JP4866968B1 - 閉鎖バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】締付リングを縮径させてパイプを接続する継手機能部を備えた閉鎖バルブにおいて、シール性能を低下させずに継手機能部を気密状に封止する。
【解決手段】継手機能部２０は、ハウジング１０内の流路１３の一方の端部を構成する筒状の継手本体部２１と、継手本体部２１に螺合される筒状の締付部材３２と、継手本体部２１に挿入されたパイプＰを包囲する金属製の締付リング４０と、縮径手段５４とを備えて構成されている。閉鎖バルブＡは、継手機能部２０に対して着脱可能であって、締付リング４０におけるパイプＰとのシール領域（第１食い込み部４９と第２食い込み部５０）とは非接触の状態で継手機能部２０における冷媒の流動を規制可能な封止部材６０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、閉鎖バルブに関するものである。

特許文献１には、熱交換機器の間をパイプで接続して冷媒を循環させるようにした熱交換装置において、熱交換機器とパイプとを接続する閉鎖バルブが開示されている。この閉鎖バルブは、冷媒の流路が形成されたハウジングと、流路を開閉するバルブ機能部と、パイプを接続するための継手機能部とを備えている。

特許文献１の図１９には、現状の継手機能部を示している。この継手機能部は、流路の一方の端部を構成する筒状の継手本体部にテーパ状のフレア状シール面を形成し、このフレア状シール面に、パイプのテーパ状に拡径変形させた接続端部を密着させてナットで締め付ける構造となっているが、このフレア状シール面による接続方法では冷媒が漏出し易い。冷媒（フロンガスや二酸化炭素）の漏出は、地球温暖化やオゾン層破壊などの地球環境破壊の原因となるため、熱交換装置における冷媒の漏出防止対策は重要課題である。

そこで本願出願人は、冷媒の漏出量を飛躍的に抑える継手機能部を備えた閉鎖バルブとして、特許文献１に記載されているものを提案した。この継手機能部は、流路の一方の端部を構成する筒状の継手本体部と、継手本体部に螺合される筒状の締付部材と、締付部材と継手本体部に挿入したパイプを包囲する金属製の締付リングと、縮径手段とを備えている。縮径手段は、パイプ挿入方向に対して傾斜したテーパ面を有していて、締付リングを、締付部材の螺進に伴って継手本体の内周に気密状に密着させつつ縮径方向へ塑性変形させることで、パイプの外周に対して遊動規制状態に食い込ませ且つ気密状に密着させる形態で締め付けるようになっている。このように、締付リングを縮径させてパイプを接続する構造は、冷媒の漏出防止という観点からは非常に有効である。

特開２００５−３２５８７２号公報

ところで、上記のような熱交換装置では、熱交換機器に閉鎖バルブを取り付けるとともに熱交換機器内に冷媒を充填した状態で商取引されるのであるが、パイプを接続するまでの間は、冷媒漏出防止のために、バルブ機能部の弁体によってハウジング内の流路を遮断するとともに、二次的な漏出防止対策として、継手機能部にも、流路を外気から遮断するための封止手段が設けられる。

特許文献１の図１９に示す現状の閉鎖バルブの場合は、フレア状シール面にキャップ形をなす金属製の封止部材を被せ、その封止部材をナットの締付けによって継手本体部に固定するようになっている。しかし、この封止構造では、パイプとの間の気密を保つためのフレア状シール面に、金属製の封止部材が強く押し付けられるため、フレア状シール面に傷が付き、その結果、シール性能の低下を来すことが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、締付リングを縮径させてパイプを接続する継手機能部を備えた閉鎖バルブにおいて、シール性能の低下を来すことなく継手機能部を気密状に封止することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、熱交換機器に取り付けられるハウジングと、前記ハウジング内に形成された冷媒の流路と、前記流路を開閉する弁体と、パイプを前記流路に接続するための継手機能部とを備え、前記継手機能部が、前記流路の一方の端部を構成し、パイプが挿入されるようになっている筒状の継手本体部と、前記継手本体部のパイプ挿入方向における後端部の外周に同軸状に螺合され、パイプが貫通されるようになっている筒状の締付部材と、前記継手本体部に同軸状に挿入されたパイプを包囲する締付リングと、パイプ挿入方向に対して傾斜したテーパ面を有し、締付け方向へ螺進させた前記締付部材で前記締付リングを押圧することにより、前記締付リングが、前記継手本体部の内周に気密状に密着しつつ縮径方向へ塑性変形し、パイプの外周に対して相対変位を規制する状態に食い込み且つ気密状に密着する形態で締め付けるようになっている縮径手段とを備えて構成され、前記継手機能部に対して着脱可能であって、前記締付リングの内周におけるパイプとのシール領域とは非接触の状態で前記継手機能部における冷媒の流動を規制可能な封止部材を備えた閉鎖バルブであって、前記継手本体部の内周には、雌ネジ部と封止用受け部が形成され、前記封止部材は、前記締付部材内を貫通する形態で前記継手機能部内に挿入されるようになっており、前記封止部材の外周には、雄ネジ部と封止用当接部が形成され、前記雄ネジ部を前記雌ネジ部にねじ込んで前記封止用当接部を前記封止用受け部に対して気密状に当接させることで、前記継手機能部における冷媒の流動が規制されるようになっているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記封止部材は、前端部に前記雄ネジ部が形成され、前記締付部材内に挿入される円柱状の封止本体部と、前記封止本体部の後端部に一体に形成された外周が正六角形の頭部とを備えて構成され、前記頭部の外周に外接する仮想円の径寸法は、前記封止本体部の外径、及び前記締付部材の最小内径よりも大きく、前記雄ネジ部の螺旋ピッチは、前記継手本体部と前記締付部材との螺合部の螺旋ピッチとは異なるピッチとなっているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
締付リングにおけるパイプとのシール領域は、封止部材と接触しないので、封止部材によって傷付けられる虞はない。したがって、封止部材を取り付けることに起因して締付リングのシール性能が損なわれることはなく、パイプを接続した状態において冷媒の漏出を確実に防止することができる。
また、継手機能部における冷媒の流動を規制する際には、封止部材を継手機能部内に挿入して雄ネジ部を雌ネジ部にねじ込めばよい。継手機能部にパイプを接続する際には、封止部材をねじ戻して外せばよい。このとき、締付部材は、継手本体部から外す必要がないので、作業性が良い。

