JP2021017933A - 冷媒流路用配管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】超臨界状態での使用に耐え、作業性に優れた冷媒流路用の配管継手を提供することを目的とする。【解決手段】冷媒流路用配管継手であって、前記パイプの外周面と係合する係合部を有する接続部を有する配管継手本体と、前記配管継手本体の内部を、前記配管継手本体の中心軸方向に移動可能なシャフトと、前記シャフトと前記中心軸に垂直な軸を介して接続され、当該垂直な軸中心とした回転方向に所定角度移動するカムアームと、を備え、前記カムアームの端部が、前記配管継手本体の端部と接触することで、前記シャフトが、前記中心軸に沿って前記接続部の方向に移動し、前記パイプの端部と係合することを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、カーエアコン等の空調システム内などに充填される冷媒の流路用の接続に用いられる配管継手に関する。

カーエアコンに使用される冷媒の代表的なものとしてＨＦＣ−１３４ａ（Ｒ１３４ａ）が採用されているが、近年、温暖化係数（ＧＷＰ）の少ない冷媒として、ＨＦＯ−１２３４ｙｆを採用したガソリン・ディーゼル車及びＥＶ・ＨＶ車が普及し始めている。さらに、新たな冷媒として、ＣＯ２冷媒の開発が進められ、今後普及するものと考えられる。

ＣＯ２冷媒は、その臨界温度が従来の触媒と比較して低いため、超臨界状態で使用され、また、使用時に高温、高圧状態に達する。したがって、従来の配管継手ゴム製のようにゴム製のシール材を使用すると、高温、高圧状態に耐えられなくなり、シール材が劣化し、正常に機能しなくなる、という問題が生じる。

ここで、高温、高圧状態で使用されるＣＯ２冷媒を信頼度高くシールすることを提供するために、雄側継手と雌側継手とを備え、両継手の接合面にメタルガスケットを嵌め入れる構造を有する、配管継手が開示されている（特許文献１）。

特開２００７−１７０５７０号公報

しかしながら、上記特許文献に開示の配管継手は、メタルガスケットやスリーブ等部品点数が多く、作業性及びメンテナンス性に改善の余地が残る。

そこで、本発明は、超臨界状態での使用に耐え、作業性に優れた冷媒流路用の配管継手を提供することを目的とする。

本発明の一の実施形態は、前記パイプの外周面と係合する係合部を有する接続部を有する配管継手本体と、前記配管継手本体の内部を、前記配管継手本体の中心軸方向に移動可能なシャフトと、前記シャフトと前記中心軸に垂直な軸を介して接続され、当該垂直な軸中心とした回転方向に所定角度移動するカムアームと、を備え、 前記カムアームの端部が、前記配管継手本体の端部と接触することで、前記シャフトが、前記中心軸に沿って前記接続部の方向に移動し、前記パイプの端部と係合することを特徴とする。

本発明によれば、超臨界状態での使用に耐え、作業性に優れた冷媒流路用の配管継手を提供することができる。

本発明の第１の実施形態による、アンクランプ時の配管継手の外観図である。 本発明の第１の実施形態による、クランプ時の配管継手の外観図である。 本発明の第１の実施形態による、配管用パイプの外観図である。 本発明の第１の実施形態による、配管継手の動作の仕組みを説明する模式図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態によるマニホールドゲージは、以下のような構成を備える。
［項目１］
パイプと脱着可能に接続する、配管継手であって、前記パイプの外周面と係合する係合部を有する接続部を有する配管継手本体と、
前記配管継手本体の内部を、前記配管継手本体の中心軸方向に移動可能なシャフトと、
前記シャフトと前記中心軸に垂直な軸を介して接続され、当該垂直な軸中心とした回転方向に所定角度移動するカムアームと、を備え、
前記カムアームの端部が、前記配管継手本体の端部と接触することで、前記シャフトが、前記中心軸に沿って前記接続部の方向に移動し、前記パイプの端部と係合することを特徴とする、冷媒流路用配管継手。
［項目２］
前記シャフトは金属製である、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。
［項目３］
前記配管継手本体の端部は、前記中心軸に垂直な軸方向に突出する凸部を有する、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。
［項目４］
前記カムレバーの端部が、前記配管継手本体の端部と接触することで、前記カムレバーがクランプ状態となる、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。
［項目５］
前記クランプ状態のときに、前記シャフトが前記開口部の方向に移動する、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。

