JP2009085343A - 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】所定の径の配管（大径配管）を基準として設計される食い込み式管接続構造において、所定の径の配管より小径の配管（小径配管）を接続可能とした食い込み式管接続構造を提供すること。また、これを用いた弁、管継手、及び冷凍装置を提供すること。
【解決手段】継手本体１の軸心部に大径配管を差し込む大径用差込口１６と大径用段差部１６ａとを設けるとともに、この大径用差込口１６の奥に小径用差込口１７と小径用段差部とを設ける。そして、大径配管を接続する場合は、大径配管の先端部を大径用差込口に差し込み、大径用フェルールを使って接続し、小径配管Ｐ３を接続する場合は、小径配管Ｐ３の先端部を小径用差込口１７に差し込み、小径用フェルール６を使って接続する。また、小径用フェルール６の前エッジ部３ａにおける径方向の厚さｔ１を、少なくとも、大径用差込口１６と小径配管Ｐ３との間隙７１の隙間寸法ｔ４より大きくする。
【選択図】図７

Description

本発明は、口径が異なる異径配管を接続できるようにした食い込み式管接続構造及びこの食い込み式管接続構造を用いた弁、管継手、冷凍装置に関する。

弁、管継手などの接続部に用いられる管接続構造は通常は一種類の径の配管を接続するように構成されている。ところが、ところが、現地配管として径の異なる配管が市販されている。このため、現地配管工事を必要とする製品、例えば分離型空気調和機のような製品の場合、室内外機間に連絡配管を接続する必要があるが、予め標準的に設定されている配管が接続されるとは限らない状態になっている。従来、このような問題に対し、継手としてフレア式継手が使用されており、このような問題に対する対策を打ち出したものもある。特許文献１はその一例である。なお、この特許文献１は、上記のような規格の相違から生ずる異径配管の接続ではなく、マルチタイプの空気調和機における異径配管の接続が必要な場合を例にしたものであるが、これらは同種の問題である。本発明はこのような異径配管を接続可能とするものである。
特許２６２９５４号公報

上述の空気調和機の分野においては、食い込み式管継手を使用する場合、食い込み式管接続構造に関しては未だ異径配管を接続可能とする構造について十分な研究が行われていない。

本発明は、このような背景の下になされたものであって、予め標準仕様として定められている標準口径の配管、すなわち大径配管を基準として設計される食い込み式管接続構造において、標準口径の配管より小径の配管、すなわち小径配管を接続可能とした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、このような食い込み式管接続構造を用いた弁、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、軸心部に、接続すべき大径配管を差し込む大径用差込口、大径用差込口に挿入される大径配管の先端位置を規制する大径用段差部、接続すべき大径配管を差し込む小径用差込口、小径用差込口に挿入される小径配管の先端位置を規制する小径用段差部が順次形成され、さらに、大径用差込口の入口部にはフェルールの先端部が押し付けられるカム面が連続して形成された継手本体と、大径用貫通孔を備えた、継手本体に螺合される大径用結合部材と、軸心部に大径配管を挿通する大径用挿通孔を、さらに、先端側外周面に継手本体側に向けて径が小さくなるテーパ面を備えた大径用フェルールとを有する大径配管を接続可能とした食い込み式管接続構造であって、小径配管を接続するときは、小径配管を大径用差込口を貫通して小径用差込口に挿入するとともに、軸心部に小径配管を挿通する小径用挿通孔を備え、さらに先端側外周面に継手本体側に向けて径が小さくなるテーパ面を備えた小径用フェルールを大径用フェルールに代えて使用し、前記小径用フェルールは、前エッジ部と後エッジ部とが前部と後端とに形成されるとともに、前エッジ部における径方向の厚さ寸法が、大径用差込口と小径配管との間隙の隙間寸法より大きく形成されていることを特徴とする。ここに、大径配管とは継手本体に対し接続される標準口径の配管をいい、小径配管とは標準口径の配管に比し小径の配管をいう。なお、この明細書において前後方向をいうときは、継手本体のある側を前側とし、結合部材のある側を後側とする。

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、大径配管を接続する場合は、大径配管の先端部を大径用差込口に差し込み、大径配管の先端を大径用段差部に当接させ、大径配管に外装した大径用フェルールの先端部をカム面に当接させながら大径用結合部材を継手本体に螺合させて締結する。また、小径配管を接続する場合は、小径配管の先端部を小径用差込口に差し込み、小径配管の先端を小径用段差部に当接させ、小径配管に外装した小径用フェルールの先端部を前記カム面に当接させながら小径用結合部材又は大径用結合部材を継手本体に螺合させて締結することにより小径配管を接続することができる。この場合、小径用差込口の入口側に大径用差込口が形成されており、大径用差込口と小径配管との間に、つまり、カム面の最小径部と小径配管の外周との間に隙間が形成される。しかしながら、小径用フェルールの前エッジ部における径方向の厚さ寸法が、少なくとも、大径用差込口と小径配管との間隙の隙間寸法より大きく形成されているため、カム面は小径用フェルールの先端部を配管に食い込むようにガイドすることができる。なお、小径用フェルールに置き換えた場合にフェルールが一体化されていない大径用結合部材は使用することができる。すなわち、結合部材の押圧面は径方向に通常余裕を持っているので、フェルール後端の押圧面により押圧される位置の変化が少ない場合はフェルールの押圧に支障をきたすことがない。また、大径用結合部材を使用すると、配管を貫通させる貫通孔と小径配管との間の間隙が大きくなるが、この配管貫通部には気密性が要求されていない。したがって、小径用フェルールを使用する場合に大径用結合部材を使用することができる。このように、本発明によれば、接続が予測される配管の口径に合わせて別仕立ての製品を作る必要性を回避することができる。例えば、インチサイズ配管を接続するための製品とミリメートルサイズ配管を接続するための製品とを別立てで製作する必要がなくなり、コストを軽減することができる。

