(57)【要約】【課題】例えば、ねじの締め付けによって配管が回転し難い配管接続装置を得る。【解決手段】配管接続装置は、例えば、外側開口で開口し内周面と内側開口を取り囲む底面とを含む内面によって構成された凹部が設けられ、第一ねじを有したハウジングと、凹部内に収容され、径方向外方に張り出したフランジと、長手方向の端部に位置され底面と接した接触端面と、を有した配管と、凹部内に収容されるとともに配管を取り囲み、底面とは反対側でフランジと接した介在部品と、第一ねじと噛み合う第二ねじと、配管を取り囲み第一ねじと噛み合う第二ねじの回転に伴って配管の回りを回転しながら凹部内に挿入可能に構成されフランジとは反対側で介在部品と接した押圧部と、を有した押圧部材と、を備え、押圧部が回転しながら介在部品を押圧する場合において、押圧部と介在部品との間の第一摩擦トルクが、介在部品とフランジとの間の第二摩擦トルクよりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側開口で開口し内周面と内側開口を取り囲む底面とを含む内面によって構成された凹部が設けられ、第一ねじを有したハウジングと、
前記凹部内に収容され、径方向外方に張り出したフランジと、長手方向の端部に位置され前記底面と接した接触端面と、を有した配管と、
前記凹部内に収容されるとともに前記配管を取り囲み、前記底面とは反対側で前記フランジと接した介在部品と、
前記第一ねじと噛み合う第二ねじと、前記配管を取り囲み前記第一ねじと噛み合う前記第二ねじの回転に伴って前記配管の回りを回転しながら前記凹部内に挿入可能に構成され前記フランジとは反対側で前記介在部品と接した押圧部と、を有した押圧部材と、
を備え、
前記押圧部が回転しながら前記介在部品を押圧する場合において、前記押圧部と前記介在部品との間の第一摩擦トルクが、前記介在部品と前記フランジとの間の第二摩擦トルクよりも小さい、配管接続装置。
【請求項２】
前記押圧部と前記介在部品との間の前記押圧部の回転中心の周方向の第一摩擦係数が、前記介在部品と前記フランジとの間の前記周方向の第二摩擦係数よりも小さい、請求項１に記載の配管接続装置。
【請求項３】
前記介在部品と前記フランジとの第二接触部は、前記押圧部と前記介在部品との第一接触部よりも前記押圧部の回転中心の径方向外方に位置された部位を有した、請求項１または２に記載の配管接続装置。
【請求項４】
前記押圧部と前記介在部品との第一接触部は前記押圧部の回転中心を中心とする円錐状であり、前記介在部品と前記フランジとの第二接触部は前記回転中心を中心とする前記第一接触部よりも頂角が大きい円錐状であるかまたは平面状である、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の配管接続装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、配管接続装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナットの締め付けにより、配管の端面をハウジングの端面に押し付けてシールした状態で配管をハウジングに取り付ける配管接続装置が、知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１３００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の配管接続装置では、ナットの回転に伴って配管が回転すると、配管が捩れたり、配管のハウジングから離れた部位が他の部品等と干渉したりするといった、不都合な事象が生じる虞がある。
【０００５】
そこで、本発明の課題の一つは、例えば、ねじの締め付けによって配管が回転し難い配管接続装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の配管接続装置は、例えば、外側開口で開口し内周面と内側開口を取り囲む底面とを含む内面によって構成された凹部が設けられ、第一ねじを有したハウジングと、上記凹部内に収容され、径方向外方に張り出したフランジと、長手方向の端部に位置され上記底面と接した接触端面と、を有した配管と、上記凹部内に収容されるとともに上記配管を取り囲み、上記底面とは反対側で上記フランジと接した介在部品と、上記第一ねじと噛み合う第二ねじと、上記配管を取り囲み上記第一ねじと噛み合う上記第二ねじの回転に伴って上記配管の回りを回転しながら上記凹部内に挿入可能に構成され上記フランジとは反対側で上記介在部品と接した押圧部と、を有した押圧部材と、を備え、上記押圧部が回転しながら上記介在部品を押圧する場合において、上記押圧部と上記介在部品との間の第一摩擦トルクが、上記介在部品と上記フランジとの間の第二摩擦トルクよりも小さい。
