JP2010174946A - パイプの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプ同士の脱着に際して、パイプ同士の接続を一旦解除する際に同時にシール部材が外れてしまうことがないように考慮されたパイプの接続構造を提供する。
【解決手段】接続パイプ３の端部にシール部材９を受容する環状溝７を形成する一方、エアフローメータパイプ５の端部にはその内外周を被覆するシール部材９を装着する。シール部材９は、外筒部３ａに圧接するシールリップ１１と、内筒部３ｂに圧接する突起部９ｄを有していて、シールリップ１１によるシール機能を発揮する。エアフローメータパイプ５の外周にフランジ部８を設けてあり、そのフランジ部８の円周方向等分位置に複数の係合溝１４を形成する一方、シール部材９の円周方向等分位置にそれぞれの係合溝１４に係合するタブ１２を設けてある。
【選択図】図２

Description

本発明は、パイプの接続構造、例えば内燃機関の吸気系におけるエアクリーナケーシングに付設されたパイプとエアフローメータパイプとを両者の間にシール部材を介在させながら着脱可能に接続する構造に関する。

例えば内燃機関の吸気系におけるエアクリーナケーシングに付設されたパイプとエアフローメータパイプとを着脱可能に接続する構造として特許文献１に記載のものが提案されている。

この従来の構造では、一方のパイプが内側で他方のパイプが外側になるように双方のパイプの端部同士をオーバーラップさせるように挿入するとともに、両者の間に介在することになるＯリングその他の任意の断面形状のシール部材を上記挿入力をもって圧締保持することで必要なシール性を確保するようにしている。

特開平８−２８３７８号公報

しかしながら、双方をパイプ同士の脱着を積極的に容認する場合、パイプ同士の接続を一旦解除する際に同時にシール部材が外れてしまうことが多い。そのために、パイプ同士を再度接続する際にシール部材の再組み付けを怠ってしまう可能性があり、シール部材の再組み付け忘れによるシール不良が発生することとなって好ましくない。

また、シール部材の組み付け忘れに至らずにパイプ同士の再接続を正しく行った場合、シール部材の位置ずれがあってもそれを外部から目視確認することができないため、この場合にもシール部材の位置ずれによるシール不良が発生することとなって好ましくない。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、パイプ同士の脱着に際して、パイプ同士の接続を一旦解除する際に同時にシール部材が外れてしまうことがないように考慮されたパイプの接続構造を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、二つのパイプ同士の間にシール部材を介在させながら両者を着脱可能に接続する構造であって、一方のパイプの端部に、他方のパイプに向かって開口していてシール部材を受容する環状溝を形成する一方、他方のパイプの端部には、当該他方のパイプの端部の少なくとも外周を被覆するシール部材を装着し、このシール部材は、上記環状溝に嵌合してその環状溝に受容されることで少なくとも外周が当該環状溝に圧接してシール機能を発揮するようになっているとともに、上記シール部材に、環状溝との嵌合状態において外部に露出していて且つ他方のパイプと係合することで当該他方のパイプからの抜け止めを司る止着手段を設けてあることを特徴とする。

この場合において、請求項５に記載のように、一方のパイプは例えば内燃機関の吸気系におけるエアクリーナケーシングに付設されたパイプであり、他方のパイプはエアフローメータパイプであるものとする。

より具体的には、請求項２に記載のように、上記他方のパイプの外周にフランジ部を設けてあり、そのフランジ部の円周方向等分位置に複数の係合溝を形成する一方、上記シール部材の円周方向等分位置に止着手段としてそれぞれの係合溝に係合するタブを設けてあるものとする。

また、シール部材によるシール性を確保しつつパイプ同士の脱着を容易にする上では、請求項３に記載のように、上記シール部材は、環状溝に対する嵌合状態において、少なくとも外周面の奥部側が環状溝に圧接し、内周面の反奥部側が環状溝に当接するようになっていることが望ましい。

