JPH07109267B2 - 流体配管用フランジ部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車用クーラ
などの冷媒配管やヒートポンプ、その他の機器の作動流
体が流通する配管の接続部に用いられるフランジ部材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用クーラは、コンプレッサを始め
として、コンデンサやレシーバあるいはクーリングユニ
ットなどの機器を備えて構成され、これらの機器が冷媒
流通用の高圧パイプを介して互いに接続されている。こ
のため、パイプの接続部等は冷媒が漏れないように確実
にシールされている必要がある。

【０００３】図７は従来のパイプアッセンブリ１の一例
を示している。このパイプアッセンブリ１は、アルミニ
ウム合金等からなるパイプ２と、パイプ２の一方の端部
２ａに設けられたフランジ部材３と、パイプ２の他方の
端部２ｂに設けられた連結用ナット４と、Ｏリング等の
シール材５，６と、パイプ２を覆うスポンジゴム等の保
温材７などを備えて構成されている。フランジ部材３は
ボルト８によって相手側の機器に固定されるため、ボル
ト８を挿通させるための貫通孔９が設けられている。

【０００４】従来のフランジ部材３は、図８に示される
ように構成されていた。このフランジ部材３は、アルミ
ニウム合金等の金属の塊を機械加工によって所定の形状
に削り出したものであり、パイプ２の開口端２ｃを挿入
する段付き穴１０を有するとともに、相手側の機器の穴
に挿入するための円筒部１１が一体に形成され、この円
筒部１１にシール材５が取付けられている。そして段付
き穴１０にパイプ２の開口端２ｃを所定深さまで挿入し
たのち、パイプ２とフランジ部材３を、隅肉部１２にお
いてＴｉｇ溶接あるいは硬ろう付け等の熔接によってシ
ールし、冷媒の漏れを防いでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のフラン
ジ部材３は、金属の塊から所定形状に削り出すため、加
工に手間がかかり材料歩留まりも悪い。しかもパイプ２
とフランジ部材３を熔接することによってシールしてい
るため熔接部の漏れ試験が必要であり、そのための手数
がばかにならない。また、熔接は前処理や後処理工程が
必要であり、化学薬品による洗浄を行うために廃液処理
の問題もある。また、パイプの曲げ角度が異なると、そ
れに応じた形状のフランジ部材が必要であるため、多種
類のフランジ部材を加工しなければならない。これらの
理由から、従来のフランジ部材を用いたパイプアッセン
ブリはコストの高いものになっていた。なお、実公平１
−１３８２５号公報に記載されているパイプ取付装置の
ように押え板にＵ字形内面のパイプ係合部を設け、この
Ｕ字形内面にパイプの肩部を挿入する従来例も提案され
ている。しかしこの従来例はＵ字形内面の開口部を閉じ
る手段をもたないため、パイプに対する押え板の固定が
不安定になりやすく、また、押え板をパイプに仮止めし
ようとしても押え板が脱落しやすいものである。 また、
実公昭６３−１５６７４号公報に記載されているダクト
接続装置のように、縮径可能な締付けバンドを用い、こ
の締付けバンドの切れ目部分を蝶ねじ等の固定部品で固
定するようにしたものでは、ダクトの側面方向から締付
けバンドを装着しようとすると、この締付けバンドの切
れ目部分をダクトの外径以上に広げる必要があり、バン
ドが著しく変形するばかりか、バンドの取付作業に長時
間を要するなど、作業性が悪いものである。 更に、特開
昭６３−５７９８８号公報に記載されているフランジの
連結方法のように、フランジに設けた孔にパイプを軸線
方向から挿入し、かつパイプの端部を変形させるもので
は、パイプの側面方向からフランジを取付けることが不
可能であり、しかもパイプの端部に特殊な加工を行う必
要があるためコストが高くつき、パイプに対するフラン
ジの組付作業に手数がかかるという問題がある。

