JP5028394B2 - 樹脂管継手 - Google Patents

Description

本発明は、流体移送路としてのチューブを拡径（フレア）させて接続させる構造の樹脂管継手に係り、詳しくは、半導体製造や医療・医薬品製造、食品加工、化学工業等の各種技術分野の製造工程で取り扱われる高純度液や超純水の配管にも好適であって、ポンプ、バルブ、フィルタ等の流体機器や流体移送路であるチューブの接続手段として用いられる樹脂管継手に関するものである。

この種の樹脂管継手としては、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）を継手本体（４）の嵌合筒（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）を拡径させて嵌合筒（５）に嵌め込むかする。それから、予めチューブに嵌装されているユニオンナット（６）を継手本体に螺合させ、締込み操作して継手本体（４）の軸心方向に強制移動させることにより、チューブ（１）の拡径付け根部分（２ａ）をエッヂ部（６ａ）で軸心方向に強く押圧し、チューブ（１）と嵌合筒（５）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樹脂管継手も知られている。また、特許文献２の図５や特許文献３において開示されるように、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嵌合筒に内嵌させ、ユニオンナットの締付によってチューブにおけるインナーリングへの拡径部を押圧してシールさせる構造の樹脂管継手もある。いずれにしても、チューブ端を拡径（フレア）させてユニオンナットの締付でシールさせる構造である。チューブの先端を嵌合筒部外嵌させてナット止めする前者の構造のものでは、継手本体とユニオンナットとの２部品で経済的に管継手を構成できる良さがあり、インナーリングを用いる後者の構造のものでは、確実に漏れが回避できて安定した性能が得られ、かつ、信頼性に優れる良さがある。

ところで、これらのように種々の優れたメリットを持つ樹脂管継手の実際の施工において、ユニオンナットの締付終了時点が分り難いという慢性的な要改善項目があった。もともと、樹脂製の継手においては、その材料の特性上、ユニオンナットの回し操作に対して締付けトルクが漸増するので、金属材料のように締付トルクが急激に大きくなることによる締切り感に乏しく、感覚的に締付終了が分かり難いのである。締付が不足すると漏れのおそれがあり、締め付け過ぎると継手を損壊させるおそれがある。樹脂製であるが故にそれらの不都合が起こり易いので、正しくユニオンナットの締付を終える必要がある。

例えば、作業者が完全に視認できる状態に管継手が露出配備されている場合であれば、ユニオンナットの締込みに伴う螺進具合の位置確認によって締付終了状態になったこと、或いはそれに近い状態になることを知ることが比較的容易ではある。ところが、管継手の配置場所は、他の装置類の間の狭い場所であるとか天井裏の隠れた箇所といった具合に、視認が行えない又は困難な状況となることが多く、手探りでのユニオンナット締付作業となることが多い。従って、視認できなくてもユニオンナットの締付終了又終了が近づいたことを、何らかの手段によって作業者に知らせる必要があった。

そこで、特許文献３において、継手本体（１）に片持ち状態で軸心方向に突設させた突片（１５）と、ユニオンナット（２）の軸心方向端部に隆起形成された突起（２３）とが、ユニオンナット（２）の締付終了間際になると周方向で接近干渉して当接し、その際に突片（１５）が発する弾かれ音により、作業者は締付終了又はそれに近づいたことを知ることが可能となる技術が開示されている。つまり、音によって作業者に締付終了状態を知らしめる音発生手段である。
実登３０４１８９９号公報 特開平７−２７２７４号公報 特開平１１−２３０４６３号公報

前記音発生手段により、管継手部分が見えなくてもユニオンナット操作による締付終了状態の音認識による確認が可能になり、一定の効果が得られるものとなった。ところが、実際の配管作業現場は静寂状況であることはまれであり、稼動中の工場内であるとか、他の工事や施工が一緒に行われる状況での作業等、得てしてある程度の騒音状況下で行われることになる。従って、樹脂製突片の弾ける音程度では作業者には聞えないことが多く、ユニオンナットの締付終了を知らせる手段、即ち、締付終了認知手段としては更なる改善の余地が残されているものであった。

