JP2023171066A - 雄側管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】シール溝の底を横切るように延びたり、シール溝の側壁において縦に延びたりするパーティングラインのない、２つのシール部材が装着可能な樹脂製の雄側管継手を製造すること。【解決手段】雄側管継手（１０１）は、樹脂材料からなる筒形状の第１本体部（１）と、第１本体部（１）の軸方向の端部が挿入されるとともに固定された樹脂材料からなる第２本体部（２）と、を備える。第１本体部（１）は、環状のシール部材が装着されるシール溝の側壁を形成する第１環状凸部（４）および第２環状凸部（５）を外周面に有し、第１環状凸部（４）および第２環状凸部（５）のうちの一方は、第１本体部（１）の筒部（３）と一体とされ、他方は、筒部（３）と別体とされて筒部（３）の外周面に固定される。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製の雄側管継手に関する。

特許文献１に、管と管とを接続するための管継手が記載されている。この管継手は、一用途として、車両用空気調和装置の冷凍サイクルを構成する冷媒回路において、冷媒を流通させる冷媒管の接続に用いられるものである。

上記管継手は、雄側部材と雌側部材とで構成される。雄側部材には、Ｏリングを保持するための２つの保持溝が設けられている。これら２つの保持溝は、異なる幅の溝とされ、フランジ側の保持溝の方が幅の狭い溝とされている。２つの保持溝には、同一の材質・形状・大きさのＯリングが装着される。これらの構成により、雄側部材のフランジ側のＯリングが外側にはみ出し、これによって、管継手のシール性能の向上が図られている。

特許第５８０５４９２号公報

従来、自動車用のエアコン配管（冷媒管）、およびその管継手（特許文献１に記載のような管継手）は、アルミ製（金属製）とされている。これに対して、近年、ガソリン車の燃費向上や電気自動車の走行距離延長を図るために、エアコン配管およびその管継手などの金属製部品を樹脂製部品に置き替えることで自動車を軽量化することが検討されている。

ここで、２つのＯリングが装着される特許文献１に記載のような管継手の雄側部材を、射出成型によって一体的に樹脂成形しようとすると、次のような問題がある。

成形された雄側部材から金型を外せるように、射出成型用の金型を割り型（円筒をその軸方向に沿って２つに割ったような金型）としなければならなくなる。このような割り型とすると、Ｏリングの保持溝（シール溝）にパーティングラインができることを避けることができない。そして、パーティングラインができると、そのパーティングラインを伝わって、管継手部からガス漏れが発生する可能性がある。なお、このパーティングラインは、保持溝の底や側壁にできるパーティングラインのことである。保持溝の底にできるパーティングラインは、保持溝の底を横切るように延びる。保持溝の側壁にできるパーティングラインは、保持溝の側壁において縦に延びる。このようなパーティングラインができると、保持溝の底や側壁の表面粗さを小さくすることが難しい。

本発明の目的は、シール溝の底を横切るように延びたり、シール溝の側壁において縦に延びたりするパーティングラインのない、２つのシール部材が装着可能な樹脂製の雄側管継手を製造することである。

本願で開示する雄側管継手は、樹脂材料からなる筒形状の第１本体部と、前記第１本体部の軸方向の端部が挿入されるとともに固定された樹脂材料からなる第２本体部と、を備える。前記第１本体部は、環状のシール部材が装着されるシール溝の側壁を形成する第１環状凸部および第２環状凸部を外周面に有し、前記第１環状凸部および前記第２環状凸部のうちの一方は、前記第１本体部の筒部と一体成形とされ、他方は、前記筒部と別体とされて前記筒部の外周面に固定されている。

上記構成の雄側管継手によれば、シール溝の底を横切るように延びたり、シール溝の側壁において縦に延びたりするパーティングラインのない、２つのシール部材が装着可能な樹脂製の雄側管継手を製造することができる。

