集成面板与流体器件的连接结构的制作方法

文档序号:5779022阅读:301来源:国知局
专利名称:集成面板与流体器件的连接结构的制作方法
技术领域
本发明涉及一种集成面板与流体器件的连接结构,具体来讲,涉及一种用于将流体用的集成面板与流体器件经由密封圈而(Gasket)以密封状态连通连接的连接结构,其中,该流体用的集成面板是在半导体制造、医疗及医药品的制造、食品加工、化学工业等各种技术领域的制造工序中使用的高纯度液体、超纯水或者清洗液的配管系统等中预测为今后有需求的流体用的集成面板,该流体器件是泵、阀、储液器(Accumulator)等流体器件。
背景技术
作为上述连接结构,已有例如通过连通一对给排流道而将作为流体器件的一个例子的阀与在内部形成有流体通道的集成面板相连接的连接结构,公知有在专利文献1、专利文献2中公开的连接结构。在专利文献1中所公开的连接结构是使一对给排流道靠近而排列,且利用多个螺栓经由互相独立的环状密封圈以不透液的方式进行连接;在专利文献2中所公开的连接结构是使一对给排流道靠近而排列,且采用一个外螺纹螺母来连接一个密封圈,其中该密封圈具有与一对给排流道相对应的一对流道孔。
在专利文献1和2中所公开的连接结构,全部为将多个流体器件集成安装在流体块上的结构,即所谓的采用集成配管结构的结构,它们使配管系统整体的小型化和模块化成为可能。
专利文献1JP特开2001-82609号公报专利文献2JP特开平10-169859号公报发明内容发明所要解决的课题在上述专利文献1和2所公开的连接结构中,对于中间夹着密封圈的一对凸缘部用螺栓拧紧,直到达到规定的表面压力,从而可以发挥有效的密封性能。然而,无法避免螺栓的紧固力随时间而降低的问题,因此为了防止紧固力的下降、即为了防止由于扭矩下降而导致从连接部发生泄漏,需要定期再紧固。由于利用密封圈进行密封时需要非常高的紧固力,所以集成面板或流体器件的流体给排口部需要高的强度,而且从连接的操作性方面考虑也不利。
本发明是鉴于这种实际情况而提出的,其目的在于提供一种集成面板与流体器件的连接结构,通过对流体配管系统中的集成面板与流体器件的连接结构下功夫,从而基本上不用再紧固也能够维持良好的密封性,且能够改善其装配操作性。
用于解决课题的手段在权利要求1所涉及的发明是在集成面板与流体器件的连接结构中,集成面板1具有第一流体给排口部1A,该第一流体给排口部1A是管状的流体通道3或环状的流体通道与一个以上的环状的流体通道4以同心状形成并开口,流体器件2具有第二流体给排口部2A,该第二流体给排口部2A是管状的流体通道7或环状的流体通道与一个以上的环状的流体通道8以同心状形成并开口,在使各自的多个流体通道3、4、7、8相对应、并且各流体通道3、4、7、8被位于上述第一流体给排口部1A和上述第二流体给排口部2A之间的多个环状的密封圈G、G密封的状态下,将上述第一流体给排口部1A与上述第二流体给排口部2A连通连接,其特征在于,上述第一流体给排口部1A以及上述第二流体给排口部2A在开口于各端面的上述各流体通道3、4、7、8的外径侧部分上形成有环状凸起21、11、41、31,上述各密封圈G、G由具备挠性的材料构成,并具有流体路径W、W和一对环状槽51、61,其中,上述流体路径W、W是为了将上述第一、第二流体给排口部1A、2A的相对应的上述流体通道3、4、7、8之间连通而形成的,上述一对环状槽51、61是为了与形成在上述第一以及第二流体给排口部1A、2A的端面上的上述环状凸起21、11、41、31分别嵌合,而形成在上述流体路径W、W的外径侧部分上,设置有维持接合状态的维持装置I,通过上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A经由上述多个密封圈G、G而被相互拉合,使上述第一流体给排口部1A的上述环状凸起21、41与上述各密封圈G、G的一端的环状槽51、61相嵌合,并且使上述第二流体给排口部2A的上述环状凸起11、31与上述各密封圈G、G的另一端的上述环状槽51、61相嵌合,从而形成嵌合密封部10,由此构成上述接合状态,并且,上述多个密封圈G、G中的中间密封圈G的外周面55a,形成为构成用于形成环状流体路径W的壁面的状态,其中,上述中间密封圈在上述接合状态下,在其内径侧以及外径侧都存在有上述流体通道,而上述环状流体路径W将存在于上述中间密封圈G外径侧的上述第一流体给排口部1A的上述环状的流体通道8以及上述第二流体给排口部2a的上述环状的流体通道4连通。
在权利要求2所涉及的发明是在集成面板与流体器件的连接结构中,集成面板1具有第一流体给排口部1A,管状的流体通道16、19在该第一流体给排口部1A开口,流体器件2具有第二流体给排口部2A,管状的流体通道17、18在该第二流体给排口部2A开口,在上述流体通道16、19、17、18被位于这些第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A之间的环状密封圈G密封的状态下将上述第一流体给排口部1A与上述第二流体给排口部2A连通连接,其特征在于,上述第一流体给排口部1A以及上述第二流体给排口部2A在开口于各端面的上述各流体通道16、19、17、18的外径侧部分上形成有环状凸起11、21,上述密封圈G由具备挠性的材料构成,并且具有流体路径W和一对环状槽51、51,其中,上述流体路径W是为了将上述第一、第二流体给排口部1A、2A的相对应的上述流体通道16、19、17、18之间连通而形成的,上述一对环状槽51、51是为了与形成在上述第一以及第二流体给排口部1A、2A的端面上的上述环状凸起11、21分别嵌合,而形成在上述流体路径W的外径侧部分上,设置有维持接合状态的维持装置I,通过上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A经由上述密封圈G而被相互拉合,使上述第一流体给排口部1A的上述环状凸起11与上述密封圈G的一端的环状槽51相嵌合,并且使上述第二流体给排口部2A的上述环状凸起21与上述密封圈G的另一端的上述环状槽51相嵌合,从而形成嵌合密封部10,由此构成上述接合状态。
权利要求3所涉及的发明是如权利要求2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,在上述集成面板1上形成有多个上述第一流体给排口部1A,并且在上述流体器件2上形成有与第一流体给排口部1A的存在数目对应的多个上述第二流体给排口部2A,而且,这些多个第一以及第二流体给排口部1A、2A在同一平面上分别经由上述密封圈G而相互自由连通连接。
权利要求4所涉及的发明是如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,在上述第一以及第二流体给排口部1A、2A的端面的上述环状凸起11、21的内径侧以及外径侧形成有环状压紧凸起12、13、22、23,该环状压紧凸起12、13、22、23抑制或阻止内外的周壁端部52、53因上述环状槽51与上述环状凸起11、21的嵌合而发生张开变形的情况,其中,该内外的周壁端部52、53是为了形成上述密封圈G的上述环状槽51而在轴心方向上凸出形成的。
权利要求5所涉及的发明是如权利要求4所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述周壁端部52、53和上述环状压紧凸起12、13、22、23在上述接合状态下被压接而形成密封部S2。
权利要求6所涉及的发明是如权利要求5所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述环状压紧凸起12、13、22、23形成为前端变窄形状的环状凸起,并具有上述环状凸起侧的侧周面倾斜而构成的锥形周面12a、13a、22a、23a,使得由上述环状压紧凸起12、13、22、23与上述环状凸起11、21所包围住的沟槽部14、15、24、25成为往里侧变窄的形状,并且,上述周壁端部52、53具有与上述环状压紧凸起12、13、22、23的锥形周面12a、13a、22a、23a相抵接的锥形周面52a、53a,而形成为能够自由进入到上述沟槽部14、15、24、25中的前端变窄形状的环状凸起,在上述接合状态下,上述周壁端部52、53进入到上述沟槽部14、15、24、25中而使上述两个锥形周面12a、13a、22a、23a、52a、53a彼此压接。
权利要求7所涉及的发明是如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述密封圈G的剖面形状呈H型形状,该H型形状相对于沿着上述第一以及第二流体给排口部1A、2A的轴心P方向的中心线Z、以及与该中心线Z垂直相交的中心线X的这两条线而形成线对称。
权利要求8所涉及的发明是如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述维持装置I发挥将上述第一流体给排口部1A与第二流体给排口部2A拉合而得到上述接合状态的拉合功能。
权利要求9所涉及的发明是如权利要求8所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述维持装置I具有外凸缘9B,其形成在上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A中的至少任意一方的端部上;贯通孔9a,其形成在该外凸缘9B上;螺栓66,其通过该贯通孔9a而螺合于螺母部67,该螺母部67设置于上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A中的任意另一方上,将上述螺栓66螺合于上述螺母部67并拧紧,从而将上述第一流体给排口部1A与第二流体给排口部2A经由上述密封圈G而相互拉合。
