JP2007146880A - Tube fitting - Google Patents

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Masayuki Takeuchi
雅之 竹内
Shinji Kakehashi
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00Flanged joints
    • F16L23/16Flanged joints characterised by the sealing means
    • F16L23/18Flanged joints characterised by the sealing means the sealing means being rings

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tube fitting capable of preventing the leakage of a high pressure fluid by using a metallic seal. <P>SOLUTION: This tube fitting is provided with the metallic ring seal 30 having a C-shaped cross section and a resin cap 40 having a larger outside diameter than the inside diameter of the metallic seal 30 at the outer periphery of the tip 13 of a first tubular body 10 to hold the metallic seal 30 by the resin cap 40. Since the inside diameter of the metallic seal 30 is larger than the outside diameter of the tip 13 of the first tubular body 20, high pressure is easily introduced into the inner side of the C-shaped metallic seal 30 to improve sealing performance. Since the resin cap 40 is arranged by being protruded from the tip 13, it is possible to prevent the sealing face of a second tubular body from being damaged by the tip of the first tubular body at working. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高圧配管の管継手に関し、具体的には、冷凍サイクルに使用する管継手に関する。   The present invention relates to a pipe joint for high-pressure piping, and specifically to a pipe joint used for a refrigeration cycle.

近年、車両あるいは家屋の空調システムの圧縮式冷凍サイクルにおいて、冷媒としてCOを用いるものが提案され、具体化している。COを使用する冷凍サイクルでは、COは超臨界状態で作動し、また、従来のフロン系の冷凍サイクルと比較して、約7倍から10倍の高圧力で作動することを特徴としている。したがって、COを使用する冷凍サイクルに用いる配管の管継手からの冷媒の漏れは、従来に比較して起こりやすくなっている。さらに、従来のフロンを用いる冷凍サイクルでは、汎用のゴム製のシールを用いていたが、COは透過係数が大きいために、ゴムを透過してしまう。したがって、単にゴム製シールを用いるのみでは、COの漏れを防ぐことはできない。 In recent years, in a compression refrigeration cycle of an air conditioning system of a vehicle or a house, one using CO 2 as a refrigerant has been proposed and embodied. In the refrigeration cycle that uses CO 2, CO 2 operates in a supercritical state, also as compared with the conventional fluorocarbon refrigerant cycle is characterized by operating at high pressures of about 7 to 10 times the . Therefore, the leakage of the refrigerant from the pipe joint of the pipe used in the refrigeration cycle using CO 2 is more likely to occur than in the past. Furthermore, in a conventional refrigeration cycle using Freon, a general-purpose rubber seal was used, but CO 2 permeates rubber because of its large permeability coefficient. Therefore, CO 2 leakage cannot be prevented simply by using a rubber seal.

従来から、管継手からの冷媒の漏出を防ぐために、金属製のシールを部材を利用することが提案されている(特許文献1、2参照)。特許文献1には、一方の管体と他方の管体とを連結する管継手であって、双方の管体に互いに圧接される金属製の着座面をもち、着座面の外周にブチルゴム製の密封リングを備えると共に、さらに着座面の内周凹部に、鉄合金製の表面を銀メッキした断面C字状の密封リングを用いるものが記載されている。しかしながら、この金属製の断面C字状の密封リングは、メス側の管体の内周に設けられているので、脱落しやすく、点検修理時などには、作業者が取り扱いにくいものであった。   Conventionally, in order to prevent leakage of refrigerant from the pipe joint, it has been proposed to use a metal seal member (see Patent Documents 1 and 2). Patent Document 1 discloses a pipe joint that connects one pipe body and the other pipe body, and has metal seating surfaces that are pressed against each other, and is made of butyl rubber on the outer periphery of the seating surface. A seal ring is used, and a seal ring having a C-shaped cross section in which an iron alloy surface is silver-plated is described in the inner peripheral recess of the seating surface. However, since this metal-made sealing ring having a C-shaped cross section is provided on the inner periphery of the tube on the female side, it is easy to drop off and is difficult for the operator to handle during inspection and repair. .

