JP4552125B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、ガス管などにおける管継手に関し、より詳しくは、クランプボルトとナットによって管と配管用の継手を接続する管継手に関する。

管継手には様々な種類のものが提案されている。特許文献1及び２は、管に流す流体は液体、気体などの違いはあるが、いずれも管と管とを接続する管継手の一例である。

管継手は気密性（本明細書では「気密性」を「水密性」を含む広い概念としてとらえるものとする。）を確保するためのパッキンが設けられるが、このパッキンは、ゴム製・金属製などを問わず、各部品とは別体の独立した部品で構成されている。

特開２００３−３１４７７５号公報 特開２０００−３０４１７４号公報

公知の管継手シール機構の他の一例を図４について説明する。図４において、管（５２）の一端は先端にテーパー拡管部（５２ａ）が形成され、該テーパー拡管部は袋ナット（５３）により継手管（５４）のテーパー至端部（５４ａ）に圧接状態に締結されている。しかし、テーパー部のゆがみやテーパー部が少ない場合は袋ナットを締め付けても漏れの原因になり易い、という問題がある。

さらに、管（５２）が銅管の場合、締め付けすぎると破損して気密性が低下するため、トルクレンチなどの特殊工具を用いて締め付けトルクを一定範囲に制限したり、或いは作業者の熟練によって適切な締め付けを行うことが通常であった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、クランプボルトを締め付けるだけで、極めて簡単に接続作業が完了する管継手を提供することを技術的課題とする。

本発明に係る管継手は、先端部に円環状の金属パッキン１０が一体に設けられたクランプボルト１と、中空筒状の継手本体２と、この継手本体に内装されるスリーブ体３とから構成され、前記継手本体２の内部にスリーブ体３を挿通された状態で、クランプボルト１が、配管用の継手４に接合される構造であって、前記スリーブ体３の内部には前記金属パッキング１０と接する先細まりのテーパー部３０が設けられ、クランプボルト１を締め付けると、前記金属パッキン１０がねじの螺合により回転しながらテーパー部内に圧入して管Ａを締め付けるとともに、テーパー部内への圧入進行にともない摩擦抵抗により回転が阻止されて金属パッキンが接合部１６よりねじ切られ分断することを特徴とする。
このような構成によると、クランプボルトを締め付けることにより金属パッキン１０がテーパー部に密着することで、精度の高い気密性を確保することができる。

また、本発明に係る管継手は、金属パッキン１０とクランプボルト１との間の接合部に溝部１１が設けられていることを特徴とする。

このような構成によると、溝部１１によって金属パッキン１０がクランプボルト１から切断分離されやすくなるため、一旦金属パッキン１０が塑性変形すれば、クランプボルトが緩んでも高い気密性がそのまま保持される。また、従来の別体もののパッキンのように締めすぎてもパッキンが破損して気密性が悪くなるということがなく、締め付けトルクを気にせず力一杯締め付ければよいため、取付作業の効率が従来よりも著しく向上する。
しかも、金属パッキンがクランプボルトと一体となっているので高精度に所定の位置に金属パッキンを配置でき、このため、パッキンがずれることによりガス漏れが生じるなどの取付ミスが激減する。

本発明に係る管継手は、クランプボルトを締め付けると金属パッキンが根元からねじ切られて分断し、分断後もテーパー内部に圧入進行することによって塑性変形するため、高い気密性が得られる。

以下、図１乃至図３を参照して、本発明に係る管継手の実施例を説明する。

図１は、本発明の管継手の半縦断面正面図である。この管継手は、管Ａと継手４とを接続するためのものであり、クランプボルト１と、継手本体２と、スリーブ体３とから構成される。

図２（ａ）は継手本体２の半断面正面図である。継手本体２は両端が開口２２、２３した中空の筒状体であり、両端部にクランプボルト1及び配管用継手４を螺合するための雌ネジ２０ａ、２０ｂが設けられている。この開口部の直径は、クランプボルト側の方が配管用継手側のそれよりもやや大きい。また、継手本体２の内部には空洞部２１が設けられ、この空洞部２１にスリーブ体３が挿入されるようになっている。なお、スリーブ体３はクランプボルト側から挿入される。

図２（ｂ）は、クランプボルトの半断面正面図である。クランプボルト１は内部に管Ａを挿通するため、前後に貫通した空洞１２が設けられ、先端部にドーナツのような円環型の金属パッキン１０が一体に設けられている。クランプボルト１には後端部にねじ回し用の角頭部１３が、中間部に継手本体２の先端のネジ孔２０ａに螺合する雄ネジ１４が夫々設けられている。金属パッキン１０はクランプボルト１の前端の段状の肩１５に接合部１６を介して一体に設けられ、接合部１６に環状のスリットからなる溝部１１が設けられる。

図２（ｃ）は、スリーブ体３の半断面正面図である。このスリーブ体３は両端が開口した中空の小円筒体からなり、後端口３２よりクランプボルト１の先端の金属パッキン１０が挿入される。後端口３２の少し奥の内周面に先細まりのテーパー部３０が設けられ、前端口３３の内周面に前方に向ってラッパ状の広がりをもつテーパー部３１が設けられている。

