TW201411019A - 接頭及接頭組裝體 - Google Patents

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TW201411019A
TW201411019A TW102125630A TW102125630A TW201411019A TW 201411019 A TW201411019 A TW 201411019A TW 102125630 A TW102125630 A TW 102125630A TW 102125630 A TW102125630 A TW 102125630A TW 201411019 A TW201411019 A TW 201411019A
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Kiyosi Nishio
Hitoshi Imamura
Hideki Kouno
Yasuyuki Yamaguchi
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Kiyosi Nishio
Daikin Ind Ltd
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Abstract

本發明提供一種接頭及接頭組裝體,即便於尺寸較大之情形時,亦可抑制管之脫落或流體之洩漏。環(70)係配置於螺帽(30)之內側、管(90)之外側,彈性模數較管(90)更高。環(70)具有滿足以下條件之彈性模數。在本體(20)、螺帽(30)及環(70)對於管(90)連結之狀態下,在環(70)處於彈性區域內之狀態之情形時,環(70)藉由自身之應力,而可將管(90)自徑向外側朝徑向內側擠壓。又,在環(70)處於超出彈性區域之狀態之情形時,經擴張之環(70)藉由螺帽(30)之徑向內側表面而朝徑向內側被擠壓,由此可將管(90)自徑向外側朝徑向內側擠壓。

Description

接頭及接頭組裝體
本發明係關於一種接頭及接頭組裝體。
一直以來,例如,如專利文獻1(日本專利特開2009-144916號公報)中所記載般,提出有一種管接頭,其係以可使通過管之內部之流體不漏出之方式而牢固地連結。此處,作為安裝有管接頭之管之外徑尺寸,提出有1/4英吋、3/8英吋、1/2英吋、3/4英吋、及1英吋之各尺寸。
該管接頭中,於筒狀之接頭本體之端部上安裝管以使連結螺帽相對於接頭本體而螺固之情形時,在接頭本體與連結螺帽之間設置有固定環。而且,使連結螺帽相對於接頭本體而螺固時,將管藉由自內側以接頭本體、自外側以連結螺帽而擠壓之固定環而緊固。
該管接頭中,藉由採用以上之構成而使連結螺帽相對於接頭本體而螺固時,連結螺帽相對於管而旋轉,但固定環並未相對於管而旋轉,因此可防止於管之外側表面上附著有環狀之傷痕或管被切斷。
而且,使固定環之硬度較管之硬度更硬,藉此,可使連接牢固以使管不會自管接頭上脫落,並且在將連結螺帽固定於接頭本體上時,可防止連結螺帽產生變形(參照引用文獻1之段落編號0021等)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]
日本專利特開2009-144916號公報
如此,於上述專利文獻1(日本專利特開2009-144916號公報)中記載之接頭中,作為管之外徑尺寸,提出有最大為1英吋者。
發明者等嘗試開發一種可較多地確保流動於管中之流體之流量之尺寸較大之管、及與該管連接之管接頭。
而且,尺寸較大之管上使用之管接頭與尺寸較小之管接頭相比,管容易脫落,且易產生流體之洩漏。
相對於此,藉由使固定環之硬度較管之硬度更硬,而可使管難以自管接頭上脫落。然而,於固定環之彈性模數過高之情形時,在使連結螺帽螺固於接頭本體上時固定環上產生之撓曲非常少,會將管自徑向外側朝內側過度地緊固,從而存在管被切斷之虞。
於是,固定環之彈性模數存在一方面抑制管之脫落、且一方面於管之外表面上難以附著傷痕之某理想之範圍。而且,以成為該理想範圍之彈性模數之方式而設計固定環,藉此,在將管與管接頭牢固地連接之狀態下,相對於管之外表面,可自管之徑向外側朝徑向內側而使固定環之彈性力發揮作用,且可藉由固定環與接頭本體而以適當之力夾持管,從而可使連接牢固以使管不會被切斷。
然而,如上所述,在以可進行牢固之連接以抑制管之切斷之方式將管與管接頭連接之狀態下,有藉由將管拉伸或彎曲,而使某些外力作用於管之情形。如此,於上述連接狀態下,若外力作用於管,則固定環會超出自身之彈性區域而朝徑向外側擴張。如此,若外力作用於管,使固定環成為超出自身之彈性區域之狀態,則難以有自固定環之徑向外側朝徑向內側之力作用於管,從而管易自管接頭上脫落。
本發明係鑒於上述之點而完成者,本發明之目的在於提供一種 接頭及接頭組裝體,即便於尺寸較大之情形時,亦可抑制管之脫落或流體之洩漏。
第1觀點之接頭係與至少內側表面由樹脂構成之管連接之接頭,其包括:本體、螺帽、及至少1個環。本體具有:設置於一端之管連結部;及於外周面上以外徑大於管連結部之方式設置之本體螺紋部。於本體上,形成有於軸方向上延伸之貫通孔。螺帽具有螺帽螺紋部、縮徑部、及被抵接部。螺帽螺紋部係在相對於螺帽而自軸方向之一端側朝軸方向之另一端側插入有本體之管連結部之狀態下,與本體之本體螺紋部可螺合。縮徑部係設置於螺帽之軸方向之另一端側,且內徑較螺帽螺紋部更小。被抵接部係以相對於縮徑部而朝向軸方向之一端側之方式形成。至少1個環係配置於較螺帽之螺帽螺紋部更靠徑向內側之空間,其彈性模數較管更高,且抵接於螺帽之被抵接部。環具有滿足以下條件之彈性模數。即,在本體、螺帽及環對於管連結之狀態下,在環處於彈性區域內之狀態之情形時,環藉由自身之應力,而可將管自徑向外側朝徑向內側擠壓。又,在相對於管而將本體、螺帽及環連結之狀態下,在環處於超出彈性區域之狀態之情形時,經擴張之環藉由螺帽之徑向內側表面而朝徑向內側被擠壓,而可將管自徑向外側朝徑向內側擠壓。
在該接頭以使管之內表面與本體之管連結部之外表面相接之方式而將管安裝於本體上之狀態下,若使螺帽之螺帽螺紋部與本體之本體螺紋部螺合而螺入,則位於管之外側之環抵接於螺帽之被抵接部而靠近本體之管連結部之端部。而且,在將管之一部分藉由環與本體之管連結部之端部而夾入之狀態下,環以朝徑向外側擴展之方式而彈性變形。環於如此彈性變形之彈性狀態下,可使彈性力以將管自徑向外側朝徑向內側壓抵之方式而作用於管。
此處,即便於將該接頭連接於包含樹脂而構成之管之情形時,由於採用彈性模數較管之彈性模數更高之環,故而亦可藉由環之較強之彈性力而壓抵管,將管牢固地固定,從而可使管難以脫落,並且可抑制通過管之內部之流體之洩漏。
又,在使螺帽螺固於本體上且使接頭固定於管上之狀態下,即便於管上作用有某些外力之情形時,亦可藉由該環之彈性模數而使管難以脫落。而且,在使接頭固定於管上之狀態下,對管進一步作用有某些外力之情形時,可使環成為以進一步擴張之方式變形而超出彈性區域之狀態。藉此,可防止將管過度緊固,且可抑制管被切斷。
而且,如此即便於環擴張變形而成為超出彈性區域之狀態之情形時,經擴張之環之徑向外側之部分亦會抵接於螺帽之徑向內側表面,且藉由螺帽之內周部分而朝徑向內側擠壓。如此,藉由螺帽而朝徑向內側擠壓之環將管自徑向外側朝徑向內側擠壓緊固而固定,故而可使管難以脫落,並且可抑制通過管之內部之流體之洩漏。
