(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管材の一端部から軸方向外方へ突出する状態で管材の一端部内に圧入して該管材と一体化されるスリーブ状のインナリングと、上記インナリングが圧入された上記管材の挿し込み部を挿入するための筒状の受口が一端部に形成された継手本体と、上記継手本体の一端部に螺合し、その継手本体の一端部側への螺進により上記インナリングを管材の外側から押圧して上記インナリングの突出先端部と上記継手本体の受口の奥部とを当接させてシール部を形成させる押輪とを備えている樹脂製管継手であって、
上記インナリングの突出先端部の内径面が軸方向外方ほど大径となる円錐状のテーパ面に形成されているとともに、上記継手本体の受口の奥部には、上記円錐状テーパ面を含むインナリングの突出先端部が軸方向から嵌まり込んで上記円錐状テーパ面の箇所と上記突出先端部の外径面側の箇所とでシール部を形成する円筒状溝部が形成されており、
上記インナリングにおける突出先端部の円錐状テーパ面の軸線に対する傾斜角度は、５〜２０°に設定されており、
上記インナリングにおける突出先端部の内径側には、上記継手本体における円筒状溝部の内径側円筒部分の内周面に当接する円筒部が、軸線方向に所定の長さを有した状態、或いは、軸線方向に所定の長さを有し、かつ、前記内周面との嵌合面が軸線と平行な周面となる状態で一体に形成されていることを特徴とする樹脂製管継手。
【請求項２】
上記インナリングにおける突出先端部の外径面には、径外方へ突出して継手本体の受口の内周面に当接してシール部を形成する突起が設けられている請求項１記載の樹脂製管継手。
【請求項３】
上記突起は、軸線方向で１個もしくは軸線方向に間隔を隔てて複数個設けられている請求項２記載の樹脂製管継手。
【請求項４】
上記インナリングにおける突出先端部の外径面が、軸方向外方ほど小径となる円錐状のテーパ面に形成されている請求項１記載の樹脂製管継手。
【請求項５】
上記突起が設けられているインナリングにおける突出先端部の外径面は、軸方向外方ほど小径となる円錐状のテーパ面に形成されている請求項２記載の樹脂製管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂製管継手に関するもので、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適用される樹脂製管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂製管継手として、従来より、図７〜図９に示すような構成のものが知られている。そのうち、図７に示す樹脂製管継手は、その軸方向の一端部に受口３０が形成され、該受口３０の奥部に軸線Ｃに対して交差する一次シール部３１が形成されているとともに、該受口３０の入口にも軸線Ｃに対して交差する二次シール部３２が形成され、かつ、受口３０の外周に雄ねじ部３３が形成されてなる筒状の継手本体３４と、軸方向の内端部に上記継手本体３４の受口３０に嵌合可能な外径をもつ嵌合部３５が形成されているとともに軸方向の外端側に断面山形の膨出部３６が形成されており、樹脂製管材３７の一端部内に上記嵌合部３５を軸方向外方へ突出させる状態で圧入することにより管材３７を拡径させて、上記嵌合部３５の端部に上記継手本体３４の一次シール部３１に当接する内端シール部３８を形成する一方、上記膨出部３６に対応する箇所に上記受口３０の二次シール部３２に当接するシール面３９を形成するスリーブ状のインナリング４０と、上記継手本体３４の雄ねじ部３３に螺合する雌ねじ部４１を有する押輪４２とを備え、上記インナリング４０を圧入して一体化した管材３７の挿し込み部４３を上記継手本体３４の受口３０に挿入させた状態で、上記押輪４２の雌ねじ部４１を継手本体３４の雄ねじ部３３に螺合させて該押輪４２を上記継手本体３４側へ螺進させることにより、上記インナリング４０を軸方向から押圧して該インナリング４０の内端シール部３２およびシール面３９を継手本体３４における受口３０の一次シール部３１および二次シール部３２にそれぞれ当接させて密封力を付与するように構成されたものである。
【０００３】
