JP7265861B2

JP7265861B2 - 管継手

Info

Publication number: JP7265861B2
Application number: JP2018237036A
Authority: JP
Inventors: 智幸小池; 達也藤井
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Current assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2023-04-27
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: JP2020098005A

Description

本発明は、管継手に関する。

従来、特許文献１に記載のような管接続装置（管継手）が知られている。この管接続装置は、チューブと接続される継手本体と、ユニオンナットとを備えている。

前記管接続装置においては、前記ユニオンナットの締込みにより、前記ユニオンナットの押え内周部が前記チューブの径変化部を前記継手本体の嵌合筒部の先窄まりの外周拡径面に押し付けるようになっている。

特開２０１４－１４５３９７号公報

従来の管接続装置においては、上述のユニオンナットの締込みの結果、継手本体とこれに接続されたチューブとの間をシールすることができる。しかし、前記継手本体と前記チューブとを確実にシールすることができるというシールの安全性をこれまで以上に向上させるためには、管接続装置のシール性能のさらなる改善が求められている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、管継手のシール性能を向上させることを目的とする。

本発明は、
チューブ内にインナーリング部が挿入された状態で前記チューブと接続される継手本体と、
前記インナーリング部の径方向外方において前記継手本体と締結され、前記インナーリング部を前記チューブを介して押圧する押圧部が設けられた締結部材と、を備え、
前記押圧部には、径方向内方に開口する凹部が前記インナーリング部の周方向に沿うように設けられている、管継手である。

この構成によれば、前記継手本体が前記チューブと接続された場合に、複数に区画する凹部が押圧部に設けられることから、押圧部がチューブを介してインナーリング部を複数個所で押圧することができる。よって、シールの安全性（確実性）を高めることができ、前記管継手のシール性能を向上させることができる。

本発明の別の態様によれば、
前記締結部材は、前記継手本体に設けられたネジ部と噛み合うネジ部を備え、
前記押圧部は、前記締結部材のネジ部が前記継手本体のネジ部と噛み合った状態で前記継手本体のネジ部に対して離間する。

この構成によれば、前記締結部材のネジ部を前記継手本体のネジ部に噛み合せるために、前記締結部材の回転操作を行った場合であっても、前記押圧部が前記継手本体のネジ部に接触することを回避することが可能となる。よって、前記押圧部と前記継手本体のネジ部との接触により締付トルクが増大することを防止できる。

本発明の更なる態様によれば、
前記凹部は、環状溝に形成されている。

この構成によれば、凹部が環状に形成されるので、前記インナーリング部の周方向全周にわたってシールすることができる。したがって、シールの安全性（確実性）を高め、前記管継手のシール性能を向上することができる。

本発明のまた別の態様によれば、
前記凹部は、前記締結部材の軸方向において所定間隔ごとに複数設けられている

この構成によれば、前記凹部が１つ設けられる場合に比べて多くのシール箇所を軸方向に沿って形成することが可能となる。したがって、前記管継手のシール性能をより向上させることができる。

本発明のまた別の態様によれば、
前記締結部材が、前記継手本体との締結時に前記インナーリング部を前記チューブを介して軸方向に押圧する、前記押圧部とは別の第２の押圧部を有する。

この構成によれば、前記第２の押圧部が、前記チューブを介して前記インナーリング部を軸方向に押圧するので、これら両者の間をシールすることができる。そのため、前記押圧部による径方向の押圧力に加え、前記第２の押圧部による軸方向の押圧力が生じるので、管継手からチューブが抜けることを防止し、シールの安全性（確実性）をより高めることができる。

本発明によれば、管継手のシール性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る管継手の断面図である。図１の一部拡大図である。図１の管継手における締結部材の断面図である。図３の一部拡大図である。図３の締結部材の押圧部による押圧状態を示す図である。別の実施形態の締結部材の断面図である。別の実施形態の管継手の断面図である。

