WO2012017740A1 - 流体継手 - Google Patents

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WO2012017740A1
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fluid coupling
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gasket
preventing
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康一 柚原
出 四方
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株式会社フジキン
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    • F16L15/00—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • F16L15/04—Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints with additional sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F16L19/0212—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means
    • F16L19/0218—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means comprising only sealing rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F16L19/025—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member the pipe ends having integral collars or flanges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L2201/00—Special arrangements for pipe couplings
    • F16L2201/10—Indicators for correct coupling

Definitions

  • the present invention relates to a fluid coupling, and more particularly, to a fluid coupling provided with an over-tightening prevention annular protrusion for preventing further tightening than proper tightening.
  • first and second coupling members having fluid passages communicating with each other, an annular gasket interposed between the butted end surfaces of both coupling members, and screw means for coupling the coupling members together
  • annular sealing projection and an overtightening preventing annular projection having a larger projection amount than the annular sealing projection are provided on the abutting end face of each joint member (for example, Patent Document 1).
  • the annular seal protrusion contacts the gasket and deforms it to obtain the required sealing performance, and the tightening prevention annular protrusion prevents further tightening than proper tightening.
  • the over-tightening prevention annular protrusion of one joint member and the over-tightening prevention annular protrusion of the other joint member face each other through the retainer or without the retainer at the time of proper tightening.
  • the over-tightening prevention annular protrusion of one joint member and the over-tightening prevention annular protrusion of the other joint member are directly abutted.
  • sealing performance is obtained by abutting the annular protrusion for preventing excessive tightening of one joint member and the annular protrusion for preventing excessive tightening of the other joint member.
  • An object of the present invention is to provide a fluid coupling in which when a defective gasket has been forgotten to be found, it can be reliably detected by a leak test.
  • the fluid coupling according to the present invention includes first and second coupling members having fluid passages communicating with each other, an annular gasket interposed between the butted end surfaces of both coupling members, and a screw that couples the coupling members together.
  • the annular protrusion is formed with a communication path that communicates the internal space and the external space when the two overtightening preventing annular protrusions are brought into contact with each other.
  • the communication path may be formed by a communication groove provided on the front end surface of the overtightening prevention annular protrusion, and the communication path is formed by a through-hole penetrating the overtightening prevention annular protrusion in the radial direction. Have been.
  • the communication groove has, for example, a semicircular shape, a V-shape, a rectangular shape, or the like, and is formed so as to communicate from the inner diameter to the outer diameter on the tip surface of the overtightening preventing annular protrusion.
  • the communication path may be a through hole having a circular cross section, for example.
  • the communication passage is provided so that the internal space and the external space communicate with each other when both overtightening preventing annular projections are brought into contact with each other.
  • the internal space is a space in which the gasket is disposed
  • the external space is, for example, a space inside the nut that joins the joint members together.
  • a test hole for a leak test is formed in the nut.
  • the over-tightening-preventing annular protrusion does not contribute to the sealing performance, and therefore, forming a communication path in this does not adversely affect the sealing performance.
  • the screw means can be variously configured.
  • a threaded portion is formed on one of the first and second joint members, and both joint members are connected to each other by a nut screwed onto the threaded portion of the joint member.
  • the first and second joint members may be sleeves in which the male thread portion is not formed, and both joint members may be coupled by the male thread member and the nut which are separate members.
  • the joint members may be formed such that a bolt insertion hole is formed on one side and a female thread portion is formed on the other side, and the joint members may be coupled by a bolt.
  • the fluid coupling of the present invention when at least one of the overtightening prevention annular protrusions is abutted with each other, a communication passage is formed to communicate the internal space with the external space. Therefore, when a failure to forget to insert a gasket occurs, there is a leak through the communication path of the over-tightening annular protrusion, and it is possible to reliably detect forgetting to insert the gasket in the leak test.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a fluid coupling according to the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a main part when the gasket is forgotten.
  • FIG. 3 is a perspective view showing an example of a communication path provided in the overtightening preventing annular protrusion.
