JP2018189096A - 配管の取付構造および配管の取付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配管を取りつける際の作業性を良好にすると共に、取付後に配管を強固に固定することを可能とする配管の取付構造および配管の取付方法を提供する。
【解決手段】クランプ１４の挿入口１５に配管１０を貫通させる。挿入口１５は略楕円形の形状を呈しており、配管１０の左右両側に蛇腹部１１か形成されている。配管１０の内部を高温高圧の状態とすると蛇腹部１１が膨張変形し、配管１０が挿入口１５に嵌合し、配管１０の移動が規制されるようになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、配管の取付構造および配管の取付方法に関し、特に、クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造および配管の取付方法に関する。

車両等の機械構造体では、その所定箇所に各種流体を行き渡らせるために配管が配設されている。これらの配管は、クランプなどの固定手段を用いて、所定箇所に固定されている。一般的な配管の固定方法では、クランプを用いて配管のストレート部分を車体側に固定していたため、車両が走行することで生じる振動に起因して、配管が所定の位置から移動してしまう課題があった。また、必要に応じて配管の内径を部分的に膨張させる以下のような技術が開発されている。

特許文献１には、電線を収納する電線保護用チューブに於いて、その断面を膨張自在な弾性部とする発明が記載されている。具体的には、電線保護用チューブの弾性部を径方向に膨張させた状態でコネクタ等をその内部に差し入れ、作業が終了した後に弾性部の形状を復元させることで、電線保護用チューブを収縮させて元の形状に戻している。よって、狭いスペースの内部で車両ボディ等との干渉が防止されている。

特許文献２には、ＦＲＰパイプを製造する際に、可撓性中空中子を周囲に向かって膨張させる発明が記載されている。具体的には、成形型を用いてＦＲＰパイプを成型するに際して、先ず、基材と可撓性中空中子とを成型金型の内部に載置する。次に、成型金型のキャビティを真空引きすることで、可撓性中空中子をキャビティの内面に向かって膨張させている。このようにすることで、長尺のＦＲＰパイプを効率よく且つ安価に製造することができる。

特開２００２−３５４６２９号公報 特開２０１１−１３１５２３号公報

一般的に、クランプを用いた配管の取付構造には、取付作業を行う際の作業容易性と、取付後の取付強度が要求される。ここで、作業性を向上させるために、クランプによる配管の締結を緩く設定すると、使用状況下にて取付構造に振動が作用した際に、配管を充分に固定することができない課題が発生してしまう。一方、使用状況下に於ける配管の移動を防止するために、クランプを用いて強固に配管を固定すると、例えば、配管やそれに接続された各種部材を車体に取りつける艤装工程にて、必要に応じて配管を移動させることができず、艤装時の作業性が低下してしまう課題が生じる。

また、上記した特許文献１および特許文献２には、適宜配管を膨張させる発明が記載されているが、取付用のクランプとの関連構成については記載されていないため、これらの文献に記載された発明を適用しただけでは上記した課題を解決することはできない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配管を取りつける際の作業性を良好にすると共に、取付後に配管を強固に固定することを可能とする配管の取付構造および配管の取付方法を提供することにある。

本発明は、クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造であり、前記配管の軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部を有し、前記クランプは、一方向に長手方向を備えた挿入口を有し、前記配管の前記膨張変形部が膨張変形していない場合は、前記クランプの前記挿入口に挿入された前記配管は移動可能であり、前記配管の前記膨張変形部が膨張変形した場合は、前記配管が前記クランプの前記挿入口に嵌合することを特徴とする。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記クランプの断面形状は、略楕円形状であり、前記膨張変形部が膨張変形した際の前記配管の断面形状は、略楕円形状であることを特徴とする。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記膨張変形部の前記軸方向に沿う長さは、前記クランプの前記挿入口の前記軸方向に沿う長さよりも長いことを特徴とする。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記膨張変形部は、断面視に於いて前記配管の対向する位置に複数が形成されることを特徴とする。

更に、本発明の配管の取付構造では、膨張変形していない場合の前記膨張変形部の形状は蛇腹形状であることを特徴とする。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記配管は前記クランプを介して車両の車体に接続され、前記配管の内部をクーラントが流通することで、前記配管が高温且つ高圧の状態とされることを特徴とする。

