JP5128325B2 - 配管のシール構造体 - Google Patents

Description

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。

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）。

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）。

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）。
特開２００１−５０４５４号公報 特開２００４−２３９４１２号公報 特開平７−３１７９８１号公報

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。

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。

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とを該被挿着部材の継手部である開口部でシールする配管のシール構造体であり、前記配管の一端側にはリング状の第１の鍔部が設けられ、前記被挿着部材の開口部周辺には、外側方向に延出するリング状の第２の鍔部が設けられ、前記被挿着部材の開口部に前記配管の第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Ｏリングが配管の外周部に設けられ、前記被挿着部材の開口部に前記配管の第１の鍔部側が挿着された状態で、前記Ｏリングと反対側に第３の鍔部を有した筒状の締結具が前記Ｏリングを第１の鍔部側に押圧するように配管の外周部に設けられ、前記被挿着部材の開口部に前記配管の第１の鍔部側が挿着された状態で、前記第２の鍔部と前記第３の鍔部を固定するように固定具が配管の外周部に設けられていることを特徴とする。

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。

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、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。

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。

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、図２及び図３を参照する。ここで、図１は、ガス管を被装着部材である電磁弁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２は、図１の配管のシール構造体の一構成であるクランパーと配管との関係を示す概略的な斜視図である。図３は、ガス管を電磁弁の継手部に装着する前の状態を示す説明図である。

図１中の符番１は流体を流す配管としてのフッ素樹脂製のガス管であり、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。ガス管１の第１の鍔部１ａ側は、電磁弁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３参照）。電磁弁２の継手部３の周辺には、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。

ガス管１の外周部には、ガス管１の第１の鍔部１ａを電磁弁２側に押圧するようにニトリルゴムからなるＯリング４が設けられている。ガス管１の外周部には、Ｏリング４をガス管１の第１のつば部１ａ側に押圧するように金属製の筒状の締結具５が配置されている。この締結具５のＯリング４とは反対側の端部に、外径が第２の鍔部２ａと略同形状の第３の鍔部５ａが形成されている。

ガス管１の外周部には、電磁弁２の第２の鍔部２ａ及び締結具５の第３の鍔部５ａを固定するように金属製のクランパー６が設けられている。クランパー６は、図２に示すように、第２の鍔部２ａ及び第３の鍔部５ａの夫々の一部が嵌め込まれる開口部６ａを有している。クランパー６の先端は末広がりの形状でかつ板バネのような機能を有しており、配管１にセットする際には先端が次第に広がり、配管１にセットされて第２の鍔部２ａ及び第３の鍔部５ａの夫々の一部が開口部６ａに装着された後は先端が自然に狭まるようになっている。

配管１と電磁弁２との装着前の状態は、図３に示すようにＯリング４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。図３の状態から矢印Ｘのように配管１が電磁弁２の継手部３に装着されると、Ｏリング４が図１に示すように圧縮されて、配管１の外周部と電磁弁２と締結具５間の領域に納まるようになっている。なお、図３において、配管１の第１の鍔部１ａの端面から締結具５の第３の鍔部５ａの内側の端面までの距離をＬ_１、電磁弁２の開口部３の深さ方向の距離をＬ_２とした場合、Ｏリング４に約８〜３０％の圧縮を与えるようにＬ_２の長さはＬ_１より短く設定している。なお、図３中の符番７，８は夫々継手部３のシール面である。
なお、Ｏリング４や締結具５は、通常、ガス管１の第１の鍔部１ａを成形等により形成する前にガス管１に挿着しておくが、必ずしもこれに限定されない。

上記実施例に係る配管のシール構造体は、ガス管１の一端側にリング状の第１の鍔部１ａが設けられ、電磁弁２の継手部周辺にリング状の第２の鍔部２ａが設けられ、第１の鍔部１ａを電磁弁２に押圧するようにＯリング４がガス管１の外周部に設けられ、外径が前記第２の鍔部２ａに対応したリング状の第３の鍔部５ａを有した筒状の締結具５が、Ｏリング４を第１の鍔部側に押圧するようにガス管１の外周部に設けられ、更に第２・第３の鍔部２ａ，５ａを固定するようにクランパー６がガス管１の外周部に設けられた構成になっている。

