JP6019470B2 - 樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法および樹脂製フランジ付き継手金具 - Google Patents

Description

本発明は、カーエアコン用などの配管やホースの接続に好適な樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法および樹脂製フランジ付き継手金具に関する。

配管やホース用の継手金具としては、接続対象物と接続するためのフランジを備えたものがあり、このフランジとしては、アルミニウム合金などの軽金属からなる金属製のものや、パイプ（ニップル）に一体成形する樹脂製のものが利用されている。

接続用に樹脂製のフランジを備えた継手金具としては、図６（ａ）に示すように、パイプ５２の左端部に備えた挿入パイプ部分５２ａの右端にバルジ加工によってパイプ５２の他部よりも大径のバルジ部５５を膨出形成するとともに、このバルジ部５５の左側の端面５６が露出するように、バルジ部５５を右側から取り囲むようにしてフランジ５３を射出成形し、接続対象物５９の接続口５９ａの口縁部に嵌入したＯリング６０を、挿入パイプ部分５２ａ側に露出したバルジ部５５の端面５６で押圧してシールするよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。

実公平２−６３１７号公報

上記のように構成された樹脂製フランジ付き継手金具は、金属製のフランジを備えるものに比べて、フランジ端面の面精度を出すための切削加工が不要であり、製造コストの低減に有効となるものであるが、接続時におけるシール性において改良の余地があった。

すなわち、図６（ａ）に示すように、従来の樹脂製フランジ付き継手金具においては、バルジ部５５の挿入パイプ部分５２ａ側に露出した端面５６と、フランジ５３の接続対象物５９側の端面５４とが面一となるように接続用のフランジ５３が射出成形されるのであるが、成形誤差等によってフランジ５３の端面５４とバルジ部５５の端面５６との面一精度が損なわれることがある。例えば、図６（ｂ）に示すように、バルジ部５５の端面５６がフランジ５３の端面５４よりも突出すると、接続対象物５９の取付け端面５９ｂとフランジ５３の端面５４との間に間隙ｃが生じるため、異物や塩水などが浸入して堆積することでＯリング６０が変形して、シール性が損なわれるおそれがある。逆に、図６（ｃ）に示すように、フランジ５３の端面５４がバルジ部５５の端面５６よりも突出すると、バルジ部５５の端面５６によるＯリング６０への押圧が低減して、シール性が損なわれるおそれがある。そのため、従来の樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法においては、バルジ部５５の端面５６をフランジ５３の端面５４から若干突き出た状態に成形しておき、バルジ部５５の端面５６を押圧してフランジ５３の端面５４と面一になるように成形する必要があり、加工工数（コスト）面でも改良の余地があった。

本発明の目的は、このような実情に着目してなされたものであって、シール性を損なうことなく、接続対象物へ接続することができるとともに安価に製造することが可能な樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法および樹脂製フランジ付き継手金具を提供することである。

本発明における樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法は、パイプをクランプ機構で挟持することで、前記パイプの前記クランプ機構で挟持されている箇所の外周面に回り止め用の凹凸パターンを押圧形成する工程と、前記クランプ機構で挟持した前記パイプの一方の端部に拡径加工を施して、前記パイプの他部よりも大径で接続対象物へ挿入される挿入パイプ部分と、前記挿入パイプ部分から前記パイプに向かって傾斜した傾斜パイプ部分とを形成する工程と、前記挿入パイプ部分の外周にＯリング装着用のリング状溝を転造形成する工程と、前記挿入パイプ部分における前記リング状溝よりも前記凹凸パターン側に位置する部分から前記傾斜パイプ部分と前記凹凸パターンとの全体を取り囲むように樹脂製のフランジを前記パイプの外周に射出成形する工程と、を含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、挿入パイプ部分が接続対象物の接続口に挿入されて、パイプの外周のリング状溝に嵌入装着されたＯリングが接続口の内周に圧接されてシールがなされ、フランジはその端面全体が接続対象物の端面に当接されてボルト締め等により固定される。このとき、パイプの長手方向におけるフランジの端面の位置が、成形誤差等によって多少前後にずれていたとしても、Ｏリングによるシール性能、および、接続対象物の端面に対するフランジの端面の密着性に何ら影響を及ぼすことはない。また、パイプの外周面の凹凸パターンの全体がフランジの内周に食い込み係合することで、フランジに対するパイプの回り止めが確実になされる。さらに、フランジの内周に傾斜（段差）が形成されることで、パイプがフランジに対して接続対象物への挿入方向とは反対方向に移動するのを完全に阻止することができる。よって、フランジを接続対象物の端面に固定することで、パイプの抜け出しを確実に阻止することができる。

