JP2010156370A - 食い込み式管接続構造、弁、食い込み式管継手及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】配管差込口への配管の挿入不足の状態で配管接続作業が行われた場合であっても、配管接続完了時には配管の挿入寸法が適正となるようにした食い込み式管接続構造を提供すること。また、これを用いた弁、食い込み式管継手及び冷凍装置を提供すること。
【解決手段】継手本体１に形成されている接続すべき配管Ｐを挿入する配管差込口１６の内周面と配管Ｐの外周面との間に装着されるスペーサ４を有する。スペーサ４は、結合部材２の締結によりフェルール３と一体的に移動するとともに、自らの移動に伴い配管Ｐを拘束して移動させる。また、スペーサ４は、フェルール３のエッジ部、具体例としては後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂが配管Ｐに食い込む前に配管Ｐの先端を配管差込口１６の段部１８に当接させるとともに、自らの先端を配管差込口１６の段部１８に当接させるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、食い込み式管接続構造に関し、特に、配管差込口における配管の挿入不足を回避する構造に関する。また、本発明は、このような食い込み式管接続構造を用いた弁、食い込み式管継手及び冷凍装置に関する。

冷凍装置の冷媒配管、温水装置の給湯配管や給水配管などの配管システムにおいて、一般に管継手により配管を接続する場合、接続すべき配管を予め設定された所定の位置まで挿入する必要がある。このため、接続すべき配管を挿入する配管差込口には段部が設けられ、接続すべき配管の先端がこの段部に当接したことを音や手で感じる感触により確認して管継手により接続するようにしている。

図１３は、このような構造を有する従来例としての食い込み式管継手であり、例えば特許文献１に記載されている例である。この図に示すように、継手本体１１０は、結合部材１２０を螺合する雄ねじ部１１１が外周に形成された雄ねじ筒部１１２を有し、この雄ねじ筒部１１２の中心部には、配管差込口１１３とこれに連続する連絡孔１１４が設けられている。そして、配管差込口１１３と連絡孔１１４との境界部には、接続すべき配管１００の先端位置を規制する規制部としての段部１１５が形成されている。また、配管差込口１１３の入口部には、フェルール１３０の先端部を密接させるカム面１１６が形成されている。

また、結合部材１２０は、雄ねじ部１１１に螺合する雌ねじ部１２１が内周面に形成された雌ねじ筒部１２２を有し、雌ねじ筒部１２２の側壁１２３の中心部には、配管貫通孔１２４が形成されている。そして、雌ねじ筒部１２２の内側面には、フェルール１３０の後端部を押圧する押圧面１２５が形成されている。また、この結合部材１２０における雌ねじ筒部１２２の内部には、径方向の薄肉部１２６により雌ねじ筒部１２２の側壁１２３と一体的に連結してフェルール１３０が形成されている。

フェルール１３０は、中心部に配管挿通孔１３１を有し、前部において、配管挿通孔１３１の内周面から径方向外側に向けて切り込まれた切込部１３２が形成されている。そして、この切込部１３２の後面と配管挿通孔１３１の内周面との角部が、接続すべき配管に食い込まれるエッジ部１３３を形成している。なお、切込部１３２の前にある先端部１３４は、結合部材１２０の締結当初において接続すべき配管１００と配管差込口１１３との間に楔状に差し込まれて配管１００を仮保持するように形成されている。

このように構成された食い込み式管継手により配管を接続する場合、通常は、図１３（ａ）に示すように配管１００の先端が段部１１５に当接するまで挿入された後に結合部材１２０が締結されて、図１３（ｂ）のように接続される。
特開２００７−２３２２１０号公報、図２

しかし、この場合に配管１００の先端が段部１１５に当接したかどうかの感触を得ることが必ずしも容易でない場合がある。このため、図１４（ａ）に示すように配管１００の先端が予め設定された段部１１５に当接しない、所謂配管の挿入不足の状態で接続されることが起こり得る。この場合には、図１４（ｂ）に示すように、結合部材１２０が締め付けられるときに配管１００が段部１１５の方に逃げ、フェルール１３０のエッジ部１３３の食い込み量が不足するおそれがある。また、配管接続完了時に配管１００の先端と段部１１５との間に隙間が生じるため、配管１００を側方に押す偏荷重が生じた場合に配管１００の先端が段部１１５で支持されないために、配管１００に作用する曲げ力によりエッジ部１３３の食い込みによる気密性が劣化する恐れがある。

本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものであって、配管差込口への配管の挿入不足の状態で配管接続作業が行われた場合であっても、配管接続完了時には配管の挿入寸法が適正となるようにした食い込み式管接続構造を提供することを目的とする。また、本発明は、このような食い込み式管接続構造を用いた弁、食い込み式管継手及び冷凍装置を提供することを目的とする。

本発明に係る食い込み式管接続構造は、上記課題を解決するものであって、接続すべき配管を挿入する配管差込口と、配管差込口の入口部に形成されたカム面と、配管差込口に形成された接続すべき配管の先端の当り面を形成する段部とを備えた継手本体と、継手本体に螺合されて組み付けされる結合部材と、結合部材により前記カム面に押し付けられるフェルールと、前記配管差込口の内周面と前記配管の外周面との間を埋めるように装着される円筒状のスペーサとを備え、前記スペーサは、前記結合部材の締結によりフェルールと一体的に移動するとともに、自らの移動に伴い前記配管を拘束して移動させ、さらに、フェルールのエッジ部が配管に食い込む前に配管の先端を配管差込口の段部に当接させるとともに、自らの先端を配管差込口の段部に当接させるように構成されていることを特徴とする。

