(57)【要約】【課題】フランジ部材を板材のプレス打抜加工によって製造することが可能で製造コストが安く、しかも配管を管軸方向に強固に固定状態に接続することのできる配管フランジ継手を提供する。【解決手段】配管２０をフランジ部材１８に組み付けて成る配管フランジ継手１６において、雌セレーション孔３２をフランジ部材１８の相手部材１０側の板面に到る位置まで形成するとともに、配管２０を貫通孔２２に挿通した状態で雌セレーション孔３２に位置する部分を配管２０内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて、外周面に雌セレーション孔３２の形状に倣った雄セレーション部４４を板面に到る位置まで形成し、雄セレーション部４４を雌セレーション孔３２に食い込ませて圧接状態でそれら雄セレーション部４４と雌セレーション孔３２とを噛み合わせておく。【選択図】        図１
2007231985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状をなす金属製のフランジ部材に板厚方向の貫通孔を設けて、該貫通孔における板厚方向の一方の側を雌セレーション孔として構成するとともに、他方の側を金属製の配管の外周面に嵌合する、該雌セレーション孔の谷部径よりも小孔径の嵌合孔として構成する一方、前記配管にはその端部に、一対の環状突部間に形成されるシールリングの嵌込用の環状溝を有して前記フランジ部材の前記雌セレーション孔の側の板面から突出し、相手部材の挿込孔内に挿し込まれるボス部を設けるとともに、該雌セレーション孔に対応する位置に雄セレーション部を設け、該雄セレーション部を該雌セレーション孔に噛み合わせる状態に前記配管を前記フランジ部材に組み付けて成る配管フランジ継手において、
前記雌セレーション孔を前記フランジ部材の板面に到る位置まで形成するとともに、前記配管を前記貫通孔に挿通した状態で、該配管の前記嵌合孔との嵌合部と同じ外径で前記雌セレーション孔に位置する部分を配管内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて、外周面に該雌セレーション孔の形状に倣った雄セレーション部を前記板面に到る位置まで形成して該雄セレーション部を雌セレーション孔に食い込ませ、圧接状態でそれら雄セレーション部と雌セレーション孔とを噛み合わせてあることを特徴とする配管フランジ継手。
【請求項２】
請求項１において、前記配管の前記雄セレーション部の山部径と前記嵌合孔への嵌合部の外径との差が０．７ｍｍ以下であることを特徴とする配管フランジ継手。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記フランジ部材の板面から突出して前記挿込孔内に挿し込まれる前記ボス部に前記一対の環状突部を形成し、且つそれら環状突部の外径に対して前記雄セレーション部の山部径を小径となし、該雄セレーション部の前記ボス部側の面を前記相手部材に対して当接しない非当接面となしてあることを特徴とする配管フランジ継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手に用いて好適な配管フランジ継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管継手として、板状をなす金属製のフランジ部材に金属製の配管を組み付け、フランジ部材をボルト等固定具にて相手部材に固定するとともに、フランジ部材から突出させた配管のボス部を相手部材の挿込孔内に挿し込んで接続を行う配管フランジ継手が用いられている。
図５はその具体例を示している。
【０００３】
図において２００は配管２０８を接続すべき相手部材で、配管２０８を挿し込むための挿込孔２０２を備えている。
２０４は配管フランジ継手で、板状をなす金属製のフランジ部材２０６に配管２０８を組み付けて構成してある。
フランジ部材２０６には、板厚方向の貫通孔２１０と、同じく貫通の固定孔２１２とが設けられている。
フランジ部材２０６は、この固定孔２１２に固定具としてのボルト２１４を通し、そしてこれを相手部材２００の雌ねじ孔２１６にねじ込むことで相手部材２００に固定される。
