パイプの接続構造

【課題】固定部材の通路に対して他の通路や他の部材を近接配置できるパイプの接続構造の提供を図る。
【解決手段】パイプ３０と固定部材２１とを備える。パイプ３０は、パイプ本体３０ａと、パイプ本体３０ａの先端部３０ｂから径外方向に突設された円鍔部３１と、を有する。固定部材２１は、パイプ３０の先端部３０ｂが挿入される通路２２と、通路２２の開口端２３に形成され前記パイプ３０の円鍔部３１を収容する凹部２４と、凹部２４の周壁部の少なくとも一部であって内周側に変形加工されることで円鍔部３１に圧着する圧着部２６とを有する。圧着部２６は、通路２２の中心Ｃ１に対して非対称であり、圧着部２６からの圧着力を総和した力Ｆａの方向へ向けてパイプ先端部３０ｂがずれることを防止するズレ防止手段３１ｂを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロックなどの固定部材に対するパイプの接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用空調装置の技術分野では、コンプレッサ、コンデンサ、リキッドタンク、膨張弁、エバポレータなどに配管が接続されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
かかる従来のパイプの接続構造は、パイプ本体の先端部から径外方向に突設された円鍔部を有するパイプと、パイプが固定される固定部材と、を備える。固定部材は、前記パイプの先端部が挿入される通路と、前記通路の開口端に形成され前記パイプの円鍔部を収容する凹部と、凹部の周壁部であって内周側に変形加工されることで前記円鍔部に被せられる圧着部と、を備える。つまり、円鍔部が凹部底面と圧着部とに狭持され、パイプが固定部材に固定される。いずれの従来技術でも、圧着部が円鍔部の囲むように全周に設けられている。
【特許文献１】特許第２５９１３８８号公報
【特許文献２】特開平７−３２９５４９号公報
【特許文献３】特開平５−１４１５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記従来技術では、凹部の周壁部の全周を変形加工して圧着部としているため、圧着部を加工するための加工工具を配置する関係上、通路の凹部の近傍には他の通路の凹部や、その他の部材を配置できない不都合があった。
【０００５】
本発明は、前記従来技術をもとに為されたものであって、固定部材の通路に対して他の通路や他の部材を近接配置できるパイプの接続構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
研究の結果、本願発明者は、パイプを固定する通路を複数隣接配置したり、パイプを固定する通路の周囲に他の部材を隣接配置するために、周壁部の全周を圧着部とはせずに、周壁部の一部を変形させずに残しておくことを想い至った。そしてこのとき、単に周壁部の一部を変形させずに残しておくと、通路中心に対して非対称に形成された圧着部の圧着力の総和は、通路中心から径方向外方に向けて作用するので、通路とパイプ先端部とクリアランスが不均一になり通路とパイプ先端部との間のシール性が低下する可能性があることを突き止めた。
そこで、本発明は、パイプ本体と、前記パイプ本体の先端部から径外方向に突設された円鍔部と、を有するパイプと、前記パイプの先端部が挿入される通路と、前記通路の開口端に形成され前記パイプの円鍔部を収容する凹部と、前記凹部の周壁部の少なくとも一部であって内周側に変形加工されることで前記円鍔部に圧着する圧着部と、を有する固定部材と、を備えたパイプの接続構造であって、
前記圧着部は、前記通路の中心に対して非対称であり、
前記圧着部の圧着力を総和した方向へ前記パイプ先端部がズレることを防止するズレ防止手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のパイプの接続構造によれば、凹部の周壁部のうち一部を加工しないことで、他の部材を近接配置することが可能となる。このとき圧着部の圧着力の総和は、パイプ先端部が通路中心からズレるような方向に作用する。しかしながら、本発明では、圧着力を総和した方向へパイプの先端部がずれることを防止するズレ防止手段を備えるため、通路とパイプ先端部とクリアランスが大きく不均一にならずに通路とパイプ先端部との間のシール性が維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
