JP2014088945A - 配管構造および配管部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】逆止弁などの機能部品を配管経路中に組み込むことを、簡易な構成によって適切に実現し得る配管構造を提供する。
【解決手段】配管構造Ｃは、配管部材１と、逆止弁などの機能部品３と、を備えており、配管部材１の端部には、拡管部１０が形成され、かつこの拡管部１０のうち、拡管径が一定とされている主要部１０ａは、この主要部１０ａの内径ｄａ以上の長さＬａに形成され、拡管部１０の内側に、機能部品３が収容されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば給湯器などの温水関連機器やその他の様々な機器の配管接続用途に好適に用いることができる配管構造、およびこの配管構造に用いられる配管部材の製造方法に関する。

配管経路に、逆止弁などの機能部品を設ける場合、従来においては、この機能部品と配管部材とを直接または間接的に連結させているのが通例である。機能部品としては、配管部材との連結を図るための管体部が設けられていないものがあるが、このような場合には、機能部品をたとえば筒状のケース内に収容させるなどして、このケースと配管部材とを連結するといった手段が採用されている。
しかしながら、前記したような手段によれば、機能部品と配管部材とを連結するための構造が複雑となり、その製造コストは高価なものとなっていた。したがって、このようなことを適切に解消することが要請される。
なお、従来においては、２つの配管部材を互いに連結する場合、一方の配管部材の端部を拡管し、この拡管部に他方の配管部材を嵌入させる手段がよく用いられている（たとえば、特許文献１，２を参照）。ところが、前記した拡管部は、他の配管部材との連結に必要な範囲の比較的短い長さに形成されているに過ぎないものとされていた。

特開２００８−２４０９８４号公報 特開２００２−２４３２８１号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、逆止弁などの機能部品を配管経路中に組み込むことを、簡易な構成によって適切に実現し得る配管構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される配管構造は、配管部材と、逆止弁などの機能部品と、を備えており、前記配管部材の端部には、拡管部が形成され、かつこの拡管部のうち、拡管径が一定とされている主要部は、この主要部の内径以上の長さに形成されており、前記拡管部の内側に、前記機能部品が収容されていることを特徴としている。

このような構成によれば、配管経路中に機能部品を組み込む手段として、拡管部の主要部の長さを長くし、かつ拡管部に機能部品を収容させているために、従来とは異なり、機能部品と配管部材とを連結するといった必要はない。したがって、全体構造の簡素化を図り、製造コストを低減することができる。

本発明において、好ましくは、前記配管部材の拡管部には、他の配管部材の端部が挿入されて、これら２つの配管部材が互いに連結されており、前記機能部品は、前記拡管部のうち、前記主要部に繋がって形成されているテーパ管部と、前記他の配管部材との間に挟まれて位置決めされている。

このような構成によれば、位置決め用の専用部品を別途用いるようなことなく、機能部品の位置決めを合理的に図ることができる。したがって、部品点数の増加などを抑制して全体構造を簡素にする上で、より好ましいものとなる。

本発明の第２の側面により提供される配管部材の製造方法は、本発明の第１の側面により提供される配管構造に用いられる配管部材を製造するための方法であって、前記配管部材の端部にパンチを圧入して拡管部を形成する拡管工程を有しており、前記拡管工程は、複数回にわたって実行し、初回の拡管工程においては、前記配管部材の拡管対象部位に座屈変形を生じさせない範囲の上限または上限に近い拡管率で拡管を行ない、２回目以降の拡管工程においては、初回時の拡管率よりも低い拡管率とすることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、拡管部の主要部を長い寸法に形成する場合、その拡管率を大きくし過ぎると、配管部材にパンチを圧入させる際に、拡管対象部分に座屈変形を生じる。一方、拡管率を小さくし過ぎると、拡管作業を多数回にわたって繰り返す必要が生じる。本発明の前記構成によれば、初回の拡管工程において、座屈変形を防止しつつ、比較的大きな拡管率で拡管することにより、拡管作業回数を少なくすることができる。加えて、本発明の前記構成によれば、２回目以降の拡管工程においては、拡管率を小さくするために、拡管部の最終的な仕上げ寸法精度を高めることが可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る配管構造の一例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す配管構造に用いられている逆止弁の動作状態を示す要部断面図である。 図１に示す配管構造の要部分解断面図である。 図１に示す配管構造に用いられる配管部材の製造工程の一例を示す要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す配管構造Ｃは、２つの金属製の配管部材１，２、逆止弁３、および止め具６を用いて構成されている。

