JP2018059545A - 樹脂製管継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】継手本体とインナーリングとの間のシール性能の向上を図ることができる樹脂製管継手を提供する。
【解決手段】樹脂製管継手1は、筒部22を有する継手本体11と、前記筒部と径方向に接するように前記筒部に挿入され得る挿入部32および前記チューブの長手方向一端部側に圧入され得る圧入部31を有するインナーリング12と、前記継手本体に連結可能に構成されたユニオンナット13とを備えている。そして、前記継手本体と前記インナーリングとが、互いに異なる樹脂材料を用いて構成されて、それぞれ雰囲気温度の変化に伴って収縮する性質を有している。前記継手本体の筒部における径方向の収縮率が、前記インナーリングの挿入部における径方向の収縮率よりも0.09%以上大きく設定されている。
【選択図】図1
【解決手段】樹脂製管継手1は、筒部22を有する継手本体11と、前記筒部と径方向に接するように前記筒部に挿入され得る挿入部32および前記チューブの長手方向一端部側に圧入され得る圧入部31を有するインナーリング12と、前記継手本体に連結可能に構成されたユニオンナット13とを備えている。そして、前記継手本体と前記インナーリングとが、互いに異なる樹脂材料を用いて構成されて、それぞれ雰囲気温度の変化に伴って収縮する性質を有している。前記継手本体の筒部における径方向の収縮率が、前記インナーリングの挿入部における径方向の収縮率よりも0.09%以上大きく設定されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、樹脂製管継手に関する。
従来、半導体製造、医療・医薬品製造、食品加工および化学工業等の技術分野の製造装置において使用され得る樹脂製管継手が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種の樹脂製管継手は、超純水又は薬液等の流体を流通させるためのチューブを別のチューブまたは流体機器と連結するためのものであり、前記チューブに接合可能に構成されている。
前記樹脂製管継手は、前記チューブとの接合のために、継手本体と、インナーリングと、ユニオンナットとを備え、前記インナーリングとこれを圧入した前記チューブの長手方向一端部とを前記継手本体に挿入し、前記インナーリングと前記継手本体との間にシール領域が形成されるように前記チューブの長手方向一端部を前記ユニオンナットにより保持するようになっている。
前記樹脂製管継手は、しばしば熱サイクル(具体例:常温(20℃程度)→高温(200℃程度)→常温)を負荷されながら、前記製造装置において使用される。そのため、前記樹脂製管継手がその使用により常温に比べて高温の環境にさらされた後でも、前記継手本体と前記インナーリングとの間のシール性能を良好に持続させることができるように、このシール性能の向上が望まれていた。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、継手本体とインナーリングとの間のシール性能の向上を図ることができる樹脂製管継手の提供を目的とする。
本発明は、
チューブと接合可能な樹脂製管継手において、
筒部を有する継手本体と、
前記筒部と径方向に接するように前記筒部に挿入され得る挿入部、および、前記チューブの長手方向一端部側に圧入され得る圧入部を有するインナーリングと、
前記挿入部が前記筒部に挿入された状態を保持すべく、前記継手本体に連結可能に構成されたユニオンナットとを備え、
前記継手本体と前記インナーリングとが、互いに異なる樹脂材料を用いて構成されて、それぞれ雰囲気温度の変化に伴って収縮する性質を有し、
前記継手本体の筒部における径方向の収縮率が、前記インナーリングの挿入部における径方向の収縮率よりも0.09%以上大きく設定されているものである。
チューブと接合可能な樹脂製管継手において、
筒部を有する継手本体と、
前記筒部と径方向に接するように前記筒部に挿入され得る挿入部、および、前記チューブの長手方向一端部側に圧入され得る圧入部を有するインナーリングと、
前記挿入部が前記筒部に挿入された状態を保持すべく、前記継手本体に連結可能に構成されたユニオンナットとを備え、
前記継手本体と前記インナーリングとが、互いに異なる樹脂材料を用いて構成されて、それぞれ雰囲気温度の変化に伴って収縮する性質を有し、
前記継手本体の筒部における径方向の収縮率が、前記インナーリングの挿入部における径方向の収縮率よりも0.09%以上大きく設定されているものである。
