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技術 配管接続構造及び配管接続工法、並びにシリコーンテープ

出願人 東日本旅客鉄道株式会社信越ポリマー株式会社
発明者 棚木和弘中村竜也大泉知輝佐藤昭良田中啓道小森敦張ヶ谷竜一
出願日 2019年11月20日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-209480
公開日 2021年5月27日 (3ヶ月経過) 公開番号 2021-081009
状態 未査定
技術分野 固着及びねじ継手 管の付属装置 シーリング材組成物
主要キーワード 密封シール材 シリコーンテープ シリコーンシール 先端ネジ 締め直し 金属製配管 国際ゴム硬さ IRHD硬度
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課題

金属製配管雌ねじ部に雄ねじ部が締め込まれた配管接続構造シールするとともに、外部に露出した雄ねじ部の錆びを防止することが可能な、配管接続構造及び配管接続工法、並びにシリコーンテープを提供する。

解決手段

一方の金属製配管10に形成された雄ねじ部の一部が、他方の金属製配管20に形成された雌ねじ部に締め込まれ、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との間隙に、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材30が巻き込まれており、さらに、前記雄ねじ部は、前記雌ねじ部に締め込まれた先端ネジ部10aから続くねじ山を有する基端ネジ部10bを備え、前記雌ねじ部に締め込まれていない前記基端ネジ部が、前記先端ネジ部から続く前記シリコーン系部材によって被覆されている、配管接続構造。

概要

背景

空調設備油設備等の金属製配管継ぎ手部は、雄ねじ部の少なくとも先端ネジ部が雌ねじ部に締め込まれた接続構造を有する(図3参照)。従来、配管内を流通する流体が継ぎ手部から漏出することを防止するために、シールテープが使用されている。具体的には、継ぎ手部の雌ねじ部に雄ねじ部を締め込む際に、雄ねじ部の先端ネジ部にシールテープを巻回しておくことにより、雌ねじ部と雄ねじ部との間隙にシールテープを巻き込ませてシールする施工方法が採用されている。シールテープは非シリコーン系材料からなるテープであり、通常、シールテープの総質量に対して50質量%以上の主成分としてポリテトラフルオロエチレンPTFE)が含まれている。例えば、JIS K 6885:2005で規定されたシール用四フッ化エチレン樹脂焼成テープ生テープ)が知られている。

前記漏出を防止するシールテープの性能は良好であるが、シールテープの雄ネジ部に対する密着性は極めて低いので、雄ネジ部に巻回されたシールテープのうち、雌ねじ部に巻き込まれずに外部に露出した部分は、自然に緩み、雄ねじ部から剥離してしまう。このため、配管接続構造における外部に露出した雄ねじ部の錆び(腐食)をシールテープで防止することはできない。雄ねじ部の外部に露出した基端ネジ部の錆びを防止する構造として、特許文献1〜2には、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材によって金属製配管の接続部を被覆する構造が提案されている。

概要

金属製配管の雌ねじ部に雄ねじ部が締め込まれた配管接続構造をシールするとともに、外部に露出した雄ねじ部の錆びを防止することが可能な、配管接続構造及び配管接続工法、並びにシリコーンテープを提供する。一方の金属製配管10に形成された雄ねじ部の一部が、他方の金属製配管20に形成された雌ねじ部に締め込まれ、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との間隙に、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材30が巻き込まれており、さらに、前記雄ねじ部は、前記雌ねじ部に締め込まれた先端ネジ部10aから続くねじ山を有する基端ネジ部10bを備え、前記雌ねじ部に締め込まれていない前記基端ネジ部が、前記先端ネジ部から続く前記シリコーン系部材によって被覆されている、配管接続構造。

目的

本発明は、金属製配管の雌ねじ部に雄ねじ部が締め込まれた配管接続構造をシールするとともに、外部に露出した雄ねじ部の錆びを防止することが可能な、配管接続構造及び配管接続工法、並びにシリコーンテープを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

一方の金属製配管に形成された雄ねじ部の一部が、他方の金属製配管に形成された雌ねじ部に締め込まれ、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との間隙に、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材が巻き込まれており、さらに、前記雄ねじ部は、前記雌ねじ部に締め込まれた先端ネジ部から続くねじ山を有する基端ネジ部を備え、前記雌ねじ部に締め込まれていない前記基端ネジ部が、前記先端ネジ部から続く前記シリコーン系部材によって被覆されている、配管接続構造

請求項2

前記先端ネジ部の少なくとも一部は、前記シリコーン系部材によって被覆されている、請求項1に記載の配管接続構造。

請求項3

前記シリコーン系部材は、テープ状又はシート状であり、前記雄ねじ部に巻回されている、請求項1又は2に記載の配管接続構造。

請求項4

螺旋状に巻回された前記シリコーン系部材において、先に巻回された部分の上に後で巻回された部分が重なっていない露出した表面の少なくとも一部が、鏡面加工されている、請求項3に記載の配管接続構造。

