ガスケット、および、これを用いた管継手
【課題】締め付けトルクが従来よりも小さくても、気密性を確保できるガスケットおよびこれを用いた気密性の高い管継手を提供すること。
【解決手段】管継手は、第１管ピースと、第１管ピースに連通して接続される第２管ピースと、リング形状のガスケット３と、第１管ピースおよび第２管ピースを締結させる袋ナット部材とを備える。第１管ピースの第１接続面には、環状の第１突条部が形成され、第２管ピースの第２接続面には、環状の第２突条部が形成される。ガスケット３は、第１接続面および第２接続面に対向する一対の対向側面３５を有するガスケット本体３１と、この外周面に沿って環状に形成された収納溝３４に収納されたリング形状のスプリング３２とを備える。両対向側面３５には、第１突条部および第２突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接される環状当接部としてのＶ字溝３６が形成されている。
【解決手段】管継手は、第１管ピースと、第１管ピースに連通して接続される第２管ピースと、リング形状のガスケット３と、第１管ピースおよび第２管ピースを締結させる袋ナット部材とを備える。第１管ピースの第１接続面には、環状の第１突条部が形成され、第２管ピースの第２接続面には、環状の第２突条部が形成される。ガスケット３は、第１接続面および第２接続面に対向する一対の対向側面３５を有するガスケット本体３１と、この外周面に沿って環状に形成された収納溝３４に収納されたリング形状のスプリング３２とを備える。両対向側面３５には、第１突条部および第２突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接される環状当接部としてのＶ字溝３６が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続される管ピースの間に介在され、これら管ピースの接続面における気密性を高めるガスケット、および、これを用いた管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体および液晶などの製造には、薄膜成形するための材料としてアンモニア、笑気ガス、三フッ化窒素、および、フッ素等のフッ素系ガスなどのプロセスガスが用いられている。これらのプロセスガスを、薄膜成形が行われるリアクターへ供給するガス供給装置が知られている。
プロセスガスは、不純物が含まれると反応の大きさが小さくなることから、高純度が求められている。そのため、ガス供給装置では、ガスタンクからリアクターまで、配管を通してプロセスガスを輸送しているが、この配管内に異物が混入しないように注意する必要がある。また、ガスは有害性であるので、配管からのガス漏れを防がなければならない。
特に異物が混入しやすい、および、ガス漏れが起きやすい配管の個所の１つとして、配管と配管を接続する管継手が挙げられる。
【０００３】
従来の管継手の構造として、図７および図８に示す構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。管継手１０１は、図７に示すように、雄ねじピース１１０と、この雄ねじピース１１０が螺合される雌ねじピース１４０とを備えている。雄ねじピース１１０は、外周面に雄ねじ１１７が形成されるとともに、その軸方向に沿って流体の通路１１６が形成され、この通路１１６の基端は図示しない管に接続されている。雄ねじピース１１０には、凹部１１３が形成され、この凹部１１３の底面には、軸方向に突出する突起１１８が形成されている。
【０００４】
雌ねじピース１４０は、雌ねじピース本体１４１と、この雌ねじピース本体１４１に係合される係合ピース１２０とを備えている。雌ねじピース本体１４１は、内周面に雄ねじ１１７に螺合される雌ねじ１４４が形成されるとともに、その軸方向に沿って挿通孔１４６が形成されている。係合ピース１２０の先端には、凹部１２３が形成され、この凹部１２３の底面には、突起１２５が形成されている。また、凹部１２３には、ガスケット１３０が嵌合されている。係合ピース１２０には、その軸方向に沿って流体の通路１２４が形成され、この通路１２４の先端は凹部１２３の底面に接続され、通路１２４の基端は係合ピース１２０に接続された図示しない管に接続されている。
【０００５】
ガスケット１３０は、図８に示すように、環状のガスケット本体１３１と、このガスケット本体１３１の外周面に沿って取り付けられた略Ｃ字形状の押圧部材１３２とを備えている。ガスケット本体１３１は、高い耐食性を有し、シール性に優れるため、純度の高いニッケルで形成され、その両端面には、それぞれ環状の凹部１３４が形成され、外周面には溝１３３が形成されている。押圧部材１３２は、溝１３３に配置され、弾性を有する金属で形成されて、ガスケット本体１３１の径方向に拡縮可能とされている。
【０００６】
この管継手１０１によれば、ガスケット１３０を係合ピース１２０と雄ねじピース１１０との間に介装させ、雌ねじピース本体１４１を回転させて雄ねじピース１１０に螺合させると、突起１１８および突起１２５がガスケット１３０の凹部１３４を押圧するので、これにより気密性が確保される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような特許文献１に記載された管継手では、所定の締め付けトルクによって接合面のシール性が確保されている。そのために、締め付けトルクが大きいほど、高い気密性が得られる。これに対して、配管同士の接続作業の負担や効率等を考慮すると、小さい締め付けトルクであっても、高い気密性が得られる継手であることが望まれる。特に、配管同士の接続および分離が繰り返し行なわれる管継手の場合では、できるだけ小さい締め付けトルクで高い気密性が得られる方がよい。
【０００９】
本発明の目的は、締め付けトルクが従来よりも小さい場合であっても、気密性を確保できるガスケット、および、これを用いた気密性の高い管継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のガスケットは、第１管ピース、および、第１管ピースに連通して接続される第２管ピースの、互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットであって、両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、この環状当接部は、接続面に形成された環状の突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、ガスケットの環状当接部は、対向する接続面の突条部に対して、内外二重の環状接触面、つまり、二段階の面接触で当接するため、従来のような一重の面接触で当接するよりも、環状当接部と接続面との間に隙間が生じにくくでき、気密性が確実に向上される。従って、第１管ピースと第２管ピースとを締結する締結具の締め付けトルクが従来よりも小さくても、気密性を確保することができる。
環状当接部に内外二重の環状接触面が形成されるので、第１管ピースおよび第２管ピースの接続によって当接部分に作用する軸方向の押圧力が、それぞれの環状接触面に分散される。従って、押圧力の集中が緩和され、長期使用中に当接部分に亀裂が生じるといった劣化等が起きにくくなり、耐久性を向上させることができる。
また、ガスケットに設けられた構成、つまり、環状当接部の構成によって、第１管ピースおよび第２管ピースの両接続面における気密性を向上させることができるので、第１管ピースおよび第２管ピースに特別な表面加工処理を施す必要はなく、表面処理の手間を低減できる。
