JP6906230B2 - パイプ付継手金具、およびパイプ・継手金具付ホース - Google Patents

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Description

本発明は、パイプ付継手金具、およびパイプ・継手金具付ホースに関する。
例えば、特許文献1などに、従来のパイプ付継手金具、およびパイプ・継手金具付ホースが記載されている(同文献の図2などを参照)。同文献に記載のパイプ付継手金具では、ニップルおよびパイプの端部がソケットの内側に配置される。また、ニップルとソケットとの間にホースが固定される。そして、ニップル、パイプ、およびホースの内部を流体が流れるように、パイプ・継手金具付ホースが構成される。
特開2012−92897号公報
この種のパイプ付継手金具、およびパイプ・継手金具付ホースでは、パイプ付継手金具から内部の流体が漏れることが問題となる。そのため、パイプ付継手金具でのシール性を高めることが望まれる。
特許文献1の図2(c)に記載の技術では、パイプに強い回転力が加わると、パイプが回転し、これにより、パイプとニップルとの接触面でシール性が低下することがある。
また、特許文献1の図2(c)に記載の技術では、ニップルの突出部(ニップル接合部)とホースの先端部との間に隙間がある。また、同図に記載のようにソケットが加締められると、ホースが変形する。すると、ホースの先端部が、ニップルの突出部とホースの先端部との間の隙間に入り込む(はみ出る)場合がある。すると、ホースの圧縮力が低下し、ホースの内周面とニップル本体部の外周面との間でのシール性が低下するおそれがある。
そこで、本発明では、パイプとニップルとの接触面でのシール性を向上させることができ、且つ、ホースの内周面とニップル本体部の外周面との間でのシール性を向上させることができる、パイプ付継手金具、およびパイプ・継手金具付ホースを提供することを目的とする。
本発明のパイプ付継手金具は、最内層を有する多層ホースが加締め固定されるパイプ付継手金具である。このパイプ付継手金具は、筒状のニップルと、前記ニップルの軸方向端部に当接されるパイプと、前記ニップルおよび前記パイプの端部が内側に配置されるソケットとを備える。前記ニップルは、前記多層ホースに差し込まれる筒状のニップル本体部と、前記多層ホースに差し込まれる側とは反対側の端部に設けられ、前記ソケットの内面に加締め固定されるニップル鍔部と、前記ニップル鍔部と前記ニップル本体部との間に設けられ、径方向外側に凸形状とされたニップル段差部とを有する。また、前記パイプは、パイプ本体部と、前記パイプ本体部の端部に設けられ、前記ニップル鍔部に対して軸方向で当接されるとともに、前記ソケットの内面に背面が加締め固定されるフレア部とを有する。前記フレア部の前記背面が加締め固定される、前記ソケットの内面は、凹凸形状にされており、且つ、前記ニップル段差部の軸方向の端面の径方向高さが、前記最内層の厚み以上とされている。前記ソケットの筒状のソケット本体部と前記ニップル本体部との間に前記多層ホースが配置された状態で、径方向外側から径方向内側へ向かって前記ソケット本体部が加締められた際、前記最内層の軸方向への変形が、前記ニップル段差部の軸方向の端面で拘束される。
また、本発明のパイプ・継手金具付ホースは、前記パイプ付継手金具に前記多層ホースが加締め固定されてなるものである。
本発明によると、パイプのフレア部の背面が加締め固定される、ソケットの内面が凹凸形状にされていることで、ソケットに加締め固定されたパイプは回転しにくくなる。これにより、パイプとニップルとの接触面でのシール性が向上する。また、本発明によると、径方向外側から径方向内側へ向かってソケット本体部が加締められた際に、多層ホースの最内層の全厚み分の軸方向の変形がニップル段差部で拘束され、これにより、ニップル本体部の外周面にホースの内周面が従来よりも強く押し付けられた状態となる。その結果、ホースの内周面とニップル本体部の外周面との間でのシール性が向上する。
