WO2005073608A1 - チューブのフレア形端末構造 - Google Patents

Abstract

　フレア部の弾性変形によらずに高いシールを得るようにし、しかも、フレア部の加工性との両立を図る。 　金属製のチューブ２０の端末に円錐状に拡がるフレア部２４を形成し、フレアナット２７を締め込むことにより、フレア部２４を接続すべき相手方部材２１の座面２５に押圧するようにしたチューブのフレア形端末構造において、フレア部２４は、相手方部材２１の座面２５に当接する先端部３０と、先端部３０に連続する曲折部３２とを有し、曲折部３２は、外側にある外周部３１と内側にある谷部３４とを有し、谷部３４は頂部である谷底頂点３４ａを有し、外周部３１の外周曲面の曲率半径Ｒをチューブ２０の肉厚ｔよりも小さくなるようにフレア部２４を加工してなることを特徴とする。

Description

明 細 書

チューブのフレア形端末構造

技術分野

[0001] 本発明は、 自動車などのブレーキ回路でフレア形管継手に用いられるチューブの フレア形端末構造に関する。

背景技術

[0002] フレア形管継手は、チューブの端末を拡げたフレア部を利用した管継手で、油圧回 路の配管の接続に広く利用されている。この種のフレア形管継手の従来例として特 許文献 1に開示されているものを図 5に示す。

[0003] この図 5において、参照番号 10はチューブ、 11は接続相手のニップルを示す。チ ユーブ 10の端末には、フレア加工により円錐状に拡げられたフレア部 12が形成され ている。ニップル 11の開口部の内周面には、フレア部 12が押し付けられる座部 13が 形成されている。

[0004] チューブ 10には、スリーブ 14が遊嵌しており、このスリーブ 14の先端はフレア部 12 に当接する押圧部になっている。スリーブ 14にはフレアナット 15が外嵌している。二 ップル 11の外周面には、雄ねじ 16が形成され、この雄ねじ 16にフレアナット 15が螺 合するようになつている。したがって、フレアナット 15を締め付けると、スリーブ 14の押 圧部がフレア部 12を押圧して、このフレア部 12をニップル 12の座部 13に対して押し 付けるのでシールが効くようになってレ、る。

[0005] 従来のフレア形管継手に用いられるチューブ 10では、その外側面が相手方の座部 のシート面になじむように弾性変形してシールが効くようにするために、フレア部 12に 膨らみをもたせる構造が採用されており、このようなフレア部の仕様は、 ISOの規格に もなつている。

特許文献 1 :特開平 11 - 315976号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] し力、しながら、従来のフレア形管継手では、フレア部を弾性変形させてその弾性力 でシート面に密着させるという構造になっているため、例えば、フレアナットを締め込 み過ぎたような場合には、フレア部の接触面積が増える結果接触圧が低下しシール 性能が低下することがある。このため、フレアナットの締め方によってシール性が変わ つたり、高圧配管ではシール性が不十分になるなどの問題があった。

[0007] そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、フレア部の弾 性変形によらずに高いシールを得るようにし、しかも、フレア部の加工性も良好な構 造としたチューブのフレア形端末構造を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0008] 前記の目的を達成するために、本願に係る発明は、金属製のチューブの端末に円 錐状に拡がるフレア部を形成し、フレアナットを締め込むことにより、前記フレア部を 接続すべき相手方部材の座面に押圧するようにしたチューブのフレア形端末構造に おいて、前記フレア部は、前記相手方部材の座面に当接する先端部と、前記先端部 に連続する曲折部とを有し、前記曲折部は、外側にある外周部と内側にある谷部とを 有し、前記谷部は頂部である谷底頂点を有し、前記外周部の外周曲面の曲率半径 R を当該チューブの肉厚はりも小さくなるように当該フレア部をカ卩ェしてなることを特徴 とする。

また、金属製のチューブの端末に円錐状に拡がるフレア部を形成し、フレアナットを 締め込むことにより、前記フレア部を接続すべき相手方部材の座面に押圧するように したチューブのフレア形端末構造において、前記フレア部は、前記相手方部材の座 面に当接する先端部と、前記先端部に連続する曲折部とを有し、前記曲折部は、外 側にある外周部と内側にある谷部とを有し、前記谷部は頂部である谷底頂点を有し、 前記外周部の外周曲面の曲率中心位置が前記谷底頂点の位置よりも前記チューブ の軸線の反対側にあるように当該フレア部をカ卩ェしてなることを特徴とする。

