JP2010038268A - 樹脂管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】継手本体とユニオンナットとの２点で成る経済的なものとしながら、耐引抜性と良好なシール性との両立を図ることが可能となる樹脂管継手を提供する。
【解決手段】インナ筒部４と雄ねじ５とを備えるフッ素樹脂製継手本体１、及び、雌ねじ８と、チューブ３の拡径変化領域９の小径側部分に作用可能なシール用押圧部１０と、拡径部３Ａの拡径ストレート部１２に作用可能な抜止め用内ねじ１１とを備えるフッ素樹脂製ユニオンナット２を有し、インナ筒部４にチューブ３端が外嵌装着されて拡径部３Ａが形成される状態でのユニオンナット２を締付回し操作しての螺進により、拡径変化領域９の小径側部分がシール用押圧部１０で軸心Ｐ方向に押圧され、かつ、拡径ストレート部１２が抜止め用内ねじ１１で径方向に押圧されるように構成された樹脂管継手。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体移送路としてのチューブを拡径（フレア）させて接続させる構造の樹脂管継手に係り、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も好適であって、ポンプ、バルブ、フィルタ等の流体機器や流体移送路であるチューブの接続手段として用いられる樹脂管継手に関するものである。

この種の樹脂管継手としては、特許文献１において開示されるチューブ継手が知られている。即ち、合成樹脂製のチューブ１を継手本体４のインナ筒部５に強制的に押し込むか、又は特許文献１の図２に示されるように、予めチューブ端部２を拡径させてからインナ筒部５に嵌め込むかする。それから、予めチューブに嵌装されているユニオンナット６を継手本体に螺合させ、締込み操作して継手本体４の軸心方向に強制移動させることにより、チューブ１の拡径付け根部分２ａをエッヂ部６ａで軸心方向に強く押圧し、チューブ１とインナ筒部５との間をシールする構造である。

上述の構造と同様なものとしては、特許文献２の図８，図９において開示されたものや、特許文献３の図６において開示された樹脂管継手が知られている。これらのように、チューブの先端を拡径（フレア）させて継手本体に嵌めてナット止めする継手構造は、特許文献２の図５や特許文献３の図５等において開示される構造、即ち、専用部品のインナーリングに拡径外嵌されているチューブ端を継手本体の筒状受口に内嵌させてユニオンナット止めする３部品構造の管継手に比べて、継手本体とユニオンナットという少ない部品点数（２点）で経済的に管継手を構成しながらも良好なシール機能が得られる利点がある。

ところが、上述のように２点部品で成る従来の樹脂管継手では、チューブ端を拡径させて強固に嵌合させ、かつ、拡径根元部分をユニオンナットで締付けているが、その締付けはシール機能を出すためのものであるためか、チューブを継手本体から引抜こうとする力には比較的弱いという傾向があった。チューブが引抜き移動されること自体が問題であるが、それによってエッヂ部の押圧によるシールポイントもずれてしまい、シール性に悪影響が生じる問題もある。特に、１００℃以上の高温流体を扱うべく樹脂管継手がフッ素樹脂等の大きな膨張係数を有する樹脂材料で形成されている場合には、それらの問題がより顕著化されてしまう。

そこで、特許文献４にて開示されるように、チューブ拡径部とユニオンナットとの間にＣ字状の割リングをチューブ拡径部の周溝に嵌る状態で介装させる構造の耐引抜手段を設けることにより、シール機能だけでなくチューブの引抜に対しても強い樹脂管継手を得ることが知られている。しかしながら、その特許文献４で開示される樹脂管継手では、予めチューブ拡径部に周溝を形成する前処理が必要になるとともに、部品点数が増えて３部品となることから、元々有していた経済性の良さが損われてしまうという新たな問題が生じる。従って、継手本体とユニオンナットとの２点で成る樹脂管継手を、その新たな問題を招くことなく引抜に対しても強いものとするにはさらなる改善の余地が残されているものであった。
実登３０４１８９９号公報 特開平７−２７２７４号公報 特開２００２−３５７２９４号公報 実登２５８７４４９号公報

