JP2010038260A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】継手本体とナット部材との２点で成る経済的なものとしながら、高い耐引き抜き性と良好なシール性との両立を図ることが可能となる管継手を提供する。
【解決手段】管継手２０は、第１雄ネジ部３２を設けた継手本体３０と、第１雄ネジ部３２に接続すべきチューブ１０に外嵌され、第１雄ネジ部３２に螺合されるナット部材５０を有し、チューブ１０が該チューブの接続端部にフレア部１２を設けており、第１雄ネジ部３２が該第１雄ネジ部３２の軸線に略垂直な受圧面３６を設けるとともに、ナット部材５０が該ナット部材５０の軸線に略垂直な押圧面５４を設け、受圧面３６と押圧面５４の一方が該面より突出する環状の突条部３７を設け、受圧面３６と押圧面５４の間で、チューブ１０のフレア部１２をフレア角度略９０度で該チューブ１０の挿抜方向（軸方向）で挟持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、流体移送路としての合成樹脂製のチューブ同士、又は該チューブとポンプ，バルブ，フィルタ等の流体機器を接続する合成樹脂製の管継手に関し、特に、半導体や液晶表示パネル製造，医療・医薬品製造，食品加工、化学工業の各種技術分野で取り扱われる高純度液や超純水，薬液等の配管にも使用可能な合成樹脂製の管継手に関するものである。

この種の管継手としては、特許文献１において開示されるチューブ継手が知られている。即ち、合成樹脂製のチューブ１を合成樹脂製の継手本体４のインナ筒部５に強制的に押し込むか、又は特許文献１の図２に示されるように、予めチューブ端部２を拡径させてからインナ筒部に嵌め込むかする。それから、予めチューブに外嵌されている合成樹脂製の袋ナット６を継手本体に螺合させることにより、チューブの拡径付け根部分２ａを袋ナットのエッジ部６ａでインナ筒部の尖端５Ａに強く押圧し、チューブとインナ筒部との間をシールする構造である。

上述の構造と同様なものとしては、特許文献２の図８，図９において開示されたものや、特許文献３の図６において開示された管継手が知られている。これらのように、チューブの先端を拡径（フレア）させて継手本体に嵌めてナット止めする継手構造は、特許文献２の図５や特許文献３の図４等において開示される構造、即ち、専用部品のインナーリングに拡径外嵌されているチューブ端を継手本体の筒状受口に内嵌させてナット止めする３部品構造の管継手に比べて、継手本体とナット部材という少ない部品点数（２点）で経済的に管継手を構成しながらも良好なシール機能が得られる利点がある。

ところが、上述のように２点部品で成る従来の管継手では、チューブ端を拡径させて強固に嵌合させ、かつ、拡径根元部分をナット部材で締め付けているが、その締め付けはシール機能を出すためのものであるためか、チューブを継手本体から引き抜こうとする力には比較的弱いという傾向があった。特に、１００℃以上の高温流体を扱うべく管継手がフッ素樹脂等の大きな膨張係数を有する合成樹脂で形成されている場合には、その問題がより顕著化されてしまう。

そこで、特許文献４にて開示されるように、チューブ拡径部とナット部材との間にＣ字状の割リングをチューブ拡径部の周溝に嵌る状態で介装させる構造の耐引き抜き手段を設けることにより、シール機能だけでなくチューブの引き抜きに対しても強い管継手を得ることが知られている。しかしながら、その特許文献４で開示される管継手では、部品点数が２部品から１部品（割リング）増えて３部品となることから、元々有していた経済性の良さが損われてしまうという新たな問題が生じる。従って、継手本体とナット部材との２点で成る管継手を、その新たな問題を招くことなく引き抜きに対しても強いものとするにはさらなる改善の余地が残されているものであった。
実登３０４１８９９号公報 特開平７−２７２７４号公報 特開２００２−３５７２９４号公報 実登２５８７４４９号公報

