JP5012118B2 - 食い込み式管継手、冷凍装置及び温水装置 - Google Patents

Description

本発明は、食込み式管継手、並びに、これを応用した冷凍装置及び温水装置に関し、特に、フェルールによる配管の保持構造に関する。

内部に流体を流す流体管に対し用いられる管継手は、管の劣化や流体供給管の劣化などが生じたときに交換や修理を容易に行うことができるように、取り外し可能なものが多く使われてきている。このような管継手としては、用途に応じ各種構造のものが存在する。

例えば、流体管の中に冷媒が流れる空気調和機等の冷凍サイクル装置においては、従来、管継手としてフレア式管継手が多用されてきた。しかし、冷凍サイクル装置においては、地球環境保護のため、冷媒の変更が進められている。すなわち、冷媒は、従来のフロン冷媒から可燃性のプロパン、エタン、エチレン、ｎペンタン、ｎブタン、イソブタン等のＨＣ冷媒や、使用圧力が高圧となる二酸化炭素などの自然冷媒に置換されつつある。このため、新しい冷媒を使用する冷凍サイクル装置においては、冷媒漏れの少ない管継手として食い込み式管継手の開発が活発に行われるようになってきている。

このような食い込み式管継手の一例として特許文献１に記載のようなものがある。この食い込み式管継手は、１個のフェルールにより接続すべき配管を保持するとともにその接続部をシールするようにしたものである。

これをさらに図１４を用いて具体的に説明する。この食い込み式管継手は、図１４（ａ）に示すように、接続すべき配管１０２の先端部を挿入する配管接続口１０１ａを有する継手本体１０１と、中心部に接続すべき配管１０２を貫通させる貫通孔１０３ａを備えた袋ナット状の結合用部材１０３とを備えている。また、結合用部材１０３の基部１０３ｂに対しては、径方向に延びる薄肉部１０４を介して環状のフェルール１０５が連結され、この薄肉部１０４を介してフェルール１０５と結合用部材１０３とが一体的に形成されている。また、継手本体１０１の配管接続口１０１ａの入口部には、フェルール１０５の先端部を配管１０２に食い込ませるようにガイドするカム面１０６が形成されている。

そして、フェルール１０５から薄肉部１０４にかけての後端面１０５ａに対し空間部１０７を介在させて、フェルール１０５の後端面１０５ａを押圧するための押圧面１０８が形成されている。この管継手において配管１０２が接続されるときは、結合用部材１０３を締結するときの締結力により、フェルール１０５の先端部がカム面１０６に押し付けられる（図１４（ａ）参照）。そして、この状態からさらに結合用部材１０３が締め付けられることにより、薄肉部１０４に軸方向力が作用して薄肉部１０４が切断されてフェルール１０５が独立の状態になるとともに、その後端面１０５ａが押圧面１０８により押圧される（図１４（ｂ）参照）。また、その後に押圧面１０８を介して結合用部材１０３の締結力がフェルール１０５の後端面１０５ａにさらに加えられると、フェルール１０５の先端部におけるテーパ面１０５ｂがカム面１０６に押し付けられるとともに、フェルール３の先端部がカム面１０６に案内されて配管１０２に食い込むようになる。この結果、このフェルール１０５の先端部の食い込みにより、配管１０２が気密に接続されるように構成されている（図１４（ｃ）参照）。

このように接続される食い込み式管継手において配管１０２が気密に接続されるためには、配管１０２の保持機能と、配管挿入部のシール機能とが確実に行われることが必要である。ここで、上記従来の食い込み式管継手において、この二つの機能がどのようにして発揮されているかについてさらに説明する。配管保持機能は、フェルール１０５の先端部がカム面１０６に押し付けられて配管１０２に食い込むことにより発揮されている。また、配管１０２の挿入部のシール機能は、配管１０２の外周面に対するフェルール１０５の先端部の食い込み、及びカム面１０６に対するフェルール１０５の先端部の外周面であるテーパ面１０５ｂが密着することにより達成されている。このように、食い込み式管継手における大事な二つの機能は、フェルール１０５の先端部の食い込みとフェルール１０５の先端部のカム面１０６への密着が適切に行われることにより発揮される。
特表２００４−５２６９１１号公報

ところで、フェルール１０５の先端部の変形により配管１０２が気密に接続されたものであっても、その気密な接続が破壊される恐れがある。すなわち、接続すべき配管１０２に対し、配管１０２を接続する装置自身の振動や、外部からの衝撃や振動が加えられることが予測される。そして、このような振動や衝撃は、上記従来の接続状態では、フェルール１０５の先端部の食い込み部やカム面１０６との密着部に対し、配管１０２を介して伝達される。このため、伝達される振動や衝撃が大きい場合には、フェルール１０５の先端部の変形によるシール機能や配管保持機能が損われる恐れがある。

