JP2016205540A - Pipe joint structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管継手構造に関する。 The present invention relates to a pipe joint structure.
管継手の一種として、フレア継手が古くから用いられている(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成である。
しかし、フレア加工を現場で行う必要があったため、配管作業能率アップが阻害されていた。
As one type of pipe joint, a flare joint has been used for a long time (for example, see Patent Document 1).
In general, as shown in FIG. 11, the end portion of the
However, since it was necessary to perform flare processing in the field, the improvement of piping work efficiency was hindered.
そこで、本発明者は、従来の(図11に示すような)フレア継手の上記欠点を解決し、さらに、部品点数も少なくて、シンプルな部品形状の管継手構造として、かつて図12及び図8に示すような発明を提案している(特許文献2参照)。
即ち、図12に於て、袋ナット38の内部収納空間39に圧縮変形スリーブ40を内有させて、袋ナット38を継手本体41の雄ネジ42に螺進させ、この螺進させる際に、継手本体41のテーパ状先端面43と、袋ナット38の内鍔38Aによって、アキシャル方向の強い圧縮力を付与させることで、上記スリーブ40の2個のU字状の外周凹溝44,44(図8(A)参照)のアキシャル方向幅寸法を減少させつつ、この外周凹溝44の溝底薄壁部45をラジアル内方向へ塑性変形(図8(C)(D)参照)させて、挿入されているパイプ46の外周面に、塑性変形した溝底薄壁部45を食い込ませて、(図12のように)パイプ46の引抜けを阻止する構造である。なお、図12及び図8では、未圧縮状態下で上記U字状であった外周凹溝44は、アキシャル方向幅寸法が零となるまで圧縮変形している場合を例示するが、このアキシャル方向幅寸法が小さく残っている場合もある。47は、PTFE等を塗装したシール層であり、溝底薄壁部45のパイプ46の外周面への食い込み変形に伴って、強く圧縮されて密封作用(シール性能)を増加させている。また、36はスペーサであって、薄肉金属板から成り、袋ナット38とスリーブ40の間に介装して、袋ナット38のスリーブ40に対する回転を円滑化し、かつ、スリーブ40のラジアル方向外方への変形を抑制している。
Therefore, the present inventor has solved the above-mentioned drawbacks of the conventional flare joint (as shown in FIG. 11), and further reduced the number of parts, and as a simple part-shaped pipe joint structure, FIG. 12 and FIG. (See Patent Document 2).
That is, in FIG. 12, a
図12に示した管継手は、(図11に示した)フレア継手に代わり得る優れた発明であるが、次のような改良すべき点が残っている点に本発明者は気付いた。即ち、(a)圧縮変形スリーブ40の内端面40Aは(内方に拡径する)拡径テーパ状であるため、袋ナット38の螺進に伴ってアキシャル方向の強い圧縮力を受けると内端縁部40Bが矢印G4 方向に拡径塑性変形を生じ、袋ナット38の内周面38Cとの強力な圧接によって袋ナット38を回転させる作業が困難な場合がある点、(b)従って、外周凹溝44をアキシャル方向に十分に変形させることができず、溝底薄壁部45をパイプ46に食い込ませることが不十分となって流体の外部漏洩を発生する虞がある点、さらに、(c)継手本体41のテーパ状先端面43のテーパ角度θ43が45°以下と小さいために(いわばクサビの如く)内端縁部40Bを矢印G4 方向に大きな力で拡径させてしまう点、(d)スリーブ40の内端縁部40Bの矢印G4 方向への変形を抑制するためにスペーサ36を必要とし、部品点数の増加及び組立作業の能率低下を招く点。
以上説明したような改良すべき点(a)(b)(c)(d)が残っていることが本発明の課題である。そこで、本発明は、簡易な構成をもって、かつ、少ない部品点数にて、上記課題を解決し、実用上優秀な、安価に製造も容易な、特に、ガス用にも好適な管継手を提供することを、目的とする。
The pipe joint shown in FIG. 12 is an excellent invention that can replace the flare joint (shown in FIG. 11), but the present inventor has noticed that the following points to be improved remain. That is, (a) since the
It is an object of the present invention that the points (a), (b), (c), and (d) to be improved as described above remain. Therefore, the present invention provides a pipe joint that has a simple configuration and solves the above-mentioned problems with a small number of parts, is excellent in practical use, is easy to manufacture at low cost, and is particularly suitable for gas. That is the purpose.
本発明は、雄ネジを有する継手本体と、該雄ネジに螺合する雌ネジを有すると共に被接続パイプ用の挿通孔を有する螺着部材と、を備え、上記螺着部材の内部収納空間に収納されると共に、外周凹溝を有し、上記螺着部材の雌ネジと継手本体の雄ネジを螺着させる際に上記継手本体と上記螺着部材からアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記外周凹溝の底壁部がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されている上記パイプの外周面側から食い込んで抜止めする圧縮変形スリーブを有する管継手構造に於て;上記圧縮変形スリーブの内端面は先細テーパ状に形成され、上記継手本体には先細テーパ状の該内端面に圧接する拡径テーパ状の受圧面を有し、上記内端面と上記受圧面が相互に圧接して密封作用を発揮するように構成したものである。 The present invention comprises a joint body having a male screw, and a screw member having a female screw threadedly engaged with the male screw and having an insertion hole for a pipe to be connected, in the internal storage space of the screw member. The housing has an outer circumferential groove, and receives a compressive force in the axial direction from the joint body and the screw member when the female screw of the screw member and the male screw of the joint body are screwed. In a pipe joint structure having a compression deformation sleeve in which a bottom wall portion of an outer circumferential concave groove is plastically deformed radially inward and bites in from an outer peripheral surface side of the inserted pipe to prevent it from being removed; The inner end surface is formed in a tapered shape, and the joint body has a diameter-increasing tapered pressure-receiving surface pressed against the tapered inner end surface, and the inner end surface and the pressure-receiving surface are pressed against each other and sealed. It is configured to exert its action.
