JP2018044594A - 配管用継手 - Google Patents

Abstract

【課題】配管用継手において配管の端部を雌側継手となる継手部材に対してより確実且つ強固に接続する。【解決手段】配管用継手１０を構成する継手部材１２には、配管用パイプ１４の接続される配管取付孔１６を有し、一端面側に形成された第１孔部２６と、他端面側に形成され第１孔部２６より縮径した第２孔部２８との間となる境界面３４にローレット部３６を備えている。このローレット部３６は、配管取付孔１６において径方向に沿って複数の凸部が延在し、且つ、周方向に沿って凹凸状となるように形成され、配管用パイプ１４を加工用パンチで拡径させた際、段付部５２がローレット部３６へと当接して食い込むことで確実且つ強固に固定される。【選択図】図１

Description

本発明は、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルにおいて冷媒の流通する配管を接続するための配管用継手に関する。

従来から、車両用空調装置に用いられる冷凍サイクルでは、冷媒の流通する配管を圧縮機や熱交換器等に接続するための配管用継手が知られている。この配管用継手は、例えば、特許文献１に示されるように、板状のフランジ部材に２つの取付孔が形成され、取付孔の一方には、その内周面において軸方向に沿って延在したローレット部が設けられ、該ローレット部は取付孔の周方向に沿って凹凸状に形成されている。

そして、ローレット部を有した取付孔に配管を挿通させフランジ部材の端面から突出させた部位をパンチによって拡径させた後、この配管の内部に別のパンチを挿入して取付孔内で拡径させることで、前記配管の一部を取付孔の内周面に形成されたローレット部へと食い込ませて固定している。

しかしながら、上述した配管用継手では、配管を拡径させる際のパンチの挿入方向とローレット部の延在方向とが同一方向（軸方向）であるため、前記配管を前記ローレット部に対して確実に食い込ませるように変形させることが難しく、フランジ部材と配管との接続強度が不十分となることが懸念される。

このような課題に対し、特許文献２に開示された配管用継手では、締結フランジにおける配管取付孔の開口部に凹状に窪んだバルジ収納部を有し、その配管の挿入方向と直交する面には、複数の突起部と面取部とが周方向に沿って交互に設けられている。そして、配管の端部に対してパンチによって荷重を付与することで変形させ、バルブ収納部内で拡径させることでビード部を形成し、このビード部を突起部及び面取部へと食い込ませることで締結フランジに対して配管が確実に固着される。

上述したような特許文献１及び２に開示された配管用継手は、いずれもフランジ部材に固着された配管が突出し、その端部がハウジング等の相手部材の孔部へと挿入される雄側継手として用いられるものであるが、一般的に、継手同士を接続するボルトのねじ孔を有した雌側継手の方が前記雄側継手と比較してより大きな配管とフランジ部材との接続強度が要求されている。

そこで、雌側継手に配管を接続する配管用継手としては、特許文献３に開示されるように、ねじ孔を有した接続フランジの貫通孔へ金属パイプを挿通させ、この金属パイプの端部を拡径させ拡径部を形成することで前記貫通孔の内部へと固着させている。

特開２０００−４６２５９号公報 特開２００５−９０５８３号公報 特開平１０−３１８４６５号公報

しかしながら、特許文献３の配管用継手では、金属パイプの拡径部が収納されるフランジの貫通孔にローレット構造を有していないため、前記金属パイプと前記フランジとの接続強度が不十分となることが懸念される。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、配管の端部を雌側継手となる継手部材に対してより確実且つ強固に接続することが可能な配管用継手を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、冷媒の流通する配管と、配管の接続される継手部材とを有し、継手部材には相手部材と連通し配管の接続される貫通孔と、相手部材と締結するための締結部材が螺合されるねじ孔とを備える配管用継手において、
貫通孔は、継手部材の一端側に開口し配管の拡径部が固着される第１孔部と、
継手部材の他端側に開口し第１孔部より小径に形成される第２孔部と、
を有し、
第１孔部と第２孔部との境界部には、貫通孔の軸線と略直交し第１孔部に臨む境界面が形成され、境界面には、ローレット加工による凹凸状のローレット部が形成されることを特徴とする。

