JP6214936B2

JP6214936B2 - 締金具およびその製造方法

Info

Publication number: JP6214936B2
Application number: JP2013124553A
Authority: JP
Inventors: 邦明中林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-06-13
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-06-13
Also published as: JP2015001235A

Description

本発明は、締金具およびその製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、高圧ホース用途に有用な継手に用いられる締金具およびその製造方法に関する。

高圧ホースの接続に用いられる継手は、例えば、図５に示すような構造を有する。図示する継手１００は、一端側にホース２内に挿入されるホース挿入部１２１を備え、他端側に他の継手に接続するための雌ねじ部１３２を有するナット１３０が装着された芯体１２０と、ホース２を芯体１２０のホース挿入部１２１に締結するための締金具１１０と備えている。図示する継手においては、芯体１２０のホース挿入部１２１をホース２内部に挿入した状態で、締金具１１０を芯体１２０の中心に向かって塑性変形させて加締めることにより、芯体１２０のホース挿入部１２１と締金具１１０との間でホース２が固定される。

高圧ホースには高い内圧が作用するので、高圧ホースの構造としては、図示するように、樹脂材料やゴム材料よりなる柔軟な内管２Ａと外被２Ｃとの間に、金属材料や繊維材料よりなる補強層２Ｂを設けた構造とすることが一般的である。よって、高圧ホース用継手の加締め部についても、高い内圧による抜け力に耐え得るよう設計する必要があり、そのために、締金具１１０の内周面には、通常、ホースを強固に固定するための環状凸部１１３が設けられる。この環状凸部１１３は、ホース２の補強層２Ｂまで食い込み補強層２Ｂの補強材を掴むことによりホース２を固定するものであるので、ある程度の高さを有するよう設計することが必要となる。なお、低圧用途のホースにおいては、抜け力が低いために、このような環状凸部を有しない締金具を用いる場合もある。

このような環状凸部を有する締金具を用いた継手については、例えば、特許文献１に開示がある。特許文献１には、ニップルとソケットとからなり、パイプ素材を切削加工したニップルと、このニップルの端末部にパイプの端末部を圧接させて圧接加工し、この圧接加工したパイプとニップルとの接合部に発生した外バリを、ホース本体の加締める際に用いるソケットのフランジ部に形成した係止部にしたホース継ぎ手金具が記載されている。

特開２０１０−１４２２１号公報（特許請求の範囲，図４等）

しかしながら、特許文献１に開示されているように、締金具（ソケット）の内周面に一体的に環状凸部（環状突起）が形成されている構造の場合、締金具の内周面に環状凸部を形成するためには、パイプ材や棒材などから切削により環状凸部を削り出す必要がある。すなわち、図６の締金具の部分半断面図に示すように、パイプ材５０Ａを用いた場合（図中の（ａ））においても、棒材５０Ｂを用いた場合（図中の（ｂ））においても、図中の網掛け部に相当する部分を切削により除去する必要があるため、環状凸部を有する締金具の製造の際には、加工に時間がかかり、また、原材料の無駄が大きくなるなどの問題があった。さらに、このような構造では、切削により生じた切粉の排出やバイトの破損の問題があり、加工性も悪いものであった。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、高圧ホース用の継手に用いられる締金具において、製造時における加工時間の短縮を図るとともに、加工性を向上し、さらに、原材料の無駄を省くことができる技術を提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、締金具の内周面に設ける環状凸部を締金具本体とは別個の部材とし、これを締金具本体の内周面に形成した溝に嵌め込む構成とすることにより、上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の締金具は、管状の芯体の一方の端部に形成されたホース挿入部の外周に配置されて、該ホース挿入部との間でホースを締結する締金具であって、
管状の金具本体と、該金具本体の内周面に設けられた環状溝に嵌合してなる環状部材とを備え、該環状部材が該金具本体の内周面よりも径方向内側に突出して、環状凸部を形成しており、
前記環状溝が複数設けられ、該複数の環状溝にそれぞれ嵌合する複数の前記環状部材の外径および前記金具本体の内径が、ホース挿入側から軸方向反対側へ向かい徐々に小さくなっていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記金具本体および前記環状部材を金属材料よりなるものとすることができる。また、本発明の締金具においては、前記環状部材が径方向に弾性変形可能であることが好ましい。本発明の締金具において、前記環状部材としては、Ｃ形止め輪およびスパイラル状止め輪を好適に使用することができる。さらに、本発明の締金具においては、前記金具本体の内周面の断面が、ホース挿入方向に対し傾斜して、該金具本体の内径ｒが、ホース挿入側から軸方向反対側へ向かって小さくなるように連続的に変化しているものとすることができる。さらにまた、本発明の締金具においては、前記環状部材の内周部が、先端に向かい幅が縮小する三角形の断面を有するものとすることもできる。

