JP4442806B2

JP4442806B2 - 金属管の防食接続構造

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Publication number: JP4442806B2
Application number: JP2003420045A
Authority: JP
Inventors: 康明橋本
Original assignee: Usui Co Ltd
Current assignee: Usui Co Ltd
Priority date: 2003-12-17
Filing date: 2003-12-17
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2023-12-17
Also published as: JP2005180521A

Description

本発明は、自動車、一般産業用機械・装置等において、ガソリン、軽油等の液体燃料、プロパン、天然ガス等の気体燃料、ブレーキオイルや圧縮空気等の流体を目的部に供給するための内周面に対する樹脂被覆管の接続構造に係り、詳しくは腐食性物質を含む流体、分子構造の小さいフロン系水素や各種ガス等を、安定的に供給するために用いられるシール性に優れた金属管の防食接続構造に関する。

自動車、産業用各種機械・装置等において燃料や各種オイル並びに圧縮空気などの流体を供給する手段として、比較的薄肉で細径の金属管をその目的部分に接続して用いられている（例えば、特許文献１参照）。この薄肉で細径の金属管（以下、単に「金属管」ということがある。）は一定の機械的強度を有すると共に、加工性に優れるところから、複雑で狭隘な構造の自動車や可動式重機等の床下を利用した流体供給手段として広く採用されている。ところが、例えば自動車等の床下に上記金属管を配設した場合、長期間にわたって直接外気に曝されることによって発錆したり、飛散する飛び石等の衝撃により、薄肉であるが故に変形したり、場合によっては破損することが懸念される。

そこでこの薄肉で細径の金属製の配管を保護するために、該金属管の外周面を樹脂層によって被覆して保護する方法（例えば、特許文献２参照）が提案されている。該先行技術においては、外周面を樹脂被覆した薄肉で細径の金属管を接続対象部材へ接続するための手段として、該金属管の端部を軸心から外周方向に拡管した所謂フレアー部を設け、該フレアー部の前面を接続対象部材の接続部に当接した後、固定ナットにより軸心方向に押圧して、螺着固定する方法が採られている。ところが樹脂被覆層と固定ナットが直接接触すると、該樹脂被覆層が破損して薄肉で細径の金属管に腐食を生ずることが懸念される。そこでこの提案においてはフレアー部を押圧する際、固定ナットとフレアー部との間に専用のスリーブワッシャーを介在させることにより、樹脂被覆層を傷つけないことを技術的解決課題としている。

一方、腐食性物質を含む流体等を供給する手段として用いられる薄肉で細径の金属管においては、その内周面に樹脂またはゴム等からなる被覆層を設け、その端末を円錐パンチを用いて軸心に対してほぼ９０°に拡管することにより、前面に樹脂またはゴム等がコーティングされたシングルのフレアー部を形成し、該フレアー部をシート面として接続対象部材に当接して押圧接合して、該金属管を保護する方法も従来から広く採用されている。ところがシート面がシングルフレアーの場合はその長さが不足し、固定ナットによる締め付けに対する弾力性に欠け、シールの不完全さから漏れが多発したり、固定ナットによる締め付けに際し、捩りによって生ずるすべりを吸収できず、樹脂やゴム等からなる保護皮膜が剥離するという問題があった。

そこで樹脂材またはゴム材からなるチューブを密嵌内装する金属管の端末を、軸心から外周方向に拡管するとともに拡管首部から端末にかけてのチューブを削除し、チューブを削除された該金属管の先端部分を軸心方向に屈曲して、その前面を接続対象部材へのシート面とすると共に、該屈曲部の内側に前記チューブの端部を挟持して２重構造のフレアー部を形成し、シート面となる金属管の先端を開口する頭部首下より円管壁の位置まで延長し、かつ前記チューブの内壁に押圧密接する薄肉の円筒壁として構成する細径薄肉金属管の接続構造が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら上記手段においては、接続対象部材との当接部即ちシート面が金属となるため、金属管の外周面がそのままシール性能となり、十分な気密が確保できずに洩れを生じる原因となったり、腐食の発生源となっていた。
実公昭６１−２６７０３（第１−第２頁、第１−第４図）実開昭６１−１９１５８９（第１頁、第１−第２図）実公昭６３−４０７１１（第１−第３頁、第１−第２図）

