JP2009168075A - 管継手構造及び管接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強固な引抜力を発揮し、かつ、密封性にも優れた管継手構造を提供する。
【解決手段】被接続パイプＰが内挿される孔部３を有する金属製外嵌筒部２を備え、該外嵌筒部２の外周面に凹周溝５が形成され、該凹周溝５の溝底面５ａが縮径作業具の押圧力を受ける受圧面とし、該溝底面５ａに対応する上記の孔部３にパイプＰを内挿し、外嵌筒部２の外周面に形成した凹周溝５の溝底面５ａを、縮径作業具の押圧力にて、押圧して、パイプＰと共に縮径して、連結する。
【選択図】図１

Description

本発明は、管継手構造及び管接続方法に関する。

従来から、空調機における冷媒配管の管継手として、フレア継手が広く使用されてきた。つまり、先端縮径テーパ部と雄ネジ部を有する雄部材に、先端にフレア加工を施したパイプを、袋ナットによって雄部材に押圧して接続する構造である（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上述のフレア継手は、トルク管理が困難であり、過大トルクに起因するフレア加工部の異常変形により、あるいは、過小トルクに起因する締付け不足により、内部流体（冷媒）が漏洩するという欠点があった。また、長い期間使用すると、フレア加工部から内部流体が漏洩するという欠点があった。
特開平１１−２３１０５号公報

解決しようとする課題は、フレア加工を施されたパイプを接続するとトルク管理が困難であって、内部流体の漏洩が生じやすい点である。また、補修の際、新たなパイプにフレア加工を施すという手間がかかる点である。

そこで、本発明に係る管継手構造は、被接続パイプが内挿される孔部を有する金属製外嵌筒部を備え、該外嵌筒部の外周面に凹周溝が形成され、該凹周溝の溝底面が縮径作業具の押圧力を受ける受圧面とし、該溝底面に対応する上記孔部の内周面に、縮径塑性変形部を形成して、上記パイプの対応部位と一体状に縮径塑性変形させて連結したものである。

また、上記溝底面に対応する上記孔部の内周面に、シール溝が形成され、該シール溝内にシール材が嵌着されている。
また、上記溝底面に対応する位置以外の領域に於て、上記孔部の内周面にシール溝を形成して、該シール溝内にシール材が嵌着されている。
また、上記溝底面に対応する上記孔部の内周面に、縮径塑性変形前の状態で、独立円環突条が形成されている。

そして、本発明に係る管接続方法は、外周面に凹周溝を有する金属製外嵌筒部に、パイプを内挿し、次に、上記外嵌筒部の凹周溝に対応する溝底面を、縮径作業具によって上記パイプの対応部位と一体状に縮径塑性変形させて連結する方法である。

本発明によれば、被接続パイプを単に切断したままで内挿すれば済み、フレア加工等の加工が不要となる。そして、冷媒等の流体に対して、長期間にわたって優れた密封性を発揮する。さらに、パイプ引抜抵抗力は極めて大きい。

図１と図２は本発明の実施の形態を示し、図２は接続途中の状態を示し、図１は接続（完了）状態を示す。
Ｐは、銅等の金属から成る被接続パイプであり、２は、被接続パイプＰが矢印Ａのように内挿される、孔部３を有する真ちゅうや銅や青銅等の金属製外嵌筒部である。
この外嵌筒部２は、テーパ雄ネジ19（図３，４参照）や、ネジ孔やその他の構造（例えば図１のように他のパイプ13を挿入してろう付けする外筒部20を有する構造）を有する管継手本体の一部から成り、又は、図示省略した各種の管継手の一部品（一部）から成っている。なお、Ｌは軸心を示し、図１，図２はこの軸心Ｌよりも上方の一部分のみを断面にて示す。

そして、外嵌筒部２の外周面には（２本の）凹周溝５，５が形成され、凹周溝５の溝底面５ａが縮径作業具の押圧力（図１中の矢印Ｆ参照）を受ける受圧面となる。縮径作業具としては、図示省略するが、例えば３個の転動ローラを有するハンドル付きの作業具であって、その内の少なくとも１個のローラを、ネジにて、又は、油圧等にて縮径方向へ強力に押圧させることで、凹周溝５の溝底面５ａを転動しつつ、塑性変形によって、溝底薄肉部６を縮径させ、図１に示すように、内挿したパイプＰの外周面に圧接し、さらには、パイプＰを僅かに縮径塑性変形させる。
言い換えれば、溝底面５ａに対応する孔部３の内周面に、縮径塑性変形部７を（周凸条として）形成して、内挿パイプＰの対応部位と一体状に縮径塑性変形させて、外嵌筒部２とパイプＰとを、連結（接続）する。

