KR101103177B1 - 물림식 관 조인트, 냉동 장치 및 온수 장치 - Google Patents

물림식 관 조인트, 냉동 장치 및 온수 장치 Download PDF

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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

수나사가 형성된 결합용 부재에 페룰이 일체적으로 가공되고, 페룰의 외표면의 손상을 방지하여 기밀성의 저하를 회피하는 물림식 관 조인트가 제공된다. 또, 이러한 물림식 관 조인트를 구비한 냉동 장치 및 온수 장치가 제공된다. 물림식 관 조인트는, 암나사(11)가 형성된 결합용 부재(1)와, 수나사(21)가 형성된 결합용 부재(2)로 구성된다. 결합용 부재(2)에 페룰(3)이 일체적으로 형성된다. 페룰(3)은 양 결합용 부재(1), (2)가 체결되기까지, 결합용 부재(2)로부터 분리되어 배관(4)에 물린다. 결합용 부재(2)에는, 환상을 가지는 페룰(3)을 덮는 원통 형상 커버(22)가 형성되어 있으며, 결합용 부재(2)의 취급시에 페룰(3)의 선단부(3a) 및 테이퍼면(31)에 흠집이 나는 것을 방지한다.

Description

물림식 관 조인트, 냉동 장치 및 온수 장치{BITE-IN TYPE PIPE JOINT, REFRIGERATING APPARATUS, AND WATER HEATING DEVICE}
본 발명은, 암나사가 형성된 결합용 부재와, 상기 암나사에 나사 결합하는 수나사가 형성된 결합용 부재를 구비한 물림식(bite-in type) 관 조인트에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 수나사가 형성된 결합용 부재에 페룰(ferrule)이 일체적으로 형성되어 있으며, 배관의 접속 완료 시점에 있어서, 페룰이 배관에 물린 상태로, 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되는 구조를 가지는 물림식 관 조인트에 관한 것이다. 또, 본 발명은 이와 같은 물림식 관 조인트를 구비한 냉동 장치, 및 급탕기 등의 온수 장치에 관한 것이다.
예를 들면 냉동 장치의 냉매 배관, 온수 장치의 급탕 배관, 및 급수 배관의 배관 시스템에 있어서, 암나사가 형성된 결합용 부재와, 상기 암나사에 나사 결합하는 수나사가 형성된 결합용 부재를 구비한 물림식 관 조인트가 이용되고 있다. 이러한 물림식 관 조인트로서, 특허 문헌 1에는, 수나사가 형성된 접속구 본체와, 상기 수나사에 나사 결합하는 암나사가 형성된 너트로 구성되고, 독립된 페룰(물림식 슬리브)이 이들 결합용 부재 사이에 개재하고 있는 조인트가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 독립된 페룰을 이용한 물림식 관 조인트의 경우, 배관이 접속되기까 지에 페룰이 분실될 우려가 있었다. 또, 배관이 접속될 때에, 작으면서 독립된 페룰을 양 결합용 부재 사이에 장착할 필요가 있는 것으로부터, 작업성이 나쁘다는 문제가 있었다. 또한, 페룰이 독립된 부품으로서 취급되는 것으로부터, 페룰의 시일면 및 물림부가 손상되기 쉽다는 문제가 있었다.
이 때문에, 근래에는, 페룰이 결합용 부재와 일체적으로 형성된 물림식 관 조인트가 주목받고 있다. 이러한 물림식 관 조인트로서, 특허 문헌 2에 개시된 조인트를 들 수 있다. 이 물림식 관 조인트의 체결 시작 단계의 장착 상태의 단면도를 도 7에 나타낸다. 이 물림식 관 조인트에서는, 수나사(101a)가 형성된 결합용 부재로서의 동부(胴部)(101)에 의해, 물림식 관 조인트의 본체로서의 결합용 부재가 구성되어 있다. 또, 수나사(101a)와 나사 결합하는 암나사(102a)가 형성된 결합용 부재로서의 너트(102)의 내부에, 페룰(103)이 일체적으로 형성되어 있다. 배관의 최종 접속 상태에서는, 이 페룰(103)은 너트(102)로부터 분리된다. 이하의 설명에 있어서, 이 물림식 관 조인트에 관한 기술을 종래 기술 A라고 한다. 본원에 있어서, 물림식 관 조인트의 본체로서의 결합용 부재는, 미리 소정 위치에 배치 형성된 배관에 부착되는 결합용 부재이며, 도 7에 있어서는 부호 101로 나타낸다. 또, 본원에 있어서, 물림식 관 조인트의 본체로서의 결합용 부재는, 상대방의 결합용 부재가 접속되는 개구에, 접속되는 배관(도 7에 있어서 부호 104로 나타낸다)이 삽입되는 카운터 보어(도 7에 있어서 부호 101b로 나타낸다)가 형성된 배관 삽입 구멍(도 7에 있어서는 부호 101c로 나타낸다)을 가지고 있다.