【０００４】
上記貫通孔２１０の、相手部材２００とは反対側の一部、即ち後述の配管２０８のボス部２１７とは反対側の一部が円形の嵌合孔２１９として構成され、またこれに続く中間部が雌セレーション孔２１８として構成されている。
更に相手部材２００即ちボス部２１７側の一部が、大径の段付の環状凹所２２０とされている。
【０００５】
一方、配管２０８は雌セレーション孔２１８に対応する雄セレーション部２２２を有しており、そしてこの雄セレーション部２２２に続いてボス部２１７側に、上記環状凹所２２０内に収められる大径且つ円形の被挟持部２２４が形成されている。
ここで被挟持部２２４は、配管２０８の外周面に沿って環状に突出する形態で形成されている。
この被挟持部２２４は、シールリングとしてのＯリング２３０の嵌込用の環状溝２２６の形成部も兼ねており、この被挟持部２２４と、これよりも小径の先端側の環状突部２２８とによって、それらの間に環状溝２２６が形成され、そこにＯリング２３０が嵌め込まれ保持されるようになっている。
【０００６】
この図５に示す配管フランジ継手２０４の場合、配管２０８をフランジ部材２０６の貫通孔２１０に挿通して配管２０８の雄セレーション部２２２を貫通孔２１０の雌セレーション孔２１８に噛み合わせ、また被挟持部２２４を環状凹所２２０に収めた状態として、フランジ部材２０６を相手部材２００に押し当て、ボルト２１４にてこれを相手部材２００に固定する。
このとき、配管２０８のフランジ部材２０６の図中右側の板面から突出したボス部２１７が、相手部材２００の挿込孔２０２内に挿し込まれて、Ｏリング２３０により挿込孔２０２に対して気密にシールされ、また被挟持部２２４がフランジ部材２０６と相手部材２００とにより配管２０８の管軸方向、即ち図中左右方向に挟持された状態となって、被挟持部２２４が図中右方向にもまた左方向にも移動不能となる。
即ち配管２０８が、相手部材２００に対して押込む方向にも、また引抜く方向にも固定状態となる。
【０００７】
また配管２０８は、雄セレーション部２２２とフランジ部材２０６の雌セレーション孔２１８との噛合いにより回止めされた状態となる。即ち配管２０８が、回止めされた状態でフランジ部材２０６を介して相手部材２００に気密に接続される。
【０００８】
ところでこの配管フランジ継手２０４の場合、配管２０８に設けた大径の被挟持部２２４を相手部材２００に当接させ、その状態でこれをフランジ部材２０６と相手部材２００とで管軸方向に挟み込むための大径の環状凹所２２０を、フランジ部材２０６に設けることが必要である。
フランジ部材２０６にはまた、この環状凹所２２０に加えて雌セレーション孔２１８を設けることが必要であり、しかもその雌セレーション孔２１８は管軸方向に一定以上の寸法を必要とすることから、必然的にフランジ部材２０６の板厚が厚くなってしまう。
その結果、フランジ部材２０６を板材の打抜加工によって製造することが困難となり、そのため従来にあっては長尺の押出材を所定板厚に切断してフランジ部材２０６を製造しており、そのためフランジ部材２０６の製造コストが高くなるといった問題があった。
【０００９】
一方下記特許文献１には、図６に示しているように配管２０８に一対の且つ同外径の環状突部２２８を設けて、それらの間に環状溝２２６を形成する一方、これら環状突部２２８とは別に、大径且つ円形の被挟持部２２４を設けて、これをフランジ部材２０６の段付且つ大径の環状凹所２２０内に収め、この被挟持部２２４をフランジ部材２０６と相手部材とで管軸方向に挟持する状態に、配管２０８を相手部材に接続するようになした配管フランジ継手２０４が開示されている。
【００１０】
この特許文献１ではまた、環状凹所２２０の内周壁面に雌セレーション部を形成し、即ち環状凹所２２０を雌セレーション孔として構成し、配管２０８の被挟持部２２４をそこに軸方向に圧入して、その圧入時の塑性変形により被挟持部２２４の外周面に雌セレーション孔に対応した雄セレーション部を形成し、それら雄セレーション部と雌セレーション孔との噛合いにより、配管２０８をフランジ部材２０６に対し回止めするようになす点も開示されている。
