(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手方の管部材が接続される軸方向一端側の頭部を塑性加工により一体に形成し、その頭部表面にスズ・亜鉛合金メッキを施したホース金具であって、上記頭部に、雌ネジ穴と、雌ネジ穴底部に形成され、雌ネジの終端から軸方向中央側に向かって徐々に縮径される雌シール部と、頭部根元に形成されるくびれ部とを設け、該くびれ部の硬度をＨｖ１６０以上とし、上記雌ネジ穴に形成された雌ネジがネジ山先端に溝を有することを特徴とするホース金具。
【請求項２】
上記雌ネジのネジ山先端の溝が断面Ｖ字状の溝である請求項１記載のホース金具。
【請求項３】
上記雌ネジのネジ山先端の溝が断面Ｕ字状の溝である請求項１記載のホース金具。
【請求項４】
少なくとも一端に請求項１乃至４のいずれかに記載のホース金具を具備することを特徴とするブレーキホース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工業用ホースに使用されるホース金具及びこれを用いた自動車用等のブレーキホースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
工業用ホースの取付け端部には、着脱性、漏洩防止性及び信頼性等を配慮したホース金具が使用されている。このようなホース金具の製作方法については、全切削で作る方法と、塑性加工特に精密冷間鍛造で作る方法とがある。しかしながら、前者の場合は経済性に劣るため量産品に適さず、ほとんど実施されてないのが現状である。一方後者の場合は、品質、性能、経済性のいずれをとっても優れており、今後の普及が期待され、既に発明者らも幾つかの提案を行っている。以前発明者らが提案した特願平10-33135号は、軸方向一端側の頭部に雄シール部を設け、相手方のフレアチューブ等を接続させるようにしている。また、このようなホース金具では耐食のため表面にメッキ処理を施すのが通常である。メッキの種類としては亜鉛メッキがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一方で、頭部に雌シール部を設け、メッキをスズ・亜鉛合金メッキとすることが考えられる。特にスズ・亜鉛合金メッキは塩害に対する耐食性が亜鉛メッキより優れる。発明者らは実際にこれを製作し試験を行ってみたところ、以下のような問題が生じた。
【０００４】
即ち、メッキの種類を亜鉛メッキからスズ・亜鉛合金メッキに変えたところ、頭部の破壊トルクが約半分程度に落ちてしまうことが分かった。亜鉛メッキの場合500kgf・cmであった破壊トルクが、スズ・亜鉛合金メッキに変えただけで260 〜270kgf・cmに落ちてしまう。
【０００５】
かかるホース金具では、頭部の根元がくびれており最小径となっている。また頭部に雌ネジ穴が設けられ、雌ネジ穴の底部に雌シール部が設けられる。相手方の管部材、例えば金属製フレアチューブをホース金具に接続する場合、フレアチューブを雌ネジ穴に挿入し、フレアナットを雌ネジ穴に螺合して締め付け、フレアチューブの先端を雌シール部に密着させることになる。このときの締付けトルクが大き過ぎると、最も脆弱である頭部根元のくびれ部から頭部が破壊することになる。
【０００６】
一般にフレアナットの締付けトルクは150kgf・cm程度である。よって安全性を見越して、頭部の破壊トルクは２倍の300kgf・cm程度は欲しい。しかし、スズ・亜鉛合金メッキの場合260 〜270kgf・cm程度となり、要求値を満足できない。
【０００７】
一方、これもメッキの種類の変更に伴い発生した問題だが、フレアナットの締付け時にフレアチューブが過度に共回りしてしまう事態が生じた。フレアナットは、最初は手で回し、以降トルクレンチで150kgf・cmのトルクになるまで回転させる。このトルクレンチによる締付けの際に、フレアナットとフレアチューブとの接触摩擦によってフレアチューブがほぼ同角度共回りする。フレアチューブは車体等の固定側に固定されている場合が多く、フレアチューブが過度に共回りすると、フレアチューブが過度に捩れ最悪破断してしまう。このため、トルクレンチによりフレアナットを回転させるとき、フレアナットの回転角は 150°以下に抑えたい。
【０００８】
