説明

配管のシール構造体

【課題】構造が簡素でコスト低減を図ることができ、かつ均一なシール性を確保でき、さらに装脱着が容易であることを課題とする。
【解決手段】流体を流す配管1と被挿着部材2とを被挿着部材の継手部でシールする配管のシール構造体であり、配管の先端にリング状の第1の鍔部1aが設けられ、被挿着部材の先端にリング状の第2の鍔部2aが設けられ、被挿着部材の継手部に第1の鍔部を被挿着部材に押圧するように第1のOリング4a,4bが配管の外周部に設けられ、筒状の締結具が第1のOリングを配管の第1の鍔部側に押圧するように配管の外周部に設けられ、配管と被挿着部材の第2の鍔部間に第2のOリング4cが設けられ、配管の一端側と被挿着部材の継手部側を固定するように締め付け固定具6が設けられ、配管の外周部で且つ被挿着部材の第2の鍔部と前記締め付け固定具間にリング状の座金7が設けられてい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、家庭及び業務用燃料電池の水道・給湯器、自動車用燃料電池、例えばヒートポンプ方式のエコ給湯器、及び半導体・液晶製造装置、化学プラントのガス、給油、純水、食品製造、医薬品製造、化粧品製造等の流体を流す配管の継手部をシールするための配管のシール構造体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ホースニップルの外周面に螺旋補強ホースを挿着し、この螺旋補強ホースの外周に、ホースニップルへ向けて常時押圧する緊締バンドを取り付けたホース締め付け具が知られている(特許文献1)。
【0003】
また、自動車用配管等の流体配管連結具に樹脂チューブを接続する樹脂チューブの接続構造及び接続方法に関する技術で、チューブ接続部と熱可塑性樹脂チューブとゴム弾性バンドとを備え、ゴム弾性バンドに特徴を有した樹脂チューブの接続側端部に嵌め付けられた樹脂チューブの接続構造体が知られている(特許文献2)。
【0004】
更に、弾性ホースを自動車のエンジンやフューエルタンク等の回りに配設される配管機器に接続する際に使用されるホース端部の接続構造体及びその接続方法に関する技術で、ホース接続用管状部と、弾性ホースと、接着剤層と、締結対とを具備したホース端部の接続構造体が知られている(特許文献3)。
【0005】
更には、雌パイプ側に配管接続金具を取り付けておき、端部がテーパ状に形成された雄パイプを押し込むことにより、配管接続金具を押し広げながら雄パイプが前進し、配管接続金具が雄パイプに係合することで、雄パイプと雌パイプが接続される構成の差込み式管継手が知られている(特許文献4)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2001−50454号公報
【特許文献2】特開2004−239412号公報
【特許文献3】特開平7−317981号公報
【特許文献4】特開2001−99376号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来技術においては、構造が複雑でコスト高を招いたり、あるいは配管とホースニップル等の被挿着部材とのシール性を十分確保できず、さらには装脱着に時間がかかる等の問題があった。
【0008】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、極めて構造が簡素でコスト低減を図ることができ、かつ配管の一端の鍔部から均等に加圧して均一なシール性を確保でき、さらに装脱着が容易な配管のシール構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る配管のシール構造体は、流体を流す配管の一端側と被挿着部材の一端側とを被挿着部材の継手部でシールする配管のシール構造体であり、前記配管の先端にはリング状の第1の鍔部が設けられ、前記被挿着部材の先端には、外側方向に延出するリング状の第2の鍔部が設けられ、前記被挿着部材の継手部に前記配管の第1の鍔部側が挿着された状態で、第1の鍔部を被挿着部材に押圧するように第1のOリングが配管の外周部に設けられ、前記被挿着部材の継手部に前記配管の第1の鍔部が挿着された状態で、筒状の締結具が前記第1のOリングを前記配管の第1の鍔部側に押圧するように配管の