＜請求項２の発明＞
継手機能部に封止部材を取り付けた状態では、締付部材が継手本体部から外れる緩み方向へ回転しても、封止部材の頭部により、締付部材の緩み方向への移動が規制される。また、頭部への当接によって緩み方向への移動を規制されている状態から、締付部材が強い力で緩み方向へ回されても、締付部材の螺合部と封止部材の雄ネジ部とは螺旋ピッチが異なっているので、封止部材は、締付部材と連れ回れすることなくロックされる。したがって、締付部材をロックナットとして機能させれば、封止部材の緩みを確実に防止できる。

実施形態１において継手機能部に封止部材を取り付けた状態をあらわす断面図 継手機能部にパイプを接続した状態をあらわす断面図 図１の部分拡大断面図 継手機能部にパイプを挿入した状態をあらわす断面図 図２の部分拡大断面図 締付部材に締付リングを組み付けた状態をあらわす断面図 実施形態２の封止部材の断面図 実施形態３の封止部材を継手機能部に取り付けた状態をあらわす断面図 実施形態４の封止部材を継手機能部に取り付けた状態をあらわす断面図 実施形態５の封止部材を継手機能部に取り付けた状態をあらわす断面図 封止部材を継手機能部から外した状態をあらわす断面図 実施形態６の封止部材を継手機能部に取り付けた状態をあらわす断面図

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図６を参照して説明する。本実施形態１の閉鎖バルブＡは、圧縮機及び凝縮器を備えた室外機Ｂ（本発明の構成要件である熱交換機器）と、膨張弁及び蒸発器を備えた室内機（図示省略）とを、金属（銅又は銅合金）製のパイプＰで接続し、室外機Ｂと室内機との間で冷媒（フロンガス）を循環させるようにした家庭用エアコン（熱交換装置）に適用されるものである。尚、フロンガスを冷媒として用いた熱交換装置として、家庭用エアコン以外には、業務用に広く用いられるパッケージエアコン等の空調装置、及び業務用冷凍冷蔵装置等の冷熱装置がある。また、冷媒として二酸化炭素用いた熱交換装置としては、エコキュート（登録商標）と称される自然冷媒ヒートポンプ給湯機等がある。これらの熱交換装置にも本実施形態１の閉鎖バルブＡを適用することができる。

図１，２に示すように、閉鎖バルブＡは、真鍮製のハウジング１０と、第１バルブ機能部１１（開閉バルブ）と、第２バルブ機能部１２（サービスバルブ）と、継手機能部２０とを備えて構成されている。ハウジング１０内には、Ｌ字形に屈曲するとともに、両端がハウジング１０の外面に開口した流路１３と、流路１３における屈曲部に連通してハウジング１０の外面に開口する分岐路１４とが形成されている。閉鎖バルブＡは、室外機Ｂの外面に対しボルトにより外部に露出した形態で固定されるようになっている。閉鎖バルブＡを室外機Ｂに固定した状態では、流路１３の一方の端部が、圧縮機（図示省略）の接続管にロウ付け等により気密にシールされた状態で離脱不能に固着される。

第１バルブ機能部１１は、第１弁体１５（本発明の構成要件である弁体）を手動操作することにより、流路１３における冷媒の流動を許容する開弁状態と、流路１３における冷媒の流動を規制する閉弁状態との間で切り換えるものである。また、第２バルブ機能部１２は、第２弁体１６の手動操作により、分岐路１４内、及びこれに連なる流路１３とパイプＰ内を真空引きするためのものである。

図３〜５に示すように、継手機能部２０は、継手本体部２１と、締付部材３２と、締付リング４０と、縮径手段５４とを備えて構成されている。継手本体部２１は、ハウジング１０における第２バルブ機能部１２とは反対側の外面から円筒状に突出した形態であり、ハウジング１０と一体部品化されているとともに、流路１３と連通している。

尚、以下の説明の方向に関しては、継手機能部２０に対するパイプＰの挿抜方向を前後方向とする。パイプＰの挿抜方向は、締付部材３２の螺進（ねじ込みによって軸方向に移動する）方向及び締付リング４０の締付けに伴う移動方向と平行な方向である。継手機能部２０に対するパイプＰの挿入方向前方（図１〜６における右方）を、単に「前方」と記載し、継手機能部２０に対するパイプＰの挿入方向後方を、単に「後方」と記載する。また、前後方向と、継手機能部２０の軸線と平行な軸方向とを同義で用いる。

継手本体部２１の後端部外周には、締付部材３２を螺合する（ねじ込む）ための雄ネジからなる雄側ネジ部２２が形成され、継手本体部２１の外周における雄側ネジ部２２よりも前方の位置には外周が正六角形とされた治具受け部２３が形成されている。治具受け部２３の後端面には、軸方向に対して直交する平坦な受け面２４が形成されている。継手本体部２１の後端面は、パイプＰの挿抜方向と直角をなす平坦面２５となっている。そして、この平坦面２５の内周縁（即ち、後述する後部テーパ面３１との境界となる周縁）は、エッジ状の角縁部２６となっている。

継手本体部２１の中空内は、流路１３に連通するとともに継手本体部２１と同心の円形をなして冷媒の流動経路を構成する接続孔２７となっている。接続孔２７の内周は、その前端部から後端部に向かって順に、雌ネジ部２８と、前部テーパ面２９（本発明の構成要件である封止用受け部）と、定径面３０と、後部テーパ面３１（本発明の構成要件であるテーパ面）とによって構成されている。