請求項5

螺旋状に巻回された前記シリコーン系部材において、先に巻回された部分の上に後で巻回された部分が重なって隠された表面の少なくとも一部が、粗面加工されている、請求項4に記載の配管接続構造。

請求項6

一方の金属製配管に形成された雄ねじ部の先端ネジ部及び基端ネジ部に、テープ状若しくはシート状の接着型又は自己融着型のシリコーン系部材を巻回し、前記先端ネジ部及び前記基端ネジ部を被覆し、前記シリコーン系部材によって被覆された前記雄ねじ部の前記先端ネジ部を、他方の金属製配管に形成された雌ねじに締め込むことにより、請求項1〜5の何れか一項に記載の配管接続構造を得る、配管接続工法

請求項7

少なくとも一方の端部が先細りとされた前記テープ状のシリコーン系部材を用い、前記先細りの一方の端部を前記雄ねじ部に対して押圧して固定し、他方の端部側に前記テープ状のシリコーン系部材を引っ張りながら巻回する、請求項6に記載の配管接続工法。

請求項8

長さ方向の仮想線区分けされた2つの表面を有する前記テープ状のシリコーン系部材を用い、前記テープ状のシリコーン系部材の一方の端部を前記雄ねじ部に対して押圧して固定し、他方の端部側に前記テープ状のシリコーン系部材を引っ張りながら巻回する際、前記2つの表面のうち、第一の表面が隠れるように重ねながら螺旋状に巻回することにより、第二の表面が露出した被覆部を形成する、請求項6又は7に記載の配管接続工法。

請求項9

前記第二の表面が鏡面加工されている、請求項8に記載の配管接続工法。

請求項10

自己融着型シリコーンからなるテープ状のシリコーン系部材であり、長さ方向の仮想線で区分けされた2つの表面を有し、前記2つの表面のうち、一方の表面が鏡面加工されている、シリコーンテープ

技術分野

0001

本発明は、配管接続構造及び配管接続工法、並びにシリコーンテープに関する。

背景技術

0002

空調設備油設備等の金属製配管継ぎ手部は、雄ねじ部の少なくとも先端ネジ部が雌ねじ部に締め込まれた接続構造を有する(図3参照)。従来、配管内を流通する流体が継ぎ手部から漏出することを防止するために、シールテープが使用されている。具体的には、継ぎ手部の雌ねじ部に雄ねじ部を締め込む際に、雄ねじ部の先端ネジ部にシールテープを巻回しておくことにより、雌ねじ部と雄ねじ部との間隙にシールテープを巻き込ませてシールする施工方法が採用されている。シールテープは非シリコーン系材料からなるテープであり、通常、シールテープの総質量に対して50質量%以上の主成分としてポリテトラフルオロエチレンPTFE)が含まれている。例えば、JIS K 6885:2005で規定されたシール用四フッ化エチレン樹脂焼成テープ生テープ)が知られている。

0003

前記漏出を防止するシールテープの性能は良好であるが、シールテープの雄ネジ部に対する密着性は極めて低いので、雄ネジ部に巻回されたシールテープのうち、雌ねじ部に巻き込まれずに外部に露出した部分は、自然に緩み、雄ねじ部から剥離してしまう。このため、配管接続構造における外部に露出した雄ねじ部の錆び(腐食)をシールテープで防止することはできない。雄ねじ部の外部に露出した基端ネジ部の錆びを防止する構造として、特許文献1〜2には、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材によって金属製配管の接続部を被覆する構造が提案されている。

先行技術

0004

特開2019−019882号公報
特開2019−019883号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1〜2の防腐食構造は、図4に示すように、配管接続部の外面を被覆するのみであるため、配管内を流通する流体の漏出を防止する(シールする)ためには、従来通りシールテープを併用することが必要であった。

0006

本発明は、金属製配管の雌ねじ部に雄ねじ部が締め込まれた配管接続構造をシールするとともに、外部に露出した雄ねじ部の錆びを防止することが可能な、配管接続構造及び配管接続工法、並びにシリコーンテープを提供する。

