JP3947971B2 - 管継手 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、チューブ等の管材を流体機器に液密または気密に接続することが可能な管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体チップを製造する際、純水洗浄液その他薬液等を使用するラインには、耐クリーン性、耐食性、耐薬品性等の関係から、例えば、フッ素樹脂によって形成された樹脂製の管継手が用いられている。
【０００３】
この種の管継手として、例えば、特許文献１には、図９に示されるように、チューブ１の拡径した端部２がナット部材３の差込孔４を貫通して継手本体５の溝環６に嵌入され、前記継手本体５の外周面に形成された雄ねじ部７にナット部材３の内周面に形成された雌ねじ部８が螺合することにより、前記チューブ１を支持する構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１８２７５１号公報（図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に開示された従来技術に係る管継手では、チューブ１の拡径した端部２が継手本体５の溝環６に嵌入されているだけであるため、特に高温の雰囲気中において、例えば、チューブ１に対して嵌入方向と反対方向（図９中の矢印Ｅ方向）に該チューブ１を引き抜く力が付与された場合、前記チューブ１が継手本体５から抜け易くなるという問題がある。
【０００６】
また、前記特許文献１に開示された従来技術に係る管継手では、継手本体５の雄ねじ部７に対してナット部材３の雌ねじ部８を嵌合させてねじ込んでいった場合、適正なねじ込み量を確保する手段が何ら設けられておらず、また、過重なねじ込み量となった際、ナット部材３の差込孔４の周縁部３ａによってチューブ１の拡径部位が中心側に向かって押圧されるため、該チューブ１の拡径部位に過大な負荷が付与されるという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の問題に着目してなされたものであり、継手ボデイから管材が抜脱されることを確実に阻止するとともに、継手ボデイに対するナット部材の適正なねじ込み量を確保することが可能な管継手を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体通路となる貫通孔が軸線方向に沿って形成され、少なくとも一端部に第１ねじ部が形成された継手ボデイと、
前記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を介して前記継手ボデイの一端部に嵌合することにより、前記継手ボデイに対して管材を接続するナット部材と、
前記継手ボデイの一端部に設けられ、前記ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧されることにより、拡径された管材の外周面を係止する係止手段と、
前記継手ボデイに螺入される前記ナット部材の端面に設けられ、該継手ボデイに対する前記ナット部材のねじ込み量を規制する規制手段と、
を備え、
前記規制手段は、前記ナット部材の端面から前記継手ボデイ側に向かって所定長だけ突出する環状突起部を有し、前記環状突起部が前記継手ボデイの当接面に当接することにより、前記ナット部材のねじ込み量が規制され、
前記ナット部材の端面には、前記環状突起部が前記継手ボデイの当接面に当接した状態からさらに該ナット部材が前記継手ボデイ側に向かってねじ込まれることにより前記環状突起部が変形し、前記変形した環状突起部を受容する環状凹部が形成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、継手ボデイに管材が挿入された状態において、第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を介して継手ボデイに対してナット部材をねじ込む。前記継手ボデイに対するナット部材のねじ込み量が徐々に増大するように締め付けていったとき、ナット部材の端面に設けられた規制手段によって前記ねじ込み量が規制され、適性なねじ込み量に設定される。
【００１０】
また、本発明によれば、ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧される係止手段によって管材の外周面が係止されるため、管材の引き抜き方向に対する力が付与された場合であっても、前記管材が継手ボデイから抜脱されることが阻止される。
【００１１】
この場合、前記係止手段は、継手ボデイに挿入される管材の外周側に弾性変形可能に設けられ、前記管材の外周面を囲繞するように周方向に切り割れて形成された複数のコレット部と、前記コレット部に設けられ、該管材の外周面に食い込んで管材を係止する係止爪とを有すると好適である。
【００１２】
すなわち、第２ねじ部の方向からみて内径が徐々に縮径するテーパ面からなる押圧部が前記ナット部材の内壁面に設けられ、該ナット部材のねじ込み作用下に前記コレット部が前記押圧部に係合して半径内方向に向かって押圧される。従って、前記コレット部に形成された係止爪が、前記ナット部材の押圧部の押圧作用下に確実に管材の外周面に食い込んで該管材を係止する。
【００１３】
また、前記規制手段として、ナット部材の端面から継手ボデイ側に向かって所定長だけ突出する環状突起部によって構成し、前記環状突起部が継手ボデイの当接面に当接することにより、前記ナット部材のねじ込み量が規制されるように設けられるとよい。
【００１４】
その際、前記ナット部材の端面には、環状突起部が継手ボデイの当接面に当接した状態からさらに該ナット部材がねじ込まれることにより前記環状突起部が変形し、前記変形した環状突起部を受容する環状凹部が形成されるとよい。
【００１５】
なお、前記環状突起部は塑性変形可能に形成され、該環状突起部が継手ボデイの当接面に当接した状態からさらにナット部材がねじ込み可能に設けられることにより、継手ボデイに対するナット部材の締め付けトルクが減少した場合であっても、前記締め付けトルクを一定に保持することができる。
【００１６】
さらに、前記ナット部材には管材が差し込まれる差込孔が形成され、前記差込孔の端部に近接する該ナット部材の内壁面に、前記管材の外周面に食い込んで該管材を係止するエッジ部を設けることにより、より一層確実に管材が係止されて好ましい。
【００１７】
