JP3876351B2

JP3876351B2 - 管継手

Info

Publication number: JP3876351B2
Application number: JP16104797A
Authority: JP
Inventors: 忠弘大見; 道雄山路; 信一池田; 努篠原; 徹哉小島
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2017-06-18
Also published as: CA2240618C; KR100536451B1; IL124979A; DE69812770T2; KR19990007088A; EP0886095B1; EP0886095A1; DE69812770D1; CA2240618A1; TW506503U; JPH116585A; SG65763A1; US6170890B1; IL124979A0

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、管継手に関し、特に半導体の製造用などの極めて高い清浄度が要求される用途に適している管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体の製造用などの極めて高い清浄度が要求される用途に適している管継手として、図６に示すように、一対の管状継手部材(1)(2)と、両継手部材(1)(2)の突合わせ端面の間に介在させられる円環状ガスケット(3) と、両継手部材(1)(2)を連結するねじ手段とを備え、各継手部材(1)(2)の突合わせ端面にそれぞれ環状のシール突起(37)(38)が設けられ、締付け完了時に、ガスケット(3) の端面にシール突起(37)(38)に対応する凹みが生じるとともに、各継手部材(1)(2)の突合わせ端面の内周(1a)(2a)とガスケット(3) の内周(3a)とがほぼ面一となる管継手において、各シール突起(37)(38)の断面の輪郭形状が、突き合わせ端面から半径方向外側にのびる円弧部(37b)(38b)と、同端面から軸方向にのびかつ円弧部(37b)(38b)に連なる直線部(37a)(38a)とよりなることを特徴とするものが、本発明者により提案されている（特開平９−３２９８４号公報参照）。なお、同図において、(15)(16)は、各突合わせ端面におけるシール突起(37)(38)の内側に形成された内側平坦面であり、(17)(18)は、各突合わせ端面におけるシール突起(37)(38)の外側に形成された外側平坦面である。また、(9)(10) は、各突合わせ端面の外周部に形成された締過ぎ防止用環状突起である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記管継手は、液だまりとなる凹所がなく、ガスケットの内周部にしわが生じてごみが溜まることもなく、しかも、手応えの変化により締付けが終了したことを感知できるという半導体製造用に適した特徴を有している。しかしながら、この管継手には、次のような問題がある。すなわち、この種の管継手では、一旦組み立てられた管継手を必要に応じて分解し、再度組み立てるという作業が頻繁に行われるが、図６に示した管継手は、第１および第２継手部材(1)(2)に対してガスケット(3) を軸方向へ移動させるさいの摩擦力が、ガスケット(3) に食い込んだシール突起(37)(38)の直線部(37a)(38a)によって大きくなっており、分解時にガスケット(3) が継手部材(1)(2)から離れにくいという欠点を有している。
【０００４】
この発明の目的は、液だまりとなる凹所がなく、ガスケットの内周部にしわが生じてごみが溜まることもなく、しかも、手応えの変化により締付けが終了したことを感知できるという半導体製造用に適した特徴を維持し、しかも、分解・再組立て作業が容易である管継手を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明による管継手は、一対の管状継手部材と、両継手部材の突合わせ端面の間に介在させられる円環状ガスケットと、両継手部材を連結するねじ手段とを備え、各継手部材の突合わせ端面にそれぞれシール突起が設けられ、締付け完了時に、ガスケットの端面にシール突起に対応する凹みが生じるとともに、各継手部材の突合わせ端面の内周とガスケットの内周とがほぼ面一となる管継手において、各シール突起は、継手部材の突合わせ端面の内周よりも半径方向外側に寄ったところにあり、各シール突起の断面の輪郭形状が、突き合わせ端面から半径方向外側にのびる円弧部と、円弧部に連なる直線部とよりなり、円弧部の中心が、円弧部と直線部との交点よりも半径方向内側にあり、直線部が、軸方向に対して３０〜６０°傾斜していることを特徴とするものである。
【０００６】
