JP2007218301A - 管継手、冷凍装置、ヒートポンプ式給湯機、及び給水配管 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させつつ、接合部のシール性を確保することができる管継手、該管継手を用いる冷凍装置等を提供する。
【解決手段】スリーブ１５は、配管の接合前にはナット１４に対して一体的に形成され、ナット１４の継手本体へのねじ込みによってナット１４から切断されて分離する。スリーブ１５の外周面１５ｇは、当接面１５ｃの延長面Ｐより軸心側に形成されて、内側面１４ｃから押圧力を受ける後端面１５ｅが、軸心に近い内周側に形成される。これにより、スリーブ１５の配管への食い込み時に、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間で発生する摩擦力による回転トルクを小さくする。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷媒配管等を接合するための管継手、該管継手を用いる冷凍装置等に関するものである。

従来、冷凍装置の冷媒配管等の内部に流体を流通させる配管の接合に用いられる管継手として、継手本体の接合孔に配管を挿入し、ナットをねじ込むことによって配管を継手本体の接合孔に接合するようにした管継手が知られている。こうした管継手としては、特許文献１に示されるように、継手本体にナットをねじ込むときに継手本体とナットとの間にスリーブを介在させ、ねじ込みによってスリーブを配管の外周に食い込ませて配管と継手本体とを接合して接合部のシール性を確保するようにした、いわゆる食い込み継手が多く採用されている。

図９は特許文献１に示される食い込み継手を示したものである。この食い込み継手は、継手本体１０１と、ナット１０２と、継手本体１０１とナット１０２との間に設けられるスリーブ１０３とによって構成される。配管１０４を継手本体１０１に接合するときは、配管１０４の外周面１０４ａにスリーブ１０３を装着して継手本体１０１の接合孔１０１ａに配管１０４の先端部１０４ｂを挿入し、継手本体１０１のねじ部１０１ｂに対してナット１０２のねじ部１０２ａをねじ込む。すると、スリーブ１０３は、その後端面１０３ａがナット１０２の押圧面１０２ｂから押圧力を受けるとともに、その前端部１０３ｂが継手本体１０１のテーパ面１０１ｃから押圧力を受ける。このため、スリーブ１０３の前端部１０３ｂは、配管１０４の外周面１０４ａに食い込み、配管１０４は継手本体１０１の接合孔１０１ａに接合される。このようにして、食い込み継手は、スリーブ１０３を配管１０４に食い込ませることにより配管１０４と継手本体１０１とを接合して接合部のシール性を確保するように構成されている。
特開２００３−７４７６８号公報

ところで、このような管継手は、継手本体とナットとスリーブとによって構成されるため、配管を接合するまでの間に比較的小物部品であるスリーブを紛失する恐れがあった。また、配管を接合するときには小物部品であるスリーブを組み付けることから、作業性が悪いという問題があった。また、スリーブは、押圧力を受ける部位や配管に食い込む部位が露出しているため、スリーブを予備部品として保有するときに、あるいはスリーブを取り扱う際に、当該部位に傷がつき易く、管継手の接合部のシール性に悪影響を与えてしまう恐れがあった。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、スリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させつつ、接合部のシール性を確保することができる管継手、該管継手を用いる冷凍装置等を提供することにある。

本発明に係る管継手は、配管を接合するための接合孔が内周に形成され、ねじ部が外周に形成される継手本体と、前記ねじ部に螺合するナットと、このナットの前記継手本体へのねじ込み前においては前記ナットに対して一体的に設けられるとともに、配管が前記接合孔に挿入された状態における前記ナットの前記継手本体へのねじ込みにより前記ナットから切断され、更なる前記ナットのねじ込みにより前記ナットの押圧力を受けて前記配管の外周に食い込むスリーブとを備え、前記スリーブの配管への食い込み時に、前記スリーブの食い込み部で発生する摩擦力による回転トルクが、前記押圧力により前記スリーブと前記ナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクよりも大きくなるようにすることを特徴とする。

同構成によれば、ナットの継手本体へのねじ込みにより配管の外周に食い込むスリーブは、ナットの継手本体へのねじ込み前においてはナットに対して一体的に設けられる。このため、従来のようにスリーブがナットに対して別体で構成される場合と比べて、配管を接合するまでの間にスリーブが紛失してしまうことを防止することができ、スリーブを予備部品として保管しておく必要がなくなる。また、配管を接合するときにスリーブを組み付けなくてもよいため、配管の接続時における作業性が向上する。また、スリーブがナットに対して一体的に設けられることから、スリーブの食い込み部等が表面に露出することを抑えるように構成することができ、部品を取り扱う際に、食い込み部等に傷がつき難くすることができる。そして、スリーブはナットの継手本体へのねじ込みによってナットから切断されるため、分離されたスリーブは配管の外周に食い込み、接合部のシール性を確保しながら配管を継手本体の接合孔に接合することができる。

なお、ナットのねじ込みによりスリーブがナットから切断された後、更なるナットのねじ込みによりスリーブが配管の外周に食い込むときに、スリーブがナットの押圧力を受けて共に回転してしまうと、スリーブの食い込み部が配管や継手本体に傷をつけてしまうことがあり、接合部のシール性を低下させるおそれがある。このため、スリーブが配管の外周に食い込むときには、スリーブがナットの押圧力を受けても回転しないように滑らせる必要がある。

