JP6613072B2 - パイプとホースの接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、パイプの先端に形成された圧入接続部を、弾性を備えたホースの開口部に圧入してパイプとホースを接続することによって、パイプに形成された流路とホースに形成された流路との間で流体を移動させるパイプとホースの接続構造に関する。

従来から、パイプとホースを接続して構成されるパイプとホースの接続構造を用いて、装置の所定部分に水、空気などの流体を供給することが行われている。このようなパイプとホースの接続構造の中に、ホースの開口部に圧入されるパイプの圧入接続部の外周に、複数のリング状凸部を形成し、この複数のリング状凸部が形成された圧入接続部をホースの開口部に圧入して、ホースの開口部を拡径させることによってパイプからホースを抜け止めしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

このパイプとホースの接続構造（ホース結合構造体）は、ホース接続部を備えた接続管と、ホースとで構成されており、ホース接続部の表面には、先端側から後端側に向かうほど外径が拡大する断面直角三角形のリング状突部が軸方向に間隔をおいて３個形成されている。このため、ホース接続部をホースの開口部に圧入して接続管とホースを接続すると、ホースの内面にリング状突部が食い込んで接続管とホースが外れることが防止される。しかしながら、このホース接続部のリング状突部の表面は、先端側から後端側に向かうほど外径が拡大する円錐台表面と、円錐台表面と鋭角に交差する鋭角表面とで構成されている。このため、前述したパイプとホースの接続構造では、ホースがリング状突部における円錐台表面と鋭角表面の角部に圧接し、亀裂が生じやすいという問題がある。

また、パイプとホースの接続構造の中には、前述したパイプとホースの接続構造よりもホースに亀裂が生じ難くなっているものもある（例えば、特許文献２参照）。このパイプとホースの接続構造（ホース抜け防止構造）は、先端にニップルが形成された口金具と、ホースとで構成されており、口金具のニップルは、外周部にリング状フラット部とリング状凸部とを交互にそれぞれ３個形成して構成されている。また、各リング状凸部の外径は、パイプの先端に近い部分から遠くなるにしたがって長くなっており、その大径になった後部には、全体として外径が同じになったフラット部が形成されている。

このため、ニップルをホースの開口部に圧入してパイプとホースを接続すると、ホースの内面にリング状凸部が食い込んでパイプとホースが外れることが防止されるとともに、ホースに亀裂が生じることがフラット部によって防止される。すなわち、このパイプとホースの接続構造では、リング状凸部の外周面後部にフラット部を設けたため、リング状凸部におけるホースの内面に食い込む部分は、リング状凸部の後端に円周に沿って形成された角部でなく、所定の面積を有する環状のフラット部になる。このため、リング状凸部との圧接によってホースにかかる負荷が分散されて、ホースに亀裂が生じることが防止される。

特許第３５７２９５２号公報 特開２００８−２２３９３５号公報

しかしながら、特許文献２に係るパイプとホースの接続構造のリング状凸部では、フラット部の前方側に、リング状凸部の先端から遠い後方位置になるほど一定の割合で外径が長くなった部分が位置し、フラット部の後方側に、軸方向に略直交する平面が位置している。このため、フラット部の前後両端には角部が位置している。また、フラット部の軸方向の長さは短く設定されている。このように構成された従来のパイプとホースの接続構造によると、ホースにおけるフラット部に対向する部分に集中的に応力がかかるようになる。

このため、ホースに負荷される応力をリング状凸部の外周面全体に対向する部分に万遍なく分散させることが難しいとともに、ホースの内面をリング状凸部の外周面全体に略均一なシール圧力を確保しながら密着させることも難しい。それに加えて、このパイプとホースの接続構造では、ホースが２か所の角部に圧接するため、ホースに亀裂が生じることを確実に防止することは難しい。

本発明は、前述した問題に対処するためになされたもので、その目的は、リング状凸部に圧接することによってホースに負荷される応力を十分に分散させることにより、ホースに亀裂が生じることをより確実に防止できるパイプとホースの接続構造を提供することである。なお、下記本発明の各構成要件の記載においては、本発明の理解を容易にするために、実施形態の対応箇所の符号を括弧内に記載しているが、本発明の構成要件は、実施形態の符号によって示された対応箇所の構成に限定解釈されるべきものではない。

