WO2014181686A1 - 合成樹脂製管継手 - Google Patents

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WO2014181686A1
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WO
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synthetic resin
union nut
joint body
peripheral surface
pipe joint
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PCT/JP2014/061429
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Inventor
睦 藤井
俊英 飯田
Original Assignee
日本ピラー工業株式会社
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L19/00Joints 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
    • F16L19/02Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F16L19/025Pipe 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
    • F16L19/028Pipe 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 the collars or flanges being obtained by deformation of the pipe wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L33/00Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses
    • F16L33/22Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts
    • F16L33/223Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts the sealing surfaces being pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/04Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with a swivel nut or collar engaging the pipe
    • F16L47/041Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics with a swivel nut or collar engaging the pipe the plastic pipe end being flared either before or during the making of the connection

Definitions

  • the present invention relates to a synthetic resin pipe joint used as a connecting means for a synthetic resin tube which is a fluid device such as a pump, a valve and a filter, and a fluid path.
  • tubes and pipe joints made of a synthetic resin such as a fluororesin have been employed in piping paths that require chemical resistance and the like.
  • a pipe joint it is provided with a joint body attached to the distal end portion of the tube, and a union nut having a female thread part fastened to a male thread part formed on the outer periphery of the joint body,
  • a structure having a structure that secures the sealing performance between the joint body and the tube by tightening to the joint is often used.
  • an inner peripheral portion is formed at the distal end of a synthetic resin tube (pipe) 12 of a synthetic resin pipe joint.
  • An inner ring (fitting portion) 13 that is a fluid passage and has a bulging portion 15 that protrudes radially outward is press-fitted.
  • the tube 12 in which the bulging portion 15 of the inner ring 13 is press-fitted and deformed to expand its diameter is inserted into the receiving port 4 of the joint body 1.
  • the synthetic resin pipe joint includes a synthetic resin joint body 1 mounted on the outer peripheral side of the tube 12 and a male screw portion 11 mounted on the outer peripheral side of the joint main body 1 and formed on the outer periphery of the joint main body 1.
  • a synthetic resin union nut (push wheel) 3 having a female screw portion 19 to be screwed therein is provided.
  • the union nut 3 is screwed relative to the joint body 1, and the tube 12 into which the inner ring 13 is press-fitted is pressed by the union nut 3 in the axial direction, thereby connecting the tube 12 to each other. Is what you do.
  • the tightening amount of the union nut can be managed by tightening while measuring the tightening torque using a torque wrench, tightening the specified number of rotations while measuring the number of tightening rotations, and gradually measuring the tightening dimensions with a gap gauge.
  • a method of tightening, or a method of separately providing a ring-shaped tightening restricting member that restricts the tightening movement when the union nut has an appropriate tightening amount is known (for example, see Patent Document 2).
  • the tightening amount management methods described above a torque error occurs for each tool to be used, so that not only the tightening amount is likely to vary, but the tightening rotation number management method is a reference when measuring the tightening rotation number. Since the rotation position of the union nut is determined by hand tightening or the like, the tightening amount tends to vary. Furthermore, in the gap size management method, the distance traveled in the axial direction with respect to the rotation angle of the union nut is very small, so there is an individual difference depending on the worker at which point the tightening is completed, and the tightening amount tends to vary. .
  • the tightening amount management means makes maintenance work of the semiconductor manufacturing apparatus and the like more difficult.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a synthetic resin pipe joint capable of appropriately managing the tightening amount of a union nut without increasing the number of parts. .
  • a synthetic resin pipe joint of the present invention has a male screw part on the outer periphery, a synthetic resin joint main body attached to the tip of a synthetic resin tube, and a male screw of the joint main body
  • a synthetic resin pipe joint provided with a synthetic resin union nut formed on the inner periphery of a female screw portion to be tightened on the part, of the outer peripheral surface of the joint body and the inner peripheral surface of the union nut,
  • One surface is provided with a protruding portion that protrudes in the radial direction, and the other surface has a convex or concave engaging portion that is engaged with the protruding portion when the union nut is tightened to an appropriate position. It is characterized by being provided.
  • the engaging portion is engaged with the protrusion, so that the operator has a proper tightening amount of the union nut by the engagement. This can be easily confirmed. Thereby, tightening management of a union nut can be performed appropriately. Moreover, since the protrusion and the engaging portion are integrally formed on the outer peripheral surface of the joint body and the inner peripheral surface of the union nut, the tightening management of the union nut is appropriately performed without increasing the number of parts. be able to.
  • the male screw portion and the female screw portion are composed of multiple threads.
  • the distance (lead) that advances in the axial direction when the female thread part makes one rotation is increased, so that the tightening time of the union nut can be shortened. . Therefore, piping construction and maintenance work using a tube made of synthetic resin can be performed in a short time and accurately.
  • the synthetic resin pipe joint is provided with an abutting surface on the outer periphery of the joint body so that the end face of the union nut abuts at the same time when the engaging part is engaged with the protrusion.
  • the union nut is tightened to an appropriate position, the engaging portion is engaged with the protrusion, and at the same time, the end surface of the union nut comes into contact with the contact surface of the joint body. It can be confirmed more easily that the tightening amount of the union nut has become an appropriate value by the engagement and contact.
  • the end face of the union nut comes into contact with the contact surface of the joint body, it is possible to restrict further tightening of the union nut from that state. In addition, the tightening can be surely completed.
  • the engaging portion is engaged with the protruding portion by getting over the protruding portion.
  • the torque required for tightening varies before and after the engaging portion crosses the protrusion, it is more easily confirmed that the tightening amount of the union nut has become an appropriate value due to the torque variation. be able to.
  • it can prevent a union nut loosening because an engaging part gets over a projection part.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing a synthetic resin pipe joint according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the synthetic resin pipe joint.
