JP4062272B2 - ホース継手 - Google Patents

Description

この発明はホース端部に装着されるホース継手に関し、詳しくはスリーブ状のソケット金具を軸方向の複数のかしめ箇所で縮径方向に圧縮変形させて、パイプ状のインサート金具とソケット金具とでホース端部を内外両側から挟圧する状態にホース端部に装着されるホース継手に関する。

従来より、例えばオイル等の流体を高圧力で輸送するホース等のホース継手として、ホース内部に挿入されるパイプ状のインサート金具と、ホース外面に嵌挿されるスリーブ状のソケット金具とを有し、そのインサート金具をホース内部に挿入した状態でホース外面に嵌挿したソケット金具が軸方向の複数のかしめ箇所で縮径方向に圧縮変形させられて、ホースをインサート金具とソケット金具とで内外両側から挟圧する状態にホース端部に装着されるホース継手が広く使用されている。

例えば下記特許文献１にこの種のホース継手が開示されている。
この種ホース継手は、従来、軸方向の複数のかしめ箇所の何れにおいてもかしめ率が一定とされていた。
図５はその具体例を示している。
図５はホースへの装着状態でホース継手を示したもので、図中２００はゴム等からなるホース、２０２はその端部に装着されたホース継手である。
尚図５（Ａ）中２０８は内面ゴム層、２１０は補強糸を編組して成る補強層、２１２は外面ゴム層で、ホース２００はこれらの積層構造を成している。

ホース継手２０２は、パイプ状のインサート金具２０４と、スリーブ状のソケット金具２０６とを有しており、そのインサート金具２０４がホース２００内に挿入された状態で、ホース２００に嵌挿したソケット金具２０６が軸方向の複数のかしめ箇所Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３で縮径方向に圧縮変形させられてかしめ付けられ、これによりインサート金具２０４とソケット金具２０６とでホース２００を内外両側から挟圧する状態にホース２００端部に装着されている。
このホース継手２０２において、かしめ箇所Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３でのかしめ率は一定で同じである。

ところでこのホース継手２０２の場合、ホース２００内部を流通するオイル等の流体の圧力の急激な変化によってホース２００に動圧がインパルス的に加わったとき、またその動圧が繰り返し加わったとき、ホース２００が終端のかしめ箇所Ｐ_３でかしめ切れ（ホース切れ）を生じ易いといった問題が生じていた。

ホース２００は、インサート金具２０４とソケット金具２０６とで挟圧された部分が拘束状態にある一方、ホース継手２０２の装着されていない部分は上記のインパルス的な動圧の作用で急激な膨張変形と戻り変形とを繰り返し、その結果終端のかしめ箇所Ｐ_３でホース２００に大きな応力集中が生じ（同部分でホース２００に大きな歪が発生する）、このため図５（Ｂ）に示しているようにその応力集中によってホース２００に亀裂が発生及び進行してしまう。

而してこのような亀裂が生ずると、図中矢印で示しているようにその部分から内部のオイル等の流体がホース２００内部に浸入し、更に補強層２１０に沿って移動した上、内圧の作用で外面ゴム層２１２を突き破るに到ってしまう。
一方でこのようなホース２００のかしめ切れを防止しようとしてソケット金具２０６の縮径率、即ちかしめ率を低くすると、ホース２００とホース継手２０２との間のシール性が低下してしまう。

ところで、自動車においてはホースとともに配管を構成する金属パイプの端部を、そのままホース継手のインサート金具として用いることが行われている。
このようにすると、金属パイプ自体にホース継手としての機能の一部を兼用させることができるため、配管全体のコストを安価となすことができる。

但しこの配管の一部をなす金属パイプは、配管箇所に応じて様々に湾屈曲させることが多く、この場合曲げ加工性を考慮して通常は金属パイプ材として硬さの低い材料を用いる。

この金属パイプは、他の金属パイプ等配管部材との接続用のジョイント部をろう付けにて設けることがあり、この場合にはろう付けの際の加熱による焼き鈍しによって金属パイプの硬さが更に低くなる。

その状態で金属パイプの端部、つまりインサート金具をホース内部に挿入した状態でソケット金具をかしめると、そのかしめ力によってインサート金具が求心方向に陥没状態に変形してしまう問題がある。この場合かしめによる締付力が低下してシール性が悪化する問題を生ずる。

