WO2014181591A1

WO2014181591A1 - 管接続装置

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Publication number: WO2014181591A1
Application number: PCT/JP2014/058003
Authority: WO
Inventors: 睦藤井; 俊英飯田
Original assignee: 日本ピラー工業株式会社
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2014-11-13
Also published as: KR20160024847A; JP2014219052A; EP3001086B1; US20160076686A1; EP3001086A4; TW201502408A; EP3001086A1; CN105247264A; TWI621796B

Abstract

　インナーリングの基端部と管継手本体とによるシール部が良好に機能し、かつ、インナーリング先端部の過剰な縮径変形も生じないようになり、より改善された管接続装置を提供する。　管継手本体１とユニオンナット２とチューブ端に圧入されるインナーリング３とを有する管接続装置において、インナーリング３の基端部にシール要素部ｙが、かつ、管継手本体１のシール形成部ｋがそれぞれ形成され、組付状態においては、シール要素部ｙとシール形成部ｋとが互いに押付けられ、かつ、チューブ端部４Ｃにおける基窄まりの縮径外周面３ｃに外嵌される縮径チューブ部分４ｃと筒状螺合部１Ａとは、シール要素部ｙとシール形成部ｋとの接触圧よりも低い接触圧にて互いに押付けられるか或いは互いに離間する構成とされている。

Description

管接続装置

　本発明は、インナーリングを用いるタイプの管接続装置に係り、詳しくは、半導体製造や医療・医薬品製造、食品加工、化学工業等の各種技術分野の製造工程で取り扱われる高純度液や超純水の配管に好適な管接続装置に関するものである。

　インナーリングを用いた管接続装置は、外周に雄ねじが形成された状態で管継手本体又は流体機器から突設される筒状螺合部と、径外側に隆起した環状大径部を有するシール用のインナーリングと、雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたユニオンナットとを有して構成されており、例えば特許文献１において開示されたものが知られている。
　この特許文献１に示されるものでは、外周に雄ねじが形成された状態で管継手本体に設けられた筒状螺合部と、内周部が流体流通路とされ径外側に環状大径部が隆起した管固定用のインナーリングと、前記雄ねじに螺合する雌ねじが形成されたユニオンナットとを備えている。

　前述の管接続装置において、管継手本体にチューブを接続するには、まずインナーリングをチューブの開放口からチューブの端部内に圧入して環状大径部によりチューブの端部を拡径変形させる。次に、この拡径変形させたインナーリング付きチューブを筒状螺合部内に挿入する。
　次いで、前記ユニオンナットの雌ねじを筒状螺合部の雄ねじに螺合する。そして、ユニオンナットを締め込んで螺進させ、この螺進によりユニオンナットがインナーリング付きのチューブを軸心方向に押し付けることにより、チューブの接続を行うものである。

　前述の管接続装置においては、ユニオンナットを回し込んでの締付けにより、その尖った箇所であるシール用押圧部（特許文献１の押圧エッジ３Ｃを参照）でチューブの拡径部を凹むほどに軸心方向に強く押付ける組付状態として使用される。
　その組付状態においては、チューブの拡径部とインナーリングの先窄まりの外周拡径面（特許文献１の膨出部１５を参照）とがシールされるとともに、インナーリング基端部のシール要素部と管継手本体のシール形成部（特許文献１の一次シール部５Ａ等を参照）とがより強く押されてシールされる。

　また、インナーリングの基窄まりの縮径外周面に外嵌される縮径チューブ部分と、筒状螺合部先端の先拡がり内周面とが互いに押し付けられてなるシール部（特許文献１の三次シール部５Ｂを参照）も形成される。このように、従来の管接続装置においては、インナーリングの先端部とチューブとによるａシール部、インナーリングの基端部と管継手本体とによるｂシール部、そして、管継手本体の筒状螺合部とチューブとによるｃシール部、という各部のシール部が形成される構成であった。

特開平１０－０５４４８９号公報

　従来の管接続装置においては、前述した三箇所のシール部による良好なシール性を発揮するものではあったが、継続しての鋭意研究により、次のような要改善点のあることが知見されてきた。即ち、寸法設定や誤差などにより、ｂシール部ｂの接触圧が弱い又は殆ど無い場合〔図１０（ａ）参照〕や、ａシール部ａとｃシール部ｃによる圧接力の合算により、流体の流れに悪影響を与えるほどにインナーリング３のインナーリング本体３Ａ先端部が縮径変形される場合〔図１０（ｂ）参照〕のあることが分ってきたのである。

　たとえば、図１０（ａ）に示すように、ユニオンナット２の締め込みに伴い、そのチューブ押圧部１２ｂがチューブ４の先窄まりの圧接部４ａを介してインナーリング３を押付けることとなる。それによってｃシール部ｃは強く接触するが、シール要素部ｙとシール形成部ｋとはごく軽く接触する状態か、或いは非接触な状態となり、ｂシール部ｂのシールが不安定になる、という不都合である。
　この場合、最悪、ｂシール部ｂに漏れが生じたとしても、強固に接触するｃシール部ｃにより、管接続装置Ａとしての漏れは回避できている。しかしながら、ユニオンナット２の締付力に依存するｃシール部ｃは、ユニオンナット２が緩むとシール力が弱まることに鑑みると、理想的には、流体の流れにより近い箇所であるｂシール部ｂでしっかりとシールされ、管継手本体１の筒状螺合部１Ａとインナーリング３との間に流体が滲み入ることが生じないのが好ましい。

　また、図１０（ｂ）に示すように、ｂシール部ｂは良好に機能しているが、ｃシール部ｃの当りが強過ぎる場合も好ましい状態とは言えない。ユニオンナット２の締め付けにより、ａシール部ａ及びｃシール部ｃそれぞれの構造上から、インナーリング３を縮径させる方向の力が過剰となり、同図１０（ｂ）に示すように、インナーリング本体３Ａの先端部が縮径変形して内部流路Ｒに出っ張り、流体の流れを阻害するおそれ及び液溜まりを誘発し液置換性を悪化させるおそれが生じることである。
　このように、従来の管接続装置では、直ちに漏洩が生じるものではなく実際上問題となるケースが少ないとは言え、ｂシール部ｂの機能が不安定になることや、インナーリング本体３Ａの先端部が過剰に縮径変形するおそれがあり、改善の余地が残されているものであった。