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、管継手部分が見えない又は見難い場所にあり、かつ、騒音状況下にある作業現場においても、ユニオンナットが締付終了又はそれに近い状態であることの確認が行えるようにし、組付作業性や取扱い性に優れるように改善される樹脂管継手を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、合成樹脂製チューブ３の端部を拡径させて嵌合装着可能な嵌合部４と、雄ねじ５とを備える合成樹脂製の継手本体１、及び、
前記雄ねじ５に螺合可能な雌ねじ８と、前記チューブ３の拡径部３Ａにおける拡径変化領域９に作用可能なシール用押圧部１０とを備える合成樹脂製のユニオンナット２を有し、
前記嵌合筒４に前記チューブ３が嵌合装着される状態における前記雌ねじ８を前記雄ねじ５に螺合させての前記ユニオンナット２の前記継手本体１の軸心Ｐ方向への螺進により、前記拡径変化領域９が前記シール用押圧部１０で前記軸心Ｐ方向に押圧されてシール部Ｓが形成されるように構成されている樹脂管継手において、
前記継手本体１の外周部に径方向に凹む凹部２０が、かつ、前記ユニオンナット２の軸心Ｐ方向端部の外周部に径方向に突出する凸部１９がそれぞれ形成されており、前記シール用押圧部１０が前記拡径変化領域９を押圧しての前記ユニオンナット２の螺進終了手前付近からの締込み回転に伴って前記凹部２０と前記凸部１９とがそれらの一方の径方向への撓み変位によって互いに嵌合及び離脱されるトルク変動部２６が構成され、
前記凸部１９は、前記ユニオンナット２の先端側から軸心Ｐ方向に片持ち支持突設される円弧状のカバー庇１８の径内側に一体形成されてい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に記載の樹脂管継手において、前記凹部２０及び／又は前記凸部１９が周方向に複数形成されており、前記ユニオンナット２が一回転される間に前記嵌合及び離脱が繰り返されるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の樹脂管継手において、前記凹部２０及び／又は前記凸部１９が周方向で前記軸心Ｐに関する均等角度毎に形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の樹脂管継手において、前記凹部２０及び／又は前記凸部１９が前記軸心Ｐ方向視において円弧状を呈していることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂管継手において、前記凹部２０が径外側に向って開放される径内向き凹部であり、前記凸部１９が径内側に向って突出する径内向き凸部であることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載の樹脂管継手において、前記凸部１９が、前記ユニオンナット２から軸心Ｐ方向に延出される片持ちアーム状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の樹脂管継手において、前記継手本体１及び前記ユニオンナット２がフッ素樹脂製であることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、詳しくは実施形態の項にて説明するが、ユニオンナットの締込み回転に伴うトルク変動部の作用、即ち、凹部と凸部との何れか一方の径方向への撓み変位によって互いに嵌合及び離脱することによるトルク変動が大となり、ユニオンナットを回す工具（スパナ、レンチ等）を介してそのトルク変動を明確に感じ取ることが可能になる。故に、締付終了又は終了が近づくと大なるトルク変動が生じるので、操作感覚でもってユニオンナットの締付終了又はほぼ終了であることを認識可能となる。その結果、管継手部分が見えない又は見難い場所にあり、かつ、騒音状況下にある作業現場においても、ユニオンナットが締付終了又はそれに近い状態であることの確認が行えるようになり、組付作業性や取扱い性に優れるように改善される樹脂管継手を提供することができる。

請求項２のように、凹部や凸部を周方向で複数形成して、ユニオンナットの一回転中における嵌合及び離脱が繰り返されるように構成すれば、前述した大なるトルク変動の頻度が増してより感覚認識が明確になり、請求項１の発明による前記効果が強化される利点がある。この場合、請求項３のように、凹部や凸部を周方向で均等角度毎に形成すれば、前記嵌合及び離脱が複数重複されてトルク変動がより顕著化され、好ましい。

凹部や凸部の形成手段としては、請求項４のように、軸心方向視で円弧状を呈するようにするとか、請求項５のように、凹部を径外側に向って凹ませたり、凸部を径内側に向って突出させたりするとか、請求項６のように、凸部をユニオンナットから軸心方向に延出される片持ちアーム状としたりすることができる。

請求項７の発明によれば、継手本体もユニオンナットも耐薬品性及び耐熱性に優れた特性を有するフッ素系樹脂で形成されているので、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易くなることがなく、良好なシール性や耐引抜力が維持できるようになる。尚、フッ素系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。また、継手本体とユニオンナットとを互いに同じフッ素樹脂材で形成すれば線膨張係数も互いに同じになり、高温時のシール性も向上する利点がある。

以下に、本発明による樹脂管継手の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１〜図３は樹脂管継手の構造を示す断面図、図４は凹部を示す要部の軸心方向図、図５は凸部を示す要部の軸心方向図、図６は締付終了状態を示す平面図、図７は締付終了認知手段を示す要部の軸心方向図、図８は凸部が撓んで残存山部をやり過す状況を示す要部の断面図、図９はユニオンナット締込に伴うトルク変動グラフを示す図、図１０は最終増締め状態を示す平面図である。

〔実施例１〕
実施例１による樹脂管継手Ａは、図１，図２に示すように、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等に代表される合成樹脂の一例）製のチューブ３をポンプ、バルブ等の流体機器や、異径又は同径のチューブに連通接続するものであり、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等に代表される合成樹脂の一例）製の継手本体１とフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等に代表される合成樹脂の一例）製ユニオンナット２との２部品で構成されている。尚、図１，２はユニオンナット２を所定量締め込んだ組付状態を示している。

継手本体１は、図１，図２に示すように、チューブ３の端部を拡径して外嵌装着可能な一端のインナ筒（嵌合筒の一例）４と、インナ筒４の内奥側部分の外周側に拡径されたチューブ３先端の入り込みを許容すべく軸心Ｐ方向に延びる周溝（「径方向の間隙」の一例）ｍを有して被さるカバー筒部６と、台形ねじで成る雄ねじ５と、軸心Ｐを持つ円柱空間状の流体経路７とを備える筒状部材に形成されている。インナ筒４は、チューブ３を徐々に拡径させる先端先窄まり筒部４Ａと、先端先窄まり筒部４Ａの大径側に続いて形成される直胴筒部分４Ｂとを有する先細りストレート形のものとして構成されている。