さらにまた、前記継手ボデイの端部には、管材の挿入方向に向かって徐々に拡径するテーパ面が形成され、前記テーパ面には、ナット部材のエッジ部に対応して周回する突起部が設けられるとよい。またさらに、前記継手ボデイの端部外周面には、前記コレット部に形成された係止爪に対応して周回する突起部が設けられるとよい。このようにナット部材のエッジ部に対向する部位またはコレット部の係止爪に対向する部位にそれぞれ周回する突起部を形成することにより、面圧が増大してシール効果を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る管継手について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る管継手を示す。
【００２０】
この管継手１０は、流体通路として機能する貫通孔１２が軸線方向に沿って直線状に形成された略円筒状の継手ボデイ１４と、チューブ（管材）１６が差し込まれる断面円形状の差込孔１８を有し、前記継手ボデイ１４に嵌合することにより前記チューブ１６を保持するナット部材２０とを備える。
【００２１】
前記継手ボデイには、図２に示されるように、一方の端部近傍の外周面に形成された断面略台形状のねじ山を有する第１雄ねじ部（第１ねじ部）２２ａと、他方の端部の外周面に形成された断面鋸状のねじ山を有する第２雄ねじ部２２ｂとが設けられる。前記第２雄ねじ部２２ｂに近接する第１雄ねじ部２２ａの終端部には、周回する平面からなる環状段部２４を介して半径外方向に膨出する環状凸部２６が形成され、さらに、前記環状凸部２６と第２雄ねじ部２２ｂとの間には、図示しないスパナ等の工具によって継手ボデイ１４を把持するための断面六角形状の角形部２８が形成される。
【００２２】
前記継手ボデイ１４の一方の端部には、軸線方向に沿って延在する貫通孔１２を有し、チューブ１６の拡径部１６ａが挿入される円筒部３０が形成される。前記円筒部３０の端部には、前記チューブ１６の挿入方向に向かって徐々に拡径するテーパ面３２が設けられる。前記テーパ面３２と貫通孔１２との境界部分には、所定の曲率半径に面取りされた面取り部３４が形成される。
【００２３】
図４に示されるように、前記面取り部３４を所定の曲率半径からなる断面曲線状に形成することにより、貫通孔１２を流通する圧力流体の液溜まりを最小限に抑制することができる。
【００２４】
すなわち、図９に示す従来技術に係る管継手では、チューブ１が嵌入される継手本体５の一端部の内周面が面取りして形成されているが、前記チューブ１の拡径部の内壁面と前記継手本体５の一端部の内周面とによって形成されるデッドスペース９が大きくなり、チューブ１内を流通する圧力流体の液溜まりが発生する蓋然性が高くなっている。これに対して、本実施の形態では、図４に示されるように、前記面取り部３４を所定の曲率半径からなる断面曲線状に形成してデッドスペース３５を極小とすることにより、液溜まりが発生する蓋然性を従来技術と比較して大幅に抑制することができる。
【００２５】
前記円筒部３０の外方には、該円筒部３０の周方向に沿って等間隔に切り割れて形成された複数のコレット部（係止手段）３６が設けられ、前記コレット部３６の内周面３６ａと前記円筒部３０の外周面３０ａとの間には、チューブ１６の拡径部１６ａが嵌入される環状溝３８が形成される（図３参照）。前記コレット部３６の一端部には、前記円筒部３０側に向かって突出し、前記環状溝３８に沿って挿入されたチューブ１６の外周面に食い込んで該チューブ１６を係止する断面鋭角状の係止爪４０が形成される。前記コレット部３６の係止爪４０は、継手ボデイ１４に対する該コレット部３６の結合部分３６ｂを支点として、円筒部３０側（半径内方向）に向かって弾性変形可能に設けられる。
【００２６】
従って、前記コレット部３６の係止爪４０は、後述するナット部材２０の押圧部５６によって半径内方向に向かって押圧され、該コレット部３６の係止爪４０がチューブ１６の外周面に食い込む。この結果、コレット部３６の係止爪４０が食い込まれた前記外周面に対応するチューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとが密着し、前記チューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとの間で継手ボデイ１４の軸線と略平行な第１シール部４２が形成される（図３参照）。
【００２７】
図２に示されるように、ナット部材２０の内周面には、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに螺合する雌ねじ部（第２ねじ部）４４が形成される。また、ナット部材２０の差込孔１８に近接する外部側には環状の突出部４６が形成され、前記突出部４６は、前記差込孔１８から突出するチューブ１６の折れを防止して該チューブ１６を保護する機能を営む。
【００２８】
前記ナット部材２０の差込孔１８に近接する内部側には、図４に示されるように、断面鋭角状の環状係止部（エッジ部）４８ａ、４８ｂが形成され、継手ボデイ１４に対してナット部材２０がねじ込まれたとき、前記環状係止部４８ａ、４８ｂがチューブ１６の傾斜する外周面に係合して該チューブ１６を該継手ボデイ１４のテーパ面３２側に向かって押圧する機能を有する。
【００２９】
従って、継手ボデイ１４に対するナット部材２０のねじ込み量を増大させることにより、継手ボデイ１４の円筒部３０のテーパ面３２とナット部材２０の環状係止部４８ａ、４８ｂとの間でチューブ１６が挟持される。この結果、前記円筒部３０のテーパ面３２と前記環状係止部４８ａ、４８ｂによって押圧されたチューブ１６の傾斜する内壁面とが密着し、前記円筒部３０のテーパ面３２と前記チューブ１６の傾斜する内壁面との間で継手ボデイ１４の軸線に対して交差する第２シール部５０が形成される（図４参照）。
【００３０】
また、前記環状係止部４８ａ、４８ｂに近接するナット部材２０の内周面には、図４に示されるように、断面円弧状の凹部５２を経由して断面略矩形状の環状押さえ部５４が形成され、前記環状押さえ部５４は、チューブ１６の拡径部１６ａが継手ボデイ１４の環状溝３８に挿入されたとき、該チューブ１６が環状溝３８から抜け出ないように該チューブ１６の外周面に当接する押さえとしての機能を有する。
【００３１】
