KR20110097873A

KR20110097873A - 물림식 관 접속 구조, 밸브, 물림식 관 조인트 및 냉동 장치

Info

Publication number: KR20110097873A
Application number: KR1020117014290A
Authority: KR
Inventors: 하루오 나카타; 다카시 시마무라
Original assignee: 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2010-01-15
Publication date: 2011-08-31
Also published as: CN102265077B; WO2010084827A1; US20110214450A1; EP2381152A1; KR101331345B1; AU2010207305B2; AU2010207305A1; US8919825B2; JP2010169165A; CN102265077A; JP4557081B2

Abstract

본 발명은, 배관의 삽입 부족 상태로 배관 접속 작업이 행해진 경우여도, 배관에 작용하는 편하중에 의해 배관 접속부에 기밀성이 열화하는 것을 억제할 수 있는 물림식 관 접속 구조, 이러한 물림식 관 접속 구조를 이용한 밸브, 물림식 관 조인트 및 냉동 장치를 제공한다. 페룰(30)은, 결합 부재를 손으로 돌려 조인트 본체에 대해 체결할 때에 그 페룰(30)의 선단부(36)가 접속해야 할 배관을 구속하도록 그 선단부(36)를 변형시키기 위한 저강도 부분(34a)과, 저강도 부분(34a)에 대응하는 앞쪽의 테이퍼면(32)과 뒤쪽의 테이퍼면(32c)을 접속하는 단차부(32b)와, 저강도 부분(34a)에 인접하는 후방부(30A)를 구비하고 있다. 단차부(32b)는 후방부(30A)의 두께가 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지할 수 있는 값이 되도록 형성되어 있다.

Description

물림식 관 접속 구조, 밸브, 물림식 관 조인트 및 냉동 장치{BITE-IN TYPE PIPE CONNECTION STRUCTURE, VALVE, BITE-IN TYPE PIPE JOINT, AND REFRIGERATION DEVICE}

본 발명은, 물림식 관 접속 구조, 물림식 관 접속 구조를 이용한 밸브, 물림식 관 조인트 및 냉동 장치에 관한 것이다.

냉동 장치의 냉매 배관, 온수 장치의 급탕 배관이나 급수 배관 등의 배관 시스템에 있어서, 관 조인트에 의해 배관들을 접속할 수 있다. 이 경우, 접속해야 할 배관을 관 조인트의 미리 설정된 위치까지 삽입할 필요가 있다. 그래서, 접속해야 할 배관이 삽입되는 관 조인트의 배관 삽입구에 단부(段部)가 설치되는 구조를 채용할 수 있다. 이러한 구조를 채용한 경우, 배관의 선단이 배관 삽입구에 삽입되어 그 단부에 접촉하면, 작업자가 이 접촉을 소리나 손의 감각에 의해 확인할 수 있다.

이러한 구조를 갖는 종래의 물림식 관 조인트로서는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재된 것을 들 수 있다. 도 10은, 이 물림식 관 조인트를 나타내고 있다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 조인트 본체(110)는, 수나사 통부(112)를 가지며, 이 수나사 통부(112)의 외주에는, 결합 부재(120)에 나사식 결합 가능한 수나사부(111)가 형성되어 있다. 이 수나사 통부(112)의 중심부에는, 배관 삽입구(113)와 이것에 연속되는 연락 구멍(114)이 설치되어 있다. 배관 삽입구(113)와 연락 구멍(114)의 경계부에는 단부(115)가 형성되어 있으며, 이 단부(115)는, 접속해야 할 배관(100)의 선단 위치를 규제하는 규제부로서 기능한다. 배관 삽입구(113)의 입구부에는, 캠면(116)이 형성되어 있다.

결합 부재(120)는, 암나사 통부(122)를 가지며, 이 암나사 통부(122)의 내주면에는, 수나사부(111)에 나사식 결합 가능한 암나사부(121)가 형성되어 있다. 암나사 통부(122)의 측벽(123)의 중심부에는, 배관 관통 구멍(124)이 형성되어 있다. 암나사 통부(122)의 내측면에는 가압면(125)이 형성되어 있다. 암나사 통부(122)의 내부에는 페룰(130)이 설치되어 있으며, 이 페룰(30)은, 반경 방향으로 연장되는 박육부(薄肉部)(126)에 의해 암나사 통부(122)의 측벽(123)과 일체적으로 연결되어 있다.

페룰(130)은, 중심부에 배관 삽입 통과 구멍(131)을 가지며, 전부에 절삭부(132)가 형성되어 있다. 이 절삭부(132)는, 배관 삽입 통과 구멍(131)의 내주면으로부터 반경 방향 외측을 향해 잘려 들어가도록 형성되어 있다. 이 절삭부(132)의 뒤쪽(도면 중에서는 우측)의 각부가, 접속해야 할 배관에 물리는 에지부(133)를 형성하고 있다. 절삭부(132)의 앞쪽(도면 중에서는 좌측)에 있는 선단부(134)는, 결합 부재(120)의 체결의 초기 단계에서 접속해야 할 배관(100)과 배관 삽입구(113)의 사이에 쐐기형상으로 끼워 넣어져 배관(100)을 가유지 가능하게 형성되어 있다.

통상, 이와 같이 구성된 물림식 관 조인트에 의해 배관들을 접속하는 경우, 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 배관(100)의 선단이 단부(115)에 접촉할 때까지 조인트 본체(110)에 삽입된다. 그 후에, 도 10(b)에 나타내어진 바와 같이, 결합 부재(120)가 조인트 본체(110)에 체결되면, 페룰(130)의 후단부가 암나사 통부(122)에 있어서의 가압면(125)에 의해 가압되어, 페룰(130)의 에지부(133)가 접속해야 할 배관에 물린다.

일본국 특허공개 2007-232210호 공보

그러나, 이 경우에는, 배관(100)의 선단이 단부(115)에 접촉하였는지 어떤지의 감촉을 용이하게 얻을 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 도 11(a)에 나타낸 바와 같이 배관(100)의 선단이 단부(115)에 접촉하지 않는, 소위 배관의 삽입 부족의 상태로 배관이 접속되는 일이 일어날 수 있다. 이 경우에는, 도 11(b)에 나타낸 바와 같이, 결합 부재(120)가 조인트 본체(110)에 체결될 때에 배관(100)이 단부(115)로 빠져나가, 페룰(130)의 에지부(133)의 물림량이 부족할 우려가 있다.

또, 이와 같이 배관의 접속이 행해지면, 배관의 접속이 완료되었을 때에, 배관(100)의 선단과 단부(115)의 사이에 간극이 존재한다. 이 경우, 배관(100)의 선단이 단부(115)로 지지되지 않으며, 배관(100)을 측방으로 누르는 편하중이 생기는 경우가 있다. 그 결과, 배관(100)에 작용하는 굽힘 응력에 의해, 에지부(133)의 물림에 의한 기밀성이 열화할 우려가 있다.

