WO2019220941A1 - 管接続構造 - Google Patents

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WO2019220941A1
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pipe
branch pipe
tube portion
branch
peripheral surface
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Inventor
寛 栗山
秀彰 酒井
邦弘 岩田
Original Assignee
豊田鉄工株式会社
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    • 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
    • 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
    • F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
    • F16L41/021—T- or cross-pieces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M55/00—Fuel-injection apparatus characterised by their fuel conduits or their venting means; Arrangements of conduits between fuel tank and pump F02M37/00
    • F02M55/02—Conduits between injection pumps and injectors, e.g. conduits between pump and common-rail or conduits between common-rail and injectors
    • 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
    • F16L41/082—Non-disconnectible joints, e.g. soldered, adhesive or caulked joints

Definitions

  • the present invention relates to a pipe connection structure in which a branch pipe is connected to a main pipe in a manner branched from the main pipe.
  • a branch pipe having a main pipe and a branch pipe is provided at a portion where a fluid is diverted or joined in a pipe through which a fluid such as oil passes (for example, see Patent Document 1).
  • a structure for connecting the main pipe and the branch pipe a structure in which the ends of the pipe are melt-deformed and joined (for example, welded) is often used. With such a pipe connection structure, high sealing performance can be obtained at the connection portion between the main pipe and the branch pipe.
  • burrs unnecessary protrusions
  • An object of the present invention is to provide a pipe connection structure capable of obtaining a high sealing performance while avoiding the occurrence of burrs at a connection portion.
  • a pipe connection structure in which a cylindrical branch pipe is connected to a cylindrical main pipe in a form branched from the main pipe.
  • the pipe connection structure has a connecting cylinder portion that is integrally formed with the main pipe in a form protruding outward from the outer wall of the main pipe and communicated with the main pipe.
  • One end of each of the connection tube portion and the branch pipe is a fitted portion in which an annular groove extending over the entire circumference is formed, and the other end of the connection tube portion and the branch tube is fitted in the groove. It is a whole fitting part.
  • the pipe connection structure includes an outer peripheral seal portion that seals between the outer peripheral surface and the inner surface by abutment between the outer peripheral surface at the front end of the fitting portion and the inner surface of the groove, and an inner end of the front end of the fitting portion.
  • An inner peripheral seal portion is provided that seals between the inner peripheral surface and the inner surface by contact between the peripheral surface and the inner surface of the groove.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the branch pipe taken along line 9-9 of FIG.
  • the end view of the connection part of a main pipe and a branch pipe. The end view of the branch pipe of a modification.
  • the end view of the branch pipe of a modification. The end view of the branch pipe of a modification.
  • the end view of the branch pipe of a modification. Sectional drawing of the branch pipe of a modification.
  • the branch pipe 20 has a substantially cylindrical main pipe 21.
  • a substantially cylindrical branch pipe 22 is connected to the main pipe 21 in a manner branched from the main pipe 21.
  • the main pipe 21 and the branch pipe 22 are made of a synthetic resin material.
  • the branch pipe 20 constitutes a part of a fluid passage through which fluid (for example, oil) flows, and diverts the fluid flowing through the main pipe 21 to the branch pipe 22.
  • the pipe connection structure of this embodiment is applied to the branch pipe 20.
  • connection portion 30 having a substantially cylindrical shape is integrally formed at a connection portion of the main pipe 21 with the branch pipe 22.
  • the connection cylinder part 30 protrudes outward (upward in FIG. 4) from the outer wall of the main pipe 21.
  • the connection cylinder part 30 is extended in the direction orthogonal to the axial direction (left-right direction of FIG. 4) of the main pipe 21.
  • the connecting tube portion 30 forms a double tube having a cylindrical inner tube portion 31 and a cylindrical outer tube portion 32 that covers the periphery of the inner tube portion 31.
  • the distal end portion of the inner pipe portion 31 has a tapered shape that becomes thinner as it goes toward the protruding end (upward in FIG. 4). Thereby, the front-end
  • the inner pipe portion 31 communicates with the main pipe 21 and constitutes the inner wall of the branch pipe 20.
  • the branch pipe 20 is constituted by a connecting cylinder part 30 and a branch pipe 22.
  • the protruding end of the inner tube portion 31 is located behind the protruding end of the outer tube portion 32 in the protruding direction of the inner tube portion 31 (upward in FIG. 4). Thereby, the protruding height of the inner tube portion 31 from the outer peripheral surface of the main tube 21 is lower than the protruding height of the outer tube portion 32.
  • An annular groove 33 is formed between the inner tube portion 31 and the outer tube portion 32 inside the connecting tube portion 30. The annular groove 33 is opened at the tip (fitted part) of the connecting cylinder part 30.
  • an engaging plate 34 protruding in the radial direction of the main tube 21 is integrally provided on the outer wall of the main tube 21.
  • the engagement plate 34 is provided at a position overlapping the connecting tube portion 30 in the axial direction of the main pipe 21 (left and right direction in FIG. 5), and spreads in the axial direction and radial direction (up and down direction in FIG. 5) of the main pipe 21. It is.
  • the center line C ⁇ b> 1 of the connecting tube portion 30 and the outer surface extending in the radial direction of the engagement plate 34 are 90 when viewed from one end in the axial direction of the main pipe 21 (state shown in FIG. 6). It is making a degree.
  • the engagement plate 34 has a through-hole 35 having a circular cross section that penetrates in the thickness direction of the engagement plate 34.
  • the outer wall of the main pipe 21 is integrally provided with an engagement corner portion 36 that protrudes outward.
  • the engagement corner portion 36 is provided at a position overlapping with both the connection cylinder portion 30 and the engagement plate 34 in the axial direction of the main pipe 21.
