JP2005133943A - ２本のパイプのフレア付き端部を接合するねじ接合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのパイプ端部を簡単に接合することができ、ねじ接合中、パイプ端部の不所望な回転が防止されるかまたは最小限に抑えられるねじ接合装置を提供する。
【解決手段】２本のパイプのフレア端部１，２を接合するためのねじ接合装置において、スペーサ要素７が第１の端部に、第１のパイプの端部１，２のフレアを嵌め合わせて収容するための第１の確実嵌め合い凹部８を備え、第２の端部に、他のパイプの端部のフレアを嵌め合わせて収容するための第２の確実嵌め合い凹部９を備え、更に、一方のパイプ端部を収容するためのナット３が設けられ、接合状態で、ナットによって収容されたパイプ端部のフレアがスペーサ要素７の関連する確実嵌め合い凹部８，９に係合するように、スペーサ要素７がナット３内に挿入され、パイプ端部がナットと相対的に回転しないよう固定されるように、確実嵌め合い要素が設計されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、２本のパイプのフレア付き端部を接合するためのねじ接合装置に関する。用語“ねじ接合装置”は２本のパイプの端部を接合するめに必要な装置要素を備えている。本発明は特に、液圧装置の分野で使用されるかあるいは自動車のブレーキ管路として使用されるパイプのねじ接合に関する。

実際の使用によって、２本のパイプのねじ接合が知られている。このねじ接合では、一方のパイプの端部がいわゆるＥ−フレアを備え、他方のパイプの端部が上記Ｅ−フレアと相補的なＦ−フレアを備えている。このＥ−フレアとＦ−フレアは共に、例えばＤＩＮ７４２３４で規定されている。公知のねじ接合では、両パイプフレアが、ナットと関連するねじとを使用するねじ接合部によって、かなり大きな接触圧力で互いに押し付けられる。その目的はパイプ端部の密着接合あるいは高圧でも漏れない接合を達成することである。しかしながら、技術水準によって知られているこのねじ接合は幾つかの不所望な欠点を有する。一方のパイプ端部にＥ−フレアを形成するときに、このパイプ端部は少なくとも一部の領域が比較的に大きく塑性変形する。冷間変形の結果としての固化のために、形成された接合部の寿命に対して不利な影響が生じる。このような不利な影響は、例えば振動にさらされて、特にねじ接合部に機械的な負荷がかかる場合に生じる。更に、ねじ接合が達成されるときに、ねじ込みプロセスの終わりに、パイプ端部の一方または両方が回転する。しばしば、ねじ接合装置と相対的にパイプ端部が不所望な回転を生じる。パイプが一般的にねじ接合部と反対側のその端部で固定されているので、このような構造ではパイプのねじれが生じる。このようなパイプのねじれはねじ接合部にトルクを作用させ、このトルクはねじ接合部を緩める。この理由から、実際の用途では、ねじ接合部またはねじ接合装置はその限度を超えて締付けられる。ねじ接合の時点で、パイプが相対的に回転すると、２つのパイプフレアの相互摩擦の結果として、シール面の損傷が生じる。理解されるように、これは不利である。要するに、公知のねじ接合部は改良する余地がある。

そこで、本発明の目的は、２つのパイプ端部を簡単に接合することができ、長期間漏れずまたは高圧下で漏れず、上記の欠点を回避し、特にねじ接合中、パイプ端部の不所望な回転が防止されるかまたは最小限に抑えられる、冒頭で述べた種類のねじ接合部またはねじ接合装置を提供することである。

