WO2003081115A1 - Raccord a bride et son procede de fabrication - Google Patents

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WO2003081115A1
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flange
aluminum
aluminum alloy
flange joint
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Kouichi Ozawa
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Ohtsuka Co., Ltd.
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/08—Joining pipes to walls or pipes, the joined pipe axis being perpendicular to the plane of the wall or to the axis of another pipe
    • F16L41/086—Joining pipes to walls or pipes, the joined pipe axis being perpendicular to the plane of the wall or to the axis of another pipe fixed with screws
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    • Y10T29/49444—Elbow or L-shaped fitting making
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    • Y10T29/49936—Surface interlocking

Definitions

  • the present invention relates to a flange joint, for example, a flange joint used for piping of an automotive air conditioner and a method of manufacturing the same.
  • Background technique fe fe
  • the radius R of the bent part must be large in view of the hardness of the commonly used pipe, and the horizontal part 5 of the pipe 4 has a considerable height h with respect to the flange 3.
  • it is not suitable to be arranged in a very limited narrow space near the engine. Disclosure of the invention
  • the present invention is intended to eliminate the above-mentioned disadvantages by almost eliminating the height h of the horizontal portion of the L-shaped pipe.
  • the present invention includes a flange having a mounting bolt hole, a pipe connection hole, and an L-shaped pipe attached to the connection hole, and the L-shaped pipe is made of a soft or hard aluminum material having extensibility. Or, it is a flange joint made of an aluminum alloy and formed such that the lower surface of the L-shaped pipe is the same as or close to the plane including the upper surface of the flange.
  • the L-shaped pipe is placed in a pipe clamp mold, the first forming die is moved to the end of the pipe, and the bending angle R of the L-shaped pipe is set to 0.5 by the forming die.
  • a step of correcting the pipe end to an angle equal to or less than D a step of fitting a flange to the pipe end, and expanding a pipe end protruding from the flange by a second molding die, and a step of expanding the pipe end by a third molding die. And pressing the flange against the flange to fix the flange to the pipe end.
  • soft pure aluminum or aluminum alloy means JISA 1000 series, A3000 series, A5000 series, A6000 series tempered 0 materials or H14, H24 materials, for example, JIS standard A1100, A1N00, A3003, and A3203.
  • Hard but extensible aluminum is a material with an extensibility of 15% or more, such as A6063-T8.
  • the height of the horizontal portion of the L-shaped pipe 4 can be reduced as much as possible through the selection of the above materials and the respective forming steps.
  • FIG. 1 is a side view showing a conventional flange joint.
  • FIG. 2 is a side view showing a flange joint using L-shaped piping.
  • FIG. 3 is a side view showing a part of the flange joint of the present invention by a cut surface.
  • Figure 4 is an end view.
  • FIG. 5 is a plan view.
  • FIG. 6 is a bottom view.
  • FIGS. 4A to 4E are diagrams showing a manufacturing process of the flange joint.
  • FIG. 8 is a diagram showing a piping configuration of an air conditioner for a vehicle to which the flange joint of the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state in which the flange joint of the present invention is mounted on a mount of a compressor.
  • 3 to 6 show an embodiment of the flange joint of the present invention.
  • the flange 3 has a mounting bolt hole 1 and a pipe connection hole 2, and the pipe connection hole 2 has a large number of grooves 2 'in the inner wall direction formed on the inner wall thereof.
  • L-shaped piping 4 goes into piping connection hole 2 They are closely fitted so as not to move, and are fixed in the vertical direction by the seal boss 7. 8 is a 0 ring groove.
  • the L-shaped pipe 4 is immediately bent in the horizontal direction with a small radius R from the upper surface of the flange 3, and the lower surface 6 of the horizontal portion 5 is substantially at the same level as the upper surface of the flange 3.
  • FIG. 4 is a right end view of FIG. 3
  • FIG. 5 is a plan view
  • FIG. 6 is a bottom view.
  • the virtual line indicates that the angle of the pipe 4 with respect to the flange 3 can be freely set, and that the flange 3 can be rectangular in plan view.
  • the flange joint is manufactured, for example, through the steps shown in FIGS.