ところで、浅い周溝部８，９，10が外嵌筒部２の孔部３に形成して、凹周溝５に対応する溝底薄肉部６の軸心方向両端位置がパイプＰに接触しないように、「逃げ」を形成する。つまり、図２からも分かるように、浅い周溝部８，９，10によって、溝底面５ａ，５ａに対応した孔部３の内周面に、縮径塑性変形前の状態で、低い独立円環突条18, 18が形成されている。
このようにして、前記矢印Ｆにて示した縮径押圧力を、溝底薄肉部６に集中的に作用させ、縮径塑性変形部７が形成され易いように構成している。そして、パイプＰに於て、縮径塑性変形部７に対応した凹周状塑性変形部11が形成される。

上述のように、本発明に係る管接続方法によれば、外周面に凹周溝５，５を１本乃至２本（又はそれ以上）有する金属製外嵌筒部２に、パイプＰを内挿し、段付部12に当てて、次に、外嵌筒部２の凹周溝５，５に対応する溝底面５ａを、縮径作業具によって、パイプＰの対応部位と一体状に、縮径塑性変形させて、連結する方法であり、迅速かつ容易に、確実に安定して強固に一体接続が可能である。
なお、図１と図２では、13は、前記パイプＰが、本発明に係る管継手構造を備えた管継手１を介して、接続される（他の）パイプであり、例えば、このパイプ13は、空調機側の配管パイプ13であって、管継手１の他端側外筒部20の孔部14に内挿して、ろう付け15にて固着（連結）されている。

次に、図３と図４は他の実施の形態を示し、図４は接続途中の状態を示し、図３は接続（完了）状態を示す。
図１，図２と相違する点について重点的に説明すると、凹周溝５の溝底面５ａに対応する孔部３の内周面に、シール溝16が形成され、このシール溝16内にＯリング等のシール材17が嵌着されている。言い換えると、低い独立円環突条18の内周面に矩形状断面のシール溝16を形成し、図４から図３のように連結すると、縮径塑性変形部７とパイプＰ外周面とが圧接状態で、シール材17は、さらに密封性能を確実に向上させている。

なお、図３と図４の実施の形態では、管継手１にはテーパ雄ネジ19を有する場合を例示した。このように、本発明に於て、外嵌筒部２は、テーパ雄ネジ19を有する管継手１の一部であっても、図１，図２のように、ろう付け15される外筒部20を有する管継手１の一部をもって構成しても良く、さらには、袋ナットやその他の連結機構を有する各種管継手の一部品や一部分に、外嵌筒部２を形成しても、自由である。

図３，図４に於て、図１，図２と同一の符号は同様の構成であり重複した説明を省略する。また、管接続方法も同様であるので、説明省略する。なお、Ｏリングから成るシール材17を図示したが、これを、ＵパッキンやＶパッキンや角パッキン等の他の形状・構造のものとするも自由である。

次に、図５と図６は別の実施の形態を示し、図６は接続途中の状態を示し、図５は接続（完了）状態を示す。
この図５と図６に示す実施の形態では、凹周溝５の溝底面５ａに対応する位置以外の領域（軸心方向位置）に於て、孔部３の内周面にシール溝16, 16を形成して、このシール溝16内にシール材17を嵌着する。図５，図６では、シール溝16, 16をやや大き目の矩形溝として、Ｕパッキンから成るシール材17を使用している場合を例示した。なお、シール材17としては、図３，図４と同様のＯリングとしたり、その他、角パッキンやＶパッキン等の形状・構造のものを用いるも、自由である。
また、凹周溝５，５よりも軸心方向内方部位に於て、シール溝16, 16が形成されている場合を図５，図６では示す。

そして、図５，図６に示した実施の形態では、溝底面５ａに対応する孔部３の内周面に、複数本の三角山型突条21…を形成している。
図６の矢印Ａ方向にパイプＰを挿入し、図５の矢印Ｆのように縮径作業具にて溝底面５ａを強く押圧して、溝底薄肉部６を縮径方向に塑性変形させると、パイプＰの外周面に、三角山型突条21が喰い込みつつ、パイプＰには凹周状塑性変形部11を形成して、連結される。

このように、三角山型突条21が喰い込むことによって、引抜強度は一層向上するのみならず、局部的面圧も高まるので、密封性能も、さらに改善（向上）する。なお、突条21としても、管継手１の内方へ傾斜した三角山型とすることは、引抜力向上と密封性向上の上で一層好ましく、あるいは、三角山型以外に、矩形山型や丸山型等とするも、自由である。なお、このような突条21を、図１〜図４の前述の実施の形態に適用するも、好ましい（図示省略）。

