特許 7625199 管継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-24

(45)【発行日】2025-02-03

(54)【発明の名称】管継手

(51)【国際特許分類】

   F16L 19/03 20060101AFI20250127BHJP

   F16L 23/02 20060101ALI20250127BHJP

   F16L 23/036 20060101ALI20250127BHJP

   F16L 23/16 20060101ALI20250127BHJP

【ＦＩ】

F16L19/03

F16L23/02 D

F16L23/036

F16L23/16

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021036863

(22)【出願日】2021-03-09

(65)【公開番号】P2021143762

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2024-02-26

(31)【優先権主張番号】P 2020040445

(32)【優先日】2020-03-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390033857

【氏名又は名称】株式会社フジキン

(74)【代理人】

【識別番号】110002893

【氏名又は名称】弁理士法人ＫＥＮ知財総合事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡部 庸之

(72)【発明者】

【氏名】進藤 侑也

(72)【発明者】

【氏名】原田 章弘

(72)【発明者】

【氏名】中田 知宏

【審査官】杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－２０５４０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－６８２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平５－８６０８６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－１５１７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－８１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７６８８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ １９／０３

Ｆ１６Ｌ ２３／０２

Ｆ１６Ｌ ２３／０３６

Ｆ１６Ｌ ２３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに連通する流体通路を有する第１および第２のスリーブと、前記第１および第２のスリーブの突き合わせ端面の間に介在させられる環状のガスケットと、前記第１のスリーブが挿入される貫通孔を有する雄ねじ部材と前記第２のスリーブが挿入される貫通孔を有する雌ねじ部材と、を備え、前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材の螺合によって前記第１および第２のスリーブが結合される管継手であって、
前記雄ねじ部材の外周表面の前記雌ねじ部材により覆われていない部分で開口し、かつ、前記雄ねじ部材と前記第１のスリーブとの間隙と接続された、前記第１および第２のスリーブと前記ガスケットとの間からのリーク流体を検知するためのリークポートを有する、管継手。

【請求項2】

前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材の締結時に、前記雄ねじ部材は前記第１および第２のスリーブに対して固定され、前記雌ねじ部材は前記第１および第２のスリーブに対して回転させられる、請求項１に記載の管継手。

【請求項3】

前記雄ねじ部材は、円筒状に形成された先端部が前記第２のスリーブまで延びて、前記第１のスリーブと前記第２のスリーブとの突き合わせ部の外周面を覆っており、
前記リーク流体が前記雄ねじ部材の先端部と前記第２のスリーブとの間隙を通じて前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材との螺合部に形成される間隙および前記第２のスリーブと前記雌ねじ部材との間隙にリークするのを阻止する環状の第１のシール部材と、
前記雄ねじ部材の前記リークポートの配置位置よりも後端部側に配置され、かつ、前記第１のスリーブと前記雄ねじ部材との間隙をシールする環状の第２のシール部材と、を有する請求項１又は２に記載の管継手。

【請求項4】

前記第２のシール部材は、前記第１のスリーブと前記雄ねじ部材との間で変形して、前記雄ねじ部材の前記第１のスリーブに対する回転を規制する仮止めの役割を果たす、請求項３に記載の管継手。

【請求項5】

前記第１のシール部材は、前記雌ねじ部材に保持され、前記雌ねじ部材の締め付けの進行に伴って前記雄ねじ部材の先端面と当該雌ねじ部材との間で圧縮されて変形し、前記第２のスリーブの突き合わせ部の外周面に密着する、請求項３又は４に記載の管継手。

【請求項6】

前記第１のシール部材は、変形により、前記雄ねじ部材の先端部と前記第２のスリーブとの間隙を通じて、前記螺合部に通ずる前記雄ねじ部材の先端部と前記雌ねじ部材との間隙と、前記第２のスリーブと前記雌ねじ部材との間隙とにリーク流体がリークするのを阻止する、請求項４又は５に記載の管継手。

【請求項7】

前記第１のシール部材は、前記雄ねじ部材の先端部と前記第２のスリーブの突き合わせ部との間に設けられている、請求項３に記載の管継手。

【請求項8】

前記第１および第２のスリーブは、突き合わせ部にフランジ部を有し、
前記雄ねじ部材は、前記第１のスリーブが挿入される小径孔部と、当該小径孔部の内径よりも大径を有し前記第１のスリーブのフランジ部を受け入れる大径孔部と、前記小径孔部と前記大径孔部との間の段差によって形成され、前記第１のスリーブのフランジ部の円環状の壁面と当接する円環状の係合面と、を有し、
前記係合面又は壁面の一部には、前記第１のスリーブと前記小径孔部との間隙と、前記フランジ部と前記大径孔部との間隙とを連通させるための溝部が形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の管継手。