この点、同構成によれば、スリーブの配管への食い込み時に、スリーブの食い込み部で発生する摩擦力による回転トルクが、ナットの押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクよりも大きくなるようにしている。このため、ナットをねじ込んでスリーブを配管へ食い込ませるときに、スリーブの食い込み部が回転することを抑えて、スリーブとナットとの間が滑るように構成することができる。これにより、配管や継手本体に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。また、スリーブの配管への食い込み時に、スリーブの食い込み部が、配管の外周に当接しながら回転することを防止することができるため、ナットをねじ込むときの締付トルクを低減することができ、配管の接続時における作業性を向上させることができる。

また、前記スリーブの食い込み部における摩擦係数が、前記押圧力を受ける箇所における前記スリーブと前記ナットとの間の摩擦係数よりも大きくなるようにしてもよい。同構成によれば、スリーブの食い込み部における摩擦係数が、ナットの押圧力を受ける箇所におけるスリーブとナットとの間の摩擦係数よりも大きいため、スリーブの食い込み部で発生する摩擦力による回転トルクが、ナットの押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクよりも大きくなるように構成し易くなる。このため、スリーブの配管への食い込み時に、スリーブの食い込み部が回転することを抑えて、スリーブとナットとの間が滑るように構成することが容易となる。

また、前記スリーブの食い込み部の軸心からの半径が、前記押圧力を受ける箇所の軸心からの半径よりも大きくなるようにしてもよい。同構成によれば、スリーブの食い込み部の軸心からの半径が、ナットの押圧力を受ける箇所の軸心からの半径よりも大きいため、スリーブの食い込み部で発生する摩擦力による回転トルクが、ナットの押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクよりも大きくなるように構成し易くなる。このため、スリーブの配管への食い込み時に、スリーブの食い込み部が回転することを抑えて、スリーブとナットとの間が滑るように構成することが容易となる。

また、前記スリーブは、軸心方向の一端側の先端に前記食い込み部が設けられるとともに、他端側の端面に前記押圧力を受ける箇所が設けられるようにしてもよい。同構成によれば、スリーブは、軸心方向の一端側の先端に食い込み部が設けられるとともに、他端側の端面にナットの押圧力を受ける箇所が設けられるため、食い込み部と押圧力を受ける箇所との距離を大きくとることができる。このため、食い込み部が配管の外周に向かって変形する変形量を大きくすることができ、配管への食い込み量を増加させて、接合部のシール性を確保することができる。

また、前記スリーブは、前記一端側の外周に、前記継手本体と当接して食い込み部を前記配管に食い込ませるようにガイドする円錐状の当接面が、前記他端側に向かって外径が大きくなるように形成されるとともに、前記他端側の外周面が前記当接面の延長面よりも軸心側に形成されるようにしてもよい。

同構成によれば、継手本体と当接して食い込み部を配管に食い込ませるようにガイドする円錐状の当接面が、軸心方向の一端側から他端側に向かって外径が大きくなるように形成される場合に、他端側の外周面が当接面の延長面よりも軸心側に形成されるため、ナットの押圧力を受ける他端側の端面を内周側に形成することができる。このため、押圧力を受ける箇所の軸心からの半径を小さくすることができ、押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクを確実に小さくすることができる。これにより、スリーブの配管への食い込み時に、配管や継手本体に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。

また、前記他端側の外周面は円錐面であり、この円錐面の軸心方向に対する傾斜角が、前記当接面の軸心方向に対する傾斜角よりも小さくなるようにしてもよい。同構成によれば、他端側の外周面は円錐面であり、この円錐面の軸心方向に対する傾斜角が当接面の軸心方向に対する傾斜角よりも小さいため、ナットの押圧力を受ける他端側の端面を内周側に形成することができる。このため、押圧力を受ける箇所の軸心からの半径を小さくすることができ、押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクを確実に小さくすることができる。これにより、スリーブの配管への食い込み時に、配管や継手本体に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。

また、前記他端側の外周面は円筒面であってもよい。同構成によれば、他端側の外周面は円筒面であるため、ナットの押圧力を受ける他端側の端面をより内周側に形成することができる。このため、押圧力を受ける箇所の軸心からの半径をより小さくすることができ、押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクをより小さくすることができる。これにより、スリーブの配管への食い込み時に、配管や継手本体に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性をより確保することができる。

また、前記他端側の外周面は円錐面であり、この円錐面は前記一端側に向かって外径が大きくなるように形成されていてもよい。同構成によれば、他端側の外周面は円錐面であり、この円錐面は一端側に向かって外径が大きくなるように形成されるため、ナットの押圧力を受ける他端側の端面をより一層内周側に形成することができる。このため、押圧力を受ける箇所の軸心からの半径をより一層小さくすることができ、押圧力によりスリーブとナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクをより一層小さくすることができる。これにより、スリーブの配管への食い込み時に、配管や継手本体に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性をより一層確保することができる。

また、前記スリーブの外周面は、前記他端側の外周面と前記当接面との間に少なくとも１つの円錐面又は円筒面を介在させるようにしてもよい。同構成によれば、スリーブの外周面は、他端側の外周面と当接面との間に少なくとも１つの円錐面又は円筒面を介在させるため、スリーブの外周面が複数の面によって構成される。このため、他端側の端面を内周側に形成するために、製造都合等を考慮して様々な態様にスリーブの外周面を形成することができる。