  • a synthetic resin pipe joint 1 is attached to a synthetic resin joint body 2 attached to the outer peripheral side of the distal end portion of a synthetic resin (PFA or the like) tube 10 and to the outer peripheral side of the joint main body 2.
  • the union nut 3 made of synthetic resin and the inner ring 11 made of synthetic resin attached to the inner peripheral side of the distal end portion of the tube 10 are provided.
  • axially outward axially outside
  • axially inward axially inner
  • the inner ring 11 is formed in a cylindrical shape, and the inner diameter thereof is set to be approximately the same as the inner diameter of the tube 10 so as not to disturb the movement of the fluid.
  • a bulging portion 11a that protrudes radially outward is formed on the outer periphery of the outer end of the inner ring 11 in the axial direction.
  • the bulging portion 11a is press-fitted into the distal end portion of the tube 10 to expand the diameter of the distal end portion.
  • the outer peripheral surface of the bulging portion 11a is a convex curved surface, and an inclined surface 11a1 that gradually decreases in diameter in the axial direction is formed inside the maximum outer diameter point Y that is the maximum outer diameter. Has been.
  • the convex curved surface of the bulging portion 11a preferably has an arcuate surface 11a2 between the axial outer end point X, which is the outer end in the axial direction, and the maximum outer diameter point Y.
  • an arcuate surface 11a2 between the axial outer end point X, which is the outer end in the axial direction, and the maximum outer diameter point Y.
  • the contact at the two points may be interrupted due to a slight inclination of the inner ring 11.
  • the circular arc surface 11a2 is formed on the outer peripheral surface of the bulging portion 11a as in the present embodiment, the tube 10 between the axial outer end point X and the maximum outer diameter point Y of the bulging portion 11a. Can be brought into close contact with each other without any gap.
  • the inner ring 11 is slightly inclined in the press-fitting operation of the inner ring 11, it is possible to prevent the contact portion between the outer peripheral surface of the bulging portion 11a and the inner peripheral surface of the tube 10 from being interrupted. . Therefore, since the sealing performance between the outer peripheral surface of the bulging part 11a and the inner peripheral surface of the tube 10 can be improved, it is possible to prevent fluid from entering between them.
  • a cylindrical projecting portion 11b that protrudes inward in the axial direction from the tip of the tube 10 is formed.
  • the outer diameter of the protruding portion 11b is set to be approximately the same as the outer diameter of the distal end of the tube 10.
  • an annular raised portion 11c is formed at the inner end of the inner ring 11 in the axial direction so as to protrude inward in the axial direction on the radially inner side of the protruding portion 11b.
  • the outer peripheral surface of the raised portion 11c is a tapered surface 11c1 that gradually increases in diameter from the inner end in the axial direction toward the outer side in the axial direction.
  • the joint body 2 is formed in a cylindrical shape by a synthetic resin material such as PVC, PP, PE, or fluororesin (PFA or PTFE or the like).
  • the inner diameter of the joint body 2 is set to be approximately the same as the inner diameter of the inner ring 11.
  • a receiving portion 21 for inserting the distal end portion of the tube 10 into which the inner ring 11 is press-fitted into the joint body 2 is formed at the outer end portion in the axial direction of the joint body 2.
  • a male screw portion 22 made of a triple thread (multi-thread) is formed (see also FIG. 2).
  • the joint body 2 is formed with a cylindrical seal tube portion 25 on the radially inner side than the axially inner end portion of the receiving portion 21.
  • An annular groove 26 into which the protruding portion 11 b of the inner ring 11 is inserted is formed between the outer peripheral surface of the seal cylinder portion 25 and the inner peripheral surface of the receiving portion 21 facing the seal cylindrical portion 25.
  • At least one peripheral surface of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the protruding portion 11b is fitted or contacted with at least one peripheral surface of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the annular groove 26 facing the peripheral surface.
  • the inner diameter outer seal part 7 which seals a fluid is formed by contacting.
  • a tapered surface 25a that gradually increases in diameter from the inner side in the axial direction toward the outer end in the axial direction is formed.
  • the taper surface 25a abuts against the taper surface 11c1 of the raised portion 11c of the inner ring 11 and comes into surface contact with each other, whereby the inner diameter inner seal portion 8 that seals the fluid is formed.
  • an inclined surface 21 a that gradually decreases in diameter from the outer end in the axial direction toward the inner side in the axial direction is formed.
  • the inclined surface 21a is substantially parallel to the inclined surface 11a1 of the bulging portion 11a of the inner ring 11, and is formed so as to maintain a state separated from the outer peripheral surface of the tube 10 in close contact with the inclined surface 11a1. ing.
  • the inclined surface 21 a of the receiving portion 21 is maintained in a state of being separated from the outer peripheral surface of the tube 10, but may be in close contact with the outer peripheral surface of the tube 10.
  • the synthetic resin pipe joint 1 has excellent vibration resistance as compared with the case where the synthetic resin pipe joint 1 is separated.
  • the axial direction outer end part (inclined surface 21a) of the receiving part 21 is in a position facing the outer peripheral surface of the tube 10 in close contact with the inclined surface 11a1 of the bulging part 11a of the inner ring 11.
  • the union nut 3 is formed in a cylindrical shape by a synthetic resin material such as PVC, PP, PE, or a fluororesin (PFA or PTFE or the like), like the joint body 2.
  • the inner diameter of the union nut 3 is formed to be slightly larger than the outer diameter of the tube 10, so that the distal end portion of the tube 10 is inserted into the union nut 3 when the joint body 2 is attached to the distal end portion of the tube 10. It has become.
  • FIG. 2 is a side view showing a state in which the synthetic resin pipe joint is disassembled.
