JP6006131B2 - コネクタ部材 - Google Patents

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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、合成樹脂の射出成形により形成され、管状部分を有する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、管状の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、コネクタ部材の耐圧性を十分に高めることが難しいことを発見した。コネクタ部材の耐圧性が不十分であると、内圧がかかった場合に、コネクタ部材が破損し、油圧回路の機能が失われるおそれがある。
本発明の目的は、耐圧強度に優れた、合成樹脂製のコネクタ部材を提供することにある。
発明者は、鋭意検討の結果、コネクタ部材の管状部を合成樹脂で射出成形する際のゲートをディスクゲートとすると共に、コネクタ部材のシール溝に対して管端側になるように前記ゲートを配置すると、上記目的を達成できることを知見し、本発明を完成させた。
本発明は、中空の管状部を有する形状に合成樹脂により成形され、圧力伝達回路に用いられるコネクタ部材であって、前記管状部の外周面には、2本のリング状シール溝が設けられていて、前記2本のシール溝の間の間隔をL、管状部の内径をDとして、L/D>3とされると共に、射出成形のゲート痕が、前記管状部の内周面にリング状に存在しており、ゲート痕が、管状部の管軸方向において、前記シール溝よりも管端に近い領域に存在するコネクタ部材である(第1発明)。
本発明のコネクタ部材(第1発明)によれば、合成樹脂製のコネクタ部材の耐圧強度を高めることができる。さらに、ゲート痕が管状部内周面に存在していれば、ゲート痕が管状部の末端面に飛び出さないので、管状部の長さ方向寸法がより正確になる。また2本のシール溝の間の間隔をL、管状部の内径をDとして、L/D>3とされていれば、細長い管状部を有するコネクタ部材においても、コネクタ部材の耐圧強度を高めることができる。
さらに、第3発明のように、前記ゲート痕が、管状部の管端に存在する場合には、射出成形金型の構造が簡素化され、製造効率や製造コストの面で有利である。
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を型開きした状態の断面図である。 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。
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。すなわち、本実施形態においては、コネクタ部材1が主に中空の管状部10のみによって構成されている。
コネクタ部材1の管状部10の長さ方向の両端部付近には、それぞれシール溝11、11が設けられている。本実施形態においては、シール溝11は略矩形状の溝断面を有するリング状の溝として、2つ形成されている。このシール溝11に後述するOリングが装着されて、Oリングによりコネクタ部材と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の管状部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。
本実施形態においては、前記2本のシール溝11,11の間の間隔をL、管状部10の内径をDとして、L/D=6とされている。L/Dは、好ましくは3以上、より好ましくは4以上となるように決定される。L/Dが大きいと、耐圧性の観点で有利である。
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が存在する。ゲート痕12は、コネクタ部材1の管状部10の内周面側に、リング状に存在している。即ち、管状部10の成形において、樹脂の射出は、管状部の内周面側に接続されたディスクゲートによって行われている。そして、ゲート痕12は、コネクタ部材の管状部10の長さ方向(管軸方向)における端部、即ち管端に近接した位置に、特に、シール溝11よりも管軸方向で管端に近い領域に存在している。
特に、本実施形態においては、ゲート痕12は、管状部10の管軸方向の管端に、存在する。ゲート痕12が、管状部管端に設けられていると、射出成形の成形金型の構造がシンプルなものとなり、製造効率が高められて好ましい。
また、本実施形態においては、ゲート痕12は、管状部10の内周面に設けられている。ゲート痕12が管状部内周面に設けられている、即ち、ディスクゲートが管状部の内周面に接続するように射出成形されれば、ディスクゲートのカットがしやすい。そして、ゲート痕が管状部内周面に設けられていると、ディスクゲートをカットしたゲート痕12が、管状部10の末端面に飛び出さないので、管状部10の長さ方向寸法をより正確に成形することができる。なお、ゲート痕12は、管状部10の内周面側に設けられるものであれば、管状部の端面(管端面)に存在していても良い。
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、油圧回路の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1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、シール溝11、11にシール材(Oリング)2、2を装着した状態で、コネクタ部材の管状部10の両端部がそれぞれ管路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、コネクタ部材の管状部10の外周面と管路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。例えば、形成されたシール溝11の部分にエラストマー材料を2次成形して、シール溝部分にシール材を一体成形しても良い。