【０００７】
このような構成によれば、例えば、押圧部材の締め付け時に、押圧部と介在部品との間が滑り、配管に締め付けトルクが伝達するのが抑制される。よって、押圧部材の回転に伴って配管が回転するのが抑制される。
【０００８】
また、上記配管接続装置では、例えば、上記押圧部と上記介在部品との間の上記押圧部の回転中心の周方向の第一摩擦係数が、上記介在部品と上記フランジとの間の上記周方向の第二摩擦係数よりも小さい。このような構成によれば、摩擦係数の差によって第一摩擦トルクを第二摩擦トルクよりも小さくすることができる。よって、例えば、押圧部材から配管へのトルクの伝達を抑制する構造を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
【０００９】
また、上記配管接続装置では、例えば、上記介在部品と上記フランジとの第二接触部は、上記押圧部と上記介在部品との第一接触部よりも上記押圧部の回転中心の径方向外方に位置された部位を有している。このような構成によれば、第二接触部におけるモーメントアームが第一接触部におけるモーメントアームよりも大きくなるため、第二摩擦トルクを第一摩擦トルクよりも大きくすることができる。よって、例えば、押圧部材から配管へのトルクの伝達を抑制する構造を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
【００１０】
また、上記配管接続装置では、例えば、上記押圧部と上記介在部品との第一接触部は上記押圧部の回転中心を中心とする円錐状であり、上記介在部品と上記フランジとの第二接触部は上記回転中心を中心とする上記第一接触部よりも頂角が大きい円錐状であるかまたは平面状である。このような構成によれば、例えば、第二接触部における軸力の垂直抗力が第一接触部における軸力の垂直抗力よりも大きくなるため、第二摩擦トルクを第一摩擦トルクよりも大きくすることができる。よって、例えば、押圧部材から配管へのトルクの伝達を抑制する構造を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態の配管接続装置の例示的かつ模式的な断面図である。
【図２】図２は、第１変形例の配管接続装置の例示的かつ模式的な断面図である。
【図３】図３は、第２変形例の配管接続装置の例示的かつ模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。
【００１３】
また、以下の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。また、本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。
【００１４】
また、各図では、方向が矢印によって示されている。矢印Ｘは、配管２０、凹部１０ｂ、通路１０ａ、およびねじ機構５０の中心線Ａｘが延びる方向である。
【００１５】
［実施形態］
図１は、配管接続装置１００の断面図である。図１に示されるように、配管接続装置１００は、ハウジング１０、配管２０、介在部品３０、および押圧部材４０を備えている。配管接続装置１００は、流体機器において、流体の漏れが生じない状態で、ハウジング１０内の通路１０ａと配管２０内の通路２０ａとが繋がった一連の流体の通路が構成されるよう、ハウジング１０と配管２０とを接続する。ハウジング１０、配管２０、介在部品３０、および押圧部材４０は、例えば金属材料で構成されるが、それらのうちの少なくとも一つは、例えば合成樹脂材料等の金属材料とは異なる材料で構成されてもよい。また、流体は、例えば、油や水のような液体であってもよいし、空気のような気体であってもよい。
【００１６】
ハウジング１０には、凹部１０ｂが設けられている。凹部１０ｂは、外表面１０ｃに設けられた外側開口１０ｄ（開口縁）において、ハウジング１０の外部に開口している。
【００１７】
凹部１０ｂは、内面１０ｅによって構成されている。内面１０ｅは、内周面１０ｅ１と、底面１０ｅ２とを含んでいる。内周面１０ｅ１は、円筒内面である。底面１０ｅ２は、環状であるとともに、円錐外面である。底面１０ｅ２の環内には、内側開口１０ｆが設けられている。通路１０ａは、内側開口１０ｆ（開口縁）において、凹部１０ｂに開口している。内周面１０ｅ１、底面１０ｅ２、および通路１０ａの中心線Ａｘは一致している。
