JP2010048409A - 食い込み式管接続構造、弁、食い込み式管継手及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬入コスト、管理コスト及び組み込み作業の作業性向上を図ると共に、加工性が良好であって、フェルールが配管に対し片当りすることがない食い込み式管接続構造を提供すること。また、このような食い込み式管接続構造を用いた弁、食い込み式管継手及び冷凍装置を提供すること。
【解決手段】フェルール３を継手本体及び結合部材２から独立した形態とする。また、継手本体は、結合部材２を螺合する雌ねじ部が内周面に形成された雌ねじ筒部、カム面を有する。結合部材２は、雌ねじ部に螺合される雄ねじ部２３ａが外周に形成された管接続部２３を有する。フェルール３は、管接続部２３の継手本体側端部に対し、後端部が回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材２と一体化された状態で搬送可能、かつ、継手本体に対し組み付け可能とされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、食い込み式管接続構造に関し、特に、継手本体と、継手本体に螺合されて組み付けされる結合部材と、継手本体及び結合部材とは別体に形成されるとともに、継手本体と結合部材との間に挟着されるフェルールとを備えた食い込み式管接続構造に関する。また、本発明は、このような食い込み式管接続構造を用いた弁、食い込み式管継手及び冷凍装置に関する。

冷凍装置の冷媒配管、温水装置の給湯配管や給水配管などの配管システムにおいて、接続すべき配管の接続対象である被接続装置に取り付けられる継手本体と、接続すべき配管に外装された状態で継手本体に螺合されて組み付けされる結合部材とを備えた食い込み式管継手が用いられている。このような食い込み式管継手としては、特許文献１に記載のように独立のフェルール（食い込み式スリーブ）を用いるものが多用されていた。しかし、このものは、小さな部品であるフェルールを独立部品としての取り扱わなければならないため、作業性や保管効率が悪い、フェルールを紛失する恐れがある、搬送等の取り扱い時にフェルールが損傷を受ける恐れがあるなどの問題があった。

このため、フェルールを継手本体又は結合部材に一体的に形成したものが開発されている。このようなものとしては、特許文献２に記載のように、フェルールをナット形状の結合部材の内部に設けたものがある。また、特許文献３に記載のように、継手本体を雌ねじ部が切られたナット形状として内部にカム面を備えるとともに、結合部材を雄ねじ部が切られた部材として、この雄ねじの先端部にフェルールを形成したものがある。

また、特許文献４には、フェルールを仮保持する構造のものが記載されている。この構造を図１９に示す。この構造は、図１９に示すように、継手本体１１０は、結合部材１２０（特許文献４においては締結部材と称されている）側に結合部材１２０を螺合させるための雄ねじ部１１１が形成されるとともに、反結合部材側に正六角形の外形を成す把持部１１２（特許文献４においては治具嵌合部と称されている）が形成されている。そして、軸心部にはカム面１１３（特許文献４においては後部テーパ面と称されている）が形成されている。また、この食い込み式管継手においては、結合部材１２０は、筒状の六角ナット状に形成され、内周面に前記雄ねじ部１１１に螺合する雌ねじ部１２１が形成されている。また、筒状内部の奥部には、フェルール１３０（特許文献４においては締め付けリングと称されている）を係合させて仮止めするための内向き突部１２２が形成され、さらに、フェルール１３０の後端部には、この内向き突部１２２に係合する外向き突部１３１が形成されている。
特開２００３−７４７６８号公報、図５ 特表２００４−５２６９１１号公報 米国特許第４０２２４９７号明細書 特開２００４−３０８６８９号公報

しかしながら、特許文献２及び特許文献３に記載のものでは、フェルールを継手本体又は結合部材に連結する部分の肉厚が薄いために加工速度を上げると加工中にフェルールが切断されるという問題がある他、特許文献３のものでは、筒状部材の奥の方にフェルールを形成するため、加工速度がより一層低下するという問題があった。

これに対し、特許文献４のものでは、フェルール１３０が別体に形成されているため、特許文献２及び特許文献３のように加工中にフェルールが意図に反して切断されるという問題がない。しかしながら、フェルールの仮止め部が筒状内部の奥にあるため、ナット仮止め部の内向き突部１２２及びその奥の逃がし穴１２３の加工が困難であると共に、加工する刃物の強度が弱くなり加工スピードが低下するという問題がある。この加工性の問題については、管サイズが小さい管継手において特に問題となる。また、仮止め部が筒状内部にあるため、結合部材１２０の軸方向寸法が仮止め部に必要な寸法分大きくなるという問題がある。また、仮止め部が筒状内部の奥にあるため、仮止め作業を手で行なうことが難しくなるという問題がある。また、特許文献４のように、結合部材１２０に雌ねじ部１２１を形成すると共に、フェルール１３０を筒状内部の奥で固定する場合には、雄ねじ部１１１と雌ねじ部１２１との螺合部と、結合部材１２０におけるフェルール１３０の押圧面１３２との軸方向の距離が大きくなるため、締結時にフェルール１３０が配管１４０に片当りするという問題があった。

本発明は、従来技術に存在するこのような問題点に着目してなされたものであって、搬入コスト、管理コスト及び組み込み作業性の向上を図ると共に、加工性が良好であって、フェルールが配管に対し片当することがない食い込み式管接続構造を提供することを目的とする。また、本発明は、このような食い込み式管接続構造を用いた弁、食い込み式管継手及び冷凍装置を提供することを目的とする。

本発明に係る食い込み式管接続構造は、上記課題を解決するものであって、継手本体と、継手本体に螺合されて組み付けされる結合部材と、継手本体及び結合部材とは別体に形成されるとともに、継手本体と結合部材との間に挟着されるフェルールとを備えた食い込み式管接続構造において、前記継手本体は、結合部材を螺合する雌ねじ部が内周面に形成された雌ねじ筒部と、雌ねじ筒部の側壁をなす基部と、基部の軸心部に形成された接続すべき配管を差し込むための配管差込口と、配管差込口の入口部に形成されたカム面とを有し、前記結合部材は、前記雌ねじ部に螺合される雄ねじ部が外周に形成された管接続部と、この管接続部の継手本体側端部に形成されたフェルールの後端部を押圧する押圧面とを有し、前記フェルールは、その先端部が前記カム面に密接されるテーパ面に形成されるとともに、その後端部が、前記管接続部の前記において結合部材に対し回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材に仮止めされて一体化されたたまま継手本体に対し組み付け可能に構成されていることを特徴とする。

