JP3663336B2 - 石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体、医療、食品、化学といった様々な分野で用いられる流体機器、たとえば液槽やヒータなどにはそのハウジングを石英製にしたものがある。一方、高純度液を取り扱うこれらの分野の配管にはフッ素樹脂系の樹脂管が好ましく用いられている。このように、流体機器のハウジングが石英製であり、配管に樹脂管が採用されるような場合、その樹脂管の管路を流体機器のハウジングに接続するのに図８、図９に示した継手が用いられていた。
【０００３】
図８は従来の継手の使用状態を示した概略図、図９は従来の継手の断面図である。
【０００４】
図８において、１は液槽やヒータといった流体機器の石英製のハウジングを示しており、このような石英製のハウジング１に樹脂管２よりなる配管を直接に接続することはできないため、両者が、ハウジング１に接続した石英管１２と樹脂管２とを接続する機能を備えた継手Ａを介して接続される。
【０００５】
図９を参照してこの継手Ａによる接続構造を詳細に説明する。この継手Ａにおいて、筒状の継手本体３の一端側と他端側とは、それぞれ、石英管接続口部３１と樹脂管接続口部３２とに形成されている。
【０００６】
石英管接続口部３１は、その外周面に雄ねじ３３を有していると共に、先端面が先拡がりテーパ面３４に形成されている。そして、石英管接続口部３１に挿入された石英管１２の溝部１３に嵌まり込んでいる抜止めリング３５とその石英管１２に外嵌されているフェルール３６とが、雄ねじ３３にねじ込まれた押輪３７の押圧部３８と先拡がりテーパ面３４とによって挾圧されている。この石英管接続口部３１の側では、フェルール３６、先拡がりテーパ面３４、石英管１２の各圧接箇所などによってシール性が保たれる。
【０００７】
これに対し、樹脂管接続口部３２には、その外周面に形成された雄ねじ４０と先拡がりテーパ状の外側シール面４２とが設けられている。樹脂管接続口部３２と組み合わせて用いられる筒状リング体４３には、山形断面の基部４４と、その基部４４が樹脂管２の端部に圧入されることによって樹脂管２の端部から突き出る突出部４５とが備わっている。そして、基部４４が圧入された樹脂管２の端部の管壁が断面山形に変形され、そのように変形した樹脂管２の端部が筒状リング体４３と共に樹脂管接続口部３２に挿入され、樹脂管２の端部が樹脂管接続口部３２と筒状リング体４３との共働によって挟持されている。さらに、雄ねじ４０にねじ込まれて締め付けられた押輪４６の押圧部４７が、樹脂管２の断面山形に変形されている管壁を押し付けており、この押付けによって樹脂管２の断面山形の管壁の外周面が外側シール面４２に押し付けられている。さらに、継手本体３の内周部に段付状の内側シール面３７が形成されており、上記押輪４６の締付力を受けて筒状リング体４３の突出部４５の先端面が内側シール面３７に押し付けられるようになっている。この樹脂管接続口部３２の側では、外側シール面４２、断面山形に変形した樹脂管２の管壁、筒状リング体４３、内側シール面３７、筒状リング体４３の突出部４５の各圧接箇所等によってシール性が保持される。
【０００８】
このような継手Ａにおいては、継手本体３や押輪３７などの構成部品はすべてフッ素系樹脂で製作されている。また、図８に示した流体機器の石英製のハウジング１に樹脂管２よりなる配管を接続する場合には、ハウジング１に石英管１２を接続する作業や、継手Ａの樹脂管接続口部３２に樹脂管２の端部を接続する作業のほかに、石英管１２を継手Ａの石英管接続口部３１に接続する作業を行う必要がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、構成部品のすべてがフッ素系樹脂で製作されている継手Ａは高価であり、また、上記した各作業を正確に行うことには多くの時間が必要になり、その作業が煩わしくなるという問題や、シール箇所が多いためにシール信頼性が低下しやすいという問題があった。さらに、石英管１２や継手Ａの配置スペースを確保しなければならないので、スペース面で無理が生じたり配管の自由度が阻害されたりするおそれもあった。
【００１０】
本発明は以上の問題や事情に鑑みてなされたものであり、図８や図９で説明した従来の継手Ａや石英管１２を用いずに、樹脂管を流体機器の石英製のハウジングに直接に接続することが可能になる流体機器の樹脂管接続継手を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の採用した解決手段とその作用を図１ないし図７に示す符号を参照して説明する。符号を付したのは、発明の内容の理解を助けるためであり、発明の内容を限定する意図ではない。
