JP5931645B2 - コネクタ部材 - Google Patents

Description

本発明は、管路の接続構造に用いられるコネクタ部材に関する。特に、内部に管路が設けられた管路ブロックを対向配置させて、それぞれの管路ブロックの管路を互いに接続する接続構造に用いられる管状コネクタ部材に関する。

油圧回路や液送回路などにおいて、内部に管路が設けられた管路ブロックを対向配置させて、それぞれの管路ブロックに設けられている管路を互いに接続して、一連の管路とする技術が利用されている。例えば、自動車の自動変速機の油圧回路や、空調装置の冷媒循環回路などにおいて、このような管路ブロックや管路の接続構造が採用されている。

管路ブロック間の管路の接続においては、接続作業を容易にしながらシール性を確保するために、コネクタ部材が管路ブロック間に介装されることが多い。
例えば、特許文献１には、互いに結合されるべきリキッドタンクと二重管継手ブロックの通路（出口、接続口）同士を相互に接続する場合に、長さ方向の中間部外周にフランジ部を有する管継手（コネクタ部材）の両端の接続管部を各通路の開口端にＯリングを介して挿入すると共に、フランジ部をブロックに設けた環状の収容凹部に収容した状態で、リキッドタンクと二重管継手ブロックの接合面間に挟持させる技術が開示されている。当該コネクタ部材や接続構造によれば、簡略な構成でコストダウンを図りうることが開示されている。

特開２００５−２０７４６３号公報

発明者らは、このようなコネクタ部材を合成樹脂の射出成形により成形することを検討した。そして、その検討の中で、コネクタ部材を樹脂の射出成形により製造すると、シール性や組付け性において問題が生じうることを発見した。

ここで、シール性とは、コネクタ部材と管路ブロックの間のシール性のことであり、シール性が悪いと、適切な圧力伝達ができなかったり液漏れが生じたりするおそれがある。また、組付け性とは、コネクタ部材を介装しながら対となる管路ブロックを対向配置させて組み立てる際の作業のしやすさである。組付け性が悪いと、管路ブロックの自動組み立ての際などに、コネクタ部材が管路ブロックの間に挟まるといったトラブルを起こしやすくなる。

本発明の目的は、管路ブロック接続用のコネクタ部材の、シール性と組付け性を高めることにある。

発明者らは、コネクタ部材のシール性と組付け性に対し、コネクタ部材の寸法精度が与える影響について研究した。そして、シール性については、コネクタ部材のシール部の真円度および両側のシール部の同軸度の影響が大きいことを突き止めた。また、組付け性については、両側のシール部の同軸度およびコネクタ部材の真直度の影響が大きいことを突き止めた。

そして、発明者は、コネクタ部材の射出成形に関する検討を行った結果、樹脂を射出するゲートを特定の位置に配置すると、すなわち、コネクタ部材の特定の位置にゲート痕ができるようにすると、上記寸法精度が改善されて、シール性や組付け性が高められることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、内部に管路が設けられた一対の管路ブロックを対向配置させて、それぞれの管路ブロックの管路を互いに接続する管路接続構造に用いられる管状のコネクタ部材であって、コネクタ部材は合成樹脂により直管状に形成されており、コネクタ部材の両端部には、それぞれの管路ブロックの管路に挿入されるシール部が設けられており、射出成形のゲート痕が、コネクタ部材の長さ方向の中央部に、かつ、コネクタ部材の中心軸に関して回転対称な位置に３つ以上設けられたコネクタ部材である（第１発明）。

本発明においては、さらに、ゲート痕が、コネクタ部材の両端に設けられたシール部の間の真ん中となる位置に設けられることが好ましい（第２発明）。

本発明のコネクタ部材によれば、射出成型によりコネクタ部材を成形しながらも、コネクタ部材のシール部の真円度、両側のシール部の同軸度やコネクタ部材の真直度を高めることができ、コネクタ部材のシール性と組付け性が高められうる。

さらに、第２発明のように、両端のシール部の真ん中にゲート痕を設けるようにした場合には、両側のシール部の真円度を共に向上させることができると共に、両側のシール部の寸法を揃えることができて、コネクタ部材のシール性の向上に特に効果的である。

本発明第１実施形態のコネクタ部材を示す一部断面図である。 本発明第１実施形態のコネクタ部材によって、管路ブロックの管路が接続される様子を示す断面図である。 本発明第１実施形態のコネクタ部材の射出成形金型の断面図及び正面図である。 本発明第２実施形態のコネクタ部材を示す斜視図である。 本発明第２実施形態のコネクタ部材の射出成形金型の断面図及び正面図である。