第１実施形態：以下、図１〜図９を基に第１実施形態を説明する。
【００１０】
図１〜図４は第１実施形態のパイプの接続構造を示す。
【００１１】
第１実施形態のパイプの接続構造は、図１に示すように、固定部材としての膨張弁２０ブロック２１に形成された２本の通路２２に対して、冷媒を流すためのパイプ３０をそれぞれ接続した構造である。
【００１２】
図２〜４は、図１のパイプの接続構造の拡大図である。
【００１３】
図２〜４に示すように、パイプ３０は、パイプ本体３０ａと、パイプ３０の先端部３０ｂから径外方向に突設された円鍔部３１と、を備える。パイプ３０の先端部３０ｂにはシール部材としてのＯリング３２が装着されている。
【００１４】
一方、ブロック２１は、パイプ３０の先端部３０ｂとほぼ同径に形成され且つ先端部３０ｂが挿入された通路２２と、通路２２の開口端２３で通路２２より大径に形成され且つパイプ３０の円鍔部３１を収容する凹部２４と、凹部２４の周壁部２５のうち工具（この例では刃具４０）により内側に変形されて円鍔部３１に被せられる圧着部２６と、を備える。つまり、凹部底面２４ａと圧着部２６との間に円鍔部３１が狭持されて、これによりパイプ３０がブロック２１に固定される。
【００１５】
通路２２および凹部２４は、同心円で形成されている。また、パイプ本体３０ａおよびパイプ先端部３０ｂおよび円鍔部３１は、同心円で形成されている。なお、符号Ｃ１は通路２２の中心線、符号Ｃ２は凹部２４の中心線、符号Ｃ３はパイプ本体３０ａの中心線、符号Ｃ４はパイプ先端部３０ｂの中心線、符号Ｃ５は円鍔部３１の中心線である。
【００１６】
本実施形態では、図２および図４に示すように、凹部２４の周壁部２５のうち一部２５ｎは加工されずにそのまま残されて、圧着部２６が通路中心線Ｃ１に対して非対称形状となっている。これにより、図１に示すように、切り残した部分２５ｎにおいては、他の部材（この例では他の通路２２）を隣接させることができる。
【００１７】
円鍔部３１の下面３１ｂ（すなわち円鍔部３１の凹部底面２４ａ側の面）は、パイプ先端部３０ｂの中心線Ｃ４および円鍔部３１の中心線Ｃ５を中心としたテーパ状の傾斜面として構成されている。傾斜面３１ｂは、パイプ３０先端側に向けて先細り、つまり、通路２２側に向けて先細りになっている。また、凹部底面２４ａも円鍔部３１のテーパ状の傾斜面３１ｂに対応した傾斜面２７を備える（図５参照）。
【００１８】
以下、上記パイプの接続構造を得るためのパイプの接続方法を説明する。
【００１９】
まず、本パイプの接続方法に用いる刃具４０を図８、９を参照しつつ説明する。
【００２０】
刃具４０は、円周方向の一部に切欠部４３を有する環状の刃部４１を有する。刃部４１は、図９に示すように、円筒体の外周に中心軸線Ｌに平行な外周面４１ａを有し、円筒体の内周に中心軸線ｌ１に対して傾斜する傾斜面４１ｃを有する。外周面４１ａと傾斜面４１ｃとの交点である刃部４１の刃先４１ｂは、僅かの肉厚ｔをもっている。傾斜面４１ｃは、所定曲率Ｒ（曲率中心４１ｅは刃先４１ｂと同じ高さ位置に設定）の凹状に湾曲している。
【００２１】
なお、本発明にあっては、傾斜面４１ｃは直線状であっても良くまた凸状に湾曲していてもよいが、図８、９の刃具４０のように傾斜面４１ｃが凹円弧状に湾曲しているほうが、圧着部２６を円鍔部３１に沿って変形できて確実な圧着状態を得られるので好適である。
【００２２】
次に、接続工程を図５〜７を参照しつつ説明する。
【００２３】
まず、所定形状のパイプ３０とブロック２１とを所定形状に加工しておく。具体的には、図５に示すように、直線状のパイプ（母材）の先端部に円鍔部３１を加工するとともに、ブロック（母材）に通路２２および凹部２４を加工しておく。
【００２４】
次に、ブロック２１に対して、パイプ３０を接続する。具体的には図６に示すように、ブロック２１の通路２２の開口端２３にパイプ３０の先端を挿入して、パイプ３０の先端外周に嵌合したＯリング３２を通路２２の内周に圧接させると共に、凹部２４にパイプ３０の円鍔部３１を収容する。このとき、凹部２４の内周面２４ｂとパイプ３０の円鍔部３１の外周面との間には、パイプ３０を挿入できるように若干のクリアランスが存在する。そして、その状態で図６→図７に示すように、刃具４０で接続加工を行う。即ち、凹部２４の周壁部２５の上端面２５ａに、刃具４０の環状刃部４１を押圧入し、これにより、凹部２４の周壁部２５を外側から内側に向けて薄肉状に切り離しながら同時内側に曲げ変形させて円鍔部３１に被せる。曲げ変形されて円鍔部３１に被せられた圧着部２６により、パイプ３０がブロック２１に対して固定接続される。結果、図２〜４に示すパイプの接続構造が得られる。