【００１１】
しかしながらこの特許文献１に開示のものにおいて、大径の被挟持部２２４の外周面の雄セレーション部は単に回止めのためのもので、配管２０８の管軸方向の固定は被挟持部２２４をフランジ部材２０６と相手部材とで管軸方向に挟み込むことにより行うものであり、そのため配管２０８に大径の被挟持部２２４を、環状溝２２６形成のための一対の環状突部２２８とは別に設けることが必要であるとともに、フランジ部材２０６には大径の環状凹所２２０を形成した上で、その内周壁面にセレーション加工を施さなければならず、加工が面倒となって加工コストも高くなってしまう。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−３６９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は以上のような事情を背景とし、フランジ部材を板材のプレス打抜加工によって製造することが可能で製造コストが安く、しかも大径の被挟持部を配管に設けることなく配管を管軸方向に強固に固定することのできる配管フランジ継手を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
而して請求項１のものは、板状をなす金属製のフランジ部材に板厚方向の貫通孔を設けて、該貫通孔における板厚方向の一方の側を雌セレーション孔として構成するとともに、他方の側を金属製の配管の外周面に嵌合する、該雌セレーション孔の谷部径よりも小孔径の嵌合孔として構成する一方、前記配管にはその端部に、一対の環状突部間に形成されるシールリングの嵌込用の環状溝を有して前記フランジ部材の前記雌セレーション孔の側の板面から突出し、相手部材の挿込孔内に挿し込まれるボス部を設けるとともに、該雌セレーション孔に対応する位置に雄セレーション部を設け、該雄セレーション部を該雌セレーション孔に噛み合わせる状態に前記配管を前記フランジ部材に組み付けて成る配管フランジ継手において、前記雌セレーション孔を前記フランジ部材の板面に到る位置まで形成するとともに、前記配管を前記貫通孔に挿通した状態で、該配管の前記嵌合孔との嵌合部と同じ外径で前記雌セレーション孔に位置する部分を配管内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて、外周面に該雌セレーション孔の形状に倣った雄セレーション部を前記板面に到る位置まで形成して該雄セレーション部を雌セレーション孔に食い込ませ、圧接状態でそれら雄セレーション部と雌セレーション孔とを噛み合わせてあることを特徴とする。
【００１５】
請求項２のものは、請求項１において、前記配管の前記雄セレーション部の山部径と前記嵌合孔への嵌合部の外径との差が０．７ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１６】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記フランジ部材の板面から突出して前記挿込孔内に挿し込まれる前記ボス部に前記一対の環状突部を形成し、且つそれら環状突部の外径に対して前記雄セレーション部の山部径を小径となし、該雄セレーション部の前記ボス部側の面を前記相手部材に対して当接しない非当接面となしてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１７】
以上のように本発明は、配管のフランジ部材における嵌合孔との嵌合部と同じ外径で雌セレーション孔に位置する部分を、配管内部から加圧工具で径方向外方に加圧及び塑性変形させて、外周面に雌セレーション孔の形状に倣った雄セレーション部をフランジ部材の板面に到る位置まで形成し、その雄セレーション部を雌セレーション孔に食い込ませて、圧接状態でそれら雄セレーション部と雌セレーション孔とを噛み合わせて成るもので、本発明によれば、雌セレーション孔への配管の径方向内方から外方への食込みにより、配管とフランジ部材との間に軸方向の強い固着力を得ることができ、配管の抜止めのための大径の被挟持部を配管に設けることを不要となすことができる。
