JP6842365B2 - 配管の取付構造および配管の取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、配管の取付構造および配管の取付方法に関し、特に、クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造および配管の取付方法に関する。

車両等の機械構造体では、その所定箇所に各種流体を行き渡らせるために配管が配設されている。これらの配管は、クランプなどの固定手段を用いて、所定箇所に固定されている。一般的な配管の固定方法では、クランプを用いて配管のストレート部分を車体側に固定していたため、車両が走行することで生じる振動に起因して、配管が所定の位置から移動してしまう課題があった。

また、係る問題に対処するために、蛇腹形状を呈する配管を用いることも考えられ、以下の特許文献に蛇腹状の配管に関する発明が記載されている。

特許文献１には、内ゴム層と外ゴム層とから成り、蛇腹の谷部がホースに於けるストレート形状部の内径よりも小径で、蛇腹の山部がストレート形状部の外径を超えない流体輸送蛇腹ホースが記載されている。

特許文献２には、ワイヤーハーネスをクランプするクランプ装置が記載されている。このクランプ装置では、コルゲートチューブの溝と嵌合する突起がクランプ装置の内側側面に形成されていることで、コルゲートチューブの回転を許容しつつ、コルゲートチューブを軸方向に対して固定することができる。

特開２００７−２９２２９９号公報 特開２００３−５６７５４号公報

一般的に、クランプを用いた配管の取付構造には、取付作業を行う際の作業容易性と、取付後の取付強度が要求される。ここで、作業性を向上させるために、クランプによる配管の締結を緩く設定すると、使用状況下にて接続構造に振動が作用した際に、配管を充分に固定することができない課題が発生してしまう。一方、使用状況下に於ける配管の移動を防止するために、クランプを用いて強固に配管を固定すると、例えば、配管やそれに接続された各種部材を車体に取りつける艤装工程にて、必要に応じて配管を移動させることができず、艤装時の作業性が低下してしまう課題が生じる。

上記した特許文献１に記載された、流体輸送蛇腹ホースをクランプに挿通することのみでは、ホースをクランプで適宜固定することができないので、上記した課題を解決することは難しい。また特許文献２には、配管を軸方向に対して固定する発明が記載されているが、このように配管を軸方向において固定すると、取付作業を行う際の作業容易性が低下してしまう課題が発生してしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配管を取りつける際の作業性を良好にすると共に、取付後に配管を強固に固定することを可能とする配管の取付構造および配管の取付方法を提供することにある。

本発明は、クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造であり、前記配管の軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により半径方向外側に向かって突出変形することが可能な突出変形部を有し、前記クランプは、半径方向外側に向かって突出した前記突出変形部に嵌合可能な形状の挿入口を有し、前記配管の前記突出変形部が突出変形していない場合は、前記突出変形部は半径方向内側に向かって窪む形状であり、前記クランプの前記挿入口に挿入された前記配管は移動可能であり、前記配管の前記突出変形部が突出変形した場合は、半径方向外側に向かって突出する前記突出変形部が、前記クランプの前記挿入口に嵌合することを特徴とする。

更に本発明の配管の取付構造では、前記配管の前記突出変形部は、前記配管の前記突出変形部以外の部分よりも、変形しやすい材料からなることを特徴とする。

更に本発明の配管の取付構造では、前記配管の前記突出変形部は、前記配管の前記突出変形部以外の部分よりも、薄く形成されることを特徴とする。

更に本発明の配管の取付構造では、前記配管は前記クランプを介して車両の車体に接続され、前記配管の内部を高温流体が流通することで、前記配管が高温且つ高圧の状態とされることを特徴とする。

本発明は、軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により突出変形することが可能な突出変形部が形成された配管を、クランプの挿入口に取りつける取付方法であり、前記クランプの前記挿入口に、前記軸方向に沿って移動可能な状態で、前記突出変形部が形成された部分の前記配管を挿入し、前記配管の内部に加熱された流体を高圧で流通させることで前記突出変形部を半径方向外側に向かって突出変形させ、前記クランプの前記挿入口に、前記配管を嵌合させる、ことを具備することを特徴とする。

