JP4276492B2 - ホース口金具およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はホース口金具およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、自動車、自動二輪車、自転車等のブレーキシステムの液圧伝達などに用いられるブレーキホースを接続するためのホース口金具およびその製造方法に関する。

ホース口金具は、貫通孔およびホース接続用ソケット部（以下、単に「ソケット部」ともいう。）が形成された継手本体と、このソケット部の内側に形成されたニップル部とからなる。そして、ソケット部とニップル部との間の隙間にホースの端部を挿入したのち、ソケット部の外周から加締めることによりホースをホース口金具に圧着接続するものである。

ところで、近年、自動車、自動二輪車、自転車等のブレーキシステムの液圧伝達などに用いられるブレーキホースは、その配管レイアウトのフレキシビリティを増加させるために、従来品に比べ柔軟性が高く曲げやすい、より細管のものが望まれている。

しかし、ブレーキホースの外径を小さくするとともに内径も小さくするとブレーキオイルの流動抵抗が増大してブレーキの応答性が低下してしまう。

そこで、内径をブレーキの応答性に影響が出ない程度の大きさに維持しつつブレーキホースの外径のみを小さくするには、必然的にホースの肉厚を薄くする必要がある。そして、ホース口金具のニップル部はホース内側に嵌挿されることからニップル部の肉厚が厚いとニップル部内径が小さくなり流動抵抗はホース内に比べ過大となるため、ニップル部の肉厚は可能な限り薄くする必要がある。

一方、このようなホース口金具をホースに加締める際、ホース肉厚が薄いためニップル部に掛かる荷重は増大し、ニップル部自身の肉厚も薄いため極めて変形しやすくなる。そして、このようなニップル部の変形（いわゆる「へたり」）が生じると、ホースとホース口金具との締結力やシール性が確保できなくなるとともに、ニップル部の内径が確保できなくなりブレーキ応答性が低下する。

また、ホース口金具は、通常、継手本体とニップル部とを別体でそれぞれ形成し、継手本体のソケット部の内側にニップル部を圧入して組み付け、ロウ付けにより一体化することにより製造される。そして、このロウ付けの際に、その熱によってニップル部が焼鈍されて軟化し強度が低下するため、加締めの際に潰れが生じる。これを防止するために、ニップル部の材質として比較的硬度の高い素材が用いられる（例えば、特許文献１参照）。したがって、上記薄肉のニップル部を用いる場合には、加締め時の変形を防止するために従来品よりもさらに高硬度の素材を用いる必要がある。そうすると、ニップル部を安価な素材から簡易な冷間鍛造により形成することができなくなり、高価な素材から複雑な切削加工により形成することが必要となるため、材料コストが上昇するとともに生産性が低下する問題がある。また、材料歩留りが低下するとともに、切粉処理に費用が嵩むため加工コストが上昇してしまう問題もある。

なお、上記ロウ付けによるニップル部の軟化を回避するため、継手本体とニップル部とにネジを形成して螺合させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この方法ではシール性が不十分となりやすく、ネジ加工を要するため、生産性が低下するとともに、加工コストが上昇する問題がある。

また、上記ロウ付けによるニップル部の軟化を回避するため、継手本体とニップル部とを別体とすることなく、一つの素材から切削加工または塑性加工により、一体に成形する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、この方法ではソケット部とニップル部とが同じ素材から形成されるため、素材の材質をニップル部が加締め時に変形しない硬い材質に合わせるとソケット部が加締めにくくなり、逆に、素材の材質をソケット部が加締めやすい軟らかい材質に合わせるとニップル部が変形してしまう問題がある。また、加工工数が多いため生産性が低く、加工コストも高くなる問題もある。
特開平９−３０３６４７号公報 特開平６−１０９１８１号公報 特開平１０−２１３２８２号公報

そこで本発明は、加締め時にニップル部が過度に変形することがなく、特に細径のホースとの締結に適した低コストのホース口金具およびその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、流体通路およびホース接続用ソケット部が形成された継手本体と、前記ソケット部の内側に接合されたニップル部とからなるホース口金具であって、前記ニップル部が、前記ソケット部の内側にロウ付けで接合したニップル用管材を塑性加工により縮径または拡径してなるものであることを特徴とするホース口金具である。

請求項２に記載の発明は、前記ニップル用管材が、Ｃ：０．１２〜０．３５質量％の炭素鋼素材を冷間鍛造により管状に形成してなるものである請求項１に記載のホース口金具である。

請求項３に記載の発明は、前記ニップル部の硬度が、ＨＶ１６０以上である請求項１または２に記載のホース口金具である。

請求項４に記載の発明は、前記ニップル部の外径が２．４〜３．４ｍｍで肉厚が０．４〜０．７ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載のホース口金具である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のホース口金具がホースの一端または両端に加締めて取り付けられたブレーキホースである。

