JP2014111975A

JP2014111975A - 管継手構造

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Publication number: JP2014111975A
Application number: JP2013042203A
Authority: JP
Inventors: Tomohito Inoue; 智史井上
Original assignee: Inoue Sudare Co Ltd
Current assignee: Inoue Sudare Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2014-06-19
Anticipated expiration: 2032-11-30
Also published as: KR20150054717A; JP5276215B1; JP5306553B1; CN104620034A; SG11201408371XA; EP2899441A4; WO2014045632A1; EP2899441B1; US20150137517A1; EP2899441A1; CN104620034B; JP2014111949A

Abstract

【課題】パイプがアルミニウムから成る場合、端部にフレア加工せず、迅速に強力な接続が可能な管継手構造を提供する。
【解決手段】雄ネジ付き継手本体１と、継手本体１の雄ネジ２に螺着される袋ナット３と、を備え、アルミニウム管４を接続する管継手構造に於て、袋ナット３の内部収納空間１０に収納されると共に、外周面８に凹周溝９を有し、袋ナット３と継手本体１の雄ネジ２を螺着させる際に継手本体１と袋ナット３からアキシャル方向の圧縮力を受けて、凹周溝底薄壁部１３がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されているアルミニウム管４の外周面１４側から食い込んで抜止めする圧縮変形用スリーブ７を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、管継手構造に関する。

管継手の一種として、フレア継手が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
一般に、図１１に示すように、雄ネジ付き継手本体３０のテーパ面３１と、継手本体３０の雄ネジ３２に螺着される袋ナット３３のテーパ面３４の間に、銅製パイプ３５の端部を拡径テーパ状に塑性加工して成るフレア端部３７を、挟持させて圧接力により密封する構造である。

しかし、近年、パイプ３５の材質として、高価で重い銅より、安価で軽いアルミニウムを用いたいという要望が強い。パイプ３５がアルミニウムから成る場合、フレア加工を施すのが困難であるという欠点があった。勿論、銅管についても、上記フレア加工を現場で行う必要があるため、配管作業能率アップを阻害しているという欠点があった。また、それらの問題を回避するために種々の管継手構造が提案されているが、部品点数が多く、複雑な形状の部品を必要とし、組立時に手間がかかるという欠点があった。

特開２００５−４２８５８号公報

解決しようとする課題は、アルミニウム管にフレア加工を施すのが困難だという点である。あるいは、銅管にあっても、フレア加工が配管作業現場の作業能率アップを阻害していた点である。また、それらの問題を回避するための種々の管継手構造では、部品点数が多く、複雑な形状の部品を必要とし、組立時に手間がかかる点である。

本発明に係る管継手構造は、袋ナットの内部に収納されると共に、外周面にＵ字状凹周溝を有する円筒形状の圧縮変形用スリーブを具備し、該圧縮変形スリーブは、未圧縮状態では内周面が平滑円周面状に形成され、かつ、上記Ｕ字状凹周溝の奥部には、凹周溝薄壁部が形成され、上記袋ナットの螺進によってアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記凹周溝の幅寸法が減少しつつ上記凹周溝薄壁部がラジアル内方向へ突出するように塑性変形して、挿入されているアルミニウム管の外周面側から食い込んで該アルミニウム管の抜止めをするように構成したものである。

また、本発明に係る管継手構造は、袋ナットの内部に収納されると共に、外周面にＵ字状凹周溝を有する円筒形状の圧縮変形用スリーブを具備し、該圧縮変形スリーブは、未圧縮状態では内周面が平滑円周面状に形成され、かつ、上記Ｕ字状凹周溝の奥部には、凹周溝薄壁部が形成され、上記袋ナットの螺進によってアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記凹周溝の幅寸法が減少しつつ上記凹周溝薄壁部がラジアル内方向へ突出するように塑性変形して、挿入されている銅管の外周面側から食い込んで該銅管の抜止めをするように構成したものである。