또한, 특허 문헌 3에는, 상기 종래 기술 A와는 다른 물림식 관 조인트가 개 시되어 있다. 이 물림식 관 조인트의 장착 완료 단계의 장착 상태의 단면도를 도 8에 나타냄과 함께, 수나사가 형성된 결합용 부재의 부분 단면도를 도 9에 나타낸다. 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 이 물림식 관 조인트에서는, 암나사(201a)가 형성된 결합용 부재(201)에 의해, 물림식 관 조인트의 본체로서의 결합용 부재가 구성되어 있다. 수나사(202a)가 형성된 결합용 부재(202)의 선단부에 페룰(203)이 결합용 부재(202)와 일체적으로 형성되어 있다. 배관의 최종 접속 상태에서는, 이 페룰(203)은 수나사(202a)가 형성된 결합용 부재(202)로부터 분리된다. 이하의 설명에 있어서, 이 물림식 관 조인트에 관한 기술을 종래 기술 B라고 한다. 도 8에 있어서, 접속되는 배관은 부호(204)로 나타내고 있으며, 카운터 보어(201b) 가 형성된 배관 삽입 구멍은 부호 201c로 나타내고 있다.
특허 문헌 1 :일본 공개특허 공보 2003－74768호
특허 문헌 2：일본 공표특허 공보 2004－526911호
특허 문헌 3：미국 특허 제4022497호 명세서
그러나, 종래 기술 A에서는, 페룰(103)이 너트(102)의 내부의 안쪽 위치에 형성된다. 이 때문에, 페룰(103)이 분리된 후에 그 페룰(103)의 선단면을 캠면(101d)에 누르기 위한, 환상을 가지는 가압면(102b)이, 페룰(103)의 안쪽에 형성되어 있다. 이와 같이 너트(102)의 암나사(102a) 및 가압면(102b)이 너트(102)의 내부에 형성되는 것으로부터, 너트(102)는, 그 제조시에 그 너트(102)의 개구로부터 외날 바이트로 깎여진다. 따라서, 너트(102)의 개구로부터의 거리가 커질수록 가공 작업의 중심 위치의 중심 어긋남이 생기기 쉽다. 이 때문에, 개구로부터의 거리에 차이가 있는 암나사(102a)와 가압면(102b) 사이에서는, 중심 어긋남이 커지기 쉽다. 또, 너트(102)의 안쪽에 위치하는 가압면(102b)의 각도의 정밀도도 저하된다. 이 결과, 가압면(102b)에 의한 페룰(103)의 캠면(101d)으로의 누름이 불완전한 상태가 되어, 페룰(103)에 의한 기밀성이 저하되기 쉽다는 문제가 있었다.
종래 기술 B의 경우는, 페룰(203)이 분리된 후에 페룰(203)의 기단면(基端面)을 캠면(201d)에 누르기 위한, 환상을 가지는 가압면(202b)은, 수나사(202a)의 선단부와 대략 동일한 위치에 형성되어 있다. 이 때문에, 종래 기술 A에 비해, 결합용 부재(202)의 중심축에 대한 가압면(202b)의 각도의 정밀도, 및 가압면(202b)의 중심축의 정밀도가 향상된다. 이 결과, 종래 기술 A에 있어서의 불완전 접촉의 문제점은 큰 폭으로 개선된다. 그러나, 페룰(203)이 외부에 노출되어 있는 것으로부터, 페룰(203)의 선단부(203a) 및 시일면(203b)이 손상되기 쉽다는 문제가 있었다.
본 발명은, 수나사가 형성된 결합용 부재에 페룰이 일체적으로 가공되어 있는 물림식 관 조인트에 있어서, 페룰의 외표면의 손상을 방지함으로써 기밀성의 저하를 회피하는 물림식 관 조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 본 발명은, 이러한 물림식 관 조인트를 구비한 냉동 장치 및 온수 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 제1의 형태에 의하면, 배관의 접속에 이용되며, 암나사가 형성된 결합용 부재와, 상기 암나사에 나사 결합하는 수나사가 형성된 결합용 부재를 구비한 관 조인트가 제공된다. 상기 수나사가 형성된 결합용 부재는, 그 결합용 부재에 부착된 환상을 가지는 페룰과, 그 페룰의 외주를 덮는 원통 형상 커버를 가진다. 상기 페룰은, 상기 양 결합용 부재가 체결될 때까지, 상기 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되어 배관에 물리도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성된 물림식 관 조인트에서는, 페룰의 외주를 덮는 원통 형상 커버에 의해 페룰이 외부에 노출되지 않는다. 이 때문에, 예를 들면 배관의 접속, 및 부품의 반송의 작업시에 페룰의 외표면이 손상되는 것이 회피된다. 또, 결합용 부재의 장착 완료시에는 페룰이 분리되어 배관에 물리는 것으로부터, 배관을 떼어낼 필요가 있을 때에 결합용 부재의 나사 결합을 용이하게 풀 수 있다. 따라서, 예를 들면 메인터넌스 작업에 있어서, 일단 접속된 배관을 용이하게 떼어낼 수 있다.
바람직하게는, 상기 페룰은, 상기 양 결합용 부재의 체결 과정에 있어서 상기 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되어, 독립된 페룰로서 기능한다. 이 구성에 의하면, 각 결합용 부재로부터 독립되어 형성된 페룰과 마찬가지로, 결합용 부재로부터 축방향의 가압력을 페룰에 작용시켜, 이 축방향의 가압력에 의해 페룰을 배관의 표면에 물리도록 변형시킬 수 있다. 이 결과, 페룰에 기밀성이 양호해진다.