本発明によれば、配管用継手を構成する継手部材には配管の接続される貫通孔を有し、貫通孔には、継手部材の一端側に開口し配管の拡径部が固着される第１孔部と、他端側に開口し第１孔部より小径に形成される第２孔部との境界部に、貫通孔の軸線と略直交し第１孔部に臨む境界面が形成され、この境界面に凹凸状のローレット部が形成される。

従って、継手部材の第１孔部に挿通された配管を拡径させ拡径部を形成する際、塑性変形させた拡径部を、第１孔部に臨み、且つ、軸方向と直交した境界面のローレット部に対して当接させ押し付けることで確実に食い込ませ固着することができる。

その結果、締結部材の螺合されるねじ孔を有した継手部材において、配管の端部をローレット部を有した貫通孔に対して確実且つ強固に接続することができる。また、配管の接続される継手部材がねじ孔を有し、雄側となる相手部材と比較して接続強度の要求される雌側継手であるためさらに好適である。

また、ローレット部が、境界面において径方向に沿って延在し、且つ、周方向に沿った複数の凸部を有するとよい。

さらに、ローレット部が、境界面から離間する方向に向かって断面三角形状であるとよい。

さらにまた、拡径部が、継手部材の一端から突出していないとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、配管用継手を構成する継手部材には配管の接続される貫通孔を有し、貫通孔には、継手部材の一端側に開口し配管の拡径部が固着される第１孔部と、他端側に開口し第１孔部より小径の第２孔部との境界部に、貫通孔の軸線と略直交し第１孔部に臨む境界面が形成され、この境界面に凹凸状のローレット部を形成することで、継手部材の第１孔部に挿通された配管を拡径させ拡径部を形成する際、塑性変形させた拡径部をローレット部に対して確実に食い込ませ固着することができる。その結果、継手部材における貫通孔に対して配管の端部をローレット部を介して確実且つ強固に接続することができ、しかも、ねじ孔を備えた雌側継手であるため十分な接続強度が得られ好適である。

本発明の実施の形態に係る配管用継手の全体断面図である。 図１に示す配管用継手の斜視断面図である。 図１の配管用継手を構成する継手部材の斜視断面図である。 図４Ａは、図３に示す継手部材の平面図であり、図４Ｂは、図４Ａにおけるローレット部の拡大平面図であり、図４Ｃは、図４ＢのＩＶＣ−ＩＶＣ線に沿った断面図である。 図４ＡのＶ−Ｖ線に沿った継手部材の全体断面図である。 図６Ａは、継手部材に対して配管用パイプを接続する前の準備状態を示す説明図であり、図６Ｂは、図６Ａの配管用パイプを第１パンチによって拡径させ仮組付体を形成する工程を示す説明図であり、図６Ｃは、図６Ｂの仮組付体を第２パンチによって拡径させ継手部材に対して固着させた状態を示す説明図である。

本発明に係る配管用継手について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る配管用継手を示す。

この配管用継手１０は、図１に示されるように、継手部材１２と、該継手部材１２に対して接続される配管用パイプ（配管）１４とから構成される。

この継手部材１２は、図１〜図５に示されるように、例えば、金属製材料から所定厚さで形成され、配管用パイプ１４の挿通される配管取付孔（貫通孔）１６を有した大径部１８と、該大径部１８の外周側に接合され締結ボルト（締結部材）２０の螺合されるボルト孔（ねじ孔）２２を有した小径部２４とからなる。

この大径部１８及び小径部２４は、図２〜図４Ａに示されるように、例えば、断面略円形状にそれぞれ形成され、その外周部位の一部が互いに接合され継手部材１２が形成される。

そして、継手部材１２の一端面側（矢印Ａ１方向）には、図示しない圧縮機や熱交換器の接続フランジ（相手部材）Ｂ（図１参照）が接続される。

配管取付孔１６は、例えば、断面円形状で大径部１８の中心に形成され継手部材１２の厚さ方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に貫通し、該継手部材１２の一端面側（矢印Ａ１方向）に形成される第１孔部２６と、他端面側（矢印Ａ２方向）に形成され該第１孔部２６より縮径した断面円形状の第２孔部２８とを有し、前記第１孔部２６及び前記第２孔部２８は軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿ってそれぞれ一定径で形成される。

