JP2017032099A - Pipe joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管継手に関する。 The present invention relates to a pipe joint.
従来、空気調和機の冷凍機の配管系統などに使用される管継手であって、配管が挿入される継手本体と、継手本体に締結されるナットと、継手本体とナットとの間に配置されるフロントフェルール及びバックフェルールと、を備えた管継手が知られている。この管継手は、フロントフェルール及びバックフェルールの先端部により配管の外周を拘束し、配管を変形させることにより気密性と配管保持力とを確保する食い込み式の管継手である。下記特許文献1には、このようなダブルフェルール方式の食い込み式継手の例が記載されている。
Conventionally, it is a pipe joint used for a piping system of an air conditioner refrigerator, and is disposed between a joint body into which piping is inserted, a nut fastened to the joint body, and the joint body and the nut. There is known a pipe joint including a front ferrule and a back ferrule. This pipe joint is a bite type pipe joint that secures airtightness and pipe holding force by restraining the outer periphery of the pipe by the front ferrule and the back ferrule and deforming the pipe.
従来の食い込み式継手では、一定の配管保持力を確保するために所望の配管変形量を得る必要があり、そのために締付トルクが上昇してしまうという問題があった。 In the conventional bite type joint, it is necessary to obtain a desired amount of deformation of the pipe in order to ensure a constant pipe holding force, which causes a problem that the tightening torque increases.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、配管の変形量を十分に確保し、かつ締付トルクを低減することが可能な食い込み式の管継手を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a bite type pipe joint capable of sufficiently securing the deformation amount of the pipe and reducing the tightening torque. is there.
本発明の一局面に係る管継手(1)は、外径が19.05mm以上38.10mm以下である配管(2)を繋ぐための食い込み式の管継手(1)である。上記管継手(1)は、前記配管(2)が挿入される継手本体(10)と、前記配管(2)の周囲を囲む環形状を有し、第1の先端部(21A)を有する第1のフェルール(21)と、を備えている。上記管継手(1)では、前記第1の先端部(21A)の前記環形状の径方向における厚み(T1)に対する、前記継手本体(10)と前記配管(2)との間の前記径方向における隙間(D1)の比である配管隙間比が0.3以上0.8以下である。 A pipe joint (1) according to one aspect of the present invention is a bite-type pipe joint (1) for connecting pipes (2) having an outer diameter of 19.05 mm or more and 38.10 mm or less. The pipe joint (1) has a joint body (10) into which the pipe (2) is inserted, a ring shape surrounding the pipe (2), and a first tip (21A). 1 ferrule (21). In the pipe joint (1), the radial direction between the joint body (10) and the pipe (2) with respect to the thickness (T1) in the ring-shaped radial direction of the first tip portion (21A). The pipe gap ratio, which is the ratio of the gap (D1), is 0.3 or more and 0.8 or less.
本発明者らは、外径が19.05mm以上38.10mm以下である配管を繋ぐ食い込み式の管継手において、配管の変形量を十分に確保し、かつ締付トルクを低減するための方策について鋭意検討を行った。その結果、本発明者らは、フェルール先端の厚みに対する配管隙間(継手本体と配管との間の隙間)の比(配管隙間比:配管隙間/フェルール先端の厚み)を所定範囲内に規定することにより上記課題が解決されることを見出し、本発明に想到した。 In the bite type pipe joint that connects pipes having an outer diameter of 19.05 mm or more and 38.10 mm or less, the present inventors have provided a measure for sufficiently securing the deformation amount of the pipe and reducing the tightening torque. We conducted an intensive study. As a result, the present inventors define the ratio of the pipe gap (gap between the joint body and the pipe) to the thickness of the ferrule tip (pipe gap ratio: pipe gap / ferrule tip thickness) within a predetermined range. As a result, the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved and have arrived at the present invention.
食い込み式の管継手では、フェルールの変形量が大きくなるに従い締付トルクが大きくなり、配管の変形量が大きくなるに従い配管保持力が大きくなる。上記配管隙間比が0.8を超えるときは、上記配管隙間が大きく、かつフェルール先端の厚みが小さくなる。上記配管隙間が大きくなると、フェルールの総変形量のうち上記配管隙間に相当するフェルールの変化量の割合が大きくなるが、この変化量は配管の変形には寄与しない。またフェルール先端の厚みが小さくなると、強度が低下するため、配管表面に押し付けられたときに先端部の反り返りが起こる。この反り返りによるフェルールの変形量も配管の変形には寄与しない。よって、上記配管隙間比が0.8を超えるときには、フェルールの総変形量のうち配管変形に寄与しない変形量(上記配管隙間分の変形量、先端部の反り返りによる変形量)の割合が大きくなる。そのため、所望の配管変形量を得るために必要なフェルールの変形量を大きくする必要があり、その結果締付トルクが大きく上昇する。 In a bite type pipe joint, the tightening torque increases as the ferrule deformation amount increases, and the pipe holding force increases as the pipe deformation amount increases. When the pipe gap ratio exceeds 0.8, the pipe gap is large and the thickness of the ferrule tip is small. When the pipe gap increases, the ratio of the ferrule change amount corresponding to the pipe gap in the total ferrule deformation amount increases, but this change amount does not contribute to the pipe deformation. Further, when the thickness of the ferrule tip is reduced, the strength is lowered, so that the tip portion warps when pressed against the pipe surface. The deformation amount of the ferrule due to this warping does not contribute to the deformation of the pipe. Therefore, when the pipe gap ratio exceeds 0.8, the ratio of the deformation amount that does not contribute to pipe deformation (the deformation amount corresponding to the pipe gap and the deformation amount due to warping of the tip) out of the total ferrule deformation amount increases. . Therefore, it is necessary to increase the deformation amount of the ferrule necessary for obtaining a desired piping deformation amount, and as a result, the tightening torque is greatly increased.