雌ネジ部２８のネジ溝の内径（即ち、後述する封止部材６０の雄ネジ部６３の外径）は、パイプＰの外径よりも小さく、パイプＰに接続される前の状態における締付リング４０の最小内径よりも小さい。前部テーパ面２９は前方に向かって次第に縮径しており、前部テーパ面２９の前端の内径（前部テーパ面２９の最大内径）はパイプＰの外径よりも小さく、前部テーパ面２９の後端の内径（前部テーパ面２９の最大内径）はパイプＰの外径よりも僅かに大きい。定径面３０は、前端から後端まで一定の内径寸法となっており、その内径寸法は前部テーパ面２９の後端と同じ寸法である。後部テーパ面３１は前方に向かって次第に縮径しており、後部テーパ面３１の前端の内径（後部テーパ面３１の最小内径）は、定径面３０と同じ寸法とされている。

締付部材３２は、真鍮製であって、その内周における前端側領域には、雌ネジからなる雌側ネジ部３３が形成されている。締付部材３２は、継手本体部２１に対し後方から同軸状に外嵌して雌側ネジ部３３を雄側ネジ部２２に螺合する（ねじ込む）ことで継手本体部２１に組み付けられている。締付部材３２の外周は、正六角形をなす治具嵌合部３４となっている。この治具嵌合部３４の前端面（軸方向において継手本体部２１の受け面２４と対向する面）は、軸方向と直交する平坦な当接面３５となっている。この当接面３５は、締付部材３２の螺進に伴って、受け面２４に対し接近・離間するとともに、受け面２４に対して面当たり（面接触）状態で当接するようになっている。

締付部材３２の内周のうち雌側ネジ部３３よりも後方の領域（後端部）には、全周に亘って内側へ締付部材３２と同心の円形に突出する係止部３６が保持手段として形成されている。係止部３６の内周のうち最小径部３７よりも前方の領域は前方に向かって拡径するようなテーパ状をなし、最小径部３７よりも後方の領域（係止部３６の内周後端部）は後方に向かって拡径するようなテーパ状をなしている。そして、係止部３６の前端面は、パイプＰの挿抜方向と直角であって、締付部材３２を継手本体部２１に組み付けたときに後述する締付リング４０の拡径部４４を挟んで平坦面２５と対向するように位置する平坦な押圧面３８となっている。

締付リング４０は、パイプＰと同じく銅又は銅合金製であり、継手本体部２１及び締付部材３２と同軸状に配される。以下、変形していない状態の締付リング４０の形態を説明する。締付リング４０は、継手機能部２０内に同軸状に挿入されたパイプＰを囲むような円筒状をなしている。締付リング４０の最小内径は、パイプＰの外径よりも大きく、定径面３０とほぼ同じ内径となっている。締付リング４０の最大外径は、締付部材３２の雌側ネジ部３３の内径よりも小さい。軸方向における締付リング４０の全長は締付部材３２の全長よりも短い。

締付リング４０は、肉厚のリング本体部４１と、リング本体部４１よりも肉薄であってリング本体部４１から前方へ延出する筒状締付部４２と、リング本体部４１よりも肉薄であってリング本体部４１から後方へ延出する保持部４３とからなる。リング本体部４１の外周には、筒状締付部４２及び保持部４３の外周に対して段差状に拡径した拡径部４４となっている。拡径部４４の前面は、軸線方向と直角に近い角度であるが前方に向かって縮径した形態のシール面４５となっており、このシール面４５は、継手本体部２１との間を気密時用にシールための第２シール領域として機能する。拡径部４４の後面は、軸方向に対して直角をなす受圧面４６となっている。

筒状締付部４２の外周面は、前方に向かって縮径するように傾斜した締付用テーパ面４７（本発明の構成要件であるテーパ面）となっている。軸方向（パイプＰの挿入方向及び継手機能部２０の軸線方向）に対する締付用テーパ面４７の傾斜角度は、継手本体部２１の後部テーパ面３１よりも小さい角度に設定されている。締付用テーパ面４７の前端部は、継手本体部２１との間を気密にシールするための第１シール領域として機能する。筒状締付部４２の内周の略前半領域は、締付用テーパ面４７と略平行なシール用傾斜面４８となっており、筒状締付部４２の内周における前端縁は、第１食い込み部４９（本発明の構成要件である締付リングにおけるパイプとのシール領域）となっている。

筒状締付部４２の内周の略後半領域は、内径が全長に亘り一定寸法（シール用傾斜面４８の後端よりも小さい寸法）であって、リング本体部４１の内周面に対して面一状に連なっている。筒状締付部４２の内周のうちシール用傾斜面４８の後端部（パイプＰの挿入方向において第１食い込み部４９から後方へ離間した部分）は、段差状に凹んだ形態となっており、この段差部分が、斜め前内向きに尖ったエッジ状の第２食い込み部５０（本発明の構成要件である締付リングにおけるパイプとのシール領域）となっている。

縮径手段５４は、パイプＰの挿入方向に対して傾斜した上記の後部テーパ面３１と締付用テーパ面４７とを有し、締付け方向へ螺進させた締付部材３２で締付リング４０を前方へ押圧することにより、締付リング４０が、継手本体部２１の内周に気密状に密着しつつ縮径方向へ塑性変形し、パイプＰの外周に対して相対変位を規制する状態に食い込み且つ気密状に密着する形態で締め付けるようになっている。

保持部４３の後端部には、径方向外向きに拡径した外向き突部５１が形成されている。保持部４３の内周面のうち外向き突部５１よりも前方の全領域は、内径が一定であって、リング本体部４１の内周面に対して面一状に連なっている。保持部４３の外周のうち外向き突部５１の前端よりも少し前方の位置から、保持部４３の前端（拡径部４４）に至る領域は、前方に向かって拡径するように傾斜した保持用傾斜面５２となっている。保持部４３の外面のうち保持用傾斜面５２の後端と外向き突部５１の前端との間の領域は、保持部４３の外径が最も小さい凹部５３となっている。

