JP2005344932A

JP2005344932A - チューブ／ホース継手

Info

Publication number: JP2005344932A
Application number: JP2005162237A
Authority: JP
Inventors: Ray Brauckmiller; ブラウクミラーレイ; John Nielsen; ニールセンジョン; Charles Thrift; スリフトチャールズ
Original assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Current assignee: TI Group Automotive Systems LLC
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-06-02
Publication date: 2005-12-15
Also published as: EP1602870A1; CN1704638A; US20050285392A1

Abstract

【課題】従来の継手及び継手の組み付け方法の改良
【解決手段】ホース継手は、金属チューブ、インサート、フェルールおよびフレキシブルホースを備える。金属チューブは、半径方向拡大円筒形ハウジングを有する。インサートは、カラー部分およびバレル部分を有する。カラー部分は、円筒形ハウジングの半径方向内側に位置する。フェルールは、フランジおよびスリーブを有する。フレキシブルホースは、スリーブの内側に保持されて、バレル部分上に支持される。
【選択図】図１

Description

［発明の背景］
本発明は、車両用空調システムおよび同様な密封流体誘導システムに特に適応したかしめ形チューブ／ホース継手、およびこの形式の継手を形成する方法に関する。
ホース継手は通常、チューブの端部を変形し、次にホースをチューブ端部成形部（tube end form）上を滑らせて被せることによって形成される。次に、ホースを半径方向内側力で締め付けるか、あるいはかしめて、それにより、ホースの内面およびチューブ端部成形部間にシール状態を生じるようにする。この方法は、チューブの端部上に形成することができる形状による制約を受ける。この方法は、チューブ端部成形部が、それを形成したチューブ材料と同一か、または同様な機械的性質を有することになる点でも制約を受ける。

ホース継手を形成する代替方法は、ホースニップルを異なった金属または合金から形成し、次にこのニップルをチューブの端部に溶接するか、あるいはろう付けするものである。この方法は、端部成形方法の制約の一部を解決する。ニップルの形状は、端部成形可能性の制約を受けない。ニップル上にほぼ任意の形状を加工することができる。ホースのかしめまたは締め付け力に抵抗するのにより望ましい異なった機械的性質を有する金属および合金を選択することができる。この処理の１つの制約は、ろう付けまたは溶接処理中にニップルが焼き鈍されて、望ましい機械的性質の一部を失う可能性があることである。別の制約は、ニップルを、チューブへの溶接またはろう付けに適合する材料から形成しなければならないことである。このことは往々にして、ニップルをチューブに非常に似た合金から形成する（すなわち、アルミニウム合金チューブの場合にはアルミニウム合金ニップル、鋼合金チューブの場合には鋼合金ニップル）ことを意味する。

継手を形成する第２代替方法は、チューブの端部から形成された半径方向拡大スリーブの半径方向内側に位置するインサートを使用することである。チューブおよびインサートを異なった合金から形成することができる。フレキシブルホースをスリーブ内に保持して、インサート上に支持する。１回のかしめ作業で、インサートおよびホースの両方を金属チューブに固定することができる。フレキシブルホースを支持するためにインサートを使用するこの方法は、Dougherty他の米国特許第５，４１７，４６１号に記載されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡されていると共に、その主題は参照によって本明細書に援用される。本発明は、米国特許第５，４１７，４６１号に開示されている継手、および継手の組み付け方法を改良するものである。

［実施形態の詳細な説明］
次に図１を参照すると、本発明の継手がその完全な組み付け状態で示されている。継手１０は、より詳細に後述するような組み付け時には、多くの流体搬送用途を有する漏れ防止ジョイントを形成するが、特に車両用空調システムに使用するのに適する。ホース継手１０は、チューブ１２、インサート１４、Ｏリング１６、フェルール１８およびフレキシブルホース２０を備える。

チューブ１２の一端部に半径方向拡大円筒形ハウジング２２が形成されている。面取り区間２４が、非拡大管状区間２６を半径方向拡大円筒形ハウジング２２に接続している。チューブ１２の内部に段差付き軸方向内孔２８が画定されている。チューブ１２の軸方向内孔２８は、流体流路の一端部を形成している。流体は、液体または蒸気の状態であることができる。チューブを形成するのに適した金属は、アルミニウム合金、たとえば３０００シリーズアルミニウム（3000 series aluminum：３０００系アルミニウム）である。

