KR20220095180A

KR20220095180A - 관 이음매

Info

Publication number: KR20220095180A
Application number: KR1020227006784A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 고이케; 도모히로 아다치; 유토 츠치야
Original assignee: 니폰 필라고교 가부시키가이샤
Priority date: 2019-11-15
Filing date: 2020-09-23
Publication date: 2022-07-06
Also published as: TW202120846A; CN114599907A; US20220390052A1; JP2021080970A; CN114599907B; WO2021095366A1; JP7344766B2

Abstract

이음매 본체는 통 형상의 단부를 갖는다. 이 단부는 외주부에 수나사를 포함하고, 내주부에 환상 홈 또는 환상 돌기를 포함한다. 슬리브는 이음매 본체의 단부에 튜브를 접속한다. 유니온 너트의 축 방향의 일단은 튜브를 받아들이고, 타단은 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어진다. 이음매 본체는 제 1 규제부와 제 2 규제부를 갖는다. 이들 규제부는 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 유니온 너트에 접촉하고, 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크를 급상승시키도록, 축 방향과 교차하여 마련되어 있다. 유니온 너트는 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 제 1 규제부에 접촉한 후, 제 2 규제부에 접촉한다.

Description

관 이음매

본 발명은 유체 기기에 튜브를 접속하는 관 이음매에 관한 것이다.

반도체 프로세스에 있어서는 웨이퍼에의 레지스트의 도포, 웨이퍼의 세정 등에 다양한 약액 또는 초순수가 사용된다. 이들 약액 등을 취급하는 튜브, 관 이음매, 밸브, 펌프 등의 배관 설비가 반도체 제조 장치에는 포함된다. 이 배관 설비의 특징으로서는 약액 등에 직접 닿는 부분이 모두 불소 수지로 구성되는 점과, 세정 등의 메인터넌스가 비교적 빈번한 점을 들 수 있다. 전자는 금속 오염에 의한 반도체의 결정 결함 및 전기적 특성의 열화를 방지하는 것을 목적으로 하고, 후자는 미립자에 의한 배선의 가공 불량 및 유기물에 의한 성막 이상을 방지하는 것을 목적으로 한다. 이들 특징에 입각하여 배관 설비에는 높은 시일성에 부가하여, 조립과 분해의 작업의 용이성이 요구된다.

배관 설비 중에서도 관 이음매에는 튜브의 접속에 슬리브(이너 링이라고도 함)를 이용하는 것이 포함된다. 슬리브는 축 방향의 일단이 튜브의 개구단에 압입되고, 타단이 이음매 본체에 접속된 후, 유니온 너트로 이음매 본체에 조여진다. 이 조임에 의해 유니온 너트로부터 슬리브의 받는 힘이 슬리브와 이음매 본체 사이의 시일에 이용된다. 이 힘의 강도를 관 이음매의 각 부위가 왜곡되지 않을 정도의 적정한 범위에 두고, 관 이음매에 높은 시일성을 유지시키기 위해서는 축 방향에 있어서의 유니온 너트의 위치(조임 위치)가 적정하게 설정되어야 한다. 또, 유니온 너트의 조임 작업을 용이하게 하기 위해서는 조임 위치가 적정한지 아닌지를 작업자에게 용이하게 파악시켜야 한다. 예를 들면, 특허문헌 1, 2에 개시된 관 이음매에서는 유니온 너트와 이음매 본체의 플랜지부 사이에 링 부재가 배치된다. 유니온 너트는 적정한 조임 위치까지 진행하면 링 부재에 접촉하므로, 그 이상의 진행이 방해받는다. 그 결과, 유니온 너트가 적정한 조임 위치를 넘어서는 진행하기 어렵다. 또, 유니온 너트가 적정한 조임 위치에 있는지 없는지를 작업자가 파악하기 쉽다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 평성10-332070호 특허문헌 2: 일본국 특허공개공보 평성11-094178호

상기의 링 부재와 같이, 유니온 너트의 궤도상에서 유니온 너트의 진행을 방해하는 구조를 이하, 규제부라고 한다. 규제부는 특히, 유니온 너트의 축 방향과 교차하여 마련되어 있다. 이것에 의해, 규제부는 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어넣어질 때에 유니온 너트에 둘레 방향으로부터 접촉하고, 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크를 급상승시킨다. 관 이음매에서는 일반적으로, 다른 부재와 마찬가지로 규제부도 수지제이다. 따라서, 유니온 너트가 적정한 조임 위치에 도달했음에도 불구하고 작업자가 잘못해서 유니온 너트를 과도하게 조이면, 유니온 너트로부터의 과잉의 압력으로 규제부가 변형된다. 변형된 규제부는 유니온 너트의 진행을 완전히는 정지시키지 않으므로, 유니온 너트가 적정한 조임 위치를 넘는다. 그 결과, 이음매 본체의 전체가 왜곡되므로, 관 이음매의 시일성이 손상된다. 유니온 너트의 조임이 또한 강한 경우에는 이음매 본체가 비틀려 끊기는 등, 관 이음매가 파손될 위험성도 발생한다.

