JPH0510482A - 継手装置、及びその製造方法、並びにその装置に用いる工具 - Google Patents

継手装置、及びその製造方法、並びにその装置に用いる工具

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JPH0510482A
JPH0510482A JP18323891A JP18323891A JPH0510482A JP H0510482 A JPH0510482 A JP H0510482A JP 18323891 A JP18323891 A JP 18323891A JP 18323891 A JP18323891 A JP 18323891A JP H0510482 A JPH0510482 A JP H0510482A
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burnishing
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annular
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Morihiro Machida
守弘 町田
Koji Miyashita
耕治 宮下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】真空漏れ及び放出ガスの減少を図ると共に、組
立性を向上する。 【構成】連結部材2,3の接合面2b,3bに、それぞ
れバニシ加工を備して加工硬化されている環状の突条1
7,19を形成する。一方の連結部材3は、凹部20の
底面に接合面3bが形成され、該凹部20に、金属ガス
ケット10を挿入して他方の連結部材2を嵌入する。ナ
ット部材12を締付けることにより、加工硬化されてい
る突条17,19が、金属ガスケット10を変形しつつ
喰込んで、接合面2b,3bを高い気密度で連結する。
突条17,19は硬化されているので、金属ガスケット
10に安定性の高い材料を用いることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、流体圧を連結する継手
装置に係り、特に超高真空圧を連結する継手装置に用い
て好適であり、詳しくは圧力漏れを防ぐ継手接合面の構
造、及びその製造方法、並びにその製造に用いる工具に
関する。
【0002】
【従来の技術】近時、LSI等の半導体工業の発展に関
連し、真空工業、特に超高真空が注目されているが、一
般に、該超高真空に用いられる継手装置は、金属ガスケ
ットを介在して互いの接合面を圧接して、気密の保持及
び放出ガスの防止を図っている。
【0003】従来、金属ガスケットは、銅、アルミニウ
ム及び金等が用いられ、平板の円環状部材及びOリング
状部材、更には細いコイルスプリングを薄板で挟んだ円
環状部材からなり、継手接合面の平面又は該接合面に形
成した突条部又は凹凸段部間に該金属ガスケットを挟ん
で、ネジ等により強い力で圧接して用いられる。
【0004】しかし、継手接合面が平面からなるもの
は、圧接力の不均等により漏れを生じ易く、また継手接
合面の突条部又は凹凸段部は、削り加工により形成され
るため、その精度が充分でなく、真空漏れの原因になる
ことがある。
【0005】そこで、図10に示すような継手装置1′
が提案されている。該継手装置1´は、それぞれ真空用
連通孔2a,3aを有する第1の連結部材2及び第2の
連結部材3を有しており、第1の連結部材2の外周に雄
ネジ部5が形成され、また第2の連結部材3の外周に段
付フランジ部6が形成されてる。そして、これら第1及
び第2の連結部材2,3の接合面2b,3bには、対面
する箇所に例えば半円形状の突条7,9が環状に形成さ
れており、これら突条7,9が金属ガスケット10に圧
接して、該ガスケットを変形しつつ密接する。また、1
1は、金属ガスケット10を保持するリテーナであり、
複数の足部11aと環状の保持部11bを有している。
12は、連結用のナット部材であり、雌ネジ部12a及
び係合鍔部12bを有している。
【0006】そして、前記連結部材の接合面2b,3b
は、削り加工により環状の突条7,9が形成された後、
該部分に研磨加工が施され、突条7,9は精密に加工さ
れている。
【0007】以上構成に基づき、本継手装置1′は、リ