本発明は、クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造であり、前記配管の軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により半径方向外側に向かって突出変形することが可能な突出変形部を有し、前記クランプは、半径方向外側に向かって突出した前記突出変形部に嵌合可能な形状の挿入口を有し、前記配管の前記突出変形部が突出変形していない場合は、前記突出変形部は半径方向内側に向かって窪む形状であり、前記クランプの前記挿入口に挿入された前記配管は移動可能であり、前記配管の前記突出変形部が突出変形した場合は、半径方向外側に向かって突出する前記突出変形部が、前記クランプの前記挿入口に嵌合することを特徴とする。従って、加熱および加圧により突出変形することが可能な突出変形部を配管に形成することで、配管を加熱および加圧していない状況下では、クランプにより配管が固定されない。よって、例えば車両本体に対して各部品を取りつける艤装工程では、配管の突出変形部が突出変形していないので、配管の移動がクランプで阻害されず、配管が車両への部品の取付を阻害することが無い。また、例えば、高温流体が高温高圧状態で配管を流通すると、突出変形部が突出変形する。これにより、突出変形した配管がクランプの挿入口に嵌合し、クランプを介して配管を車体に固定することができる。よって、例えば車両が走行することで振動がクランプおよび配管に作用したとしても、クランプに配管が嵌合しているので、その振動に起因して配管が不必要に移動してしまうことを抑止することができる。

更に本発明の配管の取付構造では、前記配管の前記突出変形部は、前記配管の前記突出変形部以外の部分よりも、変形しやすい材料からなることを特徴とする。従って、配管が高温高圧の状態と成った際に突出変形部を容易に外側に向かって突出させることで配管の位置を確実に固定し、更に、配管の突出変形部以外の部分の強度を確保することができる。

更に本発明の配管の取付構造では、前記配管の前記突出変形部は、前記配管の前記突出変形部以外の部分よりも、薄く形成されることを特徴とする。従って、突出変形部の厚さを比較的に薄くすることで、突出変形部の柔軟性を高めることができ、配管の内部が高温高圧状態と成った際に、突出変形部を外側に向かって容易に凸状態とすることができる。

更に本発明の配管の取付構造では、前記配管は前記クランプを介して車両の車体に接続され、前記配管の内部を高温流体が流通することで、前記配管が高温且つ高圧の状態とされることを特徴とする。従って、車両を製造する艤装工程では、クランプで配管は固定されていないことから、配管やそれに接続された部材をスムーズに車体に備え付けることができる。一方、製造された車両が走行すると、高温高圧の流体が配管の内部を流通することで、配管がクランプの挿入口に嵌合し、車両走行時に配管が不用意に移動することを抑止することができる。

本発明は、軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により突出変形することが可能な突出変形部が形成された配管を、クランプの挿入口に取りつける取付方法であり、前記クランプの前記挿入口に、前記軸方向に沿って移動可能な状態で、前記突出変形部が形成された部分の前記配管を挿入し、前記配管の内部に加熱された流体を高圧で流通させることで前記突出変形部を半径方向外側に向かって突出変形させ、前記クランプの前記挿入口に、前記配管を嵌合させる、ことを具備することを特徴とする。従って、配管を加熱および加圧していない状況下では、配管の突出変形部が突出変形していないので、配管の移動がクランプで阻害されず、配管が車両への部品の取付を阻害することが無い。また、例えば、高温流体が高温高圧状態で配管を流通すると、突出変形部が突出変形するので、例えば車両が走行することで振動がクランプに作用したとしても、クランプに配管が嵌合しており、その振動に起因して配管が不必要に移動してしまうことを抑止することができる。

本発明の一実施形態に係る配管の取付構造を示す図であり、（Ａ）は突出変形部が突出膨張していない配管の側面図であり、（Ｂ）は突出変形部が突出膨張している配管の側面図である。 本発明の一実施形態に係る配管の取付構造に用いられる配管を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る配管の取付構造および取付方法を示す図であり、（Ａ）は配管を固定する前の取付構造の側面図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の一実施形態に係る配管の取付構造および取付方法を示す図であり、（Ａ）は配管を固定した後の取付構造の側面図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の他の施形態に係る配管の取付構造および取付方法を示す図であり、（Ａ）は配管を固定する前の取付構造の側面図であり、（Ｂ）は配管を固定した状態の側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る配管の取付構造および配管の取付方法を、図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。