このような構成上の特徴を有する本発明に係る食い込み式管接続構造によれば、フェルールの後端部を結合部材に仮止めする機構が管接続部の継手本体側端部に形成されているので、仮止め部の加工が容易になるととともに、フェルールの仮止め作業も容易になる。また、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合部と、結合部材におけるフェルールの押圧面との軸方向の距離が近くなるため、フェルールを押し付けるときにフェルールを片当り状態で押し付けることが回避される。また、仮止め機構が管接続部の継手本体側端面を窪ませて形成されているので、軸方向の寸法が大きくならないという利点もある。

また、前記結合部材は、前記管接続部の前記継手本体側端部に、側面を軸方向に窪ませた凹部を有し、この凹部は、奥部に前記押圧面が形成されるとともに、入口部に径方向内向きの突部が形成され、さらに、この内向きの突部と前記押圧面との間に拡径部が形成され、前記フェルールは、後端部に径方向外向きの突部が形成され、この外向きの突部の外径が前記管接続部の内向きの突部の内径より大きく形成されるとともに、突部の軸方向長さが拡径部の軸方向長さより小さく形成され、さらに、この外向きの突部が前記径方向内向きの突部を介して拡径部内に挿入されて保持されるように構成されているようにしてもよい。このように構成すると、フェルールは、管接続部の継手本体側端部において結合部材に対し回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材に仮止めされて一体化されたたまま搬送可能、かつ、継手本体に対し組み付け可能に構成される。

また、この場合において、前記フェルールの外向きの突部は、その外径が、前記拡径部に挿入される前に前記凹部の内向きの突部の内径より大きく形成されており、前記凹部の内向きの突部内に圧入されて前記拡径部に挿入されているように構成してもよい。このように構成すれば、結合部材の凹部に対しフェルールの後端部を軸方向に押し付けることにより仮止めすることができる。

また、上記のように圧入により挿入されることに代えて、前記フェルールの外向きの突部は、その外径が、前記拡径部に挿入される前には前記凹部の内向きの突部の内径より小さく形成されており、前記拡径部に挿入された後に前記押圧面に圧接されて変形し、前記凹部の内向きの突部の内径より大きく形成されるようにしてもよい。このように構成すれば、前述の場合と同様に、結合部材の凹部に対しフェルールの後端部を軸方向に押し付けることにより仮止めすることができる。また、押付力を大きくすることにより仮止めをより確実に行うことができる。

また、上記のように構成することに代えて、前記凹部の内向きの突部の内周端面には雌ねじが形成され、前記フェルールの外向きの突部の外周端面には、前記結合部材の内向きの突部の内周端面に形成された雌ねじに螺合される雄ねじが形成されているようにしてもよい。このようにすれば、押付力に代えて螺合によりフェルールの突部を前記拡径部に挿入して仮止めすることができる。

また、前記フェルールは、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入を容易にするための強度的に弱い部分が形成されているようにしてもよい。このようにすれば、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入する際に、前記強度的に弱い部分の変形によりフェルールの仮止め作業を容易にすることができる。

また、前記フェルールは、前記強度的に弱い部分が形成されることにより、圧入部付近の断面形状が圧入前と圧入時とで異なるように形成してもよい。このように構成する場合は、圧入部を縮径する構造を容易に形成することができる。

また、前記強度的に弱い部分は、円周方向の複数箇所において前記外向き突部又はその先端側から後端にかけて径方向に窪む窪み部が形成され、この窪み部により径方向の肉厚が薄い薄肉部が後端部に断続的に形成された構成としてもよい。このようにすれば、径方向の肉厚が薄い薄肉部の円周方向の寸法が、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入する際には弾性的に縮められ、拡径部に挿入された後には弾性的に元の寸法に戻ることになる。これにより、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入作業が容易になる。

また、前記強度的に弱い部分は、円周方向の複数箇所において前記外向き突部の軸方向前後にかけて径方向の貫通孔が形成され、この貫通孔により軸方向の肉厚が薄い薄肉部が後端部に断続的に形成された構成としてもよい。このようにすれば、軸方向の肉厚が薄い薄肉部の円周方向の寸法が、前記外向きの突部を前記内向きの突部内へ圧入される際に弾性的に縮められ、拡径部に挿入された後には弾性的に元の寸法に戻ることになる。これにより、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入作業が容易になる。

また、前記強度的に弱い部分は、前記フェルールにおける外向き突部の先端側において外周側及び内周側から、又は外周側又は内周側の何れか一方側から環状の切込みが形成され、この環状の切込みにより径方向の肉厚が薄い環状の薄肉部が前記外向き突部の先端側に形成された構成としてもよい。このようにすれば、前記フェルールにおける外向き突部が、前記内向きの突部内へ圧入される際に軸心方向に撓みやすくなる。これにより、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入作業が容易になる。

また、前記結合部材は、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入を容易にするための切れ目部が、前記内向きの突部における円周方向の数箇所に形成されているようにしてもよい、このようにすれば、前記フェルールは、前記外向きの突部を前記内向きの突部内へ容易に圧入するための強度的に弱い部分が形成されているようにしてもよい。このようにすれば、前記外向きの突部を前記内向きの突部内へ圧入する際に、前記内向きの突部が容易に変形するので、フェルールの仮止め作業が容易になる。

また、本発明に係る弁及び管継手は、上記何れかの管接続構造を管継手部に用いたことを特徴とする。したがって、このような弁、管継手は、フェルールを一体加工したものと同様に配管接続作業を行うことができるので、分離独立型のフェルールの場合のように配管接続作業時にフェルールを紛失する恐れがなく、また、小物部品であるフェルールを組み付ける作業がなくなるので配管接続時の作業性が向上する。