配管部材１は、その一端部が拡管部１０とされ、かつこの拡管部１０内に逆止弁３を収容した構造である（図２も参照）。拡管部１０は、拡管径が一定の主要部１０ａと、この主要部１０ａと非拡管部分との間に位置するテーパ管部１０ｂとに区分される。主要部１０ａの長さＬａは、その内径ｄａ以上の比較的長い寸法に形成されている。

逆止弁３は、弁本体３０が略円筒状のケーシング３１内において移動可能に保持され、かつバネ３２によって弁座３３側に付勢された構造である。図１（ａ）に示す状態においては、弁本体３０に矢印Ｄ１方向の流体圧が作用していることにより、弁本体３０がバネ３２の弾発力に抗して弁座３３から離間しており、流体の通過が許容される。一方、同図（ｂ）では、バネ３２の弾発力によって弁本体３０が弁座３３に当接しており、流体の矢印Ｄ２方向への通過は阻止される。この逆止弁３は、拡管部１０のうち、主要部１０ａ内に配置されている。

配管部材１，２の連結手段として、配管部材１の先端には、フランジ部１２が一体形成されているとともに、金属製の環状部材４が、拡管部１０に外嵌固定されている。環状部材４は、フランジ部１２の背面に当接しており、この環状部材４自体が、フランジ部１２よりも大径であって、厚みも大きな補強用フランジとなっている。一方、配管部材２は、その一端部が配管部材１の拡管部１０内に挿入されている。この挿入部分には、フレア加工部２０、Ｏリング２１、凸部２２に係止したリング体２３が設けられている。

止め具６は、金属製のクリップ状であり、特許文献１に記載された止め具と同様な構成である。この止め具６は、正面視コ字状の基部６０から一対の突出片６１が二股状に突出して開脚した形態を有している。一対の突出片６１のそれぞれには、スリット６２が形成されており、このスリット６２を挟んで支持片部６１ａ，６１ｂが形成されている。止め具６は、それらの支持片部６１ａ，６１ｂが、配管部材１，２の軸長方向において環状部材４とリング体２３とを挟むようにして、配管部材１，２に装着されている。このことにより、配管部材１，２の抜け止めが図られている。配管部材２の先端部（フレア加工部２０）は、逆止弁３のケーシング３１の一端面に接触または接近した配置とされている。このような構造により、逆止弁３が配管部材１の先端側（図面左側）に移動することが規制されている。逆止弁３がこれとは反対方向に移動することは、テーパ管部１０ｂによって規制されている。

次に、前記した配管部材１の製造方法の一例について説明する。

配管部材Ａの原材料としては、図３に示すようなパイプ材１Ａを用いる。このパイプ材１Ａは、たとえば銅製である。このパイプ材１Ａについては、ダイ８０に保持させておく。その際、ダイ８０には、環状部材４もセットしておく。このような状態において、拡管用のパンチ８１をパイプ材１Ａ内に圧入する。ただし、このような拡管作業は、パンチ８１を外径が異なるものに変えながら、パイプ材１Ａの拡管径を徐々に拡大させるように複数回にわたって実行する。

ただし、初回の拡管作業においては、拡管対象部分が座屈変形を生じない範囲の上限または上限に近い拡管率で拡管を行なう。２回目以降の拡管作業においては、初回の拡管率よりも低い拡管率とする。
具体例を挙げると、内径が１４．６ｍｍ、厚みが０．７ｍｍの銅製パイプを対象として、拡管対象部分（図３の非クランプ部分Ｓａ）の長さを５０ｍｍに設定する場合、初回の拡管作業は、３０〜３５％の拡管率とし、２回目以降の拡管作業は、５％以下の拡管率とする。拡管率は、拡管率〔％〕＝（拡管後の直径−元の直径）／元の直径×１００である。

本発明者が前記した条件の拡管作業について試験を行なったところ、初回の拡管作業において、拡管率が３５％以下の場合には、許容範囲外の座屈変形は検出できなかったが、３５％を超えると、拡管対象部分に座屈変形が生じた。３０〜３５％の範囲よりもさらに低くした場合にも座屈変形は生じないが、低い拡管率を採用すると、拡管作業の総回数が増え、コストアップを招く。拡管率が３０〜３５％あれば、そのような不具合を回避することが可能である。