【請求項9】

互いに連通する流体通路を有する第１および第２のスリーブと、前記第１および第２のスリーブの突き合わせ端面の間に介在させられる環状のガスケットと、前記第１のスリーブが挿入される貫通孔を有する雄ねじ部材と前記第２のスリーブが挿入される貫通孔を有する雌ねじ部材と、を備え、前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材の螺合によって前記第１および第２のスリーブが結合される管継手であって、
前記雄ねじ部材の外周表面の前記雌ねじ部材により覆われていない部分に、ガスケット外周と接する空間と当該雄ねじ部材の貫通孔を経由して連通するリークポートを有する、管継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管継手に係り、特に、リークポートを有する管継手に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置等の高いクリーン度と耐薬品性、密封性が要求される各種バルブや配管等を接続する管継手として、例えば、特許文献１や特許文献２に示す継手が知られている。この管継手は、一端部にフランジ部とシール部を有する管材である第１及び第２のスリーブの前記一端部（継手側端部）同士が、環状のガスケットを介して突き合わされ、第１のスリーブのフランジ部に係合した雌ねじ部材（袋ナット）と、第２のスリーブのフランジ部に係合した雄ねじ部材（カップリング）とが互いに螺合して、２つのスリーブを結合し、シールするようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－６８２６９号公報

【文献】特開２０１６－２０５４０８号公報

【文献】実開平５－８６０８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような管継手において、ガスケットのシール部からのリーク流体を検知するには、例えば、袋ナットにリークポートを設けていた。しかしながら、この方法では、継手を締結する際に、スリーブに対してカップリングを固定し、袋ナットを回転させるので、リークポートの位置が一定でなく、継手の締結後のリークポートにリーク検知機構を接続する施工作業が容易ではない。
また、上記のような管継手では、袋ナットおよびカップリングを用いてスリーブ同士を結合する構造であるため、リーク流体のリーク経路が、リークポート以外にもねじ部も含めて多数存在し、リーク流体がリークポートに達する前に、リークポート以外の他のリーク経路からリーク流体が外部にリークすることがあり、リーク検知が遅くなりやすく、検知感度が低下しやすい。
例えば、特許文献３に開示された技術のように、リークポート以外のリーク経路をＯリングでシールし、リーク流体をリークポートに集める方法が考えられる。しかしながら、上記のような管継手が有する多数のリーク経路にそれぞれＯリングを設けるとＯリングの数も増加し、複数の部品が密集する領域に複数のＯリングを設ける必要があり、工数も増加する。

【0005】

本発明の目的の一つは、リークポートへのリーク検知機構の施工作業が容易で、リーク検知感度も改善された管継手を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る管継手は、互いに連通する流体通路を有する第１および第２のスリーブと、前記第１および第２のスリーブの突き合わせ端面の間に介在させられる環状のガスケットと、前記第１のスリーブが挿入される貫通孔を有する雄ねじ部材と前記第２のスリーブが挿入される貫通孔を有する雌ねじ部材と、を備え、前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材の螺合によって前記第１および第２のスリーブが結合される管継手であって、
前記雄ねじ部材の外周表面の前記雌ねじ部材により覆われていない部分で開口し、かつ、前記雄ねじ部材と前記第１のスリーブとの間隙と接続された、前記第１および第２のスリーブと前記ガスケットとの間からのリーク流体を検知するためのリークポートを有する。
前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材の締結時には、前記雄ねじ部材は前記第１および第２のスリーブに対して固定され、前記雌ねじ部材は前記第１および第２のスリーブに対して回転させられる。この時、好適には、前記第２のシール部材は、前記第１のスリーブと前記雄ねじ部材との間で変形して、前記雄ねじ部材の前記第１のスリーブに対する回転を規制する仮止めの役割を果たす。

【0007】

好適には、前記雄ねじ部材は、円筒状に形成された先端部が前記第２のスリーブまで延びて、前記第１のスリーブと前記第２のスリーブとの突き合わせ部の外周面を覆っており、
前記リーク流体が前記雄ねじ部材の先端部と前記第２のスリーブとの間隙を通じて前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材との螺合部に形成される間隙および前記第２のスリーブと前記雌ねじ部材との間隙にリークするのを阻止する環状の第１のシール部材と、
前記雄ねじ部材の前記リークポートの配置位置よりも後端部（第２のスリーブとは逆方向）側に配置され、かつ、前記第１のスリーブと前記雄ねじ部材との間隙をシールする環状の第２のシール部材と、を有する、構成を採用できる。