こうした構成において、ガス管１の第１の鍔部１ａでは、クランパー６の押圧が締結具５を介してＯリング４に伝達されて電磁弁２のシール面７及び第１の鍔部１ａが電磁弁２のシール面８の夫々に接触が均一に行われ、その結果、配管１と電磁弁２とのシール性を高めることができる。

また、次のような効果も有する。
１）クランパー６はワンタッチでガス管１に装着して第２の鍔部２ａ及び第３の鍔部５ａを固定でき、かつワンタッチでガス管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）ガス管１の一端部の第１の鍔部１ａは、シール面８の全面に接圧するので、シール性を高めることができる。

下記表１は、上記ガス管の材質，寸法，Ｏリング規格，材質及びクランパーの商品名を示す。下記表２は、ガス管がＰＴＦＥ管“タイプＡ”のエアー漏れの有無の実施結果を示す。下記表３，４は、ガス管が架橋ポリエチレン管“タイプＢ”のエアー漏れの有無の実施結果を示す。

下記表５は、ガス管がＰＶＤＦ管“タイプＣ”のエアー漏れの有無の実施結果を示す。下記表６は、“タイプＢ”の鍔部のフレアー加工品をエアー圧６ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ加圧下の状態で引き抜き強度の実施結果を示す。下記表７は、“タイプＢ”の鍔部の接着加工品をエアー圧６ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ加圧下の状態で引き抜き強度の実施結果を示す。表８は、“タイプＢ”の鍔部の融着加工品の引き抜き強度試験の実施結果を示す。

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、締結具の第３の鍔部の径が被挿着部材の第２の鍔部の径と略同形状である場合について述べたが、これに限らず、締結具に第３の鍔部が無い筒状体である場合でもよい。また、締結具は、例えば図４に示すように、配管の外周部に取り付けられる環状のリング部材９ａと配管の外周部に取り付けられる筒状の部材９ｂからなる場合でもよい。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］流体を流す配管の一端側と被挿着部材とを該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、前記配管の一端側にはリング状の第１の鍔部が設けられ、前記被挿着部材の継手部周辺には、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の鍔部側が挿着された状態で、筒状の締結具が前記Ｏリングを第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に前記配管の第１の鍔部側が挿着された状態で、前記第２の鍔部を固定するように固定具が配管の外周部に設けられていることを特徴とする配管のシール構造体。
［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内いずれかであることを特徴とする［１］記載の配管のシール構造体。
［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［１］記載の配管のシール構造体。

図１は、ガス管を被装着部材である電磁弁の継手部に装着した状態のシール構造体の説明図。 図２は、図１のシール構造体の一構成であるクランパーと配管との関係を示す説明図。 図３は、配管は電磁弁の継手部に装着する前の状態を示す説明図。 図４は、図１のシール構造体の一構成である締結具の変形例を示す断面図。

符号の説明

１…ガス管（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）、４…Ｏ−リング、５，９…締結具、５ａ…第３の鍔部、６…固定具、７，８…シール面。

Claims (4)

1. 流体を流す配管の一端側と被挿着部材とを該被挿着部材の継手部である開口部でシールする配管のシール構造体であり、
   前記配管の一端側にはリング状の第１の鍔部が設けられ、
   前記被挿着部材の開口部周辺には、外側方向に延出するリング状の第２の鍔部が設けられ、
   前記被挿着部材の開口部に前記配管の第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Ｏリングが配管の外周部に設けられ、
   前記被挿着部材の開口部に前記配管の第１の鍔部側が挿着された状態で、前記Ｏリングと反対側に第３の鍔部を有した筒状の締結具が前記Ｏリングを第１の鍔部側に押圧するように配管の外周部に設けられ、
   前記被挿着部材の開口部に前記配管の第１の鍔部側が挿着された状態で、前記第２の鍔部と前記第３の鍔部を固定するように固定具が配管の外周部に設けられていることを特徴とする配管のシール構造体。
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内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。
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。
4. 前記配管の第１の鍔部の端面から前記締結具の第３の鍔部５の内側の端面までの距離をＬ _１ 、前記被挿着部材の開口部の深さ方向の距離をＬ _２ とした場合、前記Ｏリングに８〜３０％の圧縮を与えるようにＬ _２ の長さはＬ _１ より短く設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の配管のシール構造体。

Images