インサート１４は、カラー部分３０、バレル部分３２、およびカラー部分３０およびバレル部分３２の接合部を画定する環状肩部３４を有する。インサート１４の内部に軸方向内孔３６が画定されている。軸方向内孔３６は、流体流路の、チューブ１２の流路をフレキシブルホース２０の流路に接続する部分を形成する。カラー部分３０の外径はハウジング２２の内径よりわずかに大きく、カラー部分３０をハウジング２２内に圧入することができる。カラー部分３０の軸方向長さは、ハウジング２２の軸方向長さとほぼ同一である。カラー部分３０の外面には、Ｏリング１６を保持するための環状溝３８が画定されている。インサート１４のバレル部分３２は円筒形であって、カラー部分３０から軸方向に延出している。バレル部分３２の先端４０はテーパ状であって、それにより、組み付け中に先端４０がホース２０を設置するためのガイド部として機能することができる。ホース継手を適正に機能させるために、インサート１４は、かしめ作業中に受ける半径方向締め付け力に十分に耐えるだけの強度を有していなければならない。１つには、この条件は、十分な壁厚で満たされる。それは、材料の選択によっても満たされる。インサート１４を形成するのに適した金属は、制限するわけではないが、高強度アルミニウムおよび高強度鋼を含む。

フェルール１８は、円筒形フランジ４２と、フランジ４２の一方の軸方向端面から軸方向に延出するスリーブ４４とを有する。フランジ４２の内部に段差付き内孔４６が画定されている。内孔４６は、大径円筒形区間４８、小径円筒形区間５０、および小径円筒形区間５０を大径円筒形区間４８に接続する面取り区間５２を備える。内孔４６の大径円筒形区間４８の軸方向長さは、ハウジング２２の軸方向長さとほぼ同一である。内孔４６の面取り区間５２の軸方向長さは、チューブ１２の面取り区間２４の軸方向長さとほぼ同一である。同様に、内孔４６の大径円筒形区間４８の直径は、ハウジング２２の外径よりわずかに大きい。内孔４６の面取り区間５２の輪郭は、チューブ１２の面取り区間２４の外面の輪郭と同様である。内孔４６の小径円筒形区間５０の直径は、チューブ１２の非拡大管状区間２６の外径よりわずかに大きい。フェルール１８を形成するのに適した金属は、制限するわけではないが、黄銅、アルミニウム合金および鋼を含む。図１に示されているように、スリーブ４４は、バレル部分３２の外面から半径方向に間隔を置いた位置にある。フレキシブルホース２０が、スリーブ４４およびバレル部分３２間に画定される空間を満たす。

インサート１４およびフェルール１８は、異なった金属から形成してもよい、すなわち、インサートを鋼から形成し、フェルールを黄銅から形成してもよい。別法として、インサート１４およびフェルール１８を同様な金属から形成してもよい、すなわち、インサートを高強度鋼から形成し、フェルールを鋼から形成してもよい。

ハウジング２２、インサート１４およびフェルール１８を形成した後に組み付けるために、組み付けステップは以下のステップ、すなわち、
（ａ）Ｏリング１６をインサート１４のカラー部分３０上に配置するステップ、
（ｂ）インサート１４のバレル部分３２をフレキシブルホース２０の一端部内に挿入するステップ、
（ｃ）インサート１４のカラー部分３０をチューブ１２のハウジング２２内に圧入によって挿入するステップ、
（ｄ）チューブ１２の非拡大管状区間２６をフランジ内孔４６に通して、チューブ１２の面取り区間２４がフランジ内孔４６の面取り区間５２内に着座するまで挿入するステップであって、この時、ハウジング２２およびカラー部分３０がフランジ４２の半径方向内側に配置され、バレル部分３２がスリーブ４４の半径方向内側に配置される、挿入するステップ、および
（ｅ）ホース２２に係合する２つの半径方向内側リブ５４を形成するように、スリーブ４４をかしめるステップ、
を順次含む。

完全組み付け状態では、チューブ１２に対するインサート１４の（矢印Ａで表されたような）軸方向内側移動は、インサート１４がチューブ１２の面取り区間２４の内面に当接することによって防止される。フェルール１８に対するチューブ１２の軸方向内側移動は、チューブ１２の面取り区間２４の外面が内孔４６の面取り区間５２に当接することによって防止される。フェルール１８に対するホース２０の軸方向内側移動および（矢印Ｂで表されたような）軸方向外側移動は、スリーブ４４のリブ５４がホース２０に係合することによって防止される。