まず、本発明の一実施形態に係る管継手１の全体構成について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る管継手１の断面図である。図２は、図１の一部拡大図である。なお、図１は、管継手１にチューブ３の長手方向の一端部５がつながれている状態を示している。

以下の説明においては、図１を見た場合の紙面の左側（後述の締結部材９側）を軸方向一方側とし、図１を見た場合の紙面の右側（後述の継手本体７側）を軸方向他方側とする。

管継手１は、例えば、半導体、液晶または有機ＥＬの製造装置内、各種プラントの配管、医療・医薬分野の配管等において使用される複数の配管等を接続する部材である。なお、管継手１は、上記の分野や用途以外にも用いることができる。管継手１は、チューブ３とつながれるとともに、チューブ３とは別のチューブまたはタンク等の部材とつながれるように構成されている。

ここで、チューブ３は、可撓性を有するものである。チューブ３は、本実施形態においては、フッ素樹脂材料（例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＰＦＡ））等の樹脂材料を用いて製造されている。

図１、図２に示すように、管継手１は、継手本体７と、締結部材９とを備えている。管継手１は、本実施形態においては、フッ素樹脂材料等の樹脂材料を用いて製造されている。なお、本実施形態において樹脂材料は、フッ素樹脂を一例として説明するが、これに限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエーテルエテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド等の種々の樹脂を使用可能であり、使用分野や用途、チューブ３の材質等に応じて適宜変更可能である。

継手本体７は、チューブ３内にインナーリング部１１が挿入された状態でチューブ３と接続されるように構成されている。本実施形態において、継手本体７は、インナーリング部１１と、本体部１３とを有している。

インナーリング部１１は、チューブ３の長手方向の一端部５（以下、単に端部５ともいう。）の内径および外径を拡大させるようにこの端部５に挿入（本実施形態においては圧入）される。

インナーリング部１１は、継手本体７の軸方向一方側に配置されている。インナーリング部１１は、本体部１３に設けられている。インナーリング部１１は、本実施形態においては、本体部１３と一体に構成されている。

詳しくは、インナーリング部１１は、円筒状に形成されている。インナーリング部１１は、本体部１３の軸方向一方側の端部に、軸方向一方へ突出するように設けられている。

インナーリング部１１は、その軸方向一方側の端部を除いて、略一定の外径を有しており、チューブ３の内径と略同一寸法の内径を有している。

インナーリング部１１の軸方向一方側の端部には、テーパ状の外周面１５が設けられている。外周面１５は、インナーリング部１１の軸方向他方側から軸方向一方側へ向かって径が漸次縮小する。

本体部１３は、継手本体７において、インナーリング部１１の軸方向他方側に配置されている。本体部１３は、筒部１７を有している。

筒部１７は、インナーリング部１１と連通されている。すなわち、筒部１７は、インナーリング部１１によりチューブ３と接続されており、当該チューブ３およびインナーリング部１１の内部を流体が流動可能とされる。筒部１７は、インナーリング部１１と同軸上に配置されている。

筒部１７は、インナーリング部１１の内径と略同一寸法の内径を有している。筒部１７は、その軸方向一方側の端部において、インナーリング部１１の外径よりも大きい外径を有している。

筒部１７の軸方向一方側の端部の外周部には、雄ネジ部１９が軸方向に沿って設けられている。雄ネジ部１９は、インナーリング部１１よりも径方向外方に配置されている。

筒部１７には、環状に形成される壁部２１が設けられている。壁部２１は、雄ネジ部１９とインナーリング部１１との間に形成され、インナーリング部１１の軸方向他方側の端部から径方向外側に立ち上がる部分である。壁部２１は、所定の径方向幅を有している。

すなわち、壁部２１は、インナーリング部１１の軸方向他方側の端部と雄ネジ部１９の軸方向一報側の端部とを繋ぎ、径方向に隆起する部分であって、インナーリング部１１の径方向外方に形成される空間に面する。。

