(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口部３，３を有する弾性筒体２の中央部４を両端部５，５より外側へ膨出させて形成し、前記弾性筒体２の外周面に円周方向に沿って突状部６，６を前記中央部４を挟んで対称の位置に設けたシール部材１と、このシール部材１の端部５を嵌合するとともに、前記突状部６を収容するシール溝１２をそれぞれ形成した一対の被連結部材７，７とを備えたことを特徴とする連結シール構造。
【請求項２】
前記両シール溝１２，１２の断面をそれぞれ奥側へ向かって漸次狭くしたことを特徴とする請求項１に記載連結シール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、連結シール構造に関するものであり、主として、液体，気体等が流通する管やヘッダ等の連結に用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、シール部材としては、ゴム製のＯリングや、種々の断面形状を備えたリング状のオイルシールが知られている。たとえば、前記Ｏリングは、全体がＯ字状をしているとともに断面が円形をしており、密封部の溝に嵌め込んで気密性や水密性を保持するのに用いられる。
【０００３】
ところで、イオン交換樹脂を収容した樹脂筒モジュールを複数個並列に連結させた構成の軟水装置においては、前記各樹脂筒モジュールのヘッダ同士を連結する際、市販されている前記Ｏリングを用いると、つぎのような不具合が生じる。
すなわち、前記各樹脂筒モジュールの寸法誤差や、熱膨張および熱収縮等によって、連結部の位置がずれることがあるが、この場合、前記Ｏリングでは高シール性を維持することが難しく、水漏れ等を生じることがある。したがって、前記各樹脂筒モジュールの連結にあたっては、より柔軟性に富んだシール部材が要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明が解決しようとする課題は、連結部にずれが生じても高シール性を維持することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、両端に開口部を有する弾性筒体の中央部を両端部より外側へ膨出させて形成し、前記弾性筒体の外周面に円周方向に沿って突状部を前記中央部を挟んで対称の位置に設けたシール部材と、このシール部材の端部を嵌合するとともに、前記突状部を収容するシール溝をそれぞれ形成した一対の被連結部材とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
さらに、請求項２に記載の発明は、前記両シール溝の断面をそれぞれ奥側へ向かって漸次狭くしたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明に係る連結シール構造は、液体，気体等が流通する配管同士を連結したり、内部に流通部を有するモジュール間，あるいはヘッダ間を連結するのに用いられる。また、この発明に係る連結シール構造は、伝動ケースのケース同士を連結するのにも用いることができるし、電線や光ファイバー等の被覆管同士の連結にも用いることができる。
【００１０】
さて、この発明におけるシール部材は、両端に開口部を有する弾性筒体を備え、この弾性筒体の中央部を両端部より外側へ膨出させた構成になっている。すなわち、前記中央部の外径は、前記両端部の外径より大きくなっており、前記弾性筒体の外周面は、その軸方向に沿って円弧状に形成され、前記弾性筒体は、全体がほぼ太鼓形状あるいは樽形状になっている。そして、前記弾性筒体の肉厚は、全体にわたってほぼ一定に設定されている。
また、前記弾性筒体は、たとえば合成ゴム製で、その軸方向の長さ，外径，肉厚等は、前記シール部材の用途や被連結部材の規格等に応じて適宜の値に設定されている。ここで、前記弾性筒体の外周面は、算盤玉のように円錐の曲面の一部をつなぎ合わせた形状とすることもできる。また、前記中央部の肉厚を前記両端部の肉厚より大きくしたり、逆に薄く形成することもできる。
【００１１】
また、前記弾性筒体の外周面には、円周方向に沿って突条部が設けられている。すなわち、この突条部は、前記弾性筒体の外周面を円周方向に沿って一周するように設けられている。また、前記突条部は、複数条設けられており、これらの前記各突条部が、前記中央部を挟んで対称の位置に設けられている。さらに、前記各突条部は、前記弾性筒体と同じ材料で作られ、前記弾性筒体と一体成形されている。
【００１２】
以上のような構成によれば、被連結部材間にずれが生じても、前記シール部材が軸方向に比較的長い構成となっているので、弾性変形によりずれを吸収して、高シール性を確実に維持することができる。また、前記シール部材の内側に高い圧力がかかっても、前記中央部を外側へ膨出させた構成としているので、前記シール部材が外側へ向かって弾性変形し、前記シール部材の外周面が、相対する前記被連結部材の接触面に接触して、シール性が向上する。すなわち、圧力が高くなるほどシール力を増加させることができる。特に、前記突条部を設けた構成によれば、前記突条部が、相対する前記被連結部材の接触面に接触して、シール性が格段に向上する。
