JPH03113192A - ゴムホースの接続構造とその接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、インナーパイプとスリーブ継手金具との間に
ゴムホースの端部を挿入して、締着した継手金具付きゴ
ムホースの接続構造、及びその接続方法に関する。

【従来の技術】

近時、車輌、自動車等に用いられるクーラーホースをは
じめとして、フレオンホース、ガスホース、高圧ホース
等に用いられるゴムホースは、その殆どが中間層に繊維
補強層を有するが、その気密性、耐圧性が更に要求され
るようになり、インナーパイプ（２）とスリーブ（３）
との間にゴムホース（１）の端部を挿入して締着した、
継手金具付きゴムホースとして使用されることが多くな
った。このゴムホース（１）と継手金具（２）　（３）
との締着には、スリーブ（３）の外周を複数個のダイス
によりかしめて、スリーブ（３）を塑性変形させて、　
ゴムホース（１）をインナーパイプ（２）　とスリーブ
（３）の間に圧縮締着させる方法がとられる。ところが
、ただ単にスリーブ（３）をかしめるだけでは、充分な
シール性、耐圧性が得られないので、これまでインナー
パイプ（２）外周に凹状溝や環状突起を設けたり、スリ
ーブ（３）のかしめ形状を変えたり、　かしめ部を何重
にも設けるいわゆる多段締め等の方法が従来とられてき
た。また、これと関連して、ダイス形状を変えることも
行なわれてきた。また、インナーパイプ（２）外周又は
スリーブ（３）内周に鋭角の突条あるいは環状突起を設
けて係り止めするか、あるいは、噛み込ませる方法やス
リーブ（３）のかしめ率を上げて補強ホース締着部の圧
縮率を上げる方法も従来知られている。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、インナーパイプ（２）とスリーブ（３）の間
にゴムホース締着部を挟持して締着する方法において、
インナーパイプ（２）外周の凹状溝や環状突起部あるい
はスリーブ（３）の多段締め形状によって大きくそのシ
ール性、耐圧性能が変動する現象があった。 インナーパイプ（２）又はスリーブ（３）内周に鋭角の
突条あるいは環状突起を設けて係り止めあるいは噛み込
ませる方法においては、ゴムホース内を流れる液体ある
いは外力等によりゴムホースを継手接続部から引抜く力
が加わった場合に、係り止め部あるいは噛み込み部に局
部的な力が加わって破断したり、耐久性が悪化する虞れ
があった。スリーブ（３）のかしめ率を上げてゴムホー
ス締着部の圧縮率を上げる場合、かしめ率を上げればシ
ール性、耐圧性は向上するが、限度を越えると、ゴムホ
ースの締看部が噛み切られたり、はみ出し変形し耐久性
が悪化する虞れがあった。シール性。 耐圧性を向上させる方法においては、インナーパイプ（
２）とスリーブ（３）を単一な素材から切削加工して一
体形成させることも考えられるが、高価であり、そこで
、工法的には安価にして量産性のある方法が求められて
いた。 これまでこのゴムホースと継手金具との接続方法に関し
てはさまざまな考案がなされているが、決定的なものが
なく、更にこの改良か求められ１いた。 本発明は以上の問題点を鑑みたものである。これらの問
題点を解決するためには、インナーパイプ（２）又はス
リーブ（３）外周に鋭角の突起を設ける手段は上述した
通りできない。そこで、本発明は基本的にはインナーパ
イプ（２）外周の凹状溝あるいは環状突起と、　スリー
ブ（３）のかしめ形状の組合せやかしめ方法によってそ
の問題の解決を図り。 量産性がありながら、優れたシール性、耐圧性及び耐久
性を得ることができるゴムホースの接続構造及びその゛
接続方法を提供することをその目的とする。

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため、インナーパイプ（２）外周の凹状
