JP2010031941A

JP2010031941A - 配管接続構造

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Publication number: JP2010031941A
Application number: JP2008193775A
Authority: JP
Inventors: Hideo Ishida; 英男石田; Kensaku Nishimoto; 健作西本
Original assignee: Nichirin Co Ltd
Current assignee: Nichirin Co Ltd
Priority date: 2008-07-28
Filing date: 2008-07-28
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】突出部にＯリングが装着された雄継手と、開口部にシール面が形成された雌継手とを嵌合して接続する際、前記Ｏリングに雌継手の開口部先端が噛み込み、Ｏリングの切断や損傷を生じることなく接続可能な配管接続構造を提供する。
【解決手段】管軸Ｃ方向の突出部外周７に形成された周溝５ａにＯリング９を装着して構成された雄継手１１と、管軸Ｃ方向の開口部６内周にシール面８を形成して構成された雌継手１２とを互いに前記管軸Ｃ方向に嵌合して、前記雄継手１１と雌継手１２とが接続手段によって接続される配管接続構造において、前記雄継手１１の突出部外周７が、前記管軸Ｃの突出方向に向かって縮径されたテーパを有する一方、前記雌継手１２の開口部６内周に形成された前記シール面８が、前記管軸Ｃの開口方向に向かって拡径されたテーパを有してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、管軸方向に突出部が設けられた雄継手と、管軸方向に開口部が設けられた雌継手とを互いに前記管軸方向に嵌合して、前記雄継手と雌継手とが接続手段によって接続される配管接続構造に関する。

配管同士を接続する配管接続構造において、特に、自動車のエアコン用冷媒回路等の中高圧配管に用いられる配管接続構造では、漏れ圧力を向上させることが求められる。

この様な配管接続構造においては、一方の配管の端末にフランジを取り付けると共に、前記配管と反対側のフランジ面に突出部を形成し、この突出部外周に形成された周溝にＯリングを装着された雄継手と、他方の配管の端末にフランジを取り付けると共に、前記配管と反対側のフランジ面に開口部を形成し、この開口部に前記雄継手のＯリングと外接するシール面を形成された雌継手とを管軸方向に嵌合して、前記フランジに夫々形成されたボルト孔を貫通するボルトの締結によって接続される配管接続構造が用いられている。

しかしながら、前記シール部はＯリングによるシール構造であるため、前記雄継手側を雌継手側に嵌入して組立する際、管軸方向に同心状に嵌入するのが難しいため、雄継手のＯリングに雌継手の開口部先端が噛み込んで、Ｏリングの切断や損傷を生じ易い。その結果、中高圧用のホース継手として用いた場合、前記シール部から冷媒漏れを生じるという問題があった。

この様な問題を解決するため、従来より提案されている配管接続構造について、以下添付図３，４を参照しながら説明する。図３は従来例に係る配管用継手装置の実施の形態の一例を組み付け以前の状態で示す部分断面図、図４は従来例に係る配管接続構造の分解状態の主要部を示した断面図である。

この従来例に係る配管用継手装置において、入口管１９または出口管２０を構成する、突出部３３の外周面の頂部３４から挿入筒部３２の先端部までの、軸方向に関する寸法をＡ、上記頂部３４から挿入筒部３２の基端部に外嵌支持したＯリング３５の軸方向他端側までの、軸方向に関する寸法をＢとする。

また、接合用ブラケット２１を構成する第三円筒部２６の内周面である第三円筒面３１の軸方向他端縁から、第一円筒部２４の内周面である第一円筒面２９の軸方向一端縁までの、軸方向に関する寸法をＣとし、同じく、前記第三円筒面３１の軸方向他端縁から、第二円筒部２５の内周面である第二円筒面３０の軸方向他端縁までの、軸方向に関する寸法をＤとする。

そして、これらの寸法Ａ〜Ｄが、Ａ≧ＣかつＢ＜Ｄの関係を満たすことにより、組み付け作業の際に、Ｏリング３５が角部３７と強く干渉して損傷するのを防止するものである（特許文献１参照）。

