TWI614436B

TWI614436B - 管連接裝置

Info

Publication number: TWI614436B
Application number: TW103115763A
Authority: TW
Inventors: Makoto Fujii; Toshihide Iida
Original assignee: Nippon Pillar Packing Co Ltd
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2014-05-02
Publication date: 2018-02-11
Also published as: EP2995840A1; EP2995840A4; WO2014181590A1; US20160061357A1; JP2014219051A; TW201447155A; US10132431B2; CN105190148B; KR20160025499A; JP5873833B2; EP2995840B1; CN105190148A

Abstract

本發明之目的在於提供一種管連接裝置，該管連接裝置為使用於內環類型中，藉由對構造的進一步檢討，不但維持良好地密封性能，且能夠改善為較習知更多的重複使用。該管連接裝置具有一內環3、一管接頭主體1、一連接螺帽2，該內環3具有一外周部3G及一內周部3w，該外周部3G具有在將管4的端部4C壓入將使其擴徑的前端漸縮的外周擴徑面3a，該管接頭主體1具有公螺紋7的一筒狀螺合部1A，該連接螺帽2具有與公螺紋7相螺合的母螺紋13，具有管4的內環3被插入至該筒狀螺合部1A內，且，在藉由該連接螺帽2的押壓部12b經過該管4而使前端漸縮的外周擴徑面3a被壓合的管連接裝置中，在前端漸縮的該外周擴徑面3a之間而將管4壓合的連接螺帽2的押壓部12b，係為相關於筒狀螺合部1A的軸心Y形成一與該前端漸縮的外周擴徑面3a互相於相同方向有為傾斜的傾斜內周面。

Description

管連接裝置

本發明為關於一種使用內環的管連接裝置，更詳細為有關在半導體製造或醫療、醫藥品製造、食品加工、化學工業等之各種技術領域的製程所使用的高純度液或超純水的配管所適用之管連接裝置。

如專利文獻1中所揭示所已知者，使用內環的管連接裝置為包含：筒狀螺合部；密封用的內環；及連接螺帽所構成。於外周形成有公螺紋的狀態中該筒狀螺合部自管接頭主體或流體設備而凸設，該密封用的內環具有隆起於徑外側的環狀大徑部，該連接螺帽形成有與公螺紋螺合的母螺紋。於此專利文獻1中所示，包含：一筒狀螺合部、一管固定用的內環及一連接螺帽，其中於外周形成有公螺紋的狀態下該筒狀螺合部被設置於管接頭主體，該管固定用的內環其內周部作為流體流通路而於其直徑外側處隆起有環狀大徑部，該連接螺帽形成有與公螺紋螺合的母螺紋。

前述的管連接裝置中，管在連接管接頭主體時，首先將內環自管的開放口壓入管的端部內，藉由環狀大徑部使管的端部予以擴徑變形。其次，將此經擴徑變形並附有內環及的管插入筒狀螺合部內。其次，將該連接螺帽的母螺紋與筒狀螺合部的公螺紋相螺合。其次，栓進連接螺帽使其鎖緊，藉由此栓進的連接螺帽而將附有內環的管於軸心方向壓合，而進行管的連接。

前述的管連接裝置為基於：將連接螺帽鎖緊，藉由其尖起處的密封用押壓部(參考專利文獻1的押壓端3c)以將管的擴徑部足以凹陷的程度於軸心方向用力壓合而使其密封。也就是說，為了確保密封性能及相對於拔管時的安全性，有必要使用工具來進行強力鎖緊作業，因而加大作業者的負擔、有狹小空間作業的困難、以及有產生作業不穩定等施工的困難度，有時更會有因缺乏鎖緊而導致影響性能的風險。

另外，由於強力鎖緊所產生的強應力使得對於各部位造成的變形加大，因此為了防止長時間的使用與高溫下的使用所產生的鬆動，也會另外追加進行鎖緊。然而，於伴隨交換零件及維修等進行取下再施工的情形，會有較前次更加鎖緊的必要。因此，於習知的管連接裝置，對鎖緊位置與使用次數多有設限及進行頻繁地拆下的作業場所中，仍留有關於改善立即進行零件交換的需要及重複使用的餘地。

〔先前技術文獻〕

專利文獻1：日本特開平10-054489號公報

本發明之目的在於提供一種管連接裝置，該管連接裝置為使用於內環類型中，藉由對構造的再次檢討，不但維持良好地密封性能的同時，且能夠改善為較習知更多次的重複使用。

請求項1的發明為一種管連接裝置，其特徵在於，包含：內環3，具有外周部3G及內周部3w，該外周部3G之前端形成有前端漸縮的外周擴徑面3a，該外周擴徑面3a使得該外周部3G自前端壓入至流體移送用的管4的端部4C內時該管4的端部4C的內周部為被擴徑，該內周部3w係構成流體移送用流路；管接頭主體1或流體設備1，具有於外周側形成有公螺紋7的筒狀螺合部1A，以及；連接螺帽2，形成有與該筒狀螺合部1A的公螺紋7相螺合的母螺紋13；其中該內環3為在使該管4的端部4C的內周部為擴徑狀態下被插入至該筒狀螺合部1A內，且，該外周擴徑面3a為與該筒狀螺合部1A的公螺紋7螺合的該連接螺帽2將該管4夾壓的狀態下之管連接裝置中位於該連接螺帽2的該外周擴徑面3a之間將該管4予以壓合的管押壓部12b，係為相關於該筒狀螺合部1A的軸心Y形成一與該外周擴徑面3a互相於相同方向形成有為傾斜的傾斜內周面。