テーナ11により金属ガスケット10を第2の連結部材
3の接合面3bに保持した状態で、該ガスケット10上
に第1の連結部材2を重ね合せる。そして、この状態
で、連結用ナット部材12を第2の連結部材3から装着
して、その雌ネジ部12aを第1の連結部材2の雄ネジ
部5に螺入することにより、係合鍔部12bと雌ネジ部
12aとの間で、第1の連結部材2と第2の連結部材3
は互に締付けられる。これにより、これら接合面2b,
3bに形成された環状の突条7,9が、比較的軟らかい
金属からなる金属ガスケット10を変形しつつ喰込ん
で、真空用連通孔2a,3aが気密状に連通される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した継
手装置1´は、突条7,9が研磨加工により形成されて
いるため、加工精度が向上したとしても、その硬度は継
手本体と同じであり、例えば継手本体にステンレス鋼を
用いるとしても、その突条部分の硬度はあまり高くな
く、金属ガスケットへの喰込みは充分でない。このた
め、真空漏れに対しての信頼性を高めることは困難であ
る。
【0009】また、金属ガスケットは、前記突条にて変
形しやすいように、銅又は金等の比較的軟らかい材料の
ものを用いる必要があるが、銅等は、耐熱性が充分でな
く、加熱を繰り返すと、真空漏れを生じたり又は放出ガ
スを発生したり、更には継手本体に溶着してしまうこと
があり、また金は高価であって、コストアップを招いて
しまう。
【0010】また、突条部分の硬度が充分でない関係
上、例え比較的軟らかい金属ガスケットを用いても、1
度使用すると、突条部分も変形してしまい、該継手装置
を再使用することは困難である。
【0011】更に、突条部分に研磨加工を施すため、製
造が極めて面倒であると共に、該突条を平坦面からなる
接合面2b,3b上にしか形成することができない。こ
のため、継手の結合に際し、金属ガスケット10を保持
するためのリテーナ11を必要とすると共に、連通孔2
a,3aの同芯性を正確に確保することが困難であり、
流体の滑らかな流れの阻害となってしまうことがある。
【0012】そこで、本発明は、耐熱性及び耐久性を向
上すると共に、組立性をも向上し、更に互換性及びメン
テナンス性も向上し、そして漏れ及び放出ガスの減少を
図った継手装置、及びその製造方法、並びにその製造に
用いる工具を提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、それぞれ連通孔(2a),
(3a)を有する複数の連結部材(2),(3)を、こ
れら連結部材の接合面(2b),(3b)の間に金属ガ
スケット(10)を挟んで連結・固定してなる継手装置
(1)において、前記接合面(2b),(3b)の少な
くとも一方に、バニシ加工を施してなる環状の突条(1
7),(19)を形成し、該バニシ加工により加工硬化
された突条が、前記金属ガスケット(10)を変形して
該ガスケットに喰込み・密接してなる、ことを特徴とす
る。
【0014】好ましくは、前記接合面の一方(3b)
を、前記連結部材(3)に形成した凹部(20)の底面
に設け、該接合面(3b)に、前記バニシ加工を施して
なる環状の突条(19)を形成してなる。
【0015】また、その製造方法は、前記環状の突条
(17),(19)が、接合面に削り加工により形成さ
れた後、周面に環状溝(21a)を有するバニシングロ
ーラ(21…)を、該環状溝が上記突条に嵌入するよう
にして転がして、バニシ加工を備されることを特徴とす
る。
【0016】そして、その製造に用いる工具が、一面
(22a)に環状の抜止め用突条(23)を有する円筒
状の基台(22)と、周面に環状溝(21a)を有する
複数のバニシングローラ(21…)と、これらバニシン
グローラ(21…)をその一側部が露出する状態で支持
する保持溝(26)及び前記基台に連結する連結部(2
7)を有する保持部材(25)と、を備え、前記バニシ
ングローラ(21…)を、その環状溝(21a)が前記
抜止め用突条(23)に嵌入して該ローラの軸方向に抜
止めした状態で、前記保持溝(26)と前記基台の一面
(22a)とで前記バニシングローラ(21…)を保持
するように、前記連結部(27)を前記基台(22)に
連結してなる。
【0017】
【作用】以上構成に基づき、本継手装置(1)は、一方
の連結部材(3)の凹部(20)内に金属ガスケット