また、第１孔部２６における一端面側（矢印Ａ１方向）の端部には、該第１孔部２６よりも拡径した環状の第１拡径溝３０が形成され、一方、第２孔部２８における他端面側（矢印Ａ２方向）には、該第２孔部２８よりも拡径した環状の第２拡径溝３２が形成される。なお、第１及び第２孔部２６、２８、第１及び第２拡径溝３０、３２はいずれも同軸状に形成される。

さらに、第１孔部２６と第２孔部２８との境界面３４は、配管取付孔１６の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）と略直交した円環状に形成され、前記第１孔部２６に臨み前記軸方向に凹凸状に形成されたローレット部３６を有する。換言すれば、境界面３４は、第１孔部２６の内周面から第２孔部２８まで径方向に沿って所定幅で形成される。

このローレット部３６は、図３〜図４Ｃに示されるように、例えば、境界面３４において径方向外側に向かって放射状に延在し、且つ、周方向に沿って交互に凹凸状となるように形成されると共に、図４Ｃに示されるように、その凸部３８が前記境界面３４から離間する方向（矢印Ａ１方向）に向かって断面三角形状となるように形成される。また、ローレット部３６は、例えば、継手部材１２に対して転造や切削等によって形成される。

ボルト孔２２は、図１〜図５に示されるように、例えば、小径部２４の中心に形成され略一定径で軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って形成されると共に、その内周面には締結ボルト２０の螺合されるねじが刻設されている。また、ボルト孔２２は、配管取付孔１６と所定間隔離間して略平行に形成される。

配管用パイプ１４は、図１及び図２に示されるように、例えば、金属製材料から形成された管体からなり、略一定径で形成されたパイプ本体４０と、該パイプ本体４０の一端部に対して径方向外側へと拡径し配管取付孔１６に固着される固着部４２とからなる。

この固着部４２は、パイプ本体４０の一端部を配管取付孔１６に挿通した状態で拡径させることで形成され、最も一端部側（矢印Ａ１方向）に形成される第１拡径部４４と、該第１拡径部４４に対して他端部側（矢印Ａ２方向）に形成された第２拡径部４６とを備える。

この第１拡径部４４は、配管取付孔１６の第１孔部２６に圧着され、第２拡径部４６は前記第１拡径部４４よりも縮径し第２拡径溝３２に圧着される。また、第１拡径部４４の一端部には、さらに径方向外側へと拡径した鍔部４８が形成され、該鍔部４８は、配管用パイプ１４の軸方向に対して所定角度だけ傾斜したテーパ状に形成され第１拡径溝３０に係合される。

一方、第１拡径部４４と第２拡径部４６との間には、パイプ本体４０と略同一径からなる中間部５０が設けられ、前記第１拡径部４４と前記第２拡径部４６とを繋ぐと共に、配管取付孔１６の第２孔部２８に挿通される。

さらに、第１拡径部４４と中間部５０との境界部には、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）と略直交するように段付状に形成された段付部５２が形成され、該段付部５２は中間部５０から径方向外側に向かって延在し、配管取付孔１６においてローレット部３６（境界面３４）に当接して食い込むように設けられる。

そして、配管用パイプ１４は、第２拡径部４６よりも他端部側（矢印Ａ２方向）となるパイプ本体４０が継手部材１２の他端面側から延在して外部に露呈している。

本発明の実施の形態に係る配管用継手１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に継手部材１２に対して配管用パイプ１４の一端部を接続する場合について図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら説明する。

先ず、配管用パイプ１４におけるパイプ本体４０の一端部を加工するための加工用パンチ５４について説明する。この加工用パンチ５４は、最初にパイプ本体４０の一端部を拡径させ第１拡径部４４を形成する第１パンチ５６（図６Ａ参照）と、該第１パンチ５６によって拡径させた一端部をさらに拡径させ鍔部４８及び段付部５２を形成する第２パンチ５８（図６Ｂ参照）とからなる。

