JP4742222B2 - フレア継手 - Google Patents

Description

本発明は、フレア継手に関する。

一般にフレア継手は、パイプの端部にフレア加工部を塑性加工によって形成した後に、このフレア加工部を挟圧して接続する継手であって、フレア加工部の内周面側に配設されるテーパ受け面を有する継手本体と、フレア加工部の外周面側に配設される押圧テーパ面を有する袋ナットとを、備える（例えば、図９、及び、特許文献１参照）。

しかし、袋ナットを締める際、袋ナットとパイプが共回りするという問題があった。すなわち、図９に示すように、袋ナットｎを締める際、パイプｐのフレア加工部ｆの内周面ｆ₁ と継手本体ｈのテーパ受け面ｈ₁ との間ですべりを生じ、パイプｐのフレア加工部ｆの外周面ｆ₂ と袋ナットｎの間の（円周方向の）摩擦力によって、パイプｐが袋ナットｎと共に回転する。

つまり、図10（Ａ）に示すように、袋ナットｎを矢印ｘ方向に回転させる際、摩擦力によってパイプｐが矢印ｙ方向に回転する。そして、図10（Ｂ）に示すように、袋ナットｎの締付完了後、内部応力によってパイプｐに締付けが緩む方向（矢印ｚ方向）の回転力が常にはたらき、袋ナットｎが緩む（矢印ｒ方向に回転する）。従って、接続状態が不安定・不完全となってシール性が悪化する。

さらに、袋ナットｎを締付ける際、スリップストップを生じる。すなわち、締込み時のトルク管理が困難になる。締込みトルクが大きい場合、継手本体ｈ、及び、フレア加工部ｆに異常な塑性圧延変形が生ずる。また、塑性圧延変形による脱管等、減肉に起因する脱管が生じる。また、硫黄、アンモニア等の雰囲気中では、袋ナットｎに応力腐食割れが生ずる。逆に、締込みトルクが小さい場合、液体のリーク（外部漏洩）や脱管が生じる。
特開２００５−４２８５８号公報

解決しようとする課題は、袋ナットとパイプが共回りする点である。

そこで、本発明に係るフレア継手は、パイプの端部に形成された、先端へ拡径するフレア加工部と、該フレア加工部のテーパ状外周面に対応する袋ナットの押圧テーパ面との間に介在させるための横断面八の字状の金属製ワッシャを備え、上記ワッシャが上記フレア加工部のテーパ状外周面に圧接する内周面に円周方向の１個の突条を有し、かつ、上記ワッシャがパイプよりも硬度が大きい材質から成り、かつ、上記ワッシャの袋ナットに対する摩擦係数が、パイプの材質の袋ナットの材質に対する摩擦係数より小さくなるように、上記ワッシャの材質を設定し、さらに、上記袋ナットが、その内周面に、かつ、上記押圧テーパ面と雄ネジ部との間であって、上記ワッシャを上記押圧テーパ面に接触させた状態で上記ワッシャよりも軸心方向内側に、内シール材を備え、上記袋ナットが継手本体及びパイプと接続していない非接続状態に於て、上記袋ナットからの上記ワッシャの脱落を、補助的にシールを行うための上記内シール材によって、防止するように構成したものである。

また、上記袋ナットが、その内周面に、かつ、上記押圧テーパ面よりも軸心方向外側に、外シール材を備えたものである。また、上記ワッシャがステンレスから成るものである。

本発明のフレア継手によれば、袋ナットとパイプの共回りを防止することができる。そして、確実な接続状態を長期に渡って保ち、かつ、安定して良好なシール性を維持することができる。また、締込みトルク管理幅が拡大する。すなわち、締込みトルクが小さい場合のシール性が向上するとともに、締込みトルクが大きい場合の塑性圧延変形を抑制することが可能になる。

図１・図２は、本発明と関係が深い参考例を示す。このフレア継手は、パイプＰの端部Ｔに形成された、先端Ｓへ拡径するフレア加工部Ｆと、フレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ に対応する袋ナット１の押圧テーパ面２との間に介在させるための横断面八の字状の金属製ワッシャ３を備えている。袋ナット１は、例えば、真鍮から成る。４は継手本体を示す。