また、雌ネジを有する継手本体と、該雌ネジに螺合する雄ネジを有すると共に被接続パイプ用の挿通孔を有する螺着部材と、を備え、上記螺着部材の内部収納空間に収納されると共に、外周凹溝を有し、上記螺着部材の雄ネジと継手本体の雌ネジを螺着させる際に上記継手本体と上記螺着部材からアキシャル方向の圧縮力を受けて、上記外周凹溝の底壁部がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されている上記パイプの外周面側から食い込んで抜止めする圧縮変形スリーブを有し;上記圧縮変形スリーブの内端面は先細テーパ状に形成され、上記継手本体には先細テーパ状の該内端面に圧接する拡径テーパ状の受圧面を有し、上記内端面と上記受圧面が相互に圧接して密封作用を発揮するように構成したものである。 A joint body having a female screw; and a screw member having a male screw threadedly engaged with the female screw and having an insertion hole for a connected pipe, and is housed in an internal storage space of the screw member. And having an outer circumferential concave groove, when the male screw of the screw member and the female screw of the joint body are screwed together, the outer circumferential concave portion receives a compressive force in the axial direction from the joint body and the screw member. A compression deformation sleeve that plastically deforms the bottom wall portion of the groove radially inward and bites in from the outer peripheral surface side of the inserted pipe; and the inner end surface of the compression deformation sleeve is tapered. The joint body has a tapered tapered pressure-receiving surface that presses against the tapered inner surface, and the inner end surface and the pressure-receiving surface are in pressure contact with each other to provide a sealing action. It is a thing.
また、上記先細テーパ状の上記内端面のテーパ角度をθ2 とすると、48°≦θ2 ≦60°に設定した。
また、上記先細テーパ状の上記内端面は弯曲凸面に形成され、上記拡径テーパ状の受圧面に対して円環線接触状乃至円環細帯接触状に圧接するように構成した。
また、上記外周凹溝の断面形状をホームベース型に形成した。
そして、上記圧縮変形スリーブは、上記アキシャル方向の圧縮力を受けて上記ホームベース型の外周凹溝は、軸心直交方向の縦1文字型に閉じると共に、スリーブ外周面は小凸隆部の無い平滑円周面状を保ってスリーブ内周面がラジアル内方向へ塑性変形するように構成されている。
Further, assuming that the taper angle of the inner end face of the tapered shape is θ 2 , 48 ° ≦ θ 2 ≦ 60 ° was set.
Further, the inner end surface of the taper taper is formed as a curved convex surface, and is configured to come into pressure contact with the pressure receiving surface of the diameter-enlarged taper in an annular line contact shape or an annular band contact shape.
Moreover, the cross-sectional shape of the said outer periphery ditch | groove was formed in the home base type | mold.
The compression deformation sleeve receives the compressive force in the axial direction, and the outer circumferential groove of the home base type is closed to a single letter shape in the direction perpendicular to the axis, and the outer circumferential surface of the sleeve has no small convex ridge. The inner circumferential surface of the sleeve is configured to be plastically deformed radially inward while maintaining a smooth circumferential surface shape.
圧縮変形スリーブの内端側はほとんど変形せず、螺着部材はスムーズに回転させつつ接続作業を迅速に行い得る。螺着部材をスムーズに回転させ得ることに伴って、外周凹溝の底壁部は確実にパイプに食い込むので流体の外部漏洩を十分防止できる。さらに、部品点数が最少で済み、簡素で高い密封性能を発揮できる。 The inner end side of the compression deformation sleeve is hardly deformed, and the connecting member can be quickly performed while the screwing member is smoothly rotated. Along with the fact that the screwing member can be smoothly rotated, the bottom wall portion of the outer circumferential groove surely bites into the pipe, so that external leakage of fluid can be sufficiently prevented. Furthermore, the number of parts is minimized, and simple and high sealing performance can be exhibited.
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図1と図2と図3と図4は本発明の実施の一形態を示し、図1はパイプPを挿入した未締付状態の断面図、図2は締付(接続)完了状態を示す断面図である。また、図3は図1の主要部品を示した断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
1, 2, 3, and 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a cross-sectional view of an untightened state in which a pipe P is inserted, and FIG. 2 shows a tightened (connected) completed state. It is sectional drawing. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main components of FIG.