본 발명은, 종래 기술에 존재하는 이러한 문제점에 주목하여 이루어진 것이며, 배관의 삽입 부족의 상태로 배관 접속 작업이 행해진 경우여도, 배관에 작용하는 편하중에 의해 배관 접속부에 기밀성이 열화하는 것을 억제할 수 있는 물림식 관 접속 구조, 이러한 물림식 관 접속 구조를 이용한 밸브, 물림식 관 조인트 및 냉동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 물림식 관 접속 구조는, 상기 과제를 해결하는 것이며, 캠면을 갖는 조인트 본체와, 외주면이 상기 캠면의 반대측을 향해 확대되는 테이퍼면으로 형성되고, 중심부에 접속해야 할 배관이 삽입 통과되는 배관 삽입 통과 구멍을 갖는 환상(環狀)의 페룰과, 상기 조인트 본체에 체결되어 상기 페룰을 상기 조인트 본체의 상기 캠면에 가압하는 결합 부재를 구비하며, 상기 페룰은, 상기 결합 부재를 손으로 돌려 상기 조인트 본체에 대해 체결할 때에 그 페룰의 선단부가 접속해야 할 배관을 구속하도록 그 선단부를 변형시키기 위한 저강도 부분과, 상기 테이퍼면 중 상기 저강도 부분에 대응하는 제1 테이퍼면과 상기 제1 테이퍼면보다 상기 캠면으로부터 떨어져 있는 제2 테이퍼면을 접속하는 단차부와, 상기 캠면의 반대측으로부터 상기 저강도 부분에 인접하여, 상기 결합 부재가 상기 조인트 본체에 체결될 때에 상기 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지하기 위한 인접부를 가지며, 상기 단차부와 상기 제2 테이퍼면의 경계 부분에 있어서의 상기 테이퍼면의 외경은, 상기 단차부와 상기 제1 테이퍼면의 경계 부분에 있어서의 상기 테이퍼면의 외경보다 크고, 상기 단차부는, 상기 인접부의 두께가 상기 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지할 수 있는 값이 되도록 형성되어 있다.

이러한 구성상의 특징을 갖는 본 발명에 따른 물림식 관 접속 구조에 의하면, 선단부를 변형시키기 위한 저강도 부분을 가지므로, 배관 접속 초기의 단계에서 결합 부재를 손으로 돌림으로써 조인트 본체에 대해 체결할 때에, 페룰의 선단부를 변형시켜 배관을 구속할 수 있다. 또, 저강도 부분에 대응하는 제1 테이퍼면과 제1 테이퍼면보다 캠면으로부터 떨어져 있는 제2 테이퍼면을 연결하는 단차부가 설치됨으로써, 저강도 부분에 인접하는 인접부의 두께를 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지할 수 있는 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 저강도 부분의 인접부의 두께를 두껍게 함으로써, 배관을 기밀하게 유지하도록 후방부를 변형시키기 위해 필요한 힘을 크게 할 수 있다. 또, 이와 같이 하면, 상기 후방부의 배관 유지력 및 기밀 유지 성능이 향상되므로, 이 물림식 관 접속 구조의 편하중에 대한 내력을 크게 할 수 있으며, 편하중에 의한 기밀성의 열화를 억제할 수 있다.

상기 저강도 부분은, 상기 배관 삽입 통과 구멍으로부터 반경 방향 외측을 향해 잘려 들어간 절삭부가 형성되어 있는 부분이도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 저강도 부분을 용이하게 형성할 수 있다.

상기 절삭부의 상기 페룰의 축 방향을 따른 단면 형상은 삼각형상이며, 상기 절삭부의 상기 인접부측의 내벽과 상기 배관 삽입 통과 구멍의 내벽의 교차부가 상기 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지하는 부분으로서 기능하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 교차부를 에지형상으로 형성할 수 있으므로, 이 교차부를 접속해야 할 배관에 물리게 하는 에지부로서 물림 기능을 발휘시킬 수 있으며, 상기 후방부의 배관 유지력 및 기밀 유지 성능을 향상시킬 수 있다.

상기 절삭부의 상기 페룰의 축 방향을 따른 단면 형상은 대략 직각 삼각형이며, 상기 절삭부의 상기 교차부가 대략 직각인 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 이 교차부에 형성되는 에지부의 물림 기능을 향상시킬 수 있으며, 그 결과로서 상기 후방부의 배관 유지력 및 기밀 유지 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

상기 단차부의 외주면은 경사면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 하지 않고 단차부를 계단형상으로 형성하여 에지부보다 후방의 두께를 크게 해도, 배관을 기밀하게 유지하기 위해 필요한 압착력을 크게 함으로써 편하중에 대한 항력을 크게 할 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 캠면에 계단형상의 단차부의 각부가 압착되게 되어, 캠면을 손상시킨다. 이 때문에, 페룰과 캠면의 기밀성을 열화시킨다는 다른 문제를 발생할 우려가 있다. 이 점, 이 발명과 같이 단차부를 경사면으로 구성하면 캠면의 손상 문제를 없앨 수 있다.

상기 경사면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도는, 상기 제1 테이퍼면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도보다 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 단차부를 적정한 형상 및 크기로 형성할 수 있다.

상기 경사면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도가, 상기 제2 테이퍼면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도보다 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 단차부를 적정한 형상 및 크기로 형성할 수 있다.

상기 단차부의 외주면과 상기 제2 테이퍼면의 경계부는, 매끄러운 곡면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하면, 전술한 바와 같이 캠면을 손상시키는 각부를 없앨 수 있다.

상기 단차부의 외주면은, 상기 제1 테이퍼면부터 상기 제2 테이퍼면에 걸쳐 전체적으로 매끄러운 곡면으로 형성되어 있도록 해도 된다. 이와 같이 구성하면, 상기의 경우와 동일하게 캠면을 손상시키는 각부를 없앨 수 있다. 또, 단차부의 형상, 크기를 적정하게 형성할 수 있다.

상기 페룰에 있어서 상기 캠면에 근접하는 선단부의 앞쪽 가장자리의 두께 t1과 접속해야 할 배관의 외경 d가 식 (1)의 관계, 즉, 0.005≤t1/d≤0.05의 관계를 갖는 것이 바람직하다. t1/d가 이 범위보다 작은 값인 경우에는, 상기 선단부의 가공이 곤란해진다. 또, t1/d가 이 범위보다 큰 경우에는, 손으로 돌림으로써 배관을 구속하는 배관 가유지 작업이 곤란해진다.

상기 페룰의 상기 교차부의 위치에 있어서의 두께 t2와 접속해야 할 배관의 외경 d가 식 (2)의 관계, 즉, 0.01≤t2/d≤0.1의 관계를 갖는 것이 바람직하다. t2/d가 이 범위보다 작은 값인 경우에는, 편하중에 대한 항력이 작아져 편하중에 의한 기밀성 열화 대책의 효과를 발휘할 수 없다. 또, t2/d가 이 범위보다 큰 값인 경우에는, 손으로 돌리는 것에 의한 배관 가유지 작업이 곤란해진다.

상기 페룰의 선단부의 앞쪽 가장자리로부터 상기 교차부까지의 거리 s1과 접속해야 할 배관의 외경 d가 식 (3)의 관계, 즉, 0.02≤s1/d≤0.1의 관계를 갖는 것이 바람직하다. s1/d가 이 범위보다 작은 값인 경우에는, 선단부가 변형되어도 접속해야 할 배관을 구속할 수 없다. 또, s1/d가 이 범위보다 큰 값인 경우에는, 손으로 돌리는 것에 의한 배관 가유지 작업이 곤란해진다.

상기 페룰의 축 방향에 있어서의 상기 단차부의 길이 s3과 접속해야 할 배관의 외경 d가 식 (4)의 관계, 즉, 0≤s3/d≤0.4의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 또, 아울러, 상기 페룰의 축 방향에 있어서의 상기 단차부의 양단의 두께차 t3과 접속해야 할 배관의 외경 d가 식 (5)의 관계, 즉, 0.03≤t3/d≤0.1의 관계를 갖는 것이 바람직하다. s3/d가 상기 범위보다 큰 값인 경우에는, 편하중에 대한 항력이 작아져, 기밀성 열화가 현저해지는 것이 실험적으로 확인되어 있다. 또, t3/d가 상기 범위보다 작은 값인 경우에는 편하중에 대한 항력이 작아져, 기밀성 열화가 현저해지며, t3/d가 상기 범위보다 큰 값인 경우에는 결합 부재의 체결 토크가 너무 커져, 작업성이 저하한다는 문제가 있는 것이 실험적으로 확인되어 있다.