【００１２】
本発明のガスケットでは、環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部を有し、断面Ｖ字形の凹状に形成されることが好ましい。
このような構成によれば、環状当接部がＶ字形に窪んだ形状であり、この環状当接部に突条部が当接することで、内外二重の環状接触面が一対の傾斜部と突条部との当接部分に形成される。従って、ガスケットと突条部とが、接続面の面内方向にずれることが防止され、安定した気密性を得られる。
また、環状当接部は断面Ｖ字形という簡単な形状であるので、ガスケットの加工がしやすい。
【００１３】
本発明のガスケットでは、リング形状の外周面に沿って環状に形成された収納溝と、この収納溝に収納されたリング形状のスプリングと、を備えていることが好ましい。
このような構成によれば、例えば、第１管ピースおよび第２管ピースの接続面の一方に凹部を形成し、ガスケットが、その凹部の内周に嵌合された状態で使用される場合、凹部と、ガスケットとが嵌め合い状態になるような精度に、ガスケットの寸法を仕上げなくてもよいので、加工の手間やコストを低減させることができる。つまり、ガスケットの外径寸法を凹部の内径寸法より小さく形成しても、スプリングが凹部の内周を保持するので、ガスケットが凹部から脱落しにくく、かつ、スプリングが弾性変形するので外しやすい。また、このことは、ガスケットを凹部の内周に嵌めやすいという利点もある。従って、ガスケットの交換作業を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の管継手は、第１管ピースと、この第１管ピースに連通して接続される第２管ピースと、第１管ピースおよび第２管ピースの互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットと、このガスケットを挟んで第１管ピースおよび第２管ピースを締結させる締結具と、を備えた管継手であって、第１管ピースおよび第２管ピースの少なくとも一方の接続面には、環状の突条部が形成され、ガスケットは、両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、この環状当接部は、突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とする。
このような構成によれば、本発明の管継手は、前述した高い気密性を備えることができる。
【００１５】
本発明の管継手では、突条部は、半円形断面を有し、環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部と、円弧状の底部とを有し、断面Ｖ字形の凹状に形成され、一対の傾斜部は、底部の両端の接線方向に連続して形成され、突条部の曲率半径は、底部の曲率半径よりも大きく設定されることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、環状当接部が断面Ｖ字形状に形成されるので、環状当接部の一対の傾斜部と、突条部の頂部を挟んだ両側２箇所の範囲とが互いに当接する。また、突条部の曲率半径は、底部の曲率半径よりも大きいので、突条部の頂部は、底部に当接せず、突条部と底部との間に隙間が形成される。従って、環状当接部に内外二重の環状接触面が確実に形成され、高い気密性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は管継手の軸方向の断面図である。
本実施形態の管継手は、第１管ピース１と、第１管ピース１に連通して接続される第２管ピース２と、第１管ピース１および第２管ピース２の互いに対向する第１接続面１６および第２接続面２５の間に介在されるリング形状のガスケット３と、このガスケット３を挟んで第１管ピース１および第２管ピース２を締結させる締結具としての袋ナット部材４と、この袋ナット部材４および第２管ピース２の間に介在されたベアリング５とから構成される。
【００１８】
第１管ピース１は、ステンレス製であり、直径約２０〜３０mmの円筒状の管本体１１と、管本体１１の基端に連続して設けられた容器部１２と、これら管本体１１の内部に軸方向に沿って形成された流体の第１管通路１３と、から構成される。
管本体１１の外周面には、先端側から形成された雄ねじ１４が形成され、管本体１１の先端部には、第１凹部１５が形成されている。第１凹部１５の底面は、第１接続面１６とされる。第１管通路１３の先端は第１接続面１６の中央に開口され、第１管通路１３の基端は容器部１２の内部と連通している。第１接続面１６には、中央の第１管通路１３を囲んで環状の第１突条部１７が形成される。この第１突条部１７は半円形断面を有する。
【００１９】
第２管ピース２は、ステンレス製であり、直径約２０〜３０mmの円筒状の管本体２１と、管本体２１の基端面から軸方向へ向かって延設されたパイプ部２２と、これら管本体２１およびパイプ部２２の内部に軸方向に沿って形成された流体の第２管通路２３と、から構成される。
管本体２１の先端側（第１接続面１６に対向する側）には、第２凹部２４が形成され、この第２凹部２４には、ガスケット３が嵌合されている。第２凹部２４の底面は、第２接続面２５とされる。第２管通路２３の先端は第２接続面２５の中央に開口され、第２管通路２３の基端はパイプ部２２の基端側に接続された図示しない管材等に接続される。
第２接続面２５には、中央の第２管通路２３を囲んで環状の第２突条部２６が形成される。第２突条部２６は、半円形断面を有し、ガスケット３を介して第１突条部１７に対向する位置に設けられる。
【００２０】
図２はガスケット３の軸方向の断面図である。
ガスケット３は、図２に示すように、環状のガスケット本体３１と、このガスケット本体３１の外周面に沿って取り付けられたスプリング３２と、ガスケット本体３１の中央部を貫通するガスケット口３３と、を備える。
ガスケット本体３１は、高い耐食性を有する純度の高いニッケルで形成され、その外周面にはスプリング３２を収納する収納溝３４が形成される。なお、ガスケット本体３１は、ステンレス製でもよい。ニッケル、ステンレス等の高い耐食性を有する金属は、その硬度が高いため、ガスケットのシール性を十分に確保できない場合がある。そのため、ニッケル、ステンレス等の金属の硬度が第１、第２管ピース１，２よりも小さくなるように、焼きなまし等の熱処理を施すことが好ましい。
【００２１】
ガスケット本体３１には、第１管ピース１の第１接続面１６および第２管ピース２の第２接続面２５にそれぞれ対向する一対の対向側面３５が設けられる。
対向側面３５には、ガスケット口３３を囲んで環状のＶ字溝３６がそれぞれ形成される。本発明の環状当接部としてのＶ字溝３６は、鋭角ではなく円弧状に形成された底部３６１と、この底部３６１に向かって互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部３６２とを有し、略Ｖ字形の断面形状を備える。一対の傾斜部３６２は、対向側面３５に対してそれぞれ約４５度の傾斜角（図２中のα）を有し、かつ、底部３６１の両端からその接線方向に連続して形成される。これらのＶ字溝３６は、第１突条部１７および第２突条部２６に対向する位置にそれぞれ設けられる。なお、傾斜部の傾斜角αは、２０度〜７０度の範囲で設定される。
【００２２】
スプリング３２は、Ｃ字状に歪曲させたステンレス製の線条材である。このスプリング３２は、収納溝３４に配置され、周方向に変形および復元する弾性を有している。
【００２３】