また、前記小径用フェルールは、先端部に小径用挿通孔の内面から径方向に切り込まれた第１切込部を有し、この第１切込部は、軸方向の断面形状が略直角三角形であって、後方の切込辺が軸心と直角を成すように形成され、この後方の切込辺が小径挿通孔と交差する角部が前記前エッジ部に形成され、さらに、小径用フェルールにおける先端部分の径方向の厚さ寸法は、フェルールの先端端面から前エッジ部までの距離の略１/２の位置における径方向の厚さ寸法が、大径用差込口と小径配管との間隙の隙間寸法より大きく形成されているようにしてもよい。このように構成すれば、第１切込部前方の先端部分が曲がり易くなっている。このため、結合部材の締結工程における初期の手締工程で先端部分が小径配管と大径用差込口との間に楔状に押し込まれて小径配管が仮止めされる。したがって、それ以降の一般工具を使った締結作業においては、小径配管を手で保持しなくても抜け落ちるような心配がなく作業を効率よく行うことができる。

また、前記小径用フェルールは、前部に前エッジ部が形成されるとともに、この前エッジ部の結合部材側であって前記カム面の内側となる位置に、小径用挿通孔の内面から径方向に切り込まれた第２切込部を有するものとしてもよい。このように構成とすると、切込部の部分から先端が曲がりやすくすることができる。したがって、小径用フェルールの先端の径方向の厚さ寸法を大きくした場合に、小径用フェルールの前エッジ部を配管に食い込むように変形させやすくなり、前エッジ部の十分な食い込みを得ることができる。

また、径配管を接続する場合に、基部の軸心部に小径配管を貫通させる小径用貫通孔を備えるとともに基部の継手本体側の側面にフェルールを押し付ける押圧面を備えた小径用結合部材が、前記大径用結合部材に代えて使用されるとともに、この小径用結合部材に対し前記小径用フェルールが一体的に形成され、さらに、この小径用フェルールは小径用結合部材の締結工程において小径用結合部材から分離されるように構成することもできる。このように構成すれば、小径用フェルールに対し最適の押圧面を備えることができるので、より確実に小径用フェルールを配管に食い込ませることができる。また、小径配管を接続する場合に結合部材の貫通孔と小径配管との隙間がなくなるので、見栄えが良好になる。また、小径用フェルールが結合部材と一体的に形成されるので、配管接続前に小径用フェルールを紛失したり傷付けたりすることがなく、また、配管接続工数が削減されるとともに部品管理工数も簡略化される。

また、小径配管を接続する場合に、上記のように小径用フェルールが一体化された小径用結合部材を用いることに代えて、結合部材として大径用結合部材が用いられるとともに、前記小径用フェルールとして結合部材とは別体に形成された、１個以上の部材からなる独立フェルールが用いられるようにしてもよい。この場合には、押圧面の構成は大径配管用と小径配管用とで大差がないので、予め被接続機器に取り付けられている食い込み式管接続構造における大径用結合部材から大径用フェルールを取り外し、この大径用フェルールが取り外された大径用結合部材を小径配管を接続する場合に使用することができる。したがって、部品の共用化が行われ、コストを軽減することができる。なお、独立フェルールは、単一フェルールであってもよいし、複数の部材から構成されるものであってもよい。

また、本発明に係る弁及び食い込み式管継手は、上記何れかの食い込み式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、このような弁及び食い込み式管継手は、標準仕様として設定された所定の径の配管以外に、配管系列の相違や配管サイズの相違に対応して異径の配管を接続することができる。

また、本発明に係る冷凍装置は、上記弁或は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。したがって、本発明に係る冷凍装置は、異径の配管をも接続可能とするため、製品の共通化が図れるとともに使用勝手が向上する。

本発明に係る食い込み式管接続構造によれば、継手本体を被接続側機器に取り付けたまま大径配管及び小径配管を支障なく接続することができる。したがって、接続が予測される配管の口径に合わせて別仕立ての製品を作る必要性が軽減される。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る食い込み式管接続構造を図面に基づき説明する。この食い込み式管接続構造は、予め標準仕様として設定されている口径の配管、すなわち大径配管に対し異径列の小径配管や異径の小径配管を接続可能とするものである。これを説明するに当っては、大径配管の接続を標準仕様とする食い込み式管接続構造が基本構成となるので、先ずこの基本構成を図１〜図５に基づき説明し、その後に所定の径の配管より小径の配管（小径配管）を接続する場合の食い込み式管接続構造について説明する。

実施の形態１に係る食い込み式管接続構造は、空気調和機などの冷凍装置の分野では、冷媒回路中の食い込み式管継手に適用される他、分離型空気調和機の室外機に室内外連絡配管を接続する閉鎖弁における管継手部などに適用される。図１はこのような食い込み式管接続構造を管継手部に採用した食い込み式管継手の締結開始時の状態における部分断面図である。本食い込み式管継手は、図１に示されるように被接続側機器から導出される配管Ｐ１に取り付けられる継手本体１と、この食い込み式管継手に接続されるべき大径配管Ｐ２に外装されて継手本体１に結合される大径用結合部材２と、結合部材２に一体に形成された大径用フェルール３とから形成されている。なお、以下の説明において、単に配管Ｐ２、結合部材２、又はフェルール３というときは、それぞれ大径配管Ｐ２、大径用結合部材２、又は大径用フェルール３を意味するものとする。また、前述のように、本明細書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における左側）を前側とし、結合部材２側（例えば、図１における右側）を後側とする。また、この点については、後述する各実施の形態においても同様とする。