  • FIG. 4 is a perspective view showing another example of the communication path provided in the overtightening preventing annular protrusion.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part when a gasket is forgotten to be inserted in a conventional joint.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a fluid coupling according to the present invention.
  • the fluid coupling includes a tubular first coupling member (1) and a tubular second coupling member (2) having fluid passages communicating with each other. ), An annular gasket (3) interposed between the right end surface of the first joint member (1) and the left end surface of the second joint member (2), and holding the annular gasket (3) and A retainer (5) held by one joint member (1), and a second joint by a nut (4) screwed to the first joint member (1) from the second joint member (2) side.
  • the member (2) is fixed to the first joint member (1).
  • An annular seal protrusion (7) (8) is formed in the substantially central portion in the radial direction of the abutting end face of each joint member (1) (2), and an annular overtightening prevention protrusion is formed on the outer periphery. (9) and (10) are formed.
  • Both end surfaces of the gasket (3) are flat surfaces perpendicular to the axial direction.
  • a retaining portion (3b) consisting of an outward flange is provided on the outer peripheral surface of the gasket (3). The gasket (3) is held by the retainer (5) and the retainer (5) is attached to each joint member (1 ) (2) is easy to do the work of holding.
  • Both joint members (1) (2) and gasket (3) are made of SUS316L.
  • the inner diameters of both joint members (1) and (2) are equal to the inner diameter of the gasket (3).
  • stainless steel other than SUS316L and other metals are appropriately employed.
  • the retainer (5) is integrally formed of a stainless steel plate, and includes an annular part (21) and three claws (23) provided inwardly projecting at the right end of the annular part (21).
  • the gasket holding part (22) holding the outer peripheral surface of the gasket (3) and the joint member holding part (24) adapted to engage with the right end face of the first joint member (1).
  • the three claws (23) have some elasticity, and a bent portion (23a) having some elasticity bent rightward is provided at the tip of each claw (23). Then, the gasket (3) is fitted inside each claw (23), and the bent portion (23a) is brought into close contact with the gasket (3) so that the radial direction and the axial direction in the retainer (5) of the gasket (3) Movement to is blocked.
  • the annular portion (21) is provided with a pair of axial cutouts at the positions where the three claws (23) are provided, and the three claw-shaped holding portions (25) formed thereby.
  • the joint member holding portion (24) is configured.
  • the three claw-shaped holding portions (25) hold the retainer (5) on the first joint member (1) by scuffing the outer surface of the right end portion of the first joint member (1) by elastic force.
  • An inward flange (11) is formed at the right end of the nut (4), and this flange (11) is fitted around the second joint member (2).
  • a female screw (12) is formed on the inner periphery of the left end of the nut (4), and this is screwed into a male screw (14) formed on the right side of the first joint member (1).
  • An outward flange (13) is formed on the outer periphery of the left end of the second joint member (2), and a thrust ball bearing for preventing co-rotation between this and the inward flange (11) of the nut (4) (6) is interposed.
  • the over-tightening prevention annular projections (9) and (10) are protruded to the left and right gaskets (3) side of the seal projections (7) and (8), and should be tightened further than proper tightening. Further, the retainer (5) is pressed from both sides. Each of the over-tightening prevention annular projections (9) and (10) protects the seal projections (7) and (8) of each joint member (1) and (2) before assembly, which has an important effect on the sealing performance. The seal protrusions (7) and (8) exerting the resistance are prevented from being damaged.
  • a test hole (not shown) for leak test is formed in the nut (4), and a leak test is performed to detect defective seals such as forgetting to put a gasket.
  • the gasket (3) is forgotten to be inserted, for example, if it is tightened until a predetermined tightening force is reached, in the conventional fluid coupling, as shown in FIG. 5, the first coupling member (1) is overtightened.
  • the resistance to tightening is increased.
  • a predetermined tightening force (same magnitude as the appropriate tightening force) is reached.
  • the fluid coupling according to the present invention at least one (both shown) annular protrusions (9) (10) for preventing overtightening.
  • the communication groove (communication path) (31) (32) that connects the internal space (Si) and the external space (So) ) Is formed.
  • the shape of the communication groove (31) may be semicircular in cross section as shown in FIG. 3 (a), or V-shaped in cross section as shown in FIG. 3 (b).
  • the cross section may be square as shown in FIG.
  • the communication grooves (31) and (32) may be replaced with through-holes (communication passages) (33) having a circular cross section that penetrates the overtightening preventing annular protrusion (9) in the radial direction. Good. Regardless of the shape, if the gasket (3) is forgotten to be inserted, the leak test can surely find the leak.
  • the number of communication paths (31), (32), and (33) may be one, but of course a plurality may be provided.
  • the communication passages (31), (32), and (33) may be provided only in the annular protrusions (9) and (10) for preventing overtightening of any one of the joint members (1) and (2).
  • communication grooves (31) and (32) are provided in the annular protrusions (9) and (10) for preventing overtightening of both joint members (1) and (2), it is not necessary to align them at the time of abutment.
  • This invention can contribute to the improvement of the reliability of the fluid coupling because it can be surely detected by the leak test when the defective gasket forgotten in the fluid coupling has occurred.

