KR101833692B1 - 조인트 및 조인트 조립체 - Google Patents

Abstract

튜브가 손상을 받는 일 및 튜브의 빠짐을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능한 조인트 및 조인트 조립체를 제공한다. 링(70)은, 너트(30)의 내측이며, 튜브(90)의 외측에 배치되고, 튜브(90)보다도 영률이 높다. 링(70)은, 적어도 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측의 부분에 있어서, 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측을 향해서 팽창된 곡면부(75)를 갖고 있다. 링(70)의 직경 방향의 최대 두께를 2r로 하고, 링(70)의 곡면부(75)의 축 방향의 길이를 h로 한 경우의 α=h/r이, 0.5 이상 1.2 이하이다.

Description

조인트 및 조인트 조립체{JOINT AND JOINT ASSEMBLY}

본 발명은, 조인트 및 조인트 조립체에 관한 것이다.

종래부터, 예를 들어 특허문헌 1(일본 특허공개 제2009-144916호 공보)에 기재된 바와 같이, 튜브의 내부를 통과시키는 유체가 누출되지 않도록 견고하게 연결하는 것이 가능한 튜브 조인트가 제안되고 있다.

이 튜브 조인트에서는, 통 형상의 조인트 본체의 단부에 튜브를 부착해서 연결 너트를 조인트 본체에 대하여 나사 장착시키는 경우에, 조인트 본체와 연결 너트의 사이에 고정 링이 설치되어 있다. 그리고, 연결 너트를 조인트 본체에 대하여 나사 장착시켜 갈 때, 튜브는, 내측으로부터는 조인트 본체에 의해, 외측으로부터는 연결 너트에 의해 눌려 있는 고정 링에 의해, 조여진다.

이 튜브 조인트에서는, 이상의 구성을 채용함으로써, 연결 너트를 조인트 본체에 대하여 나사 장착시켜 갈 때, 연결 너트는 튜브에 대하여 회전하지만, 고정 링은 튜브에 대하여 회전하는 일이 없다. 이로 인해, 튜브의 외측 표면에 고정 링과의 마찰에 의해 환 형상의 흠집이 발생하거나, 고정 링과의 마찰에 의해 튜브가 절단되어 버리는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

일본 특허공개 제2009-144916호 공보

이와 같이, 전술한 특허문헌 1(일본 특허공개 제2009-144916호 공보)에 기재되어 있는 바와 같은 조인트에서는, 고정 링에 대하여, 튜브보다도 단단하게 하는 점 및 충분한 맞닿음이나 접촉 면적 및 가압력을 확보하기 위해서 고정 링의 튜브에 대한 접촉 부분의 각도를 30 내지 95도로 하는 점 이외에는, 구체적인 형상에 대하여 검토되어 있지 않다.

이에 비하여, 발명자는, 고정 링의 형상이 바뀌면, 튜브로의 고정 링의 파고들기 정도나, 고정 링에 의한 튜브를 체결하는 힘이 변화한다는 데 착안하였다.

본 발명은 전술한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 튜브가 손상을 받는 일 및 튜브의 빠짐을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능한 조인트 및 조인트 조립체를 제공하는 데 있다.

제1 관점에 따른 조인트는, 수지를 포함하여 구성된 튜브에 접속되는 조인트로서, 조인트 본체, 너트, 및 링을 구비하고 있다. 조인트 본체는, 축 방향의 일단부측을 구성하고 있으며 튜브에 의해 외주의 적어도 일부가 덮이는 튜브 연결부와, 튜브 연결부의 외경보다도 큰 외경을 갖는 본체 나사산부를 갖고 있다. 조인트 본체에는, 축 방향으로 연장된 관통 구멍이 형성되어 있다. 너트는, 조인트 본체의 튜브 연결부가 축 방향으로부터 삽입된 상태에서 본체 나사산부와 나사 결합 가능한 너트 나사산부와, 튜브 연결부의 삽입 진행측에 설치되어 있으며 너트 나사산부보다도 내경이 작은 직경 축소부를 갖고 있다. 링은, 너트의 너트 나사산부보다도 직경 방향 내측의 공간에 배치되고, 너트의 직경 축소부 중 조인트 본체측의 부분인 피맞닿음부에 맞닿고, 튜브보다도 영률이 높다. 링은, 적어도 링의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체측의 부분에 있어서, 링의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체측을 향해 팽창된 곡면부를 갖고 있다. 링의 직경 방향의 최대 두께를 2r로 하고, 링의 곡면부의 축 방향의 길이를 h로 한 경우의 α=h/r이, 0.5 이상 1.2 이하이다.

이 조인트는, 튜브의 내면이 조인트 본체의 튜브 연결부의 외면과 접하도록 튜브를 조인트 본체에 부착한 상태에서, 너트의 너트 나사산부를 조인트 본체의 본체 나사산부와 나사 결합시켜서 비틀어 넣어 가면, 튜브의 외측에 위치하고 있는 링은, 너트의 피맞닿음부에 맞닿아서 조인트 본체의 튜브 연결부의 단부에 근접해 간다. 그리고, 튜브의 일부가 링과 조인트 본체의 튜브 연결부의 단부에 의해 끼워 넣어진 상태에서, 링은 직경 방향 외측으로 넓어지도록 탄성 변형한다. 링은, 이와 같이 탄성 변형한 탄성 상태에 있어서는, 튜브를 직경 방향 외측으로부터 직경 방향 내측으로 압박하도록 탄성력을 튜브에 대하여 작용시킬 수 있다. 그리고, 이 조인트의 링은, 영률이 튜브의 영률보다도 높다. 이로 인해, 링의 강한 탄성력에 의해 튜브를 압박할 수 있어, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시킬 수 있다.

또한, 링에는, 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체측의 부분에 있어서, 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체측을 향해 팽창된 곡면부가 설치되어 있으며, 링의 직경 방향의 최대 두께를 2r로 하고, 링의 곡면부의 축 방향의 길이를 h로 한 경우의 α=h/r이, 0.5 이상 1.2 이하로 되도록 구성되어 있다. 이와 같이, α의 값이 0.5 이상으로 되어 있음으로써, 링과 튜브의 접촉 면적을 충분히 확보해서 링이 튜브에 과도하게 파고들어가는 것을 억제하면서, 링에 의한 튜브의 조임력도 충분히 확보하는 것이 가능해진다. 또한, α의 값이 1.2 이하로 되어 있음으로써, 조임 고정된 상태로부터 튜브가 빠져나가기 어렵도록 하는 것이 가능하게 되어 있다.

이에 의해, 튜브가 손상을 받는 일 및 튜브의 빠짐을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능해진다.

제2 관점에 따른 조인트는, 제1 관점에 따른 조인트에 있어서, 링의 곡면부는, 축 방향 절단면에 있어서, 원호 혹은 타원호를 구성하고 있다.

이 조인트에서는, 링의 튜브에 대한 국소적인 파고들기를 보다 충분히 억제할 수 있다.

제3 관점에 따른 조인트는, 제1 관점 또는 제2 관점 중 어느 하나에 따른 조인트에 있어서, 링 중 축 방향의 조인트 본체측의 부분은, 직경 방향 외측 부분보다도 직경 방향 내측 부분 쪽이 완만한 형상으로 되어 있다.

이 조인트에서는, 직경 방향 내측에만 곡면이 설치된 링이더라도, 튜브가 손상 받는 것을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능해진다.

제4 관점에 따른 조인트는, 제1 관점 내지 제3 관점 중 어느 하나에 따른 조인트에 있어서, 너트의 직경 축소부 중 피맞닿음부는, 조임 시에 링 중 축 방향의 조인트 본체측과는 반대측의 부분과 맞닿는다. 링은, 링 중 축 방향의 조인트 본체측과는 반대측에 있어서, 직경 방향 내측일수록 피맞닿음부측에 위치하도록 피맞닿음부의 주면에 대하여 1.0도 이상 7.0도 이하의 범위에서 경사진 부분을 주로 하여 갖고 있다. 여기서, 「주면」이라 함은, 너트의 피맞닿음부를 구성하고 있는 면 중에서 가장 대부분을 차지하고 있는 면을 의미한다. 또한, 여기서, 「주로 하여 갖고 있다」라 함은, 당해 링 중 축 방향의 조인트 본체측과는 반대측의 부분 전체 중, 경사가 1.0도 이상 7.0도 이하인 부분이 가장 대부분을 차지하고 있는(1.0도 이상 7.0도 이하의 범위로부터 벗어나는 부분보다도 많은 부분을 차지하고 있는) 것을 의미한다.

이 조인트에서는, 링에 의한 튜브의 조임력을 충분히 확보한 상태이더라도, 링 자체의 변형을 작게 억제하면서, 링과 너트의 피맞닿음부와의 접촉 부분에 있어서의 접촉 압력 분포를 직경 방향에 걸쳐서 균일화시키는 것이 가능해진다.

제5 관점에 따른 조인트는, 제1 관점 내지 제4 관점 중 어느 하나에 따른 조인트에 있어서, 조인트 본체의 튜브 연결부의 삽입 진행측의 단부 근방의 직경 방향 외측의 표면은, 축 방향에 대해서 30도 이상 60도 이하의 범위에서 경사져 있다.

이 조인트에서는, 튜브 연결부의 단부 근방의 직경 방향 외측의 표면이 축 방향에 대해서 30도 이상 60도 이하의 범위에서 경사져 있기 때문에, 튜브 연결부의 단부 근방의 직경 방향 외측에 부착되는 튜브에 대해서도, 마찬가지로 축 방향에 대해서 30도 이상 60도 이하의 범위에서 경사시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 링의 곡면부가 튜브의 경사 부분에 압박됨으로써 보다 충분한 접촉 면적을 확보하는 것이 가능해진다.

제6 관점에 따른 조인트는, 제1 관점 내지 제5 관점 중 어느 하나에 따른 조인트에 있어서, 튜브는, PFA와 FEP 중 적어도 어느 1종을 함유하는 수지 조성물로 구성되어 있다. 너트는, PTFE, PFA, PVDF, ETFE, 및 ECTFE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 수지 조성물로 구성되어 있다. 링은, PTFE, PFA, PCTFE, PVDF, ETFE, ECTFE, PPS, 및 PEEK로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 수지 조성물로 구성되어 있다.

이 조인트에서는, 튜브가 절단되는 것을 보다 확실하게 억제하면서, 유체의 누출을 보다 확실하게 억제시키는 것이 가능해진다.

제7 관점에 따른 조인트는, 제1 관점 내지 제6 관점 중 어느 하나에 따른 조인트에 있어서, 링은 불투명하다. 너트는 투명 혹은 반투명하다.

이 조인트에서는, 너트가 투명 혹은 반투명하며, 링이 불투명하기 때문에, 튜브에 링과 너트를 연결시킨 상태에 있어서, 너트의 외측으로부터 링의 존재를 시인하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 링의 부착 망각을 일으키기 어렵게 할 수 있다.

제8 관점에 따른 조인트 조립체는, 튜브와, 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나에 따른 조인트를 구비한다.

이 조인트 조립체에서는, 튜브가 손상 받는 것을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능해진다.