また、特許文献2には、オス側ピースの筒状先端部に外径方向に突出する係止用突起を設け、リングの一部を切断した形状の金属プレートとリング形状のゴム製のシール部材とを一体化して、オス側ピースとメス側ピースとを組み付けた場合に、信頼性の高いシールを得るものが記載されている。特許文献2の一体化したシール部材は、オス側ピースに設けられ、脱落防止構造をしているので、取り扱いには便利である。しかしながら、シール部材としては複雑で高価なものであった。   Further, in Patent Document 2, a locking protrusion protruding in the outer diameter direction is provided at the cylindrical tip of the male side piece, a metal plate having a shape in which a part of the ring is cut, and a ring-shaped rubber seal member Are obtained to obtain a highly reliable seal when the male piece and the female piece are assembled. The integrated sealing member of Patent Document 2 is provided on the male side piece and has a drop-off preventing structure, which is convenient for handling. However, the sealing member is complicated and expensive.

特開2002−22074号公報JP 2002-22074 A 特開2000−9271号公報JP 2000-9271 A

本発明は、前記問題点に鑑み、金属シールを用いて、簡単な構成で高圧流体の漏れを防ぐことができる管継手を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the pipe joint which can prevent the leak of a high pressure fluid with a simple structure using a metal seal in view of the said problem.

本発明の管継手は、上記課題を解決するために、請求項1に記載のように、第1の管体(10)の先端部(13)の外周に、断面C字状の金属リングシール(30)と、該金属リングシール(30)の内径より大きな外径をもつ樹脂キャップ(40)とを備え、該樹脂キャップ(40)により前記金属リングシール(30)を保持する。これにより、断面C字状の金属リングシール(30)を脱落しないようにオス側部材に設けることができ、高圧流体の漏れを防ぐことができるとともに、作業性が向上する。   In order to solve the above-mentioned problems, the pipe joint of the present invention is a metal ring seal having a C-shaped cross section on the outer periphery of the distal end portion (13) of the first pipe body (10). (30) and a resin cap (40) having an outer diameter larger than the inner diameter of the metal ring seal (30), and the metal ring seal (30) is held by the resin cap (40). Thereby, the metal ring seal (30) having a C-shaped cross section can be provided on the male side member so as not to drop off, leakage of the high-pressure fluid can be prevented, and workability can be improved.

また、請求項2に記載のように、前記金属リングシール(30)は、第1の管体の第1のフランジ部(11)と、前記樹脂キャップ(40)との間に保持されることができる。   In addition, as described in claim 2, the metal ring seal (30) is held between the first flange portion (11) of the first tubular body and the resin cap (40). Can do.

さらに、請求項3に記載のように、前記第2の管体(20)はさらに、第2のフランジ部(27)に続く面で前記金属リングシール(30)を押圧することができ、これにより、面シールを行うことができる。   Furthermore, as described in claim 3, the second tubular body (20) can further press the metal ring seal (30) on the surface following the second flange portion (27). Thus, surface sealing can be performed.

さらに、請求項4に記載のように、前記金属シール(30)の内径は、前記第1の管体(20)の先端部(13)の外径よりも大きくすることができ、これにより、C字状の金属シール(30)の内側に高圧を導入するこでき、いっそうシール性能を向上できる。   Furthermore, as described in claim 4, the inner diameter of the metal seal (30) can be larger than the outer diameter of the tip (13) of the first tubular body (20). A high pressure can be introduced inside the C-shaped metal seal (30), and the sealing performance can be further improved.

さらに、請求項5に記載のように、前記樹脂キャップ(40)は、前記第1の管体(10)の先端部(13)より突出させることができ、これにより、第1の管体(10)の先端部によって第2の管体(20)のシール面を傷つけることがなくなる。   Furthermore, as described in claim 5, the resin cap (40) can be protruded from the tip (13) of the first tube (10), whereby the first tube ( The tip of 10) does not damage the sealing surface of the second tubular body (20).

