JP2010270846A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】異種金属による接触腐食を防止するとともに、パイプにフレア加工せずに確実に接続できる金属パイプ用の管継手を提供する。
【解決手段】ストレート状先端部１０を有する被接続用パイプＰの管継手Ｊは、フレア継手本体１と袋ナット２とストップリング３とを有し、ストップリング３は大きな曲率半径でのアール状面取りを施して構成された圧接勾配面３２を有し、この圧接勾配面３２がフレア継手本体１の先端縮径テーパ部５に圧接して金属面相互接触によるシールをなすようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、管継手に関する。

管継手の一種として、フレア継手が広く知られている。一般に、このフレア継手は、図８に示すように、パイプＰの端部にフレア加工部ｆを特別な治具にて塑性加工して形成し、このフレア加工部ｆを、フレア継手本体ｈのテーパ部ａに当てて袋ナットｎにて締付けて、袋ナットｎのテーパ面ｔとフレア継手本体ｈのテーパ部ａにて挟圧し、金属面の相互圧接にて密封性を確保する構成である（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−４２８５８号公報

しかしながら、被接続用パイプＰの材質として、Ａｌを用いる場合、継手本体ｈと袋ナットｎが黄銅等のＣｕ系合金であれば、異種金属による接触腐食が発生するという問題がある。
図８に示すように、外部から水（水滴）がフレア加工部ｆの挟圧部位に浸入する構造であるため、パイプＰと継手本体ｈ，袋ナットｎの間で、異種金属による接触腐食が容易に発生する。
また、作業現場にて、被接続パイプＰの端部に、専用工具を使用して、フレア加工部ｆを形成する必要があり、作業能率が悪く、品質のバラツキも生じる。さらに、パイプＰのフレア加工部ｆの小径端縁ｆ₁ に亀裂を生じ易く、特に、パイプ材質がＡｌのときにその亀裂発生率が高い。袋ナットｎを締付けた際にパイプＰが減肉して、その結果、密封性の低下や袋ナットｎに緩みを発生し易いという問題もある。

そこで、本発明は、このような問題を解決して、Ａｌ製パイプ等を用いても異種金属の接触による腐食を生ずることを防止でき、かつ、（フレア継手本体を使用するにかかわらず）パイプにはフレア加工を省略できて、配管接続作業の能率を向上でき、接続の品質も改善でき、緩みも発生しにくい管継手を提供することを目的とする。特に、冷媒配管用として好適な管継手の提供を他の目的とする。

そこで、本発明に係る管継手は、雄ネジ部と先端縮径テーパ部を有するフレア継手本体と；上記雄ネジ部に螺着される雌ネジ部を孔部の基端に有し、かつ、該孔部の中間には同一径部と先端縮径テーパ部とを有する収納空間部を形成した袋ナットと；該収納空間部に内装されると共に、上記先端縮径テーパ部に圧接して密封作用をなす拡径アール状又は傾斜線状の圧接勾配面を有すると共に、先端側には塑性変形可能な薄肉円筒部とその先端のパイプ外周面食い込み用爪部とを有し、かつ、内周中間部に凹設されたシール凹溝を有するストップリングと；上記ストップリングの上記シール凹溝に嵌着される耐冷媒シールと；を具備し、被接続用パイプのストレート状先端部の外周面に上記ストップリングの上記爪部が、上記袋ナットの螺進に伴って食い込み、パイプ引抜抵抗力を発生すると共に上記耐冷媒シールへの酸素流入を阻止するように構成したものである。
また、上記袋ナットは、上記被接続用パイプの外周面に接触して絶縁作用をなす円環状絶縁リングが袋ナット先端部に付設され、しかも、該絶縁リングは被接続用パイプの外周面に密に接触するシール突条部を備えている。
また、上記袋ナットの上記孔部に形成された上記雌ネジ部と上記同一径部との間に、シールを内装し、かつ、内装状態で該シールの内径寸法を、上記ストップリングの外径寸法よりも小さく設定し、未使用状態下にて上記ストップリングが上記袋ナットから離脱を防止するように構成した。

