(57)【要約】【課題】継手構造において接続管のねじれを防ぎ、気密性と信頼性を高める。【解決手段】継手本体３の差し込み部９ａに挿入された接続管１ａの外周において、継手本体３の本体側フランジ部材４と、接続管側フランジ部材２の、各先端部の切り欠き面１０，１１同士を、フロントフェルール５およびバックフェルール６を挟んで対向させる。両フランジ部材２，４の外周を取り囲むようにセンターリング７を装着し、センターリング７の外側で各セグメント８ａ〜８ｃを閉じてクランプリング８を構成する。ボルト１４を締めてクランプリング８の内径を小さくし、傾斜面２ａ，４ａが構成する台形部分をクランプリング８内周の溝内に深く入り込ませる。両フランジ部材２，４の先端部同士の間隔が小さくなって、フロントフェルール５とバックフェルール６が強く押圧され、バックフェルール６が接続管１ａの外周面に食い込む。【選択図】図１
2007285343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続管の接続用の継手構造において、
先端部に本体側フランジ部材が一体的に設けられ、内周部に、前記先端部側から前記接続管が挿入される差し込み部を有する継手本体と、
前記接続管の外周に配置されている接続管側フランジ部材と、
前記接続管の外周面上に保持されているフェルールと、
前記接続管側フランジ部材の前記先端部と前記本体側フランジ部材の先端部とが対向した状態で、前記両フランジ部材の外周を取り囲むように装着可能なセンターリングと、
一続きに並べられ、隣り合うもの同士が互いに揺動可能に連結されている複数のセグメントからなり、該複数のセグメントのうち一端に位置するセグメントと他端に位置するセグメントとが締結部材によって互いに固定されると、全ての前記セグメントにより、前記先端部同士が互いに対向する前記両フランジ部材の外周全体を覆って保持するリング形状を構成するクランプリングと、
を有し、
前記各フランジ部材は、その外周から前記先端部と反対側に向かう下り勾配の傾斜面をそれぞれ有しており、
前記クランプリングの前記各セグメントは、内周部に、前記各フランジ部材の前記傾斜面にそれぞれ対応する対応傾斜面を有しており、
前記フェルールは、前記接続管側フランジ部材の前記先端部の内周と前記本体側フランジ部の前記先端部の内周にわたって設けられている
ことを特徴とする継手構造。
【請求項２】
前記継手本体の、前記本体側フランジ部材と反対側から、もう１つの接続管が挿入されており、前記接続管と前記もう１つの接続管が前記継手本体の内部空間を介して接続されている、請求項１に記載の継手構造。
【請求項３】
１対の接続管を接続するための継手構造において、
両端部に本体側フランジ部材がそれぞれ一体的に設けられ、かつ内周部に、前記１対の接続管が両側からそれぞれ挿入される１対の差し込み部を有する継手本体と、
前記１対の接続管の外周にそれぞれ配置されている、１対の接続管側フランジ部材と、
前記両接続管の外周面上にそれぞれ保持されている、１対のフェルールと、
前記継手本体の両端部にそれぞれ配置され、前記各接続管側フランジ部材の前記先端部と前記各本体側フランジ部材の前記先端部とが対向した状態で、前記両フランジ部材の外周を取り囲むように装着可能な、１対のセンターリングと、
一続きに並べられ、隣り合うもの同士が互いに揺動可能に連結されている複数のセグメントからなり、該複数のセグメントのうち一端に位置するセグメントと他端に位置するセグメントとが締結部材によって互いに固定されると、全ての前記セグメントにより、前記先端部同士が互いに対向する前記両フランジ部材の外周全体を覆って保持するリング形状を構成する、１対のクランプリングと、
を有し、
前記各フランジ部材は、その外周から前記先端部と反対側に向かう下り勾配の傾斜面をそれぞれ有しており、
前記クランプリングの前記各セグメントは、内周部に、前記各フランジ部材の前記傾斜面にそれぞれ対応する対応傾斜面を有しており、
前記フェルールは、前記接続管側フランジ部材の前記先端部の内周と前記本体側フランジ部の前記先端部の内周にわたって設けられており、
前記本体側フランジ部材と前記接続管側フランジ部材の前記先端部同士が対向した状態で前記センターリングおよび前記クランプリングにより保持されることによって前記接続管と前記継手本体が接続される接続構造が、前記継手本体の両端部にそれぞれ構成されて、前記１対の接続管が前記継手本体の内部空間を介して接続されている
ことを特徴とする継手構造。
【請求項４】
前記フェルールは、前記本体側フランジ部材の内周部の切り欠き面に係合する第１の係合面と該第１の係合面の反対側に位置する第２の係合面を有するフロントフェルールと、前記接続管側フランジ部材の内周部の切り欠き面に係合する第１の係合面と該第１の係合面の反対側に位置し前記バックフェルールの前記第２の係合面と緊密に接合可能な第２の係合面を有するバックフェルールからなる、請求項１から３のいずれか１項に記載の継手構造。
【請求項５】
前記フロントフェルールの前記第２の係合面および前記バックフェルールの前記第２の係合面は、前記バックフェルール側から見て、前記接続管の長手方向に対して、前記フロントフェルールの前記第１の係合面および前記前記本体側フランジ部材の内周部の前記切り欠き面よりも大きな角度を形成し、
前記バックフェルールの前記第１の係合面および前記接続管側フランジ部材の内周部の前記切り欠き面は、前記バックフェルール側から見て、前記接続管の長手方向に対して鈍角を形成している、請求項４に記載の継手構造。
