JP2022017782A - インナーリング、及び管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】膨出部の軸方向外端部が径内側へ倒れ込むのを抑制することができるインナーリング及び管継手を提供する。【解決手段】管継手１のインナーリング４は、軸方向外端部において径外側に突出して形成され、チューブ８の先端部内に圧入される膨出部６を備え、膨出部６の径内側に流体流路４ａが形成されている。膨出部６は、軸方向の断面視において、軸方向内側から軸方向外端へ向かって先細るように形成されており、軸方向外端に形成された径方向に延びる平坦面６ｅを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、インナーリング、及び管継手に関する。

半導体製造、医療・医薬品製造、及び食品加工・化学工業等の各種技術分野の製造工程では、薬液、高純度液、超純水、或いは洗浄液等の流体が流れる配管経路において、チューブや流体デバイスに形成された流路同士を接続する接続構造として、例えば合成樹脂製の管継手が採用されている。このような管継手として、チューブの先端部の内周側に装着されるインナーリングと、チューブの先端部の外周側に装着される円筒状の継手本体と、継手本体の外周側に装着されるユニオンナットと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

インナーリングは、円筒状の本体部と、本体部の軸方向一端部において径外側へ突出して形成された膨出部と、本体部の軸方向他端部に形成されたシール部と、を有している。インナーリングの内部には流体流路が形成されている。インナーリングの膨出部は、チューブの先端部内に圧入されて、当該チューブの先端部を拡径する。ユニオンナットは、継手本体に装着されるとともに、インナーリングの膨出部によって拡径したチューブの外周面を押圧する。これにより、インナーリングのシール部が、継手本体に形成されたシール溝に圧力される。

特開２０１８－１６８９４７号公報

前記インナーリングにおける膨出部の断面形状は、軸方向中央部から軸方向外端へ向かって徐々に先細るように形成され、膨出部の軸方向外端は先鋭に形成されているので、膨出部の径方向の厚みは、軸方向外端において最も薄くなっている。このため、ユニオンナットがチューブの拡径部分を押圧するときに、膨出部の軸方向外端部は、強度不足により径内側（流体流路側）へ倒れ込む（とび出る）ように変形する場合がある。このような倒れ込みが生じると、膨出部の軸方向外端部とチューブとの接触面同士の面圧が不足することで、これらの接触面間に隙間が生じてしまう。そうすると、前記接触面間の隙間に流体が浸入し、その流体が残存することで、配管経路を流れる流体の置換特性が低下し、配管経路のフラッシングに時間を要する等の悪影響が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、膨出部の軸方向外端部が径内側へ倒れ込むのを抑制することができるインナーリング及び管継手を提供することを目的とする。

（１）本発明のインナーリングは、軸方向外端部において径外側に突出して形成され、チューブの先端部内に圧入される膨出部を備え、前記膨出部の径内側に流体流路が形成されたインナーリングであって、前記膨出部は、軸方向の断面視において、軸方向内側から軸方向外端へ向かって先細るように形成されており、軸方向外端に形成された径方向に延びる平坦面を有する。

本発明のインナーリングによれば、軸方向内側から軸方向外端へ向かって先細るように形成された膨出部は、軸方向外端に形成された径方向に延びる平坦面を有するので、膨出部の軸方向外端における径方向の厚みを従来よりも厚くすることができる。これにより、膨出部の軸方向外端部における強度が従来よりも増すので、膨出部がチューブの先端部内に圧入された状態でユニオンナットによってチューブが押圧されても、膨出部の軸方向外端部が径内側（流体流路側）へ倒れ込むのを抑制することができる。その結果、膨出部の軸方向外端部とチューブとの接触面同士の面圧が従来よりも高くなるので、これらの接触面間に流体が浸入するのを抑制することができる。

（２）前記膨出部は、その内周面において軸方向内側から軸方向外端へ向かって漸次拡径するように傾斜するテーパ面を有するのが好ましい。
この場合、ユニオンナットがチューブを押圧するときに、膨出部が径内側へ倒れ込んでも、膨出部の内周面が径内側へ突出するのを抑制することができる。これにより、インナーリングの流体流路における流体の流れが、膨出部の内周面によって阻害されるのを抑制することができる。