図１を参照して、本実施形態で取りつけられる配管１０の構成を説明する。図１（Ａ）は突出変形部１１が突出変形していない配管１０を示す側面図であり、図１（Ｂ）は突出変形部１１が突出変形した配管１０を示す側面図である。

図１（Ａ）を参照して、配管１０は、その内部を気体や液体などの流体が流通する長尺の管路である。一例として、配管１０は、乗用車等の車両の内部に配設され、車両の冷却に用いられるクーラント等の高温流体がその内部を高温高圧の状態で流通する。配管１０を流通するクーラントの温度は例えば５０℃以上であり、その際の配管１０の内部圧力は例えば０．１ＭＰａ以上となる。配管１０の軸方向の長さは数十ｃｍないし数ｍ程度であり、配管１０の外径は数ｃｍ程度であり、配管１０の厚みは数ｍｍ程度である。配管１０の材料としては、ポリアミド等の熱可塑性樹脂、または、ポリエステル等の熱硬化性樹脂を採用することができる。また、後述するように、配管１０の突出変形部１１が形成される部分と、そのほかの部分とで、異なる樹脂材料を採用するようにしても良い。

配管１０の、軸方向に沿う一部分に突出変形部１１が形成されている。突出変形部１１は、配管１０の一部を蛇腹状に変形させた部位であり、換言すると配管１０の一部を軸方向に沿ってジグザグ状に形成した部位である。配管１０の内部が低温低圧の状態では、突出変形部１１は半径方向内側に向かって窪む凹形状を呈している。蛇腹形状を呈する突出変形部１１の半径方向内側端部と、突出変形部１１の半径方向外側端部との距離Ｌ１１は、後述するクランプ１４との嵌合を可能とする程度とされている。また、凹状の蛇腹形状を呈する突出変形部１１の最大外形Ｌ１２は、突出変形部１１が形成されていないストレート形状の配管１０の外形Ｌ１０よりも短くされている。このようにすることで、配管１０が備えられる車両の車体に配管１０を設置する際に、突出変形部１１が車体側の部材に引っかかってしまうことを抑止することができる。

図１（Ｂ）に、配管１０の内部が高温高圧の状態となることで突出変形部１１が半径方向外側に向かって突出変形した状態（反転した状態）を示している。この状態では、突出変形部１１の半径方向外側端部は、突出変形部１１が形成されていない配管１０のストレート部分の半径方向外側端部よりも、半径方向外側に配置されている。また、突出変形部１１の半径方向外側端部が、半径方向外側に突出する長さは、上記と同様にＬ１１とされている。

図２に、本実施形態に係る配管１０を軸方向に沿って切断した場合の断面図を示す。この図を参照して、突出変形部１１の厚さＬ２０は、突出変形部１１が形成されていないストレート部分の厚さＬ２１よりも薄くなるように形成されている。一例として、配管１０のストレート部分の厚さＬ２１が２ｍｍであれば、突出変形部１１の厚さＬ２０は１ｍｍである。このように、突出変形部１１の厚さＬ２０を比較的に薄くすることで、突出変形部１１の柔軟性を高めることができ、配管１０の内部が高温高圧状態と成った際に、突出変形部１１を外側に向かって容易に凸状態とすることができる。更に、配管１０のストレート部分が厚いことで、配管１０全体としての強度を大きくすることできる。

