(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有し、該貫通孔にパイプ端部を背面側から接続側に挿通させた状態で該パイプ端部に固着されたフランジ部材を備え、被接続管部に接続した前記パイプ端部を、前記フランジ部材を介して前記被接続管部側に連結可能である継ぎ手部構造において、
前記フランジ部材は、前記貫通孔の接続側に拡孔部が形成されており、該貫通孔に、前記パイプ端部を挿通した状態で、該パイプ端部が軸方向のパンチ加工で拡径されることにより、前記パイプ端部の外周面が前記貫通孔の内面に圧接され、かつ、前記パイプの先端部が、前記フランジ部材の接続側拡孔部内に拡開されて拡開部が形成されるとともに、前記フランジ部材の背面側で前記パイプの余肉が前記パイプの外周面から突出して突出部が形成され、これらの拡開部と突出部とで前記フランジ部材が挟着されていることを特徴とする継ぎ手部構造。
【請求項２】
前記フランジ部材は、前記貫通孔の背面側に拡孔部が形成されており、前記パイプの余肉が前記背面側拡孔部内に突出して前記突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の継ぎ手部構造。
【請求項３】
パイプ端部に固着されたフランジ部材を含む継ぎ手部であって、前記フランジ部材が、その貫通孔に前記パイプ端部を背面側から接続側に挿通させた状態で固着されるような継ぎ手部の成形方法において、
前記フランジ部材の貫通孔の接続側および背面側に予め拡孔部を形成しておき、
前記パイプ端部をクランプから突出させた状態で、前記クランプにより前記パイプを拘持し、前記クランプから突出した前記パイプ端部を、前記フランジ部材の貫通孔に挿通した状態で、前記パイプ端部に軸方向にパンチを圧入し、該パンチにより前記パイプ端部を拡径しかつその内面を成形することにより、前記パイプ端部の外周面を前記貫通孔の内面に圧接させ、かつ、前記パイプの先端部を、前記フランジ部材の接続側拡孔部内に拡開させて拡開部を形成するとともに、前記フランジ部材の背面側で前記パイプの余肉を前記パイプの外周面から前記背面側拡孔部内に突出させて突出部を形成し、これらの拡開部と突出部とで前記フランジ部材が挟着されるようにして、前記パイプ端部に前記フランジ部材を固着することを特徴とする継ぎ手部の成形方法。
【請求項４】
前記クランプとして、前記フランジ部材の背面側に隣接した拘持部の周囲に拡孔部を有するクランプを用い、前記フランジ部材の背面側拡孔部と前記クランプの拡孔部とを合わせた空隙部に、前記パイプの余肉を突出させることを特徴とする請求項３に記載の継ぎ手部の成形方法。
【請求項５】
前記フランジ部材の背面側に前記拡孔部を形成せず、前記クランプとして、前記フランジ部材の背面側に隣接した拘持部の周囲に拡孔部を有するクランプを用い、該クランプの拡孔部に前記パイプの余肉を突出させることを特徴とする請求項３に記載の継ぎ手部の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジ継ぎ手を構成するフランジ部材を備えたパイプ連結用継ぎ手部構造及びその成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８及び図９は、従来のフランジ継ぎ手の雌側を示す。図に示すように、フランジ継ぎ手１は、フランジ部材２とパイプ３とで構成され、フランジ部材２には継ぎ手１の接続面４側から背面７側を貫通する貫通孔５を形成している。貫通孔５は、接続面４側に接続口６を形成し、背面７側にパイプ口８を形成している。このパイプ口８は、パイプ３の先端部を挿入しろう付け１５により、フランジ部材２とパイプ３とを固着している。フランジ部材２の貫通孔５の側部には、ネジ孔９を形成している。
【０００３】
他方、図１０に示すように、雄側フランジ継ぎ手１０は、フランジ部材１１にボス１２を突出させ、ボス１２と反対側のフランジ部材１１の面には、パイプ３ａを挿通させてかつフランジ部材１１に固着している。フランジ部材１１の側部には貫通孔１３を形成している。このような、フランジ継ぎ手１，１０は、雄側フランジ継ぎ手１０のボス１２を雌側フランジ継ぎ手１の接続口６に挿入し、ボルト１４により両フランジ部材２，１１を締結することにより両フランジ継ぎ手１，１０を連結している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４１７６０号公報
