JP2005172132A - 配管取付用フランジ部材 - Google Patents

Abstract

【課題】 ボルトを締結してもボルトの緩みが発生せず、配管にかしめて取付けるときに取付孔の円周部に亀裂が生じない樹脂製のフランジ部材を提供することにある。
【解決手段】 ボルト取付孔４と配管取付孔３とを設けたフランジ本体９を備え、配管取付孔３に金属製の配管１を取付け、ボルト取付孔３にボルトを挿入するとともに、ボルトを固定部に締結して配管１を固定部に取付けるのに用いられる配管取付用フランジ部材において、フランジ本体９を樹脂で一体に成形し、ボルト取付孔４の周縁部に該孔４の軸線に沿ってピン７を配設している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車用エアコンディショナの配管に用いられる配管取付用フランジ部材に関する。

アルミニウム製の配管部材を固定部に取付けるための配管取付用フランジ部材（以下、フランジ部材という）は、従来、配管部材と同等、若しくはそれ以上の強度を有するアルミニウム等の材料で製作されている。このフランジ部材には、前記配管が固定される配管取付孔と、ボルトが挿入されるボルト取付孔が設けられている。

この配管取付孔に配管を固定する方法としては、この配管に配管取付孔を挿入させ（または、配管取付孔に配管を挿入させ）、フランジ部材を任意の位置に移動させた後に、フランジ部材と配管を溶接で接合するものがある。また、他の固定方法としては、特許文献１に示すように、配管取付孔に配管を挿入させた後に、配管の一部を外側方向に拡開し、あるいは配管の極小曲げを行ない、配管にフランジ部材をかしめて固定するものがある。

他方、前記ボルト取付孔に挿入されたボルトは、固定部、例えば自動車の車体側に締結されることになる。これらの構造により、配管の任意の位置に取付けられたフランジ部材は、配管を固定部に取付けることができるようになっている。
特開２００２−１３０５６１号公報

しかしながら、上述のアルミニウム製のフランジ部材を製作するためには、１次メーカーでアルミニウム等の材料を押し出し成形した後に、２次メーカーで切断、切削、バリ取り加工を行なわなければならない。そのためフランジ部材の製作工程が多くなり、単品でのコストを低減させることが困難であった。そのため、前記フランジ部材を樹脂の成形品で一体に形成することが検討されている。

他方、樹脂で成形したフランジ部材（以下、樹脂フランジ部材という）は、強度面においてアルミニウム等で形成したフランジ部材よりも弱くなってしまう。樹脂フランジ部材をアルミニウム製と同等の強度にするためには、樹脂フランジ部材の肉厚をアルミ製に比べて１．５〜３倍にしなければならないが、この肉厚では、樹脂フランジ部材を取付けるためのスペースが十分に確保されていない場合、使用することができない。

また、樹脂フランジ部材は、ボルト取付孔にボルトを挿入させて該ボルトを締結すると、この締結力によって樹脂フランジ部材の取付面にへたりが生じてしまうことがある。そのため、樹脂フランジ部材の取付面とボルトの間に隙間が発生し、ボルトに緩みが生じてしまうことがある。また、へたりを防止するために、前記ボルト取付孔の内周面に沿って金属のカラーを入れ、該カラーで前記締結力を受けさせることもできる。しかしながら、ボルトの径の種類ごとに専用のカラーを用意する必要があり、逆にコスト高になってしまう。

さらに、樹脂フランジ部材の配管取付孔に配管をかしめて固定する場合、配管取付孔の円周部がかしめられる力によって亀裂が生じてしまうことがあった。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、軽量で寸法精度が高く、加工工程数が少ない樹脂製のフランジ部材を提供することにある。さらには、ボルトを締結してもボルトの緩みが発生せず、配管にかしめて取付けるときに取付孔の円周部に亀裂が生じない樹脂製のフランジ部材を提供することにある。

ボルト取付孔と配管取付孔とを設けたフランジ本体を備え、前記配管取付孔に金属製の配管を取付け、前記ボルト取付孔にボルトを挿入するとともに、該ボルトを固定部に締結して前記配管を固定部に取付けるのに用いられる配管取付用フランジ部材において、前記フランジ本体を樹脂で一体に成形し、前記ボルト取付孔の周縁部に該孔の軸線に沿ってピンを配設している。

また、前記ピンが前記ボルト取付孔の全長に亘って延在するように形成するとともに、前記ピンを前記ボルト取付孔の円周方向に間隔をおいて少なくとも２本以上設けている。
さらに、前記配管取付孔の内周面に複数の突条部を形成し、該突条部を前記配管取付孔の軸線方向に延在するように形成している。

本発明によれば、フランジ本体を樹脂成形品で一体に成形しているので、製品の軽量化が実現できる。また、寸法精度が高い製品を製作することができる。さらに、配管取付用フランジ部材を製作する工程の数を少なくすることができる。