（３）前記膨出部は、前記テーパ面と前記平坦面とがなす角部に形成された面取り部を有するのが好ましい。
この場合、膨出部の前記角部とチューブとの間に形成される窪みに流体が入り込んでも、その窪み内の流体は、面取り部によって流体流路側へ流れ易くなるので、前記窪み内に流体が残存するのを抑制することができる。

（４）前記膨出部の軸方向外端における径方向の厚み寸法は、前記膨出部における径方向の最大厚み寸法に対して、３％以上かつ３０％以下であるのが好ましい。
この場合、膨出部の軸方向外端における径方向の厚み寸法を、膨出部における径方向の最大厚み寸法に対して３％以上にすることで、膨出部の軸方向外端部における強度がさらに増す。これにより、ユニオンナットによってチューブを押圧するときに、膨出部の軸方向外端部が径内側へ倒れ込むのをさらに抑制することができる。その結果、膨出部の軸方向外端部とチューブとの接触面同士の面圧がさらに高くなるので、これらの接触面間に流体が浸入するのを効果的に抑制することができる。

また、膨出部の軸方向外端における径方向の厚み寸法を、膨出部における径方向の最大厚み寸法に対して３０％以下にすることで、膨出部の軸方向外端部が径内側へ倒れ込んだときに、膨出部の内周面が径内側へ突出するのをさらに抑制することができる。これにより、インナーリングの流体流路における流体の流れが、膨出部の内周面によって阻害されるのを効果的に抑制することができる。

（５）本発明の管継手は、外周に雄ねじ部が形成された継手本体と、前記雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ部が内周に形成されたユニオンナットと、前記（１）から（４）のいずれかに記載のインナーリングと、を備える。

本発明の管継手によれば、インナーリングにおいて、軸方向内側から軸方向外端へ向かって先細るように形成された膨出部は、軸方向外端に形成された径方向に延びる平坦面を有するので、膨出部の軸方向外端における径方向の厚みを従来よりも厚くすることができる。これにより、膨出部の軸方向外端部における強度が従来よりも増すので、膨出部がチューブの先端部内に圧入された状態でユニオンナットによってチューブが押圧されても、膨出部の軸方向外端部が径内側（流体流路側）へ倒れ込むのを抑制することができる。その結果、膨出部の軸方向外端部とチューブとの接触面同士の面圧が従来よりも高くなるので、これらの接触面間に流体が浸入するのを抑制することができる。

本発明によれば、膨出部の軸方向外端部が径内側へ倒れ込むのを抑制することができる。

本発明の実施形態に係る管継手の軸方向の断面図である。 前記管継手のインナーリングを示す軸方向の断面図である。 図２の要部拡大断面図である。

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
［管継手の全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る管継手を示す軸方向の断面図である。図１において、管継手１は、例えば、半導体製造装置で使用される薬液（流体）が流れる配管経路に用いられる。管継手１は、継手本体２と、ユニオンナット３と、インナーリング４と、を備えている。以下、本実施形態では、便宜上、図１の左側を軸方向外側といい、図１の右側を軸方向内側という（図２、図３も同様）。

インナーリング４は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、又はフッ素樹脂（パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、又はポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等）の合成樹脂材料によって、円筒状に形成されている。

インナーリング４は、円筒状に形成された本体部５と、本体部５の軸方向外側に形成された膨出部６と、本体部５の軸方向内側に形成されたシール部７と、を備えている。インナーリング４における本体部５、膨出部６、及びシール部７の各径内側には、流体流路４ａが形成されている。流体流路４ａは、チューブ８の内部に形成された流路８ａと、継手本体２の内部に形成された流路２ｃとを連通する。