[0009] また、前記フレア部の前記外周部は、前記フレアナットからの押圧力が作用する平 面である首下平面部に連続しており、前記谷底頂点の位置が、前記チューブの軸線 方向に見た場合に、前記首下平面部に重なり合う位置にあることを特徴とする。 また、前記首下平面部は、前記チューブの軸線方向に垂直な面であることを特徴と する。 また、前記首下平面部の下縁と前記チューブの外周面との間に曲率中心位置を外 方に有する第 2曲面が形成されており、前記首下平面部は、前記外周部の前記外周 曲面と第 2曲面とに接していることを特徴とする。

また、前記曲率半径 Rは、前記チューブの肉厚 tに対して、

0. 8t < R< t

の範囲にあることを特徴とする。

[0010] また、金属製のチューブの端末に円錐状に拡がるフレア部を形成し、フレアナットを 締め込むことにより、前記フレア部を接続すべき相手方部材の座面に押圧するように したチューブのフレア形端末構造において、前記フレア部は、前記相手方部材の座 面に当接する先端部と、前記先端部に連続する曲折部とを有し、前記曲折部は、外 側にある外周部と内側にある谷部とを有し、前記谷部は頂部である谷底頂点を有し、 前記フレア部の前記外周部は、前記フレアナットからの押圧力が作用する平面であ る首下平面部に連続しており、前記首下平面部の下縁と前記チューブの外周面との 間に曲率中心位置を外方に有する第 2曲面が形成されており、前記首下平面部から 前記チューブの先端までの距離 L (公差含む）が、

L1≤L≤L2

であることを特徴とする。

ここで、

LI = ( (D1-D3) /2 +r) /tan ( a /2) + t/sin ( a /2) + t

L2 = ( (D2-D3) /2-t) /tan ( a /2) + t/sin ( a /2) + t

Dl：チューブ外径 α：フレア開き角

D2 :フレア部最外径 t :チューブ肉厚

D3 :フレア部先端内径

r :第 2曲面の曲率半径

[0011] また、前記チューブは、外径が 6mm以上のチューブであることを特徴とする。

[0012] 本発明によれば、フレア部の剛性を高めることにより、フレア部の弾性変形によらず に高いシールを得るようにし、しかも、フレア部の加工性も良好な構造とし、シール性 と加工性を両立した高いシール性能を得ることができる。 図面の簡単な説明

[0013] [図 1]本発明によるチューブのフレア形端末構造の一実施形態を示す縦断面図。

[図 2]本実施形態によるチューブのフレア形端末構造の詳細図。

[図 3]チューブのフレア形端末構造における曲率半径 Rと肉厚 tと首下平面部から先 端までの距離 Lの関係を示す図であり、 （a)は曲率半径 Rが肉厚 tと等しぐかつ首下 平面部の外縁に谷底頂点の位置が重なっている場合を示し、 (b)は曲率半径 Rが肉 厚はりも小さぐかつ首下平面部の内縁に谷底頂点の位置が重なっている場合を示 す。

[図 4]チューブのフレア形端末構造において、曲率半径 Rが肉厚はり大きい場合（a) 、曲率半径 Rが肉厚 tに対して小さすぎる場合 (b)を示す詳細図。

[図 5]従来のフレア形管継手を示す断面図。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 以下、本発明によるチューブのフレア形端末構造を提供の一実施形態について、 添付の図面を参照しながら説明する。

図 1は、本実施形態によるフレア形端末構造を適用したチューブを油圧シリンダの ポートに接続するフレア形コネクタを示す断面図である。この図 1において、参照番 号 20は、本実施形態のフレア形端末構造が設けられた金属製のチューブを示し、参 照番号 21は、接続相手である油圧シリンダのボディを示す。このボディ 21には入口 ポート 22が開口し、この入口ポート 22は油通路 23に通じている。参照番号 24がチュ ーブ 20の先端のフレア部で、参照番号 25は、テーパのついた座面を示す。

[0015] チューブ 20には、フレアナット 27が外嵌しており、入口ポート 22には、フレアナット

27の雄ねじが螺合する雌ねじ 26が形成されている。したがって、フレアナット 27を締 め付けることで、チューブ 20のフレア部 24が座面 25に押し付けられるようになつてい る。

[0016] フレア部 24は、端末を円錐形状に拡げるフレア加工により成形される。本実施形態 のフレア部 24では、従来の ISOの規格に基づいたフレア部をはじめとするフレア部と は異なる、次の特徴をもっている。

[0017] ここで、図 2は、本実施形態のフレア部を拡大して示す断面図である。フレア部 24 は、相手方部材 21の座面 25に当接する先端部 30と、先端部 30に連続する曲折部 32とを有する。曲折部 32は、外側にある外周部 31と内側にある谷部 34とを有する。 谷部 34はその頂部である谷底頂点 34aを有する。外周部 31は先端部 30に続く平坦 な平面部とこの平面部に続く外周曲面とを有する。