本発明は、管継手構造に関し、雄ネジ2付きの継手本体1と、この雄ネジ2に螺合する雌ネジ5を有する螺着部材60とを、備え、具体的には、この螺着部材60が袋ナット3である。この螺着部材60(袋ナット3)の内部収納空間10には、金属製圧縮変形スリーブ7を有する。また、螺着部材60(袋ナット3)は、パイプPを挿入するための挿通孔61を有し、この挿通孔61と上記内部収納空間10とは連通し、かつ、一軸心上に配設される。
螺着部材60の内部収納空間10に収納される圧縮変形スリーブ7は、(図例では2個の)外周凹溝9,9を有する。なお、外周凹溝9を凹周溝と呼ぶ場合もある。
The present invention relates to a pipe joint structure, and includes a
The compression deformation sleeve 7 accommodated in the
螺着部材60の雌ネジ5と、継手本体1の雄ネジ2を螺着させる際に、図1から図2のように継手本体1と螺着部材60からアキシャル方向の圧縮力Fを受けて、圧縮変形スリーブ7は、外周凹溝(凹周溝)9の底壁部(薄壁部)13が、図2に示す如く、ラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されているパイプPの外周面15側から食い込んで抜止め力、及び、密封性を発揮する。図2に示すように、ラジアル内方向へ塑性変形する底壁部13によって、パイプPには、閉円環状縮径変形部12が形成されることとなる。
When the
ところで、本発明に係る管継手構造は、各種のガス等の気体、あるいは、水や油等の液体、若しくは冷媒等の流体に使用される。
また、継手本体1は、(図1〜図3の図例では、)アキシャル方向中間位置に六角膨出部62を有すると共に、基端側にテーパ雄ネジ部63を有し、先端側に(平行ネジから成る)雄ネジ2を有し、軸心に沿って貫通孔64が形成される。
By the way, the pipe joint structure according to the present invention is used for gases such as various gases, liquids such as water and oil, or fluids such as a refrigerant.
The
そして、本発明に係る圧縮変形スリーブ7の内端面71は、先細テーパ状に形成されている。言い換えれば、内端面71が先端縮径テーパ面72となっている。
しかも、図4に示したように、上記先端縮径テーパ面72は、大きい曲率半径R2 の弯曲凸面Yに形成され、この弯曲凸面Yの内周端73と外周端74とを結んだ勾配線L2 を、テーパ角度θ2 と定義すれば、従来例の図12に示した継手本体41側のテーパ角度θ43よりも十分に大きく設定されている。即ち、従来は40°≦θ43≦45°であったのに対し、本発明では、圧縮変形スリーブ7に於て、48°≦θ2 ≦60°に設定する。
本発明に於て、先端縮径テーパ面72を、図4に示す勾配線L2 に一致した傾斜状直線に形成することも、自由ではある。その場合も、48°≦θ2 ≦60°に設定する。
The
Moreover, as shown in FIG. 4, the tip diameter-reduced
At a present invention, the tip diameter tapered
他方、図1〜図3に示すように、継手本体1には、雄ネジ2の先端面側に、拡径テーパ状の受圧面65が形成される。具体的には、六角膨出部62から突出状に連設された雄ネジ2付き小径突出筒部66の先端面に、拡径テーパ状受圧面65を凹状に形成し、図3(A)に示すように、この拡径テーパ状受圧面65のテーパ角度θ1 は、48°≦θ1 ≦60°に設定し、かつ、前記テーパ角度θ2 と相等しい。
図2に示すように、螺着部材60の締付完了状態(接続完了状態)に於て、圧縮変形スリーブ7の先細テーパ状の内端面71と、継手本体1の拡径テーパ状の受圧面65が、相互に強く圧接して密封作用を発揮するように構成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 to 3, the joint
As shown in FIG. 2, in the tightening completion state (connection completion state) of the
そして、圧縮変形スリーブ7の内端面71(先端縮径テーパ面72)を、図4に示したように、弯曲凸面Yに形成して、継手本体1の拡径テーパ状の受圧面65に対して、円環線接触状に圧接させることによって、受圧面65のテーパ角度θ1 に誤差(公差)が存在していても、確実に安定した密封性を発揮し、しかも、圧接面圧力も高くなって、一層、高い密封性を奏することができる。
ところで、このように圧接面圧力が高くなるので、前述した円環「線」接触状が円環「細帯」接触状にまで、(相互圧接部位の弾性変形によって、)変形させるも、望ましい。
Then, as shown in FIG. 4, the inner end surface 71 (the tip diameter-reduced taper surface 72) of the
By the way, since the pressure on the pressure contact surface is increased in this way, it is also desirable to deform the above-described annular “line” contact state to an annular “strip” contact state (by elastic deformation of the mutual pressure contact part).