제1 관점에 따른 조인트 및 제8 관점에 따른 조인트 조립체는, 튜브가 손상 받는 일 및 튜브의 빠짐을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능해진다.

제2 관점에 따른 조인트에서는, 링의 튜브에 대한 국소적인 파고들기를 보다 충분히 억제할 수 있다.

제3 관점에 따른 조인트에서는, 직경 방향 내측에만 곡면이 설치된 링이더라도, 튜브가 손상 받는 것을 억제하면서, 튜브의 내측을 흐르는 유체의 누출을 억제시키는 것이 가능해진다.

제4 관점에 따른 조인트에서는, 링에 의한 튜브의 조임력을 충분히 확보한 상태이더라도, 링 자체의 변형을 작게 억제하면서, 링과 너트의 피맞닿음부의 접촉 부분에 있어서의 접촉 압력 분포를 직경 방향에 걸쳐서 균일화시키는 것이 가능해진다.

제5 관점에 따른 조인트에서는, 링의 곡면부가 튜브의 경사 부분에 압박됨으로써 보다 충분한 접촉 면적을 확보하는 것이 가능해진다.

제6 관점에 따른 조인트에서는, 튜브가 절단되는 것을 보다 확실하게 억제하면서, 유체의 누출을 보다 확실하게 억제시키는 것이 가능해진다.

제7 관점에 따른 조인트에서는, 링의 부착 망각을 방지할 수 있다.

도 1은, 시뮬레이션의 대상으로 되는 조인트 및 조인트 조립체의 외관 개략을 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는, 튜브의 PFA의 공칭 응력-공칭 변형 선도이다.
도 3은, 튜브의 PFA의 진응력-진변형 선도이다.
도 4는, 조인트 본체의 측면도이다.
도 5는, 조인트 본체의 측면에서 볼 때의 단면도이다.
도 6은, 조인트 본체를 축 방향에 있어서 튜브가 삽입되는 측과는 반대측에서 본 도면이다.
도 7은, 조인트 본체의 PTFE의 공칭 응력-공칭 변형 선도이다.
도 8은, 조인트 본체의 PTFE의 진응력-진변형 선도이다.
도 9는, 링의 측면도이다.
도 10은, 링의 내측 곡면부의 곡률을 변화시키는 모습을 나타내는 설명 단면도이다.
도 11은, 링의 PCTFE의 공칭 응력-공칭 변형 선도이다.
도 12는, 링의 PCTFE의 진응력-진변형 선도이다.
도 13은, 너트의 측면도이다.
도 14는, 너트의 측면에서 볼 때의 단면도이다.
도 15는, 너트를 축 방향에 있어서의 직경 축소부측에서 본 도면이다.
도 16은, 너트의 PFA의 공칭 응력-공칭 변형 선도이다.
도 17은, 너트의 PFA의 진응력-진변형 선도이다.
도 18은, 튜브에 링과 너트를 부착한 상태의 측면에서 볼 때의 단면도이다.
도 19는, 플레어 지그의 개략 구성을 나타내는 측면도이다.
도 20은, 선단이 확관된 튜브를 조인트 본체에 연결시킨 상태의 측면에서 볼 때의 단면도이다.
도 21은, 조인트 본체에 대하여 너트를 밀어 넣는 모습을 나타내는 측면에서 볼 때의 단면도이다.
도 22는, 조인트가 튜브에 연결 고정된 상태의 측면에서 볼 때의 개략 단면도이다.
도 23은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있는 경우의 α(=h/r)의 값을 변화시킨 경우의 조임 마진에 대응하는 조임력의 변화를 나타내는 시뮬레이션 결과의 그래프이다.
도 24는, 링(70)이 PTFE에 의해 구성되어 있는 경우의 α(=h/r)의 값을 변화시킨 경우의 조임 마진에 대응하는 조임력의 변화를 나타내는 시뮬레이션 결과의 그래프이다.
도 25는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 26은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=0.1인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 27은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=0.3인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 28은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=0.4인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 29는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=0.6의 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 30은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=0.8인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 31은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=1.0인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 32는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=1.2인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 33은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=1.6인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 34는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 α=2.0인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 35는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형인 경우 및 α=0.1, 0.2, 0.3인 경우의 조임 마진 4.0㎜ 시의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 36은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.4, 0.5, 0.6, 0.7인 경우의 조임 마진 4.0㎜ 시의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 37은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.8, 0.9, 1.0, 1.2인 경우의 조임 마진 4.0㎜ 시의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 38은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.4, 1.6, 1.8, 2.0인 경우의 조임 마진 4.0㎜ 시의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 39는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 40은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.2인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 41은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.4인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 42는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.6인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 43은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.8인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 44는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.0인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 45는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.2인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 46은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.4인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 47은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.6인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 48은, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.8인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 49는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=2.0인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과이다.
도 50은, 조임 마진이 2.5㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형, α=0.2, 0.4, 0.6인 경우의 튜브 인발 시의 제1 주응력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 51은, 조임 마진이 2.5㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.8, 1.0, 1.2, 1.4인 경우의 튜브 인발 시의 제1 주응력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 52는, 조임 마진이 2.5㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=1.6, 1.8인 경우의 튜브 인발 시의 제1 주응력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.
도 53은, 링의 너트측의 면을 경사시킨 경우의 경사각 β의 설명도이다.
도 54는, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)의 α의 값을 0.6으로 고정하면서 β의 값을 0.0부터 14.0까지 변화시킨 경우의 조임 마진에 따른 조임력의 관계의 시뮬레이션 결과이다.
도 55는, 조임 마진이 4.0㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)의 α의 값을 0.6으로 고정해서 β의 값이 0.0, 1.0, 2.0, 3.0인 경우의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 56은, 조임 마진이 4.0㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)의 α의 값을 0.6으로 고정해서 β의 값이 4.0, 5.0, 6.0, 7.0인 경우의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.
도 57은, 조임 마진이 4.0㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)의 α의 값을 0.6으로 고정해서 β의 값이 8.0, 9.0인 경우의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과이다.

이하에, 일 실시 형태에 따른 조인트 및 조인트 조립체를 설명한다. 이하에 설명하는 조인트 및 조인트 조립체는, 예시를 목적으로 하는 것으로, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하, 이해를 용이하게 하기 위해서 도시된 참조 부호를 함께 설명하지만, 각 구성 요소는 도시된 구체적 형상의 것으로 한정되지 않는다.

(1) 조인트(100) 및 조인트 조립체(150)

본 실시 형태의 조인트(100)는, 튜브(90)에 접속되는 조인트(100)로서, 조인트 본체(20), 너트(30), 및 링(70)을 구비하고 있다. 조인트 조립체(150)는, 튜브(90)에 조인트(100)가 연결 고정되어 구성된다.

(2) 튜브(90)

튜브(90)는, 수지를 포함하여 구성되어 있는 환 형상 부재이다.

튜브(90)는, 적어도 내측 표면이 수지에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하며, 예를 들어 일부에 금속의 층 등을 포함하는 것이어도 된다. 또한, 직경 방향 내측의 표면과, 직경 방향 외측의 표면이 수지에 의해 구성되고, 중간층이 금속에 의해 구성되어 있어도 된다. 또한, 바람직하게는 튜브(90)가 1종류의 수지 조성물에 의해 구성된다.

튜브(90)의 내부를 통과시키는 유체에 대해서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 산, 알칼리, 용제, 온천수 등의 고온수, 해양수, 공업용 폐액류 등을 들 수 있다. 산으로서는, 예를 들어 염산, 질산, 불산, 황산, 인산 등을 들 수 있다. 알칼리로서는, 예를 들어 암모니아수, 모노에탄올아민 등의 유기 아민류, 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 들 수 있다. 용제로서는, 예를 들어 메탄올, 프로판올 등의 알코올류, 톨루엔 등의 유기 용제류를 들 수 있다.

튜브(90)의 내부를 통과시키는 유체의 상태는, 가압 상태여도 된다. 이와 같이 유체가 가압된 상태에서는, 조인트(100) 부분으로부터의 누출이 문제로 되는 경향이 있지만, 본 실시 형태의 조인트(100)에서는, 이와 같은 가압된 유체가 내부를 흐르는 경우이더라도, 그 누출을 억제시킬 수 있다.

튜브(90)의 사이즈는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 외경이 38.1㎜(1.5인치) 이상인 사이즈의 튜브(90)를 사용하는 경우에는, 유체의 누출을 억제하기 위해서 필요한 조임력이 보다 커지게 되어 튜브(90)에 흠집이 나기 쉬워지기 때문에, 유체의 누출을 억제하면서 튜브(90)의 흠집 발생을 억제한다고 하는 본원 발명의 효과를 보다 현저하게 발휘할 수 있다. 이하에, 튜브(90)의 구체적인 사이즈를 예로서 나타낸다.

튜브(90)는, 내부를 통과시키는 유체의 유량을 보다 많이 확보하면서, 시공 작업성을 양호하게 하는 점에서, 연결 고정되지 않고 아무런 힘이 작용되지 않는 상태에 있어서, 내경이 28.0㎜ 이상 66.0㎜ 이하인 것이 바람직하며, 45.0㎜ 이상 55.0㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다. 튜브(90)의 외경은, 38.1㎜(1.5인치)보다 큰 것이 바람직하며, 50.8㎜(2.0인치)보다 큰 것이 보다 바람직하다. 또한, 튜브(90)의 외경은, 70.0㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 튜브(90)의 외경은, 52.0㎜ 이상 62.0㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.

튜브(90)의 두께는, 2.5㎜ 이상 4.0㎜ 이하인 것이 바람직하며, 3.0㎜ 이상 3.5㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.

튜브(90)의 굽힘 반지름은, 0.3m 이상 3.0m 이하인 것이 바람직하고, 0.5m 이상 1.5m 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 튜브(90)의 굽힘 반지름은, 튜브(90)를 원호 형상으로 만곡시켜 갔을 때, 튜브(90)가 꺾여버리기(파괴는 아님) 직전의 반경을 의미하기로 한다.

또한, 튜브(90)의 두께를 늘리면, 튜브(90)를 끊어지기 어렵게 할 수 있지만, 굽힘 반지름이 길어지는 경향이 있다. 이와 같이 굽힘 반지름이 길어져 버리면, 둥글게 하여도 충분히 콤팩트화가 되지 않아 현지로의 운반이 곤란해지기 때문에, 짧게 여러 개로 나누어 운반할 필요가 발생하지만, 그 경우에는, 현지에서의 접속 작업이 번잡해짐과 함께, 접속 개소의 수가 증대됨으로써 누출의 문제도 현저해져 버린다. 이로 인해, 튜브(90)의 운반 용이성을 확보하고, 시공 현장에서의 배치의 용이성을 확보하기 위해서, 예를 들어 튜브(90)의 두께가 1.0㎜ 이상 10.0㎜ 이하이며, 또한, 튜브(90)의 굽힘 반지름이 0.3m 이상 1.5m 이하인 것이 바람직하다.

튜브(90)는, 조인트(100)에 연결 고정할 때의 시공의 용이성을 높이기 위해서, 접속처의 단부를 가열 확관시키는 것이 바람직하다.