この構成によれば、前記チューブを前記樹脂製管継手に接合した状態で、前記継手本体および前記インナーリングがそれらの内側を流れる流体からの熱伝達等により加熱された後に冷却された場合(熱サイクルを負荷された場合)に、前記継手本体の筒部を前記インナーリングの挿入部に比べて大きく径方向に収縮させることが可能となる。
したがって、熱サイクルを経たとき、前記継手本体の筒部をその内径が前記インナーリングの挿入部の外径に比べて大きい変化量で減少するように変形させて(縮径させて)、前記継手本体の筒部をこれに径方向に重ねられた前記インナーリングの挿入部に圧接させることができる。
よって、前記継手本体の筒部と前記インナーリングの挿入部との間のシール性能を、前記樹脂製管継手が常温に比べて高温の環境にさらされた後でも良好に持続させることができるように向上させることができる。つまり、前記継手本体と前記インナーリングとの間のシール性能の向上を図ることができる。
本発明の別の態様によれば、
前記継手本体が、
本体筒部と、
前記本体筒部からその軸方向一方へ同軸的に突設された、前記筒部としての外筒部と、
前記外筒部の径方向内方に配置されるとともに、突出端部が前記外筒部の突出端部よりも前記本体筒部側に位置するように前記本体筒部から前記外筒部と同方向へ同軸的に突設された内筒部と、
軸方向一方へ開口するように前記本体筒部と前記外筒部と前記内筒部とに囲まれて形成された溝部とを有し、
前記インナーリングが、
前記外筒部への前記挿入部の挿入時に、径方向に作用する第1シール領域が前記挿入部と前記内筒部との間に形成されるように、前記挿入部を前記溝部に圧入させる。
前記継手本体が、
本体筒部と、
前記本体筒部からその軸方向一方へ同軸的に突設された、前記筒部としての外筒部と、
前記外筒部の径方向内方に配置されるとともに、突出端部が前記外筒部の突出端部よりも前記本体筒部側に位置するように前記本体筒部から前記外筒部と同方向へ同軸的に突設された内筒部と、
軸方向一方へ開口するように前記本体筒部と前記外筒部と前記内筒部とに囲まれて形成された溝部とを有し、
前記インナーリングが、
前記外筒部への前記挿入部の挿入時に、径方向に作用する第1シール領域が前記挿入部と前記内筒部との間に形成されるように、前記挿入部を前記溝部に圧入させる。
この構成によれば、熱サイクルを経て前記継手本体の外筒部が収縮したとき、前記溝部に圧入された前記インナーリングの挿入部を前記継手本体の外筒部により前記継手本体の内筒部に向かって押圧することが可能となり、これらの挿入部と内筒部とが径方向に圧接する圧接力を強めることができる。
よって、前記継手本体の内筒部と前記インナーリングの挿入部との間に形成される前記第1シール領域のシール性能を、前記樹脂製管継手が常温に比べて高温の環境にさらされた後でも良好に持続させることができるように向上させることができる。結果、前記継手本体と前記インナーリングとの間のシール性能の更なる向上を図ることができる。
本発明によれば、継手本体とインナーリングとの間のシール性能の向上を図ることができる樹脂製管継手を提供できる。
本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本発明の一実施形態に係る樹脂製管継手1は、半導体、液晶又は有機ELの製造装置等において使用され得るものである。前記樹脂製管継手1は、前記製造装置等において使用される際、チューブ2を図示しない別のチューブ、または、バルブ又はポンプ等の流体機器と連結させるため、図1に示すように、チューブ2と接合可能に構成されている。
前記樹脂製管継手1は、前記チューブ2の長手方向一端部5を当該樹脂製管継手1の内部に挿入した状態で前記チューブ2と接合可能なものであり、継手本体11と、インナーリング12と、ユニオンナット13とを備えている。本実施形態において、前記チューブ2は、可撓性を有する略一定内径の円筒状のものであり、フッ素樹脂材料等の樹脂材料を用いて構成されている。
以下の説明において、軸方向一方側とは、図1中の樹脂製管継手1におけるチューブ2側を指し、軸方向他方側とは、図1中の樹脂製管継手1における継手本体11側を指す。
前記継手本体11は、前記チューブ2の長手方向一端部5を挿入可能な筒部(後述の外筒部22)を有している。前記継手本体11は、また、流体用流路16を有している。前記流体用流路16は、前記チューブ2の長手方向一端部5が前記外筒部22(その受口部15)に挿入された場合に、前記チューブ2の流体用流路7と連通するように前記継手本体11の内部に設けられている。
本実施形態において、前記継手本体11は、本体筒部21と、前記外筒部22と、内筒部23とを備えている。前記本体筒部21は、円筒状部分を有し、前記チューブ2の流体用流路7と連通可能な第1流体用流路24を有している。前記第1流体用流路24は、略円形断面を有し、前記流体用流路16の一部をなすように前記本体筒部21の内部に軸方向に沿って設けられている。
