JP2023130023A - 継手ユニットおよび継手ユニットの組立方法 - Google Patents

継手ユニットおよび継手ユニットの組立方法 Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させる。【解決手段】樹脂製チューブ３００と、継手構造１００と、ナット２００と、を備え、継手構造１００は、樹脂製チューブ３００の外周面を案内するガイド部と、ガイド部との間に挿入溝１３３を形成する突起部１３０と、挿入溝１３３に挿入された樹脂製チューブ３００を固定する固定部１４０と、を有し、突起部１３０の先端は、ガイド部の先端よりも本体部１１０に近接した位置に配置されており、ナット２００は、ガイド部の第１外径よりも大きくかつ固定部１４０の第２外径よりも小さい内径を有する凹部２３０を有し、ナット２００が継手構造１００に締結された状態で凹部２３０に接触した固定部１４０の先端が樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込む継手ユニット５００を提供する。【選択図】図９

Description

本発明は、継手ユニットおよび継手ユニットの組立方法に関するものである。
従来、再生医療に用いられる細胞の培養等の用途において、チューブを用いて液体を流通させる場合に、極めて微小な流量（例えば、０．０１ｍｌ／ｍｉｎ～１ｍｌ／ｍｉｎ程度）とすることが求められる場合がある。このような用途に用いられるチューブは、流路の内径が極めて小さい（例えば、０．３０ｍｍ程度）。また、チューブを他の流路に連結する場合には、チューブの流路に部分的に挿入される継手部を備える継手構造が必要となる。
しかしながら、チューブの厚さに比べて流路の内径が小さい場合、高い剛性を有するチューブの流路を弾性変形させて継手部を挿入する作業が困難である。特に、流路の内径が極めて小さい場合には、流路を視認しながら継手部を挿入する作業が困難である。
特許文献１では、樹脂製チューブの外周面を保持する筒部との間に樹脂製チューブが挿入される挿入溝を形成する突起部を備え、突起部の先端が筒部の先端よりも本体部に近接した位置に配置されている。樹脂製チューブの端部が突起部の先端に接触する前に、樹脂製チューブの外周面が筒部の内周面に保持される。樹脂製チューブの外周面が筒部の内周面に保持されることにより、樹脂製チューブに形成される送液用流路が筒部の中心軸と同じ軸線上に配置される。
作業者は、この状態で樹脂製チューブを継手構造の本体部へ向けて押付けると、送液用流路に対して同一軸線上に配置された突起部が挿入される。このように、特許文献１によれば、作業者は、樹脂製チューブに形成される送液用流路を視認することなく、送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができる。特許文献１では、接着剤またはフェルールにより樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定している。
特開２０２１－５５８１５号公報
しかしながら、接着剤により樹脂製チューブを継手構造に固定する場合、樹脂製チューブが継手構造に固着してしまうため、樹脂製チューブを交換して継手構造を再利用することができない。また、フェルールにより樹脂製チューブを継手構造に固定する場合、筒状に形成されるフェルールの変形量が制限されるため、樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力が作用しない場合がある。また、フェルールが継手構造とは別の部材であるため、作業者がフェルールの装着を忘れてしまう場合がある。この場合、樹脂製チューブが突起部から抜けてしまうおそれがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、作業者が樹脂製チューブの送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができ、かつ樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることが可能な継手ユニットおよび継手ユニットの組立方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の一態様にかかる継手ユニットは、軸線に沿って延びる送液用流路が形成されるとともに前記軸線に直交する断面が円形の樹脂製チューブと、前記軸線に沿って軸状に形成されるとともに外周面に雄ねじを有し、前記樹脂製チューブの端部に取付けられる継手構造と、前記軸線に沿って筒状に形成されるとともに内周面に前記雄ねじと係合する雌ねじが形成されたナットと、を備え、前記継手構造は、本体部と、前記本体部から前記軸線に沿って突出するように前記軸線回りの周方向の一部に形成されるとともに前記樹脂製チューブの外周面を案内するガイド部と、前記本体部から前記軸線に沿って突出するように軸状に形成されるとともに前記ガイド部との間に前記樹脂製チューブが挿入される挿入溝を形成する突起部と、前記本体部から前記軸線に沿って突出するように前記周方向の一部に形成されるとともに前記挿入溝に挿入された前記樹脂製チューブを固定する固定部と、を有し、前記本体部および前記突起部には、前記軸線に沿って延びるとともに前記送液用流路と他の流路を連結する連結流路が形成されており、前記突起部の先端は、前記ガイド部の先端よりも前記本体部に近接した位置に配置されており、前記ナットは、前記ガイド部の第１外径よりも大きくかつ前記固定部の第２外径よりも小さい内径を有する凹部を有し、前記ナットが前記継手構造に締結された状態で前記凹部に接触した前記固定部の先端が前記樹脂製チューブの外周面に噛み込む。
本発明の一態様にかかる継手ユニットによれば、樹脂製チューブの外周面を案内するガイド部との間に樹脂製チューブが挿入される挿入溝を形成する突起部を備え、突起部の先端がガイド部の先端よりも本体部に近接した位置に配置されている。そのため、樹脂製チューブの端部を継手構造に近づけると、樹脂製チューブの端部が突起部の先端部に接触する前に、樹脂製チューブの外周面がガイド部の内周面により案内される。樹脂製チューブの外周面がガイド部の内周面に案内されることにより、樹脂製チューブに形成される送液用流路が突起部の中心軸と同じ軸線上に配置される。
作業者は、この状態で樹脂製チューブを継手構造の本体部へ向けて押付けると、送液用流路に対して同一軸線上に配置された突起部が挿入される。このように、作業者は、樹脂製チューブに形成される送液用流路を視認することなく、送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができる。
