JP2005337326A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 パイプにフレア加工を施さずに、パイプと機器のフレア接続部とを接続できるようにする。
【解決手段】 パイプＰを継手本体１０に挿入して締付部材２０を締め付けると、締付リング３０，４０がパイプＰに食い込んで接続状態にロックし、締付リング３０，４０がパイプＰの外周に密着するとともに締付リング３０，４０が継手本体１０の内周に密着することで継手本体１０とパイプＰの間がシールされる。パイプＰは継手本体１０内に挿入して締付リング３０，４０で締め付けるだけで接続されるから、パイプＰにフレア加工は不要である。そして、テーパ状接続面５０をフレア接続部Ｍに押し付けた状態にロックすれば、パイプ接続機構Ｃａに接続されたパイプＰが機器のフレア接続部Ｍに接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空圧機器・油圧機器の配管、冷熱空調機等の冷媒ガス充填用の配管、住宅用の給水・給湯などの水回り設備の配管などに用いられる金属製パイプを接続するための管継手に関するものである。

例えば、エアコン装置の室外機に設けられているフレア接続部に、冷媒ガス配管用のパイプを接続する場合、従来は、図１１に示すように、フレア接続部１００の外周のテーパ面１０１に合わせて、パイプＰの端部Ｐａをフレア加工により先端側に向かって拡径するようなテーパ状に形成し、そのテーパ状に加工したパイプＰの端部Ｐａをフレア接続部１００に嵌め、ナット１０２によりテーパ状の端部Ｐａをフレア接続部１００のテーパ面１０１に密着させるように固定する方法がとられていた。

尚、パイプの接続に際して、パイプの端部をテーパ状にフレア加工する方法は、特許文献１に記載されている。
特開平６−２６２５４１号公報

上記従来の方法では、接続現場において作業者がパイプにフレア加工を行うため、現場での作業効率が悪いという問題がある。また、パイプのフレア角度を適正な角度にすることは、非熟練者にとっては難しいという問題もある。

本願発明は上記事情に鑑みて創案され、パイプにフレア加工を施さずに、パイプとフレア接続部とを接続できるようにすることを目的としている。

請求項１の発明は、流体の流路と連通可能な貫通孔を有し、前記貫通孔の一方の端部には、前記流路を構成する金属製のパイプを接続するパイプ接続機構が設けられ、前記貫通孔の他方の端部には、前記流路を構成するテーパ状のフレア接続部に接続されるフレア用接続機構が設けられ、前記パイプ接続機構は、前記パイプの挿入を可能とした筒状の継手本体と、前記継手本体に螺合される筒状の締付部材と、前記継手本体内に挿入された前記パイプを囲むような筒状をなす金属製の締付リングと、パイプ挿入方向に対して傾斜したテーパ面を有し、前記締付部材の螺進に伴い前記締付リングを前記継手本体の内周に対し気密状に密着させつつ縮径方向へ塑性変形させることで、その締付リングが前記パイプの外周に対し変位規制状態に食い込み及び／又は気密状態に密着する形態で締め付けるようにした縮径手段とを備えて構成されており、前記フレア用接続機構は、前記フレア接続部に対して面接触可能なテーパ状接続面と、前記テーパ状接続面を前記フレア接続部に押し付けた状態に保持可能なロック手段とを備えて構成されているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記パイプ接続機構において前記締付リングが正規に締め付けられた状態では、前記締付リングと前記パイプとがパイプ挿方向における複数箇所で当接するとともに、前記締付リングと前記継手本体とがパイプ挿入方向における２箇所で当接し、その２箇所のうち一方の当接箇所では面接触形態で当接し、他方の当接箇所では前記継手本体が前記締付リングに対して食い込む形態とされているところに特徴を有する。
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記締付部材と前記締付リングに、互いに係止することでその締付リングを締付部材に対して離脱規制された組付け状態に保持可能な保持手段を設けたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記継手本体と前記締付部材には、前記締付リングを縮径変形させる方向へ前記締付部材が螺進するのに伴って接近する一対の当接面が設けられており、
前記締付部材が螺進する過程では、前記一対の当接面が非接触のままで前記締付リングが前記パイプに対して正規の締付け状態になるとともに、前記締付部材の螺進が前記一対の当接面が突き当たる位置まで進む間は前記締付リングの正規の締付け状態が保たれる構成としたところに特徴を有する。
ここで、正規の締付け状態とは、パイプ内の流体が外部へ漏出しないように気密状態が保たれ、なお且つパイプがパイプ接続機構に対して離脱しないようにロックされた状態をいう。

尚、第５の発明として、第４の発明に記載のものにおいて、前記継手本体に識別リングを相対回転可能に設け、前記識別リングに前記当接面が形成されている構成としてもよい。
第５の発明によれば、当接面同士が突き当たらない状態では、識別リングが回転可能な状態とされ、当接面同士が突き当たるまでパイプに対する締付リングの締付けが進んでパイプの接続が完了した状態では、識別リングが締付部材と継手本体との間に挟み付けられて回転不能となる。したがって、識別リングが回転し得るか否かに基づいて、パイプの接続作業が正しく完了したか否かを判断することができる。