ワッシャ３が（適用対象とする）パイプＰよりも硬度が大きい材質から成る。例えば、銅製のパイプＰに対して（銅製のパイプＰ用のフレア継手に用いられる）ワッシャ３がステンレス又は真鍮から成る。ワッシャ３の袋ナット１に対する摩擦係数が、パイプＰの材質の袋ナット１の材質に対する摩擦係数より小さくなるように、かつ、パイプＰの材質の継手本体４の材質に対する摩擦係数より小さくなるように、ワッシャ３の材質を設定（選定）する。

次に、図１・図２に示したフレア継手の作用について説明する。図２に示すように、袋ナット１を締める際、袋ナット１の押圧テーパ面２と、ワッシャ３の外周面５との第１境界接触面Ｇ₁ 、又は、ワッシャ３の内周面６と、パイプＰのフレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ との第２境界接触面Ｇ₂ のうち、少なくとも一方に於て、すべりが生じる。そして、パイプＰのフレア加工部Ｆのテーパ状内周面Ｆ₁ と、継手本体４の第３境界接触面Ｇ₃ にはすべりが生じない。

図３は、本発明と関係が深い他の参考例を示す。ワッシャ３がフレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ に圧接する内周面６に円周方向の突条７を有する。その他の構成は、図１・図２に示した参考例と同様である。突条７の近傍で集中的に圧力が高いので、袋ナット１の締付トルクＭが同一であったとしても、引抜力Ｅに対抗する耐引抜抵抗力は、従来よりも十分に大きくなる。

図４・図５は、本発明と関係が深いさらに他の参考例を示す。パイプＰ（図１・図２参照）のフレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ に圧接するワッシャ３の内周面６が荒らされている（すなわち全体としての表面粗さが粗い）。例えば、内周面６が、ローレット加工面８とされている。その他の構成は、図１・図２に示した参考例と同様である。

図６は、本発明と関係が深い別の参考例を示す。袋ナット１の内周面９に、ワッシャ３を保持するプラスチック製保持輪10を有する。保持輪10が、ワッシャ３が係止状に止着可能な係止溝11を有するとともに、ワッシャ３が、係止溝11に係止状に止着して組立てられた可能な係止片部12を有する。その他の構成は、図１・図２に示した参考例と同様である。袋ナット１にワッシャ３を組込んだ状態で出荷・運搬することができて、至便である。また、既存品と同等の作業性を得ることができる。さらに、部品（ワッシャ３）の紛失を防止することができる。

図７は、本発明の第１の実施の形態を示す。袋ナット１が、その内周面13に、かつ、押圧テーパ面２と雄ネジ部15との間であって、ワッシャ３を押圧テーパ面２に接触させた状態でワッシャ３よりも軸心方向内側に、内シール材14を備える。本発明に於て、「軸心方向内側」とは、袋ナット１の軸心Ｌ上を押圧テーパ面２から（袋ナット１の）雄ネジ部15に向かう方向（図７では左方向、すなわち矢印Ａ方向）にある側をいう。その他の構成は、図３に示した参考例と同様である。内シール材14によって、（継手本体４及びパイプＰと接続していない非接続状態に於ても）ワッシャ３の脱落を防止することができる。すなわち、ワッシャ３が矢印Ｊ方向にずれて袋ナット１から離脱するのを防止することができる。

図８は、第２の実施の形態を示す。袋ナット１が、その内周面13に、かつ、押圧テーパ面２よりも軸心方向外側に、外シール材16を備える。本発明に於て、「軸心方向外側」とは、袋ナット１の軸心Ｌ上を雄ネジ部15から押圧テーパ面２に向かう方向（図８では右方向、すなわち矢印Ｂ方向）にある側をいう。その他の構成は、第１の実施の形態と同様である。フレア加工前に袋ナット１をパイプＰに対し、まず外嵌させ、その後フレア加工するが、このフレア加工時に、外シール材16とパイプＰとの間の摩擦抵抗により、袋ナット１がパイプＰの傾斜によって滑動し、パイプＰの先端から離れることを防止することができる。さらに、袋ナット１を継手本体４に接近させる際、パイプＰが袋ナット１の中で不意に袋ナット１から滑動により突出して、フレア加工部Ｆが継手本体４に衝突して損傷するのを防止することができる。なお、内シール材14と外シール材16とによって、補助的にシールを行うことができる（予備シール効果がある）。