その対策として、インサート金具全体を焼入れして硬くすることが考えられるが、この場合シール性は改善できるものの、インサート金具が硬くなることによって上記したホースのかしめ切れの問題が惹起される。

実開昭６１−９９７８９号公報

本発明は以上のような事情背景とし、配管の一部を構成する金属パイプにてインサート金具を兼用させた場合においても良好なシール性を確保でき、またホースが繰返し変形した場合においても上記のようなかしめ切れが生ずるのを抑制し得るホース継手を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、ホース内部に挿入されるパイプ状のインサート金具と、ホース外面に嵌挿されるスリーブ状のソケット金具とを有し、該インサート金具をホース内部に挿入した状態で、該ホース外面に嵌挿したソケット金具が軸方向の複数のかしめ箇所で縮径方向に圧縮変形させられて、該ホースをインサート金具とソケット金具とで内外両側から挟圧する状態に該ホース端部に装着されるホース継手であって、前記インサート金具の、前記ホースへの挿入側の先端から少なくともホース端より最も離隔した終端のかしめ箇所までの先端側の部分と、該先端側の部分よりも該ホース端側の部分であって少なくとも該ホース端に最も近い始端のかしめ箇所までの奥側の部分とを異なった硬度となし、該先端側の部分を低硬度部、奥側の部分を高硬度部と成したことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記ソケット金具が軸方向の３箇所以上でかしめられ、前記インサート金具の前記挿入側の先端から前記終端のかしめ箇所までの先端側の部分が前記低硬度部、それよりも前記始端のかしめ箇所までの奥側の部分が前記高硬度部と成してあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記高硬度部が焼入れによって形成されたものであることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、インサート金具の挿入側の先端から終端のかしめ箇所までの先端側の部分と、始端のかしめ箇所の側の奥側の部分とを異なった硬度となし、且つ先端側の部分を低硬度部、奥側の部分を高硬度部として構成したものである。
ここで高硬度部と低硬度部との硬度差は、Ｈｖ２０〜１５０程度とするのが良好である。

本発明では、ホースの変形に伴って応力集中し易く、また局部的に大きな歪の発生し易い終端のかしめ箇所においてインサート金具が低硬度部とされ、変形を生じ易くされている。
従ってソケット金具をかしめたとき、そのかしめ力によって同部分が求心方向に若干変形することができ、これにより終端のかしめ箇所でのホースに対する締め力を緩和することができる。
それ故終端のかしめ箇所でホースに生ずる応力の集中や局部的な歪の発生を効果的に抑制でき、終端のかしめ箇所で生じていたかしめ切れの問題を解決することができる。

一方で始端のかしめ箇所側の奥側部分ではインサート金具が高硬度となしてあるため、同部分においてソケット金具のかしめによりインサート金具が陥没状態に変形するのを防止でき、これにより良好なシール性を確保することができる。
即ち本発明によれば、かしめ切れの問題とシール性の低下の問題とを同時に解決することが可能となる。

加えて本発明ではインサート金具側の先端側の部分が動圧の作用時にホースの変形に追従して変形することが可能である。詳しくは、動圧の作用時にはホースはかしめられているので終端の締付箇所でホースは軸方向に引張られ、肉厚が薄くなる。この時にかしめの力で縮径方向に弾性変形しているインサート金具の先端側の部分が、ホースの薄肉化に追従して径方向に戻り変形することにより、終端の締付箇所でホースの応力変動が緩和される。
このことにより、ホースの変形の際に終端の締付箇所でホースに発生する応力，歪をインサート金具の追従変形によって分散でき、かしめの際の締め力の緩和と相俟って、終端のかしめ箇所での上記のかしめ切れをより良好に防止することができる。

本発明では、インサート金具の所要箇所を部分的に高硬度となすことによってシール性を確保するため、配管の一部を構成する金属パイプの端部にてインサート金具を構成する場合においても、インサート金具となる部分即ち端部を除いた部分を、硬度の低い軟らかい材料で構成でき、良好な曲げ加工性を確保することができる。

