WO2017208615A1 - 金属配管端末構造 - Google Patents

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WO2017208615A1
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sheet portion
metal pipe
curvature
terminal structure
double flare
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French (fr)
Inventor
泰斗 本間
篤史 黒澤
Original Assignee
三桜工業株式会社
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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
    • F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/04—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts using additional rigid rings, sealing directly on at least one pipe end, which is flared either before or during the making of the connection

Definitions

  • the present invention relates to a metal pipe terminal structure for liquid-tightly connecting a metal pipe to another member.
  • pipes for supplying liquid such as fuel pipes and brake pipes for automobiles, which can be used in parts where liquid leakage is not allowed, for liquid-tight connection of metal pipes to other members
  • This relates to a metal pipe terminal structure.
  • Patent Document 1 Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-111893 discloses a pipe connection structure in which a pipe end is formed into a trumpet shape.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-7838 discloses a terminal structure of a double flare structure in which the flare portion is increased in diameter from the proximal end portion toward the distal end portion and then inverted inside to be doubled. ing.
  • the double flare structure has an effect of increasing the repulsive force when the flare portion is fastened to the seal surface due to elasticity.
  • a screw is disclosed as a fastening means.
  • Patent Document 3 Japanese Patent No. 2815235
  • the other member side has a conical sheet portion and the metal pipe side has a double flare structure.
  • a double flared sheet portion having a raised bead is disclosed.
  • the screw is disclosed as a fastening means of both members.
  • Liquid leakage is not permitted in places where liquid is supplied, for example, fuel pipes, brake pipes, etc. of automobiles are connected to other members in a liquid-tight manner. These pipes are often manufactured by molding. Furthermore, the company that manufactures such piping is usually different from the company that manufactures other members on the other side. For this reason, there may be a dimensional error between the two. However, there is a demand for a connection structure that can securely fasten both of them even when there is such a variation in dimensional accuracy.
  • connection structure of Patent Document 1 the end portion of the metal pipe is expanded in a trumpet shape, the connection portion of the other member on the other side is formed in a conical shape, they are in liquid-tight contact with each other, and are fixed by fastening means. ing. In this case, it is easy to manufacture the connecting portion, but there is a problem that the liquid-tightness is not so sure.
  • connection structure of Patent Document 2 is difficult to manufacture as compared with a simple flare structure with an end portion spread in a trumpet shape, the double flare structure enables elastic deformation. Therefore, there is an advantage that liquid tightness is improved.
  • the sheet portion of the double flare structure and the mating sheet portion are in surface contact, even if a force is applied by the fastening means, the increase in pressing force per unit area of the contact portion is small. There is a problem with the pressure resistance of liquid against high pressure.
  • a bead is formed in the sheet portion of the double flare structure so that the sheet portion of the double flare structure and the mating sheet portion are in line contact.
  • the force per unit area in the bead is easily increased, the liquid tightness is improved, and the pressure resistance against the high pressure of the liquid is increased.
  • liquid tightness of line contact with a bead may not ensure liquid tightness due to deformation due to external force of the bead.
  • FIG. 4 is a sectional view of a sheet portion of a general double flare structure of a metal pipe terminal structure according to the prior art.
  • This is a metal pipe terminal structure for liquid-tightly connecting the end of a metal pipe to another member, and a sheet having a double-flare structure substantially complementary to the conical sheet portion provided on the other member.
  • a fastening means (not shown) for pressing and fixing the sheet portion of the double flare structure to the conical sheet portion.
  • Double flare structure on the metal piping side is generally manufactured by molding. Since a method for manufacturing a double flare structure by molding is known to those skilled in the art, the description thereof is omitted here, but the double flare is formed so that the cut surface of the pipe becomes a sheet portion. Then, the pipe 50 on which the double flare structure is formed is pressed against the conical sheet part 53 of the other member 52 by using a fastening means such as a screw (not shown). Apply axial force. As a result, the sheet portion 51 on the piping side and the conical sheet portion 53 of the other member on the counterpart side are in surface contact.
  • connection part between the pipe and other members is manufactured using a spindle machine or the like, the machining accuracy is good and the liquid-tightness can be improved.
  • it is usually manufactured by molding as described above.
  • the connecting portion on the piping side and the connecting portion of the other member on the mating side are usually made by different manufacturers, and a certain dimensional error is expected.
  • the axial center of the pipe-side sheet portion 51 and the conical sheet portion 53 of the other member on the mating side may not necessarily coincide. That is, one side may be fastened with a slight inclination with respect to the other.
  • the present invention has been made in view of the actual situation of the background art described above, and is a metal pipe terminal structure for liquid-tightly connecting a terminal of a metal pipe to another member.
  • a sheet portion of a double flare structure having a substantially complementary shape to the provided conical sheet portion, and a fastening for pressing and fixing the sheet portion of the double flare structure to the conical sheet portion of the other member
  • a metal pipe terminal structure provided with means, even when the axial center of the sheet side of the pipe side and the sheet part of the other member on the other side does not coincide due to a slight dimensional error of the member, etc. It is an object of the present invention to propose a metal pipe terminal structure that can secure a liquid tightness by increasing a fastening force by a screw or the like as a fastening means.