また、本発明に係る冷凍装置は、これら弁或は管継手を冷媒回路に用いたことを特徴とする。したがって、本発明に係る冷凍装置は、上記のような弁、管継手を用いているので、このような弁や管継手に配管を接続する場合にフェルールを紛失する恐れがなく、また作業性が向上する。

本発明に係る食い込み式管接続構造によれば、フェルールの後端部仮止めが、管接続部の継手本体側端部において行なわれるので、仮止め部の加工が容易になるととともに、フェルールの仮止め作業も容易になる。また、雄ねじ部と雌ねじ部との螺合部と、結合部材によるフェルールの押圧面と、の軸方向の距離が近くなるため、フェルール押付時に片当りすることを回避することができる。また、仮止め機構が管接続部の継手本体側端面を窪ませて形成されているので、軸方向の寸法が大きくならない。

以下、本発明の実施の形態に係る食い込み式管接続構造について、図面に基づき説明する。
本実施の形態に係る管接続構造は、空気調和機などの冷凍装置の分野において、冷媒回路中の食い込み式管継手における管継手部に適用される他、分離型空気調和機の室外機における室内外連絡配管を接続する閉鎖弁の管継手部などに適用される。図１は、このような管接続構造を管継手部に採用した食い込み式管継手の部分断面図であって、締結開始時の状態図であり、図２は、同食い込み式管継手においてフェルールを結合部材に仮止めした組付け状態図である。

本実施の形態に係る食い込み式管接続構造は、図１及び図２に示すように、配管を接続しようとする被接続側装置に取り付けられる継手本体１と、継手本体１に螺合されて組み付けされる結合部材２と、継手本体１及び結合部材２とは別体に形成されるとともに、継手本体１と結合部材２との間に挟着されるフェルール３とを備えている。なお、本明細書の説明において前後の方向をいうときは、継手本体１側、例えば、図１における継手本体側、すなわち、図１における左側を前側とし、結合部材２側、すなわち、図１における右側を後側とする。

継手本体１は、黄銅製であって、前述の図１、図２、及び継手本体の単体図面である図３に示すように、基部１１の前側にソケット部１２が形成されるとともに、基部１１の外周部の後側に雌ねじ筒部１３が形成され、さらに、基部１１の軸心部の後側に、雌ねじ筒部１３内の空間部に突出する軸部１４が形成されている。雌ねじ筒部１３の内面には、結合部材２の螺合部としての雌ねじ部１３ａが形成されている。軸部１４の外周面には、配管接続時に軸部１４の強度を調節するための環状空間部１５が形成されている。また、この環状空間部１５の基端部には内部凍結防止用の通気孔１５ａが形成されている（図３（ａ）及び（ｂ）参照）。

基部１１及び雌ねじ筒部１３の外形は、六角ナット状に一体的に形成されている。基部１１から軸部１４にかけての軸心部には配管Ｐを差し込む配管差込口１６が形成され、基部１１からソケット部１２にかけての軸心部には被接続側装置から導出される配管Ｐａを差し込む配管差込口１７が形成されている。また、配管差込口１６と配管差込口１７との間には、連通孔を形成するとともに配管Ｐ及び配管Ｐａの位置規制を行う段部１８が形成されている。段部１８は、配管差込口１６、１７に差し込まれた配管Ｐ，Ｐａの先端部を段部１８の端面に当接させることにより、配管Ｐ，Ｐａの先端位置を一定に保持する。なお、段部１８の前側の端面は、加工時の刃具の外形形状が残されてテーパ状に形成されている。

軸部１４の先端部、すなわち、配管差込口１６の入口部にはカム面１９が形成されている。カム面１９は、前側において配管差込口１６に連なり、後側（結合部材２側）に向けて径が大きくなる円錐状の面に形成されている。また、カム面１９は、入口側、すなわち、後側（結合部材２側）の円錐部の拡がり角度θ１に対し、前側の配管差込口１６に連なる近辺部１９ａの拡がり角度θ２が大となるように形成されている（図３（ｃ）参照）。

結合部材２は、黄銅製であって、図１、図２、及び結合部材の単体図面である図４に示すように、軸心に配管Ｐを貫通させる配管貫通孔２１が形成されるとともに、結合部材２を二分するように径方向の切れ目を有する円盤状スリット２２が形成されている。そして、円盤状スリット２２の継手本体側に継手本体１に螺合されるとともに配管接続機構を構成する管接続部２３が形成され、円盤状スリット２２の反継手本体側に一般の締結工具で把持可能とするように形成された把持部２４が形成されている。なお、円盤状スリット２２の軸方向の位置は、継手本体１に対し結合部材２が締結されて配管接続作業が完了した状態において、継手本体１の結合部材側端面の位置と略一致するように配置されている（図６参照）。

管接続部２３の外周には、継手本体１と螺合する螺合部としての雄ねじ部２３ａが形成されている。また、把持部２４の外形は、締結工具で把持可能とするように六角ナット状に形成されている。そして、円盤状スリット２２と配管貫通孔２１との間に、薄肉の管状部により管接続部２３と把持部２４とを連結する管状連結部２６が形成されている。管状連結部２６は、把持部２４を締め付ける回転トルクが配管接続完了時の値まで大きくなると切断される強度に設計されている。

管接続部２３の継手本体端部には、本発明の骨子を成すフェルール３の後端部を仮止めするための仮止め機構の一部が形成されている。すなわち、管接続部２３の継手本体側端部には凹部２７が形成され、この凹部２７の奥端面がフェルール３を押圧する押圧面２８として形成されている。押圧面２８は、軸心側が後方へ広がる傾斜面に形成されている。そして、この凹部２７の入口には径方向内向きの環状の突部２９が形成されている。この突部２９の端面は、前方に径が大きくなる傾斜面に形成されている（図２及び図４（ｃ）参照）。この傾斜面２９ａは、後述するフェルール３の後端部に形成される環状の突部３５を圧入し易くするためのものである。また、この内向きの突部２９と押圧面２８との間に環状の拡径部２９ｂが形成されている。

