JP2008064187A - Coupling member connecting structure of flexible tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷媒配管、燃料電池車の水素配管等、気体分子量の小さいガス体(水素、ヘリウム、二酸化炭素、冷媒ガス等)または高圧用配管に用いられるフレキシブルチューブの継手部材接続構造に関するものである。 The present invention relates to a flexible tube used for a gas body having a low gas molecular weight (hydrogen, helium, carbon dioxide, refrigerant gas, etc.) or a high-pressure pipe, such as a refrigerant pipe of a vehicle air conditioner or a hydrogen pipe of a fuel cell vehicle. The present invention relates to a joint member connection structure.
近年、車両用空気調和装置の冷媒として、フロンの代替冷媒となる二酸化炭素冷媒が用いられる傾向にあるが、二酸化炭素は気体での透過性が高いため、ゴムや樹脂といった有機材料からなるホースでは二酸化炭素に対する耐透過性が不十分である。そこで、二酸化炭素冷媒を流通する配管には、気体に対して非透過性である金属製のフレキシブルチューブが使用される。 In recent years, carbon dioxide refrigerant, which is an alternative refrigerant for chlorofluorocarbon, has been used as a refrigerant for vehicle air conditioners. However, carbon dioxide is highly permeable to gases, so in hoses made of organic materials such as rubber and resin. Insufficient permeation resistance to carbon dioxide. Therefore, a metal flexible tube that is impermeable to gas is used for piping through which the carbon dioxide refrigerant flows.
この種のフレキシブルチューブとしては、蛇腹状に形成された金属管からなるチューブ本体と、金属の補強層を有する被覆部材とを備え、チューブ本体の端部には他の配管や機器等に接続するための継手が取付けられたものが知られている。この継手は円筒状の継手部材及び他の部品からなり、継手部材をチューブ本体の端部に溶接することによって接合されるのが一般的である。この場合、溶接によるチューブ本体と継手部材との一体化により高いシール性が得られるが、溶接熱によりチューブ本体の接合部が劣化を生ずるため、曲げや内圧変化等の外力に対する耐久性が低下し、品質を損なうという問題がある。 This type of flexible tube includes a tube main body made of a metal tube formed in an accordion shape and a covering member having a metal reinforcing layer, and is connected to other pipes and devices at the end of the tube main body. It is known that a joint for mounting is attached. This joint consists of a cylindrical joint member and other parts, and is generally joined by welding the joint member to the end of the tube body. In this case, a high sealing performance can be obtained by integrating the tube body and the joint member by welding, but since the welded portion of the tube body is deteriorated by welding heat, durability against external forces such as bending and changes in internal pressure is reduced. There is a problem that the quality is impaired.
そこで、溶接を用いない接続構造としては、継手部材と円筒状の固定部材との間にチューブ本体及び被覆部材を挟み込み、固定部材のカシメによってチューブ本体を継手部材側に圧着させるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
ところで、前記接合構造では、固定部材のカシメを行う際、固定部材の周方向複数箇所を径方向に押圧しているため、各押圧箇所の間のカシメが不十分になり、カシメによる面圧を周方向に均一にすることができなかった。また、前記接続構造では、チューブ本体の端部に形成された直管部を被覆部材の外部まで延出させるとともに、直管部を固定部材の圧接により継手部材の溝内に縮径させてシール部を形成しているが、チューブ本体は硬く変形しにくい材料からなるため、縮径によりチューブ本体の直管部に軸方向に延びる縦皺が発生し、十分なシール性を得ることはできなかった。 By the way, in the joining structure, when the fixing member is caulked, a plurality of circumferential positions of the fixing member are pressed in the radial direction. Therefore, the caulking between the pressing portions becomes insufficient, and the surface pressure due to the caulking is reduced. It could not be made uniform in the circumferential direction. Further, in the connection structure, the straight pipe portion formed at the end of the tube body is extended to the outside of the covering member, and the straight pipe portion is reduced in diameter into the groove of the joint member by the press contact of the fixing member. However, since the tube body is made of a material that is hard and not easily deformed, a vertical rod extending in the axial direction is generated in the straight tube portion of the tube body due to the reduced diameter, and sufficient sealing performance cannot be obtained. It was.
