以下、本発明を食い込み式管継手に具体� ��した各実施の形態を図面に基づき説明する� ��各実施の形態を示す図面において、共通す� ��要素には同一の符号を付し、実施の形態2以 降においては、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9 に基づいて説明する。実施の形態1に係る管� �手は、冷凍装置、ヒートポンプ式温水装置� �どの冷媒回路、給水回路、及び給湯回路な� �に使用される食い込み式管継手である。図1� ��、食い込み式管継手の締結開始後にフェル� ��ルがカム面に当接した状態を示す部分断面� ��である。図2は、接続配管の締結完了の状態 を示す部分断面図である。図3は継手本体を� �す部分断面図であり、図4は結合部材を示す� ��分断面図である。図5はカム面の周りを拡大 して示す図であり、図6はフェルールの周り� �拡大して示す図である。図7(a)~(c)は、配管の 接続工程を示す図である。

 本食い込み式管継手は、これらの図に示� ��れるように、接続すべき接続配管P2が接続� �れる装置に取り付けられる継手本体1と、接� ��配管P2に外装されて継手本体1に結合される� ��合部材2と、結合部材2と一体に形成されて� �るフェルール3とを備えている。以下の説明� ��おいて、継手本体1側、例えば図1における� �方を前方と称し、結合部材2側、例えば図1に おける右方を後方と称する。

 図1~図3に示すように、継手本体1において 結合部材2の反対側に位置する端部には、装� �側配管P1が差し込まれてろう付される差込口 11aを有するソケット部11が形成されている。� ��ケット部11の結合部材2側には、結合部材2の 締結時に締結工具で把持されるナット部12が� ��周に形成された基部13と、結合部材2が螺合� ��れる螺合部としての雌ねじ14aが内周面に形� ��された雌ねじ筒部14とが形成されている。� �の雌ねじ筒部14の外周には、前記基部13から� ��続してナット部12が形成されている。

 ソケット部11では、差込口11aの入口の外� �が基部13の外周よりも小さく形成されており 、これにより薄肉壁部11bが形成されている。 薄肉壁部11bは、差込口11aの入口から差込口11a の先端近傍までの範囲に形成されている。差 込口11aの先端近傍とは、当該位置と差込口11a の入口との距離よりも、前記位置と差込口11a の先端との距離の方が短い位置のことであり 、好ましくは、図1に記載された位置、すな� �ち差込口11aの先端の手前近くの位置である� �

 継手本体1は、基部13において結合部材2に 対向する端面から雌ねじ筒部14内に突出する� ��部15を有している。この軸部15から基部13に� ��けての中心部には、配管接続時に接続配管P 2が差し込まれる差込口16が形成されている。 差込口11aと差込口16との間には、これらの差� ��口11a,16の内周面から突出する段部17が形成� �れている。段部17の内周面の直径は、差込口 11a,16の直径よりも小さく設定されている。し たがって、差込口11a,16に差し込まれた装置側 配管P1及び接続配管P2は、それらの先端部が� �部17の段差面に当接することにより所定位置 に保持される。装置側配管P1は接続配管P2と� �一の配管径を有している。

 差込口16の入口にはカム面18が形成されて いる。カム面18は、その前方において差込口1 6に連なり、後方に向けて径が大きくなる円� �状に形成されている。管継手の軸心に対す� �カム面18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の傾斜角度よりも大き く設定されている。カム面18の中央部18aの傾� ��角度は、図5に示すように、カム面18におけ� ��中央部18a以外の個所の傾斜角度よりもさら� ��大きく設定されている。これは、フェルー� ��3の先端部を接続配管P2に食い込みやすくす� ��ためである。

 結合部材2は、図1、図2、図4及び図6に示� �ように、軸心に接続配管P2が貫通する貫通孔 21が形成された基部22を有している。この基� �22において継手本体1に対向する端部には、� �ェルール3の外周を保護する保護筒部23が形� �されている。保護筒部23に続く基部22の外周� ��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。基部22の後部には� ��締結工具で把持可能なように外形が大きく� ��成されるとともに六角ナット状を有する把� ��部24が形成されている。