請求項2的發明為於請求項1所述之管連接裝置中，其特徵在於：該外周擴徑面3a為在作為只有使其該經擴徑的管4的端部4C的內周部之中最大擴徑部分予以擴徑到最大的狀態下，有較此時所呈現的管4的端部4C的內周部的自然的前端漸縮的內周擴徑面4u為更大直徑，且為以凸曲面的狀態而形成。

請求項3的發明為於請求項1所述之管連接裝置中，其特徵在於：該傾斜內周面12b對於該軸心Y的角度θ，為設定為較該外周擴徑面3a對於該軸心Y的角度α更大。

請求項4的發明為於請求項1所述之管連接裝置中，其特徵在於：該押壓部12b的最小直徑r為設定為較該外周擴徑面3a與該管4的壓入嵌合部分M的最小直徑n相同或更大。

請求項5的發明為於請求項1所述之管連接裝置中，其特徵在於更包含：縱深密封部S2、S3，為由形成於該內環3的基端側的密封元件部y，以及設置於該管接頭主體1或流體設備1的密封構成部k經壓接而構成。

通過請求項1的發明，藉由旋轉連接螺帽使其鎖緊(栓進)，其押壓部雖然對管的端部外嵌於外周擴徑面的部分於軸心方向予以緊壓，但押壓部為與外周擴徑面互相於相同方向為傾斜的傾斜內周面，以寬廣面緊壓管所構成。與習知構造的以尖起角部局部緊壓相比，能明確地降低壓於管的壓力(面壓)，因此，能將蠕變(creep)現象予以減小。

強制外嵌於內環的管經內嵌於管接頭主體所構成的管連接裝置中，因其原本就具有良好的密封性，可以得知：連接螺帽的押壓部予以弄尖而咬合般地壓入管內的習知構成，與藉由傾斜內周面的寬廣面對管予以全體壓合的本申請案的構成，密封性並無明確的差別。因此，通過將重點放在避免應力集中及將面壓予以下降的本申請案請求項1的結構，能使管的變形與蠕變予以減輕，進而可能使其重複使用的次數明確地增加。

綜合其結果，本發明能提供一種管連接裝置，該管連接裝置於使用內環類型中，藉由對構造的進一步檢討而針對使用壽命進行改善，不但維持良好地密封性能，且能較習知更多次的重複使用。

通過請求項2的發明，詳細情形如同實施例的項目所敘述，藉由內環的外周擴徑面大範圍的與管的內周部接觸，能在內環的外周擴徑面與管的內周部之間形成足以涵蓋整個外周擴徑面的大範圍的壓接部。也就是說，因內環的外周擴徑面與管的端部於鎖緊連接螺帽之前已經密合在一起的緣故，即使連接螺帽的押壓力比原來的小，也能獲得足夠的密封性能及管的固定性能，也能使因壓合而造成的管端部的變形為最小化，根據請求項1的發明能將上述效果予以強化。

通過請求項3的發明，因傾斜內周面對於該軸心的角度為設定為較該外周擴徑面對於該軸心的角度更大之故，以外嵌於內環的前端漸縮的外周擴徑面的管的傾斜內周面(押壓部)所按壓的部分，以軸心方向愈靠近管接頭主體側與相反側則相關管的厚度方向的壓縮量愈為增加。藉由此管的壓縮量愈往小徑側愈大，產生楔入作用，而能進一步將管的固定效果更加予以強化。

通過請求項4的發明，由於傾斜內周面的最小徑設定為較外周擴徑面與管的壓入嵌合部分的最小直徑相同或較其為大，而藉由連接螺帽而將該外周擴徑面與該管端部之間沒有密合的部分予以壓合以省下不必要的浪費，無須施加多餘的押壓力，能夠藉由有效地鎖緊連接螺帽而進行栓進。亦即，能較習知以較輕的力量鎖緊連接螺帽，進而能將其作業性予以提昇。

通過請求項5的發明，由於可形成為將形成於內環的基端側之密封元件部以及設置於管接頭主體與密封構成部予以壓接的縱深密封部，藉由縱深密封部而能成為具備有足夠的密封性能。其結果，通過押壓部將管予以壓合的部分的構成中，能針對將管的固定為焦點進行設計，也更能得到增加其密封性的效果。

1‧‧‧管接頭主體(流體設備)