本発明の目的は、上記実情に鑑みて、継手本体とユニオンナットとの２点で成る経済的なものとしながら、耐引抜性と良好なシール性との両立を図ることが可能となる樹脂管継手を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、樹脂管継手において、合成樹脂製チューブ３の端部を拡径して外嵌装着可能なインナ筒部４と、雄ねじ５とを備える合成樹脂製の継手本体１、及び、
前記雄ねじ５に螺合可能な雌ねじ８と、前記チューブ３の前記インナ筒部４に外嵌される拡径部３Ａにおける拡径変化領域９の小径側部分に作用可能なシール用押圧部１０と、前記拡径部３Ａにおける径一定の直胴筒部分４Ｂに外囲される拡径ストレート部１２に作用可能な抜止め用内ねじ１１と、を備える合成樹脂製のユニオンナット２を有し、
前記インナ筒部４に前記チューブ３端が外嵌装着されて前記拡径部３Ａが形成される状態における前記雌ねじ８を前記雄ねじ５に螺合させての前記ユニオンナット２の前記継手本体１の軸心Ｐ方向への螺進により、前記拡径変化領域９の小径側部分が前記シール用押圧部１０で前記軸心Ｐ方向に押圧され、かつ、前記拡径ストレート部１２が前記抜止め用内ねじ１１で径方向に押圧されるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の樹脂管継手において、前記抜止め用内ねじ１１が、尖ったねじ山ｙを有するねじから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又は２に記載の樹脂管継手において、前記抜止め用内ねじ１１と前記雌ねじ８とが互いに同じピッチに設定され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３に記載の樹脂管継手において、前記拡径ストレート部１２の外周面１２ａに、前記抜止め用内ねじ１１に螺合可能な雄ねじ１８が予め形成されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂管継手において、前記インナ筒部４が、前記チューブ３を徐々に拡径させる先端先窄まり筒部４Ａと、前記先端先窄まり筒部４Ａの大径側に続いて形成される前記直胴筒部分４Ｂとを有して形成されており、前記チューブ３の拡径変化領域９が前記先端先窄まり筒部４Ａに被さる部分であることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂管継手において、前記継手本体１及び前記ユニオンナット２が共にフッ素樹脂から成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、詳しくは実施形態の項にて説明するが、インナ筒部の先端箇所でシール部が形成されることになり、インナ筒部と拡径部との間に流体が入り込むことなくチューブと継手本体とが良好にシールされるようになる。そして、ユニオンナットの螺進に伴って、抜止め用内ねじが拡径ストレート部の外周部に螺合して行くかのように圧入されるので、ねじ山がその長い距離に亘って拡径ストレート部を押圧して、拡径部がインナ筒部から抜け出そうとする力に強く抗することが可能になる。その結果、継手本体とユニオンナットとの２点で成る経済的なものとしながら、耐引抜性と良好なシール性との両立を図ることが可能となる樹脂管継手を提供することができる。

請求項２の発明によれば、ユニオンナットの螺進により、恰も拡径ストレート部の外周面が抜止め用内ねじで螺刻されるように食い込むか、或いは傷を付けんばかりに径方向に強く押圧するようになり、耐引抜力が向上する利点がある。

請求項３の発明によれば、ユニオンナットの締込み回し操作に伴って抜止め用内ねじによる拡径ストレート部への螺刻押圧作用が円滑に行われるとともに、ユニオンナットの緩み回し操作時における抜止め用内ねじの拡径ストレート部からの螺脱作用も円滑に行われるようになる。従って、抜止め用内ねじを設けることに起因してユニオンナットの回し操作が重くなることが殆ど無い、或いは可及的に少なくて済む利点が追加される。

請求項４の発明によれば、ユニオンナットを回しての螺進時に、抜止め用内ねじで拡径ストレート部にねじを切って行くような作用が不要であり、有効な耐引抜力を得ながらもユニオンナットは軽く回し操作できる利点がある。

請求項５の発明によれば、先端先窄まり筒部を使ってチューブを拡径させてのインナ筒部への外嵌装着が行い易いとともに、シール用押圧部の拡径変化領域への作用箇所と抜止め用押圧部の拡径変化領域への作用箇所とが互いに軸心方向で離れた箇所となり、シール機能と抜止め機能とのそれぞれを明確に発揮させ易くなって、請求項１〜４の発明による前記効果を強化可能となる利点がある。