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、継手本体とナット部材との２点で成る経済的なものとしながら、高い耐引き抜き性と良好なシール性との両立を図ることが可能となる管継手を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、管継手において、少なくとも一つの端部に筒状のチューブ接続端部３２を設けた筒状の継手本体３０と、該継手本体３０のチューブ接続端部３２に接続すべき合成樹脂製のチューブ１０に外嵌され、前記チューブ接続端部３２に螺合されるナット部材５０を有し、前記継手本体３０と前記ナット部材５０それぞれが合成樹脂で形成され、前記チューブ１０が該チューブ１０の接続端部にフレア部１２を設けており、前記チューブ接続端部が該チューブ接続端部３２の軸線に略垂直な受圧面３６を設けるとともに、前記ナット部材５０が該ナット部材５０の軸線に略垂直な押圧面５４を設け、前記受圧面３６と前記押圧面５４の一方が該面より突出する環状の突条部３７を設けることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の管継手に、前記受圧面３６と前記押圧面５４の他方が前記突条部３７に対向する環状の溝部５５を設ける構成を付加したものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の管継手に、前記受圧面３６が該受圧面３６の内径近傍に前記突条部３７を設け、前記押圧面５４が前記突条部３７に対向する環状の溝部５５を設ける構成を付加したものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の管継手に、前記チューブ１０が前記フレア部１２を経て該フレア部１２より充分に小さいフレア角度の第２フレア部１３を設けており、前記受圧面５４が前記第２フレア部１３を受け入れる環状の溝部３８を設け、該溝部３８が前記第２フレア部１３のフレア前は前記チューブ１０の内面であった一表面に突き合わせる嵌合面３９を設ける構成を付加したものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の管継手に、前記受圧面と前記押圧面５４の一方が該面より前記突条部３７とは異なる径方向位置で突出する環状の他の突条部５６を設ける構成を付加したものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の管継手に、前記継手本体３０と前記ナット部材５０それぞれがフッ素樹脂で形成されている構成を付加したものである。

請求項１に係る発明によれば、継手本体３０のチューブ接続端部３２に設けた受圧面３６とナット部材５０に設けた押圧面５４が、チューブ１０の接続端部に設けたフレア部１２をフレア角度略９０度で該チューブ１０の挿抜方向（軸方向）で挟持するから、高いチューブ引き抜き強度を効果的に確保することができ、また、前記受圧面３６と前記押圧面５４の一方に設けた突条部３７でフレア部１２をさらに強く挟持するから、そこでチューブ引き抜き強度をさらに高めながら、流体のシールに必要な面圧を効果的に発生し、流体の漏れを確実に防止することができる。その結果、継手本体３０とナット部材５０との２点で成る経済的なものとしながら、高い耐引き抜き性と良好なシール性との両立を図ることが可能となる管継手２０を提供することができる。

請求項２に係る発明によれば、受圧面３６と押圧面５４の一方に設けた突条部３７と他方に設けた溝部５５が、フレア部１２を該フレア部１２の厚み方向に屈曲した状態で挟持するから、そこでチューブ引き抜き強度をさらに高めることができる。

請求項３に係る発明によれば、押圧面５４の内径に設けられるエッジ部５７の直ぐ外周に溝部５５が設けられるから、該エッジ部５７がチューブ１０における非拡径部１１からフレア部１２にかかる屈曲部に強く押し付けられ、そこでチューブ引き抜き強度をさらに高めながら、シールに必要な面圧を効果的に発生し、流体の漏れを確実に防止することができる。

請求項４に係る発明によれば、チューブ１０の接続端部に設けた第２フレア部１３が受圧面３６に設けた溝部３８に嵌り込み、第２フレア部１３のフレア前は前記チューブ１０の内面であった一表面が前記溝部３８に設けた嵌合面３９に突き合い接触するから、チューブ１０の接続端部に設けたフレア部１２をフレア角度略９０度で該チューブ１０の挿抜方向（軸方向）で挟持する構造でありながら、チューブ１０と継手本体３０のチューブ接続端部３２を同軸上で接続することができる。

請求項５に係る発明によれば、前記受圧面３６と前記押圧面５４の一方に設けた他の突条部５６でもフレア部１２をさらに強く挟持するから、そこでもチューブ引き抜き強度をさらに高めながら、流体のシールに必要な面圧を効果的に発生し、流体の漏れを確実に防止することができる。

請求項６に係る発明によれば、継手本体３０とナット部材５０それぞれが耐薬品性及び耐熱性に優れた特性を有するフッ素樹脂で形成されているから、流体が薬液であるとか化学液体であっても、或いは高温流体であっても継手構造部分が変形して漏れやすくなることがなく、高い耐引き抜き性と良好なシール性が維持できるようになる。尚、フッ素樹脂は高温にも安定で、撥水性に優れ、摩擦係数が小さく、耐薬品性も極めて高く、電気絶縁性も高い点で好ましい。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。図１は本発明の一実施の形態に係る管継手の断面図、図２は図１の要部拡大片側断面図、図３は図２の要部拡大図である。