更に、本発明の配管の取付構造では、断面視に於いて、前記配管が膨張変形する方向と、前記クランプの前記挿入口の長手方向とが、オフセットしていることを特徴とする。

更に本発明は、軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部が形成された配管を、クランプの一方向に長手方向を有する挿入口に取りつける取付方法であり、前記クランプの前記挿入口に、前記軸方向に沿って移動可能な状態で、前記膨張変形部が形成された部分の前記配管を挿入し、前記配管の内部に加熱された流体を高圧で流通させることで前記膨張変形部を膨張させ、前記クランプの前記挿入口に、前記配管を嵌合させる、ことを具備することを特徴とする。

本発明は、クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造であり、前記配管の軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部を有し、前記クランプは、一方向に長手方向を備えた挿入口を有し、前記配管の前記膨張変形部が膨張変形していない場合は、前記クランプの前記挿入口に挿入された前記配管は移動可能であり、前記配管の前記膨張変形部が膨張変形した場合は、前記配管が前記クランプの前記挿入口に嵌合することを特徴とする。従って、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部を配管に形成することで、配管を加熱および加圧していない状況下では、クランプにより配管が固定されない。よって、例えば車両本体に対して各部品を取りつける艤装工程では、配管の膨張変形部が膨張変形していないので、配管の移動がクランプで阻害されず、配管が車両への部品の取付を阻害することが無い。また、例えば、クーラントが高温高圧状態で配管を流通すると、膨張変形部が膨張変形する。これにより、膨張変形した配管がクランプの挿入口に嵌合し、例えば、クランプを介して配管を車体に固定することができる。よって、例えば車両が走行することで振動がクランプに作用したとしても、クランプに配管が嵌合しているので、その振動に起因して配管が不必要に移動してしまうことを抑止することができる。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記クランプの断面形状は、略楕円形状であり、前記膨張変形部が膨張変形した際の前記配管の断面形状は、略楕円形状であることを特徴とする。従って、膨張変形した際の略楕円形状の配管が、クランプの略楕円形状を呈する挿入口に嵌合することで、回転方向に於いて配管を固定することができる。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記膨張変形部の前記軸方向に沿う長さは、前記クランプの前記挿入口の前記軸方向に沿う長さよりも長いことを特徴とする。従って、膨張変形部の両端部をクランプの挿入口から外側に配置させることができ、クランプの挿入口の両外側に配置された膨張変形部が膨張変形することで、軸方向に沿って配管がクランプに対して移動してしまうことを抑止することができる。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記膨張変形部は、断面視に於いて前記配管の対向する位置に複数が形成されることを特徴とする。従って、対向する位置に配置された膨張変形部が膨張することで、膨張変形した際の配管の形状を良好な略楕円形状とすることができる。

更に、本発明の配管の取付構造では、膨張変形していない場合の前記膨張変形部の形状は蛇腹形状であることを特徴とする。従って、膨張変形していない配管の径を小さくして、配管を移動可能な状態でクランプの挿入口に挿入することができる。よって、例えば、車体を製造する艤装工程にて、配管をクランプに挿入した状態で、配管に接続された各部材をスムーズに車体に装着することができる。

更に、本発明の配管の取付構造では、前記配管は前記クランプを介して車両の車体に接続され、前記配管の内部をクーラントが流通することで、前記配管が高温且つ高圧の状態とされることを特徴とする。従って、車両を製造する艤装工程では、クランプで配管は固定されていないことから、配管やそれに接続された部材をスムーズに車体に備え付けることができる。一方、製造された車両が走行すると、高温高圧の流体が配管の内部を流通することで、配管がクランプの挿入口に嵌合し、車両走行時に配管が不用意に移動することを抑止することができる。

更に、本発明の配管の取付構造では、断面視に於いて、前記配管が膨張変形する方向と、前記クランプの前記挿入口の長手方向とが、オフセットしていることを特徴とする。従って、膨張変形した際の配管を所定角度で回転させることができ、配管の途中部分に形成されたクランク部を移動させることができる。

更に本発明は、軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部が形成された配管を、クランプの一方向に長手方向を有する挿入口に取りつける取付方法であり、前記クランプの前記挿入口に、前記軸方向に沿って移動可能な状態で、前記膨張変形部が形成された部分の前記配管を挿入し、前記配管の内部に加熱された流体を高圧で流通させることで前記膨張変形部を膨張させ、前記クランプの前記挿入口に、前記配管を嵌合させる、ことを具備することを特徴とする。従って、配管を加熱および加圧していない状況下では、クランプにより配管が固定されないので、例えば、配管が車両への部品の取付を阻害することが無い。また、例えば、クーラントを高温高圧状態で配管を流通すると、膨張変形部が膨張変形する。よって、例えば車両が走行することで振動がクランプに作用したとしても、クランプに配管が嵌合しているので、その振動に起因して配管が不必要に移動してしまうことを抑止することができる。