【００２５】
ここで、本実施形態では、刃部４１が切欠部４３を有するため、つまり周壁部のうち変形加工されない部分２５ｎがあるため、図２および図４に示すように、圧着部２６の圧着力を総和した力Ｆａは、通路中心Ｃ１から径方向外側に向いている。すなわち、パイプ先端部３０ｂには、パイプ先端部３０ｂが通路中心Ｃ１からズレるような力が働いている。しかしながら本実施形態では「ズレ防止手段」としての円鍔部３１下面の傾斜面３１ｂにより、パイプ先端部３０ｂが通路中心Ｃ１にセンタリングされる。これにより、パイプ先端部３０ｂと通路２２内周面との間のクリアランスは大きく不均一になることなく、パイプ先端部３０ｂと通路２２内周面との間のＯリング３２のシール性が維持される。
【００２６】
効果
以下、本実施形態の効果をまとめる。
【００２７】
第１に、本実施形態のパイプの接続構造は、凹部２４の周壁部２５のうち一部２５ｎを加工せずに圧着部２６を非対称とすることで通路２２に対して他の部材（この例では他の通路２２）を近接配置できる。
【００２８】
第２に、本実施形態のパイプの接続構造は、圧着部２６から円鍔部３１への圧着力を総和した力Ｆａの方向へ、パイプ先端部３０ｂがズレることを防止するズレ防止手段（この例では傾斜面３１ｂ）を備える。そのため、通路２２内周面とパイプ先端部３０ｂとクリアランスが大きく不均一にならずに通路２２内周面とパイプ先端部３０ｂとの間のシール性が維持される。
【００２９】
第３に、本実施形態のパイプの接続構造では、ズレ防止手段は、円鍔部３１下面の傾斜面３１ｂである。そのため、簡素な構造でズレ防止手段を構成できる。
【００３０】
第４に、本実施形態のパイプの接続構造では、凹部底面２４ａは、円鍔部３１下面の傾斜面３１ｂと対向して該傾斜面３１ｂを受ける傾斜面２７を備える。そのため、パイプ先端部３０ｂの芯ズレをより確実に防止できる。
【００３１】
第５に、本実施形態は、刃具４０によりブロック２１の凹部２４の周壁部２５をその外周側から薄肉状に切り離しつつ内側に曲げ変形させて、周壁部２５を円鍔部３１に被せて圧着する。そのため、従来（例えば特許文献１〜３）のようにエンドミルなどの切削工具でブロック２１の表面を予め切削して円柱状の周壁部を削り出しておく必要がない。従って、エンドミルによる大量切削加工が不要になることで、製造費が大幅に削減される。また、エンドミル加工が不要であるため、図１のように複数の通路２２が隣接する場合に、エンドミル径によるレイアウトの制限を受けない利点がある。
【００３２】
以下、その他の実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同一または類似の構成については同一符号を付してその構成および作用効果の説明を省略する。
【００３３】
第２実施形態および第３実施形態の「ズレ防止手段」は、凹部内周面２４ｂのうち圧着力を総和した力Ｆａの方向側の一般面から、圧着力を総和した力ｆａの方向とは逆側へ突出する突出部（５４ｂおよび６２）である。
【００３４】
第２実施形態：図１０〜１２は第２実施形態のパイプの接続構造を示す。図１０および図１１中、符号２５ｍは周壁部２５のうち変形加工される部分に対応し、符号２５ｎは周壁部２５のうち変形加工されずに残される部分に対応する。
【００３５】
第２実施形態では、周壁部２５の変形加工されない部分２５ｎに孔部５１が設けられ、この孔部５１に嵌込部材５３が嵌合されている。嵌合部材５３は円柱状の本体部と本体部から突出する突出片５４とを備え、突出片５４が、孔部５１と凹部２４とを連通するスリット部５２を通じて前記凹部２４の内周面２４ｂから内側に突出している。突出片５４のうち内周面２４から突出する部分５４ａ（突出部）は、凹部内周面２４ｂのうち圧着力を総和した力ｆａの方向側の一般面から圧着力を総和した力ｆａの方向とは逆側へ突出している。これにより、突出部５４ａは、圧着力を総和した力Ｆａの方向へ向けてパイプ先端部３０ｂがズレることを防止する「ずれ防止手段」となる。
【００３６】
以上のように、第２実施形態においても「ズレ防止手段」を備えるため、第１実施形態と同様に、通路２２とパイプ先端部３０ｂとクリアランスが大きく不均一にならずに通路２２とパイプ先端部３０ｂとの間のＯリング３２のシール性が維持される。