溝とスリーブ（３）のかしめ形状の組合せやかしめ形状
を変えたり、かしめ工法を工夫して鋭意研究した結果、
これらのシール性、耐圧性の変動がかしめによって引き
起こされたゴムホースのゴムの流れと、ゴムホース円周
上の応力分布によって生じることを見出したのである。 ここにいうゴムの流れとは、ゴムが非圧縮性物質である
ため起こり、ゴムにある方向に力を加えると変形を生じ
て応力が拡散していくが、その時変形したと同体積のは
み出しが起こる現象で、これを一般にゴムの流れという
。また、ゴムホース円周上の応力分布とは、　かしめに
よるスリーブ（３）の塑性変形の結果、ゴムホース締着
部門周上に生じた応力分布のことで、かしめ率、ゴムの
流れと密接な関連を持つ。 そのことを確認するために本発明者はまず、第４図（ａ
）（ｂ）に示すように、　インナーパイプ（２）の環状
突起（２２）と、多段締めしたスリーブ（３）のかしめ
後断面波形の山部（３２）を半径方向に対応させた第４
図（ａ）の構造のものと、前記環状突起（２２）と前記
スリーブ（３）のかしめ後断面波形の谷部（３１）を半
径方向に対応させた同（ｂ）の構造のものを作成して、
そのシール性能（１）を測定した。また。 有限要素法による応力解析や実際にかしめられたホース
を中心線に沿って切断して内断面やゴムや補強繊維層の
歪み状態の調査を行なった。その結果、シール性能（１
）においては、明瞭な差が生じなかったが、応力解析及
び内断面調査では明らかに差を生じた。すなわち、かし
めによってスリーブ（３）は塑性変形を生じその結果、
　ゴムホースのゴム部は内部変形により応力を拡散しよ
うとして、ゴムの流れを起こす。そこで、構造（ａ）に
よればスリーブ（３）のかしめ後は断面波形谷部（３１
）に応力がかかり、　その結果インナーパイプの凹状溝
（２１）及びその端部（Ａ）に応力集中を生じスリーブ
（３）のかしめ後断面波形の山部（３２）に向かってゴ
ムの流れを生じる。この山部（３２）では中間の補強繊
維層がある場合には大きく円周方向に膨出変形を生じる
。インナーパイプ（２）の凹状溝（２１）と対応するス
リーブ（３）のかしめ後断面波形の谷部（３１）では、
その円周方向に並んだ、ダイス形状により複雑な横断面
形状を生じるので、応力分布も複雑に変化して、ダイス
形状、端部（Ａ）形状によっては、端部（Ａ）との切傷
を生じる虞れがある。また、かしめ部と対応するインナ
ーパイプ（２）の凹状溝（２１）は肉圧が薄いのでその
変形量も大きくなる。一方、構造（ｂ）によれば、スリ
ーブ（３）のかしめ後断面波形谷部（３１）に応力がか
かり、その結果、スリーブ（３）のかしめ後断面波形の
山部（３２）と、　インナーパイプ（２）の凹状溝（２
１）の２方向へ分断したゴムの流れを生じるので、端部
（Ａ）への応力集中も構造（ａ）より少なくなり、端部
（Ａ）による切傷の虞れも少なくなる。スリーブ（３）
のかしめ後断面波形の山部（３２）部分でも、中間の補
強繊維層がある場合にも円周方向に膨出変形を生じない
。スリーブ（３）のかしめ部分がインナーパイプ（２）
の凹状溝（２１）と重ならないので複雑な応力集中も生
じない。 そして、かしめ時、スリーブ（３）の断面波形の谷部（
３１）の円周方向にほぼ均一した応力分布により、ゴム
が図中矢印方向に流れる。以上の結果を得たことにより
１本発明は構造（ｂ）を採用する。 更に、　この重なり構造（ｂ）において、インパルス耐
久性の変動はこれに続く開放端側のインナーパイプ（２
）凸部とスリーブ（３）谷部の半径方向の重なり構造に
よって起こることを見出した。第８図において、インナ
ーパイプ（２）開放端側で凹部から凸部に続く断面にお
いて、スリーブ開放端側の谷部センターがインナーパイ
プ凹部に近接した（、）では、インナーパイプ凹部の影
響やインナーパイプ開放端のホースの把持力の低下によ
