JP2013513767A - 空調システム用に好適な改善された接続部を備える管 - Google Patents

Abstract

空調システム用管１が、硬質パイプ２と、高分子材料の少なくとも一つの層を具備するフレキシブルパイプ３と、硬質パイプ２をフレキシブルパイプ３に固定する接続手段４と、シール１４とを具備し、接続手段４は、硬質パイプ２に固定されるベル要素１３を具備しており、ベル要素１３は、フレキシブルパイプ３の第１端部６を硬質パイプ２の第２端部５の上に閉じるように塑性変形可能であり、シール１４は、第１端部６と第２端部５との半径方向の間に配置された管状本体２０と、第１端部６とベル要素１３との軸方向の間に配置されたフランジ２１とを具備する。

Description

本発明は、自動車の流体回路の管の接続部に関するものであり、例えば、空調システムの金属パイプ及び高分子材料のパイプを接続するための接続部に関するものである。

高分子材料のパイプは、ベルによって金属パイプに接続されることがあり、前記ベルは、高分子材料のパイプの端部を金属パイプの端部の周囲に押圧するべく塑性変形される。

例えば冷媒ガスのようなガスの漏れを防止する封止性を高めるために、例えばＯ−リングのような少なくとも一つのドーナツ形のガスケットを、高分子材料のパイプの端部と金属パイプの端部との間で、金属パイプの端部に適切に形成された座の中に挿入することが知られている。特に、高分子材料のパイプは、高硬度を有するバリア材料の内層を具備しており、前記内層は、ガスの封止が適切であるように、この内層と金属パイプの端部との間に介装されるガスケットの使用を必要とするようなものである。

金属管の端部が生産コストを低減するために塑性変形によって加工された場合には、ドーナツ形ガスケットの座は、最適な封止性が保証されないように形成される。特に、座は９０°の側面または最少のすくい角の側面を有さず、これは、ドーナツ形ガスケットが最適な状態で働かないこと、又は高分子材料のパイプが金属パイプの端部に取り付けられたときにガスケットがその座から外へ出ることを意味する。

本発明の目的は、上で明記された欠点のない、高分子材料の少なくとも一つの層を具備する部分に接続された金属部分を具備する管を提供することである。

本発明の目的は、請求項１に記載の管によって達成される。

本発明は、その非限定的実施形態を示す添付の図面を参照してここで説明される。
本発明による管の部分の縦断面図であり、フレキシブルパイプが、わかりやすくするために除去された縦断面である。 図１の部分による管の縦断面図であり、硬質ダクトとフレキシブルパイプの両方が示された管の縦断面図である。

図１において、参照符号１は自動車の空調回路用の管を全体として示しており、前記管は、金属ダクト２と、柔軟な高分子材料のダクト３（図２）と、前記ダクト２を前記ダクト３に封止接続、特にガス封止接続するための接続手段４とを具備している。

金属ダクト２は、好適には塑性変形工程によって輪郭形成された端部５であって、高分子材料のダクト３の端部６のための支持部、及び接続手段４のための固定部材の両方を形成する端部５を具備する。

端部５は、軸方向に沿って進行する以下の順序で、当接部７，環状ボス８，波形部９，及びフレア部１０を具備する。少なくとも、環状ボス８、波形部９、及びフレア部１０は、塑性変形のみによる加工を可能にするように、金属ダクト２の最大直径よりも小さな最大直径を有する。

端部５は、当接部７と環状ボス８との間の環状溝１１，及び環状ボス８と波形部９との間の凹部１２をさらに形成している。環状溝１１は、接続手段４のベル１３を端部５に固定し、凹部１２は接続手段４のシール１４を収容する。

ベル１３は、穴を形成すると共に環状溝１１内に収容される頭部１５と、端部５及び端部６を少なくとも部分的に取り囲むように頭部１５から軸方向に突出している側壁１６とを具備する。ベル１３は金属材料から作られていて、端部６を端部５に押し付ける半径方向荷重を加えることによって変形させられる。

特に、側壁１６は、軸方向にそれぞれ離間された第１凹部１７、第２凹部１８および第３凹部１９であって、ベル１３をフレキシブルダクト３に固定する側壁１６の塑性変形工程の圧痕であることを表す第１凹部１７、第２凹部１８および第３凹部１９を軸方向に頭部１５から順番に有する。好適には、凹部１７が、凹部１８及び／又は凹部１９の最小の直径に対して大きい、フレキシブルダクト３との接触表面上で測定された最小の直径を有するように、塑性変形工程が調節される。さらに好適には、凹部１８の最小の直径は、凹部１７及び凹部１９のそれぞれの最小の直径に対して中間にあることである。