換言すれば、金属パイプとして曲げ加工性の良好な硬度の低い軟らかな材料を用いつつ、ソケット金具のかしめによる変形を防止して良好なシール性を確保することが可能となる。

本発明においては、インサート金具の挿入側の先端から終端のかしめ箇所までの先端側の部分を低硬度部となし、それよりも始端のかしめ箇所までの奥側の部分全体を高硬度部となしておくことができる（請求項２）。
即ち複数のかしめ箇所のうちの終端のかしめ箇所だけを低硬度部となし、その他のかしめ箇所については何れも高硬度部となしておくことができる。

このようにすれば、かしめ切れの問題を解決しつつシール性をより高めることが可能となる。
本発明においては、上記高硬度部を部分的な焼入れによって形成しておくことができる（請求項３）。このようにすれば容易に部分的な高硬度部を形成することができる。
この場合、焼入れ条件を適宜に設定することによって硬さを容易にチューニング（調整）することが可能である。
またその際の部分的な焼入れ手法として高周波焼入れを好適に用いることができる。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１及び図２において、１０は例えば自動車のパワーステアリング装置の作動オイル輸送用（パワーステアリングホース）等として好適なホースで、内面ゴム層１２と、補強糸を編組してなる補強層１４と、外面ゴム層１６との積層構造をなしている。

１８はホース１０の端部に装着されたホース継手で、インサート金具２０と、ソケット金具２２とを有している。
インサート金具２０はパイプ状をなしており、ホース１０の軸端からその内部に所定長さ挿入されている。

２４はホース１０とともに配管を構成する金属パイプで、その末端部が上記インサート金具２０を構成している。
この金属パイプ２４の他端部、即ちインサート金具２０とは反対側の端部には、他の金属パイプ等配管部材との接続用のジョイント部（ここではアイジョイント部）２６が設けられている。
このジョイント部２６はろう付によって金属パイプ２４に一体化されている。
またこの金属パイプ２４は、中間部に曲げ部２８を有している。

図３に示しているように、ソケット金具２２はスリーブ状をなしており、軸方向の一端（同図中左端）に内向きの鍔状部３０を有している。
ソケット金具２２は、図中左端において縮径方向に圧縮変形させられ、インサート金具２０に対してかしめ付けられている。そのかしめ付けによって、鍔状部３０の内周端がインサート金具２０の外周面の環状溝３２に嵌入し、軸方向に係合している。ソケット金具２２は、この鍔状部３０の内周端と環状溝３２との係合に基づいて、インサート金具２０に対して軸方向に固定状態とされている。

ソケット金具２２はまた軸方向の３箇所、詳しくはホース１０端から順に始端のかしめ箇所Ｐ_１，中間のかしめ箇所Ｐ_２，終端のかしめ箇所Ｐ_３において縮径方向に圧縮変形させられ、ホース１０に対してかしめ付けられている。
ここでかしめ箇所Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３における縮径率は同等である。

インサート金具２０は、挿入側の先端から終端のかしめ箇所Ｐ_３までの部分、厳密には終端のかしめ箇所Ｐ_３と中間のかしめ箇所Ｐ_２との間の位置Ｓ_１までの先端側の部分が長さＬ_１に亘って低硬度部３６とされており、またその位置Ｓ_１からＳ_２までの奥側の部分、詳しくは鍔状部３０よりもソケット金具２２の外側に露出した位置Ｓ_２までの部分が長さＬ_２に亘って高硬度部３４として構成されている。

尚位置Ｓ_２から更に図中左側の部分、即ち金属パイプ２４のほぼ全体が低硬度部３６とされている。
ここで高硬度部３４はその硬さがＨｖ１５０とされており、また低硬度部３６は硬さＨｖ１００とされている。
ここで高硬度部３４は部分的な焼入れ、具体的には高周波焼入れによって形成されたものである。

本実施形態では、スリーブ金具２２を始端のかしめ箇所Ｐ_１，中間のかしめ箇所Ｐ_２及び終端のかしめ箇所Ｐ_３でかしめたとき、設定したかしめ率が同等であっても、低硬度部３６が若干変形可能であることによって、終端のかしめ箇所Ｐ_３でのホース１０に対するかしめによる応力がその変形により低減緩和される。