より望ましくは、請求項４に記載のように、上記シール部材の内周面は、奥部側から反奥部側に向かって内径寸法が漸次小さくなるようにテーパ状に形成してあるものとする。

したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、シール部材が止着手段によって抜け止めが施されているため、パイプ同士の接続を一旦解除したとしても、シール部材が他方のパイプから外れてしまうことがなければ、再接続の際にシール部材の再組み付け忘れを招くこともない。

また、他方のパイプに対するシール部材の位置決め状態をその他方のパイプに対する止着手段の係合状態をもって目視確認することができるため、シール部材の位置ずれによるシール不良の発生も未然に防止することが可能となる。

請求項１に記載の発明によれば、パイプ同士の接続を一旦解除したとしても、シール部材が他方のパイプから外れてしまうことがないため、再接続の際のシール部材の再組み付け忘れやシール部材の位置ずれによるシール不良の発生を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、係合溝と止着手段としてのフック部との係合をもって他方のパイプに対するシール部材の位置決め状態を容易に目視確認することが可能となる。

請求項３，４に記載の発明によれば、シール部材の内外周の大部分の面が環状溝と圧接している場合と比べて脱着時の摩擦抵抗ひいては挿入力や引き抜き力の低減が可能であり、シール性を確保しつつパイプ同士の脱着時の作業性が良好なものとなる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、エアクリーナケーシングとエアフローメータパイプとの接続部の概略を示す斜視図。 図１の要部の拡大断面図。 シール部材が付帯したエアフローメータパイプ単独での斜視図。 図３の断面図。 シール部材単独での側面図。 図３，４に示したエアフローメータパイプの左側面図。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、図２のＢ部と同等部位の断面図。

図１〜６は本発明に係るパイプの接続構造のより具体的な実施の形態を示す図であり、ここでは、図１に示すように、内燃機関の吸気系におけるエアクリーナ１のケーシング２に付設された接続パイプ３を一方のパイプとし、エアクリーナ１のクリーンサイドに接続されることになるエアフローメータ４の筐体として機能するエアフローメータパイプ５を他方のパイプとして、双方のパイプ３，５同士を接続する場合の例を示している。

図１のほか図２に示すように、内燃機関の吸気系におけるエアクリーナ１は、エアクリーナケーシングとしての例えば樹脂製のケーシング２の内部が図示外のフィルターにてダストサイドとクリーンサイドとに隔離形成されていて、そのクリーンサイドには一方のパイプとして円筒状の接続パイプ３が一体に突出形成されている。そして、この接続パイプ３には同じく樹脂製の円筒状のエアフローメータパイプ５がゴム等の弾性部材からなる円環状のシール部材９を介して嵌合・接続されることになる。

なお、エアフローメータパイプ５は先に述べたようにエアフローメータ４の筒状筐体として機能するもので、その取付穴６にセンサその他の必要な機能部品が装着されることになる。

図２に示すように、接続パイプ３は外筒部３ａと内筒部３ｂとでいわゆる二重筒構造をなしていて、その外内筒部３ａ，３ｂ同士の間にはエアフローメータパイプ５側の開放端が開口した断面矩形状の環状溝７を形成してある。他方、エアフローメータパイプ５側には胴部としての一般部５ａよりも直径が一回り大きな大径筒状部５ｂをその一般部５ａと同心状に形成してあるとともに、その基部側（一般部５ａとの境界に近い側）には図６にも示すようにフランジ部８を形成してある。そして、この大径筒状部５ｂをシール部材９ととともに接続パイプ３側の環状溝７に圧入することでケーシング２側の接続パイプ３とエアフローメータパイプ５とが嵌合・接続されている。