図１において、袋ナット部材４は、軸方向に直交する断面形状が六角形に形成されたステンレス製の六角筒部材であり、外周に形成された六角部４１と、先端側（容器部１２側）の内壁面に、先端側から形成された雌ねじ４２とを備える。
袋ナット部材４の筒内には、ベアリング５を介して、第２管ピース２が収納され、この第２管ピース２に対して袋ナット部材４が回転自在とされる。さらに、雌ねじ４２が、第１管ピース１の雄ねじ１４に螺合することにより、第１管ピース１と第２管ピース２とが締結される。また、ガスケット３は、第１突条部１７および第２突条部２６によって挟持される。
袋ナット部材４の内壁には、内周方向に沿って環状の規制部材６が係止される。規制部材６は、ベアリング５よりも先端側の位置に、管本体２１の外周面と袋ナット部材４の内壁の間に介在され、ベアリング５が袋ナット部材４の筒内から抜けないように規制する。
【００２４】
図３は、ガスケット３および第１管ピース１の接続部分を拡大して示す断面図である。
Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２には、第１突条部１７の頂部１８を挟んだ両側２箇所の範囲と当接する環状接触面Ｓ１，Ｓ２が形成される。環状接触面Ｓ１，Ｓ２は、ガスケット口３３（図２）を囲んで内外二重に形成される。
第１突条部１７の外周において、その頂部１８を挟んだ２箇所の範囲には、一対の傾斜部３６２との当接によって弾性変形することにより、環状接触面Ｓ１，Ｓ２と面接触する平坦部が形成される。また、一対の傾斜部３６２は、弾性変形して当接前よりも大きい傾斜角を形成する。つまり、Ｖ字溝３６の開口幅が広がって、第１突条部１７との密着性が高まる。
なお、第１突条部１７の半円形断面の曲率半径Ｒ１は、Ｖ字溝３６の底部３６１の曲率半径Ｒ２よりも大きいので、頂部１８と底部３６１との間には所定の隙間を有する。これによって、頂部１８が底部３６１と当接して、二重の環状接触面が形成されなくなるようなことを防止できる。
ガスケット３および第２管ピース２の接続部分は、ガスケット３および第１管ピース１の接続部分と同じである。
【００２５】
上述のガスケット３、および、袋ナット部材４等を用いて、第１管ピース１および第２管ピース２を締結させる管継手の組立方法を説明する。
まず、ガスケット本体３１の外周面に、スプリング３２を、その半径が大きくなるように変形させながら嵌め込み、収納溝３４に収納する。そして、ガスケット３を第２管ピース２の第２凹部２４に嵌合する。このとき、第２管ピース２側の対向側面３５におけるＶ字溝３６は、第２突条部２６に当接する。次に、第２管ピース２を、袋ナット部材４の筒内へ収納する。
【００２６】
第２管ピース２を第１ピース１の第１凹部１５に挿入して、ガスケット３の第１管ピース１側のＶ字溝３６を第１突条部１７に当接させる。この状態で、第１管ピース１の雄ねじ１４と雌ねじ４２とを螺合させていく。このとき、袋ナット部材４の六角部４１をレンチ等で挟み、そのレンチ等を回して、袋ナット部材４を所定の締め付けトルクで締結する。第２管ピース２および袋ナット部材４との間には、ベアリング５が介在されているため、袋ナット部材４のみが回転し、第２管ピース２が回転しない。従って、締め付けの際に第１管ピース１および第２管ピース２とガスケット３との当接部分が磨耗したりせず、保護される。
【００２７】
袋ナット部材４を締め付けるにつれて、第１管ピース１および第２管ピース２の各基端側から先端側へ向かう軸方向の押圧力が、それぞれの第１接続面１６および第２接続面２５に働く。これによって、第１接続面１６および第２接続面２５が、ガスケット３を挟んで互いに強い力で押圧し合う。図３に示すように、第１突条部１７の頂部１８を挟んだ２箇所の範囲は、Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２と当接して、一対の傾斜部３６２に内外二重の環状接触面Ｓ１，Ｓ２が形成される。
【００２８】
袋ナット部材４を所定の締め付けトルクとなるまで締め付けると、環状接触面Ｓ１，Ｓ２は、０．１mm〜０．４mm程度の幅寸法を有する。なお、環状接触面Ｓ１，Ｓ２の幅寸法は、管継手の寸法、または、管継手を流れる流体の流量などに合わせて適宜設定されるのがよい。
このようにして、第１管ピース１および第２管ピース２の締結が完了し、第１管通路１３および第２管通路２３が高い気密性で連通される。
【００２９】
このような構成によれば、本実施形態の管継手は、次のような効果を期待できる。
（１）Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２は、対向する第１突条部１７および第２突条部２６に対して、内外二重の環状接触面、つまり、二段階の面接触で当接するため、従来のような一重の面接触で当接するよりも、ガスケット３と第１管ピース１および第２管ピース２との間に隙間が生じにくくでき、気密性が確実に向上される。従って、袋ナット部材４の締め付けトルクが小さい場合であっても、気密性を確保できる。
（２）環状接触面Ｓ１，Ｓ２が内外二重に形成されるので、第１管ピース１および第２管ピース２の接続によって当接部分に作用する軸方向の押圧力が、それぞれの環状接触面Ｓ１，Ｓ２に分散される。従って、押圧力の集中が緩和され、長期使用中に当接部分に亀裂が生じるといった劣化が起きにくくなり、耐久性が向上する。
【００３０】
（３）Ｖ字溝３６に形成される環状接触面Ｓ１，Ｓ２によって、第１接続面１６および第２接続面２５における気密性を向上させることができるので、第１管ピース１および第２管ピース２に特別な表面加工処理を施す必要はなく、表面処理の手間を低減できる。
（４）Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２と第１突条部１７および第２突条部２６とが互いに当接することで、第１突条部１７および第２突条部２６とガスケット３とがずれにくく、安定した気密性を得られる。
【００３１】
（５）Ｖ字溝３６が簡単な形状であるので、ガスケット３の加工がしやすい。
（６）第２凹部２４とガスケット３との嵌め合い精度が不要となるので、加工の手間やコストを低減させることができる。つまり、ガスケット３の外径寸法を第２凹部２４の内径寸法より小さく形成しても、スプリング３２が第２凹部２４の内周を保持するので、ガスケット３が第２凹部２４から脱落しにくく、かつ、スプリング３２が弾性変形するので外しやすい。また、このことは、ガスケット３を第２凹部２４の内周に嵌めやすいという利点もある。従って、ガスケット３の交換作業を容易に行うことができる。
【００３２】
（７）第１突条部１７の曲率半径Ｒ１は、底部３６１の曲率半径Ｒ２よりも大きいので、第１突条部１７の頂部１８は、底部３６１に当接せず、第１突条部１７と底部３６１との間に隙間が形成される。従って、Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２に内外二重の環状接触面Ｓ１，Ｓ２が確実に形成され、高い気密性を得ることができる。
（８）ガスケット３は金属製部材から加工されているため、つまり、周囲の熱や水分等を吸収し膨潤する部材が用いられていないため、形態が変形しにくく、第１接続面１６および第２接続面２５における気密性を長期に亘って保つことができる。
【００３３】
（９）スプリング３２は、Ｃ字形状であり、周方向へ変形および復元する弾性を備えているため、ガスケット３の収納溝３４に収納する際に、その径寸法が大きくなるように変形させることで、ガスケット３の外径寸法よりも径寸法を容易に大きくすることができるため、収納溝３４に入れやすくなる。また、同様の作用により、収納溝３４から外しやすい。これより、ガスケット３の交換作業がしやすくなる。