(10)を挿入する。この状態で、他方の連結部材
(2)の接合面部分(30)を凹部(20)内に嵌挿し
て、雌ネジ部材(12)等により両連結部材(2),
(3)を連結・固定する。この際、雌ネジ部材(12)
の雌ネジ部(12a)を、一方の連結部材(3)に形成
した雄ネジ部(5)に螺入する等により、バニシ加工さ
れて加工硬化されている突条(17),(19)が、金
属ガスケット(10)を変形しつつ喰込んで、確実かつ
正確に密着する。また、例えば、連結部材(2),
(3)をステンレス鋼にて構成した場合、上記突条(1
7),(19)は、該連結部材本体よりかなり高い硬度
からなり、従って金属ガスケット(10)に、耐久性及
び安定性の高いステンレス鋼又はニッケルを用いても、
該ガスケットは上記突条(17),(19)により変形
されて、該突条を該ガスケットに喰込ませて密接する。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
接合面(2b),(3b)に形成される突条(17),
(19)が、バニシ加工を備されて加工硬化されている
ので、金属ガスケット(10)を変形して確実に喰込
み、超高真空等に対しても、漏れのない信頼性の高い継
手装置を得ることができる。また、突条(17),(1
9)は、硬度が高いので、金属ガスケット(10)への
喰込みによっても、それ自体変形することが少なく、金
属ガスケットを交換するだけで連結部材(2),(3)
は再度使用が可能であり、かつメンテナンス性も向上す
ることができる。
【0019】更に、金属ガスケット(10)に、連結部
材(2),(3)と同様な安定性の高い材料、例えばス
テンレス鋼又はニッケル等を用いることが可能であり、
加熱環境下にあっても、劣化したり放出ガスを発生した
りすることがなく、耐熱性及び耐久性を向上することが
できる。
【0020】また、一方の連結部材(3)は、凹部(2
0)の底面に接合面(3b)が形成されているので、金
属ガスケット(10)の挿入及び位置合せを容易かつ確
実にできると共に、金属ガスケット(10)を仮止めす
るためのリテーナ(11)(図10参照)を必要とせ
ず、更に該凹部(20)に他方の連結部材(2)を嵌挿
することにより、両連結部材の連通孔(2a),(3
a)を同芯状に確実かつ容易に整合することができ、組
立性を向上することができると共に、流れ抵抗を減少す
ることができる。
【0021】更に、突条(17),(19)は、環状溝
(21a)を有するバニシングローラ(21)を転がし
てバニシ加工を施されるので、該突条を、極めて容易に
かつ精密に加工することができ、更に従来の研磨加工で
は困難であった凹部(20)底面への加工も行うことが
可能となり、製造コストを低下することができると共
に、互換性をも向上して、大幅なコストダウンが可能と
なる。
【0022】また、バニシ加工用の工具は、基台(2
2)、バニシングローラ(21…)及び保持部材(2
5)からなる極めて簡単な構成で足り、かつバニシング
ローラ(21…)は、基台(22)に形成された抜止め
用突条(23)及び保持溝(26)を有する保持部材
(25)により確実に抜止め保持されるので、大きな設
備投資をしなくとも、容易に突条(17),(19)に
バニシ加工を施すことができ、更にバニシングローラ
(21)は、保持部材(25)を取り外すことにより容
易に交換でき、多種の連結部材(2),(3)に亘る各
種の突条に、容易にバニシ加工を施すことができる。
【0023】なお、上述したカッコ内の符号は、図面の
対照するためのものであるが、何等本発明の構成を限定
するものではない。
【0024】
【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。
【0025】継手装置1は、図1に示すように、中心部
に連通孔2aを有すると共に外周にフランジ部6を有す
る第1の連結部材2と、中心部に連通孔3aを有すると
共に外周に雄ネジ部5を有する第2の連結部材3と、金
属ガスケット10とを備えている。第2の連結部材3
は、その一側端面に円筒状の凹部20が形成されてお
り、該凹部20の底面が接合面3bとなる。また、第1
の連結部材2の一側端部は、前記凹部20に丁度嵌挿す
る径からなる円筒部30が形成されており、該円筒部3
0の頂面が接合面2bとなる。
【0026】そして、第1及び第2の連結部材2,3の
接合面2b,3bには、連通孔2a,3aを囲むように