本願発明におけるチューブのフレア形端末構造は、外周部 31の外周曲面の曲率 半径 Rとし、チューブの肉厚 tとすると、外周部 31の外周曲面の曲率半径 Rをチュー ブの肉厚はりも小さくなるようにフレア部 24を加工して構成されている。

また、本願発明におけるチューブのフレア形端末構造は、外周部 31の外周曲面の 曲率中心位置 Pが谷底頂点 34aの位置よりもチューブ 20の軸線 mの反対側にあるよ うにフレア部 24を加工して構成されてレ、る。

[0018] 曲折部 32の背面側にある首下平面部 33には、図 1に示すように、フレアナット 27の 先端部が当接する。そして、首下平面部 33には、首下平面部 33から曲率半径 rの曲 面（第 2曲面）が連続してチューブ 20の外周面につながつている。すなわち、首下平 面部 33の下縁とチューブ 20の外周面との間に曲率中心位置を外方（軸線 mに反対 側）に有する曲率半径 rの第 2曲面が形成されている。したがって、首下平面部 33は 、外周部 31の曲率半径 Rの外周曲面と曲率半径 rの第 2曲面の間に形成された平面 であると定義できる。首下平面部 33の外側端は曲率半径 Rの外周曲面に連続し、首 下平面部 33の内側端は曲率半径 rの第 2曲面の外側端に連続している。首下平面 部 33は、曲率半径 Rの外周部 31の外周曲面曲と曲率半径 rの第 2曲面との両者に 対する共通接面である必要はないが、首下平面部 33が曲率半径 Rの外周曲面と曲 率半径 rの第 2曲面との両者に対する共通接面であってもよぐ共通接面である場合 、フレア部 24の図形的形状関係をより明確にすることが可能になる。また、首下平面 部 33は、チューブ 20の軸線 mに厳密に垂直に位置するとは限らなレ、が、首下平面 部 33はチューブ 20の軸線 mにほぼ垂直に位置している。首下平面部 33はチューブ 20の軸線 mにほぼ垂直に位置している場合には、フレアナット 27は軸線 m方向に進 行するのでフレアナット 27からの押圧力を効率的に首下平面部 33に作用させること ができる。

[0019] 図 2において、チューブ 20の肉厚を t、曲折部 32における外周部 31の外周曲面の 曲率半径を Rとして示す。前述したように、本実施形態のフレア部 24では、曲折部 32 を曲げカ卩ェする場合に、その曲率半径 Rは、肉厚はりも小さくなるように加工されて いる。なお、曲率半径 Rは実際の加工を行なうと、異なる曲率半径をもついくつかの 曲面のつらなった曲面となる場合がある。本願発明においては、外周面 31が異なる 曲率半径をもつレ、くつかの曲面のつらなった曲面となる場合には、曲率半径 Rとして はそれらの複数の曲率半径の平均的な曲率半径を意味するとし、この平均的な曲率 半径が肉厚はり小さければよい。

[0020] ここで、図 4は、図 2に示すフレア部 24と対照するためのフレア部の比較例を示す 図である。このうち、図 4 (a)は、曲折部 32の外周部 31の外周曲面の曲率半径 Rが肉 厚はりも大きいフレア部 24を示す。図 4 (b)は、これとは反対に曲率半径 Rを肉厚 tに 較べて小さくはある力 かなり小さくなるように加工したフレア部 24を示している。

[0021] 図 2に示すように、本実施形態のフレア部 24の場合、このフレア部 24の谷部 34の 谷底頂点 34の位置は、チューブ 20の軸線 m方向から見た場合に、首下平面部 33 の範囲 Tに重なり合う位置にある。すなわち、谷底頂点 34を軸線 m方向に延ばした 場合に、首下平面部 33の範囲 Tに含まれる。また、外周部 31の曲率半径 Rの中心 P が谷部 34の谷底頂点 34aの位置より軸線 mの反対側、すなわち外方側にある。 これに対して、図 4 (a)に示すように、曲率半径 Rが肉厚はりも大きい場合には、曲 率半径の中心 Pが谷部 34の内側にあり、このため、谷底頂点 34aの位置が首下平面 部 33の外縁よりも外側にくることになる。この場合、また外周部 31の外周曲面の曲率 中心位置 Pが谷底頂点 34aの位置よりもチューブ 20の軸線 mの側にある。このため、 フレアナット 27を締め付けた場合に、首下平面部 33に作用する荷重により、曲折部 32が弾性的につぶれる方向の変形が起こる。