 以上の構成において、装置側配管P1及び� �続配管P2は銅管により形成されており、継手 本体1及び結合部材2は黄銅製材料から形成さ� ��ている。これらの材料は冷凍装置用材料と� ��て最適であり、汎用性を有している。

 上記のように形成された結合部材2には、 保護筒部23内において基部22から前方へ、つ� �り継手本体1に向かって突出するように環状� ��フェルール3が形成されている。フェルール 3の軸心の孔は接続配管P2が貫通する貫通孔31� ��あり、その直径は、前記差込口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� ��図4及び図6に示すように、フェルール3は、� ��の後端部において径方向に沿って延びる薄� ��部4を介して基部22に連結されており、結合� ��材2と一体的に形成されている。

 フェルール3をその軸方向に沿った断面で 見ると、例えば図6に示すように、フェルー� �3の後部が略一定の肉厚に形成されるととも� ��前部が先端に向かうに従って薄くなるよう� ��、外周面がテーパ面32に形成されている。� �のテーパ面32の傾斜角度は、前述したように カム面18の傾斜角度よりもやや小さい角度に� ��成されている。フェルール3の後端面33は、� ��部22の内周縁から該基部22の径方向に沿って 外方に窪む空間34を介して、基部22に形成さ� �た押圧面25と対向している。図6に示すよう� �、空間34の尖端部、つまり外周部分は略V字� �に形成されており、空間34の内周部分は、そ の前後面が軸線に対して垂直な平面を成すよ うに形成されている。空間34の尖端部には、� ��部22の軸心に沿って延びる短い直線部34aが� �成されている。

 フェルール3の後部の外周面と薄肉部4の� �面とは、軸方向に沿って切断された断面に� �いて略直角に連結されている。この直角の� �部は、フェルール3から薄肉部4に跨る後端面 33と、フェルール3の円筒状を有する外周面及 び薄肉部4の前面とから構成される断面形状� �おいて、エッジ状の切込41を形成している。 この切込41により、局部的に肉厚が薄くなる� ��薄肉部42が形成されている。このため、結� �部材2に軸方向の力が作用すると、この最薄� ��部42に応力集中が生起される。

 フェルール3の先端付近の内周面には第1� �ッチ35が設けられおり、フェルール3の後端� �近の内周面には第2ノッチ36が設けられてい� �。第1ノッチ35は、該第1ノッチ35の先端部分3a の変形を容易にする。軸心方向における第1� �ッチ35の断面形状は直角三角形であり、第1� �ッチ35は、後方の切込面が軸心に対して直角 に延びるように形成されている。この第1ノ� �チ35は、結合部材2を手回しで締め付ける段� �において、第1ノッチ35の先端部分3aが接続配 管P2と差込口16との間に楔状に差し込まれて� �続配管P2を仮止め可能に構成されている。第 1ノッチ35の後方の切込面とフェルール3の内� �面との交差部がエッジ部3bを形成しており、 このエッジ部3bがフェルール3における先端部 の接続配管P2への食い込みを行う(図7(c)参照)� ��

 第2ノッチ36は略V字状を有しており、外周 に対向する辺が短い台形状に形成されている 。即ち、第2ノッチ36は、前記空間34の尖端部� ��と同一の形状に形成されている。換言する� ��、空間34は、第2ノッチ36のV字状の両側端か� ��軸線に対して垂直な平面が延びている形状� ��有している。尖端部が略V字状である第2ノ� �チ36が形成されていることにより、第2ノッ� �36の外周に対向する辺(すなわち尖端部分)と� ��フェルール3の後部の外周面との間には、薄 肉の環状薄肉部37(図6参照)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� ��部37が形成されることにより、フェルール3� ��先端近傍のエッジ部3bが接続配管P2に食い込 むように変形するとともに、後端面33の内周� ��縁部を形成するエッジ部3cが接続配管P2に食 い込むように変形する。したがって、フェル ール3全体が第2ノッチ36を中心にして変形す� �(図2及び図7(c)参照)。このように、先端部の� ��ッジ部3bの食い込み以外に後端部のエッジ� �3cが接続配管P2に食い込むように変形するこ� ��により、接続配管P2が抜けないように保持� �れるとともに、接続配管P2を伝達する振動が エッジ部3bに伝達されることが抑止され、先� ��部おけるエッジ部3bの食い込みによるシー� �機能及び配管保持機能が高く維持される。