以下、図面を用いて本発明の第１の実施形態による冷媒流路用配管継手について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による、アンクランプ時の配管継手の外観図である。

配管継手１は、カーエアコン等の空調システム内などに充填される冷媒の流路用の接続に用いられるツールである。

図１に示すように、配管継手１は、管状に形成される配管継手本体２と、配管継手本体２と接続し、また、スリーブ１４と、配管継手本体２の内部に配置され、（図示しない）配管パイプの外周面と係合するための係合部とを有する接続部３と、軸６を中心に所定角度回動するカムアーム４と、レバー５等で構成される。作業者は、レバー５を使ってカムアーム４を回動させることができるが、レバー５を設けずに、カムアーム４回動操作することもできる。また、これらの部品は、例えば、鋼鉄等の材料を用いることができ、メッキ処理などの表面処理が施される。

図１に示すように、配管継手本体２の外周面にスリーブ３が形成され、作業者は、スリーブ１４を、本体２の開口部側端部に向かってスライド移動させることが可能である。図１に示す状態は、スリーブ３が、スライド移動されずに初期状態の位置にある。

また、カムアーム４と、配管継手本体２内部に配置され、外部のプラグ９と接続されるシャフト１５とは、軸６周辺に形成される螺子穴に挿入される螺子によって、カムアーム４及び配管継手本体の内部に配置される（図示しない）スペーサを介して接続される。

また、配管継手本体２の外周面の所定の位置には、カムアーム４が所定角度回動した際に、カムアームと係合するための凹部７が形成される。さらに、本体の開口部と反対側の端部には、本体外周面から、本体の中心軸に対して垂直方向に突出する凸部（突出部）８が形成される。

図２は、本発明の第１の実施形態による、アンクランプ時の配管継手の外観図である。

作業者は、スリーブ１４を、本体２の開口部側端部に向かってスライドさせることで、パイプ１０の外周面を（図示しない）接続部と係合させることができる。

そして、作業者は、レバー５を使って、カムアーム４を所定方向に所定角度回動させることができる。例えば、図１に示すような、レバー５が本体２のプラグ９側の端部の方向を向いた状態から、図２に示すような、本体２のパイプ１０が接続される開口部側の端部の方向まで回動させることができる。

カムアーム４が所定角度回動すると、カムアーム４の所定の端部P１が、本体２の端部の凸部８に接触することで、カムアーム４が係止し、また、カムアーム４と本体２の外周面に形成される凹部とが係合する。この状態をクランプ状態という。このクランプ状態において、後述する仕組みによって、配管継手１とパイプ１０の端面とが係合する。

図３は、本発明の第１の実施形態による、配管用パイプの外観図である。

図３に示すように、本実施形態においては、銅管のビードパイプ型のパイプ１０を用いるが、これに限られず、直管、拡管、その他特殊形状のパイプを用いることができ、かつ材料も限定されない。本実施形態のパイプ１０は、配管継手１と係合される端部にテーパ形状を有することができる。テーパ形状を有することで、配管継手１の係合部との係合の度合いが高まり、さらに高い密閉性を担保することができる。

図４は、本発明の第１の実施形態による、配管継手の動作の仕組みを説明する模式図である。

図４（ａ）は、アンクランプ状態の配管継手１を上面から見た断面図である。図４（ａ）に示すように、配管継手本体２の内部には、配管継手１の中心軸に延びるシャフト１５が配置され、シャフト１５は、カムアーム４シャフトを接続するために螺子の貫通穴を有し、また、中心軸にシャフト１５を通すための貫通穴を有するスペーサ１６、パイプ１０の端部と係合するための係合部１９、係合部１９とスペーサの間に配置されるバネ１８、弾性部材１８（例えば、バネ）とスペーサ１６との間に介在するスペーサ１７（例えば、ワッシャ）等で構成される。