一方、上記配管隙間比が0.3未満である場合には、フェルール先端の厚みが大きく、かつ上記配管隙間が小さくなる。フェルール先端の厚みが大きくなると、その変形に必要なトルクが大きくなり、その結果所望の配管変形量を得るために必要な締付トルクが上昇する。 On the other hand, when the pipe gap ratio is less than 0.3, the thickness of the ferrule tip is large and the pipe gap is small. When the thickness of the ferrule tip increases, the torque necessary for the deformation increases, and as a result, the tightening torque necessary for obtaining a desired amount of pipe deformation increases.
これに対して、上記管継手(1)では、第1のフェルール(21)の第1の先端部(21A)の径方向における厚み(T1)に対する、継手本体(10)と配管(2)との間の上記径方向における隙間(D1)の比(配管隙間比)が0.3以上0.8以下の範囲に規定されている。そのため、上記管継手(1)によれば、所望の配管変形量を得るために必要な締付トルクをより低減することができる。従って、上記管継手(1)によれば、配管(2)の変形量を十分に確保し、かつ締付トルクを低減することにより、作業性に優れた管継手を提供することができる。 On the other hand, in the said pipe joint (1), with respect to thickness (T1) in the radial direction of the 1st front-end | tip part (21A) of a 1st ferrule (21), a coupling main body (10), piping (2), The ratio of the gap (D1) in the radial direction (pipe gap ratio) is defined in the range of 0.3 to 0.8. Therefore, according to the pipe joint (1), it is possible to further reduce the tightening torque necessary for obtaining a desired pipe deformation amount. Therefore, according to the said pipe joint (1), the pipe joint excellent in workability | operativity can be provided by ensuring the deformation amount of piping (2) fully, and reducing fastening torque.
上記管継手(1)において、前記第1の先端部(21A)の前記径方向における前記厚み(T1)は、0.15mm以上0.60mm以下であってもよい。 In the pipe joint (1), the thickness (T1) in the radial direction of the first tip portion (21A) may be not less than 0.15 mm and not more than 0.60 mm.
上記厚み(T1)が0.60mmを超えるときには、第1の先端部(21A)における強度が増すため、変形に必要なトルクが大きくなる。一方、上記厚み(T1)が0.15mm未満であるときには、第1の先端部(21A)の強度が低下するため反り返りが起こり易くなり、所望の配管変形量を得るために必要な締付トルクが上昇する。従って、所望の配管変形量を確保し、かつ締付トルクを低減する観点から、上記厚み(T1)は0.15mm以上0.60mm以下の範囲内であることが好ましい。 When the thickness (T1) exceeds 0.60 mm, the strength at the first tip (21A) increases, so that the torque required for deformation increases. On the other hand, when the thickness (T1) is less than 0.15 mm, the strength of the first tip portion (21A) decreases, so that warping tends to occur, and the tightening torque necessary to obtain the desired amount of pipe deformation. Rises. Therefore, the thickness (T1) is preferably in the range of 0.15 mm or more and 0.60 mm or less from the viewpoint of securing a desired pipe deformation amount and reducing the tightening torque.
上記管継手(1)において、前記配管(2)の外径に対する前記配管(2)の径方向の厚み(T0)の比が0.03以上0.13以下であってもよい。 In the pipe joint (1), the ratio of the radial thickness (T0) of the pipe (2) to the outer diameter of the pipe (2) may be 0.03 or more and 0.13 or less.
上記配管(2)の外径に対する肉厚の比が0.13を超えるときには、配管(2)の外径に対して肉厚が過大になり、配管(2)内を流れる流体の量が少なくなる。一方、0.03未満であるときには、配管(2)の外径に対して肉厚が過小になり、配管(2)の強度が低下する。従って、上記配管(2)の外径に対する肉厚の比は、0.03以上0.13以下であることが好ましい。 When the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe (2) exceeds 0.13, the wall thickness is excessive with respect to the outer diameter of the pipe (2), and the amount of fluid flowing in the pipe (2) is small. Become. On the other hand, when it is less than 0.03, the wall thickness becomes excessively small with respect to the outer diameter of the pipe (2), and the strength of the pipe (2) is lowered. Therefore, it is preferable that the ratio of the wall thickness to the outer diameter of the pipe (2) is 0.03 or more and 0.13 or less.