また、前記スリーブは、前記当接面が前記継手本体に形成される円錐状のガイド面と当接することで前記配管の外周に食い込むようにしてもよい。同構成によれば、スリーブは当接面が継手本体に形成される円錐状のガイド面と当接することで配管の外周に食い込むため、ナットのねじ込み方向への移動に伴いスリーブが配管の外周に向かって徐々に変形するように構成することができる。このため、ナットの締め付けトルクが過大となることを抑えてナットが確実に締結されるようにし、スリーブが配管の外周に確実に食い込むようにすることができる。

また、管継手には超臨界状態で使用される超臨界冷媒が流通する配管を接続するようにしてもよい。同構成によれば、超臨界状態で使用される超臨界冷媒が配管内を流れて管継手と配管との接合部に高圧が加わった場合においても、上記の管継手は配管との接合部におけるシール性が確保されているため、接合部における冷媒の漏れを好適に抑えることができる。

また、管継手には二酸化炭素冷媒が流通する配管を接続するようにしてもよい。同構成によれば、接続される配管内を流れる流体は二酸化炭素冷媒であるため、上記の管継手を用いた配管回路を地球環境に配慮した構成とすることができる。また、二酸化炭素冷媒が超臨界状態で使用されて、管継手と配管との接合部に高圧が加わった場合においても、上記の管継手は配管との接合部におけるシール性が確保されているため、接合部における冷媒の漏れを好適に抑えることができる。

また、管継手には炭化水素冷媒が流通する配管を接続するようにしてもよい。同構成によれば、接続される配管内を流れる流体は、プロパン、イソブタン等の炭化水素冷媒であるため、上記の管継手を用いた配管回路を地球環境に配慮した構成とすることができる。また、上記の管継手は配管との接合部におけるシール性が確保されているため、引火性の強い炭化水素冷媒が接合部から漏れることを好適に抑えることができる。

また、本発明に係る冷凍装置は、上記の管継手を冷媒配管の接続部に用いたことを特徴とする。同構成によれば、冷凍装置は冷媒配管の接続部に上記の管継手を用いたものであるため、スリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させつつ、接合部のシール性を確保した冷凍装置とすることができる。

また、本発明に係るヒートポンプ式給湯機は、上記の管継手を冷媒配管の接続部に用いたことを特徴とする。同構成によれば、ヒートポンプ式給湯機は冷媒配管の接続部に上記の管継手を用いたものであるため、スリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させつつ、接合部のシール性を確保したヒートポンプ式給湯機とすることができる。

また、本発明に係る給水配管は、上記の管継手を配管の接続部に用いたことを特徴とする。同構成によれば、給水配管は配管の接続部に上記の管継手を用いたものであるため、スリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させつつ、接合部のシール性を確保した給水配管とすることができる。

本発明に係る管継手によれば、ナットの継手本体へのねじ込み前においてはスリーブをナットに対して一体的に設けて、ナットのねじ込みによってスリーブをナットから切断するように構成するため、配管の接続前におけるスリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させることができる。また、ナットをねじ込んでスリーブを配管へ食い込ませるときに、スリーブの食い込み部が回転しないように構成するため、配管や継手本体に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。

以下、図１〜５を参照して、本発明を具体化した管継手の一実施形態について説明する。
図１は管継手の構成を示す部分断面図である。管継手１は、配管１１，１２を接続するものであり、配管１１，１２が挿入される継手本体１３と、継手本体１３に螺合されるナット１４と、配管の接合時に継手本体１３とナット１４との間に介在するスリーブ１５とを備えている。継手本体１３の一端側に設けられたソケット部１３ａには配管１１がろう付け等により固定され、他端側に設けられた接合孔１３ｂには継手本体１３に接合される配管１２の先端部１２ａが挿入されている。継手本体１３に挿入された配管１２は、ナット１４の継手本体１３へのねじ込みによってスリーブ１５の前端部１５ａが配管１２の外周面１２ｂに食い込むことで継手本体１３に接合されている。なお、Ｏは配管１１，１２、継手本体１３、ナット１４及びスリーブ１５の軸心を示す。

ここで、配管１２に食い込むスリーブ１５は、ナット１４の継手本体１３へのねじ込み前においては接続部１５ｂを通じてナット１４に対して一体的に形成されるとともに、配管１２が接合孔１３ｂに挿入された状態におけるナット１４の継手本体１３へのねじ込みによってナット１４から切断されて分離するように構成されている。以下、このように構成された管継手１の詳細について説明する。

図２は継手本体１３の部分断面図である。継手本体１３は、配管１１が固定されるソケット部１３ａと、配管１２が挿入される接合孔１３ｂと、ナット１４が螺合される雄ねじ部１３ｃと、スリーブ１５が配管１２に食い込むときにスリーブ１５と当接するガイド面１３ｄと、外周に形成されたナット部１３ｅとを有している。