また、図８に示す樹脂製管継手は、樹脂製管材３７の一端挿し込み部３７ａが挿入される継手本体４４の受口４５の入口に、軸方向内方へ向かって漸次縮径するテーパ状シール部４６が形成され、このシール部４６に当接するシール部４７を内端に形成したアウタリング４８を管材３７の挿し込み部３７ａに外嵌させることで、管材３７に局部的な径内方への膨出部４９を形成するとともに、継手本体４４の外周に形成した雄ねじ部５０に螺合する雌ねじ部５１をもった押輪５２を継手本体４４側に螺進させることによって、上記アウタリング４８を軸方向に押圧して上記シール部４６、４７を軸方向から当接させて密封力を付与するように構成したものである。
【０００４】
さらに、図９に示す樹脂製管継手は、管材３７の一端挿し込み部３７ａが挿入される継手本体５３の受口５４の入口に、軸方向内方へ向かって漸次縮径するテーパ状シール部５５が形成され、断面台形状の周壁５６をもったインナリング５７を管材３７の一端挿し込み部３７ａの内側に圧入することにより、管材３７に上記インナリング５７の周壁５６に沿って局部的に径外方へ膨出する膨出部５８を形成するとともに継手本体５３の外周雄ねじ部６１に螺合する雌ねじ部５９をもった押輪６０を継手本体５３側に螺進させることによって、管材３７の膨出部５８およびインナリング５７を継手本体５３側に押圧して膨出部５８の管端側傾斜面５８ａを上記テーパ状シール部５５に軸方向から押し付けて密封力を付与するように構成したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の樹脂製管継手は全て、押輪４２，５２または６０を螺進させて締付けることによってシール部を軸方向から当接させ圧縮力を加えることによりシール面圧を発生して密封（シール）機能を発揮するように構成されたものであるために、上記押輪４２，５２または６０や樹脂製管材３７などの経時的なクリープや応力緩和に伴うシール面圧の低下によって密封機能が短期間のうちに損なわれて流体漏れを発生しやすいという問題があった。また、軸方向の外力に対して弱い上に、接続施工時において所定の密封機能を確保するために、押輪４２，５２または６０による締付け力を軸方向の寸法あるいは締付けトルクを介して非常に厳密に管理する必要があって、接続施工に高い技能および熟練が要求されるものであった。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の背景に鑑みてなされたもので、接続施工に技能および熟練を必要としないものでありながら、強い接触圧力を発生させて経時的なクリープや応力緩和にかかわらず優れた密封性能を長期に亘って確保することができる樹脂製管継手を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る樹脂製管継手は、管材の一端部から軸方向外方へ突出する状態で管材の一端部内に圧入して該管材と一体化されるスリーブ状のインナリングと、上記インナリングが圧入された上記管材の挿し込み部を挿入するための筒状の受口が一端部に形成された継手本体と、上記継手本体の一端部に螺合し、その継手本体の一端部側への螺進により上記インナリングを管材の外側から押圧して上記インナリングの突出先端部と上記継手本体の受口の奥部とを当接させてシール部を形成させる押輪とを備えている樹脂製管継手であって、上記インナリングの突出先端部の内径面が軸方向外方ほど大径となる円錐状のテーパ面に形成されているとともに、上記継手本体の受口の奥部には、上記円錐状テーパ面を含むインナリングの突出先端部が軸方向から嵌まり込んで上記円錐状テーパ面の箇所と上記突出先端部の外径面側の箇所とでシール部を形成する円筒状溝部が形成されており、
上記インナリングにおける突出先端部の円錐状テーパ面の軸線に対する傾斜角度は、５〜２０°に設定されており、