図３，４はエアフローメータパイプ５に対するシール部材９の装着状態を、図５はシール部材９単独での自由状態をそれぞれ示しており、円環状のシール部材９は、図２，４に示すように、大径筒状部５ｂに対する装着状態でその大径筒状部５ｂの内外周を被覆するように、内側保持片９ａまたは外側シール素片９ｂを連接部９ｃから折り返してそれら内側保持片９ａと外側シール素片９ｂとを相互に重ね合わせたいわゆる折り重ね型のシール部材であって、内側保持片９ａと外側シール素片９ｂとの間にエアフローメータパイプ５側の大径筒状部５ｂが挟み込まれることになる。

そして、外側シール素片９ｂのうち連接部９ｃ寄りの位置には周溝１０を形成してあるとともに、その周溝１０に隣接して当該周溝１０の連接部９ｃ側には断面形状が略三角形状をなすシールリップ１１を突出形成してある。このシールリップ１１の最大直径は外側シール素片９ｂの直径よりもわずかに大きく設定してあるとともに、連接部９ｃ側の先端面は環状溝７に対する挿入方向後方側に向かって傾斜した形状となっている。これにより、後述するように環状溝７への挿入に際してシールリップ１１の周溝１０側への撓み変形が容易に行われて、その挿入力の低減に寄与するようになっている一方、環状溝７に対する挿入力（押し込み力）を解除したときにはシールリップ１１が直ちに復元して接続パイプ３側の外筒部３ａの内周面に確実に圧接するように、その撓み変形時の復元性と復元時の再現性とを確保してある。

また、内側保持片９ａについては連接部９ｃ側から反連接部９ｃ側に向かって内径寸法が漸次小さくなるように、すなわち図２のような環状溝７に対する圧入状態では、環状溝７の奥部側から反奥部側に向かって内径寸法が漸次小さくなるように、その内径寸法が徐変するいわゆるテーパ状のものとして形成してある。そして、その内側保持片９ａの内周面には、図４にも示すように、最小内径部となるリブ状の複数の突起部９ｄを円周方向において等ピッチで形成してある。

さらに、外側シール素片９ｂのうち反連接部９ｃ側の端部であってその円周方向の等分位置、ここでは例えばその四等分位置に止着手段としてのタブ１２を一体に形成してある。このタブ１２は、外側シール素片９ｂのうち反連接部９ｃ側の端部から当該反連接部９ｃ側に向かって突出していて、図５に示すようにその根元部には幅狭のネック部１３を形成してある。

他方、図３，６に示すように、エアフローメータパイプ５側のフランジ部８における円周方向の等分位置、ここではシール部材９側のタブ１２と同様に例えばその四等分位置に係合溝１４を形成してある。なお、図６から明らかなように、係合溝１４は外周側の入口部においてその溝幅が局部的に狭められている。

そして、図３，４に示すように、エアフローメータパイプ５の大径筒状部５ｂにシール部材９を挿入しつつ、シール部材９側の各タブ１２の位置とフランジ部８側の各係合溝１４との円周方向での位置（位相）を一致させた上で、各タブ１２の根元部のネック部１３をフランジ部８側の係合溝１４に係合させてある。すなわち、各タブ１２のネック部１３を係合溝１４に係合させることで各タブ１２がフランジ部８に引っ掛かった状態となることから、シール部材９はエアフローメータパイプ５の大径筒状部５ｂに対して図３，４の状態を自己保持することが可能であり、これをもってエアフローメータパイプ５の大径筒状部５ｂからのシール部材９の抜け止めが施されていることになる。

なお、図２から明らかなように、フランジ部８の最大直径はシール部材９側の外側シール素片９ｂの外径と同等またはそれよりもわずかに大きく形成してある。また、図２のような正規接続状態においても、タブ１２のほかネック部１３と係合溝１４との係合部は外部に露出している。

その上で、図１，２から明らかなように、シール部材９付きのエアフローメータパイプ５についてそのシール部材９が装着された大径筒状部５ｂを接続パイプ３の環状溝７に挿入し、接続パイプ３の開口縁にエアフローメータパイプ５側のフランジ部８を着座させることで、接続パイプ３とエアフローメータパイプ５とがそれらの両者間に介在するシール部材９にてシールされながら接続されることになる。