また、本発明の一態様にかかる継手ユニットによれば、ナットが、ガイド部の第１外径よりも大きくかつ固定部の第２外径よりも小さい内径を有する凹部を有する。凹部の内径がガイド部の第１外径よりも大きいため、ナットを継手構造に締結する際にガイド部が凹部の内周面に接触することなく凹部に収容される。一方、凹部の内径が固定部の第２外径よりも小さいため、ナットを継手構造に締結する際に固定部が凹部の内周面に接触する。
そして、ナットが継手構造に締結された状態で凹部に接触した固定部の先端が樹脂製チューブの外周面に噛み込む。これは、固定部の先端が凹部に接触することにより、周方向の一部にのみ形成される固定部が内周側に向けて容易に変形するためである。このように、固定部の先端を樹脂製チューブの外周面に噛み込ませることにより、樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本発明の一態様に係る継手ユニットにおいて、前記継手構造は、前記周方向に間隔を空けて配置される複数の前記ガイド部と、前記周方向に間隔を空けて配置される複数の前記固定部と、を有し、前記固定部は、隣接して配置される一対の前記ガイド部の間に配置される構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、周方向に間隔を空けて配置される複数のガイド部により、樹脂製チューブの外周面を確実に案内し、送液用流路を突起部の中心軸と同じ軸線上に配置することができる。また、隣接して配置される一対のガイド部の間に配置される固定部を周方向に間隔を空けて複数配置し、樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本発明の一態様に係る継手ユニットにおいて、前記凹部は、前記ガイド部の先端が突き当てられる底部を有する構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、ナットを継手構造に締結する際に、ガイド部の先端が凹部の底部に突き当てられることにより、ナットが継手構造に締結された状態であることを作業者が容易に認識でき、ナットを継手構造に過度に締め付けることを防止できる。
本発明の一態様に係る継手ユニットにおいて、前記固定部の先端は、前記突起部の先端よりも前記本体部に近接した位置に配置されている構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、固定部の先端を樹脂製チューブの外周面に噛み込ませることにより作用する力は、突起部の先端部よりも本体部から離間した領域には作用しない。そのため、固定部の先端を樹脂製チューブの外周面に噛み込ませることにより作用する力によって、樹脂製チューブが変形して送液用流路が閉塞してしまう不具合を防止することができる。
本発明の一態様に係る継手ユニットにおいて、前記固定部の先端には、前記軸線に直交する径方向において前記突起部へ向けて突出するとともに前記樹脂製チューブの外周面に噛み込む噛み込み部が形成されている構成とするのが好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、径方向において突起部へ向けて突出する噛み込み部を樹脂製チューブの外周面に噛み込ませることにより、樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本発明の一態様に係る継手ユニットにおいて、前記軸線に沿った前記突起部の長さは、前記突起部の外径の３倍以上である構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、軸線に沿った突起部の長さが突起部の外径の３倍以上であるため、突起部が本体部から突出する針状のものとなる。針状の突起部を樹脂製チューブの送液用流路に挿入することで、突起部の外周面と送液用流路との間に十分な長さのシール領域を設けることができる。また、針状の突起部を作業者が視認しながら送液用流路に挿入するのは困難な作業であるが、送液用流路と突起部が同一軸線上に配置された状態で突起部が送液用流路に挿入されるため、作業者は、送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができる。
本発明の一態様に係る継手ユニットにおいて、前記突起部の先端から前記ガイド部の先端までの長さは、前記ガイド部の内径の０．２倍以上である構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、突起部の先端からガイド部の先端までの長さがガイド部の内径の０．２倍以上である。そのため、樹脂製チューブの端部がガイド部の内径に対して十分な長さ挿入された状態で、樹脂製チューブの端部が突起部の先端部に接触する。これにより、樹脂製チューブの外周面がガイド部の内周面に確実に保持された状態で、送液用流路に突起部を挿入する作業を行うことができる。
本発明の一態様にかかる継手ユニットにおいて、前記樹脂製チューブの外径は、前記樹脂製チューブの内径の３倍以上かつ１５倍以下である構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、樹脂製チューブの外径が内径に対して十分に大きいため、樹脂製チューブが十分な厚さを備えるものとなる。そのため、押圧力に対する耐久性が必要となる場合であっても、十分な剛性とそれに伴う耐久性を発揮することができる。また、剛性が高い樹脂製チューブを用いる場合、突起部を挿入して弾性変形させることが困難であるが、樹脂製チューブの外周面がガイド部の内周面に保持された状態で送液用流路に突起部を挿入する作業が可能であるため、樹脂製チューブに容易に突起部を挿入することができる。
本発明の一態様にかかる継手ユニットにおいて、前記樹脂製チューブは、前記内径が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である構成が好ましい。
本構成の継手ユニットによれば、樹脂製チューブの内径が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の極めて小さい径である。そのため、樹脂製チューブに形成される流路を単位時間当たりに流通する液体の流量を小さく維持することができる。また、樹脂製チューブの内径が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の極めて小さい径であっても、樹脂製チューブに形成される送液用流路を視認することなく、送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができる。