以下、図面を参照して、実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

図1に、本発明の一実施形態である管継手の断面図を示し、図2に、図1のAの一部拡大図を示す。本実施形態は、COを用いる超臨界冷凍サイクルの配管の管継手であり、例えばアルミで形成された第1の管体10と第2の管体20とを連結するものである。ここで、第1の管体10がオス側管体であり、第2の管体20がメス側管体である。第1の管体10は、同様にアルミで形成された円筒形状の第1のブロック体51とかしめにより一体にされ、第2の管体20は、第1のブロック体51と同様の第2のブロック体53とかしめにより一体にされている。第1の管体10と第2の管体20は、第1のブロック体と第2のブロック体を貫通するネジ穴にボルト55をねじ込むことによって、連結される。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a pipe joint according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a partially enlarged view of A of FIG. This embodiment is a pipe joint of a pipe of a supercritical refrigeration cycle using CO 2 and connects, for example, a first pipe body 10 and a second pipe body 20 formed of aluminum. Here, the first tubular body 10 is a male side tubular body, and the second tubular body 20 is a female side tubular body. The first tubular body 10 is integrally formed by caulking with a cylindrical first block body 51 which is also formed of aluminum, and the second tubular body 20 is a second similar to the first block body 51. The block body 53 is integrated by caulking. The first tube body 10 and the second tube body 20 are connected by screwing a bolt 55 into a screw hole that passes through the first block body and the second block body.

第1の管体には、その外周面に突出する突出部11が形成され、突出部11の下面がフランジ12となっている。フランジ12から管体端面までは、第2の管体20に挿入される先端部13が形成される。第2の管体20は、その先端部を徐々に拡径して、テーパ部21と拡径部23とが形成され、拡径部23から管体端部までは、外側に折り返されて、段部25と第2のフランジ27が形成されている。   The first tubular body is formed with a protruding portion 11 protruding from the outer peripheral surface thereof, and the lower surface of the protruding portion 11 is a flange 12. From the flange 12 to the end face of the tube body, a tip end portion 13 to be inserted into the second tube body 20 is formed. The diameter of the second tubular body 20 is gradually increased to form a tapered portion 21 and an enlarged diameter portion 23. From the expanded diameter portion 23 to the tubular body end portion, the second tubular body 20 is folded outward. A step portion 25 and a second flange 27 are formed.

第1の管体のフランジ部11と第2の管体の段部25で形成された空間には、断面C字形状の金属リングシール30が保持されている。本実施形態では、金属シール30は、ステンレス(SUS)からなるC字状リングに、表面を平滑にするために比較的やわらかいニッケル、銀、すず等の薄膜をコーティングしたものを用いている。なお、コーティング材料は、場合によってはゴム(例えばフッ素ゴムFKM)や樹脂(例えばポリアミド)を使用することも可能である。金属シール30が第1の管体のフランジ12と接触する第1の接触部33は、第1の管体10と第2の管体20とにより押圧されて面接触し、面シールとなっている。同様に、金属シールが第2の管体の段部と接触する第2の接触部35も第1の管体10と第2の管体20とにより押圧されて面接触し、面シールとなっている。したがって、高圧の冷媒の漏れを有効に防ぐことができる。   A metal ring seal 30 having a C-shaped cross section is held in a space formed by the flange portion 11 of the first tubular body and the step portion 25 of the second tubular body. In this embodiment, the metal seal 30 uses a C-shaped ring made of stainless steel (SUS) coated with a relatively soft thin film of nickel, silver, tin or the like in order to smooth the surface. Note that rubber (for example, fluororubber FKM) or resin (for example, polyamide) can be used as the coating material depending on circumstances. The first contact portion 33 where the metal seal 30 is in contact with the flange 12 of the first tubular body is pressed by the first tubular body 10 and the second tubular body 20 to be in surface contact with each other to form a surface seal. Yes. Similarly, the second contact portion 35 where the metal seal comes into contact with the stepped portion of the second tubular body is also pressed by the first tubular body 10 and the second tubular body 20 so as to be in surface contact and form a surface seal. ing. Therefore, leakage of the high-pressure refrigerant can be effectively prevented.