また、第６の発明として、請求項１ないし請求項４、第５の発明のいずれかに記載のものにおいて、前記継手本体の内周に、前記パイプの挿入方向先端外周縁が当接可能なテーパ状の前止まり面を形成する構成としてもよい。
第６の発明によれば、継手本体の内周に形成したテーパ状の前止まり面は、パイプを挿入したときにそのパイプを前止まりさせるストッパとなり、パイプを位置決めすることができる。
また、締付けが進む際には、締付リングが、縮径しつつ縮径手段のテーパ面の傾斜にしたがってパイプの軸方向に移動するのであるが、もし、パイプがその前端面を突き当てる形態で前止まりされた場合は、パイプと締付リングとの間で摩擦抵抗が発生し、締付部材の締付けトルクが増大するため、作業性の低下が懸念される。しかし、本発明によれば、パイプの先端外周縁をテーパ状の前止まり面に当接させるようにしているので、締付リングと一緒にパイプも挿入方向先方へ移動することができ、これにより、パイプと締付リングとの間の摩擦抵抗を低減して作業性向上を図ることができる。
さらに、パイプを前止まりさせた状態から締付部材の螺進に伴って締付リングと一緒にパイプが挿入方向奥側へ押し動かされるときには、パイプの挿入方向先端縁部と前止まり面とは互いに食い込むようになるので、この食い込みによる摩擦抵抗によってパイプの戻りが規制され、ひいては、締付部材の緩みが防止される。

また、第７の発明として、請求項１ないし請求項４、第５の発明、第６の発明のいずれかに記載のものにおいて、前記縮径手段を構成する前記継手本体側のテーパ面の傾斜角度と前記締付リング側のテーパ面の傾斜角度を互いに異なる角度としてもよい。
もし、縮径手段を構成する継手本体側のテーパ面の傾斜角度と締付リング側のテーパ面との傾斜角度を、互いに同じ傾斜角にした場合には、双方のテーパ面が当接した時点で面接触となり、摩擦抵抗が急激に増大し、その結果、継手本体に対して締付リングが軸方向（パイプ挿入方向）へ相対変位することができず、締付リングが縮径変形できなくなったり、締付リングが座屈する虞がある。
これに対し、第７の発明では、継手本体側のテーパ面の傾斜角度と締付リング側のテーパ面との傾斜角度を、互いに異なる角度としたので、双方のテーパ面が当接した当初は、周方向の線接触状態となるため面接触状態に比べて摩擦抵抗の増大傾向が緩和される。
尚、テーパ面の当接が進むのに伴って双方の接触面積が増大するのであるが、その接触面積は徐々に増大するため摩擦抵抗の増大傾向も緩やかであり、したがって、締付リングは継手本体に対して軸方向に相対変位しつつ確実に縮径変形することができる。

また、第８の発明として、第７の発明に記載のものにおいて、前記締付リングが正規の締付け状態となったときには、前記縮径手段を構成する前記継手本体側のテーパ面と前記締付リング側のテーパ面とが互いに面接触状態で密着する構成としてもよい。
尚、ここで、正規の締付け状態とは、パイプ内の流体が外部へ漏出しないように気密状態が保たれ、なお且つパイプがパイプ接続機構に対して離脱しないようにロックされた状態をいう。
第８の発明によれば、上記第７の発明において、締付リングが正規の締付け状態となったときには、縮径手段を構成する継手本体側のテーパ面と締付リング側のテーパ面とが互いに密着するようにしているので、双方のテーパ面の間に生じる摩擦抵抗と食い込み作用によって双方のテーパ面が離間し難くなり、ひいては、締付リングの緩みが防止される。

＜請求項１の発明＞
パイプを継手本体に挿入して締付部材を締め付けると、縮径手段により締付リングがパイプに食い込むことでパイプが接続状態にロックされ、また、締付リングがパイプの外周に対して気密状態に密着されるとともに、締付リングが継手本体の内周に密着することにより継手本体とパイプの間がシールされる。このパイプの接続に際しては、パイプを継手本体内に挿入して締付リングにより締め付けるだけだから、パイプにフレア加工を施す必要はない。そして、ロック手段によってテーパ状接続面をフレア接続部に押し付けた状態にロックすれば、パイプ接続機構に接続されたパイプがフレア接続部に接続される。

＜請求項２の発明＞
締付リングが継手本体の内周に対して２箇所で当接するとともに、締付リングがパイプに対して複数箇所で締め付けるようにしたので、ロックとシールの信頼性に優れている。

＜請求項３の発明＞
パイプの挿入に先立ち、締付部材は継手本体に浅く螺合した状態で組み付けておくのであるが、締付部材と締付リングに、互いに係止することでその締付リングを締付部材に対して組付け状態に保持する保持手段を設けているので、締付部材に締付リングを組付けすることによって両者がユニット化され、全体の組付け作業が容易となる。

＜請求項４の発明＞
締付リングがパイプに対して正規の締付け状態になった位置から、さらに締付部材の螺進を進めて一対の当接面同士を突き当てるまでの間、締付リングは正規の締付け状態を保つので、パイプに対する締付リングの締付けが緩むことはない。したがって、パイプの接続に際しては、一対の当接面が突き当たる位置まで締付部材を螺進させる、という作業マニュアルを定めておけば、作業者が作業が完了したか否かを目視によって容易且つ確実に判別することができる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図６を参照して説明する。本実施形態の管継手Ｊａは、主として空圧機器・油圧機器等の流体圧作動機器において流体の流路としての配管に用いられる銅製のパイプＰを、各種機器（例えば、エアコンの室外機）のフレア接続部Ｍに接続するためのものである。尚、金属製のパイプＰとしては、冷熱空調機等の冷媒ガス充填用に用いられるものや、住宅用の給水・給湯などの水回り設備の配管に用いられるものにも適用できる。また、本実施形態の管継手Ｊａは、一旦パイプＰを接続した後はそのパイプＰは管継手Ｊａから外さないことを前提とした配管に使用される。

