JP2021004644A - 継手 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングを使わなくても高いシール性能を発揮することの可能な継手を提供する。【解決手段】継手は、自動車内の冷却ラインにおいて、ホースの端部に圧入された状態でパイプを固定する。スリーブは、周壁に複数の締付片が形成されており、パイプが圧入されたホースの端部を複数の締付片で囲んでいる。締付体は、スリーブを囲んだ筒状部材であり、スリーブに対して軸方向へ変位可能である。締付体は内周面に、軸方向に対して傾斜したテーパー面を含む。複数の締付片はそれぞれ、締付体のテーパー面がスリーブに対して軸方向へ変位するのに伴い、締付体のテーパー面から径方向における内側へ付与される圧力をホースへ伝えるように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、スリーブを利用してホースを接続する継手に関し、特に自動車内の配管に利用されるものに関する。

自動車内の配管は、主に、燃料系、冷却系、および排気系に分けられる。燃料系は、給油口から燃料タンクへ、燃料タンクからエンジンへ、ガソリン等の液体燃料を供給する。冷却系は、放熱器と、エンジン、バッテリー、またはモーター等の冷却対象との間で冷却水等の冷媒液を循環させる。排気系は、エンジンから外気へ排ガスを放散させる。これらの配管では、ゴムホース等、柔軟性の高い管から、樹脂ホース、金属パイプ等、剛性の高い管まで、様々な管が利用される。これらの管を互いに接続し、または燃料タンク、エンジン等の要素へ接続するのに継手が利用される。継手は、管間の接続部を液密に、または気密に塞ぐのに、Ｏリング等のシール部材を利用する（たとえば、特許文献１参照）。自動車内では、特に振動の激しいところでは、Ｏリングが複数本使用される等、継手がシール構造を多段に含む。また、燃料系の継手ではＯリングにフッ素ゴム製品が利用され、気化したガソリンの透過が防止されている。

特表２０１１−５２９８２０号公報

自動車内の配管は、外部から振動を激しく受ける部分が多いので、継手におけるシールの確保が重要である。従来は、Ｏリングを複数本使用する等、シール構造の多段化で対処している（たとえば、特許文献１参照）。しかし、この対処方法では継手の部品点数を削減することが難しいので、配管全体の低コスト化が難しい。

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特にＯリングを使わなくても高いシール性能を発揮することの可能な継手を提供することにある。

本発明の１つの観点における継手は、自動車内の冷却ラインにおいて、ホースの端部に圧入された状態でパイプを固定する継手であって、スリーブと締付体とを備えている。スリーブは、周壁に複数の締付片が形成されており、パイプが圧入されたホースの端部を複数の締付片で囲んでいる。締付体は、スリーブを囲んだ筒状部材であり、スリーブに対して軸方向へ変位可能である。締付体は内周面に、軸方向に対して傾斜したテーパー面を含む。複数の締付片はそれぞれ、締付体のテーパー面がスリーブに対して軸方向へ変位するのに伴い、締付体のテーパー面から径方向における内側へ付与される圧力をホースへ伝えるように構成されている。

ホースに圧入された状態のパイプの外周面のうち、ホースよりも軸方向において外側の部分に、径方向において外側へ突出したフランジが設けられている場合、複数の締付片のうち少なくとも１つは先端に鉤を含んでいてもよい。締付体がスリーブに対して軸方向へ変位するのに伴い、鉤がパイプのフランジに引っ掛かってもよい。パイプのフランジに引っ掛かった鉤の外周面には締付体の内周面が接近し、または接触していてもよい。

スリーブと締付体との互いに対向する部位にはガイド機構が設けられていてもよい。ガイド機構は、スリーブのまわりに締付体が回転すると締付体を軸方向へ変位させるように構成されていてもよい。ガイド機構は、締付体の外周面に設けられている螺旋形状の溝と、スリーブの外周面から径方向へ突出した突起であって、スリーブのまわりに締付体が回転すると締付体の溝に沿って摺動する突起とを含んでいてもよい。

本発明による上記の継手では、パイプが圧入されたホースの端部を複数の締付片が囲んでいる。締付体がスリーブに対して軸方向へ変位するのに伴い、締付片はそれぞれ締付体のテーパー面から径方向の圧力を受けてホースへ伝える。これにより、ホースとパイプとの間が液密にまたは気密に塞がれるので、継手からの流体の漏れが確実に防止される。こうして、この継手は、Ｏリングを使わなくても高いシール性能を発揮することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態による継手の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、（ａ）の示す継手をパイプ側から見た平面図である。 図１の（ａ）が示す継手の分解図である。 （ａ）、（ｃ）は、図１の（ｂ）が示す直線Ａ−Ａに沿った断面図であり、（ｂ）、（ｄ）は、図１の（ｂ）が示す直線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 図３の（ｃ）の拡大図である。