このような構成上の特徴を有する本発明に係る食い込み式管接続構造によれば、結合部材を締結することにより、配管は結合部材と一体的に移動するスペーサにより前進させられる。したがって、配管接続作業の開始時において、配管の先端が配管差込口の段部に当接していない、所謂配管の挿入不足の状態で結合部材が締結されるようなことがあっても、配管の先端がスペーサの先端より突出する状態で配管差込口の中に挿入されている限り、その後の結合部材の締結により配管が自動的に前進される。そして、配管の先端が配管差込口の段部に当接され、その後にスペーサの先端が段部に当接して配管接続作業が完了される。したがって、配管に偏荷重が作用することによる気密性の劣化が防止される。

この場合において、前記スペーサは、円筒状であって、次の式（１）〜式（３）が成立するように構成されていることが好ましい。
Ｄ１＞ｄ２…式（１）
Ｄ２＞ｄ３…式（２）
ｄ２＋２Ｔ＞ｄ３…式（３）
ただし、式（１）〜式（３）において
Ｄ１；スペーサの内径
Ｄ２；スペーサの外径
Ｔ；スペーサの肉厚
ｄ２；接続すべき配管の外径
ｄ３；配管差込口の内径
である。

このように構成すると、式（１）を満足するように構成されているので、配管接続作業の開始時において、配管の先端を、フェルールの配管挿通孔及びスペーサの内側の孔を貫通させてスペーサの先端から突出させるとともに、配管を配管差込口に挿入する作業を簡単に行うことができる。また、式（２）及び式（３）を満足するように構成されているので、スペーサが配管差込口に挿入されるに伴い配管が締め付けられるので、フェルールのエッジ部が配管に食い込む前に、スペーサの移動とともに配管を段部に当接させるように移動させることができる。また、このようにしてスペーサが配管を締め付けることにより配管を仮保持することができるので、フェルールのエッジ部を食い込ませるように結合部材を締結する作業は、配管を保持することなく一般の締結工具で行うことができる。

また、前前記フェルールは、中心部に配管挿通孔を有し、前記スペーサは、内径をフェルールの配管挿通孔の内径と略同一の内径としてフェルールの先端に連結されるとともに、フェルールと一体に形成されていることが好ましい。このように構成すると、スペーサとフェルールとが一体に構成されているので、スペーサのみが単独で配管差込口側に移動することがないので、配管接続開始の工程において配管の先端をスペーサの先端から突出するように、フェルールの配管挿通孔及びスペーサの内周側の孔を介して挿入することが容易となる。また、スペーサがフェルールと一体に移動するので、結合部材の締結により配管の先端を段部に確実に当接させることができる。

前記スペーサは、その長さが配管差込口の長さと略同一に形成されるとともに、結合部材の締結工程において、配管の先端を段部に当接させた後に自らの先端を前記段部に当接させ、その後フェルールから分離されるように構成されていることが好ましい。このように構成すると、スペーサの長さが配管差込口の長さと略同一に形成されているので、結合部材の締結によりフェルールの先端部がカム面に押し付けられる前に、配管及びスペーサの先端を段部に確実に当接させることができる。また、配管及びスペーサの両者の先端が段部に当接した状態で、フェルールのエッジ部が配管に食い込むことになるので、偏荷重に対する食い込み部の気密性の劣化を確実に抑制することができる。

また、前記スペーサは、フェルールの先端との連結部において内周面側から径方向外周に向けて切り込まれた切込部が形成され、前記フェルールは、この切込部の後面とフェルールの配管挿通孔の内周面との角部をエッジ部とするように構成されていることが好ましい。このように構成すると、切り込みの深さを調整することにより外周側に残される肉厚を調整することができ、この調整により、フェルールがカム面に押し付けられる直前にスペーサをフェルールから切断することができる。また、切込部がこのように内周面から径方向外側に向かって設けられているので、スペーサが切断された後において、フェルールの前部に形成されるエッジ部を配管へ円滑に食い込ませることができる。

また、スペーサは、円筒状であって、先端部において先端に向かって肉厚が薄くなることにより外径が小さくなるように構成されるとともに、次の式（４）を満たすように構成されていることが好ましい。

Ｄ３＜ｄ３…式（４）
ただし、式（４）において
Ｄ３；先端に向かって肉厚が薄くなるように形成されたスペーサの先端部の外径
である。このように構成すると、配管の先端をスペーサの先端から突出させるとともに配管差込口に挿入した状態とし、次いで結合部材を手回しで締め付けることにより、配管差込口の内径より小さい外径部分であるスペーサの先端部を配管差込口に容易に挿入することができる。したがって、結合部材を手回しで締結してスペーサの先端部を配管差込口に挿入した後、一般の締結具を使用して結合部材を締結することができるので、作業性が向上する。

また、前記フェルールは、スペーサとの連結部において、フェルールの先端部の厚さがスペーサの肉厚よりも厚く形成されていることが好ましい。このように構成すると、フェルールの先端部に形成されるエッジ部の食い込み量を大きくすることができるので、配管に偏荷重が作用した場合におけるエッジ部の食い込みによる気密性の劣化をより一層効果的に抑制することができる。

