JP2019173990A - 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】本体部材２と、これに重ねられる蓋部材１と、これらの一方に設けられた凸部１０が、他方に設けられた孔部２０に挿通しており、かつ凸部１０の先端部１０ａは、孔部２０よりも大径または幅広とされて孔部２０の開口周縁に係合する係合部１３を有しているカシメ部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１０は、筒状起立壁部１１、およびこの筒状起立壁部１１の先端開口を塞ぐ先端閉塞壁部１２を有する中空状である。【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。本出願人は、そのようなガス供給用マニホールドの具体例として、特許文献１，２に記載のものを先に提案している。

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ための蓋部材とを、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、かつこの凸部の先端部を圧縮変形させることにより、孔部の開口周縁に係合するフランジ状の係合部を凸部の先端部に形成した構成である。
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。したがって、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、前記従来技術においては、次に述べるように、不具合を生じる場合がある。

すなわち、ガス供給用マニホールドの本体部材および蓋部材の原材料としては、様々な厚みのプレート状部材が用いられる。その一方、前記従来技術のカシメ締結構造は、既述したように、一方の部材の凸部を他方の部材の孔部に挿通させて、前記凸部の先端部を圧縮変形させているが、前記凸部は、前記一方の部材のうちの凸部形成面とは反対側の片面が窪むように前記一方の部材に段押し加工を施すことにより形成された中実状の凸部とされている。このため、本体部材または蓋部材のうち、凸部が形成される側の一方の部材の厚みが小さい場合には、前記した段押し加工によっては、凸部の突出寸法を長くして、凸部の先端部の圧縮変形量（カシメ量）を大きくとることが難しくなる。本体部材または蓋部材のうち、孔部が形成される側の他方の部材の厚みが大きい場合には、カシメ量を大きくとることは一層難しいものとなる。これでは、強度・耐久性などに優れるカシメ締結を図ることができない。

特許文献１においては、本体部材がかなり厚肉であっても、この本体部材に孔部を形成することによって、カシメ締結部分の実質的な薄肉化を図り、カシメ締結を適切に行なうことが可能な手段が提案されている。ただし、蓋部材が薄肉であって、ただ単に段押し加工を行なっただけでは、凸部の突出寸法をある程度以上の長さにすることができない場合には、特許文献１においても、本体部材と蓋部材との強固なカシメ締結を行なうことは困難となる。

特開２０１７−１１６０２９号公報 特開２０１７−１１６２０９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ための蓋部材と、前記本体部材および前記蓋部材のうち、一方の部材に設けられた凸部が、他方の部材に設けられた孔部に挿通され、かつ前記凸部の先端部は、前記孔部よりも大径または幅広とされて前記孔部の開口周縁に係合する係合部を有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、前記凸部は、筒状起立壁部、およびこの筒状起立壁部の先端開口を塞ぐ先端閉塞壁部を有する中空状であることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、本体部材および蓋部材のうち、一方の部材に設けられた凸部は、筒状起立壁部を有する中空状であるため、この凸部を段押し加工により形成する場合において、前記一方の部材が比較的薄肉であったとしても、凸部を中実に形成する場合と比較すると、凸部全体の強度を高くしつつ、その突出寸法を長いものとすることができる。したがって、凸部の先端部の圧縮変形量（いわゆるカシメ量であり、係合部のサイズとも言える）を大きくとり、本体部材および蓋部材を強固にカシメ締結し、強度・耐久性に優れたものとすることが可能となる。ガス供給用マニホールドは、本体部材と蓋部材との間に優れた気密シール性をもたせる必要があるが、前記したカシメ締結によれば、そのようなことにも適切に対応し得るものとなる。凸部の先端閉塞壁部は、孔部が通気性をもたないように、この孔部を適切に塞ぐのに役立つ。

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、前記カシメ部およびその周辺箇所の厚みが小さい側の部材が、前記凸部を有する前記一方の部材であり、厚みが大きい側の部材が、前記孔部を有する前記他方の部材である。

このような構成によれば、本体部材および蓋部材のうち、厚みが小さい側の部材に中空状の凸部を形成するため、この凸部の形成が容易である。

本発明において、好ましくは、前記他方の部材のうち、前記一方の部材に対向する片面とは反対側の片面側には、前記孔部に繋がった凹部が設けられており、この凹部の底面部に、前記係合部が係合している。

このような構成によれば、前記他方の部材に設けられている孔部の深さ（孔部が設けられている箇所の肉厚）の寸法を小さくすることができる。このため、一方の部材の凸部の突出寸法を、その分だけ長く形成する必要がなくなる。その結果、凸部の強度を高めたり、あるいは凸部の先端部の圧縮変形量（カシメ量）を大きくとり、カシメ強度を高める上で、より好ましいものとなる。