なお、図５，図６に於て、図１〜図４と同一符号は、同様の構成であり、管接続方法も同様であるので、重複説明を省略する。
なお、本発明は新品の配管（作業）に使用する場合に限らず、修理や配管交換等にも適用可能である。

本発明は、上述のように、被接続パイプＰが内挿される孔部３を有する金属製外嵌筒部２を備え、該外嵌筒部２の外周面に凹周溝５が形成され、該凹周溝５の溝底面５ａが縮径作業具の押圧力を受ける受圧面とし、該溝底面５ａに対応する上記孔部３の内周面に、縮径塑性変形部７を形成して、上記パイプＰの対応部位と一体状に縮径塑性変形させて連結した構造であるので、パイプＰと外嵌筒部２を、確実に強固に連結でき、同時に、密封性をも高め得る。長期使用期間にわたって、引抜けたり、流体洩れの心配がなくなる利点がある。パイプＰ側にフレア加工等の面倒な加工が不要となり、単に軸心と直交する面で切断して、挿入すれば済む。

また、上記溝底面５ａに対応する上記孔部３の内周面に、シール溝16が形成され、該シール溝16内にシール材17が嵌着されているので、最も強く圧接した部位に於て、シール材17が有効に働いて、一層優れた密封性を発揮できる。
また、上記溝底面５ａに対応する位置以外の領域に於て、上記孔部３の内周面にシール溝16を形成して、該シール溝16内にシール材17が嵌着されているので、シール材17が安定した密封性を常に発揮する。
また、上記溝底面５ａに対応する上記孔部３の内周面に、縮径塑性変形前の状態で、独立円環突条18が形成されているので、縮径塑性変形に伴って、極めて強い接触面圧をもって突条18の部位がパイプＰの外周面に圧接して、引抜力が増大し、また、密封性も向上する。

また、外周面に凹周溝５を有する金属製外嵌筒部２に、パイプ２を内挿し、次に、上記外嵌筒部２の凹周溝５に対応する溝底面５ａを、縮径作業具によって上記パイプＰの対応部位と一体状に縮径塑性変形させて連結する管接続方法であるので、優れた施工性を発揮し、容易かつ迅速に作業が可能である。

本発明の実施の形態を示す要部拡大断面図である。 接続作業の途中の状態の要部拡大断面図である。 他の実施の形態を示す要部拡大断面図である。 接続作業の途中の状態の要部拡大断面図である。 別の実施の形態を示す要部拡大断面図である。 接続作業の途中の状態の要部拡大断面図である。

符号の説明

２ 外嵌筒部
３ 孔部
５ 凹周溝
５ａ 溝底面
７ 縮径塑性変形部
16 シール溝
17 シール材
18 独立円環突条
Ｐ パイプ

Claims (5)

1. 被接続パイプ（Ｐ）が内挿される孔部（３）を有する金属製外嵌筒部（２）を備え、該外嵌筒部（２）の外周面に凹周溝（５）が形成され、該凹周溝（５）の溝底面（５ａ）が縮径作業具の押圧力を受ける受圧面とし、該溝底面（５ａ）に対応する上記孔部（３）の内周面に、縮径塑性変形部（７）を形成して、上記パイプ（Ｐ）の対応部位と一体状に縮径塑性変形させて連結したことを特徴とする管継手構造。
2. 上記溝底面（５ａ）に対応する上記孔部（３）の内周面に、シール溝（16）が形成され、該シール溝（16）内にシール材（17）が嵌着されている請求項１記載の管継手構造。
3. 上記溝底面（５ａ）に対応する位置以外の領域に於て、上記孔部（３）の内周面にシール溝（16）を形成して、該シール溝（16）内にシール材（17）が嵌着されている請求項１又は２記載の管継手構造。
4. 上記溝底面（５ａ）に対応する上記孔部（３）の内周面に、縮径塑性変形前の状態で、独立円環突条（18）が形成されている請求項１，２又は３記載の管継手構造。
5. 外周面に凹周溝（５）を有する金属製外嵌筒部（２）に、パイプ（Ｐ）を内挿し、次に、上記外嵌筒部（２）の凹周溝（５）に対応する溝底面（５ａ）を、縮径作業具によって上記パイプ（Ｐ）の対応部位と一体状に縮径塑性変形させて連結することを特徴とする管接続方法。

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