ソケット部１３ａは、円柱状に形成されるとともに、固定される配管１１の外径とほぼ等しい内径を有している。接合孔１３ｂは、円柱状に形成されるとともに、挿入される配管１２の外径とほぼ等しい内径を有している。ソケット部１３ａと接合孔１３ｂとは内部空間１３ｆを介して連通している。雄ねじ部１３ｃは、ナット１４と螺合するねじ形状が接合孔１３ｂ及び内部空間１３ｆの外周側に形成されている。ガイド面１３ｄは、接合孔１３ｂの入口側に位置し、軸心Ｏと同一の軸心を有するとともに入口側に向かって内径が大きくなるような円錐面に形成されている。この円錐面によって、ナット１４がねじ込まれるときにスリーブ１５を押圧しながらガイドし、スリーブ１５が配管１２の外周面１２ｂに食い込むようにしている。ナット部１３ｅは、ナット１４をねじ込むときに継手本体１３を保持できるように設けられている。

図３はナット１４の部分断面図である。ナット１４は、継手本体１３の雄ねじ部１３ｃと螺合する雌ねじ部１４ａと、配管１２の外周を保持する保持孔１４ｂとを有し、スリーブ１５が一体的に形成されている。雌ねじ部１４ａは、継手本体１３に対してねじ込まれる挿入側の内周面に形成される。保持孔１４ｂは、円柱状に形成されるとともに、保持される配管１２の外径とほぼ等しい内径を有している。スリーブ１５は、ナット１４に対して一体的に加工されており、雌ねじ部１４ａに対して前記挿入側とは逆側で且つ内径側の位置に形成される。

スリーブ１５は、配管１２の接続時に配管１２の外周面１２ｂに食い込む前端部１５ａと、ナット１４のねじ込みにより切断されるナット１４との接続部１５ｂと、継手本体１３のガイド面１３ｄと当接して前端部１５ａを配管１２に食い込ませるようにガイドする当接面１５ｃとを有する。また、スリーブ１５は、配管１２と対向する内周面１５ｄと、前端部１５ａが配管１２に食い込むときにナット１４からの押圧力を受ける後端面１５ｅとを有している。

前端部１５ａは、ナット１４のねじ込み方向の先端、すなわちスリーブ１５の軸心方向の一端側の先端に設けられる。前端部１５ａの先端１５ｆはシャープエッジ形状に形成されており、先端１５ｆが配管１２の外周面１２ｂに確実に食い込むようにしている。接続部１５ｂは、スリーブ１５の軸心方向の他端側の外周に設けられる。接続部１５ｂは、図３に示すように軸心方向に薄肉となるように形成され、スリーブ１５がナット１４から容易に切断されるように構成されている。

当接面１５ｃは、スリーブ１５の軸心方向の一端側の外周に位置し、軸心Ｏと同一の軸心を有するとともに他端側に向かって外径が大きくなるような円錐面に形成されている。当接面１５ｃにおける円錐面の傾斜角βは、継手本体１３のガイド面１３ｄにおける円錐面の傾斜角αよりも小さくなるように形成される。これにより、ナット１４がねじ込まれたときに、スリーブ１５の前端部１５ａが内径側にガイドされて変形し、配管１２の外周面１２ｂに食い込むようにしている。ここで、継手本体１３のガイド面１３ｄの傾斜角αは、スリーブ１５の前端部１５ａをスムーズにガイドするために、１５°以上且つ３０°以下に設定されるのが好ましく、２０°以上且つ２５°以下に設定されるのがより好ましい。

内周面１５ｄは、円柱状に形成されるとともに、配管１２の外径とほぼ等しい内径を有している。後端面１５ｅは、スリーブ１５の軸心方向の他端側の端面であり、軸心に対して略垂直方向に形成されるとともに、ナット１４の保持孔１４ｂの内側面１４ｃとほぼ平行に対峙している。後端面１５ｅは、スリーブ１５がナット１４から分離した後に内側面１４ｃから押圧力を受け、前端部１５ａを配管１２の外周面１２ｂに食い込ませる。

また、スリーブ１５は、ナット１４のねじ込みによりナット１４から切断された後、更なるナット１４のねじ込みにより配管１２の外周面１２ｂに食い込むときに、ナット１４の押圧力を受けて共に回転しないように構成されている。すなわち、スリーブ１５の配管１２への食い込み時に、スリーブ１５の食い込み部である前端部１５ａで発生する摩擦力による回転トルクＴ１が、ナット１４の押圧力により後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間で発生する摩擦力による回転トルクＴ２よりも大きくなるようにしている。このようにすると、ナット１４をねじ込んでスリーブ１５を配管１２へ食い込ませるときに、スリーブ１５の前端部１５ａが回転しないようして、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間が滑るように構成することができる。このため、前端部１５ａの回転により配管１２の外周面１２ｂや継手本体１３のガイド面１３ｄに傷がつくことを抑えることができ、接合部のシール性を確保することができる。以下に、回転トルクＴ１を回転トルクＴ２よりも大きくする構成について説明する。

スリーブ１５の外周には、当接面１５ｃから他端側に亘って、複数の面が形成されている。最も他端側に形成される外周面１５ｇは、図３に示すように、円錐状の当接面１５ｃの延長面Ｐよりも軸心側に形成されている。このため、内側面１４ｃから押圧力を受ける後端面１５ｅは、軸心に近い内周側に形成されるので、後端面１５ｅの軸心からの半径Ｒ１が小さくなる。なお、後端面１５ｅ及び内側面１４ｃは、製造上の都合から軸心側に向かって僅かに減肉するテーパ面となるため、後端面１５ｅが押圧力を受ける部位は、厳密に言うと後端面１５ｅの最も外周側に位置することになる。このため、以下に説明する後端面の軸心からの半径は、後端面の外周側と軸心との距離を示すこととする。

