JP2011038645A

JP2011038645A - 多穴管と複数の分岐管からなる配管と、その接続構造

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Publication number: JP2011038645A
Application number: JP2010253950A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Ichimura; 信雄市村; Yoshikazu Takamatsu; 由和高松; Hiromi Takasaki; 浩美高崎; Susumu Sato; 佐藤　　進
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2011-02-24
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP5156817B2

Abstract

【課題】本発明は、多穴管と分岐管の間を確実に、且つ容易に接続できる配管の接続構造を提供することを目的とする。
【解決手段】外管部２内が仕切壁３によって複数の連通穴４、４に分割された多穴管１の端部の各連通穴４、４に、複数の分岐管１０、１０の端部がそれぞれ挿入され、前記多穴管１と前記分岐管１０、１０の間がロー付けで固定される配管９の接続構造であって、プレス加工で前記多穴管１の開口部に対して前記分岐管１０、１０のそれぞれの中心をオフセットし、前記多穴管１の端部に前記フレア部７を設け、前記仕切壁３の端部と前記フレア部７との間は離間し、前記仕切壁３の端部と前記フレア部７との間にはロー材流通スペース８が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、多穴管の端部に複数の分岐管を接続する配管、その接続構造に関する。

この種の従来の多穴管と２本の分岐管からなる配管の接続構造としては、図１９及び図２０に示す特許文献１に開示されたものがある。図１９及び図２０に示すように、多穴管１００の端部に２つの分岐管１１０、１１０がロー付けで接続されることによって多穴管１００が分岐されている。

多穴管１００は、円筒状の外管部１０１、この外管部１０１の内部を２つの連通管１０２，１０２に仕切る仕切壁１０３とから構成されている。

２つの分岐管１１０、１１０は、端部１１０ａ、１１０ａが加工によってＤ形状にそれぞれ形成され、端部１１０ａ、１１０ａ以外が円筒状である。各分岐管１１０、１１０の端部１１０ａ、１１０ａの外周形状及び寸法は、多穴管１００の連通管１０２，１０２にほぼ一致するように設定されている。

そして、多穴管１００の端部の各連通管１０２，１０２に各分岐管１１０、１１０の端部１１０ａ、１１０ａがそれぞれ挿入されている。挿入箇所の多穴管１００の内周面と各分岐管１１０、１１０の外周面の間がロー付けで固定されている。ロー付け作業は、多穴管１００の端面上で、且つ、多穴管１００より外方に突き出た各分岐管１１０、１１０の外周に沿ってロー材（図示せず）を置く。そして、多穴管１００を下位置、２本の分岐管１１０、１１０を上位置とした状態に配置して加熱することによって行う。

特開２００４−１５６９００号公報

しかしながら、上述した従来の配管の接続構造では、多穴管１００の端部より外方に配置される２つの分岐管１１０、１１０が仕切壁１０３の壁厚を介してしか離間していないため、各分岐管１１０、１１０の全周にロー材を流し込むことができず、多穴管１００と各分岐管１１０、１１０の間をロー付けで良好に接続できないという問題がある。

そこで、本発明は、多穴管と分岐管の間を確実に、且つ容易に接続できる配管の接続構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため請求項１の発明は、外管部内が仕切壁によって複数の連通穴に分割された多穴管の端部の各連通穴に、複数の分岐管の端部がそれぞれ挿入され、前記多穴管と前記分岐管の間がロー付けで固定される配管の接続構造であって、プレス加工で前記多穴管の開口部に対して前記分岐管ののそれぞれの中心をオフセットし、前記多穴管の端部にフレア部を設け、前記仕切壁の端部と前記フレア部との間は離間し、前記仕切壁の端部と前記フレア部との間にはロー材流通スペースが形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、多穴管の開口部に対して分岐管の中心がオフセットしているので、各分岐管間に比較的大きな間隔を形成でき、各分岐管の全周にロー材を置くことができる。従って、多穴管と分岐管の間を確実に、且つ容易に接続できる。また、仕切壁の端部とフレア部との間に、ロー材流通スペースが形成されているので、多穴管のフレア部で形成される円周上の隙間が仕切壁によって遮断されずにロー材流通スペースを介して連通するため、各分岐管の外周面に流れ込んだロー材が隣接する分岐管の外周面にも流出入する。従って、各分岐管の全外周に亘ってより均一にロー材を流し込むことができ、多穴管と分岐管間を接続するロー付けの信頼性がさらに高まる。