【００１２】
本発明では、樹脂管接続機構７を備えた石英製の筒状の継手本体６が、石英製ハウジング５を有する流体機器の上記ハウジング５に一体に接合されて、そのハウジング５に具備されている流通路５１と上記継手本体６の流通路６２とが、それらの内周面を面一に連通するように上記継手本体６の基部６１の流通路６２の開口端面が上記ハウジング５の流通路５１の周縁部に一体に融着される。このような樹脂管接続継手によると、継手本体６が樹脂管接続機構７を備えているので、その継手本体６に樹脂管２を接続することが可能である。しかも、継手本体６が石英製であって石英製のハウジング５に融着により接合されているので、継手本体６に樹脂管２を接続するだけで、樹脂管２が継手本体６を介してハウジング５に接続される。
【００１３】
上記樹脂管接続機構７は、継手本体６に設けられた筒状の受口部６３と、その受口部６３の内周に形成された先拡がりテーパ状の外側シール面６４と、樹脂管端部に圧入されて該樹脂管端部の管壁を断面山形に変形させると共に上記受口部６３に挿入された該樹脂管端部を上記受口部６３と共働して挟持する筒状リング体７１と、継手本体６に設けられたねじ部６５にねじ込まれて締め付けられることにより上記樹脂管２を押し付けてその樹脂管２の断面山形の管壁の外周面を上記外側シール面６４に押し付ける押輪７２と、を備えている。継手本体６の受口部６３の内奥部には環状凸部６６が受口部６３と同心状に形成されると共に、該環状凸部６６の外周と受口部６３の内奥部の内周との間に環状凹部６７が形成されている。
【００１４】
上記筒状リング体７１は、樹脂管２の端部に圧入される山形断面の基部７３と、その基部７３が樹脂管端部に圧入されることによってその樹脂管端部から突き出る突出部７４とを有し、該突出部７４の先端面に上記環状凸部６６に嵌合する環状凹部７９を形成すると共に、その環状凹部７９の内外壁を構成する外側環状凸部８０及び内側環状凸部７８を設けている。上記外側環状凸部８０の外周面に、上記受口部６３の内奥部の内周面６３ａに圧接する第１の内側シール面７７を形成している。
【００１５】
上記構成の樹脂管接続機構７を備えた継手本体６によれば、筒状リング体７１の外側環状凸部８０の外周の第１の内側シール面７７が受口部６３の内奥部の内周面６３ａに圧接してシール機能を発揮する内側シール部と、受口部６３の外側シール面６４が樹脂管２を筒状リング体７１の基部７３に圧接することによりシール機能を発揮する外側シール部と、押輪７２によって樹脂管２を筒状リング体７１側に押し付けることによりシール機能を発揮するシール部とによって継手本体６に対する樹脂管２のシール性能を十分に発揮し液漏れ防止を全うすることができる。
【００１６】
この場合において、上記第１の内側シール面７７は、図２に例示するごとく受口部６３の内奥部の内周面６３ａに面接触させるか、または第１の内側シール面７７に、図４に例示するごとく受口部６３の内奥部の内周面６３ａに線状に接触する１本もしくは複数本の環状突起７０を形成することができる。また上記第２の内側シール面８７においても図７に例示するごとく環状凸部６６の内周面に面接触させるか、または第２の内側シール面８７に、図６に例示するごとく環状凸部６６の内周面に線状に接触する１本もしくは複数本の環状突起８９を形成することができる。
【００１７】
また、上記継手本体６の環状凹部６７の内底と筒状リング体７１の外側環状凸部８０の先端面との間に第１隙間８１を、継手本体６の環状凸部６６の先端面と筒状リング体７１の環状凹部７９の内底との間に第２隙間８２を、継手本体６の環状凸部６６の内周面と筒状リング体７１の内側環状凸部７８の外周面との間に第３隙間８３をそれぞれ形成すると共に、継手本体６の環状凸部６６の外周面には第１隙間８１と第２隙間８２を連通させる溝部６８を形成し、これら第１，２，３隙間及び溝部は互いに連通して継手本体６の流通路６２と連通状態にすることができる。これによれば、筒状リング体７１の環状凹部７９と継手本体６の環状凸部６６とが嵌合する際に両部材間の空気抜き機能を発揮する。
【００１８】
また、上記内側環状凸部７８の外周面にも、図５、図６に例示するように、継手本体６の環状凸部６６の内周面に圧接する第２の内側シール面８７を形成することが、シール性能をより一層向上させることができる点で望ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の概略図、図２はその内部構造を示した断面図である。
