JP2007192274A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の漏出を低く抑えることができる配管用の管継手を提供する。
【解決手段】オス側管継手１００とメス側管継手２００との間に、比較的軟らかなアルミシール部材（５０）を挟んで、ボルト８０で締結する。オス側管継手１００の配管３０の鍔部３１に環状凹部３３が設けられ、メス側管継手２００の配管４０の先端に環状凸部４２が設けられているので、オス・メスを嵌合して締結すると、環状凸部４２は、シール部材５０に食い込み、環状凹部３３には、シール部材５０がはみだすことによって、高性能なシールが行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス、液体等の流体を輸送する配管の管継手に関し、特に空調装置に用いる冷凍サイクルに使用される配管の管継手に関する。

現在、冷凍サイクル用の管継手のシールに、ゴム製Ｏリングが一般的に用いられているが、ゴムの中を冷媒が透過してしまうため、ある一定量まではシールできるものの、漏れをゼロにすることはできない。また近年、地球温暖化防止に向け、温室効果ガスであるＲ１３４ａ等のフロン冷媒の漏れ量を現状よりもさらに低減することが求められているが、ゴム製Ｏリングのゴム材質の改良だけでは、その低減効果は頭打ちとなっている。

さらに、フロンに替わる冷媒として、温暖化係数がＲ１３４ａの１３００分の１である自然冷媒ＣＯ_２を用いた冷凍サイクルの開発が進められているが、ＣＯ_２を用いた冷凍サイクルは高温高圧で作動すること、及び、ＣＯ２自体が分子量が小さく、ゴム材への透過係数が高いために、より一層ゴム材でのシールは困難なものとなっている。

このため、従来では管継手からの冷媒の漏出を防止するため、ゴム製Ｏリングに代えて金属ワッシャでシールする構造が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１のものは、オス・メスのブロック双方に同心円状に設けられた凸リブによって、シール部材に食い込ませてシールするものであるが、オス・メスのブロックを嵌合する際に、シール部材が変形しにくく、シール性の向上を図ることが困難であった。
特開２００４−２０５０４１号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、管継手からの冷媒の漏出を低く抑えることができる管継手を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の管継手を提供する。

請求項１に記載の管継手は、オス側管継手（１００，１１０）とメス側管継手（２００，２１０）との間に介装され、前記オス側管継手（１００，１１０）と前記メス側管継手（２００，２１０）よりも柔らかなシール部材（５０）とを備え、前記シール部材（５０）に接する前記オス側管継手（１００，１１０）の面、及び前記シール部材（５０）に接する前記メス側管継手（２００，２１０）の面の一方には、少なくとも１つの環状凸部（４２，２１ｃ）が設けられ、他方の面には、少なくとも１つの環状凹部（３３，１９）が設けられている。これにより、シール部材が変形しやすくなるので、少ない軸力でシール面圧を高くでき、シール性能を向上させることができる。

請求項２に記載の管継手においては、前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）は、前記シール部材（５０）を挟んで略同一円周上となるように設けられる。これにより、さらにシール部材が変形しやすくなり、シール性能を向上させることができる。

請求項３に記載の管継手においては、前記シール部材（５０）は爪（５３）を有して、前記オス側管継手（１００，１１０）又は前記メス側管継手（２００，２１０）に着脱自在に固定される。したがって、シール部材のほかにシール部材の脱落を防止するためのキャップなどの必要がない。

請求項４に記載の管継手は、前記オス側管継手（１００）は、前記オス側配管（３０）を有し、メス側管継手（２００）は、メス側配管（４０）を有し、前記環状凸部（４２）及び前記環状凹部前記環状凹部（３３）の一方は、前記オス側配管（３０）に設けられ、他方は前記メス側配管（４０）に設けられる。これにより、配管をプレス加工し、ブロックとの結合をかしめで行う際に、環状凸部及び環状凹部を形成することができ、従来のような切削加工が不要となる。また、配管加工によって凹凸部を設けるので、プレス加工により加工硬化が生じ、例えば耐食性の良いアルミの３０００番台の配管を用いても、加工硬化でアルミの６０００番台程度の硬度が得られる。さらに、配管のロウ付けも必要ではないので、製造コストを低くできる。