周溝ｍは、その径内側の周面である外周面は直胴筒部分４Ｂの外周面４ｂであり、その径外側の周面である外周面はカバー筒部６の内周面６ａである。周溝ｍの奥側周面２１から軸心Ｐ方向に所定長さ離れた箇所に継手フランジ１Ａが形成されており、その継手フランジ１Ａの略根元部位からカバー筒部６の端部の外周面に亘って雄ねじ５が形成されている。インナ筒４の先端面は、径方向で内側ほど内奥側（軸心Ｐ方向で奥側）に寄る逆テーパの角度が施される、即ち、先端ほど大径となるカット面１６が形成されており、チューブ３の内周面が拡径部（フレア部）に向けて拡がり変位することに因る液溜り周部１７の形状を内周側拡がり形状として、その流体が液溜り周部１７に停滞し難くしてある。尚、カット面１６は、その最大径が自然状態のチューブ３の内径と外径の略中間値となるように形成されているが、それにはこだわらない。

ユニオンナット２は、図１，図２に示すように、雄ねじ５に螺合可能な雌ねじ８と、チューブ３のインナ筒４に外嵌される拡径部３Ａにおける拡径変化領域９の小径側端部分に作用可能なシール用周エッヂ（シール用押圧部の一例）１０と、拡径変化領域９の大径側端部分に作用可能な抜止め用周エッヂ１１と、拡径部３Ａにおける径一定の直胴筒部分４Ｂに外囲される拡径ストレート部１２に外嵌可能な押え内周部１３と、シール用周エッヂ１０に続いてチューブ３を軸心Ｐ方向の所定長さに亘って外囲するガイド筒部１４とを備えて形成されている。

シール用周エッヂ１０は、その内径がチューブ３の外径に略等しく、その押圧面１０ａは軸心Ｐに直交する側周面とされている。抜止め用周エッヂ１１は、その内周面の径がインナ筒４の最大径である直胴筒部分４Ｂの外周面４ｂよりも大径であり、かつ、チューブ３の肉厚を足した径、即ち押え内周部１３の径よりは小さい値に設定されているが、そうでなく（例：外周面４ｂよりも小径）でも良く、拡径変化領域９の大径側部分に作用すれば良い。抜止め用周エッヂ１１の押圧面１１ａも軸心Ｐに直交する側周面である。

押え内周部１３は、これと拡径ストレート部１２とに径方向の隙間が無く、かつ、ユニオンナット２の締込みによる拡径部３Ａの連れ回りが生じない程度に拡径ストレート部１２に圧入（圧接外嵌）される値に設定されて抜止め手段Ｎが構成されている。これは、ユニオンナット２の締込みにより、チューブ３の抜出しを阻止すべく抜止め用周エッヂ１１が拡径ストレート部１２を軸心方向で食い込むように押圧するが、その押圧力によって拡径ストレート部１２が径外側に膨らむように逃げ変形できないようにして、抜止め用周エッヂ１１との協働による耐引抜力を高めて得るためのものである。

次に、チューブ３の端部をインナ筒４に外嵌挿入するには、常温下で強制的にチューブ３を押し込んで拡径させて装着するか、熱源を用いて暖めて膨張変形し易いようにしてから押し込むか、或いは拡径器（図示省略）を用いて予めチューブ端を拡径させておいてからインナ筒４に押し込むかして、図１に示すように、チューブ端３ｔがカバー筒部６の端壁１５よりも内奥に位置する状態となるまで差し込む。インナ筒４に外嵌装着される拡径部３Ａは、図１，図２に示すように、先端先窄まり筒部４Ａの外周面４ａに外嵌される拡径変化領域９と、直胴筒部分４Ｂの外周面４ｂに外嵌される拡径ストレート部１２とで成る。

つまり、図１，図２に示すように、インナ筒４にチューブ３が外嵌装着された状態における雌ねじ８を雄ねじ５に螺合させてのユニオンナット２の締込みによる継手本体１の軸心Ｐ方向への螺進により、拡径ストレート部１２に押え内周部１３が外嵌され、かつ、拡径変化領域９の大径側部分におけるインナ筒４の径よりも大径となる部分が抜止め用周エッヂ１１で軸心Ｐ方向に押圧され、かつ、拡径変化領域９の小径側部分がシール用周エッヂ１０で軸心Ｐ方向に押圧されるように設定されている。尚、チューブ３の流体移送路３Ｗの径と流体経路７の径とは、円滑な流体の流れとすべく互いに同径に設定されているが、互いに異なっていても良い。

この場合、前述したように、押え内周部１３と拡径ストレート部１２との径方向には隙間が無く、直胴筒部分４Ｂと押え内周部１３との間に拡径ストレート部１２が圧接挟持されているような状態になっている。また、実施例１においては、チューブ３の拡径変化領域９が先端先窄まり筒部４Ａに被さる部分として形成されている。拡径変化領域９は、徐々に拡がるテーパ管の状態であり、シール用周エッヂ１０と抜止め用周エッヂ１１とは軸心Ｐ方向で互いに離れた位置関係にあるが、先端先窄まり筒部４Ａの外周面４ａの軸心Ｐに対する角度が急になればなる程、シール用周エッヂ１０と抜止め用周エッヂ１１との軸心Ｐ方向の距離は接近する。また、シール用周エッヂ１０とインナ筒４の先端とは軸心Ｐ方向で少し離れている（図２等参照）が、前記外周面４ａの角度が急になればその離間距離は拡大され、緩くなればその離間距離は縮小される。