管継手Ｊａは、前後方向に貫通する貫通孔１５を有し、この貫通孔１５の図１における左側の端部にパイプ接続機構Ｃａが設けられ、貫通孔１５の図１における右側の端部にフレア用接続機構Ｃｂが設けられたものとなっている。尚、以下の説明においては、便宜上、図１における右方を前方とする。また、前後方向と、管継手Ｊａの軸線と平行な軸方向とを同義で用いる。さらに、管継手Ｊａに対するパイプＰの挿入方向（接続方向）と前後方向とは平行である。

パイプ接続機構Ｃａは、金属製の継手本体１０、金属製の締付部材２０、及び金属製の前後２つの締付リング３０，４０を備えて構成されている。
継手本体１０は、真鍮製であって、全体として筒状をなしている。継手本体１０の後端部外周には、締付部材２０を螺合させるための雄ネジ部１１が形成され、継手本体１０の外周における雄ネジ部１１よりも前方の位置には正六角形の治具嵌合部１２が形成されている。治具嵌合部１２の後端面には、軸方向に対して直交する平坦な当接面１３が形成されている。

継手本体１０の中空内は、継手本体１０の前後両端面に開口する（継手本体１０を前後方向に貫通する）形態の円形の貫通孔１５となっている。貫通孔１５の後端部は、パイプＰの外径と同じかそれよりも少し径の大きい円形の接続孔１６とされている。接続孔１６内には後方からパイプＰの前端部が挿入されるようになっている。接続孔１６の前端には、段差状に縮径するストッパ１７が形成されている。

接続孔１６の前端側部分の内周面は、前方に向かって縮径する前部テーパ面１６ａ（本発明の構成要件である前止まり面）とされており、この前部テーパ面１６ａの後端の内径（前部テーパ面１６ａの最大内径）はパイプＰの外径よりも僅かに大きく、前部テーパ面１６ａの前端の内径（前部テーパ面１６ａの最小内径）はパイプＰの外径よりも僅かに小さく設定されている。接続孔１６の中央部分の内周面は、その前端から後端まで一定の径寸法とされた定径面１６ｂとされている。接続孔１６の後端側部分の内周面は、後方に向かって拡径する後部テーパ面１６ｃ（本発明の構成要件である縮径手段）とされている。さらに、継手本体１０の後端面は、パイプＰの挿抜方向（＝締付部材２０の螺進方向であり、締付リング３０，４０の締付けに伴う移動方向）と直角な平坦面１０ａが形成されているとともに、この平坦面１０ａの内周縁、即ち後部テーパ面１６ｃとの境界となる周縁がエッジ状の角縁部１０ｂとされている。

締付部材２０は、真鍮製であって、その内周の雌ネジ部２１を継手本体１０の雄ネジ部１１に螺合することで継手本体１０に組み付けられている。また、締付部材２０の後端には、全周に亘って内側へ締付部材２０と同心の円形に突出する内向き突部２３が保持手段として形成されており、この内向き突部２３の前端面内周縁には、テーパ状の誘導面２４が形成されている。さらに、この内向き突部２３の後方には、内向き突部２３の最小内径よりも径が大きい逃がし孔２５が、内向き突部２３と同心の円形状に形成されている。そして、この逃がし孔２５の後方、即ち締付部材２０の内周の最後端には、締付部材２０と同心の円形をなすとともに、内径がパイプＰの外径よりも僅かに大きく且つ逃がし孔２５の内径よりも小さい寸法の挿入孔２６が、締付部材２０の後端面に開口して形成されている。

締付部材２０の中空内のうち内向き突部２３よりも前方であり且つ継手本体１０の平坦面１０ａよりも後方の領域は、内径が一定であり且つ締付部材２０と同心の円形をなす収容空間２２となっている。また、締付部材２０の外周は、継手本体１０の治具嵌合部１２と同じく、正六角形をなす治具嵌合部２７とされている。そして、この治具嵌合部２７の前端面には、軸方向と直交する平坦な当接面２８が形成されている。この当接面２８は継手本体１０の当接面１３に対し面当たり状態で当接するようになっている。

前後２つの締付リング３０，４０は、いずれも、パイプＰと同じく銅製であり、リング本体３１，４１から前方に薄肉筒状の締付け部３２，４２を突出させた形態である。締付け部３２，４２の外周はリング本体３１，４１の外周よりも径が小さく、締付け部３２，４２の内周はリング本体３１，４１の内周に対して滑らかに連なっている。

前部締付リング３０の締付け部３２の外周は、前方に向かって縮径するテーパ面３３（本発明の構成要件である縮径手段）となっており、このテーパ面３３の傾斜角度は継手本体１０の後部テーパ面１６ｃよりも小さい角度に設定されている。前部締付リング３０のリング本体３１の内周には、前方に向かって径が小さくなるテーパ面３４（本発明の構成要件である縮径手段）が形成されている。また、前部締付リング３０のリング本体３１の前面は、継手本体１０の平坦面１０ａ及び角縁部１０ｂと対向し且つ前部締付リング３０の締付け部３２の外周側のテーパ面３３よりも傾斜角度の大きいテーパ状当接面３５となっている。上記した前部締付リング３０の締付け部３２の外周側のテーパ面３３が、継手本体１０に対するパイプＰの挿入方向に対して４５°より小さい角度をなすのに対し、テーパ状当接面３５は、パイプＰの挿入方向に対して４５°より大きい角度をなしている。

