铜管与接头的连接机构的制作方法

本发明涉及尤其在建筑物、工厂用的大型空调用制冷剂配管中使用的铜管与接头的连接机构。

背景技术：

在现有的大型空调用制冷剂配管中，是通过焊接将成为配管的铜管接合的(例如，专利文献1、专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：实开平5-45491号公报

专利文献2：特开2005-262248号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

然而，通过焊接进行接合时要使用可燃性气体、电加热器，因此存在如下问题：在无法使用这些加热手段的修复工程或工期短的工程的现场，需要特别加以注意，并且，需要不分昼夜地进行施工。

用于解决问题的方案

鉴于上述情况，本发明涉及一种铜管与接头的连接机构，其在施工时不需要热，仅通过将螺母紧固就能够简单地连接，另外，即使没有特别的施工技术，也能进行铜管的配管作业，其方案如下：

一种铜管与接头的连接机构，具有：铜管，其在端部外周形成有具有2个倾斜面的凸部；接头，其具有供该铜管的凸部的端缘侧插入的内径部，并且具有在一端侧外周形成有外螺纹的螺母卡合筒部，上述接头按压上述凸部的一个倾斜面；以及螺母，其具备螺母主体部，上述螺母主体部具有倾斜按压部并且具有开口部，上述倾斜按压部以上述凸部为界与将上述铜管的端缘侧插入到内径部的上述接头相对，外嵌到上述铜管并按压上述凸部的另一个倾斜面，上述开口部在内周面形成有与上述螺母卡合筒部的外螺纹螺合的内螺纹，上述铜管与接头的连接机构通过将上述接头的螺母卡合部的外螺纹与上述螺母的螺母主体部的内螺纹螺合来连接上述铜管与上述接头，其中，

上述接头形成有与上述凸部的一个倾斜面抵接的、通过从上述螺母卡合筒部的内周面的开口侧形成大径部而产生的与上述内径部的边界的角部，而且，上述接头在接头的中央方向与上述螺母卡合筒部相邻具备嵌合筒部，上述螺母具有伸出筒部，上述伸出筒部从上述螺母主体部伸出并外嵌到上述铜管，而且，上述螺母具有加强筒部，上述加强筒部向上述螺母主体部的与上述伸出筒部相反的方向延长并外嵌到上述接头的嵌合筒部。

另外，上述螺母的上述加强筒部、螺母主体部以及伸出筒部的总长度是铜管的公称直径的约2倍。

此外，在上述伸出筒部的端头处的开口内周面形成有弧形部。

发明效果

根据上述方案，在连接时，当将铜管的凸部的端缘侧插入到接头的内径部中并将外套于铜管的螺母紧固到接头时，凸部的2个倾斜面会被螺母的倾斜按压部和接头的角部夹住而被固定。此时，由于在接头的嵌合筒部会外嵌有螺母的加强筒部，因此，铜管相对于接头的直行性被维持，且由于在形成于端部外周的凸部被螺母的倾斜按压部和接头的角部夹住的铜管的从螺母主体露出的外周也会外嵌有螺母的伸出筒部，因此，铜管相对于螺母的直行性进一步被维持。

因此，在连接时，会形成接头、螺母、铜管在维持同轴上的直行性的状态下被牢固且笔直地连接为一体的配管，所以，上述角部与凸部的一个倾斜面紧贴的密封位置不再变动，能对在接头的内径内通过的流体更可靠地进行密封，能可靠地防止流体泄漏。而且，通过上述构成，在由于地震等而导致铜管产生了弯曲力矩、或者由于时间的推移导致支撑铜管的部件移动或劣化而有了应力作用的情况下，这些应力在力学上会作用于上述伸出筒部的端缘的内周缘而使应力等消散，因此，接头、螺母的连接位置处仍会维持同轴上的直行性，所以，密封位置不会变动，能维持良好的密封状态而可靠地防止介质等流体泄漏，进而能够有助于提高连接机构的耐久性。

而且，在角部与一个倾斜面紧贴的密封位置上，由于铜管的硬度软，因此接头的角部能深入该表面进行密封，所以，不需要包括高分子材料的填密件，其结果是，也能够承受剧烈的温度变化，并且能够实现连接机构的简化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的截面说明图，右半部分是将螺母紧固前的状态的图，左半部分是将螺母紧固后的状态的图。

图2是图1的主要部分放大图。

图3是图1的A-A线截面图。

图4是安置有铜管的状态下的铜管的扩管装置的主要部分截面说明图。

图5是示出从图4的状态产生朝向箭头P方向的力而进行了扩管的状态的扩管装置的主要部分截面说明图。

具体实施方式

参照附图来说明本发明的实施方式。本发明的铜管与接头的连接机构1主要用于建筑物、工厂等的大型空调用制冷剂配管，以铜管2、接头3、螺母4为主要构成要素。

铜管2用于对制冷剂例如作为不会破坏臭氧层的制冷剂HFC的R410A、R407C、R32等进行配送，因此，使用硬度低、容易加工且与上述制冷剂难以发生化学反应的铜管2。铜管2的直径、管厚根据制冷剂的流速、流量来适当选择使用。在铜管2的一端侧的端部外周形成有具有2个倾斜面5、6的凸部7。该倾斜面5、6可以是平面状的，也可以是带圆角的，只要形成为山型即可。关于这种凸部7的形成，既能够在配管工程现场使用后述的扩管装置在每次即将使用时容易地制作，也可以预先制作。