权利要求10所涉及的发明是如权利要求8所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述维持装置I具有筒状螺母81,其具有内螺纹部81n,该内螺纹部81n与形成于上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A中的任意一方的外周部上的外螺纹部1n能够自由螺合;分割型环82,其以与形成于上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A中的任意另一方的端部上的外凸缘9B在上述第一、第二流体给排口部1A、2A的轴心P方向上发生干涉的方式外嵌于上述第一流体给排口部1A和第二流体给排口部2A中的任意另一方的端部上,在上述筒状螺母81的一个端部上形成有内凸缘83,该内凸缘83具有开口部83a,该开口部83a允许使上述外凸缘9B通过,且与上述分割型环82在上述轴心P方向上发生干涉,通过上述筒状螺母81对上述外螺纹部1n的拧紧操作,使上述第一流体给排口部1A与第二流体给排口部2A经由上述密封圈G而相互拉合。
权利要求11所涉及的发明是如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述密封圈G由氟树脂形成。
权利要求12所涉及的发明是如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述第一以及第二流体给排口部1A、2A由氟树脂形成。
发明的效果若采用权利要求1的发明,则分别形成在第一、第二流体给排口部上的环状凸起、和分别形成在密封圈的一个端面以及另外一个端面上的环状槽,通过轴线方向上的相对移动而相互嵌合,从而形成嵌合密封部,因此即使两者在轴线方向上发生一些错位移动,也会维持环状凸起和环状槽的嵌合状态,从而能够持续发挥阻止从第一、第二流体给排口部之间漏液的优异的密封性。例如,若将这种连接结构使用在半导体制造设备中的清洗装置的配管系统中,则能够发挥如下效果能够确保良好的密封性的同时,能够减少装置的占有面积,从而有利于成本的节减,而且,通过确保大流道来增加循环流量,并提高药液的纯度,从而能够提高成品率。
而且,利用维持装置来维持两个流体给排口部经由密封圈而被相互拉合的接合状态,因此集成面板和流体器件能够长期维持不会发生漏液、且可确保良好的密封性的状态,从而能够提供可靠性优异的集成面板与流体器件的连接结构。其结果,能够提供几乎不进行再紧固也能够维持良好的密封性的同时、也能够改善其装配操作性的集成面板与流体器件的连接结构。
然而,通常都知道在将凸部插入到凹部中的嵌合结构中,例如这两者即使是相互相同材质的构件,但也会有凸侧的构件几乎没有发生变化(压缩变形)、而凹侧的构件发生张开变形的倾向。而由于在该权利要求1中,采用在流体器件上形成凸的环状凸起、且在密封圈形成凹的环状槽的结构,所以由于随时间变化或者发生蠕变是在作为小于流体器件的部件的密封圈侧,而流体器件侧几乎不发生变形,因此还可以发挥如下效果通过更换密封圈,来廉价地实现长期能够维持良好的密封性能的优点。
若采用权利要求2,则集成面板与流体器件的连接结构的多数相互构筑在同一平面上,所以与不在同一平面上的情况相比,在以少的部件加工就可以实现、或易于进行装配操作等方面变得有利。另外,在各连接结构中对构成部件(第一流体给排口部或密封圈等)的通用化、以及一体化(将一对流通通道形成为一个部件块(Block),从而对给排用的各第一流体给排口部进行一体化等)变得可能,从而也具有能够实现合理化的优点。
若采用权利要求3,则通过对两个以上的流体通道以同心状进行多重配管,从而与独立排列多个流通通道的结构相比而实现连接结构部分的紧凑化。使分别形成在第一、第二流体给排口部上的环状凸起、和分别形成在密封圈的一个端面以及另一个端面的环状槽相互嵌合,从而形成嵌合密封部,因此能够阻止从第一、第二流体给排口部之间漏液,从而能够获得优异的密封性。若将这种连接结构使用在例如半导体制造设备中的清洗装置的配管系统中,则能够发挥如下效果能够确保良好的密封性的同时,能够减少装置的占有面积,从而有利于成本的节减,而且,通过确保大流道来增加循环流量,并提高药液的纯度,从而能够提高成品率。
而且,利用维持装置来维持两个流体给排口部经由密封圈而被相互拉合的接合状态,因此集成面板和流体器件能够长期维持不会发生漏液、且可确保良好的密封性的状态,从而能够提供可靠性优异的集成面板与流体器件的连接结构。
然而,通常都知道在将凸部插入到凹部的嵌合结构中,例如这两者即使是相互相同材质的构件,但也会有凸侧的构件几乎没有发生变化(压缩变形)、而凹侧的构件发生张开变形的倾向。而由于在该权利要求3中,采用在流体器件形成凸的环状凸起、且在密封圈形成凹的环状槽的结构,所以由于蠕变或老化而发生变化的是作为小于流体器件的部件的密封圈侧,而流体器件侧几乎不发生变形,因此还可以发挥如下效果通过更换密封圈,来廉价地实现长期能够维持良好的密封性能的优点。还有,密封圈的内外形成有流通通道的中间密封圈采用不仅是其内周面、连外周部也被兼用作流体路径的壁面的结构,所以在内外相邻的流通通道的间隔为中间密封圈的厚度,从而能够将多个流通通道尽量在径向靠近配置,因此具有能够实现集成面板与流体器件的连接结构的进一步的紧凑化的优点。其结果,能够实现将多个流通通道以同心状排列连接的集成面板与流体器件的连接结构,从而能够提供如下的集成面板与流体器件的连接结构,即,可促进对模块化以及紧凑化有利的流体器件的集成化的同时,可长期维持良好的密封性能而可靠性优异、且进一步能够实现紧凑化。
若采用权利要求4,则可实现如下的作用以及效果。如上所述,在凹凸嵌合中,凹侧具有易于张开变形的倾向,所以这意味着由于在本发明中形成有环状槽,因此形成在密封圈上的内外的周壁端部发生张开变形。因此,将抑制或阻止该周壁端部的张开变形的环状压紧凸起形成在第一以及第二流体给排口部,所以周壁端部的张开变形得以消除或减轻,从而环状凸起和环状槽能够利用很强的压接力来嵌合,因此通过这两者的嵌合而能够如预期那样发挥优异的密封功能。而且,由于存在环状压紧凸起而能够补偿周壁端部的刚性不足,所以与不存在它们的情况相比能够使密封圈的周壁端部的厚度变薄,因此具有如下优点使密封圈的宽度尺寸变小,从而实现流通通道的整体直径的紧凑化,也就是说实现作为集成面板与流体器件的连接结构的紧凑化(权利要求2),或者能够实现以同心状排列的多个流通通道的流体通道的整体直径的紧凑化、也就是说实现作为集成面板与流体器件的连接结构的进一步的紧凑化(权利要求1)。
若采用权利要求5的发明,则在接合状态下形成有通过第一、第二流体给排口部的环状凸起、和各密封圈的一个端面或另外一个端面的环状槽之间的压接的密封部,由此能够构成富于密封性的嵌合密封部,从而形成具有优异的密封性能的集成面板与流体器件的连接结构。
若采用权利要求6的发明,则在接合状态下,第一、第二流体给排口部的环状凸起、和各密封圈的一个端面或另外一个端面的环状槽之间的嵌合部分的内经侧以及外径侧,存在第一以及第二流体给排口部的锥形周面的密封圈的锥形周面压接的结构,从而通过这些锥形周面彼此的抵接,能够获得连接结构部分的紧凑化(权利要求4)和提高密封性能(权利要求5)的双重效果。还有,由于采用使锥形周面彼此抵接的结构,所以随着强力按压集成面板、流体器件和密封圈而接触压力增加,从而具有能够进一步强化上述紧凑化以及密封性能提高的效果的优点。另外,由此能够形成在锥形周面彼此之间不发生液体滞留的连接结构。
若采用权利要求7的发明,则密封圈被形成为在上下左右方向线对称的、剖面为大致H形的结构,所以与非对称形状相比,易于设计、制作密封圈和作为与该密封圈嵌合的部分的第一、第二流体给排口部,并且能够形成嵌合到集成面板或流体器件时的平衡(强度平衡、装配平衡)优异的密封圈。
若采用权利要求8的发明,则维持装置不仅维持第一流体给排口部和第二流体给排口部的接合状态,而且也能够发挥用于将第一流体给排口部和第二流体给排口部拉合而得到接合状态的拉合功能,因此无需另外准备拉合装置,从而具有能够从整体上简化装配工序以及降低成本的优点。
若采用权利要求9的发明,则如果在两个流体给排口部的至少一方上形成带孔的外凸缘,则通过仅设置通过该孔的螺栓、和设置于另一方的流体给排口部上的螺母部的简单装置,就能够进行对两个流体给排口部之间的拉合以及维持。也就是说,能够获得既是结构简单、且具有带有廉价的拉合功能的维持装置的同时、还具有种种优点的集成面板与流体器件的连接结构。
若采用权利要求10的发明,则通过只将经由分割型环而与形成在第一、第二流体给排口部的任意一方的端部上的外凸缘相卡合的筒状螺母拧进另一方的第一、第二流体给排口部的外螺纹的简单操作,就能够使第一、第二流体给排口部的环状凸起和密封圈的环状槽嵌合,从而能够以密封状态将集成面板与流体器件连通连接,并且只通过停止筒状螺母的拧进,就能够作为紧凑、且不占场所的合理的装置而获得可维持其连接状态的方便、且易于操作的具有拉合功能的维持装置。
另外,筒状螺母与第一流体给排口部或第二流体给排口部的端部可自由地进行外嵌安装以及卸装,并且,由于在外嵌安装状态下与外凸缘以及分割型环双方在轴向发生干涉,所以使通过筒状螺母而将第一、第二流体给排口部彼此直接连接变得可能的同时,能够将分割型环以及筒状螺母自由地之后安装于第一或第二流体给排口部。因此,以筒状螺母和分割型环程度的数目少的部件实现经济、且合理的结构的同时,在制造第一或第二流体给排口部时无需采用预先将筒状螺母外嵌合安装于流体给排口部的很难的制造方法,而能够利用筒状螺母简单、方便地进行集成面板与流体器件的连接操作。
