JP4252785B2 - 配管用コネクタ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車におけるエンジンの冷却系統や吸気系統などにおける流体配管に好ましく使用される配管用コネクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のラジエータホースなどの接続に際して、一方の管の端部に取付けたソケットに、他方の管の端部に取付けたプラグを挿入するだけで、ワンタッチで接続されるようにした配管用コネクタ（管継手）が広く利用されている。
【０００３】
このような配管用コネクタとして、例えば特開平１０−９４７０号公報には、雌管（ソケット）の外周に外周溝を設け、その外周溝に内外径を貫通して所要角度で対向する切欠き溝を設け、無切欠き溝部の谷周径部に止具腕（ストッパ）を係合させ、各切欠き溝に上記止具腕から伸びる各係止腕を架け渡して係止させ、各係止腕の一部は雌管内に突出して、雄管（プラグ）の外周の溝に嵌合するようにしたものが開示されている。
【０００４】
このような配管用コネクタにおいては、コネクタを接続した状態で、配管内部を流れる流体が漏れないように気密的にシールするため、ソケット内周とプラグ外周との間には、シールリングが配置されている。
【０００５】
このシールリングは、ソケットの奥方に設けた環状の段部と、この段部に対して所定の間隔をおいて開口部側に設けた押えリングとで構成される環状の溝部に装着されている。この押えリングは、嵌め合い、圧入などの方法によりソケット内周に固着されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９４７０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記押えリングをソケット内周に嵌め合い、圧入によって固着する方法では、接続した配管内部に高温・高圧の流体等が流されたときに、嵌め合いや圧入が緩んで押えリングが外れてしまう虞れがあった。
【０００８】
また、上記押えリングをソケット内周に溶着することも考えられるが、特に超音波溶着の場合には、溶融した樹脂が溶着面からはみ出してバリが発生するため、このバリがシールリングに接触して、シールリングを損傷する虞れがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、シールリングを損傷することなく、押えリングをソケット内周に強固に固着できるようにした配管用コネクタ及びその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、接続すべき一方の管端に取付けられる略管状のソケットと、他方の管端に取付けられる略管状のプラグと、前記ソケット内周に配置されて前記プラグ外周との間を気密的にシールするシールリングと、このシールリングの軸方向移動を規制するために前記ソケット内周に超音波溶着により固着された押えリングとを備え、前記ソケットに前記プラグを挿入して嵌合させることにより一対の管を連結する配管用コネクタにおいて、
前記ソケット内周には、前記プラグの挿入口側から、第１段部を介して第１縮径部と、更に第２段部を介して第２縮径部とが設けられており、
前記押えリングは、前記ソケットの第１縮径部よりも挿入口側の内周にほぼ適合する外径の大径部と、前記第１縮径部の内周にほぼ適合する外径の小径部と、前記大径部及び前記小径部の間に形成されたバリ溜まり空間となる環状の溝と、前記大径部と前記環状の溝との間に形成された角部と、前記第２段部に当接する端面とを有しており、
前記超音波溶着の際、前記押えリングの角部が前記ソケットの第１段部に溶着されると共に、前記ソケットの第２段部が前記押えリングの溶着時のストッパ並びにバリ止めをなして固着されていることを特徴とする配管用コネクタを提供するものである。
【００１１】
上記発明によれば、押えリングの外周にバリ溜まり空間となる環状の溝を形成したので、押えリングを超音波溶着させるときに発生するバリが、上記環状の溝内に溜まって外部に流出するのが防止されるため、シールリング側にバリが流出してシールリングが損傷することを防止できると共に、押えリングを溶着によって強固にソケット内周に固着することができる。