この目的は、２本のパイプのフレア端部を接合するためのねじ接合装置において、
スペーサ要素が設けられ、このスペーサ要素が第１の端部に、（第１の）パイプの端部のフレアを嵌め合わせて収容するための第１の確実嵌め合い凹部を備え、第２の端部に、他の（第２の）パイプの端部のフレアを嵌め合わせて収容するための第２の確実嵌め合い凹部を備え、
更に、一方のパイプ端部を収容するためのナットが設けられ、接合状態で、ナットによって収容されたパイプ端部のフレアがスペーサ要素の関連する確実嵌め合い凹部に係合するように、スペーサ要素がナット内に挿入され、
更に、他のパイプ端部を接合するためのねじが設けられ、接合状態で、ねじによって収容されたパイプ端部のフレアがスペーサ要素の関連する確実嵌め合い凹部に係合するように、ねじの関連するパイプ端部がナットにねじ込まれ、
ナットと、接合状態でナットに収容されるパイプ端部のパイプフレアとが、確実嵌め合い要素を備え、関連するパイプ端部がナットと相対的に回転しないよう固定されるように、確実嵌め合い要素が設計されていることによって達成される。

用語“接合状態”は２つのフレアパイプ端部の間のねじ接合が達成されたときの状態である。本発明はナットとねじとスペーサ要素とからなるねじ接合装置に関するかあるいは本発明は実質的にナットとねじとスペーサ要素とからなるねじ接合装置に関する。しかしながら、本発明はナットとねじとスペーサ要素と接合すべき２つのパイプ端部からなるねじ接合ユニットに及ぶ。

本発明の第１の好ましい実施形によれば、ナットが内側に確実嵌め合い要素を備え、接合状態でナットに収容されるパイプ端部のパイプフレアが相補的な確実嵌め合い要素を備え、接合状態でナットの内側の確実嵌め合い要素がパイプフレアの相補的な確実嵌め合い要素に係合している。これにより、収容されたパイプ端部はナットと相対的に回転しないように固定される。一実施形では、確実嵌め合い要素はナットに設けられた切欠きであり、この切欠きは好ましくは半径方向に整列されている。この配置構造の場合、パイプフレアの相補的な確実嵌め合い要素は、ナットの切欠きに嵌め合わせられるように係合することができる対応する突起として形成されている。他の実施形では、パイプフレアの相補的な確実嵌め合い要素が切欠きとして形成され、ナットの確実嵌め合い要素が好ましくは、嵌め合わせられるようにパイプフレアの切欠きに係合可能な突起またはウェブの形をしている。本発明によれば、切欠きの深さと突起またはウェブの高さは、嵌め合わせのときに収容されるパイプ端部がナットと相対的に回転しないように選定されている。

本発明の他の好ましい実施形では、ナットだけが内側の確実嵌め合い要素を備え、この確実嵌め合い要素がねじ接合を達成するときに、接合状態でナットに収容されるパイプ端部のパイプフレアに割り込み、それによって相補的な確実嵌め合い要素をパイプフレアに形成するように、内側の確実嵌め合い要素が設計されている。この実施形において、パイプフレアはスタート時に相補的な確実嵌め合い要素を備えていないがしかし、その代わりに、パイプフレア上の確実嵌め合い要素の作用によってねじ接合が行われるときに、これらの相補的な確実嵌め合い要素が適当なプレス作用によって形成される。ナットの確実嵌め合い要素は好ましくは、パイプフレアに割り込むことができる突起またはウェブである。本発明の範囲内で、パイプフレアの材料が選択されるので、パイプフレアへのこのような割り込みと、相補的な確実嵌め合い要素の形成は容易に達成可能である。

本発明の範囲内で、スペーサ要素はシールすべきスペーサ要素である。換言すると、スペーサ要素の各々の確実嵌め合い凹部は、関連するパイプフレアの相補的なシール面に支持されるシール面を備えている。更に、本発明の範囲内において、ナットはめねじを備え、ねじは接合状態で上記ナットのめねじに螺合する相補的なおねじを備えている。ナットは第１のパイプ端部を収容している。このパイプ端部は、ねじがまだナットに挿入されているときに既にナットに収容されている。ねじは収容される第２のパイプ端部と共にナットに挿入されるときに、ナットはねじに収容される第２のパイプ端部を取り囲んでいる。