次に、図5に示した他の実施の形態について、以下、説明する。継手本体1側に、雌ネジ75を形成し、この雌ネジ75に螺合する雄ネジ76を螺着部材60側に一体形成する。
継手本体1は軸心に沿って貫通孔64を有し、かつ、テーパ雄ネジ部63を、図5の左方端に有する。螺着部材60はパイプPを挿入するための挿通孔61を有し、さらに、圧縮変形スリーブ7を収納する内部収納空間10を、上記挿通孔61と同一軸心上に連続的に有する。図5に示した未締付状態では、圧縮変形スリーブ7の先端部位は、内部収納空間10から突出状である。
Next, another embodiment shown in FIG. 5 will be described below. A
The
圧縮変形スリーブ7の形状は、既述の実施の形態(図1〜図4)と同一で良い。このスリーブ7について説明すれば、パイプPの先端部が挿入される基本の孔部7Aと、この孔部7Aの内端側に段付部7Bを介して小孔部7Cが連設され、挿入されるパイプPの先端面77に当接する。
また、雄ネジ76と雌ネジ75を螺着させる際に、継手本体1と螺着部材60からアキシャル方向の圧縮力Fを受けて、外周凹溝9の薄肉底壁部13がラジアル内方向へ塑性変形して、パイプPの外周面15側から食い込んで抜止めすることは、図1〜図4に於て説明した場合と同様である。そして、継手本体1は、小孔79を中心に有する壁部78を、内部に有していると共に、(パイプPが挿入される側に拡径する)拡径テーパ状の受圧面65を有し、このテーパ状受圧面65のテーパ角度θ1 は、図3(A)と同様とする。
圧縮変形スリーブ7の先細テーパ状の内端面71は、継手本体1の内部の上記受圧面65に圧接して、密封作用を発揮する。
The shape of the
Further, when the
A tapered tapered
図5でも明らかなように、スリーブ7の内端面71と、継手本体1の受圧面65が相互に圧接すると、小孔部7Cと小孔79とが連続状となるので、両小孔7C,79の径は、同一に設定するのが望ましい。そして、図3の(A)(B)にて説明したと同様に、この図5の場合も、テーパ角度θ1 とテーパ角度θ2 は、同一に設定する。
図5に示す継手本体1について、さらに説明すると、この継手本体1に於ける前記雌ネジ75は、いわば、袋ナット部80の(外周六角形状の)周囲壁部67の内面に形成されている。図5から明らかなように、継手本体1は、袋ナット部80と、テーパ雄ネジ部63付のテーパ筒部68とから構成され、前記壁部78は、袋ナット部80の底壁部80Aに該当する。このように、袋ナット部80の底壁部80Aに拡径テーパ状の受圧面65が形成されている。
そして、図1〜図3、及び、図5に示したいずれの実施の形態にあっても、圧縮変形スリーブ7の外周凹溝9の断面形状は野球のホームベース型(又は、ホームプレート型とも呼ぶ)に形成される。
As is apparent from FIG. 5, when the
The joint
In any of the embodiments shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 5, the cross-sectional shape of the outer
圧縮変形スリーブ7の(大径側の)孔部7Aの内周面58は平滑円周面状に形成されている。但し、段付部7Bを介して、先端側には小孔部7Cを有し、パイプPの先端面77はこの段付部7Bまで挿入されて、当接する点は、既述した通りである。
そして、図2に示す如く、圧縮力Fを受けてアキシャル方向に圧縮変形したスリーブ7の薄壁部13がパイプPの外周面15に食い込んだ閉円環状食い込み部16にて、流体外部漏洩を防止させている。即ち、抜止めリング体としての圧縮変形スリーブ7の内周面58と、パイプ外周面15との間には、ゴム製Oリング等の弾性シール部材を省略している。
The inner
Then, as shown in FIG. 2, external leakage of the fluid is caused by the closed
ホームベース(ホームプレート)型とした外周凹溝(凹周溝)9の深さ寸法をHOとし、幅寸法をNOとすると、HO=NOであり、また、溝奥の二等辺三角形19と横長状長方形20とから成り、三角形19は、頂点19Aの角度(頂角)θが90°の直角三角形であって、長方形20は深さ方向寸法をH2 とすると、No=2×H2 の関係にある。
しかも、(二等辺直角)三角形19の高さ(深さ)寸法をH1とすると、H1=H2=(1/2)・HOなる関係式が成立している。従って、一点Oを中心点とする、頂点19A及び左右角部の先端点21,22を連結する(点線をもって示す)円23を描くことができると共に、開口端角部24,24を結ぶ直線25に、上記円23が接する。
Home-based (home plate) type and the depth of the outer peripheral groove (concave peripheral groove) 9 and H O, and the width dimension and N O, is H O = N O, also isosceles Mizooku consists
Moreover, if the height (depth) dimension of the triangle 19 (isosceles right angle) is H 1 , the relational expression H 1 = H 2 = (1/2) ·
ホームベース(ホームプレート)型の一例としては、上述したような寸法関係である。しかしながら、以下のような不等式の範囲で形状・寸法を変更することも可能である。
即ち、0.8・NO≦HO≦1.3・NO
0.9・H1≦H2≦1.5・H1
これに伴って、頂角θも90°よりも大きく又は小さく、僅かに変化することとなる。
As an example of a home base (home plate) type, there is a dimensional relationship as described above. However, it is possible to change the shape and dimensions within the following inequality range.
That is, 0.8 · N O ≦ H O ≦ 1.3 · N O
0.9 ・ H 1 ≦ H 2 ≦ 1.5 ・ H 1
Along with this, the apex angle θ is also larger or smaller than 90 ° and slightly changes.