また、押えリングを超音波溶着する際に、押えリングが第１縮径部に押付けられて溶着がなされると共に、そこで発生するバリが第１縮径部と第２縮径部との間の段部によって止められて、環状の溝内に封じ込められるので、シールリング側に流出することがより確実に防止される。また、上記段部は、押えリングの超音波溶着時に、押えリングの移動を停止させるストッパともなり、押えリングの位置決めにも寄与する。
【００１２】
本発明の第２は、前記第１の発明において、前記押えリングの角部は、曲率半径０．２〜０．５ｍｍの曲面状に面取りされている配管用コネクタを提供するものである。
【００１３】
上記発明によれば、超音波溶着の際に押えリングがソケット内周に押付けられる部分が、曲率半径０．２〜０．５ｍｍの曲面状に面取りされた角部とされているので、ソケット内周に押付けられる部分が欠けて飛ぶことがなく、破片によるシールリングの損傷を防止できると共に、振動エネルギーが分散されないので、溶着がスムーズになされる。
【００１６】
本発明の第３は、接続すべき一方の管端に取付けられる略管状のソケットと、他方の管端に取付けられる略管状のプラグと、前記ソケット内周に配置されて前記プラグ外周との間を気密的にシールするシールリングと、このシールリングの軸方向移動を規制するために前記ソケット内周に固着された押えリングとを備え、前記ソケットに前記プラグを挿入して嵌合させることにより一対の管を連結する配管用コネクタの製造方法において、
前記ソケット内周には、前記プラグの挿入口側から、第１段部を介して第１縮径部と、更に第２段部を介して第２縮径部とを設け、
前記押えリングには、前記ソケットの第１縮径部よりも挿入口側の内周にほぼ適合する外径の大径部と、前記第１縮径部の内周にほぼ適合する外径の小径部と、前記大径部及び前記小径部の間に形成されたバリ溜まり空間となる環状の溝と、前記大径部と前記環状の溝との間に形成された角部と、前記第２段部に当接する端面とを設け、
前記押えリングの角部を前記第１段部に押付けながら、前記押えリングに超音波を付与して、前記角部を前記第１段部に溶着させると共に、前記押えリングの端面が前記第２段部に当接する前に前記超音波の付与を停止し、
その後、前記押えリングを更に押し込んで前記段部に当接させることを特徴とする配管用コネクタの製造方法を提供するものである。
【００１７】
上記発明によれば、押えリングを第１縮径部に押付けながら、押えリングに超音波を付与することにより、押えリングが第１縮径部に溶着される。また、押えリングは、第１縮径部に溶着されつつ上記押付け方向に移動するが、押えリングが第１縮径部と第２縮径部との間に形成された段部に当接する前に超音波の付与を停止することにより、該段部で溶着が起こってバリが発生することが防止される。また、押えリングと第１縮径部との溶着部から発生するバリが上記段部によって止められて、環状の溝内に封じ込められるので、シールリング側にバリが流出することを確実に防止でき、シールリングを損傷することなく、押えリングをソケット内周に強固に固着できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１〜４には、本発明の配管用コネクタの一実施形態が示されている。図１は同コネクタの押えリング溶着工程を示す説明図、図２は同コネクタの斜視図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は連結状態を示す斜視図、図３は同コネクタの連結状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は側断面図、図４は同コネクタのソケットを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は押えリングの部分拡大図である。
【００１９】
図２に示すように、このコネクタ１０は、接続すべき一方の管の端部に取付けられる略管状のプラグ２０と、他方の管の端部に取付けられる略管状のソケット４０と、ソケット４０に装着される屈曲ワイヤで形成されたストッパ６０とで構成されている。
【００２０】
プラグ２０は、ソケット４０への差込み方向の先端側から、第１テーパ部２２と、ストレート部２３と、第２テーパ部２４とを連続して形成した形状をなすと共に、第２テーパ部２４の頂部外周に、環状溝部２５と位置決め用突起２６とが形成された構造をなしている。
【００２１】
一方、ソケット４０は、その一端に、図示しない接続すべき他方の管、例えばホース、チューブ等が接続される取付け口４１を有し、他端に、前記プラグ２０を受け入れる挿入口４３を有している。取付け口４１は、ソケット本体部に対して約６０度の角度で屈曲されて延出するように形成されている。取付け口４１の先端部には環状のリブ４２が形成され、接続される管に対する抜け止め効果を高めている。