本発明の範囲内できわめて重要な好ましい実施形に従って、スペーサ要素の少なくとも１つの確実嵌め合い凹部、好ましくは両方の確実嵌め合い凹部が、関連するパイプ端部のフレアを嵌め合わせて収容するように設計され、フレアがパイプの外側に円錐形のフランジ面を備え、関連する円錐部がパイプ端部の端面の方に先細になっている。スペーサ要素の確実嵌め合い凹部は内側に、相補的な円錐形のフランジ面を備えている。本発明の範囲内において、スペーサ要素の少なくとも１つの確実嵌め合い凹部、好ましくは両方の確実嵌め合い凹部が、関連するパイプ端部のＦ−フレアを嵌め合わせて収容するように設計されている。スペーサ要素は両端に、少なくとも１つ、好ましくは２つの確実嵌め合い凹部を備えている。この確実嵌め合い凹部はＦ−フレアと相補的である。

本発明の範囲内において、接合すべき両パイプ端部はＦ−フレアを備えている。接合状態において、第１のパイプ端部のＦフレアは、スペーサ要素の第１の確実嵌め合い凹部に隣接している。一方、スペーサ要素の反対側において、第２のパイプ端部のＦ−フレアはスペーサ要素の第２の確実嵌め合い凹部に係合している。好ましい実施形によれば、Ｆ−フレア／スペーサ要素／Ｆ−フレアの接合は他の要素と協働しないで行われる。

本発明の一実施形によれば、接合状態でスペーサ要素がナットの収容穴に挿入されている。この実施形では、スペーサ要素はねじ接合によってナット内に保持されていないがしかし、その代わりに、ナットの収容穴内に挿入されている。この構造の場合好ましくは、スペーサ要素が、収容穴の表面または内面に設けられた少なくとも１個のノブによって保持されている。スペーサ要素は好ましくは、ノブによって収容穴に挿入され、ノブの背後の所定の位置にカチッと戻り止めされている。好ましい実施形に従って、幾つかのこのようなノブが収容穴の内周に分配されている。本発明の範囲内で、ナットの収容穴は形状が円筒形である。

本発明の好ましい他の実施形では、ナットの収容穴がめねじを備え、スペーサ要素がこのめねじに対して相補的なおねじを備えている。この実施形に従って、接合状態で、スペーサ要素がナットの収容穴にねじ込まれている。従って、スペーサ要素はねじ接合によってナットの収容穴内に固定されている。

本発明の範囲内において、ナットの収容穴がスペーサ要素を収容するためおよびねじを収容するために設けられている。ねじは収容穴のめねじに螺合するそのおねじによってねじ込まれている。

更に、本発明の範囲内では、ナットが収容穴の直径よりも小さな直径の収容通路を備え、この収容通路が一方の（第１の）パイプ端部を収容するために設けられている。従って、（第１の）パイプ端部はナットの収容通路を通過している。ねじは好ましくは、他の（第２の）パイプ端部を収容するための収容通路を備えている。

本発明の範囲内において、ナットが停止面を備え、接合状態で、この停止面がナットに収容された（第１の）パイプ端部のフレアに背後から係合している。停止面は好ましくは収容通路とナットの収容穴の間の部分に配置されている。本発明の範囲内では更に、ねじがそれに収容された（第２の）パイプ端部のフレアに背後から係合する面を有する。

既に述べように、本発明の範囲内で、ナットはそれに収容されるパイプ端部のフレアに設けられた相補的な確実嵌め合い要素に係合する内側確実嵌め合い要素を備えている。相補的な確実嵌め合い要素はパイプフレア内に既に設けてもよいし、またねじ接合を行うときにナットへの確実嵌め合い要素の割り込みによって形成してもよい。ナットの確実嵌め合い要素は好ましくはナットの上記の停止面に設けられている。

