JP2009243523A - Piping flange joint - Google Patents

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JP2009243523A JP2008088582A JP2008088582A JP2009243523A JP 2009243523 A JP2009243523 A JP 2009243523A JP 2008088582 A JP2008088582 A JP 2008088582A JP 2008088582 A JP2008088582 A JP 2008088582A JP 2009243523 A JP2009243523 A JP 2009243523A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piping flange joint which can reduce manufacturing cost by easily manufacturing a flange member by processing a plate member by press punching, and can form a profile of an engaging member with respect to a male serration section of a serration hole of the flange member accurately and exactly. <P>SOLUTION: An engaging member of an inner circumference surface in a female serration hole 22 of a flange member 18 in a piping flange joint with respect to a male serration section of a piping side is projected to a center side of the female serration hole 22, and formed as a serration tooth 44 in which a curved surface of center side is a convex curved surface of a large circular arc profile with a radius R of 1 mm or larger. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手に用いて好適な配管フランジ継手に関する。   The present invention relates to a pipe flange joint suitable for use in a refrigerant pipe joint of a refrigeration cycle for air conditioning of a vehicle.

従来、例えば車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手として、板状をなす金属製のフランジ部材に金属製の配管を組み付け、フランジ部材をボルト等固定具にて相手部材に固定するとともに、フランジ部材から突出させた配管のボス部を相手部材の挿込孔内に挿し込んで接続を行う配管フランジ継手が用いられている。
図６はその具体例を示している。 Conventionally, for example, as a refrigerant pipe joint of a refrigeration cycle for an air conditioning of a vehicle, a metal pipe is assembled to a plate-like metal flange member, and the flange member is fixed to a mating member with a fixing tool such as a bolt. A pipe flange joint is used in which a boss part of a pipe projecting from the pipe is inserted into an insertion hole of a mating member for connection.
FIG. 6 shows a specific example.

図において２００は配管２０８を接続すべき相手部材で、配管２０８を挿し込むための挿込孔２０２を備えている。
２０４は配管フランジ継手で、板状をなす金属製のフランジ部材（このフランジ部材２０６として従来アルミニウム合金が用いられている）２０６に配管２０８を組み付けて構成してある。
フランジ部材２０６には、板厚方向の貫通孔２１０と、同じく貫通の固定孔２１２とが設けられている。
フランジ部材２０６は、この固定孔２１２に固定具としてのボルト２１４を通し、そしてこれを相手部材２００の雌ねじ孔２１６にねじ込むことで相手部材２００に固定される。 In the figure, reference numeral 200 denotes a mating member to which a pipe 208 is connected, and is provided with an insertion hole 202 for inserting the pipe 208.
A pipe flange joint 204 is configured by assembling a pipe 208 to a plate-like metal flange member 206 (a conventional aluminum alloy is used as the flange member 206).
The flange member 206 is provided with a through hole 210 in the plate thickness direction and a fixed hole 212 that is also penetrated.
The flange member 206 is fixed to the mating member 200 by passing a bolt 214 as a fixture through the fixing hole 212 and screwing the bolt 214 into the female screw hole 216 of the mating member 200.

上記貫通孔２１０の、相手部材２００とは反対側の一部、即ち後述の配管２０８のボス部２１７とは反対側の一部が円形の嵌合孔２１９として構成され、またこれに続く中間部が雌セレーション孔２１８として構成されている。
更に相手部材２００即ちボス部２１７側の一部が、大径の段付の環状凹所２２０とされている。 A part of the through-hole 210 on the side opposite to the mating member 200, that is, a part on the side opposite to the boss 217 of the pipe 208 described later is configured as a circular fitting hole 219, and the intermediate part following this part. Is configured as a female serration hole 218.
Further, a part of the mating member 200, that is, the boss portion 217 side is a large-diameter stepped annular recess 220.

一方、配管２０８は雌セレーション孔２１８に対応する雄セレーション部２２２を有しており、そしてこの雄セレーション部２２２に続いてボス部２１７側に、上記環状凹所２２０内に収められる大径且つ円形の被挟持部２２４が形成されている。
ここで被挟持部２２４は、配管２０８の外周面に沿って環状に突出する形態で形成されている。
この被挟持部２２４は、シールリングとしてのＯリング２３０の嵌込用の環状溝２２６の形成部も兼ねており、この被挟持部２２４と、これよりも小径の先端側の環状突部２２８とによって、それらの間に環状溝２２６が形成され、そこにＯリング２３０が嵌め込まれ保持されるようになっている。 On the other hand, the pipe 208 has a male serration portion 222 corresponding to the female serration hole 218, and the large diameter and circular shape accommodated in the annular recess 220 on the boss portion 217 side following the male serration portion 222. The sandwiched portion 224 is formed.
Here, the sandwiched portion 224 is formed in a form that protrudes in an annular shape along the outer peripheral surface of the pipe 208.
The sandwiched portion 224 also serves as a forming portion of the annular groove 226 for fitting the O-ring 230 as a seal ring. The sandwiched portion 224 and the annular protrusion 228 on the distal end side having a smaller diameter than the sandwiched portion 224 Thus, an annular groove 226 is formed between them, and the O-ring 230 is fitted and held therein.

この図６に示す配管フランジ継手２０４の場合、配管２０８をフランジ部材２０６の貫通孔２１０に挿通して配管２０８の雄セレーション部２２２を貫通孔２１０の雌セレーション孔２１８に噛み合わせ、また被挟持部２２４を環状凹所２２０に収めた状態として、フランジ部材２０６を相手部材２００に押し当て、ボルト２１４にてこれを相手部材２００に固定する。
このとき、配管２０８のフランジ部材２０６の図中右側の板面から突出したボス部２１７が、相手部材２００の挿込孔２０２内に挿し込まれて、Ｏリング２３０により挿込孔２０２に対して気密にシールされ、また被挟持部２２４がフランジ部材２０６と相手部材２００とにより配管２０８の管軸方向、即ち図中左右方向に挟持された状態となって、被挟持部２２４が図中右方向にもまた左方向にも移動不能となる。
即ち配管２０８が、相手部材２００に対して押込む方向にも、また引抜く方向にも固定状態となる。 In the case of the pipe flange joint 204 shown in FIG. 6, the pipe 208 is inserted into the through hole 210 of the flange member 206, the male serration portion 222 of the pipe 208 is engaged with the female serration hole 218 of the through hole 210, and the sandwiched portion. The flange member 206 is pressed against the mating member 200 while the 224 is housed in the annular recess 220, and this is fixed to the mating member 200 with the bolt 214.
At this time, the boss portion 217 protruding from the right plate surface of the flange member 206 of the pipe 208 is inserted into the insertion hole 202 of the mating member 200, and is inserted into the insertion hole 202 by the O-ring 230. It is sealed airtight, and the sandwiched portion 224 is sandwiched between the flange member 206 and the mating member 200 in the tube axis direction of the pipe 208, that is, in the horizontal direction in the drawing, and the sandwiched portion 224 is in the right direction in the drawing. Moreover, it cannot move in the left direction.
That is, the pipe 208 is in a fixed state both in the pushing direction with respect to the mating member 200 and in the pulling direction.

また配管２０８は、雄セレーション部２２２とフランジ部材２０６の雌セレーション孔２１８との噛合いにより回止めされた状態となる。
即ち配管２０８が回止めされた状態でフランジ部材２０６を介して相手部材２００に気密に接続される。 Further, the pipe 208 is in a state of being stopped by the engagement between the male serration portion 222 and the female serration hole 218 of the flange member 206.
That is, the pipe 208 is airtightly connected to the mating member 200 via the flange member 206 in a state where the pipe 208 is stopped.