本発明は、このような背景に基づきなされたものであって、フェルールの先端部の変形によるシール機能及び配管保持機能が配管接続後に損なわれないように、フェルールの後端部においても配管を保持可能とした食い込み式管継手及びこれを用いた冷凍装置及び温水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継手は、上記課題を解決するものであって、接続すべき配管を挿入する配管接続口を有する継手本体と、継手本体に締結される結合用部材と、環状のフェルールと、フェルールの先端部を配管に食い込ませるようにガイドするカム面とを備え、前記カム面は継手本体又は結合用部材の何れか一方に形成され、前記カム面が形成されていない他方の継手本体又は結合用部材には、フェルールの後端部を内周側に押し付けながら軸方向に押圧する押圧面が形成され、また、前記フェルールは、フェルールを前部と後部とに二分するように内周側から径方向外方へ窪む溝部が形成されるとともに、フェルールの後端部が前記押圧面により内周側に押し付けながら軸方向に押圧されることにより、フェルールの先端部がカム面に押し付けられて、フェルールの先端部に形成されるエッジ部及びフェルールの内周面の後端部に形成されるエッジ部が配管に食い込むように構成され、さらに、前記フェルールは、継手本体と結合用部材とを手回しで締め付けるときに発生する軸方向の押付力により、フェルールの先端部を変形容易とするための切込部を有し、この切込部から先の楔状部を配管と配管接続口との間に押し込んで接続すべき配管を仮止め可能に形成され、さらに、この切込部の後側の切込面の内周側に形成されるエッジ部を、前記フェルールの先端部に形成されるエッジ部とした
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継手によれば、継手本体と結合用部材とを手回しで締め付けることにより楔状部を配管と配管接続口との間に押し込んで配管を仮止めすることができるので、その後の締結工具を使用した継手本体と結合用部材との締結作業を効率化することができる。また、切込部を境として前方に楔状部を形成し、後側に先端部のエッジ部を形成するので、楔状部の径方向の肉厚、及び、先端部のエッジ部における径方向の肉厚をそれぞれ適切に設定することができる。したがって、手回しにより配管の仮止めを容易に行わせることができるとともに、先端部のエッジ部の強度を適正に維持して強固な固定及びシール効果を発揮することができる。
また、継手本体と結合用部材とを締結工具で締結するときには、フェルールの後端部が押圧面により内周側に押し付けられながら軸方向に押圧されると、溝部を中心にして前部は先端部が配管に食い込む方向に曲げられやすくなり、溝部を中心にして後部は後端部が配管に食い込む方向に曲げられやすくなる。したがって、本発明に係る食い込み式管継手によれば、フェルールは、先端部及び後端部に形成されるエッジ部がそれぞれ配管に食い込むようになる。このため、配管を通じて伝達される振動や衝撃は、フェルールの先端部に形成されるエッジ部が食い込んだ部分に伝達される前に、フェルールの後端部に形成されたエッジ部の食い込み部により消耗される。この結果、フェルールの先端部の食い込みによる配管保持及び配管シール機能は、フェルールの後端部の食い込みによる配管保持機能により安全に保護される。

また、前記フェルールは、前記カム面が形成されていない他方の継手本体又は結合用部材の基部に対し、フェルールの後端面と前記押圧面との間に空間部が形成されるとともに、径方向に延びる薄肉部を介して後端部が一体的に連結され、さらに、継手本体と結合用部材とが締結される過程において、フェルールの先端部がカム面に当接した後に継手本体と結合用部材との締結に伴い発生する軸方向力により前記薄肉部が切断され、この薄肉部が切断された後に独立のフェルールとして作用するように形成されているものとしてもよい。このように構成すれば、フェルールが一体に形成された管継手として使用できるとともに、前述のものと同様の作用効果を奏することができる。すなわち、フェルールは先端部及び内周面の後端部のエッジ部がそれぞれ配管に食い込むようになるため、配管を通じて伝達される振動や衝撃は、フェルールの先端部の食い込み部に伝達される前にフェルールの後端部の食い込み部により消耗される。この結果、フェルールの先端部の食い込みによる配管保持及び配管シール機能は、フェルールの後端部の食い込みによる配管保持機能により安全に保護される。

また、前記溝部は、フェルールの先端部のエッジ部とフェルールの内周面の後端部のエッジ部とが配管に食い込むように変形する途中において、溝部を形成する前面と後面とが全面又は一部で当接する形状に形成されているものが好ましい。このように、フェルールの変形途中において溝部を形成する前面と後面とが全面又は一部で当接する形状に形成することにより、フェルール後端部のエッジ部による過剰な食い込みを防止することができる。この結果、フェルール後端部の過剰な変形による冷媒流通抵抗の増加を防止することができる。

また、本実施の形態に係る食い込み式管継手を冷媒回路や給水回路に使用した冷凍装置や、本実施の形態に係る食い込み式管継手を給湯回路や給水回路に使用した温水装置においては、管継手のシール性能や耐久性が向上し、製品の信頼性が向上する。

本発明に係る食い込み式管継手によれば、継手本体と結合用部材とを手回しで締め付けることにより楔状部を配管と配管接続口との間に押し込んで配管を仮止めすることができるので、その後の締結工具を使用した継手本体と結合用部材との締結作業を効率化することができる。また、切込部を境として前方に楔状部を形成し、後側に先端部のエッジ部を形成するので、楔状部の径方向の肉厚、及び、先端部のエッジ部における径方向の肉厚をそれぞれ適切に設定することができる。したがって、手回しにより配管の仮止めを容易に行わせることができるとともに、先端部のエッジ部の強度を適正に維持して強固な固定及びシール効果を発揮することができる。また、フェルールは先端部及び後端部において、エッジ部が配管に食い込むようになる。このため、配管を通じて伝達される振動や衝撃は、フェルール先端部の食い込み部に伝達される前にフェルール後端部の食い込み部により消耗される。この結果、気密性及び耐久性に優れた配管接続機能が得られる。したがって、この食い込み式管継手を用いた冷凍装置及び温水装置によれば、製品の信頼性が向上する。