바람직하게는, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재는, 상기 양 결합용 부재의 체결 과정에 있어서 상기 페룰의 선단부가 맞닿는 캠면을 가진다. 이 경우, 상기 페룰은, 배관에 물리기 전에, 캠면에 맞닿은 상태로 축방향의 가압력을 받아 상기 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하면, 페룰이 물리는 배관의 표면, 및 캠면을 페룰의 회전에 의해 손상시키는 일이 적어진다. 이것에 의해 페룰에 의한 기밀성을 향상시킬수 있다.
바람직하게는, 상기 페룰은, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축심과 교차하는 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있는 박육부에 의해 상기 수나사가 형성된 결합용 부재에 부착되어 있다. 이 구성에 의하면, 양 결합용 부재의 체결에 수반하는 축방향의 가압력에 의해 용이하게 페룰을 분리할 수 있다.
바람직하게는, 상기 박육부는 환상으로 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 환상을 가지는 페룰이, 환상을 가지는 박육부에 의해 연결되어 있다. 그 때문에, 박육부가 대략 전체적으로 균일하게 절단되고, 페룰의 기울어진 물림이 방지되어 페룰에 의한 기밀성이 양호해진다.
바람직하게는, 상기 박육부는, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서, 수나사의 선단보다 전방에 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 수나사가 형성된 결합용 부재의 강도를 유지하면서 그 결합용 부재의 가공을 행할 수 있어, 수나사의 중심 어긋남을 방지할 수 있다. 이 결과, 페룰의 불완전 접촉이 억제되어 페룰의 기밀성의 저하를 회피할 수 있다.
바람직하게는, 상기 원통 형상 커버는, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서, 수나사의 선단보다 전방에 형성되어 있는 벽으로부터의 연장에 의해 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 페룰의 외주를 덮는 원통 형상 커버를 용이하게 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 페룰의 선단이 원통 형상 커버 내에 위치하고 있다. 이 구성에 의하면, 손상에 의해 페룰의 기밀성 저하로 연결되기 쉬운 페룰의 선단부를 보호할 수 있다.
바람직하게는, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재는, 그 결합용 부재의 외벽과 상기 캠면 사이에, 양 결합용 부재가 체결될 때에 상기 원통 형상 커버를 수납하는 원통형 오목부를 구비하고 있다. 이 구성에 의하면, 수나사가 형성된 결합용 부재의 체결에 수반하여 암나사가 형성된 결합용 부재에 진입하는 원통 형상 커버를 확실히 수납할 수 있다.
바람직하게는, 상기 수나사가 형성된 결합용 부재는, 상기 페룰로부터 그 후방으로 소정의 간격을 두고 이간한 위치에, 상기 분리되어 독립된 페룰로서 기능하는 페룰의 기단면을 가압하는 환상의 가압면을 구비하고 있다. 이 구성에 의하면, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서의 수나사의 선단부에 가압면을 접근시킬 수 있어, 수나사와 가압면의 중심 어긋남을 경감시킬 수 있다.
바람직하게는, 상기 가압면은, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서, 수나사의 선단의 근방, 또한 수나사의 선단보다 후방에 형성되어 있다. 이 구성에 의하면, 수나사가 형성된 결합용 부재의 강도를 유지하면서, 가압면과 수나사의 중심 어긋남을 최소로 경감시킬 수 있다.
본 발명의 제2의 형태에 의하면, 상기 물림식 관 조인트를, 냉매 회로, 수(水)회로, 또는 냉매 회로와 수회로 쌍방에서 구비하고 있는 냉동 장치가 제공된다. 또, 본 발명의 제3의 형태에 의하면, 상기 물림식 관 조인트를, 급탕 회로, 급수 회로, 또는 급탕 회로와 수회로 쌍방에서 구비하고 있는 온수 장치가 제공된다. 이와 같이 구성된 냉동 장치 및 온수 장치에서는, 배관의 조인트로부터의 유체 누출이 적어져 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태와 관련되는 물림식 관 조인트를 나타내는 단면도이며, 체결시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 물림식 관 조인트의 주요부를 확대하여 나타내는 단면도이며, 체결이 개시되어 페룰의 선단부가 캠면에 맞닿은 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 물림식 관 조인트의 주요부를 확대하여 나타내는 단면도이며, 체결이 개시되어 페룰이 분리된 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 물림식 관 조인트의 주요부를 확대하여 나타내는 단면도이며, 체결 완료 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 물림식 관 조인트에 있어서의 캠면을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 6은 물림식 관 조인트에 있어서의 페룰을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 7은 암나사가 형성된 결합용 부재에 페룰이 일체적으로 형성된 종래의 물림식 관 조인트의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은 수나사가 형성된 결합용 부재에 페룰이 일체적으로 형성된 종래의 물림식 관 조인트를 나타내는 부분 단면도이다.