また、管接続部２３の反継手本体側の面には、後述する特別の工具と係合する係合部として、断面が円形で所定深さの４個の係合穴部５１が形成されている。また、把持部２４には、前記係合穴部５１を把持部２４の反継手本体側から加工可能とする加工用穴５２が形成されている。この加工用穴５２は、係合穴部５１と相対向する位置に加工されており、図５に示すように、所定円周上において等間隔に４個形成されている。

フェルール３は、黄銅製であって、図１、図２、及びフェルールの単体図面である図５に示すように、継手本体１及び結合部材２とは別体に形成された独立のフェルールである。そして、フェルール３は、配管Ｐを挿通させる挿通孔３１が形成された環状物であって、軸方向に切断した断面で見て、前部３２の外周面が先細のテーパ面３３に形成され、さらに、後部３４の外周面が軸心に略平行な円筒状の平行面に形成されている。

前方外周面を成すテーパ面３３は、軸心に対する傾斜角度がカム面１９の後側の円錐部の拡がり角度θ１より小さく形成されている。これにより、フェルール３の前部が曲げられ易くなり、カム面１９とテーパ面３３との接触面積が大きくなるように形成されている。

また、フェルール３の後端部には、フェルール３の仮止め機構の一部として、径方向外向きの環状の突部３５が形成されている。この突部３５の外周端面は、フェルール３の後部３４の突部３５を結合部材２の拡径部２９ｂに圧入しやすくするために、後方に径が小さくなる傾斜面３５ａに形成されている（図２参照）。この突部３５の最大径部の外径は、前述の結合部材２の径方向内向きの環状の突部２９の最小内径より僅かに大きく形成されており、圧入変形により前記内向きの突部２９を介して拡径部２９ｂに押し込められる。また、突部３５の軸方向寸法は、前述の拡径部２９ｂの軸方向寸法より僅かに小さくなるように形成されている。

フェルール３の仮止め機構は、管接続部２３の継手本体側端面及びフェルール３の後端部において上述のように構成されている。これにより、フェルール３の後端部が結合部材２の継手本体側側面に形成された凹部２７に対し、着脱自在に、かつ、結合部材２に仮止めされて一体化されたまま搬送可能に、かつ、継手本体１に対し組み付け可能に構成されている。

フェルール３の後端面は、押圧面２８により押圧される受圧面である。また、フェルール３の後端面は、中心側が前方となる傾斜面３４ａが中心軸側に形成され、中心軸に垂直な垂直面３４ｂが外周側に形成されている。また、傾斜面３４ａと挿通孔３１との交差により形成される角部が後エッジ部を形成している。

また、フェルール３には、挿通孔３１の内周面から外周方向に切り込まれた切込部である第１ノッチ３６、第２ノッチ３７が形成されている。第１ノッチ３６は軸方向の先端部に形成され、第２ノッチ３７は軸方向の後よりに形成されている。第１ノッチ３６は、この第１ノッチ３６の前方にある先端部分の変形を容易にするためのものである。第１ノッチ３６は、軸心方向に切断した断面形状が直角三角形であって、後方の切込端面と挿通孔３１との交差により形成される角部が前エッジ部を形成している。

第２ノッチ３７は、軸方向における第１ノッチ３６と後端面との間における後端面よりの位置に形成されている。この第２ノッチ３７は、外周側に短い辺を備えた略三角形状に形成されている。フェルール３は、図２に示すように、第２ノッチ３７とフェルール３の外周面との間に薄肉部３８が形成されるとともに、後端面に傾斜面３４ａが形成されていることにより、薄肉部３８をヒンジのようにして前後部が軸心側に曲がり易くなっている。この結果、フェルール３の前部３２のテーパ面３３がカム面１９に密着し易くなるとともに、フェルール３の後端に形成される後エッジ部が配管Ｐに食い込み易くなっている。

以上のように形成されるフェルール３は、部品として搬送及び管理段階において、その後端部が結合部材２に仮止めされて一体化される。この仮止めされた状態図が図２である。このような仮止め状態とするには、フェルール３の中心軸と結合部材２の中心軸とを芯合せした状態として、フェルール３の後端部を結合部材２の凹部２７に押し付ける。これにより、フェルール３の突部３５の外周端面の傾斜面３５ａと結合部材２の内向き突部２９の内周端面の傾斜面２９ａとが当接し、次いで、フェルール３の後端部が圧入変形される。そして、フェルール３の突部３５が僅かに縮径して、拡径部２９ｂ内に挿入される。突部３５は、拡径部２９ｂに挿入された後自由状態に戻るため、外径が結合部材２の内向き突部２９の内径より僅かに大きくなり、フェルール３が仮止めされるとともに搬送作業時においてフェルール３の仮止めされた状態が維持される。しかし、この内向き突部２９と外向き突部３５の引っ掛かりは僅かであるため、取り外すことも可能である。

次に、以上のように構成された本結合部材による配管接続方法について説明する。
継手本体１及び結合部材２により配管Ｐを接続するに際しては、まず継手本体１を所定の箇所に取り付ける、この継手本体１が取り付けられる対象としては、配管、閉鎖弁等の各種機器の配管接続ポートである。一方、接続すべき配管Ｐを、フェルール３が仮止めされた状態の結合部材２の配管貫通孔２１及びフェルール３の挿通孔３１に貫挿させて結合部材２を配管Ｐに外装する。この外装作業は、フェルール３が仮止めされた状態の結合部材２を継手本体１から分離した状態として配管Ｐに外装してもよいし、フェルール３が仮止めされた状態の結合部材２を継手本体１に緩く螺合した状態としておいて、結合部材２の後方から配管Ｐを挿入するようにしてもよい。そして、配管Ｐの先端部をフェルール３の挿通孔３１を通して配管差込口１６に挿入し、その先端を段部１８の段差状の端面に当接させた状態として結合部材２を継手本体１に締結する。この螺合により図１に示すようにフェルール３の後端部が押圧面２８に当接した状態となる。