かかる締付リング４０は、外向き突部５１を曲げ加工する前の状態で前方から締付部材３２内に収容され、収容状態のままで保持部４３の後端部を曲げ加工することによって、外向き突部５１を形成している。外向き突部５１の最大外径と保持用傾斜面５２の最大外径は、いずれも、係止部３６の最小内径よりも大きい寸法である。したがって、係止部３６が保持用傾斜面５２と外向き突部５１との間で前後に挟まれることにより、締付リング４０は、締付部材３２に対して前後両方向への離脱を規制された状態に組み付けられる。

また、保持部４３の外周の凹部５３の外径は、係止部３６の最小内径と同じかそれよりも少し小さい寸法となっている。したがって、締付部材３２に組み付けられた締付リング４０は、外向き突部５１を係止部３６の最小径部３７に係止（当接）させる最前端位置（図６を参照）と、保持用傾斜面５２を係止部３６の最小径部３７に係止（当接）させる最後端位置との間で、締付部材３２に対して所定の量だけ前後方向に相対変位することができる。締付リング４０が最後端位置にあるときには、外向き突部５１の後端部が締付部材３２よりも後方へ突出し、受圧面４６は押圧面３８に対して前方へ離間した位置にある。つまり、外向き突部５１の後端部を除いて締付リング４０のほぼ全体が締付部材３２の内部に収容される。また、締付リング４０が最前端位置にあるときには、締付リング４０の全体が締付部材３２の内部に収容される。締付リング４０がいずれの位置にあっても、締付リング４０のうちパイプＰ及び継手本体部２１との間でシールを行う筒状締付部４２は、締付部材３２の内部に収容された状態に保たれる。

図１，３に示すように、閉鎖バルブＡには、継手機能部２０に対して着脱可能であって、締付リング４０におけるパイプＰとのシール領域（第１食い込み部４９及び第２食い込み部５０）とは非接触の状態で継手機能部２０における冷媒の流動を規制可能な封止部材６０を備えている。封止部材６０は、真鍮製であり、全体として円柱形をなす封止本体部６１と、封止本体部６１の後端部に一体に形成された外周が正六角形の頭部６２とを備えている。頭部６２の外周に外接する仮想円（図示省略）の径寸法は、封止本体部６１の外径、及び締付部材３２の最小内径（外向き突部５１の最大外径）よりも大きい。

封止本体部６１の前端部には雄ネジ部６３が形成されている。この雄ネジ部６３の螺旋ピッチは、継手本体部２１の雌ネジ部２８と同じピッチであるが、雄側ネジ部２２及び雌側ネジ部３３の螺旋ピッチとは異なるピッチとなっている。封止本体部６１の外周のうち雄ネジ部６３の後方に隣接する領域には、封止本体部６１と同心の円形をなす縮径部６４が形成されている。縮径部６４の後端面と封止本体部６１の外周面との境界部は、弧状に面取りが施されているとともに全周に亘って連続した封止用当接部６５となっている。封止本体部６１の外径は、締付リング４０の最小内径よりも小さく、前部テーパ面２９の前端の最小内径よりも大きい寸法とされている。

次に、本実施形態の作用を説明する。閉鎖バルブＡにおける継手機能部２０の組付けは、次の手順で行う。ハウジング１０に第１弁体１５と第２弁体１６を閉弁状態となるように取り付け。その後、締付リング４０を収納（内蔵）した状態の締付部材３２を、後方から継手本体部２１に組み付ける。このとき、雌側ネジ部３３を雄側ネジ部２２に係合して締付部材３２を手で摘んで回転させ、締付部材３２の回転が停止したところで、締付部材３２の組付けが完了する。この状態では、締付リング４０の筒状締付部４２の前端が継手本体部２１の後部テーパ面３１に軽く当接するので、締付部材３２のそれ以上の前進（螺進）が規制される。このとき締付リング４０は殆ど変形は生じていない。また、締付部材３２の当接面３５は継手本体部２１の受け面２４に対して後方に離間した位置にある。

この後、図１，３に示すように、継手機能部２０内に後方から封止部材６０を組み付ける。組み付けるときには、封止部材６０の封止本体部６１を手で摘んで締付部材３２内に挿入し、雄ネジ部６３を継手本体部２１の雌ネジ部２８にねじ込んでいく。封止本体部６１と雄ネジ部６３の外径は締付リング４０の内径よりも小径なので、封止本体部６１が締付リング４０の内周（特に、パイプＰとのシール領域である第１食い込み部４９と第２食い込み部５０）を傷付ける虞はない。手作業で封止部材６０をねじ込んでいくと、封止用当接部６５が前部テーパ面２９に当接し、それ以上は、手掴みでのねじ込みはできなくなる。

この後は、頭部６２にレンチなどの工具を嵌合して、更に封止部材６０をねじ込んでいく。この更なるねじ込みにより、封止用当接部６５が前部テーパ面２９に対し全周に亘って気密状に食い込むように密着する。この封止用当接部６５と前部テーパ面２９との密着により、継手本体部２１の内周と封止部材６０の外周との隙間が気密状にシールされる。以上により、継手機能部２０の組付けが完了する。

このようにして組付けが完了した閉鎖バルブＡは、熱交換装置の室外機Ｂに取り付けられる。また、室外機Ｂ内には冷媒が充填されるが、流路１３が第１弁体１５で閉弁されているので、室外機Ｂ内の冷媒が継手機能部２０側へ漏出する虞はない。万一、冷媒が第１弁体１５を通過して継手機能部２０側へ流出しても、継手機能部２０内は、封止部材６０のシール作用によって気密状に封止されているので、冷媒が継手機能部２０を通過して大気中へ漏出することはない。

尚、作業者が誤って締付部材３２を緩み方向（継手本体部２１から外れる方向）へ回転させたとしても、締付部材３２が継手本体部２１から外れる前に、締付部材３２の後端又は締付リング４０の後端が封止部材６０の頭部６２に当接するので、それ以上の締付部材３２の緩み方向への移動（後方への螺進）が規制される。また、頭部６２への当接によって緩み方向（後方）への移動を規制されている状態から、締付部材３２が強い力で緩み方向へ回されても、締付部材３２の雌側ネジ部３３と封止部材６０の雄ネジ部６３とは螺旋ピッチが異なっているので、封止部材６０は、締付部材３２と連れ回れすることなくロックされる。したがって、締付部材３２をロックナットとして機能させれば、封止部材６０の緩みを確実に防止することができる。

