JP2005106175A - Hose connection structure and hose connection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホースをホース接続部に圧入することによりホース接続部に接続したホース接続構造体およびホース接続方法に関する。 The present invention relates to a hose connection structure and a hose connection method in which a hose is press-fitted into a hose connection part to be connected to the hose connection part.
従来、この種のホース接続構造体として、その外周表面に山脈状かつ断面三角形のリング状突部を複数突設した接続管体を備え、この接続管体にゴム製のホースを圧入して、ホースの内壁にリング状突部を食い込ませることによりシール性および引抜き荷重を高める構成が知られている。 Conventionally, as a hose connection structure of this type, it has a connecting pipe body that has a plurality of mountain-shaped and triangular cross-sectional protrusions on its outer peripheral surface, and a rubber hose is press-fitted into this connecting pipe body, A configuration is known in which the ring-shaped protrusion is bited into the inner wall of the hose to improve the sealing performance and the pull-out load.
ところで、ホースをゴム製から樹脂製に変更することが検討されている。しかし、樹脂製のホースは、リング状突部がホースの内層に十分に食い込まず、その間の摩擦力を大きくすることができず、シール性および引抜き荷重を十分に高くすることができない。こうした課題を解決するための手段として、樹脂製のホースの接続端を加熱軟化させて接続管体に圧入する技術が知られている(例えば、特許文献1)。 By the way, changing the hose from rubber to resin is being studied. However, in the resin hose, the ring-shaped protrusion does not sufficiently penetrate into the inner layer of the hose, the frictional force therebetween cannot be increased, and the sealing performance and the extraction load cannot be sufficiently increased. As means for solving such a problem, a technique is known in which a connecting end of a resin hose is softened by heating and press-fitted into a connecting pipe (for example, Patent Document 1).
ところで、近年、ホースの仕様として、高い剛性の樹脂材料を用いた自動車のウォータホースのように、一層、シール性および耐久・信頼性の向上が要請されている。 By the way, in recent years, as a specification of a hose, like a water hose of an automobile using a highly rigid resin material, further improvement in sealing performance, durability and reliability has been demanded.
本発明は、上記従来の技術の問題を解決するものであり、高いシール性および引抜き荷重を有するホース接続構造体およびホース接続方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a hose connection structure and a hose connection method having high sealing performance and pull-out load.
上記課題を解決するためになされた本発明は、
樹脂製のホースの接続端をホース接続部に圧入することで該ホース接続部に連通接続するホース接続構造体であって、
上記ホース接続部は、
流路を有する接続本体と、該ホース接続部の外周面に上記ホースの内径よりその外径が大きくかつ山脈状に突設されたリング状突部とを備え、
上記リング状突部は、その外周端の曲率が0.2mm以下であり、
上記ホースの接続端は、該ホースの内側から該ホースの融点より低い温度で加熱されて圧入されていること、を特徴とする。
The present invention made to solve the above problems
A hose connection structure that is connected to the hose connection part by press-fitting a connection end of a resin hose into the hose connection part,
The hose connection is
A connection main body having a flow path, and a ring-shaped protrusion projecting in a mountain shape and having an outer diameter larger than the inner diameter of the hose on the outer peripheral surface of the hose connection section,
The curvature of the outer peripheral end of the ring-shaped protrusion is 0.2 mm or less,
The connecting end of the hose is heated and press-fitted at a temperature lower than the melting point of the hose from the inside of the hose.
本発明において、ホースの接続端をホース接続部に接続するには、ホースの接続端を該ホースの内側から加熱する。この加熱により、ホースの内層の弾性率が低くなるが、温度勾配により外層の弾性率は高いままである。この状態にて、ホースの接続端をホース接続部に圧入すると、リング状突部を乗り越えてホース接続部に接続される。このとき、ホースの接続端は、低い弾性率の内層を、高い弾性率の外層で拡径しないように拘束しているから、内層にリング状突部が食い込む。しかも、リング状突部は、その外周端の曲率が0.2mm以下と先鋭化しているから、内層への食い込み量が大きい。よって、ホースが剛性の高い樹脂材料で形成されていても、リング状突部が内層に十分に食い込んで高いシール性および引抜き荷重の増大を得ることができる。
なお、上記外周端の曲率は、好ましく0.1mm以下、さらに好ましくは、0となる鋭角でもよい。
In this invention, in order to connect the connection end of a hose to a hose connection part, the connection end of a hose is heated from the inner side of this hose. This heating reduces the elastic modulus of the inner layer of the hose, but the elastic modulus of the outer layer remains high due to the temperature gradient. In this state, when the connection end of the hose is press-fitted into the hose connection portion, the hose connection portion is overcome and connected to the hose connection portion. At this time, the connecting end of the hose restrains the inner layer having a low elastic modulus from being expanded by the outer layer having a high elastic modulus, so that the ring-shaped protrusion bites into the inner layer. Moreover, since the curvature of the outer peripheral edge of the ring-shaped protrusion is sharpened to 0.2 mm or less, the amount of biting into the inner layer is large. Therefore, even if the hose is formed of a resin material having high rigidity, the ring-shaped protrusion can sufficiently bite into the inner layer, and high sealing performance and an increase in extraction load can be obtained.