본 발명의 목적은 상기의 과제를 해결하는 것이며, 특히, 유니온 너트에 적정한 조임 위치를 확실히 넘게 하지 않을 수 있는 관 이음매를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 하나의 관점에 있어서의 관 이음매는 이음매 본체와, 슬리브와, 유니온 너트를 구비하고 있다. 이음매 본체는 통 형상의 단부를 갖는다. 이 단부는 외주부에 수나사를 포함하고, 내주부에 환상 홈 또는 환상 돌기를 포함한다. 슬리브는 이음매 본체의 단부에 튜브를 접속한다. 유니온 너트의 축 방향의 일단은 튜브를 받아들이고, 타단은 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어진다. 이음매 본체는 제 1 규제부와 제 2 규제부를 갖는다. 이들 규제부는 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 유니온 너트에 접촉하고, 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크를 급상승시키도록, 축 방향과 교차하여 마련되어 있다. 유니온 너트는 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 제 1 규제부에 접촉한 후, 제 2 규제부에 접촉한다.

제 1 규제부는 유니온 너트에 접촉한 후에는 변형되어, 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사를 따라 또한 진행하는 것을 허용해도 좋다. 제 2 규제부는 유니온 너트에 접촉함으로써, 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사를 따라 또한 진행하는 것을 방해해도 좋다. 제 1 규제부는 이음매 본체의 수나사보다 직경 방향에 있어서 외측에 위치해도 좋다. 제 2 규제부는 이음매 본체의 수나사보다 직경 방향에 있어서 내측에 위치해도 좋다.

이음매 본체는 제 3 규제부를 더 가져도 좋다. 제 3 규제부는 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 유니온 너트에 접촉하고, 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크를 급상승시키도록, 축 방향과 교차해서 마련되어 있다. 유니온 너트는 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 제 2 규제부에 접촉한 후, 제 3 규제부에 접촉해도 좋다.

본 발명에 의한 상기의 관 이음매에서는 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 제 1 규제부에 접촉한 후, 제 2 규제부에 접촉한다. 이와 같이 유니온 너트는 규제부와의 이중의 접촉으로 진행을 방해받으므로, 적정한 조임 위치를 넘어서까지는 진행하기 어렵다. 또한, 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크는 유니온 너트가 제 1 규제부에 접촉한 시점에서 일단 급상승한다. 따라서, 적정한 조임 위치에 유니온 너트가 도달하기 전에, 그 위치로의 유니온 너트의 접근이 작업자의 손에 전달되므로, 작업자에게 유니온 너트의 과도한 조임을 경계시키기 쉽다. 이와 같이 하여, 이 관 이음매는 유니온 너트에 적정한 조임 위치를 확실하게 넘게 하지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 관 이음매의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 직선 II-II를 따른 관 이음매의 부분 단면도이다.
도 3의 (a), (b)는 도 2와 마찬가지의 관 이음매의 부분 단면도이며, 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다.
도 4의 (a), (b)는 본 발명의 실시형태 2에 의한 관 이음매의 부분 단면도이며, 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다.
도 5의 (a), (b), (c)는 본 발명의 실시형태 3에 의한 관 이음매의 부분 단면도이며, 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다.
도 6의 (a), (b)는 실시형태 1에 의한 관 이음매의 변형예를 나타내는 부분 단면도이며, 유니온 너트가 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어지는 상태를 시간 순에 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다.

<실시형태 1>

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타내는 직선 II-II를 따른 관 이음매(100)의 부분 단면도이다. 관 이음매는 접속 형식에 따라 다양한 형상을 갖고 있다. 예를 들면, 도 1에 나타내는 관 이음매(100)는 티라고 불리는 것이며, 3개의 튜브(500)를 T자형으로 접속하는데 이용된다. 튜브(500)는 백색 또는 반투명한 관이며, 폴리 테트라 플루오르 에틸렌(PTFE), 퍼플루오로 알콕시 알칸(PFA) 등의 불소 수지로 이루어진다. 각 튜브(500)가 접속되는 관 이음매(100)의 단부의 구조는 공통이며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 이음매 본체(110), 슬리브(120), 및 유니온 너트(130)를 포함한다.

