专利名称：管接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管接头，特别涉及一种在接头主体的接合孔中插入管和套筒，并将螺母拧在接头主体的螺纹部上的管接头。
背景技术：
在内部流过流体的流体管中使用的接头(管接头)，大多使用可拆卸的接头，以便在产生管的劣化或流体供给源劣化等情况时能够容易进行更换、修理。作为管接头，存在对应于用途的各种螺纹结构的管接头。
在空调机等设备中，制冷剂在流体管中流过，作为管接头多使用喇叭口接头。最近，考虑到对环境变暖的影响，在对制冷剂，进行用设计压力为高压的氟利昂替代品和二氧化碳、或具有可燃性的碳化氢系列物质来代替氟利昂的研究。
例如，在把碳化氢用作制冷剂时，碳化氢的使用压力约为3MPa，只要使接头满足与以往使用的氟利昂制冷剂相同程度的耐压即可，但由于碳化氢是可燃性物质，因此与以往相比，对防止制冷剂从接头泄漏的要求更高。
并且，在把设计压力高于二氧化碳和以往的氟利昂的氟利昂替代品用作制冷剂时，要求具有比以往更高的耐压性的管接头。
因此，需要采用比喇叭口接头更适合于在高压下使用的切入式接头。
图9表示以往通用的切入式接头的一例。图9(a)表示在拧紧螺母102之前的状态，图9(b)表示在拧紧螺母102之后的状态。如图9所示，该接头由接头主体101、螺母102、和设在它们之间的套筒103构成，并且具有使套筒103的前端切入管111，将管111连接在接头主体101上的结构。这种切入式接头以往使用于厚壁钢管中，最近也在薄壁不锈钢管的连接中使用。
专利文献1表示在室内配管用薄壁不锈钢管的连接中使用的切入式接头。此处公开了下述结构，钢管制套筒通过拧紧而弯曲，从而防止套筒前端切入管时产生的管的疲劳现象(へたり込み)。
专利文献2公开了用于连接薄壁气管的切入式接头，上述薄壁气管在机床用冷却液配管中使用。其中，如果把O型密封圈和套爪(collet)的一端插入接头主体的阶差部，则在接头主体的端面和设于套爪的外径部上的突起端面之间形成间隙。并且，在利用螺母拧紧套爪使两个端面接触时，借助O型密封圈能够获得规定的密封压力，在继续将螺母拧紧到规定位置时，设在套爪的内径部上的爪切入管中，能够获得规定的连接力。
专利文献1日本专利实公昭61-26705号公报专利文献2日本专利特开2001-159481号公报切入式接头例如已经在约20MPa的高压流体的不锈钢配管(油压等配管)和半导体制造装置等中被采用。
但是，切入式接头在初次拧紧时，借助金属面的塑性变形和加工硬化，能够确保较高的密封性，但在卸下后再次使用时，密封压力比初次拧紧时的低，因温度变化造成的膨涨收缩和振动等，随着时间经过而变松动，从而有可能产生泄漏。
因此，虽然应该避免切入式接头的再次使用，但是以往的切入式接头，在拔出管时，卸下螺母，把管和切入该管中的套筒作为组件拔出。并且，如果进行与该拔出相反的动作，则恢复到管通过接头被连接起来的原来状态。这样，在卸下切入式接头后可以再次使用，如果进行这种再次使用，则有可能不能确保接头部分的气密性和耐压性。
发明内容
本发明的课题是解决在从接头主体卸下螺母并从接头主体拔出管和套筒后利用它们再次与管接合而产生的不良现象，即解决不能确保气密性和耐压性等问题。
第1发明涉及的管接头具有接头主体、套筒和螺母。在接头主体上形成有接合孔和螺纹部。接合孔是为了能够拆卸地与管接合而形成于接头主体的孔。螺母在管和套筒插入接合孔的状态下被拧在螺纹部上，并通过套筒使管接合在接合孔中。通过把螺母拧在螺纹部上，套筒与管和接头主体紧密接合，并且至少一部分被切断。在把螺母从螺纹部卸下并将管和套筒从接合孔拔出后，套筒不能够利用螺母把管接合在接合孔中。