本発明の第１実施形態を示し、多穴管と２本の分岐管からなる配管の接続構造を示す断面図である。本発明の第１実施形態を示し、図1のＡ部の拡大図である。本発明の第１実施形態を示し、多穴管の側面図である。本発明の第１実施形態を示し、図３のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第１実施形態を示し、図３のＣ−Ｃ線断面図である。本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は分岐管の平面図、（ｂ）は分岐管の側面図、（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。本発明の第１実施形態を示し、分岐管の成形方法を示すフローチャートである。本発明の第１実施形態を示し、成形加工する前の分岐管のセット工程を示す図である。本発明の第１実施形態を示し、分岐管のクランプ工程を示す図である。本発明の第１実施形態を示し、分岐管の端部成形及び曲げ工程を示す図である。本発明の第１実施形態を示し、図９のＥ−Ｅ線断面図である。本発明の第２実施形態を示し、分岐管の成形方法を示すフローチャートである。本発明の第２実施形態を示し、成形加工する前の分岐管のセット工程を示す図である。本発明の第２実施形態を示し、分岐管端部の成形工程を示す図である。本発明の第２実施形態を示し、分岐管の曲げ工程を示す図である。本発明の第２実施形態を示し、図１５のＦ−Ｆ線断面図である。本発明の第２実施形態を示し、分岐管の成形前の状態と成形後の状態を示す断面図である。本発明の第２実施形態を示し、分岐管の端部を成形する上金型及び下金型の側面図である。多穴管と２本の分岐管からなる配管の従来例を示す斜視図である。図１９に示す配管の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図１１は本発明の第１実施形態を示し、図１は多穴管１と２本の分岐管１０からなる配管９の接続構造を示す断面図、図２は図１のＡ部の拡大図、図３は多穴管１の側面図、図４は図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線断面図、図６（ａ）は分岐管１０の平面図、図６（ｂ）は分岐管１０の側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、図７は分岐管１０の成形方法を示すフローチャート、図８は成形加工する前の分岐管１０のセット工程を示す図、図９は分岐管１０のクランプ工程を示す図、図１０は分岐管１０の端部成形及び曲げ工程を示す図、図１１は図９のＥ−Ｅ線断面図である。

図１に示すように、多穴管１の端部に２つの分岐管１０，１０がロー付けで接続されることによって配管９が分岐されている。

多穴管１は、図３〜図５に示すように、円筒状の外管部２と、この外管部２の内部を等分に仕切る仕切壁３とから構成されている。外管部２の内部には仕切壁３を境として２つの連通穴４、４が形成されている。各連通穴４、４は、その断面形状が同一寸法の半円形状（すなわちＤ形状）であり、外管部２の長手形状の端面で開口されている。

多穴管１の端部には、開口側に向かって位置決め用段差部５、拡径部６及びロー付材保持部であるフレア部７がこの順に形成されている。位置決め用段差部５は、開口側に向うに従って徐々に拡径する形状であり、その内周面は円錐面に形成されている。拡径部６は、位置決め用段差部５に連続して設けられ、位置決め用段差部５の最大径と同一径の円筒形状に形成されている。フレア部７は、拡径部６に連続して設けられ、開口に向かって徐々に拡径するテーパ形状に形成されている。

仕切壁３は、２つの連通穴４、４の互いの気密性を保持するために、端部を除いては外管部２の内周面に密着状態で固着されている。仕切壁３の端部とフレア部７との間は離間され、双方の間にはロー材流通スペース８が形成されている。

各分岐管１０は、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、端部を除いて同一形状、同一寸法の円筒形状である。各分岐管１０の端部には、開口側に向かってＤ形状遷移部１１とＤ形状部１２がこの順に形成されている。Ｄ形状遷移部１１は、円筒形状より徐々にＤ形筒状へと形状を変形させる形態に形成されている。Ｄ形状部１２は、仕切壁３に接する平面部１２ａと外管部２に接する弧状部１２ｂとからなり断面がＤ形状に形成されている。Ｄ形状部１２の外径寸法は、多穴管１の各連通穴４の基準寸法より大きく、且つ、拡径部６の内径寸法より小さい寸法に設定されている。

また、Ｄ形状部１２とＤ形状遷移部１１のほぼ境界位置には、曲がり部１３が設けられている。曲がり部１３は、図２に詳しく示すように、多穴管１の端部に挿入された状態で仕切壁３の先端面３ａより寸法ｄだけ奥に入り込んだ位置となっている。