図１〜図３において、本実施形態の管継手２０は、断面円形の流体移送路としての合成樹脂製のチューブ１０をポンプ，バルブ，フィルタ等の流体機器に連通接続するもので、合成樹脂製の継手本体３０と、同じく合成樹脂製のナット部材５０の２部品で構成されている。

継手本体３０とナット部材５０の合成樹脂材料は、基本的にはチューブ１０と同じ合成樹脂材料が用いられる。例えばＰＴＥＦ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（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）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等のフッ素樹脂、その他、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）が用いられる。

管継手２０を用いてチューブ１０を接続対象としての流体機器に接続するに当たり、チューブ１０の接続端部には、予め、チューブ１０の非拡径部１１に連なるフレア角度略９０度のフレア部１２と、該フレア部１２を経て該フレア部１２より充分に小さいフレア角度（本実施形態では略３０度）の第２フレア部１３とを設けている。

フレア部１２及び第２フレア部１３は、チューブ１０の接続端部を、例えばチューブ拡径器を用いて常温下或いは加熱しながら段階的にフレア加工することで設けることができる。

継手本体３０は、図１の紙面左右方向に一直線状に延びる水平な軸線（中心線）ＣＬを有する直管部３１と、該直管部３１の左右端部より左右逆向きに該直管部３１と同軸上で突出する２つの筒状の接続端部、つまり筒状のチューブ接続端部としての筒状の第１雄ネジ部３２及び筒状の機器接続端部としての筒状の第２雄ねじ部３３とを一体に形成し、第１雄ねじ部３２側から直管部３１を経て第２雄ねじ部３３側に一直線状に貫通する流体移送路３４を形成している。

継手本体３０が形成する流体移送路３４は、チューブ１０が形成する流体移送路と略同じ直径を有する断面円形のものである。

直管部３１は、第１雄ネジ部３２及び第２雄ねじ部３３の基部となる該直管部３１の左右端部の外面よりそれぞれ別々に径方向外側に張り出す把持部３５を設けている。該把持部３５は、直管部３１と同芯に形成されるとともに、その外面は６角等の多角形に形成されており、レンチ等の工具をかけることができる。

本実施形態では直管部３１が短く、第１雄ネジ部３２及び第２雄ねじ部３３の基部となる直管部３１の左右端部が接近しているため、第１雄ネジ部３２の基部と第２雄ねじ部３３の基部にそれぞれ別々に設けられる把持部３５は一つに繋がっている。

第１雄ネジ部３２は、軸線ＣＬに垂直な平面内にある第１雄ネジ部３２の先端面（継手本体３０の左端面）で成り、チューブ１０の接続端部に設けたフレア部１２のフレア前はチューブ１０の内面であった一表面と軸方向で突き合わせる受圧面３６と、該受圧面３６の内径近傍で該受圧面３６よりさらに突出する、該受圧面３６と同芯な円環状の突条部３７と、チューブ１０の接続端部に設けた第２フレア部１３を受け入れるために該突条部３７より径方向外側の受圧面３６を後退させる、該受圧面３６と同芯な円環状の溝部３８と、該溝部３８の内径側の溝壁にチューブ１０の接続端部に設けた第２フレア部１３のフレア角度に対応するテーパー角度を付けたものであって、軸線ＣＬを軸とする円すい面内にあり、第２フレア部１３のフレア前はチューブ１０の内面であった一表面に突き合い接触させる嵌合面３９とを一体に設けている。

本実施形態では、突条部３７として片側断面形状が台形状のものを例示しているが、半円形状，矩形状，三角形状であってもよい。

第２雄ねじ部３３は、チューブ１０の接続対象としての流体機器のチューブ接続口に設けられた相手方の雌ねじ部に螺合可能なものである。第２雄ねじ部３３と相手方の雌ねじ部のねじは、シール性を発揮するテーパーねじである。

チューブ１０が形成する流体移送路と継手本体３０が形成する流体移送路３４との継ぎ目で液溜まりが発生するのを防止するため、継手本体３０が形成する流体移送路３４における第１雄ネジ部３２側の開口縁、つまり第１雄ネジ部３２の先端面と内周面との角部には面取り部４０を設けている。

ナット部材５０は、ねじ孔の一方が閉鎖された袋ナットにおけるねじ孔の奥側からチューブ１０を挿入できるようにしたユニオンナットで成り、第１雄ネジ部３２に螺合可能なナット部５１と、該ナット部５１のねじ孔の一方を閉鎖するよう該ナット部５１の一端部（図１の左端部）から径方向内側に直角に延出される端壁５２と、該端壁５２の中心部を開口する内外面貫通の円形のチューブ挿入孔５３とを同軸上に一体に形成している。