【００１８】
配管２０の端部は、凹部１０ｂ内に収容されている。配管２０は、円管状であり、外面２０ｂと通路２０ａを構成する内面２０ｃとの間に略一定の厚さの管壁２０ｄを有している。
【００１９】
配管２０の先端には、径方向外方に張り出すフランジ２０ｅが設けられている。フランジ２０ｅは、先端に近付くにつれて、言い換えると図１中の方向Ｘに向かうにつれて、径が拡大するスカート状に、構成されている。フランジ２０ｅは、外面２０ｅ１と、内面２０ｅ２と、を有している。外面２０ｅ１は、先端に近付くにつれて外径が大きくなる円錐外面である。内面２０ｅ２は、先端から戻るにつれて、言い換えると図１中の方向Ｘの逆方向に向かうにつれて、外径が小さくなる円錐内面である。内面２０ｅ２の内側の縁の直径は、通路１０ａ，２０ａの直径と同じかあるいはより大きい。また、内面２０ｅ２は、凹部１０ｂの底面１０ｅ２と中心線Ａｘの軸方向に重なるよう、構成されている。組み付けられた状態で、内面２０ｅ２は、底面１０ｅ２と接する。内面２０ｅ２は、接触端面の一例である。なお、外面２０ｅ１は受圧面とも称され、内面２０ｅ２は押圧面や先端面とも称されうる。
【００２０】
介在部品３０は、凹部１０ｂ内に収容されている。介在部品３０は、リング状であり、配管２０の周囲を取り囲んでいる。
【００２１】
介在部品３０は、底面１０ｅ２に近い端面３０ａと、底面１０ｅ２から遠い端面３０ｂと、を有している。端面３０ａは、配管２０の先端に近付くにつれて外径が大きくなる円錐内面である。端面３０ａは、フランジ２０ｅの外面２０ｅ１と中心線Ａｘの軸方向に重なるよう、構成されている。組み付けられた状態で、端面３０ａは、フランジ２０ｅの外面２０ｅ１と接する。また、端面３０ｂは、円環状の平面である。端面３０ａおよび外面２０ｅ１は、第二接触面とも称されうる。また、端面３０ａは、押圧面や先端面とも称され、端面３０ｂは、受圧面とも称されうる。
【００２２】
押圧部材４０は、その少なくとも一部が凹部１０ｂ内に収容された状態で、ハウジング１０に固定される。押圧部材４０は、円筒状であり、配管２０の周囲を取り囲んでいる。
【００２３】
ハウジング１０と押圧部材４０とは、雌ねじ５１と雄ねじ５２とを含むねじ機構５０によって結合される。雌ねじ５１は、ハウジング１０の凹部１０ｂの内周面１０ｅ１に設けられ、雄ねじ５２は、押圧部材４０の外周面４１ａに設けられている。雄ねじ５２は、雌ねじ５１と噛み合った状態で中心線Ａｘ回りに回転しながら、当該中心線Ａｘの軸方向に移動することができる。雌ねじ５１は、第一ねじの一例であり、雄ねじ５２は、第二ねじの一例である。中心線Ａｘは、回転中心の一例である。
【００２４】
押圧部材４０は、凹部１０ｂ内に挿入される挿入部４１と、凹部１０ｂから露出する露出部４２と、を有している。挿入部４１は、円筒状であり、配管２０を取り囲むとともに凹部１０ｂ内に収容されている。挿入部４１の端面４１ｂは、介在部品３０の端面３０ｂと中心線Ａｘの軸方向に重なるよう、構成されている。組み付けられた状態で、端面４１ｂは、端面３０ｂと接する。端面４１ｂは、円環状の平面である。挿入部４１は、押圧部の一例である。端面４１ｂおよび端面３０ｂは、第一接触面とも称されうる。押圧部材４０は、締結ボルトとも称されうる。
【００２５】
露出部４２の外周には、例えば、平行な二面や、六角柱の六つの外面が設けられており、スパナやレンチ等の工具に嵌るよう構成されている。なお、押圧部材４０は、特殊工具と嵌合する嵌合部を有してもよい。
【００２６】
このような構成において、作業者やロボット等による工具の回転操作に応じて露出部４２すなわち押圧部材４０が中心線Ａｘ回りに回転すると、雄ねじ５２と雌ねじ５１との噛み合いにより挿入部４１が回転しながら凹部１０ｂ内へ（方向Ｘへ）進入する。すると、挿入部４１の端面４１ｂが回転しながら介在部品３０の端面３０ｂを押圧し、介在部品３０の端面３０ａが配管２０のフランジ２０ｅの外面２０ｅ１を押圧し、フランジ２０ｅの内面２０ｅ２が凹部１０ｂの底面１０ｅ２を押圧する。所要の締め付けトルクで押圧部材４０を締め付けることにより、ねじ機構５０における雌ねじ５１と雄ねじ５２との摩擦抵抗によって、押圧部材４０がハウジング１０に固定される。この際、配管２０のフランジ２０ｅの内面２０ｅ２と凹部１０ｂの底面１０ｅ２との面接触により、当該内面２０ｅ２と底面１０ｅ２との間からの流体の漏れが抑制された状態で、ハウジング１０内の通路１０ａと配管２０内の通路２０ａとが繋がる。内面２０ｅ２および底面１０ｅ２は、シール面とも称されうる。
