CN1914450A - 管子的扩口形端部结构 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于实现，不依靠扩口部的弹性变形便能够得到较高密封性并能够兼顾扩口部的加工性。该管子的扩口形端部结构在金属制管子(20)的端部形成有圆锥形扩开的扩口部(24)，通过旋入扩口螺母(27)而将扩口部(24)推压在所要连接的对象部件(21)的接合面(25)上，其特征是，扩口部(24)具有与对象部件(21)的接合面(25)抵接的末端部(30)、以及与末端部(30)相连的折弯部(32)，折弯部(32)具有位于外侧的外周部(31)和位于内侧的凹部(34)，凹部(34)具有顶部即底部顶点(34a)，扩口部(24)加工成，外周部(31)的外周曲面的曲率半径(R)小于管子(20)的壁厚(t)。

Description

管子的扩口形端部结构

技术领域

本发明涉及在汽车等的制动回路中作为扩口形管接头使用的管子的扩口形端部结构。

背景技术

扩口形管接头，是一种利用了将管子端部扩开而形成的扩口部的管接头，被广泛用于液压回路的配管连接。作为现有技术的例子，将专利文献1所公开的这种扩口形管接头示于图5。

图5中，附图标记10是管子，11是作为连接对象的螺纹接管。在管子10的端部，形成有经过扩口加工而扩成圆锥形的扩口部12。在螺纹接管11的开口部的内周面上形成有接合部13，扩口部12被推压在该接合部13上。

套筒14松嵌合在管子10上，该套筒14的末端成为与扩口部12抵接的推压部。在套筒14上外嵌有扩口螺母15。在螺纹接管11的外周面上形成有阳螺纹16，扩口螺母15旋合在该阳螺纹16上。因此，当对扩口螺母15进行紧固时，套筒14的推压部对扩口部12进行推压，使该扩口部12推压螺纹接管11的接合部13，从而有效地密封。

在现有的用于扩口形管接头的管子10中，为了使其产生弹性变形而使得其外侧面与连接对象的接合部的接合面紧密贴合来有效地密封，采用了在扩口部12上具有隆起的结构，这种扩口部的规格已成为ISO标准。

专利文献1：特开平11-315976号公报

发明内容

但是，由于现有的扩口形管接头采用的是使扩口部发生弹性变形而利用其弹性力紧密接触在密封面上的结构，因此，在例如过度旋入扩口螺母时，有时会因扩口部的接触面积增大而导致接触压力减小、密封性降低。因此，存在着密封性会由于扩口螺母紧固方式的不同而变化、在高压配管的情况下达不到足够的密封性等问题。

鉴于此，本发明的目的是解决前述现有技术存在的问题，提供一种不依靠扩口部的弹性变形便能够得到高密封性、开且从结构上来说扩口部的加工性良好的管子的扩口形端部结构。

为达到上述目的，本申请发明是一种管子的扩口形端部结构，在金属制管子的端部形成有圆锥形扩开的扩口部，通过旋入扩口螺母而将所述扩口部推压到所要连接的对象部件的接合面上，其特征是，所述扩口部具有与所述对象部件的接合面抵接的末端部、以及与所述末端部相连的折弯部，所述折弯部具有位于外侧的外周部和位于内侧的凹部，所述凹部具有顶部即底部顶点，该扩口部加工成，所述外周部的外周曲面的曲率半径R小于该管子的壁厚t。

另外，本发明是一种管子的扩口形端部结构，在金属制管子的端部形成有圆锥形扩开的扩口部，通过旋入扩口螺母而将所述扩口部推压到所要连接的对象部件的接合面上，其特征是，所述扩口部具有与所述对象部件的接合面抵接的末端部、以及与所述末端部相连的折弯部，所述折弯部具有位于外侧的外周部和位于内侧的凹部，所述凹部具有顶部即底部顶点，该扩口部加工成，所述外周部的外周曲面的曲率中心位置相对于所述底部顶点的位置位于与所述管子的轴线侧相反的一侧。