　本発明の目的は、さらなる工夫により、前述した不都合のおそれのないもの、即ち、ｂシール部が良好に機能し、かつ、インナーリング先端部の過剰な縮径変形も生じないようになり、より改善された管接続装置を提供する点にある。

　請求項１に係る発明は、管接続装置において、
　先端から流体移送用チューブ４のチューブ端部４Ｃに挿入させて前記チューブ端部４Ｃを拡径させる先窄まりの外周拡径面３ａと、拡径されているチューブ端部４Ｃを縮径させるべく前記先窄まりの外周拡径面３ａよりも基端側となる部位に形成されている基窄まりの縮径外周面３ｃとを先端部に備える外周部３Ｇ、及び、流体移送用流路を構成する内周部３ｗを有するインナーリング３と、
　外周に雄ねじ７が形成される筒状螺合部１Ａを有する管継手本体１又は流体機器１と、
　前記雄ねじ７に螺合する雌ねじ１３、及び、チューブ押圧部１２ｂを内周部に有するユニオンナット２とを備え、
　前記先窄まりの外周拡径面３ａ及び前記基窄まりの縮径外周面３ｃに前記チューブ端部４Ｃが外嵌されている前記インナーリング３を前記筒状螺合部１Ａに挿入した状態における前記雌ねじ１３と前記雄ねじ７とを螺合させての前記ユニオンナット２の前記筒状螺合部１Ａの軸心Ｙ方向の螺進により、前記チューブ押圧部１２ｂが前記チューブ４を介して前記先窄まりの外周拡径面３ａに押付けられる組付状態が形成可能に構成されており、
　前記インナーリング３の基端部にシール要素部ｙが、かつ、前記管継手本体１又は流体機器１に前記シール要素部ｙに対応するシール形成部ｋがそれぞれ形成され、
　前記組付状態においては、前記シール要素部ｙと前記シール形成部ｋとが互いに押付けられ、かつ、前記チューブ端部４Ｃにおける前記基窄まりの縮径外周面３ｃに外嵌される縮径チューブ部分４ｃと前記筒状螺合部１Ａとは、前記シール要素部ｙと前記シール形成部ｋとの接触圧よりも低い接触圧にて互いに押付けられるか或いは互いに離間する構成とされていることを特徴とする。

　請求項２に係る発明は、請求項１に記載の管接続装置において、前記筒状螺合部１Ａにおける前記縮径チューブ部分４ｃに対向する先端内周面８は、前記先端内周面８と前記縮径チューブ部分４ｃの外周面との間に均一又はほぼ均一な間隙が形成される先拡がり内周面に形成されていることを特徴とするものである。

　請求項３に係る発明は、請求項１に記載の管接続装置において、前記シール形成部ｋは、前記軸心Ｙに対して傾斜するテーパ外周面１８又はテーパ内周面５を備えているとともに、前記シール要素部ｙは、前記テーパ外周面１８に外嵌する傾斜内周面２０又は前記テーパ内周面５に内嵌する傾斜外周面１１を備えていることを特徴とするものである。

　請求項４に係る発明は、請求項１に記載の管接続装置において、前記シール形成部ｋは、前記軸心Ｙと平行に形成された環状溝ｍ又は／及び円筒部分２７を備えているとともに、前記シール要素部ｙは、前記環状溝ｍに圧入される円筒部１４又は／及び前記円筒部分２７が圧入される環状溝部２８を備えていることを特徴とするものである。

　請求項１の発明によれば、ユニオンナットを締め込んでの組付状態においては、縮径チューブ部分と筒状螺合部とが当接しないか或いは低い接触圧にて当接するようになるので、インナーリングのシール要素部と、管継手本体又は流体機器のシール形成部とは確実に圧接されてシールされる状態がもたらされる。
　即ち、ユニオンナットの締め込みに伴い、仮に、シール要素部とシール形成部とが当接するより先に筒状螺合部と基窄まりの縮径外周面に外嵌されている縮径チューブ部分とが当たる場合には、組付状態においては、シール要素部とシール形成部とが非当接又は軽く接触し、かつ、筒状螺合部と基窄まりの縮径外周面に外嵌されている縮径チューブ部分とが強く圧接することになり、シール要素部とシール形成部との圧接によるシールが機能しなくなるおそれがあって都合が悪い。

　そこで、本発明においては、縮径チューブ部分と筒状螺合部とは、シール要素部とシール形成部との接触圧よりも低い接触圧にて互いに押付けられるか、或いは互いに離間する構成とされているので、シール要素部とシール形成部とが確実・良好に圧接されてのシール機能が生じるようになるのである。
　その結果、さらなる工夫により、インナーリングの基端部と管継手本体とによるシール部が良好に機能し、かつ、インナーリング先端部の過剰な縮径変形も生じないようになり、より改善された管接続装置を提供することができる。

　請求項２の発明によれば、筒状螺合部の先端内周面である先拡がり内周面〔縮径チューブ部分に対向（即ち外囲）する先端内周面〕と、縮径チューブ部分の外周面との間に均一又はほぼ均一な間隙が形成されているから、それら両者が軽く圧接される場合に比べて、より確実にシール要素部とシール形成部とが強く圧接されるようになる。従って、請求項１の発明による前記効果が強化される利点がある。

　また、シール要素部とシール形成部とは、請求項３の発明のように、傾斜内周面又は傾斜外周面でシール要素部を、かつ、テーパ外周面又はテーパ内周面でシール形成部とする構成や、請求項４のように、円筒部又は環状溝部でシール要素部を、かつ、環状溝又は円筒部分でシール形成部とする構成を採ることができる。

締付状態における管接続装置を示す要部の断面図（実施形態１）インナーリングを示す一部切欠きの側面図ユニオンナットを示す一部切欠きの側面図管継手本体を示す一部切欠きの側面図第１別構造の管接続装置を示す要部の断面図（実施形態２）（ａ）はインナーリングの最大径部分と同径に形成した円柱を用いてチューブの端部を拡径変形させ、そこに現れるチューブの端部の内周部の自然な窄まりの内周拡径面の状態を示す断面図、（ｂ）はインナーリングの先窄まりの外周拡径面をチューブの端部内に圧入して拡径変形させた時の拡大断面図第一シール部の要部を示す拡大断面図第２別構造の管接続装置を示す要部の断面図（実施形態３）第３別構造の管接続装置を示す要部の断面図（実施形態４）従来の管接続装置における不具合状態を示し、（ａ）は第二シール部の非接触状態、（ｂ）はインナーリング先端部の過剰縮径状態