도 9는 물림식 관 조인트에 있어서의, 수나사가 형성된 결합용 부재를 나타내는 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태와 관련되는 물림식 관 조인트에 대해서, 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 실시의 형태와 관련되는 물림식 관 조인트를 나타내는 단면도이다. 본 실시의 형태와 관련되는 물림식 관 조인트는, 예를 들면 냉동 장치, 온수 장치 등의 냉매 배관 및 수(水)배관에 사용된다. 이 물림식 관 조인트는, 암나사(11)가 형성된 결합용 부재(1)와, 암나사(11)에 나사 결합하는 수나사(21)가 형성된 결합용 부재(2)를 구비한다. 암나사(11)가 형성된 결합용 부재(1)는, 본 실시의 형태와 관련되는 물림식 관 조인트에 의해 접속되는 배관(4)이 삽입되는, 단부(段部)(카운터 보어)(12a)가 형성된 배관 삽입 구멍(12)을 구비한 결합용 부재이다. 본 실시 형태에서는, 암나사(11)가 형성된 결합용 부재(1)가 물림식 관 조인트의 본체로서 구성되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 암나사(11)가 형성된 결합용 부재(1)를 제1 결합용 부재(1)로 칭하고, 수나사(21)가 형성된 결합용 부재(2)를 제2 결합용 부재(2)로 칭한다. 또한, 도 1에 있어서의 좌측을, 즉, 제2 결합용 부재(2)에 일체적으로 형성되어 있는 페룰(3)의 선단 방향을 전방으로 칭하고, 도 1에 있어서의 우측을 후방이라고 칭한다.
제1 결합용 부재(1)의 전단부에는, 외주에 수나사(13a)가 형성된 접속 포트(13)가 형성되고, 제1 결합용 부재(1)의 후단부에는 본체부(14)가 형성되어 있다. 본체부(14)는, 그 내부에, 후방에 개구하는 대략 아암 형상의 공동(空洞)부(15)를 가진다. 본체부(14)의 내주면에는, 후방에 위치하는 개구로부터 전방을 향해 암나사(11)가 형성되어 있다. 공동부(15)의 저부를 구성하는 전방의 벽 부(15a)에는, 제1 결합용 부재(1)의 축방향을 따름과 함께 후방을 향해 연장되는 원통형을 가지는 배관 지지부(16)가 형성되어 있다. 배관 지지부(16)는 공동부(15)의 중간부까지 돌출되어 있으며, 배관 지지부(16)의 선단에는, 페룰(3)의 선단부(3a)가 맞닿는 캠면(17)이 형성되어 있다. 캠면(17)은, 도 5에 확대하여 나타내는 바와 같이, 바깥쪽을 향함에 따라 지름이 확대되는 테이퍼 형상으로 형성되어 있다. 제1 결합용 부재(1)의 중심축을 따라 연장되는 직선에 대한 캠면(17)의 경사 각도(α)는, 도 6에 나타내는 페룰(3)의 중심축을 따라 연장되는 직선에 대한 페룰(3)의 테이퍼면(31)의 경사 각도(β)보다 조금 크게 형성되어 있다. 경사 각도(α)는 대략 20도이며, 페룰(3)의 경사 각도(β)는 대략 15도이다.
캠면(17)의 전단부는, 접속되는 배관(4)이 삽입되는 배관 삽입 구멍(12)에 연속되어 있다. 이 배관 삽입 구멍(12)의 구멍 직경은, 접속되는 배관(4)이 끼워 넣어지도록, 배관(4)의 외형과 대략 동일 직경으로 형성되어 있다. 이 배관 삽입 구멍(12)의 전방에는, 배관(4)의 내경과 대략 동일하게 연락 통로(18)가 형성되어 있다. 배관 삽입 구멍(12)과 연락 통로(18) 사이에 단부(카운터 보어)(12a)가 형성되고, 이 단부(12a)를 통하여 배관 삽입 구멍(12)과 연락 통로(18)가 접속되어 있다. 물림식 관 조인트의 장착시에 있어서, 접속되는 배관(4)의 선단면이 단부(12a)에 맞닿는 것으로부터, 이 단부(12a)에 의해 배관(4)의 삽입 위치를 일정하게 할 수 있다. 연락 통로(18)의 전방, 즉 접속 포트(13)의 중심부에는 냉매 통로로서의 소경의 연락 통로(13b)가 접속 포트(13)의 전방을 향해 개구하도록 형성되어 있다.
후단에 캠면(17)이 형성되어 있는 배관 지지부(16)와, 본체부(14)의 외벽 사 이에는, 원통 형상 오목부(19)가 형성되어 있다. 이 원통 형상 오목부(19)에는, 후술하는 제2 결합용 부재(2)에 형성되는 원통 형상 커버(22)가 수납된다. 즉, 제2 결합용 부재(2)의 체결에 수반하여 원통 형상 커버(22)가 원통 형상 오목부(19) 내에 침입하고, 이 원통 형상 오목부(19) 내를 진행한다. 따라서, 원통 형상 오목부(19)의 내경, 공동의 두께, 및 공동의 깊이는, 원통 형상 커버(22)의 진행을 방해하지 않도록 설정되어 있다.
상기 원통 형상 오목부(19)를 구비하는 본체부(14)의 외벽은, 체결 공구를 이용하여 본체부(14)를 파지(把持)할 수 있도록, 적어도 대향하는 2개의 평면을 가지고 있으며, 바람직하게는 육각 너트 형상으로 형성되어 있다.
제2 결합용 부재(2)의 후단부에는, 제1 결합용 부재(1)에 있어서의 본체부(14)와 마찬가지로, 육각 너트 등의 체결 공구에 의한 파지를 가능하게 한 파지부(23)가 형성되어 있다. 파지부(23)의 전방에는, 제1 결합용 부재(1)의 암나사(11)에 나사 결합하는 수나사(21)가 외주에 형성된 수나사부(24)가 형성되어 있다. 파지부(23)로부터 수나사부(24)에 걸친 부분은 대략 중실(中實)부로서 구성되며, 그 중심부에는, 접속되는 배관(4)을 관통시키기 위한 배관 관통 구멍(25)이 형성되어 있다. 수나사부(24)의 전방의 벽면으로부터 소정의 거리 간격을 두고 페룰(3)이 형성되어 있다.
