JP3956495B2

JP3956495B2 - 配管継手およびその製造方法

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Publication number: JP3956495B2
Application number: JP21144298A
Authority: JP
Inventors: 久雄加藤; 俊哉江藤; 亮一泉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-07-27
Filing date: 1998-07-27
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2018-07-27
Also published as: FR2781548B1; US6328351B1; DE19932467A1; FR2781548A1; JP2000046259A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に言って配管継手およびその製造方法に関するもので、例えば、車両用空調装置における冷媒配管、温水配管等の継手に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の配管継手として特開平８−２４７３５７号公報に記載されたものがある。この従来技術では、図７に示すように、フランジ部材２０に、その一方の端面２０ｂから他方の端面２０ａに向かって徐々に内径を絞った取付孔２６を設け、この取付孔２６に配管１０を挿入した後に、図８に示すように、配管１０内に配管１０の内径側への変形防止するためのマンドレル８０を挿入する。この状態において、図示しない所定形状のクランプにより配管１０に対してフランジ部材２０を挟むように軸方向両方から矢印８１のプレス押圧力を加える。
【０００３】
このプレス工程において、取付孔２６と配管１０との間の隙間Ｂ（図７）を埋めるように、配管１０が拡管されるとともに、フランジ部材２０の端面２０ａの直後の部位に配管１０の膨出部１６が形成される。
次に、別の所定形状のクランプ（図示せず）により、図９の矢印８２方向から軸方向のプレス押圧力を配管１０に加えて、膨出部１６を軸方向に押しつぶした最終形状に成形する。次に、別の所定形状のクランプ（図示せず）により、図１０の矢印８３方向から軸方向のプレス押圧力を配管１０に加えて、配管１０の端部を拡大して拡管開口部１７を成形するとともに、拡管開口部１７と膨出部１６との間にＯリング収納用の凹溝１８を形成する。
【０００４】
図１１は、このようにして製造された配管継手構造の適用例であり、凹溝１８にＯリング１３を収納し、配管１０の先端部分（１６、１８、１７部分）を継手ベース部材（接続相手部材）３０の開口部３２内に挿入して、配管１０と開口部３２とを接続した状態を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来技術によると、配管１０の軸方向へのプレス押圧力により取付孔２６と配管１０との間の隙間Ｂを埋めるように配管１０を拡管しているので、取付孔２６と配管１０との間の圧着力がどしても小さくなり、配管１０とフランジ部材２０との間の結合力が弱いという不具合がある。
【０００６】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、配管とフランジ部材との間の拡管による結合力が大きい配管継手を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、継手ベース部材（３０）の開口部（３２）内に挿入される第１拡管部（１１）を有する配管（１０）と、配管（１０）を継手ベース部材（３０）に固定するフランジ部材（２０）とを備え、
フランジ部材（２０）は、継手ベース部材（３０）側に位置する一方の端面（２０ａ）と継手ベース部材（３０）の反対側に位置する他方の端面（２０ｂ）とを有する板状の形状であり、