また、本発明に係る弁及び管継手は、上記何れかの食い込み式管接続構造を管継手部に用いたことを特徴とする。したがって、このような弁、管継手は、配管に偏荷重が作用することによる気密性の劣化を防止することができ、信頼性が向上する。

また、本発明に係る冷凍装置は、これら弁或は管継手を冷媒回路に用いたことを特徴とする。したがって、本発明に係る冷凍装置は、配管に偏荷重が作用することによる気密性の劣化を防止することができ、信頼性が向上する。

本発明に係る食い込み式管接続構造によれば、配管の先端が配管差込口の段部に当接していない、所謂配管の挿入不足の状態で結合部材が締結されるようなことがあっても、配管の先端がスペーサの先端より突出する状態で配管差込口の中に挿入されている限り、その後の結合部材の締結により配管が自動的に前進される。そして、配管の先端が配管差込口の段部に当接され、その後にスペーサの先端が段部に当接して配管接続作業が完了される。したがって、配管の配管差込口への挿入不足による気密性の劣化が防止される。

（実施の形態１）
以下、この発明の実施の形態１に係る食い込み式管接続構造を用いた食い込み式管継手について、図面に基づき説明する。

本実施の形態に係る食い込み式管接続構造は、空気調和機などの冷凍装置の分野において、冷媒回路中の食い込み式管継手における管継手部に適用される他、分離型空気調和機の室外機における室内外連絡配管を接続する閉鎖弁の管継手部などに適用される。図１は、このような食い込み式管接続構造を管継手部に採用した食い込み式管継手の部分断面図であって、結合部材の締結開始時の状態図である。図２は、同食い込み式管継手においてフェルール及びスペーサを結合部材に仮止めした状態図である。

本実施の形態に係る食い込み式管接続構造は、図１及び図２に示すように、被接続側装置に取り付けられる継手本体１と、継手本体１に螺合されて組み付けされる結合部材２と、継手本体１及び結合部材２とは別体に形成されるとともに、継手本体１と結合部材２との間に挟着されるフェルール３とを備えている。また、フェルール３の先端には、本発明の特徴を成す円筒状のスペーサ４がフェルール３と一体的に形成されている。なお、本明細書の説明において前後の方向をいうときは、継手本体１側、すなわち、図１における左側を前側とし、結合部材２側、すなわち、図１における右側を後側とする。

継手本体１は、黄銅製であって、前述の図１、図２及び継手本体の単体図面である図３に示すように、基部１１の前側にソケット部１２が形成されるとともに、基部１１の外周部の後側に雌ねじ筒部１３が形成され、さらに、基部１１の軸心部の後側に、雌ねじ筒部１３内の空間部に突出する軸部１４が形成されている。雌ねじ筒部１３の内周面には、結合部材２の螺合部としての雌ねじ部１３ａが形成されている。軸部１４の外周面には、配管接続時に軸部１４の強度を調節するための環状空間部１５が形成されている。また、この環状空間部１５の基端部には内部凍結防止用の通気孔１５ａが形成されている（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。

基部１１及び雌ねじ筒部１３の外形は、一連の六角ナット状に形成されている。基部１１から軸部１４にかけての軸心部には接続すべき配管Ｐを挿入する配管差込口１６が形成され、基部１１からソケット部１２にかけての軸心部には被接続側装置から導出される配管Ｐａを挿入する配管差込口１７が形成されている。また、配管差込口１６と配管差込口１７との間には、連通孔を形成するとともに配管Ｐ及び配管Ｐａの位置規制を行う段部１８が形成されている。段部１８は、配管差込口１６、１７に挿入された配管Ｐ，Ｐａの先端部を段部１８の端面に当接させることにより、配管Ｐ，Ｐａの先端位置を一定に保持する。なお、段部１８の前側の端面は、加工時の刃具の外形形状が残されてテーパ状に形成されている。

軸部１４の先端部、すなわち、配管差込口１６の入口部にはカム面１９が形成されている。カム面１９は、前側において配管差込口１６に連なり、後側（結合部材２側）に向けて径が大きくなる円錐状の面に形成されている。また、カム面１９は、入口側、すなわち、後側（結合部材２側）の円錐部の拡がり角度θ１に対し、前側の配管差込口１６に連なる近辺部１９ａの拡がり角度θ２が大となるように形成されている（図３（ｃ）参照）。

結合部材２は、黄銅製であって、図１、図２、及び結合部材の単体図面である図４に示すように、軸心に配管Ｐを貫通させる配管貫通孔２１が形成されるとともに、結合部材２を二分するように径方向の切れ目を有する円盤状スリット２２が形成されている。そして、円盤状スリット２２の継手本体側に継手本体１に螺合されるとともに配管接続機構を構成する管接続部２３が形成され、円盤状スリット２２の反継手本体側に一般の締結工具で把持可能とするように把持部２４が形成されている。なお、円盤状スリット２２の軸方向の位置は、継手本体１に対し結合部材２の締結が完了した配管接続作業の完了状態において、継手本体１の結合部材側端面の位置と略一致するように配置されている（図８参照）。

管接続部２３の外周には、継手本体１と螺合する螺合部としての雄ねじ部２３ａが形成されている。また、把持部２４の外形は、一般の締結工具で把持可能とするように六角ナット状に形成されている。そして、円盤状スリット２２と配管貫通孔２１との間に、薄肉の管状部により管接続部２３と把持部２４とを連結する管状連結部２６が形成されている。管状連結部２６は、把持部２４を締め付ける回転トルクが配管接続完了時の値まで大きくなると切断される強度に設計されている。