上記管継手(1)は、前記配管(2)の周囲を囲む環形状を有し、前記第1のフェルール(21)に当接することにより前記環形状の径方向内側に変形して前記配管(2)を変形させる第2のフェルール(22)をさらに備えていてもよい。 The pipe joint (1) has an annular shape surrounding the circumference of the pipe (2), and is deformed radially inward of the annular shape by contacting the first ferrule (21). You may further provide the 2nd ferrule (22) which deform | transforms 2).
上記構成によれば、第2のフェルール(22)を変形させて配管(2)に食い込ませることにより、第1のフェルール(21)のみ備える場合に比べて、配管(2)の保持力を向上させることができる。 According to the above configuration, the holding force of the pipe (2) is improved by deforming the second ferrule (22) and causing it to bite into the pipe (2), compared to the case where only the first ferrule (21) is provided. Can be made.
上記管継手(1)において、前記継手本体(10)は、前記配管(2)の軸方向(P)に対して第1の傾斜角(θ1)で傾斜する内周面である本体傾斜面(11)を有していてもよい。前記第1のフェルール(21)は、前記第1の先端部(21A)が前記本体傾斜面(11)に当接するように配置されてもよい。また前記第1のフェルール(21)は、前記本体傾斜面(11)に対向し、かつ前記第1の傾斜角(θ1)よりも小さい第2の傾斜角(θ2)で前記軸方向(P)に対して傾斜するフェルール傾斜面(23)を有していてもよい。 In the pipe joint (1), the joint body (10) is a main body inclined surface (inner peripheral surface inclined at a first inclination angle (θ1) with respect to the axial direction (P) of the pipe (2) ( 11) may be included. The first ferrule (21) may be arranged such that the first tip (21A) is in contact with the inclined body (11). The first ferrule (21) faces the main body inclined surface (11) and has a second inclination angle (θ2) smaller than the first inclination angle (θ1) and the axial direction (P). It may have a ferrule inclined surface (23) inclined with respect to.
上記構成によれば、第1の先端部(21A)が本体傾斜面(11)に沿うように、第1のフェルール(21)を軸方向(P)においてスムーズに移動させることができる。 According to the said structure, a 1st ferrule (21) can be smoothly moved in an axial direction (P) so that a 1st front-end | tip part (21A) may follow a main body inclined surface (11).
上記管継手(1)において、前記継手本体(10)は、黄銅からなるものでもよい。前記配管(2)は、銅からなるものでもよい。 In the pipe joint (1), the joint body (10) may be made of brass. The pipe (2) may be made of copper.
上記構成によれば、比較的柔らかい銅を配管(2)の材質として選択することで、当該配管(2)の表面に第1のフェルール(21)を容易に食い込ませることができる。また黄銅を継手本体(10)の材質として選択することで、第1のフェルール(21)が継手本体(10)に接触したときの変形を防ぐことができる。 According to the said structure, a 1st ferrule (21) can be made to bite into the surface of the said piping (2) easily by selecting comparatively soft copper as a material of piping (2). Moreover, the deformation | transformation when a 1st ferrule (21) contacts a joint main body (10) can be prevented by selecting a brass as a material of a joint main body (10).
本発明によれば、配管の変形量を十分に確保し、かつ締付トルクを低減することが可能な食い込み式の管継手を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the amount of deformation | transformation of piping can be ensured enough and the bite type pipe joint which can reduce a fastening torque can be provided.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<管継手の構造>
まず、本発明の一実施形態に係る管継手1の構造について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、ナット30の締結前の状態における管継手1の断面構造を部分的に示している。図2は、図1中に示した領域IIにおける管継手1の拡大図である。