り、耐久性が大幅に低下する。 一方、スリーブ開放端側の谷部センターがインナーパイ
プ開放端側凸部のセンターより、開放端側にずれた（ｂ
）では、ホースの開放端部での把持力が大きく、振動時
の応力がこの位置で集中してやはり耐久性が低下する。 また、スリーブ長が長いため、コストが上昇する。 以上の結果を得たことにより１本発明においてはスリー
ブ（３）の開放端側谷部のセンターが、対応するインナ
ーパイプ（２）の開放端側凸部のほぼ中心部に位置する
ように配置された（ｃ）を採用することとした。 シール性の変動は、接続方法上の問題であるかしめ速度
によっても起こることを突き止めた。これを究明した結
果、かしめることによって、スリーブ（３）とゴムホー
ス（１）外周との摩擦が生じ、かしめ速度によって、ゴ
ムの流れや、かしめ後の形状も変り、ゴムを把持する状
態も異なることがわかった。かしめ時、ゴムホース（１
）とスリーブ（３）との滑りが全くないとゴムホース（
１）の多大のゴム量がつかみ取られ、ゴム部への極度の
応力集中（歪み）が生じ、シール性、耐久性が悪化する
虞れが生じる。一方、両者の滑りがあまりに良いと、ゴ
ムホース（１）のゴム量は逃げ量が多くなって伸長され
たまま、インナーパイプ（２）とスリーブ（３）との間
に締着されることになる。これはゴム−金属両者の性質
による。また、かしめ速度が大きい程、　ゴムホース（
１）のゴムの流れをせき止め、インナーパイプ（２）に
かかる応力も増加し、　その変形量も大きくなることが
わかった。インナーパイプ変形量が大きいとゴムの応力
分布も変化し、製品自体にも影響する。大まかな上記の
諸要因により、かしめ速度と気密（シール）性との相関
関係が生じる。よって、本発明ではかしめ速度はＯ，Ｏ
Ｓ〜３（！ＩＩ／Ｓ、　更に好ましくは０．１〜２ａ＋
＋／Ｓの範囲を採用する、かしめ速度が０．０５ｃｍ／
Ｓより遅ければ生産性が悪化するのでこれより遅くはで
きない。ところが、　かしめ速度が３１／Ｓより速けれ
ば生産性は向」二するが、ゴムの逃げ量が少なくなって
ゴム部に内部歪みが残留し、シール性も悪化する。 もう１つの製造上の問題として、シール性が揮発性潤滑
剤の使用により著しく向上することを突きとめた。これ
を究明した結果、揮発性潤滑剤を表面に付けた後、　イ
ンナーパイプ（２）とスリーブ（３）の間に挿入してか
しめると、ゴムの流れ時に、ゴ１１−金属界而の摩擦が
程よく減じられ、ゴムの食い込みや、それによる極度の
歪みの残留がなくなったことによる効果であることが判
明した。よって、本発明では揮発性潤滑剤としては、多
くの溶剤が使用できるが、乾燥速度が適度のもので、ゴ
ムを侵さず、かしめ後ゴム中に残留しないものが望まし
い。その例としては、イソオクタン、トルエン、あるい
はメチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール
類、更には石油エーテル等が挙げられるが、中でもイソ
オクタンが良好である。 第３図に示すように、　スリーブ（３）をその円周方向
に取り巻き１本実施例では、軸線方向に３列並んだ円周
方向に略長方形のがしめにより、撥（バチ）型凹部（３
３）を形成した。このかしめダイスの形状を第５図（ａ
）（ｂ）に示すように、（ａ）その円周方向（α）両辺
を軸線方向（β）に拡大した略「撥（バチ）」形状と、
（ｂ）その軸線方向（β）両辺円周方向（α）に拡大し
た略「撥（バチ）」形状に変えて作成した継手金具付き
ゴムホースのシール性能（１）及び回転強度を測定した
６シール性でははっきりした差を生じなかったが１回転
強度においてはっきりと形状（ａ）が良好との結果を得
た。よって、本発明では、形状（ａ）を採用する。 第４図における端部Ａ形状は、９ｏ°の直角形状では、
ゴム部の切傷を生じる虞れがあるので本発明では、第６
図に示すように少なくとも０．２Φ以上のＲをつけた構