請求項５に記載の管継手は、前記オス側管継手（１１０）は、オス側ブロック（１０Ｂ）を有し、前記メス側管継手（２１０）は、メス側ブロック（２０Ｂ）を有し、前記環状凸部（２１ｃ）及び前記環状凹部（１９）の一方は、前記オス側ブロック（１０Ｂ）に設けられ、他方は前記メス側ブロック（１０Ｂ）に設けられる。このようにしても、シール部材の変形が容易な、シール性能の向上する管継手が得られる。

請求項６に記載の管継手においては、前記シール部材（５０）は、軸方向に円筒状に延在するスカート部（５１）と径方向に環状に延在するフランジ部（５２）とを有し、前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）はそれぞれ前記フランジ部（５２）に接する。このようなシール部材を用いると、オス側管継手とメス側管継手とが傾いたとしても、スカート部が、オス側管継手とメス側管継手に当接し、シール部材が浮くのを防止できる。

請求項７に記載の管継手は、前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）のそれぞれの頂角は、６０°〜１２０°の範囲にある。頂角が６０°よりも角度が小さいと食い込み部が長くなり、強度が十分に得られず食い込み部が塑性変形してしまう。また、頂角が１２０°より大きいと、十分なシール面圧が得られない。

請求項８に記載の管継手は、前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）は、それぞれ１列の環状凸部及び環状凹部である。このように、環状凸部及び環状凹部が単列のみとすると、最大のシール面圧を得ることができる。

請求項９に記載の管継手は、一方には、環状凸部（４５）及び環状凹部（４６）が設けられ、他方には、前記環状凸部（４５）に対応する環状凹部（３５）及び前記環状凹部（４６）に対応する環状凸部（３６）が設けられる。このように、環状凸部及び環状凹部が単列ではなく複数列の場合は、万が一１つのシール部が損傷しても、他方の凹凸でシールできる。ただし、シール面圧を確保するために、複数列では凹凸を互い違いにして配列している。

請求項１０に記載の管継手においては、前記シール部材（５０）の外周に同心円状のパッキン（６０）を設ける。これにより、水浸入による腐食を防止でき、浸入水の凍結によるシール不良等も防止できる。

請求項１１に記載の管継手においては、前記パッキン（６０）は、金属材料よりも高弾性材料からなる。これにより、パッキンのシール効果を高めることおができる。

請求項１２に記載の管継手においては、前記パッキン（６０）は、エチレン・プロピレンゴムからなる。これにより、パッキンを低コストで形成することができる。

請求項１３に記載の管継手においては、前記パッキン（６０）は、断面矩形状の角リングパッキンである。このようにすると、Ｏリングよりも径方向に要するスペースを小さくでき、管継手全体が小型化できる。
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の管継手の断面図であり、図２は、その分解図である。管継手は、基本的に金属製のオス側管継手１００とメス側管継手２００とを有する。第１の実施形態では、オス側管継手１００は、オス側配管３０と、オス側配管３０が固着されたオス側ブロック１０Ａとからなり、メス側管継手２００は、メス側配管４０と、メス側配管４０が固着されたメス側ブロック２０Ａとからなる。オス側管継手１００とメス側管継手２００とは、凹凸嵌合され、ボルト８０によって締結される。

オス側配管３０は、径方向に膨出した環状の鍔部３１と、鍔部３１より先端側に位置する突出部３２とを有している。鍔部３１のメス側配管４０を向いている面には、断面略Ｖ字状をした環状凹部３３が刻設されている。また、鍔部３１には、後述するシール部材５０の爪５３が係止する係止部を有している。さらに、突出部３２の先端内面には、面取り３４が施こされており、また突出部３２の外周面は、末広がりにテーパが形成されたテーパ面３５となっている。テーパ角度θは、例えば３度が好適である。

一方、オス側ブロック１０Ａには、オス側配管３０を挿入して接続するための貫通孔１１と、ピン７０を植設するピン穴１４及びボルト８０を挿通するボルト穴１５とが穿設されている。貫通孔１１の過半部分は、オス側配管３０の外径と実質的に同じ内径の孔であり、また貫通孔１１のメス側ブロック２０Ａ側には、パッキン６０が着座する大きな内径の第１凹部１２と、オス側配管３０の鍔部３１が着座する第１凹部１２よりもやや小さな内径の第２凹部１３とが拡径状に形成されている。