請求項６の発明によれば、継手本体もユニオンナットも耐薬品性及び耐熱性に優れた特性を有するフッ素系樹脂で形成されているので、流体が薬液であるとか化学液体であっても、或いは高温流体であっても継手構造部分が変形して漏れ易くなることがなく、良好なシール性や耐引抜力が維持できるようになる。尚、フッ素系樹脂は高温にも安定で、撥水性に優れ、摩擦係数が小さく、耐薬品性も極めて高く、電気絶縁性も高い点で好ましい。

以下に、本発明による樹脂管継手の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は実施例１による樹脂管継手の断面図、図２は図１の樹脂管継手の要部の拡大断面図、図３は実施例２による樹脂管継手の要部を示す作用図である。

〔実施例１〕
実施例１による樹脂管継手Ａは、図１，図２に示すように、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等に代表される合成樹脂の一例）製のチューブ３をポンプ、バルブ等の流体機器や、異径又は同径のチューブに連通接続するものであり、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等に代表される合成樹脂の一例）製の継手本体１とフッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ等に代表される合成樹脂の一例）製ユニオンナット２との２部品で構成されている。尚、各図はユニオンナット２を所定量締め込んだ組付状態を示している。

継手本体１は、図１，図２に示すように、チューブ３の端部を拡径して外嵌装着可能な一端のインナ筒部４と、インナ筒部４より大径の状態で設けられている外周の雄ねじ５と、軸心Ｐを持つ円柱空間状の流体経路７とを備える筒状部材に形成されている。インナ筒部４は、チューブ３を徐々に拡径させる先端先窄まり筒部４Ａと、先端先窄まり筒部４Ａの大径側に続いて形成される直胴筒部分４Ｂと、を有するストレート形のものに形成されている。

雄ねじ５が形成される部分の径は、インナ筒部４の最大径を有する直胴筒部分４Ｂよりも明確に大であり、軸心Ｐに直交する側周壁１５が形成されている。インナ筒部４の先端面は、径方向で内側ほど内奥側（軸心Ｐ方向で奥側）に寄る逆テーパの角度が施される、即ち、先端ほど大径となるカット面１６が形成されており、チューブ３の内周面が拡径部（フレア部）に向けて拡がり変位することに因る液溜り周部１７の形状を内周側拡がり形状として、その流体が液溜り周部１７に停滞し難くしてある。尚、カット面１６は、その最大径が自然状態のチューブ３の内径と外径の略中間値となるように形成されているが、それにはこだわらない。

ユニオンナット２は、図１，図２に示すように、雄ねじ５に螺合可能な雌ねじ８と、チューブ３のインナ筒部４に外嵌される拡径部３Ａにおける拡径変化領域９の小径側端部分（「小径側部分」の一例）に作用可能なシール用周エッヂ（シール用押圧部の一例）１０と、径一定の直胴筒部分４Ｂに外囲される拡径ストレート部１２に作用可能な抜止め用内ねじ１１と、シール用周エッヂ１０に続いてチューブ３を軸心Ｐ方向の所定長さに亘って外囲するガイド筒部１４とを備えて形成されている。シール用周エッヂ１０は、その内径がチューブ３の外径に略等しく、その押圧面１０ａは軸心Ｐに直交する側周面とされている。

抜止め用内ねじ１１は、拡径ストレート部１２に面するナット中央部２Ｔの内周面側に、雌ねじ８と同じ軸心Ｐ方向のピッチ（即ち、雄ねじ５とも同ピッチ）を有し、かつ、先が尖る断面形状のねじ山ｙを呈する三角ねじで形成されている。そのねじ山ｙの先端は、拡径ストレート部１２の外周面１２ａの径よりも少し小さい径となるように設定されている。従って、雄ねじ５と雌ねじ８とを螺合させてユニオンナット２を回し操作して螺進させると、恰も拡径ストレート部１２の外周面１２ａが抜止め用内ねじ１１で螺刻されるようにねじ山ｙが外周面１２ａに食い込むか、或いは傷を付けんばかりに径方向に強く押圧する状態が得られるようになっている。このねじ山ｙがその長い距離に亘って拡径ストレート部１２を押圧する作用により、拡径部３Ａがインナ筒部４から抜け出そうとする力に強く抗することが可能になる。