根據以上所述,藉由該接頭,即便於管之尺寸較大之情形時,亦可抑制管被切斷,並且可抑制管之脫落或流體之洩漏。
第2觀點之接頭如第1觀點之接頭,其中在本體、螺帽及環對於管連結之狀態下,在環處於彈性區域內之狀態之情形時,在環與外周部分、與位於環之徑向外側之螺帽之內周部分之間設置有徑向之間隙。
該接頭中,於環產生彈性變形之狀態下,藉由環之彈性力而將管固定之情形時,環之外周部分不會與螺帽之內周部分中位於環之徑向外側之部分接觸。因此,於環產生彈性變形之狀態下,藉由環之彈性力而將管固定之情形時,可抑制螺帽以朝徑向外側擴管之方式而變形。
第3觀點之接頭如第1觀點或第2觀點之接頭,其中環之彈性模數 高於螺帽之彈性模數。
該接頭中,環之彈性模數不僅高於管之彈性模數,而且高於螺帽之彈性模數。因此,即便在環以超出彈性區域之程度而變形,成為環之外周部分抵接於螺帽之內周部分而朝徑向內側擠壓之狀態之情形時,由於螺帽之彈性模數之高低並非環之彈性模數程度之高低,故而亦可抑制將管過度地緊固,從而可抑制管被切斷。
第4觀點之接頭如第1至第3觀點中任一觀點之接頭,其中環之以圓周方向為法線方向之剖面之形狀係矩形形狀中、至少將徑向內側、且軸方向之本體側之部分經倒角之形狀或帶有圓角之形狀。環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分之經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之部分係環之徑向之寬度的0.3%以上且40%以下之部分,且係環之軸方向之寬度的1%以上且40%以下之部分。
該接頭中,若將螺帽螺入本體中,則管成為藉由本體之管連結部之端部與環而夾持之狀態,但此時,環在環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分上,與管相接觸。而且,於該接頭上,該環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分(係環之徑向之寬度的0.3%以上且40%以下之部分,且係環之軸方向之寬度的1%以上且40%以下之部分)成為經倒角之形狀或帶有圓角之形狀。因此,即便在將採用有較管之彈性模數更高之環之接頭連接於管並固定之情形時,與設置有不採用經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之角之情形相比,亦可難以自環對管作用局部之壓抵力。藉此,可抑制管被切斷。而且,可使該環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分(為環之徑向之寬度的0.3%以上且40%以下之部分,且為環之軸方向之寬度的1%以上且40%以下之部分)與管之外側之面之接觸面積不過大,故而可抑制藉由環而壓抵管之力分散而使管易脫落。
第5觀點之接頭如第4觀點之接頭,其中環之徑向內側、且軸方 向之本體側之部分之經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之部分係環之徑向之寬度的3%以上且29%以下之部分,且係環之軸方向之寬度的2%以上且25%以下之部分。
該接頭可一方面使管被切斷之可能性進一步降低,一方面使環相對於管陷入而確保拉伸強度。
第6觀點之接頭如第1至第5觀點中任一觀點之接頭,其中在本體、螺帽及環對於管連結之狀態下,在環處於彈性區域內之狀態之情形時,於螺帽之內周部分中、將相對於環之外徑為最大之部分而位於徑向外側之部分之內徑設為X,且將環之外徑為最大之部分之外徑設為Y之情形時,關於螺帽及環未連結而無任何力作用之狀態下之與X及Y相當之部分之長度,(X-Y)/Y之值為0.003以上且0.020以下。
該接頭在與管連接、環擴張之階段,且在與螺帽之內周部分接觸之前之階段,可更確實地使環成為彈性狀態外之狀態。藉此,可更確實地抑制環於維持彈性狀態之情形下與螺帽之內周部分接觸而將管過度地壓抵而切斷。
第7觀點之接頭如第1至第6觀點中任一觀點之接頭,其中在本體、螺帽及環對於管連結之狀態下,在環位於彈性區域內之狀態之情形時,於螺帽之內周部分中、將相對於環之外徑為最大之部分而位於徑向外側之部分之內徑設為X,將環之外徑為最大之部分之外徑設為Y,且將管之厚度設為Z之情形時,關於未將螺帽、環、及管未相互連結而無任何力作用之狀態下之與X、Y及Z相當之部分之長度,(X-Y)/Z之值為0.04以上且0.30以下。
該接頭在與管連接、環擴張而將管壓扁之階段,且在將管過度壓扁而切斷之前之階段,可更確實地使環之狀態成為超出彈性區域之狀態。藉此,可更確實地抑制管被切斷。
第8觀點之接頭如第1至第7觀點中任一觀點之接頭,其中管包含 含有選自由PFA(Polyfluoroalkoxy,四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(Fluoroethylene Propylene,四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)及PTFE(Polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)所組成之群中之至少一種之樹脂組合物。螺帽包含含有選自由PFA、PCTFE(Polychlorotrifluoroethylene,聚三氟氯乙烯)、PVDF(Poly(vinylidene difluoride),聚偏二氟乙烯,Poly(vinylidene difluoride))、ETFE(Ethylene-tetra-fluoro-ethylene,乙烯-四氟乙烯共聚物)、及PPS(Polyphenylene sulfide,聚亞苯基硫醚)所組成之群中之至少一種之樹脂組合物。環包含含有選自由PCTFE、PVDF、ETFE、及PPS所組成之群中之至少一種之樹脂組合物。
該接頭可更確實地抑制管被切斷,並且可更確實地抑制管之脫落或流體之洩漏。
第9觀點之接頭如第1至第8觀點中任一觀點之接頭,其中環為不透明。螺帽為透明或半透明。
該接頭中,螺帽為透明或半透明,環為不透明,故而在使環與螺帽連結於管上之狀態下,可自螺帽之外側確認環之存在。藉此,可難以產生忘記安裝環之情形。
第10觀點之接頭組裝體係包括管、及如第1至第9觀點中任一觀點之接頭。管包含具備耐化學品性之樹脂而構成。管之彎曲半徑為0.3m以上且3.0m以下。
該接頭組裝體與包含鐵之管等不同,由於管易彎曲,故而即便為了進行較長距離之連接而需要將較長之管搬運至現場之情形時,亦可將管纏繞等以使其小型化而進行搬運。
對於第1觀點之接頭而言,即便於管之尺寸較大之情形時,亦可抑制管被切斷,並且可抑制管之脫落或流體之洩漏。
對於第2觀點之接頭而言,於環產生彈性變形之狀態下,於藉由環之彈性力而將管固定之情形時,可抑制螺帽以朝徑向外側擴管之方式而變形。
對於第3觀點之接頭而言,即便在環以超出彈性區域之程度而變形,使環之外周部分抵接於螺帽之內周部分而成為朝徑向內側擠壓之狀態之情形時,亦可抑制管被切斷。
對於第4觀點之接頭而言,可使管難以被切斷,且可使管難以脫落。
對於第5觀點之接頭而言,可一方面使管被切斷之可能性進一步降低,一方面使環相對於管陷入而確保拉伸強度。