継手本体１は、図１に示すように、基部１１の反結合部材側（前側）に、ソケット部１２が形成されるとともに、基部１１の外周部の結合部材側（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内には、結合部材２の螺合部としての雌ねじ１３ａが形成されている。軸部１４の外周側には、配管接続時に後述する結合部材２の保護筒部２６を収納する環状空間部１５が形成されている。なお、環状空間部１５の奥端部には環状空間部１５を外気に連通するための径方向の孔が形成されているが、これはこの食い込み式管継手内で空気中の水分が凍結されて膨張する場合に氷の膨張力を外部に逃がすための逃がし穴１５ａである。

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Ｐ２を差し込む大径用差込口１６（以下単に差込口１６というときは大径用差込口１６を意味するものとする）が形成され、その最奥部には（前端には）配管Ｐ２の先端位置を規制する大径用段差部１６ａが形成されている。大径用段差部１６ａの結合部材側縁部から反結合部材側に向けて小径配管Ｐ３（以下単に配管Ｐ３というときは小径配管Ｐ３を意味するものとする）の先端部を差し込む小径用差込口１７（以下単に差込口１７というときは小径用差込口１７を意味するものとする）が形成されている。大径用段差部１６ａの最奥部には（前端には）配管Ｐ３の先端位置を規制する小径用段差部１７ａが形成されている。ソケット部１２から基部１１にかけての軸心部には配管Ｐ１を差し込む差込口１８が形成され、その最奥部には（後端には）配管Ｐ３の先端位置を規制する小径用段差部１７ａが形成されている。なお、配管Ｐ１と配管Ｐ２とは、この場合同一配管径としている。

軸部１４の先端部、すなわち、差込口１６の入口部にはフェルール３が当接されるカム面１９が形成されている。カム面１９は、前側において差込口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に形成されている。このカム面１９は、軸心側部の軸心に対する傾斜角度が外周側部の軸心に対する傾斜角度より大きくなるように形成されている。

結合部材２は、図１に示すように、軸心に配管Ｐ２を貫通させる大径用貫通孔２１（以下単に貫通孔２１というときは大径用貫通孔２１を意味するものとする）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の前側（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の構成部材を備えた管接続部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を締結した状態において、継手本体１の結合部材側端部の位置と略一致するように配置されている（図３、図４参照）。

管接続部２３は、基部２５を有し、この基部２５の継手本体側にフェルール３の外周を保護する保護筒部２６が形成されている。基部２５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２５ａが形成されている。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２７が形成されている。管状連結部２７は、把持部２４を締め付ける回転トルクが所定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の反継手本体側の面には、後述する専用工具４５の係合突部４９（図５参照）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４１が所定円周上において等間隔に形成されている。把持部２４には、係合穴部４１を把持部２４の反継手本体側から加工可能とするための加工用穴４２が形成されている。この加工用穴４２は、係合穴部４１と相対向する位置に加工されており、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、軸心に配管Ｐ２を挿通させる大径用挿通孔３１（以下単に挿通孔３１というときは大径用挿通孔３１を意味するものとする）が形成された環状物であり、後端部において径方向に延びる薄肉部２８を介し基部２５に連結されており、結合部材２と一体的に形成されている。この薄肉部２８は、結合部材２を継手本体１に締め付けるときの回転トルクが所定値になったときに切断されるように形成されている（図２（ｂ）参照）。フェルール３の後方には、基部２５との間に空間部３２が形成されている。この空間部３２は、軸方向に切断した断面で見て、内周側が軸心に垂直な一定間隔の平行平面に形成され、外周側尖端部が略三角形状に形成されている。また、略三角形の頂点には軸心に平行な短い辺が形成されている。なお、この空間部３２の前面はフェルール３の後端面であり、空間部３２の後面は基部２５の前端面である。また、空間部３２の外周側の三角形状を形成する後方の傾斜面、すなわち、後方に向かって径が小さくなる円錐状面がフェルール３の押圧面２９を形成している。

このように後端部において薄肉部２８で基部２５に連結されたフェルール３は、軸方向に切断した断面で見て、前端面が軸心に垂直な小寸法の面に形成されるとともに、前方外周面が先細のテーパ面３３に形成され、さらに、後方外周面が軸心に略平行な円柱状の平行面３４に形成されている。

フェルール３の後方外周面を形成する平行面３４と薄肉部２８の前面とは、図１に図示されるように、軸方向に切断した断面で見て略直角に連結されている。また、この直角の角部は、空間部３２の前面の外周側の傾斜面部に対しエッジ状の切込を形成している。この切込が形成されることにより、結合部材２に対し軸方向の力が作用したときに薄肉部２８に応力集中が発生しやすいように構成されている。

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（本発明における第１切込部）３５と第２ノッチ３６とが形成されている。第１ノッチ３５は軸方向の前部に形成され、第２ノッチ３６は軸方向後側に形成されている。なお、前エッジ部３ａは、軸方向位置の前部に位置する第１ノッチ３５に形成され、後エッジ部３ｂは、フェルール３の後端面における軸心側角部に形成されている。