【００３７】
また、第２実施形態では「ズレ防止手段」が嵌込部材５３の突出片５４により構成されるため、簡素な構造で「ズレ防止手段」を構成できる。
【００３８】
第３実施形態：図１３〜図１５は第３実施形態のパイプの接続構造を示す。第３実施形態では、第２実施形態と同様に、凹部内周面２４ｂから圧着力を総和した力ｆａの方向とは逆側へ突出している突出部（この例では隆起部６２）を備える点で同様であるが、突出部が、凹部２４の周壁部２５の上面をパンチングした際に凹部内周面２４ｂから隆起する隆起部６２である点で第２実施形態と異なる。なお、符号６１は打撃跡を示す。
【００３９】
第３実施形態によれば、第２実施形態と同様に凹部内周面２４ｂから圧着力を総和した力ｆａの方向とは逆側へ突出する突出部６２を備えるため、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、第３実施形態によれば、第２実施形態と異なり、孔部５１を設けたり嵌込部材５３を用意する必要がないため、製造コストの点で第２実施形態よりも有利である。また、孔部５１に嵌込部材５３を嵌め込む構造よりも、通路２２に他の部材を近接させやすい利点がある。
【００４０】
次に、第４〜第６実施形態を説明する。第４〜第６実施形態では、凹部内周面と鍔部外周面との間のクリアランスを、圧着部の圧着力を総和した力の方向側で小さくできるように、円鍔部が凹部に対して偏心しているかまたは凹部が円鍔部に対して偏心している。
【００４１】
第４実施形態：図１６〜図１８は第３実施形態のパイプの接続構造を示す。第４実施形態では、「ズレ防止手段」が通路中心Ｃ１に対して圧着力を総和した力Ｆａの方向とは逆側に偏心した凹部２４Ｄである。第４実施形態によれば、凹部内周面２４ｂと円鍔部３１の外周面との間のクリアランスが、圧着力を総和した力Ｆａの方向側で小さくなり、パイプ先端部３０ｂのズレが防止される。
【００４２】
第５実施形態：図１９〜図２１は第５実施形態のパイプの接続構造を示す。第５実施形態では「ズレ防止手段」がパイプ先端部２０ｂの中心Ｃ４に対して圧着力を総和した力Ｆａの方向側に偏心した円鍔部３１Ｄである。第５実施形態によれば、凹部内周面２４ｂと円鍔部３１の外周面との間のクリアランスが、圧着力を総和した力Ｆａの方向側で小さくなり、パイプ先端部３０ｂのズレが防止される。
【００４３】
第６実施形態：なお、円鍔部３１Ｄがパイプ先端部２０ｂの中心Ｃ４に対して圧着力を総和した力Ｆａの方向側に偏心していれば、例えば図２２〜２４に示す第６実施形態のように、パイプ先端部２０ｂの中心Ｃ４に対してパイプ本体２０ａの中心Ｃ３および円鍔部３１の中心Ｃ５が偏心している構造であっても、第５実施形態と同様の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態のパイプの接続構造を適用した膨張弁を示す側面図。
【図２】図１中のパイプの接続構造の側面図。
【図３】図２中Ａ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図２中Ｂ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】第１実施形態のパイプの接続構造を得るための接続工程を説明する図であって、パイプを固定部材に挿入する前の状態を示す図。
【図６】第１実施形態のパイプの接続構造を得るための接続工程を説明する図であって、パイプを固定部材に挿入した状態を示す図。
【図７】第１実施形態のパイプの接続構造を得るための接続工程を説明する図であって、圧着部の加締工程中を示す図。
【図８】図７の加締工程に用いる刃具の斜視図。
【図９】図８の刃具の刃部の部分拡大断面図。
【図１０】第２実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前のブロックの側面図。
【図１１】第２実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前のブロックの分解斜視図。
【図１２】第２実施形態のパイプの接続構造を示す側面図。
【図１３】第３実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前のブロックの側面図。
【図１４】第３実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前のブロックの斜視図。