페룰(3)은, 그 축심에 배관이 끼워 넣어지는 관통 구멍(32)을 구비함과 함께, 축방향을 따라 연장되는 소정의 길이를 구비한 환상의 것이다. 페룰(3)의 후단부는, 페룰(3)의 직경 방향을 따라 대략 일정한 두께로 형성되어 있다. 도 6에 나 타내는 바와 같이, 페룰(3)의 선단부는 대략 절두 원추 형상으로 형성되어 있다. 이 절두 원추 형상을 형성하는 테이퍼면(31)은, 페룰(3)의 축심에 대해서 예각으로 형성되어 있다. 테이퍼면(31)의 경사 각도(β)는, 상기 서술한 바와 같이 캠면(17)의 경사 각도(α)보다 약간 작은 각도로 설정되어 있다. 페룰(3)의 선단 근처에 있어서, 관통 구멍(32)을 형성하는 내주면에는, 대략 삼각형 형상을 가지는 작은 노치(33)가 형성되어 있다. 이 노치(33)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 단면 삼각형형상으로 형성됨과 함께, 삼각형의 선단이 페룰(3)의 선단 방향에 위치하도록 형성되어 있다. 이와 같이, 페룰(3)의 선단부(3a)가 얇게 형성됨과 함께 노치(33)가 형성됨으로써, 축방향의 가압력에 의해 페룰(3)이 캠면(17)에 눌러졌을 때에, 선단부(3a)가 페룰(3)의 축심을 향하여 굽혀지기 쉽다.
페룰(3)의 후단부는, 수나사부(24)의 전(前)부에 형성된 환상을 가지는 박육부(26)를 통하여 수나사부(24)에 연결되어 있다. 제2 결합용 부재(2)의 축방향에 있어서, 박육부(26)는, 수나사(21)의 선단의 근방에 형성됨과 함께, 수나사(21)의 선단보다 전방에 형성되어 있다. 이와 같이, 페룰(3)은, 박육부(26)에서 제2 결합용 부재(2)와 일체화되어 있다. 그 때문에, 페룰(3)은 제2 결합용 부재(2)와 함께 축방향을 따라 이동하지만, 페룰(3)의 이동에 저항이 생겼을 때는 박육부(26)에 축방향의 힘이 작용한다. 따라서, 제2 결합용 부재(2)가 제1 결합용 부재(1)에 조여져 축방향으로 이동하고, 페룰(3)의 선단부(3a)가 캠면(17)에 맞닿을 때에는, 캠면(17)의 저항에 의해 박육부(26)에 축방향의 힘이 작용한다. 그리고, 축방향의 힘이 소정의 크기가 되었을 때에 박육부(26)가 절단되어, 페룰(3)이 제2 결합용 부 재(2)로부터 분리된다. 이와 같은 박육부(26)가 페룰(3)의 연결부로서 이용됨으로써, 제2 결합용 부재(2)의 체결 과정에 있어서 페룰(3)이 제2 결합용 부재(2)로부터 분리되고, 분리된 페룰(3)은, 각 결합용 부재(1), (2)로부터 독립되어 형성된 페룰과 동일하게 기능할 수 있다.
따라서, 박육부(26)의 두께는, 제2 결합용 부재(2)의 체결에 의해 발생하는 축방향의 가압력에 의해 제2 결합용 부재(2)로부터 분리되는 정도의 두께로 설정되어 있다. 또, 박육부(26)가 형성될 때의 가압력은, 박육부(26)의 두께의 설정에 따라 설정된다. 예를 들면, 박육부(26)의 두께가 두껍게 설정되고, 박육부(26)가 절단될 때의 가압력이, 제2 결합용 부재(2)가 체결구(締結具)로 조여질 때에 발생하는 가압력과 동일한 정도의 크기로 설정되어도 되고, 박육부(26)의 두께가 얇게 설정되고, 박육부(26)가 절단될 때의 가압력이, 제2 결합용 부재(2)가 작업자의 손가락으로 조여질 때에 발생하는 가압력과 동일한 정도의 크기로 설정되어도 된다. 박육부(26)의 두께가 얇게 설정되면 박육부(26)의 제작이 어려워지지만, 결합용 부재(1), (2)의 장착 작업이 용이해짐과 함께, 제2 결합용 부재(2)의 조임과 함께 페룰(3)이 회전되는 일이 거의 없어진다. 그 때문에, 접속되는 배관(4)의 표면에 페룰(3)이 물리기 전에 박육부(26)를 절단시킬 수 있다. 이 때문에, 박육부(26)의 두께가 얇게 설정된 경우는, 배관(4)의 표면 및 캠면(17)에, 페룰(3)의 회전에 기인하는 긁힌 흠집이 나는 것을 억제할 수 있다.