一方、後部締付リング４０の締付け部４２の外周は、前方に向かって縮径するテーパ面４３（本発明の構成要件である縮径手段）となっており、このテーパ面４３の傾斜角度は、前部締付リング３０のリング本体３１のテーパ面３４よりも小さい角度に設定されている。

さらに、後部締付リング４０の後端面からの延出部には、外向き突部４４が保持手段として形成されている。この外向き突部４４の外径は、締付部材２０の内向き突部２３の内径よりも僅かに大きい寸法とされており、この外向き突部４４と内向き突部２３との係止作用により、後部締付リング４０が収容空間２２内に収容された状態で締付部材２０に対して保持されている。

フレア用接続機構Ｃｂの接続相手であるフレア接続部Ｍは、例えば冷熱空調機（エアコン装置）の室外機の圧縮機と凝縮器から延びる接続管に固着されている操作バルブや、冷熱空調機の室内機の膨張弁と蒸発器から延びる接続管に固着されている管継手に形成されている。フレア接続部Ｍは、全体として円筒状をなし、その中心孔は、室外機の流体（冷媒ガス）を流す流路に連通する円形の流通孔Ｍａとなっている。フレア接続部Ｍの前端部外周には、流通孔Ｍａと同心であり、且つ先方（管継手Ｊａ側）に向かって縮径するテーパ状のフレアシート面Ｍｂが形成されている。また、フレア接続部Ｍの外周におけるフレアシート面Ｍｂよりも後方の領域には、流通孔Ｍａ及びフレアシート面Ｍｂと同心の雄ネジ部Ｍｃが形成されている。

次に、フレア用接続機構Ｃｂについて説明する。継手本体１０の後端部には、前方に向かって縮径するテーパ状接続面５０が形成されている。このテーパ状接続面５０のテーパ角度は、フレアシート面Ｍｂのテーパ角度よりも大きい角度（急勾配）となっている。また、継手本体１０の外周には、円筒状をなすロック部材５１（本発明の構成要件であるロック手段）の後端部が、その内周の溝５２に嵌合したＣ字形リング５３を継手本体１０の前端の大径部５４に後方から係止させることにより、前方への相対変位を規制させた状態で、且つ周方向への回転自由に取り付けられている。また、ロック部材５１の内周には、フレア接続部Ｍの雄ネジ部Ｍｃに係合可能な雌ネジ部５５が形成されている。ロック部材５１の外周は治具を嵌合させるための六角形をなす治具嵌合部５６となっている。

次に、本実施形態の作用を説明する。
まず、後端側のパイプ接続機構Ｃａに、夫々、後方からパイプＰを接続する。接続に際しては、予め、締付部材２０に対し後部締付リング４０を前方から挿入し、組付け状態に保持しておく。挿入したとき、後部締付リング４０の外向き突部４４が締付部材２０の内向き突部２３に突き当たるが、双方の径の寸法差はごく僅かであるから、後部締付リング４０を軸方向に指で押せば、誘導面２４の傾斜により外向き突部４４が僅かに弾性的に縮径変位しつつ内向き突部２３を通過し、通過後は、弾性復帰した外向き突部４４が締付部材２０の逃がし孔２５内に収容される。この状態では、外向き突部４４が内向き突部２３と挿入孔２６の開口縁部との間で前後に挟まれるので、後部締付リング４０が締付部材２０に対して離脱規制された状態に保持される。

この後、前方から前部締付リング３０を締付部材２０内に挿入し、この前部締付リング３０、及び組付け状態の締付部材２０と後部締付リング４０を継手本体１０に対し後方から仮組みし、締付部材２０の雌ネジ部２１を継手本体１０の雄ネジ部１１に螺合させる。このとき、締付リング３０，４０の締付け部３２，４２はまだ変形していない。また、締付部材２０の当接面２８は継手本体１０の当接面１３に対して後方に離間した位置にある。

このように仮組みした管継手Ｊａに対し、後方からパイプＰの前端部を挿入する。挿入されたパイプＰは、締付部材２０の挿入孔２６と後部締付リング４０と前部締付リング３０を順に通過し、継手本体１０の定径面１６ｂ及び前部テーパ面１６ａ内に進入し、パイプＰの前端が前部テーパ面１６ａの内周面の途中の位置（ストッパ１７よりも後方の位置）に当たって前止まりされたところで、手作業によるパイプＰの挿入が終了する。

この後、継手本体１０の治具嵌合部１２と締付部材２０の治具嵌合部２７に、スパナなどの治具（図示せず）を嵌合させ、締付部材２０を前方へ螺進させる方向に回転させる。この締付部材２０の螺進に伴い、前後両締付リング３０，４０の締付け部３２，４２が縮径するように塑性変形させられてパイプＰの外周を締め付ける。

即ち、締付部材２０は、前進しつつ、その内向き突部２３により後部締付リング４０のリング本体４１の後端面を前方へ押圧し、その締付リング４０の締付け部４２の外周前端縁が前部締付リング３０の内周のテーパ面３４に軽く当接して前止まりされるとともに、前部締付リング３０の締付け部３２の外周前端縁が継手本体１０の後部テーパ面１６ｃに軽く当接して前止まりされる。このときの当接は、後部側の締付け部４２の前端外周が前部締付リング３０のテーパ面３４に対して周方向に線接触するとともに、前部側の締付け部３２の前端外周縁が後部テーパ面１６ｃに対して周方向に線接触する形態である。