以下、本発明の各実施の形態について図面に基づき説明する。なお、各図面において共通する要素には同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。
（実施の形態１）
実施の形態１に係る管継手について、図１〜図６に基づいて説明する。実施の形態１に係る管継手は、冷凍装置、ヒートポンプ式温水装置などの冷媒回路などに使用される食い込み式管継手であり、図１はこの食い込み式管継手の締結前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に取り付けられる継手本体１と、継手本体１に接続すべき配管ｐに外装される結合用部材２と、結合用部材２に一体に形成されたフェルール３とから形成されている。なお、以下の説明において前後の方向を言うときは、継手本体１側、例えば、図１における左側を前側とし、結合用部材２側、すなわち、図１における右側を後側とする。なお、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〜図３に示すように、閉鎖弁、容器、配管などの被接続側機器への取付部１１及び結合用部材２を締結するときに締結工具で把持するナット部１２が形成された基部１３と、結合用部材２を螺合する螺合部としての雌ねじ１４ａが内周面に形成された雌ねじ筒部１４とを有する。また、継手本体１は、基部１３における結合用部材２側の端面から雌ねじ筒部１４内に突出する軸部１５を有する。そして、この軸部１５から基部１３にかけての軸心部には配管接続時に配管ｐの先端部を所定位置に差し込む配管接続口１６が形成されている。また、配管接続口１６の前側には、径が異なる連通孔１７、１８が形成され、取付部１１の外周面には雄ねじ１１ａが形成されている。

配管接続口１６の孔径は、接続する配管ｐを嵌挿するように配管ｐの外形寸法と略同径に形成されている。また、配管接続口１６と連通孔１７との間に段部（カウンターボア）１６ａが形成されている。段部１６ａは、本食い込み式管継手の組付時において、配管ｐの先端面を当接させて配管ｐの挿入位置を一定化するものである。

また、配管接続口１６の入口部にはカム面１９が形成されている。カム面１９は、前側において配管接続口１６に連なり、後側（結合用部材２側）に向けて径が大きくなる円錐状に形成されている。なお、管継手の軸心に対するカム面１９の傾斜角度は、後述するフェルール３の先端部のテーパ面３２より大きく形成されている。

結合用部材２は、図１、図２及び図４〜図６に示すように、軸心に配管ｐを貫通させる貫通孔２１を形成した円筒状の基部２２を有し、この基部２２の前側に、フェルール３の外周を保護する保護筒部２３が形成され、この保護筒部２３に続く基部２２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２２ａが形成されている。また、基部２２の後部は、締結工具で把持可能とするように外形を大きくするとともに六角ナット状とした把持部２４に形成されている。

このように形成された結合用部材２には、保護筒部２３内において基部２２から前側へ、つまり、継手本体１側へ突出するように環状のフェルール３が形成されている。フェルール３の軸心の孔は配管ｐを貫通させる貫通孔３１であり、その直径は、前述の配管接続口１６及び基部２２の軸心に設けられた貫通孔２１と略同径である。このフェルール３は、図４から分かるように、環状であって、後端部において径方向に延びる薄肉部４を介し基部２２に連結されて、結合用部材２と一体的に形成されている。

フェルール３は、軸方向の断面で見ると、例えば図５に示すように、後部が略一定の肉厚に形成され、前部が先端にいくに従い薄くなるように外周面がテーパ面３２に形成されている。このテーパ面３２の傾斜角度は前述のようにカム面１９の傾斜角度よりやや小さい角度に形成されている。また、フェルール３の後端面３３は、内周側から径方向外方に窪む空間部３４を介して基部２２に形成された押圧面２５と対峙するように形成されている。空間部３４は、軸方向の断面で見て外周側に尖る略Ｖ字形をなす形状に形成されている。より詳しく見ると、図５に示すように、尖端部分には僅かな直線部３４ａが形成されている。このような空間部３４が形成されていることにより、その前面となるフェルール３の後端面３３は、内周側が前方となるように傾斜して形成され、また、空間部３４の後面となる押圧面２５は、内周側が後方となるように傾斜して形成されている。

一方、フェルール３の後部の外周面と薄肉部４の前面側（すなわちフェルール３の先端側）とは、図５に図示されるように軸方向の断面で見て略直角に連結されている。また、この直角部は、フェルール３から薄肉部４に跨る後端面３３からなる後部側の面と、フェルール３の円筒状外周面及び薄肉部４の前面側平面で形成される前部側の面とからなる断面形状において、エッジ状の先端４１を有する切込をなし、この切込により局部的に肉厚が薄くなる最薄肉部４２が形成されている（図５参照）。この最薄肉部４２は、エッジ状の先端４１を備えた切込により形成されていることになるため、結合用部材２に対し軸方向の力が作用すると、応力集中が生起される。