對於第6觀點之接頭而言,可更確實地抑制環於維持彈性狀態之情形下與螺帽之內周部分接觸而使管被切斷。
對於第7觀點之接頭而言,可更確實地抑制管被切斷。
對於第8觀點之接頭而言,可更確實地抑制管被切斷,並且可更確實地抑制管之脫落或流體之洩漏。
對於第9觀點之接頭而言,可抑制忘記安裝環之情形。
對於第10觀點之接頭組裝體而言,可小型化而進行搬運。
20‧‧‧本體
21a‧‧‧外側傾斜面
21b‧‧‧內側傾斜面
22‧‧‧管連結部
23‧‧‧本體螺紋部
24‧‧‧本體操作部
25‧‧‧安裝側螺紋部
26‧‧‧貫通孔
30、230‧‧‧螺帽
31‧‧‧插入端部
32‧‧‧外側筒狀部
33‧‧‧螺帽操作部
34‧‧‧螺帽螺紋部
35‧‧‧螺帽筒狀部
36‧‧‧縮徑部
37‧‧‧被抵接部
38‧‧‧彎曲部
70、270‧‧‧環
71‧‧‧內表面
72‧‧‧外表面
73‧‧‧第1側面
74‧‧‧第2側面
75‧‧‧內側第1傾斜面
76‧‧‧外側第1傾斜面
77‧‧‧外側第2傾斜面
78‧‧‧內側第2傾斜面
90‧‧‧管
100‧‧‧接頭
150‧‧‧接頭組裝體
θ1、θ2‧‧‧傾斜角度
A、B、C、D‧‧‧距離
a1、a2、a3、a4‧‧‧長度
a5‧‧‧內徑
a6‧‧‧直徑
a7‧‧‧外徑
a8‧‧‧間隔
b1‧‧‧內徑
b2‧‧‧外徑
b3‧‧‧厚度
b4、b5‧‧‧傾斜面
c1‧‧‧外徑
c2、c3、c4、c5‧‧‧長度
c6、c7‧‧‧內徑
c8、c9、c10‧‧‧長度
圖1係關於實施例之接頭及接頭組裝體之外觀之概略之分解立體圖。
圖2係本體之側面圖。
圖3係本體之側視剖面圖。
圖4係於軸方向上自與插入有管之側相反側觀察本體之圖。
圖5係環之側面圖。
圖6係螺帽之側面圖。
圖7係螺帽之側視剖面圖。
圖8係自軸方向上之縮徑部側觀察螺帽之圖。
圖9係於管上安裝有環與螺帽之狀態之側視剖面圖。
圖10係使前端擴管之管連結於本體之狀態之側視剖面圖。
圖11係表示相對於本體而螺入螺帽之情形之側視剖面圖。
圖12係將接頭連結固定於管上之狀態之側視概略剖面圖。
圖13係將接頭連結固定於管上之狀態之側視部分放大概略剖面圖。
圖14係表示關於將接頭連結固定於管上之狀態之其他例之側視部分放大概略剖面圖。
圖15係將接頭連結固定於管上之狀態之側視部分放大概略剖面圖。
圖16係表示其他實施形態(7-1)之接頭之連結固定狀態之側視剖面圖。
圖17係表示其他實施形態(7-2)之接頭之連結固定狀態之側視剖面圖。
以下,說明一實施形態之接頭及接頭組裝體。以下說明之接頭及接頭組裝體係以例示為目的,並不限定於此。
(1)接頭及接頭組裝體
本實施形態之接頭係與管連接之接頭,包括本體、螺帽、及環。接頭組裝體係將接頭連結固定於管上而構成。
(2)管
管係至少內側表面藉由樹脂而構成之管狀構件。
管之至少徑向內側之表面藉由樹脂而構成即可,例如管亦可係一部分包含金屬之層等者。又,亦可將徑向內側之表面、與徑向外側之表面藉由樹脂而構成,且將中間層藉由金屬而構成。管較佳為包含 一種樹脂組合物。
對於通過管之內部之流體,並未特別限定,可列舉例如:酸、鹼、溶劑、溫泉水等之高溫水、海洋水、工業用廢液類等。作為酸,可列舉例如:鹽酸、硝酸、氫氟酸、硫酸、磷酸等。作為鹼,可列舉例如:氨水、單乙醇胺等之有機胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。作為溶劑,可列舉例如:甲醇、丙醇等之醇類、甲苯等之有機溶劑類。
通過管之內部之流體之狀態亦可為加壓狀態。如此於將流體加壓之狀態下,來自接頭部分之洩漏經常成問題,但對於本實施形態之接頭,即便於此種加壓後之流體流動於內部之情形時,亦可抑制其洩漏。
管就一方面更多地確保通過內部之流體之流量,一方面使施工作業性良好之點而言,在未連結固定而無任何力作用之狀態下,內徑較佳為28.0mm以上且66.0mm以下,更佳為45.0mm以上且55.0mm以下。管之外徑較佳為大於38.1mm(1.5英吋),更佳為大於50.8mm(2.0英吋)。又,管之外徑較佳為70.0mm以下。進而,管之外徑更佳為52.0mm以上且62.0mm以下。
管之厚度較佳為2.5mm以上且4.0mm以下,更佳為3.0mm以上且3.5mm以下。
管之彎曲半徑較佳為0.3m以上且3.0m以下,更佳為0.5m以上且1.5m以下。再者,管之彎曲半徑係於使管彎曲成圓弧狀時,於管即將折彎(非破壞)之前之半徑。
再者,若增加管之厚度,則可使管難以斷開,但存在彎曲半徑變長之傾向。如此若彎曲半徑變長,則1整根管變長,搬運至現場變得困難,故而需要分成較短之複數根而進行搬運,但該情形時,現場之連接作業變得複雜,並且連接部位之數目增大亦會導致洩漏之問題變得顯著。因此,為了確保管之搬運容易性,且確保施工現場之引繞 之容易性,較佳為例如管之厚度為1.0mm以上且10.0mm以下,且管之彎曲半徑為0.3m以上且1.5m以下。
管為了提高與接頭連結固定時之施工之容易性,較佳為使連接處之端部加熱擴管。
作為構成管之樹脂,較佳為具備耐化學品性之樹脂。作為具備耐化學品性之樹脂,可列舉例如:PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)及該等之混合物。其中,根據耐藥液性、耐裂解性、耐熱性、及即便彎曲亦難以折斷之機械特性之觀點,構成管之樹脂較佳為PFA。該樹脂之藉由DSC(Differential Scanning Calorimetry,示差掃描熱量測定)求出峰頂而規定之熔點較佳為260℃以上且310℃以下,更佳為295℃以上且310℃以下。熔點為295℃以上之PFA不會過度柔軟,故而可抑制擴口加工部之變形,且可使管難以脫落。又,熔點為310℃以下之PFA之耐裂解性優異,難以產生擴口加工部之龜裂。該樹脂之根據ASTM D638而測定之彈性模數較佳為300MPa以上且800MPa以下,更佳為400MPa以上且800MPa以下。
再者,管之表面粗糙度較佳為0.001以上且2.0以下。再者,此處之表面粗糙度之測定係使用Mitutoyo製造之SURFTEST SV-600,根據JIS B0601-1994,作為管之外表面之算術平均粗糙度Ra(μm)而測定。
(3)本體
本體具有管連結部、及本體螺紋部,且形成有於軸方向上延伸之貫通孔。
本體螺紋部之構成為:其相對於管連結部而設置於軸方向內側,外徑大於管連結部之外徑,且與螺帽之螺帽螺紋部螺合。
本體進而亦可具有:安裝側螺紋部、及本體操作部。安裝側螺紋部之構成為:其設置於軸方向上與設置有管連結部之側相反側之端 部附近之外周面上,且與連接接頭之對象構件之螺紋螺合。本體操作部係在將螺帽螺入本體中時藉由扳手或人之手指夾持之部分,於軸方向上,設置於本體螺紋部與安裝螺紋部之間。該本體操作部於沿軸方向觀察時成多角形狀或其變形形狀。
管連結部係於本體之一端側形成為筒狀。管連結部因安裝有管,故而藉由管之內表面而自徑向外側覆蓋。
本體螺紋部係於外周面上以較管連結部之外徑大之方式而設置。
