JP2009079746A - ホースの締結構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、シール面圧が高く、ホースの端部に切削などの面倒な作業を必要としないホースの締結構造体を提供すること。
【解決手段】ホースの締結構造体は、補強糸２４をゴム基体２２に埋設したホース２０に、接続管１０の挿入部１４を挿入し、ホース２０の外周部から締結部材３０で締結することにより、ホース２０を接続管１０に接続する。ホース２０の外周部には、締結部材３０を位置決めするための位置決め凹所２６が形成されている。位置決め凹所２６は、未加硫ホース２０Ａの軸方向への変形を規制するとともに型成形をして加硫することで形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、補強糸を埋設したホースを接続管に締結部材で締結することで接続したホースの締結構造体に関し、詳しくはクランプの位置決め機構に関する。

従来、この種のホースの締結構造体として、所定の編角で編まれた補強糸を埋設したホースを接続管にクランプで締結することで接続した構成が知られている。こうしたホースでは、ゴム体の厚さが３．５ｍｍを越えると、ゴム体がクランプの直下から逃げる量が多くなるために、ホースと接続管とのシール面圧を上げることができない。こうした課題を解決するための手段として、特許文献１に示すように、クランプで押圧するホース端部を拡径することでゴム体の一部を薄肉にする技術が知られている。しかし、このようにホースの一部を拡径して薄肉にすると、その部分の補強糸の編角が変わってしまうために、補強糸の作用であるゴム体の拘束力が低下するという問題があった。他の技術として、ホースを拡径しないで、ホースの外周部を削除することによりホースの端部を薄肉にする技術も知られている。しかし、この技術では、ゴムの切削するための作業が面倒であり、しかも切削した端部における機械的強度が低下しやすいという問題があった。

特開２００６−２８３８４３公報 特開２００１−１２６７１公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、シール面圧が高く、ホースの端部に切削などの面倒な作業を必要としないホースの締結構造体を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
適用例１は、補強糸をゴム基体に埋設したホースに、接続管の挿入部を挿入し、上記ホースの外周部から締結部材で締結することにより、上記ホースを上記接続管に接続するホースの締結構造体において、
上記ホースの外周部には、上記締結部材を位置決めするための位置決め凹所が形成され、該位置決め凹所は、未加硫ホースの軸方向への変形を規制するとともに型成形した状態にて加硫することで形成されていること、特徴とする。

適用例１において、ホースを接続管に接続するには、ホースに、接続管の挿入部を挿入し、ホースの外周部から締結部材で締結することにより行なう。ホースの外周部に形成した位置決め凹所は、締結部材をホースに対して位置決めしてそのズレを防止するから、接続作業性を向上させることができる。

また、締結部材で押圧されるホースの部分には、位置決め凹所が形成されて、その肉厚が薄くなっており、しかも加硫により補強糸によって大きな力で拘束されているから、締結部材で押圧されたときの肉逃げ量が少ない。よって、ホースが使用温度範囲の上限に近づき、かつホースの通路を流れる液体によって大きな圧力を受けても、ゴム基体のゴム材料が締結部材で押圧されている部位から逃げないから、面圧の低下を生じにくく、高いシール性および引抜き荷重を維持することができる。

さらに、位置決め凹所は、型成形によって、未加硫ホースの端部を拘束して加硫することにより形成されているので、ホースの内径は、位置決め凹所が形成されている部分を含めてホースの全長で同じであり、また、ホースの軸方向の長さも同じであるから補強糸の編角が変わることがなく、よって、ホースの端部の機械的強度の低下を生じない。

また、位置決め凹所は、ホースの端部を切削するのではなく、未加硫ホースを型成形で賦形することで形成したので、ホースの位置決め凹所の付近に切削された箇所がない。よって、ホースに位置決め凹所を形成したことによるホースの機械的強度の低下がない。

