JP4618117B2 - 配管の接続方法、及び管継手 - Google Patents

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Description

本発明は、管継手を用いた配管の接続方法、及び管継手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続に用いられる管継手として、継手本体の接合部に配管を配置し、継手本体にナットをねじ込むことによって配管を継手本体の接合部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、ナットの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採用されている。
特開2003−74768号公報
ところで、このような管継手に接続される配管は、図9に示すように配管101の外周101aに、製造上の理由から軸方向に沿って縦傷101bが形成されている場合がある。また、配管の取り扱い時や運搬時において配管の外周を傷付けてしまうこともある。このようにして外周に傷痕が形成された状態の配管を、上記のような食い込み継手を用いて接続しようとした場合、ナットを十分にねじ込んでスリーブを配管の外周に食い込ませようとしても、傷痕が形成された箇所においては、スリーブと配管の外周との間に隙間ができてしまう恐れがある。配管の接続時にスリーブと配管の外周との間に隙間が生じていると、スリーブの食い込み部におけるシール性が低下してしまう。
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、配管の外周に形成された傷痕を修復して、スリーブの食い込み部におけるシール性を向上させることができる配管の接続方法、及び管継手を提供することにある。
本発明に係る配管の接続方法は、配管を接合するための接合孔が内周に形成されて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、前記配管が前記接合孔に挿入された状態で前記ナットの前記継手本体へのねじ込みによって前記配管の外周に食い込むスリーブとを備える管継手を用いた配管の接続方法であって、前記スリーブは、前記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、前記ナットの前記継手本体へのねじ込みによって、前記スリーブが前記配管の外周を押圧するように前記スリーブを変形させる第1工程と、同第1工程の後、前記ナットをさらにねじ込み、前記スリーブが前記配管の外周を押圧しながら回転することにより前記配管の外周に形成された傷痕を修復する第2工程と、同第2工程の後、前記ナットをさらにねじ込み、前記スリーブを前記ナットから切断させる第3工程と、同第3工程の後、前記ナットをさらにねじ込み、前記スリーブを前記修復された配管の外周に食い込ませる第4工程とを含むことを特徴とする。
同構成によれば、ナットの継手本体へのねじ込みによって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、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、配管を接続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、配管を接続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、ナットの継手本体へのねじ込みによりスリーブが変形して配管の外周を押圧し、その後にナットをさらにねじ込むことにより、ナットと一体的に設けられたスリーブが配管の外周を押圧しながら回転して、配管の外周に形成された傷痕を修復する。このようにスリーブは配管の外周を押圧している状態で回転するため、ナットのねじ込み動作を利用して配管の外周に形成された傷痕を好適に修復することができる。そして、ナットをさらにねじ込むことにより、スリーブをナットから切断させて、修復された配管の外周にスリーブを食い込ませるため、配管の外周の傷痕が修復されていない状態でスリーブを食い込ませる場合と比べて、配管の接続時にスリーブの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
また、前記第4工程は、前記第1工程において前記配管の外周を押圧する前記スリーブの押圧部が、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、第1工程において配管の外周を押圧するスリーブの押圧部が、第4工程において配管の外周に食い込むようにしているため、押圧部が配管の外周を押圧して傷痕を修復し、そのまま配管の外周の同じ位置に食い込むように構成することができる。このため、配管の外周の傷痕が修復された位置に対して確実に押圧部を食い込ませることができ、配管の外周に食い込んだ押圧部におけるシール性を向上させることができる。
また、前記第1工程は、前記継手本体に形成されたガイド面が前記スリーブと当接することにより前記スリーブを変形させて、前記押圧部が前記配管の外周を押圧するようにし、前記第4工程は、前記ガイド面が前記スリーブをガイドして、前記押圧部が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、継手本体に形成されたガイド面は、第1工程においてスリーブと当接することにより押圧部が配管の外周を押圧するようにスリーブを変形させるとともに、第4工程において押圧部が配管の外周に食い込むようにスリーブをガイドする。このため、一つのガイド面により、押圧部が配管の外周を押圧する態様と、押圧部が配管の外周に食い込む態様とを設定することができるので、配管の外周の傷痕が修復された位置に対して押圧部を食い込ませるように構成することが容易となり、配管の外周に食い込んだ押圧部におけるシール性を向上させることができる。
また、前記押圧部は、前記ナットをねじ込むときの前記スリーブの先端部に形成されるようにしてもよい。
同構成によれば、押圧部はナットをねじ込むときのスリーブの先端部に形成されるため、ナットのねじ込みにより押圧部を変形させ易くすることができる。このため、スリーブがナットから切断されるのに先立ってスリーブを変形させて押圧部が配管の外周を押圧して傷痕を修復するように構成することが容易となる。