前述した目的を達成するために、本発明に係るパイプとホースの接続構造の構成上の特徴は、パイプ（１０）の先端に形成された圧入接続部（１２）を、弾性を備えたホース（２０）の開口部（２２）に圧入してパイプとホースを接続することによって、パイプに形成された流路（１８）とホースに形成された流路（２１）との間で流体を移動させるパイプとホースの接続構造（Ａ）であって、圧入接続部が、円筒部（１２ａ）と、円筒部の外周部に軸方向に間隔を保って軸周り方向に沿って形成された３個のリング状凸部（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）とで構成され、３個のリング状凸部の外周面（１４）に、それぞれリング状凸部の先端から遠い後方位置になるほど外部側に盛り上がりながら外径が長くなった大径凸曲面（１４ａ）が含まれており、さらに、３個のリング状凸部の後方にそれぞれ円筒部の外周面で構成されるリング状フラット部（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）が位置し、３個のリング状フラット部のうち、パイプの先端側に位置する２個のリング状フラット部（１５ａ，１５ｂ）の外径は同じで、その後方に位置するリング状フラット部（１５ｃ）の外径は、先端側に位置する２個のリング状フラット部の外径よりも大きく設定され、後方に位置する２個のリング状フラット部（１５ｂ，１５ｃ）の軸方向の長さは同じで、先端側に位置するリング状フラット部（１５ａ）の軸方向の長さは、後方に位置する２個のリング状フラット部の軸方向の長さよりも長く設定され、円筒部の内径は全体に亘って同じ長さに設定されていることにある。

本発明に係るパイプとホースの接続構造では、リング状凸部の外周面に、先端から遠い後方位置になるほど外部側に盛り上がりながら外径が長くなった大径凸曲面が形成されている。このため、リング状凸部との圧接によってホースにかかる応力が大径凸曲面に対向する部分全体にわたって分散されるようになる。これによって、ホースに圧入接続部を圧入するときに、ホースに亀裂が生じることが防止される。また、パイプとホースの接続後に、パイプに対してホースが繰り返し搖動してもホースの内面が当接している部分が曲面であるため、ホースに亀裂が生じることが防止される。

さらに、ホースの内面とリング状凸部の大径凸曲面全体がムラのない状態で密着するため、パイプとホースのシール圧力も十分に確保できる。このため、パイプとホースの接続部に漏れが生じることもより確実に防止される。なお、本発明に係る大径凸曲面は、リング状凸部の先端からリング状凸部の最大径部分またはその近傍にかけての部分に形成されているものとする。また、本発明における大径凸曲面の大径とは、断面形状における曲率半径が大きいことで、大径凸曲面は緩やかな角度で先端から遠い後方位置になるほど外部側に膨らんだ形状に形成される。また、本発明において、圧入接続部における後方位置は、圧入接続部の先端から遠い位置のことで、パイプの両端にそれぞれ圧入接続部が形成されている場合は、パイプの中央側が後方位置となる。

本発明に係るパイプとホースの接続構造の他の構成上の特徴は、３個のリング状凸部の外周面の後部が、それぞれ円筒部の軸方向に直交する後部平面（１４ｃ）で構成され、大径凸曲面と後部平面との間に小径凸曲面（１４ｂ）が形成されていることにある。

本発明によると、リング状凸部の外周面の後部を構成する後部平面と大径凸曲面との間に小径凸曲面が形成されているため、リング状凸部の外周面全体に角部がなくなる。このため、リング状凸部に圧接することによってホースに亀裂が生じることをさらに確実に防止できる。

本発明に係るパイプとホースの接続構造のさらに他の構成上の特徴は、ホースが、内径がＤのゴムホースで構成されているときに、各リング状凸部の外径が１．２５Ｄ〜１．４５Ｄに設定されるとともに、リング状凸部の半径と円筒部の半径との差Ｈに対する各リング状凸部の軸方向の長さＬの比であるＬ／Ｈの値が１〜４．５に設定されていることにある。

本発明によると、リング状凸部の半径と円筒部の半径との差と、リング状凸部の軸方向の長さとに一定の関係を持たせることにより、円筒部の表面からリング状凸部が突出した高さ（突出長さ）を、リング状凸部の軸方向の長さに対応した好適なものにすることができる。本発明に係る各部分の寸法関係は試験結果から得られたものであり、これによって、ホースに負荷される応力を十分に分散させることができるリング状凸部を備えたパイプとホースの接続構造を得ることができる。