以下図面を参照しながら、自動車の自動変速機の油圧回路に使用されるコネクタ部材を例として、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。

図１には本発明第１実施形態のコネクタ部材１を示す。図１の上側半分は断面図として示し、下側半分は外観の図として示している。コネクタ部材１は、合成樹脂製の部材であり、円筒断面を有する直管状に形成されている。

コネクタ部材１の長さ方向の両端部には、それぞれシール部１１、１１が設けられている。本実施形態においては、シール部１１はリング状の溝として形成されている。この溝の部分に後述するOリングが装着されて、シール部で管路の内周面との間がシールされる。本実施形態においては、コネクタ部材１の長さ方向の先端部がテーパ状にされていて、管路に挿入しやすくなっている。

コネクタ部材１は後述するように、合成樹脂の射出成形により形成された部材である。コネクタ部材１には、射出成形の際に樹脂を射出したゲートに対応したゲート痕１２，１２が設けられている。ゲート痕１２，１２は、コネクタ部材の長さ方向（図１の左右方向）の中央部（シール部が設けられる両端部を除いた部分）、かつ、コネクタ部材の中心軸に関して対称な位置に対をなすように複数設けられている。

本実施形態においては、ゲート痕１２，１２は、コネクタ部材の長さ方向のちょうど真ん中となる位置に、即ち、両端部のシール部の間の真ん中に設けられている。また、ゲート痕１２，１２は、シール部１１，１１からコネクタ部材の長さ方向に直径の１．５倍程度隔たった位置に設けられている。また、ゲート痕１２，１２は、コネクタ部材中心軸に対して１８０度対称な位置に２つ設けられている。また、ゲート痕１２，１２が、コネクタ部材１の側面にはみ出さないように、ゲート痕１２が設けられる部分は、コネクタ部材１の側面からへこんだ凹部とされている。

コネクタ部材１を構成する合成樹脂は、射出成形により成形可能な樹脂であれば特に限定されない。好ましくは、ポリプロピレン樹脂などのオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などの熱可塑性樹脂や、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂、ゴム、熱可塑性エラストマーなどが使用できる。本実施形態のコネクタ部材１はポリアミド樹脂により形成されている。

コネクタ部材１によって、管路が接続される様子を図２を参照して説明する。図２には管路ブロックの一部を断面で、コネクタ部材を外観で示している。ここで、管路ブロックとは、内部に管路が形成された部材であり、所定の管路ブロックを所定の位置関係で対向配置すると、内部の管路が連絡して一連の管路が完成するように構成された部材のことである。管路ブロックは、典型的には鉄系合金やアルミ合金、合成樹脂などにより構成される。管路ブロックには好ましくは複数の管路が形成されている。これら管路は、典型的には機械加工などによって形成されている。

コネクタ部材１は、対向配置される管路ブロック３，４の間に介装されて、管路３１，４１を接続する。本実施形態においては、圧力制御弁側の管路ブロック３と、配管側の管路ブロック４があり、それぞれの管路ブロックには、ブロックの内側に管路３１，４１が穴あけ加工によって設けられている。図２（ａ）のように、コネクタ部材１、１が管路３１，４１に入り込むように配置され、管路ブロック３，４が対向配置されて組み立てられると、互いに対向する位置の管路３１，４１がコネクタ部材１を通じて接続される。

コネクタ部材１は、シール部１１、１１にシール材（Oリング）２、２を装着した状態で、両端部のシール部１１，１１がそれぞれ管路３１および管路４１に挿入されて、これら管路を接続する（図２（ｂ））。即ち、コネクタ部材のシール部１１外周面と管路３１，４１の内周面の間は、シール材（Oリング）２，２によってシールされる。

なお、必要とする程度にシール部がシールできるのであれば、シール材はOリングに限定されず、他のシール材やシール構造であっても良い。また、シール部の外周面と管路の内周面を密着させるような場合には、必要とするシール性能によっては、シール材を省略することもできる。

本実施形態においては、管路ブロック３，４に設けられた管路３１，４１は、管路ブロックの端面付近が段付き形状とされている。これは、挿入されたコネクタ部材１が、一方の管路に過度に入り込んでしまうのを防止するためである。過度の入り込みが防止できるのであれば、管路は段付き形状でなく直管状であってもよい。