1a(k)‧‧‧小徑筒部

1A‧‧‧筒狀螺合部

1C‧‧‧柄部

2‧‧‧連接螺帽

2a‧‧‧平面部

3‧‧‧內環

3a(3f、3G)‧‧‧前端漸縮的外周擴徑面

3b(3f、3G)‧‧‧最大徑部分

3c(3f、3G)‧‧‧基端漸縮的外周部

3d(3G)‧‧‧柄外周部

3e‧‧‧外周面

3w‧‧‧內周部

3A‧‧‧內環主體

3B‧‧‧嵌合筒部

4‧‧‧管

4a‧‧‧前端漸縮的壓接部

4b‧‧‧最大擴徑壓接部

4c‧‧‧前端漸擴的壓接部(縮徑管部分)

4d‧‧‧柄壓接部

4u‧‧‧自然地前端漸縮的內周擴徑面

4w‧‧‧內部流路

4A‧‧‧內周面

4C‧‧‧端部

4H‧‧‧自然地擴徑變形部

4K‧‧‧擴徑部

4M‧‧‧直徑部份

5‧‧‧傾斜內周面(錐形內周面)

6‧‧‧內周面

6w‧‧‧內部流路

7‧‧‧公螺紋

8‧‧‧前端漸擴的內周面(前端內周面)

9‧‧‧內周面

10‧‧‧外周面

11‧‧‧傾斜外周面

12‧‧‧鍔部(突出部)

12a‧‧‧內周面

12b‧‧‧押壓部(傾斜內周面)

13‧‧‧母螺紋

14(y)‧‧‧突出圓筒部

14a、20‧‧‧內周面

15(y)‧‧‧環狀小突起部

16‧‧‧防止變形部

17、21‧‧‧防止變形部

18‧‧‧外周面

19‧‧‧環狀溝槽

30‧‧‧圓柱

30a‧‧‧截斷圓錐部

A‧‧‧管連接裝置

a、b、c‧‧‧點

D‧‧‧壓入嵌合部分

L3‧‧‧直線

M‧‧‧壓入嵌合部分

m‧‧‧環狀溝槽

Y(Q、P、X)‧‧‧軸心

S1‧‧‧第一密封部

S2‧‧‧第二密封部(縱深密封部)

S3‧‧‧第三密封部

第1圖係顯示管連接裝置於鎖緊狀態時的主要部分的剖面圖(第一實施例)；第2圖係顯示內環的局部剖面的側面圖；第3圖係顯示將連接螺帽的局部剖面的側面圖；第4圖係顯示將管接頭主體的局部剖面的側面圖；第5圖係顯示其它構造的管連接裝置的主要部分的剖面圖(第二實施例)；第6圖a係使用與內環的最大直徑部分等徑所形成的圓柱而使管的端部予以擴徑變形，進而顯示出現在管的端部的內周部的自然的漸縮的內周擴徑面的狀態的剖面圖；第6圖b係顯示內環的前端漸縮的外周擴徑面壓入管的端部內使其擴徑變形時的擴大剖面圖第7圖係顯示第一密封部的主要部分的擴大剖面圖；

以下根據第1圖至第7圖，而說明本發明的實施方式。該說明並非為限制本發明的實施方式，而為本發明之實施例的一種。再者，第1圖、第5圖所顯示組裝狀態的管連接裝置A中，描述有管接頭主體1的軸心Y、連接螺帽2的軸心Q、內環3的軸心P、及管4的軸心X的四者，為排列於一直線且互為同一物(軸心Y=軸心Q=軸心P=軸心X)。另外，本說明書中，管接頭主體1、連接螺帽2、內環3及管4的各零件中的「前端側」或「前端」的意指第1圖、第5圖中管4自管接頭主體1以軸心Y方向為遠離的側(或方向)，「基端側」或「基端」的意指管4於管接頭主體1以軸心Y方向為接近的側(或方向)。

〔第一實施例〕

管連接裝置A如第1圖所示，藉由管接頭將管與管予以連接，具有管接頭主體1、連接螺帽2及內環3，內環主體3A為以壓入管4的端部4C內的狀態而將管4予以連通連接。管接頭主體1、連接螺帽2、內環3及管4皆為優良抗熱性、抗藥性的氟素樹脂(例如：PTFE、PFA、ETFE、CTFE、ECTFE等)等的樹脂所製成。再者，管接頭主體1、內環3、管4以該氟素樹脂所構成時，連接螺帽2也能藉由聚醯胺(Polyamide)、聚丙烯(Polypropylene)、聚乙烯(Polyethylene)等樹脂所形成。另外，全部的管接頭主體1、連接螺帽2、內環3及管4也能藉由聚醯胺、聚丙烯、聚乙烯等樹脂所形成。