  • the engagement corner portion 36 is disposed on the opposite side of the engagement plate 34 with respect to the center line C1 of the connecting tube portion 30 as viewed from one end portion in the axial direction of the main pipe 21. Further, the engagement corner portion 36 is the side opposite to the connection tube portion 30 with reference to the outer surface (upper surface in FIG. 6) extending in the radial direction of the engagement plate 34 when viewed from one end portion in the axial direction of the main pipe 21. It is arranged.
  • the engagement corner portion 36 has a shape (so-called chamfered shape) in which a top portion of a right-angled portion formed by two tangential planes on the outer peripheral surface of the main pipe 21 is cut obliquely.
  • the distal end (fitting portion) of the branch pipe 22 is an outer pipe covering the inner pipe 41 with a cylindrical inner pipe 41 and an inner peripheral surface having a circular cross section.
  • a double pipe having a pipe part 42 is formed.
  • An engagement recess 41 ⁇ / b> A that extends over the entire circumference is provided at the tip of the inner peripheral surface of the inner pipe portion 41.
  • 41 A of engaging recessed parts become small as it goes to a base end.
  • the inner peripheral surface of the engaging concave portion 41A has substantially the same shape as the outer peripheral surface of the inner tube portion 31 of the connecting tube portion 30 shown in FIG.
  • the distal end portion 42A on the inner peripheral surface of the outer tube portion 42 is inclined toward the outer peripheral side toward the distal end.
  • An annular groove 43 is formed between the inner tube portion 41 and the outer tube portion 42 at the distal end of the branch tube 22.
  • connection recess 47 having a substantially semicircular cross section extending in the axial direction of the main pipe 21 is formed at the tip of the branch pipe 22.
  • the inner surface of the connection recess 47 has substantially the same shape as the outer peripheral surface of the main pipe 21. Therefore, as shown in FIG. 2, when the branch pipe 22 is attached to the main pipe 21, the inner surface of the connection recess 47 is arranged along the outer peripheral surface of the main pipe 21.
  • the engagement plate 44 On the outer wall of the outer pipe portion 42 of the branch pipe 22, an engagement plate 44 that projects outward from the tip of the outer pipe portion 42 is integrally provided.
  • the engagement plate 44 has a flat plate shape that extends in the axial direction of the connection recess 47 and the radial direction of the branch pipe 22.
  • the center line C ⁇ b> 2 of the branch pipe 22 and the engagement plate 44 extending in the radial direction of the branch pipe 22 in a state viewed from one end portion in the axial direction of the connection recess 47 (state shown in FIG. 9). 90 degrees with the outer surface.
  • the engagement plate 44 has a circular through hole 45 that penetrates in the thickness direction of the engagement plate 44.
  • the outer surface of the engagement plate 34 of the main pipe 21 and the outer surface of the engagement plate 44 of the branch pipe 22 come into contact with each other.
  • the outer shape of the engagement plate 34 is substantially the same as the engagement plate 44 in a state where the branch tube 22 attached to the main tube 21 is viewed from one end in the axial direction of the branch tube 22, and the outer shape of the through hole 35. Is substantially the same as the through hole 45.
  • the engagement plates 34 and 44 are engaged by using the caulking fitting 23 (for example, eyelet fitting) attached to the through holes 35 and 45.
  • the caulking fitting 23 for example, eyelet fitting
  • the end of the caulking metal fitting 23 is caulked with the caulking metal fitting 23 inserted into the through holes 35 and 45.
  • the main pipe 21 and the branch pipe 22 are fixed to each other.
  • the outer wall of the branch pipe 22 is integrally provided with an engagement arm 46 in which an end portion of the outer pipe portion 42 is extended in the protruding direction of the outer pipe portion 42. .
  • the engagement arm 46 is disposed on the opposite side of the engagement plate 44 with respect to the center line C ⁇ b> 2 of the branch pipe 22 as viewed from one end of the connection recess 47 in the axial direction.
  • an engagement protrusion 46A that protrudes inward (right side in FIG. 9) is provided.
  • the engaging convex portion 46 ⁇ / b> A has a trapezoidal cross section and extends in the axial direction of the connecting concave portion 47.
  • the distal end of the branch pipe 22 is fitted into the connection cylinder portion 30 of the main pipe 21 in such a manner that the outer peripheral surface of the main pipe 21 is fitted into the connection recess 47 of the branch pipe 22.
  • the distal end of the inner tube portion 41 of the branch tube 22 is inserted into the annular groove 33 between the outer tube portion 32 and the inner tube portion 31 of the connection cylinder portion 30.
  • the outer tube portion 32 of the connecting tube portion 30 is inserted into the annular groove 43 between the inner tube portion 41 and the outer tube portion 42 of the branch tube 22.
  • the distal end portion 42A of the inner peripheral surface of the outer tube portion 42 of the branch tube 22 has a tapered shape. Therefore, when the tip of the connecting tube portion 30 and the tip of the branch tube 22 are aligned, the tip of the branch tube 22 is in a proper position due to its taper shape, that is, the center line C1 of the connecting tube portion 30 and the center of the branch tube 22. Guided to a position where line C2 coincides. Therefore, the tip of the branch pipe 22 can be easily fitted to the connection cylinder part 30.
  • the engaging arm 46 is elastically deformed outward in the process of fitting the distal end of the branch pipe 22 to the connecting tube portion 30. Then, after overcoming the main pipe 21 and the engagement corner portion 36, the engagement arm 46 returns to the shape before deformation. As a result, the engaging convex portion 46A of the engaging arm 46 is hooked from the outside on the engaging corner portion 36 of the main pipe 21. As described above, the engaging corner portion 36 as the first engaging portion integrally provided outside the main pipe 21 and the engaging arm 46 as the second engaging portion integrally provided outside the branch pipe 22 are thus provided.
  • the branch pipe 22 is fixed to the main pipe 21 through the engagement.
  • the engagement plate 34 of the main pipe 21 and the outer surface of the engagement plate 44 of the branch pipe 22 abut.