前記外筒部22は、前記ユニオンナット13と螺合可能な螺合部分を有し、前記受口部15を形成するように前記本体筒部21の軸方向一方側端部からその軸方向一方へ同軸的に突設されている。前記外筒部22は、円筒状に形成され、前記受口部15を内部に備えている。前記螺合部分は、雄ねじ部25として、前記外筒部22の外周部に軸方向に沿って設けられている。
前記内筒部23は、前記外筒部22の径方向内方に配置されている。前記内筒部23は、突出端部26を有しており、この突出端部26が前記外筒部22に備えられた突出端部27よりも前記本体筒部21側に位置するように、前記本体筒部21の軸方向一方側端部から前記外筒部22と同方向(前記本体筒部21の軸方向一方)へ同軸的に突設されている。
前記内筒部23は、前記本体筒部21の内径と略同一寸法の内径を有し、かつ、前記外筒部22の内径よりも小さい外径を有する円筒状に形成され、前記チューブ2の流体用流路7と連通可能な第2流体用流路28を有している。前記第2流体用流路28は、略円形断面を有し、前記第1流体用流路24と共に前記流体用流路16をなすように当該第1流体用流路24に同軸的に連設されている。
前記継手本体11は、さらに、軸方向一方へ開口するように前記本体筒部21と前記外筒部22と前記内筒部23とに囲まれて形成された溝部29を備えている。前記溝部29は、前記インナーリング12の軸方向他方側端部(後述の差込部36)を圧入可能なように、前記内筒部23の外周面の全周に沿って延びる環状に形成されている。
また、前記インナーリング12は、前記外筒部22と径方向に接するように前記外筒部22に挿入され得る挿入部32と、前記チューブ2の長手方向一端部5側に圧入され得る圧入部31を有している。前記圧入部31は、前記チューブ2の長手方向一端部5側にその開口部分8から圧入された状態で、少なくとも一部が前記挿入部32および前記チューブ2の長手方向一端部5と共に前記外筒部22の受口部15(前記継手本体11の内部)に挿入され得る構成とされている。
本実施形態において、前記挿入部32は、嵌合部35と、前記差込部36と、接触部37を含んでいる。前記インナーリング12は、また、前記チューブ2の流体用流路7と前記継手本体11の流体用流路16とを連通させ得る流体用流路38を有している。
詳しくは、前記圧入部31は、その外周形状が前記チューブ2の長手方向一端部5(前記圧入部31が圧入されることにより拡径された部分)の内周形状と同一形状(円筒状)のものであり、前記インナーリング12の軸方向一方側に配置されている。前記圧入部31は、前記チューブ2の内径(拡径されていない状態での内径であり、以下同じ。)と略同一寸法の内径を有し、前記流体用流路38の軸方向一方側部分を内部に含むように設けられている。ここで、前記流体用流路38は、略円形断面を有している。
前記圧入部31は、また、前記チューブ2の内径よりも大きい外径を有し、前記チューブ2の長手方向一端部5側を拡径させるように前記チューブ2の長手方向一端部5側の内周面と全周にわたって圧接しつつ、前記チューブ2の長手方向一端部5側に前記開口部分8から圧入され、前記チューブ2の長手方向一端部に対して所定の圧入位置で保持され得るように構成されている。
そして、前記圧入部31は、前記チューブ2の長手方向一端部5側に圧入された状態において、前記チューブ2の長手方向一端部に対する圧入位置が変わらないように、このチューブ2の長手方向一端部5と共に当該圧入部31の軸方向他方側から前記外筒部22の受口部15(前記継手本体11の内部)に挿入可能な構成とされている。
前記圧入部31は、前記外筒部22の受口部15に挿入されたとき、前記チューブ2の長手方向一端部5を前記外筒部22との間に挟む。すなわち、前記圧入部31が前記チューブ2の長手方向一端部5に径方向内側から全周および軸方向全長にわたって圧接するとともに、前記外筒部22が前記チューブ2の長手方向一端部5にその全周および軸方向全長にわたって径方向外側から接する。
前記圧入部31は、更に膨出部分39を有している。前記膨出部分39は、前記圧入部31が前記チューブ2の長手方向一端部5側へ圧入された場合に、これら両者の間におけるシール性能の向上を図り、かつ、前記チューブ2の抜け止めを図るための環状凸部であり、前記圧入部31の軸方向一方側において前記インナーリング12の径方向外方へ膨出するように形成されている。
前記膨出部分39は、その頂部(径方向外側の最端部)を挟んで軸方向一方および他方の各々に面するように配置されたテーパ状の第1外周面および第2外周面を含む断面凸形状を有している。前記膨出部分39の第2外周面は、前記外筒部22への前記圧入部31の挿入時に前記チューブ2の長手方向一端部5のうちの軸方向一方側部分を前記外筒部22との間に挟み得るようになっている。