別法として、上述したものと同一の部材を使用して、インサート１４およびチューブ１２をフェルール１８内に挿入した後、ホース２０を取り付けてもよい。ホース継手１０のこの代替組み付け方法のステップは以下のステップ、すなわち、
（ａ）Ｏリング１６をインサート１４のカラー部分１３上に配置するステップ、
（ｂ）インサート１４のカラー部分３０をチューブ１２のハウジング２２内に圧入によって挿入するステップ、
（ｃ）チューブ１２の非拡大管状区間２６をフランジ内孔４６に通して、チューブ１２の面取り区間２４がフランジ内孔４６の面取り区間５２内に着座するまで挿入するステップであって、この時、ハウジング２２およびカラー部分３０がフランジ４２の半径方向内側に配置され、バレル部分３２がスリーブ４４の半径方向内側に配置される、挿入するステップ、
（ｄ）フレキシブルホース２０をスリーブ４４およびインサート１４のバレル部分３２間に配置するステップ、および
（ｅ）ホース２２に係合する２つの半径方向内側リブ５４を形成するように、スリーブ４４をかしめるステップ、
を順次含む。

図３は、本発明に従ったホース継手１１０の第１代替実施形態を示す。第１代替実施形態のホース継手１１０は、ハウジング１２２の端部がアップセット部１６０を有する点を除いて、第１実施形態のホース継手１０と同様である。アップセット部１６０の末端部１６２は、カラー部分１３０を越えて半径方向内側に延出し、それにより、カラー部分１３０およびバレル部分１３２の接合部を画定する肩部１３４がアップセット部１６０に当接する関係にあって、チューブ１１２に対するインサート１１４の軸方向外側移動を防止する。アップセット部１６０を収容するために、ホース継手１１０のフェルール１１８は、大径円筒形区間１４８の軸方向外側に位置する半径方向拡大区間１６４も有する。

図４は、本発明に従ったホース継手２１０の第２代替実施形態を示す。第２代替実施形態のホース継手２１０は、インサート２１４をフェルール２１８にねじ付けて、それにより、フェルール２１８に対するインサート２１４の軸方向移動を防止するようにした点を除いて、第１実施形態のホース継手１０と同様である。

図５は、本発明に従ったホース継手３１０の第３代替実施形態を示す。第３代替実施形態のホース継手３１０は、ハウジング３２２から半径方向内側に延出したチューブリム３６６を除いて、第１実施形態のホース継手１０と同様である。チューブリム３６６は、インサート３１４の肩部３３４を取り囲み、それにより、チューブ３１２に対するインサート３１４の軸方向外側移動を防止している。フランジリム３６８が、フランジ３４２から軸方向外側かつ半径方向内側に延出している。フランジリム３６８は、チューブリム３６６を取り囲み、それにより、フェルール３１８に対するチューブ３１２の軸方向外側移動を防止している。

図６は、本発明に従ったホース継手４１０の第４代替実施形態を示す。第４代替実施形態のホース継手４１０は、第１実施形態のホース継手１０と同様であるが、相違点の１つは、インサート４１４が、環状肩部ではなく、テーパ状肩部４７０を備えてカラー部分４３０をバレル部分４３２に接続することである。ハウジング４２２の端部がテーパ状肩部４７０を取り囲み、それにより、チューブ４１２に対するインサート４１４の軸方向外側移動を防止している。フランジ４４２には、半径方向内側に窪んでハウジング４２２を取り囲むボス４７２が設けられている。窪んだボス４７２は、フェルール４１８に対するチューブ４１２の軸方向外側移動を防止する。第４代替実施形態のホース継手４１０および第１実施形態のホース継手１０間の別の相違点は、シール部材として、Ｏリングではなく、ガスケットまたは高分子材料の薄いストリップ４７４を使用することである。高分子材料の薄いストリップ４７４は、Thrift他の米国特許第６，６８８，６５３号に記載されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡されていると共に、その主題は参照によって本明細書に援用される。第４代替実施形態のホース継手４１０の組み付けステップは以下のステップ、すなわち、
（ａ）高分子材料のストリップ４７４をインサート４１４のカラー部分４３０の周囲に巻き付けるか、または、ガスケットをインサート４１４のカラー部分４３０の周囲に配置するステップ、
（ｂ）インサート４１４のカラー部分４３０をチューブ４１２のハウジング４２２内に挿入するステップ、
（ｃ）チューブ４１２の非拡大管状区間４２６をフランジ内孔４４６に通して、チューブ４１２の面取り区間４２４がフランジ内孔４４６の面取り区間内に着座するまで挿入するステップであって、この時、ハウジング４２２およびカラー部分４３０がフランジ４４２の半径方向内側に配置され、バレル部分４３２がスリーブ４４４の半径方向内側に配置される、挿入するステップ、
（ｄ）フランジ４４２のボス４７２に十分な軸方向内側力を加えるステップであって、それによってボス４７２を半径方向内側に変形させ、それと同時に、ハウジング４２２の端部を半径方向内側に曲げ、それにより、インサート４１４のテーパ状肩部４７０を取り囲む、加えるステップ、
（ｅ）フレキシブルホース（図示せず）をスリーブ４４４およびインサート４１４のバレル部分４３２間に配置するステップ、および
（ｆ）ホースに係合する２つの半径方向内側リブを形成するように、スリーブ４４４をかしめるステップ、
を順次含む。