【特許文献２】特開２０００−１２０９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した雌側フランジ継ぎ手１は、フランジ部材２とパイプ３の接続部をろう付け１５により固定している。この際、ろう付け１５が不完全であると接続口６を介して、ろう付け不完全部からガス漏れ（若しくは液漏れ）が生じる。ろう付け１５を行う場合、図９に示すパイプ３の先端部をフランジ部材２の接続口６に挿入させるので、そのパイプ３の挿入長さｈだけ、フランジ部材２の全体のフランジ高さＨ１が大きくなり、材料費の部品コストが上昇する。図１０に示す雌側フランジ継ぎ手１を雄側フランジ継ぎ手１０と接続して配設した場合に、狭い箇所や部品の込み入った場所にフランジ高さの大きいフランジ継ぎ手１を配設するようなときは、フランジ部材２が他の部材と干渉することがある。強度さえ維持できれば、フランジ部材２は、小型化することが望ましい。さらには、フランジ継ぎ手１の製造工程において、ろう付け作業に手間と費用がかかっていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フランジ継ぎ手を成形により製造する際に、費用を削減するとともに、作業を簡単に行うことができる継ぎ手部構造及び成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の継ぎ手部構造は、上記目的を達成するために、貫通孔を有し、該貫通孔にパイプ端部を背面側から接続側に挿通させた状態で該パイプ端部に固着されたフランジ部材を備え、被接続管部に接続した前記パイプ端部を、前記フランジ部材を介して前記被接続管部側に連結可能である継ぎ手部構造において、前記フランジ部材は、前記貫通孔の接続側に拡孔部が形成されており、該貫通孔に、前記パイプ端部を挿通した状態で、該パイプ端部が、軸方向のパンチ加工で拡径されることにより、前記パイプ端部の外周面が前記貫通孔の内面に圧接され、かつ、前記パイプの先端部が、前記フランジ部材の接続側拡孔部内に拡開されて拡開部が形成されるとともに、前記フランジ部材の背面側で前記パイプの余肉が前記パイプの外周面から突出して突出部が形成され、これらの拡開部と突出部とで前記フランジ部材が挟着されている。
【０００８】
本発明の継ぎ手部の成形方法は、上記目的を達成するために、パイプ端部に固着されたフランジ部材を含む継ぎ手部であって、前記フランジ部材が、その貫通孔に前記パイプ端部を背面側から接続側に挿通させた状態で固着されるような継ぎ手部の成形方法において、前記フランジ部材の貫通孔の接続側および背面側に予め拡孔部を形成しておき、前記パイプ端部をクランプから突出させた状態で、前記クランプにより前記パイプを拘持し、前記クランプから突出した前記パイプ端部を、前記フランジ部材の貫通孔に挿通した状態で、前記パイプ端部に軸方向にパンチを圧入し、該パンチにより前記パイプ端部を拡径しかつその内面を成形することにより、前記パイプ端部の外周面を前記貫通孔の内面に圧接させ、かつ、前記パイプの先端部を、前記フランジ部材の接続側拡孔部内に拡開させて拡開部を形成するとともに、前記フランジ部材の背面側で前記パイプの余肉を前記パイプの外周面から前記背面側拡孔部内に突出させて突出部を形成し、これらの拡開部と突出部とで前記フランジ部材が挟着されるようにして、前記パイプ端部に前記フランジ部材を固着することを特徴とする。
【０００９】
前記クランプとして、前記フランジ部材の背面側に隣接した拘持部の周囲に拡孔部を有するクランプを用い、前記フランジ部材の背面側拡孔部と前記クランプ側拡孔部とを合わせた空隙部に、前記パイプの余肉を突出させることができる。また、前記フランジ部材の背面側に前記拡孔部を形成せず、前記クランプとして、前記フランジ部材の背面側に隣接した拘持部の周囲に拡孔部を有するクランプを用い、該クランプ側拡孔部にのみ前記パイプの余肉を突出させることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の継ぎ手部構造は、上記構成により、軸方向へのパンチ加工のみでパイプ端部に対するフランジ部材の固着および継ぎ手部の成形を行え、製造コストを削減するうえで有利である。フランジ部材が、拡径されたパイプ端部の全周に亘る拡開部と突出部とで挟着されることで、簡素な構造でありながらも、充分な連結強度が得られる。また、パイプの接続口を他の継ぎ手部と直接、接続することができるので、流体の漏れを防止するうえで有利である。