前記挿入部32は、前記圧入部31が前記チューブ2の長手方向一端部5側に圧入された場合に、前記チューブ2外に配置されるものである。前記挿入部32は、筒状のものであり、前記インナーリング12の軸方向他方側に配置されている。前記挿入部32は、前記圧入部31の内径と略同一寸法の内径を有し、前記流体用流路38の軸方向他方側部分を内部に含むように設けられている。
前記挿入部32は、概ね前記圧入部31の外径よりも大きい外径を有し、前記圧入部31が前記チューブ2の長手方向一端部5と共に前記外筒部22の受口部15に挿入される際、前記外筒部22にその径方向内側から全周および軸方向全長にわたって接するように、前記圧入部31よりも先に前記外筒部22の受口部15に挿入される構成とされている。
前記挿入部32において、前記嵌合部35は、筒状のものであり、前記圧入部31の軸方向他方側端部に同軸的に連設されている。前記嵌合部35は、前記圧入部31の内径および前記チューブ2の内径の各々と略同一寸法の内径を有する円筒状に形成され、前記流体用流路38の軸方向他方側部分の一部をなす流体流路を有している。
前記嵌合部35は、前記圧入部31(前記膨出部分39の頂部付近を除く)の外径よりも大きい外径を有し、前記挿入部32が前記外筒部22の受口部15に挿入されたとき、前記外筒部22にその径方向内側から近接、当接または圧接するようになっている。ここで、前記嵌合部35は、その全周および軸方向全長にわたって前記外筒部22と近接、当接または圧接するようになっている。
前記差込部36は、前記継手本体11の溝部29に圧入可能な筒状のものであり、前記嵌合部35から軸方向他方へ同軸的に突設されている。前記差込部36は、前記継手本体11の内筒部23の外径よりも若干小さい内径を有し、かつ、前記嵌合部35に対して略同一または若干大きい外径を有する円筒状に形成されている。
前記差込部36は、前記挿入部32が前記外筒部22の受口部15に挿入されたとき、前記溝部29に圧入されて、前記内筒部23との間に第1シール領域41を形成すべく、前記内筒部23にその径方向外側から圧接するようになっている。ここで、前記差込部36は、その全周および軸方向全長にわたって前記内筒部23と接するようになっている。
この際、前記差込部36は、前記外筒部22にその径方向内側から当接または圧接するようになっている。ここでも、前記差込部36は、その全周および軸方向全長にわたって前記外筒部22と接するようになっている。
前記接触部37は、筒状のものであり、前記差込部36の径方向内方に配置されている。前記接触部37は、前記インナーリング12の軸方向に関して、当該接触部37の突出端部43が前記差込部36の突出端部44よりも前記嵌合部35側に位置するように、前記嵌合部35から前記差込部36と同方向(前記嵌合部35の軸方向他方)へ同軸的に突設されている。
前記接触部37は、前記嵌合部35の内径および前記継手本体11の内筒部23の各々の内径と略同一寸法の内径を有する円筒状に形成されている。前記接触部37は、前記差込部36の軸方向一方側部分との間に前記内筒部23の突出端部26側を挟むことができるように、前記差込部36の内径よりも小さい外径を有している。
そして、前記接触部37は、前記差込部36が前記溝部29に圧入されたとき、その圧入による前記内筒部23の径方向内方への変形移動を規制しつつ、前記内筒部23との間に第2シール領域42を形成すべく、前記内筒部23にその軸方向一方側から圧接するようになっている。ここで、前記接触部37は、その全周にわたって前記内筒部23と接するようになっている。
また、前記ユニオンナット13は、前記挿入部32、前記圧入部31の少なくとも一部、および、前記チューブ2の長手方向一端部5が前記外筒部22に挿入された状態を保持すべく、前記継手本体11に連結可能に構成されている。本実施形態において、前記ユニオンナット13は、前記チューブ2を通過させ得る貫通孔を軸部に有している。
前記ユニオンナット13は、前記チューブ2に対してその長手方向に相対移動できるように前記チューブ2に遊嵌可能に構成されるとともに、前記貫通孔に前記チューブ2を通した状態で前記継手本体11の外筒部22に締結可能に構成されている。前記ユニオンナット13は、連結部46と、押圧部47とを有している。
前記連結部46は、前記チューブ2の長手方向一端部5側を前記継手本体11に連結すべく、前記圧入部31が前記チューブ2の長手方向一端部5と共に前記受口部15に挿入された状態で、径方向に関して前記圧入部31との間に前記チューブ2の長手方向一端部5を挟むように前記継手本体11の外周部に螺合され得るように構成されている。