이음매 본체(110)는 폴리 불화 비닐리덴(PVDF), PTFE, PFA 등, 불소 수지제 원통 부재이다. 이음매 본체(110)(엄밀하게는 그 단부이다. 이하 동일)는 외부통(111)과 내부통(112)의 이중 구조이다. 외부통(111)과 내부통(112)은 공통의 기단부(119)로부터 동일한 방향(도 2에서는 Z축의 정방향)에 동축으로 돌출되어 있다. 외부통(111)은 외주면에 플랜지(113)와 수나사(114)를 포함한다. 플랜지(113)는 외부통(111)의 기단부에서 직경 방향으로 돌출되어 있다. 수나사(114)는 플랜지(113)의 옆에서 외부통(111)의 선단(115)을 향해, 축 방향(Z축의 정방향)으로 신장되어 있다. 내부통(112)은 환상의 돌기이며, 선단(116)이 외부통(111)의 선단(115)보다 짧다. 내부통(112)의 선단(116)은 축 방향(Z축 방향)에 대한 경사면(117)을 포함하며, 이음매 본체(110)의 기단부(119)에서 축 방향으로 멀어질수록(Z축의 정방향을 향할수록) 내경이 증대하고 있다. 외부통(111)의 내부 공간 중 외부통(111)의 선단(115)에서 내부통(112)의 선단(116)까지의 범위에는 슬리브(이너 링)(120)가 수납된다. 외부통(111)의 내주면과 내부통(112)의 외주면이 대향하는 부분은 환상 홈(118)을 형성하고 있다.

슬리브(120)는 PTFE, PFA 등, 불소 수지제의 원통 부재이며, 이음매 본체(110)와 동축에 배치되어 있다. 슬리브(120)의 선단부(121)는 튜브(500)의 개구단에 압입되어 있으며, 기단부(122)는 이음매 본체(111)의 내부통(112)과 환상 홈(118)에 끼워 맞춰져 있다. 이것에 의해, 이음매 본체(110)의 기단부(119)와 내부통(112), 슬리브(120), 및 튜브(500) 각각의 내부 공간이 연통하여, 약액 또는 초순수 등의 유체의 유로를 형성하고 있다.

슬리브(120)의 선단부(121)는 팽창돌출부(123)를 포함한다. 팽창돌출부(123)는 축 방향(Z축 방향)의 위치에 따라 외경이 완만하게 증감하고 있는 부분이며, 축 방향(Z축 방향)에 있어서의 중앙부에 외경이 최대로 되는 부분(피크)을 포함한다. 이 피크의 외경은 튜브(500)의 내경보다 크므로, 팽창돌출부(123)가 튜브(500)의 개구단에 압입되는 것에 의해 그 개구단을 내측으로부터 확대된다. 이 확장에 거역하는 튜브(500)의 탄성력은 튜브(500)의 개구단이 슬리브(120)의 팽창돌출부(123)를 끌어들이도록 작용하므로, 그 개구단이 슬리브(120)의 선단부(121)에 확실하게 고정되어 있다.

슬리브(120)의 기단부(122)는 환상 돌기(124)와 환상 홈(125)을 포함한다. 환상 돌기(124)는 슬리브(120)의 기단부(122)의 둘레 전체로부터 축 방향(도면에서는 Z축의 부 방향)으로 돌출되어 있으며, 선단부가 이음매 본체(110)의 환상 홈(118)에 삽입되어 있다. 환상 돌기(124)의 내경은 이음매 본체(110)의 내부통(112)의 외경보다 약간 작으므로, 이음매 본체(110)의 환상 홈(118) 중에 환상 돌기(124)는 압입(조여 끼움) 상태에서 설치된다. 이것에 의해 환상 돌기(124)의 내주면과 내부통(112)의 외주면이 간극없이 접촉한다. 슬리브(120)의 환상 홈(125)은 환상 돌기(124)의 기단의 내측에 위치하고 있다. 환상 홈(125) 중에는 이음매 본체(110)의 내부통(112)의 선단(116)이 삽입되어 있다. 환상 홈(125)은 내부통(112)의 선단(116)의 경사면(117)과 동일한 방향으로 경사진 부분을 포함하고, 이 부분이 내부통(112)의 경사면(117)에 접촉하고 있다.

유니온 너트(130)는 PTFE, PFA, PVDF 등, 불소 수지제의 원통 부재이며, 이음매 본체(110), 슬리브(120), 및 튜브(500)를 동축으로 둘러싸고 있다. 유니온 너트(130)의 단부 중 이음매 본체(110)에 가까운 쪽, 즉 선단(131)으로부터는 호형상 돌기(133)가 예를 들면 3개, 축 방향(Z축의 부 방향)으로 돌출되어 있다(도 1 참조). 호형상 돌기(133)는 유니온 너트(130)의 선단(131)의 개구의 가장자리를 따라 등간격으로 배열되어 있다. 호형상 돌기(133)는 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉하여 그것을 변형시키고 있다. 유니온 너트(130)의 단부 중 이음매 본체(110)에서 먼 쪽, 즉 기단(132)에는 튜브(500)가 동축으로 삽입되어 있다.