本発明の一態様に係る継手ユニットの組立方法は、軸線に沿って延びる送液用流路が形成されるとともに前記軸線に直交する断面が円形の樹脂製チューブと、前記樹脂製チューブの端部に取り付けられる継手ユニットの組立方法であって、前記継手ユニットは、前記軸線に沿って軸状に形成されるとともに外周面に雄ねじが形成された継手構造と、前記軸線に沿って筒状に形成されるとともに内周面に前記雄ねじと係合する雌ねじが形成されたナットと、を備え、前記継手構造は、本体部と、前記本体部から前記軸線に沿って突出するように形成されるとともに前記樹脂製チューブの外周面を案内するガイド部と、前記本体部から前記軸線に沿って突出するように軸状に形成されるとともに前記ガイド部との間に前記樹脂製チューブが挿入される挿入溝を形成する突起部と、前記本体部から前記軸線に沿って突出するように形成されるとともに前記挿入溝に挿入された前記樹脂製チューブを固定する固定部と、を有し、前記本体部および前記突起部には、前記軸線に沿って延びるとともに前記送液用流路と他の流路を連結する連結流路が形成されており、前記突起部の先端は、前記ガイド部の先端よりも前記本体部に近接した位置に配置されており、前記ナットは、前記ガイド部の第１外径よりも大きくかつ前記固定部の第２外径よりも小さい内径を有する凹部を有し、前記樹脂製チューブの外周面を前記ガイド部により案内するとともに前記送液用流路に前記突起部を挿入する挿入工程と、前記ナットを前記継手構造に締結して前記固定部を前記凹部に接触させ、前記固定部の先端を前記樹脂製チューブの外周面に噛み込ませる固定工程と、を備える。
本発明の一態様に係る継手ユニットの組立方法によれば、挿入工程において、樹脂製チューブの端部が突起部の先端に接触する前に、樹脂製チューブの外周面がガイド部の内周面により案内される。作業者は、この状態で樹脂製チューブを継手構造の本体部へ向けて押付けると、送液用流路に対して同一軸線上に配置された突起部が挿入される。このように、作業者は、樹脂製チューブに形成される送液用流路を視認することなく、送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができる。
また、本発明の一態様に係る継手ユニットの組立方法によれば、凹部の内径が固定部の第２外径よりも小さいため、固定工程において、ナットを継手構造に締結する際に固定部が凹部の内周面に接触する。そして、ナットが継手構造に締結された状態で凹部に接触した固定部の先端が樹脂製チューブの外周面に噛み込む。これは、固定部の先端が凹部に接触することにより、周方向の一部にのみ形成される固定部が内周側に向けて容易に変形するためである。このように、固定部の先端を樹脂製チューブの外周面に噛み込ませることにより、樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本発明によれば、作業者が樹脂製チューブの送液用流路に突起部を挿入する作業を容易に行うことができ、かつ樹脂製チューブが突起部から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることが可能な継手ユニットおよび継手ユニットの組立方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る継手ユニットを示す縦断面図であり、樹脂製チューブを継手構造に挿入する前の状態を示す。 図１に示す継手構造のＡ－Ａ矢視断面図である。 図１に示す継手構造の部分拡大図である。 図１に示す継手構造を樹脂製チューブ側からみた側面図である。 図４に示す継手構造のＣ－Ｃ矢視断面図であり、樹脂製チューブの送液用流路に突起部の先端を挿入した状態を示す。 図４に示す継手構造のＣ－Ｃ矢視断面図であり、樹脂製チューブの挿入が完了した状態を示す。 図４に示す継手構造のＢ－Ｂ矢視断面図であり、ナットが継手構造に締結される途中の状態を示す。 図４に示す継手構造のＣ－Ｃ矢視断面図であり、ナットが継手構造に締結される途中の状態を示す。 図４に示す継手構造のＢ－Ｂ矢視断面図であり、ナットが継手構造に締結された状態を示す。 図４に示す継手構造のＣ－Ｃ矢視断面図であり、ナットが継手構造に締結された状態を示す。 第１変形例の継手構造を示し、継手構造を樹脂製チューブ側からみた側面図である。 第２変形例の継手構造を示し、継手構造を樹脂製チューブ側からみた側面図である。
以下、本発明の一実施形態の継手ユニット５００について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る継手ユニット５００を示す縦断面図であり、樹脂製チューブ３００を継手構造１００に挿入する前の状態を示す。図２は、図１に示す継手構造１００のＡ－Ａ矢視断面図である。図３は、図１に示す継手構造１００の部分拡大図である。図４は、図１に示す継手構造１００を樹脂製チューブ３００側からみた側面図である。
図１に示すように、本実施形態の継手ユニット５００は、継手構造１００と、ナット２００と、樹脂製チューブ３００と、樹脂製チューブ４００と、を備える。
継手構造１００は、一端側（図１の右方側）に樹脂製チューブ３００の端部が取り付けられ、他端側（図１の左方側）に樹脂製チューブ４００の端部が取付けられる構造体である。継手構造１００は、樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０と樹脂製チューブ４００の送液用流路４１０とを、これらの間で液体が流通するように連結する。
継手構造１００は、軸線Ｘに沿って軸状に形成される部材であり、第１部材１００ａと第２部材１００ｂとを連結して形成されている。第１部材１００ａは、軸線Ｘに沿って軸状に形成される部材である。第２部材１００ｂは、軸線Ｘに沿って筒状に形成される部材である。第１部材１００ａおよび第２部材１００ｂのそれぞれは、樹脂材料（例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル），ポリカーボネート）により形成されている。
図１に示すように、第１部材１００ａは、第２部材１００ｂの樹脂製チューブ４００側の端部に係合する係合部１００ａ１を有する。図２に示すように、係合部１００ａ１には、軸線Ｘを挟んで対向する位置に一対の平坦面１００ａ２が形成されている。図１に示すように、第２部材１００ｂは、第１部材１００ａの係合部１００ａ１を保持する保持部１００ｂ１を有する。図２に示すように、保持部１００ｂ１には、軸線Ｘを挟んで対向する位置に一対の平坦面１００ｂ２が形成されている。