次に、チューブ３の端部をインナ筒部４に外嵌挿入するには、常温下で強制的にチューブ３を押し込んで拡径させて装着するか、熱源を用いて暖めて膨張変形し易いようにしてから押し込むか、或いは拡径器（図示省略）を用いて予めチューブ端を拡径させておいてからインナ筒部４に押し込むかして、図１に示すように、チューブ端３ｔが側周壁１５にほぼ達する程度の内奥にまで差し込む。実施例１においては、インナ筒部４に外嵌装着される拡径部３Ａは、図１，図２に示すように、先端先窄まり筒部４Ａの外周面４ａに外嵌される拡径変化領域９と、直胴筒部分４Ｂの外周面４ｂに外嵌される拡径ストレート部１２とで成っている。

つまり、図１，図２に示すように、インナ筒部４にチューブ３が外嵌装着された状態における雌ねじ部８を雄ねじ部５に螺合させてのユニオンナット２の締込みによる継手本体１の軸心Ｐ方向への螺進により、拡径変化領域９の小径側部分がシール用周エッヂ１０で軸心Ｐ方向に押圧され、かつ、拡径ストレート部１２が抜止め用内ねじ１１で径方向に押圧されるように構成されている。尚、チューブ３の流体移送路３Ｗの径と流体経路７の径とは、円滑な流体の流れとすべく互いに同径に設定されているが、互いに異なっていても良い。

実施例１においては、チューブ３の拡径変化領域９が先端先窄まり筒部４Ａに被さる部分として形成されている。拡径変化領域９は、徐々に拡がるテーパ管の状態であり、シール用周エッヂ１０と抜止め用内ねじ１１とは軸心Ｐ方向で互いに離れた位置関係にあるが、先端先窄まり筒部４Ａの外周面４ａの軸心Ｐに対する角度が急になればなる程、シール用周エッヂ１０と抜止め用内ねじ１１との軸心Ｐ方向の距離は接近する。また、シール用周エッヂ１０とインナ筒部４の先端とは軸心Ｐ方向で少し離れている（図２等参照）が、前記外周面４ａの角度が急になればその離間距離は拡大され、緩くなればその離間距離は縮小される。

さて、図１，図２に示すように、樹脂管継手Ａの所定の組付け状態においては、シール用周エッヂ１０はチューブ３の拡径変化領域９の小径側端部分を軸心Ｐ方向に押圧するので、拡径変化領域９の外周面４ａの小径側端と、その箇所に接するチューブ３の内周面とが強く圧接されてシール部Ｓが形成される。このインナ筒部４の先端箇所でのシール部Ｓにより、インナ筒部４と拡径部３Ａと間に洗浄液、薬液等の流体が入り込むことなくチューブ３と継手本体１とが良好にシールされている。

そして、インナ筒部４に圧入的に外嵌されている拡径部３Ａの拡径ストレート部１２が、その外周面１２ａに螺刻するかのように作用する抜止め用内ねじ１１で径方向に押圧されている。従って、拡径部３Ａが軸心Ｐ方向でインナ筒部４から抜け出る方向の移動が強固に規制される抜止め手段Ｎが構成されており、それによって優れた耐引抜力が実現されている。その結果、継手本体１とユニオンナット２とから成るフレア型の樹脂管継手Ａを、チューブがインナ筒部に装着されている状態でのナット操作によって簡単に組付けできて組付性に優れるとともに、シール部Ｓによる優れたシール性と抜止め手段Ｎによる優れた耐引抜力との両立が図れる改善されたものとして実現できている。

しかも、抜止め用内ねじ１１と雌ねじ８とが互いに同ピッチであるから、ユニオンナット２の締込み方向への回し操作に伴って抜止め用内ねじ１１による拡径ストレート部１２への螺刻押圧作用が円滑に行われるとともに、ユニオンナット２の緩む方向への回し操作時における抜止め用内ねじ１１の拡径ストレート部１２からの螺脱作用も円滑に行われるようになり、抜止め手段Ｎを設けることに起因してユニオンナット２の回し操作が重くなることが殆ど無い、或いは可及的に少なくて済む利点もある。また、尖りねじ山ｙの採用により、チューブ３とユニオンナット２とが互いに同じフッ素樹脂製であるが、拡径ストレート部１２にねじを形成しながら径方向に押圧できて、強い耐引抜力が得られる利点もある。