　以下、本発明の管接続装置における実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、図１，５，８に示す組付状態の管接続装置Ａにおいては、管継手本体１の軸心Ｙと、ユニオンナット２の軸心Ｑと、インナーリング３の軸心Ｐと、チューブ４の軸心Ｘとの四者は、一直線に並ぶ互いに同一のもの（軸心Ｙ＝軸心Ｑ＝軸心Ｐ＝軸心Ｘ）として描いてある。
　また、本明細書では、管継手本体１、ユニオンナット２、インナーリング３、及びチューブ４の各部品において「先端側」や「先端」とは、図１，５などにおいて、チューブ４が管継手本体１から軸心Ｙ方向で離れる側（又は方向）を指し、「基端側」や「基端」とは、チューブ４が管継手本体１に軸心Ｙ方向で近付く側（又は方向）を指すと定義する。なお、「又は／及び」とは、「又は」も「及び」も含むものであると定義する。

〔実施形態１〕
　管接続装置Ａは、図１に示すように、チューブどうしを接続する管継手よりなり、管継手本体１と、ユニオンナット２と、インナーリング３とを有し、インナーリング３のインナーリング本体３Ａの先端部からチューブ端部４Ｃ内に圧入させた状態でチューブ４を連通接続するものである。管継手本体１、ユニオンナット２、インナーリング３、チューブ４はいずれも耐熱、耐薬品性に優れるフッ素樹脂（例：ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＴＦＥ，ＣＴＦＥ，ＥＣＴＦＥなど）等の樹脂製である。
　なお、管継手本体１、インナーリング３、チューブ４が前記のフッ素樹脂で構成されるとき、ユニオンナット２においては、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂で形成してもよい。また、管継手本体１、ユニオンナット２、インナーリング３、チューブ４のすべてをポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂で形成することもできる。

　管継手本体１は、図１，図４に示すように、筒状の胴部１Ｃと、その軸心Ｙ方向の先端側に設けた筒状螺合部１Ａと、筒状螺合部１Ａの付根部の径内側に形成した小径筒部１ａと、内部流路６ｗを構成する内周面６とを有する筒状構造のものである。図示は省略するが、例えば、胴部１Ｃの基端側にも筒状螺合部１Ａ及び小径筒部１ａを有して、軸心方向において対称となる形状の部品に形成されている。
　筒状螺合部１Ａには、その先端部外周から基端側に向けて雄ねじ７が形成され、その先端部内周に先拡がりの内周面〔筒状螺合部１Ａにおける縮径チューブ部分４ｃに対向（即ち外囲）している先端内周面〕８が形成され、この先拡がりの内周面８の基端側に径一定で直線状の内周面９が形成されている。
　小径筒部１ａの径外側には、径一定で直線状の外周面１０が形成されている。小径筒部１ａの径内側における先端部には、小径筒部１ａの先端に近付くに連れて径が次第に大きくなる先拡がり状の傾斜内周面（「テーパ外周面」の一例）５が形成されている。
　また、この小径筒部１ａの外周面１０と筒状螺合部１Ａの内周面９との間には筒状の環状溝ｍが形成されている。

　ユニオンナット２は、図１，図３に示すように、樹脂製ナットよりなり、その内周部に、筒状螺合部１Ａの雄ねじ７に螺合する雌ねじ１３と、この雌ねじ１３よりも先端側に位置して径内側に張り出す環状の鍔部１２とを有する。
　鍔部１２の内径部分は、チューブ４が挿通できるようにチューブ４の外径より若干大きい径の内周面１２ａに設定されている。鍔部１２の基端側は、インナーリング３が圧入内嵌されているチューブ端部４Ｃの先端側外周面を、ユニオンナット２の軸心Ｑ方向に押すチューブ押圧部１２ｂとして構成されている。なお、鍔部１２の外周には、軸心Ｑ方向視でほぼ六角形を呈してスパナ（レンチ）掛けできるようにするために、カット状の平面部２ａが６箇所形成されている。

　チューブ押圧部１２ｂは、軸心Ｑ方向で雌ねじ１３側に（基端側に）近付くほど径が大となるように基拡がりする傾斜内周面に形成されている。詳しく言うと、インナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａとの間でチューブ４を挟み込んで押付けるユニオンナット２のチューブ押圧部１２ｂは、軸心Ｑに関して先窄まりの外周拡径面３ａと互いに同じ方向に傾く傾斜内周面に形成されている。
　しかして、雌ねじ１３を筒状螺合部１Ａの雄ねじ７に螺合させてユニオンナット２が螺進されることにより、チューブ押圧部１２ｂがチューブ端部４Ｃの先端側外周面を軸心Ｑ方向に押し付けていくことになる。なお、鍔部１２の内周面１２ａは内径を一定にしているが、雌ねじ１３から遠ざかるほど内径が漸次拡大するテーパ内周面に形成してもよい。

　インナーリング３は、図１，図２に示すように、チューブ４の開放口からチューブ端部４Ｃ内に圧入されるインナーリング本体３Ａと、このインナーリング本体３Ａの基端側にてチューブ４の開放口から基端側に突出する嵌合筒部３Ｂとを有して軸心Ｐを持つ筒状体に構成されている。
　このインナーリング本体３Ａと嵌合筒部３Ｂの各内周部３ｗは径一定に形成され、流体流通路とされている。
　インナーリング本体３Ａの外周部３Ｇにおける先端側には拡径部分３ｆが形成され、この拡径部分３ｆの先端側に先窄まりの外周拡径面３ａが形成されている。拡径部分３ｆの基端側には、基端側に進むほど径が小さくなる基窄まりの縮径外周面３ｃが形成されており、この基窄まりの縮径外周面３ｃと先窄まりの外周拡径面３ａとの間には、径の最も大きい部分である最大径部分３ｂが形成されている。そして、基窄まりの縮径外周面３ｃの基端側には、外径が一定の胴外周部（胴外周面）３ｄが形成されている。