請求項６に記載の発明は、流体通路およびホース接続用ソケット部が形成された継手本体の前記ソケット部の内側にニップル部が接合されてなるホース口金具の製造方法であって、Ｃ：０．１２〜０．３５質量％の炭素鋼素材を冷間鍛造することによりニップル用管材を形成する冷間鍛造工程と、このニップル用管材を前記ソケット部の内側に挿入する挿入工程と、前記継手本体と前記ニップル用管材とをロウ付けにより接合する接合工程と、前記ニップル用管材を塑性加工により縮径または拡径することによって外径：２．４〜３．４ｍｍ、肉厚：０．４〜０．７ｍｍ、硬度：ＨＶ１６０以上を有するニップル部を形成する塑性加工工程と、を備えたことを特徴とするホース口金具の製造方法である。

本発明は以上のように構成されているので、加締め時にニップル部が過度に変形することがなく、特に細径のホースとの締結に適した低コストのホース口金具およびその製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しつつ詳細に説明する。

本発明の実施に係るホース口金具は、図１に示すように、流体通路１およびホース接続用ソケット部（以下、単に「ソケット部」という。）２が形成された継手本体３と、ソケット部２の内側に接合されたニップル部４とからなる。そして、このニップル部４は、ソケット部２の内側にロウ付けで接合したニップル用管材を、例えば通常の絞り加工またはエクスパンド加工等の塑性加工により縮径または拡径してなるものである。

ロウ付け後にニップル用管材を塑性加工により縮径または拡径することにより、所定の径を有するニップル部４を得るとともに、ロウ付けの熱で軟化したニップル用管材を加工硬化させて硬度を回復させることができ、加締め時に過度に変形しないニップル部４が得られる。

ニップル用管材は、例えばＣ：０．１２〜０．３５質量％の炭素鋼素材を冷間鍛造により管状に形成して作製することが望ましい。Ｃ：０．１２〜０．３５質量％としたのは、Ｃが０．１２質量％未満では、もとの素材の硬度が低すぎて塑性加工により加工硬化させても所定の硬度が得られにくいためであり、一方、Ｃが０．３５質量％を超えるともとの素材の硬度が高すぎて冷間鍛造が難しくなるためである。また、冷間鍛造によれば、切削加工等に比べて生産性が高く、切削屑の発生がなく材料歩留も高いためである。

塑性加工後のニップル部４の硬度はＨＶ１６０以上、さらにはＨＶ１８０以上とすることが望ましい。ＨＶ１６０未満では、後述の実施例１で示すように、加締めによりニップル部４が変形しやすくなるためである。

また、ニップル部４の外径は２．４〜３．４ｍｍで肉厚は０．４〜０．７ｍｍの範囲とすることが好ましい。ニップル部４の外径を２．４ｍｍ未満とするとニップル部４の内径が小さくなりすぎてニップル部４内での流動抵抗が過大となるためであり、一方、外径を３．４ｍｍ超とするとこれに締結されるホースＨの径も太くなりホースＨの柔軟性が低下して曲げにくくなるためである。また、ニップル部４の肉厚を０．４ｍｍ未満とすると加締めによりニップル部４が変形しやすくなり、一方、肉厚を０．７ｍｍ超とするとニップル部４の内径が小さくなりすぎてニップル部４内での流動抵抗が過大となるためである。

上記ホース口金具は、ニップル部４に嵌着されるホースＨをソケット１の外周を加締めて接続するものであって、たとえば前記ホース口金具がホースＨの一端または両端に加締めて取り付けられたブレーキホースとすることができる。

上記図１に示す構成のホース口金具は、例えば以下のようにして製造できる。

まず、棒状素材を冷間鍛造により円筒状のソケット部２、首部５および頭部６を成形する。ついでこの首部５と頭部６に連通する貫通孔（流体通路）１を形成したのち、この頭部６を仕上げて継手本体３を作製する。なお、継手本体３の材質（素材）は、ソケット部２の加締めを容易にするためニップル部４の材質（素材）より炭素含有量の低い炭素鋼を選定することが好ましい。また、首部５と頭部６とを別体としてそれぞれ冷間鍛造により成形し、両者をロウ付けにより接合して継手本体３を作製してもよい。また、継手本体が複雑な形状の部分を含む場合はその部分を切削加工で形成してもよい。

［冷間鍛造工程］
一方、ニップル用管材は、Ｃ：０．１２〜０．３５質量％の炭素鋼素材（例えばコイル材）を冷間鍛造法による成形により管状に成形して作製する。ニップル用管材の外径は、後述の絞り加工によりニップル用管材を目標とするニップル部４外径まで縮径して作製したニップル部４の硬度がＨＶ１６０以上、好ましくはＨＶ１８０以上となるように、前記ニップル部４外径より少し大きくしておく。またニップル用管材の肉厚は、絞り加工による肉厚の減少を考慮してニップル部４の肉厚よりやや厚くしておく。

［挿入工程］
ついで、ニップル用管材を継手本体３のソケット部２の内側に差し込み、その先端部を貫通孔１に嵌入する。

［接合工程］
そして、この嵌入部全周を銅ロウ等によりロウ付けを行い、継手本体３とニップル用管材とを接合する。

［塑性加工工程］
ついで、ニップル用管材を絞り加工により目標のニップル部４外径である２．４〜３．４ｍｍまで縮径し、硬度ＨＶ１６０以上、好ましくはＨＶ１８０以上を有するニップル部４とする。以上により、図１に示す構成のホース口金具が得られる。

