特開 2025-79902 チューブ保持治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025079902

(43)【公開日】2025-05-23

(54)【発明の名称】チューブ保持治具

(51)【国際特許分類】

   B25B 27/10 20060101AFI20250516BHJP

【ＦＩ】

B25B27/10 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023192761

(22)【出願日】2023-11-13

(71)【出願人】

【識別番号】000229737

【氏名又は名称】株式会社ＰＩＬＬＡＲ

(74)【代理人】

【識別番号】100087653

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴江 正二

(72)【発明者】

【氏名】ブイタン タン

(72)【発明者】

【氏名】足立 智大

(72)【発明者】

【氏名】土屋 祐人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 三平

【テーマコード（参考）】

3C031

【Ｆターム（参考）】

3C031DD28

(57)【要約】

【課題】チューブを滑らせることなく保持し続ける性能の向上を、大型化も製造コストの上昇も抑えたままで実現可能なチューブ保持治具を提供する。
【解決手段】チューブ保持治具は、チューブの開口端の中へスリーブ等の部材を押し込む作業の間、チューブを保持する治具であり、クランプとリングとを備えている。クランプは、円錐台面状の穴の中に物体を挟むように構成されている。リングは、チューブに対する摩擦係数がクランプよりも高く、外周面が円錐台面状である。リングは更に、外径が広い側をチューブの開口端へ向けてチューブを同軸に囲んでいる状態でクランプの穴の中に外径が広い側を穴の直径が広い側へ向けて同軸に挟まれるように構成されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チューブの開口端の中へ部材を押し込む作業の間、前記チューブを保持する治具であって、
円錐台面状の穴の中に物体を挟むように構成されているクランプと、
前記チューブに対する摩擦係数が前記クランプよりも高い、外周面が円錐台面状であるリングと
を備え、
前記リングは、外径が広い側を前記チューブの開口端へ向けて前記チューブを同軸に囲んでいる状態で前記クランプの穴の中に、前記外径が広い側を前記穴の直径が広い側へ向けて同軸に挟まれるように構成されている
ことを特徴とするチューブ保持治具。

【請求項2】

前記クランプは、
ヒンジにより互いに揺動可能に接続されている２つの部材
を含み、
前記２つの部材は、
それぞれが表面に半円錐台面状の凹部を含み、
前記ヒンジのまわりでの揺動により互いの前記表面を重ね合わせて、前記凹部で前記円錐台面状の穴を形成するように構成されている、
請求項１に記載のチューブ保持治具。

【請求項3】

前記クランプの穴は直径が狭い方の端部に、内周方向へ突出している円環状の段部を含み、
前記リングは、外径が狭い方の端面を前記段部の円環面に密着させる
ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ保持治具。

【請求項4】

前記リングは、
外径が狭い方の端面から軸方向へ突出しており、前記段部と前記チューブとの隙間に挟まれる環状の突起
を含む
ことを特徴とする請求項３に記載のチューブ保持治具。

【請求項5】

前記クランプの穴は直径が狭い方の端部に、周方向へ伸びている円環状の溝を含み、
前記リングは、
外径が狭い方の端部の外周面から外周方向へ突出しており、前記溝に嵌められている円環状のフランジ
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ保持治具。

【請求項6】

前記クランプの穴は直径が狭い方の端部に、内周方向へ突出している円環状の突起を含み、
前記リングは、
外径が狭い方の端部の外周面を周方向へ伸びており、前記突起が嵌められている環状の溝
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ保持治具。

【請求項7】

前記リングは、内周面を周方向へ伸びている環状溝を含む
ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ保持治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、チューブを管継手に接続する作業で使用される工具に関し、特に、チューブの開口端の中へ管継手の部材を押し込む作業の間、チューブを保持する治具に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体プロセスにおいては、ウェハへのレジストの塗布、ウェハの洗浄等に様々な薬液または超純水が使用される。これらの薬液等を扱うチューブ、管継手、バルブ、ポンプ等の配管設備が半導体製造装置には含まれる。この配管設備の特徴としては、薬液等に直に触れる部分がすべて樹脂等の非金属で構成される点と、洗浄等のメンテナンスが比較的頻繁である点とが挙げられる。前者は、金属汚染による半導体の結晶欠陥、および電気的特性の劣化を防ぐことを目的とし、後者は、微粒子による配線の加工不良、および有機物による成膜異常を防ぐことを目的とする。これらの特徴を踏まえて配管設備には高いシール性に加え、組み立てと分解との作業の容易性が求められる。

【0003】

配管設備の中でも管継手には、チューブの接続にスリーブ（インナーリングともいう。）と呼ばれる部材を利用するものが含まれる（たとえば特許文献１参照）。スリーブは軸方向における一端部（以下、「先端部」と呼ぶ。）に、外径がチューブの内径よりも広く膨らんだ部分（以下、「膨出部」と呼ぶ。）を含む。スリーブの先端部がチューブの開口端の中へ押し込まれると、その開口端をスリーブの膨出部が内側から拡げる。この拡張に逆らうチューブの弾性力によりチューブの開口端が膨出部を抱き込むので、開口端がスリーブの先端部にしっかりと固定されると共に、開口端と先端部との隙間がシールされる。

【0004】

チューブの開口端の中へスリーブの先端部を押し込む作業、すなわちチューブに対するスリーブの圧入作業には、一般に専用の工具が使用される（たとえば特許文献２、３参照）。この工具は主に、圧入作業の間チューブを保持する治具（以下、「チューブ保持治具」と呼ぶ。）と、その治具に保持されているチューブの開口端にスリーブの先端部を押し込む機構（以下、「スリーブ押圧機構」と呼ぶ。）とで構成されている。チューブ保持治具はクランプとリングとを含む。クランプは一般に金属製であり、円柱面状の穴の中に物体を挟むように構成されている。リングは一般に非金属製の円筒部材であり、チューブを同軸に囲むように構成されている。