この発明の管継手によると、ねじを締付けていくにしたがって、まず、各継手部材のシール突起がガスケットの各端面に密接し、次いで、各継手部材の突合わせ端面の内縁部とガスケットの各端面の内縁部とが密接し、シール性が確保されるとともに、液だまりとなる凹所は存在しなくなる。ガスケットは、シール突起が設けられている位置で最も変形が大きくなるが、この位置は、ガスケット端面の内縁ではなくて、内縁より外寄りであるので、ガスケットの最も変形する部分は内縁部よりも外側にずれ、したがって、ガスケットの内周部にしわが生じることがないので、ごみが溜まるという心配もない。さらに、突起の輪郭形状に、傾斜状の直線部があることにより、軸方向にのびている直線部があるもので問題となる管継手分解時のガスケットの外れにくさが解消し、しかも、突起が円弧状であるものに比べると、手応えの変化が感じ取りやすく、突起形状が円弧のみのものおよび軸方向にのびている直線部があるもののそれぞれの長所を有している。
【０００７】
なお、傾斜角度が３０°より小さくなると、軸方向にのびている直線部があるもので問題となるガスケットが外れにくいという欠点を生じ、傾斜角度が６０°より大きくなると、円弧状のみのもので問題となる手応えの変化が感じ取りにくいという欠点を生じるため、傾斜角度は、３０〜６０°が好ましく、より好ましくは４５°近辺である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、図１の左右を左右とする。
【０００９】
図１および図２に示すように、管継手は、第１管状継手部材(1) および第２管状継手部材(2) と、第１管状継手部材(1) の右端面と第２管状継手部材(2) の左端面との間に介在させられる円環状ガスケット(3) と、円環状ガスケット(3) を保持しかつ第１管状継手部材(1) に保持されるリテーナ(5) とを備えており、第２継手部材(2) 側から第１継手部材(1) にねじはめられたナット(4) により、第２継手部材(2) が第１継手部材(1) に固定されている。各継手部材(1)(2)の突合わせ端面の半径方向略中央部には、環状のシール突起(7)(8)がそれぞれ形成され、同外周部には、環状の締過ぎ防止用突起(9)(10) がそれぞれ形成されている。
【００１０】
ガスケット(3) の両端面は、軸方向に対して直角な平坦面とされている。ガスケット(3) の外周面には、外向きフランジよりなる抜止め部(3b)が設けられており、ガスケット(3) をリテーナ(5) に保持させたりリテーナ(5) を各継手部材(1)(2)に保持させたりする作業がやりやすい。
【００１１】
両継手部材(1)(2)およびガスケット(3) は、ＳＵＳ３１６Ｌ製である。両継手部材(1)(2)の内径とガスケット(3) の内径とは、等しくなされている。両継手部材(1)(2)およびガスケット(3) の材質としては、ＳＵＳ３１６Ｌ以外のステンレス鋼やその他の金属が適宜採用される。
【００１２】
リテーナ(5) はステンレス鋼板で一体的に形成されたもので、円環部(25)と、円環部(25)右端に内方突出状に設けられた３つの爪(28)を備えガスケット(3) の外周面を保持するガスケット保持部(26)と、第１管状継手部材(1) の右端面に係合するようになされた継手部材保持部(29)とよりなる。３つの爪(28)は若干弾性を有しており、各爪(28)の先端には、右方に折曲げられた若干の弾性を有する折曲げ部(28a) が設けられている。そして、各爪(28)の内側にガスケット(3) が嵌め込まれ、折曲げ部(28a) がガスケット(3) に密着させられてガスケット(3) のリテーナ(5) 内における半径方向および軸方向への移動が阻止されている。円環部(25)には、３つの爪(28)が設けられている位置において、それぞれ一対の軸線方向切欠きが設けられており、これによって形成された３つの爪状保持部(30)によって継手部材保持部(29)が構成されている。３つの爪状保持部(30)は、弾性力によって第１継手部材(1) の右端部外面を挾みつけることにより、リテーナ(5) を第１管状継手部材(1) に保持している。爪(28)および爪状保持部(30)は、３つに限られるものではなく、４つ設けられることもある。
【００１３】
ナット(4) の右端部には内向きフランジ(11)が形成されており、このフランジ(11)の部分が第２継手部材(2) の周囲にはめられている。ナット(4) の左端部の内周にはめねじ(12)が形成されており、これが第１継手部材(1) の右側に形成されたおねじ(14)にねじはめられている。第２継手部材(2) の左端部外周には外向きフランジ(13)が形成されており、これとナット(4) の内向きフランジ(11)との間に共回り防止用のスラスト玉軸受(6) が介在させられている。
【００１４】
図３および図４は、この発明による管継手の要部を詳しく示すもので、各シール突起(7)(8)の断面の輪郭形状は、各継手部材(1)(2)の突き合わせ端面から半径方向外側にのびる円弧部(7b)(8b)と、これに連なる直線部(7a)(8a)とよりなる。円弧部(7b)(8b)は、円弧部(7b)(8b)と直線部(7a)(8a)との交点よりも半径方向内寄りの点を中心とする円弧とされている。また、直線部(7a)(8a)は、軸方向に対して４５°傾斜している。
【００１５】
各突合わせ端面におけるシール突起(7)(8)の内外両側には、内側平坦面(15)(16)および外側平坦面(17)(18)が形成されている。内側平坦面(15)(16)は、外側平坦面(17)(18)より左右方向ガスケット(3) 側に突出させられている。