本発明において、好ましくは、前記凸部の先端部は、前記凹部内からその外部に突出しない構成とされている。

このような構成によれば、前記他方の部材の凹部が設けられている側の片面に、凸部の先端部が不体裁に突出しないこととなるため、ガス供給用マニホールドの外観が煩雑なものとなることを抑制する上で好ましい。

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と、この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ための蓋部材と、を互いに重ね合わせ、かつ前記本体部材および前記蓋部材のうち、一方の部材に設けられた凸部を、他方の部材に設けられた孔部に挿通させた状態において、前記凸部の先端部を前記孔部よりも大径または幅広に圧縮変形させることにより、前記孔部の開口周縁に係合するフランジ状の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、前記凸部は、筒状起立壁部、およびこの筒状起立壁部の先端開口を塞ぐ先端閉塞壁部を有する中空状であ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、本発明に係るカシメ締結構造が適用された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部拡大図である。 図４に示す構造を得るための途中工程を示す要部断面図である。 図４に示す構造を得るための途中工程を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。

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、本体部材２と蓋部材１とを組み合わせて構成されている。このガス供給用マニホールドＡは、後述するカシメ部Ｃを備えており、この構成に大きな特徴がある。これ以外の全体の基本的な構成は、たとえば特許文献２に記載のものと同様である。

本体部材２は、たとえばアルミ製であり、複数のガス噴出ノズル２５がプレス成形によって一体的に形成されたいわゆるノズルプレートである。蓋部材１は、本体部材２よりも厚みが小さいステンレス製などの金属製プレートにプレス加工を施して形成されたものであり、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。以下、その構成を説明する。

図４において、本体部材２には、孔部２０、およびこれよりも大径の凹部２１が繋がって設けられており、凹部２１の底面部２１ａに、孔部２０の一端開口部が開口している（図５も参照）。孔部２０および凹部２１は、一連に繋がっているため、これら全体としては段付き貫通孔となっているが、孔部２０は、後述する凸部１０を挿通させるための部位であるのに対し、凹部２１は、孔部２０の軸長方向寸法Ｌａを本体部材２の一般部分の厚みｔａよりも小さくするためなどの部分であり、本発明では、これら孔部２０と凹部２１とは、異なる役割を果たす部位として区別される。

蓋部材１には、孔部２０に挿通する凸部１０が一体形成されており、この凸部１０のうち、孔部２０から突出した先端部１０ａには、孔部２０よりも大径または幅広のフランジ状の係合部１３が形成されている。この係合部１３は、孔部２０からの凸部１０の抜け止めが図られるべく、孔部２０の開口周縁としての凹部２１の底面部２１ａに圧接・係合している。凸部１０は、先端開口が先端閉塞壁部１２によって塞がれた形態をもつ筒状起立壁部１１を有する中空状である。凸部１０の先端部１０ａは、凹部２１内に位置しており、凹部２１内からその外部には突出しないように設けられている。

蓋部材１のうち、凸部１０の形成箇所およびその周縁領域は、他の一般領域よりも凸部１０と同方向に若干寸法だけ突出した突出段部１４として形成されている。シール用パッキン３は、この突出段部１４が挿入可能な開口部３０を有しており、蓋部材１と本体部材２との相互間に挟まれて適度に圧縮されている。
本実施形態においては、蓋部材１が、本発明でいう「一方の部材」に相当し、本体部材２が、本発明でいう「他方の部材」に相当する。

前記したカシメ部Ｃは、図５および図６に示すような工程を経て形成することができる。以下、この点を説明する。

まず、図５に示すように、本体部材２、蓋部材１、およびシール用パッキン３を準備しておくが、本体部材２の孔部２０および凹部２１は、たとえばプレート状の素材２Ａにプレス加工を施すことにより形成する。好ましくは、このプレス加工は、先に述べたガス噴出ノズル２５などのプレス加工と同時に行なう。一方、蓋部材１については、プレート状の素材１Ａにプレス加工を施し、突出段部１４、および先端部が塞がれた筒状起立壁部１１を有する凸部１０’が形成された構成としておく。好ましくは、このプレス加工は、先に述べた膨出部２８などのプレス加工と同時に行なう。

図６に示すように、本体部材２、蓋部材１、およびシール用パッキン３を組み合わせた後には、パンチ（不図示）を用いて、凸部１０’の先端部１０ａ’を押圧し、圧縮変形させる。その際、好ましくは、筒状起立壁部１１の全体が不当に押し下げられることを防止し、先端部１０ａ’の外径が増大する圧縮変形が円滑に生じるように、適当なダイ（不図示）により蓋部材１をバックアップさせておく。このような工程により、図４に示したカ
シメ部Ｃを適切に形成することが可能である。
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１０は、筒状起立壁部１１を有する中空状であるため、この凸部１０を段押し加工によって蓋部材１に形成する際、蓋部材１の厚みが比較的小さい場合であっても、凸部１０（１０’）の全体の強度を高くしつつ、その突出寸法を大きなものとすることが可能である。このため、図６に示した状態において、凸部１０’のうち、孔部２０よりも上方に突出した先端部１０ａ’のボリュームを大きくし、その後の圧縮による係合部１３のボリュームも大きくすることが可能である。その結果、本体部材２および蓋部材１を強固にカシメ締結することができる。