  • L-shaped tubing with 9 D (R is radius, D is pipe diameter).
  • This pipe material 10 is placed in a pipe clamp mold 11, and the first forming mold 13 is lowered to the pipe end 12, and the bending angle R of the L-shaped pipe 10 is set to 0.5 D or Correct the angle to the corresponding angle.
  • a hole 11a is formed in the pipe clamp mold 11 in a horizontal direction.
  • the horizontal portion 5 of the L-shaped tube 10 is supported by the hole 11a, and the other end of the tube 10 is erected upward.
  • the portion corresponding to the outer corner of the L-shaped tube 10 of the pipe clamp mold 11 is formed so as to conform to the curvature R1 of the outer corner of the tube 10.
  • an inner hole 13 a having an inner diameter substantially the same as the outer diameter of the tube 10 is formed, and the L-shaped tube 10 at the opening of the inner hole 13 a is formed.
  • the portion corresponding to the inner corner is formed so as to conform to the curvature R 2 of the inner corner of the tube 10. After the correction, remove the first mold 13.
  • the flange 14 is fitted to the pipe end 12 and the second mold 15 is lowered.
  • the tube end 10 is pressed to the groove 2 ′ of the pipe connection hole 2 of the flange 14 by pressing the tube 10 outward by the lower end protrusion 16 a of the second mold 15.
  • the tube 10 is fixed in the connection hole 2 so as not to rotate.
  • the tube end 12 is inserted into the groove 17 of the second mold 15 to expand the tube end 12.
  • the second mold 15 includes a projection 16a having a diameter slightly larger than the inner diameter of the tube 10 and a base end 16b having a diameter larger than the inner diameter of the tube 10.
  • the projection 16a is the second component It protrudes from the reference surface of the mold 15 (the contact surface with the flange 14), and has an enlarged groove 17 around the base end 16b.
  • a tapered portion 16c is formed between the protruding portion 16a and the base end portion 16b to reduce the diameter toward the distal end. After molding, remove the second mold 15.
  • the third molding die 18 is lowered, and the pipe end 12 is pressed down to the flange 3 by the molding groove 19 and the step portion 20, so that the pipe having a diameter larger than the diameter of the horizontal part 5 of the pipe is formed.
  • An end 21 (seal boss 7) is formed.
  • the third molding groove 19 has a projection 25a having the same diameter as or slightly smaller than the inner diameter of the tube 10, and a base end portion having a diameter larger than the inner diameter of the tube 10. 25 b.
  • the protruding portion 25a protrudes from the reference surface of the third molding die 18, and an enlarged groove 26 is formed around the base end portion 25b.
  • a step 26a is provided at a boundary between the protruding portion 25a and the base end 25b, that is, at a position corresponding to the flange 14 surface.
  • the step portion 26a is formed inward of the reference plane by the thickness of the tube 10.
  • the step 26 a forms a step in the tapered portion of the tube 10, and the step contacts the flange 3 surface.
  • a groove 22 for fitting a 0-ring is formed at an end 21 of the tube 10 to obtain a product.
  • the first, second, and third molding dies were used.
  • an essential part of the present invention is to form an L-shaped pipe having a small curvature R, which is pivoted around a flange. It is intended to fix it so that it cannot be fixed, to form an engraved part at the end of the pipe, to form a groove for the O-ring, and to make the height h of the horizontal part of the L-shaped pipe as low as possible. Therefore, the first molding die 13 can be omitted, and the molding shown in FIG. 7 (c) can be performed at once using only the second molding die 15.
  • the end of the pipe is expanded by the second mold 15 and the end of the pipe is bent by the flange 14 and the radius R is adjusted to 0.5 D or less or equivalent. Press against the flange to fix the pipe end to the flange.
  • the flange joint is used, for example, as shown in FIG.
  • a is a condenser placed in front of the Ladge, not shown
  • b is a compressor connected to the condenser a by a hose c
  • compressor b is connected to a cooling unit e, not shown, by a hose d.
  • . f, g, and h are flange joints attached to the ends of the hoses c and d, and are respectively attached to the mounting base i provided for the capacitor a and the mounting bases j and j provided for the compressor 2.