ところでこの配管フランジ継手２０４の場合、配管２０８に設けた大径の被挟持部２２４を相手部材２００に当接させ、その状態でこれをフランジ部材２０６と相手部材２００とで管軸方向に挟み込むための大径の環状凹所２２０を、フランジ部材２０６に設けることが必要である。
フランジ部材２０６にはまた、この環状凹所２２０に加えて雌セレーション孔２１８を設けることが必要であり、しかもその雌セレーション孔２１８は管軸方向に一定以上の寸法を必要とすることから、必然的にフランジ部材２０６の板厚が厚くなってしまう。
その結果、フランジ部材２０６を板材のプレス打抜加工によって製造することが困難であり、そのため従来にあっては長尺の押出材を所定板厚に切断してフランジ部材２０６を製造していた。 By the way, in the case of the pipe flange joint 204, the large-diameter sandwiched portion 224 provided in the pipe 208 is brought into contact with the mating member 200, and in this state, the flange member 206 and the mating member 200 are clamped in the pipe axis direction. It is necessary to provide the flange member 206 with an annular recess 220 having a large diameter.
The flange member 206 also needs to be provided with a female serration hole 218 in addition to the annular recess 220, and the female serration hole 218 requires a certain dimension in the tube axis direction. In particular, the plate thickness of the flange member 206 is increased.
As a result, it is difficult to manufacture the flange member 206 by press punching of a plate material. Therefore, conventionally, a long extruded material is cut to a predetermined plate thickness to manufacture the flange member 206.

しかしながら押出材を切断してフランジ部材２０６を製造する場合、鋸刃の厚み分が材料ロスとなって失われるため材料の歩留りが悪く、更に切断のための工程に時間がかかって製造コストが高くなってしまう。   However, when the flange member 206 is manufactured by cutting the extruded material, the thickness of the saw blade is lost as a material loss, so the yield of the material is poor, and further, the cutting process takes time and the manufacturing cost is high. turn into.

フランジ部材２０６の製造方法として、その他に鋳造成形（ダイキャスト成形）による方法もあるが、この鋳造による製造方法は大量生産には向いているが、少量の製品を製造する方法としては不向きで、少量生産の場合には却ってコストが高くなってしまう。   As another method for manufacturing the flange member 206, there is a method by casting (die casting), but this method by casting is suitable for mass production, but is not suitable as a method for manufacturing a small amount of product. In the case of small-volume production, the cost becomes higher.

更にフランジ部材２０６をアルミニウム合金の鋳造成形で製造する場合、鋳造用のアルミニウム合金と、同じくアルミニウム合金から成る配管（従来配管用としてアルミニウム合金が用いられている）とで材質が大きく異なってしまい、この場合フランジ部材に配管を組み付けたときに異種金属同士の接触となって、その異種金属同士の接触に起因する腐食を発生させてしまう問題が生ずる（通常配管用のアルミニウム合金としては例えばＪＩＳＨ４０８０に規定するＡ３００３ＴＤ又はＡ６０６３ＴＤが用いられ、また鋳造用のアルミニウム合金としてはＪＩＳＨ５３２０のアルミダイカストの合金種が用いられる）。   Further, when the flange member 206 is manufactured by casting of an aluminum alloy, the material is greatly different between the aluminum alloy for casting and a pipe made of the same aluminum alloy (aluminum alloy is conventionally used for piping). In this case, when the pipe is assembled to the flange member, the dissimilar metals come into contact with each other, and there arises a problem that the corrosion caused by the contact between the dissimilar metals occurs. A3003TD or A6063TD specified is used, and an aluminum die casting alloy type of JISH5320 is used as an aluminum alloy for casting).

そこで本出願人は先の特許願（下記特許文献１）において、図７及び図８に示すような配管フランジ継手を提案している。
この配管フランジ継手２０４では、フランジ部材２０６の貫通孔２１０に、雌セレーション孔２１８と円形の嵌合部２１９とを設けておき、そして配管２０８をその貫通孔２１０内部に挿通した状態で、配管２０８の雌セレーション孔２１８に位置する部分を配管２０８内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて外周面に雌セレーション孔２１８の形状に倣った雄セレーション部２２２を形成し、その雄セレーション部２２２と雌セレーション孔２１８とを圧着させて、それらの噛合せにより回転方向に配管２０８とフランジ部材２０６とを固定するとともに、雄セレーション部２２２と雌セレーション孔２１８との圧着に基づいて両者を管軸方向にも固定するようになしている。 Therefore, the present applicant has proposed a pipe flange joint as shown in FIGS. 7 and 8 in a previous patent application (the following Patent Document 1).
In the pipe flange joint 204, a female serration hole 218 and a circular fitting portion 219 are provided in the through hole 210 of the flange member 206, and the pipe 208 is inserted into the through hole 210. The portion located in the female serration hole 218 is pressed and plastically deformed radially outward from the inside of the pipe 208 with a pressurizing tool to form a male serration portion 222 following the shape of the female serration hole 218 on the outer peripheral surface. The male serration portion 222 and the female serration hole 218 are pressure-bonded, and the pipe 208 and the flange member 206 are fixed in the rotational direction by meshing them, and based on the pressure-bonding of the male serration portion 222 and the female serration hole 218. Both are also fixed in the tube axis direction.

その結果として、図６に示す大径の被挟持部２２４を配管２０８に設ける必要をなくし、またフランジ部材２０６の側にこれを収める環状凹所２２０を設ける必要をなくし、そのことによってフランジ部材２０６の厚みを薄くなしている。
例えば図６に示すものにおいては、フランジ部材２０６として厚みが１０〜１２ｍｍ程度以上が必要であったが、図７に示すものにおいては厚みを６ｍｍ程度まで薄くすることができる。
そのため、図７に示すものにおいてはフランジ部材２０６を板材のプレス打抜加工によって製造することが可能となる。 As a result, it is not necessary to provide the large-diameter sandwiched portion 224 shown in FIG. 6 in the pipe 208, and it is not necessary to provide the annular recess 220 for housing the flange member 206 on the flange member 206 side. The thickness is made thin.
For example, in the case shown in FIG. 6, the flange member 206 needs to have a thickness of about 10 to 12 mm or more, but in the case shown in FIG. 7, the thickness can be reduced to about 6 mm.
Therefore, in the structure shown in FIG. 7, the flange member 206 can be manufactured by press punching of a plate material.

しかしながらこの図７，図８に示す配管フランジ継手２０４の場合、次のような問題のあることがその後判明した。
詳しくは、この図７，図８に示す配管フランジ継手２０４においては、図８（イ）に示しているように雌セレーション孔２１８の、雄セレーション部２２２と噛合う部位が径方向外方に凹嵌したセレーション溝２１８Ａとされており、この場合かかるセレーション溝２１８Ａを同一の金型を用いて繰返し加工しているうちに、その形状が設定した所望形状に正確に形成できなくなってくることが判明した。
セレーション溝２１８Ａが細かな小さな溝であるため、プレス加工に際して金型のセレーション溝２１８Ａを形成する部分が損耗したり、へたりを生じたりし易く、同一金型を用いて繰返しプレス加工を行っているうちにセレーション溝２１８Ａの形状精度が次第に悪化してしまう。 However, in the case of the pipe flange joint 204 shown in FIGS.
Specifically, in the pipe flange joint 204 shown in FIGS. 7 and 8, as shown in FIG. 8 (a), the portion of the female serration hole 218 that meshes with the male serration portion 222 is recessed outward in the radial direction. The serration groove 218A is fitted, and in this case, while the serration groove 218A is repeatedly processed using the same mold, it is found that the shape cannot be accurately formed in the set desired shape. did.
Since the serration groove 218A is a small small groove, the portion where the serration groove 218A of the mold is formed is likely to be worn out or sag in the press working, and repeated press working is performed using the same mold. In the meantime, the shape accuracy of the serration groove 218A gradually deteriorates.

