JP4456192B2 - Connection structure between metal pipe and mating parts - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に自動車あるいは各種機械、装置などに給油、給気の供給路などとして配設される比較的細径で、薄肉もしくは厚肉からなる金属管の管端部に形成された押圧座面を、端金具、継手、噴射ポンプや噴射ノズルなどのような金属製の相手部品の端部に形成された受圧座面に圧接してシールを行う、例えばCNG(圧縮天然ガス)、DME(ジメチルエーテル)用配管あるいは燃料用配管などのような高圧流体あるいはブレーキ用配管などの漏洩し易い流体のため有効な金属管と相手部品との接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の金属管と相手部品との端部接続構造は、例えばドイツ連邦共和国特許第4407306号に開示されているように相手部品の端部の外周面に外ねじを形成するとともに、端面方向に拡大開口した受圧座面を形成し、一方金属管の端部には押圧頭部を成形し、さらに中央部に前記金属管が挿通される貫孔が穿設された底部を有する有底円筒状の袋ナットを、前記押圧頭部の背後の受圧部に当接させて前記相手部品の外ねじに螺合するに伴い前記押圧頭部の押圧座面を受圧座面に押圧、係合して接続するよう構成されていた。
このような従来の技術では、相手部品と金属管の軸芯の中心線が一致(芯出しされた状態)し、かつ相手部品の受圧座面に対する金属管の中心線が倒れのない状態、すなわちミスアライメントがない状態では内部流体に対する確実なシールが得られて、有効なものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属管の中心線と相手部品の中心線とが偏心している場合は、押圧座面と受圧座面との間に片当たりが発生して均一な面圧が得られため接続構造として使用することはできないことは当然であるが、押圧頭部や受圧座面の成形時につぎのような問題が発生することがあった。すなわち、金属管の端部に押圧頭部を成形する際に、チャックとパンチとの僅かな位置ずれにより押圧頭部には図8のように中心線の径方向の僅かなずれγによる偏心が発生したり、あるいは受圧座面が形成される相手部品の中心線と該受圧座面との中心線が受圧座面の形成時にずれた場合に生ずる偏心などによって接続すべき相手部品と金属管の軸芯の中心線が一致しない状態が発生することがあり、また受圧座面に対して接続しようとする金属管の中心線が倒れた状態で袋ナットを締着してしまうことがあった。
【0004】
このようなミスアライメントのうち前者(偏心した状態)の場合では、例え前記ドイツ連邦共和国特許のように金属管2′の端部に球面状の押圧頭部2′−2を形成し、かつ有底円筒状の袋ナット3′の底部を球面状の凹面3′−1に形成しても、偏心時には図9のように前記押圧頭部2′−2の背後の受圧部2′−4と該袋ナット3′の底部の凹面3′−1とが均一に当接しなくなるために袋ナット3′の底部に片当たりが発生し、その結果偏心量の大きな方の押圧座面2′−3と相手部品1′に形成された受圧座面1′−3との間のシート面における面圧が局部的に低下して内部流体の漏れが発生する可能性があった。
またその端部に截頭円錐状の押圧頭部12′−2を成形した金属管12′と円錐状の受圧座面11′−3を形成した相手部品11′を接続する場合、袋ナット13′の螺合の際に後者が発生すると(倒れが発生した時)、図10に示す通り金属管12′に発生する倒れにより押圧座面12′−3と受圧座面11′−3との間のシール面に片当たりが発生し、これにより十分なシール性を得ることができなかった。
【0005】
さらに図11のように金属管22′の端部に球面状の押圧頭部22′−2を成形したものにあっては、金属管22′と相手部品21′との間に前記前者の状態(偏心)があると、片当たりが発生してシール性を確保することができなかった。また相手部品21′と金属管22′の中心線の間に後者の状態(倒れ)が発生した場合、袋ナット23′の螺合に伴い前記球面状の押圧座面22′−3が受圧座面21′−3上を滑動して自動的に芯出しする作用を行うものの、この滑動の際に受圧座面21′−3の表面が傷付きこの傷により内部流体の漏れが生ずることがあり、また袋ナット23′の底部23′−2と球面状の押圧頭部22′−2の背後の受圧部22′−4に片当たりが発生して押圧座面22′−3と受圧座面21′−3との間のシール性が不十分になることがあった。
【0006】