また、パイプに機械加工を施す際に、パイプを挟持するクランプ機構のクランプ型の内面に所定パターンの突起を設けておくことで、パイプをクランプ機構で挟持するだけで所望の凹凸パターンを形成することができ、凹凸パターンを形成するための専用の加工工程が不要となる。さらに、接続対象物へ挿入される挿入パイプ部分をパイプの他部よりも大径にすることで、Ｏリング装着用のリング状溝を転造加工によって形成しても、このリング状溝を形成した部位の内径を拡径されていないパイプの内径と同等にしておくことができて、リング状溝を形成した部位で流路抵抗が増大することを回避することができる。

また、本発明における樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法において、前記凹凸パターンが、前記パイプの長手方向に沿った筋目パターンであってよい。上記の構成によれば、クランプ機構のクランプ型の内面に、パイプの長手方向に沿った多数の筋状の突起を周方向に所定ピッチで設けることで、所望の筋目パターンからなる凹凸パターンをパイプの外周面に押圧形成することができる。

また、本発明における樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法においては、前記挿入パイプ部分における前記リング状溝よりも前記凹凸パターン側に位置する部分に、前記挿入パイプ部分よりも大径のバルジ部を設け、このバルジ部の全体を取り囲むように前記フランジを形成してよい。上記の構成によれば、バルジ部がフランジによってパイプの長手方向の前後から抱き込まれることになり、パイプとフランジとをパイプの長手方向に相対移動することが無い完全一体化状態で結合することができる。その結果、接続対象物への継手金具の連結状態を確実強固に維持することができるとともに、点検整備等において脱着を繰り返してもパイプとフランジとの連結状態を確実に維持することができる。

また、本発明における樹脂製フランジ付き継手金具は、上記の樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法により製造されたことを特徴とする。

上記の構成によれば、シール性を損なうことなく、接続対象物へ接続することができるとともに安価に製造することができる。

このように、本発明によれば、シール性を損なうことなく、接続対象物へ接続することができるとともに安価に製造することができる。

本発明の一実施形態に係る継手金具を示す部分断面図である。 図１の継手金具の接続状態を示す部分断面図である。 継手金具の製造工程を示す図である。 凹凸パターンの例を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係る継手金具を示す部分断面図である。 従来の樹脂製フランジ付き継手金具を示す部分断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（樹脂製フランジ付き継手金具の構成）
本実施形態による樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法は、樹脂製フランジ付き継手金具１を製造する際に用いられる。樹脂製フランジ付き継手金具１は、図１に、本発明の一実施形態に係る継手金具１を示す部分断面図が、また、図２に、継手金具１の接続状態が示されている。この継手金具１は、金属材からなるパイプ２に、接続用のフランジ３を備えて構成されており、パイプ２に形成されてフランジ３の図中左方に露出する挿入パイプ部分２ａが、カーエアコンにおける接続対象物９の接続口９ａに挿入されて、フランジ３を介してボルト締め接続されるとともに、パイプ２の図示されていない右端部にホースが接続されるものである。

パイプ２には、アルミニウムやアルミニウム合金などの比較的柔軟で、接続対象物９の接続口９ａより小径の金属パイプ素材が使用される。このパイプ２の一方の端部が拡径されることで、パイプ２の他部よりも大径で接続対象物９の接続口９ａに嵌合挿抜可能な挿入パイプ部分２ａと、挿入パイプ部分２ａからパイプ２に向かって傾斜した傾斜パイプ部分２ｂとが形成される。この挿入パイプ部分２ａの外周面には、Ｏリング装着用のリング状溝４が転造加工により形成されている。このように、挿入パイプ部分２ａをパイプ２の他部よりも大径にすることで、リング状溝４を形成した部位の内径を拡径されていないパイプ２の内径と同等にしておくことができて、リング状溝４を形成した部位で流路抵抗が増大することを回避することができる。

フランジ３は、パイプ２の長手方向において挿入パイプ部分２ａの図中右端部の一部と傾斜パイプ部分２ｂの全体とを含む範囲で、パイプ２の外周に射出成形されたものであり、フランジ３の内周には段差が形成されている。この段差により、パイプ２がフランジ３に対して接続対象物９への挿入方向とは反対方向に移動するのが阻止される。そのため、フランジ３を接続対象物９の端面に固定すれば、パイプ２の抜け出しを確実に阻止することができる。フランジ３の素材としては、射出成形が可能であり、フランジ部材として必要な強度等を有するものであれば、特に限定されないが、強化材としてのガラス繊維を混入して補強した６ナイロン、あるいは、６６ナイロンなどの強度の高い樹脂材が好適である。

