JP4229775B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、管継手、特に、継手本体の接合孔に管およびスリーブを挿入して継手本体のネジ部にナットをねじ込む管継手に関する。

内部に流体を流す流体管に対して用いられる継手（管継手）は、管の劣化や流体供給源の劣化などが生じたときに交換、修理を容易に行うことができるよう、取り外し可能なものが多く使われている。管継手として、用途に応じた各種のネジ構造のものが存在する。
エアコン等においては、流体管の中を冷媒が流れ、管継手としてフレア継手が使用されていることが多い。そして、最近では、温暖化への影響を考えて、冷媒を、フロンから、設計圧力が高圧となる代替フロンや二酸化炭素、あるいは可燃性を持つ炭化水素系のものに切り替えることが行われたり検討されたりしている。

例えば、炭化水素を冷媒として採用する場合、炭化水素の使用圧力は約３ＭＰａであって従来から使用しているフロン冷媒と同程度の耐圧を継手が満たせばよいことになるが、炭化水素が可燃性であることから、従来以上に継手からの冷媒の漏れの防止が要求されることになる。
また、二酸化炭素や従来のフロンよりも設計圧力が高くなる代替フロンを冷媒として採用する場合、従来よりも高い耐圧性を持った管継手が要求される。

このため、フレア継手よりも高圧での使用に適したくい込み継手の採用が必要となってくる。
図６に、従来の汎用のくい込み継手の一例を示す。図６（ａ）はナット１０２の締め付け前、図６（ｂ）はナット１０２の締め付け後の状態を示している。図６に示すように、この継手は、継手本体１０１と、ナット１０２と、その間に設けられるスリーブ１０３とから構成されており、スリーブ１０３の先端を管１１１にくい込ませて管１１１を継手本体１０１に接続する構造になっている。このようなくい込み継手は、従来は肉厚の鋼管に使用されているが、最近では、薄肉のステンレス鋼管の接続にも用いられるようになっている。

特許文献１には、屋内配管用の薄肉ステンレス鋼管の接続に用いるくい込み継手が示されている。ここには、鋼管製スリーブが締め付けにより彎曲することでスリーブの先端が管にくい込む際に生じる管のへたり込みを防止する構造が開示されている。
特許文献２には、工作機械用のクーラント配管に使用する薄肉ガス管の接続に用いるくい込み継手が示されている。ここでは、継手本体の段差部にＯリングとコレットの一端を挿入すると、継手本体の端面とコレットの外径部に設けた突起の端面との間に隙間が形成される。そして、コレットをナットで締め付けて両端面を接触させると、Ｏリングにより所定のシール圧が得られ、さらにナットを所定の位置まで締め付けると、コレットの内径部に設けたツメが管にくい込んで所定の接続力が得られる。
実公昭６１−２６７０５号公報 特開２００１−１５９４４８１号公報

くい込み継手は、例えば２０ＭＰａ程度の高圧流体のステンレス配管（油圧などの配管）や半導体製造装置などにおいて既に採用が為されている。
しかし、くい込み継手は、初めての締結の場合には、金属面の塑性変形および加工硬化により高いシール性が確保できるが、取り外した後に再使用する場合には、最初の締結時よりもシール力が低下して、温度変化による膨張収縮や振動等によって経時的なゆるみにより漏れが発生する恐れがある。

したがって、くい込み継手の再使用は避けるべきであるが、従来のくい込み継手では、管を引き抜くときは、ナットを外して、管とその管にくい込んだスリーブとをアセンブリとして引き抜く。そして、その引き抜きと逆の動作を行えば、管が継手によって接続された元の状態に戻る。このように、くい込み継手を取り外した後に再使用することが可能であるため、そのような再使用が行われると、継手部分での気密性や耐圧性を確保できなくなる恐れがある。

本発明の課題は、継手本体からナットを外して管およびスリーブを継手本体から引き抜いた後にこれらを使用して管を再接合させることにより生じる不具合、すなわち、気密や耐圧が確保できない等の問題点を解決することにある。

請求項１に係る管継手は、継手本体と、スリーブと、ナットとを備えている。継手本体には、管を接合するための接合孔が内部に形成されており、また、ネジ部が外面に形成されている。ナットは、管およびスリーブが接合孔に挿入された状態でネジ部にねじ込まれ、スリーブを介して管を接合孔に接合する。そして、スリーブは、ネジ部へのナットのねじ込みによって管と継手本体とに密着するとともに径方向外方に拡張する変形を起こし、ナットをネジ部から外して管およびスリーブを接合孔から引き抜いた後には、接合孔に対して所定位置まで挿入することができなくなる。