【００１１】
また、上記継ぎ手部構造において、前記フランジ部材は、前記貫通孔の背面側に拡孔部が形成されており、前記パイプの余肉が前記背面側拡孔部内に突出して前記突出部が形成されている態様では、成形時における余肉部の形成をより効率的に行え、フランジ部材に対する保持力を向上するうえでも有利である。
【００１２】
本発明は、上記成形方法を採用したことにより、軸方向へのパンチ加工による成形工程のみでパイプ端部に対するフランジ部材の固着および継ぎ手部の成形を行え、成形工程が簡素化されるとともに、ろう付け工程が不要になるので、製造コストの低減および製造時間の短縮に有利である。
【００１３】
また、上記成形方法において、前記クランプとして、前記フランジ部材の背面側に隣接した拘持部の周囲に拡孔部を有するクランプを用い、前記フランジ部材の背面側拡孔部と前記クランプ側拡孔部とを合わせた空隙部に、前記パイプの余肉を突出させるようにすれば、余肉部がフランジ部材側のみならず、クランプ側にも形成されることから余肉をより大きくすることができ、パイプのフランジ部材に対する保持力がより大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態における継ぎ手部構造及び成形方法について図面を参照しながら説明する。なお、背景技術と同じ名称であるものについて、同一の符号を付して説明する。また、図１０に示す雄側フランジ継ぎ手１０は、変更がないのでそのまま雄側フランジ継ぎ手のみ図１０の符号を用いて説明する。
図１は、本発明に係る継ぎ手部構造を採用したフランジ継ぎ手１であり、図２Ａは、継ぎ手を形成する前のフランジ部材２の平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＸ−Ｘ断面図である。
フランジ継ぎ手１は、フランジ部材２とパイプ３とで構成され、図２Ｂに示すように、フランジ部材２にはフランジ継ぎ手１の接続面４側から背面７側を貫通する貫通孔５を形成している。貫通孔５は、接続面４側開口に段状の段差（２段）を形成した接続側拡孔部１６を形成し、フランジ部材２の背面７側には、貫通孔５の開口に位置させて、図２Ｂの円Ｙ内に示すように、テーパ状に貫通孔５の開口側を拡径した背面側拡孔部１７を形成している。フランジ部材２の貫通孔５の側部には、接続面４から背面へ貫通するネジ孔９を形成している。
【００１５】
図１に示すように、パイプ３はパイプ３の先端部がフランジ部材２の接続面４と面一であり、先端側が雄側フランジ継ぎ手１０のボス１２が挿入可能なように、ボス径に合わせてパイプ３の基端側（非成形部）よりも拡径したボス挿入孔２０を形成している。また、ボス挿入孔２０の先端部はフレア１８を形成し、フレア１８は拡孔部１６の段差面上を、先端側が開く方向に裾拡がりに拡径している。他方、フランジ部材２の背面７側は、貫通孔５にある背面側拡孔部１７に位置させて、図１の円Ｚに示すように、三角形状の余肉１９を形成している。したがって、フランジ部材２は、貫通孔５の両端の位置で、一端側がフレア１８により他端側が余肉１９によりフランジ部材２を挟着するようにして固定している。また、フレア１８と接続側拡孔部１６の接合面及び余肉１９と背面側拡孔部１７の接合面を成形時に密着するように形成し、かつ、フレア１８と余肉１９間に挟着されたフランジ部材２が抜けるのを防止する。こうして、フランジ部材２は、パイプ３に固定される。
【００１６】
このような、雌側フランジ継ぎ手１は、図１に示すように、パイプ３が貫通孔５の全体に挿通させていることから、パイプ３の先端部が雄側フランジ継ぎ手１０のボス１２のボス挿入孔２０となり、背景技術の図９Ｂに示すように、ボス１２の接続口６とパイプ３を挿入するパイプ口８を別個に設ける必要がない。すなわち、本実施の形態では、背景技術のパイプ口８とボス接続口６とが共通化されている。よって、本実施の形態では、フランジ部材２の接続面４から背面７までの高さＨ２を従来よりも短くできる。また、パイプ３のフレア１８が雄側フランジ継ぎ手１０のボス１２と直接、接続されるので、従来のようにろう付けの不良個所のガス抜けを解消できる。
