JP2015140820A - 接続管構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性能の低下を抑制することができる接続管構造を提供する。
【解決手段】第１接続管１０と、第１接続管の先端が開口端２０ａから挿入された第２接続管２０と、第２接続管の外周面のうち、第２接続管および第１接続管が径方向に重なる部位に設けられ、第２接続管の内周面と第１接続管の外周面との間に面圧を作用させる締結部材３０と、締結部材よりも第１接続管の先端１０ａ側に位置し、第１接続管の外周面と第２接続管の内周面との面接触により、外部への流体の漏れを抑止するシール部Ｓと、締結部材よりも第１接続管の先端側に設けられ、締結部材が作用させる面圧の伝播に起因するシール部の変形を抑制する変形抑制部１４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの接続管が接続されて１つの流路を構成する接続管構造に関する。

車両用のエンジンにおいては、例えば、シリンダヘッドに接続され、ブローバイガスを燃焼室に還流させるためのブローバイガスホースのように、流体が流通するさまざまな接続管が設けられている（特許文献１）。こうした接続管の接続に際しては、流体の漏れを防止することが必須であり、漏れを確実に防止するための接続管構造が種々開発されている。

一般的には、第１接続管の先端を第２接続管の開口端から挿入した後、第２接続管および第１接続管が径方向に重なる部位に、環状の締結部材を締め付けて（クランプ）、第２接続管の内周面と第１接続管の外周面との間に面圧を作用させる接続管構造が広く採用されている。こうした接続管構造においては、第１接続管の先端を径方向に隆起させたバルジ部が設けられる場合があり、締結部材によって両接続管の抜けを防止しつつ、バルジ部によるシール機能の確保が図られている。

特開２００１−２６３０３６号公報

上記のように、締結部材によって２つの接続管を接続する際、接続管の周方向において、面圧が均等に作用しない場合がある。このように、締結部材が作用させる面圧が接続管の周方向において不均等になると、シール機能を有するバルジ部が変形してしまい、シール性能が低下するという課題がある。

そこで、本発明は、シール性能の低下を抑制することができる接続管構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の接続管構造は、第１接続管と、前記第１接続管の先端が開口端から挿入される第２接続管と、前記第２接続管の外周面のうち、該第２接続管および前記第１接続管が径方向に重なる部位に設けられ、該第２接続管の内周面と該第１接続管の外周面との間に面圧を作用させる締結部材と、少なくとも前記締結部材よりも前記第１接続管の先端側に位置し、該第１接続管の外周面と前記第２接続管の内周面との面接触により、外部への流体の漏れを抑止するシール部と、前記締結部材よりも前記第１接続管の先端側に設けられ、該締結部材が作用させる前記面圧の伝播に起因する前記シール部の変形を抑制する変形抑制部と、を備えたことを特徴とする。

また、前記シール部は、前記第１接続管の外周面および前記第２接続管の内周面のいずれか一方を径方向に隆起させていずれか他方に食い込ませたバルジ部であるとよい。

また、前記変形抑制部は、前記第１接続管のうち前記締結部材と前記シール部との間に設けられ、該第１接続管の長手方向への伸縮性を確保する伸縮部を含むとよい。

また、前記変形抑制部は、前記第１接続管の内周面もしくは外周面に固定された固定部材を含むとよい。

また、前記固定部材は環状であって、前記第１接続管の内周面もしくは外周面に嵌め込まれているとよい。

また、前記固定部材は、前記第１接続管よりも高剛性の部材で構成されているとよい。

また、前記変形抑制部は、前記締結部材と前記シール部との間に設けられ、前記第１接続管の周方向に延在するリブを含むとよい。

本発明によれば、シール性能の低下を抑制することができる。

第１実施形態の接続管構造を説明する図である。 比較例の接続管構造を説明する図である。 第２実施形態の接続管構造を説明する図である。 第３実施形態の接続管構造を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

車両用のエンジンにおいては、流体が流通するさまざまな接続管が設けられている。接続管の一例としては、シリンダヘッドに接続され、ブローバイガスを燃焼室に還流させる接続管が挙げられる。このブローバイガスが流通する接続管は、例えば、シリンダヘッドに固定された樹脂製のパイプに、ゴム製のブローバイガスホースを接続して構成される。このように、車両用のエンジンにおいては、樹脂、ゴム、金属等で構成された２つの接続管を接続してさまざまな流路が形成されている。本実施形態では、２つの接続管を接続する接続管構造について具体的に説明するが、本実施形態の接続管構造は、さまざまな部位や流体に適用可能であり、その用途が限定されるものではない。

