JP2019065987A

JP2019065987A - 配管接続構造

Info

Publication number: JP2019065987A
Application number: JP2017193173A
Authority: JP
Inventors: 正樹石川; Masaki Ishikawa
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2017-10-03
Filing date: 2017-10-03
Publication date: 2019-04-25

Abstract

【課題】雄継手の凸部が簡素な構造となってクラックの発生が防止でき、雄継手の製造工程の数を減少させることができる配管接続構造を提供する。【解決手段】配管接続構造は、第１配管1が固定された第１フランジ部材11、第１フランジ部材11から突出した凸部12および凸部12に装着されたOリング13を有する雄継手10と、第２配管2に固定されかつ凸部12が嵌まる凹部21が形成された第２フランジ部材22を有する雌継手20とよりなり、凸部12の外周面は、第１円錐面15を有し、凹部21の内周面は、凸部12を嵌め入れる開口側に形成された第２円筒面25と、第２円筒面25に連なって第２配管2に向かって縮径された第２円錐面24とを有し、凸部12が凹部21に嵌まった際、Oリング13が凹部21の第２円錐面24と第２円筒面25との境目に当接してシールしている。【選択図】図１

Description

この発明は、配管接続構造に関し、さらに詳しくは、例えば車両に搭載される空調装置を構成する冷凍サイクルにおいて、配管どうしを接続する配管接続構造に関する。

配管どうしを接続する配管接続構造として、第１配管に固定された第１フランジ部材、第１フランジ部材に設けられた凸部および凸部の外周に装着されたＯリングを有する雄継手と、第２配管に固定されかつ凸部が嵌まる凹部が形成された第２フランジ部材を有する雌継手とよりなり、第１配管が、一端寄りの一定長さ部分が第１フランジ部材から突出するように第１フランジ部材に貫通状に固定されるとともに、第１配管の第１フランジ部材から突出した部分が前記凸部となり、第２フランジ部材の凹部内が第２配管に通じさせられ、雄継手の凸部が雌継手の凹部内に嵌め入れられて凸部外周面と凹部内周面との間がＯリングによりシールされ、凸部の外周面は、突出方向に向かって縮径されてＯリングを嵌め入れる周溝が形成された第１円錐面を有しているものが知られている（下記特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１記載の配管接続構造の場合、Ｏリングを配管の凸部に装着させるために、凸部に周溝を形成する必要があり、周溝を製造する際の金型設定などの不良により、周溝にクラックが生じることがある。

また、周溝をパンチ工程で製造する際、パンチ工程が５〜７回必要となり、雄継手の製造工程の数が増加する一因となっていた。

特開２０１０−３１９４１号公報

この発明の目的は、上記問題を解決し、雄継手の凸部が簡素な構造となってクラックの発生が防止でき、雄継手の製造工程の数を減少させることができる配管接続構造を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。
１）第１配管に固定された第１フランジ部材、第１フランジ部材に設けられた凸部および凸部の外周に装着されたOリングを有する雄継手と、第２配管に固定されかつ凸部が嵌まる凹部が形成された第２フランジ部材を有する雌継手とよりなり、第１配管が、一端寄りの一定長さ部分が第１フランジ部材から突出するように第１フランジ部材に貫通状に固定されるとともに、第１配管の第１フランジ部材から突出した部分が前記凸部となり、第２フランジ部材の凹部内が第２配管に通じさせられ、雄継手の凸部が雌継手の凹部内に嵌め入れられて凸部外周面と凹部内周面との間がOリングによりシールされる配管接続構造であって、凸部の外周面は、突出方向に向かって縮径された第１円錐面を有し、凹部の内周面は、凸部を嵌め入れる開口側に形成された円筒面と、円筒面に連なって第２配管に向かって縮径された第２円錐面とを有し、凸部が凹部に嵌まった際、凸部の第１円錐面が、凹部の第２円錐面と円筒面との境目に対向するように位置し、Oリングが凹部の第２円錐面と円筒面との境目に当接してシールしている、配管接続構造。