また、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て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、前記配管が前記接合孔に挿入された状態で前記ナットの前記継手本体へのねじ込みによって前記配管の外周に食い込むスリーブとを備える管継手であって、前記スリーブは、前記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、前記ナットの前記継手本体へのねじ込み時においては前記スリーブが前記配管の外周を押圧するように変形して回転した後に前記ナットから切断されるように前記ナットとの連結部の切断強度が設定されるとともに、切断された後にナット締結時の押圧力を受けて前記配管の外周に食い込むように構成されてい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ってスリーブが配管の外周を押圧するように変形した後、さらにナットをねじ込むことによってスリーブがナットから切断されるようにスリーブとナットとの連結部の切断強度が設定される。このため、ナットのねじ込み動作によりナットと一体的に設けられたスリーブが配管の外周を押圧しながら回転して配管の外周に形成された傷痕を修復した後に、スリーブがナットから切断されるとともに、切断されたスリーブがナット締結時の押圧力により配管の外周に食い込むように構成されている。これにより、ナットから切断したスリーブが、傷痕の修復された配管の外周に食い込むため、配管の外周の傷痕が修復されていない状態でスリーブを食い込ませる場合と比べて、配管の接続時にスリーブの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
本発明に係る配管の接続方法、及び管継手によれば、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、ナットのねじ込みに伴ってスリーブが配管の外周を押圧する状態で回転するように構成することにより、配管の外周に形成された傷痕を修復することができる。そして、傷痕が修復された配管の外周に対して、ナットから切断されたスリーブを食い込ませるため、配管の接続時にスリーブの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
以下、図1〜8を参照して、本発明を具体化した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、配管の接続時に継手本体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。
ここで、管継手1は、配管12の接続前にはスリーブ15がナット14に対して一体的に設けられるように構成されている。配管12の接続時には、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(押圧部)15aが継手本体13に形成されたガイド面13cに押圧されて変形し、前端部15aが配管12の外周面12bを押圧する状態で回転することにより、配管12の外周面12bに形成された傷痕を修復する。そして、さらにナット14がねじ込まれることによって、スリーブ15がナット14から切断されて、前端部15aが配管12の外周面12bに食い込む。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、スリーブ15が配管12に食い込むときにスリーブ15をガイドするガイド面13cと、ナット14が螺合される雄ねじ部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。ガイド面13cは、接合孔13bの入口側に位置し、円錐状に形成されている。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に形成された被ガイド面15bをガイドし、スリーブ15の前端部15aが配管12の外周面12bに食い込むようにしている。雄ねじ部13d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。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13d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、スリーブ15が配管12に食い込むときにスリーブ15を押圧する内側面14c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。内側面14cは、保持孔14bを形成する突部の雌ねじ部14a側の側部に、ナット14のねじ込み方向に対して略垂直方向に形成される。
スリーブ15は、図3に示すように、ナット14の雌ねじ部14aに対して継手本体13にねじ込まれる挿入側とは反対側で且つ内径側の位置に形成される。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、基部15eを通じてナット14に連結されている。スリーブ15は、配管12の外周面12bに食い込む前端部15aと、スリーブ15が配管12に食い込むときにガイド面13cによりガイドされる被ガイド面15bと、配管12と対向する内周面15cと、配管12に食い込むときに押圧力を受ける後端面15dとを有している。
前端部15aは、継手本体13にナット14をねじ込むときのスリーブ15の先端部に形成される。被ガイド面15bは、スリーブ15の外周側に設けられるとともに、円錐状に形成されている。被ガイド面15bにおける円錐面の傾斜角βは、継手本体13のガイド面13cにおける円錐面の傾斜角αよりも小さく形成される。これにより、ナット14がねじ込まれたときに、被ガイド面15bに隣接する前端部15aが内径側に変形して配管12の外周面12bに食い込むようにしている。内周面15c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15dは、スリーブ15の前端部15aとは反対側に形成されるとともに、ナット14の内側面14cと対向している。後端面15d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の基部15eは、スリーブ15がナット14から容易に切断されて分離できるように、図3に示すように薄肉に形成されている。ここで、スリーブ15の基部15eは、ナット14の継手本体13へのねじ込み時においてスリーブ15の前端部15aが配管12の外周面12bを押圧するように変形して回転した後にスリーブ15がナット14から切断されるように切断強度が設定されている。すなわち、スリーブ15がナット14から切断される前に、前端部15aが配管12の外周面12bを押圧するように変形して回転し、配管12の外周面12bに形成された傷痕を修復できるように構成されている。
