JP2005048857A - ホース接続構造およびホース接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造コストを上昇させることなく、締結力およびシール性に優れた分岐ホースが得られる、ホース接続構造およびホース接続方法を提供する。
【解決手段】 リング状のストッパ３を外周面に有するニップル部２を複数備えたホースジョイント１にホース４を接続するにあたり、ストッパ３は、その一方の面３ａをホース４の端面４ａ全体を覆うように形成するとともに、他方の面３ｂをテーパ状に形成したものとする。ホース４をその端面４ａがストッパ３に当接するまでニップル部２に外嵌したのち、その結合部を金型内に配置し、この金型内に樹脂またはゴムからなるカバー材を射出成形することにより、ホース端部４とホースジョイント１とをカバー材で形成された被覆層５で一体に被覆する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として２方向分岐ホース、３方向分岐ホースなどの分岐部に用いられるホースの接続構造に関し、特に自動車のラジエータホースやブローバイホースなどの分岐部に用いられるホースの接続構造に関する。

近年、自動車のエンジンルーム内の限られたスペースに搭載する部品点数が増加する傾向にあり、これら部品間を接続する各種ホース類の設置がいっそう困難な状況になっている。このような場合、設置スペースを節約できる分岐ホースを用いることが極めて有効である。

（従来技術１）
このような分岐ホースとしては、図２に示すように、樹脂製のホースジョイント１１のニップル部１２にそれぞれゴムホース１４を挿通したものを金型内に入れ、樹脂やゴムなどのカバー材を射出成形することにより、ゴムホース１４とホースジョイント１１とを一体に被覆する被覆層１５を形成した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この分岐ホースでは、それぞれのゴムホース１４はカバー材の射出圧力および冷却時の被覆層１５の収縮による緊縛力によってニップル部１２に締結される。

さらに、締結部にある程度（１気圧以上）のシール性（気密性）が要求される場合は、ゴムホース１４を挿通する前にニップル部１２の外表面に接着剤を塗布しておき、ゴムホース１４内面と接着させることが行われている。

ところが、上記分岐ホースでは、カバー材からなる被覆層１５で被覆する前にはゴムホース１４の端面１４ａが露出しているため、カバー材を高圧で金型内に注入する際に、このゴムホース１４の端面１４ａにカバー材を介して射出圧力が掛かり、ゴムホース１４がホースジョイント１１から抜ける方向に移動してしまう、いわゆる「抜け」が発生することがある。このような抜けが発生すると、ニップル部１２の外表面に塗布した接着剤が剥離して接着不良が発生し、所要のシール性が得られず不良品となってしまう。

一方、このような抜けを防止するために射出圧力を低下させると、金型内へのカバー材の充填が不十分となることにより、被覆層１５の端部の厚さが薄くなって締結力の不足やシール性の低下を招き、この場合も不良品となってしまう問題があった。

また、抜けを防止するために、ニップル部１２の外表面に突起や鋸刃状等の溝を設けることも行われているが、この場合は締結時や使用時にゴムホース１３内面が突起や鋸刃状等の溝の尖がった部分により傷付きやすく、耐久性やシール性に問題が生じることが多い。

（従来技術２）
また、図３に示すように、上記従来技術１の分岐ホースに対して、ニップル部１２に鍔状のストッパ１３を設けたものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。

このストッパ１３は本来、ゴムホース１４をニップル部１２に挿入する長さを規定するための位置決めの役目として設けられるものである。このようなストッパ１３を設けたことにより、ゴムホース１４をニップル部１２にストッパ１３に当接するまで挿入すると、ゴムホース１４の端面１４ａがストッパ１３の一方の面（接触面）１３ａで覆われて外部に露出することがないので、その後のカバー材の射出成形時にこの端面１４ａに射出圧力が係ることがなく、ゴムホース１４の抜けが発生することがない。

ところが、このストッパ１３の存在によりカバー材の射出成形時において、ストッパ１３の反対側の面（非接触面１３ｂ）の付け根部１３ｃ近傍はカバー材の流れが不十分となるため、射出成形後この部分に気泡が残存し、ホースジョイント１１と固化したカバー材である被覆層１５との密着が阻害されて締結力の不足やシール性の低下を招き、この場合も不良品となってしまう問題がある。