ここでは、管およびスリーブを継手本体の接合孔に挿入して、ナットを継手本体のネジ部にねじ込むことによって、スリーブが管と接合孔の接合部とに密着し、管が継手本体に接合される。例えば、継手本体に他の管を固定したり接合したりしておけば、その他の管と接合孔の接合部に密着して継手本体に接合される管とが、気密や耐圧が確保された状態で継がれる。

そして、ここでは、ナットを継手本体のネジ部へねじ込むときに径方向外方に拡張する変形を起こすようにスリーブを構成し、そのスリーブの拡張変形によって、ナットをネジ部から外して管およびスリーブを接合孔から引き抜いた後には接合孔に対してスリーブを所定位置まで挿入することをできなくしている。すなわち、最初に管を継手本体の接合部に接合させる際のナットのネジ部への締め込み動作を利用してスリーブに所定の変形を起こさせ、その変形後のスリーブを再接合のときに用いようとしても継手本体の接合孔に対して所定位置まで挿入できなくし、一度使ったスリーブを再利用することを非常に困難にしている。このため、一旦継手本体から管およびスリーブを引き抜いてしまうと、スリーブやそのスリーブと概ね一体となった管は、再び継手本体に対して所定位置まで挿入できなくなる。したがって、管を接合する作業者は、一度使用して変形してしまったスリーブや管を再度使うことを止め、新しいもので管を接合することを選ぶようになる。これにより、継手本体からナットを外して管およびスリーブを継手本体から引き抜いた後にこれらを使用して管を再接合させることにより生じる不具合、すなわち、気密や耐圧が確保できない等の不具合をなくすことができるようになる。

請求項２に係る管継手は、請求項１に記載の管継手であって、スリーブの径方向外側の部分には、段差部が形成されている。また、スリーブは、管およびスリーブを接合孔から引き抜いた後には、段差部が継手本体に引っ掛かり接合孔に対して所定位置まで挿入することができなくなる。
ここでは、スリーブの径方向外側の部分に段差部を形成している。このため、一度使用して変形したスリーブを力ずくで継手本体の接合孔に挿入しようとした場合にも、段差部が継手本体に引っ掛かり、少々の力ではスリーブを継手本体の接合孔に対して所定位置まで挿入できない。また、段差部が継手本体に引っ掛かることによって、作業者は新しいスリーブを使わなければならないことを思い出し、無理にスリーブを継手本体に挿入しようとはしなくなる。

請求項３に係る管継手は、請求項２に記載の管継手であって、継手本体には段差部が形成されている。この継手本体の段差部は、一度引き抜かれた管およびスリーブが再度挿入されてくる際にスリーブの段差部に引っ掛かる。
請求項４に係る管継手は、請求項３に記載の管継手であって、スリーブには、接合孔への挿入方向に対して傾斜する第１傾斜面および第２傾斜面が形成されている。第１傾斜面は、スリーブの挿入方向の先端から離れるに従って径方向外方に拡がる。第２傾斜面は、第１傾斜面よりもスリーブの挿入方向の後端側に形成され、第１傾斜面から離れるに従って径方向内方に近づく。

ここでは、第１傾斜面と第２傾斜面とが、スリーブの挿入方向に沿った面で切ったときの断面視において「へ」の字を構成する。このスリーブが挿入方向に圧縮されると、「へ」の字の頂点の部分、すなわち第１傾斜面と第２傾斜面との連結部分の近傍が径方向外方に拡がる変形をし、管およびスリーブを一旦継手本体の接合孔から引き抜いた後にはスリーブを再度接合孔に挿入することができなくなる。

請求項５に係る管継手は、請求項４に記載の管継手であって、スリーブの段差部は、第１傾斜面と第２傾斜面との間に形成されている。
ここでは、径方向外方に拡がる変形をする第１傾斜面と第２傾斜面との連結部分に、スリーブの段差部が形成されている。したがって、スリーブの段差部は、最初は継手本体に引っ掛かからない径方向位置に存在しているが、変形後には継手本体に引っ掛かる径方向位置に存在するように移行する。これにより、管およびスリーブを接合孔から引き抜いた後には、スリーブの段差部が継手本体に引っ掛かりスリーブを接合孔に対して所定位置まで挿入することができなくなる。

請求項６に係る管継手は、請求項３から５のいずれかに記載の管継手であって、継手本体における接合孔の導入側には、接合孔の内部空間から径方向外方に抜ける１又は複数のスリットが形成されている。
ここでは、接合孔の導入側において継手本体にスリットが形成されているため、拡張変形したスリーブを管とともに接合孔から引き抜く際に、スリーブが継手本体の段差部に当たっても、継手本体の段差部が比較的小さな力で弾性変形して拡がる。これにより、拡張変形したスリーブを管とともに接合孔から引き抜く作業が容易になる。