【００２７】
このような構成において、押圧部材４０の締め付けに応じて、押圧部材４０の回転に引き摺られて配管２０が回転すると、配管２０が捩れたり、配管２０のハウジング１０から離れた部位が他の部品と干渉したりするなど、不都合が生じる場合がある。そこで、本実施形態では、押圧部材４０とフランジ２０ｅとの間に介在部品３０を介在させ、回転する押圧部材４０から配管２０へのトルクの伝達を抑制することにより、配管２０の捩れを抑制している。介在部品３０は滑り促進部材とも称されうる。
【００２８】
具体的に、配管接続装置１００は、挿入部４１と介在部品３０との間の第一摩擦トルク、言い換えると端面４１ｂと端面３０ｂとの間の第一摩擦トルク（第一摩擦抵抗トルク）が、介在部品３０とフランジ２０ｅとの間の第二摩擦トルク、言い換えると端面３０ａと外面２０ｅ１との間の第二摩擦トルク（第二摩擦抵抗トルク）よりも、小さくなるよう、構成されている。
【００２９】
このようなトルク差を達成するため、本実施形態では、端面４１ｂと端面３０ｂとの間の中心線Ａｘ回りの周方向の第一摩擦係数が、端面３０ａと外面２０ｅ１との間の中心線Ａｘ回りの周方向の第二摩擦係数よりも、小さくなるよう、構成されている。
【００３０】
具体的には、例えば、
（１）端面４１ｂおよび端面３０ｂのうち少なくともいずれか一方と、端面３０ａおよび外面２０ｅ１のうち少なくともいずれか一方との間で、面粗度等の表面性状を異ならせる。
（２）端面３０ａおよび外面２０ｅ１のうち少なくとも一方に、例えば、回転中心Ａｘの径方向または軸方向に沿って延びる凹溝や突起など、端面３０ａと外面２０ｅ１との間に周方向に引っ掛かる引掛構造や周方向に引き摺る引摺構造を設ける。他方、端面４１ｂおよび端面３０ｂには、そのような引掛構造や引摺構造は設けない。引掛構造や引摺構造は、摩擦係数を増大させる構造の一例である。
（３）端面４１ｂと端面３０ｂとの間にグリスやオイル等の潤滑剤を介在させ、端面４１ｂおよび端面３０ｂのうち少なくとも一方に、ディンプルや溝等の潤滑剤を保持する構造を設ける。潤滑剤が介在する構造や潤滑剤を保持する構造は、摩擦係数を低減させる構造の一例である。
（４）端面４１ｂおよび端面３０ｂのうち少なくとも一方に、摩擦係数を低減することが可能な表面処理やコーティングを施す。表面処理された面やコーティングされた層は、摩擦係数を低減させる構造の一例である。
【００３１】
以上、説明したように、本実施形態では、配管接続装置１００は、挿入部４１と介在部品３０との間の第一摩擦トルク、言い換えると端面４１ｂと端面３０ｂとの間の第一摩擦トルクが、介在部品３０とフランジ２０ｅとの間の第二摩擦トルク、言い換えると端面３０ａと外面２０ｅ１との間の第二摩擦トルクよりも、小さくなるよう、構成されている。このような構成によれば、押圧部材４０の締め付け時に、端面４１ｂと端面３０ｂとの間が滑り、配管２０に締め付けトルクが伝達するのが抑制される。よって、例えば、押圧部材４０の挿入部４１（押圧部）の回転に伴って配管２０が回転するのが抑制される。
【００３２】
また、本実施形態では、端面４１ｂと端面３０ｂとの間の中心線Ａｘ（回転中心）回りの周方向の第一摩擦係数が、端面３０ａと外面２０ｅ１との間の中心線Ａｘ回りの周方向の第二摩擦係数よりも、小さくなるよう、構成されている。このような構成によれば、摩擦係数の差によって第一摩擦トルクを第二摩擦トルクよりも小さくすることができる。よって、本実施形態によれば、例えば、押圧部材４０から配管２０へのトルクの伝達を抑制する構造を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
【００３３】
［第１変形例］
図２は、本変形例の配管接続装置１００Ａの断面図である。図２に示されるように、本変形例では、挿入部４１の端面４１ｂの径方向内方の端部に、環状の突起４１ｂ１が設けられており、押圧部材４０の締め付け時には、突起４１ｂ１の端面４１ｂ２と、介在部品３０の端面３０ｂのうち端面４１ｂ２と接する部位とが、互いに摺動するよう、構成されている。端面４１ｂ２および端面３０ｂの互いに接する部位が、第一接触部Ａ１の一例である。他方、介在部品３０の端面３０ａおよびフランジ２０ｅの外面２０ｅ１の互いに接する部位である第二接触部Ａ２は、上記第１実施形態と同じである。
【００３４】