<Structure of pipe fitting>
First, the structure of the pipe joint 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.1 and FIG.2. FIG. 1 partially shows a cross-sectional structure of the pipe joint 1 in a state before the
管継手1は、例えば空気調和機の冷凍機などにおいて、配管2同士を繋ぐためのものである。図1では、管継手1の配管2同士の接続部分における右側のみ示されているが、左側も同様の断面構造となっており、管継手1を介して配管2同士が繋がれている。
The
管継手1は、継手本体10と、フロントフェルール21(第1のフェルール)と、バックフェルール22(第2のフェルール)と、ナット30と、を主に備えている。管継手1は、図1に示すように継手本体10内に配管2を挿し込み、ナット30を継手本体10に対して締結し、継手本体10とナット30との間に介在するフロントフェルール21及びバックフェルール22の先端部により配管2の外周を拘束する。そして、ナット30を締め込むことにより当該先端部を食い込ませて配管2を径方向内側に変形させることにより、配管2の保持力と気密性とが確保される。
The pipe joint 1 mainly includes a
配管2は、冷媒などの流体が通過する中空部が内部に形成された円筒形状を有する。配管2は、例えば銅製の配管である。配管2は、外径が19.05mm以上38.10mm以下である。配管2では、外径に対する径方向の厚みT0の比(配管肉厚/配管外径)が0.03以上0.13以下の範囲内となっている。配管2は、本実施形態のように変形し易い銅製のものが好ましいがこれに限られず、例えばアルミニウム製や鋼製のものでもよい。また配管2は、冷媒を流すためのものに限定されず、水や湯などの他の流体が流れるものでもよい。
The
継手本体10は、中空部が内部に形成された略円筒形状を有する黄銅製の部材である。継手本体10では、内径が配管2の外径よりも大きくなっており、内周面側に配管2が挿入される挿入穴が形成されている。継手本体10は、配管2の軸方向Pに対して略平行な内周面である本体面12と、当該本体面12と繋がり、かつ軸方向Pに対して第1の傾斜角θ1で傾斜する内周面である本体傾斜面11と、を有している。本体傾斜面11は、継手本体10の両端部に向かい内径が拡大されるように径方向外向きに傾斜している。
The
継手本体10の本体面12には、径方向内側へ突出し、配管2の一方端が当接する当接部13が形成されている。当接部13は、継手本体10の本体面12に沿って環状に形成されている。継手本体10の外周面には、ナット30の締結時にスパナやレンチなどの汎用工具により掴まれる掴み部14が設けられている。掴み部14は、軸方向Pから見たときの外形が六角形状である。継手本体10の両端部における外周面には、ナット30の締結時に当該ナット30と嵌合する本体ネジ部15が形成されている。
A
ナット30は、環形状を有する黄銅製の部材であり、継手本体10に外嵌されている。ナット30は、配管2の軸方向Pに対して略平行な内周面であるナット面31と、当該ナット面31と繋がり、かつ径方向内側に向かい傾斜するナット傾斜面32と、当該ナット傾斜面32と繋がり、かつ配管2が挿入される挿入孔を規定するナット円周面34と、を有している。ナット面31の端部には、継手本体10との締結時に本体ネジ部15と嵌合するナットネジ部33が形成されている。ナット30は、継手本体10との締結時にスパナやレンチなどの工具により掴んで回転させるため、軸方向Pから見たときの外形が六角形状となっている。
The
フロントフェルール21は、配管2の周囲を囲む円環形状を有する黄銅製の部材であり、内周面側の領域に配管2が挿入される。フロントフェルール21は、継手本体10とナット30との間に配置されている。フロントフェルール21は、先端部21A(第1の先端部)及び後端部21Bを有し、後端部21Bから先端部21Aに向かって外径が徐々に小さくなるように構成されている。フロントフェルール21は、先端部21Aの端面である先端面25を有し、当該先端面25は軸方向Pに対して垂直な方向(径方向)に延びている。
The
先端面25の外径は本体面12の外径よりも大きく、かつ先端面25の内径は本体面12の内径と略同じになっている。そのため、フロントフェルール21は、ナット30の締結前の状態(図1)において、先端部21Aの外周縁部が本体傾斜面11に当接するように配置されている。
The outer diameter of the
フロントフェルール21の後端部21Bには、軸方向Pに略垂直な(径方向に略平行な)後端面21Dと、当該後端面21Dの内端に繋がる後端傾斜面21Cと、が設けられている。後端傾斜面21Cは、フロントフェルール21の軸方向長さが径方向内側に向かい小さくなるように、径方向に対して所定の角度で傾斜している。ナット30の締結前の状態(図1)においては、後述するバックフェルール22の先端部22Aが後端傾斜面21Cに当接する。
The
フロントフェルール21の外周面は、本体傾斜面11に対して径方向に対向するフェルール傾斜面23として構成されている。フェルール傾斜面23は、本体傾斜面11の第1の傾斜角θ1よりも小さい第2の傾斜角θ2で軸方向Pに対して傾斜している。第1の傾斜角θ1と第2の傾斜角θ2との差(θ1−θ2)は、特に限られないが、3°以上10°以下の範囲内であることが好ましい。
The outer peripheral surface of the
バックフェルール22は、フロントフェルール21と同様に、配管2の周囲を囲む円環形状を有する黄銅製の部材であり、内周面側の領域に配管2が挿入される。バックフェルール22は、図1に示すようにフロントフェルール21と略同じ外径及び内径を有し、かつ軸方向の長さがフロントフェルール21よりも小さくなっている。バックフェルール22は、継手本体10とナット30との間に配置され、かつ軸方向Pにおいてフロントフェルール21と隣接している。
Similar to the
バックフェルール22は、先端部22A及び後端部22Bを有し、後端部22Bから先端部22Aに向かって外径が徐々に小さくなるように構成されている。バックフェルール22は、ナット30の締結前の状態において先端部22Aがフロントフェルール21の後端傾斜面21Cに当接し、かつ後端部22Bがナット傾斜面32に当接するように配置されている。
The
<管継手の配管隙間比>
次に、上記管継手1におけるフロントフェルール21の先端厚み及び継手本体10と配管2との間の隙間並びにこれらの関係について、図2を参照して説明する。