前記連結部46は、前記貫通孔の一部を備えるとともに、前記継手本体11の外筒部22の螺合部分(前記雄ねじ部25)と螺合可能な螺合部分を備えている。前記連結部46は、筒状のものであり、前記ユニオンナット13の軸方向他方側に配置されている。前記連結部46の螺合部分は、雌ねじ部49として、前記継手本体11の外筒部22の螺合部分と対応するように、前記連結部46の内周部に軸方向に沿って設けられている。
前記連結部46は、前記雌ねじ部49が前記継手本体11の外筒部22における前記雄ねじ部25に対して螺合された後に軸方向他方へ螺進されたとき、前記外筒部22を径方向外側から包囲して、前記外筒部22およびこれに前記インナーリング12の圧入部31と共に挿入された前記チューブ2の長手方向一端部5を前記圧入部31との間に挟む。
この際、前記連結部46は、前記外筒部22に対し前記雌ねじ部49が前記外筒部22における前記雄ねじ部25に径方向外側から螺合した螺合領域の全周にわたって接し、前記外筒部22の受口部15に挿入された前記チューブ2の長手方向一端部5に対し前記螺合領域の全周にわたって前記外筒部22を介して間接的に接する。
前記押圧部47は、前記圧入部31が前記チューブ2の長手方向一端部5と共に前記受口部15に挿入された状態で、前記連結部46が前記外筒部22における前記雄ねじ部25に対して螺進させられるのに伴って、前記チューブ2の長手方向一端部5側を、その軸方向一方側から前記継手本体11に向かって押圧するとともに、その径方向外側から前記圧入部31に向かって押圧できるように構成されている。
前記押圧部47は、筒状のものであり、前記ユニオンナット13の軸方向一方側に配置されている。前記押圧部47は、その内周部が前記連結部46の内周部よりも径方向内側に位置するように、前記連結部46に同軸的に連設されている。
前記押圧部47は、前記連結部46の内径よりも小さくかつ前記チューブ2の外径に対して若干大きい内径を有し、前記貫通孔の残部を備えている。
前記押圧部47は、前記連結部46の内径よりも小さくかつ前記チューブ2の外径に対して若干大きい内径を有し、前記貫通孔の残部を備えている。
前記押圧部47は、前記連結部46が前記外筒部22およびこれに前記インナーリング12の圧入部31と共に挿入された前記チューブ2の長手方向一端部5を前記圧入部31との間に挟むとき、前記外筒部22外でその軸方向一方に配置され、前記チューブ2の長手方向一端部5側を前記圧入部31との間に挟み得る。
詳しくは、前記押圧部47は、その内周部の軸方向他方側に設けられた角部48を有し、前記連結部46が前記外筒部22における前記雄ねじ部25に対して螺進されたとき、前記チューブ2の長手方向一端部5側を、その軸方向一方側から前記角部48により前記継手本体11に向かって押圧するとともに、その径方向外側から前記角部48により前記圧入部31に向かって押圧して、言い換えれば前記圧入部31との間に挟んで保持(挟持)できるようになっている。
ここで、前記角部48は、前記連結部46が前記外筒部22における前記雄ねじ部25に対して螺進されることにより、即ち前記継手本体11に対する前記ユニオンナット13の締め付けが進められることにより軸方向に移動し、前記膨出部分39による前記チューブ2の拡径部分(前記第1外周面に沿う部分)にその全周にわたって楔を打ち込むように当該チューブ2の拡径部分を押圧する。
前記ユニオンナット13は、また、所定の樹脂材料から構成されている。好ましくは、前記ユニオンナット13は、本実施形態のようにフッ素樹脂材料を用いて構成される。このフッ素樹脂材料としては、具体的には例えば、PFA(ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)または、ETFE(エチレン・四フッ化エチレン共重合体)を挙げることができる。
このように構成される前記樹脂製管継手1に前記チューブ2を接合する場合には、例えば、まず、前記ユニオンナット13を前記チューブ2に遊嵌する。次に、前記インナーリング12を前記チューブ2と連結させるべく、その長手方向一端部5に前記開口部分8から前記圧入部31を、前記膨出部分39による前記チューブ2の拡径を行いつつ同軸的に圧入する。
そして、前記外筒部22の受口部15(前記樹脂製管継手1の内部)に、前記チューブ2外にある前記インナーリング12の挿入部32を挿入し、続いて前記圧入部31およびこれを圧入した前記チューブの長手方向一端部5を挿入する。最後に、前記ユニオンナット13の連結部46を前記外筒部22における前記雄ねじ部25に螺合させて、前記継手本体11に向かって所定位置まで螺進させる。