図１の（ａ）は、本発明の実施形態による継手１００の外観を示す斜視図である。継手１００は、たとえば自動車内においてゴムホース３０１を、アルミニウム等の金属、または樹脂から成るパイプ３０２へ接続するのに利用される。ゴムホース３０１とパイプ３０２とは、たとえば電気自動車（ＥＶ）のバッテリーパックの冷却ラインに含まれる。ゴムホース３０１の開口端にパイプ３０２の開口端が圧入されることにより両者の内部が連通し、全体が冷却水（ＬＬＣ）の流路として機能する。継手１００はゴムホース３０１とパイプ３０２との接続部を囲んで保持し、ゴムホース３０１のパイプ３０２からの抜けを防ぐと共に、ＬＬＣの漏れを防ぐ。

図１の（ｂ）は、図１の（ａ）が示す継手１００をパイプ３０２側から見た平面図である。図２は、図１の（ａ）が示す継手１００の分解図である。図２が示すように、継手１００はスリーブ１１０と締付体１３０とを備えている。図３の（ａ）、（ｃ）は、図１の（ｂ）が示す直線Ａ−Ａに沿った断面図であり、図３の（ｂ）、（ｄ）は、図１の（ｂ）が示す直線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。図４は、図３の（ｃ）の拡大図である。

スリーブ１１０は、ポリアミド（ＰＡ）およびガラス繊維強化ポリアミド（ＰＡ−ＧＦ）等の樹脂から成る円筒部材であり、周壁が軸方向（図ではＹ軸方向）の切り込み１１３によって、周方向に並ぶ複数、たとえば１２本の小片１１４に等分割されている。以下、この小片を「締付片」と呼ぶ。切り込み１１３は、周壁端部の一方１１１（以下、「第１周壁端部」という。）よりも内側（図ではＹ軸の正側）から他方１１２（以下、「第２周壁端部」という。）まで伸びている。すなわち、締付片１１４は基端１１１が互いに接続されており、基端１１１に対して先端１１２が径方向へ変位するように弾性変形可能である。締付片１１４の外径は基端１１１から先端１１２に向けて狭まっている。すなわち、締付片１１４の外周面は、軸方向（Ｙ軸方向）から傾いたテーパー部分を含む。締付片１１４のうち、スリーブ１１０の軸を挟んで対向する４本は先端１１２に鉤１１５を備えており、他の締付片よりも長い。また、別の２本の締付片はそれぞれ、基端１１１の外周面から径方向に突き出した突起１１６を含む。

スリーブ１１０はゴムホース３０１とパイプ３０２との接続部、すなわちゴムホース３０１の開口端がパイプ３０２を覆っている部分を囲んでいる。図３が示すように、スリーブ１１０の内径は、パイプ３０２の外径にゴムホース３０１の厚みを加えた値よりも小さい。したがって、スリーブ１１０の締付片１１４は、ゴムホース３０１のうちパイプ３０２が圧入されて広がった端部の外周面と接触している。さらに、長い締付片の先端の鉤１１５は、ゴムホース３０１とパイプ３０２との接続部を越えて、その外側に位置するパイプ３０２の外周面に接触している。その外周面にはフランジ３０３が設けられており、そのフランジ３０３に鉤１１５は引っ掛かっている。

締付体１３０は、たとえばＰＡおよびＰＡ−ＧＦ等の樹脂から成る円筒部材であり、スリーブ１１０の外側に同軸に配置されている。図３が示すように、締付体１３０の内周面は軸方向（Ｙ軸方向）の中央部にテーパー面１３３を含む。これにより、締付体１３０の内径は第１周壁端部１３１から第２周壁端部１３２に向かって狭まっている。締付体１３０の第１周壁端部１３１の内径はスリーブ１１０の第１周壁端部１１１（すなわち締付片１１４の基端）の外径よりも広い。締付体１３０の第２周壁端部１３２の内径は、スリーブ１１０の第１周壁端部１１１の外径よりも狭いが、スリーブ１１０の第２周壁端部１１２（すなわち締付片１１４の先端）の外径よりは広い。

図２が示すように、締付体１３０の第１周壁端部１３１には螺旋形状の溝１３４が２本開けられている。溝１３４のそれぞれにはスリーブ１１０の外周面の突起１１６が１本ずつ挿入されている。スリーブ１１０のまわりを締付体１３０が回転すると、溝１３４に沿って突起１１６が摺動するので、スリーブ１１０に対して締付体１３０が軸方向（Ｙ軸方向）に変位する。図１の（ａ）、図２が示すように、溝１３４の先端部（Ｙ軸の正側の端部）では、軸方向において外側（Ｙ軸の負側）に位置する内面にわずかな段差１３６が設けられている。この段差１３６にスリーブ１１０の外周面の突起１１６が引っ掛かることでスリーブ１１０に対する締付体１３０の回転が阻止され、スリーブ１１０に対する締付体１３０の軸方向（Ｙ軸方向）における位置が固定される。