当該技術分野における薄肉細径金属管の接続構造としての上記各手段において、その金属管の外側からの腐食や衝撃に対する保護手段としては、それぞれ優れた方法が数多く提案され、すでに実用に供されているが、フロン系水素等分子構造の小さい液体や気体等に対するシール性を確保すると共に、腐食性物質を含む流体に対する耐食性をも兼ね備えた金属管の接続構造については、未解決な課題が残されているのが実情であった。本発明は斯かる課題を解決することを目的とするものであり、金属管の内周面を耐食性保護被膜でコーティングすると共に、接続対象部材との当接面においても金属面を当該流体に接触させること無く、しかもシート面に対する押圧力が小さいにも拘らず、優れたシール性を保障し得る薄肉で細径の金属管の接続構造を提供しようとするものである。

上記課題を解決するための本発明は、内周面が樹脂またはゴム等によってコーティングされ、２層構造の金属管の端末を外周方向に拡管した後、該拡管した端末部を軸心に対して平行の２重構造になるまで屈曲し、屈曲された該金属管の端部を中心にさらに折り曲げることにより、該金属管の端末において軸心から外周方向に拡管した２重構造の押圧座面を形成すると共に、該押圧座面を含む端末の全面に、樹脂またはゴム等からなるコーティングが施されたシート面を有する管本体と、前記押圧座面を接続対象部材の受圧座面に当接して、螺着固定するための固定ナットからなることを特徴的構成要件とする金属管の防食接続構造を要旨とするものである。

本発明はまた、前記金属管の端末において、樹脂またはゴム等によってコーティングされたシート面を有する２重構造の押圧座面を含む端末が、該金属管の軸心に対して９０〜１８０°に拡管されて形成されることを特徴とする金属管の防食接続構造にある。

本発明はさらに、前記金属管の端末において、樹脂またはゴム等によってコーティングされたシート面を有する２重構造の押圧座面を含む端末が、カール状に形成されてなることを特徴とする金属管の防食接続構造にある。

本発明における前記金属管の防食接続構造において、前記固定ナットの押圧部形状を、前記金属管端末に設けられ、樹脂またはゴム等によってコーティングされたシート面を有する２重構造の押圧座面の、背面形状に対応するよう形成することを好ましい態様とするものである。

また、本発明における前記金属管の防食接続構造においては、前記金属管の端末において、樹脂またはゴム等によってコーティングされたシート面を有する２重構造の押圧座面を含む端末と、前記固定ナットとの間において、必要に応じてスリーブワッシャーを介在させることを好ましい態様とするものである。

本発明による金属管の防食接続構造によれば、該金属管によって供給される腐食性物質を含む全ての流体と接触する部分、即ち金属管内周面は勿論、接合対象部材と当接するシート面が樹脂またはゴム等によってコーティングを施してあるため、金属管は腐食環境から完全に保護された状態が確保され、防食面における優れた機能が保障される。また、接続対象部材と当接するシート面が樹脂またはゴム等の弾性部材によって形成されるため、優れた気密性が確保され、特に分子構造の小さい例えばフロン系水素等の流体やプロパンガス等の気体であっても、洩れなくシールすることが可能となる。さらに本発明による上記接続構造は、接続対象部材と当接する押圧座面のみならず、固定ナットに当接する背面にまで樹脂またはゴム等によるコーティングが施され、かつ２重折り曲げ構造若しくはカール巻き込み構造に形成されているため、接合部における弾力（フリクション）がより一層向上し、僅かな締付け力でも十分な気密性が保たれ、固定ナットの構造を極力小型軽量化することが可能となり、それによってもたらされる経済的効果も著しいものであることが確認された。