なお、共回り時のフレアチューブの回転角はフレアナットの回転角に対し 0〜10°程度小さいに過ぎない。以上の問題は雄シール部の場合は生じず、雌シール部特有の問題である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、相手方の管部材が接続される軸方向一端側の頭部を塑性加工により一体に形成し、その頭部表面にスズ・亜鉛合金メッキを施したホース金具であって、上記頭部に、雌ネジ穴と、雌ネジ穴底部に形成され、雌ネジの終端から軸方向中央側に向かって徐々に縮径される雌シール部と、頭部根元に形成されるくびれ部とを設け、該くびれ部の硬度をＨｖ１６０以上とし、上記雌ネジ穴に形成された雌ネジがネジ山先端に溝を有することを特徴としたものである。
【００１０】
ここで、上記雌ネジ穴が呼び径Ｍ１０×１の雌ネジを有し、この雌ネジがネジ山先端に断面Ｖ字状の溝を有すると共に、上記雌ネジの有効径が基準有効径に対し＋１４７μｍ以下であるのが好ましい。
【００１１】
或いは、上記雌ネジ穴が呼び径Ｍ１０×１の雌ネジを有し、この雌ネジがネジ山先端に断面Ｕ字状の溝を有すると共に、上記雌ネジの有効径が基準有効径に対し＋１０８μｍ以下であるのが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、上記雌ネジのネジ山先端の溝を断面Ｖ字状としたものである。
【００１３】
また、本発明は、上記雌ネジのネジ山先端の溝を断面Ｕ字状としたものである。
【００１４】
また、本発明に係るブレーキホースは、少なくとも一端に上記いずれかのホース金具を具備したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１６】
まず、図１により本発明にかかるホース金具１の構成を説明する。このホース金具１は、軸方向の一端側（左側）に頭部４を有し、他端側（右側）にソケット部２及びこれの径方向内方に位置するニップル部３を有し、中間部にツバ部１２を有して成る。ソケット部２は大径の、ニップル部３は小径の管状部材である。後にも述べるが、図３に示す如く、これらソケット部２とニップル部３との間に可撓性を有したホース２２（ゴムホース等）を挿入し、ソケット部２を径方向外方からカシメることで、本発明にかかるブレーキホース２３が出来上がる。ソケット部２及びニップル部３は同軸に配置され、ニップル部３内部に形成された軸孔７はツバ部１２を貫通して頭部４内の雌ネジ穴５に連通される。
【００１７】
頭部４は、これと同軸に形成された雌ネジ穴５と、雌ネジ穴５の底部に形成された雌シール部１０と、頭部４の根元に形成されたくびれ部６とを有して成る。雌ネジ穴５は頭部４の端面位置で開放され、内周部に雌ネジ１３を有している。雌シール部１０は、雌ネジ１３の終端から軸方向中央側に向かって徐々に縮径される凹状のテーパ面である。雌シール部１０の軸心部に先の軸孔７が開口されるが、その開口部は軸孔７の基準径に対し若干拡径される。拡径部を８で示す。くびれ部６は、頭部４の根元の外周に周方向に連続した溝１１を形成してなる。溝１１の断面形状はコ字状である。このくびれ部６が頭部４の最小径部分であり、最も脆弱な部分となる。くびれ部６は雌シール部１０の径方向外方に位置される。
【００１８】
ツバ部１２は、頭部４及びソケット部２より大径で、その外周部の頭部４側が段差状に縮径され、これら大径部又は小径部のうち少なくとも一方が回り防止のため二面形状あるいはナットの如き六角形状等とされる。
【００１９】
図２に示すように、頭部４は相手方の管部材、ここでは金属製フレアチューブ１４を接続させる部分となる。フレアチューブ１４の先端にはフレア状に拡径されたシート部１５が一体に形成され、シート部１５の先端面は雌シール部１０に適合した凸状のテーパ面となっている。従ってこのシート部１５先端面を雌シール部１０に密着させることでシールが達成される。密着は、雌ネジ穴５へのフレアナット１６の締付けによって達成される。フレアナット１６は筒状に形成され、フレアチューブ１４の外周側に所定隙間をもって回転自在に嵌合される。なお、図６に示すように、シート部１５先端面のテーパ角θ1 は雌シール部１０のテーパ角θ2 とほぼ同じである。よって密着時は、シート部１５先端面の外周端縁部が雌シール部１０に当たり、シート部１５が適宜変形して良好なシール性を得られる。
【００２０】