締結部材９は、インナーリング部１１の径方向外方において継手本体７と締結される。締結部材９は、継手本体７への締結時にインナーリング部１１をチューブ３を介して径方向に押圧する押圧部２３を有している。

本実施形態において、締結部材９は、筒状に形成されている。そして、締結部材９は、チューブ３の外側に嵌め込み（外嵌）可能に構成されている。締結部材９は、チューブ３に外嵌された状態でその長手方向に（軸方向に沿って）移動することができる。

締結部材９は、第１筒状体２５と、第２筒状体２７とを有している。本実施形態において、締結部材９は、継手本体７における筒部２１に対応するユニオンナットとされている。なお、締結部材９は、後述するように、少なくとも押圧部２３を有しており、当該押圧部２３がインナーリング部１１を押圧する構成であれば、ユニオンナットに限定されるものではない。

第１筒状体２５は、締結部材９の軸方向一方側に配置されている。第１筒状体２５は、チューブ３に外嵌されており、チューブ３の長手方向に移動することができるように構成されている。

第１筒状体２５は、チューブ３の外径よりも若干大きい内径を有している。第１筒状体２５は、継手本体７のインナーリング部１１の外径よりも小さい内径を有している。

第２筒状体２７は、締結部材９の軸方向他方側であって、第１筒状体２５の軸方向他方側の端部に設けられている。本実施形態において、第２筒状体２７の内周側には、押圧部２３を有している。

第２筒状体２７は、継手本体７における筒部１７の軸方向一方側の端部を内部に嵌め込む（内嵌する）ことができる。第２筒状体２７は、その軸方向他方側の内周側に、雌ネジ部２９を有している。

雌ネジ部２９は、筒部１７の雄ネジ部１９に対応するように形成されている。雌ネジ部２９は、第２筒状体２７が筒部１７の軸方向一方側の端部を内嵌する場合に、筒部１７の雄ネジ部１９に締め付けられる。

以上の構成により、チューブ３の端部５の内径および外径を拡大させつつこのチューブ３の端部５にインナーリング部１１を圧入し、その状態で第２筒状体２７を筒部１７の軸方向一方側の端部に対して軸方向他方へ螺進させ、雄ねじ部１９と雌ネジ部２９とを締め付けることによって締結部材９を継手本体７に締結することが可能となる。

そして、締結部材９と継手本体７との締結時には、締結部材９の押圧部２３をチューブ３の端部５を介して押圧して、即ち押圧部２３によりチューブ３の端部５をインナーリング部１１に押し付けて、チューブ３の端部５がインナーリング部１１に圧接された状態を維持することが可能となる。

結果、締結部材９を継手本体７に締結することによって、チューブ３を継手本体７と接続することができる。また、管継手１において、継手本体７のインナーリング部１１とこれに接続されたチューブ３の端部５との間をシールすることができる。

次に、特に、管継手１の締結部材９の構成について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図３は、締結部材９の断面図である。図４は、図３の一部拡大図である。

図１、図２、図３、図４に示すように、この締結部材９の押圧部２３には、径方向内方に開口する凹部５０・５２が、締結部材９の周方向に沿うように形成されている。

詳しくは、押圧部２３は、締結部材９の内周側に少なくとも１つ設けられる。本実施形態において、押圧部２３は、締結部材９の第２筒状体２７の内周側に１つ設けられている。

押圧部２３は、第２筒状体２７において、雌ネジ部２９よりも締結部材９の締結方向手前側（軸方向一方側）に配置されている。すなわち、押圧部２３は、軸方向において、雌ネジ部２９と第１筒状体２５との間に配置されている。

ここで、締結部材９の締結方向とは、軸方向他方側を指し、図１における矢印５６の方向である。そして、締結部材９の締結方向手前側とは、軸方向一方側である。締結部材９の締結方向奥側とは、軸方向他方側である。