　本願の図面においては、インナーリング３の最大径部分３ｂが、軸心Ｐ方向に一定の長さを備えた構造として記載されているが、最大径部分３ｂが直ちに先窄まりの外周拡径面３ａ及び基窄まりの縮径外周面３ｃに変化する境界に対応する構造であっても技術的に全く差し支えは無い。

　拡径部分３ｆの先窄まりの外周拡径面３ａは、全体が径方向で外側に凸となる凸曲面に形成され、この先窄まりの外周拡径面３ａの基端側に最大径部分３ｂが形成され、この先窄まりの外周拡径面３ａと最大径部分３ｂとがチューブ端部４Ｃ内に圧入されることで、チューブ端部４Ｃが拡径変形されるものである。
　また、先窄まりの外周拡径面３ａの先端部には、インナーリング本体３Ａの軸心Ｐの基端側に進むほど径が小さくなる基窄まりカット状の変形防止部１６が形成されている。この変形防止部１６によって、先窄まりの外周拡径面３ａがチューブ端部４Ｃ内に圧入した後、拡径部分３ｆの先端部が径内方向（流体流通路側）に縮径変形して突出することを、実質的に抑制又は防止することが可能とされている。
　また、変形防止部１６により、流体の流れの勢いや速さで先窄まりの外周拡径面３ａの先端側がさらに径内方向（流体流通路側）に変形して突出するのも防止又は抑制可能である。

　嵌合筒部３Ｂには、管継手本体１の環状溝ｍに圧入する突出円筒部１４と、この突出円筒部１４の径内側に位置して傾斜外周面１１を備える環状小突起部１５とが形成されている。環状小突起部１５の基端側には、インナーリング本体３Ａの軸心Ｐの先端側に進むほど径が小さくなる先窄まりカット状の変形防止部１７が形成されている。この変形防止部１７によって、環状小突起部１５の先端側が径内方向（流体流通路側）に変形して突出することが防止可能とされている。
　環状小突起部１５における基窄まり状の傾斜外周面１１と突出円筒部１４の内周面１４ａとの間は、基拡がりする環状の窪みに形成されていて、この窪みに管継手本体１の小径筒部１ａの先端部が嵌入され、この嵌入によって環状小突起部１５の傾斜外周面１１と小径筒部１ａの傾斜内周面５とが当接する構成とされている。

　チューブ４は、図１に示すように、その基端部である端部４Ｃがインナーリング本体３Ａに圧入外嵌されている。それにより、先窄まりの外周拡径面３ａに圧接される先窄まりの圧接部４ａと、最大径部分３ｂに圧接される最大拡径圧接部４ｂと、基窄まりの縮径外周面３ｃに圧接される先拡がりの圧接部４ｃと、胴外周部３ｄに圧接される胴圧接部４ｄとが端部４Cに形成されている。
　チューブ４がインナーリング３に圧入されている状態においては、チューブ４の内周面４Ａで構成される内部流路４ｗの径と、インナーリング３の流体流通路を構成する内周部３ｗの径と、管継手本体１の内部流路６ｗを構成する内周面６の径とは、それぞれ互いに同径であって面一状に設定されているが、その限りでなくても良い。

　チューブ４は、そのチューブ端部４Ｃ内にインナーリング本体３Ａを圧入した後、そのインナーリング付きチューブ４を筒状螺合部１Ａに挿入して管継手本体１内に装備する。
　そして、図１に示すように、ユニオンナット２の雌ねじ１３を管継手本体１の筒状螺合部１Ａの雄ねじ７に螺合させて締付方向に回すことにより、ユニオンナット２が軸心Ｙ（図３の軸心Ｑ）に沿って基端側方向に螺進し、ユニオンナット２のチューブ押圧部１２ｂでチューブ端部４Ｃの先端側外周面（先窄まりの圧接部４ａの外周面）を軸心Ｙ（図３の軸心Q）方向に押し付ける。
　この押し付けにより、インナーリング３の突出円筒部１４が管継手本体１の環状溝ｍに圧入されるとともに、インナーリング３の傾斜外周面１１が管継手本体１の傾斜内周面５に当接して圧接される。又は、前記押し付けにより、インナーリング付きチューブ４の筒状螺合部１Ａへの挿入によって環状溝ｍに軽く押し込まれている突出円筒部１４がさらに強制的に押し込まれて圧入されるとともに、インナーリング３の傾斜外周面１１が管継手本体１の傾斜内周面５に当接して圧接される。

　上述のように、インナーリング３付きのチューブ４が筒状螺合部１Ａに挿入された状態でユニオンナット２で締め込まれて、管接続装置Ａが接続状態（組付状態）になると、第一シール部Ｓ１と第二シール部Ｓ２とが形成されるようになっている。
　即ち、第一シール部Ｓ１は、チューブ４の先窄まりの圧接部４ａとインナーリング本体３Ａの先窄まりの外周拡径面３ａとの圧接により形成される。
　なお、インナーリング３とチューブ４との圧入により、チューブ４の最大拡径圧接部４ｂとインナーリング本体３Ａの最大径部分３ｂとが圧接され、チューブ４の縮径チューブ部分４ｃとインナーリング本体３Ａの基窄まりの縮径外周面３ｃとが圧接され、さらに、チューブ４の胴圧接部４ｄとインナーリング本体３Ａの胴外周部３ｄとが圧接されている。これらの先窄まりの圧接部４ａと先窄まりの外周拡径面３ａ、最大拡径圧接部４ｂと最大径部分３ｂ、縮径チューブ部分４ｃと基窄まりの縮径外周面３ｃ、及び胴圧接部４ｄと胴外周部３ｄの圧接状態は、ユニオンナット２の締め込みによって強化されることもある。