フレアナット１６の最初の締付けは手で行われる。この締付けは、フレアナット１６が雌シール部１０との間でフレアチューブ１４のシート部１５を挟み込み、手回し不能となるまで行われる。そしてこの後の締付けはトルクレンチ（図示せず）で行われる。こうしてフレアナット１６が所定トルクで締め付けられるとフレアチューブ１４のシート部１５が雌シール部１０に十分密着するようになる。フレアナット１６の後端部には、工具を係合させるため、六角ナット状等に形成された係合部１７が設けられる。
【００２１】
かかるホース金具１は、全体が塑性加工、特に精密冷間鍛造により一体に形成され、さらに、表面全体にスズ・亜鉛合金メッキが施される。特に、従来の亜鉛メッキに代わりスズ・亜鉛合金メッキを用いたところ、上述のような問題が生じた。なおスズ・亜鉛合金メッキを施した後にイエロークロメート処理を施してもよい。塑性加工による一体成形品なので、ろう付け部がなく液漏れの心配がない、部品点数が１点なので管理が容易である、切粉の発生がないので材料歩留まりが高い、などの利点がある。
【００２２】
ホース金具１の材質としては冷間圧造用炭素鋼線（例えばＳＷＣＨ６Ａ）かこれの相当品を選定する。なお他の材質としてアルミニウム又はその合金、銅又はその合金等が選定し得る。鍛造時の出発材料として中実のコイル材を用い、これを多段式パーツフォーマー等で段階的に最終形状に仕上げていく。具体的には１回目の鍛造加工→洗浄・焼鈍→２回目の鍛造加工→切削→メッキ→検査という工程を踏む。
【００２３】
ホース金具１の各寸法値等については、くびれ部６の外径Ｄ＝φ12.3mm、溝１１の幅Ｈ＝2.2mm 、雌ネジ１３の呼び径 M10×1.0 （JIS B 0207による基準有効径9.350mm ）である。雌ネジ１３はタップで加工されるが、ここでは二種類のタップのうちいずれかを採用する。いずれを用いるかでネジ山形状が異なり、一方を用いると、図４に示すように、ネジ山１８の先端に沿って断面Ｖ字状の微小な溝１９が形成される。この雌ネジ１３をＶ溝雌ネジと称す。また、他方を用いると、図５に示すように、ネジ山１８の先端に沿って断面Ｕ字状の微小な溝２０が形成される。この雌ネジ１３をＵ溝雌ネジと称す。
【００２４】
また、先に述べたように、フレアナット１６の締付けトルクは150kgf・cm程度、頭部４ないしくびれ部６の要求破壊トルクは300kgf・cm以上である。フレアナット１６のトルクレンチによる最終締付け要求角は 150°以下である。
【００２５】
さて、上述の問題について原因を検討してみたところ、メッキの変更に伴い摩擦係数が減少している点が大きく影響していることが分かった。各種文献から推定すると、スズの動摩擦係数は0.05、亜鉛の動摩擦係数は0.15程度と考えられる。メッキに用いるスズ・亜鉛合金は、その混入比率がスズが７割、亜鉛が３割程度なので、動摩擦係数は0.08程度と亜鉛の約半分と推定される。特に金具内方の雌ネジ穴５や雌シール部１０の表面では、スズの比率が多くなるとの測定結果も出ており、そうなると0.08程度以下に動摩擦係数は減少するものと考えられる。
【００２６】
一方、図６に示すように、最終締付けの段階では、フレアチューブ１４のシート部１５と雌シール部１０、シート部１５とフレアナット１６、フレアナット１６のネジ山２１と雌ネジ１３のネジ山１８の間で、それぞれ摩擦接触が生じる。フレアナット１６に付加する締付けトルクの一部は、これら摩擦に抵抗するために用いられるが、摩擦が小さくなるとその分ここで吸収されるトルクが減少し、それがくびれ部６に負担され、その結果くびれ部６が少ないトルクで破壊するものと考えられる。
【００２７】
そこで、これを解決するためくびれ部６の硬度を最適化することとした。図７は、くびれ部６の硬度(Hv)と破壊トルク(kgf・cm) との関係を調べたものである。これから分かるように、要求トルク300kgf・cm以上を満たすためにはくびれ部６の硬度がHv160 以上あれば十分である。このためかかるホース金具１については、くびれ部６の硬度をHv160 以上にすることとした。なお従来の硬度はHv140 程度であった。
【００２８】
くびれ部６の硬度を上げる手法としては基本的には加工硬化の原理を用いる。即ち、金属は加工を受けた部分が硬くなり、冷間鍛造の場合これが顕著である。本案では、くびれ部６周辺の硬度向上に重点を置き、上述の工程のうち２回目の鍛造工程でくびれ部６周辺を加工するようにしている。この場合、微妙な寸法管理が必要で、無理な加工では金型寿命に影響するので、工程設計は綿密に行っている。
【００２９】