  • the present invention has a metal pipe terminal structure described in the following [1] to [8].
  • a metal pipe terminal structure comprising a fastening means for pressing and fixing the sheet portion of the double flare structure to a conical sheet portion provided on the other member.
  • a sheet portion is formed in a convex shape toward the sheet portion side of the other member, and a tip region adjacent to the sheet portion of the double flare structure is a sheet portion of the other member.
  • a metal pipe terminal structure characterized in that it is curved in a direction in which it is difficult to contact the part.
  • the curvature radius (r 2 ) of the tip region adjacent to the sheet portion is smaller than the curvature radius (r 1 ) of the sheet portion of the double flare structure, as described in [1] above Metal piping terminal structure.
  • the curvature circle corresponding to the curvature radius of the sheet portion and the curvature circle corresponding to the curvature radius of the tip region have a common tangent at the boundary between both regions.
  • a distance between the center of the curvature circle corresponding to the curvature radius of the seat portion and the center of the curvature circle corresponding to the curvature radius of the tip region from the axis of the pipe is substantially equal, and the curvature circle
  • the ratio (r 1 / D) of the curvature radius (r 1 ) of the sheet portion of the double flare structure to the outer diameter (D) of the metal pipe is 0.16 or more and 0.5 or less.
  • the sheet portion of the double flare structure since the sheet portion of the double flare structure has a convex shape, the portion that comes into contact with the conical sheet portion of the other member is in line contact, and is unit when tightened by the fastening means.
  • the force per area can be increased, and at the same time, even when the axial center of the conical sheet portion does not match the axial center of the pipe-side seat portion, the contact position between the two is slightly Since the line contact is maintained only by moving, liquid tightness can be secured.
  • the tip region adjacent to the sheet portion of the double flare structure is curved in a direction in which it is difficult to contact the sheet portion of another member.
  • the tip region of the double flare structure is made to be another member by making the radius of curvature (r 2 ) of the tip region smaller than the radius of curvature (r 1 ) of the sheet portion of the double flare structure.
  • the curvature circle corresponding to the sheet portion and the curvature circle corresponding to the tip region have a common tangent, so that the sheet portion can be smoothly shifted from the tip portion to have no corner portion. Can be.
  • the distance between the center of each of the curvature circles in the seat portion and the tip region is substantially equal to the axis of the pipe, and the direction of the axis between the centers of the curvature circles is the same. Since the distance is almost equal to the difference between the two radii of curvature, the curvature circle of the tip region is inscribed in the curvature circle of the seat, and the shape of the tip region is rapidly separated from the conical sheet portion of other members. can do. Further, in the above invention [5], it is possible to ensure liquid tightness when there is high liquid tightness and dimensional error.
  • the inventions of [6] and [7] described above, and the invention provided with both of them have one or both surfaces of the double flare structure being thickened, so that the fastening force is increased and the liquid-tightness is increased. Can be improved.
  • the cut surface is a sheet portion, a sheet portion having excellent liquid-tightness can be formed without performing processing such as polishing.
  • the metal pipe terminal structure according to the present invention is similar to the metal pipe terminal structure disclosed in Patent Documents 2 and 3 described above, and the metal pipe is cut, and the terminal is expanded in a funnel shape to form a double-flare structure. -Create a sheet part, bring it into contact with the conical sheet part formed on the other member of the other party, and tighten it with fastening means such as screws, so that the sheet part of the double flare structure and other parts The conical sheet portion of the member is connected and fixed in a liquid-tight manner.
  • the present invention is common to Patent Documents 2 and 3 in that a fastening means such as a screw is provided, and the fastening means itself is not the essence of the present invention, so the description of the structure of the fastening means is omitted. Further, since the drawing becomes complicated, the portion of the fastening means is not shown.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view through the axis of a metal pipe showing the main part of a metal pipe terminal structure according to an embodiment of the present invention.
  • the metal pipe 1 is cut, and the end portion thereof is molded to form a double flare structure 2.
  • Double flare structure is a shape that is symmetrical about the axis 3 of the metal pipe formed by bending the peripheral edge of the funnel inward along the funnel after the end of the metal pipe 1 is expanded in a funnel shape. It is.
  • the funnel-shaped inner surface has a shape substantially complementary to the conical sheet portion 6 so as to abut on the conical sheet portion 6 provided on the other member 5 to be fastened.
  • the central portion of the inner surface of the double flare structure is a sheet portion 4 on the metal piping side.
  • the sheet portion 4 of the double flare structure of the metal pipe terminal structure according to the present invention has a smooth surface shape that is convex toward the conical sheet portion 6 of another member when viewed in a cross section including the shaft center 3. .