なお、本発明においては、大径凸曲面の曲率半径も、リング状凸部の半径と円筒部の半径との差およびリング状凸部の軸方向の長さに応じて変更される。この場合、パイプの断面における大径凸曲面の後端部に対する仮想接線が円筒部の表面に平行していることが好ましい。これによると、リング状凸部の大径凸曲面が外部側に盛り上がるときの角度を、より好ましい値に設定できる。また、リング状凸部の半径と円筒部の半径との差Ｈは、ホースの厚みに対応させて設定され、前述した差Ｈは、ホースの厚みの１／８〜１／３程度に設定することが好ましい。

本発明に係るパイプとホースの接続構造のさらに他の構成上の特徴は、リング状凸部の半径と円筒部の半径との差Ｈが０．５〜１．５ｍｍに設定されていることにある。

本発明における値は、自動車のラジエータに接続されるパイプとホースの接続構造で用いられるパイプの寸法として好適な値であり、この値も、試験結果から得られたものである。

本発明の一実施形態に係るパイプとホースの接続構造を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係るパイプとホースの接続構造を示した正面図である。 パイプの圧入接続部を示した正面図である。 パイプとホースの接続構造の要部を示した断面図である。 パイプの圧入接続部の寸法を説明するための説明図である。 圧入接続部のリング状凸部の寸法を説明するための説明図である。 試験用パイプの圧入接続部を試験用のゴムホースに圧入する状態を示した説明図である。 試験用パイプのリング状凸部の断面形状を示しており、（ａ）は従来のリング状凸部を示した説明図、（ｂ）は実施例のリング状凸部を示した説明図である。 従来品と実施例品とのＬ／Ｈの値を変更したときにホースの内面に生じる応力変化を示したグラフである。 図９の結果に基づいて従来品に対する実施例品の応力低減効果を示したグラフである。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１および図２は、同実施形態に係るパイプとホースの接続構造Ａを示している。このパイプとホースの接続構造Ａは、種々の装置に接続して用いることができ、例えば、自動車のエンジンルームに設置されたラジエータに接続され冷却水をエンジンに供給するために用いられる。このパイプとホースの接続構造Ａは、パイプ１０の両端にそれぞれホース２０（図１，２では一方のホース２０のみを図示している。）を接続して構成されている。

パイプ１０は、例えば、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの樹脂材料を一体成形して構成されており、正面視が図２に示したように略Ｌ字状に形成されている。パイプ１０は、パイプ本体１１の両端にそれぞれ圧入接続部１２を形成するとともに、パイプ本体１１の外周部における一方の圧入接続部１２（ホース２０で隠れている。）の近傍部分とパイプ本体１１の中央外周部に固定部１６を形成し、パイプ本体１１の外周部における他方の圧入接続部１２の近傍部分に固定部１７を形成して構成されている。パイプ本体１１および圧入接続部１２の内部には連続した流路１８（図４参照）が形成されている。

圧入接続部１２は、図３および図４に示したように、パイプ本体１１の端部に形成された円筒部１２ａの外周に、円筒部１２ａの先端側（図３および図４の左端側）から後方（図３および図４の右側）に向かって順に、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよびフランジ部１３ｄを間隔を保って形成して構成されている。そして、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよびフランジ部１３ｄのそれぞれの間には、円筒部１２ａの外周面で構成されるリング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃが位置している。

リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、それぞれ円筒部１２ａの先端側から後方に行くほど外径が大きくなっており、その断面形状は、図４に示したように（上下対称の部分）、略三角形に形成されている。また、各リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外周面１４（図３および図６参照）は、それぞれ前方から後方に向かって配置された大径凸曲面１４ａ、小径凸曲面１４ｂおよび後部平面１４ｃで構成されている。大径凸曲面１４ａは、各リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの前端から後端近傍の部分に位置しており、前方から後方に向かうほど外部側に膨らむようにして外径が長くなっている。

小径凸曲面１４ｂは、大径凸曲面１４ａの後端から小さな半円形を描くようにして後方から円筒部１２ａの軸心に直交する方向に向かうリング状の凸曲面に形成されている。また、後部平面１４ｃは、小径凸曲面１４ｂの後端から円筒部１２ａの軸心に直交する方向に向かって円筒部１２ａの外周面に連なるリング状の平面に形成されている。そして、このように構成された外周面１４を備えたリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃは、略同形に形成され、それぞれの最大外径（小径凸曲面１４ｂの外径）は同じに設定されている。