튜브(90)를 구성하는 수지로서는, 내약품성을 구비한 수지인 것이 바람직하다. 내약품성을 구비한 수지로서는, 예를 들어 PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체), FEP(테트라플루오로에틸렌·헥사플루오로프로필렌 공중합체) 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도, 내약액성, 내균열성, 내열성, 구부려도 꺾이기 어렵다고 하는 기계적 특성의 관점에서, 튜브(90)를 구성하는 수지는, PFA인 것이 바람직하다. 이 수지의 DSC(시차 주사 열량 측정)에 의해 피크 탑을 구해서 정해지는 융점은, 260℃ 이상 310℃ 이하인 것이 바람직하고, 295℃ 이상 310℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 융점이 295℃ 이상인 PFA는 너무 부드럽지 않기 때문에 플레어 가공부의 변형을 억제할 수 있어, 튜브(90)를 빠져나가기 어렵게 할 수 있다. 또한, 융점이 310℃ 이하인 PFA는 내균열성이 우수하여 플레어 가공부에 있어서의 깨짐이 발생하기 어렵다. 이 수지의 ASTM-D638에 준거해서 측정되는 영률은(영률의 측정 방법에 대하여 이하 동일함), 300MPa 이상 800MPa 이하인 것이 바람직하며, 300MPa 이상 500MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 수지에 대하여, JIS K7181에 준하여 측정 온도 23℃에서 종횡 변형 게이지가 부착된 인스트론 1125형 장치를 사용하여, 로드셀 10ton, 풀스케일 200㎏, 크로스헤드 속도 2㎜/min으로 압축 성형 시험편의 포와송비를 측정한 경우에(포와송비의 측정 방법에 대하여 이하 동일함), 0.44 이상 0.50 이하인 것이 바람직하며, 0.45 이상 0.48 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 수지의 항복 응력에 대해서는, 7.7MPa 이상 15MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 튜브(90)의 표면 조도는, 0.001 이상 2.0 이하인 것이 바람직하다. 또한, 여기에서의 표면 조도의 측정은, 미츠토요사 제조 SURFTEST SV-600을 사용하고, JIS B0601-1994에 준거하여, 튜브(90)의 외표면에 있어서의 산술 평균 조도 Ra(㎛)로서 측정하였다(표면 조도의 측정 방법에 대하여 이하 동일함).

또한, 튜브(90)는, 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)에 대하여 부착되기 전에, 플레어 지그를 사용해서 확관 상태로 변형 경향을 띠게 된다. 여기서, 후술하는 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)에 있어서의 직경 방향 외측 삽입부(21a)(튜브 삽입단(21)의 직경 방향 외측 부분)에 대향하도록 위치하는 부분은, 이 직경 방향 외측 삽입부(21a)의 경사 각도와 동일한 경사 각도가 되도록 플레어 지그에 의해 변형 경향을 띠게 된다. 이 플레어 지그에 의한 변형 경향 각도는, 30도 이상 60도 이하인 것이 바람직하다. 30도 미만이면 튜브(90)가 조인트(100)로부터 빠지나가기 쉬워져 버리고, 60도보다 크면 플레어 지그에 대하여 튜브(90)를 삽입하는 것 자체가 곤란해져 버린다.

(3) 조인트 본체(20)

조인트 본체(20)는, 튜브 연결부(22)와, 본체 나사산부(23)를 갖고 있으며, 축 방향으로 늘어난 관통 구멍(26)이 형성되어 있다.

본체 나사산부(23)는, 튜브 연결부(22)에 대하여 축 방향 외측에 설치되어 있으며, 튜브 연결부(22)의 외경보다도 외경이 크고, 너트(30)의 너트 나사산부(34)와 나사 결합하도록 구성되어 있다.

조인트 본체(20)는, 부착측 나사산부(25), 및 조인트 본체 조작부(24)를 더 갖고 있어도 된다. 부착측 나사산부(25)는, 축 방향에 있어서 튜브 연결부(22)가 설치되어 있는 측과는 반대측의 단부 근방의 외주면에 설치되어 있으며, 조인트(100)가 접속되는 상대 부재의 나사산과 나사 결합하도록 구성되어 있다. 조인트 본체 조작부(24)는, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 비틀어 넣을 때 렌치나 사람의 손가락에 의해 끼움 지지되는 부분이며, 축 방향에 있어서, 본체 나사산부(23)와 부착측 나사산부(25)의 사이에 설치된다. 이 조인트 본체 조작부(24)는, 축 방향에서 보았을 때 다각 형상 혹은 그 변형 형상으로 되어 있다.

튜브 연결부(22)는, 조인트 본체(20)의 일단부측에 통 형상으로 형성되어 있다. 튜브 연결부(22)는, 그 외주 부분의 외경이 링(70)의 내경보다 크게 형성되어 있으며, 확관된 튜브(90)가 부착됨으로써, 튜브(90)의 내면에 의해 직경 방향 외측으로부터 덮인다.

본체 나사산부(23)는, 외주면에 있어서 튜브 연결부(22)보다 외경이 커지게 되도록 설치되어 있다.

조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)는, 축 방향의 단부에 있어서, 튜브(90) 삽입단이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 튜브(90) 삽입단은, 직경 방향 외측을 구성하고 있으며 축 방향 단부를 향할수록 직경이 작아지도록 구성된 직경 방향 외측 삽입부(21a)와, 축 방향 단부를 향할수록 직경이 커지도록 구성된 직경 방향 내측 삽입부(21b)를 갖고 있다. 직경 방향 외측 삽입부(21a)는, 외측 경사면에 의해 구성되어 있어도 되며, 축 방향 단부측이며 직경 방향 외측을 향해서 팽출해서 완만하게 만곡된 외측 R 부분에 의해 구성되어 있어도 된다. 직경 방향 외측 삽입부(21a)가 외측 경사면에 의해 구성되어 있는 경우에는, 축을 포함하는 단면의 형상에 있어서, 당해 외측 경사면과 축 방향이 이루는 각 중 작은 쪽의 각도가, 연결 고정되어 있지 않아 아무런 힘이 작용되지 않은 상태에 있어서, 30도 이상 60도 이하인 것이 바람직하고, 40도 이상 50도 이하인 것이 보다 바람직하다. 직경 방향 내측 삽입부(21b)는, 축 방향 단부에 있어서 직경 방향 내측을 향해서 팽출되지 않는 것이 바람직하고, 내측 경사면에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 직경 방향 내측 삽입부(21b)가 직경 방향 내측을 향해서 팽출되어 있으면, 조인트(100)가 튜브(90)에 연결 고정된 상태에서, 튜브(90)의 내면과 직경 방향 내측 삽입부(21b)의 직경 방향 내측을 향해서 팽출된 부분과의 사이에 유체가 체류해버릴 우려가 있기 때문이다. 직경 방향 내측 삽입부(21b)가 내측 경사면에 의해 구성되어 있는 경우에는, 축을 포함하는 단면의 형상에 있어서, 당해 내측 경사면과 축 방향이 이루는 각 중 작은 쪽의 각도가, 연결 고정되어 있지 않아 아무런 힘이 작용되지 않은 상태에 있어서, 30도 이상 70도 이하인 것이 바람직하다. 당해 각도를 30도 이상으로 함으로써 튜브 연결부(22)의 선단 직경 방향의 두께가 얇아지게 되어 강도가 저하되어버리는 것을 피할 수 있고, 조인트(100)를 튜브(90)에 연결 고정했을 때, 링(70)이나 튜브(90)에 의해 내측으로 눌려서, 직경 방향 내측으로 쓰러져버리는 것을 회피하기 쉬워진다. 또한, 당해 각도를 70도 이하로 함으로써, 튜브 연결부(22)의 내측 경사면과 튜브(90)의 내면의 사이에 형성되는 간극에 발생하는 유체의 체류를 억제할 수 있다.

조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)에 있어서의 직경 방향 외측 삽입부(21a)와 직경 방향 내측 삽입부(21b)의 직경 방향에 있어서의 경계 부분의 위치는, 튜브 연결부(22)의 두께 폭의 범위 내이며, 튜브 연결부(22)의 직경 방향 내측 근처에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 당해 경계 부분에 의해 구성되는 원의 직경은, 링(70)의 내경보다도 작은 것이 바람직하다. 이것은, 튜브(90)가 조인트(100)를 연결 고정시킨 상태에 있어서, 튜브 연결부(22)의 경계 부분의 선단 형상이, 튜브(90)에 대하여, 튜브(90)의 두께 방향을 향해 찌르게 되는 것을 회피하고, 튜브(90)의 절단이 발생하기 어렵게 하기 위함이다. 또한, 직경 방향 외측 삽입부(21a)가 외측 경사면에 의해 구성되고, 직경 방향 내측 삽입부(21b)가 내측 경사면에 의해 구성되어 있는 경우에, 축을 포함하는 단면의 형상에 있어서, 외측 경사면과 내측 경사면이 이루는 각 중 작은 쪽의 각도는, 연결 고정되어 있지 않고 아무런 힘이 작용되지 않은 상태에 있어서, 80도 이상인 것이 바람직하고, 90도 이상인 것이 보다 바람직하다. 튜브 연결부(22)의 경계 부분의 선단 형상이 지나치게 예리한 형상이 되지 않도록 하기 위해서이다. 또한, 후술하는 링(70)이 조인트 본체(20)측이며 또한 직경 방향 내측에 경사면을 구비하고 있으며, 튜브 연결부(22)가 외측 경사면을 구비하고 있는 경우에는, 축 방향의 단면 형상에 있어서, 당해 링(70)의 경사면의 경사 각도와, 튜브 연결부(22)의 외측 경사면의 경사 각도의 상이가, 10도 미만인 것이 바람직하며, 일치하고 있는 것이 보다 바람직하다.

또한, 튜브 연결부(22)의 경계 부분에 의해 구성되는 원의 직경은, 튜브(90)의 외경보다도 작고, 또한, 튜브(90)의 내경보다도 큰 것이 바람직하다. 이에 의해, 튜브(90)를 조인트(100)에 연결 고정한 상태에 있어서, 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)가, 직경 방향 내측으로 쓰러지기 어렵게 할 수 있어, 유체의 흐름의 저항이 되는 것을 방지할 수 있음과 함께, 튜브(90)가 절단되기 어렵도록 할 수 있다.

조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)의 외경은, 연결 고정되어 있지 않고 아무런 힘이 작용되지 않은 상태에 있어서, 튜브(90)의 외경의 1.05배 이상 1.10배 이하인 것이 바람직하다.

조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)의 직경 방향의 두께는, 연결 고정되어 있지 않고 아무런 힘이 작용되지 않은 상태에 있어서, 튜브(90)의 두께 1.5배 이상 1.8배 이하인 것이 바람직하다.