継手機能部２０にパイプＰを接続する際には、封止部材６０を緩み方向へ回転させて継手本体部２１（継手機能部２０）から外しておく。ここで、封止部材６０は、継手本体部２１と締付部材３２との間で挟まれた状態で組み付けられているのではなく、締付部材３２を貫通して継手本体部２１のみに組み付けられているので、封止部材６０を外すときに、締付部材３２は継手本体部２１に組み付けたままでよい。このように、封止部材６０を外すときに締付部材３２を継手本体部２１から外す必要がないので、作業性がよい。また、封止部材６０を外した後の前部テーパ面２９は、封止用当接部６５からの押圧力によって変形を生じることがあるが、この前部テーパ面２９は、パイプＰとのシールを行う領域でもなく、締付リング４０とのシールを行う領域でもないので、パイプＰと継手機能部２０とのシール機能に支障を来す虞はない。

封止部材６０を外す作業と前後して、締付部材３２を手で摘んで回転させ、筒状締付部４２が後部テーパ面３１に当接する位置まで前方へ螺進させる。この後、図４に示すように、後方からパイプＰの前端部を手作業で締付部材３２及び締付リング４０内に貫通させるようにして継手本体部２１内に挿入する。このとき、パイプＰの外径が締付リング４０最小内径よりも小さくて、パイプＰの外周と締付リング４０の内周との間にクリアランスが確保されているので、パイプＰの挿入作業を円滑に行うことができる。また、パイプＰの外周前端縁が締付リング４０の内周（特に、パイプＰとのシール領域である第１食い込み部４９と第２食い込み部５０）を傷付ける虞もない。そして、挿入したパイプＰは、その前端が前部テーパ面２９に当接することによって前止まりされる。つまり、前部テーパ面２９は、封止部材６０と協動して継手機能部２０の内部をシールする機能と、パイプＰを前止まりさせる機能とを兼ね備えている。パイプＰが前止まりされたところで、手作業によるパイプＰの挿入が終了する。

この後、締付部材３２の治具嵌合部３４と継手本体部２１の治具受け部２３にスパナなどの治具（図示せず）を嵌合し、締付部材３２を前方へ螺進させる方向（締付け方向）に回転させる。締付部材３２が締付け方向へ螺進する間、係止部３６が保持用傾斜面５２に摺接することにより、保持部４３が次第に縮径方向（パイプＰの外周に接近する方向）へ塑性変形していく。そして、押圧面３８が受圧面４６に当接すると、保持部４３の縮径変形が完了する。また、押圧面３８が受圧面４６を軸方向に押圧することにより、締付リング４０が継手本体部２１に対して相対的に前方へ押し動かされ、これに伴って、筒状締付部４２が、後部テーパ面３１上を摺接しながらその傾斜により縮径するように塑性変形させられていく。

図２，５に示すように、筒状締付部４２が縮径変形するのに伴い、第１食い込み部４９と第２食い込み部５０が、パイプＰの外周に対し、全周に亘って楔のように食い込んで軸方向への相対変位を規制する。この食い込み作用により、締付リング４０の内周とパイプＰの外周との間が、軸方向（パイプＰの長さ方向）に間隔を空けた前後２箇所おいて気密状にシールされるとともに、パイプＰの後方への抜けを規制された状態にロックされる。また、筒状締付部４２の外周面における前端部が、塑性変形した状態で後部テーパ面３１に対し全周に亘って気密状に密着するとともに、継手本体部２１の角縁部２６が、締付リング４０のシール面４５に対し全周に亘って塑性変形（潰れ変形）した状態で気密状に密着する。この密着作用により、締付リング４０の外周と継手本体部２１の内周との間が、軸方向に間隔を空けた前後２箇所おいて気密状にシールされる。

上記の塑性変形を伴う気密状の食い込み状態と気密状の密着状態は、縮径手段５４において、継手機能部２０とパイプＰとが正しく接続した正規の締付け状態であり、この正規の組付け状態では、パイプＰと継手機能部２０との間における冷媒の漏れが確実に阻止される。そして、締付部材３２の締付け方向への螺進の過程においては、当接面３５が受け面２４に到達する直前に、縮径手段５４が正規の締付け状態となる。

縮径手段５４が、非正規の締付け状態から正規の締付け状態へ移行した時点では、作業者は、外観からは正規の締め付け状態になっていることを認知することはできない。しかし、作業マニュアル上では、当接面３５が受け面２４に突き当たるまで締付部材３２の螺進を続けるように定められているので、作業者は、このマニュアルに従って締付部材３２を締付け方向へ螺進させる作業を続けることになる。そして、当接面３５が受け面２４に当接するまで締付部材３２を螺進させたところで、締付部材３２が前止まりされてそれ以上の螺進作業を続けることができなくなる。以上により、パイプＰの接続作業が完了する。

正規の締付け状態へ移行してから当接面３５と受け面２４が当接するまで締付部材３２の螺進が続けられている間、第１食い込み部４９と第２食い込み部５０の食い込みが進むとともに、筒状締付部４２の前端部と後部テーパ面３１との密着状態及び角縁部２６とシール面４５との密着状態が維持されるので、正規の締付け状態が保たれる。つまり、高機能の防水性能（シール性能）とパイプＰの抜止め機能（ロック機能）が維持される。したがって、当接面３５が受け面２４に突き当たるまで締付部材３２を締め付ければ、作業者の熟練度が低くても、パイプＰを正規の形態に確実に接続することができる。また、接続作業が完了したことを、目視によって確認することもできる。