【請求項６】
前記クランプリングは、互いに対向する前記両フランジ部材の前記各先端部の外周全体を覆って保持するリング形状を構成している状態で、前記締結部材が前記一端のセグメントと前記他端のセグメントとをより近接させるほど、前記クランプリングの前記各セグメントが、前記各対応傾斜面が前記各フランジ部材の前記各傾斜面に沿ってスライドしながら半径方向内側に移動して、前記フランジ部材の前記先端部同士がより近接し、前記フェルールによる封止の気密性が高くなる、請求項１から５のいずれか１項に記載の継手構造。
【請求項７】
前記締結部材は、前記一端のセグメントと前記他端のセグメントとをねじ止めするボルトであり、前記ボルトを深くねじ込むほど前記両セグメントを互いに近接させることができる、請求項１から６のいずれか１項に記載の継手構造。
【請求項８】
前記ボルトの頭と、前記セグメントのうち前記ボルトの頭を係合するセグメントは、互いの当接部がそれぞれ球面状に形成されている、請求項７に記載の継手構造。
【請求項９】
前記締結部材は、前記一端のセグメントと前記他端のセグメントのうちの一方のセグメントに留められた係止部と、該係止部から延びているねじ部と、前記ねじ部に螺合するとともに他方のセグメントに係合するナットとからなるアイボルトであり、前記ナットを前記ねじ部にねじ込むほど、該ナットに係合する前記他方のセグメントを前記一方のセグメントに近接させることができる、請求項１から６のいずれか１項に記載の継手構造。
【請求項１０】
前記ナットと前記他方のセグメントは、互いの当接部が対応する球面状に形成されている、請求項９に記載の継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は接続管の接続用の継手構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体製造装置や一般産業機械などにおいて、空気、純水、温度調整用の冷水または温水、有機系薬液などの流体の搬送のために、接続管を含む管路構成が用いられている。このような管路構成には、接続管を他部材、例えばもう１つの接続管や装置筐体の流体出入口に接続させるための継手構造が含まれている。特に半導体製造装置の反応室への気体供給部では、ほんの僅かでも不純物が混入したり、流体の圧力や流量が変動したりするだけで、使用不能な不良品を製造してしまうことがある。従って、このような位置に設けられる管路構成には、非常に高いレベルの気密性が要求されている。そのため、ステンレス等の金属製の接続管とステンレス等の金属製の継手構造が用いられるのが一般的である。金属製の継手構造としては、ダブルフェルールタイプの継手構造（非特許文献１参照）やシングルフェルールタイプの継手構造（非特許文献２参照）が用いられている。
【０００３】
非特許文献１に記載の構成は、図１０に示すようにダブルフェルールタイプであり、外周部に雄ねじ部３１を有し内周部に金属製の接続管３２の差し込み部３３を有する継手本体３４と、継手本体３４の雄ねじ部３１に螺合する雌ねじ部３６を有するナット３７と、継手本体３４の端部とナット３７の端部の内周側に形成された空間内に配置されているフロントフェルール３５およびバックフェルール３８とを有している。そして、フロントフェルール３５の第１の係合面３５ａが、継手本体３４の端部の内側に設けられた切り欠き面３４ａに係合し、バックフェルール３８の第１の係合面３８ａが、ナット３７の端部の内側に設けられた切り欠き面３７ａに係合し、フロントフェルール３５の第２の係合面３５ｂとバックフェルール３８の第２の係合面３８ｂが係合している。
【０００４】
従って、継手本体３４の差し込み部３３に接続管３２を挿入して、接続管３２の外周に位置するナット３７を、継手本体３４側に移動させつつ雄ねじ部３１と雌ねじ部３６を螺合させる。このときに、ナット３７が継手本体３４側に移動するのに伴ってフロントフェルール３５とバックフェルール３８が互いに密着するように接近し、バックフェルール３８の第２の係合面３８ｂの端部が、接続管３２の外周面に押し当てられて食い込む。このようにバックフェルール３８の端部が接続管３２の外周面に食い込むことによって、接続管３２は保持される。
【０００５】
また、非特許文献２には、図示しないが、継手本体の端部の内側に設けられた切り欠き面に係合する係合面と、ナットの端部の内側に設けられた切り欠き面に係合する係合面とを有し、各係合面の端部が接続管の外周面に押し当てられて食い込む、シングルフェルールタイプの継手構造が開示されている。
【０００６】
なお、いずれの構成でも、継手本体３４の雄ねじ部３１とナット３７の雌ねじ部３６を螺合させる際には、例えば、工具として２つのスパナ等を用いて継手本体３４とナット３７のうちの一方を固定しつつ他方を回転させる。
【非特許文献１】スウェージロック社、「チューブ継手 （ゲージで締め付け度の確認が可能） アダプター継手」、２００４年８月発行
