JP5713320B2 - チューブコネクタ - Google Patents

Description

本発明はナットに係合可能な雄部を有するコネクタに関し、約３７°のシート角を有する第１のチューブ面は、第１のチューブ面と第２のチューブ面の間のシール係合のためナットと雄部の間において、協同する第２のチューブ面に対して押圧される。

一般的に、チューブジョイントを成形する目的のため、接続されるチューブの外側端部に、通常ろう付けあるいは溶接によってチューブの端部に固定される、ろう付けあるいは溶接スパッドと呼ばれる円筒状のスリーブがまず設けられる。特にチューブが薄い壁厚であるとき、チューブへのスリーブの固定が、減少した強度のラインや区域の形成を引き起こさないことが必須である。

他の連結は、チューブが初めにフレア加工される取付けである。フレア加工される前にチューブ端部は雄ネジ部を介して挿入される。ネジ部は、シールを形成するために協同面に対してフレア加工された端部を押圧する。

従来技術の代表は、流体ブレーキシステムにおいてフレア加工されたチューブをネジ部へ連結するための雄チューブナットを開示するSAE国際規格Ｊ１２９０（２００２年１０月）である。

必要であるものは、ナットに係合可能な雄部と、第１のチューブ面と第２のチューブ面の間のシール係合のために、ナットと雄部の間において、協同する第２のチューブ面または連結面に対して押圧される、約３７°のシート角を有する第１のチューブ面とを有するコネクタである。本発明はこの要求に合致する。

本発明の主要な特徴は、ナットに係合可能な雄部を有するコネクタであり、約３７°のシート角を有する第１のチューブ面は、第１のチューブ面と第２のチューブあるいは結合面の間のシール係合のため、ナットと雄部の間において、協同する第２のチューブまたは結合面に対して押圧される。

本発明の他の特徴は、本発明の以下の説明と添付された図面により指摘され明らかにされる。

本発明は、外面に雄ネジを有する雄部と、チューブのコネクタ中心線に対して約３７°のシート角（θ）で配置された第１のチューブ面を有する第１のチューブとを備え、雄部が第１のチューブに対してクリアランスをもって係合し、第２のチューブに対してクリアランスをもって係合する雄ネジに係合可能なナットを備え、第２のチューブが、ｘ＝＋０°から１°であって（θ’）＝（θ＋ｘ）°の範囲にあるシート角（θ’）で配置された第２のチューブ面を有し、第１のチューブ面が第１のチューブ面と第２のチューブ面の間のシール係合のためにナットと雄部によって第２のチューブ面に対して押圧されるチューブコネクタである。

この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
従来技術の断面図である。 厚壁チューブを用いた改良カップリングの断面図である。 薄壁チューブを用いた改良カップリングの断面図である。

図１は従来技術の断面図である。従来公知の３７°ＪＩＣ(Joint Engineering Council)カップリング（Ａ）がチューブあるいはカップリング（Ｃ）に連結されて示されている。ネジ付きナット（Ｂ）はＪＩＣコネクタ（Ａ）に協同ネジ（Ｅ）で係合する。（Ｄ）におけるチューブ（Ｃ）とコネクタ（Ａ）の間の協同面は、コネクタ中心線Ａ−Ａに対して約３７°のシート角（θ）で設けられる。ネジ部（Ｅ）は雌ナット（Ｂ）に係合するための雄構造を有する。

従来技術のコネクタは、コネクタ（Ａ）のソケット端（Ｇ）に別個に連結されるチューブ（Ｆ）を必要とする。連結は通常、漏れの生じない連結を得るために、ろう付けあるいは溶接により果たされる。チューブ（Ｆ）はチューブあるいはカップリング（Ｃ）に接触せず、係合もしない。連結部分はＪＩＣコネクタ（Ａ）とチューブまたはカップリング（Ｃ）の間での接触によりシールされる。

図２は厚壁チューブを用いた改良カップリングの断面図である。

コネクタ１００は雄コネクタ部１０、雌ナット部２０、チューブ３０およびチューブ４０を備える。コネクタの目的はチューブ３０とチューブ４０の間で高圧連結を実現することである。