  • the union nut 3 is composed of a pressing portion 31 that protrudes radially inward at the axially outer end portion, and a triple thread (multiple thread) that is formed on the inner periphery of the central portion in the axial direction. It has the internal thread part 32 and the protrusion part 33 formed in the axial direction inner end part.
  • the female thread portion 32 can be fastened to the male thread portion 22 of the joint body 2. Therefore, by screwing the union nut 3 inward in the axial direction of the joint body 2 with the protrusion 11b of the inner ring 11 press-fitted into the tube 10 being inserted into the receiving part 21 of the joint body 2, The tube 10 can be connected to the joint body 2. At that time, the pressing portion 31 of the union nut 3 presses the outer peripheral surface of the tube 10 covering the arc surface 11 a 2 of the inner ring 11. Therefore, when the female thread portion 32 of the union nut 3 is fastened to the male thread portion 22 of the joint body 2 and the union nut 3 is screwed inward in the axial direction, the inner diameter outer seal portion 7 and the inner diameter inner seal portion 8 are formed. At the same time, when the pressing surface 31b of the pressing portion 31 of the union nut 3 comes into surface contact with the outer peripheral surface of the tube 10 covering the arc surface 11a2 of the inner ring 11, the outer seal portion 9 that seals the fluid is formed.
  • the adhesiveness of the circular arc surface 11a2 of the inner ring 11 and the inner peripheral surface of the tube 10 facing this can be improved.
  • the pressing surface 31b of the union nut 3 is in surface contact with the outer peripheral surface of the tube 10, when the tube 10 and the inner ring 11 are pushed inward in the axial direction of the joint body 2 by the screwing of the union nut 3, the inner ring It is possible to prevent the local force from concentrating on 11.
  • the inner ring 11 does not fall inward in the radial direction of the tube 10, it is possible to prevent the fluid from moving due to the inner ring 11 falling or to prevent the accumulation of liquid. Excellent liquid replacement performance.
  • the outer peripheral surface of the tube 10 covering the circular arc surface 11a2 of the inner ring 11 is pressed against the pressing surface 31b of the union nut 3, so that the tube 10 can be prevented from coming out.
  • the pressing surface 31b is in surface contact with the outer peripheral surface of the tube 10 covering the circular arc surface 11a2, so that the corner portion (pressing edge 3C) of the union nut shown in FIG.
  • the pressing surface 31b is a tapered surface, but may be configured as a concave arc surface that comes into surface contact with the outer peripheral surface of the tube 10 that covers the arc surface 11a2.
  • the attachment structure of the joint body 2 to the distal end portion of the tube 10 may be other attachment structures such as a flare type and a ferrule type in addition to the inner ring type using the inner ring 11 as described above. That is, a union nut with a female threaded portion formed on the inner periphery is screwed onto a male threaded portion of the joint body with the tube inserted into the joint body with a male threaded portion formed on the outer periphery. It can be commonly used for a joint provided with a structure in which a tube is pressed and fixed to a joint body to form a seal portion.
  • the mounting structure is widely used as a joint by screwing the union nut, such as a joint in which the tube is externally fitted by screwing of the union nut and the ferrule is reduced in diameter and the tube is reduced in diameter and deformed to prevent it from coming off. It can be suitably used as a loosening stop for a union nut in a synthetic resin pipe joint that creates a function.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part A in FIG. 1B.
  • the outer peripheral surface 23 of the joint body 2 has a radial direction at a location where the outer peripheral surface 23 of the joint body 2 and the inner peripheral surface 33 a of the protrusion 33 of the union nut 3 face each other.
  • a protrusion 5 is formed so as to project, and an engagement portion 6 that is engaged with the protrusion 5 is formed on the inner peripheral surface 33 a of the union nut 3.
  • the protrusion 5 is integrally formed in a convex shape so as to protrude outward in the radial direction toward the inner peripheral surface 33a of the union nut 3 on the inner side in the axial direction from the male screw portion 22 of the outer peripheral surface 23 of the joint body 2. ing. Moreover, the protrusion part 5 is continuously formed over the perimeter of the outer peripheral surface 23 of the coupling main body 2, as shown in FIG.
  • the engaging portion 6 is integrally formed on the inner peripheral surface 33 a of the union nut 3 so as to protrude radially inward toward the outer peripheral surface 23 of the joint body 2. Further, as shown in FIG. 2, a plurality of engaging portions 6 are provided at predetermined intervals (six in this embodiment) so as to be discontinuously formed in the circumferential direction of the inner peripheral surface 33 a of the union nut 3. Is formed. Further, when the union nut 3 is tightened to an appropriate position when the internal thread portion 32 is tightened to the external thread portion 22, the engaging portion 6 is engaged with the protrusion 5 of the joint body 2 as shown in FIG. It is supposed to be combined.
  • the engaging portion 6 climbs over the protruding portion 5 from the outer side in the axial direction toward the inner side in the axial direction, so that the end surface 6a on the outer side in the axial direction of the engaging portion 6 becomes the inner side in the axial direction of the protruding portion 5.
  • the end surface 5a is abutted and engaged.
  • a contact surface 24 that extends radially outward from the outer peripheral surface 23 on the inner side in the axial direction of the protrusion 5 is integrally formed on the outer periphery of the joint body 2 over the entire periphery.
  • the end face 33b of the union nut 3 is brought into contact with the abutting surface 24 at the same time when the engaging portion 6 is engaged with the protruding portion 5.
  • the tightening amount approaches an appropriate value. Tightening resistance increases gradually.
  • the engaging portion 6 formed on the inner peripheral surface 33a of the union nut 3 gets over the protruding portion 5 formed on the outer peripheral surface 23 of the joint body 2. Engaged. The torque required for tightening the union nut 3 suddenly increases when climbing over the protrusion 5 and the torque required for tightening the union nut 3 sharply decreases when the union nut 5 is overcome.