環状の突条17,19が形成されており、これら突条1
7,19は、図2(a) に詳示するように、断面がR形状
からなる。更に、該突条17,19にはバニシ加工が施
されており、塑性加工硬化されて、本体部分よりも硬化
している。具体的には、第1及び第2の連結部材2,3
がステンレス鋼から構成され、その本体部分の硬さ(ビ
ッカース)Hvは、約120であるが、バニシ加工によ
り加工硬化された突条部分は約360〜375(Hv)
となる。
【0027】一方、第1の連結部材2及び第2の連結部
材3を連結・固定するための連結ナット部材12は、第
1の連結部材のフランジ部6に当接し得る鍔部12b及
び第2の連結部材の雄ネジ部5に螺合し得る雌ネジ部1
2aを有している。また、金属ガスケット10は、図2
(b) に詳示するように、平板状の環状部材からなり、か
つニッケル又はステンレス鋼から構成され、その硬さ
は、ニッケルの場合で約80〜100(Hv)、ステン
レス鋼の場合で約120(Hv)である。
【0028】そして、第2の連結部材3の凹部20に、
金属ガスケット10を挿入し、更に該凹部20に、第1
の連結部材2の円筒部30を嵌入する。この状態で、図
1の上方から挿入した連結ナット部材12を締付けて、
両連結部材の接合面2b,3bをその間に金属ガスケッ
ト10を挟んで圧接する。すると、接合面2b,3bに
形成された突条が、バニシ加工硬化に基づき、金属ガス
ケット10に比してその硬さが大幅に高い関係上、金属
ガスケット10を変形しつつ該ガスケットに喰込んで、
両接合面2b,3bがガスケットに密接する。
【0029】これにより、第1の連結部材2及び第2の
連結部材3は、その接合面部分での気密が高度に保持さ
れ、例え超高真空状態にあっても、真空漏れを確実に防
止した状態で、連通孔2a,3aを連通する。また、連
結部材2,3の本体は勿論、金属ガスケット10にも安
定性の高い材料を用いることができ、加熱が繰返されて
も、金属ガスケットが劣化したり放出ガスを発生するこ
とがない。また、金属ガスケット10に安定性の高い材
料を用いても、該ガスケット10に比して、接合面の突
条17,19部分は、バニシ加工硬化により大幅に高い
硬さを有しているため、変形することはなく、連結ナッ
ト部材12を外してガスケットを取換えることにより、
何回も同じ連結部材2,3を用いることができる。更
に、凹部20へ、金属ガスケット10及び他方の連結部
材2の円筒部30を嵌入することにより、容易に位置・
保持することができ、組立てが簡単になると共に、連通
孔2a,3aの同芯性を向上して、流通抵抗を減少でき
る。
【0030】また、前記円筒状の凹部20は、その側壁
を平行線にて形成してもよいが(図1参照)、図2(a)
に示すように、側壁を底部に向って細径となるような僅
かなテーパaとして形成してもよい。該テーパaにて凹
部20を構成すると、金属ガスケット10及び他の連結
部材2の位置合せがより簡単にかつ正確にできると共
に、両連結部材2,3を分離した際、金属ガスケット1
0の凹部20からの取外しが容易となる。
【0031】ついで、図3ないし図5に沿って、継手装
置の他の実施例について説明する。
【0032】図3に示す継手装置1の連結部材3は、そ
の両端面に接合面3b,3b′を有しており、これら接
合面は、凹部20,20′の底面に形成されていると共
に、それぞれバニシ加工を施された突条19,19′が
形成されている。なお、該連結部材の両端外周面には、
それぞれ雄ネジ部5,5′が形成されており、またその
中間部分には6角部31が形成されている。
【0033】図4に示す継手装置の連結部材3は、その
本体に大きな円筒状の凹部32が形成されており、該凹
部32の入口部に雌ネジ部32aが形成されている。更
に、該大きな凹部32の底面に、円筒状の凹部20が形
成されており、該凹部の底面が、突条19を有する接合
面3bとなっている。また、連結部材3の他側端は開削
状になっており、該開削部33に、パイプ35が全周溶
接36により連結・固定される。
【0034】図5に示す継手装置の連結部材3は、3方
に突出する円筒状の突出部37,38,39を有してお
り、各突出部は、それぞれ凹部20…及び雄ネジ部5…
を有していると共に、各凹部20の底面に、突条19…
を有する接合面3b…が形成されている。なお、連通孔
3aは、直線部から分岐3a′して一方の突出部37に
貫通している。