本発明によれば、先端縮径テーパ部を有するフレア継手本体に対して、パイプ端部に全くフレア加工を省略したストレート状のパイプを、容易かつ迅速に接続することができて、配管作業が能率的に行い得る。作業のバラツキが生じにくくなり、品質が安定する。被接続用パイプの材質として（比較的安価な）Ａｌを用いることが可能となる。即ち、異種金属の接触による腐食を巧妙に防止できる。
また、袋ナットの緩みも生じにくくなる。特に、エアコン等の冷媒配管用として好適な管継手である。

本発明の実施の一形態を示しパイプ接続完了直前の状態を示した断面図である。 パイプ接続状態を示す断面図である。 袋ナットの一例を示す断面図である。 袋ナットの要部拡大断面図である。 ストップリングの一例を示す要部拡大断面図である。 絶縁リングを示す断面図である。 作用説明を兼ねた要部ユニットの断面図である。 従来例を示す断面図である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１〜図７に示す実施の形態に於て、本発明に係る管継手Ｊは、フレア継手本体１と袋ナット２とストップリング３と耐冷媒シール４を具備し、さらに、被接続用パイプＰの先端には（従来のフレア加工を全く省略して）ストレート状先端部10を有している。

フレア継手本体１は、従来の継手本体と同様の形状・構成であり（図８のフレア継手本体ｈ参照）、先端縮径テーパ部５を有する。つまり、流路孔６が貫設された接続筒部７の先端に先端縮径テーパ部５が形成される。
また、全体形状は、ストレート状，Ｔ字型，Ｙ字型，十字型等自由であるが、（図１，図２の）図外に存在する他の接続端部の形状は、図１，図２と同様の接続筒部７を有していても、テーパ雄ネジ，平行雌ネジ，溶接用筒部等を有していても、自由である。
要するに、図１，図２に示すような少なくとも１個の接続筒部７を具備し、また、図１，図２の図例では、上記テーパ部５の基端縁に連設した短いストレート部８を介して、平行ネジの雄ネジ部９を、上記接続筒部７が有している。このフレア継手本体１の材質としては、黄銅（真鍮）が（従来から一般的に使用されているので）好適である。

袋ナット２は、軸心方向に孔部11が貫設され、この孔部11の基端には、上記雄ネジ部９に螺着される雌ネジ部12を有し、そこから先端に向かって順次、軸心方向に小さな幅寸法Ｗ₁₃のシール溝13、同一径部（ストレート部）14、段付部15、小さな幅寸法Ｗ₁₆の短ストレート部16、先端縮径テーパ部17、（被接続パイプＰの外径よりも僅かに大きい内径寸法の）短ストレート部18、凹溝部19、内鍔部20が、形成される。

上記孔部11の中間の同一径部（ストレート部）14と段付部15と短ストレート部16とテーパ部17とをもって、ストップリング３を収納（内装）するための収納空間部Ｅを形成する（図１，図２，図３，図４参照）。この袋ナット２の材質は、Ｃ3604等の黄銅（真鍮）とするのが、フレア継手本体１との異種金属接触腐食対策の意味で、好ましい。また、この袋ナット２の外周面形状は、先端側を除いて、横断面六角形に形成し、作業工具にて把持しつつ回転トルクを付与しやすい形状とする。さらに、外周面先端側には、40°〜50°の大きな傾斜角度の先端縮径第１テーパ面21と、10°〜25°の小さな傾斜角度の先端縮径第２テーパ面22を、順次配設して、最先端側外径寸法Ｄ₂₂を、パイプＰの外径寸法に強度が許す範囲で、近づける。即ち、図８の従来例に比較して、袋ナット先端面23の外径寸法は十分に小さく、この先端面23の（軸心方向から見た）円環形状の幅寸法は小さく設定されている。