さらに、前記環状押さえ部５４と雌ねじ部４４との間のナット部材２０の内周面には、図２に示されるように、前記雌ねじ部４４側から見て内径が徐々に縮径するテーパ面からなる押圧部５６が形成される。継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対してナット部材２０の雌ねじ部４４をねじ込んでいった際、継手ボデイ１４のコレット部３６の一端部が前記押圧部５６に係合し、前記コレット部３６が半径内方向に向かって押圧される。従って、前記ナット部材２０の押圧部５６の押圧作用下にコレット部３６の一端部が半径内方向に向かって緊締され、コレット部３６の係止爪４０がチューブ１６の外周面に食い込む（図３参照）。
【００３２】
さらにまた、前記雌ねじ部４４に近接するナット部材２０の端面５８には、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対するナット部材２０の雌ねじ部４４のねじ込み量を規制する環状突起部（規制手段）６０が一体的に形成される。この環状突起部６０は、図５に示されるように、継手ボデイ１４の環状段部２４に対する当接面６２が断面円弧状からなり、ナット部材２０の端面５８から継手ボデイ１４の環状段部２４側に向かって所定長だけ突出する薄肉の環状に形成される。
【００３３】
前記ナット部材２０の端面５８には、前記環状突起部６０を間にして半径外方向側の第１環状凹部６４ａおよび半径内方向側の第２環状凹部６４ｂがそれぞれ形成される。前記第１環状凹部６４ａおよび第２環状凹部６４ｂは、図６に示されるように、前記環状突起部６０が環状段部２４に当接して塑性変形した際、前記塑性変形した環状突起部６０が収容可能に形成される。
【００３４】
本実施の形態に係る管継手１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００３５】
まず、ナット部材２０の差込孔１８に沿ってチューブ１６を挿通した後、前記チューブ１６の一端部を図示しない治具を介して所定の直径に拡径させて拡径部１６ａを形成する。
【００３６】
続いて、前記チューブ１６の拡径部１６ａを、継手ボデイ１４の円筒部３０とコレット部３６との間に形成された環状溝３８に沿って挿入する。この場合、前記環状溝３８に沿って挿入されたチューブ１６の拡径部１６ａの端面は、該環状溝３８の最も奥部にまで到達しなくてもよく、前記チューブ１６の拡径部１６ａの端面と環状溝３８の内壁面との間で間隙があってもシール性に影響しない（図２参照）。
【００３７】
次に、予め、差込孔１８を介してチューブ１６に遊嵌されているナット部材２０の雌ねじ部４４を継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに沿って螺回させ、前記ナット部材２０を締め付けることにより、チューブ１６がナット部材２０によって保持される。
【００３８】
すなわち、ナット部材２０を締め付けて継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対する雌ねじ部４４のねじ込み量を徐々に増大させることにより、前記ナット部材２０の内壁面に形成された押圧部５６がコレット部３６に係合し、雌ねじ部４４側から見て徐々に縮径するテーパ面によって複数のコレット部３６が半径内方向に押圧される。前記半径内方向に押圧されたコレット部３６の係止爪４０がチューブ１６の拡径部１６ａの外周面に食い込んで該チューブ１６が係止される（図３参照）。
【００３９】
従って、例えば、チューブ１６の挿入方向と反対方向に該チューブ１６を引き抜く力が付与された場合であっても、前記コレット部３６の係止爪４０によってチューブ１６が係止されているため、継手ボデイ１４からチューブ１６が抜脱されることを確実に阻止することができる。
【００４０】
また、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対しナット部材２０の雌ねじ部４４のねじ込み量を増大させていった場合、ナット部材２０の雌ねじ部４４側の端面５８に形成され該端面５８から所定長だけ突出する環状突起部６０の一端部が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接して、そのねじ込み量が規制される（図５参照）。従って、作業者は、ナット部材２０の環状突起部６０が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接する状態を外部から容易に視認することができ、前記環状突起部６０が環状段部２４に当接したことを確認することにより適正なねじ込み量に設定される。
【００４１】
換言すると、ナット部材２０の環状突起部６０が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接したときに第１雄ねじ部２２ａと雌ねじ部４４とのねじ込み量が適正となるように、ナット部材２０の端面５８から突出する環状突起部６０の突出量が予め設定されている。
【００４２】
このように継手ボデイ１４に対するナット部材２０のねじ込み量が適正に保持されることにより、コレット部３６の係止爪４０および環状係止部４８ａ、４８ｂがそれぞれチューブ１６の外周面に対して過剰に食い込むことを阻止し、継手ボデイ１４からチューブ１６が抜脱されることを確実に防止することができる。
【００４３】
なお、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対するナット部材２０の雌ねじ部４４のねじ込み量が減少するように該ナット部材２０を緩めた場合には、コレット部３６の半径内方向に対する押圧状態が解除される。従って、コレット部３６は、その弾性力によって初期形状に復帰し（図３中の二点鎖線参照）、係止爪４０のチューブ１６の拡径部１６ａに対する食い込み状態が解除され、継手ボデイ１４の環状溝３８からチューブ１６の拡径部１６ａを容易に引き抜くことができる。
【００４４】
また、長期間の使用によって締め付けトルクが減少し継手ボデイ１４に対するナット部材２０の緩みが発生した場合、作業者は、第１雄ねじ部２２ａに沿ってナット部材２０をさらに締め込み、環状突起部６０が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接して塑性変形するまでさらにナット部材２０の締め込むことができる。環状段部２４に当接した環状突起部６０は、隣接する第１および第２環状凹部６４ａ、６４ｂに沿って塑性変形してナット部材２０の端面５８からはみ出すことがなく、継手ボデイ１４の環状段部２４とナット部材２０の端面５８とが当接するまでナット部材２０を締め込むことができる（図６参照）。
【００４５】