この状態から引き続き結合部材２を手回しで締め付けると、フェルール３における第１ノッチ３６前方の先端部分が配管Ｐと配管差込口１６との間に楔状に差し込まれ、配管Ｐが仮止めされる。そして、結合部材２がさらに締め付けられると、押圧面２８の軸心側が後方へ拡がる傾斜面に形成されているので、フェルール３の薄肉部３８を中心として前後の部分が軸心側に曲がりやすくなる。したがって、フェルール３は、第２ノッチ３７の前部においては、薄肉部３８を中心にして前エッジ部が配管Ｐに食い込むように傾斜し、第２ノッチ３７の後部においては、薄肉部３８を中心にして後端の後エッジ部が配管Ｐに食い込むように傾斜する（図６参照）。

このようにして、フェルール３における前エッジ部及び後エッジ部の食い込みが所定量に達すると、図６に示すように、継手本体１の雌ねじ筒部１３の端部と円盤状スリット２２の継手本体側の面とが略一致する。また、このような状態まで結合部材２が締め付けられると、回転トルクが所定値に到達し、管状連結部２６が切断されて継手本体１の雌ねじ筒部１３から突出した状態にある把持部２４が切断される。これにより結合部材２の接続作業が完了する。

次に、上記のような状態で締結された配管接続部は、把持部２４が切断されるためだれでもが簡単に接続部を緩めることができないが、図７に示すような専用の工具を用いることにより、この配管接続部を緩めることができる。

この専用工具６０は、図７に示すように、半円盤状の基体部６１に柄部６２が取り付けられている。基体部６１の半円状穴６３の内周半径は配管Ｐよりやや大径に形成されている。また、係合部として基体部６１の側面に、管接続部２３の４個の係合穴部５１の内の任意の隣り合う３個に係合可能な３個の円柱状の係合突部６４が形成されている。

そして、この専用工具の係合突部６４を管接続部２３の任意の隣り合う３個の係合穴部５１に係合させて、専用工具６０の柄部６２に力を入れて基体部６１を回転させることにより、管接続部２３を回転させて継手本体１との螺合を緩めることができ、配管Ｐを継手本体１から取り外すことができる。この配管接続解除方法によれば、配管Ｐを切断することなく、配管Ｐを取り外すことができるので配管接続解除工事が簡単になる。また、継手本体１を残した状態で配管Ｐを取り外すとともに、結合部材２に仮止めされていたフェルールを引き抜くことにより、この継手本体１に対し新たなフェルール３を用いて配管Ｐを再度接続することができる。

次に以上のように構成された本実施の形態に係る食い込み式管接続構造によれば次のような効果を奏することができる。
（１）フェルール３の後端部を結合部材２に仮止めする仮止め部が管接続部２３の継手本体１側端部に形成されているので、仮止め部の加工が容易になるととともに、フェルール３の仮止め作業も容易になる。

（２）また、雄ねじ部２３ａと雌ねじ部１３ａとの螺合部と、結合部材２におけるフェルール３の押圧面２８との軸方向の距離が近くなるため、フェルール３を押し付けるときにフェルール３を配管Ｐに対し片当り状態で押し付けることが回避される。

（３）また、フェルール３の後端部に径方向外向きの突部３５が形成され、この外向きの突部３５の外径が管接続部２３の凹部２７の入口に形成されている内向きの突部２９の内径より僅かに大きく形成されている。また、突部３５の軸方向長さが拡径部２９ｂの軸方向長さより小さく形成され、さらに、この外向きの突部３５が拡径部２９ｂ内に位置するように仮止めされている。したがって、フェルール３は、管接続部２３の継手本体側端部において結合部材２に対し回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材２に仮止めされて一体化されたまま搬送可能、かつ、継手本体１に対し組み付け可能に構成される。

（４）また、このような仮止め状態に組み付けるために、フェルール３の外向きの突部３５が、管接続部２３の凹部２７の入口部に形成されている内向きの突部２９に対し、圧入変形作用により拡径部２９ｂに挿入されるように構成されている。したがって、フェルール３と結合部材２とを芯合せした状態で、フェルール３の後端部を凹部２７に押し込むことにより仮止めすることができる。

（５）本実施の形態に係るフェルール３の結合部材２に対する仮止めは、配管Ｐの接続のやり直しなどの場合において、フェルール３を結合部材２から取り外すことができるので、フェルール３を新しいものに交換すれば、継手本体１及び結合部材２を再利用することができる。従来の一体型の場合は、フェルールと結合部材とが一体物として形成されているので、このような場合に、フェルール及び結合部材を新品に取り替える必要があったがこのような無駄を排除することができる。

（６）本実施の形態に係る管接続構造を用いた、弁、管継手は、フェルール３を一体加工したものと同様に配管接続作業を行うことができるので、従来の分離独立型のフェルールを用いた場合のように配管接続作業時にフェルールを紛失する恐れがない。また、小物部品であるフェルールを組み付ける作業がなくなるので配管接続時の作業性が向上する。

（７）また、このような弁或は管継手を冷媒回路に用いた冷凍装置においても、配管接続時に従来の分離独立型のフェルールを用いた場合のように配管接続作業時にフェルールを紛失する恐れがない。また、小物部品であるフェルールを組み付ける作業がなくなるので配管接続時の作業性が向上する。

（実施の形態２）
次に実施の形態２について図８に基づき説明する。
実施の形態２は、実施の形態１においてフェルール３の仮止め機構の構成を変更したものである。図８は実施の形態２における仮止め機構の構成を示したものであって、（ａ）はフェルールの側面図であり、（ｂ）は結合部材の断面図である。なお、この図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態２における仮止機構は、前述の管接続部２３の継手本体側側面に形成された凹部２７の入口に設けられた内向きの突部２９の端面が、中心軸に略平行に形成されるともに、この内周端面に雌ねじ７１が形成されている。また、フェルール３の後端部に形成される径方向外向きの突部３５の外周端面が、中心軸に略平行に形成されるともに、この外周端面に前述の雌ねじ７１に螺合する雄ねじ７２が形成されている。