【００１３】
つぎに、この発明に係る連結シール構造について説明する。この発明に係る連結シール構造は、両端に開口部を有する弾性筒体からなるシール部材と、このシール部材を介して連結される一対の被連結部材とを備えている。そして、これらの両連結部材における連結対向面には、前記シール部材の端部を嵌合するとともに、前記突状部を収容するシール溝がそれぞれ形成されている。ここで、前記シール部材は、前記構成のように、中央部を外側へ膨出させた構成とすることもできるし、軸方向全体にわたってほぼ同じ外径の構成とすることもできる。
【００１４】
また、前記両シール溝は、前記シール部材における前記両端部をそれぞれ嵌合することができるとともに、前記両突状部をそれぞれ収容することができるように、それぞれ環状に形成されている。そして、前記両シール溝の断面は、それぞれ奥側へ向かって漸次狭くした構成になっており、ほぼＶ字状をしている。したがって、前記シール部材における前記両端部を前記両シール溝にそれぞれ嵌合させるとともに、前記両突状部をそれぞれ収容させると、前記両端部が前記両シール溝内へ圧入され、両者の接触箇所において高シール性を得ることができる。すなわち、前記両被連結部材を前記シール部材を介して挟持連結することによって、前記シール部材における前記両端部を前記両シール溝へそれぞれ圧入し、前記両端部を前記両シール溝内壁面でそれぞれ密着支持させることにより、シール性を高めることができるようになっている。
【００１５】
以上のような構成によれば、前記両被連結部材の位置がずれたり、間隔が変化した場合でも、それを前記シール部材の弾性変形によって吸収することができ、高シール性を確実に維持することができる。また、高シール性の連結を簡単に行わせることができるとともに、高シール性を長期間にわたって維持することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１および図２は、この発明におけるシール部材１の一実施例を示す説明図である。このシール部材１は、合成ゴム製の弾性筒体２を備え、この弾性筒体２の内側が流通路となっており、両端に開口部３，３がそれぞれ設けられている。そして、前記弾性筒体２は、その肉厚が全体にわたってほぼ同じに形成されているとともに、中部部４の外径が最大径となり、かつ両端部５，５の外径が最小径となっている。すなわち、前記弾性筒体２は、前記中央部４が前記両端部５より外側へ膨出した構成になっており、その外周面がいわゆる太鼓形状に形成されている。
【００１７】
また、前記弾性筒体２の外周面には、円周方向に沿って一周するように２つの突条部６，６が設けられており、これらの両突条部６は、前記弾性筒体２と一体成形されている。そして、前記両突条部６は、前記中央部４と前記両端部５との間にそれぞれ設けられており、前記中央部４を挟んで対称の位置に配置されている。
【００１８】
したがって、前記シール部材１を後述する一対の被連結部材７，７（図３参照）間のシールに用いると、前記両被連結部材７間にずれが生じても、前記シール部材１が軸方向に比較的長い構成となっているので、弾性変形によりずれを吸収して、高シール性を確実に維持することができる。また、前記シール部材１の内側に高い圧力がかかっても、前記中央部４を外側へ膨出させた構成としているので、前記シール部材１が外側へ向かって弾性変形し、前記両突条部６が、相対する前記両被連結部材７の接触面にそれぞれ接触して、シール性が格段に向上する。
【００１９】
つぎに、前記シール部材１を用いた連結シール構造について説明する。図３〜図５は、この発明に係る連結シール構造の一実施例を示す説明図である。さて、この実施例においては、前記シール部材１を介して連結される一対の被連結部材７，７として、フランジ部材８，８に流通管９，９をそれぞれ接合した構成のものが用いられている。前記両フランジ部材８は、所定の厚みを有する円板形状をしており、中心部に通路１０，１０をそれぞれ備え、これらの両通路１０に前記両流通管９の先端がそれぞれ螺合されている。したがって、前記両流通管９は、前記両通路１０を介して連通状態になっており、前記両流通管９内を流体が流通するようになっている。
【００２０】
また、前記両フランジ部材８における対向面１１，１１には、前記両通路１０の周囲に、所定深さのシール溝１２，１２が形成されている。これらの両シール溝１２は、前記シール部材１における前記両端部５をそれぞれ嵌合することができるとともに、前記両突状部６をそれぞれ収容することができるように、それぞれ環状に形成されている。そして、前記両シール溝１２の断面は、それぞれ奥側へ向かって漸次狭くした構成になっており、ほぼＶ字状をしている。したがって、前記シール部材１における前記両端部５を前記両シール溝１２にそれぞれ嵌合させるとともに、前記両突状部６を前記両シール溝１２にそれぞれ収容し、前記両フランジ部材８における外側部にそれぞれ設けたボルト１３，１３，…およびナット１４，１４，…によって適宜の力で締め付けて、前記両フランジ部材８を連結している。ここで、前記シール部材１の全長をＡとし、圧縮長さをＢとした場合、前記シール部材１における軸方向の圧縮代は、Ｂ／Ａを１５〜３０％として設定するのが好適である。
