JP3620508B2 - 管体の結合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管体の結合構造に関するものであり、より詳細には油圧回路を構成する管体の結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の様に、この種の管体の結合構造としては、ブリッジフレア式と称するものが知られている。
【０００３】
図６は、ブリッジフレア式の管体の結合構造を示している。図６において、ユニオン１０１に孔１０１ａを穿設し、その孔１０１ａの内周面にネジ溝を刻設している。フレアナット１０２の外周面にもネジ山を刻設し、フレアナット１０２をユニオン１０１の孔１０１ａに螺合させている。管体１０３は、フレアナット１０２の貫通孔１０２ａを貫通しており、その先端部分にはフレア部１０４を有する。フレア部１０４は、管体１０３の先端近傍の径をやや拡大して、該先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該先端を絞り、該先端を長手方向に突出させてなる。
【０００４】
フレア部１０４をフレアナット１０２と共に孔１０１ａに挿入し、フレアナット１０２を締め付けると、フレア部１０４がフレアナット１０２の先端と孔１０１ａの奥壁１０１ｂとの間に挟み込まれて、管体１０３がユニオン１０１に結合される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のフレア部１０４は、その周壁縦断面の形状が略くの字型であり、管体１０３の長手方向（軸方向）にて弾性的に変形する。このフレア部１０４の弾性的な変形によって、フレア部１０４の先端と奥壁１０１ｂが良好に密接すると考えられていた。
【０００６】
しかしながら、実際の作業工程においては、フレアナット１０２を強く締め付け過ぎて、図７に示す様に、フレア部１０４が塑性変形して、その環状の内周溝１０４ａが長手方向にて潰れ、フレア部１０４の先端ではなく、フレア部１０４の端面１０４ｂが奥壁１０１ｂに接触する状態となることがあった。この場合、フレア部１０４と奥壁１０１ｂ間の接触面積が増大するので、両者間のシール性向上の要求にそぐわない結果となった。
【０００７】
また、フレア部１０４がフレアナット１０２の先端と孔１０１ａの奥壁１０１ｂとの間に挟み込まれた状態では、フレア部１０４がフレアナット１０２と共に回転し、フレア部１０４の供回りが発生する。フレア部１０４が挟み込まれてから、フレア部１０４の内周溝１０４ａが完全に潰れるまで、フレアナット１０２を締め付け続けると、供回りによるフレア部１０４の回転角が無視できない程に大きくなり、管体１０３が大きく捻れてしまうことがあった。
【０００８】
更に、管体１０３とユニオン１０１間のシール性を確保するために、ユニオン１０１の孔１０１ａの内周とフレアナット１０２の外周間に、低摩擦剤（プレトン油）を塗布することがあるが、この場合は、低摩擦剤の塗布工程が必要となり、コストの増大を招く。また、この低摩擦剤がフレア部１０４の先端に付着して、フレア部１０４と奥壁１０１ｂ間の摩擦が低減することがあり、このときには、フレア部１０４が奥壁１０１ｂに対して相対すべりしかつフレア部１０４がフレアナット１０２と共に回転し易くなり、管体１０３の捻れが大きくなった。
【０００９】
また、ユニオン１０１の表面処理を行う場合は、奥壁１０１ｂをマスキングして、奥壁１０１ｂを表面処理の対象から外し、奥壁１０１ｂの表面処理によってフレア部１０４と奥壁１０１ｂ間の摩擦が低減して、フレア部１０４の供回りが発生し易くなることを防止しているが、マスキングの工程が必要となるので、コストの増大を招き、かつマスキングの信頼性に対する不安が残った。
【００１０】
一方、上記従来のフレア部１０４の付け根部分では、管体１０３の周壁１０３ａの曲率が一定で大きい。周壁１０３ａの曲率が大きいと、フレアナット１０２を強く締め付けたときに、周壁１０３ａに大きな引っ張り応力Ｐが発生して、この引っ張り応力Ｐが後々まで残る。引っ張り応力Ｐが残存した管体１０３の付け根部分の周壁１０３ａでは、その機械的な強度の確保が難しい。
【００１１】
また、管体１０３の周壁１０３ａの曲率が大きいと、管体１０３に外力が加わったときに、フレア部１０４の付け根部分に該応力が集中し易い。
【００１２】