【0005】

リングの役割は主にチューブの滑り止めにある。チューブを構成する非金属、典型的にはフッ素樹脂は滑り性が高いので、クランプで直に挟むと、圧入作業の間にクランプの穴の中を滑りやすい。これにより、チューブに対するスリーブの圧入が不完全になるおそれがあり、チューブがクランプの穴から抜け落ちる危険さえある。そこで、リングを、チューブに対する摩擦係数がクランプよりも高い非金属、典型的にはゴムで形成し、リングにチューブを同軸に通した上で、リングをクランプの穴の中に挟む。リングがクランプよりもチューブに対して滑りにくいので、クランプの穴とチューブとの隙間にリングが挟まれていれば、クランプの穴からのチューブの抜け落ちはもちろん、チューブに対するスリーブの不完全な圧入も防ぐことができる。好ましくはクランプの穴の表面がゴム製の膜で覆われ（たとえば特許文献２参照。）、またはブラスト処理等により穴の表面粗さが高く加工されている（たとえば特許文献３参照）。これにより、リングはクランプの穴の中を更に滑りにくい。リングは更に、チューブとクランプとの直接の接触に伴うチューブの金属汚染を防止する効果も兼ね備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０－３３２０７０号公報

【特許文献2】特許第３１８２６９０号公報

【特許文献3】特許第４５８０９４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

リングは非金属製、典型的にはゴム製であるので、一般に、経年劣化に伴う摩擦係数の低下が避けられない。したがって、チューブ保持治具の使用年数が嵩むと、チューブがリングに対して滑りやすくなる。また、チューブとスリーブとの間のシール性を向上させる目的でチューブの内径とスリーブの膨出部の外径との間の差が拡げられると、チューブに対するスリーブの圧入作業ではチューブの開口端の中へスリーブが更に強く押し込まれねばならないので、チューブがリングに対して滑りやすくなる。これらの場合においてもなおチューブの滑りを防ぐには、チューブに対してリングが与える摩擦力の強化が必要である。それには、たとえば、クランプでチューブを締め付ける力を強めてチューブに対するリングの垂直抗力を強めればよく、または、チューブの長さ方向におけるクランプとリングとの各幅を拡げる等によりチューブとリングとの間の接触面積を大きくすればよい。しかし、これらの対策はいずれも治具の大型化を招く。その他に、リングの材料として摩擦係数が更に高いゴムが選択されてもよい。しかし、この対策はリングの製造コストを上昇させる。

【0008】

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、チューブを滑らせることなく保持し続ける性能の向上を、大型化も製造コストの上昇も抑えたままで実現可能なチューブ保持治具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の１つの観点におけるチューブ保持治具は、チューブの開口端の中へスリーブ等の部材を押し込む作業の間、チューブを保持する治具であり、クランプとリングとを備えている。クランプは、円錐台面状の穴の中に物体を挟むように構成されている。リングは、チューブに対する摩擦係数がクランプよりも高く、外周面が円錐台面状である。リングは更に、外径が広い側をチューブの開口端へ向けてチューブを同軸に囲んでいる状態でクランプの穴の中に、外径が広い側を穴の直径が広い側へ向けて同軸に挟まれるように構成されている。

【0010】

たとえばクランプが、ヒンジにより互いに揺動可能に接続されている２つの部材を含んでいてもよい。これら２つの部材は、それぞれが表面に半円錐台面状の凹部を含み、ヒンジのまわりでの揺動により互いの表面を重ね合わせて、凹部で円錐台面状の穴を形成するように構成されている。

【発明の効果】

【0011】

本発明による上記のチューブ保持治具では、クランプの穴も、その穴とチューブとの隙間に挟まれるリングの外周面も、従来の円柱面状に代えて円錐台面状である。この場合、チューブに対するスリーブの圧入作業においてリングがチューブからの摩擦力により、クランプの穴が成す円錐台面の直径が広い側（以下、「広径側」という。）から直径が狭い側（以下、「狭径側」という。）へ向かって軸方向に押されると、リングが「くさび」のように、外周面でクランプの穴の表面を軸方向に対して斜めに押圧する。この押圧力に対する反力も軸方向に対して斜めであるので、リングの外周面が軸方向だけでなく、内周方向へも押し返される。この内周方向の反力がチューブに対して垂直抗力として作用するので、リングがチューブに対して与え得る摩擦力が強まる。すなわち、チューブとクランプの穴との隙間でリングがくさびのように作用することにより、チューブがリングを軸方向に強く押すほどチューブがリングに対して滑りにくくなる。このように、本発明はチューブ保持治具に「クランプの穴とリングの外周面とを円錐台面状にする」という設計の比較的小さな変更だけで、チューブを滑らせることなく保持し続けるという性能の向上を、大型化も製造コストの上昇も抑えたままで実現させることができる。

【0012】

クランプの穴は直径が狭い方の端部（以下、「狭径端部」という。）に、内周方向へ突出している円環状の段部を含み、リングは外径が狭い方の端面（以下、「狭径端面」という。）を段部の円環面に密着させていてもよい。さらに、リングが、狭径端面から軸方向へ突出している環状の突起を含んでもよい。この突起は段部とチューブとの隙間に挟まれる。チューブに対するスリーブの圧入作業の間、チューブからリングが受ける摩擦力により、リングの狭径端面がクランプの段部の成す円環面に押し付けられる。これにより、リングの狭径端部では径方向の応力が増大するので、チューブに対する垂直抗力が更に強まる。こうして、リングがチューブに対して与え得る摩擦力が更に強まる。