ここで、スリーブに外周面１５ｇを設けずに当接面１５ｃを延長してスリーブの外周を構成した場合の、スリーブ１１５の形状を図４に示す。スリーブ１１５は接続部１１５ｂを通じてナット１１４に対して一体的に形成されている。スリーブ１１５は、継手本体１３のガイド面１３ｄと当接して前端部１１５ａを配管１２に食い込ませるようにガイドする当接面１１５ｃを有する。当接面１１５ｃは、スリーブ１１５の外周に設けられ、軸心方向の一端側から他端側に亘って外径が大きくなるような円錐面に形成される。当接面１１５ｃにおける円錐面の傾斜角は、スリーブ１５の当接面１５ｃにおける傾斜角βと同じ角度で形成される。こうしたスリーブ１１５にあっては、後端面１１５ｅの軸心からの半径Ｒ２が大きくなるため、回転トルクＴ２が大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、図３に示すように、後端面１５ｅの軸心からの半径Ｒ１が小さくなるようにスリーブ１５を構成し、回転トルクＴ２が相対的に小さくなるようにしている。

また、外周面１２ｂ及びガイド面１３ｄと前端部１５ａとの間の摩擦係数は、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間の摩擦係数よりも大きくなるように設定されている。これにより、回転トルクＴ１が回転トルクＴ２に対して相対的に大きくなるようにしている。

次に、管継手１を用いて配管１２を継手本体１３に接合する配管の接続方法について説明する。図５は管継手１のスリーブ１５周辺部の動作を示す断面図である。配管１２を継手本体１３に接合するときは、まず、ナット１４の保持孔１４ｂに配管１２を貫通させて継手本体１３の接合孔１３ｂに配管１２の先端部１２ａを挿入する。そして、継手本体１３のナット部１３ｅを保持しながら、図５（ａ）に示すように、継手本体１３の雄ねじ部１３ｃに対してナット１４の雌ねじ部１４ａをねじ込む。

ナット１４をねじ込んでいくと、継手本体１３のガイド面１３ｄがスリーブ１５の前端部１５ａと当接し、ナット１４のねじ込みに伴ってその押圧力が大きくなる。これにより、スリーブ１５の接続部１５ｂにおいて、ナット１４のねじ込み方向に加わる剪断力が大きくなり、スリーブ１５の接続部１５ｂは切断される。そして、図５（ｂ）に示すように、ナット１４とスリーブ１５とは分離する。

引き続きナット１４をねじ込んでいくと、継手本体１３のガイド面１３ｄがスリーブ１５の前端部１５ａと当接し、且つナット１４の内側面１４ｃがスリーブ１５の後端面１５ｅに当接する状態となる。そして、ナット１４のねじ込みに伴ってスリーブ１５の後端面１５ｅがナット１４の内側面１４ｃから押圧力及び回転力を受ける。このときに、スリーブ１５の前端部１５ａで発生する摩擦力による回転トルクＴ１が、ナット１４の押圧力により後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間で発生する摩擦力による回転トルクＴ２よりも大きくなるように設定されているため、前端部１５ａは回転せずに、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間が滑る。そして、スリーブ１５の当接面１５ｃが継手本体１３のガイド面１３ｄと当接しながら内周側にガイドされることにより、図５（ｃ）に示すように、スリーブ１５の前端部１５ａが配管１２の外周面１２ｂに食い込んでいく。

このようにして、管継手１は、スリーブ１５の前端部１５ａを配管１２の外周面１２ｂに食い込ませることで、配管１２を継手本体１３に接合する。このときに、スリーブ１５の前端部１５ａの食い込みにより、スリーブ１５の前端部１５ａと配管１２の外周面１２ｂとの間が密閉される。また、スリーブ１５の当接面１５ｃと継手本体１３のガイド面１３ｄとが密着することにより、スリーブ１５の当接面１５ｃと継手本体１３のガイド面１３ｄとの間が密閉される。これらの箇所を密閉することによって、配管１２と継手本体１３とのシール性が確保される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、配管１２の外周面１２ｂに食い込むスリーブ１５は、ナット１４の継手本体１３へのねじ込み前においてはナット１４に対して一体的に形成される。このため、スリーブ１５がナット１４に対して別体で構成される場合と比べて、配管１２を接合するまでの間にスリーブ１５が紛失してしまうことを防止することができ、スリーブ１５を予備部品として保管しておく必要がなくなる。また、スリーブ１５がナット１４に対して一体的に形成されることから、配管１２を継手本体１３に接合するときにスリーブ１５を組み付ける作業がなくなり、配管１２の接続時における作業性が向上する。そして、スリーブ１５は、ナット１４の継手本体１３へのねじ込みによってナット１４から切断されて配管１２の外周面１２ｂに食い込むため、容易にスリーブ１５を切断できるように構成するとともに、接合部のシール性を確保しながら配管１２を継手本体１３の接合孔１３ｂに接合することができる。