課題を解決するための手段

0007

[1] 一方の金属製配管に形成された雄ねじ部の一部が、他方の金属製配管に形成された雌ねじ部に締め込まれ、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との間隙に、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材が巻き込まれており、さらに、前記雄ねじ部は、前記雌ねじ部に締め込まれた先端ネジ部から続くねじ山を有する基端ネジ部を備え、前記雌ねじ部に締め込まれていない前記基端ネジ部が、前記先端ネジ部から続く前記シリコーン系部材によって被覆されている、配管接続構造。
[2] 前記先端ネジ部の少なくとも一部は、前記シリコーン系部材によって被覆されている、[1]に記載の配管接続構造。
[3] 前記シリコーン系部材は、テープ状又はシート状であり、前記雄ねじ部に巻回されている、[1]又は[2]に記載の配管接続構造。
[4]螺旋状に巻回された前記シリコーン系部材において、先に巻回された部分の上に後で巻回された部分が重なっていない露出した表面の少なくとも一部が、鏡面加工されている、[3]に記載の配管接続構造。
[5] 螺旋状に巻回された前記シリコーン系部材において、先に巻回された部分の上に後で巻回された部分が重なって隠された表面の少なくとも一部が、粗面加工されている、[4]に記載の配管接続構造。
[6] 一方の金属製配管に形成された雄ねじ部の先端ネジ部及び基端ネジ部に、テープ状若しくはシート状の接着型又は自己融着型のシリコーン系部材を巻回し、前記先端ネジ部及び前記基端ネジ部を被覆し、前記シリコーン系部材によって被覆された前記雄ねじ部の前記先端ネジ部を、他方の金属製配管に形成された雌ねじに締め込むことにより、[1]〜[5]の何れか一項に記載の配管接続構造を得る、配管接続工法。
[7] 少なくとも一方の端部が先細りとされた前記テープ状のシリコーン系部材を用い、前記先細りの一方の端部を前記雄ねじ部に対して押圧して固定し、他方の端部側に前記テープ状のシリコーン系部材を引っ張りながら巻回する、[6]に記載の配管接続工法。
[8] 長さ方向の仮想線区分けされた2つの表面を有する前記テープ状のシリコーン系部材を用い、前記テープ状のシリコーン系部材の一方の端部を前記雄ねじ部に対して押圧して固定し、他方の端部側に前記テープ状のシリコーン系部材を引っ張りながら巻回する際、前記2つの表面のうち、第一の表面が隠れるように重ねながら螺旋状に巻回することにより、第二の表面が露出した被覆部を形成する、[6]又は[7]に記載の配管接続工法。
[9] 前記第二の表面が鏡面加工されている、[8]に記載の配管接続工法。
[10] 自己融着型シリコーンからなるテープ状のシリコーン系部材であり、長さ方向の仮想線で区分けされた2つの表面を有し、前記2つの表面のうち、一方の表面が鏡面加工されている、シリコーンテープ。

発明の効果

0008

本発明の配管接続構造にあっては、雄ねじ部と雌ねじ部との間隙にシリコーン系部材が巻き込まれているので、配管内を流通する流体がその間隙を通って漏出することが防止されている。この漏出防止の効果(シール効果)は従来のシールテープでも得られていたが、本発明にあってはシール効果の安定性が格段に優れている。すなわち、本発明の配管接続構造のネジをわずかに緩めた後で、そのネジを締め直せば、シール効果は充分に回復する。これは、シリコーン系部材がある程度のゴム弾性タック性粘着性)を有するので、雄ねじ部及び雌ねじ部に対するシリコーン系部材の密着性が優れていることに起因する。
一方、従来のシールテープが巻き込まれたネジをわずかでも緩めると、そのシール性は瞬時に失われ、そのネジを締め直してもシール効果は回復しない。これは、シールテープがネジ部に対する密着性を有しないことに原因がある。このことは、未使用のシールテープを雄ねじ部に巻回した後で、巻回したシールテープを緩めると、シールテープが細かく部分的に断裂していることからも理解される。シールテープの断裂した欠片が配管内に混入することも問題である。

0009

本発明の配管接続構造にあっては、雄ねじ部の基端ネジ部がシリコーン系部材によって被覆されているので、雄ねじ部の基端ネジ部は外部に対して露出しておらず、雄ねじ部の外面の錆びが防止されている。雄ねじ部の外面に対するシリコーン系部材の密着性は、従来のシールテープに比べて格段に優れており、またシリコーンは経時的に劣化し難く、配管内を流通する流体による化学的変質温度変化による劣化が起こり難い材料であるため、錆び防止の効果が半永久的に維持され得る。

0010

本発明の配管接続工法にあっては、雄ねじ部の外周をシリコーン系部材で予め被覆し、これを雌ねじ部に締め込む。この施工の1回だけで、雌ねじ部と締結した雄ねじ部の先端ネジ部ではシール効果が得られ、かつ、雌ねじ部と締結せずに残った雄ねじ部の基端ネジ部では防錆び効果が得られる。また、上記施工の際、シリコーン系部材の雄ねじ部に対する密着性が高いので、ねじ山に沿ってシリコーン系部材を巻回する必要はなく、別の接着剤を使用する必要もない。さらに、施工時やメンテナンス時の必要に応じて(例えば、接続した配管同士の配置や角度を若干調節する際に)、締結したネジを多少緩めたとしても、再度締め込むことにより、シール効果を回復させることができる。
一方、従来のシールテープでは、シール効果だけしか得られない。雄ねじ部に巻回する際には、ねじ山に沿って巻回しなければならず(さもなければシールテープが千切れてしまう)、接着性やシール性を補助するために別の薬液液状ガスケット)を併用することが推奨されている。なお、液状ガスケットを雄ねじ部の基端ネジ部に塗布しても、その防錆び効果は長期的には持続しない。