また、フェルール３の先端付近の内周面には、先端部の変形を容易にするための切込部３５が設けられている。この切込部３５が設けられることにより、結合用部材２を手回しで締め付ける段階において、切込部３５の前方に薄く形成された楔状部３ａを配管ｐと配管接続口１６との間に楔状に差し込んで配管ｐを仮止め可能としている。フェルール３によるシールのための配管ｐへの食い込みは、図６に示すように、この切込部３５の後側に形成されるエッジ部３ｂにより行われる。

また、フェルール３の後端面３３よりの内周面には、フェルール３を二分するような大きな略Ｖ字状の溝部３６が形成されている。このＶ字状の溝部３６は前述の空間部３４の尖端部分と同一の形状に形成されている。また、Ｖ字状の溝部３６が形成されることにより、溝部の底部（すなわち、尖端部分）とフェルール３後部の外周面との間に環状薄肉部３７が形成されている。このように溝部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の先端側のエッジ部３ｂが配管ｐに食い込むように変形させるとともに、後端面３３の内周側縁部を形成するエッジ部３ｃを配管ｐに食い込むように変形させるようにしている（図６（ｃ）参照）。このようにエッジ部３ｃを配管ｐに食い込むように変形させるのは、配管ｐを抜けないように保持するとともに、配管ｐを伝達する振動がエッジ部３ｂに伝達されることを抑止し、エッジ部３ｂによる配管シール機能及び配管保持機能を高く維持するためである。

以上のように構成される本食い込み式管継手による配管接続方法について説明する。
継手本体１に対し配管ｐを接続するに際し、継手本体１は配管、容器類、閉鎖弁等の所定の装置側機器に取り付けられているものとする。本食い込み式管継手による配管接続は、まず結合用部材２の貫通孔２１に配管ｐを挿貫して、結合用部材２を配管ｐに外装する。次に、配管ｐの先端部をフェルール３の貫通孔３１を通じて配管接続口１６に挿入し、その先端面を段部１６ａに当接させ、結合用部材２を継手本体１に螺合する。この状態が図１である。

次いで、結合用部材２を手回しで締め付けていくと、フェルール３の楔状部３ａが配管ｐと配管接続口１６との間に押し込まれ、配管ｐの仮止めが行われる。
そして、その後は、フェルール３の切込部３５の後側の部分がカム面１９に当接するため大きな回転トルクを必要とする。したがって、この段階から後の工程では締結工具を使って結合用部材２を継手本体１に締め付ける。この締め付けにより従来例の場合と同様に、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用部材２が締め付けられることにより、薄肉部４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４の前面との交差部、すなわちエッジ状の先端４１（図６（ａ）参照）を有する最薄肉部４２に応力集中が発生し、この最薄肉部４２において薄肉部４が切断され、後端面３３の外周側端部が押圧面２５に当接するようになる（図６（ｂ）参照）。

フェルール３は、上記のように結合用部材２から分離されて、後端面３３の外周側端部が押圧面２５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３３の外周側端部が押圧面２５により押圧される状態から結合用部材２がさらに締め付けられると、中心部が後方へ拡がるように傾斜する傾斜面として押圧面２５が形成されているので、溝部３６を中心として前後の部分が軸心側に曲がり易くなる。したがって、フェルール３は、溝部３６の前部においては、溝部３６を中心にしてエッジ部３ｂが配管ｐに食い込むように傾斜し、溝部３６の後部においては、溝部３６を中心にして後端面３３の内周側のエッジ部３ｃが配管ｐに食い込むように傾斜する（図６（ｃ）参照）。

さらに、本発明に係るフェルールは、このように後部が溝部３６を中心にして傾斜するように変形される途中において、エッジ部３ｃが適当な食い込み量になると、溝部３６を形成する前面と後面とが略全面で当接するように、溝部３６の形状が設定されている。その形状は、図５に拡大して示されるように、空間部３４の尖端部の形状と同一の略Ｖ字型であって、より詳しくは溝部３６の底部に短い直線部３６ａが形成されている台形である。これにより、本実施の形態１に係るフェルール３では、溝部３６を形成する前面と後面とが略全面で当接した後は、溝部３６を中心とする傾斜が規制され、エッジ部３ｃの過剰な食い込みが起こらないように設定されている。

図７は、参考例として掲げるフェルールの場合の模式工程図であるであって、この例を用いて締結工程の途中において溝部３６の前面と後面とを略全面で当接させる理由を説明する。図７（ａ）は、締結工程途中においてエッジ部３ｃが適当な食い込み量になったときの状態図であり、図７（ｂ）は、締結完了時の状態図である。これら図に示すように、この参考例に係るフェルール３の場合は、図７（ａ）に示すように、エッジ部３ｃが適切な食い込み量と成ったときに溝部３６の前面と後面とが当接せずに開いたままである。このため、結合用部材２がさらに締結されると、フェルール３の後部が溝部３６を中心としてさらに傾斜するように変形される。このため図７（ｂ）に示すように、がエッジ部３ｃさらに食い込む。この結果、食い込み量が過剰となり、配管ｐの内部への変形部２ｃが大きくなり過ぎ、配管ｐ内における冷媒流通抵抗が増大するという問題を生起する。これに対し、実施の形態１に係る食い込み式管継手の場合は、溝部３６の前面と後面とが略全面で当接することによりフェルール３の後部のそれ以上の傾斜が規制されて、エッジ部３ｃの過剰な食い込みが防止される。したがって、実施の形態１に係る食い込み式管継手の場合は、配管ｐ内における過大な冷媒流通抵抗の増加を防止することができる。