しかしながら、この従来例に係る配管用継手装置は、本発明に係る課題と同一ではあるが、例えば、自動車用の空調装置に組み込まれる熱交換器等の低圧配管の接続に適用されるものであって、本発明の様な自動車のエアコン用冷媒回路等の中高圧配管に用いられる配管接続継手には、継手部強度及びシール性の点から適用不能である。

次に、従来例に係る配管接続構造は、図４に示す如く、冷媒配管４１の突出部４５よりも先端側に設けたＯリング溝４６にＯリング４３を嵌合装着することにより、Ｏリング４３の外径と冷媒配管４１の突出部４５の外径との差を大きくできる。その結果、冷媒配管４１の突出部４５よりも先端側を接続ブロック体４２の配管挿入穴５２内に差し込むときに、Ｏリング溝４６に嵌合装着されたＯリング４３が、当接面５９に形成された回り止め用凹部５４によって傷つくのを防止できるものである。

しかしながら、この従来例に係る配管接続構造によれば、最終的には、爪状部５７の先端側部分５２を、突出部４５の側面を覆うように、冷媒配管４１の突出部４５の側面に先端側部分５２の内周側面が当接するように折り曲げて、爪状部５７を突出部４５の側面に加締固定するものである。

従って、前記従来例と同様、接続部から冷媒のシール漏れが生じた場合は、再使用することは不可能なため、少なくとも接続ブロック体４２は再資源化として活用するか廃棄せざるを得ないという問題がある。
特開２００１−２８０５５８号公報特開２００４−８４７５４号公報

従って、本発明の目的は、管軸方向に突出部が設けられこの突出部にＯリングが装着された雄継手と、管軸方向に開口部が設けられこの開口部にシール面が形成された雌継手とを嵌合して接続する際、前記Ｏリングに雌継手の開口部先端が噛み込み、Ｏリングの切断や損傷を生じることなく接続可能な配管接続構造を提供することにある。

本発明の請求項１に係る配管接続構造は、管軸方向に突出部が設けられ、この突出部外周に形成された周溝にＯリングを装着して構成された雄継手と、管軸方向に開口部が設けられ、この開口部の内周に前記雄継手のＯリングと外接するシール面を形成して構成された雌継手とを互いに前記管軸方向に嵌合して、前記雄継手と雌継手とが接続手段によって接続される配管接続構造に関する。

そして、本発明の請求項１に係る配管接続構造が採用した手段は、前記雄継手の突出部外周が、前記管軸の突出方向に向かって縮径されたテーパを有する一方、前記雌継手の開口部内周に形成された前記シール面が、前記管軸の開口方向に向かって拡径されたテーパを有してなることを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る配管接続構造が採用した手段は、請求項１に記載の配管接続構造において、前記雌継手の開口部の先端開口径が、前記雄継手の周溝に装着されたＯリング外径より大きく形成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る配管接続構造が採用した手段は、請求項１または２に記載の配管接続構造において、前記雄継手の突出部外周に形成されたテーパと、前記雌継手の開口部内周に形成されたテーパの、前記管軸と交差するテーパ角が６〜１５度の範囲で形成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る配管接続構造が採用した手段は、請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の配管接続構造において、前記雄継手の突出部外周に形成されたテーパと、前記雌継手の開口部内周に形成されたテーパの、前記管軸と交差するテーパ角が同一角度で形成されてなることを特徴とするものである。

本発明の請求項５に係る配管接続構造が採用した手段は、請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の配管接続構造において、前記接続手段が、前記雄継手と雌継手の夫々に設けられたフランジと、このフランジ間を締結するボルトにより形成されてなることを特徴とするものである。

そして、この配管接続構造によれば、前記雄継手の突出部外周が、前記管軸の突出方向に向かって縮径されたテーパを有する一方、前記雌継手の開口部内周に形成された前記シール面が、前記管軸の開口方向に向かって拡径されたテーパを有してなるので、前記雄継手と雌継手を嵌合する際、雌継手の開口部先端が雄継手に装着されたＯリングに噛み込んで、Ｏリングの切断や損傷を生じる可能性を防止できる。