なお、本発明は、設計変更可能であって、例えば、ワッシャ３がステンレス又は真鍮以外の金属から成るも良い。

以上のように、本発明は、パイプＰの端部Ｔに形成された、先端Ｓへ拡径するフレア加工部Ｆと、フレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ に対応する袋ナット１の押圧テーパ面２との間に介在させるための横断面八の字状の金属製ワッシャ３を備えたので、袋ナット１とパイプＰの共回りを防止することができる。そして、安定して良好なシール性を維持することができる。また、スリップストップを生じないので、トルク管理を容易に行うことができる。

また、ワッシャ３がフレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ に圧接する内周面６に円周方向の突条７を有するので、袋ナット１を締付けた際（締付状態に於て）突条７の近傍で集中的に圧力が高くなり、袋ナット１の締付トルクＭが同一であっても、この引抜力Ｅに対抗する耐引抜力は、十分に大きい。

また、フレア加工部Ｆのテーパ状外周面Ｆ₂ に圧接するワッシャ３の内周面６をローレット加工面８としたので、袋ナット１を締付ける際、袋ナット１と、ワッシャ３の外周面５との第１境界接触面Ｇ₁ のみにすべりが生じ、パイプＰのフレア加工部Ｆが摩耗することを防止することができる。

また、ワッシャ３がパイプＰよりも硬度が大きい材質から成るので、ワッシャ３が摩耗することを防止することができる。

また、ワッシャ３がステンレス又は真鍮から成るので、銅製のパイプＰを接続するのに適している。

本発明と関係が深い参考例の使用状態を示す断面側面図である。 要部拡大断面図である。 本発明と関係が深い他の参考例の使用状態を示す要部拡大断面図である。 本発明と関係が深いさらに他の参考例のワッシャの横断面を示す簡略断面側面図である。 ワッシャの正面図である。 本発明と関係が深い別の参考例のワッシャの横断面を示す要部拡大断面図である。 第１の実施の形態を示す簡略要部拡大断面図である。 第２の実施の形態の使用状態を示す要部拡大断面図である。 従来例の使用状態を示す要部拡大断面図である。 従来例の使用状態を示す断面側面図である。

１ 袋ナット
２ 押圧テーパ面
３ ワッシャ
４ 継手本体
６ 内周面
７ 突条
８ ローレット加工面
13 内周面
14 内シール材
15 雄ネジ部
16 外シール材
Ｆ フレア加工部
Ｆ₂ テーパ状外周面
Ｐ パイプ
Ｓ 先端
Ｔ 端部

Claims (3)

1. パイプ（Ｐ）の端部（Ｔ）に形成された、先端（Ｓ）へ拡径するフレア加工部（Ｆ）と、該フレア加工部（Ｆ）のテーパ状外周面（Ｆ₂ ）に対応する袋ナット（１）の押圧テーパ面（２）との間に介在させるための横断面八の字状の金属製ワッシャ（３）を備え、
   上記ワッシャ（３）が上記フレア加工部（Ｆ）のテーパ状外周面（Ｆ₂ ）に圧接する内周面（６）に円周方向の１個の突条（７）を有し、
   かつ、上記ワッシャ（３）がパイプ（Ｐ）よりも硬度が大きい材質から成り、かつ、上記ワッシャ（３）の袋ナット（１）に対する摩擦係数が、パイプ（Ｐ）の材質の袋ナット（１）の材質に対する摩擦係数より小さくなるように、上記ワッシャ（３）の材質を設定し、
   さらに、上記袋ナット（１）が、その内周面（13）に、かつ、上記押圧テーパ面（２）と雄ネジ部（15）との間であって、上記ワッシャ（３）を上記押圧テーパ面（２）に接触させた状態で上記ワッシャ（３）よりも軸心方向内側に、内シール材（14）を備え、上記袋ナット（１）が継手本体（４）及びパイプ（Ｐ）と接続していない非接続状態に於て、上記袋ナット（１）からの上記ワッシャ（３）の脱落を、補助的にシールを行うための上記内シール材(14)によって、防止するように構成したことを特徴とするフレア継手。
2. 上記袋ナット（１）が、その内周面（13）に、かつ、上記押圧テーパ面（２）よりも軸心方向外側に、外シール材（16）を備えた請求項１記載のフレア継手。
3. 上記ワッシャ（３）がステンレスから成る請求項１又は２記載のフレア継手。

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