JP3555231B2

JP3555231B2 - 圧力流体供給ホース及びその製造方法

Info

Publication number: JP3555231B2
Application number: JP07794495A
Authority: JP
Inventors: 博之高橋; 信彦山本
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: US5749396A; JPH08277973A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ポンプによって吐出された圧力流体を動力舵取装置等の流体圧装置に供給する圧力流体供給ホース及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用動力舵取装置においては、ポンプから吐出される圧力流体の脈動を低減するために、ポンプの吐出ポートと動力舵取装置との間には、板状部材を螺旋状に巻いて形成した螺旋管を可撓性ゴムホースの内孔に配置した圧力流体供給ホースが設置されている。この圧力流体供給ホースは、螺旋管内を圧力流体が通過することによって位相が異なる圧力流体が生じて、これらの流体の干渉作用により脈動を低減させるものである。
【０００３】
この圧力流体供給ホースには、螺旋管の外周にニップルをかしめ固定し、この状態で螺旋管を可撓性ゴムホースの内孔に挿入し、ニップルに対応した可撓性ゴムホースの外周で固定ソケットをかしめ固定した構成の一般に中間螺旋タイプの圧力流体供給ホースがある。
この中間螺旋タイプの圧力流体供給ホースにおいて、螺旋管に対するニップルのかしめ方法としては、図７に示すように、ニップル３０の両端を、ニップル３０に対して平行な一対の押圧面３１ａを持つかしめ工具３１で周方向の複数位置で矢印方向からかしめ、図８に示すようにニップル３０の両端内周を、板状部材３２ａ，３２ｂを螺旋状に巻いて形成された螺旋管３２に押接してニップル３０を螺旋管３２に固定するようにしている。なお、３３はニップル３０の図略のゴムホースに対する保持力向上のためにニップル３０の外周に形成された保持溝３０ａである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のかしめ方法では、図８に示すように、かしめ部の押圧により、ニップル３０の端部が点線から実線に示すように変形して、ニップル３０の内径が縮径されて、かしめ部と非かしめ部とでは急激に内径が変化するため、、螺旋管の板状部材３２ａ，３２ｂ間に段差による隙間ｋが生じ、この隙間ｋからの油洩れにより圧力脈動の吸収に悪影響を与え、脈動低減作用の低下が生じるという問題があった。また、かしめ工具３１のかしめ量を一定にしたとしても、ニップル３０及び螺旋管３２の寸法誤差やかしめ位置のバラツキにより、個々のホースにおいて隙間ｋに差が生じ、油の洩れ量にバラツキが生じて、品質が不安定となるとともに、脈動低減作用の小さいホースが形成されてしまうという問題があった。
【０００５】
また、螺旋管のかしめ量（変形量）を少なくすると、油の洩れ量は減少するが、螺旋管が抜けやすくなり、信頼性が悪化するという問題があった。