  • the double flare structure having such a convex sheet portion 4 is moved toward the conical sheet portion 6 of another member (in the direction of the arrow in FIG. 1), the conical sheet portion is finally obtained.
  • 6 and the sheet part 4 of a double flare structure are in line contact, sharing a tangent. Since it is a line contact, if the fastening force of the fastening means (not shown) is increased, the force per unit area can be increased more easily than in the case of surface contact as in Patent Documents 1 and 2, and liquid tightness is achieved. Improved.
  • the metal pipe terminal structure according to the present invention has a tip region 7 adjacent to the sheet portion 4 of the double flare structure and the conical sheet portion 6 of the other member. Curved in a direction that is difficult to contact. Due to this shape, even if the axial center 3 of the metal pipe 1 is not slightly coincident with the axial center 8 of the other member, the conical sheet portion 6 of the other member can be brought into contact with the tip region 7. It does not happen to collide with. As a result, even if both the shaft centers 3 and 8 do not coincide slightly, the sheet portion 4 of the double flare structure of the metal pipe is attached to the sheet portion 6 of another member by using a fastening means (not shown). It is possible to press sufficiently.
  • the tip region 7 Since the tip region 7 is not roughened and is in a rough state, it is difficult to ensure liquid tightness when the portion collides with the conical sheet portion 6 of another member. In order to avoid this situation, in the present invention, the tip region 7 is retracted away from the conical sheet portion 6.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view through the axis of the metal pipe showing the main part of another embodiment of the metal pipe terminal structure according to the present invention. Members and portions corresponding to those of the embodiment of FIG. FIG. 2 is a view for explaining the shape of the metal pipe terminal structure according to the present invention using the radius of curvature.
  • the metal pipe 1 begins to spread outward at the portion 1a, moves to the back surface portion 1b of the double flare structure, and turns back to the inner surface of the double flare structure at the portion 1c.
  • the inner surface of the double flare structure includes a sheet portion 4 that abuts on the conical sheet portion 6 of another member, and a tip region 7 adjacent to the sheet portion 4.
  • the sheet portion 4 of the double flare structure has a convex shape on the side facing the conical sheet portion 6 of another member as viewed in a cross section passing through the axis of the metal pipe.
  • the radius of curvature r 2 of the tip region 7 is made smaller than the radius of curvature r 1 of the sheet portion 4, the tip region 7 rapidly moves away from the axial center 3 so that the conical sheet portion 6 of another member. Realizes a shape away from
  • the axial distance of the pipe between the sheet portion 4 of the pipe and the conical sheet portion 6 of the other member is greater than the distance at the seat portion 4 that contacts the conical sheet portion 6.
  • the distance in the tip region 7 is abruptly increased.
  • a circle whose center is the center of curvature of a curved portion and whose radius is the radius of curvature of that portion is defined as a curvature circle.
  • the curvature circle C 1 of the seat around the curvature center P 1 of the seat portion 4, and the curvature circle C 2 of the tip region around the center of curvature P 2 of the tip region 7, A common tangent is formed at the boundary between the sheet portion 4 and the tip region 7. This means that there is a smooth transition from the sheet part 4 to the tip region 7 and there is no corner between them.
  • the shaft center 3 of the metal pipe and the shaft center 8 of another member slightly change for some reason, the line contact line of both moves smoothly, and the liquid tightness changes suddenly. Can be prevented.
  • the distance between the center of curvature P 1 of the sheet portion 4 and the axis 3 of the metal pipe is X 1
  • the distance between the center of curvature P 2 of the tip region 7 and the axis 3 of the metal pipe is X 2 .
  • Requirement 1 High seal surface pressure can be obtained.
  • Requirement 2 The performance difference does not increase even if there is an influence of dimensional errors.
  • FIG. 3 is a graph in which the contact surface pressure (MPa) is calculated as a function of r 1 / D when the axial force is 1 kN, 5 kN, 10 kN, and 15 kN as parameters (provided that D: 4.76 mm, The calculation was performed under the conditions of other members: brass and metal piping: iron.)
  • the lower limit is set as follows.
  • the seal performance contact surface pressure
  • r 1 /D ⁇ 0.16 a small r 1
  • r 1 /D ⁇ 0.2 a small r 1
  • r 1 /D ⁇ 0.2 a small r 1
  • the curvature radius (r 1 ) of the sheet portion 4 of the double flare structure is shown as a ratio (r 1 / D) to the outer diameter (D) of the metal pipe.
  • it is preferably 0.16 or more and 0.5 or less, and more preferably 0.2 or more and 0.32 or less.
  • the sheet portion 4 side of the double flare structure is thickened and the back side or one of the double flare structures is thickened because a large axial force can be applied.
  • the outer periphery of the metal pipe is roughened by surface coating or the like, but the cut surface of the metal pipe is not rough. Therefore, the sheet portion 4 of the double flare structure is a portion of the cut surface of the pipe. It is preferable that it is molded.
  • the metal pipe terminal structure according to the present invention is particularly suitable for pipes for supplying liquid, such as automobile fuel pipes and brake pipes, where liquid leakage is not permitted.