本発明の管継手構造によれば、塑性加工が難しいアルミニウムパイプの場合、又は、従来のフレア加工を必要としていた銅製パイプの場合、いすれも、端部にフレア加工を施す必要がなく、作業効率が良い。しかも、袋ナットを螺進するだけで、強力な引抜力を発揮し、かつ、密封性も発揮する接続（配管）を迅速・容易に行い得る。また、部品点数が少なく、部品形状がシンプルであって、容易に組立てることができる。特に、冷媒用配管に好適である。

本発明の第１の実施の形態のパイプ接続前の状態を示す断面正面図である。接続完了状態を示す断面正面図である。圧縮変形用スリーブを示す断面正面図である。袋ナットを示す断面正面図である。本発明の第２の実施の形態のパイプ接続前の状態を示す断面正面図である。接続完了状態を示した断面正面図である。圧縮変形用スリーブを示す断面正面図である。本発明の第３の実施の形態のパイプ接続前の状態を示す断面正面図である。接続完了状態を示した断面正面図である。圧縮変形用スリーブ及びカバー部材を示す断面正面図である。従来例を示す断面正面図である。

図１は、本発明の第１の実施の形態のアルミニウム管接続前の状態を示す。図２は、接続完了状態を示す。この管継手構造は、雄ネジ付き継手本体１と、雄ネジ２に螺着される袋ナット３と、を備え、アルミニウム管４を接続する管継手構造であって、特に、冷媒用配管として好適な構成である。アルミニウム管４の端部５にフレア加工を施すことなく、アルミニウム管４と管継手６が接続される。継手本体１及び袋ナット３は、例えば真鍮から成る。アルミニウム管４及び管継手６の内部をエアコン等の冷媒が流れる。

図３（Ａ）にアルミニウム製圧縮変形用スリーブ７を示す。圧縮変形用スリーブ７は、外周面８に２本のＵ字状凹周溝９を有する。図１・図２に示すように、圧縮変形用スリーブ７が袋ナット３の内部収納空間１０に収納される。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、圧縮変形用スリーブ７の内周面１１に予め一体にシール層１２を有する。シール層１２は、例えば、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂を塗装することにより形成する。圧縮変形用スリーブ７は、袋ナット３（図１・図２参照）と継手本体１の雄ネジ２を螺着させる際に、図３（Ｂ）の自由状態から、図３（Ｃ）に示すように、継手本体１と袋ナット３からアキシャル方向の圧縮力（締付力）Ｆを受けて、凹周溝底薄壁部１３がラジアル内方向へＵ字状に塑性変形して、挿入されているアルミニウム管４の外周面１４側から食い込んで抜止めする（引抜耐力を有し、引抜けを防止する）。このとき、図２と図３（Ｃ）に示すように、アルミニウム管４の内周面もラジアル内方向に塑性変形して小凸条部２５を形成する。凹周溝９の幅寸法Ｗは、塑性変形の際、減少する。なお、幅寸法Ｗがゼロとなる（すなわち側面１５どうしが圧接する）も良い（図示省略）。また、図３（Ｃ）のように、食い込みの際にシール層１２によって密封状態となる。

図１と図２に示すように、継手本体１は、端部１６にテーパ面１７を有する（例えばＪＩＳＢ８６０７のフレア管継手に用いられる継手本体と同一形状とする）。図３（Ａ）及び図１・図２に示すように、圧縮変形用スリーブ７は、端部１８に、継手本体１のテーパ面１７に対応した（同一傾斜角度θの）圧接シール用テーパ面１９を有する。テーパ面１７と圧接シール用テーパ面１９は、従来のフレア管継手の管継手構造と同様に圧接により密封作用をなす。
図３（Ｄ）は、変形例を示す要部拡大断面図であって、（上述した）テーパ面１７とテーパ面１９とが強く圧接した際に、端部１８が（ラジアル外方向に）過大な拡径塑性変形を発生することを防止するため、補強用内鍔部２８をラジアル内方向に突設させている。なお、この内鍔部２８の内方高さに相当する段差寸法Ｈは、図１，図２の管（パイプ）４（４０）の肉厚寸法と略同一とするのが望ましい。
さらに、後述する図１０に示した別の実施の形態に於て、補強用内鍔部２８を２点鎖線のように突設するも好ましく、また、図７（Ｂ）に示した他の実施形態のように、補強用内鍔部２８を突設して、その段差寸法Ｈを、管（パイプ）４（４０）の肉厚寸法Ｔ_４と略同一とする。