このように構成されていることにより、フェルール３の後端部を結合部材２に仮止めする場合は、フェルール３の後端部の突部３５を管接続部２３の内向き突部２９に螺合される。そして、螺合関係が開放されるまでフェルール３がねじ込まれることにより、突部３５が実施の形態１の場合と同様に拡径部２９ｂに挿入され、実施の形態１の場合と同様な仮止め機能を発揮することができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図９に基づき説明する。
実施の形態３は、実施の形態１においてフェルール３の仮止め機構の構成を変更したものである。図９は実施の形態３における仮止め機構の構成を示したものであって、（ａ）はフェルール３後端部の仮止め機構の構成を示す拡大図であって、仮止め機構の形成途中の状態図であり、（ｂ）は仮止め機構完成後の状態図である。なお、この図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態３における仮止め機構は、前述の管接続部２３の継手本体側側面に形成される構成については変更がなく、フェルール３後橋部に形成される径方向外向きの突部３５の構成が変更されている。この実施の形態における突部３５は、図９（ａ）に示すように、フェルール３の部品としての仕上がり状態においては突部３５の外径が径方向内向きの突部２９の内径より小さく形成されている。そして、フェルール３の後端部が管接続部２３の凹部２７内に挿入されて突部３５が押圧面２８に押し付けられることにより、図９（ｂ）に示すように、突部３５が外向きに起き上がるように変形される。そして、突部３５の外径が、管接続部２３の径方向内向きの突部２９の内径より大きくなるように変形されたものである。したがって、このように変形された後は、実施の形態１の場合と同様な仮止め機能を発揮することができる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について図１０〜図１２に基づき説明する。
実施の形態４は、実施の形態１における突部３５付近の円周４箇所に、外向きの突部３５を軸方向に横断する強度的に弱い部分を形成して、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入を容易にしたものである。なお、図１０は本実施の形態に係るフェルールの単体図面であって、（ａ）はフェルールの後面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図１１は、フェルールを結合部材の内向き突部の奥へ圧入するときの、フェルールの後面図である。図１２はフェルールの斜視図である。なお、これら図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態におけるフェルール３は、図１０及び図１２に示すように、外周面から軸芯に向けて力が作用したときに、円形状の後面が非円形に歪んで外形が小さくなるように円周方向の４箇所に強度的に弱い部分が形成されている。強度的に弱い部分を形成するために、フェルール３の突部３５付近の外周面の４箇所において、外向きの突部３５の先端側（前側）から後端面にかけて突部３５を横切って径方向に窪む断面矩形状の軸方向の溝状の窪み部８１が形成され、この窪み部８１の底辺と挿通孔３１との間に径方向の肉厚が薄い薄肉部８２が形成されている。したがって、この薄肉部８２が、突部３５を軸方向に横切る強度的に弱い部分であるとともに、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入を容易にするための強度的に弱い部分となっている。

実施の形態４は、このように構成されているため次のように作用する。外向きの突部３５を内向きの突部２９内へ圧入すると、外向きの突部３５に対して外周側から軸芯に向けて力が作用し、図１１に示すように窪み部８１の溝幅が小さくなるように薄肉部８２が撓む。これにより、圧入前の円形状の外周形状３５１（図１１における２点鎖線）が、圧入時には圧入前の形状とは異なる非円形の外周形状３５２となって外形が小さくなり、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入が容易に行われる。なお、外向きの突部３５が圧入されて拡径部２９ｂに挿入された状態においては、外向きの突部３５に対して外周側から力が作用しなくなるため、薄肉部８２が略元の形状に弾性的に復元され、外向きの突部３５が拡径部２９ｂ内に安定的に保持される。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について図１３〜図１５に基づき説明する。
実施の形態５は、実施の形態４の場合と同様に、実施の形態１における突部３５付近の円周４箇所に、外向きの突部３５を軸方向に横断する強度的に弱い部分を形成して、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入を容易にしたものである。なお、図１３は本実施の形態に係るフェルールの単体図面であって、（ａ）はフェルールの後面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。図１４は、フェルールを結合部材の内向き突部の奥へ圧入するときの、フェルールの後面図である。図１５はフェルールの斜視図である。なお、これら図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態におけるフェルール３は、図１３及び図１５に示すように、外周面から軸芯に向けて力が作用したときに、円形状の後面が非円形に歪んで外形が小さくなるように円周方向の４箇所に強度的に弱い部分が形成されている。強度的に弱い部分を形成するために、フェルール３の外周面の４箇所において、外向きの突部３５の先端側（前側）から後端面側（後側）にかけて断面矩形状の貫通孔８５が径方向に形成され、この貫通孔８５の後端面とフェルール３の後端面との間に軸方向の肉厚が薄い薄肉部８６が形成されている。したがって、この薄肉部８６が、突部３５を軸方向に横切る強度的に弱い部分であるとともに、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入を容易にするための強度的に弱い部分となっている。

このため、外向きの突部３５を内向きの突部２９内へ圧入すると、外向きの突部３５に対して外周側から軸芯に向けて力が作用する。これにより、図１４に示すように、貫通孔８５の周方向の穴幅が小さくなるように薄肉部８６が撓み、圧入前の円形状の外周形状３５５（図１４における２点鎖線）が非円形の外周形状３５６となって外形が小さくなり、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入が容易に行われる。なお、外向きの突部３５が圧入されて拡径部２９ｂに挿入された状態においては、外向きの突部３５に対して外周側から力が作用しなくなるため、薄肉部８６が略元の形状に弾性的に復元され、外向きの突部３５が拡径部２９ｂ内に安定的に保持される。