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Abstract

金属配管のダブルフレア構造のシ－ト部と相手側の他の部材のシ－ト部に寸法公差があっても、液密性を確保することできる金属配管端末構造を提供すること。　金属配管の端末を他の部材に液密接続するための金属配管端末構造であって、他の部材に設けられた円錐形シ－ト部６と略相補形状に形成されたダブルフレア構造のシ－ト部４と、該ダブルフレア構造のシ－ト部を上記他の部材に設けられた円錐形シ－ト部に押圧固定する締結手段を備える金属配管端末構造において、上記ダブルフレア構造のシート部４が、上記他の部材のシ－ト部６側に向かって凸面形状に形成されていると共に、該ダブルフレア構造のシ－ト部４と隣接する先端領域７が、上記他の部材のシ－ト部６と接触し難い方向に湾曲形成されている金属配管端末構造とした。

Description

金属配管端末構造
　本発明は、金属配管を他の部材に液密に接続するための金属配管端末構造に関する。特に、自動車の燃料配管、ブレ－キ配管等の液体を供給するための配管であって、液体の漏洩が許されない部分で利用することができる、金属配管を他の部材に液密接続するための金属配管端末構造に関するものである。
　特許文献１（実開平１－１１１８９３号公報）に、配管の端末をラッパ状に成形したパイプの接続構造が開示されている。
　特許文献２（特開２０１０－７８３８号公報）に、フレア部を基端部から先端部に向かって直径を大きくした後に、内側に反転して二重にしたダブルフレア構造の端末構造が開示されている。ダブルフレア構造は、弾性によりシ－ル面に対してフレア部を締結した時の反発力を大きくする効果がある。そして、締結手段としてネジが開示されている。
　特許文献３（特許第２８１５２３５号公報）に、金属配管を他の部材に接続する金属配管端末構造において、他の部材側が円錐形シ－ト部を有し、金属配管側がダブルフレア構造のシ－ト部を有するとき、ダブルフレア構造のシ－ト部に盛り上がったビ－ドを形成したものが開示されている。そして、両部材の締結手段としてネジが開示されている。
実開平１－１１１８９３号公報 特開２０１０－７８３８号公報 特許第２８１５２３５号公報
　液体を供給するための、例えば自動車の燃料配管、ブレ－キ配管等を他の部材に液密に接続して締結する場所では、液体の漏洩が許されない。これらの配管は型成形で製作されることが多い。さらに、そのような配管を製作する会社と相手側の他の部材を製作する会社が異なる場合が普通である。このため、両者の間の寸法誤差があることもある。しかし、そのような寸法精度のばらつきがあっても、確実に液密に両者を締結できる接続構造であることが要望されている。
　特許文献１の接続構造は、金属配管の端部をラッパ状に広げ、相手側の他の部材の接続部を円錐状に形成し、それらを互いに液密に当接させ、締結手段で固定している。この場合、接続部の製作は容易であるが、液密性が余り確実ではないという問題がある。
　特許文献２の接続構造は、端部をラッパ状に広げた単なるシングルフレア構造の物に比してその製作は困難なものとはなるが、ダブルフレア構造とすることにより、弾性変形が可能になり、液密性が向上するという利点がある。しかし、ダブルフレア構造のシ－ト部と、相手側のシ－ト部が面接触しているので、締結手段で力を印加しても接触部の単位面積当たりの押圧力の増加が小さく、液体の高圧に対する耐圧性に問題がある。
　特許文献３の接続構造は、ダブルフレア構造のシ－ト部と相手側のシ－ト部を線接触とするために、ダブルフレア構造のシ－ト部にビ－ドを形成している。この場合、締結手段で力を印加すると、ビ－ドにおける単位面積当たりの力が簡単に大きくなり、液密性が向上し、液体の高圧に対する耐圧性が大きくなるという利点がある。しかし、ビ－ドによる線接触の液密では、該ビードの外力による変形などにより液密性を確保できない場合がある。
　図４は、従来技術による金属配管端末構造の一般的なダブルフレア構造のシ－ト部の断面図である。これは金属配管の端末を他の部材に液密接続するための金属配管端末構造であって、上記他の部材に設けられた円錐形シ－ト部に略相補形状のダブルフレア構造のシ－ト部と、上記ダブルフレア構造のシ－ト部を上記円錐形シ－ト部に押圧固定する図示しない締結手段を備える。
　金属配管側のダブルフレア構造は型成形で製作されるのが一般的である。型成形によるダブルフレア構造の製作方法は当業者にとって公知であるので、ここではその説明は省略するが、配管の切断面がシート部となるようにダブルフレアが形成される。そして、ダブルフレア構造が形成された配管５０を、図示しないネジなどの締結手段で、配管側のシ－ト部５１を相手側の他の部材５２の円錐形シ－ト部５３に押圧して軸力を印加する。これにより、配管側のシ－ト部５１と相手側の他の部材の円錐形シ－ト部５３は面接触する。