본 발명에 따른 밸브 및 관 조인트는, 상기 어느 하나의 물림식 관 접속 구조를 관 조인트부에 이용한 것을 특징으로 한다. 따라서, 이러한 밸브, 관 조인트는, 배관에 작용하는 편하중에 의한 기밀성의 열화를 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 냉동 장치는, 이들 밸브 혹은 관 조인트를 냉매 회로에 이용한 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따른 냉동 장치는, 배관에 작용하는 편하중에 의한 기밀성의 열화를 억제할 수 있다.

본 발명에 따른 물림식 관 접속 구조에 의하면, 배관 접속 초기의 단계에서 결합 부재를 손으로 돌림으로써, 페룰의 선단부를 변형시켜 배관을 구속하도록 할 수 있다. 또, 저강도 부분에 대응하는 제1 테이퍼면과 제1 테이퍼면보다 캠면으로부터 떨어져 있는 제2 테이퍼면을 연결하는 단차부가 설치됨으로써, 저강도 부분에 인접하는 인접부의 두께를 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지할 수 있는 값으로 설정할 수 있다. 따라서, 저강도 부분의 인접부의 두께를 두껍게 함으로써, 배관을 기밀하게 유지하도록 후방부를 변형시키기 위해 필요한 힘을 크게 할 수 있다. 또, 이와 같이 하면, 상기 후방부의 배관 유지력 및 기밀 유지 성능이 향상되므로, 이 물림식 관 접속 구조의 편하중에 대한 내력을 크게 할 수 있으며, 편하중에 의한 기밀성의 열화를 억제할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 물림식 관 접속 구조의 부분 단면도이며, 배관 가유지 공정 개시의 상태를 도시한 도면이다.
도 2는, 이 물림식 관 접속 구조에 있어서의 페룰의 부분 확대도이다.
도 3은, 배관 가유지 공정에 있어서의 물림식 관 접속 구조의 양태를 도시한 도면이며, 도 3(a)는 체결 개시의 상태를 도시한 도면이고, 도 3(b)는 배관 가유지 작업 후의 상태를 도시한 도면이며, (c)는 참고예의 배관 가유지 작업 후의 상태를 도시한 도면이다.
도 4는, 배관 접속 완료 시에 있어서의 물림식 관 접속 구조의 상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 5는, 이 물림식 관 접속 구조에 이용되는 전용 공구의 사시도이다.
도 6은, 이 물림식 관 접속 구조에 있어서의 단차부의 축 방향 길이와 접속해야 할 배관의 외경의 비와, 기밀성의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 7은, 이 물림식 관 접속 구조에 있어서의 단차부에 있어서의 전후단의 두께차와 접속해야 할 배관의 외경의 비와, 결합 부재의 체결 토크 및 기밀성의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은, 페룰의 변형예의 부분 확대도이다.
도 9는, 페룰의 다른 변형예의 부분 확대도이다.
도 10은, 종래예에 따른 물림식 관 조인트의 부분 단면도이며, 도 10(a)는 일반적인 결합 부재의 체결 개시 상태를 도시한 도면이고, 도 10(b)는 일반적인 결합 부재의 체결 완료 상태를 도시한 도면이다.
도 11은, 이 물림식 관 조인트의 부분 단면도이며, 도 11(a)는 배관 삽입구로의 배관의 삽입 치수가 부족한 경우의, 결합 부재의 체결 개시 상태를 도시한 도면이고, 도 11(b)는 배관 삽입구로의 배관의 삽입 치수가 부족한 경우의, 결합 부재의 체결 완료 상태를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 물림식 관 접속 구조에 대해, 도면에 의거하여 설명한다.

본 실시 형태에 따른 물림식 관 접속 구조는, 공기 조화기 등의 냉동 장치의 냉매 회로에 있어서의 물림식 관 조인트의 관 조인트부, 또는 분리형 공기 조화기의 실외기와 실내기의 사이에 배치되는 연락 배관을 그 실외기에 접속하기 위한 폐쇄밸브에 있어서의 관 조인트부 등에 적용된다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 물림식 관 접속 구조를 이용한 물림식 관 조인트의 부분 단면도이다. 도 1에 나타내어진 바와 같이, 물림식 관 조인트(1)는, 조인트 본체(10)와, 결합 부재(20)와, 조인트 본체(10)와 결합 부재(20)의 사이에 끼워지는 환상의 페룰(30)을 구비하고 있다. 조인트 본체(10)는, 배관 Pa와 접속하는 피접속 장치에 부착되어 있으며, 결합 부재(20)는, 조인트 본체(10)에 나사식으로 결합되어 장착되어 있다. 본 명세서의 설명에 있어서, 조인트 본체(10)측, 즉 도 1에 있어서의 좌측을 앞쪽으로 하고, 결합 부재(20)측, 즉 도 1에 있어서의 우측을 뒤쪽으로 한다.

조인트 본체(10)는, 황동제이며, 조인트 본체(10)의 기부(基部)(11)의 앞쪽에는 소켓부(12)가 형성됨과 더불어, 기부(11)의 뒤쪽에는 암나사 통부(13)가 형성되어 있다. 그 기부(11)의 축 중심부의 뒤쪽에 암나사 통부(13) 내의 공간부로 돌출하는 축부(14)가 형성되어 있다. 암나사 통부(13)의 내면에는 암나사부(13a)가 형성되어 있으며, 이 암나사부(13a)는, 결합 부재(20)와 나사식으로 결합 가능한 나사식 결합부로서 기능한다. 축부(14)의 외주면에는, 배관 접속 시에 축부(14)의 강도를 조절하기 위한 환상 공간부(15)가 형성되어 있다. 이 환상 공간부(15)의 기단부(基端部)에는 내부 동결 방지용의 통기 구멍(15a)이 형성되어 있다.

기부(11) 및 암나사 통부(13)는, 육각 너트형상으로 일체적으로 형성되어 있다. 조인트 본체(10)의 축 중심부에 있어서 축부(14)에 대응하는 부분에는, 배관 P의 선단부를 삽입하는 배관 삽입구(16)가 형성되어 있다. 조인트 본체(10)의 축 중심부에 있어서 소켓부(12)에 대응하는 부분에는, 피접속측 장치로부터 연신되는 배관 Pa의 선단부를 삽입하는 배관 삽입구(17)가 형성되어 있다. 배관 삽입구(16)와 배관 삽입구(17)의 사이에는, 배관 P 및 배관 Pa의 위치를 규제하는 단부(18)가 형성되어 있다. 배관 삽입구(16, 17)에 끼워 넣어진 배관 P, Pa의 선단부가 단부(18)의 단면(端面)에 접촉함으로써, 배관 P, Pa의 선단 위치가 일정하게 유지된다. 단부(18)의 앞쪽의 단면은, 절삭 공구에 의해 가공되어 테이퍼형상으로 형성되어 있다.

축부(14)의 선단부, 즉, 배관 삽입구(16)의 입구부에는 캠면(19)이 형성되어 있다. 캠면(19)은, 앞쪽에 있어서 배관 삽입구(16)에 연결되고, 뒤쪽(결합 부재(20)측)을 향해 확대되는 테이퍼형상으로 형성되어 있다.