従って、永年の使用によってナット部材２０の緩みが発生した場合であっても、ナット部材２０の端面５８から環状突起部６０が突出する長さ分、すなわち、図５に示される環状段部２４と端面５８との離間間隔Ｄだけ、従来と比較してナット部材２０の締め込み量を加算することができるため、継手ボデイ１４に対するナット部材２０の緊締力が確実に保持され、安定したシール力を発揮させることができる。
【００４６】
さらに、継手ボデイ１４に対してナット部材２０をねじ込むことにより、前記ナット部材２０の押圧部５６および環状係止部４８ａ、４８ｂによってチューブ１６が押圧されて第１シール部４２と第２シール部５０とが構成され、前記第１シール部４２と第２シール部５０との共働作用下に安定したシール機能が達成される。
【００４７】
すなわち、ナット部材２０の押圧部５６の押圧作用によってコレット部３６が半径内方向に押圧され、コレット部３６の係止爪４０が食い込まれた外周面に対応するチューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとが密着し、前記チューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとの間で継手ボデイ１４の軸線と略平行な第１シール部４２が形成される（図３参照）。一方、継手ボデイ１４の円筒部３０のテーパ面３２とナット部材２０の環状係止部４８ａ、４８ｂによって押圧されたチューブ１６の傾斜する内壁面とが密着し、前記円筒部３０のテーパ面３２と前記チューブ１６の傾斜する内壁面との間で継手ボデイ１４の軸線に対して交差する第２シール部５０が形成される（図４参照）。
【００４８】
次に、本発明の他の実施の形態に係る管継手１０ａを図７および図８に示す。なお、図３および図４に示す前記管継手１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
この他の実施の形態に係る管継手１０ａでは、図７に示されるように、ナット部材２０の環状係止部４８ａ、４８ｂに対応する継手ボデイ１４の円筒部３０のテーパ面３２に、所定間隔離間して周回する複数の突起部６６ａ、６６ｂを形成している。また、前記管継手１０ａでは、図８に示されるように、コレット部３６の係止爪４０に対応する円筒部３０の外周面３０ａに周回する突起部６８を形成している。
【００５０】
このように前記管継手１０ａでは、第１シール部４２および第２シール部５０を構成する円筒部３０のテーパ面３２および外周面３０ａに、単数または複数の環状の断面略半円状からなる突起部６６ａ、６６ｂ、６８を形成することにより、シール面の面圧を増大させることができる。また、前記突起部６６ａ、６６ｂ、６８と挿入されるチューブ１６の拡径部１６ａの内壁面との間で摩擦力を大きくして該チューブ１６の滑り止めとしての機能が営まれる。
【００５１】
なお、その他の作用効果は、前記管継手１０と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５３】
すなわち、ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧されることにより、拡径された管材の外周面を係止する係止手段を設けることにより、継手ボデイから管材が抜脱されることを確実に阻止することができる。
【００５４】
また、継手ボデイに対するナット部材のねじ込み量を規制する規制手段を設けることにより、継手ボデイに対するナット部材の適正なねじ込み量を確保することができる。この場合、継手ボデイに対するナット部材のねじ込み量が適正に保持されることにより、係止手段等が管材の外周面に対して過剰に食い込むことを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る管継手の一部断面分解斜視図である。
【図２】図１に示す管継手の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図３】図２に示す管継手のＡ部拡大縦断面図である。
【図４】図２に示す管継手のＢ部拡大縦断面図である。
【図５】図２に示す管継手のＣ部拡大縦断面図である。
【図６】図５に示す状態からさらにナット部材がねじ込まれて、環状突起部が塑性変形した状態を示す拡大縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る管継手であり、継手ボデイの円筒部のテーパ面に突起部を形成した拡大縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る管継手であり、継手ボデイの円筒部の外周面に突起部を形成した拡大縦断面図である。
【図９】従来技術に係る管継手の概略構造断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…管継手 １２…貫通孔
１４…継手ボデイ １６…チューブ
１８…差込孔 ２０…ナット部材
２２ａ、２２ｂ…雄ねじ部 ２４…環状段部
２６…環状凸部 ３０…円筒部
３２…テーパ面 ３４…面取り部
３６…コレット部 ３８…環状溝
４０…係止爪 ４２、５０…シール部
４４…雌ねじ部 ４８ａ、４８ｂ…環状係止部
５４…環状押さえ部 ５６…押圧部
５８…端面 ６０…環状突起部
６４ａ、６４ｂ…環状凹部 ６６ａ、６６ｂ、６８…突起部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、チューブ等の管材を流体機器に液密または気密に接続することが可能な管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体チップを製造する際、純水洗浄液その他薬液等を使用するラインには、耐クリーン性、耐食性、耐薬品性等の関係から、例えば、フッ素樹脂によって形成された樹脂製の管継手が用いられている。
【０００３】
この種の管継手として、例えば、特許文献１には、図９に示されるように、チューブ１の拡径した端部２がナット部材３の差込孔４を貫通して継手本体５の溝環６に嵌入され、前記継手本体５の外周面に形成された雄ねじ部７にナット部材３の内周面に形成された雌ねじ部８が螺合することにより、前記チューブ１を支持する構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１８２７５１号公報（図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に開示された従来技術に係る管継手では、チューブ１の拡径した端部２が継手本体５の溝環６に嵌入されているだけであるため、特に高温の雰囲気中において、例えば、チューブ１に対して嵌入方向と反対方向（図９中の矢印Ｅ方向）に該チューブ１を引き抜く力が付与された場合、前記チューブ１が継手本体５から抜け易くなるという問題がある。