第１ノッチ３５は、この第１ノッチ３５の前方にある先端部分３８の変形を容易にするためのものである。また、第１ノッチ３５は、軸心方向に切断した断面形状が直角三角形であって、後方の切込面、すなわち、後面が軸心と直角となるように形成されている。また、この第１ノッチ３５は、結合部材２を手回しで締め付ける締結初期の段階において、第１ノッチ３５の前方の先端部分３８を配管Ｐ２と差込口１６との間に楔状に差し込んで配管Ｐ２を仮止めしている（図２（ａ）参照）。第１ノッチ３５の後側の切込面と挿通孔３１の内周面との交差部が前エッジ部３ａを成し、この前エッジ部３ａがフェルール３における先端部の配管Ｐ２への食い込みを行うようになっている（図２（ｃ）参照）。この前エッジ部３ａは、フェルール３と配管Ｐ２とのシールを行うものであり、間接的には前エッジ部３ａが配管Ｐ２に食い込むことによりフェルール３のテーパ面３３をカム面１９により密着させて、カム面１９とテーパ面３３とのシールを行う機能を有する。

第２ノッチ３６は、外周側に短い辺を備えた略三角形状であり、前述の空間部３２の尖端部分と同一の略三角形状に形成されている。つまり、前述の空間部３２は、この第２ノッチ３６の略三角形状の両下端を軸線に垂直な平面に接続した形状である。また、尖端部が略三角形状の第２ノッチ３６が形成されていることにより、第２ノッチ３６の外周側の辺（すなわち、尖端部分の辺）とフェルール３の後部の平行面３４との間に薄肉の環状薄肉部３７が形成されている。このように第２ノッチ３６が形成されて環状薄肉部３７が形成されることにより、フェルール３は、環状薄肉部３７をヒンジのようにして前後部が軸心側に曲がり易くなるように形成されている。この結果、フェルール３の後端面の後エッジ部３ｂが配管Ｐ２に食い込むように変形し易くなり、フェルール３前部のテーパ面３３がカム面１９に密着し易くなる。なお、後端の後エッジ部３ｂは、配管Ｐ２を抜けないように保持するとともに、配管Ｐ２の振動が前エッジ部３ａに伝達されることを抑止し、前エッジ部３ａの食い込みによるシール機能及び配管保持機能を高く維持する機能を有する（図２（ｃ）参照）。

本実施の形態に係る食い込み式管継手の管継手部は、上記説明における継手本体１のカム面１９にフェルール３を押し付けながら、継手本体１に対し結合部材２を締め付けて配管Ｐ２を接続する構造部分をいい、本発明に係る食い込み式管接続構造は、このような管継手部の構造をいう。なお、後述する小径配管を接続する場合における食い込み式管接続構造もこれに対応する構造のものであり、本発明における食い込み式管接続構造の対象を成すものである。

以上の構成において、配管Ｐ１，Ｐ２は銅管により形成され、継手本体１、結合部材２及びフェルール３は黄銅製材料から形成されている。これらは、冷凍装置用材料として最適であり、汎用性のあるものである。

次に、以上のように構成される食い込み式管接続構造における配管接続方法について、図１〜図４に従い説明する。
継手本体１に対し配管Ｐ２を接続するに先立ち、継手本体１は被接続側機器の配管Ｐ１に取り付けられている。次に、本食い込み式管継手による配管Ｐ２の接続は、結合部材２の貫通孔２１に配管Ｐ２を差し込み、結合部材２を配管Ｐ２に外装する。そして、配管Ｐ２の先端部をフェルール３の挿通孔３１を通して差込口１６に挿入し、その先端を大径用段差部１６ａに当接させた状態として結合部材２を継手本体１に螺合する。このようにして締結を開始する状態が図１である。

この状態から結合部材２を手回しで締め付けていくと、フェルール３の先端部分３８がカム面１９に当接し、この状態からさらに結合部材２を締め楔状に差し込まれ、配管Ｐ２の仮止めが行われる。この状態が図２（ａ）である。

そして、その後は、フェルール３の第１ノッチ３５の後側の外周部分のテーパ面３３がカム面１９に当接するため、結合部材２を締め付ける回転トルクが大きくなる。したがって、この段階から後の工程では一般用の締結工具を把持部２４に係合させて結合部材２を継手本体１に締め付ける。この締め付けにより、フェルール３の先端部がカム面１９に押し付けられた状態で結合部材２が締め付けられることになり、薄肉部２８に軸方向前向きの力が作用する。このとき、フェルール３の外周面と薄肉部２８の前面との交差部、すなわち切込を有する薄肉部２８に応力集中が発生し、この薄肉部２８が切断され、後端面の外周側端部が押圧面２９に当接する（図２（ｂ）参照）。

フェルール３は、上記のように結合部材２から分離されて、後端面の外周側端部が押圧面２９により押圧される。また、フェルール３は、その後は独立のフェルール３と同様に作用する。すなわち、フェルール３は、後端面の外周側端部が押圧面２９により押圧される。この状態から結合部材２がさらに締め付けられると、押圧面２９が後方へ向かって径が小さくなる円錐状面に形成されているので、環状薄肉部３７を中心としてフェルール３の前後の部分が軸心側に曲がりやすくなる。

この結果、フェルール３は、環状薄肉部３７を中心にして前後の部分が配管に食い込むように変形されて後エッジ部３ｂ及び前エッジ部３ａが配管Ｐ２に食い込む。そして、後エッジ部３ｂ及び前エッジ部３ａの食い込みが所定量に達すると（図２（ｃ））、図３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ように、円盤状スリット２２の位置が設定されている。また、この状態になったときに回転トルクが所定値に到達し、図４に示すように、管状連結部２７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の締結工程が終了する。したがって、本実施の形態においては配管接続作業が完了すると、図４に示すように把持部２４が切断された状態となる。また、この後は、誰でも簡単に管接続部２３を緩めて配管Ｐ２を取り外すことができないようになっている。