【非特許文献２】パーカーハネフィン社、「ＣＰＩTMチューブ継手 カタログ４２３０ ２０００年２月改訂」、２０００年２月発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に記載されたダブルフェルールタイプの継手構造では、継手本体３４の雄ねじ部３１をナット３７の雌ねじ部３６に深くねじ込むことによって、フロントフェルール３５とバックフェルール３８が密着して封止され、高い気密性を実現することができる。また、非特許文献２に記載されたシングルフェルールタイプの継手構造でも、継手本体の雄ねじ部をナットの雌ねじ部に深くねじ込むことによって、フェルールの両端部が接続管の外周面に強く食い込んで、高い気密性を実現することができる。従って、良好な気密性を得るためには、十分なねじ込み量、すなわち、両ねじ部３１，３６の十分な締め付け回転数が必要である。
【０００８】
しかし、このねじ込みの際に、ナット３７の内周側に位置する接続管３２が摩擦力によってナット３７と一緒に回転し、接続管３２の先端部分がねじれた状態で保持される場合がある。この場合、接続管３２の反発力によって、ねじれを解消する方向に徐々に移動したり、温度変化に伴う膨張または収縮によってナット３７と継手本体３４を互いに固定させようとする力が弱まったときに、接続管３２がねじれを解消する方向に移動したりすることがある。その結果、両ねじ部３１，３６の十分な締め付け回転数が確保できなくなり、ナット３７と継手本体３４の接続の気密性が不十分になってリークし易くなる。
【０００９】
両ねじ部３１，３６の十分な締め付け回転数が確保できなくなった場合には、規定の締め付け回転数になるまで継手本体３４とナット３７を再度相対的に回転させて締め付けることが望まれるが、締め付けのためのスパナ等の工具を取り扱うスペースが十分でないことがある。すなわち、継手本体３４の雄ねじ部３１をナット３７の雌ねじ部３６にねじ込んで継手構造を完成させた状態では、この継手構造の周囲にあまり広いスペースが存在せず、管路を構成する様々な部材や、装置の筐体の一部などが存在することが多い。また、半導体製造装置等において多系統の管路構成が設けられ、それぞれの管路に前記した継手構造がそれぞれ含まれている場合がある。このような場合には、作業者がスパナ等の工具を自由に操作することが困難である。特に、図１０に示すような構成の場合、継手本体３４が回転しないように押さえるためのスパナと、ナット３７を回転させるためのスパナとの２本のスパナを用いる必要があり、しかも、比較的大きな力を加えて効率よくしっかりと締結するためには、作業時のスパナのストロークを大きくとることが望ましい。その際に、前記したように継手構造の周りに十分な空きスペースがないと、作業者が２本のスパナを用いて作業するのが困難であり、その結果、十分な締め付け力が得られない可能性がある。また、一旦締め付けを行った後に締結が緩んだ際の再締め付けの作業は特に困難である。
【００１０】
そこで本発明の目的は、接続管がねじれた状態で保持されることなく、高い気密性および高い信頼性で接続管を接続できる継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、接続管の接続用の継手構造において、
先端部に本体側フランジ部材が一体的に設けられ、内周部に、先端部側から接続管が挿入される差し込み部を有する継手本体と、
接続管の外周に配置されている接続管側フランジ部材と、
接続管の外周面上に保持されているフェルールと、
接続管側フランジ部材の先端部と本体側フランジ部材の先端部とが対向した状態で、両フランジ部材の外周を取り囲むように装着可能なセンターリングと、
一続きに並べられ、隣り合うもの同士が互いに揺動可能に連結されている複数のセグメントからなり、複数のセグメントのうち一端に位置するセグメントと他端に位置するセグメントとが締結部材によって互いに固定されると、全てのセグメントにより、先端部同士が互いに対向する両フランジ部材の外周全体を覆って保持するリング形状を構成するクランプリングと、
を有し、
各フランジ部材は、その外周から先端部と反対側に向かう下り勾配の傾斜面をそれぞれ有しており、
クランプリングの各セグメントは、内周部に、各フランジ部材の傾斜面にそれぞれ対応する対応傾斜面を有しており、
フェルールは、接続管側フランジ部材の先端部の内周と本体側フランジ部の先端部の内周にわたって設けられている
ことを特徴とする。
【００１２】
この場合、継手本体の、本体側フランジ部材と反対側から、もう１つの接続管が挿入されており、接続管ともう１つの接続管が継手本体の内部空間を介して接続されている構成であってもよい。
【００１３】
また、本発明は、
１対の接続管を接続するための継手構造において、
両端部に本体側フランジ部材がそれぞれ一体的に設けられ、かつ内周部に、１対の接続管が両側からそれぞれ挿入される１対の差し込み部を有する継手本体と、
１対の接続管の外周にそれぞれ配置されている、１対の接続管側フランジ部材と、
両接続管の外周面上にそれぞれ保持されている、１対のフェルールと、
継手本体の両端部にそれぞれ配置され、各接続管側フランジ部材の先端部と各本体側フランジ部材の先端部とが対向した状態で、両フランジ部材の外周を取り囲むように装着可能な、１対のセンターリングと、
一続きに並べられ、隣り合うもの同士が互いに揺動可能に連結されている複数のセグメントからなり、複数のセグメントのうち一端に位置するセグメントと他端に位置するセグメントとが締結部材によって互いに固定されると、全てのセグメントにより、先端部同士が互いに対向する両フランジ部材の外周全体を覆って保持するリング形状を構成する、１対のクランプリングと、
を有し、
各フランジ部材は、その外周から先端部と反対側に向かう下り勾配の傾斜面をそれぞれ有しており、
クランプリングの各セグメントは、内周部に、各フランジ部材の傾斜面にそれぞれ対応する対応傾斜面を有しており、