　配管と他の部材の接続部はスピンドル加工機等を用いて製作すれば工作精度が良く液密性を向上できるが、製造コスト等、種々の理由により通常は上記したように型成形で製作される。そして、配管側の接続部と相手側の他の部材の接続部は異なるメ－カで作られることが普通で、ある程度の寸法誤差が予想される。この結果、両者を組み合わせた時に、配管側のシ－ト部５１と、相手側の他の部材の円錐形シ－ト部５３の軸心が必ずしも一致しないことがあり得る。すなわち、一方が他方に対して僅かに傾斜した状態で締結されることがある。
　この種の従来技術による構造では、配管側のシ－ト部５１と相手側の他の部材の円錐形シ－ト部５３の軸心が一致しない場合、両者が面接触しないので液密性が損なわれる。これを解消しようとして、締結手段であるネジ等を強く締結しても、配管側のシ－ト部５１に隣接する先端領域５４で相手側の他の部材と衝突してしまう。その結果、それ以上ネジ等を締め上げても配管側の先端領域５４のみ、即ち非シート部のみが強く相手側と接触することとなり、液密性を得ることができないことが生じ得る。図５は、この状態を誇張して図示している。
　本発明は、上述した背景技術が有する実状に鑑みて成されたものであって、金属配管の端末を他の部材に液密接続するための金属配管端末構造であって、上記他の部材に設けられた円錐形シ－ト部に略相補形状のダブルフレア構造のシ－ト部と、上記ダブルフレア構造のシ－ト部を上記他の部材の円錐形シ－ト部に押圧固定する締結手段を備える金属配管端末構造において、部材の僅かな寸法誤差等に起因して配管側のシ－ト部と相手側の他の部材のシ－ト部の軸心が一致しない場合などにおいても、締結手段であるネジ等による締結力を大きくして液密性を確保できる、金属配管端末構造を提案することを課題とする。
　上記した課題を解決するため、本発明は、次の〔１〕～〔８〕に記載した金属配管端末構造とした。
　〔１〕金属配管の端末を他の部材に液密接続するための金属配管端末構造であって、他の部材に設けられた円錐形シ－ト部と略相補形状に形成されたダブルフレア構造のシ－ト部と、該ダブルフレア構造のシ－ト部を上記他の部材に設けられた円錐形シ－ト部に押圧固定する締結手段を備える金属配管端末構造において、上記ダブルフレア構造のシート部が、上記他の部材のシ－ト部側に向かって凸面形状に形成されていると共に、該ダブルフレア構造のシ－ト部と隣接する先端領域が、上記他の部材のシ－ト部と接触し難い方向に湾曲形成されていることを特徴とする、金属配管端末構造。
　〔２〕上記ダブルフレア構造のシート部の曲率半径（ｒ1）より、該シート部と隣接する上記先端領域の曲率半径（ｒ2）が小さいことを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　〔３〕上記シート部の曲率半径に対応する曲率円と、上記先端領域の曲率半径に対応する曲率円とが、両領域の境界で共通接線を有することを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　〔４〕上記シート部の曲率半径に対応する曲率円の中心と、上記先端領域の曲率半径に対応する曲率円の中心との上記配管の軸心からのそれぞれの距離がほぼ等しく、前記曲率円の中心の間の軸心の方向の距離が前記両曲率半径の差（ｒ1－ｒ2）にほぼ等しいことを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　〔５〕金属配管の外径（Ｄ）に対する上記ダブルフレア構造のシ－ト部の曲率半径（ｒ1）の比率（ｒ1／Ｄ）が、０．１６以上、０．５以下であることを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　〔６〕上記ダブルフレア構造のシ－ト部側が増肉されていることを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　〔７〕上記ダブルフレア構造の背面側が増肉されていることを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　〔８〕上記ダブルフレア構造のシ－ト部が配管の切断面であった部分を型成形したものであることを特徴とする、上記〔１〕に記載の金属配管端末構造。
　上記した〔１〕に係る発明では、ダブルフレア構造のシート部が凸面形状であるので、他の部材の円錐形シ－ト部に当接する部分は線接触となり、締結手段で締め上げたとき単位面積あたりの力を大きくすることができると同時に、円錐形シ－ト部の軸心と配管側のシ－ト部の軸心が一致していない場合においても、両者の当接位置が僅かに移動するだけで線接触が維持されるので、液密性を確保することができる。また〔１〕に係る発明では、ダブルフレア構造のシ－ト部と隣接する先端領域が他の部材のシ－ト部と接触し難い方向に湾曲形成されているので、配管側のシ－ト部と相手側の他の部材のシ－ト部との間の締結力を強くしても、先端領域で両者が衝突してしまいそれ以上締結力を大きくすることができないという事態が起こらないので、液密性を確保することができる。