0011

配管接続時において、密封シール材巻き付け作業と、ねじ込み部余長部分(基端ネジ部)の露出した雄ねじ部への防錆処理作業とは、従来、個別の作業として行われている。
本発明のシリコーンシールテープは、密封と防錆、双方の機能を兼ね備えていることから、従来個別に行っていた作業を連続した作業(シームレスワンアクション)に変えることができる。これにより、作業品質の向上、作業時間の短縮が図られる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の配管接続構造の一例を示す側面図である。
図1の配管接続構造の部分拡大断面図である。
金属製配管の接続部(継ぎ手部)の一例を示す側面図である。
金属製配管の接続部(継ぎ手部)の外面にテープ状のシリコーン系部材を螺旋状に巻回した一例を示す側面図である。
本発明のシールテープの一例を示す上面図である。
雄ねじ部にシールテープを押圧して固定する際に、テープ端部の両角が浮き上がって固定し難い場合を示した模式図である。

0013

≪配管接続構造≫
本発明の第一態様は、一方の金属製配管に形成された雄ねじ部の一部が、他方の金属製配管に形成された雌ねじ部に締め込まれ、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との間隙に、接着型又は自己融着型のシリコーン系部材が巻き込まれており、さらに、前記雄ねじ部は、前記雌ねじ部に締め込まれた先端ネジ部と、その先端ネジ部から続くねじ山を有する基端ネジ部を備え、前記雌ねじ部に締め込まれていない前記基端ネジ部が、前記先端ネジ部から続く前記シリコーン系部材によって被覆されている、配管接続構造である。
以下、図面を参照して本発明にかかる実施形態を例示する。

0014

図3に示す配管接続構造は、第1の配管10に形成された雄ねじ部の先端ネジ部10aが、第2の配管20に形成された雌ねじ部20aに締め込まれた接続部Aを有する。
雄ねじ部は、先端ネジ部10aから続くねじ山を有する基端ネジ部10bを備える。基端ネジ部10bは、この図のように外部に露出していると錆びやすい。
第1の配管10及び第2の配管20の長手方向の形状は特に限定されず、直線状でもよいし、屈曲状でもよい。また、その長手方向の長さも特に限定されず、例えば5cm〜1m程度が挙げられる。第1の配管10及び第2の配管20の直径は特に限定されず、例えば1cm〜1m程度が挙げられる。第1の配管10及び第2の配管20は金属製配管であるが、その接続部A以外の管壁樹脂で被覆されていても構わない。

0015

図3の金属製配管同士の接続部Aに、本発明の第一実施形態の配管接続構造を備えた場合の一例を図1に示す。第1の配管10の雄ねじ部の先端ネジ部10a及び基端ネジ部10bは、シリコーン系部材によって被覆されており、そのねじ山は露出していない。本実施形態のシリコーン系部材はテープ状であり、雄ねじ部の先端ネジ部10aから基端ネジ部10bまで連続的に一つながりで巻回された状態で密着している。

0016

雄ねじ部の基端ネジ部10bはシリコーン系部材によって完全に被覆されている。一方、雄ねじ部の先端ネジ部10aにおいては、シリコーン系部材がねじ山の頂部を含めて完全に被覆していてもよいし、ねじ山の頂部を被覆する部位が局所的に切れて“ねじ谷”へずれていてもよい。雄ねじ部の先端ネジ部10aが雌ねじ部に締め込まれた際に、前記部位がねじ谷へずれることがある。図2図1の接続部Aの部分拡大図であり、先端ネジ部10aのねじ山の頂部が全てシリコーン系部材によって被覆されている場合を示している。雌ねじ部と雄ねじ部の間隙が広い場合には、このようにねじ山が被覆され得る。雌ねじ部と雄ねじ部の間隙が狭い場合にはシリコーン系部材が先端ネジ部10aの頂部から谷部へずれ得る(不図示)。いずれの場合においても、締め込まれた雄ねじ部と雌ねじ部との間隙にシリコーン系部材が巻き込まれて、雄ねじ部の先端ネジ部10aの少なくとも一部がシリコーン系部材によって被覆されているので、その間隙は充分にシールされている。

0017

本実施形態のシリコーン系部材の形状は、前記間隙をシールし、かつ雄ねじ部の基端ネジ部10bを被覆するものであればよく、テープ状でもよいし、シート状でもよいし、その他の形状であってもよい。前記間隙に収まることが容易であり、雄ねじ部に巻回することが容易である観点から、テープ状又はシート状であることが好ましく、テープ状であることがより好ましい。

0018

テープ状又はシート状のシリコーン系部材が前記雄ねじ部に螺旋状に巻回されている場合、先に巻回された部分と一回り後(周回遅れで)で巻回された部分とが部分的に重複していてもよいし、重複していなくてもよい。

0019

螺旋状に巻回されたシリコーン系部材において、先に巻回された部分の上に後で巻回された部分が重なっていない露出した表面の少なくとも一部は、鏡面加工されていることが好ましい。この鏡面加工された表面は、露出しているので雌ねじ部に当接し得る。雌ねじ部に当接するシリコーン系部材の表面が鏡面加工されていると、その表面と雌ねじ部との摩擦が低減するので、施工時の締め込みが容易となり、また締め込まれた雄ねじ部を緩めることも容易になる。