さて、図１，図２に示すように、樹脂管継手Ａの所定の組付け状態においては、シール用周エッヂ１０はチューブ３の拡径変化領域９の小径側端部分を軸心Ｐ方向に押圧するので、拡径変化領域９の外周面４ａの小径側端と、その箇所に接するチューブ３の内周面とが強く圧接されてシール部Ｓが形成される。このインナ筒４の先端箇所でのシール部Ｓにより、インナ筒４と拡径部３Ａと間に洗浄液、薬液等の流体が入り込むことなくチューブ３と継手本体１とが良好にシールされている。

そして、インナ筒４に圧入的に外嵌されている拡径部３Ａの拡径ストレート部１２が直胴筒部分４Ｂの外周面４ｂと押え内周部１３とで囲まれていて、まず膨張変形できないようにホールドされており、かつ、抜止め用周エッヂ１１がほぼその拡径ストレート部１２に食い込むように位置している。これにより、拡径変化領域９の大径側端部分、即ち実質的に拡径ストレート部１２に食い込むように押す抜止め用周エッヂ１１の引掛かりによって拡径部３Ａに作用する引抜力に抗することができるとともに、抜止め用周エッヂ１１を基点として拡径ストレート部１２が引抜力によって径方向に膨張変形できることに起因して拡径部３Ａが抜き出る方向にずり動くことが牽制阻止されるようにもなる。

拡径部３Ａが軸心Ｐ方向に少しでもずり動くと、シール部Ｓにおけるシールポイントもずれてシール機能が不確実化するおそれがあるが、それが未然に防止されるようになる。従って、拡径部３Ａが軸心Ｐ方向でインナ筒４から抜け出る方向の移動が強固に規制される抜止め手段Ｎが構成されており、それによって優れた耐引抜力が実現されている。その結果、継手本体１とユニオンナット２とから成るフレア型の樹脂管継手Ａを、チューブがインナ筒に装着されている状態でのナット操作によって簡単に組付けできて組付性に優れるとともに、シール部Ｓによる優れたシール性と抜止め手段Ｎによる優れた耐引抜力との両立も図れる改善されたものとして実現できている。

加えて、抜止め用周エッヂ１１による拡径変化領域９の大径側部分の押圧が開始された後にシール用周エッヂ１０による拡径変化領域９の小径側部分の押圧が開始される状態に設定されていること、即ち押圧時差手段により、次のような作用や効果もある。即ち、図３に示すように、ユニオンナット２を回して締め込んで（螺進させて）ゆくと、まず、抜止め用周エッヂ１１が先に拡径変化領域９（詳しくは拡径変化領域９の大径側部分）に当接し、そのときはシール用周エッヂ１０は拡径変化領域９にまだ達していない。これにより、抜止め用周エッヂ１１のみが拡径変化領域９の大径側部分、より詳しくは直胴筒部分４Ｂよりも大径となる部分を軸心Ｐ方向に押すから、ユニオンナット２の締付操作によって拡径ストレート部１２をインナ筒４のより内奥側に押し込もうとする作用が生じる。

直胴筒部分４Ｂに圧入外嵌される拡径ストレート部１２は押え内周部１３にも圧接されるが、その圧接力が比較的弱い場合には拡径部３Ａをズリ動かしてインナ筒４のより内奥側に挿入させようとするから、より確実にチューブを継手本体１に差し込めるとか、それに加えて、軸心Ｐ方向に押される拡径ストレート部１２が軸心Ｐ方向に動きに難いことに起因して径方向に膨張しようとして、より圧接力が高まってしっかりと挟持される作用が生じるといった好ましい効果が得られる。前記圧接力が比較的強い場合には、軸心Ｐ方向に押される拡径ストレート部１２が軸心Ｐ方向にまず動けないことによって径方向に膨張しようとする強い作用が生じ、インナ筒４と押え内周部１３との間で拡径ストレート部１２がより一層強固に保持される効果が得られる。

つまり、いずれせよ、シール用周エッヂ１０が拡径部３Ａに刺さり込み作用していない状況で抜止め用周エッヂ１１が拡径部３Ａを軸心Ｐ方向に押すことにより、直胴筒部分４Ｂと押え内周部１３とによる拡径ストレート部１２の圧接保持力が強化されるという効果が得られる。例えば、図２に示すように、拡径部３Ａにおける抜止め用周エッヂ１１で押される部分が径外側に流動して押圧面１１ａと押え内周部１３とで成される隅角空間部が埋まってしまうとか、押え内周部１３による径外側の拘束が解けた部分が径外側に膨張して盛上り部（図示省略）が形成されるといった現象が起りうる程である。

以上のように、押圧時差手段により、チューブ３のインナ筒４に対する圧接保持力も耐引抜力も一層向上する効果が得られるようになる。尚、図３に示す仮想線のユニオンナット２は、シール用周エッヂ１０が拡径変化領域９（詳しくは拡径変化領域９の小径側部分）に達したときを示し、そのときには抜止め用周エッヂ１１は既に拡径変化領域９に明確に食い込んでいる。