　また、上記した〔２〕の発明では、ダブルフレア構造のシート部の曲率半径（ｒ1）より先端領域の曲率半径（ｒ2）を小さくすることにより、ダブルフレア構造の先端領域が他の部材のシ－ト部と接触し難い構造を実現している。
　また、上記した〔３〕の発明では、シート部に対応する曲率円と先端領域に対応する曲率円が共通接線を備えることにより、シート部から先端領域に滑らかに移行させて角部を有しないものとすることができる。
　また、上記した〔４〕の発明では、シート部と先端領域におけるそれぞれの曲率円の中心と配管の軸心との間の距離がほぼ等しく、前記曲率円の中心の間の軸心の方向の距離が前記両曲率半径の差にほぼ等しいので、シート部の曲率円に先端領域の曲率円が内接し、先端領域の部分を他の部材の円錐形シ－ト部から急速に離れる形状を実現することができる。
　また、上記した〔５〕の発明では、高い液密性と寸法誤差がある場合の液密性確保を可能としている。
　また、上記した〔６〕と〔７〕の発明、また両者をともに備えた発明は、ダブルフレア構造の一方または両方の面が増肉されているので、締結力を大きくして、液密性を向上させることができる。
　また、上記した〔８〕の発明では、切断面をシート部としているので、研磨等の加工を施すことなく、液密性に優れたシート部を形成することができる。
本発明の実施形態に係る金属配管端末構造の要部を示す金属配管の軸心を通る断面図である。 本発明に係る金属配管端末構造の別の実施形態の要部を示す金属配管の軸心を通る断面図である。 軸力をパラメ－タとして１ｋＮ、５ｋＮ、１０ｋＮ、１５ｋＮとした時に、ｒ1／Ｄの関数として接触面圧（ＭＰａ）を計算したグラフである。 従来技術による金属配管端末構造のダブルフレア構造のシ－ト部の断面図である。 従来技術によるダブルフレア構造で、配管側のシ－ト部と相手側の他の部材の円錐形シ－ト部の軸心が一致しない場合に先端領域で衝突する様子を誇張して示した断面図である。
　以下、本発明に係る金属配管端末構造の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
　本発明に係る金属配管端末構造は、前述した特許文献２，３に開示されている金属配管端末構造と同様に、金属配管を切断し、その端末を漏斗状に拡大してダブルフレア構造のシ－ト部を作成し、相手側の他の部材に形成された円錐形シ－ト部に当接させ、ネジなどの締結手段により締め付けることにより、そのダブルフレア構造のシ－ト部と他の部材の円錐形シ－ト部を液密に接続固定するものである。
　したがって、本発明は、特許文献２，３とネジ等の締結手段を備える点においては共通し、また締結手段自体は本発明の本質ではないので、締結手段の構造等の説明は省略する。また図面が煩雑になるので、締結手段の部分は図示しないこととする。
　図１は、本発明の実施形態に係る金属配管端末構造の要部を示した金属配管の軸心を通る断面図である。金属配管１が切断され、その端部を型成形してダブルフレア構造２が形成されている。ダブルフレア構造とは、金属配管１の端末が漏斗状に広げられた後、漏斗の周縁部を内側にその漏斗にそって曲げて形成した、金属配管の軸心３を中心として軸対称な形状である。その漏斗状の内側面は、締結される他の部材５に設けられた円錐形シ－ト部６に当接するように、その円錐形シ－ト部６に略相補的な形状を有する。ダブルフレア構造の内側面の中央部分が、金属配管側のシ－ト部４となる。
　本発明に係る金属配管端末構造のダブルフレア構造のシート部４は、軸心３を含む断面で見て、他の部材の円錐形シ－ト部６に向かって凸の滑らかな面形状である。このような凸面形状のシート部４を有するダブルフレア構造を、他の部材の円錐形シ－ト部６に向かって（図１の矢印方向に）移動させると、ついには円錐形シ－ト部６とダブルフレア構造のシート部４は接線を共有しながら線接触する。線接触であるので、（図示しない）締結手段の締結力を大きくすると、特許文献１，２のような面接触の場合より単位面積当たりの力を大きくすることが容易にでき、液密性が改善される。
　また、図１から分かるように、本発明に係る金属配管端末構造は、上記ダブルフレア構造のシ－ト部４と隣接する先端領域７が、上記他の部材の円錐形シ－ト部６と接触し難い方向に湾曲形成されている。この形状により、金属配管１の軸心３が他の部材の軸心８と僅かに一致していない時に両者を接近させても、他の部材の円錐形シ－ト部６が上記先端領域７に衝突することが起こらない。この結果、両方の軸心３と８が僅かに一致していない場合であっても、図示しない締結手段を用いて金属配管のダブルフレア構造のシート部４を他の部材のシ－ト部６に十分に押圧することが可能である。上記先端領域７は表面加工が行われておらず荒れた状態であるので、その部分が他の部材の円錐形シ－ト部６に衝突すると液密性を確保することが困難となる。この事態を避けるために、本発明では、先端領域７を円錐形シ－ト部６から離れるように後退させている。
