(57)【要約】【課題】  シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができる接合構造を提供する。【解決手段】  第１部材２の第１接合面と第２部材４の第２接合面をＯリング６を介して気密状態で接合する接合構造であって、第２接合面５に、第１部材２と第２部材４を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面７を設け、この当接面７と対向する第１接合面３にリング凹部８を設け、このリング凹部８が、気密状態に維持する側の端部側に設けられＯリング６が装着される装着凹部８１と、この装着凹部８１に装着されて当接面７に接触して塑性変形したＯリング６の一部が入り込む逃げ凹部８２とからなることにより、前記課題を解決した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面をＯリングを介して気密状態で接合する接合構造であって、
前記第１接合面又は前記第２接合面のいずれか一方の面に、前記第１部材と前記第２部材を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面を設け、この当接面と対向する前記第１接合面又は前記第２接合面のいずれか他方の面にリング凹部を設け、このリング凹部が、前記気密状態に維持する側の端部側に設けられ前記Ｏリングが装着される装着凹部と、この装着凹部に装着されて前記当接面に接触して塑性変形したＯリングの一部が入り込む逃げ凹部とからなることを特徴とする、接合構造。
【請求項２】
前記当接面の角度が、前記第１部材と前記第２部材を互いに接合する方向に対して３０°〜４５°であることを特徴津する、請求項１に記載の接合構造。
【請求項３】
前記第１接合面及び前記第２接合面は、それぞれ階段状に形成され、これら接合面のうち前記気密状態に維持する側の接合面に前記当接面及び前記リング凹部が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接合構造。
【請求項４】
前記第１部材の外表面及び前記第２部材の外表面に、それぞれフランジ部を設け、これらフランジ部を締付部材により互いに締め付けて前記第１接合面と第２接合面を接合することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合構造。
【請求項５】
前記第１部材及び前記第２部材が、それぞれ管状部材であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合構造。
【請求項６】
前記第１部材及び前記第２部材のいずれか一方が容器であり、前記第１部材及び前記第２部材のいずれか他方が蓋部材であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管状部材同士の接合や容器と蓋部材の接合等に好適な接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、管状部材同士の接合である管継手として、１．接着・融着・溶接、２．ネジ、３．フランジ等が知られている。
【０００３】
１の接着方式は合成樹脂管に多く用いられ、接合するパイプに雄雌テーパー面を設け、このテーパー面に接着剤を塗布して接合する。だが、高圧の場合には接着面積を広く持たせなければならない。融着方式は双方の接合面を熔融させて接合する。また、溶接方式は、突合せや差込みによる方法があり、接合するパイプと同一材質の溶接棒を使用して熱溶させながら接合する。これらの方式は、いずれも永久接合であるので、接合後は着脱不可能である。
【０００４】
２のネジ結合方式は、金属管の場合は強くねじ込むだけでよいが、合成樹脂管等の場合には、ねじ加工のばらつきが影響しやすく、また、終了の判定がし難いため、入れすぎによる管の損傷を起こし易い。
【０００５】
３のフランジ方式の場合、両パイプの接合面にフランジを設け、パッキンを装着しボルト締めを行なう。これらの方法は、従来現地施行を主体として行なわれてきたが、作業性を向上させるためには、量産、或いは別工程で生産したものを現地において取り付ける方法が要求されており、着脱可能な方式が主流となりつつある。
【０００６】
このフランジ方式において、パッキンの形状は、断面長方形状、断面円形状、長方形と円形の組合せなどが使用されているが、いずれの場合もフランジの接触面は平面であるので、平面と平面でパッキンを挟むことにより接合することになる。フランジとパッキンとの間にわずかな隙間が生じる。この隙間（以下、「デットスポット」ということがある。）の部分にパイプ内容物が滞留すると次の様な問題が発生する。例えば、内容物が医薬品・飲食物・純水等である場合、デッドスポットに滞留した液に細菌が発生する危険性がある。液の種類によっては、結晶を形成する事がある。
【０００７】