また、ボルト取付孔の縁部にピンを圧入またはインサート成形しているので、ボルトの締結力を樹脂で成形された取付面のみならずピンで受けることとなり、配管取付用フランジ部材の強度の向上を図ることができる。また、前記ピンを前記ボルト取付孔の全長に亘って延在するように形成しているため、樹脂部の取付面にへたりが生じず、ボルトが容易に緩まない構造にすることができる。
さらに、ボルト取付孔の孔径に関係なく一種類のピンを使用して製作することができるので、管理費等のコストを低減することができる。

さらにまた、フランジ本体の内周面に複数の突条部を形成し、該突条部が前記配管取付孔の軸線方向に延在するように形成しているので、配管を拡開させたときに生じる力によってアルミニウム製配管の外周面を前記突条部に食い込ませて固定することができる。そして、拡開による力を前記配管取付孔の内周面の面積が増加した分だけ分散させることにより、配管取付孔の内周面に亀裂が発生するのを防止することができる。

以下、本発明の実施をするための形態について、図１〜図３を用いて詳細に説明する。
図１に示すように、例えば自動車用エアコンディショナなどに用いられるアルミニウム製の配管１には、樹脂で一体成形された配管取付用フランジ部材２（以下、樹脂フランジ部材２という）が取付けられている。

この樹脂フランジ部材２は、図２（ａ）に示すように、フランジ本体９とピン７で形成されている。このフランジ本体９は、上面から見て、２つの円を並べて重ねたような略ひょうたん形状に形成されている。この２つの円のそれぞれの中心部には、それぞれの円の軸線方向（フランジ本体９の肉厚方向）に配管取付孔３とボルト取付孔４が離間して設けられている。また、フランジ本体９の上部および下部には、図２（ｂ）に示すように、配管取付孔３の軸線と直交する面と略平行に上側取付面２ａおよび下側取付面２ｂが設けられている。

配管取付孔３には、配管１が挿入されるようになっている。また、配管取付孔３の内周面には、図２（ａ）に示すように、複数の突条部５が円周方向に間隔をおいて形成されている。この突条部５は、配管取付孔３の中心方向に突出しているとともに、突条部５が配管取付孔３の軸線方向の全長に亘って延在するように形成されている。突条部５の数は、配管取付孔３の径によって変更することができる。本実施例では、配管取付孔３の径が１２ｍｍに対し、突条部５の数を１５本としている。

この突条部５の形状は、図２（ａ）のＡ部の拡大図である図３に示すように、配管取付孔３の中心方向に向かうに従い突条部５の幅が狭くなっており、突条部５の先端部５ａが配管１の外周形状と接するような円弧状に形成されている。なお、配管取付孔３の内径は、樹脂フランジ部材２の成形金型の一部分を交換することにより、配管１の外径に合わせて自由に変更することができるようになっている。

ボルト取付孔４には、図示しない取付用のボルトが挿入されるようになっている。また、ボルト取付孔４の縁部には、図２（ａ）に示すように、ボルト取付孔４を周方向に４分割した位置にピン圧入下孔６が設けられており、このピン圧入下孔６は、ボルト取付孔４の軸線４ａに沿って貫通している。そして、このピン圧入下孔６には、ピン７が圧入されている。
なお、このボルト取付孔４は、配管取付孔３から離れる方向に延びる楕円形状に形成されており、固定部に設けられたねじ孔の位置合わせが容易にできるようになっている。

ピン７は、ＪＩＳで規定されている標準の平行ピンまたは割りピンが使用されており、このピン７の直径は約２ｍｍである。このピン７の長さは、図２（ｂ）に示すように、ボルト取付孔４の軸線方向の全長と同じ長さとなっており、ピン７の両端は、それぞれ上側取付面２ａおよび下側取付面２ｂと面一になるように配置されている。

図４（ａ）に示す治具１０は、配管１に樹脂フランジ部材２の配管取付孔３を挿通させた後に配管１を拡開させて、樹脂フランジ部材２を配管１に取付ける工程で使用されている。この治具１０は、２分割（１０ａ，１０ｂ）に形成されており、治具１０ａ，１０ｂは、配管１の拡開後に左右に分割できるようになっている。図４（ｂ）に示すように、左側の治具１０ａの側面１１には、樹脂フランジ部材２の外側が嵌合するフランジ部材嵌合溝１２と、配管１の外側が嵌合する配管嵌合溝１３が設けられている。フランジ部材嵌合溝１２の溝の深さは、樹脂フランジ部材２の厚さとほぼ同じ寸法に形成されている。なお、この左側の治具１０ａと合わせられる右側の治具１０ｂの重ね合せ面には、左側の治具１０ａの重ね合せ面と同様のフランジ部材嵌合溝と配管嵌合溝が設けられている。この治具１０を用いることにより、配管１を拡開するときに作用する力によって、樹脂フランジ部材２が割れるのを防止している。

次に、本発明の実施の形態に係る樹脂フランジ部材２を用いて配管１を固定部に取付ける手順およびそのときの作用について説明する。
（１）配管１に配管取付孔３を挿入させ、樹脂フランジ部材２を配管１の長手方向に沿って任意の位置に移動させる。
（２）樹脂フランジ部材２と配管１の両側面側から治具１０を取付ける。
（３）樹脂フランジ部材２の下側取付面２ｂに接するように、フランジ本体９の下に位置する配管１の部分を外側方向に拡開させる。これにより、配管１と樹脂フランジ部材２が固定されることになる。このとき、突条部５と接している配管１の外周面は、拡開による圧力により配管１の外側方向に向かって押圧され、配管１のアルミニウム材が突条部５に食い込むようになる。
（４）治具１０を左右方向に分割して取外す。