この螺進時、本実施形態においては、シール力が径方向に作用する前記第1シール領域41が形成されるように前記差込部36を前記溝部29に圧入することができ、かつ、シール力が軸方向に作用する前記第2シール領域42が形成されるように前記接触部37を前記内筒部23に圧接させることができるように、前記ユニオンナット13の締付けを行う。
そのうえで、前記樹脂製管継手1においては、前記継手本体11と前記インナーリング12とが、互いに異なる樹脂材料を用いて構成されて、それぞれ雰囲気温度の変化に伴って収縮する性質を有している。そして、前記継手本体11の外筒部22における径方向の収縮率が、前記インナーリング12の挿入部32(特に、前記差込部36)における径方向の収縮率よりも0.09%以上大きく設定されている。すなわち、前記継手本体11には、前記インナーリング12に用いる樹脂材料に比べて、成形後の収縮率が大きくなる樹脂材料が用いられる。
ここで、互いに異なる樹脂材料とは、樹脂名が異なることのみならず、樹脂名は同じでもその樹脂グレードが異なることをも含む意である。すなわち、樹脂グレードが異なると、分子構造、分子量、結晶化度等が異なることに起因して、成形時のMFR(溶融流動性)、成形後のフレックスライフ(屈曲耐性)等が異なることがあり、成形品の収縮率に差が生じることがある。そのため、前記継手本体11と前記インナーリング12との間で、互いに異なる樹脂グレードの樹脂材料を用いることによっても、両者の収縮率に有意な差(0.09%以上の差)を生じさせることができる場合がある。
前記継手本体11および前記インナーリング12は、それぞれ所定の樹脂材料から構成されている。好ましくは、前記継手本体11および前記インナーリング12は、それぞれ本実施形態のようにフッ素樹脂材料を用いて構成される。このフッ素樹脂材料としては、具体的には例えば、PFA、PTFE、または、ETFEを挙げることができる。
前記継手本体11は、雰囲気温度(前記樹脂製管継手1の内部を流れる流体温度を含む)が常温(約25℃)付近から所定値上昇することにより加熱され、その状態から雰囲気温度が前記常温付近まで下降することにより冷却されるものであり、このような温度変動が初めて発生した場合に前記外筒部22を当初に比べて径方向に収縮させ得るようになっている。
前記インナーリング12は、雰囲気温度(前記樹脂製管継手1の内部を流れる流体温度を含む)が常温付近から所定値上昇することにより加熱され、その状態から雰囲気温度が前記常温付近まで下降することにより冷却されるものであり、このような温度変動が初めて発生した場合に前記挿入部32を当初に比べて径方向に収縮させ得るようになっている。
詳しくは、前記継手本体11および前記インナーリング12は、それぞれ前記外筒部22および前記挿入部32を含めて、加熱時(雰囲気温度の変化により所定量の熱を付与されたとき)に熱付与前と比べて膨張し、その後の冷却時(雰囲気温度の変化により熱を奪われたたとき)に当初(初めての熱付与前)よりも収縮した状態となる。
そしてその収縮に際し、前記継手本体11の外筒部22が、前記インナーリング12の挿入部32よりも大きく径方向に収縮するように設定されている。
前記継手本体11と前記インナーリング12とにおいては、前述のとおり、用いる樹脂材料を異ならせることにより、前記継手本体11の外筒部22における径方向の収縮率と前記インナーリング12の挿入部32における径方向の収縮率との間に所定範囲の差をもたらすことができるが、熱処理の有無や成形条件の調整等によって、両者の収縮率の差がさらに大きくなるようにしてもよい。具体的には、前記インナーリング12に対してのみ、温度変動後の収縮率が略ゼロとなるように(殆ど収縮しないように)熱処理を施し、両者の収縮率の差がさらに大きくなるようにしてもよい。
ここでの熱処理とは、例えば、前記インナーリング12の作製時に成形された成形物から内部歪みを取り除くことを目的として、その成形物に対して所定温度で所定時間(例えば、材質がPFAまたはPTFEの場合は約200℃から約250℃の範囲内で約180分間、材質がETFEの場合は約120℃から約140℃の範囲内で約180分間)加熱を施す処理(アニール処理)である。
また、本実施形態において、前記継手本体11の外筒部22における径方向の収縮率と前記インナーリング12の挿入部32における径方向の収縮率との差は、約0.09%から約10%の範囲内の値に設定されている。好ましくは、これら両者の収縮率の差は、約0.09%から約5%の範囲内の値に設定される。
このような構成により、前記チューブ2を前記樹脂製管継手1に接合した状態で、前記継手本体11および前記ユニオンナット13がそれらの内側を流れる流体からの熱伝達等により加熱された後に冷却された場合(熱サイクルを負荷された場合)、前記継手本体11の外筒部22を前記インナーリング12の挿入部32に比べて大きく径方向に収縮させることが可能となる。