また図７及び図８に示す配管フランジ継手２０４の場合、貫通孔２１０に円形の嵌合部２１９と雌セレーション孔２１８とを隣接して設けなければならないことから、それらを形成するための加工も難しい問題があった。
尚図８に示す例において、セレーション溝２１８Ａは周方向に３０°間隔で合計１２個（１２個所）設けられている。 Further, in the case of the pipe flange joint 204 shown in FIGS. 7 and 8, since the circular fitting portion 219 and the female serration hole 218 must be provided adjacent to the through-hole 210, processing for forming them is also performed. There was a difficult problem.
In the example shown in FIG. 8, the serration grooves 218A are provided in a total of 12 pieces (12 places) at intervals of 30 ° in the circumferential direction.

このようなことから、本発明者等は図９に示すようにフランジ部材２０６に板厚方向の貫通の雌セレーション孔２１８を設け、且つ雌セレーション孔２１８の雄セレーション部と噛合う部位を、セレーションの中心側に突出するセレーション歯２１８Ｂとして形成することを考え、その試作を試みた。   For this reason, the present inventors provide a female serration hole 218 penetrating in the thickness direction in the flange member 206 as shown in FIG. 9, and the portion that engages with the male serration portion of the female serration hole 218 is serrated. Considering the formation of serration teeth 218B projecting toward the center of each, a trial production was attempted.

図１０，図１１はその際に本発明者等の行った製造方法を示している。
図１０において、２３２は加工材料としての金属の板材（ここではアルミニウム合金）で、２３４はダイス、２３６はパンチである。
図１０に示しているようにこの製造方法では、先ずパンチ２３６とダイス２３４とによって板材２３２に孔抜加工を行い、雌セレーション孔２１８を形成する。
続いて図１１に示す方法に従ってフランジ部材２０６の外形打抜加工を行う。 10 and 11 show a manufacturing method performed by the present inventors at that time.
In FIG. 10, 232 is a metal plate material (in this case, an aluminum alloy) as a processing material, 234 is a die, and 236 is a punch.
As shown in FIG. 10, in this manufacturing method, first, punching 236 and a die 234 are used to punch a plate material 232 to form a female serration hole 218.
Subsequently, the outer shape of the flange member 206 is punched according to the method shown in FIG.

図１１において２３８，２４０はそれぞれ外形打抜きのためのダイス，パンチである。パンチ２４０には雌セレーション孔２１８に対応した断面形状を有する中心ピン２４２が設けてある。
ここでパンチ２４０に中心ピン２３６を設けているのは、外形打抜きの際に板材２３２が位置ずれを生じることによって、雌セレーション孔２１８の形状と、打ち抜いた外形形状との相対的な位置，形状の関係が設定した位置関係，形状関係と異なってしまうのを防ぐためである（中心ピン２３６により雌セレーション孔２１８を拘束しておくことによって）。 In FIG. 11, 238 and 240 are dies and punches for punching the outer shape, respectively. The punch 240 is provided with a center pin 242 having a cross-sectional shape corresponding to the female serration hole 218.
Here, the center pin 236 is provided in the punch 240 because the plate material 232 is displaced in the outer shape punching process, so that the relative position and shape of the shape of the female serration hole 218 and the punched outer shape are determined. This is to prevent the relationship between the position and the shape from being different from each other (by constraining the female serration hole 218 by the center pin 236).

この図１１に示す外形打抜工程では、板材２３２をダイス２３８の上にセットした状態で、パンチ２４０を図中下向きに移動させ、そして先ず中心ピン２４２を雌セレーション孔２１８に挿入して中心ピン２４２によりセレーション孔２１８を拘束した上で、続いてパンチ２４０とダイス２３８とによって板材２３２に対し外形打抜きを行い、フランジ部材２０６を得る。   In the outer shape punching step shown in FIG. 11, with the plate material 232 set on the die 238, the punch 240 is moved downward in the drawing, and first, the center pin 242 is inserted into the female serration hole 218, and the center pin is inserted. After constraining the serration hole 218 by 242, the punch member 240 and the die 238 are then subjected to external punching of the plate material 232 to obtain the flange member 206.

ところで図１１に従って外形打抜きを行う際、通常は図１２（Ａ）に示しているようにパンチ２４０とダイス２３４との間にある程度大きなクリアランスＣを設けておいて、打抜加工を行う。
ところがこのようにクリアランスＣをある程度大きくしておくと、必然的に外形打抜きの際に打抜材料（フランジ部材２０６）にダレ２４４が生じる。
フランジ部材２０６の場合、こうしたダレ２４４が生じ、これがフランジ部材２０６にバリの如き形となって残ってしまうことは望ましくなく、そこでフランジ部材２０６の打抜加工に際しては、図１２（Ｂ）に示しているように、パンチ２４０とダイス２３４との間のクリアランスＣを可及的に小さく設定しておく。 By the way, when performing the outer shape punching according to FIG. 11, normally, as shown in FIG. 12 (A), a punching process is performed with a somewhat large clearance C provided between the punch 240 and the die 234.
However, if the clearance C is increased to some extent as described above, a sag 244 is inevitably generated in the punching material (flange member 206) at the time of external punching.
In the case of the flange member 206, such sagging 244 is generated, and it is not desirable that the flange member 206 remains in a burr-like shape. Therefore, when the flange member 206 is punched, as shown in FIG. As shown, the clearance C between the punch 240 and the die 234 is set as small as possible.

この場合、図１２（Ａ）に示すようなダレ２４４の発生は防止できるが、一方で以下のような問題が発生する。
即ち、クリアランスＣを小さく設定しておくと、外形打抜きの際に材料が雌セレーション孔２１８の側に逃げようとし、材料の一部がセレーション孔２１８の側に押し出される現象を生ずる。
特にセレーション孔２１８の内面に形成してある凸形状のセレーション歯２１８Ｂの部分で材料がセレーション孔２１８の中心側に内向きに大きく押し出され、その結果押し出された材料が予め中心ピン２４２に設けてある溝２４６（図１３参照。この溝２４６はセレーション歯２１８Ｂとの干渉を回避のために設けられている）の底面に突き当たって、そこで変形を生じ、本来は図１３（イ）に示すような形状であるべきところが、（Ｂ）に示すようにセレーション歯２１８Ｂの形状が崩れてしまう現象を生じる。 In this case, the occurrence of the sagging 244 as shown in FIG. 12A can be prevented, but the following problem occurs.
That is, if the clearance C is set small, the material tends to escape to the female serration hole 218 side during the outer shape punching, and a part of the material is pushed out to the serration hole 218 side.
In particular, at the portion of the convex serration teeth 218B formed on the inner surface of the serration hole 218, the material is greatly pushed inward toward the center side of the serration hole 218. As a result, the extruded material is previously provided on the center pin 242. A groove 246 (see FIG. 13; this groove 246 is provided for avoiding interference with the serration teeth 218B) hits the bottom surface of the groove 246 and is deformed there. Originally, as shown in FIG. Where the shape should be, the phenomenon that the shape of the serration tooth 218B collapses as shown in FIG.

而してこのようにセレーション歯２１８Ｂの形状が崩れてしまうと、後において配管２０８の雄セレーション部２２２と噛み合わせたときに、フランジ部材２０６と配管２０８との間で必要な回転トルクが十分に得られなくなってしまう。   Thus, if the shape of the serration teeth 218B collapses, the necessary rotational torque between the flange member 206 and the pipe 208 will be sufficient when the male serration section 222 of the pipe 208 is engaged later. It can no longer be obtained.