【0013】

クランプの穴が狭径端部に周方向へ伸びている円環状の溝を含み、リングが円環状のフランジを含んでもよい。フランジは、リングの狭径端部の外周面から外周方向へ突出しており、クランプの穴の溝に嵌められている。逆に、クランプの穴が狭径端部に内周方向へ突出している円環状の突起を含み、リングが環状の溝を含んでもよい。溝は、リングの狭径端部の外周面を周方向へ伸びており、クランプの穴の突起が嵌められている。いずれの場合も、チューブに対するスリーブの圧入作業の間、チューブからリングが受ける摩擦力により、リングのフランジがクランプの溝の表面に押し付けられ、または、リングの溝の表面がクランプの突起に押し付けられる。これにより、リングのフランジの狭径側、またはリングの溝に対して広径側では径方向の応力が増大するので、チューブに対する垂直抗力が更に強まる。こうして、リングがチューブに対して与え得る摩擦力が更に強まる。

【0014】

リングが、内周面を周方向へ伸びている環状溝を含んでもよい。この場合、リングがクランプから受ける反力に伴って内周方向へ加える圧力は、環状溝の両側でチューブに接触する各部分に集中する。これらの部分ではチューブに対する垂直抗力が更に強まるので、リングがチューブに与え得る摩擦力が更に強まる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態が対象とする管継手の縦断面図である。

【図2】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、本発明の実施形態による工具の上面図、正面図、底面図、および左側面図である。

【図3】図２が示すチューブ保持治具の斜視図であり、クランプが開いているときの外観を示す。

【図4】図２が示すチューブ保持治具の斜視図であり、クランプが閉じているときの外観を示す。

【図5】（ａ）は、図３、図４が示すリングの斜視図であり、（ｂ）はそのリングの左側面図であり、（ｃ）は（ａ）が示す直線ｃ－ｃに沿った縦断面図である。

【図6】（ａ）は、図２が示すスリーブ押圧機構がスリーブをチューブに押し込む直前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の示す破線部の縦断面図である。（ｃ）は、スリーブ押圧機構がスリーブをチューブに押し込み切った状態を示す正面図であり、（ｄ）は（ｃ）の示す破線部の縦断面図である。

【図7】スリーブ押圧機構がスリーブをチューブに押し込む作業中におけるチューブ保持治具のクランプとリングとの模式的な縦断面図である。

【図8】（ａ）は、図５が示すリングの効果の検証に使用された簡易クランプの正面図であり、（ｂ）はその簡易クランプの構成部材の斜視図である。

【図9】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態によるチューブ保持治具のクランプとリングとの変形例１、２を示す縦断面図である。

【図10】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、本発明の実施形態によるチューブ保持治具のクランプとリングとの変形例３、４を示す縦断面図である。

【図11】本発明の実施形態によるリングの変形例５を示す縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［管継手の構造］

【0017】

図１は、本発明の実施形態による工具が対象とする管継手１００の縦断面図（すなわち中心軸を含む平面に沿った断面図）である。管継手１００はチューブ５００を別のチューブ、または、バルブもしくはポンプ等の流体機器に接続する。チューブ５００は非金属、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂から成る。管継手１００は、継手本体１１０、スリーブ１２０、およびユニオンナット１３０を含む。

【0018】

継手本体１１０は、非金属、好ましくは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る円筒部材である。継手本体１１０の端部のうち、スリーブ１２０に接続される方（図１では左方）を先端部といい、反対の方を基端部１１９という。基端部１１９は別のチューブまたは流体機器に接続される。先端部は外筒１１１と内筒１１２との二重構造である。外筒１１１と内筒１１２とは基端部１１９から同じ軸方向（図１では左方）へ同軸に突出している。外筒１１１は外周面に雄ねじ１１４を含む。内筒１１２の先端１１６は外筒１１１の先端１１５よりも短く、軸方向（図１では左右方向）に対する傾斜面１１７を含み、継手本体１１０の基端部１１９から軸方向（図１では左方）へ離れるほど内径が増している。外筒１１１の内部空間のうち外筒１１１の先端１１５から内筒１１２の先端１１６までの範囲にはスリーブ１２０が収められる。外筒１１１の内周面と内筒１１２の外周面とが向かい合う部分は環状溝１１８を形作っている。

【0019】

スリーブ１２０は、非金属、好ましくは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂から成る円筒部材であり、継手本体１１０と同軸に配置されている。スリーブ１２０の端部のうち、チューブ５００に接続される方（図１では左端）を先端部１２１といい、継手本体１１０に接続される方（図１では右端）を基端部１２２という。スリーブ１２０の先端部１２１はチューブ５００の開口端５０１の中に圧入で嵌められており、基端部１２２は継手本体１１１の内筒１１２と環状溝１１８とに嵌め合わされている。これにより、継手本体１１０の基端部１１９と内筒１１２、スリーブ１２０、およびチューブ５００それぞれの内部空間が連通して、薬液または超純水等の流体の流路を形成している。

【0020】

スリーブ１２０の先端部１２１は膨出部１２３を含む。膨出部１２３は、軸方向（図１では左右方向）の位置に応じて外径がなだらかに増減している部分であり、軸方向における中央部に外径が最大となる部分、すなわちピークを含む。このピークの外径はチューブ５００の内径よりも大きいので、膨出部１２３がチューブ５００の開口端５０１の中へ押し込まれることにより、開口端５０１を内側から拡げる。この拡張に逆らうチューブ５００の弾性力は、チューブ５００の開口端５０１がスリーブ１２０の膨出部１２３を抱き込むように作用するので、開口端５０１がスリーブ１２０の先端部１２１にしっかりと固定されると共に、開口端５０１と先端部１２１との隙間がシールされる。