〔実施例２〕
実施例２による樹脂管継手Ａは、拡径ストレート部１２の外周面１２ａに、抜止め用内ねじ１１に螺合可能な雄ねじが予め形成されている以外は実施例１による樹脂管継手Ａと同じである。即ち、図３に示すように、チューブ３の端部をインナ筒部４の外郭形状に沿うように予め拡径し、その予拡径されているチューブ端１３の外周面１３ａに、抜止め用内ねじ１１に螺合する雄ねじ１８を形成する。この雄ねじ１８は、例えば、図１，２に示す抜止め用内ねじ１１に合せて、ねじ深さの極浅いねじ谷として形成する。

そして、その雄ねじ１８が形成されているチューブ端１３をインナ筒部４に強制差込みして圧入する。それ以後は実施例１の場合と同様であるが、既に拡径ストレート部１２の外周面１２ａには雄ねじ１８が形成されているので、ユニオンナット２を回しての螺進時に、抜止め用内ねじ１１で拡径ストレート部１２にねじを切って行くような作用は不要となるため、ユニオンナット２の回し力が実施例１のものに比べて小で済む。つまり、有効な耐引抜力を得ながらもユニオンナットは軽く回し操作できる利点がある。

〔別実施例〕
シール用押圧部１０は、周方向で複数に分割された間欠周状のエッヂや、断面形状で角部の角度が８０度や１００度等、図２等に示される９０度（直角）以外の角度でも良い。ユニオンナット２の樹脂料を、チューブ３の樹脂材料よりも機械的強度に優れるものに設定し、ユニオンナット２の継手本体１への螺装によって抜止め用内ねじ１１が拡径ストレート部１２により明確に螺刻形成できるとか、径方向により強く押圧することが可能である。

合成樹脂としては、フッ素樹脂のほか、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰ（ポリプロピレン）等種々のものが可能である。また、フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ等種々のものが可能である。

実施例１による樹脂管継手の構造を示す断面図 図１の要部を示す拡大断面図 実施例２の樹脂管継手におけるチューブ成形及び装着を示す作用図

符号の説明

１ 継手本体
２ ユニオンナット
３ チューブ
３Ａ 拡径部
４ インナ筒部
４Ａ 先端先窄まり筒部
４Ｂ 直胴筒部分
５ 雄ねじ部
８ 雌ねじ部
９ 拡径変化領域
１０ シール用押圧部
１１ 抜止め用内ねじ
１２ 拡径ストレート部
１２ａ 外周面
１８ 雄ねじ
Ｐ 軸心
ｙ ねじ山

Claims (6)

1. 合成樹脂製チューブの端部を拡径して外嵌装着可能なインナ筒部と、雄ねじとを備える合成樹脂製の継手本体、及び、
   前記雄ねじに螺合可能な雌ねじと、前記チューブの前記インナ筒部に外嵌される拡径部における拡径変化領域の小径側部分に作用可能なシール用押圧部と、前記拡径部における径一定の直胴筒部分に外囲される拡径ストレート部に作用可能な抜止め用内ねじと、を備える合成樹脂製のユニオンナットを有し、
   前記インナ筒部に前記チューブが外嵌装着されて前記拡径部が形成される状態における前記雌ねじを前記雄ねじに螺合させての前記ユニオンナットの前記継手本体の軸心方向への螺進により、前記拡径変化領域の小径側部分が前記シール用押圧部で前記軸心方向に押圧され、かつ、前記拡径ストレート部が前記抜止め用内ねじで径方向に押圧されるように構成されている樹脂管継手。
2. 前記抜止め用内ねじが、尖ったねじ山を有するねじから形成されている請求項１に記載の樹脂管継手。
3. 前記抜止め用内ねじと前記雌ねじとが互いに同じピッチに設定されている請求項１又は２に記載の樹脂管継手。
4. 前記拡径ストレート部の外周面に、前記抜止め用内ねじに螺合可能な雄ねじが予め形成されている請求項３に記載の樹脂管継手。
5. 前記インナ筒部が、前記チューブを徐々に拡径させる先端先窄まり筒部と、前記先端先窄まり筒部の大径側に続いて形成される前記直胴筒部分とを有して形成されており、前記チューブの拡径変化領域が前記先端先窄まり筒部に被さる部分である請求項１〜４の何れか一項に記載の樹脂管継手。
6. 前記継手本体及び前記ユニオンナットが共にフッ素樹脂から成る請求項１〜５の何れか一項に記載の樹脂管継手

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