【００２２】
ソケット４０の本体部は、前記プラグ２０を受け入れる大きさ、形状の筒状をなしている。図３、４を併せて参照すると、ソケット４０の本体部は、段階的に拡径する形状をなし、取付け口４１の連結部分から、やや拡径した内径の第１拡径部４４と、この第１拡径部４４からやや拡径した第２拡径部４５と、第２拡径部４５から更に拡径した第３拡径部４６とを有する。
【００２３】
そして、前記ソケット４０の第１拡径部４４は、プラグ２０の第１テーパ部２２及びストレート部２３が挿入される内径をなしている。また、ソケット４０の第２拡径部４５に配置されたシールリング５０は、プラグ２０のストレート部２３に密接する内径とされている。更に、ソケット４０の第３拡径部４６は、プラグ２０の第２テーパ部２４、環状溝部２５及び位置決め用突起２６等を収容できる内径とされている。
【００２４】
特に図３（ｂ）、図４（ａ）に示すように、ソケット４０の内周において、上記第１拡径部４４と第２拡径部４５との間には段部４７が形成され、上記第２拡径部４５と第３拡径部４６との間には、押えリング４９が装着されている。
【００２５】
更に、前記段部４７と上記押えリング４９との間に形成される環状の溝には、シールリング５０が設置されている。すなわち、シールリング５０は、段部４７と押えリング４９とによって、所定の位置に保持されている。
【００２６】
再び図１を参照すると、ソケット４０の第３拡径部４６には、プラグ２０の位置決め用突起２６が挿入されるガイド溝５１が形成され、このガイド溝５１の外周は、部分的に膨出した壁部５２をなしている。プラグ２０の位置決め用突起２６は、ソケット４０の前記ガイド溝５１に挿入され、それによってプラグ２０とソケット４０との組み付け角度が規制されるようになっている。
【００２７】
第３拡径部４６には、ストッパ６０が挿入される切欠き溝５３が形成されている。切欠き溝５３は、第３拡径部４６の周方向の対向する部分に沿って、ソケット４０の内外を貫通するようにスリット状に形成されている。
【００２８】
第３拡径部４６外周の切欠き溝５３の上半部には、切欠き溝５３の対向縁部から突出する一対のリブ５４が形成され、これらのリブ５４がストッパ６０を挟んで確実に保持するようにしている。また、第３拡径部４６外周の切欠き溝５３の途中の部分には、周方向に沿った断面がV字状の凹部５５が形成されている。更に、第３拡径部４６外周の切欠き溝５３の下端には、ストッパ６０の端部を収容するためのコ字状の壁で囲まれた収容凹部５６が形成されている。
【００２９】
ストッパ６０は、全体として門形に屈曲させたワイヤ等で構成されている。ストッパ６０の中央部には、前記膨出壁部５２の外周に適合する外方屈曲部６１が形成されている。ストッパ６０の両端部には、ソケット４０の軸方向、挿入口４３側に向けてほぼ９０°で屈曲された前方屈曲部６２が形成されている。更に、前方屈曲部６２からやや基部寄り部分には、内側に円弧状に屈曲した内方屈曲部６３が形成されている。
【００３０】
上記ストッパ６０をソケット４０に装着するには、まず、ストッパ６０の両端部を広げながら、ソケット４０の切欠き溝５３に挿入しつつ上方から被せる。すると、ストッパ６０の前方屈曲部６２が、ソケット４０外周のＶ字状の凹部５５に嵌合して仮保持される。この状態で更に強く下方に押し込むと、ストッパ６０の両端部が再び広がりながらスライドし、前方屈曲部６２が収容凹部５６に嵌合する。
【００３１】
このとき、ストッパ６０の両端部は、ソケット４０の切欠き溝５３に挿入されて、その一部が切欠き溝５３の内周から内側に突出した状態となり、特に内側屈曲部６３は、内側に大きく突出する。このとき、ストッパ６０の各端部は、切欠き溝５３の円周を弦のように横切って、切欠き溝３７と上下２箇所で交差するが、上記内側屈曲部６３は、そのうちの下方の交差部分に形成されている。
【００３２】
したがって、この配管用コネクタ１０の接続に際しては、プラグ２０の位置決め用突起２６をソケット４０のガイド溝５１に挿入しながら、プラグ２０をソケット２０に挿入していくと、まず、プラグ２０の第１テーパ部２２が、ソケット２０内に配置されたシールリング５０内に当接し、シールリング５０をソケット２０内壁に押し付けながら、プラグ２０が押し込まれる。次に、ストッパ６０が第２テーパ部２４に当接して、押し広げられながら第２テーパ部２４を上っていく。そして、ストッパ６０が第２テーパ部２４を上りつめた後、ストッパ６０がプラグ２０の溝２５に落し込まれて嵌合し、プラグ２０とソケット４０との接続が完了する。