リング状フラット部１５ａは、リング状凸部１３ａ，１３ｂ間に位置し、リング状フラット部１５ｂは、リング状凸部１３ｂ，１３ｃ間に位置し、リング状フラット部１５ｃは、リング状凸部１３ｃとフランジ部１３ｄの間に位置している。そして、リング状フラット部１５ａ，１５ｂの外径は同じで、リング状フラット部１５ｃの外径は、リング状フラット部１５ａ，１５ｂの外径よりも大きく設定されている。また、リング状フラット部１５ｂ，１５ｃの軸方向の長さは同じで、リング状フラット部１５ａの軸方向の長さは、リング状フラット部１５ｂ，１５ｃの軸方向の長さよりも長く設定されている。

パイプ本体１１および円筒部１２ａの内径（流路１８の直径）は全体に亘って同じ長さに設定されており、このため、円筒部１２ａにおけるリング状フラット部１５ｃが位置する部分は、リング状フラット部１５ａ，１５ｂが位置する部分よりも肉厚になっている。また、フランジ部１３ｄは、圧入接続部１２に接続されるホース２０の先端部が当接することで圧入接続部１２のホース２０に対する挿入長さを規制する部分で、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃよりも外径が大きくなっている。

固定部１６，１７は、パイプとホースの接続構造Ａを所定の装置または躯体などに固定するためのもので、２つの固定部１６の中央にはそれぞれネジを通すための挿通穴１６ａが形成され、固定部１７の中央にはネジを螺合させるためのネジ穴１７ａが形成されている。なお、各挿通穴１６ａは、パイプ１０の成形時に、リング状の金具をインサートすることによって形成され、ネジ穴１７ａは、パイプ１０の成形時に、ナットをインサートすることによって形成されている。

ホース２０は、例えば、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴムなどのゴム材料を管状に成形して構成されており、内部には流路２１が形成されている。ホース２０の内径（流路２１の直径）は、ホース２０内に圧入接続部１２を圧入したときの拡管率（内径が延びる割合）が３５％になるように設定されている。ホース２０は、開口部２２に圧入接続部１２が圧入されることにより、パイプ１０に接続され、開口部２２の内周面に、圧入接続部１２のリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが食い込むことで、パイプ１０から外れることを防止される。

このリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径は、それぞれ円筒部１２ａの先端側から後方に行くほど大きくなっているとともに、外周面には、前方から後方に向かうほど外部側に膨らんだ大径凸曲面１４ａが備わっているため、圧入接続部１２をホース２０内に挿入する際には、挿入しやすく、挿入後は、圧入接続部１２はホース２０から抜けにくくなる。このため、パイプ１０とホース２０の接続に、締結具は不要になる。なお、圧入接続部１２とホース２０の接続部は、パイプとホースの接続構造Ａ内を移動する液体または気体によって内部に生じる圧力が１．５Ｍｐａまでのときには、ホース２０が圧入接続部１２から外れないように形成される。

このように構成されたパイプとホースの接続構造Ａの実施例として、図５および図６に示した圧入接続部１２の各部分の寸法を下記に記載した値のように設定した。この圧入接続部１２では、円筒部１２ａの先端からフランジ部１３ｄの後部までの長さａを２８ｍｍ、円筒部１２ａの先端からフランジ部１３ｄの前部までの長さｂを２５ｍｍ、フランジ部１３ｄの外径ｃを２７．６ｍｍ、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径ｄを２１．６ｍｍ、リング状フラット部１５ｃの外径ｅを２０ｍｍ、リング状フラット部１５ａ，１５ｂの外径ｆを１９．２ｍｍ、パイプ本体１１および円筒部１２ａの内径ｇを１５．４ｍｍとした。

また、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの軸方向の幅ｈをそれぞれ３ｍｍ、リング状フラット部１５ａの軸方向の幅ｉを５ｍｍ、リング状フラット部１５ｂ，１５ｃの軸方向の幅ｊを４．５ｍｍ、円筒部１２ａの先端からリング状凸部１３ａの前部までの幅ｋを２ｍｍとした。そして、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの半径と円筒部１２ａの半径の差ｌを１．２ｍｍ、大径凸曲面１４ａの曲率半径Ｒを４．５ｍｍ、小径凸曲面１４ｂの曲率半径ｒを０．５ｍｍとした。また、ホース２０の外径を２４ｍｍ、内径を１６ｍｍとした。