第1の管体10の先端部13の外周面には、樹脂製リングキャップ40が嵌着している。樹脂リングキャップ40の内周に設けられた凸部41が、第1の管体10の先端部13の外周に設けられた溝部15に嵌合することにより、樹脂リングキャップ40は、第1の管体に固定されている。リングキャップ40に使用される樹脂材料は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド66(PP66)、ポリプロピレン(PP)などが使用可能である。   A resin ring cap 40 is fitted on the outer peripheral surface of the distal end portion 13 of the first tubular body 10. The convex portion 41 provided on the inner periphery of the resin ring cap 40 is fitted into the groove portion 15 provided on the outer periphery of the distal end portion 13 of the first tubular body 10, whereby the resin ring cap 40 is It is fixed to the tube. As the resin material used for the ring cap 40, polybutylene terephthalate (PBT), polyamide 66 (PP66), polypropylene (PP), or the like can be used.

図3には、第1の管体10の先端部13に配置された金属シール30と樹脂キャップ40とを示す。図3に示すように、金属シール30は、第1の管体10の先端部13からは所定のクリアランスをもつように配置されている。樹脂キャップ40は、Cリングの脱落を防止するために配置されるものであるから、図4に示すように、樹脂キャップ40の外径φBは、Cリング内径φAより大きく、Cリングの脱落を防止できる大きさに設定されている。樹脂キャップ40によって第1の管体から金属シール30が脱落しないように押さえているので、第1の管体と第2の管体を連結する作業においても、あるいは金属シール30の交換作業においても、金属シール30の脱落を気にすることなく作業が可能である。   FIG. 3 shows a metal seal 30 and a resin cap 40 arranged at the distal end portion 13 of the first tubular body 10. As shown in FIG. 3, the metal seal 30 is disposed so as to have a predetermined clearance from the distal end portion 13 of the first tubular body 10. Since the resin cap 40 is arranged to prevent the C-ring from dropping off, the outer diameter φB of the resin cap 40 is larger than the C-ring inner diameter φA as shown in FIG. It is set to a size that can be prevented. Since the resin seal 40 holds the metal seal 30 so as not to drop off from the first tube body, even in the operation of connecting the first tube body and the second tube body or in the operation of replacing the metal seal 30 The work can be performed without worrying about the metal seal 30 dropping off.

なお、図1,2では、樹脂キャップ40は、第2の管体20の外周に接していて、第1の管体10と第2の管体20によって挟持されているように見えるが、図3に示すように、樹脂キャップ40は、第1の管体10に固定されており、第2の管体20に支持される必要はない。樹脂キャップ40が第2の管体20に密接するのは、第1の管体のフランジ12と第2の管体のフランジ27との密着性を損なうおそれがあるので、好ましくない。したがって、樹脂キャップ40と第2の管体20の外周とは所定のクリアランスをもたせるのがよい。   In FIGS. 1 and 2, the resin cap 40 is in contact with the outer periphery of the second tubular body 20 and seems to be sandwiched between the first tubular body 10 and the second tubular body 20. As shown in FIG. 3, the resin cap 40 is fixed to the first tubular body 10 and does not need to be supported by the second tubular body 20. It is not preferable that the resin cap 40 is in close contact with the second tubular body 20 because the adhesion between the flange 12 of the first tubular body and the flange 27 of the second tubular body may be impaired. Therefore, it is preferable that the resin cap 40 and the outer periphery of the second tubular body 20 have a predetermined clearance.