図４に示すように、袋ナット３の少なくとも内面受口２０及び外端面２６に、電蝕防止のための絶縁性樹脂２１を塗装する。袋ナットが真鍮等のアルミニウムとは異なる金属から成っても、異種金属の間での電蝕の発生を防止することができる。樹脂２１は、例えば、エポキシ樹脂から成るのが好ましい。

図５は、本発明の第２の実施の形態のアルミニウム管接続前の状態を示す。図６は、接続完了状態を示す。図５〜図７に示すように、圧縮変形用スリーブ７が内周面１１に２本のシール溝２２を有する。シール溝２２内にＯリング等のシール材２３が内装される。圧縮変形用スリーブ７の内周面１１はシール層を有していない。（圧縮変形用スリーブ７のアキシャル方向長さ寸法Ｌは、第１の実施の形態より長くなる。）その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
ところで、図７（Ｂ）は、図７（Ａ），図５，図６の変形例に相当するものであって、シール材２３（シール溝２２）の位置と、凹周溝９の位置とを、アキシャル方向に入れ替えた構成である。この図７（Ｂ）のように構成すれば、配管接続完了状態下（図６参照）で、凹周溝底薄壁部１３が管４（４０）の外周面１４への圧着による密封作用が第１段階で働き、仮にこの密封作用が不十分な場合に、（ラジアル外方側の）シール材２３によって、確実な密封作用をなすことができる。

既述の第１・第２の実施の形態に於て、スリーブ７としては、アルミニウム管４と同一材質のアルミニウムを用いることが好ましいが、所望により、外表面に（メッキ加工や溶射等によって）アルミニウム層が被覆された銅をもって構成することもできる。つまり、電蝕を防止することができれば、後者を選択可能である。

次に、他の実施の形態について説明すると、図１〜図３に示した第１の実施の形態に於て、パイプとして銅管４０を使用する場合には、スリーブ７の材質を銅とする。スリーブ７の他の形状や構成は、図１〜図３で述べた場合と同様であるので詳細を省略する。
次に、さらに別の実施の形態について説明すると、図５と図６に示した第２の実施の形態に於て、パイプとして銅管４０を使用する場合には、スリーブ７の材質を銅とする。スリーブ７の他の形状や構成は、図５と図６で述べた場合と同様であるので詳細を省略する。
なお、いずれの実施の形態の場合も、パイプが銅管４０の場合には、図４に示した袋ナット３を銅として、樹脂２１の被膜を省略可能な場合がある。

図８は、本発明の第３の実施の形態のアルミニウム管接続前の状態を示す。図９は、接続完了状態を示す。図８〜図１０では、圧縮変形用スリーブ７に、ステンレス鋼等の硬質金属（又は硬質プラスチック）製のカバー部材２４が外嵌状に取り付けられている。つまり、袋ナット３の内周面３Ｂと、スリーブ７の外周面との間に、カバー部材２４が介在（介装）している。このカバー部材２４は、スリーブ７の長さ寸法Ｌよりも僅かに短いアキシャル方向長さ寸法の円筒部４２と、その外端に連設された内鍔部４１とから成る。
カバー部材２４は、袋ナット３の内周面３Ｂと、圧縮変形用スリーブ７の外周面との摩擦抵抗（圧着による抵抗）を低減し、滑りを助長するため（即ち、相対的回転滑り助長用）の円筒状のものである。このカバー部材２４が無い図２、図６に示した状態下で、スリーブ７が、袋ナット３の螺進（図９矢印Ｍ参照）に伴って、アキシャル方向に圧縮変形するときに、スリーブ７の外径寸法も増加する（ラジアル外方への）変形を生じ、袋ナット３の内周面３Ｂに強く圧着して、スリーブ７が袋ナット３と共廻りし、故に、アルミニウム管４（銅管４０）も同時に共廻りして、捩れを発生する虞れがあった。