本體之管連結部較佳為於軸方向外側之端部上設置有管插入端。管插入端具有:徑向外側插入部,其構成為越朝向軸方向外側,徑向外側之部分越位於徑向內側;及徑向內側插入部,其構成為越朝向軸方向外側,徑向內側之部分越位於徑向外側。徑向外側插入部可藉由外側傾斜面而構成,亦可藉由於軸方向外側、且朝徑向外側膨出而平穩地彎曲之外側R部分構成。於將徑向外側插入部藉由外側傾斜面而構成之情形時,於軸方向之剖面形狀中,關於該外側傾斜面與軸方向所成之角中較小之角度,在未連結固定而無任何力作用之狀態下,較佳為30度以上且60度以下。徑向內側插入部較佳為,並非藉由於軸方向外側、且朝徑向內側膨出而平穩地彎曲之R部分構成,更佳為藉由內側傾斜面構成。其原因在於,若將徑向內側插入部藉由R部分而構成,則在將接頭連結固定於管上之狀態下,存在有在管之內表面與徑向內側插入部之R部分之間有流體滯留之虞。於將徑向內側插入部藉由內側傾斜面而構成之情形時,於軸方向之剖面形狀中,關於該內側傾斜面與軸方向所成之角中較小之角度,在未連結固定而無任何力作用之狀態下,較佳為30度以上且70度以下。藉由將該角度設為30度以上,而可避免使管連結部之前端之徑向之厚度變薄而使強度降低,在將接頭連結固定於管上時,易避免藉由環或管而朝內側擠壓, 倒入至徑向內側。又,藉由將該角度設為70度以下,而可抑制形成於管連結部之內側傾斜面與管之內表面之間之間隙中所產生之流體之滯留。
本體之管連結部上之徑向外側插入部與徑向內側插入部之徑向上之邊界部分之位置較佳為管連結部之厚度之幅度範圍內,且位於管連結部之偏靠徑向內側。又,藉由該邊界部分而構成之圓之直徑較佳為小於環之內徑。其原因在於,在使接頭連結固定於管上之狀態下,避免管連結部之邊界部分之前端形狀相對於管而朝管之厚度方向插入,從而難以產生管之切斷。再者,在將徑向外側插入部藉由外側傾斜面而構成,且將徑向內側插入部藉由內側傾斜面而構成之情形時,於軸方向之剖面形狀中,關於外側傾斜面與內側傾斜面所成之角中較小之角度,在未連結固定而無任何力作用之狀態下,較佳為80度以上,更佳為90度以上。其原因在於,管連結部之邊界部分之前端形狀不會變成過度銳利之形狀。再者,下述之環於本體側、且於徑向內側具備傾斜面,在管連結部具備外側傾斜面之情形時,於軸方向之剖面形狀中,該環之傾斜面之傾斜角度、與管連結部之外側傾斜面之傾斜角度較佳為相差未達10度,更佳為一致。
又,藉由管連結部之邊界部分而構成之圓之直徑較佳為小於管之外徑,且大於管之內徑。藉此,在將管連結固定於接頭上之狀態下,可使本體之管連結部難以倒入至徑向內側,且可防止本體之管連結部成為流體流動之阻力,並且可使管難以被切斷。
關於本體之管連結部之外徑,在未連結固定而無任何力作用之狀態下,較佳為管之外徑之1.05倍以上且1.10倍以下。
關於本體之管連結部之徑向之厚度,在未連結固定而無任何力作用之狀態下,較佳為管之厚度的1.5倍以上且1.8倍以下。
本體可包含複數個零件,但較佳為包含一種樹脂組合物。關於 構成該本體之樹脂,與管同樣地較佳為具備耐化學品性之樹脂。作為此種樹脂,可列舉例如:PTFE(聚四氟乙烯)、或PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)。該樹脂之藉由DSC(示差掃描熱量測定)求出峰頂而確定之熔點較佳為320℃以上且330℃以下,更佳為327℃。此處,並未特別限定,例如PTFE成形加工品之原料中,可將粉體狀之PTFE原料粉末於模具內壓縮凝固之後,於360℃以上且380℃以下之熱風環境爐中焙燒,冷卻後進行機械加工而獲得加工品,但此時若原料粉體之加熱下之焙燒不充分,則熔點高於327℃,從而成為機械特性劣化分散等之不良之原因。又,該樹脂之根據ASTM D638而測定之彈性模數較佳為400MPa以上且800MPa以下。
再者,本體之表面粗糙度較佳為0.001以上且2.0以下。再者,此處之表面粗糙度之測定係將本體之位於管連結部之前端處之徑向外側插入部之表面以沿大致軸方向而非圓周方向之方式進行測定。再者,此處之表面粗糙度之測定係使用Mitutoyo製造之SURFTEST SV-600,根據JIS B0601-1994,作為上述徑向外側插入部之表面之算術平均粗糙度Ra(μm)而測定。
(4)螺帽
螺帽具有螺帽螺紋部、縮徑部、及被抵接部。
螺帽螺紋部構成為:在自軸方向之一端側(插入用開口側)朝軸方向之另一端側插入有本體之管連結部之狀態下,可與本體螺紋部螺合。
縮徑部構成為:其設置於軸方向之另一端側(與插入用開口側相反側),且較螺帽螺紋部之內徑小。
被抵接部係以相對於縮徑部而朝軸方向之一端側(插入用開口側)之方式形成。被抵接部係螺帽整體中,在將管連結固定於接頭上之狀態下,與環之一部分抵接之部分。
螺帽較佳為以如下方式構成:於軸方向上之插入用開口側之端部上,徑向之厚度較其附近之部分更厚。
螺帽較佳為,於軸方向上,在螺帽螺紋部與縮徑部之間,不設置螺紋而形成有於軸方向上延伸之為筒形狀之螺帽筒狀部。關於螺帽之螺帽筒狀部之徑向之厚度,根據即便於下述之環超出彈性狀態而擴張以使環之外徑部分與螺帽接觸之狀態下,亦必須以使管不脫落之方式抑制螺帽自身之變形,故而較佳為管之厚度的1.5倍以上且4.0倍以下,更佳為2.5倍以上且3.5倍以下。
螺帽亦可具有螺帽操作部,其係於沿軸方向觀察時,外周形狀成多角形狀或其變形形狀。螺帽操作部係在將螺帽螺入本體中時藉由扳手或人之手指夾持之部分。
被抵接部之形狀並未特別限定,但在將管連結固定於接頭上之狀態下,較佳為與抵接之環之一部分對應之形狀。例如在將管連結固定於接頭上之狀態下,抵接之環之一部分形狀為面形狀,於該面之法線方向為軸方向之情形時,較佳為被抵接部亦為面形狀,且以使該面之法線方向成為軸方向之方式而構成。
螺帽較佳為包含一種樹脂組合物。關於構成該螺帽之樹脂,亦與管或本體同樣地較佳為具備耐化學品性之樹脂。作為此種樹脂,可列舉例如:PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)、PCTFE(聚三氟氯乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、PPS(聚亞苯基硫醚)、及該等之混合物。其中較佳為包含PFA。該樹脂之藉由DSC(示差掃描熱量測定)求出峰頂而確定之熔點較佳為295℃以上且310℃以下。熔點為295℃以上之PFA不會過度柔軟,故而可抑制變形,且可使管難以脫落。又,熔點為310℃以下之PFA之耐裂解性優異,故而難以產生龜裂。該樹脂之根據ASTM D638而測定之彈性模數較佳為400MPa以上且800MPa以下。
再者,關於螺帽,根據在將管連結固定於接頭上之狀態下可確認環是否位於內部(是否忘記安裝環)之觀點,較佳為透明或半透明。
(5)環
環係配置於較螺帽之螺帽螺紋部更靠徑向內側之空間上,較管之彈性模數高,且以抵接於螺帽之被抵接部之方式而使用之環狀構件。環於接頭上,可使用至少1個,亦可使用複數個。於使用複數個之情形時,抵接於螺帽之被抵接部之環、與抵接於管之外表面之環亦可不同。
在相對於管而將本體、螺帽及環連結之狀態下,環具有可實現以下性質之彈性模數。即,在環處於彈性區域內之狀態之情形時,環藉由自身之應力,而可將管自徑向外側朝徑向內側擠壓。而且,在環處於超出彈性區域之狀態之情形時,經擴張之環藉由螺帽之徑向內側表面而朝徑向內側擠壓,由此可將管自徑向外側朝徑向內側擠壓。將環之彈性模數以高於管之彈性模數之方式進行調節,藉此在將管之一部分藉由環與本體之管連結部之端部而夾入之狀態下,環以朝徑向外側擴展之方式而彈性變形,可使彈性力以將管自徑向外側朝徑向內側壓抵之方式而發揮作用。藉此,可將管牢固地固定,以使管難以脫落,且可抑制通過管之內部之流體之洩漏。而且,在使螺帽螺固於本體上且使接頭固定於管上之狀態下,即便於管上作用有某些外力之情形時,如上所述由於環之彈性模數得以調節,故而可使管難以脫落。而且,在使接頭固定於管上之狀態下,對管進一步作用有某些外力之情形時,可使環成為以進一步擴張之方式變形而超出彈性區域之狀態。藉此,可抑制因將管過度地緊固而切斷。而且,如此即便於環擴張變形而成為超出彈性區域之狀態之情形時,經擴張之環之徑向外側之部分亦會抵接於螺帽之徑向內側表面,且藉由螺帽之內周部分而朝徑向內側擠壓。以此方式,藉由螺帽而朝徑向內側擠壓之環可將管自 徑向外側朝徑向內側擠壓緊固而固定,故而可使管難以脫落,並且可抑制通過管之內部之流體之洩漏。