図６の（ｂ）は、従来のかしめ方法における実験データであり、螺旋管１６のかしめ量ｈ_０に対するかしめ部における洩れ量Ｑ_０及び螺旋管１６の抜け力Ｆ_０の関係を示すグラフである。ここで、螺旋管１６のかしめ量ｈ_０〔ｍｍ〕は実際に螺旋管１６がかしめられた最大かしめ量であり、また、かしめ部における洩れ量Ｑ_０は螺旋管１６のかしめ量ｈ_０を変化させた時に板状部材１７ａ，１７ｂの間から洩れる圧縮流体の流量で、洩れ量基準値Ｑ_Ａを１として実験値を無次元化したものである。また、螺旋管１６の抜け力Ｆ_０は螺旋管１６をニップル１５から引き抜くのに必要な力であり、抜け力基準値Ｆ_Ａを１として実験値を無次元化したものである。ここで、洩れ量基準値Ｑ_Ａと抜け力基準値Ｆ_Ａは各々製品としての良否の判定基準値であり、洩れ量Ｑ_０が洩れ量基準値Ｑ_Ａ以下であり、かつ、抜け力Ｆ_０が抜け力基準値Ｆ_Ａ以上であるという条件を満足しておれば良とするものである。なお、洩れ量Ｑ_０の測定条件は、油温Ｔ＝２５〔℃〕，圧力Ｐ＝０．５〔ｋｇｆ／ｃｍ^２〕，測定時間ｔ＝１〔ｍｉｎ〕である。
【０００６】
従来では、図６の（ｂ）に示すように、洩れ量基準値Ｑ_Ａを満足するかしめ量ｈ_０は０．４１〔ｍｍ〕以下であり、抜け力基準値Ｆ_０を満足するかしめ量ｈ_０は０．３０〔ｍｍ〕以上である。したがって、洩れ量基準値Ｑ_Ａ及び抜け力基準値Ｆ_Ａをともに満足できるかしめ量ｈ_０の公差は０．１１〔ｍｍ〕であり、この公差の範囲内でのかしめ量ｈ_０の中央値は０．３５５〔ｍｍ〕であるので、かしめ量寸法公差としては０．３５５±０．０５５〔ｍｍ〕となる。
【０００７】
したがって、洩れ量基準値Ｑ_Ａ及び抜け力基準値Ｆ_Ａをともに満足するかしめ量としての目標値を０．３５５〔ｍｍ〕とすると、かしめ工程における誤差の許容範囲が０．０５５〔ｍｍ〕といった非常に狭い範囲となる。製品を量産する時には、各製品毎に寸法を管理できないため、判定基準を満足する製品を量産することは非常に困難となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】板状部材を螺旋状に巻いて形成した螺旋管と、この螺旋管の外周にかしめ固定され前記螺旋管に押接するニップルと、このニップルに固定された前記螺旋管が挿入された膨張収縮可能な可撓性ゴムホースと、このゴムホースの外周に嵌合され、前記ゴムホース内の前記ニップルに対応した位置でかしめられたソケットとを備えた圧力流体供給ホースにおいて、円筒状のニップル内に前記螺旋管を挿入し、該ニップルを、軸方向断面形状が平坦形状の平坦部と、この平坦部の両側に連続して形成され両端部に向かって内径が大きくなるテーパ部とから成る形状にかしめ、前記ソケットを前記ニップルの外周の平坦部に対応する位置及び幅にて平坦形状にかしめたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、板状部材を螺旋状に巻いて形成した螺旋管を円筒状のニップル内に挿入し、該ニップルの外周に対して平行な平坦形状の平坦押圧面と、この平坦押圧面の端部から両端に向かって徐々に前記螺旋管に対するかしめ量が少なくなるテーパ形状のテーパ押圧面とが形成されたかしめ工具によって前記螺旋管を前記ニップルにかしめ固定し、前記ニップルにかしめ固定された前記螺旋管を膨張収縮可能な可撓性ゴムホース内に挿入し、このゴムホースの外周に嵌合したソケットを前記ゴムホース内の前記ニップルに対応した位置に位置させ、外方から前記ソケットを前記ニップルの外周の平坦部に対応した位置及び幅にて平坦形状にかしめ、前記ゴムホースに前記ニップルを固定して圧力流体供給ホースを製造するようにしたものである。
【００１０】
【作用】
本発明によれば、ニップルの中央位置が大きくかしめられ、ニップルの両端部に向かって徐々にかしめ量が減少するようにかしめられているため、螺旋管はニップルの中央位置に対応した位置で大きく変形し、ニップルの端部に向かって徐々に変形量が減少するように変形される。これによって、螺旋管に生じる外径の変化は局部的な径変化ではなく、ゆるやかなものになり、螺旋管に段差が生じることが防止される。
【００１１】
【実施例】
以下本発明の実施例である圧力流体供給ホースを図面に基づいて説明する。