（２）上記実施形態では、スリーブ１５の配管１２への食い込み時に、スリーブ１５の前端部１５ａで発生する摩擦力による回転トルクＴ１が、ナット１４の押圧力により後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間で発生する摩擦力による回転トルクＴ２よりも大きくなるように構成されている。このため、スリーブ１５の配管１２への食い込み時に、スリーブ１５の前端部１５ａが回転することを抑えて、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間が滑るように構成することができる。これにより、前端部１５ａの回転によって配管１２の外周面１２ｂや継手本体１３のガイド面１３ｄに傷がつくことを抑えることができるため、接合部のシール性を確保することができる。

（３）上記実施形態では、スリーブ１５の軸心方向の他端側に形成される外周面１５ｇは、円錐状の当接面１５ｃの延長面Ｐよりも軸心側に形成されているため、内側面１４ｃから押圧力を受ける後端面１５ｅが、軸心に近い内周側に形成されて、後端面１５ｅの軸心からの半径Ｒ１が小さくなる。このため、回転トルクＴ２を小さくすることができ、回転トルクＴ１が回転トルクＴ２よりも大きくなるように構成し易くなるので、スリーブ１５の配管１２への食い込み時に、スリーブ１５の前端部１５ａが回転することを抑えて、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間が滑るように構成することが容易となる。これにより、配管１２や継手本体１３に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。

（４）上記実施形態では、外周面１２ｂ及びガイド面１３ｄと前端部１５ａとの間の摩擦係数は、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間の摩擦係数よりも大きくなるように設定されているため、回転トルクＴ１が回転トルクＴ２よりも大きくなるように構成し易くなる。このため、スリーブ１５の配管１２への食い込み時に、スリーブ１５の前端部１５ａが回転することを抑えて、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間が滑るように構成することが容易となる。これにより、配管１２や継手本体１３に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。

（５）上記実施形態では、スリーブ１５の配管１２への食い込み時に、スリーブ１５が回転することを抑えることができるため、前端部１５ａが、配管１２の外周面１２ｂに当接しながら回転することを防止することができる。このため、ナット１４をねじ込むときの締付トルクを低減することができ、配管１２の接続時における作業性を向上させることができる。

（６）上記実施形態では、スリーブ１５は、軸心方向の一端側の先端に食い込み部である前端部１５ａが設けられるとともに、他端側の端面にナット１４の押圧力を受ける後端面１５ｅが設けられるため、前端部１５ａと後端面１５ｅとの距離を大きくとることができる。このため、前端部１５ａが配管１２の外周面１２ｂに向かって変形する変形量を大きくすることができ、スリーブ１５の配管１２への食い込み量を増加させて、接合部のシール性を確保することができる。

（７）上記実施形態では、継手本体１３に形成された円錐状のガイド面１３ｄがスリーブ１５に形成された円錐状の当接面１５ｃと当接することにより、スリーブ１５を配管１２に食い込ませるため、ナット１４のねじ込みに伴いスリーブ１５の前端部１５ａが徐々に変形するように構成することができる。このため、ナット１４のねじ込みトルクが過大となることを抑えてナット１４が確実に締結されるようにし、スリーブ１５が配管１２に確実に食い込むようにすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、管継手１は、スリーブ１５がナット１４に対して一体的に加工されるように構成したが、スリーブ１５を接着、嵌め込み等の方法でナット１４に対して接合するように構成してもよい。

・上記実施形態では、スリーブ１５の当接面１５ｃは、軸心方向の一端側から他端側に向かって外径が大きくなるような円錐面に形成されているが、円錐面以外の形状、例えば円筒面に形成されていてもよい。

・上記実施形態では、回転トルクＴ２を小さくするために、後端面１５ｅの軸心からの半径Ｒ１が小さくなるようにスリーブ１５を構成しているが、食い込み部である前端部１５ａの軸心からの半径が、後端面１５ｅの軸心からの半径Ｒ１よりも大きくなるようにスリーブ１５を構成してもよい。このようにすると、回転トルクＴ１が回転トルクＴ２よりも大きくなるように構成し易くなるため、スリーブ１５の前端部１５ａが回転することを抑えて、後端面１５ｅと内側面１４ｃとの間が滑るように構成することが容易となる。このため、配管１２や継手本体１３に傷がつくことを抑えて、接合部のシール性を確保することができる。