【００１６】
各締過ぎ防止用環状突起(9)(10) は、シール突起(7)(8)よりも左右方向ガスケット(3) 側に突出させられており、適正な締付けよりもさらに締付けようとしたさいに、リテーナ(5) をその両面から押圧するようになされている。各締過ぎ防止用環状突起(9)(10) は組立て前の各継手部材(1)(2)のシール突起(7)(8)を保護しており、これにより、シール性に重要な影響を及ぼすシール突起(7)(8)が傷付くことが防止されている。
【００１７】
図３は、ナット(4) を手で締め付けた状態を拡大して示すものであるが、同図に示すように、ナット(4) が締付けられていくと、シール突起(7)(8)の最突出端がガスケット(3) の端面にまず当接するが、このときには各継手部材(1)(2)の内側平坦面(15)(16)とガスケット(3) の左右端面との間には、それぞれ内側隙間(G1)が存在しており、各継手部材(1)(2)の外側平坦面(17)(18)とガスケット(3) の左右端面との間には、これよりも大きい外側隙間(G2)がそれぞれ存在している。また、締過ぎ防止用環状突起(9)(10) とリテーナ(5) との間には、さらに大きい隙間(G3)が存在している。すなわち、Ｇ１＜Ｇ２＜Ｇ３となっている。手で締め付けた状態からスパナ等によりさらにナット(4) を締付けていくと、ガスケット(3) が変形し、まず内側隙間(G1)が０となる。このとき、外側隙間(G2)は０ではない。そして、適正な締付け時には、図４に示すように、外側隙間(G2)も０となって、内側平坦面(15)(16)がガスケット(3) の左右端面の内縁部に密接して、各継手部材(1)(2)の内周(1a)(2a)とガスケット(3) の内周(3a)とがほぼ面一となる。すなわち液だまりとなる凹所は存在しなくなる。なお、締過ぎ防止用環状突起(9)(10) とリテーナ(5) との間の隙間(G3)は、このときでも０にはなっていない。そして、これよりさらに締付けると、締過ぎ防止用環状突起(9)(10) とリテーナ(5) との間の隙間(G3)が０となり、締付けに対する抵抗力が非常に大きくなり、締過ぎが防止される。
【００１８】
上記において、ガスケット(3) および各シール突起(7)(8)の寸法については、締付トルクを適正な値としたときにガスケット(3) と各シール突起(7)(8)との隙間(G1)(G2)がなくなるように決定される。一例を挙げると、各シール突起(7)(8)の突起高さが内側平坦面(15)(16)から０．１ｍｍ、円弧の半径が０．５ｍｍとなされ、外側平坦面(17)(18)は、内側平坦面(15)(16)より０．０２ｍｍ凹まされている。また、手で締付けたときの各締過ぎ防止用環状突起(9)(10) とリテーナ(5) との距離は、０．１７ｍｍとされている。そして、手で締付けた状態を基準として５６．７°回転させたときに、内側平坦面(15)(16)がガスケットに当接し、６８°締付けたときには、外側平坦面(17)(18)が当接する。そして最終的にちょうど９０°締付けたときには、手で締付けた状態を基準として両継手部材(1)(2)の間隔が０．３１７ｍｍ狭くなり、内側平坦面(15)(16)が０．０６ｍｍ、外側平坦面(17)(18)が０．０４ｍｍそれぞれガスケット(3) に食い込むことになる。これよりさらに５．７°締付けると、締過ぎ防止突起(9)(10) がリテーナ(5) に接触し、締過ぎが防止される。なお、手で締付けたときの各締過ぎ防止用環状突起(9)(10) とリテーナ(5) との距離は、０．１７ｍｍよりも小さくしてもよく、例えば０．１５ｍｍとされる。
【００１９】
本発明の管継手では、第１および第２継手部材(1)(2)に対してガスケット(3) を軸方向へ移動させるさいの摩擦力が、シール突起の断面の輪郭形状が直線部の無い円弧状のものと略同等であり、分解時にガスケット(3) が継手部材(1)(2)から離れにくいという問題は全く起こらない。
【００２０】
図５は、本発明の管継手について、ナット(4) の回転角度を縦軸に取り、締付トルクを横軸に取って両者の関係を調べたものである。同図によると、ナット(4) の回転角度が約７０°のところで、傾きが変化していることがわかる。すなわち、外側平坦面(17)(18)がガスケット(3) に当接するまでは、ナット(4) の回転角度に対する締付トルクの増加が小さく、したがって、グラフの傾きが立っているのに対して、外側平坦面(17)(18)がガスケット(3) に当接してからは、各継手部材(1)(2)とガスケット(3) との接触面積が大きいので、ナット(4) の回転角度に対する締付トルクの増加が大きく、したがって、グラフの傾きが水平に近くなる。そのため、ナット(4) の回転角度が約７０°のところで、傾きが変化していることが明確にわかるようになっている。これに対して、図示は省略したが、シール突起の断面の輪郭形状が直線部の無い円弧状のものでは、ナットの回転角度が約７０°のところでも、傾きは変化しない。
【００２１】
表１は、上記の結果をまとめたものであり、この表からわかるように、本発明の管継手は、従来存在した問題点をすべて解消したものとなっている。
【００２２】
【表１】