２）前記凸部の第１円錐面のテーパ角度が、前記凹部の第２円錐面のテーパ角度より小さくなされている、上記１）記載の配管接続構造。

３）雄継手の凸部の外周面は、第１円錐面の大端径に連なる円筒面をさらに有している、上記１）または２）記載の配管接続構造。

４）前記凸部の円筒面の軸方向長さは、凹部の円筒面の軸方向長さよりも短く形成されている、上記３）に記載の配管接続構造。

５）雄継手の凸部が雌継手の凹部に嵌まった状態において、雄継手の凸部の第１円錐面と、雌継手の凹部の第２円錐面との間に隙間が形成されている、上記１）〜４）のいずれか１つに記載の配管接続構造。

上記１）〜５）の配管接続構造によれば、凸部の外周面は、突出方向に向かって縮径された第１円錐面を有し、凹部の内周面は、凸部を嵌め入れる開口側に形成された円筒面と、円筒面に連なって第２配管に向かって縮径された第２円錐面とを有し、凸部が凹部に嵌まった際、凸部の第１円錐面が、凹部の第２円錐面と円筒面との境目に対向するように位置し、Oリングが凹部の第２円錐面と円筒面との境目に当接してシールしているので、

特許文献１記載の凸部に形成されていた周溝を形成するための加工が不要となり、凸部の構造が簡素となる。

したがって、凸部のクラックの発生を防止することができ、雄継手の製造工程を減少させることができる。

この発明の配管接続構造を示す配管接続前の状態の縦断面図である。この発明の配管接続構造を示す配管接続後の状態の縦断面図である。図２の部分拡大図である。この発明の配管接続構造における雄継手を製造する工程の一部を示す縦断面図である。

この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明による配管接続構造を、自動車用空調装置を構成する冷凍サイクルの配管どうしを接続する構造に適用したものである。

なお、以下の説明において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、以下の説明において、図２の上下、左右を上下、左右というものとする。

図1および図２は、自動車用空調システムに使用される冷媒配管の配管接続構造の全体構成を示している。図３は、配管接続構造の要部の構成を示している。図４は、雄継手の製造工程を示している。

図１および図２において、配管接続構造は、第1配管(1)と第２配管(2)とを接続するものであって、第１配管(1)に固定された第１フランジ部材(11)、第１フランジ部材(11)から突出した凸部(12)および凸部(12)の外周に装着されたOリング(13)を有する雄継手(10)と、第２配管(2)に固定されかつ凸部(12)が嵌まる凹部(21)が形成された第２フランジ部材(22)を有する雌継手(20)とよりなっている。

第１および第２フランジ部材(11)(22)は、それぞれ金属、ここではアルミニウムから形成されたブロック状であり、雄継手(10)の凸部(12)が雌継手(20)の凹部(21)に嵌まった際、面接触する平坦接触面(11a)(22a)を有している。

第１および第２フランジ部材(11)(22)は、平坦接触面(11a)(22a)どうしが面接触するとともに雄継手(10)の凸部(12)と雌継手(20)の凹部(21)が嵌まった状態で固定される。

雄継手(10)の第１フランジ部材(11)は、平坦接触面(11a)からその反対側の面まで貫通して第１配管(1)が通される貫通孔(14)を有している。第１フランジ部材(11)の貫通孔(14)を形成する壁の下端に、抜け止め用大径部(14a)が周方向に拡径して形成されている。

第１配管(1)は、貫通孔(14)に通されて、一端寄りの一定長さ部分が第１フランジ部材(11)から突出するように第１フランジ部材(11)に固定されるとともに、第１配管(1)の第１フランジ部材(11)から突出した部分が凸部(12)となっている。

雄継手(10)の凸部(12)の外周面は、突出方向に向かって縮径された第１円錐面(15)と、第1配管(1)が貫通する貫通孔(14)より大径でかつ第１円錐面(15)の大端径に連なった第１円筒面(16)とから構成されている。第１円錐面(15)は、溝の無い形状となっており、外周にＯリング(13)が嵌められている。