【０００６】従って本発明の目的は、熔接によってシー
ルする必要が無く、製造コストを低減できるとともに、
パイプの曲げ角度にかかわらず共通のフランジ部材を使
用でき、しかもパイプに対するフランジ部材の仮止めが
可能であり、本締結前にフランジ部材をパイプアッセン
ブリの所望位置に仮に設けておくことができて組付作業
が容易となるような流体配管用フランジ部材を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明のフランジ部材は、相手側機器に固定
するための固定具が挿入される挿通孔を有しかつパイプ
を側面方向から通すことのできる開口部を有するととも
にこの開口部の奥側に上記パイプに嵌合可能な内径のＣ
形の円弧状内面が形成されたパイプ保持凹部を有しかつ
上記開口部はパイプを側面方向から押込むことができる
程度に開口幅が上記凹部の内径よりも狭くなっていて上
記パイプに仮止め可能なフランジボディと、上記フラン
ジボディの上記開口部を塞ぐことのできる位置にヒンジ
部によって開閉可能に枢着されかつ閉状態において上記
パイプ保持凹部と対向する位置に上記パイプの側面を押
さえる円弧状凹部を有するクランプ片と、上記フランジ
ボディとクランプ片との間に上記パイプを軸線方向に移
動しないように挟み付けた状態で上記フランジボディと
クランプ片を互いに締結する固定手段とを具備してい
る。

【０００８】

【作用】本発明のフランジ部材をパイプに取付ける際に
は、フランジボディに対してクランプ片を開けた状態に
して、フランジボディの開口部にパイプを側面方向から
挿入することにより、パイプ保持凹部にパイプを嵌合さ
せる。そしてクランプ片を閉じ、クランプ片の円弧状凹
部とフランジボディのパイプ保持凹部との間でパイプを
挟み付けた状態で、固定手段によってクランプ片とフラ
ンジボディを互いに締結することにより、フランジ部材
がパイプの所定位置に固定される。フランジボディに設
けられたＣ形の円弧状内面を有するパイプ保持凹部の開
口幅はこの凹部の内径よりも僅かに狭くなっており、こ
のパイプ保持凹部にパイプを押込むことによってフラン
ジボディがパイプに嵌合・保持されるため、クランプ片
を閉じなくてもフランジ部材を仮止めしておくことが可
能である。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図１ない
し図４を参照して説明する。この実施例のパイプアッセ
ンブリに使われるフランジ部材２０は、フランジボディ
２１とクランプ片２２を主要な構成要素とし、自動車用
クーラの冷媒流通用高圧パイプ２３に取着されるように
なっている。パイプ２３の一例はアルミニウム合金管で
あり、その外径は例えば８mm〜１６mm前後である。

【００１０】フランジボディ２１とクランプ片２２は、
それぞれ、例えばアルミダイキャスト等の金属の成形品
であり、基本的には切削加工が不要であるが、場合によ
っては、ある程度の仕上げ機械加工が施されてもよい。
フランジボディ２１とクランプ片２２の材料は、パイプ
２３とのマッチングおよび軽量な点でアルミニウム合金
が適しているが、それ以外の金属でもよい。要するにフ
ランジボディ２１とクランプ片２２は自動車のエンジン
ルーム内の熱に耐える耐熱性を有するものであればよい
から、場合によっては耐熱合成樹脂や、短繊維で強化さ
れた合成樹脂の適用も可能である。

【００１１】フランジボディ２１に開口部２５が設けら
れている。図２に示されるように、開口部２５の開口幅
Ｗはパイプ２３を側面方向から挿入可能な寸法としてあ
り、開口部２５の奥側に、パイプ２３を嵌合させること
の可能な内径のパイプ保持凹部２６が設けられている。
図示例の場合、パイプ保持凹部２６の両端がなす角度θ
を１８０°以上にしているため、開口幅Ｗはパイプ保持
凹部２６の内径よりも僅かに狭くなる。

【００１２】従ってこの場合、図２に２点鎖線で示すよ
うにパイプ２３をパイプ保持凹部２６に押込むことによ
り、パイプ２３の一部あるいはフランジボディ２１の開
口部２５が広がる方向に僅かに変形を生じながらパイプ
２３が開口部２５を通ることができ、パイプ２３をパイ
プ保持凹部２６に入れ込むことができる。こうしてパイ
プ２３にフランジボディ２１が嵌合・保持されるため、
クランプ片２２を閉じなくてもフランジ部材２０を仮止
めしておくことが可能である。なお、フランジボディ２
１とクランプ片２２の形状、寸法、分割角度（図２の角
度θ）等の具体的態様は図示例に限定されるものでな
く、必要に応じて適宜に設計変更して実施できることは
言うまでもない。