請求項７に係る管継手は、請求項３から６のいずれかに記載の管継手であって、継手本体の段差部には、管およびスリーブの引き抜きを容易にする傾斜面が形成されている。
ここでは、継手本体を径方向外方に押し広げる力を作用させる傾斜面が継手本体の段差部に形成されているため、拡張変形したスリーブを管とともに接合孔から引き抜く際に、スリーブが継手本体に当たっても、継手本体を比較的小さな力で弾性変形させて押し広げることができる。これにより、拡張変形したスリーブを管とともに継手本体の接合孔から引き抜く作業が容易になる。

請求項８に係る管継手は、請求項２から７のいずれかに記載の管継手であって、ナットは、スリーブの段差部が継手本体に引っ掛かる位置において、継手本体のネジ部に螺合しない。
ここでは、一度引き抜かれたスリーブを継手本体の接合孔に挿入しようとしても、スリーブの段差部が継手本体に引っ掛かり、ナットは継手本体のネジ部に螺合しない。このため、作業者がナットを継手本体のネジ部に無理矢理ねじ込もうとすることが抑えられる。

請求項９に係る管継手は、請求項１から８のいずれかに記載の管継手であって、継手本体には、ナットをネジ部にねじ込んだときにナットの側面に対向する対向面が形成されている。そして、この管継手では、ナットの側面と継手本体の対向面との間の隙間寸法によって、ナットをネジ部にねじ込むときの適正な締め付けトルクが定められる。
ここでは、ナットの側面と継手本体の対向面との隙間寸法で、締め付けトルクを管理することができる。例えば、隙間ゲージを使って締め付けトルクを管理したり、ナットの側面と継手本体の対向面とが接触するときに締め付けトルクが適正になるようにしたりすることができる。

請求項１０に係る管継手は、請求項１から９のいずれかに記載の管継手であって、管は、銅管または薄肉ステンレス鋼管である。

請求項１に係る管継手では、一旦継手本体から管およびスリーブを引き抜いてしまうと、スリーブやそのスリーブと概ね一体となった管は、再び継手本体に対して所定位置まで挿入できなくなる。したがって、管を接合する作業者は、一度使用して変形してしまったスリーブや管を再度使うことを止め、新しいもので管を接合することを選ぶようになる。これにより、継手本体からナットを外して管およびスリーブを継手本体から引き抜いた後にこれらを使用して管を再接合させることにより生じる不具合、すなわち、気密や耐圧が確保できない等の不具合をなくすことができるようになる。

請求項２に係る管継手では、スリーブの径方向外側の部分に段差部を形成しているため、一度使用して変形したスリーブを力ずくで継手本体の接合孔に挿入しようとした場合にも、段差部が継手本体に引っ掛かり、少々の力ではスリーブを継手本体の接合孔に対して所定位置まで挿入できない。
請求項３に係る管継手では、スリーブの段差部が継手本体の段差部に引っ掛かるため、一度引き抜かれたスリーブを継手本体の接合孔に対して所定位置まで挿入することができない。

請求項４に係る管継手では、第１傾斜面と第２傾斜面との連結部分の近傍が径方向外方に拡がる変形をし、管およびスリーブを一旦継手本体の接合孔から引き抜いた後にはスリーブを再度接合孔に挿入することができなくなる。
請求項５に係る管継手では、径方向外方に拡がる変形をする第１傾斜面と第２傾斜面との連結部分にスリーブの段差部が形成され、管およびスリーブを接合孔から引き抜いた後には、スリーブの段差部が継手本体に引っ掛かりスリーブを接合孔に対して所定位置まで挿入することができなくなる。

請求項６に係る管継手では、拡張変形したスリーブを管とともに接合孔から引き抜く際に、スリーブが継手本体の段差部に当たっても、継手本体の段差部が比較的小さな力で弾性変形して拡がるため、拡張変形したスリーブを管とともに接合孔から引き抜く作業が容易になる。
請求項７に係る管継手では、拡張変形したスリーブを管とともに接合孔から引き抜く際に、スリーブが継手本体の段差部に当たっても、継手本体を比較的小さな力で弾性変形させて押し広げることができ、拡張変形したスリーブを管とともに継手本体の接合孔から引き抜く作業が容易になる。

請求項８に係る管継手では、スリーブの段差部が継手本体に引っ掛かる位置ではナットが継手本体のネジ部に螺合しないため、作業者がナットを継手本体のネジ部に無理矢理ねじ込もうとすることが抑えられる。
請求項９に係る管継手では、隙間ゲージを使って締め付けトルクを管理したり、ナットの側面と継手本体の対向面とが接触するときに締め付けトルクが適正になるようにしたりすることができる。

