JP2003269673A - チューブ継手 - Google Patents
チューブ継手Info
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Abstract
ルでの使用、高温高圧での使用を可能とするシール性や
引抜抵抗を有するチューブ継手を提供する。 【解決手段】 雄ネジ部2から縮径状態で延出した突出
部3の外周面に環状溝4を設けた継手本体5と、この継
手本体5の突出部3に嵌めたチューブ6の拡径部6a上
に挿着するはめ輪7と、このはめ輪7を挿着した状態の
継手本体5にねじ込み自在であり、はめ輪7を環状溝4
内に変形させる傾斜部8と突出部3の先端部9にチュー
ブ6を密着させる突部10のある押圧部11とを雌ねじ
部12に続く内周面に順次設けたナット13とからな
り、継手本体5にナット13をねじ込み締め付けること
で、チューブ6の引抜抵抗を増すと共に先端部9にチュ
ーブ6を密着させて、過酷な使用条件でもシール性や引
抜抵抗を保持できる。
Description
部にチューブの拡径部を嵌め、その状態で継手本体にナ
ットをねじ込み締め付けることで、チューブの引抜抵抗
を増すと共に突出部にチューブを密着させるチューブ継
手に関する。
うに、継手本体bの雄ネジ部cから縮径状態で延出した
突出部dにチューブeの拡径部fを嵌め、この状態で雄
ネジ部cと雌ねじ部gとの協働により継手本体bにナッ
トhを締め込んで、ナットhの押圧部iのエッジjによ
り、チューブeを継手本体bの突出部dにおける先端の
テーパ部kに押しつけて、チューブeの引抜抵抗を増す
と共にテーパ部kにチューブeを密着させるものであ
る。このチューブ継手aの材質がフッ素樹脂である場
合、金属と比較して強度が低いからナットhの締め込み
により、継手本体bに応力がかかり変形する。従って、
長期の使用や振動により継手本体bの変形の度合が一層
大きくなり遂には液漏れを起こすことから、適切なナッ
トhの増し締めを必要とした。更に、高温での使用、特
にヒートサイクルでの使用は液漏れを起こす頻度が上昇
するため、増し締めを頻繁に行い対処する必要がある。
この頻繁の増し締めにより、継手本体bの変形はますま
す顕著となり、遂にはチューブ継手aの寿命を縮めるこ
とになる。加えて、チューブ継手aの高温での使用の場
合、チューブeの継手本体bやナットhに対する引っか
かりが少なく引抜抵抗が低いため、チューブ継手aから
チューブeが抜ける可能性があり、安全性の観点から低
圧力の流体での使用に限定されるという問題があった。
びそれを防止するためのナットhの増し締め対策を施し
たものとして、実開平3−6188号公報がある。この
公報例のチューブ継手a1は、図7に示すように、外周
面に環状溝l及び端部をテーパ部kとしたチューブ取付
部mを備えた継手本体b1と、チューブ取付部mに嵌め
たチューブeの周面部を没入させるように嵌合した割り
溝付きで断面がほぼ台形のリングnと、この台形のリン
グnをチューブeを介して環状溝l内に没入させる傾斜
内壁o及びテーパ部kにチューブeを圧接させる傾斜内
面pを有するナットh1と、を具備している。そして、
台形のリングnによりチューブeの周面部を環状溝l内
に没入させ、更にナットh1の傾斜内面pにより、チュ
ーブeを継手本体b1のテーパ部kに圧接させること
で、液漏れや頻繁なナットh1の増し締めを無くし、更
にチューブ継手a1からチューブeが抜けないようにし
ている。
報例のチューブ継手a1では、台形のリングnに突起が
無くナットh1の傾斜内壁oでチューブeの周面部を環
状溝l内に没入させようとするため、チューブeが十分
変形せず、環状溝l内に没入させ難い。また、ナットh
1の傾斜内面pにより、チューブeを継手本体b1のテ
ーパ部kに圧接させるため、押圧力が不十分である。こ
れらの結果、公報例のチューブ継手a1は、引抜抵抗が
不十分であり、且つシール性も不十分となって、長期の
使用や振動がある場合はチューブ継手a1部分から液漏
れを起こす虞があり、特に振動がある場合は適切なナッ
トh1の増し締めを行う必要性は依然としてある。ま
た、高温での使用やヒートサイクルでのチューブ継手a
1の使用は、液漏れを起こす虞が上昇し、ナットh1の
増し締めを十分行う必要があり、更に、高温高圧の流体
でのチューブ継手としては、安全性の面で少し使い難い
という問題があった。
振動が生じる状況下での使用、高温やヒートサイクルで