【００１８】
またこれに応じて、フランジ部材に大径の被挟持部を収めるための大径の段付の環状凹所を形成することも不要となし得、雌セレーション孔の軸方向寸法を一定以上に確保しながら、フランジ部材の板厚を薄くすることができ、またこれによってフランジ部材を板材のプレス打抜加工によって製造することが可能となり、フランジ部材製造のためのコストを安価となすことができる。
また配管に大径の被挟持部を加工形成する必要を無くすことができるので、配管に対する加工も簡単且つ安価となすことができる。
更にフランジ部材に大径の段付の環状凹所を形成する必要も無くすことができるため、同部分を加工するための加工コストを削減することができる。
【００１９】
本発明では、配管の雄セレーション部の山部径と嵌合孔への嵌合部の外径との差を０．７ｍｍ以下となしておくことができる（請求項２）。
この場合、貫通孔をフランジ部材の板厚方向全長に亘り同一径で形成しておいて、その貫通孔内周面にセレーション加工を施すことで、簡単に雌セレーション孔を形成することができ、更にまた、配管の上記嵌合孔への嵌合部と同じ外径を有する部分をその内部から加圧工具で拡径方向に加圧するだけで、簡単にその外周面に雄セレーション部を形成すると同時に、これを雌セレーション孔に食込状態に噛み合わせることができる。
【００２０】
本発明ではまた、上記雄セレーション部の山部径を、配管端部のボス部における一対の環状突部の外径よりも小径となしておき、雄セレーション部のボス部側の面を、相手部材に対して当接しない非当接面となしておくことができる（請求項３）。
本発明では、雌セレーション孔への雄セレーション部の食込みにより軸方向の強い固着力（引抜力）が得られるため、配管における雄セレーション部の形成部分を相手部材に当接させて、フランジ部材とともにこれを挟み込むようにしないでも、配管を良好に抜止めすることができる。
【００２１】
この場合において、フランジ部材の板面から突出したボス部に一対の環状突部を形成し、且つそれら一対の突出部のそれぞれの外径を同一外径となしておくことができる。
またこれら環状突部の外径は、配管の貫通孔内に位置する部分よりも大径となしておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明を車両の空調用冷凍サイクルの冷媒配管を接続する冷媒配管継手としての配管フランジ継手に適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は配管２０を接続すべき相手部材で流体の通路１２と、これに連通した挿込孔１４とを有している。
１６は本実施形態の配管フランジ継手で、板状をなす金属製のフランジ部材１８に配管２０を組み付けて構成してある。
ここでフランジ部材１８の板厚Ｔ（図３参照）はここでは６ｍｍとされている。
因みに図５に示したフランジ部材２０６はその板厚Ｔが１０〜１２ｍｍ以上である。
【００２３】
フランジ部材１８には、図３にも示しているように板厚方向の貫通孔２２と、同じく貫通の固定孔２４とが設けられている。
フランジ部材１８は、図１に示しているようにこの固定孔２４に固定具としてのボルト２６を通し、そしてこれを相手部材１０の雌ねじ孔２８にねじ込むことで相手部材１０に固定される。
【００２４】
図２に示しているように、フランジ部材１８の貫通孔２２の板厚方向の一方の側、詳しくは相手部材１０側即ち後述の配管２０におけるボス部３４とは反対側の一部が円形の嵌合孔３０として構成されており、また反対側即ち相手部材１０側であってボス部３４側の大部分が、周方向に沿って図３に示す山部３２Ａと谷部３２Ｂとを交互に有する雌セレーション孔３２として構成されている。
ここで雌セレーション孔３２は、相手部材１０側の板面に到る位置まで形成されている。
【００２５】
本実施形態において、嵌合孔３０と雌セレーション孔３２の山部３２Ａの径は、図２の部分拡大図に示しているようにそれぞれＤ１の同じ径とされている。ここではＤ１＝１２．１０ｍｍとされている。
尚雌セレーション孔３２における谷部３２Ｂの径はＤ２とされている。Ｄ２はここでは１２．７０ｍｍとされている。