又,環係作為與螺帽不同之構件而使用,故而於使螺帽螺固於本體上之階段,螺帽於管之周圍旋轉,但抑制環之旋轉。藉此,抑制因環旋轉而導致管之外周上產生傷痕,從而可保護管不被切斷。
環之形狀中,以圓周方向為法線方向之切剖面之形狀較佳係矩形形狀中,至少將徑向內側、且軸方向之本體側之部分經倒角之形狀或帶有圓角之形狀。該環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分之經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之部分較佳係環之徑向之寬度的0.3%以上且40%以下之部分,且係環之軸方向之寬度的1%以上且40%以下之部分,更佳係環之徑向之寬度的3%以上且29%以下之部分,且係環之軸方向之寬度的2%以上且25%以下之部分,進而更佳為環之徑向之寬度的3%以上且10%以下之部分,且為環之軸方向之寬度的2%以上且10%以下之部分。該範圍因以下之理由而較佳。即,在使接頭連結固定於管上之狀態下,環在環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分上,與管相接。而且,該接頭中,於該環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分上,採用經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之情形時(於環之徑向之寬度的0.3%以上、環之軸方向之寬度的1%以上之部分採用之情形時),即便於採用較管之彈性模數高之環之情形時,亦可難以自環對管作用局部之壓抵力。藉此,可抑制管被切斷。而且,將該環之採用有經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之部分設為環之徑向之寬度的40%以下、且環之軸方向之寬度的40%以下之部分,藉此可使與管之外側之面之接觸面積不過大,故而可抑制藉由環而壓抵管之力分散而使管易脫落。尤其於環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分之經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之部分係環之徑向之寬度的3%以上且29%以下之部分,且係環之軸方向之寬度的2%以上且25%以下之部分 之情形時,可一方面使管被切斷之可能性進一步降低,一方面使環相對於管陷入而確保拉伸強度。
又,管係以沿本體之徑向外側插入部之外側表面之方式在相對於軸方向而傾斜之狀態下安裝,故而環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分中,經倒角之形狀或帶有圓角之形狀之部分以外之部分相對於該管之外表面中相對於軸方向而傾斜之部分,朝使管之厚度縮小之方向壓抵於管。另一方面,本體之徑向外側插入部相對於管之內表面中相對於軸方向而傾斜之部分,朝使管之厚度縮小之方向壓抵於管。藉此,藉由環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分、與本體之徑向外側插入部而夾持管。該管被夾持之部分與管之其他部分相比,厚度變薄。又,較管被夾持之部分更靠內之部分與管被夾持之部分相比,厚度較厚。藉此,管之較厚之部分難以穿過藉由環之徑向內側、且軸方向之本體側之部分與本體之徑向外側插入部而夾持之部分,故而可使管難以於近前脫落。
再者,於將經倒角之形狀形成為環之情形時,該經倒角之形狀之面之法線與環之徑向所成之角中較小之角較佳為20度以上且70度以下,更佳為30度以上且60度以下,特佳為45度。
關於環之外徑之大小,在使環朝徑向外側擠壓而擴張之情形時,較佳為難以破壞,且在超出彈性區域之狀態下,抵接於螺帽之內側,具體而言,較佳為螺帽之螺帽筒狀部之內徑的85.0%以上且99.9%以下,更佳為98.0%以上且99.9%以下。又,環之外徑為最長之部分與螺帽之螺帽筒狀部之內徑之間產生之間隙在未連結固定而無任何力作用之狀態下,較佳為0.1mm以上且2.0mm以下,更佳為0.2mm以上且1.0mm以下。
環之內徑較佳為管之外徑的1.001倍以上且1.04倍以下,更佳為管之外徑的1.001倍以上且1.01倍以下。
環之徑向之厚度較佳為較管之厚度更厚。具體而言,環之徑向之厚度較佳為管之厚度的1.2倍以上且2.5倍以下,更佳為管之厚度的1.2倍以上且2.0倍以下,進而更佳為1.4倍以上且1.8倍以下。
環之軸方向之寬度並未特別限定,但例如較佳為環之徑向之厚度的0.5倍以上且4倍以下,更佳為1.0倍以上且2.0倍以下。
環較佳為包含一種樹脂組合物。關於構成該環之樹脂,與管、本體、或螺帽同樣地較佳為具備耐化學品性之樹脂。作為此種樹脂,可列舉例如:PVDF(聚偏二氟乙烯)、PCTFE(聚三氟氯乙烯)、ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)、PPS(聚亞苯基硫醚)、及該等之混合物。該等之樹脂組合物中,亦可含有填料,但較佳為不含有玻璃纖維者。作為此種樹脂,其中較佳為PVDF或PCTFE。該樹脂之藉由DSC(示差掃描熱量測定)求出峰頂而確定之熔點較佳為130℃以上且290℃以下,更佳為160℃以上且230℃以下。若熔點為該範圍內,則環不會變得過度柔軟,故而可抑制變形,且可使管難以脫落,並且耐裂解性優異故而難以產生龜裂。該樹脂之根據ASTM D638而測定之彈性模數宜為500MPa以上且4000MPa以下,較佳為高於螺帽之彈性模數,更佳為高於管之彈性模數,進而更佳為1000MPa以上且2500MPa以下。
再者,於螺帽之彈性模數低於環之彈性模數之情形時,在使接頭連結固定於管上之狀態下,即便在環以超出彈性區域之程度而變形,成為環之外周部分抵接於螺帽之內周部分而朝徑向內側成擠壓之狀態之情形時,由於螺帽之彈性模數之高低並非環之彈性模數程度之高低,故而亦可防止將管過度緊固,從而可抑制管被切斷。
再者,根據螺帽為透明或半透明之情形時,防止忘記安裝環之觀點,環較佳為不透明或被著色。
再者,環之表面粗糙度較佳為0.001以上且8.0以下。再者,此處 之表面粗糙度之測定係將環中於連結固定狀態下位於本體之最靠近徑向外側插入部之位置上之部分之表面以沿大致軸方向而非圓周方向之方式進行測定。再者,此處之表面粗糙度之測定係使用Mitutoyo製造之SURFTEST SV-600,根據JIS B0601-1994,作為環中上述部分之表面之算術平均粗糙度Ra(μm)而測定。
(6)各構件之關係