また、図１，図２に示すように、インナ筒４の内奥側とカバー筒部６とで形成される周溝ｍ、及び透視可能なフッ素樹脂で形成されるユニオンナット２とにより、チューブ３が正しくインナ筒４に差し込まれている否かを目視チェック可能なインジケータ手段Ｂが構成されている。つまり、押え内周部１３の内奥側で、かつ、雌ねじ８に至るまでの間の谷状内周面２２を通るライン（図２の矢印イ参照）での目視により、拡径部３Ａが見え、かつ、拡径端部３ｔが見えない正常状態であるならば、チューブ３がインナ筒４に正しく外嵌装備されていると判断できる。そして、拡径部３Ａが見え、かつ、拡径端部３ｔも見える差込不良状態、或いは拡径部３Ａ自体が見えない差込不足状態であれば、チューブ３の差込がまだ規定量に達していないと判断できるのであり、この場合は前記正常状態が目視できるまでチューブ３をさらに押し込む操作を行うことになる。

インジケータ手段Ｂにおいては、ユニオンナット２が透明又は半透明（乳白色等）のフッ素樹脂を用いて形成されていてその内側にある物体を目視視認可能であり、特に、押え内周部１３の内奥側で、かつ、雌ねじ８に至るまでの間の谷状内周面２２を通るライン（図２の矢印イ参照）での目視では、ユニオンナット２の厚みの少ない部分のみの透視によって拡径部３Ａを比較的はっきりと視認し易いものとなっている。それに対して、谷状内周面２２の部位よりも肉厚が厚い押え内周部１３の部位では拡径部３Ａの視認度が劣り、見難いものとなっている。

そして、チューブ３の端部が入り込み可能な周溝ｍの部分では、ユニオンナット２とカバー筒部６が重なっているので、継手本体１も透視可能であるとしても、厚みが谷状内周面２２の部分よりも厚くなる上、雄ねじ５と雌ねじ８との重なりによる境界面での屈折率の変化も加わり、拡径端部３ｔが何処にあるかの視認は先ず無理な状態になる。また、継手本体１が着色されている等の透視不可の場合には、カバー筒部６の端壁１５よりも内奥側においては、言うまでもなく拡径部３Ａや拡径端部３ｔを見ることはできない。

従って、谷状内周面２２から拡径部３Ａが見え、かつ、拡径端部３ｔが見えないという正常状態を視認できるか否かというインジケータ手段Ｂの機能によって、ユニオンナット２を締め付け操作した後の組付状態にて目視確認できるものであり、便利で使い勝手に優れる樹脂管継手Ａが提供できている。

また、インジケータ手段Ｂを構成するための周溝ｍ及びカバー筒部６の存在により、チューブ３をインナ筒４に差し込む際におけるインジケータとしても機能する、という効果も得られる。即ち、チューブ３をフレアしてのインナ筒４への差込量が所定量になっているか否かの確認ができる。つまり、インナ筒４に差し込まれた拡径部３Ａとしての端部３ｔが端壁１５より奥にあれば良く、その良否をチューブ３のインナ筒４への組付時において視認判断できる手段としても機能する利点がある。

ここで、拡径部３Ａの軸心Ｐ方向でのインナ筒４への嵌合長をＬ（拡径嵌合長Ｌ）、インナ筒４の先端からカバー筒部６の端壁１５までの距離をＤ（最低嵌合長Ｄ）、そして、周溝ｍのチューブ最大嵌合長さをｄ（調節嵌合長ｄ）とすれば、拡径嵌合長Ｌは、最低嵌合長Ｄ以上で、かつ、最低嵌合長Ｄに調節嵌合長ｄを加えた長さ以下に設定されれば良く、そのことがインジケータ手段Ｂにより、ユニオンナット２の締付後においても知ることができる。即ち、Ｄ≦Ｌ≦（Ｄ＋ｄ）であればチューブ３のインナ筒４への差込量が適量であることになる。

抜け止め周エッヂ１１を作用させず、チューブ３をインナ筒４に差し込んだ状態で、軸心Ｐ方向にどの位の力で引張ればチューブ３がインナ筒４から抜けるか、という試験を標準的な径のチューブ３を用いて行った結果を次に記す。標準的な径の一例として、内径１５．８ｍｍ、外径１９ｍｍのものを用いた場合には、Ｌ＝５ｍｍでは引抜力が○であり、Ｌ＝１０ｍｍでは引抜力が◎、Ｌ＝１５ｍｍでも引抜力は◎である、という結果が得られた。ここで、耐引抜力が８０ｋｇ以上であれば判定は○であり、９０ｋｇ以上であれば判定は◎である。これから、Ｌは最低１０ｍｍあれば良好な耐引抜力が実現できるから、Ｌ≧１０ｍｍが得られる。この場合、Ｌの上限規定が無いが、そうなると周溝ｍが徒に長くなって管継手としての軸心方向長さが大型化してしまう。