コネクタ部１０は、雌ナット部２０の内面においてネジ２１に協同的に係合する外面にネジ１１を備える。コネクタ部１０は、チューブ３０の外径（ＯＤ１）よりわずかに大きい内径（ＩＤ１）を有し、これはクリアランス１４を形成することとなり、コネクタ部１０とチューブ３０の間に摺動嵌合を生じる。ナット２０とチューブ４０の間に設けられた径方向クリアランス２３があり、これにより、雄コネクタ部１０への取付け中に、チューブ４０がチューブ３０に引き寄せられるときにナット２０が回転することができる。

これに代えて、チューブ３０は従来技術の方法を用いてコネクタ部１０内で機械的に拡張されてもよく、それによりナット２０にトルクを与えるときに、チューブ３０に対するコネクタ部１０の回転を防ぐ。代案として、コネクタ部１０は同じ結果を得るためにチューブ３０に対して締付け固定されたり圧縮されてもよい。他の固定方法は、ろう付け、溶接、はんだ付け、接着あるいは締りばめを含む。

チューブ３０の端部３１はフレア面３２を備える。面３２はコネクタ中心線Ａ−Ａに対して約３７°から３９°のシート角（θ）で設けられる。

チューブあるいはカップリング４０の端部４３はフレア状に広げられ、すなわち機械加工される。肩部４２の外径（ＯＤ４２）はチューブ４０の外径（ＯＤ４０）よりも大きい。図３参照。チューブ４０の面４１は面３２を協同的に受容し、かつ係合するために、約３７°から３９°のシート角（θ）を有する。ナット２０の肩部２２は、コネクタが成形されるときにチューブ４０の肩部４２に機械的に係合する。

他の実施形態において、面３２と面４１は約４５°から４７°の範囲のシート角（θ）を有する。

端部４３は、従来公知であるＳＡＥ二重角構造またはＳＡＥユニバーサル構造を有していてもよい。

面４１、３２はコネクタの液密に対して機能を果たすシール面である。ナット２０はコネクタ部１０に螺合され、これにより肩部２２が肩部４２を押圧する。肩部１５は面１３を介して、端部３１と面３２を面４１と肩部４２に対して押圧し、それにより押圧シールを生じる。

シールを最適化するために、面４１の角度は、面３２の角度よりもわずかに大きく、約＋０°から＋１°の範囲において不一致でもよい。他の方法は、面４１の角度が以下の範囲であることである。
（θ’）＝（θ＋ｘ）°
ここでｘ＝＋０°から１°

さらに、連結部分が十分に回転させられているときに端部３１と端部４３はいくらか制限された融通性を有し、これによりコネクタは、シール面４１、３２とそれらの相互位置におけるある程度の製造誤差が緩和される。これは、公差を管理する必要性を減らすことによってコネクタを製造するためのコストが減少することに役立つ。

面１３と面３３はＡ−Ａに実質的に垂直に、径方向に延びて示されているが、他の実施形態では、面３３と面１３は約３０°から５０°の角度（φ）で延びていてもよい。

ナット２０はレンチに係合するためにＡ−Ａに垂直な断面図において六角形状を有する。六角端部１２も、コネクタを締めるためにレンチとともに用いられてもよい。

本実施形態において、くぼみ３４は最小であるか、または存在しない。これは厚壁チューブの相対厚さ（Ｔ）のためであり、フレア工程の結果である。フレア端部３１の成形において、厚壁チューブの肩部３５における材料は、かなり大きいくぼみ３４の形成を避けるのに十分である程度に、多少押圧される。“厚壁”チューブとは、０．５インチから２インチまでの壁厚（Ｔ）を有するチューブを指す。

図３は薄壁チューブを用いた改善カップリングの断面図である。“薄壁”チューブとは、０．２インチから２インチまでの壁厚（Ｔ２）を有するチューブを指す。

この他の実施形態では、コネクタは下記を除いて図２に示されたものと同様である。厚さＴ２は薄壁チューブに対して特徴的であり、すなわちＴ２＜Ｔである。くぼみ３４は端部３１がフレア成形あるいはロール成形されて形成される。フレア部３１０は、チューブのフレアがない部分と実質的に同じ厚さＴ２を有する。

その薄い断面のために、コネクタが回転させられるときに、端部３１０がＡ−Ａに向かって内側に曲がることによりわずかに変形するのを許容するように、端部３１０はいくらか柔軟である。面３２０が面４１に係合する力は、端部３１０のバネ定数の関数である。バネ定数は、厚みＴ２と端部３１０の片持ち梁の特性と面４１および面３２０の間の接触状態との関数である。図１に関して記載したように、連結部分が十分に回転させられているときに端部３１０と端部４３はいくらか制限された融通性を有し、これによりコネクタは、シール面４１、３２０および／またはそれらの相互位置におけるある程度の製造誤差が緩和される。これは、コネクタを製造するためのコストが減少することに役立つ。