配管用の継手４は、エアコン等の器具本体側に固有のもので、図１に示すように継手本体２の後端の開口部２３に挿入螺合される。このため、開口部２３の雌ネジ２０ｂと螺合される雄ネジ４１を有する周胴部４２に前後に貫通した空洞４３が設けられ、先端部にはスリーブ体３の他端のテーパー部３１と面接触で密着するようにテーパー部４４が設けられている。継手４の外端部にはねじ回わし用の角頭部４５が設けられ、基端部に取付用ネジ４６が設けられている。

本発明に係る管継手を用いて管Ａと配管用の継手４を接合する方法を図１について説明する。

継手本体２のクランプボルト1側よりスリーブ体３を挿入しクランプボルト１の空洞１２に管Ａを挿通した状態でクランプボルト１を継手本体２の後端部のネジ孔２０ａに螺合しスパナ等で締め付ける。継手本体２の前端部のネジ孔２０ｂに配管用の継手４を螺合し所定の位置まで締め付けておく。この状態でクランプボルト１を締め付けていくと、クランプボルトの先端の金属パッキン１０はクランプボルトと一体に回転しながら進行し、スリーブ体３のテーパー部３０内へ圧入されていく。このため金属パッキン１０はテーパー部３０に強く接触して奥へ圧入すればする程、回転方向に対して摩擦抵抗が強くなり遂には回転が阻止される。回転が阻止されてもさらにクランプボルト１の締め付けが続けられると、金属パッキン１０は段状の肩１５との接合部１６に回転方向の剪断力が作用してねじ切られるうに分断する。さらに、クランプボルト１の締め付けを強くして押進を続けると金属パッキン１０は回転しないままテーパー部内に深く圧入されるため、金属パッキン１０の内面で管Ａを強力に締め付け、さらにスリーブ体３の押進によりテーパー部３１と配管用継手４側のテーパー部４４との密着が強くなり、気密性が高められる。

金属パッキン１０の接合部１６は、クランプボルトの締め付けにより剪断力が作用するように幅及び肉厚等が設計されている。さらにこの接合部に環状のスリットからなる溝部１１を設けることにより金属パッキン１０の分断が所定の計算通り適正に行われる。

図３(ａ）及び（ｂ）は、クランプボルトの接合部１６に設けられた金属パッキン１０とスリーブ体３のテーパー部３０との作用を示す拡大断面図である。図３(ａ）からさらに締め付けを強くして押進すると、図３(ｂ) のように金属パッキン１０が楔（クサビ）を打ち込んだように塑性変形して内外両面の気密性を一段と高める様子が理解できる。また、金属パッキンの分断により、その後クランプボルトに緩みを生じても高い気密性がそのまま保持される。

本発明に係る管継手をエアーコンディショナーの冷媒ガスのボンベに接続で試運転したところ、ガス漏れは全く無かった。
なお、実施例ではエアーコンディショナーの冷媒ガスの配管に接続するときに銅管を用いた。このため管Ａは銅管が好ましい。しかし銅製以外であっても勿論差し仕えない。

以上のように、本発明に係る管継手は、取付作業の簡略化と高い気密性とが同時に得られるため、産業上の利用可能性は極めて大きい。

図１は、本発明の管継手の正面図で、上半部は断面で示されている。 図２(ａ)乃至(ｃ)は、それぞれ、継手本体、クランプボルト、スリーブ体の正面図で、それぞれ上半部は断面で示されている。 図３(ａ)(ｂ)は、テーパー部３０付近の拡大断面図である。(ａ)は金属パッキンの塑性変形前の様子を表し、(ｂ)は塑性変形後の様子を表している。 従来例の管継手の断面図である。

符号の説明

１ クランプボルト
２ 継手本体
３ スリーブ体
４ 配管用継手
１０ 金属パッキン
１１ 溝部
１６ 接合部
３０ テーパー部

Claims (2)

1. 先端部に円環状の金属パッキン（１０）が一体に設けられたクランプボルト（１）と、中空筒状の継手本体（２）と、この継手本体に内装されるスリーブ体（３）とから構成され、前記継手本体（２）の内部にスリーブ体（３）を挿通された状態で、クランプボルト（１）が、配管用の継手（４）に接合される構造であって、前記スリーブ体（３）の内部には前記金属パッキング（１０）と接する先細まりのテーパー部（３０）が設けられ、クランプボルト（１）を締め付けると、前記金属パッキン（１０）がねじの螺合により回転しながらテーパー部内に圧入して管（Ａ）を締め付けるとともに、テーパー部内への圧入進行にともない摩擦抵抗により回転が阻止されて金属パッキンが接合部（１６）よりねじ切られ分断することを特徴とする管継手。
2. 前記金属パッキン（１０）とクランプボルト（１）との間の接合部（１６）に溝部（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１記載の管継手。

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