コネクタ部材１の製造方法について説明する。コネクタ部材１は樹脂の射出成形によって製造される。図３に射出成形に供される金型を示す。図３（ａ）は、金型の断面構造である。コネクタ部材１の外面形状に一致する内面形状を有するキャビティを形成する一対のキャビティ型Ｄ１，Ｄ２が設けられ、キャビティ型内に、コネクタ部材１の内面形状に一致する円柱状のコア型Ｃ１が設けられる。図３（ａ）には、キャビティ型Ｄ１，Ｄ２を断面図で、コア型Ｃ１を外観図で示している。本実施形態では、キャビティ型Ｄ１，Ｄ２は、コネクタ部材１の中心軸を含む面で分割されている。これらキャビティ型Ｄ１，Ｄ２とコア型Ｃ１には、適宜、開閉機構やスライド機構が設けられ、射出成形及び成形品の取出しが可能とされているが、その詳細な図示及び説明は省略する。

図３（ａ）における下側のキャビティ型Ｄ２の下側から樹脂が注入されると、キャビティ型Ｄ２の分割面側に設けられたランナーＲ，Ｒを通って、ゲートＧ，Ｇから樹脂がキャビティ内に注入される。キャビティ型Ｄ２の分割面側に設けられたランナーＲの形態を図３（ｂ）に示す。図示したように、ランナーＲ，Ｒが対称形に設けられることが、成形品の寸法精度を高める上で特に好ましい。

樹脂をキャビティに充填して、樹脂を固化させた後に、型開きして、成形品（コネクタ部材１）を取り出す。この際、ゲートＧが設けられていた位置で成形品（コネクタ部材１）とランナーＲが切り離されて、成形品には、ゲート痕１２が残って、本実施形態のコネクタ部材１が得られる。

本発明の作用と効果を説明する。
コネクタ部材１が射出成形される際には、ゲートＧ，Ｇがコネクタ部材の中心軸に関して対称な位置に設けられているので、キャビティ内に射出された樹脂は、中心軸周りに対称にキャビティ内を充填していく。その結果、充填完了時には、樹脂の温度分布や圧力分布が中心軸周りに対称となるので、冷却して得られる成形品（コネクタ部材１）のそりや曲がりが生じにくくなる。従って、コネクタ部材の両端のシール部の同軸度や、コネクタ部材の真直度が向上する。

コネクタ部材の同軸度や真直度が向上すると、一方の管路ブロックにコネクタ部材を挿入した際の、コネクタ部材の他方の側（突き出している側）の位置精度が良くなるので、他方の管路ブロックを取付けやすくなり、取付け性が向上する。

また、ゲートＧ，Ｇは、コネクタ部材の長さ方向の中央部、かつ、コネクタ部材の中心軸に関して対称な位置に複数設けられているので、これによって、シール部の真円度が向上する。以下に真円度が向上する理由を説明する。

射出成形によって管状体を成形する場合、ゲートを管状体の中心軸に関して対称な位置に複数設けただけでは、管の周方向における樹脂の充填のタイミングを均一にできないため、管の真円度が低下する傾向にある。特にゲート付近で、真円度の低下傾向が顕著となりやすい。

本発明においては、ゲートＧ，Ｇをコネクタ部材の中心軸に関して対称な位置に複数設けると共に、ゲートＧ，Ｇを、コネクタ部材両端のシール部から離して、コネクタ部材長さ方向の中央部に設けている。かかる構成によれば、シール部を充填すべき樹脂は、管の周方向に広がりながら、管長さ方向に中央部から両端部に向かって流れていくので、樹脂が両端のシール部を充填するタイミングが、周方向にも揃いやすくなる。

これは以下のように理解できる。仮に、シール部にゲートＧ，Ｇが設けられていれば、各ゲートからウェルドまでの周方向の距離（本実施形態では周長の１／４の距離）がそのまま、シール部の樹脂の充填タイミングの差となって現れてしまう。それに対して、ゲートＧ，Ｇがシール部から管の長さ方向に隔たるように中央部に設けられていると、シール部の周方向の各位置におけるゲートまでの距離の差が小さくなる。その結果、シール部の樹脂の充填タイミングが揃いやすくなる。

従って、本発明によれば、コネクタ部材の両端部に設けられたシール部の真円度を向上させることができる。真円度を向上させる観点からは、ゲートＧ，Ｇは、シール部１１からコネクタ部材の長さ方向に、管の直径以上（より好ましくは管の直径の１．５倍以上）隔たった位置に設けられることが好ましい。従って、ゲートを設ける位置は、コネクタ部材中央部であって、シール部１１，１１からコネクタ部材の直径寸法以上を隔てた位置であることが特に好ましい。

また、本実施形態のように、コネクタ部材１の両端のシール部１１，１１のちょうど真ん中となる位置に、ゲートＧ，Ｇを設ければ、両方のシール部の真円度を同様に高めることができると共に、両方のシール部に樹脂が充填されるタイミングを揃えることもできるため、両方のシール部１１，１１の間での寸法差が生じなくなって、特に好ましい。