図7(A)及び図6の未圧縮状態から、螺着部材60の螺進によって(図2参照)、スリーブ7がアキシャル方向の圧縮力Fを受けた際、図7(B)に示す如く、溝底側の薄壁部(底壁部)13は、 360°全周に渡って均等に、直ちにラジアル内方向へ塑性変形していく。図8(C)に示した従来例に比べると、三角形に近い山形に塑性変形しつつ、図2のようにパイプPの外周面15に食い込み、三角形に近い山形の閉円環状食い込み部16を形成する。図5の場合も図2と同様にスリーブ7は変形する。本発明では、凹周溝9の断面形状は、ホームベース型以外に、U字型やV字型等自由に設定できる。
When the
なお、図8のU字型外周凹溝9では、図6,図7に示す本発明に比較して、点々をもって示した領域Kが削除されているために、溝底薄壁部13が、 360°全周に、又は、周方向の一部位に於て、図8(B)の如く、逆方向───凹周溝9の内部側───へ一旦塑性変形を生ずるという欠点があり、さらに、溝底薄壁部13の塑性変形がラジアル外方と内方に揺れ動くことによって、全周均等に閉円環状食い込み部が形成され難い場合もありえる。さらに、上述のようにラジアル外方と内方に揺れ動いて、いわばダラダラと閉円環状食い込み部が形成されるために、その形状は比較的なだらかな山型となりパイプ外周面への食い込み深さが浅くなることも考えられる。上述のいわば、ダラダラとしつつ閉円環状食い込み部が形成される途中工程で、図8(B)(C)(D)に示したように、開口端部44A,44Aに小凸隆部50,50が形成されてしまって、図12に示した従来例の問題の解決が十分でないことも考えられる。つまり、矢印G1,G2のラジアル外方向の押圧力が袋ナット38の内周面38Cに強く作用し、袋ナット38の締め付け作業が困難となったり、再利用のために袋ナット38を取外して分離させることが難しいこともありえる。
In addition, in the U-shaped outer peripheral recessed
これに対して、ホームベース型とした凹周溝9では、図6と図7(A)に示すように、点々をもって示す領域Kが、U字型に比較して、付加(肉付け)され、かつ、凹周溝9の断面形状が頂点19Aを有するために応力集中によって圧縮変形しやすく、確実に、直ちにラジアル内方向へのみ、 360°全周に渡って、塑性変形しつつ、シャープな山型の閉円環状食い込み部16をもって、図2に示した締付完了状態が得られる。
On the other hand, as shown in FIG. 6 and FIG. 7 (A), in the concave
凹周溝9のホームベース型の断面形状が頂点19Aを有するため、底壁部(薄壁部)13の中央は上記の応力集中によって圧縮(折曲り)変形しやすく、さらには、点々をもって示した領域Kが補強肉付けの機能を発揮して、確実に、直ちにラジアル内方向へのみ( 360°全周に渡って)塑性変形し、シャープな山型で深くパイプ外周面15へ食い込むことが可能である。
Since the cross-sectional shape of the home base type of the concave
上述したように、閉円環状食い込み部16が確実に、直ちにラジアル内方向へのみの塑性変形を生ずることで、図7(B)から(C)に示す如く、軸心直交方向の縦1文字型に外周凹溝9が閉じると共に、スリーブ外周面8は、平滑円周面状を保つ。
言い換えると、スリーブ内周面7Eがラジアル内方向へ塑性変形して、食い込み部16を形成するときに、スリーブ外周面8は小凸隆部の無い平滑円周面を保持する。
As described above, the closed
In other words, when the sleeve inner
図12に於て、既述した如く、圧縮変形スリーブ40の内端面40Aは拡径テーパ状であるために、袋ナット38の螺進に伴って、スリーブ40がアキシャル方向の強い圧縮力を受け、内端縁部40Bが矢印G4 方向へ拡径塑性変形を生じて、袋ナット38の内周面38Cと強く圧接し、過大な圧接摩擦抵抗によって袋ナット38を回転させる作業が困難であった等の種々の問題があった。
In FIG. 12, since the
これに対し、本発明では、圧縮変形スリーブ7には先細テーパ状の内端面71を有し、継手本体1側の拡径テーパ状の受圧面65に圧接する構成であるので、圧縮変形スリーブ7の内端部位は、縮径方向に僅かに変形するのみで、継手本体1側の(剛性の高い)突出筒部66(図1,図2参照)又は、底壁部80Aにて受持され、ラジアル外方向への変形量が少なくなって、螺着部材60を作業工具にて回転させる際に、軽くスムーズに回転可能となる。従って、本発明では、圧縮変形スリーブ7の凹周溝9の断面形状が、U字型であったとしても、実用上問題なく、螺着部材60をスムーズに回転でき、また、一旦締付けた螺進部材60を緩めようとした場合、パイプPまでもが共廻りする問題がなくなって、部品の再利用が可能となる利点もある。さらに、従来例の図12に示した摩擦抵抗用及び塑性過大変形防止用のスペーサ36を省略できる。
On the other hand, in the present invention, the
図1〜図7に示したように、上記圧縮変形スリーブ7は、上記アキシャル方向の圧縮力Fを受けて上記ホームベース型の外周凹溝9は、軸心直交方向の縦1文字型に閉じると共に、スリーブ外周面8は小凸隆部の無い平滑円周面状を保ってスリーブ内周面7Eがラジアル内方向へ塑性変形するように構成されているので、前述の効果は一層顕著となって、螺着部材60の螺進作業、及び、螺退作業をスムーズかつ迅速に行い得る。
As shown in FIGS. 1 to 7, the
ところで、圧縮変形スリーブ7の内周面7Eは、凹凸の無い平滑円周面であるにもかかわらず、ホームベース型の凹周溝9としたときには、図7と図6と図2にて説明したところの独特の応力集中によって、ラジアル内方向のみへの閉円環状食い込み部16を確実に形成、及び、比較的角張った山型(図7(C)参照)によって、パイプPの外周面15に深く食い込み、パイプPの軸心廻りの回転を防止し、かつ、パイプ引抜力も極めて大きくなり、密封性能は安定して優れる。さらに、図9と図10にて別に説明するところの、パイプPの矢印M方向への回転に伴うところの流体洩れをも、有効防止できる。
図12に示した従来例におけるスペーサ36を省略することによって、次の利点が挙げ得る。(i)部品点数を低減できる。(ii)流体の漏洩界面が減る。
By the way, although the inner
By omitting the
図9は、図3に示した圧縮接続完了状態下で、仮にパイプPを除去した場合の圧縮変形スリーブ7の要部拡大説明図であり、この図9からも明らかなように、凹周溝9に於ける各溝底薄壁部13の内周面には、山型に塑性変形する際に多数の皺Nが発生する場合がある。その理由は、全体に縮径変形であるがために、圧縮変形に伴って、皺Nが発生すると推定される。
当然に、パイプP側の(対応する)圧接部には、凹と凸が逆の皺が発生し、相互に密に凹凸が入り込んでいる。しかし、パイプPとスリーブ7の相互の回転阻止力(グリップ機能)は、銅やアルミニウム等の軟らかい金属であれば、弱いことがある。
FIG. 9 is an enlarged explanatory view of a main part of the
Naturally, in the (corresponding) pressure contact portion on the pipe P side, wrinkles having a concave portion and a convex portion are generated, and the concave and convex portions are densely inserted into each other. However, the mutual rotation stopping force (grip function) between the pipe P and the