【００３３】
この配管用コネクタ１０は、以上のような基本構造を有しているが、本発明の特徴とする部分は、ソケット４０内周への押えリング４９の固着構造、すなわちソケット４０内周に押えリング４９を、以下に説明する超音波溶着によって固着した構造にある。
【００３４】
すなわち、図１に示すように、ソケット４０内周の第２拡径部４５と第３拡径部４６との間には、挿入口４３側から見て、第３拡径部４６の内周７０に対して縮径した第１縮径部７１と、この第１縮径部７１に対して更に縮径した第２縮径部７２とが形成されている。第３拡径部４６の内周７０と第１縮径部７１との間には、直線状のテーパからなる第１段部７３が設けられ、第１縮径部７１と第２縮径部７２との間には直角に立ち上がる壁状の第２段部７４が形成されている。
【００３５】
そして、図４（ｂ）を併せて参照すると、上記ソケット４０内周に装着される押えリング４９は、第３拡径部４６の内周７０にほぼ適合する外径の大径部８０と、この大径部８０外周に形成された断面Ｖ字状の環状の溝８１と、この環状の溝８１の端部に形成された小径部８２と、この小径部８２側の端面８３と、小径部８２に対応して内周に形成されたリブ８４と、このリブ８４に隣接して大径部８０の内周側に形成された内周壁８５と、大径部８０側の端面８６とで構成されている。小径部８２は、第１縮径部７１内周に適合する外径とされている。
【００３６】
また、上記環状の溝８１は、大径部８０から内周側に急激に落ち込む壁部８１ａと、底部８１ｂから小径部８２に向けてテーパ状に立ち上がる壁部８１ｃとを有しており、壁部８１ａと大径部８０外周との間には、断面が円弧状に面取りされた角部８７が形成されている。この角部８７は、後述する超音波溶着の際に、ソケット４０の第１段部７３に当接して溶着部となる。
【００３７】
本発明においては、上記溶着部となる角部８７の曲率半径Ｒが０．２〜０．５ｍｍとされていることが好ましい。上記曲率半径Ｒが０．２ｍｍ未満では、超音波溶着の際に欠けを生じる虞れがあり、０．５ｍｍよりも大きいと、振動エネルギーが分散されてしまうため、溶着がスムーズになされなくなる。
【００３８】
図１には、上記押えリング４９をソケット４０内周に超音波溶着によって固着する工程が示されている。
【００３９】
すなわち、図１（ａ）に示すように、まず、押えリング４９をソケット４０の内周に挿入口４３側から挿入し、小径部８２を第１縮径部７１内周に当接させ、大径部８０を第３拡径部４６の内周７０に当接させた状態とする。この状態で、超音波発振機のホーン９０を押えリング４９に当接させ、図中矢印で示すように押えリング４９を押圧する。なお、図１において、ホーン９０の振動状態のときは、メッシュ状のハッチングで示され、振動を停止した状態のときは、ハッチングなしで示されている。
【００４０】
その結果、図１（ｂ）に示すように、ホーン９０によって振動する押えリング４９の上記角部８７が第１段部７３に押圧され、角部８７と第１段部７３との接触部が摩擦熱で溶融して溶着される。このとき、上記溶着部からはみ出した溶融樹脂がバリとなって流出するが、このバリは環状の溝８１に溜められるため、シールリング５０の収容部となる第２縮径部７２側には流出しない。
【００４１】
そして、小径部８２側の端面８３が、第２段部７４に接触する前にホーン９０の振動を止め、ホーン９０で押えリング４９を更に押し込むと、図１（ｃ）に示すように、溶融した樹脂どうしがつぶれて溶着されながら、端面８３が第２段部７４に当接して、押えリング４９の移動が停止する。この状態で、押えリング４９は、ソケット４０内周に溶着されるので、押えリング４９の固着位置を正確に決めることができる。
【００４２】
また、溶着部からはみ出す溶融樹脂によるバリは、上記環状の溝８１内に溜められると共に、最終的に押えリング４９の端面８３が第２段部７４に当接するので、第２段部７４によって完全に封じ込まれ、シールリング５０の収容部となる第２縮径部７２に流出することを、より完全に防止することができる。
【００４３】