また、図3に示すように、第1の管体の先端部周囲に嵌着された樹脂キャップ40は、第1の管体10の端面より突出するように構成されている。すなわち、フランジ12から第1の管体10の端面より突出する樹脂キャップ40の端面までの長さDは、フランジ12から第1の管体10の端面までの長さCより長くなっている。したがって、樹脂ギャップ40は、先端部13の端面を全周にわたって保護することになる。このようにすると、第1の管体10の先端部13を第2の管体に挿入して連結する際に、第1の管体が第2の管体に直接当たることがない。したがって、第2の管体20のシール面を、第1の管体によって不用意に傷つけることがなくなる。   As shown in FIG. 3, the resin cap 40 fitted around the distal end portion of the first tubular body is configured to protrude from the end surface of the first tubular body 10. That is, the length D from the flange 12 to the end face of the resin cap 40 protruding from the end face of the first tubular body 10 is longer than the length C from the flange 12 to the end face of the first tubular body 10. Therefore, the resin gap 40 protects the end surface of the tip portion 13 over the entire circumference. In this way, when the distal end portion 13 of the first tubular body 10 is inserted and connected to the second tubular body, the first tubular body does not directly contact the second tubular body. Therefore, the sealing surface of the second tubular body 20 is not inadvertently damaged by the first tubular body.

さらに、前述のように断面C字状の金属リングシールの内径は、第1の管体の外径よりも大きくなっている。そのために、樹脂キャップ40の周囲を通って流入する高圧冷媒は、C状に囲まれている金属シール30の内部に容易に流入する。金属シール30の内部に流入する高圧冷媒は、金属シール30をその内側から接触部33及び接触部35を、より以上の圧力で第1の管体及び第2の管体に押し付けることになり、接触部33及び接触部35による面シールをさらに強めることになる。   Furthermore, as described above, the inner diameter of the metal ring seal having a C-shaped cross section is larger than the outer diameter of the first tubular body. Therefore, the high-pressure refrigerant flowing through the periphery of the resin cap 40 easily flows into the metal seal 30 surrounded by the C shape. The high-pressure refrigerant flowing into the metal seal 30 presses the contact portion 33 and the contact portion 35 from the inside of the metal seal 30 to the first tube body and the second tube body with a higher pressure, The surface seal by the contact part 33 and the contact part 35 is further strengthened.

図5は、本発明の第2の実施形態を示す。第1の実施形態では、第1の管体10は、第1のブロック体51とかしめにより一体化され、第2の管体20は、第2のブロック体53とかしめにより一体化されていた。第2の実施形態では、第1の管体10の管継手となる部分を、アルミからなる第1のブロック体を切削あるいは冷鍛を用いて形成するものである。同様に、第2の管体20の管継手となる部分を、アルミからなる第2のブロック体を切削あるいは冷鍛を用いて形成するものである。したがって、第2の実施形態では、第1のブロック体が、第1の管体の一部に相当し、第2のブロック体が、第2の管体の一部に相当する。   FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the first tube body 10 is integrated with the first block body 51 by caulking, and the second tube body 20 is integrated with the second block body 53 by caulking. . In 2nd Embodiment, the part used as the pipe joint of the 1st pipe body 10 forms the 1st block body which consists of aluminum using cutting or cold forging. Similarly, the part used as the pipe joint of the 2nd pipe body 20 forms the 2nd block body which consists of aluminum using cutting or cold forging. Therefore, in the second embodiment, the first block body corresponds to a part of the first tubular body, and the second block body corresponds to a part of the second tubular body.

図5に示すように、第1の管体でもある第1のブロック51’が、フランジ12’と先端部13’を有し、第2の管体でもある第2のブロック53’が、フランジ27’と段部25’を有する。C字状金属リングシール30は、フランジ13’と段部25’とで押圧される。先端部13’には、C字状金属リングシール30を保持する樹脂キャップ40が固定されている。この場合、管継手部分以外の管路は、第1のブロック51’に嵌合する第3の管体70と、第2のブロック53’に嵌合する第4の管体80とすることができる。   As shown in FIG. 5, the first block 51 ′, which is also the first tube body, has a flange 12 ′ and a tip portion 13 ′, and the second block 53 ′, which is also the second tube body, is a flange. 27 'and step 25'. The C-shaped metal ring seal 30 is pressed by the flange 13 'and the step portion 25'. A resin cap 40 that holds the C-shaped metal ring seal 30 is fixed to the distal end portion 13 ′. In this case, the pipe lines other than the pipe joint portion may be the third pipe body 70 fitted into the first block 51 ′ and the fourth pipe body 80 fitted into the second block 53 ′. it can.