オス側配管３０は、貫通孔１１内に挿通され、オス側ブロック１０Ａに圧着されて、オス側ブロック１０Ａに固着される。この場合、オス側配管３０の突出部３２は、オス側ブロック１０Ａのメス側ブロック２０Ａと向き合う面より突出して、オス側管継手１００のプラグ部となっている。

メス側配管４０は、その端部に、オス側配管３０の突出部３２及び後述するシール部材５０を嵌入するための拡径部４１が形成されると共に、この拡径部４１の先端面には、断面くさび形状の環状凸部４２が形成されている。本実施形態では、環状凸部４２は、オス側配管３０に刻設された断面Ｖ字状の環状凹部３３と同一径であり、それぞれの凸部と凹部が、シール部材５０を挟んで対向している。また、拡径部４１の内周面は、先広がりにテーパが形成されたテーパ面４３となっている。テーパ角度θとしては、例えば３度が好適である。このように、プラグ部及びソケット部にテーパが施こされているので、オス・メスあるいはシール部材５０の装着及び脱着の際の作業性を改善できる。

一方、メス側ブロック２０Ａには、オス側ブロック１０Ａと同様に、メス側配管４０を挿入して接続するための貫通孔２２と、ピン７０を挿入するピン穴２４及びボルト８０を螺入するネジ穴２５とが穿設されている。貫通孔２２の略半分の長さ部分は、メス側配管４０の外径と実質的に同じ内径の孔であり、残りの長さ部分は、メス側配管４０の拡径部４１を着座させるために、大きな内径の円形凹部２１が形成されている。

メス側配管４０は、メス側ブロック２０Ａの貫通孔２２に挿通されて、メス側ブロック２０Ａに圧着され、メス側ブロック２０Ａに固着される。メス側配管４０の拡径部４１は、オス側管継手１００のプラグ部である突出部３２が嵌入する、メス側管継手２００のソケット部として機能する。

オス側ブロック１０Ａとメス側ブロック２０Ａのブロック材としては、例えば、７０００番台のアルミ材が使用され、オス側配管３０とメス側配管４０の配管材としては、例えば、３０００番台のアルミ材が使用される。この場合、番数が小さくなる程アルミ材の材質は軟質となり、逆に番数が高くなる程アルミ材の材質は硬質になる。オス側配管３０の鍔部３１と突出部３２及びメス側配管４０の拡径部４１は、直管状の配管をプレス加工することによって形成されており、このプレス加工される過程において、オス側ブロック１０Ａとオス側配管３０及びメス側ブロック２０Ａとメス側配管４０は、それぞれ圧着によって固着される。したがって、ろう付け等の他の固着手段を用いて固着する必要がない。

図３に、図２に断面図が示されているシール部材５０の斜視図を示す。シール部材５０は、軸方向に延在する円筒状のスカート部５１と、径方向に延在するリング状のフランジ部５２と、フランジ部５２の先端下面から下方に延在するリング状の爪部５３とを有している。スカート部５１には、やや先細状にテーパ角度が３度となるようにテーパが付けられているが、まっすぐな円筒状であってもよい。シール部材５０は、例えば１０００番台の軟質なアルミ材で形成されており、装着前にシール部材５０のスカート部５１がまっすぐな円筒状であっても、装着中ではオス側配管３０の突出部３２のテーパ面３５とメス側配管４０の拡径部４１のテーパ面４３とによって挟圧されて、テーパ状に変形されるからである。また、後述するように、シール部材５０は、配管３０、４０より軟質のアルミ材で形成されているので、配管３０、４０に設けられた環状凹部及び環状凸部に押圧されて容易に変形可能である。

本実施形態では、シール部材５０にスカート部を有している。したがって、ブロック１０Ａ，２０Ａが傾いてもスカート部５１が、ブロック１０Ａ，２０Ａと一体化した配管３０，４０に当たり、シール部材５０が浮くのを防止できるという効果を奏する。また、シール部材５０が、ブロック１０Ａ，２０Ａや配管３０，４０よりも軟質であるため、各部の公差をつめて、ブロック及び配管とシール部材５０の隙間を詰めても、両ブロックを嵌合することが可能である。