の使用、高温高圧での使用等過酷な条件での使用を可能
とする、シール性や引抜抵抗に優れるチューブ継手を提
供することにある。
発明者らは、鋭意検討を行った結果、継手本体の雄ネジ
部から縮径状態で延出した突出部の外周面に環状溝を設
け、この突出部に嵌めたチューブの拡径部上にはめ輪を
挿着し、その状態の継手本体にナットをねじ込み締め付
け、ナットに設けた傾斜部によりはめ輪を環状溝内に変
形させてチューブの引抜抵抗を増し、ナットに設けた押
圧部の突部によりチューブを突出部の先端部に密着させ
れば、上記引抜抵抗の増加と相俟ってチューブのシール
性が大きく増すことを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
ーブ継手は、雄ネジ部から縮径状態で延出した突出部の
外周面に環状溝を設けた継手本体と、該継手本体の突出
部に嵌めたチューブの拡径部上に挿着するはめ輪と、該
はめ輪を挿着した状態の継手本体にねじ込み自在であ
り、前記はめ輪を前記環状溝内に変形させる傾斜部と前
記突出部の先端部にチューブを密着させる突部のある押
圧部とを、雌ねじ部に続く内周面に順次設けたナットと
からなり、該ナットを前記継手本体にねじ込むことで、
チューブの引抜抵抗を増すと共に前記突出部にチューブ
を密着させることを特徴とする。
周面に、その先端側からチューブとの引抜抵抗を増す突
起及び前記はめ輪の変形性を高めるリング状溝を、順次
設けたことを特徴とする。
はめ輪の軸方向に割り溝を設けて、前記はめ輪の縮径性
を高めることを特徴とする。
突出部における先端と前記環状溝との間にテーパ部を形
成し、該テーパ部とチューブとの密着性を高めることを
特徴とする。
圧部上にリング状のグリッパーを装着し、該グリッパー
はチューブを前記突出部の先端部に密着させるグリッパ
ー突部を有し、且つチューブより硬度が高く、前記ナッ
トより弾性係数の大きい材質から構成していることを特
徴とする。
るチューブ継手を図1〜図4に基づいて詳述する。図1
は本発明の実施の形態におけるチューブ継手を示す断面
図、図2は本発明の実施の形態のチューブ継手によるチ
ューブの接続状態を示す断面図である。両図において、
チューブ継手1は、雄ネジ部2から縮径状態で延出した
突出部3の外周面に環状溝4を設けた継手本体5と、こ
の継手本体5の突出部3に嵌めたチューブ6の拡径部6
a上に挿着するはめ輪7と、このはめ輪7を挿着した状
態の継手本体5にねじ込み自在であり、はめ輪7を環状
溝4内に変形させる傾斜部8と突出部3の先端部9にチ
ューブ6を密着させる突部10のある押圧部11とを雌
ねじ部12に続く内周面に順次設けたナット13とから
なり、該ナット13を継手本体5にねじ込み締め付ける
ことで、チューブ6の引抜抵抗を増すと共に突出部3に
チューブ6を密着させるものである。押圧部11は、径
方向に還状の面を有するもので、ナット13の内側の底
面に相当する。なお、チューブ継手1は、チューブ6を
つなぐもの全てを含み、具体的にはエルボ、チーズ、レ
ジューサ、コネクタ、ユニオン等の種類の継手である。
から延出した突出部3があり、その反対側に大径部20
がある。この大径部20は、上述の種類の継手によりそ
の形状が異なる。いずれにしても、継手本体5の軸方向
中心にチューブ6の内径とほぼ同径の貫通孔21がある
が、行き止まりであってもよい。また、雄ネジ部2と突
出部3との径違いにより生じた境界壁面にはチューブ6
の拡径部6aを差し込めるリング穴22がある。また、
継手本体5の突出部3における先端と前記環状溝4との
間、すなわち、前記先端部9にテーパ部23、場合によ
りこれに続く円周部24を形成して、テーパ部23及び
円周部24とチューブ6との密着性を高めている。
して説明する。図3ははめ輪7の一部を切り欠いた縦断
面図であり、図4ははめ輪7の端から見た図である。両
図に示すように、はめ輪7はリング状をなし、その内周
面に先端側からチューブ6との引抜抵抗を増す突起30
及びはめ輪7の変形性を高めるリング状溝31を順次設
け、その軸方向に割り溝32を有する。突起30は、チ
ューブ6との引抜抵抗を増すためのものであり、その突
起角度xは60度≦x≦120度の範囲、好ましくは9
0度程度である。該突起角度が、鋭角過ぎると突起30
の強度が弱くなり、突起30が変形しチューブ6への食
い込みが低減する虞があり、鈍角過ぎるとチューブ6へ
の食い込みが低減して引抜抵抗を増すことができない。