關於構成各構件之素材之關係,即,作為構成管之樹脂、構成環之樹脂、及構成螺帽之樹脂之組合,特佳為構成管之樹脂為PFA,構成環之樹脂為PVDF或PCTFE,構成螺帽之樹脂為PFA。再者,於該組合中,特佳為構成本體之樹脂為PTFE或PFA。
又,關於各構件之形狀及大小之關係,即,在相對於管而將本體、螺帽及環連結之狀態下,在環處於彈性區域內之狀態之情形時,於螺帽之內周部分中,相對於環之外徑為最大之部分而將位於徑向外側之部分之內徑設為X,且將環之外徑為最大之部分之外徑設為Y之情形時,以未將螺帽及環連結而無任何力作用之狀態下之與X及Y相當之部分之長度表示之式(X-Y)/Y之值較佳為0.003以上且0.020以下,更佳為0.0055以上且0.0121以下,進而更佳為0.0055以上且0.0090以下。
進而,關於各構件之形狀及大小之關係,即,相對於管而將本體、螺帽及環連結之狀態下,在環處於彈性區域內之狀態之情形時,於螺帽之內周部分中,相對於環之外徑為最大之部分而將位於徑向外側之部分之內徑設為X,將環之外徑為最大之部分之外徑設為Y,且將管之厚度設為Z之情形時,以未將螺帽、環、及管彼此連結而無任何力作用之狀態下之與X、Y及Z相當之部分之長度表示之式(X-Y)/Z之值較佳為0.04以上且0.30以下,更佳為0.05以上且0.25以下。
[實施例]
圖1表示關於實施例1之接頭及接頭組裝體之外觀之概略之分解立體圖。
接頭組裝體150係將接頭100連結固定於管90上而構成。
接頭100包含:本體20、環70、及螺帽30。
對管90而言,將其一端連接於本體20之管連結部22(下述)上之狀態下,使螺帽30相對於本體20而螺合,以此藉由位於螺帽30之徑向內側且管90之徑向外側之環70、與本體20之管插入端21(下述)夾持而連結固定。
以下,對各構件分開進行詳細說明。
(管90)
管90係包含PFA樹脂,其外徑為57.4mm,內徑為50.8mm,徑向之厚度為3.3mm。該管90之彎曲半徑為0.91m,該管90之彈性模數為450MPa。
(本體20)
本體20如圖2之側視外觀圖所示,包括:管插入端21、管連結部22、本體螺紋部23、本體操作部24、安裝側螺紋部25、及貫通孔26。管插入端21構成插入管90之側之前端。管插入端21如圖2之側剖面圖所示,具有:外側傾斜面21a,其構成為越朝向軸方向外側,徑向外側之部分越位於徑向內側;及內側傾斜面21b,其構成為越朝向軸方向外側,徑向內側之部分越位於徑向外側。管連結部22係在插入有管90之狀態下,外表面與管90之內表面相接觸之部分,且係自管插入端21以筒狀延伸之方式而構成。本體螺紋部23係相對於管連結部22而設置於與管插入端21側相反側,構成為外徑較管連結部22之外徑更大,且與下述螺帽30之螺帽螺紋部34螺合。本體操作部24係在將螺帽30螺入本體20中時藉由扳手或人之手指夾持之部分,其相對於本體螺紋部23而設置於與管連結部22側相反側。本體操作部24如圖4之沿軸方向 觀察之俯視圖所示,於沿軸方向觀察時,具有將矩形之各邊平穩地相連之形狀。安裝側螺紋部25具有用以相對於未圖示之安裝對象而螺固之螺紋。貫通孔26係將本體20沿軸方向貫通之孔。
如圖2所示,關於軸方向上之長度,管插入端21與管連結部22之共計長度a1為28.0mm,本體螺紋部23之長度a2為40.0mm,本體操作部24之長度a3為20.0mm,安裝側螺紋部25之長度a4為30.0mm。又,如圖3所示,貫通孔之內徑a5為20.8mm,外側傾斜面21a與內側傾斜面21b之邊界部分構成之圓之直徑a6為54.8mm,管連結部22之外徑a7為61.8mm,任一者均位於同心圓上。又,於軸剖面上,相對於軸方向之外側傾斜面21a之傾斜角度θ1為45度,相對於軸方向之內側傾斜面21b之傾斜角度θ2為45度。再者,於軸剖面上,外側傾斜面21a之傾斜面與內側傾斜面21b之傾斜面所成之角度為90度。又,如圖4所示,本體操作部24之對向之面彼此之間隔a8為80.0mm。
本體20係包含PTFE。
該本體20之彈性模數為460MPa。
(環70)
如圖5所示,環70係具有內表面71、外表面72、第1側面73、第2側面74、內側第1傾斜面75、外側第1傾斜面76、外側第2傾斜面77、及內側第2傾斜面78之環狀構件。
內表面71藉由與軸方向平行地以筒狀延伸之面,而構成環70之徑向之最內側之面。外表面72藉由與軸方向平行地以筒狀延伸之面,而構成環70之徑向之最外側之面。第1側面73係以軸方向為法線方向之圓周狀之面,其構成環70之軸方向之一端側。第2側面74係以軸方向為法線方向之圓周狀之面,其構成環70之軸方向之另一端側。內側第1傾斜面75係將內表面71與第1側面73相連之傾斜面,且以於軸方向上隨著靠近第1側面73側而位於徑向外側之方式形成有傾斜面。外側 第1傾斜面76係將外表面72與第1側面73相連之傾斜面,且以於軸方向上隨著靠近第1側面73側而位於徑向內側之方式形成有傾斜面。外側第2傾斜面77係將外表面72與第2側面74相連之傾斜面,且以於軸方向上隨著靠近第2側面74側而位於徑向內側之方式形成有傾斜面。內側第2傾斜面78係將內表面71與第2側面74相連之傾斜面,且以於軸方向上隨著靠近第2側面74側而位於徑向外側之方式形成有傾斜面。
環70之內徑b1為57.7mm,外徑b2為68.5mm,軸方向之厚度b3為8.0mm。又,內側第1傾斜面75、外側第1傾斜面76、外側第2傾斜面77、及內側第2傾斜面78之任一者,相對於軸方向之傾斜面之傾斜角度中較小之角度均為45度。又,內側第1傾斜面75及內側第2傾斜面78之任一者均係具有於軸方向上以0.3mm之寬度、於徑向上以0.3mm之寬度斜向削除而產生之形狀及大小之傾斜面(參照圖5之b4、b7)。外側第1傾斜面76及外側第2傾斜面77之任一者均係具有於軸方向以0.5mm之寬度、於徑向上以0.5mm之寬度斜向削除而產生之形狀及大小之傾斜面(參照圖5之b5、b6)。
再者,環70具有對稱之形狀,即便將軸方向之任一者朝向本體20側,亦可獲得相同之結果,故而本實施例中,以將第1側面73朝向本體20側之情形為例進行說明。於該情形時,主要有助於與本體20之間夾持管90之部分係內側第1傾斜面75。再者,此處,內側第1傾斜面75之相對於軸方向之傾斜角度、與本體20之外側傾斜面21a之相對於軸方向之傾斜角度以45度共通。
環70係包含PVDF。
該環70之彈性模數為2200MPa。
(螺帽30)
螺帽30如圖6之側視外觀圖、圖7之側視剖面圖、及圖8之自軸方向上之縮徑部側觀察之圖中所示,包括:插入端部31、外側筒狀部 32、螺帽操作部33、螺帽螺紋部34、螺帽筒狀部35、縮徑部36、被抵接部37、及彎曲部38。
插入端部31構成將螺帽30插入至本體20中時之插入側前端,具有稍向徑向外側擴展之形狀。外側筒狀部32係於軸方向上以筒狀延伸。螺帽操作部33係在將螺帽30螺入本體20中時藉由扳手或人之手指夾持之部分,且相對於外側筒狀部32而形成於與軸方向之插入端部31側相反側。該螺帽操作部33如圖8所示,於沿軸方向觀察時,構成為6角形之各角成圓形之形狀。螺帽螺紋部34係於本體20中插入螺帽30而螺固時,以相對於本體螺紋部23而可自徑向外側螺合之方式,構成螺帽30之內側即插入端部31側。縮徑部36係自與插入端部31側相反側之端部朝插入端部31側延伸,於螺帽30之內側構成筒狀部分。螺帽筒狀部35係以將螺帽螺紋部34與縮徑部36於軸方向上相連之方式,於螺帽30之內側構成筒狀部分,且於徑向上構成縮徑部36之徑向外側即螺帽螺紋部34之徑向內側。被抵接部37係包含將縮徑部36之插入端部31側之端部、及與螺帽筒狀部35之插入端部31側相反側之端部以於徑向上擴展之方式相連之面(朝向插入端部31側)。彎曲部38係設置於將與螺帽筒狀部35之插入端部31側相反側之端部與被抵接部37相連之部分上之R形狀部分。