【0021】

スリーブ１２０の基端部１２２は環状突起１２４と環状溝１２５とを含む。環状突起１２４は基端部１２２の周全体から軸方向（図１では右方）へ同軸に突出しており、継手本体１１０の環状溝１１８の中に圧入で嵌められている。すなわち、環状突起１２４の内径は継手本体１１０の内筒１１２の外径よりもわずかに小さいので、環状突起１２４の内周面と内筒１１２の外周面とが密着している。スリーブ１２０の環状溝１２５は環状突起１２４の基端の内側に同軸に配置されている。環状溝１２５の中には継手本体１１０の内筒１１２の先端１１６が挿入されている。環状溝１２５は表面に、内筒１１２の先端１１６の傾斜面１１７と同じ方向に傾斜した部分を含む。この部分が内筒１１２の傾斜面１１７に接触している。

【0022】

ユニオンナット１３０は、非金属、好ましくは、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂から成る円筒部材であり、継手本体１１０、スリーブ１２０、およびチューブ５００を同軸に囲む。ユニオンナット１３０の端部のうち、継手本体１１０に近い方（図１では右端部）を先端部１３１といい、反対の方（図１では左端部）を基端部１３２という。基端部１３２にはチューブ５００が同軸に挿入される。先端部１３１の内周面には雌ねじ１３４があり、基端部１３２の内周面には段部１３５がある。雌ねじ１３４は継手本体１１０の雄ねじ１１４と噛み合っている。段部１３５は、雌ねじ１３４よりも内径が狭い部分であり、チューブ５００のうちスリーブ１２０の膨出部１２３によって拡げられた部分に接触している。これにより、ユニオンナット１３０の雌ねじ１３４が継手本体１１０の雄ねじ１１４にねじ込まれた際、ユニオンナット１３０からの圧力が段部１３５からチューブ５００に加わり、スリーブ１２０を通してスリーブ１２０の環状突起１２４と環状溝１２５とへ伝わる。その結果、環状突起１２４の内周面は継手本体１１０の内筒１１２の外周面に対する圧力を更に上昇させ、環状溝１２５の表面は継手本体１１０の内筒１１２の傾斜面１１７と隙間なく圧着する。こうして、継手本体１１０とスリーブ１２０との隙間がシールされる。
［工具の構造］

【0023】

図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれ、本発明の実施形態による工具２００の上面図、正面図、底面図、および左側面図である。工具２００はチューブ５００に対するスリーブ１２０の圧入作業に専用であり、本体２１０、チューブ保持治具３００、およびスリーブ押圧機構４００を備えている。
－本体－

【0024】

本体２１０は、アルミニウム合金等の金属から成る細長い矩形板である。本体２１０の一端部（図２では左端部）２１１の上面にはチューブ保持治具３００が、たとえばボルト２１２で固定されている。本体２１０の中央部から他端部（図２では右端部）にかけて細長いスリット２１３が開けられており、それに沿って摺動可能であるようにスリーブ押圧機構４００がスリット２１３に嵌め込まれている。
－チューブ保持治具－

【0025】

図３、図４はいずれもチューブ保持治具３００の斜視図である。チューブ保持治具３００はクランプ３１０とリング３３０とを含む。図３は、クランプ３１０が開いているときの外観を示し、図４は、クランプ３１０が閉じているときの外観を示す。
＜クランプ＞

【0026】

クランプ３１０は全体が矩形板状であり、固定部３１１と可動部３２１とを含む。固定部３１１と可動部３２１とはそれぞれが、アルミニウム合金等の金属から成る矩形板であり、好ましくは厚みが等しい。固定部３１１は上面に凹部３１２（以下、「固定凹部」という。）を含み、可動部３２１は底面に凹部３２２（以下、「可動凹部」という。）を含む。固定凹部３１２と可動凹部３２２とは同サイズの半円錐台面状であり、軸方向が固定部３１１の板面３１３または可動部３２１の板面３２３に対して垂直である。いずれの凹部３１２、３２２も、母線が軸方向に対して傾斜角θｃ（０°＜θｃ＜９０°）を成すので、直径が軸方向における一端（図３では左端）から他端（図３では右端）へ向かうにつれ、最小値Ｄｍｎから最大値Ｄｍｘまで増大する。好ましくは、いずれの凹部３１２、３２２も、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等のゴム製の膜３４０で覆われている。膜３４０は各凹部３１２、３２２に接着されている。

【0027】

固定部３１１は底面が本体２１０の一端部２１１の上面に密着した状態で固定されている。可動部３２１は、その底面の端部が固定部３１１の上面の端部にヒンジ３１４で揺動可能に接続されており、ヒンジ３１４のまわりでの揺動により、図３が示す開位置と、図４が示す閉位置とに変位可能である。開位置ではクランプ３１０が開く。すなわち、固定部３１１に対して可動部３２１が成す角度が最大になる。したがって、可動凹部３２２が固定凹部３１２から大きく離れるので、固定凹部３１２の中へチューブ５００とリング３３０とを置き、または固定凹部３１２の中からチューブ５００とリング３３０とを取り出すことができる。閉位置ではクランプ３１０が閉じる。すなわち、固定部３１１の上面に可動部３２１の底面が重なって固定部３１１の板面３１３と可動部３２１の板面３２３とが１枚の平面を成し、固定凹部３１２と可動凹部３２２とがほぼ完全な円錐台面状の空間（以下、「穴」という。）を成す。固定凹部３１２の中にチューブ５００とリング３３０とが置かれているときには、固定凹部３１２と可動凹部３２２とが成す穴の中にチューブ５００とリング３３０とが挟まれる。