本発明の一実施形態に係る配管の取付構造を示す図であり、（Ａ）は配管の側面図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の一実施形態に係る配管の取付構造および取付方法を示す図であり、（Ａ）は配管を固定する前の取付構造の側面図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の一実施形態に係る配管の取付構造および取付方法を示す図であり、（Ａ）は配管を固定した後の取付構造の側面図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の他の実施形態に係る配管の取付構造および取付方法を示す図であり、（Ａ）は配管を固定する前の取付構造の断面図であり、（Ｂ）はその状態の配管を示す斜視図であり、（Ｃ）は配管を固定した後の取付構造の断面図であり、（Ｄ）はその状態の配管を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る配管の取付構造および配管の取付方法を、図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。

図１を参照して、本実施形態で取りつけられる配管１０の構成を説明する。図１（Ａ）は配管１０の外観を示す側面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に於ける断面図である。

図１（Ａ）を参照して、配管１０は、その内部を気体や液体などの流体が流通する長尺の管路である。一例として、配管１０は、乗用車等の車両の内部に配設され、車両の冷却に用いられるクーラント等がその内部を高温高圧の状態で流通する。配管１０を流通するクーラントの温度は例えば５０℃以上であり、その際の配管１０の内部圧力は例えば０．１ＭＰａ以上となる。配管１０の軸方向の長さは数十ｃｍないし数ｍ程度であり、配管１０の外径は数ｃｍ程度であり、配管１０の厚みは数ｍｍ程度である。配管１０の材料としては、ポリアミド等の熱可塑性樹脂、または、ポリエステル等の熱硬化性樹脂を採用することができる。

配管１０の、軸方向に沿う一部分に蛇腹部１１が形成されている。後述するように、蛇腹部１１は、クランプ１４と嵌合することで、取付強度を増すための部位である。ここでは、配管１０の内部が低温低圧の状態であり、蛇腹部１１が膨張変形していない状態を図示している。蛇腹部１１が膨張変形していない状態では、蛇腹部１１が形成されている部分の外径と、蛇腹部１１が形成されていない部分との外径とは、略同一とされている。

図１（Ｂ）を参照して、配管１０の左右方向で相対向する箇所に、２つの蛇腹部１１が形成されている。蛇腹部１１は、紙面以上にて上下方向にジグザグ状に形成され、配管１０が高温高圧状態となることで上下方向に向かって膨張変形する膨張変形部である。蛇腹部１１は、配管１０の内部が低温低圧の状態の場合は、ここで図示する曲折形状を呈している。一方、後述するように、配管１０の内部が高温高圧の状態になると、蛇腹部１１は紙面上にて縦方向に膨張展開し、配管１０の断面は略楕円形状を呈するようになる。

また、配管１０の外形が最も大きい部分（ここでは上端と下端との距離）を直径とする真円である仮想円２１を規定した場合、蛇腹部１１は、仮想円２１よりも内側に形成されている。このようにすることで、蛇腹部１１が半径方向外側に突出することを抑制し、後述するクランプ１４の挿入口１５の内部で、艤装時に於いて配管１０をスムーズに軸方向に沿って移動させることができる。

図２を参照して、配管１０の取付構造１２および取付方法を説明する。図２（Ａ）は取付構造１２を示す側面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面における断面図である。

図２（Ａ）を参照して、本実施形態の配管の取付構造１２では、クランプ１４を介して配管１０を車体１３に取りつけている。ここでは、クランプ１４の上端部が車体１３に接続されている。

クランプ１４は、中央に挿入口１５が形成された金属片等から成る。ここでは、クランプ１４の挿入口１５を配管１０が貫通しており、配管１０の蛇腹部１１は、クランプ１４の挿入口１５の内部に収納されている。また、配管１０の蛇腹部１１の軸方向に沿う長さＬ１０は、クランプ１４の挿入口１５の長さＬ１１よりも長い。更に、蛇腹部１１の左右方向両端部は、挿入口１５から左右両側に突出している。

図２（Ｂ）に示すように、クランプ１４の挿入口１５を軸方向に見た場合の形状は、紙面上にて上下方向に長軸を有する略楕円形状を呈している。挿入口１５の横方向の長さは、配管１０の横方向の長さと同一か若干長い程度である。挿入口１５の縦方向の長さは、配管１０の縦方向の長さよりも長い。かかる構成とすることで、配管１０の内部が低温低圧の状態の場合は、配管１０は挿入口１５に嵌合しないので、クランプ１４の挿入口１５に配管１０を貫通させた状態であっても、クランプ１４に対して配管１０を軸方向に自在に移動させることができる。更に、クランプ１４に対して配管１０を回転させることもできる。よって、例えば、車両の艤装工程にてクランプ１４に配管１０を貫通させた後でも、配管１０を軸方向に移動させることができ、配管１０およびそれに接続された部品を適宜移動させながら、各種部品を車体に組み込むことができる。