フェルールは、接続管側フランジ部材の先端部の内周と本体側フランジ部の先端部の内周にわたって設けられており、
本体側フランジ部材と接続管側フランジ部材の先端部同士が対向した状態でセンターリングおよびクランプリングにより保持されることによって接続管と継手本体が接続される接続構造が、継手本体の両端部にそれぞれ構成され、１対の接続管が継手本体の内部空間を介して接続されている
ことを特徴とする。
【００１４】
これらの構成では、接続管を継手本体に固定して気密に封止するために、ナットと継手本体とを螺合させる構成ではないため、組立時に接続管にねじれが生じるおそれはない。従って、経年変化や温度や湿度の変化に伴って接続の緩みを生じるおそれがない。従って、気密性の高い接続が可能である。
【００１５】
フェルールは、本体側フランジ部材の内周部の切り欠き面に係合する第１の係合面と第１の係合面の反対側に位置する第２の係合面を有するフロントフェルールと、接続管側フランジ部材の内周部の切り欠き面に係合する第１の係合面と第１の係合面の反対側に位置しバックフェルールの第２の係合面と緊密に接合可能な第２の係合面を有するバックフェルールからなり、本体側フランジ部材と接続管側フランジ部材の先端部同士が互いに近接させられるほど、フロントフェルールの第２の係合面と、バックフェルールの第２の係合面がより緊密に接合する構成であってもよい。そして、フロントフェルールの第２の係合面およびバックフェルールの第２の係合面は、バックフェルール側から見て、接続管の長手方向に対して、フロントフェルールの第１の係合面および本体側フランジ部材の内周部の切り欠き面よりも大きな角度を形成し、バックフェルールの第１の係合面および接続管側フランジ部材の内周部の切り欠き面は、バックフェルール側から見て、接続管の長手方向に対して鈍角を形成していてもよい。
【００１６】
クランプリングは、互いに対向する両フランジ部材の各先端部の外周全体を覆って保持するリング形状を構成している状態で、締結部材が一端のセグメントと他端のセグメントとをより近接させるほど、クランプリングの各セグメントが、各対応傾斜面が各フランジ部材の各傾斜面に沿ってスライドしながら半径方向内側に移動して、フランジ部材の先端部同士がより近接し、フェルールによる封止の気密性が高くなる。
【００１７】
締結部材は、一端のセグメントと他端のセグメントとをねじ止めするボルトであり、ボルトを深くねじ込むほど両セグメントを互いに近接させることができるものであってもよい。その場合、ボルトの頭と、セグメントのうちボルトの頭を係合するセグメントは、互いの当接部がそれぞれ球面状に形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、締結部材は、一端のセグメントと他端のセグメントのうちの一方のセグメントに留められた係止部と、係止部から延びているねじ部と、ねじ部に螺合するとともに他方のセグメントに係合するナットとからなるアイボルトであり、ナットをねじ部にねじ込むほど、ナットに係合する他方のセグメントを一方のセグメントに近接させることができるものであってもよい。その場合、ナットと他方のセグメントは、互いの当接部がそれぞれ球面状に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の継手構造によると、接続管がねじれた状態で保持されることがないので、簡単な構成で、継手外部に対する高い気密性を確保することができる。
【００２０】
また、本発明によると、接続の信頼性を高めるには締結部材を強く締め付ければよい。特に、この締結部材として、例えばボルトおよびナットやアイボルトを用いる場合には、複数のスパナ等を用いる必要はなく、ドライバーやレンチ等を回転させるだけでよい。このボルトおよびナットやアイボルトは継手全体の大きさに比べて比較的小さくてもよく、しかも、スパナのように大きなストロークを必要としない。従って、多系統の管路構成が設けられ、それぞれの管路に継手構造がそれぞれ含まれているような場合にも、作業性よく接続作業が行え、接続の信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１，２に本実施形態の継手構造の完成状態を示しており、図３に、この継手構造のクランプリング８を除いた分解図を示している。本実施形態の継手構造は、接続管１ａを他部材、例えば、２点鎖線で示しているもう１つの接続管１ｂに気密に接続するためのものである。この継手構造は、先端部に本体側フランジ部材２が一体的に設けられている継手本体３と、接続管側フランジ部材４と、フロントフェルール５およびバックフェルール６と、センターリング７と、クランプリング８を有している。
【００２３】
継手本体３には接続管１ａを挿入するための差し込み部９ａが設けられている。さらに、継手本体３の本体側フランジ部材２の先端部内周には斜面状の切り欠き面１０が形成されている。
【００２４】
本体側フランジ部材２と先端部同士が対向するように配置されている接続管側フランジ部材４は、接続管１ａが貫通可能な中空の部材であり、先端部内周には斜面状の切り欠き面１１が形成されている。
【００２５】