【０００６】
また、前記特許文献１に開示された従来技術に係る管継手では、継手本体５の雄ねじ部７に対してナット部材３の雌ねじ部８を嵌合させてねじ込んでいった場合、適正なねじ込み量を確保する手段が何ら設けられておらず、また、過重なねじ込み量となった際、ナット部材３の差込孔４の周縁部３ａによってチューブ１の拡径部位が中心側に向かって押圧されるため、該チューブ１の拡径部位に過大な負荷が付与されるという問題がある。
【０００７】
本発明は、前記の問題に着目してなされたものであり、継手ボデイから管材が抜脱されることを確実に阻止するとともに、継手ボデイに対するナット部材の適正なねじ込み量を確保することが可能な管継手を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体通路となる貫通孔が軸線方向に沿って形成され、少なくとも一端部に第１ねじ部が形成された継手ボデイと、
前記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を介して前記継手ボデイの一端部に嵌合することにより、前記継手ボデイに対して管材を接続するナット部材と、
前記継手ボデイの一端部に設けられ、前記ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧されることにより、拡径された管材の外周面を係止する係止手段と、
前記継手ボデイに螺入される前記ナット部材の端面に設けられ、該継手ボデイに対する前記ナット部材のねじ込み量を規制する規制手段と、
を備え、
前記規制手段は、前記ナット部材の端面から前記継手ボデイ側に向かって所定長だけ突出する環状突起部を有し、前記環状突起部が前記継手ボデイの当接面に当接することにより、前記ナット部材のねじ込み量が規制され、
前記ナット部材の端面には、前記環状突起部が前記継手ボデイの当接面に当接した状態からさらに該ナット部材が前記継手ボデイ側に向かってねじ込まれることにより前記環状突起部が変形し、前記変形した環状突起部を受容する環状凹部が形成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、継手ボデイに管材が挿入された状態において、第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を介して継手ボデイに対してナット部材をねじ込む。前記継手ボデイに対するナット部材のねじ込み量が徐々に増大するように締め付けていったとき、ナット部材の端面に設けられた規制手段によって前記ねじ込み量が規制され、適性なねじ込み量に設定される。
【００１０】
また、本発明によれば、ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧される係止手段によって管材の外周面が係止されるため、管材の引き抜き方向に対する力が付与された場合であっても、前記管材が継手ボデイから抜脱されることが阻止される。
【００１１】
この場合、前記係止手段は、継手ボデイに挿入される管材の外周側に弾性変形可能に設けられ、前記管材の外周面を囲繞するように周方向に切り割れて形成された複数のコレット部と、前記コレット部に設けられ、該管材の外周面に食い込んで管材を係止する係止爪とを有すると好適である。
【００１２】
すなわち、第２ねじ部の方向からみて内径が徐々に縮径するテーパ面からなる押圧部が前記ナット部材の内壁面に設けられ、該ナット部材のねじ込み作用下に前記コレット部が前記押圧部に係合して半径内方向に向かって押圧される。従って、前記コレット部に形成された係止爪が、前記ナット部材の押圧部の押圧作用下に確実に管材の外周面に食い込んで該管材を係止する。
【００１３】
また、前記規制手段として、ナット部材の端面から継手ボデイ側に向かって所定長だけ突出する環状突起部によって構成し、前記環状突起部が継手ボデイの当接面に当接することにより、前記ナット部材のねじ込み量が規制されるように設けられるとよい。
【００１４】
その際、前記ナット部材の端面には、環状突起部が継手ボデイの当接面に当接した状態からさらに該ナット部材がねじ込まれることにより前記環状突起部が変形し、前記変形した環状突起部を受容する環状凹部が形成されるとよい。
【００１５】
なお、前記環状突起部は塑性変形可能に形成され、該環状突起部が継手ボデイの当接面に当接した状態からさらにナット部材がねじ込み可能に設けられることにより、継手ボデイに対するナット部材の締め付けトルクが減少した場合であっても、前記締め付けトルクを一定に保持することができる。
【００１６】
さらに、前記ナット部材には管材が差し込まれる差込孔が形成され、前記差込孔の端部に近接する該ナット部材の内壁面に、前記管材の外周面に食い込んで該管材を係止するエッジ部を設けることにより、より一層確実に管材が係止されて好ましい。
【００１７】
さらにまた、前記継手ボデイの端部には、管材の挿入方向に向かって徐々に拡径するテーパ面が形成され、前記テーパ面には、ナット部材のエッジ部に対応して周回する突起部が設けられるとよい。またさらに、前記継手ボデイの端部外周面には、前記コレット部に形成された係止爪に対応して周回する突起部が設けられるとよい。このようにナット部材のエッジ部に対向する部位またはコレット部の係止爪に対向する部位にそれぞれ周回する突起部を形成することにより、面圧が増大してシール効果を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る管継手について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る管継手を示す。
【００２０】
この管継手１０は、流体通路として機能する貫通孔１２が軸線方向に沿って直線状に形成された略円筒状の継手ボデイ１４と、チューブ（管材）１６が差し込まれる断面円形状の差込孔１８を有し、前記継手ボデイ１４に嵌合することにより前記チューブ１６を保持するナット部材２０とを備える。
【００２１】