また、接続部３は、配管継手本体２の外周面に形成されるスリーブ１４、スリーブ１４のスライド動作によって、その位置を移動させる、複数のボール１２、及びパイプの外周面を係合させる接続部１１等で構成される。

スリーブ１４は、本体２の、パイプ１０と接続する開口部１３側端部にスライドすることができるように構成される。本体２とスリーブ３との間のスペース部分にバネ等の弾性部材を用いることで、スライド動作を安定的に実現することができる。

図４（ａ）においては、カムレバー４がアンクランプ状態であり、シャフト１５が初期の位置にある。すなわち、シャフト１５は、プラグ９が位置する側のポジションにある。さらに、スリーブ１４は、ボール１２によって係止されており、ボール１２は、開口部１３から離れたポジションにある。

図４（ｂ）は、クランプ状態の配管継手１を上面から見た断面図である。まず、パイプ１０を受け入れるために、図４（ａ）のように、複数のボール１２によって形成される開口が、外側に拡げて、パイプ１０を本体２の内部に挿入する。図４（ｂ）に示すように、パイプ１０を本体２の内部に挿入すると、パイプの一部（例えば、ビード部分）が接続部１１によって係止され、パイプ１０の外周面と接続部１１とが係合する。そして、スリーブ１４を開口部の方向に移動させると、ボール１２が本体２の中心軸方向に押し出され、パイプ１０の一部をロックする。

また、カムアーム４を、軸６を中心として回動させると、カムアーム４の端部Ｐ１と、本体２の端部８とが接触すると、シャフト１５が全体として、本体２の中心軸に沿って接続部１１の方向に押し出される形となり、移動する。シャフト１５の外周面の所定の位置には、カムアーム４とシャフト１５とを接続する螺子が摺動するための（図示しない）凹部が中心軸の所定長さに渡って形成され、カムアーム４の端部Ｐ１が本体２の端部８に接触する際に印加される力によって、螺子がシャフト１５上の凹部を摺動し、バネ１８による力と共に、シャフト１５を接続部１１の方向に押し出すことになる。

シャフト１５が接続部の方向に移動することで、シャフト１５の端部に形成される係合部１９が、パイプ１０の端部と係合し、メタルタッチが実現される。ここで、シャフト１５の、配管継手と接触する端部に、高耐摩耗性及び表面硬度を向上させる表面処理を施すことで、シャフトの高い寿命化を図ることができる。

以上、本実施形態によれば、シール材やこれに代わる部材を使用することなく、配管継手とパイプとのより確実な接続を実現することができる。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１ 配管継手
２ 配管継手本体
３ 接続部
４ カムアーム
５ レバー
６ 回動軸
７ 凹部
８ 端部
９ プラグ
１０ パイプ
１４ スリーブ

Claims (5)

1. パイプと脱着可能に接続する、配管継手であって、前記パイプの外周面と係合する係合部を有する接続部を有する配管継手本体と、
   前記配管継手本体の内部を、前記配管継手本体の中心軸方向に移動可能なシャフトと、
   前記シャフトと前記中心軸に垂直な軸を介して接続され、当該垂直な軸中心とした回転方向に所定角度移動するカムアームと、を備え、
   前記カムアームの端部が、前記配管継手本体の端部と接触することで、前記シャフトが、前記中心軸に沿って前記接続部の方向に移動し、前記パイプの端部と係合することを特徴とする、冷媒流路用配管継手。
2. 前記シャフトは金属製である、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。
3. 前記配管継手本体の端部は、前記中心軸に垂直な軸方向に突出する凸部を有する、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。
4. 前記カムレバーの端部が、前記配管継手本体の端部と接触することで、前記カムレバーがクランプ状態となる、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。
5. 前記クランプ状態のときに、前記シャフトが前記開口部の方向に移動する、請求項１に記載の冷媒流路用配管継手。