JP5777267B2 - 整備不要な流体用継手 - Google Patents

Description

本発明は、可撓性ホースと金属製チューブを連結する流体用コネクタ継手に関する。

整備不要な継手として一般的に知られているように、コネクタ継手は自動車の油圧ブレーキシステムへの用途を有している。その構成の形態は、流体の動的若しくは静的な利用において広範多様に用いられている。また、自動車用空調システム及び冷却システムのような他の流体システムにも利用されている。チューブがコネクタ継手に係止されるため、コネクタ継手は整備不要な継手として認識されている。

高圧ブレーキ及び他の流体システムの用途に今日において一般的に用いられているチューブとホースとの間のインターフェースは、機械加工されたチューブ端部の形状を必要としている。機械加工された端部形状の構成は米国特許６，４１９，２７８号で示されている。同特許においては、端部形状を形成するために、端部形状を形成して金属チューブとホースを接続するためにチューブに対する処理を数回にわたり実施しなければならないと述べられている。

別の整備不要な継手は米国特許出願公開２００５／０２８５３９２号に開示されている。それは、可撓性ホースの内部で中央支持部材の役割を果たす金属チューブの端部内部に密封された分離挿入部を含んでいる。

本発明は、可撓性ホース及び金属チューブを固定し、該ホースと該金属チューブの間で漏れの無いジョイントを提供するコネクタ継手に関する。

前記コネクタ継手は二つの端部部分から構成される。該コネクタ継手の端部部分の各々は関連するホース若しくはチューブとの結合を保持するように構成されている。該コネクタ継手の端部部分の各々は圧着（かしめ）結合によって該チューブ若しくはホースを固定する。

本発明の継手は、
・チューブ端部形状を機械加工することなく、金属チューブをエラストマー製のホースと接続することを可能にし、
・端部の構成の側方負荷による移動を低減し、シール摩耗を低減させ、
・Ｏリングシール部材とスペーサとの間におけるテフロン（登録商標）補助リングの必要性をなくしており、本願の構成においては、外側スペーサが補助リングの役割を果たしており、
・継手の軸受け壁部に対して雄型チューブ端部構成が圧入されることにより、Ｏリングに対する圧力量を低減し、
・汚染物を密封除外して、シールを保護し腐食作用を低減するものである。

８で示されているコネクタ継手の組立体は、本発明の例示である。該組立体は、二つの端部を有する外殻（シェル）又は本体９、ホース側端部１０及びチューブ側端部１２を含む。図２に見られるように、コネクタ継手９のホース側端部１０は可撓性のあるポリマー又はゴムのホース１４を受容し固定している。チューブ側端部１２は剛性金属チューブ１３を受容し固定している。

ホース側端部１０は、チューブ状中央部材又は筒１６を囲繞している軸方向に延在する外側円筒状壁部又はクリンプ殻部１５を含む。軸方向に延在する環状ボア１１が、殻部１５と筒１６との間に画定されている。チューブ状中心部材又は筒１６は、ホース１４とチューブ１３との間の流体連通を提供する内部流路１７を含む。

ホース１４は、該ホースの内側中空流路内に配置されたチューブ状中央部材又は筒１６を有する内孔（ボア）１１内に配置される。チューブ状中央部材又は筒１６には、複数の縮径凹状リング部分１９が設けられている。該縮径リング部分１９は、外側環状円筒壁部１５をかしめた（クリンプした）際に、該ホースの内側流路の表面と協働してカップリングとホースとの継手を保持する。

通常のかしめ（クリンプ）技術を用いてコネクタ継手８をホースにしっかりと取り付けている。図２に示されているように、コネクタ継手８の軸方向に延在する円筒状壁部１５は、通常の圧着器具を用いて在来式の態様でホースにかしめられる。コネクタ継手の円筒状壁部１５の可展性のある材料をホースに対して円周方向かつ半径方向に変形させるために、ホース１４は中空のチューブ状中央部材又は筒１６に対して圧縮される。チューブ状の中央部材又は筒１６はホース１４の内部流路内から圧着を支持する。