図１は、第１実施形態の接続管構造を説明する図である。図１（ａ）に示すように、第１実施形態の接続管構造においては、第１接続管１０と第２接続管２０とが互いに接続されており、締結部材３０によって、これら第１接続管１０および第２接続管２０の互いの抜けが防止されている。

第１接続管１０は、樹脂製のパイプで構成されており、その先端１０ａには、第１接続管１０の外周面を径方向に隆起させたバルジ部１２が形成されている。一方、第２接続管２０は、ゴム製のパイプで構成されており、その内径が第１接続管１０の外径と大凡等しく、開口端２０ａから第１接続管１０を挿入可能な寸法関係を維持している。ただし、第２接続管２０の内径は、第１接続管１０のバルジ部１２の外径よりも小さく、第１接続管１０は、バルジ部１２において第２接続管２０に圧入された状態、すなわち、第１接続管１０の外周面が第２接続管２０の内周面に食い込んだ状態となっている。このように、第１接続管１０の外周面が第２接続管２０の内周面に圧入されて面接触するバルジ部１２は、外部への流体の漏れを抑止するシール部Ｓとして機能する。

そして、第２接続管２０の外周面のうち、第２接続管２０および第１接続管１０が互いに径方向に重なる部位には、締結部材３０が設けられている。この締結部材３０は、例えば、ボルト締め付け型のクランプリングで構成されており、ボルトを締め付けることで、クランプリングの内径が小さくなり、第２接続管２０の内周面と第１接続管１０の外周面との間に作用する面圧を高める。このように、締結部材３０によって、第２接続管２０の内周面と第１接続管１０の外周面との間に高い面圧を作用させることで、第２接続管２０からの第１接続管１０の抜けが抑制されている。

ここで、締結部材３０は、第２接続管２０の外周面を径方向の外側から中心側に向けて押し付ける。この押し付け力、すなわち、第２接続管２０の内周面と第１接続管１０の外周面との間に作用する面圧は、第１接続管１０および第２接続管２０の周方向の全周に亘って均等であることが望ましい。しかしながら、採用する締結部材３０の構造や、締結部材３０の締め付け方によっては、第１接続管１０および第２接続管２０の周方向において、面圧が均等に作用しない場合がある。

締結部材３０が作用させる面圧が第１接続管１０および第２接続管２０の周方向において不均等になると、バルジ部１２が変形し、シール部Ｓとしてのシール性能が低下する。そこで、第１実施形態の接続管構造においては、締結部材３０によって不均等な面圧が作用した場合のバルジ部１２の変形を抑制すべく、第１接続管１０に伸縮部１４が設けられている。以下では、第１接続管１０および第２接続管２０の周方向において、作用する面圧が不均等であった場合のシール部Ｓの変形について、比較例を用いて説明した後に、伸縮部１４について詳述する。

図２は、比較例の接続管構造を説明する図である。なお、この比較例の接続管構造では、第１実施形態における第１接続管１０に代えて、樹脂製のパイプで構成された第１接続管１００が設けられている。この第１接続管１００は、伸縮部１４を有していない点のみが第１接続管１０と異なり、その他の構成は第１接続管１０と同じである。

図２（ａ）に示すように、第２接続管２０および第１接続管１００を締結部材３０によって締め付けた際に、図２（ｂ）に示すように、第２接続管２０の内周面と第１接続管１００の外周面との間に作用する面圧（図中白抜き矢印で示す）のうち、図中上下方向の面圧が、図中左右方向の面圧よりも大きくなったとする。こうした締結部材３０における不均等な面圧は、第１接続管１００の先端１００ａ側に伝播する。

その結果、図２（ｃ）に示すように、第１接続管１００の先端１００ａに設けられたバルジ部１０２では、図中左右方向に径が収縮する力が作用し、図中上下方向に拡径する力が作用する。このとき、バルジ部１０２において、第２接続管２０の変形量と、第１接続管１００の変形量との差異が大きいと、第２接続管２０の内周面と第１接続管１００の外周面との間に隙間が生じてしまい、シール性能が低下してしまう。