本発明の締金具の製造方法は、管状の芯体の一方の端部に形成されたホース挿入部の外周に配置されて、該ホース挿入部との間でホースを締結する締金具であって、管状の金具本体と、該金具本体の内周面に設けられた環状溝に嵌合してなる環状部材とを備え、該環状部材が該金具本体の内周面よりも径方向内側に突出して、環状凸部を形成しており、前記環状溝が複数設けられ、該複数の環状溝にそれぞれ嵌合する複数の前記環状部材の外径および前記金具本体の内径が、ホース挿入側から軸方向反対側へ向かい徐々に小さくなっている締金具を製造する方法であって、
前記金具本体の内周面に前記環状溝を形成する溝形成工程と、
前記金具本体の内径よりも大きな外径を有し径方向に弾性変形可能な前記環状部材を、径方向に圧縮させた状態で、前記環状溝の形成された金具本体内に挿入する挿入工程と、
前記金具本体内に挿入した前記環状部材を、前記環状溝に対応する位置で径方向に拡大させて該環状溝に嵌着する嵌着工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、高圧ホース用の継手に用いられる締金具において、製造時における加工時間の短縮を図るとともに、加工性を向上し、さらに、原材料の無駄を省くことができる技術を実現することが可能となった。

本発明の一実施形態に係る締金具を用いた継手の一構成例を示す半断面図である。本発明の締金具を示す拡大部分断面図である。本発明の他の実施形態の締金具に係る説明図を示す。環状部材の一例を示す説明図である。従来の高圧ホース用の継手の一例を示す半断面図である。締金具の内周面における環状凸部を形成する工程に係る説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る締金具１０を用いた継手１の一構成例を示す半断面図である。図示する継手１は、管状の芯体２０と、その一方の端部に形成されたホース挿入部２１の外周に配置される締金具１０と、一方の端部に、芯体２０の他方の端部側に形成された挿入部２２が挿入される挿入孔３１を備え、挿入孔３１とは反対側の端部に雌ねじ部３２を備えるナット３０と、を含むものである。図示する継手１においては、芯体２０のホース挿入部２１と締金具１０との間で、ホース２が締結される。なお、図示するホース２は、樹脂材料やゴム材料よりなる内管２Ａ，２Ｃ間に金属材料や繊維材料よりなる補強層２Ｂが設けられた構造を有する。

図２に、本発明の締金具１０の拡大部分断面図を示す。図示するように、本発明の締金具は、管状の金具本体１１と、金具本体１１の内周面に設けられた環状溝１１ａに嵌合してなる環状部材１２とを備え、環状部材１２が金具本体１１の内周面よりも径方向内側に突出して、環状凸部１３を形成している点に特徴がある。

本発明においては、締金具１０の内周面に設ける環状凸部１３を、従来のように金具本体１１と一体ではなく、金具本体１１とは別体の環状部材１２により形成するものとしたことで、締金具の金具本体を低圧ホース用と同様に環状凸部なしで作製できるので、加工性を向上することができるとともに、切削による加工時間を短縮することができる。また、従来は削り取っていた部分の材料の無駄を省くことができるので、材料コストの削減と合わせて、締金具の製造コストを大幅に改善することが可能となる。さらに、切削加工量を少なくすることができるので、切削に伴い発生する切粉等の異物の排出や、バイトの破損の問題も解消できる。その一方、本発明においては、環状部材１２の形状や材質等の選択により、この環状部材１２により形成される環状凸部１３によって、従来の切削加工による環状凸部の場合と同等以上の加締め性能を得ることができる。