另外，本发明的特征在于，所述扩口部的所述外周部，与承受来自所述扩口螺母的推压力的平面即颈部下方平面部相连，沿所述管子的轴线方向看时，所述底部顶点的位置位于与所述颈部下方平面部重合的位置上。

另外，本发明的特征在于，所述颈部下方平面部是垂直于所述管子的轴线方向的面。

另外，本发明的特征在于，在所述颈部下方平面部的下缘与所述管子的外周面之间形成有曲率中心位置位于外侧的第2曲面，所述颈部下方平面部与所述外周部的所述外周曲面及第2曲面相切。另外，本发明的特征在于，所述曲率半径R相对于所述管子的壁厚t，在0.8t＜R＜t的范围内。

另外，本发明是一种管子的扩口形端部结构，在金属制管子的端部形成有圆锥形扩开的扩口部，通过旋入扩口螺母而将所述扩口部推压到所要连接的对象部件的接合面上，其特征是，所述扩口部具有与所述对象部件的接合面抵接的末端部、以及与所述末端部相连的折弯部，所述折弯部具有位于外侧的外周部和位于内侧的凹部，所述凹部具有顶部即底部顶点，所述扩口部的所述外周部与承受来自所述扩口螺母的推压力的平面即颈部下方平面部相连，在所述颈部下方平面部的下缘与所述管子的外周面之间，形成有曲率中心位置位于外侧的第2曲面，所述颈部下方平面部到所述管子的末端的距离L(包括公差)为L1≤L≤L2，其中，

L1＝{(D1-D3)/2+r}/tan(α/2)+t/sin(α/2)+t

L2＝{(D2-D3)/2-t}/tan(α/2)+t/sin(α/2)+t

D1：管子外径    α：扩口张开角

D2：扩口部最大外径    t：管子壁厚

D3：扩口部末端内径

r：第2曲面的曲率半径。

另外，另外，本发明的特征在于，所述管子是外径为6mm以上的管子。

根据本发明，提高了扩口部的刚性，从而不依靠扩口部的弹性变形便能够得到较高密封性，而且从结构上来说扩口部的加工性良好，因而能够得到密封性和加工性得到兼顾的高密封性能。

附图说明

图1是本发明的管子的扩口形端部结构的一个实施方式的纵剖视图。

图2是本实施方式的管子的扩口形端部结构的详图。

图3是展示管子的扩口形端部结构中的曲率半径R和壁厚t、与从颈部下方平面部到末端的距离L的关系的图，(a)展示的是曲率半径R与壁厚t相等，并且底部顶点的位置与颈部下方平面部的外缘重合的情况，(b)展示的是曲率半径R小于壁厚t，并且底部顶点的位置与颈部下方平面部的内缘重合的情况。

图4是管子的扩口形端部结构中、曲率半径R大于壁厚t(a)以及曲率半径R相对于壁厚t来说过小(b)时的详图。

图5是表示现有的扩口形管接头的剖视图。

具体实施方式

下面，对本发明的管于的扩口形端部结构的一个实施方式结合附图进行说明。

图1是将采用了本实施方式扩口形端部结构的管子连接在液压缸的端口上的扩口形连接器的剖视图。图1中，附图标记20是设置有本实施方式的扩口形端部结构的金属制造的管子，附图标记21是作为连接对象的液压缸的缸体。该缸体21上开设有输入端口22，该输入端口22通往油路23。附图标记24是管子20末端的扩口部，附图标记25是带锥度的接合面。

扩口螺母27外嵌在管子20上，在输入端口22上形成有扩口螺母27的阳螺纹所旋合的阴螺纹26。因此，通过紧固扩口螺母27，可将管子20的扩口部24推压在接合面25上。