【0028】

固定部３１１は、ヒンジ３１４とは固定凹部３１２を挟んで反対側に、回転軸３１５、掛け金３１６、およびレバー３１７を含む。これらはいずれも、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属から成る棒状部材である。回転軸３１５は固定部３１１を板面３１３に対して垂直に貫通しており、自身の中心軸のまわりに回転可能である。回転軸３１５の一端部（図３、図４では左端部）からは突起３１８が軸方向へ突出している。突起３１８は回転軸３１５に対して偏心しているので、回転軸３１５が回転すると、その中心軸のまわりで変位する。突起３１８には掛け金３１６の基端部３１６ａが回転可能に接続されている。掛け金３１６の先端部は鉤部３１６ｂを含む。レバー３１７は回転軸３１５の他端部（図３、図４では右端部）に、それに対して垂直に接続されている。レバー３１７の上げ下げにより回転軸３１５が回転するのに伴い、突起３１８と掛け金３１６の基端部３１６ａとが変位する。たとえば、突起３１８と掛け金３１６の基端部３１６ａとは、図３が示すようにレバー３１７が上げられると上昇して本体２１０の一端部２１１から離れ、図４が示すようにレバー３１７が下げられると下降して本体２１０の一端部２１１に近づく。

【0029】

可動部３２１は、ヒンジ３１４とは可動凹部３２２を挟んで反対側に、凸部３２４を含む。図４が示すようにクランプ３１０が閉じているとき、凸部３２４は回転軸３１５の突起３１８のほぼ真上に位置する。このとき図３が示すようにレバー３１７が上げられていると、掛け金３１６を基端部３１６ｂのまわりに回転させることにより、図４が示すように鉤部３１６ａを凸部３２４に引っ掛けることができる。この状態で更に、図４が示すようにレバー３１７が下げられると、突起３１８と掛け金３１６の基端部３１６ａとの下降により、鉤部３１６ａが下方へ引っ張られて凸部３２４に押し付けられる。これにより、凸部３２４から掛け金３１６が外れにくくなるので、可動部３２１が閉位置にロックされる。
＜リング＞

【0030】

図５の（ａ）、（ｂ）はそれぞれリング３３０の斜視図と左側面図とであり、（ｃ）は（ａ）が示す直線ｃ－ｃに沿ったリング３３０の縦断面図である。リング３３０は筒状部材であり、非金属、好ましくは、ウレタン等のゴムから成る。リング３３０の材料は特にチューブ５００の材料に対する摩擦係数がクランプ３１０の材料よりも高い。リング３３０の内周面３３３は円柱面状であり、内径Ｄｉが一定である。一方、リング３３０の外周面３３４は円錐台面状であり、母線が軸方向（図５の（ｃ）では左右方向）に対して傾斜角θｒ（０°＜θｒ＜９０°）を成すので、外径が軸方向における一端から他端へ（図５の（ｃ）では左端から右端へ）向かうにつれ、最小値Ｄｏｎから最大値Ｄｏｘまで増大する。

【0031】

リング３３０の周の１箇所には軸方向の切り込み３３１があり、リング３３０の中心軸を挟んで反対側にはリビングヒンジ３３２がある。これにより、切り込み３３１は開閉可能であるので、切り込み３３１を通してリング３３０の中にチューブ５００を入れることも、更にその中からチューブ５００を出すことも容易である。さらに、リング３３０の中には、その内径Ｄｉよりも外径が大きいチューブ５００も入れることが可能である。

【0032】

図４が示すように、リング３３０は外径が広い側（図４では右側。以下、「広径側」という。）をチューブ５００の開口端５０１へ向けた状態でチューブ５００を同軸に囲み、広径側を固定凹部３１２の直径が広い側（図４では右側。以下、「広径側」という。）へ向けた状態で固定凹部３１２の中に置かれる。したがって、クランプ３１０が閉じられると、リング３３０が各凹部３１２、３２２とチューブ５００との隙間に挟まれる。好ましくは、リング３３０の最小外径Ｄｏｎが各凹部３１２、３２２（膜３４０を含む。）の最小直径Ｄｍｎ以上であり（Ｄｏｎ≧Ｄｍｎ）、リング３３０の外周面３３３の母線の傾斜角θｒが各凹部３１２、３２２の母線の傾斜角θｃ以上である（θｒ≧θｃ）。これにより、クランプ３１０が閉じられた状態でレバー３１４が下げられると、掛け金３１６で突起３２４を下方へ引っ張って固定部３１１に可動部３２１をロックする力により、リング３３０の外周面３３３の全体が固定凹部３１２と可動凹部３２２との両方に密着する。
［スリーブ押圧機構］

【0033】

図６の（ａ）は、スリーブ押圧機構４００がスリーブ１２０をチューブ５００に押し込む直前の状態を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）の示す破線部の縦断面図である。図６の（ｃ）は、スリーブ押圧機構４００がスリーブ１２０をチューブ５００に押し込み切った状態を示す正面図であり、（ｄ）は（ｃ）の示す破線部の縦断面図である。

【0034】

スリーブ押圧機構４００は、ラックアンドピニオンを利用してスリーブ１２０を軸方向へ移動させる機構であり、レバー４１０と支持軸４２０とを含む。レバー４１０の回転軸４１１がピニオン（図示せず。）に接続されており、レバー４１０の上げ下げによりピニオンが双方向に回転可能である。支持軸４２０は、軸方向（図６では左右方向）に並進可能であると共に、チューブ保持治具３００の固定凹部３１２と同軸に配置されている。支持軸４２０の外周面には、その中央部から基端部（図６では右端部）にかけてラック４２１が刻まれており、ピニオンと噛み合わされている。これにより、ピニオンの回転に伴って支持軸４２０が軸方向へ並進する。たとえば、図６の（ｃ）が示すようにレバー４１０が左へ倒されると支持軸４２０が左方へ前進し、その後、図６の（ａ）が示すようにレバー４１０が起こされると支持軸４２０が右方へ後退する。支持軸４２０の先端（図６では左端）４２２は、スリーブ１２０を同軸に被せられるように構成されている。

