(57)【要約】      （修正有）【課題】パイプの圧入接続部の外径が所定範囲を超えて大きくなることを防止しながら、必要な強度を有するパイプを備えたパイプとホースの接続構造を提供する。【解決手段】樹脂製のパイプとホース２０を接続して構成されるパイプとホースの接続構造のパイプに、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃとリング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えた圧入接続部１２を設けた。リング状凸部１３ａ等は、圧入接続部１２の外周部に軸方向に間隔を保って形成し、リング状フラット部１５ａ等は、圧入接続部１２の外周部におけるリング状凸部１３ａ等の間およびリング状凸部１３ｃの後方に形成した。そして、圧入接続部１２における先端に近い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先端から遠いリング状フラット部１５ｃが形成された部分の肉厚を厚くした。【選択図】図４
2016223614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の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、
前記圧入接続部を、
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複数のリング状凸部と、
前記円筒部の外周面で構成され各リング状凸部の間および後方に位置するリング状凸部の後方に軸周り方向に沿って形成された複数のリング状フラット部とで構成し、
前記円筒部における先端側に位置するリング状フラット部が形成された部分の肉厚よりも後方側に位置するリング状フラット部が形成された部分の肉厚を厚くしたことを特徴とするパイプとホースの接続構造。
【請求項２】
前記円筒部の内径を一定にするとともに、前記円筒部の先端側に位置するリング状フラット部の外径よりも前記円筒部の後方側に位置するリング状フラット部の外径を長くした請求項１に記載のパイプとホースの接続構造。
【請求項３】
前記複数のリング状凸部の外径を同じにした請求項１または２に記載のパイプとホースの接続構造。
【請求項４】
前記複数のリング状凸部の外径を１６ｍｍ〜２６ｍｍに設定するとともに、前記リング状フラット部の外径を１４ｍｍ〜２４ｍｍに設定し、前記円筒部の先端側に位置するリング状フラット部の外径と、前記円筒部の後方側に位置するリング状フラット部の外径との差を、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに設定した請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載のパイプとホースの接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製の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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２３９３５号公報
【発明の概要】
【０００５】
近年では、パイプとホースの接続構造を軽量化および製造容易化するためにパイプを樹脂材料で構成することが行われている。これによると、パイプの強度が金属製のパイプよりも低下するため、パイプの肉厚、特に、ホースに接続される圧入接続部の肉厚を厚くして圧入接続部の強度が所定の値以下に低下しないようにする必要がある。しかしながら、パイプの圧入接続部がホースに圧入されるときにホースが拡径するホースの拡管率には限界があり、圧入接続部の外径が長すぎると圧入接続部をホースに圧入できなくなったり、ホースが破損したりする虞がある。このため、圧入接続部の外径は、ホースの拡管率が所定の範囲内になるように設定する必要がある。
【０００６】
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、パイプの圧入接続部の外径が所定範囲を超えて大きくなることを防止しながら、圧入接続部が必要な強度を有す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。
【０００７】
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、樹脂製のパイプ（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、圧入接続部を、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複数のリング状凸部（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）と、円筒部の外周面で構成され各リング状凸部の間および後方に位置するリング状凸部の後方に軸周り方向に沿って形成された複数のリング状フラット部（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）とで構成し、円筒部における先端側に位置するリング状フラット部が形成された部分の肉厚よりも後方側に位置するリング状フラット部が形成された部分の肉厚を厚くしたことにある。
【０００８】
本発明に係るパイプとホースの接続構造では、圧入接続部における先端側に位置するリング状フラット部が形成された部分の肉厚よりも先端から遠い後方位置にあるリング状フラット部が形成された部分の肉厚を厚くしている。この場合、リング状フラット部が３つ以上形成されていれば、肉厚が厚くされる部分は、少なくとも最も後方に位置するリング状フラット部が形成された部分とする。このため、パイプの圧入接続部における大きな強度が必要な部分、すなわち、圧入接続部におけるホースからの負荷が大きく加わるパイプの本体側部分の肉厚を厚くして圧入接続部の強度を高めることができる。
【０００９】
また、圧入接続部に接続されるホースの拡管率は、リング状凸部の外径によって決まるため、リング状凸部の外径は、圧入接続部における先端側に位置するリング状フラット部の外径およびホースの拡管率に対応させて適正な値を設定する。すなわち、複数のリング状凸部および圧入接続部の先端側部分は、従来のパイプとホースの接続構造に備わった圧入接続部と同様に構成する。これによって、圧入接続部の外径が所定範囲を超えて大きくなることを防止しながら、圧入接続部が必要な強度を有するパイプとホースの接続構造を得ることができる。
【００１０】
また、本発明においては、例えば、リング状フラット部が３つあるとすれば、圧入接続部における先端側に位置するリング状フラット部が形成された部分の肉厚を一番薄くし、先端から遠い位置にあるリング状フラット部が形成された部分ほど肉厚が厚くなるようにしてもよいし、圧入接続部における先端から最も遠い位置にあるリング状フラット部が形成された部分の肉厚だけが他のリング状フラット部が形成された部分の肉厚よりも厚くなるようにしても良い。
【００１１】
また、それぞれのリング状フラット部は、前部から後部までの全体の外径が同じ円筒状に形成されていることが好ましい。さらに、複数のリング状凸部は、断面形状の外周部が、それぞれ円筒部の先端に近い位置から遠い後方位置になるほど外径が長くなるテーパ状に形成されていることが好ましい。なお、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。
【００１２】
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、円筒部の内径を一定にするとともに、円筒部の先端側に位置するリング状フラット部（１５ａ，１５ｂ）の外径よりも円筒部の後方側に位置するリング状フラット部（１５ｃ）の外径を長くしたことにある。
【００１３】
例えば、パイプを金属で製造する場合には、内径は一定に設定されるが、パイプを樹脂で成形する場合には、内径を一定にすることなく所定部分の肉厚を厚くしてその部分の強度を大きくすることができる。しかしながら、パイプの内径に変化する部分があるとその部分で圧力損失が発生するため、パイプの内径は一定であることが好ましい。本発明によると、圧入接続部内を通過する流体に圧力損失が生じることを防止しながら、圧入接続部における大きな強度が必要な部分の肉厚を厚くして圧入接続部の強度を高めることができる。
【００１４】
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、複数のリング状凸部の外径を同じにしたことにある。
【００１５】