この後、締付部材２０の螺進と前後両締付リング３０，４０の前進が進むのに伴ない、後部締付リング４０の締付け部４２が前部締付リング３０のテーパ面３４の傾斜にしたがって縮径変形させられると同時に、前部締付リング３０の締付け部３２が後部テーパ面１６ｃの傾斜の傾斜にしたがって縮径変形させられる。縮径変形が進むのに伴ない、前部締付リング３０のテーパ面３４に対する後部締付リング４０の外周のテーパ面４３の当接形態が線接触状態から面接触状態へ移行するとともに、後部テーパ面１６ｃに対する前部締付リング３０のテーパ面３４の当接形態が線接触から面接触へ移行し、これらの面接触領域は締付け部３２，４２の外周前端から次第に後方（基端側）へ拡大していく。

このとき、継手本体１０の後端部は径方向に肉厚であって径方向外側へ変形することがないので、前部締付リング３０の締付け部３２は継手本体１０の内周側に潜り込みつつ確実に縮径変形する。同様に、前部締付リング３０のリング本体３１も径方向に肉厚であって径方向外側へ変形し難くなっているので、後部締付リング４０の締付け部４２もリング本体３１の内周側に潜り込みつつ確実に縮径変形する。

そして、縮径変形した締付け部３２，４２はその前端内周部をパイプＰの外周に対して楔のように食い込ませる。また、前部締付リング３０のテーパ状当接面が３５、平坦面１０ａと後部テーパ面１６ｃとの境界の角縁部１０ｂに対してその角縁部１０ｂを食い込ませるように当接する。

正規の締付け状態では、２つの締付リング３０，４０の締付け部３２，４２が前後２箇所においてパイプＰの外周を締め付け、このパイプＰに対する締付け部３２，４２の食い込みにより、パイプＰの外周部と締付け部３２，４２の双方が塑性変形を生じつつ互いに隙間なく気密状に密着して、パイプＰと締付リング３０，４０との間がシールされるとともに、パイプＰが抜止状態にロックされる。尚、後部締付リング４０とパイプＰとの当接部分は、前部締付リング３０と継手本体１０との密着領域よりも後方に位置する。前部締付リング３０とパイプＰとの密着領域は後部テーパ面１６ｃとテーパ面の広い密着領域の範囲内に位置する。

また、継手本体１０の後部テーパ面１６ｃと前部締付リング３０のテーパ面３３が面接触するとともに、角縁部１０ｂが前部締付リング３０のテーパ状当接面３５に対して食い込むことで、前部締付リング３０と継手本体１０との間がシールされる。さらに、前部締付リング３０のテーパ面３４と後部締付リング４０のテーパ面４３とが面接触することで、締付リング３０，４０同士の間もシールされる。また、締付リング３０，４０のテーパ面３４，４３同士の面接触状態の密着領域においては、摩擦抵抗により前後方向及び周方向への緩みが防止される。さらに、角縁部１０ｂとテーパ面当接面３５との間の摩擦抵抗、リング本体３１の後端面とリング本体４１の前端面との間の摩擦抵抗、及びリング本体４１の後端面と内向き突部２３の前面との間の摩擦抵抗により、締付リング３０，４０がロックナットに機能を果たし、これによって、継手本体１０に対する締付部材２０の周方向の変位、即ち締付部材２０の緩みが防止される。

さて、締付部材２０が螺進する過程では、締付けストロークの途中で正規の締め付け状態に至る。即ち、締付リング３０，４０が正規の締め付け状態に至った時点では、締付部材２０の当接面２８は、継手本体１０の当接面１３に当接せず、双方の当接面１３，２８が前後方向に離間した状態である。この時点で、作業者は締付リング３０，４０が正規の締め付け状態になっていることを認知することはできないが、作業マニュアル上では、当接面１３，２８同士が当接するまで締付部材２０の螺進を続けることになっているため、正規の締め付け状態になった後も締付部材２０を螺進させる作業は続けられる。そして、当接面１３，２８同士が当接するまで締付部材２０を螺進させたところで、締付部材２０が前止まりされてそれ以上の螺進を規制される。以上により、パイプＰの接続作業が完了する。

正規の締め付け状態に至った時から当接面１３，２８同士が当接するまで締付部材２０の螺進が続けられる間、後部締付リング４０の締付け部４２が前部締付リング３０とパイプＰとの間に潜り込み続けるとともに、前部締付リング３０の締付け部３２が継手本体１０の内周とパイプＰの外周との間に潜り込み続けるので、締付リング３０，４０は正規の締め付け状態を保つ。また、前部締付リング３０のテーパ状当接面３５に対する角縁部１０ｂの食い込みも深くなっていく。つまり、正規の締付け状態及び、正規の締付けに起因する防水性能（シール性能）及びパイプＰの抜止め機能（ロック機能）が維持される。

また、当接面１３，２８同士が接近するのに伴ない、継手本体１０の受け面１０ａと締付部材２０の内向き突部２３との間に形成されている収容空間２２の容積が、前後方向に縮小されていき、前部締付リング３０のリング本体３１と後部締付リング４０のリング本体４１が収容空間２２のほぼ全体を占めるようになる。つまり、収容空間２２内における空気溜まりの容積が非常に小さくなる。

以上のようにしてパイプＰを接続した後、管継手Ｊａをフレア接続部Ｍに接続する。接続に際しては、ロック部材５１の雌ネジ部５５をフレア接続部Ｍの雄ネジ部Ｍｃに螺合し、ロック部材５１を回転させる。すると、テーパ状接続面５０がフレアシート面Ｍｂに当接するが、このときの当接形態は、図５に示すように、フレアシート面Ｍｂの内周側領域に対してテーパ状接続面５０の内周側領域が周方向に連続する線接触状態である。