次に、図4〜8を参照して、管継手1を用いた配管12の接続方法について説明する。図4,5,7,8は管継手1のスリーブ15周辺部の状態を示す断面図である。配管12を管継手1に接続するときは、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、継手本体13の雄ねじ部13d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、図4に示すように、スリーブ15の前端部15aが継手本体13のガイド面13cと当接する。
そして、ナット14のねじ込みに伴って、スリーブ15の前端部15aと継手本体13のガイド面13cとの当接部における押圧力が大きくなる。これにより、スリーブ15は変形し、被ガイド面15bが継手本体13のガイド面13cによりガイドされて、図5に示すように、前端部15aが配管12の外周面12bを押圧する状態となる(第1工程)。
引き続きナット14をねじ込んでいくと、ナット14に対して一体的に設けられているスリーブ15が、配管12の外周面12bを押圧しながら回転する。これにより、配管12の外周面12bはスリーブ15の前端部15aから押圧力を受ける。このとき、外周面12bを押圧する前端部15aの部位は、ねじ込み方向にある程度の幅を有するとともにねじ込み方向に移動するため、外周面12bに形成された傷痕12cは修復される(第2工程)。図6は配管12の外周に形成された傷痕12cが修復された状態を示す斜視図である。図6に示すように、スリーブ15の前端部15aから押圧力を受けた外周面12bの部位12dは、傷痕12cが修復されて凹凸がない状態となる。
さらに引き続きナット14をねじ込んでいくと、スリーブ15が配管12の部位12d及び継手本体13のガイド面13cから受ける反力が大きくなる。これにより、スリーブ15の基部15e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の基部15eは切断される(第3工程)。そして、スリーブ15の基部15eの切断によって、図7に示すように、ナット14とスリーブ15とは分離する。
さらに引き続きナット14をねじ込んでいくと、ナット14の内側面14cがスリーブ15の後端面15d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15dがナット14の内側面14cから押圧力を受け、スリーブ15の被ガイド面15bが継手本体13のガイド面13cにガイドされることにより、図8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の部位12dに食い込んでいく(第4工程)。
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は、傷痕12cが修復された配管12の部位12dに食い込むため、配管12の接続時に前端部15aと配管12の外周面12bとの間に隙間が生じてしまうような状況を回避することができ、前端部15aの食い込み部におけるシール性を確保することができる。また、スリーブ15の被ガイド面15bと継手本体13のガイド面13cとが密着するため、被ガイド面15bとガイド面13cとの間のシール性を確保することができる。以上のようにして、シール性を確保しながら配管12を管継手1に接続することができる。
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に対して一体的に設けられる。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を接続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に対して一体的に設けられることから、配管12を接続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。
(2)上記実施形態では、ナット14の継手本体13へのねじ込みによりスリーブ15が変形して前端部15aが配管12の外周面12bを押圧する状態となり、その後にナット14をさらにねじ込むことにより、ナット14と一体的に設けられたスリーブ15が外周面12bを押圧しながら回転して、外周面12bに形成された傷痕12cを修復する。このようにスリーブ15は配管12の外周面12bを押圧している状態で回転するため、ナット14のねじ込み動作を利用して配管12の外周面12bに形成された傷痕12cを好適に修復することができる。そして、ナット14をさらにねじ込むことにより、スリーブ15をナット14から切断させて、修復された配管12の部位12dにスリーブ15の前端部15aを食い込ませる。このため、配管12の接続時に前端部15aと配管12の外周面12bとの間に隙間が生じてしまうような状況を回避することができ、配管12の外周面12bの傷痕12cが修復されていない状態で前端部15aを食い込ませる場合と比べて、前端部15aの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
(3)上記実施形態では、配管12の外周面12bを押圧して傷痕12cを修復するスリーブの前端部15aが、修復された配管12の部位12dに食い込んで配管12を接続するように構成されている。このように前端部15aが配管12の外周面12bを押圧して部位12dの傷痕12cを修復し、そのまま部位12dに食い込むようにしているため、傷痕12cが修復された部位12dに対して確実に前端部15aを食い込ませることができ、前端部15aの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
(4)上記実施形態では、継手本体13のガイド面13cは、スリーブ15の被ガイド面15bと当接することにより前端部15aが配管12の外周面12bを押圧するようにスリーブ15を変形させるとともに、前端部15aが配管12の外周面12bに食い込むようにスリーブ15をガイドする。このため、1つのガイド面13cにより、前端部15aが外周面12bを押圧する態様と、前端部15aが外周面12bに食い込む態様とを設定することができるので、傷痕12cが修復された部位12dに対して確実に前端部15aを食い込ませるように構成することができ、前端部15aの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