管接頭主體1如第1圖、第4圖所示，係為筒狀構造，其具有：筒狀的柄部1C、設置於其軸心Y方向前端側的筒狀螺合部1A、形成於筒狀螺合部1A的基端部的徑內側之小徑筒部1a、及構成內部流路6w的內周面6。雖然圖中並未標示，例如，柄部1C的基端側也具有筒狀螺合部1A與小徑筒部1a，並且於軸心方向中形成有對稱形狀的零件。筒狀螺合部1A中，自其前端部外周朝向基端側形成公螺紋7，於其前端部內周形成前端漸擴的內周面8，此內周面8的基端側以固定直徑形成有直線狀的內周面9。小徑筒部1a的徑外側中，以固定直徑形成有直線狀的外周面 10。小徑筒部1a的徑內側的前端部中，靠近小徑筒部1a前端的連續直徑形成有逐漸變大的前端漸擴狀的傾斜內周面5。另外，此小徑筒部1a的外周面10與筒狀螺合部1A的內周面9之間形成有筒狀的環狀溝槽m。

連接螺帽2如第1圖、第3圖所示，為由樹脂製的螺帽所構成，其內周部具有：與筒狀螺合部1A的公螺紋7相螺合的母螺紋13、以及比此母螺紋13更為前端側的位置於徑內側突出的環狀的鍔部12。鍔部12的內徑部分為將內周面12a設定為比管4的外徑稍大而使管4能插通。鍔部12的基端側為由將壓入有內環主體3A的管4的端部4C的前端側外周面壓合於連接螺帽2的軸心Q方向的押壓部12b所構成。再者，鍔部12的外周為了能夠掛上以軸心Q方向來看呈現近似六角形的扳手(鉗子)，形成有六個切斷狀的平面部2a。

押壓部12b以軸心Q方向愈接近母螺紋13側(基端側)則直徑愈大而形成於基端漸擴的傾斜內周面。詳細而言，與內環3的外周擴徑面3a之間壓合夾入有該管4的連接螺帽2的押壓部12b，相關於軸心Q而與該外周擴徑面3a互相於相同方向形成有為傾斜的傾斜內周面。於是，藉由使母螺紋13與筒狀螺合部1A的公螺紋7為螺合的連接螺帽2栓進，成為押壓部12b將管4的端部4C的前端側外周面於軸心Q方向壓合。再者，鍔部12的內周面12a內徑雖然是固定的，也可在距離母螺紋13愈遠處內徑愈漸擴大而形成於斜錐內周面。

如第1圖、第2圖所示，內環3具有內環主體3A及嵌合筒部3B，由具有軸心P的筒狀體所構成，該內環主體3A自管4的開放口壓入管4的端部4C內，該嵌合筒部3B於此內環主體3A的基端側自管4的開放口而突出。該內環主體3A與嵌合筒部3B的各內周部3w為以固定直徑形成而構成有流體流通路。內環主體3A的外周部3G所在的前端側形成有擴徑部分3f，此擴徑部分3f的前端側形成有前端漸縮的外周擴徑面3a。於擴徑部分3f的基端側，愈往基端側前進形成有直徑愈小的基端漸縮的外周部3c，此基端漸縮的外周部3c與前端漸縮的外周擴徑面3a之間，形成有直徑最大的部分的最大徑部分3b。其次，基端漸縮的外周部3c的基端側形成有固定外徑的柄外周部3d(柄外周面)。

本申請專利的圖式中，雖記載著內環3的最大徑部分3b於軸心P方向具有固定長度的構造，但對應於將該最大徑部分3b變化成立即於前端漸縮的外周擴徑面3a及基端漸縮的外周部3c的情況的構造，其在技術上不會有損害。

擴徑部分3f的前端漸縮的外周擴徑面3a係為全體以直徑方向於外側形成有凸出的凸曲面，此前端漸縮的外周擴徑面3a的基端側處形成有最大徑部分3b，藉由將前端漸縮的外周擴徑面3a與最大徑部分3b使其壓入管4的端部4C內，而使管4的端部4C被擴徑變形。另外，前端漸縮的外周擴徑面3a的前端部，愈往內環主體3A的軸心P的基端側前進形成有直徑逐漸縮小的基端漸縮切斷狀的防止變形部16。憑藉此防止變形部16，前端漸縮的外周擴徑面3a壓入管4的端部4C內後，能使擴徑部分3f的前端部於徑內方向(流體流通路側)中確實的抑制或防止其縮徑變形及突出。另外，通過防止變形部16，能夠抑制或防止流體流動的動量及速度使外周擴徑面3a的前端側進一步於徑內方向(流體流通路側)變形而突出。

嵌合筒部3B中具有：突出圓筒部14及傾斜外周面11，該突出圓筒部14為壓入於管接頭主體1的環狀溝槽m中，該傾斜外周面11位於此突出圓筒部14的徑內側，並形成環狀小突起部15。環狀小突起部15的基端側中，越往內環主體3A的軸心P的前端側前進形成有直徑逐漸縮小前端漸縮切斷狀的防止變形部17。通過此防止變形部17，能防止環狀小突起部15的基端側於徑內方向(流體流通路側)變形而突出。於環狀小突起部15之基端漸縮狀的傾斜外周面11與突出圓筒部14的內周面14a之間形成有基端漸擴的環狀的凹陷，此凹陷中嵌入有管接頭主體1的小徑筒部1a的前端部，根據此嵌入而使環狀小突起部15的傾斜外周面11與小徑筒部1a的傾斜內周面5相抵接而構成。