次に、各分岐管１０の成形方法を図７〜図１１を用いて説明する。この成形方法では、図８〜図１１に示すように下型２１及び上型２２が用いられている。下型２１上には、支持部材２３、芯金２４、下金型２５及び下クランプ２６が設けられ、上型２２下には、芯金押え部材２７、上金型２８及び上クランプ２９が設けられている。

支持部材２３は、スプリング３０を介して上下動自在に下型２１に取り付けられている。芯金押え部材２７は、支持部材２３を上方より下方へ押圧可能である。芯金２４は、分岐管１０の端部の内径より小さいD形状の断面を有し、支持部材２３より側方に突出してパイプ材３１の端部３１ａ内に挿入される。なお、パイプ材３１は、分岐管１０に成形加工する前の部材であり、あらかじめ拡径された端部３１ａと、その他の円筒部３１ｂとから構成されている。

図１１に示すように、下金型２５は平坦状の上面を有し、パイプ材３１の端部３１ａの下側平坦部を押圧成形する。上金型２８は下側に略半円筒状の凹部３２を有し、パイプ材３１の端部３１ａの上側湾曲部を押圧成形する。

上クランプ２９は、上型２２に弾性体、例えばウレタンゴム３３を介して取り付けられ、上型２２に対して上下動可能である。この上クランプ２９及び下クランプ２６によって、パイプ材３１の円筒部３１ｂが保持される。

まず図７の手順Ｓ１として、図８に示すように上型２２及び下型２１間にワーク、すなわち分岐管１０に成形加工する前のパイプ材３１を配置する。このとき、パイプ材３１の円筒部３１ｂを下クランプ２６上に置いて、パイプ材３１の端部３１ａ内に芯金２４を挿入し、手順Ｓ２として、図９に示すように、上型２２を下降して上クランプ２９と下クランプ２６でパイプ材３１の円筒部３１ｂを把持し、ウレタンゴム３３の反発力でパイプ材３１を固定する。

手順Ｓ３として、図１０に示すように上型２２をさらに下降して上金型２８でパイプ材３１の端部３１ａを押し下げるとともに、芯金押え部材２７で支持部材２３を介して芯金２４を押し下げることにより、パイプ材３１の端部３１ａをＤ字形状に成形し、同時にパイプ材３１を曲げる。なお、芯金２４の断面は分岐管１０の端部の内径より小さいＤ形状に形成されているが、上述したように下金型２５及び上金型２８で分岐管１０の上下方向から挟圧するとともに、分岐管１０の端部内面のうち、平坦面及び湾曲面の各一部に対して芯金２４が圧設することによって、分岐管１０の端部をＤ形状に成形することができる。

このようにして分岐管１０の成形を完了した後、手順Ｓ４として、成形後のワーク、すなわち分岐管１０を取り外す。

次に、多穴管１と分岐管１０の接続手順を説明する。多穴管１の端部の各連通穴４，４に２本の分岐管１０，１０の端部をそれぞれ挿入し、各分岐管１０，１０の先端面が位置決め用段差部５に突き当たるまで挿入する。次に図２の仮想線で示すように、多穴管１の端面上で、且つ、多穴管１より外方へ突き出た各分岐管１０，１０の全外周に沿ってロー材１４を置く。ここで、２本の分岐管１０，１０の曲がり部１３，１３によって離間するため、各分岐管１０，１０の全周にロー材１４を置くことができる。尚、分岐管１０、１０の先端面は、位置決め用段差部５に必ずしも突き当てなくともよい。

次に、多穴管１を下位置、２本の分岐管１０，１０を上位置とした配置で加熱室にセットし、加熱する。この加熱によって溶融したロー材１４は重力によって下方に流下し、流下したロー材１４は多穴管１の内周面と分岐管１０，１０の外周面との間に流入する。この流入したロー材１４は、加熱処理後の冷却処理によって固化され、フィレット１５が形成される。ロー材１４は各分岐管１０，１０の全外周に亘ってロー材１４が流入し、各分岐管１０，１０の全周に亘ってフィレット１５が形成される。以上より、各分岐管１０，１０の全周に亘って均一にロー材１４を流し込むことができ、多穴管１と分岐管１０，１０の間をロー付けで良好に接続できる。

また、分岐管１０，１０の曲がり部１３，１３が多穴管１の仕切壁３より奥位置に配置されることから仕切壁３と分岐管１０，１０の端部との間への進入を容易とし、溶融されたロー材１４が仕切壁３の先端面３ａを伝わって多穴管１の外周面に流出する事態を阻止できる。