螺帽30如圖6所示,插入端部31之外徑c1為95.0mm,於螺帽操作部33中將彼此相對之帶有圓角之形狀之部分彼此連結之長度c2為90.0mm。又,如圖6所示,關於軸方向上之長度,插入端部31之長度c3為41.5mm,外側筒狀部32之長度c4為31.0mm,螺帽操作部33之長度c5為5.0mm。又,如圖7所示,螺帽筒狀部35之內徑c6為69.0mm,縮徑部36之內徑c7為58.0mm。進而,如圖6所示,關於軸方向上之長度,螺帽螺紋部34之長度c8為34.0mm,螺帽筒狀部35之長度c9為32.5mm,縮徑部36之長度c10為11.0mm。再者,彎曲部38之曲率半 徑為0.5mm。
螺帽30由PFA構成。
該螺帽30之彈性模數為500MPa。
(連結固定之動作)
本實施例中,以如下之順序,使本體20、環70及螺帽30對於管90而固定,且使接頭100對於管90而連結固定。
首先,將欲安裝接頭100之管90之前端經由縮徑部36側而插入至螺帽30中,進而,插入至環70中,形成如圖9之側視剖面圖所示之狀態。
其次,將欲安裝接頭100之管90之前端部分之內徑加熱擴管至管連結部22之外徑程度為止。然後,向經擴管之管90之前端之內側插入本體20之管連結部22,形成如圖10之側視剖面圖所示之狀態。再者,管90之前端設為落在管連結部22之軸方向之範圍內之位置。
其後,將螺帽30沿軸方向相對於本體20靠近,移動至本體20之本體螺紋部23、與螺帽30之螺帽螺紋部34彼此開始螺合之部分為止。此時,環70之第2側面74於軸方向上抵接於螺帽30之被抵接部37,環70朝軸方向上之本體20側移動。然後,使螺帽30相對於本體20而旋轉,以成為圖11之側視剖面圖所示之狀態之方式,將螺帽30螺入本體20中。再者,此處,本體20與管90大致一體化,不會受到螺帽30旋轉之影響而旋轉。又,由於螺帽30與環70係分開構成,故而即便於螺帽30旋轉之情形時,環70原則上亦僅以朝軸方向沿管90之外表面之方式而移動,環70於管90之外表面上不旋轉。
若持續進行螺帽30之對本體20之螺入操作,則環70之內側第1傾斜面75相對於管90中位於本體20之外側傾斜面21a之附近之部分而抵接。進而,若持續進行螺帽30之對本體20之螺入操作,則環70之內側第1傾斜面75將管90中位於本體20之外側傾斜面21a之附近之部分朝軸 方向本體20側擠壓。此時,環70自管90中位於本體20之外側傾斜面21a之附近之部分,受到朝軸方向之與本體20側相反側回推之反作用力、及朝徑向外側擴張之力。藉此,環70彈性變形,成為彈性區域內之狀態,由此使彈性力作用於管90中位於本體20之外側傾斜面21a之附近之部分。然後,於緊固螺帽30時之緊固轉矩成為預先設定之250kgf‧cm之值之時間點結束螺帽30之對本體20之螺入操作,形成圖12之側視剖面圖所示之狀態,使接頭100對於管90而連結固定。再者,之所以將緊固轉矩是否成為250kgf‧cm之值作為基準,係基於以下之理由。即,以上述實施例之形狀、尺寸、材質為前提之情形時,可使密封性良好(通過管90之內部之流體不洩漏)、及可使拉伸強度良好(管90不會自接頭100上脫落),根據該等觀點而掌握緊固轉矩之值之下限。又,以上述實施例之形狀、尺寸、材質為前提之情形時,不會因為將本體20之管連結部22過度緊固而大幅倒入至徑向內側而使流路大幅變窄,根據該觀點而掌握緊固轉矩之值之上限。於以此方式掌握之緊固轉矩之下限與上限之範圍中,確定可判斷為結束螺帽30之對本體20之螺入操作之適當之值。
再者,螺帽30之對本體20之螺入操作之結束時間點亦可藉由預先設定與上述緊固轉矩之值對應之緊固距離(螺帽30之外表面之某位置、與本體20之外表面之某位置之距離之變化)而判斷。
(連結固定之狀態)
將相對於管90而連結固定有接頭100之狀態之要部放大剖面概略圖示於圖13中。
於連結固定之狀態下,在環70之構成徑向外側之外表面72、與位於該徑向外側之螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面之間,產生有徑向上之間隙。即,較自軸中心至環70之外表面72為止之徑向之距離A,自軸中心至螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面為止之徑向之距離B更 長。該間隙例如可以如下方式而確認。即,於環70之構成徑向外側之外表面72上預先塗佈有著色塗料等之狀態下連結固定,且自連結固定之狀態卸下螺帽30時,確認螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面上並無上述著色塗料之顏色顯映,藉此可確認於連結固定狀態下存在有間隙。再者,於連結固定之狀態下,自軸中心至本體20之外側傾斜面21a與內側傾斜面21b之邊界部分為止之徑向之距離C較自軸中心至環70之內表面71為止之徑向之距離D更短,本體20之外側傾斜面21a與內側傾斜面21b之邊界部分位於管90(位於環70之徑向內側之部分)之徑向之厚度之幅度範圍內。
再者,本實施例中,使上述緊固轉矩之狀態成為連結固定之狀態,但關於與本實施例之形狀、尺寸、或材質不同之情形,亦可將連結固定之狀態以另外之基準而特定。例如,如圖14所示,亦可將如下狀態作為連結固定之狀態,即,環70之第1側面73之軸方向之位置s、與本體20之外側傾斜面21a與內側傾斜面21b之邊界部分之軸方向之位置t的軸方向上之距離成為管90之徑向之厚度(無任何力作用之狀態下之外徑與內徑之差之一半)的30%之範圍內(負30%以上且正30%以下)之狀態。
(外力作用而使環擴張之狀態)
將相對於管90而連結固定有接頭100之狀態、進而使外力作用於管90之情形之要部放大剖面概略圖示於圖15。
此處,使外力作用係使用拉伸性能評估試驗中所用之拉伸試驗機而進行。具體而言,於連結固定之狀態下,以使管90自接頭100沿軸方向離開之方式,對管90進行拉伸而使外力作用。將此處之拉伸強度根據上述實施例之形狀、尺寸、材質而設為15MPa。再者,此處,將拉伸速度設為200mm/min。再者,於連結固定之狀態下,關於管90之厚度,藉由環70之內側第1傾斜面75與本體20之外側傾斜面 21a而夾持之部分中厚度變薄,其前後之厚度變厚。因此,於連結固定之狀態下,藉由拉伸試驗機,將管90朝沿軸方向自接頭100離開之方向拉伸,從而藉由管90中厚度變厚之部分而將環70朝徑向外側擴張。以此方式,環70超出彈性區域,環70之構成徑向外側之外表面72成為與螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面相接觸之狀態。
再者,作為上述外力之拉伸強度15MPa之值,係考慮施加有如下共計獲得之拉伸應力之狀況而確定:(i)管之拉伸之最大應力(超過降伏點而使管伸長時之值);(ii)流體壓力之最大應力(根據管90之最高使用壓力之規格而確定);及(iii)緊固之最大應力。