如第1圖所示，管4的係為基端部之端部4C為壓入外嵌於內環主體3A。如此一來，形成有壓接於前端漸縮的外周擴徑面3a的前端漸縮的壓接部4a，及形成有壓接於最大徑部分3b的最大擴徑壓接部4b，及形成有壓接於基端漸縮的外周部3c前端漸擴的壓接部4c，及於端部4C形成有壓接於柄外周部3d的柄壓接部4d。管4於被壓入內環3的狀態中，以管4的內周面4A所構成內部流路4w的直徑，及構成內環3的流體流通路內周部3w的直徑，及構成管接頭主體1的內部流路6w之內周面6的直徑，各直徑於同一平面狀皆設定成互為等徑，亦可不限於此。

管4在內環主體3A壓入其端部4C內後，插入管接頭主體1內而被裝備。其次，如第1圖所示，藉由將連接螺帽2的母螺紋13與管接頭主體1的筒狀螺合部1A的公螺紋7相螺合而向鎖緊方向旋轉，連接螺帽2沿著軸心Y(第3圖的軸心Q)而向基端側方向栓進，連接螺帽2的押壓部12b將管4的端部4C的前端側外周面(前端漸縮的壓接部4a的外周面)壓合於軸心Y(第3圖的軸心Q)方向。藉由此壓合，內環3的突出圓筒部14被壓入管接頭主體1的環狀溝槽m，再者，內環3的傾斜外周面11與管接頭主體1的傾斜內周面5相抵接而被壓接。

如前所述，具有內環3的管4在插入管連接裝置A而連接後，而構成接下來的第一密封部S1~第三密封部S3。亦即，第一密封部S1為根據管4的前端漸縮的壓接部4a與內環主體3A的前端漸縮的外周擴徑面3a之間的壓接，管4的最大擴徑壓接部4b與內環主體3A的最大徑部分3b之間的壓接，管4的前端漸擴的壓接部4c與內環主體3A的基端漸縮的外周部3c之間的壓接，以及根據管4的柄壓接部4d與內環主體3A的柄外周部3d之間的壓接，而構成密封部。

第二密封部S2根據內環3的嵌合筒部3B的外周面與管接頭主體1的筒狀螺合部1A基端側的內周面9間的壓接，並且，根據嵌合筒部3B的內周面，具體而言為突出圓筒部14(密封元件部y的一例子)的內周面14a與管接頭主體1的小徑筒部1a的外周面10之間的壓接而構成密封部。第三密封部S3係為根據內環3的環狀小突起部15(密封元件部y的一例子)的傾斜外周面11以及管接頭主體1的小徑筒部1a的傾斜內周面5以軸心Y方向互壓的壓接所構成的密封部。

藉由構成此些第一密封部S1~第三密封部S3，流動於管4內、內環3內、管接頭主體1內的流體，由於滲入於管4與內環3間的接合面或是滲入於內環3與管接頭主體1間的接合面，因此不會自管接頭主體1的筒狀螺合部1A與管4的端部4C之間洩漏出來的情況，而是完全的被密封。第一密封部S1與第二密封部S2，或第一密封部S1與第三密封部S3只要能發揮功能，流體便不會從管接頭主體1的筒狀螺合部1A與管4的端部4C之間洩漏出來，進而確保其良好的密封狀態。並且，第一密封部S1~第三密封部S3只要全部都能發揮功能，能確保其密封狀態更為穩固。

順便一提，第一密封部S1之中，管4的前端漸縮的壓接部4a與內環主體3A的前端漸縮的外周擴徑面3a之間的壓接位置，亦即關於前端壓接位置，為如以下所構成。亦即，如第1圖所示，內環主體3A的前端漸縮的外周擴徑面3a的構成係為其全體以內環主體3A的擴徑部份3f之最大徑部份3b的直徑方向尺寸(僅有最大徑部份3b的狀態下)將管4的端部4C予以擴徑變形時，較此時呈現(表現)的管4的端部4C的內周部的自然的前端漸縮的內周擴徑面4u〔此符號4u顯示於第6圖a〕更為大徑且形成凸曲面，而將此前端漸縮的外周擴徑面3a壓接於管4的端部4C的內周部。

關於此自然的前端漸縮的內周擴徑面4u，以較此前端漸縮的內周擴徑面4u還要大徑，且，形成於凸曲面的前端漸縮的外周擴徑面3a，進一步參考第6圖a、第6圖b予以說明。第6圖a為顯示具有截斷圓錐部30a的圓柱30，其外徑D為與內環主體3A的最大徑部份3b等徑而形成。將此圓柱30自截斷圓錐部30a壓入至具有未經擴徑變形的內徑d的軸心x的管4的端部4C中，而使管4的端部4C擴徑變形。如此一來，管4的擴徑部4K與未經擴徑變形管4的直徑部份4M之間形成自然的前端漸縮的內周擴徑面4u。一般來說，此自然的前端漸縮的內周擴徑面4u的形狀與尺寸，為根據管4的材料、厚度(壁厚)t4、擴徑量〔(D-d)/2〕等的不同而有所差異，只要此些管4的材料、厚度t4、擴徑量其中一個不同，每個情況及特性(形狀與尺寸)都會變化。