＜全体構成＞
本発明の一実施形態に係る管継手（くい込み継手）は、図１に示すように、継手本体１と、ナット２と、スリーブ３とを備えている。この実施形態の継手は、銅管または薄肉ステンレス鋼管である管１０と管１１とを継ぐためのものであり、管１０については取り外し可能に継手本体１の接合孔５０（後述）に接合させる。

［継手本体１の構成］
継手本体１は、図１および図２に示すように、管１１が差し込まれてロー付けされるソケット部４と、管１０を接続するための管接続部５と、外周に設けられるナット部６とから構成されている。ナット部６の側面６ａは、後述するナット２の側面２ａに対向する対向面となっている。

管接続部５は、図２（ａ）に示すように、内部に接合孔５０を形成する接合孔形成部を有している。この接合孔形成部は、最奥円柱部５１、接合部５２、第１導入部５３、第２導入部５４、段付部５５から構成されている。最奥円柱部５１は、管１０の外径とほぼ等しい内径を有している。接合部５２は、スリーブ３の先端密着部３１（図３参照）と密着することで、先端密着部３１を管１０にくい込ませる部分であって、図２（ａ）最奥円柱部５１の右隣に位置し、内面が傾斜している。第１導入部５３は、図２（ａ）において接合部５２の右隣に位置し、接合部５２から離れるにしたがって段々と内面の径が大きくなっていく。第２導入部５４は、図２（ａ）において第１導入部５３の右隣に位置し、第１導入部５３の最大径の部分から右側に延びている。段付部５５は、図２（ａ）において第２導入部５４の右隣に位置している。

接合孔５０の接合部５２および第１導入部５３は、内面が、中心軸Ｏ−Ｏに対する傾斜角度が１０°〜３０°（ここでは２２．５°）である傾斜面となっている。
第２導入部５４は、内面が、中心軸Ｏ−Ｏに対する傾斜角度が０°〜５°（ここでは約１°）である傾斜面となっている。
段付部５５は、約１ｍｍの長さであり、第２導入部５４の最大径の端面５４ａから図２（ａ）の右側にいくにしたがって内径が小さくなるように延びており、端面５５ａにおける内径（Ｒ１×２）が第２導入部５４の端面５４ａの内径（Ｒ２×２）よりも約０．４ｍｍだけ小さくなっている。すなわち、段付部５５は、その端面５５ａが接合孔５０の挿入口を構成するとともに、その挿入口の半径Ｒ１は、約１ｍｍずれたところにある第２導入部５４の端面５４ａの内半径Ｒ２よりも、約０．２ｍｍだけ小さくなっている。これにより、段付部５５は、挿入口付近において約０．２ｍｍの段差を形成することになる。

また、管接続部５の外面には、ナット２が螺合される雄ネジ部５８と、雄ネジ部５８の後方（図２（ａ）の右側）に位置する円柱状外面部５９とが形成されている。
すなわち、雄ネジ部５８の後ろ側は、円柱状外面部５９と、その内側に位置する第２導入部５４および段付部５５により、略円筒状の円筒部５ａとなっている。この円筒部５ａには、スリット５ｂが中心軸Ｏ−Ｏに沿って延びている（図２（ｂ）参照）。スリット５ｂは、周方向に等間隔に４本設けられている。

［ナット２の構成］
ナット２の内周面には、図２に示すように、継手本体１の雄ネジ部５８に螺合する雌ネジ部２１と、後述するスリーブ３の被押圧部３５を挿入方向（図１の矢印Ａの方向）に押す役割を果たす傾斜面２２とが形成されている。
［スリーブ３の構成］
スリーブ３は、図３の左側から順に配置される、先端密着部３１、第１傾斜部３２、連結部３３、第２傾斜部３４、および被押圧部３５から構成されている。

先端密着部３１は、少なくとも外面が傾斜面となっており、その傾斜角度が継手本体１の接合部５２および第１導入部５３の傾斜角度（１０°〜３０°）よりも約５°〜１０°小さく設定されている。ここでは、接合部５２および第１導入部５３の傾斜角度２２．５°に対し、先端密着部３１の外面の傾斜角度は１５°とされている。また、先端密着部３１の先端は、カッティングエッジとなっている。

第１傾斜部３２は、その外面、内面とも、先端密着部３１の外面の傾斜角度と同じ傾斜角度である。第１傾斜部３２の内面の傾斜角度と外面の傾斜角度を変えることも可能であるが、同じ傾斜角度とすることが好ましい。なお、第１傾斜部３２の内面および外面を湾曲面とすることも考えられる。
第２傾斜部３４は、第１傾斜部３２とは概ね対称的に、その外面、内面が傾斜している。それらの傾斜角度も、第１傾斜部３２と同様である。