この場合において、図２から明らかなように、シール部材９の外周側ではその外側シール素片９ｂのシールリップ１１が接続パイプ３の外筒部３ａの内周面に圧接して撓み変形する一方、シール部材９の内周側ではその内側保持片９ａの突起部９ｄが内筒部３ｂの外周面に当接または圧接し、シール部材９が環状溝７内に圧締保持されることで接続フランジ部３とエアフローメータパイプ５との接続部でのシール性が確保されることになる。また、図２と図４とを比較すると明らかなように、シール部材９付きのエアフローメータパイプ５を接続パイプ３に接続した場合とそうでない場合とでは、フランジ部８からシールリップ１１までの距離は共にＡのままで不変である。

ここで、図２のような正規接続状態において、シール部材９における外側シール素片９ｂの外周面と接続パイプ３側の外筒部３ａの内周面との関係は、接続パイプ３に対するエアフローメータパイプ５の脱着容易性を考慮して、両者が軽く接触する程度とするか、または両者の間にわずかな隙間が確保される程度とすることが望ましい。

また、エアフローメータパイプ５の他端には、エアフローメータ４と図示外のスロットルバルブとを接続するためのクリーンサイドダクトが接続されることになる。

したがって、このような接続構造によれば、図２に示した正規接続状態では、シールリップ１１の圧接によって必要なシール性が確保されていることは先に述べたとおりである。

その一方、接続パイプ３とエアフローメータパイプ５との一時的な脱着に際しては、接続パイプ３からエアフローメータパイプ５を抜き取ると、図３，４に示すようにエアフローメータパイプ５側にシール部材９が付帯したままの状態でそのエアフローメータパイプ５を抜き取ることが可能となる。

その理由は、シール部材９側のタブ１２とエアフローメータパイプ５側におけるフランジ部８の係合溝１４との係合のためにシール部材９は予めエアフローメータパイプ５からの抜け止めが施されていて、エアフローメータパイプ５に引き抜き力を作用させると、上記の係合ためにその引き抜き力がシール部材９にも直接的に作用して、シール部材９が接続パイプ３側の環状溝７に残されたままとなることがないからである。

これによって、接続パイプ３から一旦取り外したエアフローメータパイプ５にシール部材９が付帯したままの状態を維持することができることになり、接続パイプ３にエアフローメータパイプ５を再接続する際のシール部材９の付け忘れを未然に防止することが可能となる。

しかも、シール部材９における内側保持片９ａの内周面はテーパ状に形成されていて、その突起部９ｄが内筒部３ｂの外周面に当接または圧接しているだけであるから、その内筒部３ｂに対する内側保持片９ａ側の突起部９ｄの当接部また圧接部を支点としてこじるようにすると、接続パイプ３からエアフローメータパイプ５を容易に引き抜くことが可能となる。

その一方、一旦接続を解除したエアフローメータパイプ５を接続パイプ３に再度接続するには、図３，４のようにシール部材９側の各タブ１２とエアフローメータパイプ５側におけるフランジ部８の係合溝１４との係合状態を確認した上で、図２に示すように接続パイプ３の開口縁にフランジ部８が着座するまで、シール部材９ごとエアフローメータパイプ５側の大径筒状部５ｂを接続パイプ３の環状溝７に押し込むものとする。そして、最後にシール部材９側の各タブ１２とエアフローメータパイプ５側におけるフランジ部８の係合溝１４との係合状態を再度確認することで、接続パイプ３とエアフローメータパイプ５との再接続作業が完了する。

この場合において、シールリップ１１における連接部９ｃ側の先端面は環状溝７に対する挿入方向後方側に向かって傾斜した形状となっていて、先に述べたようにシールリップ９の撓み変形時の復元性とその復元時の再現性とを確保してあるので、接続パイプ３に対するエアフローメータパイプ５の押し込み途中ではシールリップ１１が周溝１０側に撓み変形することになるものの、押し込み力を解除した時点では図２のように接続パイプ３における外筒部３ａの内周面に確実に圧接して必要なシール性が確保される。