0020

螺旋状に巻回されたシリコーン系部材において、先に巻回された部分の上に後で巻回された部分が重なって隠された表面の少なくとも一部は、粗面加工されていることが好ましい。この粗面加工された表面は、その上に巻回された部分に密着しているので雌ねじ部に当接しない。粗面加工された表面は微細凹凸を有するので表面積が広く、その上に重なるシリコーン系部材に対する密着面積が広くなるので、螺旋状に巻回されたシリコーン系部材が緩み難く、雄ねじ部に対する密着性が向上する。

0021

本実施形態のシリコーン系部材は、自己融着型シリコーン系部材でもよいし、接着型シリコーン系部材でもよい。施工時の取り扱いが容易である観点から、自己融着型シリコーン系部材であることが好ましい。

0022

(自己融着型シリコーン系部材)
本実施形態の自己融着型シリコーン系部材は、自己融着性シリコーンゴムからなる部材である。自己融着性シリコーンゴムは、使用時の硬化処理を必要とせず、予め硬化された状態で使用される。自己融着性シリコーンゴムとしては、例えば、特開2016−114180号公報に開示されている、下記の平均組成式(I)で示されるジオルガノポリシロキサンホウ酸化合物とを含有するシリコーン組成物を硬化させた硬化物が挙げられる。

0023

R1nSiO(4−n) ・・・(I)
[式(I)中、R1は炭素数1〜10の炭化水素基を表し、nは1.98〜2.02の範囲の任意の数を表す。]

0024

式(I)におけるR1としては、炭素数1〜10、好ましくは1〜8の炭化水素基である。炭化水素基としては、アルキル基シクロアルキル基アルケニル基アリール基等が挙げられる。アルキル基としては、例えば、メチル基エチル基プロピル基ブチル基等が挙げられる。シクロアルキル基としては、例えば、シクロヘキシル基等が挙げられる。アルケニル基としては、例えば、ビニル基アリル基ブテニル基ヘキセニル基等が挙げられる。アリール基としては、例えば、フェニル基トリル基等が挙げられる。
R1は、前記炭化水素基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子シアノ基等で置換された基でもよい。
前記シリコーン組成物を硬化させる際に、ハイドロパーオキサイドジアルキルパーオキサイドパーオキシエステルジアシルパーオキサイドパーオキシジカーボネート等の有機過酸化物で硬化を促進させる場合には、R1がアルケニル基又はアルケニル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子、シアノ基で置換された基が好ましい。
式(I)におけるnは、自己融着性を充分に得る観点から、1.98〜2.02であることが好ましい。

0025

ジオルガノポリシロキサンの25℃における動粘度は、100〜100,000,000cStであることが好ましく、100,000〜10,000,000cStであることがより好ましい。ジオルガノポリシロキサンの25℃における動粘度が前記範囲内であると、硬化後の機械的物性に優れるため好ましい。

0026

前記ホウ酸化合物としては、例えば、無水ホウ酸ピロホウ酸オルトホウ酸等のホウ酸類ホウ酸トリメチルホウ酸トリエチルトリメトキシボロキシン等の無水ホウ酸の誘導体等が挙げられる。また、前記ホウ酸化合物として、例えば、ジメチルジメトキシシラン又はジメチルジエトキシシラン等のオルガノアルコキシシランと無水ホウ酸とを縮合させて得たポリオルノボシロキサンを用いることもできる。
前記ホウ酸化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。

0027

自己融着型シリコーン系部材における前記ホウ酸化合物の含有割合は、ジオルガノポリシロキサン100質量部に対して、0.1〜50質量部であることが好ましく、0.5〜30質量部であることがより好ましく、1〜5質量部であることがさらに好ましい。ホウ酸化合物の含有割合が前記下限値以上であれば、充分な自己融着性を確保でき、前記上限値以下であれば、機械的物性の低下を抑制することができる。

0028

自己融着型シリコーン系部材の国際ゴム硬さIRHD硬度)は、10〜50が好ましく、20〜45がより好ましく、30〜40がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると機械的強度が高まり、上記範囲の上限値以下であると雄ねじ部に対する密着性が向上する。

0029

上記国際ゴム硬さ(IRHD硬度)は、JIS K 6253の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第2部:国際ゴム硬さ(10 IRHD〜100 IRHD)」で規定された、M法によって、先端球の直径がφ0.395mmのプランジャを使用して測定された値である。

0030

自己融着型シリコーン系部材のデュロメータ硬度(A)は、10〜50が好ましく、15〜45がより好ましく、20〜30がさらに好ましい。
上記範囲の下限値以上であると機械的強度が高まり、上記範囲の上限値以下であると雄ねじ部に対する密着性が向上する。

0031

上記デュロメータ硬度(A)は、JIS K 6253の「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方−第3部:デュロメータ硬さ」で規定された方法によって、タイプAの試験機を使用して測定された値である。

0032

自己融着型シリコーン系部材の引張強さ(単位:N)は、100N以下が好ましく、より好ましくは50〜70Nである。
引張強さが50〜100N以下であると、雄ねじ部に巻き付ける際に自己融着型シリコーン系部材を断裂させずに適度に伸ばすことができ、雄ねじ部に対してより密着した構造となり易い。