 次に、以上のように構成される本食い込� ��式管継手による配管の接続方法について、� ��7に従い説明する。継手本体1への接続配管P2 の接続に先立ち、継手本体1は装置側配管P1に 取り付けられている。この取り付け作業は、 継手本体1が黄銅で形成されていることから� �差込口11aの内周面にフラックスが塗布され� �。次いで、装置側配管P1が差込口11aに差し込 まれる。この差込は、装置側配管P1の先端部� ��段部17に当接するまで行われる。そして、� �込口11aが加熱され、ろう材が差込口11aの入� �から流し込まれる。このろう付作業におい� �、差込口11aの外周の薄肉壁部11bが差込口11a� �入口から差込口11aの先端近傍に至る長さに� �成されていることから、装置側配管P1の先端 近傍までろう材が流れやすくなり、ろう付が 強固に行われる。また、この薄肉壁部11bは、 差込口11aの先端より手前で終了するように形 成されていることから、フラックスが結合部 材2に対向する差込口16へ飛散することがなく 、ろう材が差込口16に流れ込むこともない。

 次に、本食い込み式管継手による接続配� ��P2の接続では、結合部材2の貫通孔21に接続� �管P2が差し込まれ、結合部材2が接続配管P2に 外装される。そして、接続配管P2の先端部が� ��ェルール3の貫通孔31を通して差込口16に挿� �され、その先端が段部17に当接した状態で結 合部材2が継手本体1に螺合される。このよう� ��してフェルール3の先端部分3aがカム面18に� �接した状態を図1に示す。

 この状態から結合部材2が手回しでさらに 締め付けられると、フェルール3の先端部分3a が接続配管P2と差込口16との間に押し込まれ� �接続配管P2の仮止めが行われる。この状態を 図7(a)に示す。

 その後は、フェルール3における第1ノッ� �35の後方のテーパ面32がカム面18に当接する� �とから大きな回転トルクが必要である。し� �がって、この段階から後の工程では締結工� �を使って結合部材2が継手本体1に締め付けら れる。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18に押 し付けられた状態で結合部材2が締め付けら� �、軸方向における前向きの力が薄肉部4に作� ��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、すなわち切込41(図7( a)参照)を有する最薄肉部42に応力集中が発生� ��、この最薄肉部42において薄肉部4が切断さ� ��、後端面33の外周端部が押圧面25に当接する (図7(b)参照)。

 フェルール3は、前述したように結合部材 2から分離され、後端面33の外周端部が押圧面 25により押圧される。また、フェルール3は、 その後は独立したフェルール3と同様に作用� �る。すなわち、フェルール3は、後端面33の� �周端部が押圧面25により押圧される状態から 結合部材2がさらに締め付けられると、基部22 の軸心に向かうに従い後方へ傾斜している押 圧面25により、第2ノッチ36を中心としてその� ��後の部分が軸心に向かって曲がりやすくな� ��。したがって、フェルール3において、第2� �ッチ36の前部は、第2ノッチ36を中心にしてエ ッジ部3bが接続配管P2に食い込むように傾斜� �、第2ノッチ36の後部は、第2ノッチ36を中心� �して後端面33の内周縁のエッジ部3cが接続配� ��P2に食い込むように傾斜する(図7(c)参照)。

 さらに、フェルール3では、このように後 部が第2ノッチ36を中心にして傾斜するように 変形してエッジ部3cが食い込み、この食い込� ��量が適正値になると、第2ノッチ36を形成す� ��前面と後面とが略全面で当接するように、� ��2ノッチ36の形状が設定されている。この形� ��は、図6に拡大して示されるように空間34の� ��端部の形状と同一の略V字型であって、より 詳しくは第2ノッチ36の尖端に短い直線部36aが 形成されている。即ち、第2ノッチ36が台形状 に画定されている。これにより、本実施の形 態1に係るフェルール3では、第2ノッチ36を画� ��する前面と後面とが略全面で互いに当接し� ��後は、第2ノッチ36を中心とする傾斜が規制� ��れ、エッジ部3cの過剰な食い込みが起こら� �いように構成されている。