本発明において、リング状凸部の外径は、リング状凸部の最大外径とする。パイプの圧入接続部に対するホースの締結力をリング状凸部とホースとの関係で見た場合、本発明では、ホースにおける圧入接続部のリング状凸部に係合するそれぞれの部分の拡管率が同じになるため、パイプの圧入接続部に対するホースの締結力が各部分で略等しくなり、パイプとホースの接続が安定したものになる。また、本発明によると、円筒部の内径を一定にした場合、圧入接続部の先端側に位置するリング状フラット部の外径と、リング状凸部の外径との差は大きく、圧入接続部の後方側に位置するリング状フラット部の外径と、リング状凸部の外径との差は小さくなる。
【００１６】
ホースがパイプの圧入接続部から抜けることを防止するためには、ホースにおけるリング状凸部によって拡径される部分と、リング状フラット部によって拡径してない元の状態に戻ろうとする部分との内径の差が、ホースの内面がリング状フラット部から離れない範囲で、充分にあるほどリング状凸部がよりホースに食い込むため好ましい。そして、リング状凸部とリング状フラット部がそれぞれ複数ある場合には、ホースが圧入接続部から抜けようとしたときにホースにかかる摩擦力は、圧入接続部の先端に最も近いリング状凸部とリング状フラット部から受ける摩擦力が大きく、圧入接続部の先端から遠いリング状凸部とリング状フラット部から受ける摩擦力ほど小さくなる。
【００１７】
このため、円筒部の後方側に位置するリング状フラット部の外径を長くしてこの部分の肉厚を厚くすることによって、圧入接続部の後方側に位置するリング状フラット部の外径と、リング状凸部の外径との差が小さくなっても、パイプの圧入接続部とホースの全体の締結力が必要以上に低下することはなく、必要な締結力が維持される。なお、複数のリング状フラット部の外径が同じになっている場合であっても、複数のリング状凸部の外径が同じになっていることで、ホースとパイプは安定した状態で強固に接続される。
【００１８】
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、複数のリング状凸部の外径を１６ｍｍ〜２６ｍｍに設定するとともに、リング状フラット部の外径を１４ｍｍ〜２４ｍｍに設定し、円筒部の先端側に位置するリング状フラット部の外径と、円筒部の後方側に位置するリング状フラット部の外径との差を、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに設定したことにある。
【００１９】
本発明によると、パイプの圧入接続部の強度を必要程度に維持しながら、外径が所定範囲を超えて大きくなることを防止できるパイプとホースの接続構造を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】パイプの圧入接続部を示した正面図である。
【図４】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。
【図５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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１４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１４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。
【００２４】
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の外周面は緩やかな凸曲面に形成されている。そして、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（後部の外径）は同じに設定されている。
【００２５】
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１４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。
【００２６】
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１４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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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１４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１４の前部までの長さｂを２５ｍｍ、フランジ部１４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。
【００３１】
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、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によると、圧入接続部１２とホース２０の接続部の内部圧力が１．５Ｍｐａまでのときには、圧入接続部１２の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、圧入接続部１２とホース２０は強固に接続され、ホース２０が圧入接続部１２から外れることはなかった。
【００３２】
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、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。
【００３３】
さらに、リング状フラット部１５ｃに隣接するリング状凸部１３ｃの外径をリング状凸部１３ａ，１３ｂの外径よりも長くすることなく、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。
【００３４】
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、リング状凸部１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび円筒部１２ａの先端側部分を、従来の圧入接続部と同様に構成しながら、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大きくすることで、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している。
【００３５】
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、リング状フラット部１５ａ，１５ｂの外径を同じにしているが、リング状フラット部１５ｂの外径をリング状フラット部１５ａの外径よりも長くして、リング状フラット部１５ａ、リング状フラット部１５ｂ、リング状フラット部１５ｃの順に、外径が長くなるようにしてもよい。またリング状フラット部１５ａ，１５ｂ，１５ｃの外径を同じにして、円筒部１２ａの内径を変えることによって、円筒部１２ａにおける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リング状フラット部１５ｃが形成された部分の肉厚を厚くしてもよい。
【００３６】
さらに、円筒部１２ａの内面、外面の少なくとも一方をテーパ状に形成することで円筒部１２ａにおける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リング状フラット部１５ｃが形成された部分の肉厚を厚くしてもよい。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。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。
【符号の説明】
【００３７】
１０…パイプ、１２…圧入接続部、１２ａ…円筒部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…リング状凸部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…リング状フラット部、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。
【図１】
2016223614.tif 000003
【図２】
2016223614.tif 000004
【図３】
2016223614.tif 000005
【図４】
2016223614.tif 000006
【図５】
2016223614.tif 000007