  • the present invention is applied to the above flange joint.
  • FIG. 9 is an enlarged view showing a state where the flange joint g is mounted on the mounting base j by the bolt 23 via the O-ring 24.
  • a flange joint in which an L-shaped pipe is mounted at an extremely low position with respect to the flange, and a method for manufacturing the flange joint.
  • the space can be used effectively, and the quality of car design can be improved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
  • Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)

Description

明細書 フランジ継手およびその製造方法 技術分野
本発明は、 フランジ継手、 例えば自動車用エアコンディショナの配管に用いら れるフランジ継手およびその製造方法に関する。 背景技 fe
フランジ継手は、 従来、 例えば図 1に示すようにフランジ 3の側面に配管 4を 溶接接合したものがある。しかしこの継手は溶接する工程を必要とする。そこで、 図 2に示すようにフランジ 3に L型配管 4を取付け、 配管の水平部 5をフランジ 3に対し横方向に延設する形式のものが考えられる。
しかし、 図 2のものは、 通常使用される配管の硬度からみて、 曲折部の半径 R を大きくとらざるを得ず、 配管 4の水平部 5がフランジ 3に対して相当の高さ h をもち、エンジン付近の極めて限定された狭い空間に配設するには、適当でない。 発明の開示
本発明は、 上記 L型配管の水平部の高さ hを殆んど無くして、 上記欠点を解消 しょうとするものである。
本発明は、 取付用ボルト孔と、 配管接続孔とを備えたフランジと、 接続孔に取 付けられた L型配管を備え、 L型配管を材質の軟かい若しくは硬くても伸び性の あるアルミニウムまたはアルミニウム合金をもって形成し、 L型配管の水平部を その下面がフランジの上面を含む平面と同一またはそれに接近するように成形し たフランジ継手である。
また、 本発明は、 材質の柔らかい若しくは硬くても伸び性のあるアルミニウム またはアルミニウム合金からなる配管部材を R = 1 . 0 D ( I ま半径、 Dは管径） 以下に L型に曲げる工程と、 L型配管をパイプクランプ型内に配置し、 その管端 部に第 1成形型を移動させて、 該成形型によって L型配管の曲げ角度 Rを 0 . 5 D以下又はそれに相当する角度に修正する工程と、 上記管端部にフランジを嵌合 し、 第 2成形型によってフランジから突出する管端部を拡管する工程と、 第 3成 形型によって拡管部をフランジに押圧してフランジを管端部に固定する工程とを 含むフランジ継手の製造方法である。
上記「材質の軟かい純アルミまたはアルミ合金」とは、 J I S A 1 000系、 A3000系、 A5000系、 A 6000系の調質 0材又は H 14， H 24材例 えば、 J I S規格 A 1 100, A 1 N 00 , A3003, A3203の各材料を いう。「硬くても伸び性のあるアルミニウム」 とは、例えば A 6063—T 8材等 の伸び性が 15 %以上の材料である。
本発明は、 上記材料の選択および各成形工程を経ることによって L型配管 4の 水平部の高さを可及的に低くすることができた。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来のフランジ継手を示す側面図である。
図 2は、 L型配管を用いたフランジ継手を示す側面図である。
図 3は、 本発明のフランジ継手を、 その一部を切断面で示す側面図である。 図 4は、 端面図である。
図 5は、 平面図である。
図 6は、 底面図である。
図 Ί (A)〜(E)は、 上記フランジ継手の製造工程を示す図である。
図 8は、 本発明のフランジ継手が適用される自動車用エアコンディショナの配 管の態様を示す図である。
