JP2021036157A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な締め付けトルクを要することなく、気密性の確保及び管材の抜け落ちの防止を図る。【解決手段】管継手１０は、雌ネジ部１３と押圧部１５とを有する締め付けナット１２と、内装リング部材２０と、を備える。内装リング部材２０は、第１部位２２と、第１部位２２よりも薄肉の第２部位２４とを有する。第２部位２４の内周面２４ａに、周方向の全体に亘って突起３０が形成される。内装リング部材２０の先端面２２ａは曲面状の断面に形成されている。締め付けナット１２が第１管材１に締め付けられることにより、内装リング部材２０の第１部位２２側の端部が第１管材１の傾斜面１ｂに沿ってフレア状に変形するとともに、内装リング部材２０の第２部位２４側の端部が押圧部１５によって押圧されて突起３０が第２管材２に食い込む。【選択図】図１

Description

本発明は、管継手に関する。

下記特許文献１に開示されているように、２つの管材を気密状に接続するための管継手が知られている。特許文献１に開示されている管継手は、図５に示すように、内鍔６５ａを有する袋ナット６５と、袋ナット６５の内側に収納される圧縮変形スリーブ６８と、を備えている。圧縮変形スリーブ６８の一端部は、一方の管材である継手本体７０のテーパ面７０ａに対応した拡径テーパ面６８ａとして形成されている。圧縮変形スリーブ６８の外周面には、径方向の内側に凹む周溝Ｇが形成されており、これにより、圧縮変形スリーブ６８には、周溝Ｇの底部としての薄壁部６８ｂが設けられている。

この管継手では、袋ナット６５を継手本体７０に螺合し、袋ナット６５をねじ込んでいくと、袋ナット６５の内鍔６５ａによって圧縮変形スリーブ６８が軸方向に押圧される。これに伴い、圧縮変形スリーブ６８の拡径テーパ面６８ａが継手本体７０のテーパ面７０ａに強く圧接し、また、薄壁部６８ｂが内方に塑性変形して、管材であるパイプ７２の外周面に食い込む。拡径テーパ面６８ａがテーパ面７０ａに圧接されるとともに、薄壁部６８ｂがパイプ７２の外周面に食い込むことによって密封作用が生じるとともに、パイプ７２の抜け落ち防止が図られる。

特開２０１６−２２３５３６号公報

特許文献１の管継手では、パイプ７２をフレア加工することなく、パイプ７２と管継手本体７０との間の気密性を確保することができる。したがって、フレア加工された管材とフレアナットを用いる場合のような締め込み不足や締め込み過ぎ、フレア部分の寸法ばらつきの問題、管端のバリの不均一の問題等が解決されている。しかしながら、袋ナット６５の内鍔６５ａによって圧縮変形スリーブ６８を軸方向に押圧して薄壁部６８ｂを塑性変形させる構成であるため、袋ナット６５の締め付けトルクが非常に大きなものになってしまうという問題がある。

そこで、本発明は、前記従来技術を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、過大な締め付けトルクを要することなく、気密性の確保及び管材の抜け落ちの防止を図ることにある。

前記の目的を達成するため、本発明に係る管継手は、雄ネジを有するとともに端部に傾斜面が形成された金属製の第１管材に第２管材を接続するための管継手であって、前記第１管材の前記雄ネジに螺合される雌ネジ部と、内周面が傾斜状の押圧部とを有する締め付けナットと、前記締め付けナットの内側に配置される金属製の内装リング部材と、を備える。前記内装リング部材は、第１部位と、前記第１部位よりも薄肉の第２部位とを有し、前記第１部位から前記第２部位に亘って前記第２管材を挿通可能に構成される。前記第２部位の内周面に、周方向の全体に亘って突起が形成される。前記内装リング部材の第１部位側の端部における、前記第１管材の前記傾斜面に押圧される面は、断面が曲面状に形成されている。前記締め付けナットが前記第１管材に締め付けられることにより、前記内装リング部材の第１部位側の端部が前記第１管材の前記傾斜面に沿ってフレア状に変形するとともに、前記内装リング部材の第２部位側の端部が前記押圧部によって押圧されて前記突起が前記第２管材に食い込むように構成されている。