さらに、シール部材５０には、シール部材５０を配管に固定する爪５３が付いているので、シール部材を固定するための他の部材を必要としない。なお、爪部５３は必ずしもリング状にする必要はなく、周方向に間隔をあけて複数の爪を例えば２〜６個設けるようにしてもよい。このようにすると、シール部材５０を脱着するのが容易となる。

シール部材５０の外周に配置されるパッキン６０は、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等のゴム、樹脂、エラストマ等の高弾性材から作られていて、断面四角形状のリング状に形成されている。高弾性のパッキンを配置することにより、シール効果を高め、水の浸入を防止して、侵入水の凍結によるシール不良の発生を防止することができる。また、パッキン形状をＯリングではなく、角リングとすることにより、径方向に要するスペースを小さくでき、管継手全体の小型化を図ることができる。

ピン７０は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）が形成されていて、オス側ブロック１０Ａのピン穴１４に、その一部分がオス側ブロック１０Ａから突出するように植設され、かしめによって固定されている。したがって、ピン７０がオス側ブロック１０Ａの位置決め用凸部として機能し、メス側ブロック２０Ａのピン穴２４が位置決め用凹部として機能している。ピン７０の径は、例えば１〜５mm程度であれば強度を確保できる。この場合、オス側ブロック１０Ａのプラグ部である突出部３２のオス側ブロック１０Ａの平坦面からの突起高さｈは、位置決め用凸部であるピン７０のオス側ブロック１０Ａの平坦面からの突起高さＨよりも低くなる（ｈ＜Ｈ）ように、各突起高さが決められている。また、位置決め用のピン７０及びピン穴２４は、配管３０，４０に対してボルト８０と対称の位置となるように、各ブロック１０Ａ，１０Ｂに形成されることが好ましい。しかしながら、これに限定されることなく、ピン７０及びピン穴２４をブロック中心よりずれた位置に配置することもできる。これによると、配管をブロックから横出しに配置することも可能となる。さらに、ピン７０は、オス側ブロック１０Ａと一体に形成するようにしてもよい。

ピン７０を備えていることで、凹凸嵌合時の両ブロックの位置決めが容易であると共に、冷媒圧力によるブロックの浮き防止の一助ともなっている。さらに、ピン７０の突起高さＨをプラグ部の突起高さｈよりも高くすることにより、凹凸嵌合時にプラグ部がソケット部のシール面に当たる前に、位置決め用凸部で位置決めできるので、ソケット部側のシール部の傷付きを防止することもできる。

上記のように構成された各構成部品を有する管継手は、以下のように組み付けられる。 先ず、ブロック１０Ａに対してオス側配管３０を拡管して圧着させることにより、オス側管継手１００を形成し、さらにブロック２０Ａに対してメス側配管４０を拡開して圧着させ、メス側管継手２００を形成する。この配管とブロックの圧着加工に際して、オス側配管３０の鍔部３１のシール部材が装着される面には、断面Ｖ字状の環状凹部が、プレス加工によって刻設される。また、メス側配管４０の先端部のシール部材に対向する面には、断面がくさび形状の環状凸部が、プレス加工によって形成される。

次いで、図４に示すように、オス側ブロック１０Ａのプラグ部であるオス側配管３０の突出部３２に、シール部材５０を挿着する。このとき、シール部材５０の爪部５３が、オス側配管３０の鍔部３１を把持する。また、オス側ブロック１０Ａのピン穴１４にピン６０を植設する。さらに、オス側ブロック１０Ａの第１凹部１２にパッキン６０を装着する。

次いで、図５に示すように、オス側ブロック１０Ａのピン６０をメス側ブロック２０Ａのピン穴２４に挿入しながら、オス側ブロック１０Ａのシール部材５０が装着された突出部３２と、メス側ブロック２０Ａの拡径部４１とを、凹凸嵌合する。この後、オス側ブロック１０Ａのボルト穴１５とメス側ブロック２０Ａのネジ穴２５に対して、ボルト８０を挿通してネジ止めすることにより、オス側管継手１００とメス側管継手２００とをしっかりと締結する。

