JP5059504B2 - フランジ付きパイプ接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、フランジ付きパイプ接合構造に関する。

パイプにフランジを接合する構造は、自動車、産業機械、家電製品等において広く用いられており、多くの部位で利用されている。

従来、液体、気体等のためのパイプの接合構造においては、例えばパイプ先端にフランジを溶接した後フランジ同士をボルト等により締結することなどが行われている。

特許文献１には、既設管路のフランジ接合構造が示されている。

特許文献２には、水中ポンプの吐出口におけるフランジ接合構造が示されている。
特開平１０−２３８６７６号公報 特開２００３−９７８４３号公報

しかしながら、従来の手法では、パイプとフランジが溶接等により接合されているため、加熱時の強度低下や表面処理破壊による防錆力低下等を招いている。

強度低下や防錆力低下の克服のため、熱処理の追加、加工後表面処理、気密漏れ試験の追加、材料の厳選等が必要となり、これらが製造コストを押し上げる結果になっている。

本発明は、信頼性の高いシール構造、例えば、気密性、耐久性、防錆性について信頼性の高いシール構造を有するフランジ付きパイプ接合構造を提供することを目的としている。

本発明の解決手段を例示すると、以下のとおりである。

（１）パイプ本体と、パイプ本体の外周方向にパイプ本体と一体的に形成された第１フランジ部と、第１フランジ部に設けられた第２フランジ部とを有し、第１フランジ部がクッション手段を有し、クッション手段がクッション代であり、クッション代がパイプ本体を折り曲げて中空を有するよう形成されており、クッション代が第１フランジ部の外周部に設けられており、第２フランジ部がカシメ部を有し、そのカシメ部が第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とすることを特徴とするフランジ付きパイプ接合構造。

（２）第２フランジ部と相手物とによって第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とすることを特徴とする前述のフランジ付きパイプ接合構造。

本発明によれば、信頼性の高いシール構造、例えば、気密性、耐久性、防錆性を有するフランジ付きパイプ接合構造を提供できる。とくに、本発明においては、クッション手段により第１フランジ部と第２フランジ部との間のシール圧の安定化を図ることが容易である。

またクッション手段は構造全体の振動を吸収可能なものとすることができるため、振動に伴う騒音等を低減することができる。

また、溶接による熱がかからないため、エネルギーコストが低く、材料の熱劣化が無く素材の強度を維持できる。とくに、パイプ接合構造をオイル経路で使用する場合は、接合部でオイルが気密性を確実にし、エアーの吸い込みを完全に防止できる。

クッション手段がクッション代として形成される場合、クッション代がパイプ本体を折り曲げて中空を有するように形成されていると、中空部分がより良好なクッション機能を果たすとともに、構成部品を少なくして製造コストを低減できる。例えば、第２フランジ部に形成したバーリングでクッション代を押圧して所望のクッション効果を達成し易い。

クッション代が第１フランジ部の外周部に設けられていると、クッション代が外周部で第２フランジ部とより接しやすくなり、更に良好なシール状態を得やすい。

クッション手段が第１フランジ部の少なくとも片面に設けられたシールパッキンであると、とくにガスのように気密重視の場合に完全なリジット接合を達成できる。

第２フランジ部がカシメ部を有し、そのカシメ部が第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とすると、カシメ部によるカシメ力を曲げ部の大きさで調整できる。カシメ力のアップを図ることも可能である。

本発明の最良の形態によるフランジ付きパイプ接合構造は、パイプ本体と、パイプ本体の外周方向にパイプ本体と一体的に形成された第１フランジ部と、第１フランジ部に設けられた第２フランジ部とを有し、第１フランジ部がクッション手段を有する。例えば、クッション手段をクッション代として構成し、クッション代を第１フランジ部と一体に形成することができる。あるいは、クッション手段をシールパッキンとして構成し、シールパッキンを第１フランジ部と別体に形成することができる。

好ましくは、クッション手段がクッション代であり、クッション代が中空を有するようにパイプ本体を折り曲げて形成されている。中空は、周囲が閉じられた閉鎖空間の他、周囲の一部が開放された種々の形状の開放空間の意味を含む。

好ましくは、クッション代が第１フランジ部の外周部に設けられている。

好ましくは、第２フランジ部がカシメ部を有し、そのカシメ部が第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とする。

