JP2000035168A - ホース結合構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホース結合構造体は、ホース３０を狭いスペ
ースでカーブさせて引き回しかつ冷温状態にて繰り返し
振動が加わる条件下で使用しても、優れたシール性を備
える。 【解決手段】 ホース結合構造体は、ホース３０に接続
管１０を圧入する。ホース３０は、約０．４９ＭＰａの
内圧を受けたときに、内径変化率Ｄｃが２３％以下に形
成されたホースを用いる。接続管１０の外周面に、リン
グ状に突設されたリング状突部２１，２２，２３を形成
する。リング状突部２１，２２，２３は、該ホース３０
の内径ｄ１とリング状突部２１，２２，２３の外径Ｄ２
とで定義される拡管率Ｔが２５％以上とするように形成
する。また、接続管１０の先端部に、円筒部１８を形成
する。上記円筒部１８は、約３ｍｍ以上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホースに接続管を
挿入することによりホースと接続管とを接続するホース
結合構造体に関する

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のホース結合構造体とし
て、例えば、特開平９−１５９０７７号公報の技術が知
られている。図１４は従来のホース結合構造体にかかる
分岐パイプ１００などを一部破断して示す正面図であ
る。図１４において、ホース結合構造体は、３つの分岐
部１０１，１０２，１０３を有する分岐パイプ１００
と、分岐部１０１，１０２，１０３に圧入された分岐ホ
ース１１１，１１２，１１３とを備えている。分岐部１
０１，１０２，１０３のそれぞれの外周表面には、断面
三角形のリング状突部１０４，１０５が間隔を隔てて２
個設けられている。図１５は分岐部１０１の付近を示す
拡大断面図である。図１５に示すように、リング状突部
１０４，１０５は、先端側から後端側へ向かうほど外径
が拡大する円錐台表面１０４ａ，１０５ａと、円錐台表
面１０４ａ，１０５ａの最大外径から分岐部１０１の一
般部に伸び円錐台表面１０４ａ，１０５ａと鋭角に交差
する鋭角表面１０４ｂ，１０５ｂとを有している。一
方、分岐ホース１１１などは、ＥＰＤＭゴムからなる内
管ゴム層１１１ａと、糸からなりブレード状に網組され
た補強糸層１１１ｂと、ＥＰＤＭゴムからなる外皮ゴム
層１１１ｃとから構成されている。

【０００３】分岐部１０１に分岐ホース１１１を圧入す
る際に、リング状突部１０４，１０５は、分岐ホース１
１１の内径を広げる力を加えるが、この力は、補強糸層
１１１ｂによる拡張を妨げる大きな反力を生じ、つまり
分岐ホース１１１が分岐部１０１を強く締め付ける力と
なる。このように分岐ホース１１１が分岐部１０１に大
きな力にて抜止されるので、クランプを用いることな
く、分岐ホース１１１を分岐部１０１に接続することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ホ
ース結合構造体では、エンジンルーム内にて、分岐ホー
ス１１１を狭いスペースでカーブさせた状態にて使用し
ている場合において、分岐ホース１１１が低温状態でし
かも繰り返し振動を受けると、分岐ホース１１１と分岐
部１０１の先端部の円錐台表面１０４ａとの間に隙間ｋ
が生じて、リング状突部１０４によるシール性が低くな
るという問題があった。