　第二シール部Ｓ２は、外周側の圧入シール部ａｓと、内周側の当接シール部ｔｓとによって構成されるシール部である。
　圧入シール部ａｓは、インナーリング３の嵌合筒部３Ｂの外周面、具体的には突出円筒部１４（シール要素部ｙの一例）の外周面１４ｂと管継手本体１の筒状螺合部１Ａにおける基端側の内周面９（シール形成部ｋの一例）との圧接、さらに、嵌合筒部３Ｂの内周面、具体的には突出円筒部１４（シール要素部ｙの一例）の内周面１４ａと管継手本体１の小径筒部１ａ（シール形成部ｋの一例）の外周面１０との圧接によって形成されるシール部である。
　当接シール部ｔｓは、インナーリング３の環状小突起部１５（シール要素部ｙの一例）における傾斜外周面１１と管継手本体１の小径筒部１ａにおける傾斜内周面５とが軸心Ｙ方向で互いに押されての圧接によって形成されるシール部である。

　これら第一シール部Ｓ１、第二シール部Ｓ２が構成されることにより、チューブ４内・インナーリング３内・管継手本体１内を流れる流体は、チューブ４とインナーリング３との接合面又はインナーリング３と管継手本体１との接合面に浸入することに起因して、管継手本体１の筒状螺合部１Ａとチューブ端部４Ｃとの間から漏れることがなく、万全にシールされる。
　図１に示すように、組付状態においては、寸法設定などにより、管継手本体１の先拡がりの内周面８とチューブ４の縮径チューブ部分４ｃとは、隙間があいて当接しない構成とされている。これにより、傾斜外周面１１と傾斜内周面５とが確実に圧接されて当接シール部ｔｓが、即ち、第二シール部Ｓ２が確実に機能する状態がもたらされている。

　ユニオンナット２の締め込みに伴い、仮に、傾斜外周面１１と傾斜内周面５とが当接するより先に先拡がりの内周面８と縮径チューブ部分４ｃとが当たる場合には、組付状態においては、傾斜外周面１１と傾斜内周面５とが非当接又は軽く接触し、かつ、先拡がりの内周面８と縮径チューブ部分４ｃとが強く圧接することになり、当接シール部ｔｓが（第二シール部Ｓ２が）機能しなくなるおそれがあって都合が悪い。
　そこで、本発明においては、縮径チューブ部分４ｃと筒状螺合部１Ａとは、シール要素部ｙとシール形成部ｋとの接触圧よりも低い接触圧にて互いに押付けられるか、或いは本実施形態のように互いに離間する構成とされているので、当接シール部ｔｓが（第二シール部Ｓ２が）確実・良好に機能するのである。

　ところで、第一シール部Ｓ１は、具体的には、チューブ４の先窄まりの圧接部４ａとインナーリング本体３Ａの先窄まりの外周拡径面３ａとの圧接箇所である先端圧接箇所については、次のように構成されている。
　すなわち、図１に示すように、インナーリング本体３Ａの先窄まりの外周拡径面３ａは、その全体を、インナーリング本体３Ａの拡径部分３ｆの最大径部分３ｂの径方向寸法に（最大径部分３ｂのみの状態で）チューブ端部４Ｃを拡径変形させた時に、そこに現れる（表れる）チューブ端部４Ｃの内周部の自然な先窄まりの内周拡径面４ｕ〔この符号４ｕは図６（ａ）に示す。〕よりも大径で、かつ、凸曲面に形成して、この先窄まりの外周拡径面３ａをチューブ端部４Ｃの内周部に圧接するように構成している。

　この自然な先窄まりの内周拡径面４ｕと、この先窄まりの内周拡径面４ｕよりも大径で、かつ、凸曲面に形成した先窄まりの外周拡径面３ａについて、さらに図６（ａ），（ｂ）を参照して説明する。
　図６（ａ）に示している裁頭円錐部３０ａ付きの円柱３０は、その外径Ｄを、インナーリング本体３Ａの最大径部分３ｂと同径に形成しているものである。この円柱３０を、拡径変形されていない内径ｄで軸心Ｘを持つチューブ端部４Ｃに裁頭円錐部３０ａから圧入して、チューブ端部４Ｃを拡径変形する。これによって、チューブ４の拡径部４Ｋと、拡径変形されていないチューブ４の径部分４Ｍとの間に自然な先窄まりの内周拡径面４ｕが形成される。
　一般的に、この自然な先窄まりの内周拡径面４ｕの形状や寸法は、チューブ４の材料、厚み（肉厚）ｔ４、拡径量〔（Ｄ－ｄ）／２〕などの相違によって異なってくるものであり、これらチューブ４の材料、厚みｔ４、拡径量のいずれかが相違すれば、その都度その特性（形状や寸法）が変化する。

　一方、この自然な先窄まりの内周拡径面４ｕに対して、インナーリング本体３Ａの先窄まりの外周拡径面３ａは、図６（ｂ）に示すように、拡径部分３ｆを軸心Ｐ（軸心Ｘ）に沿う面で切った断面で見た場合の外郭線が、径外側に向けて凸となる曲面、つまり凸曲面に形成している。この凸曲面の表面は、円球の表面である球面や、楕円球の表面である楕円球面などになる。また、凸曲面の外径寸法、つまり先窄まりの外周拡径面３ａの径寸法は、前記自然な先窄まりの内周拡径面４ｕに比べて軸心Ｐ方向の全てに亘って大径に形成している。なお、図６（ｂ）におけるｔ３は、最大径部分３ｂにおけるインナーリング３の厚みを示す。

　前記先端圧接箇所の存在により、インナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａの広い範囲にわたりチューブ端部４Ｃの内周部と接触することになり、インナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａとチューブ４の内周部との間にインナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａの全面に及ぶほどの幅広い圧接部を形成することができる。
　これにより、インナーリング３がチューブ４に対して多少傾いて圧入されることがあっても、チューブ端部４Ｃとインナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａとの間に形成された圧接部が途切れることがなく周方向のほぼ全体が確実に圧接され、この間に先窄まりの外周拡径面３ａの先端側から流体が浸み込むことを有効に防止可能になる、という効果も得られる。