【0035】

図６の（ａ）が示すように、チューブ保持治具３００は固定部３１１と可動部３２１との間にチューブ５００を、その開口端５０１がスリーブ押圧機構４００へ向いた状態で挟んで保持する。一方、スリーブ押圧機構４００は支持軸４２０の先端４２２にスリーブ１２０を被せて保持している。固定凹部３１２と支持軸４２０とが同軸であるので、図６の（ｂ）が示すように、チューブ５００とスリーブ１２０とが同軸に向かい合う。この状態で作業者がレバー４１０を倒し、支持軸４２０をチューブ保持治具３００へ向かって前進させる。このときの支持軸４２０の推進力により、図６の（ｃ）、（ｄ）が示すように、チューブ５００の開口端５０１の中へスリーブ１２０の先端部１２１が押し込まれ、膨出部１２３が開口端５０１を押し広げる。これにより、開口端５０１の中にスリーブ１２０が固定される。その後、作業者がレバー４１０を右へ起こし、支持軸４２０をチューブ保持治具３００から後退させる。このとき、スリーブ１２０の中から支持軸４２０の先端４２２が抜け出るので、チューブ５００の開口端５０１にスリーブ１２０が残される。
［クランプの穴とリングの外周面とが円錐台面状である理由］

【0036】

図７は、スリーブ押圧機構４００がスリーブ１２０をチューブ５００に押し込む作業中におけるクランプ３１０とリング３３０との模式的な縦断面図である。チューブ５００の開口端５０１の中へスリーブ１２０が押し込まれると、チューブ５００が軸方向（図７では左方向）の力Ｆ０を受けるので、チューブ５００の外周面５０２がリング３３０の内周面３３４に対して軸方向（図７では左方向）の摩擦力Ｆ１を与える。このとき、チューブ保持治具３００は固定凹部３１２の広径側（図７では右側）をチューブ５００の開口端５０１へ向けており、リング３３０も広径側（図７では右側）をチューブ５００の開口端５０１へ向けている。したがって、リング３３０が、以下に述べるように、あたかも「くさび」のように作用する。

【0037】

リング３３０の外周面３３３、固定凹部３１２、および可動凹部３２２が軸方向に対して傾斜しているので、軸方向の摩擦力Ｆ１に伴い、外周面３３３から各凹部３１２、３２２には、軸方向に対して斜め（図７では左上方向）の押圧力Ｆ２が作用する。その反力Ｆ３も軸方向に対して斜め（図７では右下方向）であるので、内周方向（図７では下方向）の成分Ｆ４を含む。この成分Ｆ４がリング３３０の内周面３３４からチューブ５００の外周面５０２への垂直抗力Ｆ５を強める。その結果、リング３３０の内周面３３４からチューブ５００の外周面５０２が受ける軸方向（図７では右方向）の摩擦力Ｆ６が強まり、チューブ５００がリング３００に対して軸方向（図７では左方）へは滑りにくくなる。

【0038】

以上のとおり、クランプ３１０の穴とリング３３０の外周面３３３とが円錐台面状であれば、リング３３０がくさびのように作用してチューブ５００に対する摩擦力Ｆ６を強める。この効果（以下、「くさび効果」という。）は以下の実験で検証されている。

【0039】

図８の（ａ）は、リング３３０のくさび効果の検証に使用された簡易クランプ６００の正面図である。簡易クランプ６００は、同形同サイズの板状部材６１０を２個組み合わせたものである。図８の（ｂ）は板状部材６１０の斜視図である。板状部材６１０は、アルミニウム合金等の金属から成る矩形板状であり、その厚みが一定値、たとえば３０ｍｍである。板状部材６１０は上面６１１に半円錐台面状の凹部６１２を含む。凹部６１２の軸方向は板状部材６１０の板面６１３に対して垂直である。凹部６１２は、たとえば最小半径Ｒｍｎが１０．３ｍｍであり、最大半径Ｒｍｘが１３．５ｍｍであり、軸方向に対する母線の傾斜角θｃが４°である。凹部６１２はＮＢＲ等のゴム製の膜（図示せず。）で覆われる。膜は厚みが３．３５ｍｍ～６．５０ｍｍであり、凹部６１２に接着される。板状部材６１０の長手方向の両端部には貫通穴６１４があり、その中には雌ねじが切られている。２個の板状部材６１０の一方が他方の上に、上下逆さまで重ねられると、図８の（ａ）が示すように、上下の板状部材６１０の板面６１３が１枚の平面を成し、２個の板状部材６１０の凹部６１２がほぼ完全な円錐台面状の穴を成す。さらに、上側の板状部材６１０の各貫通穴６１４が下側の板状部材６１０の同じ側の貫通穴６１４と同軸に揃う。２個の凹部６１２の間にリング３３０とチューブ５００とが同軸に挟まれた状態で、各貫通穴６１４にボルト（図示せず。）がねじ込まれる。たとえばボルトの呼び径はＭ８であり、締め付けトルクは２．０Ｎｍである。こうして、リング３３０とチューブ５００とが２個の凹部６１２によって締め付けられるので、リング３３０の外周面３３３が凹部６１２（より正確にはそれを覆うゴム製の膜）に密着し、リング３３０の内周面３３４がチューブ５００の外周面に密着する。