次に、フレアチューブ１４の共回りの問題に関しては、雌ネジ１３の精度を最適化することで対処した。図８は、雌ネジ１３の基準有効径に対する精度（＋μｍ）と、フレアナット１６の回転角度（°）との関係を調べたものである。これから分かるように、フレアナット１６の回転角度（フレアチューブ１４の共回り角度にほぼ等しい）を要求角１５０°以下に抑えるには、Ｖ溝雌ネジについては＋１４７μｍ以下、Ｕ溝雌ネジについては＋１０８μｍ以下にすればよい。よってかかるホース金具１についてはそうすることとした。これにより共回り角が要求角以下に抑えられ、車体等への組み付け性が良好となる。
【００３０】
雌ネジ１３の基準有効径が9.350mm なので、ここでの雌ネジ１３についてはＶ溝雌ネジに関し有効径9.497mm 以下、Ｕ溝雌ネジに関し9.458mm 以下となる。一般に、雌ネジは基準有効径に対するプラス値をもって精度ないし締め具合を決めている。このプラス値を小さくするほど精度が上がり、締め具合はきつくなる。従来は、亜鉛メッキの場合だが、Ｕ溝雌ネジで＋１３４μｍと大きかった。
【００３１】
図６を参照して、雌ネジ１３の精度を上げるということは、雌ネジ１３のネジ山１８を径方向内側に移動させてフレアナット１６のネジ山２１に近付け、ネジ山１８，２１同士の径方向隙間を小さくすることを意味する。よってこの分、ネジ山１８，２１同士の接触面積が増大し、摩擦抵抗が大きくなってフレアナット１６の締付け性が悪化する。逆にいえば、その分ここでトルクが吸収されることになり、フレアナット１６の締付けトルクが少ない締付け角で早く規定値150kgf・cmに達するようになる。そこでフレアチューブ１４の共回り角も減少され、上記雌ネジ精度にすることにより要求角１５０°以下を満たせるものと考えられる。
【００３２】
このホース金具１はあらゆる工業用ホースに適用可能だが、例えば、以下の如き自動車用ブレーキホースにも適用できる。図３に示すように、ブレーキホース２３は、可撓性を有したホース２２（ゴムホース等）の両端にそれぞれ上述のホース金具１を取り付けてなる。取り付け方法としては上述したように、ソケット部２とニップル部３との間にホース２２を挿入し、ソケット部２を径方向外方からカシメる方法を用いる。こうするとホース２２がニップル部３に密着してシールが達成される。両端のホース金具１に先のフレアチューブ１４が接続され、これらフレアチューブ１４内、ホース２２内及び軸孔７内に、ブレーキオイルが流通される。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態については他にも多様に考えられる。例えば、本発明は、頭部特にくびれ部が塑性加工で一体に作られたものなら、他の部分が別体のホース金具にも適用できるし、メッキについても頭部以外がスズ・亜鉛合金メッキでないホース金具に適用できる。相手方の管部材も上述のフレアチューブに限らず、くびれ部の形状も上述のものに限られない。ブレーキホースも、少なくとも一端に本発明のホース金具を具備すればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、スズ・亜鉛合金メッキを施した場合でも、十分な頭部の破壊トルクを得られ、管部材の共回り角を要求角以内に抑えられるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るホース金具の縦断側面図である。
【図２】ホース金具とフレアチューブの接続状態を示す縦断側面図である。
【図３】本発明に係るホース金具が適用されたブレーキホースの縦断側面図である。
【図４】雌ネジの拡大縦断側面図で、Ｖ溝雌ネジを示す。
【図５】雌ネジの拡大縦断側面図で、Ｕ溝雌ネジを示す。
【図６】ホース金具とフレアチューブの接続状態を示す拡大縦断側面図である。
【図７】くびれ部の硬度と破壊トルクとの関係を示すグラフである。
【図８】雌ネジの精度とフレアナットの回転角度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ホース金具
４  頭部
２３  ブレーキホース
２２  ホース
【図１】
0003869567.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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