図３に、本発明の他の実施形態の締金具４０に係る説明図を示す。図示するように、本発明の締金具においては、金具本体４１の内周面に設けた環状溝４１ａの底面に相当する部分の内径と、実質的に同等の外径を有するリング状の環状部材４２を用いて、この環状部材４２を金具本体４１の内部に圧入するなどして、環状溝４１ａに嵌め込むことで、環状凸部４３を形成することができる。

また、図示するように、高圧ホース用の継手の加締め部においては、ホースを確実に固定するために、通常、環状凸部を複数設ける。この場合、図１，図２に示すように、複数の環状溝１１ａにそれぞれ嵌合する複数の環状部材１２の外径Ｒおよび金具本体１１の内径ｒを、ホース挿入側（図中の右側）から軸方向反対側（図中の左側）へ向かい徐々に小さくすることが好ましい。これにより、環状部材１２の挿入側ともなるホース挿入側から遠い環状溝１１ａに嵌め込む環状部材１２についても、金具本体１１内に挿入しやすくなるので、作業性を向上することができる。

具体的には、金具本体１１の内径ｒについては、図示するように、複数の環状部材をホース挿入側から軸方向反対側へ向かって順に１２−１，１２−２，１２−３・・・としたとき、金具本体１１のホース挿入側の端部１１ｂから環状部材１２−１に対応する環状溝１１ａまでの内径ｒ_１、環状部材１２−１に対応する環状溝１１ａから環状部材１２−２に対応する環状溝１１ａまでの内径ｒ_２、環状部材１２−２に対応する環状溝１１ａから環状部材１２−３に対応する環状溝１１ａまでの内径ｒ_３・・・が、ｒ_１＞ｒ_２＞ｒ_３＞・・・の関係を満足するものとすることができる。また、ｒ_１，ｒ_２，ｒ_３を段階的に変化させるのではなく、金具本体１１の内周面の断面を、ホース挿入方向に対し傾斜させることで、金具本体１１の内径ｒを連続的に変化させてもよい。一方、環状部材１２の外径Ｒについては、金具本体１１の内周面に設けられる環状溝１１ａの深さに対応して決定されるので、配置箇所における上記金具本体１１の内径ｒに基づき環状溝１１ａの深さを決定した後、所望の環状溝１１ａとの嵌合状態に応じて設定することができ、これにより、複数の環状部材１２−１，１２−２，１２−３・・・の外径Ｒ_１２−１，Ｒ_１２−２，Ｒ_１２−３・・・は、Ｒ_１２−１＞Ｒ_１２−２＞Ｒ_１２−３＞・・・の関係を満足するものとなる。

本発明において使用する環状部材としては、金具本体の内部に挿入して環状溝内に嵌め込むことで、加締め部においてホースを担持可能な環状凸部を形成することができるものであれば、図３に示すような断面矩形のリング状部材には限られず、いかなる形状であってもよい。特には、径方向に弾性変形可能であるような環状部材を用いることで、径方向内側に弾性変形させた状態で金具本体内に挿入することができ、環状溝内への嵌め込みが容易となるので、好ましい。具体的には例えば、図４に示すような、Ｃ形止め輪（Ｃリング）（ａ）や、スパイラル状止め輪（ｂ）を用いることができる。ここで、図中の（ａ）は平面図および断面図を示し、（ｂ）は平面図および側面図を示す。Ｃ形止め輪は、簡易な構造で弾性を持たせることができる点で好ましく、スパイラル状止め輪は、全周にわたり金具本体と当接することから、強度が確保しやすい点で好ましい。また、環状部材の内周部は、先端に向かい幅が縮小する三角形の断面を有するものとしてもよく、これにより、環状凸部がホースに食い込みやすくなる。