管接続部２３の継手本体端部には、フェルール３の後端部を仮止めするための仮止め機構の一部が形成されている。すなわち、管接続部２３の継手本体側端部には凹部２７が形成され、この凹部２７の奥端面がフェルール３を押圧する押圧面２８として形成されている。押圧面２８は、軸心側が後方へ広がる傾斜面に形成されている。そして、この凹部２７の入口には径方向内向きの環状の突部２９が形成されている。この突部２９の端面は、前方に径が大きくなる傾斜面２９ａに形成されている（図２及び図４（ｃ）参照）。この傾斜面２９ａは、後述するフェルール３の後端部に形成される環状の突部３５を圧入し易くするためのものである。また、内向きの突部２９と押圧面２８との間に環状の拡径部２９ｂが形成されている。

また、管接続部２３の反継手本体側の面には、後述する特別の工具と係合する係合部として、断面が円形で所定深さの４個の係合穴部５１が形成されている。また、把持部２４には、前記係合穴部５１を把持部２４の反継手本体側から加工可能とする加工用穴５２が形成されている。この加工用穴５２は、係合穴部５１と相対向する位置に形成されており、図５に示すように、所定円周上において等間隔に４個形成されている。

フェルール３は、黄銅製であって、図１、図２、及び、フェルールとスペーサとの結合部材の図面である図５に示すように、継手本体１及び結合部材２とは別体に形成されたフェルールであるが、先端部に円筒状のスペーサ４が一体に形成されている。フェルール３は、配管Ｐを挿通させる配管挿通孔３１が形成された環状物であって、軸方向に切断した断面で見て、前部３２の外周面が先細のテーパ面３３に形成され、さらに、後部３４の外周面が軸心に略平行な円筒状の平行面に形成されている。

テーパ面３３は、軸心に対する傾斜角度がカム面１９の後側の円錐部の拡がり角度θ１より小さく形成されている。これにより、フェルール３の前部３２が曲げられ易くなり、カム面１９とテーパ面３３との接触面積が大きくなるように形成されている。

また、フェルール３の後端部には、スペーサ４が一体化されたフェルール３の仮止め機構の一部として、径方向外向きの環状の突部３５が形成されている。この突部３５の外周端面は、フェルール３の後部３４の突部３５を結合部材２の拡径部２９ｂに圧入しやすくするために、後方に径が小さくなる傾斜面３５ａに形成されている（図２参照）。この突部３５の最大径部の外径は、前述の結合部材２の径方向内向きの環状の突部２９の最小内径より僅かに大きく形成されており、圧入変形により前記内向きの突部２９を介して拡径部２９ｂに押し込められる。また、突部３５の軸方向寸法は、前述の拡径部２９ｂの軸方向寸法より僅かに小さくなるように形成されている。

フェルール３及びの仮止め機構は、管接続部２３の継手本体側端面及びフェルール３の後端部において上述のように構成されている。これにより、フェルール３の後端部が結合部材２の継手本体側側面に形成された凹部２７に対し、着脱自在に、かつ、結合部材２に仮止めされて一体化されたまま搬送可能に、かつ、継手本体１に対し組み付け可能に構成されている。

フェルール３の後端部は、押圧面２８により押圧される受圧部を成している。そして、フェルール３の後端面は、中心側が前方位置となる傾斜面３４ａが中心軸側に形成され、中心軸に垂直な垂直面３４ｂが外周側に形成されている。また、傾斜面３４ａと配管挿通孔３１との交差により形成される角部が後エッジ部３６ａを形成している。

また、フェルール３の後端よりには、配管挿通孔３１の内周面から径方向外側に向けて切り込まれた切込部３７が形成され、切込部３７とフェルール３の外周面との間には、薄肉部３８が形成されている。フェルール３は、薄肉部３８が形成されていることにより、薄肉部３８をヒンジのようにして前後部が軸心側に曲がり易くなっている。この結果、フェルール３の前部３２のテーパ面３３がカム面１９に密着し易くなるとともに、フェルール３の後端に形成される後エッジ部３６ａが配管Ｐに食い込み易くなっている。

スペーサ４は、フェルール３の先端に連結されて一体的に形成された円筒状の部材であって、フェルール３との連結部には内周面から径方向外側に向けて切り込まれた切込部４１が形成されている。なお、この切込部４１の後面とフェルール３の配管挿通孔３１の内周面とが交差する角部は、フェルール３の前エッジ部３６ｂを成している。

このスペーサ４は、図５（ｂ）に示すように、配管差込口１６の内周面と配管Ｐの外周面との間を埋めるように装着されるものであって、結合部材２の締結によりフェルール３と一体的に移動するとともに、自らの移動に伴い配管Ｐを拘束して移動させる。そして、スペーサ４は、フェルール３の後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂが配管Ｐに食い込む前に、配管Ｐの先端を配管差込口１６の段部１８に当接させるとともに、自らの先端を配管差込口１６の段部１８に当接させるように構成されている。そのために、スペーサ４の内径Ｄ１は、フェルール３の配管挿通孔３１の内径ｄ１と略同一に形成されているとともに、配管Ｐの外径ｄ２より僅かに大きく形成されている。すなわち、Ｄ１＞ｄ２…式（１）とされている。また、スペーサ４の肉厚Ｔは、配管Ｐを拘束しながら配管差込口１６内に挿入されるのに適した絞り締め強度が得られるように設定されている。このために、スペーサ４の外径Ｄ２を配管差込口１６の内径ｄ３より僅かに大きくするとともに、配管Ｐの外径ｄ２にスペーサ４の肉厚Ｔの２倍を加えた寸法を、配管差込口１６の内径ｄ３より僅かに大きくしている。ずなわち、Ｄ２＞ｄ３…式（２）、ｄ２＋２Ｔ＞ｄ３…（式３）とされている。