本実施形態においては、パイプＰの挿入方向において締付リング４０とパイプＰとのシール領域（第１食い込み部４９及び第２食い込み部５０）よりも後方の位置には、パイプＰの外周と対応するように保持部４３が設けられ、締付部材３２が締付け方向へ螺進するのに伴い、保持部４３が、締付部材３２によりパイプＰの外周に接近する方向へ変位して、パイプＰの径方向への変位を抑えるようになっている。この構成によれば、締付部材３２を締付け方向へ螺進させて締付リング４０をパイプＰの外周に締め付けてシールすると、シール領域から後方へ離間した位置では、保持部４３がパイプＰの外周に接近するように変位してパイプＰの径方向の変位を抑える。このとき、保持部４３は、パイプＰの外周に当接していることが望ましいが、パイプＰの外周面との間にシール性能を低下させない程度の僅かな隙間があってもよい。この保持部４３による変位規制作用により、パイプＰは、締付リング４０とのシール領域（第１食い込み部４９及び第２食い込み部５０）を支点として首を振るような不正な動きを生じることがない。これにより、締付リング４０とパイプＰとのシール領域では不正な変形が防止されるので、締付リング４０とパイプＰとの間では高いシール性能が保たれる。

また、締付リング４０は、リング本体部４１と、リング本体部４１からパイプＰの挿入方向前方へ延出した形態であってパイプＰとのシール領域（第１食い込み部４９と第２食い込み部５０）が形成された筒状締付部４２とを備えており、保持部４３は、リング本体部４１からパイプＰの挿入方向後方へ延出した形態とされている。この構成によれば、保持部４３が締付リング４０と一体に形成されているので、保持部を締付リングとは別体の部品に形成した場合に比べて部品点数が少なくて済んでいる。しかも、保持部４３による変位抑制位置と筒状締付部４２のシール領域とが、パイプＰの挿入方向において大きく離間しているので、シール領域における不正な変形を効果的に防止し、高いシール性能を発揮させることができる。

また、締付部材３２の内周には係止部３６が形成され、保持部４３の外周には、係止部３６と係止することで締付リング４０が締付部材３２に対して軸方向へ離脱するのを規制する凹部５３が形成されている。この構成によれば、保持部４３は、パイプＰの径方向の変位を抑える変位抑制機能に加えて、締付リング４０を締付部材３２に対して組付け状態に保持するための係止機能も兼ね備えている。したがって、両機能を締付リング４０における別々の部位に形成する場合に比べると、締付リング４０の形状を簡素化することができる。

また、パイプＰを前部テーパ面２９に当てて前止まりした状態から締付部材３２を締付け方向へ螺進させると、締付リング４０と一緒にパイプＰが挿入方向前方へ押し動かされ、パイプＰの前端部と前部テーパ面２９とが互いに食い込むように密着するので、この食い込みによる摩擦抵抗によってパイプＰの戻りが規制される。これにより、パイプＰが後方へ不正に移動することに起因して締付リング４０との間のシール性能が低下する、という虞はない。

＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図７を参照して説明する。本実施形態２は、封止部材７０を上記実施形態１の封止部材６０とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施形態２の封止部材７０は、概ね円柱形をなす真鍮製の封止部本体７１と、合成樹脂製の筒状保護体７６とを組み付けて一体部品化して構成されている。封止部本体７１の前端部外周には、実施形態１の封止部材７０と同じ形態の雄ネジ部７２が形成されている。封止部本体７１の外周には、雄ネジ部７２よりも後方の位置に縮径部７３が形成され、縮径部７３よりも後方の位置に、実施形態１の封止部材６０と同じ形態の封止用当接部７４が形成されている。また、封止部本体７１の後端面には、六角レンチ（図示省略）を嵌合させるための嵌合凹部７５が形成されている。筒状保護体７６は、外径が封止部本体７１と同じ寸法の筒状部７７と、筒状部７７の後端部の外周に形成した六角形の頭部７８とからなる。筒状保護体７６は、その前端部を封止部本体７１の後端部外周に嵌合し、圧入・接着等の手段によって離脱不能に組み付けられている。

封止部材７０を継手機能部２０に組み付ける際には、手作業で封止部材７０を継手機能部２０内に挿入して雄ネジ部７２を雌ネジ部２８に螺合し、その後、嵌合凹部７５にレンチを嵌合して封止部本体７１を締め付ければ、封止用当接部７４が前部テーパ面２９に当接することによって、封止部材７０の外周と継手本体部２１の内周との間が気密状にシールされる。この実施形態２の封止部材７０は、実施形態１の封止部材６０に比べると軽量化及びコスト低減が図られている。また、封止部材７０を継手機能部２０に組み付けた状態では、レンチを嵌合凹部７５に嵌合するときや嵌合凹部７５から外すときに、継手機能部２０内におけるレンチの挿抜経路と締付リング４０の内周との間には、筒状保護体７６が介在しているので、締付リング４０の内周面（特に、パイプＰとのシール領域である第１食い込み部４９と第２食い込み部５０）がレンチによって傷付けられる虞がない。

＜実施形態３＞
次に、本発明を具体化した実施形態３を図８を参照して説明する。本実施形態３は、封止部材８０を上記実施形態１の封止部材６０とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施形態３の封止部材８０は、前端部外周に実施形態１の封止部材６０と同じ形態の雄ネジ部６３が形成された封止本体部８１を有している。封止本体部８１の外周には、雄ネジ部６３よりも後方の位置に縮径部６４が形成され、縮径部６４よりも後方の位置に、実施形態１の封止部材６０と同じ形態の封止用当接部６５が形成され、封止用当接部６５よりも後方の位置にシール溝８２が形成されている。シール溝８２には、リング状のシール部材８３が取り付けられている。封止部材８０を継手機能部２０に取り付けた状態では、封止用当接部６５と前部テーパ面２９との間が気密状にシールされるのに加え、封止用当接部６５よりも後方の位置において、シール部材８３が定径部３０の内周面に密着することによっても封止部材８０の外周と継手本体部２１の内周との間が気密状にシールされる。

＜実施形態４＞
次に、本発明を具体化した実施形態４を図９を参照して説明する。本実施形態４は、封止部材９０を上記実施形態１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。本実施形態４の封止部材９０は、封止用当接部９１を、前部テーパ面２９と同じ傾斜角度のテーパ状としたものであり、封止用当接部９１は前部テーパ面２９に対して面接触状態で気密に当接するようになっている。