シール１４は、少なくとも部分的に凹部１７に囲まれており、また管状本体２０と管状本体２０から半径方向に突出するフランジ２１とを具備する。管状本体２０は凹部１２に収容されていて、少なくとも環状ボス２２を一体的に形成している。環状ボス２２は、高分子材料のパイプの端部６に接触するように、側壁１６に好適に向き合っており、また環状ボス２２は、環状ボス２２を圧縮してガス封止箇所を形成するために、凹部１７の領域内に働く半径方向固定圧力が端部６の壁をとおして管状本体２０に伝達されるような軸方向レベルで凹部１７に対して配置されている。

同じ理由で、フランジ２１は、環状ボス８の最大半径方向寸法より大きい最大半径方向寸法を有し、また環状ボス８は、フランジ２１と管状本体２０との間に形成された対応する押広げ部２４に向かい合う面取り部２３を形成する。さらに、環状ボス８の最大半径方向寸法は、頭部１５と凹部１７との間の領域内の側壁１６の最小半径方向レベルよりも低い。さらに、環状チャンバ２６が、軸方向では頭部１５とフランジ２１とによって及び半径方向では環状ボス８と側壁１６とによって形成されるように、フランジ２１の最大直径レベルは、頭部１５と凹部１７との間の範囲の領域内の側壁１６の最小半径方向レベルより大きい。

管状本体２０の横の環状ボス８の軸方向反対側で、波形部９は、複数の環状リブ２７を有するとともに、少なくとも部分的に凹部１８によって囲まれるように軸方向に配置されている。

フレア部１０は、フレアリング部２８と、波形部９とフレアリング部２８との間に介在する円筒部２９とを形成する。円筒部は、少なくとも部分的にベル１３の凹部１９に囲まれている。

好適には、円筒部２９、波形部９、及び管状本体２０は、円筒部２９から減少するそれぞれの最大直径、中間直径、及び最小直径を有する。さらに、組立前の未変形の構造形では、ボス２２は、円筒部２９の最大直径よりも大きい最大直径を有する。

図２は、金属ダクト２を高分子ダクト３に固定する接続手段４により組み立てられた管１を示す。注目されるように、波形部９は、自動車業界の要求事項を満たすように、ダクト２とダクト３との間に軸方向の固着部を形成している。さらに、環状リブ２７は、管１の外側に向かうガスの流れを遅くするようなラビリンスシールを形成する。

側壁１３が半径方向に変形されるとき、半径方向の圧力が、波形部に、及び前の段落で述べたように円筒部２９及び管状本体２０に集中する。円筒部２９に対する圧力が別のガス封止箇所を形成する。管状本体２０に対する圧力は、ガス封止箇所を形成して、端部６と管状本体２０との間及び管状本体２０と座１２との間の両方からのガスの漏れを防止するように、環状ボス２２を圧縮する。

さらに、側壁１６が圧縮されるときに、端部６の高分子材料が、軸方向に流れる傾向がある。これは、少なくとも部分的にフランジ２１を前記チャンバ２６内に押し出す荷重を生み出す。これにより変形されたフランジ２１は、別のガス封止箇所を形成するように、主に面取り部２３と、側壁１６から半径方向のボスに向かって突出して環状チャンバ２６を形成する当接部３０とに対して押付けられる。特に、端部６の軸方向の変形に起因する押し出し中に、面取り部２３は、シール１４の変形が破壊荷重を越えるものではないように、シール１４へ荷重を分配することに寄与する。これにより、押し出し後であっても、シール１４は、ガス漏出の通路を形成しない連続体である。有利には、端部６の軸方向の変形は、フランジ２１に対する端部６の変形を促進するような半径方向寸法を有する凹部１７、１８，１９によって促進される。

組立中に、管１の金属構成要素すなわち端部５とベル１３、及び高分子材料の構成要素すなわち端部６とシール１４は、任意選択的に、それぞれ同時に事前組立される。

その後、シール１４を保持する端部６が端部５に装着されて、最後に、凹部１７、１８，１９を生み出すために半径方向荷重が側壁１６に加えられる。好適には、半径方向荷重が、頭部１５を環状溝１１内に変形させて少なくとも半径方向の遊びを閉鎖するようにも加えられる。

組立体が適切な機械的抵抗力を有するために、シール１４は、ショアＡ硬さ８０より高い硬さ、好適にはショアＡ硬さ約８５の硬さを有し、またＨＮＢＲ材料から好適に作られている。