若采用权利要求11或12的发明,则密封圈或两个流体给排口部由在抗药品腐蚀性以及耐热性方面具有优异特性的氟树脂形成,因此流体即使是药液或化学液体、或者高温流体,也不会发生因管连接结构部分变形而易泄漏的情况,从而能够维持良好的密封性。此外,氟树脂是一种通过一个以上的氢原子被氟置换的乙烯以及其衍生物的聚合而得到的树脂状物质,在高温稳定,而且具有优异的疏水性。还有,从摩擦系数小、抗药品腐蚀性极高、且电绝缘特性也高的方面考虑,是优选材料。


图1是表示集成面板与阀的同心状的多重连接结构的剖视图(第一实施例)图2是表示用于图1的连接结构的密封圈与给排口部的主要部分的剖视图。
图3是详细表示密封圈与流体器件的嵌合结构的主要部分的放大剖视图。
图4是表示经由凸缘配管的集成面板和泵的同心状的多重流道连接结构的剖视图(第二实施例)。
图5是表示维持装置的第一不同结构的主要部分的剖视图(第三实施例)。
图6是表示具有图4的维持装置的连接结构的连接顺序的说明图。
图7是表示维持装置的第二不同结构的主要部分的剖视图(第四实施例)。
图8是表示具有图6的维持装置的连接结构的连接顺序的说明图。
图9是表示维持装置的第三不同结构的主要部分的剖视图(第五实施例)。
图10的(a)、(b)都是表示流体器件与密封圈的不同嵌合结构的主要部分的剖视图。
图11的(a)、(b)是表示流体器件与第二密封圈的不同嵌合结构的主要部分的剖视图。
图12的(a)、(b)是表示流体器件与第一密封圈的不同嵌合结构的主要部分的剖视图。
图13是表示集成面板与阀的连接结构的剖视图(第六实施例)。
图14是用于图13的连接结构的密封圈和流体给排口部的主要部分的剖视图。
图15是详细表示密封圈与流体器件的嵌合结构的主要部分的放大剖视图。
图16是表示集成面板与波纹管(Bellows)式阀的连接结构的剖视图(第七实施例)。
图17是表示集成面板与过滤器的连接结构的剖视图(第八实施例)。
图18是表示将第一不同结构的维持装置适用于单流道型的连接结构时的主要部分的剖视图(第九实施例)。
图19是表示具有图18的维持装置的连接结构的连接顺序的说明图。
图20是表示维持装置的第四不同结构的主要部分的剖视图(第十实施例)。
图21是表示维持装置的第五不同结构的主要部分的剖视图(第十一实施例)。
附图标记的说明1 集成面板1A 第一流体给排口部1n 外螺纹部2 流体器件2A 第二流体给排口部3、7管状的流通通道4、8环状的流通通道9a 贯通孔9B 外凸缘10 嵌合密封部11、21 环状凸起12、13、22、23 环状压紧凸起12a、13a、22a、23a 锥形周面14、15、24、25 沟槽部16、19 集成面板的流体通道17、18 流体器件的流体通道51 环状槽52、53 周壁端部52a、53a锥形周面66 螺栓
67 螺母部81 筒状螺母81n 内螺纹部82 分割型环83 内凸缘83a 开口部G密封圈I维持装置P轴心S2 密封部W流体路径X与中心线垂直相交的中心线Z沿着轴心方向的中心线具体实施方式
以下,参照

本发明的集成面板与流体器件的连接结构的实施方式。
图1、2是表示第一实施例的集成面板与流体器件的连接结构的整体图和主要部分的剖视图,图3是详细表示第一密封圈与第一流体给排口部的嵌合结构的主要部分的剖视图,图4是表示第二实施例的集成面板与流体器件的连接结构的整体图,图5、6、18、19是第一不同结构的维持装置的局部剖视图和装配说明图,图7、8是第二不同结构的维持装置的局部剖视图和装配说明图,图9是第三不同结构的维持装置的剖视图,图10~图12是表示流体器件与密封圈的各种不同嵌合结构的主要部分的剖视图。图13~15表示第三实施例的集成面板与流体器件的连接结构,图16、17分别表示第四、第五实施例的集成面板与流体器件的连接结构,图20是表示维持装置的第四不同结构的剖视图,图21是表示维持装置的第五不同结构的剖视图。
在图1、图2中表示第一实施例的集成面板与流体器件的连接结构。该集成面板与流体器件的连接结构是共有纵向轴心P的同心状的双重流道型的结构,该纵向轴心P是贯穿集成面板1和阀(开闭阀、停止阀等)2而构成的,其中,上述集成面板1的内部形成有多个管状的流体通道3、4,上述阀2经由内外合计两个的环状的密封圈G、G而装载在上述集成面板的上表面1a上。
如图1、图2所示,集成面板1在用PFA或PTFE等氟树脂制作的面板构件(或者块构件)5的内部中形成有管状的供给侧流体通道3和排出侧流体通道4,其中,上述供给侧流体通道3由在面板上表面1a上开口的上下方向的纵向通道3a和朝向横向的横向通道3b构成,上述排出侧流体通道4由形成在纵向通道3a的外径侧且在面板的上表面1a上开口的环状的纵向环形通道4a和与纵向环形通道4a底部连通的朝向横向的横向通道4b构成。在该集成面板1的给排流体通道3、4中,将呈双重配管状开口的部分称为第一流体给排口部1A,在该第一流体给排口部1A中,管状的纵向通道3a和环状的纵向环形通道4a构成为互相具有同一个轴心P的同心状的通道。而且,第一流体给排口部1A中,在开口于其上端面的各流体通道3、4的各个外径侧部分上分别形成有下第一密封端部t21和下第二密封端部t22,该下第一密封端部t21和下第二密封端部t22具有内外的环状凸起21、41,该内外的环状凸起21、41是以轴心P为中心的环状,且向上方突出。
如图1、图2所示,阀(流体器件的一个例子)2具有阀心座6,该阀心座6用PFA或PTFE等氟树脂制成,从上下方向观察,其形状为圆形,该阀心座6的下端部形成为第二流体给排口部2A,该第二流体给排口部2A具有管状的供给侧流体通道7和环状的排出侧流体通道8,其中,上述供给侧流体通道7以在底面6a上开口的状态在底面6a的中心朝向纵向配置,上述排出侧流体通道8形成在该供给侧流体通道7的外径侧,并以在底面6a上开口的状态朝向纵向配置。即,在该第二流体给排口部2A,管状的供给侧流体通道7和环状的排出侧流体通道8相互具有同一个轴心P。而且,在阀心座6下端的外周部上通过熔接方式而一体形成有安装凸缘9,该安装凸缘9具有一对螺栓插通孔9a,其用PFA或PTFE等氟树脂而制成。另外,阀心座6和安装凸缘9通过切削加工或成形加工而一体形成也可以。还有,第二流体给排口部2A中,在开口于其下端面的各流体通道7、8的各个外径侧部分上分别形成有上第一密封端部t11和上第二密封端部t12,该上第一密封端部t11和上第二密封端部t12具有环状凸起11、31,该环状凸起11、31是以轴心P为中心的环状,且向上方突出。
内外的密封圈G、G,只是直径不相同,而剖面形状相同。关于其结构,以内侧的第一密封圈G1(密封圈G的一个例子)为例进行说明。另外,对省略说明的外侧的第二密封圈G2(密封圈G的一个例子)中与第一密封圈G1对应的部位赋予对应的附图标记(例如,54a→64a)。第一密封圈G1由PFA或PTFE等氟树脂制成,具有管状的流体路径W1(在第二密封圈G2中是环状的流体路径W2)和上下一对环状槽51、51,其中,上述管状的流体路径W1是为了连通纵向通道3a和供给侧流体通道7而形成的,而该纵向通道3a和供给侧流体通道7是第一、第二流体给排口部1A、2A中相互对应的流体通道,上述上下一对环状槽51、51是为了分别与形成于第一以及第二流体给排口部1A、2A端面的上第一密封端部t11的环状凸起11和上第二密封端部t12的环状凸起31相嵌合而形成于流体路径W1的外径侧部分。
也就是说,第一密封圈G1的剖面形状具有上下一对环状槽51、51、和用于形成该环状槽51、51的内周壁54以及外周壁55,并且上下环状槽51、51为深度和宽度相同的上下对称结构,而且内周壁以及外周壁54、55也左右对称,从而形成大致H状的形状,即相对于沿着第一以及第二流体给排口部1A、2A轴心P方向的纵向中心Z、以及与该纵向中心线Z垂直相交的横向中心线X的这两条线而形成线对称(也可以是大致线对称)。内周壁54的上下端部形成为锥形内周面52a、52a,该锥形内周面52a、52a是作为内周面54a的流体路径W1的上下端部向外倾斜成向前端扩大的形状,而且外周壁55的上下端部也形成为其外周面55a的上下端部向内倾斜的锥形外周面53a、53a。
在集成面板1的第一流体给排口部1A的下第一以及下第二密封端部t21、t22中的环状凸起21、41、以及阀2的第二流体给排口部2A的上第一以及上第二密封端部t11、t12中的环状凸起11、31的内径侧以及外径侧形成有环状压紧凸起12、13、22、23、32、33、42、43,这些环状压紧凸起12、13、22、23、32、33、42、43用于阻止内外的周壁端部52、53、62、63因与环状凸起11、21、31、41相嵌合而张开变形,其中该环状凸起11、21、31、41与相对应的环状槽51、61对应,而上述内外的周壁端部52、53、62、63是为了形成各密封圈G1、G2的环状槽51、61而向轴心P方向凸出形成的。
针对第一密封圈G1和第一密封端部t11,说明有关上述环状压紧凸起的结构。内外的环状压紧凸起12、13相对称,并以由这些环状压紧凸起12、13和环状凸起11包围的沟槽部14、15成为往里侧变窄的形状(上面变窄的形状)的方式形成为具有环状凸起侧的侧周面倾斜的锥形外周面12a以及锥形内周面13a的前端变窄的形状的环状凸起。也就是说,上第一密封端部t11是环状凸起11和形成在其内外两侧的环状压紧凸起12、13以及沟槽部14、15的总称。