更にセレーション歯２１８Ｂを小さなピッチで多数設けた場合、中心ピン２４２における溝２４６と２４６との周方向の間隔が小さくなるため、溝２４６に逃げ込んだ材料が中心ピン２４２を押圧することで、中心ピン２４２における溝２４６と２４６との間の部分も中心側に強く押され、変形してしまう現象を生じる。
その結果、雌セレーション孔２１８におけるセレーション歯２１８Ｂと２１８Ｂとの間の部分の形状も変形を生じてしまう。 Further, when a large number of serration teeth 218B are provided at a small pitch, the circumferential distance between the grooves 246 and 246 in the center pin 242 is reduced, so that the material that has escaped into the groove 246 presses the center pin 242, A portion between the grooves 246 and 246 in 242 is also strongly pushed toward the center side, causing a phenomenon of deformation.
As a result, the shape of the portion between the serration teeth 218B and 218B in the female serration hole 218 is also deformed.

尚、本発明に対する先行技術として下記特許文献２に開示されたものがあるが、このものは本発明とは解決課題を異にするもので、解決手段においても本発明とは異なっている。   As a prior art for the present invention, there is one disclosed in Patent Document 2 below, but this is different from the present invention in the problem to be solved, and the solution means is also different from the present invention.

特開２００７−２３１９８５号公報JP 2007-231985 特開平１０−２２０６６０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-220660

本発明は以上のような事情を背景とし、低コストで安価に製造でき、また材料の歩留りも良好で材料廃却による環境への負荷も低減でき、フランジ部材を板材のプレス打抜加工によって容易に製造することができるとともに、フランジ部材のセレーション孔、特に配管の雄セレーション部との噛合い部位の形状を高精度で正確に所望形状に成形でき、雌セレーション孔と雄セレーション部との回転方向の噛合いの強度を高強度となし得る配管フランジ継手を提供することを目的としてなされたものである。   The present invention is based on the above circumstances, can be manufactured at low cost at a low cost, has a good material yield, and can reduce the environmental burden due to material disposal, and the flange member can be easily formed by press punching a plate material. The shape of the engaging portion of the flange member, particularly the male serration portion of the pipe, can be accurately and accurately formed into a desired shape, and the rotation direction of the female serration hole and the male serration portion The purpose of the present invention is to provide a pipe flange joint that can achieve high strength of engagement.

而して請求項１のものは、板状をなす金属製のフランジ部材に板厚方向の貫通のセレーション孔を設ける一方、一対の環状突部及びそれら環状突部間に形成されるシールリングの保持用の環状溝を備え、前記フランジ部材の板面から突出して相手部材の挿込孔に挿し込まれるボス部を有する配管の前記セレーション孔に対応する位置に雄セレーション部を設けて、該雄セレーション部を該雌セレーション孔に噛み合せる状態に該配管を前記フランジ部材に組み付けて成る配管フランジ継手であって、前記セレーション孔の内周面には該セレーション孔の中心側に突出し、且つ該中心側の曲面が半径Ｒ１ｍｍ以上の大きな円弧形状の凸曲面をなすセレーション歯を周方向に沿って間隔を隔てて複数設け、前記配管を該セレーション孔に挿通した状態で、該セレーション孔内に位置する部分を該配管の内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて外周面に前記セレーション孔の形状に倣った形状の前記雄セレーション部を形成し、該雄セレーション部を該セレーション孔に全周に亘り隙間なく圧接した状態に噛み合わせてあることを特徴とする。   Thus, according to the first aspect of the present invention, a serration hole penetrating in the thickness direction is provided in a plate-shaped metal flange member, while a pair of annular protrusions and a seal ring formed between the annular protrusions are provided. A male serration portion is provided at a position corresponding to the serration hole of the pipe having a holding annular groove and having a boss portion protruding from the plate surface of the flange member and inserted into the insertion hole of the mating member; A pipe flange joint formed by assembling the pipe to the flange member in a state where the serration portion is engaged with the female serration hole, the inner peripheral surface of the serration hole projecting toward the center side of the serration hole, and the center A plurality of serration teeth having a large arc-shaped convex curved surface with a radius R1 mm or more on the side are provided at intervals along the circumferential direction, and the pipe is inserted into the serration hole. The male serration portion having a shape following the shape of the serration hole on the outer peripheral surface by pressurizing and plastically deforming a portion located in the serration hole radially outward from the inside of the pipe with a pressurizing tool And the male serration portion is meshed with the serration hole so as to be in pressure contact with the entire circumference without any gap.

請求項２のものは、請求項１において、前記セレーション歯の突出高さが０．３ｍｍ未満となしてあることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the protruding height of the serration teeth is less than 0.3 mm.

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記セレーション歯の配置の数を８個以下の少数個となしてあることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the number of the serration teeth is a small number of eight or less.

発明の作用・効果Effects and effects of the invention

以上のように本発明は、フランジ部材に板厚方向の貫通の雌セレーション孔を設けるとともに、その雌セレーション孔の内周面に、雌セレーション孔の中心側に突出し、且つ中心側の曲面が半径Ｒ１ｍｍ以上の大きな円弧形状の凸曲面をなすセレーション歯を周方向に沿って間隔を隔てて複数設け、そして配管を雌セレーション孔に挿通した状態で、配管内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて外周面に雌セレーション孔の形状に倣った形状の雄セレーション部を形成し、その雄セレーション部を雌セレーション孔に全周に亘り隙間なく圧接した状態に噛み合せるようになしたものである。   As described above, according to the present invention, the flange member is provided with a female serration hole penetrating in the thickness direction, and the inner peripheral surface of the female serration hole projects toward the center side of the female serration hole, and the curved surface on the center side has a radius. A plurality of serration teeth forming a large arc-shaped convex curved surface of R1 mm or more are provided at intervals along the circumferential direction, and the pipe is inserted into the female serration hole and radially outward from the pipe with a pressurizing tool. Form a male serration part following the shape of the female serration hole on the outer peripheral surface by pressurization and plastic deformation, and mesh the male serration part with the female serration hole in a state where it is press-contacted without gaps over the entire circumference. It has been done.

本発明では、雌セレーション孔の中心側に突出したセレーション歯を半径Ｒが１ｍｍ以上の大きな円弧形状となした点に特徴があり、このようにすることによって、フランジ部材を板材の打抜加工によって製造する際、特に予め雌セレーション孔を打抜加工した後に外形を打抜加工する際、材料を内向き（雌セレーション孔の中心側）に押す力によって、予め成形してあるセレーション歯が中心ピンの側に大きく押し出されて変形し、形状崩れを生じてしまうのを良好に防止することが可能となる。   The present invention is characterized in that the serration teeth protruding toward the center side of the female serration hole have a large arc shape with a radius R of 1 mm or more. By doing so, the flange member is formed by punching a plate material. When manufacturing, especially when the outer shape is punched after punching the female serration hole in advance, the pre-formed serration tooth is center pin by the force pushing the material inward (center side of the female serration hole) It is possible to satisfactorily prevent the shape from being deformed by being largely pushed to the side and deformed.

本発明では、セレーション歯の形状が半径Ｒの大きな円弧形状、言わば平面視において周方向に長い大きなアーチ形状をなしていることから、外形打抜きの際にセレーション歯が中心ピンの対応する溝に当ったとしても、広い面積でセレーション歯が中心ピンの溝に接触することとなり、材料が内向きに移動しようとする力が働いたときに、セレーション歯が中心ピンの溝により広い面積で均等な面圧で支えられることとなり、そのことによって形状崩れを良好に防止することが可能となる。   In the present invention, since the serration tooth has an arc shape with a large radius R, that is, a large arch shape that is long in the circumferential direction in plan view, the serration tooth hits the corresponding groove of the center pin at the time of external punching. Even if the serration teeth come into contact with the groove of the center pin in a large area, the serration teeth are even in the area of the center pin with a large area when a force is applied to move the material inward. It will be supported by the pressure, which makes it possible to prevent the shape collapse well.

従ってフランジ部材の雌セレーション孔に対して配管の雄セレーション部を噛合せ状態としたとき、雌セレーション孔と雄セレーション部との間の回転方向の強度を高強度となすことができ、配管がフランジ部材に対して組付後に回転してしまうのを防止することができる。   Therefore, when the male serration portion of the pipe is engaged with the female serration hole of the flange member, the strength in the rotational direction between the female serration hole and the male serration portion can be increased, and the pipe is flanged. It can prevent that it rotates after an assembly | attachment with respect to a member.