このようにして、図１に示す管継手が組み付けられる。ここで、シール部材５０は、メス側配管４０の先端のくさび形形状の環状凸部４２と、オス側配管３０の鍔部３１の断面略Ｖ字状の環状凹部３３とに対して、押し付けられて変形し、シール性能を高める。

図６、７は、本実施形態によるシール作用を説明する図である。図６は、オス側管継手１００とメス側管継手２００とを締結する前の、環状凹部３３を有するオス側配管３０（の鍔部３２）と、環状凸部を有するメス側配管４０（の先端部）と、シール部材５０（のフランジ部５２）と、の関係を示す図であり、図８は、ボルト８０によって、オス側管継手１００とメス側管継手２００とを締結した後のそれらの関係を示す図である。

前述のように、シール部材５０は、１０００番台のアルミ材で作られ、オス側配管３０及びメス側配管４０は、３０００番台のアルミ材で作られている。すなわち、シール部材５０は、オス側配管３０及びメス側配管４０よりも軟かい材質で作られている。したがって、管継手がボルト８０によって締結されると、メス側配管４０の先端のくさび形状の環状凸部４２がシール部材５０のフランジ部５２の表面に食い込むとともに、シール部材５０のフランジ部５２の裏面が部分的に変形してオス側配管３０の鍔部３１の断面略Ｖ字状の環状凹部３３内に突入する。

シール部材５０は、一方の面は環状凸部４２によって、他方の面は環状凹部３３によって変形されるので、シール部材５０が変形しやすく、小さな軸力でシール面圧を高くでき、シール性能を向上させることができる。

比較のために、図１２を参照して、従来の管継手のシール部材の作用を説明する。従来の管継手は、シール部材９３を挟むオス側ブロック９１とメス側ブロック９２を備え、オス側ブロック９１には、環状凸部９１１、９１２が形成され、メス側ブロック９２には、環状凸部９２１、９２２が形成されている。

図１２（ａ）は、オス側ブロック９１とメス側ブロック９２とが締結される前の状態を示し、（ｂ）は、オス側ブロック９１とメス側ブロック９２とがシール部材９３を挟んで締結された後の状態を示す。このように、シール部材９３を挟むブロック９１、９２の双方に環状凸部が備えられていると、両側の凸部に押し付けられるシール部材の変形は容易ではなく、シール性能を向上させることが困難である。これに対して、本実施形態では、環状凸部４２と環状凹部３３の組み合わせによって、シール部材の変形を容易にして、シール性能を向上させている。

また、本実施形態では、単一の環状凸部４２と単一の環状凹部３３の組み合わせを採用している。これにより、シール部５０において、最大のシール面圧を確保できる。

さらに、本実施形態では、環状凸部４２及び環状凹部３３は、それぞれ配管に形成されている。したがって、配管をプレス加工し、ブロックとの接合をかしめで行う際に、環状凸部４２及び環状凹部３３も同時に形成することができる。したがって、シール部に食い込ませる突起を形成するためのブロックに対する精密な切削加工が不要となる。

さらに、配管３０、４０に、環状凹部３３及び環状凸部４２を設ける本実施形態では、ブロックが締結される際に、配管３０、４０はシール部材５０に対してプレスされ、配管３０、４０の加工硬化が生じる。したがって、耐食性の良いアルミの３０００番台の配管を用いても、加工硬化で６０００番台程度の硬度が得られる。従来のものにあっては、シール部材に食い込む凸部が変形しないよう、凸部を形成する部材は高強度材、例えばアルミの場合は６０００番台や７０００番台等が必要であった。しかしながら、一般に高強度材となるほど耐食性が劣り、例えばエンジンルームに配置されると、エンジンルームに侵入する雨水により腐食され、凸部あるいは凹部の先端が丸くなり、シール性能を低下させるおそれがあった。本実施形態では、従来のような耐食性が劣る高硬度のアルミ材料を用いる必要がない。

なお、環状凸部４２及び環状凹部３３の凹凸の頂角は６０°〜１２０°に設定するのがよい。６０°よりも角度が小さいと食い込み部が長くなり、凹部あるいは凸部の強度が十分に得られず塑性変形してしまう。また、１２０°より角度が大きいと、凹凸部に十分なシール面圧が与えられず、シール性が劣る。

