JP2017116209A - ガス供給用マニホールドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本体部材と蓋部材とを適切にカシメ締結することが可能なガス供給用マニホールドを提供する。【解決手段】複数のガス噴出ノズルが設けられている本体部材２と、この本体部材２に重ねられる蓋部材１との両者のうち、一方に設けられた凸部２０が、他方に設けられた孔部１０を貫通してこの孔部１０から突出し、かつこの突出部分は、孔部１０よりも大径または幅広とされて孔部１０の周縁部に係合する係合部２２を形成しているカシメ部Ｃと、を備えている、ガス供給用マニホールドＡであって、凸部２０の先端側の略中央部には、この部分が凸部２０の基部側に押圧されることによる窪み部２１が設けられ、かつ凸部２０のうちの窪み部２１の周囲に位置する領域が係合部２２である。【選択図】 図４

Description

本発明は、給湯装置用のバーナ装置の構成要素などとして用いられるガス供給用マニホールド、およびその製造方法に関する。

たとえば、ガス燃焼式の給湯装置におけるバーナ装置は、複数のバーナヘッド（燃焼管）に対し、ガス供給用マニホールドから燃料ガスを供給させるように構成されているのが一般的である。ここで、ガス供給用マニホールドとしては、たとえば特許文献１，２に記載のものがある。
これらの文献に記載されたガス供給用マニホールドは、複数のガス噴出ノズルが設けられた本体部材と、この本体部材に重ね合わされることによって前記本体部材との間にガス供給流路を形成する蓋部材とを、カシメ締結した構成とされている。このカシメ締結は、本体部材および蓋部材のうち、一方に設けられた凸部を、他方に設けられた孔部に挿通させてこの孔部の外部に一部を突出させ、かつこの突出部分をプレスすることにより孔部よりも大径としている。このことにより、前記突出部分の一部を、孔部の周縁部に係合する係合部としている。
このような構成によれば、本体部材と蓋部材とをビス止めする場合とは異なり、ネジ部品を使用する必要が無くなり、または少なくなるため、ガス供給用マニホールドの製造コストを廉価にすることが可能である。

しかしながら、前記従来技術におけるカシメ締結は、孔部の周縁部に係合する係合部を形成する手段として、孔部に貫通したカシメ用の凸部の一部を、単に圧縮変形させてその外径を大きくするといった手段を採用しているに過ぎない。このため、係合部の外径を大きくすべく凸部の突出部分の圧縮変形量を大きくした場合には、係合部全体の厚みが薄くなり、係合部の強度、ひいてはカシメ締結強度が低くなる虞がある。一方、係合部の厚みを大きくすべく凸部の突出部分の圧縮変形量を小さくした場合には、係合部の外径が小さくなり、係合部と孔部の周縁部との係合面積が小さくなるため、やはりカシメ締結強度が低くなる虞がある。このようなことから、従来においては、本体部材と蓋部材とを適切な状態にカシメ締結することは容易ではなく、生産性を高める上で未だ改善の余地がある。

特開２００３−６５５０７号公報 特許第４１０４００５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、本体部材と蓋部材とを適切にカシメ締結することが可能なガス供給用マニホールド、およびその製造方法を提供することを、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ガス供給用マニホールドは、複数のガス噴出ノズルが設けられている本体部材と、この本体部材に重ねられ、かつ前記本体部材との間に前記複数のガス噴出ノズルに連通したガス供給流路を形成する蓋部材と、前記本体部材およ
び前記蓋部材のうち、一方に設けられた凸部が、他方に設けられた孔部を貫通してこの孔部から突出し、かつこの突出部分は、前記孔部よりも大径または幅広とされて前記孔部の周縁部に係合する係合部を形成しているカシメ部と、を備えている、ガス供給用マニホールドであって、前記凸部の先端側の略中央部には、この部分が前記凸部の基部側に押圧されることによる窪み部が設けられ、かつ前記凸部のうちの前記窪み部の周囲に位置する領域が前記係合部と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、前記凸部の先端側の略中央部に窪み部が形成されている分だけ、この窪み部の周囲に位置する係合部のボリュームを大きくすることができる。このため、係合部の厚みを大きくしつつ、その外径または幅をも大きくすることが可能となり、係合部の厚み不足や、外径または幅が小さいことに起因してカシメ締結強度が低くなる不具合を生じ難くすることができる。このようなことから、本体部材と蓋部材とをカシメ締結する作業の適正化、ならびに容易化を図り、ガス供給用マニホールドの生産性を高めることが可能となる。