扩口部24是通过将端部扩成圆锥形的扩口加工而成型的。本实施方式的扩口部24，与现有的以基于ISO标准的扩口部为代表的扩口部相比，具有下述不同特征。

图2是本实施方式的扩口部的放大剖视图。扩口部24具有：与对象部件21的接合面25抵接的末端部30、以及与末端部30相连的折弯部32。折弯部32具有位于外侧的外周部31和位于内侧的凹部34。凹部34具有作为其顶部的底部顶点34a。外周部31具有与末端部30相连的平坦的平面部、以及与该平面部相连的外周曲面。

本发明的管子的扩口形端部结构是通过下述方式构成的，即，若设外周部31的外周曲面的曲率半径为R、管子的壁厚为t，则将扩口部24加工成，外周部31的外周曲面的曲率半径R小于管子的壁厚t。

此外，本发明的管子的扩口形端部结构是通过下述方式构成的，即，将扩口部24加工成，外周部31的外周曲面的曲率中心位置P相对于底部顶点34a的位置位于与管子20的轴线m侧相反的一侧。

如图1所示，扩口螺母27的末端部抵接在位于折弯部32背面侧的颈部下方平面部33上。此外，颈部下方平面部33上连着曲率半径为r的曲面(第2曲面)，从而与管子20的外周面相连。即，颈部下方平面部33的下缘与管子20的外周面之间，形成有曲率中心位置位于外侧(与轴线m侧相反的一侧)的、曲率半径为r的第2曲面。因此，可以将颈部下方平面部33定义为外周部31的曲率半径为R的外周曲面与曲率半径为r的第2曲面之间的平面。颈部下方平面部33的外侧端与曲率半径为R的外周曲面相连，颈部下方平面部33的内侧端与曲率半径为r的第2曲面的外侧端相连。颈部下方平面部33，并不需要要是曲率半径为R的外周部31的外周曲面与曲率半径为r的第2曲面两者的公切面，但如果颈部下方平面部33是曲率半径为R的外周曲面与曲率半径为r的第2曲面两者的公切面也是可以的，当其为公切面时，从图形上来说可使得扩口部24的形状关系更为明确。此外，颈部下方平面部33，并不限于与管子20的轴线m严格垂直，但这里颈部下方平面部33是与管子20的轴线m大致垂直的。当颈部下方平面部33与管子20的轴线m大致垂直时，扩口螺母27是沿轴线m方向前进，因而能够使扩口螺母27的推压力有效地作用在颈部下方平面部33上。

图2中，管子20的壁厚为t，折弯部32中外周部31的外周曲面的曲率半径为R。如前所述，在本实施方式的扩口部24中，在进行折弯部32的弯曲加工时加工成，其曲率半径R小于壁厚t。对于曲率半径R，在实际加工中有时会形成由曲率半径不同的多个曲面相连而成的曲面。在本发明中，在外周部31为曲率半径不同的多个曲面相连的曲面时，曲率半径R意味着上述多个曲率半径的平均曲率半径，只要该平均曲率半径小于壁厚t即可。

这里，图4示出了用来与图2所示扩口部24进行对照的扩口部的对比例。其中，图4(a)展示的是折弯部32的外周部31的外周曲面的曲率半径R大于壁厚t的扩口部24。图4(b)展示的是与之相反加工成曲率半径R小于壁厚t而且是小很多的扩口部24。

如图2所示，在本实施方式的扩口部24的情况下，沿管子20的轴线m方向看时，该扩口部24的凹部34的底部顶点34a的位置在与颈部下方平面部33的范围T重合的位置上。即，若从底部顶点34a沿轴线m方向引直线，则交在颈部下方平面部33的范围T内。此外，外周部31的曲率半径R的中心P相对于凹部34的底部顶点34a位于与轴线m侧相反的一侧，即外侧。

相对于此，当如图4(a)所示曲率半径R大于壁厚t时，曲率半径的中心P位于凹部34的内侧，因此，底部顶点34a的位置比颈部下方平面部33的外缘靠外侧。此外，在这种情况下，外周部31的外周曲面的曲率中心位置P比底部顶点34a的位置更靠管子20的轴线m侧。因此，紧固扩口螺母27时，由于作用在颈部下方平面部33上的载荷，将使折弯部32向破碎的方向弹性变形。