ところで、チューブ３を適宜の長さで切断するのに、正確に切るには切断工具を用いるが、通常は一般の作業者がハサミを使って切断されることが殆どであり、その場合には切り口がチューブ軸心に対して正確に直角にはならず、斜めにカットされてしまうことが多い。その斜めカットによる切断面の軸心方向位置のばらつきは凡そ最大で５ｍｍ程度であることがデータから判明しているので、周溝の実質深さ（軸心Ｐ方向長さ）、即ちｄ＝５としてＬ≦１５ｍｍ、結果として、１０ｍｍ≦Ｌｍｍ≦１５ｍｍ（Ｄ＝１０ｍｍ、Ｄ＋ｄ＝１５ｍｍ）に設定すれば、チューブ３の切断面が斜めになること、及び管継手として軸心Ｐ方向長さを極力抑えることの双方を考慮しながら、十分な耐引抜力を持つ状態にチューブ３とインナ筒４とを嵌合させることができる。

従って、拡径端部３ｔの軸心Ｐ方向の位置は、図１，図２に実線で示すように、カバー筒部６の端壁１５から少しでも奥にあればＯＫであればチューブ３のインナ筒４への差込量はＯＫであり、図２に仮想線で示すように、周溝ｍの内奥端近くの位置まで入っていても良い。勿論、Ｌ＜Ｄであれば差込不足であり、さらにチューブ３を押し込むのは言うまでももない。尚、前述の１０ｍｍや１５ｍｍｍという具体長さはあくまでも実施例であり、実際の値は、チューブ３の材質、径、肉厚、インナ筒４への拡径量、等の諸条件を考慮して適宜に決まるものである。

この樹脂管継手Ａは、組付状態におけるユニオンナット２の締付終了又は終了が近づいたことを操作感覚をもってして作業者に知らしめることが可能な締付終了認知手段Ｃが設けられている。締付終了認知手段Ｃは、図１〜３，図６，図７に示すように、継手本体１のフランジ１Ａに均等角度（軸心Ｐ周りの４５度）毎の８箇所に形成される凹部２０と、ユニオンナット２の先端側（雌ねじ８側端）の均等角度（軸心Ｐ周りの４５度）毎の８箇所において径方向で内向きに突出形成される凸部１９とで成るトルク変動部２６を設けることによって構成されている。

図２，４，６に示すように、継手本体１の凹部２０は、フランジ１Ａの外周部において径内方向に円弧状に凹むように形成されており、周方向で隣り合う凹部２０どうしの間は径外方向に突出する残存山部２４が形成されているような構造になっている。その残存山部２４の外周面は径一定の最大外周面１ａに、かつ、雄ねじ側の側周面は間欠側周面１ｂにそれぞれ形成されている。また、フランジ１Ａの軸心Ｐ方向で雄ねじ５と反対側には、軸心Ｐ方向に一定の幅を有する操作用の六角ナット部２３、及びそれに続く丸パイプ部２５が形成されている。尚、フランジ１Ａの外径は、後述するカバー庇１８の内径と同じか又は若干小さい。

図２，５，６に示すように、ユニオンナット２の先端側の側周壁２ａから軸心Ｐ方向に突設され、かつ、径内方向に突出される凸部１９は、同様に軸心Ｐ方向に片持ち支持突設される円弧状のカバー庇１８の径内側に一体形成されている。即ち、凸部１９は、ユニオンナット２から軸心Ｐ方向に延出される片持ちアーム状に形成されている。

凸部１９は、軸心Ｐ方向視では円弧状を呈する湾曲周面１９ｂを持ち、この湾曲周面１９ｂの曲率半径は凹部２０の曲率半径と同等か僅かに小さいものに設定されている。ユニオンナット２と同じ外径を持つカバー庇１８の周方向長さ及び軸心Ｐ方向長さは、共に凸部１９における対応する長さよりも若干長く設定されている。図２，図１０に示すように、凸部１９の突設長さｅは、凹部２０の軸心Ｐ方向長さ（フランジ１Ａの厚さ）ｆよりも少し長く設定されている。カバー庇１８の軸心Ｐ方向長さは凸部１９のそれよりも距離ｇだけ長く設定されているが、同じ突設長さでも良い。

次に、締付終了認知手段Ｃの作用について説明する。継手本体１に螺装されているユニオンナット２を回して螺進させて行くと、カバー庇１８先端部がフランジ１Ａの径外側に被さり、直後に凸部１９の先端面１９ａがいずれかの間欠側周面１ｂ又はこれに続く凹部２０との境目の円弧状角に緩い入射角度でもって当接する。尚もユニオンナット２を締付方向に回すと、図８に示すように、片持ち状で比較的支持強度の弱い凸部１９が径外側に向かってそっくり返るように撓み変位し、それによって残存山部２４をかわしてやり過ごし、図７に示すように、次の凹部２０に嵌り込む（図１，２も参照）のである。

即ち、ユニオンナット２の回し操作に伴って８箇所の凸部１９の（凸部１９とカバー庇１８との）残存山部２４をかわすための径外側への撓み変位（図８参照）、及びそれに続く凸部１９の（凸部１９とカバー庇１８との）径内側への復元変位による凹部２０への嵌り込みが以後繰り返されることとなる。凸部１９のフランジ１Ａに干渉することによる径外側への撓み変位が始まるときには、各エッヂ１０，１１がある程度拡径部３Ａに食い込んだ状態、つまり、樹脂管継手Ａの組付けが完了すべくユニオンナット２を回しての締付（螺進）がほぼ終了している設定となっている。