本発明に係る管継手では、締め付けナットが第１管材に締め付けられると、内装リング部材は、第１管材と締め付けナットの押圧部とによって挟まれる。そして、さらに締め付けナットがねじ込まれると、内装リング部材の第１部位側の端部が第１管材の傾斜面に沿ってフレア状に変形するとともに、内装リング部材の第２部位が押圧部の内周面によって押圧されて、内装リング部材の第２部位が内側に変形して突起が第２管材の外周面に食い込む。これにより、気密性が確保されるとともに、第２管材が脱落することを防止することができる。また、内装リング部材において、第１管材の傾斜面が押圧する面の断面が曲面状に形成されているため、内装リング部材がフレア状に変形する際にも、内装リング部材と第１管材との間の面接合が確保される。したがって、金属製の第１管材と金属製の内装リング部材との間の気密接触を確保することができ、長期に亘り信頼性を得ることができる。

前記突起は、管軸方向の２カ所に設けられていてもよい。

この態様では、気密性をより確実にすることができるとともに、第２管材の脱落をより確実に防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、過大な締め付けトルクを要することなく、気密性の確保及び管材の抜け落ちの防止を図ることができる。

（ａ）実施形態に係る管継手を示しており、（ｂ）内装リング部材の突起が第２管材に食い込んだときの状態を概略的に示す図である。 締め付けナットの構成を示す図である。 内装リング部材の構成を示す図である。 （ａ）ゴムキャップが装着される場合の締め付けナットの構成を示す図であり、（ｂ）ゴムキャップの構成を示す図である。 従来の管継手を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１（ａ）に示すように、本実施形態に係る管継手１０は、第１管材１に第２管材２を接続するための管継手である。第２管材２が第１管材１に接続された状態で、両管材１，２には空調機の冷媒等の流体が流れる。第２管材２の外径は、例えば、６．３５ｍｍ、９．４２ｍｍ、１２．７ｍｍ又は１５．８ｍｍである。なお、図１（ａ）は、後述の内装リング部材２０の突起が第２管材２に噛み込む前の仮止めの状態を示している。

第１管材１は、例えばフレアユニオンによって構成されており、雄ネジ１ａを有するとともに、雄ネジ１ａの先の端部に傾斜面１ｂが形成されている。一方、第２管材２は、第１管材１の先端部に当接するパイプによって構成されている。第１管材１及び第２管材２は、何れも、銅やアルミニウム等の金属製である。

管継手１０は、第１管材１の雄ネジ１ａに螺合される雌ネジ部１３を有する締め付けナット１２と、締め付けナット１２の内側に配置される内装リング部材２０と、を備えている。

締め付けナット１２は、図２にも示すように、軸方向の一端側に雌ネジ部１３が配置され、軸方向の他端部は、内周面が傾斜状に形成された押圧部１５として形成されている。雌ネジ部１３と押圧部１５との間の本体部１７では、内周面が管軸方向に平行となっている。本体部１７は六角ナットとして構成されており、図外のレンチで本体部１７にトルクを付与し、締め付けナット１２を第１管材１に対して締め付けることができる。

本体部１７の内径は、内装リング部材２０を挿入できる大きさに設定されている。雌ネジ部１３の内径は、本体部１７の内径よりも大きくなっている。したがって、雌ネジ部１３の内周面は本体部１７の内周面に対して段差状に繋がっている。一方、押圧部１５の内周面は、本体部１７の内周面から離れるに従って、本体部１７の内周面から次第に径方向の内側に向かうように傾斜している。押圧部１５の内周面は、管軸方向に対して２０度プラスマイナス５度（１５度〜２５度）の範囲内での傾斜となっている。