（実施の形態６）
次に、実施の形態６について図１６に基づき説明する。
実施の形態６は、実施の形態１において、外向きの突部３５が軸心側に撓み易くすることにより、内向きの突部２９に対する外向きの突部３５の圧入を容易にしたものである。なお、図１６は本実施の形態に係るフェルールの仮止め部の拡大図である。なお、この図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態におけるフェルール３は、図１６に示すように、外周面から軸芯に向けて力が作用したときに、外向きの突部３５部分が軸心側に撓み易くなるように突部３５の前部に環状の強度的に弱い部分を形成したものである。環状の強度的に弱い部分を形成するために、フェルール３の薄肉部３８の外周面にさらに楔状の切込み９１が環状に形成されている。これにより、第２ノッチ３７と切込み９１との間に環状の薄肉部９２が形成されている。したがって、この環状の薄肉部９２が、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入を容易にするための強度的に弱い部分を構成している。

実施の形態６はこのように構成されているため次のように作用する。外向きの突部３５を内向きの突部２９内へ圧入すると、外向きの突部３５に対して外周側から軸芯に向けて力が作用する。これにより、図１６に２点差線で示すように、環状の薄肉部９２を曲げ中心として外向きの突部３５が軸心側に撓み、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入が容易に行われる。なお、外向きの突部３５が圧入されて拡径部２９ｂに挿入された状態においては、外向きの突部３５に対して外周側から力が作用しなくなるため、外向きの突部３５が略元の形状に弾性的に復元され、外向きの突部３５が拡径部２９ｂ内に安定的に保持される。

（実施の形態７）
次に、実施の形態７について図１７及び図１８に基づき説明する。
実施の形態７は、実施の形態１において内向きの突部２９を後方へ撓み易くすることにより、内向きの突部２９に対する外向きの突部３５の圧入を容易にしたものである。なお、図１７は本実施の形態に係るフェルールの仮止め部の拡大図である。図１８は、結合部材の前面側から見た斜視図である。なお、この図面において実施の形態１におけると同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態における結合部材２は、図１８に示すように、内向きの突部２９における円周方向の６箇所に切欠部９５が形成されている。切欠部９５の深さ（径方向寸法）は、内向きの突部２９から拡径部２９ｂに至る深さに略設定されている。これにより、内向きの突部２９は、複数の円弧状の突起９６により形成された形状となるので、外向きの突部３５が内向きの突部２９内への圧入されると、複数の円弧状の突起９６を容易に後方へ押し曲げるように変形させることができる。これにより、外向きの突部３５の内向きの突部２９内への圧入が容易に行われる。なお、外向きの突部３５が圧入されて拡径部２９ｂに挿入された状態においては、内向きの突部２９に対する力が作用しなくなるため、複数の円弧状の突起９６が略元の形状に弾性的に復元され、外向きの突部３５が拡径部２９ｂ内に安定的に保持される。

（変形例）
上記実施の形態において以下のように変更することもできる。
・本実施の形態においては、フェルール３と結合部材２との仮止め機構は、結合部材２に対し回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材２に仮止めされて一体化されたたまま搬送可能、かつ、継手本体１に対し組み付け可能に構成される構造であれば他の構造に変更してもよい。

・実施の形態４及び５において、強度的に弱い部分が円周方向の４箇所に形成されているが、これをさらに多くの箇所に施してもよい。
・また、実施の形態７においては、切欠部９５が６箇所に形成されているが、この数は圧入に必要とする力と挿入した後に安定的に保持されるかとの兼ね合いにより適宜変更することができる。また、切欠部９５の幅も同様に適宜変更することができる。さらには、切欠部９５に代えて適宜の数の単なる切れ目とすることもできる。

・実施の形態６において、環状の薄肉部９２は、第２ノッチ３７とその外周側の切込み９１との間に形成されているが、第２ノッチ３７の外周側の薄肉部３８の形状、肉厚によっては外周側の切込み９１を省略することもできる。このように、環状の薄肉部９２は、内周側の切込みのみによっても形成することができる。また、これとは逆に外周側の切込みのみによって形成することもできる。

・本体側結合部材として機能する継手本体１において、ソケット部１２には被接続装置の配管Ｐがロー付けされる構造となっているが、ソケット部１２の外周に雄ねじを形成し、被接続装置内の閉鎖弁等の機器類に直接継手本体１を取り付ける構造としてもよい。

・各実施の形態における結合部材２は、結合部材２の締結過程において管接続部２３と把持部２４とに分割しない構造としてもよい。

本発明は、冷凍装置、空気調和装置、給湯器等の温水装置、給水装置、一般の製造設備などにおける冷媒回路、水回路、ガス回路などに使用される食い込み式管接続構造に対し適用することができる。また、本発明を適用した食い込み式管接続構造は、配管同士の接続、閉鎖弁等の弁における管継手部、その他各種装置における管継手部に適用することができる。また、本発明を適用した食い込み式管接続構造が対象とする配管は、銅管、ステンレス管などの金属管を初め樹脂配管をも包含する。

本発明の実施の形態１に係る食い込み式管接続構造の断面図であって、配管接続開始の状態図である。 同食い込み式管接続構造において、フェルールの後端部を結合部材に対し仮止めして一体化した状態図である。 同食い込み式管接続構造における継手本体の単体図面であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）はカム面部の拡大図である。 同食い込み式管接続構造における結合部材の単体図面であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であり、（ｃ）は継手本体側側面に形成された仮止め機構の構成図である。 同食い込み式管接続構造におけるフェルールの単体図面であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。 同食い込み式管接続構造の部分断面図であって、配管接続完了時の状態図である。 同食い込み式管接続構造に用いられる専用工具の斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る食い込み式管接続構造における仮止め機構を示した図であって、（ａ）はフェルールの側面図であり、（ｂ）は結合部材の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る食い込み式管接続構造における仮止め機構の構成を示した図であって、（ａ）はフェルール３の後端部仮止め機構の構成を示す拡大図であって、仮止め機構の形成途中の状態図であり、（ｂ）は仮止め機構完成後の状態図である。 本発明の実施の形態４に係るフェルールの単体図面であって、（ａ）はフェルールの後面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ断面図である。 同フェルールを結合部材の内向き突部の奥へ圧入するときの、フェルールの後面図である。 同フェルールの斜視図である。 本発明の実施の形態５に係るフェルールの単体図面であって、（ａ）はフェルールの後面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＥ−Ｅ断面図である。 同フェルールを結合部材の内向き突部の奥へ圧入するときの、フェルールの後面図である。 同フェルールの斜視図である。 本発明の実施の形態６に係るフェルールの仮止め部の拡大図である。 本発明の実施の形態７に係るフェルールの仮止め部の拡大図である。 同実施の形態に係る結合部材の前面側から見た斜視図である。 従来の食い込み式管接続構造の断面図であって、締結始めの状態図である。