유니온 너트(130)의 내주면은 이음매 본체(110)에서 축 방향으로 멀어지는(Z축의 정방향을 향하는) 순으로, 암나사(134), 단부(135), 및 테이퍼면(136)을 포함한다. 암나사(134)는 유니온 너트(130)의 선단(131)에서 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115) 근방까지 신장하고 있으며, 이음매 본체(110)의 수나사(114)와 맞물려 있다(나사결합되어 있다). 단부(135)는 암나사(134)보다 내경이 좁은 부분이며, 튜브(500) 중 슬리브(120)의 팽창돌출부(123)에 의해서 확대된 부분과 대향하고 있다. 암나사(134)와 단부(135) 사이의 경계에는 원환면(137)이, 축 방향과 교차하는 방향으로 확대되어 있다. 원환면(137)은 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)과 접촉 가능한 위치에 마련되어 있다. 테이퍼면(136)은 단부(135)보다 내경이 좁은 부분이며, 단부(135)에서 축 방향으로 멀어짐(Z축의 정방향을 향함)에 따라 내경이 감소하고 있다. 테이퍼면(136)은 튜브(500) 중 슬리브(120)의 선단의 개구 근방에 위치하는 부분과 접촉하고 있다. 이것에 의해, 유니온 너트(130)의 암나사(134)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어졌을 때, 유니온 너트(130)로부터의 압력이 테이퍼면(136)으로부터 튜브(500)에 가해지고, 또한 슬리브(120)를 통해 슬리브(120)와 이음매 본체(110)의 내부통(112)의 접촉 부분에 전달된다. 그 결과, 슬리브(120)의 환상 돌기(124)의 내주면과 이음매 본체(110)의 내부통(112)의 외주면 사이, 및 슬리브(120)의 환상 홈(125)과 이음매 본체(110)의 내부통(112)의 경사면(117) 사이가 간극없이 압착한다. 이와 같이 해서 이음매 본체(110)와 슬리브(120)의 간극이 밀폐된다.

이음매 본체(110)의 수나사(114)를 따른(즉, Z축의 부 방향으로의) 유니온 너트(130)의 진행은 이음매 본체(110)의 플랜지(113)와 유니온 너트(130)의 호형상 돌기(133)의 접촉, 및 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)과 유니온 너트(130)의 원환면(137)의 접촉에 의해 이중으로 정지되어 있다. 즉, 이음매 본체(110)의 플랜지(113)와 외부통(111)의 선단(115)의 양쪽이 유니온 너트(130)에 대한 규제부로서 기능한다.

도 3의 (a), (b)는 도 2와 마찬가지의 관 이음매(100)의 부분 단면도이며, 유니온 너트(130)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다. 유니온 너트(130)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지기 시작하면, 우선, 도 3의 (a)에 나타내는 바와 같이, 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉한다. 이 시점에서 일단, 유니온 너트(130)에서 작업자의 손에 전달되는 토크가 급상승한다. 예를 들면, 호형상 돌기(133)가 플랜지(113)에 접촉한 후에는 접촉하기 전보다 토크가 10∼20% 상승한다. 한편, 플랜지(113)는 유니온 너트(130)와의 접촉으로, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 변형되므로, 유니온 너트(130)는 수나사(114)를 따라 계속 진행한다. 그 후, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유니온 너트(130)의 원환면(137)이 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉하고, 작업자의 손에 전달되는 토크를 또한 급상승시킨다. 이 때의 유니온 너트(130)의 축 방향(Z축 방향)에 있어서의 위치가 적정한 조임 위치로서 설계되어 있다. 플랜지(113)보다 외부통(111)의 선단(115)은 두꺼우므로, 유니온 너트(130)와의 접촉으로는 변형되기 어렵다. 따라서, 외부통(111)의 선단(115)이 변형되기 전에, 작업자의 손에 전달되는 토크의 가일층의 급상승에 의해, 작업자가 유니온 너트(130)를 정지시킬 가능성이 높다.

[실시형태 1의 이점]

본 발명의 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)에서는 유니온 너트(130)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어질 때, 우선, 유니온 너트(130)의 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉하고, 그 후, 유니온 너트(130)의 원환면(137)이 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉한다. 이와 같이 유니온 너트(130)는 이음매 본체(110)의 규제부(113, 115)와의 이중의 접촉으로 진행을 방해받으므로, 적정한 조임 위치를 넘어서까지는 진행하기 어렵다. 또한, 유니온 너트(130)를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크는 유니온 너트(130)의 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉한 시점에서 일단 급상승한다. 따라서, 적정한 조임 위치에 유니온 너트(130)가 도달하기 전에, 즉 이음매 본체의 외부통(111)의 선단(115)에 유니온 너트(130)의 원환면(137)이 도달하기 전에, 적정한 조임 위치로의 유니온 너트(130)의 접근이 작업자의 손에 전달된다. 이것에 의해 관 이음매(100)는 적정한 조임 위치에 유니온 너트(130)가 도달하기 전에, 작업자에게 유니온 너트(130)의 과도한 조임을 경계시킬 수 있다. 이와 같이 해서, 관 이음매(100)는 유니온 너트(130)에 적정한 조임 위치를 확실하게 넘게 하지 않을 수 있다.