  • the amount of tightening of the union nut 3 has become an appropriate value by being engaged with the protrusion 5.
  • the tightening management of the union nut 3 can be performed appropriately.
  • the protrusion part 5 and the engaging part 6 are each integrally formed in the outer peripheral surface 23 of the joint main body 2, and the inner peripheral surface 33a of the union nut 3, construction of the synthetic resin pipe joint 1 is performed also in a narrow place. It is possible to easily perform the tightening management of the union nut 3 without increasing the number of parts.
  • the engaging part 6 gets over the protrusion part 5 by getting over the protrusion part 5, it can prevent that the union nut 3 loosens. Thereby, the synthetic resin pipe joint 1 can exhibit the stable sealing performance.
  • the male threaded portion 22 of the joint body 2 and the female threaded portion 32 of the union nut 3 are composed of multiple threads (three threaded screws), when the female threaded portion 32 is rotated once when the female threaded portion 32 is fastened to the male threaded portion 22.
  • the distance traveled in the axial direction (lead) increases.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a synthetic resin pipe joint according to the second embodiment of the present invention.
  • the synthetic resin pipe joint 1 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the configuration of the engaging portion 6 is different.
  • the engaging portion 6 of the present embodiment is integrally formed in a concave shape on the inner peripheral surface 33a of the union nut 3 so as to be recessed radially outward. Further, the engaging portion 6 is formed continuously over the entire circumference of the inner peripheral surface 33 a of the union nut 3.
  • the engaging portion 6 formed on the inner peripheral surface 33a of the union nut 3 is the outer periphery of the joint body 2.
  • the operator can easily confirm that the tightening amount of the union nut 3 has reached an appropriate value by getting over the protrusion 5 formed on the surface 23 and being engaged. Tightening management can be performed appropriately.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the protrusion 5 is continuously formed in the circumferential direction and the engaging portion 6 is discontinuously formed in the circumferential direction, but the engaging portion 6 is continuously formed. May be.
  • the protrusion part 5 may be formed discontinuously and the engaging part 6 may be formed continuously.
  • the protrusion part of the coupling body 2 is made into the projection part 5, and the protrusion part by the side of the union nut 3 is made into the engaging part 6, the protrusion part of the coupling body 2 is made into the engaging part 6.
  • the protruding portion on the union nut 3 side may be the protruding portion 5.
  • the convex-shaped projection part 5 is formed in the joint main body 2 side, and the concave-shaped engaging part 6 is formed in the union nut 3 side, the convex-shaped projection part 5 is formed. It may be formed on the union nut 3 side, and the concave engaging portion 6 may be formed on the joint body 2 side.