凸部１０は、先端閉塞壁部１２を有しており、この先端閉塞壁部１２は、孔部２０を塞いでいる。このため、ガス供給用マニホールドＡの片側からその反対側に向けて、孔部２０を介してガスの通過（漏出）が生じるといったことはなく、凸部１０を筒状起立壁部１１を用いて形成したことによる不具合もない。

本体部材２は、厚みｔａが比較的大きいものの、凹部２１が設けられていることにより、孔部２０の軸長方向寸法Ｌａは、小さくされている。このため、凸部１０の突出寸法を、厚みｔａよりも長くする必要がない。凸部１０の突出寸法を長くするほど、凸部１０の強度が低下する不具合を生じるが、本実施形態によれば、そのような不具合を適切に解消することも可能である。また、凸部１０は、凹部２１の外部には突出しないように設けられているため、ガス供給用マニホールドＡの外観が煩雑になるといったことも適切に防止し得ることとなる。

図７は、本発明の他の実施形態を示している。同図においては、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７に示すカシメ部Ｃａにおいては、本体部材２に、前記実施形態の凹部２１が設けられておらず、孔部２０が、本体部材２の厚み方向に貫通して設けられている。一方、凸部１０は、孔部２０に挿通されていることにより、その先端部１０ａは、本体部材２の蓋部材１側とは反対の片面２ａに圧接・係合している。

本実施形態では、本体部材２の厚みｔｂが、前記実施形態における厚みｔａよりも小さくされており、凸部１０の突出寸法は、過度に長い寸法とはされていない。凸部１０の薄肉化は抑制され、強度は十分に確保されている。本実施形態から理解されるように、本発明では、前記実施形態の凹部２１に相当する部位を省略した構成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。

上述の実施形態においては、蓋部材に凸部を形成し、かつ本体部材に孔部を形成したが、これとは反対に、蓋部材に孔部を形成し、かつ本体部材に凸部を形成した構成とすることもできる。
本発明は、蓋部材および本体部材の一方の厚みが比較的大きく、かつ他方の厚みが比較的小さいような場合に好ましいが、これに限定されず、たとえば蓋部材および本体部材の厚みが略同一であるような場合にも適用することが可能である。
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，Ｃａ カシメ部
１ 蓋部材
１０ 凸部
１０ａ 先端部
１１ 筒状起立壁部
１２ 先端閉塞壁部
１３ 係合部
２ 本体部材
２０ 孔部
２１ 凹部
２１ａ 底面部（凹部の）
２５ ガス噴出ノズル
２９ ガス供給流路
３ シール用パッキン

Claims (5)

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ための蓋部材と、
   前記本体部材および前記蓋部材のうち、一方の部材に設けられた凸部が、他方の部材に設けられた孔部に挿通され、かつ前記凸部の先端部は、前記孔部よりも大径または幅広とされて前記孔部の開口周縁に係合する係合部を有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、
   前記凸部は、筒状起立壁部、およびこの筒状起立壁部の先端開口を塞ぐ先端閉塞壁部を有する中空状であ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、
   前記本体部材および前記蓋部材のうち、前記カシメ部およびその周辺箇所の厚みが小さい側の部材が、前記凸部を有する前記一方の部材であり、厚みが大きい側の部材が、前記孔部を有する前記他方の部材である、ガス供給用マニホールド。
3. 請求項１に記載のガス供給用マニホールドであって、
   前記他方の部材のうち、前記一方の部材に対向する片面とは反対側の片面側には、前記孔部に繋がった凹部が設けられており、
   この凹部の底面部に、前記係合部が係合している、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、
   前記凸部の先端部は、前記凹部内からその外部に突出しない構成とされている、ガス供給用マニホールド。
5. 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ための蓋部材と、を互いに重ね合わせ、かつ前記本体部材および前記蓋部材のうち、一方の部材に設けられた凸部を、他方の部材に設けられた孔部に挿通させた状態において、前記凸部の先端部を前記孔部よりも大径または幅広に圧縮変形させることにより、前記孔部の開口周縁に係合するフランジ状の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、
   前記凸部は、筒状起立壁部、およびこの筒状起立壁部の先端開口を塞ぐ先端閉塞壁部を有する中空状であ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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