このように構成したパイプとホースの接続構造Ａをテストしたところ、圧入接続部１２とホース２０の接続部の内部圧力が１．６Ｍｐａまでのときには、圧入接続部１２のリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよびリング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、ホース２０の内面との間に殆ど隙間がなく密着性に優れたものとなり液漏れまたは気体漏れが生じなかった。また、圧入接続部１２とホース２０は強固に接続され、前述した内部圧力が１．６Ｍｐａまでのときには、ホース２０が圧入接続部１２から外れることはなかった。

以上のように、本実施形態に係るパイプとホースの接続構造Ａでは、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外周面１４が、大径凸曲面１４ａ、小径凸曲面１４ｂおよび後部平面１４ｃで構成されている。そして、大径凸曲面１４ａは、先端から遠い後方位置になるほど外部側に盛り上がりながら外径が長くなっており、小径凸曲面１４ｂは、大径凸曲面１４ａと円筒部１２ａの軸心に直交する後部平面１４ｃとの間に位置する凸曲面で構成されている。このため、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外周面１４の全体に角部は形成されていない。

このように構成した結果、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃとの圧接によってホース２０にかかる応力が大径凸曲面１４ａに対向する部分の全体にわたって分散されるようになるとともに、小径凸曲面１４ｂがホース２０に鋭く食い込むことがなくなる。これによって、ホース２０に圧入接続部１２を圧入するとき、およびホース２０に圧入された圧入接続部１２にホース２０から引き抜かれる力が加わったときの双方の場合にホース２０に亀裂が生じることがより確実に防止される。また、ホース２０の内面とリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃが全体にわたってムラなく密着するため、パイプ１０とホース２０のシール圧力も十分に確保できる。このため、パイプ１０とホース２０の接続部に漏れが生じることもより確実に防止される。

また、大径凸曲面１４ａの曲率半径を、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび円筒部１２ａの大きさに応じて変更できるため、圧入接続部１２の大きさが変更されてもその圧入接続部１２に備わったリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび円筒部１２ａに対応した大径凸曲面１４ａを形成できる。この場合、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの大きさ、特に軸方向の長さが長い場合、およびリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径と円筒部１２ａの外径との差が大きい場合は、大径凸曲面１４ａの曲率半径を大きくする。

そして、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの大きさおよびリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径と円筒部１２ａの外径との差が小さい場合は、大径凸曲面１４ａの曲率半径を小さくする。これによって、ホース２０に亀裂が生じることを防止できるとともに、パイプ１０とホース２０の間で流体が漏れることのないパイプとホースの接続構造Ａが得られる。なお、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径と円筒部１２ａの外径との差の値は、１．０〜３．０ｍｍに設定しておくことが好ましい。

また、本実施形態では、圧入接続部１２の内径を均一にするとともに、圧入接続部１２における先端側から中央に位置するリング状フラット部１５ａ，１５ｂの外径よりもパイプ本体１１側に位置するリング状フラット部１５ｃの外径を大きくしている。このため、圧入接続部１２におけるホース２０からの負荷が大きく加わるリング状フラット部１５ｃが形成された部分の肉厚を大きくして圧入接続部１２の強度を高めることができる。また、パイプ１０内を移動する液体または気体に圧力損失が生じることを防止することができる。

さらに、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径をすべて同じにしている。このため、ホース２０における圧入接続部１２に接続される部分のうちのリング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃに対向する部分の拡管率がすべて同じになる。この結果、圧入接続部１２に対するホース２０の締結力が各部分で略等しくなり、パイプ１０とホース２０の接続が安定したものになる。すなわち、本実施形態では、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの外径をホース２０の拡管率に合わせて設定することでパイプ１０とホース２０の間に良好な締結力が生じるようにしている。

また、リング状フラット部１５ａの外径をリング状凸部１３ａの外径に対して所定値以上の差が生じるように設定するとともに、リング状フラット部１５ａの軸方向の長さを所定値以上に設定することで、ホース２０の内面へのリング状凸部１３ａの食い込みが大きくなるようにしている。これによって、ホース２０から圧入接続部１２が抜けにくくなる。このように、本実施形態では、円筒部１２ａにおけるリング状フラット部１５ｃが形成された部分の肉厚をリング状フラット部１５ａ，１５ｂが形成された部分の肉厚よりも厚くすることで、パイプ１０を樹脂材料で構成しながら十分な強度を備えたものにすることができる。