また、リング状溝31は、その軸方向の断面形状が円弧
状であるから、その部分の厚みが薄くなり応力を集中し
易く、ナット13の傾斜部8によりはめ輪7を継手本体
5の環状溝4内に座屈変形、すなわち、はめ輪7自体を
縮径させ、それに伴いチューブ6も環状溝4内に押し込
むことができる。更に、割り溝32は、リング状溝31
と同様に、はめ輪7自体の縮径を容易にするものであ
る。
り継手本体5と螺合可能となり、その螺合状態でナット
13の前記傾斜部8と継手本体5の雄ネジ部2との間が
前記はめ輪7の収納部となり、更に、ナット13の軸方
向中心にチューブ6の外径とほぼ同径の貫通孔33があ
る。そして、このナット13の押圧部11に設けた突部
10は、チューブ6との引抜抵抗を増すためのものであ
り、その突部角度yは、概ね60度≦y≦90度の範囲
である。該突部角度yが鋭角過ぎると突部10の強度が
弱くなり、突部10が変形しチューブ6への食い込みが
低減する虞があり、鈍角過ぎるとチューブ6への食い込
みが低減され引抜抵抗を増すことができない。
部10の代わりに、押圧部11上にリング状のグリッパ
ー34を装着してもよい。このグリッパー34は、図5
に示すように、チューブ6を突出部3の先端部9に密着
させる突部35を有し、且つチューブ6より硬度が高く
ナット13より弾性係数の大きい材質から構成したもの
である。このグリッパー34の働きは、押圧部11と同
様にチューブ6との引抜抵抗を増すためのものであり、
グリッパー突部35はその突部角度zが概ね60度≦z
≦90度の範囲である。該突部角度zが、鋭角過ぎると
チューブ6に食い込み過ぎて破損させる虞があり、ま
た、グリッパー突部35の強度が弱くなり突部が変形し
チューブ6への食い込みが低減する。一方、鈍角過ぎる
とチューブ6への食い込みが低減して引抜抵抗を増すこ
とができない。また、グリッパー34自体がナット13
の端部36における内径を拡げようとする方向の力(グ
リッパー34の径方向に作用する力)に抵抗し、しか
も、グリッパー34はナット13より弾性係数の大きい
材質であるから、特に引抜抵抗を増すことができる。
3、はめ輪7、チューブ6の材質は、プラスチックであ
れば、特に限定がないが、耐薬品性、耐熱性を必要とす
る用途である場合は、いずれもふっ素樹脂系のものが好
適である。具体的には、テトラフルオロエチレン・パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフル
オロエチレン・ヘキサフロオロプロピレン共重合体(F
EP)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体
(ETFE)等が挙げられる。また、グリッパーの材質
としては、チューブ6の材質より硬度が高くナット13
より弾性係数の大きい材質であれば、特に制限されない
が、チューブ6等の材質がふっ素樹脂系のものが採用さ
れている場合は、ポリエーテルエーテルケトン(PEE
K)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレ
ンスルファイド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリ
アリレート(PAR)、液晶ポリマー(LCP)等の硬
く且つ強度のあるスーパーエンジニアリングプラスチッ
クが好適である。
使用方法について説明する。まず、使用目的に沿うチュ
ーブ6並びにこれに沿うチューブ継手1を選択する。選
択したチューブ6に予めナット13、はめ輪7を通して
おき、次いでチューブ6の一端に、継手本体5のリング
穴22に差し込めるように拡径処理を施す。その際、グ
リッパー34が有る場合は予め押圧部11上に装着して
おく。そして、継手本体5のリング穴22にチューブ6
の拡径部6aを嵌め、その拡径部6a上にはめ輪7を割
り溝32を利用して嵌める。次いで、継手本体5にナッ
ト13をねじ込んで行く。継手本体5にナット13を更
にねじ込み締め付けて行くと、図2に示すように、ナッ
ト13の傾斜部8によりはめ輪7が雄ネジ部2側に押圧
され、応力がリング状溝31により薄くなった部分に集
中し、継手本体5の環状溝4内に座屈変形するため、そ
れと共にチューブ6にはめ輪7の突起30が食い込み、
チューブ6も環状溝4内に押し込まれることになる。同
時に、ナット13の押圧部11の突部10あるいはグリ
ッパー34の突部35によりチューブ6に食い込み且つ