このデッドスポットは、他の継手においても認められる。前記の１の接着方式の場合、挿入する際に先端部の接着剤が摩擦により薄くなるため、接合面との間に凹凸が生じ、内容液が滞留する。液の種類によっては、接着剤が溶けだす場合もある。融着継手の場合も同様の摩擦により挿入部先端が後方へ押戻され凹部ができる。溶接継手では、溶接の浅いところに凹部ができデッドスポットとなる。また、前記の２のねじ継手においてはねじ部の隙間に液が詰まる形でデッドスポットができる。以上の様な問題を解決するため、シール性を高めるとともに、デッドスポットをなくす事が現在の課題である。このため、本出願人は、先にシール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を防ぐ接合構造を提案した（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１０９１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この特許文献１に記載されたものは、第１の管状部材の接合面の突き当て部の傾斜角度（軸方向（接合方向）に対する角度）を２０°〜８０°にすると共に、この突き当て部と対向する第２の管状部材の接合面にＪ型溝を設け、このＪ型溝の一部にＯリングを装着することで、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を防ぐようにしたものであった。ところで、２つの管状部材を接合する場合、Ｊ型溝に装着されたＯリングが突き当て部と接触して塑性変形し、この変形したＯリングがＪ型溝の全域に空間内に入り込んで２つの管状部材が気密状態に接合されるが、突き当て部の傾斜角度によっては、２つの管状部材を接合する際に変形したＯリングがＪ型溝より管状部材の径方向外方やその内方にはみ出して、このはみ出した状態で２つの管状部材が接合されることがあった。その結果、２つの管状部材の間にデッドスポットができたり、管状部材の内面よりＯリングが突出したりし、デッドスポットの発生を確実に防止することができないことがあった。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができる接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するための本発明に係る接合構造は、第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面をＯリングを介して気密状態で接合する接合構造であって、前記第１接合面又は前記第２接合面のいずれか一方の面に、前記第１部材と前記第２部材を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面を設け、この当接面と対向する前記第１接合面又は前記第２接合面のいずれか他方の面にリング凹部を設け、このリング凹部が、前記気密状態に維持する側の端部側に設けられ前記Ｏリングが装着される装着凹部と、この装着凹部に装着されて前記当接面に接触して塑性変形したＯリングの一部が入り込む逃げ凹部とからなることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、第１部材の第１接合面と第２部材の第２接合面を接合すると、リング凹部の装着凹部に装着されたＯリングと当接面が接触してＯリングが塑性変形してその一部が逃げ凹部に入り込んで第１部材と第２部材がＯリングを介して気密状態で接合される。このとき、当接面は、第１部材と第２部材の接合方向に対して傾斜されているために、２つの部材を接合する際に変形したＯリングがリング凹部からはみ出してこのはみ出した状態で２つの部材が接合されることがないので、確実にデッドスポットの発生を防止することができる。
【００１２】
本発明に係る接合構造において、前記当接面の角度が、前記第１部材と前記第２部材を互いに接合する方向に対して３０°〜４５°であることが好ましい。また、本発明に係る接合構造において、前記第１接合面及び前記第２接合面は、それぞれ階段状に形成され、これら接合面のうち前記気密状態に維持する側の接合面に前記当接面及び前記リング凹部が設けられていることが好ましい。また、本発明に係る接合構造において、前記第１部材の外表面及び前記第２部材の外表面に、それぞれフランジ部を設け、これらフランジ部を締付部材により互いに締め付けて前記第１接合面と第２接合面とを接合すること前記第１部材及び前記第２部材が、それぞれ管状部材であることが好ましい。また、本発明に係る接合構造において、前記第１部材及び前記第２部材のいずれか一方が容器であり、前記第１部材及び前記第２部材のいずれか他方が蓋部材であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように本発明に係る接合構造によれば、第１接合面又は第２接合面のいずれか一方の面に、接合方向に対して３９°〜４０°傾斜した当接面を設けると共に、第１接合面又は第２接合面のいずれか他方の面に、Ｏリングが装着される装着凹部と変形したＯリングの一部が入り込む逃げ凹部からなるリング凹部を設けたので、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る接合構造を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１及び図２は本発明に係る接合構造の一例を示す図である。本発明に係る接合構造は、図１及び図２に示すように、第１部材２の第１接合面３と第２部材４の第２接合面５をＯリング６を介して気密状態で接合するものである。この本発明に係る接合構造１は、管状部材同士の接合や容器（ビン等を含む）と蓋部材の接合等に好適なものである。なお、本発明の形態では、主に２つの管状部材を接合する場合について説明するが、これに限定されるものではない。
【００１６】