於使上述外力進一步作用而使環70擴張之狀態下,環70成為超出彈性區域之狀態,環70之構成徑向外側之外表面72、與位於該徑向外側之螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面接觸。再者,關於環70之構成徑向外側之外表面72與螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面之相接觸,係以如下方法而確認:如上所述,於環70之構成徑向外側之外表面72上預先塗佈有著色塗料等之狀態下連結固定,藉由拉伸試驗機而使外力作用後卸下螺帽30時,確認於螺帽30之螺帽筒狀部35之內表面上產生有上述著色塗料之顏色顯映。藉此而確認,於外力作用而使環70擴張之狀態下,於環70上,有經由環70之外表面72與螺帽30之螺帽筒狀部35之接觸部分,而自螺帽30朝徑向內側擠壓之力作用。因此,環70可將管90自徑向外側朝內側壓抵。
(評估)
對於上述未連結固定而使上述外力未發揮作用之狀態之樣品、與連結固定後使上述外力發揮作用之狀態之樣品,進行氣密性能評估試驗、耐壓性能評估試驗、熱循環性能評估試驗、及重複結合性能評估試驗之評估。
氣密性能評估試驗中,形成將一端封住之狀態而將接頭100整體 浸漬於水中,將N2氣體填充至管90內而使內壓上升至1.4MPa,經過5分鐘之後,目測確認有無氣泡之產生。此處,將1分鐘內無N2氣體之洩漏(氣泡之產生)之情形作為合格基準。
耐壓性能評估試驗係以如下方法進行:形成將一端封住之狀態而連接手壓按鈕,於管90內填充水之後,一面以手壓按鈕使內壓逐漸上升一面確認有無配件之遺漏、管90之脫落。將管90破裂之前未產生遺漏之情形作為合格基準。
重複結合性能評估試驗中,將管90與接頭100之裝卸施工作業重複20次,其後,以與氣密性評估試驗相同之試驗方法進行。於20次重複裝卸施工操作之後,亦將1分鐘內無N2氣體之洩漏(氣泡之產生)之情形作為合格基準。
關於以上之評估試驗,對於未連結固定而使上述外力未發揮作用之狀態之樣品、與連結固定後使上述外力發揮作用之狀態之樣品之任一者,於任一試驗中均為合格。
(7)其他實施形態
作為與上述實施形態對應之實施例之一,可列舉上述實施例作為一例,但作為實施形態並不限定於此,亦可形成為適當變更而獲得之如下之實施形態。
(7-1)
上述實施形態之實施例中,列舉於螺帽30之內側中,將縮徑部36以外之部分藉由螺帽螺紋部34與螺帽筒狀部35而構成之情形為例進行說明。
然而,實施形態並不限定於此,例如,如圖16所示,亦可代替上述實施例之螺帽30而使用螺帽230,其係使上述實施例之螺帽螺紋部34於軸方向上延長直至與上述實施例之螺帽筒狀部35相當之部分為止而設置。
(7-2)
上述實施形態之實施例中,列舉僅使用1個環70之情形為例進行了說明。
然而,實施形態並不限定於此,例如,如圖17所示,亦可進而使用與上述實施例之環70相同之形狀及尺寸之環270,且以使環70與環270於軸方向上連續之方式排列而使用。
20‧‧‧本體
21a‧‧‧外側傾斜面
21b‧‧‧內側傾斜面
30‧‧‧螺帽
35‧‧‧螺帽筒狀部
37‧‧‧被抵接部
70‧‧‧環
71‧‧‧內表面
72‧‧‧外表面
73‧‧‧第1側面
74‧‧‧第2側面
75‧‧‧內側第1傾斜面
90‧‧‧管
A、B、C、D‧‧‧距離

Claims (10)

  1. 一種接頭,其係與至少內側表面由樹脂構成之管(90)連接之接頭(100),其包括:本體(20),其具有:設置於一端之管連結部(22)、及於外周面上以外徑大於上述管連結部之方式設置之本體螺紋部(23),且形成有於軸方向上延伸之貫通孔(26);螺帽(30),其具有:螺帽螺紋部(34),其係在自軸方向之一端側朝軸方向之另一端側插入有上述本體之上述管連結部之狀態下,與上述本體螺紋部可螺合;縮徑部(36),其係設置於上述軸方向之另一端側,且內徑較上述螺帽螺紋部更小;及被抵接部(37),其以相對於上述縮徑部而朝向上述軸方向之一端側之方式形成;及至少1個環(70),其配置於較上述螺帽之上述螺帽螺紋部更靠徑向內側之空間,其彈性模數較上述管更高,且抵接於上述螺帽之上述被抵接部;上述環具有如下彈性模數:在上述本體、上述螺帽及上述環對於上述管連結之狀態下,在上述環處於彈性區域內之狀態之情形時,上述環藉由自身之應力,而將上述管自徑向外側朝徑向內側擠壓,且在上述環處於超出彈性區域之狀態之情形時,經擴張之上述環藉由上述螺帽之徑向內側表面而朝徑向內側被擠壓,而可將上述管自徑向外側朝徑向內側擠壓。
  2. 如請求項1之接頭,其中在上述本體、上述螺帽及上述環對於上述管連結之狀態下,在上述環處於彈性區域內之狀態之情形時,在上述環與外周部 分、與位於上述環之徑向外側之上述螺帽之內周部分之間設置有徑向之間隙。
  3. 如請求項1或2之接頭,其中上述環之彈性模數高於上述螺帽之彈性模數。
  4. 如請求項1或2之接頭,其中上述環之以圓周方向為法線方向之剖面之形狀係矩形形狀中、至少將徑向內側、且軸方向之上述本體側之部分倒角之形狀或帶有圓角之形狀,上述環之徑向內側、且軸方向之上述本體側之部分之經上述倒角之形狀或上述帶有圓角之形狀之部分係上述環之徑向之寬度的0.3%以上且40%以下之部分,且係上述環之軸方向之寬度的1%以上且40%以下之部分。
  5. 如請求項4之接頭,其中上述環之徑向內側、且軸方向之上述本體側之部分之經上述倒角之形狀或上述帶有圓角之形狀之部分係上述環之徑向之寬度的3%以上且29%以下之部分,且係上述環之軸方向之寬度的2%以上且25%以下之部分。
  6. 如請求項1或2之接頭,其中在上述本體、上述螺帽及上述環對於上述管連結之狀態下,在上述環處於彈性區域內之狀態之情形時,於上述螺帽之內周部分中、將相對於上述環之外徑為最大之部分而位於徑向外側之部分之內徑設為X,且將上述環之外徑為最大之部分之外徑設為Y之情形時,關於上述螺帽及上述環未連結而無任何力作用之狀態下之與上述X及上述Y相當之部分之長度,(X-Y)/Y 之值為0.003以上且0.020以下。
  7. 如請求項1或2之接頭,其中在上述本體、上述螺帽及上述環對於上述管連結之狀態下,在上述環位於彈性區域內之狀態之情形時,於上述螺帽之內周部分中、將相對於上述環之外徑為最大之部分而位於徑向外側之部分之內徑設為X,將上述環之外徑為最大之部分之外徑設為Y,且將上述管之厚度設為Z之情形時,關於未將上述螺帽、上述環、及上述管未相互連結而無任何力作用之狀態下之與X、Y及Z相當之部分之長度,(X-Y)/Z之值為0.04以上且0.30以下。
  8. 如請求項1或2之接頭,其中上述管包含含有選自由PFA、FEP及PTFE所組成之群中之至少一種之樹脂組合物,上述螺帽包含含有選自由PFA、PCTFE、PVDF、ETFE、及PPS所組成之群中之至少一種之樹脂組合物,上述環包含含有選自由PCTFE、PVDF、ETFE、及PPS所組成之群中之至少一種之樹脂組合物。
  9. 如請求項1或2之接頭,其中上述環為不透明,上述螺帽為透明或半透明。
  10. 一種接頭組裝體(150),其包括:上述管(90);及如請求項1至9中任一項之接頭(100);上述管包含具備耐化學品性之樹脂而構成,彎曲半徑為0.3m以上且3.0m以下。
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