【０００５】本発明は、上記従来の技術の問題を解決す
るものであり、ホースを狭いスペースでカーブさせて使
用しかつ冷温状態にて繰り返し振動が加わる条件下にお
いても、優れたシール性を有するホース結合構造体を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた本発明は、ホースと、
該ホースに圧入された接続管とからなるホース結合構造
体であって、上記ホースは、内圧が加わっていない内径
ｄ１の状態から約０．４９ＭＰａの内圧を受けて内径ｄ
２に拡張したとき、（ｄ２−ｄ１）×１００／ｄ１で定
義される内径変化率Ｄｃが２３％以下となるものであ
り、上記接続管は、その外周面に上記ホースの内径ｄ１
よりその外径Ｄ１が大きくかつリング状に突設されたリ
ング状突部と、該リング状突部と該接続管の先端部との
間に形成され上記ホースの内壁面と密着しかつ上記外径
Ｄ１より小さい外径Ｄ２を有する円筒部とを備え、上記
リング状突部は、該ホースの内壁面を押圧して該ホース
の内壁面の一部を外径Ｄ１へ拡張させたときに、（Ｄ１
−ｄ１）×１００／ｄ１で定義される拡管率Ｔを２５％
以上とするように形成され、上記円筒部は、上記接続管
の軸方向への長さが約３ｍｍ以上に形成されているこ
と、を特徴とする。

【０００７】本発明にかかる接続管のホース接続部に
は、リング状突部が形成されており、このリング状突部
を乗り越えるようにホースが挿入される。リング状突部
の外径は、ホースの内径ｄ１より大径の外径Ｄ１に形成
されているので、ホースに挿入されると、ホースの内壁
面を部分的に拡張する。ホースは、次式（１）で定義さ
れる内径変化率Ｄｃが２３％以下であり、つまり拡径し
ようとする力に対して大きな反力を生じるものである。
ここで、内径変化率Ｄｃは、内径ｄ１のホースに、０．
４９ＭＰａ（５ｋｇ／ｃｍ²）の内圧が加わったときの
変化率を意味している。 Ｄｃ＝ （ｄ２−ｄ１）×１００／ｄ１ …（１） しかも、リング状突部は、ホースを拡径したときに、次
式（２）で定義される拡管率Ｔが２５％以上となるよう
に形成されている。ここで、拡管率Ｔは、内径ｄ１のホ
ースがリング状突部で外径Ｄ１まで拡張される割合を意
味している。 Ｔ＝ （Ｄ１−ｄ１）×１００／ｄ１ …（２）

【０００８】このように、ホースは、流体圧が加わった
ときに拡張を阻止する力が大きく、つまり、接続管のリ
ング状突部を乗り越えて大きく拡径したときに、その反
力による大きな締付力をホース接続部に対して生じる。
このような大きな締付力を有するホースは、ホース接続
部に対して抜けにくいとともに、大きなシール性を得る
ことができ、クリップなどの締結手段を用いなくても、
ホース接続部に確実に接続することができる。

【０００９】また、ホース接続部には、その先端側から
リング状突部にかけて円筒部が形成されている。円筒部
は、ホースをリング状突部にて拡径する手前でホースと
密着している。すなわち、ホースは、ホース接続部の先
端部からリング状突部で拡径する間での間にて、円筒部
にて連続的かつ密着した状態になっている。このような
円筒部は、ホースに振動が加わった場合にも、ホースを
リング状突部まで滑らかな面で密着した状態に維持す
る。したがって、ホースは、該ホースに繰り返し振動が
加わりかつ低温の条件下においても、ホース接続部に対
してシール性を低下させることがない。

【００１０】ここで、円筒部の軸方向の長さは、３〜７
ｍｍであることが好ましい。３ｍｍ以下であると、上記
振動等が加わる条件下におけるシール性の向上という効
果を得られないからであり、一方、７ｍｍ以上である
と、ホースをホース接続部に挿入する際における摩擦力
が大きくなり、挿入作業性がよくない。よって、円筒部
は、上述した範囲であることが好ましい。

【００１１】また、ホースの内径変化率Ｄｃが２３％以
下の値とするために、ホースは、ゴム材料からなる管層
内に、補強糸層を埋設することにより得ることができ
る。補強糸層の好適な構成としては、補強糸をブレード
状に編み込んだもの、補強糸をスパイラル状に巻回した
もの、補強糸をニッティングしたもの、布巻きしたもの
など各種のホースを適用することができる。