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。また、図2(b)には、管路ブロック3,4の間に少し隙間が残るように管路ブロック3,4を組み立てた形態を示したが、管路ブロックは、対向する面が互いに密着するように組み立てられる形態であっても良い。
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にコネクタ部材1の射出成形に供される金型を示す。図3は、金型を型閉じした状態を模式的に示す断面図である。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組のキャビティ型D1,D2,D3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及び図4には、キャビティ型D1,D2,D3、およびコア型C1を断面図で示している。本実施形態では、キャビティ型D1とキャビティ型D2,D3とは、コネクタ部材1の一方の端面となる面で分割されている。また、キャビティ型D2とD3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,D3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における右側のキャビティ型D1に設けられたスプルーから樹脂が注入される。コア型C1の端面とキャビティ型D1は、金型を型閉じした状態で若干の隙間を有するように設けられていて、スプルーに連続する円盤状の空間を形成している。円盤状の空間は、コネクタ部材が形成されるキャビティ空間の内周に、円盤の外周が接続されている。即ち、スプルーから樹脂が注入されると、コア型C1の端面とキャビティ型D1により形成されたディスクゲートを通って、コネクタ部材が形成されるキャビティ空間へと樹脂が供給される。
コネクタ部材が形成されるキャビティ空間へは、ディスクゲートによって円筒状に連続して樹脂が供給されるので、成形されるコネクタ部材の管状部にはウェルドが生じない。
樹脂をキャビティに充填して、樹脂を固化させた後に、図4に示すように型開きして、成形品(コネクタ部材1)を取り出す。この際、ディスクゲートGの部分は、コネクタ部材1から取り外され、コネクタ部材1には、ディスクゲートの部分がつながっていたゲート痕12ができて、本実施形態のコネクタ部材1が得られる。
型開き・成形品の取出しとディスクゲート部分Gの切り離しとの間のタイミングは、種々のタイミングで行うことができる。例えば、金型のスライド機構を駆使し、射出成形と金型スライドのタイミングを調節することにより、型開きする前に、金型内部でディスクゲート部分Gを切り離しておいてから、金型を型開きして成形品を取出すようにしても良い。あるいは、金型のスライド機構を駆使し、金型の型開きと金型スライドのタイミングを調節することにより、型開きして成形品を取出す際にディスクゲート部分Gを切り離すようにしても良い。あるいは、射出成形後に、コネクタ部材1の部分とディスクゲート部分Gが一体になったままで成形品を取出して、後加工によってディスクゲート部分Gをコネクタ部材1から切り離すようにしても良い。
本実施形態においては、射出成形後にキャビティ型D1のみを型開きし、キャビティ型D2,D3はいまだ閉じた状態で、コア型C1を管軸方向に沿ってキャビティ型D1の方に押出すようにスライドさせて、ディスクゲート部分Gを切断し、その後、キャビティ型D2,D3を型開きし、コア型C1からコネクタ部材1を取り外すようにして、成形品の取出しを行っている。
上記コネクタ部材1が奏する作用と効果について説明する。
コネクタ部材1の管状部10は、ディスクゲートを用いた射出成形によって形成されているので、管状部10には、実質的にウェルドが生じない。これは、コネクタ部材の耐圧強度の向上に寄与する。
また、ゲート痕12は、管状部10のシール溝11よりも、管状部の管軸方向において、管端に近い領域に存在するようにされており、これもコネクタ部材の耐圧強度の向上に寄与する。ゲート痕12の位置が耐圧強度に寄与するメカニズムを以下に説明する。
ゲート痕の部分は、ディスクゲートから成形品本体に向かって樹脂が連続して成形されていた部分を、機械的に破断させた部分であるため、ゲート痕部分には、樹脂が引き伸ばされ、引きちぎられた部分や切断された部分が残存している。そのため、ゲート痕は破損や破裂・破壊の起点となりうる欠陥を含む部位であって、圧力や強度上の条件が厳しくなると、ゲート痕を起点として破壊するなど、部材の強度を損なうおそれがある。
ところが、上記コネクタ部材1においては、ゲート痕12は、管状部10のシール溝11よりも、管端に近い領域に存在するようにされている。そのため、油圧回路に圧力がかかる場合であっても、この領域には高い応力は発生しない。なぜならば、管状部10の2本のシール溝11,11の間の区間においては、管の内外に大きな圧力差が生ずるため、それに伴って高い応力が発生するが、シール溝11よりも管端に近い領域では、管の内外の圧力差は実質的に生じず、応力も高まらないからである。このように、ゲート痕をシール溝よりも管端に近い領域に設ければ、ゲート痕に作用する応力を低く維持することができて、コネクタ部材の耐圧強度が向上する。