上記構成において、フェルール３とスペーサ４との連結部の肉厚は、切込部４１の大きさにより調整されている。すなわち、この連結部の肉厚は、結合部材２の締結工程において、フェルール３の前エッジ部３６ｂが配管Ｐに食い込む前にフェルール３からの押圧力を受け、フェルール３とスペーサ４との連結部が切断されるように調整されている。このために、配管Ｐ及びスペーサ４の各先端が段部１８に当接したときに、フェルール３とスペーサ４との連結部に作用する押圧力が大きくなって連結部が切断されるとともに、後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂの食い込みが始まるように、スペーサ４の長さＮと配管差込口１６の長さｎとが略同一に形成されている。

以上のように形成されるフェルール３とスペーサ４との連結部材は、部品として搬送及び管理段階において、その後端部が結合部材２に仮止めされて一体化される。この仮止めされた状態図が図２である。このような仮止め状態とするには、フェルール３の中心軸と結合部材２の中心軸とを芯合せした状態として、フェルール３の後端部を結合部材２の凹部２７に押し付ける。これにより、フェルール３の突部３５の外周端面の傾斜面３５ａと結合部材２の内向き突部２９の内周端面の傾斜面２９ａとが当接し、次いで、フェルール３の後端部が圧入変形される。そして、フェルール３の突部３５が僅かに縮径して、拡径部２９ｂ内に挿入される。突部３５は、拡径部２９ｂに挿入された後自由状態に戻るため、外径が結合部材２の内向き突部２９の内径より僅かに大きくなる。これにより、フェルール３及びスペーサ４が仮止めされるとともに搬送作業時においてフェルール３及びスペーサ４の仮止めされた状態が維持される。しかし、この内向き突部２９と外向き突部３５の引っ掛かりは僅かであるため、フェルール３及びスペーサ４を取り外すことも可能である。

次に、以上のように構成された本結合部材による配管接続方法について説明する。
継手本体１及び結合部材２により配管Ｐを接続するに際しては、先ず継手本体１を所定の装置に取り付ける、この継手本体１が取り付けられる対象としては、配管、閉鎖弁等の各種機器の配管接続ポートである。一方、接続すべき配管Ｐを、フェルール３及びスペーサ４が仮止めされた状態の結合部材２の配管貫通孔２１、フェルール３の配管挿通孔３１及びスペーサ４の内周側の孔に貫挿させて結合部材２を配管Ｐに外装する。このとき、配管Ｐの先端がスペーサ４の先端から十分に突出する状態にしておく。この外装作業は、フェルール３及びスペーサ４が仮止めされた状態の結合部材２を継手本体１から分離した状態として配管Ｐに外装してもよいし、フェルール３及びスペーサ４が仮止めされた状態の結合部材２を継手本体１に緩く螺合した状態としておいて、結合部材２の後方から配管Ｐを挿入するようにしてもよい。また、この外装作業は、スペーサ４の内径Ｄ１は、フェルール３の配管挿通孔３１の内径ｄ１と略同一とするとともに、スペーサ４の内径Ｄ１を配管Ｐの外径ｄ２より僅かに大きくしているので（式（１）参照）、容易に行うことができる。また、外装作業を終えた配管Ｐは、その先端をスペーサ４の先端から突出させて配管差込口１６内に位置するようにする。なお、配管Ｐの先端を段部１８に当初から当接させるようにしていても問題ないことは言うまでもない。

そして、結合部材２を締め付けていくと、フェルール３の後端部が結合部材２の押圧面２８で押圧され、フェルール３と一体に形成されているスペーサ４が配管Ｐと配管差込口１６との間を埋めるように配管差込口１６内に圧入される。このとき、スペーサ４の外径Ｄ２が配管差込口１６の内径ｄ３より僅かに大きく形成されているとともに、配管Ｐの外径ｄ２にスペーサ４の肉厚Ｔの２倍を加えた寸法が配管差込口１６の内径ｄ３より僅かに大きく形成されているので（式（２）、式（３）参照）、スペーサ４の配管差込口１６への挿入により、スペーサ４が配管Ｐを締め付ける。このため、スペーサ４は配管Ｐを拘束して配管差込口１６を移動する（図１、図６参照）。また、配管Ｐの先端が段部１８に当接した後に、スペーサ４の先端が段部１８に当接する。