【００１２】ホースのゴム材料としては、少なくとも表
層部をＥＰＤＭゴムから形成することが好ましい。これ
は、ＥＰＤＭゴムは、耐オゾン性に優れており、拡管状
態で長期間使用しても、クラックが生じることがないか
らである。

【００１３】さらに、リング状突部は、ホースを拡径さ
せて、シール性を高めるような形状であればよいが、そ
の好適な態様として、円錐台表面と、鋭角表面とから形
成することができる。円錐台表面は、ホース接続部の先
端側から後端側へ向かうほど外径が拡大する形状とす
る。また、鋭角表面は、円錐台表面の最大外径からホー
ス接続部の一般部に伸びて、鋭角に交差するように形成
する。そして、リング状突部の円錐台表面と鋭角表面と
のなす角度を鋭角とする。リング状突部は、ホースに引
張りの応力が作用したときに、円錐台表面と鋭角表面と
で形成されるリング状の角部によって大きな引き抜き力
をもたらす。

【００１４】

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。

【００１５】図１は本発明の一実施の形態にかかるホー
ス結合構造体を示す正面図である。ホース接続構造体
は、自動車のエンジンルーム内に配設されるものであ
る。図１において、ホース結合構造体は、接続管１０
と、この接続管１０の両側に接続されたホース３０，３
１と、接続管１０の中央部に接続された分岐ホース３２
とを備えている。ホース３０，３１は、図示しないエン
ジン及びラジエータとを接続し、分岐ホース３２は、ス
ロットルボディに接続されている。

【００１６】図２は接続管１０及びホース３０，３１の
付近を示す断面図である。接続管１０は、３方向に分岐
しかつガラス繊維強化６−６ナイロンを材料として射出
成形した樹脂性の管体であり、管本体１１と、この管本
体１１の両側に一体形成されたホース接続部１３，１４
と、管本体１１の中央部に突設された分岐管部１５とを
備えている。管本体１１及びホース接続部１３，１４内
には、上記ホース３０，３１に接続される主流路１６が
形成され、さらに分岐管部１５内には、主流路１６に分
岐接続されている分岐流路１７が形成されている。

【００１７】上記ホース接続部１３，１４は、左右対称
で同じ構成であることから、ホース接続部１３を代表し
て説明する。図３はホース接続部１３の付近を拡大して
示す断面図、図５はその寸法を示す図である。図３及び
図５において、ホース接続部１３には、その先端部から
長さＬａだけ円筒部１８が形成されている。この円筒部
１８の外径Ｄ２は、ホース３０の内径ｄ１より大きく形
成されている。この円筒部１８の先端外周部は、Ｒ形状
に形成されている。

【００１８】また、ホース接続部１３の表面には、円筒
部１８から管本体１１の中央部に向けて３列にわたっ
て、リング状突部２１，２２，２３が形成されている。
図４に示すようにリング状突部２１，２２，２３は、断
面直角三角形であり、先端側から後端側へ向かうほど外
径が拡大する円錐台表面２１ａ，２２ａ，２３ａと、円
錐台表面２１ａ，２２ａ，２３ａの最大外径からホース
接続部１３の一般部に伸びかつ上記円錐台表面２１ａ，
２２ａ，２３ａと鋭角に交差する鋭角表面２１ｂ，２２
ｂ，２３ｂとを有している。

【００１９】リング状突部２１，２２，２３は、ホース
接続部１３にホース３０を挿入すると、図５に示すよう
に、ホース３０を拡径させるが、このとき、次式（３）
で定義される拡管率Ｔが２５％以上となるように形成さ
れている。ここに、拡管率Ｔは、内径ｄ１のホース３０
がリング状突部２１，２２，２３の外径Ｄ１まで部分的
に拡張される割合を意味している。 Ｔ＝ （Ｄ１−ｄ１）×１００／ｄ１ …（３） 図６は内径変化率Ｄｃが２２．５％のホースにおける拡
管率Ｔとシール圧との関係を示すグラフである。図６に
示すように、拡管率Ｔとシール圧とは比例関係にあり、
つまり、拡管率Ｔを大きくすると、シール圧が大きくな
る。ここで、自動車の冷却用ホースの場合には、通常の
使用圧は、０．１ＭＰａであるが、設計上の安全率を考
慮して、０．４９ＭＰａ以上のシール圧を確保するため
に、拡管率Ｔが２５％以上であることが望ましい。