【0040】

実験で用いられたチューブ５００は外径が１２ｍｍであり、リング３３０は、軸方向の長さが３０ｍｍであり、最小外径Ｄｍｎが１９ｍｍであり、最大外径Ｄｍｘが２５ｍｍであり、軸方向に対する母線の傾斜角θｒが６°であり、内径が１２ｍｍである。

【0041】

圧縮試験機等を用いて、簡易クランプ６００に保持されているチューブ５００の開口端５０１を軸方向に一定の速度１．５ｍｍ／分で１２０秒間圧縮し、チューブ５００がリング６３０に対して滑り始めるときの荷重Ｆ０（以下、「保持力」という。）を求めた。その結果、保持力は１１４．４Ｎであった。

【0042】

同じ実験が、従来のクランプとリングとを模した簡易治具についても行われた。すなわち、クランプとリングとは上記のものとは次の点でのみ異なる。クランプの凹部が半円柱面状であり、半径が１３．５ｍｍである。リングは外周面と内周面とがいずれも円柱面状であり、外径が２５ｍｍであり、内径が１２ｍｍである。この簡易治具では保持力Ｆ０が１０９．２Ｎであった。したがって、この簡易治具に比べて、簡易クランプ６００は保持力が５．２Ｎ強いこと、すなわち、保持力を４．８％上昇させていることがわかった。
[実施形態の利点]

【0043】

本発明の上記の実施形態によるチューブ保持治具３００では、クランプ３１０の固定凹部３１２と可動凹部３２２とがいずれも半円錐台面状であり、リング３３０の外周面３３３が円錐台面状である。この場合、チューブ５００に対するスリーブ１２０の圧入作業の間、リング３３０がチューブ５００との間の摩擦力Ｆ１で、両凹部３１２、３２２の成す円錐台面の広径側から狭径側へ向かって軸方向に押されると、リング３３０が「くさび」のように、外周面３３３で各凹部３１２、３２２を軸方向に対して斜めに押圧する。この押圧力Ｆ２に対する反力Ｆ３により、リング３３０の外周面３３３は内周方向へ押圧される。この内周方向の押圧力Ｆ４がチューブ５００に対して垂直抗力Ｆ５として作用するので、チューブ５００に対するリング３３０の摩擦力Ｆ６が強まる。すなわち、リング３３０のくさび効果により、チューブ５００がリング３３０を軸方向に強く押すほど、チューブ５００がリング３３０に対して滑りにくくなる。このように、チューブ保持治具３００は、両凹部３１２、３２２を半円錐台面状にし、かつリング３３０の外周面３３３を円錐台面状にするという設計の比較的小さな変更だけで、チューブ５００を滑らせることなく保持し続けるという性能の向上を、大型化も製造コストの上昇も抑えたままで実現させることができる。
［変形例］

【0044】

（１）図１が示すスリーブ１２０は一例に過ぎない。すなわち、スリーブは他の様々な形状であってもよい。また、管継手の種類によっては、チューブ５００の開口端５０１の中へ押し込まれる部材が、スリーブ１２０に代えて管継手の本体であってもよい。

【0045】

（２）図３、図４が示すチューブ保持治具３００は一例に過ぎない。たとえば、固定部３１１と可動部３２１とが、回転軸３１５、掛け金３１６、およびレバー３１７によるロック機構に代え、簡易クランプ６００のように互いに締結される構造であってもよい。固定部３１１と可動部３２１とが、板状に代えて、１つの筒を縦割りにして２つに分けた形状であり、それぞれの内周面が半円錐台面状であってもよい。

【0046】

（３）図５が示すように、リング３３０は、切り込み３３１とリビングヒンジ３３２とにより開閉可能である。しかし、リング３３０の弾力性が十分に高く、リング３３０が固定部３１１と可動部３２１との間に挟まれるまでは、リング３３０に通されたチューブ５００が手で滑らせられる場合、切り込み３３１とリビングヒンジ３３２とが省略され、リング３３０の外周面３３３が完全に閉じた円錐台面状であってもよい。

【0047】

（４）図５が示すリング３３０はゴム製である。しかし、これに限らず、リング３３０の材料は、チューブ５００に対する摩擦係数がクランプ３１０よりも高いものであれば、他の樹脂であっても、樹脂以外の非金属であってもよい。同様に、チューブ保持治具３００の固定凹部３１２と可動凹部３２２とを覆っている膜３４０も、リング３３０に対する摩擦係数が両凹部３１２、３２２よりも高い限り、ゴム以外の非金属であってもよい。さらに、膜３４０に代えて、ブラスト処理等により各凹部３１２、３２２の表面粗さが高く加工されていてもよい。また、膜３４０に代え、チューブ５００に対する摩擦係数がクランプ３１０よりも高い材料から成る膜または層が各凹部３１２、３２２の表面に、オーバーモールドまたはインサート成形等によって一体化していてもよい。

【0048】

（５）図５が示すように、固定凹部３１２と可動凹部３２２、およびリング３３０の外周面３３３はいずれも滑らかである。その他に、これらが以下に述べるような凹凸を含んでもよい。

【0049】

図９の（ａ）は、本発明の実施形態によるクランプ３１０とリング３３０との変形例１を示す縦断面図である。変形例１では、固定凹部３１２と可動凹部３２２とがいずれも直径が狭い側（図９の（ａ）では左側。以下、「狭径側」という。）に、内周方向へ突出している半円環状の段部３８１を含む。クランプ３１０が閉じているとき、両凹部３１２、３２２の段部３８１が完全な円環形を成す。その円環形の内径はチューブ５００の外径よりも広い。一方、リング３３０は直径が狭い方の端面（図９の（ａ）では左端面。以下、「狭径端面」という。）から軸方向（図９の（ａ）では左方）へ突出している環状の突起３８２を含む。突起３８２は段部３８１とチューブ５００との隙間を塞ぐ。チューブ５００の開口端５０１の中へスリーブ１２０を圧入する作業の間、リング３３０の狭径端面のうち突起３８２以外の部分が両凹部３１２、３２２の段部３８１に押し付けられる。このとき、リング３３０の内部ではチューブ５００の外周面５０２からの摩擦力Ｆ１に伴う軸方向（図９の（ａ）では左方向）の応力ＦＳが狭径端面の近傍に集中する。その結果、その近傍では径方向の応力が増大するので、チューブ５００に対する垂直抗力Ｆ５が更に強まる。こうして、チューブ５００に対するリング３３０の摩擦力Ｆ６が更に強まる。