0033

上記引張強さは、引張試験機を使用して、試験片(幅25mm、厚さ1.0mmのテープ状)を、互いに30mm離間した1対のチャックに挟んで固定し、引張速度500mm/分、20℃の条件で、テープまたはシートの長手方向に沿って測定された値である。
上記引張試験機は、JIS B 7721「引張試験機・圧縮試験機力計測系校正方法及び検証方法」に基づいて校正された試験機である。上記引張試験機として、例えば、株式会社エー・アンド・デイ製のテンシロン万能材料試験機が挙げられる。

0034

自己融着型シリコーン系部材の引張伸び率(単位:%)は、700%以上が好ましく、750%以上がより好ましく、800%以上がさらに好ましい。上限値は特に限定されず、例えば1000%程度を目安にすることができる。
引張伸び率が700%以上であると、雄ねじ部に巻き付ける際に自己融着型シリコーン系部材の断裂を防ぎつつ、幅を縮小しながら引き伸ばした状態でねじ切り部に対して巻回できるので、より密着した構造となり易い。

0035

上記引張伸び率は、上記引張試験機を使用して、試験片(幅25mm、厚さ1.0mmのテープ状)を、互いに30mm離間した1対のチャックに挟んで固定し、引張速度500mm/分、20℃の条件で、テープの長手方向に沿って測定された値である。

0036

上記の物性を満たす自己融着型シリコーン系部材は、シール性、密着性、耐久性取り扱い性に優れるため、金属製配管の雄ねじ部に巻回し、雌ねじ部に締め込む用途に有用である。

0037

自己融着型シリコーン系部材を構成するジオルガノポリシロキサン及びホウ酸化合物の種類及び配合量を適宜調整することにより、上記の物性を有する自己融着型シリコーン系部材が得られる。

0038

上記の物性を示す好適な自己融着型シリコーン系部材としては、例えば、信越ポリマー株式会社製の「水漏れ御用」や「サビ御用」として販売されているもの等が挙げられる。

0039

図1の例では、テープ状の自己融着型のシリコーン系部材が雄ねじ部に螺旋状に巻回されている。そのテープの幅及び長さは、雄ねじ部の長さに合わせて適宜設定され、例えば、雄ねじ部の配管(直径5cm)の長手方向に沿う長さが15cmである場合、テープの幅2mm〜100mm、テープの長さ20cm〜30cm程度とすればよい。幅広のシート状にカットされた自己融着型のシリコーン系部材を巻回してもよい。自己融着型のシリコーン系部材の厚みは、好ましくは0.1〜3mmで、より好ましくは1〜2mmである。この好適な厚さであると、雌ねじ部と雄ねじ部の間隙に自己融着型シリコーン系部材を巻き込ませることが容易になる。テープの厚さは幅方向に見て一律に平坦であってもよいし、中央が山型であってもよい。

0040

自己融着型シリコーン系部材は透明であることが好ましい。透明であることにより、巻回された自己融着型シリコーン系部材を透視して、雄ねじ部の様子を観察することができるので、その雄ねじ部に錆などの異常がないことを容易に確認することができる。

0041

(接着型シリコーン系部材)
本実施形態の接着型シリコーン系部材は、使用前は未硬化または半硬化状態であり、雄ねじ部に巻回した後で硬化する、硬化型シリコーンゴムからなる部材である。
前記硬化型シリコーンゴムは、一般に2種類に大別される。一方は、未使用時には低温で保存し、硬化時には常温以上に加熱することによって硬化させる、いわゆる付加硬化型シリコーンゴムである。他方は、未使用時には乾燥環境防湿環境)で保存し、硬化時には空気中の水分を吸湿させることによって硬化させる、いわゆる縮合型シリコーンゴムである。本実施形態の接着型シリコーン系部材は、付加硬化型でもよいし、縮合硬化型であってもよい。
硬化型シリコーンゴムは所望の形状に成形可能であり、成形後の形状を保持する。硬化型シリコーンゴムは流動性がなく圧縮により変形する特性を有している。硬化型シリコーンゴムはウイリアム可塑度(25℃)が50〜450であるのが好ましく、50〜300であるのが特に好ましい。ウイリアム可塑度が前記範囲内にあると、未硬化の状態で所望の形状に成形できるうえ、その形状を保持できるにもかかわらず圧縮されると容易に変形する。ウイリアム可塑度が前記下限値以上であれば、流動性がなく成形加工ができ、前記上限値以下であれば、圧縮されると容易に変形することができる。ウイリアム可塑度は、JIS K 6249:1997の「未硬化及び硬化シリコーンゴム試験方法」に準じて測定する。すなわち、25℃の環境下において硬化型シリコーンゴム2gの球状の試験片を用い、この試験片をセロハン紙に挟んでダイヤルゲージの付いた平行板可塑度計(上島製作所製「ウイリアムプラスメータ」)中にセットし、5kgの荷重を加えて3分間放置した後、ダイヤルゲージの目盛をミリメートルまで読み取り、試験片の厚さを記録して、この数値を100倍してウイリアム可塑度とする。