この様にフレア部１０４の付け根部分の周壁１０３ａの曲率が大きいと、引っ張り応力Ｐが残存し易くて、機械的な強度が確保が難しく、かつ応力が集中し易いので、例えば管体１０３に振動が加わると、フレア部１０４の付け根部分で周壁１０３ａの耐久性確保が難しくなるという結果になった。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、フレア部が塑性変形し難い管体の結合構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、管体の径を該管体の先端近傍で拡大して、該管体の先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該管体の先端を絞り、該管体の先端を該管体の長手方向に突出させてなるフレア部と、該フレア部の先端がフレアナットで締め付けられて押し付けられることによって該管体に結合される被結合体とを備える管体の結合構造において、上記管体の先端を絞って該管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、該フレア部の先端を上記被結合体に押圧したときに、該フレア部の外側に突出した全周部位で該フレア部の内側に形成された内周溝の幅（管体長手方向の開口幅）が実質的に変位しない様に該内周溝の幅を狭くし、前記フレアナットの締め付けトルクに対する前記フレア部の長手方向への変形量を少なくして、前記フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状とした。
【００１５】
この様な構成の本発明によれば、管体の先端を絞って管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、フレア部の先端を被結合体に押圧したときに、フレア部の内側に形成された内周溝の幅が実質的に変位しない様に該内周溝の幅を狭くし、フレアナットの締め付けトルクに対するフレア部の長手方向への変形量を少なくして、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状となっている。このため、管体のフレア部の先端を被結合体に強く押圧しても、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難くて、フレア部と被結合体の接触面積が増大し難く、両者間の面圧（シール性）が低下するようなことはない。また、フレアナットにて管体のフレア部を被結合体に押し付ける場合において、フレア部のフレアナットとの供回りを減じて管体の捩れを抑制することが可能である。
【００１６】
また、本発明は、管体の径を該管体の先端近傍で拡大して、該管体の先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該管体の先端を絞り、該管体の先端を該管体の長手方向に突出させてなるフレア部と、該フレア部の先端がフレアナットで締め付けられて押し付けられることによって該管体に結合される被結合体とを備える管体の結合構造において、上記管体の先端を絞って該管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、該フレア部の外側に突出した全周部位で該フレア部の内側に形成された内周溝の幅を実質的に零にし、実質的に零を維持する該内周溝の内径を該管体の外径よりも小さくし、フレアナットの締め付けトルクに対するフレア部の長手方向への変形量を少なくして、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状とした。
【００１７】
ここでは、管体の先端を絞って管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、フレア部の外側に突出した全周部位でフレア部の内側に形成された内周溝の幅を実質的に零にし、かつ実質的に零を維持する該内周溝の内径を該管体の外径よりも小さくし、フレアナットの締め付けトルクに対するフレア部の長手方向への変形量を少なくして、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状としている。このため、管体のフレア部の先端を被結合体に強く押圧しても、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難くて、フレア部と被結合体の接触面積が増大し難く、両者間の面圧（シール性）が低下するようなことはない。また、フレアナットにて管体のフレア部を被結合体に押し付ける場合において、フレア部のフレアナットとの供回りを減じて管体の捩れを抑制することが可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明の管体の結合構造の一実施形態を示している。図１において、ユニオン１１に孔１１ａを穿設し、その孔１１ａの内周面にネジ溝を刻設している。フレアナット１２の外周面にもネジ山を刻設し、フレアナット１２をユニオン１１の孔１１ａに螺合させている。管体１３は、フレアナット１２の貫通孔１２ａを貫通しており、その先端部分にはフレア部１４を有する。フレア部１４は、管体１３の先端近傍の径をやや拡大して、該先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該先端を絞り、該先端を長手方向に突出させてなる。