連結部３３は、第１傾斜部３２の最大径の端部３２ａと第２傾斜部３４の最大径の端部３４ａとを結んでおり、その外面が中心軸Ｏ−Ｏに対して傾斜していない。連結部３３と第２傾斜部３４の最大径の端部３４ａとの間は、段付となっている。すなわち、連結部３３および第２傾斜部３４は、図３に示す段差部３３ａを形成している。この段差部３３ａの段差は、約０．２ｍｍである。言い換えれば、連結部３３の外面の径（Ｒ３×２）と第２傾斜部３４の最大径の端部３４ａの外径（Ｒ４×２）との差は、約０．４ｍｍということになる。

また、段差部３３ａの外径、すなわち、第２傾斜部３４の最大径の端部３４ａの外径（Ｒ４×２）は、上述の継手本体１の段付部５５の挿入口となる端面５５ａの内径（Ｒ１×２）よりも若干小さく形成されている。
被押圧部３５は、第２傾斜部３４の最小径の端部３４ｂから延びる円筒状の第１部３６と、さらに第１部３６から延びる第２部３７とから成る。被押圧部３５は、先端密着部３１、第１傾斜部３２、連結部３３、および第２傾斜部３４に較べて肉厚であるが、その外周面の径（Ｒ５×２）は、段差部３３ａの外径、すなわち、第２傾斜部３４の最大径の端部３４ａの外径（Ｒ４×２）よりも小さい。

被押圧部３５の第２部３７は、その内面が中心軸Ｏ−Ｏに対して約５°だけ傾斜しており、第１部３６から離れるほど径が大きくなっている。また、第２部３７の外面は、途中から中心軸Ｏ−Ｏに近づくように傾斜しており、その傾斜角度は約４５°である。この第２部３７の外面の傾斜面３７ａは、ナット２の内周に形成されている傾斜面２２から中心軸Ｏ−Ｏに沿った力の作用を受けることになる。

＜継手本体１への管１０の接合動作＞
図１は、くい込み継手の締め付け前の状態を示している。ここに示すように、このくい込み継手では、まず継手本体１の接合孔５０に管１０およびスリーブ３を挿入方向（図１の矢印Ａの方向）に挿入し、ナット２を回転させてナット２の傾斜面２２でスリーブ３を前方（図１の左側）に押圧する。ここで、ナット２を回転させ続けると、スリーブ３の先端密着部３１が継手本体１の接合部５２に接触するが、この時点では、まだ継手本体１のナット部６の側面６ａとナット２の側面２ａとの間の隙間Ｈ（図１参照）は、適正寸法以上である。この隙間Ｈが所定の適正寸法になるまでナット２をスパナやモンキーレンチで締め付けると、その時点で、ナット２が適正な締め付けトルクで継手本体１に締め付けられた状態となる。このように、ここでは、継手本体１のナット部６の側面６ａとナット２の側面２ａとの間の隙間Ｈによって、締め付けトルクを確認することができるようになっている。なお、ここでは、上記の所定の適正寸法を、０ｍｍとしている。すなわち、継手本体１のナット部６の側面６ａがナット２の側面２ａに当たるまでナット２を継手本体１に締め付けると、その時点でナット２が適正な締め付けトルクで継手本体１に締め付けられた状態となる（図４参照）。

上述したように、図１に示した状態からナット２を継手本体１に締め付けていくと、スリーブ３の先端密着部３１は、図４に示すように、管１０と接合孔５０の接合部５２とに密着するとともに、「へ」の字の断面を構成する第１傾斜部３２、連結部３３、および第２傾斜部３４が、前後方向（中心軸Ｏ−Ｏに沿った方向）に圧縮され、径方向外方に拡張する変形を起こす。

まず、管１０に密着する際に、スリーブ３の先端密着部３１の先端のカッティングエッジは、絞られて管１０の表面にくい込む。また、スリーブ３の先端密着部３１の外面と接合孔５０の接合部５２とは、密着して金属接触により流体の漏れを防ぐ状態になる。このように、先端密着部３１のカッティングエッジが管１０の表面にくい込み、先端密着部３１の外面と接合孔５０の接合部５２とが金属接触によりシールされることで、継手本体１に対して管１０が漏れのない状態で接合される。また、スリーブ３のカッティングエッジの管１０の表面へのくい込みにより、ナット２を緩めない限り継手本体１から管１０が抜けなくなる。ここでは、継手本体１のナット部６の側面６ａとナット２の側面２ａとの間の隙間Ｈを所定の適切寸法にする（ここでは、０にする）ことで締め付けトルクが適正なものとなるため、作業者が異なっても常に適正な締め付けトルクが確保されることになる。