相对于此，在图2的本实施方式的扩口部24的情况下，由于颈部下方平面部33与底部顶点34a的位置重合，因而折弯部32的刚性高，即使紧固扩口螺母27，也不容易弹性地破碎。因此，作用在颈部下方平面部33上的载荷将直接作用到扩口部24的末端部30上，使该末端部30以较大的载荷与接合面25线接触，因此，与扩口部24破碎而面接触时相比，密封性可大幅度提高。

另一方面，在如图4(b)所示虽然曲率半径R小于壁厚t但小太多的情况下，凹部34的底部顶点34a的位置比颈部下方平面部33的内缘更靠内侧，因此，从理论上讲，折弯部32的刚性大，不容易破碎。但在实际情况中，加工成这种曲率有可能出现折弯部32本身破碎断裂的情况。因此，在曲率半径R比壁厚t小很多的情况下，或者，外周部31的曲率半径R的中心P相对于凹部34的底部顶点34a的位置来说位于与轴线m侧相反的一侧的情况下，只要折弯部32本身不破碎断裂，就可以应用本发明，但优选地不使曲率半径R比壁厚t小太多。

关于这一点，在本发明中，对外径分别为6.35mm、8mm的钢管进行了加工试验，结果确认，相对于管子20的壁厚t，只要曲率半径R的最小限度在0.8t以上，在加工性方面就不会有任何问题，若将公差以及其它离散因素考虑在内，则只要外径在6mm以上就不会有问题。

其次，图3中除了示出曲率半径R与壁厚t的关系之外，还示出了与扩口部24的颈部下方平面部33至末端部30的距离L的关系。根据本实施方式的扩口部24，若曲率半径R小于壁厚t并且颈部下方平面部33至管子20的末端部30的距离L满足

L1≤L≤L2

的关系，则有利于使刚性和加工性得到兼顾。

其中，L1是图3(b)所示扩口部24中的颈部下方平面部33至管子20的末端部30的距离，L2是图3(a)所示扩口部24中的颈部下方平面部33至管子20的末端部30的距离。

在图2中，若设

D1：管子外径    α：扩口张开角

D2：扩口部最大外径    t：管子壁厚

D3：扩口部末端内径

r：从颈部下方平面部延续到管子外周的曲面(第2曲面)的曲率半径，

则存在如下的关系：

L1＝{(D1-D3)/2+r}/tan(α/2)+t/sin(α/2)+t  ...(1)

L2＝{(D2-D3)/2-t}/tan(α/2)+t/sin(α/2)+t  ...(2)。

在图3(a)所示的扩口部24中，其曲率半径R与壁厚t相等，并且，底部顶点34a的位置与颈部下方平面部33的外缘重合。

在管子20的末端部30处，将端面30a的宽度设为A，将该端面30a的一端到底部顶点34a的距离设为B，将端面30a到底部顶点34a的距离设为C。

当末端部30的端面30a平行于轴向时，

L2＝A+B+t  ...(3)。

由于管子20的中心到底部顶点34a的距离为D2/2-t，管子20的中心到端面30a的距离为D3/2，因此，端面30a到底部顶点34a的距离C为

C＝D2/2-t-D3/2

 ＝(D2-D3)/2-t

另一方面，

由于A＝t/sin(α/2)、B＝C/tan(α/2)，因此，将该A、B和C代入式(3)，式(2)的L2便成立。

图3(b)示出了曲率半径R小于壁厚t，并且底部顶点34a的位置与颈部下方平面部33的内缘重合的情况。

与图3(a)的情况同样考虑A、B和C，则

L1＝A+B+t  ...(4)