조인트 본체(20)는, 복수의 부품에 의해 구성되어 있어도 되지만, 1종류의 수지 조성물에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 조인트 본체(20)를 구성하는 수지에 대해서도, 튜브(90)와 마찬가지로 내약품성을 구비한 수지인 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로서는, 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), 또는, PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체)를 들 수 있다. 조인트 본체(20)를 구성하는 수지로서 PTFE를 사용하는 경우에는, 그 PTFE에 대해서 DSC(시차 주사 열량 측정)에 의해 피크 탑을 구해서 정해지는 융점은, 320℃ 이상 330℃ 이하인 것이 바람직하며, 327℃인 것이 보다 바람직하다. 조인트 본체(20)를 구성하는 수지로서 PFA를 사용하는 경우에는, 그 PFA에 대한 DSC(시차 주사 열량 측정)에 의해 피크 탑을 구해서 정해지는 융점은, 260℃ 이상 310℃ 이하인 것이 바람직하며, 295℃ 이상 310℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 여기서, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 PTFE 성형 가공품의 원료는 분체 형상의 PTFE 원료 분말을 금형 내에서 압축해서 굳힌 후, 360℃ 이상 380℃ 이하의 열풍 환경로 속에서 소성되고, 냉각 후에 기계 가공되어 가공품을 얻을 수 있지만, 이때 원료 분말체의 가열하에서의 소성이 불충분하면 융점이 327℃보다 높아, 기계 특성이 떨어져서 깨짐 등의 문제의 원인으로 된다. 또한, 이 수지의 영률은, 300MPa 이상 800MPa 이하인 것이 바람직하며, 350MPa 이상 600MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 수지의 포와송비는, 0.40 이상 0.48 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 수지의 항복 응력에 대해서는, 7.0MPa 이상 15.0MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 조인트 본체(20)의 표면 조도는, 0.001 이상 2.0 이하인 것이 바람직하다.

(4) 너트(30)

너트(30)는, 너트 나사산부(34)와 직경 축소부(36)를 갖고 있다.

너트 나사산부(34)는, 축 방향의 일단부측(삽입용 개구측)으로부터 축 방향의 타단부측을 향해서 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)가 삽입된 상태에서, 본체 나사산부(23)와 나사 결합할 수 있도록 구성되어 있다.

직경 축소부(36)는, 축 방향의 타단부측(삽입용 개구측과는 반대측)에 설치되어 있으며, 너트 나사산부(34)보다도 내경이 작아지도록 구성되어 있고, 피맞닿음부(37)를 갖고 있다. 이 직경 축소부(36)의 내측 내경은, 튜브(90)의 외경과 거의 동등해지도록 구성되어 있다. 피맞닿음부(37)는, 이 직경 축소부(36) 중 축 방향의 일단부측(삽입용 개구측)을 향한 부분을 구성하고 있으며, 예를 들어 링(70)의 축 방향을 법선 방향으로 하는 면을 주로 하여(주면으로 하여) 갖고 있다. 피맞닿음부(37)는, 튜브(90)가 조인트(100)에 연결 고정된 상태에 있어서, 링(70)의 일부(링(70)의 축 방향 단부)와 맞닿는 부분이다.

너트(30)는, 축 방향에 있어서의 삽입용 개구측의 단부에 있어서, 직경 방향의 두께가, 그 근방의 부분보다도 두꺼워지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

너트(30)는, 축 방향에 있어서, 너트 나사산부(34)와 직경 축소부(36)의 사이에 있어서, 나사산이 설치되어 있지 않고 축 방향으로 늘어난 통 형상인 너트(30) 통 형상부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

너트(30)는, 축 방향에서 보았을 때, 외주 형상이 다각 형상 혹은 그 변형 형상으로 되어 있는 너트 조작부(33)를 갖고 있어도 된다. 너트 조작부(33)는, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 비틀어 넣을 때 렌치나 사람의 손가락에 의해 끼움 지지되는 부분이다.

피맞닿음부(37)의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 튜브(90)가 조인트(100)에 연결 고정된 상태에 있어서, 링(70)의 맞닿음 부분에 대응한 형상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 튜브(90)가 조인트(100)에 연결 고정된 상태에 있어서 맞닿는 링(70)의 일부 형상이 면 형상이며, 그 면의 법선 방향이 축 방향인 경우에는, 피맞닿음부(37)도 면 형상이며, 그 면의 법선 방향이 축 방향이 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

너트(30)는, 1종류의 수지 조성물에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 너트(30)를 구성하는 수지에 대해서도, 튜브(90)가 조인트 본체(20)와 마찬가지로 내약품성을 구비한 수지인 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로서는, 예를 들어 PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), ETFE(테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), ECTFE(에틸렌·클로로트리플루오로에틸렌 공중합체), 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 그 중에서도 PFA에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 수지의 DSC(시차 주사 열량 측정)에 의해 피크 탑을 구해서 정해지는 융점은, 295℃ 이상 310℃ 이하인 것이 바람직하다. 융점이 295℃ 이상인 PFA는 너무 부드럽지 않기 때문에 변형을 억제할 수 있어, 튜브(90)를 빠져나가기 어렵게 할 수 있다. 또한, 융점이 310℃ 이하인 PFA는 내균열성이 우수하여 깨짐이 발생하기 어렵다. 이 수지의 영률은, 300MPa 이상 1700MPa 이하인 것이 바람직하며, 350MPa 이상 1600MPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 수지의 포와송비는, 0.34 이상 0.47 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 수지의 항복 응력에 대해서는, 7.0MPa 이상 50MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 너트(30)는, 튜브(90)를 조인트(100)에 연결 고정한 상태에서, 링(70)이 내부에 위치하고 있는지 여부(링(70)의 부착을 망각하지 않았는지)를 시인할 수 있다고 하는 관점에서, 투명 혹은 반투명한 것이 바람직하다.

(5) 링(70)

링(70)은, 너트(30)의 너트 나사산부(34)보다도 직경 방향 내측의 공간에 배치되고, 튜브(90)보다도 영률이 높으며, 너트(30)의 직경 축소부(36)의 피맞닿음부(37)에 맞닿게 해서 사용되는 환 형상 부재이다. 링(70)은, 조인트(100)에 있어서, 적어도 1개 사용되고 있으면 되며, 복수 사용되고 있어도 된다. 복수 사용되고 있는 경우에는, 너트(30)의 직경 축소부(36)의 피맞닿음부(37)에 맞닿는 링(70)과, 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)의 선단과 대향하는 링(70)이 상이해도 된다.

튜브(90)에 대하여 조인트 본체(20), 너트(30) 및 링(70)이 연결되고, 또한 조여진 상태에서, 링(70)은, 자신의 응력에 의해 튜브(90)를 직경 방향 외측으로부터 직경 방향 내측을 향해서 누를 수 있다. 링(70)의 영률을 튜브(90)의 영률보다도 높아지도록 조절함으로써, 튜브(90)의 일부가 링(70)과 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)의 단부에 의해 끼워 넣어진 상태에서, 링(70)은, 직경 방향 외측으로 넓어지도록 탄성 변형하여, 튜브(90)를 직경 방향 외측으로부터 직경 방향 내측을 압박하도록 탄성력을 작용시킬 수 있다. 이에 의해, 튜브(90)를 견고하게 고정하여, 튜브(90)를 빠져나가기 어렵게 하고, 튜브(90)의 내부를 통과하는 유체의 누출을 억제할 수 있다.

또한, 링(70)은, 너트(30)와는 별도의 부재로서 사용되고 있기 때문에, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 나사 장착시켜 가는 단계에 있어서, 너트(30)는 튜브(90)의 주위를 회전하지만, 링(70)은 적극적으로는 회전하지 않는다. 이에 의해, 링(70)이 회전하는 것에 의한 튜브(90)의 외주에서의 흠집의 발생을 억제할 수 있어, 튜브(90)를 절단으로부터 보호할 수 있다.

링(70)의 형상은, 축을 포함하는 면에서의 단면 형상이, 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측의 부분에 있어서, 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측을 향해서 팽창된 곡면부를 갖고 있으며, 링(70)의 직경 방향의 최대 두께를 2r로 하여 링(70)의 곡면부의 축 방향의 길이를 h로 한 경우의 α=h/r이 0.5 이상 1.2 이하이면 특별히 한정되는 것이 아니다. α의 값은, 0.6 이상 1.0 이하여도 된다. 예를 들어, 링(70)의 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측이며 직경 방향 내측의 부분이나 외측의 부분이 각을 갖고 구성되어 있어도 되며, 당해 각의 부분에 있어서 모따기된 형상 혹은 라운딩된 형상으로 되어 있어도 된다. 또한, 링(70)의 축 방향의 조인트 본체(20)측이며 직경 방향 외측의 부분이 각을 갖고 구성되어 있어도 되고, 당해 각의 부분에 있어서 모따기된 형상 혹은 라운딩된 형상으로 되어 있어도 된다. 또한, 링(70)의 축 방향의 조인트 본체(20)측이며 직경 방향 외측의 부분이, 축 방향의 조인트 본체(20)측이며 직경 방향 내측의 곡면부와 대칭적인 형상을 갖고 있어도 된다.

또한, 링(70) 중 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측의 단부는, 링(70)의 직경 방향 외측의 쪽이 직경 방향 내측보다도 조인트 본체(20)측과는 반대측을 향해서 늘어남으로써, 링(70)의 직경 방향에 대해서 경사져서 구성되어 있어도 된다. 또한, 링(70)은, 링(70) 중 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측에 있어서, 직경 방향 내측일수록 피맞닿음부(37)측에 위치하도록 너트(30)의 피맞닿음부(37)의 주면에 대하여 1.0도 이상 7.0도 이하의 범위에서 경사진 부분을 주로 하여 갖고 있어도 된다. 여기서, 링(70)의 축 방향의 조인트측 본체측과는 반대측의 단부에 있어서 대부분을 구성하고 있는 면의 너트(30)의 피맞닿음부(37)의 주면에 대한 경사 각도가 1.0도 이상 7.0도 이하인 것이 바람직하고, 1.0도 이상 4.0도 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 너트(30)의 피맞닿음부(37)의 주면의 법선이 링(70)의 축 방향으로 되어 있는 경우에는, 링(70) 중 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측의 부분을 주로 구성하는 면의 링(70)의 직경 방향에 대한 경사 각도가 1.0도 이상 7.0도 이하인 것이 바람직하며, 1.0도 이상 4.0도 이하인 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 경사 각도의 범위로 함으로써, 링(70)에 의한 튜브(90)의 조임력을 충분히 확보한 상태이더라도, 링(70) 자체의 변형을 작게 억제하면서, 링(70)과 너트(30)의 피맞닿음부(37)의 접촉 부분에 있어서의 접촉 압력 분포를 직경 방향에 걸쳐서 균일화시키는 것이 가능해진다.

또한, 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측을 향해서 팽창된 곡면부는, 링(70)의 직경 방향의 폭 30% 이상 60% 이하의 부분에 위치하고 있는 것이 바람직하며, 링(70)의 축 방향의 폭 30% 이상 60% 이하의 부분에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 곡면부를 설치함으로써, 튜브(90)보다도 영률이 높은 링(70)을 채용해서 조임력을 확보하고 있는 경우이더라도, 링(70)으로부터 튜브(90)에 대한 국소적인 힘이 작용하기 어렵기 때문에, 튜브(90)의 절단을 억제시킬 수 있다. 또한, 링(70)과 튜브(90)의 접촉 면적이 너무 넓어지지 않도록 하여, 링(70) 조임력이 분산되어 튜브(90)가 빠져나가기 쉬워져 버리는 것을 억제하였다.