또한, 유니온 너트(130)의 호형상 돌기(133)가 원환면(137)보다 먼저 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉하는 것이 바람직하다. 그것은 유니온 너트(130)와의 접촉으로 변형되는 이음매 본체(110)의 플랜지(113)가 수나사(114)보다 직경 방향에 있어서 외측에 위치하므로, 그 변형이 수나사(114)에도 슬리브(120)에도 영향을 주기 어렵기 때문이다. 플랜지(113)의 변형에 수반하여 수나사(114)가 변형되는 일도 기우는 일도 없으므로, 유니온 너트(130)를 적정한 조임 위치까지 확실하게 비틀어 넣을 수 있다. 또, 플랜지(113)의 변형에 수반하는 응력이, 유니온 너트(130)의 테이퍼면(136)에서 슬리브(120)에 전달되는 응력에는 영향을 주지 않으므로, 이음매 본체(110)의 내부통(112)과 슬리브(120) 사이의 시일성이 열화될 위험성이 없다.

<실시형태 2>

도 4의 (a), (b)는 본 발명의 실시형태 2에 의한 관 이음매(200)의 부분 단면도이며, 유니온 너트(230)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다. 실시형태 2에 의한 관 이음매(200)는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와는 유니온 너트(230)의 구조가 다르다. 그 밖의 요소는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와 구조가 공통된다. 도 4에서는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와 실시형태 2에 의한 관 이음매(200) 사이에서 구조가 공통되는 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그들 공통의 요소의 상세에 대해서는 실시형태 1에 대한 설명을 원용한다.

도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유니온 너트(230)의 내주면은 실시형태 1에 의한 것과는 달리, 암나사(134)와 테이퍼면(136) 사이에 단부(135)를 포함하지 않으므로, 이음매 본체의 외부통(111)의 선단(115)과는 접촉하지 않는다. 한편, 유니온 너트(230)의 호형상 돌기(133)는 이음매 본체(110)의 플랜지(113)를 눌러 찌그러뜨리고, 그것을 뛰어넘어 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 접촉하고 있다.

이음매 본체(110)의 수나사(114)를 따른 유니온 너트(230)의 진행은 이음매 본체(110)의 플랜지(113)와 유니온 너트(230)의 내주면의 접촉, 및 이음매 본체(110)의 기단부(119)와 유니온 너트(230)의 호형상 돌기(133)의 접촉에 의해, 이중으로 정지되어 있다. 즉, 이음매 본체(110)의 플랜지(113)와 기단부(119)의 양쪽이 유니온 너트(230)에 대한 규제부로서 기능한다.

유니온 너트(230)는 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지기 시작하면, 우선, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉한다. 이 접촉에 의해, 유니온 너트(230)에서 작업자의 손에 전달되는 토크가 일단 급상승한다. 한편, 플랜지(113)는 유니온 너트(230)와의 접촉으로 변형되므로, 유니온 너트(230)는 수나사(114)를 따라 계속 진행한다. 그 후, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유니온 너트(230)의 호형상 돌기(133)가 플랜지(113)를 눌러 찌그러뜨리고, 그것을 뛰어넘어 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 접촉하므로, 작업자의 손에 전달되는 토크가 또한 급상승한다. 이 때의 유니온 너트(230)의 축 방향(Z축 방향)에 있어서의 위치가 적정한 조임 위치로서 설계되어 있다. 플랜지(113)보다 기단부(119)는 두꺼우므로, 유니온 너트(230)와의 접촉으로는 변형되기 어렵다. 따라서, 기단부(119)가 변형되기 전에 작업자의 손에 전달되는 토크의 가일층의 급상승에 의해, 작업자가 유니온 너트(230)를 정지시킬 가능성이 높다.

[실시형태 2의 이점]

본 발명의 실시형태 2에 의한 관 이음매(200)에서는 유니온 너트(230)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어질 때, 유니온 너트(230)의 호형상 돌기(133)가 우선, 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉하고, 그 후, 그것을 뛰어넘어 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 접촉한다. 이와 같이 유니온 너트(230)는 이음매 본체(110)와의 이중의 접촉으로 진행을 방해받으므로, 적정한 조임 위치를 넘어서까지는 진행하기 어렵다. 또한, 유니온 너트(230)를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크는 유니온 너트(230)의 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉한 시점에서 일단 급상승한다. 따라서, 적정한 조임 위치에 유니온 너트(230)가 도달하기 전에, 즉 이음매 본체의 기단부(119)에 유니온 너트(230)의 호형상 돌기(133)가 도달하기 전에, 적정한 조임 위치로의 유니온 너트(230)의 접근이 작업자의 손에 전달된다. 이것에 의해 관 이음매(200)는 적정한 조임 위치에 유니온 너트(230)가 도달하기 전에, 작업자에게 유니온 너트(230)의 과도한 조임을 경계시킬 수 있다. 이와 같이 해서, 관 이음매(200)는 유니온 너트(230)에 적정한 조임 위치를 확실하게 넘게 하지 않을 수 있다.