  • both the protrusion part 5 and the engaging part 6 are formed continuously in the circumferential direction, the protrusion part 5 is formed discontinuously and the engaging part 6 is continued. May be formed.
  • the male threaded portion 22 of the joint body 2 and the female threaded portion 32 of the union nut 3 are composed of a triple thread, but may be composed of a single thread. However, from the viewpoint of efficiently performing the tightening management, it is preferable to use a multi-thread screw having two or more threads.

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Abstract

 部品点数を増加することなく、ユニオンナットの締め付け量を適正に管理することができる合成樹脂製管継手を提供する。本発明の合成樹脂製管継手は、外周に雄ねじ部を有し合成樹脂製のチューブの先端部に装着される合成樹脂製の継手本体と、この継手本体の雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ部が内周に形成された合成樹脂製のユニオンナットとを備えている。継手本体の外周面には、径方向外側に突出する突起部が一体に形成されている。ユニオンナットの内周面には、ユニオンナットが適正位置まで締め付けられた時点で突起部に係合される凸状又は凹状の係合部が一体に形成されている。

Description

合成樹脂製管継手
 本発明は、ポンプ、バルブ、フィルタ等の流体機器や流体経路である合成樹脂製チューブの接続手段として用いられる合成樹脂製管継手に関する。
 従来より、耐薬品性等が要求される配管経路においては、フッ素樹脂等の合成樹脂からなるチューブや管継手が採用されている。このような管継手として、チューブの先端部に装着される継手本体と、この継手本体の外周に形成された雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ部を有するユニオンナットとを備え、ユニオンナットを継手本体の外周に締め付けることで、継手本体とチューブとのシール性能を確保する構造のものが多用されている。
 例えば、特許文献1に記載されている樹脂継手においては、特許文献1の図1に示すように、合成樹脂製管継手の合成樹脂製のチューブ(管材)12の先端部に、内周部が流体通路とされ且つ径外側に隆起した膨出部15を有するインナーリング(嵌合部)13が圧入されている。インナーリング13の膨出部15が圧入されて拡径変形されたチューブ12は、継手本体1の受口4に挿入されている。合成樹脂製管継手は、チューブ12の外周側に装着される合成樹脂製の継手本体1と、この継手本体1の外周側に装着され、且つ継手本体1の外周に形成された雄ねじ部11に螺合する雌ねじ部19を内部に形成した合成樹脂製のユニオンナット(押輪)3とを備えている。そして、合成樹脂製管継手は、ユニオンナット3を継手本体1に対して螺進させ、ユニオンナット3でインナーリング13が圧入されたチューブ12を軸芯方向に押し付けることにより、チューブ12の接続を行うものである。
 上記構造において良好なシール性能を確保するためには、継手本体に対するユニオンナットの締め付け量が適正な値になるように管理する必要がある。この締め付け量の管理方法としては、トルクレンチを用いて締付けトルクを測定しながら締め付ける方法、締め付け回転数を計測しながら所定回転数だけ締め付ける方法、締め付け寸法を隙間ゲージなどで繰り返し測定しながら少しずつ締め付ける方法、あるいはユニオンナットが適正な締め付け量になるとその締め付け移動を規制するリング状の締付規制部材を別途設ける方法(例えば、特許文献2参照)などが知られている。
特開平10-54489号公報 特開平11-94178号公報
 加えて、近年、半導体製造装置の小型化が進み、装置内部に装備される部品の集積度が上昇している。それゆえ、作業者は、狭い空間で手探りにより部品の交換などの保守を強いられる現状がある。従来の合成樹脂製管継手は、継手本体、スリーブおよびユニオンナットの組み合わせからなり、シール性を重視する視点において、継手本体の外周およびユニオンナットの内周に形成されるねじは、一条ねじを使用していた。一条ねじを備えたユニオンナットと継手本体とは、継手が奏するシール性能の安定をもたらすが、その反面、狭い作業スペースで何度もユニオンナットを回さなくてはならないという困難な状況を作業者に強いるものであった。
 さらに、上記締め付け量の管理方法にあっては、それぞれ以下のような問題が生じる。すなわち、締め付けトルクの管理方法では、使用する工具毎にトルク誤差が生じるため、締め付け量にばらつきが生じ易いばかりでなく、締め付け回転数の管理方法では、締め付け回転数を計測する際に基準となるユニオンナットの回転位置が手締め等により決定されるため、締め付け量にばらつきが生じ易い。さらに、隙間寸法の管理方法では、ユニオンナットの回転角に対する軸方向に進む距離が微小であるため、どの時点で締め付け完了とするかは作業者によって個人差が生じ、締め付け量にばらつきが生じ易い。また、締め付け移動を規制する管理方法では、締付規制部材を別途設ける必要があるため、部品点数が増加し、余計に保守作業を困難なものにするという問題がある。このような現状と相俟って、上記締め付け量の管理手段は、半導体製造装置等の保守作業を一層困難なものとしていた。
 本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数を増加することなく、ユニオンナットの締め付け量を適正に管理することができる合成樹脂製管継手を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するための本発明の合成樹脂製管継手は、外周に雄ねじ部を有し、合成樹脂製のチューブの先端部に装着される合成樹脂製の継手本体と、前記継手本体の雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ部が内周に形成された合成樹脂製のユニオンナットとを備えた合成樹脂製管継手であって、前記継手本体の外周面及び前記ユニオンナットの内周面のうちの、一方の面には径方向に突出する突起部が設けられ、他方の面には前記ユニオンナットが適正位置まで締め付けられた時点で前記突起部に係合される凸状又は凹状の係合部が設けられていることを特徴としている。