次に、ストップリング３について説明すると、図５、及び、図１，図２，図７に示すように、このストップリング３は、袋ナット２の上述の収納空間部Ｅに、図７から図２の軸心方向範囲を移動可能領域として、内装される。その断面形状は短円筒型であり、外周面が基端から中間位置までが、袋ナット２の孔部11の同一径部（ストレート部）14に摺動可能に嵌合（対応）する基本外径部24と、段付部25を介して先端側に連設された小径部26とを、有する。また、内周面27は、軸心方向中間に基本内径部28を有し、かつ、この基本内径部28の軸心方向中間位置にシール凹溝29が配設され、パイプＰはこの基本内径部28に、図１と図２のように挿入される。シール凹溝29に空調用冷媒に対する耐久性に優れた（ＩＩＲから成る）耐冷媒シール４が嵌着される。

さらに、基本内径部28の端部（図５の左側）には、段付部30とアール状圧接勾配面32が順次連設した内周面形状に構成されている。図１，図２に示すように、このアール状圧接勾配面32は、フレア継手本体１の先端縮径テーパ部５に圧接（金属面の相互接触）して、密封作用をなす。なお、図例では、アール状圧接勾配面32は、内周面27から、軸心方向基端面33に渡って大きな曲率半径にて描かれる断面形状を呈し、略４半円形の膨出部31を形成している。
言い換えると、このストップリング３は、内周面27と基端面33の角部に大きな曲率半径でアール状面取りを施して、圧接勾配面32としている。なお、図示省略するがこの圧接勾配面32を、傾斜線状（傾斜直線状）とすることも自由である。

上記段付部30は、挿入されるパイプＰの端面34が当接する。
そして、ストップリング３の先端側には、塑性変形可能な薄肉円筒部35と、その先端のパイプ外周面食い込み用爪部36とを一体に有する。
即ち、ストップリング３に於て、その内周面27には、先端側に浅い盗み部37を凹設して、しかも、外周側の小径部26との共働によって、先端の爪部36が、図５と図１の自由状態から、図２に示した食い込み状態に弾性的に縮径可能なように、上記薄肉円筒部35を形成する。なお、爪部36を含んだ薄肉円筒部35には、軸心方向のスリットは全く存在せず、小孔等も存在しない。
爪部36は横断面不等辺三角形として、内方基端方向へ向き、図２のようにパイプＰの外周面に対して、パイプＰの引抜力に対抗して食い込み易い形状とする。

図１に示すように、パイプＰを挿入して、袋ナット２に小さな回転トルクを与えて雄ネジ部９に対し雌ネジ部12を軽く螺着すると、ストップリング３の小径部26（薄肉円筒部35）の先端が軽く袋ナット２のテーパ部17に接触する。このとき、ストップリング３の段付部25と、袋ナット２の段付部15との間には、軸心方向に所定小寸法Ｇの間隙が存在している。
その後、袋ナット２を螺進してゆくと、図１から図２に示すように、薄肉円筒部35の先端外周角部38がテーパ部17によって強く絞られ―――内径方向へ押圧され―――、爪部36が、パイプＰのストレート状先端部10の外周面10Ａに、食い込む。この食い込みによって、パイプ引抜抵抗力Ｚ（図２参照）を発生する。同時に、この食い込みによって、大気側Ａから（内部の）耐冷媒シール４への酸素流入を阻止する。

言い換えると、（薄肉円筒部35はスリットも貫孔も無いので、）爪部36がパイプ先端部10の外周面10Ａに食い込むと、ストップリング３の内周面27の軸心中間位置に在る耐冷媒シール４へ空気（酸素）の流入が遮断され、ＩＩＲから成る耐冷媒シール４の長寿命化が図られることとなる。このストップリング３の材質としては、フレア継手本体１の先端縮径テーパ部５の圧接部の密封性向上や塑性変形性を考慮するとＣ3604等の黄銅（真鍮）が好ましい。
さらに、爪部36近傍の外周角部38と、テーパ部17との強い圧接によって、この圧接部位からの酸素の内部への浸入も阻止される。