［適用例２］
適用例２は、適用例１に記載のホースの締結構造体において、上記締結部材は、リング状に変形可能な締結帯と、締結帯をリング状に保持するとともにそのリング径を拡縮させるための固定手段とを備え、上記締結帯は、締結本体と、締結本体の両側から径外方へ折曲された支持端部とを備えている構成である。これにより、締結部材が位置決め凹所で確実に保持される。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。
（１） ホースの締結構造体の構成
図１は本発明の一実施例にかかるエンジンのターボホースに用いたホースの接続構造体を示す半断面図、図２は図１の２−２線に沿った断面図である。図１および図２において、図示しないターボチャージャの端部には、オイル、ガソリンをミストとして含む空気をインタークーラからインテイクマニホールドに送るための接続管１０が固定されており、接続管１０にホース２０が挿入され、ホース２０の外周部の位置決め凹所２６にて環状の締結部材３０を締結することでホース２０が接続管１０に接続されている。

図３は接続管１０にホース２０を接続する前の状態を説明する半断面図である。接続管１０は、ターボチャージャに固定されている管状の接続基部１２と、接続基部１２より小径の挿入部１４と、接続基部１２と挿入部１４とを接続する段部１６とを備え、これらを金属材料により一体成形している。接続基部１２には、通路１２Ｐが形成され、挿入部１４には、通路１２Ｐに接続される通路１４Ｐが形成されている。挿入部１４は、管状の挿入本体１４ａを備えている。

ホース２０は、３次元に曲げられており、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＮＢＲ等からなるゴム材料などからゴム基体２２に補強糸２４が埋設され、ゴム基体２２の外周部に位置決め凹所２６を加硫と同時に形成することで構成されている。ホース２０の形状は、その肉厚が４〜６ｍｍであるときに、位置決め凹所２６の箇所の段差が０．５〜３ｍｍになっている。

ホース２０は、汎用の方法により製造され、例えば以下のような工程をとることができる。まず、未加硫ホースを作成する。未加硫ホースは、未加硫状態のＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ＮＢＲ等からなるゴム材料を押出装置で押し出すとともに、ブレーダ装置で補強糸を編み組することにより製造することができる。図４は未加硫ホース２０Ａに巻かれた補強糸２４を説明する説明図である。図４に示すように、未加硫ホース２０Ａには、上述したブレーダ装置により補強糸２４が中心軸ＣＬに対して所定の編角θで交差するように巻かれている。図５は加硫前における未加硫ホース２０Ａをマンドレル装置５０に装着する工程を説明する説明図である。図５（Ａ）において、マンドレル装置５０は、マンドレル５１と、成形型５５とを備えている。マンドレル５１は、型基部５１ａからホース２０の中心線に沿った曲線状の金属製の芯金５１ｂ（図では端部だけを示す）を突出することで構成されている。成形型５５は、未加硫ホース２０Ａの端部外周に位置決め凹所２６を形成するための型であり、円筒の割型５６，５６に断面台形の突出部５６ａ，５６ａを備え、突出部５６ａ，５６ａの端部が型基部５１ａに型締めされるように構成されている。

図５（Ｂ）に示すように、マンドレル装置５０に、未加硫ホース２０Ａを装着するには、未加硫ホース２０Ａを全長にわたってマンドレル５１に挿入して、成形型５５の割型５６，５６を未加硫ホース２０Ａの外周面に押し付ける。この状態にて、加硫装置内に装填して、蒸気加熱などの加熱処理を施すことにより、未加硫ホース２０Ａを加硫する。その後、マンドレル装置５０から、ホース２０を引き抜くことによって図５（Ｃ）に示す位置決め凹所２６を有するホース２０が得られる。

図２および図３において、締結部材３０は、リング状に変形可能な締結帯３１と、締結帯３１をリング状に保持するとともにそのリング径を拡縮させるための固定手段３５とを備えている。締結帯３１は、締結本体３２と、締結本体３２の両側から径外方へ折曲された支持端部３４，３４とを備えている。締結帯３１の先端３１ａから所定の長さの部分には、互いに平行な多数の溝部３２ａが形成されている。固定手段３５は、締結帯３１の後端の固定端３２ｂに固定されたケーシング３６と、ケーシング３６に回転可能かつ進退可能に取付けられたボルト３７とを有する。この締結部材３０の構成において、ケーシング３６に挿入した締結帯３１の溝部３２ａにボルト３７のネジ山３７ａを係合させ、ボルト３７を回転させると、ウォームギアの原理により、締結帯３１の先端３１ａをケーシング３６に対して進退させる。これにより、締結帯３１のリング径を拡縮させることができる。