配管１０の左側部分および右側部分に蛇腹部１１が形成されている。このように、配管１０の対向する部分に複数の蛇腹部１１を形成することにより、高温高圧時に蛇腹部１１を膨張変形させ、配管１０を上下方向に伸びるように変形させ、配管１０を左右対称な略楕円形状にすることができる。また、ここでは、高温高圧時に蛇腹部１１が膨張変形する方向は上下方向であり、クランプ１４の挿入口１５の長手方向も上下方向であるので、両方向は一致している。

図３を参照して、配管１０の内部を高温高圧の状態とすることで、蛇腹部１１を膨張変形させた状態を説明する。図３（Ａ）はこの状態の配管の取付構造１２を示す側面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線に於ける断面図である。

図３（Ａ）を参照して、例えば、製造された車両が走行することで、エンジンを冷却するクーラントが配管１０の内部を流通すると、配管１０の内部は高温高圧の状態となる。例えば、配管１０の内部温度が８０度以上、且つ、内部圧力が例えば０．１ＭＰａ以上と成る。このようになると、配管１０の軟性が増すので、内部圧力により蛇腹部１１が断面視で縦方向に向かって膨張変形する。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、配管１０の左右両側に形成した蛇腹部１１が縦方向に向かって膨張変形し、配管１０の断面形状は、クランプ１４の貫通孔と同様に、略楕円形状を呈するようになる。

従って、膨張変形した配管１０が、クランプ１４の挿入口１５に内側から嵌合するようになり、配管１０の回転がクランプ１４で規制される。また、この嵌合により配管１０の軸方向への移動がクランプ１４で規制されるようになる。

配管１０の材料として熱硬化性樹脂が採用された場合は、上記のように一旦変形したら、配管１０の内部温度および内部圧力が低下しても、配管１０の形状は元に戻らず、配管１０はクランプ１４に嵌合した状態が保持される。一方、配管１０の材料として熱可塑性樹脂が採用された場合は、配管１０の内部温度および内部圧力が低下すると、配管１０の形状は元に戻り、即ち、図２（Ｂ）に示した状態に戻り、配管１０とクランプ１４との嵌合は解除される。

また、図３（Ａ）を参照して、クランプ１４の軸方向外側には、蛇腹部１１を半径方向外側に向かって膨出させた膨出部１６が形成されている。換言すると、クランプ１４は、膨出部１６で両側から挟まれている。膨出部１６では、蛇腹部１１が大きく膨張変形することで、その直径がクランプ１４の挿入口１５よりも大きくなっている。係る形状の膨出部１６を配管１０に形成することで、軸方向に於いて配管１０がクランプ１４により固定され、取付後の配管１０が不用意に軸方向に沿って移動することが抑止されている。

以上のことから、本形態では、クランプ１４の内部で蛇腹部１１が挿入口１５に嵌合することで回転方向に於いて配管１０を固定し、クランプ１４の軸方向外側で膨出部１６を形成することで軸方向に於いて配管１０を固定している。

よって、本形態の配管の取付構造１２を車両に適用すると、車両のエンジンを冷却するためのクーラントが配管１０を流通することで、配管１０の内部が高温高圧の状態となり、配管１０の蛇腹部１１が膨張変形する。そして、配管１０はクランプ１４の挿入口１５に嵌合すると共に、クランプ１４の両側に膨出部１６が形成され、配管１０は回転方向および軸方向に対して固定される。よって、車両が走行することで、取付構造１２に振動が加わったとしても、配管１０はクランプ１４を介して強固に車体１３に取りつけられていることから、配管１０の回転方向および軸方向への移動は抑止されている。

図４を参照して、他の形態の配管の取付構造を説明する。この図に示す取付構造は図２等を参照して説明したものと基本的には同様であり、クランプ１４の挿入口１５と配管１０とが回転方向にシフトしている点が異なる。図４（Ａ）は配管を嵌合する前の配管の取付構造１２を示す断面図であり、図４（Ｂ）はこの状態に於ける配管１０の形状を示す斜視図である。図４（Ｃ）は配管１０を加熱加圧することで嵌合した状態の配管の取付構造１２を示す断面図であり、図４（Ｄ）はこの状態に於ける配管１０の形状を示す斜視図である。