つぎに、図７に示した試験用パイプの圧入接続部３１，３２を試験用のゴムホース３０に圧入したときに、ゴムホース３０の内周面に発生する応力を比較する試験を行った。圧入接続部３１は、従来品のパイプに備わった圧入接続部に相当するものでリング状凸部３１ａの断面形状が、図８（ａ）に示したように、直角三角形になっている。また、圧入接続部３２は、実施例品のパイプに備わった圧入接続部に相当するものでリング状凸部３２ａ（図７に破線で示した部分）の断面形状が、図８（ｂ）に示したように、外周縁部が凸状に湾曲した略三角形になっている。試験用パイプとしては、それぞれナイロンパイプを用いた。

圧入接続部３１，３２とゴムホース３０は、各部分の寸法を変えた複数のものからそれぞれ一個ずつを一組として組み合わせて用いた。そして、圧入接続部３２と試験用ホース３０の各部分の寸法は、ゴムホース３０の内径がＤｍｍで、厚みがＴｍｍのときに、圧入接続部３１，３２のリング状凸部３１ａ，３２ａの直径が、１．３５Ｄｍｍで、リング状凸部３１ａ，３２ａの半径と円筒部３１ｂ，３２ｂの半径との差Ｈｍｍが（１／３．３）×Ｔｍｍになっている。

また、リング状凸部３２ａの外周面は、大径凸曲面だけで構成されたおり、その曲率半径Ｒは、リング状凸部３２ａの軸方向の長さＬｍｍとリング状凸部３２ａの半径と円筒部３２ｂの半径との差Ｈｍｍに基づいて設定される。この試験においては、曲率半径Ｒは、すべて、図８（ｂ）に示したリング状凸部３２ａの上端部の仮想接線ｍが、図８（ｂ）に示したリング状凸部３２ａの下縁部と平行するように設定されている。

このように構成された圧入接続部３１，３２とゴムホース３０を用いた試験の一例を示すと、試験で用いたすべてのゴムホース３０の内径Ｄｍｍが１４．２ｍｍ、厚みＴが３．９６ｍｍのときに、試験で用いたリング状凸部３１ａ，３２ａの高さＨｍｍをすべて１．２ｍｍとし、軸方向の長さＬｍｍを、Ｌ／Ｈの値が１〜７になるようにしてリング状凸部３１ａ，３２ａを形成したときに、従来品に対する実施例品の応力比は、図９に示したようになった。これは、圧入接続部３１におけるＬ／Ｈの値が１のときの応力を１としたときに、各圧入接続部３１，３２から各ゴムホース３０が受ける応力を１に対する比で示したものである。この場合の各リング状凸部３１ａ，３２ａの軸方向の長さＬｍｍは、それぞれ、１．２ｍｍ、２．４ｍｍ、３．６ｍｍ、４．８ｍｍ、６ｍｍ、７，２ｍｍ、８．４ｍｍである。

この結果、圧入接続部３１では、図９に破線で示したように、Ｌｍｍが長くなるにしたがって、応力比は、０．９、０．７６、０．７２、０．７と小さくなり、その後も僅かながら小さくなっていった。また、圧入接続部３２では、図９に一点鎖線で示したように、Ｌ／Ｈの値が１のときには、応力比は０．８３程度で、その後は、Ｌｍｍが長くなるにしたがって、応力比は、０．７、０．６７、０．６５と小さくなり、その後は殆ど応力比に変化はなかった。このように、圧入接続部３２を用いたときには、圧入接続部３１を用いたときよりも、圧力比が小さくなった。このことから、圧入接続部３２を用いたときには、圧入接続部３１を用いたときよりもゴムホース３０に亀裂が生じ難いことが分かる。

また、図１０に、Ｌ／Ｈの値が同じ圧入接続部３１の応力比の値から圧入接続部３２の応力比の値を引いた差の値を圧入接続部３１の応力比の値で割った商の値を応力低減効果として数値で表わした。これによると、Ｌ／Ｈの値が１〜４．５のときに、圧入接続部３１を用いた場合と比べて圧入接続部３２を用いた場合に有効な応力低減効果が表れることがわかる。また、圧入接続部３１，３２とゴムホース３０の各部分の寸法を他の値に変えて試験を行った場合にも、図９，１０に示したグラフの線に沿った結果が得られた。