本発明は、相手部品と接続すべき金属管との間に中心線の偏心や倒れなどのミスアライメントがあっても、正規に接続された場合と同様なシール性を確保できる金属管と相手部品との接続構造を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、相手部品の端部の外周面に外ねじを形成するとともに、端面方向に拡大開口した受圧座面を形成し、一方金属管の端部には押圧頭部を成形して該頭部の背後の受圧部を前記外ねじに螺合する有底円筒状の袋ナットにて押圧してなる金属管と相手部品との接続構造において、前記押圧頭部の少なくとも押圧座面と背後の受圧部とを球面状となし、該押圧頭部の背後の受圧部と袋ナットの底部との間にその一側面に該受圧部と当接する球面状あるいはテーパ状の凹面を有するカラーを介在させ、該カラーの外径は袋ナットの内周面より小径でかつ中央部に前記金属管の外径より大径の貫孔が形成され、また前記袋ナットの底部の中央部には該金属管より大径であるが前記カラーの外径より小径の貫孔が穿設されていることを特徴とするものであり、前記カラーの軸方向の移動を防止するためのストッパが、該カラーの外周面と前記袋ナットの内周面との間に配設され、また前記押圧頭部における押圧座面の球面の曲率半径と背後の受圧部の球面の曲率半径とが相違してたり、または前記押圧頭部における押圧座面の球面の中心と背後の受圧部の球面の中心が軸芯方向にずれているか、あるいは軸芯方向に重なっているよう構成されたものである。
【0008】
さらに本発明では前記押圧頭部における押圧座面の球面と背後の受圧部の球面の間に軸芯方向にほぼ平行な直線部あるいは先細りとなったテーパ部を有したり、または前記押圧頭部の先端部には平坦部が設けられていることが好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係る金属管と相手部品との接続構造の一実施例を示す縦断面図、図2は本発明で用いたストッパの参考例を示す拡大半截図であって、(a)は第1の参考例を示す図、(b)は第2の参考例を示す図、図3は本発明の参考例に係る押圧頭部の形状を示し袋ナットの締付け前の状態の説明図で、(a)は第1の参考例を示す図、(b)は第2の参考例を示す図、図4は本発明の他の参考例に係る押圧頭部の形状を示す図で、(a)は第1の参考例を示す図、(b)は第2の参考例を示す図、図5は本発明の実施例に係る押圧頭部の形状を示す図で、(a)は第1の実施例を示す半截図、(b)は第2の実施例を示す半截図、(c)は第3の実施例を示す側面図、図6は本発明でミスアライメントの状態においての金属管と相手部品との接続状態を示す説明図で、(a)は偏心の状態を示す図、(b)は倒れの状態を示す図、図7は本発明に係る金属管と相手部品との接続構造の他の参考例を示す部分半截図であって、1、11は端金具、継手、噴射ポンプや噴射ノズルなどのような金属製の相手部品、2、12は金属管、3、13は袋ナット、4、14はカラー、5はストッパである。
【0010】
本発明に係る金属管と相手部品との接続構造の一実施例を図1に基づいて説明すると、相手部品1は厚い肉厚を有し、その端部の外周面には外ねじ1−1が刻設されており、また内部の流通路1−2の一方の端面には該端面方向に拡大開口し、かつ前記流通路1−2の軸芯を中心とした回転面、すなわち円錐面、回転円弧面、回転楕円面、回転放物面、回転双曲線面などの形状を有する受圧座面1−3が形成されている。
そして金属管2は内部に流通路2−1を有する厚肉でも薄肉でもよく、その一端部には塑性加工などによって押圧頭部2−2が成形されており、該押圧頭部の全体が図1の実施例では真球状をなしている。この押圧頭部2−2の先端側は、前記受圧座面1−3に圧接してシールを確保するための球面状の押圧座面2−3となり、一方押圧頭部2−2の背後の球面状の受圧部2−4は後述する袋ナット3の前記外ねじ1−1への螺合に伴いカラー4を介してその軸力を押圧座面2−3へ伝えるものである。
【0011】
さらに相手部品1の外ねじ1−1に螺合するための内ねじ3−1を内周面に有し、かつ有底円筒状の袋ナット3にはその平坦な底部3−2の中央部に金属管2が挿通するための貫孔3−3が設けられており、該貫孔3−3の内径は後述するカラーの外径より小径であれば機械的強度を損なわない限り大径とすることが好ましい。
【0012】
そして本発明では、袋ナット3の平坦な底部3−2と押圧頭部2−2の背後の受圧部2−4との間にカラー4が介在されており、該カラーの一側面には受圧部2−4と当接するよう該受圧部2−4と同等もしくはやや大きい曲率半径の球面またはテーパ面の凹面4−1が形成されている。またカラー4の外径は袋ナット3の内周面と間隔をおくよう小径であって、かつ中央部には金属管2が挿通するための貫孔4−2が穿設されており、該貫孔4−2の内径は前記押圧頭部2−2の外径より小径であれば機械的強度を損なわない限り大径とすることが好ましい。換言するとカラー4は、袋ナット3の締付け前の状態では袋ナット3に対しても、また金属管2に対しても遊嵌状態となっているものである。
【0013】
このように構成された接続構造を用いて相手部品1に金属管2を接続する場合、相手部品1の端面に形成された受圧座面1−3に、金属管2の押圧頭部2−2の押圧座面2−3を当接した状態で、袋ナット3の内ねじ3−1を相手部品1の端部外周面に刻設された外ねじ1−1に螺合するに伴い、介在したカラー4の凹面4−1が押圧頭部2−2の背後の受圧部2−4を押圧し、これにより押圧座面2−3が受圧座面1−3に圧接されて確実なシールを得ることができる。