페룰(3)이 제2 결합용 부재(2)로부터 분리된 후, 또한 페룰(3)을 캠면(17)에 누르기 위한 가압면(27)이, 페룰(3)의 기단면으로부터 소정의 거리를 두고, 수나사 부(24)의 전방의 벽면에 형성되어 있다. 이 가압면(27)은, 제2 결합용 부재(2)의 축심에 대해 대략 직각으로 연장되어 있으며, 페룰(3)의 기단면에 대향하여 환상으로 형성되어 있다. 제2 결합용 부재(2)의 축방향에 있어서, 가압면(27)은, 수나사(21)의 선단의 근방에 형성됨과 함께, 그 수나사(21)의 선단보다 후방에 형성되어 있다. 이와 같이, 제2 결합용 부재(2)의 축방향에 있어서, 가압면(27)과 수나사(21)가 동일한 위치에 형성되는 것으로부터, 수나사(21)의 중심과 가압면(27)의 중심의 중심 어긋남은 작다.
제2 결합용 부재(2)에 있어서의 페룰(3)의 바깥쪽에는, 페룰(3)로부터 그 직경 방향을 따라 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 원통 형상 커버(22)가 형성되어 있다. 이 원통 형상 커버(22)는, 제2 결합용 부재(2)가 단품으로 취급되는 경우에 있어서, 페룰(3)이 외부에 노출되는 것을 방지한다. 만일 페룰(3)이 노출되어 있으면, 예를 들면 제2 결합용 부재(2)의 반송시, 및 배관의 접속 작업시에, 페룰(3)의 선단부(3a) 및 테이퍼면(31)에 흠집이 나기 쉽다. 원통 형상 커버(22)는, 페룰(3)의 선단부(3a) 및 테이퍼면(31)에 흠집이 나는 것을 방지한다. 원통 형상 커버(22)는, 수나사(21)보다 전방에 형성되어 있는 벽으로부터의 연장에 의해 형성되어 있다. 원통 형상 커버(22)의 선단은, 페룰(3)의 선단보다도 전방에 위치하고 있다. 즉, 페룰(3)의 선단은 원통 형상 커버(22) 내에 위치하고 있다. 이것에 의해, 원통 형상 커버(22)는 페룰(3)의 선단부(3a)를 확실히 보호한다.
다음에, 이상과 같이 구성된 결합용 부재에 의한 배관의 접속 방법에 대해 설명한다.
제1 결합용 부재(1) 및 제2 결합용 부재(2)를 이용하여 배관이 접속될 때, 우선 제1 결합용 부재(1)가 소정의 개소에 부착된다. 이 제1 결합용 부재(1)가 부착되는 대상으로서는, 예를 들면 배관, 각종 기기의 배관 접속 포트, 및 폐쇄 밸브의 밸브이다. 한편, 접속되는 배관(4)이 제2 결합용 부재(2)의 배관 관통 구멍(25) 및 페룰(3)의 관통 구멍(32)에 관통 삽입되고, 제2 결합용 부재(2)가 배관(4)에 외장된다. 다음에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 배관(4)의 선단이 배관 삽입 구멍(12)에 삽입되고,, 배관(4)의 선단이 단부(12a)에 맞닿는다. 그리고, 수나사(21)가 제1 결합용 부재(1)의 암나사(11)에 나사 결합되고, 제2 결합용 부재(2)가 제1 결합용 부재(1)에 체결되기 시작한다.
이 상태에서 제2 결합용 부재(2)가 더 체결되면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 페룰(3)의 선단부(3a)가 캠면(17)에 맞닿는다. 여기까지는 작업자의 손가락에 의한 조임이 가능하다. 이 단계 이후는 통상, 체결구를 사용하여 제2 결합용 부재(2)가 더 조여진다. 이것에 의해, 페룰(3)을 접합하는 박육부(26)에 축방향의 가압력이 작용하고, 도 3에 나타내는 바와 같이 박육부(26)가 절단된다. 제2 결합용 부재(2)가 더 조여지면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 가압면(27)에 의해 페룰(3)의 기단부가 가압되고, 페룰(3)의 선단부(3a)가 노치(33)로부터 눌러 굽혀져 배관(4)의 표면에 물린다.
이와 같이 페룰(3)의 선단부(3a)가 배관(4)의 표면에 물림으로써, 배관(4)과 페룰(3)의 관통 구멍(32)의 내면 사이가 시일됨과 함께, 배관(4)이 축방향으로 이동하지 않게 유지된다. 페룰(3)의 테이퍼면(31)이 캠면(17)에 강하게 가압됨으로 써, 캠면(17)과 페룰(3)의 테이퍼면(31) 사이가 시일된다.
박육부(26)의 두께가 상기 서술한 바와 같이 얇게 설정되고, 작업자의 손가락에 의해 조일 때의 가압력으로 박육부(26)가 절단되어도 된다. 이 경우, 박육부(26)가 절단된 후, 가압면(27)이 페룰(3)의 기단면에 맞닿을 때까지는 제2 결합용 부재(2)의 조임에 큰 힘을 필요로 하지 않는 것으로부터, 작업자의 손가락에 의한 조임이 가능하다. 그리고, 가압면(27)이 페룰(3)의 기단면에 맞닿은 후, 체결구를 이용하여 제2 결합용 부재(2)가 제1 결합용 부재(1)에 조여져도 된다.
이상 설명한 본 실시 형태는, 이하에 나타내는 이점을 가진다.