결합 부재(20)는, 황동제이며, 그 축 중심부에는, 배관 P을 관통시키는 배관 관통 구멍(21)이 형성되어 있다. 결합 부재(20)에는, 환상의 슬릿(22)이 형성되어 있다. 이 슬릿(22)은, 결합 부재(20)의 반경 방향으로 연장되는 절단선이며, 결합 부재(20)를 이분하도록 형성되어 있다. 결합 부재(20)에 있어서의 슬릿(22)보다 앞쪽의 부분에는 관 접속부(23)가 형성되어 있으며, 이 관 접속부(23)는, 조인트 본체(10)에 나사식으로 결합 가능하고, 배관 접속 기구를 구성하고 있다. 결합 부재(20)에 있어서의 슬릿(22)보다 뒤쪽의 부분에는 파지부(把持部)(24)가 형성되어 있으며, 이 파지부(24)는, 일반적인 체결 공구로 파지 가능하다. 슬릿(22)의 축 방향의 위치는, 조인트 본체(10)에 대해 결합 부재(20)가 체결되어 배관 접속 작업이 완료된 상태에 있어서, 슬릿(22)의 앞쪽의 내측면과 암나사 통부(13)의 뒤쪽의 단면이 대략 일치하도록 배치되어 있다(도 4 참조).

관 접속부(23)의 외주에는, 수나사부(23a)가 형성되어 있으며, 이 수나사부(23a)는, 조인트 본체(10)와 나사식으로 결합하는 나사식 결합부로서 기능한다. 파지부(24)의 외형은, 체결 공구로 파지 가능한 육각 너트형상으로 형성되어 있다. 결합 부재(20)에 있어서 원반형상 슬릿(22)과 대응하는 부분에는, 관형상 연통부(25)가 형성되어 있다. 이 관형상 연통부(25)는, 두께가 얇은 관형상부이며, 관 접속부(23)와 파지부(24)를 연결하고 있다. 관형상 연결부(25)의 강도는, 파지부(24)를 체결하는 회전 토크가 배관 접속 완료 시의 값까지 커지면, 이 관형상 연통부(25)가 절단되는 값으로 설계되어 있다.

관 접속부(23)의 조인트 본체측의 단부에는 오목부(26a)가 형성되고, 이 오목부(26a)의 내주면에는, 상술한 페룰(30)을 가압하기 위한 가압면(26)이 형성되어 있다. 가압면(26)은, 앞쪽을 향해 확대되는 경사면으로 형성되어 있다. 가압면(26)의 앞쪽에는, 반경 방향을 따라 내측으로 돌출되는 돌기부(27)가 형성되어 있다. 이 돌기부(27)의 내단면은, 앞쪽을 향해 확대되는 경사면으로 형성되어 있다. 돌기부(27)와 가압면(26)의 사이에 환상의 확경부(擴徑部)(28)가 형성되어 있다.

관 접속부(23)의 뒤쪽의 면에는, 단면이 원형인 4개의 걸어 맞춤 구멍부(29)가 형성되어 있으며, 이들 걸어 맞춤 구멍부(29)는, 배관 접속 후에 관 접속부(23)의 조인트 본체(10)에 대한 나사식 결합을 느슨하게 하기 위한 전용 공구와 걸어 맞춰지는 걸어 맞춤부로서 기능한다. 파지부(24)에 있어서 걸어 맞춤 구멍부(29)와 대응하는 부분에는, 가공용 구멍(29a)이 각각 형성되어 있으며, 이들 가공용 구멍(29a)에 의해 걸어 맞춤 구멍부(29)를 파지부(24)의 뒤쪽으로부터 가공하는 것이 가능하다.

페룰(30)은, 황동제이며, 조인트 본체(10) 및 결합 부재(20)와는 별체로 형성되어 있다. 페룰(30)에는, 배관 P를 삽입 통과시키는 배관 삽입 통과 구멍(31)이 형성되어 있다. 도 1에 나타내어진 바와 같이, 페룰(30)의 전부의 외주면은 뒤쪽으로, 바꿔 말하면 캠면(19)의 반대측을 향해 확대되는 테이퍼면(32)으로 형성되고, 그 후부의 외주면이 축 중심에 대략 평행한 곡면으로 형성되어 있다.

페룰(30)의 후단부에는, 반경 방향 외향의 환상 돌기부(33)가 형성되어 있다. 이 돌기부(33)의 외주 단면은, 후방으로 직경이 작아지는 경사면으로 형성되어 있다. 이 돌기부(33)의 최대 외경은, 전술한 결합 부재(20)의 돌기부(27)의 최소 내경보다 약간 크게 형성되어 있다. 상술한 바와 같이, 돌기부(27)의 내단면은, 앞쪽을 향해 확대되는 경사면으로 형성되어 있다. 이러한 구조에 의해, 돌기부(23)는 결합 부재(20)의 확경부(28)에 압입되기 쉬워지고 있다. 즉, 물림식 관 조인트(1)의 장착 시에, 돌기부(33)가 돌기부(27)의 내단면을 따라 변형되면서 확경부(28)에 밀어 넣어진다. 돌기부(33)의 축 방향 치수는, 전술한 확경부(28)의 축 방향 치수보다 약간 작게 설정되어 있다. 이에 의해, 페룰(30)의 후단부가 결합 부재(20)의 오목부(26a)에 대해 착탈 가능하다. 페룰(30)은, 결합 부재(20)에 가고정되어 일체화된 채로 반송되는 것이 가능하다. 또, 페룰(30)은, 조인트 본체(10)에 대해 장착 가능하다. 이들 돌기부(33), 돌기부(27), 확경부(28), 상술한 관 접속부(23)에 형성된 가압면은, 페룰(30)의 후단부를 가고정하기 위한 가고정 기구를 구성하고 있다.

페룰(30)의 후단면과 배관 삽입 통과 구멍(31)이 접속하는 각부가 페룰(30) 후방의 에지부를 형성하고 있다.

페룰(30)에는, 배관 삽입 통과 구멍(31)의 내주면으로부터 외측으로 잘려 들어간 2개의 절삭부(34, 35)가 형성되어 있다. 페룰(30)의 축 방향 전방에 형성된 절삭부(34)는, 페룰(30)에 있어서 절삭부(34)보다 앞쪽에 있는 선단부(36)의 변형을 용이하게 하기 위한 것이다. 즉, 이 절삭부(34)가 형성됨으로써, 선단부(36)에 있어서 두께가 얇은 저강도 부분(34a)이 형성되어 있다. 부분(34a)의 두께를 조정함으로써, 결합 부재(20)를 손으로 돌려 조인트 본체(10)에 대해 체결한 경우에, 접속해야 할 배관 P를 구속하도록 선단부(36)를 변형시킬 수 있다.

도 2에 나타내어진 바와 같이, 절삭부(34)는, 페룰(30)의 축 방향으로 절단한 단면 형상이 직각 삼각형이며, 절삭부(34)의 뒤쪽의 내벽과 배관 삽입 통과 구멍(31)의 내벽이 접속하는 위치에는 교차부(34b)가 형성되어 있다. 이 교차부(34b)에 의해, 접속해야 할 배관 P를 파지하거나 또는 배관 P에 물려 배관 P를 기밀하게 유지하고 있다. 보다 구체적으로는, 이 실시 형태에 있어서, 교차부(34b)는, 절삭부(34)의 후면과 배관 삽입 통과 구멍(31)의 내주면이 대략 직각으로 교차한 각부이며, 배관 P에 물리는 전방의 에지부를 형성하고 있다.

페룰(30)의 축 방향의 뒤쪽에 형성된 절삭부(35)는, 그 축 방향으로 절단한 단면 형상이 대략 삼각형상이 되도록 형성되어 있다. 절삭부(35)의 외측의 부분에 있어서, 그 축선과 평행한 곡면이 형성되어 있으며, 이 곡면의 외측에는 박육부(37)가 형성되어 있다. 박육부(37)가 힌지로서 기능할 수 있으므로, 페룰(30)의 전후부가 내측으로 구부러지기 쉬워지고 있다. 이 결과, 페룰(30)의 전부의 외주면을 이루는 테이퍼면(32)이 캠면(19)에 밀착되기 쉬워짐과 더불어, 페룰(30)의 후단에 형성되는 후방의 에지부가 배관 P에 물리기 쉬워지고 있다.