 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� ��量に達すると、結合部材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 、接続配管P2の接続が完了する(図2参照)。

 次に、上記のように構成される継手本体� ��おける差込口11a,16及び段部17の加工方法に� �いて説明する。これらの加工では、図8(a)に� ��すように、ドリル等の下穴加工用の刃具5に より、継手本体1の中心部に段部17の内径に等 しい直径を有する下穴17aが形成される。次に 、図8(b)に示すように、結合部材に対向する� �部から下穴17aに中ぐり仕上げバイト6が挿入� ��れ、差込口11aに相当する部分が仕上げ加工� ��れて差込口11aが形成される。中ぐり仕上げ� ��イト6では、刃先6bが柄部6aから外周に向か� �て突出している。

 次いで、図9に示すように、中ぐり仕上げ バイト6が手前に引かれ、差込口16に相当の部 分が仕上げ加工される。これにより、差込口 11aと差込口16との間に、先に加工された下穴1 7aの面がそのまま残された部分が形成される� ��この残された部分が段部17に相当する。こ� �ようにして段部17が形成されており、段部17� ��差込口11aの内周面との段差が0.1mm~0.5mmに設� �される。カム面18の加工は、差込口11a及び差 込口16の加工後に行われる。以上のようにし� ��差込口11a,16が一方向から形成される。この� ��合において、以下の条件を満足させる必要� ��ある。即ち、段部17を形成する下穴17aの内� �Bは、中ぐり仕上げバイト6の柄部6a及び刃先6 bを含む全高さAより大きく設定されている。� ��部17の段差Dは、中ぐり仕上げバイト6の刃先 6bの高さCより小さく設定されている。さらに 、中ぐり仕上げバイト6の柄部6aは、中ぐり仕 上げ加工に耐える太さを備えている。

 段部17の差込口11aに対向する段差面17bは� �差込口11の入口に向かうに従い拡径する傾斜 面に形成され、この傾斜面は、中ぐり仕上げ バイト6の刃先6bの傾斜面に対応する形状を有 している。

 本実施の形態に係る食い込み式管継手は以� ��の利点を有する。
 (1)装置側配管P1が差し込まれる差込口11aの� �口における外周壁部には、薄肉壁部11bが差� �口11aの入口から差込口11aの先端近傍に至る� �囲に形成されている。そのため、従来の食� �込み式管継手に比べて、差込口11aの壁の熱� �量が装置側配管P1の先端近傍まで小さくなっ ている。この結果、ろう付時、装置側配管P1� ��先端近傍までろう材が流れやすくなり、ろ� ��付が強固に行われる。

 (2)薄肉壁部11bは、差込口11aの入口から、� ��差込口11aの先端より手前、即ち該差込口の� ��端より入口側、かつ差込口11aの先端近傍ま� ��の範囲で形成されている。このため、差込� ��11aの先端に形成される段部17の段差が小さ� �てもよいし、段部17が省略されてもよいこと が実験的に解明された。これは、薄肉壁部11b から大きな壁厚を有する基部13に移行する個� ��で壁の熱容量が急激に大きくなることによ� ��、ろう材の流れ込み及びフラックスの飛散� ��防止されるためと考えられる。したがって� ��本実施の形態のように、段部17の段差が小� �く形成された場合でも、この構成が接続配� �P2のシール、例えばカム面18におけるシール� ��支障を与えることがない。

 (3)本実施の形態においては、装置側配管P 1及び接続配管P2の先端部が段部17により位置� ��めされていることから、装置側配管P1のろ� �付及び接続配管P2の食い込み式の接続が良好 に行われる。