以下本発明の実施の形態について添付した図面に基づいて説明するが、本発明はこれに拘束されるものではなく、本発明の主旨の範囲内において自由に設計変更が可能である。
図1は本発明の金属管の防食接続構造における金属管端末の加工手順を説明するための断面図で、（ａ）はその第１段階で該金属管端末を軸心に対してほぼ９０°に拡管した状態を示し、（ｂ）はその第２段階でさらに拡管して軸心に対して１８０°まで拡管した状態を示し、（ｃ）はその第３段階で該端末部が金属管に対して平行の２重構造になるまで屈曲した状態を示し、図２は本発明の金属管の防食接続構造における一実施例を示す断面説明図、図３は本発明の金属管の防食接続構造における他の実施例を示す断面説明図、図４は本発明の金属管の防食接続構造におけるさらに他に実施例を示す断面説明図である。

本発明による金属管の防食接続構造は、自動車や一般産業用機械・装置等において、その目的部に各種流体を供給するため、比較的細径で薄肉の金属管を接続する接続構造で、とりわけ腐食性の強い流体、若しくは分子構造が小さい液体や気体を、安全にかつ確実に目的部位に供給するための接続構造を提供するものであり、金属管の内周面に耐食性に優れる各種合成樹脂またはゴム等によるコーティングを少なくとも一層、好ましくは多層に施し、金属管本体をその内壁に耐食性被膜を有する２層構造とした後、該金属管端末に対して拡管、屈曲、さらに折り曲げ、若しくは巻き込み等の加工を施すことによって、該金属管の端末において２重構造の押圧座面を形成すると共に、該押圧座面を含む端末の全面に樹脂またはゴム等によってコーティングが施されたシート面が形成され、接続に際しては前記コーティング層をシート面として接続することにより、腐食性流体に対する金属管の保護と、分子構造の小さい流体や気体に対しても十分な気密が維持し得ることを構成上の特徴するものである。

本発明における金属管の接続方法は、樹脂またはゴム等によるコーティングが施されたシート面を有する２重構造の押圧座面を、接続対象部材の受圧座面に当接した後、該金属管の後方から固定ナットを外嵌して、その押圧部で押圧座面の背面を押しながら前記接続対象部材に形成された雌ねじに螺合し、締め付けることによって接続作業が完了する。この際、接続対象部材の受圧座面に当接するシート面のみならず、固定ナットの押圧部と当接する押圧座面の背面にも、樹脂またはゴム等によるコーティングが施されたシート面が形成されているため、金属管は例えば腐食性物質を含む流体等から完全に保護され、しかも２重構造の押圧座面のクッション効果と、該コーティング層がもたらす弾性効果が相俟って、固定ナットの締付けは極力軽減されたものとなり、その優れた段発力が該固定ナットの緩みを防止するスプリングワッシャとしての機能を果たし、長期間にわたる安定的運転を保障する。

本発明において用いられる金属管は、その管径が３０ｍｍ程度以下、肉厚が２ｍｍ程度以下の比較的細径で薄肉の金属管であって、その種類については特に制限はないが展延性に優れる材料が好ましく、通常の鋼材やステンレス鋼、アルミニウム合金や銅合金などその用途に応じて適宜に選択され、電縫管やシームレス管であってもよいが、その内周面に各種合成樹脂やゴム等によって耐食性被膜が少なくとも一層、好ましくは多層に形成された２層構造を有するように構成される。具体的には図１に示すように管本体１の内周面、防食被膜３がコーティングされた２層構造の金属管が一般的である。形成される耐食性被膜の種類やコーティング方法については、所期の目的に耐えうるものであれば特に制限は無く、従来公知の合成樹脂等を公知の手段によって被覆したものでよい。