도 2에 나타내어진 바와 같이, 페룰(30)에 있어서의 테이퍼면(32)에는, 단차부(32b)가 설치되어 있다. 이 단차부(32b)는, 상술한 저강도 부분(34a)에 대응하는 앞쪽(제1)의 테이퍼면(32a), 바꿔 말하면 전방의 에지부보다 앞쪽에 위치하는 테이퍼면(32a)과, 바꿔 말하면 앞쪽의 테이퍼면(32a)보다 캠면(19)으로부터 떨어져 뒤쪽에 위치하고, 외경이 커지는 뒤쪽(제2)의 테이퍼면(32c)을 연결하고 있다. 단차부(32b)와 뒤쪽의 테이퍼면(32c)의 경계 부분에 있어서의 테이퍼면(32)의 외경은, 단차부(32b)와 앞쪽의 테이퍼면(32a)의 경계 부분에 있어서의 테이퍼면(32)의 외경보다 크다. 이 단차부(32b)는, 후방(캠면(19)의 반대측)으로부터 저강도 부분(34a)에 인접하는 후방부(인접부)(30A)의 두께가 접속해야 할 배관 P를 기밀하게 유지할 수 있는 값이 되도록 형성되어 있다.

단차부(32b)의 외주면은, 이 실시 형태에서는 경사면으로 형성되어 있다. 이 단차부(32b)의 외주면과 페룰(30)의 축선이 이루는 각도 θ2가, 앞쪽의 테이퍼면(32a)과 페룰(30)의 축선이 이루는 각도 θ1, 및 뒤쪽의 테이퍼면(32c)과 페룰(30)의 축선이 이루는 각도 θ3보다 크게 형성되어 있다. 또한, 이 실시 형태에서는 각도 θ1과 각도 θ3은 대략 동일하게 형성되어 있다.

페룰(30)에 있어서의 선단부(36)의 앞쪽 가장자리의 두께 t1과 접속해야 할 배관 P의 외경 d(도 1 참조)가 다음의 식 (1)의 관계를 갖도록 설정되어 있다.

0.005≤t1/d≤0.05…식 (1)

t1/d가 0.005 미만인 경우는, 선단부의 가공이 곤란해진다.

페룰(30)에 있어서 교차부(34b)와 대응하는 부분의 두께(즉, 전방의 에지부에 대응하는 부분의 두께) t2와 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 다음의 식 (2)의 관계를 갖도록 설정되어 있다.

0.01≤t2/d≤0.1…식 (2)

또, 페룰(30)에 있어서의 선단부의 앞쪽 가장자리로부터 교차부(34b)까지의 거리(즉, 선단부로부터 전방의 에지부까지의 거리) s1과 접속해야 할 배관의 외경 d가 다음의 식 (3)의 관계를 갖도록 설정되어 있다.

0.02≤s1/d≤0.1…식 (3)

또, 페룰(30)의 단차부(32b)의 축 방향에 있어서의 길이 s3과 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 다음의 식 (4)의 관계를 가지며, 단차부(32b)에 있어서의 전단과 후단의 두께의 차 t3과 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 다음의 식 (5)의 관계를 갖도록 설정되어 있다.

0≤s3/d≤0.4…식 (4)

0.03≤t3/d≤0.1…식 (5)

또한, 단차부(32b)의 축 방향 길이 s3은, 선단부(36)의 앞쪽 가장자리로부터 단차부(32b)의 전단까지의 거리 s1과 선단부(36)의 앞쪽 가장자리로부터 단차부(32b)의 후단까지의 거리 s2의 차이다. 두께차 t3은, 단차부(32b)의 전단의 위치에 있어서의 두께, 즉, 교차부(34b)의 위치에 있어서의 두께 t2와, 단차부(32b)의 후단의 위치에 있어서의 두께 t4의 차이다.

이상과 같이 형성되는 페룰(30)은, 부품으로서의 반송 및 관리 단계에 있어서, 그 후단부가 결합 부재(20)에 가고정되어 일체화된다. 구체적으로는, 페룰(30)의 중심축과 결합 부재(20)의 중심축을 맞춘 상태로 하여, 페룰(30)의 후단부가 결합 부재(20)의 오목부에 압착됨으로써, 페룰(30)의 돌기부(33)가 내향 돌기부(27)와 걸어 맞춰져 확경부(28) 내에 압입된다. 이에 의해, 페룰(30)과 결합 부재(20)의 가고정이 행해진다. 또한, 이 내향 돌기부(27)와 외향 돌기부(33)의 걸림은 약간이므로, 분리하는 것도 가능하다.

다음에, 이상과 같이 구성된 본 결합 부재에 의한 배관 접속 방법에 대해 설명한다.

조인트 본체(10) 및 결합 부재(20)에 의해 배관 P를 접속할 때에는, 우선 조인트 본체(10)가 소정의 부착 대상에 부착된다. 이 부착 대상으로서는, 예를 들면 배관, 폐쇄밸브 등의 각종 기기의 배관 접속 포트이다. 한편, 페룰(30)이 결합 부재(20)에 가고정된 상태에 있어서, 배관 P가 결합 부재(20)의 배관 관통 구멍(21) 및 페룰(30)의 배관 삽입 통과 구멍(31)에 삽입되어져, 결합 부재(20)가 배관 P의 외주에 장착된다. 페룰(30)이 가고정된 상태의 결합 부재(20)가 조인트 본체(10)로부터 분리된 상태로, 결합 부재(20)가 배관 P에 장착되어도 되고, 페룰(30)이 가고정된 상태의 결합 부재(20)가 조인트 본체(10)에 느슨하게 나사식으로 결합된 상태로, 결합 부재(20)의 후방으로부터 배관 P가 삽입되어도 된다. 그리고, 배관 P의 선단부가 페룰(30)의 배관 삽입 통과 구멍(31)을 통해 배관 삽입구(16)에 삽입되고, 그 선단이 단부(18)의 단차형상의 단면에 접촉시킨 상태로 하여 결합 부재(20)가 조인트 본체(10)에 체결된다. 이 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이 페룰(30)의 후단부가 가압면(26)에 접촉한 상태가 된다.

이 상태에서 이어서 결합 부재(20)가 손으로 돌려 체결된다. 전술한 바와 같이, 선단부(36)의 앞쪽 가장자리의 두께 t1, 교차부(34b)의 위치에 있어서의 두께 t2 및 단차부(32b)의 축 방향 길이 s3과, 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 0.005≤t1/d≤0.05(식 (1)), 0.01≤t2/d≤0.1(식 (2)), 및, 0.02≤s1/d≤0.1(식 (3))의 관계에 있다. 교차부(34b)의 위치에 있어서의 두께 t2는, 전방의 에지부의 위치에 있어서의 두께이기도 하며, 단차부(32b)의 전단의 위치에 있어서의 두께이기도 하다. 이 때문에, 손으로 돌림으로써 결합 부재(20)가 회전되어지면, 선단부(36)가 변형되어 배관 P를 구속한다. 이에 의해, 배관 P의 가유지가 행해진다. 또한, t1/d>0.05인 경우, t2/d>0.1인 경우, 혹은, s1/d>0.1인 경우는, 결합 부재(20)를 체결하는 회전 토크가 커져, 손으로 돌리는 것에 의한 배관 유지 작업이 곤란해진다. 또, s1/d<0.02인 경우는, 선단부(36)의 변형에 의한 배관 구속력이 작아져, 배관 P를 가유지할 수 없게 된다.

