JP2002286177A - 管体の結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管体に形成されているフレア部が管体の長手
方向にて塑性変形し難い管体の結合構造を提供する。 【解決手段】 管体１３に形成されているフレア部１４
は、その径を管体１３の先端近傍で拡大し、更に管体１
３の先端を絞って、該先端を管体１３の長手方向に突出
させてなる。フレア部１４の内側に形成された環状の内
周溝１４ａの幅（管体１３の長手方向の開口幅）が実質
的に零にされている。また、幅（管体１３の長手方向の
開口幅）が実質的に零にされている内周溝１４ａの内径
ｒ₁を管体１３の外径ｒ₂未満にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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１
０１ａ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１０
１ａに螺合させている。管体１０３は、フレアナット１
０２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１
０３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１
０３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１
０１ｂ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１０
２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１
０２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
ている。

【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ている。つま
り、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ている。

【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
ている。この様な形状のフレア部は、その絞られた先端
部が管体の長手方向にて塑性変形し難い。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１
１ａ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１
２ａ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１
４ａ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１
４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２
２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ている。
つまり、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
りも小さくしている。この様な形状のフレア部は、その
絞られた先端部が管体の長手方向にて塑性変形し難い。
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、１
４…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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 博行 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3H014 EA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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た管
   体の結合構造。
2. 【請求項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た管体の結合構
   造。