この後、ロック部材５１の回転によりフレア接続部Ｍに対する管継手Ｊｃの接近が進むのに伴い、テーパ状接続面５０とフレアシート面Ｍｂとの接触形態が線接触状態から面接触状態へ移行し、その接触領域が次第に外周側（後方）へ拡大していく。ここで、接触当初の線接触領域は、フレアシート面Ｍｂ及びテーパ状接続面５０における最も径の小さい領域であることから、最外径部から接触を開始する形態のものと比較すると、本実施形態の場合、接触領域の拡大が進む初期過程では接触領域の接触面積が小さく、その分、ロック部材５１の締付けに起因して両面Ｍｂ，５０の接触領域に付与される軸線方向の圧力が大きい。したがって、両面Ｍｂ，５０の接触領域における密着力が高く、その分、両面Ｍｂ，５０間のシール性が向上することになる。そして、ロック部材５１の回転が進むのに伴ない、図６に示すように、フレアシート面Ｍｂとテーパ状接続面５０との面接触領域が、両面Ｍｂ，５０のほぼ全域に拡大したところで、フレア接続部Ｍに対する管継手Ｊａの接続作業が完了する。

フレア接続部Ｍと管継手Ｊａとの接続が完了した状態では、ロック部材５１により両者Ｍ、Ｊａが接続状態にロックされるとともに、フレアシート面Ｍｂとテーパ状接続面５０の面接触により、フレア接続部Ｍと機器接続部Ｃｂとの接続部分がシールされ、流通孔Ｍａと貫通孔１５を流れる流体が外部に漏出することはない。

本実施形態１の管継手Ｊａによれば、以下の作用、効果を奏する。
（ａ）従来では、パイプＰの端末部に、フレア接続部Ｍのテーパ状のフレアシート面Ｍｂの傾斜に合わせてラッパ状に変形させるフレア加工を施し、その後に、ロック部材５１を用いてパイプＰのフレア加工部をフレア接続部Ｍに接続するようになっていたが、本実施形態の管継手Ｊａを用いれば、パイプＰの接続に際しては、パイプＰを継手本体１０内に挿入して締付リング３０，４０により締め付けるだけだから、パイプＰにフレア加工を施す必要はない。

（ｂ）締付リング３０，４０が継手本体１０の内周に対して複数箇所で当接するとともに、締付リング３０，４０がパイプＰに対して複数箇所で締め付けるようにしたので、ロックとシールの信頼性に優れている。

（ｃ）パイプＰの挿入に先立ち、締付部材２０は継手本体１０に浅く螺合した状態で仮組みしておくのであるが、締付部材２０と後部締付リング４０に、互いに係止することでその締付リング４０を締付部材２０に対して組付け状態に保持する保持手段を設けているので、締付部材２０に後部締付リング４０を組み付けることによって両者２０，４０がユニット化され、締付部材２０を継手本体１０に仮組みする作業が容易となっている。

（ｄ）締付リング３０，４０がパイプＰに対して正規の締付け状態になった位置から、さらに締付部材２０の螺進を進めて一対の当接面１３，２８同士を突き当てるまでの間、締付リング３０，４０は正規の締付け状態を保つので、パイプＰに対する締付リング３０，４０の締付けが緩むことはない。したがって、パイプＰの接続に際しては、一対の当接面１３，２８が突き当たる位置まで締付部材２０を螺進させる、という作業マニュアルを定めておけば、作業者が作業が完了したか否かを目視によって容易且つ確実に判別することができる。

（ｅ）パイプＰの接続に際しては、締付部材２０を継手本体１０に螺合させるだけでよいから、ロウ付けによって接続する場合とは異なり火気を使用せずに済む。

（ｆ）継手本体１０の内周には、パイプＰの前端部（挿入方向先端）の外周縁が当接するテーパ状の前部テーパ面１６ａ（前止まり面）を形成し、この前部テーパ面１６ａが、挿入されたパイプＰを前止まりさせるストッパとなるようにした。これにより、締付部材２０の螺進を開始するときのパイプＰを位置を決めることができる。
また、締付けが進む際には、締付リング３０，４０が、縮径しつつ縮径手段のテーパ面の傾斜にしたがってパイプＰの軸方向に移動するのであるが、もし、パイプＰがその前端面を突き当てる形態で前止まりされた場合は、パイプＰと締付リング３０，４０との間で摩擦抵抗が発生し、締付部材２０の締付けトルクが増大するため、作業性の低下が懸念される。しかし、本実施形態によれば、パイプＰの先端外周縁をテーパ状の前止まり面（前部テーパ面１６ａ）に当接させるようにしているので、締付リング３０，４０と一緒にパイプＰも挿入方向先方へ移動することができ、これにより、パイプＰと締付リング３０，４０との間の摩擦抵抗を低減して作業性向上を図ることができる。
さらに、パイプＰを前止まりさせた状態から締付部材２０を螺進させるたときには、締付リング３０，４０と一緒にパイプＰも挿入方向奥側へ押し動かされるのであるが、このとき、パイプＰの挿入方向先端縁部と前部テーパ面１６ａとは互いに食い込むようになるので、この食い込みによる摩擦抵抗によってパイプＰの戻り及び締付部材２０の緩みが防止されている。