そして、スペーサ４の長さＮと配管差込口１６の長さｎとが略同一に形成されているため、配管Ｐ及びスペーサ４の各先端が段部１８に当接したときに、フェルール３とスペーサ４との連結部に作用するフェルール３からの押圧力が大きくなる。これにより、フェルール３とスペーサ４との連結部が切断されるとともに、後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂの食い込みが始まる（図７参照）。これに引き続き結合部材２を締結していくと、後エッジ部３６ａが配管Ｐに食い込んで配管Ｐの固定が行われるとともに、前エッジ部３６ｂが配管Ｐに食い込んで配管Ｐの外周面が気密にシールされる。そして、この後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂの食い込みが所定量に達して食い込みが完了すると、管接続部２３の後端面が継手本体１の後端面に略一致するとともに、結合部材２を締結する締結トルクが所定値に上昇することにより管状連結部２６が切断されて結合部材２の締結作業が完了する。この結果、継手本体１の雌ねじ筒部１３から突出した状態にある把持部２４が管接続部２３と分離され（図８参照）、配管続作業が完了する。

なお、上記のような状態で締結された配管接続部は、把持部２４が切断されるため誰でもが簡単に緩められることがないが、図９に示すような専用工具６０を用いることにより緩めることができるように構成されている。

この専用工具６０は、図９に示すように、半円盤状の基体部６１に柄部６２が取り付けられている。基体部６１の半円状穴６３の内周半径は配管Ｐよりやや大径に形成されている。また、基体部６１の側面に、管接続部２３の４個の係合穴部５１の内の任意の隣り合う３個に係合可能な３個の円柱状の係合突部６４が形成されている。

配管接続部の解除は、専用工具６０の係合突部６４を管接続部２３の任意の隣り合う３個の係合穴部５１に係合させ、柄部６２に力を入れて基体部６１を回転させることにより、管接続部２３を回転させて継手本体１との螺合を緩めることができ、配管Ｐを継手本体１から取り外すことができる。この配管接続解除方法によれば、配管Ｐを切断することなく、配管Ｐを取り外すことができるので配管接続解除工事が簡単になる。また、継手本体１を残した状態で配管Ｐを取り外すとともに、結合部材２に仮止めされていたフェルールを引き抜くことにより、この継手本体１に対し新たなフェルール３を用いて配管Ｐを再度接続することができる。

次に以上のように構成された本実施の形態に係る食い込み式管接続構造によれば次のような効果を奏することができる。
（１）配管接続作業の開始時において、配管Ｐの先端が配管差込口１６の段部１８に当接していない、所謂配管の挿入不足の状態で結合部材２が締結されるようなことがあっても、配管Ｐに偏荷重が作用することによる気密性の劣化が防止される。すなわち、配管Ｐの先端がスペーサ４の先端より突出する状態で配管差込口１６の中に挿入されている限り、その後の結合部材２の締結により配管Ｐが自動的に前進されて、配管Ｐの先端が配管差込口１６の段部１８に当接される。また、その後にスペーサ４の先端が段部１８に当接して配管接続作業が完了される。このようにして、配管の挿入不足の状態が解消されるので、配管Ｐに偏荷重が作用することによる気密性の低下を防止することができる。

（２）また、式（１）を満足するように構成されているので、配管接続作業の開始時において、配管Ｐの先端を、フェルール３の配管挿通孔３１及びスペーサ４の内側の孔を貫通させてスペーサ４の先端から突出させるとともに、配管Ｐを配管差込口１６に挿入する作業を簡単に行うことができる。また、式（２）及び式（３）を満足するように構成されているので、スペーサ４が配管差込口１６に挿入されるに伴い配管Ｐが締め付けられるので、フェルール３のエッジ部、この実施の形態では後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂが配管Ｐに食い込む前に、スペーサ４の移動とともに配管Ｐを段部１８に当接させるように移動させることができる。また、このようにしてスペーサ４が配管Ｐを締め付けることにより配管Ｐを仮保持することができるので、フェルール３のエッジ部（この実施の形態では後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂ）を食い込ませるように結合部材２を締結する作業は、配管Ｐを保持することなく一般の締結工具で行うことができる。

（３）また、スペーサ４とフェルール３とが一体に構成されているので、スペーサ４のみが単独で配管差込口１６側に移動することがないので、配管接続開始の工程において配管Ｐの先端をスペーサ４の先端から突出するように、フェルール３の配管挿通孔３１及びスペーサの内周側の孔を介して挿入し、配管差込口１６内に挿入することが容易である。また、スペーサ４がフェルール３と一体に確実に移動するので、結合部材２の締結に伴いフェルール３の先端部をカム面１９に当接するようにフェルール３を移動させる工程において、配管Ｐの先端を段部１８に当接させることができる。

（４）また、スペーサ４の長さＮが配管差込口１６の長さｎと略同一に形成されているので、フェルール３の前部３２のテーパ面３３をカム面１９に押し付けるように結合部材２が締結されるまでに、配管Ｐ及びスペーサ４の先端を段部１８に確実に当接させることができる。これにより、配管Ｐ及びスペーサ４の両者の先端が段部１８に当接した状態で、フェルール３のエッジ部（この実施の形態では後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂ）が食い込むことになるので、配管Ｐに対する偏荷重が作用することによる食い込み部の気密性の劣化を確実に抑制することができる。

（５）また、スペーサ４とフェルール３の先端との連結部において、内周面側から径方向外周に向けて切り込まれた切込部４１が形成されるとともに、この切込部４１の後面とフェルール３の配管挿通孔３１の内周面との角部がエッジ部（この実施の形態では前エッジ部３６ｂ）を成すように構成されている。したがって、切込部４１の深さを調整するにより外周側に残される肉厚を調整することができ、この調整により、フェルール３がカム面１９に押し付けられる直前にスペーサ４をフェルール３から切断することができる。また、切込部４１がこのように内周面から径方向外側に向かって設けられているので、スペーサ４が切断された後において、フェルール３の前エッジ部を配管へ円滑に食い込ませることができる。