【0014】
一方金属管2が相手部品1に対してミスアライメントの状態である場合について図6に基づいて説明すると、まず相手部品1の軸芯の中心線l1と金属管2の中心線l2が互いにずれている場合でも、図6(a)に示す通りカラー4が袋ナット3の螺合に伴って袋ナット3の平坦な底部3−2を滑動して径方向に移動するためカラー4の凹面4−1と受圧部2−4との係合を保ち袋ナット3の螺合に伴う軸力を受けて押圧座面2−3が受圧座面1−3に片当たりすることなく圧接され、正規の接続状態と同様なシール性を確保することができる。
また相手部品1の中心線l1に対して金属管2の中心線l2が角度が付くよう倒れた状態で袋ナット3の螺合が進行しても、図6(b)に示す通り受圧部2−4と球面状またはテーパ面の凹面4−1との係合によってカラー4が袋ナット3の平坦な底部3−2を径方向に滑動して前記倒れに追随するために前記図6(a)の場合と同様に正規の接続状態と同様なシール性を確保することができるのである。
【0015】
つぎに図2は本発明の参考例を示す図であって、この参考例では金属管2と相手部品1とを接続するまでの、例えば保管時や運搬時などに袋ナット3からカラー4が外れて袋ナット3や金属管2の押圧頭部2−2と衝突して傷が付いたり、あるいは破損することを防止するためにストッパ5を設けられたものである。
すなわち、図2(a)ではストッパ5はカラー4の外周面に形成された環状の凹溝4−3に嵌合された幅広の、例えばゴム製の弾性Oリング5−1からなり、該Oリング5−1の外周面を袋ナット3の内周面に圧接してこのOリングの摩擦力によりカラー4を袋ナット3の内部に仮止めして保持するよう構成したものである。
【0016】
また図2(b)ではストッパ5は袋ナット3の内周面に圧接するように配設された幅広の樹脂製フリクションリング5−2からなるものであり、該フリクションリング5−2の内周側の側縁面においてカラー4の底面を支持してカラー4を袋ナット3の内部に仮止めして保持するよう構成したものである。
【0017】
本発明の他の参考例を図3に基づいて説明する。
この参考例では押圧座面2−2の形状を図1の真球状に替えて押圧座面2−3側と受圧部2−4側とで異なる曲率半径に形成したものである。
すなわち図3(a)では受圧部2−4側の曲率半径(r1)を押圧座面2−3側のそれ(r2)よりも大きく形成したものである。図3(a)の場合は押圧座面2−3側の曲率半径(r2)が小さいために受圧座面1−3に対する円形のシール線の径も小さくなり、受圧座面1−3と押圧座面2−3との間のシート面の面圧が上がるためにシール性向上の効果が一層発揮できる。一方図3(b)では同図(a)とは対照的に受圧部2−4側の曲率半径(r1)を押圧座面2−3側のそれ(r2)よりも小さく形成したものであるが、受圧座面1−3と押圧座面2−3との間のシート面の面圧を上げるためには両者の曲率半径の差は余り大きくない方が好ましい。なおこの図3(b)の参考例を用いると、図6(b)のように金属管2に倒れが発生した時にカラー4の径方向の移動が少なくなるために袋ナット3の内周面との当接までの距離を長く取ることができ、したがって大きな倒れにも追随できるようになるのである。
【0018】
さらに押圧頭部2−2の形状は図3に示す以外にも図4に示す形状を採用することができる。すなわち図4(a)のように受圧部2−4側の曲率半径(r1)の中心(c1)と押圧座面2−3側の曲率半径(r2)の中心(c2)とが間隔αをおいて軸芯方向にずれて形成したり、図4(b)のように受圧部2−4側の曲率半径(r1)の中心(c1)と押圧座面2−3側の曲率半径(r2)の中心(c2)とが間隔βをおいて軸芯方向に重なりあって、すなわち受圧部2−4側の曲率半径(r1)の中心(c1)が軸芯方向の下側に位置し、一方押圧座面2−3側の曲率半径(r2)の中心(c2)が軸芯方向の上側に位置するように形成しても作用効果には何ら差異がない。
【0019】
なお図4の参考例において受圧部2−4側の曲率半径(r1)と押圧座面2−3側の曲率半径(r2)とは同一であっても、また図3のように両曲率半径(r1、r2)とが異なっていても本発明の押圧頭部2−2に適用できることはいうまでもなく、またこのような特殊な形状に押圧頭部を成形する際に、例え図8のようなずれγが生じた金属管でも本発明では支障なく用いることができる。
【0020】
そして本発明では図5のように押圧頭部2−2の外面の一部分に直線部あるいはテーパ部を設けることが好ましい。すなわち図5(a)のように押圧頭部2−2における受圧部2−4と押圧座面2−3の間の移行部において金属管2の軸芯方向にほぼ平行な直線部2−5を環状に設けると、袋ナット3の螺合による締付けの際に加わる軸力によって前記直線部2−5が撓むために馴染み性が向上する。