【００３４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、第１接続面１６および第２接続面２５に半円形断面の第１突条部１７および第２突条部２６が形成されているとしたが、これに限られず、本発明の突条部としては、少なくとも第１接続面１６および第２接続面２５から突出するものであればよく、例えば、一つの突条部に２以上の凸部を有したものでもよい。
【００３５】
また、ガスケット３の対向側面３５には、環状当接部としてのＶ字溝３６が形成されているとしたが、これに限られない。すなわち、本発明の環状当接部は、第１接続面１６の第１突条部１７および第２接続面２５の第２突条部２６に対して、それぞれ内外二重の環状接触面で当接されるような形状であればよい。図４に示す例などが考えられる。
図４に示すガスケット３Ａの対向側面３５には、本発明の環状当接部としての半楕円形断面のＵ字溝３６Ａが形成される。Ｕ字溝３６Ａの底部を挟んだ両側２箇所の曲率半径は、第１突条部１７および第２突条部２６の曲率半径より大きく設定される。一方、Ｕ字溝３６Ａの底部の曲率半径は、第１突条部１７および第２突条部２６の曲率半径より小さく設定される。このようにすれば、Ｕ字溝３６Ａの底部を挟んだ両側２箇所の範囲と、第１突条部１７および第２突条部２６の頂部を挟んだ両側２箇所の範囲とが当接し、Ｕ字溝３６Ａに内外二重の環状接触面が形成され、高い気密性を得ることができる。
【００３６】
図４に示すガスケット本体３１の一対の対向側面３５において、少なくとも一方の対向側面３５に本発明の環状当接部が形成されればよく、他方の対向側面３５には、本発明の環状当接部とは異なる当接部が形成されるようにしてもよい。また、一方の対向側面３５には、例えば、図２に示すＶ字溝３６が形成され、他方の対向側面３５には、図４のＵ字溝３６Ａが形成されるという組み合わせでもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、前記実施形態で述べた構成と略同様の構成であるガスケットおよび管継手においてリーク（漏れ）試験を実施し、以下の評価を行う。
【００３８】
〔１．評価項目〕
リークが生じない締め付けトルクの条件出しを行う。
〔２．測定条件〕
締め付けトルク、試験用ガスおよびリーク検出の下限値については、次のような測定条件とする。
（１）試験体数 ５個
（２）締め付けトルク ５、６．５、８、１０、１５、２０、２５、３０N・m
（３）試験用ガス ヘリウムガス
（４）リーク検出の下限値 ６．５５×１０−９Pa/s （５×１０−１１torr/s）
【００３９】
〔３．測定方法〕
（１）管継手の一方の管ピースを閉塞し、他方の管ピースにコックを介して真空ポンプを接続する。
（２）管継手の内部を真空にして、コックを閉じ、真空ポンプを外す。
（３）ヘリウムガスを充填させた容器内に管継手を入れ、所定時間だけ維持する。
（４）管継手を取り出し、リーク検出装置でリーク量を測定する。
（５）管継手の締め付けトルクを変更して、（１）〜（４）の手順でそれぞれのリーク量を測定する。
【００４０】
〔４．結果・考察〕
本実施例の測定結果を図５に示す。また、比較例として従来の管継手（図７，８）を用いて同様のリーク試験を行なった結果を図６に示す。各図とも、縦軸にリーク量（Pa/s）を示し、横軸に締め付けトルク値（N・m）を示す。
従来の管継手では、締め付けトルク値１０N・mの場合、全試験体でリーク量が検出された。締め付けトルク値１５N・mの場合、２つの試験体でリーク量が下限値以下となったが、３つの試験体でリーク量が検出された。締め付けトルク値３０N・mの場合、全試験体でリーク量が下限値以下となった。
本実施例の管継手では、締め付けトルク値５N・mの場合、１つの試験体でリーク量が下限値以下となった。締め付けトルク値６．５N・mの場合、４つの試験体でリーク量が下限値以下となった。締め付けトルク値８N・mの場合、全試験体でリーク量が下限値以下となった。
このように、従来の管継手の場合には、締め付けトルクが３０N・m以上必要であるのに対して、本実施例の管継手の場合には、締め付けトルクが８N・m以上であれば、従来の管継手と同程度の気密性が得られることになる。
すなわち、本実施例の管継手は、従来の管継手に比べて小さい締め付けトルクで同程度の気密性が得られるとともに、従来と同程度の締め付けトルクとすれば、より高い気密性が得られることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、２つの管ピースを締結する管継手に利用できる他、ある２つの部材を、隙間無く接続するための接続具にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態にかかる管継手の軸方向断面図。
【図２】同上の実施形態の管継手に用いられるガスケットの厚み方向断面図。
【図３】同上の実施形態の管継手の接続部分を示す拡大断面図。
【図４】本発明の変形例にかかるガスケットの厚み方向断面図。
【図５】本発明の実施例にかかる測定結果を示すグラフ。
【図６】本発明の比較例にかかる測定結果を示すグラフ。
【図７】従来の管継手を示す軸方向断面図。
【図８】同上の管継手のガスケットの厚み方向断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１…第１管ピース、２…第２管ピース、３，３Ａ…ガスケット、４…袋ナット部材（締結具）、１６，２５…接続面、１７，２６…突条部、３２…スプリング、３４…収納溝、３５…対向側面、３６…Ｖ字溝（環状当接部）、３６Ａ…Ｕ字溝（環状当接部）、３６１…底部、３６２…傾斜部、Ｓ１，Ｓ２…環状接触面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに接続される管ピースの間に介在され、これら管ピースの接続面における気密性を高めるガスケット、および、これを用いた管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体および液晶などの製造には、薄膜成形するための材料としてアンモニア、笑気ガス、三フッ化窒素、および、フッ素等のフッ素系ガスなどのプロセスガスが用いられている。これらのプロセスガスを、薄膜成形が行われるリアクターへ供給するガス供給装置が知られている。
プロセスガスは、不純物が含まれると反応の大きさが小さくなることから、高純度が求められている。そのため、ガス供給装置では、ガスタンクからリアクターまで、配管を通してプロセスガスを輸送しているが、この配管内に異物が混入しないように注意する必要がある。また、ガスは有害性であるので、配管からのガス漏れを防がなければならない。
特に異物が混入しやすい、および、ガス漏れが起きやすい配管の個所の１つとして、配管と配管を接続する管継手が挙げられる。
【０００３】
従来の管継手の構造として、図７および図８に示す構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。管継手１０１は、図７に示すように、雄ねじピース１１０と、この雄ねじピース１１０が螺合される雌ねじピース１４０とを備えている。雄ねじピース１１０は、外周面に雄ねじ１１７が形成されるとともに、その軸方向に沿って流体の通路１１６が形成され、この通路１１６の基端は図示しない管に接続されている。雄ねじピース１１０には、凹部１１３が形成され、この凹部１１３の底面には、軸方向に突出する突起１１８が形成されている。