このように、実施の形態１に係る食い込み式管継手の場合は、エッジ部３ｃが適量に食い込むように調整されながら他方のエッジ部３ｂが配管ｐに対し適量食い込むように変形される。これにより、フェルール３の先端部においては、配管ｐの外周面がフェルール３のエッジ部３ｂでシールされるとともに、配管ｐが保持され、さらに、カム面１９に対しフェルール３のテーパ面３２が押し付けられて、カム面１９とフェルール３のテーパ面３２との間がシールされる。また、フェルール３の後端部においては、エッジ部３ｃの食い込みによる配管保持により配管ｐの抜け止め防止機能が発揮される。この結果、配管ｐを伝達する振動がこのエッジ部３ｃで吸収されるため、エッジ部３ｂの食い込み部への伝達が阻止され、エッジ部３ｂによるシール効果が高く維持される。

このようにして、フェルール３の先端部におけるエッジ部３ｂの食い込み及びフェルール３の後端部におけるエッジ部３ｃの食い込みが所定量に達すると、結合用部材２を締め付けるための回転トルクが所定値に到達することになり、配管ｐの接続が完了する（図２参照）。

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継手は、次のような効果を奏する。
（１）フェルール３には、フェルール３を前後に二分するように内周側から径方向外方へ窪む溝部３６が形成され、フェルール３は、この溝部３６の底部とフェルール３の外周面との間に環状薄肉部３７が形成されるとともに、フェルール３の後端部が押圧面２５により内周側に押し付けられながら軸方向に押圧される。これにより、前部では溝部３６を中心にして先端部が配管ｐに食い込む方向に曲げられやすくなり、後部では溝部３６を中心にして後端部が配管ｐに食い込む方向に曲げられやすくなる。したがって、本発明に係る食い込み式管継手によれば、フェルール３の後端部が押圧面２５により内周側に押し付けられながら軸方向に押圧されることにより、フェルール３の先端部及び後端部に形成されるエッジ部３ｂ、３ｃがそれぞれ配管ｐに食い込むように変形する。このため、配管ｐを通じて伝達される振動や衝撃は、フェルール３の先端部の食い込み部に伝達される前にフェルール３の後端部の食い込み部により消耗される。この結果、フェルール３の先端部の食い込みによる配管シール機能及び配管保持機能は、フェルール３の後端部の食い込みによる配管保持機能により安全に保護される。

（２）フェルール３は、カム面１９が形成されていない結合用部材２の基部２２に対し、フェルール３の後端面と押圧面２５との間に空間部３４が形成されるとともに、径方向に延びる薄肉部４を介して後端部が一体的に連結されている。また、フェルール３は、継手本体１と結合用部材２とが締結される過程において、フェルール３の先端部がカム面１９に当接した後に、継手本体１と結合用部材２との締結に伴い発生する軸方向力により薄肉部４が切断され、薄肉部４が切断された後に独立のフェルールとして作用するように形成されている。したがって、本実施の形態に係る食い込み式管継手によれば、フェルール３が一体に形成された管継手として使用できるとともに、前述のものと同様の作用効果を奏することができる。すなわち、フェルール３は、先端部及び内周面の後端部のエッジ部３ｂ、３ｃがそれぞれ配管ｐに食い込むようになるため、配管ｐを通じて伝達される振動や衝撃は、フェルール３の先端部の食い込み部に伝達される前にフェルール３の後端部の食い込み部により消耗される。この結果、フェルール３の先端部の食い込みによる配管保持及び配管シール機能は、フェルール３の後端部の食い込みによる配管保持機能により安全に保護される。

（３）溝部３６は、フェルール３の先端部のエッジ部３ｂとフェルール３の内周面の後端部のエッジ部３ｃとが配管に食い込むように変形する途中において、溝部３６を形成する前面と後面とが略全面で当接する形状に形成されている。したがって、フェルール３の変形途中において溝部３６を形成する前面と後面とが略全面で当接する形状に形成することにより、フェルール３の後端部の過大な変形を防止することができる。この結果、フェルール３の後端部のエッジ部３ｃの過剰な食い込みが防止され、配管ｐの内面側の過大な変形による冷媒流通抵抗の増加を防止することができる。

（４）また、フェルール３は、継手本体１と結合用部材２とを手回しで締め付けるときに発生する軸方向の押付力により、フェルール３の先端部を変形容易とするための切込部３５を有する。そして、この切込部３５から先の楔状部３ａを、接続すべき配管ｐの外周面と配管接続口１６の内周面との間の隙間に押し込むか、又は、配管ｐの表面に食い込ませるように変形させて、接続すべき配管ｐを仮止め可能に形成されている。したがって、結合用部材２を締結工具で締結しなければならなくなる前に配管ｐを仮止めすることができる。これにより、その後の締結工具を使用した結合用部材２の締結作業を効率化することができる。

（５）結合用部材２の基部２２から前方に突出するフェルール３は、保護筒部２３により外周周りが保護されている。このため、配管接続前の部品保管の状態において、フェルール３が傷付けられるようなことが予防される。