挿入パイプ部分２ａの右側におけるパイプ２の外周面であって、フランジ３が形成されている範囲内には、パイプ２の長手方向に沿った多数の筋目が周方向に小ピッチで全周に亘って凹入形成されて、回り止め用の凹凸パターン５とされている。この凹凸パターン５にフランジ３の内周が食い込み係合することで、パイプ２とフランジ３との相対回動が阻止されるようになっている。

上記のように構成された継手金具１の接続状態が図２に示されている。図示のように、リング状溝４にＯリング１０を嵌入装着した状態で挿入パイプ部分２ａを接続対象物９の接続口９ａに挿入し、フランジ３に設けたボルト挿通孔３ａに挿通したボルト１１を接続対象物９に締め込むことで継手金具１をシール状態で接続対象物９に接続固定することができる。このとき、パイプ２の長手方向におけるフランジ３の端面３ｂの位置が、成形誤差等によって多少前後にずれていたとしても、Ｏリング１０によるシール性能、および、接続対象物９の端面９ｂに対するフランジ３の端面３ｂの密着性に何ら影響を及ぼすことはない。

（樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法）
次に、本実施形態の樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法について説明する。

この実施形態の継手金具１の製造工程の一部が図３に示されており、その手順を工程順に説明する。

（１）先ず、図３（ａ）に示すように、直管状のパイプ２が、所定長さだけ図中左方に露出された状態で、クランプ機構２１に挟持固定される。このとき、クランプ機構２１におけるクランプ型内面には、パイプ２の長手方向に沿った多数の食い込み突起２２が周方向に一定のピッチで筋目状に設けられており、クランプ機構２１でパイプ２を強く挟持することで、これら食い込み突起２２がパイプ２の外周面に食い込み、食い込み突起２２に押圧されて凹凸パターン５がパイプ２の外周面に転写形成される。よって、凹凸パターン５を形成するための専用の加工工程が不要である。

（２）パイプ２が挟持固定されると、図３（ｂ）に示すように、クランプ機構２１の左方に同芯に待機していた拡径機構３１が、クランプ機構２１の左面に当接するまで図中右方に進出移動する。拡径機構３１には、パイプ２の内径と同径の先端ガイド部３３と、これに連続する、先端ガイド部３３よりも大径の大径成形部３４とを備えたパンチ型３２が、所定の待機位置に固定された状態で収納されており、拡径機構３１の進出によって、パンチ型３２の先端ガイド部３３がパイプ２の左端からパイプ２内に挿入される。

（３）次いで、図３（ｃ）に示すように、パンチ型３２が油圧式あるいは機械式に進出移動され、大径成形部３４がパイプ２の左端部を拡径しながら押し込まれ、クランプ機構２１から左方に露出された挿入パイプ部分２ａが所定の径に拡げられる。

（４）このような加工により、図１に示すように、端部である挿入パイプ部分２ａが他部よりも大径となり、傾斜パイプ部分２ｂが形成され、かつ、挿入パイプ部分２ａの側方におけるパイプ２の外周面に凹凸パターン５が形成された継手金具部材が得られる。

（５）この継手金具部材は、回転金型を備えた図示しない転造機にかけられ、拡径された挿入パイプ部分２ａの外周における所定位置にＯリング装着用のリング状溝４が転造形成される。

（６）上記工程を経て得られた継手金具部材は射出成形工程に移され、図１に示すように、挿入パイプ部分２ａにおけるリング状溝４よりも凹凸パターン５側に位置する部分から傾斜パイプ部分２ｂと凹凸パターン５との全体にかけての範囲に成形金型が外嵌装着されて、所定厚さのフランジ３が射出成形される。この際、凹凸パターン５にフランジ３の内周が食い込んで成形されることで、パイプ２とフランジ３との相対回動が阻止された継手金具１が完成する。