【０００４】
雌ねじピース１４０は、雌ねじピース本体１４１と、この雌ねじピース本体１４１に係合される係合ピース１２０とを備えている。雌ねじピース本体１４１は、内周面に雄ねじ１１７に螺合される雌ねじ１４４が形成されるとともに、その軸方向に沿って挿通孔１４６が形成されている。係合ピース１２０の先端には、凹部１２３が形成され、この凹部１２３の底面には、突起１２５が形成されている。また、凹部１２３には、ガスケット１３０が嵌合されている。係合ピース１２０には、その軸方向に沿って流体の通路１２４が形成され、この通路１２４の先端は凹部１２３の底面に接続され、通路１２４の基端は係合ピース１２０に接続された図示しない管に接続されている。
【０００５】
ガスケット１３０は、図８に示すように、環状のガスケット本体１３１と、このガスケット本体１３１の外周面に沿って取り付けられた略Ｃ字形状の押圧部材１３２とを備えている。ガスケット本体１３１は、高い耐食性を有し、シール性に優れるため、純度の高いニッケルで形成され、その両端面には、それぞれ環状の凹部１３４が形成され、外周面には溝１３３が形成されている。押圧部材１３２は、溝１３３に配置され、弾性を有する金属で形成されて、ガスケット本体１３１の径方向に拡縮可能とされている。
【０００６】
この管継手１０１によれば、ガスケット１３０を係合ピース１２０と雄ねじピース１１０との間に介装させ、雌ねじピース本体１４１を回転させて雄ねじピース１１０に螺合させると、突起１１８および突起１２５がガスケット１３０の凹部１３４を押圧するので、これにより気密性が確保される。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような特許文献１に記載された管継手では、所定の締め付けトルクによって接合面のシール性が確保されている。そのために、締め付けトルクが大きいほど、高い気密性が得られる。これに対して、配管同士の接続作業の負担や効率等を考慮すると、小さい締め付けトルクであっても、高い気密性が得られる継手であることが望まれる。特に、配管同士の接続および分離が繰り返し行なわれる管継手の場合では、できるだけ小さい締め付けトルクで高い気密性が得られる方がよい。
【０００９】
本発明の目的は、締め付けトルクが従来よりも小さい場合であっても、気密性を確保できるガスケット、および、これを用いた気密性の高い管継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のガスケットは、第１管ピース、および、第１管ピースに連通して接続される第２管ピースの、互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットであって、両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、この環状当接部は、接続面に形成された環状の突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、ガスケットの環状当接部は、対向する接続面の突条部に対して、内外二重の環状接触面、つまり、二段階の面接触で当接するため、従来のような一重の面接触で当接するよりも、環状当接部と接続面との間に隙間が生じにくくでき、気密性が確実に向上される。従って、第１管ピースと第２管ピースとを締結する締結具の締め付けトルクが従来よりも小さくても、気密性を確保することができる。
環状当接部に内外二重の環状接触面が形成されるので、第１管ピースおよび第２管ピースの接続によって当接部分に作用する軸方向の押圧力が、それぞれの環状接触面に分散される。従って、押圧力の集中が緩和され、長期使用中に当接部分に亀裂が生じるといった劣化等が起きにくくなり、耐久性を向上させることができる。
また、ガスケットに設けられた構成、つまり、環状当接部の構成によって、第１管ピースおよび第２管ピースの両接続面における気密性を向上させることができるので、第１管ピースおよび第２管ピースに特別な表面加工処理を施す必要はなく、表面処理の手間を低減できる。
【００１２】
本発明のガスケットでは、環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部を有し、断面Ｖ字形の凹状に形成されることが好ましい。
このような構成によれば、環状当接部がＶ字形に窪んだ形状であり、この環状当接部に突条部が当接することで、内外二重の環状接触面が一対の傾斜部と突条部との当接部分に形成される。従って、ガスケットと突条部とが、接続面の面内方向にずれることが防止され、安定した気密性を得られる。
また、環状当接部は断面Ｖ字形という簡単な形状であるので、ガスケットの加工がしやすい。
【００１３】
本発明のガスケットでは、リング形状の外周面に沿って環状に形成された収納溝と、この収納溝に収納されたリング形状のスプリングと、を備えていることが好ましい。
このような構成によれば、例えば、第１管ピースおよび第２管ピースの接続面の一方に凹部を形成し、ガスケットが、その凹部の内周に嵌合された状態で使用される場合、凹部と、ガスケットとが嵌め合い状態になるような精度に、ガスケットの寸法を仕上げなくてもよいので、加工の手間やコストを低減させることができる。つまり、ガスケットの外径寸法を凹部の内径寸法より小さく形成しても、スプリングが凹部の内周を保持するので、ガスケットが凹部から脱落しにくく、かつ、スプリングが弾性変形するので外しやすい。また、このことは、ガスケットを凹部の内周に嵌めやすいという利点もある。従って、ガスケットの交換作業を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の管継手は、第１管ピースと、この第１管ピースに連通して接続される第２管ピースと、第１管ピースおよび第２管ピースの互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットと、このガスケットを挟んで第１管ピースおよび第２管ピースを締結させる締結具と、を備えた管継手であって、第１管ピースおよび第２管ピースの少なくとも一方の接続面には、環状の突条部が形成され、ガスケットは、両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、この環状当接部は、突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とする。
このような構成によれば、本発明の管継手は、前述した高い気密性を備えることができる。
【００１５】
本発明の管継手では、突条部は、半円形断面を有し、環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部と、円弧状の底部とを有し、断面Ｖ字形の凹状に形成され、一対の傾斜部は、底部の両端の接線方向に連続して形成され、突条部の曲率半径は、底部の曲率半径よりも大きく設定されることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、環状当接部が断面Ｖ字形状に形成されるので、環状当接部の一対の傾斜部と、突条部の頂部を挟んだ両側２箇所の範囲とが互いに当接する。また、突条部の曲率半径は、底部の曲率半径よりも大きいので、突条部の頂部は、底部に当接せず、突条部と底部との間に隙間が形成される。従って、環状当接部に内外二重の環状接触面が確実に形成され、高い気密性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は管継手の軸方向の断面図である。
