JP2014219051A - 管接続装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーリングを用いるタイプにおいて、更なる構造見直しにより、良好なシール性能を維持しながらも、従来より多くの繰り返し使用が可能となるように改善される管接続装置を提供する。
【解決手段】チューブ４の端部４Ｃを圧入して拡径させる先窄まりの外周拡径面３ａを有する外周部３Ｇ、及び内周部３ｗを有するインナーリング３と、雄ネジ７付の筒状螺合部１Ａを持つ管継手本体１と、雄ネジ７に螺合する雌ネジ１３を持つユニオンナット２とを備え、チューブ４を備えたインナーリング３が筒状螺合部１Ａ内に挿入され、かつ、ユニオンナット２の押圧部１２ｂによってチューブ４を介して先窄まりの外周拡径面３ａが押付けられる管接続装置において、先窄まりの外周拡径面３ａとの間でチューブ４を押付けるユニオンナット２の押圧部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る。
【選択図】図１

Description

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***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***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の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で、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。

前述のような管接続装置においては、ユニオンナットを締付けて、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ことでシールさせよう、という考えに基づいた手段であった。即ち、シール性能やチューブの抜けに対する安全性確保の為には、工具を用いての強い締付作業が必要であり、そのため、作業者の負担が大きく、峡所での作業が困難、作業ばらつきが生じるなどのやり難さがあり、場合によっては締付け不足によって性能に影響が出るおそれがあった。

また、強い締付けによる強い応力が各部に加わり変形が大きくなるので、長期間の使用や高温での使用における緩みが生じることを防止するため、増し締めが行われることもある。そして、部品交換やメンテナンスなどに伴って取り外しや再施工を行う場合には、前回よりもさらに締め込む必要がある。従って、従来の管接続装置では、締込み位置や使用回数に制限を設けることが多いとか、頻繁に取り外しを行うような場所では、すぐに部品交換する必要があるなど、繰り返しの使用に関しては改善の余地が残されているものであった。

特開平１０−０５４４８９号公報

本発明の目的は、インナーリングを用いるタイプのものにおいて、今一度構造を見直すことにより、良好なシール性能を維持しながらも、従来より多くの繰り返し使用が可能となるように改善される管接続装置を提供する点にある。

請求項１に係る発明は、先端から流体移送用チューブ４の端部４Ｃ内に圧入させてそのチューブ４の端部４Ｃの内周部を拡径させる先窄まりの外周拡径面３ａが先端に形成された外周部３Ｇと、流体移送用流路を構成する内周部３ｗとを有するインナーリング３と、
外周側に雄ネジ７が形成された筒状螺合部１Ａを有する管継手本体１又は流体機器１と、
前記筒状螺合部１Ａの雄ネジ７に螺合する雌ネジ１３が形成されたユニオンナット２とを備え、
前記インナーリング３は、前記チューブ４の端部４Ｃの内周部を拡径させた状態で前記筒状螺合部１Ａ内に挿入され、かつ、前記外周拡径面３ａは、前記筒状螺合部１Ａの雄ネジ７に螺合されるユニオンナット２に前記チューブ４を挟んだ状態で押し付けられる管接続装置において、
前記ユニオンナット２における前記外周拡径面３ａとの間で前記チューブ４を押付ける押圧部１２ｂは、前記筒状螺合部１Ａの軸心Ｙに関して前記外周拡径面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に記載の管接続装置において、
前記外周拡径面３ａは、前記拡径させるチューブ４の端部４Ｃの内周部のうち最大に拡径される部分を最大に拡径するのみの状態として、その時に現れるチューブの端部４Ｃの内周部の自然な先窄まりの内周拡径面４ｕよりも大径で、かつ、凸曲面となる状態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又は２に記載の管接続装置において、
前記傾斜内周面１２ｂの前記軸心Ｙに対する角度θは、前記外周拡径面３ａの前記軸心Ｙに対する角度αよりも大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１〜３の何れか一項に記載の管接続装置において、
前記押圧部１２ｂの最小径ｒは、前記外周拡径面３ａと前記チューブ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に設定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管接続装置において、
前記インナーリング３の基端側に形成されるシール要素部ｙと、前記管継手本体１又は流体機器１に設けられるシール構成部ｋとの圧接による奥シール部Ｓ２，Ｓ３が形成可能に構成され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、ユニオンナットの回し込みによる締付（螺進）により、その押圧部は、チューブの端部における外周拡径面に外嵌されている部分を軸心方向に押付けるようになるが、押圧部は、外周拡径面と互いに同じ方向に傾く傾斜内周面であって、広い面でチューブを押す構成となる。これは、尖った角部でもって局部的に押付ける従来構成のものに比べて、チューブを押す圧力（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。