この第１実施形態では、多穴管１の端部の連通穴４，４に各分妓管１０，１０を挿入したとき、多穴管１の開口部に対して分岐管１０，１０の各中心がオフセットし、各分岐管１０，１０間に比較的大きな間隔が空いているので、各分岐管１０，１０の全周にロー材１４を置くことができ、多穴管１および各分岐管１０，１０を確実に、且つ容易に接続することができる。

この第１実施形態では、外管部２の端部の外周に、ロー材１４を保持するロー材保持部であるフレア部７が設けられているので、外管部２の内周面と各分岐管１０，１０の外周面との間にフレア部７によって間口を大きく開けた隙間が形成され、この隙間に溶融されたロー材１４が確実に流入され、且つ、この隙間に保持されるため、各分岐管１０，１０の全周に亘って均一にフィレット１５が形成される。

この第１実施形態では、外管部２の端部に、開口側に向かうに従って徐々に拡径する位置決め用段差部５が設けられたので、各分岐管１０，１０を多穴管１の位置決め用段差部５に突き当たるまで挿入すれば、各分岐管１０，１０を所定長さだけ容易に、且つ、確実に挿入できる。また、多穴管１と各分岐管１０，１０をロー付けで固定するまでは、各分岐管１０，１０の多穴管１への挿入長さを所定長さに維持しておく必要があるがその維持が容易である。以上より、多穴管１と各分岐管１０，１０との接続作業性が良い。

この第１実施形態では、外管部２の端部に、位置決め用段差部５に連続し、且つ、位置決め用段差部５の最大径と同一径の拡径部６が設けられているので、多穴管１に挿入した各分岐管１０，１０の端部を拡径部６が保持し、各分岐管１０，１０が多穴管１より外れないように位置決めするため、多穴管１と各分岐管１０，１０をロー付けで固定するまでの仮位置決めが容易である。以上より、多穴管１と各分岐管１０，１０との接続作業性が良い。

この第１実施形態では、仕切壁３の端部とフレア部７との間に、ロー材流通スペース８が形成されているので、多穴管１のフレア部７で形成される円周上の隙間が仕切壁３によって遮断されずにロー材流通スペース８を介して連通するため、各分岐管１０，１０の外周面に流れ込んだロー材１４が隣接する分岐管１０，１０の外周面にも流出入する。従って、各分岐管１０，１０の全外周に亘ってより均一にロー材１４を流し込むことができ、多穴管１と分岐管１０，１０間を接続するロー付けの信頼性がさらに高まる。

この第１実施形態では、図７の手順Ｓ３にて分岐管１０の端部成形及び曲げを同時に行うので、作業工数を削減して効率的に分岐管１０に成形処理を施すことができる。

この第１実施形態では、分岐管１０に成形加工する前のパイプ材３１の端部３１ａ内に、Ｄ形状の断面を有する芯金２４を挿入した状態で、パイプ材３１の端部３１ａのＤ形状加工を行うので、この端部３１ａの局部的な変形を防止することができ、パイプ材３１の端部３１を良好なＤ形状に成形することができる。

この第１実施形態では、分岐管１０、１０の挿入端部と反対側端部が互いに平行であるので、ロー付け時に分岐管１０、１０を安定した状態に固定でき、この点でもロー付けの信頼性が高まる。また、分岐管１０、１０の長さが異なることにより、種々様々な流路長さのものに適用することができる。

この第１実施形態では、多穴管１の拡径した端部に分岐管１０を挿入してロー付けするようになっているので、多穴管１の端部に挿入した分岐管１０の肉厚で多穴管１の端部の断面積が多少減少しても、この多穴管１の端部の断面積を十分に確保することができる。

図１２〜図１８は本発明の第２実施形態を示し、図１２は分岐管１０の成形方法を示すフローチャート、図１３は成形加工する前の分岐管１０のセット工程を示す図、図１４は分岐管１０端部の成形工程を示す図、図１５は分岐管１０の曲げ工程を示す図、図１６は図１５のＦ−Ｆ線断面図、図１７は分岐管１０の成形前の状態と成形後の状態を示す断面図、図１８は分岐管１０の端部を成形する上金型及び下金型の側面図である。なお、図１３〜図１７において前述した図１〜図１２に示す第１実施形態と同等のものには同一符号を付してある。

この第２実施形態では、前述した図１〜図１２に示す第１実施形態と比べて、分岐管１０の成形方法が異なっており、その他の点は基本的に同様である。

この第２実施形態の成形方法では、下型２１上に、支持部材４１、芯金４２、下金型４３及び下クランプ４４が設けられ、上型２２下には、上金型４５及び上クランプ４６が設けられている。