配管フランジ継手を冷凍サイクルの配管継手として用いた場合、エンジン振動やコンブレッサ振動等が配管フランジ継手にかかり続ける。また配管フランジ継手を用いてホース等の配管を施す際にも配管に対し回転方向の力が働くことがある。
その際に配管とフランジ部材との回転方向の接合強度が弱いと、配管がフランジ部材に対し回転してしまう不具合を生じるが、本発明によればこうした不具合の発生を良好に防止することができる。 When a pipe flange joint is used as a pipe joint for a refrigeration cycle, engine vibration, compressor vibration, etc. continue to be applied to the pipe flange joint. Also, when a pipe such as a hose is provided using a pipe flange joint, a rotational force may act on the pipe.
At that time, if the joint strength in the rotation direction between the pipe and the flange member is weak, there is a problem that the pipe rotates with respect to the flange member. According to the present invention, the occurrence of such a problem can be prevented well. .

また本発明によればフランジ部材を材料のプレス打抜きによって製造することができ、その際フランジ部材用の金属材料としてアルミニウム合金を用いた場合、フランジ部材用のアルミニウム合金と、配管用のアルミニウム合金とは同種材質のものとなるため、配管フランジ部材を構成したときに異種金属接触による腐食の問題を生じず、またプレス打抜きによってフランジ部材を製造できることによって安価にこれを製造することが可能となる。
またプレス打抜きの場合、打ち抜かれた材料（製品とはならない部分）を回収し、再利用することが可能であって、廃却による環境への負荷も軽減でき、また材料の歩留りも高く維持することができる。 Further, according to the present invention, the flange member can be manufactured by press punching of the material. In this case, when an aluminum alloy is used as the metal material for the flange member, an aluminum alloy for the flange member, an aluminum alloy for the piping, Since they are made of the same kind of material, the problem of corrosion due to contact with different metals does not occur when the pipe flange member is constructed, and the flange member can be manufactured by press punching, so that it can be manufactured at low cost.
In the case of press punching, the punched material (parts that are not products) can be collected and reused, reducing the environmental burden caused by disposal, and maintaining a high yield of materials. be able to.

また本発明ではセレーション歯の円弧形状を半径Ｒ１ｍｍ以上の大きなアーチ状の円弧形状となしているため、雌セレーション孔と配管の雄セレーション部とを噛み合せたときに大きな回転トルク、詳しくは回転方向の大きな接合強度を得ることができる。
尚、本発明では円弧形状をなすセレーション歯の半径Ｒは５ｍｍ以下となしておくことが望ましい。 In the present invention, the arc shape of the serration teeth is a large arched arc shape having a radius of R1 mm or more. Therefore, when the female serration hole and the male serration portion of the pipe are engaged with each other, a large rotational torque, more specifically in the rotational direction, is obtained. A large bonding strength can be obtained.
In the present invention, it is desirable that the radius R of the serration tooth having an arc shape is 5 mm or less.

本発明では、上記セレーション歯の突出高さを３ｍｍ未満となしておくことが望ましい（請求項２）。
セレーション歯の突出高さをこれよりも高くしたとしても、その割には雌セレーション孔と雄セレーション部との噛合い強度はそれほどには高くならず、一方でセレーション歯の突出高さを高くすることによって、後に配管を内側から拡管して雄セレーション部を形成し、雌セレーション孔と噛み合せる際に、雄セレーション部の外周面と雌セレーション孔の内周面とを十分に密着させることが難しくなってしまう。
而して密着が不十分でそこに隙間が生じると、その隙間部分で隙間腐食が生じ易くなる問題を生ずる。 In the present invention, it is desirable that the protruding height of the serration teeth be less than 3 mm (claim 2).
Even if the protrusion height of the serration teeth is higher than this, the engagement strength between the female serration hole and the male serration portion is not so high, but the protrusion height of the serration teeth is increased. Therefore, when the pipe is later expanded from the inside to form the male serration portion and meshed with the female serration hole, it is difficult to sufficiently adhere the outer peripheral surface of the male serration portion and the inner peripheral surface of the female serration hole. turn into.
Thus, if the adhesion is insufficient and a gap is formed there, there arises a problem that crevice corrosion tends to occur in the gap portion.

本発明では、上記セレーション歯の配置の数を８個以下の少数個となしておくことができる（請求項３）。
この場合セレーション歯とセレーション歯との周方向の間隔を大きく取ることができ、従ってセレーション歯とセレーション歯との間の周方向の間隔が短いことによって生じる上記の不具合の発生を良好に回避することができる。 In the present invention, the number of serration teeth may be a small number of 8 or less (claim 3).
In this case, the circumferential interval between the serration teeth and the serration teeth can be increased, and therefore, the occurrence of the above-mentioned problems caused by the short circumferential interval between the serration teeth and the serration teeth can be favorably avoided. Can do.

次に本発明を、車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管を接続する冷媒配管継手としての配管フランジ継手に適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は配管２０を接続すべき相手部材で、流体の通路１２と、これに連通した挿込孔１４とを有している。
１６は本実施形態の配管フランジ継手で、板状をなす金属製のフランジ部材１８に配管２０を組み付けて構成してある。
ここでフランジ部材１８，配管２０ともにアルミニウム合金から成っている。
フランジ部材１８は、後述のように金属板材をプレス打抜き加工して形成したもので、その材質はＪＩＳＨ４０００に規定するＡ６０６１Ｐである。
また配管２０は押出材から成るもので、その材質はＪＩＳＨ４０８０に規定するＡ３００３ＴＤ又はＡ６０６３ＴＤである。
フランジ部材１８の板厚Ｔ（図３参照）は、図６に示したフランジ部材２０６が１０〜１２ｍｍ以上であるのに対し、ここでは厚みＴが６ｍｍである。 Next, an embodiment in which the present invention is applied to a pipe flange joint as a refrigerant pipe joint that connects refrigerant pipes of a refrigeration cycle for an air conditioning of a vehicle will be described in detail with reference to the drawings.
In FIG. 1, 10 is a mating member to which a pipe 20 is connected, and has a fluid passage 12 and an insertion hole 14 communicating with the fluid passage 12.
Reference numeral 16 denotes a pipe flange joint according to the present embodiment, which is configured by assembling a pipe 20 to a plate-like metal flange member 18.
Here, both the flange member 18 and the pipe 20 are made of an aluminum alloy.
The flange member 18 is formed by press punching a metal plate material as described later, and the material thereof is A6061P defined in JISH4000.
The pipe 20 is made of an extruded material, and the material thereof is A3003TD or A6063TD defined in JISH4080.
The plate thickness T (see FIG. 3) of the flange member 18 is 10 to 12 mm or more for the flange member 206 shown in FIG. 6, whereas the thickness T is 6 mm here.

フランジ部材１８には、板厚方向に貫通の雌セレーション孔２２と、同じく貫通の固定孔２４とが設けられている。
フランジ部材１８は、図１に示しているようにこの固定孔２４に固定具としてのボルト２６を通し、そしてこれを相手部材１０の雌ねじ孔２８にねじ込むことで相手部材１０に固定される。 The flange member 18 is provided with a female serration hole 22 penetrating in the plate thickness direction and a fixing hole 24 penetrating similarly.
As shown in FIG. 1, the flange member 18 is fixed to the mating member 10 by passing a bolt 26 as a fixing tool through the fixing hole 24 and screwing it into the female screw hole 28 of the mating member 10.