本発明の範囲内において、スペーサ要素が少なくとも一方の確実嵌め合い凹部に、好ましくは両方の確実嵌め合い凹部に、面を備え、この面が、一方のパイプ端部によって加えられるトルクが機能的に確実に伝達されるように設計されている。確実嵌め合い凹部の面は例えばプロファイル付き面である。これに関連して、本発明の範囲内では、確実嵌め合い凹部の面が関連するパイプ端部のフレアのフランジ面に設けた相補的な確実嵌め合い要素に係合する確実嵌め合い要素を備えている。

最後に述べた本発明の実施形により、スペーサ要素と相対的なパイプ端部の回転またはパイプ端部相互の相対的な回転が効果的に抑制される。

本発明は、本発明によるねじ接合装置によって、封止的な接合または高圧下での封止的な接合が、簡単にかつ経済的に長期間達成可能であるという認識に基づいている。特に、ねじ接合装置の作動中、シール面の不利な障害は起こらない。本発明によるねじ接合装置によって、ねじ込み中の接合すべきパイプの相互の回転が防止される。本発明は特に、これに関連して、ナットによって収容された、ナットと相対的なパイプの回転を防止することが必須であるという重要な認識に基づいている。その結果、パイプまたはねじ接合装置を例えば自動車に容易に設置可能である。スペーサ要素と相対的なパイプの回転が避けられるので、摩擦の結果としてのシール面の損傷を防止することができる。特にねじの側のパイプフレアとスペーサ要素との摩擦は、スペーサ要素の適当な形状によって比較的に大きく保つことができる。ねじの側のフレアとスペーサ要素の間のこの摩擦がねじとフレアの後部の間の摩擦を超えると、ねじ接合が行われているきに、ねじがその中に収容されているパイプと相対的に回転する。従って、２本のパイプの相互の回転は抑制され、関連する破滅的な運動が防止される。

次に、１つの実施の形態を示す図に基づいて本発明を詳しく説明する。

図１は、技術水準によるねじ接合部またはねじ接合装置を示している。接合すべき２本のパイプの端部１，２はナット３とねじ４を使用するねじ接合によって互いに接合されている。２本のパイプの端部１，２はフレア加工されている。第１のパイプの端部１はＥ−フレア５を有し、第２のパイプの端部２はＦ−フレア６を有する。図示のように、Ｅ−フレア５は円錐形のフランジ面５ａを備えている。各々の円錐は内側の方に、すなわちパイプの側部の方に先細になっている。Ｆ−フレア６は円錐形のフランジ面６ａを備えている。しかし、この円錐は外側の方に、すなわちパイプの端部２の端面の方に先細になっている。２本のパイプのフレア５，６は、ナット３とねじ４を互いにねじ込むことによって、かなり大きな接触圧力で互いに押し付けられる。しかしながら、技術水準から知られているねじ接合は、既に述べた欠点を有する。

図２〜５は、２本のパイプのフレア端部１，２を接合するための、本発明によるねじ接合またはねじ接合装置を示している。本発明では、スペーサ要素７が使用される。このスペーサ要素７は第１の端部に第１の確実嵌め合い凹部（確実に嵌め合わされる凹部、かみ合い凹部）８を有し、第２の端部に第２の確実嵌め合い凹部９を有する。第１の確実嵌め合い凹部８と第２の確実嵌め合い凹部９の両方は、関連するパイプ端部１，２のパイプフレア６を確実に嵌め合わせ収容するためのものである。このフレア６はパイプの外側に円錐状のフランジ面を有する。各々の円錐はパイプ端部１，２の端面の方に先細になっている。本発明の範囲内では、各々のパイプ端部１，２のＦ−フレア６を確実に嵌め合わせて収容するために、第１の確実嵌め合い凹部８と第２の確実嵌め合い凹部９の両方が設けられている。このようなＦ−フレア６は図２，４の実施の形態ではパイプ端部１，２に設けられている。理解されるように、スペーサ要素７は内側が中空であり、パイプを通って供給される液体がこのスペーサ要素を通過することができる。確実嵌め合い凹部８，９と関連するＦ−フレア６は、接合状態で互いに押し付け合うシール面を有する。図２，４に示すように、ナット３は第１のパイプ１を収容し、接合状態でスペーサ要素７はナット３に挿入され、それによってナット３に収容された第１のパイプ端部１のＦ−フレア６はスペーサ要素７の関連する確実嵌め合い凹部８に係合しているかまたはこの確実嵌め合い凹部に押し込まれている。図２〜４の実施の形態では、スペーサ要素７は接合状態で、ナット３の収容穴１０に挿入されているだけである。この構造では、スペーサ要素７は収容穴１０の内周に分配されたノブ１１によってその位置に保持されている。更に、ナット３は、収容穴１０の直径よりも小さな直径の収容通路１２を備えている。この収容通路１２には、第１のパイプ端部１が嵌め合わせられて収容されている。

