JP7901889B2 - 継手 - Google Patents

Description

本発明は、配管を連結するための継手、より詳しくは、継手のボディに撥水処理などの表面処理を施す必要のある継手に関する。

金属製の配管を連結するための継手は、両端に雄ねじを形成した筒状のボディと、このボディの両端内面のテーパ部に摺接するテーパ状の外周面を備え、先端部がテーパに沿って縮径することで配管に食い込むリングと、ボディの雄ねじに螺合し、リングのテーパ面をボディのテーパ面に押圧するナットから構成されているものが提案されている。これらの継手は、広く一般産業分野で汎用されている。

そして、この従来の継手では、配管を強固に固定し内部を流通する流体の外部への漏洩を防止する観点からリングをボディテーパ面に摺接するフロントリングと直接ナットからの押圧力を受けるバックアップリングに分けられている（例えば、特許文献１～２参照）。

特開２０１５－１９７１３７号公報 特開２００４－０４４６３３号公報

これらの継手は、使用する流体や配管が配備される環境・雰囲気から継手を保護する必要がある場合がある。例えば、水や硫黄等の吸着を防止する必要性や耐腐食性向上のための表面改質処理、成膜処理（例えば、化学蒸着（化学気相成長（ＣＶＤ）））などが挙げられる。

これら、継手表面への表面処理、特に化学蒸着処理を施す場合、使用する蒸着成分（例えば、非晶質シリカ等）によっては、ナットを締め付け、リングをボディのテーパ面に強く摺動接触させると図６に示すようにボディのテーパ部に焼き付きが発生する。ボディの焼き付きは配管を流通する流体の外部への漏洩の原因となるという問題がある。また、ボディテーパ部にマスキングを施して表面処理を行いことも考えられるが。専用治具の取り付けが必要となり作業が煩雑になり、コストが嵩むという問題がある。

本発明は、係る点に鑑みなされたもので、表面処理を施したボディのテーパ部が配管の取り付けの際に焼き付きが発生することがない継手を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る継手は、少なくとも一方の端部内周面にテーパ部、外周面にネジ部を形成し、内部に流路を備えたボディと、このボディのテーパ部に摺接するテーパ状の外周面を備えたリングと、ボディのネジ部に螺合し、リングのテーパ状の外周面をボディのテーパ面に押圧するナットからなら継手であって、ボディは、その表面に液体の吸着を防止する表面処理を施し、リングの表面に金メッキ処理を施すようにしている。

本発明の継手は、化学蒸着等の表面処理を施したボディのテーパ面に対して、摺接回動しながら接触するリングによって生じる焼き付きを、本発明者等が鋭意研究を行い見出したリング表面の金メッキ処理により抑制することに成功したものである。

この場合において、表面処理は、化学気相成長法とすることができる。この際、蒸着成分としては、例えば、非晶質シリカ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃａ）等を用いることができる。

この場合において、リングは、ボディテーパ面に摺接するフロントリングと、該フロントリングとナットの環状底面との間に配備されるバックアップリングとから構成することができる。

本発明の継手によれば、表面処理、例えば、化学気相成長法によりボディ全体に撥水処理を施したボディのテーパ部が配管の取り付けの際に生じる焼き付きを有効に抑制する継手を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る継手を示す断面正面図で、（ａ）は配管締結前の状態を、（ｂ）は配管締結後、リングの先端が配管に食い込んでいる状態を示す。 本発明の第２実施形態に係る継手を示す断面正面図で、配管締結前の状態を示す。 本発明の第３実施形態に係る継手を示す断面正面図で、配管締結前の状態を示す。 本発明の第４実施形態に係る継手を示す断面正面図で、配管締結前の状態を示す。 本発明の継手の配管締結後にナットを緩めボディのテーパ部の拡大写真である。 継手に表面処理を施し、ナットに金メッキを施していない継手の配管締結後にナットを緩めボディのテーパ部の拡大写真で、（ａ）はテーパ部全体を、（ｂ）は（ａ）のｂ部拡大、（ｃ）は（ａ）のｃ部拡大写真である。

以下、本発明に係る継手の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。この実施例に記載されている構成部品の形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。

＜実施形態１＞
図１に、本発明の第１の実施形態に係る継手を示す。図１は、本発明の継手１の断面正面図を示し、図１（ａ）は、配管締結前の状態を、（ｂ）は配管締結後、リングの先端が配管に食い込んでいる状態を示す。この継手１は、両端の外周面にネジ部２１を備え、少なくとも一方の端部内周面にテーパ部２０を形成した筒状のボディ２と、このボディ２のテーパ部２０に摺接するテーパ状の外周面４０を備えたリング４と、ボディ２のネジ部２１のうち、配管６を接続する側の平行ネジ部２１ａに螺合し、リング４のテーパ状の外周面４０をボディ２のテーパ面２０に押圧するナット３から構成されている。

ボディ２は、内部に配管６の端部を差し込み、流体が流通可能な流路２２を形成した筒状体で、中央部に工具などでボディ２を固定するための例えば六角状の挟持部２３を備え、両端にナット３が螺合する平行ネジ部２１ａ、２１ａを形成している。