第１部材２及び第２部材４は、例えば、内径が略同じ管状部材であり、金属管でも樹脂管でも良く、特に限定されない。また、第１部材２及び第２部材４は、同じ材質の管でも異なる材質の管でも良い。第１部材２及び第２部材４の接合を行う側の端部は、接合するのに肉厚が薄い場合には、その肉厚を接合し得るように厚く形成することが好ましい。これら第１部材２の端部の端部面（第１接合面３ということがある。）と第２部材４の端部の端面（第２接合面５ということがある。）とが互いに接合される面である。
【００１７】
本発明に係る接合構造１は、第１接合面３又は第２接合面５のいずれか一方の面、例えば第２接合面５に、第１部材２と第２部材４を互いに接合する方向に対して傾斜した当接面７を設け、この当接面７と対向する第１接合面３又は第２接合面５のいずれか他方の面、例えば第１接合面３にリング凹部８を設け、このリング凹部８が、気密状態に維持する側の端部側に設けられＯリング６が装着される装着凹部８１と、この装着凹部８１に装着されて当接面７に接触して塑性変形したＯリング６の一部が入り込む逃げ凹部８２とからなることに特徴がある。なお、本発明の実施の形態では、第２接合面５に当接面７を設けると共に、第１接合面３にリング凹部８を設ける場合について説明するが、これに限定されるものではなく、第１接合面３に当接面を設けると共に、第２接合面５にリング凹部を設けるようにしても良い。
【００１８】
第１接合面３及び第２接合面５は、互いに嵌合し得る断面階段状に２段に形成されていることが好ましい。すなわち、第１接合面３は、第１内側接合面３１と第１外側接合面３２の２つのリング状の面が形成されていると共に、第２接合面５は、第２内側接合面５１と第２外側接合面５２の２つのリング状の面が形成されている。これにより、第１部材２の第１接合面３と第２部材４の第２接合面５を容易に略同軸上で嵌合、すなわち接続することが可能となっている。第１内側接合面３１の厚さ及び第２内側接合面５１の厚さは、Ｏリング６の直径より若干長い寸法でそれぞれ形成されていることが好ましい。
【００１９】
当接面７は、第２内側接合面５１と第２外側接合面５２のうち第２内側接合面５１であることが好ましい。この当接面７は、傾斜して形成されている。この当接面７の傾斜角度は、第２部材４の軸方向（第１部材２と第２部材４とを接合する方向）に対する角度であって第２部材４の内面の軸方向と当接面の厚さ方向の角度αである。この傾斜角度αは、３０°〜４５°であることが好ましく、より好ましくは３９°〜４０°であり、特に好ましくは４０°である。この傾斜角度αが４５°を越えると、接合の際に変形したＯリング６が第１部材２及び第２部材４の内面よりその径方向内方にはみ出すことがあり、また、傾斜角度αが３０°未満であると、接合の際に変形したＯリング６が第１部材２及び第２部材４の径方向外方に延びて第１接合面３と第２接合面５に挟まれて第１部材２及び第２部材４の内側に隙間すなわちデッドスポットができることがある。なお、本発明において３０°には、略３０°が含まれるものとし、また、３９°には略３９°が、４０°には略４０°が、４５°には略４５°が、それぞれ含まれるものとする。
【００２０】
リング凹部８は、第１内側接合面３１に形成されている。リング凹部８は、Ｏリング６が装着される装着凹部８１と、この装着凹部８１に装着されて当接面７に接触して塑性変形したＯリング６の一部が入り込む逃げ凹部８２とからなる。装着凹部８１は、第１内側接合面３１の内面側（気密状態に維持する側の端部側すなわち内面側）のその内面近傍に設けられている。装着凹部８１は、Ｏリング６の外周面が嵌合し得る断面円弧状に形成されている。この装着凹部８１は、第１接合面３と第２接合面５を接合する際に装着されたＯリング６に当接面７が接触してＯリング６が塑性変形し得るように形成されている。逃げ凹部８２は、装着凹部８１の端部から底面が平面状（断面直線状）に形成されている。この逃げ凹部８２は、接合の際に変形したＯリング６の一部が入り込むように形成されている。
【００２１】
すなわち、装着凹部８１と逃げ凹部８２からなるリング凹部８は、底面の断面が略Ｊ字状に形成されてなるものである。このリング凹部８と当接面７で形成される空間（第１部材２と第２部材４が接合されたときのリング凹部８と当接面７で形成される空間）の断面積（第１部材２及び第２部材４の厚さ方向における断面積）がＯリング６の断面積の１７％〜２０％であることが好ましい。その断面積が２０％を超えていると、接合の際に変形したＯリング６が第１部材２及び第２部材４の内面よりその径方向内方にはみ出すことがあり、その断面積が１７％未満であると、接合の際に変形したＯリング６が第１部材２及び第２部材４の隙間の径方向外方に延びて第１接合面３と第２接合面５に挟まれて第１部材２及び第２部材４の内側に隙間すなわちデットスポットができることがある。なお、本発明において１７％には、略１７％が含まれるものとし、また、２０％には略２０％が含まれるものとする。
【００２２】
さて、装着凹部８１にＯリング６を装着した第１部材２の第１接合面３と第２部材４の第２接合面５を互いに略同軸上につき合わせる。これら第１接合面３と第２接合面５を第２接合面５の第２内側接合面５１が第１接合面３の第１外側接合面３２内に挿入して嵌合する。これにより、第１接合面３のＯリング６と第２接合面５の当接面７が接触してＯリング６が塑性変形しその一部が第１接合面３の逃げ凹部８２に入り込んで第１部材２と第２部材４がＯリング６を介して気密状態で接合される。
【００２３】