【0050】

図９の（ｂ）は、本発明の実施形態によるクランプ３１０とリング３３０との変形例２を示す縦断面図である。変形例２では、固定凹部３１２と可動凹部３２２とがいずれも狭径側（図９の（ｂ）では左端側）に、内周方向へ突出している半円環状の段部３８１を含む。クランプ３１０が閉じているとき、両凹部３１２、３２２の段部３８１が完全な円環形を成す。その円環形の内径は、図９の（ａ）が示す変形例１での内径とは異なり、チューブ５００の外径とほぼ等しい。したがって、凹部３１２、３２２を覆っている膜３４０がチューブ５００の外周面５０２に直に接触する。この場合、リング３３０は狭径端面の全体を、凹部３１２、３２２の段部３８１が成す円環面に接触させる。チューブ５００に対するスリーブ１２０の圧入作業の間、リング３３０の狭径端面の全体が両凹部３１２、３２２の段部３８１に押し付けられる。このとき、リング３３０の内部ではチューブ５００の外周面５０２からの摩擦力Ｆ１に伴う軸方向（図９の（ｂ）では左方向）の応力ＦＳが狭径端面の近傍に集中する。その結果、その近傍では径方向の応力が増大するので、チューブ５００に対する垂直抗力Ｆ５が更に強まる。こうして、チューブ５００に対するリング３３０の摩擦力Ｆ６が更に強まる。

【0051】

図１０の（ａ）は、本発明の実施形態によるクランプ３１０とリング３３０との変形例３を示す縦断面図である。変形例３では、固定凹部３１２と可動凹部３２２とがいずれも狭径側（図１０の（ａ）では左端側）に周方向へ伸びている半円環状の溝３８３を含み、リング３３０が円環状のフランジ３８４を含む。フランジ３８４はリング３３０の狭径端部（図１０の（ａ）では左端部）の外周面から外周方向へ突出しており、各凹部３１２、３２２の溝３８３に嵌められている。チューブ５００に対するスリーブ１２０の圧入作業の間、リング３３０のフランジ３８４が各凹部３１２、３２２の溝３８３の表面に押し付けられる。このときリング３３０の内部ではチューブ５００の外周面からの摩擦力Ｆ１に伴う軸方向（図１０の（ａ）では左方向）の応力ＦＳが、溝３８３の表面に押し付けられるフランジ３８４の狭径側（図１０の（ａ）では左端側）に集中し、径方向の応力を増大させる。その結果、チューブ５００に対する垂直抗力Ｆ５が更に強まるので、チューブ５００に対するリング３３０の摩擦力Ｆ６が更に強まる。

【0052】

図１０の（ｂ）は、本発明の実施形態によるクランプ３１０とリング３３０との変形例４を示す縦断面図である。変形例４では、固定凹部３１２と可動凹部３２２とがいずれも狭径側（図１０の（ｂ）では左側）に内周方向へ突出している半円環状の突起３８５を含み、リング３３０が環状の溝３８６を含む。溝３８６は、リング３３０の狭径端部の外周面を周方向へ伸びており、各凹部３１２、３２２の突起３８５が嵌められている。チューブ５００に対するスリーブ１２０の圧入作業の間、リング３３０のうち溝３８６に対して広径側（図１０の（ｂ）では右側）が各凹部３１２、３２２の突起３８５に押し付けられる。このとき、リング３３０の内部ではチューブ５００の外周面からの摩擦力Ｆ１に伴う軸方向（図１０の（ｂ）では左方向）の応力ＦＳが、突起３８５に押し付けられる部分に集中し、径方向の応力を増大させる。その結果、チューブ５００に対する垂直抗力Ｆ５が更に強まるので、チューブ５００に対するリング３３０の摩擦力Ｆ６が更に強まる。

【0053】

（６）図５が示すように、リング３３０の内周面３３４は滑らかである。その他に、その内周面が以下に述べるような凹凸を含んでもよい。

【0054】

図１１は、本発明の実施形態によるリング３３０の変形例５を示す縦断面図である。変形例５ではリング３３０の内周面が、周方向へ伸びている複数本の環状溝３８７を含む。環状溝３８７はたとえば角溝であり、リング３３０の軸方向（図１１では左右方向）に等間隔で並んでいる。チューブ５００に対するスリーブ１２０の圧入作業の間、リング３３０の外周面が各クランプ３１０、３２０の凹部３１２、３２２から受ける反力Ｆ３に伴ってリング３３０の内部では内周方向の応力がリング３３０の内周面のうち、環状溝３８７の両側でチューブ５００の外周面に接触する部分３８８に集中する。これにより、リング３３０の内周面に環状溝３８７がない場合よりもチューブ５００に対する垂直抗力Ｆ５が強まる。こうして、チューブ５００に対するリング３３０の摩擦力Ｆ６が更に強まる。

【符号の説明】

【0055】

３００ チューブ保持治具
３１０ クランプ
３１１ 固定部
３１２ 固定凹部
３２１ 可動部
３２２ 可動凹部
３３０ リング
３３３ リングの外周面
５００ チューブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】