配管（１０）に、配管（１０）内に挿入される拡管パンチ（７０）により拡管されて取付孔（２２）の内周面に圧着する第２拡管部（１４）、およびこの第２拡管部（１４）の拡管時に配管（１０）の外周面から膨出してフランジ部材（２０）の他方の端面（２０ｂ）に圧着する膨出部（１５）が形成されており、
取付孔（２２）の内周面には、円周方向に交互に形成された凹凸形状を有するローレット部（２４）が形成され、このローレット部（２４）に第２拡管部（１４）が圧着するようになっており、
また、取付孔（２２）の内周面のうち、ローレット部（２４）よりも他方の端面（２０ｂ）側の部位に円筒状支持面（２５）が形成され、この円筒状支持面（２５）に第２拡管部（１４）が圧着するようになっており、
さらに、取付孔（２２）の内周面のうち、ローレット部（２４）よりも一方の端面（２０ａ）側の部位に皿状拡大部（２３）が形成され、この皿状拡大部（２３）に第１拡管部（１１）の肩部（１１ａ）が圧着することを特徴としている。
【０００８】
これによると、配管（１０）内に挿入した拡管パンチ（７０）により配管（１０）を直接径方向に拡管するため、配管（１０）とフランジ部材（２０）の取付孔（２２）との間の圧着力を増大でき、配管とフランジ部材との間の結合を強固に行うことができる。しかも、フランジ部材（２０）の端面（２０ｂ）に圧着する膨出部（１５）の形成により、配管とフランジ部材との間の結合力をより一層向上できる。
【０００９】
これに加え、膨出部（１５）は配管（１０）の外周面から膨出するから、膨出部（１５）により配管（１０）の軸方向の抜け止め効果を発揮することもできる。
請求項１記載の発明では、取付孔（２２）の内周面に凹凸形状を有するローレット部（２４）を形成し、このローレット部（２４）に第２拡管部（１４）を圧着している。
これによると、ローレット部（２４）の凹凸形状に第２拡管部（１４）が食い込むことにより、配管とフランジ部材との間の結合力をさらに向上できる。特に、ローレット部（２４）は円周方向に交互に形成された凹凸形状を有するから、円周（回転）方向に対しても配管とフランジ部材とを強固に一体化できる。
【００１０】
また、請求項１記載の発明では、取付孔（２２）の内周面に円筒状支持面（２５）を形成し、この円筒状支持面（２５）に第２拡管部（１４）を圧着している。
これによると、第２拡管部（１４）が円筒状支持面（２５）の部位において円周方向の全周にわたって連続的に圧着するので、配管とフランジ部材の取付孔との結合面に水等の流体が通過可能な微小隙間の発生を確実に防止できる。
【００１１】
また、請求項２、３記載の発明は、上記した請求項１記載の配管継手を製造する製造方法に係るものであって、上記作用効果を発揮する配管継手を良好に製造することができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態による配管継手構造を示すもので、車両用空調装置における冷凍サイクルの冷媒配管、あるいは温水配管等の種々な用途に適用可能である。本実施形態では、冷凍サイクルの冷媒配管に適用した場合を例にとって以下説明する。
【００１３】
配管１０は金属（例えばアルミニウム）製であり、その先端部は、フランジ部材２０を介して継手ベース部材（接続相手部材）３０にボルト（締結手段）４０により固定される。ここで、継手ベース部材３０は例えば、冷凍サイクルの圧縮機のハウジング、あるいは凝縮器のタンク部材に備えられる部材であり、この継手ベース部材３０も金属（例えばアルミニウム）製である。継手ベース部材３０には冷媒（流体）通路３１およびこれに連通している円形の開口部３２を有している。
【００１４】
この開口部３２は、冷媒通路３１の端部に設けられ、冷媒通路３１よりも内径（φＡ）を拡大している。また、継手ベース部材３０にはボルト４０を締結するためのネジ孔３３が形成されている。
一方、配管１０の先端部には第１拡管部１１が形成され、この第１拡管部１１に形成した凹溝１２にゴム製のＯリング（弾性シール材）１３を嵌着している。そして、このＯリング１３が継手ベース部材３０の冷媒通路３１の端部の開口部３２の内壁面に弾性的に圧着する状態で、配管１０の第１拡管部１１を開口部３２内に挿入するようになっている。これにより、配管１０の第１拡管部１１と継手ベース部材３０の開口部３２との嵌合部におけるシール作用を得る。