第一密封圈G1的内外周壁54、55的上端部具有前端变窄的形状的环状密封凸起52、53,该环状密封凸起52、53具有与环状压紧凸起12、13的锥形外周面12a和锥形内周面13a分别抵接的锥形内周面52a和锥形外周面53a,能够自由进入到14、15中,而且在接合状态(参照图1)下作为内外周壁54、55上侧的周壁端部的环状密封凸起52、53进入到相对应的沟槽部14、15中,上第一密封端部t11的锥形外周面12a与第一密封圈G1的锥形内周面52a相互压接,而且上第一密封端部t11的锥形内周面13a与第一密封圈G1的锥形外周面53a相互压接。
也就是说,在第一密封圈G1的上端部形成有由环状槽51和其内外的环状密封凸起52、53构成的上密封部g11,同样在下端部形成有下密封部g12。上密封部g11与上第一密封端部t11相嵌合而形成嵌合密封部10,而下密封部g12与下第二密封端部t21相嵌合而形成嵌合密封部10。同样地,第二密封圈上也形成有上密封部g21和下密封部g22,分别与上第二密封端部t12和下第二密封端部t22相嵌合而形成嵌合密封部10。
针对上第一密封端部t11和第一密封圈G1的上密封部g11,详细说明嵌合密封部10的嵌合结构,如图2、图3所示,内外沟槽部14、15,以及内外的环状密封凸起52、53互相对称,在内外沟槽部14、15全体的夹角α°和内外环状密封凸起52、53全体的顶角β°之间被设定α°<β°的关系,优选地,设定为α°+(5°~15°)=β°这样的关系。通过该结构,在上第一密封端部t11的上环状凸起11与环状槽51相嵌合的连接状态(后述)下,上内环状压紧凸起12和上内环状凸起52变为它们的锥形外周面12a和锥形内周面52a在最内径侧部分抵接的状态(参照图3的假想线),从而具有以下优点作为二次密封部S2发挥阻止通过流体通道W1的流体进入到这些外内的锥形周面12a、52a之间的功能。
而且,在上环状凸起11的宽度d1和上环状槽51的宽度d2之间设定有d1>d2这样的关系,优选地,设定d1×(0.75~0.85)=d2这样的关系。而且在上环状凸起11的突出长度h1和上环状槽51的深度h2之间设定有h1<h2这样的关系。通过这样的结构,上环状凸起11和上环状槽51,具体来讲,上环状凸起11的内外的两侧周面与相对应的上环状槽51的内外的侧周面被强力压接,从而形成发挥阻止流体泄漏的很好的密封功能的一次密封部S1,并使得上内环状压紧凸起12的锥形外周面12a与上内环状密封凸起52的锥形内周面52a一定会抵接,从而具有使得二次密封部S2良好地形成的优点。
还有,环状压紧凸起12、13的前端、以及环状密封凸起52、53的前端形成为被切断的形状而使其不成为尖角(Pin Angle),即形成为倾斜切断面12b、13b以及切断面52b、53b。通过该结构,即使上内环状压紧凸起12的前端向流体通道W1侧稍微张开变形,也因为原先就是被切断的形状,所以只是在流体通道W1中间形成大开口的剖面为三角形形状的凹槽,而该凹槽中存在的液体容易流出,从而不会发生实质性的液体滞留的情况。加之,该凹槽的开口角度,即倾斜切断面12b和锥形内周面52a之间的夹角足够大,从而也避免因表面张力而导致液体滞留的可能。另外,环状凸起11前端的内角以及外角为被进行倒角加工的形状11a,因此使得向宽度窄的环状槽51压入时移动顺畅,而不发生卡住等不良现象。
以上所述的嵌合密封部10的结构,在第一密封圈G1的下侧、以及第二密封圈G2中也以同样的方式构成,对于对应的部位赋予对应的附图标记。第二密封圈G2,直径不同,但剖面形状与第一密封圈G1完全相同。但是,关于第一以及第二流体给排口部1A、2A的上第二密封端部t12和下第二密封端部t22,因为在其外周侧不存在流体通道,所以与上第一密封端部t11和下第二密封端部t21的形状分别稍微不同。
即,关于上第二密封端部t12,以与环状压紧凸起33的锥形内周面33a连续的状态,存在有用于形成阀心座6的下端部的下端内周壁6b。该下端内周部6b作为使第二密封圈G2的上密封部g21与上第二密封端部t12嵌合时的导向件而发挥功能,并且也发挥和锥形内周面33a一起阻止第二密封圈G2的外周壁65张开变形的功能。而且关于下第二密封端部t22,在外侧的环状压紧凸起43的外周侧连续地存在有面板构件5,从而在下密封部g22与下第二密封端部t22嵌合时加强通过锥形内周面43a阻止第二密封圈G2的下密封部g22的外环状密封凸起63张开变形的作用效果。
另一方面,第一以及第二密封圈G1、G2当中,在结合状态下,在内径侧和外径侧双方都存在有流体通道7、8的、作为中间密封圈的第一密封圈G1,作为其外周部的外周面55a形成为变成用于形成环状的流体路径W2的壁面的状态,该流体路径W2将存在于第一密封圈G1外径侧的第一流体给排口部1A的环状的流体通道4a和第二流体给排口部2A的环状的流体通道8连通。这样,若采用第一密封圈G的内外周面54a、55a双方兼作形成流体通道W1、W2的壁面的结构,则成为“第一密封圈G1的厚度”=“环状流体通道3a、7与管状流体通道4a、8之间的间隔”,从而能够使第一以及第二流体给排口部1A、2A的连接部变得更紧凑。另外,如图1中的假想线所示,如果在第二密封圈G2的外周壁65上一体形成横向凸出的环形的解附凸缘1f,则存在如下优点,即,当从第一或第二流体给排口部1A、2A拔出第二密封圈G2时,能够通过工具或手指拽住凸缘1f而容易的去掉。此时,解附凸缘1f的厚度,采用比连接状态中的第一以及第二流体给排口部1A、2A之间的间隙更小的值。
其次,说明维持装置I。如图2、图3所示,维持装置I由以下方式构成集成面板1的第一流体给排口部1A和阀2的第二给排口部2A经由第一以及第二密封圈G1、G2互相拉合,并通过该拉合作用,第一流体给排口部1A的上第一密封端部t11以及上第二密封端部t12分别与第一以及第二密封圈G1、G2的上密封部g11、g21嵌合;第二流体给排口部2A的下第一以及下第二密封端部t21、t22分别与第一以及第二密封圈G1、G2的下密封部g12、g22嵌合,从而维持形成各嵌合密封部10的接合状态。即第二流体给排口部2A的环状凸起11、31分别与第一以及第二密封圈G1、G2的上侧的环状槽51、61嵌合;第一流体给排口部1A的环状凸起21、41分别与第一以及第二密封圈G1、G2的下侧的环状槽51、61嵌合。
维持装置I的详细结构是由一对螺栓66和螺母部67、67构成的,其中,该螺栓66插入贯通于第二流体给排口部2A的安装凸缘9的螺栓插通孔9a中,该螺母部67、67与一对螺栓插通孔9a、9a相对应而形成于第一流体给排口部1A(面板构件5),并通过将螺栓66螺合于螺母部67的紧固操作,能够向集成面板1拉合阀2,并且能够维持该拉合状态。还有,当由于随时间变化或者发生蠕变(Creep)等而降低各嵌合密封部10的接触压力时,能够通过再紧固螺栓66来应对,从而能够维持良好的密封性能。
如图4所示,第二实施例的集成面板与流体器件的连接结构是经由凸缘配管71将集成面板1与作为流体器件的一个例子的泵(高温清洗装置循环线用的波纹管泵等)2连通连接的结构。因为经由内外的第一密封圈G1(密封圈G的一个例子)、第二密封圈G2(密封圈G的一个例子)的连接部自身的结构是与第一实施例中的结构相同的结构,所以只赋予主要的附图标记,并省略详细的说明。
关于集成面板1,除了排出侧的流体通道4的排出方向与第一实施例中的集成面板1的情况相反外,采用基本上相同的结构。但是相对于第一实施例中的集成面板与流体器件的连接结构构成在集成面板的上表面上,该第二实施例中的连接结构构成在集成面板1的横侧面上。泵2的给排用的流体通道7、8在横侧面上开口。集成面板1中,与一对流体通道3、4为双重管结构的情况相对,一对流体通道3、4是纵向排列而配备的独立型的通道。
凸缘配管71由具有所述安装凸缘9的凸缘部72和与其连续的大致为两支形状的管道部73构成,管道部73由具有管状的供给侧流体通道74的供给侧配管73A和具有管状的排出侧流体通道75的排出侧的流体通道73B构成。在凸缘部72中,供给侧流体通道74作为以轴心P为中心的管状通道与集成面板1的纵向通道3a正对而开口,并且以与排出侧流体通道75连续的状态形成有与集成面板1的纵向环形通道4a正对而开口的环状通道部分75a。各流体通道74、75通过熔接等方式以连通状态与泵2的里侧口76以及外侧口77相连接。
这样,通过采用双重配管结构的凸缘部72和具有独立的两个配管部73的凸缘配管71,即使流体通道的开口结构是互相不同的结构,也能够使集成面板1的双重配管结构的第一流体给排口部1A、与由并列配置的一对里侧以及外侧口76、77构成的第二流体给排口部2A,即集成面板1和泵2互相靠近并紧凑地连通连接。
将第三实施例中的集成面板与流体器件的连接结构表示在图5、6中。其只有维持装置I与第一实施例中的装置不同,关于第一不同结构的维持装置I进行说明。另外,在图5、6中,对于与表示在图1~3中的第一实施例的结构相对应的部位赋予对应的附图标记。如图5、6所示,第一不同结构的维持装置I由筒状螺母81、和双分割或者三分割以上的分割型环82构成,其中,上述筒状螺母81具有与外螺纹1n可自由螺合的内螺纹81n,该外螺纹1n在形成于集成面板1的上表面、且在俯视时呈圆形的凸起形状的第一流体给排口部1A的外周部上形成,并且,上述分割型环82在环状的流体通道7的轴心P方向上与形成在阀2的阀心座6下端部的外凸缘9发生干涉。构成为如下这样的具有拉合功能的维持装置I通过使第一流体给排口部1A的外螺纹1n与内螺纹81n螺合而对筒状螺母进行紧固操作,从而能够将两个流体给排口部1A、2A经由第一密封圈G1(密封圈G的一个例子)以及第二密封圈G2(密封圈G的一个例子)而向互相靠近的方向拉合,且能够维持拉合状态。