  • the engagement plate 34 is used by using the caulking fitting 23 attached to the through hole 35 of the engagement plate 34 of the main pipe 21 and the through hole 45 of the engagement plate 44 of the branch pipe 22. , 44 are engaged.
  • the branch pipe 22 is fixed to the main pipe 21 by engaging the engagement plate 34 as the first engagement portion and the engagement plate 44 as the second engagement portion via the caulking fitting 23.
  • the tip of the inner pipe portion 41 of the branch pipe 22 is fitted in the annular groove 33 between the inner pipe portion 31 and the outer pipe portion 32 at the tip of the connecting tube portion 30. It has been.
  • the connection portion between the connecting tube portion 30 and the branch tube 22 inside the branch tube 20 includes the outer peripheral surface of the inner tube portion 41 of the branch tube 22 and the inner peripheral surface of the inner tube portion 31 of the connection tube portion 30.
  • the outer peripheral seal portion 24 is configured to seal between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface by the contact of the outer peripheral surface.
  • connection portion between the connection tube portion 30 and the branch tube 22 inside the branch tube 20 includes an inner peripheral surface of the outer tube portion 42 of the branch tube 22 and an outer peripheral surface of the inner tube portion 31 of the connection tube portion 30.
  • An inner peripheral seal portion 25 is configured to seal between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface by contact.
  • the opposed surface of the connecting tube portion 30 and the branch tube 22 is not a simple tube or plane, but has a complicated shape due to the outer peripheral seal portion 24 and the inner peripheral seal portion 25. Thereby, it becomes difficult for the fluid to leak from the gap between the connecting tube portion 30 and the branch pipe 22. For this reason, the sealing performance of the connection part of the connection cylinder part 30 and the branch pipe 22 can be made high.
  • the protruding height of the inner tube portion 31 of the connecting tube portion 30 (“A” in FIG. 10) is low.
  • the inner peripheral surface of the inner pipe portion 41 of the branch pipe 22 constitutes the inner wall surface of the branch pipe 20 in the vicinity of the distal end of the outer pipe portion 32 of the connecting cylinder portion 30. Therefore, the inner peripheral surface of the inner pipe portion 41 of the branch pipe 22 is pressed by the fluid pressure inside the branch pipe 22 in the direction indicated by the black arrow in FIG.
  • the inner tube portion 41 is elastically deformed toward the outer peripheral side and is pressed against the inner peripheral surface of the outer tube portion 32 of the connecting tube portion 30.
  • the contact surface pressure between the inner peripheral surface of the outer tube portion 32 of the connecting tube portion 30 and the outer peripheral surface of the inner tube portion 41 of the branch tube 22 increases. Therefore, the sealing performance of the outer peripheral seal portion 24 that functions by the contact between the inner peripheral surface of the outer tube portion 32 of the connecting tube portion 30 and the outer peripheral surface of the inner tube portion 41 of the branch pipe 22 can be increased.
  • the above embodiment may be modified as follows.
  • the through holes 35 and 45 of the engagement plates 34 and 44 are not limited to providing circular through holes in cross section, but may be through holes having a long cross section. Further, the sizes of the through holes 35 and 45 of the engagement plates 34 and 44 may be slightly different. According to this configuration, the engagement plates 34 and 44 are attached to the through holes 35 and 45 using the caulking metal fittings 23 in a state in which the displacement of the relative positions of the through holes 35 and 45 due to manufacturing tolerances is allowed. Can be easily fixed.
  • the thickness of the distal end part and the thickness of the proximal end part may be the same shape, or the thickness of the distal end part may be larger than the thickness of the proximal end part. .
  • You may change the shape of the connection cylinder part 30 so that the protrusion of the inner pipe part 31 may be located ahead of the protrusion of the outer pipe part 32 in the protruding direction. Further, the shape of the connecting tube portion 30 may be changed so that the position in the protruding direction of the protruding end of the inner tube portion 31 is the same as the position in the protruding direction of the protruding end of the outer tube portion 32.
  • a recessed portion 31 ⁇ / b> A that is recessed toward the outer peripheral side may be formed on the inner peripheral surface of the inner tube portion 31 of the connecting tube portion 30.
  • the surface area of the portion on which the fluid pressure acts on the inner peripheral surface of the inner tube portion 31 can be increased as compared with the case where the concave portion 31A is not formed.
  • the sealing performance of the inner peripheral seal portion 25 that seals between the inner peripheral surface of the inner tube portion 41 of the branch pipe 22 and the outer peripheral surface of the inner tube portion 31 of the connecting tube portion 30 can be effectively increased. .
  • the thickness of the inner tube portion 51 of the connecting tube portion 50 may be smaller than the thickness of the outer tube portion 52. According to this configuration, the inner tube portion 51 of the connecting tube portion 50 can be easily elastically deformed, and the sealing performance of the inner peripheral seal portion 53 can be enhanced. Moreover, the rigidity of the outer tube portion 52 of the connecting tube portion 50 is increased. For this reason, the distal end of the inner tube portion 54 of the branch tube 22 and the inner tube portion 51 of the connecting tube portion 50 can be reliably supported from the outer peripheral side by the outer tube portion 52.
  • a convex portion may be formed on one of the surface of the connecting tube portion 30 and the front surface of the branch tube 22 facing each other in a direction intersecting the axial direction of the branch tube 22 and a concave portion may be formed on the other.
  • the convex portion and the concave portion are engaged at a portion where the surface of the connecting tube portion 30 and the surface of the branch tube 22 face each other in a direction intersecting the axial direction of the branch tube 22.
  • the relative movement of the branch pipe 22 and the connection cylinder part 30 in the axial direction of the branch pipe 22 is restricted. That is, it becomes difficult to pull out the branch pipe 22 from the connection cylinder part 30. Therefore, even if a force for pulling out the branch pipe 22 from the connecting tube portion 30 of the main pipe 21 is applied, the branch pipe 22 is difficult to come off from the main pipe 21.
