２１ａを、一度、クランパ４１のピッチに合わせて配置すれば、フランジ２１の１ピッチ分回転方向にずれても、クランパ４１を凹部２１ａに挿入することが可能である。
【００１４】
また、その位置から、フランジ２１を半ピッチ分回転すれば、クランパ４１とフランジ２１が重なって配置され、クランパ部材３０によって、フランジ２１を締め付けることが可能となる。クランパ部材３０の複数のクランパ４１の少なくとも１つがフランジ部３１に結合している。クランパ部材３０の複数のクランパ４１の少なくとも１つが、配管１２の第２のフランジ２２に対して、図５に示されるように固定ピン４６によって連結され、配管１１側は、クランパ部材３０と分離されている。クランパ部材３０の複数のクランパ４１の少なくとも１つが、配管１１の第1のフランジ２１に対して連結される場合もある。このため、配管１１と配管１２とは着脱可能であるが、クランパ部材３０の複数のクランパ４１の少なくとも１つが、配管１２に固定されていることにより、フランジ２２の周期と、クランパ４１の周期がずれることがなくなる。この結果、クランパ部材３０の取付けに際して配管１１と配管１２の周方向での位置決めが不要となる。
【００１５】
一般的に真空配管に使用される配管１１、１２は配管自体からのガスの発生やガスの浸透を防ぐために、管の内面を鏡面仕上げしたステンレス管が用いられるので、配管１１，１２の端部に形成されたフランジ２１，２２も、ステンレス材から成る。一方、クランパ部材３０を構成しているクランパ４１はフランジ２１，２２との間で、着脱の際に繰り返し摩擦を受けることとなるので、クランパ４１とフランジ２１，２２とは、互いに異なる材質から成り、摩擦係数は低いことが好適である。クランパ４１の材質に鋼を用いているが、フッ素樹脂を含んだコーティングを施して、摩擦の低減を図っている。
【００１６】
配管１１，１２およびフランジ部３１（フランジ２１，２２）の材料としては真鍮材やアルミ材などが用いられ、特に、アルミ材を用いた配管１１，１２の材料では、同一部材をクランパ４１に用いた場合、摩擦が増大して、いわゆるカジリが発生する。このため、互いに異なる材質から成り、あるいは、互いに異なる表面処理が施され、異種の材料の組み合わせや、表面処理が施されることにより摩擦が低減される。フランジ２１、２２は、クランパ４１の表面処理とは異なる表面処理が施される。フランジ２１、２２は、その表面にフッ素樹脂を含み、フッ素樹脂が添加された表面処理（フッ素樹脂を含んだコーティング）が施されて摩擦を低減する場合もあり、クランパ部材３０を締め付ける作業を容易にする。
【００１７】
次に、図７、図８に示されるように、真空装置、あるいは、密閉構造が必要な装置において、機器の接続や、導入ガスの流入のために使用する配管１１と配管１部品２を接続する。配管１１，１２を接合する場合、配管１１，１２内の密閉度を保つため、バイトンゴム等の弾性部材から成るシール材５１を、配管１１，１２のフランジ２１，２２の合わせ面に挿入する。さらに、配管１１，１２のフランジ２１，２２の合わせ面が密着する方向に加圧して、接合による機密性の低下を防止する。
【００１８】
図７、図８において円形の断面とＴ字型の断面を合わせた環状のシール材５１を使用した実施例が示される。しかし、シール材５１の形状は、図９に示されるような断面が円形の環状リング５２を配管１１，１２の合わせ面の溝内に挿入する場合もある。さらには、高真空を必要とする真空装置では、図示されない金属製の円環スペーサを配管の合わせ面に配置する場合もある。
【００１９】
配管１１，１２では、テーパ状の断面を有するフランジ２１，２２の合わせ面に両側から圧力が加わるように押圧する複数のクランパ４１を有する。図７に示されるようにクランパ４１は、配管１１，１２のテーパ状の断面を有するフランジ２１，２２同士を合わせた状態で、テーパ状の溝４１ａを有するクランパ４１を配管１１，１２の外周方向から中心方向へ押し付ける。さらに、図８に示されるように溝４１ａによりフランジ２１，２２同士を密着する方向へ押圧する。
【００２０】
ここで、図７、図８に示される配管１１，１２の断面形状は、円周方向において均一な断面形状でないと、フランジ２１，２２同士の接合面が傾くため、クランパ４１は円周上に均一に配置され、かつ、同期して配管１１，１２の中心方向へ移動する必要がある。このため、襟巻き状に巻きつけた複数のクランパ４１を、締め付けネジ４４で絞り込むことによって平均的に配管１１，１２の中心方向への力を発生させる。
以上説明したように、本実施例１の配管によれば、クランパと配管との着脱容易性を向上させ、作業時間を短縮し、作業スペースを小さくする。
【００２１】
次に、図１０を参照して、本発明の実施例２の配管を説明する。
第１の配管１１または第２の配管１２の軸方向に伸縮可能な部分である移動管２３およびＯリング５３を有する。真空な領域で使用される機器内の配管では、両側に固定された配管１１，１３が存在し、中間に位置する配管１２の着脱が必要な場合がある。配管１１、１２のフランジ２１、２２の形状は、図１の実施例１の配管と同じ構成であるが、間にはさみこまれた配管１２を抜き取るためには、配管１２の全長が接合時よりも短くなる必要がある。
【００２２】
このため、図１０に示されるように固定管２５に対してスライドして移動する移動管２３の内部にＯリング５３を挟み込み、移動管２３を固定管２５の外円筒面に沿って移動させ伸縮可能にする。この実施例２の配管は、比較的に低真空な領域で使用される機器に適用可能である。