　本実施形態による管接続装置Ａにおいては、インナーリング本体３Ａの先窄まりの外周拡径面３ａを球面状の凸曲面として比較的大きく凸となるようにしてあり、チューブ４の自然な拡径変形部４Ｈの形状は樹脂が備える弾性により、一般に図６（ａ）に示されるような形状（チューブ内側から見て、凸曲面状に拡径する形状）になるため、先窄まりの外周拡径面３ａと先窄まりの圧接部４ａとの圧接力が、インナーリング３の最大径部分３ｂに接するチューブ端部４Ｃの部位からチューブ内周に沿って前記凸曲面の軸心Ｐ方向に進み、拡径量〔（Ｄ－ｄ）／２〕の中間値に近付くほど大きくなる設定となる。インナーリング本体３Ａの先窄まりの外周拡径面３ａを構成する前記凸曲面は球面に限定されるものではなく、懸垂曲面などのなめらかな凸曲面であればよい。
　従って、自然な拡径変形部４Ｈが凹曲面状に拡径したり直線状に拡径する場合であっても、先窄まりの外周拡径面３ａの軸心Ｐ方向の寸法を増大させることなく、先窄まりの外周拡径面３ａと先窄まりの圧接部４ａとを圧接状態にすることができる。

　次に、第一シール部Ｓ１におけるユニオンナット２による押圧構造について説明する。
　前述したように、ユニオンナット２における先窄まりの外周拡径面３ａとの間でチューブ４を挟み込んで押付けるチューブ押圧部１２ｂは、筒状螺合部１Ａの軸心Ｙに関して先窄まりの外周拡径面３ａと互いに同じ方向に傾く傾斜内周面に形成されている。さらに詳述すると、傾斜内周面１２ｂの軸心Ｙ（図３の軸心Ｑ）に対する角度である押圧角θは、先窄まりの外周拡径面３ａの軸心Ｙ（図２の軸心Ｐ）に対する角度である受圧角αよりも大（θ＞α）に設定されている。そして、傾斜内周面１２ｂの最小径ｒは、先窄まりの外周拡径面３ａとチューブ４との圧入嵌合部分Ｍの最小径ｎと同等又はそれよりも大（ｒ≧ｎ）に設定されている。より良好なシール性を得るには、傾斜内周面１２ｂの最小径ｒと、圧入嵌合部分Ｍの最小径ｎとが互いに同径であるのが望ましい。

　図７において、チューブ端部４Ｃと先窄まりの外周拡径面３ａとの圧接箇所、即ちそれら両者４Ｃ，３ａが互いに密着する部分を圧入嵌合部分Ｍと定義し、その圧入嵌合部分Ｍの最大径となる箇所をポイントａ、最小径となる箇所をポイントｂ、そして先窄まりの外周拡径面３ａの最小径箇所（変形防止部１６との境界点）をポイントｃとそれぞれ称呼する。受圧角αは、ポイントａとポイントｃとを結ぶ直線Ｌ３と軸心Ｙ（図２の軸心Ｐ）とが為す角度、即ち、先窄まりの外周拡径面３ａの平均角度である。図示はしないが、ポイントａとポイントｂと結ぶ直線と軸心Ｙ（図２の軸心Ｐ）とが為す角度よりも押圧角θは当然ながら大である。
　また、鍔部１２の内周面１２ａの軸心Ｙ（図３の軸心Ｑ）に関する径、即ち傾斜内周面１２ｂの最小径ｒは、ポイントｂの軸心Ｙ（図３の軸心Ｑ）に関する径、即ち圧入嵌合部分Ｍの最小径ｎと同等又はそれよりも大（ｒ≧ｎ）に設定されている。

　先端圧接箇所においては、ユニオンナット２の回し込みによる締付（螺進）により、その傾斜内周面１２ｂは、先窄まりの外周拡径面３ａに圧接外嵌されている部分である先窄まりの圧接部４ａを軸心Ｙ方向に押付けるようになる。これは、広い面でもってチューブ４を押す構成であるから、尖った角部（特許文献１の図１，２の「押圧エッジ３Ｃ」を参照）で押付けていた従来構造に比べて、チューブ４を押す部分の圧力（面圧）を明確に減少させることができ、従って、クリープ現象を小さくすることができる。
　要は、シール性能やチューブ抜けに対する安全性を損なうことがなく、しかも強い締付けを必要としないため、作業性が大幅に向上し、また変形を最小に（又は極力）抑えることができることにより製品寿命を延ばすことが可能になる。

　実施形態１の管接続装置Ａによれば、前述した先端圧接箇所の構成により、インナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａとチューブ端部４Ｃとがユニオンナット２の締付以前において既に密着しているので、ユニオンナット２による押圧力を従来より小さくしても、第一シール部Ｓ１において、十分なシール性能及びチューブの抜止め性能とが得られるので、押付けによるチューブ端部４Ｃの変形を小さく（最小限に）することができる。

　実施形態１の管接続装置Ａによれば、押圧角θは受圧角αよりも大に設定されているので、先窄まりの圧接部４ａにおける傾斜内周面１２ｂで押される部分には、軸心Ｙ（軸心Ｘ）方向で管継手本体１側と反対側に寄るほど圧縮量が増すことで楔作用が生じ、チューブ４の抜け止め効果をより強化することが可能になる。
　即ち、チューブ４に、これを管継手本体１から引き抜く方向の引張り力が作用すると、一緒に引張られるインナーリング３と傾斜内周面１２ｂとの間でチューブ４がより強く挟み込まれるようになる。従って、チューブ４には、引張り方向においても楔作用が生じるようになる。
　そして、傾斜内周面１２ｂの最小径ｒは、先窄まりの外周拡径面３ａとチューブ４とが密着している部分である圧入嵌合部分Ｍの最小径ｎと同等又はそれよりも大に設定されているので、先窄まりの外周拡径面３ａとチューブ端部４Ｃとが密着していない部分を押す無駄、即ち、余計な押圧力を加えることがなく、効率良くユニオンナット２による締付けが行えるようになる。換言すれば、従来よりもユニオンナット２を軽く締付けることが可能になる。

　この場合、θ＞α、かつ、ｒ≧ｎとなる構成を採れば、ユニオンナット２の螺進によって傾斜内周面１２ｂがチューブ端部４Ｃを押す部分において最も強く押すのは、圧入嵌合部分Ｍにおける傾斜内周面１２ｂの最小径箇所に近い箇所、或いはその最小径箇所になるので、楔作用によるチューブ４の抜け止め効果の強化と、ユニオンナット２の締付力が軽くて済む効果とが相乗されて強化される利点がある。
　加えて、インナーリング３の基端側に設けられるシール要素部ｙと、管継手本体１に設けられるシール形成部ｋとの圧接による第二シール部Ｓ２が形成されており、これら第一、第二の各シール部Ｓ１，Ｓ２によってシール性能は十分に備わったものとなる。