（ｇ）縮径手段を構成する継手本体１０側の後部テーパ面１６ｃと前部締付リング３０側のテーパ面３３との傾斜角度は、互いに異なる角度としているが、これは次の理由による。もし、双方のテーパ面１６ｃ，３３を同じ傾斜角にした場合、双方のテーパ面が当接した時点で面接触となり、摩擦抵抗が急激に増大し、その結果、継手本体１０に対して締付リング３０，４０が軸方向（パイプＰ挿入方向）へ相対変位することができず、締付け部３２，４２が縮径変形できなくなったり、薄肉の締付け部３２，４２が座屈してしまう虞がある。これに対し、本実施形態では双方のテーパ面１６ｃ，３３の傾斜角度を異ならせているので、双方のテーパ面１６ｃ，３３が当接した当初は、周方向の線接触状態となるため面接触状態に比べて摩擦抵抗の増大傾向が緩和され、締付リング３０，４０が円滑に前進できるとともに、締付け部３２，４２の座屈が防止される。尚、テーパ面１６ｃ，３３の当接が進むのに伴って両者１６ｃ，３３の接触面積が増大するのであるが、その接触面積は徐々に増大するため摩擦抵抗の増大傾向も緩やかであり、したがって、締付け部３２，４２は継手本体１０に対して相対変位しつつ確実に縮径変形することができる。

（ｈ）締付リング３０，４０が正規の締付け状態となったときには、縮径手段を構成する継手本体１０側の後部テーパ面１６ｃと前部締付リング３０側のテーパ面３３とが互いに面接触状態で密着するとともに、前部締付リング３０のテーパ面３４と後部締付リング４０のテーパ面４３とが互いに面接触状態で密着するようにしたので、双方の間の摩擦抵抗と食い込み作用によって双方のテーパ面１６ｃと３３，３４と４３が離間し難くなり、締付リング３０，４０の緩みが防止される。

（ｉ）収容空間２２は外部に連通しているため、外部から収容空間２２内に浸入した水分が、パイプＰ内を通る低温の冷媒に熱を奪われて凍結し、凍結に伴なう体積膨張によって締付部材２０等の部材が変形したり破損したりすることが懸念される。しかし、本実施形態では、収容空間２２内に収容されている締付リング３０，４０に締付け部３２，４２よりも径の大きいリング本体３１，４１を形成し、そのリング本体３１，４１が収容空間２２の容積の大部分を占めるようにしたので、収容空間２２内の空気溜まりの容積、即ち外部から水分が浸入し得るスペースが、極めて小さくなっている。したがって、収容空間２２内に浸入した水分の凍結に起因する体積の膨張を抑え、締付部材２０などの部品の変形や破損を防止することができる。

（ｊ）締付リング３０，４０は締付部材２０内に収容されているために外部から目視により確認することができないため、締付リング３０，４０をパイプＰとは異なる材質とした場合、劣悪環境下での使用に起因して締付リング３０，４０のみが劣化し、その締付リング３０，４０の劣化が看過されることが懸念される。しかし、本実施形態では、締付リング３０，４０を目視確認可能なパイプＰ（配管）と同じ銅製としたので、パイプＰの劣化状態を目視確認することにより、締付リング３０，４０の劣化を推察すことができ、締付リング３０，４０の劣化が看過されることを回避できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図７ないし図９を参照して説明する。本実施形態２の管継手Ｊｂは、実施形態１においてパイプ接続機構の構成を異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施形態２のパイプ接続機構Ｃｃでは、継手本体１０に設ける締付リングの数を１つだけとしている。締付リング６０は、パイプＰと同じく銅製であり、継手本体１０内に挿入されたパイプＰを囲むような円筒状をなしている。締付リング６０は、肉厚のリング本体６１とリング本体６１から前方へ延出する肉薄の締付け部６２とからなる。締付け部６２の外周面には、テーパ面６３（本発明の構成要件である縮径手段）が前方に向かって縮径する形態で形成されている。このテーパ面６３の傾斜角度は、継手本体１０の後部テーパ面１６ｃよりも小さい角度に設定されている。

締付け部６２の内周の略前半部分は、外周側のテーパ面６３と略平行な前部傾斜面６４とされ、内周の略後半部分は、前部傾斜面６４よりも傾斜角度の小さい後部傾斜面６５とされている。この前後両傾斜面６４，６５の境界部分には、斜め前内向きに尖ったエッジ状の食い込み部６６が全周に亘って連続して形成されている。前部傾斜面６４、後部傾斜面６５及び食い込み部６６の内径は、パイプＰの外径より僅かに大きい寸法とされている。締付リング６０のリング本体６１の前端面は、テーパ状当接面６７となっている。また。リング本体６１の後端面には外向き突部６８が保持手段として形成されている。

＜実施形態３＞
次に、本発明を具体化した実施形態３を図１０を参照して説明する。本実施形態３では、実施形態１，２の継手本体１０に、治具嵌合部１２の前端面に沿うように円環状の識別リング７０を取り付けたものであり、識別リング７０は、継手本体１０に対して回転可能であり且つ前後方向への変位を規制されている。そして、この識別リング７０の前面が、パイプ接続機構Ｃａの締付部材２０の当接面２８と対向する当接面７１とされている。パイプＰを接続する過程で、当接面２８、７１同士が突き当たらない状態では、識別リング７０が回転可能な状態とされ、当接面２８，７１同士が突き当たるまでパイプＰに対する締付リング３０，４０，６０の締付けが進んでパイプＰの接続が完了した状態では、識別リング７０が締付部材２０と継手本体１０の治具嵌合部１２との間に挟み付けられて回転不能となる。したがって、識別リング７０が回転し得るか否かに基づいて、パイプＰの接続作業が正しく完了したか否かを判断することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）上記実施形態１のパイプ接続機構では縮径手段のテーパ面を継手本体と前後締付リングの全てに設けたが、本発明によれば、テーパ面は、後部締付リングと前部締付リングのうちのいずれか一方のみに設けてもよく、前部締付リングと締付部材のうちのいずれか一方のみに設けてもよい。