なお、上記冷間鍛造工程でニップル用管材の外径をニップル部４外径より少し小さく作製しておき、上記塑性加工工程で、ニップル用管材をエクスパンド加工により目標のニップル部４外径まで拡径して、硬度ＨＶ１６０以上、好ましくはＨＶ１８０以上を有するニップル部４としてもよい。

ニップル用管材の素材として炭素鋼から種々の材料を選択し、コイル材を冷間鍛造することにより外径３．２〜３．６ｍｍ、肉厚０．５５ｍｍの管状に成形してニップル用管材を作製した。

これを、ＳＷＣＨ１２Ａの棒状素材を冷間鍛造して作製した継手本体の貫通孔に挿入し、挿入部全周を銅ロウによりロウ付けを行った。そして、このニップル用管材を絞り加工により縮径して外径約３．２ｍｍのニップル部を有するホース口金具を製作した（なお、ニップル用管材の外径が３．２ｍｍのものについては絞り加工を行わなかった）。ついで、各ホース口金具のソケット部とニップル部との間の隙間にブレーキホースを挿入し加締めにより締結した。

図２に、加締め前におけるニップル部の硬度と、加締めによるニップル部外径の収縮量との関係を示す。同図に示すように、加締め前におけるニップル部の硬度がＨＶ１６０未満では加締めによるニップル部外径の収縮量が約０．２ｍｍを超え、変形（へたり）が大きいのに対し、ＨＶ１６０以上になるとニップル部外径の収縮量は約０．２ｍｍを下回り、さらにはＨＶ１８０以上になるとニップル部外径の収縮量はより小さくなり、問題とならない変形量となることがわかった。

ニップル用管材の素材としてＳＣＭ４１５コイル材を選定し、冷間鍛造により外径３．５ｍｍ、内径２．４ｍｍ（肉厚０．５５ｍｍ）の管状に成形してニップル用管材を作製した。一方、ＳＷＣＨ１２Ａの棒状素材を冷間鍛造して、外径１２．２ｍｍ、内径９．３ｍｍのソケット部およびニップル用管材が嵌挿できる貫通孔を有する継手本体を作製した。

そして、ニップル用管材を継手本体の貫通孔に挿入し、挿入部全周を銅ロウによりロウ付けを行った。ついで、外径３．５ｍｍのニップル用管材を外径３．３ｍｍまで絞り加工してニップル部としたホース口金具を製作した。このホース口金具のソケット部とニップル部との間の隙間にブレーキホースを挿入し、ソケット部の外周を加締めて締結した。加締め後のニップル部を観察したところ、過度の変形（へたり）は見られなかった。また、このようにして作製された口金具付きのブレーキホースについて、引張試験および耐圧試験を実施したところ、１４４６Ｎで引張っても口金具からホースが抜けることがなく、また、 ２９．４ＭＰａの水圧でも漏れは発生しなかった。

本発明の実施に係るホース口金具の概略構成を説明する断面図である。 加締め前におけるニップル部の硬度と、加締めによるニップル部外径の収縮量との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１：流体通路（貫通孔）
２：ホース接続用ソケット部
３：継手本体
４：ニップル部
５：首部
Ｈ：ホース

Claims (6)

1. 流体通路およびホース接続用ソケット部が形成された継手本体と、前記ソケット部の内側に接合されたニップル部とからなるホース口金具であって、前記ニップル部が、前記ソケット部の内側にロウ付けで接合したニップル用管材を塑性加工により縮径または拡径してなるものであることを特徴とするホース口金具。
2. 前記ニップル用管材が、Ｃ：０．１２〜０．３５質量％の炭素鋼素材を冷間鍛造により管状に形成してなるものである請求項１に記載のホース口金具。
3. 前記ニップル部の硬度が、ＨＶ１６０以上である請求項１または２に記載のホース口金具。
4. 前記ニップル部の外径が２．４〜３．４ｍｍで肉厚が０．４〜０．７ｍｍである請求項１〜３のいずれか１項に記載のホース口金具。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のホース口金具がホースの一端または両端に加締めて取り付けられたブレーキホース。
6. 流体通路およびホース接続用ソケット部が形成された継手本体の前記ソケット部の内側にニップル部が接合されてなるホース口金具の製造方法であって、
   Ｃ：０．１２〜０．３５質量％の炭素鋼素材を冷間鍛造することによりニップル用管材を形成する冷間鍛造工程と、
   このニップル用管材を前記ソケット部の内側に挿入する挿入工程と、
   前記継手本体と前記ニップル用管材とをロウ付けにより接合する接合工程と、
   前記ニップル用管材を塑性加工により縮径または拡径することによって外径：２．４〜３．４ｍｍ、肉厚：０．４〜０．７ｍｍ、硬度：ＨＶ１６０以上を有するニップル部を形成する塑性加工工程と、
   を備えたことを特徴とするホース口金具の製造方法。