링(70)의 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측이며 직경 방향 내측의 부분이나 외측의 부분이나 링(70)의 축 방향의 조인트 본체(20)측이며 직경 방향 외측의 부분이 모따기된 형상 혹은 라운딩된 형상으로 되어 있는 경우에는, 당해 형상이 링(70)의 직경 방향의 폭의 1% 이상 30% 이하의 부분이며, 링(70)의 축 방향의 폭의 1% 이상 30% 이하의 부분인 것이 바람직하다.

또한, 튜브(90)는 조인트 본체(20)의 직경 방향 외측 삽입부(21a)의 외측 표면을 따르도록 하여 축 방향에 대해서 경사진 상태에서 부착되기 때문에, 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측의 곡면부는, 당해 튜브(90)의 외면 중 축 방향에 대해서 경사진 부분에 대하여, 튜브(90)의 두께를 좁히는 방향을 향해서 튜브(90)로 압박된다. 한편으로, 조인트 본체(20)의 직경 방향 외측 삽입부(21a)는, 튜브(90)의 내면 중 축 방향에 대해서 경사진 부분에 대하여, 튜브(90)의 두께를 좁히는 방향을 향해서 튜브(90)로 압박된다. 이에 의해, 링(70)의 직경 방향 내측이며 축 방향의 조인트 본체(20)측의 곡면부와, 조인트 본체(20)의 직경 방향 외측 삽입부(21a)에 의해, 튜브(90)가 끼움 지지된다. 이 튜브(90)가 끼움 지지되어 있는 부분은, 튜브(90)의 다른 부분과 비교하여, 두께가 얇아진다. 또한, 튜브(90)가 끼움 지지되어 있는 부분보다도 안쪽의 부분은, 튜브(90)가 끼움 지지되어 있는 부분보다도, 두께가 두꺼워진다. 이에 의해, 튜브(90)가 두꺼운 부분은, 링(70)의 곡면부와 조인트 본체(20)의 직경 방향 외측 삽입부(21a)에 의해 끼워진 부분을 통과하는 것이 곤란해지기 때문에, 튜브(90)가 바로 앞으로 빠져나가기 어렵게 할 수 있다.

링(70)의 내경은, 튜브(90)의 외경의 1.001배 이상 1.04배 이하인 것이 바람직하며, 튜브(90)의 외경의 1.001배 이상 1.01배 이하인 것이 보다 바람직하다.

링(70)의 직경 방향의 두께는, 튜브(90)의 두께보다도 두꺼운 것이 바람직하다. 구체적으로는, 링(70)의 직경 방향의 두께는, 튜브(90)의 두께 1.2배 이상 2.5배 이하인 것이 바람직하고, 튜브(90)의 두께 1.2배 이상 2.0배 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.4배 이상 1.8배 이하인 것이 더 바람직하다.

링(70)의 축 방향의 폭은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 링(70)의 직경 방향의 두께 0.5배 이상 4배 이하인 것이 바람직하며, 1.0배 이상 2.0배 이하인 것이 보다 바람직하다.

링(70)은, 1종류의 수지 조성물에 의해 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 링(70)을 구성하는 수지에 대해서도, 튜브(90)가 조인트 본체(20)나 너트(30)와 마찬가지로 내약품성을 구비한 수지인 것이 바람직하다. 이와 같은 수지로서는, 예를 들어 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFA(테트라플루오로에틸렌·퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), ETFE(테트라플루오로에틸렌·에틸렌 공중합체), ECTFE(에틸렌·클로로트리플루오로에틸렌 공중합체), PPS(폴리페닐렌술피드), PEEK(폴리에테르에테르케톤), 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 이 수지 조성물에는, 필러가 함유되어 있어도 되지만, 유리 섬유를 함유하지 않는 것이면 바람직하다. 이와 같은 수지로서는, 그 중에서도 PVDF 혹은 PCTFE인 것이 바람직하다. 이 수지의 DSC(시차 주사 열량 측정)에 의해 피크 탑을 구해서 정해지는 융점은, 130℃ 이상 290℃ 이하인 것이 바람직하며, 160℃ 이상 230℃ 이하인 것이 보다 바람직하다. 융점이 이 범위 내이면, 링(70)이 너무 부드럽지 않기 때문에 변형을 억제할 수 있어, 튜브(90)를 빠져나가기 어렵게 할 수 있음과 함께, 내균열성이 우수하기 때문에 깨짐이 발생하기 어렵다. 이 수지의 영률은, 500MPa 이상 4000MPa 이하인 것이 바람직하고, 너트(30)의 영률보다도 높은 것이 보다 바람직하고, 튜브(90)의 영률보다도 높은 것이 보다 바람직하며, 1000MPa 이상 2500MPa 이하인 것이 더 바람직하다. 또한, 이 수지의 포와송비는, 0.34 이상 0.47 이하인 것이 바람직하다. 또한, 이 수지의 항복 응력에 대해서는, 7.0MPa 이상 170MPa 이하인 것이 바람직하다.

또한, 너트(30)가 투명 혹은 반투명한 경우에는, 링(70)의 부착 망각을 방지하는 관점에서, 링(70)은 불투명 혹은 착색되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 링(70)의 표면 조도는, 0.001 이상 8.0 이하인 것이 바람직하다.

(6) 각 부재의 관계

각 부재를 구성하는 소재의 관계, 즉, 튜브(90)를 구성하는 수지와 링(70)을 구성하는 수지와 너트(30)를 구성하는 수지의 조합으로서는, 튜브(90)를 구성하는 수지가 PFA이며, 링(70)을 구성하는 수지가 PVDF 혹은 PCTFE인 것이 바람직하다. 또한, 이 조합에 있어서, 너트(30)를 구성하는 수지가 PFA이며, 조인트 본체(20)를 구성하는 수지가 PTFE 혹은 PFA인 것이 보다 바람직하다.

실시예

이하, 시뮬레이션에서 사용한 조인트 및 조인트 조립체의 구조에 대하여 설명하고, 링의 곡면부의 곡률을 바꾼 경우의 조임력의 변화, 튜브 인발 과정의 거동, 링의 축 방향으로 있어서의 조인트 본체와는 반대측의 경사 형상을 바꾼 경우의 조임력의 변화 등을 검토한 시뮬레이션의 내용에 대하여 더 설명한다.

또한, 실제의 너트의 조임 작업은 토크를 가함으로써 행해지지만, 이 시뮬레이션에서는, 너트에 축 방향의 강제 변위를 더한 축 대칭 모델에 있어서 너트의 조임 작업을 모의함으로써 조임력을 산출하였다. 구체적으로는, 축 방향의 강제 변위를 너트에 발생시키기 위해서 필요한 반력에 기초하여 계산하였다.

도 1에, 시뮬레이션에서 사용한 조인트 및 조인트 조립체의 외형을 나타낸다.

조인트 조립체(150)는, 조인트(100)가 튜브(90)에 연결 고정되어 구성되어 있다.

조인트(100)는, 조인트 본체(20)와, 링(70)과, 너트(30)에 의해 구성되어 있다.

튜브(90)는, 그 일단부가 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)(후술함)에 연결된 상태에 있어서, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 대하여 나사 결합시켜 감으로써, 너트(30)의 직경 방향 내측이며 튜브(90)의 직경 방향 외측에 위치하고 있는 링(70)과, 조인트 본체(20)의 튜브 삽입단(21)(후술함)에 의해 끼움 지지됨으로써 연결 고정된다.

이하, 각 부재에 대하여 나누어 상세를 설명한다.

(튜브(90))

튜브(90)는, PFA에 의해 구성되어 있으며, 외경이 57.4㎜, 내경이 50.8㎜, 직경 방향의 두께가 3.3㎜였다. 이 튜브(90)의 굽힘 반지름은, 0.91m이며, 이 튜브(90)의 영률은, 390MPa였다. 또한, 이 튜브의 포와송비는 0.45이며, 항복 응력은 8.0MPa였다.

여기서, 튜브(90)의 재질인 PFA에 대하여, 도 2에 공칭 응력-공칭 변형 선도를, 도 3에 진응력-진변형 선도를 각각 나타낸다.

(조인트 본체(20))

조인트 본체(20)는, 도 4의 측면에서 볼 때의 외관도에 도시한 바와 같이, 튜브 삽입단(21), 튜브 연결부(22), 본체 나사산부(23), 조인트 본체 조작부(24), 부착측 나사산부(25), 및 관통 구멍(26)을 구비하고 있다. 튜브 삽입단(21)은, 튜브(90)가 삽입되는 측의 선단을 구성하고 있다. 튜브 삽입단(21)은, 도 4의 측단면도에 도시한 바와 같이, 축 방향의 단부를 향할수록 직경 방향 외측의 부분이 직경 방향 내측에 위치하도록 경사져서 구성된 경사면인 직경 방향 외측 삽입부(21a)와, 축 방향의 단부를 향할수록 직경 방향 내측의 부분이 직경 방향 외측에 위치하도록 경사져서 구성된 경사면인 직경 방향 내측 삽입부(21b)를 갖고 있다. 튜브 연결부(22)는, 튜브(90)가 삽입된 상태에서, 튜브(90)의 내면이 외면에 접하는 부분이며, 튜브 삽입단(21)으로부터 통 형상으로 뻗도록 해서 구성되어 있다. 본체 나사산부(23)는, 튜브 연결부(22)에 대하여 튜브 삽입단(21)측과는 반대측에 설치되어 있으며, 튜브 연결부(22)의 외경보다도 외경이 크고, 후술하는 너트(30)의 너트 나사산부(34)와 나사 결합하도록 구성되어 있다. 조인트 본체 조작부(24)는, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 비틀어 넣을 때 렌치나 사람의 손가락에 의해 끼움 지지되는 부분이며, 본체 나사산부(23)에 대하여 튜브 연결부(22)측과는 반대측에 설치되어 있다. 조인트 본체 조작부(24)는, 도 6의 축 방향에서 볼 때의 상면도에 도시한 바와 같이, 축 방향에서 보았을 때, 직사각형의 각 변을 완만하게 연결한 형상을 갖고 있다. 부착측 나사산부(25)는, 도시하지 않은 부착 대상에 대하여 나사 장착되기 위한 나사산을 갖고 있다. 관통 구멍(26)은, 조인트 본체(20)를 축 방향으로 관통하는 구멍이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 축 방향에 있어서의 길이에 대하여, 튜브 삽입단(21)과 튜브 연결부(22)의 합계 길이 a1은 28.0㎜이며, 본체 나사산부(23)의 길이 a2는 40.0㎜이며, 조인트 본체 조작부(24)의 길이 a3은 20.0㎜이며, 부착측 나사산부(25)의 길이 a4는 30.0㎜였다. 또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 관통 구멍의 내경 a5는 20.8㎜이며, 직경 방향 외측 삽입부(21a)와 직경 방향 내측 삽입부(21b)의 경계 부분이 구성하는 원의 직경 a6은 54.8㎜이며, 튜브 연결부(22)의 외경 a7은 61.8㎜이며, 모두 동심원 위에 위치시켰다. 또한, 축 단면에 있어서, 축 방향에 대한 직경 방향 외측 삽입부(21a)의 경사 각도 θ1은 45도이며, 축 방향에 대한 직경 방향 내측 삽입부(21b)의 경사 각도 θ2는 45도였다. 또한, 축 단면에 있어서, 직경 방향 외측 삽입부(21a)의 경사면과 직경 방향 내측 삽입부(21b)의 경사면이 이루는 각도는 90도였다. 또한, 도 6에 도시한 바와 같이, 조인트 본체 조작부(24)가 대향하는 면끼리의 간격 a8은 80.0㎜였다.