図２に示すように、第１部材１００ａは、一対の平坦面１００ａ２が一対の平坦面１００ｂ２と対向するように第２部材１００ｂに挿入される。一対の平坦面１００ａ２が一対の平坦面１００ｂ２と対向するため、第１部材１００ａが、第２部材１００ｂに対して軸線Ｘ回りに回転しないように固定される。第１部材１００ａと第２部材１００ｂとは、例えば、紫外線硬化接着剤により接合される。
図１に示すように、継手構造１００は、本体部１１０と、ガイド部１２０と、突起部１３０と、固定部１４０と、雄ねじ部１５０と、を有する。本体部１１０と突起部１３０と雄ねじ部１５０には、軸線Ｘに沿って延びるとともに樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０と樹脂製チューブ４００の送液用流路４１０とを連結する連結流路１６０が形成されている。
本体部１１０は、突起部１３０と雄ねじ部１５０との間に配置されており、内部に連結流路１６０が形成されている。
ガイド部１２０は、本体部１１０から軸線Ｘに沿って樹脂製チューブ３００側へ突出するように形成される。図４に示すように、ガイド部１２０は、軸線Ｘ回りの周方向ＣＤの一部に形成される。継手構造１００は、周方向に１８０度の間隔を空けて配置される２つのガイド部１２０を有する。ガイド部１２０は、樹脂製チューブ３００の外周面３０１を案内する円弧状の内周面１２１を有する。一対のガイド部１２０の外径はＯＤ１である。
突起部１３０は、本体部１１０から軸線Ｘに沿って樹脂製チューブ３００側へ突出するように軸状に形成される。図３に示すように、突起部１３０は、外径Ｄｐｏの基部１３１と、先端に向けて外径が漸次減少する先端部１３２と、を有する。突起部１３０は、ガイド部１２０および固定部１４０との間に樹脂製チューブ３００が挿入される挿入溝１３３を形成する。挿入溝１３３の底部１３３ａは、本体部１１０と突起部１３０との境界位置となる。
図３に示すように、本体部１１０と突起部１３０との軸線Ｘ上の境界位置はＸ１であり、突起部１３０の先端の軸線Ｘ上の位置はＸ２であり、ガイド部１２０の先端の軸線Ｘ上の位置はＸ３である。突起部１３０の先端であるＸ２は、ガイド部１２０の先端であるＸ３よりも、本体部１１０の突起部１３０側の端部の位置であるＸ１に近接した位置に配置される。
図３に示すように、突起部１３０の先端からガイド部１２０の先端までの長さＬ２は、Ｘ２からＸ３までの軸線Ｘ方向の長さＬ２である。図４に示すように、一対のガイド部１２０の内径はＤｃｉである。突起部１３０の先端からガイド部１２０の先端までの長さＬ２は、一対のガイド部１２０の内径Ｄｃｉの０．２倍以上とするのが望ましい。
長さＬ２を内径Ｄｃｉの０．２倍以上とすることで、樹脂製チューブ３００の端部が一対のガイド部１２０の内径Ｄｃｉに対して十分な長さＬ２が挿入された状態で、樹脂製チューブ３００の端部が突起部１３０の先端に接触する。そのため、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に確実に保持された状態で、送液用流路３１０に突起部１３０を挿入する作業を行うことができる。
図３に示すように、軸線Ｘに沿った突起部１３０の長さは、Ｘ１からＸ２までの軸線Ｘ方向の長さＬ１である。また、突起部１３０の外径は、Ｄｐｏである。突起部１３０の長さＬ１は、突起部１３０の外径Ｄｐｏの３倍以上とするのが望ましい。突起部１３０の長さＬ１が突起部１３０の外径Ｄｐｏの３倍以上である場合、突起部１３０は本体部１１０から突出する針状のものとなる。針状の突起部１３０を樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０に挿入することで、突起部１３０の外周面と送液用流路３１０との間に十分な長さのシール領域を設けることができる。
固定部１４０は、挿入溝１３３に挿入された樹脂製チューブ３００を固定する部材である。図３に示すように、固定部１４０の先端には、軸線Ｘに直交する径方向ＲＤにおいて、突起部１３０に向けて突出する噛み込み部１４１が形成されている。噛み込み部１４１は、ナット２００が継手構造１００に締結された状態で樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込む部材である。
図４に示すように、固定部１４０は、本体部１１０から軸線Ｘに沿って突出するように周方向ＣＤの一部に形成される。継手構造１００は、周方向ＣＤに１８０度の間隔を空けて配置される２つの固定部１４０を有する。固定部１４０は、隣接して配置される一対のガイド部１２０の間に配置される。ガイド部１２０と固定部１４０とは、周方向ＣＤに沿って交互に配置される。
本実施形態の継手構造１００は、ガイド部１２０の周方向ＣＤの長さと固定部１４０の周方向ＣＤの長さとを同一にしてもよい。また、本実施形態の継手構造１００は、ガイド部１２０の周方向ＣＤの長さと固定部１４０の周方向ＣＤの長さとを異ならせてもよい。本実施形態の継手構造１００は、ガイド部１２０の周方向ＣＤの長さを、固定部１４０の周方向ＣＤの長さよりも長くするのが好ましい。ガイド部１２０の周方向ＣＤの長さを固定部１４０の周方向ＣＤの長さよりも長くすることで、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に確実に保持された状態とすることができる。
図３に示すように、固定部１４０の先端の軸線Ｘ上の位置はＸ４である。固定部１４０の先端であるＸ４は、突起部１３０の先端であるＸ２よりも、本体部１１０の突起部１３０側の端部の位置であるＸ１に近接した位置に配置される。一対の固定部１４０の外径はＯＤ２であり、一対のガイド部１２０の外径ＯＤ１よりも大きい。
雄ねじ部１５０は、本体部１１０に隣接し軸線Ｘに沿って軸状に延びる部材である。雄ねじ部１５０の外周面には、雄ねじ１５１が形成されている。雄ねじ部１５０の軸線Ｘに沿った樹脂製チューブ４００側の端部には、樹脂製チューブ４００の端部が接続される接続部１５２が形成されている。
ナット２００は、継手構造１００の雄ねじ部１５０に着脱可能に取り付けられる部材である。ナット２００は、継手構造１００に締結された締結状態において、固定部１４０の先端を樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込ませる。図１に示すように、ナット２００は、継手構造１００側から順に、雌ねじ部２１０と、連結部２２０と、凹部２３０と、基端部２４０と、を有する。