上記インナリングにおける突出先端部の内径側には、上記継手本体における円筒状溝部の内径側円筒部分の内周面に当接する円筒部が、軸線方向に所定の長さを有した状態、或いは、軸線方向に所定の長さを有し、かつ、前記内周面との嵌合面が軸線と平行な周面となる状態で一体に形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このような構成の本発明によれば、押輪を継手本体側へ螺進させることによって、インナリングの突出先端部を継手本体の受口奥部に形成されている円筒状溝部に軸方向から嵌まり込ませて突出先端部の内径面側の箇所と外径面側の箇所との少なくともいずれか一方と継手本体の受口の奥部とでシール部を形成させるが、このとき、上記インナリングの突出先端部の内径面側が軸方向外方ほど大径となる円錐状のテーパ面に形成されているので、押輪の締付けに伴う楔効果によって締付け力を強くするにしたがってインナリングの突出先端部側の円錐状テーパ面及び外径面とこれらに対応する継手本体側の円筒状溝部の面との間にそれぞれ強い接触圧力を発生させて非常に高いシール性能を発揮させることができる。殊に、インナリングの突出先端部側の円錐状テーパ面とこれに対向する面との間には、押輪による締付け力を過大にしなくても、非常に強い接触圧力を発生することができ、したがって、押輪や樹脂製管材などに経時的なクリープや応力緩和の発生にもかかわらず、初期の密封性能を長期に亘って確保することができるといった効果を奏する。
【０００９】
このような構成の樹脂製管継手において、特に、上記インナリングにおける突出先端部の外径面に、径外方へ突出して継手本体の内周面に当接してシール部を形成する突起を軸方向で１個もしくは軸線方向に間隔を隔てて複数個設けることにより、突起に高い接触圧力を集中的に発生させて一層強力なシール性能を発揮させることができる。
【００１０】
また、上記インナリングにおける突出先端部の外径面あるいは突起が設けられているインナリングにおける突出先端部の外径面を軸方向外方ほど小径となる円錐状のテーパ面に形成することにより、楔効果を高めて比較的小さい締付け力でも、シール部の接触圧力をより強くして、長期に亘るシール性能を一段と向上することができる。
さらに、上記インナリングにおける突出先端部の内径側に継手本体における円筒状溝部の内径側円筒部分の内周面に当接する円筒部を一体に形成することにより、継手本体における円筒状溝部の内径側円筒部分を補強することができるとともに、上記したシール部とは別の外径シール部も形成させてシール性能の一層の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
実施例１について説明する。図１及び図２に示す樹脂製管継手は、大別すると、筒状の継手本体１と、スリーブ状のインナリング２と、袋ナット状の押輪３とから構成され、それらの材質は、例えばＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＥＴＦＥ、ＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥなどの耐薬品性および耐熱性に優れた特性を有する樹脂によってなり、上記筒状の継手本体１は、管継手単体品あるいは流体機器に一体に形成されているものである。
【００１２】
上記継手本体１は、少なくとも軸線方向の一端部に筒状の受口４が形成され、この受口４の入口に軸線Ｃに対して交差する傾斜面５が形成されているとともに、受口４の奥部には後述する一次シール部７Ａおよび二次シール部７Ｂを形成する円筒状溝部６が形成されており、かつ、上記受口４の外周には雄ねじ部１１が形成されている。
【００１３】
上記スリーブ状のインナリング２は、図３に明示するように、樹脂製管材１２および上記継手本体１の胴部１Ａの内径よりも小さい内径に形成されているとともに、その内端部に継手本体１の受口４に嵌合可能な外径の円筒状の嵌合部１３を有し、この円筒状嵌合部１３に連続して形成された管材圧入部１４の基端部側外周に断面山形の膨出部１５が形成されており、上記円筒状嵌合部１３が管材１２の一端部から突出する状態で上記圧入部１４を管材１２の一端部内に圧入して上記膨出部１５に対応する箇所の管材１２の周壁部を拡径させることにより、上記管材１２と一体化されて上記継手本体１の受口４に挿入される管材１２の挿し込み部１６が形成されている。
【００１４】