第1実施形態のパイプ・継手金具付ホース1の片側縦断面図である。 図1に示すパイプ付継手金具10を製造する際の部品配置工程を説明するための図である。 図2に示すソケット40を、パイプ30が差し込まれる側から見た図である。 図1に示すパイプ付継手金具10を示す図であり、部品配置工程の後、加締め工程の前の状態を示す図である。 図1に示すパイプ付継手金具10を示す図であり、加締め工程が完了した状態を示す図である。 図1に示すパイプ・継手金具付ホース1の一部を拡大した図である。 ソケット段差部42の軸方向の端面42aから、ニップル段差部22の軸方向の端面22aまでの軸方向のずれGが、正(+)の場合の例を示す図6相当図である(多層ホース70が差し込まれる側が正(+))。 ソケット段差部42の軸方向の端面42aから、ニップル段差部22の軸方向の端面22aまでの軸方向のずれGが、負(−)の場合の例を示す図4相当図である(多層ホース70が差し込まれる側と反対側が負(−))。 第2実施形態の図6相当図である。 第3実施形態の図6相当図である。 第4実施形態の図6相当図である。 第5実施形態の図6相当図である。
(第1実施形態)
図1〜図6を参照して、第1実施形態のパイプ付継手金具10、およびパイプ・継手金具付ホース1について説明する。
図1などに示すパイプ付継手金具10は、筒状のニップル20と、ソケット40と、パイプ30とで構成されたパイプ30付の継手金具である。また、パイプ・継手金具付ホース1は、上記のパイプ付継手金具10に多層ホース70が加締め固定されてなるものである。このパイプ・継手金具付ホース1は、気体や液体などの流体を送るためのものであり、例えば、液圧ブレーキホースなどである。
まず、パイプ付継手金具10に加締め固定される多層ホース70について説明する。本実施形態の多層ホース70は、図6に示すように、最内層71、および最外層75を有し、最内層71と最外層75との間には、径方向R内側から順に、第1補強層72、中間層73、および第2補強層74が設けられている。第1補強層72、および第2補強層74は、例えば、合成繊維からなる層であり、最内層71、最外層75、および中間層73は、例えば、ゴムまたは樹脂からなる層である。
なお、本発明において、多層ホース70は、最内層71と最外層75とが、ゴム層または樹脂層であることが好ましいが、最内層71および最外層75の素材は、特に限定されるものではない。最内層71および最外層75は、弾性を有する層(=弾性層)であることが好ましく、ゴム層または樹脂層に代えて、それぞれ、エラストマーを素材とする層であってもよい。また、最内層71と最外層75との間の各層72〜74についても同様であり、これら各層72〜74の素材は、特に限定されるものではない。
また、本実施形態の多層ホース70は5層構造であるが、これに限定されることはなく、4層以下の構成の多層ホースでも、6層以上の構成の多層ホースであってもよい。
パイプ付継手金具10について説明する。
図1などに示すように、パイプ付継手金具10を構成する前記ニップル20は、多層ホース70に差し込まれる筒状のニップル本体部21と、多層ホース70に差し込まれる側とは反対側の端部に設けられ、ソケット40の内面に加締め固定されるニップル鍔部23と、ニップル鍔部23とニップル本体部21との間に設けられ、径方向R外側に凸形状とされたニップル段差部22と、を備える金属製の部品である。
ニップル本体部21の外周面は、本実施形態では、滑らかな曲面とされている。なお、多層ホース70の内周面との間でのシール性を高くするために、ニップル本体部21の外周面には、複数の段差(凹溝や凸山など)が形成されていることが好ましい(不図示)。
図6に示すように、ニップル段差部22の軸方向Zの端面22aの径方向Rの高さH1は、多層ホース70の最内層71の厚みh1以上とされている。なお、当該厚みh1は、多層ホース70に外力が加えられていない状態のときの多層ホース70の最内層71の厚みである。
次に、ソケット40は、ニップル20およびパイプ30の端部が内側に配置される金属製の部品であって、図1などに示すように、多層ホース70が差し込まれる筒状のソケット本体部41と、ソケット本体部41の端部に設けられ、径方向R内側に凸形状とされたたソケット段差部42と、を備える。
図6に示すように、本実施形態のソケット段差部42の軸方向Zの端面42aの径方向Rの高さH2は、多層ホース70の最外層75の厚みh2以上とされている。なお、当該厚みh2は、多層ホース70に外力が加えられていない状態のときの多層ホース70の最外層75の厚みである。