好ましくは、クッション手段が第１フランジ部の少なくとも片面に設けられたシールパッキンである。

好ましくは、第２フランジ部と相手物とによって第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とする。この場合、第２フランジ部と相手物をボルトで固定して押圧を行うのが好ましい。多くの場合、相手物はフランジや壁面である。

以下、図１を参照して本発明の実施例１を説明する。

図１は、本発明の実施例１におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。

フランジ付きパイプ接合構造１０は、パイプ本体１２と、第１フランジ部１４と、第２フランジ部１６を有する。

第１フランジ部１４は、パイプ本体１２の下端付近の外周方向にパイプ本体１２と一体的に形成されている。第１フランジ部１４はその外周方向にクッション代１８を有する。クッション代１８は、パイプ本体１２の少なくとも軸心方向に膨らんでいて、内部に中空１８ａを有するようにパイプ本体１２を折り曲げて形成されている。

第２フランジ部１６は、パイプ本体１２の下端付近を取り囲むように設けられている。パイプ本体１２と、第１フランジ部１４と、第２フランジ部１６は、共通の軸心Ｘ１を有する。

第２フランジ部１６は、放射方向内向きに開放された窪み１６ａを有している。窪み１６ａは、軸心Ｘ１方向に間隔を空けて配置された第１部分１６ｂ及びカシメ部１６ｄと、その間の奥側の第２部分１６ｃで囲まれている。クッション代１８は、窪み１６ａ内に位置している。すなわち、クッション代１８は、第１部分１６ｂと第２部分１６ｃとカシメ部１６ｄの間に位置している。

図１に示された例においては、カシメ部１６ｄは予め立ち上げた状態に形成され、そこにパイプ本体１２のクッション代１８が載置される（図示省略）。その後、カシメ部１６ｄを曲げてクッション代１８を押圧することによりシール状態が達成される。シール状態は、クッション代１８を第２フランジ部１６のカシメ部１６ｄと奥側の第２部分１６ｃに対して押圧することにより達成可能である。なお、図１の状態から更にカシメ部１６ｄを押圧することでより高いシール効果を達成することもできる。

図２〜４を参照してカシメ部によりパイプ接合構造を成形する工程の一例を説明する。

図２は、本発明の実施例２における第２フランジ部用のブランクの一例を示す。図３は、図２のブランクを加工した状態の一例を示す。図４は、図３の部材で予備カシメを行う例を示す。なお、図２〜４の部材のうち図１と対応する部材には、１０を加算した参照符号を付してその説明を省略する。

パイプ接合構造２０を形成する際には、まず第２フランジ部２６用の円環状のブランク２６ｅを準備する（図２）。

円環状のブランク２６ｅの内周部分をバーリング加工して、内向きに突出した第１部分２６ｂと、上向きに立ち上げられたカシメ部２６ｄと、これらの間の第２部分２６ｃを形成する（図３）。

第１部分２６ｂにパイプ本体２２の第１フランジ部２４のクッション代２８を載置し、クッション代２８をカシメ部２６ｄで押圧する。図４は押圧の途中の工程の一例を示している。クッション代２８が、カシメ部２６ｂで押圧されて第２フランジ部２６の第１部分２６ｂと第２部分２６ｃとカシメ部２６ｄと接触することで、良好なシール状態が達成され得る。

図５は、本発明の実施例３におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。図５は、図４中Ａで示された部分の変形例である。なお、図５の部材のうち図１と対応する部材には２０を加算した参照符号を付してその説明を省略する。

第２フランジ部３６は、放射方向内向きに開放された窪み３６ａを有している。窪み３６ａは、パイプ本体３２の軸心方向に間隔を空けて配置された第１部分３６ｂ及びカシメ部３６ｄと、その間の奥側の第２部分３６ｃで囲まれている。クッション代３８は、窪み３６ａ内に位置している。すなわち、クッション代３８は、第１部分３６ｂと第２部分３６ｃとカシメ部３６ｄの間に位置している。

図５に示された例おいては、第２フランジ部３６の第２部分３６ｃが放射方向外向きに窪んでいる。クッション代３８の放射方向外側の部分が第２部分３６ｃと接触している。クッション代３８が第２フランジ部３６とより多くの面積で接触することで、良好なシール状態が達成され得る。