このとき、当接面７は、第２部材４の軸方向に対して傾斜、例えば、４０°傾斜されて形成されているために、２つの部材２、４を接合する際に変形したＯリング６がリング凹部８からはみ出すことがないので、第１部材２と第２部材４とを第１接合面３と第２接合面５の間にＯリング６が挟まれることなく接合することができる。従って、本発明に係る接合構造１は、確実かつ高いシール性を確保できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止し、高圧使用にも耐えられる。
【００２４】
また、第１部材２の外表面及び第２部材４の外表面にそれぞれフランジ部（図示せず）を設け、これらフランジ部を締付部材（図示せず）により互いに締め付けて第１接合面３と第２接合面５を接合するようにしても良い。この場合、例えば、フランジ部は、第１部材２の第１外側接合面３２及び第２部材４の第２外側接合面５２から径方向外方にそれぞれ延びるように形成してもよい。これにより、確実に第１部材２と第２部材４とを接合することができる。また、締付部材としては、ボルト等を用いてもよいが、クランプを用いることが好ましい。クランプを用いることにより、例えばボルトやナットで締め付ける場合に比して簡単に締め付けることが可能となる。
【００２５】
また、異なる材質の第１部材２及び第２部材４を接合する場合、例えば、図３に示すように、金属管の第１部材２１と樹脂管の第２部材４１を接合する場合、フランジ部２３及び第１接合面２４を有する第１接合部２２を第１部材２の端部に同軸上に例えば溶接等により固定すると共に、フランジ部４３及び第２接合面４４を有するソケット状の第２接合部４２を第２部材４１の端部に固定する。これら第１接合部２２と第２接合部４２を前述と同様に接合した後、これらのフランジ部２３、４３を締付部材例えばクランプ１１により締め付けることにより、第１部材２１と第２部材４１を確実かつ高いシール性をもって接合できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
【００２６】
また、金属管同士を接合する場合、例えば、図４に示すように、第１部材１０１の端面を第１内側接合面として形成すると共に、第１部材１０１の端部の外周面に第１外側接合面１０３及びフランジ部１０４となる第１フランジ部材１０２を例えばビス１０５止めする。また、第２部材１１１の端面を第２内側接合面として形成すると共に、第２部材１１１の端部の外周面に第２外側接合面１１３及びフランジ部１１４となる第２フランジ部材１１２を例えばビス１１５止めする。これら第１部材１０１の端面及び第１フランジ部材１０２と第２部材１１１の端面及び第２フランジ部材１１２を前述と同様に接合した後、これらのフランジ部１０４、１１４を締付部材例えばクランプ１２により締め付けることにより、第１部材１０１と第２部材１１１を確実かつ高いシール性をもって接合できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
【００２７】
また、容器（ビン等を含む）と蓋部材を接合する場合、例えば、図５に示すように、容器（第１部材）１２１の開口端部に、フランジ部１２３及び第１接合面１２４を有する第１接合部１２２を同軸上に例えば溶接等により固定する。蓋部材（第２部材）１３１の周面にフランジ部１３３を設ける。これら容器１２１と蓋部材１３１を前述と同様に接合した後、これらのフランジ部１２３、１３３を締付部材例えばクランプ１３により締め付けることにより、容器１２１と蓋部材１３１を確実かつ高いシール性をもって接合できると共に、デッドスポットの発生を確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明したように本発明に係る接合構造は、第１部材の第１接合面又は第２部材の第２接合面のいずれか一方の面に、接合方向に対して傾斜した当接面を設けると共に、第１部材の第１接合面又は第２部材の第２接合面のいずれか他方の面に、Ｏリングが装着される装着凹部と変形したＯリングの一部が入り込む逃げ凹部からなるリング凹部を設けたので、シール性が高く、かつ、デッドスポットの発生を確実に防止することができることから、管状部材同士の接合及び容器と蓋部材の接合に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る接合構造の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る接合構造の一例を示す要部断面図で、(ａ)は接合前の状態を示す図、（ｂ）は接合後の状態を示す図である。
【図３】本発明に係る接合構造の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る接合構造の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る接合構造の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  接合構造
２  第１部材
３  第１接合面
４  第２部材
５  第２接合面
６  Ｏリング
７  当接面
８  リング凹部
２１  第１部材
４１  第２部材
８１  装着凹部
８２  逃げ凹部
１０１  第１部材
１１１  第２部材
１２１  第１部材
１３１  第２部材
【図１】
2007024154.tif 000003
【図２】
2007024154.tif 000004
【図３】
2007024154.tif 000005
【図４】
2007024154.tif 000006
【図５】
2007024154.tif 000007