페룰(3)의 바깥쪽에 원통 형상 커버가 배치되어 있는 것으로부터, 페룰(3)이 외부에 노출되지 않는다. 이 때문에, 예를 들면 배관 접속 및 부품 반송의 작업시에 페룰(3)의 외표면이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
제1 결합용 부재(1)와 제2 결합용 부재(2)의 장착 완료시에는, 페룰(3)이 제2 결합용 부재(2)로부터 분리되어 배관(4)에 물린다. 그 때문에, 접속된 배관(4)을 떼어낼 필요가 있을 때에, 제1 결합용 부재(1)와 제2 결합용 부재(2)의 장착을 용이하게 풀 수 있다. 따라서, 예를 들면 메인터넌스 작업에 있어서 일단 접속된 배관(4)을 용이하게 떼어낼 수 있다.
페룰(3)은, 제1 결합용 부재(1)와 제2 결합용 부재(2)의 장착 과정에 있어서, 제2 결합용 부재(2)로부터 분리되어 독립된 페룰로서 기능한다. 이 때문에, 각 결합용 부재(1), (2)로부터 독립되어 형성된 페룰과 마찬가지로, 제1 결합용 부재(1) 및 제2 결합용 부재(2)로부터 축방향의 가압력을 페룰(3)에 작용시켜, 이 축 방향의 가압력에 의해 페룰(3)을 배관(4)의 표면에 물리도록 변형시킬 수 있다. 이 결과, 페룰(3)에 의한 기밀성이 양호해진다.
페룰(3)은, 접속되어야 할 배관(4)에 물리기 전에 캠면(17)에 맞닿은 상태로 축방향의 가압력을 받아 제2 결합용 부재(2)로부터 분리된다. 그 때문에, 페룰(3)의 회전에 의해, 그 페룰(3)이 물리는 배관(4)의 표면 및 캠면(17)을 손상시키는 일이 억제된다. 이 결과, 제1 결합용 부재(1)와 제2 결합용 부재(2)가 장착된 후의 페룰(3)에 의한 기밀성이 향상된다.
페룰(3)은, 제2 결합용 부재(2)의 축심과 교차하는 방향(이 실시의 형태에서는 대략 직각의 방향)으로 형성되어 있는 박육부(26)를 통하여 제2 결합용 부재(2)에 부착되어 있다. 그 때문에, 제2 결합용 부재(2)의 체결에 수반하는 축방향의 가압력에 의해 페룰(3)이 용이하게 절단된다.
환상을 가지는 페룰(3)이 환상을 가지는 박육부(26)에 의해 연결되어 있다. 그 때문에, 박육부(26)가 절단될 때는, 그 대략 전체가 균일하게 절단된다. 따라서, 페룰(3)의 기울어진 물림이 방지되어, 페룰(3)에 의한 기밀성이 양호해진다.
박육부(26)가 수나사(21)의 선단보다 전방에 형성되어 있는 것으로부터, 수나사부(24)의 강도를 유지하면서 제2 결합용 부재(2)의 가공을 행할 수 있다. 이 때문에, 수나사부(24)의 뒤틀림에 의해 수나사(21)의 중심이 어긋나는 것을 방지할 수 있고, 페룰(3)의 불완전 접촉이 억제되어 페룰(3)의 기밀성이 저하되는 것을 회피할 수 있다.
원통 형상 커버(22)는, 수나사(21)보다 전방에 형성되어 있는 벽으로부터의 연장에 의해 형성되어 있다. 그 때문에, 페룰(3)을 덮는 원통 형상 커버(22)를 용이하게 형성할 수 있다.
페룰(3)의 선단은 원통 형상 커버(22) 내에 위치하고 있다. 그 때문에, 손상에 의해 페룰(3)의 기밀성 저하로 연결되기 쉬운 페룰(3)의 선단부(3a)를 보호할 수 있다.
제1 결합용 부재(1)는, 원통 형상 커버(22)를 수납하는 원통 형상 오목부(19)를 구비하고 있다. 그 때문에, 제2 결합용 부재(2)의 체결에 수반하여 제1 결합용 부재(1)에 진입하는 원통 형상 커버(22)를 확실히 수납할 수 있다.
제2 결합용 부재(2)는, 페룰(3)의 후방으로 소정의 간격을 둔 위치에, 분리되어 독립된 페룰(3)로서 기능하는 페룰(3)의 후단면을 가압하는 환상의 가압면(27)을 구비하고 있다. 따라서, 제2 결합용 부재(2)의 축방향에 있어서, 수나사(21)의 선단에 가압면(27)의 위치를 접근시킬 수 있어, 수나사(21)와 가압면(27)의 중심 어긋남을 경감시킬 수 있다. 또, 이 가압면(27)은, 수나사(21)의 선단의 근방, 또한 수나사(21)의 선단보다 후방에 형성되어 있다. 그 때문에, 수나사부(24)의 강도를 유지하면서, 가압면(27)과 수나사(21)의 중심 어긋남을 최소로 경감시킬 수 있다.
본 실시 형태와 관련되는 물림식 관 조인트를 냉매 회로, 수회로, 또는 냉매 회로와 수회로 쌍방에서 구비하고 있는 냉동 장치, 및 본 실시 형태와 관련되는 물림식 관 조인트를 급탕 회로, 급수 회로, 또는 급탕 회로와 수회로 쌍방에서 구비하고 있는 온수 장치에서는, 각 회로에 있어서의 배관 조인트의 기밀성이 향상되 고, 장치 전체의 신뢰성이 향상된다.
상기 실시의 형태는 이하와 같이 변경되어도 된다.