도 3은, 이 배관 가유지 작업에 있어서의 선단부(36)의 변화를 나타내고 있다. 손으로 돌리기 전에는 도 3(a)와 같이, 선단부(36)의 앞쪽 가장자리가 캠면에 접촉한 상태에 있다. 이 상태로부터 결합 부재(20)가 손으로 돌려 체결되면, 도 3(b)와 같이, 절삭부(34)에 의해 형성되어 있는 저강도 부분(34a)이 변형됨으로써 선단부(36)가 변형된다. 이 때, 페룰(30)의 선단부(36)는, 배관 삽입구(16)와 접속해야 할 배관 P의 사이에 끼워 넣어지거나, 접속해야 할 배관 P에 약간 물리거나, 혹은, 배관 삽입구(16)와 접속해야 할 배관 P의 사이에 끼워 넣어지면서 배관 P에 물림으로써, 접속해야 할 배관 P가 구속된다. 단차부(32b)가 경사면으로 형성되어 있으므로, 단차부(32b)의 후단과 후방의 테이퍼면(32c)의 경계부는 큰 각도로 연결되어 있다. 이 때문에, 그 경계부에 의해 캠면(19)에 있어서 발생하는 압력이 약하며, 캠면(19)이 손상되기 어렵다. 가령, 단차부(32b)가 이러한 경사면이 아니라, 도 3(c)의 예와 같이 계단형상의 단차로 형성되어 있는 경우에 있어서도, 후방부(30A)에 의해 배관 P를 기밀하게 유지할 수 있다. 그러나, 이 경우에는, 단차부(32b)와 후방의 테이퍼면(32c)의 경계부의 각도가 작기 때문에, 캠면(19)이 손상되기 쉽고, 페룰(30)과 캠면(19)의 기밀성이 열화할 우려가 있다. 또한, 도 3(b) 및 도 3(c)에 있어서는, 배관 P가 물리도록 과장하여 그려지고 있다.

이상과 같이 하여, 배관 P의 가유지 공정이 종료된 후, 일반적인 체결 공구에 의해 결합 부재(20)가 더욱 체결된다. 이에 의해, 페룰(30)에 있어서의 전방의 교차부(34b), 즉, 전방의 에지부가 박육부(37)를 중심으로 하여 배관 P에 물리도록 경사짐과 더불어, 후방의 에지부가 배관 P에 물리도록 경사져, 결합 부재(20)의 체결 공정이 진행된다. 상술한 후방부(30A)에 있어서의 반경 방향 치수는, 이 체결 공정에서 배관 P를 기밀하게 유지하도록 후방부(30A)를 변형시키기 위해 필요한 힘(즉, 체결 토크)이 적당히 커지도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 교차부(34b)의 위치에 있어서의 두께 t2(즉, 단차부(32b)의 전단의 위치에 있어서의 두께), 단차부(32b)의 전단의 위치에 있어서의 두께 t2와 그 후단의 위치에 있어서의 두께 t4의 두께차 t3, 단차부(32b)의 축 방향 길이 s3, 뒤쪽의 테이퍼면(32c)에 있어서의 페룰(30)의 중심선과 이루는 각도 θ3 등이 미리 조정되어 설정되어 있다. 이에 의해, 배관 P를 기밀하게 유지하도록 후방부(30A)를 변형시키기 위해 필요한 힘(즉, 체결 토크)을 적당히 크게 할 수 있다. 이 결과, 후방부(30A)에 의한 배관 유지력 및 기밀 유지 성능이 향상되어, 후방부(30A)의 편하중에 대한 내력이 커지므로, 편하중에 의한 기밀성의 열화가 억제된다. 단차부(32b)의 축 방향 길이 s3과 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 0.03≤t3/d≤0.1의 관계에 있으므로, 결합 부재(20)의 체결 토크가 너무 커지는 것을 회피하여, 작업성의 저하를 회피하고 있다.

그리고, 페룰(30)에 있어서의 교차부(34b), 즉, 전방의 에지부, 및 후방의 에지부의 물림이 소정량에 도달하면, 도 4에 나타낸 바와 같이, 조인트 본체(10)의 암나사 통부(13)의 뒤쪽의 단면과 원반형상 슬릿(22)의 앞쪽의 내측면이 대략 일치한다. 이러한 상태까지 결합 부재(20)가 체결되면, 결합 부재(20)를 체결하는 체결 토크가 소정치에 도달하여, 관형상 연결부(25)가 절단된다. 그 결과, 조인트 본체(10)의 암나사 통부(13)로부터 돌출된 상태에 있는 파지부(24)가 관 접속부(23)로부터 분리된다. 이에 의해 결합 부재(20)의 배관 접속 작업이 완료된다.

상기와 같은 상태로 체결된 배관 접속부는, 파지부(24)를 분리시키기 위해 누구나가 간단히 관 접속부(23)의 나사식 결합을 느슨하게 할 수 없다. 그러나, 전술한 걸어 맞춤 구멍부(29)에 걸어 맞춤 가능한 전용 공구(50)(도 5를 참조)를 이용함으로써, 이 관 접속부(23)를 느슨하게 할 수 있다.

이 전용 공구(50)는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 반원 환상의 기체부(基體部)(51)에 손잡이부(52)가 부착되어 있다. 기체부(51)의 중심부에는, 반원형상 구멍(53)이 형성되어 있으며, 이 반원형상 구멍(53)의 내경은 배관 P 보다 약간 크게 설정되어 있다. 기체부(51)의 측면에는, 관 접속부(23)의 4개의 걸어 맞춤 구멍부(29) 중, 임의의 서로 이웃하는 3개에 걸어 맞춤 가능한 3개의 원기둥형상의 걸어 맞춤 돌기부(54)가 형성되어 있다.

배관의 접속이 해제될 때에는, 전용 공구(50)의 걸어 맞춤 돌기부(54)가 관 접속부(23)의 임의의 서로 이웃하는 3개의 걸어 맞춤 구멍부(29)에 걸어 맞춰지고, 손잡이부(52)에 힘이 들어가 기체부(51)가 회전되어진다. 이에 의해, 관 접속부(23)를 회전시켜 조인트 본체(10)와의 나사식 결합을 느슨하게 할 수 있으며, 배관 P를 조인트 본체(10)로부터 분리할 수 있다. 이 배관 접속의 해제 방법에 의하면, 배관 P를 절단하지 않고, 배관 P를 분리할 수 있으므로, 배관의 접속을 해제하는 작업이 간단해진다. 또, 조인트 본체(10)를 남겨둔 상태로 배관 P를 분리함과 더불어, 결합 부재(20)에 가고정되어 있었던 페룰(30)을 빼내어, 이 조인트 본체(10)에 대해 새로운 페룰(30)을 장착하여 배관 P를 재차 접속할 수 있다.

다음에 이상과 같이 구성된 본 실시 형태에 따른 물림식 관 접속 구조에 의하면, 다음과 같은 효과를 발휘할 수 있다.

(1) 선단부(36)에 있어서 두께가 얇은 저강도 부분(34a)이 형성됨으로써, 결합 부재(20)를 손으로 돌려 조인트 본체(10)에 대해 체결할 때에, 접속해야 할 배관 P를 구속하도록 선단부(36)를 변형시킬 수 있다. 즉, 배관의 접속 초기의 단계에서, 결합 부재(20)를 손으로 돌림으로써, 이 선단부(36)를 변형시켜 배관 P를 구속할 수 있다.

(2) 저강도 부분(34a)에 대응하는 앞쪽의 테이퍼면(32a)과 그 뒤쪽의 테이퍼면(32c)이 단차부(32b)에 의해 연결되어 있다. 이에 의해, 저강도 부분(34a)의 후방부(30A)를, 접속해야 할 배관 P를 기밀하게 유지하는 기능을 발휘하는 부분으로서 필요한 두께로 설정하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 저강도 부분(34a)의 후방부(30A)의 두께를 두껍게 함으로써, 배관 P를 기밀하게 유지하도록 후방부(30A)를 변형시키기 위해 필요한 힘(체결 토크)을 크게 할 수 있다. 이에 의해, 이 물림식 관 접속 구조의 편하중에 대한 내력을 크게 할 수 있으며, 편하중에 의한 기밀성의 열화가 억제된다.