図２は組付状態にあるフランジ部材１８と配管２０とを互いに分離して表したもので、同図に示しているように配管２０には、フランジ部材１８から相手部材１０側に突出したボス部３０が設けられている。
ボス部３０は、径方向外方に突出した円環状の環状突部３２，３４と、それらの間に形成された環状溝３６とを有しており、その環状溝３６にシールリングとしてのＯリング３８が嵌め込まれ保持されている。 FIG. 2 shows the flange member 18 and the pipe 20 in an assembled state separated from each other. As shown in FIG. 2, the pipe 20 has a boss protruding from the flange member 18 toward the mating member 10 side. A portion 30 is provided.
The boss portion 30 has annular annular protrusions 32 and 34 protruding outward in the radial direction, and an annular groove 36 formed therebetween, and the annular groove 36 has an O as a seal ring. A ring 38 is fitted and held.

図１に示すように、このボス部３０は相手部材１０の挿込孔１４への挿込部となる部分で、ボス部３０は、その挿込状態でＯリング３８が挿込孔１４の内周面に弾性的に接触し、これにより相手部材１０と配管２０との間が気密にシールされる。   As shown in FIG. 1, the boss portion 30 is a portion to be inserted into the insertion hole 14 of the mating member 10, and the boss portion 30 has an O-ring 38 in the insertion hole 14 in the insertion state. The elastic contact is made with the peripheral surface, whereby the space between the mating member 10 and the pipe 20 is hermetically sealed.

図２に示しているように、配管２０にはボス部３０に続いて、詳しくは環状突部３４に続いてフランジ部材１８の雌セレーション孔２２に対応した雄セレーション部４０が設けられており、図１に示しているようにこの雄セレーション部４０が雌セレーション孔２２に噛み合わされている。配管２０はこの雄セレーション部４０と雌セレーション孔２２との噛合いによりフランジ部材１８に対し回止めされている。   As shown in FIG. 2, the pipe 20 is provided with a male serration portion 40 corresponding to the female serration hole 22 of the flange member 18 following the boss portion 30, specifically the annular protrusion 34. As shown in FIG. 1, the male serration portion 40 is engaged with the female serration hole 22. The pipe 20 is fixed to the flange member 18 by meshing with the male serration portion 40 and the female serration hole 22.

また後に明らかにされているようにこの雄セレーション部４０と雌セレーション孔２２との圧着により、配管２０がフランジ部材１８に対し管軸方向に強く固着されている。
尚、配管２０には雄セレーション部４０に隣接して環状突部３４よりも小径の環状突部４２が設けられ、これら環状突部４２，３４によってフランジ部材１８を管軸方向に挟み込んでいる。そしてその挟み込みによって、配管２０のフランジ部材１８に対する管軸方向の固定強度が高強度とされている。 Further, as will be clarified later, the pipe 20 is firmly fixed to the flange member 18 in the tube axis direction by pressure bonding between the male serration portion 40 and the female serration hole 22.
The pipe 20 is provided with an annular protrusion 42 smaller in diameter than the annular protrusion 34 adjacent to the male serration section 40, and the flange member 18 is sandwiched between the annular protrusions 42 and 34 in the tube axis direction. And the fixed strength of the pipe axis direction with respect to the flange member 18 of the pipe 20 is made high by the sandwiching.

配管２０における雄セレーション部４０は、実際には配管２０をフランジ部材１８の雌セレーション孔２２に挿通した状態で、雌セレーション孔２２の内側に位置している部分を配管２０内部から後述の加圧工具４６（図４（II）参照）にてこれを径方向外方に加圧して部分的に拡径させ、その外周面を雌セレーション孔２２の形状に倣った形状に塑性変形させることにより形成したもので、この塑性変形加工により雄セレーション部４０が雌セレーション孔２２に対して、全周に亘り密着状態で圧着せしめられている。   The male serration portion 40 in the pipe 20 actually pressurizes the portion located inside the female serration hole 22 from the inside of the pipe 20 to be described later with the pipe 20 inserted into the female serration hole 22 of the flange member 18. This is formed by pressing the tool 46 (see FIG. 4 (II)) radially outward to partially expand the diameter, and plastically deforming the outer peripheral surface into a shape following the shape of the female serration hole 22. Thus, the male serration portion 40 is crimped to the female serration hole 22 in close contact with the female serration hole 22 by this plastic deformation process.

図３に示しているように、雌セレーション孔２２の内周面には、周方向に６０°ごと隔たった６個所において、雌セレーション孔２２の中心側に突出するセレーション歯４４が設けられている。
ここで各セレーション歯４４の雌セレーション孔２２中心側の曲面は半径Ｒの円弧形状の凸曲面をなしている。 As shown in FIG. 3, serration teeth 44 projecting toward the center of the female serration hole 22 are provided on the inner peripheral surface of the female serration hole 22 at six points spaced by 60 ° in the circumferential direction. .
Here, the curved surface on the center side of the female serration hole 22 of each serration tooth 44 is an arc-shaped convex curved surface having a radius R.

即ち各セレーション歯４４は、セレーション歯４４における周方向中心に接近するにつれて雌セレーション孔２２中心側への突出量を大とする凸曲形状の円弧形状の突出部とされている。
尚セレーション歯４４の円弧形状の凸曲面の半径Ｒ（図３（ハ）参照）は、ここでは２ｍｍとされている。
またセレーション歯４４の突出高さｈは、ここでは０．２ｍｍである。 That is, each serration tooth 44 is formed as a convex arcuate protruding portion that increases in the amount of protrusion toward the center side of the female serration hole 22 as it approaches the circumferential center of the serration tooth 44.
The radius R of the arcuate convex curved surface of the serration teeth 44 (see FIG. 3C) is 2 mm here.
The protruding height h of the serration teeth 44 is 0.2 mm here.

図３（ハ）に示しているように、セレーション歯４４は円弧の曲率半径Ｒが大きなＲとされていることによって、その断面形状が周方向に長いアーチ形状をなしており、周方向に長い範囲に亘ってセレーション孔２２の中心側へと突出している。   As shown in FIG. 3C, the serration tooth 44 has an arc having a long radius in the circumferential direction because the radius of curvature R of the arc is a large R, and is long in the circumferential direction. It protrudes to the center side of the serration hole 22 over the range.

本実施形態において、このフランジ部材１８は図１０，図１１に示す方法に従って、金属板材をプレス打抜き加工することによって製造したものである。
即ち、先ず図１０に従って雌セレーション孔２２のプレス打抜加工を行い、その後において図１１に示す方法に従って外形打抜加工を行うことで得たものである。
尚図１１に示す方法に従って外形打抜加工を行う際、中心ピン２４２における図１３の溝２４０は、図３の突出形状のセレーション歯４４に対応した形状となしておく。 In this embodiment, the flange member 18 is manufactured by press punching a metal plate material according to the method shown in FIGS.
That is, it is obtained by first performing the press punching of the female serration hole 22 according to FIG. 10, and then performing the external punching according to the method shown in FIG.
When performing the external punching according to the method shown in FIG. 11, the groove 240 in FIG. 13 in the center pin 242 has a shape corresponding to the protruding serration tooth 44 in FIG.

上記のセレーション歯４４は、そのセレーション孔２２のプレス打抜加工によって同時に形成されたものである。
尚この実施形態において、雌セレーション孔２２の図３中の直径Ｄ１はここでは１６ｍｍであり、また固定孔２４の直径Ｄ２は６．５ｍｍである。
また図２中の配管２０の外径Ｄ３は１６ｍｍであり、内径Ｄ４は１３ｍｍ，ボス部３０における環状突部３２，３４の外径Ｄ５は２１．３ｍｍである。 The serration teeth 44 are formed simultaneously by press punching of the serration holes 22.
Note in this embodiment, the diameter D 1 of the in Figure 3 of the female serration hole 22 is 16mm in this case, also the diameter D 2 of the fixing hole 24 is 6.5 mm.
The outer diameter D 3 of the pipe 20 in FIG. 2 is a 16 mm, an inner diameter D 4 is 13 mm, the outer diameter D 5 of the annular projection 32, 34 in the boss portion 30 is 21.3 mm.