本実施形態において、押圧部２３は、締結部材９が継手本体７に締結された状態（締結部材９の雌ネジ部２９が継手本体７の雄ネジ部１９と噛み合った状態）で、雄ネジ部１９（壁部２１）に対して締結部材９の締結方向に離間するようになっている。

すなわち、押圧部２３は、締結部材９の雌ネジ部２９が継手本体７の雄ネジ部１９に対して噛み合う最中および噛み合いが完了した際に、継手本体７における壁部２１と接触しないように所定の距離を隔てて対向した状態を保つようになっている。

押圧部２３の軸方向幅Ｗ１は、締結部材９が継手本体７に締結された状態において、押圧部２３と壁部２１（雄ネジ部１９の軸方向一方側）との軸方向幅W2よりも小さく設定されている（図２参照）。これにより、締結部材９が継手本体７に締結されても、押圧部２３と継手本体７の壁部２１との接触を防止することができる。

特に、図３、図４に示すように、押圧部２３は、第２筒状体２７の内周部４６に径方向内方へ突出するように設けられている。押圧部２３は、最も径方向内方に位置する頂部が第１筒状体２５の内周部４８よりも径方向外方に位置するように形成されている。

そして、押圧部２３は、継手本体７への締結部材９の締結時に押圧部２３の頂部でインナーリング部１１をチューブ３の端部５の一部を介して径方向内方へ押圧する。

押圧部２３は、本実施形態においては円環状に形成されている。押圧部２３は、第２筒状体３７の内周部においてその略全周にわたって延在し、その頂部がチューブ３の端部５と接触し、インナーリング部１１に押し付ける。

締結部材９の第２筒状体２７における１つの押圧部２３には、２つの凹部５０・５２が締結部材９（押圧部２３）の周方向に設けられている。

詳しくは、各凹部５０・５２は、押圧部２３の頂部側で径方向内方に開口しつつ、押圧部２３の頂部から径方向内方に向かって所定の深さを有するように凹んだ状態に形成されている。

各凹部５０・５２は、軸方向に所定間隔を隔てた状態で設けられている。凹部５０・５２は、押圧部２３に所定の間隔で形成されることにより、押圧部２３を３つの突出部６２・６４・６６を有する状態に画定する。つまり、押圧部２３は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって、突出部６２、凹部５０、突出部６４、凹部５２、突出部６６により形成される。

ここで、図４に示すように、各突出部６２・６４・６６は、その頂部７２・７４・７６の形状が断面視で径方向内方へ凸となる曲面とされている。なお、頂部７２・７４・７６の形状は、曲面に代えて、断面視で軸方向に直線状に延びる面としてもよい。

各突出部６２・６４・６６の頂部７２・７４・７６が、押圧部２３の頂部をなす。そして、図５に示すように、各頂部７２・７４・７６は、インナーリング部１１が挿入されたチューブ３の端部５と接する。

また、本実施形態において各凹部５０・５２は、環状溝に形成されている。換言すれば、各凹部５０・５２は、押圧部２３の締結部材９の周方向に連続する（全周にわたって延在する）ように形成されている。

凹部５０は、軸方向において、押圧部２３の一部を円環状の突出部６２と円環状の突出部６４とに分けている。凹部５２は、軸方向において、押圧部２３の一部を円環状の突出部６４と円環状の突出部６６とに分けている。

ここで、凹部５０の軸方向の幅、および、凹部５０の径方向の長さ（深さ）は、それぞれ、締結部材９の押圧部２３が所定の強度を保つ等の条件を満たすように適宜設定され得る。

このような構成により、締結部材９を継手本体７に締結したとき（締結部材９の雌ネジ部２９を継手本体７の雄ネジ部１９に噛み合せたとき）、締結部材９の押圧部２３により、インナーリング部１１が圧入されたチューブ３の端部５をインナーリング部１１側に押し付けることが可能となる。