（２）上記実施形態２のパイプ接続機構では縮径手段のテーパ面を継手本体と締付リングの双方に設けたが、本発明によれば、テーパ面は、締付リングと締付部材のうちのいずれか一方のみに設けてもよい。

（３）上記実施形態１，２では締付リングとパイプの双方を銅製としたが、本発明は、銅以外の金属である場合にも適用することができる。

（４）上記実施形態１，２では継手本体と締付部材を真鍮製としたが、本発明は、真鍮以外の金属である場合にも適用することができる。

（５）上記実施形態１では各締付リングが１カ所においてパイプに食い込むようにしたが、本発明によれば、締付リングが２カ所以上でパイプに食い込むようにしてもよい。

（６）上記実施形態２では１つの締付リングが２カ所においてパイプに食い込むようにしたが、本発明によれば、締付リングが１カ所ずつパイプに食い込むようにしてもよく、３カ所以上でパイプに食い込むようにしてもよい。

（７）上記実施形態２では締付リングを２つ設けたが、本発明によれば、３つ以上の締付リングを設けてもよい。

（８）上記実施形態１，２において、継手本体の定径面を前後長さを拡大した形態としてもよい。このようにすれば、継手本体内におけるパイプの収容可能な寸法が長く確保されるので、パイプの長さのバラツキ等に起因してパイプの端末位置が変動しても、パイプの端末部を継手本体のパイプ接続機構に確実に接続することができる。

（９）上記実施形態１〜５において、継手本体を途中で分岐する形態とし、その各分岐部分に、パイプ接続機構若しくはフレア用接続機構を設けてもよい。

実施形態１の断面図 パイプを接続する過程をあらわす部分拡大断面図 パイプを接続した状態をあらわす部分拡大断面図 フレア接続部に接続した状態をあらわす部分断面図 フレア接続部との接続過程をあらわす部分拡大断面図 フレア接続部との接続完了状態をあらわす部分拡大断面図 実施形態２の断面図 パイプを接続する過程をあらわす部分拡大断面図 パイプを接続した状態をあらわす部分拡大断面図 実施形態３の断面図 従来例の断面図

符号の説明

Ｐ…パイプ
Ｊａ…管継手
Ｃａ…パイプ接続機構
Ｃｂ…フレア用接続機構
Ｍ…フレア接続部
１０…継手本体
１３…当接面
１５…貫通孔
１６ｃ…後部テーパ面（縮径手段）
２０…締付部材
２３…内向き突部（保持手段）
２８…当接面
３０，４０…締付リング
３２，４２…締付け部
３３，３４，４３…テーパ面（縮径手段）
４４…外向き突部（保持手段）
５０…テーパ状接続面
５１…ロック部材（ロック手段）
Ｊｂ，Ｊｃ…管継手
６０…締付リング
６２…締付け部
６３…テーパ面（縮径手段）

Claims (4)

1. 流体の流路と連通可能な貫通孔を有し、
   前記貫通孔の一方の端部には、前記流路を構成する金属製のパイプを接続するパイプ接続機構が設けられ、
   前記貫通孔の他方の端部には、前記流路を構成するテーパ状のフレア接続部に接続されるフレア用接続機構が設けられ、
   前記パイプ接続機構は、
   前記パイプの挿入を可能とした筒状の継手本体と、
   前記継手本体に螺合される筒状の締付部材と、
   前記継手本体内に挿入された前記パイプを囲むような筒状をなす金属製の締付リングと、
   パイプ挿入方向に対して傾斜したテーパ面を有し、前記締付部材の螺進に伴い前記締付リングを前記継手本体の内周に対し気密状に密着させつつ縮径方向へ塑性変形させることで、その締付リングが前記パイプの外周に対し変位規制状態に食い込み及び／又は気密状態に密着する形態で締め付けるようにした縮径手段とを備えて構成されており、
   前記フレア用接続機構は、
   前記フレア接続部に対して面接触可能なテーパ状接続面と、
   前記テーパ状接続面を前記フレア接続部に押し付けた状態に保持可能なロック手段とを備えて構成されていることを特徴とする管継手。
2. 前記パイプ接続機構において前記締付リングが正規に締め付けられた状態では、前記締付リングと前記パイプとがパイプ挿入方向における複数箇所で当接するとともに、前記締付リングと前記継手本体とがパイプ挿入方向における２箇所で当接し、その２箇所のうち一方の当接箇所では面接触形態で当接し、他方の当接箇所では前記継手本体が前記締付リングに対して食い込む形態とされていることを特徴とする請求項１記載の管継手。
3. 前記締付部材と前記締付リングに、互いに係止することでその締付リングを締付部材に対して離脱規制された組付け状態に保持可能な保持手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管継手。
4. 前記継手本体と前記締付部材には、前記締付リングを縮径変形させる方向へ前記締付部材が螺進するのに伴って接近する一対の当接面が設けられており、
   前記締付部材が螺進する過程では、前記一対の当接面が非接触のままで前記締付リングが前記パイプに対して正規の締付け状態になるとともに、前記締付部材の螺進が前記一対の当接面が突き当たる位置まで進む間は前記締付リングの正規の締付け状態が保たれる構成としたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の管継手。

Images