　本発明による管接続装置Ａにおいては、組付状態において管継手本体１の先拡がりの内周面８とチューブ４の縮径チューブ部分４ｃとが当接しない又は当接したとしても極軽く当たるだけとなるように構成されており、第一シール部Ｓ１と第二シール部Ｓ２とが確実に機能するものとされている。
　即ち、第一シール部Ｓ１により、流体がインナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａとチューブ４との間に滲み入ることが阻止され、また、第二シール部Ｓ２により、インナーリング３の嵌合筒部３Ｂと管継手本体１の小径筒部１ａ及び環状溝ｍとの間に滲み入ることが阻止される。これら第一、第二の各シール部Ｓ１，Ｓ２が確実に機能すれば、インナーリング３と筒状螺合部１Ａとの間や、インナーリング３とチューブ端部４Ｃとの間や、筒状螺合部１Ａとチューブ端部４Ｃとの間に流体が滲み入ることが起きない。

　ここで、仮に、組付状態において縮径チューブ部分４ｃと先拡がりの内周面８とを圧接させて当該圧接箇所にシール機能を付与した場合、ユニオンナット２の締付けに伴う押圧力が分散されて、第一シール部Ｓ１及び第二シール部Ｓ２に作用する圧接力がその分低下して、管接続装置全体としてのシール力が低下するおそれがある。
　しかし、本発明による管接続装置Ａにあっては、組付状態において縮径チューブ部分４ｃと先拡がりの内周面８とが圧接されないため、第一シール部Ｓ１及び第二シール部Ｓ２に集中して圧接力が作用する結果、管接続装置全体としてのシール力を最大限に発揮させることが可能となっている。
　以上のことから、組付状態においては、縮径チューブ部分４ｃと先拡がりの内周面８とを当接させるよりも、それら二者４ｃ，８との間に隙間ができるようにしておくか、圧接力の働かない程度に当たっているようにしておく方が、第一及び第二の各シール部Ｓ１，Ｓ２が確実に機能することができ、より万全にシールすることができる管接続装置Ａとすることができる。
　なお、ユニオンナット２のチューブ押圧部１２ｂは、前述の通りテーパ面として構成するほか、インナーリング３の先窄まりの外周拡径面３ａを覆うチューブ端部４Ｃにおける先窄まりの圧接部４ａの外周面に沿って面接触する円弧面として構成してもよい。

〔実施形態２〕
　実施形態２の管接続装置Ａは、図５に示すように、第二シール部Ｓ２の構成のみが実施形態１の管接続装置Ａと相違しているものである。
　すなわち、インナーリング３の嵌合筒部３Ｂにおいては、外周面３ｅと、内周部３ｗと、後端面にインナーリング３の先端側ほど窄まる傾斜内周面２０とが形成されている。他方、管継手本体１においては、筒状螺合部１Ａの付根部（基端側）の径内側に、管継手本体１の先端側ほど径小になるテーパ外周面１８を有した先窄まりの小径筒部１ａが形成され、この小径筒部１ａのテーパ外周面１８と筒状螺合部１Ａの内周面９との間には嵌合筒部３Ｂの基端側が嵌入する先拡がりの環状溝１９が形成されている。
　そして、前記小径筒部１ａの先端側には、小径筒部１ａの先端側が径内方向（流体流通路側）に変形して突出し、これによって流体が侵入して滞留するのを防止するためのカット状の変形防止部２１が形成されている。

　この実施形態２による管接続装置Ａにおける組付け状況は次のとおりである。ユニオンナット２を管継手本体１の筒状螺合部１Ａに螺合させての締め込みによって螺進させ、ユニオンナット２のチューブ押圧部１２ｂでチューブ端部４Ｃの先端側外周面（先窄まりの圧接部４ａの外周面）を軸心Ｙ方向に押し付ける。
　しかして、インナーリング３の嵌合筒部３Ｂの後端部が管継手本体１の環状溝１９に押し込まれて、管継手本体１のテーパ外周面１８（シール形成部ｋの一例）とインナーリング３の傾斜内周面２０（シール要素部ｙの一例）とが当接して圧接され、第二シール部Ｓ２が形成される。
　そして、嵌合筒部３Ｂの傾斜内周面２０が前記環状溝１９のテーパ外周面１８に当接して第二シール部Ｓ２が正規に機能できるように、嵌合筒部３Ｂの基端側の端面は、環状溝１９と軸心Ｙ方向で離間するカット状の当接回避部２５に形成されるのが好ましい。

　ところで、チューブ４に管継手本体１から引き抜かれる方向の引張り力が作用する場合、実施形態２における第二シール部Ｓ２においては、傾斜内周面２０とテーパ外周面１８とが遠ざかることになってシール機能が低下又は解除されるおそれがある。これに対して、突出円筒部１４と環状溝ｍとによる外周側の圧入シール部ａｓを有する実施形態１の第二シール部Ｓ２では、チューブ４の引き抜かれ移動に連れて突出円筒部１４が多少引き抜かれ移動したとしても、環状溝ｍと突出円筒部１４との圧入嵌合状態が維持され、従って、シール機能が確保される点で有利である。

　実施形態２による管接続装置Ａにおけるインナーリング３を用いたチューブ４と管継手本体１との接続は、第二シール部Ｓ２以外の構成について、図３，４に示す実施形態１の管接続装置Ａの構成と同様である。従って、実施形態１と実施形態２とにおいて互いに対応する箇所には、図５においても図１に示す符号を付け、その説明を省略することとする。

〔実施形態３〕
　実施形態３の管接続装置Ａは、図８に示すように、インナーリング３の嵌合筒部３Ｂの構成が実施形態１の管接続装置Ａと相違しているだけのものである。
　即ち、嵌合筒部３Ｂの外周面３ｅが筒状螺合部１Ａの内周面９より若干小径なものとなり、かつ、その外周面３ｅから径外側にリング状で突出する環状凸条２６の複数が軸心Ｙ方向に互いに離れて形成されており、それ以外は、実施形態１による管接続装置と同じである。この場合は、複数の環状凸条２６と内周面９とが圧接されており、各環状凸条２６においてシール機能が発揮可能である。