【００２０】
図１及び図２において、５は液槽やヒータといった流体機器の石英製のハウジングを示しており、このハウジング５は、図８及び図９で説明したハウジング１に相当しており、液体の流通路５１を有している。６は石英製の筒状の継手本体であり、その基部６１が、ハウジング５の流通路５１の周縁部５２に一体に接合されている。したがって、そのハウジング５側の流通路５１と継手本体６の流通路６２とは連通している。ハウジング５と継手本体６との接合手段は、融着で行っている。
【００２１】
継手本体６は樹脂管接続機構７を備えており、継手本体６はそれ自体が樹脂管接続機構７の一部分を構成すると共に、継手本体６に樹脂管接続機構７の他部分を構成する部品、すなわち筒状リング体７１及び押輪７２が組み付けられている。
【００２２】
図２のように、樹脂管接続機構７は、継手本体６に設けられた筒状の受口部６３と、筒状リング体７１と、押輪７２とを備えている。受口部６３は図９で説明した樹脂管接続口部３２に相当する部分であり、また押輪７２自体は、図９で説明した従来の継手Ａの押輪４６と同じ構成を有している。筒状リング体７１はその一部の構成が図９で説明した従来の継手Ａの筒状リング体４３とは相違している。
【００２３】
継手本体６は、流通路６２を有する基部６１と、この基部６１の一端に流通路６２と連通状に一体形成した筒状の受口部６３とを有する。受口部６３の先端部の外周には雄ねじ６５を形成するとともに、この雄ねじ６５の終端部に径大段部６０を形成し、受口部６３の先端部の内周に先拡がりテーパ状の外側シール面６４を形成している。また継手本体６の受口部６３の内奥部には環状凸部６６を受口部６３と同心状に形成すると共に、該環状凸部６６の外周と受口部６３の内奥部の内周との間に環状凹部６７を形成している。継手本体６の環状凸部６６の外周面は該環状凸部６６の先端方向に向かって下り傾斜状の傾斜面に形成すると共に、この傾斜面に沿って溝部６８を形成している。
【００２４】
筒状リング体７１は耐熱性、耐薬品性に優れるＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂またはポリプロピレン樹脂などで成形され、樹脂管２の端部に圧入される断面山形の基部７３と、その基部７３が樹脂管２の端部に圧入されることによってその樹脂管２の端部から突き出る突出部７４とを有する。該突出部７４の先端面には継手本体６の環状凸部６６に嵌合する環状凹部７９を形成すると共に、その環状凹部７９の内外壁を構成する内側環状凸部７８及び外側環状凸部８０を設けている。外側環状凸部８０の外周面に、継手本体６の受口部６３の内奥部の内周面６３ａに圧接する第１の内側シール面７７を形成している。
【００２５】
この場合、内側シール面７７は、図２のように受口部６３の内奥部の内周面６３ａに面接触するように形成するか、または図３、図４のように内側シール面７７に、受口部６３の内奥部の内周面６３ａに線状に接触する１本もしくは複数本の環状突起７０を形成する。後者のように環状突起７０を受口部６３の内奥部の内周面６３ａに線状に接触させるように形成していると、受口部６３の内奥部の内周面６３ａと内側シール面７７との間でのシール部の面圧を高め、より一層確実にシール性能を向上させることができる。
【００２６】
押輪７２は、その内周面に継手本体６の雄ねじ６５に螺合する雌ねじ７５を有し、その後端部の内周には筒状リング体７１が圧入された樹脂管２の端部に挿通され、樹脂管２の断面山形に変形されている管壁を筒状リング体７１の基部７３に押し付ける押圧部７６を形成している。
【００２７】
いま、上記のように筒状リング体７１の基部７３を圧入した樹脂管２の端部を継手本体６の受口部６３に挿入する。次いで、予め、樹脂管２に挿通されている押輪７２の雌ねじ７５を受口部６３の雄ねじ６５にねじ込み、押輪７２の先端面７２ａが継手本体６の径大段部６０に当たるまで最も深く締め付ける。すると、押輪７２の押圧部７６が、樹脂管２の断面山形に変形されている管壁を押し付け、その押付けによって樹脂管２の断面山形の管壁の外周面が外側シール面６４に押し付けられる。さらに、筒状リング体７１の先端の外側環状凸部８０が継手本体６の内奥の環状凹部６７に嵌合すると共に、内側環状凸部７８が継手本体６の内奥の環状凸部６６の内周に入り込み、外側環状凸部８０の内側シール面７７が受口部６３の内奥部の内周面６３ａに面接触するか、または図３のように受口部６３の内奥部の内周面６３ａに環状突起７０が線状に接触し、この面接触または線状接触により外側環状凸部８０の内側シール面７７が受口部６３の内奥部の内周面６３ａとの間からの液漏れを防ぐシール性が保持される。