또한, 이음매 본체(110)의 규제부와 마지막으로 접촉하는 부위는 실시형태 1에 의한 유니온 너트(130)에서는 원환면(137)으로서, 이음매 본체(110)의 수나사(114)보다 직경 방향에 있어서 내측에 위치한다. 이에 반해, 실시형태 2에 의한 유니온 너트(230)에서는 호형상 돌기(133)로서, 이음매 본체(110)의 수나사(114)보다 직경 방향에 있어서 외측에 위치한다. 따라서, 가령 이음매 본체(110)의 축에 대해 유니온 너트의 축이 기운 경우, 실시형태 2에 의한 관 이음매(200)보다 실시형태 1에 의한 관 이음매(100) 쪽이 유니온 너트의 조임 위치의 적정한 위치로부터의 어긋남을 작게 억제하기 쉽다.

<실시형태 3>

도 5의 (a), (b), (c)는 본 발명의 실시형태 3에 의한 관 이음매(300)의 부분 단면도이며, 유니온 너트(330)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다. 실시형태 3에 의한 관 이음매(300)는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와는 유니온 너트(330)의 구조가 다르다. 그 밖의 요소는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와 구조가 공통된다. 도 5에서는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와 실시형태 3에 의한 관 이음매(300) 사이에서 구조가 공통되는 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그들 공통의 요소의 상세에 대해서는 실시형태 1에 대한 설명을 원용한다.

도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 유니온 너트(330)의 호형상 돌기(133)는 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 접촉하고 있다. 유니온 너트(330)의 내주면은 이음매 본체(110)에서 축 방향으로 멀어지는(Z축의 정방향을 향하는) 순으로 암나사(334), 단부(335), 및 테이퍼면(336)을 포함한다. 암나사(334)는 유니온 너트(330)의 선단(131)의 개구의 가장자리보다 축 방향(Z축 방향)에 있어서 조금 내측(Z축의 정측)에서 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115) 근방까지 신장하고 있고, 이음매 본체(110)의 수나사(114)와 서로 맞물려 있다(나사결합되어 있다). 유니온 너트(330)의 선단(131)의 개구의 가장자리와 암나사(334) 사이의 경계에는 제 1 원환면(337)이 축 방향과 교차하는 방향으로 확대되어 있다. 제 1 원환면(337)은 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉하고, 그것을 변형시키고 있다. 단부(335)는 암나사(334)보다 내경이 좁은 부분이며, 튜브(500) 중 슬리브(120)의 팽창돌출부(123)에 의해서 확대된 부분과 대향하고 있다. 암나사(334)와 단부(335) 사이의 경계에는 제 2 원환면(338)이 축 방향과 교차하는 방향으로 확대되어 있다. 제 2 원환면(338)은 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉하고, 그것을 변형시키고 있다. 테이퍼면(336)은 단부(335)보다 내경이 좁은 부분이며, 단부(335)에서 축 방향으로 멀어짐(Z축의 정방향을 향함)에 따라 내경이 감소하고 있다. 테이퍼면(336)은 튜브(500) 중 슬리브(120)의 선단의 개구 근방에 위치하는 부분과 접촉하고 있다. 이것에 의해, 실시형태 1에 의한 테이퍼면(135)과 마찬가지로, 유니온 너트(330)의 암나사(334)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어졌을 때, 유니온 너트(330)로부터의 압력이 테이퍼면(336)에서 튜브(500)에 가해지고, 또한 슬리브(120)를 통해 슬리브(120)와 이음매 본체(110)의 내부통(112)의 접촉 부분에 전달된다.

이음매 본체(110)의 수나사(114)를 따른 유니온 너트(330)의 진행은 이음매 본체(110)의 플랜지(113)와 유니온 너트(330)의 제 1 원환면(337)의 접촉, 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)과 유니온 너트(330)의 제 2 원환면(338)의 접촉, 및 이음매 본체(110)의 기단부(119)와 유니온 너트(330)의 호형상 돌기(133)의 접촉에 의해 삼중으로 정지되어 있다. 즉, 이음매 본체(110)의 플랜지(113), 외부통(111)의 선단(115), 및 기단부(119)가 모두, 유니온 너트(330)에 대한 규제부로서 기능한다.

유니온 너트(330)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지기 시작하면, 우선, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제 1 원환면(337)이 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉한다. 이 접촉에 의해, 유니온 너트(330)에서 작업자의 손에 전달되는 토크가 일단 급상승한다. 한편, 플랜지(113)는 유니온 너트(330)와의 접촉으로, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이 변형되므로, 유니온 너트(330)는 수나사(114)를 따라 계속 진행한다. 다음에, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제 2 원환면(338)이 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉한다. 이 접촉에 의해, 유니온 너트(330)에서 작업자의 손에 전달되는 토크가 또한 급상승한다. 한편, 외부통(111)의 선단(115)은 유니온 너트(330)와의 접촉으로, 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이 변형되므로, 유니온 너트(330)는 수나사(114)를 따라 계속 진행한다. 계속해서, 도 5의 (c)에 나타내는 바와 같이, 유니온 너트(330)의 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 접촉한다. 이 접촉에 의해, 유니온 너트(330)에서 작업자의 손에 전달되는 토크가 재차 급상승한다. 이 때의 유니온 너트(330)의 축 방향(Z축 방향)에 있어서의 위치가 적정한 조임 위치로서 설계되어 있다. 플랜지(113)와 외부통(111)의 선단(115)의 어느 것보다도 기단부(119)는 두꺼우므로, 유니온 너트(330)와의 접촉으로는 변형되기 어렵다. 따라서, 기단부(119)가 변형되기 전에, 작업자의 손에 전달되는 토크의 가일층의 급상승에 의해, 작업자가 유니온 너트(330)를 정지시킬 가능성이 높다.