図 9は、 本発明のフランジ継手をコンプレッサの取付台に装着した状態を示す 図である。 発明を実施するための最良の形態
図 3〜図 6に本発明のフランジ継手の実施例を示す。
フランジ 3は取付用ボルト孔 1と配管接続孔 2を備え、 配管接続孔 2はその内 壁に夕テ方向の多数の各溝 2'を形成してある。 L型配管 4は配管接続孔 2に、 回 動しないように密接に嵌合され、シールボス部 7によって上下方向に固定される。 8は 0リング溝である。
L型配管 4はフランジ 3の上面から小さい半径 Rをもって直ちに水平方向に曲 折し、 その水平部 5は、 その下面 6がフランジ 3の上面とほぼ同水準になってい る。
図 4は図 3の右端面図、 図 5は平面図、 図 6は底面図である。 図 6において仮 想線は、 フランジ 3に対する配管 4の角度を自由に設定でき、 またフランジ 3は 平面図で長方形のものを用いることができることを示す。
上記フランジ継手は、 例えば、 図 7 (A)〜(E)の工程を経て作られる。
まず、 J I 3規格八3 0 0 3—O材 （A 3 0 0 0系の調質 O材） からなる管材 1 0を用い、 これを慣用の手段によって、 ： R = 0 . 6 - 0 . 9 D ( Rは半径、 D は管径） をもつ L型管材とする。
この管材 1 0を、 パイプクランプ型 1 1内に配置し、 その管端部 1 2に第 1成 形型 1 3を下降させて、 L型配管 1 0の曲げ角度 Rを 0 . 5 D又はそれに相当す る角度に修正する。
パイプクランプ型 1 1には、 孔 1 1 aが横向きに形成されている。 この孔 1 1 aに L型管材 1 0の水平部 5を支持し、 管材 1 0の他端側を上方に立設させる。 パイプクランプ型 1 1の L型管材 1 0の外角部に対応する部分は、 管材 1 0の外 角部の曲率 R 1に適合するように形成されている。 また、 第 1成形型 1 3には、 管材 1 0の外径とほぼ同じ径の内径を有する内孔 1 3 aを形成し、 この内孔 1 3 aの開口部における L型管材 1 0の内角部に対応する部分は、 管材 1 0の内角部 の曲率 R 2に適合するように形成されている。 修正後に第 1成形型 1 3を除く。 次いで、 管端部 1 2にフランジ 1 4を嵌合し、 第 2成形型 1 5を下降させる。 第 2成形型 1 5の下端突出部 1 6 aによって管材 1 0を外側に加圧することに管 端部 1 2をフランジ 1 4の配管接続孔 2の条溝 2 'に押し付ける。 これによつて、 管材 1 0は接続孔 2内に回動しないよう固着される。 これと同時に、 第 2成形型 1 5の拡閧溝 1 7に管端部 1 2を挿入させて、 管端部 1 2を拡開する。
この第 2成形型 1 5は、 管材 1 0の内径よりもやや大径の突出部 1 6 aと、 管 材 1 0の内径よりも大径の基端部 1 6 bとを備えている。 突出部 1 6 aは第 2成 形型 1 5の基準面 （フランジ 1 4との当接面） よりも突出し、 基端部 1 6 bの周 囲には拡開溝 1 7を形成している。 また、 突出部 1 6 aと基端部 1 6 bとの間に は、 先端側に縮径するテーパ部 1 6 cを形成してある。 成形後、 第 2成形型 1 5 を除く。
次いで、 第 3成形型 1 8を下降させ、 その成形溝 1 9と段部 2 0によって管端 部 1 2を、 フランジ 3に下圧し、 管の水平部 5の直径に対して大きい直径の管端 部 2 1 (シールボス部 7 ) を形成する。
第 3成形溝 1 9は、 第 2成形型 1 5と同様に、 管材 1 0の内径と同径又はやや 小径の突出部 2 5 aと、 管材 1 0の内径よりも大径の基端部 2 5 bとを備えてい る。 突出部 2 5 aは第 3成形型 1 8の基準面よりも突出し、 基端部 2 5 bの周囲 には拡開溝 2 6を形成している。また、突出部 2 5 aと基端部 2 5 bとの境界部、 すなわち、 フランジ 1 4面に対応する位置に段部 2 6 aを設けている。 この段部 2 6 aは、 管材 1 0の板厚分だけ基準面よりも内方側に形成している。
段部 2 6 aにより、 管材 1 0のテ一パ状部分に段差が形成され、 段差がフランジ 3面に当接する。
次いで、 管材 1 0の端部 2 1に 0リング揷嵌用の溝 2 2を形成して、 製品とす る。