  • the first convex portion 61 is provided on the outer peripheral surface of the inner tube portion 31 of the connecting tube portion 30, and the second convex portion 62 is provided on the outer peripheral surface of the outer tube portion 32.
  • a first recess 63 is provided on the inner peripheral surface of the inner pipe portion 41 of the branch pipe 22, and a second recess 64 is provided on the inner peripheral surface of the outer pipe portion 42.
  • the distal end of the inner tube portion 41 of the branch pipe 22 is fitted into the annular groove 33 at the distal end of the connecting tube portion 30. In this state, the first convex portion 61 and the first concave portion 63 are engaged, and the second convex portion 62 and the second concave portion 64 are engaged.
  • the structure for fixing the main pipe 21 and the branch pipe 22 in a connected state may be arbitrarily changed.
  • a means for fixing the main pipe 21 and the branch pipe 22 only a structure that engages with the caulking bracket 23 is used, or only a structure that engages the engagement arm 46 and the engagement corner 36 is used. May be.
  • the branch pipe 70 has a structure in which two branch pipes 72A and 72B are connected to one main pipe 71.
  • Engagement plates 73A and 73B provided integrally with the branch pipes 72A and 72B are engaged by caulking metal fittings 74.
  • the engaging convex portions 76A and 76B at the tips of the engaging arms 75A and 75B provided integrally with the branch pipes 72A and 72B are hooked to each other.
  • the inner pipe part of the branch pipe constitutes the inner wall of the branch pipe
  • a structure is adopted in which the tip of the inner pipe part of the connecting cylinder part fits into the annular groove between the inner pipe part and the outer pipe part at the tip of the branch pipe Also good.
  • the outer peripheral surface of the inner pipe part of the branch pipe and the inner peripheral surface of the inner pipe part of the connection cylinder part constitute an inner peripheral seal part
  • the outer peripheral seal portion is constituted by the outer peripheral surface of the inner tube portion of the portion.
  • the distal end portion of the connecting tube part or the branch pipe may be a multiple pipe or more.
  • the single tube may be sufficient as one front-end
  • the connecting tube portion 81 and the branch pipe 82 are made into a single pipe, and an annular groove 83 extending over the entire circumference is formed at the tip of the branch pipe 82. You may make it fit the front-end
  • an outer peripheral seal portion 84 that seals between the outer peripheral surface at the tip of the connecting tube portion 81 and the inner surface of the annular groove 83 of the branch tube 82 is formed inside the branch pipe 80.
  • an inner peripheral seal portion 85 that seals between the inner peripheral surface of the distal end of the connecting tube portion 81 and the inner surface of the annular groove 83 of the branch tube 82 is also configured inside the branch pipe 80.
  • connection part of the connection cylinder part 81 and the branch pipe 82 can be made high.
  • the wall part on the inner peripheral side of the annular groove 83 of the branch pipe 82 is pressed against the inner peripheral surface of the distal end of the connecting cylinder part 81.
  • the sealing performance of the inner peripheral seal portion 85 can be increased.
  • connection tube portion 81 by fitting the tip of the connection tube portion 81 into the annular groove 83 at the tip of the branch tube 82, the sealing performance at the connection portion between the branch tube 82 and the connection tube portion 81 is enhanced. That is, a structure in which the end portions of the connecting tube portion 81 and the branch pipe 82 are melted and deformed and joined together is not necessary. Therefore, generation
  • At least a part of the inner peripheral surface of the branch pipe 80 is inclined toward the inner peripheral side toward the downstream side in the fluid flow direction. It may be 81A.
  • a convex portion 81B having a trapezoidal cross section and extending over the entire circumference is formed on the inner peripheral surface at the tip of the connecting tube portion 81.
  • An inclined surface 81A on the upstream side in the fluid flow direction of the convex portion 81B is inclined so as to be directed inward toward the downstream side. According to this configuration, as shown by a thick arrow in FIG. 16, when the fluid flow inside the branch pipe 80 hits the inclined surface 81A, the fluid flow pressure presses the inclined surface 81A.
  • the tip end portion of the connecting tube portion 81 is pressed to the outer peripheral side.
  • the outer peripheral surface at the tip of the connecting tube portion 81 is pressed against the inner surface of the annular groove 83 at the tip of the branch pipe 82, and the sealing performance of the outer peripheral seal portion 84 is enhanced.
  • An inclined surface can also be formed on the inner peripheral surface of the branch pipe 82.
  • the inner peripheral surface of the branch pipe 82 is pressed outward by the fluid flow pressure.
  • the wall part of the inner peripheral side of the annular groove 83 of the branch pipe 82 is pressed against the outer peripheral surface of the tip of the connection cylinder part 81, and the sealing performance of the inner peripheral seal part 85 is improved.