これに対して、図１（ａ）に示すように、第１実施形態の接続管構造では、第１接続管１０のうち、締結部材３０とシール部Ｓとの間に伸縮部１４が設けられている。この伸縮部１４は、第１接続管１０の一部をベローズ状（蛇腹形状）にして構成されており、締結部材３０とシール部Ｓとの間で、第１接続管１０の長手方向への伸縮性を確保している。この伸縮部１４を設けることにより、仮に、図１（ｂ）に示すように、上記の比較例と同様、第２接続管２０の内周面と第１接続管１０の外周面との間に不均等な面圧が作用したとしても、シール部Ｓへの面圧の伝播が伸縮部１４で吸収される。つまり、締結部材３０が作用させる面圧の伝播に起因するシール部Ｓの変形を抑制する変形抑制部として伸縮部１４が機能することにより、図１（ｃ）に示すように、シール部Ｓの変形、すなわち、シール性能の低下が抑制される。

図３は、第２実施形態の接続管構造を説明する図である。上記第１実施形態では、第１接続管１０に設けられた伸縮部１４により、変形抑制部が構成される場合について説明した。第２実施形態の接続管構造は、上記の第１接続管１０に代えて第１接続管４０を設けた点、および、変形抑制部として、伸縮部１４に代えて固定部材５０を設けた点が上記第１実施形態と異なる。以下では、第２実施形態の説明にあたり、上記第１実施形態と同一の構成については、上記と同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図３（ａ）に示すように、第１接続管４０は、樹脂製のパイプで構成されており、その先端４０ａには、シール部Ｓとして機能するバルジ部４２が設けられている。また、第１接続管４０の先端４０ａ、すなわち、バルジ部４２は、他の部位に比べて内径が大きく、この内径部に固定部材５０が嵌め込まれている。この固定部材５０は、例えば金属等、第１接続管４０よりも高剛性の環状の部材で構成されており、第１接続管４０の内周面に嵌合する寸法関係を維持している。また、第１接続管４０の内周面に固定部材５０が嵌合された状態では、第１接続管４０の内周面と、固定部材５０の内周面とが面一となっており、内部を流通する流体の流れに影響が及ぼされないようにしている。

この第２実施形態の接続管構造においては、締結部材３０によってもたらされる、第２接続管２０の内周面と第１接続管４０の外周面との間に作用する面圧が、シール部Ｓへ伝播するものの、固定部材５０によってシール部Ｓの変形が抑制され、よって、シール性能の低下が抑制されることとなる。

なお、この第２実施形態においては、バルジ部４２の内径側に、変形抑制部としての固定部材５０を設けることとしたが、固定部材５０を設ける位置はこれに限らない。いずれにしても、締結部材３０よりも第１接続管４０の先端４０ａ側に固定部材５０を設けることで、シール部Ｓの変形を抑制することができる。

また、第２実施形態においては、固定部材５０を第１接続管４０の内周面に固定する場合について説明したが、第１接続管４０の外周面に固定部材５０を固定してもよい。いずれにしても、変形抑制部としての固定部材５０は、第１接続管４０の内周面もしくは外周面に設ければよい。さらに、ここでは、固定部材５０が、金属製であって、環状のリング部材で構成される場合について説明したが、固定部材５０の材質や形状は特に限定されるものではない。仮に、固定部材５０が、第１接続管４０の周方向に全周ではなく、一部に亘って延在する形状であった場合でも、シール部Ｓの変形を抑制する効果を得ることができる。

図４は、第３実施形態の接続管構造を説明する図である。第３実施形態の接続管構造は、第１接続管１０に代えて第１接続管６０を設けた点が上記第１実施形態と異なる。以下では、第３実施形態の説明にあたり、上記第１実施形態と同一の構成については、上記と同じ符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図４に示すように、第１接続管６０は、樹脂製のパイプで構成されており、その先端６０ａには、シール部Ｓとして機能するバルジ部６２が設けられている。また、第１接続管６０のうち、締結部材３０とシール部Ｓとの間には、第１接続管６０の周方向に延在するリブ６４が形成されている。このリブ６４は、第１接続管６０の外周面を、周方向の全周に亘って環状に隆起させて構成されている。つまり、リブ６４は第１接続管６０と一体形成されており、第１接続管６０は、リブ６４における直径が他の部位における直径よりも大きく、第２接続管２０の内周面にリブ６４が食い込んでいる。

この第３実施形態の接続管構造においては、締結部材３０によってもたらされる、第２接続管２０の内周面と第１接続管６０の外周面との間に作用する面圧が、シール部Ｓへ伝播するものの、リブ６４によってシール部Ｓの変形が抑制される。つまり、リブ６４が変形抑制部として機能するので、上記第１および第２実施形態と同様に、シール性能の低下が抑制されることとなる。