本実施形態のフェルールは、フロントフェルール５とバックフェルール６からなるダブルフェルール構造であり、接続管１ａの外周に位置する封止リングとして機能する。このフロントフェルール５およびバックフェルール６は、先端部同士が互いに対向するように配置された本体側フランジ部材２の先端部と接続管側フランジ部材４の先端部の内周に構成された空間内に配置されている。フロントフェルール５は、第１の係合面５ａと、第１の係合面５ａと反対側の第２の係合面５ｂを有するくさび形である。第１の係合面５ａは、継手本体２の切り欠き面１０とほぼ同じ角度の斜面であり、切り欠き面１０に係合可能である。ただし、第１の係合面５ａは、継手本体３の切り欠き面１０よりも長い。一方、バックフェルール６も、第１の係合面６ａと、第１の係合面６ａと反対側の第２の係合面６ｂを有するくさび形である。第１の係合面６ａは、接続管側フランジ部材４の切り欠き面１１とほぼ同じ角度の斜面であり、切り欠き面１１に係合可能である。
【００２６】
本実施形態では、各係合面および切り欠き面の角度が以下のように規定されている。すなわち、図４（ａ）に示すように、継手本体２の切り欠き面１０とそれに係合するフロントフェルール５の第１の係合面５ａが、バックフェルール６側から見て接続管１ａの長手方向に対してなす角度ａは、フロントフェルール５の第２の係合面５ｂとそれに係合するバックフェルール５の第２の係合面６ｂが、バックフェルール６側から見て接続管１ａの長手方向に対してなす角度ｂよりも小さく鋭角的である。一方、接続管側フランジ部材４の切り欠き面１１とそれに係合するバックフェルール６の第１の係合面６ａが、バックフェルール６側から見て接続管１ａの長手方向に対してなす角度ｃは、９０度よりも大きい鈍角である。したがって、フロントフェルール５の第１の係合面５ａ側の部分は継手本体２の切り欠き部に進入するようなくさび効果を有し、バックフェルール６の第１の係合面６ａ側の部分は接続管側フランジ部材４の切り欠き部に進入するようなくさび効果を有する。さらに、バックフェルール６の第２の係合面６ｂ側の部分はフロントフェルール５の第２の係合面５ｂ側の部分の内側に進入するようなくさび効果を有する。
【００２７】
図１に示すように、本体側フランジ部材２と接続管側フランジ部材４は、各々の外周から先端部と反対側に向かう下り勾配の傾斜面２ａ，４ａをそれぞれ有している。本体側フランジ部材２と接続管側フランジ部材４の傾斜面２ａ，４ａは、各フランジ部材２ａ，４ａの対向面と反対側に設けられているため、両フランジ部材２，４が、先端面同士が互いに対向するように近接配置されると、両傾斜面２ａ，４ａが外側に位置する台形部分（断面形状が台形である部分）が構成される。このように先端面同士が互いに対向するように近接して配置された両フランジ部材２，４の外周を取り囲むように、センターリング７が装着されている。なお、両フランジ部材２，４の外径寸法は同一であり、センターリング７内に殆ど隙間なく填め込まれる。
【００２８】
以上説明したように、継手本体３の本体側フランジ部材２と、接続管側フランジ部材４が、先端部同士が互いに対向するように配置され、接続管１ａが接続管側フランジ部材４を貫通して本体側フランジ部材４の差し込み部９ａに挿入され、フロントフェルール５とバックフェルール６が、両フランジ部材２，４の先端部の内周に構成された空間内に配置されている。この両フランジ部材２，４の外周を取り囲むように、センターリング７が装着されている。そして、このセンターリング７の外側に、クランプリング８が取り付けられている。
【００２９】
クランプリング８は、図２，５に示すように、複数の（本実施形態では３つの）セグメント８ａ〜８ｃが１列に連結された構成である。隣り合うセグメント同士は軸１２を中心として相対的に揺動可能にそれぞれ連結されている。各軸１２は互いに平行であり、各セグメント８ａ〜８ｃの開閉動作方向に対し垂直な軸である。具体的には、中央のセグメント８ｂが、一端のセグメント８ａおよび他端のセグメント８ｃと、軸１２を中心として相対的に揺動可能にそれぞれ連結されている。従って、一端のセグメント８ａと他端のセグメント８ｃとが近接するように揺動させると、図２に示すようにリング形状を構成することができる。
【００３０】
各セグメント８ａ〜８ｃの内周には、両フランジ部材２，４の傾斜面２ａ，４ａに対応する対応傾斜面１３ａ，１３ｂを有する溝１３が設けられている。この溝１３は、前記したように両フランジ部材２，４が、先端部同士が互いに対向するように近接配置されたときに両傾斜面２ａ，４ａによって構成される台形部分を収容する形状および寸法である。
【００３１】
一端のセグメント８ａには、締結部材であるボルト１４のねじ部１４ａが収容され、頭部１４ｂが通過不能な大きさの溝状の切欠部１５が設けられている。切欠部１５には、ボルト１４の頭部１４ｂを収容する拡大部分１５ａ（図２参照）が設けられている。他端のセグメント８ｃには、ボルト１４のねじ部１４ａがねじ込まれるねじ穴１６が設けられている。なお、各図面において、ボルト１４およびねじ穴１６の雄ねじ部および雌ねじ部は省略して図示している。
【００３２】
各セグメント８ａ〜８ｃにより、前記したようにリング形状を構成した状態で、ボルト１４の頭部１４ｂを一端のセグメント８ａの切欠部１５の拡大部分１５ａに収容して係止させ、ねじ部１４ａを、切欠部１５を貫通させて他端のセグメント８ｃのねじ穴１６にねじ込むことによって、各セグメント８ａ〜８ｃを互いに固定することができる。図１，２に示す完成状態では、先端部同士が互いに対向する両フランジ部材２，４を各セグメント８ａ〜８ｃの内側に配置し、溝１３内に、両傾斜面２ａ，４ａによって構成される台形部分を挿入している。そして、前記したようにボルト１４を、切欠部１５を貫通させて他端のセグメント８ｃのねじ穴１６にねじ込んで固定している。この構成では、ボルト１４をねじ穴１６へ深くねじ込むほど、傾斜面２ａ，４ａ上を対応傾斜面１３ａ，１３ｂがスライドして、溝１３内に台形部分がくさび状に深く入り込み、フランジ部材２，４同士がより接近しようとする。