The curvature of the outer peripheral edge may be an acute angle that is preferably 0.1 mm or less, and more preferably 0.
また、ホースの接続方法の好適な態様として、ホースの外層部の弾性率が上記ホースの内層部の弾性率より大きい温度勾配を生じるように加熱し、上記温度勾配を生じているホースの接続端を上記ホース接続部に圧入する工程をとることができる。 Further, as a preferred embodiment of the hose connection method, heating is performed so that the elastic modulus of the outer layer portion of the hose is larger than the elastic modulus of the inner layer portion of the hose, and the connection end of the hose that generates the temperature gradient is used. Can be pressed into the hose connection part.
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。 In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, preferred embodiments of the present invention will be described below.
(1) ホース接続体の概略構成
図1は本発明の一実施の形態にかかるホース接続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、ホース接続構造体は、接続管10と、この接続管10の両側に接続されたホース30,31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と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。
(1) Schematic configuration of hose connection body FIG. 1 is a front view showing a hose connection structure according to an embodiment of the present invention. The hose connection structure is disposed in the engine room of the automobile. In FIG. 1, the hose connection structure includes a
(2) 各部の構成
(2)−1 接続管10
図2はホース接続構造体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製の管体であり、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接続部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、さらに分岐接続部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。
(2) Configuration of each part (2) -1
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the hose connection structure. The connecting
(2)−2 ホース接続部13,14
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を示す斜視図である。図3において、ホース接続部13は、円筒状の接続本体13a(一般部)と、その接続本体13aの外周部に突設されたリング状突部21,22,23とを備えている。
(2) -2
Since the
図4はホース接続部13の付近を拡大して示す半断面図である。リング状突部21,22,23は、管本体11の中央部に向けて3列にわたって傾斜した山脈状に形成されている。リング状突部21,22,23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の接続本体13a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,22b,23bとを有し、これらからそれぞれ山脈状で断面直角三角形を形成している。図5はリング状突部21を拡大して示す説明図である。リング状突部21は、その断面三角形の頂点、つまり外周端の曲率Rが0.2mm以下、好ましくは、0.1mm以下に形成されている。また、図4に示す他のリング状突部22,23もリング状突部21と同様な曲率Rで形成されている。このような小さな曲率Rでリング状突部21などを形成するには、図6に示すように、接続管を射出成形する際に、成形型Mの型Ma,Mbをリング状突部21の部分で型割りすることにより形成できる。この場合には、ほぼ曲率Rが0である尖った形状とすることができる。リング状突部21,22,23の外周端の曲率Rが小さく形成されているので、後述するように、ホース30に引張りの力が作用したときに、大きな引抜き抵抗力を生じる。
ここで、リング状突部21の寸法は、ホース30の内径が15.5mm、外径が19.5mmである場合に、図5に示すように、直径Dが18mm、高さh1が0.7mm、角度θが24゜とすることができる。