雌ねじ部２１０は、軸線Ｘに沿って筒状に形成されるとともに内周面に雌ねじ２１１が形成されている。作業者は、ナット２００を軸線Ｘ回りに回転させながら雌ねじ２１１を雄ねじ１５１に係合させることにより、ナット２００を継手構造１００に取り付ける。雌ねじ部２１０の内径はＩＤ１である。
連結部２２０は、雌ねじ部２１０と凹部２３０とを連結する部材である。連結部２２０は、雌ねじ部２１０から凹部２３０に近づくにつれてＩＤ１からＩＤ２まで一定の勾配で内径が漸次小さくなる形状を有する。連結部２２０は、継手構造１００の固定部１４０の先端が接触する際に、固定部１４０の先端を軸線Ｘに近づけるように変形させる突き当て面として機能する。
凹部２３０は、軸線Ｘに沿って筒状に形成される部材である。凹部２３０は、連結部２２０から基端部２４０に至るまで一定の内径ＩＤ２を有する。凹部２３０の内径ＩＤ２は、一対のガイド部１２０の外径ＯＤ１よりも大きくかつ一対の固定部１４０の外径ＯＤ２よりも小さい。
凹部２３０の内径ＩＤ２が一対のガイド部１２０の外径ＯＤ１よりも大きいのは、ナット２００を継手構造１００に締結した状態で、凹部２３０をガイド部１２０に接触させないためである。凹部２３０の内径ＩＤ２が一対の固定部１４０の外径ＯＤ２よりも小さいのは、ナット２００を継手構造１００に締結した状態で、凹部２３０をガイド部１２０に接触させないためである。
基端部２４０は、軸線Ｘに沿って筒状に形成される部材であり、樹脂製チューブ３００を挿入するための貫通穴２４１が形成されている。
樹脂製チューブ３００は、軸線Ｘに沿って延びる送液用流路３１０が内部に形成されるとともに軸線Ｘに直交する断面が円形の管体である。樹脂製チューブ３００は、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル），シリコーン，ファーメド等の樹脂材料により形成されている。樹脂製チューブ３００は、継手構造１００の端部に配置される突起部１３０に取り付けられる。
図１に示すように、樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０に継手構造１００の突起部１３０が挿入されない非挿入状態において、突起部１３０の外径Ｄｐｏは、送液用流路３１０の内径Ｄｔｉよりも大きい。また、樹脂製チューブ３００の外径Ｄｔｏは、ガイド部１２０の内径Ｄｃｉ（図４参照）よりも小さく、一対の固定部１４０の内径Ｄｆｉ（図４参照）よりも小さい。内径Ｄｆｉは、一対の噛み込み部１４１の間の距離である。例えば、内径Ｄｃｉおよび内径Ｄｆｉは、樹脂製チューブ３００の外径Ｄｔｏよりも０．１ｍｍ程度小さくするのが好ましい。
ガイド部１２０の内径Ｄｃｉと固定部１４０の内径Ｄｆｉは、同一または略同一の長さとするのが好ましい。このようにすることで、同一または略同一の内径を有するガイド部１２０および固定部１４０により、送液用流路３１０に突起部１３０が挿入されるように樹脂製チューブ３００を確実に導くことができる。
樹脂製チューブ３００の厚さＴ１は、（Ｄｔｏ－Ｄｔｉ）／２である。ガイド部１２０の内周面と突起部１３０の外周面との距離Ｌ３（図４参照）は、（Ｄｃｉ－Ｄｐｏ）／２である。樹脂製チューブ３００の厚さＴ１は、距離Ｌ３と同じか、距離Ｌ３よりも微小に小さくなっている。このような関係とすることにより、樹脂製チューブ３００を突起部１３０の挿入した際に、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面と接触あるいは微小な間隔を空けて近接した状態となる。
非挿入状態において、樹脂製チューブ３００の外径Ｄｔｏは、内径Ｄｔｉの３倍以上かつ１５倍以下となっている。また、樹脂製チューブ３００の外径Ｄｔｏは、内径Ｄｔｉの７倍以上かつ８倍以下とするのが望ましい。樹脂製チューブ３００の外径Ｄｔｏが内径Ｄｔｉに対して十分に大きいため、樹脂製チューブ３００が十分な厚さＴ１を備えるものとなる。
樹脂製チューブ３００は、内径Ｄｔｉが０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下となっている。樹脂製チューブ３００の内径Ｄｔｉが０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の極めて小さい径であるため、樹脂製チューブ３００に形成される送液用流路３１０を単位時間当たりに流通する液体の流量を小さく維持することができる。
樹脂製チューブ４００は、軸線Ｘに沿って延びる送液用流路４１０が内部に形成されるとともに軸線Ｘに直交する断面が円形の管体である。樹脂製チューブ４００は、例えば、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル），シリコーン，ファーメド等の樹脂材料により形成されている。樹脂製チューブ４００は、継手構造１００の端部に形成される接続部１５２の外周面に取り付けられる。
次に、本実施形態の継手ユニット５００の組立方法について、図５－図１０を参照して説明する。本実施形態の継手ユニット５００の組立方法は、継手構造１００の一端側（図１の右方側）に樹脂製チューブ３００の端部を取り付けることで、継手ユニット５００を組み立てる。
作業者は、樹脂製チューブ３００の端部をナット２００の貫通穴２４１へ挿入し、図１に示す状態とする。次に、作業者は、樹脂製チューブ３００と継手構造１００の双方を把持し、樹脂製チューブ３００の端部を、継手構造１００のガイド部１２０の内周側へ挿入し、図５に示す状態とする。図５は、図４に示す継手構造１００のＣ－Ｃ矢視断面図であり、樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０に突起部１３０の先端を挿入した状態を示す。
図５に示すように、樹脂製チューブ３００の端部が継手構造１００の突起部１３０の先端部１３２に接触する。図５に示す状態で、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に保持される状態となる。したがって、作業者が樹脂製チューブ３００を軸線Ｘに直交する方向に動かしてしまっても、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に接触し、ガイド部１２０の内周側に配置される状態が維持される。