在筒状螺母81的阀2侧(上侧)所形成的内凸缘83的开口部83a被设定为足够允许外凸缘9通过的最小限度的内径尺寸。分割型环82的外径被设定为稍微小于外螺纹81n内径的尺寸,使得可自由进入筒状螺母81,而且内径被设定为与阀2的圆形的第二流体给排口部2A的外径部可从外部自由嵌合的最小限度的尺寸。此时,为了安装分割型环82,需要将第二流体给排口部2A的除了外凸缘9之外的细直径部分的轴向长度设定为超过筒状螺母81的轴向长度与分割型环82的厚度之和的值。具体来讲,如图6(b)所示,在与阀心座6的安装基部6t抵接的状态下的筒状螺母81和外凸缘9之间的长度d3大于分割型环82的厚度d4(d3>d4)成为条件。
还有,在筒状螺母81的内螺纹81n的内里侧端部和内凸缘83之间形成有内周面部81m,该内周面部81m为与轴心P同心、且平坦的内周面,可使分割型环82沿着轴向自由滑动,且具有大于分割型环82宽度尺寸的轴心P方向的长度。即,位于筒状螺母81的内螺纹81n和内凸缘83之间的内径部81a形成为与供给侧流体通道7同心、且平坦的内周面,而且其内周面部81m内径的尺寸被设定为比剖面为矩形的分割型环82的外径稍大的嵌合公差状态,另一方面,第二流体给排口部2A的外径部形成为与供给侧流体通道7同心、且平坦的外周面,而且其外径部的外径和分割型环82的内径形成为大致相同的直径。由此,能够防止在拧进筒状螺母81时发生分割型环82倾斜而刮入的状态、或者对外凸缘9没有良好地传递拧进筒状螺母81时所产生的向轴心P方向的按压力等不良现象,从而通过有效地按压外凸缘9,能够将第一、第二流体给排口部1A、2A向互相靠近的方向良好地拉合。
通过采用第一不同结构的维持装置I来连接两个流体给排口部1A、2A的操作步骤如下。首先,如图6(a)所示,经过外凸缘9而将筒状螺母81插入安装在阀2的第二流体给排口部2A的外周上并移动到其最内里侧为止(直到抵接于安装基部6t为止)。接着,如图6(b)所示,将分割型环82通过外凸缘9和筒状螺母81的前端之间而使其外嵌于第二流体给排口部2A。此时或者此之前,经由环状凸起11、21、31、41和环状槽51、61之间的临时嵌合,将第一以及第二密封圈G1、G2安装在任意一个流体给排口部1A、2A的端面也可。接着,经由两个密封圈G1、G2而使第一流体给排口部1A与第二流体给排口部2A贴紧,并在该状态下使筒状螺母81滑动之后对其进行紧固操作(参照图6(c)),从而取得如图5所示的连接状态。另外,在图6中,为了方便作图,将上下层叠的集成面板1和阀2以横倒的状态图示。
将第四实施例的集成面板与流体器件的连接结构表示在图7、8中。其采用只有维持装置I与第一实施例中的装置不同的结构,关于该第二不同结构的维持装置I进行说明。另外,在图7、8中,对于与表示在图1~3中的第一实施例的结构相对应的部位赋予对应的附图标记。第二不同结构的维持装置I具有以下结构第一以及第二圆锥台状端部1D、2D,其是使第一以及第二流体给排口部1A、2A以向其端面侧直径变大的方式扩大直径而构成的;分割型按压环85,其由一对对开圆弧构件84、84构成,该对开圆弧构件84、84具有由与第一圆锥台状端部1D的锥形外周面1d抵接的第一锥形内周面84a和与第二圆锥台状端部2D的锥形外周面2d抵接的内周面84b构成的剖面呈现为大致“ㄑ”字状的内周面;将对开圆弧构件84、84拉合的螺栓86以及形成在一侧的对开圆弧构件84上的螺母87。
在横跨连接状态下的第一圆锥台状端部1D和第二圆锥台状端部2D而覆盖一对对开圆弧构件84的状态下,通过将插入到另一侧的对开圆弧构件84的插入孔84h中的螺栓86和螺母87紧固连接,将一端呈铰链状而通过支点Q枢接着的对开圆弧构件84、84拉合,从而利用由于锥面彼此之间的抵接所产生的力使各流体给排口部1A、2A互相拉合。分割形按压环85优选由氟树脂形成,但也可以由铝合金等氟树脂以外的材料构成。
采用第二不同结构的维持装置I将两个流体给排口部1A、2A连通连接的操作步骤如下。首先,如图8(a)所示,首先进行预备连接操作,即,经由第一以及第二密封圈G21、G2将第一、第二给排口部1A、2A轻轻地连接。其次,对该已预备连接的第一以及第二圆锥台状端部1D、2D盖上分割型按压环85,并用螺栓86进行紧固操作。由于该螺栓86的紧固,两个密封圈G1、G2向各流体给排口部1A、2A嵌入较深,从而得到如图8(c)所示的集成面板1与阀2的连接状态。
将第五实施例的集成面板与流体器件的连接结构表示在图9中。其采用只有维持装置I与第一实施例中的装置不同的结构,关于该第三不同结构的维持装置I进行说明。另外,在图9中,对于与表示在图1~3中的第一实施例的结构相对应的部位赋予对应的附图标记。第三不同结构的维持装置I由以下结构构成凸起状的第一流体给排口部1A,其在集成面板1的上表面,以在外周部具有外螺纹的状态形成,并在俯视时呈圆形;凸缘部9,其在第二流体给排口部2A中,以在外周部具有外螺纹9n的状态形成在阀心座6的下端部;第一以及第二环形螺母91、92,其具有自由地螺合安装在上述两个外螺纹1n、9n上的内螺纹91n、92n;剖面形状为大致“コ”字状的卡合环93,其可以嵌入安装在上述环形螺母91、92的外周槽91m、92m中。
两个环形螺母91、92以及卡合环93用PFA或PTFE等氟树脂制作,并具有一定程度的挠性。于是采用第三不同结构的维持装置I来连接两个流体给排口部1A、2A的顺序变为如下情况预先,在各环形螺母91、92上卡入安装卡合环93而形成变为一体化的第一以及第二环形螺母91、92,并经由第一密封圈G1(密封圈的一个例子)以及第二密封圈G2(密封圈的一个例子)将上述一体化的第一、第二环行螺母91、92互相拉合而螺合安装在组装状态下的第一以及第二流体给排口部1A、2A上,由此形成为集成面板与流体器件的连接结构。当然,此时,各外螺纹1n、9n是互相相同的螺母成为条件,并在螺合安装后,通过转动各环形螺母91、92来更加强力地进行紧固,或者以后进行再紧固的操作。
还有,也可以采用如下的组装顺序。即,在将各环形螺母91、92螺合安装在对应的外螺纹1n、9n的状态下进行拉合工序,即,经由第一以及第二密封圈G1、G2将两个流体给排口部1A、2A拉合,并在使第一以及第二密封圈G1、G2压接的密封状态下进行连接。该拉合工序是通过采用与维持装置I不同的专用拉合装置来进行的。其次,对以互相靠近的状态螺合安装在各外螺纹1n、9n上的第一以及第二环形螺母91、92的外周槽91m、92m,通过强制性的扩大直径操作来装入卡合环93,由此形成集成面板与流体器件的连接结构。也就是说,卡合环93通过强制嵌入来卡合安装在两个环形螺母91、92上。
如上所述,该结构的维持装置I,只具有维持第一以及第二流体给排口部1A、2A的经由各密封圈G1、G2的密封连接状态的功能。但是,因为各环形螺母91、92与卡合环93可进行相对旋转,所以这些环形螺母91、92都可以进行单独的旋转移动,从而在由于随时间变化或者发生蠕变等而降低了密封接触压力时,能够通过对任意方或者双方的环形螺母进行强制性的旋转操作来进行再紧固的操作。
将第六实施例的集成面板与流体器件的连接结构表示在图13、图14中。该集成面板与流体器件的连接结构是共有纵向轴心P的单流道型的结构,该纵向轴心P是贯穿集成面板1和阀(开闭阀、停止阀等)2而构成的,其中,上述集成面板1的内部形成有一对圆管状的流体通道16、19,上述阀2经由环状的密封圈G而装载在上述集成面板的上表面1a上。也就是说,作为给排用,一对连接结构作为互相相同的结构而构成。
如图13、图14所示,集成面板1在用PFA或PTFE等氟树脂制作的面板构件(或者块构件)5的内部中形成有一对圆管状的给排流体通道16、19,其中,上述给排流体通道16、19由在面板上表面1a上开口的上下方向的纵向通道16a、19a和朝向横向的横向通道16b、19b构成。将该集成面板1中的给排流体通道16、19开口的部分称为第一流体给排口部1A,在该第一流体给排口部1A中,圆管状的纵向通道16a、19a分别形成为具有轴心P的通道。而且,第一流体给排口部1A中,在开口于其上端面的各流体通道16、19的各外径侧部分上分别形成有下第一密封端部t21和下第二密封端部t22,该下第一密封端部t21具有内外的环状凸起21,该环状凸起21是以轴心P为中心的环状,且向上方突出。
如图13、图14所示,阀(流体器件的一个例子)2具有用PFA或PTFE等氟树脂制作的、从上下方向观察形状为圆形的阀心座6,该阀心座6的下端部形成在第二流体给排口部2A上,该第二流体给排口部2A具有圆管状的供给侧流体通道17和圆管状的排出侧流体通道18,其中,上述供给侧流体通道17以从底面6a向下方凸出的状态向纵向配置,上述排出侧流体通道18以向着上述供给侧流体通道7的横侧方远离而开口的状态向纵向配置。也就是说,在该第二流体给排口部2A中,圆管状的给排流体通道17、18分别形成为具有轴线P的通道。也就是说,在阀心座6下端上,具有一对螺栓插通孔9a的、用PFA或PTFE等氟树脂制作的一对安装凸缘9以向下方凸出的方式形成,由具有流体通道7、8的管部9A和凸缘部(外凸缘)9B形成各安装凸缘9。供给侧的安装凸缘9形成在具有向下方凸出的环状凸起11的上第一密封端部t11上,而排出侧的安装凸缘9形成在具有向上方凸出的环状凸起11的上第二密封端部t12上。
一对密封圈G是互相相同的密封圈,关于其结构,以供给侧的密封圈G为例进行说明。密封圈G由PFA或PTFE等氟树脂制成,具有管状的流体路径W和上下一对环状槽51、51,其中,上述管状的流体路径W是为了连通作为与供给侧的上下的流体给排口部1A、2A相对应的流体通道的纵向通道3a和供给侧流体通道7而形成的,上述上下一对环状槽51、51为了分别与在第一以及第二流体给排口部1A、2A的端面上形成的上第一密封端部t11的环状凸起11和上第二密封端部t12的环状凸起21嵌合而形成于流体路径W的外径侧部分。