ここで、突出変形部１１の樹脂材料として、配管１０のストレート部分を構成する樹脂材料よりも、柔軟性に優れる樹脂材料を採用するようにしても良い。例えば、配管１０のストレート部分を比較的硬い合成樹脂（ポリアミド６６、ポリフェニレンサルファイド等）から構成し、突出変形部１１を比較的柔らかい合成樹脂（ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリエチレン、ポリプロピレン等）から構成する。配管１０のストレート部分を比較的硬いポリアミド６６から構成することで、配管１０の全体としての強度を高めることができる。また、突出変形部１１を比較的柔らかいポリアミド１１またはポリアミド１２から構成することで、配管１０の内部が高温高圧となった際に、突出変形部１１を容易に反転させて半径方向外側に突出させることができる。また、配管１０のストレート部分を突出変形部１１よりも硬い合成樹脂から構成する場合に於いて、図２に示したように、突出変形部１１をストレート部分よりも薄く形成することもできる。

図３を参照して、配管１０の取付構造１２および取付方法を説明する。図３（Ａ）は取付構造１２を示す側面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面における断面図である。ここでは、突出変形部１１が外側に向かって突出変形していない状態を示している。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、本実施形態の配管の取付構造１２では、クランプ１４を介して配管１０を車体１３に取りつけている。ここでは、クランプ１４の上端部が車体１３に固定されている。

クランプ１４は、中央に挿入口１５が形成された金属片等から成る。ここでは、クランプ１４の挿入口１５を配管１０が貫通しており、配管１０の突出変形部１１の一部は、クランプ１４の挿入口１５の内部に収納されている。また、配管１０の突出変形部１１の軸方向に沿う長さＬ１０は、クランプ１４の挿入口１５の長さＬ１１よりも長い。このようにすることで、軸方向に於いて配管１０の突出変形部１１が若干ずれて配置されたとしても、クランプ１４の挿入口１５に突出変形部１１を配置させることができる。

クランプ１４の挿入口１５は、配管１０の突出変形部１１が突出変形していない際には、配管１０の軸方向への移動を許容する形状および大きさとなっている。具体的には、挿入口１５の内壁は、半径方向外側に突出する山部と、半径方向内側に向かって窪む谷部とを有する。挿入口１５の谷部に於ける内径Ｌ３０（挿入口１５の最小内径）は、膨張変形していない突出変形部１１の山部の外径（図１（Ａ）に示したＬ１２）よりも長くされている。更に、挿入口１５の谷部に於ける内径Ｌ３０は、配管１０のストレート部の外径（図１（Ａ）に示すＬ１０）よりも長くされている。このようにすることで、例えば車両製造の艤装工程に於いて、配管１０をクランプ１４の挿入口１５に挿入した後に、配管１０を軸方向に沿って移動させることが可能となり、艤装工程に於ける作業性を向上させることができる。

図４を参照して、配管１０の内部を高温高圧の状態とすることで、突出変形部１１を突出変形させた状態を説明する。図４（Ａ）はこの状態の配管の取付構造１２を示す側面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ線に於ける断面図である。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、例えば、製造された車両が走行することで、エンジンを冷却するクーラントが配管１０の内部を流通すると、配管１０の内部は高温高圧の状態となる。例えば、配管１０の内部温度が５０度以上となり、且つ、内部圧力が例えば０．１ＭＰａ以上と成る。このようになると、配管１０の軟性が増すので、内部圧力により突出変形部１１が半径方向外側に向かって突出変形する。

クランプ１４の挿入口１５の内壁形状および内径は、突出変形した突出変形部１１の外壁形状および外径と略同一とされている。その結果、半径方向外側に向かって突出変形した配管１０の突出変形部１１は、クランプ１４の挿入口１５に内側から嵌合する。即ち、蛇腹形状を呈する配管１０の突出変形部１１の山部および谷部が、クランプ１４の挿入口１５の山部および谷部と嵌合する。従って、配管１０の軸方向への移動がクランプ１４で規制されるようになる。また、突出変形した際の突出変形部１１の外面が、クランプ１４の挿入口１５に密着することで、突出変形部１１と挿入口１５との摩擦抵抗を強め、回転方向に於いて配管１０を固定することができる。