【００２８】
また、押輪７２の先端面７２ａが継手本体６の径大段部６０に当たるまで押輪７２を最も深く締め付けると、継手本体６の環状凹部６７の内底と筒状リング体７１の外側環状凸部８０の先端面との間に第１隙間８１が、継手本体６の環状凸部６６の先端面と筒状リング体７１の環状凹部７９の内底との間に第２隙間８２が、また継手本体６の環状凸部６６の内周面と筒状リング体７１の内側環状凸部７８の外周面との間に第３隙間８３がそれぞれ形成され、第１隙間８１と第２隙間８２は継手本体６の環状凸部６６の外周傾斜面上の溝部６８によって連通される。これら第１、２、３隙間８１，８２，８３及び溝部６８は互いに連通して継手本体６の流通路６２と連通状態にある。したがって、樹脂管２の端部を筒状リング体７１と共に継手本体６の受口部６３内に挿入する際に、筒状リング体７１と受口部６３との間に残留するエアーを互いに連通する第１隙間８１〜第３隙間８３及び溝部６８を通じて流通路６２側へ円滑に逃がすべくエアー抜きを行うことができる。また継手本体６の環状凸部６６の外周面に設けた溝部６８は、筒状リング体７１の外側環状凸部８０の内周面に当接する環状凸部６６の外周面との接触面積を減少させ接触抵抗を小さくすることができる。
【００２９】
上記樹脂管２の接続箇所では、筒状リング体７１の突出部７４の第１の内側シール面７７が受口部６３の内奥部の内周面６３ａに圧接し、受口部６３の外側シール面６４が樹脂管２を筒状リング体７１の基部７３に圧接し、押輪７２によって樹脂管２を筒状リング体７１側に押し付けることによって継手本体６に対する樹脂管２のシール性を確保できて液漏れを防止できる。
【００３０】
以上説明したように流体機器のハウジング５に接合された継手本体６に樹脂管２を接続することによって、樹脂管２が継手本体６を介してハウジング５に接続される。したがって、図８で説明した従来例のように、高価な継手Ａを用いる必要がなくなるだけでなく、ハウジング１に石英管１２を接続する作業や、石英管１２を継手Ａの石英管接続口部３１に接続する作業を行う必要もない。
【００３１】
図５は本発明の他の実施例の内部構造を示した断面図である。この実施例において、図２で説明したものと異なる点は次の通りである。すなわち、筒状リング体７１には第１の内側シール面７７のほかに、更に内側環状凸部７８の外周面に、継手本体６の環状凸部６６の内周面に圧接する第２の内側シール面８７を形成している点、図２のような隙間８２，８３及び溝部６８を設けていない点である。
【００３２】
図５で説明した実施例では、第２の内側シール面８７によってもシール性が保たれ、樹脂管２のシール性能をより一層向上させることができる。この場合においても、第１の内側シール面７７の場合と同様、第２の内側シール面８７は、図５のように受口部６３の内奥部の内周面６３ａに面接触するように形成するか、または図６、図７のように内側シール面８７に、環状凸部６６の内周面に線状に接触する１本もしくは複数本の環状突起８９を形成する。その他の構成や作用は、図２、図３で説明したところと同様であるので、同一又は相応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、図８、図９で説明した従来の継手や石英管を用いずに、樹脂管を流体機器の石英製ハウジングに直接にかつシール性を確保しながら接続することが可能になる。そのため、従来必要であった作業、すなわちハウジングに石英管を接続する作業や石英管を継手の石英管接続口部に接続する作業など煩わしい接続作業を行う必要が無くなり、流体機器の石英製ハウジングに対する樹脂管の接続作業性、シール性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の使用状態を示した概略図である。
【図２】 本発明の一実施例の内部構造を示した断面図である。
【図３】 本発明の他の実施例の内部構造を示した断面図である。
【図４】 図３における内側シール部の拡大図である。
【図５】 本発明の更に他の実施例の内部構造を示した断面図である。
【図６】 本発明の更に又、他の実施例の内部構造を示した断面図である。
【図７】 図６における内側シール部の拡大図である。
【図８】 従来例の継手の使用状態を示した概略図である。