インナーリングに強制外嵌されているチューブを管継手本体に内嵌させる構造の管接続装置においては、もともと良好なシール性を備えているので、ユニオンナットの押圧部を尖らせてチューブに食込ませるようにして押付ける従来構成と、傾斜内周面の広い面でもってチューブを全体的に押付ける本願構成とには、明確なシール性の差が付かないことが分ってきた。故に、応力集中を避けて面圧を下げる工夫を凝らした本願請求項１の構成によれば、チューブの変形やクリープを軽減させることが可能になるので、繰り返し使用の回数を明確に増すことも可能になる。

その結果、インナーリングを用いるタイプのものにおいて、今一度構造を見直すことにより、良好なシール性能を維持しながらも、従来より多くの繰り返し使用が可能となり、長寿命化が図れるように改善される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、詳しくは実施形態の項にて述べるが、インナーリングの外周拡径面の広い範囲にわたりチューブの内周部と接触することになり、インナーリングの外周拡径面とチューブの内周部との間に外周拡径面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。
つまり、インナーリングの外周拡径面とチューブの端部とがユニオンナットの締付以前において既に密着しているので、ユニオンナットによる押圧力を従来より小さくしても、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の変形を最小限にすることができ、請求項１の発明による前記効果を強化可能となる。

請求項３の発明によれば、傾斜内周面の軸心に対する角度が、外周拡径面の軸心に対する角度よりも大に設定されているので、インナーリングの先窄まりの外周拡径面に外嵌されているチューブにおける傾斜内周面（押圧部）で押される部分は、軸心方向で管継手本体側と反対側に寄るほどチューブの厚み方向に関する圧縮量が増すようになる。
このチューブの圧縮量が小径側ほど大になることによって楔作用が生じ、チューブの抜け止め効果をより強化することが可能になる。

請求項４の発明によれば、傾斜内周面の最小径は、外周拡径面とチューブとの圧入嵌合部分の最小径と同等又はそれよりも大に設定されているので、外周拡径面とチューブ端部とが密着していない部分をユニオンナットで押す無駄が省けるようになり、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の締付けによる螺進が行えるようになる。従って、従来よりもユニオンナットを軽く締付けることがき、作業性の向上が可能となる。

請求項５の発明によれば、インナーリングの基端側に形成されるシール要素部と、管継手本体に設けられるシール構成部との圧接による奥シール部を形成可能であるから、奥シール部によってシール性能は十分に備わったものとなる。その結果、押圧部でチューブを押付ける部分の構成においては、チューブの抜け止めにより焦点を当てた設計が可能になるとか、よりシール性が増すといった効果も得ることができる。

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 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１シール部の要部を示す拡大断面図

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。

〔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、インナーリング本体３Ａをチューブ４の端部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の基端側の径内側に形成された小径筒部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８が形成され、この内周面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、インナーリング本体３Ａを圧入したチューブ４の端部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。