若设从颈部下方平面部33的内缘延续到管子20的曲面的曲率半径为r，

则管子中心到颈部下方平面部33的内缘的距离E为

D1/2+r，因此，

C＝E-D3/2＝(D1-D3)/2+r，

于是，由于A＝t/sin(α/2)、B＝C/tan(α/2)是与图3(a)的情况相同的，因此，式(1)的L1成立。

在实际加工扩口部时，并不要求上述式(1)和式(2)严格成立，由于存在公差，只要近似成立即可。这里所说的近似，是指存在的差异在通常的加工工序中可以忽略或者使用时可以忽略。

Claims (9)

1.一种管子的扩口形端部结构，在金属制管子的端部形成有圆锥形扩开的扩口部，通过旋入扩口螺母而将所述扩口部推压到所要连接的对象部件的接合面上，其特征是，

所述扩口部具有与所述对象部件的接合面抵接的末端部、以及与所述末端部相连的折弯部，

所述折弯部具有位于外侧的外周部和位于内侧的凹部，

所述凹部具有顶部即底部顶点，

该扩口部加工成，所述外周部的外周曲面的曲率半径R小于该管子的壁厚t。

2.一种管子的扩口形端部结构，在金属制管子的端部形成有圆锥形扩开的扩口部，通过旋入扩口螺母而将所述扩口部推压到所要连接的对象部件的接合面上，其特征是，

所述扩口部具有与所述对象部件的接合面抵接的末端部、以及与所述末端部相连的折弯部，

所述折弯部具有位于外侧的外周部和位于内侧的凹部，

所述凹部具有顶部即底部顶点，

该扩口部加工成，所述外周部的外周曲面的曲率中心位置相对于所述底部顶点的位置位于与所述管子的轴线侧相反的一侧。

3.如权利要求1或2所述的管子的扩口形端部结构，其特征是，

所述扩口部的所述外周部，与承受来自所述扩口螺母的推压力的平面即颈部下方平面部相连，

沿所述管子的轴线方向看时，所述底部顶点的位置位于与所述颈部下方平面部重合的位置上。

4.如权利要求3所述的管子的扩口形端部结构，其特征是，

所述颈部下方平面部是垂直于所述管子的轴线方向的面。

5.如权利要求3所述的管子的扩口形端部结构，其特征是，

在所述颈部下方平面部的下缘与所述管子的外周面之间形成有曲率中心位置位于外侧的第2曲面，

所述颈部下方平面部与所述外周部的所述外周曲面及第2曲面相切。

6.如权利要求1或2所述的管子的扩口形端部结构，其特征是，

所述曲率半径R相对于所述管子的壁厚t，在0.8t＜R＜t的范围内。

7.一种管子的扩口形端部结构，在金属制管子的端部形成有圆锥形扩开的扩口部，通过旋入扩口螺母而将所述扩口部推压到所要连接的对象部件的接合面上，其特征是，

所述扩口部具有与所述对象部件的接合面抵接的末端部、以及与所述末端部相连的折弯部，

所述折弯部具有位于外侧的外周部和位于内侧的凹部，

所述凹部具有顶部即底部顶点，

所述扩口部的所述外周部与承受来自所述扩口螺母的推压力的平面即颈部下方平面部相连，

在所述颈部下方平面部的下缘与所述管子的外周面之间，形成有曲率中心位置位于外侧的第2曲面，

所述颈部下方平面部到所述管子的末端的距离L(包括公差)为

L1≤L≤L2，

其中，

L1＝{(D1-D3)/2+r}/tan(α/2)+t/sin(α/2)+t

L2＝{(D2-D3)/2-t}/tan(α/2)+t/sin(α/2)+t

D1：管子外径          α：扩口张开角

D2：扩口部最大外径    t：管子壁厚

D3：扩口部末端内径

r：第2曲面的曲率半径。

8.如权利要求7所述的管子的扩口形端部结构，其特征是，

所述颈部下方平面部与所述外周部的所述外周曲面及所述第2曲面相切。

9.如权利要求1至8中任一项所述的管子的扩口形端部结构，其特征是，

所述管子是外径为6mm以上的管子。

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