 (4)本実施の形態に係る継手本体1において は、その中心部に、段部17の内周面の直径に� ��当する直径を有する下穴17aが加工され、そ� ��後に、装置側配管P1の差込口11a及び接続配� �P2の差込口16の加工が行われる。両差込口11a� ��16の加工では、下穴17aの加工後に仕上げ加� �を行うだけであり、この両差込口11a、16の仕 上げ加工が施されることにより、更なる加工 を施すことなく段差の小さい段部17が形成さ� ��る。このように、合理的な加工を許容する� ��成となっているので、加工コストを軽減す� ��ことができる。

 (5)段部17と差込口11aの内周面との段差が0. 1mm~0.5mmに設定されている。中ぐり仕上げバイ トによる仕上げ削り寸法、一方向からの加工 における段差条件、段部の機能維持などの観 点から見て、この程度の寸法が最適と考えら れる。

 (6)本実施の形態においては、段部17の段� �が小さいことから、装置側配管P1の差込口11a 及び接続配管P2側の差込口16を一方向から加� �することができる。これにより、継手本体1� ��コストをさらに軽減することができる。

 (7)本実施の形態においては、段部17にお� �る装置側配管P1の差込口11aに対向する段差面 17bが、差込口11aの仕上げ加工に使用される中 ぐり仕上げバイト6の刃先6bの形状に対応する 形状を有している。そのため、差込口11a内周 面の加工と同時に、傾斜面を成す段差面17bの 加工が行われる。このこともコスト軽減に寄 与することができる。

 (9)装置側配管P1が銅管であるとともに継手� �体1が黄銅製であることから、支障なく所定� ��りの強度でろう付を行うことができる。
 (8)本実施の形態に係るフェルール3では、内 周面における後端部近傍の位置にフェルール 3を前部と後部とに二分する第2ノッチ36が形� �されている。そのため、この第2ノッチ36を� �んでフェルール3の前部と後部とが中心に向� ��って折れるように曲がり易い。これにより� ��先端部のエッジ部3bと、後端部のエッジ部3c とが接続配管P2の表面に食い込み易くなる。

 (9)フェルール3の先端部に第1ノッチ35が形 成され、この第1ノッチ35の先端部分3aが、結� ��部材2が手回しで締められることにより、接 続配管P2の外周面と差込口16の内周面との間� �隙間に押し込まれる。したがって、本食い� �み式管継手は、締結に際し、結合部材2を手� ��しで締め付けることによりフェルール3の先 端部分3aを接続配管P2の外周面と差込口16の内 周面との間の隙間に押し込んで接続配管P2を� ��止めするように構成されている。この結果� ��結合部材2を締結工具で締結しなければなら なくなる前に接続配管P2が仮止めされ、配管� ��続作業が容易になる。

 (10)結合部材2の基部22から前方に突出する フェルール3の外周は、保護筒部23により保護 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を傷付ける� �とが予防される。

 (11)本実施の形態に係る食い込み式管継手 を、冷凍装置及び温水装置の冷媒回路、給水 回路、給湯回路などに使用することができ、 このような冷凍装置及び温水装置のコスト軽 減に貢献することができる。

 (実施の形態2)
 実施の形態1では、段部17が装置側配管P1及� �接続配管P2の位置決め手段として形成されて いたが、実施の形態2では、位置決め手段が� �の部材により構成されている。

 すなわち、実施の形態2においては、図10� ��示すように、位置決め手段として、装置側� ��管P1の外周に突出部71が形成されている。装 置側配管P1の外周に環状の突出部71が突出し� �いてもよいし、複数の突出部71が部分的に突 出していてもよい。実施の形態2に係る食い� �み式管継手では、このような突出部71が設け られるとともに、実施の形態1における段部17 が省略されている。この実施の形態2におい� �は、装置側配管P1の差込口11aと接続配管P2の� ��込口16とが、互いに連続するとともに同一� �で形成されている。したがって、この場合� �両差込口11a,16の加工は、一方向から一連の� �業として容易に行われる。接続配管P2の位置 決めは、差込口16に接続配管P2が差し込まれ� �前に、差込口11aに装置側配管P1がろう付され ていることから、このろう付された装置側配 管P1の先端に接続配管P2の先端を当接させる� �とにより行われる。