また、本発明の請求項２に係る配管継手構造によれば、前記雌継手の開口部の先端開口径が、前記雄継手の周溝に装着されたＯリング外径より大きく形成されてなるので、前記雄継手と雌継手を嵌合する際、雌継手の開口部先端が、雄継手に装着されたＯリングに噛み込むのを確実に回避できる。

更に、本発明の請求項３に係る配管接続構造によれば、前記雄継手の突出部外周に形成されたテーパと、前記雌継手の開口部内周に形成されたテーパの、前記管軸と交差するテーパ角が６〜１５度の範囲で形成されてなるので、前記雄継手と雌継手を嵌合する際のＯリングの噛み込みが解消されると共に、中高圧の内圧に対するシール性も十分確保できる。

また更に、本発明の請求項４に係る配管接続構造によれば、前記雄継手の突出部外周に形成されたテーパと、前記雌継手の開口部内周に形成されたテーパの、前記管軸と交差するテーパ角が同一角度で形成されてなるので、接続時のボルトの締付力が、前記雌継手のテーパ角を有するシール面を介して雄継手のＯリングへ作用する際、雌継手のシール面における前記締付圧の垂直分力と、雄継手の突出部のシール面における反力の方向が一致し、前記Ｏリングによる中高圧の内圧に対するシール性が十分発揮される。

一方、本発明の請求項５に係る配管接続構造によれば、前記接続手段が、前記雄継手と雌継手の夫々に設けられたフランジと、このフランジ間を締結するボルトにより形成されてなるので、簡便な接続手段を用いることによって本発明に係る配管接続構造が実現可能である。

次に、本発明の実施の形態について、以下添付図１，２を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態に係る配管接続構造を説明するための接続前の状態を示す部分断面図、図２は図１の配管接続構造において、接続後の状態をボルト・ナットを省略して示す部分断面図である。

本発明に係る配管接続構造は、図１に示す如く、第１フランジ３に設けられた貫通孔３ａに、一方の配管１の端末が、管軸Ｃ方向に突出させた突出部５を設けて接合されると共に、突出部外周７に形成された周溝５ａにＯリング９を装着して雄継手１１が構成される。

一方、第２フランジ４の片面側４ｂに設けられた開孔部４ａに、他方の配管２の端末が接合されると共に、前記第２フランジ４の他面側（配管２の端末が接合されていない側）４ｃの管軸Ｃ方向に開口部６が設けられ、この開口部６の内周に前記雄継手１１のＯリング９と外接するシール面８を形成して雌継手１２が構成される。

前記第１フランジ３と一方の配管１との接合は、例えば、第１フランジ３に開孔された貫通孔３ａに一方の配管1の端末を挿入して、突出部５を設けた状態で、前記一方の配管１を配管１の内部から拡径して接合することが出来る。一方、前記第２フランジ４と他方の配管２との接合は、例えば、第２フランジの片面側４ｂに開孔された開孔部４ａに、他方の配管２の端末を挿入した後、ろう付や溶接により接合することが出来る。

そして、前記雄継手１１と雌継手１２とが、図２に示す如く管軸Ｃ方向に嵌合されて、前記第１フランジ３、第２フランジ４及びこれら各々に形成されたボルト孔１３，１４に挿通される図示しないボルトからなる接続手段によって締結される。この様なボルト締結による前記雄継手１１と雌継手１２との接続手段は、ナットとによる螺合でも良いし、前記ボルト孔１３，１４の何れかに雌ネジを形成して、この雌ネジと前記ボルトの螺合によることも可能である。

前記一方の配管１及び他方の配管２には、車両用エアコンの冷媒回路用途では、アルミニウム合金等、軽量で錆び難い材質の配管が用いられるが、その他一般の用途ではこれらの材質に限定されるものではなく、例えば、銅、真鍮やステンレス鋼等の配管を用いることも出来る。また、前記第１フランジ３及び第２フランジ４には、車両用エアコンの冷媒回路用途では、アルミニウム合金等錆び難い材質の配管が用いられるが、その他一般の用途ではこれらの材質に限定されるものではなく、例えば、銅、真鍮やステンレス鋼等の配管を用いることも出来る。