（２） ホース２０の接続作業
次に、ホース２０を接続管１０に締結部材３０を用いて接続する作業について説明する。図３において、締結帯３１をホース２０の外径より大きくした状態にて、締結帯３１をホース２０の外周部の位置決め凹所２６に位置合わせし、さらに、ホース２０を接続管１０の挿入部１４に押し入れる。続いて、ボルト３７を回転して、締結帯３１のリング径を縮径する。これにより、図１の接続状態になる。

（３） ホースの締結構造体の作用・効果
本実施例にかかるホースの締結構造体により、以下の作用・効果を奏する。
（３）−１ ホース２０の外周部に形成した位置決め凹所２６は、締結部材３０をホース２０に対して位置決めしてそのズレを防止するから、接続作業性を向上させることができる。

（３）−２ 締結部材３０で押圧されるホース２０の部分には、位置決め凹所２６が形成されて、その肉厚が薄くなっており、しかも加硫により補強糸２４によって大きな力で拘束されているから、締結部材３０で押圧されたときの肉逃げ量が少ない。よって、ホース２０が使用温度範囲の上限に近づき、かつホース２０の通路２０Ｐを流れる液体によって大きな圧力を受けても、ゴム基体２２のゴム材料が締結部材３０で押圧されている部位から逃げないから、面圧の低下を生じにくく、高いシール性および引抜き荷重を維持することができる。

（３）−３ 図５に示すように、ホース２０の外周部に位置決め凹所２６を形成する工程において、マンドレル装置５０は、マンドレル５１および成形型５５によって、未加硫ホース２０Ａの端部を拘束して加硫しているから、ホース２０の内径は、位置決め凹所２６が形成されている部分を含めて、ホース２０の全長で同じであり、また、ホース２０の端部が軸方向へ伸びず、図４に示す補強糸２４の編角が小さくならないから、ホース２０の端部の機械的強度の低下を生じない。

（３）−４ ホース２０に形成した位置決め凹所２６は、ホース２０の端部を切削するのではなく、未加硫ホース２０Ａをマンドレル装置５０で賦形することで形成したので、ホース２０の位置決め凹所２６の付近に切削された箇所がない。よって、ホース２０に位置決め凹所２６を形成したことによるホース２０の機械的強度の低下がない。

（３）−５ 位置決め凹所２６は、マンドレル装置５０でホース２０の端部を拘束して成形して、位置決め凹所２６の開口周縁部に盛り上がった山部が形成されないから、締結部材３０の端部と干渉することがなく、位置決め凹所２６の開口周縁部での摩耗を防ぎ、耐久性を向上させることができる。