しかし、配管をやり直す必要が生じたような場合には、特別の専用工具を使用して配管を取り外すことができる。
専用工具４５は、例えば図５に示されるようなものであって、半円盤状の基体部４６に柄部４７が取り付けられている。基体部４６には半円状穴４８が形成されるとともに、基体部４６の側面には管接続部２３の係合穴部４１に係合させる係合部として３個の円柱状の係合突部４９が形成されている。半円状穴４８の内周半径は、管状連結部２７よりやや大径に形成されている。基体部４６の側面には３個の円柱状の係合突部４９が形成されている。係合突部４９は、管接続部２３の４個の係合穴部４１の内の任意の隣り合う３個に係合可能に形成されている。

配管Ｐ２を取り外すときは、このように構成された専用工具４５の係合突部４９を管接続部２３の任意の隣り合う３個の係合穴部４１に係合させて、専用工具４５の柄部４７に力を入れて基体部４６を回転させる。これにより、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る。また、管接続部２３と継手本体１との螺合を緩めることにより、食い込み式管継手に残っていた配管Ｐ２を継手本体１から取り外すことができる。そして、配管Ｐ２及び管接続部２３を取り外すことにより、この継手本体１に対し新たな結合部材２を用いて新たな配管Ｐ２を接続することができるように構成されている。

次に、以上のように構成された大径配管を接続する食い込み式管接続構造（基本構成）に対し小径配管を接続する食い込み式管接続構造について、図６及び図７に基づき前述の基本構成との差を中心に説明する。なお、実施の形態１と同一構造、又は、特に説明する必要のない程度の差のみが存在する構成要素には同一の符号を付しその説明を省略している。

この実施の形態に係る小径配管接続構造は、配管系列の相違に対応して小径の配管を接続する場合を想定したものである。例えば、基本構成に係る配管Ｐ２の呼び径が呼び径１０．０ｍｍの配管の場合、３／８インチの配管（外径９．５２ｍｍ）が接続される。

この場合において、継手本体１は前述の基本構成の場合と同一である。また、この継手本体１に対し配管Ｐ３の先端部は、差込口１７に差し込まれる。この配管Ｐ３の先端は小径用段差部１７ａにより位置規制されるようになっているが、差込口１６を貫通する部分では間隙７１が残されたままとなっている。継手本体１に対し小径用フェルール６（以下単にフェルール６というときは小径用フェルール６を意味するものとする）を一体的に形成した小径用結合部材５（以下単に結合部材５というときは小径用結合部材５を意味するものとする）が螺合されている。結合部材５は、結合部材２の場合と同様構造の把持部２４が形成されている。なお、図６及び図７では、把持部２４の周りの構造が図１と同一のため省略されている。また、軸心には小径配管Ｐ３（以下単に配管Ｐ３というときは小径配管Ｐ３を意味するものとする）を貫通するように形成された小径用貫通孔５１が形成されている。

結合部材５におけるその他の構成は、結合部材２と寸法的に若干異なる点もあるが略同一のため、本発明の構成には大きな影響がないので、実施の形態１におけると同一の符号を付しその説明を省略する。

フェルール６は、軸心部に配管Ｐ３を挿通する小径用挿通孔６１が形成されている。また、図７に示すように、
Ｌ；フェルール６の先端端面から前エッジ部３ａまでの距離
ｔ１；フェルール６の前エッジ部の位置における径方向の厚さ
ｔ２；フェルール６の先端端面からＬ／２の距離の位置における径方向の厚さ
ｔ３；フェルール６の先端の端面における径方向の厚さ
ｔ４；間隙７１の隙間寸法
としたときに、ｔ１>ｔ２>ｔ３>ｔ４となるように形成されている。

フェルール６に関するその他の構成は、寸法的に若干異なる点があるが略フェルール３に等しく本発明の構成には大きな影響がないので、実施の形態１におけると同一の符号を付し、その説明を省略する。

なお、前述のように、配管Ｐ３を差込口１６に挿入すると、差込口１６の内面と配管Ｐ３の外周面との間に間隙７１が形成されるが、フェルール６が以上のように構成されているので、配管Ｐ３は、差込口１７とフェルール６とで支持され、配管Ｐ３の軸心が振れることがなく、配管Ｐ３は安定的に支持されるとともにシールされる。

次に、この実施の形態において小径配管Ｐ３を接続する方法について説明する。先ず、標準装備されている大径配管接続用の食い込み式管接続構造において、結合部材２及びフェルール３に代えて結合部材５及びフェルール６を用いるので、フェルール３が一体化された結合部材２を継手本体１から取り外す。次に、配管Ｐ３には結合部材５及びフェルール６を外装する。そして、結合部材５及びフェルール６が外装された配管Ｐ３の先端を継手本体１の差込口１６を通過させて差込口１７に挿入し、その先端を小径用段差部１７ａに当接するとともに、結合部材５を継手本体１に対し最初は手回しで締め付ける。これによりフェルール６の先端がカム面１９に押し付けられる。また、フェルールの先端部分３８は第１ノッチ３５により曲がりやすく形成されているので、フェルール６の先端部分３８がこの手回しの段階で配管Ｐ３と差込口１６との間に楔状に差し込まれ配管Ｐ３が仮止めされる。