また図5(b)のように押圧頭部2−2における受圧部2−4と押圧座面2−3の間の移行部において金属管2の先端部に向けて先細りとなるテーパ部2−6を環状に設けると、押圧座面2−3の曲率半径が小さくなり受圧座面1−3に対する円形のシール線の径も小さくなるために面圧が上昇するとともに、図5(a)と同様に袋ナット3の螺合による締付けの際に加わる軸力によって前記直線部2−5が撓むために馴染み性も向上する。
さらに図5(c)のように押圧頭部2−2の押圧座面2−3の先端部に軸芯に直交する平坦部2−7を設けると金属管2の内部の流通路2−1の出口先端に、割れや変形の原因となるエッジ部が形成されず、耐久性を向上することができる。
【0021】
以上述べた実施例においては、相手部品1の端部外周面に刻設された外ねじ1−1に螺合する袋ナット3により相手部品1と金属管2を接続する構成を説明した。しかしミスアライメントの程度が大きい場合には多少の不都合があるが、本発明は雄ナットにより金属管と相手部品とを接続する構成にも適用することができ、このような構成について図7に基づいて説明する。
【0022】
すなわち、図7に図示する金属管と相手部品と接続構造においては、相手部品11はその端面に円柱状の凹部11−4が形成され、該凹部11−4の内周面には内ねじ11−5が刻設されており、また内部の流通路11−2の一方の端面には前記凹部11−4方向に拡大開口し、かつ前記流通路11−2の軸芯を中心とした回転面、すなわち円錐面、回転円弧面、回転楕円面、回転放物面、回転双曲線面などの形状を有する受圧座面11−3が形成されている。
また金属管12は内部に流通路12−1を有する厚肉でも薄肉でもよく、その一端部には塑性加工などによって押圧頭部12−2が成形されており、該押圧頭部の全体が図7の参考例では真球状をなしている。この押圧頭部12−2の先端側は、前記受圧座面11−3に圧接してシールを確保するための球面状の押圧座面12−3となり、一方押圧頭部の背後の球面状の受圧部12−4は後述する雄ナット13の前記内ねじ11−5への螺合に伴いカラー14を介して軸力を押圧座面12−3へ伝えるものである。
なお図7では押圧頭部12−2の形状として真球状をなしたものを図示したが、図3〜図5に示した形状の押圧頭部を使用できることはいうまでもない。
【0023】
さらに相手部品11の内ねじ11−5に螺合するための外ねじ13−1を外周面に有する雄ナット13には、中央部に金属管12が挿通するための貫孔13−3が設けられており、該貫孔13−3の内径は後述するカラー14の外径より小径であれば機械的強度を損なわない限り大径とすることが好ましく、また該貫孔13−3をカラー14に向いて先細りとなるテーパ状に形成すると、金属管12の角度をもった倒れに対応する構造とすることができる。
そしてこの参考例では、雄ナット13の先端部13−2と押圧頭部12−2の背後の受圧部12−4との間にカラー14が介在されており、該カラーの一側面には受圧部12−4と当接するよう該受圧部12−4と同等もしくはやや大きい曲率半径の球面またはテーパ面の凹面14−1が形成されている。またカラー14の外径は凹部11−4の内周面と間隔をおくよう小径であって、かつ中央部には金属管12が挿通するための貫孔14−2が穿設されており、該貫孔14−2の内径は前記押圧頭部12−2の外径より小径であれば機械的強度を損なわない限り大径とすることが好ましい。換言すると図7の参考例においてもカラー14は、雄ナット13の締付け前の状態では凹部11−4の内周面に対しても、また金属管12に対しても遊嵌状態となっているものである。
そして図7の参考例でもミスアライメントがあった場合、正規の接続状態と同様なシール性を確保できる。
【0024】
【発明の効果】
以上述べた通り本発明によれば、特にCNG、DMEあるいは各種の高圧燃料などのような高圧流体が内部を流通する金属管を相手部品に接続するに際して、金属管と相手部品の軸芯の中心線が正しく一致し、かつ金属管と相手部品の中心線に倒れがない正規の接続状態のみならず、例え相手部品と接続すべき金属管との間に中心線の偏心や倒れなどのミスアライメントがあっても、前記した正規に接続された場合と同様なシール性を確保できるので、成形時に厳格な精度を要せず金属管や相手部品を製造することが可能な金属管と相手部品との接続構造を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る金属管と相手部品との接続構造の一実施例を示す縦断面図である。
【図2】 本発明で用いたストッパの参考例を示す拡大半截図であって、(a)は第1の参考例を示す図、(b)は第2の参考例を示す図である。
【図3】 本発明の参考例に係る押圧頭部の形状を示し袋ナットの締付け前の状態の説明図で、(a)は第1の参考例を示す図、(b)は第2の参考例を示す図である。
【図4】 本発明の他の参考例に係る押圧頭部の形状を示す図で、(a)は第1の参考例を示す図、(b)は第2の参考例を示す図である。
【図5】 本発明の実施例に係る押圧頭部の形状を示す図で、(a)は第1の実施例を示す半截図、(b)は第2の実施例を示す半截図、(c)は第3の実施例を示す側面図である。