ねじ４は第２のパイプ端部２を収容するために設けられている。接合状態で、第２のパイプ端部２を収容したこのねじ４はナット３にねじ込まれ、ねじ４によって収容されたパイプ端部２のＦ−フレア６はスペーサ要素７の関連する確実嵌め合い凹部９に係合しているかまたはこの確実嵌め合い凹部に押し込まれている。図２，４に示すように、ナット３の収容穴１０はスペーサ要素７と、第２のパイプ端部２を収容したねじ４とを収容している。

図２，４，５に示すように、収容通路１２と収容穴１０の間の部分において、ナット３は停止面１３を備えている。この停止面１３はナット３の収容通路１２に収容された第１のパイプ端部１のＦ−フレア６の背後に係合する。停止面１３の領域において、ナット３は内側に配置された、切欠き１４の形をした確実嵌め合い要素（確実に嵌め合わせられる要素、かみ合い要素）を備えている。図示した実施の形態では、この切欠き１４はＶ字形の横断面を有する。切欠きは例えばＵ字形の横断面を有していてもよい。図示した実施の形態のように、切欠き１４がナット３の縦軸線に対して半径方向に配置または配向されていると有利である。接合状態で、相補的（補完的）な確実嵌め合い要素がこの切欠き１４に係合する。この相補的な確実嵌め合い要素は第１のパイプ端部１のＦ−フレアの背部に配置されている。第１のパイプ端部１のＦ−フレアのこの相補的な確実嵌め合い要素は好ましくは、確実に嵌め合わせられるようにナット３の切欠き１４に係合することができる突起１５の形をしている。本発明の範囲内において、図に示していない実施の形態に従って、確実嵌め合い要素がナット３にのみ設けられる。ねじ接合状態の間のみ、および要素の相対的な押圧の間に、圧力の結果として、ナット３のこの確実嵌め合い要素が、第１のパイプ端部１のパイプフレアに、対応する相補的な確実嵌め合い要素を生じる。従って、この相補的な確実嵌め合い要素は、ねじ接合が行われて要素が互いに押圧しているときにのみ生じる。確実嵌め合い要素と相補的な確実嵌め合い要素は、ナットに収容された第１のパイプ端部１がナット３と相対的に回転しないで固定されるように設計されている。更に、ねじ４はその中に収容された第２のパイプ端部２のＦ−フレアの背部に係合する面１６を備えている。

技術水準によるねじ接合部の斜視図である。 本発明によるねじ接合部の縦断面図である。 図２のねじ接合部の横断面図である。 本発明によるねじ接合部の斜視図である。 ナットの斜視図である。

符号の説明

１，２ パイプ端部
３ ナット
４ ねじ
６ Ｆ−フレア
７ スペーサ要素
８，９ 確実嵌め合い凹部
１０ 収容穴
１２ 収容通路
１３ 端面
１６ 面

Claims (12)