第１実施形態の雄側管継手の側断面図である。 図１に示す雄側管継手の正面図である。 図１に示す第１本体部の製造手順を示す図である。 第２実施形態の雄側管継手の側断面図である。 第３実施形態の雄側管継手の側断面図である。

本発明を実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の雄側管継手は、自動車用のエアコン配管（冷媒管）で用いられる雄側管継手に限定されることはなく、様々な配管の接続に用いることができる雄側管継手である。

（第１実施形態）
図１、２に示すように、雄側管継手１０１は、第１本体部１と、第２本体部２とを備えている。この雄側管継手１０１は、例えば、自動車用のエアコン配管（冷媒管）において、管と管とを接続するための管継手のうちの雄側管継手として用いられる。本願において、雄側管継手１０１に対応する雌側管継手については、その図示を省略している。

第１本体部１は、雌側管継手（不図示）に挿入される部分である。第１本体部１の形状は筒形状である。第１本体部１は、筒部３と、第１環状凸部４と、第２環状凸部５とで構成される。筒部３、第１環状凸部４、および第２環状凸部５は、いずれも樹脂材料からなる。筒部３の筒孔３ａは、冷媒（流体）の流路となる孔である。

第１環状凸部４は、筒部３の軸方向の一方の端部（雌側管継手に挿入される側の端部）の外周面に設けられている。第１環状凸部４は、筒部３と一体成形とされている。なお、第１環状凸部４は、筒部３の端部から少し離れた位置に設けられてもよい。すなわち、第１環状凸部４の位置は、筒部３の端部に限定されない。

これに対して、第２環状凸部５は、筒部３の軸方向の中途部の外周面に設けられている。第２環状凸部５は、第１環状凸部４と、後述する第２本体部２の受け口８との間の軸方向におけるほぼ中央部に設けられている。第２環状凸部５は、筒部３と別体とされており、筒部３の外周面に固定されている。第２環状凸部５は、樹脂製のリング形状の部品である。

第１環状凸部４と、第２環状凸部５と、第１環状凸部４と第２環状凸部５との間部分の筒部３の外周面とで、第１シール溝Ｓ１が形成される。この第１シール溝Ｓ１に、環状のシール部材（不図示）が装着される。環状のシール部材は、例えば、Ｏリングである。Ｏリングの材質は、ゴムまたは樹脂である。第１環状凸部４および第２環状凸部５は、それぞれ、第１シール溝Ｓ１の側壁を形成する。第１環状凸部４と第２環状凸部５との間部分の筒部３の外周面は、第１シール溝Ｓ１の底面を形成する。

また、第２環状凸部５と、後述する第２本体部２の受け口８と、第２環状凸部５と受け口８との間部分の筒部３の外周面とで、第２シール溝Ｓ２が形成される。この第２シール溝Ｓ２に、環状のシール部材（不図示）が装着される。環状のシール部材は、例えば、Ｏリングである。Ｏリングの材質は、ゴムまたは樹脂である。第２環状凸部５および受け口８は、それぞれ、第２シール溝Ｓ２の側壁を形成する。第２環状凸部５と受け口８との間部分の筒部３の外周面は、第２シール溝Ｓ２の底面を形成する。

このようにして、第１本体部１には、２つのＯリング（環状のシール部材）が装着されるシール溝Ｓ１、Ｓ２が形成されている。なお、第１本体部１を構成する筒部３の、第１環状凸部４とは反対側の端部の外周面に凸部は設けられない。受け口８は、第１本体部１側に突出しているが、受け口８は、第１本体部１側に突出している必要はない。受け口８が第１本体部１側に突出していない場合、筒部３の長さが図１に示すものと同じであると、第２シール溝Ｓ２の幅が広すぎることとなる。そのため、受け口８が第１本体部１側に突出していない場合、それに合わせて、筒部３は、図１に示すものより短くされる。

