JP3197468U - パイプの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接技術や仲介部材を使用せず、確実で省コスト性に優れた方法によるパイプの接続構造を提供する。【解決手段】口径の異なるパイプ同士又は継手と接続パイプとの接続構造において、大径のパイプ１の内径は口部１１から軸方向一定の長さまでは小径のパイプ２の外径と同径であり、それ以遠は小さくなり、内径が小さくなる部位には軸方向に対して垂直に環状の撞着壁１２が形成され、口部から撞着壁までの間の内周面の少なくとも１箇所には周方向に環状の凹溝部１３が形成される。大径のパイプの内周に小径のパイプを挿入する過程において、小径のパイプの先端が大径のパイプの内周面の撞着壁に撞止した後に、さらに小径のパイプの非挿入部位と壁面に撞止した部位との間に圧力を導入することにより、小径のパイプの外周面が塑性変形されて大径のパイプの内周面に形成された環状の凹溝部内に膨出して密着する。【選択図】図１

Description

本考案はパイプ間の接続、及び継手とパイプとの接続の構造に関する。

冷媒用配管、燃料電池配管等の金属製のパイプを接続する手段としては溶接が知られている。

実開平２−５８１９１

金属製パイプの接続の際に行われる溶接には、溶接部をガスでシールドして行う「ｔｉｇ溶接」、母材よりも融点の低い合金を溶かしてパイプ同士を接着させる「ろう付け溶接」等の技術がある。しかし、これらの実施については、いずれも高度な技術と専門の技術者を必要とするためコスト高となり、実施できる場面も限られていた。

一方、金属製のパイプを溶接せずに接続するには、挿入するパイプ側にバネ付の突出部を設ける等の特殊な機構が必要であったりするが、そのような機構を設けて接続させても、シールが不完全であったり、時間が経つと抜けてしまったりすることが多い。

特許文献１には、被挿入側のパイプの内周に可撓材製のシール部材を環状に配置し、外側から圧力をかけて該シール部材を塑性変形させ内側に膨出させて、挿入側のパイプの外周に密着させることにより、接続のシール性を確保する考案が開示されている。しかしながら、このような仲介部材を介してのパイプ接続は耐性に欠け、熱や引張によって抜けてしまうことが多い。

上述の問題を解決すべく、本考案においては、高度の溶接技術や仲介部材を使用せず、確実で省コスト性に優れた方法によるパイプの接続構造を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１記載のパイプの接続構造は、口径の異なるパイプを接続する構造において、大径のパイプの内径は口部から軸方向一定の長さまでは小径のパイプの外径と同径であり、それ以遠は前記小径のパイプの外径より小さく、前記大径のパイプの内周面の前記内径が小さくなる部位には軸方向に対して垂直に環状の撞着壁が形成され、前記口部から前記撞着壁までの間の内周面の少なくとも1箇所には周方向に環状の凹溝部が形成され、前記大径のパイプの内周に前記小径のパイプを挿入する過程において、前記小径のパイプの先端が前記大径のパイプの内周面の前記撞着壁に撞止した後に、さらに前記小径のパイプの非挿入部位と前記壁面に撞止した部位との間に圧力を導入することにより、前記小径のパイプの外周面が塑性変形されて前記大径のパイプの内周面に形成された前記環状の凹溝部内に膨出し密着する形で抜止めする構成となっている。

請求項２記載のパイプの接続構造は、左右に口部及び配管を有する継手と前記左右の口部に挿入される各々の接続パイプとの接続において、継手の左右の配管と接続パイプとの間に形成されていることを特徴とする。すなわち、請求項１記載の「大径のパイプ」は継手の左右の配管であり、「小径のパイプ」は挿入される各々の接続パイプであり、継手の左右の配管と接続パイプとの接続構造は請求項１記載のものと同じ構造となっている。

本考案に係るパイプの接続構造では、パイプ又は継手の内周を機械加工するだけでパイプ同士又は継手とパイプとの確実な接続が可能となるため、高度な技術を要する溶接が不要となる。このため、大幅なコスト削減と安定した生産数の確保が実現する。

機械加工による接続であるため、従来難しいとされてきた異質金属を素材とするパイプ同士の接続が容易となる。

火を使用しないため、プラスチックとの組み合わせや、異質金属の電食防止のために表面処理を施した後の加工も可能となる。

実施携帯１のパイプの接続構造が形成される過程を示す長手方向断面図である。 実施携帯２の継手とパイプの接続構造が形成される過程を示す長手方向断面図である。 実施形態１の大径のパイプの内周の形状を示す長手方向断面図である。

以下、本考案の実施形態を、出願人が行った実験に基づいて、図を用いて説明する。

（実施形態１）
本実施形態（図１）は、請求項１記載の口径の異なるパイプ１及び２を接続する構造についての実施であるが、大径のパイプ１として直径８．０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍのアルミニウム製のパイプを、小径のパイプとして直径７．９４ｍｍ、肉厚０．７ｍｍの銅製のパイプを採用している。
接続した。