Abstract

主管に、主管から分岐する態様で枝管が接続される。接続筒部は、主管の外壁から外方に突出すると共に、主管に連通している。接続筒部の先端には、環状溝が形成されている。環状溝には、枝管の先端が嵌まっている。分岐管は、枝管の先端の外周面と接続筒部の環状溝の内面との当接によって外周面と内面との間をシールする外周シール部を有する。分岐管は、枝管の先端の内周面と接続筒部の環状溝の内面との当接によって内周面と内面との間をシールする内周シール部も有する。

Description

管接続構造
　本発明は、主管から分岐する態様で主管に枝管が接続された管接続構造に関する。
　従来より、オイルなどの流体を通す配管において、流体を分流したり合流させたりする部分には、主管と枝管とを有する分岐管が設けられている（例えば特許文献１参照）。主管と枝管とを接続するための構造として、管の端部を溶融変形させて接合（例えば溶着）する構造が多用されている。こうした管接続構造により、主管と枝管との接続部分において高いシール性が得られる。
　上記構造では、主管と枝管との接続に際して管の端部を溶融変形させている。このため、接続部分に不要な突起（いわゆるバリ）が生じ易い。管の内部で生じたバリは、流体のスムーズな流れを妨げる一因になる。また、管内部のバリの除去は困難である。
特開２００６－２９２６４号公報
　本発明の目的は、接続部分におけるバリの発生を回避しつつ高いシール性を得ることのできる管接続構造を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明の第一の態様によれば、筒状の主管に、前記主管から分岐する態様で筒状の枝管が接続されてなる管接続構造が提供される。管接続構造は、前記主管の外壁から外方に突出する態様で主管に一体形成されて、前記主管に連通された接続筒部を有している。前記接続筒部および前記枝管の一方の先端は、全周にわたって延びる環状の溝が形成された被嵌合部であり、前記接続筒部および前記枝管の他方の先端は、前記溝に嵌まる嵌合部である。管接続構造は、前記嵌合部の先端の外周面と前記溝の内面との当接によって前記外周面と前記内面との間をシールする外周シール部、および、前記嵌合部の先端の内周面と前記溝の内面との当接によって前記内周面と前記内面との間をシールする内周シール部を有している。
管接続構造の一実施形態が適用される分岐管の断面図。 分岐管の斜視図。 分岐管の分解斜視図。 主管の軸方向に沿った断面図。 主管の図４の矢印５方向から見た側面図。 主管の図４の６－６線に沿った断面図。 主管の軸方向に沿った枝管の断面図。 枝管の図７の矢印８方向から見た側面図。 枝管の図７の９－９線に沿った断面図。 主管と枝管との接続部分の端面図。 変形例の分岐管の端面図。 変形例の分岐管の端面図。 変形例の分岐管の端面図。 変形例の分岐管の断面図。 変形例の分岐管の断面図。 分岐管の端面図。
　以下、管接続構造の一実施形態について説明する。
　図１～図３に示すように、分岐管２０は、略円筒状の主管２１を有している。主管２１には、主管２１から分岐する態様で、略円筒状の枝管２２が接続されている。主管２１および枝管２２は、合成樹脂材料によって形成されている。分岐管２０は、内部を流体（例えばオイル）が流れる流体通路の一部を構成し、主管２１を流れる流体を枝管２２に分流する。本実施形態の管接続構造は、分岐管２０に適用される。
　以下、主管２１の構造について詳細に説明する。
　図１～図６に示すように、主管２１における枝管２２との接続部分には、略円筒状の接続筒部３０が一体に形成されている。接続筒部３０は、主管２１の外壁から外方（図４の上方）に突出している。接続筒部３０は、主管２１の軸方向（図４の左右方向）と直交する方向に延びている。
　接続筒部３０は、円筒状の内管部３１と、内管部３１の周囲を覆う円筒状の外管部３２とを有する二重管を形成している。内管部３１の先端部は、突端（図４の上方）に向かうに連れて薄くなる先細形状である。これにより、内管部３１の先端部は、基端部よりも薄くなっている。内管部３１は主管２１に連通し、分岐管２０の内壁を構成している。分岐管２０は、接続筒部３０および枝管２２によって構成される。内管部３１の突端は、外管部３２の突端よりも、内管部３１の突出方向（図４の上方）の後方に位置している。これにより、主管２１の外周面からの内管部３１の突出高さが、外管部３２の突出高さよりも低くなっている。接続筒部３０の内部において、内管部３１と外管部３２との間には、環状溝３３が形成されている。環状溝３３は、接続筒部３０の先端（被嵌合部）において開口している。
　図４～図６に示すように、主管２１の外壁には、主管２１の径方向に突出する係合板３４が一体に設けられている。係合板３４は、主管２１の軸方向（図５の左右方向）において接続筒部３０と重複する位置に設けられ、かつ主管２１の軸方向および径方向（図５の上下方向）に広がる平板状である。係合板３４では、主管２１の軸方向における一方の端部から見た状態（図６に示す状態）で、接続筒部３０の中心線Ｃ１と、係合板３４の径方向に延びる外面とが９０度をなしている。係合板３４は、係合板３４の厚さ方向に貫通する断面円形状の貫通孔３５を有している。
　図３、図５および図６に示すように、主管２１の外壁には、外方に突出する係合角部３６が一体に設けられている。係合角部３６は、主管２１の軸方向において接続筒部３０及び係合板３４の両方と重複する位置に設けられている。
　係合角部３６は、主管２１の軸方向における一方の端部から見た状態で、接続筒部３０の中心線Ｃ１を基準として、係合板３４と反対側に配設されている。また係合角部３６は、主管２１の軸方向における一方の端部から見た状態で、係合板３４の径方向に延びる外面（図６の上面）を基準として、接続筒部３０と反対側に配設されている。係合角部３６は、主管２１の外周面の２つの接平面からなる直角部分の頂部が斜めに削られた形状（いわゆる面取りされた形状）である。