この状態から、把持部２４（図６には図示しない、図１を参照）を汎用工具で保持して結合部材５をさらに締め付ける。これ以降は、先の図２に示したのと同様に、薄肉部２８が切断されて独立のフェルール３と同様に機能し、後エッジ部３ｂ及び前エッジ部３ａが配管Ｐ３に食い込み、配管Ｐ２の接続の場合と同様に配管Ｐ３の保持及びシールが行われる。

なお、フェルール６の先端部の形状は、ｔ４＞ｔ３、かつ、ｔ２＞ｔ４のように形成されてもよい。この場合は、結合部材５を継手本体１に対し螺合する締結工程における初期の手締工程において、先端部分３８の中間部分より後側の部分が配管Ｐ３と差込口１６との間に楔状に差し込まれるので、配管Ｐ３が仮止めされる。また、フェルール６の先端がカム面１９に案内されるので、フェルール６の前エッジ部３ａ及び後エッジ部３ｂを配管Ｐ３に食い込ませることができ、配管Ｐ３とフェルール６との間、及び、フェルール６のテーパ面３３との間をシールすることができる。フェルール６の先端部の形状は、ｔ４＞ｔ３＞ｔ２であってｔ１＞ｔ４のように形成されていてもよい。この場合は、配管Ｐ３の仮止めは行えないが、フェルール６の先端部がカム面１９によりガイドされて、前エッジ部３ａ及び後エッジ部３ｂを配管に食い込ませて配管を支持し、管継手シールすることができる。しかし、本実施の形態のように、ｔ１>ｔ２>ｔ３>ｔ４とすることが、配管シール面及び配管引抜力に対する対抗力の面からより好ましい。

実施の形態１における食い込み式管接続構造は以上のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。
（１）継手本体１に大径用差込口１６、大径用段差部１６ａ、小径用差込口１７、及び小径用段差部１７ａが形成されているとともに、小径配管Ｐ３を接続する場合は、大径用フェルール３に代えて小径用フェルール６が使用される。また、このフェルール６は、前エッジ部３ａにおける径方向の厚さｔ１が、差込口１６と配管Ｐ３との間隙７１の隙間寸法ｔ４より大きく形成されている。したがって、大径配管Ｐ２を接続する場合は、配管Ｐ２の先端部を差込口１６に差し込み、配管Ｐ２の先端を大径用段差部１６ａに当接させ、配管Ｐ２に外装したフェルール３の先端部をカム面１９に当接させながら結合部材２を継手本体１に螺合させて締結する。これにより配管Ｐ２が接続される。次に、小径配管Ｐ３を接続する場合は、配管Ｐ３の先端部を差込口１７に差し込み、配管Ｐ３の先端を小径用段差部１７ａに当接させ、配管Ｐ３に外装したフェルール６の先端部をカム面１９に当接させながら結合部材５を継手本体１に螺合させて締結する。これにより配管Ｐ３が接続される。このように、本発明によれば、接続が予測される配管の口径に合わせて別仕立ての製品を作る必要性を回避することができる。例えば、インチサイズ配管を接続するための製品とミリメートルサイズ配管を接続するための製品とを別立てで製作する必要がなくなり、コストを軽減することができる。

（２）フェルール６の先端部には第１ノッチ３５が形成されるとともに、フェルール６の先端端面から前エッジ部３ａまでの距離Ｌの略１/２の位置における径方向の厚さｔ２が、少なくとも、差込口１６と配管Ｐ３との間隙７１の隙間寸法ｔ４より大きく形成されている。したがって、小径配管Ｐ３を接続する場合に、結合部材５の締結工程における初期の手締工程で第２ノッチ前方の先端部分３８が配管Ｐ３と大径用差込口１６との間に楔状に押し込まれて配管Ｐ３が仮止めされる。これにより、配管Ｐ３を手で保持しなくても抜け落ちるような心配がなくなり、それ以降の一般工具を使った締結作業を効率よく行うことができる。

（３）本実施の形態においては、小径配管Ｐ３を接続する場合に、フェルール３に代えて使用されるフェルール６が結合部材５に一体的に形成され、結合部材５の締結工程において結合部材５から分離されるように構成されている。したがって、フェルール６に対し最適の押圧面を備えることができるので、より確実にフェルール６を配管Ｐ３に食い込ませることができる。また、配管Ｐ３を接続する場合に結合部材５の貫通孔５１と配管Ｐ３との隙間が小さくなるので、見栄えが良好になる。また、フェルール６が結合部材５と一体的に形成されるので、配管接続前にフェルール６を紛失したり傷付けたりすることがなく、また、配管接続工数が削減されるとともに部品管理工数も簡略化される。

（４）実施の形態１に係る食い込み式管接続構造を管継手部に用いて弁又は食い込み式管継手を構成すると、予め設定された標準口径の配管以外に、配管系列の相違や配管サイズの相違に対応して異径の配管を接続することができる。