また、シール溝11の部分は管状部の管壁が他の部位に比べ薄くなっているため、ディスクゲートを切り離す際に、シール溝部分の管壁が引き伸ばされたり変形したりするおそれがある。この有害な変形もまた、コネクタ部材の耐圧強度を損なう一因となりうる。上記コネクタ部材1においては、ゲート痕12は、管状部10のシール溝11よりも、管端に近い領域に存在するようにされているため、ディスクゲートを切り離す際に、シール溝の管壁に作用する力がごく少ない力となり、シール溝部分の有害な変形が予防されて、コネクタ部材の耐圧強度の向上に寄与しうる。
また、管状部材の内周面にディスクゲートを設ける場合、ディスクゲートのゲート痕を挟んで、管状部材内周面に段差を生ずることが多いが、この段差もまた、内圧に対し発生する応力の応力集中を招き、耐圧強度を損なう一因となるおそれがある。上記コネクタ部材1においては、ゲート痕12は、管状部10のシール溝11よりも、管端に近い領域に存在するようにされているため、この部分には、内圧による応力が発生せず、従って応力集中も起きないため、ゲート痕部分に作用する応力を低く維持することができて、コネクタ部材の耐圧強度の向上に寄与する。
また、2本のシール溝11,11の間の間隔をL、管状部10の内径をDとして、L/D>3となるようなコネクタ部材に対して、本発明を適用すれば、細長い管状成形体の耐圧強度が効果的に向上できる。通常、L/Dが3を超えるような細長い管状部材を、ディスクゲートを用いて射出成形しようとする場合、コア金型の脱型性の観点から、管状部材の長さ方向の中央部にディスクゲートが配置されるように金型を構成しようとするのが一般的であるが、本発明では、その常識に反し、シール溝11よりも、管状部10の管端よりにディスクゲートが来るようにしている。そして、通常は採用しないであろうかかる構成をとることにより、細長い管状部を有するコネクタ部材であっても、コネクタ部材の耐圧強度を高めることができる。
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5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、2つの管状部50,50が平行に配置されて、その間が板状の連結部53によって連結された形状に一体成形されている。このように、コネクタ部材には、複数の管状部が備えられていてもよく、例えば、管状部を2つ、あるいは3つ、4つ設けるようにすれば、一度に2つあるいは3つ、4つの管路を接続することができて、接続作業が効率的となる。
また、本実施形態においては、コネクタ部材の管状部50の長手方向の中央部付近に、板状の連結部53が形成されている。この連結部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。
本実施形態においては、ディスクゲートのゲート痕52,52は、2つの管状部50,50にそれぞれ1つずつ設けられている。そして、ゲート痕52,52の管軸方向における配置は、いずれのゲート痕もシール溝51よりも管状部の端面(管端)に近い領域であって、管状部の端面からは少し離れた位置に設けられている。また、ゲート痕52,52は、管状部50の内周面に設けられている。このように、ゲート痕は、管状部の端面から少し離れた位置に設けられていても良い。このような実施形態であっても、コネクタ部材の耐圧強度を向上できる。
また、本実施形態においては、ディスクゲートのゲート痕52,52は、2つの管状部50,50において、共に一方の端部(例えば図5における右側の端部)に設けられている。ゲート痕52,52を互いに逆の端部(例えば、図5の右側の端部と左側の端部)に設けても良いが、ゲート痕52,52を共に一方の端部に設けるようにすれば、管状部50,50の部分から連結部53の部分に流れ込む樹脂が、同じタイミングで流れ込むようにできて、ウェルドを確実に連結部53の部分に生じさせることができ、管状部50,50にはウェルドを発生させないことが確実に行われるようになり、耐圧強度を向上させる観点で特に好ましい。
また、コネクタ部材は、中空管状部のほかに、他の部分を有する形状であっても良い。他の部分としては、コネクタ部材の管路への過度の挿入を阻止するためのフランジ部や、コネクタ部材の誤組付けを予防するためのキー部、等が例示できる。
なお、コネクタ部材が使用される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。更に、油圧や水圧などの液圧が伝達される回路の管路だけでなく、空気圧などの気体の圧力を伝達する回路の管路など、多様な圧力伝達回路の管路が、コネクタ部材によって連結できる。
本発明のコネクタ部材は、例えば管路ブロックに設けられた管路の接続等に使用できて、産業上の利用価値が高い。
1 コネクタ部材
11 シール溝
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,D3 キャビティ型
C1 コア型
G ディスクゲート
5 コネクタ部材
50 管状部
51 シール溝
52 ゲート痕
53 連結部

Claims (1)

  1. 中空の管状部を有する形状に合成樹脂により成形され、圧力伝達回路に用いられるコネクタ部材であって、
    前記管状部の外周面には、2本のリング状シール溝が設けられていて、前記2本のシール溝の間の間隔をL、管状部の内径をDとして、L/D>3とされると共に、
    射出成形のゲート痕が、前記管状部の内周面にリング状に存在しており、
    ゲート痕が、管状部の管軸方向において、前記シール溝よりも管端に近い領域に存在する
    コネクタ部材。
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