なお、上記実施例において、第 1成形型、第 2成形型、第 3成形型を用いたが、 本発明の要部は、 曲率 Rの小さい L型配管を形成し、 これをフランジに回動不能 に固定し、 管端部に拡閧部を形成し、 これに 0リング用溝を形成するとともに、 L型配管の水平部の高さ hを可及的に低く形成することにある。 したがって、 第 1成形型 1 3を省略して、 第 2成形型 1 5のみによって、 一挙に図 7 (c)の成形を 行うこともできる。
すなわち、 アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配管部材を R = 1 . 0 D ( Rは半径、 Dは管径） 以下に L型に曲げ、 上記 L型配管をパイプクランプ 型内に配置し、 その管端部にフランジを嵌合し、 第 2成形型 1 5によって管端部 を拡管するとともに、 フランジ 1 4によって管端部を曲げ半径 Rを 0 . 5 D以下 又はそれに相当するに修正し、 拡管部をフランジに押圧して、 管端部をフランジ に固定する。 上記フランジ継手は、 例えば図 8に示すように用いられる。
図において、 aは図示しないラジェ一夕前面に配置されたコンデンサ、 bはそ のコンデンサ aにホース cにより接続されたコンプレッサで、. コンプレッサ bは ホース dにより図示しないクーリングユニット eに接続されている。 f、 g、 h は、 ホース c、 dの端部に取付けられたフランジ継手であり、 それぞれコンデン サ aに設けた取付台 i、 コンプレッサ 2に設けた取付台 j、 jに取付られる。 本 発明は、 上記フランジ継手に適用される。
図 9は、 フランジ継手 gが取付台 jにボルト 2 3によって、 0リング 2 4を介 して取付けられた状態を拡大して示す。
本発明によれば、 L型配管をフランジに対して極めて低い位置に取付けたフラ ンジ継手およびその製造方法を提供することができ、 これを自動車用エアコンデ ィショナの配管に用いた場合、エンジン付近の空間を有効に利用することができ、 自動車設計の質的向上を図ることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 取付用ボルト孔 1と、 配管接続孔 2とを備えたフランジ 3と、 接続孔 2 に取付けられた L型配管 4を備え、 L型配管 4をアルミニウムまたはアルミニゥ ム合金をもって形成し、 L型配管 4の水平部 5をその下面 6がフランジ 3の上面 を含む平面と同一またはそれに近接するように成形したことを特徴とするフラン ジ継手。
2 . 上記アルミニウムまたはアルミニウム合金が、 材質の軟らかい純アルミ ニゥムまたはアルミ二ゥム合金及ぴ硬くても伸び性のあるアルミニウムのグルー プから選ばれた少なくとも 1種である請求項 1に記載のフランジ継手。
3 . アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配管部材を R = 1 . 0 D ( Rは半径、 Dは管径） 以下に L型に曲げる工程と、
L型配管をパイプクランプ型内に配置し、 その管端部を曲げ半径 Rを 0 . 5 D 以下又はそれに相当する角度に修正する工程と、
上記管端部にフランジを嵌合し、 フランジから突出する管端部を拡管する工程 と、
拡管部をフランジに押圧して管端部をフランジに固定する工程とを含むフラン ジ継手の製造方法。
4 . アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる配管部材を R = 1 . 0 D ( Rは半径、 Dは管径） 以下に L型に曲げる工程と、
L型配管をパイプクランプ型内に配置し、 その管端部にフランジを嵌合し、 管 端部を曲げ半径 Rを 0 . 5 D以下又はそれに相当する角度に修正するとともに、 フランジから突出する管端部を拡管する工程と、
拡管部をフランジに押圧して管端部をフランジに固定する工程とを含むフラン ジ継手の製造方法。
5 . 上記管端部をフランジに固定する工程後に、 管端部に 0リング挿嵌用の 溝を形成するように工程を行うことを含む請求項 3または 4のいずれかに記載の フランジ継手の製造方法。
6 . 上記アルミニウムまたはアルミニウム合金が、 材質の軟らかい純アルミ ニゥムまたはアルミニウム合金および硬くても伸び性のあるアルミニウムのグル —プから選ばれた少なくとも 1種である請求項 3または 4のいずれかに記載のフ ランジ継手の製造方法。
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