<Pipe clearance ratio of pipe joint>
Next, the tip thickness of the
フロントフェルール21の先端部21Aの径方向における厚みT1は、0.15mm以上0.60mm以下に設定され、より具体的には0.2mm以上0.5mm以下に設定されている。厚みT1は、図2の断面視においてフロントフェルール21の内周面24と外周面23(フェルール傾斜面)とを繋ぐ先端面25の径方向における幅である。
The thickness T1 in the radial direction of the
継手本体10の本体面12と配管2の外周面との間の径方向における隙間である配管隙間D1は、軸方向Pにおいて略一定となるように設けられている。配管隙間D1は、本体面12を含む部分の継手本体10の内径をD2、配管2の外径をD3としたときに、(D2−D3)/2、となる。上記管継手1では、厚みT1に対する配管隙間D1の比である配管隙間比(配管隙間D1(mm)/厚みT1(mm))が0.3以上0.8以下に設定され、より具体的には0.3以上0.5以下に設定されている。
A pipe gap D <b> 1, which is a radial gap between the
<ナット締結時におけるフェルール及び配管の変形過程>
次に、上記管継手1のナット30の締結時におけるフェルール21,22及び配管2の変形過程について、図1,3,4を参照して説明する。図1は、ナット30の締付前の状態を示している。図3は、ナット30の締付途中においてフロントフェルール21の先端部21Aが変形した状態を示している。図4は、ナット30の締付完了後の状態を示している。
<Deformation process of ferrule and piping during nut fastening>
Next, the deformation process of the
まず、図1に示すように配管2が継手本体10内に挿し込まれる。次に、フロントフェルール21及びバックフェルール22が配管2に対して順に嵌められ、その後ナット30が継手本体10に対して外嵌される。そして、ナット30を回転させて軸方向Pにおいて継手本体10側へ移動させることにより、ナット30の締付が開始される。このとき、バックフェルール22はナット傾斜面32により後端部22Bが押されて軸方向Pに移動し、フロントフェルール21はバックフェルール22の先端部22Aにより後端部21Bが押されて軸方向Pに移動する。
First, the
フロントフェルール21の先端部21Aは、図3に示すように本体傾斜面11に押し付けられることにより、径方向内側に変形し始める。そして、先端部21Aが配管隙間D1分だけ変形すると配管2の表面に接触する。これにより、配管2は、フロントフェルール21の先端部21Aにより外周が拘束された状態になる。
The
その後、ナット30の締付がさらに進行することで、配管2の表面がフロントフェルール21の先端部21Aにより押圧される。これにより、図4に示すようにフロントフェルール21の先端部21Aが配管2の表面に食い込み、配管2が径方向内側に変形する。
Thereafter, the tightening of the
一方、バックフェルール22の先端部22Aは、フロントフェルール21の後端傾斜面21Cに押し付けられることにより、径方向内側に変形する。これにより、バックフェルール22は、フロントフェルール21と同様に、先端部22Aにより配管2の外周を拘束する。そして、図4に示すように先端部22Aを配管2の表面に食い込ませることにより、フロントフェルール21と同様に配管2を径方向内側に変形させることができる。このようにして、配管2を変形させ、その変形量が所定量に達した時点でナット30の締付が完了する。
On the other hand, the
<作用効果>
次に、上記管継手1による作用効果について説明する。
<Effect>
Next, the effect by the said
上記管継手1は、外径が19.05mm以上38.10mm以下である配管2を繋ぐための食い込み式の管継手であり、継手本体10と、フロントフェルール21と、を備えている。上記管継手1では、フロントフェルール21の先端部21Aの径方向における厚みT1に対する、継手本体10と配管2との間の径方向における隙間(配管隙間)D1の比である配管隙間比(D1/T1)が0.3以上0.8以下となっている。
The
上記管継手1のナット締結時におけるフロントフェルール21の変形量には、配管隙間D1に相当する変形量と配管2の変形に相当する変形量とが含まれる。配管隙間比(D1/T1)が0.8を超えるときは、配管隙間D1が大きく、かつフェルール先端の厚みT1が小さくなる。配管隙間D1が大きくなると、フロントフェルール21の総変形量のうち配管2の変形に寄与しない変化量の割合が大きくなる。
The deformation amount of the
またフロントフェルール21の先端部21Aの厚みT1が小さくなると、その強度が低下する。そのため、先端部21Aにより配管2の表面が押圧されるときに、図5に示すように先端部21Aの反り返りが起こる。この反り返りによるフロントフェルール21の変形量も配管2の変形には寄与しない。このように先端部21Aが反り返る現象は、配管隙間D1が大きいときに顕著に現れる。この理由は、図5に示すように反り返った後の先端部21Aが配管隙間D1に入り込み易くなるためである。
Further, when the thickness T1 of the
よって、上記配管隙間比が0.8を超えるときには、フロントフェルール21の総変形量のうち配管2の変形に寄与しない変形量(配管隙間D1分の変形量、フロントフェルール21の先端部21Aの反り返りによる変形量)の割合が大きくなる。そのため、所望の配管2の変形量を得るために必要なフロントフェルール21の変形量を大きくする必要があり、その結果締付トルクが大きく上昇してしまう。
Therefore, when the pipe gap ratio exceeds 0.8, the deformation amount that does not contribute to the deformation of the
一方、上記配管隙間比が0.3未満であるときには、フロントフェルール21の先端部21Aの厚みT1が大きく、かつ配管隙間D1が小さくなる。先端部21Aの厚みT1が大きくなると、その変形に必要なトルクが大きくなる。そのため、所望の配管2の変形量を得るために必要な締付トルクが上昇する。配管2の外径が19.05mm以上38.10mm以下であるため、締付トルクの上昇は作業性を悪化させる。