（６）また、フェルール３を結合用部材２の基部２２に連結する薄肉部４において、エッジ状の先端４１を有する切込により局部的に肉厚が薄くされた最薄肉部４２が形成されているため、この最薄肉部４２に応力集中が生起される。この結果、薄肉部４は最薄肉部４２の部分で容易に切断される。

（７）また、本実施の形態に係る食い込み式管継手を冷媒回路や給水回路に使用した冷凍装置や、本実施の形態に係る食い込み式管継手を給湯回路や給水回路に使用した温水装置においては、管継手のシール性能や耐久性が向上し、製品の信頼性が向上する。

(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、空間部の形状と薄肉部に形成される切込の形状を変更したものである。

実施の形態２のフェルール３は、図８に示すようなものであって、基本的には実施の形態１のものと同一であるが、後方に形成される空間部３４の前面側の平面部、すなわち、薄肉部４からフェルール３に跨る後端面３３が軸心に対し直角となっている点で、実施の形態１と異なる。また、空間部３４を形成する平面部としての後端面３３の形状が異なることにより、最薄肉部４２を形成するために、薄肉部４の前面から３角形状の切込が切り込まれている。

実施の形態２の食い込み式管継手は、以上のように形成されたものであって、他は実施の形態１と同一である。したがって、実施の形態２は、次のような効果を奏することができる。

（１）空間部３４を形成する平面部が軸心に対し直角に形成されるので、エッジ部３ｃによる食い込みが、実施の形態１の場合に比しより効果的に行われる。
（２）その他、実施の形態１における効果（１）〜（７）の効果を奏することができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について図９及び図１０に基づき説明する。実施の形態３は、実施の形態１と比較して、フェルールの後方に形成される空間部の形状を変更するとともに、継手本体と結合用部材との螺合構造を変更したものである。以下これを具体的に説明する。

実施の形態３におけるフェルール３は、図９及び図１０に示すようなものであって、フェルール３の後方に形成される空間部３４の形状は、実施の形態２の場合と同様に、薄肉部４からフェルール３に跨る後端面３３が軸心に対し直角となっている形状である。このように後端面３３を軸心に対し直角とすることにより、フェルール３の後端部におけるエッジ部３ｃによる食い込みが、実施の形態１の場合に比しより効果的に行われることは実施の形態２の場合と同様である。

次に、継手本体１と結合用部材２との螺合構造の点について説明する。継手本体１においては、実施の形態１におけるような雌ねじ筒部１４は形成されずに、軸部１５の外周側に雄ねじ１５ａが形成されている。また、結合用部材２においては、保護筒部２３に代わり、基部２２の前方に雌ねじ筒部２８が形成されている。また、基部２２の外周に形成されていた雄ねじ２２ａは廃止され、雌ねじ筒部２８の内周面に継手本体１の雄ねじ１５ａに螺合される雌ねじ２８ａが形成されている。また、雌ねじ筒部２８は、実施の形態１の場合の保護筒部２３に代わりフェルール３の外周を保護するものでもある。

実施の形態３の食い込み式管継手は、以上のように形成されているので、実施の形態１における（１）〜（４）、（６）及び（７）の効果を奏することができる。
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について図１１及び図１２に基づき説明する。実施の形態４は、実施の形態１において、フェルールの後方の空間部の形状を変更したものであって、他の点は実施の形態１と同一である。

この実施の形態におけるフェルール３の後方の空間部３４は、図１１に示すようなものであって、空間部３４の尖端部、つまり外周側部分は、溝部３６と同一のＶ字状に形成され、空間部３４の内周側部分は、前後面が軸線に垂直な平面を成すように形成されている。

したがって、空間部３４の後面となる押圧面２５は、外周側部分２５ａが傾斜面であり、内周側部分２５ｂは軸線に垂直な垂直面に形成されている。また、外周側部分２５ａの傾斜面は、内周側が後方となるように傾斜する傾斜面であり、この点については実施の形態１の傾斜面と同様である。また、この外周側部分２５ａの傾斜面は、最薄肉部４２で切断された後のフェルール３の後端部に当接するように構成されている。さらに、この実施の形態に係る押圧面２５は、結合用部材２の締結過程における途中までは外周側部分２５ａでフェルール３の外周側の後端部を押圧するが、結合用部材２の締結過程における途中から後は、軸線に垂直な垂直面から成る内周側部分２５ｂでフェルール３の外周側の後端部を押圧するように構成されている。

一方、空間部３４の前面を成す薄肉部４からフェルール３に跨る後端面３３は、切込の反対側の部分を含む外周側部分３３ａが傾斜面であり、内周側部分３３ｂが軸線に垂直な垂直面に形成されている。したがって、フェルール３の後部の外周面と薄肉部４の前面側との直角の連結部は、実施の形態１の場合と同様に、フェルール３から薄肉部４に跨る後端面３３に対する切込を形成し、この切込の位置に最薄肉部４２を形成している。また、後端面３３の内周側縁部を形成するエッジ部３ｃが直角に形成されている。

以上のように構成された実施の形態４の食い込み式管継手では、図１２に示されるように接続される。
先の実施の形態１におけると同様に、配管ｐに結合用部材２が外装されるとともに、配管ｐの先端部がフェルール３の貫通孔３１を通じて配管接続口１６に挿入され、さらに、結合用部材２を手回しで締め付けて配管ｐを仮止めする。この状態は、図１２（ａ）であって、空間部３４の形状が相違する他は実施の形態１における図６（ａ）と同一である。