本発明によれば、同軸度や真直度のほかに、シール部の真円度も向上でき、コネクタ部材のシール部外周面と管路内周面の間の寸法が安定するので、コネクタ部材のシール性を向上させることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に本発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分については、その詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を互いに置き換えて実施することができる。

図４には、本発明第２実施形態のコネクタ部材５を示す。本実施形態においては、シール部５１，５１の具体的形状が第１実施形態とは異なっており、シール部５１，５１はコネクタ部材本体よりも小径の円筒状に設けられている。また、本実施形態においては、コネクタ部材の中央部で、ちょうど長さ方向の真ん中となる位置にリング状のフランジ５３が形成されている。このフランジ部５３は、特許文献１に開示されたコネクタ部材のように、コネクタ部材５と管路の長さ方向の位置決め機能を果たしうるものである。

本実施形態においては、ゲート痕５２，５２は、フランジ５３の外周面に４つ設けられている。ゲート痕５２，５２の配置は、コネクタ部材の中心軸に関し対称となるように、特に９０度の回転対称となるように、ゲート痕が２つずつ対を成して配置されている。

図５に第２実施形態のコネクタ部材５を射出成形するための金型の例を示す。本実施形態のコネクタ部材５は、部材の中心軸の方向が型開きの方向と一致するように金型を準備すれば、効率的に製造できる（図５（ａ））。

そして、上記ゲートの配置を実現するためには、一方の金型Ｄ４にランナーＲ，Ｒを設けて、ランナーの先端部が、フランジ部を形成する金型部分Ｄ５３の外周部に、９０度の回転対称位置で接続するようにすればよい（図５（ｂ））。好ましくは、各接続位置（ゲート）までのランナーの長さや太さが等しくなるようにすると良い。

本実施形態のコネクタ部材も、第１実施形態と同様に、Ｏリングを装着して、管路ブロックの管路接続構造に使用することができる。そして、本実施形態の構成においても、シール部の真円度やシール部間の同軸度、管の真直度が向上し、コネクタ部材のシール性や組付け性が向上する。

また、第１実施形態及び第２実施形態においては、両端のシール部の真ん中となる位置にゲート痕が設けられた例を説明したが、ゲート痕は一方のシール部の側にオフセットした位置に設けられていても良い。

本発明において、ゲート（ゲート痕）の数は、２個以上であればよく、第２実施形態のように４個、あるいは６個以上といった偶数個であっても良い。また、ゲート（ゲート痕）の数は、３個、５個といった奇数個であっても、これらゲートを回転対称（３個ならば１２０度配置、５個ならば７２度配置）となるように配置すれば、偶数個の場合と同様にコネクタ部材の同軸度や真直度を向上でき、上記実施形態と同様の効果を発揮できる。

ゲート痕の数は、シール部の真円度を高める点では、多いほうが好ましい。一方、第１実施形態のようにゲートを２箇所にすれば、金型の構造が簡単となって、製造がよりたやすいものとなる利点がある。

なお、コネクタ部材が使用される管路ブロックの具体的な適用分野は特に限定されず、合成樹脂製のコネクタ部材が適用可能な分野であれば、広く適用できる。例えば、本発明のコネクタ部材は、油圧回路や、冷媒配管、冷却水循環系、圧力伝達系、流量調整弁などの管路ブロックに使用できる。

本発明のコネクタ部材は、管路ブロックに設けられた管路の接続に使用できて、産業上の利用価値が高い。

１ コネクタ部材
１１ シール部
１２ ゲート痕
２ シール材（Ｏリング）
３、４ 管路ブロック
３１，４１ 管路
Ｄ１，Ｄ２ キャビティ型
Ｃ１ コア型
Ｇ ゲート
Ｒ ランナー
５ コネクタ部材
５１ シール部
５２ ゲート痕
５３ フランジ

Claims (2)

1. 内部に管路が設けられた一対の管路ブロックを対向配置させて、それぞれの管路ブロックの管路を互いに接続する管路接続構造に用いられる管状のコネクタ部材であって、
   コネクタ部材は合成樹脂により直管状に形成されており、
   コネクタ部材の両端部には、それぞれの管路ブロックの管路に挿入されるシール部が設けられており、
   射出成形のゲート痕が、コネクタ部材の長さ方向の中央部に、かつ、コネクタ部材の中心軸に関して回転対称な位置に３つ以上設けられた
   コネクタ部材。
2. ゲート痕が、コネクタ部材の両端に設けられたシール部の間の真ん中となる位置に設けられた請求項１に記載のコネクタ部材。

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