支持部材２３は、下型２１上に固定されている。芯金４２は、分岐管１０の端部の内径より小さいD形状の断面を有し、回転支点４７を介して支持部材４１により回動可能に支持されている。

図１８に示すように、下金型４３は上側に略半円筒状の凹部４８を有し、パイプ材３１の端部３１ａの下側湾曲部を押圧成形する。上金型４５は平坦状の下面を有し、パイプ材３１の端部３１ａの上側平坦部を押圧成形する。

上クランプ４６は、上型２２に弾性体、例えばウレタンゴム４９を介して取り付けられ、上型２２に対して上下動可能である。この上クランプ４６及び下クランプ４４によって、パイプ材３１の円筒部３１ｂが保持される。

この第２実施形態にあっては、図１２の手順Ｓ１１として、図１３に示すように上型２２及び下型２１間にワーク、すなわち分岐管１０に成形加工する前のパイプ材３１を配置する。このとき、パイプ材３１の端部３１ａを下金型４３上に置いてパイプ材３１の端部３１ａ内に芯金４２を挿入する。手順Ｓ１２として、図１４に示すように、上型２２を下降して上金型４５と下金型４３でパイプ材３１の端部３１ａを押圧して把持するとともに押しつぶすことにより、パイプ材３１の端部３１ａをＤ字形状に成形する。このとき、芯金４２が回転支点４７を中心として回動しながらパイプ材３１の端部３１ａを内側から押圧する。次いで、手順Ｓ１３として、図１５に示すように、上型２２をさらに下降してウレタンゴム４９の反発力でパイプ材３１の端部３１ａを把持した状態で、上クランプ４６でパイプ材３１の円筒部３１ｂを押し下げることによってパイプ材３１を曲げることにより、分岐管１０の成形を完了した後、手順Ｓ１４として、成形後のワーク、すなわち分岐管１０を取り外す。

この第２実施形態では、図１２の手順Ｓ１２にて分岐管１０の把持及び端部成形を同時に行うので、作業工数を削減して効率的に分岐管１０に成形処理を施すことができる。

なお、上記実施形態にあっては、パイプ材３１の端部３１ａを拡径してプレス加工を施すことにより、分岐管１０の端部を円筒状からＤ形状に成形するようにしたが、本発明はこれに限定されず、パイプ材３１の端部３１ａを拡径するとともに、この端部３１ａの断面を楕円状に加工した後にプレス加工を施すことによって、分岐管１０の端部をより良好な状態でＤ形状に成形することができる。

また、上記実施形態では、ロー材保持部は、開口に向かって徐々に拡径するフレア部７であるが、多穴管１の内周面と分岐管１０，１０の外周面との間に所定の隙間を形成できる構成であればよい。また、多穴管１の端部の拡径部６は、図３の様に全周方向に設けているが、仕切壁３に沿った方向への拡径をせず、仕切壁に対し垂直方向の拡径だけでも良い。

１多穴管
２外管部
３仕切壁
４連通穴
５位置決め用段差部
６拡径部
７フレア部
９配管
１０分岐管
１１Ｄ形状遷移部
１２Ｄ形状部
１３曲がり部
１４ロー材
１５フィレット（ロー付け部）
２１下型
２２上型
２３支持部材
２４芯金
２５下金型
２６下クランプ
２７芯金押え部材
２８上金型
２９上クランプ
３０スプリング
３１パイプ材（成形前の分岐管）
３１ａ端部
３１ｂ円筒部
３２凹部
３３ウレタンゴム（弾性体）
４１支持部材
４２芯金
４３下金型
４４下クランプ
４５上金型
４６上クランプ
４７回転支点
４８凹部
４９ウレタンゴム（弾性体）

Claims

外管部（２）内が仕切壁（３）によって複数の連通穴（４）、（４）に分割された多穴管（１）の端部の各連通穴（４）、（４）に、複数の分岐管（１０）、（１０）の端部がそれぞれ挿入され、前記多穴管（１）と前記分岐管（１０）、（１０）の間がロー付けで固定される配管（９）の接続構造であって、
プレス加工で前記多穴管（１）の開口部に対して前記分岐管（１０）、（１０）のそれぞれの中心をオフセットし、前記多穴管（１）の端部にフレア部（７）を設け、前記仕切壁（３）の端部と前記フレア部（７）との間は離間し、前記仕切壁（３）の端部と前記フレア部（７）との間にはロー材流通スペース（８）が形成されていることを特徴とする配管（９）の接続構造。