また、引き続き、締結工具を使って結合用部材２を継手本体１に締め付けることにより、フェルール３は最薄肉部４２において切断され、フェルール３の後端面３３に押圧面２５の外周側部分２５ａが当接する（図１２（ｂ）参照）。この図は実施の形態１における図６（ｂ）に対応する。

次いで、締結工具を使って結合用部材２をさらに締め付けると、内周側が後方となるように傾斜する傾斜面からなる押圧面２５の外周側部分２５ａにより、フェルール３の外周側の後端部が押圧される。このため、実施の形態１の場合と同様に、フェルール３は、溝部３６を中心にして前部及び後部がそれぞれ配管ｐに食い込むように傾斜し、前部のエッジ部３ｂと後部のエッジ部３ｃとが配管ｐに食い込む。ところが、この実施の形態の場合は、結合用部材２が締結される過程の途中で、フェルール３の外周側の後端部を押圧する面が、傾斜面である外周側部分２５ａから軸線に対する垂直面である内周側部分２５ｂへと切り換わるように構成されている。このため、フェルール３の後部は、この切換までは溝部３６を中心にして傾斜してエッジ部３ｃが配管ｐに食い込むように変形するが、切換後は後部が前方向に押圧されながら配管ｐに食い込むように変形する、したがって、溝部３６の前後面が、実施の形態１の場合よりも早く当接するように変形する（図１２（ｃ）参照）。この結果、フェルール３が切断されて外周側の後端部が押圧面２５の外周側部分２５ａに最初に当接する段階（図１２（ｂ））から、溝部３６の前後面が当接する段階に至るまでの結合用部材２の移動距離Ｓ（図１２参照）が小さくなる。

実施の形態４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）空間部３４に形成される押圧面２５は、外周側部分２５ａを傾斜面とし、内周側部分２５ｂを軸線に垂直な垂直面とするとともに、結合用部材２が締結される過程の途中でフェルール３の外周側の後端部を押圧する面を押圧面２５の外周側部分２５ａから内周側部分２５ｂへと切り換えるようにしている。このため、押圧面２５の外周側部分２５ａがフェルール３の外周側の後端部に最初に当接する段階（図１２（ｂ））から、溝部３６の前後面が当接する段階に至るまでの結合用部材２の移動距離Ｓ（図１２参照）が小さくなる。この結果、結合用部材２の締付ストロークが短縮される。したがって、実施の形態１の場合に比し、その分配管接続時間が短縮される。

（２）また、空間部３４は、内周側が実施の形態１に比し小さくなるので、その分管継手を小型化することが可能である。
（３）空間部３４の外周側部分と溝部３６とが同一の形状に形成されているので、空間部３４と溝部３６とを同一の刃物（カッタ）で切削することができる。

（４）フェルール３の後端面の内周側のエッジ部３ｃが直角に形成されるので、エッジ部３ｃによる食い込みが、実施の形態１の場合に比しより効果的に行われる。
（５）その他、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態５）
次に、実施の形態５について図１３に基づき説明する。実施の形態５は、実施の形態４における溝部の形状を変更したものである。

すなわち、この実施の形態に係る溝部３６は、その設計意図、接続する配管ｐの材質や寸法、フェルール３の材質や形状などの諸仕様の変更により溝部３６を深く形成する必要が生じた場合に対応する形状を示す。

この場合、溝部３６は、実施の形態４の場合と同様の刃物を使用することを加味し、図１３に示すように、外周側部分３６１、すなわち尖端部を実施の形態４における溝部３６と同一のＶ字状とし、内周側部分３６２の前後の壁面を軸線に垂直な平面により形成したものとしている。溝部３６を深く形成する必要のある場合は、このような形状で溝部３６を形成することにより、実施の形態４と同様の効果を奏することができる。

なお、この実施の形態の場合は溝部３６の形状が異なるため、結合用部材２の締結による溝部３６の前面と後面との当接の仕方が、実施の形態１の場合や実施の形態４の場合と異なってくる。すなわち、この実施の形態の場合は、結合用部材２の締結によりフェルール３の後部が溝部３６を中心に傾斜すると、溝部３６の前面及び後面の内周側の縁部同士が先ず当接する。このため、溝部３６の前面と後面とは略全面で当接するという状態にはならずに、この縁部同士の当接によりフェルール３の後部の傾斜が食い止められて、エッジ部３ｃの過剰な食い込みが規制される。

（変形例）
（１）上記各実施の形態においては、フェルール３は結合用部材２に一体的に形成されているが、フェルール３は継手本体１や結合用部材２から独立して形成されたものであってもよい。

（２）また、上記各実施の形態においては、フェルール３が結合用部材２に対し一体に形成され、カム面１９が継手本体１に形成されている。しかし、これとは逆にフェルール３を継手本体１と一体的に形成し、カム面１９を結合用部材２に形成したものとしてもよく、また、フェルール３の取付についても、結合用部材２の基部２２のような位置に限定されるものではない。

（３）上記各実施の形態においては、フェルール３の先端部に切込部３５を設けるとともに、フェルール３の内周面における後端面３３に近い位置に溝部３６を設けているが、これらの形状については先に掲げたものに限定されるものではない。