On the other hand, when the pipe gap ratio is less than 0.3, the thickness T1 of the
ここで、上記のようなフェルール先端の厚みに起因した締付トルクの変化について、図6のグラフを参照して説明する。図6(A)のグラフは、ナット回転角とフェルール変形量との関係を示している。図6(A)のグラフ中、横軸はナット回転角を示し、縦軸はフェルール変形量を示している。図6(B)のグラフは、ナット回転角と締付トルクとの関係を示している。図6(B)のグラフ中、横軸はナット回転角を示し、縦軸は締付トルクを示している。横軸のナット回転角は、軸方向におけるナットの移動量に相当する。 Here, changes in tightening torque due to the thickness of the ferrule tip as described above will be described with reference to the graph of FIG. The graph in FIG. 6A shows the relationship between the nut rotation angle and the ferrule deformation amount. In the graph of FIG. 6A, the horizontal axis indicates the nut rotation angle, and the vertical axis indicates the ferrule deformation amount. The graph in FIG. 6B shows the relationship between the nut rotation angle and the tightening torque. In the graph of FIG. 6B, the horizontal axis represents the nut rotation angle, and the vertical axis represents the tightening torque. The nut rotation angle on the horizontal axis corresponds to the amount of nut movement in the axial direction.
図6(A,B)のグラフにおいて、(1)はフェルール先端の厚みが大きい場合、(2)はフェルール先端厚みが(1)より小さい場合、(3)はフェルール先端厚みが(2)より小さく、先端の反り返りが発生する場合、をそれぞれ示している。 6A and 6B, (1) is when the ferrule tip thickness is large, (2) is when the ferrule tip thickness is smaller than (1), and (3) is when the ferrule tip thickness is from (2). Each shows a small case where the tip is warped.
(1)〜(3)のいずれの場合でも、ナット回転角が大きくなるに従いフェルール変形量は大きくなり(図6(A))、また締付トルクも上昇する(図6(B))。そして、フェルール変形量ゼロ点から配管隙間分だけ変形した時点(配管変形量ゼロ点)から配管の変形が始まる。そして、所望の配管変形量に到達した時点(締付完了点)でナットの締付が完了する。 In any of the cases (1) to (3), the ferrule deformation amount increases as the nut rotation angle increases (FIG. 6A), and the tightening torque also increases (FIG. 6B). Then, the deformation of the pipe starts from the time (the pipe deformation amount zero point) that is deformed by the pipe gap from the ferrule deformation amount zero point. Then, when the desired amount of pipe deformation is reached (tightening completion point), tightening of the nut is completed.
まず、締付完了点での同じ配管変形量で(1)の場合と(2)の場合とを比較すると、フェルール先端の厚みが小さい(2)の場合の方が(1)の場合に比べて締付トルクが小さくなる(t2<t1)。 First, comparing the cases of (1) and (2) with the same pipe deformation at the tightening completion point, the thickness of the ferrule tip is smaller (2) than in the case of (1). As a result, the tightening torque becomes small (t2 <t1).
次に、同じナット回転角で(2)の場合と(3)の場合とを比較すると、フェルール先端が反り返る(3)の場合の方が(2)の場合に比べて配管変形量が小さくなる。そのため、(3)の場合では(2)の場合と同じ配管変形量を得るために必要なナット回転角が大きくなり、その結果締付トルクも大きくなる(t2<t3)。 Next, comparing the cases of (2) and (3) at the same nut rotation angle, the amount of pipe deformation is smaller in the case of (3) in which the ferrule tip is warped than in the case of (2). . Therefore, in the case of (3), the nut rotation angle necessary for obtaining the same pipe deformation amount as in the case of (2) is increased, and as a result, the tightening torque is also increased (t2 <t3).