此处，把管和套筒插入接头主体的接合孔中，把螺母拧在接头主体的螺纹部上，从而套筒与管和接头主体紧密接合，管被接合在接头主体上。例如，如果把其他管固定或接合在接头主体上，则该其他管和接合于接头主体的接合孔中的管以确保了气密性和耐压性的状态相连接。
并且，此处，在把管接合在接头主体上时，通过螺母拧在接头主体的螺纹部上，套筒的至少一部分被切断。这样，由于套筒被切断，因此在把螺母从螺纹部卸下并把管和套筒从接合孔拔出后，即使使用该套筒把管接合在接合孔中，也不能确保密封性。例如，即使为了使用一部分被切断的套筒，把管接合在接头主体的接合孔中而拧入螺母，接头主体和管也处于松动状态，或者即使把螺母拧入到规定位置，也因套筒的切断而缺少的部分，管和接头主体的内部空间与外部空间连通，从而不能确保密封性。
因此，由于明显不能确保密封性，所以进行管接合的操作者会停止再次使用因使用过一次而被切断的套筒，而选择新的套筒与管接合。由此，可以消除从接头主体卸下螺母并从接头主体拔出管和套筒后利用它们再次与管接合而产生的不良现象，即，能够消除不能确保气密性和耐压性等问题。
第2发明涉及的管接头，在第1发明的管接头中，在套筒上形成有套筒主体、分离部和连接部。通过把螺母拧在螺纹部上，分离部从套筒主体被切断并分离。连接部连接套筒主体和分离部。
此处，在套筒上设置了通过把螺母拧在螺纹部上而从套筒主体被切断并分离的分离部，所以分离部分离后的套筒成为缺少一部分的状态(缺少分离部的状态)。因此，很难使用该分离部分离后的套筒把管接合在接合孔中。
第3发明涉及的管接头，在第2发明的管接头中，由于具有剪切力作用于连接部的结构，因此通过把螺母拧在螺纹部上，连接部裂开，分离部更加可靠地从套筒主体分离。
第4发明涉及的管接头，在第2或第3发明的管接头中，分离部是在圆周方向上至少被分割成三部分的环状部分。
此处，分离部至少被分割成三部分，所以在套筒主体和分离部分离后，在把管和套筒从接头主体拔出时，分离部不会以卡在管上的状态而留下，分离部被分割成三部分或三个以上的部分从管离开。如果分离部是在圆周方向上未被分割的环状部件，并且在把管和套筒从接头主体拔出时，环状的分离部以卡在管上的状态留下，则在把使用过一次的管和套筒主体再次插入接头主体的接合孔中时，给操作者带来能够与上一次一样接合的感觉。但是，在这里，因为在把管和套筒从接头主体拔出时，分离部从管可靠地分离，所以操作者能够更加可靠地确认到套筒已被破坏将不能使用。
第5发明涉及的管接头，在第1～4发明中的任一发明的管接头中，在接头主体上，形成有把螺母拧在螺纹部上时与螺母的侧面对置的对置面。并且，在该管接头中，根据螺母的侧面和接头主体的对置面之间的间隙尺寸，来确定把螺母拧在螺纹部上时的适当的紧固扭矩。
此处，可以利用螺母的侧面和接头主体的对置面之间的间隙尺寸来控制(管理する)紧固扭矩。例如，使用量隙规控制紧固扭矩，或者可以使螺母的侧面和接头主体的对置面接触时的紧固扭矩合适。
第6发明涉及的管接头，在第1～5发明中的任一发明的管接头中，管是铜管或薄壁不锈钢管。
图1是本发明的一个实施方式涉及的切入式接头的局部剖面侧视图。
图2是接头主体的局部剖面侧视图。
图3是套筒的局部剖面侧视图。
图4是图3的IV-IV向视图。
图5是螺母的局部剖面侧视图。
图6是表示切入式接头的接合状态的局部剖面侧视图。
图7是表示套筒状态的变化的图。
图8是表示在使用一次后把管和套筒从接头主体拔出时的切入式接头的状态的局部剖面侧视图。