【００２０】図７はホース３０を一部破断して示す側面
図である。ホース３０は、ゴム管体内に補強糸から形成
した層を有する３層構造になっており、つまり、ＥＰＤ
Ｍゴムからなる内管ゴム層３１ａと、補強糸をスパイラ
ル状に網組した補強糸層３１ｂと、ＥＰＤＭゴムからな
る外皮ゴム層３１ｃとを積層することにより構成されて
いる。なお、ホース３０は、補強糸をスパイラル状に編
組みするほか、次の条件を満たす限り、図８に示すよう
に、補強糸をブレード状に編組したホース３０Ｂや、図
９に示すように、ニッティング状に編組したホース３０
Ｃであってもよい。

【００２１】このホース３０は、次式（４）で定義され
る内径変化率Ｄｃが２３％以下となるように形成されて
いる。図１０はホース３０が内圧を受けて拡張した状態
を示す。ここに、内径変化率Ｄｃは、内径ｄ１のホース
３０が０．４９ＭＰａの内圧を受けたときに、内径ｄ２
まで拡張される割合を意味している。なお、加圧時にお
ける内径ｄ２は、測定することができないが、ホース３
０の肉厚が加圧時にほとんど変化しないことから、ホー
ス３０の外径を測定して内径ｄ２に換算した値を用いる
ことができる。 Ｄｃ＝（ｄ２−ｄ１）×１００／ｄ１ …（４）

【００２２】ここで、内径変化率Ｄｃを上述した２３％
以下としたのは、以下の理由による。ホース３０に加え
られる内圧と内径変化率Ｄｃとの関係を調べると、図１
１の破線の直線で示すような比例関係がある。０．４９
ＭＰａの内圧で、内径変化率Ｄｃが２３％を超える領域
（図中の実線より上の領域）では、液体圧が加わったと
きの拡張を阻止する力が小さくなり、拡径したときの反
力が十分に得られない。したがって、ホース３０に加え
る内圧として、０．４９ＭＰａを基準に測定すれば、内
径変化率Ｄｃが２３％以下であることが必要となる。こ
のように、内圧に対する内径変化率Ｄｃが小さいこと
は、内圧に対する拡張抵抗力が強いホース３０であるこ
とを意味する。この特性は、ホース３０内に補強糸層３
１ｂを形成することにより得ることができる。

【００２３】ホース３０を形成するゴム材料としては、
少なくとも外皮ゴム層３１ｃをＥＰＤＭゴムから形成す
ることが好ましい。これは、ＥＰＤＭゴムは、耐オゾン
性に優れており、拡管状態で長期間使用しても、クラッ
クが生じることがないからである。

【００２４】上記ホース結合構造において、上記接続管
１０のホース接続部１３に、リング状突部２１，２２，
２３を乗り越えるようにホース３０が挿入されると、リ
ング状突部２１，２２，２３は、ホース３０の内径ｄ１
より大きい外径Ｄ１に形成されているので、ホース３０
の内壁面を部分的に拡張する。ホース３０は、上述した
式（４）で定義された内径変化率Ｄｃが２３％以下であ
り、つまり拡径しようとする力に対して大きな反力を生
じる。

【００２５】このように、ホース３０は、内圧が加わっ
たときに拡張を阻止する力が大きく、つまり、接続管１
０のリング状突部２１，２２，２３を乗り越えて大きく
拡径したときに、その反力による大きな締付力をホース
接続部１３に対して生じている。このような大きな締付
力を有するホース３０は、ホース接続部１３に対して抜
けにくいとともに、大きなシール性を得ることができ、
クリップなどの締結手段を用いなくても、ホース接続部
１３に確実に接続することができる。

