(57)【要約】【課題】カシメによる面圧を周方向に均一にすることができ、シール性の向上を図ることのできるフレキシブルチューブの継手部材接続構造を提供する。【解決手段】被覆部材２で覆われていない直管部１ｃの外周面と固定部材４の内周面との間に継手部材３よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材５を介在させ、固定部材４のカシメによりチューブ本体１を継手部材３に圧着させるようにしたので、カシメによって固定部材４に生ずる周方向の圧力差を中間部材５の変形によって吸収することができ、直管部１ｃ及び継手部材３に加わる面圧を周方向に均一にすることができる。これにより、直管部１ｃと継手部材３との間のシール性を高めることができ、高圧流体に対する耐久性の向上を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部を除いて蛇腹状に形成された金属管からなるチューブ本体と、チューブ本体の端部に形成された直管部と、チューブ本体の外周面側を覆う被覆部材と、チューブ本体に接続される管状の継手部材と、チューブ本体を継手部材の外周面側に固定する円筒状の固定部材とを備え、固定部材をカシメにより縮径させてチューブ本体の直管部を継手部材の外周面に圧着させるようにしたフレキシブルチューブの継手部材接続構造において、
前記被覆部材で覆われていない直管部の外周面と固定部材の内周面との間に配置され、継手部材よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材を備えた
ことを特徴とするフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【請求項２】
前記チューブ本体の直管部が圧着する継手部材の外周面を、チューブ本体の直管部の内径とほぼ同等の外径を有するとともに、外径が軸方向に均一になるように形成した
ことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【請求項３】
前記チューブ本体の直管部が圧着する継手部材の外周面に、継手部材の軸方向の幅が中間部材の長さの１／３以下の溝を設けた
ことを特徴とする請求項１記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【請求項４】
前記中間部材をブリネル硬さが２０ＨＢＷ以上５０ＨＢＷ以下の部材によって形成した
ことを特徴とする請求項１、２または３記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【請求項５】
前記継手部材の外周面と直管部の内周面との間にシール材を介在させた
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【請求項６】
前記シール材として熱硬化性の接着剤を用いた
ことを特徴とする請求項５記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【請求項７】
前記中間部材の軸方向一端側にチューブ本体の直管部と被覆部材との間に挿入される延出部を設けた
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のフレキシブルチューブの継手部材接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用空気調和装置の冷媒配管、燃料電池車の水素配管等、気体分子量の小さいガス体（水素、ヘリウム、二酸化炭素、冷媒ガス等）または高圧用配管に用いられるフレキシブルチューブの継手部材接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用空気調和装置の冷媒として、フロンの代替冷媒となる二酸化炭素冷媒が用いられる傾向にあるが、二酸化炭素は気体での透過性が高いため、ゴムや樹脂といった有機材料からなるホースでは二酸化炭素に対する耐透過性が不十分である。そこで、二酸化炭素冷媒を流通する配管には、気体に対して非透過性である金属製のフレキシブルチューブが使用される。
【０００３】
この種のフレキシブルチューブとしては、蛇腹状に形成された金属管からなるチューブ本体と、金属の補強層を有する被覆部材とを備え、チューブ本体の端部には他の配管や機器等に接続するための継手が取付けられたものが知られている。この継手は円筒状の継手部材及び他の部品からなり、継手部材をチューブ本体の端部に溶接することによって接合されるのが一般的である。この場合、溶接によるチューブ本体と継手部材との一体化により高いシール性が得られるが、溶接熱によりチューブ本体の接合部が劣化を生ずるため、曲げや内圧変化等の外力に対する耐久性が低下し、品質を損なうという問題がある。