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Abstract

　ガスケット入れ忘れ不良が生じている場合に、リーク試験で確実にそれを発見できるようにした流体継手を提供する。　各継手部材1,2の突合わせ端面に、環状のシール突起7,8およびこれよりも突出量が大きい締過ぎ防止用環状突起9,10が設けられている。少なくとも一方の締過ぎ防止用環状突起9,10に、両締過ぎ防止用環状突起9,10が互いに突き合わされた際に、その内部空間Siと外部空間Soとを連通する連通路31,32が形成されている。

Description

流体継手
　この発明は、流体継手に関し、特に、適正な締付けよりもさらに締付けることを防止するための締過ぎ防止用環状突起が設けられている流体継手に関する。
　流体継手として、従来、互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられる円環状ガスケットと、継手部材同士を結合するねじ手段とを備えており、各継手部材の突合わせ端面に、環状のシール突起およびこれよりも突出量が大きい締過ぎ防止用環状突起が設けられているものが知られている（例えば特許文献１）。
　この流体継手によると、環状のシール突起がガスケットに当接してこれを変形させることで所要のシール性が得られるとともに、締過ぎ防止用環状突起によって適正な締付けよりもさらに締付けることが防止される。締過ぎ防止については、一方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起と他方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起とが、適正な締付け時には、リテーナを介してまたはリテーナを介さずに対向するが、力は及ぼし合わないまたは大きな力は及ぼさない状態とされ、これよりさらに締め付けた場合、一方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起と他方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起とがリテーナを介してまたは直接突き合わされることで、締付けに対する抵抗が増大し、これにより過剰な締付けが防止されるものとなっている。
特許第３８７６３５１号公報
　上記流体継手によると、ガスケットを入れ忘れた場合、一方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起と他方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起とが直接突き合わされることになり、この状態で、リーク試験を行うと、一方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起と他方の継手部材の締過ぎ防止用環状突起との突き合わせによってシール性が得られるため、ガスケットが入れ忘れられているにもかかわらず、リーク試験で合格となってしまう可能性があるという問題があった。
　この発明の目的は、ガスケット入れ忘れ不良が生じている場合に、リーク試験で確実にそれを発見できるようにした流体継手を提供することにある。
　この発明による流体継手は、互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられる円環状ガスケットと、継手部材同士を結合するねじ手段とを備えており、各継手部材の突合わせ端面に、環状のシール突起およびこれよりも突出量が大きい締過ぎ防止用環状突起が設けられている流体継手において、少なくとも一方の締過ぎ防止用環状突起に、両締過ぎ防止用環状突起が互いに突き合わされた際に、その内部空間と外部空間とを連通する連通路が形成されていることを特徴とするものである。
　連通路は、締過ぎ防止用環状突起の先端面に設けられた連通溝によって形成されていることがあり、また、連通路は、締過ぎ防止用環状突起を径方向に貫通する貫通孔によって形成されていることがある。
　連通溝は、例えば、半円状、Ｖ字状、方形状などの断面とされて、締過ぎ防止用環状突起の先端面に、その内径から外径まで通じるように形成される。連通路は、例えば断面円形の貫通孔とされてもよい。いずれにしろ、連通路は、両締過ぎ防止用環状突起が互いに突き合わされた際に、その内部空間と外部空間とを連通するように設けられる。ここで、内部空間は、ガスケットが配置される空間であり、外部空間は、例えば、継手部材同士を結合するナットの内側の空間であり、この場合、ナットにリーク試験用の試験孔があけられることで、リーク試験によって、ガスケット入れ忘れを確実に発見することができる。連通路は、１つあればよく、複数としてももちろんよい。