【図6】 本発明でミスアライメントの状態においての金属管と相手部品との接続状態を示す説明図で、(a)は偏心の状態を示す図、(b)は倒れの状態を示す図である。
【図7】 本発明に係る金属管と相手部品との接続構造の他の参考例を示す部分半截図である。
【図8】 押圧頭部に発生した偏心状態の説明図である。
【図9】 ミスアライメントの状態が発生した従来技術の一例を示す縦断面の説明図である。
【図10】 ミスアライメントの状態が発生した従来技術の他の例を示す縦断面の説明図である。
【図11】 ミスアライメントの状態が発生した従来技術のさらに他の例を示す縦断面の説明図である。
【符号の説明】
1、11 相手部品
1−1、13−1 外ねじ
1−2、2−1、11−2、12−1 流通路
1−3、11−3 受圧座面
2、12 金属管
2−2、12−2 押圧頭部
2−3、12−3 押圧座面
2−4、12−4 受圧部
2−5 直線部
2−6 テーパ部
2−7 平坦部
3、13 ナット
3−1、11−5 内ねじ
3−2 底部
3−3、4−2、13−3、14−2 貫孔
4、14 カラー
4−1、14−1 凹面
4−3 凹溝
5 ストッパ
5−1 弾性Oリング
5−2 樹脂製フリクションリング
11−4 凹部
13−2 先端部
c1、c2 中心
l1、l2 中心線
r1、r2 曲率半径
α、β 間隔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention generally relates to a press seat formed at a pipe end of a relatively thin, thin or thick metal tube that is provided as an oil supply or supply air supply passage in an automobile or various machines and devices. The surface is pressed against a pressure-receiving seat surface formed at the end of a metal mating part such as an end fitting, a joint, an injection pump, an injection nozzle, etc., for example, CNG (compressed natural gas), DME ( The present invention relates to a connection structure between a metal pipe and a counterpart component that is effective for high-pressure fluid such as dimethyl ether) pipe or fuel pipe or fluid that easily leaks such as brake pipe.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this kind of end connection structure between a metal tube and a mating part is formed by forming an external thread on the outer peripheral surface of the end of the mating part as disclosed in German Patent No. 4407306, for example. A bottomed cylinder having a pressure receiving seat surface that is enlarged and opened, while a pressing head is formed at the end of the metal tube, and a bottom is formed with a through hole through which the metal tube is inserted at the center. As the cap nut is brought into contact with the pressure receiving portion behind the pressing head and screwed into the external screw of the mating part, the pressing seat surface of the pressing head is pressed and engaged with the pressure receiving seat surface. Was configured to connect.