（６）また、本実施の形態に係る食い込み式管接続構造を用いた、弁、管継手は、配管Ｐに偏荷重が作用することによる気密性の劣化を防止することができ、信頼性が向上する。

（７）また、このような弁或は管継手を冷媒回路に用いた冷凍装置は、配管Ｐに偏荷重が作用することによる気密性の劣化を防止することができ、信頼性が向上する。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図１０に基づき説明する。

実施の形態２に係る食い込み式管接続構造は、実施の形態１に係る食い込み式管接続構造においてスペーサ４の先端部の構造を変更したものである。図１０は実施の形態２に係る食い込み式管接続構造のスペーサ先端部の断面図である。なお、この図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態２に係る食い込み式管接続構造は、図１０に示すように、スペーサ４内周側の孔は全長に渡り均一の内径Ｄ１としているが、その先端部の所定長さＬの部分において、先端に向かうに従い肉厚が薄くなるように形成されている。そして、最先端におけるスペーサ４の外径Ｄ３は配管差込口１６の内径ｄ３より小さくなるように形成されている。すなわち、Ｄ３＜ｄ３…式（４）となるように形成されている。なお、先端の長さＬの部分を除く他の部分の外径は、実施の形態１に係るスペーサ４の外径Ｄ２と同一とされている。

実施の形態２は、以上のように構成されているので、配管Ｐの先端をスペーサ４の先端から突出させるとともに配管差込口１６に挿入した状態として、結合部材２を手回しで締め付けることにより、配管差込口１６の内径ｄ３よりより小さい外径部分を配管差込口１６に挿入することができる。そして、その後に、一般の締結具を使用して結合部材２を締結すればよいので、作業性が向上する。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図１１に基づき説明する。
実施の形態３は、実施の形態１においてフェルール３の先端部の厚さを大きくしたものである。図１１は実施の形態３に係る食い込み式管接続構造におけるフェルールとスペーサとの連結部の拡大図である。なお、この図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態３に係る食い込み式管接続構造は、図１１に示すように、フェルール３の先端とスペーサ４との連結部において、フェルール３の前エッジ部３６ｂが形成されている先端部の厚さｔを、スペーサ４の円筒部材の肉厚Ｔよりも大きくしたものである。

実施の形態３は、このように構成されているので、フェルール３のエッジ部、この実施の形態では前エッジ部３６ｂの食い込み量が大きくなる。したがって、配管Ｐに偏荷重が作用した場合における前エッジ部３６ｂの食い込みによる気密性の劣化をより一層効果的に抑制することができる。

（変形例）
上記実施の形態において、以下のように変更することもできる。
・本実施の形態においては、フェルール３とスペーサ４の連結部材は、継手本体１及び結合部材２とは別体に形成されるとともに、部品の段階で結合部材２に仮止めされるように形成されているが、仮止めされない独立型としてもよい。また、フェルール３とスペーサ４との連結部材は、結合部材と一体に形成され、配管接続開始時にスペーサ４が分離され、次いで、フェルールが分離されて後エッジ部３６ａ及び前エッジ部３６ｂが配管Ｐに食い込むようにしてもよい。

・フェルール３とスペーサ４の連結部材を結合部材２に仮止めする機構は、結合部材２に対し回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材２に仮止めされて一体化されたたまま搬送可能、かつ、継手本体１に対し組み付け可能に構成される構造であれば他の構造に変更してもよい。

・先の実施の形態においては、フェルール３の先端部とスペーサ４との連結部における切込部４１は、内周側から径方向外側に向けて切り込まれていたが、この切込部４１に代えて図１２に示すように、外周側から径方向内側に向けて切り込まれた切込部４５とすることもできる。ただし、この場合、前エッジ部３６ｂが形成されないので、図１２に示すように連結部から少し後方に配管挿通孔３１から径方向外側に向かって切り込まれた切込部３９を形成し、この切込部３９の後面と配管挿通孔３１との角部を前エッジ部３６ｂにすることが好ましい。

・継手本体１において、ソケット部１２には被接続装置の配管Ｐがロー付けされる構造となっているが、ソケット部１２の外周に雄ねじを形成し、被接続装置内の閉鎖弁等の機器類に直接継手本体１を取り付ける構造としてもよい。

・各実施の形態における結合部材２は、結合部材２の締結過程において管接続部２３と把持部２４とに分割しない構造としてもよい。

本発明は、冷凍装置、空気調和装置、給湯器等の温水装置、給水装置、一般の製造設備などにおける冷媒回路、水回路、ガス回路などに使用される食い込み式管接続構造に対し適用することができる。また、本発明を適用した食い込み式管接続構造は、配管同士の接続、閉鎖弁等の弁における管継手部、その他各種装置における管継手部に適用することができる。また、本発明を適用した食い込み式管接続構造が対象とする配管は、銅管、ステンレス管などの金属管を初め樹脂配管をも包含する。