図６は、本発明の実施例４におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。

フランジ付きパイプ接合構造４０は、パイプ本体４２と、第１フランジ部４４と、第２フランジ部４６を有する。第２フランジ部４６の図中下方には、相手物４９が位置している。

第１フランジ部４４は、パイプ本体４２の下端の外周方向にパイプ本体４２と一体的に形成されている。

第１フランジ部４４はその外周方向にクッション代４８を有する。クッション代４８は、パイプ本体４２の少なくとも軸心方向に膨らんでいる。クッション代４８は、内部に中空４８ａを有するようにパイプ本体４２を折り曲げて形成されている。

第２フランジ部４６は、パイプ本体４２の下端を取り囲むように設けられている。パイプ本体４２と、第１フランジ部４４と、第２フランジ部４６は、共通の軸心Ｘ１を有する。

第２フランジ部４６は、図中下方と放射方向内向きに開放された窪み４６ａを有している。窪み４６ａは、第２フランジ部４６の第１部分４６ｂとこれより奥側の第２部分４６ｃと相手物４９で囲まれている。クッション代４８は、第２フランジ部４６の第１部分４６ｂと第２部分４６ｃと相手物４９の間に位置している。

図６に示された例においては、パイプ本体４２の軸心Ｘ１と平行な軸心Ｘ２に沿って第２フランジ部４６と相手物４９がボルトで固定される。第２フランジ部４６と相手物４９とによってクッション代４８を押圧してシール状態が達成されている。

図７は、本発明の実施例５におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。なお、図７の部材のうち図１と対応する部材には４０を加算した参照符号を付してその説明を省略する。

第２フランジ部５６は、放射方向内向きに開放された窪み５６ａを有している。窪み５６ａは、パイプ本体５２の軸心方向に間隔を空けて配置された第１部分５６ｂ及びカシメ部５６ｄと、その間の奥側の第２部分５６ｃで囲まれている。

図７に示された例においては、パイプ本体５２の第１フランジ部５４の片面にシールパッキン５８が設けられている。カシメ部５６ｄが第１フランジ部５４を押圧することにより、シールパッキン５８を第２フランジ部５６の第１部分５６ｂに向けて押圧している。シールパッキン５８が第１フランジ部５４と第２フランジ部５６の第１部分５６ｂの間で押圧されることにより、例えばガスのような気密重視の場合に完全なリジット接合が達成され得る。

本発明は図示された実施例に限定されない。クッション手段は、図示した形状以外にも種々の形状のものを採用できる。

本発明の実施例１におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。 本発明の実施例２における第２フランジ部用のブランクの一例を示す。 図２のブランクを加工した状態の一例を示す。 図３の部材で予備カシメを行う例を示す。 本発明の実施例３におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。 本発明の実施例４におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。 本発明の実施例５におけるフランジ付きパイプ接合構造の部分断面を示す。

符号の説明

１０、２０、３０、４０、５０ フランジ付きパイプ接合構造
１２、２２、３２、４２、５２ パイプ本体
１４、２４、３４、４４、５４ 第１フランジ部
１６、２６、３６、４６、５６ 第２フランジ部
１６ａ、２６ａ、４６ａ、５６ａ 窪み
１６ｂ、２６ｂ、３６ｂ、４６ｂ、５６ｂ 第１部分
１６ｃ、２６ｃ、３６ｃ、４６ｃ、５６ｃ 第２部分
１６ｄ、２６ｄ、３６ｄ、５６ｄ カシメ部
２６ｅ ブランク
１８、２８、３８、４８ クッション代
４９ 相手物
５８ シールパッキン
Ｘ１、Ｘ２ 軸心

Claims (2)

1. パイプ本体と、パイプ本体の外周方向にパイプ本体と一体的に形成された第１フランジ部と、第１フランジ部に設けられた第２フランジ部とを有し、第１フランジ部がクッション手段を有し、クッション手段がクッション代であり、クッション代がパイプ本体を折り曲げて中空を有するよう形成されており、クッション代が第１フランジ部の外周部に設けられており、第２フランジ部がカシメ部を有し、そのカシメ部が第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とすることを特徴とするフランジ付きパイプ接合構造。
2. 第２フランジ部と相手物とによって第１フランジ部のクッション手段を押圧してシール状態とすることを特徴とする請求項１に記載のフランジ付きパイプ接合構造。

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