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カシメによる面圧を周方向に均一にすることができ、シール性の向上を図ることのできるフレキシブルチューブの継手部材接続構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a flexible tube joint that can make the surface pressure by caulking uniform in the circumferential direction and can improve the sealing performance. The object is to provide a member connection structure.
本発明は前記目的を達成するために、端部を除いて蛇腹状に形成された金属管からなるチューブ本体と、チューブ本体の端部に形成された直管部と、チューブ本体の外周面側を覆う被覆部材と、チューブ本体に接続される管状の継手部材と、チューブ本体を継手部材の外周面側に固定する円筒状の固定部材とを備え、固定部材をカシメにより縮径させてチューブ本体の直管部を継手部材の外周面に圧着させるようにしたフレキシブルチューブの継手部材接続構造において、前記被覆部材で覆われていない直管部の外周面と固定部材の内周面との間に配置され、継手部材よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a tube main body made of a metal tube formed in a bellows shape excluding the end, a straight pipe formed at the end of the tube main body, and an outer peripheral surface side of the tube main body. A tubular joint member connected to the tube main body, and a cylindrical fixing member for fixing the tube main body to the outer peripheral surface side of the joint member. In the flexible tube joint member connecting structure in which the straight pipe portion is pressure-bonded to the outer peripheral surface of the joint member, between the outer peripheral surface of the straight pipe portion not covered with the covering member and the inner peripheral surface of the fixing member. A cylindrical intermediate member that is disposed and made of a softer metal than the joint member is provided.
これにより、チューブ本体の直管部には、中間部材が固定部材と共に縮径しながら圧接し、直管部の内周面が継手部材の外周面に圧着する。その際、固定部材がカシメによって周方向複数箇所を押圧されて縮径する場合、各押圧箇所の間の径方向圧力は各押圧箇所よりも小さくなるが、固定部材の径方向圧力は継手部材よりも軟質の金属からなる中間部材を介して継手部材側に加わるため、中間部材の変形により圧力差が吸収され、直管部及び継手部材には周方向に均一な面圧が加わる。即ち、固定部材と別体に形成されている中間部材は、変形時の前記圧力差に応じてカシメの各押圧箇所側から各押圧箇所の間に材料の流動を生ずるため、中間部材の内周面側では材料の流動により径方向応力の差が小さくなり、中間部材から継手部材側に加わる圧力が中間部材の周方向に均一になる。 As a result, the intermediate member is pressed against the straight pipe portion of the tube main body while reducing the diameter together with the fixing member, and the inner peripheral surface of the straight pipe portion is crimped to the outer peripheral surface of the joint member. At that time, when the fixing member is pressed at a plurality of locations in the circumferential direction by caulking to reduce the diameter, the radial pressure between the pressing locations is smaller than each pressing location, but the radial pressure of the fixing member is less than that of the joint member. Since the intermediate member made of soft metal is applied to the joint member side, the pressure difference is absorbed by the deformation of the intermediate member, and uniform surface pressure is applied to the straight pipe portion and the joint member in the circumferential direction. That is, the intermediate member formed separately from the fixed member causes the material to flow between each pressing location from the pressing location side of the caulking according to the pressure difference at the time of deformation. On the surface side, the difference in the radial stress is reduced by the flow of the material, and the pressure applied from the intermediate member to the joint member side becomes uniform in the circumferential direction of the intermediate member.
本発明によれば、カシメによって固定部材に生ずる周方向の圧力差を中間部材の変形によって吸収することができるので、直管部及び継手部材に加わる面圧を周方向に均一にすることができる。これにより、直管部と継手部材との間のシール性を高めることができ、高圧流体に対する耐久性の向上を図ることができる。 According to the present invention, since the pressure difference in the circumferential direction generated in the fixing member by caulking can be absorbed by the deformation of the intermediate member, the surface pressure applied to the straight pipe portion and the joint member can be made uniform in the circumferential direction. . Thereby, the sealing performance between a straight pipe part and a coupling member can be improved, and the durability with respect to a high pressure fluid can be improved.