外周部に設けられ、前記被挿着部材の継手部でかつ前記配管と前記被挿着部材の第2の鍔部間に第2のOリングが設けられ、前記被装着部材の第2の鍔部を覆う状態で前記配管の一端側と前記被挿着部材の継手部側を固定するように締め付け固定具が設けられ、前記配管の外周部で且つ前記被挿着部材の第2の鍔部と前記締め付け固定具間にリング状の座金が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、極めて構造が簡素でコスト低減を図ることができ、かつ配管の一端の鍔部から均等に加圧して均一なシール性を確保でき、さらに装脱着が容易な配管のシール構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】図1は、配管を被挿着部材の継手部に挿着した状態の配管のシール構造体の説明図。
【図2】図2は、図1のシール構造体の一構成である締め付け固定具と配管との関係を示す説明図。
【図3】図3は、図1の配管のシール構造体に使用された座金とは異なる種類の座金の説明図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の配管のシール構造体について更に詳しく説明する。
本発明において、配管を流れる流体としては、家庭及び業務用燃料電池の水道・給湯器、自動車用燃料電池、例えばヒートポンプ方式のエコ給湯器、及び半導体・液晶製造装置、化学プラントのガスや給油や純水、あるいは食品製造、医薬品製造、化粧品製造等で使用される水などの液体が挙げられる。
【0013】
本発明において、Oリングの材質としては、例えばニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム等の弾性体が挙げられる。また、特に耐薬品性を要求される場合には、及び前記弾性体にフッ素樹脂であるFEPやPFA、PTFEを被覆した材質が挙げられる。
【0014】
本発明において、配管の材質としては、樹脂、金属、ゴムのいずれかが挙げられる。樹脂としては、例えば四ふっ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、四ふっ化エチレン樹脂、四ふっ化エチレン−六ふっ化プロピレン共重合樹脂、四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂、ふっ化ビニリデン樹脂等のふっ素樹脂、あるいは架橋ポリエチレン樹脂、ポリエステルポリ塩化ビニール樹脂、アセタール樹脂アクリル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドが挙げられる。金属としては、例えばステンレス鋼,銅,銅合金,アルミニウム,アルミニウム合金、チタン、チタン合金が挙げられる。ゴムとしては、例えばシリコーンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、アクリルニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴムが挙げられる。
【0015】
次に、本発明の配管のシール構造体について説明する。なお、本実施例は下記に述べることに限定されない。
(実施例)
図1(A),(B),(C)及び図2を参照する。ここで、図1(A)は、配管を被挿着部材の継手部に装着した状態の配管のシール構造体の説明図である。図1(B)は図1(A)のシール構造体の一構成である被挿着部材の断面図、図1(C)は同シール構造体の一構成である座金の断面図、図1(D)は同シール構造体の一構成である配管の断面図である。図2は、図1の配管のシール構造体の一構成である締め付け固定具と配管との関係を示す概略的な斜視図である。
【0016】
図1中の符番1は流体を流す配管としての四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)製の配管であり、一端側にリング状の第1の鍔部1aが形成されている。ここで、第1の鍔部1aは、後述する被挿着部材2の第2の鍔部2aと締め付け固定具6によって固定され、配管1が被挿着部材2の継手部3から抜けるのを防止するために形成されている。配管1の外径は10mmで、内径は8mmである。なお、第1の鍔部1aは例えば圧縮成形により形成できるが、その形成方法は問わない。配管1の第1の鍔部1a側は、PFA製の被挿着部材2の開口部(継手部)3に挿着されている。ここで、第1の鍔部1aの外径dは、継手部3の内径Dより約0.2mm小さく設定されている(図1(B),(D)参照)。被挿着部材2の先端には、外側方向に延出するリング状の第2の鍔部2aが形成されている。ここで、第2の鍔部2aは、被挿着部材が後述する締め付け固定具から抜けるのを防止するために形成されている。