(1) 본 실시의 형태에 있어서는, 암나사(11)가 형성된 제1 결합용 부재(1)가 물림식 관 조인트의 본체를 구성하고 있지만, 수나사(21)가 형성된 제2 결합용 부재(2)가 물림식 관 조인트의 본체를 구성해도 된다.
(2) 본 실시의 형태에 있어서, 가압면(27)은 제2 결합용 부재(2)의 중심선(축심)에 대해 대략 직각으로 연장되는 평면 형상으로 형성되어 있다. 이 가압면(27)은 중심축에 대해서 너무 작지 않은 각도로 교차하는 면이면 된다. 예를 들면, 도 7에 기재된 종래예와 같이, 가압면(27)을, 제2 결합용 부재(2)에 대해, 전방으로 경사하는 경사면, 즉, 전방을 향함에 수반하여 지름이 축소되는 테이퍼 형상으로 형성되어도 된다.
(3) 캠면(17)의 경사 각도(α) 및 페룰(3)의 테이퍼면(31)의 경사 각도(β)는, 예를 들면 배관의 재료, 배관의 직경, 그리고 페룰의 형상 및 치수에 따라 최적의 각도로 설정되는 것이 바람직하다. 또, 캠면(17) 및 테이퍼면(31)의 형상은 평면 형상에 한정되지 않고, 예를 들면, 캠면(17)이 구리관 등의 금속 재료에 적용될 때는, 캠면(17)의 선단의 경사 각도가 크게 설정되고, 페룰(3)이 물리기 쉽게 구성되어 있다.
(4) 물림식 관 조인트의 본체로서 기능하는 제1 결합용 부재(1)에 있어서, 접속 포트(13)에는 수나사(13a)가 형성되어 있다. 그러나, 이 수나사(13a)에 의한 접속 대신에, 납땜에 의해 배관이 접속되거나, 납땜에 의해 폐쇄 밸브 등의 접속 포트가 접속되거나 해도 된다.
본 발명은, 예를 들면 냉동 장치, 공기 조화 장치, 급탕기 등의 온수 장치, 급수 장치, 및 일반의 제조 설비에 있어서의 예를 들면 냉매 회로, 수회로, 및 가스 회로에 사용되는 물림식 관 조인트에 적용될 수 있다. 또, 본 발명이 적용된 물림식 관 조인트는, 배관끼리의 접속, 폐쇄 밸브 등의 밸브에 있어서의 배관 조인트부, 그 외 각종 장치에 있어서의 배관 조인트부에 적용될 수 있다. 본 발명이 적용된 물림식 관 조인트가 대상으로 하는 배관으로서, 구리관, 스테인리스관 등의 금속관 외에, 수지 배관을 들 수 있다.

Claims (13)

  1. 배관의 접속에 이용되고, 암나사가 형성된 결합용 부재와, 상기 암나사에 나사 결합하는 수나사가 형성된 결합용 부재를 구비한 관 조인트로서,
    상기 수나사가 형성된 결합용 부재는, 그 결합용 부재에 부착된 환상을 가지는 페룰(ferrule)과, 그 페룰의 외주를 덮는 원통 형상 커버를 가지고,
    상기 페룰은, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축심과 교차하는 방향을 따라 연장되도록 형성되어 있는 환상의 박육부(薄肉部)에 의해 상기 수나사가 형성된 결합용 부재에 부착되고,
    상기 박육부는, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서, 수나사의 선단보다 전방에 형성되고,
    상기 페룰은, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재와 수나사가 형성된 결합용 부재가 체결될 때까지, 상기 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되어 배관에 물리도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식(bite-in type) 관 조인트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 페룰은, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재와 수나사가 형성된 결합용 부재의 체결 과정에 있어서 상기 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되어, 독립된 페룰로서 기능하는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  3. 청구항 2에 있어서
    상기 암나사가 형성된 결합용 부재는, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재와 수나사가 형성된 결합용 부재의 체결 과정에 있어서 상기 페룰의 선단부가 맞닿는 캠면을 가지고, 상기 페룰은, 배관에 물리기 전에, 캠면에 맞닿은 상태로 축방향의 가압력을 받아 상기 수나사가 형성된 결합용 부재로부터 분리되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 원통 형상 커버는, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서, 수나사의 선단보다 전방에 형성되어 있는 벽으로부터의 연장에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 페룰의 선단이 원통 형상 커버 내에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 암나사가 형성된 결합용 부재는, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재와 상기 수나사가 형성된 결합용 부재의 체결 과정에 있어서, 상기 페룰의 선단부가 맞닿는 캠면을 가지고, 이 암나사가 형성된 결합용 부재의 외벽과 상기 캠면 사이에, 상기 암나사가 형성된 결합용 부재와 수나사가 형성된 결합용 부재가 체결될 때에 상기 원통 형상 커버를 수납하는 원통 형상 오목부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  10. 청구항 1, 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수나사가 형성된 결합용 부재는, 상기 페룰로부터 그 후방으로 소정의 간격을 두고 이간한 위치에, 상기 분리되어 독립된 페룰로서 기능하는 페룰의 기단면(基端面)을 가압하는 환상의 가압면을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 가압면은, 수나사가 형성된 결합용 부재의 축방향에 있어서, 수나사의 선단의 근방, 또한 수나사의 선단보다 후방에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
  12. 삭제
  13. 삭제
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