・上記実施形態では、スリーブ１５の外周には複数の面が形成されているが、軸心方向の他端側の外周面１５ｇが円錐状の当接面１５ｃの延長面Ｐよりも軸心側に形成されていれば、スリーブ１５は他の形状であってもよい。図６にスリーブの他端側の外周面が当接面の延長面Ｐよりも軸心側に形成される例を示す。図６（ａ）は、スリーブ３１の外周面３１ｇが当接面３１ｃの傾斜角よりも小さい傾斜角を有する円錐面に形成される例であり、図６（ｂ）は、スリーブ３２の外周面３２ｇが円筒面に形成される例であり、図６（ｃ）は、スリーブ３３の外周面３３ｇが当接面３３ｃ側（一端側）に向かって外径が大きくなる円錐面に形成される例である。このようにスリーブ１５の外周を、当接面３１ｃ，３２ｃ，３３ｃと外周面３１ｇ，３２ｇ，３３ｇとの２面で構成した場合においても、当接面３１ｃ，３２ｃ，３３ｃの形状を保ったまま、後端面３１ｅ，３２ｅ，３３ｅを軸心に近い内周側に形成することができる。このため、後端面３１ｅ，３２ｅ，３３ｅの軸心からの半径Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を小さくして回転トルクＴ２を小さくすることができる。また、上記実施形態のように、軸心方向の他端側の外周面と当接面との間に少なくとも１つの円錐面又は円筒面を介在させるようにしてもよい。図６（ｄ）は、外周面３４ｇと当接面３４ｃとの間に、当接面３４ｃよりも小さい傾斜角をもった円錐面３４ｉを介在させる例である。このようにスリーブ３４の外周を複数の面によって構成しても、当接面３４ｃの形状を保ったまま、後端面３４ｅを軸心に近い内周側に形成することができ、後端面３４ｅの軸心からの半径Ｒ６を小さくして回転トルクＴ２を小さくすることができる。以上のように、スリーブの後端面を内周側に形成するために、製造都合等を考慮して様々な態様にスリーブの外周を形成することができる。

・上記実施形態では、配管１２の接合時にスリーブ１５の先端に設けられた前端部１５ａが配管１２の外周面１２ｂに食い込むようにしているが、スリーブ１５の先端以外の部位が配管１２の外周面１２ｂに食い込むようにしてもよい。

・上記実施形態では、配管１２内を流れる流体の種類については特に限定していないが、上記実施形態の管継手１によって、超臨界状態で使用される超臨界冷媒が流通する配管を接続するようにしてもよい。このようにすると、超臨界状態で使用される超臨界冷媒が配管内を流れて管継手と配管との接合部に高圧が加わった場合においても、上記の管継手１は配管との接合部におけるシール性が確保されているため、接合部における冷媒の漏れを好適に抑えることができる。

・また、上記実施形態の管継手１によって、二酸化炭素冷媒が流通する配管を接続するようにしてもよい。このようにすると、接続される配管内を流れる流体は二酸化炭素冷媒であるため、上記の管継手１を用いた配管回路を地球環境に配慮した構成とすることができる。また、二酸化炭素冷媒が超臨界状態で使用されて、管継手と配管との接合部に高圧が加わった場合においても、上記の管継手１は配管との接合部におけるシール性が確保されているため、接合部における冷媒の漏れを好適に抑えることができる。

・また、上記実施形態の管継手１によって、炭化水素冷媒が流通する配管を接続するようにしてもよい。このようにすると、接続される配管内を流れる流体は、プロパン、イソブタン等の炭化水素冷媒であるため、上記の管継手１を用いた配管回路を地球環境に配慮した構成とすることができる。また、上記の管継手１は配管との接合部におけるシール性が確保されているため、引火性の強い炭化水素冷媒が接合部から漏れることを好適に抑えることができる。

・上記実施形態では、管継手１は配管１１と配管１２とを接続しているが、これらの管継手１の構成を、図７に示すような空気調和機４１の室内ユニット４２と室外ユニット４３とを連絡する冷媒配管４４の接続部４５，４６に適用してもよい。このようにすると、空気調和機４１は上記の効果を有する管継手１を用いるため、スリーブの紛失を防止し、冷媒配管４４の接続時における作業性を向上させつつ、冷媒配管４４の接合部のシール性を確保した空気調和機４１とすることができる。また、管継手１の構成は、接続部４６に配設されるような閉鎖弁の接続部に適用することもできるし、空気調和機４１以外の冷凍装置における冷媒配管の接続部に適用することもできる。このような閉鎖弁、冷凍装置においても、管継手１を空気調和機４１の接続部４５，４６に適用した場合と同様の効果を得ることができる。

・また、上記実施形態の管継手１の構成を、ヒートポンプ式給湯機の配管の接続部に適用してもよい。図８はヒートポンプ式給湯機の配管の接続状態を示す概略図である。図８（ａ）に１つのタンクで構成されるヒートポンプ式給湯機５１の概略図を示す。ヒートポンプ式給湯機５１は、外気から熱をくみ上げるヒートポンプユニット６１と、ヒートポンプユニット６１によりくみ上げられた熱を利用して給湯を行う貯湯ユニット７１とを備える。ヒートポンプユニット６１は、膨張弁６２と空気熱交換器６３と圧縮機６４と水熱交換器６５とを有する冷凍サイクル装置からなり、各機器を接続する冷媒配管６６内には冷媒が流通する。貯湯ユニット７１は、給水配管７２を介してタンク７３に供給された水が、タンク７３と水熱交換器６５との間をポンプ７４により循環し、水熱交換器６５で熱交換された温水が、タンク７３から給水配管７５を介して給湯されるように構成される。図８（ｂ）に２つのタンクで構成されるヒートポンプ式給湯機５２の概略図を示す。ヒートポンプ式給湯機５２は、ヒートポンプ式給湯機５１と同様の構成を備えているが、貯湯ユニット８１のタンクが第１タンク８２と第２タンク８３とを直列に接続して構成される。そして、第１タンク８２及び第２タンク８３に貯留されている温水が、追いだき用熱交換器８４との間をポンプ８５により循環し、浴槽８６から給水配管８７を介してポンプ８８により送られる温水が、追いだき用熱交換器８４で熱交換して温められ、給水配管８９を介して浴槽８６に戻されるような追いだき機能が付加されている。このようなヒートポンプ式給湯機５１，５２では、例えば冷媒配管６６に設けられる接続部６７や給水配管７２，７５に設けられる接続部７６に、管継手１，２を用いることができる。また、ヒートポンプ式給湯機５２では、これに加えて給水配管８７，８９に設けられる接続部９０に、管継手１，２を用いることができる。このようにすると、ヒートポンプ式給湯機５１，５２は上記の効果を有する管継手１，２を用いるため、スリーブの紛失を防止し、配管の接続時における作業性を向上させつつ、配管の接合部のシール性を確保したヒートポンプ式給湯機５１，５２とすることができる。なお、上記の接続部６７，７６，９０は、ヒートポンプ式給湯機を構成する機器やユニットの配置によって、他の位置に設けられるようにしてもよい。このようにして、冷媒配管の接続部に加えて、配管内を水が流れる給水配管の接続部についても管継手１，２を適用することができる。