　以下、枝管２２の構造について詳細に説明する。
　図７～図９に示すように、枝管２２の先端（嵌合部）は、円筒状の内管部４１と、内周面が断面円形状をなして内管部４１の周囲を覆う外管部４２とを有する二重管を形成している。内管部４１の内周面における先端部には、全周に渡って延びる係合凹部４１Ａが設けられている。係合凹部４１Ａは、基端に向かうに連れて小さくなる。係合凹部４１Ａの内周面は、図１に示す接続筒部３０の内管部３１の外周面と略同一形状である。外管部４２の内周面の先端部４２Ａは、先端に向かうに連れて外周側に傾斜している。枝管２２の先端には、内管部４１と外管部４２との間に環状溝４３が形成されている。
　また枝管２２の先端には、主管２１の軸方向に延びる断面略半円状の接続凹部４７が形成されている。接続凹部４７の内面は、主管２１の外周面と略同一形状である。そのため、図２に示すように、主管２１に枝管２２が取り付けられると、接続凹部４７の内面は主管２１の外周面に沿って配置される。
　枝管２２の外管部４２の外壁には、外管部４２の先端から外方に突出する係合板４４が一体に設けられている。係合板４４は、接続凹部４７の軸方向および枝管２２の径方向に広がる平板状である。係合板４４では、接続凹部４７の軸方向における一方の端部から見た状態（図９に示す状態）で、枝管２２の中心線Ｃ２と、枝管２２の径方向に延びる係合板４４の外面とが９０度をなしている。係合板４４は、係合板４４の厚さ方向に貫通する円形の貫通孔４５を有している。
　図２に示すように、主管２１に枝管２２が取り付けられると、主管２１の係合板３４の外面と枝管２２の係合板４４の外面とが当接する。また、主管２１に取り付けられた枝管２２を、枝管２２の軸方向における一方の端部から見た状態で、係合板３４の外形は係合板４４と略同一であり、貫通孔３５の外形も貫通孔４５と略同一である。
　図２および図３に示すように、貫通孔３５，４５に取着されたかしめ金具２３（例えば、ハトメ金具）を用いることにより、各係合板３４，４４が係合される。具体的には、貫通孔３５，４５にかしめ金具２３を挿通した状態で、かしめ金具２３の端部がかしめられる。これにより、主管２１と枝管２２とが互いに固定される。
　また、図３および図９に示すように、枝管２２の外壁には、外管部４２の端部が外管部４２の突出方向に延伸された係合アーム４６が一体に設けられている。係合アーム４６は、接続凹部４７の軸方向における一方の端部から見た状態で、枝管２２の中心線Ｃ２を基準として、係合板４４と反対側に配設されている。係合アーム４６の先端には、内方（図９の右側）に突出する係合凸部４６Ａが設けられている。係合凸部４６Ａは、断面台形状を有し、接続凹部４７の軸方向に延びている。
　図２に示すように、主管２１に枝管２２が取り付けられると、係合アーム４６の係合凸部４６Ａが、係合角部３６の外面に外方から引っ掛けられる。これにより、主管２１に枝管２２が固定される。
　以下、主管２１に枝管２２を組み付ける作業について説明する。
　図２および図３に示すように、先ず、枝管２２の接続凹部４７に主管２１の外周面が嵌まる態様で、枝管２２の先端が主管２１の接続筒部３０に嵌められる。これにより、図１に示すように、接続筒部３０の外管部３２と内管部３１との間の環状溝３３に、枝管２２の内管部４１の先端が挿入される。また、このとき、枝管２２の内管部４１と外管部４２との間の環状溝４３に、接続筒部３０の外管部３２が挿入される。
　枝管２２の外管部４２の内周面の先端部４２Ａは、テーパ形状である。そのため、接続筒部３０の先端と枝管２２の先端とを合わせる際に、枝管２２の先端がそのテーパ形状によって正規の位置、即ち、接続筒部３０の中心線Ｃ１と枝管２２の中心線Ｃ２とが一致する位置に案内される。したがって、接続筒部３０に対して枝管２２の先端を容易に嵌めることができる。
　図２および図３に示すように、枝管２２の先端を接続筒部３０に嵌める過程で、係合アーム４６が外方に弾性的に変形する。そして、主管２１および係合角部３６を乗り越えた後に、係合アーム４６は変形前の形状に戻る。その結果、係合アーム４６の係合凸部４６Ａが主管２１の係合角部３６に外方から引っ掛けられる。このように、主管２１の外部に一体に設けられた第１係合部としての係合角部３６と、枝管２２の外部に一体に設けられた第２係合部としての係合アーム４６との係合を通じて、枝管２２が主管２１に固定される。
　また、図２に示す状態では、主管２１の係合板３４の外面と枝管２２の係合板４４の外面とが当接する。ここでは、図２および図３に示すように、主管２１の係合板３４の貫通孔３５と枝管２２の係合板４４の貫通孔４５とに取着したかしめ金具２３を用いて、係合板３４，４４が係合される。このように、第１係合部としての係合板３４と第２係合部としての係合板４４とがかしめ金具２３を介して係合することによって、枝管２２が主管２１に固定される。
　以下、本実施形態の分岐管２０による作用効果について説明する。
　（１）図１０に示すように、分岐管２０では、接続筒部３０の先端における内管部３１と外管部３２との環状溝３３に、枝管２２の内管部４１の先端が嵌められている。これにより、分岐管２０の内部における接続筒部３０と枝管２２との接続部分には、枝管２２の内管部４１の外周面と接続筒部３０の内管部３１の内周面との当接によってそれら外周面および内周面の間をシールする外周シール部２４が構成されている。また、分岐管２０の内部における接続筒部３０と枝管２２との接続部分には、枝管２２の外管部４２の内周面と接続筒部３０の内管部３１の外周面との当接によってそれら内周面および外周面の間をシールする内周シール部２５が構成されている。
　接続筒部３０と枝管２２との対向面は、単純な筒状や平面状ではなく、外周シール部２４や内周シール部２５により複雑な形状を有している。これにより、接続筒部３０と枝管２２との隙間から流体が漏れ難くなる。このため、接続筒部３０および枝管２２の接続部分のシール性を高くすることができる。