ナット部材５０が形成するチューブ挿入孔５３は、そこを挿通するチューブ１０との間に僅かなクリアランスを設ける孔径を有しており、該クリアランスによりチューブ１０がナット部材５０と連れ回りするのを防止している。

ナット部材５０は、ナット部５１を第１雄ねじ部３２に螺合したとき、軸線ＣＬと垂直な平面内にあって、第１雄ネジ部３２の受圧面３６と軸方向で対向する端壁５２の内側面（ねじ孔の奥壁）で成り、チューブ１０の接続端部に設けたフレア部１２のフレア前はチューブ１０の外面であった他表面に突き合わせる押圧面５４と、該押圧面５４の内径近傍に配置されて、第１雄ネジ部３２の突条部３７と軸方向で対向する、該押圧面５４と同芯な円環状の溝部５５と、該溝部５５より径方向外側の押圧面５４を同芯な波形に形成するよう、該溝部５５より径方向外側の押圧面５４よりさらに多重に突出する、該押圧面５４と同芯な他の突条部５６と、押圧面５４と端壁５２の内周面（チューブ挿入孔５３の周壁）との交点で成る９０度以下の鋭角なエッジ部５７とを一体に設けている。

本実施形態では、溝部５５として片側断面形状が台形状のものを例示しているが、半円形状、矩形状、三角形状のものであってもよい。突条部３７と溝部５５は、片側断面形状が異なるものでもよいが同じ形状が機能上好ましく、片側断面積に関してはフレア部１２を強く挟持するため溝部５５側をやや小さくしている。また、他の突条部５６として片側断面形状が台形状のものを例示しているが、半円形状、矩形状、三角形状であってもよい。他の突条部５６は、一重で設けてもよいが機能上多重に設ける方が好ましく、その関係で設置スペースを考慮すると片側断面積は突条部３７より小さい方が好ましい。

以上の構成において、チューブ１０の接続端部を継手本体３０に接続するには、チューブ１０の接続端部をフレア加工する前に、該チューブ１０の接続端部をナット部材５０のチューブ挿入孔５３に端壁５２の外側より挿入し、ナット部材５０をチューブ１０に外嵌してからチューブ１０の接続端部をフレア加工してフレア部１２及び第２フレア部１３を設ける。そして、チューブ１０の接続端部に設けた第２フレア部１３を継手本体３０の第１雄ねじ部３２に設けた受圧面３６の溝部３８に嵌め込んだ状態で、予めチューブ１０に外嵌してあるナット部材５０のナット部５１を継手本体３０の第１雄ねじ部３２に螺合することにより完了する。

即ち、ナット部材５０のナット部５１を継手本体３０の第１雄ねじ部３２に螺合することにより、第１雄ねじ部３２の受圧面３６とチューブ１０のフレア部１２における一表面とが軸方向で対向し、端壁５２に設けた押圧面５４とチューブ１０のフレア部１２における他表面とが軸方向で対向し、チューブ１０のフレア部１２が受圧面３６と押圧面５４との間に配置され、受圧面３６と押圧面５４とがチューブ１０のフレア部１２を厚さ方向で挟んで対向する。この状態で、ナット部材５０を回しながらナット部５１を継手本体３０の第１雄ねじ部３２の外面で軸線ＣＬに沿って基部側に漸次螺進させると、押圧面５４が受圧面３６に漸次接近し、該押圧面５４がチューブ１０のフレア部１２における他表面と突き合い接触し、フレア部１２を押し、遂にはフレア部１２の一表面を受圧面３６に突き合い接触させる。

この際、チューブ１０の第２フレア部１３における一表面が受圧面３６の溝部３８に設けた嵌合面３９と突き合い接触し、チューブ１０と継手本体３０の芯合わせが行われる。

この状態で、ナット部材５０をさらに回してナット部５１を継手本体３０の第１雄ねじ部３２の外面で軸線ＣＬに沿って基部側に螺進させると、押圧面５４と受圧面３６とがフレア部１２をチューブ１０の挿抜方向（軸方向）で強く挟持するから、高いチューブ引き抜き強度を効果的に確保することができ、高いチューブ引き抜き強度でチューブ１０の接続端部が継手本体３０に接続される。

この際、フレア部１２の一表面が受圧面３６に設けた突条部３７に強く押し付けられ、そこでチューブ引き抜き強度をさらに高めながら、流体のシールに必要な面圧を効果的に発生し、流体の漏れを確実に防止した状態でチューブ１０の接続端部が継手本体３０に接続される。

