JP2002098284A - アイジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［課題］ アイジョイントの軽量化を十分に図ると共
に、その強度を保持し、小形化したアイジョイントを得
ること。 ［解決手段］ アイジョイントの胴部、上・下平坦面部
および軸部を塑性加工による流線組織とし、胴部および
上、下平坦面部の肉厚を略同一厚さとし、アイボルトの
締付力を胴部の中空円柱で垂直に受け止め、胴部の外径
をアイボルトの頭部寸法と略同一とし、胴部、上・下平
坦面部および軸部を一体として形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】［産業上の利用分野］ この発明は、自動
車の燃料パイプやブレーキホース等の端部に取付けられ
る接手でアイジョイントとして称せられている製品に関
する。

【０００２】［従来の技術］ 第１０図はアイジョイ
ント１０２をアイボルト１０１によりパッキン１０３を
介して構造物１０４に組付けられた断面図を示す。液体
は矢印の方向または逆の方向に流れる。圧力の加わった
液体はパッキン１０３により漏れ止めされる。流体の圧
力および流量によりアイジョイントの肉厚と胴部内の空
間および流通径寸法が決められている。またアイボルト
の締付軸力もその流体によって増減される。

【０００３】従来のアイジョイントは、第７図に示す如
く先づ軸付球体をプレス加工等により製作し、次に平坦
面となるところを切削またはトリミングする。第７図の
点斜線によって示す。次にアイボルトが挿入される穴を
前記平坦面の中央にドリル加工による穴明し、次に胴部
の内部を切削加工によってえぐり取り、流体が流れる空
間を作る。次に軸部の中心にドリル加工により穴明し
て、胴部内部と導通可能とし、次に軸部内径をねじ加工
して完成させている。このことからもわかるように軸付
球体が中実体であることがわかり、材料を多く要してい
る。また、加工は切削工程による工程が多工程を要して
いるので加工工数も多くなり、高価となる。

【０００４】アイジョイントをプレス加工によって製作
する方法が提案されているが、第８図に示す如く、軸付
中空球体の一部分を軸部と平行にそれぞれ切り取って二
つの平行面とした形となっている。この提案ジョイント
の平坦面積は中空球体の切り欠き断面積でもある。一般
にアイジョントの平坦面積はこのアイジョイントと一緒
に用いられるアイボルトの座面面積または、パッキンの
平面面積と同等な面積が必要とされているので、中空球
体の切り欠き断面積をその面積と同じとするにはアイジ
ョイント胴部の肉厚を厚くすることとなり、材料を多く
要することとなる。アイジョイントの平坦面面積が不足
すると、アイジョイントからの液体漏れや、アイボルト
の締付けから生じるパッキンの陥没によってアイボルト
の軸力が低下する。この低下によりアイボルトにゆるみ
が生じ、アイジョイントから液体漏れが生じアイジョイ
ントとしての役目をはたせなくなる。

【０００５】第８図に示す提案のアイジョイントの胴部
は湾曲形状となっている。このアイジョイントの平坦面
にアイボルトの締付軸力が加わると、平坦面間は圧縮荷
重を受け縮む作用が仂き、胴部は外方向へ膨む作用が仂
く。胴部の肉厚がこのアイボルトの締付軸力に耐えられ
ないときは胴部は外側へ膨らみ、平坦面間は縮小するか
ら液体洩れを生じアイジョイントの役目を果せなくな
る。胴部の変形、平坦面間の縮みを防ぐには胴部の肉厚
を相当厚くしなければならない。これでは材料を多く要
する。