【0035】ついで、図6ないし図9に沿って本継手装
置1の接合面にバニシ加工を施す工具、並びに該工具を
用いる継手装置の製造方法について説明する。
【0036】バニシ加工具40は、図6に示すように、
円筒状の基台22、複数個のバニシングローラ21…、
及び保持部材25からなる。基台22は、図7に詳示す
るように、その中央部を貫通する孔41を有し、かつそ
の一側端面22aに、該孔41を囲むように環状の抜止
め用突条23が形成されている。また、バニシングロー
ラ21は、図8に詳示するように、その周面にR状の環
状の凹溝21aが形成されている円筒部材からなり、該
ローラ21は、直径が例えば3[mm]等のハイス綱又は
ダイス鋼等からなる。そして、前記抜止め用突条23
は、ローラ21の凹溝21aより僅かに小径の同形状か
ら構成され、該突条23が凹溝21aに嵌入することに
より、ローラ21が軸方向に抜出すことを防止する。ま
た、保持部材25は、図9に詳示するように、円板部2
5a及びその中央に突出している連結部27からなり、
連結部27の先端はネジ部27aになっている。更に、
円板部25aには放射方向に延びる複数(実施例では2
個)の保持溝26…が形成されており、該保持溝26は
円板部外周に抜けるテーパb,bを有しており、該テー
パb,bの下面での幅は前記バニシングローラ21の直
径より所定量小さく設定されている。また、円板部25
aの上面には環状のR形状の凹溝42が形成されてお
り、該凹溝42は前記基台22の環状突条23を受け入
れる。なお、保持溝26は、テーパ形状に限らず、例え
ば図9(e) に示すように、アール形状c等の他の形状で
もよい。
【0037】そして、本バニシ加工具40は、図6に示
すように、バニシングローラ21…を保持部材25のテ
ーパ保持溝26に保持すると共に、ローラ21の環状溝
21aに前記環状の突条23を嵌入した状態で、保持部
材25の連結部27を基台22の孔41に貫通して、そ
の先端のネジ部27aに円板44を介してナット45,
45を螺合することにより組立てられる。この状態で
は、バニシングローラ21…は、その下部が保持溝26
から露出して保持部材25と基台22の一側端面22a
との間に保持されると共に、基台22の突条23がロー
ラ21の環状溝21aに嵌入することによりローラ21
の軸方向への抜出しが阻止されている。なお、上述実施
例では、バニシングローラ21を2個保持しているが、
これは、等間隔に3個又は4個更にはそれ以上保持して
もよい。
【0038】ついで、前記継手装置の接合面の製造方法
について説明する。まず、切削加工により、連結部材3
の一側端面に凹部20が形成され、更に、その底面の接
合面3bに突条19が形成される。ついで、バニシ加工
具40を連結部材の凹部20に入れ、バニシングローラ
21…の環状溝21aが突条19に対応する状態で、該
ローラ21が接合面3bに圧接するように、バニシング
加工具40を連結部材3に所定圧力にて押圧する。そし
て、例えば工具40を固定して連結部材3を回転する
(又はその逆)等により、加工具40と連結部材3との
間に相対回転を付与すると、バニシングローラ21は、
所定押圧力にて圧接した状態で接合面3b上を転がり、
これにより該接合面就中突条19はバニシ加工が施さ
れ、その表面が平滑に仕上げられると共に、加工硬化を
生じ、特に連結部材3をステンレス鋼で構成した場合、
該加工硬化が顕著に発生し、突条19部分の硬さが大幅
に増大する。この際、保持部材25は、基台22と一体
に回転するように連結してもよく、また基台22に対し
て相対回転可能に連結してもよい。保持部材25を基台
22に対して相対回転可能に連結すると、バニシングロ
ーラ21の接合面3bへの圧接による転がりに際して、
該ローラ21が基台22及び接合面3bに対してすべり
を生ずることなく自転し得る。
【0039】これにより、硬化された突条19を有する
接合面3bが容易に形成され、特に凹部20の底面を接
合面3bとしたものにおいても、精度の高いかつ硬化し
た突条19を容易に成形することができる。また、バニ
シングローラ21…が摩耗すると、保持部材25を基台
22から外して容易に交換することができる。
【0040】なお、上述実施例は、凹部20の底面に接
合面3bを形成した連結部材3の製造方法について説明
したが、平坦部に接合面2bを形成した他の連結部材2