本発明の実施の形態１に係る食い込み式管接続構造の断面図であって、結合部材の締結開始直後の状態図である。 同食い込み式管接続構造において、結合部材に対しフェルールとスペーサとの連結部材を仮止めした状態図である。 同食い込み式管接続構造における継手本体の単体図面であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）はカム面周りの拡大図である。 同食い込み式管接続構造における結合部材の単体図面であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は継手本体側側面に形成された仮止め機構部の拡大図である。 同食い込み式管接続構造におけるフェルールとスペーサの連結部材の図面であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。 同食い込み式管接続構造の部分断面図であって、配管及びスペーサの先端が段部に当接する前の段階にある結合部材の締結途中の状態図である。 同食い込み式管接続構造の部分断面図であって、配管及びスペーサの先端が段部に当接した段階にある結合部材の締結途中の状態図である。 同食い込み式管接続構造の部分断面図であって、結合部材の締結完了時の状態図である。 同食い込み式管接続構造に用いられる専用工具の斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る食い込み式管接続構造のスペーサ先端部の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る食い込み式食い込み式管接続構造におけるフェルールとスペーサとの連結部の拡大図である。 本発明の変形例に係る食い込み式食い込み式管接続構造におけるフェルールとスペーサとの連結部の拡大図である。 従来例に係る食い込み式管継手の部分断面図であって、（ａ）は一般的な結合部材の締結開始状態を示す図面であり、（ｂ）は一般的な結合部材の締結完了状態を示す図面である。 同食い込み式管継手の部分断面図であって、（ａ）は配管差込口への配管の挿入寸法が不足している場合の、結合部材の締結開始状態を示す図面であり、（ｂ）は配管差込口への配管の挿入寸法が不足している場合の、結合部材の締結完了状態を示す図面である。

符号の説明

Ｐ…配管、Ｄ１…スペーサの内径、Ｄ２…スペーサの外径、Ｄ３…先端に向かって肉厚が薄くなるように形成されたスペーサの先端部の外径、Ｔ…スペーサの肉厚、Ｎ…スペーサの長さ、ｄ１…フェルールの配管挿通孔の内径、ｄ２…接続すべき配管の外径、ｄ３…配管差込口の内径、ｎ…配管差込口の長さ、１…継手本体、２…結合部材、３…フェルール、４…スペーサ、１６…配管差込口、１８…段部、１９…カム面、３６ａ…後エッジ部、３６ｂ…前エッジ部、４１…切込部。

Claims (11)

1. 接続すべき配管を挿入する配管差込口と、配管差込口の入口部に形成されたカム面と、配管差込口に形成された接続すべき配管の先端の当り面を形成する段部とを備えた継手本体と、継手本体に螺合されて組み付けされる結合部材と、結合部材により前記カム面に押し付けられるフェルールと、前記配管差込口の内周面と前記配管の外周面との間を埋めるように装着される円筒状のスペーサとを備え、
   前記スペーサは、前記結合部材の締結によりフェルールと一体的に移動するとともに、自らの移動に伴い前記配管を拘束して移動させ、さらに、フェルールのエッジ部が配管に食い込む前に配管の先端を配管差込口の段部に当接させるとともに、自らの先端を配管差込口の段部に当接させるように構成されている
   ことを特徴とする食い込み式管接続構造。
2. 前記スペーサは、円筒状であって、次の式（１）〜式（３）を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１記載の食い込み式管接続構造。
   Ｄ１＞ｄ２…式（１）
   Ｄ２＞ｄ３…式（２）
   ｄ２＋２Ｔ＞ｄ３…式（３）
   ただし、式（１）〜式（３）において、
   Ｄ１；スペーサの内径
   Ｄ２；スペーサの外径
   Ｔ；スペーサの肉厚
   ｄ２；接続すべき配管の外径
   ｄ３；配管差込口の内径
   である。
3. 前記フェルールは、中心部に配管挿通孔を有し、前記スペーサは、内径をフェルールの配管挿通孔の内径と略同一の内径としてフェルールの先端に連結されるとともに、フェルールと一体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の食い込み式管接続構造。
4. 前記スペーサは、その長さが配管差込口の長さと略同一に形成されるとともに、結合部材の締結工程において、配管の先端を段部に当接させた後に自らの先端を前記段部に当接させ、その後フェルールから分離されることを特徴とする請求項３記載の食い込み式管接続構造。
5. 前記スペーサは、フェルールの先端との連結部において内周面側から径方向外周に向けて切り込まれた切込部が形成され、前記フェルールは、この切込部の後面とフェルールの配管挿通孔の内周面との角部をエッジ部とするように構成されていることを特徴とする請求項４記載の食い込み式管接続構造。
6. 前記スペーサは、円筒状であって、先端部において先端に向かって肉厚が薄くなることにより外径が小さくなるように構成されるとともに、次の式（４）を満たすように構成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載の食い込み式管接続構造。
   Ｄ３＜ｄ３…式（４）
   ただし、式（４）において
   Ｄ３；先端に向かって肉厚が薄くなるように形成されたスペーサの先端部の外径
7. 前記フェルールは、スペーサとの連結部において、フェルールの先端部の厚さがスペーサの肉厚よりも厚く形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の食い込み式管接続構造。
8. 請求項１〜７の何れか１項に記載の食い込み式管接続構造を管継手部に用いた弁。
9. 請求項１〜７の何れか１項に記載の食い込み式管接続構造を管継手部に用いた食い込み式管継手。
10. 請求項８記載の弁を冷媒回路に用いたことを特徴とする冷凍装置。
11. 請求項９記載の食い込み式管継手を冷媒回路に用いたことを特徴とする冷凍装置。

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