内装リング部材２０は、図３にも示すように、両端部を除いて軸方向において外径が一定のリング状に形成されている。内装リング部材２０の両端部の外面はそれぞれ、先端に向かうほど外径が小さくなる傾斜状に形成されている。

内装リング部材２０は、第１部位２２と、第１部位２２よりも薄肉の第２部位２４とを有する。第１部位２２から第２部位２４に亘り、第２管材２が挿通される（図１（ａ）参照）。

第１部位２２は、先端部を除いて肉厚が一定で且つ内径及び外径が一定の形状に形成されている。第１部位２２の先端面２２ａ、すなわち、内装リング部材２０の一端部側の端面２２ａは、第１管材１の傾斜面１ｂに対応して傾斜した傾斜状の面となっている。この先端面２２ａは、管軸方向に沿う縦断面が凸状の曲面状に形成されている。つまり、第１部位２２側の端部における、第１管材１の傾斜面１ｂに押圧される面２２ａは、曲面状の断面に形成されている。

第２部位２４は、管軸方向において第１部位２２に繋がっている。第２部位２４は、外面が第１部位２２の外面と面一である一方、内周面２４ａが第１部位２２の内周面２２ｂよりも径方向外側に位置している。したがって、第２部位２４の内周面２４ａは第１部位２２の内周面２２ｂに対して段差状に繋がっている。したがって、第２部位２４は、第１部位２２との境界を中心にして径方向内側に向けて変形しやすくなっている。

第２部位２４は、管軸方向において、先端部を除いて外径が一定の形状に形成されているが、第２部位２４の先端部においても外径が一定の形状に形成されていてもよい。

第２部位２４の内周面２４ａには、２つの突起３０が形成されている。２つの突起３０は、何れの内側に向けて突出しており、第２部位２４の周方向の全体に亘って形成されている。したがって、突起３０はリング状になっている。一方の突起３０は、第２部位２４における外径が一定となっている部位に配置され、もう一方の突起３０は、外径がテーパ状となっている先端部に配置されている。なお、１つのみの突起３０が形成されていてもよい。

ここで、管継手１０により、第２管材２を第１管材１に接続する方法について説明する。

まず、内装リング部材２０を締め付けナット１２の内側に挿入し、内装リング部材２０に第２管材２を挿通する。この状態で、内装リング部材２０の雌ネジ部１３を第１管材１の雄ネジ１ａに螺合する（手締め）。このとき、図１（ａ）に示すように、第２管材２は第１管材１に当接してもよく、あるいは当接していなくてもよい。この状態では、内装リング部材２０の第２部位２４の一部が、締め付けナット１２の押圧部１５の内面に接しているが、内装リング部材２０の突起３０は、まだ第２管材２に食い込んでいない。

この手締めの状態から締め付けナット１２をさらに締め付けると、締め付けナット１２は図１（ａ）の状態から図の左側に向けて移動する。このとき、締め付けナット１２を１回転〜１回転半回転させる。これに伴い、内装リング部材２０は、図の左側に移動して、第１部位２２側の曲面状の先端面が第１管材１の傾斜面１ｂに乗り上げてフレア状に変形する一方で、内装リング部材２０の第２部位２４の全体が押圧部１５の内面と接触することから、第２部位２４は、第１部位２２との境を中心として径方向の内側に向けて変形する。このときの第２部位２４の傾きは、管軸方向に対して２０度プラスマイナス５度（１５度〜２５度）の角度となっている。これにより、突起３０は、第２管材２に向けて押圧されるとともに第２管材２に食い込む。これに伴い、第２管材２も第１管材１側に押しつけられる。このとき、第２管材２は、第１管材１側の端部が変形する程度に第１管材１に押しつけられるため、第２管材２と第１管材１とは気密状に密着する。