についても、同様に容易に突条17を形成することがで
きる。また、本発明は、超高真空装置に適用して好適で
あるが、高真空等の他の真空装置、更には他の流体装置
にも同様に適用し得、また本発明における継手装置と
は、継手装置単体として用いられるものに限らず、例え
ばバルブの継手部分、計器の継手部分等、他の装置の一
部分を構成するものも含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による継手装置を示す断面図。
【図2】(a) はその接合面部分を示す拡大断面図、(b)
は金属ガスケットを示す断面図。
【図3】連結部材の他の実施例を示す図で、(a) は正面
図、(b) は断面図。
【図4】連結部材の他の実施例を示す図で、(a) は正面
図、(b) は断面図、(c) は底面図。
【図5】連結部材の他の実施例を示す図で、(a) は平面
図、(b) は正面断面図、(c) は側面図。
【図6】バニシ加工具の全体を示す図で、(a) は正面
図、(b) は側面図、(c) は底面図。
【図7】その基台を示す図で、(a) は正面図、(b) は底
面図、(c) は断面図。
【図8】そのバニシングローラを示す図で、(a) は正面
図、(b) は側面図。
【図9】その保持部材を示す図で、(a) は正面図、(b)
は底面図、(c) は縦断面図、(d) は(a) のA−A線部分
の断面図、(e) は他の実施例によるA−A部分の断面
図。
【図10】既に提案されている継手装置を示す断面図。
【符号の説明】
1 継手装置 2 (第1の)連結部材 2a 連通孔 2b 接合面 3 (第2の)連結部材 3a 連通孔 3b 接合面 10 金属ガスケット 17,19 突条 20 凹部 21 バニシングローラ 21a 環状溝 22 基台 22a 一(側端)面 23 抜止め用突条 25 保持部材 26 保持溝 27 連結部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ連通孔を有する複数の連結部材
    を、これら連結部材の接合面の間に金属ガスケットを挟
    んで連結・固定してなる継手装置において、 前記接合面の少なくとも一方に、バニシ加工を施してな
    る環状の突条を形成し、該バニシ加工により加工硬化さ
    れた突条が、前記金属ガスケットを変形して該ガスケッ
    トに喰込み・密接してなる、継手装置。
  2. 【請求項2】 前記接合面の一方を、前記連結部材に形
    成した凹部の底面に設け、該接合面に、前記バニシ加工
    を施してなる環状の突条を形成してなる、 請求項1記載の継手装置。
  3. 【請求項3】 前記環状の突条が、接合面に削り加工に
    より形成された後、周面に環状溝を有するバニシングロ
    ーラを、該環状溝が上記突条に嵌入するようにして転が
    して、バニシ加工を備されることを特徴とする、 請求項1又は2記載の継手装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 一面に環状の抜止め用突条を有する円筒
    状の基台と、 周面に環状溝を有する複数のバニシングローラと、 これらバニシングローラをその一側部が露出する状態で
    支持する保持溝及び前記基台に連結する連結部を有する
    保持部材と、を備え、 前記バニシングローラを、その環状溝が前記抜止め用突
    条に嵌入して該ローラの軸方向に抜止めした状態で、前
    記保持溝と前記基台の一面とで前記バニシングローラを
    保持するように、前記連結部を前記基台に連結してな
    る、請求項3記載の継手装置の製造方法に用いる工具。
JP18323891A 1991-06-26 1991-06-26 継手装置、及びその製造方法、並びにその装置に用いる工具 Pending JPH0510482A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7207605B2 (en) * 1997-06-16 2007-04-24 Swagelok Company Tube coupling
JP2008128255A (ja) * 2006-11-16 2008-06-05 Tosei Electro Beam Kk 配管用継手

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