かかる本実施形態によれば、終端のかしめ箇所Ｐ_３でのホース１０に対する締め力を緩和することができ、従って終端のかしめ箇所Ｐ_３でのホース１０に生ずる応力の集中や局部的な歪の発生を効果的に抑制でき、終端のかしめ箇所Ｐ_３でのかしめ切れを防止することができる。

一方でかしめ箇所Ｐ_１，Ｐ_２ではインサート金具２０が高硬度部３４となしてあるため、ソケット金具２２のかしめによってインサート金具２０が陥没状態に変形するのを防止でき、これにより良好なシール性を確保することができる。
即ち本実施形態によれば、かしめ切れの問題とシール性の低下の問題を同時に解決することができる。

加えてインサート金具２０の先端側の部分が、動圧の作用時にホース１０の変形に追従して変形することが可能である。詳しくは、動圧の作用時にはホース１０はかしめられているので終端のかしめ箇所Ｐ_３でホース１０は軸方向に引張られ、肉厚が薄くなる。この時にかしめの力で縮径方向に弾性変形しているインサート金具２０の先端側の部分が、ホース１０の薄肉化に追従して径方向に戻り変形することにより、終端のかしめ箇所Ｐ_３でホースの応力変動が緩和される。
このことにより、ホース１０の変形の際に終端のかしめ箇所Ｐ_３でホース１０に作用する応力，歪をインサート金具１８の先端側の部分の追従変形によって分散でき、かしめの際の締め力の緩和と相俟って、終端のかしめ箇所Ｐ_３でのかしめ切れをより良好に防止することができる。

また本実施形態によれば、金属パイプ２４の端部にてインサート金具２０を構成する場合においても、インサート金具２０となる部分即ち端部を除いた部分を硬度の低い軟らかい材料で構成でき、良好な曲げ加工性を確保することができる。
換言すれば金属パイプ２４として曲げ加工性の良好な硬度の低い軟らかな材料を用いつつ、ソケット金具２２のかしめによる変形を防止して良好なシール性を確保することが可能となる。

本実施形態においては、高硬度部３４を部分的な焼入れによって形成しており、この場合容易に部分的な高硬度部３４を形成することができ、その際焼入れ条件を適宜に設定することによって硬さを容易にチューニング（調整）することができる。

以上はソケット金具２２を３箇所でかしめを行った場合の例であるが、本発明は２箇所でかしめを行う場合においても適用可能である。
図４はその具体例を示している。但し図に示す構成は基本的に上記実施形態と同様であるので、符号のみ示して詳しい説明は省略する。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。例えば上記の部分的な高硬度部を加工硬化にて形成することも可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態のホース継手をホース端部に装着した状態で示す図（一部断面図）である。 図１の要部を示す斜視図である。 図２の要部断面図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 従来のホース継手の一例を示す図である。

符号の説明

１０ ホース
１８ ホース継手
２０ インサート金具
２２ ソケット金具
３４ 高硬度部
３６ 低硬度部
Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３ かしめ箇所

Claims (3)

1. ホース内部に挿入されるパイプ状のインサート金具と、ホース外面に嵌挿されるスリーブ状のソケット金具とを有し、該インサート金具をホース内部に挿入した状態で、該ホース外面に嵌挿したソケット金具が軸方向の複数のかしめ箇所で縮径方向に圧縮変形させられて、該ホースをインサート金具とソケット金具とで内外両側から挟圧する状態に該ホース端部に装着されるホース継手であって、
   前記インサート金具の、前記ホースへの挿入側の先端から少なくともホース端より最も離隔した終端のかしめ箇所までの先端側の部分と、該先端側の部分よりも該ホース端側の部分であって少なくとも該ホース端に最も近い始端のかしめ箇所までの奥側の部分とを異なった硬度となし、該先端側の部分を低硬度部、奥側の部分を高硬度部と成したことを特徴とするホース継手。
2. 請求項１において、前記ソケット金具が軸方向の３箇所以上でかしめられ、前記インサート金具の前記挿入側の先端から前記終端のかしめ箇所までの先端側の部分が前記低硬度部、それよりも前記始端のかしめ箇所までの奥側の部分が前記高硬度部と成してあることを特徴とするホース継手。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記高硬度部が焼入れによって形成されたものであることを特徴とするホース継手。

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