上述接头3具有供上述铜管2的凸部7的端缘侧插入的内径部8，并且具备在一端侧外周形成有外螺纹9的螺母卡合筒部10，而且具备通过从上述螺母卡合筒部10的内周面的开口侧形成大径部11而产生的与上述内径部8的边界的角部12。该角部12与上述凸部7的一个倾斜面5抵接来进行密封，使得在内径部8内通过的流体不会经由铜管2的外周面与接头3、螺母4的间隙向连接机构1的外部漏出。此外，该角部12可以是直角的，也可以是对角进行切削而使其带有圆角，只是当圆角的程度变大时，与另一个倾斜面抵接的情况的紧贴面积会变大而抵接时的密封性变差，因此，该角部12被适当形成在不会产生流体泄漏的范围内。

在接头3的外周的靠中央部处，与上述螺母卡合筒部10相邻设置有以与螺母卡合部10的外周大致相同外径且为规定长度的嵌合筒部13。而且，在接头3的中央部外周与该嵌合筒部13相邻设置有直径比上述嵌合筒部13大的中央突出部14。另外，在接头3的内径部8的中央的内周面设置有厚度与上述铜管2的管壁厚度相当的内面突起部15，在铜管2的端缘侧被插入到内径部8内的情况下减少了通路中的台阶而防止了在内部通过的流体发生湍流，实现了防止流速的减小。

上述螺母4用于通过螺丝将上述铜管2与接头3紧固并接合，具备螺母主体部19，该螺母主体部19具有倾斜按压部16并且具有开口部18，该倾斜按压部16以上述凸部7为界与将上述铜管2的端缘侧插入到内径部8的上述接头3相对，外嵌到上述铜管2并按压上述凸部7的另一个倾斜面6，该开口部18在内周面形成有与上述螺母卡合筒部10的外螺纹9螺合的内螺纹17。另外，上述螺母4具有从上述螺母主体部19伸出并外嵌到上述铜管2的伸出筒部20，而且，上述螺母4具有从上述螺母主体部19向与上述伸出筒部20相反的方向延长并外嵌到上述接头3的嵌合筒部13的加强筒部21。关于该加强筒部21的长度，希望是该加强筒部21与上述螺母主体部19及延长筒部21相加的总长度是作为铜管2的外径的公称直径的1.3～3.0倍，优选1.5～2.5倍，最优选约2倍程度。其理由是为了最为良好地维持铜管2与接头3的连接机构1的包括弯曲载荷和弯曲角度在内的弯曲强度。因为，若小于1.3倍，则弯曲强度变差，若大于3.0倍，则虽然弯曲强度提高，但会产生对配管施工的工程带来障碍的情况，另外，会导致材料费用的浪费。从弯曲强度的观点、材料费用以及现场的组装施工上的观点出发，优选加强筒部21、螺母主体部19、伸出筒部20的各个长度之比为1：2：3左右。

若将加强筒部21与嵌合筒部13的长度设定成当接头3的螺母卡合部10的外螺纹9与螺母4的螺母主体部19的内螺纹17螺合时，加强筒部21外嵌到嵌合筒部13而其前端与接头3的中央突起14的侧面抵接，则有如下优点：在拧入时相邻的螺纹牙彼此的摩擦阻力变大而防止螺丝的松动。另外，如果在伸出筒部20的开口端缘的内周角部形成有弧形部22，则在后述的扩管作业时将螺母4嵌入铜管2的作业会变得容易。此外，在由于螺母卡合筒部10的内径部8与大径部11的直径差而产生的空间被一个倾斜面5堵住时所形成的封闭空间23内，由于该一个倾斜面5与角部12抵接而被密封，因此，在接头3内流动的流体不会进入该封闭空间23内。所以，也可以不采取向该封闭空间23内填入包括合成树脂材料等的填密件来防止泄漏的措施。另外，上述伸出筒部20的内周面与铜管2的外周面在长度方向上也可以不是全部紧贴，仅在螺母主体部19侧端和开口端处环状地紧贴外嵌就可以。

对包括上述构成的本发明的铜管与接头的连接机构1的连接作业进行说明。首先，在已切断为所希望的长度的铜管2的一端部从端缘空开了稍许长度的位置形成凸部7。关于该凸部7的形成作业，如果是预先在工厂形成凸部7后运送到现场使用，则能省去现场的作业，但如果是在建筑物、工厂的配管作业现场在即将使用时制作凸部7，则会有如下优点：能为了调节长度而适当地切断铜管，不仅便利而且能省去铜管2的浪费。此时，使用图4、图5所示的小型且简易的扩管装置24。该扩管装置24的主要构成如下：扩管头25，其固定于未图示的基台；轴26，其移动自如地插通在该扩管头25内；橡胶承接件27，其外嵌于该轴26；扩管橡胶28和橡胶按压件29；卡止部30，其固定于轴26的前端。