【０００６】発明が解決しようとする手段 上述したように従来のアイジョイントは、第６図および
第７図で説明すると、無垢（むく）の軸付球体５０から
平坦面に相当するところを切削によって削り取ってい
る。これは第７図の５１で示す点斜線の部分であり、第
６図に示す平坦面６１となるものである。次にアイボル
トが挿入される穴６３をドリルによって切削され穴があ
けられる。これを第６図で示せば穴６３である。つづい
て胴部内部をバイトでえぐり流体が通る空間を作る。こ
れを第６図で示せば空間６４である。つづいて軸部６２
の中心にドリル加工により穴を明け、胴部６４と連通さ
せる。最後に軸部６２の中心にめねじを切削加工する。
この説明からわかるように無垢の軸付球体５０から上・
下平坦面を作るため第７図の点斜線部分５１を削りと
り、次にアイボルトを挿入する穴６３を削って穴明し、
つづいて胴部の内部空間６４をえぐり削って作り、次に
軸部６２の軸心にドリルで穴をあけて胴部内部空間と連
通し、最後に軸部の内部にめねじ加工してアイジョイン
トとしている。これら全ての工程は切削によっており、
それによって発生する切屑はすべて廃却するもので材料
の無駄な消費となっている。

【０００７】このようにして出来上ったアイジョイント
の肉厚は繊維の流れを寸断されているので冷間鍛造の効
果は無くなっていて、塑性加工による加工硬化した流線
組織の肉厚より厚くしなければならない。これによる材
料の無駄がある。

【０００８】また、胴部の外側の形は素材の軸体球体の
球部の一部を残して凸球面となっていて無益な余肉をも
った形となっている。これによりアイジョイントの外側
寸法は不必要な大きさになっていて、これがためアイジ
ョイントの使用場所に制限が生じる。本発明はアイジョ
イントを小形化することを課題の一つとしている。

【０００９】また、プレス加工によるアイジョイントが
提案されているが、第８図に示す如くその胴部７０は外
方向へ湾曲している。この胴部７０にアイボルトの締付
力が加工わると外方向への曲げ作用が仂くこととなり、
締付力の増加が加わるとついに変形することとなる。ま
た上・下平坦面７１は、素材の軸付中空球体を軸部７２
と平行に二方向切り取ったもので輪っぱ状の面となって
いる。一般にアイジョイントの上・下平坦面は、このア
イジョイントと一緒に使用するパッキンの平面積と同程
度の面積が要求されるのでその要求を満足するには胴部
７０の肉厚を厚くする必要が生じる。また、この胴部の
肉厚を薄くする――軽量化するとこの輪っぱ状の切り口
の面積は不足する。この平坦面面積の不足はアイボルト
のゆるみにつながる。この軽量化のとき、胴部の外側寸
法をアイボルト二面巾寸法程度にするとアイボルト外径
と胴部内径との隙間が大きくなり両者の間に芯ずれが生
じ、液体洩れの不具合になる。

【００１０】課題を解決するための手段 一般に金属材料の中には塑性加工を受けて加工硬化し流
線組織となり強度は素材のときより２０〜３０％向上す
る。本発明はこの性質を利用するものである。

【００１１】本発明の成形過程を第９図および第１１図
で説明する。棒材を切断し、プレス加工によって第１１
図の半球状の底付中空円柱体（ａ）とし、次に同中空円
柱体の開口端をプレス加工によって絞り中空軸部（ｂ）
とし、次に胴部に相当する部分をプレス加工によって中
空球体（ｃ）とする。次に第９図に示す金型２０１に中
空軸付球体２０３を挿入する。この金型２０１は一方を
切り開いてあって中空軸付球体の軸部が上下方向にスム
ーズに動けるようになっている。そして、上・下パンチ
２０２の両方から押圧する。中空軸付球体は上・下パン
チ２０２の平端面の押圧縮を受けて平坦面を形成すると
同時に中空球体は金型２０１の内部面で拘束を受けて中
空円柱体に成形される。この工程により上・下平坦面部
と、中空円柱体の胴部と、中空軸部とからなるアイジョ
ントが形づくられる。胴部の外径・上・下平坦面間の
巾、軸部のめねじ、および胴部と上・下平坦面部の肉厚
は使用されるアイボルトの使用條件―締付力、流量、液
圧等に適合した寸法とする。つづいて上・下平坦面の中
心にアイボルトを挿入する穴をドリル加工によって穴あ
けする。最後に中空軸部のめねじ加工をする。