图9(a)表示以往通用的切入式接头在螺母拧紧之前的状态的侧剖面图，图9(b)表示以往通用的切入式接头在螺母拧紧之后的状态的侧剖面图。
标号说明1接头主体；2螺母；2a螺母的侧面；3套筒；6a接头主体的螺母部侧面(对置面)；10管；31套筒主体；32连接部；33分离部；50接合孔；58接头主体的外螺纹部(螺纹部)；F2剪切力；H接头主体的侧面和螺母侧面之间的间隙具体实施方式
(整体结构)如图1所示，本发明的一实施方式所涉及的管接头(切入式接头)具有接头主体1、螺母2和套筒3。该实施方式的接头用于连接作为铜管或薄壁不锈钢管的管10和管11，管10可拆卸地接合在接头主体1的接合孔50(后述)中。
(接头主体1的结构)如图1和图2所示，接头主体1由以下部分构成管座(socket)部4，将管11插入并钎焊在内部孔40中；用于连接管10的管连接部5；设在外周的螺母部6。螺母部6的侧面6a成为与后述的螺母2的侧面2a对置的对置面。
如图2所示，管连接部5内部具有形成接合孔50的接合孔形成部。该接合孔形成部由圆柱部51和接合部52构成。圆柱部51具有和管10的外径大致相等的内径。接合部52是通过与套筒3的前端部31a(后述)紧密接合而使前端部31a切入管10的部分，在图2中位于圆柱部51的右边附近，内表面形成为相对于中心轴线O-O的倾斜角度为10°～30°(此处为20°)的倾斜面，随着离开圆柱部51，直径逐渐变大。并且，在管连接部5的外表面形成有与螺母2旋合的外螺纹部58。
另外，接合孔50通过接头主体1的内部空间1a与管座部4的内部孔40连通。
(螺母2的结构)如图5所示，螺母2分别由筒状的前部25、中部26和后部27构成。前部25的内径大于中部26的内径，后部27的内径小于中部26的内径。
在螺母2拧在接头主体1上时，螺母2的前部25的侧面2a与接头主体1的螺母部6的侧面6a对置。
在螺母2的中部26的内周面形成有旋合于接头主体1的外螺纹部58的内螺纹部21。
在中部26侧的螺母2的后部27的侧面形成有倾斜面22，倾斜面22用于发挥向插入方向(图1和图6的箭头A方向)按压图3所示的套筒3的分离部33的后端倾斜面33b的作用。该倾斜面22相对于中心轴线O-O大约倾斜115°，倾斜程度与套筒3的后端倾斜面33b大致相同。
(套筒3的结构)图3和图4所示的套筒3主要由套筒主体31、连接部32和分离部33构成。
套筒主体31的内表面形成为与管10的外表面对置的非倾斜面。套筒主体31的外表面形成为如下的倾斜面，即，与接头主体1的接合部52对置，并且具有比该接合部52相对于中心轴线O-O的倾斜角度平缓的倾斜角度(此处约为10°)。
套筒主体31的前端部31a是与接头主体1的接合部52紧密接合并切入管10的部分。
连接部32和分离部33位于套筒主体31的后方(用图1和图6的箭头A表示的插入方向的后方)，在圆周方向上通过切槽38被等分成四部分。
分离部33的内径具有与套筒主体31的内表面大致相同的尺寸，分离部33的外径具有与套筒主体31的最大外径大致相同的尺寸。但是，分离部33的前侧部分被控制成内表面和外表面的直径变小，在从外周侧观看套筒3时，分离部33的外表面和连接部32的后方侧侧面的断面构成等腰直角三角形的切口。并且，连接部32的前表面32a与对置的套筒主体31的后表面31b一起形成环状的内周面凹部34的侧面。从套筒3的内表面观看时，内周面凹部34形成凹陷。另外，分离部33的后表面由位于内周侧并垂直于中心轴线的圆弧状面33c、和位于外周侧并相对于圆弧状面33c约倾斜25°的被按压倾斜面33b构成。