また、上記インナリング２の管材１２端部から軸方向外方へ突出する上記円筒状嵌合部１３の先端側には、上記挿し込み部１６を継手本体１の受口４に挿入したとき、上記円筒状溝部６に軸方向から嵌まり込む円筒状突起部８が形成されている。この円筒状突起部８の内径面は軸方向外方ほど大径となる円錐状のテーパ面８ａに形成されている。この円錐状テーパ面８ａの軸線Ｃに対する傾斜角度θは１〜６０°、好ましくは５〜２０°に設定されている。
【００１５】
さらに、上記インナリング２０円筒状突起部８の外径面８ｂには、径外方へ突出し継手本体１の受口４の内周面４ａに当接して上記の一次シール部７Ａを形成するリング状突起９が軸線方向に間隔を隔てて複数個（図面上では３個で示すが、２個でも４個以上でもよい。また、軸線方向で１個でもよい）設けられている。一方、上記インナリング２の円筒状突起部８が軸方向から嵌まり込む継手本体１の円筒状溝部６の内径側円筒部分１０の外周面１０ｂは上記円錐状テーパ面８ａと同様に、軸線Ｃに対して１〜６０°、好ましくは５〜２０°の傾斜角度θを持つ円錐状の逆テーパ面に形成されており、これら両テーパ面８ａ，１０ｂ同士の当接により上記の二次シール部７Ｂが形成されるようになされている。
また、上記インナリング２における円筒状突起部８の内径側には、上記継手本体１における円筒状溝部６の内径側円筒部分１０の内周面１０ａに当接する円筒部１７が一体に形成されており、この円筒部１７の外周面１７ａと上記円筒状溝部６の内径側円筒部分１０の内周面１０ａとの当接により三次シール部７Ｃを形成してもよい。
【００１６】
上記袋ナット状の押輪３は、円筒状部３Ａの内周面に上記継手本体１の雄ねじ部１１に螺合する雌ねじ部１８が形成されているとともに、円筒状部３Ａの外端部に軸心側に延設される環状抑圧片３Ｂが一体に連設されており、この環状抑圧片３Ｂの内周側内端に抑圧部３Ｃが形成されている。また、上記押輪３の環状押圧片３Ｂには環状凹溝１９が形成され、この環状凹溝１９内に弾性リング２０が嵌入保持されている。
【００１７】
上記各構成部品１，２，３を備えた樹脂製管継手においては、まず、インナリング２の圧入部１４を管材１２の一端部内に、円筒状嵌合部１３および円筒状突起部８が管材１２の一端部から突出する状態で圧入して該圧入部１４に形成の膨出部１５に対応する箇所の管材１２の周壁部を拡径させることにより、両者２，１２を一体結合して管材１２の挿し込み部１６を形成させる。
【００１８】
ついで、管材１２の挿し込み部１６を継手本体１の受口４に挿入した上、上記管材１２に予め遊嵌させている押輪３の雌ねじ部１８を継手本体１の雄ねじ部１１に螺合させて該押輪３を継手本体１側に螺進させることによって、インナリング２側の円筒状突起部８を継手本体１側の円筒状溝部６に軸方向から嵌め込ませる。
【００１９】
この状態で、さらに上記押輪３を螺進させて強く締め付けることによって、インナリング２０円筒状突起部８側の円錐状テーパ面８ａと継手本体１の受口４側の円筒状溝部６の逆円錐状テーパ面１０ｂとの間に楔効果が発現されて両テーパ面８ａ，１０ｂの当接面に強い接触圧力が発生されると同時に、円筒状突起部８の外径面８ｂに設けられているリング突起９と継手本体１の受口４の内周面４ａとの当接箇所にも強い接触圧力が集中的に発生されることになる。
【００２０】
このように押輪３の螺進による締付け力を過大にしなくても、一次シール部７Ａおよび二次シール部７Ｂそれぞれに強い接触圧力を発生させて押輪３や樹脂製管材１２などの経時的なクリープや応力緩和の発生にもかかわらず、非常に高いシール性能を長期に亘って確保させることができる。
【００２１】
また、上記実施例１のように、上記インナリング２における突出円筒状突起部８の内径側に継手本体１における円筒状溝部６の内径側円筒部分１０の内周面１０ａに当接する外周面１７ａを持った円筒部１７を一体に形成することにより、継手本体１における円筒状溝部６の内径側円筒部分１０を内側から支持させて補強することができるとともに、上記した二重シール部とは別に三次シール部７Ｃも形成させてシール性能の一層の向上を図ることができる。
【００２２】
なお、上記実施例１では、インナリング２０円筒状突起部８の外径面８ｂにリング状突起９を設けたものについて説明したが、該リング状突起を設けないで、平坦な外径面８ｂを継手本体１の受口４の内周面４ａに直接に当接させて一次シール部７Ａを形成するようにしてもよい。
【００２３】