【００２１】
さらに、図４および図５に基づいて、前記シール部材１と前記両シール溝１２との接触部の構成について説明する。前記シール部材１における前記両端部５においては、先端部１５，１５と外周端部１６，１６と内周端部１７，１７との各３個所が、前記両シール溝１２における奥溝面１８，１８と外側溝面１９，１９と内側溝面２０，２０とにそれぞれ常時接触しうる構成となっている。したがって、前記各端部１５，１６，１７が、弾性変形した状態で前記両シール溝１２に接触し、密着性が高められた構成となっている。
【００２２】
また、前記シール部材１の外周面に設けられている前記両突条部６は、前記両フランジ部材８を締め付けて連結した際、前記両シール溝１２における前記両外側溝面１９に接触した状態となり、この箇所でもシールがなされる。そして、前記両流通管９内の圧力が高くなったときには、より強い力で前記両突条部６が前記両外側溝面１９へ押し付けられ、シール力が増加する。
【００２３】
以上のような構成においては、前記両流通管９内を流体が流れるとき、流体の一部が前記両シール溝１２へ達するが、前記シール部材１により遮断されて、外部へ漏出することはない。すなわち、前記シール部材１と前記両シール溝１２とは、前記両端部５および前記両突条部６において接触し、流体漏出のない安定したシール性を維持することができる。
【００２４】
また、前記シール部材１の着脱時においては、前記シール部材１が単に前記両シール溝１２間に挟持される構成であるので、着脱操作が簡単であり、メンテナンス性にも優れている。さらに、前記両フランジ部材８の各部の加工精度が比較的低かったり、前記両フランジ部材８の位置合わせが比較的不正確であっても、また前記各ボルト１３および前記各ナット１４による締付力が変化した場合でも、これらのずれは、所定の長さを有する前記シール部材１によって吸収されて、安定したシール性が維持される。
【００２５】
つぎに、図６および図７に基づいて、この発明を軟水装置に適用した実施例について説明する。ここにおいて、前記各実施例と同様の構成部材には同一の符号を付して、その詳細説明を省略する。さて、この実施例では、イオン交換樹脂（図示省略）を充填した樹脂筒２１，２１，…をモジュール構成とし、これらの各樹脂筒２１の上端部および下端部に上部ヘッダ２２，２２，…および下部ヘッダ２３，２３，…をそれぞれ一体的に取り付け、隣接する前記各上部ヘッダ２２同士および前記各下部ヘッダ２３同士を連結した構成としている。したがって、前記各下部ヘッダ２３から前記各樹脂筒２１内へ水道水等の原水を流入させ、前記各樹脂筒２１内を並列に上向流として流す過程においてイオン交換して軟水とし、この軟水を前記各上部ヘッダ２２から外部へ流出させる構成になっている。前記各樹脂筒２１を複数個連結することにより、処理水量の増加，すなわち大容量化を図っている。
【００２６】
この実施例においては、前記各ヘッダ２２，２３に前記シール溝１２，１２，…（図６および図７では図示省略）が形成されており、前記各シール溝１２に前記シール部材１，１，…が嵌合されている。このようにして、前記各上部ヘッダ２２内の通路２４，２４，…同士および前記各下部ヘッダ２３内の通路２５，２５，…同士がそれぞれ連通されている。また、前記各上部ヘッダ２２同士および前記各下部ヘッダ２３同士は、通しボルト２６，２６，…によってそれぞれ締め付けられた状態で連結されている。
【００２７】
この実施例においても、前記各実施例と同様に、流体漏出のない安定したシール性を維持することができる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、被連結部材の位置がずれたり、間隔が変化した場合でも、それをシール部材の弾性変形によって吸収することができ、高シール性を確実に維持することができる。また、高シール性の連結を簡単に行わせることができるとともに、高シール性を長期間にわたって維持することができる。さらに、突状部が、相対する被連結部材の接触面に接触して、シール性が各段に向上する。また、請求項２に記載の発明によれば、シール部材の両端部が両シール溝内へ圧入され、両者の接触箇所において高シール性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明におけるシール部材の一実施例を示す斜視説明図である。
【図２】  図１の縦断面説明図である。
【図３】  この発明に係る連結シール構造の一実施例を示す縦断面説明図である。
【図４】  図３の一部を拡大して示す縦断面説明図である。
【図５】  図４の一部をさらに拡大して示す縦断面説明図である。
【図６】  この発明を軟水装置に適用した一実施例を示す側面説明図である。
【図７】  図６の平面説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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