ホース１４に固定されるチューブ１３は、外側円筒状表面２７及びチューブの自由端部２８からある距離を持って形成されている半径方向に拡張されたフランジ又はアップセット２６を有する金属チューブである。図に示されているように、通常、自動車における利用において重要である、衝撃、腐食などに対する抵抗を提供するナイロンなどのポリマー外部層２９によって該チューブはコーティングされる。該コーティングは、自由端部２８からアップセット２６のちょうど外側まで金属表面を提供するために、除去されている。チューブ１３は中空であり、コネクタ継手８に接続された場合には、ホース側端部１０のチューブ状中央部材又は筒１６の内部流路１７と流体連通の状態にあり、チューブ１３とホース１４の間の流体路を提供する。

コネクタ継手本体９のチューブ側端部１２は、金属チューブ１３と連結するように構成されている。コネクタ継手本体９のチューブ側端部１２は、該端部１２において縮径円筒状壁部２１を有する。すなわち、チューブを受容する端部近傍における本体９の部分は、本体の他の部分に比べて小さい外径を有している。チューブを受容する端部１２において拡径内孔部分２０、及び該拡径部分２０の内側において縮径内孔部分２２を有する、軸方向に延在する流路若しくはチューブを受容する内孔１８を本体９は画定する。ここで用いられる「内側」とは、チューブ側端部１２側から離間している本体９の内部側を意味する。

縮径部分２２は、チューブ状中央部材の中空内部流路１７と連通状態にある。縮径部分２２は、以下で詳細に説明するように、チューブ１３の円筒外表面より若干小さい直径を有する。軸方向の最奥部、即ち最も内側にある環状壁部２３は、内部流路又は内孔１８の末端部である。半径方向環状壁部２４により、内孔１８の拡径部分２０と縮径部分２２とが分けられている。チューブ側端部１２から最も内側にある環状壁部２３までの内孔１８の軸方向の長さは、自由端部２８からアップセット２６を超えた該チューブの表面２９までの距離に比べて大きい。

チューブ１３の円筒状外部表面２７は、コネクタ継手８のチューブ受容内孔１８の縮径部分２２内に配置されている。該外部表面は、縮径内孔部分２２の中に案内される。チューブ１３の自由端部２８は、軸方向の最も内側にある環状壁部２３に当接している。そのように配置された場合には、該縮径外壁部が、アップセット２６を超えたチューブ１３の表面２７にかぶさって覆う。

アップセット２６は、半径方向環状壁部２４と離間関係で拡径内孔部分２０内に受容され、壁部２４とアップセット２６の間に封止（シール）部又はパッキン用くぼみを画定している。

弾性を有するＯリングシール３０は、アップセット２６から離間して、チューブ１３の円筒状外側表面２７を包囲するように配置されている。Ｏリングシールの内及び外径は、該チューブの円筒状外側表面２７及び拡径内孔部分２０の円筒状内側表面に対して液密シールをなす寸法とされている。

外部スペーサ３２が、Ｏリングシール３０とアップセット２６の間で、チューブ１３の円筒状外側表面２７を包囲するように配置されている。該スペーサは環状の形状であり、内側環状表面３３及び外側環状表面３４を有する。該スペーサは、拡径内孔部分２０内において該チューブの外側表面に摺動可能に受容される寸法とされている。

スペーサ３２は剛性材料で作成されている。スペーサ、樹脂でも金属でも差し支えない。該スペーサは、前方環状表面３３と半径方向環状壁部２４の間にＯリング３０を収容するような寸法とされている。後方環状表面３４は、アップセット２６に当接して配置されている。

外側スペーサ３２は拡径内孔部分２０に嵌合しており、さらにＯリングパッキン用くぼみ領域を画定している。該外側スペーサは、最の外側のＯリングパッキン用くぼみ領域を画定し、維持しており、また、端部形状又はアップセット２６のリード面に当接する最も内側の半径方向壁部を画定し、雄型チューブの端部形状のための軸受支持表面となっている。