図４は、配管２０に上記雄セレーション部４０を形成すると同時に、これをフランジ部材１８に組み付ける際の手順を示している。
図４（Ｉ）に示しているように、先ず上記雄セレーション部４０の形成されていない配管（素管）２０をフランジ部材１８の雌セレーション孔２２に挿通する。
このとき、配管２０の外周面とセレーション孔２２との間には、０．２５ｍｍのクリアランスが生じている。 FIG. 4 shows a procedure for forming the male serration portion 40 in the pipe 20 and assembling it on the flange member 18 at the same time.
As shown in FIG. 4I, first, the pipe (element tube) 20 in which the male serration portion 40 is not formed is inserted into the female serration hole 22 of the flange member 18.
At this time, a clearance of 0.25 mm is generated between the outer peripheral surface of the pipe 20 and the serration hole 22.

次にこの状態で（II）に示しているように配管２０の内部に配管２０の内径Ｄ４よりも外径の大きな加圧工具（マンドレル）４６を軸方向に強制圧入し、この加圧工具４６によって配管２０を径方向内方から外方に向けて加圧し、その外周面を雌セレーション孔２２の内周面に沿って塑性変形させる。 Then force pressing the large pressurizing tool (mandrel) 46 of the outer diameter than the inner diameter D 4 of the internal pipe 20 of the pipe 20, as shown in (II) in this state in the axial direction, the pressing tool The pipe 20 is pressurized from the radially inner side to the outer side by 46, and the outer peripheral surface thereof is plastically deformed along the inner peripheral surface of the female serration hole 22.

そして配管２０の雌セレーション孔２２の内側に位置する部分の外周面が、上記のように加圧工具４６による加圧及びこれに伴う塑性変形によって雌セレーション孔２２の内周面に密着且つ圧接した状態となり、その一部が雌セレーション孔２２における突出形状且つ円弧形状のセレーション歯４４に対応した断面形状のセレーション溝４８として形成される。   And the outer peripheral surface of the portion located inside the female serration hole 22 of the pipe 20 is in close contact and pressure contact with the inner peripheral surface of the female serration hole 22 by the pressurization by the pressurizing tool 46 and the plastic deformation associated therewith as described above. A part thereof is formed as a serration groove 48 having a cross-sectional shape corresponding to a protruding and arcuate serration tooth 44 in the female serration hole 22.

そしてそれらセレーション歯４４とセレーション溝４８との噛合いによって雄セレーション部４０が雌セレーション孔２２に対して、即ち配管２０がフランジ部材１８に対して回転阻止された状態となる。
この実施形態において、セレーション歯４４を含むセレーション孔２２の内周面と、セレーション溝４８を含む雄セレーション部４０の外周面とが、周方向に全周に亘り隙間無く密着した状態となる。 Then, due to the engagement between the serration teeth 44 and the serration groove 48, the male serration portion 40 is prevented from rotating with respect to the female serration hole 22, that is, the pipe 20 with respect to the flange member 18.
In this embodiment, the inner peripheral surface of the serration hole 22 including the serration teeth 44 and the outer peripheral surface of the male serration portion 40 including the serration groove 48 are in close contact with each other without any gap in the circumferential direction.

表１は、本実施形態の配管フランジ継手１６における雄セレーション部４０と雌セレーション孔２２との嵌合強度を調べた結果を示している。
尚表１には、セレーション歯４４の曲率半径，数，突出高さを他に様々変化させたものについての試験結果も併せて示してある。
ここで嵌合強度の測定試験は図５に示す方法に従って行った。 Table 1 shows the result of examining the fitting strength between the male serration portion 40 and the female serration hole 22 in the pipe flange joint 16 of the present embodiment.
Table 1 also shows the test results of various other changes in the radius of curvature, number, and protrusion height of the serration teeth 44.
Here, the fitting strength measurement test was performed according to the method shown in FIG.

詳しくは、図５に示しているように配管フランジ継手１６における配管２０を固定部５０で固定し、そしてフランジ部材１８に対して回転方向の力を加えて、フランジ部材１８が配管２０に対し相対回転し始めるときの回転トルクを測定した。
この表１において、回転トルクの値が大きいほど雄セレーション部４０と雌セレーション孔２２との嵌合強度、即ち回転方向の固定強度が大であることを意味する。 Specifically, as shown in FIG. 5, the pipe 20 in the pipe flange joint 16 is fixed by the fixing portion 50, and a rotational force is applied to the flange member 18, so that the flange member 18 is relative to the pipe 20. The rotational torque when starting to rotate was measured.
In Table 1, it means that the greater the rotational torque value, the greater the fitting strength between the male serration portion 40 and the female serration hole 22, that is, the fixing strength in the rotational direction.

Figure 2009243523
Figure 2009243523

表１の結果に見られるように、比較例と実施例２とを比較すると、曲率半径Ｒが小さく、またセレーション歯４４の数が多く、セレーション歯４４と４４との周方向の間隔の小さい比較例では得られる回転トルクが低いものとなっているのに対し、実施例２のものでは高い回転トルクが得られている。
また実施例１と実施例２とを比較した場合、セレーション歯４４の数の少ない実施例１に対し、セレーション歯４４の数の多い実施例２では、より高い回転トルクが得られている。 As seen in the results of Table 1, when the comparative example and the example 2 are compared, the radius of curvature R is small, the number of serration teeth 44 is large, and the circumferential spacing between the serration teeth 44 and 44 is small. In the example, the rotational torque obtained is low, whereas in Example 2, a high rotational torque is obtained.
Moreover, when Example 1 and Example 2 are compared, in Example 2 with many serration teeth 44 with respect to Example 1 with few serration teeth 44, higher rotational torque is obtained.

一方セレーション歯４４の突出高さの高い実施例３と実施例２とを比較した場合、それら実施例２，実施例３は回転トルクの値がほぼ同等レベルにあり、実施例３のものはセレーション歯４４の突出高さを高くしたわりには、実施例２のものに比べて回転トルクはそれほど高くなっていない。   On the other hand, when Example 3 and Example 2 in which the protrusion height of the serration teeth 44 is high are compared, those Examples 2 and 3 have approximately the same rotational torque value, and those of Example 3 have serrations. Although the protrusion height of the teeth 44 is increased, the rotational torque is not so high compared to that of the second embodiment.

一方セレーション歯４４の突出高さの高い実施例３のものは、実施例２のものに比べてセレーション歯４４の突出高さが高い分、雌セレーション孔２２と雄セレーション部４０との密着性がそれだけ低下する方向となり、この点を考えると実施例３のものに比べて実施例２のものが総合的に優れている。   On the other hand, in Example 3 where the protrusion height of the serration teeth 44 is high, the protrusion height of the serration teeth 44 is higher than that in Example 2, so that the adhesion between the female serration hole 22 and the male serration portion 40 is improved. In view of this point, the second embodiment is generally superior to the third embodiment.

以上のような本実施形態では、雌セレーション孔２２中心側に突出したセレーション歯４４を半径Ｒが２ｍｍの大きな円弧形状となしているため、フランジ部材１８を製造するに際して雌セレーション孔２２を打抜加工した後に外形を打抜加工するとき、材料を内向き（雌セレーション孔２２中心側）に押す力が働いたとしても、予め成形してあるセレーション歯４４が中心ピンの側に大きく押し出されて変形し、形状崩れを生じてしまうのを良好に防止することができる。   In the present embodiment as described above, the serration teeth 44 protruding toward the center side of the female serration hole 22 are formed in a large arc shape with a radius R of 2 mm, so that the female serration hole 22 is punched when the flange member 18 is manufactured. When the outer shape is punched after processing, the pre-molded serration teeth 44 are greatly pushed out to the center pin side even if a force pushing the material inward (to the female serration hole 22 center side) is applied. It is possible to satisfactorily prevent deformation and shape collapse.