(3) 상기 저강도 부분(34a)에는, 배관 삽입 통과 구멍(31)으로부터 반경 방향 외측을 향해 잘려 들어간 절삭부(34)가 형성되어 있다. 그 때문에, 저강도 부분(34a)을 용이하게 형성할 수 있다.

(4) 절삭부(34)는, 축 중심 방향의 단면 형상이 삼각형상이며, 이 절삭부(34)의 뒤쪽의 내벽과 배관 삽입 통과 구멍(31)의 내벽의 교차부(34b)가 접속해야 할 배관 P를 기밀하게 유지하는 에지부로서 기능한다. 따라서, 이 교차부(34b)를 접속해야 할 배관 P에 물리게 할 수 있으며, 후방부(30A)의 배관 유지력 및 기밀 유지 성능을 향상시킬 수 있다.

(5) 절삭부(34)를 형성하는 삼각형상은, 대략 직각 삼각형이며, 이 절삭부(34)의 후면과 배관 삽입 통과 구멍(31)의 내주면의 교차부(34b)가 대략 직각이 되도록 형성되어 있다. 그 때문에, 이 교차부(34b)에 형성되는 에지부의 물림 기능을 향상시킬 수 있으며, 그 결과로서 후방부(30A)의 배관 유지력 및 기밀 유지 성능을 보다 한층 향상시킬 수 있다.

(6) 단차부(32b)의 표면은 경사면이며, 단차부(32b)와 후방의 테이퍼면(32c)의 경계부가 큰 각도로 연결되어 있다. 이에 의해, 캠면(19)이 손상되기 어려워진다.

(7) 단차부(32b)를 구성하는 경사면은, 페룰 중심선과 이루는 각도 θ2가, 앞쪽의 테이퍼면(32a)의 페룰 중심선과 이루는 각도 θ1보다 크게 형성되어 있으므로, 단차부(32b)를 적정한 형상 및 크기로 형성할 수 있다.

(8) 단차부(32b)를 구성하는 경사면은, 페룰 중심선과 이루는 각도 θ2가, 앞쪽의 테이퍼면(32a)의 페룰 중심선과 이루는 각도 θ1 및 뒤쪽의 테이퍼면(32c)의 페룰 중심선과 이루는 각도 θ3보다 크게 형성되어 있으므로, 단차부(32b)를 적정한 형상 및 크기로 형성할 수 있다.

(9) 페룰(30)에 있어서의 선단부(36)의 앞쪽 가장자리의 두께 t1과 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 식 (1)의 관계, 즉, 0.005≤t1/d≤0.05의 관계를 가지므로, 선단부(36)의 가공이 용이해짐과 더불어, 배관의 가유지 작업에 지장을 초래하지 않게 된다. t1/d가 이 범위보다 작은 값인 경우에는, 선단부(36)의 가공이 곤란해진다. t1/d가 이 범위보다 큰 경우에는, 손으로 돌림으로써 배관을 구속하는 배관의 가유지 작업이 곤란해진다.

(10) 페룰(30)의 교차부(34b)의 위치에 있어서의 두께(즉, 전방의 에지부의 위치에 있어서의 두께) t2와 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 식 (2)의 관계, 즉, 0.01≤t2/d≤0.1의 관계를 가지므로, 편하중에 의한 기밀성의 열화를 억제할 수 있음과 더불어, 배관 가유지 작업에 지장을 초래하지 않는다. t2/d가 이 범위보다 작은 값인 경우에는, 편하중에 대한 항력이 작아져, 편하중에 의한 기밀성의 열화가 발생하기 쉬워진다. t2/d가 이 범위보다 큰 값인 경우에는, 손으로 돌리는 것에 의한 배관 가유지 작업이 곤란해진다.

(11) 페룰(30)에 있어서의 선단부(36)의 앞쪽 가장자리로부터 상기 교차부(34b)(즉, 전방의 에지부)까지의 거리 s1과 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 식 (3)의 관계, 즉, 0.02≤s1/d≤0.1의 관계를 가지므로, 배관 P의 구속 및 손으로 돌리는 것에 의한 배관 가유지 작업에 지장을 초래하지 않는다. s1/d가 이 범위보다 작은 값인 경우에는, 선단부(36)가 변형되어도 접속해야 할 배관 P를 구속할 수 없다. s1/d가 이 범위보다 큰 값인 경우에는, 손으로 돌리는 것에 의한 배관 가유지 작업이 곤란해진다.

(12) 페룰(30)에 있어서의 단차부(32b)의 축 방향 길이 s3과 접속해야 할 배관 P의 외경 d가 식 (4)의 관계, 즉, 0≤s3/d≤0.4의 관계를 가지므로, 기밀성 열화를 회피할 수 있다. 단차부(32b)의 전단과 후단의 위치에 있어서의 두께차 t3과 접속해야 할 배관의 외경 d가 식 (5)의 관계, 즉, 0.03≤t3/d≤0.1의 관계를 가지므로, 편하중에 의한 기밀성의 열화를 회피함과 더불어, 결합 부재(20)의 체결 토크를 한계 이내로 억제할 수 있다. s3/d가 상기 범위보다 큰 값인 경우에는, 편하중에 대한 항력이 작아져, 기밀성의 열화가 현저해진다. 도 6에 있어서의 데이터는, 이것을 나타내고 있다. t3/d가 상기 범위보다 작은 값인 경우에는 편하중에 대한 항력이 작아져, 기밀성의 열화가 현저해지며, t3/d가 상기 범위보다 큰 값인 경우에는 결합 부재의 체결 토크가 너무 커져, 작업성이 저하한다는 문제가 발생한다. 도 7에 있어서의 데이터는, 이것을 나타내고 있다.

(13) 본 실시 형태에 따른 물림식 관 접속 구조를 이용한, 밸브, 물림식 관 조인트(1)는, 배관 접속 작업에 있어서 초기 단계에서 배관 P를 가유지할 수 있으므로, 배관의 접속 작업을 용이화할 수 있다.

(14) 본 실시 형태에 따른 이러한 밸브 혹은 물림식 관 조인트(1)를 냉매 회로에 이용한 냉동 장치는, 배관 접속 작업에 있어서 초기 단계에서 배관 P를 가유지할 수 있으므로, 배관의 접속 작업을 용이화할 수 있다.

(변형예)

· 상기 실시 형태에 있어서의 단차부(32b)를, 도 8에 나타낸 바와 같이, 경사면이 아니라, 전체적으로 매끄러운 곡면으로 형성할 수도 있다. 이 경우도 상기 실시 형태의 경우와 동일하게, 캠면(19)을 손상시킬 우려가 없으며, 단차부(32b)의 형상, 크기를 적정하게 형성할 수 있다.

· 실시 형태 1에 있어서의 단차부(32b)를, 도 9에 나타낸 바와 같이, 경사면이 아니라, 페룰 중심선과 수직인 방향에서 반경 방향의 외측으로 연장되는 면과, 이 면과 뒤쪽의 테이퍼면(32c)을 곡면으로 연결한 것으로 할 수도 있다. 이 경우도 상기 실시 형태의 경우와 동일하게, 캠면(19)을 손상시킬 우려가 없으며, 단차부(32b)의 형상, 크기를 적정하게 형성할 수 있다.