したがって、先に述べたように、接続パイプ３にエアフローメータパイプ５を挿入する直前に、シール部材９側の各タブ１２とエアフローメータパイプ５側におけるフランジ部８の係合溝１４との係合状態を確認してさえおけば、接続パイプ３に対するエアフローメータパイプ５の再接続後のシール部材９の機能上最も重要なシール部たるシールリップ１１の位置ずれや捻れ等の不具合の発生も未然に防止できることになる。その結果として、エアフローメータパイプ５の接続後にはシールリップ１１の状態を目視確認できないにもかかわらず、そのシールリップ１１によるシール性能を保証することができるようになる。

図７は本発明に係るパイプの接続構造の第２の実施の形態を示している。

図７は図２のＢ部とほぼ同等部位の断面図ではあるものの、図２と異なり止着手段としてのタブ１２が付帯していない部位の断面図を示している。

図７に示す第２の実施の形態では、シール部材１９の内側保持片１９ａをテーパ状のものとしない代わりに、その内側保持片１９ａの広い範囲を所定の撓み代をもって接続パイプ５の内筒部３ｂに圧接させるとともに、外側シール素片１９ｂ側の周溝１０およびシールリップ１１と同様に、内側保持片１９ａについても周溝２０とそれに隣接するシールリップ２１を突出形成したもので、シールリップ１１，２１はそれぞれに所定の撓み代をもって外筒部３ａまたは内筒部３ｂに圧接することになる。

この第２の実施の形態においても先の第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果が得られ、特にシール部材１９の内外周でいわゆる二重シールのかたちとなることから、一層のシール性向上効果が期待できることになる。

１…エアクリーナ
２…ケーシング（エアクリーナケーシング）
３…接続パイプ
３ａ…外筒部
３ｂ…内筒部
５…エアフローメータパイプ
５ｂ…大径筒状部
７…環状溝
８…フランジ部
９…シール部材
９ａ…内側保持片
９ｂ…外側シール素片
９ｄ…突起部
１１…シールリップ
１２…タブ
１３…ネック部
１４…係合溝
１９…シール部材
１９ａ…内側保持片
１９ｂ…外側シール素片
２１…シールリップ

Claims (5)

1. 二つのパイプ同士の間にシール部材を介在させながら両者を着脱可能に接続する構造であって、
   一方のパイプの端部に、他方のパイプに向かって開口していてシール部材を受容する環状溝を形成する一方、
   他方のパイプの端部には、当該他方のパイプの端部の少なくとも外周を被覆するシール部材を装着し、
   このシール部材は、上記環状溝に嵌合してその環状溝に受容されることで少なくとも外周が当該環状溝に圧接してシール機能を発揮するようになっているとともに、
   上記シール部材に、環状溝との嵌合状態において外部に露出していて且つ他方のパイプと係合することで当該他方のパイプからの抜け止めを司る止着手段を設けてあることを特徴とするパイプの接続構造。
2. 上記他方のパイプの外周にフランジ部を設けてあり、
   そのフランジ部の円周方向等分位置に複数の係合溝を形成する一方、
   上記シール部材の円周方向等分位置に止着手段としてそれぞれの係合溝に係合するタブを設けてあることを特徴とする請求項１に記載のパイプの接続構造。
3. 上記シール部材は、環状溝に対する嵌合状態において、少なくとも外周面の奥部側が環状溝に圧接し、内周面の反奥部側が環状溝に当接するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のパイプの接続構造。
4. 上記シール部材の内周面は、奥部側から反奥部側に向かって内径寸法が漸次小さくなるようにテーパ状に形成してあることを特徴とする請求項３に記載のパイプの接続構造。
5. 一方のパイプは内燃機関の吸気系におけるエアクリーナケーシングに付設されたパイプであり、他方のパイプはエアフローメータパイプであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパイプの接続構造。

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