図７は、本発明に従ったホース継手５１０の第５代替実施形態を示す。第５代替実施形態のホース継手５１０は、第１実施形態のホース継手１０と同様であるが、相違点の１つは、継手５１０が、チューブ５１２をスリーブ５４４と反対側の端部からフランジ内孔５４６内に挿入できるようになっていることである。インサート５１４は、カラー部分５３０をバレル部分５３２に接続するテーパ状肩部５７０を有する。ハウジング５２２の端部がテーパ状肩部５７０を取り囲み、それにより、チューブ５１２に対するインサート５１４の軸方向外側移動を防止している。フランジは、スリーブ５４４と反対側の端部にボス５７６を有する。ボス５７６は、半径方向内側に窪められ、それにより、チューブ５１２の面取り区間５２４を取り囲んでいる。窪んだボス５７６は、フェルール５１８に対するチューブ５１２の軸方向内側移動を防止する。第５代替実施形態のホース継手５１０および第１実施形態のホース継手１０間の別の相違点は、カラー部分５３０およびハウジング５２２をシールするために２つのＯリング５１６を使用することである。第５代替実施形態のホース継手５１０の組み付けステップは以下のステップ、すなわち、
（ａ）２つのＯリング５１６をインサート５１４のカラー部分５３０上に配置するステップ、
（ｂ）インサート５１４のカラー部分５３０をチューブ５１２のハウジング５２２内に挿入するステップ、
（ｃ）ハウジング５２２の端部がインサート５１４のテーパ状肩部５７０を取り囲むまで、ハウジング５２２の端部を半径方向内側に締め付けるステップ、
（ｄ）インサート５１４のバレル部分５３２をフランジ内孔５４６に通して、ハウジング５２２の端部がフランジ内孔５４６の面取り面５７８内に着座するまで挿入するステップであって、この時、ハウジング５２２およびカラー部分５３０がフランジ５４２の半径方向内側に配置され、バレル部分５３２がスリーブ５４４の半径方向内側に配置される、挿入するステップ、
（ｅ）フランジ５４２のボス５７６に十分な軸方向内側力を加え、それによって、ボス５７６を半径方向内側に変形させて、チューブ５１２の面取り区間５２４を取り囲むようにする、加えるステップ、
（ｆ）フレキシブルホース（図示せず）をスリーブ５４４およびインサート５１４のバレル部分５３２間に配置するステップ、および
（ｇ）ホースに係合する２つの半径方向内側リブを形成するように、スリーブ５４４をかしめるステップ、
を順次含む。

図示して説明した実施形態を参照しながら、本発明のさまざまな特徴を説明してきた。しかし、特許請求の範囲によって表されるような発明の精神および範囲から逸脱することなく、修正を加えることができることを理解されたい。

本発明に従ったホース継手の、その完全組み付け状態で示された断面図である。かしめ作業前に部材の各々を組み付けようとするときの、本発明のホース継手の分解図である。本発明に従ったホース継手の第１代替実施形態の断面図である。本発明に従ったホース継手の第２代替実施形態の断面図である。本発明に従ったホース継手の第３代替実施形態の断面図である。本発明に従ったホース継手の第４代替実施形態の断面図である。本発明に従ったホース継手の第５代替実施形態の断面図である。