0042

接着型シリコーン系部材の雄ねじ部に対する接着力を高める観点から、雄ねじ部に予めプライマー処理を施しておくことが好ましい。プライマー剤の選択は、使用するシリコーン系部材を構成する硬化型シリコーンゴムの種類によって公知のプライマー剤から任意に選択することができる。
プライマー処理を施したSUS304に対する硬化型シリコーンゴムの接着力を、例えばJIS K 6854−1:1999の「90度はく離試験接着強さ」に基づいて評価した場合、10N/mm以上であることが好ましい。上限値は特に限定されないが、保守点検のためにシリコーン系部材を雄ねじ部から取り外すことを考慮して、例えば、100N/mm程度が上限として挙げられる。

0043

接着型シリコーン系部材による、雄ねじ部に対する密着性を高める観点から、そのシリコーン系部材を構成する硬化型シリコーンゴムの硬化後の硬度を、JIS K 6253:2012の「第3部:デュロメータ硬さ(タイプA)」に基づいて評価した場合、A 40以上であることが好ましい。上限値は特に限定されないが、保守点検のためにシリコーン系部材を雄ねじ部から取り外すことを考慮して、例えば、A 90程度が上限として挙げられる。

0044

上記のウイリアム可塑度や接着力及び硬度を有する好適な接着型シリコーン系部材としては、例えば、信越ポリマー株式会社製の「ポリマエース」として販売されている、HR−2388S(付加硬化型、常温硬化)、HR−120S(付加硬化型、加熱硬化)、HR−120NP(付加硬化型、加熱硬化)、HJ−14S(縮合硬化型)、HJ−1588L(縮合硬化型)等が挙げられる。

0045

接着型のシリコーン系部材を雄ねじ部に巻回する場合、例えば、幅2mm〜100mm、長さ20cm〜30cm程度のテープ状に成形して巻回すればよい。幅広のシート状にカットしたものを巻回してもよい。接着型のシリコーン系部材の厚みは、好ましくは0.1〜3mmで、より好ましくは1〜2mmである。この好適な厚さであると、雌ねじ部と雄ねじ部の間隙に自己融着型シリコーン系部材を巻き込ませることが容易になる。

0046

接着型シリコーン系部材は透明であることが好ましい。透明であることにより、巻回された自己融着型シリコーン系部材を透視して、雄ねじ部の様子を観察することができるので、その雄ねじ部に錆などの異常がないことを容易に確認することができる。

0047

≪配管接続工法≫
本発明の第二態様は、第一態様の配管接続構造を形成する工法である。まず、一方の金属製配管に形成された雄ねじ部の先端ネジ部及び基端ネジ部に、テープ状若しくはシート状の接着型又は自己融着型のシリコーン系部材を巻回し、前記先端ネジ部及び前記基端ネジ部を被覆する。次に、前記シリコーン系部材によって被覆された前記雄ねじ部の前記先端ネジ部を、他方の金属製配管に形成された雌ねじに締め込むことにより、目的の配管接続構造を得る。

0048

自己融着型シリコーン系部材を雄ねじ部に巻回する際には、密着力及び自己融着力を高める観点から、テープ状の自己融着型シリコーン系部材を長さ方向へ引き伸ばしながら巻き付けることが好ましい。
自己融着型シリコーン系部材からなるテープの、雄ねじ部に対する巻き付け前の幅αと、巻き付け後の幅βの比(β/α)が0.5〜0.8となるように、好ましくは0.5〜0.7となるように、巻回することにより、優れた防腐食構造を形成することがより容易となる。上記比が0.5以上であると、テープの断裂を抑制しつつ、雄ねじ部に対してらせん状に巻回することができる。上記比が0.8以下であると、テープが有する伸縮性及び弾性活用し易く、テープを引き伸ばしながら、雄ねじ部に対して螺旋状に巻回することによって、その密着性をより一層向上させることができる。

0049

雄ねじ部に巻回するシリコーン系部材がテープ状である場合、そのテープの少なくとも一方の端部が先細りであることが好ましい(図5参照)。
先細りの端部を雄ねじ部に対して押圧して固定し、他方の端部側にテープを引っ張りながら巻回することにより、巻き始めの箇所であるため浮き上がりやすい先端側の端部を、一回り後で巻回する部分で抑え込み、雄ねじ部に対して確実に密着させることができる。テープの端部が先細りではない場合、端部を雄ねじ部に対して押圧して固定したときに、端部の両角がめくれ上がるので、一回り後で巻回する部分で抑え込むことが難しいことがある(図6参照)。
また、シリコーン系部材のテープの一方の端部だけでなく他方の端部も先細りであることが好ましい(図5参照)。巻き終わりの箇所であるため浮き上がりやすい後端側の端部が先細りであると、その端部を既に巻回したシリコーン系部材に対して容易に密着させることができる。