FIG. 4 is an enlarged half-sectional view showing the vicinity of the
Here, when the inner diameter of the
(2)−3 係止端24および回り止め突起26
また、図3に示すように、ホース接続部13には、ホース30の先端が当接するための係止端24が形成されている。係止端24は、ホース接続部13の接続本体13aからほぼホース30の肉厚の高さで段形状になっている。
(2) -3
Further, as shown in FIG. 3, the
係止端24から、ホース接続部13の先端に向けて、回り止め突起26が形成されている。回り止め突起26は、ホース30をホース接続部13に対して回るのを防止するための突起であり、周方向に等間隔で2〜4カ所(図3では4カ所)形成されている。図7は回り止め突起26の付近を示す斜視図である。回り止め突起26は、係止端24からホース接続部13の先端に向けて突設された楔形である。すなわち、回り止め突起26は、先端が鋭角となった先鋭部26aとなり、係止端24側がR形状の裾部26bとなり、その高さtがホース30の肉厚と同じかやや大きい楔形になっている。先鋭部26aが尖っているのは、ホース30の先端に食い込ませるためであり、一方、裾部26bがR形状となっているのは、回り止め突起26自体の機械的強度を高めるためである。なお、回り止め突起26の形状は、該回り止め突起26の機械的強度などを考慮して定められ、例えば、管本体11の外径が23mmの場合に、高さhが2.5mm、幅wが2mm、高さtが3.5mm、裾部26bのRが1.0mm以下とすることができる。
A
(2)−4 ホース30
図8はホース接続部13にホース30が圧入されている状態を示す半断面図である。図8に示すように、ホース30は、内層30aと、外層30bと、内層30aと外層30bとを接着する接着層30cとの積層構造となっている。内層30aは、耐熱性、耐LLC(不凍液)性に優れるポリフェニレンサルファイド(PPS)の変性物(変性PPS)から形成され、その厚さが約0.5mmである。また、外層30bは、耐塩害性を改善するためのナイロン−6(PA)などのポリアミド樹脂から形成され、その厚さが1.2mmである。接着層30cは、内層30aと外層30bとに接着するために、PA6に変性PPSを混合した材料から形成され、その厚さが0.3mmである。
(2) -4 Hose 30
FIG. 8 is a half sectional view showing a state in which the
(3) ホース接続構造体の作用
(3)−1 ホース接続部13の作用
ホース30をホース接続部13に圧入した状態では、リング状突部21,22,23がホース30の内壁に食い込んでホース30のシール性を高めるとともに、抜止め作用を果たす。
(3) Action of hose connection structure (3) -1 Action of
(3)−2 回り止め突起26の作用
また、回り止め突起26は、ホース30の先端に食い込んで、ホース30を回り止めする。このような回り止め作用により、ホース30がホース接続部13に対して回転方向へ大きな外力を受けても、ホース接続部13に対して回転することがなく、その間の密着性を維持するので、シール性を低下させることがない。特に、ホース30がウォータホースとして使用するために引き回し位置に対応して予め賦形されている場合において、ホース30がエンジンルーム内の他の部品に干渉して回転方向の外力を受けても、簡単に回ることがなく、よってシール性の低下を招かない。
(3) -2 Action of
また、回り止め突起26は、ホース接続部13から一体に突設され、別部品でないので、部品点数の増加を招かない。
Further, the
(4) ホース接続部13へのホース30の接続工程
ホース30をホース接続部13に圧入するには、以下の工程をとる。すなわち、図9に示すように、ホース30内にヒータHtを挿入してホース30の内層から加熱する。このとき、例えば、約190〜200℃に設定したヒータHtをホース30内に挿入することにより、ホース30の内層部の温度が150℃、外層表面温度を100℃となるまで加熱する。この加熱により、ホース30の内層の弾性率が低くなるが、温度勾配により外層の弾性率は高いままである。そして、ホース30をホース接続部13に圧入する。このとき、ホース30の内壁がリング状突部21,22,23を乗り越え、さらに係止端24に達するまで圧入するとともに、ホース30の先端に回り止め突起26を食い込ませる。この状態にて、ホース30を放冷する。これにより、ホース30は、リング状突部21,22,23に倣うとともに回り止め突起26に食い込んだ形状に塑性変形して固まる。
(4) Connection process of
(5) 上記実施例の構成により、上述した効果のほか、以下の効果を奏する。
(5)−1 上述した接続工程において、ホース30の内層30aから加熱することにより、ホース30の接続端は、高い弾性率の外層30bが低い弾性率の内層30aを拡径しないように作用するから、内層30aにリング状突部が食い込む。しかも、リング状突部21,22,23は、その外周端の曲率Rが0.2mm以下と先鋭化しているから、内層30aへの食い込み量が大きい。よって、ホースが剛性の高い樹脂材料で形成されていても、リング状突部が内層30aに十分に食い込んで高いシール性および引抜き荷重の増大を図ることができる。
(5) In addition to the effects described above, the following effects are achieved by the configuration of the above embodiment.