【００２０】
フレア部１４をフレアナット１２と共に孔１１ａに挿入し、フレアナット１２を締め付けると、フレア部１４がフレアナット１２の先端と孔１１ａの奥壁１１ｂとの間に挟み込まれて、管体１３がユニオン１１に結合される。
【００２１】
フレア部１４は、図２に示す様に、その径を管体１３の先端近傍で拡大し、更に管体１３の先端を絞って、該先端を管体１３の長手方向にて突出させてなる。フレア部１４の内側には、環状の内周溝１４ａが形成されているものの、この内周溝１４ａの幅（管体１３の長手方向の開口幅）が内径部を除いて実質的に零にされている。また、幅が実質的に零となっている内周溝１４ａの内径ｒ1を管体１３の外径ｒ2未満にしている。
【００２２】
また、フレア部１４の内側において、管体１３の周壁１３ａは、連続的に滑らかに曲がっており、管体１３の外径から離れる程、周壁１３ａの曲率が大きくされている。逆に、管体１３の外径近く、要するにフレア部１４の付け根部分で、周壁１３ａの曲率が小さくされている。すなわち、管体１３の周壁１３ａは、一定の曲率で曲がっておらず、管体１３の外径から離れる程に大きく曲がり、逆にフレア部１４の付け根部分で緩やかに曲がっている。
【００２３】
更に、フレアナット１２の先端において、フレアナット１２の周壁１２ａも、一定の曲率で曲がっておらず、フレアナット１２の先端に近づくに従って大きく曲がり、逆に遠くなるに従って緩やかに曲がっている。この様なフレアナット１２の形状によって、フレアナット１２の先端がフレア部１４の付け根部分に食い込まず、かつフレアナット１２の先端とフレア部１４間の接触部位が管体１３に近づくようにしている。
【００２４】
この様に本実施形態においては、フレア部１４の内周溝１４ａの幅を実質的に零にしているので、フレアナット１２を強く締め付けても、フレア部１４の塑性変形により内周溝１４ａが潰れることはない。このため、フレア部１４の先端部１４ｂを奥壁１１ｂに強く押し付けても、両者間の接触面積が急激に増大することはなく、両者間の面圧（シール性）を高く保持することができ、両者間に液漏れが発生することはない。実質的に零とは、フレアナット１２を強く締め付けても、内周溝１４ａの幅が殆ど変化しない様な内周溝１４ａの幅であって、０mmとは限らず、管体１３の径や厚み、材質等に応じて定まる。
【００２５】
しかも、フレア部１４がフレアナット１２の先端と奥壁１１ｂとの間に挟み込まれてから、フレアナット１２を強く締め付けても、フレア部１４の塑性変形量が少ないので、フレアナット１２と共に回転するフレア部１４の回転角がわずかで済み、管体１３の捻れが生じ難い。
【００２６】
また、フレア部１４の先端部１４ｂと奥壁１１ｂ間の液密性を高く保つことができることから、管体１３とユニオン１１間のシール性を確保するために、ユニオン１１の孔１１ａとフレアナット１２間に、低摩擦剤を塗布する必要がなくなり、塗布工程を省略して、コストの低減を図ることができる。
【００２７】
更に、奥壁１１ｂに表面処理が施され、フレア部１４と奥壁１１ｂ間の摩擦が低減したとしても、フレア部１４の先端部１４ｂが奥壁１１ｂに確実に圧接して、両者間の面圧が高く保持されるので、従来の様にユニオン１１の表面処理のときに奥壁１１ｂをマスキングする必要がなく、このためにコストの低減を図ることができ、かつマスキングの信頼性に対する不安も無くなる。
【００２８】
図３は、フレアナットを締め付けたときのフレア部の変形量について、本実施形態と従来例を比較して示すグラフである。このグラフにおいては、横軸に締め付けトルクを示し、縦軸にフレア部の変形量（管体の長手方向に沿う方向での変形量）を示しており、実線Ａは、本実施形態におけるフレア部の変形量特性を示し、点線Ｂは、従来例におけるフレア部の変形量特性を示している。このグラフから明らかな様に、フレアナットの締め付けトルクに対するフレア部の変形量は、本実施形態の方が少ない。
【００２９】
一方、フレアナット１２を強く締め付けてフレア部１４の先端部１４ｂを奥壁１１ｂに強く押し付けたときには、図２に示したように、引っ張り応力Ｐがフレア部１４右側の管体１３の周壁１３ａに発生する。ところが、この周壁１３ａは、フレア部１４の付け根部分で緩やかに曲がっている。この曲率の小さな付け根部分では、周壁１３ａに対する引っ張り応力Ｐが小さなものとなり、かつ引っ張り応力Ｐが分散するので、機械的強度の劣化が殆どない。また、曲率の小さな付け根部分では、管体１３に外力が加わったときに、該外力が周壁１３ａに集中し難くなる。この様にフレア部１４の付け根部分の機械的強度の劣化が少なく、かつ該付け根部分に外力が集中し難いので、該付け根部分で周壁１３ａの耐久性が確保できる。