조인트 본체(20)는, PTFE에 의해 구성하였다. 이 조인트 본체(20)의 영률은 440.0MPa이고, 포와송비는 0.46이며, 항복 응력은 7.6MPa였다.

여기서, 조인트 본체(20)의 재질인 PTFE에 대하여, 도 7에 공칭 응력-공칭 변형 선도를, 도 8에 진응력-진변형 선도를 각각 나타낸다.

(링(70))

링(70)은, 도 5에 도시한 바와 같이, 내면(71), 외면(72), 배면(74), 내측 곡면부(75), 외측 곡면부(76), 외측 경사면(77), 및 내측 경사면(78)을 갖는 환 형상 부재이다.

내면(71)은, 축 방향과 평행하게 통 형상으로 늘어난 면에 의해, 링(70)의 직경 방향의 가장 내측의 면을 구성하고 있다. 외면(72)은, 축 방향과 평행하게 통 형상으로 늘어난 면에 의해, 링(70)의 직경 방향의 가장 외측의 면을 구성하고 있다.

배면(74)은, 축 방향을 법선 방향으로 하는 원주 형상의 면이며, 링(70)의 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측의 단부면을 구성하고 있다.

내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)는, 링(70)의 조인트 본체(20)측 단부를 구성하는 곡면이다. 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)는, 링(70)의 직경 방향의 두께 절반에 대응하도록 각각 설치되어 있다. 내측 곡면부(75)는, 링(70)의 조인트 본체(20)측이며 직경 방향 내측에 팽창된 부분을 구성하고 있으며, 외측 곡면부(76)는, 링(70)의 조인트 본체(20)측이며 직경 방향 외측에 팽창된 부분을 구성하고 있다.

외측 경사면(77)은, 외면(72)과 배면(74)을 연결하는 경사면이며, 축 방향에 있어서 배면(74)측에 근접해짐에 따라서 직경 방향 내측에 위치하도록 경사면이 형성되어 있다. 내측 경사면(78)은, 내면(71)과 배면(74)을 연결하는 경사면이며, 축 방향에 있어서 배면(74)측에 근접해짐에 따라서 직경 방향 외측에 위치하도록 경사면이 형성되어 있다.

링(70)은, 내경 b1이 57.7㎜이며, 외경 b2가 68.5㎜이며, 축 방향의 두께 b3이 8.0㎜였다. 또한, 외측 경사면(77) 및 내측 경사면(78)은, 모두 축 방향에 대한 경사면의 경사 각도 중 작은 쪽의 각도가 45도였다. 또한, 외측 경사면(77)은, 축 방향으로 0.5㎜의 폭이며, 직경 방향으로 0.5㎜의 폭이 비스듬히 깎아내어져 발생하는 형상 및 크기를 갖는 경사면이었다(도 5의 b6 참조). 내측 경사면(78)은, 축 방향으로 0.3㎜의 폭이며, 직경 방향으로 0.3㎜의 폭이 비스듬히 깎아내어져 발생하는 형상 및 크기를 갖는 경사면이었다(도 5의 b7 참조). 또한, 링(70)의 직경 방향의 두께 b9는, 5.4㎜였다.

또한, 시뮬레이션에서는, 도 10의 단면도에 도시한 바와 같이, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 곡률 b4, b5를 변경함으로써, 조임력의 변화 등의 검토를 행하였다. 여기서, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 곡률을 변경하는 것은, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 h(=b8)를 0.1r로부터 2.0r까지 변경(h1, h2, h3…)함으로써 행하였다. 또한, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 b8을 변경하는 경우이더라도, 링(70)의 축 방향의 폭 H(=b3)는 변화시키지 않고 고정으로 하고, 링(70)의 직경 방향의 폭 2r(=b9)도 변화시키지 않고 고정으로 하였다. 여기서, 실제의 시뮬레이션에서는, 파라미터 α=h/r로서 평가를 행하고, α는 0.1부터 2.0까지 변화시켰다.

여기서, 링(70)의 직경 방향의 두께 b9를 2r로 한 경우에, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 b8이 r인 경우(도 10의 h2의 경우)에는, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)이 반원을 구성하게 된다.

그리고, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 b8이 r보다 짧은 경우(도 10의 h1의 경우)에는, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)는, 링(70)의 직경 방향의 두께 b9(2r)를 장축의 긴 직경으로 하고 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 b8을 단축의 짧은 직경으로 하는 타원의 절반을 구성하게 된다.

또한, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 b8이 r보다 긴 경우(도 10의 h3의 경우)에는, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)는, 내측 곡면부(75)와 외측 곡면부(76)의 축 방향의 폭 b8의 2배를 장축의 긴 직경으로 하고, 링(70)의 직경 방향의 두께 b9(2r)를 단축의 짧은 직경으로 하는 타원의 절반을 구성하게 된다.

링(70)은, PCTFE에 의해 구성된 경우와, PTFE에 의해 구성된 경우에 대하여 시뮬레이션을 행하였다.

PCTFE의 링(70)에 대해서는, 영률이 1400.0MPa이고, 포와송비는 0.42이고, 항복 응력은 41.0MPa이며, 표면 조도 Ra가 3.2이다.

여기서, 링(70)의 재질인 PCTFE에 대하여, 도 11에 공칭 응력-공칭 변형 선도를, 도 12에 진응력-진변형 선도를 각각 나타낸다.

또한, PTFE의 링(70)에 대해서는, 영률이 440MPa이고, 포와송비는 0.46이며, 항복 응력은 7.6MPa였다.

(너트(30))

너트(30)는, 도 13의 측면에서 볼 때의 외관도, 도 14의 측면에서 볼 때의 단면도, 및 도 15의 축 방향에 있어서의 직경 축소부측에서 본 도면에 있어서 나타낸 바와 같이, 삽입단부(31), 외측 통 형상부(32), 너트 조작부(33), 너트 나사산부(34), 너트 통 형상부(35), 직경 축소부(36), 피맞닿음부(37), 및 만곡부(38)를 구비하고 있다.

삽입단부(31)는, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 삽입할 때의 삽입측 선단을 구성하고 있으며, 약간 직경 방향 외측으로 넓어진 형상을 갖고 있다. 외측 통 형상부(32)는, 축 방향으로 통 형상으로 뻗어 있다. 너트 조작부(33)는, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 비틀어 넣을 때 렌치나 사람의 손가락에 의해 끼움 지지되는 부분이며, 외측 통 형상부(32)에 대하여 축 방향의 삽입단부(31)측과는 반대측에 형성되어 있다. 이 너트 조작부(33)는, 도 15에 도시한 바와 같이, 축 방향에서 보았을 때, 6각형의 각 코너가 라운딩된 형상으로 되도록 구성되어 있다. 너트 나사산부(34)는, 조인트 본체(20)에 너트(30)가 삽입되어 나사 장착될 때, 본체 나사산부(23)에 대하여 직경 방향 외측으로부터 나사 결합할 수 있도록, 너트(30)의 내측이며 삽입단부(31)측을 구성하고 있다. 직경 축소부(36)는, 삽입단부(31)측과는 반대측의 단부로부터 삽입단부(31)측을 향해서 늘어나고 있으며, 너트(30)의 내측에 있어서 통 형상 부분을 구성하고 있다. 너트 통 형상부(35)는, 너트 나사산부(34)와 직경 축소부(36)를 축 방향으로 연결하도록, 너트(30)의 내측에 있어서 통 형상 부분을 구성하고 있으며, 직경 방향에 대해서는 직경 축소부(36)의 직경 방향 외측이며 너트 나사산부(34)의 직경 방향 내측을 구성하고 있다. 피맞닿음부(37)는, 직경 축소부(36)의 삽입단부(31)측을 향한 단부면에 의해 구성되어 있다. 만곡부(38)는, 너트 통 형상부(35)의 삽입단부(31)측과는 반대측의 단부와 피맞닿음부(37)가 연결되어 있는 부분에 설치된 R 형상 부분이다.

너트(30)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 삽입단부(31)의 외경 c1은 95.0㎜이며, 너트 조작부(33)에 있어서 상호 마주보는 라운딩된 형상의 부분끼리를 연결한 길이 c2는 90.0㎜였다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 축 방향에 있어서의 길이에 대하여, 삽입단부(31)의 길이 c3은 41.5㎜이고, 외측 통 형상부(32)의 길이 c4는 31.0㎜이며, 너트 조작부(33)의 길이 c5는 5.0㎜였다. 또한, 도 14에 도시한 바와 같이, 너트 통 형상부(35)의 내경 c6은 69.0㎜이며, 직경 축소부(36)의 내경 c7은 58.0㎜였다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이, 축 방향에 있어서의 길이에 대하여, 너트 나사산부(34)의 길이 c8은 34.0㎜이며, 너트 통 형상부(35)의 길이 c9는 32.5㎜이며, 직경 축소부(36)의 길이 c10은 11.0㎜였다. 또한, 만곡부(38)의 곡률 반경은 0.5㎜였다.

너트(30)는, 튜브(90)와는 물성이 서로 다른 PFA에 의해 구성하였다. 이 너트(30)의 영률은 390MPa이고, 포와송비는 0.47이며, 항복 응력은 8.9MPa였다.

여기서, 너트(30)의 재질인 PFA에 대하여, 도 16에 공칭 응력-공칭 변형 선도를, 도 17에 진응력-진변형 선도를 각각 나타낸다.

(연결 고정의 동작)

튜브(90)에 대하여 조인트 본체(20), 링(70) 및 너트(30)가 각각 고정됨으로써, 튜브(90)에 조인트(100)가 연결 고정된다.

여기서, 우선, 조인트(100)를 부착하려고 하는 튜브(90)의 선단을, 직경 축소부(36)측을 통해 너트(30)에 삽입하고, 또한, 링(70)에 삽입하여, 도 18의 측면에서 볼 때의 단면도에 도시한 바와 같은 상태로 한다.

그리고, 튜브(90)의 단부를, 도 19에 도시한 플레어 지그를 사용해서 확관시키고, 형상이 변형 경향을 띠게 한다. 이 플레어 지그는, PTFE에 의해 구성되어 있으며, 도 19에 도시한 바와 같이, 축 방향의 삽입 측단부에는 외경(d1=50.5㎜)이 가장 작은 원기둥 부분이 설치되고, 축 방향의 삽입측과는 반대측에는 보다 외경(d2=62.8㎜)이 큰 원기둥 부분과 더 외경(d3=78.0㎜)이 큰 원기둥 부분이 연결되어 구성되어 있다. 플레어 지그는, 축 방향의 폭 d4가 70.0㎜이며, 축 방향의 삽입측과는 반대측의 각 원기둥의 축 방향의 폭 d4, d5가 모두 20.0㎜이다. 축 방향의 삽입 측단부의 원기둥 삽입측과는 반대측의 단부는, 삽입측과는 반대측을 향함에 따라서 외경이 커지도록 경사져서 구성되어 있다. 여기서, 축 방향의 한가운데의 원기둥의 외주 부분에 대한 경사 부분의 경사 각도는 45도로 되어 있다. 또한, 여기에서는, 튜브(90)를 플레어 지그에 삽입할 때, 튜브(90)를 히터 등으로 가열해서 부드럽게 한 상태에서 삽입하고, 확관에 의한 변형 경향을 띠게 한다.