【００２６】また、リング状突部２１，２２，２３は、
円錐台表面２１ａと鋭角表面２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと
の間の頂角が鋭角に形成されているので、ホース３０に
引張りの力が作用したときに、大きな引き抜き抵抗力を
生じる。

【００２７】さらに、ホース接続部１３には、その先端
側からリング状突部２１，２２，２３にかけて円筒部１
８が形成されている。円筒部１８は、ホース３０の内径
ｄ１よりやや大きい外径Ｄ２であり、ホース３０をリン
グ状突部２１，２２，２３にて拡径する手前でホース３
０と密着している。すなわち、ホース３０は、ホース接
続部１３の先端部からリング状突部２１，２２，２３で
拡径する間にて、円筒部１８にて連続的かつ密着した状
態になっている。このような円筒部１８は、ホース３０
に振動が加わった場合にも、ホース３０をホース接続部
１３の先端からリング状突部２１，２２，２３まで滑ら
かな面で密着した状態に維持する。したがって、ホース
３０は、該ホース３０に繰り返し振動が加わりかつ低温
の条件下においても、ホース接続部１３に対してシール
性を低下させることがない。

【００２８】次に、上記接続管１０に円筒部１８を形成
したことによるシール性の効果を調べるために、図１２
に示すような試験を行なった。図１２はホース３０を接
続管１０に接続した状態における振動試験を説明する説
明図である。図１２において、ホース３０の一端部を接
続管１０に接続するとともに長さＬｈが１００ｍｍでほ
ぼ直角に曲げた状態にて測定した。このようにホース３
０を曲げたのは、エンジンルームなどの引き回し条件を
考慮したからである。ここで、ホース３０の寸法は、内
径ｄ１がφ１６ｍｍ、肉厚ｔ１は４ｍｍであり、内管ゴ
ム層３１ａの厚さは、２ｍｍ、外皮ゴム層３１ｃの厚さ
は２ｍｍである。また、ホース接続部１３の各寸法は、
図５に示すように、長さＬａを４ｍｍ、長さＬｂを３ｍ
ｍ、長さＬｃを４ｍｍとし、外径Ｄ１を２１．６ｍｍ、
外径Ｄ２を１９．６ｍｍ、高さｈａを１ｍｍとした。図
１２に戻りホース３０の一端部を、架台に固定した接続
管１０の一端部に挿入固定し、他端部を振動板４１に固
定した。この状態にて、−３０℃の雰囲気下において、
振動板４１を１３．３Ｈｚの周期で、７．５ｃｍの振動
幅で振動させ、ホース３０内に流体を流しつつその圧力
を徐々に上げ、接続管１０とホース３０との継ぎ目にて
流体が漏れたときの圧力を求めた。比較例として、円筒
部１８を有しない従来の接続管も同様に調べた。

【００２９】その結果、従来の分岐パイプでは、内圧が
０．１ＭＰａ以下で流体の漏れが生じたのに対して、本
実施例では、０．３５ＭＰａまで漏れを生じなかった。
また、円筒部１８の軸方向の長さを５ｍｍ、７ｍｍとし
た場合についてそれぞれ同様な実験を行なった結果、ほ
ぼ同じ値の耐圧性を確認することができた。

【００３０】すなわち、図１３に示すように、円筒部１
８は、リング状突部２１にてホース３０の一部を拡張し
ても、ホース接続部１３の先端部までホース３０と密着
して、優れたシール性が得られることが分かった。な
お、円筒部１８の長さは、長ければその効果が高められ
るが、７ｍｍ以上であると、ホース３０をホース接続部
１３に挿入する際における摩擦力が大きくなり、挿入作
業性がよくない。よって、円筒部１８は、７ｍｍ以下で
あることが好ましい。

【００３１】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能であり、例えば次のよ
うな変形も可能である。