第１パンチ５６は、図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、例えば、徐々に先細となるテーパ部６０を先端に有した軸体からなり、該テーパ部６０の先端がパイプ本体４０の内径よりも小径となり、先端から離間する方向（矢印Ａ１方向）に向けて徐々に拡径して最大外径が前記内径よりも大きくなるように形成される。

第２パンチ５８は、図６Ｂ及び図６Ｃに示されるように、例えば、先端に形成されパイプ本体４０と略同一径のガイド部６２と、該ガイド部６２と隣接し大径で形成された押圧部６４と、該押圧部６４の端部に形成され径方向外側へと拡径したフランジ部６６とを有し、前記ガイド部６２と前記押圧部６４との境界には、前記第２パンチ５８の軸方向と直交した平坦部６８が形成される。

また、ガイド部６２の直径は中間部５０の内周径と略同等に形成され、押圧部６４の直径が第１拡径部４４の内径と略同等となるように形成されると共に、フランジ部６６は前記押圧部６４に対して略直交しさらに大径となるように形成される。

そして、上述した第１及び第２パンチ５６、５８は、図示しない加工装置のスライダに着脱自在に設けられ、図示しない駆動源の駆動作用下にスライダが上下方向に往復動作することで前記第１及び第２パンチ５６、５８が一体的に上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）へと移動する。

上述した加工用パンチ５４を用いて配管用パイプ１４の一端部を継手部材１２に対して接続する場合には、先ず、図６Ａに示されるように、継手部材１２の配管取付孔１６に対して配管用パイプ１４を挿通させ、そのパイプ本体４０の一端部を前記継手部材１２の一端面から所定長さだけ突出させた準備状態とする。なお、継手部材１２及び配管用パイプ１４の他端部は図示しない固定手段によってそれぞれ固定されている。

そして、図示しない加工装置に取り付けられた第１パンチ５６に対して配管用パイプ１４の一端部が臨むようにセットした後、該第１パンチ５６を配管用パイプ１４に向かって下降させ、図６Ｂに示されるように、その先端を被加工物であるパイプ本体４０の内部へと進入させる。これにより、配管用パイプ１４の一端部が第１パンチ５６のテーパ部６０に当たって徐々に拡径するように塑性変形し、該第１パンチ５６が所定位置まで進入することで外周面によって円筒状の第１拡径部４４が形成され、該第１拡径部４４が第１孔部２６の内周面に密着することで圧着される。

また、第１拡径部４４の他端部側（矢印Ａ２方向）には、継手部材１２における境界面３４の内縁部に臨む位置を基点とし、テーパ部６０の形状に沿って該第１拡径部４４から離間する方向へ向かって縮径するように傾斜した傾斜部７０が形成される（図６Ｂ参照）。

さらに、傾斜部７０の他端部側（矢印Ａ２方向）には、パイプ本体４０と略同一径の中間部５０が第２孔部２８へと挿通されると共に、該中間部５０の他端部側が径方向に拡径して第２拡径部４６が形成され第２拡径溝３２へと係合されている。

これにより、配管用パイプ１４の一端部は、継手部材１２の第１孔部２６に第１拡径部４４が圧着され中間部５０が第２孔部２８内に収納されると共に、第２拡径溝３２に第２拡径部４６が圧着されることで配管取付孔１６に対する脱抜が規制された仮組付体Ｃとなる。

次に、図６Ｂに示されるように、第１パンチ５６を形状の異なる第２パンチ５８へと交換した後、再び配管用パイプ１４（仮組付体Ｃ）側（矢印Ａ２方向）へと下降させ、その先端となるガイド部６２から第１拡径部４４の内部へと進入させる。これにより、ガイド部６２が中間部５０へと進入することで軸方向（矢印Ａ２方向）に沿って案内されると共に、図６Ｃに示されるように、平坦部６８が傾斜部７０を下方に向かって押圧することで配管取付孔１６のローレット部３６に向かって徐々に平坦となるように塑性変形していき、軸方向と略直交した段付部５２が形成され、この段付部５２の端面が前記ローレット部３６に対して食い込む。