ここに開示されて示された管１の利点は次のとおりである。

封止箇所は、冷媒ガスの封止性の要求事項を満足するようなものであり、また軸方向の引抜きに対する機械的抵抗力が保証される。

特に、管１は、高分子材料のダクトが、ゴム層と、プリーツを備える補強層と、前記ゴム層より高い硬さを有するバリア層であって円筒部２９及び波形部９及び管状本体２０に接触して配置されるバリア層とを具備する多層であるとき、最良の封止性能及び機械的抵抗力の性能を有する。有利には、冷媒ガス封止システム及び特にシール１４は、内側のバリア層が、比較的高い硬さに起因して、冷媒ガスに対する有効な封止を提供するほどには充分に端部５の周囲で変形されないことにより生じることがある特に漏出部を閉じるために着想されている。

管１の組立は安全である、というのもシール１４は可視的であり、従ってその起こり得る欠落は、端部６を端部５に組み付ける前に作業者によって検出される。さらに、ボス２２が側壁１６だけに向かい合っているとき、管状本体２０は端部５に完全に付着しており、その結果フレキシブルダクト３の装着時にシール１４がその座から外れることが防止される。この効果は、環状ボス８に対するフランジ２１の接触によっても達成される。

上で詳しく記した要求事項を確実にする端部５の幾何的形状は、単純であって、例えばロール成形のような費用効果のある塑性変形技法によって獲得されるようなものである。

ここで開示されて示された管１が、添付された特許請求の範囲に記載された保護の範囲から逸脱することなく変更又は変形されてよいことは最終的に明らかである。

座１２の方に向いている、ボス２２に同様の半径方向のボスを設けてよい。

ベル１３の頭部１５は、環状ボス８に関して円筒部２９の反対側で金属ダクト２に押圧されるカラーを形成することによって、形成され得る。この後者の場合、端部５が環状溝１１を形成することは必要とされない。

Claims (10)

1. 硬質パイプ（２）と、高分子材料の少なくとも一つの層を具備するフレキシブルパイプ（３）と、前記硬質パイプ（２）を前記フレキシブルパイプ（３）に固定する接続手段（４）とを具備する空調システム用管（１）であって、
   前記接続手段（４）は、前記硬質パイプ（２）に固定されるベル要素（１３）を具備しており、前記ベル要素（１３）は、前記フレキシブルパイプ（３）の第１端部（５）を前記硬質パイプ（２）の第２端部（５）の上に閉じるように塑性変形可能であり、
   前記第１端部（６）と前記第２端部（５）との半径方向の間に配置された管状本体（２０）と、前記第１端部（６）と前記ベル要素（１３）との軸方向の間に配置されたフランジ（２１）とを具備するシール（１４）を具備することを特徴とする、空調システム用管（１）。
2. 前記管状本体（２０）が、少なくとも第１の環状ボス（２２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の管。
3. 前記ベル要素（１３）は、少なくとも一つの凹部（１７）を形成する塑性変形可能な側壁（１６）を具備しており、前記少なくとも一つの凹部（１７）は、前記第１及び第２部分（６，５）を固定するために塑性変形によって得られ、且つ前記第１の環状ボス（２２）の圧縮を生み出すような軸方向位置を有することを特徴とする、請求項２に記載の管。
4. 前記フランジ（２１）に対する前記第１端部（６）の軸方向の変形を促進するために、前記側壁（１６）が、前記少なくとも一つの凹部（１７）の半径方向最小寸法より小さい半径方向最小寸法を有する少なくとも第２の凹部（１８；１９）を形成することを特徴とする、請求項３に記載の管。
5. 前記フランジ（２１）は、前記第２端部（５）が有する第２環状ボス（８）によって形成された面取り部（２３）に向き合う押広げ部（２４）を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の管。
6. 前記接続手段（４）が、前記フランジ（２２）の部分を少なくとも部分的に収容するキャビティ（２６）を形成すること、及び前記チャンバ（２６）が前記ベル要素（１３）と前記面取り部（２３）との軸方向の間に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の管。
7. 前記側壁（１６）から前記第２端部（５）の方へ突出して前記キャビティ（２６）に半径方向の境界を定める当接部（３０）に対して前記フランジ（２２）が圧力を加えることを特徴とする、請求項６に記載の管。
8. 前記シール（１４）が、ショアＡ硬さ８０を超えるショアＡ硬さを有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の管。
9. 前記第２端部（５）が塑性変形加工によって得られたものであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の管。
10. 内燃機関を具備する車両用の空調システムであって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の管を具備する空調システム。

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