连接部32将配置在内周面凹部34外周侧的套筒主体31的后端部和分离部33的前端部连接起来。并且，如后面所述，各个连接部32在从螺母2受到压缩力使套筒主体31和分离部33在轴向彼此接近时，受到剪切力的作用而被切断(参照图7(a)、(b)的箭头F2)。这样，如果连接部32被切断，则通过连接部32而与套筒主体31连接的各个分离部33，与套筒主体31分离。
(管10对接头主体1的接合动作)图1表示切入式接头在拧紧前的状态。如图所示，在该切入式接头中，首先把管10和套筒3沿插入方向(图1的箭头A方向)插入接头主体1的接合孔50中，使螺母2旋转，利用螺母2的后部27的倾斜面22按压套筒3的被按压倾斜面33b，从而向前方(图1的左侧)按压套筒3。由此，在套筒3上作用着压缩力F1，以使套筒主体31和分离部33在轴向上彼此接近，借助该压缩力F1，剪切力F2作用于连接部32(参照图7(a))。
在继续转动螺母2时，套筒3的前端部31a与接头主体1的接合部52接触，但在该时刻(图1所示状态的时刻)，接头主体1的螺母部6的侧面6a和螺母2的侧面2a之间的间隙H(参照图1)大于适当尺寸。利用扳手或活动扳手拧紧螺母2，直到该间隙H成为规定的适当尺寸，在该时刻，螺母2成为以适当的紧固扭矩被紧固在接头主体1上的状态。这样，此处，根据接头主体1的螺母部6的侧面6a和螺母2的侧面2a之间的间隙H，可以确认紧固扭矩。另外，此处把上述的规定的适当尺寸作为图6所示的尺寸HB。
并且，在继续转动螺母2并使螺母2在接头主体1上继续拧紧时，套筒3的前端部31a与管10和接头主体1紧密接合，并且有剪切力F2作用的连接部32断裂。具体讲，连接部32因图7(a)所示的剪切力F2而断裂，套筒3的内周面凹部34消失，如图7(b)所示，连接部32的前表面32a直接抵接在套筒主体31的后表面31b上。并且，在将螺母2从接头主体1上卸下时，如图7(c)所示，被分割成四部分的分离部33分别从套筒31脱离(参照图8)。
最后，把螺母2拧入接头主体1直到接头主体1的螺母部6的侧面6a和螺母2的侧面2a之间的间隙H成为规定的适当尺寸(尺寸HB)，套筒3的前端部31a与管10紧密接合，并被挤压着切入管10的表面。另一方面，套筒3的前端部31a的外表面与接合孔50的接合部52紧密接合，并成为通过金属接触来防止流体泄漏的状态。这样，前端部31a切入管10的表面，前端部31a的外表面和接合孔50的接合部52借助金属接触被密封，从而管10以不泄漏的状态接合在接头主体1上。并且，由于套筒3的前端部31a切入管10的表面，因此管10和套筒3成为一体并形成组件。
在把螺母2从接头主体1的外螺纹部58卸下，把管10和套筒3的组件从接头主体1的接合孔50拔出时，如上面所述，被分割成四部分的分离部33分别从套筒主体31离开，结果，套筒主体31以切入管10的状态留下，各个分离部33从套筒主体31分离并从管10脱离(参照图8)。在图8中，在切入管10并残留下来的套筒主体31的后端能看见断裂面39。
并且，一旦这样把管10和套筒3从接头主体1的接合孔50拔出，分离部33脱离，套筒3只剩下套筒主体31，所以，以后即使再次把套筒3(套筒主体31)和管10安装在接头主体1的接合孔50上并拧入螺母2时，也不能成为确保密封性的接合状态，如果进行密封试验等，成为明显存在内部流体从接头泄漏的状态。并且，在此以前，认为操作者不会考虑再次使用分离部33脱离、并且能看见断裂面的套筒3(套筒主体31)。