　締過ぎ防止用環状突起は、シール性に寄与するものではないので、これに連通路を形成することで、シール性に悪影響を与えることは全くない。
　ねじ手段は種々の構成が可能であり、例えば、第１および第２の継手部材のいずれか一方におねじ部が形成され、継手部材のおねじ部にねじ合わされたナットによって、両継手部材が結合されてもよく、第１および第２の継手部材がいずれもおねじ部が形成されていないスリーブとされ、別部材とされたおねじ部材とナットとによって、両継手部材が結合されてもよい。また、継手部材同士は、一方にボルト挿通孔が、他方にめねじ部が形成されたものとされ、ボルトによって結合されるようにしてもよい。
　この発明の流体継手によると、少なくとも一方の締過ぎ防止用環状突起に、両締過ぎ防止用環状突起が互いに突き合わされた際に、その内部空間と外部空間とを連通する連通路が形成されているので、ガスケット入れ忘れ不良が生じている場合には、締過ぎ防止用環状突起の連通路を介してのリークがあり、リーク試験で確実にガスケット入れ忘れを発見することができる。
図１は、この発明による流体継手の１実施形態を示す縦断面図である。 図２は、ガスケット入れ忘れ時の要部の縦断面図である。 図３は、締過ぎ防止用環状突起に設けられる連通路の例を示す斜視図である。 図４は、締過ぎ防止用環状突起に設けられる連通路の他の例を示す斜視図である。 図５は、従来の継手におけるガスケット入れ忘れ時の要部の縦断面図である。
(1)(2)　　　継手部材
(3)　　　　 ガスケット
(4)　　　　 ナット
(7)(8)　　　シール突起
(9)(10)　　 締過ぎ防止用突起
(31)(32)　　連通溝（連通路）
(33)　　　　貫通孔（連通路）
　この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。以下の説明において、上下は、図の上下をいうものとする。
　図１は、この発明による流体継手の１実施形態を示しており、流体継手は、互いに連通する流体通路を有している管状の第１継手部材(1)および管状の第２継手部材(2)と、第１継手部材(1)の右端面と第２継手部材(2)の左端面との間に介在させられる円環状ガスケット(3)と、円環状ガスケット(3)を保持しかつ第１継手部材(1)に保持されるリテーナ(5)とを備えており、第２継手部材(2)側から第１継手部材(1)にねじはめられたナット(4)により、第２継手部材(2)が第１継手部材(1)に固定されている。各継手部材(1)(2)の突合わせ端面の半径方向略中央部には、環状のシール突起(7)(8)がそれぞれ形成され、同外周部には、環状の締過ぎ防止用突起(9)(10)がそれぞれ形成されている。
　ガスケット(3)の両端面は、軸方向に対して直角な平坦面とされている。ガスケット(3)の外周面には、外向きフランジよりなる抜止め部(3b)が設けられており、ガスケット(3)をリテーナ(5)に保持させたりリテーナ(5)を各継手部材(1)(2)に保持させたりする作業がやりやすい。
　両継手部材(1)(2)およびガスケット(3)は、ＳＵＳ３１６Ｌ製である。両継手部材(1)(2)の内径とガスケット(3)の内径とは、等しくなされている。両継手部材(1)(2)およびガスケット(3)の材質としては、ＳＵＳ３１６Ｌ以外のステンレス鋼やその他の金属が適宜採用される。
　リテーナ(5)は、ステンレス鋼板で一体的に形成されたもので、円環部(21)と、円環部(21)右端に内方突出状に設けられた３つの爪(23)を備えガスケット(3)の外周面を保持するガスケット保持部(22)と、第１継手部材(1)の右端面に係合するようになされた継手部材保持部(24)とよりなる。３つの爪(23)は若干弾性を有しており、各爪(23)の先端には、右方に折曲げられた若干の弾性を有する折曲げ部(23a)が設けられている。そして、各爪(23)の内側にガスケット(3)が嵌め込まれ、折曲げ部(23a)がガスケット(3)に密着させられてガスケット(3)のリテーナ(5)内における半径方向および軸方向への移動が阻止されている。円環部(21)には、３つの爪(23)が設けられている位置において、それぞれ一対の軸線方向切欠きが設けられており、これによって形成された３つの爪状保持部(25)によって継手部材保持部(24)が構成されている。３つの爪状保持部(25)は、弾性力によって第１継手部材(1)の右端部外面を挾みつけることにより、リテーナ(5)を第１継手部材(1)に保持している。
　ナット(4)の右端部には内向きフランジ(11)が形成されており、このフランジ(11)の部分が第２継手部材(2)の周囲にはめられている。ナット(4)の左端部の内周にはめねじ(12)が形成されており、これが第１継手部材(1)の右側に形成されたおねじ(14)にねじはめられている。第２継手部材(2)の左端部外周には外向きフランジ(13)が形成されており、これとナット(4)の内向きフランジ(11)との間に共回り防止用のスラスト玉軸受(6)が介在させられている。