다음으로, 확관된 튜브(90)의 선단 내측에 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)를 삽입하고, 도 20의 측면에서 볼 때의 단면도에 도시한 바와 같은 상태로 한다. 또한, 튜브(90)의 선단은, 튜브 연결부(22)의 축 방향의 폭 내에 들어가는 위치로 하였다.

그 후, 조인트 본체(20)에 대하여 너트(30)를 축 방향으로 근접해 가서, 조인트 본체(20)의 본체 나사산부(23)와, 너트(30)의 너트 나사산부(34)가 서로 나사 결합하기 시작하는 부분까지 이동시킨다. 이때, 링(70)은, 링(70)의 배면(74)이, 너트(30)의 피맞닿음부(37)에 축 방향에 있어서 접촉함으로써, 축 방향에 있어서의 조인트 본체(20)측을 향해서 이동하게 된다. 그리고, 조인트 본체(20)에 대하여 너트(30)를 회전시킴으로써, 도 21의 측면에서 볼 때의 단면도에 도시한 바와 같이, 너트(30)를 조인트 본체(20)에 대하여 비틀어 넣어 간다. 또한, 여기서, 조인트 본체(20)와 튜브(90)는 대략 일체화되어 있으며, 너트(30)의 회전에 따라서 회전할 일은 없다. 또한, 너트(30)와 링(70)은 별개로 구성되어 있기 때문에, 너트(30)가 회전한 경우이더라도, 링(70)은 원칙적으로는 튜브(90)의 외표면을 축 방향을 향해 따르도록 이동하는 것뿐이며, 링(70)은 튜브(90)의 외표면 위에서 회전하지 않는다.

또한, 너트(30)의 조인트 본체(20)로의 비틀기 조작을 계속해 가면, 도 22의 측면에서 볼 때의 단면도에 도시한 바와 같이 튜브(90) 중 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)의 직경 방향 외측 삽입부(21a)에 대향하고 있는 부분에 대하여 링(70)의 내측 곡면부(75)가 접촉하지만, 이 상태를 개시 지점으로 하여 최종적으로 비틀기를 종료하는 지점까지의 거리를 조임 마진으로서 정하였다. 또한, 시뮬레이션에서는, 이 조임 마진을 0㎜에서 5.0㎜까지 변화시켰다.

(시뮬레이션의 상세 설정)

시뮬레이션에서는, 이하의 점을 고려하여 행하였다.

튜브와 링은, 기하 형상이 축 대칭성을 갖는 것으로 하였다. 조인트 본체와 너트는 기하 형상이 근사적으로 축 대칭성을 갖는 것이라 간주할 수 있기 때문에, 마찬가지로 축 대칭성을 갖는 것으로 하였다. 여기서, 나사 홈에 대해서는 마찰력을 조절함으로써 단순 평면으로서 다루었다. 또한, 하중에 대해서도, 너트 조임 과정에서는 근사적으로 축 대칭성을 갖는 것이라 간주할 수 있기 때문에 마찬가지로 축 대칭성을 갖는 것으로 하였다. 튜브 인발 과정에 있어서도 마찬가지로 축 대칭성을 갖는 것으로 하였다.

시뮬레이션은, 「너트 조임 과정」과 「튜브 인발 과정」을, FEM 해석(Finite Element Method(유한 요소법))에 의해 행하였다. 해석 모델의 구축에 있어서는, 조인트 본체, 튜브, 링, 너트의 4개 부품을 사용하고, 각 부품은 근사적으로 기하 형상과 하중 상태의 축 대칭성을 갖기 위해서 구조체의 임의의 일 단면을 취출하여 해석 모델을 작성하였다.

해석 시에, 조인트 본체(20)와 튜브(90) 및 링(70), 너트(30)는 Mises의 항복 조건을 만족하는 탄소성 재료로 하고, 이차원 솔리드 요소로 모델화하였다. 또한, 각 부품간의 상호 접촉은 마찰을 수반하는 콘택트 요소로 모델화하였다. 구체적으로는, 조인트 본체(20)와 튜브(90), 조인트 본체(20)와 너트(30), 튜브(90)와 링(70), 튜브(90)와 너트(30), 링(70)과 너트(30)의 사이에 각각 접촉 조건을 지정하였다.

이 해석 모델의 요소수는, 9,016이며, 절점수는 9,643이었다.

또한, 해석 시에, 조인트 본체(20)의 튜브 연결부(22)측과는 반대측의 단부에 대하여, 축 방향의 변위를 구속하는 구속 조건을 부여하였다. 하중 조건으로서, 「너트 조임 과정」에는 너트(30)의 조인트 본체(20)측의 단부에 균일한 축 방향의 강제 변위를 작용시키도록 하고, 「튜브 인발 과정」에는 튜브(90)의 튜브 연결부(22)측 단부와는 반대측의 단부에 균일한 축 방향의 강제 변위를 작용시키도록 하였다. 그리고, 너트(30) 조임 토크 하중을, 너트(30)에 작용하는 축 방향의 강제 변위로 치환해서 사용하였다.

또한, 시뮬레이션에서 사용한 각 부품의 물성에 대하여, 응력-변형 선도, 공칭 응력-공칭 변형 선도로부터, 최대 파단 변형이 매우 크다는 사실이 확인되었기 때문에, 「너트 조임 과정」과 「튜브 인발 과정」에 있어서는, 튜브(90)는 대변형과 대왜곡을 수반하는 거동을 하는 것을 용이하게 상상할 수 있었다. 여기서, 대변형과 대왜곡을 수반하는 해석을 정확하게 행하기 위해서는, 공칭 응력과 공칭 변형을 각각 진응력과 진변형으로 변환해서 사용하는 것이 일반적인 것을 고려하고, 금속 재료가 소성 항복 후에 정수압의 영향을 받지 않는(체적 불변)다는 가정에 기초하여 유도된 이하의 식(1)을 이용하여, 각종 수지 재료의 공칭 응력과 공칭 변형으로부터 그들의 진응력과 진변형을 구하였다.

(식 1)

여기서는, 진응력과 진변형은 공칭 응력과 공칭 변형이다.

각종 수지 재료의 공칭 응력-공칭 변형 선도와 식(1)에 기초하여 산출한 그들의 진응력-진변형 선도가, 도 3, 도 8, 도 12, 도 17이다. 이들에 의하면, 변형이 커짐에 따라서, 공칭 응력-공칭 변형 선도와 진응력-진변형 선도는 현저하게 상이하다는 사실을 알게 된다.

시뮬레이션에서는, 조인트 본체(20)와 튜브(90) 및 너트(30)의 재료 구성식은, Mises의 항복 조건을 만족하는 다직선 근사에 의한 등방 경화의 탄소성 재료 모델로 표현하는 것으로 하고, 링(70)의 재료 구성식은 Mises의 항복 조건을 만족하는 2직선 근사에 의한 등방 경화의 탄소성 재료 모델로 표현하도록 하였다.

또한, 시뮬레이션 시에, 항복 후의 거동(변형 경화율)에 대해서는, 도 3, 도 8, 도 12, 도 17에 도시한 진응력-진변형 선도를 이용하여 특정하였다.

또한, 각 부품 간의 마찰 계수는 균일한 것으로 하고, 마찰 계수가 0.10, 0.05, 0.03인 경우에 대해서 해석을 행하였다.

또한, Mises 응력(미제스 응력)이란, 물체 내부에 발생하는 응력 상태를 단일의 값으로 나타내기 위해서 사용되는 상당 응력의 하나이다. 원래, 응력은 3차 2계 대칭 텐서 장(場)이며, 그 상태를 정확하게 나타내기 위해서는 6개의 값을 기술해야 하지만, 그렇게 되면 실제로 어떻게 힘이 걸리고 있는 것인지 이해하는 것이 매우 어려워진다. 그로 인해, 응력 상태를 하나의 수치로 대표시켜서, 스칼라 길이로서 나타내고 이해하기 쉽게 하기 위해서, Mises 응력이 사용된다. 또한, 이 Mises 응력은 연성 재료의 파괴 기준, 및 소성 변형에 관계하는 힘의 기준으로서 일반적으로 사용된다. 이 Mises 응력은, 등방 응력(정수압 응력) 상태에 있어서는 0이다. 또한, 단축 인장 상태에서는 그 인장 응력에 일치한다. 주응력 공간에서는, Mises 응력이 일정한 곡면은 정수압 축으로부터의 거리가 일정한 원통 형상으로 된다. 이 시뮬레이션에서는, 링(70), 튜브(90) 등의 항복 판단에 상기 Mises 응력을 사용해서 행하였다.

(너트 조임 과정의 시뮬레이션)

「너트 조임 과정」에 있어서 링(70)이 PCTFE의 경우와 PTFE의 경우에서 조임력의 변화를 비교하는 시뮬레이션을 행하였다.

도 23에, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있는 경우의 α(=h/r)의 값을 변화시킨 경우의 조임 마진에 대응하는 조임력의 변화를 나타내는 시뮬레이션 결과의 그래프를 나타낸다.

도 24에, 링(70)이 PTFE에 의해 구성되어 있는 경우의 α(=h/r)의 값을 변화시킨 경우의 조임 마진에 대응하는 조임력의 변화를 나타내는 시뮬레이션 결과의 그래프를 나타낸다.

또한, 도 23 내지 38의 각 도면에 있어서 SMX로서 기재되어 있는 값은, 링(70)과 튜브(90)의 접촉 개소의 Mises 응력 중 최댓값(최대 Mises 응력)을 의미하고 있다.

또한, α의 값은 0.2 내지 2.0까지 변화시키고, 링(70)이 직사각형인 경우에 대해서도 시뮬레이션을 행하였다. 직사각형인 경우로서는, 링(70)의 단면에 있어서 직경 방향 내측의 각 코너가 c0.3(코너부 0.3㎜의 코너 컷)이며, 링(70)의 단면에 있어서 직경 방향 외측의 각 코너가 c0.5(코너부 0.5㎜의 코너 컷)인 것으로 하였다.

이들 도 23, 도 24로부터, 링(70)의 재질로서 PTFE보다도 PCTFE를 사용한 쪽이, 적은 조임 마진으로 보다 많은 조임력이 얻어진다는 사실을 알 수 있다.

조임력의 적합한 값으로서는, 불소 수지 배관에서 사용되는 일반적인 최대 압력은 7MPa(0.7kN/㎠)인 것, 및 일반적으로 사용되는 안전 계수가 3배인 것을 고려하여, 25MPa(2.5kN/㎠)이면 충분하다고 생각된다. 예를 들어, 도 23에 의하면, 링(70)이 PCTFE인 경우에는, α의 값이 2.0이면 조임 마진이 1.5㎜ 이상 필요하다는 사실을 알 수 있다.