一方、３０〜３５％の拡管率で初回の拡管作業を終えた銅製パイプを対象として、拡管率を変えながら２回目の拡管作業の試験を行なったところ、拡管率が５％以下の場合には、拡管部に歪みが殆どなく、高い真円度が得られた。これに対し、拡管率が５％を超えると、寸法精度および真円度が急激に劣ることとなった。したがって、２回目以降の拡管作業において、拡管率を５％以下とすれば、拡管部１０の最終仕上げの寸法精度を高める上でより好ましいものとなる。

前記したような拡管作業時には、拡管部１０の外周面を環状部材４の内周面に圧接させることもできる。この圧接により、拡管部１０に対する環状部材４の固定が図られる。また、フランジ部１２についても、拡管作業時に同時に形成することが可能である。このようなことから、前記した拡管作業を行なうことにより、図１および図２に示した配管部材１を容易かつ適切に製造することができる。

前記した配管構造Ｃにおいては、拡管部１０の主要部１０ａの長さを長くし、かつこの主要部１０ａ内に逆止弁３を収容させている。したがって、配管部材１，２を用いて構成される配管経路中に逆止弁３を組み込んだ構造が、簡素な構成によって適切に実現される。逆止弁３をたとえば配管部材１，２の外部に配置させて、これらを連結するといった手段を採用した場合と比較すると、本実施形態の配管構造Ｃでは、全体の部品点数は相当に少なく、製造コストを廉価にすることができる。組み立て作業も容易である。さらに、逆止弁３の取り付け箇所が大きく嵩張るようなこともなく、小サイズ化を図る上でも好適である。
逆止弁３は、拡管部１０のテーパ管部１０ｂと、配管部材２との間に挟まれており、これらテーパ管部１０ｂと配管部材２との両者によって適切に位置決めが図られている。したがって、逆止弁３を位置決めするための専用部品も不要であり、全体構造を簡素にする上で、より好ましいものとなる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る配管構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内で種々に設計変更自在である。本発明に係る配管部材の製造方法の各工程の具体的な構成も、種々に変更可能である。

本発明でいう配管部材は、全長寸法が比較的長い管体として構成されている場合と、全長寸法が比較的短くされ、管継手として構成されている場合とのいずれであってもよい。配管部材の両端部のそれぞれに拡管部を形成し、各拡管部に機能部品を収容させた構成とすることもできる。機能部品は、逆止弁に限らず、たとえば逆止弁以外の弁、配管部材内を流通する流体の流量、温度、あるいは圧力などを検出するためのセンサ類なども含まれ、その具体的な種類は問わない。配管部材内を流通する流体は、液体、気体のいずれでもよく、その種別は問わない。

Ｃ 配管構造
１ 配管部材
２ 配管部材（他の配管部材）
３ 逆止弁（機能部品）
１０ 拡管部
１０ａ 主要部（拡管部の）
１０ｂ テーパ管部（拡管部の）

Claims (3)

1. 配管部材と、逆止弁などの機能部品と、を備えており、
   前記配管部材の端部には、拡管部が形成され、かつこの拡管部のうち、拡管径が一定とされている主要部は、この主要部の内径以上の長さに形成されており、
   前記拡管部の内側に、前記機能部品が収容されていることを特徴とする、配管構造。
2. 請求項１に記載の配管構造であって、
   前記配管部材の拡管部には、他の配管部材の端部が挿入されて、これら２つの配管部材が互いに連結されており、
   前記機能部品は、前記拡管部のうち、前記主要部に繋がって形成されているテーパ管部と、前記他の配管部材との間に挟まれて位置決めされている、配管構造。
3. 請求項１または２に記載の配管構造に用いられる配管部材を製造するための方法であって、
   前記配管部材の端部にパンチを圧入して拡管部を形成する拡管工程を有しており、
   前記拡管工程は、複数回にわたって実行し、
   初回の拡管工程においては、前記配管部材の拡管対象部位に座屈変形を生じさせない範囲の上限または上限に近い拡管率で拡管を行ない、２回目以降の拡管工程においては、初回時の拡管率よりも低い拡管率とすることを特徴とする、配管部材の製造方法。

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