　図２は、本発明に係る金属配管端末構造の別の実施形態の要部を示した金属配管の軸心を通る断面図である。図１の実施形態と対応する部材及び部分には同一の参照番号が付されている。図２は、本発明に係る金属配管端末構造の形状を、曲率半径を用いて説明するための図である。
　金属配管１は１ａの部分で外側に広がりはじめ、ダブルフレア構造の背面部１ｂに移行し、１ｃの部分で折り返しダブルフレア構造の内側面に移行する。ダブルフレア構造の内側面は他の部材の円錐形シ－ト部６に当接するシート部４と、シート部４に隣接する先端領域７とからなる。
　本発明に係る金属配管端末構造においては、金属配管の軸心を通る断面で見て、ダブルフレア構造のシート部４を他の部材の円錐形シ－ト部６に向かう側に凸面形状とするとき、上記シート部４の曲率半径ｒ1より上記先端領域７の曲率半径ｒ2を小さくすることにより、軸心３から離れるに従って先端領域７が急速に他の部材の円錐形シ－ト部６から離れる形状を実現している。
　言い換えると、上記配管のシ－ト部４と上記他の部材の円錐形シ－ト部６の配管の軸方向の距離が、上記円錐形シ－ト部６に当接するシート部４における距離より、上記先端領域７における距離が急に増加している。この形状により、金属配管１の軸心３と他の部材５の軸心８が一致していない時でも、他の部材のシ－ト部６が上記先端領域７に衝突することが起こらない。この結果、両方の軸心３と８とが一致していない場合でも、図示しない締結手段を用いて、金属配管のダブルフレア構造のシート部４を他の部材のシ－ト部６に十分に押圧することが可能となる（図２は、２点鎖線の配管のシ－ト部４と他の部材の円錐形シ－ト部６との線接触の状態から、締結手段の締め付けによる押圧力の増大により、実線で示した配管のシ－ト部４が他の部材の円錐形シ－ト部６に喰い込み、液密性が十分に確保されていることを示している。）。
　曲線のある部分の曲率中心を中心とし、その部分の曲率半径を半径とする円を曲率円と定義する。図２の実施形態では、シート部４の曲率中心Ｐ1を中心とするシート部の曲率円Ｃ1と、先端領域７の曲率中心Ｐ2を中心とする先端領域の曲率円Ｃ2とが、シート部４と先端領域７の境界で共通接線を有している。このことは、シート部４から先端領域７に滑らかに移行し、両者の間に角部がないことを意味する。この結果、金属配管の軸心３と他の部材の軸心８がなんらかの原因で僅かに変化しても、両者の線接触の線は滑らかに移動し、突然に液密性が変化することを防止することができる。
　図２に示すように、シート部４の曲率中心Ｐ1と金属配管の軸心３の距離をＸ1、先端領域７の曲率中心Ｐ2と金属配管の軸心３の距離をＸ2とする。Ｘ1とＸ2をほぼ等しくし、曲率中心Ｐ1とＰ2の間の軸心３の方向の距離を両曲率の曲率半径の差（ｒ1－ｒ2）にほぼ等しくすると、図２に示すように、シート部４の曲率円に先端領域７の曲率円が内接し、先端領域７の部分を他の部材の円錐形シ－ト部６から急速に離れさせる形状を実現することができる。この結果、上記金属配管の軸心３と他の部材の軸心８が僅かに一致していないときでも、金属配管のダブルフレア部の先端領域７と円錐形シ－ト部６が衝突することが避けられる。
　このための数値例は、例えば次の通りである。
　Ｘ1＝２．７ｍｍ、ｒ1＝１．２ｍｍ、Ｘ2＝２．６ｍｍ、ｒ2＝０．６ｍｍ。
　自動車用配管の場合、ｒ1は通常０．５から１．５ｍｍ程度であり、ｒ2は通常０．３から１．０ｍｍ程度である。また、金属配管の外径（＝直径）をＤとするとき、Ｄは３から１０ｍｍ程度である。ただし、これらは単なる例示であって、本発明の技術的範囲を限定するものではないことは言うまでもない。
　安定したシール性能を得るためには、次の要件を満たすようにダブルフレア構造のシ－ト部４の曲率半径ｒ1を定めることが好ましい。
　　要件１：高いシ－ル面圧が得られること。
　　要件２：寸法誤差の影響があっても性能差が大きくならないこと。
　他の部材の円錐形シ－ト部６と金属配管のダブルフレア構造のシ－ト部４の接触面圧は、例えばヘルツの式を用いて、金属配管１の外径（＝直径）Ｄに対するシート部４の曲率半径ｒ1の比（ｒ1／Ｄ）の関数として計算することができる。
　なお、金属配管の外径の種類が複数あるので、それに対応させるためにｒ1を配管の直径Ｄで割った数値で無次元化した。
　図３は、軸力をパラメ－タとして１ｋＮ、５ｋＮ、１０ｋＮ、１５ｋＮとした時に、ｒ1／Ｄの関数として接触面圧（ＭＰａ）を計算したグラフである（但し、Ｄ：４．７６ｍｍ，他の部材：真鍮，金属配管：鉄の条件で計算を行った。）。
　要件１から、上限は次のように設定される。
　　１）ｒ1／Ｄが大きくなるほど、接触面圧への寄与率が低下する。
　　２）ｒ1／Ｄ＝６ではそれ以上変化しない。