図８は、メス側配管４０の断面くさび形状の環状凸部４２と、オス側配管３０の断面Ｖ字状の環状凹部３３との位置をずらせた変形例を示す。図８では、環状凸部４２と環状凹部３３は同心円状に形成されているが、環状凸部４２の半径は、環状凹部３３の半径より小さくなっている。このようにしても、従来のものと比較してシール性能を向上させることができる。なお、環状凸部４２の半径を、環状凹部３３の半径より大きくしてもよい。

図９は、メス側配管４０の先端部に環状凸部４５と環状凹部４６と設け、これに対応して、オス側配管３０には環状凹部３５と環状凸部３６を設けた変形例を示す。メス側配管４０に一列の環状凸部を設け、オス側配管３０に一列の環状凹部を設けるもの（図７）に比較すると、それぞれのシール面圧は低下するが、シール個所が複数できるので、１個所が損傷しても、他の個所でシールすることが可能である。ただし、シール面圧を確保するために、一方の配管の複数列では、凹部と凸部を互い違いに配置し、他方の配管には、一方の配管の凹部と凸部にそれぞれ対応した凸部と凹部を配置するのがよい。図９では、環状凸部４５と環状凹部４６は鋸歯状に連続して形成しているが、環状凸部４５と環状凹部４６との間に平面を介在させてもよい。

図１０（ａ）に、本発明による第２の実施形態の管継手を示す。第２の実施形態では、シール部材５００としてリング形状のシール部材を採用する。なお、シール部材の材料はシール部材と同じである。図１０（ｂ）に示すようにシール部材５００には、爪５１０が設けられ、オス側配管３０に係合する。第２の実施形態は、図１に示す第１の実施形態と、リング形状のシール部材５００を採用した点でのみ相違する。その他の構成は第１の実施形態と同一であるので、説明を省略する。シール部材５００に対しても、図６〜９に説明した、配管上の環状凸部及び環状凹部の配置は有効であり、その作用効果も同じである。第２の実施形態によると、シール部材５００の構造がさらに簡素となり、より低コストの管継手を提供することができる。

図１１には、本発明による第３の実施形態の管継手を示す。第１及び第２の実施形態では、オス側管継手１００のプラグ部（突出部３２）及びメス側管継手２００のソケット部（拡径部４１）とを、オス側配管３０及びメス側配管４０でそれぞれ形成しているが、第３の実施形態では、これらプラグ部及びソケット部をそれぞれオス側ブロック１０Ｂ及びメス側ブロック２０Ｂと一体に形成したものである。そのため、流路となる配管９０は、各ブロック１０Ｂ，２０Ｂの対向する面とは反対側に、ろう付け等により結合される。

オス側管継手１１０を構成するオス側ブロック１０Ｂの略中央部には、やや截頭円錐状に突出する突出部１６が形成されており、この突出部１６の中央を通ってオス側ブロック１０Ｂを貫通する、冷媒通路となる貫通孔１１が穿設されている。貫通孔１１の径は、配管９０の内径に一致している。さらに、オス側ブロック１０Ｂには、貫通孔１１を挟んで一方の側にボルト８０が挿通されるボルト穴１５が他方の側にピン７０が植設されるピン穴１４が形成されている。突出部１６の円周面は、テーパ角度θのテーパ面となっている。

また、オス側ブロック１０Ｂのメス側ブロック２０Ｂと対向する面には、パッキン６０が装着されるＵ字状溝１８が突出部１６の周囲を囲むように環状に形成されている。さらに環状のＵ字状溝１８の内側には、断面Ｖ字状の環状凹部１９が形成されている。この環状凹部１９は、第１及び第２の実施形態におけるオス側配管３０の鍔部３１に設けられた環状凹部３３に相当し、シール部材５０を変形させシール個所を作る役目を果たす。このように、第３の実施形態では、突出部１６がオス側管継手１１０のプラグ部に相当する。