【００３３】
以上説明したように本体側フランジ部材２の先端部と接続管側フランジ部材４の先端部が近接すると、まず、図４（ａ）に示すように、両フランジ部材２，４の先端部の内周に形成されている空間内のフロントフェルール５とバックフェルール６が密着する。すなわち、本体側フランジ部材２の切り欠き面１０に第１の係合面５ａが押圧されてフロントフェルール５が接続管１ａ側（図４（ａ）の右方）へ移動し、接続管側フランジ部材４の切り欠き面１１に第１の係合面６ａが押圧されてバックフェルール６が継手本体３側（図４（ａ）の左方）へ移動する。その結果、フロントフェルール５とバックフェルール６は、第２の係合面５ｂと６ｂが係合して、互いに密接に接合する。そして、さらに本体側フランジ部材２の先端部と接続管側フランジ部材４の先端部が近接すると、図４（ｂ）に示すように、切り欠き面１０に第１の係合面５ａが押圧されてフロントフェルール５が接続管１ａ側（図４（ａ）の右方）へさらに移動し、切り欠き面１１に第１の係合面６ａが押圧されてバックフェルール６が継手本体３側（図４（ａ）の左方）へ移動する。その結果、切り欠き面１０と切り欠き面１１の間の空間の長さが、フロントフェルール５とバックフェルール６の合計の長さよりも短くなると、フロントフェルール５およびバックフェルール６は金属製でありほとんど縮まないため、フロントフェルール５とバックフェルール６は第２の係合面５ｂ、６ｂの係合部分で相対的にスライドすることによって、押圧力を逃がしつつこの空間内に収まろうとする。しかし、フロントフェルール５およびバックフェルール６の頂点部分の移動は、接続管側フランジ部材４の先端部の切り欠き部の上面４ｂによって規制される。従って、バックフェルール６の第２の係合面６ｂの端部が内側へ移動し、接続管１ａの外周面に食い込むことによって、フロントフェルール５とバックフェルール６はこの空間内に安定して保持される。こうしてバックフェルール６の一端部が接続管１ａの外周面に食い込んで、フロントフェルール５およびバックフェルール６は、接続管１ａの外周に密着する封止リングとして機能し、接続管１ａと継手本体３の接続部分を外部に対して気密な封止する。また、バックフェルール６の一端部が接続管１ａの外周面に食い込むことにより、接続管１ａが両フランジ部材２，４から抜けることが防げる。
【００３４】
なお、前記した各角度ａ、ｂ、ｃの相対的な大きさの設定や、フロントフェルール５およびバックフェルール６の硬度、寸法、形状等の設定は、接続管１ａの硬度と両フランジ部材２，４の硬度および切り欠き部の形状を考慮した上で、前記したように、クランプリング８の作用により両フランジ部材２，４が近接させられることに伴ってバックフェルール６の一端部が接続管１ａの外周面に十分に食い込むことができるように計算されて行われる。
【００３５】
このようにして、図１に示す本実施形態の継手構造が構成されている。なお、接続管１ａ，１ｂは、流体を流通させる長い管の一部であってもよいが、そのような長い管の端部に溶接等によって連結された接続用部材（いわゆるグランド）であってもよい。また、本実施形態は、接続管１ａと接続される他部材の一例として、接続管１ｂを継手本体３の差し込み部９ｂに挿入可能な構成である。しかし、接続管１ａと接続される他部材として、気体の供給または排出を行う装置の筐体に設けられた管状または開口部状の出入口部を用い、この出入り口部に継手本体３を装着する構成であってもよい。
【００３６】
次に、この継手構造を組み立てる方法について説明すると、接続すべき接続管１ａを継手本体３の差し込み部９ａに挿入する。そして、この接続管１ａの挿入の前であっても後であってもよいが、接続管１ａの外周に、フロントフェルール５とバックフェルール６と接続管側フランジ部材２を配置する。そして、継手本体３の本体側フランジ部材４の先端部の切り欠き面１０と、接続管側フランジ部材２の先端部の切り欠き面１１とを、フロントフェルール５およびバックフェルール６を挟んで近接対向させる。この状態で、両フランジ部材２，４の外周を取り囲むように、センターリング７を装着する。このセンターリング７によって、両フランジ部材２，４を、接続管１ａの長手方向に直交する方向に位置ずれしないように位置合わせすることができる。ただしこの時点では、各部材は概ね適切な位置関係にあるものの、まだ固定されてはおらず、高い気密性は得られていない。
【００３７】
そこで、クランプリング８を用いて、各部材を強固に固定するとともに、フロントフェルール５およびバックフェルール６による接続の気密性を高める。図５に示すように開いた状態の各セグメント８ａ〜８ｃを閉じて図２に示すようなリング形状を構成し、両フランジ部材２，４を内側に閉じ込めるようにする。この時、図６に示すように、溝１３内に、両フランジ部材２，４の傾斜面２ａ，４ａによって構成されている台形部分が挿入されるようにする。そして、前記したようにボルト１４を、切欠部１５を貫通させて他端のセグメント８ｃのねじ穴１６にねじ込んで固定している。
【００３８】