次に、パイプ30は、筒状のパイプ本体部31と、パイプ本体部31の端部に設けられ、ニップル鍔部23に対して軸方向Zで当接されるとともに、ソケット40の内面44に背面32bが加締め固定されるフレア部32(ラッパ状部)と、を備える。
ここで、フレア部32の背面32bが加締め固定されるソケット40の上記内面44は、軸方向Zに対して傾斜した面とされており、且つ、図2、3に示すように、凹凸形状50とされている。この凹凸形状50は、周方向に互いに間隔をあけて配置される複数の凸部50aを有し、これら凸部50aは、径方向Rに直線状に延びる。凹凸形状50(直線状に延びる凸部50a)は、例えばセレーション(溝)加工により形成される。
パイプ30およびニップル20をソケット40に固定する方法(パイプ付継手金具10の組立方法)について説明する。
図2に示すように、パイプ本体部31側からパイプ30をソケット40に差し込むとともに、ニップル20をソケット40に差し込む。すると、パイプ30、ニップル20、およびソケット40の部品配置は、図4に示すようになる。その後、図5に示すように、加締め工具C(加締めピン)を用い、ニップル段差部22を避けて、ソケット40内部の被加締め面43(図4参照)を軸方向Zから加締める。
すると、当該被加締め面43は、塑性変形し、軸方向Z奥側に変位するとともに径方向R内側に拡がる。また、ニップル鍔部23の先端のテーパ面23aが、パイプ30のフレア部32の前面32aを軸方向Zに強く押し、ソケット40の内面44の凹凸形状50が、フレア部32の背面32bに転写される(ソケット40の内面44の凸部50aが、フレア部32の背面32bに食い込んだ状態となる)。なお、図2は、パイプ付継手金具10を製造する際の部品配置工程(加締め固定前)を示す図であるが、図2中のパイプ30において、フレア部32の背面32bに転写された状態(加締め固定後)の凹凸形状60を二点鎖線で示している。これらの結果、ニップル20のニップル鍔部23、およびパイプ30のフレア部32が、ソケット40の内面に加締め固定されて、パイプ30、ニップル20、およびパイプ30が相互に固定される。また、この加締め工程により、高さH2の端面42aを有するソケット段差部42が形成される。
パイプ30のフレア部32の背面32bが加締め固定される、ソケット40の内面44が凹凸形状50にされていることで、当該内面44とフレア部32の背面32bとの間に発生する摩擦力が大きくなり、その結果、パイプ30は回転しにくくなる。これにより、パイプ30とニップル20との接触面(フレア部32の前面32aとニップル鍔部23の先端のテーパ面23aとの接触面)でのシール性が向上する。
ここで、前記のとおり、ソケット40の内面44の凹凸形状50が、パイプ30のフレア部32の背面32bに転写される加締め力で、ソケット40内部の被加締め面43が加締められることが好ましい。上記凹凸形状50が、パイプ30のフレア部32の背面32bに転写されなくても、凹凸形状50があることで、パイプ30は回転しにくくなるが、凹凸形状50が転写されると、ソケット40の内面44の凸部50aが、フレア部32の背面32bに食い込んだ状態となり、パイプ30は、より回転しにくくなる。その結果、パイプ30とニップル20との接触面でのシール性がより向上する。
また、複数の直線状に延びる凸部50aは、ソケット40の内面44に容易に設けることができるため、比較的安価に、パイプ30の回転を防止することができる。
パイプ付継手金具10への多層ホース70の固定方法について説明する。
まず、ソケット本体部41とニップル本体部21との間に多層ホース70を差し込んで、当該ソケット本体部41と当該ニップル本体部21との間に多層ホース70を配置する。この状態で、図1に示すように、径方向R外側から径方向R内側へ向かってソケット本体部41を加締める。これにより、パイプ付継手金具10に多層ホース70が固定されて、パイプ・継手金具付ホース1が得られる。
径方向R外側から径方向R内側へ向かってソケット本体部41が加締められると、ニップル段差部22の端面22aの高さH1が、最内層71の厚みh1以上とされているので、多層ホース70の最内層71の全厚み分の軸方向の変形が、ニップル段差部22の端面22aで拘束される。最内層71の全厚み分の軸方向の変形が、ニップル段差部22の端面22aで拘束されると、最内層71は、軸方向へ変形のしようがないので、軸方向Zに対して直交する方向、すなわち径方向Rにおいて、ニップル本体部21の外周面に強く押し付けられる。その結果、多層ホース70の最内層71の内周面と、ニップル本体部21の外周面とが強く密着し、シール性が向上する。