こうして製造された本発明のコネクタ１０は、シールリング５０の押えリング４９がソケット４０内周に超音波溶着によって固着されているので、押えリング４９がソケット４０内周から剥がれてしまうことがなく、シールリング５０を正しい位置に保持して気密性を長期に亘って良好に維持することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、押えリングの外周にバリ溜まり空間となる環状の溝を形成したので、押えリングを超音波溶着させるときに発生するバリが、上記環状の溝内に溜まって外部に流出するのが防止されるため、シールリング側にバリが流出してシールリングが損傷することを防止できると共に、押えリングを溶着によって強固にソケット内周に固着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の配管用コネクタの一実施形態における押えリング溶着工程を示す説明図である。
【図２】 同コネクタの斜視図であって、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は連結状態を示す斜視図である。
【図３】 同コネクタの連結状態を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は側断面図である。
【図４】 同コネクタのソケットを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は押えリングの部分拡大図である。
【符号の説明】
１０ コネクタ
２０ プラグ
２２ 第１テーパ部
２３ 平坦部
２４ 第２テーパ部
２５ 環状溝部
４０ ソケット
４７ 段部
４９ 押えリング
５０ シールリング
５３ 切欠き溝
６０ ストッパ
７１ 第１縮径部
７２ 第２縮径部
７３ 第１段部
７４ 第２段部
８０ 大径部
８１ 環状の溝部
８２ 小径部
８７ 角部

Claims (3)

  1. 接続すべき一方の管端に取付けられる略管状のソケットと、他方の管端に取付けられる略管状のプラグと、前記ソケット内周に配置されて前記プラグ外周との間を気密的にシールするシールリングと、このシールリングの軸方向移動を規制するために前記ソケット内周に超音波溶着により固着された押えリングとを備え、前記ソケットに前記プラグを挿入して嵌合させることにより一対の管を連結する配管用コネクタにおいて、
    前記ソケット内周には、前記プラグの挿入口側から、第１段部を介して第１縮径部と、更に第２段部を介して第２縮径部とが設けられており、
    前記押えリングは、前記ソケットの第１縮径部よりも挿入口側の内周にほぼ適合する外径の大径部と、前記第１縮径部の内周にほぼ適合する外径の小径部と、前記大径部及び前記小径部の間に形成されたバリ溜まり空間となる環状の溝と、前記大径部と前記環状の溝との間に形成された角部と、前記第２段部に当接する端面とを有しており、
    前記超音波溶着の際、前記押えリングの角部が前記ソケットの第１段部に溶着されると共に、前記ソケットの第２段部が前記押えリングの溶着時のストッパ並びにバリ止めをなして固着されていることを特徴とする配管用コネクタ。
  2. 前記押えリングの角部は、曲率半径０．２〜０．５ｍｍの曲面状に面取りされている請求項１記載の配管用コネクタ。
  3. 接続すべき一方の管端に取付けられる略管状のソケットと、他方の管端に取付けられる略管状のプラグと、前記ソケット内周に配置されて前記プラグ外周との間を気密的にシールするシールリングと、このシールリングの軸方向移動を規制するために前記ソケット内周に固着された押えリングとを備え、前記ソケットに前記プラグを挿入して嵌合させることにより一対の管を連結する配管用コネクタの製造方法において、
    前記ソケット内周には、前記プラグの挿入口側から、第１段部を介して第１縮径部と、更に第２段部を介して第２縮径部とを設け、
    前記押えリングには、前記ソケットの第１縮径部よりも挿入口側の内周にほぼ適合する外径の大径部と、前記第１縮径部の内周にほぼ適合する外径の小径部と、前記大径部及び前記小径部の間に形成されたバリ溜まり空間となる環状の溝と、前記大径部と前記環状の溝との間に形成された角部と、前記第２段部に当接する端面とを設け、
    前記押えリングの角部を前記第１段部に押付けながら、前記押えリングに超音波を付与して、前記角部を前記第１段部に溶着させると共に、前記押えリングの端面が前記第２段部に当接する前に前記超音波の付与を停止し、
    その後、前記押えリングを更に押し込んで前記段部に当接させることを特徴とする配管用コネクタの製造方法。
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