도 25에 있어서, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형인 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 26 내지 도 34에 있어서, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있는 경우의 α(=h/r)의 값을 변화시킨 경우의 조임 마진에 대응하는 Mises 응력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 35 내지 도 38에 있어서, 조임 마진이 4.0㎜인 경우에 있어서, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 직사각형인 경우 및 α를 변화시킨 경우의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 또한, 링(70)과 튜브(90)의 접촉 개소에 관한 해칭은 최대 Mises 응력 SMX 근방의 부분을 주로 하여 나타내고 있다.

이들에 의하면, 조임 마진을 많이 취할수록 링(70)의 튜브(90)와의 접촉점의 최대 응력이 커지게 되어, 시일 특성이 향상된다는 사실을 알 수 있다. 또한, 조임 마진을 4.0㎜ 취하면, 링(70)이 직사각형이거나 α=0.1인 경우에는 링(70)의 튜브(90)로의 파고들기가 관찰된다. 이로 인해, 조임 마진을 4.0㎜보다 많이 취하면 튜브(90)가 절단되기 쉬워져 버리기 때문에, 조임 마진은 4.0㎜ 이하인 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있다.

한편, 조임 마진이 작아 링(70)의 튜브(90)로의 파고들기가 적을수록, 튜브(90)의 흠집 발생은 억제되지만, 조임력이 작아지게 되어 시일 특성이 저하되어 버린다.

또한, 조임 마진은, 튜브(90)의 두께를 기준으로 하면, 튜브(90)의 두께의 30% 이상 125% 이하로 하는 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있다.

또한, 충분한 조임력으로서 접촉점의 최대 Mises 응력 SMX가 25MPa(2.5kN/㎠) 이상 확보되기 위해서는, α의 값이 0.2 이상 1.1 이하, 또한, 조임 마진이 2.0㎜ 이상 5.0㎜ 이하인 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있다.

(튜브 인발 과정의 시뮬레이션)

α의 값이 서로 다른 링(70)에 의해 상이한 조임 마진으로 튜브(90)가 조여진 상태로부터, 튜브(90)를 인발할 때의 「튜브 인발 과정」에 있어서, 인발력의 변화가 α의 값이나 조임 마진에 따라서 어떻게 변화하는지를 파악하기 위해서 시뮬레이션을 행하였다.

여기서, 인발력은, 튜브(90)의 인발 과정에 있어서 축 방향의 강제 변위를 튜브(90)에 가하도록 해서 계산을 행하고 있으며, 구체적으로는, 축 방향의 강제 변위를 튜브(90)에 발생시키는 데 필요한 힘에 기초하여 계산하였다. 또한, 인발 과정에서의 인발의 속도가 충분히 느린 상태를 상정하고 있으며, 튜브(90)의 재료의 항복 강도 등을 근거로 하고 있다.

도 39에 있어서, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 40 내지 도 49에 있어서, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 α=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0인 경우의 조임 마진마다의 인발 거리에 대응하는 인발력의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 50 내지 도 52에 있어서, 조임 마진이 2.5㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)이 직사각형, α=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8인 경우의 튜브 인발 시(계산상의 최종 상태)의 제1 주응력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 여기서 SMX로서 기재되어 있는 값은, 분포하고 있는 응력 중 최댓값을 의미하고 있다.

이들로부터, 링(70)이 직사각형인 경우나 α의 값이 작은 경우에는, 튜브(90)가 인발 시에 링(70)에 걸림으로써 길게 늘어나고, 튜브에 큰 인장 응력이 작용한다는 사실을 알 수 있다. 너트(30) 조임 시에 링(70)의 튜브(90)로의 맞닿음 부분이 튜브(90)에 크게 파고든 경우에는, 튜브(90)에 인발력이 작용한 경우에 튜브(90)가 끊어져 버릴 우려가 있다는 사실을 알 수 있다.

링(70)의 α의 값이 0.2, 0.4인 경우에는, 직사각형의 경우와 마찬가지의 인발 거동을 나타낸다는 사실을 알 수 있다.

또한, 링(70)의 αβ의 값이 0.4보다 큰 경우에는, 튜브(90)가 링(70)의 접촉 부분에 걸리기 어려워, 빠져나가기 쉬워진다는 사실을 알 수 있다. 또한, 링(70)의 α가 커지게 되면 튜브(90)의 인발력이 저하되는 경향이 있다는 사실을 알 수 있다.

이상으로부터, 튜브(90)에 링(70)이 파고들기 어렵고, 또한, 튜브(90) 인발 시의 인발력을 충분히 확보하기 위해서는, 링(70)의 α의 값이 0.5 이상 1.2 이하인 것이 바람직하다는 사실을 알 수 있다.

(링의 너트측의 단부를 경사시킨 경우의 시뮬레이션)

도 53에 도시한 바와 같이, 링(70)의 조인트 본체(20)측과는 반대측의 너트(30)측의 단부면을 링(70)의 내측의 축 방향 성분이 길어지도록 너트(30)측을 향해서 경사시킨 경우에, 직경 방향에 대한 경사각 β의 크기에 따라서 조임력이 변화되는지를 시뮬레이션에 의해 검증하였다.

도 54에, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며, 링(70)의 α의 값을 0.6으로 고정하면서 β의 값을 0.0부터 14.0까지 변화시킨 경우의 조임 마진에 따른 조임력의 관계의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

도 55 내지 도 57에, 조임 마진이 4.0㎜이며, 링(70)이 PCTFE에 의해 구성되어 있으며 링(70)의 α의 값을 0.6으로 고정하면서 β의 값을 0.0부터 9.0까지 변화시킨 경우의 접촉 압력 분포의 시뮬레이션 결과를 나타낸다.

또한, 도 55 내지 57의 각 도면에 있어서 SMX로서 기재되어 있는 값은, 링(70)과 튜브(90)의 접촉 개소의 Mises 응력 중 최댓값(최대 Mises 응력)을 의미하고 있다.

또한, 링(70)과 튜브(90)의 접촉 개소에 관한 해칭은 최대 Mises 응력 SMX 근방의 부분을 주로 하여 나타내고 있다.

이들에 의해, 링(70)의 경사각 β가 커지게 됨에 따라서, 조임력이 저하된다는 사실을 알 수 있다. 이것은, 링(70)의 경사각 β가 커지게 되면 너트(30)와의 접촉 면적이 작아지는 것에 기인하고 있는 것으로 추측된다.

또한, 링(70)은, 링(70) 중 축 방향의 조인트 본체(20)측과는 반대측에 있어서, 직경 방향 내측일수록 너트(30)의 직경 축소부(36)의 피맞닿음부측에 위치하도록 너트(30)의 피맞닿음부의 면에 대하여 1.0 이상 7.0도 이하의 범위에서 경사져 있는 경우에는, 링(70)에 의한 튜브(90)의 조임력을 충분히 확보한 상태이더라도, 링(70) 자체의 변형을 작게 억제하면서, 링(70)과 너트(30)의 피맞닿음부와의 접촉 부분에 있어서의 접촉 압력 분포를 직경 방향에 걸쳐서 균일화시킬 수 있게 되었음을 알 수 있다.

20: 조인트 본체
22: 튜브 연결부
23: 본체 나사산부
26: 관통 구멍
30: 너트
34: 너트 나사산부
36: 직경 축소부
37: 피맞닿음부
70: 링
90: 튜브
100: 조인트
150: 조인트 조립체

Claims (8)

1. 수지를 포함하여 구성된 튜브(90)에 대하여 접속되는 조인트(100)로서,
   축 방향의 일단부측을 구성하고 있으며 상기 튜브(90)에 의해 외주의 적어도 일부가 덮이는 튜브 연결부(22)와, 상기 튜브 연결부의 외경보다도 큰 외경을 갖는 본체 나사산부(23)를 갖고, 축 방향으로 연장된 관통 구멍(26)이 형성되어 있는 조인트 본체(20)와,
   상기 조인트 본체의 상기 튜브 연결부가 축 방향으로부터 삽입된 상태에서 상기 본체 나사산부와 나사 결합 가능한 너트 나사산부(34)와, 상기 튜브 연결부의 삽입 진행측에 설치되어 있으며 상기 너트 나사산부보다도 내경이 작은 직경 축소부(36)를 갖는 너트(30)와,
   상기 너트의 상기 너트 나사산부보다도 직경 방향 내측의 공간에 배치되고, 상기 너트의 상기 직경 축소부(36) 중 상기 조인트 본체(20)측의 부분인 피맞닿음부(37)에 맞닿고, 상기 튜브보다도 영률이 높은 링(70)
   을 구비하고,
   상기 링은, 적어도 상기 링의 직경 방향 내측이며 축 방향의 상기 조인트 본체측의 부분에 있어서, 상기 링의 직경 방향 내측이며 축 방향의 상기 조인트 본체측을 향해 팽창된 곡면부를 갖고 있으며,
   상기 링의 직경 방향의 최대 두께를 2r로 하고, 상기 링의 상기 곡면부의 축 방향의 길이를 h로 한 경우의 α=h/r이, 0.5 이상 1.2 이하이고,
   상기 너트(30)의 상기 직경 축소부(36) 중의 상기 피맞닿음부는, 조임 시에 상기 링(70) 중 축 방향의 상기 조인트 본체측과는 반대측의 부분과 맞닿고,
   상기 링(70)은, 상기 링 중 축 방향의 상기 조인트 본체측과는 반대측에 있어서, 경사진 부분을 갖고 있는, 조인트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 링의 상기 곡면부는, 축 방향 절단면에 있어서, 원호 혹은 타원호를 구성하고 있는, 조인트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 링 중 축 방향의 상기 조인트 본체측의 부분은, 직경 방향 외측 부분보다도 직경 방향 내측 부분 쪽이 완만한 형상으로 되어 있는, 조인트.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 링(70)은, 상기 링 중 축 방향의 상기 조인트 본체측과는 반대측에 있어서, 직경 방향 내측일수록 상기 너트의 상기 피맞닿음부측에 위치하도록 상기 피맞닿음부의 주면에 대하여 1.0도 이상 7.0도 이하의 범위에서 경사진 부분을 갖고 있는, 조인트.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 조인트 본체의 상기 튜브 연결부(22)의 상기 삽입 진행측의 단부 근방의 직경 방향 외측의 표면은, 축 방향에 대해서 30도 이상 60도 이하의 범위에서 경사져 있는, 조인트.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 튜브는, PFA와 FEP 중 적어도 어느 1종을 함유하는 수지 조성물로 구성되어 있고,
   상기 너트는, PTFE, PFA, PVDF, ETFE, 및 ECTFE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 수지 조성물로 구성되어 있으며,
   상기 링은, PTFE, PFA, PCTFE, PVDF, ETFE, ECTFE, PPS, 및 PEEK로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 수지 조성물로 구성되어 있는, 조인트.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 링은 불투명하며, 상기 너트는 투명 혹은 반투명한, 조인트.
8. 상기 튜브(90)와,
   제1항 또는 제2항에 기재된 조인트(100)를 구비한, 조인트 조립체(150).

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