【００１７】
以下、上述した継ぎ手部の成形工程について説明する。
図３は、フランジ継ぎ手１を成形するためのアウタダイス２５とパンチ２８を示し、図４Ａ〜Ｃは、フランジ継ぎ手１を成形するための第１工程の手順を示す。
図４Ａに示すクランプ２１の拘持部２２でパイプ３を拘持し、図４Ｂに示すように、パイプ３の先端部をフランジ部材２の厚さよりも僅かに大きい長さだけ分だけ、クランプ２１から突出させている。クランプ２１は、パイプ３が突出する面に、フランジ部材２の押当て面２３を有し、この押当て面２３側の拘持部２２に、拘持部２２を拡径したボス成形部２４を形成している。このボス成形部２４の径はフランジ部材２の貫通孔５に一致させている。
【００１８】
フランジ部材２は、アウタダイス２５の保持座２６にセットする。図３に示すように、そのアウタダイス２５は、筒状の本体２７内にパンチ２８を配設し、本体２７の軸方向に摺動が可能である。また、アウタダイス２５の周部には、本体２７の軸方向に長いスリット孔２９を上下２箇所に形成している。このスリット孔２９には、ネジ形状のストッパ３０が挿通され、ストッパ３０はパンチ２８の周壁部に螺着している。よって、パンチ２８は、スリット孔２９の長さだけ摺動ストロークを有する。パンチ２８の後端部には、バネ座３１を形成し、バネ３２を本体２７の後端とバネ座３１の間に伸張状態で設けている。よって、成形時にパンチ２８を前方に移動した後、無負荷にすると、パンチ２８は後方の待機位置に戻る。
【００１９】
パンチ２８は先端側から基端側に、テーパ部３４を挟んで、先端側に小径部３５が形成され、テーパ部３４の後端側に中径部３６が形成され、基端側が大径部３７となっている。小径部３５は、パイプ３の基準径（非成形部）と実質的に同じ径であり、中径部３６は図１に示すボス挿入孔２０よりも僅かに小さい径である。大径部３７は、アウタダイス２５の内径と実質的に一致させている。
図５は、図４Ｂの円Ｗの拡大図である。図に示すように、フランジ部材２とクランプ２１との当接面、すなわち、フランジ部材２の貫通孔５の全周囲には、貫通孔５の開口側が拡径するテーパ状の背面側拡孔部１７を形成し、これに対向するクランプ２１の拘持部２２（ボス成形部２４）の全周囲には、拘持部２２の開口側に拡径するテーパ状の拡孔部３８を形成している。
【００２０】
このような構成により、図４Ａに示すように、フランジ部材２をアウタダイス２５の保持座２６の上に保持し、次いで、図４Ｂに示すように、フランジ部材の貫通孔５にパイプ３の先端部を挿通させ、フランジ部材２の背面７をクランプ２１の押当て面２３に当接させる。この状態では、パンチ２８の待機状態で、パイプ３の先端部とパンチ２８の小径部３５が対向した位置に配置される。こうした状態で、パンチ２８をパイプ３側に打撃してスライドさせる。すると、図４Ｃに示すように、パイプ３の先端部が、パンチ２８のテーパ部３４及び中径部３６に対応する形状に拡径される。
【００２１】
次に、フランジ継ぎ手１を成形するための第２工程の手順を示す。
図６Ａに示すように、第１工程で成形したパイプ３及びパイプ３を保持しているクランプ２１をそのまま連続して第２工程で使用する。第２工程で用いるパンチ３９は、先端側から小径部４１、テーパ部４２、中径部４３、フレア形成部４４及び基部４５から構成される。小径部４１はパイプ３の非成形部と実質的に同径であり、テーパ部４２は第１工程で形成されたパイプ３のテーパ部４６に対応する形状であり、中径部４３は、雄側フランジ継ぎ手１０のボス１２部（図１０参照）と実質的に同径であり、中径部４３の径は、図６Ａに示す現状のパイプ３の拡径部４７よりも僅かに大きく形成している。パンチ３９のフレア成形部４４は、図２Ｂに示すように、パイプ３の先端部がフランジ部材２の接続側拡孔部１６の段差面に沿うような形状に形成されている。
【００２２】
このような構成により、図６Ｂ及びＣに示すように、パンチ３９をパイプ３に向かって打ち込む。この際、パンチ３９の中径部４３は、パイプ３の先端側の拡径部４７よりも径が大きいので、図７Ａに示すように、パイプ３の内周面を拡管する。すると、パイプ３が矢印に示すように、パイプ３の軸方向に圧縮力が加わる。