本実施形態では、さらに、ソケット段差部42の端面42aの高さH2が、多層ホース70の最外層75の厚みh2以上とされている。これによると、最内層71側と同様に、最外層75の全厚み分の軸方向の変形が、ソケット段差部42の端面42aで拘束されて、径方向Rにおいて、最外層75は、ソケット本体部41の内周面に強く押し付けられた状態となる。ソケット本体部41の内周面と、多層ホース70の最外層75の外周面との間は、ニップル本体部21の外周面と、多層ホース70の最内層71の内周面との間と同様に、ホース内部を流れる流体の漏れ経路となり得る部分であるので、ソケット本体部41の内周面に最外層75が強く押し付けられると、その最外層75の外周面と、ソケット本体部41の内周面とが強く密着し、シール性が向上する。その結果、パイプ付継手金具10(継手金具付ホース1)のシール性が、より向上する。
なお、ニップル段差部22の端面22aの高さH1が、多層ホース70の最内層71の厚みh1以上とされていることのみでも、シール性は十分向上するので、ソケット段差部42の端面42aの高さH2は、多層ホース70の最外層75の厚みh2未満であってもよい。
なお、ソケット本体部41とニップル本体部21との間に、多層ホース70を配置する際には、ニップル段差部22の端面22a、およびソケット段差部42の端面42aのいずれにも、多層ホース70の先端面70a(図1参照)を突き合わせておくことが好ましい。このようにしておくと、その後のソケット本体部41の加締めにより、ニップル本体部21の外周面と多層ホース70の最内層71の内周面との密着性、およびソケット本体部41の内周面と多層ホース70の最外層75の外周面との密着性のいずれも、より高めることができる。
(ニップル段差部22の端面22aの位置)
多層ホース70を側方から視たとき、多層ホース70の先端面70aは、軸方向Zに対してほぼ直交する面であるため、多層ホース70の最内層71側(ニップル段差部22側)、および多層ホース70の最外層75側(ソケット段差部42側)のいずれにおいても密着性を向上させるには、ニップル段差部22の端面22aの軸方向Z位置と、ソケット段差部42の端面42aの軸方向Z位置とが、図6などにおいて図示したように、同じ位置であることが好ましい。
ニップル段差部22の端面22aが、ソケット段差部42の端面42aよりも、多層ホース70が差し込まれる側(図6における右側)に離れすぎると、ソケット本体部41を加締めた時、多層ホース70の最外層75の軸方向Zへの変形量が大きくなって、当該最外層75の外周面と、ソケット本体部41の内周面との間の密着性が低下する場合がある。逆に、ニップル段差部22の端面22aが、ソケット段差部42の端面42aよりも、多層ホース70が差し込まれる側とは反対側(図6における左側)に離れすぎると、ソケット本体部41を加締めた時、多層ホース70の最内層71の軸方向Zへの変形量が大きくなって、当該最内層71の内周面と、ニップル本体部21の外周面との間の密着性が低下する場合がある。
一方、ニップル段差部22の端面22aの軸方向Z位置と、ソケット段差部42の端面42aの軸方向Z位置とを、完全一致させることは製造上、難しい。部品(ニップル20およびソケット40)の機械加工誤差もあるが、端面22a、42a間の軸方向Zの位置ずれは、ソケット40の内面へのニップル鍔部23およびフレア部32の加締め固定に起因する影響が大きい。そのため、ソケット段差部42の軸方向Zの端面42aから、ニップル段差部22の軸方向Zの端面22aまでの軸方向Zの距離を、ずれGとし、多層ホース70が差し込まれる側を+としたとき、ずれGは、多層ホース70の最内層71の厚みh1の、−60%から+115%までの範囲内とされていることが好ましい(図7、8参照)。例えば、最内層71の厚みh1が約0.85mmの場合、ずれGは、−0.5mmから+1.0mmまでの範囲内とされていることが好ましい。
さらには、ずれGは、多層ホース70の最内層71の厚みh1の、0%から+115%までの範囲内とされていることが好ましい。この場合、例えば、最内層71の厚みh1が約0.85mmの場合、ずれGは、0mmから+1.0mmまでの範囲内ということになる。