【００３０】
また、先に述べた様にフレアナット１２の形状を工夫して、フレアナット１２の先端とフレア部１４の接触部位を管体１３に近づけている。これによっても、フレア部１４の付け根部分で周壁１３ａの引っ張り応力Ｐが小さなものとなることが経験的に分かっており、フレア部１４の付け根部分の機械的強度の劣化が低減される。
【００３１】
更に、フレアナット１２の先端とフレア部１４の接触面積が広くなる様に、フレアナット１２の先端とフレア部１４の接触部位の形状を設定している。これによって、該接触部位の面圧を抑えている。
【００３２】
図４は、フレア部の付け根部分の機械的強度について、本実施形態と従来例を比較して示すグラフである。このグラフにおいては、横軸に管体の振幅回数（破断繰り返し数）を示し、縦軸に管体の振幅（応力振幅）を示しており、実線Ｃは、本実施形態におけるフレア部の付け根部分が破壊されたときの振幅回数と振幅を示し、点線Ｄは、従来例におけるフレア部の付け根部分が破壊されたときの振幅回数と振幅を示している。本実施形態と従来例を比較すると、本実施形態の強度が３５パーセントだけ高くなっている。
【００３３】
図５は、図１の実施形態の管体の結合構造を適用した自動車のブレーキシステムを概略的に示している。図５において、ＡＢＳアクチュエータ２１は、複数のゴム２２を介して自動車のボディーに固定されており、該各ゴム２２によってＡＢＳアクチュエータ２１の振動音がボディーに伝達されるのを防止している。また、ＡＢＳアクチュエータ２１には、本実施形態の管体の結合構造を通じて圧油が供給される。管体１３は、ブラケット２３によって自動車のボディーに固定されている。
【００３４】
この様な構成においては、自動車のボディーに振動が発生すると、各ゴム２２を介して支持されているＡＢＳアクチュエータ２１及び管体１３がそれぞれ別々に振動するので、ＡＢＳアクチュエータ２１と管体１３間の相対変位が大きくなる。また、管体１３とフレアナット１２間に隙間１５が存在する。このため、管体１３の振動がフレア部１４の付け根部分まで伝達され、このフレア部１４の付け根部分には引っ張り応力と圧縮応力の繰り返し、つまり振動が発生する。ところが、本実施形態の管体の結合構造では、先に述べた様に、フレア部１４の付け根部分での周壁１３ａの機械的強度の劣化が少なく、かつ該付け根部分に外力が集中し難いので、周壁１３ａの耐久性を確保することができる。
【００３５】
逆に言えば、管体１３の振動をある程度まで許容することができる様になる。このため、各ゴム２２のバネ定数を下げて、ＡＢＳアクチュエータ２１からボディーへの振動音の遮断性能を向上させたり、ブラケット２３の数を少なくしたり、ブラケット２３を小さくすることができる。自動車のブレーキシステムにおいては、管体の数が多く、それらの接続箇所も多いため、本実施形態の管体の接続構造を適用して、ブラケット２３の数や大きさを改善すれば、コストの大幅な低減を図ることができる。勿論、ブレーキシステムだけに限らず、他の油圧伝達システムや燃料伝達システムにも、本実施形態を適用することができるので、全体的には、コスト低減の効果が大きい。
【００３６】
なお、本発明の管体の結合構造は、自動車などの車両の配管の結合のみに適用されるものではなく、管体の端部を被結合体に結合するものであれば、その他のものに適用することができる。また、結合対象となる管体は非金属製のものを用いる場合もある。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、管体の先端を絞って管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、フレア部の先端を被結合体に押圧したときに、フレア部の内側に形成された内周溝の幅が実質的に変位しない様に該内周溝の幅を狭くし、フレアナットの締め付けトルクに対するフレア部の長手方向への変形量を少なくして、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状となっている。このため、管体のフレア部の先端を被結合体に強く押圧しても、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難くて、フレア部と被結合体の接触面積が増大し難く、両者間の面圧（シール性）が低下するようなことはない。また、フレアナットにて管体のフレア部を被結合体に押し付ける場合において、フレア部のフレアナットとの供回りを減じて管体の捩れを抑制することが可能である。
【００３８】