【0017】
前記配管1の外周部には、被挿着部材2の継手部3に配管1の第1の鍔部側が挿着された状態で、配管1の第1の鍔部1aを被挿着部材2に押圧するように2つの第1のOリング4a,4bが隣接して配置されている。Oリング4a,4bは、ニトリルゴム(JISB2401の呼び番号10)からなる。Oリング4a,4bは、配管1と被挿着部材2とのシール性を保持するために配置されている。配管1の外周部で且つOリング4bの隣接した位置には、金属製又は樹脂製の筒状の締結具5が挿着されている。
【0018】
被挿着部材2の継手部3でかつ配管1と被挿着部材2の第2の鍔部2a間には、Oリング4a,4bと同材質の第2のOリング4cが配置されている。この第2のOリング4cは、配管1と被挿着部材2とのガタツキ防止、及び被挿着部材2の継手部3における被挿着部材2と配管1の第1の鍔部1aとの隙間防止のために配置されている。配管1の一端側と被挿着部材2の継手部側には、被挿着部材2の第2の鍔部2aを覆う締め付け固定具6が配置されている。この締め付け固定具6は、配管1及び被挿着部材2の外径に沿う湾曲部を夫々有しており、配管1の一端側と被挿着部材2の継手部側を固定するように構成されている(図2参照)。
【0019】
配管1の外周部で且つ被挿着部材2の第2の鍔部2aと締め付け固定具6間には、リング状のステンレス鋼製の座金7が配置されている。ここで、座金7は両面が平坦で、被挿着部材2の第2の鍔部2aの外面、締め付け固定具6の内面、及び配管1の外周面に接するように配置されている。なお、図1(C)の座金の代わりに、図3(A)のようなバネ座金8、あるいは図3(B)のような皿バネ(JISB1252)9を用いてもよい。
【0020】
なお、配管1と被挿着部材2との装着前の状態は、各Oリング4a,4b,4cが圧縮されずに断面形状が円形を保った形状になっている。しかし、配管1を被挿着部材2に挿着した状態では、各Oリング4a,4b,4cは図1(a)に示すように圧縮されて、配管1の外周部と被挿着部材2間の領域に納まるようになっている。また、Oリング4a,4b,4cや締結具5は、通常、配管1の第1の鍔部1aを成形等により形成する前に配管1に挿着しておくが、必ずしもこれに限定されない。
【0021】
上記実施例に係る配管のシール構造体は、配管1の一端側にリング状の第1の鍔部1aが設けられ、被挿着部材2の先端には外側方向に延出するリング状の第2の鍔部2aが設けられ、配管1の第1の鍔部1aを被挿着部材2に押圧するように第1のOリング4a,4bが配管1の外周部に設けられ、筒状の締結具5が第1のOリング4a,4bを配管1の第1の鍔部側に押圧するように配管1の外周部に設けられ、被挿着部材2の継手部3でかつ配管1と被挿着部材2の第2の鍔部2a間に第2のOリング4cが設けられ、被装着部材2の第2の鍔部2aを覆う状態で配管1の一端側と被挿着部材2の継手部側を固定するように締め付け固定具6が設けられ、配管1の外周部で且つ被挿着部材2の第2の鍔部2aと締め付け固定具6間にリング状の座金7が設けられている。
【0022】
こうした構成において、配管1の第1の鍔部1aでは、締め付け固定具6の押圧が締結具5を介してOリング4a,4bに伝達されて被挿着部材2のシール面9及び第1の鍔部1aが被挿着部材2のシール面10の夫々に接触が均一に行われ、その結果、配管1と被挿着部材2とのシール性を高めることができる。
【0023】
また、次のような効果も有する。
1)締め付け固定具6はワンタッチで配管1に装着して第2の鍔部2aを固定でき、かつワンタッチで配管1から外すことができるので、作業時間を短縮することができる。
2)配管1の一端部の第1の鍔部1aは、被挿着部材2のシール面10の全面に接圧するので、シール性を高めることができる。
【0024】