(5)上記実施形態では、前端部15aは、継手本体13にナット14をねじ込むときのスリーブ15の先端部に形成されるため、ナット14のねじ込みにより前端部15aを変形させ易くすることができる。このため、スリーブ15がナット14から切断されるのに先立ってスリーブ15を変形させて前端部15aが配管12の外周面12bを押圧して傷痕12cを修復するように構成することが容易となる。
(6)上記実施形態では、スリーブ15の基部15eは、ナット14の継手本体13へのねじ込み時においてスリーブ15の前端部15aが配管12の外周面12bを押圧するように変形して回転した後にスリーブ15がナット14から切断されるように切断強度が設定されている。このため、ナット14のねじ込み動作によりスリーブ15が配管12の外周面12bを押圧しながら回転して配管12の外周面12bに形成された傷痕12cを修復した後に、スリーブ15がナット14から切断するように管継手1を構成することができる。そして、このように構成することにより、ナット14から切断したスリーブ15を、傷痕12cの修復された配管12の部位12dに食い込ませることができる。これにより、配管12の接続時に前端部15aと配管12の外周面12bとの間に隙間が生じてしまうような状況を回避することができ、配管12の外周面12bの傷痕12cが修復されていない状態で前端部15aを食い込ませる場合と比べて、前端部15aの食い込み部におけるシール性を向上させることができる。
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の前端部15aにより配管12の傷痕12cを修復し、前端部15aが修復された部位12dに食い込むようにしているが、前端部15a以外の箇所、例えばスリーブ15の内周面15cに設けられた突起部等により傷痕12cを修復し、その突起部等が修復された部位12dに食い込むようにしてもよい。
・上記実施形態では、配管12の外周面12bを押圧して配管12の傷痕12cを修復するスリーブ15の前端部15aが、配管12の外周面12bに食い込むようにしているが、外周面12bを押圧するスリーブ15の箇所と外周面12bに食い込むスリーブ15の箇所とは同一箇所でなくてもよい。
・上記実施形態では、管継手1は、配管11,12を接続するために用いられているが、管継手1の構成を、空気調和機の室内ユニットと室外ユニットとを連結する冷媒配管の接続部、空気調和機の冷媒配管に配設されるような閉鎖弁の接続部、又はその他の冷凍装置における冷媒配管の接続部に適用してもよい。
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。 スリーブが切断される前の断面図。 スリーブが配管の外周を押圧するときの断面図。 配管の外周に形成された傷痕が修復された状態を示す斜視図。 スリーブが切断された後の断面図。 スリーブが配管の外周に食い込むときの断面図。 配管の外周に傷痕が形成された状態を示す斜視図。
符号の説明
1…管継手、11,12…配管、13…継手本体、14…ナット、15…スリーブ。

Claims (5)

  1. 配管を接合するための接合孔が内周に形成されて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、前記配管が前記接合孔に挿入された状態で前記ナットの前記継手本体へのねじ込みによって前記配管の外周に食い込むスリーブとを備える管継手を用いた配管の接続方法であって、
    前記スリーブは、前記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、
    前記ナットの前記継手本体へのねじ込みによって、前記スリーブが前記配管の外周を押圧するように前記スリーブを変形させる第1工程と、
    同第1工程の後、前記ナットをさらにねじ込み、前記スリーブが前記配管の外周を押圧しながら回転することにより前記配管の外周に形成された傷痕を修復する第2工程と、
    同第2工程の後、前記ナットをさらにねじ込み、前記スリーブを前記ナットから切断させる第3工程と、
    同第3工程の後、前記ナットをさらにねじ込み、前記スリーブを前記修復された配管の外周に食い込ませる第4工程とを含む
    ことを特徴とする配管の接続方法。
  2. 請求項1に記載の配管の接続方法において、
    前記第4工程は、前記第1工程において前記配管の外周を押圧する前記スリーブの押圧部が、前記配管の外周に食い込むようにする
    ことを特徴とする配管の接続方法。
  3. 請求項2に記載の配管の接続方法において、
    前記第1工程は、前記継手本体に形成されたガイド面が前記スリーブと当接することにより前記スリーブを変形させて、前記押圧部が前記配管の外周を押圧するようにし、
    前記第4工程は、前記ガイド面が前記スリーブをガイドして、前記押圧部が前記配管の外周に食い込むようにする
    ことを特徴とする配管の接続方法。
  4. 請求項2又は3に記載の配管の接続方法において、
    前記押圧部は、前記ナットをねじ込むときの前記スリーブの先端部に形成される
    ことを特徴とする配管の接続方法。
  5. 配管を接合するための接合孔が内周に形成されて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、前記配管が前記接合孔に挿入された状態で前記ナットの前記継手本体へのねじ込みによって前記配管の外周に食い込むスリーブとを備える管継手であって、
    前記スリーブは、前記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、前記ナットの前記継手本体へのねじ込み時においては前記スリーブが前記配管の外周を押圧するように変形して回転した後に前記ナットから切断されるように前記ナットとの連結部の切断強度が設定されるとともに、切断された後にナット締結時の押圧力を受けて前記配管の外周に食い込むように構成されている
    ことを特徴とする管継手。
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