図１において、１０は膨張収縮可能な可撓性ゴムホースであり、このゴムホース１０の両端には、図略のポンプ装置及び動力舵取装置に接続する接続金具１１，１１が各々設けられている。
【００１２】
この接続金具１１は、前記ゴムホース１０の内孔１０ａ内に挿入される金属製のチューブ１２と、図略のポンプ装置の吐出口及び図略の動力舵取装置の供給口に各々ねじ込み固定されるジョイント１３と、チューブ１２をゴムホース１０に液密的に固定するためのソケット１４とから構成されている。
ソケット１４は、チューブ１２の外周に嵌着され、その外周は軸方向断面形状が波形状となる公知のウェーブかしめにてかしめられ、ゴムホース１０の外周に固定されている。これによって、チューブ１２がゴムホース１０に一体的に固定される。
【００１３】
前記ゴムホース１０の内孔１０ａ内には、ニップル１５を介して螺旋管１６が設けられている。ニップル１５は後述のようにして螺旋管１６の外周にかしめ固定され、このニップル１５のかしめ後の軸方向断面の内周形状は、その略中央位置では平坦形状の平坦部１５ａとなっており、この平坦形状の平坦部１５ａから両端に向かっては内径が大きくなる、つまり、螺旋管１６に対するかしめ量が徐々に少なくなるテーパ形状となっている。したがって、ニップル１５は平坦部１５ａと、両テーパ部１５ｂとで螺旋管１６に押接しており、螺旋管１６はニップル１５の平坦部１５ａによって大きくかしめられ、両テーパ部１５ｂによってニップル１５の端部に向かって徐々にかしめ量が減少するようにかしめられている。
【００１４】
前記螺旋管１６は２本の板状部材１７ａ，１７ｂを螺旋状に巻いて筒状に形成したものであり、この螺旋管１６の開口部には各々ゴムホース１０の内周面の損傷を防止するための保護キャップ１８が被せられている。
前記ニップル１５の位置に対応したゴムホース１０の外周にはソケット１９が嵌着され、このソケット１９の外周は軸方向断面形状が平坦形状となる公知のフラットかしめにてかしめられ、ゴムホース１０の外周に固定されている。これによって、ニップル１５を介して螺旋管１６がゴムホース１０に一体的に固定されている。
【００１５】
次に、螺旋管１６に対してニップル１５をかしめ工具２０を用いてかしめ固定するかしめ工程を図２〜図３を用いて説明する。
前記ニップル１５のかしめ前の軸方向断面形状は、図２に示すように、内外周ともに螺旋管１６の外周形状と平行な平坦形状となっている。
前記かしめ工具２０には、ニップル１５の軸方向断面で、ニップル１５の外周に対して平行な平坦形状の平坦押圧面２０ａと、この平坦押圧面２０ａの端部から両端に向かって徐々に螺旋管１６に対するかしめ量が少なくなる所定のテーパ角度αであるテーパ形状のテーパ押圧面２０ｂとが形成されている。ここで、かしめ工具２０のテーパ押圧面２０ｂのテーパ角度αはα＝８°±５°が適当である。なお、かしめ工具２０の平行押圧面２０ａ及びテーパ押圧面２０ｂは軸方向と直交する断面においては各々ニップル１５の外周面形状に沿う円弧形状となっている。
【００１６】
先ず、図２に示すように、ニップル１５内に螺旋管１６を挿入する。
この状態で、周方向の等角度間隔で８方向（図２においては上下の２方向以外は図略）からかしめ工具２０の平坦押圧面２０ａをニップル１５の略中央位置に対応する位置にセットする。
次に、かしめ工具２０を図２に示す状態から矢印方向に移動させ、ニップル１５に対して徐々に各押圧面２０ａ，２０ｂで押圧してニップル１５を図３に示す状態まで所定量かしめる。この時、かしめ工具２０の平坦押圧面２０ａによって螺旋管１６がかしめられた実際のかしめ量をｈ_０とする。
【００１７】