　（２）分岐管２０の内部を流体が通過すると、分岐管２０の内部の流体圧により、図１０中に白矢印で示す方向に、接続筒部３０の内管部３１の内周面が押圧される。これにより、接続筒部３０の内管部３１が外周側に弾性変形して、枝管２２の内管部４１の内周面に押し付けられる。その結果、接続筒部３０の内管部３１の外周面と枝管２２の内管部４１の内周面との接触面圧が高くなる。よって、接続筒部３０の内管部３１の外周面と枝管２２の内管部４１の内周面との当接によって機能する内周シール部２５のシール性を高くすることができる。
　（３）接続筒部３０の内管部３１の先端部が基端部よりも薄くなっている。このため、内管部３１の先端部が分岐管２０の内圧によって外周側に弾性変形し易くなっている。この構造によって、接続筒部３０の内管部３１の外周面と枝管２２の内管部４１の内周面との接触面圧を容易に高くすることができる。よって、内周シール部２５のシール性を効果的に高くすることができる。
　（４）主管２１の外周面からの接続筒部３０の外管部３２の突出高さ（図１０中の「Ｂ」）と比較して、接続筒部３０の内管部３１の突出高さ（図１０中の「Ａ」）が低くなっている。これにより、接続筒部３０の外管部３２の先端付近では、枝管２２の内管部４１の内周面が、分岐管２０の内壁面を構成している。そのため、枝管２２の内部の流体圧により、図１０中に黒矢印で示す方向に、枝管２２の内管部４１の内周面が押圧される。これにより、内管部４１が外周側に弾性変形して接続筒部３０の外管部３２の内周面に押し付けられる。その結果、接続筒部３０の外管部３２の内周面と枝管２２の内管部４１の外周面との接触面圧が高くなる。よって、接続筒部３０の外管部３２の内周面と枝管２２の内管部４１の外周面との当接によって機能する外周シール部２４のシール性を高くすることができる。
　（５）接続筒部３０の環状溝３３に枝管２２の内管部４１の先端を嵌めることにより、主管２１の接続筒部３０と枝管２２との接続部分におけるシール性が高くなる。つまり、接続筒部３０および枝管２２の端部を溶融変形させて一体に接合する構造が不要となる。よって、接続筒部３０および枝管２２の接続部分におけるバリの発生を回避することができる。
　上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
　各係合板３４，４４の貫通孔３５，４５として、断面円形状の貫通孔を設けることに限らず、断面長穴形状の貫通孔を設けてもよい。また各係合板３４，４４の貫通孔３５，４５の大きさを若干異ならせてもよい。この構成によれば、製造公差などに起因する貫通孔３５，４５の相対位置のずれを許容した状態で、貫通孔３５，４５に取着したかしめ金具２３を用いて、係合板３４，４４を容易に固定することができる。
　接続筒部３０の内管部３１において先端部の肉厚と基端部の肉厚とを同一形状にしたり、先端部の肉厚を基端部の肉厚よりも大きくしたりしてもよい。
　内管部３１の突端が外管部３２の突端よりも突出方向の前方に位置にするように、接続筒部３０の形状を変更してもよい。また、内管部３１の突端の突出方向の位置と外管部３２突端の突出方向の位置とが同一になるように、接続筒部３０の形状を変更してもよい。
　図１１に示すように、接続筒部３０の内管部３１の内周面に外周側に窪んだ凹部３１Ａを形成してもよい。この構成によれば、凹部３１Ａが形成されないものと比較して、内管部３１の内周面において流体圧が作用する部分の表面積を大きくすることができる。これにより、流体圧が一定の条件下では、流体圧によって内管部３１を外周側に押圧する力が大きくなる。そのため、枝管２２の内管部４１の内周面と接続筒部３０の内管部３１の外周面との間をシールする内周シール部２５のシール性を効果的に高くすることができる。
　図１２に示すように、接続筒部５０の内管部５１の肉厚を外管部５２の肉厚よりも小さくしてもよい。この構成によれば、接続筒部５０の内管部５１を弾性変形し易くして、内周シール部５３のシール性を高くすることができる。しかも、接続筒部５０の外管部５２の剛性が高くなる。このため、枝管２２の内管部５４の先端や接続筒部５０の内管部５１を、外管部５２によって、外周側から確実に支持することもできる。
　枝管２２の軸方向と交差する方向に対向する接続筒部３０の表面および枝管２２の先端の表面の一方に凸部を形成するとともに他方に凹部を形成してもよい。接続筒部３０の環状溝３３に枝管２２の内管部４１の先端を嵌める際にそれら凸部および凹部を係合させてもよい。
　この構成によれば、枝管２２の軸方向と交差する方向で接続筒部３０の表面と枝管２２の表面とが対向する部分において、凸部と凹部とが係合する。これにより、枝管２２の軸方向における枝管２２と接続筒部３０との相対移動が規制される。即ち、接続筒部３０から枝管２２を引き抜くことが難しくなる。したがって、主管２１の接続筒部３０から枝管２２を引き抜く力が作用しても、主管２１から枝管２２が外れ難くなる。
　図１３に示す例では、接続筒部３０の内管部３１の外周面に第１凸部６１が設けられ、外管部３２の外周面に第２凸部６２が設けられている。また、枝管２２の内管部４１の内周面には第１凹部６３が設けられ、外管部４２の内周面に第２凹部６４が設けられている。図１３に示すように、接続筒部３０の先端の環状溝３３に、枝管２２の内管部４１の先端が嵌められる。この状態では、第１凸部６１と第１凹部６３とが係合し、かつ第２凸部６２と第２凹部６４とが係合している。
　主管２１と枝管２２とを接続状態で固定する構造を任意に変更してもよい。例えば、主管２１と枝管２２とを固定する手段として、かしめ金具２３を介して係合する構造のみを用いたり、係合アーム４６と係合角部３６とを係合させる構造のみを用いたりしてもよい。その他、図１４に示す分岐管７０のように、主管７１と枝管７２Ａ，７２Ｂとを固定してもよい。分岐管７０は、１本の主管７１に２本の枝管７２Ａ，７２Ｂが接続される構造になっている。各枝管７２Ａ，７２Ｂに一体に設けられた係合板７３Ａ，７３Ｂが、かしめ金具７４によって係合されている。また、各枝管７２Ａ，７２Ｂに一体に設けられた係合アーム７５Ａ，７５Ｂの各先端の係合凸部７６Ａ，７６Ｂが、互いに引っ掛けられている。