パイプPの回転が、上述の構造によって阻止されていないと仮定すると、凹周溝9では、パイプPと、スリーブ7とが(図9に示したような)皺Nによって凹凸が入り込んでいるといえども、簡単にパイプPは回転してしまう(即ち、皺Nは小さく、かつ、材質が軟らかいため)。
このような回転に伴って、凹凸の入り込みが、逆に、極微小間隙を発生させ、流体が外部漏洩する。実験の結果、微小な皺Nによる凹凸の入り込み状態から、金属管Pが1°〜2°の微小角度の回転が生ずると、(冷媒等の)流体は外部漏洩することが判明した。
Assuming that the rotation of the pipe P is not prevented by the above-described structure, in the
Along with such rotation, the intrusion of unevenness, on the contrary, generates a very small gap, and the fluid leaks to the outside. As a result of the experiment, it has been found that when the metal tube P is rotated by a minute angle of 1 ° to 2 ° due to the intrusion state of the unevenness due to the minute ridge N, the fluid (such as a refrigerant) leaks to the outside.
本発明では、継手本体1に対してパイプPが回転(図10の矢印M参照)することを、強力に阻止できる構成としたので、流体に対しても十分に長期間にわたって、かつ、過酷な使用状況にあっても、密封性能(シール性)を発揮して、外部漏洩を防止できる。特に、圧縮変形スリーブ7には、段付部7Bを設けて、パイプPの先端面77を当接させる構成であるので、(図1から図2のように)スリーブ7が圧縮変形する際に、底壁部13がパイプ外周面15に食い込みつつ連れ込み、パイプPを介してスリーブ7を内方へ強く押圧して、先端縮径テーパ面72を受圧面65に対して極めて高い面圧力をもって、圧接できる。従って、このテーパ面72と受圧面65の相互圧接部位の密封(シール)性は安定して良好に維持できる。
追加説明すると、図12の従来例では、パイプ46の先端面が継手本体41に当接していることによって、圧縮変形スリーブ40の内端面40Aが、継手本体41のテーパ状先端面43に圧接する動きに「制動力」を作用させている。本発明では、このような従来の図12の問題を、解決して、テーパ面相互の密封(シール)性を向上させている。
In the present invention, the pipe P rotates with respect to the joint body 1 (see the arrow M in FIG. 10) so that it can be strongly prevented. Even under usage conditions, it exhibits sealing performance (sealability) and can prevent external leakage. In particular, the
In addition, in the conventional example of FIG. 12, the
図5に示す他の実施の形態の管継手構造では、図1,図2に示す実施の一形態のものよりも、アキシャル方向寸法が短縮される利点がある。また、図5の管継手構造では、袋ナット部80、及び、螺着部材60の六角部60Aの各アキシャル方向寸法が大きく、スパナ等の作業工具にて掴持しやすい利点がある。
The pipe joint structure of another embodiment shown in FIG. 5 has an advantage that the axial dimension is shortened as compared with the embodiment of the embodiment shown in FIGS. Further, the pipe joint structure of FIG. 5 has an advantage that the
ところで、本発明に係る管継手構造は、パイプPの外径が、4mm〜19mmに使用され、特に、外径が4mm〜8mmの細径に好適である。なお、圧縮変形スリーブ7としては、銅、真ちゅう、アルミニウム等の軟らかい金属、あるいは、プラスチックが好ましい。また、上述の実施の形態では、圧縮変形スリーブ7は挿入されるパイプPの先端面77と外周面15に接触しているが、内挿筒部(図示省略)をスリーブ7の内部に形成して、挿入されるパイプPの先端の内面にも接触して、密封性を向上させるも自由である。
By the way, the pipe joint structure according to the present invention is suitable for a pipe P having an outer diameter of 4 mm to 19 mm, and particularly suitable for a thin diameter of 4 mm to 8 mm. The
図12に示した従来例からも判るように、(螺着部材としての)袋ナット38の螺進及び螺退の回転トルクが過大となるという問題の原因は、図12(B)と図8にて説明したように、矢印G2 にて示したラジアル外方向の変形(「第1原因」と呼ぶ)、及び、図12(A)にて説明したように、矢印G4 にて示したラジアル方向の拡径変形(「第2原因」と呼ぶ)の2つがあった。
これに対し、本願発明では、圧縮変形スリーブ7の内端面71が先細テーパ状であり、継手本体1の拡径テーパ状の受圧面65に圧接する構成であるので、スリーブ7の内端面71は、ラジアル内方向(縮径方向)の力―――圧縮力―――を受ける。従って、上記第2原因が解消して、図12(A)に示す矢印G4 への変形に伴う(螺着部材に対する)大きな摩擦抵抗力が発生することを防ぐことができる。即ち、本発明では、螺着部材60の回転トルクが小さくて済み、作業の能率が図られ、さらに、配管接続作業を容易とすることができ、流体洩れ事故も防止できる。
As can be seen from the prior art shown in FIG. 12, the cause of the problem that the rotational torque of the screw nut 38 (as a screwing member) is excessively screwed and unscrewed is the cause of the problem shown in FIGS. as described in the deformation of the radial outside direction indicated by the arrow G 2 (referred to as "first cause"), and, as described with reference to FIG. 12 (a), the indicated by arrows G 4 There were two types of radial expansion deformation (referred to as “second cause”).