図３に示すように、かしめ工程が完了した時には、ニップル１５の軸方向断面の内周形状においては、平坦押圧面２０ａに対応した位置には平坦部１５ａが、テーパ押圧面２０ｂに対応した位置にはテーパ部１５ｂが各々形成され、これら平坦部１５ａ及びテーパ部１５ｂの形状に沿って螺旋管１６の外周が変形されている。即ち、螺旋管１６は、ニップル１５の平坦部１５ａによって大きなかしめ量ｈ_０でかしめられ、また、両テーパ部１５ｂによってニップル１５の端部に向かって徐々にかしめ量が減少するようにかしめられる。
【００１８】
なお、前記螺旋管１６の長さと、前記螺旋管１６に対するニップル１５の固定位置と、ニップル１５のゴムホース１０内での固定位置とは、図略のポンプ装置の供給口に接続される接続金具１１側から供給される圧力流体の脈動成分の位相に対して、前記螺旋管１６の外周とゴムホース１０の内周との間に形成された隙間ｅに流入する一部の圧力流体の脈動成分がニップル１５の端面で反射した時に、１／２波長だけ位相がずれるように適宜設定され、これにより、隙間ｅ及び螺旋管１６の開口部でこれら位相の異なる脈動成分を干渉させることにより脈動を低減するようになっている。
【００１９】
上記の構成により、図略のポンプ装置から圧力流体が吐出されると、ポンプ装置の吐出口に接続された接続金具１１側より脈動成分を含んだ圧力流体がゴムホース１０の内孔１０ａに供給される。圧力流体は螺旋管１６の一方の開口部から螺旋管１６内に流入し、他方の開口部から流出する。この際、一部の流体が螺旋管２０の外周とゴムホース１０の内周との間に形成された隙間ｅに流入する。これによって、脈動成分が隙間ｅ内に伝播され、さらに、前記ニップル１５の端面で反射されて位相の異なった脈動成分が接続金具１１側に伝播される。反射された脈動成分の位相が、接続金具１１側より供給される圧力流体の脈動成分の位相に対して１／２波長ずれているため、これらの脈動成分が隙間ｅや螺旋管１６の開口部で干渉し、圧力流体の脈動が低減される。
【００２０】
図６の（ａ）は、本発明のかしめ方法における実験データであり、螺旋管１６のかしめ量ｈ_０に対するかしめ部における洩れ量Ｑ_０及び螺旋管１６の抜け力Ｆ_０の関係を示すグラフである。ここで、螺旋管１６のかしめ量ｈ_０〔ｍｍ〕は実際に螺旋管１６がかしめ工具２０によってかしめられた最大かしめ量であり、また、かしめ部における洩れ量Ｑ_０は螺旋管１６のかしめ量ｈ_０を変化させた時に板状部材１７ａ，１７ｂの間から洩れる圧縮流体の流量で、洩れ量基準値Ｑ_Ａを１として実験値を無次元化したものである。また、螺旋管１６の抜け力Ｆ_０は螺旋管１６をニップル１５から引き抜くのに必要な力であり、抜け力基準値Ｆ_Ａを１として実験値を無次元化したものである。ここで、洩れ量基準値Ｑ_Ａと抜け力基準値Ｆ_Ａは各々製品としての良否の判定基準値であり、洩れ量Ｑ_０が洩れ量基準値Ｑ_Ａ以下であり、かつ、抜け力Ｆ_０が抜け力基準値Ｆ_Ａ以上であるという条件を満足しておれば良とするものである。なお、洩れ量Ｑ_０の測定条件は、油温Ｔ＝２５〔℃〕，圧力Ｐ＝０．５〔ｋｇｆ／ｃｍ^２〕，測定時間ｔ＝１〔ｍｉｎ〕であり、かしめ量ｈ_０の実験範囲としてはｈ_０≦１．４〔ｍｍ〕である。
【００２１】
本発明では、図６の（ａ）に示すように、洩れ流量基準値Ｑ_Ａを満足するかしめ量ｈ_０はかしめ量の実験範囲（０≦ｈ_０≦１．４〔ｍｍ〕）を全て満足しており、抜け力基準値Ｆ_０を満足するかしめ量ｈ_０は０．２１〔ｍｍ〕以上であり、したがって、洩れ流量基準値Ｑ_Ａ及び抜け力基準値Ｆ_Ａをともに満足できるかしめ量ｈ_０の公差は１．１９〔ｍｍ〕以上である。ここで、実験の範囲内での公差は１．１９であるので、この公差の範囲内でのかしめ量ｈ_０の中央値は０．８０５〔ｍｍ〕となり、かしめ量寸法公差としては０．８０５±０．５９５〔ｍｍ〕となる。
【００２２】