上記管継手1では、配管隙間比(D1/T1)が0.3以上0.8以下の範囲内となるように、フロントフェルール21の先端部21Aの厚みT1及び配管隙間D1がそれぞれ設定されている。そのため、上記管継手1によれば、所望の配管変形量を得るために必要な締付トルクを低減し、配管接続の作業性をより向上させることができる。
In the
上記管継手1において、フロントフェルール21の先端部21Aの厚みT1は、0.15mm以上0.60mm以下である。厚みT1が0.60mmを超えるときには、先端部21Aにおける強度が増すため、変形に必要なトルクが大きくなる。一方、厚みT1が0.15mm未満であるときには、先端部21Aの強度が低下するため反り返りが起こり易くなり、所望の配管変形量を得るために必要な締付トルクが上昇する。そのため、所望の配管変形量を確保し、かつ締付トルクを低減する観点から、厚みT1は0.15mm以上0.60mm以下の範囲内に設定されている。
In the
上記管継手1において、配管2の外径に対する配管2の径方向の厚みT0の比は、0.03以上0.13以下である。配管2の外径に対する肉厚の比が0.13を超えるときには、配管2の外径に対して肉厚が過大になり、配管2内を流れる流体の量が少なくなる。一方、0.03未満であるときには、配管2の外径に対して肉厚が過小になり、配管2の強度が低下する。そのため、配管2の外径に対する肉厚の比は、0.03以上0.13以下に設定されている。
In the
上記管継手1は、フロントフェルール21に当接することにより径方向内側に変形して配管2を変形させるバックフェルール22を備えている。これにより、シングルフェルール式の管継手に比べて、配管2の保持力や気密性を向上させることができる。なお、バックフェルール22は必須の構成ではなく、省略されてもよい。
The
上記管継手1において、継手本体10は、軸方向Pに対して第1の傾斜角θ1で傾斜する本体傾斜面11を有している。フロントフェルール21は、ナット締結前の状態(図1)において、先端部21Aが本体傾斜面11に当接するように配置される。フロントフェルール21は、第1の傾斜角θ1よりも小さい第2の傾斜角θ2で軸方向Pに対して傾斜するフェルール傾斜面23を有している。これにより、ナット締結時において先端部21Aが本体傾斜面11に沿うように、フロントフェルール21を軸方向Pにおいてスムーズ移動させることができる。
In the
<配管外径の設計>
上記配管2の外径が19.05mm以上38.10mm以下の範囲に設定される理由について、図7を参照して説明する。図7は、配管外径(横軸)と、配管外径に対する配管隙間の比(縦軸)との関係を示すグラフである。
<Pipe outer diameter design>
The reason why the outer diameter of the
食い込み式の管継手では、基本的に、配管外径が大きくなるのに従い、配管隙間及びフェルール先端の厚みが大きくなる。配管隙間は、施工時に配管の挿入を容易にするために設定されるが、配管の公差(真円度も含む)が外径19.05mmの前後で変化するため、図7に示すように配管外径との関係で変曲点が存在する。すなわち、配管外径が19.05mm未満である場合(特に15.88mm以下である場合)と19.05mm以上である場合とでは傾きが異なり、19.05mm未満の場合では配管隙間が本来の値よりも大きく設定されている。よって、本実施形態では、配管隙間とフェルール先端の厚みとの関係(配管隙間比)を明確に規定するために、配管2の外径の下限値は19.05mmに設定されている。
In a bite type pipe joint, basically, as the pipe outer diameter increases, the pipe gap and the ferrule tip thickness increase. The pipe gap is set to facilitate the insertion of the pipe at the time of construction, but the pipe tolerance (including roundness) changes around the outer diameter of 19.05 mm. There is an inflection point in relation to the outer diameter. That is, the inclination is different between the pipe outer diameter of less than 19.05 mm (especially 15.88 mm or less) and 19.05 mm or more, and when it is less than 19.05 mm, the pipe gap is the original value. Is set larger than. Therefore, in this embodiment, the lower limit value of the outer diameter of the
また配管2の外径が38.10mmを超える場合には、配管隙間及びフェルール先端の厚みが過大になるため、締付トルクが大きく上昇してしまう。そのため、本実施形態では、配管2の外径の上限値は38.10mmに設定されている。
When the outer diameter of the
<変形例1>
次に、上記実施形態の変形例1に係るフロントフェルール41の形状について、図8を参照して説明する。図8は、変形例1に係るフロントフェルール41の第1の先端部41Aの近傍における拡大図である。
<
Next, the shape of the
フロントフェルール41の先端面45は、内径側に位置する平面部48と、当該平面部48に繋がり、かつ外径側に位置する第1曲面部46と、を含む。つまり、フロントフェルール41は、上記実施形態で例示した形状において外径側の角部(図8中斜線部)を除くように変形したものである。第1の先端部41Aの径方向における厚みT2は、先端面45と内周面44との接続点P1と、先端面45の延長線(図中破線)とフェルール傾斜面43の延長線(図中破線)との交点P2との間の長さにより規定される。
The
<変形例2>
次に、上記実施形態の変形例2に係るフロントフェルール51の形状について、図9を参照して説明する。図9は、変形例2に係るフロントフェルール51の第1の先端部51Aの近傍における拡大図である。
<
Next, the shape of the
フロントフェルール51の先端面55は、内径側に位置する第2曲面部58と、外径側に位置する第3曲面部56と、を含む。つまり、フロントフェルール51は、上記実施形態で例示した形状において内径側及び外径側の角部(図9中斜線部)をそれぞれ除くように変形したものである。内周面54の延長線とフェルール傾斜面53の延長線とを結ぶ直線L1は、接点P1において先端面55に接している。第1の先端部51Aの径方向における厚みT3は、直線L1の長さにより規定される。
The
<実験例>
フロントフェルール先端の厚みに対する配管隙間の比(配管隙間比:配管隙間/フロントフェルール先端の厚み)が締付トルクに与える影響について調査した。具体的には、種々の配管隙間比に設計された管継手を準備し、配管変形量を一定にしたときの締付トルクをそれぞれ測定した。そして、配管隙間比と締付トルクとの関係について調査した。
<Experimental example>
The effect of the ratio of the pipe gap to the thickness of the front ferrule tip (pipe gap ratio: pipe gap / front ferrule tip thickness) on the tightening torque was investigated. Specifically, pipe joints designed for various pipe clearance ratios were prepared, and the tightening torque when the pipe deformation amount was made constant was measured. Then, the relationship between the piping gap ratio and the tightening torque was investigated.