詳しくは、図５に示すように、押圧部２３の各突出部６２・６４・６６の頂部７２・７４・７６をチューブ３の端部５の一部に１つの押圧部２３よりも軸方向幅が狭い範囲で接触させ、その状態でこれらの頂部７２・７４・７６によりチューブ３の端部５の一部をインナーリング部１１に向けて押圧することが可能となる。

したがって、継手本体７がチューブ３と接続された場合に、締結部材９の押圧部２３の複数個所によりチューブ３の端部５の対応箇所をインナーリング部１１に向けて径方向内方に押圧して、インナーリング部１１（継手本体７）とチューブ３との間をシールすることが可能となる。

そのため、インナーリング部１１とチューブ３の端部５との間にシール箇所を増やすことができる。よって、シールの安全性（確実性）を高めることができる。結果、管継手１のシール性能を向上させることができる。

また、本実施形態においては、締結部材９を継手本体７に締結する際（締結部材９の雌ネジ部２９を継手本体７の雄ネジ部１９に噛み合せる際）、押圧部２３と継手本体７の雄ネジ部１９（壁部２１）とを軸方向に離間させた状態を保つようになっている。

したがって、締結部材９の雌ネジ部２９を継手本体７の雄ネジ部１９に噛み合せるために、締結部材９の回転操作を行うときに、押圧部２３が継手本体７の雄ネジ部１９（壁部２１）に接触することを回避することが可能となる。よって、押圧部２３と継手本体７の雄ネジ部１９との接触により、締結部材９の回転操作時にその回転操作に要する力（締付トルク）が増大することを防止できる。

また、本実施形態においては、各凹部５０・５２が環状溝に形成されているので、周方向に延びる押圧部２３における突出部６２・６４・６６の各々の頂部７２・７４・７６によりチューブ３の端部５の一部をインナーリング部１１に向けて径方向内方に押圧して、これら両者の間を締結部材９（インナーリング部１１）の周方向全周にわたってシールすることができる。すなわち、各凹部５０・５２が１つの押圧部２３を複数の突出部６２・６４・６６に区画し、当該突出部６２・６４・６６がチューブ３を介してインナーリング部１１を押圧するので、シールを複数個所とすることができる。したがって、シールの安全性（確実性）の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態においては、押圧部２３の各凹部５０・５２が締結部材９の軸方向において所定間隔ごとに複数設けられているので、凹部が１つ設けられる場合に比べて多くのシール箇所を軸方向に沿って形成することが可能となる。したがって、管継手１のシール性能をより向上させることができる。

なお、本発明における凹部は、本実施形態においては押圧部２３に設けられた２つの凹部５０・５２としているが、これに限定するものではなく、少なくとも１つ設けられるものである。本発明における凹部の数は、任意に設定され得る。

また、本発明における凹部は、本実施形態においては環状溝に形成された単一の凹部５０（５２）としているが、これに限定するものではなく、例えば、図６に示すような、インナーリング部１１の周方向に沿うように断続的に設けられた複数の凹部８０Ａ・８０Ｂ・８０Ｃ・８０Ｄ・・・（８２Ａ・８２Ｂ・８２Ｃ・８２Ｄ・・・）としてもよい。

また、本実施形態においては、締結部材９が、第２の押圧部１０２を有している。この第２の押圧部１０２は、継手本体７との締結時にインナーリング部１１をチューブ３を介して軸方向に押圧するものであり、継手本体７との締結時にインナーリング部１１を径方向に押圧する押圧部２３とは別のものである。

詳しくは、第２の押圧部１０２は、押圧部２３よりも締結部材９の締結方向手前側（軸方向一方側）に配置されている。第２の押圧部１０２は、第１筒状体２５の内周部４８において、軸方向一方側の端部に位置する円環状の角部である。