なお、フランジ３が射出成形される範囲は、挿入パイプ部分２ａにおけるリング状溝４よりも凹凸パターン５側に位置する部分から凹凸パターン５の一部にかけての範囲であってもよい。このような範囲であっても、凹凸パターン５の一部にフランジ３の内周が食い込んで成形されることで、パイプ２とフランジ３との相対回動を阻止することができる。また、フランジ３のボルト挿通孔３ａ（図２参照）は、射出成形と同時に成形してもよく、あるいは、後のドリル加工で切削形成してもよい。なお、傾斜パイプ部分２ｂの一部や凹凸パターン５の一部がフランジ３から露出していても、シール性を損なうことはないが、見映えが悪くなるので、傾斜パイプ部分２ｂや凹凸パターン５をフランジ３から露出させない方が好ましい。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法によると、シール性を損なうことなく、接続対象物９へ接続することができるとともに安価に製造することができる樹脂製フランジ付き継手金具１を得ることができる。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、本発明は、以下のような形態で実施することもできる。

（１）パイプ２とフランジ３との相対回動を阻止する回り止め用の凹凸パターン５は、図１に示した筋目パターン５ａのほかに、例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、格子目パターン５ｂ、升目パターン５ｃ、楔形パターン５ｄ、など、種々のパターンを採用することができる。

（２）回り止め用の凹凸パターン５をパイプ２の全周に亘って押圧形成するには、クランプ機構２１のクランプ型が、周方向に２分割した構成のものにする必要があるが、クランプ型が周方向に３分割以上に分割された構成のものであってもよい。

（３）図５に示すように、挿入パイプ部分２ａにおけるリング状溝４よりも凹凸パターン５側に位置する部分、例えば挿入パイプ部分２ａの右端部に、バルジ加工によって挿入パイプ部分２ａよりも大径のバルジ部２ｃを膨出形成し、このバルジ部２ｃの全体を抱き込むように、すなわち、パイプ２の長手方向におけるバルジ部２ｃの前後の端面が露出しないように、フランジ３を設ける形態で実施することもできる。この構成によると、バルジ部２ｃがフランジ３によってパイプ２の長手方向の前後から抱き込まれることで、パイプ２とフランジ３とが、パイプ２の長手方向に相対移動することの無い完全一体化状態に結合されることになり、接続対象物９への継手金具１の接続状態を確実強固に維持することができるとともに、点検整備等において脱着を繰り返してもパイプ２とフランジ３との結合状態を確実に維持することができる。

（４）上記実施形態では、挿入パイプ部分２ａを拡径形成するためにパイプ２をクランプ機構２１で挟持する工程で、回り止め用の凹凸パターン５を押圧形成しているが、挿入パイプ部分２ａの外周にリング状溝４を転造形成する工程において、パイプ２を転造機のクランプ機構で挟持することで凹凸パターン５を押圧形成することもできる。

１ 継手金具
２ パイプ
２ａ 挿入パイプ部分
２ｂ 傾斜パイプ部分
２ｃ バルジ部
３ フランジ
３ａ ボルト挿通孔
３ｂ 端面
４ リング状溝
５ 凹凸パターン
９ 接続対象物
９ａ 接続口
９ｂ 端面
１０ Ｏリング
１１ ボルト
２１ クランプ機構
２２ 突起
３１ 拡径機構
３２ パンチ型
３３ 先端ガイド部
３４ 大径成形部

Claims (4)

1. パイプをクランプ機構で挟持することで、前記パイプの前記クランプ機構で挟持されている箇所の外周面に回り止め用の凹凸パターンを押圧形成する工程と、
   前記クランプ機構で挟持した前記パイプの一方の端部に拡径加工を施して、前記パイプの他部よりも大径で接続対象物へ挿入される挿入パイプ部分と、前記挿入パイプ部分から前記パイプに向かって傾斜した傾斜パイプ部分とを形成する工程と、
   前記挿入パイプ部分の外周にＯリング装着用のリング状溝を転造形成する工程と、
   前記挿入パイプ部分における前記リング状溝よりも前記凹凸パターン側に位置する部分から前記傾斜パイプ部分と前記凹凸パターンとの全体を取り囲むように樹脂製のフランジを前記パイプの外周に射出成形する工程と、
   を含むことを特徴とする樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法。
2. 前記凹凸パターンが、前記パイプの長手方向に沿った筋目パターンであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法。
3. 前記挿入パイプ部分における前記リング状溝よりも前記凹凸パターン側に位置する部分に、前記挿入パイプ部分よりも大径のバルジ部を設け、このバルジ部の全体を取り囲むように前記フランジを形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂製フランジ付き継手金具の製造方法により製造されたことを特徴とする樹脂製フランジ付き継手金具。
   
   

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