＜実施形態５＞
次に、本発明を具体化した実施形態５を図１０及び図１１を参照して説明する。本実施形態５は、封止部材１００を上記実施形態１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。本実施形態５の封止部材１００は、概ね筒状をなす真鍮製の第１部材１０１と、円盤状をなす銅又は銅合金製の第２部材１０２とを備えて構成されている。第１部材１０１は、継手本体部２１の雄側ネジ部２２に螺合される雌側ネジ部１０３と、締付部材３２の雌側ネジ部３３に螺合される雄側ネジ部１０４とを有する。

封止部材１００を組み付ける際には、まず、第１部材１０１の前面の凹み部１０５に第２部材１０２を落とし込むようにセットし、継手機能部２０においては、締付部材３２を継手本体部２１から外しておく。この状態で、第１部材１０１と第２部材１０２を前方から継手本体部２１に組付け、雌側ネジ部１０３を雄側ネジ部２２に螺合して第１部材１０１を締め付ける。すると、第２部材１０２の外周縁部が、継手本体部２１の前端の平坦面２５と第１部材１０１の凹み部１０５の前面との間で軸方向に挟み付けられて塑性変形する。これにより、継手本体部２１と第２部材１０２との間が気密状にシールされるとともに、第２部材１０２と第１部材１０１との間が気密状にシールされる。

＜実施形態６＞
次に、本発明を具体化した実施形態６を図１２を参照して説明する。本実施形態６は、封止部材１１０を上記実施形態１の封止部材６０とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施形態６の封止部材１１０は、銅又は銅合金製であり、前方へ膨らんだ形態のドーム形をなす閉塞部１１１と、閉塞部１１１の外周縁に形成した鍔部１１２とからなる。封止部材１１０を組み付ける際には、締付部材３２を継手本体部２１から外した状態で、封止部材１１０を前方から継手本体部２１に組み付ける。このとき、閉塞部１１１の全体が接続孔２７内に収容され、閉塞部１１１の外周縁部が後部テーパ面３１に当接し、鍔部１１２が平坦面２５に当接する。その後、締付部材３２を継手本体部２１に螺合して組み付けると、閉塞部１１１の外周縁部が、筒状締付部４２の前端部における外周縁と後部テーパ面３１との間で挟み付けられる。

これにより、後部テーパ面３１と閉塞部１１１の外周面との隙間が気密状に密着するとともに、閉塞部１１１の内周面と筒状締付部４２の外周面との隙間が気密状に密着し、継手本体部２１の内周と締付リング４０の外周との間が封止部材１１０によって気密状にシールされる。そして、継手本体部２１内における冷媒の流動経路である接続孔２６が気密状に封止され、継手機能部２０から大気中への冷媒の漏出が確実に規制される。

継手機能部２０にパイプＰを接続する際には、まず、締付部材３２を、一旦、継手本体部２１から外し、封止部材１１０を継手本体部２１から外し、再び、締付部材３２を継手本体部２１にねじ込む。この後、上記実施形態１と同様にパイプＰを継手機能部２０内に差し込んで締付部材３２を締め付ければよい。

本実施形態６の封止部材１１０は、ドーム形をなして継手本体部２１内における冷媒の流動経路（接続孔２６）を塞ぐ閉塞部１１１と、継手本体部２１におけるパイプ挿入方向後側の端面（平坦面２５）に当接して継手本体部２１に対する封止部材１１０の移動を規制する鍔部１１２とを備えて構成されている。そして、締付部材３２の締付けによって、閉塞部１１１の外周縁部が継手本体部２１と締付リング４０との間で挟み付けられることで、封止部材１１０が継手機能部２０に対して組付け状態に保持されるようになっている。この封止部材１１０も、継手機能部２０に対して着脱可能であり、締付リング４０におけるパイプＰとのシール領域（第１食い込み部４９及び第２食い込み部５０）とは非接触の状態で継手機能部２０における冷媒の流動を規制可能となっている。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、継手機能部の継手本体部をハウジングに一体に形成したが、継手本体部は、ハウジングとは別体の部品としたものをハウジングに組み付けてもよい。
（２）上記実施形態では、閉鎖バルブが、流路を開閉するための第１弁体（開閉バルブ）と流路内を真空引きするための第２弁体（サービスバルブ）を備えた三方弁である場合について説明したが、本発明は、第２弁体（サービスバルブ）を有しない二方弁にも適用できる。
（３）上記実施形態では、閉鎖バルブが１つの継手機能部を有する場合について説明したが、本発明は、複数の継手機能部を有する閉鎖バルブにも適用することができる。
（４）上記実施形態では、パイプとして銅又は銅合金を用いたが、パイプの材料はこれ以外の金属であってもよい。
（５）上記実施形態では、締付リングとして銅又は銅合金を用いたが、締付リングの材料はこれ以外の金属であってもよい。
（６）上記実施形態では、締付リングとパイプを同じ材料としたが、締付リングとパイプは異なる材料であってもよい。
（７）上記実施形態では、ハウジング（継手本体部）を真鍮製としたが、ハウジングの材料は真鍮以外の金属であってもよい。
（８）上記実施形態では、締付部材を真鍮製としたが、締付部材の材料は真鍮以外の金属であってもよい。
（９）上記実施形態１では、封止部材を真鍮製としたが、封止部材の材料は真鍮以外の金属であってもよい。
（１０）上記実施形態２では、封止部材の封止部本体を真鍮製としたが、封止部本体の材料は真鍮以外の金属であってもよい。
（１１）上記実施形態では、締付リングが最後端位置にあるときに、外向き突部の後端部が締付部材から後方へ突出するようにしたが、締付リングが最後端位置にあっても、外向き突部の後端部は締付部材から後方へ突出せず、締付リングの全体が締付部材の内部に収容されるようにしてもよい。
（１２）上記実施形態では、締付リングを締付部材に組み付けた状態で、締付リングが締付部材に対して軸方向へ自由に相対変位し得るようにしたが、締付リングを締付部材に組み付けた状態で、締付リングが締付部材に対して軸方向へ自由に相対変位しないようにしてもよい。尚、この場合でも、締付部材を回転させて締付け方向へ螺進させれば、締付リングは締付部材に対して相対的に後方へ変位する。
（１３）上記実施形態では、締付リングを締付部材内に組み付けた状態に保持し、これを継手本体部に対してワンアクションで組み付けるようにしたが、締付リングと締付部材は、組付け状態に保持されず、継手本体部に対して別々に組み付けるようにしてもよい。
（１４）上記実施形態では、締付リングとパイプとのシール部を、パイプ挿入方向に間隔を空けて２箇所に設けたが、シール部は、１箇所だけでもよく、パイプ装入方向に間隔を空けた３箇所以上に設けてもよい。
（１５）上記実施形態では、締付リングと継手本体部とのシール部を、パイプ挿入方向に間隔を空けて２箇所に設けたが、シール部は、１箇所だけでもよく、パイプ装入方向に間隔を空けた３箇所以上に設けてもよい。
（１６）上記実施形態では、締付部材を締付け方向へ螺進させる過程では、締付部材の当接面が継手本体部の受け面に到達する前に締付リングがパイプに対して正規の締付け状態となり、これ以降は、当接面が受け面に当接するまで締付リングによる正規の締付け状態が保たれる構造とし、その上で、当接面を受け面に当接させるまで締付部材を締め付けることをマニュアル上で義務づけることによって、締付リングが確実にパイプに締め付けられるようにしたが、これに替えて、締付部材の締付けトルクを管理することで、締付リングが確実にパイプに締め付けられるようにしてもよい。
（１７）上記実施形態では、受け面を継手本体部に一体に形成したが、これに替えて、継手本体部における当接面との対向面にスペーサを取り付け、このスペーサにおける当接面との対向面を受け面として機能させてもよい。
（１８）上記実施形態では、係止部を締付部材の内周から内向きに突出する形態としたが、係止部は、締付部材の内周を凹ませた形態でもよい。この場合、締付リングの外周に形成した凸部を係止部に係止させればよい。
（１９）上記実施形態１，２では、封止用受け部を、継手機能部に対するパイプの挿入方向において雌ネジ部よりも後方に配置したが、封止用受け部は、パイプの挿入方向において雌ネジ部より前方に配置してもよい。
（２０）上記実施形態１，２では、封止用当接部を、継手機能部に対するパイプの挿入方向において雄ネジ部よりも後方に配置したが、封止用当接部は、パイプの挿入方向において雄ネジ部より前方に配置してもよい。
（２１）上記実施形態６では、封止部材のドーム形をなす閉塞部を、パイプ挿入方向前方へ膨らむ形態としたが、ドーム形の閉塞部は、パイプ挿入方向後方へ膨らむ形態であってもよい。
（２２）上記実施形態６では、閉塞部をドーム形に膨らんだ形態としたが、閉塞部は、平板状であってもよい。