[실시형태 3의 이점]

본 발명의 실시형태 3에 의한 관 이음매(300)에서는 유니온 너트(330)가 이음매 본체(110)의 수나사(114)에 비틀어 넣어질 때, 우선, 유니온 너트(330)의 제 1 원환면(337)이 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉하고, 다음에 유니온 너트(330)의 제 2 원환면(338)이 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉하며, 그 후, 유니온 너트(330)의 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 접촉한다. 이와 같이 유니온 너트(330)는 이음매 본체(110)와의 3중의 접촉으로 진행을 방해받으므로, 적정한 조임 위치를 넘어서까지는 진행하기 어렵다. 또한, 유니온 너트(330)를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크는 유니온 너트(330)의 제 1 원환면(337)이 이음매 본체(110)의 플랜지(113)에 접촉한 시점과, 유니온 너트(330)의 제 2 원환면(338)이 이음매 본체(110)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉한 시점의 2번, 급상승한다. 따라서, 적정한 조임 위치에 유니온 너트(330)가 도달하기 전에, 즉 이음매 본체(110)의 기단부(119)에 유니온 너트(330)의 호형상 돌기(133)가 도달하기 전에, 적정한 조임 위치로의 유니온 너트(330)의 접근이 작업자의 손에 2단계로 전달된다. 이것에 의해 관 이음매(300)는 적정한 조임 위치에 유니온 너트(330)가 도달하기 전에, 작업자에게 유니온 너트(330)의 과도한 조임을 2번에 걸쳐 경계시킬 수 있다. 이와 같이 하여, 관 이음매(300)는 유니온 너트(330)에 적정한 조임 위치를 확실히 넘게 하지 않을 수 있다.

[변형예]

(1) 도 1이 나타내는 관 이음매(100)의 전체의 형상은 일예에 불과하다. 즉, 관 이음매는 티 이외에, 엘보, 벤드, 크로스, 소켓 등, 다른 형상의 것이어도 좋다. 또, 밸브나 필터 등의 유체 기기에 마련되는 관 이음매(튜브 접속구)이어도 좋다. 이 경우, 해당 유체 기기의 보디와 일체적으로 형성되는 구조이어도 좋다. 어느 경우도, 튜브와의 접속부의 구조는 도 2에 나타내는 실시형태 1의 것, 도 4에 나타내는 실시형태 2의 것, 또는 도 5에 나타내는 실시형태 3의 것과 마찬가지이면 좋다.

(2) 도 1에 나타내는 유니온 너트(130)의 호형상 돌기(133)의 수, 둘레 방향의 길이, 및 둘레 방향의 간격은 일예에 불과하다. 예를 들면, 호형상 돌기(133)는 단일이어도 좋고, 그 경우, 둘레 방향의 길이는 유니온 너트(130)의 전체둘레에 걸쳐도 좋다.

(3) 실시형태 3에 의한 관 이음매(300)에서는 유니온 너트(330)가 호형상 돌기(133), 제 1 원환면(337), 및 제 2 원환면(338)의 3개소에서 이음매 본체(110)의 규제부(119, 113, 115)와 접촉하고 있다. 이들 중에서, 실시형태 2에 의한 유니온 너트(230)와 같이 제 2 원환면(338)이 제거되고, 유니온 너트(330)의 진행이 호형상 돌기(133)와 제 1 원환면(337)에서 이중으로 정지되어도 좋다.

(4) 도 2-도 5에 나타내는 이음매 본체(110)와 슬리브(120) 사이의 접속부의 구조는 일예에 불과하며, 다양한 변형이 있을 수 있다.

도 6의 (a), (b)는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)에 대해 그러한 변형의 일예(400)를 나타내는 부분 단면도이며, 유니온 너트(130)가 이음매 본체(410)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지는 상태를 시간순으로 나타낸다. 이음매 본체(410)와 슬리브(420) 사이의 접속부 이외의 구조는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와 공통된다. 도 6에서는 실시형태 1에 의한 관 이음매(100)와 변형예에 의한 관 이음매(400) 사이에서 공통되는 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그들 공통의 요소의 상세에 대해서는 실시형태 1에 대한 설명을 원용한다.