一方、一旦ナット２を継手本体１の雄ネジ部５８に対して適正な締め付けトルクで締め込むと、スリーブ３が前後（図４の左右方向）に圧縮され径方向外方に拡張する塑性変形を起こす。したがって、スリーブ３の連結部３３やそれに近接する第１傾斜部３２および第２傾斜部３４の部分は、当初よりも径方向外方に位置するようになる。具体的には、連結部３３および第２傾斜部３４が形成するスリーブ３の段差部３３ａの外径、すなわち、第２傾斜部３４の最大径の端部３４ａの外径が、継手本体１の段付部５５の挿入口となる端面５５ａの内径（Ｒ１×２）よりも大きくなる。しかし、ナット２を外して管１０およびそれにくい込んだスリーブ３のアセンブリを継手本体１の接合孔５０から引き抜こうと力をかければ、接合孔５０の第２導入部５４が外側（図４の右側）に向かって緩やかに径が拡大する傾斜面となっていることもあって、容易に管１０およびスリーブ３のアセンブリを接合孔５０から引き抜くことができる。

なお、管１０およびスリーブ３のアセンブリを接合孔５０から引き抜く際、変形して外径が大きくなったスリーブ３の段差部３３ａが継手本体１の段付部５５の内面に当たってしまうが、段付部５５を内部に有する継手本体１の円筒部５ａには複数のスリット５ｂが形成されており、また当接するスリーブ３の段差部３３ａに隣接する第２傾斜部３４の外面と継手本体１の段付部５５の内面とが共に傾斜しているため、継手本体１の円筒部５ａを外方に弾性変形させて管１０およびスリーブ３のアセンブリを接合孔５０から適度な力で引き抜くことが可能である。

そして、一旦継手本体１の接合孔５０から管１０およびスリーブ３のアセンブリを引き抜いてしまうと、図５に示すように、変形して外径が大きくなったスリーブ３の段差部３３ａが継手本体１の段付部５５に引っ掛かり、管１０およびスリーブ３のアセンブリをそれ以上接合孔５０に挿入することができなくなる。なお、スリーブ３の段差部３３ａと継手本体１の段付部５５とは、互いに対向する面が、それぞれ中心軸Ｏ−Ｏに対して垂直となっている。また、スリーブ３の段差部３３ａが接合孔５０の挿入口となる段付部５５の端面５５ａよりも外側に位置している状態では、ナット２の雌ネジ部２１は継手本体１の雄ネジ部５８に螺合しないようになっている。そのため、この状態ではナット２の雌ネジ部２１が継手本体１の雄ネジ部５８に螺合せず、強引にナット２でスリーブ３を挿入方向に押圧するようなこともできない。

＜本実施形態のくい込み継手の特徴＞
（１）
この継手では、ナット２を継手本体１の雄ネジ部５８へねじ込むときにおいて径方向外方に拡張する変形を起こすようにスリーブ３を断面が「へ」の字になるように構成し、そのスリーブ３の拡張変形によって、ナット２を継手本体１から外して管１０およびスリーブ３を接合孔５０から引き抜いた後には接合孔５０に対してスリーブ３を所定位置まで挿入することをできなくしている。すなわち、最初にスリーブ３を継手本体１の接合部５２に接合させる際のナット２の継手本体１の雄ネジ部５８への締め込み動作を利用してスリーブ３に径方向に拡張する変形を起こさせ、その変形後のスリーブ３を再接合のときに用いようとしても継手本体１の接合孔５０に対して所定位置まで挿入できなくし、一度使ったスリーブ３を再利用することをほぼ不可能にしている。具体的には、変形後のスリーブ３の段差部３３ａが継手本体１の段付部５５の端面５５ａに引っ掛かかるようにして、それ以上スリーブ３を継手本体１の接合孔５０に挿入できなくしている（図５参照）。また、このときには、ナット２の雌ネジ部２１が継手本体１の雄ネジ部５８に螺合しないようにしている。

このため、作業者がナット２を継手本体１の雄ネジ部５８に無理矢理ねじ込もうとすることがなくなる。すなわち、作業者は、新しいスリーブを使わなければならないことを思い出し、無理にスリーブ３を継手本体１の接合孔５０に挿入しようとはしなくなる。したがって、管１０を継手本体１に接合しようとする作業者は、一度使用して変形してしまったスリーブ３や管１０を再度使うことを止め、新しいもので管１０を接合することを選ぶようになる。これにより、継手本体１からナット２を外して管１０およびスリーブ３を継手本体１から引き抜いた後にこれらを使用して管１０を再接合させることにより生じる不具合、すなわち、気密や耐圧が確保できない等の不具合をなくすことができる。