【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による管継手の第１実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部分解斜視図である。
【図３】図１の要部拡大断面図で、ナットを手で締付けた時の状態を示す。
【図４】図３の状態からさらに締め付けて、締付けが完了した時の状態を示す図である。
【図５】本発明の管継手を締め付けたときのナット回転角度と締付けトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】従来の管継手の締付け完了時の状態を示す図である。
【符号の説明】
(1)(2) 管状継手部材
(3) 円環状ガスケット
(4) ナット
(7)(8) シール突起
(7a)(8a) シール突起直線部
(7b)(8b) シール突起円弧部

Claims

一対の管状継手部材(1)(2)と、両継手部材(1)(2)の突合わせ端面の間に介在させられる円環状ガスケット(3) と、両継手部材(1)(2)を連結するねじ手段とを備え、各継手部材(1)(2)の突合わせ端面にそれぞれ環状のシール突起(7)(8)が設けられ、締付け完了時に、ガスケット(3) の端面にシール突起(7)(8)に対応する凹みが生じるとともに、各継手部材(1)(2)の突合わせ端面の内周(1a)(2a)とガスケット(3) の内周(3a)とがほぼ面一となる管継手において、各シール突起(7)(8)は、継手部材(1)(2)の突合わせ端面の内周(1a)(2a)よりも半径方向外側に寄ったところにあり、各シール突起(7)(8)の断面の輪郭形状が、突き合わせ端面から半径方向外側にのびる円弧部(7b)(8b)と、円弧部(7b)(8b)に連なる直線部(7a)(8a)とよりなり、円弧部(7b)(8b)の中心が、円弧部(7b)(8b)と直線部(7a)(8a)との交点よりも半径方向内側にあり、直線部(7a)(8a)が、軸方向に対して３０〜６０°傾斜していることを特徴とする管継手。