この様な構成において、本発明に係る配管接続構造は、前記雄継手１１に形成された突出部外周７が、管軸Ｃの突出方向に向かって縮径されるテーパを有する一方、前記雌継手１２の開口部６内周に形成されたシール面８が、管軸Ｃの開口方向に向かって拡径されるテーパを有する。ここで、前記テーパは、雄継手１１の突出部外周７、または雌継手１２の開口部６の内周に形成されたシール面８の何れか一方に形成するのではなく、両者共に形成することが肝要である。

この様に、前記テーパを前記雄継手１１の突出部外周７と、前記雌継手１２の開口部６内周のシール面８とに形成することにより、前記雄継手１１と雌継手１２とを嵌合する際、雌継手１２の開口部６の先端が、雄継手１１の突出部外周７の周溝５ａに装着されたＯリング９に噛み込んで、Ｏリング９の切断や損傷を生じる可能性を防止できる。

また、接続時のボルトの締付力が、雌継手１２のテーパを有するシール面８を介して雄継手１１のＯリング９へ作用する際、雄継手１１の突出部５のテーパを有する突出部外周７ひいては周溝５ａが、これらの面に垂直な分力として確実に受け止めるので、中高圧の内圧に対するシール性も十分確保できる。

更に、前記雄継手１１に形成された突出部５には、テーパを有する突出部外周７に加え、その先端を斜面状に切除したカット面５ｂを形成するのが好ましい。同様に、前記雌継手１２の開口部６には、テーパを有するシール面８に加え、その先端を斜面状に切除したカット面６ａを形成するのが好ましい。この様なカット面５ｂ，６ａを、夫々突出部５の先端及び開口部６の先端に形成することにより、前記雄継手１１と雌継手１２とを嵌合する際、雌継手１２の開口部６の先端が、雄継手１１の突出部外周７に装着されたＯリング９に噛み込むのを更に確実に防止できる。

また、本発明に係る配管継手構造によれば、図１に示す様に、前記雌継手１２の開口部６の先端径ｄ２が、前記雄継手１１の突出部外周７に形成した周溝５ａに装着された状態におけるＯリング９の外径ｄ１より大きいのが好ましい。ここで、前記雌継手１２の開口部６の先端径ｄ２としては、カット面６ａが形成されている場合は、前記カット面６ａの先端径とする。

この様に、前記雌継手１２の開口部６或いはカット面６ａの先端径ｄ２を、前記雄継手１１に装着されたＯリング９の外径ｄ１より大きくすることによって、
前記雄継手１１と雌継手１２とを管軸Ｃ方向に嵌合する際、雌継手１２の開口部６の先端が、雄継手１１に装着されたＯリング９へ噛み込むのを確実に回避可能となる。

更に、前記雄継手１１の突出部外周７に形成されたテーパと管軸Ｃと交差するテーパ角θ１、及び前記雌継手１２の開口部６内周に形成されたテーパの管軸Ｃと交差するテーパ角θ２とが、何れも６〜１５度度の範囲で形成されるのが好ましい。

前記雄継手１１に形成されたテーパ角θ１と、前記雌継手１２に形成されたテーパ角θ２が６度未満であれば、前記雄継手１１と雌継手１２とを嵌合する際、雌継手１２の開口部６の先端が、雄継手１１に装着されたＯリング９へ噛み込み易くなる。一方、前記テーパ角θ１が１５度を越えると、前記雄継手１１の最小内径が小さくなり、冷媒通過時の圧力損失が大きくなり過ぎて冷凍能力が低下する懸念がある。

そして更に、前記雄継手１１のテーパ角θ１と、雌継手１２のテーパ角θ２とが同一角度で形成されるのが好ましい。前記テーパ角θ１とテーパ角θ２とを同一角度とすることによって、接続時のボルトの締付力が、雌継手１２のテーパ角θ２を有するシール面８を介して雄継手１１のＯリング９へ作用する際、雌継手１２のシール面８における前記締付力の垂直分力と、雄継手１１の突出部外周７における反力の方向が一致するので、Ｏリング９による中高圧の内圧に対するシール性が十分発揮される。