カバー部材２４はステンレス鋼等の硬質とし、かつ、好ましくは、摩擦係数も低い材質とすることにより、スリーブ７の外周面と、袋ナット３の内周面が強く圧着して（密着して）起こる上記共廻り、及び、アルミニウム管４（銅管４０）の捩れを、防止することができる。なお、袋ナット３と、圧縮変形用スリーブ７の電蝕を防止する機能を発揮する場合もある。さらに言えば、前記内鍔部４１は、スリーブ７の外端面と、袋ナット３の内鍔部３Ａとの間の摩擦抵抗を低減して、滑り易くする作用もなす。

なお、Ｕ字状凹周溝９の本数は、２本が最も好ましい。Ｕ字状凹周溝９が１本では、凹周溝底薄壁部１３が塑性変形する際、アルミニウム管４との間ですべりを生じやすく（ずれやすく）、パイプの軸心方向の同一の位置に食込ませることが難しいこともあり、３本では、各Ｕ字状凹周溝９間に不必要なストレス（内部応力）が残る虞れがあるからである。なお、本発明に於て、「アルミニウム」には、アルミニウム合金を含むものとし、また、「銅」には、銅系合金を含むものとする。

本発明は、設計変更可能であって、図５，図６の実施形態に、カバー部材２４を介装しても自由である（図示省略）。さらに、圧縮変形用スリーブ７が、外周面８に１本又は３本の凹周溝９を有するも良い。また、圧縮変形用スリーブ７が、内周面１１に１本のシール溝２２を有するも良い。また、袋ナット３の全表面に樹脂２１を塗装するも良い。

以上のように、本発明は、雄ネジ付き継手本体１と、継手本体１の雄ネジ２に螺着される袋ナット３と、を備え、アルミニウム管４を接続する（冷媒用等の）管継手構造に於て、袋ナット３の内部収納空間１０に収納されるとともに、外周面８に凹周溝９を有し、袋ナット３と継手本体１の雄ネジ２を螺着させる際に継手本体１と袋ナット３からアキシャル方向の圧縮力Ｆを受けて、凹周溝底薄壁部１３がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されているアルミニウム管４の外周面１４側から食い込んで抜止めする圧縮変形用スリーブ７を有するので、迅速に強力な接続（配管）作業を行い得る。さらに、アルミニウム管４にフレア加工を施す必要がなく、作業効率が良い。また、部品点数が少なく、部品形状がシンプルであって、容易に組立てることができる。
また、上記圧縮変形用スリーブ７は、アルミニウム又はアルミニウム層を被覆した銅からなるので、アルミニウム管４に対して電蝕の心配がなく好ましい。

また、雄ネジ付き継手本体１と、継手本体１の雄ネジ２に螺着される袋ナット３と、を備え、銅管４０を接続する（冷媒用等の）管継手構造に於て、袋ナット３の内部収納空間１０に収納されると共に、外周面８に凹周溝９を有し、袋ナット３と継手本体１の雄ネジ２を螺着させる際に継手本体１と袋ナット３からアキシャル方向の圧縮力Ｆを受けて、凹周溝底薄壁部１３がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されている銅管４０の外周面１４側から食い込んで抜止めする圧縮変形用スリーブ７を有するので、従来の銅管端部へのフレア加工が全く不要となり、迅速な配管作業を行い得て、作業能率の向上を図り得て、かつ、強力な接続完了の構造となる。さらに、部品点数が少なく、部品形状もシンプルとなる。

また、圧縮変形用スリーブ７は、銅からなるので、銅管４０に対して、電蝕の心配もなくなる。
また、圧縮変形用スリーブ７の内周面１１に予め一体にシール層１２を有して、食い込みの際に密封状態となるように構成したので、シール性が良好である。
また、圧縮変形用スリーブ７が内周面１１にシール溝２２を有し、シール溝２２内にシール材２３を内装したので、シール性をより向上・安定させることができる。なお、パイプ外周面と、袋ナット３の外端面２６の隅部Ｚには雨水等が溜りやすいが、絶縁性樹脂２１を被覆すれば、パイプがアルミニウムから成り、かつ、継手本体１及び袋ナット３が真鍮等のアルミニウムとは異なる金属から成っていても、異種金属の間での電蝕の発生を防止することができる。
また、袋ナットの内周面と、圧縮変形用スリーブの外周面との間に、相対的回転滑り助長用円筒状カバー部材を介在させた構成とすることによって、袋ナット３の内周面３Ｂと、スリーブ７の外周面との間が軽く回転して、最終的にアルミニウム管４又は銅管４０が捩れるという問題を解決して、確実に配管接続作業が容易となる。