也就是说,密封圈的剖面形状具有上下一对环状槽51、51、和用于形成该环状槽51、51的内周壁54以及外周壁55,并且上下环状槽51、51为深度和宽度相同的上下对称结构,而且内周壁以及外周壁54、55也左右对称,从而形成为大致H状的形状,即相对于沿着第一以及第二流体给排口部1A、2A的轴心P方向的纵向中心Z、以及与该纵向中心线Z垂直相交的横向中心线X的这两条线而形成线对称(可以是大致的线对称)。内周壁54的上下端部形成为锥形内周面52a、52a,该锥形内周面52a、52a是作为内周面54a的流体路径W的上下端部向外倾斜而成向前端扩大的形状,外周壁55的上下端部也形成为其外周面55a的上下端部向内倾斜的锥形外周面53a、53a。
在集成面板1的第一流体给排口部1A的下第一密封端部t21中的环状凸起21、以及阀2的第二流体给排口部2A的上第一密封端部t11中的环状凸起11的内径侧以及外径侧形成有环状压紧凸起12、13、22、23,这些环状压紧凸起12、13、22、23用于阻止内外的周壁端部52、53因环状槽51与环状凸起11、21的嵌合而张开变形,其中,上述内外的周壁端部52、53为了形成密封圈G的环状槽51而向轴心P方向凸出形成。
针对密封圈G和第一密封端部t11,说明有关上述环状压紧凸起的结构。内外的环状压紧凸起12、13相对称,以由它们和环状凸起11所包围的沟槽部14、15成为往里侧变窄的形状(上面变窄的形状)的方式形成为环状凸起侧的侧周面倾斜的锥形外周面12a以及锥形内周面13a的前端变窄的形状的环状凸起。也就是说,上第一密封端部t11是环状凸起11和形成在其内外两侧的环状压紧凸起12、13以及沟槽部14、15的总称。
密封圈G的内外周壁54、55的上端部具有前端变窄的形状的环状密封凸起(周壁端部的一个例子)52、53,该环状密封凸起52、53具有分别与环状压紧凸起12、13的锥形外周面12a和锥形内周面13a抵接的锥形内周面52a和锥形外周面53a,能够自由进入到14、15中,而且在接合状态下(参照图13),作为内外周壁54、55的上侧的周壁端部的环状密封凸起52、53进入到对应的沟槽部14、15中,并且上第一密封端部t11的锥形外周面12a与密封圈G的锥形内周面52a压接,而且上第一密封端部t11的锥形内周面13a与密封圈G的锥形外周面53a压接。
也就是说,在密封圈G的上端部由环状槽51和其内外的环状密封凸起52、53构成上密封部g11,同样在下端部形成有下密封部g12。上密封部g11与上第一密封端部t11相嵌合而形成嵌合密封部10,而下密封部g12与下第二密封端部t21相嵌合而形成嵌合密封部10。
针对上第一密封端部t11和密封圈G的上密封部g11,详细说明嵌合密封部10的嵌合结构,如图14、图15所示,内外沟槽部14、15,以及内外的环状密封凸起52、53互相对称,在内外沟槽部14、15全体的夹角α°和内外的环状密封凸起52、53全体的顶角β°之间被设定α°<β°的关系,优选设定为α°+(5°~15°)=β°这样的关系。通过该结构,在上第一密封端部t11的上环状凸起11与环状槽51相嵌合的接合状态(后述)下,上内环状压紧凸起12和上内环状密封凸起52成为这些的锥形外周面12a和锥形内周面52a在最内径侧部分压接的状态(参照图15的假想线),从而具有以下优点作为二次密封部S2发挥阻止通过流体通道W1的流体进入到这些内外的锥形周面12a、52a之间的功能。
而且,在上环状凸起11的宽度d1和上环状槽51的宽度d2之间设定有d1>d2这样的关系,优选设定有d1×(0.6~0.8)=d2这样的关系。而且在上环状凸起11的突出长度h1和上环状槽51的深度h2之间设定有h1<h2这样的关系。通过这样的结构,上环状凸起11和上环状槽51,具体来讲,上环状凸起11的内外的两侧周面与相对应的上环状槽51的内外的侧周面强力地压接,从而形成发挥阻止流体泄漏的很好的密封功能的一次密封部S1,并使得上内环状压紧凸起12的锥形外周面12a与上内环状密封凸起52的锥形内周面52a一定会抵接,从而具有使得二次密封部S2良好地形成的优点。
还有,内侧的环状压紧凸起12的前端、以及环状密封凸起52、53的前端形成为被切断的形状使其不成为尖角,即形成为倾斜切断面12b以及切断面52b、53b。通过该结构,即使上内环状压紧凸起12的前端向流体通道W侧稍微张开变形,也因为原先就是被切断的形状,所以只是在流体通道W的中间形成大开口的剖面为三角形形状的凹槽,而且该凹槽中存在的液体容易流出,从而不会发生实质性的液体滞留的情况。加之,该凹槽的开口角度,即倾斜切断面12b和锥形内周面52a之间的夹角足够大,从而也避免因表面张力而液体滞留的危险。另外,环状凸起11前端的内角以及外角为被进行倒角加工的形状11a,因此使得向宽度较窄环状槽51压入移动顺畅地进行,而不发生卡住等不良现象。
外侧的环状压紧凸起13以与环状压紧凸起13的锥形内周面13a连续的状态存在有用于形成阀心座6的下端部的下端内周部9b,对整体形状而言,与内侧的环状压紧凸起12的形状是不同的。而且,关于下第一密封端部t21,也以与环状压紧凸起23的锥形内周面23a连续的状态存在有用于形成面板构件5的上端部的上端内周部5b,对整体形状而言,与内侧的环状压紧凸起22的形状也是不同的。这些上端以及下端内周面5b,9b作为使密封圈G的上以及下密封部g11、g12与上以及下第一密封端部t11、t21嵌合时的导向件而发挥功能,并且也能够发挥与锥形内周面13a、23a一起阻止密封圈G的外周壁55张开变形的功能。
接着,说明维持装置I。如图14、图15所示,维持装置I由以下方式构成集成面板1的第一流体给排口部1A和阀2的第二给排口部2A经由第一以及第二密封圈G1、G2互相拉合,并通过该拉合作用,第一流体给排口部1A的上第一密封端部t11与密封圈G的上密封部g11嵌合;第二流体给排口部2A的下第一密封端部t21与密封圈G的下密封部g12嵌合,从而维持形成各嵌合密封部10的接合状态。即第二流体给排口部2A的环状凸起11与密封圈G2的上侧的环状槽51嵌合;第一流体给排口部1A的环状凸起21与密封圈G的下侧的环状槽51嵌合。
维持装置I的详细结构是由一对螺栓66和螺母部67、67构成,其中,该螺栓66插入贯通于第二流体给排口部2A的凸缘部9B的螺栓插通孔9a中,该螺母部67、67是与一对螺栓插通孔9a、9a相对应而形成在第一流体给排口部1A(面板构件5)上,并通过将螺栓66螺合安装在螺母部67中的紧固操作,从而构成为能够向集成面板1拉合阀2并维持该拉合状态的具有拉合功能的维持装置I。还有,当由于随时间变化或者发生蠕变等而降低各嵌合密封部10的接触压力时,能够通过再紧固螺栓66来解决问题,从而能够维持良好的密封性能。
在图16中表示第七实施例的集成面板与流体器件的连接结构。这是将作为流体器件的一个例子的过滤器2与集成面板1连通连接的结构,且连接结构自身与图13~图15所示的结构相同。因此,对于相同的部位赋予相同的附图标记,并省略其说明。
过滤器2由主体外壳2K、下部外壳2B、过滤体2C构成,在下部外壳2B上形成有供给侧的流体通道17、排出侧的流体通道18、以及在具有这些流通通道17、18的状态下向横向凸出的一对安装凸缘9、9。这些安装凸缘9、9与集成面板1经由密封圈G连接在一起。
第八实施例的集成面板与流体器件的连接结构,如图17所示,是集成面板1与波纹管式阀2的连接结构。波纹管式阀2具有由上部外壳、中间外壳、以及下部外壳构成的外壳2C,并由在上部外壳和中部外壳之间挟持外周部的波纹管(省略图示)、在中间外壳和下部外壳之间挟持外周部的阀体(省略图示)、收容在下部外壳中的复位弹簧(省略图示)等构成。
在外壳2C上一体安装有向横向凸出形成的一对安装凸缘9、9,而且,波纹管式阀2利用这些安装凸缘9、9,并经由密封圈G而连接在集成面板1的上表面1a上。经由该密封圈G的安装凸缘9与集成面板1的上表面1a的连接结构与图13~图15所示的第六实施例的结构相同,因此省略其详细说明。
在图18、图19中表示第九实施例的集成面板与流体器件的连接结构。这与第六实施例中的结构相比只有维持装置I不同,故只说明该不同结构的维持装置I。此外,在图18、图19中,对于与图13~图15所示的第六实施例的结构对应的部位赋予对应的附图标记。在第九实施例中的维持装置I与第一不同结构的维持装置I(参照图5、6)基本相同,如图18以及图19所示,其由筒状螺母81、和双分割或者三分割以上的分割型环82构成,其中,上述筒状螺母81具有与外螺纹1n可自由螺合的内螺纹81n,该外螺纹1n形成于第一流体给排口部1A的外周部,而该第一流体给排口部1A形成于集成面板1的上表面,且在俯视时呈圆形的凸起形状,并且,上述分割型环82在环状的流体通道7的轴心P方向上与形成在阀2的阀心座6下端部的外凸缘9发生干涉。通过使第一流体给排口部1A的外螺纹1n与内螺纹81n螺合而对筒状螺母进行紧固操作,从而构成能够将两个流体给排口部1A、2A经由密封圈G向互相靠近的方向拉合、且能够维持拉合状态的具有拉合功能的维持装置I。
在筒状螺母81的阀2侧(上侧)所形成的内凸缘83的开口部83a被设定为足够允许外凸缘9通过的最小限度的内径尺寸。分割型环82的外径被设定为稍微小于外螺纹81n内径的尺寸以便可自由进入到筒状螺母81中,而且内径被设定为与阀2的圆形的第二流体给排口部2A的外径部可从外部自由嵌合的最小限度的尺寸。此时,为了安装分割型环82,需要将第二流体给排口部2A中的除了外凸缘9之外的细直径部分的轴向长度设定为超过筒状螺母81的轴向长度与分割型环82的厚度之和的值。具体来讲,如图19(b)所示,在与阀心座6的安装基部6t抵接的状态下的筒状螺母81和外凸缘9之间的长度d3大于分割型环82的厚度d4(d3>d4)成为条件。