On the other hand, in the present invention, the
そして、本発明では、上述の如く、第2原因が解消した構成であるので、第1原因が残っていても、実用上問題が生じない場合もある。つまり、外周凹溝9が図8に示したU字型断面形状であっても、実用上、作業工具にて回転トルクを付加してスムーズに螺進、及び、螺退を行い得る場合もある。各構成部品の材質及び寸法公差を適切に選定することで、本発明に於ける外周凹溝9の断面形状は、ホームベース型以外であっても、自由に選定可能である。
In the present invention, since the second cause is eliminated as described above, there may be no practical problem even if the first cause remains. In other words, even if the outer circumferential
以上詳述したように、本発明は、雄ネジ2を有する継手本体1と、該雄ネジ2に螺合する雌ネジ5を有すると共に被接続パイプP用の挿通孔61を有する螺着部材60と、を備え、上記螺着部材60の内部収納空間10に収納されると共に、外周凹溝9を有し、上記螺着部材60の雌ネジ5と継手本体1の雄ネジ2を螺着させる際に上記継手本体1と上記螺着部材60からアキシャル方向の圧縮力Fを受けて、上記外周凹溝9の底壁部13がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されている上記パイプPの外周面15側から食い込んで抜止めする圧縮変形スリーブ7を有する管継手構造に於て;上記圧縮変形スリーブ7の内端面71は先細テーパ状に形成され、上記継手本体1には先細テーパ状の該内端面71に圧接する拡径テーパ状の受圧面65を有し、上記内端面71と上記受圧面65が相互に圧接して密封作用を発揮するように構成したので、螺着部材60の螺進(回転)作業がスムーズに能率良く、かつ、確実に行うことが可能となる。従って、流体の外部漏洩を防止できる。従来の図12に示したスペーサ36等の部品を省略できる。また、螺着部材60を取外す必要が生じた際には、螺着部材60の螺退(回転)作業がスムーズに軽く行い得る利点もある。
As described above in detail, the present invention has a
また、本発明は、雌ネジ75を有する継手本体1と、該雌ネジ75に螺合する雄ネジ76を有すると共に被接続パイプP用の挿通孔61を有する螺着部材60と、を備え、上記螺着部材60の内部収納空間10に収納されると共に、外周凹溝9を有し、上記螺着部材60の雄ネジ76と継手本体1の雌ネジ75を螺着させる際に上記継手本体1と上記螺着部材60からアキシャル方向の圧縮力Fを受けて、上記外周凹溝9の底壁部13がラジアル内方向へ塑性変形して、挿入されている上記パイプPの外周面15側から食い込んで抜止めする圧縮変形スリーブ7を有し;上記圧縮変形スリーブ7の内端面71は先細テーパ状に形成され、上記継手本体1には先細テーパ状の該内端面71に圧接する拡径テーパ状の受圧面65を有し、上記内端面71と上記受圧面65が相互に圧接して密封作用を発揮するように構成したので、管継手のアキシャル方向全長寸法を短くコンパクト化できる。しかも、螺着部材60の螺進(回転)作業がスムーズに能率良く、かつ、確実に行うことが可能となる。従って、流体の外部漏洩を防止できる。従来の図12に示したスペーサ36等の部品を省略できる。また、螺着部材60を取外す必要が生じた際には、螺着部材60の螺退(回転)作業がスムーズに軽く行い得る利点もある。
The present invention also includes a
また、上記先細テーパ状の上記内端面71のテーパ角度をθ2 とすると、48°≦θ2 ≦60°に設定したので、アキシャル方向の圧縮力Fを受けた際に、受圧面65を備えた小径突出筒部66・壁部78がラジアル外方へ変形することが防止される。これに伴って、螺着部材60を作業工具にて螺進・螺退させる回転トルクは小さくて済み、スムーズに能率良く配管接続作業を行い得る。
Further, assuming that the taper angle of the
また、上記先細テーパ状の上記内端面71は弯曲凸面Yに形成され、上記拡径テーパ状の受圧面65に対して円環線接触状乃至円環細帯接触状に圧接するように構成したので、受圧面65のテーパ角度θ1 が加工公差によって大小変化しても、確実に圧縮変形スリーブ7の先細テーパ状内端面71を密に圧接でき、安定した優れた密封性能を発揮する。特に、円環線接触状乃至円環細帯接触状の圧接面圧分布は、シャープなピークを示す面圧力となるため、一層、上記密封性能が優れて良好なものとなる。
Further, the
また、上記外周凹溝9の断面形状をホームベース型に形成したので、圧縮変形スリーブ7の圧縮変形状態で、その閉円環状食い込み部16が、パイプPの外周面15に対して、深く食い込み、パイプPの耐引抜力が大きく、かつ、回転阻止力も大きく、しかも、密封性(シール性)も安定して良好である。さらに、螺着部材60の回転トルクも小さくなって、作業工具による螺進・螺退(回転)作業も楽になり、作業能率も向上できる。
Further, since the cross-sectional shape of the outer circumferential
また、上記圧縮変形スリーブ7は、上記アキシャル方向の圧縮力Fを受けて上記ホームベース型の外周凹溝9は、軸心直交方向の縦1文字型に閉じると共に、スリーブ外周面8は小凸隆部の無い平滑円周面状を保ってスリーブ内周面7Eがラジアル内方向へ塑性変形するように構成されているので、螺着部材60の回転トルクも小さくなって、作業工具による螺進・螺退(回転)作業も楽になり、作業能率も向上できる。
さらに、螺着部材60が回転しても、スリーブ7は回転せず、パイプPに捩りが発生しない。かつ、螺着部材60(袋ナット3)の再利用も可能となる。
Further, the
Furthermore, even if the screwing
1 継手本体
2 雄ネジ
3 袋ナット
5 雌ネジ
7 圧縮変形スリーブ
7E 内周面
8 外周面
9 外周凹溝(凹周溝)
10 内部収納空間
13 底壁部(薄壁部)
15 外周面
60 螺着部材
61 挿通孔
65 受圧面
67 周囲壁部
71 内端面
72 先端縮径テーパ面
75 雌ネジ
76 雄ネジ
80 袋ナット部
80A 底壁部
F 圧縮力
P パイプ
Y 弯曲凸面
θ1 ,θ2 テーパ角度
DESCRIPTION OF
10 Internal storage space
13 Bottom wall (thin wall)
15 Outer surface