【０００４】
そこで、溶接を用いない接続構造としては、継手部材と円筒状の固定部材との間にチューブ本体及び被覆部材を挟み込み、固定部材のカシメによってチューブ本体を継手部材側に圧着させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−５２８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記接合構造では、固定部材のカシメを行う際、固定部材の周方向複数箇所を径方向に押圧しているため、各押圧箇所の間のカシメが不十分になり、カシメによる面圧を周方向に均一にすることができなかった。また、前記接続構造では、チューブ本体の端部に形成された直管部を被覆部材の外部まで延出させるとともに、直管部を固定部材の圧接により継手部材の溝内に縮径させてシール部を形成しているが、チューブ本体は硬く変形しにくい材料からなるため、縮径によりチューブ本体の直管部に軸方向に延びる縦皺が発生し、十分なシール性を得ることはできなかった。
【０００６】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カシメによる面圧を周方向に均一にすることができ、シール性の向上を図ることのできるフレキシブルチューブの継手部材接続構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前記目的を達成するために、端部を除いて蛇腹状に形成された金属管からなるチューブ本体と、チューブ本体の端部に形成された直管部と、チューブ本体の外周面側を覆う被覆部材と、チューブ本体に接続される管状の継手部材と、チューブ本体を継手部材の外周面側に固定する円筒状の固定部材とを備え、固定部材をカシメにより縮径させてチューブ本体の直管部を継手部材の外周面に圧着させるようにしたフレキシブルチューブの継手部材接続構造において、前記被覆部材で覆われていない直管部の外周面と固定部材の内周面との間に配置され、継手部材よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材を備えている。
【０００８】
これにより、チューブ本体の直管部には、中間部材が固定部材と共に縮径しながら圧接し、直管部の内周面が継手部材の外周面に圧着する。その際、固定部材がカシメによって周方向複数箇所を押圧されて縮径する場合、各押圧箇所の間の径方向圧力は各押圧箇所よりも小さくなるが、固定部材の径方向圧力は継手部材よりも軟質の金属からなる中間部材を介して継手部材側に加わるため、中間部材の変形により圧力差が吸収され、直管部及び継手部材には周方向に均一な面圧が加わる。即ち、固定部材と別体に形成されている中間部材は、変形時の前記圧力差に応じてカシメの各押圧箇所側から各押圧箇所の間に材料の流動を生ずるため、中間部材の内周面側では材料の流動により径方向応力の差が小さくなり、中間部材から継手部材側に加わる圧力が中間部材の周方向に均一になる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カシメによって固定部材に生ずる周方向の圧力差を中間部材の変形によって吸収することができるので、直管部及び継手部材に加わる面圧を周方向に均一にすることができる。これにより、直管部と継手部材との間のシール性を高めることができ、高圧流体に対する耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１乃至図５は本発明の第１の実施形態を示すもので、図１はフレキシブルチューブの一部断面側面図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図３はフレキシブルチューブの接合工程の一部を示す要部側面断面図、図４及び図５は第１の実施形態の変形例を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図である。
【００１１】
このフレキシブルチューブは、可撓性の金属管からなるチューブ本体１と、チューブ本体１の外周面を被覆する被覆部材２と、チューブ本体１の端部に接続される管状の継手部材３と、チューブ本体１の端部を継手部材３の外周面側に固定する円筒状の固定部材４と、チューブ本体１の端部と固定部材４との間に配置された中間部材５とから構成されている。
【００１２】