以上説明した通り、本発明に係る配管接続構造によれば、雄継手１１の突出部外周７が管軸Ｃの突出方向に向かって縮径されるテーパを有すると共に、雌継手１２の開口部６内周に形成されたシール面８が管軸Ｃの開口方向に向かって拡径されるテーパを有してなるので、前記雄継手１１と雌継手１２を嵌合する際、雌継手１２の開口部６先端が雄継手１１に装着されたＯリング９に噛み込んで、Ｏリング９の切断や損傷を生じる可能性を防止できる。

また、本発明に係る配管継手構造によれば、前記雌継手１２の開口部６の先端開口径ｄ２が、前記雄継手１１に装着されたＯリング外径ｄ１より大きく形成されてなるので、前記雄継手１１と雌継手１２を嵌合する際、雌継手１２の開口部６先端が、雄継手１１に装着されたＯリング９に噛み込む可能性が回避される。

尚、本発明に係る配管接続構造は、雄継手の構成を、第１フランジに一方の配管の端末が突出部を設けて接合されると共に、この突出部外周に形成された周溝にＯリングを装着されたものとして記載したが、必ずしもこの様な構成に限定されるものではなく、例えば、この雄継手の構成を、雌継手の構成と同様に、第１フランジの片面に他方の配管の端末を接合すると共に、前記第１フランジの他面に突出部を設け、この突出部外周に形成された周溝にＯリングを装着されたものとすることもできる。

本発明の実施の形態に係る配管接続構造を説明するための接続前の状態を示す部分断面図である。図１の配管接続構造において、接続後の状態をボルト・ナットを省略して示す部分断面図である。従来例に係る配管用継手装置の実施の形態の一例を組み付け以前の状態で示す部分断面図である。従来例に係る配管接続構造の分解状態の主要部を示した断面図である。

符号の説明

Ｃ：管軸，
ｄ１：雄継手の周溝に装着された状態におけるＯリングの外径，
ｄ２：雌継手の開口部の先端径，
θ１：雄継手の突出部外周のテーパ角，
θ２：雌継手の開口部シール面のテーパ角，
１：一方の配管，２：他方の配管，
３：第１フランジ，３ａ：貫通孔，
４：第２フランジ，４ａ：開孔部，４ｂ：片面側，４ｃ：他面側，
５：突出部，５ａ：周溝，５ｂ：カット面，
６：開口部，６ａ：カット面，
７：突出部外周，８：シール面，９：Ｏリング，
１１：雄継手，１２：雌継手，１３，１４：ボルト孔

Claims

管軸方向に突出部が設けられ、この突出部外周に形成された周溝にＯリングを装着して構成された雄継手と、
管軸方向に開口部が設けられ、この開口部の内周に前記雄継手のＯリングと外接するシール面を形成して構成された雌継手とを互いに前記管軸方向に嵌合して、
前記雄継手と雌継手とが接続手段によって接続される配管接続構造において、
前記雄継手の突出部外周が、前記管軸の突出方向に向かって縮径されたテーパを有する一方、
前記雌継手の開口部内周に形成された前記シール面が、前記管軸の開口方向に向かって拡径されたテーパを有してなることを特徴とする配管接続構造。
前記雌継手の開口部の先端開口径が、前記雄継手の周溝に装着されたＯリング外径より大きく形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の配管接続構造。
前記雄継手の突出部外周に形成されたテーパと、前記雌継手の開口部内周に形成されたテーパの、前記管軸と交差するテーパ角が６〜１５度の範囲で形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の配管接続構造。
前記雄継手の突出部外周に形成されたテーパと、前記雌継手の開口部内周に形成されたテーパの、前記管軸と交差するテーパ角が同一角度で形成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一つの項に記載の配管接続構造。
前記接続手段が、前記雄継手と雌継手の夫々に設けられたフランジと、このフランジ間を締結するボルトにより形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一つの項に記載の配管接続構造。