第1配管(1)には、第１フランジ部材(11)の抜け止め用大径部(14a)に嵌まるように、凸部(12)の下方の外周面から径方向外側に膨出した膨出部(1a)が形成されている。この膨出部(1a)が抜け止め用大径部(14a)に嵌まることにより、第１配管(1)の軸方向の抜け止め効果を発揮することができ、膨出部(1a)と凸部(12)とにより、第1配管(1)は第１フランジ部材(11)に強固に固定されている。

雄継手(10)の凸部(12)から左方に離隔した部分に、一端が平坦接触面(11a)に開口した貫通孔(17)が形成されている。

雌継手(20)の第２フランジ部材(22)には、凹部(21)の底と平坦接触面(22a)の反対側の面とを通じさせるとともに、第２配管(2)が嵌め入れられる嵌入孔(23)が形成されている。第２フランジ部材(22)と第２配管(2)とは、例えば、第２配管(2)の端部が嵌入孔(23)に嵌め入れられた後、ろう付けや溶接により接合されており、凹部(21)内は、第２配管(2)に通じさせられている。

第２フランジ部材(22)の凹部(21)の内周面は、嵌入孔(23)に向かって縮径された第２円錐面(24)と、第２円錐面(24)の大端径に連なって凸部(12)を嵌め入れる開口側に形成された第２円筒面(25)とから構成されている。凹部(21)の第２円錐面(24)の小端径は、第２配管(2)の内径より小さく形成されている。凹部(21)の内周面は、Ｏリング(13)と密着するシール面とされており、凸部(12)外周面と凹部(21)内周面との間がOリング(13)によりシールされる。

雌継手(20)の凹部(21)から左方に離隔した部分に、一端が平坦接触面(22a)に開口し、他端がその反対面に開口した貫通状のめねじ孔(26)が形成されている。

両継手(10)(20)は、図示は省略したが、例えば次のようにして固定される。

第１フランジ部材(11)の貫通孔(17)に下方から通されたボルトが、第２フランジ部材(22)のめねじ孔(26)にねじ嵌められることによって、両継手(10)(20)は固定される。

しかしながら、両継手(10)(20)の固定は、これに限定されるものではなく、雄継手(10)の貫通孔(17)および雌継手(20)のめねじ孔(26)に通されるおねじ部品やこのおねじ部品がねじ嵌められる部品を備えていれば、適宜変更可能である。

図３に示すように、凸部(12)の第１円錐面(15)のテーパ角度ａは、凹部(21)の第２円錐面(24)のテーパ角度ｂよりも小さくなされている。凸部(12)の第１円錐面(15)のテーパ角度ａは、３０度とされ、凹部(21)の第２円錐面(24)のテーパ角度ｂは、６２度とされることが好ましい。ただし、凸部(12)の第１円錐面(15)のテーパ角度ａが、凹部(21)の第２円錐面(24)のテーパ角度ｂよりも小さくなされていればよく、上記の角度に限定されない。

凸部(12)の第１円筒面(16)の軸方向長さｌは、凹部(21)の第２円筒面(25)の軸方向長さＬより短く形成されている。凸部(12)の第１円筒面(16)の外径は、凹部(21)の第２円筒面(25)内に嵌合する大きさで形成されており、第１円筒面(16)と第２円筒面(25)とが、互いに密着するようになっていてもよい。

雄継手(10)の凸部(12)が雌継手(20)の凹部(21)に嵌まった状態において、雄継手(10)の凸部(12)の第１円錐面(15)と、雌継手(20)の凹部(21)の第２円錐面(24)との間に隙間が形成されている。

具体的には、凸部(12)の先端面に一致する平面上における、雌継手(20)の第２円錐面(24)の径Ｒが、雄継手(10)の凸部(12)の小端径ｒより大きく形成されており、雄継手(10)の凸部(12)の小端径ｒと雌継手(20)の第２円錐面(24)の径Ｒとの比率は、１：１．０５となっていることが好ましい。

