(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーパ凸面を備えた雄形と、該テーパ凸面に対応するテーパ凹面を備えた雌形と、前記雄型と前記雌型との間に締結軸力を与える軸力付与手段とを含み、
前記雄型が、金属パイプ先端側に形成された塑性加工部であり、且つ、前記テーパ凸面の先端にシール用凸部を備え、
該シール用凸部は、軸力付与時に該シール用凸部を前記テーパ凹面に圧接することにより線状の塑性変形シール部を形成できるものであることを特徴とする管継手金具。
【請求項２】
前記雌形が金属パイプの先端側に形成された塑性加工部であることを特徴とする請求項１記載の管継手金具。
【請求項３】
前記シール用凸部の頂部が実質的に角状断面または半円状断面であり、前記シール用凸部が塑性変形して、または、相手面に食い込んで相手面を塑性変形させて前記塑性変形シール部を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の管継手金具。
【請求項４】
前記軸力付与手段がねじ手段であることを特徴とする請求項３に記載の管継手金具。
【請求項５】
前記軸力付与手段がねじ手段であることを特徴とする請求項１に記載の管継手金具。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の管継手金具の製造方法であって、
前記雄形を金属パイプから下記工程を経て製造することを特徴とする管継手金具の製造方法。
(1)素材である金属パイプを、上下一対の割形チャックで把持した状態で、第一加工パンチで前記金属パイプ先端をバルジ加工の予備附形を行う。
(2)予備附形後の金属パイプの先端を、テーパ部に続いて奥側に逃がし凹部となるストレート部が形成されている雄型附形用凹部を備えた第二加工パンチで押圧して、バルジ加工をするとともに、先端に前記シール凸部を形成する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管継手金具に関する。特に、高度の耐圧性が要求される自動車ディーゼル機関用高圧燃料噴射管の管継手等に好適な管継手金具に関する。
【０００２】
ここでは、金属管用の管継手金具を例にとり説明するが、金属管用でなくても、樹脂管、ゴム管を接続するときに使用する管継手金具にも勿論適用できる。たとえば、特公平５−１０５５４号、特公昭４４−９９７号等に記載されているホース口金を挙げることができる。
【０００３】
【背景技術】
従来の金属管用の管継手金具としては、図１・４・６に示すような各種形態のものがある。
【０００４】
図１に示す管継手金具は、基本的には、テーパ凸面１１を備えた雄形１２と、該テーパ凸面１１に対応するテーパ凹面１３を備えた雌形１４と、雄型１２と雌型１４との間に締結軸力を与える軸力付与手段１６とを含むものである。
【０００５】
なお、図１は、財団法人日本規格協会発行「JIS D 3607-1993 」（自動車ディーゼル機関用高圧燃料噴射管の鋼管）ｐ．６から引用したものである。
【０００６】
図例では、雄型１２が厚肉の金属パイプ１８の塑性加工（バルジ加工）により形成され、雌型１４を継手本体２０側に備えている。なお、雌型１４は、鋳造・鍛造・切削またはそれらの組み合わせにより形成されている。軸力付与手段は、継手本体２０の先端側外壁に形成された雄ねじ２２に対応する雌ねじ２３を備えた継手ナット２４で担わしている。また、継手ナット２４と雄型１２との元側段部の間には、継手ナット２４から付与される軸力が偏在して雄型１２に付与されるのを防止するために座金２５が介在されている。
【０００７】
図４・６に示すものは、基本的には図１に示すものと同じである。図４・６において、図１と対応する部分については、図１に示す図符号にそれぞれ接頭数字「１」及び「２」を付して、説明を部分的に省略する。なお、図６は、社団法人自動車技術会発行「JASO F 402-90」（自動車用フレア管継手）ｐ．６から引用したものである。
【０００８】
図４の管継手金具は、軸力付与手段１１６が、継手本体１２０の手前側開口部内壁の雌ねじ１２３と、該雌ねじ１２３に対応する雄ねじ１２２を備えた筒ボルト１２１とで担わしている。そして、雄型１１２が薄肉の金属パイプ１１８の塑性加工により形成されている。
【０００９】
図６に示す管継手金具は、軸力付与手段の構成は図４と同じであるが、雄型２１２を継手本体２２０側に備え、雌型２１４が薄肉の金属パイプ２１８の塑性加工（二重フレア加工）により形成されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記各形態の継手においては、いずれも面接触（摺り合わせ）によりシール性を確保するため、下記のような問題点があった。
【００１１】
▲１▼金属管の先端である雄型と雌形の軸線がずれたりすると、十分な摺り合わせにならず、所定のシール耐圧を得ようとすると、付与軸力（ねじ締め付けトルク）を、設定値以上にする必要があった。
【００１２】
▲２▼そして、シール耐圧を増大させようとした場合、接触面が大きいため、シール座面の単位面積当たりの圧接力が大きくならず、シール耐圧の増大に限度があった。