前記継手ボデイには、図２に示されるように、一方の端部近傍の外周面に形成された断面略台形状のねじ山を有する第１雄ねじ部（第１ねじ部）２２ａと、他方の端部の外周面に形成された断面鋸状のねじ山を有する第２雄ねじ部２２ｂとが設けられる。前記第２雄ねじ部２２ｂに近接する第１雄ねじ部２２ａの終端部には、周回する平面からなる環状段部２４を介して半径外方向に膨出する環状凸部２６が形成され、さらに、前記環状凸部２６と第２雄ねじ部２２ｂとの間には、図示しないスパナ等の工具によって継手ボデイ１４を把持するための断面六角形状の角形部２８が形成される。
【００２２】
前記継手ボデイ１４の一方の端部には、軸線方向に沿って延在する貫通孔１２を有し、チューブ１６の拡径部１６ａが挿入される円筒部３０が形成される。前記円筒部３０の端部には、前記チューブ１６の挿入方向に向かって徐々に拡径するテーパ面３２が設けられる。前記テーパ面３２と貫通孔１２との境界部分には、所定の曲率半径に面取りされた面取り部３４が形成される。
【００２３】
図４に示されるように、前記面取り部３４を所定の曲率半径からなる断面曲線状に形成することにより、貫通孔１２を流通する圧力流体の液溜まりを最小限に抑制することができる。
【００２４】
すなわち、図９に示す従来技術に係る管継手では、チューブ１が嵌入される継手本体５の一端部の内周面が面取りして形成されているが、前記チューブ１の拡径部の内壁面と前記継手本体５の一端部の内周面とによって形成されるデッドスペース９が大きくなり、チューブ１内を流通する圧力流体の液溜まりが発生する蓋然性が高くなっている。これに対して、本実施の形態では、図４に示されるように、前記面取り部３４を所定の曲率半径からなる断面曲線状に形成してデッドスペース３５を極小とすることにより、液溜まりが発生する蓋然性を従来技術と比較して大幅に抑制することができる。
【００２５】
前記円筒部３０の外方には、該円筒部３０の周方向に沿って等間隔に切り割れて形成された複数のコレット部（係止手段）３６が設けられ、前記コレット部３６の内周面３６ａと前記円筒部３０の外周面３０ａとの間には、チューブ１６の拡径部１６ａが嵌入される環状溝３８が形成される（図３参照）。前記コレット部３６の一端部には、前記円筒部３０側に向かって突出し、前記環状溝３８に沿って挿入されたチューブ１６の外周面に食い込んで該チューブ１６を係止する断面鋭角状の係止爪４０が形成される。前記コレット部３６の係止爪４０は、継手ボデイ１４に対する該コレット部３６の結合部分３６ｂを支点として、円筒部３０側（半径内方向）に向かって弾性変形可能に設けられる。
【００２６】
従って、前記コレット部３６の係止爪４０は、後述するナット部材２０の押圧部５６によって半径内方向に向かって押圧され、該コレット部３６の係止爪４０がチューブ１６の外周面に食い込む。この結果、コレット部３６の係止爪４０が食い込まれた前記外周面に対応するチューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとが密着し、前記チューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとの間で継手ボデイ１４の軸線と略平行な第１シール部４２が形成される（図３参照）。
【００２７】
図２に示されるように、ナット部材２０の内周面には、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに螺合する雌ねじ部（第２ねじ部）４４が形成される。また、ナット部材２０の差込孔１８に近接する外部側には環状の突出部４６が形成され、前記突出部４６は、前記差込孔１８から突出するチューブ１６の折れを防止して該チューブ１６を保護する機能を営む。
【００２８】
前記ナット部材２０の差込孔１８に近接する内部側には、図４に示されるように、断面鋭角状の環状係止部（エッジ部）４８ａ、４８ｂが形成され、継手ボデイ１４に対してナット部材２０がねじ込まれたとき、前記環状係止部４８ａ、４８ｂがチューブ１６の傾斜する外周面に係合して該チューブ１６を該継手ボデイ１４のテーパ面３２側に向かって押圧する機能を有する。
【００２９】
従って、継手ボデイ１４に対するナット部材２０のねじ込み量を増大させることにより、継手ボデイ１４の円筒部３０のテーパ面３２とナット部材２０の環状係止部４８ａ、４８ｂとの間でチューブ１６が挟持される。この結果、前記円筒部３０のテーパ面３２と前記環状係止部４８ａ、４８ｂによって押圧されたチューブ１６の傾斜する内壁面とが密着し、前記円筒部３０のテーパ面３２と前記チューブ１６の傾斜する内壁面との間で継手ボデイ１４の軸線に対して交差する第２シール部５０が形成される（図４参照）。
【００３０】
また、前記環状係止部４８ａ、４８ｂに近接するナット部材２０の内周面には、図４に示されるように、断面円弧状の凹部５２を経由して断面略矩形状の環状押さえ部５４が形成され、前記環状押さえ部５４は、チューブ１６の拡径部１６ａが継手ボデイ１４の環状溝３８に挿入されたとき、該チューブ１６が環状溝３８から抜け出ないように該チューブ１６の外周面に当接する押さえとしての機能を有する。
【００３１】
さらに、前記環状押さえ部５４と雌ねじ部４４との間のナット部材２０の内周面には、図２に示されるように、前記雌ねじ部４４側から見て内径が徐々に縮径するテーパ面からなる押圧部５６が形成される。継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対してナット部材２０の雌ねじ部４４をねじ込んでいった際、継手ボデイ１４のコレット部３６の一端部が前記押圧部５６に係合し、前記コレット部３６が半径内方向に向かって押圧される。従って、前記ナット部材２０の押圧部５６の押圧作用下にコレット部３６の一端部が半径内方向に向かって緊締され、コレット部３６の係止爪４０がチューブ１６の外周面に食い込む（図３参照）。
【００３２】
さらにまた、前記雌ねじ部４４に近接するナット部材２０の端面５８には、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対するナット部材２０の雌ねじ部４４のねじ込み量を規制する環状突起部（規制手段）６０が一体的に形成される。この環状突起部６０は、図５に示されるように、継手ボデイ１４の環状段部２４に対する当接面６２が断面円弧状からなり、ナット部材２０の端面５８から継手ボデイ１４の環状段部２４側に向かって所定長だけ突出する薄肉の環状に形成される。
【００３３】
前記ナット部材２０の端面５８には、前記環状突起部６０を間にして半径外方向側の第１環状凹部６４ａおよび半径内方向側の第２環状凹部６４ｂがそれぞれ形成される。前記第１環状凹部６４ａおよび第２環状凹部６４ｂは、図６に示されるように、前記環状突起部６０が環状段部２４に当接して塑性変形した際、前記塑性変形した環状突起部６０が収容可能に形成される。