【0008】

さらに好適には、前記第１のシール部材は、前記雌ねじ部材に保持され、前記雌ねじ部材の締め付けの進行に伴って前記雄ねじ部材の先端面と当該雌ねじ部材との間で圧縮されて変形し、前記第２のスリーブの突き合わせ部外周面に密着する、構成を採用できる。
さらに好適には、前記第１のシール部材は、変形により、前記雄ねじ部材の先端部と前記第２のスリーブとの間隙を通じて、前記螺合部に通ずる前記雄ねじ部材の先端部と前記雌ねじ部材との間隙と、前記第２のスリーブと前記雌ねじ部材との間隙とにリーク流体がリークするのを阻止する、構成を採用できる。

【0009】

代替的には、前記第１のシール部材は、前記雄ねじ部材の先端部と前記第２のスリーブの突き合わせ部との間に設けられている、構成を採用できる。

【0010】

好適には、前記第１および第２のスリーブは、突き合わせ部にフランジ部を有し、
前記雄ねじ部材は、前記第１のスリーブが挿入される小径孔部と、当該小径孔部の内径よりも大径を有し前記第１のスリーブのフランジ部を受け入れる大径孔部と、前記小径孔部と前記大径孔部との間の段差によって形成され、前記第１のスリーブのフランジ部の円環状の壁面と当接する円環状の係合面と、を有し、
前記係合面又は壁面の一部には、前記第１のスリーブと前記小径孔部との間隙と、前記フランジ部と前記大径孔部との間隙とを連通させるための溝部が形成されている、構成を採用できる。
また、本発明の管継手は、互いに連通する流体通路を有する第１および第２のスリーブと、前記第１および第２のスリーブの突き合わせ端面の間に介在させられる環状のガスケットと、前記第１のスリーブが挿入される貫通孔を有する雄ねじ部材と前記第２のスリーブが挿入される貫通孔を有する雌ねじ部材と、を備え、前記雄ねじ部材と前記雌ねじ部材の螺合によって前記第１および第２のスリーブが結合される管継手であって、
前記雄ねじ部材の外周表面の前記雌ねじ部材により覆われていない部分に、ガスケット外周と接する空間と当該雄ねじ部材の貫通孔を経由して連通するリークポートを有する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、検知感度が改善され、リークポートへのリーク検知機構の施工作業が容易で、リーク検知感度も改善された管継手が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態に係る管継手の縦断面図。

【図2】図１の管継手の締結前の状態を示す縦断面図。

【図3A】雄ねじ部材の縦断面図。

【図3B】雄ねじ部材の右側面図。

【図4】本発明の実施形態に係る管継手の変形例を示す縦断面図。

【図5】本発明の実施形態に係る管継手のさらに他の変形例を示す縦断面図。

【図6】本発明の実施形態に係る管継手のさらに他の変形例を示す縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る管継手を示す縦断面図である。
管継手１は、一端部が突き合わされて互いに連通する流体通路を有する管材からなる２つのスリーブ１０（１０Ａ，１０Ｂ）と、スリーブ１０Ａ，１０Ｂの突き合わせ端面の間に介在させられる環状のガスケット２０と、スリーブ１０Ａの外周に嵌め合わされた略円筒状の雄ねじ部材３０と、スリーブ１０Ｂの外周に嵌め合わされた略円筒状の雌ねじ部材４０と、雌ねじ部材４０に保持された環状のシール部材５０と、雄ねじ部材３０に保持された環状のシール部材６０とを有する。

【0014】

スリーブ１０は、内部が流体通路となっており、突き合わせ端部にフランジ部１１が設けられ、突き合わせ端面にはスリーブ１０の軸方向に円環状に突出し、ガスケット２０に当接してシールするシール部１０ｔが形成されている。スリーブ１０は、例えば、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼等の金属で形成されている。
スリーブ１０Ａ、１０Ｂの突き合わせ部にそれぞれ形成された凹部１２には、ガスケット２０およびこれを保持するリテーナ８０が収容され、リテーナ８０はスリーブ１０Ａ側の凹部１２に装着されている。

【0015】

ガスケット２０は、ニッケル合金等の金属製で、スリーブ１０Ａ，１０Ｂのシール部１０ｔの間で押圧されて塑性変形することで、スリーブ１０Ａおよびスリーブ１０Ｂとガスケット２０の間はシールされる。