本実施形態の管継手は、第１管ピース１と、第１管ピース１に連通して接続される第２管ピース２と、第１管ピース１および第２管ピース２の互いに対向する第１接続面１６および第２接続面２５の間に介在されるリング形状のガスケット３と、このガスケット３を挟んで第１管ピース１および第２管ピース２を締結させる締結具としての袋ナット部材４と、この袋ナット部材４および第２管ピース２の間に介在されたベアリング５とから構成される。
【００１８】
第１管ピース１は、ステンレス製であり、直径約２０〜３０mmの円筒状の管本体１１と、管本体１１の基端に連続して設けられた容器部１２と、これら管本体１１の内部に軸方向に沿って形成された流体の第１管通路１３と、から構成される。
管本体１１の外周面には、先端側から形成された雄ねじ１４が形成され、管本体１１の先端部には、第１凹部１５が形成されている。第１凹部１５の底面は、第１接続面１６とされる。第１管通路１３の先端は第１接続面１６の中央に開口され、第１管通路１３の基端は容器部１２の内部と連通している。第１接続面１６には、中央の第１管通路１３を囲んで環状の第１突条部１７が形成される。この第１突条部１７は半円形断面を有する。
【００１９】
第２管ピース２は、ステンレス製であり、直径約２０〜３０mmの円筒状の管本体２１と、管本体２１の基端面から軸方向へ向かって延設されたパイプ部２２と、これら管本体２１およびパイプ部２２の内部に軸方向に沿って形成された流体の第２管通路２３と、から構成される。
管本体２１の先端側（第１接続面１６に対向する側）には、第２凹部２４が形成され、この第２凹部２４には、ガスケット３が嵌合されている。第２凹部２４の底面は、第２接続面２５とされる。第２管通路２３の先端は第２接続面２５の中央に開口され、第２管通路２３の基端はパイプ部２２の基端側に接続された図示しない管材等に接続される。
第２接続面２５には、中央の第２管通路２３を囲んで環状の第２突条部２６が形成される。第２突条部２６は、半円形断面を有し、ガスケット３を介して第１突条部１７に対向する位置に設けられる。
【００２０】
図２はガスケット３の軸方向の断面図である。
ガスケット３は、図２に示すように、環状のガスケット本体３１と、このガスケット本体３１の外周面に沿って取り付けられたスプリング３２と、ガスケット本体３１の中央部を貫通するガスケット口３３と、を備える。
ガスケット本体３１は、高い耐食性を有する純度の高いニッケルで形成され、その外周面にはスプリング３２を収納する収納溝３４が形成される。なお、ガスケット本体３１は、ステンレス製でもよい。ニッケル、ステンレス等の高い耐食性を有する金属は、その硬度が高いため、ガスケットのシール性を十分に確保できない場合がある。そのため、ニッケル、ステンレス等の金属の硬度が第１、第２管ピース１，２よりも小さくなるように、焼きなまし等の熱処理を施すことが好ましい。
【００２１】
ガスケット本体３１には、第１管ピース１の第１接続面１６および第２管ピース２の第２接続面２５にそれぞれ対向する一対の対向側面３５が設けられる。
対向側面３５には、ガスケット口３３を囲んで環状のＶ字溝３６がそれぞれ形成される。本発明の環状当接部としてのＶ字溝３６は、鋭角ではなく円弧状に形成された底部３６１と、この底部３６１に向かって互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部３６２とを有し、略Ｖ字形の断面形状を備える。一対の傾斜部３６２は、対向側面３５に対してそれぞれ約４５度の傾斜角（図２中のα）を有し、かつ、底部３６１の両端からその接線方向に連続して形成される。これらのＶ字溝３６は、第１突条部１７および第２突条部２６に対向する位置にそれぞれ設けられる。なお、傾斜部の傾斜角αは、２０度〜７０度の範囲で設定される。
【００２２】
スプリング３２は、Ｃ字状に歪曲させたステンレス製の線条材である。このスプリング３２は、収納溝３４に配置され、周方向に変形および復元する弾性を有している。
【００２３】
図１において、袋ナット部材４は、軸方向に直交する断面形状が六角形に形成されたステンレス製の六角筒部材であり、外周に形成された六角部４１と、先端側（容器部１２側）の内壁面に、先端側から形成された雌ねじ４２とを備える。
袋ナット部材４の筒内には、ベアリング５を介して、第２管ピース２が収納され、この第２管ピース２に対して袋ナット部材４が回転自在とされる。さらに、雌ねじ４２が、第１管ピース１の雄ねじ１４に螺合することにより、第１管ピース１と第２管ピース２とが締結される。また、ガスケット３は、第１突条部１７および第２突条部２６によって挟持される。
袋ナット部材４の内壁には、内周方向に沿って環状の規制部材６が係止される。規制部材６は、ベアリング５よりも先端側の位置に、管本体２１の外周面と袋ナット部材４の内壁の間に介在され、ベアリング５が袋ナット部材４の筒内から抜けないように規制する。
【００２４】
図３は、ガスケット３および第１管ピース１の接続部分を拡大して示す断面図である。
Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２には、第１突条部１７の頂部１８を挟んだ両側２箇所の範囲と当接する環状接触面Ｓ１，Ｓ２が形成される。環状接触面Ｓ１，Ｓ２は、ガスケット口３３（図２）を囲んで内外二重に形成される。
第１突条部１７の外周において、その頂部１８を挟んだ２箇所の範囲には、一対の傾斜部３６２との当接によって弾性変形することにより、環状接触面Ｓ１，Ｓ２と面接触する平坦部が形成される。また、一対の傾斜部３６２は、弾性変形して当接前よりも大きい傾斜角を形成する。つまり、Ｖ字溝３６の開口幅が広がって、第１突条部１７との密着性が高まる。
なお、第１突条部１７の半円形断面の曲率半径Ｒ１は、Ｖ字溝３６の底部３６１の曲率半径Ｒ２よりも大きいので、頂部１８と底部３６１との間には所定の隙間を有する。これによって、頂部１８が底部３６１と当接して、二重の環状接触面が形成されなくなるようなことを防止できる。
ガスケット３および第２管ピース２の接続部分は、ガスケット３および第１管ピース１の接続部分と同じである。
【００２５】
上述のガスケット３、および、袋ナット部材４等を用いて、第１管ピース１および第２管ピース２を締結させる管継手の組立方法を説明する。
まず、ガスケット本体３１の外周面に、スプリング３２を、その半径が大きくなるように変形させながら嵌め込み、収納溝３４に収納する。そして、ガスケット３を第２管ピース２の第２凹部２４に嵌合する。このとき、第２管ピース２側の対向側面３５におけるＶ字溝３６は、第２突条部２６に当接する。次に、第２管ピース２を、袋ナット部材４の筒内へ収納する。
【００２６】
第２管ピース２を第１ピース１の第１凹部１５に挿入して、ガスケット３の第１管ピース１側のＶ字溝３６を第１突条部１７に当接させる。この状態で、第１管ピース１の雄ねじ１４と雌ねじ４２とを螺合させていく。このとき、袋ナット部材４の六角部４１をレンチ等で挟み、そのレンチ等を回して、袋ナット部材４を所定の締め付けトルクで締結する。第２管ピース２および袋ナット部材４との間には、ベアリング５が介在されているため、袋ナット部材４のみが回転し、第２管ピース２が回転しない。従って、締め付けの際に第１管ピース１および第２管ピース２とガスケット３との当接部分が磨耗したりせず、保護される。
【００２７】