(本实施方式的切入式接头的特征)(1)在该接头中，在把管10接合在接头主体1上时，把螺母2拧在接头主体1的外螺纹部58上，由此，剪切力F2作用于套筒3的连接部32，连接部32被切断。这样，套筒3在套筒主体31和分离部33之间被切断，因此，在把螺母2从接头主体1卸下、并把管10和套筒3从接合孔50拔出后，即使使用分离部33已脱离而只剩下套筒主体31的套筒3把管10接合在接合孔50中，也不能确保密封性。具体讲，此处，即使拧入螺母2，接头主体1和管10也处于松动状态。因此，把管10接合在接头主体1上的操作者，停止再次使用因使用过一次而被切断的套筒3，并选择新的套筒来接合管10。由此，可以消除从接头主体1卸下螺母2并从接头主体1拔出管10和套筒3后，使用它们再次接合管10而产生的不良现象，即能够消除不能确保气密性和耐压性等问题。
(2)在该接头中，具有如下结构剪切力F2作用于连接套筒主体31和分离部33的连接部32。因此，通过把螺母2拧在接头主体1上，连接部32裂开并被切断，在从接头主体1拔出管10和套筒3时，能够使分离部33可靠地从套筒主体31分离。
(3)在该接头中，套筒3的分离部33被分割成四部分，所以在套筒主体31和分离部33分离后，从接头主体1拔出管10和套筒3的组件时，分离部33不会以卡在管10的状态留下，而是被分成四部分从管10分离。
如果分离部33是在圆周方向上未被分割的环状部件，并且在把管10和套筒3从接头主体1拔出时，环状的分离部33便以卡在管10上的状态残留着，则在把使用过一次的管10和套筒主体31再次插入接头主体1的接合孔50中时，分离部33也卡在上面(っぃてきて)，给操作者带来能够像上一次一样接合的感觉。
但是，此处，在把管10和套筒3从接头主体1拔出时，分离部33从管10可靠分离，所以操作者能够更加可靠地确认套筒3已被破坏而不能使用。
(4)在该接头中，根据螺母2的侧面2a和接头主体1的螺母部6的侧面6a之间的间隙H，能够确定把螺母2拧在接头主体1的外螺纹部58上时的适当的紧固扭矩。因此，如果使用量隙规，则可以控制紧固扭矩。
(5)如上所述的切入式接头，在用作使用压力较高的氟利昂替代品的冷冻装置和空调装置的管接头时特别有效。具体讲，在用作压力大于等于1MPa、进而使用压力大于等于2MPa的管的接头时，其气密性和耐压性发挥效果。
并且，如果是冷冻装置和空调装置的配管，由于制冷剂的温度变化和压力变化比较剧烈，所以要求比通常高的耐压性，但如果采用本实施方式涉及的接头，则能够满足较高的要求。特别是在至少温度变化大于等于10℃、压力变化大于等于0.3MPa，通常在温度变化大于等于20℃、压力变化大于等于0.5MPa的冷冻装置和空调装置中，本实施方式所涉及的接头的耐压性发挥效果。
(变形例)(A)在上述实施方式的切入式接头中，套筒3的连接部32和分离部33通过切槽38在圆周方向上被分割成四部分，但只要在被切断并从套筒主体31分离时能够从管10脱离，也可以分割成三部分、五部分及更多部分。
并且，在研究切槽38的大小和形状，以使其达到被切断后能够从套筒主体31可靠脱离的程度的情况下，也可以将分离部33分割成两部分。
另外，在套筒主体31和分离部33被切断，操作者容易通过目视确认套筒3不能使用的情况下，未必一定要分割分离部33。
(B)在上述实施方式的切入式接头中，套筒3构成为在把螺母2拧在接头主体1上时，被分割成四部分的分离部33通过连接部32的切断从套筒主体31脱离，但也可以利用下述结构代替，即，在把螺母2拧在接头主体1上时，套筒3的一部分被切断但不产生分离的部分。该情况下，在再次使用螺母2把管10和套筒3接合在接头主体1上时，把接头设计成使内部流体从套筒3的切断部分明显泄漏，或者把接头设计成使操作者能够明显确认套筒3因其一部分被切断而不能使用，从而在从接头主体1的接合孔50拔出管10和套筒3后，能够不把套筒3用作接合管10和接头主体1的单元。