【００１５】
また、フランジ部材２０も金属（例えばアルミニウム）製であり、このフランジ部材２０は第１、第２の２つの取付孔２１、２２を有している。第１の取付孔２１はボルト４０の挿入用の孔であり、これに対して、第２の取付孔２２は配管１０の挿入用の孔であって、第２の取付孔２２の内壁面に配管１０は一体に固定される。
【００１６】
フランジ部材２０の第２の取付孔２２は以下の３つの部分から構成される。すなわち、図２に示すように、フランジ部材２０の一方の端面２０ａ側に位置して、配管１０の第１拡管部１１の肩部１１ａを支持する皿状の拡大部２３と、ローレット部２４と、フランジ部材２０の他方の端面２０ｂ側に位置する円筒状支持面２５とにより第２の取付孔２２が構成されている。ここで、ローレット部２４は多数の凸部２４ａと凹部２４ｂとを円周方向に交互に形成したものであり、そして、円筒状支持面２５の内径はローレット部２４の凸部２４ａの頂部内径と一致するようになっている。
【００１７】
また、配管１０において、先端部の第１拡管部１１よりも軸方向の奥側部位には、ローレット部２４に対向してローレット部２４に圧着する第２拡管部１４が形成してある。さらに、配管１０において、フランジ部材２０の他方の端面２０ｂよりも外方の部位に、端面２０ｂに圧着する膨出部１５が形成してある。この第２拡管部１４と膨出部１５と第１拡管部１１の肩部１１ａの各部位で、配管１０はフランジ部材２０に圧着する。特に、ローレット部２４の凹凸形状により円周（回転）方向に対しても、配管１０をフランジ部材２０に強固に一体化できる。
【００１８】
次に、本実施形態における配管継手の製造方法について説明する。フランジ部材２０はアルミニウム材から図２に示す形状に予め成形しておく。本発明は特に配管１０の成形方法、およびフランジ部材２０と配管１０の一体化方法に特徴を有しているので、以下、これらについて工程順に詳述する。
▲１▼配管挿入工程
図３に示すように、配管１０が同一径の単純なパイプ形状である形態において、配管１０の先端部をフランジ部材２０の第２の取付孔２２に端面２０ｂ側から挿入して、配管１０の先端部を他方の端面２０ａの上方へ所定量突出させる。そして、配管１０を端面２０ｂの下方に位置するパイプチャック装置５０により保持する。
【００１９】
▲２▼第１の拡管工程
拡管用パンチ６０は、配管１０の内径より若干小さい外径を有する小径案内部６１とテーパ状部６２と拡管用大径部６３とを有するものであり、拡管用大径部６３は配管１０の内径より所定量大きい外径になっている。そして、この拡管用パンチ６０を配管１０内にその先端部から挿入し、テーパ状部６２と拡管用大径部６３とにより配管１０の先端部を拡管する。これにより、図４に示すように第１拡管部１１を成形することができる。
【００２０】
この成形工程において、第１拡管部１１の肩部１１ａはフランジ部材２０の皿状の拡大部２３に圧着する。ここで、第１拡管部１１の外形φＣは、前述のごとく継手ベース部材３０の冷媒通路３１の開口部３２の内径φＡより若干小さくしてある。
▲３▼第２の拡管工程
図５において、拡管用パンチ７０は、配管１０の内径より若干大きい外径を有する拡管用パンチ部７１を先端部に有している。この拡管用パンチ７０を配管１０の第１拡管部１１を通過して、その奥側に挿入し、拡管用パンチ部７１により配管１０の第１拡管部１１の奥側部位を拡管して、図５に示すように第２拡管部１４を成形する。このとき、フランジ部材２０の端面２０ｂとパイプチャック装置５０との間に所定間隔Ｌを設定するとともに、拡管用パンチ部７１による拡管領域が端面２０ｂの直後の部位まで及ぶように拡管用パンチ部７１の挿入位置を設定することにより、端面２０ｂの直後の部位に配管１０の膨出部１５を成形できる。
【００２１】
上記成形工程において、第２拡管部１４がフランジ部材２０のローレット部２４の凹凸形状に食い込むように圧着するとともに円筒状支持面２５に圧着する。さらに、膨出部１５が円筒状支持面２５の端部から端面２０ｂにかけて圧着する。これにより、配管１０とフランジ部材２０とを強固に圧着できる。また、第２拡管部１４が円筒状支持面２５の部位において円周方向の全周にわたって連続的に圧着するので、配管１０とフランジ部材２０との結合面に水等の流体が通過可能な微小隙間の発生を防止できる。なお、膨出部１５は配管１０の軸方向の抜け止め作用を果たすこともできる。