 本発明によれば、ユニオンナットが適正位置まで締め付けられた時点で、係合部が突起部に係合されるため、作業者は、その係合によってユニオンナットの締め付け量が適正な値になったことを容易に確認することができる。これにより、ユニオンナットの締め付け管理を適切に行うことができる。また、突起部及び係合部は、継手本体の外周面及び前記ユニオンナットの内周面にそれぞれ一体に形成されているため、部品点数を増加させることなく、ユニオンナットの締め付け管理を適切に行うことができる。
 また、前記合成樹脂製管継手は、前記雄ねじ部及び雌ねじ部が、多条ねじからなることが好ましい。この場合、継手本体の雄ねじ部にユニオンナットの雌ねじ部を締め付ける際に、雌ねじ部が1回転した時に軸方向に進む距離(リード)が大きくなるため、ユニオンナットの締め付け時間を短縮することができる。したがって、合成樹脂製のチューブによる配管施工や保守作業を短時間に且つ正確に行うことができる。
 また、前記合成樹脂製管継手は、前記継手本体の外周に、前記係合部が前記突起部に係合されると同時に前記ユニオンナットの端面が当接する当接面が設けられていることが好ましい。この場合、ユニオンナットが適正位置まで締め付けられた時点で、係合部が突起部に係合されると同時に、ユニオンナットの端面が継手本体の当接面に当接するため、作業者は、その係合及び当接によって、ユニオンナットの締め付け量が適正な値になったことをさらに容易に確認することができる。また、ユニオンナットの端面が継手本体の当接面に当接することで、その状態からユニオンナットがさらに締め付けられるのを規制することができるため、ユニオンナットの締め付け量が適正な値となったときに、その締め付けを確実に完了させることができる。
 また、前記係合部は、前記突起部を乗り越えることで当該突起部に係合されることが好ましい。この場合、係合部が突起部を乗り越える前と乗り越えた後とで締め付けに要するトルクが変動するため、そのトルク変動によってユニオンナットの締め付け量が適正な値になったことをさらに容易に確認することができる。また、係合部が突起部を乗り越えることで、ユニオンナットが緩むのを防止することができる。
 本発明の合成樹脂製管継手によれば、部品点数を増加させることなく、ユニオンナットの締め付け管理を適切に行うことができる。
本発明の第1の実施形態に係る合成樹脂製管継手を示す断面図である。 上記合成樹脂製管継手の要部を示す拡大断面図である。 上記合成樹脂製管継手を分解した状態を示す側面図である。 図1BのA部拡大断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る合成樹脂製管継手における要部拡大断面図である。
 以下、本発明の合成樹脂製管継手の実施形態を図面に基づいて説明する。
 図1Aは、本発明の第1の実施形態に係る合成樹脂製管継手を示す断面図である。また、図1Bは、その合成樹脂製管継手の要部を示す拡大断面図である。図1Aにおいて、合成樹脂製管継手1は、合成樹脂(PFA等)製のチューブ10の先端部の外周側に装着される合成樹脂製の継手本体2と、この継手本体2の外周側に装着される合成樹脂製のユニオンナット3と、チューブ10の先端部の内周側に装着される合成樹脂製のインナーリング11とを備えている。
 なお、本明細書においては、継手本体2の軸方向中央から軸方向両側に向かう方向を軸方向外方(軸方向外側)といい、継手本体2の軸方向両側から軸方向中央に向かう方向を軸方向内方(軸方向内側)という。
 図1Bにおいて、インナーリング11は円筒状に形成されており、その内径は流体の移動を妨げないように、チューブ10の内径と略同一寸法に設定されている。インナーリング11の軸方向外側端部の外周には、径方向外側に突出する膨出部11aが形成されている。この膨出部11aは、チューブ10の先端部内に圧入され、その先端部を拡径するようになっている。膨出部11aの外周面は凸曲面とされており、その最大外径となる最大外径点Yよりも軸方向内側には、軸方向内方に向かって漸次縮径する傾斜面11a1が形成されている。
 膨出部11aの凸曲面は、その軸方向外端である軸方向外端点Xと前記最大外径点Yとの間が円弧面11a2とされているのが好ましい。このような円弧面11a2を形成することで、以下の作用効果を奏する。
 例えば、膨出部11aの凸曲面が、軸方向外端点Xから最大外径点Yに向かって漸次拡径する傾斜面とされている場合、合成樹脂製のチューブ10の内周面は、その高い剛性により、膨出部11aの軸方向外端点Xと最大外径点Yとに接触するが、これら接触部の間には接触しない場合がある。このような場合、インナーリング11をチューブ10内に圧入するときに、インナーリング11の僅かな傾きにより、前記2点での接触が途切れるおそれがある。これに対して、本実施形態のように膨出部11aの外周面に円弧面11a2を形成した場合、膨出部11aの軸方向外端点Xと最大外径点Yとの間で、チューブ10の内周面を隙間なく面接触させて密着させることができる。これにより、インナーリング11の圧入作業においてインナーリング11の僅かな傾きが生じたとしても、膨出部11aの外周面とチューブ10の内周面との接触部が途切れるのを防止することができる。したがって、膨出部11aの外周面とチューブ10の内周面との間のシール性能を高めることができるため、これらの間に流体が浸入するのを防止することができる。
 インナーリング11の軸方向内側端部には、チューブ10の先端部から軸方向内方に突出する円筒状の突出部11bが形成されている。突出部11bの外径は、チューブ10の先端の外径と略同一寸法に設定されている。また、インナーリング11の軸方向内側端部には、突出部11bの径方向内方において軸方向内方に隆起する環状の隆起部11cが形成されている。隆起部11cの外周面は、その軸方向内側端から軸方向外側に向かって漸次拡径するテーパ面11c1とされている。
 継手本体2は、PVC、PP、PE又はフッ素樹脂(PFA又はPTFE等)の合成樹脂材料によって、円筒状に形成されている。継手本体2の内径は、インナーリング11の内径と略同一寸法に設定されている。継手本体2の軸方向外端部には、インナーリング11が圧入されたチューブ10の先端部を、継手本体2に挿入するための受口部21が形成されている。受口部21の外周には、三条ねじ(多条ねじ)からなる雄ねじ部22が形成されている(図2も参照)。
 継手本体2には、受口部21の軸方向内端部よりも径方向内方において、円筒状のシール筒部25が形成されている。このシール筒部25の外周面と、これに対向する受口部21の内周面との間には、インナーリング11の突出部11bが挿入される環状溝26が形成されている。前記突出部11bの内周面及び外周面のうちの少なくとも一方の周面が、当該周面に対向する環状溝26の内周面及び外周面のうちの少なくとも一方の周面に嵌合又は当接することで、流体をシールする内側径外シール部7が形成される。