 (実施の形態3)
 実施の形態1では、結合部材2にフェルール3� ��形成されていたが、この実施の形態3では、 継手本体にフェルールが取り付けられている 。

 実施の形態3に係る食い込み式管継手では 、継手本体1の基部13から突出する軸部15が実� ��の形態1の軸部15に比べて短く形成され、該� ��部15の先端部に、軸方向に沿った断面にお� �て略山形状を有するフェルール75が形成され ている。一方、結合部材2では、保護筒部23が 第1の実施の形態1の保護筒部23に比べて短く� �成されている。更に、結合部材2の中心部の� ��通孔21において継手本体1に対向する端部に� ��ム面76が形成されている。図11は、この食い 込み式管継手が締結された状態を示す図であ るが、この図に示すように、フェルール75は� ��手本体1と一体的に形成されており、一体的 に形成されたまま継手本体1と結合部材2とに� ��着されて接続配管P2に食い込むように構成� �れている。

 従来例の食い込み式管継手において、薄� ��壁部101aを差込口107の先のまで延長するとと もに段部109の段差を小さくした場合は、ろう 付性能は良好となる。しかしながら、ろう付 のために使用されるフレックスが装置側配管 106の差込口107から接続配管102の差込口108へ飛 散し、飛散したフレックスがカム面105に付着 する。そして、付着したフレックスが固形化 してカム面105のシール機能が損なわれるとい う問題があった。これに対し、フェルールが 継手本体に形成され、カム面が結合部材に形 成された食い込み式管継手においては、フレ ックスが装置側配管の差込口から接続配管の 差込口へ飛散すると、フェルールのエッジ部 が汚染されてエッジ部のシール機能が損なわ れ易いという問題があった。

 しかしながら、この実施の形態3において は、装置側配管P1が差し込まれる差込口11aの� ��口における外周壁部に、薄肉壁部11bが差込� ��11aの入口から、差込口11aの先端より入口側� ��位置するとともに差込口11aの先端近傍まで� ��範囲で形成されている。したがって、この� ��施の形態3に係る食い込み式管継手において は、薄肉壁部11bが装置側配管P1の先端部まで� ��びており、装置側配管P1のろう付が良好に� �われる。また、薄肉壁部11bが差込口11aの入� �から、差込口11aの先端より入口側に位置す� �とともに差込口11aの先端近傍に至る範囲に� �成されている。このため、実施の形態1のよ� ��に段部17が形成されていないが、ろう付に� �用されるフレックスが装置側配管P1の差込口 11aから接続配管P2の差込口16へ飛散すること� �なく、フェルール75のエッジ部75a,75bが汚染� �れることもない。

 (変形例)
 (1)上記各実施の形態においては、フェルー� ��3、75は結合部材2又は継手本体1に一体化さ� �ていたが、一体化されたフェルール3,75の代� ��りに、従来例のように独立のフェルールが� ��用されてもよい。

 (2)フェルール3は、空間34、第1ノッチ35及� ��第2ノッチ36を備えている。しかしながら、� ��ェルール3は、空間34と第2ノッチ36のみとを� ��えてもよく、また、空間34と第1ノッチ35の� �とを備えてもよい。さらには、第1ノッチ35� �び第2ノッチ36が省略されたフェルールが採� �されてもよい。

 (3)前記各実施の形態においては、継手本� ��1に雌ねじ14aが形成されるとともに結合部材 2に雄ねじ22aが形成された螺合構造が採用さ� �ている。しかしながら、継手本体と結合部� �との螺合構造については、従来例のように� �継手本体1に雄ねじが形成されるとともに結� ��部材2に雌ねじが形成されてもよい。また、 その場合における具体的構造については、従 来例に限定されるものではない。

 (4)前記各実施の形態においては、装置側� ��管P1と接続配管P2とのサイズが同一であるが 、装置側配管P1より大径の接続配管P2が使用� �れてもよい。この場合、実施の形態1及び3に おいては、接続配管P2の差込口16に対向する� �差が大きくなる。実施の形態2においては、� ��続配管P2の差込口16の先端に段部が形成され る。この場合、前記段部により接続配管P2の� ��置決めが行われてもよい。