（従来技術３）
また、上記のような鍔状のストッパを設ける代わりに、図４に示すように、ホースジョイント１１の本体部１６の外径をニップル部１２の外径よりも大きくした構成のものが開示されている（例えば、特許文献３参照）。

この構成も本来、ゴムホース１４をニップル部１２に挿入したときにゴムホース１４の位置決めを目的とするものである。このような構成とすることにより、ゴムホース１４をニップル部１２に本体部１６の端面１６ａに当接するまで挿入すると、ゴムホース１４の端面１４ａが本体部１６の端面１６ａで覆われて外部に直接露出することがないので、その後のカバー材の射出成形時にこの端面１４ａに射出圧力が係ることがなく、ゴムホース１４の抜けが発生することがない。さらに、上記従来技術２の鍔状のストッパ１３を設けた場合のように、カバー材の流れが不十分となる部分が存在しないので射出成形後にも気泡が残存することがなく、十分な締結力およびシール性が得られうるものである。

しかしながら、本体部１６の外径を従来技術１および２のものより大きくする必要があることから、単価の高いホースジョイント１１の材料使用量が増大して分岐ホースの製造コストが上昇する問題がある。
特開平６−５８４８３号公報（段落［０００８］〜［００１２］、図１） 特開平９−３２９８８号公報（段落［００２１］、図１） 特開昭６２−２３３５９１号公報（第３頁、第２図）

そこで本発明は、製造コストを上昇させることなく、締結力およびシール性に優れた分岐ホースが得られる、ホース接続構造およびホース接続方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、リング状のストッパを外周面に有するニップル部を複数備えたホースジョイントと、前記ストッパで位置決めされ前記ニップル部に外嵌するホース端部と、このホース端部を前記ニップル部に外嵌した状態で、前記ホース端部と前記ホースジョイントとを一体に被覆する被覆層とからなるホース接続構造であって、前記ストッパは、一方の面が前記ホース端部の端面全体を覆うように形成されるとともに、他方の面がテーパ状に形成されたものであることを特徴とするホース接続構造である。

請求項２に記載の発明は、前記被覆層が、樹脂またはゴムからなるカバー材を射出成形することにより形成されたものである請求項１に記載のホース接続構造である。

請求項３に記載の発明は、前記ホース端部と前記ニップル部とが接着剤により接合されたものである請求項１または２に記載のホース接続構造である。

請求項４に記載の発明は、リング状のストッパを外周面に有するニップル部を複数備えたホースジョイントにホース端部を接続するにあたり、前記ストッパは、一方の面を前記ホース端部の端面全体を覆うように形成するとともに、他方の面をテーパ状に形成したものとし、前記ホース端部をその端面が前記ストッパに当接するまで前記ニップル部に外嵌したのち、前記ホース端部と前記ホースジョイントとを金型内に配置し、この金型内に樹脂またはゴムからなるカバー材を射出成形することにより、前記ホース端部と前記ホースジョイントとを前記カバー材で形成された被覆層で一体に被覆することを特徴とするホース接続方法である。

本発明は以上のように構成されているので、射出成形時にホースの抜けが発生することがなく、かつ、射出成形後ストッパの付け根近傍に気泡が残存することがないため、締結力およびシール性に優れたホース接続構造を提供できる。さらに、単価の高いホースジョイントの材料使用量を従来技術１，２と同等程度とすることができ、製造コストの増加を招くことがないため、かかるホース接続構造を備えた分岐ホースを低コストで提供できる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しつつ詳細に説明する。

本発明の実施に係るホース接続構造は、図１に示すように、リング状のストッパ３を外周面に有するニップル部２を複数備えたホースジョイント１と、ストッパ３で位置決めされニップル部２に外嵌するホース端部４と、このホース端部４をニップル部２に外嵌した状態で、ホース端部４とホースジョイント１とを一体に被覆する被覆層５とから構成されている。そして、ストッパ３は、一方の面、すなわちホース端部４の端面４ａと接触する側の面（以下、「接触面」という。）３ａが端面４ａ全体を覆うように形成されるとともに、他方の面、すなわち接触面３ａとは反対側の面（以下、「非接触面」という。）３ｂがテーパ状に形成されたものとする。