環状部材の内径は、実質的に、締金具の内周面からの環状凸部の突出高さを規定するものであるので、継手を適用するホースの構造や必要な把持力等との関係で、所望に応じ適宜選定することができる。また、環状部材の外径は、前述したように、金具本体の内周面の環状溝の深さとの関係で決定される。さらに、環状部材の厚みは、継手の使用圧力によって、自由に選択することができる。

本発明は、特に、金具本体および環状部材が金属材料よりなるものである場合に、切削加工の際の加工時間の削減や加工性の向上効果等の本発明の所期の効果が得られる点で、有用である。

本発明の締金具において、金具本体の形状や構造については、図１に示すものには限られず、継手の用途や適用箇所等に応じ、常法に従い適宜設計することが可能である。
例えば、図示する実施形態において、締金具１０の、芯体２０における挿入部２２側の端部には、半径方向に沿って内側に膨出し、後述する芯体２０の周溝部２３と係合する鍔部１４が形成されている。締金具１０は、芯体２０のホース挿入部２１との間でホース２を加締めるものであるので、その内径は、加締めるホース２の外径よりも大径に形成され、加締め加工によって、図示するように、ホース２の外径よりも小径に縮径される。

また、図示する実施形態において、本発明の締金具とともに継手を構成する芯体２０は、全体として管状に形成され、締金具１０が配置される一方の端部には、ナット３０が装着される他方の端部における挿入部２２よりも小さい外径を有するホース挿入部２１が設けられている。ホース挿入部２１の外周面には、ホースを把持するための突起２１ａが形成されている。また、芯体２０の長手方向において、挿入部２２とホース挿入部２１との中間部の外表面には、締金具１０の鍔部１４と係合する周溝部２３が設けられている。さらに、挿入部２２には、ナット３０の挿入孔３１の内径よりも大きい外径を有する拡径部２２ａが設けられており、この拡径部２２ａにより、芯体２０の、ナット３０の挿入孔３１からの抜け落ちが防止されている。芯体２０は、ホース挿入部２１において締金具１０との間でホース２を加締めるものであるので、ホース挿入部２１の内径は、加締めるホース本体２の内側空洞部に挿入可能な程度に形成される。

ナット３０は、芯体２０の、ホースに連結される側とは反対側に設けられ、他の継手との接続に使用される部材である。図示する例では、ナット３０は、雌ねじを有する雌ねじナットであるが、雄ねじを有する雄ねじナットとしてもよく、特に制限はない。

図示する実施形態において、ホース２は、繊維材料や金属材料よりなる補強層２Ｂにより補強された高圧ホースであるが、本発明の締金具が適用されるホース２としては、いかなる用途および構造を有するものであってもよい。本発明は、例えば、使用圧力１．０ＭＰａ以上の高圧ホースにおいて、好適に適用することができる。

本発明の締金具は、以下の工程により製造することができる。
まず、金具本体１１の内周面に、切削加工により環状溝１１ａを形成する（溝形成工程）。この環状溝１１ａの形状は、使用する環状部材１２との関係で、環状部材１２の外径部を溝内に保持することが可能であって、環状部材を脱落させることがないものであれば、いかなるものであってもよい。通常は、環状部材１２の厚みに対応する幅を有する断面矩形の溝とすることができる。

次に、金具本体１１の内径よりも大きな外径を有し径方向に弾性変形可能な環状部材１２を、径方向に圧縮させた状態で、環状溝１１ａの形成された金具本体１１内に挿入する（挿入工程）。

次に、金具本体１１内に挿入した環状部材１２を、環状溝１１ａに対応する位置で径方向に拡大させることで、環状溝１１に嵌着させることができ（嵌着工程）、これにより、金具本体１１の内周面に、環状凸部１３を形成することができる。ここで、径方向に弾性変形しない図３に示すような環状部材を用いる場合には、挿入工程において環状部材１２は、金具本体１１内に圧入により挿入し、環状溝内に嵌め込めばよい。