【００１２】以上によって出来たアイジョイントは、胴
部および上・下平坦面部の肉厚は加工硬化した流線組織
であるので素材から削り出して製作したものより薄くす
ることができ、軽量化できる。胴部は上・下平坦面部と
垂直に構成されているので、アイボルトの締付力は胴部
の中空円柱体で垂直に受け止めることになる。これによ
り胴部は外方へ変形することは生じない。

【００１３】胴部を第５図に示す如く、外周に複数のリ
ブを設けることにより胴部はアイボルトの締付力に対し
て一層強固となる。

【００１４】胴部の外側には余分な肉厚はないので、ア
イジョイントを小形化できる。

【００１５】この方法によって出来たアイジョイントの
上・下平坦面の平面積は、パッキンの平面積と略同一で
あるので、平坦面面積の不足から生じるアイボルトのゆ
るみ、パッキンの陥没、およびアイジョイントからの液
体の漏れは防止できる。

【００１６】発明の実施の形態 第１図から第４図に基づいて本発明の実施の形態につい
て説明する。第１図は本発明のアイジョイントの平面図
を示し、１は胴部、４は軸部、５はアイボルトが挿入さ
れる實通穴を示す。第２図はアイジョイントの側面図で
２および３は平坦面部で、この面でアイボルトの座面と
構造物の面とがパッキン１０３を介して接面する。第３
図は本発明のアイジョイントの軸部を含む横断面であ
り、アイジョイントの胴部内は空間となっていることを
示す。また軸部４の内径にはめねじが加工されていて、
ホース金具と接続が可能となっている。第４図は第３図
と直角方向のアイボルト挿入穴５の中心部より断面とし
た図で、軸部４の内部が見える図を示している。胴部
１、上・下平坦面２および３の肉厚は略同一であること
を示している。また軸部４の外径寸法は、胴部の巾、別
な表現では平坦面部２と平坦面部３の間であるが、その
巾より若干小さくしてある。アイジョイントを構造物に
取付やすくしてある。胴部１の外径は、アイボルトの頭
部外径またはパッキン１０３と略同一となっている。こ
れによりアイボルトの締付力を胴部１の中空円柱で受け
る。この胴部の中空円柱は、上平坦面２と垂直であると
ともに下平坦面３とも垂直な構造であるから、アイボル
トの締付力を垂直に受ける。したがって胴部は、外方へ
湾曲変形を生じない。また、上平坦面２と下平坦面３と
は互いに平行になっているからアイボルトの締付力は、
上下のパッキン１０３を介して構造物１０４に有効に作
用する。このパッキン１０３により気密性も有効に作用
する。胴部１の内部は空間となっていて、軸部４の内径
とつながっている。液体はこの空間を通過するのである
が、流量と液圧とより空間の大きさを決めこととなる。
すなわち胴部１の肉厚、上・下平坦面の肉厚および上・
下平坦面間の巾はアイボルトの使用條件によって決って
くる寸法である。また軸部４の大きさも同様にアイボル
トの使用條件により決めることとなる。

【００１７】このように構成されたアイジョイントは、
アイボルトの締付力を胴部の中空円柱で垂直に受けそし
て十分に耐えるから胴部が外方へ変形することはない。
上・下平坦面はパッキンと略同一の面積をもち、液体の
漏れを十分に防ぐことができる。また、胴部の外径寸法
をアイボルト頭部外径と略同一としたので、アイジョイ
ントの小形化にも有効となる。

【００１８】本発明のアイジョイントの実施の一例とし
て、下記の寸法構成のものが達成できる。アイボルトの
呼び径（ねじ呼び径）ｄを基準として、アイジョイント
の各部は、胴部外径は１．６〜１．８ｄ、上・下平坦面
間の巾は０．８〜１．０ｄ、アイボルトの挿入穴はｄプ
ラス０．１〜０．２ｍｍ、胴部および上・下平坦面部の
肉厚は０．１２〜０．２ｄ、軸部の大きさおよびめねじ
は、アイボルトのねじの大きさと比例して管接手の１／
８″〜３／８″を選択する。これらの寸法は、アイボル
トの使用條件により、それに適合したものとする。