また、本変形例では、図２に示されるように、第二接触部Ａ２は、第一接触部Ａ１よりも、中心線Ａｘ（回転中心）の径方向外方に位置された部位Ａ３を有している。よって、中心線Ａｘからの半径（モーメントアーム）の差によって、第一接触部Ａ１での摺動による第一摩擦トルクが、第二接触部Ａ２での摺動による第二摩擦トルクよりも小さくなる。このような構成によっても、押圧部材４０の締め付け時に、端面４１ｂと端面３０ｂとの間が滑り、配管２０に締め付けトルクが伝達するのが抑制され、ひいては、押圧部材４０の挿入部４１（押圧部）の回転に伴って配管２０が回転するのが抑制される。よって、本変形例によっても、例えば、押圧部材４０から配管２０へのトルクの伝達を抑制する構造を、比較的簡素な構成によって実現することができる。
【００３５】
なお、本変形例の構成は、上記第１実施形態に示した介在部品３０の端面３０ａとフランジ２０ｅの外面２０ｅ１との間（第二接触部Ａ２）の摩擦係数を増大させる構成と組み合わせて実施することができる。
【００３６】
［第２変形例］
図３は、本変形例の配管接続装置１００Ｂの断面図である。図３に示されるように、本変形例では、挿入部４１の端面４１ｂと介在部品３０の端面３０ｂとが接する第一接触部Ａ１が、円錐状に構成されている。第一接触部Ａ１は、端面４１ｂに設けられた円錐内面４１ｂ３と、端面３０ｂに設けられた円錐外面３０ｂ１と、を含んでいる。他方、介在部品３０の端面３０ａおよびフランジ２０ｅの外面２０ｅ１の互いに接する部位である第二接触部Ａ２は、上記第１実施形態および上記第１変形例と同じである。
【００３７】
ここで、本変形例では、図３に示されるように、端面３０ａおよび外面２０ｅ１の頂角θ２は、円錐内面４１ｂ３および円錐外面３０ｂ１の頂角θ１よりも大きい。ここに、円錐面（円錐内面および円錐外面）の頂角は、円錐面の中心線を通る断面において母線同士がなす角度である。互いに摺動する二つの円錐面に中心線Ａｘの軸方向に沿った軸力が作用する場合、円錐の頂角が小さいほど、軸力Ｆに対する面の法線方向の分力Ｎ１，Ｎ２（垂直抗力）が小さくなり（Ｎ１＜Ｎ２）、ひいては摩擦トルクが小さくなる。よって、頂角θ１が頂角θ２よりも小さい分、第一接触部Ａ１での摺動による第一摩擦トルクが、第二接触部Ａ２での摺動による第二摩擦トルクよりも小さくなる。このような構成によっても、押圧部材４０の締め付け時に、端面４１ｂと端面３０ｂとの間が滑り、配管２０に締め付けトルクが伝達するのが抑制され、ひいては、押圧部材４０の挿入部４１（押圧部）の回転に伴って配管２０が回転するのが抑制される。よって、本変形例によっても、例えば、押圧部材４０から配管２０へのトルクの伝達を抑制する構造を、比較的簡素な構成によって実現することができる。なお、第一接触部Ａ１における円錐は、図３における方向Ｘとは反対方向に向けて尖っているが、これには限定されず、図３における方向Ｘに向けて尖っていてもよい。また、本変形例では、第一接触部Ａ１は、挿入部４１および介在部品３０の径方向内方の端部に設けられたが、挿入部４１および介在部品３０の径方向外方の端部に設けられてもよい。また、第二接触部Ａ２、すなわち介在部品３０の端面３０ａおよびフランジ２０ｅの外面２０ｅ１は、円錐面ではなく、円環状の平面であってもよい。
【００３８】
なお、本変形例の構成は、上記第１実施形態に示した構成と組み合わせて実施することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、形式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。
【００４０】
例えば、ハウジングに第一ねじとしての雄ねじが設けられ、押圧部材に第二ねじとしての雌ねじが設けられてもよい。また、配管のフランジの形状や構成、ハウジングの凹部の底面の形状等を適宜に変更した上で、配管接続装置を実施することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０…ハウジング、１０ｂ…凹部、１０ｄ…外側開口、１０ｅ…内面、１０ｅ１…内周面、１０ｅ２…底面、１０ｆ…内側開口、２０…配管、２０ｅ…フランジ、２０ｅ１…外面、２０ｅ２…内面（接触端面）、３０…介在部品、３０ａ…端面、３０ｂ…端面、４０…押圧部材、４１…挿入部（押圧部）、４１ｂ…端面、５１…雌ねじ（第一ねじ）、５２…雄ねじ（第二ねじ）、１００，１００Ａ，１００Ｂ…配管接続装置、Ａ１…第一接触部、Ａ２…第二接触部、Ａｘ…中心線（回転中心）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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