In such a conventional technique, the center line of the center axis of the mating part and the metal tube is aligned (centered), and the center line of the metal pipe with respect to the pressure receiving seating surface of the mating part is not tilted, that is, In the absence of misalignment, a reliable seal against the internal fluid was obtained, which was effective.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the center line of the metal tube and the center line of the mating part are eccentric, a single contact occurs between the pressing seat surface and the pressure-receiving seat surface, and a uniform surface pressure is obtained. Of course, the following problems may occur when molding the pressing head and the pressure-receiving seat surface. That is, when the pressing head is formed at the end of the metal tube, the pressing head has an eccentricity due to a slight deviation γ in the radial direction of the center line as shown in FIG. If the center line between the center line of the mating part on which the pressure-receiving seat surface is formed and the pressure-receiving seat surface is shifted when the pressure-receiving seat surface is formed, the mating part and the metal tube to be connected due to eccentricity etc. A state where the center lines of the shaft cores do not coincide with each other may occur, and the cap nut may be tightened in a state where the center line of the metal tube to be connected to the pressure receiving seat surface is tilted.
[0004]
In the case of the former (eccentric state) among such misalignments, a spherical pressing head 2'-2 is formed at the end of the metal tube 2 'as in the above-mentioned German patent, and it is present. Even if the bottom portion of the bottom cylindrical cap nut 3 'is formed into a spherical concave surface 3'-1, the pressure receiving portion 2'-4 behind the pressing head 2'-2 and the pressure receiving portion 2'-4 as shown in FIG. Since the concave surface 3'-1 at the bottom of the cap nut 3 'does not uniformly contact, the bottom of the cap nut 3' is caused to come into contact with one another. As a result, the pressing seat surface 2'-3 having the larger eccentric amount. There is a possibility that the surface pressure on the seat surface between the pressure receiving seat surface 1'-3 formed on the mating part 1 'is locally reduced and internal fluid leaks.
When connecting a metal tube 12 'formed with a truncated conical pressing head 12'-2 and a mating part 11' formed with a conical pressure receiving seat surface 11'-3 at its end, a
[0005]
Further, in the case where a spherical pressing head 22'-2 is formed at the end of the metal tube 22 ' as shown in FIG. 11, the former state is provided between the metal tube 22' and the mating part 21 '. When (eccentric) is, it could not be ensured sealing property is uneven contact occurs. When the latter state (falling) occurs between the mating part 21 'and the center line of the metal tube 22', the spherical pressing seat surface 22'-3 becomes the pressure receiving seat as the cap nut 23 'is screwed. Although it slides on the surface 21'-3 and automatically centers, the surface of the pressure-receiving seat surface 21'-3 is damaged during the sliding, and internal fluid may leak due to this scratch. Also, the bottom 23'-2 of the cap nut 23 'and the pressure receiving portion 22'-4 behind the spherical pressing head 22'-2 are caused to come into contact with each other so that the pressing seat surface 22'-3 and the pressure receiving seat surface In some cases, the sealing property between 21'-3 and the 21'-3 becomes insufficient.
[0006]
The present invention provides a metal tube and a mating part that can ensure the same sealing performance as that of a regular connection even if there is misalignment such as eccentricity or tilt of the center line between the mating part and the metal pipe to be connected. It is an object to provide a connection structure.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention forms an external thread on the outer peripheral surface of the end portion of the mating part, and forms a pressure receiving seat surface that opens in the direction of the end surface, while a pressing head on the end portion of the metal tube In the connection structure between the metal tube and the mating part formed by pressing the pressure receiving portion behind the head with a bottomed cylindrical cap nut screwed into the outer screw, at least of the pressing head A spherical surface or a tapered concave surface that contacts the pressure receiving portion on one side surface between the pressure receiving portion behind the pressing head and the bottom of the cap nut. A collar having an outer diameter smaller than the inner peripheral surface of the cap nut and having a through hole larger in diameter at the center than the outer diameter of the metal tube, and the center of the bottom of the cap nut A through hole having a diameter larger than that of the metal tube but smaller than the outer diameter of the collar is formed in the portion. A stopper for preventing the collar from moving in the axial direction is disposed between the outer peripheral surface of the collar and the inner peripheral surface of the cap nut, and the pressing head The radius of curvature of the spherical surface of the pressing seat surface in the portion is different from the radius of curvature of the spherical surface of the pressure receiving portion behind, or the center of the spherical surface of the pressing seat surface in the pressing head and the center of the spherical surface of the pressure receiving portion behind It is configured to be displaced in the axial direction or overlap in the axial direction.