従ってフランジ部材１８の雌セレーション孔２２に対して配管２０の雄セレーション部４０を噛合せ状態としたとき、雌セレーション孔２２と雄セレーション部４０との間の回転方向の強度を高強度となすことができ、配管２０がフランジ部材１８に対して組付け後に回転してしまうのを防止することができる。   Therefore, when the male serration portion 40 of the pipe 20 is engaged with the female serration hole 22 of the flange member 18, the strength in the rotational direction between the female serration hole 22 and the male serration portion 40 is increased. It is possible to prevent the pipe 20 from rotating after being assembled with the flange member 18.

また本実施形態によればフランジ部材１８を板材のプレス打抜きによって製造することができ、その際フランジ部材１８用のアルミニウム合金と、配管２０用のアルミニウム合金とは同種材質のものとなるため、配管フランジ継手１６を構成したときに異種金属接触による腐食の問題を生じず、またプレス打抜きによってフランジ部材１８を製造できることによって安価にこれを製造することが可能となる。
またプレス打抜きの場合、打ち抜かれた材料（製品とはならない部分）を回収し、再利用することが可能であって、廃却による環境への負荷も軽減でき、また材料の歩留りも高く維持することができる。 In addition, according to the present embodiment, the flange member 18 can be manufactured by press punching a plate material. In this case, the aluminum alloy for the flange member 18 and the aluminum alloy for the pipe 20 are of the same material, so When the flange joint 16 is configured, the problem of corrosion due to contact with different metals does not occur, and the flange member 18 can be manufactured by press punching, so that it can be manufactured at low cost.
In the case of press punching, the punched material (parts that are not products) can be collected and reused, reducing the environmental burden caused by disposal, and maintaining a high yield of materials. be able to.

更に本実施形態ではセレーション歯４４の形状を半径Ｒ２ｍｍの大きなアーチ状の円弧形状となしているため、雌セレーション孔２２と配管２０の雄セレーション部４０とを噛み合せたときに大きな回転トルク、詳しくは回転方向の大きな接合強度を得ることができる。   Furthermore, in the present embodiment, the serration teeth 44 have a large arcuate arc shape with a radius of R2 mm. Therefore, when the female serration hole 22 and the male serration portion 40 of the pipe 20 are engaged with each other, a large rotational torque, more specifically, A large bonding strength in the rotation direction can be obtained.

また本実施形態ではセレーション歯４４の数を８個以下の少数個となしてあり、これによりセレーション歯４４とセレーション歯４４との周方向の間隔を大きく取ることができ、従ってセレーション歯４４とセレーション歯４４との間の周方向の間隔が短いことによって生じる前記の不具合の発生を良好に回避することができる。   Further, in this embodiment, the number of serration teeth 44 is a small number of eight or less, so that the circumferential interval between the serration teeth 44 and the serration teeth 44 can be increased, and accordingly, the serration teeth 44 and the serrations. It is possible to satisfactorily avoid the occurrence of the above-mentioned problems caused by the short circumferential interval between the teeth 44.

以上本発明の実施形態を詳述したが、これはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, this is merely an example, and the present invention can be configured in various forms without departing from the spirit of the present invention.

本発明の一実施形態の配管フランジ継手を示す図である。It is a figure which shows the piping flange joint of one Embodiment of this invention. 図１のフランジ部材と配管と相手部材とを互いに分離して示す図である。It is a figure which isolate | separates and shows the flange member of FIG. 1, piping, and the other member. 図１のフランジ部材を単体で示す図である。It is a figure which shows the flange member of FIG. 配管に雄セレーション部を形成する際の手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure at the time of forming a male serration part in piping. 回転トルクの測定方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the measuring method of rotational torque. 従来の配管フランジ継手の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional piping flange joint. 図６とは異なる従来の配管フランジ継手を示す図である。It is a figure which shows the conventional piping flange coupling different from FIG. 図７のフランジ部材を単体で示す図である。It is a figure which shows the flange member of FIG. 図８とは異なるフランジ部材を比較例として示した比較例図である。It is the comparative example figure which showed the flange member different from FIG. 8 as a comparative example. 打抜加工によるフランジ部材の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the flange member by stamping. 図１０に続く製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process following FIG. 打抜加工によって生じる不具合の説明図である。It is explanatory drawing of the malfunction which arises by punching. 打抜加工の際の不具合の図１２とは異なる説明図である。It is explanatory drawing different from FIG. 12 of the malfunction in the case of a punching process.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 相手部材
１４ 挿込孔
１６ 配管フランジ継手
１８ フランジ部材
２０ 配管
２２ 雌セレーション孔
３０ ボス部
３２，３４ 環状突部
３６ 環状溝
３８ Ｏリング
４０ 雄セレーション部
４４ セレーション歯
４６ 加圧工具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Opposing member 14 Insertion hole 16 Piping flange joint 18 Flange member 20 Piping 22 Female serration hole 30 Boss part 32, 34 Annular protrusion 36 Annular groove 38 O-ring 40 Male serration part 44 Serration tooth 46 Pressure tool

Claims (3)

板状をなす金属製のフランジ部材に板厚方向の貫通のセレーション孔を設ける一方、一対の環状突部及びそれら環状突部間に形成されるシールリングの保持用の環状溝を備え、前記フランジ部材の板面から突出して相手部材の挿込孔に挿し込まれるボス部を有する配管の前記セレーション孔に対応する位置に雄セレーション部を設けて、該雄セレーション部を該雌セレーション孔に噛み合せる状態に該配管を前記フランジ部材に組み付けて成る配管フランジ継手であって、
前記セレーション孔の内周面には該セレーション孔の中心側に突出し、且つ該中心側の曲面が半径Ｒ１ｍｍ以上の大きな円弧形状の凸曲面をなすセレーション歯を周方向に沿って間隔を隔てて複数設け、
前記配管を該セレーション孔に挿通した状態で、該セレーション孔内に位置する部分を該配管の内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて外周面に前記セレーション孔の形状に倣った形状の前記雄セレーション部を形成し、該雄セレーション部を該セレーション孔に全周に亘り隙間なく圧接した状態に噛み合わせてあることを特徴とする配管フランジ継手。 The flange member made of metal in the shape of a plate is provided with a serration hole penetrating in the plate thickness direction, and has a pair of annular protrusions and an annular groove for holding a seal ring formed between the annular protrusions. A male serration portion is provided at a position corresponding to the serration hole of a pipe having a boss portion that protrudes from the plate surface of the member and is inserted into the insertion hole of the mating member, and the male serration portion is engaged with the female serration hole. A pipe flange joint formed by assembling the pipe to the flange member in a state,
A plurality of serration teeth projecting toward the center side of the serration hole on the inner peripheral surface of the serration hole and having a curved surface on the center side forming a large arc-shaped convex curved surface having a radius of R1 mm or more are spaced apart along the circumferential direction. Provided,
With the pipe inserted into the serration hole, the portion located in the serration hole is pressurized and plastically deformed radially outward from the inside of the pipe with a pressurizing tool, and the shape of the serration hole is formed on the outer peripheral surface. A pipe flange joint, characterized in that the male serration portion having a shape following the above is formed, and the male serration portion is meshed with the serration hole in a state of being press-contacted with no gap over the entire circumference. 請求項１において、前記セレーション歯の突出高さが０．３ｍｍ未満となしてあることを特徴とする配管フランジ継手。   2. A pipe flange joint according to claim 1, wherein the protruding height of the serration teeth is less than 0.3 mm. 請求項１，２の何れかにおいて、前記セレーション歯の配置の数を８個以下の少数個となしてあることを特徴とする配管フランジ継手。   The pipe flange joint according to any one of claims 1 and 2, wherein the number of serration teeth is a small number of eight or less.
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