配管１０の材料として熱硬化性樹脂が採用された場合は、上記のように一旦変形したら、配管１０の内部温度および内部圧力が低下しても、配管１０の形状は元に戻らず、配管１０はクランプ１４に嵌合した状態が保持される。一方、配管１０の材料として熱可塑性樹脂が採用された場合は、配管１０の内部温度および内部圧力が低下すると、配管１０の形状は元に戻り、即ち、図２（Ｂ）に示した状態に戻り、配管１０とクランプ１４との嵌合は解除される。

ここで、本形態の配管の取付構造１２を車両に適用すると、車両のエンジンを冷却するためのクーラントが配管１０を流通することで、配管１０の内部が高温高圧の状態となり、配管１０の突出変形部１１が突出変形する。よって、車両が走行することで、取付構造１２に振動が加わったとしても、配管１０はクランプ１４を介して強固に車体１３に取りつけられていることから、配管１０の回転方向および軸方向への移動は抑止されている。

図５を参照して、他の形態の配管の取付構造を説明する。この図に示す取付構造は図２等を参照して説明したものと基本的には同様であり、突出変形部１１の形状が異なる。図５（Ａ）は配管を嵌合する前の配管の取付構造１２を示す側面図であり、図５（Ｂ）は配管１０を加熱加圧することで嵌合した状態の配管の取付構造１２を示す側面図である。

図５（Ａ）を参照して、ここでは、配管１０の途中部分を半径方向内側に窪ませることで略円環状の突出変形部１６を形成している。配管１０をクランプ１４の挿入口１５に挿入すると、突出変形部１６は、軸方向に於いて挿入口１５の外側直近に配置されている。即ち、軸方向に於いて、突出変形部１６同士が離間する距離Ｌ４０は、クランプ１４の挿入口１５の幅Ｌ１１よりも長い。

図５（Ｂ）を参照して、配管１０の内部を高温高圧の状態とすることで、突出変形部１６を半径方向外側に向かって変形させると、突出変形部１６の外形が、クランプ１４の挿入口１５の内径よりも大きくなる。よって、突出した突出変形部１６がクランプ１４の挿入口１５に引っかかることで、配管１０の軸方向に於ける移動が規制される。かかる構成によっても、車両が走行した際に発生する振動に起因して配管１０が不必要に移動してしまうことを防止することができる。

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

１０ 配管
１１ 突出変形部
１２ 取付構造
１３ 車体
１４ クランプ
１５ 挿入口
１６ 突出変形部

Claims (5)

1. クランプを用いて配管を取りつける配管の取付構造であり、
   前記配管の軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により半径方向外側に向かって突出変形することが可能な突出変形部を有し、
   前記クランプは、半径方向外側に向かって突出した前記突出変形部に嵌合可能な形状の挿入口を有し、
   前記配管の前記突出変形部が突出変形していない場合は、前記突出変形部は半径方向内側に向かって窪む形状であり、前記クランプの前記挿入口に挿入された前記配管は移動可能であり、
   前記配管の前記突出変形部が突出変形した場合は、半径方向外側に向かって突出する前記突出変形部が、前記クランプの前記挿入口に嵌合することを特徴とする配管の取付構造。
2. 前記配管の前記突出変形部は、前記配管の前記突出変形部以外の部分よりも、変形しやすい材料からなることを特徴とする請求項１に記載の配管の取付構造。
3. 前記配管の前記突出変形部は、前記配管の前記突出変形部以外の部分よりも、薄く形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の配管の取付構造。
4. 前記配管は前記クランプを介して車両の車体に接続され、
   前記配管の内部を高温流体が流通することで、前記配管が高温且つ高圧の状態とされることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の配管の取付構造。
5. 軸方向の少なくとも一部に、加熱および加圧により突出変形することが可能な突出変形部が形成された配管を、クランプの挿入口に取りつける取付方法であり、
   前記クランプの前記挿入口に、前記軸方向に沿って移動可能な状態で、前記突出変形部が形成された部分の前記配管を挿入し、
   前記配管の内部に加熱された流体を高圧で流通させることで前記突出変形部を半径方向外側に向かって突出変形させ、前記クランプの前記挿入口に、前記配管を嵌合させる、ことを具備することを特徴とする配管の取付方法。
   
   

Images