図３の（ａ）、（ｂ）は、締付体１３０がスリーブ１１０に対し、軸方向（Ｙ軸方向）において最も外側（Ｙ軸の正側）である開位置にある状態を表し、図３の（ｃ）、（ｄ）は、最も内側（Ｙ軸の負側）である閉位置にある状態を表す。開位置では締付体１３０の内周面は大部分がスリーブ１１０の外周面から離れており、スリーブ１１０の突起１１６のみによって支えられている。この状態から締付体１３０をスリーブ１１０のまわりに回転させて開位置から閉位置へ移動させると、締付体１３０のテーパー面１３３の全体がスリーブ１１０の締付片１１４の外周面のテーパー部分に接触し、そこへ圧力ＰＲを加える（図４参照）。接触部分が軸方向（Ｙ軸方向）から傾いていることにより、圧力ＰＲは径方向の成分を大きく含む。この径方向の成分がスリーブ１１０の締付片１１４をゴムホース３０１の外周面に押し付け、更にゴムホース３０１の内周面をパイプ３０２の外周面に押し付ける。これにより、ゴムホース３０１の内周面とパイプ３０２の外周面との間が液密にシールされる。さらに、図４が示すように、締付片１１４の鉤１１５がパイプ３０２のフランジ３０３に押し付けられ、その鉤１１５の外周面に締付体１３０の内周面１３５が接近し、または接触している。こうして、パイプ３０２からのスリーブ１１０の抜け、更にはゴムホース３０１の抜けが防止される。
［実施形態の利点］

本発明の上記の実施形態による継手１００では、パイプ３０２が圧入されたゴムホース３０１の端部をスリーブ１１０の締付片１１４が囲んでいる。締付体１３０がスリーブ１１０に対して軸方向（Ｙ軸方向）へ変位するのに伴い、スリーブ１１０の締付片１１４はそれぞれ締付体１３０のテーパー面１３３から径方向の圧力ＰＲを受けてゴムホース３０１へ伝える。これによりゴムホース３０１とパイプ３０２との間が液密に塞がれるので、継手１００からのＬＬＣの漏れが確実に防止される。こうして、継手１００は、Ｏリングを使わなくても高いシール性能を発揮することができる。
［変形例］

（１）本発明の上記の実施形態による継手１００は、ゴムホース３０１とパイプ３０２とを軸方向（Ｙ軸方向）へ変位可能に接続するガイド機構として突起１１６と溝１３４とを、スリーブ１１０と締付体１３０との互いに対向する部位に設けている。このような機構に限らず、ガイド機構は、スリーブ１１０のまわりに締付体１３０が回転すると締付体１３０を軸方向へ変位させるように構成されていればよい。たとえば、スリーブ１１０の第１周壁端部１１１の外周面には雄ねじが刻まれ、締付体１３０の第１周壁端部１３１の内周面には雌ねじが刻まれ、両者が噛み合わされることで、スリーブ１１０に対して締付体１３０が軸方向へ移動してもよい。

（２）本発明の実施形態による継手の樹脂材料はＰＡ等には限られない。その他に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリエーテルエテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド等、種々の樹脂が使用可能である。これらは、継手１００の使用分野または用途、ホース３０１、パイプ３０２の材質等に応じて適宜に選択される。

１００ 継手
１１０ スリーブ
１１１ スリーブの第１周壁端部
１１２ スリーブの第２周壁端部
１１３ 切り込み
１１４ 締付片
１１５ 鉤
１１６ スリーブの突起
１３０ 締付体
１３１ 締付体の第１周壁端部
１３２ 締付体の第２周壁端部
１３３ テーパー面
１３４ 締付体の溝
３０１ ゴムホース
３０２ パイプ

Claims (5)

1. 自動車内の冷却ラインにおいて、ホースの端部に圧入された状態でパイプを固定する継手であって、
   周壁に複数の締付片が形成されており、前記パイプが圧入された前記ホースの端部を前記複数の締付片で囲んでいるスリーブと、
   前記スリーブを囲んだ筒状部材であり、前記スリーブに対して軸方向へ変位可能な締付体と
   を備え、
   前記締付体は内周面に、軸方向に対して傾斜したテーパー面を含み、
   前記複数の締付片はそれぞれ、前記締付体のテーパー面が前記スリーブに対して軸方向へ変位するのに伴い、前記締付体のテーパー面から径方向における内側へ付与される圧力を前記ホースへ伝えるように構成されている
   ことを特徴とする継手。
2. 前記ホースに圧入された状態のパイプの外周面のうち、前記ホースよりも軸方向において外側の部分に、径方向において外側へ突出したフランジが設けられている場合、前記複数の締付片のうち少なくとも１つは先端に鉤を含み、
   前記締付体が前記スリーブに対して軸方向へ変位するのに伴い、前記鉤が前記パイプのフランジに引っ掛かる
   ことを特徴とする請求項１に記載の継手。
3. 前記パイプのフランジに引っ掛かった鉤の外周面に前記締付体の内周面が接近し、または接触していることを特徴とする請求項２に記載の継手。
4. 前記スリーブと前記締付体との互いに対向する部位にはガイド機構が設けられており、前記ガイド機構は、前記スリーブのまわりに前記締付体が回転すると前記締付体を軸方向へ変位させるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の継手。
5. 前記ガイド機構は、
   前記締付体の外周面に設けられている螺旋形状の溝と、
   前記スリーブの外周面から径方向へ突出した突起であって、前記スリーブのまわりに前記締付体が回転すると前記締付体の溝に沿って摺動する突起と
   を含む、請求項４に記載の継手。

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