袋ナット部材４を締め付けるにつれて、第１管ピース１および第２管ピース２の各基端側から先端側へ向かう軸方向の押圧力が、それぞれの第１接続面１６および第２接続面２５に働く。これによって、第１接続面１６および第２接続面２５が、ガスケット３を挟んで互いに強い力で押圧し合う。図３に示すように、第１突条部１７の頂部１８を挟んだ２箇所の範囲は、Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２と当接して、一対の傾斜部３６２に内外二重の環状接触面Ｓ１，Ｓ２が形成される。
【００２８】
袋ナット部材４を所定の締め付けトルクとなるまで締め付けると、環状接触面Ｓ１，Ｓ２は、０．１mm〜０．４mm程度の幅寸法を有する。なお、環状接触面Ｓ１，Ｓ２の幅寸法は、管継手の寸法、または、管継手を流れる流体の流量などに合わせて適宜設定されるのがよい。
このようにして、第１管ピース１および第２管ピース２の締結が完了し、第１管通路１３および第２管通路２３が高い気密性で連通される。
【００２９】
このような構成によれば、本実施形態の管継手は、次のような効果を期待できる。
（１）Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２は、対向する第１突条部１７および第２突条部２６に対して、内外二重の環状接触面、つまり、二段階の面接触で当接するため、従来のような一重の面接触で当接するよりも、ガスケット３と第１管ピース１および第２管ピース２との間に隙間が生じにくくでき、気密性が確実に向上される。従って、袋ナット部材４の締め付けトルクが小さい場合であっても、気密性を確保できる。
（２）環状接触面Ｓ１，Ｓ２が内外二重に形成されるので、第１管ピース１および第２管ピース２の接続によって当接部分に作用する軸方向の押圧力が、それぞれの環状接触面Ｓ１，Ｓ２に分散される。従って、押圧力の集中が緩和され、長期使用中に当接部分に亀裂が生じるといった劣化が起きにくくなり、耐久性が向上する。
【００３０】
（３）Ｖ字溝３６に形成される環状接触面Ｓ１，Ｓ２によって、第１接続面１６および第２接続面２５における気密性を向上させることができるので、第１管ピース１および第２管ピース２に特別な表面加工処理を施す必要はなく、表面処理の手間を低減できる。
（４）Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２と第１突条部１７および第２突条部２６とが互いに当接することで、第１突条部１７および第２突条部２６とガスケット３とがずれにくく、安定した気密性を得られる。
【００３１】
（５）Ｖ字溝３６が簡単な形状であるので、ガスケット３の加工がしやすい。
（６）第２凹部２４とガスケット３との嵌め合い精度が不要となるので、加工の手間やコストを低減させることができる。つまり、ガスケット３の外径寸法を第２凹部２４の内径寸法より小さく形成しても、スプリング３２が第２凹部２４の内周を保持するので、ガスケット３が第２凹部２４から脱落しにくく、かつ、スプリング３２が弾性変形するので外しやすい。また、このことは、ガスケット３を第２凹部２４の内周に嵌めやすいという利点もある。従って、ガスケット３の交換作業を容易に行うことができる。
【００３２】
（７）第１突条部１７の曲率半径Ｒ１は、底部３６１の曲率半径Ｒ２よりも大きいので、第１突条部１７の頂部１８は、底部３６１に当接せず、第１突条部１７と底部３６１との間に隙間が形成される。従って、Ｖ字溝３６の一対の傾斜部３６２に内外二重の環状接触面Ｓ１，Ｓ２が確実に形成され、高い気密性を得ることができる。
（８）ガスケット３は金属製部材から加工されているため、つまり、周囲の熱や水分等を吸収し膨潤する部材が用いられていないため、形態が変形しにくく、第１接続面１６および第２接続面２５における気密性を長期に亘って保つことができる。
【００３３】
（９）スプリング３２は、Ｃ字形状であり、周方向へ変形および復元する弾性を備えているため、ガスケット３の収納溝３４に収納する際に、その径寸法が大きくなるように変形させることで、ガスケット３の外径寸法よりも径寸法を容易に大きくすることができるため、収納溝３４に入れやすくなる。また、同様の作用により、収納溝３４から外しやすい。これより、ガスケット３の交換作業がしやすくなる。
【００３４】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本実施形態では、第１接続面１６および第２接続面２５に半円形断面の第１突条部１７および第２突条部２６が形成されているとしたが、これに限られず、本発明の突条部としては、少なくとも第１接続面１６および第２接続面２５から突出するものであればよく、例えば、一つの突条部に２以上の凸部を有したものでもよい。
【００３５】
また、ガスケット３の対向側面３５には、環状当接部としてのＶ字溝３６が形成されているとしたが、これに限られない。すなわち、本発明の環状当接部は、第１接続面１６の第１突条部１７および第２接続面２５の第２突条部２６に対して、それぞれ内外二重の環状接触面で当接されるような形状であればよい。図４に示す例などが考えられる。
図４に示すガスケット３Ａの対向側面３５には、本発明の環状当接部としての半楕円形断面のＵ字溝３６Ａが形成される。Ｕ字溝３６Ａの底部を挟んだ両側２箇所の曲率半径は、第１突条部１７および第２突条部２６の曲率半径より大きく設定される。一方、Ｕ字溝３６Ａの底部の曲率半径は、第１突条部１７および第２突条部２６の曲率半径より小さく設定される。このようにすれば、Ｕ字溝３６Ａの底部を挟んだ両側２箇所の範囲と、第１突条部１７および第２突条部２６の頂部を挟んだ両側２箇所の範囲とが当接し、Ｕ字溝３６Ａに内外二重の環状接触面が形成され、高い気密性を得ることができる。
【００３６】
図４に示すガスケット本体３１の一対の対向側面３５において、少なくとも一方の対向側面３５に本発明の環状当接部が形成されればよく、他方の対向側面３５には、本発明の環状当接部とは異なる当接部が形成されるようにしてもよい。また、一方の対向側面３５には、例えば、図２に示すＶ字溝３６が形成され、他方の対向側面３５には、図４のＵ字溝３６Ａが形成されるという組み合わせでもよい。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、前記実施形態で述べた構成と略同様の構成であるガスケットおよび管継手においてリーク（漏れ）試験を実施し、以下の評価を行う。
【００３８】
〔１．評価項目〕
リークが生じない締め付けトルクの条件出しを行う。
〔２．測定条件〕
締め付けトルク、試験用ガスおよびリーク検出の下限値については、次のような測定条件とする。
（１）試験体数 ５個
（２）締め付けトルク ５、６．５、８、１０、１５、２０、２５、３０N・m
（３）試験用ガス ヘリウムガス
（４）リーク検出の下限値 ６．５５×１０−９Pa/s （５×１０−１１torr/s）
【００３９】
〔３．測定方法〕
（１）管継手の一方の管ピースを閉塞し、他方の管ピースにコックを介して真空ポンプを接続する。
（２）管継手の内部を真空にして、コックを閉じ、真空ポンプを外す。
（３）ヘリウムガスを充填させた容器内に管継手を入れ、所定時間だけ維持する。
（４）管継手を取り出し、リーク検出装置でリーク量を測定する。
（５）管継手の締め付けトルクを変更して、（１）〜（４）の手順でそれぞれのリーク量を測定する。
【００４０】
〔４．結果・考察〕
本実施例の測定結果を図５に示す。また、比較例として従来の管継手（図７，８）を用いて同様のリーク試験を行なった結果を図６に示す。各図とも、縦軸にリーク量（Pa/s）を示し、横軸に締め付けトルク値（N・m）を示す。