第２本体部２は、冷媒の圧力などで雄側管継手１０１と雌側管継手とが離れてしまわないように、両者を強固に連結するためのいわゆるフランジ部分である。第２本体部２は、冷媒の流路となる孔６ａが形成された本体部６と、本体部６から延在する締結部７とで構成される。第２本体部２（本体部６および締結部７）は、樹脂材料からなる。

本体部６には、第１本体部１の軸方向の端部が挿入されるとともに固定される筒形状の受け口８が設けられている。受け口８は、第１本体部１側に突出している。本体部６の、受け口８とは反対側の面には、樹脂製の配管５０が挿入されるとともに固定される筒形状の受け口９が設けられている。

締結部７には、筒形状のカラー１０が嵌め込まれる孔７ａが形成されている。孔７ａに嵌め込まれたカラー１０にボルト（不図示）が挿入される。雌側管継手も同様の構造とされており、雌側管継手は、ボルトが挿入される孔を有するフランジ部分を備えている。雄側管継手１０１と雌側管継手とは、挿入されたボルト、およびナット（不図示）によって、強固に連結固定される。なお、雄側管継手１０１と雌側管継手との連結手段は、ボルト・ナットに限定されない。また、雄側管継手１０１が用いられる位置によっては、雄側管継手１０１と雌側管継手との連結にボルト・ナットが不要な場合もある。よって、雄側管継手１０１において、締結部７のような本体部６から延在する部分はなくてもよい場合がある。

雄側管継手１０１の製造方法について説明する。まず、図３を参照しつつ、第１本体部１の製造方法について説明する。

射出成型によって、第１環状凸部４を一体で有する樹脂製の筒部３を製造する（図３の中の上側の図を参照）。筒部３は、第１環状凸部４というリング形状の凸部を外周面に１つだけ一体で有する形状である。そのため、筒部３の射出成型用の金型として、円筒をその軸方向に沿って２つに割ったような金型（割り型）ではなく、分割面が存在しない１つの円筒形状の金型を用いることができる。一対の割り型を用いなくても、金型を成形品から外すことができるからである。

上記円筒形状の金型を用いると、第１シール溝Ｓ１の底面および第２シール溝Ｓ２の底面を形成する筒部３の外周面に、筒部３の軸方向に延びるパーティングラインはできない。すなわち、第１シール溝Ｓ１および第２シール溝Ｓ２の底を横切るように延びるパーティングラインはできない。そのため、各シール溝Ｓ１およびＳ２の底を横切るように延びるパーティングラインのない樹脂製の筒部３を得ることができる。また、第１環状凸部４の側壁において縦（筒部３の径方向）に延びるパーティングラインもできない。その結果、パーティングラインを伝わって、管継手部（雄側管継手１０１と雌側管継手との間）からガス漏れが発生するというような懸念はない。また、各シール溝Ｓ１およびＳ２の底面、および第１環状凸部４の側壁の表面粗さを小さくすることができ、シール性能に優れる雄側管継手１０１とすることができる。

次いで、別途準備した第２環状凸部５を筒部３の外周面に固定する。なお、第２環状凸部５も樹脂材料からなるため、第２環状凸部５も、金型を用いて射出成型によって製造される。

ここで、第１環状凸部４を含む筒部３の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料とされる。これに対して、第２環状凸部５の材料は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料とされる。レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料、およびレーザー光に対して透過性を有する樹脂材料は、公知であるため、その説明を省略する。なお、第１環状凸部４を含む筒部３の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料以外の樹脂材料とされてもよい。また、第２環状凸部５の材料は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料以外の樹脂材料とされてもよい。