【0016】

雄ねじ部材３０は、図３Ａおよび図３Ｂにも示すように、円筒状に形成された金属製の部材であり、内部には、スリーブ１０Ａがる小径孔部３１と小径孔部３１の内径よりも大径でスリーブ１０Ａのフランジ部１１を受け入れる大径孔部３２とが形成されている。小径孔部３１と大径孔部３２との間の段差によって形成される円環状の係合面３５は、スリーブ１０Ａのフランジ部１１の後端側の円環状の壁面１１ａと当接する。係合面３５には、周方向の一部に円弧状の溝３５ａが形成されている。この溝３５ａは、後述するように、リーク流体の流路を確保するために設けられている。
雄ねじ部材３０の外周面には、雄ねじ３７が形成され、この雄ねじ３７の先端側（図３において右側）、円筒状に形成された先端部３４が形成されている。先端部３４は、図１に示すように、スリーブ１０Ｂ（のフランジ部１１の外周面）まで延びて、スリーブ１０Ａとスリーブ１０Ｂとの突き合わせ部の外周面を覆っている。先端部３４の円環状の先端面３０ａは、後述するように、スリーブ１０Ｂに保持されたシール部材５０を押圧する。
雄ねじ部材３０の外周面の後端面３０ｂ側には、工具が係合する六角形状の工具係合部３６が形成されている。工具係合部３６には、外周表面で開口し小径孔部３１に連通するリークポート３８が形成されている。リークポート３８は図１においてはリーク検知機構（図示せず）を取り付けるために内側にネジが形成されている。
雄ねじ部材３０の小径孔部３１の後端面３０ｂ側には、シール部材６０が装着される溝部３３が形成されている。
なお、シール部材６０はスリーブ１０Ａに設けられた溝部に装着されてもよい。

【0017】

図１に戻って、雌ねじ部材４０は、いわゆる袋ナットであり、円筒状に形成され、後端部４１の中心部にはスリーブ１０Ｂの外周面が挿入される貫通孔４２が形成され、後端部４１とスリーブ１０Ｂのフランジ部１１との間には供回り防止部材７０（好適にはワッシャ、ベアリング）が設けられている。雌ねじ部材４０の内周面には、後端部４１と隣接する位置にシール部材５０を装着するための溝４４が形成され、さらに、後端部４１と逆側には雄ねじ部材３０の雄ねじ３７と螺合する雌ねじ４３が形成されている。

【0018】

シール部材５０は、樹脂で形成され、図２に示すように、管継手１が締結される前は、溝に装着された部分以外は変形していない。なお、雄ねじ部材３０と雌ねじ部材４０の締結時に、雄ねじ部材３０はスリーブ１０Ａ，１０Ｂに対して固定され、雌ねじ部材４０はスリーブに１０Ａ，１０Ｂ対して回転させられる。スリーブ１０Ａ，１０Ｂの突き合わせ部と反対側の端部は、図示しないチューブに溶接等によって接続されている。
シール部材５０は、雌ねじ部材４０の締め付けの進行に伴って雄ねじ部材３０の先端面３０ａと雌ねじ部材４０の後端部４１の壁面との間で圧縮されて変形し、図１に示したように、Ｒ形状に湾曲した内周面がスリーブ１０Ｂのフランジ部１１の外周面に密着する。

【0019】

シール部材６０は、樹脂で形成され、弾性変形した状態でスリーブ１０Ａの外周面に嵌合している。シール部材６０が変形してスリーブ１０Ａの外周面に密着することにより、シール部材６０は、雄ねじ部材３０のスリーブ１０Ａに対する回転を規制する仮止めの役割を果たす。このシール部材６０により、雌ねじ部材４０の締め付け時に、雄ねじ部材３０がスリーブ１０Ａに対して回転するのを阻止することができる。

【0020】

管継手１においては、リーク流体が侵入し得る複数の間隙Ｇ１～Ｇ６が形成される。
間隙Ｇ１は、雄ねじ部材３０の大径孔部３２の内周面とスリーブ１０Ｂのフランジ部１１の外周面との間に形成される。
間隙Ｇ２は、雄ねじ部材３０の先端部３４の外周面と雌ねじ部材４０の内周面との間に形成される。
間隙Ｇ３は、間隙Ｇ２と連通しており、雄ねじ部材３０の雄ねじ３７と雌ねじ部材４０の雌ねじ４３との螺合部に形成される。
間隙Ｇ４は、スリーブ１０Ｂの外周面と雌ねじ部材４０の貫通孔４２の内周面との間に形成される。
間隙Ｇ５は、スリーブ１０Ａのフランジ部１１の外周面と雄ねじ部材３０の大径孔部３２の内周面との間に形成される。
間隙Ｇ６は、スリーブ１０Ａの外周面と雄ねじ部材３０の小径孔部３１の内周面との間に形成される。