在形成凸部7时，首先，如图4所示，向螺母4内部插入铜管2。此时，如果在伸出筒部20的开口端缘的内周角部形成有弧形部22，则容易将铜管2插入。接着，将形成于上述扩管头25的外周的外螺纹31与已预先外嵌到上述铜管2的螺母4的螺母主体部19的内螺纹17进行螺合固定。在该螺合固定时，在上述铜管1的内部，从其端部同时将上述轴26、橡胶承接件27、扩管橡胶28、橡胶按压件29和卡止部30插入。然后，当利用未图示的装置将上述轴26拉向箭头P方向时，如图5所示，上述卡止部30会将上述橡胶按压件29向箭头P方向按压，因此，被上述橡胶承接件27和上述橡胶按压件29夹住而从两侧被按压的上述扩管橡胶28其轴向的宽度被缩小，与该缩小的体积相应地向圆周方向膨胀。在该膨胀的扩管橡胶28的外周存在由形成于上述螺母4的倾斜按压部16和上述扩管头25的前端内周面的切口部32形成的凸部的空间，因此，随着上述扩管橡胶28向圆周方向的膨胀，上述铜管2在其端部以沿着形成于上述螺母3的倾斜按压部16和上述扩管头25的前端内周面的切口部32的方式鼓出而形成具有2个倾斜面5、6的凸部7。其后，使螺母4反转而将扩管头25与螺母4的螺合解除并将扩管头25从铜管2的端部拔出，从而结束扩管作业。螺母4可以为保持插入于铜管2的状态。

如果这样形成凸部7，则上述另一个倾斜面6的倾斜角与上述倾斜按压部16的倾斜角会完全相等，因此具有如下优点：接头3和螺母4在被拧入时轴线一致且紧贴度提高。另外，由于通过对上述铜管2内静态地施加均匀的力的橡胶扩管法来进行扩径，因此具有如下优点：能够几乎不会产生加工硬化、残留应力地进行加工。

当如上所述使用扩管装置1对铜管2形成凸部7时，扩管时使用过并外嵌到铜管2的螺母4仍处在外嵌于铜管2的状态，因此，只需要如图1中的右侧的图那样，进行如下作业即可：使接头3的嵌合筒部13与开口部18相对并将其引导到开口部18内，使螺母卡合筒部10的外周的外螺纹9与出现在开口部18内的内螺纹17螺合固定。由此，如图1中的左侧的图那样，接头3与铜管2被螺母3连接，连接作业结束。

若对该连接状态进行说明，则是通过上述外螺纹9与内螺纹17的紧固，螺母4的倾斜按压部16向凸部7的中心方向的按压力会作用于凸部7的一个倾斜面5，接头3的角部12向凸部7的中心方向的按压力会作用于另一个倾斜面6，因此，铜管2被可靠地连接在螺母4与接头3之间而不会脱出。此时，角部12被强力按压并连接到包括硬度低的铜部件的一个倾斜部6的表面，因此能可靠地进行密封，防止在接头3内流动的流体泄漏。而且，螺母4的加强筒部21外嵌到接头3的嵌合筒部13，另外，从螺母主体部19向与凸部7相反的方向伸出的伸出筒部20外嵌到铜管2，因此，接头3与铜管2在同轴上长距离直线状连接，所以，作为连接机构1整体的弯曲载荷、弯曲角度等弯曲强度变强。由此，具有如下优点：角部12的一个倾斜面6的按压位置不会变动，能够始终在同一位置进行密封，因此密封性能提高。

此外，通过上述的紧固，加强筒部21的前端也与接头3的中央突出部14的侧面抵接，具有如下优点：由此产生的反作用力使得外螺纹9与内螺纹1的螺纹牙的接触面的摩擦力变强而不易松动。而且，螺母卡合筒部10的前端与由于上述大径部11与内径部8的差而形成的开口部18的侧端面抵接，因此，在该情况下也会产生反作用力，所以，又增加了使外螺纹9与内螺纹1的摩擦力变强的力的作用，而进一步不易松动。另外，在本实施方式中，增大了螺母主体部19的外径，而缩小了加强筒部21、伸出筒部20的外径，但也可以从加强强度、美观的观点出发对外径的大小、形状适当加以变更，例如全部设为相同的外径等。作为接头3和螺母4的材质，适合使用不锈钢材质。

工业上的可利用性

本发明的铜管与接头的连接机构适合用于建筑物、工厂等的大型空调用制冷剂配管。

附图标记说明

1 铜管与接头的连接机构

2 铜管

3 接头

4 螺母

5 一个倾斜面

6 另一个倾斜面

7 凸部

8 内径部

9 外螺纹

10 螺母卡合筒部

11 大径部

12 角部

13 嵌合筒部

14 中央突出部

16 倾斜按压部

17 内螺纹

18 开口部

19 螺母主体部

20 伸出筒部

21 加强筒部

22 弧形部。