（５）樹脂フランジ部材２の下側取付面２ｂ（または上側取付面２ａ）を図示しない固定部に当接させ、固定部に設けられたねじ孔またはナットとボルト取付孔４の軸線を合わせる。そして、ボルトを上側取付面２ａ側（または下側取付面２ｂ側）からボルト取付孔４に挿入し、ボルトを締め付ける。
（６）締結されたボルトの締結力は、樹脂で成形された上下取付面２ａ，２ｂのみならず、ピン７に作用しており、ボルトの締結が緩まないようになっている。

本発明によれば、アルミニウム材のフランジと比べて、樹脂フランジ部材２の軽量化が実現できる。また、フランジ本体９を樹脂成形しているので、寸法精度が高い製品を製作することができる。さらに、樹脂フランジ部材２の製作工程数を少なくすることができる。
また、ボルトの締結力を樹脂で成形された取付面２ａ，２ｂのみならずピン７で受けることができる。これにより、取付面２ａ，２ｂにへたりが生じないため、取付面２ａ，２ｂとボルトの間に隙間が生じることがなく、ボルトが容易に緩まない構造にすることができる。さらに、ピンはＪＩＳ規格による標準品を使用しているので、安価に入手することができる。

さらにまた、配管取付孔３の内周面に複数の突条部５を形成し、この突条部５が前記配管取付孔の軸線方向の全長に亘って延在しているので、配管を拡開させたときに生じる力によってアルミニウム製配管を突条部５に食い込ませて固定することができる。そして、拡開による力を内周面の面積が増加した分だけ分散させることにより、配管取付孔３の内周面に亀裂が発生するのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、本実施の形態では、フランジ本体９の成形後にピン７を圧入する場合について説明したが、フランジ本体９を一体成形する際に、ピンをインサート成形により一体で形成することもできる。この成形方法により、より加工工程数を削減することができる。

また、本実施の形態では、配管取付孔３とねじ取付孔４との軸線がほぼ同一の方向に向いている場合について説明したが、これらの軸線は、配管１と固定部の位置関係によって自由に変更することができる。例えば、配管取付孔３の軸線と直交する面内にねじ取付孔４の軸線を設けることもできる。また、樹脂フランジ部材２の形状は、ひょうたん形状である必要はなく、配置によって自由に変更することができる。

さらに、図５に示すように、配管１を拡開する替わりに、配管１の極小曲げ部８を利用して樹脂フランジ部材２を固定することもできる。この極小曲げとは、配管１の曲げＲをできるだけ小さくして配管１の曲げ部８を形成したものである。

本発明の実施の形態に係るフランジ配管取付用フランジ部材を配管に取付けた状態を示す斜視図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係る配管取付用フランジ部材の平面図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 本発明の実施の形態に係る配管取付用フランジ部材であって、図２（ａ）に示すＡ部を拡大した図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態に係る配管取付用フランジ部材を配管に取付けるために、配管を拡開するときに使用する左右２分割の治具の正面図、（ｂ）は、（ａ）の左側の治具を治具の合わせ面側から見た側面図である。 本発明の他の実施の形態に係る配管取付用フランジ部材を拡開部と極小曲げ部で固定した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 配管
２ 配管取付用フランジ部材（樹脂フランジ部材）
２ａ 上側取付面
２ｂ 下側取付面
３ 配管取付孔
４ ボルト取付孔
４ａ 軸線
５ 突条部
５ａ 先端部
６ ピン圧入下孔
７ ピン
８ 極小曲げ部
９ フランジ本体
１０ 治具
１０ａ 治具（左側）
１０ｂ 治具（右側）
１１ 拡開側面
１２ フランジ部材嵌合溝
１３ 配管嵌合溝

Claims (3)

1. ボルト取付孔と配管取付孔とを設けたフランジ本体を備え、前記配管取付孔に金属製の配管を取付け、前記ボルト取付孔にボルトを挿入するとともに、該ボルトを固定部に締結して前記配管を固定部に取付けるのに用いられる配管取付用フランジ部材において、
   前記フランジ本体を樹脂で一体に成形し、前記ボルト取付孔の周縁部に該孔の軸線に沿ってピンを配設していることを特徴とする配管取付用フランジ部材。
2. 前記ピンを前記ボルト取付孔の全長に亘って延在するように形成するとともに、前記ピンを前記ボルト取付孔の円周方向に間隔をおいて少なくとも２本以上設けている請求項１に記載の配管取付用フランジ部材。
3. 前記配管取付孔の内周面に複数の突条部を円周方向に間隔をおいて形成し、該突条部を前記配管取付孔の軸線方向に延在するように形成している請求項１または請求項２に記載の配管取付用フランジ部材。

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