【００１３】
特に、図１に示すようなディーゼル機関における高圧燃料噴射管の管継手のような場合、乗用車においてもシール耐圧が、８００kgf/cm2 （７．８×１０7 Ｐａ）以上と、ガソリンエンジンの燃料噴射管のそれ２kgf/cm2 （１．９×１０5 Ｐａ）以上より、二桁以上大きなのものが要求され、上記問題点が発生し易かった。なお、トラックにおけるシール耐圧は、１０００〜１５００kgf/cm2 （９．８×１０7 〜１．４７×１０8 Ｐａ）以上である。
【００１４】
本発明は、上記にかんがみて、設定値の付与軸力で所定のシール耐圧が得易く、しかも、シール耐圧の増大も容易である管継手金具を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る管継手金具は、上記課題を、下記構成により解決するものである。
【００１６】
本発明の管継手金具は、テーパ凸面を備えた雄形と、該テーパ凸面に対応するテーパ凹面を備えた雌形と、前記雄型と前記雌型との間に締結軸力を与える軸力付与手段とを含み、
雄型が、金属パイプ先端側に形成された塑性加工部であり、且つ、テ−パ凸面の先端にシール用凸部を備え、
該シール用凸部は、軸力付与時に該シール用凸部を前記テーパ凹面または前記テーパ凸面に圧接することにより線状の塑性変形シール部を形成できるものである。
【００１７】
そして、上記管継手金具は、雌形が金属パイプの塑性加工により形成されている構成とすることが望ましい。
【００１８】
さらに、シール用凸部の頂部が実質的に角状断面または半円状断面であり、シール用凸部が塑性変形して、または、相手面に食い込んで相手面を塑性変形させて塑性変形シール部を形成することが望ましい。
【００１９】
また、軸力付与手段はねじ手段であることが望ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
(1) 次に、本発明の管継手金具の実施形態を、図１に示す継手金具に本発明を適用した図２に示す場合を、主として例にとり説明をする。
【００２１】
基本的には、テーパ凸面１１を備えた雄形１２と、該テーパ凸面１１に対応するテーパ凹面１３を備えた雌形１４と、雄型１２と雌型１４との間に締結軸力を与える軸力付与手段１６とを含む。ここまでは、従来構成と同様である。
【００２２】
当該構成において、テ−パ凸面１１とテーパ凹面１３の少なくとも一方に、シール用凸部２６を備え、該シール用凸部２６は、軸力付与時に該シール用凸部２６をテーパ凹面１３またはテーパ凸面１１に圧接することにより線状の塑性変形シール部を形成できるものである。
【００２３】
図例では、テーパ凸面１１の先端にシール凸部２６を備えている。このとき雄型１２が金属パイプ１８の塑性加工（プレス加工）により形成されている構成とすることが望ましい。シール凸部２６を、雄型１２を形成時、同時的に塑性加工により形成することができて、継手金具の生産が削減できるためである。
【００２４】
上記塑性加工を工程を、図８に基づいて、説明をする。
【００２５】
まず素材である金属パイプ１８を、上下一対の割形チャック３０で把持した状態で、第一加工パンチ３２で予備附形を行う。予備附形後の金属パイプ１８の先端を、雄型附形用凹部３４を備えた上下一対の第二加工パンチ３６で押圧して、バルジ加工するとともに、先端にシール凸部２６を形成する。このとき、金属パイプ１８の先端に形成されるシール凸部２６に加工硬化が発生しないように、上記雄型附形用凹部３４には、逃がし凹部３４ａが形成されている。シール凸部２６を、下記の如く塑性変形させて線状の塑性変形シール部を形成しようとする場合、シール凸部２６が加工硬化により硬度が高くなると、塑性変形が困難となり、望ましくないためである。
【００２６】
ここで、シール凸部２６は、雄型１２の先端に形成するため、金属パイプ１８の端面をそのまま特別な加工をせずに、シール凸部２６の頂部を角状断面とできる。シール凸部２６の頂部が角状断面であることにより、該頂部が塑性変形してまたは相手面に食い込んで線状の塑性変形シール部を容易に形成できる。
【００２７】
なお、シール凸部２６Ａの頂部は図３に示す如く、半円状断面であってもよい。
【００２８】
このとき、シール凸部２６及び受け面、図例ではテーパ凹面１３の硬さは、要求されるシール耐圧にもよるが、例えば、ディーゼル機関における高圧燃料噴射管の管継手の場合、低い方の硬さが、ブリネル硬さで１００〜２００ＨB 、かつ、低い方と高い方との硬さの差が０〜５０ＨB であることが望ましい。低い方の硬さが硬すぎたり、硬さの差がないと、塑性変形シールが達成しがたくなる。具体的には、例えば、金属管として、「ＳＴＳ３７０」（ブリネル硬さ２００ＨB ）、継手本体として、「Ｓ４５Ｃ」（ブリネル硬さ１７０ＨB ）を使用する。そして、シール凸部２６の突出長さＬは、０．０５〜５mm、望ましくは０．１〜１mmとする。０．０５mm未満では、シール作用を奏する塑性変形シール部を形成しがたく、５mmを越える場合は、やはり雄型の加工が困難となる。
【００２９】