一方、メス側管継手２１０を構成するメス側ブロック２０Ｂの略中央部にも、オス側ブロック１０Ｂの貫通孔１１に位置及び径を一致させた貫通孔２２が形成されている。貫通孔２２のオス側ブロック１０Ｂ側の部分には、スカート部５１とフランジ部５２とを有するシール部材５０を装着した突出部１６を受け入れるための段付き凹部２１が形成されている。なお、シール部材５０には、爪が設けられ、オス側ブロック１０Ｂに係合可能となっている。

この段付き凹部２１は、スカート部５１が着座する逆円錐台形部分２１ａとフランジ部５２が着座する棚部分２１ｂとからなり、この棚部分２１ｂに断面くさび形状の環状凸部２１ｃが形成されている。環状凸部２１ｃは、第１及び第２の実施形態におけるメス側配管４０の先端部に設けられた環状凸部４２に相当し、シール部材５０を挟んで環状凹部１９に対向している。逆錐台形部分２１ａの内周面は、テーパ角度θのテーパ面となっている。

さらに、メス側ブロック２０Ｂには、貫通孔２２を挟んで一方の側にボルト８０が螺合されるネジ穴２５と、他方の側にピン７０が挿入されるピン穴（位置決め用凹部）２４とが形成されている。したがって、第３の実施形態では、凹部２１がメス側管継手２１０のソケット部に相当する。

シール部材５０、パッキン６０及びピン７０等の形状及び材質は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

上記のように構成されたオス側ブロック１０Ｂとメス側ブロック２０Ｂとは、シール部材５０及びパッキン６０を間に介在させて、上述したのと同様の方法でプラグ部（突出部１６）とソケット部（凹部２１）とが凹凸嵌合され、同時にピン７０とピン穴２４も凹凸嵌合され、ボルト８０によって両ブロック１０Ｂ，２０Ｂは締結される。

このようにして、オス側管継手１１０とメス側管継手２１０とが締結されると、シール部材５０は、両ブロック１０Ｂ、２０Ｂより軟かい材質で作られているので、メス側ブロック２０Ｂの環状凸部２１ｃがシール部材５０のフランジ部５２の表面に食い込むとともに、シール部材５０のフランジ部５２の裏面が部分的に変形して、オス側ブロックの環状凹部３３内に突入する。本実施形態においても、シール部材を挟んで対向する凸部と凹部とでシール部材を変形するようにしているので、シール部材は容易に変形して、シール性能を高めることができる。

本発明による管継手は、二酸化炭素（ＣＯ₂）の冷媒を用いる車両用空調装置の冷凍サイクルのように、配管内部の圧力が、例えば約１５ＭＰａになる高圧系の配管の管継手構造に好適ではあるが、Ｒ１３４ａ等の他の冷媒を用いた冷凍サイクルのように、内圧が約２ＭＰａ程度の低圧系の配管の管継手としても有効である。また、冷凍サイクルのみならず、ガス管、油管など全ての配管系にも有効である。

本発明の第１実施形態の管継手の断面を示す図である。 第１実施形態の管継手を分解して示す図である。 第１実施形態のシール部材を示す図である。 第１実施形態の管継手の組み付けを説明するための図（その１）である。 第１実施形態の管継手の組み付けを説明するための図（その２）である。 第１実施形態のシールド部材によるシール作用を説明するための図（その１）である。 第１実施形態のシールド部材によるシール作用を説明するたの図（その２）である。 第１実施形態のシールド部材の変形例を示す説明図である。 第１実施形態のシールド部材の他の変形例を示す説明図である。 （ａ）は、本発明の第２実施形態の管継手の断面を示す図であり、（ｂ）は、第２実施形態のシール部材を示す図である。 本発明の第３実施形態の管継手の断面を示す図である。 （ａ）（ｂ）は、従来の管継手のシール部材によるシール作用を説明する図である。

符号の説明

１００，１１０ オス側管継手
１０Ａ，１０Ｂ オス側ブロック
１１ 貫通孔
１２ 第１凹部
１３ 第２凹部
１６ 突出部（プラグ部）
１７ 位置決め用凸部
１９ 環状凹部
２００，２１０ メス側管継手
２０Ａ，２０Ｂ メス側ブロック
２１ 段付き凹部（ソケット部）
２１ａ 逆円錐台形部分
２１ｂ 棚部分
２１ｃ 環状凸部
３０ オス側配管
３１ 鍔部
３３ 環状凹部
３２ 突出部（プラグ部）
４０ メス側配管
４１ 拡径部（ソケット部）
４２ 環状凸部
５０ シール部材
５１ スカート部
５２ フランジ部
５３ 爪部
６０ パッキン
７０ ピン
８０ ボルト