以上説明したように、本実施形態の管継手１０では、締め付けナット１２が第１管材１に締め付けられると、内装リング部材２０は、第１管材１と締め付けナット１２の押圧部１５とによって挟まれる。この状態からさらに締め付けナット１２がねじ込まれると、内装リング部材２０の第１部位２２側の端部が第１管材１の傾斜面１ｂに沿ってフレア状に変形するとともに、内装リング部材２０の第２部位２４が押圧部１５の内周面によって押圧されて、内装リング部材２０の第２部位２４が内側に変形して突起３０が第２管材２の外周面に食い込む。これにより、気密性が確保されるとともに、第２管材２が脱落することを防止することができる。Ｏリング等のゴム部材は不要であるため、長期間に亘ってシール性を確保することができる。また、第２管材２の端部をフレア加工しておく必要がないため、フレア寸法のばらつきの影響を受けることもない。

また本実施形態では、内装リング部材２０における第１管材１側の先端面２２ａが曲面状の断面に形成されているので、内装リング部材２０及び第１管材１が何れも金属製である場合であっても、気密性を確保することができる。すなわち、内装リング部材２０において、第１管材１の傾斜面１ｂが押圧する面２２ａが曲面状の断面を有しているため、内装リング部材２０がフレア状に変形する際にも、内装リング部材２０と第１管材１との間の面接合が確保される。したがって、内装リング部材２０及び第１管材１が何れも金属製であったとしても、気密性を確保することができる。このため、長期に亘り信頼性を得ることができる。

また本実施形態では、突起３０が管軸方向の２カ所に設けられているので、気密性をより確実にすることができるとともに、第２管材２の脱落をより確実にすることができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、図４（ｂ）に示すように、締め付けナット１２に装着されるゴムキャップ３５を有していてもよい。ゴムキャップ３５は、アルミニウム製の管材の接続の場合等に使用される。ゴムキャップ３５を使用する場合、締め付けナット１２の押圧部１５の外周面には、図４（ａ）に示すように、周溝１８が形成されるように加工が施されるのが好ましい。ゴムキャップ３５の内周面には、締め付けナット１２の周溝１８に嵌合する凸部３５ａが形成されている。また、ゴムキャップ３５の内周面には、第２管材２の外周面に押し付けられるように、第２凸部３５ｂが形成されている。

１ ：第１管材
１ａ ：雄ネジ
１ｂ ：傾斜面
２ ：第２管材
１０ ：管継手
１２ ：締め付けナット
１３ ：雌ネジ部
１５ ：押圧部
２０ ：内装リング部材
２２ ：第１部位
２２ａ ：先端面
２２ｂ ：内周面
２４ ：第２部位
２４ａ ：内周面
３０ ：突起

Claims (2)

1. 雄ネジを有するとともに端部に傾斜面が形成された金属製の第１管材に第２管材を接続するための管継手であって、
   前記第１管材の前記雄ネジに螺合される雌ネジ部と、内周面が傾斜状の押圧部とを有する締め付けナットと、
   前記締め付けナットの内側に配置される金属製の内装リング部材と、を備え、
   前記内装リング部材は、第１部位と、前記第１部位よりも薄肉の第２部位とを有し、前記第１部位から前記第２部位に亘って前記第２管材を挿通可能に構成され、
   前記第２部位の内周面に、周方向の全体に亘って突起が形成され、
   前記内装リング部材の第１部位側の端部における、前記第１管材の前記傾斜面に押圧される面は、断面が曲面状に形成され、
   前記締め付けナットが前記第１管材に締め付けられることにより、前記内装リング部材の前記第１部位側の端部が前記第１管材の前記傾斜面に沿ってフレア状に変形するとともに、前記内装リング部材の第２部位側の端部が前記押圧部によって押圧されて前記突起が前記第２管材に食い込むように構成されている、管継手。
2. 前記突起は、管軸方向の２カ所に設けられている、請求項１に記載の管継手。