要するに、８箇所の凸部１９が（凸部１９とカバー庇１８とが）径外側に撓み変位する際の抵抗がユニオンナット２の強烈な回動抵抗となり、そのトルク変動（トルク増加）が六角ナット部２ｂを操作するスパナやレンチ等の工具を介して明確に手指に伝わってくるようになる。そして、ユニオンナット２を回し込むに連れて（凸部１９のフランジ１Ａへの被さり量が増すに連れて）、残存山部２４をかわすための凸部１９の径外側への撓み変位が顕著化され、前述のトルク変動も次第に強くなるので、ユニオンナット２の締込操作終了又は終了に近づいたことを作業者は感覚的に確実に知ることが可能になっている。

つまり、継手本体１のフランジ１Ａの外周部に形成される径方向に凹む凹部２０と、ユニオンナット２の軸心Ｐ方向端部の外周部に形成される径方向に突出する凸部１９とが、シール用押圧部１０が拡径変化領域９を押圧してのユニオンナット２の螺進終了手前付近からの締込み回転により、凹部２０と凸部１９との何れか一方の径方向への撓み変位によって互いに嵌合及び離脱されるトルク変動部２６が構成されており、そのトルク変動部２６の存在によって締付終了認知手段Ｃが構成されている。

ユニオンナット２の締付（締込）終了は、工具を用いての明確なトルク変動を感じ始めてから０．５〜１回転（図９では０．７５回転）操作された状態、即ち、図１，２や図６に示すように、軸心Ｐ方向でカバー庇１８の先端とフランジ１Ａの六角ナット部２３側端とが一致する状態、即ち、締付終了状態である。従って、締付終了認知手段Ｃの機能により、管継手Ａが視認できない箇所にあっても操作感覚でもって締付終了を認識することが可能に構成されている。尚、その状態（図６に示す状態）を目視することで締付終了であることを知ることも可能である。

図９に示すグラフは、ユニオンナット２の締付方向の回転に伴う締付トルクの変動を表したものであり、実線で描かれたラインａが本発明（実施例１）による樹脂管継手Ａで、一点破線で描かれたラインｂが第１従来製品、二点破線で描かれたラインｃが第２従来製品のものである。第１，第２従来製品は、共に締付終了認知手段Ｃを持たない管継手である。横軸である締付回転は、締付終了状態（図６参照）を０としてあり、そこからユニオンナット２を１回転緩めた状態は「−１」で表される。尚、図示は省略してあるが、横軸の０を超えた＋側の回転域は増締めを表す。

実施例１の樹脂管継手Ａによるラインａでは、凡そ−０．８７５回転付近で最初の軽いトルク増加（ポイントｐ１）が現れており、それは凸部１９の先端面１９ａが残存山部２４（間欠側周面１ｂ）に途中から触れることによるものと考えられる。そして、各凸部１９が最初に対応する凹部２０に嵌った状態（ポイントｐ２）からユニオンナット２が回されて各凸部１９が径外側に撓み変位して残存山部２４に乗り上げてやり過すときが第１回目のトルク急増（急激な締付トルクの変動）現象（ポイントｐ３）が生じ、次いで各凸部１９が対応する凹部２０に嵌ると急激に締付トルクが減少する第１回目のトルク急減（急激な締付トルクの変動）現象（ポイントｐ４）が現れる。

実施例１の樹脂管継手Ａでは、ユニオンナット２における凸部１９が８箇所形成されているので、１回転当たり８回のトルク急増現象が生じているのが図９から見て取れる。０．５回転ではトルク急増現象は４回生じる。α＝Ｔ／ｙ（Ｔ：トルク変動量、ｙ：ユニオンナットの回転量）で表されるトルク増加率（トルク変動率）α、即ち、ラインａの右上がり傾き角度は、ラインｂ、ｃそれぞれのトルク増加率に比べて顕著に大である。つまり、凹部２０及び凸部１９が周方向に複数形成されており、ユニオンナット２が一回転される間に凹部２０と凸部１９との嵌合及び離脱が繰り返されるように構成されている。

この極めて大なるトルク増加率αにより、スパナ等の工具を介しても作業者の手指にはユニオンナット２の回し操作時における「ゴリゴリ感」、即ちデテント機構による節度感に相当する感触が明確に伝わってくるのであり、それによって締付終了が近づいたことを認識できるのである。実施例１による樹脂感継手Ａでは、最初の明確な「ゴリゴリ感」を含む６回の「ゴリゴリ感」を認識したらユニオンナット２の回し操作を止めれば良く、そのときには図６に示す締付終了状態が得られる設定である。ラインｂ、ｃで表される第１，第２従来製品のものでは、トルク増加率が微増又は漸増しているだけであって急激なトルク変動が起きないので、締切り節度感に乏しく、従って締付終了を作業者が手指の感触として知ることはできない。