另一方面，相對此自然地前端漸縮的內周擴徑面4u，內環主體3A的前端漸縮的外周擴徑面3a如第6圖b所示，將擴徑部份3f以沿著軸心P(軸心X)的面切斷的剖面看到的輪廓線形成有向徑外側凸出之曲面，也就是形成有凸曲面。此凸曲面的表面形成為圓球表面的球面或形成為橢圓球表面的橢圓球面。另外，凸曲面的外徑尺寸，也就是前端漸縮的外周擴徑面3a的直徑尺寸係形成為相較於自然地前端漸縮的內周擴徑面4u而橫跨軸心P方向的全部而具有大徑。再者，位於圖第6圖b之t3為顯示最大徑部份3b中內環3的厚度。

憑藉該前端壓接位置的存在，於內環3的前端漸縮的外周擴徑面3a涵蓋很寬的範圍與管4的端部4C的內周部予以接觸下，能在前端漸縮的外周擴徑面3a與管4的內周部之間形成範圍廣至足以涵蓋前端漸縮的外周擴徑面3a的全面的壓接部。如此一來，即使內環3相對於管4於壓入時有些許傾斜，管4的端部4C與內環3的前端漸縮的外周擴面3a之間所形成的壓接部不會於途中斷裂而對圓周方向的實質全體予以確實地壓接，在這期間亦能獲得有效防止流體從前端漸縮的外周擴徑面3a的前端側滲入的此種效果。

於實施例1中，將內環主體3A的前端漸縮的外周擴徑面3a作為球面狀的凸曲面而相對大的凸出，管4的自然地擴徑變形部4H的形狀藉由樹脂所具有的彈性，一般成為如第6圖b所顯示的形狀(從管內側觀察，為凸曲面狀的擴徑形狀)之故，前端漸縮的外周擴徑面3a與前端漸縮的壓接部4a之間的壓接力在自觸及內環3的最大徑部分3b的管4的端部4C的部位沿著管內周部向該凸曲面的軸心P方向前進，而設定成愈接近擴徑量〔(D-d)/2〕的中間值為愈大。構成內環主體3A的前端漸縮的外周擴徑面3a的該凸曲面並無限定於球面，懸掛曲面等的平滑凸曲面也可。因此，即使自然地擴徑變形部4H擴徑為凹曲面狀或擴徑為直線狀的情形，前端漸縮的外周擴徑面3a的軸心P方向的尺寸也不會增加，能使前端漸縮的外周擴徑面3a與前端漸縮的壓接部4a成為壓接狀態。

其次，對根據於第一密封部S1的連接螺帽2的押壓構造進行說明。如同前面所述，於連接螺帽2處將與前端漸縮的外周擴徑面3a之間壓合夾入有該管4的押壓部12b，相關於筒狀螺合部1A的軸心Y而與前端漸縮的外周擴徑面3a互相於相同方向形成有為傾斜的傾斜內周面。更詳細而言，與傾斜內周面12b的軸心Y(第3圖的軸心Q)相對角度的押壓角θ為設定成較與前端漸縮的外周擴徑面3a的軸心Y(第2圖的軸心P)相對角度的受壓角α更大(θ>α)。並且，傾斜內周面12b的最小徑r為設定成較前端漸縮的外周擴徑面3a與管4之間的壓入嵌合部分M的最小徑n相同或較其為大(r≧n)。為了得到良好的密封性，傾斜內周面12b的最小徑r與壓入嵌合部分M的最小徑n最好互為等徑。

如第7圖所示，管4的端部4C與前端漸縮的外周擴徑面3a間的壓接位置，亦即其兩者4C、3a互相密合部分係定義為壓入嵌合部分M，分別將成為其壓入嵌合部分M的最大徑位置稱為點a，成為最小徑位置稱為點b，其前端漸縮的外周擴徑面3a的最小徑位置(與防止變形部16間的交界點)稱為點c。受壓角α為連結點a與點c的直線L3與軸心Y(第2圖的軸心P)所形成的夾角，亦即，其外周擴徑面3a的平均角度。圖雖未顯示，但押壓角θ為大於連結點a與點b的直線與軸心Y(第2圖的軸心P)所形成的角度。另外，鍔部12的內周面12a的軸心Y(第3圖的軸心Q)相關直徑，即傾斜內周面12b的最小徑r設定為與點b的軸心Y(第3圖的軸心Q)相關直徑，即壓入嵌合部分M的最小徑m相同或較其為大(r≧n)。