本発明において、好ましくは、前記窪み部は、底面部と、この底面部から前記凸部の先端側に進むほど内径が大きくなる傾斜状の内周面とを形成している。

このような構成によれば、窪み部の容積を大きくすることができ、係合部のボリュームを大きくする上で、より好ましいものとなる。また、窪み部の内周面が前記した傾斜状であれば、係合部の外径または幅を増大し易くなる。

本発明において、好ましくは、前記窪み部の傾斜状の内周面は、前記凸部の先端側に進むほど傾斜角が前記凸部の軸長方向に対して直交する角度に近づく凸状の曲面とされている。

このような構成によれば、係合部の外径または幅をより増大し易くなる。

本発明において、好ましくは、前記凸部の先端面のうち、前記係合部に相当する領域には、前記凸部の軸長方向に対して略直交する角度の平面部が形成されている。

このような構成によれば、前記平面部の領域において、係合部を孔部の周縁部に対して強く圧接させることが可能なり、係合部と孔部の周縁部との密着性を高めることができる。

本発明において、好ましくは、前記本体部材および前記蓋部材のうち、前記孔部が設けられている側の部材は、前記孔部の周辺領域の厚みが、それ以外の領域の厚みよりも薄くされた構成とされている。

このような構成によれば、孔部からの凸部の突出寸法を大きくとることが可能となるため、係合部の厚みを大きくしつつ、その外径または幅を大きくする上で、より好ましいものとなる。

本発明において、好ましくは、前記凸部は、第１の凸部の先端側に、この第１の凸部よりも外径または幅が小さい第２の凸部が設けられた２段凸状構造とされており、前記本体部材および前記蓋部材のうち、前記孔部が設けられている側の部材は、前記第１の凸部の先端面に当接し、かつ前記孔部に前記第２の凸部が挿通した状態に設定されて、前記第２の凸部を利用して前記係合部が形成されており、前記本体部材および前記蓋部材の相互間には、前記第１の凸部が貫通する貫通孔が設けられたシール用パッキンが挟まれている。

このような構成によれば、ガス供給用マニホールドを組み立てる際に、本体部材および蓋部材のうち、２段凸状構造の凸部が設けられている側の部材を凸部が上向きの姿勢とした状態において、その上にシール用パッキンを載せ、さらにその上に孔部が設けられている側の部材を重ねてから、前記第１の凸部をカシメるといった手法を採用することができる。この場合、第１の凸部を孔部に挿入させた際には、その状態を上側から確認することができる。このようなことから、ガス供給用マニホールドの生産性をより高めることが可能となる。

本発明の第２の側面により提供されるガス供給用マニホールドの製造方法は、複数のガス噴出ノズルが設けられている本体部材、およびこの本体部材に重ねられ、かつ前記本体部材との間に前記複数のガス噴出ノズルに連通したガス供給流路を形成する蓋部材のうち、一方に設けられた凸部を、他方に設けられた孔部に貫通させてその一部を前記孔部から突出させ、かつこの突出部分については、前記孔部よりも大径または幅広として、前記孔部の周縁部に係合する係合部を形成するカシメ工程を有している、ガス供給用マニホールドの製造方法であって、前記カシメ工程においては、前記凸部の先端側の略中央部を、パンチによって前記凸部の基部側に押圧し、前記略中央部に窪み部を形成することを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供されるガス供給用マニホールドを適切に製造することができる。

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、本発明に係るガス供給用マニホールドの一例を示す正面図であり、（ｂ）は、その背面図である。 （ａ）は、図１（ａ）のIIa−IIa断面図であり、（ｂ）は、図１（ｂ）のIIb−IIb断面図である。 図１に示すガス供給用マニホールドの分解背面図である。 図２（ｂ）のIV部拡大断面図であり、カシメ構造の一例を示す。 （ａ），（ｂ）は、図４に示すカシメ構造の製造工程の一例を示す要部断面図である。 本発明におけるカシメ構造の他の例を示す要部断面図である。 （ａ）は、本発明におけるカシメ構造の他の例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、そのカシメ前の構成を示す要部断面図である。 図７との対比例を示す要部断面図である（ただし、本発明の実施形態に相当する図である）。 （ａ）は、パンチの他の例を示す要部側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIX−IX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〜図３に示すガス供給用マニホールドＡは、ガス燃焼式給湯装置のバーナ装置を構成する部品の１つであり、バーナ装置に具備される複数のバーナヘッド（燃焼管）に燃料ガスを供給するためのものである。このガス供給用マニホールドＡは、ともに金属製のプレート状とされた本体部材２および蓋部材１を組み合わせて構成されている。