Claims (13)

1. オス側管継手（１００，１１０）と、
   メス側管継手（２００，２１０）と、
   前記オス側管継手（１００，１１０）と前記メス側管継手（２００，２１０）との間に介装され、前記オス側管継手（１００，１１０）と前記メス側管継手（２００，２１０）よりも柔らかなシール部材（５０）とを備え、
   前記シール部材（５０）に接する前記オス側管継手（１００，１１０）の面、及び前記シール部材（５０）に接する前記メス側管継手（２００，２１０）の面の一方には、少なくとも１つの環状凸部（４２，２１ｃ）が設けられ、他方の面には、少なくとも１つの環状凹部（３３，１９）が設けられる管継手。
2. 前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）は、前記シール部材（５０）を挟んで略同一円周上となるように設けられる請求項１に記載の管継手。
3. 前記シール部材（５０）は爪（５３）を有して、前記オス側管継手（１００，１１０）又は前記メス側管継手（２００，２１０）に着脱自在に固定される請求項１又は２に記載の管継手。
4. 前記オス側管継手（１００）は、オス側配管（３０）を有し、
   前記メス側管継手（２００）は、メス側配管（４０）を有し、
   前記環状凸部（４２）及び前記環状凹部前記環状凹部（３３）の一方は、前記オス側配管（３０）に設けられ、他方は前記メス側配管（４０）に設けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手。
5. 前記オス側管継手（１１０）は、オス側ブロック（１０Ｂ）を有し、
   前記メス側管継手（２１０）は、メス側ブロック（２０Ｂ）を有し、
   前記環状凸部（２１ｃ）及び前記環状凹部（１９）の一方は、前記オス側ブロック（１０Ｂ）に設けられ、他方は前記メス側ブロック（１０Ｂ）に設けられる請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手。
6. 前記オス側管継手（１００，１１０）はプラグ部（３２，１６）を有し、
   前記メス側管継手（２００，２１０）はソケット部（４１，２１）を有し、
   前記シール部材（５０）は、軸方向に円筒状に延在するスカート部（５１）と径方向に環状に延在するフランジ部（５２）とを有し、
   前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部環状凹部（３３，１９）の一方は、前記プラグ部（３２，１６）に設けられ、他方は前記ソケット部（４１，２１）に設けられ、前記シール部材（５０）は、前記プラグ部（３２，１６）と前記ソケット部（４１，２１）の間に介装され、前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）はそれぞれ前記フランジ部（５２）に接する請求項１〜５のいずれか１項に記載の管継手。
7. 前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）のそれぞれの頂角は、６０°〜１２０°の範囲にある請求項１〜６のいずれか１項に記載の管継手。
8. 前記環状凸部（４２，２１ｃ）及び前記環状凹部（３３，１９）は、それぞれ１列の環状凸部及び環状凹部である請求項１〜７のいずれか１項に記載の管継手。
9. 前記オス側管継手（１００，１１０）の前記シール部材（５０）に接する面及び前記メス側管継手（２００，２１０）の前記シール部材（５０）に接する面の一方には、環状凸部（４５）及び環状凹部（４６）が設けられ、他方の面には、前記環状凸部（４５）に対応する環状凹部（３５）及び前記環状凹部（４６）に対応する環状凸部（３６）が設けられる請求項１〜８のいずれか１項に記載の管継手。
10. 前記シール部材（５０）の外周に同心円状のパッキン（６０）を設ける請求項１〜９のいずれか１項に記載の管継手。
11. 前記パッキン（６０）は、金属材料よりも高弾性材料からなる請求項１０に記載の管継手。
12. 前記パッキン（６０）は、エチレン・プロピレンゴムからなる請求項１１に記載の管継手。
13. 前記パッキン（６０）は、断面矩形状の角リングパッキンである請求項１１又は１２に記載の管継手。

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