　各締過ぎ防止用環状突起(9)(10)は、シール突起(7)(8)よりも左右方向ガスケット(3)側に突出させられており、適正な締付けよりもさらに締付けようとしたさいに、リテーナ(5)をその両面から押圧するようになされている。各締過ぎ防止用環状突起(9)(10)は組立て前の各継手部材(1)(2)のシール突起(7)(8)を保護しており、これにより、シール性に重要な影響を及ぼすシール突起(7)(8)が傷付くことが防止されている。
　手で締め付けた状態からスパナ等によりさらにナット(4)を締付けていくと、ガスケット(3)が変形し、適正な締付け時には、各継手部材(1)(2)の内周(1a)(2a)とガスケット(3)の内周(3a)とがほぼ面一となる。すなわち液だまりとなる凹所は存在しなくなる。そして、これよりさらに締付けると、締過ぎ防止用環状突起(9)(10)とリテーナ(5)との間の隙間が０となり、締付けに対する抵抗力が非常に大きくなり、締過ぎが防止される。
　上記の流体継手では、ナット(4)にリーク試験用の試験孔（図示略）があけられており、ガスケット入れ忘れなどのシール不良品を発見するためのリーク試験が行われている。
　ここで、ガスケット(3)を入れ忘れた場合、例えば所定の締付け力に達するまで締め付けることにしていると、従来の流体継手では、図５に示すように、第１継手部材(1)の締過ぎ防止用環状突起(9)と第２継手部材(2)の締過ぎ防止用環状突起(10)とが直接突き合わされることで、締付けに対する抵抗が増大し、この後さらに締付けを行うことで、所定の（適切な締付け力と同じ大きさ）の締付け力に達することになる。図５の状態となっている流体継手に対して、リーク試験を行うと、第１継手部材(1)の締過ぎ防止用環状突起(9)と第２継手部材(2)の締過ぎ防止用環状突起(10)との突き合わせによってある程度のシール性が得られるため、ガスケット(3)が入れ忘れられているにもかかわらず、リーク試験で合格となってしまう可能性がある。
　このようなガスケット忘れの流体継手がリーク試験で合格することは避ける必要があり、そこで、この発明による流体継手では、少なくとも一方（図示は両方）の締過ぎ防止用環状突起(9)(10)に、両締過ぎ防止用環状突起(9)(10)が互いに突き合わされた際に、その内部空間(Si)と外部空間(So)とを連通する連通溝（連通路）(31)(32)が形成されている。
　図２において、ガスケット(3)を入れ忘れた状態で、両締過ぎ防止用環状突起(9)(10)が互いに突き合わされると、連通溝(31)(32)によって両締過ぎ防止用環状突起(9)(10)の突き合わせ部の内部空間(Si)と外部空間(So)とが連通され、リーク試験を行った場合、確実にリークが発見される。
　連通溝(31)（(32)についても同様）の形状は、図３（ａ）に示すように、断面半円形であってもよく、図３（ｂ）に示すように、断面Ｖ字状であってもよく、図３（ｃ）に示すように、断面方形であってもよい。また、連通溝(31)(32)は、図４に示すように、締過ぎ防止用環状突起(9)を径方向に貫通する断面円形の貫通孔（連通路）(33)に置き換えてもよい。いずれの形状であっても、ガスケット(3)を入れ忘れた場合には、リーク試験によって確実にリークを発見することができる。
　なお、連通路(31)(32)(33)の数は、１つでよいが、複数設けてももちろんよい。連通路(31)(32)(33)は、いずれか一方の継手部材(1)(2)の締過ぎ防止用環状突起(9)(10)だけに設けられていればよい。両方の継手部材(1)(2)の締過ぎ防止用環状突起(9)(10)に連通溝(31)(32)が設けられている場合、突き合わせ時にこれらを位置合わせする必要はない。
　この発明は、流体継手において、ガスケット入れ忘れ不良が生じている場合に、リーク試験で確実にそれを発見できるようにしたので、流体継手の信頼性の向上に寄与することができる。

Claims (3)

  1. 互いに連通する流体通路を有している第１および第２の継手部材と、両継手部材の突き合わせ端面間に介在させられる円環状ガスケットと、継手部材同士を結合するねじ手段とを備えており、各継手部材の突合わせ端面に、環状のシール突起およびこれよりも突出量が大きい締過ぎ防止用環状突起が設けられている流体継手において、
    　少なくとも一方の締過ぎ防止用環状突起に、両締過ぎ防止用環状突起が互いに突き合わされた際に、その内部空間と外部空間とを連通する連通路が形成されていることを特徴とする流体継手。
  2. 連通路は、締過ぎ防止用環状突起の先端面に設けられた連通溝によって形成されている請求項１の流体継手。
  3. 連通路は、締過ぎ防止用環状突起を径方向に貫通する貫通孔によって形成されている請求項１の流体継手。
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