〔実施形態４〕
　実施形態４の管接続装置Ａは、図９に示すように、インナーリング３の基端部と管継手本体１との嵌合構造が実施形態１の管接続装置Ａと相違しているだけのものである。
　図９に示すように、管継手本体１には、軸心Ｙ方向で基端側に凹む外周溝２９、外周溝２９の径内側において軸心Ｙ方向で先端側に突出する円筒部分２７、及び、円筒部分２７の径内側に形成される小径筒部１ａが形成されている。
　インナーリング３の基端部には、外周溝２９に嵌り込む外周円筒部３２と、円筒部分２７が圧入される環状溝部２８、及び、小径筒部１ａに形成されるテーパ外周面１８に圧接される傾斜内周面２０を備える小径円筒部３１が形成されている。

　つまり、環状溝部２８であるシール要素部ｙと円筒部分２７であるシール形成部ｋとによって外周側の圧入シール部ａｓが形成され、傾斜内周面２０であるシール要素部ｙとテーパ外周面１８であるシール形成部ｋとによって内周側の当接シール部ｔｓが形成されている。そして、これら外周側の圧入シール部ａｓと内周側の当接シール部ｔｓとで第二シール部Ｓ２が構成されている。
　なお、管継手本体１においてシール要素部ｙを構成する各部位と、インナーリング３においてシール形成部ｋを構成する各部位とが、それぞれの逆側の部材に形成されていてもよい。即ち、管継手本体１の側に、外周円筒部、環状溝部及び小径円筒部が形成され、インナーリング３の側に、外周溝、円筒部分及び小径筒部が形成されていてもよい。
　第二シール部Ｓ２以外の構成は、図１に示す実施形態１の管接続装置Ａと同じに付き、図９は要部のみ示すものとする。

〔別実施形態〕
　管接続装置Ａとしてのシール対象である流体移送用のチューブ４とは、他の管継手本体やポンプ、バルブ等の流体機器から突設されるチューブ状部分（筒状螺合部１Ａ）も含むものとする。本発明の管接続装置Ａにおいては、管継手本体１に代えて流体機器１を構成要素としたものでも良い。即ち、筒状螺合部１Ａがケースに一体的に形成されたポンプやバルブであり、それらポンプやバルブなどを総称して流体機器１と定義する。

　図１，５，８においては、管継手本体１は、組付状態において縮径チューブ部分４ｃとの間に隙間ができる寸法設定の先拡がりの内周面８を備える構成であったが、縮径チューブ部分４ｃと軽く接触する先拡がりの内周面８を有する構成であってもよい。

　１　　　　　管継手本体（流体機器）
　１Ａ　　　　筒状螺合部
　２　　　　　ユニオンナット
　３　　　　　インナーリング
　３Ｇ　　　　外周部
　３ａ　　　　先窄まりの外周拡径面
　３ｃ　　　　基窄まりの縮径外周面
　３ｗ　　　　内周部
　４　　　　　チューブ
　４Ｃ　　　　チューブ端部
　４ｃ　　　　縮径チューブ部分
　５　　　　　傾斜内周面（テーパ外周面）
　７　　　　　雄ねじ
　８　　　　　先拡がりの内周面（先端内周面）
　１１　　　　傾斜外周面
　１２ｂ　　　チューブ押圧部
　１３　　　　雌ねじ
　１８　　　　テーパ外周面
　２０　　　　傾斜内周面
　２７　　　　円筒部分
　２８　　　　環状溝部
　Ｙ　　　　　軸心（筒状螺合部１Ａの軸心）
　ｍ　　　　　環状溝
　ｋ　　　　　シール形成部
　ｙ　　　　　シール要素部

Claims

　先端から流体移送用チューブのチューブ端部に挿入させて前記チューブ端部を拡径させる先窄まりの外周拡径面と、拡径されているチューブ端部を縮径させるべく前記先窄まりの外周拡径面よりも基端側となる部位に形成されている基窄まりの縮径外周面とを先端部に備える外周部、及び、流体移送用流路を構成する内周部を有するインナーリングと、
　外周に雄ねじが形成される筒状螺合部を有する管継手本体又は流体機器と、
　前記雄ねじに螺合する雌ねじ、及び、チューブ押圧部を内周部に有するユニオンナットとを備え、
　前記先窄まりの外周拡径面及び前記基窄まりの縮径外周面に前記チューブ端部が外嵌されている前記インナーリングを前記筒状螺合部に挿入した状態における前記雌ねじと前記雄ねじとを螺合させての前記ユニオンナットの前記筒状螺合部の軸心方向の螺進により、前記チューブ押圧部が前記チューブを介して前記先窄まりの外周拡径面に押付けられる組付状態が形成可能に構成されており、
　前記インナーリングの基端部にシール要素部が、かつ、前記管継手本体又は流体機器に前記シール要素部に対応するシール形成部がそれぞれ形成され、
　前記組付状態においては、前記シール要素部と前記シール形成部とが互いに押付けられ、かつ、前記チューブ端部における前記基窄まりの縮径外周面に外嵌される縮径チューブ部分と前記筒状螺合部とは、前記シール要素部と前記シール形成部との接触圧よりも低い接触圧にて互いに押付けられるか或いは互いに離間する構成とされている管接続装置。
　前記筒状螺合部における前記縮径チューブ部分に対向する先端内周面は、前記先端内周面と前記縮径チューブ部分の外周面との間に均一又はほぼ均一な間隙が形成される先拡がり内周面に形成されている請求項１に記載の管接続装置。
　前記シール形成部は、前記軸心に対して傾斜するテーパ外周面又はテーパ内周面を備えているとともに、前記シール要素部は、前記テーパ外周面に外嵌する傾斜内周面又は前記テーパ内周面に内嵌する傾斜外周面を備えている請求項１に記載の管接続装置。
　前記シール形成部は、前記軸心と平行に形成された環状溝又は／及び円筒部分であるとともに、前記シール要素部は、前記環状溝に圧入される円筒部又は／及び前記円筒部分が圧入される環状溝部である請求項１に記載の管接続装置。