スペーサ３２及びＯリングシール３０をチューブ１３の円筒状外側表面２７上に配置することによって、チューブは、最初の組み立てが行われる。次いで、チューブ自由端部２８が、軸方向の最も内側にある環状壁部２３に接触するまで、チューブ自由端部２８がチューブ受容内孔１８の中に挿入される。チューブ１３の円筒状外側表面２７は、内孔１８の縮径部分２２の中に通され、Ｏリングシール３０は、チューブ１３の円筒状外部表面２７、チューブ受容内孔１８の拡径内孔部分２０の内側表面、内孔１８内の半径方向環状壁部２４及び外部スペーサ３２の前方側環状表面３３と流密状態で接触している。

端部１２に隣接するコネクタ継手８の本体９は、縮径壁部部分２１によって変遷し画定される。チューブ１３をチューブ受容内孔１８の中へ挿入した後、通常の圧着方法で縮径円筒状壁部部分２１をチューブ１３にかしめることにより、チューブ１３をチューブ受容内孔１８内に固定する。圧着の際、曲げモーメントがチューブのアップセット２６から遠ざかる方向に外部へ向かって最小の断面から発現する。厚い殻又は本体９に対して、相対的に薄い壁部部分２１は、該アップセットの外表面に過度の圧力や応力を印加することなく、適切な位置に係止しているアップセット２６の後方において材料が流れることを可能にする。

コネクタ継手の縮径円筒状壁部部分２１は、チューブ受容端部１２で半径方向にかしめられ、コネクタ継手の縮径円筒状壁部部分２１を該チューブの上に閉じる。コネクタ継手９の壁部部分２１は、該チューブに向かって下方に付勢され、アップセット２６を含む雄型チューブをチューブ受容内孔１８内に係止する。該雄型チューブは、縮径円筒状壁部部分２１の半径方向圧着部と、チューブ端部２８と接触している最も内側の環状壁部２３との間に捕捉されているので、雄型チューブは継手内孔１８内で移動不能とされている。コネクタ継手若しくはチューブが長手方向軸まわりに回転したり、長手軸方向に移動したりしないように、該チューブは適切な位置に係止される。この接続は、結合部での体積膨張や、高圧ブレーキラインで前に経験したような状況を防止する。この圧着は、また、チューブ１３上のポリマー層２９上を封止するように構成され、壁部部分２１とチューブ１３の外部表面との間における汚染物流入を防止する。

他の重要な関連としては、チューブ受容内孔１８の縮径内孔部分２２が、チューブ１３の円筒状外側表面２７としまりばめ(interference fit)を為すような寸法とされていることである。すなわち、チューブ受容内孔１８の縮径内孔部分２２の直径が数千分の一インチだけチューブ１３の円筒状表面２７の外径に比べて小さい。チューブ１３をコネクタ継手９に組み付けるために、該しまりばめに打ち勝つ軸方向の力を印加する必要がある。縮径内孔部分２２内の円筒状外側表面２７のしまりばめによって、継手８がチューブ１３の端部に固定される。

縮径内孔部分２２の内側表面とチューブ１３の円筒状外側表面２７の直径との間の上述の関連は、かなりの軸受負荷を許容し、圧着された壁部を支持してＯリングシール３０への半径方向負荷に対処する。内孔２２内へ圧入された雄型チューブの円筒状表面２７は、Ｏリング３０への流体圧力量を最小化し、スペーサ３２の半径方向表面３３に対するＯリングへの軸方向負荷を最小化する。

図３の実施態様について見ると、図１及び２の実施態様に類似している実施態様が示されており、該実施態様には組立体の内部に組み込まれている追加の封止（シール）部材が設けられている。エラストマーから成るＯリングの形態のシール部材がアップセット２６の外側に配置されている。Ｏリング３６はアップセットの外側においてチューブを包囲しており、縮径円筒状壁部部分２１の圧着によって圧縮されている。本体９の縮径円筒状壁部部分２１がチューブ１３上にかしめられ（圧着され）ると、Ｏリング３６はチューブの外表面を封止し、汚染物又は腐食性流体の耐侵入性を改良する。