0050

巻回する前のシリコーン系部材のテープの端部が先細りとされている場合、テープを平面視して、テープの端部が1つの先鋭した突出部を有することが好ましい。先鋭した突出部の内角θは鋭角である。図5に示すように、テープの両端部が先鋭した突出部である場合、一方の端部の内角θ1と他方の端部の内角θ2は同じでもよいし、異なっていてもよいが、テープの製造効率を高める観点と、テープの一方と他方の端部を区別せずに使用できる観点から、同じであることが好ましい。テープの幅方向に見て、突出部の先端の位置は、テープの長辺側に寄っていてもよいし(図5)、テープの中央にあってもよい。
なお、シリコーン系部材のテープの端部が先細りであるとは、テープ幅が徐々に狭まっていることを意味する。よって、上述のように先鋭している場合だけに限られず、先鋭した先端が切り落とされた形状も、テープ幅が徐々に狭まっていれば、先細りである。

0051

本態様において、長さ方向の仮想線で区分けされた2つの表面を有するテープ状のシリコーン系部材を使用してもよい。このように区分けされたテープの一例として図5に示したものが挙げられる。

0052

区分けされたテープの一方の端部を雄ねじ部に対して押圧して固定し、他方の端部側にテープを引っ張りながら巻回する際、前記2つの表面のうち、第一の表面が隠れるように重ねながら螺旋状に巻回することにより、第二の表面が露出した被覆部を形成することができる。ここで、区分けされたテープの第二の表面が予め鏡面加工されていれば、前記被覆部の露出面は鏡面加工された第二の表面で構成されるので、例えば、図1に示すように、螺旋状に巻回されたテープ同士が互いに重ならない露出したテープ表面が鏡面加工された構造となる。

0053

また、区分けされたテープの表面において、第二の表面と重複しない第一の表面が予め粗面加工されていれば、螺旋状に巻回されたテープ同士が互いに重なる部位の下側に隠された表面が粗面加工された構造となる。
区分けされたテープの第一の表面が粗面加工されている場合、表面粗さの好ましい程度としては、例えば、算術平均粗さRaが1〜30μm(JIS B 0031:2003)の範囲が挙げられる。
粗面加工の方法としては、例えば、加工する部材の表面に微粒子を吹き付ける公知のブラスト法が挙げられる。

0054

≪シリコーンテープ≫
本発明の第三態様は、自己融着型シリコーンからなるテープ状のシリコーン系部材であり、長さ方向の仮想線で区分けされた2つの表面を有し、前記2つの表面のうち、一方の表面が鏡面加工されている、シリコーンテープである。
以下、本態様のシリコーンテープに関する説明のうち、前述の第一態様及び第二態様で説明した内容と重複する説明は省略する。

0055

シリコーンテープは、一方の面と他方の面とを有する。一方の面のみが前記仮想線によって区分けされていてもよいし、他方の面を含む両面が前記仮想線によって区分けされていてもよい。一方の面において、仮想線は、第一の表面(領域)と第二の表面(領域)との境界を示す仮想的な線であり、物理的な凹凸を伴う線(溝または)である必要はないが、物理的な凹凸を伴う線であってもよい。

0056

図5に例示したシリコーンテープは、一方の面が、長さ方向に沿って互いに並行に配置された第一の表面と第二の表面とに区分けされている。シリコーンテープの幅W1において、第一の表面の幅W2は、幅W1の20〜80%が好ましく、30〜70%がより好ましく、40〜60%がさらに好ましい。なお、幅W1から幅W2を引いた差が第二の表面の幅である。

0057

前記仮想線はテープの長辺に対して平行であることが好ましいが、仮想線が蛇行していたり、ジグザグしていたりしても構わない。
前記仮想線はテープの全長に渡っていることが好ましいが、部分的な区間のみ(例えば両端を除いた中央のみ)であっても構わない。

実施例

0058

[実施例1]
φ24.7mmの鋼管の先端に形成された雄ねじ部に対して、自己融着型シリコーンゴムテープ(信越ポリマー社製、幅20mm、厚さ0.5mm)を螺旋状に巻き付けた。このように被覆した雄ねじ部を、別の鋼管の先端に形成された雌ねじ部に締め込んだ。
得られた配管接続構造において、雄ねじ部の先端ネジ部を被覆する上記シリコーンテープは、剥がれずに雌ねじ部と雄ねじ部の間隙に巻き込まれた。接続した鋼管に水を流通したところ、水漏れは起こらず、充分にシールされていることが確認できた。締め込んだ雄ねじ部を少し緩めて、再度締め込んだ後で、同様に通水試験したところ、充分にシールされていることが確認できた。
得られた配管構造において、雌ねじ部に締め込まれなかった雄ねじ部の基端ネジ部は、先端ネジ部から続けて連続的に一つながりで巻回されたシリコーンテープで安定に被覆されており、錆びる懸念は全くない。

0059

10雄ねじ部を有する金属製配管
20雌ねじ部を有する金属製配管
A配管接続構造
10a 雄ねじ部の先端ネジ部
10b 雄ねじ部の基端ネジ部
30テープ状のシリコーン系部材
L 仮想線

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