１（雄ネジ付き）継手本体
２雄ネジ
３袋ナット
４アルミニウム管
７圧縮変形用スリーブ
８外周面
９凹周溝
１０内部収納空間
１１内周面
１２シール層
１３凹周溝底薄壁部
１４外周面
２２シール溝
２３シール材
２４カバー部材
４０銅管
Ｆ圧縮力（締付力）
Ｗ幅寸法

本発明に係る管継手構造は、雄ネジ付き継手本体と、該継手本体の雄ネジに螺着される袋ナットと、を備え、該袋ナットの内部に収納されると共に、外周面にＵ字状凹周溝を有する円筒形状の圧縮変形用スリーブを具備し、該圧縮変形スリーブは、未圧縮状態では内周面が平滑円周面状に形成され、かつ、上記Ｕ字状凹周溝の奥部には、凹周溝底薄壁部が形成され、上記袋ナットと上記継手本体の上記雄ネジを螺着させる際に上記継手本体と上記袋ナットからアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記凹周溝の幅寸法が減少しつつ上記凹周溝底薄壁部がラジアル内方向へ突出するように塑性変形して、挿入されているアルミニウム管の外周面側から食い込んで該アルミニウム管の抜止めをするように構成したものである。

また、本発明に係る管継手構造は、雄ネジ付き継手本体と、該継手本体の雄ネジに螺着される袋ナットと、を備え、該袋ナットの内部に収納されると共に、外周面にＵ字状凹周溝を有する円筒形状の圧縮変形用スリーブを具備し、該圧縮変形スリーブは、未圧縮状態では内周面が平滑円周面状に形成され、かつ、上記Ｕ字状凹周溝の奥部には、凹周溝底薄壁部が形成され、上記袋ナットと上記継手本体の上記雄ネジを螺着させる際に上記継手本体と上記袋ナットからアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記凹周溝の幅寸法が減少しつつ上記凹周溝底薄壁部がラジアル内方向へ突出するように塑性変形して、挿入されている銅管の外周面側から食い込んで該銅管の抜止めをするように構成したものである。

Claims

袋ナット（３）の内部に収納されると共に、外周面（８）にＵ字状凹周溝（９）を有する円筒形状の圧縮変形用スリーブ（７）を具備し、
該圧縮変形スリーブ（７）は、未圧縮状態では内周面（１１）が平滑円周面状に形成され、かつ、上記Ｕ字状凹周溝（９）の奥部には、凹周溝薄壁部（１３）が形成され、
上記袋ナット（３）の螺進によってアキシャル方向の圧縮力（Ｆ）を受けて、上記凹周溝（９）の幅寸法（Ｗ）が減少しつつ上記凹周溝薄壁部（１３）がラジアル内方向へ突出するように塑性変形して、挿入されているアルミニウム管（４）の外周面（１４）側から食い込んで該アルミニウム管（４）の抜止めをするように構成したことを特徴とする管継手構造。
袋ナット（３）の内部に収納されると共に、外周面（８）にＵ字状凹周溝（９）を有する円筒形状の圧縮変形用スリーブ（７）を具備し、
該圧縮変形スリーブ（７）は、未圧縮状態では内周面（１１）が平滑円周面状に形成され、かつ、上記Ｕ字状凹周溝（９）の奥部には、凹周溝薄壁部（１３）が形成され、
上記袋ナット（３）の螺進によってアキシャル方向の圧縮力（Ｆ）を受けて、上記凹周溝（９）の幅寸法（Ｗ）が減少しつつ上記凹周溝薄壁部（１３）がラジアル内方向へ突出するように塑性変形して、挿入されている銅管（４０）の外周面（１４）側から食い込んで該銅管（４０）の抜止めをするように構成したことを特徴とする管継手構造。