还有,在筒状螺母81的内螺纹81n的内里侧端部和内凸缘83之间形成有内周面部81m,该内周面部81m为与轴心P同心、且平坦的内周面,可使分割型环82沿着轴向自由滑动,且具有大于分割型环82宽度尺寸的轴心P方向的长度。即,位于筒状螺母81的内螺纹81n和内凸缘83之间的内径部81a形成为与供给侧流体通道7同心、且平坦的内周面,而且其内周面部81m内径的尺寸被设定为稍微大于分割型环82的外径的嵌合公差状态,而且上述分割型环82的剖面为矩形,另一方面,第二流体给排口部2A的外径部形成为与供给侧流体通道7同心、且平坦的外周面,而且其外径部的外径和分割型环82的内径形成为大致相同的直径。由此,能够防止在拧入筒状螺母81时分割型环82发生倾斜而刮入的状态、或者对外凸缘9没有良好地传递拧进筒状螺母81时所产生的向轴心P方向的按压力等不良现象,从而通过有效地按压外凸缘9,能够将第一、第二流体给排口部1A、2A向互相靠近的方向良好地拉合。
对于单流道型的连接结构适用第一不同结构的维持装置I而连接两个流体给排口部1A、2A的操作的步骤如下。首先,如图19(a)所示,经由外凸缘9而将筒状螺母81嵌合安装在阀2的第二流体给排口部2A的外周上并移动到其最内里侧为止(直到抵接于安装基部6t为止)。接着,如图19(b)所示,使分割型环82通过外凸缘9和筒状螺母81的前端之间而使其外嵌于第二流体给排口部2A。此时或者此之前,经由环状凸起11、21、31、41和环状槽51、61之间的临时嵌合,将密封圈G安装在任意一个流体给排口部1A、2A的端面也可。接着,经由密封圈G而将第一流体给排口部1A与第二流体给排口部2A贴紧,并在该状态下使筒状螺母81滑动之后对其进行紧固操作(参照图19(c)),从而取得如图18所示的连接状态。另外,在图7中,为了方便作图,将上下层叠的集成面板1和阀2以横倒的状态图示。
在图20中表示第十实施例的集成面板与流体器件的连接结构。这与第一实施例中的结构相比只有维持装置I不同,故只说明该第四不同结构的维持装置I。如图20所示,第四不同结构的维持装置I由如下构件构成在俯视时呈圆形的凸起形状的第一流体给排口部1A,其以外周部具有外螺纹1n的状态形成在集成面板1的上表面上;凸缘部9、其在第二流体给排口部2A的外周部具有外螺纹9n的状态下形成于阀心座6的下端部;筒状螺母101,其具有可自由螺合于这些外螺纹1n、9n的内螺纹101n。
筒状螺母101在前端侧的内螺纹101n和基端侧的内凸缘102之间形成有与外螺纹1n、9n相比更大直径的钻孔加工内周部101a,而且,内凸缘102形成为在轴心P方向上与凸缘部9发生干涉的内径尺寸。在图20所示的装配状态下,流体器件2的外螺纹9n收容在钻孔加工内周部101a中,所以处于只有集成面板1的外螺纹1n与内螺纹101n相螺合的状态,由此维持第一以及第二流体给排口部1A、2A彼此互相拉合的状态。
在进行装配时,首先,使筒状螺母101的内螺纹101n与流体器件2的凸缘部9的外螺纹9n螺合并拧入,从而通过外螺纹9n而使其处于可旋转自如地收容在钻孔加工内周部101a中的状态,并在该状态下,经由密封圈G将内螺纹101n螺合于集成面板1的外螺纹1n而进行紧固。此时,由于筒状螺母101相对凸缘部9的外螺纹9n空转,所以通过紧固动作只有集成面板1被拧进,其结果,集成面板1与流体器件2被拉合而维持流体通道16、17在由密封圈G密封的状态下被连通连接的拉合状态,从而构成具有拉合功能的维持装置I。
在图21中表示第十一实施例的集成面板与流体器件的连接结构。这与第一实施例中的结构相比只有维持装置I不同,故只说明该第五不同结构的维持装置I。第五不同结构的维持装置I是折衷图6所示的第一不同结构的维持装置I与图20所示的第四不同结构的维持装置I的方案的结构,如图21所示,由如下构件构成在俯视时呈圆形的凸起形状的第一流体给排口部1A,其以外周部具有外螺纹1n的状态形成在集成面板1的上表面上;凸缘部9,其在第二流体给排口部2A的外周部具有外螺纹9n的状态下形成于阀心座6的下端部;筒状螺母111,其具有可自由螺合于这些外螺纹1n、9n的内螺纹111n;以及分割型环112。
筒状螺母111在前端侧的内螺纹111n和基端侧的内凸缘113之间形成有与外螺纹1n、9n相比更大直径的钻孔加工内周部111a,而且,内凸缘113具有在轴心P方向上与凸缘部9不发生干涉程度的内径部113a。分割型环112是圆状环被分断为3个以上(例如,由3个微小于120度的扇形构件构成)的环,因此,能够从外部经过内凸缘113和内螺纹111n而自由地进入到钻孔加工内周部111a中,并且能够在钻孔加工内周部111a中自由组合成环状形状。另外,将分割型环112以单一的C字状体构成也可,该C字状体像开口环(Snap Ring)那样,具有能够通过向径向弯曲一定程度而进入到钻孔加工内周部111a内的挠性。
利用该第五不同结构的维持装置I的装配如下。即,按照上述的要领,事先使分割型环112处于进入到钻孔加工内周部111a的状态,而且,以后的工序与适用在上述单流道型连接结构中的第一不同结构的维持装置I(参照图19)的情况相同。因此,省略有关装配步骤的更多说明。

(1)下面描述流体器件与密封圈的种种嵌合结构例。如图10(a)所示,在作为流体器件的阀2与第一密封圈G1的嵌合结构中,环状凸起11采用在其内/外侧周面形成有一个或多个压接用周凸起11t也可。在接合状态下,周凸起11t与第一密封圈G1的环状槽51强力抵接,从而形成一次密封部S1。在该结构中,环状凸起11与环状槽51在多个部位处于线接触状态,因此具有将环状凸起11插入到环状槽51时的摩擦阻力与面接触的情况相比得以减轻的优点。此外,也可以将该结构适用于集成面板1与第一密封圈G1的嵌合结构中。
(2)如图10(b)的左侧部分所示,在作为流体器件的阀2与第一密封圈G1的嵌合结构中,也可以采用如下的结构锥形周面12a、52a彼此在第二流体给排口部2A的环状压紧凸起12的锥形外周面12a上形成一个或多个周凸起12t,而且该周凸起12t与第一密封圈G1的周壁端部52的锥形内周面52a压接而构成二次密封部S2。另外,如图10(b)的右侧部分所示,与上述内容相反,也可以采用如下的结构在第一密封圈G1的锥形内周面53a上形成有一个或多个周凸起53t,而且该周凸起53t与环状压紧凸起13的锥形内周面13a压接而构成二次密封部S2。此外,可以将该结构适用于集成面板1与第一密封圈G1的嵌合结构中,并且,也可以采用具有图10(a)和(b)双方的结构。
(3)如图11(a)所示,在作为流体器件的阀2与第二密封圈G2的嵌合结构中,也可以采用如下的结构使第二密封圈G2的外侧的周壁端部63向外周壁65的横侧方向凸出而形成环状侧方凸起,而且将外径侧的沟槽35形成为圆柱状,从而使环状侧方凸起63和第二流体给排口部2A的环状压紧凸起33的下端内周部6b压接。在该结构中,由于在第二密封圈G2的外周壁端部63和环状凸起31之间作用着很强的接触力的同时,除了外周壁端部63以外的外周壁65与下端内周部6b不接触,因此将外周壁端部63插入到沟槽35时的摩擦阻力变小,其结果,使得用于将环状凸起31插入到环状槽61中的负荷减轻,从而具有易于装配的优点。此外,内周壁端部62和内周壁侧的环状压紧凸起32的嵌合结构,与图1~3所示的第一实施例相同。
(4)如图11(b)所示,在作为流体器件的阀2与第二密封圈G2的嵌合结构中,也可以采用如下的结构第二密封圈G2采用在其内外周壁部64、65的上端分别形成有锥形周面62a、63a的左右对称结构(与第一实施例的第二密封圈G2相同),而且,形成圆柱状的沟槽35的环状压紧凸起33的下端内周部6b和外周壁65的外周面65a进行面接触。此时,由于上述面接触,所以将环状凸起31插入到环状槽61中时的操作力变得比较大,但在环状凸起31和第二密封圈G2的外周部端部63之间作用着充分大的接触力(与图11(a)的结构的情况几乎相同)。此外,也可以将图11(a)、(b)所示的结构适用于集成面板1与第二密封圈G2的嵌合结构中。
(5)如图12(a)所示,在作为流体器件的阀2与第一密封圈G1的嵌合结构中,第一密封圈G1的上密封部g11的内外周壁端部52、53采用由向轴心P方向凸出的小环状凸起52b、53b、以及在它们的基部连到内外的锥形顶面52c、53c构成的结构,并且,第二流体给排口部2A的上第一密封端部t11的环状压紧凸起12、13采用由嵌合于小环状凸起52b、53b的环状凹槽12b、13b、以及抵接于锥形顶面52c、53c的锥形底面12c、13c构成的结构也可。
在锥形顶面52c、53c和锥形底面12c、13c抵接的状态下,小环状凸起52b、53b和环状凹槽12b、13b之间被设定为向轴心P方向存在间隙。在该结构中,利用小环状凸起52b、53b和环状凹槽12b、13b之间的嵌合,能够阻止内外的周壁端部52、53发生张开变形,因此能够形成利用环状凸起11和环状槽51之间的强力接触的有效的一次密封部S1、以及利用锥形顶面52c、53c和锥形底面12c、13c之间的抵接的有效的二次密封部S2,从而能够实现没有液体的滞留、且可以良好地进行密封的连接结构。
(6)如图12(b)所示,阀2的第二流体给排口部2A的环状凸起11的两侧形成为环状平坦肩部12、13,第一密封圈G1的环状槽51的两侧内外周壁端部52、53具有平坦端面,并且,这些内外的环状平坦肩部12、13和内外的周壁端部52、53基本上面与面相接触,并在内外的周壁端部52、53的内外端形成作为环状凸起的凸出部(Lip)12r、13r也可。此时,在内侧凸出部12r和内周壁端部52之间、以及在外侧凸出部13r和外周壁端部53之间分别形成二次密封部S2。