膨出部６は、本体部５の軸方向外側において径外側に突出して形成されている。膨出部６は、合成樹脂製（ＰＦＡ等）のチューブ８の先端部内に圧入され、当該チューブ８の先端部を拡径する。なお、膨出部６の詳細については後述する。シール部７は、環状の一次シール部７ａと、円筒状の二次シール部７ｂと、を備えている。

一次シール部７ａは、本体部５の軸方向内端部の径内側から軸方向内側に突出して形成されている。一次シール部７ａの外周面は、軸方向外端から軸方向内端へ向かって漸次縮径して形成されている。一次シール部７ａは、継手本体２の一次シール溝２ｄ（後述）に圧入される。二次シール部７ｂは、本体部５の軸方向内端部の径外側から軸方向内側に突出して形成されている。二次シール部７ｂは、継手本体２の二次シール溝２ｅ（後述）に圧入される。

継手本体２は、例えば、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ又はフッ素樹脂（ＰＦＡやＰＴＦＥ等）の合成樹脂材料によって円筒状に形成されている。継手本体２の内径は、薬液の移動を妨げないように、インナーリング４の内径と略同一寸法に設定されている。継手本体２の端部には、受口部２ａが形成されている。受口部２ａの内周には、チューブ８の先端部内に膨出部６が圧入されたインナーリング４のシール部７が圧入されている。これにより、継手本体２の軸方向外端部は、チューブ８の先端部の外周に装着されている。受口部２ａの外周には、雄ねじ部２ｂが形成されている。

継手本体２は、受口部２ａよりも径内側に形成された、環状の一次シール溝２ｄ及び環状の二次シール溝２ｅを有している。一次シール溝２ｄは、継手本体２の径内側において、軸方向外端から軸方向内端へ向かって漸次縮径するように切り欠かれたテーパ形状とされている。二次シール溝２ｅは、継手本体２において一次シール溝２ｄよりも径外側に形成されている。

ユニオンナット３は、例えば、ＰＶＣ、ＰＰ、ＰＥ又はフッ素樹脂（ＰＦＡやＰＴＦＥ等）の合成樹脂材料によって円筒状に形成されている。ユニオンナット３は、軸方向内側の内周に形成された雌ねじ部３ａと、軸方向外側において径内側に突出して形成された押圧部３ｂと、を有している。雌ねじ部３ａは、継手本体２の雄ねじ部２ｂに締め付けられている。その締め付けによって、ユニオンナット３は継手本体２に装着されるとともに、押圧部３ｂの軸方向内端部は、チューブ８の外周面におけるインナーリング４の膨出部６により拡径された拡径部８ｂを押圧する。

以上の構成により、ユニオンナット３の雌ねじ部３ａを継手本体２の雄ねじ部２ｂに締め付けると、インナーリング４の一次シール部７ａ及び二次シール部７ｂは、それぞれ継手本体２の一次シール溝２ｄ及び二次シール溝２ｅに圧入される。これにより、インナーリング４と継手本体２との接続部分のシール性能を確保することができる。また、ユニオンナット３の押圧部３ｂがチューブ８の拡径部８ｂを押圧することで、チューブ８の抜け出しを防止することができる。

［膨出部の構成］
図２は、インナーリング４を示す軸方向の断面図である。図１及び図２において、インナーリング４の膨出部６は、その径方向の厚みが最大となる最大厚み部６ａと、最大厚み部６ａの軸方向内側に形成された第１厚み変化部６ｂと、最大厚み部６ａの軸方向外側に形成された第２厚み変化部６ｃと、を有している。

最大厚み部６ａは、軸方向の所定長さにわたって形成されている。第１厚み変化部６ｂの外周面は、最大厚み部６ａの軸方向内端から軸方向内側へ向かって漸次縮径するように形成されている。これにより、第１厚み変化部６ｂは、最大厚み部６ａの軸方向内端から軸方向内側へ向かって、径方向の厚みが漸次薄くなるように形成されている。第１厚み変化部６ｂの軸方向内端は、本体部５に接続されている。なお、本実施形態では、第１厚み変化部６ｂの外周面は、断面視において直線状に傾斜するように形成されているが、断面視において曲線状に傾斜するように形成されていてもよい。