於前端壓接位置中，藉由連接螺帽2的旋轉所進行的鎖緊(栓進)，其傾斜內周面12b將壓接外嵌於前端漸縮的外周擴徑面3a部分的前端漸縮的壓接部4a壓合於軸心Y方向。由於是以寬廣面對管4壓合的構成，與以尖角部(參考專利文獻1的第1圖、第2圖「押壓端3c」)來壓合的習知構造相比，能明確地將壓於管4部分的壓力(面壓)予以降低，從而，能將蠕變現象予以縮小。主要為，對於密封性能與管固定的安全性不會造成損害，且無強力鎖緊的必要之故，因而能大幅提昇作業性，以及將變形予以(盡可能)控制在最小)而能使產品壽命延長。

根據實施例1的管連接裝置A，根據前述前端壓接位置的構成，因內環3的前端漸縮的外周擴徑面3a與管4的端部4C於鎖緊連接螺帽2之前已經密合在一起，即使連接螺帽2的押壓力比原來還小，於第一密封部S1中亦能得到足夠的密封性能與管固定性能，因此能藉由壓合而使管4的端部4C的變形予以降低 (最小化)。

根據實施例1的管連接裝置A，因押壓角θ設定為大於受壓角α，於以前端漸縮的壓接部4a的傾斜內周面12b所按壓的部分中，產生在軸心Y(軸心X)方向愈靠近管接頭主體1側與相反側則壓縮量愈增的楔入作用，能進一步將管4的固定性能效果予以強化。也就是說，對管4自管接頭主體1拔出方向施加拉伸力，則一起被拉開的內環3與傾斜內周面12b之間的管4被夾緊的更強。因此，管4也於拉開方向中產生楔入作用。其次，傾斜內周面12b的最小徑r，設定為與前端漸縮的外周擴徑面3a與管4未密合部分的壓入嵌合部分M的最小徑n相同或較其為大之故，對於前端漸縮的外周擴徑面3a與管4的端部4C無密合部分的施壓之浪費，也就是無需施加多餘的押壓力，即能有效地進行連接螺帽2的鎖緊。換言之，能較習知將連接螺帽2予以輕輕鎖緊。

此情形下，只要採用θ>α，且r≧n的構成，根據連接螺帽2的栓進使傾斜內周面12b將管4的端部4C予以按壓部分中按壓最強的是於壓入嵌合部分M中最接近傾斜內周面12b的最小徑位置的位置，或者於其最小徑位置，藉由楔入作用而具有管4的固定效果的強化，及以較輕的鎖緊力將連接螺帽2鎖緊的效果所相乘強化的優點。加之，形成於內環3的基端側的密封元件部y與設置於管接頭主體1的密封形成部k的壓接所致的縱深密封部，亦即第二密封部S2與第三密封部所可能形成的構成的緣故，該些第二密封部S2與第三密封部S3藉由與第一密封部S1的合作，能確實的進行密封。再者，連接螺帽2的傾斜內周面12b除了依照上述所描述的錐形面所構成，此外亦能沿著覆蓋內環3的前端漸縮的外周擴徑面3a的管4的端部4C中的前端漸縮的壓接部4a的外周面進行面接觸而構成圓弧面。

〔第二實施例〕

第二實施例的管連接裝置A，如第5圖所示，與第一實施例的管連接裝置A唯一不同的只有嵌合筒部3B部分的構成。亦即，於內環3的嵌合筒部3B中，形成有外周面3e、內周部3w、以及愈靠近基端側則直徑愈大的基端漸擴的內周面20。另一方面，於管接頭主體1中，於筒狀螺合部1A的基端側的徑內側，形成有具有愈靠近前端側則直徑愈小的傾斜的外周面18的前端漸縮的小徑筒部1a。此前端漸縮的小徑筒部1a的外周面18與筒狀螺合部1A的內周面9之間，形成有嵌入嵌合筒部3B的基端部之前端漸擴的環狀溝槽19。並且，該小徑筒部1a的前端部中，小徑筒部1a的前端側於徑內方向變形突出，如此一來為了防止流體侵入與滯留，形成有切斷狀的防止變形部21。

根據第二實施例的管連接裝置A的情形，藉由將連接螺帽2栓進於管接頭主體1的筒狀螺合部1A中，連接螺帽2的押壓部12b將管4的端部4C的前端側外周面(前端漸縮的壓接部4a的外周面)壓合於軸心Y方向。從而將內環3的嵌合筒部3B的基端部壓入管接頭主體1的環狀溝槽19中，管接頭主體1的前端漸縮形狀的外周面18(密封形成部k的一例子)與內環3的基端漸擴的內周面20以軸心Y方向相碰而壓接，而構成使第二密封部(縱深密封部k的一例子)。為了使第二密封部S2完全發揮功能，也就是說嵌合筒部3B的基端部與該環狀溝槽19的底面(外周面18)相抵接，而使基端漸擴的內周面20對於筒狀螺合部1A的外周面18以不會形成無壓接的狀態，而於嵌合筒部3B的基端部的端面形成切斷狀的抵接迴避部25為較佳。