上記２層構造の金属管の端末に２重の押圧座面を形成するため、拡管、屈曲、折り曲げ、巻き込み等の加工を施す手段についても、所期の目的を達成しうるものであれば特に制限しないが、通常、図１（ａ）に示すように該金属管２の端末を、例えば円錐パンチ等を用いて金属管の軸心に対してθ_１＝９０°拡管する第１段階、次いで図１（ｂ）に示すように該拡管部を、例えばプレス等を用いて金属間の軸心に対してθ_２＝１８０°まで拡管する第２段階、さらに図１（ｃ）に示すように該拡管した端末部を、例えばベンダー等を用いて金属管の軸心に対して平行の２重構造になるまで屈曲する、第３段階に亘る加工工程を経た後、該屈曲された金属管の端部を中心にしてカーリングマシンなどによりさらに折り曲げることにより、該金属管の端末において、該金属管の軸心から外周方向に拡管した２重構造の押圧座面を有する、例えば、図２若しくは図３に示すような金属管が得られ、同図に示されるような金属管の防食接続構造に提供される。

なお、上記の加工手順において、第２段階から第３段階に移行する際、拡管した端末部を、例えば絞り加工等によってカール状巻き込むことによって、例えば図３に示すような端末構造を有する金属管が得られ、同図に示されるような金属管の防食接続構造に提供される。

本発明の金属管の防食接続構造において、金属管の端末部に形成された２重構造の押圧座面を、接続対象部材の受圧座面に当接して螺着固定するための前記固定ナットは、その先端部が前記押圧座面の背面の形状、具体的には図２に示すように金属管の軸心に対して、例えば９０°の角度をもって形成されている場合、その角度に合わせた形状の押圧部であることが望ましい。このように構成されることにより前記２重構造の押圧座面を含む端末と、該固定ナットとの間に専用のスリーブを介在させること無く、それぞれの当接面が平坦でかつ広い接触面積が得られ、均一な押圧によって安定的な接続が維持され、保護被膜に傷を生ずるという懸念も未然に払拭される。

本発明において、金属管の端末に形成される２重構造の押圧座面を含む端末と、前記固定ナットとの間に、該金属管の外周を摺動するスリーブワッシャーを介在させることも好ましい態様であるが、これにより金属管を接続対象部材へ螺着固定する際、固定ナットの先端の捩りによるすべりを該スリーブが吸収して、前記押圧座面のシート面を形成する樹脂またはゴム等からなる保護被膜をガードすると共に、より均一な押圧力が該シート面に加えられ、長期間に及ぶ安定的な接続状態が保証される。

肉厚１．０ｍｍ、管径１０ｍｍのアルミニウム合金管を用意し、その内周面にポリフッ化ビニールをコーティングすることにより防食被膜３を形成して、２層構造の金属管２を得た。ついで該金属管２の端末を図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の手順によって、拡管、屈曲加工を施した後、最終的に折り曲げ加工を施して、図２に示すような端末部が金属管２の軸心に対し、外周方向に９０°に拡管したに２重構造の押圧座面６を有すると共に、該金属管２の内周面から該２重構造の押圧座面６を含む端末部の全面に渡り、ポリフッ化ビニールによる防食被膜が施された管本体１を得た。得られた管本体１の後方より、その外周部に接続対象部材５に螺合するための雄ネジが形成された固定ナット８を外嵌して、図２に示すような本発明による金属管の防食接続構造を得た。なお、本例による前記固定ナット８はその先端部を、金属管本体１の２重構造の押圧座面６の拡管角度に合わせ、９０°の傾斜角をもって押圧部を形成した。ついで該金属管本体１端末部の２重構造の押圧座面６を、接続対象部材５の受圧座面７に当接し、前記固定ナットを前方に摺動させ、該接続対象部材５の雌ネジに螺合することにより、金属管本体１と接続対象部材５とが２重構造の押圧座面６と受圧座面７とを介して密着し、螺合部９によって固定される。このようにして図２に示すような本例による金属管の防食接続構造を用いた金属管の接続状態を完成させ、窒素ガスや圧縮空気による加圧２０Kg／ｃｍ^２のリークテストを実施した結果、リークは認められず、完璧な状態でにシールされていることが確認された。