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の押圧部１２ｂは、軸心Ｑに関して外周拡径面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、押圧部１２ｂがチューブ４の端部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４の端部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の基端側にチューブ４の開放口から突出する嵌合筒部３Ｂとを有して軸心Ｐを持つ筒状体に構成されている。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、流体流通路を構成している。
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外周部３ｃが形成されており、この基窄まりの外周部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、基窄まりの外周部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及び基窄まりの外周部３ｃに変化する境界に対応する構造であっても技術的に差し支えは無い。

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、先窄まりの外周拡径面３ａと最大径部分３ｂとがチューブ４の端部４Ｃ内に圧入されることで、チューブ４の端部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４の端部４Ｃ内に圧入された後、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に圧入される突出円筒部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の基端部には、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の基端側部分が径内方向（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、基窄まりの外周部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、その端部４Ｃ内にインナーリング本体３Ａを圧入した後、管継手本体１内に挿入して装備される。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の押圧部１２ｂがチューブ４の端部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。
この押し付けによって、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、また、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。

前述のように、インナーリング３付きのチューブ４が管接続装置Ａに挿入されて接続されると、次の第１シール部Ｓ１〜第３シール部Ｓ３が構成される。
すなわち、第１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、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との圧接、チューブ４の先拡がりの圧接部４ｃとインナーリング本体３Ａの基窄まりの外周部３ｃとの圧接、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との圧接によって構成されるシール部である。

第２シール部Ｓ２は、インナーリング３の嵌合筒部３Ｂの外周面と管継手本体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（シール構成部ｋの一例）の外周面１０との圧接によって構成されるシール部である。
第３シール部Ｓ３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構成されるシール部である。

これら第１シール部Ｓ１〜第３シール部Ｓ３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４の端部４Ｃとの間から漏れることがなく、万全にシールされる。
第１シール部Ｓ１と第２シール部Ｓ２と、又は、第１シール部Ｓ１と第３シール部Ｓ３とが機能しておれば、管継手本体１の筒状螺合部１Ａとチューブ４の端部４Ｃとの間から流体が漏れることがなく、良好なシール状態が確保される。そして、第１〜第３シール部Ｓ１〜Ｓ３が全て機能しておれば、より万全なシール状態を確保することができる。

ところで、第１シール部Ｓ１のうち、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、即ち、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における最大径部分３ｂの径方向寸法に（最大径部分３ｂのみの状態で）チューブ４の端部４Ｃを拡径変形させた時に、そこに現れる（表れる）チューブ４の端部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４の端部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４の端部４Ｃに裁頭円錐部３０ａから圧入して、チューブ４の端部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されている。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されている。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４の端部４Ｃの内周部と接触することになり、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４の端部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。

実施形態１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（ｂ）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４の端部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１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、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４の端部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、外周拡径面３ａの平均角度である。図示しないが、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４の端部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１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４の端部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４の端部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４の端部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の基端側に形成されるシール要素部ｙと、管継手本体１に設けられるシール構成部ｋとの圧接による奥シール部、即ち、第２シール部Ｓ２や第３シール部Ｓ３を形成可能に構成されているので、それら第２シール部Ｓ２や第３シール部Ｓ３と第１シール部Ｓ１との協働により、確実にシールすることができる。
なお、ユニオンナット２の傾斜内周面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４の端部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、嵌合筒部３Ｂ部分の構成のみが実施形態１の管接続装置Ａと相違しているのみである。
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、基端側に寄るほど径が大きくなる基拡がりの内周面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の基端側の径内側に、先端側ほど径小になるように傾斜した外周面１８を有する先窄まりの小径筒部１ａが形成されている。この先窄まりの小径筒部１ａの外周面１８と筒状螺合部１Ａの内周面９との間には、嵌合筒部３Ｂの基端部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の先端部には、小径筒部１ａの先端側が径内方向（内部流路６ｗ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、先拡がり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の場合は、ユニオンナット２を管継手本体１の筒状螺合部１Ａに螺進させることにより、ユニオンナット２の押圧部１２ｂがチューブ４の端部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の基端部が管継手本体１の環状溝１９に押し込まれて、管継手本体１の先窄まり形状の外周面１８（シール構成部ｋの一例）とインナーリング３の基拡がりの内周面２０（シール要素部ｙの一例）とが軸心Ｙ方向で衝突することで圧接され、第２シール部（奥シール部の一例）Ｓ２が構成される。
この第２シール部Ｓ２を完全に機能させるために、つまり嵌合筒部３Ｂの基端部が前記環状溝１９の底面（外周面１８）に当接して、基拡がりの内周面２０が筒状螺合部１Ａの外周面１８に非圧接の状態にならないように、嵌合筒部３Ｂの基端部の端面は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２シール部Ｓ２においては、基拡がりの内周面２０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との圧入嵌合により成る実施形態１の第２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の管接続装置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２シール部Ｓ２（奥シール部）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の構成のものと同様であるため、図５においても図１に示す符号を付けることによって、その説明を省略する。