図６に示すように、ボルト１４のねじ穴１６へのねじ込み量が小さい時点では、一端のセグメント８ａと他端のセグメント８ｃとの間隔が十分に狭くなってはおらず、各セグメント８ａ〜８ｃが構成するリング形状（溝１３が構成するリング形状）の内径がまだ十分に小さくなってはいない。従って、両フランジ部材２，４の傾斜面２ａ，４ａが構成する台形部分の、溝１３内への挿入量が小さい。そのため、接続管１ａの長手方向に見て、両フランジ部材２，４同士がまださほど近接していない。従って、図４（ａ）に示すように、バックフェルール６が接続管１ａの外周面に食い込んではおらず、接続管１ａの抜け止め効果がなく、また、継手構造外部との気体の流通を遮断するほどの気密性は得られておらず、このままでは継手構造として不十分である。
【００３９】
そこで、ボルト１４をねじ穴１６にさらにねじ込んでいく。そして、図１，２に示すように、ボルト１４のねじ穴１６へのねじ込み量が大きくなると、一端のセグメント８ａと他端のセグメント８ｃとの間隔が十分に狭くなり、各セグメント８ａ〜８ｃが構成するリング形状（溝１３が構成するリング形状）の内径が十分に小さくなる。従って、両フランジ部材２，４の傾斜面２ａ，４ａが構成する台形部分の、溝１３内への挿入量が大きくなる。そのため、接続管１ａの長手方向に見て、両フランジ部材２，４の先端部同士の間の間隔が十分に小さくなる。この時、図４（ｂ）に示すように、フロントフェルール５とバックフェルール６が強く押圧されてバックフェルール６が接続管１ａの外周面に十分に食い込む。それによって、接続管１ａの抜け止めが可能になるとともに、フロントフェルール５とバックフェルール６が封止リングとして機能して、継手構造外部との気体の流通を遮断することができる。従って、継手構造として十分な気密性が得られる。
【００４０】
なお、予備試験等によって、十分な気密性が得られるようなボルト１４のねじ込み量を予め求めておいてもよいが、前記した継手構造の組立工程中（ボルト１４のねじ穴１６へのねじ込み作業中）に随時気密性を調べて、十分な気密性が確認できた時点でねじ込み作業を停止するようにしてもよい。
【００４１】
図２に示すように、ボルト１４のねじ穴１６への十分なねじ込み量が得られた時点で、切欠部１５とねじ穴１６が一直線になって、ボルト１４が水平に保持されるように構成されている。そして、ボルト１４の頭部１４ｂが切欠部１５の拡大部分１５ａ内に安定して保持される。
【００４２】
しかし、ねじ込み作業中、すなわちねじ込み量がまだ不十分な段階では、図６に示すように、切欠部１５とねじ穴１６が一直線にはなっておらず、ボルト１４が切欠部１５に対して斜めになって保持される。この時、ボルト１４の頭部１４ｂが切欠部１５の拡大部分１５ａの内壁に部分的に偏って当接するため、本実施形態では、頭部１４ｂと切欠部１５の拡大部分１５ａのそれぞれの当接部を、ほぼ同じ曲率の、対応する球面状に形成している。これによって、各当接部のどの部分がどのように偏って当接したとしても、角部が存在しないため、頭部１４ｂまたは切欠部１５が破損したりボルト１４の進行に支障が生じたりするおそれがない。
【００４３】
なお、前記の説明では省略したが、接続管１ａと接続させる他部材を任意のタイミングで、継手本体３の、本体側フランジ部材２の反対側に接続させる。すなわち、図１の例では、他部材であるもう１つの接続管１ｂを差し込み部９ｂに挿入している。そして、もう１つの接続管１ｂ等の他部材を、ねじ止めや溶接などの方法で継手本体３に固定してもよい。こうして、本発明の継手構造によって、接続管１ａを、継手本体３の内部空間（中空部分）を介して、もう１つの接続管１ｂ等の他部材に接続することができる。もちろん、本実施形態の継手構造は、接続管１ａを接続する相手として、もう１つの接続管１ｂに限られず、筐体の一部に設けられた管状または開口状の出入口部など様々な形態の部材を用いることができる。
【００４４】
この継手構造によると、フロントフェルール５とバックフェルール６を互いに圧接させバックフェルール６の一端部を接続管１ａの外周面に食い込ませることによって、接続管１ａの抜け止めと、気密性の高い封止が可能になる。しかも、クランプリング８を用いて両フランジ部材２，４を固定する際に、接続管１ａ自体を回転させようとする力は働かず、従って接続管１ａにねじれは生じない。その結果、長期間使用しても、また温度変化によって各部材に多少の伸縮が生じても、接続管１ａが継手本体３に対して相対的に回転することはなく、しかも、気密性の低下を招かない。これは、特に半導体製造装置の気体供給部など、非常に高精度の流体の流通が要求される場合に適している。
【００４５】
図７には、本実施形態の継手構造の変形例が示されている。この変形例では、ボルト１４に替えてアイボルト１７を用いている。アイボルト１７は、ねじ部１７ａと、セグメント８ｃにピン１８によって揺動可能に取り付けられている係止部１７ｂとからなり、ねじ部１７ａはセグメント８ａの切欠部１５内に挿入可能である。そして、ねじ部１７ａにはナット１９が螺合し、ナット１９は、切欠部１５の拡大部分１５ａに係合する。ナット１９と切欠部１５の拡大部分１５ａのそれぞれの当接部は、ほぼ同じ曲率の、対応する球面状に形成されている。この変形例では、前記したのと同様な効果が得られるとともに、アイボルト１７を用いることによって組立作業の簡略化が図れる。
【００４６】