したがって、洩れ流量基準値Ｑ_Ａ及び抜け力基準値Ｆ_Ａをともに満足するかしめ量としての目標値を０．８０５〔ｍｍ〕とすると、かしめ工程における誤差の許容範囲が０．５９５〔ｍｍ〕となり、従来のかしめ工程における誤差の許容範囲０．０５５〔ｍｍ〕に比べて大幅に広くなり、製品の量産した場合に判定基準を満足する製品であることの信頼性を増すことができるとともに、品質を安定させることができる。
【００２３】
また、本発明では、上記した実験データにも示されるように、従来に比べて少ないかしめ量ｈ_０（実験データではｈ_０＝０．２１〔ｍｍ〕で抜け力基準値Ｆ_Ａを満足している。）で抜け力基準値Ｆ_Ａを満足する保持力を出すことができる。また、本発明では、ニップル１５の端部に向かうにつれて徐々にかしめ量が小さくなるようにかしめたので、つまり、かしめ部と非かしめ部との間はゆるやかに径が変化され、板状部材１７ａ，１７ｂ間における急激な段差が生じず、かしめによる応力がニップル１５の端部に向かうにつれて徐々に開放される。ニップル１５のかしめ量ｈ_０を大きくしたとしても、つまり、ニップル１５の螺旋管１６に対する保持力を強くしたとしても、かしめ部と非かしめ部とはゆるやかな径変化にて接続されるため、螺旋管１６の外周において局部的径変化がないため、板状部材１７ａ，１７ｂ間に隙間が生じず、螺旋管１６におけるシール性が常に保たれる。即ち、螺旋管１６からの洩れ流量がほとんどなく、かしめ量の変化に対応して洩れ流量がほとんど変動しないため、脈動低減作用を効率良く行え、品質の安定及びホースとしての信頼性を確保することができる。
【００２４】
また、本発明では、ニップル１５をかしめた際にニップル１５の外周が凹状に変形され、このニップル１５の外周の凹形状によってゴムホース１０とニップル１５との保持力が向上されるので、従来のようなニップルの外周への溝加工を廃止することができ、コスト低減に寄与することができる。
なお、上記実施例では、軸方向断面が平坦形状のニップル１５に対して、平坦押圧面２０ａとテーパ押圧面２０ｂとを備えたかしめ工具を用いてかしめるようにしたが、本発明はかしめ工具を用いてニップルをかしめた際に螺旋管の外周に押接するニップル１５の内周の軸方向断面形状を、平坦形状の平坦部１５ａと、この平坦部１５ａの両側に連続し両端部に向かって内径が徐々に大きくなるテーパ部１５ｂとで構成するといった技術思想に逸脱しない限り種々の変形，適応が可能である。
【００２５】
即ち、図４に示すように、かしめ工具２０に、ニップル１５の軸方向断面で、ニップル１５の外周に対して平行な平坦形状の平坦押圧面２０ｃを形成し、ニップル１５の軸方向断面の形状を、中央部が肉厚の大きい平坦形状の平坦部１５ｃと、この平坦部１５ｃに連続し、端部に向かって厚みが小さくなる所定のテーパ角度βであるテーパ形状のテーパ部１５ｄとで形成しても良い。なお、平坦押圧面２０ｃの軸方向長さはニップル１５の平坦部１５ｃより長くする。ここで、ニップル１５のテーパ部１５ｄのテーパ角度βはβ＝８°±５°が適当である。これによって、かしめ工具２０を用いて図４の矢印方向にニップル１５の外周をかしめた際には、かしめ工具２０の平坦押圧面２０ｃがニップル１５の外周に徐々に食い込んでいき、かしめが完了した時には、図５に示すように、ニップル１５の内周には、同様に平坦部１５ａ及び端部に向かって徐々にかしめ量が少なくなる前記テーパ部１５ｄに対して逆テーパ状のテーパ部１５ｂが各々形成される。したがって、螺旋管１６の外周形状は、ニップル１５の中央位置では大きくかしめられ、ニップル１５の両端部に向かって徐々にかしめ量が小さくなるように変形されるので、同様の効果を得ることができる。
【００２６】