従来の管継手では、締め付けトルク値１０N・mの場合、全試験体でリーク量が検出された。締め付けトルク値１５N・mの場合、２つの試験体でリーク量が下限値以下となったが、３つの試験体でリーク量が検出された。締め付けトルク値３０N・mの場合、全試験体でリーク量が下限値以下となった。
本実施例の管継手では、締め付けトルク値５N・mの場合、１つの試験体でリーク量が下限値以下となった。締め付けトルク値６．５N・mの場合、４つの試験体でリーク量が下限値以下となった。締め付けトルク値８N・mの場合、全試験体でリーク量が下限値以下となった。
このように、従来の管継手の場合には、締め付けトルクが３０N・m以上必要であるのに対して、本実施例の管継手の場合には、締め付けトルクが８N・m以上であれば、従来の管継手と同程度の気密性が得られることになる。
すなわち、本実施例の管継手は、従来の管継手に比べて小さい締め付けトルクで同程度の気密性が得られるとともに、従来と同程度の締め付けトルクとすれば、より高い気密性が得られることが判った。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、２つの管ピースを締結する管継手に利用できる他、ある２つの部材を、隙間無く接続するための接続具にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態にかかる管継手の軸方向断面図。
【図２】同上の実施形態の管継手に用いられるガスケットの厚み方向断面図。
【図３】同上の実施形態の管継手の接続部分を示す拡大断面図。
【図４】本発明の変形例にかかるガスケットの厚み方向断面図。
【図５】本発明の実施例にかかる測定結果を示すグラフ。
【図６】本発明の比較例にかかる測定結果を示すグラフ。
【図７】従来の管継手を示す軸方向断面図。
【図８】同上の管継手のガスケットの厚み方向断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１…第１管ピース、２…第２管ピース、３，３Ａ…ガスケット、４…袋ナット部材（締結具）、１６，２５…接続面、１７，２６…突条部、３２…スプリング、３４…収納溝、３５…対向側面、３６…Ｖ字溝（環状当接部）、３６Ａ…Ｕ字溝（環状当接部）、３６１…底部、３６２…傾斜部、Ｓ１，Ｓ２…環状接触面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１管ピース、および、第１管ピースに連通して接続される第２管ピースの、互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットであって、
前記両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、
この環状当接部は、前記接続面に形成された環状の突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部を有し、断面Ｖ字形の凹状に形成されることを特徴とするガスケット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスケットにおいて、
リング形状の外周面に沿って環状に形成された収納溝と、
この収納溝に収納されたリング形状のスプリングと、を備えていることを特徴とするガスケット。
【請求項４】
第１管ピースと、この第１管ピースに連通して接続される第２管ピースと、前記第１管ピースおよび第２管ピースの互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットと、このガスケットを挟んで前記第１管ピースおよび第２管ピースを締結させる締結具と、を備えた管継手であって、
前記第１管ピースおよび第２管ピースの少なくとも一方の前記接続面には、環状の突条部が形成され、
前記ガスケットは、前記両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、この環状当接部は、前記突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とする管継手。
【請求項５】
請求項４に記載の管継手において、
前記突条部は、半円形断面を有し、
前記環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部と、円弧状の底部とを有し、断面Ｖ字形の凹状に形成され、
前記一対の傾斜部は、底部の両端の接線方向に連続して形成され、
前記突条部の曲率半径は、前記底部の曲率半径よりも大きく設定されることを特徴とする管継手。
【請求項１】
第１管ピース、および、第１管ピースに連通して接続される第２管ピースの、互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットであって、
前記両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、
この環状当接部は、前記接続面に形成された環状の突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とするガスケット。
【請求項２】
請求項１に記載のガスケットにおいて、
前記環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部を有し、断面Ｖ字形の凹状に形成されることを特徴とするガスケット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガスケットにおいて、
リング形状の外周面に沿って環状に形成された収納溝と、
この収納溝に収納されたリング形状のスプリングと、を備えていることを特徴とするガスケット。
【請求項４】
第１管ピースと、この第１管ピースに連通して接続される第２管ピースと、前記第１管ピースおよび第２管ピースの互いに対向する両接続面の間に介在されるリング形状のガスケットと、このガスケットを挟んで前記第１管ピースおよび第２管ピースを締結させる締結具と、を備えた管継手であって、
前記第１管ピースおよび第２管ピースの少なくとも一方の前記接続面には、環状の突条部が形成され、
前記ガスケットは、前記両接続面に対向する各対向側面の少なくとも一方に、環状当接部が設けられ、この環状当接部は、前記突条部に対して、内外二重の環状接触面で当接されることを特徴とする管継手。
【請求項５】
請求項４に記載の管継手において、
前記突条部は、半円形断面を有し、
前記環状当接部は、互いに接近する方向に傾斜する一対の傾斜部と、円弧状の底部とを有し、断面Ｖ字形の凹状に形成され、
前記一対の傾斜部は、底部の両端の接線方向に連続して形成され、
前記突条部の曲率半径は、前記底部の曲率半径よりも大きく設定されることを特徴とする管継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１１５１６０（Ｐ２００９−１１５１６０Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８７４４４（Ｐ２００７−２８７４４４）
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００１７５７１１）三興工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月５日（２００７．１１．５）
【出願人】（０００１７５７１１）三興工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]