これにより、ホース端部４が位置決めのためストッパ３に当接するまでニップル部２に差し込まれたとき、その端面４ａ全体がストッパ３の接触面３ａで完全に覆われるため、外部に直接露出する部分が存在しない。これにより、上記従来技術２および３と同様、その後カバー材を射出成形した際に端面４ａにカバー材を介して射出圧力が掛かることがなく、ホース端部４の抜けが発生することがない。ホース端部４の端面４ａ全体をストッパ３の接触面３ａで完全に覆うためには、ストッパ３の接触面３ａの外径はホース外径と同じか大きくする必要があるが、これを過度に大きくするとカバー材の射出成形後の被覆層５の外径も大きくする必要があり、設置スペース節約の観点からは好ましくないので、ホース外径と略同じとすることが推奨される。また、ホース端部４の端面４ａは、通常、ホースの軸に対して垂直に切断されて形成されるので、ストッパ３の接触面３ａもこれに合わせてホースジョイント１の軸に垂直に形成するのがよい。

ストッパ３の非接触面３ｂはテーパ状に形成されているので、非接触面３ｂの付け根部３ｃ近傍の部分においても射出成形時にカバー材の流れが不十分となることがなく、射出成形後に気泡が残存することがない。したがって、カバー材が固化した被覆層５とホースジョイント１の本体部（ニップル部２を除く部分）６との密着が十分に行われ、優れた締結力およびシール性が得られる。カバー材の流れをより円滑なものとするためには、テーパの角度（ホースジョイント１の平行部に対する傾斜角）はできるだけ小さい方が望ましいが、本体部６の長さが長くなりすぎ、またホースジョイント１の材料使用量も増加して製造コストも増大するので、２０〜７０°、さらには３０〜６０°、特に４０〜５０°の範囲とするのが好ましい。なお、テーパの角度は、必ずしも図１に示すような一定のものに限られず、長手方向で徐々に変化するようにしてもよい（すなわち、テーパの軸断面形状を、直線状に限られず、曲線状または折れ線状としてもよい）。

ホースジョイント１は、ある程度剛性を必要とすることから金属製でもよいが、軽量化・耐食性の観点から樹脂製のものが推奨される。また、カバー材としては、射出成形に一般的に用いられる樹脂またはゴムを使用目的や使用環境等に応じて適宜選択して用いることができる。

さらに、ホース端部４をニップル部２に挿入する前に、ニップル部２の外表面に接着剤を塗布しておくことが好ましい。上記構成により、ホース端部４の抜けが発生することがないので、カバー材の注入時に接着剤が剥離することがなく、ホース端部４とニップル部２との密着性が維持され、より完全なシール性が確保される。

図１においては、ニップル部２の数は３つ（すなわち、２方向分岐ホース）としたが、これに限られるものでなく、４つ（すなわち、３方向分岐ホース）またはそれ以上の場合でも当然に適用できるものである。また、分岐ホースに限られず、ニップル部の数が２つの場合（すなわち、単にホースを接続する場合）にももちろん適用できるものである。

上記図１に示す構成のホース接続構造は、以下のようにして形成できる。

ホースジョイント１のニップル部２に必要により接着剤を塗布した後、ホース端部４をストッパ３に当接するまで挿入する。次いで、このホース端部４とホースジョイント１とからなる結合部を金型内に配置し、この金型内に、加熱溶融した樹脂またはゴムからなるカバー材を高圧で注入する。注入されたカバー材は金型内の空気を排出しつつ金型内全体に充填され、ホース端部４とホースジョイント１との露出した外表面を覆う。

この際、ストッパ３の接触面３ａはホース端部４の端面４ａ全体を覆っているので、端面４ａがカバー材を介して加圧されることがなく、ホース端部４の抜けが発生することがない。このため、ニップル部２に接着剤を塗布した場合でも接着剤が剥離することがない。

また、ストッパ３の非接触面３ｂはテーパ状に形成されているので、非接触面３ｂの付け根３ｃ近傍においてもカバー材の流れが不十分となることがなく、この部分に気泡が残存することがない。

金型内全体に充填されたカバー材は、その後冷却され固化して一体の被覆層５となり、さらに室温まで冷却される間に収縮して縮径し、ホース端部４を締め付けてニップル部２に密着させると同時に、ホースジョイント１の本体部６には被覆層５自身が直接密着するので、優れた締結力とシール性を備えたホース接続構造が得られる。