図1乃至図5は本発明の第1の実施形態を示すもので、図1はフレキシブルチューブの一部断面側面図、図2は図1のA−A線矢視方向断面図、図3はフレキシブルチューブの接合工程の一部を示す要部側面断面図、図4及び図5は第1の実施形態の変形例を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図である。 1 to 5 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a partially sectional side view of a flexible tube, FIG. 2 is a sectional view in the direction of arrows AA in FIG. 1, and FIG. The principal part side surface sectional drawing which shows a part of joining process of a flexible tube, and FIG.4 and FIG.5 are principal part side surface sectional drawings of the flexible tube which shows the modification of 1st Embodiment.
このフレキシブルチューブは、可撓性の金属管からなるチューブ本体1と、チューブ本体1の外周面を被覆する被覆部材2と、チューブ本体1の端部に接続される管状の継手部材3と、チューブ本体1の端部を継手部材3の外周面側に固定する円筒状の固定部材4と、チューブ本体1の端部と固定部材4との間に配置された中間部材5とから構成されている。
The flexible tube includes a
チューブ本体1は、例えばステンレス鋼(SUS316L)の薄肉管からなり、端部を除いて可撓性を有するように蛇腹状に形成されている。即ち、チューブ本体1の周面は、大径部1aと小径部1bとが軸方向に交互に連続して配置されるように波形に屈曲するとともに、その端部には直管部1cが形成されている。
The
被覆部材2は、補強線材をブレード編みによって編み組みしてなる補強層2aと、補強層2aの内周面側に配置された内側ゴム層2bと(例えばH−NBR)、補強層2aの外周面側に配置された外側ゴム層2c(例えばAEM)とからなり、補強層2aの補強線材としては、例えばピアノ線、SUS304のステンレスワイヤ、アラミド繊維、ポリエステル繊維等が用いられる。
The covering
継手部材3は、例えばアルミニウム(A6063−T83)等の剛性の高い金属からなり、その一端側には図示しない他の継手部品が組付けられるようになっている。継手部材3の外周面はチューブ本体1の直管部1cの内径とほぼ同等の外径を有するとともに、外径が軸方向に均一になるように形成され、その軸方向所定位置には周方向に延びる溝3aが設けられている。
The
固定部材4は継手部材3よりも軟質の金属、例えばアルミニウム(A3003−O)からなり、チューブ本体1の直管部1cよりも軸方向に長い円筒状に形成されている。固定部材4の内周面には周方向に環状に形成された複数の凸部4aが設けられ、各凸部4aは互いに固定部材4の軸方向に間隔をおいて配置されている。また、固定部材4の軸方向一端には径方向内側に向かって延びるフランジ部4bが設けられ、フランジ部4bの先端は継手部材3の溝3aに嵌合するようになっている。
The
中間部材5は継手部材3よりも軟質の金属、例えばアルミニウム(A3003−O)からなり、ブリネル硬さが20HBW以上50HBW以下の部材によって形成されている。この場合、中間部材5の硬さは固定部材4と同等以下の硬さであればよい。
The
以上の構成からなるフレキシブルチューブを接合する場合には、図3(a) に示すようにチューブ本体1の外周面を被覆部材2によって被覆した後、図3(b) に示すように被覆部材2で覆われていないチューブ本体1の直管部1cの先端側に中間部材5を配置する。次に、図3(c) に示すように固定部材4の先端部をカシメにより縮径してフランジ部4bを継手部材3の溝3aに嵌合することにより、継手部材3に対する固定部材4の軸方向の移動を規制するとともに、固定部材4の内側に位置する継手部材3の外周面に熱硬化性接着剤(例えばエポキシ系接着剤)からなるシール材6を塗布する。そして、図3(d) に示すように固定部材4と継手部材3の間にチューブ本体1、被覆部材2及び中間部材5からなる組体を挿入し、固定部材4の内周面とチューブ本体1の直管部1cの先端側との間に中間部材5を配置した後、固定部材4をカシメによって縮径する。これにより、チューブ本体1の直管部1cの先端側に中間部材5が固定部材4と共に縮径しながら圧接し、直管部1cの内周面が継手部材3の外周面にシール材6を介して圧着する。
When the flexible tube having the above structure is joined, the outer peripheral surface of the tube