Claims

ホース継手であって、
半径方向拡大円筒形ハウジングを有する金属チューブ、
カラー部分およびバレル部分を有するインサートであって、該カラー部分は、前記円筒形ハウジングの半径方向内側に位置する、インサート、
フランジおよびスリーブを有するフェルール、および
前記スリーブの内側に保持されて、前記バレル部分上に支持されるフレキシブルホース、
を備えるホース継手。
前記カラーは、環状溝を画定する、請求項１に記載のホース継手。
前記環状溝内に位置するＯリングをさらに備える、請求項２に記載のホース継手。
前記スリーブは、半径方向内側延出リブを画定する、請求項１に記載のホース継手。
前記チューブの内面は、面取り面を画定し、それにより、前記チューブに対する前記インサートの一方の軸方向への移動を防止する、請求項１に記載のホース継手。
前記ハウジングの端部は、半径方向内側に延出し、それにより、前記チューブに対する前記インサートの他方の軸方向への移動を防止する、請求項５に記載のホース継手。
前記カラーの一部分がねじ付き外面を有する、請求項１に記載のホース継手。
前記インサートおよび前記フェルールは、異なる金属から形成される、請求項１に記載のホース継手。
前記インサートは鋼から形成され、前記フェルールは黄銅から形成される、請求項８に記載のホース継手。
前記インサートおよび前記フェルールは、同様の金属から形成される、請求項１に記載のホース継手。
前記インサートおよび前記フェルールは、鋼から形成される、請求項１０に記載のホース継手。
前記インサートおよび前記フェルールは、アルミニウム合金から形成される、請求項１０に記載のホース継手。
チューブ／ホース継手を形成する方法であって、
ａ）カラー部分およびバレル部分を有するインサートを設けるステップ、
ｂ）フレキシブルホースを設けるステップ、
ｃ）前記インサートの前記バレル部分を前記フレキシブルホースの一端部内に挿入するステップ、
ｄ）半径方向拡大円筒形ハウジングを有する金属チューブを設けるステップ、
ｅ）前記カラー部分を前記ハウジング内に挿入するステップ、
ｆ）フランジおよびスリーブを有するフェルールを設けるステップであって、該フランジに軸方向内孔が貫設されている、フェルールを設けるステップ、
ｇ）前記チューブを前記フランジ内孔に通して、前記ハウジングおよび前記カラー部分が前記フランジの半径方向内側に配置され、前記バレル部分が前記スリーブの半径方向内側に配置されるまで、挿入するステップ、および
ｈ）前記スリーブを半径方向内側にかしめるステップ、
を含む方法。
前記カラー部分は、環状溝を画定し、該方法は、シール部材を設けるステップ、および該シール部材を前記カラー部分の前記環状溝内に配置するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
チューブ／ホース継手を形成する方法であって、
ａ）半径方向拡大円筒形ハウジングを有する金属チューブを設けるステップ、
ｂ）カラー部分およびバレル部分を有するインサートを設けるステップ、
ｃ）前記カラー部分を前記ハウジング内に挿入するステップ、
ｄ）フランジおよびスリーブを有するフェルールを設けるステップであって、該フランジに軸方向内孔が貫設されている、フェルールを設けるステップ、
ｅ）前記チューブを前記フランジ内孔に通して、前記ハウジングおよび前記カラー部分が前記フランジの半径方向内側に配置され、前記バレル部分が前記スリーブの半径方向内側に配置されるまで、挿入するステップ、
ｆ）フレキシブルホースを設けるステップ、
ｇ）該フレキシブルホースの一端部を前記スリーブおよび前記バレル部分間に配置するステップ、および
ｈ）前記スリーブを半径方向内側にかしめるステップ、
を含む方法。
前記カラー部分は、環状溝を画定し、該方法は、シール部材を設けるステップ、および該シール部材を前記カラー部分の前記環状溝内に配置するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
前記フランジは、前記軸方向内孔の開口を取り囲むボスを有し、該方法は、前記ボスに軸方向内側力を加えるステップであって、それにより、前記ボスを半径方向内側に変形させる、加えるステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
チューブ／ホース継手を形成する方法であって、
ａ）半径方向拡大円筒形ハウジングを有する金属チューブを設けるステップ、
ｂ）カラー部分およびバレル部分を有するインサートを設けるステップ、
ｃ）前記カラー部分を前記ハウジング内に挿入するステップ、
ｄ）フランジおよびスリーブを有するフェルールを設けるステップであって、該フランジに軸方向内孔が貫設されている、フェルールを設けるステップ、
ｅ）前記チューブを前記スリーブと反対の端部から前記フランジ内孔に通して、前記ハウジングおよび前記カラー部分が前記フランジの半径方向内側に配置され、前記バレル部分が前記スリーブの半径方向内側に配置されるまで、挿入するステップ、
ｆ）フレキシブルホースを設けるステップ、
ｇ）該フレキシブルホースの一端部を前記スリーブおよび前記バレル部分間に配置するステップ、および
ｈ）前記スリーブを半径方向内側にかしめるステップ、
を含む方法。
前記カラー部分は、環状溝を画定し、該方法は、シール部材を設けるステップ、および該シール部材を前記カラー部分の前記環状溝内に配置するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記フランジは、前記軸方向内孔の開口を取り囲むボスを有し、該方法は、前記ボスに軸方向内側力を加えるステップであって、それにより、前記ボスを半径方向内側に変形させる、加えるステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。