　枝管の内管部が分岐管の内壁を構成する態様で、枝管の先端における内管部と外管部との環状溝に接続筒部の内管部の先端が嵌る構造を採用してもよい。この構造では、枝管の内管部の外周面と接続筒部の内管部の内周面とによって内周シール部が構成されるとともに、枝管の外管部の内周面と接続筒部の内管部の外周面とによって外周シール部が構成される。
　接続筒部や枝管の先端部分は、三重管以上の多重管であってもよい。また、接続筒部および枝管の一方の先端部分は、単管であってもよい。
　図１５および図１６に示すように、接続筒部８１および枝管８２を単管にするとともに、枝管８２の先端に全周にわたって延びる環状溝８３を形成し、枝管８２の先端の環状溝８３に接続筒部８１の先端を嵌めるようにしてもよい。
　この構成によっても、上記実施形態の作用効果に準じた作用効果を得ることができる。すなわち、分岐管８０の内部には、接続筒部８１の先端の外周面と枝管８２の環状溝８３の内面との間をシールする外周シール部８４が構成される。また、分岐管８０の内部には、接続筒部８１の先端の内周面と枝管８２の環状溝８３の内面との間をシールする内周シール部８５も構成される。これらにより、分岐管８０が接続筒部８１と枝管８２との隙間から流体が漏れ難くなる。このため、接続筒部８１および枝管８２の接続部分のシール性を高くすることができる。しかも、分岐管８０の内圧によって、枝管８２の環状溝８３の内周側の壁部が、接続筒部８１の先端の内周面に押圧される。これにより、環状溝８３の内面と接続筒部８１の先端の内周面との接触面圧が高くなるため、内周シール部８５のシール性を高くすることができる。
　このようにして枝管８２の先端の環状溝８３に接続筒部８１の先端を嵌めることにより、枝管８２と接続筒部８１との接続部分におけるシール性が高くなる。つまり、接続筒部８１および枝管８２の端部を溶融変形させて一体に接合する構造が不要となる。よって、接続筒部８１および枝管８２の接続部分におけるバリの発生を回避することができる。
　図１５および図１６に示すように、分岐管８０の（本例では、接続筒部８１）の内周面の少なくとも一部を、流体の流れ方向の下流側ほど内周側に傾斜した傾斜面８１Ａにしてもよい。ここでは、接続筒部８１の先端の内周面に、断面台形状で全周にわたって延びる凸部８１Ｂが形成されている。凸部８１Ｂにおける流体の流れ方向の上流側の傾斜面８１Ａは、下流側ほど内側へ向かうように傾斜している。この構成によれば、図１６中に太線の矢印で示すように、分岐管８０内部の流体の流れが傾斜面８１Ａに当たると、流体の流動圧が傾斜面８１Ａを押圧する。そのため、図１６中に白矢印で示すように、接続筒部８１の先端部分が外周側に押圧される。これにより、接続筒部８１の先端の外周面が枝管８２の先端の環状溝８３の内面に押し付けられて外周シール部８４のシール性が高められる。
　枝管８２の内周面に傾斜面を形成することもできる。この構成では、流体の流動圧によって枝管８２の内周面が外周側に押圧される。このため、枝管８２の環状溝８３の内周側の壁部が接続筒部８１の先端の外周面に押し付けられて内周シール部８５のシール性が高められる。

Claims (9)

  1. 　筒状の主管に、前記主管から分岐する態様で筒状の枝管が接続されてなる管接続構造において、
    　前記主管の外壁から外方に突出する態様で主管に一体形成されて、前記主管に連通された接続筒部を有し、
    　前記接続筒部および前記枝管の一方の先端は、全周にわたって延びる環状の溝が形成された被嵌合部であり、
    　前記接続筒部および前記枝管の他方の先端は、前記溝に嵌まる嵌合部であり、
    　前記嵌合部の先端の外周面と前記溝の内面との当接によって前記外周面と前記内面との間をシールする外周シール部、および、前記嵌合部の先端の内周面と前記溝の内面との当接によって前記内周面と前記内面との間をシールする内周シール部を有している、管接続構造。
  2. 　前記被嵌合部の先端は、前記被嵌合部の内壁をなす内管部と前記内管部の周囲を覆う外管部とを少なくとも有する多重管を形成し、
    　前記環状の溝は、前記内管部と前記外管部との隙間である、請求項１に記載の管接続構造。
  3. 　前記内管部の突端は、前記外管部の突端よりも、前記多重管の突出方向の後方に位置している、請求項２に記載の管接続構造。
  4. 　前記内管部は、先端部と基端部とを有し、
    　前記先端部は、前記基端部よりも薄くなっている、請求項２または３に記載の管接続構造。
  5. 　前記内管部の内周面は、外周側に窪んだ凹部を有する、請求項２～４のいずれか一項に記載の管接続構造。
  6. 　前記内管部の肉厚は、前記外管部の肉厚よりも小さい、請求項２～５のいずれか一項に記載の管接続構造。
  7. 　前記主管および前記枝管は、内部を流体が流れる流体通路を形成し、
    　前記接続筒部と前記枝管との接続部分において、前記流体通路の内周面の少なくとも一部は、前記流体の流れ方向の下流側ほど内周側に傾斜した傾斜面である、請求項１～６のいずれか一項に記載の管接続構造。
  8. 　前記枝管の軸方向と交差する方向に対向する前記接続筒部の表面および前記枝管の表面の一方に凸部が形成されるとともに他方に凹部が形成され、前記凸部および前記凹部は係合している、請求項１～７のいずれか一項に記載の管接続構造。
  9. 　前記主管の外部に一体に設けられた第１係合部と、
    　前記枝管の外部に一体に設けられた第２係合部とを備え、
    　前記第１係合部及び前記第２係合部の係合を通じて、前記主管と前記枝管とが一体に固定されている、請求項１～８のいずれか一項に記載の管接続構造。
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