また、雄継手(10)の凸部(12)が雌継手(20)の凹部(21)に嵌まった状態において、凹部(21)の第２円錐面(24)と第２円筒面(25)との境目が、凸部(12)の第１円錐面(15)の外周に対向するように位置しており、Ｏリング(13)が凹部(21)の第２円錐面(24)と第２円筒面(25)との境目に当接している。

Ｏリング(13)は、凸部(12)の第１円錐面(15)と凹部(21)の第２円錐面(24)および第２円筒面(25)の境目とにより、両側から押圧されて弾性変形して、凸部(12)の第１円錐面(15)と凹部(21)の内周面とをシールしている。

雄継手の製造工程として、図４（ａ）に示すように、まず、第1配管(1)の一定長さの端部が、第１フランジ部材(11)の貫通孔(14)を貫通させられている。そして、同図（ｂ）に示すように、第1配管(1)の一端が、その内側からパンチ金具(P)により拡径され、その下方に膨出部(1a)が形成されて、かしめにより第１フランジ部材(11)に固定されている。このようにして形成された後、同図（ｃ）に示すように、第1配管(1)の端部を円錐に形成すると凸部(12)が形成され、凸部(12)の外周にＯリング(13)を装着することにより雄継手(10)が形成される。

従来の雄継手の凸部は、Ｏリングを装着するための周溝を形成する必要があったが、本発明の配管接続構造における雄継手(10)の凸部(12)は、周溝を形成する必要がないため、従来の凸部に比べて簡素な形状となっている。

したがって、凸部(12)をパンチ金具(P)で拡径する際、金型設定の不良が減少し、凸部(12)のクラックの発生を防止することができる。また、凸部(12)が従来の凸部に比べて簡素な形状であるため、雄継手(10)の製造工程の数を減少させることができる。

この発明による配管接続構造は、車両に搭載される空調装置を構成する冷凍サイクルにおいて、配管どうしを接続するのに好適に用いられる。

(1) 第1配管
(2) 第２配管
(10) 雄継手
(11) 第１フランジ部材
(12) 凸部
(13) Oリング
(15) 第１円錐面
(16) 第１円筒面
(20) 雌継手
(21) 凹部
(22) 第２フランジ部材
(24) 第２円錐面
(25) 第２円筒面

Claims

第１配管に固定された第１フランジ部材、第１フランジ部材に設けられた凸部および凸部の外周に装着されたOリングを有する雄継手と、第２配管に固定されかつ凸部が嵌まる凹部が形成された第２フランジ部材を有する雌継手とよりなり、
第１配管が、一端寄りの一定長さ部分が第１フランジ部材から突出するように第１フランジ部材に貫通状に固定されるとともに、第１配管の第１フランジ部材から突出した部分が前記凸部となり、第２フランジ部材の凹部内が第２配管に通じさせられ、雄継手の凸部が雌継手の凹部内に嵌め入れられて凸部外周面と凹部内周面との間がOリングによりシールされる配管接続構造であって、
凸部の外周面は、突出方向に向かって縮径された第１円錐面を有し、
凹部の内周面は、凸部を嵌め入れる開口側に形成された円筒面と、円筒面に連なって第２配管に向かって縮径された第２円錐面とを有し、
凸部が凹部に嵌まった際、凸部の第１円錐面が、凹部の第２円錐面と円筒面との境目に対向するように位置し、Oリングが凹部の第２円錐面と円筒面との境目に当接してシールしている、配管接続構造。
前記凸部の第１円錐面のテーパ角度が、前記凹部の第２円錐面のテーパ角度より小さくなされている、請求項１記載の配管接続構造。
雄継手の凸部の外周面は、第１円錐面の大端径に連なる円筒面をさらに有している、請求項１または２記載の配管接続構造。
前記凸部の円筒面の軸方向長さは、凹部の円筒面の軸方向長さよりも短く形成されている、請求項３記載の配管接続構造。
雄継手の凸部が雌継手の凹部に嵌まった状態において、雄継手の凸部の第１円錐面と、雌継手の凹部の第２円錐面との間に隙間が形成されている、請求項１〜４のいずれか１つに記載の配管接続構造。