図８に、本実施形態の継手構造のもう１つの変形例の要部が示されている。この変形例では、ダブルフェルール構造ではなくシングルフェルール構造が用いられている。すなわち、図８に示すように、本体側フランジ部材２の先端部と接続管側フランジ部材４の先端部の内周に構成された空間内に１つのフェルール２０を配置し、このフェルール２０の一方の係合面２０ａが本体側フランジ部材２の先端部内周の切り欠き面１０に係合し、他方の係合面２０ｂが接続管側フランジ部材４の先端部内周の切り欠き面１１に係合している。このフェルール２０がある程度撓み変形可能であると、両フランジ部材２，４の切り欠き面１０，１１によって両側から押圧された時にわずかに湾曲するように撓み変形して、両端部が接続管１ａの外周面に食い込み、継手構造の外部に対する気密な封止が行われる。
【００４７】
図９には本発明の第２の実施形態の継手構造が示されている。なお、第１の実施形態と同様な部分については、同一の符号を付与し説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の継手構造は、１対の接続管１ａ，１ｂを互いに接続させるためのものであり、前記した第１の実施形態の継手構造を左右対称に２つ並べたような構成である。本実施形態の継手本体２１は、両端部に本体側フランジ部材２がそれぞれ一体的に設けられている。接続管１ａ，１ｂが、この継手本体２１の両側から１対の差し込み部９ａにそれぞれ挿入され、これらの接続管１ａ，１ｂの外周にそれぞれフロントフェルール５とバックフェルール６と接続管側フランジ部材４が配置される。そして、継手本体３の両側において、両フランジ部材２，４の外側にセンターリング７とクランプリング８がそれぞれ装着され、ボルト１４によって両クランプリング８が固定される。このとき、両クランプリング８の内側において、フロントフェルール５とバックフェルール６が緊密に密着させられ、バックフェルール６の一端部が接続管１ａ，１ｂの外周面にそれぞれ食い込む（図４（ｂ）参照）。その結果、接続管１ａ，１ｂの抜け止めが可能になるとともに、接続管１ａと接続管１ｂを、継手本体２１の内部空間（中空部分）を介して、気密に封止した状態で接続することができる。本実施形態の継手構造は、接続管１ａ，１ｂ同士を接続する中継部材として用いるのに特に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態の継手構造の正面断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の継手構造の側面断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の継手構造を分解した状態の、クランプリングを除く正面断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の第１の実施形態の継手構造のフェルールの部分の組立中の、拡大した正面断面図、（ｂ）はその完成状態の、拡大した正面断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の継手構造に用いられるクランプリングの、締結部材を取り外して開いた状態の斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の継手構造の組立工程を示す側面断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の継手構造の変形例の側面断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の継手構造のもう１つの変形例のフェルールの部分の完成状態の、拡大した正面断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の継手構造の正面断面図である。
【図１０】従来の継手構造の正面断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ，１ｂ      接続管
２      本体側フランジ部材
２ａ    傾斜面
３      継手本体
４      接続管側フランジ部材
４ａ    傾斜面
４ｂ    切り欠き部の上面
５      フロントフェルール
５ａ    フロントフェルールの第１の係合面
５ｂ    フロントフェルールの第２の係合面
６      バックフェルール
６ａ    バックフェルールの第１の係合面
６ｂ    バックフェルールの第２の係合面
７      センターリング
８      クランプリング
８ａ    一端のセグメント
８ｂ    中央のセグメント
８ｃ    他端のセグメント
９ａ    差し込み部
１０，１１      切り欠き面
１２    軸
１３    溝
１３ａ，１３ｂ      対応傾斜面
１４    ボルト
１４ａ  ねじ部
１４ｂ  頭部
１５    切欠部
１５ａ  拡大部分
１６    ねじ穴
１７    アイボルト
１７ａ  ねじ部
１７ｂ  係止部
１８    ピン
１９    ナット
２０    フェルール
２０ａ  一方の係合面
２０ｂ  他方の係合面
２１    継手本体
【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】
2007285343.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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