（５）このような弁或は食い込み式管継手を冷媒回路に用いた冷凍装置では、異径の配管をも接続可能とするため、製品の共通化が図れるととともに使用勝手が向上する。
（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、大径配管を接続する食い込み式管接続構造は実施の形態１と同一であり、小径配管を接続する場合の食い込み式管接続構造が実施の形態１と異なるものである。より具体的には、この実施の形態１において、フェルール６を独立の単一フェルールとし、結合部材５を大径用結合部材２に変更したものである。なお、図８において、実施の形態１と同一又は対応する個所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６は、図８に示すように、実施の形態１における小径用フェルール６を薄肉部２８で切断されたものと同一の形状を成しており、結合部材とは独立に形成されたものである。したがって、フェルール６は、結合部材５と一体的に構成されていない点で実施の形態１のフェルール６と相違するが、他の構成は同一である。また、このフェルール６の各部には、実施の形態１の場合と同一の符号を付しており、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、実施の形態１に記載していたものと同一である。ただし、この実施の形態に係る結合部材２は、大径配管Ｐ２を接続する食い込み式管接続構造として予め標準装備されている結合部材２から、一体に形成されているフェルール３を除去したものである。フェルール３を結合部材２から除去するには、結合部材２とフェルール３とが一体に構成された部品において、指先又は適宜の工具でフェルール３を左右前後などの色んな方向に繰り返し動かすことにより、薄肉部２８を破断してフェルール３を取り外すことができる。

次に、この実施の形態において小径配管Ｐ３を接続する方法について説明する。先ず、標準装備されている大径配管接続用の食い込み式管接続構造において、フェルール３が一体化された結合部材２を継手本体１から取り外す。そして、フェルール３を結合部材２から取り外す。次に、フェルール３が取り外された結合部材２と、独立に形成されたフェルール６とを配管Ｐ３に外装し、結合部材２とフェルール３とが取り外された継手本体１の差込口１６内に小径配管Ｐ３を挿入する。次いで、継手本体１に対し結合部材２を締結する。最初は手回しで締め付ける。これにより、押圧面２９がフェルール６の後端に当接し、フェルール６の先端がカム面１９に当接した図８の状態となる。

その後、結合部材２を手回しでさらに締め付けることにより、実施の形態１の場合と同様にフェルール６の先端部分３８が配管Ｐ３と差込口１６との間に楔状に差し込まれ配管Ｐ３が仮止めされる。また、さらに汎用工具を使って結合部材２を締め付けることにより、実施の形態１の場合と同様に前エッジ部３ａ及び後エッジ部３ｂが配管Ｐ３に食い込み、配管Ｐ３の保持及びシールが行われる。なお、この実施の形態においては、結合部材として大径用結合部材２が用いられているため、図８に示すように、貫通孔２１の内面と配管Ｐ３の外周面との間には隙間が生ずるが、この隙間は配管のシール及び保持に影響しない。また、押圧面２９が大径フェルール用のものであるが、大径配管Ｐ２と小径配管Ｐ３との外径の差が小さい場合には、フェルールの後端縁の位置が大きく変化することにならないので特に問題はない。

実施の形態２は、以上のように構成されているので、実施の形態１における（１）、（２）、（４）及び（５）と同様の効果を奏することができる。
また、本実施の形態によれば、独立の小径用フェルール６を使用しているので、予め標準装備として取り付けられている大径用結合部材２から大径用フェルール３を取り外し、この大径用フェルール３が取り外された大径用結合部材２を小径配管Ｐ３を接続する場合に使用することができる。したがって、部品の共用化が行われ、コストを軽減することができる。

(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、大径配管を接続する食い込み式管接続構造が実施の形態１と同一であり、小径配管を接続する場合の食い込み式管接続構造が実施の形態１と異なるものである。より具体的には、この実施の形態１において、フェルール６の構造を部分的に変更したものであるしたものである。なお、図９において、実施の形態１と同一又は対応する個所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施の形態は、フェルール６の構造を部分的に変更した以外は実施の形態１と同一である。この実施の形態におけるフェルール６は、図８に示すように、前エッジ部３ａの結合部材側であってカム面１９の内側となる位置に、前エッジ部３ａが配管側に曲がりやすくなるように小径用挿通孔６１の内面から径方向に切り込まれた切込部である第３ノッチ（本発明にいう第２切込部）６２を設けたものである。第３ノッチは、略三角形状であるとともに、外周側に軸心と平行な短い辺を有するものである。また、この形状は、第２ノッチの三角形の尖端部分と同一の形状である。

実施の形態３は、以上のように構成されているので、小径配管を接続する場合の配管接続方法は実施の形態１と同一である。また、この実施の形態３によれば、実施の形態１におけると同様の効果を奏することができる。

また、実施の形態３によれば、フェルール６に第３ノッチを設けているので、フェルール６の先端の径方向の厚さを大きくした場合に、フェルール６の前エッジ部３ａを配管Ｐ３に食い込むように変形させやすくなり、前エッジ部３ａの十分な食い込みを得ることができる。

（変形例）
（１）各実施の形態において、小径用段差部１７ａの内径を配管Ｐ１の内径に一致させているため、小径用段差部１７ａの段差が小さくなっているが、小径用段差部１７ａの内径を配管Ｐ３の内径に一致させて、小径用段差部１７ａの段差を大きくすることもできる。しかし、大径配管Ｐ２を接続するときに、配管Ｐ２と配管Ｐ１との間の流体通路において、この小径用段差部１７ａが流体流通の抵抗にならないように配慮することが好ましい。

（２）実施の形態２において、フェルール６を実施の形態３のようなフェルール６に変更してもよい。このようにすれば、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
（３）実施の形態３において、独立の小径用フェルール６を単一のものでなく、従来公知の複数部材、例えば、フロントフェルールとバックフェルトとからなるようなものとすることもできる。

（４）また、各実施の形態において、フェルール３を第３実施の形態における第３ノッチ６２のようなノッチを有するものとすることもできる。この場合、フェルール３の前エッジ部３ａにおける径方向の厚さを大きくしても、前エッジ部３ａを配管Ｐ２に食い込ませることができる。