次に、図６、及び、図１，図２，図７に於て、袋ナット２には円環状絶縁リング40が付設されている。この円環状絶縁リング40は、絶縁性を有するゴム材又はプラスチックから成り、例えば、耐寿命性、耐候性に優れるＥＰＤＭ等のゴムが望ましいと共に、その付設位置は、袋ナット先端部41とする。図６に示すように、横断面が略五角形とした膨出部42と薄肉円筒壁部43と、その円筒壁部43の外端から外径方向に起立した外鍔部44とから、一体形成されている。
上記膨出部42は、（図４に示した）凹溝部19に嵌着され、三角山型のシール突条部45が内径方向に突出状に形成される。このシール突条部45は、パイプＰの外周面に、弾性的圧接力をもって密に接触して、管継手内部への水等の電解質の浸入を防止し、管継手内部に於て異種金属の接触による腐食を確実に防いでいる。

また、袋ナット２の内鍔部20の内周面、及び、その外周面（袋ナット先端面23）を、絶縁リング40が、その円筒壁部43と外鍔部44にて包囲する（被覆する）。このようにして、被接続用パイプＰの外周面に対して、絶縁リング40が接触して、黄銅（真鍮）等の袋ナット２とＡｌ等のパイプＰの外周面に直接的に接触することを阻止して、絶縁作用をなして、異種金属接触による腐食を防いでいる。
さらに、外鍔部44の外径寸法Ｄ₄₄は（前述の）袋ナット先端面23の外径寸法Ｄ₂₂よりも僅かに大きく設定するのが望ましい。つまり、水滴が、袋ナット先端面23とパイプ外周面によって形成される隅部にブリッジ状に溜ることを、外鍔部44が確実に防止する。仮に、絶縁リング40が存在しない場合、あるいは、外鍔部44の外径寸法Ｄ₄₄が極端に小さい場合には、上記隅部に水滴等の電解質が（ブリッジ作用で）溜って、異種金属の接触による腐食が発生する虞がある。このような腐食（電蝕）を絶縁リング40が有効に防止する。なお、膨出部42の断面形状は変形自由であって、円形としてもよい（そのときも円弧状シール突条部45が形成される）と共に、シール突条部45が２山以上形成されてもよい。

ところで、袋ナット２の雌ネジ部12の隣のシール溝13には、Ｏリング等のシール46が嵌着され、このシール46の材質は冷媒シール性、耐寿命性に優れるＥＰＤＭ等のゴムが好ましく、また、図２の使用（接続）状態でフレア継手本体１のストレート部８に接触して密封作用をなす。
このシール46の機能は２つあり、１つは、図２に示すように、圧接勾配面32とテーパ部５との金属面の相互圧接によるシール作用に対して補助する予備的密封機能であり、他の１つは、図７に示したようにストップリング３の脱落防止機能である。

後者の機能、及び、その機能と作用を奏するための構成について説明すれば、（図７と図１に示すように、）袋ナット２の孔部11に形成された雌ネジ部12と同一径部14との間（のシール溝13）に、シール46を内装して、かつ、内装状態で該シール46の内径寸法Ｄ₄₆を、ストップリング３の外径寸法ｄよりも小さく設定することで、未使用状態下にてストップリング３が袋ナット２から離脱しないように、シール46の内周端縁にストップリング３の基端面33の角部が引掛かるように保持されて、図７の状態下でも下方へ脱落しない。このように未使用状態（工場取扱中、在庫中、輸送中、配管作業中等）に於て、シール46が不意に離脱することを防ぐ。