なお、本実施形態に係る管継手であるくい込み継手では、管１０およびスリーブ３のアセンブリを再利用することはできず、新たな管およびスリーブを用意する必要があるが、継手本体１とナット２とは再利用が可能である。実際には、再利用できなくなった管１０およびスリーブ３のうち、スリーブ３がくい込んで一体となっている管１０の先端部分を切断すれば、残りの管１０に新たなスリーブをはめ込むことにより、継手本体１への管１０の再接合ができるようになる。

（２）
この継手では、もし継手本体１の接合孔５０の挿入口となる段付部５５の端面５５ａの内径（Ｒ１×２）が傾斜している第２導入部５４の内径（Ｒ２×２）よりも大きければ、一度引き抜いた管１０およびスリーブ３を挿入口に力ずくで押し込めば、挿入口を構成する段付部５５が弾性変形により径方向外方に拡張して管１０およびスリーブ３が接合孔５０の奥へと挿入されてしまう恐れがある。

しかし、ここでは、接合孔５０の挿入口となる段付部５５の端面５５ａの内径（Ｒ１×２）が第２導入部５４の内径（Ｒ２×２）よりも小さくなるように、段付部５５の内径を第２導入部５４から図２（ａ）の右側にいくにしたがって小さくしている。このため、一度使用した管１０およびスリーブ３を接合孔５０の挿入口から無理に押し込むことができなくなっている（図５参照）。

（３）
この継手では、接合孔５０の挿入口付近を形成することになる円筒部５ａにおいて、複数のスリット５ｂを設けている。このため、拡張変形したスリーブ３を管１０とともに接合孔５０から引き抜く際に、スリーブ３の第２傾斜部３４の外周部分が円筒部５ａの径方向内側部分の段付部５５に当たっても、円筒部５ａが比較的小さな力で弾性変形して径方向外方に拡がる。これにより、拡張変形したスリーブ３を管１０とともに接合孔５０から引き抜く作業が容易となっている。

さらに、ここでは、スリーブ３を接合孔５０から引き抜く際に、スリーブ３の第２傾斜面３４の傾斜した外面が、段付部５５の傾斜した内面に当たって円筒部５ａを径方向外方に押し広げる力を円筒部５ａに作用させる。これによっても、拡張変形したスリーブ３を管１０とともに接合孔５０から引き抜く作業が容易となっている。
（４）
この継手では、継手本体１のナット部６の側面６ａとナット２の側面２ａとの間の隙間Ｈの寸法で、締め付けトルクを管理している。具体的には、継手本体１のナット部６の側面６ａがナット２の側面２ａに当たるまでナット２を継手本体１に締め付けると、すなわち、隙間Ｈが０になるまでナット２を継手本体１に締め付けると、その時点でナット２が適正な締め付けトルクで継手本体１に締め付けられた状態となるようにしている。もちろん、隙間Ｈが例えば１ｍｍになるまでナット２を継手本体１に締め付けたときに適正な締め付けトルクとなるように設定することも可能である。

（５）
上記のようなくい込み継手は、使用圧力が高い代替フロンを使用する場合における冷凍装置や空調装置の管継手として採用すると、特に有効である。具体的には、使用圧力が１ＭＰａ以上、さらには使用圧力が２ＭＰａ以上となる管の継手として採用した場合に、その気密性や耐圧性が効果を発揮する。

また、冷凍装置や空調装置の配管の場合には、冷媒の温度変化や圧力変化が激しいため、普通よりも高い耐圧性などが要求されるが、本実施形態に係る継手を採用すれば高い要求を満足させることが可能になる。特に、少なくとも温度変化が１０℃以上で圧力変化が０．３ＭＰａ以上、通常において温度変化が２０℃以上で圧力変化が０．５ＭＰａ以上となるような冷凍装置や空調装置では、本実施形態に係る継手の気密性、耐圧性が効果を発揮する。

＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、ソケット部４が管１１を差し込んでロー付けする部分となっているが、ソケット部４は、機器などにねじ込まれるネジ部であってもよいし、管接続部５と同様の構造であってもよい。

（Ｂ）
継手本体１の段付部５５やスリーブ３の段差部３３ａは、図２や図３に示す形状に限られるものではなく、また必ずしも段差を有している必要はない。
＜試験例＞
上記実施形態で示す構成の銅管用の黄銅製くい込み継手を用いて、次の試験を行った。

［使用条件］
定格圧力：５ＭＰａ、耐圧圧力：２０ＭＰａ、流体：代替フロン（ＬＰＧ）
（供試品および締め付けトルク）
管Ａ：外径６．３５ｍｍ×肉厚０．８ｍｍ、トルク：１２Ｎ・ｍ
管Ｂ：外径９．５２ｍｍ×肉厚０．８ｍｍ、トルク：２０Ｎ・ｍ
管Ｃ：外径１２．７ｍｍ×肉厚０．８ｍｍ、トルク：３５Ｎ・ｍ
［試験結果］
気密試験では、窒素ガス５．５ＭＰａで加圧し、水中浸漬した状態で１０分間保持し、気泡により漏洩を確認した。この気密試験では、すべての供試品において漏れは確認されなかった。