なお、この第３実施形態においては、第１接続管６０の周方向の全周に亘ってリブ６４が延在する場合について説明したが、リブ６４は、第１接続管６０の周方向に全周ではなく、一部に亘って延在する形状であっても、シール部Ｓの変形を抑制する効果を得ることができる。また、ここでは、リブ６４が第１接続管６０と一体形成されている場合について説明したが、リブ６４を第１接続管６０と別体で構成してもよい。

また、上記第１〜３実施形態においては、変形抑制部として、伸縮部１４、固定部材５０、リブ６４のいずれかを設けることとしたが、変形抑制部として、伸縮部１４、固定部材５０、リブ６４のうちの、いずれか２以上を複合して設けることも可能である。つまり、変形抑制部に、伸縮部１４、固定部材５０、リブ６４の全てが含まれていてもよい。

また、上記第１〜３実施形態においては、シール部Ｓとしてバルジ部１２、４２、６２を設けることとしたが、各実施形態において、バルジ部１２、４２、６２は必須の構成ではない。いずれにしても、少なくとも締結部材３０よりも第１接続管１０、４０、６０の先端側に位置し、第１接続管１０、４０、６０の外周面と第２接続管２０の内周面との面接触により、外部への流体の漏れを抑止するシール部Ｓが設けられていればよい。したがって、例えば、第１接続管１０、４０、６０の外径および第２接続管２０の内径が長手方向に一定であったとしても、締結部材３０よりも先端側において、第１接続管１０、４０、６０の外周面と第２接続管２０の内周面とが一部密着する寸法関係を維持していればよく、この場合には、密着する部位が、上記のシール部Ｓとして機能することとなる。

また、上記第１〜３実施形態における第１接続管１０、４０、６０、第２接続管２０、締結部材３０の材質は一例に過ぎない。いずれにしても、締結部材３０の締め付けにより、第１接続管１０、４０、６０と第２接続管２０との抜けを抑制することができる関係性を有していればよい。

また、上記第１〜３実施形態では、車両用のエンジンに用いられる接続管構造について説明したが、上記の各接続管構造は、車両用のエンジンに限らず、あらゆる技術分野で適用可能である。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本発明は、２つの接続管が接続されて１つの流路を構成する接続管構造に利用できる。

１０、４０、６０ 第１接続管
１０ａ、４０ａ、６０ａ 先端
１２、４２、６２ バルジ部
１４ 伸縮部
２０ 第２接続管
２０ａ 開口端
３０ 締結部材
５０ 固定部材
６４ リブ
Ｓ シール部

Claims (7)

1. 第１接続管と、
   前記第１接続管の先端が開口端から挿入される第２接続管と、
   前記第２接続管の外周面のうち、該第２接続管および前記第１接続管が径方向に重なる部位に設けられ、該第２接続管の内周面と該第１接続管の外周面との間に面圧を作用させる締結部材と、
   少なくとも前記締結部材よりも前記第１接続管の先端側に位置し、該第１接続管の外周面と前記第２接続管の内周面との面接触により、外部への流体の漏れを抑止するシール部と、
   前記締結部材よりも前記第１接続管の先端側に設けられ、該締結部材が作用させる前記面圧の伝播に起因する前記シール部の変形を抑制する変形抑制部と、
   を備えたことを特徴とする接続管構造。
2. 前記シール部は、前記第１接続管の外周面および前記第２接続管の内周面のいずれか一方を径方向に隆起させていずれか他方に食い込ませたバルジ部であることを特徴とする請求項１に記載の接続管構造。
3. 前記変形抑制部は、前記第１接続管のうち前記締結部材と前記シール部との間に設けられ、該第１接続管の長手方向への伸縮性を確保する伸縮部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の接続管構造。
4. 前記変形抑制部は、前記第１接続管の内周面もしくは外周面に固定された固定部材を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の接続管構造。
5. 前記固定部材は環状であって、前記第１接続管の内周面もしくは外周面に嵌め込まれていることを特徴とする請求項４に記載の接続管構造。
6. 前記固定部材は、前記第１接続管よりも高剛性の部材で構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の接続管構造。
7. 前記変形抑制部は、前記締結部材と前記シール部との間に設けられ、前記第１接続管の周方向に延在するリブを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の接続管構造。

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