この際、第２パンチ５８による配管用パイプ１４への押圧方向（矢印Ａ２方向）と、ローレット部３６の凹凸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）とが一致しているため、前記第２パンチ５８によって押圧され変形した段付部５２が前記ローレット部３６へと確実に食い込んで強固に固着され、しかも、径方向に沿って放射状に延在したローレット部３６に食い込むことで継手部材１２に対する配管用パイプ１４の回転変位が規制される。

また、第２パンチ５８のフランジ部６６が、第１拡径部４４の端部へと当接して押圧することで徐々に拡径するように塑性変形させ、第１拡径部４４に対して所定角度だけ径方向外側へと傾斜した鍔部４８が形成され第１拡径溝３０へと収納され係合される。なお、鍔部４８は、継手部材１２の一端面に対して突出することがない。

これにより、図６Ｃに示されるように継手部材１２の配管取付孔１６に対する配管用パイプ１４の接続作業が完了する。

以上のように、本実施の形態では、配管用継手１０を構成する継手部材１２の配管取付孔１６に、一端面側に開口した第１孔部２６と他端面側に開口して小径となる第２孔部２８との境界面３４にローレット部３６を設け、そのローレット部３６を配管用パイプ１４の加工方向（軸方向）に凹凸状とし、且つ、径方向に向かって延在する放射状とするように形成している。これにより、第１及び第２パンチ５６、５８によって配管用パイプ１４の一端部を継手部材１２の配管取付孔１６において拡径させることで、軸方向と直交するように塑性変形した段付部５２を前記ローレット部３６に対して当接させ確実に食い込ませることができる。

その結果、締結ボルト２０の螺合されるボルト孔２２を有した継手部材１２において、配管用パイプ１４の一端部をローレット部３６を有した配管取付孔１６に対して確実且つ強固に圧着させ固定することができる。

また、配管用パイプ１４の接続される継手部材１２は、締結ボルト２０の螺合されるボルト孔２２を有した雌側継手であるため、雄側継手と比較してより配管用パイプ１４との接続強度が要求されるため好適である。

さらに、ローレット部３６が径方向に沿って延在し周方向に沿って交互に凹凸状となるように形成されているため、配管取付孔１６に固着されローレット部３６へと食い込んだ配管用パイプ１４の回転方向への相対変位が規制され、継手部材１２に対して配管用パイプ１４が回転してしまうことが防止される。

なお、本発明に係る配管用継手は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…配管用継手 １２…継手部材
１４…配管用パイプ １６…配管取付孔
２６…第１孔部 ２８…第２孔部
３４…境界面 ３６…ローレット部
４０…パイプ本体 ４２…固着部
４４…第１拡径部 ４６…第２拡径部
５０…中間部 ５２…段付部
５４…加工用パンチ ５６…第１パンチ
５８…第２パンチ

Claims (4)

1. 冷媒の流通する配管と、該配管の接続される継手部材とを有し、前記継手部材には相手部材と連通し前記配管の接続される貫通孔と、該相手部材と締結するための締結部材が螺合されるねじ孔とを備える配管用継手において、
   前記貫通孔は、前記継手部材の一端側に開口し前記配管の拡径部が固着される第１孔部と、
   前記継手部材の他端側に開口し該第１孔部より小径に形成される第２孔部と、
   を有し、
   前記第１孔部と前記第２孔部との境界部には、前記貫通孔の軸線と略直交し該第１孔部に臨む境界面が形成され、該境界面には、ローレット加工による凹凸状のローレット部が形成されることを特徴とする配管用継手。
2. 請求項１記載の配管用継手において、
   前記ローレット部は、前記境界面において径方向に沿って延在し、且つ、周方向に沿った複数の凸部を有することを特徴とする配管用継手。
3. 請求項１又は２記載の配管用継手において、
   前記ローレット部は、前記境界面から離間する方向に向かって断面三角形状であることを特徴とする配管用継手。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の配管用継手において、
   前記拡径部は、前記継手部材の一端から突出していないことを特徴とする配管用継手。

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