尚雌セレーション孔３２における谷部３２Ｂは、図３（イ），（ハ）に示しているように３０°ごとのピッチで全周に亘り合計１２箇所に形成されている。
また谷部３２Ｂと３２Ｂとの間の山部３２Ａは、その内面が円弧形状の面とされている。
【００２６】
図２は組付状態にあるフランジ部材１８と配管２０とを互いに分離して表したもので、同図に示しているように配管２０には、フランジ部材１８から相手部材１０側に突出したボス部３４が設けられている。
ボス部３４は、径方向外方に突出した外径Ｄ３の円環状の環状突部３６，３８と、それらの間に形成された環状溝４０とを有しており、その環状溝４０にシールリングとしてのＯリング４２が嵌め込まれ保持されている。
【００２７】
図１に示すように、このボス部３４は相手部材１０の挿込孔１４への挿込部となる部分で、ボス部３４は、その挿込状態でＯリング４２が挿込孔１４の内周面に弾性的に接触し、これにより相手部材１０と配管２０との間が気密にシールされる。
尚、環状突部３６，３８の外径Ｄ３はここでは１５．５ｍｍである。
【００２８】
図２に示しているように配管２０にはボス部３４に続いて、詳しくは環状突部３８に続いてフランジ部材１８の雌セレーション孔３２に対応した雄セレーション部４４が設けられている。
この配管２０における雄セレーション部４４は、実際には配管２０をフランジ部材１８の貫通孔２２に挿通した状態で、配管２０内部から後述の加圧工具４６（図４（II）参照）にてこれを径方向外方に加圧して部分的に拡径させ、その外周面を雌セレーション孔３２の形状に倣った形状に塑性変形させることにより形成したもので、この雄セレーション部４４は、図４（II）（Ｂ）に示しているように谷部４４Ｂが雌セレーション孔３２の山部３２Ａに圧接し、更にまた山部４４Ａが雌セレーション孔３２の谷部３２Ｂを完全に埋める状態に谷部３２Ｂに食い込んで、同じくその谷部３２Ｂに圧接し、その状態で雌セレーション孔３２に噛み合っている。
従って雄セレーション部４４における谷部４４Ｂの径は、雌セレーション孔３２の山部３２Ａの径Ｄ１と同径であり、また山部４４Ａの径は、雌セレーション孔３２の谷部３２Ｂの径Ｄ２と同径である。
【００２９】
図４は配管２０に上記雄セレーション部４４を形成すると同時に、これをフランジ部材１８に組み付ける際の手順を示している。
（Ｉ）に示しているように、先ず上記雄セレーション部４４の形成されていない配管（素管）２０をフランジ部材１８の貫通孔２２に挿通する。
ここで配管２０はその内径がＤ４，外径がＤ５で、ここではＤ４＝９．０ｍｍ，外径Ｄ５＝１２．０ｍｍである。
即ち配管２０の外周面とフランジ部材１８における貫通孔２２、詳しくは嵌合孔３０及び雌セレーション孔３２の山部３２Ａとの間には０．０５ｍｍのクリアランスがある。
【００３０】
次にこの状態で（II）に示しているように配管２０の内部に、配管２０の内径Ｄ４よりも外径の大きな加圧工具（マンドレル）４６を軸方向に強制圧入し、この加圧工具４６によって配管２０を径方向内方から外方に向けて加圧し、その外周面を貫通孔２２の内周面に沿って塑性変形させる。
ここで加圧工具４６の外径Ｄ６は、ここでは配管２０の内径Ｄ４の９．０ｍｍに対し０．５ｍｍ大きい９．５ｍｍとされている。
このとき、配管２０の貫通孔２２における円形の嵌合孔３０に位置する部分は、拡径によりその外周面がその嵌合孔３０に全周に亘り圧接した状態となり、配管２０がその嵌合孔３０に対し隙間無く密着した状態となる。
【００３１】
また一方雌セレーション孔３２に位置する部分が、上記したように加圧工具４６による加圧及びこれに伴う塑性変形によって、外周面が雌セレーション孔３２の内周面に密着且つ圧接した状態となり、その一部が雌セレーション孔３２における谷部３２Ｂ内を完全に埋める状態に谷部３２Ｂ内に食い込んだ状態となる。
ここにおいて配管２０の外周面に雌セレーション孔３２の形状に倣った雄セレーション部４４が形成される。
尚雄セレーション部４４の谷部４４Ｂは、上記のように雌セレーション孔３２における山部３２Ａの内面に密着且つ圧接した状態となる。
【００３２】