その際、固定部材4は、図2に示すようにカシメによって周方向複数箇所を押圧されて縮径するため、各押圧箇所の間の径方向圧力は各押圧箇所よりも小さくなるが、固定部材4の径方向圧力は継手部材3よりも軟質の金属からなる中間部材5を介して継手部材3側に加わるため、中間部材5の変形により圧力差が吸収され、直管部1c及び継手部材3には周方向に均一な面圧が加わる。即ち、固定部材4と別体に形成されている中間部材5は、変形時の前記圧力差に応じてカシメの各押圧箇所側から各押圧箇所の間に材料の流動を生ずるため、中間部材5の内周面側では材料の流動により径方向応力の差が小さくなり、中間部材5から継手部材3側に加わる圧力が中間部材5の周方向に均一になる。この場合、中間部材5は、ブリネル硬さが20HBWよりも小さいと強度が不足し、50HBWよりも大きいと変形しずらくなるため、中間部材5の硬さは20HBW以上50HBW以下が好ましい。また、加熱によりシール材6を硬化させることにより、シール材6によって直管部1cと継手部材3とが接着される。
At that time, as shown in FIG. 2, the
このように、本実施形態によれば、被覆部材2で覆われていない直管部1cの外周面と固定部材4の内周面との間に継手部材3よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材5を介在させ、固定部材4のカシメによりチューブ本体1を継手部材3に圧着させるようにしたので、カシメによって固定部材4に生ずる周方向の圧力差を中間部材5の変形によって吸収することができ、直管部1c及び継手部材3に加わる面圧を周方向に均一にすることができる。これにより、直管部1cと継手部材3との間のシール性を高めることができ、高圧流体に対する耐久性の向上を図ることができる。この場合、固定部材4の内周面と中間部材5の外周面との間には補強層2aを介在させず、中間部材5を固定部材4と直管部1cに直接接触させるようにしているので、固定部材4の圧力が中間部材5及び直管部1cに直接加わり、中間部材5を常に安定した加圧状態で変形させることができる。
Thus, according to the present embodiment, a cylindrical shape made of a metal softer than the
また、チューブ本体1の直管部1cが圧着する継手部材3の外周面は、チューブ本体1の直管部1cの内径とほぼ同等の外径を有するとともに、外径が軸方向に均一になるように形成されているので、カシメにより直管部1cの全体または一部が縮径することがなく、縮径による直管部1cの縦皺の発生を確実に防止することができる。
The outer peripheral surface of the
更に、中間部材5をブリネル硬さが20HBW以上50HBW以下の部材によって形成したので、中間部材5をカシメ時に容易に変形させることができるとともに、カシメ後も十分な強度を得ることができ、実用化に際して極めて有利である。
Further, since the
また、継手部材3の外周面と直管部1cの内周面との間にシール材6を介在させるようにしたので、継手部材3と直管部1cとのシール性をより高めることができる。この場合、シール材6として熱硬化性接着剤を用いたので、継手部材3と直管部1cとの接着性を高めることができるとともに、シール材6の硬化によりシール材6の耐圧性を向上させることができる。
Moreover, since the sealing
尚、前記実施形態では、直管部1cが圧着する継手部材3の外周面を外径が軸方向に均一になるように形成したものを示したが、図4及び図5に示すように継手部材3の外周面に中間部材5の範囲内に位置する溝3bを設けるようにしてもよい。この場合、溝3bは軸方向の幅L1 が中間部材5の軸方向長さL2 の1/3以下になるように形成され、図4に示すように継手部材3の軸方向一箇所または図5に示すように継手部材3の軸方向複数箇所に設けられている。これにより、溝3bを有しない場合に比べ、溝3bの存在しない部分に加わる面圧が高くなり、シール性をより高めることができる。この場合、溝3bを中間部材5の軸方向長さL2 の1/3以下の幅L1 に形成することにより、直管部1cの一部が溝3b内に縮径することがなく、縮径による直管部1cの縦皺の発生を防止することができる。
In the above-described embodiment, the outer peripheral surface of the
図6は本発明の第2の実施形態を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図であり、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。 FIG. 6 is a side sectional view of an essential part of a flexible tube showing a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals are given to the same components as those in the embodiment.