図１および図２の実施形態において、圧力境界を形成するために、チューブ３０は面３２（あるいは３２０）と面４１においてチューブ４０に直接接触する。これにより、本コネクタは、チューブ３０をコネクタ１０のソケット端に取付けるためにろう付けの使用が回避される。例えば図１の（Ｆ）、（Ｇ）および（Ａ）を参照。同様に、適切なシールのために厳しい製造公差が要求される面は、面３２（あるいは３２０）、４１、そして角度（θ）に制限される。コネクタ部１０とチューブ３０の間、およびコネクタ部２０とチューブ４０の間の係合は、ネジ結合のために、緩く、クリアランスのある嵌合であることだけが必要である。この簡略化した構造は製造時間とコストを減少させる。

ここでは、本発明の１つ形態について説明されたが、当業者にとっては、ここで説明された本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく、その構成や構成部の関係を様々に変形することは容易である。

Claims (6)

1. 外面に雄ネジ（１１）を有する雄部（１０）と、
   チューブのコネクタ中心線（A-A）に対して約３７°のシート角（θ）で配置された第１のチューブ面（３２）を有する第１のチューブ（３０）とを備え、
   前記雄部は前記第１のチューブに対してクリアランスをもって係合し、
   第２のチューブ（４０）に対してクリアランスをもって係合し、前記雄ネジに係合可能なナット（２０）を備え、
   前記第２のチューブは、ｘ＝＋０°から１°であって（θ’）＝（θ＋ｘ）°の範囲にあるシート角（θ’）で配置された第２のチューブ面（４１）を有し、
   前記第１のチューブ面は、前記第１のチューブ面と前記第２のチューブ面の間のシール係合のために、前記ナットと前記雄部によって前記第２のチューブ面に対して押圧され、
   前記雄部の押圧面（１３）は前記第１のチューブの被押圧面（３３）に係合し、前記雄部の押圧面と前記第１のチューブの被押圧面とは前記中心線に対して垂直であり、
   前記ナットの肩部（２２）の押圧面は前記第２のチューブの肩部（４２）の被押圧面に係合し、前記ナットの肩部の押圧面と前記第２のチューブの肩部の被押圧面とは、前記中心線に対して垂直である
   チューブコネクタ。
2. 前記雄部が、レンチに係合するための六角部を備える請求項１に記載のチューブコネクタ。
3. 前記ナットが、レンチに係合するための六角部を備える請求項１に記載のチューブコネクタ。
4. 外面に雄ネジ（１１）を有する雄部（１０）と、
   チューブのコネクタ中心線（A-A）に対して約４５°のシート角（θ）で配置された第１のチューブ面（３２）を有する第１のチューブ（３０）とを備え、
   前記雄部は前記第１のチューブに対してクリアランスをもって係合し、
   第２のチューブ（４０）に対してクリアランスをもって係合し、前記雄ネジに係合可能なナット（２０）を備え、
   前記第２のチューブは、ｘ＝＋０°から１°であって（θ’）＝（θ＋ｘ）°の範囲にあるシート角（θ’）で配置された第２のチューブ面（４１）を有し、
   前記第１のチューブ面は、前記第１のチューブ面と前記第２のチューブ面の間のシール係合のために、前記ナットと前記雄部によって前記第２のチューブ面に対して押圧され、
   前記雄部の押圧面（１３）は前記第１のチューブの被押圧面（３３）に係合し、前記雄部の押圧面と前記第１のチューブの被押圧面とは前記中心線に対して垂直であり、
   前記ナットの肩部（２２）の押圧面は前記第２のチューブの肩部（４２）の被押圧面に係合し、前記ナットの肩部の押圧面と前記第２のチューブの肩部の被押圧面とは、前記中心線に対して垂直である
   チューブコネクタ。
5. 前記雄部が、レンチに係合するための六角部をさらに備える請求項４に記載のチューブコネクタ。
6. 前記ナットが、レンチに係合するための六角部を備える請求項４に記載のチューブコネクタ。
   

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