[0022] これに対して、図 2の本実施形態によるフレア部 24の場合、首下平面部 33と谷底 頂点 34aの位置が重なり合うため、曲折部 32の剛性が高まり、フレアナット 27を締め 付けても、弾性的につぶれ難くなる。このため、首下平面部 33に作用する荷重がフ レア部 24の先端部 30に直接かかり、この先端部 30が大きな荷重で座面 25に線接 触するので、フレア部 24がつぶれて面接触する場合よりも格段にシール性能を向上 させること力できる。 [0023] 一方、図 4 (b)に示すように、曲率半径 Rが肉厚はりも小さくあっても相当程度小さ い場合には、首下平面部 33の内縁よりも内側に谷部 34の谷底頂点 34aの位置がく るため、理屈の上では、曲折部 32の剛性は高ぐつぶれなくなる。しかしながら実際 には、このような曲率に加工をすることは曲折部 32そのものがつぶれて割れが発生 するおそれがある。従って、曲率半径 Rが肉厚はりも相当程度小さい場合には、ある いは外周部 31の曲率半径 Rの中心 Pが谷部 34の谷底頂点 34aの位置より軸線 mの 反対側にある場合には、曲折部 32そのものがつぶれて割れが発生しない限りにお レ、て本願発明は適用可能であり、好ましくは曲率半径 Rが肉厚はりもあまり小さすぎ ないようがよい。

[0024] この点、本発明では、それぞれ外径 6. 35mm, 8mmの鋼材製チューブについて 加工を試みた結果、曲率半径 Rは、チューブ 20の肉厚 tに対して、最小限 0. 8t以上 であれば、加工性の点で全く問題がないことが確認されており、公差その他のバラッ キを考慮すると、 6mm以上の外径があれば、問題がないと考えられる。

[0025] 次に、図 3は、曲率半径 Rと肉厚 tの関係にカ卩えて、フレア部 24の首下平面部 33か ら先端部 30までの距離 Lとの関係を示す。本実施形態のフレア部 24によれば、曲率 半径 Rが肉厚はりも小さくなつていることに加えて、首下平面部 33からチューブ 20の 先端部 30までの距離 Lが、

L1≤L≤L2

であれば、剛性と加工性を両立する上で好適である。

[0026] ここで、 L1は、図 3 (b)に示すフレア部 24における首下平面部 33からチューブ 20 の先端部 30まで距離であり、 L2は、図 3 (a)に示すフレア部 24における首下平面部 33からチューブ 20の先端部 30まで距離である。

[0027] 図 2において、

D1：チューブ外径 ひ：フレア開き角

D2 :フレア部最外径 t :チューブ肉厚

D3 :フレア部先端内径

r：首下平面部からチューブ外周に連続する曲面（第 2曲面）の曲率半径 とすれば、 LI = ( (D1-D3) /2 +r) /tan ( a /2) +t/sin(a/2) +t

L2 = ( (D2-D3) /2-t) /tan ( a /2) +t/sin ( a /2) +t …（2)

の関係がある。

[0028] 図 3 (a)に示したフレア部 24では、曲率半径 Rは、肉厚 tと等しぐかつ首下平面部

33の外縁に谷底頂点 34aの位置が重なっている場合である。

[0029] チューブ 20の先端部 30において、端面 30aの幅を A、この端面 30aの端から谷底 頂点 34aまでの距離を B、端面 30aから谷底頂点 34aまでの距離を Cとする。

[0030] 先端部 30の端面 30aは軸方向と平行であるとすると、

L2=A + B + t --- (3)

である。

チューブ 20の中心から谷底頂点 34aまでの距離は D2Z2— tであり、チューブ 20の 中心から端面 30aまでの距離は、 D3/2であるから、端面 30aから谷底頂点 34aまで の距離を Cは、

C = D2/2-t-D3/2

= (D2-D3)/2-t

である。

一方、

A=t/sin(a/2)、 B = C/tan(a/2)であるから、これらの A、 B、 Cを（3)式に 代入すると（1)式の L1が成り立つことがわかる。

[0031] 図 3 (b)は、曲率半径 Rは、肉厚はりも小さぐかつ首下平面部 33の内縁に谷底頂 点 34aの位置が重なっている場合である。

[0032] 図 3 (a)の場合と同様に、 A、 B、 Cを考えると、

Ll=A + B + t --- (4)