(C)在上述实施方式中，分离部33脱离，套筒3仅剩下套筒主体31，由此，即使拧入螺母2，接头主体1和管10也处于松动状态。因此，想要把管10接合在接头主体1上的操作者会停止再次使用因使用过一次而被切断的套筒3，并选择新的套筒来与管10接合。
套筒3也可以用具有下述结构的套筒来代替，即，套筒3在其他位置被切断，在再次接合时，即使把螺母2拧入到规定位置，因套筒3的切断而产生缺口的部分也会产生泄漏。该情况下，成为流过管10内的流体明显从该缺口部分泄漏的状态，将要进行管10的接合的操作者能更加可靠地确认到不能确保密封性。
在使用本发明涉及的管接头时，由于明显不能确保密封性，因此进行管的接合的操作者会停止再次使用因使用过一次而产生切断的套筒，并选择新的套筒来接合管。由此，能够消除在把螺母从接头主体卸下并把管和套筒从接头主体拔出后，使用它们再次与管接合而产生的不良现象，即能够消除不能确保气密性和耐压性等问题。
权利要求
1.一种管接头，具有接头主体，在内部形成有用于与管接合的接合孔，在外表面形成有螺纹部；套筒；螺母，在所述管和所述套筒插入所述接合孔的状态下，被拧在所述螺纹部上，并通过所述套筒使所述管接合在所述接合孔中；通过把所述螺母拧在所述螺纹部上，所述套筒与所述管和所述接头主体紧密接合，并且至少一部分被切断，在把所述螺母从所述螺纹部卸下并将所述管和所述套筒从所述接合孔拔出后，不能够把所述管接合在所述接合孔上。
2.根据权利要求1所述的管接头，其特征在于，在所述套筒上形成有套筒主体；分离部，通过把所述螺母拧在所述螺纹部上，而从所述套筒主体被切断并分离；连接部，连接所述套筒主体和所述分离部。
3.根据权利要求2所述的管接头，其特征在于，具有如下结构通过把所述螺母拧在所述螺纹部上，剪切力作用于所述连接部。
4.根据权利要求2或3所述的管接头，其特征在于所述分离部是在圆周方向上至少被分割成三部分的环状部分。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的管接头，其特征在于，在所述接头主体上，形成有把所述螺母拧在所述螺纹部上时与所述螺母的侧面对置的对置面；根据所述螺母的侧面和所述接头主体的所述对置面之间的间隙尺寸，来确定把所述螺母拧在所述螺纹部上时的适当的紧固扭矩。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的管接头，其特征在于，所述管是铜管或薄壁不锈钢管。
全文摘要
本发明的目的是解决卸下螺母并从接头主体拔出管和套筒后，使用它们再次与管接合而产生的不良现象，即解决不能确保气密性和耐压性等问题。本发明涉及的接头具备具有接合孔(50)和外螺纹部(58)的接头主体(1)；套筒(3)；螺母(2)。在管(10)和套筒(3)插入接合孔(50)的状态下，螺母(2)被拧在外螺纹部(58)上，并通过套筒(3)使管(10)接合在接合孔(50)中。通过拧入螺母(2)，套筒(3)与管(10)和接头主体(1)紧密接合，并且在连接套筒主体(31)和分离部(33)的连接部(32)处被切断。在把螺母(2)卸下并将管(10)和套筒(3)从接合孔(50)拔出后，套筒(3)不能再把管(10)接合在接合孔(50)上。
文档编号F16L19/08GK1823240SQ20048002061
公开日2006年8月23日 申请日期2004年7月12日 优先权日2003年7月18日
发明者浅川守, 田中顺一郎, 藤波功, 中田春男 申请人:伊原科技株式会社, 大金工业株式会社