도 6의 (b)에 나타내는 이음매 본체(410)는 도 2에 나타내는 이음매 본체(110)와는 내부통(412)의 형상이 다르다. 내부통(412)은 환상의 돌기이며, 외주면(413)의 전체가 테이퍼 형상이고, 이음매 본체(410)의 기단부(119)에서 축 방향으로 멀어질수록(Z축의 정방향을 향할수록) 외경이 감소하고 있다.

도 6의 (b)에 나타내는 슬리브(420)는 도 2에 나타내는 슬리브(120)와는 기단부(422)의 형상이 다르다. 기단부(422)는 환상 돌기(424)를 포함한다. 환상 돌기(424)는 슬리브(420)의 기단부(422)의 둘레 전체에서 축 방향(도면에서는 Z축의 부 방향)으로 돌출되어 있으며, 선단부가 이음매 본체(410)의 환상 홈(118)에 삽입되어 있다. 환상 돌기(424)는 내주면(425)의 전체가 테이퍼 형상이며, 슬리브(420)의 선단부(421)에서 축 방향으로 멀어질수록(Z축의 부 방향을 향할수록) 내경이 증가하고 있다. 즉, 환상 돌기(424)의 내주면(425)은 내부통(412)의 외주면(413)과, 축 방향(Z축 방향)에 대한 경사의 방향이 동일하다. 이것에 의해, 환상 돌기(424)의 내주면(425)은 내부통(412)의 외주면(413)과 넓은 면적에서 접촉하고 있다.

유니온 너트(130)가 이음매 본체(410)의 수나사(114)에 비틀어 넣어지기 시작한 후, 우선, 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 호형상 돌기(133)가 이음매 본체(410)의 플랜지(113)에 접촉한다. 이 때, 플랜지(113)는 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이 변형되므로, 유니온 너트(130)는 수나사(114)를 따라 계속 진행한다. 그 후, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 유니온 너트(130)의 원환면(137)이 이음매 본체(410)의 외부통(111)의 선단(115)에 접촉한다. 이 때의 유니온 너트(130)의 축 방향(Z축 방향)에 있어서의 위치가 적정한 조임 위치로서 설계되어 있다.

유니온 너트(130)의 암나사(134)가 이음매 본체(410)의 수나사(114)에 비틀어 넣어졌을 때, 유니온 너트(130)로부터의 압력이 테이퍼면(136)에서 튜브(500)의 외주면에 가해지고, 또한 슬리브(420)를 통해 슬리브(420)의 환상 돌기(424)의 내주면(425)과 이음매 본체(410)의 내부통(412)의 외주면(413)의 접촉 부분에 전달된다. 그 결과, 슬리브(420)의 환상 돌기(424)의 내주면(425)과 이음매 본체(410)의 내부통(412)의 외주면(413) 사이가 간극없이 압착된다. 이와 같이 해서, 이음매 본체(410)와 슬리브(420)의 간극이 밀폐된다.

100; 관 이음매 110; 이음매 본체
111; 외부통 112; 내부통
113; 플랜지 114; 수나사
120; 슬리브 121; 선단부
122; 기단부 123; 팽창돌출부
130; 유니온 너트 131; 선단
132; 기단 133; 호형상 돌기
134; 암나사 135; 단부
136; 테이퍼면 137; 원환면
500; 튜브

Claims

외주부에 수나사를 포함하고, 내주부에 환상 홈 또는 환상 돌기를 포함하는 통 형상의 단부를 갖는 이음매 본체와,
상기 이음매 본체의 단부에 튜브를 접속하는 슬리브와,
축 방향의 일단은 상기 튜브를 받아들이고, 타단은 상기 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어지는 유니온 너트를 구비하고,
상기 이음매 본체는,
상기 유니온 너트가 상기 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 상기 유니온 너트에 접촉하고, 상기 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크를 급상승시키도록, 축 방향과 교차하여 마련된 제 1 규제부와 제 2 규제부를 갖고,
상기 유니온 너트는 상기 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 상기 제 1 규제부에 접촉한 후, 상기 제 2 규제부에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 규제부는 상기 유니온 너트에 접촉한 후에는 변형되어, 상기 유니온 너트가 상기 이음매 본체의 수나사를 따라 또한 진행하는 것을 허용하고,
상기 제 2 규제부는 상기 유니온 너트에 접촉함으로써, 상기 유니온 너트가 상기 이음매 본체의 수나사를 따라 또한 진행하는 것을 방해하는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 규제부는 상기 이음매 본체의 수나사보다 직경 방향에 있어서 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 제 2 규제부는 상기 이음매 본체의 수나사보다 직경 방향에 있어서 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 관 이음매.
제 1 항에 있어서,
상기 이음매 본체는,
상기 유니온 너트가 상기 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 상기 유니온 너트에 접촉하고, 상기 유니온 너트를 통해 작업자의 손에 전달되는 토크를 급상승시키도록, 축 방향과 교차해서 마련된 제 3 규제부를 더 갖고,
상기 유니온 너트는 상기 이음매 본체의 수나사에 비틀어 넣어질 때, 상기 제 2 규제부에 접촉한 후, 상기 제 3 규제부에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 관 이음매.