また、螺旋管１６とニップル１５の保持力をさらに向上させるために、板状部材１７ａ，１７ｂの間で局部的径変化とならず、洩れ流量が許容範囲内であれば、上記のようにニップル１５の内周に形成した平坦部１５ａと、テーパ部１５ｂに対して、例えば、ねじ加工、または、溝加工を行うといった種々の設計変更を行い得ることはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、ニップルの中央位置を平坦状にかしめるとともに、この平坦状の平坦部の両側に連続してニップルの両端部に向かって徐々に内径が大きくなるテーパ状にかしめるようにしたので、ニップルのかしめ量を大きくしたとしても、つまり、ニップルの螺旋管に対する保持力を強くしたとしても、螺旋管の外周に局部的径変化がないため、螺旋管に段差が生じず、螺旋管におけるシール性が常に保たれる。即ち、螺旋管からの洩れ流量がほとんどなく、脈動低減作用を効率良く行え、品質の安定及びホースとしての信頼性を確保することができる。
【００２８】
また、本発明では、ニップルをかしめた際にニップル外周が凹状に変形され、このニップル外周の凹形状によってゴムホースとニップルとの保持力が向上されるので、従来のようなニップルの外周への溝加工を廃止することができ、コスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の圧力流体供給ホースの全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例におけるニップルと螺旋管とのかしめ部のかしめ前の断面図である。
【図３】本発明の実施例におけるニップルと螺旋管とのかしめ部のかしめ後の断面図である。
【図４】本発明の他の実施例におけるニップルと螺旋管とのかしめ部のかしめ前の断面図である。
【図５】本発明の他の実施例におけるニップルと螺旋管とのかしめ部のかしめ後の断面図である。
【図６】螺旋管かしめ量−かしめ部洩れ量・螺旋管抜け力の関係を示すグラフである。
【図７】従来におけるニップルと螺旋管とのかしめ部のかしめ前の断面図である。
【図８】従来におけるニップルと螺旋管とのかしめ部のかしめ後の断面図である。
【符号の説明】
１５ニップル
１５ａ平坦部
１５ｂテーパ部
１６螺旋管
１９ソケット
２０かしめ工具

Claims

板状部材を螺旋状に巻いて形成した螺旋管と、この螺旋管の外周にかしめ固定され前記螺旋管に押接するニップルと、このニップルに固定された前記螺旋管が挿入された膨張収縮可能な可撓性ゴムホースと、このゴムホースの外周に嵌合され、前記ゴムホース内の前記ニップルに対応した位置でかしめられたソケットとを備えた圧力流体供給ホースにおいて、
円筒状のニップル内に前記螺旋管を挿入し、該ニップルを、軸方向断面形状が平坦形状の平坦部と、この平坦部の両側に連続して形成され両端部に向かって内径が大きくなるテーパ部とから成る形状にかしめ、前記ソケットを前記ニップルの外周の平坦部に対応する位置及び幅にて平坦形状にかしめたことを特徴とする圧力流体供給ホース。
板状部材を螺旋状に巻いて形成した螺旋管を円筒状のニップル内に挿入し、該ニップルの外周に対して平行な平坦形状の平坦押圧面と、この平坦押圧面の端部から両端に向かって徐々に前記螺旋管に対するかしめ量が少なくなるテーパ形状のテーパ押圧面とが形成されたかしめ工具によって前記螺旋管を前記ニップルにかしめ固定し、前記ニップルにかしめ固定された前記螺旋管を膨張収縮可能な可撓性ゴムホース内に挿入し、このゴムホースの外周に嵌合したソケットを前記ゴムホース内の前記ニップルに対応した位置に位置させ、外方から前記ソケットを前記ニップルの外周の平坦部に対応した位置及び幅にて平坦形状にかしめ、前記ゴムホースに前記ニップルを固定したことを特徴とする圧力流体供給ホースの製造方法。