（４）実施の形態１においては、継手本体１側に雌ねじ１４ａを形成するとともに結合用部材２側に雄ねじ２２ａを形成している。しかし、この螺合部の構造については実施の形態４に示したように、継手本体１側に雄ねじ１５ａを形成するとともに結合用部材２側に雌ねじ２８ａを形成してもよく、その場合における具体的構造についても先の例に限定されるものではない。

（５）上記各実施の形態においては、局部的に肉厚が薄くされた最薄肉部４２を形成するために、エッジ状の先端４１を有する切込が薄肉部４の前面側に形成されているが、製作の容易性を無視するならば反対側の面に形成されたものとしてもよい。

本発明の実施の形態１に係る食い込み式管継手の部分断面図であって、締結前の組み付け状態を示す。 同食い込み式管継手の部分断面図であって、締結完了の状態を示す。 同食い込み式管継手における継手本体の部分断面図である。 同食い込み式管継手における結合用部材の部分断面図である。 同食い込み式管継手におけるフェルールの周りの拡大断面図である。 同食い込み式管継手におけるフェルールの周りの配管接続工程図であって、（ａ）はフェルールの先端部の楔状部により配管が仮止めされた状態図であり、（ｂ）はフェルールが分離された後の状態図であり、（ｃ）は締結完了の状態を示す。 参考例に係る食い込み式管継手のフェルール周りの配管接続工程図であって、（ａ）は後端部のエッジが適正量食い込んだ状態図であり、（ｂ）は締結完了の状態を示す。 本発明の実施の形態２に係る食い込み式管継手のフェルール周りの拡大断面図である。 本発明の実施の形態３に係る食い込み式管継手の部分断面図であって、締結前の組み付け状態を示す。 同食い込み式管継手の部分断面図であって、締結完了の状態を示す。 本発明の実施の形態４に係る食い込み式管継手のフェルール周りの拡大断面図である。 同食い込み式管継手におけるフェルールの周りの配管接続工程図であって、（ａ）はフェルールの先端部の楔状部により配管が仮止めされた状態図であり、（ｂ）はフェルールが分離された後の状態図であり、（ｃ）は締結完了の状態を示す。 本発明の実施の形態５に係る食い込み式管継手のフェルール周りの拡大断面図である。 従来のフェルール一体型食い込み式管継手におけるフェルール周りの配管接続工程図であって、（ａ）はフェルールの先端部がカム面に当接した分離前の状態図であり、（ｂ）はフェルールを接続する薄肉部が切断されて、押圧面により後端部が押圧される状態図であり、（ｃ）は配管接続完了の状態図である。

符号の説明

ｐ…配管、１…継手本体、２…結合用部材、３…フェルール、３ａ…楔状部、３ｂ，３ｃ…エッジ部、４…薄肉部、１３，２２…基部、１６…配管接続口、１９…カム面、２５…押圧面、３３…後端面、３４…空間部、３５…切込部、３６…溝部、４２…薄肉部。

Claims (5)

1. 接続すべき配管を挿入する配管接続口を有する継手本体と、継手本体に締結される結合用部材と、環状のフェルールと、フェルールの先端部を配管に食い込ませるようにガイドするカム面とを備え、
   前記カム面は継手本体又は結合用部材の何れか一方に形成され、
   前記カム面が形成されていない他方の継手本体又は結合用部材には、フェルールの後端部を内周側に押し付けながら軸方向に押圧する押圧面が形成され、
   また、前記フェルールは、フェルールを前部と後部とに二分するように内周側から径方向外方へ窪む溝部が形成されるとともに、フェルールの後端部が前記押圧面により内周側に押し付けながら軸方向に押圧されることにより、フェルールの先端部がカム面に押し付けられて、フェルールの先端部に形成されるエッジ部及びフェルールの内周面の後端部に形成されるエッジ部が配管に食い込むように構成され、
   さらに、前記フェルールは、継手本体と結合用部材とを手回しで締め付けるときに発生する軸方向の押付力により、フェルールの先端部を変形容易とするための切込部を有し、この切込部から先の楔状部を配管と配管接続口との間に押し込んで接続すべき配管を仮止め可能に形成されるとともに、この切込部の後側の切込面の内周側に形成されるエッジ部を、前記フェルールの先端部に形成されるエッジ部とした
   ことを特徴とする食い込み式管継手。
2. 前記フェルールは、前記カム面が形成されていない他方の継手本体又は結合用部材の基部に対し、フェルールの後端面と前記押圧面との間に空間部が形成されるとともに、径方向に延びる薄肉部を介して後端部が一体的に連結され、さらに、継手本体と結合用部材とが締結される過程において、フェルールの先端部がカム面に当接した後に継手本体と結合用部材との締結に伴い発生する軸方向力により前記薄肉部が切断され、この薄肉部が切断された後に独立のフェルールとして作用するように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継手。
3. 前記溝部は、フェルールの先端部のエッジ部とフェルールの内周面の後端部のエッジ部とが配管に食い込むように変形する途中において、溝部を形成する前面と後面とが全面又は一部で当接する形状に形成されてい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継手。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の食い込み式管継手を冷媒回路、給水回路、又は、冷媒回路と給水回路の双方に使用した冷凍装置。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載の食い込み式管継手を給湯回路、給水回路、又は、給湯回路と給水回路の双方に使用した温水装置。

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