筒部３の外周面に第２環状凸部５をはめ込み、第２環状凸部５を筒部３の外周面に密着させる。そして、図１に矢印で示すように、筒部３の径方向における外方から、第２環状凸部５に向かって、第２環状凸部５（筒部３）の全周にわたってレーザー光を照射する。なお、レーザー光の照射は全周でなくてもよい。レーザー光を照射すると、レーザー光は第２環状凸部５を透過し、筒部３の外周面で筒部３に吸収される。筒部３の外周面におけるレーザー光で照射された部分が発熱し溶融する。この発熱が、筒部３の外周面における発熱した部分に密着した第２環状凸部５に伝わり、第２環状凸部５も密着した部分が溶融する。そして、溶融した材料同士が混ざり合う。レーザー光の照射を停止すると、溶融した材料の温度が低下して材料は固まる。このようにして、第２環状凸部５は、筒部３の外周面にレーザー光にて溶着固定される。これにより、第１本体部１が製造される。

射出成型によって、別途、第２本体部２を製造する。第２本体部２（本体部６、締結部７、および受け口８、９）の材料は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料とされる。なお、第２本体部２の材料は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料以外の樹脂材料とされてもよい。

第２本体部２の受け口８に第１本体部１の端部を押し込み、受け口８を筒部３の外周面に密着させる。そして、図１に矢印で示すように、筒部３の径方向における外方から、受け口８に向かって、受け口８（筒部３）の全周にわたってレーザー光を照射する。レーザー光を照射すると、レーザー光は受け口８を透過し、筒部３の外周面で筒部３に吸収される。筒部３の外周面におけるレーザー光で照射された部分が発熱し溶融する。この発熱が、筒部３の外周面における発熱した部分に密着した受け口８に伝わり、受け口８も密着した部分が溶融する。そして、溶融した材料同士が混ざり合う。レーザー光の照射を停止すると、溶融した材料の温度が低下して材料は固まる。このようにして、第２本体部２は、受け口８において、筒部３の外周面にレーザー光にて溶着固定される。これにより、雄側管継手１０１が製造される。

なお、雄側管継手１０１と配管５０との固定方法は、例えば、次のようにして行われる。配管５０の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料とされる。なお、配管５０の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料以外の樹脂材料とされてもよい。

第２本体部２の受け口９に配管５０の端部を押し込み、受け口９を配管５０の外周面に密着させる。そして、図１に矢印で示すように、配管５０の径方向における外方から、受け口９に向かって、受け口９（配管５０）の全周にわたってレーザー光を照射する。これにより、雄側管継手１０１と配管５０とは、レーザー光にて溶着固定される。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の雄側管継手１０２を示す図である。第２実施形態の雄側管継手１０２を構成する部品について、第１実施形態の雄側管継手１０１を構成する部品と同様の部品については、同一の符号を付している。

第１実施形態の雄側管継手１０１では、第１本体部１を構成する筒部３と第１環状凸部４とが一体（一体成形）とされ、第２環状凸部５は筒部３と別体とされている。これに対して、第２実施形態の雄側管継手１０２では、筒部３と第２環状凸部５とが一体（一体成形）とされ、第１環状凸部４は筒部３と別体とされている。この違いが、第１実施形態の雄側管継手１０１と、第２実施形態の雄側管継手１０２との相違点である。

雄側管継手１０２においても、筒部３の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料とされる。そのため、筒部３と一体である第２環状凸部５の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料となる。これに対して、第１環状凸部４の材料は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料とされる。なお、第１実施形態の場合と同様に、第２環状凸部５を含む筒部３の材料は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料以外の樹脂材料とされてもよい。また、第１環状凸部４の材料は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料以外の樹脂材料とされてもよい。

第１実施形態における第２環状凸部５の場合と同様に、第１環状凸部４は、筒部３の外周面にレーザー光にて溶着固定される。

第１環状凸部４に代えて、第２環状凸部５が筒部３と一体（一体成形）とされても、筒部３の射出成型用の金型として、円筒をその軸方向に沿って２つに割ったような金型（割り型）ではなく、分割面が存在しない円筒形状の金型を用いることができる。分割面が存在しない２つの円筒形状の金型を用いることで、金型を成形品から外すことができる。円筒形状の金型を用いると、第１シール溝Ｓ１の底面および第２シール溝Ｓ２の底面を形成する筒部３の外周面に、筒部３の軸方向に延びるパーティングラインはできない。すなわち、第１シール溝Ｓ１および第２シール溝Ｓ２の底を横切るように延びるパーティングラインはできない。また、第２環状凸部５の側壁において縦（筒部３の径方向）に延びるパーティングラインもできない。