1. ２本のパイプのフレア端部（１，２）を接合するためのねじ接合装置において、
   スペーサ要素（７）が設けられ、このスペーサ要素が第１の端部に、第１のパイプの端部（１，２）のフレアを嵌め合わせて収容するための第１の確実嵌め合い凹部（８）を備え、第２の端部に、他のパイプの端部（１，２）のフレアを嵌め合わせて収容するための第２の確実嵌め合い凹部（９）を備え、
   更に、一方のパイプ端部（１，２）を収容するためのナット（３）が設けられ、接合状態で、ナット（３）によって収容されたパイプ端部（１，２）のフレアがスペーサ要素（７）の関連する確実嵌め合い凹部（８，９）に係合するように、スペーサ要素（７）がナット（３）内に挿入され、
   更に、他のパイプ端部（１，２）を接合するためのねじ（４）が設けられ、接合状態で、ねじ（４）によって収容されたパイプ端部（１，２）のフレアがスペーサ要素（７）の関連する確実嵌め合い凹部（８，９）に係合するように、前記ねじ（４）の関連するパイプ端部（１，２）がナット（３）にねじ込まれ、
   ナット（３）と、接合状態でナット（３）に収容されるパイプ端部（１，２）のパイプフレアとが、確実嵌め合い要素を備え、関連するパイプ端部（１，２）がナット（３）と相対的に回転しないよう固定されるように、前記確実嵌め合い要素が設計されていることを特徴とするねじ接合装置。
2. ナット（３）が内側に確実嵌め合い要素を備え、接合状態でナット（３）に収容されるパイプ端部（１，２）のパイプフレアが相補的な確実嵌め合い要素を備え、接合状態で内側の確実嵌め合い要素が相補的な確実嵌め合い要素に係合していることを特徴とする、請求項１記載のねじ接合装置。
3. ナット（３）が内側の確実嵌め合い要素を備え、この確実嵌め合い要素がねじ接合を達成するときに接合状態でナット（３）に収容されたパイプ端部（１，２）のパイプフレアに割り込み、それによって相補的な確実嵌め合い要素をパイプフレアに形成するように、前記の内側の確実嵌め合い要素が設計されていることを特徴とする、請求項１記載のねじ接合装置。
4. スペーサ要素（７）の少なくとも１つの確実嵌め合い凹部（８，９）、好ましくは両方の確実嵌め合い凹部（８，９）が、関連するパイプ端部（１，２）のフレア（６）を嵌め合わせて収容するように設計され、前記フレア（６）がパイプの外側に円錐形のフランジ面を備え、関連する円錐部がパイプ端部（１，２）の端面の方に先細になっていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
5. スペーサ要素（７）の少なくとも１つの確実嵌め合い凹部（８，９）、好ましくは両方の確実嵌め合い凹部（８，９）が、関連するパイプ端部（１，２）のＦ−フレア（６）を嵌め合わせて収容するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
6. 接合状態でスペーサ要素（７）がナット（３）の収容穴（１０）に挿入されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
7. ナット（３）の収容穴（１０）がめねじを備え、スペーサ要素（７）がこのめねじに対して相補的なおねじを備え、接合状態で、スペーサ要素（７）が収容穴（１０）にねじ込まれていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
8. ナット（３）の収容穴（１０）がスペーサ要素（７）を収容するためおよびねじ（４）を収容するために設けられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
9. ナット（３）が収容穴（１０）の直径よりも小さな直径の収容通路（１２）を備え、この収容通路（１２）が一方のパイプ端部（１，２）を収容するために設けられていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
10. ナット（３）が停止面（１３）を備え、接合状態で、この停止面（１３）がナット（３）に収容されたパイプ端部（１，２）のフレアに背後から係合していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
11. ねじ（４）がそれに収容されたパイプ端部（１，２）のフレアに背後から係合する面（１６）を備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のねじ接合装置。
12. スペーサ要素（７）が少なくとも一方の確実嵌め合い凹部（８，９）に面を備え、この面が、一方のパイプ端部（１，２）によって加えられるトルクが機能的に安全に伝達されるように設計されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載のねじ接合装置。

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