【００３４】
本実施の形態に係る管継手１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００３５】
まず、ナット部材２０の差込孔１８に沿ってチューブ１６を挿通した後、前記チューブ１６の一端部を図示しない治具を介して所定の直径に拡径させて拡径部１６ａを形成する。
【００３６】
続いて、前記チューブ１６の拡径部１６ａを、継手ボデイ１４の円筒部３０とコレット部３６との間に形成された環状溝３８に沿って挿入する。この場合、前記環状溝３８に沿って挿入されたチューブ１６の拡径部１６ａの端面は、該環状溝３８の最も奥部にまで到達しなくてもよく、前記チューブ１６の拡径部１６ａの端面と環状溝３８の内壁面との間で間隙があってもシール性に影響しない（図２参照）。
【００３７】
次に、予め、差込孔１８を介してチューブ１６に遊嵌されているナット部材２０の雌ねじ部４４を継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに沿って螺回させ、前記ナット部材２０を締め付けることにより、チューブ１６がナット部材２０によって保持される。
【００３８】
すなわち、ナット部材２０を締め付けて継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対する雌ねじ部４４のねじ込み量を徐々に増大させることにより、前記ナット部材２０の内壁面に形成された押圧部５６がコレット部３６に係合し、雌ねじ部４４側から見て徐々に縮径するテーパ面によって複数のコレット部３６が半径内方向に押圧される。前記半径内方向に押圧されたコレット部３６の係止爪４０がチューブ１６の拡径部１６ａの外周面に食い込んで該チューブ１６が係止される（図３参照）。
【００３９】
従って、例えば、チューブ１６の挿入方向と反対方向に該チューブ１６を引き抜く力が付与された場合であっても、前記コレット部３６の係止爪４０によってチューブ１６が係止されているため、継手ボデイ１４からチューブ１６が抜脱されることを確実に阻止することができる。
【００４０】
また、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対しナット部材２０の雌ねじ部４４のねじ込み量を増大させていった場合、ナット部材２０の雌ねじ部４４側の端面５８に形成され該端面５８から所定長だけ突出する環状突起部６０の一端部が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接して、そのねじ込み量が規制される（図５参照）。従って、作業者は、ナット部材２０の環状突起部６０が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接する状態を外部から容易に視認することができ、前記環状突起部６０が環状段部２４に当接したことを確認することにより適正なねじ込み量に設定される。
【００４１】
換言すると、ナット部材２０の環状突起部６０が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接したときに第１雄ねじ部２２ａと雌ねじ部４４とのねじ込み量が適正となるように、ナット部材２０の端面５８から突出する環状突起部６０の突出量が予め設定されている。
【００４２】
このように継手ボデイ１４に対するナット部材２０のねじ込み量が適正に保持されることにより、コレット部３６の係止爪４０および環状係止部４８ａ、４８ｂがそれぞれチューブ１６の外周面に対して過剰に食い込むことを阻止し、継手ボデイ１４からチューブ１６が抜脱されることを確実に防止することができる。
【００４３】
なお、継手ボデイ１４の第１雄ねじ部２２ａに対するナット部材２０の雌ねじ部４４のねじ込み量が減少するように該ナット部材２０を緩めた場合には、コレット部３６の半径内方向に対する押圧状態が解除される。従って、コレット部３６は、その弾性力によって初期形状に復帰し（図３中の二点鎖線参照）、係止爪４０のチューブ１６の拡径部１６ａに対する食い込み状態が解除され、継手ボデイ１４の環状溝３８からチューブ１６の拡径部１６ａを容易に引き抜くことができる。
【００４４】
また、長期間の使用によって締め付けトルクが減少し継手ボデイ１４に対するナット部材２０の緩みが発生した場合、作業者は、第１雄ねじ部２２ａに沿ってナット部材２０をさらに締め込み、環状突起部６０が継手ボデイ１４の環状段部２４に当接して塑性変形するまでさらにナット部材２０の締め込むことができる。環状段部２４に当接した環状突起部６０は、隣接する第１および第２環状凹部６４ａ、６４ｂに沿って塑性変形してナット部材２０の端面５８からはみ出すことがなく、継手ボデイ１４の環状段部２４とナット部材２０の端面５８とが当接するまでナット部材２０を締め込むことができる（図６参照）。
【００４５】
従って、永年の使用によってナット部材２０の緩みが発生した場合であっても、ナット部材２０の端面５８から環状突起部６０が突出する長さ分、すなわち、図５に示される環状段部２４と端面５８との離間間隔Ｄだけ、従来と比較してナット部材２０の締め込み量を加算することができるため、継手ボデイ１４に対するナット部材２０の緊締力が確実に保持され、安定したシール力を発揮させることができる。
【００４６】
さらに、継手ボデイ１４に対してナット部材２０をねじ込むことにより、前記ナット部材２０の押圧部５６および環状係止部４８ａ、４８ｂによってチューブ１６が押圧されて第１シール部４２と第２シール部５０とが構成され、前記第１シール部４２と第２シール部５０との共働作用下に安定したシール機能が達成される。
【００４７】
すなわち、ナット部材２０の押圧部５６の押圧作用によってコレット部３６が半径内方向に押圧され、コレット部３６の係止爪４０が食い込まれた外周面に対応するチューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとが密着し、前記チューブ１６の内周面と円筒部３０の外周面３０ａとの間で継手ボデイ１４の軸線と略平行な第１シール部４２が形成される（図３参照）。一方、継手ボデイ１４の円筒部３０のテーパ面３２とナット部材２０の環状係止部４８ａ、４８ｂによって押圧されたチューブ１６の傾斜する内壁面とが密着し、前記円筒部３０のテーパ面３２と前記チューブ１６の傾斜する内壁面との間で継手ボデイ１４の軸線に対して交差する第２シール部５０が形成される（図４参照）。
【００４８】