したがって、熱サイクルを経たとき、前記外筒部22をその内径が前記挿入部32の外径に比べて大きい変化量で減少するように変形させて(縮径させて)、前記外筒部22をこれに径方向に重ねられた前記挿入部32に圧接させることができる。
よって、前記継手本体11の外筒部22と前記インナーリング12の挿入部32との間のシール性能を、前記樹脂製管継手1が常温に比べて高温の環境にさらされた後でも良好に持続させることができるように向上させることができる。つまり、前記継手本体11と前記インナーリング12との間のシール性能の向上を図ることができる。
また、本実施形態においては、前述のとおり、前記継手本体11が、前記本体筒部21と、前記本体筒部21からその軸方向一方へ同軸的に突設された前記外筒部22と、前記外筒部22の径方向内方に配置されるとともに、突出端部26が前記外筒部22の突出端部27よりも前記本体筒部21側に位置するように前記本体筒部21から前記外筒部22と同方向へ同軸的に突設された前記内筒部23と、軸方向一方へ開口するように前記本体筒部21と前記外筒部22と前記内筒部23とに囲まれて形成された前記溝部29とを有している。
そして、前記インナーリング12が、前記外筒部22への前記挿入部32および前記圧入部31の少なくとも一部の挿入時に、径方向に作用する前記第1シール領域41が前記挿入部32(前記差込部36)と前記内筒部23との間に形成されるように、前記挿入部32(前記差込部36)を前記溝部29に圧入させるようになっている。
したがって、熱サイクルを経て前記継手本体11の外筒部22が収縮したとき、前記溝部29に圧入された前記挿入部32(前記差込部36)を前記外筒部22により前記内筒部23に向かって押圧することが可能となり、これらの挿入部32と内筒部23とが径方向に圧接する圧接力を強めることができる。
よって、前記継手本体11の内筒部23と前記インナーリング12の挿入部32(前記差込部36)との間に形成される前記第1シール領域41のシール性能を、前記樹脂製管継手1が常温に比べて高温の環境にさらされた後でも良好に持続させることができるように向上させることができる。結果、前記継手本体11と前記インナーリング12との間のシール性能の更なる向上を図ることができる。
以上のような作用効果は、シール性能についての比較実験を行うことで確認できた。この比較実験においては、まず、本発明の実施例1、実施例2、および、実施例3を準備するとともに、前記樹脂製管継手1と同じ構造を有しかつ継手本体およびインナーリングに関して本発明とは異なる収縮率の差をもつ比較例1、比較例2、および、比較例3を準備した。
次に、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2、および、比較例3の雰囲気温度を常温から約200℃まで上昇させることにより、各々を約200℃で1時間加熱した。その後、雰囲気温度を約200℃から常温まで下降させることにより、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2、および、比較例3をそれぞれ自然冷却した。
なお、この加熱および自然冷却は、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2、および、比較例3がそれぞれチューブと接合される前の状態(各々の継手本体およびインナーリングが互いに分離しかつ継手本体からも分離した状態)で、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2、および、比較例3の各々に対して実施した。
図2、図3に示すように、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2、および、比較例3に関して、それぞれ、温度変動(加熱)の前後で、継手本体の外筒部の内径寸法とインナーリングの挿入部の外径寸法とを測定し、継手本体の外筒部の径方向の収縮率、および、インナーリングの挿入部の径方向の収縮率を算出した。
そして、図4に示すように、継手本体の外筒部における径方向の収縮率が、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して有する収縮率の差を算出した。
ここで、実施例1は、PFA製の継手本体とETFE製のインナーリングとを備えものである。そして、継手本体の外筒部における径方向の収縮率に、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して、0.09%上回る差をもたせている。