事実、図1の配管のシール構造体を用いて破壊強度(室温)、気密圧力(室温,90℃)、及び引き抜き強度(室温,90℃)を測定したところ、破壊強度は3.1MPa、引き抜き強度は13MPa(室温),9MPa(90℃)であった。また、気密圧力は室温及び90℃の場合共に良好でガス漏れがないことが確認できた。
【0025】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。具体的には、上記例では、配管及び被挿着部材がPFA樹脂である場合について述べたが、これに限らず他の樹脂あるいは金属製でもよい。また、配管は先端部に第1の鍔部を筒状の配管本体と溶着により一体化した構成であるが、成型等により第1の鍔部を有した配管としてもよい。更に、O−リングの材質も上述したNBRに限らない。
【0026】
更に述べれば、上記実施例では、被挿着部材の継手部でかつ配管と被挿着部材の第2の鍔部間には、第2のOリングが1つ配置されている場合について述べたが、第2のOリングが2つ配置されていてもよい。また、上記実施例では、配管の外周部でかつ被挿着部材の継手部に配管の第1の鍔部を被挿着部材2に押圧するように2つの第1のOリングが隣接して配置されている場合について述べたが、1つの第1のOリングを配置してもよいし、3つ以上の第1のOリングを配置してもよい。
【符号の説明】
【0027】
1…配管、1a…第1の鍔部、2…被挿着部材、2a…第2の鍔部、3…開口部(継手部)、4a,4b,4c…O−リング、5…締結具、6…締め付け固定具、7…座金、9,10…シール面。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体を流す配管の一端側と被挿着部材の一端側とを被挿着部材の継手部でシールする配管のシール構造体であり、
前記配管の先端にはリング状の第1の鍔部が設けられ、
前記被挿着部材の先端には、外側方向に延出するリング状の第2の鍔部が設けられ、
前記被挿着部材の継手部に前記配管の第1の鍔部側が挿着された状態で、第1の鍔部を被挿着部材に押圧するように第1のOリングが配管の外周部に設けられ、
前記被挿着部材の継手部に前記配管の第1の鍔部が挿着された状態で、筒状の締結具が前記第1のOリングを前記配管の第1の鍔部側に押圧するように配管の外周部に設けられ、
前記被挿着部材の継手部でかつ前記配管と前記被挿着部材の第2の鍔部間に第2のOリングが設けられ、
前記被装着部材の第2の鍔部を覆う状態で前記配管の一端側と前記被挿着部材の継手部側を固定するように締め付け固定具が設けられ、
前記配管の外周部で且つ前記被挿着部材の第2の鍔部と前記締め付け固定具間にリング状の座金が設けられていることを特徴とする配管のシール構造体。
【請求項2】
前記Oリングの材質は、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、及び前記ゴムにフッ素樹脂を被覆した材質のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1記載の配管のシール構造体。
【請求項3】
前記配管の材質は、樹脂、金属、ゴムのいずれかであることを特徴とする請求項1記載の配管のシール構造体。
【請求項4】
前記配管の材質はフッ素樹脂であることを特徴とする請求項3記載の配管のシール構造体。
【請求項5】
前記締め付け固定具は、前記配管の外径と前記被装着部材の外径の夫々に沿う湾曲部を有し、配管を被装着部材に装着した状態で配管及び被装着部材を夫々押圧しながら固定することを特徴とする請求項1記載の配管のシール構造体。
【請求項6】
前記リング状の座金は、両面が平坦な座金、若しくはバネ座金、若しくは皿バネのいずれかであることを特徴とする請求項1記載の配管のシール構造体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−169219(P2010−169219A)
【公開日】平成22年8月5日(2010.8.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−13609(P2009−13609)
【出願日】平成21年1月23日(2009.1.23)
【出願人】(000211156)中興化成工業株式会社 (37)
【Fターム(参考)】