本発明に係る管継手の構成を示す部分断面図。 本発明に係る継手本体の部分断面図。 本発明に係るナットの部分断面図。 比較例におけるナットの部分断面図。 （ａ）はスリーブが切断される前の断面図、（ｂ）はスリーブが切断された後の断面図、（ｃ）はスリーブが配管に食い込むときの断面図。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明の別の例におけるスリーブの形状を示す断面図。 空気調和機の室内ユニットと室外ユニットとの間の冷媒配管の接続状態を示す概略図。 （ａ）はヒートポンプ式給湯機の配管の接続状態を示す概略図、（ｂ）は他の例におけるヒートポンプ式給湯機の配管の接続状態を示す概略図。 従来例に係る管継手の構成を示す断面図。

符号の説明

１…管継手、１１，１２…配管、１３…継手本体、１４…ナット、１５，３１，３２，３３，３４…スリーブ、４１…空気調和機、５１，５２…ヒートポンプ式給湯機。

Claims (16)

1. 配管を接合するための接合孔が内周に形成され、ねじ部が外周に形成される継手本体と、
   前記ねじ部に螺合するナットと、
   このナットの前記継手本体へのねじ込み前においては前記ナットに対して一体的に設けられるとともに、配管が前記接合孔に挿入された状態における前記ナットの前記継手本体へのねじ込みにより前記ナットから切断され、更なる前記ナットのねじ込みにより前記ナットの押圧力を受けて前記配管の外周に食い込むスリーブとを備え、
   前記スリーブの配管への食い込み時に、前記スリーブの食い込み部で発生する摩擦力による回転トルクが、前記押圧力により前記スリーブと前記ナットとの間で発生する摩擦力による回転トルクよりも大きくなるようにする
   ことを特徴とする管継手。
2. 請求項１に記載の管継手において、
   前記スリーブの食い込み部における摩擦係数が、前記押圧力を受ける箇所における前記スリーブと前記ナットとの間の摩擦係数よりも大きい
   ことを特徴とする管継手。
3. 請求項１又は２に記載の管継手において、
   前記スリーブの食い込み部の軸心からの半径が、前記押圧力を受ける箇所の軸心からの半径よりも大きい
   ことを特徴とする管継手。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の管継手において、
   前記スリーブは、軸心方向の一端側の先端に前記食い込み部が設けられるとともに、他端側の端面に前記押圧力を受ける箇所が設けられる
   ことを特徴とする管継手。
5. 請求項４に記載の管継手において、
   前記スリーブは、前記一端側の外周に、前記継手本体と当接して食い込み部を前記配管に食い込ませるようにガイドする円錐状の当接面が、前記他端側に向かって外径が大きくなるように形成されるとともに、前記他端側の外周面が前記当接面の延長面よりも軸心側に形成される
   ことを特徴とする管継手。
6. 請求項５に記載の管継手において、
   前記他端側の外周面は円錐面であり、この円錐面の軸心方向に対する傾斜角が、前記当接面の軸心方向に対する傾斜角よりも小さい
   ことを特徴とする管継手。
7. 請求項５に記載の管継手において、
   前記他端側の外周面は円筒面である
   ことを特徴とする管継手。
8. 請求項５に記載の管継手において、
   前記他端側の外周面は円錐面であり、この円錐面は前記一端側に向かって外径が大きくなるように形成される
   ことを特徴とする管継手。
9. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の管継手において、
   前記スリーブの外周面は、前記他端側の外周面と前記当接面との間に少なくとも１つの円錐面又は円筒面を介在させてなる
   ことを特徴とする管継手。
10. 請求項５〜９のいずれか一項に記載の管継手において、
    前記スリーブは、前記当接面が前記継手本体に形成される円錐状のガイド面と当接することで前記配管の外周に食い込む
    ことを特徴とする管継手。
11. 超臨界状態で使用される超臨界冷媒が流通する配管を接続することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の管継手。
12. 二酸化炭素冷媒が流通する配管を接続することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の管継手。
13. 炭化水素冷媒が流通する配管を接続することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の管継手。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の管継手を冷媒配管の接続部に用いたことを特徴とする冷凍装置。
15. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の管継手を冷媒配管の接続部に用いたことを特徴とするヒートポンプ式給湯機。
16. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の管継手を配管の接続部に用いたことを特徴とする給水配管。

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