さらにパンチ３９が前進すると、図７Ｂに示すように圧縮された余肉１９が外周方向へ逃げようとするため、クランプ２１とフランジ部材２の間に隙間Ｓが生じる。フランジ部材２に形成した背面側拡孔部１７及びクランプ２１に形成した拡孔部３８がそれを助長する。そして、さらにパンチ３９が前進すると、フランジ部材２がパンチ３９の基部４５に押されて隙間Ｓが消失し、パンチ３９とクランプ２１の間にフランジ部材２が密着する。すると、余肉１９は、背面側拡孔部１７及び拡孔部３８に対応した三角形状の突起に形成される。
【００２３】
他方、パイプ３の開口側は、パンチ３９のフレア成形部４４により、パイプ３の開口部が外側に拡径され、パイプ３の拡径部がフランジ部材２の接続側拡孔部１６に拡がり、パイプ３にフレア１８が形成される。このように、フランジ部材２は貫通孔５の両端部で、フレア１８と余肉１９により挟着されるようにして、パイプ３にフランジ部材２が取付けられる。
【００２４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は勿論、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形、変更が可能であることを付言する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の活用例として、空調設備の配管の継ぎ手や、その他流体設備の配管の継ぎ手に幅広く利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明実施形態に係るフランジ継ぎ手を示す断面図である。
【図２】図２Ａはフランジ部材の平面図、図２Ｂは図２ＡにおけるＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本発明実施形態に係る継ぎ手部を構成するフランジ部材と、継ぎ手部の成形に用いるアウタダイスおよびパンチの断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における継ぎ手部の成形工程の第１成形工程を示す断面図であり、図４Ａは、クランプにパイプをセットし、アウタダイスにフランジ部材をセットした状態、図４Ｂは、フランジ部材をクランプにセットした状態、図４Ｃは、パイプをパンチ成形して第１成形工程が終了した状態を示す。
【図５】図４のＢの円Ｗの拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態における継ぎ手部の成形工程の第２成形工程を示す断面図であり、図６Ａは、パンチ成形前の状態、図６Ｂは、パイプにパンチを打付けている状態、図６Ｃは、パイプをパンチ成形して第２成形工程が終了した状態を示す。
【図７】図６ＢからＣまでの成形時に、パイプに余肉ができる過程を示し、図７Ａは成形初期におけるパイプ内周面の応力を示す断面図であり、図７Ｂは余肉がクランプとフランジ部材間に入り込む状態を示す断面図であり、図７Ｃはフランジ部材の背面に余肉が形成された状態を示す断面図である。
【図８】従来のフランジ継ぎ手を示す断面図である。
【図９】図９Ａは従来のフランジ部材の平面図、図９Ｂは図９ＡにおけるＶ−Ｖ断面図である。
【図１０】従来の雌側フランジ継ぎ手の断面図と従来及び本実施の形態に用いられる雄側フランジ継ぎ手の部分破断断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  フランジ継ぎ手
２  フランジ部材
３  パイプ
４  接続面
５  貫通孔
７  背面
１６  接続側拡径部
１７  背面側拡径部
１８  フレア
１９  余肉
２１  クランプ
２２  拘持部
２５  アウタダイス
２８  パンチ
【図１】
0004286613.tif 000002
【図２】
0004286613.tif 000003
【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】
0004286613.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004286613.tif 000010
【図１０】
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