そして、第２の押圧部１０２は、継手本体７への締結部材９の締結時にチューブ３の端部５の一部に接して、これをインナーリング部１１のテーパ外周面１５に向けて軸方向一方側へ押圧する。

このような構成により、第２の押圧部１０２によりチューブ３の端部５の一部をインナーリング部１１に向けて軸方向一方に押圧して、これら両者の間をシールすることができる。そのため、インナーリング部１１とチューブ３の端部５との間に押圧部２３によるものとは異なるシール箇所を更に増やして、管継手１に対するチューブ３の抜け止めを図り、シールの安全性（確実性）を高めることができる。

また、本発明における継手本体は、本実施形態においては一体に構成された（単一部材からなる）インナーリング部１１と本体部１３とを有する継手本体７としているが、これに限定するものではなく、例えば、図７に示すような、互いに別体に構成されたインナーリング部９１と本体部９３とを有する継手本体９５としてもよい。

このように継手本体９５が採用される場合には、インナーリング部９１と本体部９３との間がシールされる構成とされる。そして、押圧部２３が第１筒状体２５の内周部に設けられる。押圧部２３は、インナーリング部９１が挿入されたチューブ３の端部５を介して、インナーリング部９１を径方向内方および軸方向他方に向けて押圧することができるように構成される。

なお、上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態および変形形態をとり得ることは明らかである。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

１管継手
３チューブ
７継手本体
９締結部材
１１インナーリング部
１９雄ネジ部（継手本体のネジ部）
２３押圧部
２９雌ネジ部（締結部材のネジ部）
５０凹部
５２凹部
１０２第２の押圧部

Claims

チューブ内に挿入されるインナーリング部を含み、前記インナーリング部を介して前記チューブとの間で流体を流通させる継手本体と、
前記チューブ内に挿入された前記インナーリング部を囲んだ状態で前記継手本体と締結されるユニオンナットと
を備えている管継手であって、
前記ユニオンナットの内周面は、
前記ユニオンナットが前記継手本体と締結される際に前記チューブを前記インナーリング部の外周面に押し付けるように構成されている押圧部と、
前記押圧部の中を前記ユニオンナットの周方向に伸び、かつ径方向内方に開口して前記押圧部を
前記ユニオンナットが前記継手本体と締結される際に前記チューブの外周面の一部と接する少なくとも２つの突出部
に分けており、前記ユニオンナットが前記継手本体と締結される際に、軸方向では前記少なくとも２つの突出部の間に、径方向では前記チューブの外周面との間に、空間を確保するように構成されている少なくとも１本の環状溝と
を含み、
前記インナーリング部の外周面は、前記ユニオンナットの押圧部によって前記チューブが押し付けられる範囲では軸方向の全長にわたって前記チューブの内周面に接触するように構成されており、
前記ユニオンナットが前記継手本体と締結される際、前記少なくとも２つの突出部が前記チューブの外周面を前記インナーリング部に向けて径方向内方に押圧することにより、前記インナーリング部の外周面と前記チューブの内周面との間では、前記少なくとも２つの突出部と軸方向において対応する少なくとも２つの箇所に、シールの確実性を高めるためのシール箇所が形成される
ことを特徴とする管継手。
前記インナーリング部は、
前記チューブ内に挿入される側の端である軸方向一方端と、
前記軸方向一方端から反対側の端へ向かうにつれて径方向外方へ膨らんでおり、前記チューブ内に挿入されると前記チューブを拡径させる膨出部と
を有し、
前記膨出部は、
径が最も大きい頂部と、
前記軸方向一方端と前記頂部との間で前記インナーリング部の軸方向に対して斜めに広がっている斜面と
を含み、
前記ユニオンナットの押圧部は前記ユニオンナットの軸方向に対して傾斜しており、前記ユニオンナットが前記継手本体と締結される際に前記チューブを前記膨出部の斜面に押し付けるように構成されている、
請求項１に記載の管継手。