ところで、本発明に係る管継手は空調の冷媒（ガス）の密封に好適であり、施工も容易で作業性に優れ、従来のようなパイプＰのフレア加工部ｆ（図８参照）の形成作業は全く省略できる。従って、作業者や作業工具による作業のバラツキがなくなり品質が安定する。さらに、専用工具も不要となる。さらに、インコア無しで作業性がさらに向上する。
また、図１の小寸法Ｇが無くなるまで、図２のように、袋ナット２を螺進させると、自動的に、爪部36がパイプＰの外周面に食い込んで引抜抵抗力Ｚを発揮し、同時に、ストップリング３の圧接勾配面32が、フレア継手本体１のテーパ部５に強く金属面相互が圧接して密封作用をなす。しかも、同時にシール46は図１から図２のように僅かに移動して、ストレート部８に於て弾性圧縮されて、圧接勾配面32とテーパ部５の金属面相互圧接によるシール部位に対する副シール（予備シール）の機能をはたす。

耐冷媒シール４は、ＩＩＲ（ブチルゴム）のＯリングが好適であり、冷媒（ガス）の透過性が極めて低く、優れている。しかし、酸化劣化しやすい欠点があるが、これを、爪部36のパイプ外周面への食い込みにて防止できる。なお、本発明には、パイプＰとしてＣｕを用いることも好ましく、また、そのときには、絶縁リング40を省略しても自由である。また、所望により給水、給湯配管に用いることも可能である。

１ フレア継手本体
２ 袋ナット
３ ストップリング
４ 耐冷媒シール
５ 先端縮径テーパ部
９ 雄ネジ部
10 ストレート状先端部
10Ａ 外周面
11 孔部
12 雌ネジ部
14 同一径部
17 テーパ部
29 シール凹溝
32 圧接勾配面
35 薄肉円筒部
36 爪部
40 絶縁リング
41 袋ナット先端部
45 シール突条部
46 シール（Ｏリング）
Ｐ パイプ
Ｅ 収納空間部
Ｄ₄₆ 内径寸法
ｄ 外径寸法

Claims (3)

1. 雄ネジ部（９）と先端縮径テーパ部（５）を有するフレア継手本体（１）と、
   上記雄ネジ部（９）に螺着される雌ネジ部（12）を孔部（11）の基端に有し、かつ、該孔部（11）の中間には同一径部（14）と先端縮径テーパ部（17）とを有する収納空間部（Ｅ）を形成した袋ナット（２）と、
   該収納空間部（Ｅ）に内装されると共に、上記先端縮径テーパ部（５）に圧接する圧接勾配面（32）を有すると共に、先端側には塑性変形可能な薄肉円筒部（35）とその先端のパイプ外周面食い込み用爪部（36）とを有し、かつ、内周中間部に凹設されたシール凹溝（29）を有するストップリング（３）と、
   上記ストップリング（３）の上記シール凹溝（29）に嵌着されるシール（４）と、
   を具備し、被接続用パイプ（Ｐ）のストレート状先端部（10）の外周面（10Ａ）に上記ストップリング（３）の上記爪部（36）が、上記袋ナット（２）の螺進に伴って食い込み、パイプ引抜抵抗力（Ｚ）を発生するように構成し、さらに、上記袋ナット（２）は上記接続用パイプ（Ｐ）の外周面に対応する袋ナット先端部（41）に円環状絶縁リング（40）を有することを特徴とする管継手。
2. 上記絶縁リング（40）は被接続用パイプ（Ｐ）の外周面に密に接触するシール突条部（45）を備えている請求項１記載の管継手。
3. 上記袋ナット（２）の上記孔部（11）に形成された上記雌ネジ部（12）と上記同一径部（14）との間に、シール（46）を内装し、かつ、内装状態で該シール（46）の内径寸法（Ｄ₄₆）を、上記ストップリング（３）の外径寸法（ｄ）よりも小さく設定し、未使用状態下にて上記ストップリング（３）が上記袋ナット（２）から離脱を防止するように構成した請求項１又は２記載の管継手。

Images