 シール筒部25の軸方向外端部の内周面には、軸方向内側から軸方向外端に向かって漸次拡径するテーパ面25aが形成されている。このテーパ面25aが、インナーリング11の隆起部11cのテーパ面11c1に当接して面接触することで、流体をシールする内側径内シール部8が形成される。
 受口部21の軸方向外端部の内周面には、軸方向外端から軸方向内方に向かって漸次縮径する傾斜面21aが形成されている。この傾斜面21aは、インナーリング11の膨出部11aの傾斜面11a1と略平行であって、且つこの傾斜面11a1に密着されたチューブ10の外周面と離間した状態を維持するように形成されている。
 このように、受口部21に傾斜面21aが形成されることで、チューブ10に圧入されたインナーリング11を、継手本体2の受口部21から軸方向内方へ移動させたときに、インナーリング11の傾斜面11a1を密着して覆うチューブ10の外周面が、継手本体2の傾斜面21aと接触するのを防止することができる。これにより、インナーリング11の軸方向内方への移動は、継手本体2の受口部21によって阻害されることはないため、内側径外シール部7における環状溝26と突出部11bとを適切な嵌合状態(当接状態)にすることができるとともに、内側径内シール部8におけるシール筒部25のテーパ面25aと隆起部11cのテーパ面11c1との当接状態を適切に維持することができる。したがって、受口部21に傾斜面21aが形成されることにより、内側径外シール部7及び内側径内シール部8のシール性能を適切に発揮させることができる。
 なお、本実施形態では、受口部21の傾斜面21aは、チューブ10の外周面と離間した状態で維持されているが、チューブ10の外周面に密着させるようにしても良い。この場合、合成樹脂製管継手1は、上記離間した場合に比べて耐振性に優れたものとなる。
 また、本実施形態では、インナーリング11の膨出部11aの傾斜面11a1に密着されたチューブ10の外周面に対向する位置に、受口部21の軸方向外端部(傾斜面21a)が存在しているが、この軸方向外端部が存在しない構成であっても良い。
 ユニオンナット3は、継手本体2と同様に、PVC、PP、PE又はフッ素樹脂(PFA又はPTFE等)の合成樹脂材料によって、円筒状に形成されている。ユニオンナット3の内径はチューブ10の外径よりもわずかに大きく形成されており、チューブ10の先端部に継手本体2を装着する際に、ユニオンナット3にチューブ10の先端部が挿入されるようになっている。
 図2は、その合成樹脂製管継手を分解した状態を示す側面図である。
 図2において、ユニオンナット3は、軸方向外端部において径方向内方に突出して形成された押圧部31と、軸方向中央部の内周に形成された三条ねじ(多条ねじ)からなる雌ねじ部32と、軸方向内端部に形成された突出部33とを有している。
 押圧部31の内周面には、チューブ10が挿入される挿入口31aと、この挿入口31aの軸方向内側端から軸方向内方に向かうに従って漸次拡径するテーパ面からなる押圧面31bとが形成されている。
 雌ねじ部32は、継手本体2の雄ねじ部22に締め付け可能である。したがって、チューブ10に圧入されたインナーリング11の突出部11bを、継手本体2の受口部21に挿入した状態で、ユニオンナット3を継手本体2の軸方向内方に螺進させることで、チューブ10を継手本体2に接続することができる。
 その際、ユニオンナット3の押圧部31が、インナーリング11の円弧面11a2を覆うチューブ10の外周面を押圧するようになっている。したがって、ユニオンナット3の雌ねじ部32を継手本体2の雄ねじ部22に締め付け、ユニオンナット3を軸方向内方へ螺進させると、前記内側径外シール部7及び内側径内シール部8が形成されるとともに、ユニオンナット3の押圧部31の押圧面31bがインナーリング11の円弧面11a2を覆うチューブ10の外周面に面接触することで、流体をシールする外側シール部9が形成される。
 これにより、インナーリング11の円弧面11a2と、これに対向するチューブ10の内周面との密着性を向上させることができる。また、ユニオンナット3の押圧面31bがチューブ10の外周面に面接触するため、ユニオンナット3の螺進によりチューブ10及びインナーリング11を継手本体2の軸方向内方に押し込むときに、インナーリング11に局所的な力が集中するのを防止することができる。これにより、インナーリング11がチューブ10の径方向内方に倒れこむことが無いので、インナーリング11の倒れ込みに起因して流体の移動を妨げたり、液溜まりが発生するのを防止することができ、優れた液置換性を奏する。
 さらに、インナーリング11の円弧面11a2を覆うチューブ10の外周面がユニオンナット3の押圧面31bに圧接されることで、チューブ10の抜け出しを防止することができる。
 また、押圧面31bは、円弧面11a2を覆うチューブ10の外周面に面接触するため、上記特許文献1の図1に示すユニオンナットの角部(押圧エッジ3C)がチューブに接触する構成に比べて、ユニオンナット3によるチューブ10の押圧部に発生する応力集中を緩和することができる。これにより、クリープ現象の発現を遅らせることが可能となり、長期間にわたる優れたシール性能を維持することが可能となる。なお、押圧面31bは、テーパ面とされているが、円弧面11a2を覆うチューブ10の外周面に面接触する凹状の円弧面として構成してもよい。
 なお、チューブ10の先端部に対する継手本体2の装着構造は、上述のようにインナーリング11を用いたインナーリングタイプ以外に、フレアタイプやフェルールタイプなど他の装着構造としてもよい。すなわち、外周に雄ねじ部が形成された継手本体内部にチューブが挿入された状態で、内周に雌ねじ部が形成されたユニオンナットが継手本体の雄ねじ部に螺着され、ユニオンナットの螺進によりチューブを継手本体に圧接固定してシール部を形成する構造を備えた継手に共通して採用することができる。また、前記装着構造は、ユニオンナットの螺進によりチューブが外嵌されてフェルールを縮径させチューブを縮径変形させることで抜け止めを行う継手など、広くはユニオンナットの螺進により継手としての機能を創出する合成樹脂製管継手におけるユニオンナットの緩み止めとして好適に用いることができる。
 図3は、図1BのA部拡大断面図である。図1B及び図3に示すように、継手本体2の外周面23と、ユニオンナット3の突出部33の内周面33aとが互いに対向する箇所において、継手本体2の外周面23には径方向に突出する突起部5が形成され、ユニオンナット3の内周面33aには突起部5に係合される係合部6が形成されている。
 突起部5は、継手本体2の外周面23の雄ねじ部22よりも軸方向内方において、ユニオンナット3の内周面33a側に向けて径方向外側に突出するように凸状に一体形成されている。また、突起部5は、図2に示すように、継手本体2の外周面23の全周に亘って連続して形成されている。