【００２２】
▲４▼凹溝成形工程
配管１０の第１拡管部１１の外周側で、円周方向に回転する回転ローラ（図示せず）を第１拡管部１１の外周面に押しつけて、Ｏリング用の凹溝１２を転造加工する。
以上の▲１▼〜▲４▼の工程により、図１に示す配管継手の製造を完了できる。
（他の実施形態）
なお、上記した実施形態では、第１拡管部１１を拡管してから第２拡管部１４の拡管を行っているが、第１拡管部１１の拡管と第２拡管部１４の拡管を一回の拡管工程で行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の配管継手を示す断面図である。
【図２】図１のフランジ部材単体の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による製造方法の工程説明図である。
【図４】本発明の一実施形態による製造方法の別の工程説明図である。
【図５】本発明の一実施形態による製造方法の別の工程説明図である。
【図６】本発明の一実施形態による製造方法の別の工程説明図である。
【図７】従来の配管継手における製造方法の工程説明図である。
【図８】従来の配管継手における製造方法の別の工程説明図である。
【図９】従来の配管継手における製造方法の別の工程説明図である。
【図１０】従来の配管継手における製造方法の別の工程説明図である。
【図１１】従来の配管継手を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…配管、１１…第１拡管部、１４…第２拡管部、１５…膨出部、
２０…フランジ部材、２１、２２…取付孔、２４…ローレット部、
２５…円筒状支持面、３０…継手ベース部材、３１…冷媒（流体）通路、
３２…開口部。

Claims

流体通路（３１）の開口部（３２）を有する継手ベース部材（３０）と、
前記開口部（３２）内に挿入される第１拡管部（１１）を有する配管（１０）と、
前記配管（１０）が挿入される取付孔（２２）を有し、前記配管（１０）を前記継手ベース部材（１０）に固定するフランジ部材（２０）とを備え、
前記フランジ部材（２０）は、前記継手ベース部材（３０）側に位置する一方の端面（２０ａ）と前記継手ベース部材（３０）の反対側に位置する他方の端面（２０ｂ）とを有する板状の形状であり、
前記配管（１０）に、前記配管（１０）内に挿入される拡管パンチ（７０）により拡管されて前記取付孔（２２）の内周面に圧着する第２拡管部（１４）、およびこの第２拡管部（１４）の拡管時に前記配管（１０）の外周面から膨出して前記フランジ部材（２０）の前記他方の端面（２０ｂ）に圧着する膨出部（１５）が形成されており、
前記取付孔（２２）の内周面には、円周方向に交互に形成された凹凸形状を有するローレット部（２４）が形成され、このローレット部（２４）に前記第２拡管部（１４）が圧着するようになっており、
また、前記取付孔（２２）の内周面のうち、前記ローレット部（２４）よりも前記他方の端面（２０ｂ）側の部位に円筒状支持面（２５）が形成され、この円筒状支持面（２５）に前記第２拡管部（１４）が圧着するようになっており、
さらに、前記取付孔（２２）の内周面のうち、前記ローレット部（２４）よりも前記一方の端面（２０ａ）側の部位に皿状拡大部（２３）が形成され、この皿状拡大部（２３）に前記第１拡管部（１１）の肩部（１１ａ）が圧着することを特徴とする配管継手。
請求項１に記載の配管継手を製造する製造方法であって、前記フランジ部材（２０）の取付孔（２２）に前記配管（１０）内を挿入する工程と、前記配管（１０）内に拡管パンチ（７０）を挿入して前記配管（１０）を拡管することにより、前記第２拡管部（１４）および前記膨出部（１５）を同時に形成する工程とを備えることを特徴とする配管継手の製造方法。
前記配管（１０）の先端部内に拡管パンチ（６０）を挿入して前記第１拡管部（１１）を形成した後に、前記第２拡管部（１４）および前記膨出部（１５）を形成する拡管工程を行うことを特徴とする請求項２に記載の配管継手の製造方法。