60 Threaded member
61 Insertion hole
65 Pressure sensing surface
67 Surrounding wall
71 Inner end face
72 Reduced tip tapered surface
75 Female thread
76 Male thread
80 Cap nut part
80A Bottom wall F Compression force P Pipe Y Curved convex surface θ 1 , θ 2 Taper angle
Claims (7)
上記圧縮変形スリーブ(7)の内端面(71)は先細テーパ状に形成され、上記継手本体(1)には先細テーパ状の該内端面(71)に圧接する拡径テーパ状の受圧面(65)を有し、上記内端面(71)と上記受圧面(65)が相互に圧接して密封作用を発揮するように構成したことを特徴とする管継手構造。 A joint body (1) having a male screw (2), a screw member having a female screw (5) screwed to the male screw (2) and an insertion hole (61) for a connected pipe (P) (60), and is housed in the internal storage space (10) of the screw member (60) and has an outer peripheral groove (9), and has a female screw (5) of the screw member (60). ) And the male thread (2) of the joint body (1), when receiving the axial compressive force (F) from the joint body (1) and the threaded member (60), the outer circumferential groove The bottom wall (13) of (9) has a compression deformation sleeve (7) that is plastically deformed radially inward and that bites in from the outer peripheral surface (15) side of the inserted pipe (P) to prevent it from being removed. In the pipe joint structure,
An inner end surface (71) of the compression deformation sleeve (7) is formed in a tapered shape, and the joint body (1) is provided with a pressure-receiving surface (in the form of an enlarged taper in pressure contact with the tapered inner end surface (71)). 65), and the inner end surface (71) and the pressure-receiving surface (65) are pressed against each other to exhibit a sealing action.
上記圧縮変形スリーブ(7)の内端面(71)は先細テーパ状に形成され、上記継手本体(1)には先細テーパ状の該内端面(71)に圧接する拡径テーパ状の受圧面(65)を有し、上記内端面(71)と上記受圧面(65)が相互に圧接して密封作用を発揮するように構成したことを特徴とする管継手構造。 A joint body (1) having a female screw (75), a screw member having a male screw (76) screwed to the female screw (75) and having an insertion hole (61) for a connected pipe (P) (60), and is housed in the internal storage space (10) of the screw member (60) and has an outer peripheral groove (9), and has a male screw (76) of the screw member (60). ) And the female thread (75) of the joint body (1), the outer circumferential concave groove receives a compressive force (F) in the axial direction from the joint body (1) and the threaded member (60). The bottom wall (13) of (9) is plastically deformed radially inward, and has a compression deformation sleeve (7) that bites in from the outer peripheral surface (15) side of the inserted pipe (P) and prevents it from being pulled out. And
An inner end surface (71) of the compression deformation sleeve (7) is formed in a tapered shape, and the joint body (1) is provided with a pressure-receiving surface (in the form of an enlarged taper in pressure contact with the tapered inner end surface (71)). 65), and the inner end surface (71) and the pressure-receiving surface (65) are pressed against each other to exhibit a sealing action.
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