Ａ…閉鎖バルブ
Ｂ…室外機（熱交換機器）
Ｐ…パイプ
１０…ハウジング
１３…流路
１５…第１弁体（弁体）
２０…継手機能部
２１…継手本体部
２８…雌ネジ部
２９…前部テーパ面（封止用受け部）
３１…後部テーパ面（テーパ面）
３２…締付部材
４０…締付リング
４７…締付用テーパ面（テーパ面）
４９…第１食い込み部（締付リングにおけるパイプとのシール領域）
５０…第２食い込み部（締付リングにおけるパイプとのシール領域）
５４…縮径手段
６０…封止部材
６３…雄ネジ部
６５…封止用当接部
７０，８０，９０，１００，１１１…封止部材
７２…雄ネジ部
７４，９１…封止用当接部

Claims (2)

1. 熱交換機器に取り付けられるハウジングと、
   前記ハウジング内に形成された冷媒の流路と、
   前記流路を開閉する弁体と、
   パイプを前記流路に接続するための継手機能部とを備え、
   前記継手機能部が、
   前記流路の一方の端部を構成し、パイプが挿入されるようになっている筒状の継手本体部と、
   前記継手本体部のパイプ挿入方向における後端部の外周に同軸状に螺合され、パイプが貫通されるようになっている筒状の締付部材と、
   前記継手本体部に同軸状に挿入されたパイプを包囲する締付リングと、
   パイプ挿入方向に対して傾斜したテーパ面を有し、締付け方向へ螺進させた前記締付部材で前記締付リングを押圧することにより、前記締付リングが、前記継手本体部の内周に気密状に密着しつつ縮径方向へ塑性変形し、パイプの外周に対して相対変位を規制する状態に食い込み且つ気密状に密着する形態で締め付けるようになっている縮径手段とを備えて構成され、
   前記継手機能部に対して着脱可能であって、前記締付リングの内周におけるパイプとのシール領域とは非接触の状態で前記継手機能部における冷媒の流動を規制可能な封止部材を備えた閉鎖バルブであって、
   前記継手本体部の内周には、雌ネジ部と封止用受け部が形成され、
   前記封止部材は、前記締付部材内を貫通する形態で前記継手機能部内に挿入されるようになっており、
   前記封止部材の外周には、雄ネジ部と封止用当接部が形成され、
   前記雄ネジ部を前記雌ネジ部にねじ込んで前記封止用当接部を前記封止用受け部に対して気密状に当接させることで、前記継手機能部における冷媒の流動が規制されるようになっていることを特徴とする閉鎖バルブ。
2. 前記封止部材は、
   前端部に前記雄ネジ部が形成され、前記締付部材内に挿入される円柱状の封止本体部と、
   前記封止本体部の後端部に一体に形成された外周が正六角形の頭部とを備えて構成され、
   前記頭部の外周に外接する仮想円の径寸法は、前記封止本体部の外径、及び前記締付部材の最小内径よりも大きく、
   前記雄ネジ部の螺旋ピッチは、前記継手本体部と前記締付部材との螺合部の螺旋ピッチとは異なるピッチとなっていることを特徴とする請求項１記載の閉鎖バルブ。

Images