本発明の効果を確認するため、以下の試験を実施した。
（実施例）
実施例として、図１に示す構成のホース接続構造を備えた分岐ホースの作製を行った。ホースジョイント１は、ＰＡ６６＋ＧＦ３０質量％の合成樹脂製とし、ニップル部２および本体部６の外径は１５ｍｍとした。ストッパ３は、その高さは接続するゴムホース４の厚みと同じ４ｍｍとし、ゴムホース４の端面４ａと接する側の面３ａはホースジョイント１の平行部に対して垂直とし、反対側の面３ｂは平行部に対して４５°のテーパ状とした。また、ニップル部２の長さ（すなわち、ゴムホース４と接合する部分の長さ）は１２ｍｍとした。
そして、ニップル部２にゴム溶剤系の接着剤を塗布したのち、ゴムホース４をその端面４ａがストッパ３に当接するまで挿入した。次いで、この接続部を金型内に配置し、カバー材として１８０℃で溶融状態としたＧＲゴムを５ＭＰａの射出圧力で金型内に注入し、冷却固化させて外径２３ｍｍの被覆層５を形成し、分岐ホースを作製した。
（比較例）
比較例として、図２に示す構成のホース接続構造を備えた分岐ホースの作製を行った。本比較例に係る分岐ホースは、上記実施例のものとは、ストッパ３がないだけでその他の構造およびサイズは同じであり、カバー材の射出成形の条件も同様とした。
（試験結果）
カバー材の射出成形時において、上記比較例の場合にはゴムホースが数ｍｍ移動する抜けが発生したのに対し、上記実施例の場合にはゴムホースの抜けは全く認められなかった。また、作製された分岐ホースについて、気密試験を実施したところ、比較例の分岐ホースでは０．３ＭＰａで漏れが発生したのに対し、実施例の分岐ホースでは１．０ＭＰａでも漏れは発生しなかった。さらに、分岐ホースの締結部の断面を観察したところ、比較例ではニップル部２とゴムホース４との間の接着剤が剥離しているのが見られたのに対し、実施例では接着剤の剥離は全く見られず健全な接合状態が維持されていた。また、実施例において、ストッパ３のテーパ状の面３ｂの付け根部３ｃ近傍にも気泡の残存は見られなかった。

本発明の実施に係るホース接続構造の概略構成を説明する断面図である。 従来技術１のホース接続構造の概略構成を説明する断面図である。 従来技術２のホース接続構造の概略構成を説明する断面図である。 従来技術３のホース接続構造の概略構成を説明する断面図である。

符号の説明

１：ホースジョイント
２：ニップル部
３：ストッパ
３ａ：接触面 ３ｂ：非接触面 ３ｃ：付け根部
４：ホース端部
４ａ：端面
５：被覆層
６：ホースジョイント本体部

Claims (4)

1. リング状のストッパを外周面に有するニップル部を複数備えたホースジョイントと、前記ストッパで位置決めされ前記ニップル部に外嵌するホース端部と、このホース端部を前記ニップル部に外嵌した状態で、前記ホース端部と前記ホースジョイントとを一体に被覆する被覆層とからなるホース接続構造であって、
   前記ストッパは、一方の面が前記ホース端部の端面全体を覆うように形成されるとともに、他方の面がテーパ状に形成されたものであることを特徴とするホース接続構造。
2. 前記被覆層が、樹脂またはゴムからなるカバー材を射出成形することにより形成されたものである請求項１に記載のホース接続構造。
3. 前記ホース端部と前記ニップル部とが接着剤により接合されたものである請求項１または２に記載のホース接続構造。
4. リング状のストッパを外周面に有するニップル部を複数備えたホースジョイントにホース端部を接続するにあたり、
   前記ストッパは、一方の面を前記ホース端部の端面全体を覆うように形成するとともに、他方の面をテーパ状に形成したものとし、
   前記ホース端部をその端面が前記ストッパに当接するまで前記ニップル部に外嵌したのち、前記ホース端部と前記ホースジョイントとを金型内に配置し、この金型内に樹脂またはゴムからなるカバー材を射出成形することにより、前記ホース端部と前記ホースジョイントとを前記カバー材で形成された被覆層で一体に被覆することを特徴とするホース接続方法。