図10は、上記調査結果を示すグラフである。図10のグラフ中、横軸は配管隙間比を示し、縦軸は変形トルク数を示している。ここで、変形トルク数とは、測定された締付トルクのデータから配管外径による影響を除外するために定義されたものであり、締付トルクの測定値を配管外径の二乗値で除することにより得られる。 FIG. 10 is a graph showing the survey results. In the graph of FIG. 10, the horizontal axis indicates the pipe gap ratio, and the vertical axis indicates the number of deformation torques. Here, the number of deformation torques is defined to exclude the influence of the pipe outer diameter from the measured tightening torque data, and the measured value of the tightening torque is divided by the square value of the pipe outer diameter. Can be obtained.
図10から明らかなように、配管隙間比が0.8を超える場合及び0.3を下回る場合に比べて、配管隙間比が0.3以上0.8以下の範囲内である場合では変形トルク数が小さくなった。特に、配管隙間比が0.3以上0.5以下の範囲内には変形トルク数の最小値が存在した。この結果より、配管隙間比を0.3以上0.8以下(好ましくは0.3以上0.5以下)に設定することで、所定の配管変形量を得るために必要な締付トルクを低減可能であることが分かった。 As is clear from FIG. 10, the deformation torque is greater when the pipe gap ratio is in the range of 0.3 to 0.8 than when the pipe gap ratio is greater than 0.8 and less than 0.3. The number has become smaller. In particular, there was a minimum value of the number of deformation torques within the piping gap ratio range of 0.3 to 0.5. From this result, the tightening torque required to obtain a predetermined amount of pipe deformation is reduced by setting the pipe gap ratio to 0.3 to 0.8 (preferably 0.3 to 0.5). I found it possible.
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図されている。 It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 管継手、2 配管、10 継手本体、11 本体傾斜面、21 フロントフェルール(第1のフェルール)、21A 先端部(第1の先端部)、22 バックフェルール(第2のフェルール)、23 フェルール傾斜面、T0,T1 厚み、D1 配管隙間(隙間)、P 軸方向、θ1 第1の傾斜角、θ2 第2の傾斜角
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記配管(2)が挿入される継手本体(10)と、
前記配管(2)の周囲を囲む環形状を有し、第1の先端部(21A)を有する第1のフェルール(21)と、を備え、
前記第1の先端部(21A)の前記環形状の径方向における厚み(T1)に対する、前記継手本体(10)と前記配管(2)との間の前記径方向における隙間(D1)の比である配管隙間比が0.3以上0.8以下である、管継手(1)。 A bite type pipe joint (1) for connecting pipes (2) having an outer diameter of 19.05 mm or more and 38.10 mm or less,
A joint body (10) into which the pipe (2) is inserted;
A first ferrule (21) having a ring shape surrounding the pipe (2) and having a first tip (21A);
The ratio of the gap (D1) in the radial direction between the joint body (10) and the pipe (2) to the ring-shaped radial thickness (T1) of the first tip (21A). A pipe joint (1) having a pipe gap ratio of 0.3 to 0.8.
前記第1のフェルール(21)は、
前記第1の先端部(21A)が前記本体傾斜面(11)に当接するように配置され、
前記本体傾斜面(11)に対向し、かつ前記第1の傾斜角(θ1)よりも小さい第2の傾斜角(θ2)で前記軸方向(P)に対して傾斜するフェルール傾斜面(23)を有する、請求項1〜4の何れか1項に記載の管継手(1)。 The joint main body (10) has a main body inclined surface (11) which is an inner peripheral surface inclined at a first inclination angle (θ1) with respect to the axial direction (P) of the pipe (2).
The first ferrule (21) is:
The first tip (21A) is disposed so as to contact the main body inclined surface (11),
A ferrule inclined surface (23) facing the main body inclined surface (11) and inclined with respect to the axial direction (P) at a second inclination angle (θ2) smaller than the first inclination angle (θ1). The pipe joint (1) according to any one of claims 1 to 4, comprising:
前記配管(2)は、銅からなる、請求項1〜5の何れか1項に記載の管継手(1)。 The joint body (10) is made of brass,
The pipe joint (1) according to any one of claims 1 to 5, wherein the pipe (2) is made of copper.
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