チューブ本体１は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）の薄肉管からなり、端部を除いて可撓性を有するように蛇腹状に形成されている。即ち、チューブ本体１の周面は、大径部１ａと小径部１ｂとが軸方向に交互に連続して配置されるように波形に屈曲するとともに、その端部には直管部１ｃが形成されている。
【００１３】
被覆部材２は、補強線材をブレード編みによって編み組みしてなる補強層２ａと、補強層２ａの内周面側に配置された内側ゴム層２ｂと（例えばＨ−ＮＢＲ）、補強層２ａの外周面側に配置された外側ゴム層２ｃ（例えばＡＥＭ）とからなり、補強層２ａの補強線材としては、例えばピアノ線、ＳＵＳ３０４のステンレスワイヤ、アラミド繊維、ポリエステル繊維等が用いられる。
【００１４】
継手部材３は、例えばアルミニウム（Ａ６０６３−Ｔ８３）等の剛性の高い金属からなり、その一端側には図示しない他の継手部品が組付けられるようになっている。継手部材３の外周面はチューブ本体１の直管部１ｃの内径とほぼ同等の外径を有するとともに、外径が軸方向に均一になるように形成され、その軸方向所定位置には周方向に延びる溝３ａが設けられている。
【００１５】
固定部材４は継手部材３よりも軟質の金属、例えばアルミニウム（Ａ３００３−Ｏ）からなり、チューブ本体１の直管部１ｃよりも軸方向に長い円筒状に形成されている。固定部材４の内周面には周方向に環状に形成された複数の凸部４ａが設けられ、各凸部４ａは互いに固定部材４の軸方向に間隔をおいて配置されている。また、固定部材４の軸方向一端には径方向内側に向かって延びるフランジ部４ｂが設けられ、フランジ部４ｂの先端は継手部材３の溝３ａに嵌合するようになっている。
【００１６】
中間部材５は継手部材３よりも軟質の金属、例えばアルミニウム（Ａ３００３−Ｏ）からなり、ブリネル硬さが２０ＨＢＷ以上５０ＨＢＷ以下の部材によって形成されている。この場合、中間部材５の硬さは固定部材４と同等以下の硬さであればよい。
【００１７】
以上の構成からなるフレキシブルチューブを接合する場合には、図３(a) に示すようにチューブ本体１の外周面を被覆部材２によって被覆した後、図３(b) に示すように被覆部材２で覆われていないチューブ本体１の直管部１ｃの先端側に中間部材５を配置する。次に、図３(c) に示すように固定部材４の先端部をカシメにより縮径してフランジ部４ｂを継手部材３の溝３ａに嵌合することにより、継手部材３に対する固定部材４の軸方向の移動を規制するとともに、固定部材４の内側に位置する継手部材３の外周面に熱硬化性接着剤（例えばエポキシ系接着剤）からなるシール材６を塗布する。そして、図３(d) に示すように固定部材４と継手部材３の間にチューブ本体１、被覆部材２及び中間部材５からなる組体を挿入し、固定部材４の内周面とチューブ本体１の直管部１ｃの先端側との間に中間部材５を配置した後、固定部材４をカシメによって縮径する。これにより、チューブ本体１の直管部１ｃの先端側に中間部材５が固定部材４と共に縮径しながら圧接し、直管部１ｃの内周面が継手部材３の外周面にシール材６を介して圧着する。
【００１８】
その際、固定部材４は、図２に示すようにカシメによって周方向複数箇所を押圧されて縮径するため、各押圧箇所の間の径方向圧力は各押圧箇所よりも小さくなるが、固定部材４の径方向圧力は継手部材３よりも軟質の金属からなる中間部材５を介して継手部材３側に加わるため、中間部材５の変形により圧力差が吸収され、直管部１ｃ及び継手部材３には周方向に均一な面圧が加わる。即ち、固定部材４と別体に形成されている中間部材５は、変形時の前記圧力差に応じてカシメの各押圧箇所側から各押圧箇所の間に材料の流動を生ずるため、中間部材５の内周面側では材料の流動により径方向応力の差が小さくなり、中間部材５から継手部材３側に加わる圧力が中間部材５の周方向に均一になる。この場合、中間部材５は、ブリネル硬さが２０ＨＢＷよりも小さいと強度が不足し、５０ＨＢＷよりも大きいと変形しずらくなるため、中間部材５の硬さは２０ＨＢＷ以上５０ＨＢＷ以下が好ましい。また、加熱によりシール材６を硬化させることにより、シール材６によって直管部１ｃと継手部材３とが接着される。
【００１９】
このように、本実施形態によれば、被覆部材２で覆われていない直管部１ｃの外周面と固定部材４の内周面との間に継手部材３よりも軟質な金属からなる円筒状の中間部材５を介在させ、固定部材４のカシメによりチューブ本体１を継手部材３に圧着させるようにしたので、カシメによって固定部材４に生ずる周方向の圧力差を中間部材５の変形によって吸収することができ、直管部１ｃ及び継手部材３に加わる面圧を周方向に均一にすることができる。これにより、直管部１ｃと継手部材３との間のシール性を高めることができ、高圧流体に対する耐久性の向上を図ることができる。この場合、固定部材４の内周面と中間部材５の外周面との間には補強層２ａを介在させず、中間部材５を固定部材４と直管部１ｃに直接接触させるようにしているので、固定部材４の圧力が中間部材５及び直管部１ｃに直接加わり、中間部材５を常に安定した加圧状態で変形させることができる。