本発明の多様な特徴を、添付された図面との関連で示したが、本発明の範囲を逸脱することなく、変更形態を行うことが出来ることが理解されなければならない。

チューブが挿入された本発明の実施形態を示すコネクタ継手の側断面図である。 チューブ及びホースに対して圧着されたコネクタ継手の殻を示した図１のコネクタ継手の側断面図。 図１及び図２のコネクタ継手の修正形態の本発明を実施態様を示す側断面図である。 コネクタ継手本体の側面図である。 図４のコネクタ継手本体の端面図である。 図４のコネクタ継手本体の側断面図である。 外側スペーサの側断面図である。 図７の外側スペーサの端面図である。

Claims (9)

1. 可撓性ホースを剛性金属チューブに流体連通関係に連結するコネクタ継手であって、該コネクタ継手は、
   端部を有する中空可撓性ホースと、
   自由端部と、前記自由端部から離間したアップセットと、前記自由端部と前記アップセットとの間に延在する円筒状外表面とを有する剛性金属チューブと、
   本体と、
   を備え、
   該本体は、
   ホース受容内孔を画定するホース側端部と、
   チューブ受容内孔を画定するチューブ側端部と、
   前記ホース受容内孔内の中空円筒部と、を備え、
   前記チューブ受容内孔は、拡径内孔部分と、前記拡径内孔部分より内側にあって前記中空円筒部と流体連通関係にある縮径内孔部分と、前記縮径内孔部分と前記拡径内孔部分とを分ける半径方向環状壁部と、を含み、
   前記縮径内孔部分は、前記縮径内孔部分と前記拡径内孔部分とを分ける前記半径方向環状壁部から離間している、軸方向の最も内側にある環状壁部で終端しており、
   前記ホース受容内孔内に前記ホース端部が配置されるようにして前記ホースは前記中空円筒部に嵌合するように配置され、
   前記チューブの前記自由端部は、前記最も内側にある環状壁部に接触して前記縮径内孔部分に配置され、前記アップセットは、前記縮径内孔部分と前記拡径内孔部分とを分ける前記半径方向環状壁部から離間され、且つ、前記チューブの前記アップセットは前記拡径内孔部分に配置されるように前記チューブが前記チューブ受容内孔内に配置され、
   第一のシール部材が、前記半径方向環状壁部と前記アップセットの間において、前記円筒状外表面のまわりに配置され、
   前記チューブ側端部は、縮径環状壁部部分を有し、
   前記縮径環状壁部部分は、前記チューブ側端部において、前記アップセットから離れるように延在する前記チューブの円筒状外表面のある長さに沿って、前記円筒状外表面に圧着される圧着部を形成するようにされており、
   第二のシール部材が、前記アップセットと前記本体の前記縮径環状壁部部分の前記圧着部との間で前記チューブに配置されている、コネクタ継手。
   
2. 前記本体の前記ホース受容内孔は前記円筒部を包囲する環状壁部を含み、
   前記本体の前記ホース側端部の前記環状壁部は前記ホースに圧着される、請求項１に記載のコネクタ継手。
   
3. 前記縮径内孔部分はしまりばめの態様で前記剛性金属チューブを受容する、請求項２に記載のコネクタ継手。
   
4. 前記拡径内孔部分は前記チューブ上の前記アップセットを受容するような寸法とされている、請求項３に記載のコネクタ継手。
   
5. 前記チューブは、前記圧着部と前記最も内側にある環状壁部との間において軸方向移動が抑制されている、請求項４に記載のコネクタ継手。
   
6. 前記軸方向において最も内側にある環状壁部から前記半径方向環状壁部までの前記縮径内孔部分の長さが、該チューブの該自由端部から前記アップセットまでの距離に比べて短くなっており、前記継手は、前記半径方向環状壁部と前記アップセットの間で前記チューブ上に配置される前記第一のシール部材を含む、請求項５に記載のコネクタ継手。
   
7. 前記継手は、前記第一のシール部材と前記アップセットの間において前記チューブの前記円筒状外表面を包囲する環状スペーサを含む、請求項６に記載のコネクタ継手。
   
8. 前記第一のシール部材がＯリングシールである、請求項７に記載のコネクタ継手。
   
9. 前記第一のシール部材及び前記第二のシール部材が共にＯリングシールである、請求項７に記載のコネクタ継手。

Images