ソケット本体部41の内周面と多層ホース70の最外層75の外周面との間のシール部(外側シール部)よりも、ニップル本体部21の外周面と多層ホース70の最内層71の内周面との間のシール部(内側シール部)のシールを優先させた方が、流体の漏れをより確実に防ぐことができる。そのため、ニップル段差部22の端面22aの軸方向Z位置と、ソケット段差部42の端面42aの軸方向Z位置とを、完全一致させることが製造上、難しいことを考慮すると、ずれGは、多層ホース70が差し込まれる側に+であること、すなわち、ずれGは、多層ホース70の最内層71の厚みh1の、0%から+115%までの範囲内とされていることが、より好ましい。
(第2実施形態)
図9を参照して、第2実施形態のパイプ付継手金具210、およびパイプ・継手金具付ホース201について、主に第1実施形態との相違点を説明する。なお、これら第2実施形態のうち、第1実施形態との共通点については、第1実施形態と同一の符号を付し、説明を省略した(後述する他の実施形態についても同様)。
図9に示すパイプ付継手金具210(パイプ・継手金具付ホース201)は、第1実施形態とは異なる形状の、ニップル鍔部223、およびフレア部232を備える。
第1実施形態では、ニップル20のニップル鍔部23の先端側はテーパ面23aとされている。これに対して、本実施形態では、図9に示すように、ニップル220のニップル鍔部223の先端側の面223aは、径方向Rに一致する方向に延びる、換言すれば、軸方向Zに直交する面とされている。
同様に、パイプのフレア部が加締め固定される、本実施形態のソケット240の内面244は、径方向Rに一致する方向に延びる、換言すれば、軸方向Zに直交する面とされている。なお、径方向Rに直線状に延びる凸部50aが内面244に形成されて、これにより、内面244が凹凸形状50にされることは、第1実施形態の場合と同じである。
また、第1実施形態では、パイプ30のフレア部32の前面32aおよび背面32bは、径方向Rに対して傾斜した面とされた。これ対して、本実施形態では、パイプ230のフレア部232の前面232aおよび背面232bは、径方向Rに一致する方向に延びる、換言すれば、軸方向Zに直交する面とされている。
(第3実施形態)
図10は、第3実施形態のパイプ付継手金具310、およびパイプ・継手金具付ホース301を示す。図10に示すパイプ付継手金具310(パイプ・継手金具付ホース301)は、第1実施形態とは異なる形状の、ニップル鍔部323、およびフレア部332を備える。
第1実施形態では、ニップル20のニップル鍔部23の先端側の外周面側がテーパ面23aとされている。これに対して、本実施形態では、図10に示すように、ニップル320のニップル鍔部323の先端側の内周面側がテーパ面323aとされている。
そして、パイプ330のフレア部332の前面332aは、ニップル鍔部323の上記テーパ面323aと面接触するようなテーパ面とされている。
パイプ330のフレア部332の背面332b、および当該背面332bが加締め固定される、ソケット340の内面344は、第2実施形態の場合と同様に、径方向Rに一致する方向に延びる、換言すれば、軸方向Zに直交する面とされている。なお、径方向Rに直線状に延びる凸部50aが内面344に形成されて、これにより、内面344が凹凸形状50にされることは、第1実施形態の場合と同じである。
(第4実施形態)
図11は、第4実施形態のパイプ付継手金具410、およびパイプ・継手金具付ホース401を示す。第4実施形態は、図9に示した第2実施形態の変形例であり、パイプ230のフレア部232と、ニップル鍔部223との間に、断面矩形のシールリング60が挟み込まれている。
(第5実施形態)
図12は、第5実施形態のパイプ付継手金具510、およびパイプ・継手金具付ホース501を示す。図12に示すパイプ付継手金具510(パイプ・継手金具付ホース501)は、第1実施形態とは異なる形状の、ニップル鍔部523、およびフレア部532を備える。
本実施形態において、パイプ530のフレア部532の背面532b、および当該背面532bが加締め固定される、ソケット540の内面544が、径方向Rに対して傾斜した面とされているのは、第1実施形態の場合と同じである。また、径方向Rに直線状に延びる凸部50aが内面544に形成されて、これにより、内面544が凹凸形状50にされることは、第1実施形態の場合と同じである。