また、フレア部１２の突条部３７に押し付けられた部分が押圧面５４に設けた溝部５５に食い込み厚み方向に屈曲するから、そこでチューブ引き抜き強度をさらに高めることができる。

また、押圧面５４の内径（内周）で設けたエッジ部５７の直ぐ外周に溝部５５が設けられているから、該エッジ部５７がチューブ１０における非拡径部１１からフレア部１２にかかる屈曲部に強く押し付けられ、そこでチューブ引き抜き強度をさらに高めながら、流体のシールに必要な面圧を効果的に発生し、流体の漏れを確実に防止することができる。

また、押圧面５４に設けた他の突条部５６がフレア部１２の他表面に押し付けられ、そこでもチューブ引き抜き強度をさらに高めながら、流体のシールに必要な面圧を効果的に発生し、流体の漏れを確実に防止することができる。

以上、本実施の形態は、本発明に係る管継手の好適な一実施の形態をチューブ１０を流体機器のチューブ接続口にストレートに接続する管継手２０で説明したが、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができる。例えばチューブ１０同士を接続するエルボ，チーズ，クロス等の管継手に実施することができ、この場合は、図１の把持部３５より左側のチューブ接続構造がエルボ，チーズ，クロス等の継手本体の管部の端部に設けられる。

また、本実施形態では、受圧面３６に突条部３７を設け、押圧面５４に溝部５５を設けたが、逆に設けてもよい。また、他の突条部５６は突条部３７を設けていない押圧面３６に設けたが、突条部３７と他の突条部５６は同じ受圧面３６或いは押圧面５４に設けてもよい。

また、管継手２０を用いてチューブ１０を接続対象に接続するに当たり、チューブ１０の接続端部に、予め、フレア角度略９０度のフレア部１２を設けたが、チューブ１０の管壁の厚みによっては、例えばラッパ状のフレア部のみを設けるだけでも、図１及び図２に示す状態でチューブ１０の接続端部を継手本体３０の第１雄ねじ部３２に接続することができる。従って、チューブ１０の接続端部における初期形状は、チューブ１０の材質や管壁の厚み及び施工性を考慮して適宜設定されるものであり、接続後のチューブ１０の接続端部形状と同じ形状（フレア部１２及び第２フレア部１３）を与える必要はない。

本発明の一実施の形態に係る管継手の断面図である。 図１の要部拡大片側断面図である。 図２の要部拡大図である。

符号の説明

１０ チューブ
１１ フレア部
１２ 第２フレア部
２０ 管継手
３０ 継手本体
３２ 第１雄ねじ部（チューブ接続端部）
３６ 受圧面
３７ 突条部（受圧面の）
３８ 溝部（受圧面の）
３９ 嵌合面
５０ ナット部材
５４ 押圧面
５５ 溝部（押圧面の）
５６ 他の突条部（押圧面の）
５７ エッジ部

Claims (6)

1. 少なくとも一つの端部に筒状のチューブ接続端部を設けた筒状の継手本体と、該継手本体のチューブ接続端部に接続すべき合成樹脂製のチューブに外嵌され、前記チューブ接続端部に螺合されるナット部材を有し、前記継手本体と前記ナット部材それぞれが合成樹脂で形成され、前記チューブが該チューブの接続端部にフレア部を設けており、前記チューブ接続端部が該チューブ接続端部の軸線に略垂直な受圧面を設けるとともに、前記ナット部材が該ナット部材の軸線に略垂直な押圧面を設け、前記受圧面と前記押圧面の一方が該面より突出する環状の突条部を設けることを特徴とする管継手。
2. 前記受圧面と前記押圧面の他方が前記突条部に対向する環状の溝部を設ける請求項１に記載の管継手。
3. 前記受圧面が該受圧面の内径近傍に前記突条部を設け、前記押圧面が前記突条部に対向する環状の溝部を設ける請求項２に記載の管継手。
4. 前記チューブが前記フレア部を経て該フレア部より充分に小さいフレア角度の第２フレア部を設けており、前記受圧面が前記第２フレア部を受け入れる環状の溝部を設け、該溝部が前記第２フレア部のフレア前は前記チューブの内面であった一表面に突き合い接触させる嵌合面を設ける請求項１〜３の何れか１項に記載の管継手。
5. 前記受圧面と前記押圧面の一方が該面より前記突条部とは異なる径方向位置で突出する環状の他の突条部を設ける請求項１〜４の何れか１項に記載の管継手。
6. 前記継手本体と前記ナット部材それぞれがフッ素樹脂で形成されている請求項１〜５の何れか１項に記載の管継手。

Images