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の雄側管継手１０３を示す図である。第３実施形態の雄側管継手１０３を構成する部品について、第１実施形態の雄側管継手１０１を構成する部品と同様の部品については、同一の符号を付している。

第２実施形態の雄側管継手１０２では、第１環状凸部４は、筒部３の外周面にレーザー光にて溶着固定される。これに対して、第３実施形態の雄側管継手１０３では、第１環状凸部４は、筒部３の外周面に嵌め込みにて固定されている。この違いが、第２実施形態の雄側管継手１０２と、第３実施形態の雄側管継手１０３との相違点である。

雄側管継手１０３において、第１環状凸部４は、その内周面に環状の係合部４ａが設けられている。係合部４ａは、環状の凸部である。この係合部４ａに対応する環状の凹部３ｂが、筒部３の端部の外周面に設けられている。係合部４ａが凹部３ｂに嵌り込むことで、第１環状凸部４は、筒部３の外周面に固定される。

本実施形態においても、筒部３の射出成型用の金型として、円筒をその軸方向に沿って２つに割ったような金型（割り型）ではなく、分割面が存在しない２つの円筒形状の金型を用いることで、金型を成形品から外すことができる。円筒形状の金型を用いると、第１シール溝Ｓ１の底面および第２シール溝Ｓ２の底面を形成する筒部３の外周面に、筒部３の軸方向に延びるパーティングラインはできない。すなわち、第１シール溝Ｓ１および第２シール溝Ｓ２の底を横切るように延びるパーティングラインはできない。また、第２環状凸部５の側壁において縦（筒部３の径方向）に延びるパーティングラインもできない。

（効果）
雄側管継手１０１、１０２、１０３は、いずれも、樹脂材料からなる筒形状の第１本体部１と、第１本体部１の軸方向の端部が挿入されるとともに固定された樹脂材料からなる第２本体部２と、を備える雄側管継手である。第１本体部１は、環状のシール部材（例えば、Ｏリング）が装着されるシール溝の側壁を形成する第１環状凸部４および第２環状凸部５を外周面に有する。第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちの一方は、第１本体部１の筒部３と一体とされ、他方は、筒部３と別体とされて筒部３の外周面に固定されている。

この構成によると、射出成型によって筒部３を製造するに際し、筒部３の射出成型用の金型として、円筒をその軸方向に沿って２つに割ったような金型（割り型）ではなく、分割面が存在しない円筒形状の金型を用いることができる。円筒形状の金型を用いると、第１シール溝Ｓ１の底面および第２シール溝Ｓ２の底面を形成する筒部３の外周面に、筒部３の軸方向に延びるパーティングラインはできない。すなわち、第１シール溝Ｓ１および第２シール溝Ｓ２の底を横切るように延びるパーティングラインはできない。また、筒部３と一体とされた第１環状凸部４、または第２環状凸部５の側壁において縦（筒部３の径方向）に延びるパーティングラインもできない。したがって、シール溝の底を横切るように延びたり、シール溝の側壁において縦に延びたりするパーティングラインのない、２つのシール部材が装着可能な樹脂製の雄側管継手１０１、１０２、１０３を製造することができる。

また、第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちの別体とした方は、別途、射出成型によって製造することとなるので、その分の金型が必要となる。ここで、第１環状凸部４および第２環状凸部５の両方を別体とすると、必要な金型がその分、増えてしまうことになる。第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちのいずれかだけを別体とすることで、金型の数を減らすことができ、製造コストを抑えることができる。