【図１５】第３実施形態のパイプの接続構造を示す側面図。
【図１６】第４実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前のブロックの側面図。
【図１７】第４実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前のブロックの断面図。
【図１８】第４実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプを挿入した状態の断面図。
【図１９】第４実施形態のパイプの接続構造の断面図。
【図２０】第５実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前の断面図。
【図２１】第５実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入状態の断面図。
【図２２】第５実施形態のパイプの接続構造を示す断面図。
【図２３】第６実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入前の断面図。
【図２４】第６実施形態のパイプの接続構造を説明する図であって、パイプの挿入状態の断面図。
【図２５】第６実施形態のパイプの接続構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００４５】
２１…ブロック（固定部材）
２２…通路
２３…開口端
２４…凹部
２４ａ…凹部底面
２４ｂ…凹部内周面
２５…周壁部
２５ｎ…変形加工しない部分
２６…圧着部
２７…傾斜面
３０…パイプ
３０ａ…パイプ本体
３０ｂ…先端部
３１…円鍔部
３１ｂ…下面（傾斜面、ズレ防止手段）
３１Ｄ…円鍔部（ズレ防止手段）
３２…Ｏリング
５４ａ…突出部（ズレ防止手段）
６２…突出部（隆起部、ズレ防止手段）
Ｃ１…通路の中心
Ｃ２…凹部の中心
Ｃ３…パイプ本体の中心
Ｃ４…パイプ先端部の中心
Ｃ５…円鍔部の中心
Ｆａ…圧着力の総和

【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイプ本体（３０ａ）と、パイプ本体（３０ａ）の先端部（３０ｂ）から径外方向に突設された円鍔部（３１、３１Ｂ）と、を有するパイプ（３０）と、
前記パイプ（３０）の先端部（３０ｂ）が挿入される通路（２２）と、前記通路（２２）の開口端（２３）に形成され前記パイプ（３０）の円鍔部（３１、３１Ｂ）を収容する凹部（２４）と、前記凹部（２４）の周壁部の少なくとも一部であって内周側に変形加工されることで前記円鍔部（３１）に圧着する圧着部（２６）と、を有する固定部材（２１）と、
を備えたパイプの接続構造であって、
前記圧着部（２６）は、前記通路（２２）の中心（Ｃ１）に対して非対称であり、
前記圧着部（２６）の圧着力を総和した方向（Ｆａ）へ前記パイプ先端部（３０ｂ）がズレることを防止するズレ防止手段（２４Ｄ、３１Ｄ、３１ｂ、５４ａ、６２）を備えることを特徴とするパイプの接続構造。
【請求項２】
請求項１に記載のパイプの接続構造であって、
前記ズレ防止手段（３１ｂ）は、前記円鍔部（３１）の下面に設けられ且つ前記パイプ（３０）の先端側に向けて傾斜するテーパ状の傾斜面（３１ｂ）あることを特徴とするパイプの接続構造。
【請求項３】
請求項２に記載のパイプの接続構造であって、
前記凹部（２４）の底面（２４ａ）が、前記通路（２２）に向けて傾斜するテーパ状の傾斜面（２７）を有することを特徴とするパイプの接続構造。
【請求項４】
請求項１に記載のパイプの接続構造であって、
前記ズレ防止手段（５４ａ、６２）は、前記凹部（２４）の内周面（２４ｂ）から、前記圧着力を総和した方向（Ｆａ）とは逆側へ突出する突出部（５４ａ、６２）であることを特徴とするパイプの接続構造。
【請求項５】
請求項１に記載のパイプの接続構造であって、
前記ズレ防止手段（２４Ｄ）は、前記通路（２２）の中心（Ｃ１）に対して前記圧着力を総和した方向（Ｆａ）とは逆側に偏心した前記凹部（２４Ｄ）であること特徴とするパイプの接続構造。
【請求項６】
請求項１に記載のパイプの接続構造であって、
前記ズレ防止手段（３１Ｄ）は、前記パイプ先端部（３０ｂ）の中心（Ｃ４）に対して前記圧着力を総和した方向（Ｆａ）側に偏心した前記円鍔部（３１Ｄ）であることを特徴とするパイプの接続構造。

【図１】