[0008]
Furthermore, in the present invention, a linear portion or a tapered portion that is substantially parallel to the axial direction is provided between the spherical surface of the pressing seat surface and the spherical surface of the pressure receiving portion in the pressing head, or the pressing head It is preferable that the flat part is provided in the front-end | tip part.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a connection structure between a metal tube and a mating part according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged half view showing a reference example of a stopper used in the present invention. Is a diagram showing a first reference example, (b) is a diagram showing a second reference example, FIG. 3 is a diagram showing the shape of the pressing head according to the reference example of the present invention, and an explanatory diagram of a state before the cap nut is tightened (A) is a diagram showing a first reference example, (b) is a diagram showing a second reference example, FIG. 4 is a diagram showing the shape of a pressing head according to another reference example of the present invention, (a) is a view diagram illustrating a first reference example, (b) is showing the shape of the pressing head according to actual施例figure 5 the invention showing a second reference example, (a) FIG. 6B is a half view showing the first embodiment, FIG. 6C is a side view showing the third embodiment, and FIG. 6 is a misalignment state according to the present invention. Metal pipes and mating parts FIG. 7A is a diagram showing an eccentric state, FIG. 7B is a diagram showing a collapsed state, and FIG. 7 is a diagram showing another connection structure between a metal tube and a mating part according to the present invention. a partial half-cut view showing a reference example of, 1, 11 end fittings, couplings, metal mating part such as the injection pump and the injection nozzle, 2,12 metal pipe, 3, 13 cap nut, 4 and 14 are collars, and 5 is a stopper.
[0010]
An embodiment of a connection structure between a metal tube and a mating component according to the present invention will be described with reference to FIG. 1. The mating component 1 has a thick wall, and an outer screw 1-1 is provided on the outer peripheral surface of the end portion. Are engraved, and one end face of the internal flow passage 1-2 has an enlarged opening in the direction of the end face, and a rotational surface around the axial center of the flow passage 1-2, that is, a conical surface, A pressure receiving seat surface 1-3 having a shape such as a rotating arc surface, a rotating ellipsoid surface, a rotating paraboloid surface, a rotating hyperbolic surface, or the like is formed.
The
[0011]
Further, an inner screw 3-1 for screwing onto the outer screw 1-1 of the counterpart part 1 is provided on the inner peripheral surface, and the bottomed
[0012]
In the present invention, the
[0013]
When the
[0014]
On the other hand, the case where the
Also in progress is screwed
[0015]
Next, FIG. 2 is a diagram showing a reference example of the present invention. In this reference example, the
That is, in FIG. 2A, the
[0016]
In FIG. 2B, the
[0017]
Another reference example of the present invention will be described with reference to FIG.
In this reference example, the shape of the pressing seat surface 2-2 is changed to the true sphere shown in FIG. 1 and formed with different radii of curvature on the pressing seat surface 2-3 side and the pressure receiving portion 2-4 side.
That is, in FIG. 3A, the curvature radius (r1) on the pressure receiving portion 2-4 side is formed larger than that (r2) on the pressing seat surface 2-3 side. In the case of FIG. 3A, since the radius of curvature (r2) on the pressing seat surface 2-3 side is small, the diameter of the circular seal line with respect to the pressure receiving seat surface 1-3 is also reduced. Since the surface pressure of the seat surface between the seat surface 2-3 is increased, the effect of improving the sealing performance can be further exhibited. On the other hand, in FIG. 3B, in contrast to FIG. 3A, the radius of curvature (r1) on the pressure receiving portion 2-4 side is formed smaller than that (r2) on the pressing seat surface 2-3 side. However, in order to increase the surface pressure of the seat surface between the pressure-receiving seat surface 1-3 and the pressing seat surface 2-3, it is preferable that the difference in curvature radius between the two is not so large. If the reference example of FIG. 3 (b) is used, the radial movement of the
[0018]
Furthermore, the shape shown in FIG. 4 can be adopted as the shape of the pressing head 2-2 in addition to the shape shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4A, the center (c 1 ) of the curvature radius (r 1 ) on the pressure receiving portion 2-4 side and the center (c 2 ) of the curvature radius (r 2 ) on the pressing seat surface 2-3 side. Are shifted in the axial direction at an interval α, or the center (c 1 ) of the radius of curvature (r 1 ) on the pressure receiving portion 2-4 side and the pressing seat surface 2-3 as shown in FIG. 4B. and overlapping the center (c 2) and the axial direction at a distance β of curvature of the side radius (r 2), that is, the center of the pressure receiving portion 2-4 side of the curvature radius (r 1) (c 1) is Even if it is formed so that the center (c 2 ) of the curvature radius (r 2 ) on the one side of the pressing seat surface 2-3 is positioned on the upper side in the axial direction, it is located on the lower side in the axial direction. There is no difference.