また、本発明によれば、管体の先端を絞って管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、フレア部の外側に突出した全周部位でフレア部の内側に形成された内周溝の幅を実質的に零にし、かつ実質的に零を維持する該内周溝の内径を該管体の外径よりも小さくし、フレアナットの締め付けトルクに対するフレア部の長手方向への変形量を少なくして、フレア部の絞られた先端部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状としてある。このため、管体のフレア部の先端を被結合体に強く押圧しても、フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難くて、フレア部と被結合体の接触面積が増大し難く、両者間の面圧（シール性）が低下するようなことはない。また、フレアナットにて管体のフレア部を被結合体に押し付ける場合において、フレア部のフレアナットとの供回りを減じて管体の捩れを抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管体の結合構造の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】フレアナットを締め付けたときのフレア部の変形量について、本実施形態と従来例を比較して示すグラフである。
【図４】フレア部の付け根部分の機械的強度について、本実施形態と従来例を比較して示すグラフである。
【図５】図１の管体の結合構造を適用した自動車のブレーキシステムを概略的に示す図である。
【図６】従来のブリッジフレア式の管体の結合構造を示す縦断面図である。
【図７】図６の管体の結合構造におけるフレア部の塑性変形の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１…ユニオン、１２…フレアナット、１３…管体、１４…フレア部、１４ａ…フレア部の内周溝、１４ｂ…フレア部の先端部、２１…ＡＢＳアクチュエータ、２２…ゴム、２３…ブラケット。

Claims (3)

1. 管体の径を該管体の先端近傍で拡大して、該管体の先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該管体の先端を絞り、該管体の先端を該管体の長手方向に突出させてなるフレア部と、該フレア部の先端がフレアナットで締め付けられて押し付けられることによって該管体に結合される被結合体とを備える管体の結合構造において、
   上記管体の先端を絞って該管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、該フレア部の先端を上記被結合体に押圧したときに、該フレア部の外側に突出した全周部位で該フレア部の内側に形成された内周溝の幅が実質的に変位しない様に該内周溝の幅を狭くし、前記フレアナットの締め付けトルクに対する前記フレア部の長手方向への変形量を少なくして、前記フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状とした管体の結合構造。
2. 管体の径を該管体の先端近傍で拡大して、該管体の先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該管体の先端を絞り、該管体の先端を該管体の長手方向に突出させてなるフレア部と、該フレア部の先端がフレアナットで締め付けられて押し付けられることによって該管体に結合される被結合体とを備える管体の結合構造において、
   上記管体の先端を絞って該管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、該フレア部の外側に突出した全周部位で該フレア部の内側に形成された内周溝の幅を実質的に零にし、実質的に零を維持する該内周溝の内径を該管体の外径よりも小さくし、前記フレアナットの締め付けトルクに対する前記フレア部の長手方向への変形量を少なくして、前記フレア部が管体の長手方向にて塑性変形し難い形状とした管体の結合構造。
3. 管体の径を該管体の先端近傍で拡大して、該管体の先端近傍の全周を外側に突出させ、かつ該管体の先端を絞り、該管体の先端を該管体の長手方向に突出させてなるフレア部と、該フレア部の先端が押し付けられることによって該管体に結合される被結合体とを備える管体の結合構造において、
   上記管体の先端を絞って該管体の長手方向に突出させたフレア部形状を保持した状態で、該フレア部の外側に突出した全周部位で該フレア部の内側に形成された内周溝の幅を零にし、零を維持する該内周溝の内径を該管体の外径よりも小さくした管体の結合構造。

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