(5) -1 In the connection step described above, by heating from the
図10はホース接続部13のリング状突部21などの曲率Rに応じた120℃における引抜き荷重と予熱時間との関係を説明するグラフである。実線に曲率Rが0の実施例を、破線に曲率Rが0.25mmの比較例をそれぞれ示す。なお、実施例は、上述した温度勾配を生じるように予熱しており、一方、比較例は、ホースの接続端の内層および外層が150℃で均一になるまで予熱している。図10から分かるように本実施例は、比較例に対して引抜き荷重が大きいことが分かる。また、シール圧は、本実施例が2.3MPaであり、比較例の1.5MPaを上回ることができた。
FIG. 10 is a graph for explaining the relationship between the drawing load at 120 ° C. and the preheating time corresponding to the curvature R of the ring-shaped
(5)−2 ホース30をホース接続部13に圧入する際に、ホース30を軟化温度まで加熱しているので、回り止め突起26に食い込ませることも容易である。ここで、加熱する温度は、ホース30を構成する各層の融点を上回らない温度でホース30が塑性変形すればよく、例えば100〜220℃である。
(5) -2 When the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
ホースは、樹脂製のホースであれば、リング状突部を食い込ませるのに支障がなければ、単層、多層のいずれであってもよく、また、その材料も特に限定されない。 If the hose is a resin hose, it may be either a single layer or a multilayer as long as it does not hinder the ring-shaped protrusions from entering, and the material is not particularly limited.
10...接続管
11...管本体
13...ホース接続部
13a...接続本体
14...ホース接続部
15...分岐接続部
16...主流路
17...分岐流路
21,22,23...リング状突部
21a,22a,23a...円錐台表面
21b,22b,23b...鋭角表面
24...係止端
26...止め突起
26a...先鋭部
26b...裾部
30,31...ホース
30a...内層
30b...外層
30c...接着層
32...分岐ホース
Ht...ヒータ
M...成形型
Ma,Mb...型
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記ホース接続部は、
流路を有する接続本体と、該接続本体の外周面に上記ホースの内径よりその外径が大きくかつ山脈状に突設されたリング状突部とを備え、
上記リング状突部は、その外周端の曲率が0.2mm以下であり、
上記ホースの接続端は、該ホースの内側から該ホースの融点より低い温度で加熱されて圧入されていること、
を特徴とするホース接続構造体。 A hose connection structure that is connected to the hose connection part by press-fitting a connection end of a resin hose into the hose connection part,
The hose connection is
A connection main body having a flow path, and a ring-shaped protrusion that protrudes in a mountain shape and whose outer diameter is larger than the inner diameter of the hose on the outer peripheral surface of the connection main body,
The curvature of the outer peripheral end of the ring-shaped protrusion is 0.2 mm or less,
The connecting end of the hose is heated and pressed from the inside of the hose at a temperature lower than the melting point of the hose,
Hose connection structure characterized by.
流路を有する接続本体と、該接続本体の外周面に上記ホースの内径よりその外径が大きくかつ山脈状に突設されリング状突部とを有し、該リング状突部の外周端の曲率が0.2mm以下であるホース接続部を準備する準備工程と、
上記ホースの接続端を、該ホースの内側から該ホースの軟化する温度付近まで加熱する加熱工程と、
上記加熱により軟化したホースの接続端を、上記ホース接続部に挿入してホースを接続構造体に圧入する圧入工程と、
を備えていることを特徴とするホース接続方法。 A hose connection method for connecting a connection end of a resin hose to a hose connection part,
A connection main body having a flow path, and a ring-shaped protrusion that protrudes in a mountain shape and has an outer diameter larger than the inner diameter of the hose on the outer peripheral surface of the connection main body, the outer peripheral end of the ring-shaped protrusion A preparation step of preparing a hose connection part having a curvature of 0.2 mm or less;
A heating step of heating the connecting end of the hose from the inside of the hose to near the temperature at which the hose softens;
A press-fitting step of inserting the connection end of the hose softened by the heating into the hose connection part and press-fitting the hose into the connection structure; and
A hose connection method characterized by comprising:
上記加熱工程は、上記ホースの外層部の弾性率が上記ホースの内層部の弾性率より大きい温度勾配を生じるように加熱する工程を備え、
上記圧入工程は、上記温度勾配を生じているホースの接続端を上記ホース接続部に圧入する工程を備える、ホース接続方法。 In the hose connection method according to claim 2,
The heating step includes a step of heating so that the elastic modulus of the outer layer portion of the hose is larger than the elastic modulus of the inner layer portion of the hose,
The said press-fit process is a hose connection method provided with the process of press-fitting the connection end of the hose which has produced the said temperature gradient in the said hose connection part.
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