本体部材２は、複数のガス噴出ノズル２５をプレス成形によって一体的に形成したもの
であり、いわゆるノズルプレートである。蓋部材１は、本体部材２の背面側にシール用パッキン３を介して重ねられている。この蓋部材１と本体部材２との間には、複数のガス噴出ノズル２５に連通する複数のガス供給流路２９が形成されている。これら複数のガス供給流路２９を形成するための手段として、蓋部材１には、本体部材２とは離間する方向に膨出して背面視筋状をなす複数の膨出部２８が形成されている。各膨出部２８の内側部分が、ガス供給流路２９である。

本体部材２の下部寄り領域には、複数のガス供給流路２９のそれぞれに燃料ガスを流入させるための複数の開口部２６が形成されている。図２（ａ）に示すように、ガス供給用マニホールドＡは、燃料ガス供給用の補助部材８に取り付けられて使用され、ガス管（不図示）から供給されてくる燃料ガスは、補助部材８内のガス供給流路８１、および前記した開口部２６を通過してガス供給用マニホールドＡのガス供給流路２９に流入する。補助部材８には、開口部２６を開閉するための弁体８０を備えた開閉弁Ｖが取り付けられる。補助部材８には、不図示の流量制御弁や元電磁弁なども適宜取り付けられる。

本体部材２および蓋部材１は、図４に示すようなカシメ部Ｃを利用して締結されている。
同図において、蓋部材１には、孔部１０が貫通して設けられている。本体部材２には、孔部１０に貫通する凸部２０が形成されており、この凸部２０のうち、孔部１０から突出した突出部分は、孔部１０よりも大径とされ、前記突出部分の外周縁寄り領域は、孔部１０の周縁部に当接して係合する係合部２２となっている。凸部２０は、この凸部２０の先端側の略中央部が凸部２０の基部側に押圧されることによって形成された窪み部２１を有しており、この窪み部２１の周囲に位置する領域が係合部２２となっている。

窪み部２１は、ある程度の面積をもつ底面部２１ａと、この底面部２１ａから凸部２０の先端側に進むほど内径が大きくなる傾斜状の内周面２１ｂとを形成している。この傾斜状の内周面２１ｂは、好ましくは、適当な曲率半径Ｒの凸状曲面であって、凸部２０の先端側に進むほど、その傾斜角が凸部２０の軸長方向に対して直交する角度（図４における水平の角度）に近づく曲面とされている。係合部２２の少なくとも外周縁領域には、前記した凸状曲面状の内周面２１ｂに繋がった平面部２２ａが形成されている。この平面部２２ａは、凸部２０の軸長方向に対して略直交する角度である。

前記したカシメ部Ｃは、図５に示すような工程を経て製造することができる。
すなわち、まず同図（ａ）に示すように、蓋部材１には、孔部１０を形成しておき、かつ本体部材２には、凸部２０を形成しておく。この凸部２０は、本体部材２の反対面に凹部２４が形成されるように絞り加工（押し出し加工）を施すことにより形成する。凹部２４の幅は凸部２０の幅と同等、もしくは凸部２０の幅よりも幅広に形成されている。これにより、係合をより強固とすることができる。次いで、同図（ｂ）に示すように、シール用パッキン３を挟むようにして、蓋部材１と本体部材２とを重ね合わせ、かつ孔部１０内に凸部２０を進入させ、その先端部を孔部１０から突出させる。その後は、パンチ７を利用して凸部２０の前記突出部分を押圧し、変形させる。その際、本体部材２が下方へ不当に撓みを生じるようなことがないように、凹部２４の位置を適当な部材によりバックアップしておく。パンチ７の先端部には、図４に示した窪み部２１を形成するための突起部７０が形成されており、この突起部７０によって、凸部２０の先端面の略中央部を凸部２０の基部側に集中的に押圧する。このことにより、孔部１０の半径方向外方への凸部２０の変形量を多くし、図４に示したカシメ部Ｃを適切に形成することができる。
図１に示すように、カシメ部Ｃは、適当な間隔で分散した配置で複数箇所設けられており、ガス供給用マニホールドＡの各所にガス漏れなどの原因となる不当な隙間を生じないように配慮されている。