さらに、高真空な領域で使用される機器に使用される場合には、図１１に示される本実施例２の変形例のように、配管１１と配管１３とに挟まれた位置にある配管１２に軸方向に伸縮可能な部分である金属製の蛇腹２４が全周に亘って設けられる。このため、配管１２の着脱の際にクランパ４１を除去すると、配管１２を抜き差しが可能な構造となっている。
【００２３】
次に、図１２を参照して、本発明の実施例３の配管を説明する。
鼓状で回転可能なクランパ５１、５３を連結板５２で連結した形態であるが、このようなクランパの形態であったとしても、図１の実施例１の配管と効果を得ることが可能であって、クランパ４１の形態を限定するものではない。
【００２４】
次に、図１３、図１４を参照して、本発明の実施例４の配管装置を説明する。
２つの配管１１，１２のうち少なくとも一方は、上記配管である。図１の実施例１の配管では、配管１１および配管１２の双方のフランジ２１，２２が、同様に凹部２１ａ，２２ａを有する。しかし、どちらか一方のフランジ２１，２２が、凹部２１ａ，２２ａを有すれば、着脱作業を行うことが可能であって、必ずしも、フランジ２１，２２の双方に凹部２１ａ，２２ａが必要ではない。すなわち、図１３に示されるようにクランパ部材３０が固定ネジ４６によって図１４に示されるフランジ２０に固定されているときには、フランジ２１の形状が図１に示されるような凹部２１ａを有しない。すなわち、図１４に示されるフランジ２０のように円形のままの形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１の配管の分解構成図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の実施例１の配管手順の説明図である。図２（ｂ）は、本発明の実施例１の配管が連結された状態の説明図である。
【図３】本発明の実施例１の配管のフランジとクランパ部材の構成図である。
【図４】本発明の実施例１の配管のフランジの状態説明図である。
【図５】本発明の実施例１の配管のフランジとクランパ部材の構成図である。
【図６】本発明の実施例１の配管の部分構成図である。
【図７】本発明の実施例１および従来例の配管の部分断面図である。
【図８】本発明の実施例１および従来例の配管の部分断面図である。
【図９】本発明の実施例１の配管の部分断面図である。
【図１０】本発明の実施例２の配管の構成図である。
【図１１】本発明の実施例２の変形例の配管の構成図である。
【図１２】本発明の実施例３の配管の構成図である。
【図１３】本発明の実施例４の配管装置の構成図である。
【図１４】本発明の実施例４および従来例の配管の構成図である。
【図１５】本発明の実施例および従来例を構成するクランパ部材の構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１，１２・・・配管
２０，２１，２２・・・フランジ
２３・・・移動管２４・・・蛇腹
２５・・・固定管３０・・・クランパ部材
４１・・・クランパ４２、４３・・・終端駒
４４・・・締め付けネジ４５・・・連結板
４６・・・固定ピン
５１，５２、５３・・・シール材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配管の端部に設けられた第１のフランジと第２の配管の端部に設けられた第２のフランジとを押し付けて固定するクランパ部材であって、複数のクランパが連結されてなり、かつ前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに沿って環状にした状態で、その両端がネジにより締結されてクランプ力を生じる前記クランパ部材により固定されるフランジ部を有する配管であって、
前記フランジ部は、その外周に沿って複数の凹部を有する、
ことを特徴とする配管。
【請求項２】
前記複数の凹部の配置される位置は、前記クランパ部材において前記複数のクランパの配置される位置と対応していることを特徴とする請求項１に記載の配管。
【請求項３】
前記クランパ部材の前記複数のクランパの少なくとも１つが前記フランジ部に結合している、ことを特徴とする請求項１または２に記載の配管。
【請求項４】
前記フランジ部の材質は、前記クランパの材質とは異なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配管。
【請求項５】
前記フランジは、前記クランパの表面処理とは異なる表面処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配管。
【請求項６】
前記フランジは、その表面にフッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の配管。
【請求項７】
軸方向に伸縮可能な部分を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の配管。
【請求項８】
第１の配管の端部に設けられた第１のフランジと第２の配管の端部に設けられた第２のフランジとを押し付けて固定するクランパ部材であって、複数のクランパが連結されてなり、かつ前記第１のフランジおよび前記第２のフランジに沿って環状にした状態で、その両端がネジにより締結されてクランプ力を生じるクランパ部材と、
前記クランパ部材により固定されたフランジ部を有する２つの配管と、
を有し、
前記２つの配管のうち少なくとも一方は、請求項１、２および４乃至７のいずれかに記載の配管である、
ことを特徴とする配管装置。

【図１】