【００３２】（１） 上記実施の形態では、リング状突
部２１，２２，２３は、円錐台表面２１ａと、鋭角表面
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂとから形成したが、これに限ら
ず、大きなシール力を発生するようにホース３０を拡径
させる形状であれば、その形状は特に限定されない。例
えば、リング状突部の頂角をＲ形状としてホースの挿入
力を小さくしてもよい。また、リング状突部の個数は、
特に制限がなく、ホースの引き抜き力や挿入力を考慮し
て適宜定めることができ、また、複数個設けた場合にそ
れぞれの大きさを変更してもよい。

【００３３】（２） ホースは、その内径変化率Ｄｃを
２３％以下となる機械的強度とするために、上記実施の
形態では、図７ないし図９に示すように補強糸層を形成
したが、補強糸の代わりに布を用いたり、あるいは単層
のゴム材料やエラストマから形成したホースを用いても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態にかかるホース結合構造
体を示す正面図である。

【図２】接続管１０及びホース３０，３１の付近を示す
断面図である。

【図３】ホース接続部１３の付近を拡大して示す断面図
である。

【図４】リング状突部２１，２２，２３の付近を拡大し
て示す断面図である。

【図５】ホース３０の拡管率Ｔを説明する説明図であ
る。

【図６】拡管率Ｔとシール圧との関係を示すグラフであ
る。

【図７】ホース３０を一部破断して示す側面図である。

【図８】他のホース３０Ｂを一部破断して示す側面図で
ある。

【図９】さらに他のホース３０Ｃを一部破断して示す側
面図である。

【図１０】ホース３０が内圧を受けて拡張した状態を説
明する説明図である。

【図１１】ホース３０の内圧と内径変化率Ｄｃとの関係
を示すグラフである。

【図１２】ホース３０を接続管１０に接続した状態にお
ける振動試験を説明する説明図である。

【図１３】接続管１０の円筒部１８の作用を説明する説
明図である。

【図１４】従来の分岐パイプ１００を一部破断して示す
説明図である。

【図１５】従来の分岐パイプ１００の課題を説明する説
明図である。

【符号の説明】

１０…接続管 １１…管本体 １３，１４…ホース接続部 １５…分岐管部 １６…主流路 １７…分岐流路 １８…円筒部 ２１，２２，２３…リング状突部 ２１ａ，２２ａ，２３ａ…円錐台表面 ２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ…鋭角表面 ２１…リング状突部 ３０，３１…ホース ３０Ｂ…ホース ３０Ｃ…ホース ３１ａ…内管ゴム層 ３１ｂ…補強糸層 ３１ｃ…外皮ゴム層 ３２…分岐ホース ４１…振動板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 徳雄 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 3H017 BA01 KA03 3H111 AA02 BA12 CB04 CB11 CB14 CB27 CB29 CC02 CC07 DA12 DA14 DB20

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホースと、該ホースに圧入された接続管
   とからなるホース結合構造体であって、 上記ホースは、内圧が加わっていない内径ｄ１の状態か
   ら約０．４９ＭＰａの内圧を受けて内径ｄ２に拡張した
   とき、（ｄ２−ｄ１）×１００／ｄ１で定義される内径
   変化率Ｄｃが２３％以下となるものであり、 上記接続管は、その外周面に上記ホースの内径ｄ１より
   その外径Ｄ１が大きくかつリング状に突設されたリング
   状突部と、該リング状突部と該接続管の先端部との間に
   形成され上記ホースの内壁面と密着しかつ上記外径Ｄ１
   より小さい外径Ｄ２を有する円筒部とを備え、 上記リング状突部は、該ホースの内壁面を押圧して該ホ
   ースの内壁面の一部を外径Ｄ１へ拡張させたときに、
   （Ｄ１−ｄ１）×１００／ｄ１で定義される拡管率Ｔを
   ２５％以上とするように形成され、 上記円筒部は、上記接続管の軸方向への長さが約３ｍｍ
   以上に形成されていること、 を特徴とするホース結合構造体。