（４） 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。

（４）−１ 図６は他の実施例にかかるホースの接続構造体を示す半断面図である。本実施例は、位置決め凹所２６Ｂをホース２０Ｂの端部にまで形成した構成に特徴を有する。位置決め凹所２６Ｂには、締結部材３０Ｂが位置決めされて、ホース２０Ｂの外周部から押圧している。こうした位置決め凹所２６Ｂは、図７の工程により製造される。図７は加硫前における未加硫ホース２０Ａをマンドレル装置６０に装着する工程を説明する説明図である。マンドレル装置６０は、マンドレル６１と、マンドレル６１の端部に固定され加硫装置内で支持するための支持金具６２と、ストッパ機構６３とを備えている。マンドレル６１は、ホース２０Ｂの中心線に沿った曲線状の金属製の芯金である。ストッパ機構６３は、未加硫ホース２０Ａの端部が広がることを防止するとともに、位置決め凹所２６Ｂを形成するための機構であり、マンドレル６１の外周部から突出したストッパ部６３ａと、マンドレル６１にスライド可能に嵌合されたキャップ６３ｂと、キャップ６３ｂに付勢するスプリング６３ｃとを備えている。キャップ６３ｂは、マンドレル６１に対して回動することで係合・係脱可能になっており、マンドレル６１に対して係脱したときにスプリング６３ｃにより押されて図示右側へ移動する。
マンドレル装置６０に、未加硫ホース２０Ａを装着するには、マンドレル６１の端部から、未加硫ホース２０Ａの穴に挿入する。このとき、マンドレル６１と未加硫ホース２０Ａの穴の壁面との間には、潤滑油を塗布することで、挿入作業を容易にすることが好ましい。そして、未加硫ホース２０Ａが全長にわたってマンドレル６１に挿入されると、未加硫ホース２０Ａの端部がストッパ部６３ａに当たる。そして、キャップ６３ｂを回転することにより、スプリング６３ｃのスプリング力によりキャップ６３ｂが移動してキャップ６３ｂで未加硫ホース２０Ａの端部を覆う。このとき、キャップ６３ｂの内周突部により未加硫ホース２０Ａの端部外周部に凹所が形成される。この状態にて、加硫装置内に装填して、蒸気加熱などの加熱処理を施すことにより、未加硫ホース２０Ａを加硫する。その後、マンドレル装置６０から、ホース２０Ｂを引き抜くことによって、位置決め凹所２６Ｂを有するホース２０Ｂが得られる。

（４）−２ 上記実施例では、自動車のターボホースについて説明したが、これに限らず、補強糸を埋設したホースに適用することができ、例えば、ラジエータホース、ウォータホース、エアーホースに適用することができる。

本発明の一実施例にかかるエンジンのターボホースに用いたホースの接続構造体を示す半断面図である。 図１の２−２線に沿った断面図である。 接続管にホースを接続する前の状態を説明する半断面図である。 未加硫ホースに巻かれた補強糸を説明する説明図である。 加硫前における未加硫ホースをマンドレル装置に装着する工程を説明する説明図である。 他の実施例にかかるホースの接続構造体を示す半断面図である。 他の実施例にかかる加硫前における未加硫ホースをマンドレル装置に装着する工程を説明する説明図である。

符号の説明

１０…接続管
１２…接続基部
１２Ｐ…通路
１４…挿入部
１４Ｐ…通路
１４ａ…挿入本体
１６…段部
２０…ホース
２０Ａ…未加硫ホース
２０Ｂ…ホース
２０Ｐ…通路
２２…ゴム基体
２４…補強糸
２６…位置決め凹所
２６Ｂ…位置決め凹所
３０…締結部材
３０Ｂ…締結部材
３１…締結帯
３１ａ…先端
３２…締結本体
３２ａ…溝部
３２ｂ…固定端
３４…支持端部
３５…固定手段
３６…ケーシング
３７…ボルト
３７ａ…ネジ山
５０…マンドレル装置
５１…マンドレル
５１ａ…型基部
５１ｂ…芯金
５５…成形型
５６…割型
５６ａ…突出部
６０…マンドレル装置
６１…マンドレル
６２…支持金具
６３…ストッパ機構
６３ａ…ストッパ部
６３ｂ…キャップ
６３ｃ…スプリング

Claims (2)

1. 補強糸（２４）をゴム基体（２２）に埋設したホース（２０）に、接続管（１０）の挿入部（１４）を挿入し、上記ホース（２０）の外周部から締結部材（３０）で締結することにより、上記ホース（２０）を上記接続管（１０）に接続するホースの締結構造体において、
   上記ホース（２０）の外周部には、上記締結部材（３０）を位置決めするための位置決め凹所（２６）が形成され、該位置決め凹所（２６）は、未加硫ホース（２０Ａ）の軸方向への変形を規制するとともに型成形した状態にて加硫することで形成されていること、
   を特徴とするホースの締結構造体。
2. 請求項１に記載のホースの締結構造体において、
   上記締結部材（３０）は、リング状に変形可能な締結帯（３１）と、締結帯（３１）をリング状に保持するとともにそのリング径を拡縮させるための固定手段（３５）とを備え、上記締結帯（３１）は、締結本体（３２）と、締結本体（３２）の両側から径外方へ折曲された支持端部（３４，３４）とを備えているホースの締結構造体。

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