造とする。 以上の結果から本発明は、複数の環状突起（２２）を有
するインナーパイプ（２）と、　このインナーパイプに
嵌合されたスリーブ（３）との間にゴムホース（１）を
挿入し、前記スリーブ（３）を軸方向に断面波形状に多
段篩めによりインナーパイプ（２）にゴムホース（１）
を締着する継手金具付きゴムホースの接続構造において
、各環状突起（２２）に対してかしめ後スリーブ（３）
の断面波形の谷部（３１）を対応させたことを特徴とす
るゴムホースの接続構造を開発したのである。この接続
構造においては、スリーブ（３）の開放端側谷部のセン
ターが対応するインナーパイプの開放端側凸部のほぼ中
心部に位置するように配置することが良好な実施態様と
なり、前記本発明の課題を解決するに好適な手段である
。ゴムホース（１）に揮発性潤滑剤を塗布してインナー
パイプ（２）とスリーブ（３）の間に挿入し。 その揮発性潤滑剤の乾燥前にスリーブ（３）を０．０５
〜３−／Ｓのかしめ速度でかしめると、　良好な接続構
造になり得ることを見出し、このような問題を解決した
。

【実施例】

本発明を自動車のクーラーホースに適用した実施例を第
１図、第２図及び第３図に基づいて説明する。第２図は
、インナーパイプ（２）にスリーブ（３）を嵌合したそ
の間にゴムホースを挿入してセットした図である。　こ
のゴムホース（１）は、内径が１１．５ｍ＋、外径が２
３ｍｎの中空円筒状であり、内管ゴム層（１１）、その
外側の補強繊ｍＷ（１２）、その外側の外管ゴムＩｒ！
！（１３）から構成されている。内管ゴム層（１１）は
１本実施例ではフレオン透過性の小さい極高ＮｎＲより
なっている。 補強繊維層（１２）は本実施例ではポリエステル繊維よ
りなる。外管ゴム層（１３）はＥＰＤＭよりなっている
。金Ｒ１！２のインナーパイプ（２２にはゴムホース（
１）への挿入部分の外周に、凹状溝（２Ｉ）が軸線方向
に略等間隔に並列して３本形成されている。その結果と
して、その間に凸状突起（２２）が３つ形成されている
。ゴムホース（１）の外周面、」−には、金属製のスリ
ーブ（３）が設けられている。　このスリーブ（３）は
そのフランジ部（３ａ）と外径が２７　ｗｉ　辺円筒部
（３ｂ）より構成される。 次に、ゴムホース（１）をインナーパイプ（２）に締着
させるには次の方法を用いる。 まず、金属製のインナーパイプ（２）の嵌合溝（２３）
に金属製スリーブ（３）のうちフランジ部（３ａ）をか
しめる。その後、インナーパイプ（２）とスリーブ（３
）の間にゴムホース（１）を挿入したのが第２図である
。その後、スリーブ（３）の外側から、前記インナーパ
イプ（２）の環状突起（２２）に対応するそれぞれの半
径方向位置に、円周方向等角度間隔に配設された撥（バ
チ）型の複数個のダイスにより圧力を加えて、最大外径
２５．５ｍｍの撥型凹部（３３）にかしめることにより
、第１図に示した断面構造で、第３図の外観形状の継手
金具付きゴムホースが作成される。この時のかしめ速度
及び揮発性潤滑剤の有無による耐熱シール性能（Ｉ）を
測定した値を第１表に示す、この際揮発性潤滑剤として
はイソオクタンを使用した。　第５図におけるダイス形
状（ａ）と（ｂ）による回転強度を第２表に示す。 第４図におけるインナーパイプ（２）環状突起とスリー
ブ（３）の断面波形の重なり構造（ａ）（ｂ）によるニ
ップル部位の変形量を第７図に示す。 第 表 からスリーブ（３）のかしめまでの放置時間節 表 第８図におけるインナーパイプ（２）開放端側凸部とス
リーブ開放端側谷部の重なり構造（ａ）　（ｂ）　（ｃ
）によるインパルス耐久テスト結果を第３表に示す。 第８図中に見える点線、−点鎖線、実線はそれぞれ上記
型なり構造（ａ）　（ｂ）　（Ｃ）のセンター位置を示
す。 第３表 次に、耐熱シール性能（Ｉ）の試験方法について述べる
。 その測定方法は、まず継手金具を締着したホースを１６