ここで、塑性変形シールとは、上記の如く、シール凸部が塑性変形して相手面になじんでシール作用を奏する態様、及び、逆にシール凸部が相手面に食い込んで相手面を塑性変形させてシール作用を奏する態様、及び、両態様の混合を含む概念である。これらの内、シール凸部が塑性変形する態様が、線状のシールを容易に得易く望ましい。
【００３１】
また、別体に成形した雄型１２Ａを金属パイプ１８に圧入や溶接一体化してもよい。この場合は、雄型の材質をシール性を確保し易い塑性変形し易い材質にすることができ、金属パイプの材質に限定されない。
【００３３】
(2) 次に上記実施形態の使用態様を説明する。
【００３４】
まず、金属パイプ１８の先端に形成された雄型１２の元部側に座金２５を介して継手ナット２４を装着しておく。そして、雄型１２を継手本体２０の雌型１４に挿入して、継手ナット２４を継手本体２０の雄ねじ２２にねじ込む。
【００３５】
すると、雄型１２のテーパ凸面１１の先端がテーパ凹面１３に案内されながら雄型１２が前進する。そして、テーパ凸面１１がテーパ凹面１３に嵌合する直前となると、その先端のシール凸部２６がテーパ凹面１３に圧接し、テーパ凹面１３が相対的に硬く形成されている場合、シール凸部２６の頂部はテーパ凹面１３により塑性変形を受けて、線状の可塑変形シール部が形成される。このとき、それ以上、ねじ込まなくても、大きな設定値のシール耐圧を得ることができる。その理由は、接触部が凝着して隙間がなくなるためと推定される。
【００３６】
そして、この際の付与軸力は、通常、５０００〜１００００Ｎとする。
【００３７】
(3) 図５に示すものは、図４の継手金具に本発明を適用した例である。これは上記で説明した図２に示すものと基本的に同じであるので、図５において、図２と対応する部分については、図２に示す図符号に接頭数字「１」を付して、説明を省略する。
【００３８】
図７に示すものは、図６の継手金具に本発明を適用した例である。図７において、図２と対応する部分については、図２に示す図符号にそれぞれ接頭数字「２」を付して、それらの説明を部分的に省略する。
【００３９】
図７に示す構成の場合は、通常、金属パイプ２１８で形成された二重フレア部で雌形２１４を形成している。そして、継手本体２２０側に形成された雄型２１２の先端にシール用凸部２２６を形成している。通常、金属パイプ２１８より継手本体２２０の方が硬めの金属材料使用する。従って、本実施形態の可塑変形シール部の態様は、シール凸部２２６が相手面であるテーパ凹面２１３に食い込んで、即ち、テーパ凹面２１３を塑性変形させて線状の可塑変形シール部を形成する態様である。
【００４０】
なお、金属管は、一重管を例に採り説明したが、二重管等任意である。
【００４１】
【発明の作用・効果】
本発明の管継手金具は、テーパ凸面を備えた雄形と、該テーパ凸面に対応するテーパ凹面を備えた雌形と、前記雄型と前記雌型との間に締結軸力を与える軸力付与手段とを含み、前記テ−パ凸面とテーパ凹面の少なくとも一方にシール用凸部を備え、該シール用凸部は、軸力付与時に該シール用凸部を前記テーパ凹面または前記テーパ凸面に圧接することにより線状の塑性変形シール部を形成できる。
【００４２】
従って、設定値の付与軸力で所定のシール耐圧が得易く、しかも、シール耐圧の増大も容易である。
【００４３】
そして、上記管継手金具は、雄型のテーパ凸面の先端にシール用凸部を備えているとともに、雄型が金属パイプの塑性加工により形成されている構成とする場合は、シール用凸部を雄型の塑性加工時に同時に形成でき、管継手金具の生産工数の削減につながる。
【００４４】
さらに、シール用凸部の頂部が実質的に角状断面または半円状断面であることが、シール用凸部事態または相手面を塑性変形させて、または、相手面に食い込んで相手面を塑性変形させて線状の塑性変形シール部を形成することが容易となり望ましい。
【００４５】
また、軸力付与手段はねじ手段であることが、シール用凸部の相手面に対する圧接力の調製ができて望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】金属管用の継手金具の一例を示す断面図
【図２】図１において本発明を適用した要部断面図
【図３】図２のシール用凸部を別形態を示す要部断面図
【図４】金属管用の継手金具の他の一例を示す断面図
【図５】図４において本発明を適用した要部断面図
【図６】金属管用の継手金具のさらに他の一例を示す要部断面図
【図７】図６において本発明を適用した要部断面図
【図８】図１の雄型の塑性加工方法を示す工程図
【符号の説明】
１１、１１１、２１１  テーパ凸面
１２、１１２、２１２  雄型
１３、１１３、２１３  テーパ凹面
１４、１１４、２１４  雌型
１６、１１６、２１６  軸力付与手段
１８、１１８、２１８  金属パイプ
２０、１２０、２２０  継手本体
２６、２６Ａ、２６Ｂ、１２６、２２６  シール用凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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