図３に示すように折り曲げ加工をさらに進めることによって２重構造の押圧座面６−１の拡管角度を、金属管２−１の軸心に対して１８０°とした以外は、実施例１と同様にして金属管本体１−１を形成し、実施例1と同様にして金属管の防食接続構造を得た。なお、本例における固定ナット８−１は、その先端の押圧部形状が金属管２−１の軸心に対して１８０°、即ち前記押圧座面６−１と同様１８０°の垂直とした。次いで図３に示すような金属管２−１の接続状態を完成した後、実施例1と同様にしてリークテストを実施した結果、リークは認められず完璧な状態でシールされていることが確認された。

実施例1における第２段階の拡管工程終了後、金属管２−２の端末をカーリングマシンによる絞り加工によってカール状に巻き込み、図４に示すような押圧座面６−２を形成し、実施例２と同様の先端の押圧部形状を有する固定ナット８−２を用いて螺合した以外は、実施例1と同様にして金属管の防食接合構造を得た。図４に示すような金属管２−２の接続状態を完成後、実施例1と同様にしてリークテストを実施した結果、リークは認められず完璧なシール状態が確認された。なお、固定ナットはＪＡＳＯＦ４０２フレアナットＣ（ＣＮ）のような袋ナットを使用しても良いことはいうまでもない。

以上詳述したように、本発明による金属管の防食接続構造によれば、該金属管によって供給される腐食性物質を含む全ての流体と接触する部分、即ち金属管内周面は勿論、接合対象部材と当接するシート面が、全て樹脂またはゴム等によってコーティングを施してあるため、金属管は腐食環境から完全に保護された状態が維持され、防食面における優れた機能が保障される。また、接続対象部材と当接するシート面が樹脂またはゴム等の弾性部材によって形成されるため、優れた気密性が確保され、特に分子構造の小さい例えばフロン系水素等の流体やプロパンガス等の気体であっても、完璧な状態でシールすることが可能となる。さらに本発明による上記接続構造は、接続対象部材と当接する押圧座面のみならず、固定ナットの押圧部に当接する背面にまで樹脂またはゴム等によるコーティングが施され、かつ２重折り曲げ構造若しくはカール巻き込み構造に形成されているため、接合部における弾力（フリクション）がより一層向上し、僅かな締付け力でも十分な気密性が保たれ、固定ナットの構造を極力小型軽量化することが可能となり、それによってもたらされる経済的効果も著しいものであることが確認され、当該技術分野において幅広く用いられることが期待される。

本発明の金属管の防食接続構造における金属管端末の加工手順を説明するための断面図で、（ａ）はその第１段階を示し、（ｂ）はその第２段階を示し、（ｃ）はその第３段階しますものである。本発明の金属管の防食接続構造において、その一実施例を示す断面説明図である。本発明の金属管の防食接続構造において、他の実施例を示す断面説明図である。本発明の金属管の防食接続構造において、さらに他に実施例を示す断面説明図である。

符号の説明

１、１−１、１−２管本体
２、２−１、２−２金属管
３、３−１、３−２被覆層
４、４−１、４−２拡管部
５、５−１、５−２接続対象部材
６、６−１、６−２押圧座面
７、７−１、７−２受圧座面
８、８−１、８−２固定ナット
９、９−１、９−２螺合部

Claims

内周面が樹脂またはゴム等によってコーティングされ、２層構造の金属管の端末を外周方向に拡管した後、該拡管した端末部が軸心に対して平行の２重構造になるまで屈曲し、屈曲された該金属管の端部を中心にさらに折り曲げることにより、該金属管の端末において軸心から外周方向に拡管した２重構造の押圧座面を形成すると共に、該押圧座面を含む端末の全面に、樹脂またはゴム等からなるコーティングが施されたシート面を有する管本体と、前記押圧座面を接続対象部材の受圧座面に当接して、螺着固定するための固定ナットからなり、かつ前記樹脂またはゴム等によってコーティングされたシート面を有する２重構造の押圧座面を含む端末が、該金属管の軸心に対して９０〜１８０°に拡管、またはカール状に形成されてなることを特徴とする金属管の防食接続構造。