本発明に係るパイプとホースの接続構造は、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した実施形態では、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの大径凸曲面１４ａの曲率半径を同じにしているが、この曲率半径は、リング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの外径、前後方向の長さ等に応じて変えてもよい。例えば、リング状凸部１３ａ，１３ｂの大径凸曲面１４ａの曲率半径よりもリング状凸部１３ｃの大径凸曲面１４ａの曲率半径を短くしたり、リング状凸部１３ａの大径凸曲面１４ａの曲率半径よりもリング状凸部１３ｂ，１３ｃの大径凸曲面１４ａの曲率半径を短くしたりすることができる。この場合の大径凸曲面１４ａの曲率半径は、３．７５ｍｍ〜１３．０ｍｍ程度の範囲にすることが好ましい。

同様に、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの小径凸曲面１４ｂの曲率半径も、リング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの外径、リング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの前後方向の長さ、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃの大径凸曲面１４ａの曲率半径等に応じて変えてもよい。この場合の小径凸曲面１４ｂの曲率半径は、０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の範囲にすることが好ましい。また、外周面１４の後部は、円筒部１２ａの軸心に直交する後部平面１４ｃに限らず、円筒部１２ａの軸心に直交する方向に対して多少傾斜した平面であっても、曲面であってもよい。

また、パイプ１０を構成する樹脂材料としては、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂に限らず他の樹脂材料を用いてもよいし、鉄、銅、真鍮、アルミニウム等の金属材料を用いてもよい。さらに、ホース２０は、ゴム製に限らず弾性を備えて伸縮するものであれば他の材料で構成されたものを用いてもよい。例えば、フッ素樹脂、ビニール、ポリエチレンなどを用いることができる。また、本発明に係るパイプとホースの接続構造のそれ以外の部分の構成についても本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。

１０…パイプ、１２…圧入接続部、１２ａ…円筒部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…リング状凸部、１４…外周面、１４ａ…大径凸曲面、１４ｂ…小径凸曲面、１４ｃ…後部平面、１８，２１…流路、２０…ホース、２２…開口部、Ａ…パイプとホースの接続構造。

Claims (4)

1. パイプの先端に形成された圧入接続部を、弾性を備えたホースの開口部に圧入して前記パイプと前記ホースを接続することによって、前記パイプに形成された流路と前記ホースに形成された流路との間で流体を移動させるパイプとホースの接続構造であって、
   前記圧入接続部が、
   円筒部と、
   前記円筒部の外周部に軸方向に間隔を保って軸周り方向に沿って形成された３個のリング状凸部とで構成され、
   前記３個のリング状凸部の外周面に、それぞれリング状凸部の先端から遠い後方位置になるほど外部側に盛り上がりながら外径が長くなった大径凸曲面が含まれており、
   さらに、前記３個のリング状凸部の後方にそれぞれ前記円筒部の外周面で構成されるリング状フラット部が位置し、
   ３個の前記リング状フラット部のうち、前記パイプの先端側に位置する２個のリング状フラット部の外径は同じで、その後方に位置するリング状フラット部の外径は、前記先端側に位置する２個のリング状フラット部の外径よりも大きく設定され、
   後方に位置する２個のリング状フラット部の軸方向の長さは同じで、先端側に位置するリング状フラット部の軸方向の長さは、前記後方に位置する２個のリング状フラット部の軸方向の長さよりも長く設定され、
   前記円筒部の内径は全体に亘って同じ長さに設定されていることを特徴とするパイプとホースの接続構造。
2. 前記３個のリング状凸部の外周面の後部が、それぞれ前記円筒部の軸方向に直交する後部平面で構成され、前記大径凸曲面と前記後部平面との間に小径凸曲面が形成されている請求項１に記載のパイプとホースの接続構造。
3. 前記ホースが、内径がＤのゴムホースで構成されているときに、各リング状凸部の外径が１．２５Ｄ〜１．４５Ｄに設定されるとともに、前記リング状凸部の半径と前記円筒部の半径との差Ｈに対する各リング状凸部の軸方向の長さＬの比であるＬ／Ｈの値が１〜４．５に設定されている請求項１または２に記載のパイプとホースの接続構造。
4. 前記リング状凸部の半径と前記円筒部の半径との差Ｈが０．５〜１．５ｍｍに設定されている請求項３に記載のパイプとホースの接続構造。

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