以上説明した第1及び第2の実施形態は、本発明を実施するための単なる例にすぎず、本発明による管継手を実施するための構造は、これに限定されるものではない。   The first and second embodiments described above are merely examples for carrying out the present invention, and the structure for carrying out the pipe joint according to the present invention is not limited to this.

本発明の第1の実施形態の管継手の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the pipe joint of the 1st Embodiment of this invention. 図1の一部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a part of FIG. 金属リングシールと樹脂キャップを備えた第1の管体の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the 1st tubular body provided with the metal ring seal and the resin cap. Cリング内径と樹脂キャップ外径の大小関係を示す図である。It is a figure which shows the magnitude relationship of a C-ring internal diameter and a resin cap outer diameter. 本発明の第2の実施形態の管継手の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the pipe joint of the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1の管体
11 突出部
12 第1の管体のフランジ
13 先端部
15 溝部
20 第2の管体
21 テーパ部
23 拡径部
25 段部
27 第2の管体のフランジ
30 C字状金属リングシール
33、35 接触部
40 樹脂キャップ
41 凸部
51 第1のブロック体
53 第2のブロック体
60 ボルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st pipe body 11 Protrusion part 12 Flange of 1st pipe body 13 Tip part 15 Groove part 20 2nd pipe body 21 Tapered part 23 Diameter expansion part 25 Step part 27 Flange of 2nd pipe body 30 C-shape Metal ring seal 33, 35 Contact portion 40 Resin cap 41 Convex portion 51 First block body 53 Second block body 60 Bolt

Claims (5)

第1の管体(10)と第2の管体(20)とを連結する管継手であって、第1の管体(10)の先端部(13)の外周には、断面C字状の金属リングシール(30)と、該金属リングシール(30)の内径より大きな外径をもつ樹脂キャップ(40)とを備え、該樹脂キャップ(40)により前記金属リングシール(30)を保持することを特徴とする管継手。   A pipe joint for connecting the first pipe body (10) and the second pipe body (20), and the outer periphery of the tip (13) of the first pipe body (10) has a C-shaped cross section. And a resin cap (40) having an outer diameter larger than the inner diameter of the metal ring seal (30), and the metal ring seal (30) is held by the resin cap (40). A pipe joint characterized by that. 前記第1の管体(10)は、先端部(13)の背後に第1のフランジ部(11)を備え、前記金属リングシール(30)は、該第1のフランジ部(11)と、前記樹脂キャップ(40)との間に保持されることを特徴とする請求項1に記載の管継手。   The first tubular body (10) includes a first flange portion (11) behind a tip portion (13), and the metal ring seal (30) includes the first flange portion (11), The pipe joint according to claim 1, wherein the pipe joint is held between the resin cap (40). 前記第2の管体(20)は第2のフランジ部(27)を備え、第2のフランジ部(27)に続く面で前記金属リングシールを押圧することを特徴とする請求項2に記載の管継手。   The said 2nd pipe | tube body (20) is provided with the 2nd flange part (27), and presses the said metal ring seal in the surface following a 2nd flange part (27). Pipe fittings. 前記金属リングシール(30)の内径は、前記第1の管体(20)の先端部(13)の外径よりも大きいことを特徴とする請求項1〜3に記載の管継手。   The pipe joint according to claims 1 to 3, wherein the inner diameter of the metal ring seal (30) is larger than the outer diameter of the tip (13) of the first pipe body (20). 前記樹脂キャップ(40)は、前記第1の管体(10)の先端部(13)より突出していることを特徴とする請求項1〜4に記載の管継手。   The pipe joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin cap (40) protrudes from a tip (13) of the first pipe body (10).
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JP2010055892A (en) * 2008-08-27 2010-03-11 Toyota Motor Corp Fuel cell
US9619512B2 (en) 2012-06-06 2017-04-11 Tencent Technology (Shenzhen) Company Limited Memory searching system and method, real-time searching system and method, and computer storage medium
JP7397476B2 (en) 2020-01-30 2023-12-13 株式会社フジキン Sensor mounting structure and fluid control device

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