【００１３】上記フランジボディ２１に固定具挿通孔３
０が設けられている。図４に示されるように、固定具挿
通孔３０には、フランジ部材２０を相手側機器３１に固
定するための支持手段の一例としてのボルト３２が挿通
される。相手側機器３１は、自動車用クーラを構成する
レシーバを始めとして、コンプレッサやクーリングユニ
ットあるいはコンデンサなどである。この固定具挿通孔
３０は、パイプ保持凹部２６の軸線と平行に形成されて
いる。

【００１４】一方、クランプ片２２は、フランジボディ
２１にヒンジ部３５によって開閉可能に枢着されてい
る。ヒンジ部３５は、フランジボディ２１とクランプ片
２２にそれぞれ設けられた軸受部３６，３７と、これら
軸受部３６，３７をつなぐ枢軸３８とからなる。枢軸３
８は、例えばスプリングピンのように熱処理された剪断
強度の高いものが適している。このクランプ片２２に円
弧状凹部４０が設けられている。この円弧状凹部４０
は、パイプ２３の外径に応じた曲率半径を有しており、
クランプ片２２を閉じた状態（図１）においてパイプ保
持凹部２６と対向する位置に形成されている。

【００１５】パイプ保持凹部２６の内面と円弧状凹部４
０の内面に、要求仕様に応じて滑り止め手段４１が設け
られている。滑り止め手段４１は例えば図示例のような
小突起でもよいが、ローレット加工や適宜の粗面加工に
よって形成された凹凸面等のように、要するにパイプ２
３の表面に食い込むことによってパイプ２３とフランジ
部材２０の相対回転および軸線方向の移動を抑制できる
ものであればよい。

【００１６】また、フランジボディ２１とクランプ片２
２の一側部に、両者を締結するための固定手段５０が設
けられている。固定手段５０の一例は、フランジボディ
２１とクランプ片２２に突設された接続部５１，５２
と、これら接続部５１，５２を締結するカシメ部品５３
である。図示例のカシメ部品５３は、接続部５１，５２
に設けられた貫通孔５４に挿通され、図示しない治具に
よって塑性変形させることにより、接続部５１，５２を
互いに締結するようになっている。

【００１７】図４に示されるように、フランジボディ２
１とクランプ片２２の底面側には、パイプ保持凹部２６
と円弧状凹部４０の開口縁に、全周にわたって連続する
環状溝６０が設けられている。この溝６０に、パイプ２
３の端部に形成された拡径ビード部６１が入り込むよう
になっている。ビード部６１はパイプ２３の全周または
一部に設けられており、ビード部６１の外側に、Ｏリン
グ等のシール材６２が取付けられる。上記環状溝６０
は、フランジ部材２０の仕様によっては省略することも
できる。

【００１８】上記構成のフランジ部材２０をパイプ２３
に固定するには、図２に示されるようにクランプ片２２
を開けた状態にし、パイプ２３を側面方向から開口部２
５に挿入してパイプ保持凹部２６に嵌合させる。この場
合、図４に示されるようにパイプ２３のビード部６１を
利用してフランジ部材２０の軸線方向の位置決めをなす
とよい。そしてクランプ片２２を閉じ、カシメ部品５３
によって、フランジボディ２１とクランプ片２２を互い
に締結する。

【００１９】このフランジ部材２０は、ボルト３２に代
表される適当な支持手段によって相手側機器３１に固定
される。また、パイプ２３の端部が相手側機器３１に設
けられた接続穴６５に挿入され、シール材６２によって
シールされる。つまりパイプ２３の端部が相手側機器３
１の接続穴６５に直接挿入されるため、従来のようにフ
ランジ部材とパイプの隅肉部を熔接によってシールする
必要はない。

【００２０】図示例ではパイプ２３の先端がフランジ部
材２０の底面側に突出しているが、場合によってはパイ
プ２３の先端をフランジ部材２０の内部あるいはフラン
ジ部材２０と面一に位置させ、パイプ２３の開口端を、
相手側機器３１に突設した接続口にＯリングを介して接
続させるようにしてもよい。

【００２１】なお、図５に示すように、接続部５１，５
２のセンタを合わせるために、一方の接続部５１にテー
パ状の凸部７０を設けるとともに、他方の接続部５２に
上記凸部７０と対応した形状の凹部７１を設けてもよ
い。この場合、凸部７０と凹部７１を互いに嵌合させる
ことによって、フランジボディ２１に対するクランプ片
２２のセンタ出しを容易に行うことができる。