また、耐圧試験では、１０ＭＰａおよび２０ＭＰａの油圧を加えた状態で１０分間保持したが、すべての供試品において異常は確認されなかった。
破壊状況は、すべての継手アセンブリにおいて管破壊であった。

本発明の一実施形態に係るくい込み継手の一部断面側面図。 （ａ）継手本体の側断面図。 （ｂ）継手本体の正面図。 スリーブの一部断面側面図。 くい込み継手の接合状態を示す一部断面側面図。 くい込み継手の再挿入不能を示す一部断面側面図。 （ａ）従来の汎用のくい込み継手のナット締め付け前の状態を示す側断面図。 （ｂ）従来の汎用のくい込み継手のナット締め付け後の状態を示す側断面図。

符号の説明

１ 継手本体
２ ナット
２ａ ナットの側面
３ スリーブ
５ａ 円筒部
５ｂ スリット
６ ナット部
６ａ ナット部の側面（対向面）
１０ 管
２１ 雌ネジ部
３２ 第１傾斜部
３３ 連結部
３３ａ 段差部
３４ 第２傾斜部
５０ 接合孔
５２ 接合部
５３ 第１導入部
５４ 第２導入部
５５ 段付部
５５ａ 段付部の端面（継手本体の段差部）
５８ 雄ネジ部（ネジ部）
Ｈ 継手本体の側面とナットの側面との間の隙間
Ｒ１ 継手本体の段付部の端面５５ａの内半径
Ｒ２ 継手本体の第２導入部の端面５４ａの内半径

Claims (10)

1. 管を接合するための接合孔が内部に形成され、ネジ部が外面に形成されている継手本体と、
   スリーブと、
   前記管および前記スリーブが前記接合孔に挿入された状態で前記ネジ部にねじ込まれ、前記スリーブを介して前記管を前記接合孔に接合するナットと、
   を備え、
   前記スリーブは、前記ネジ部への前記ナットのねじ込みによって前記管と前記継手本体とに密着するとともに径方向外方に拡張する変形を起こし、前記ナットを前記ネジ部から外して前記管および前記スリーブを前記接合孔から引き抜いた後には、前記接合孔に対して所定位置まで挿入することができなくなる、
   管継手。
2. 前記スリーブの径方向外側の部分には、段差部が形成されており、
   前記スリーブは、前記管および前記スリーブを前記接合孔から引き抜いた後には、前記段差部が前記継手本体に引っ掛かり前記接合孔に対して前記所定位置まで挿入することができなくなる、
   請求項１に記載の管継手。
3. 前記継手本体には、一度引き抜かれた前記管および前記スリーブが再度挿入されてくる際に前記スリーブの前記段差部に引っ掛かる段差部が形成されている、
   請求項２に記載の管継手。
4. 前記スリーブには、前記接合孔への挿入方向に対して傾斜する第１傾斜面および第２傾斜面が形成されており、
   前記第１傾斜面は、前記スリーブの挿入方向の先端から離れるに従って径方向外方に拡がり、
   前記第２傾斜面は、前記第１傾斜面よりも前記スリーブの挿入方向の後端側に形成され、前記第１傾斜面から離れるに従って径方向内方に近づく、
   請求項３に記載の管継手。
5. 前記スリーブの前記段差部は、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に形成されている、
   請求項４に記載の管継手。
6. 前記継手本体における前記接合孔の導入側には、前記接合孔の内部空間から径方向外方に抜ける１又は複数のスリットが形成されている、
   請求項３から５のいずれかに記載の管継手。
7. 前記継手本体の前記段差部には、前記管および前記スリーブの引き抜きを容易にする傾斜面が形成されている、
   請求項３から６のいずれかに記載の管継手。
8. 前記ナットは、前記スリーブの前記段差部が前記継手本体に引っ掛かる位置において前記継手本体の前記ネジ部に螺合しない、
   請求項２から７のいずれかに記載の管継手。
9. 前記継手本体には、前記ナットを前記ネジ部にねじ込んだときに前記ナットの側面に対向する対向面が形成されており、
   前記ナットの側面と前記継手本体の前記対向面との間の隙間寸法によって、前記ナットを前記ネジ部にねじ込むときの適正な締め付けトルクが定められる、
   請求項１から８のいずれかに記載の管継手。
10. 前記管は、銅管または薄肉ステンレス鋼管である、
    請求項１から９のいずれかに記載の管継手。

Images