前記したガス供給用マニホールドＡにおいては、複数のカシメ部Ｃを利用して蓋部材１と本体部材２とを適切にカシメ締結することが可能である。カシメ部Ｃを構成する凸部２０の先端側の略中央部には、窪み部２１が形成されている分だけ、この窪み部２１の周囲の係合部２２のボリュームを大きくすることができるため、係合部２２の厚みｔ１を大きくしつつ、その外径Ｄも大きくすることが可能となる。したがって、係合部２２の強度を高くしつつ、この係合部２２と蓋部材１との係合状態も確実かつ強固なものとすることができる。とくに、窪み部２１は、ある程度の面積をもつ底面部２１ａを有する容積の大きなものされ、しかも内周面２１ｂが前記した傾斜面であり、さらには前記した凸状曲面であるため、係合部２２のボリュームを大きくする上で一層好ましいものとなる。また、係合部２２の平面部２２ａは、係合部２２と蓋部材１の圧接力を高める部分となる。
このようなことから、カシメ締結強度を高いものとすることができる。また、凸部２０を押圧変形させる際のプレス圧などの設定作業も、従来と比較して容易化されるため、カシメ締結作業の容易化も図られ、ガス供給用マニホールドＡの生産性を高めることができる。

図６〜図９は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図６に示す実施形態においては、蓋部材１のうち、孔部１０の周辺領域の厚みｔ２が、それ以外の領域の厚みｔ３よりも小さくされている。このような構成は、蓋部材１にプレス加工を施すことにより得られる。
このような構成によれば、孔部１０の周辺領域の厚みｔ２が小さくされている分だけ、係合部２２の厚みｔ４を大きくし、その強度を高めることが可能である。

図７（ａ）に示す実施形態においては、本体部材２の凸部２０が２段凸状構造とされ、第１の凸部２０ａと、この第１の凸部２０ａの先端側に連設され、かつ第１の凸部２０ａよりも外径が小さい第２の凸部２０ｂとを有する構成とされている。蓋部材１は、第１の凸部２０ａに当接し、かつ孔部１０に第２の凸部２０ｂが挿通した状態とされている。第２の凸部２０ｂの先端側領域の一部が、係合部２２とされている。本体部材２および蓋部材１の相互間には、第１の凸部２０ａが貫通する貫通孔３０が設けられたシール用パッキン３が挟まれている。
このような構成のカシメ部Ｃの構造は、同図（ｂ）に示すような態様で製造され、本体部材２を凸部２０が上向きとなる姿勢に設定した上で、この本体部材２上にシール用パッキン３および蓋部材１を順次載せていき、その後に第２の凸部２０ｂを圧縮し変形させる。シール用パッキン３は、第１の凸部２０ａと貫通孔３０との嵌合を利用した位置合わせが可能である。なお、第１の凸部２０ａは、カシメ時にシール用パッキン３の圧縮を可能とする寸法としておく。

図７に示した態様での組み立て作業においては、孔部１０に第２の凸部２０ｂを挿通する作業を行なう際に、その作業が適正に行なえたか否かをその上方から目視により確認することができる。たとえば、図８に示す構成においては、蓋部材１にシール用パッキン３との位置合わせ用の凸状部など（不図示）が設けられているなどの理由から、蓋部材１上にシール用パッキン３を載せ、その上から本体部材２を載せるようにしている。この場合、凸部２０が下向きとなるが、このような態様では、凸部２０が孔部１０に適正に挿入されたか否かを判断することは困難である。これに対し、図７に示す本実施形態によれば、そのような不具合を無くすことが可能である。また、シール用パッキン３の位置合わせ用の凸状部などを蓋部材１に設ける必要もなくなる。