第２厚み変化部６ｃの外周面６ｄは、最大厚み部６ａの軸方向外端から軸方向外側へ向かって漸次縮径するように形成されている。本実施形態では、第２厚み変化部６ｃの外周面６ｄは、断面視において曲線状に傾斜するように形成されている。これにより、第２厚み変化部６ｃは、軸方向内端から軸方向外端へ向かって径方向の厚みが漸次薄くなるように、つまり先細るように形成されている。なお、第２厚み変化部６ｃの外周面６ｄは、断面視において直線状に傾斜するように形成されていてもよい。

図３は、図２の要部拡大断面図である。図２及び図３において、膨出部６における第２厚み変化部６ｃの軸方向外端には、径方向に延びる平坦面６ｅが形成されている。ここで、「径方向に延びる」とは、インナーリング４の軸線Ｃに対して直交する方向に沿って延びる場合だけでなく、前記直交する方向に対して多少傾斜している方向に沿って延びる場合も含む。

平坦面６ｅの径内端が径外端よりも軸方向外側に位置するように、平坦面６ｅが前記直交する方向に対して傾斜している場合、前記直交する方向に対する平坦面６ｅの傾斜角度は、１°以上かつ１０°以下であるのが好ましい。
平坦面６ｅの径内端が径外端よりも軸方向内側に位置するように、平坦面６ｅが前記直交する方向に対して傾斜している場合、前記直交する方向に対する平坦面６ｅの傾斜角度は、１°以上かつ２０°以下であるのが好ましい。

以上のように、インナーリング４の膨出部６において、軸方向内端から軸方向外端へ向かって先細るように形成された第２厚み変化部６ｃは、その軸方向外端に形成された径方向に延びる平坦面６ｅを有するので、第２厚み変化部６ｃの軸方向外端における径方向の厚み（後述する厚み寸法Ｌ１）を従来よりも厚くすることができる。これにより、膨出部６の軸方向外端部（第２厚み変化部６ｃ）における強度が従来よりも増すので、膨出部６がチューブ８の先端部内に圧入された状態でユニオンナット３を継手本体２に締め付けるときに、ユニオンナット３がチューブ８の拡径部８ｂを押圧しても、膨出部６の軸方向外端部が径内側（流体流路４ｅ側）へ倒れ込むのを抑制することができる。その結果、膨出部６の軸方向外端部とチューブ８との接触面同士の面圧が従来よりも高くなるので、これらの接触面間に薬液が浸入するのを抑制することができる。

膨出部６の内周面６ｆには、最大厚み部６ａの軸方向の途中部から第２厚み変化部６ｃの軸方向外端へ向かって漸次拡径するように傾斜しているテーパ面６ｇが形成されている。本実施形態におけるテーパ面６ｇは、ユニオンナット３がチューブ８の拡径部８ｂを押圧したときに、第２厚み変化部６ｃが径内側へ倒れ込んでも、本体部５の内周面５ａよりも径内側へ突出しない程度に傾斜している（図１参照）。

これにより、ユニオンナット３がチューブ８の拡径部８ｂを押圧したときに、膨出部６の第２厚み変化部６ｃが径内側へ倒れ込んでも、膨出部６の内周面６ｆが本体部５の内周面５ａよりも径内側へ突出するのを抑制することができる。これにより、インナーリング４の流体流路４ａにおける薬液の流れが、膨出部６の内周面６ｆによって阻害されるのを抑制することができる。なお、本実施形態のテーパ面６ｇは、断面視において直線状に傾斜するように形成されているが、曲線状に傾斜するように形成されていてもよい。

膨出部６の平坦面６ｅとテーパ面６ｇとがなす角部には、面取り部６ｈが形成されている。本実施形態の面取り部６ｈは、例えばＲ面取り加工が施されている。これにより、図１に示すように、ユニオンナット３がチューブ８の拡径部８ｂを押圧したときに、膨出部６の前記角部とチューブ８の内周面との間に形成される窪み９に薬液が入り込んでも、窪み９内の薬液は、面取り部６ｈに沿って流体流路４ａ側へ流れ易くなる。その結果、窪み９内に薬液が残存するのを抑制することができる。なお、面取り部６ｈは、Ｃ面取り加工が施されていてもよい。