· 상기 실시 형태에 있어서는, 앞쪽의 테이퍼면(32a)의 페룰 중심선과 이루는 각도 θ1과 뒤쪽의 테이퍼면(32c)의 페룰 중심선과 이루는 각도 θ3이 대략 동일하였지만, 이것을 상이하게 형성해도 된다. 예를 들면, θ3>θ1로 해도 된다.

· 페룰(30)은, 조인트 본체(10) 및 결합 부재(20)와는 별체로 형성됨과 더불어, 부품의 단계에서 결합 부재(20)에 가고정되도록 형성되어 있지만, 가고정되지 않는 독립형으로 해도 된다. 이 독립형의 페룰로서는, 일체물이 아니라 복수 부재에 의해 형성되는 것이어도 된다. 페룰(30)은, 결합 부재(20)와 일체로 형성되며, 배관 접속 개시 시에 페룰(30)이 분리되고 그 후에 독립의 페룰로서 기능하는 것이어도 된다.

· 페룰(30)을 결합 부재(20)에 가고정하는 기구는, 결합 부재(20)에 대해 회동 가능하게 및 소정 범위 내에서 축 방향으로 이동 가능하게 가고정됨과 더불어, 결합 부재(20)에 가고정되어 일체화된 채로 반송 가능하게, 또한, 조인트 본체(10)에 대해 장착 가능하게 구성되는 구조이면 다른 구조로 변경해도 된다.

· 조인트 본체(10)는, 소켓부(12)에는 피접속측 장치의 배관 Pa가 납땜되는 구조로 되어 있지만, 소켓부(12)의 외주에 수나사를 형성하고, 피접속 장치 내의 폐쇄밸브 등의 기기류에 직접 조인트 본체(10)를 부착하는 구조로 해도 된다.

· 결합 부재(20)는, 체결 과정에 있어서 관 접속부(23)와 파지부(24)로 분할되지 않는 구조로 해도 된다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명은, 냉동 장치, 공기 조화 장치, 급탕기 등의 온수 장치, 급수 장치, 일반적인 제조 설비 등에 있어서의 냉매 회로, 물 회로, 가스 회로 등에 사용되는 물림식 관 접속 구조에 대해 적용할 수 있다. 또, 본 발명을 적용한 물림식 관 접속 구조는, 배관들의 접속, 폐쇄밸브 등의 밸브에 있어서의 관 조인트부, 그 밖의 각종 장치에 있어서의 관 조인트부에 적용할 수 있다. 또, 본 발명을 적용한 물림식 관 접속 구조가 대상으로 하는 배관은, 구리관, 스테인리스관 등의 금속관을 비롯하여 수지 배관도 포함한다.

P : (접속해야 할) 배관
d : (접속해야 할) 배관의 외경
s1 : 거리
s3 : 길이
t1, t2 : 두께
t3 : 두께차
θ1, θ2, θ3 : 각도
1 : 물림식 관 조인트
10 : 조인트 본체
19 : 캠면
20 : 결합 부재
30 : 페룰
30A : 후방부
31 : 배관 삽입 통과 구멍
32 : 테이퍼면
32a : (앞쪽의) 테이퍼면
32b : 단차부
32c : (뒤쪽의) 테이퍼면
34 : 절삭부
34a : 저강도 부분
34b : 교차부
36 : 선단부

Claims

캠면을 갖는 조인트 본체와, 외주면이 상기 캠면의 반대측을 향해 확대되는 테이퍼면으로 형성되고, 중심부에 접속해야 할 배관이 삽입 통과되는 배관 삽입 통과 구멍을 갖는 환상(環狀)의 페룰과, 상기 조인트 본체에 체결되어 상기 페룰을 상기 조인트 본체의 상기 캠면에 가압하는 결합 부재를 구비하며,
상기 페룰은, 상기 결합 부재를 손으로 돌려 상기 조인트 본체에 대해 체결할 때에 그 페룰의 선단부가 접속해야 할 배관을 구속하도록 그 선단부를 변형시키기 위한 저강도 부분과, 상기 테이퍼면 중 상기 저강도 부분에 대응하는 제1 테이퍼면과 상기 제1 테이퍼면보다 상기 캠면으로부터 떨어져 있는 제2 테이퍼면을 접속하는 단차부와, 상기 캠면의 반대측으로부터 상기 저강도 부분에 인접하여, 상기 결합 부재가 상기 조인트 본체에 체결될 때에 상기 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지하기 위한 인접부를 가지며,
상기 단차부와 상기 제2 테이퍼면의 경계 부분에 있어서의 상기 테이퍼면의 외경은, 상기 단차부와 상기 제1 테이퍼면의 경계 부분에 있어서의 상기 테이퍼면의 외경보다 크고, 상기 단차부는, 상기 인접부의 두께가 상기 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지할 수 있는 값이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 1에 있어서,
상기 저강도 부분은, 상기 배관 삽입 통과 구멍으로부터 반경 방향 외측을 향해 잘려 들어간 절삭부가 형성되어 있는 부분인 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 2에 있어서,
상기 절삭부의 상기 페룰의 축 방향을 따른 단면 형상은, 삼각형상이며, 상기 절삭부의 상기 인접부측의 내벽과 상기 배관 삽입 통과 구멍의 내벽의 교차부가 상기 접속해야 할 배관을 기밀하게 유지하는 부분으로서 기능하는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 3에 있어서,
상기 절삭부의 상기 페룰의 축 방향을 따른 단면 형상은, 대략 직각 삼각형이며, 상기 절삭부의 상기 교차부가 대략 직각인 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단차부의 외주면은, 경사면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 5에 있어서,
상기 경사면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도는, 상기 제1 테이퍼면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 6에 있어서,
상기 경사면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도가, 상기 제2 테이퍼면과 상기 페룰의 축선이 이루는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단차부의 외주면과 상기 제2 테이퍼면의 경계부는, 매끄러운 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단차부의 외주면은, 상기 제1 테이퍼면부터 상기 제2 테이퍼면에 걸쳐 전체적으로 매끄러운 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페룰에 있어서 상기 캠면에 근접하는 선단부의 앞쪽 가장자리의 두께 t1과 상기 접속해야 할 배관의 외경 d가 이하의 식 (1)의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
0.005≤t1/d≤0.05…식 (1)
청구항 10에 있어서,
상기 페룰의 상기 교차부의 위치에 있어서의 두께 t2와 상기 접속해야 할 배관의 외경 d가 이하의 식 (2)의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
0.01≤t2/d≤0.1…식 (2)
청구항 11에 있어서,
상기 페룰의 상기 선단부의 앞쪽 가장자리로부터 상기 교차부까지의 거리 s1과 상기 접속해야 할 배관의 외경 d가 이하의 식 (3)의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
0.02≤s1/d≤0.1…식 (3)
청구항 12에 있어서,
상기 페룰의 축 방향에 있어서의 상기 단차부의 길이 s3과 상기 접속해야 할 배관의 외경 d가 이하의 식 (4)의 관계를 가지며, 상기 페룰의 축 방향에 있어서의 상기 단차부의 양단의 두께차 t3과 상기 접속해야 할 배관의 외경 d가 이하의 식 (5)의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 물림식 관 접속 구조.
0≤s3/d≤0.4…식 (4)
0.03≤t3/d≤0.1…식 (5)
관 조인트부를 갖는 밸브로서,
상기 관 조인트부는, 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 관 접속 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브.
관 조인트부를 갖는 물림식 관 조인트로서,
상기 관 조인트부는, 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 기재된 관 접속 구조를 구비하는 것을 특징으로 하는 물림식 관 조인트.
냉매 회로를 갖는 냉동 장치로서,
상기 냉매 회로는, 청구항 14에 기재된 밸브를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.
냉매 회로를 갖는 냉동 장치로서,
상기 냉매 회로는, 청구항 15에 기재된 물림식 관 조인트를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉동 장치.