継手本体5の先端部9にチューブ6を密着させる。すな
わち、先端部9がテーパ部23のみで形成している時は
テーパ部23に、テーパ部23及び円周部24で形成し
ているときは双方に、チューブ6を密着させる。
をねじ込むことにより形成されたチューブ継手は、(1)
はめ輪7によりチューブ6が変形、縮径することにより
生じる引抜抵抗A、(2)はめ輪7の突起30がチューブ
6を押圧し食い込むことにより生じる引抜抵抗B、(3)
ナット13の押圧部11の突部10あるいはグリッパ
ー34の突部35がチューブ6を押圧し食い込むことに
より生じる引抜抵抗C、及び(4)ナット13より弾性係
数の大きい材質のグリッパー34自体による径方向に作
用する力に抗する引抜抵抗Dがそれぞれ作用することに
より、極めて高いシール性と引抜抵抗を発現する。すな
わち、上記(3)のナット13の突部10あるいはグリッ
パー34の突部35がチューブ6を押圧し、同時に(2)
のはめ輪7の突起30がチューブ6を押圧することによ
り、チューブ6が継手本体5のテーパ部23並びに円周
部24に強く密着し、高いシール性を発現する。
説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限す
るものではない。 (実施例1)チューブ継手の構造は、図1に示す形状と
し、継手本体、ナット、はめ輪、及びチューブの材質は
いずれもふっ素樹脂PFAとし、グリッパーはPEEK
とした。両材質の引張弾性率(23℃)は、PFAが4
50Mpa、PEEKが3500Mpaであった。継手
本体の突出部の内径は15.9mm、外径21.5mm、テ
ーパ部23の傾斜角は30度、環状溝の最大深さは1.
1mm、幅6mmとした。はめ輪の内径24.2mm、外径2
7.6mm、突起角度xは90度、リング状溝の最大深さ
は0.7mm、幅4mmとした。グリッパーの内径19.1
mm、外径24.0mm、突起角度zは70度、チューブの
内径は15.9mm、外径19.1mmとした。そして、チ
ューブの一端を冶具にて拡径部とし、その拡径部を継手
本体の突出部に嵌めナットを締め込み、チューブに継い
だチューブ継手の試験サンプルを作製した。この試験サ
ンプルに対して、以下の通りの(1)200℃ヒートサ
イクル後のシール試験、(2)引抜試験、(3)振動後
のシール試験を行った。その結果を表1〜表3に示し
た。
試験 SEMI F7−92に準拠し、試験サンプルを200
℃で24時間加熱し続けた後、25℃に自然冷却して水
中に入れ、0.2MPaから1.6MPaまでの間0.2MPa
づつ昇圧し各圧力で30分間保持し、その間の窒素ガス
の漏れを測定して、それを1サイクルとする。このサイ
クルを20回繰り返す。
℃、200℃の各温度における引抜強度とチューブの伸
びとを測定する。なお、100℃、200℃の各温度で
は30分間加熱し続けた後、引抜強度とチューブの伸び
とを測定する。
を継ぎ、チューブ継手の雄ネジ部側を固定し、チューブ
先端の振幅を100mmとし振動速度2サイクル/秒で振
動させ、5万サイクル毎に50万サイクルまで、試験サ
ンプルを上記(1)のシール試験と同じようにして、窒
素ガスの漏れを測定する。
の押圧部突部角度を77度とした以外は、実施例1と同
様の試験サンプルを作製し、その試験サンプルにて、上
記(1)200℃ヒートサイクル後のシール試験、
(2)引抜試験、及び(3)振動後のシール試験を行っ
た。その結果を表1〜表3に示した。
に示す形状とした以外、実施例1と同様の試験サンプル
を作製し、該試験サンプルにて、上記(1)200℃ヒ
ートサイクル後のシール試験、(2)引抜試験及び
(3)振動後のシール試験を行った。その結果を表1〜
表3に示した。
に示す形状とし、継手本体、ナット、リング及びチュー
ブの材質はいずれもふっ素樹脂PFAとした。継手本体
の突出部の内径は15.9mm、外径21.5mm、テーパ
部の傾斜角は30度、環状溝の最大深さは1.1mm、幅
6mmとした。また、リングの内径24.2mm、短外径2
9.0mm、長外径34.2mm、幅3.0mm、テーパ角度
30度、割り幅6.9mmとした。ナットの傾斜内壁oの
角度30度であり、チューブは実施例1と同じである。
そして、チューブの一端を冶具にて拡径部とし、その拡
径部を継手本体の突出部に嵌めナットを締め込み、チュ
ーブに継いだチューブ継手の試験サンプルを作製した。
この試験サンプルに対して、実施例1と同様に、(1)