本実施形態では、パイプ530のフレア部532の先端部に凹部532aが形成されており、この凹部532aと、ニップル鍔部523の先端側の内周面側に形成されたテーパ面523aとの間に、断面円形のシールリング61が挟み込まれている。シールリング61は、例えば、金属製またはゴム製のOリングである。
以上、本発明を実施するための形態を複数例示したが、前記した複数の実施形態は、それぞれ、様々に変形されてもよい。例えば、各部の配置や形状は、図示した通りでもよく、図示したものと異なってもよい。また、互いに異なる実施形態の構成要素どうしが組み合わされてもよい。さらには、実施形態の構成要素の一部が設けられていなくてもよい。
1、201、301、401、501 パイプ・継手金具付ホース
10、210、310、410、510 パイプ付継手金具
20、220、320、520 ニップル
21 ニップル本体部
22 ニップル段差部
22a 端面
23、223、323、523 ニップル鍔部
30、230、330、530 パイプ
31 パイプ本体部
32、232、332、532 フレア部
32b、232b、332b、532b 背面
40、240、340、540 ソケット
41 ソケット本体部
42 ソケット段差部
42a 端面
44、244、344、544 内面
50 凹凸形状
50a 凸部
70 多層ホース
71 最内層

Claims (5)

  1. 最内層を有する多層ホースが加締め固定されるパイプ付継手金具であって、
    筒状のニップルと、
    前記ニップルの軸方向端部に当接されるパイプと、
    前記ニップルおよび前記パイプの端部が内側に配置されるソケットと、
    を備え、
    前記ニップルは、
    前記多層ホースに差し込まれる筒状のニップル本体部と、
    前記多層ホースに差し込まれる側とは反対側の端部に設けられ、前記ソケットの内面に加締め固定されるニップル鍔部と、
    前記ニップル鍔部と前記ニップル本体部との間に設けられ、径方向外側に凸形状とされたニップル段差部と、
    を有しており、
    前記パイプは、
    パイプ本体部と、
    前記パイプ本体部の端部に設けられ、前記ニップル鍔部に対して軸方向で当接されるとともに、前記ソケットの内面に背面が加締め固定されるフレア部と、
    を有しており、
    前記フレア部の前記背面が加締め固定される、前記ソケットの内面は、凹凸形状にされており、
    前記ニップル段差部の軸方向の端面の径方向高さが、前記最内層の厚み以上とされており、
    前記ソケットの筒状のソケット本体部と前記ニップル本体部との間に前記多層ホースが配置された状態で、径方向外側から径方向内側へ向かって前記ソケット本体部が加締められた際、前記最内層の軸方向への変形が、前記ニップル段差部の軸方向の端面で拘束される、
    パイプ付継手金具。
  2. 請求項1に記載のパイプ付継手金具であって、
    前記ソケットの内面に前記フレア部の前記背面が加締め固定されることで、前記凹凸形状が前記背面に転写された状態となっている、
    パイプ付継手金具。
  3. 請求項1または2に記載のパイプ付継手金具であって、
    前記ソケットは、前記ソケット本体部の端部に設けられ、径方向内側に凸形状とされたソケット段差部を有しており、
    前記ソケット段差部の軸方向の端面から、前記ニップル段差部の軸方向の端面までの軸方向の距離を、ずれGとし、前記多層ホースが差し込まれる側を+としたとき、
    前記ずれGは、前記最内層の厚みの、−60%から+115%までの範囲内とされている、
    パイプ付継手金具。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載のパイプ付継手金具であって、
    前記最内層が、ゴム層または樹脂層である、
    パイプ付継手金具。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載のパイプ付継手金具に、前記多層ホースが加締め固定されてなるパイプ・継手金具付ホース。
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