図４（Ａ）を参照して、ここでは、クランプ１４の挿入口１５と配管１０とが回転方向にシフトしている。具体的には、断面視に於いて、配管１０の左右両端に形成される蛇腹部１１が膨張変形する方向と、クランプ１４の挿入口１５の長手方向とが、オフセットしている。この図では、配管１０の蛇腹部１１が膨張変形する方向を方向線１７で示し、挿入口１５の長手方向を方向線１８で示している。配管１０の方向線１７は紙面上にて上下方向に沿って伸びている一方、挿入口１５の方向線１８は上下方向から傾斜している。このように両者をオフセットさせることで、後述するように、高温高圧の流体が流通した際に配管１０の一部を回転方向に移動させることができる。

図４（Ｂ）を参照して、配管１０の途中部分をクランクさせることでクランク部１９が形成されている。例えば、車両に配管１０が配置される場合を考えると、車体内部では様々な部品が配置されることから、配管１０は各種部品の間に引き回される。更に、艤装時に於いて作業員が手を挿入することができるスペースを確保する必要がある。よって、このようなクランク部１９が配管１０に形成されることがある。また、エンジンや排気管などの動作時に発熱を伴う熱源２０が、クランク部１９の近傍に配置されることもある。このような状態のまま、車両が走行することで熱源２０から熱が発せられると、熱源２０から発生する熱が配管１０のクランク部１９に伝導し、クランク部１９が損傷してしまう恐れがある。

そこで、図４（Ｃ）に示すように、高温高圧時に配管１０の蛇腹部１１が膨張変形すると、上記のように蛇腹部１１が膨張変形する方向と、クランプ１４の挿入口１５の長手方向とが回転方向にオフセットしていることから、配管１０は時計回りに回転する。この結果、図４（Ａ）に示した、配管１０の方向線１７と、挿入口１５の方向線１８とが一致するようになる。このように成ると、図４（Ｄ）に示すように、クランク部１９も時計回りに回転することで、クランク部１９は熱源２０から離間する。よって、例えば車両が走行することで熱源２０が発熱しても、クランク部１９は熱源２０から離間しているので、クランク部１９が過度に加熱されることは防止されている。

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、図３（Ｂ）等を参照すると、クランプ１４の挿入口１５の形状は略楕円形状であり、また、膨張変形した配管１０の形状も略楕円形状であったが、両者の形状を略長方形としても良い。

１０ 配管
１１ 蛇腹部
１２ 取付構造
１３ 車体
１４ クランプ
１５ 挿入口
１６ 膨出部
１７ 方向線
１８ 方向線
１９ クランク部
２０ 熱源
２１ 仮想円

Claims (8)

1. クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造であり、
   前記配管の軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部を有し、
   前記クランプは、一方向に長手方向を備えた挿入口を有し、
   前記配管の前記膨張変形部が膨張変形していない場合は、前記クランプの前記挿入口に挿入された前記配管は移動可能であり、
   前記配管の前記膨張変形部が膨張変形した場合は、前記配管が前記クランプの前記挿入口に嵌合することを特徴とする配管の取付構造。
2. 前記クランプの断面形状は、略楕円形状であり、
   前記膨張変形部が膨張変形した際の前記配管の断面形状は、略楕円形状であることを特徴とする請求項１に記載の配管の取付構造。
3. 前記膨張変形部の前記軸方向に沿う長さは、前記クランプの前記挿入口の前記軸方向に沿う長さよりも長いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管の取付構造。
4. 前記膨張変形部は、断面視に於いて前記配管の対向する位置に複数が形成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の配管の取付構造。
5. 膨張変形していない場合の前記膨張変形部の形状は蛇腹形状であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の配管の取付構造。
6. 前記配管は前記クランプを介して車両の車体に接続され、
   前記配管の内部をクーラントが流通することで、前記配管が高温且つ高圧の状態とされることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の配管の取付構造。
7. 断面視に於いて、前記配管が膨張変形する方向と、前記クランプの前記挿入口の長手方向とが、オフセットしていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の配管の取付構造。
8. 軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により膨張変形することが可能な膨張変形部が形成された配管を、クランプの一方向に長手方向を有する挿入口に取りつける取付方法であり、
   前記クランプの前記挿入口に、前記軸方向に沿って移動可能な状態で、前記膨張変形部が形成された部分の前記配管を挿入し、
   前記配管の内部に加熱された流体を高圧で流通させることで前記膨張変形部を膨張させ、前記クランプの前記挿入口に、前記配管を嵌合させる、ことを具備することを特徴とする配管の取付方法。
   

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