次に、ユニオンナット２の増締めについて説明する。樹脂管継手Ａでは、経時によるチューブ３の保持力低下を補えるようにすべく、ユニオンナット２の増締めが若干行えるように設定されている。即ち、締付終了状態（図６参照）では、側周壁２ａとフランジ１Ａとには軸心Ｐ方向に隙間が存在しており、ユニオンナット２の更なる回し込みによる増締め操作が可能となっている。その軸心Ｐ方向の増締め量はｅ＋ｇ−ｆである。

増締めは、図１０に示すように、側周壁２ａが間欠側周面１ｂに当接してそれ以上回せなくなる状態、即ち最終増締め状態まで可能である。最終増締め状態になることにより、雄ねじ５や雌ねじ８のねじ飛び、首破断等の管継手Ａとしての破損防止が行える利点がある。さらに、隣合う凸部１９，１９間の切欠き空間部分から側周壁２ａと間欠側周面１ｂとの当接が視認できるので、目視によって最終増締め状態を知ることも可能である。

〔別実施例〕
トルク変動率αとしては、急激なトルク減少によるもの、即ちトルク減少率が顕著に大となることによるものでも良く、それによってユニオンナット２の回し操作に「ゴリゴリ感」が伴うようにされた構成の樹脂管継手も可能である。また、本発明を、インナーリングを用いてチューブ拡径部が嵌合筒に内嵌される構造の継手、即ち、ユニオンナット、継手本体、インナーリングの３部品で成る樹脂管継手に適用しても良い。

図示は省略するが、継手本体１に形成される凹部２０が径外方向に凹む凹部であり、かつ、ユニオンナット２に形成される凸部１９が径外側に突出する凸部である構成も可能である。この場合、径方向に撓み変位するのは凹部２０でも凸部１９でも可能である。さらにあ、実施例１の樹脂管継手Ａにおいて、凹部２０を径方向に撓み変位する構成とすることも可能である。また、締付終了認知手段Ｃを構成する凹部２０及び凸部１９は、周方向で単一又は複数形成される等、それら凹部２０や凸部１９の数や配置構造は適宜に設定することが可能である。

実施例１による樹脂管継手の構造を示す断面図 図１の要部を示す拡大断面図 シール用及び抜止め用の各周エッヂの相対位置関係を示す要部の拡大断面図 継手本体のフランジ部分の構造を示す軸心方向図 ユニオンナットの端部構造を示す軸心方向図 組付状態における締付終了認知手段を示す平面図 図６の部分的な軸心方向図 凸部が撓んで残存山部を乗り越える状況を示す要部の断面図 ユニオンナット締込に伴うトルク変化グラフを示す図 最終増締め状態を示す平面図

符号の説明

１ 継手本体
２ ユニオンナット
３ チューブ
３Ａ 拡径部
４ 嵌合筒
５ 雄ねじ
８ 雌ねじ
９ 拡径変化領域
１０ シール用押圧部
１９ 凸部
２０ 凹部
２６ トルク変動部
Ｐ 軸心
Ｓ シール部

Claims (7)

1. 合成樹脂製チューブの端部を拡径させて嵌合装着可能な嵌合筒と、雄ねじとを備える合成樹脂製の継手本体、及び、
   前記雄ねじに螺合可能な雌ねじと、前記チューブの拡径部における拡径変化領域に作用可能なシール用押圧部とを備える合成樹脂製のユニオンナットを有し、
   前記嵌合筒に前記チューブが嵌合装着される状態における前記雌ねじを前記雄ねじに螺合させての前記ユニオンナットの前記継手本体の軸心方向への螺進により、前記拡径変化領域が前記シール用押圧部で前記軸心方向に押圧されてシール部が形成されるように構成されている樹脂管継手であって、
   前記継手本体の外周部に径方向に凹む凹部が、かつ、前記ユニオンナットの軸心方向端部の外周部に径方向に突出する凸部がそれぞれ形成されており、前記シール用押圧部が前記拡径変化領域を押圧しての前記ユニオンナットの螺進終了手前付近からの締込み回転に伴って前記凹部と前記凸部とがそれらの一方の径方向への撓み変位によって互いに嵌合及び離脱されるトルク変動部が構成され、
   前記凸部は、前記ユニオンナットの先端側から軸心方向に片持ち支持突設される円弧状のカバー庇の径内側に一体形成されている樹脂管継手。
   
2. 前記凹部及び／又は前記凸部が周方向に複数形成されており、前記ユニオンナットが一回転される間に前記嵌合及び離脱が繰り返されるように構成されている請求項１に記載の樹脂管継手。
3. 前記凹部及び／又は前記凸部が周方向で前記軸心に関する均等角度毎に形成されている請求項２に記載の樹脂管継手。
4. 前記凹部及び／又は前記凸部が前記軸心方向視において円弧状を呈している請求項１〜３の何れか一項に記載の樹脂管継手。
5. 前記凹部が径外側に向って開放される径内向き凹部であり、前記凸部が径内側に向って突出する径内向き凸部である請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂管継手。
6. 前記凸部が、前記ユニオンナットから軸心方向に延出される片持ちアーム状に形成されている請求項１〜５の何れか一項に記載の樹脂管継手。
7. 前記継手本体及び前記ユニオンナットがフッ素樹脂製である請求項１〜６の何れか一項に記載の樹脂管継手。

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