そして、このボディ２には、撥水処理として、その表面に液体の吸着を防止する表面処理を施している。表面処理として成膜を行うようにしている。この成膜法は、特に限定するものではないが、例えば、化学気相成長（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法などの化学蒸着が挙げられる。また、物理蒸着（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＰＶＤ）法を採用することもできる。

ＣＶＤ法は、原料および反応生成物の輸送を粘性流流域で行う技術を駆使した化学反応を使用した成膜方法であって、成膜する蒸着成分としては、例えば、非晶質シリカ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃａ）等を用いることができる。また、ＣＶＤによる化学反応は熱、光、プラズマ等によって誘起されされるが、本発明において、その方法は特に限定するものではない。

ボディ２の材質は、金属製であれば特に限定するものではないが、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６等）を用いるようにしている。

ボディ２は、本実施形態では両端部のネジ部２１が形成されている。このネジ部２１は上述した通り、ナット３の内周面に形成される平行ネジ部３１が螺合する平行ネジ部２１ａとなっている。

ナット３は、底面に環状底部３３を形成し、配管６の通過を許容する挿通口３２を構成している。環状底部３３はナット３の内周面に形成される平行ネジ部３１をボディ２の平行ネジ部２１ａに螺合することでリング４をボディ２側に押圧する。

リング４は、その外周面がボディ２のテーパ面２０の傾斜角度θ１（例えば４０°）よりも緩やかな傾斜角度θ２（例えば３０°）のテーパ状の外周面４０で、内径が上述したナット３の挿通口３２と略同径の環状部材である。

そして、リング４の少なくともテーパ状の外周面４０には、金メッキ処理が施されていり。金メッキの厚みは特に限定するものではないが、本実施形態では０．０１μｍ～０．８μｍ、好ましくは、０．１μｍ～０．５μｍの厚みとしている。また、一般に金メッキは硬質金メッキと純金メッキ（軟質金メッキ）とがあり、何れの金メッキであっても構わないが、本実施形態では皮膜硬度が高い硬質金メッキを採用している。

この金メッキを施したリング４を用いて配管を固定した後、ナット３を緩め、ボディ２のテーパ部２０を観察した写真を図５に示す。金メッキを施していない図６（ａ）の写真と比べ、焼き付きが発生していないことが確認できる。

＜実施形態２＞
図２に、本発明の第２の実施形態に係る継手を示す。この継手１Ａは、実施形態１のリング４をフロントリング４とし、フロントリング４とナットの環状底部３３との間にバックアップリング５を配備するようにしている。

フロントリング４は、実施形態１と同様に外周面をテーパ状の外周面４０とすることに加え、ナット３側の内周面にもテーパ面を備えている。

そして、バックアップリング５のフロントリング４側の外周面にテーパ面を形成しえいる。ナット３の内周面に形成される平行ネジ部３１をボディ２の平行ネジ部２１ａに螺合することで、バックアップリング５を直接押圧しながらフロントリング４をボディ２のテーパ状の外周面４０に押圧する。この際、フロントリング４の先端部が配管６に食い込むと共に、バックアップリング５の先端部もフロントリング４の先端部と同様に配管６に食い込む。食い込み量が増えることで、配管の保持力が大きくなるとともに、締付けの抵抗も大きくなり、締付けトルクは増大していく。

＜別の実施形態＞
図３、図４に、本発明の別の実施形態の継手を示す。

図３に示す継手１Ｂは、ボディ２Ｂの一端は実施形態２と同様の形状でナット３を螺合するように構成され、他端のネジ部２１が配管用ブロック等に直接螺合するテーパネジ部２１ｂとなっている。このテーパネジ部２１ｂに替え、ユニオン雄ねじ部を形成しても構わない。

また、ボディ２Ｂは直管形状の例を示すが、エルボ形状、４５°エルボ形状であっても構わない。

図４に示す継手１Ｃは、ボディ２ＣがＴ字状になっており、３箇所の端部を有する。また、ボディ２Ｃを十字状とし４箇所の端部を形成することもできる。

また、各端部は、継手１Ｂのようにテーパネジ部２１ｂとしたり、ユニオン雄部としたりすることもできる。

本発明に係る継手は、撥水処理等の表面処理が必要な流体を対象とする配管の継手として好適に用いることができ、例えば、石油・石化プラントや分析機器等の配管を接続する継手として好適に用いることができる。

１ 継手
２ ボディ
２０ テーパ部
２１ ネジ部
３ ナット
４ リング（フロントリング）
４０ テーパ状の外周面
５ バックリング
６ 配管

Claims (2)

1. 少なくとも一の端部内周面にテーパ部、外周面にネジ部を形成し、内部に流路を備えたボディと、
   該ボディのテーパ部に摺接するテーパ状の外周面を備えた配管に嵌装するリングと、
   前記配管の通過を許容する挿通口を開口し、前記ボディのネジ部に螺合することで、前記リングのテーパ状の外周面を前記ボディの前記テーパ部に押圧するナットからなる継手であって、
   前記ボディの前記テーパ部には、液体の吸着を防止する非晶質シリカ膜が形成されており、前記リングの前記テーパ状の外周面には、金メッキ層が形成されている継手。
2. 前記リングは、前記ボディの前記テーパ部に摺接するフロントリングと、該フロントリングとナットの環状底面との間に配備されるバックアップリングとからなる請求項１に記載の継手。