符号の説明

Ｐ…配管、１…継手本体、２…結合部材、３…フェルール、１１…基部、１３…雌ねじ筒部、１３ａ…雌ねじ部、１６…配管差込口、１９…カム面、２３…管接続部、２３ａ…雄ねじ部、２７…凹部、２８…押圧面、２９…（内向きの）突部、２９ｂ…拡径部、３３…テーパ面、３５…（外向きの）突部、７１…雌ねじ、７２…雄ねじ、８１…窪み部、８２．８６．９２…薄肉部、８５…貫通孔、９１…切込み、９５…切欠部。

Claims (15)

1. 継手本体と、継手本体に螺合されて組み付けされる結合部材と、継手本体及び結合部材とは別体に形成されるとともに、継手本体と結合部材との間に挟着されるフェルールとを備えた食い込み式管接続構造において、
   前記継手本体は、結合部材を螺合する雌ねじ部が内周面に形成された雌ねじ筒部と、雌ねじ筒部の側壁をなす基部と、基部の軸心部に形成された接続すべき配管を差し込むための配管差込口と、配管差込口の入口部に形成されたカム面とを有し、
   前記結合部材は、前記雌ねじ部に螺合される雄ねじ部が外周に形成された管接続部と、この管接続部の継手本体側端部に形成されたフェルールの後端部を押圧する押圧面とを有し、
   前記フェルールは、その先端部が前記カム面に密接されるテーパ面に形成されるとともに、その後端部が、前記管接続部の継手本体側端部において結合部材に対し回動可能及び所定範囲内で軸方向に移動可能に仮止めされるとともに、結合部材に仮止めされて一体化されたたまま継手本体に対し組み付け可能に構成されていることを特徴とする食い込み式管接続構造。
2. 前記結合部材は、前記管接続部の前記継手本体側端部に、側面を軸方向に窪ませた凹部を有し、この凹部は、奥部に前記押圧面が形成されるとともに、入口部に径方向内向きの突部が形成され、さらに、この内向きの突部と前記押圧面との間に拡径部が形成され、
   前記フェルールは、後端部に径方向外向きの突部が形成され、この外向きの突部の外径が前記管接続部の内向きの突部の内径より大きく形成されるとともに、突部の軸方向長さが拡径部の軸方向長さより小さく形成され、さらに、この外向きの突部が前記径方向内向きの突部を介して拡径部内に挿入されて保持されるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の食い込み式管接続構造。
3. 前記フェルールの外向きの突部は、その外径が、前記拡径部に挿入される前に前記凹部の内向きの突部の内径より大きく形成されており、前記凹部の内向きの突部内に圧入されて前記拡径部に挿入されていることを特徴とする請求項２記載の食い込み式管接続構造。
4. 前記フェルールの外向きの突部は、その外径が、前記拡径部に挿入される前には前記凹部の内向きの突部の内径より小さく形成されており、前記拡径部に挿入された後に前記押圧面に圧接されて変形し、前記凹部の内向きの突部の内径より大きく形成されることを特徴とする請求項２記載の食い込み式管接続構造。
5. 前記凹部の内向きの突部の内周端面には雌ねじが形成され、前記フェルールの外向きの突部の外周端面には、前記結合部材の内向きの突部の内周端面に形成された雌ねじに螺合される雄ねじが形成されていることを特徴とする請求項２記載の食い込み式管接続構造。
6. 前記フェルールは、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入を容易にするための強度的に弱い部分が形成されていることを特徴とする請求項３記載の食い込み式管接続構造。
7. 前記フェルールは、前記強度的に弱い部分が形成されることにより、圧入部付近の断面形状が圧入前と圧入時とで異なることを特徴とする請求項６記載の食い込み式管接続構造。
8. 前記強度的に弱い部分は、円周方向の複数箇所において前記外向き突部又はその先端側から後端にかけて径方向に窪む窪み部が形成され、この窪み部により径方向の肉厚が薄い薄肉部が後端部に断続的に形成された構成であることを特徴とする請求項６又は７記載の食い込み式管接続構造。
9. 前記強度的に弱い部分は、円周方向の複数箇所において前記外向き突部の軸方向前後にかけて径方向の貫通孔が形成され、この貫通孔により軸方向の肉厚が薄い薄肉部が後端部に断続的に形成された構成であることを特徴とする請求項６又は７記載の食い込み式管接続構造。
10. 前記強度的に弱い部分は、前記フェルールにおける外向き突部の先端側において外周側及び内周側から、又は外周側又は内周側の何れか一方側から環状の切込みが形成され、この環状の切込みにより径方向の肉厚が薄い環状の薄肉部が前記外向き突部の先端側に形成された構成であることを特徴とする請求項６記載の食い込み式管接続構造。
11. 前記結合部材は、前記外向きの突部を前記内向きの突部内への圧入を容易にするための切れ目部又は切欠部が、前記内向きの突部における円周方向の数箇所に形成されていることを特徴とする請求項３記載の食い込み式管接続構造。
12. 請求項１〜１１の何れか１項に記載の管接続構造を管継手部に用いた弁。
13. 請求項１〜１１の何れか１項に記載の管接続構造を管継手部に用いた食い込み式管継手。
14. 請求項１２記載の弁を冷媒回路に用いたことを特徴とする冷凍装置。
15. 請求項１３記載の食い込み式管継手を冷媒回路に用いたことを特徴とする冷凍装置。

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