【図９】 従来例の継手の断面図である。
【符号の説明】
２ 樹脂管
５ ハウジング
６ 継手本体
７ 樹脂管接続機構
５１ 流通路
６１ 基部
６２ 流通路
６３ 受口部
６４ 外側シール面
６５ 雄ねじ（ねじ部）
６６ 環状凸部
６７ 環状凹部
６８ 溝部
７０ 環状突起
７１ 筒状リング体
７２ 押輪
７３ 筒状リング体の基部
７４ 筒状リング体の突出部
７７ 第１の内側シール面
７８ 内側環状凸部
７９ 筒状リング体の環状凹部
８０ 外側環状凸部
８１ 第１隙間
８２ 第２隙間
８３ 第３隙間
８７ 第２の内側シール面
８９ 環状突起

Claims (8)

1. 樹脂管接続機構を備えた石英製の筒状の継手本体が、石英製ハウジングを有する流体機器の上記ハウジングに一体に接合されて、そのハウジングに具備されている流通路と上記継手本体の流通路とが、それらの内周面を面一に連通するように上記継手本体の基部の流通路の開口端面が上記ハウジングの流通路の周縁部に一体に融着されており、
   上記樹脂管接続機構が、継手本体に設けられた筒状の受口部と、その受口部の内周に形成された先拡がりテーパ状の外側シール面と、樹脂管端部に圧入されて該樹脂管端部の管壁を断面山形に変形させると共に上記受口部に挿入された該樹脂管端部を上記受口部と共働して挟持する筒状リング体と、継手本体に設けられたねじ部にねじ込まれて締め付けられることにより上記樹脂管を押し付けて該樹脂管の断面山形の管壁の外周面を上記外側シール面に押し付ける押輪と、を備えており、
   上記継手本体の受口部の内奥部には環状凸部が受口部と同心状に形成されると共に、該環状凸部の外周と受口部の内奥部の内周との間に環状凹部が形成されており、
   上記筒状リング体が、樹脂管端部に圧入される山形断面の基部と、その基部が樹脂管端部に圧入されることによって該樹脂管端部から突き出る突出部とを有し、該突出部の先端面に上記環状凸部に嵌合する環状凹部を形成すると共に、その環状凹部の内外壁を構成する外側環状凸部及び内側環状凸部を設けており、
   上記外側環状凸部の外周面に、上記受口部の内奥部の内周面に圧接する第１の内側シール面を形成している石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
2. 上記第１の内側シール面が上記受口部の内奥部の内周面に面接触している請求項１に記載の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
3. 上記第１の内側シール面に、上記受口部の内奥部の内周面に線状に接触する１本もしくは複数本の環状突起が形成されている請求項１記載の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
4. 上記継手本体の環状凹部の内底と筒状リング体の外側環状凸部の先端面との間に第１隙間を、継手本体の環状凸部の先端面と筒状リング体の環状凹部の内底との間に第２隙間を、継手本体の環状凸部の内周面と筒状リング体の内側凸部の内周面との間に第３隙間をそれぞれ形成すると共に、継手本体の環状凸部の外周面には第１隙間と第２隙間を連通させる溝部を形成し、これら第１，２，３隙間及び溝部は互いに連通して継手本体の流通路と連通状態にある請求項１ないし３のいずれかに記の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
5. 上記内側環状凸部の外周面に、上記継手本体の環状凸部の内周面に圧接する第２の内側シール面を形成している請求項１ないし３のいずれかに記載の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
6. 上記第２の内側シール面が上記継手本体の環状凸部の内周面に面接触している請求項５に記載の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
7. 上記第２の内側シール面に、上記継手本体の環状凸部の内周面に線状に接触する１本もしくは複数本の環状突起が形成されている請求項５に記載の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。
8. ハウジングと継手本体との接合手段が、融着、溶着又は溶接による手段である請求項１ないし７のいずれかに記載の石英製ハウジングを有する流体機器の樹脂管接続継手。

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