200℃ヒートサイクル後のシール試験、(2)引抜試
験及び(3)振動後のシール試験を行ったその結果を表
1〜表3に示した。なお、表1は(1)200℃ヒート
サイクル後のシール試験の結果であり、表2は引抜試験
の結果であり、表3は振動後のシール試験の結果であ
る。表1及び表3中、「0」は30分後間窒素ガス漏れ
無しを示し、例えば「1/3.0分」の表示は、3.0
分間で窒素ガスの気泡が1個浮上したことを示す。
実施例1及び実施例2は、200℃ヒートサイクル後の
シール試験において、比較例1及び比較例2よりもはる
かに良い結果が得られた。また、表2によれば、本発明
の条件に当てはまる実施例1及び実施例2は、引抜試験
においても、比較例1及び比較例2よりも3倍程良い結
果が得られた。更に、表3によれば、本発明の条件に当
てはまる実施例1及び実施例2は振動後のシール試験に
おいても、比較例1及び比較例2よりもはるかに良い結
果が得られた。
体的な構成はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲での変更、追加は本発明の範囲内である。
チューブ継手によれば、継手本体にナットをねじ込み締
め付けて行くと、傾斜部によりはめ輪が雄ネジ部2側に
押圧され、応力がリング状溝により薄くなった部分に集
中し、環状溝内に座屈変形し、それと共にチューブには
め輪の突起が食い込みチューブも環状溝内に押し込ま
れ、同時に、ナットの突部がチューブに食い込み且つ継
手本体の先端部にチューブを密着させる。従って、劇的
にチューブの引抜抵抗が増すと共にシール性も増すか
ら、長期使用や振動時使用、高温やヒートサイクルでの
使用、高温高圧での使用を可能とする効果がある。
チューブに食い込み引抜抵抗を増し、リング状溝により
はめ輪が環状溝内に座屈変形し易くなる。従って、上記
効果が一層顕著になる。
め輪の縮径性を高め、はめ輪が環状溝内に座屈変形し易
くなる。従って、上記効果に加えて、引抜抵抗が特に顕
著になる。
部におけるテーパ部により、チューブとの密着性が高ま
る。従って、上記効果に加え、シール性が特に顕著にな
る。
部がチューブに食い込み且つ継手本体の突出部の先端部
に密着させ、ナットの端部の内径を拡げる方向の力をグ
リッパー自体の強度により防ぐ。従って、上記効果に加
え、引抜抵抗及びシール性が特に顕著になる。
断面図である。
チューブの接続状態を示す断面図である。
要素のはめ輪の一部を切り欠いた縦断面図である。
要素のはめ輪の端から見た図である。
要素のグリッパーの縦断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 雄ネジ部から縮径状態で延出した突出部
の外周面に環状溝を設けた継手本体と、該継手本体の突
出部に嵌めたチューブの拡径部上に挿着するはめ輪と、
該はめ輪を挿着した状態の継手本体にねじ込み自在であ
り、前記はめ輪を前記環状溝内に変形させる傾斜部と前
記突出部の先端部にチューブを密着させる突部のある押
圧部とを、雌ねじ部に続く内周面に順次設けたナットと
からなり、該ナットを前記継手本体にねじ込むことで、
チューブの引抜抵抗を増すと共に前記突出部にチューブ
を密着させることを特徴とするチューブ継手。 - 【請求項2】 前記はめ輪の内周面に、その先端側から
チューブとの引抜抵抗を増す突起及び前記はめ輪の変形
性を高めるリング状溝を、順次設けたことを特徴とする
請求項1記載のチューブ継手。 - 【請求項3】 前記はめ輪に該はめ輪の軸方向に割り溝
を設けて、前記はめ輪の縮径性を高めることを特徴とす
る請求項1又は2記載のチューブ継手。 - 【請求項4】 前記継手本体の突出部における先端と前
記環状溝との間にテーパ部を形成し、該テーパ部とチュ
ーブとの密着性を高めることを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項記載のチューブ継手。 - 【請求項5】 前記ナットの押圧部上にリング状のグリ
ッパーを装着し、該グリッパーはチューブを前記突出部
の先端部に密着させるグリッパー突部を有し、且つチュ
ーブより硬度が高く、前記ナットより弾性係数の大きい
材質から構成していることを特徴とする請求項1〜4の
いずれか1項記載のチューブ継手。
Priority Applications (1)
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