【００２０】
また、チューブ本体１の直管部１ｃが圧着する継手部材３の外周面は、チューブ本体１の直管部１ｃの内径とほぼ同等の外径を有するとともに、外径が軸方向に均一になるように形成されているので、カシメにより直管部１ｃの全体または一部が縮径することがなく、縮径による直管部１ｃの縦皺の発生を確実に防止することができる。
【００２１】
更に、中間部材５をブリネル硬さが２０ＨＢＷ以上５０ＨＢＷ以下の部材によって形成したので、中間部材５をカシメ時に容易に変形させることができるとともに、カシメ後も十分な強度を得ることができ、実用化に際して極めて有利である。
【００２２】
また、継手部材３の外周面と直管部１ｃの内周面との間にシール材６を介在させるようにしたので、継手部材３と直管部１ｃとのシール性をより高めることができる。この場合、シール材６として熱硬化性接着剤を用いたので、継手部材３と直管部１ｃとの接着性を高めることができるとともに、シール材６の硬化によりシール材６の耐圧性を向上させることができる。
【００２３】
尚、前記実施形態では、直管部１ｃが圧着する継手部材３の外周面を外径が軸方向に均一になるように形成したものを示したが、図４及び図５に示すように継手部材３の外周面に中間部材５の範囲内に位置する溝３ｂを設けるようにしてもよい。この場合、溝３ｂは軸方向の幅Ｌ1 が中間部材５の軸方向長さＬ2 の１／３以下になるように形成され、図４に示すように継手部材３の軸方向一箇所または図５に示すように継手部材３の軸方向複数箇所に設けられている。これにより、溝３ｂを有しない場合に比べ、溝３ｂの存在しない部分に加わる面圧が高くなり、シール性をより高めることができる。この場合、溝３ｂを中間部材５の軸方向長さＬ2 の１／３以下の幅Ｌ1 に形成することにより、直管部１ｃの一部が溝３ｂ内に縮径することがなく、縮径による直管部１ｃの縦皺の発生を防止することができる。
【００２４】
図６は本発明の第２の実施形態を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図であり、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。
【００２５】
本実施形態の固定部材７は、前記実施形態と同様、複数の凸部７ａ及びフランジ部７ｂを有している。
【００２６】
本実施形態の中間部材８は、前記実施形態と同等の材質からなり、その軸方向一端側には軸方向に延びる延出部８ａが設けられている。延出部８ａは内径が他の部分と同等の大きさに形成されるとともに、外径が他の部分よりも小さく、先端側に向かって徐々に小さくなるテーパ状に形成されている。
【００２７】
本実施形態では、チューブ本体１の直管部１ｃと被覆部材２の内側ゴム層２ｂとの間に中間部材８の延出部８ａが挿入される。これにより、固定部材７の内側に、被覆部材２の先端と中間部材８の延出部８ａ以外の部分に隙間Ｓが生じても、隙間Ｓの位置にある直管部１ｃには延出部８ａが嵌合しているため、延出部８ａによって隙間部分における直管部１ｃの耐圧補強を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すフレキシブルチューブの一部断面側面図
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図
【図３】フレキシブルチューブの接合工程の一部を示す要部側面断面図
【図４】第１の実施形態の変形例を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図
【図５】第１の実施形態の変形例を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図
【図６】本発明の第２の実施形態を示すフレキシブルチューブの要部側面断面図
【符号の説明】
【００２９】
１…チューブ本体、１ｃ…直管部、２…被覆部材、３…継手部材、３ｂ…溝、４…固定部材、５…中間部材、６…シール材、７…固定部材、８…中間部材、８ａ…延出部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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