(7)在图1~图3所示的集成面板与流体器件的连接结构中的外径侧的第二密封圈G2、以及在图13~图15所示的集成面板与流体器件的连接结构中的密封圈G,虽然省略了其图示,但是采用外周壁65、55的上下端短于内周壁64、54、且只是以水平形状切断的结构也可。在多重流道型的集成面板与流体器件的连接结构中的最外径侧的第二密封圈G2的外周部65、以及在单流道型的集成面板与流体器件的连接结构中的密封圈G的外周壁55不具有密封功能也可。在各实施例中的第一密封圈G1、第二密封圈G2、密封圈G采用上下以及左右对称的形状,但并不仅限定于图示的形状,例如,也可以采用内外的周壁的长度或厚度不同的结构、或上下非对称的结构(参照图11(a))。另外,还能够实现在外侧的环状流体通道8的更外侧具有一个或多个环状的流体通道的三重以上的多流道型(多重流道型)集成面板与流体器件的连接结构,这时,除了位于最外侧的密封圈以外的密封圈采用其内外周面双方兼有流体路径的结构。
此外,将本发明中的“流体器件”定义为阀、泵、储液器、流体储存容器、热交换器、调压阀(Regulator)、压力表、流量表、加热器、凸缘配管等、除了集成面板以外的流体相关器件的总称。进而,具有拉合功能的维持装置也可以采用松紧螺纹(Turnbuckle)式(例如,在图9所示的结构中,将外螺纹1n、9n中的任一个做成反向螺纹,并横跨这两个外螺纹1n、9n而螺合安装松紧螺纹螺母的结构)的装置。
权利要求
1.一种集成面板与流体器件的连接结构,集成面板具有第一流体给排口部,该第一流体给排口部是管状的流体通道或环状的流体通道与一个以上的环状的流体通道以同心状形成并开口,流体器件具有第二流体给排口部,该第二流体给排口部是管状的流体通道或环状的流体通道与一个以上的环状的流体通道以同心状形成并开口,在使各自的多个流体通道相对应、并且各流体通道被位于上述第一流体给排口部和上述第二流体给排口部之间的多个环状的密封圈密封的状态下,将上述第一流体给排口部与上述第二流体给排口部连通连接,其特征在于,上述第一流体给排口部以及上述第二流体给排口部在开口于各端面的上述各流体通道的外径侧部分上形成有环状凸起,上述各密封圈由具备挠性的材料构成,并具有流体路径和一对环状槽,其中,上述流体路径是为了将上述第一、第二流体给排口部的相对应的上述流体通道之间连通而形成的,上述一对环状槽是为了与形成在上述第一以及第二流体给排口部的端面上的上述环状凸起分别嵌合,而形成在上述流体路径的外径侧部分上,设置有维持接合状态的维持装置,通过上述第一流体给排口部和第二流体给排口部经由上述多个密封圈而被相互拉合,使上述第一流体给排口部的上述环状凸起与上述各密封圈的一端的环状槽相嵌合,并且使上述第二流体给排口部的上述环状凸起与上述各密封圈的另一端的上述环状槽相嵌合,从而形成嵌合密封部,由此构成上述接合状态,并且,上述多个密封圈中的中间密封圈的外周面,形成为构成用于形成环状流体路径的壁面的状态,其中,上述中间密封圈在上述接合状态下,在其内径侧以及外径侧都存在有上述流体通道,而上述环状流体路径将存在于上述中间密封圈外径侧的上述第一流体给排口部的上述环状的流体通道与上述第二流体给排口部的上述环状的流体通道连通。
2.一种集成面板与流体器件的连接结构,集成面板具有第一流体给排口部,管状的流体通道在该第一流体给排口部开口,流体器件具有第二流体给排口部,管状的流体通道在该第二流体给排口部开口,在上述流体通道被位于这些第一流体给排口部和第二流体给排口部之间的环状密封圈密封的状态下将上述第一流体给排口部与上述第二流体给排口部连通连接,其特征在于,上述第一流体给排口部以及上述第二流体给排口部在开口于各端面的上述各流体通道的外径侧部分上形成有环状凸起,上述密封圈由具备挠性的材料构成,并且具有流体路径和一对环状槽,其中,上述流体路径是为了将上述第一、第二流体给排口部的相对应的上述流体通道之间连通而形成的,上述一对环状槽是为了与形成在上述第一以及第二流体给排口部的端面上的上述环状凸起分别嵌合,而形成在上述流体路径的外径侧部分上,设置有维持接合状态的维持装置,通过上述第一流体给排口部和第二流体给排口部经由上述密封圈而被相互拉合,使上述第一流体给排口部的上述环状凸起与上述密封圈的一端的环状槽相嵌合,并且使上述第二流体给排口部的上述环状凸起与上述密封圈的另一端的上述环状槽相嵌合,从而形成嵌合密封部,由此构成上述接合状态。
3.如权利要求2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,在上述集成面板上形成有多个上述第一流体给排口部,并且在上述流体器件上形成有与第一流体给排口部的存在数目对应的多个上述第二流体给排口部,而且,这些多个第一以及第二流体给排口部在同一平面上分别经由上述密封圈而相互自由连通连接。
4.如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,在上述第一以及第二流体给排口部的端面的上述环状凸起的内径侧以及外径侧形成有环状压紧凸起,该环状压紧凸起抑制或阻止内外的周壁端部因上述环状槽与上述环状凸起的嵌合而发生张开变形的情况,其中,该内外的周壁端部是为了形成上述密封圈的上述环状槽而在轴心方向上凸出形成的。
5.如权利要求4所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述周壁端部和上述环状压紧凸起在上述接合状态下被压接而形成密封部。
6.如权利要求5所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述环状压紧凸起形成为前端变窄形状的环状凸起,并具有上述环状凸起侧的侧周面倾斜而构成的锥形周面,使得由上述环状压紧凸起与上述环状凸起所包围住的沟槽部成为往里侧变窄的形状,并且,上述周壁端部具有与上述环状压紧凸起的锥形周面相抵接的锥形周面,而形成为能够自由进入到上述沟槽部中的前端变窄形状的环状凸起,在上述接合状态下,上述周壁端部进入到上述沟槽部中而使上述两个锥形周面彼此压接。
7.如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述密封圈的剖面形状呈H型形状,该H型形状相对于沿着上述第一以及第二流体给排口部的轴心方向的中心线、以及与该中心线垂直相交的中心线的这两条线而形成线对称。
8.如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述维持装置发挥将上述第一流体给排口部与第二流体给排口部拉合而得到上述接合状态的拉合功能。
9.如权利要求8所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述维持装置具有外凸缘,其形成在上述第一流体给排口部和第二流体给排口部中的至少任意一方的端部上;贯通孔,其形成在该外凸缘上;螺栓,其通过该贯通孔而螺合于螺母部,该螺母部设置于上述第一流体给排口部和第二流体给排口部中的任意另一方上,将上述螺栓螺合于上述螺母部并拧紧,从而将上述第一流体给排口部与第二流体给排口部经由上述密封圈而相互拉合。
10.如权利要求8所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述维持装置具有筒状螺母,其具有内螺纹部,该内螺纹部与形成于上述第一流体给排口部和第二流体给排口部中的任意一方的外周部上的外螺纹部能够自由螺合;分割型环,其以与形成于上述第一流体给排口部和第二流体给排口部中的任意另一方的端部上的外凸缘在上述第一、第二流体给排口部的轴心方向上发生干涉的方式外嵌于上述第一流体给排口部和第二流体给排口部中的任意另一方的端部上,在上述筒状螺母的一个端部上形成有内凸缘,该内凸缘具有开口部,该开口部允许使上述外凸缘通过,且与上述分割型环在上述轴心方向上发生干涉,通过上述筒状螺母对上述外螺纹部的拧紧操作,使上述第一流体给排口部与第二流体给排口部经由上述密封圈而相互拉合。
11.如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述密封圈由氟树脂形成。
12.如权利要求1或2所述的集成面板与流体器件的连接结构,其特征在于,上述第一以及第二流体给排口部由氟树脂形成。
全文摘要
提供一种基本上不进行再紧固也能维持良好的密封性、且能改善其装配操作性的集成面板与流体器件的连接结构。为此在利用密封圈G以将圆管状流体通道16、19密封的状态将集成面板1与阀2连通连接时,在第一及第二流体给排口部1A、2A上形成环状凸起11、21,密封圈G具有一对环状槽51、51并由氟树脂制成,上述一对环状槽51、51是为了与环状凸起11、21分别嵌合而形成在流体路径W的外径侧部分上的环状槽,设置有维持接合状态的维持装置I,通过将集成面板1与阀2拉合,从而使第一及第二流体给排口部1A、2A的环状凸起11、21与密封圈51分别嵌合,从而形成配合密封部10,由此构成上述接合状态。
文档编号F16J15/10GK101027517SQ20058003198
公开日2007年8月29日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年9月22日
发明者桂将义 申请人:日本皮拉工业株式会社
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