０℃の雰囲気の中に１５時間放置し、　その後。 ホースアッセンブリーの一端継手金具を加圧窒素試験機
に接続し、他端に密閉栓を施した後、水槽中（２０℃±
３℃）で、窒素ガスを注入加圧し、５ｋｇ／ｄ単位で５
分間置きに上昇させ、漏れ圧力を測定する。そのシール
耐圧性は漏れ圧より５ｋｇ１ｃｄ下の合格圧力で示され
る。 また、インパルス耐久テスト（ＩＩ）の試験方法につい
て述べる。 継手金具を締着したホースを実車走行時に模したテスト
装置に接続し、作動油を充填して、インパルスを発生さ
せた状態で耐久性を受ける。この時の雰囲気湿度条件は
１００℃、インパルス圧力は０〜４５ｋｇ　ｆ　／ｃｘ
＆であり、そのサイクルは６０ｃｐｍである。 ホースのインパルス耐久性は、ホースが破壊あるいは漏
れを生じるまでのインパルス回数により判定される。 第１表よりかしめ速度が３．０５（！ｌ／Ｓより遅くな
るほど、また、イソオクタンを使用して放置時間を短く
するほど、良好なシール性を与えることがわかる。 第２表よりダイス形状（ａ）の方が（ｂ）より、回転強
度が良好なことがわかる。また、第３表より、開放端部
型なり構造がセンター位置よりずれた（ａ）（ｂ）より
センター位ｆａ（ｃ）の方がインパルス耐久性が良好な
ことがわかる。更に、第７図より重なり構造（ｂ）の方
が（ａ）よりインナーパイプ変形量が小さいことがわか
るのである。

【発明の効果】

本発明は以上のように、かしめの際のインナーパイプ（
２）とスリーブ（３）のかしめ形状の位置関係、揮発性
潤滑剤の使用といった点に工夫を加えることによって、
安価に量産性を犠牲にすることなく気密性、耐圧性良好
なゴムホースの接続を可能とした。このことは特に、高
価な材質を使用しないで可能としたことに特徴を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のゴムホース接続構造におけるかしめ後
の、第２図は同かしめ前の様子をそれぞれ示す断面図で
ある。第３図は同かしめ後の側面図である。第４図（ａ
）（ｂ）はかしめによる応力拡散の様子を□示す部分断
面図である。第５図（ａ）（ｂ）はダイス形状を示す要
部拡大正面図である。第６図はインナーパイプ（２）の
凹状溝部の拡大断面図である。第７図はインナーパイプ
（２）のニップル部位別変形量を示すグラフである。 （１）ゴムホース　　　　（２）インナーパイプ（３）
スリーブ　　　　　（１１）内管ゴム層（１２）補強繊
維層　　　（１３）外管ゴム層（２１）凹状溝　　　　
　（２２）凸状突起（２２）環状突起　　　　（２３）
嵌合溝（３１）断面波形の谷部　（３２）断面波形の山
部（３３）　Ｊｅ型凹部（３６）　Ｐ１部以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　複数の環状突起（２２）を有するインナーパイプ（
   ２）と、このインナーパイプに嵌合されたスリーブ（３
   ）との間にゴムホース（１）を挿入し、前記スリーブ（
   ３）を軸方向に断面波形状に多段締めによりインナーパ
   イプ（２）にゴムホース（１）を締着する継手金具付き
   ゴムホースの接続構造において、各環状突起（２２）に
   対してかしめ後スリーブ（３）の断面波形の谷部（３１
   ）を対応させたことを特徴とするゴムホースの接続構造
   。 ２　スリーブ（３）の開放端側谷部のセンターが対応す
   るインナーパイプ（２）の開放端側凸部のほぼ中心部に
   位置するように配置されてなる請求項１記載のゴムホー
   スの接続構造。 ３　ゴムホース（１）に揮発性潤滑剤を塗布してインナ
   ーパイプ（２）とスリーブ（３）の間に挿入し、その揮
   発性潤滑剤の乾燥前にスリーブ（３）を０．０５〜３ｃ
   ｍ／Ｓのかしめ速度でかしめることを特徴とするゴムホ
   ースの接続方法。