次に、作業者は、樹脂製チューブ３００と継手構造１００の双方を把持した状態で、樹脂製チューブ３００の端部を挿入溝１３３の底部１３３ａに向けて押し込む。図６に示すように、樹脂製チューブ３００の端部を挿入溝１３３の底部１３３ａに向けて押し込むと、継手構造１００の突起部１３０が樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０に挿入され、樹脂製チューブ３００の端部が挿入溝１３３の底部１３３ａに接触した状態となる（挿入工程）。図６は、図４に示す継手構造１００のＣ－Ｃ矢視断面図であり、樹脂製チューブ３００の挿入が完了した状態を示す。
樹脂製チューブ３００の端部を挿入溝１３３の底部１３３ａに向けて押し込む場合、ガイド部１２０が存在しないと、樹脂製チューブ３００を押し込む際の作業者の動作により、突起部１３０の先端部１３２の位置が樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０の位置からずれてしまう可能性がある。本実施形態では、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に保持されるため、突起部１３０の先端部１３２の位置が樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０の位置からずれることが防止される。
次に、作業者は、ナット２００を軸線Ｘ回りに回転させながら雄ねじ１５１に雌ねじ２１１を係合させることにより、ナット２００を継手構造１００の雄ねじ部１５０に取り付け、図７および図８に示す状態とする。図７は、図４に示す継手構造１００のＢ－Ｂ矢視断面図であり、ナット２００が継手構造１００に締結される途中の状態を示す。図８は、図４に示す継手構造１００のＣ－Ｃ矢視断面図であり、ナット２００が継手構造１００に締結される途中の状態を示す。
図７に示すように、ナット２００の凹部２３０の位置までガイド部１２０の先端が侵入しても、ガイド部１２０は凹部２３０に接触しない。ガイド部１２０は、凹部２３０の内側に収容される。一方、図８に示すように、ナット２００の凹部２３０の位置まで固定部１４０の先端が侵入すると、固定部１４０の先端が凹部２３０に接触する。
図８に示すように、固定部１４０の先端には、軸線Ｘからの径方向の距離が先端に向かって漸次短くなる接触面１４２が形成されている。接触面１４２の基端側（図８の左方側）の外径は、凹部２３０の内径ＩＤ２よりも大きい。接触面１４２の先端側（図８の右方側）の外径は、凹部２３０の内径ＩＤ２よりも小さい。
接触面１４２の一部が凹部２３０に侵入した状態で、接触面１４２が凹部２３０の連結部２２０側の端部に接触する。ナット２００を軸線Ｘ回りに回転させて雌ねじ２１１を雄ねじ１５１に更に係合させると、接触面１４２が凹部２３０との接触により軸線Ｘに向けて移動する。そして、噛み込み部１４１が樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込み、図９および図１０に示す状態となる（固定工程）。図９は、図４に示す継手構造１００のＢ－Ｂ矢視断面図であり、ナット２００が継手構造１００に締結された状態を示す。図１０は、図４に示す継手構造１００のＣ－Ｃ矢視断面図であり、ナット２００が継手構造１００に締結された状態を示す。
図９に示すように、ナット２００が継手構造１００に締結された状態で凹部２３０に接触した固定部１４０の先端に設けられた噛み込み部１４１が樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込む。噛み込み部１４１は、外周面３０１に噛み込むことで、樹脂製チューブ３００の先端を挿入溝１３３の底部１３３ａへ向けて押し付ける。樹脂製チューブ３００の先端と底部１３３ａとの接触部分が環状のシール領域となるため、送液用流路３１０からの液漏れを確実に防止することができる。
また、噛み込み部１４１により、樹脂製チューブ３００が継手構造１００から離間する方向（図９の右方側に向けた方向）に引っ張られたとしても、樹脂製チューブ３００が継手構造１００から抜けることが防止される。これは、噛み込み部１４１に樹脂製チューブ３００を引き抜く力が作用したとしても、固定部１４０が凹部２３０に接触しているため、噛み込み部１４１が樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込んだ状態が維持されるためである。
図１０に示すように、凹部２３０は、ガイド部１２０の先端が突き当てられる底部２３１を有する。ガイド部１２０の先端が底部２３１に突き当てられると、ナット２００を継手構造１００に締結する方向に回転させることができなくなる。したがって、ガイド部１２０の先端が底部２３１に突き当てられた状態で、ナット２００が継手構造１００に締結された状態となる。作業者は、継手構造１００に締結する方向に回転させることができなくなることにより、ナット２００が継手構造１００に締結された状態を認識することができる。
以上の説明において、継手構造１００は、一対のガイド部１２０が周方向ＣＤに１８０度の間隔を空けて配置され、一対の固定部１４０が周方向ＣＤに１８０度の間隔を空けて配置され、ガイド部１２０と固定部１４０とが交互に配置されるものであったが、他の態様であってもよい。例えば、図１１に示すように、ガイド部１２０と固定部１４０を配置してもよい。図１１は、第１変形例の継手構造１００Ａを示し、継手構造１００Ａを樹脂製チューブ側からみた側面図である。
図１１に示すように、第１変形例の継手構造１００Ａは、４つのガイド部１２０が周方向ＣＤに９０度の間隔を空けて配置され、４つの固定部１４０が周方向ＣＤに９０度の間隔を空けて配置される。ガイド部１２０と固定部１４０とは交互に配置される。また、第１変形例の継手構造１００Ａに替えて、３または５以上の複数のガイド部１２０と３または５以上の複数の固定部１４０とを周方向ＣＤに交互に配置した継手構造としてもよい。
また、図１２に示すように、単一のガイド部１２０と単一の固定部１４０を配置した第２変形例の継手構造１００Ｂとしてもよい。図１２は、第２変形例の継手構造１００Ｂを示し、継手構造１００Ａを樹脂製チューブ側からみた側面図である。図１２に示すように、第２変形例の継手構造１００Ｂは、周方向ＣＤの１８０度より大きい範囲に円弧状に配置されるガイド部１２０と、１８０度より小さい範囲に円弧状に配置される固定部１４０とを有する。