図１（１）に示すように、大径のパイプ１の内径は、口部１１から後述する撞着壁１２までは小径のパイプ２の外径と等しく、また、撞着壁１２以遠の内径は小径のパイプ２の外径よりも小さくなるように加工され、パイプ１の内径が小さくなる部位には、挿入されるパイプ２の端部２１が撞止するように、環状の撞着壁１２が形成されている。さらに、パイプ１の口部１１から撞着壁１２までの間に環状の凹溝部１３が形成されている。

上述の内周形状を有するパイプ１の口部１１よりパイプ２を挿入していくと、図１（２）に示すように、パイプ２の端部２１が撞着壁１２に当たって撞止する。ここで、さらに圧入機を使用してパイプ２に対し矢印方向に圧力を加えると、図（３）に示すように、パイプ２の外周面が塑性変形し凹溝部１３内に膨出して密着する。

その後、抜止めを確認するため、パイプ２を矢印と反対方向に引張したところ、接続状態に変化は見られなかった。

最後に、耐性限界を見るために前述の引張力を徐々に上げていったところ、５０Ｍｐａ（約５００ｋｇ）でパイプ１の素管部分が破裂し、接続自体に問題がないことが確認された。

（実施形態２）
本実施形態は、同じく請求項１記載の口径の異なるパイプ１及び２を接続する構造について、実施形態１とは素材を変えての実施である。すなわち、大径のパイプ１として鉄の丸棒に実施形態１と同じ加工を施し、これに小径のパイプ２として、直径８．０ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのステンレス製のパイプ（ＳＵＳ３１６）を挿入し、実施形態１と同様の実験を行ったところ、これらの素材についても実施形態１と同様、安定した結果を得ることができた。

（実施形態３）
本実施形態（図２）は、請求項２記載の、左右に口部及び配管を有する継手３と各々の口部に挿入される各々の接続パイプ４との接続構造についての実施であるが、接続の構造は請求項１記載のパイプ同士の接続構造と同じである。

本実施形態の接続構造の形成過程は図２（１）乃至（３）に示すとおりである。実験においては、継手として真鍮の丸棒を採用し、右管部３３と左管部３４の両方の内周に実施形態１及び２と同様の加工を施した。接続パイプとしては、右口部３１に挿入する接続パイプ４Ａとして直径７．９４ｍｍ、肉厚０．７ｍｍの銅製のパイプを、また、左口部３２に挿入する接続パイプ４Ｂとして直径８．０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍのアルミニウム製のパイプを採用した。

図２（１）乃至（３）は、左管部３４と接続パイプ４Ｂとの接続の過程を示すもので、右管部３３と接続パイプ４Ａとの接続については終了したこととしている。接続後、左右両方の接続について実施形態１及び２と同様の実験を行った結果、接続状態は良好であり、同じく５０Ｍｐａ（約５００ｋｇ）の引張力で各接続パイプの素管部分が破裂するまでの接続耐性が確認された。

以上、本考案の有する特徴及び優れた点を上記実施形態に記載したが、本考案は、本考案の原理の範囲内で、本願の実用新案登録請求の範囲で使用されている言葉を広く一般的な意味にまで広げて実施することが可能である。本考案は、冷媒用配管や燃料電池配管等のパイプの接続を想定しているが、上記実施形態と同程度のサイズのパイプを前提に、素材を問わない実施が可能である。また、大径のパイプ１及び継手３の内周に形成される凹溝部の形状については、図３（Ａ）乃至（Ｃ）に示すようなものも考えられ、これらについての実施は、本考案の技術的範囲に含まれるものと解する。

１ 大径のパイプ
１１ 口部
１２ 撞着壁
１３ 凹溝部
１４ パイプクランプ
２ 小径のパイプ
２１ 端部
３ 継手
３１ 右口部
３２ 左口部
３３ 右管部
３４ 左管部
３５ 撞着壁
３６ 凹溝部
３７ パイプクランプ
４Ａ 接続パイプ
４Ｂ 接続パイプ
４１ 端部

Claims (2)

1. 口径の異なるパイプを接続する構造において、
   大径のパイプの内径は口部から軸方向一定の長さまでは小径のパイプの外径と同径であり前記軸方向一定の長さ以遠は前記小径のパイプの外径より小さく、
   前記大径のパイプの内周面の前記内径が小さくなる部位には軸方向に対して垂直に環状の撞着壁が形成され、
   前記大径のパイプの前記口部から前記撞着壁までの間の内周面の少なくとも１箇所には周方向に環状の凹溝部が形成され、
   前記大径のパイプの内周に前記小径のパイプを挿入する過程において、前記小径のパイプの先端が前記大径のパイプの内周面の前記撞着壁に当たって撞止した後に、さらに前記小径のパイプの非挿入部位と前記壁面に撞止した部位との間に圧力を導入することにより、前記小径のパイプの外周面が塑性変形し前記大径のパイプの内周面に形成された前記環状の凹溝部内に膨出して密着することを特徴とするパイプの接続構造。
2. 左右に口部及び配管を有する継手と前記左右の口部に挿入される各々の接続パイプとの接続構造において、
   前記大径のパイプは前記継手の前記左右の配管であり、
   前記小径のパイプは前記各々の接続パイプであり、
   前記継手の前記左右の配管と前記各々の接続パイプとの接続において形成されていることを特徴とする請求項１記載のパイプの接続構造。