順帶一提，對管4施以自管接頭主體1拉伸方向的拉張力的情況下，於第二實施例的第二密封部S2中，使基端漸擴的內周面20與外周面18相遠離而有密封功能降低或解除的風險。相對於此，突出圓筒部14與環狀溝槽m之間藉由壓入嵌合而成之第一實施例的第二密封部S2中，即使管4的拉伸移動而連帶使突出圓筒部14多少被拉伸而移動，環狀溝槽m與突出圓筒部14間的壓入嵌合狀態亦能維持，是故，此點為有利於確保其密封功能。

於第二實施例的管連接裝置A中使用內環3將管4與管接頭主體1的連接，關於第二密封部S2(縱深密封部)以外的構成，因與第3圖、第4圖中所顯示第一實施例的管連接裝置A的構成者相同，故第5圖中亦以第1圖的符號標示及其說明予以省略。

〔其它實施例〕

作為管連接裝置A密封對象之流體搬送用的管4，也包含自其他的管接頭主體與幫浦、閥門等的流體設備所突設之管狀部分(筒狀螺合部1A)。本發明的管連接裝置A中，亦能使流體設備1代替管接頭主體1而為構成要素。也就是說，筒狀螺合部1A為與殼體一體成形之幫浦或閥門，而將此些幫浦或閥門等總稱定義為流體設備1。

如第1圖、第3圖、第5圖所顯示的押壓部12b雖為一固定斜度(直線狀)的傾斜面，亦能為與前端漸縮的外周擴徑面3a有同樣彎曲的凹曲面，或是為於其相反方向有輕微彎曲的凸曲面。曲面的情形中，與其軸心Q相關的平均角度為押壓角θ。

1．．．管接頭主體(流體設備)

1a(k)．．．小徑筒部

1A．．．筒狀螺合部

1C．．．柄部

2．．．連接螺帽

3．．．內環

3a(3f、3G)．．．前端漸縮的外周擴徑面

3b(3f、3G)．．．最大直徑部分

3c(3f、3G)．．．基端漸縮的外周部

3d(3G)．．．柄外周部

3e．．．外周面

3w．．．內周部

3A．．．內環主體

3B．．．嵌合筒部

4．．．管

4a．．．前端漸縮的壓接部

4b．．．最大擴徑壓接部

4c．．．前端漸擴的壓接部(縮徑管部分)

4d．．．柄壓接部

4w．．．內部流路

4A．．．內周面

4C．．．端部

5．．．傾斜內周面

6．．．內周面

6w．．．內部流路

7．．．公螺紋

8．．．內周面

9．．．內周面

10．．．外周面

11．．．傾斜外周面

12．．．鍔部(突出部)

12a．．．內周面

12b．．．押壓部

13．．．母螺紋

14(y)．．．突出圓筒部

14a．．．內周面

15(y)．．．環狀小突起部

16．．．防止變形部

17．．．防止變形部

A．．．管連接裝置

m．．．環狀溝槽

Y(Q、P、X)．．．軸心

S1．．．第一密封部

S2．．．第二密封部

S3．．．第三密封部

Claims

一種管連接裝置，包含：內環，具有外周部及內周部，該外周部之前端形成有前端漸縮的外周擴徑面，該外周擴徑面使得該外周部自前端壓入至流體移送用的管的端部內時該管的端部的內周部為被擴徑，該內周部係構成流體移送用流路；管接頭主體或流體設備，具有於外周側形成有公螺紋的筒狀螺合部；以及連接螺帽，形成有與該筒狀螺合部的公螺紋相螺合的母螺紋；其中該內環係在使該管的端部的內周部為擴徑的狀態下而插入至該筒狀螺合部內，且該外周擴徑面係在夾住該管的狀態下而被螺合於該筒狀螺合部的公螺紋螺合的該連接螺帽所緊壓；其中位於該連接螺帽之中且與該外周擴徑面之間為緊壓該管的押壓部，係於鎖緊該連接螺帽之前，相對於該筒狀螺合部的軸心而與該外周擴徑面互相於相同方向形成有為傾斜的傾斜內周面，該傾斜內周面的最小直徑係設定為較該外周擴直徑面與該管的壓入嵌合部分的最小直徑為相同或更大，且該傾斜內周面的最小直徑係設定為較該壓入嵌合部分的最大直徑為相同或更小。
如請求項1所述之管連接裝置，其中：該外周擴徑面係在作為只有使該經擴徑的管的端部的內周部之中為最大擴徑部分予以擴徑到最大的狀態下，有較此時所呈現的該管的端部的內周部的自然的前端漸縮的內周擴徑面為更大直徑，且為以凸曲面的狀態而形成。
如請求項1所述之管連接裝置，其中：該傾斜內周面對於該軸心的角度，係設定為較該外周擴徑面對於該軸心的角度更大。
如請求項1所述之管連接裝置，更包含縱深密封部，係構成為可將形成於該內環的基端側的密封元件部、以及設置於該管接頭主體或流體設備的密封構成部予以壓接。