図９に示す実施形態においては、パンチ７Ａの先端の突起部７０が、断面視略十字状と
されている。このようなパンチ７Ａを利用すれば、窪み部２１が突起部７０に対応した略十字状となるが、このような構成であっても、本発明が意図する作用を得ることが可能である。本発明でいう窪み部は、平面視円形状に限らず、非円形状とすることも可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るガス供給用マニホールドの各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。本発明に係るガス供給用マニホールドの製造方法の各工程の具体的な構成も、本発明の意図する範囲内において種々に変更自在である。

上述の実施形態では、本体部材に凸部を形成し、かつ蓋部材に凸部進入用の孔部が形成されているが、これとは反対に、本体部材に孔部を形成し、かつ蓋部材に凸部を形成した構成とすることもできる。
本発明に係るガス供給用マニホールドは、給湯装置のバーナ装置用に限定されず、その具体的な用途は限定されない。

Ａ ガス供給用マニホールド
Ｃ カシメ部
１ 蓋部材
１０ 孔部
２ 本体部材
２０ 凸部
２１ 窪み部
２１ａ 底面部
２２ 係合部
２２ａ 平面部
２５ ガス噴出ノズル
２９ ガス供給流路
３ シール用パッキン
７，７Ａ パンチ

Claims (7)

1. 複数のガス噴出ノズルが設けられている本体部材と、
   この本体部材に重ねられ、かつ前記本体部材との間に前記複数のガス噴出ノズルに連通したガス供給流路を形成する蓋部材と、
   前記本体部材および前記蓋部材のうち、一方に設けられた凸部が、他方に設けられた孔部を貫通してこの孔部から突出し、かつこの突出部分は、前記孔部よりも大径または幅広とされて前記孔部の周縁部に係合する係合部を形成しているカシメ部と、
   を備えている、ガス供給用マニホールドであって、
   前記凸部の先端側の略中央部には、この部分が前記凸部の基部側に押圧されることによる窪み部が設けられ、かつ前記凸部のうちの前記窪み部の周囲に位置する領域が前記係合部とされていることを特徴とする、ガス供給用マニホールド。
2. 請求項１に記載のガス供給用マニホールドであって、
   前記窪み部は、底面部と、この底面部から前記凸部の先端側に進むほど内径が大きくなる傾斜状の内周面とを形成している、ガス供給用マニホールド。
3. 請求項２に記載のガス供給用マニホールドであって、
   前記窪み部の傾斜状の内周面は、前記凸部の先端側に進むほど傾斜角が前記凸部の軸長方向に対して直交する角度に近づく凸状の曲面とされている、ガス供給用マニホールド。
4. 請求項３に記載のガス供給用マニホールドであって、
   前記凸部の先端面のうち、前記係合部に相当する領域には、前記凸部の軸長方向に対して略直交する角度の平面部が形成されている、ガス供給用マニホールド。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のガス供給用マニホールドであって、
   前記本体部材および前記蓋部材のうち、前記孔部が設けられている側の部材は、前記孔部の周辺領域の厚みが、それ以外の領域の厚みよりも薄くされた構成とされている、ガス供給用マニホールド。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のガス供給用マニホールドであって、
   前記凸部は、第１の凸部の先端側に、この第１の凸部よりも外径または幅が小さい第２の凸部が設けられた２段凸状構造とされており、
   前記本体部材および前記蓋部材のうち、前記孔部が設けられている側の部材は、前記第１の凸部の先端面に当接し、かつ前記孔部に前記第２の凸部が挿通した状態に設定されて、前記第２の凸部を利用して前記係合部が形成されており、
   前記本体部材および前記蓋部材の相互間には、前記第１の凸部が貫通する貫通孔が設けられたシール用パッキンが挟まれている、ガス供給用マニホールド。
7. 複数のガス噴出ノズルが設けられている本体部材、およびこの本体部材に重ねられ、かつ前記本体部材との間に前記複数のガス噴出ノズルに連通したガス供給流路を形成する蓋部材のうち、一方に設けられた凸部を、他方に設けられた孔部に貫通させてその一部を前記孔部から突出させ、かつこの突出部分については、前記孔部よりも大径または幅広として、前記孔部の周縁部に係合する係合部を形成するカシメ工程を有している、ガス供給用マニホールドの製造方法であって、
   前記カシメ工程においては、前記凸部の先端側の略中央部を、パンチによって前記凸部の基部側に押圧し、前記略中央部に窪み部を形成することを特徴とする、ガス供給用マニホールドの製造方法。

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