【００１９】上述によるアイジョイントの寸法を表１に
示す。 表１より、アイジョイント胴部に負荷されるアイボルト
の締付力は、９．２ｋｇｆ／ｍｍ^２から１８ｋｇｆ／ｍ
ｍ^２であり、胴部の強度の１／３以下である。このこと
より、胴部はアイボルトの締付力によって外方へ湾曲に
変形することはない。また、アイジョイント胴内部の空
間断面積は、アイボルト軸の穴の断面積とほぼ同じであ
るからアイジョイント内部で流れる液体が阻害されるこ
とはない。

【００２０】発明の効果本発明は、上述のように塑性加
工によって加工硬化し、強度が向上した肉厚をもつ胴
部、上・下平坦面部および軸部からなり、胴部、上・下
平坦面部の肉厚をアイボルトの締付力に抗するように強
度をもち、その締付力を胴部の中空円柱が垂直直に受止
めて胴部の変形を防ぐ構成してなっている。よって従来
のアイジョイントより肉厚を薄くすることができる。ま
た、胴部の外側には余分な肉はついていないので小形化
ができる。また、製造工程は、穴あけおよびめねじ加工
以外は全て冷間加工によって達成できるので加工費も安
価となる。上・下平坦面の面積は、パッキンの平面積と
略同一であるので、平坦面面積の不足から生じるアイボ
ルトのゆるみ、パッキンの陥没、およびアイジョイント
からの液体の漏れは防止できる。

【図面の簡単な説明】

【第１図】：本発明のアイジョイントの正面図

【第２図】：本発明のアイジョイントの側面図。

【第３図】：第１図のアイジョイントの側面図で、胴部
と軸部の断面図。

【第４図】：第１図のアイジョイントの胴部中心より横
断したもので、第３図と直角方向に異なるもので、胴内
部より軸内部を見たもの。

【第５図】：本発明のアイジョイントの正面図で、胴部
にリブを設けたもの。

【第６図】：従来のアイジョイントの断面図。

【第７図】：従来のアイジョイントで、加工前の素材を
示す。

【第８図】：従来のアイジョイントの断面図。

【第９図】：本発明のアイジョイントの成形用金型で、
一部断面を示す。

【第１０図】：従来のアイジョイントの使用例で、断面
を示す。

【第１１図】：本発明のアイジョイントの成形工程説明
図。

【符号の説明】

１：本発明のアイジョイントの胴部、２：同じく上平坦
面、３：同じく下平坦面、４：同じく軸部、５：同じく
アイボルト挿入穴、６：同じく胴部のリブ、６０：従来
のアイジョイントの胴部、６１：従来のアイジョイント
の平坦面、６２：従来のアイジョイントの軸、６３：従
来のアイジョイントのアイボルト挿入穴、１０１：アイ
ボルト、１０２：従来のアイジョイント、１０３：パッ
キン、１０４：構造物 ２０１：本発明のアイジョイントの成形用金型、２０
２：パンチ、２０３：本発明のアイジョイントの成形途
中の素材で、中空軸付球体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空胴部とアイボルトを挿入する穴を
   中央にもつ上平坦面部と下平坦面部および軸部の中心に
   管接手用の内ねじとからなるアイジョイントにおいて、
   中空胴部の外側寸法を該アイボルトの頭外径寸法と略同
   一とし、中空胴部は上・下平坦面部とほぼ垂直にし、中
   空胴部と上・下平坦面部の厚みは略同一で、中空胴部、
   上・下平坦面部および軸部を塑性加工による加工硬化を
   もつ流線組織によって一体構造で構成したアイジョイン
   ト。