本実施形態の固定部材7は、前記実施形態と同様、複数の凸部7a及びフランジ部7bを有している。
The fixing
本実施形態の中間部材8は、前記実施形態と同等の材質からなり、その軸方向一端側には軸方向に延びる延出部8aが設けられている。延出部8aは内径が他の部分と同等の大きさに形成されるとともに、外径が他の部分よりも小さく、先端側に向かって徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。
The
本実施形態では、チューブ本体1の直管部1cと被覆部材2の内側ゴム層2bとの間に中間部材8の延出部8aが挿入される。これにより、固定部材7の内側に、被覆部材2の先端と中間部材8の延出部8a以外の部分に隙間Sが生じても、隙間Sの位置にある直管部1cには延出部8aが嵌合しているため、延出部8aによって隙間部分における直管部1cの耐圧補強を確実に行うことができる。
In the present embodiment, the extending portion 8 a of the
1…チューブ本体、1c…直管部、2…被覆部材、3…継手部材、3b…溝、4…固定部材、5…中間部材、6…シール材、7…固定部材、8…中間部材、8a…延出部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記被覆部材で覆われていない直管部の外周面と固定部材の内周面との間に配置され、継手部材よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材を備えた
ことを特徴とするフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 Connected to the tube body, a tube body made of a metal tube formed in a bellows shape excluding the end portion, a straight tube portion formed at the end portion of the tube body, a covering member covering the outer peripheral surface side of the tube body, and A tubular joint member and a cylindrical fixing member that fixes the tube body to the outer peripheral surface side of the joint member, and the diameter of the fixing member is reduced by caulking so that the straight pipe portion of the tube main body is connected to the outer peripheral surface of the joint member. In the flexible tube joint member connection structure designed to be crimped,
A cylindrical intermediate member made of a softer metal than the joint member is provided between the outer peripheral surface of the straight pipe portion not covered with the covering member and the inner peripheral surface of the fixing member. Flexible tube joint member connection structure.
ことを特徴とする請求項1記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 The outer peripheral surface of the joint member to which the straight pipe portion of the tube main body is crimped has an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the straight pipe portion of the tube main body, and the outer diameter is formed to be uniform in the axial direction. The flexible tube joint member connection structure according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 The groove | channel whose axial direction width | variety of the joint member is 1/3 or less of the length of an intermediate member was provided in the outer peripheral surface of the joint member which the straight pipe part of the said tube main body crimps | bonds. Flexible tube joint member connection structure.
ことを特徴とする請求項1、2または3記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 The joint member connecting structure for a flexible tube according to claim 1, 2 or 3, wherein the intermediate member is formed of a member having a Brinell hardness of 20 HBW to 50 HBW.
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 The flexible tube joint member connection structure according to claim 1, wherein a sealing material is interposed between an outer peripheral surface of the joint member and an inner peripheral surface of the straight pipe portion.
ことを特徴とする請求項5記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 6. The flexible tube joint member connection structure according to claim 5, wherein a thermosetting adhesive is used as the sealing material.
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。 The extension part inserted between the straight pipe | tube part of a tube main body and a coating | coated member is provided in the axial direction one end side of the said intermediate member. The 1, 2, 3, 4, 5 or 6 characterized by the above-mentioned. Flexible tube joint member connection structure.
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