図１に示しているように、この実施形態では図５及び図６に示すような大径且つ環状の被挟持部２２４の如きものは配管２０に形成されておらず、配管２０は何れの部分もフランジ部材１８と相手部材１０とで管軸方向に挟持されていない。
また当然に配管２０における雄セレーション部４４の山部４４Ａの図中右面は相手部材１０に当接しておらず、雄セレーション部４４に対して相手部材１０による押圧力は加わっていない。
にも拘らずこの実施形態においては、配管２０がフランジ部材１８に対し管軸方向に強固に固着され、従って相手部材１０への接続及び組付状態の下において、管軸方向の何れの方向（図中右方向及び左方向）にも強固に固定された状態にあって、抜け方向にもまた逆の挿込方向にも移動不能である。
【００３３】
因みに表１は配管（素管）２０，加圧工具４６，フランジ部材１８における雌セレーション孔３２等の各部の寸法の下で、配管２０を拡径させて雄セレーション部４４を形成した場合の接触面積の増加率を表したもので、この実施形態では、配管２０に雄セレーション部４４を上記のようにして形成することで、接触面積がセレーション部無しの場合の２２８．０８ｍ２から２３１．５４ｍ２に増加する。その接触面積の増加率は１．４９％である。
但し谷部３２Ｂの断面積２．８８ｍ２に対して配管２０の塑性変形による計算上の食込可能な断面積は５．６７ｍ２で、谷部３２Ｂの断面積に比べて過剰であり、その分フランジ部材１８における貫通孔２２の全体の若干の拡径を伴って配管２０の雄セレーション部４４が形成されているものと考えられる。
【００３４】
【表１】
2007231985.tif 000003
【００３５】
以上のような本実施形態によれば、配管２０の雄セレーション部４４とフランジ部材１８の雌セレーション孔３２との間に軸方向の強い固着力を得ることができ、配管２０の抜止めのための大径の被挟持部（図５及び図６に示す被挟持部２２４）を配管２０に設けることを不要となすことができる。
またこれに応じてフランジ部材１８に大径の被挟持部を収めるための大径の段付の環状凹所を形成することも不要となし得、雌セレーション孔３２における軸方向寸法（上記実施例では５ｍｍ）を一定以上に確保しながらフランジ部材１８の板厚を薄くすることができ、これによりフランジ部材１８を板材のプレス打抜加工によって製造することが可能となって、フランジ部材１８製造のためのコストを安価となすことができる。
また配管２０に大径の被挟持部を加工形成する必要を無くすことができるので、配管２０に対する加工も簡単且つ安価となすことができる。
更にフランジ部材１８に大径の段付の環状凹所を形成する必要も無くすことができるため、同部分を加工するための加工コストを削減することができる。
【００３６】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態の配管フランジ継手を示す図である。
【図２】図１のフランジ部材と配管と相手部材とを互いに分離して示す図である。
【図３】図１のフランジ部材を単体で示す図である。
【図４】配管に雄セレーション部を形成すると同時に配管をフランジ部材に組み付ける際の手順を示す図である。
【図５】従来の配管フランジ継手の一例を示す図である。
【図６】図５とは異なる従来の配管フランジ継手を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  相手部材
１４  挿込孔
１６  配管フランジ継手
１８  フランジ部材
２０  配管
２２  貫通孔
３０  嵌合孔
３２  雌セレーション孔
３２Ｂ  谷部
３４  ボス部
３６，３８  環状突部
４０  環状溝
４２  Ｏリング（シールリング）
４４  雄セレーション部
４４Ａ  山部
４６  加圧工具
Ｄ２  谷部３２Ｂの径
Ｄ３  環状突部３６，３８の外径
【図１】
2007231985.tif 000004
【図２】
2007231985.tif 000005
【図３】
2007231985.tif 000006
【図４】
2007231985.tif 000007
【図５】
2007231985.tif 000008
【図６】
2007231985.tif 000009