　　３）ｒ1／Ｄ≦０．５では、サチレートしていると見ることができる上記ｒ1／Ｄ＝６の接触面圧を基準として約３．７倍の効果が得られている。
　　４）ｒ1／Ｄ≦０．３２では、約４．５倍とより良い効果が得られる。
　要件２から、下限は次のように設定される。
　安定したシ－ルを得るためには公差の影響でシ－ル性能（接触面圧）が大きく変化しないことが必要になるが、ｒ1／Ｄ＜０．１６の場合、微小なｒ1の変化で面圧変化が大きくなってしまう。結局、公差を含めて安定したシ－ル面圧を得るためには、ｒ1／Ｄ≧０．１６が有効であり、更にはｒ1／Ｄ≧０．２が有効である。
　上記から、安定したシール性能を得るためには、ダブルフレア構造のシ－ト部４の曲率半径（r1）は、金属配管の外径（Ｄ）に対する比率（ｒ1／Ｄ）でしめした場合、０．１６以上、０．５以下であることが好ましく、０．２以上、０．３２以下であることが更に好ましい。
　また、上記ダブルフレア構造のシ－ト部４側が増肉および上記ダブルフレア構造の背面側またはその一方が増肉されていると、大きな軸力を印加することができるので好ましい。また、金属配管の外周は表面塗装などで荒れているのに対し、金属配管の切断面は荒れていないので、上記ダブルフレア構造のシ－ト部４は、配管の切断面であった部分を型成形したものであることが好ましい。
　以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明の技術思想は、既述の実施形態に何ら限定されるものではないことは言うまでもない。
　本発明に係る金属配管端末構造は、特に、自動車の燃料配管、ブレ－キ配管等の液体を供給するための配管であって、液体の漏洩が許されない部分で好適に利用することができる。
　　１　　金属配管
　　２　　ダブルフレア構造
　　３　　金属配管の軸心
　　４　　金属配管のシ－ト部
　　５　　相手側の他の部材
　　６　　他の部材の円錐形シ－ト部
　　７　　先端領域
　　８　　他の部材の軸心
　　ｒ1　　シート部の曲率半径
　　ｒ2　　先端領域の曲率半径
　　Ｄ　　金属配管の外径（直径）
　　Ｐ1　　シート部の曲率中心
　　Ｐ2　　先端領域の曲率中心
　　Ｘ1　　シート部の曲率中心と金属配管の軸心の距離
　　Ｘ2　　先端領域の曲率中心と金属配管の軸心の距離
　　Ｃ1　　シート部の曲率円
　　Ｃ2　　先端領域の曲率円

Claims (8)

  1. 　金属配管の端末を他の部材に液密接続するための金属配管端末構造であって、他の部材に設けられた円錐形シ－ト部と略相補形状に形成されたダブルフレア構造のシ－ト部と、該ダブルフレア構造のシ－ト部を上記他の部材に設けられた円錐形シ－ト部に押圧固定する締結手段を備える金属配管端末構造において、上記ダブルフレア構造のシート部が、上記他の部材のシ－ト部側に向かって凸面形状に形成されていると共に、該ダブルフレア構造のシ－ト部と隣接する先端領域が、上記他の部材のシ－ト部と接触し難い方向に湾曲形成されていることを特徴とする、金属配管端末構造。
  2. 　上記ダブルフレア構造のシート部の曲率半径（ｒ1）より、該シート部と隣接する上記先端領域の曲率半径（ｒ2）が小さいことを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
  3. 　上記シート部の曲率半径に対応する曲率円と、上記先端領域の曲率半径に対応する曲率円とが、両領域の境界で共通接線を有することを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
  4. 　上記シート部の曲率半径に対応する曲率円の中心と、上記先端領域の曲率半径に対応する曲率円の中心との上記配管の軸心からのそれぞれの距離がほぼ等しく、前記曲率円の中心の間の軸心の方向の距離が前記両曲率半径の差（ｒ1－ｒ2）にほぼ等しいことを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
  5. 　金属配管の外径（Ｄ）に対する上記ダブルフレア構造のシ－ト部の曲率半径（ｒ1）の比率（ｒ1／Ｄ）が、０．１６以上、０．５以下であることを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
  6. 　上記ダブルフレア構造のシ－ト部側が増肉されていることを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
  7. 　上記ダブルフレア構造の背面側が増肉されていることを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
  8. 　上記ダブルフレア構造のシ－ト部が配管の切断面であった部分を型成形したものであることを特徴とする、請求項１に記載の金属配管端末構造。
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