以上説明した本実施形態が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、樹脂製チューブ３００の外周面３０１を案内するガイド部１２０との間に樹脂製チューブ３００が挿入される挿入溝１３３を形成する突起部１３０を備え、突起部１３０の先端がガイド部１２０の先端よりも本体部１１０に近接した位置に配置されている。そのため、樹脂製チューブ３００の端部を継手構造１００に近づけると、樹脂製チューブ３００の端部が突起部１３０の先端部１３２に接触する前に、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面により案内される。樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に案内されることにより、樹脂製チューブ３００に形成される送液用流路３１０が突起部１３０の中心軸と同じ軸線Ｘ上に配置される。
作業者は、この状態で樹脂製チューブ３００を継手構造１００の本体部１１０へ向けて押付けると、送液用流路３１０に対して同一軸線上に配置された突起部１３０が挿入される。このように、作業者は、樹脂製チューブ３００に形成される送液用流路３１０を視認することなく、送液用流路３１０に突起部１３０を挿入する作業を容易に行うことができる。
また、本実施形態の継手ユニット５００によれば、ナット２００が、ガイド部１２０の外径ＯＤ１よりも大きくかつ固定部１４０の外径ＯＤ２よりも小さい内径ＩＤ２を有する凹部２３０を有する。凹部２３０の内径ＩＤ２がガイド部１２０の外径ＯＤ１よりも大きいため、ナット２００を継手構造１００に締結する際にガイド部１２０が凹部２３０の内周面に接触することなく凹部２３０に収容される。一方、凹部２３０の内径ＩＤ２が固定部１４０の外径ＯＤ２よりも小さいため、ナット２００を継手構造１００に締結する際に固定部１４０が凹部２３０の内周面に接触する。
そして、ナット２００が継手構造１００に締結された状態で凹部２３０に接触した固定部１４０の先端が樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込む。これは、固定部１４０の先端が凹部２３０に接触することにより、周方向ＣＤの一部にのみ形成される固定部１４０が内周側に向けて容易に変形するためである。このように、固定部１４０の先端を樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込ませることにより、樹脂製チューブ３００が突起部１３０から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、周方向ＣＤに間隔を空けて配置される複数のガイド部１２０により、樹脂製チューブ３００の外周面３０１を確実に案内し、送液用流路３１０を突起部１３０の中心軸と同じ軸線Ｘ上に配置することができる。また、隣接して配置される一対のガイド部１２０の間に配置される固定部１４０を周方向ＣＤに間隔を空けて複数配置し、樹脂製チューブ３００が突起部１３０から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、ナット２００を継手構造１００に締結する際に、ガイド部１２０の先端が凹部２３０の底部２３１に突き当てられることにより、ナット２００が継手構造１００に締結された状態であることを作業者が容易に認識でき、ナット２００を継手構造１００に過度に締め付けることを防止できる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、固定部１４０の先端を樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込ませることにより作用する力は、突起部１３０の先端部１３２よりも本体部１１０から離間した領域には作用しない。そのため、固定部１４０の先端を樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込ませることにより作用する力によって、樹脂製チューブ３００が変形して送液用流路３１０が閉塞してしまう不具合を防止することができる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、径方向において突起部１３０へ向けて突出する噛み込み部１４１を樹脂製チューブ３００の外周面３０１に噛み込ませることにより、樹脂製チューブ３００が突起部１３０から抜けないように固定するための十分な保持力を確実に作用させることができる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、軸線に沿った突起部の長さが突起部の外径の３倍以上であるため、突起部１３０が本体部１１０から突出する針状のものとなる。針状の突起部１３０を樹脂製チューブ３００の送液用流路３１０に挿入することで、突起部１３０の外周面と送液用流路３１０との間に十分な長さのシール領域を設けることができる。また、針状の突起部１３０を作業者が視認しながら送液用流路３１０に挿入するのは困難な作業であるが、送液用流路３１０と突起部１３０が同一軸線上に配置された状態で突起部１３０が送液用流路３１０に挿入されるため、作業者は、送液用流路３１０に突起部１３０を挿入する作業を容易に行うことができる。
本構成の継手ユニット５００によれば、突起部１３０の先端からガイド部１２０の先端までの長さがガイド部１２０の内径の０．２倍以上である。そのため、樹脂製チューブ３００の端部がガイド部１２０の内径に対して十分な長さ挿入された状態で、樹脂製チューブ３００の端部が突起部１３０の先端部１３２に接触する。これにより、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に確実に保持された状態で、送液用流路３１０に突起部１３０を挿入する作業を行うことができる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、樹脂製チューブ３００の外径Ｄｔｏが内径Ｄｔｉに対して十分に大きいため、樹脂製チューブ３００が十分な厚さを備えるものとなる。そのため、押圧力に対する耐久性が必要となる場合であっても、十分な剛性とそれに伴う耐久性を発揮することができる。また、剛性が高い樹脂製チューブ３００を用いる場合、突起部１３０を挿入して弾性変形させることが困難であるが、樹脂製チューブ３００の外周面３０１がガイド部１２０の内周面に保持された状態で送液用流路３１０に突起部１３０を挿入する作業が可能であるため、樹脂製チューブ３００に容易に突起部を１３０挿入することができる。