実施例2は、PFA製の継手本体とPTFE製のインナーリングとを備えるものである。そして、継手本体の外筒部における径方向の収縮率に、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して、0.27%上回る差をもたせている。
実施例3は、ETFE製の継手本体とPTFE製のインナーリングとを備えるものである。そして、継手本体の外筒部における径方向の収縮率に、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して、0.22%上回る差をもたせている。
比較例1は、PFA製の継手本体とPFA製のインナーリングとを備えるものである。そして、継手本体の外筒部における径方向の収縮率に、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して、0.22%下回る差をもたせている。
比較例2は、ETFE製の継手本体とETFE製のインナーリングとを備えるものである。そして、継手本体の外筒部における径方向の収縮率に、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して、0.05%上回る差をもたせている。
比較例3は、PTFE製の継手本体とPTFE製のインナーリングとを備えるものである。そして、継手本体の外筒部における径方向の収縮率を、インナーリングの挿入部における径方向の収縮率に対して、0.04%上回る差をもたせている。
そして、実施例1、実施例2、実施例3、比較例1、比較例2、および、比較例3の各々に対して、継手本体およびインナーリングを組み付けるようにPFA製のチューブを接合したうえで、熱サイクル(常温→高温(約200℃)→常温)を負荷した。そして、熱サイクルを負荷する前後で、チューブの漏洩限界圧力比を測定した。
ここでのチューブの漏洩限界圧力比とは、0回から5回の熱サイクル後ごとのチューブの漏洩限界圧力を測定し、熱サイクル前(即ち、熱サイクル回数がO回である場合)の漏洩限界圧力と比較したものであり、具体的には、熱サイクル後のチューブの漏洩限界圧力を熱サイクル前のチューブの漏洩限界圧力で割ったものである。
図5に示す測定結果より、実施例1および実施例2については、チューブの漏洩限界圧力比が、比較例1、比較例2、および、比較例3に比べて大きくなることがわかった。つまり、本発明によれば、熱サイクルを繰り返し負荷された場合でも、樹脂製管継手におけるシール性能を良好に維持できることが明らかになった。
なお、上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態および変形形態をとり得ることは明らかである。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。
1 樹脂製管継手
2 チューブ
5 チューブの長手方向一端部
11 継手本体
12 インナーリング
13 ユニオンナット
22 外筒部(筒部)
31 圧入部
32 挿入部
2 チューブ
5 チューブの長手方向一端部
11 継手本体
12 インナーリング
13 ユニオンナット
22 外筒部(筒部)
31 圧入部
32 挿入部
Claims (2)
- チューブと接合可能な樹脂製管継手において、
筒部を有する継手本体と、
前記筒部と径方向に接するように前記筒部に挿入され得る挿入部、および、前記チューブの長手方向一端部側に圧入され得る圧入部を有するインナーリングと、
前記挿入部が前記筒部に挿入された状態を保持すべく、前記継手本体に連結可能に構成されたユニオンナットとを備え、
前記継手本体と前記インナーリングとが、互いに異なる樹脂材料を用いて構成されて、それぞれ雰囲気温度の変化に伴って収縮する性質を有し、
前記継手本体の筒部における径方向の収縮率が、前記インナーリングの挿入部における径方向の収縮率よりも0.09%以上大きく設定されている樹脂製管継手。 - 前記継手本体が、
本体筒部と、
前記本体筒部からその軸方向一方へ同軸的に突設された、前記筒部としての外筒部と、
前記外筒部の径方向内方に配置されるとともに、突出端部が前記外筒部の突出端部よりも前記本体筒部側に位置するように前記本体筒部から前記外筒部と同方向へ同軸的に突設された内筒部と、
軸方向一方へ開口するように前記本体筒部と前記外筒部と前記内筒部とに囲まれて形成された溝部とを有し、
前記インナーリングが、
前記外筒部への前記挿入部の挿入時に、径方向に作用する第1シール領域が前記挿入部と前記内筒部との間に形成されるように、前記挿入部を前記溝部に圧入させる、請求項1に記載の樹脂製管継手。
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