【００２２】また、固定手段５０は、要するにフランジ
ボディ２１とクランプ片２２を互いに締結できるもので
あればよいから、実施例で述べたカシメの代りに、ねじ
止めや、クリップ等の締結用部品を用いたり、あるいば
簡単な熔接、もしくは接着剤によってフランジボディ２
１とクランプ片２２を固定するようにしてもよい。

【００２３】上記フランジ部材２０は、従来品のような
切削加工が実質的に不要であり、材料歩留まりがきわめ
て高いとともに、シールのための熔接作業が不要である
から漏れ試験や化学薬品による洗浄工程を行う必要がな
い。しかもこのフランジ部材２０は、図６に示すような
屈曲したパイプ２３ａに対しても有効であり、パイプ２
３ａの曲げ角度が変わっても共通のフランジ部材２０を
使用できるといった利点もある。

【００２４】なお、パイプアッセンブリの要求仕様に応
じて、パイプ２３に対してフランジ部材２０の相対回転
を許容する必要がある場合には、前記滑り止め手段４１
を設ける代りに、図４に示されるように第１の拡径ビー
ド部６１以外に第２のビード部６４を形成し、これら一
対のビード部６１，６４によって、フランジ部材２０の
軸線方向の位置決めをなすようにしてもよい。またこの
発明は、冷媒配管以外にも、例えば各種熱交換機器や温
水配管等の接続部にも適用可能である。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、フランジ部材を低コス
トで製作することができ、熔接や漏れ試験が不要であ
り、しかもパイプの曲り角度が変っても共通のフランジ
部材を使用できる。また、クランプ片を閉じる前（固定
手段を本締結する前の段階）でパイプの所望位置にフラ
ンジボディを仮止めしておくことが可能であるから、パ
イプアッセンブリを扱う際にフランジ部材がどこかにい
ってしまうことを防ぐ上で有効であるとともに、パイプ
の所望位置にフランジ部材を取付ける作業が容易になる
など、大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフランジ部材の平面
図。

【図２】図１に示されたフランジ部材のクランプ片を開
けた状態の平面図。

【図３】図１に示されたフランジ部材の側面図。

【図４】図１に示されたフランジ部材を相手側機器に取
付けた状態の断面図。

【図５】固定手段の変形例を示す断面図。

【図６】屈曲したパイプに取付けられたフランジ部材の
変形例を示す側面図。

【図７】従来のパイプアッセンブリを示す斜視図。

【図８】従来のフランジ部材を示す断面図。

【符号の説明】

２０…フランジ部材、２１…フランジボディ、２２…ク
ランプ片、２３…パイプ、２５…開口部、２６…パイプ
保持凹部、３０…固定具挿通孔、３１…相手側機器、３
５…ヒンジ部、４０…円弧状凹部、５０…固定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 41/08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体流通用パイプ(23)の端部を相手側機器
   (31)に固定するために使われるフランジ部材(20)であっ
   て、相手側機器(31)に固定するための固定具が挿入される挿
   通孔(30)を有しかつ 上記パイプ(23)を側面方向から通す
   ことのできる開口部(25)を有するとともにこの開口部(2
   5)の奥側に上記パイプ(23)に嵌合可能な内径のＣ形の円
   弧状内面が形成されたパイプ保持凹部(26)を有しかつ上
   記開口部(25)は上記パイプ(23)を側面方向から押込むこ
   とができる程度に開口幅（Ｗ）が上記凹部(26)の内径よ
   りも狭くなっていて上記パイプ(23)に仮止め可能なフラ
   ンジボディ(21)と、 上記フランジボディ(21)の上記開口部(25)を塞ぐことの
   できる位置にヒンジ部(35)によって開閉可能に枢着され
   かつ閉状態において上記パイプ保持凹部(26)と対向する
   位置に上記パイプ(23)の側面を押さえる円弧状凹部(40)
   を有するクランプ片(22)と、 上記フランジボディ(21)とクランプ片(22)との間に上記
   パイプ(23)を軸線方向に移動しないように挟み付けた状
   態で上記フランジボディ(21)とクランプ片(22)を互いに
   締結する固定手段(50)と、 を具備したことを特徴とする流体配管用フランジ部材(2
   0)。