図３に戻り、膨出部６における第２厚み変化部６ｃの平坦面６ｅと外周面６ｄとがなす角部には、面取り部６ｉが形成されている。本実施形態の面取り部６ｉは、例えばＲ面取り加工が施されている。なお、面取り部６ｉは、Ｃ面取り加工が施されていてもよい。また、平坦面６ｅと外周面６ｄとがなす角部には、必ずしも面取り部６ｉを形成する必要はない。

膨出部６の軸方向外端における径方向の厚み寸法Ｌ１は、膨出部６における径方向の最大厚み寸法Ｌ２に対して、３％以上かつ３０％以下に設定されており、後述するように倒れ込みの抑制効果を向上させるためには５％以上かつ２０％以下に設定されていることが望ましい。最大厚み寸法Ｌ２は、膨出部６の最大厚み部６ａにおける径方向の厚み寸法である。軸方向外端のおける「径方向の厚み寸法」とは、膨出部６の軸方向外端における径外端（本実施形態では平坦面６ｅの延長線と外周面６ｄの延長線との交点）から、径内端（本実施形態では平坦面６ｅの延長線とテーパ面６ｇの延長線との交点）までの径方向寸法を意味する。

厚み寸法Ｌ１を最大厚み寸法Ｌ２に対して３％以上にすることで、膨出部６の軸方向外端部における強度がさらに増す。これにより、ユニオンナット３がチューブ８の拡径部８ｂを押圧するときに、膨出部６の軸方向外端部が径内側へ倒れ込むのをさらに抑制することができる。その結果、膨出部６の軸方向外端部とチューブ８との接触面同士の面圧がさらに高くなるので、これらの接触面間に薬液が浸入するのを効果的に抑制することができる。

厚み寸法Ｌ１を最大厚み寸法Ｌ２に対して３０％以下にすることで、膨出部６の第２厚み変化部６ｃが径内側へ倒れ込んだときに、膨出部６の内周面６ｆが径内側へ突出するのをさらに抑制することができる。これにより、インナーリング４の流体流路４ａにおける薬液の流れが、膨出部６の内周面６ｆによって阻害されるのを効果的に抑制することができる。

［その他］
本発明の管継手及びインナーリングは、半導体製造装置以外に、液晶・有機ＥＬ分野、医療・医薬分野、または自動車関連分野などにおいても適用することができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 管継手
２ 継手本体
２ｂ 雄ねじ部
３ ユニオンナット
３ａ 雌ねじ部
４ インナーリング
６ 膨出部
６ｅ 平坦面
６ｆ 内周面
６ｇ テーパ面
６ｈ 面取り部
Ｌ１ 厚み寸法
Ｌ２ 最大厚み寸法

Claims (5)

1. 軸方向外端部において径外側に突出して形成され、チューブの先端部内に圧入される膨出部を備え、前記膨出部の径内側に流体流路が形成されたインナーリングであって、
   前記膨出部は、軸方向の断面視において、軸方向内側から軸方向外端へ向かって先細るように形成されており、軸方向外端に形成された径方向に延びる平坦面を有する、インナーリング。
2. 前記膨出部は、その内周面において軸方向内側から軸方向外端へ向かって漸次拡径するように傾斜するテーパ面を有する、請求項１に記載のインナーリング。
3. 前記膨出部は、前記テーパ面と前記平坦面とがなす角部に形成された面取り部を有する、請求項１又は請求項２に記載のインナーリング。
4. 前記膨出部の軸方向外端における径方向の厚み寸法は、前記膨出部における径方向の最大厚み寸法に対して、３％以上かつ３０％以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインナーリング。
5. 外周に雄ねじ部が形成された継手本体と、
   前記雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ部が内周に形成されたユニオンナットと、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインナーリングと、を備える管継手。

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