次に、本発明の他の実施の形態に係る管継手１０ａを図７および図８に示す。なお、図３および図４に示す前記管継手１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
この他の実施の形態に係る管継手１０ａでは、図７に示されるように、ナット部材２０の環状係止部４８ａ、４８ｂに対応する継手ボデイ１４の円筒部３０のテーパ面３２に、所定間隔離間して周回する複数の突起部６６ａ、６６ｂを形成している。また、前記管継手１０ａでは、図８に示されるように、コレット部３６の係止爪４０に対応する円筒部３０の外周面３０ａに周回する突起部６８を形成している。
【００５０】
このように前記管継手１０ａでは、第１シール部４２および第２シール部５０を構成する円筒部３０のテーパ面３２および外周面３０ａに、単数または複数の環状の断面略半円状からなる突起部６６ａ、６６ｂ、６８を形成することにより、シール面の面圧を増大させることができる。また、前記突起部６６ａ、６６ｂ、６８と挿入されるチューブ１６の拡径部１６ａの内壁面との間で摩擦力を大きくして該チューブ１６の滑り止めとしての機能が営まれる。
【００５１】
なお、その他の作用効果は、前記管継手１０と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５３】
すなわち、ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧されることにより、拡径された管材の外周面を係止する係止手段を設けることにより、継手ボデイから管材が抜脱されることを確実に阻止することができる。
【００５４】
また、継手ボデイに対するナット部材のねじ込み量を規制する規制手段を設けることにより、継手ボデイに対するナット部材の適正なねじ込み量を確保することができる。この場合、継手ボデイに対するナット部材のねじ込み量が適正に保持されることにより、係止手段等が管材の外周面に対して過剰に食い込むことを阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る管継手の一部断面分解斜視図である。
【図２】図１に示す管継手の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図３】図２に示す管継手のＡ部拡大縦断面図である。
【図４】図２に示す管継手のＢ部拡大縦断面図である。
【図５】図２に示す管継手のＣ部拡大縦断面図である。
【図６】図５に示す状態からさらにナット部材がねじ込まれて、環状突起部が塑性変形した状態を示す拡大縦断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態に係る管継手であり、継手ボデイの円筒部のテーパ面に突起部を形成した拡大縦断面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る管継手であり、継手ボデイの円筒部の外周面に突起部を形成した拡大縦断面図である。
【図９】従来技術に係る管継手の概略構造断面図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ…管継手 １２…貫通孔
１４…継手ボデイ １６…チューブ
１８…差込孔 ２０…ナット部材
２２ａ、２２ｂ…雄ねじ部 ２４…環状段部
２６…環状凸部 ３０…円筒部
３２…テーパ面 ３４…面取り部
３６…コレット部 ３８…環状溝
４０…係止爪 ４２、５０…シール部
４４…雌ねじ部 ４８ａ、４８ｂ…環状係止部
５４…環状押さえ部 ５６…押圧部
５８…端面 ６０…環状突起部
６４ａ、６４ｂ…環状凹部 ６６ａ、６６ｂ、６８…突起部
Claims (7)
- 流体通路となる貫通孔が軸線方向に沿って形成され、少なくとも一端部に第１ねじ部が形成された継手ボデイと、
前記第１ねじ部に螺合する第２ねじ部を介して前記継手ボデイの一端部に嵌合することにより、前記継手ボデイに対して管材を接続するナット部材と、
前記継手ボデイの一端部に設けられ、前記ナット部材の内壁面に係合して半径内方向に押圧されることにより、拡径された管材の外周面を係止する係止手段と、
前記継手ボデイに螺入される前記ナット部材の端面に設けられ、該継手ボデイに対する前記ナット部材のねじ込み量を規制する規制手段と、
を備え、
前記規制手段は、前記ナット部材の端面から前記継手ボデイ側に向かって所定長だけ突出する環状突起部を有し、前記環状突起部が前記継手ボデイの当接面に当接することにより、前記ナット部材のねじ込み量が規制され、
前記ナット部材の端面には、前記環状突起部が前記継手ボデイの当接面に当接した状態からさらに該ナット部材が前記継手ボデイ側に向かってねじ込まれることにより前記環状突起部が変形し、前記変形した環状突起部を受容する環状凹部が形成されることを特徴とする管継手。 - 請求項１記載の管継手において、
前記係止手段は、継手ボデイに挿入される管材の外周側に弾性変形可能に設けられ、前記管材の外周面を囲繞するように周方向に切り割れて形成された複数のコレット部と、前記コレット部に設けられ、該管材の外周面に食い込んで管材を係止する係止爪とを有することを特徴とする管継手。 - 請求項２記載の管継手において、
前記ナット部材の内壁面には、第２ねじ部の方向からみて内径が徐々に縮径するテーパ面からなる押圧部が設けられ、該ナット部材のねじ込み作用下に前記コレット部が前記押圧部に係合して半径内方向に向かって押圧されることを特徴とする管継手。 - 請求項１記載の管継手において、
前記環状突起部は塑性変形可能に形成され、該環状突起部が継手ボデイの当接面に当接した状態からさらにナット部材がねじ込み可能に設けられることを特徴とする管継手。 - 請求項１記載の管継手において、
前記ナット部材には管材が差し込まれる差込孔が形成され、前記差込孔の端部に近接する該ナット部材の内壁面には、前記管材の外周面に食い込んで該管材を係止するエッジ部が設けられることを特徴とする管継手。 - 請求項５記載の管継手において、
前記継手ボデイの端部には、管材の挿入方向に向かって徐々に拡径するテーパ面が形成され、前記テーパ面には、ナット部材のエッジ部に対応して周回する突起部が設けられることを特徴とする管継手。 - 請求項２記載の管継手において、
前記継手ボデイの端部外周面には、前記コレット部に形成された係止爪に対応して周回する突起部が設けられることを特徴とする管継手。
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