（５）本実施の形態は、空気調和機などの冷凍装置を例に記載しているが、本発明は、このような冷凍装置のみに限ったものではなく、水配管や油圧配管など他の用途にも適用することができる。

（６）各実施の形態において、被接続側機器との接続は、被接続側機器から導出される接続部としての配管Ｐ１をろう付するソケット部１２に形成されているが、これに代えて外周に雄ねじが形成された継手部を備えたものとしてもよい。

（７）本実施の形態においては、継手本体１と結合部材２との結合構造及び配管接続方式については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してもよい。

本発明の実施の形態１に係る食い込み式管継手における大径配管接続時の構造を示す部分断面図であって、締結開始時の状態図である。 同食い込み式管継手における大径配管接続時の締結工程を示す大径用フェルール周りの断面図であって、（ａ）は締結開始時の状態図であり、（ｂ）は薄肉部が切断された状態図であり、（ｃ）は各エッジ部が食い込んだ状態図である。 同食い込み式管継手における小径配管接続時の部分断面図であって、締結完了直前の状態図である。 同食い込み式管継手における大径配管接続時の部分断面図であって、締結完了後の状態図である。 同食い込み式管継手に用いられる専用工具の外径図である。 同食い込み式管継手における小径配管接続時の構造を示す部分断面図であって、締結開始時の状態図である。 同食い込み式管継手に係る小径用フェルールの先端部の拡大図である。 本発明の実施の形態２に係る食い込み式管継手における小径配管接続時の構造を示す部分断面図であって、締結開始時の状態図である。 本発明の実施の形態３に係る食い込み式管継手における小径配管接続時の構造を示す部分断面図であって、締結開始時の状態図である。

符号の説明

ｔ１、ｔ２、ｔ３…径方向の厚さ、ｔ４…間隙の隙間寸法、Ｐ２…大径配管、Ｐ３…小径配管、１…継手本体、２…大径用結合部材、３…大径用フェルール、３ａ…前エッジ部、３ｂ…後エッジ部、５…小径用結合部材、６…小径用フェルール、１６…大径用差込口、１６ａ…大径用段差部、１７…小径用差込口、１７ａ…小径用段差部、１９…カム面、３１…大径用挿通孔、６１…小径用挿通孔、７１…間隙。

Claims (9)

1. 軸心部に、接続すべき大径配管を差し込む大径用差込口、大径用差込口に挿入される大径配管の先端位置を規制する大径用段差部、接続すべき大径配管を差し込む小径用差込口、小径用差込口に挿入される小径配管の先端位置を規制する小径用段差部が順次形成され、さらに、大径用差込口の入口部にはフェルールの先端部が押し付けられるカム面が連続して形成された継手本体と、大径用貫通孔を備えた、継手本体に螺合される大径用結合部材と、軸心部に大径配管を挿通する大径用挿通孔を、さらに、先端側外周面に継手本体側に向けて径が小さくなるテーパ面を備えた大径用フェルールとを有する大径配管を接続可能とした食い込み式管接続構造であって、
   小径配管を接続するときは、小径配管を大径用差込口を貫通して小径用差込口に挿入するとともに、軸心部に小径配管を挿通する小径用挿通孔を備え、さらに先端側外周面に継手本体側に向けて径が小さくなるテーパ面を備えた小径用フェルールを大径用フェルールに代えて使用し、
   前記小径用フェルールは、前エッジ部と後エッジ部とが前部と後端とに形成されるとともに、前エッジ部における径方向の厚さ寸法が、大径用差込口と小径配管との間隙の隙間寸法より大きく形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. 前記小径用フェルールは、先端部に小径用挿通孔の内面から径方向に切り込まれた第１切込部を有し、この第１切込部は、軸方向の断面形状が略直角三角形であって、後方の切込辺が軸心と直角を成すように形成され、この後方の切込辺が小径挿通孔と交差する角部が前記前エッジ部に形成され、
   さらに、小径用フェルールにおける先端部分の径方向の厚さ寸法は、フェルールの先端端面から前エッジ部までの距離の略１/２の位置における径方向の厚さ寸法が、大径用差込口と小径配管との間隙の隙間寸法より大きく形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. 前記小径用フェルールは、前部に前エッジ部が形成されるとともに、この前エッジ部の結合部材側であって前記カム面の内側となる位置に、小径用挿通孔の内面から径方向に切り込まれた第２切込部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の食い込み式管接続構造。
4. 請求項１〜３の何れか１項記載の食い込み式管接続構造において、小径配管を接続する場合に、基部の軸心部に小径配管を貫通させる小径用貫通孔を備えるとともに基部の継手本体側の側面にフェルールを押し付ける押圧面を備えた小径用結合部材が、前記大径用結合部材に代えて使用されるとともに、この小径用結合部材に対し前記小径用フェルールが一体的に形成され、さらに、この小径用フェルールは小径用結合部材の締結工程において小径用結合部材から分離されるように構成されている
   ことを特徴とする食い込み式管接続構造。
5. 請求項１〜３の何れか１項記載の食い込み式管接続構造において、結合部材として大径用結合部材が用いられるとともに、前記小径用フェルールとして結合部材とは別体に形成された、１個以上の部材からなる独立フェルールが用いられることを特徴とする食い込み式管接続構造。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の食い込み式管接続構造を管継手部に用いた弁。
7. 請求項１〜５の何れか１項に記載の食い込み式管接続構造を管継手部に用いた食い込み式管継手。
8. 請求項６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。
9. 請求項７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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