本実施形態の継手ユニット５００によれば、樹脂製チューブ３００の内径が０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の極めて小さい径である。そのため、樹脂製チューブ３００に形成される流路を単位時間当たりに流通する液体の流量を小さく維持することができる。また、樹脂製チューブ３００の内径Ｄｔｉが０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の極めて小さい径であっても、樹脂製チューブ３００に形成される送液用流路３１０を視認することなく、送液用流路３１０に突起部１３０を挿入する作業を容易に行うことができる。
１００，１００Ａ，１００Ｂ 継手構造
１１０ 本体部
１２０ ガイド部
１２１ 内周面
１３０ 突起部
１３１ 基部
１３２ 先端部
１３３ 挿入溝
１３３ａ 底部
１４０ 固定部
１４１ 噛み込み部
１４２ 接触面
１５０ 雄ねじ部
１５１ 雄ねじ
１５２ 接続部
１６０ 連結流路
２００ ナット
２１０ 雌ねじ部
２１１ 雌ねじ
２２０ 連結部
２３０ 凹部
２３１ 底部
２４０ 基端部
２４１ 貫通穴
３００ 樹脂製チューブ
３０１ 外周面
３１０ 送液用流路
４００ 樹脂製チューブ
４１０ 送液用流路
５００ 継手ユニット
ＣＤ 周方向
ＲＤ 径方向
Ｘ 軸線

Claims (10)

  1. 軸線に沿って延びる送液用流路が形成されるとともに前記軸線に直交する断面が円形の樹脂製チューブと、
    前記軸線に沿って軸状に形成されるとともに外周面に雄ねじを有し、前記樹脂製チューブの端部に取付けられる継手構造と、
    前記軸線に沿って筒状に形成されるとともに内周面に前記雄ねじと係合する雌ねじが形成されたナットと、を備え、
    前記継手構造は、
    本体部と、
    前記本体部から前記軸線に沿って突出するように前記軸線回りの周方向の一部に形成されるとともに前記樹脂製チューブの外周面を案内するガイド部と、
    前記本体部から前記軸線に沿って突出するように軸状に形成されるとともに前記ガイド部との間に前記樹脂製チューブが挿入される挿入溝を形成する突起部と、
    前記本体部から前記軸線に沿って突出するように前記周方向の一部に形成されるとともに前記挿入溝に挿入された前記樹脂製チューブを固定する固定部と、を有し、
    前記本体部および前記突起部には、前記軸線に沿って延びるとともに前記送液用流路と他の流路を連結する連結流路が形成されており、
    前記突起部の先端は、前記ガイド部の先端よりも前記本体部に近接した位置に配置されており、
    前記ナットは、前記ガイド部の第１外径よりも大きくかつ前記固定部の第２外径よりも小さい内径を有する凹部を有し、
    前記ナットが前記継手構造に締結された状態で前記凹部に接触した前記固定部の先端が前記樹脂製チューブの外周面に噛み込む継手ユニット。
  2. 前記継手構造は、前記周方向に間隔を空けて配置される複数の前記ガイド部と、前記周方向に間隔を空けて配置される複数の前記固定部と、を有し、
    前記固定部は、隣接して配置される一対の前記ガイド部の間に配置される請求項１に記載の継手ユニット。
  3. 前記凹部は、前記ガイド部の先端が突き当てられる底部を有する請求項１または請求項２に記載の継手ユニット。
  4. 前記固定部の先端は、前記突起部の先端よりも前記本体部に近接した位置に配置されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の継手ユニット。
  5. 前記固定部の先端には、前記軸線に直交する径方向において前記突起部へ向けて突出するとともに前記樹脂製チューブの外周面に噛み込む噛み込み部が形成されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の継手ユニット。
  6. 前記軸線に沿った前記突起部の長さは、前記突起部の外径の３倍以上である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の継手ユニット。
  7. 前記突起部の先端から前記ガイド部の先端までの長さは、前記ガイド部の内径の０．２倍以上である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の継手ユニット。
  8. 前記樹脂製チューブの外径は、前記樹脂製チューブの内径の３倍以上かつ１５倍以下である請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の継手ユニット。
  9. 前記樹脂製チューブは、０．１ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下の内径を有する請求項８に記載の継手ユニット。
  10. 継手ユニットの組立方法であって、
    前記継手ユニットは、
    軸線に沿って延びる送液用流路が形成されるとともに前記軸線に直交する断面が円形の樹脂製チューブと、
    前記軸線に沿って軸状に形成されるとともに外周面に雄ねじを有し、前記樹脂製チューブの端部に取付けられる継手構造と、
    前記軸線に沿って筒状に形成されるとともに内周面に前記雄ねじと係合する雌ねじが形成されたナットと、を備え、
    前記継手構造は、
    本体部と、
    前記本体部から前記軸線に沿って突出するように形成されるとともに前記樹脂製チューブの外周面を案内するガイド部と、
    前記本体部から前記軸線に沿って突出するように軸状に形成されるとともに前記ガイド部との間に前記樹脂製チューブが挿入される挿入溝を形成する突起部と、
    前記本体部から前記軸線に沿って突出するように形成されるとともに前記挿入溝に挿入された前記樹脂製チューブを固定する固定部と、を有し、
    前記本体部および前記突起部には、前記軸線に沿って延びるとともに前記送液用流路と他の流路を連結する連結流路が形成されており、
    前記突起部の先端は、前記ガイド部の先端よりも前記本体部に近接した位置に配置されており、
    前記ナットは、前記ガイド部の第１外径よりも大きくかつ前記固定部の第２外径よりも小さい内径を有する凹部を有し、
    前記樹脂製チューブの外周面を前記ガイド部により案内するとともに前記送液用流路に前記突起部を挿入する挿入工程と、
    前記ナットを前記継手構造に締結して前記固定部を前記凹部に接触させ、前記固定部の先端を前記樹脂製チューブの外周面に噛み込ませる固定工程と、を備える継手ユニットの組立方法。
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