ここで、第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちの別体とされている方は、筒部３の外周面にレーザー光にて溶着固定されるとよい。この構成によると、第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちの別体とされている方と筒部３とを強固に固定することができる。

また、筒部３は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料で形成され、且つ、第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちの別体とされている方は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料で形成されているとよい。この構成によると、レーザー光にての溶着（レーザー溶着）を容易に行うことができる。

また、第２本体部２は、第１本体部１の軸方向の端部が挿入されるとともに固定される筒形状の受け口８であって、第１本体部１側に突出する受け口８を有し、第１環状凸部４および第２環状凸部５に加えて、受け口８がシール溝の側壁を形成しているとよい。これによれば、シール溝を形成しやすい。

また、第２本体部２は、受け口８において、筒部３の外周面にレーザー光にて溶着固定されるとよい。この構成によると、第２本体部２と筒部３とを強固に固定することができる。

また、筒部３は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料で形成され、且つ、第２本体部２は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料で形成されているとよい。この構成によると、レーザー光にての溶着（レーザー溶着）を容易に行うことができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記実施形態の要素を適宜組み合わせたり、上記実施形態に種々の変更を加えたりすることが可能である。

例えば、上記実施形態は、次のように変更可能である。

第１環状凸部４および第２環状凸部５のうちの別体とした方と、筒部３との固定方法は、レーザー溶着（第１、第２実施形態）、または嵌め込み（第３実施形態）に限定されない。他の固定方法として、スピン溶着、超音波溶着、および振動溶着などを挙げることができる。第２本体部２の受け口８と、筒部３との固定方法についても同様である。第２本体部２の受け口８と、筒部３との固定は、スピン溶着、超音波溶着、および振動溶着などの方法で行われてもよい。

第２本体部２において、カラー１０はなくてもよい。

１：第１本体部
２：第２本体部
３：筒部
４：第１環状凸部
５：第２環状凸部
８：受け口
１０１、１０２、１０３：雄側管継手
Ｓ１：第１シール溝（シール溝）
Ｓ２：第２シール溝（シール溝）

Claims (6)

1. 樹脂材料からなる筒形状の第１本体部と、
   前記第１本体部の軸方向の端部が挿入されるとともに固定された樹脂材料からなる第２本体部と、
   を備え、
   前記第１本体部は、環状のシール部材が装着されるシール溝の側壁を形成する第１環状凸部および第２環状凸部を外周面に有し、
   前記第１環状凸部および前記第２環状凸部のうちの一方は、前記第１本体部の筒部と一体成形とされ、他方は、前記筒部と別体とされて前記筒部の外周面に固定されている、
   雄側管継手。
2. 請求項１に記載の雄側管継手において、
   前記第１環状凸部および前記第２環状凸部のうちの前記他方は、前記筒部の外周面にレーザー光にて溶着固定されている、
   雄側管継手。
3. 請求項２に記載の雄側管継手において、
   前記筒部は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料で形成されており、
   前記第１環状凸部および前記第２環状凸部のうちの前記他方は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料で形成されている、
   雄側管継手。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の雄側管継手において、
   前記第２本体部は、前記第１本体部の軸方向の端部が挿入されるとともに固定される筒形状の受け口であって、前記第１本体部側に突出する受け口を有し、
   前記第１環状凸部および前記第２環状凸部に加えて、前記受け口が前記シール溝の側壁を形成している、
   雄側管継手。
5. 請求項４に記載の雄側管継手において、
   前記第２本体部は、前記受け口において、前記筒部の外周面にレーザー光にて溶着固定されている、
   雄側管継手。
6. 請求項５に記載の雄側管継手において、
   前記筒部は、レーザー光に対して吸収性を有する樹脂材料で形成されており、
   前記第２本体部は、レーザー光に対して透過性を有する樹脂材料で形成されている、
   雄側管継手。

Images