また、図示する実施形態において、ホース２の加締めは、常法に従い行うことができる。
すなわち、まず、締金具１０の鍔部１４の内径を、芯体２０の周溝部２３を構成する側壁２３ａ，２３ｂのうち少なくとも一方の外径よりも大きく形成しておき、芯体２０に対し、締金具１０を外挿する。締金具１０を芯体２０に対し、鍔部１４が周溝部２３に対応する位置にくるまで挿し込んだ後、鍔部１４を圧着工具により半径方向内側に向かい押圧することで、鍔部１４が縮径して、その内周面が周溝部２３の底面に密着し、図示するように、鍔部１４を周溝部２３内に嵌め込むことができる。これにより、締金具１０は芯体２０の外周に固定される。

次に、ホース２を、継手１の、締金具１０と芯体２０のホース挿入部２１との間に挿入する。ホース２を、ホース２の端面が芯体２０の側壁２３ｂに突き当たるまで挿入した後、締金具１０の全長を圧着工具により半径方向内側に向かい押圧して、縮径させることで、その内周面に設けられた複数の環状凸部１３がホース２の外周面に食い込むとともに、ホース挿入部２１の外周面に設けられた突起２１ａがホース２の内周面に食い込んで、ホース２は、芯体２０と締金具１０との間で固定される。

１継手、２ホース、２Ａ内管、２Ｂ補強層、２Ｃ外被、１０締金具、１１金具本体、１１ａ環状溝、１２，１２−１，１２−２，１２−３環状部材、１３環状凸部、１４鍔部、２０芯体、２１ホース挿入部、２１ａ突起、２２挿入部、２２ａ拡径部、２３周溝部、３０ナット、３１挿入孔、３２雌ねじ部、４０締金具、４１金具本体、４１ａ環状溝、４２環状部材、１００継手，５０Ａパイプ材、５０Ｂ棒材、１１０締金具、１１３環状凸部、１２０芯体、１２１ホース挿入部、１３０ナット、１３２雌ねじ部

Claims

管状の芯体の一方の端部に形成されたホース挿入部の外周に配置されて、該ホース挿入部との間でホースを締結する締金具であって、
管状の金具本体と、該金具本体の内周面に設けられた環状溝に嵌合してなる環状部材とを備え、該環状部材が該金具本体の内周面よりも径方向内側に突出して、環状凸部を形成しており、
前記環状溝が複数設けられ、該複数の環状溝にそれぞれ嵌合する複数の前記環状部材の外径および前記金具本体の内径が、ホース挿入側から軸方向反対側へ向かい徐々に小さくなっていることを特徴とする締金具。
前記金具本体および前記環状部材が金属材料よりなる請求項１記載の締金具。
前記環状部材が径方向に弾性変形可能である請求項１または２記載の締金具。
前記環状部材がＣ形止め輪である請求項３記載の締金具。
前記環状部材がスパイラル状止め輪である請求項３記載の締金具。
前記金具本体の内周面の断面が、ホース挿入方向に対し傾斜して、該金具本体の内径ｒが、ホース挿入側から軸方向反対側へ向かって小さくなるように連続的に変化している請求項１〜５のうちいずれか一項記載の締金具。
前記環状部材の内周部が、先端に向かい幅が縮小する三角形の断面を有する請求項１〜６のうちいずれか一項記載の締金具。
管状の芯体の一方の端部に形成されたホース挿入部の外周に配置されて、該ホース挿入部との間でホースを締結する締金具であって、管状の金具本体と、該金具本体の内周面に設けられた環状溝に嵌合してなる環状部材とを備え、該環状部材が該金具本体の内周面よりも径方向内側に突出して、環状凸部を形成しており、前記環状溝が複数設けられ、該複数の環状溝にそれぞれ嵌合する複数の前記環状部材の外径および前記金具本体の内径が、ホース挿入側から軸方向反対側へ向かい徐々に小さくなっている締金具を製造する方法であって、
前記金具本体の内周面に前記環状溝を形成する溝形成工程と、
前記金具本体の内径よりも大きな外径を有し径方向に弾性変形可能な前記環状部材を、径方向に圧縮させた状態で、前記環状溝の形成された金具本体内に挿入する挿入工程と、
前記金具本体内に挿入した前記環状部材を、前記環状溝に対応する位置で径方向に拡大させて該環状溝に嵌着する嵌着工程と、を含むことを特徴とする締金具の製造方法。