図４は本発明の実施例２を示す。この実施例２では、インナリング２０円筒状突起部８の外径面８ｂを内径側の円錐状テーパ面８ａとは逆傾斜の円錐状テーパ面に形成すると共に、この外径側の円錐状テーパ面８ｂに対向する継手本体１の受口４側の内周面４ａの先端にも同一傾斜角度のテーパ面４ｂに形成して、接続完了状態で両テーパ面８ｂ，４ｂが当接せず、両面８ｂ，４ｂ間に微小な隙間２１を形成するように構成したものである。
この実施例２の管継手では、実施例１と同様に高い接触圧力が発生される二次シール部７Ｂと上記三次シール部７Ｃとの二重シールを構成して十分に高いシール性能を確保することが可能である。
【００２４】
図５は本発明の実施例３を示す。この実施例３の管継手では、実施例２と同様に、インナリング２０円筒状突起部８の外径面８ｂを内径側の円錐状テーパ面８ａとは逆傾斜の円錐状テーパ面に形成すると共に、この外径側の円錐状テーパ面８ｂに対向する継手本体１の受口４側の内周面４ａの先端にも同一傾斜角度のテーパ面４ｂに形成して、接続完了状態で両テーパ面８ｂ，４ｂが当接して一次シール部７Ａを形成するように構成したものである。
【００２５】
また、図６は本発明の実施例４を示す。この実施例４の管継手では、実施例３と同様に、インナリング２の円筒状突起部８の外径面および継手本体１の受口４側の内周面４ａの先端を同一傾斜角度のテーパ面８ｂ，４ｂに形成するとともに、インナリング２側の外径円錐状テーパ面８ｂに１個もしくは複数個のリング状突起９を一体に設けて、接続完了状態において、管材１２と継手本体１との間には、一次シール部７Ａ、二次シール部７Ｂおよび三次シール部７Ｃを形成するように構成したものである。
【００２６】
これら実施例３および４の管継手では、楔効果を高めて比較的小さい締付け力でも、二重シール部の接触圧力をより強くして長期に亘るシール性能を一段と向上することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明による樹脂製管継手は、管材への圧入により管材と一体化されるインナリングの突出先端部の内径面を軸方向外方ほど大径となる円錐状のテーパ面に形成するとともに、継手本体の受口の奥部に円錐状テーパ面を含むインナリングの突出先端部が軸方向から嵌まり込んでシール部を形成する円筒状溝部を形成することにより、押輪による小さな締付け力でも、テーパ面及び外径面に強い接触圧力を発生させて非常に信頼性の高いシール性能が確保できるようにした技術である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における樹脂製管継手を示す縦断側面図である。
【図２】図１の要部の拡大半截断面図である。
【図３】図１の主要構成の詳細を説明する要部の半截断面図である。
【図４】本発明の実施例２における樹脂製管継手の要部の拡大半截断面図である。
【図５】本発明の実施例３における樹脂製管継手の要部の拡大半截断面図である。
【図６】本発明の実施例４における樹脂製管継手の要部の拡大半截断面図である。
【図７】従来の樹脂製管継手の一例を示す要部の拡大半截断面図である。
【図８】従来の樹脂製管継手の他の例を示す要部の拡大半截断面図である。
【図９】従来の樹脂製管継手のもう一つの例を示す要部の拡大半截断面図である。
【符号の説明】
１      継手本体
２      インナリング
３      押輪
４      受口
６      円筒状溝部
８ａ    円錐状のテーパ面
８ｂ    外径面
９      リング状の突起
１０    内径側円筒部分
１０ａ 内周面
１２    管材
１６    挿し込み部
１７    円筒部
【図１】
0003619779.tif 000002
【図２】
0003619779.tif 000003
【図３】
0003619779.tif 000004
【図４】
0003619779.tif 000005
【図５】
0003619779.tif 000006
【図６】
0003619779.tif 000007
【図７】
0003619779.tif 000008
【図８】
0003619779.tif 000009
【図９】
0003619779.tif 000010