 図3において、係合部6は、ユニオンナット3の内周面33aにおいて、継手本体2の外周面23に向けて径方向内側に突出するように凸状に一体形成されている。また、係合部6は、図2に示すように、ユニオンナット3の内周面33aの周方向に不連続に形成されるように、所定間隔をあけて複数(本実施形態では6つ)形成されている。さらに、係合部6は、雄ねじ部22に雌ねじ部32を締め付けたときに、ユニオンナット3が適正位置まで締め付けられた時点で、図3に示すように、継手本体2の突起部5に係合されるようになっている。具体的には、係合部6は、突起部5をその軸方向外側から軸方向内側に向かって乗り越えることで、係合部6の軸方向外側の端面6aが、突起部5の軸方向内側の端面5aに当接して係合される。
 継手本体2の外周には、突起部5よりも軸方向内側において外周面23から径方向外側に延びる当接面24が全周に亘って一体形成されている。この当接面24には、係合部6が突起部5に係合されると同時に、ユニオンナット3の軸方向内側の端面33bが当接するようになっている。
 上記のように構成された本実施形態の合成樹脂製管継手1によれば、継手本体2の雄ねじ部22にユニオンナット3の雌ねじ部32を締め付けると、その締め付け量が適正な値に近づくにつれて締め付け抵抗が徐々に増加する。そして、その締め付け抵抗に抗してユニオンナット3をさらに締め付けると、ユニオンナット3の内周面33aに形成された係合部6が継手本体2の外周面23に形成された突起部5を乗り越えて係合される。この突起部5を乗り越える際に、ユニオンナット3の締め付けに要するトルクが急増し、突起部5を乗り越えた時点でユニオンナット3の締め付けに要するトルクが急減するので、作業者は、係合部6が突起部5に係合されてユニオンナット3の締め付け量が適正な値になったことを容易に確認することができる。これにより、ユニオンナット3の締め付け管理を適切に行うことができる。また、突起部5及び係合部6は、継手本体2の外周面23及びユニオンナット3の内周面33aにそれぞれ一体に形成されているため、狭い場所においても合成樹脂製管継手1の施工を容易に行うことができ、また部品点数を増加させることなく、ユニオンナット3の締め付け管理を容易且つ適切に行うことができる。さらに、係合部6は、突起部5を乗り越えることで突起部5に係合されるため、ユニオンナット3が緩むのを防止することができる。これにより、合成樹脂製管継手1は、安定したシール性能を発揮することができる。
 また、継手本体2の雄ねじ部22及びユニオンナット3の雌ねじ部32は、多条ねじ(三条ねじ)からなるため、雄ねじ部22に雌ねじ部32を締め付ける際に、雌ねじ部32が1回転した時に軸方向に進む距離(リード)が大きくなる。これにより、ユニオンナット3の締め付け時間を短縮することができるため、合成樹脂製のチューブ10による配管施工や保守作業を短時間に且つ正確に行うことができる。
 また、ユニオンナット3が適正位置まで締め付けられた時点で、係合部6が突起部5に係合されると同時に、ユニオンナット3の端面33bが継手本体2の当接面24に当接するため、作業者は、その係合及び当接によって、ユニオンナット3の締め付け量が適正な値になったことをさらに容易に確認することができる。また、ユニオンナット3の端面33bが継手本体2の当接面24に当接することで、その状態からユニオンナット3がさらに締め付けられるのを規制することができるため、ユニオンナット3の締め付け量が適正な値となったときに、その締め付けを確実に完了させることができる。
 図4は、本発明の第2の実施形態に係る合成樹脂製管継手における要部拡大断面図である。本実施形態の合成樹脂製管継手1は、係合部6の構成が異なる点で第1の実施形態と相違する。具体的には、本実施形態の係合部6は、ユニオンナット3の内周面33aにおいて、径方向外側に窪むように凹状に一体形成されている。また、係合部6は、ユニオンナット3の内周面33aの全周に亘って連続して形成されている。これにより、雄ねじ部22に雌ねじ部32を締め付けたときに、その締め付け量が適正な値になると、図4に示すように、ユニオンナット3の係合部6が継手本体2の突起部5に嵌合して係合される。なお、本実施形態のその他の構成については、上記実施形態と同様であるためその説明を省略する。
 以上、本実施形態の合成樹脂製管継手1においても、ユニオンナット3が適正位置まで締め付けられた時点で、ユニオンナット3の内周面33aに形成された係合部6が継手本体2の外周面23に形成された突起部5を乗り越えて係合されることで、作業者は、ユニオンナット3の締め付け量が適正な値になったことを容易に確認することができ、ユニオンナット3の締め付け管理を適切に行うことができる。
 なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第1の実施形態では、突起部5を周方向に連続して形成し、係合部6を周方向に不連続に形成しているが、係合部6を連続して形成してもよい。また、突起部5を不連続に形成し、係合部6を連続して形成してもよい。
 さらに、上記第1の実施形態では、継手本体2の突出部分を突起部5とし、ユニオンナット3側の突出部分を係合部6としているが、継手本体2の突出部分を係合部6とし、ユニオンナット3側の突出部分を突起部5としてもよい。
 また、上記第2の実施形態では、凸状の突起部5を継手本体2側に形成し、凹状の係合部6をユニオンナット3側に形成しているが、凸状の突起部5をユニオンナット3側に形成し、凹状の係合部6を継手本体2側に形成してもよい。
 また、上記第2の実施形態では、突起部5及び係合部6をいずれも周方向に連続して形成しているが、突起部5を不連続に形成し、係合部6を連続して形成してもよい。
 また、上記第1及び第2の実施形態では、継手本体2の雄ねじ部22及びユニオンナット3の雌ねじ部32は、三条ねじからなるが、一条ねじからなるものでもよい。但し、締め付け管理を効率的に行うという観点では、二条ねじ以上の多条ねじからなるものが好ましい。
 1  合成樹脂製管継手
 2  継手本体
 3  ユニオンナット
 5  突起部
 6  係合部
10  チューブ
22  雄ねじ部
23  外周面
24  当接面
32  雌ねじ部
33a  内周面

Claims (4)

  1.  外周に雄ねじ部を有し、合成樹脂製のチューブの先端部に装着される合成樹脂製の継手本体と、
     前記継手本体の雄ねじ部に締め付けられる雌ねじ部が内周に形成された合成樹脂製のユニオンナットとを備えた合成樹脂製管継手であって、
     前記継手本体の外周面及び前記ユニオンナットの内周面のうちの、一方の面には径方向に突出する突起部が一体に形成され、他方の面には前記ユニオンナットが適正位置まで締め付けられた時点で前記突起部に係合される凸状又は凹状の係合部が一体に形成されていることを特徴とする合成樹脂製管継手。
  2.  前記雄ねじ部及び雌ねじ部が、多条ねじからなる請求項1に記載の合成樹脂製管継手。
  3.  前記継手本体の外周に、前記係合部が前記突起部に係合されると同時に前記ユニオンナットの端面が当接する当接面が設けられている請求項1又は2に記載の合成樹脂製管継手。
  4.  前記係合部は、前記突起部を乗り越えることで当該突起部に係合される請求項1~3のいずれか一項に記載の合成樹脂製管継手。
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