[0019]
In the reference example of FIG. 4, even if the curvature radius (r1) on the pressure receiving portion 2-4 side and the curvature radius (r2) on the pressing seat surface 2-3 side are the same, both radii of curvature are as shown in FIG. It goes without saying that even if (r1, r2) is different, it can be applied to the pressing head 2-2 of the present invention, and when the pressing head is formed into such a special shape, for example, as shown in FIG. Even a metal tube having such a deviation γ can be used without any problem in the present invention.
[0020]
And in this invention, it is preferable to provide a linear part or a taper part in a part of outer surface of the press head 2-2 like FIG. That is, as shown in FIG. 5A, a straight portion 2-5 substantially parallel to the axial direction of the
Further, as shown in FIG. 5B, the tapered portion 2- tapering toward the tip of the
Further, when a flat portion 2-7 perpendicular to the axis is provided at the tip of the pressing seat surface 2-3 of the pressing head 2-2 as shown in FIG. 5C, the flow passage 2-1 inside the
[0021]
In the embodiment described above, the configuration in which the counterpart part 1 and the
[0022]
That is, in the connection structure between the metal tube and the counterpart component shown in FIG. 7, the counterpart component 11 is formed with a cylindrical recess 11-4 on the end surface, and an inner screw 11 is formed on the inner peripheral surface of the recess 11-4. -5 is engraved, and one end face of the internal flow passage 11-2 has an enlarged opening in the direction of the recess 11-4, and a rotation surface centered on the axial center of the flow passage 11-2 That is, the pressure-receiving seat surface 11-3 having a shape such as a conical surface, a rotating arc surface, a rotating ellipsoid surface, a rotating paraboloid surface, a rotating hyperbolic surface is formed.
The
Although FIG. 7 shows a spherical shape as the shape of the pressing head 12-2, it goes without saying that the pressing head having the shape shown in FIGS. 3 to 5 can be used.
[0023]
Furthermore, the
In this reference example, a
In the case of misalignment in the reference example of FIG. 7 as well, it is possible to ensure the same sealing performance as that in the normal connection state.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when connecting a metal pipe in which a high-pressure fluid such as CNG, DME, or various high-pressure fuels circulates to the mating part, the center of the axis of the metal pipe and the mating part is centered. Misalignment such as eccentricity or tilt of the center line between the metal part and the metal tube to be connected, as well as a normal connection state where the lines are correctly aligned and the center line of the metal pipe and the counterpart part does not fall down Even if there is a metal pipe and the mating part that can manufacture the metal pipe and the mating part without requiring strict accuracy at the time of molding because it can ensure the same sealing performance as the case of regular connection as described above The connection structure can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a connection structure between a metal tube and a mating part according to the present invention.
FIGS. 2A and 2B are enlarged half-sectional views showing a reference example of a stopper used in the present invention, wherein FIG. 2A is a view showing a first reference example, and FIG. 2B is a view showing a second reference example;
FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating a shape of a pressing head according to a reference example of the present invention and illustrating a state before a cap nut is tightened. FIG. 3A is a diagram illustrating a first reference example, and FIG. It is a figure which shows a reference example.
4A and 4B are diagrams showing the shape of a pressing head according to another reference example of the present invention, in which FIG. 4A is a diagram showing a first reference example, and FIG. 4B is a diagram showing a second reference example; .
[5] a view showing the shape of the pressing head according to actual施例of the present invention, (a) shows the half-cut view, (b) the half-cut view of a second embodiment showing a first embodiment, (C) is a side view showing a third embodiment.
6A and 6B are explanatory views showing a connection state between a metal tube and a mating part in a misalignment state according to the present invention, wherein FIG. 6A is a diagram showing an eccentric state, and FIG. is there.
FIG. 7 is a partial semi-circular view showing another reference example of a connection structure between a metal tube and a mating part according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an eccentric state generated in the pressing head.
FIG. 9 is an explanatory view of a longitudinal section showing an example of a conventional technique in which a misalignment state occurs.
FIG. 10 is an explanatory view of a longitudinal section showing another example of the prior art in which a misalignment state has occurred.
FIG. 11 is an explanatory view of a longitudinal section showing still another example of the prior art in which a misalignment state has occurred.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Counterpart 1-1, 13-1 External thread 1-2, 2-1, 11-2, 12-1 Flow path 1-3, 11-3 Pressure-receiving
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