である。

首下平面部 33の内縁からチューブ 20に連続する曲面の曲率半径を rとすると、 チューブ中心から首下平面部 33の内縁までの距離 Eは、

DlZ2 + rである力 、

C = E-D3/2= (Dl-D3)/2 + r である。

そうすると、 A= t/sin ( a /2)、 B = C/tan ( a /2)であるのは図 3 (a)の場合と同 じだ力ら、 （2)式の L1が成り立つことがわかる。

なお、実際にフレア部を加工する場合には、以上のような（1 )式、（2)式が厳密に 成り立つものはなぐ公差を含んで近似的に成り立てばよい。ここで、近似的とは通常 の加工工程で無視できる程度、あるいは使用した場合に無視できる程度の差異をい う。

Claims

請求の範囲

[1] 金属製のチューブの端末に円錐状に拡がるフレア部を形成し、フレアナットを締め 込むことにより、前記フレア部を接続すべき相手方部材の座面に押圧するようにした チューブのフレア形端末構造にぉレ、て、

前記フレア部は、前記相手方部材の座面に当接する先端部と、前記先端部に連続 する曲折部とを有し、

前記曲折部は、外側にある外周部と内側にある谷部とを有し、

前記谷部は頂部である谷底頂点を有し、

前記外周部の外周曲面の曲率半径 Rを当該チューブの肉厚はりも小さくなるように 当該フレア部を加工してなる

ことを特徴とするチューブのフレア形端末構造。

[2] 金属製のチューブの端末に円錐状に拡がるフレア部を形成し、フレアナットを締め 込むことにより、前記フレア部を接続すべき相手方部材の座面に押圧するようにした チューブのフレア形端末構造にぉレヽて、

前記フレア部は、前記相手方部材の座面に当接する先端部と、前記先端部に連続 する曲折部とを有し、

前記曲折部は、外側にある外周部と内側にある谷部とを有し、

前記谷部は頂部である谷底頂点を有し、

前記外周部の外周曲面の曲率中心位置が前記谷底頂点の位置よりも前記チュー ブの軸線の反対側にあるように当該フレア部をカ卩ェしてなる

ことを特徴とするチューブのフレア形端末構造。

[3] 前記フレア部の前記外周部は、前記フレアナットからの押圧力が作用する平面であ る首下平面部に連続しており、

前記谷底頂点の位置が、前記チューブの軸線方向に見た場合に、前記首下平面 部に重なり合う位置にある

ことを特徴とする請求項 1または 2に記載のチューブのフレア形端末構造。

[4] 前記首下平面部は、前記チューブの軸線方向に垂直な面である

ことを特徴とする請求項 3に記載のチューブのフレア形端末構造。

[5] 前記首下平面部の下縁と前記チューブの外周面との間に曲率中心位置を外方に 有する第 2曲面が形成されており、

前記首下平面部は、前記外周部の前記外周曲面と第 2曲面とに接している ことを特徴とする請求項 3に記載のチューブのフレア形端末構造。

[6] 前記曲率半径 Rは、前記チューブの肉厚 tに対して、

0. 8t<R<t

の範囲にある

ことを特徴とする請求項 1または 2に記載のチューブのフレア形端末構造。

[7] 金属製のチューブの端末に円錐状に拡がるフレア部を形成し、フレアナットを締め 込むことにより、前記フレア部を接続すべき相手方部材の座面に押圧するようにした チューブのフレア形端末構造にぉレ、て、

前記フレア部は、前記相手方部材の座面に当接する先端部と、前記先端部に連続 する曲折部とを有し、

前記曲折部は、外側にある外周部と内側にある谷部とを有し、

前記谷部は頂部である谷底頂点を有し、

前記フレア部の前記外周部は、前記フレアナットからの押圧力が作用する平面であ る首下平面部に連続しており、

前記首下平面部の下縁と前記チューブの外周面との間に曲率中心位置を外方に 有する第 2曲面が形成されており、

前記首下平面部から前記チューブの先端までの距離 L (公差含む）が、 L1≤L≤L2

であることを特徴とするチューブのフレア形端末構造。

ここで、

LI = ( (D 1-D3) /2 + r) /tan ( a /2) + t/sin ( a /2) + t

L2 = ( (D2-D3) /2-t) /tan ( a /2) + t/sin ( a /2) + t

D l：チューブ外径 ひ：フレア開き角

D2 :フレア部最外径 t :チューブ肉厚

D3 :フレア部先端内径 r :第 2曲面の曲率半径

[8] 前記首下平面部は、前記外周部の前記外周曲面と前記第 2曲面とに接している ことを特徴とする請求項 7に記載のチューブのフレア形端末構造。

[9] 前記チューブは、外径が 6mm以上のチューブである

ことを特徴とする請求項 1乃至 8のいずれかの項に記載のチューブのフレア形端末構 造。