【0021】

シール部材５０が存在しない場合、間隙Ｇ１～Ｇ４は連通している。シール部材５０は、変形することで、間隙Ｇ１および間隙Ｇ２をシールし、間隙Ｇ１を通じてリーク流体が間隙Ｇ２，Ｇ３および間隙Ｇ４に漏れるのを阻止する。

【0022】

間隙Ｇ５と間隙Ｇ６とは、雄ねじ部材３０の係合面３５の溝３５ａを通じて連通している。
雄ねじ部材３０の係合面３５は、管継手１が締結されると、壁面１１ａと密に接触するため、間隙Ｇ５と間隙Ｇ６との間の連通が遮断される可能性があるが、雄ねじ部材３０の係合面３５の溝３５ａが存在することで、間隙Ｇ５と間隙Ｇ６との連通が確保される。

【0023】

ガスケット２０の外周にリークしたリーク流体は、間隙Ｇ１がシール部材５０でシールされているので、間隙Ｇ５にのみ流出し、溝３５ａおよび間隙Ｇ６を通じてリークポート３８に集まる。リークポート３８にリーク検知機構を設ければ、高感度でリークを検知することができる。

【0024】

本実施形態によれば、回転させない雄ねじ部材３０にリークポート３８を設けたので、リークポート３８へのリーク検知機構の施工作業が容易となる。加えて、リークポート３８以外に流体が漏れる経路が存在しないので、リーク検知感度も改善できる。

【0025】

図４に本発明の管継手の変形例を示す。なお、図４の構成要素のうち上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を使用している。
管継手１Ｂは、上記したシール部材５０の代わりに、シール部材５０Ｂをスリーブ１０Ｂのフランジ部１１の外周面と雄ねじ部材３０の先端部３４の内周面との間に設けて、間隙Ｇ１をシールしている。このような構成によれば、リーク流体が間隙Ｇ１を通じて、間隙Ｇ２，Ｇ３およびＧ４に流出するのを阻止できる。

【0026】

図５に本発明の管継手のさらに他の変形例を示す。なお、図５の構成要素のうち上記実施形態と同様の構成要素には同一の符号を使用している。
管継手１Ｃは、雄ねじ部材３０の工具係合部３６に設けられたリークポート３８の代わりに、工具係合部３６より前方で雌ねじ部材４０により覆われていない位置にリークポート３８ｂが形成されている。

【0027】

図６に本発明の管継手のさらに他の変形例を示す。なお、図６の構成要素のうち図1に示した管継手１と同様の構成要素には同一の符号を使用している。
管継手１Ｄと図1に示した管継手１とで異なる点は、管継手１Ｄはシール部材６０がスリーブ１０Ａに形成された溝１０ｒに設けられていることである。
この構成によれば、溝１０ｒにシール部材６０を装着することなく、雄ねじ部材３０にスリーブ１０Ａを挿入した状態で、スリーブ１０Ａの図示しない端部と図示しないチューブとを溶接で接続し、その後に、溝１０ｒにシール部材６０を装着できる。この結果、シール部材６０が溶接による熱の影響を受けるのを避けることができる。

【0028】

本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。

【符号の説明】

【0029】

１，１Ｂ，１Ｃ,１Ｄ ：管継手
１０，１０Ａ，１０Ｂ ：スリーブ
１０ｔ ：シール部
１０ｒ ：溝
１１ ：フランジ部
１１ａ ：壁面
１２ ：凹部
２０ ：ガスケット
３０ ：雄ねじ部材
３０ａ ：先端面
３０ｂ ：後端面
３１ ：小径孔部(貫通孔)
３２ ：大径孔部
３３ ：溝部
３４ ：先端部
３５ ：係合面
３５ａ ：溝
３６ ：工具係合部
３７ ：雄ねじ
３８，３８ｂ ：リークポート
４０ ：雌ねじ部材
４１ ：後端部
４２ ：貫通孔
４３ ：雌ねじ
４４ ：溝
５０，５０Ｂ，６０ ：シール部材
７０ ：供回り防止部材
８０ ：リテーナ
Ｇ１－Ｇ６ ：間隙

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】