〔別実施例〕
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１，３，５に示す押圧部１２ｂは斜度一定の（直線状の）傾斜面であるが、先窄まりの外周拡径面３ａと同様に湾曲した凹曲面や、その反対方向に僅かに湾曲する凸曲面でも良い。曲面の場合には、その軸心Ｑに関する平均角度が押圧角θである。

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
３ｗ 内周部
４ チューブ
４Ｃ 端部
４ｕ 自然な先窄まりの内周拡径面
７ 雄ネジ
１２ｂ 押圧部（傾斜内周面）
１３ 雌ネジ
Ｍ 圧入嵌合部分
Ｓ２，Ｓ３ 奥シール部
Ｙ 軸心
ｋ シール構成部
ｎ 圧入嵌合部分の最小径
ｒ 押圧部の最小径
ｙ シール要素部
θ 傾斜内周面の軸心に対する角度
α 外周拡径面の軸心に対する角度

Claims (5)

1. 先端から流体移送用チューブの端部内に圧入させてそのチューブの端部の内周部を拡径させる先窄まりの外周拡径面が先端に形成された外周部と、流体移送用流路を構成する内周部とを有するインナーリングと、
   外周側に雄ネジが形成された筒状螺合部を有する管継手本体又は流体機器と、
   前記筒状螺合部の雄ネジに螺合する雌ネジが形成されたユニオンナットとを備え、
   前記インナーリングは、前記チューブの端部の内周部を拡径させた状態で前記筒状螺合部内に挿入され、かつ、前記外周拡径面は、前記筒状螺合部の雄ネジに螺合されるユニオンナットに前記チューブを挟んだ状態で押し付けられる管接続装置であって、
   前記ユニオンナットにおける前記外周拡径面との間で前記チューブを押付ける押圧部は、前記筒状螺合部の軸心に関して前記外周拡径面と互いに同じ方向に傾く傾斜内周面に形成されている管接続装置。
2. 前記外周拡径面は、前記拡径させるチューブの端部の内周部のうち最大に拡径される部分を最大に拡径するのみの状態として、その時に現れるチューブの端部の内周部の自然な先窄まりの内周拡径面よりも大径で、かつ、凸曲面となる状態に形成されている請求項１に記載の管接続装置。
3. 前記傾斜内周面の前記軸心に対する角度は、前記外周拡径面の前記軸心に対する角度よりも大に設定されている請求項１又は２に記載の管接続装置。
4. 前記押圧部の最小径は、前記外周拡径面と前記チューブとの圧入嵌合部分の最小径と同等又はそれよりも大に設定されている請求項１〜３の何れか一項に記載の管接続装置。
5. 前記インナーリングの基端側に形成されるシール要素部と、前記管継手本体又は流体機器に設けられるシール構成部との圧接による奥シール部が形成可能に構成されている請求項１〜４の何れか一項に記載の管接続装置。

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