TWI360616B - Flared coupling structure - Google Patents

Description

1360616 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲車輛等之煞車配管中用於管材連接部的擴口 連結構造。 【先前技術】 該種擴口型管接頭，是利用擴張管材末端的管接頭， φ且在煞車之類的油壓回路中，廣泛運用於油壓機器與管材 之間的連接。該種擴口型管接頭的傳統例如第6圖所示。 在第6圖中，圖號10是表示於末端加工形成擴口部 的金屬製管材，圖號11則表示連接對象的油壓機器本 體。在該本體11開口形成有作爲連接埠之前端呈錐形的 螺絲孔（以下簡稱爲錐形螺絲孔）12，且錐形螺絲孔12 通往油路14»圖號14爲形成於管材10前端的擴口部。圖 號1 5則是本體1 1側呈錐狀的密封面。 • 在管材10外嵌有擴口螺帽17。在錐形螺絲孔12形成 有：可供擴口螺帽17之公螺紋螺合的母螺紋。因此，形 成可藉由鎖緊擴口螺帽17，而使管材10的擴口部14壓接 於密封面1 5。 管材1〇的擴口部14，是利用將末端擴張成圓錐狀的 擴口加工所形成。該擴口部14，其擴口密封面14a是壓接 於所配合的密封面15而形成有效的密封。該種單擴口型 之擴口部14的規格，是依據ISO的標準。本出願人在特 許文獻1中，揭示一種ISO型之擴口連結構造的改良》 -5- 136, 月日修(更)正替換頁:丨 在擴口連結構造中，除了單擴口型之外，還具有如第 7圖所示之JASO標準的雙重擴口型的擴口部20。該雙重 擴口型的擴口部20，是執行兩次擴口加工的產物。 [專利文獻1]日本特開2005-2 14254號公報 【發明內容】 [發明欲解決之課題] 由於ISO型的擴口連結構造是形成：按壓擴口部14 而緊密貼著於密封面15的構造，故將因爲擴口螺帽17的 鎖緊方式而使密封性能有所不同。一旦擴口螺帽17未鎖 緊，將使壓接於密封面15的密封面壓降低，而導致密封 性能不足。相反地，一旦以過量的扭矩來鎖緊擴口螺帽 17，將如第8圖所示，使擴口部14壓潰而產生大量變 形，導致擴口密封面14a從密封面15脫離而使密封面壓 下降。特別是當利用不易控制扭矩的氣動工具來旋鎖擴口 螺帽時，將因爲過量扭矩而形成過度鎖緊，其結果多半是 招致密封性能下降。 在ISO型的擴口連結構造中，除了擴口螺帽17之過 度鎖緊的問題以外，當利用擴口螺帽17使擴口部14壓接 於密封面15時，由於擴口部14是面接觸於密封面，因此 原本就具有難以確保高密封面壓的問題。 不僅如此，當鎖緊擴口螺帽17後，有時管材1〇將因 爲某些原因而略微轉動。在該場合中，擴口螺帽17是與 管材10 —起轉動，長時間下來將衍生出擴口螺帽17鬆 -6- 1360616 --------- .· 年日修 ---—」 弛、密封性能下降的問題。 有鑑於此’本發明的目的是提供一種管材的擴口連結 構造，該管材的擴口連結構造可解決前述傳統技術所具有 的問題點，並可防止當以過量的扭矩鎖緊擴口螺帽、或管 0 材傾斜***時之局部面壓下降的情形，且能確保更高密封 面壓" 此外’本發明的另一個目的是提供一種管材的擴口連 ^ 結構造，該管材的擴口連結構造不易使管材與擴口螺帽一 起轉動，可防止長時間下來密封性能的下降。 [解決問題之手段] 爲達成前述的目的，本發明是在金屬製管材的末端形 成擴口部，並將管材末端***配合構件的錐形螺絲孔，再 藉由將擴口螺帽旋鎖入前述錐形螺絲孔，而使前述擴口部 按壓於前述錐形螺絲孔底面之密封面的管材的擴口連結構 φ 造，其特徵爲：用來密封前述錐形螺絲孔底面的密封面之 前述擴口部的密封面、與被擴口螺帽前端所按壓之前述擴 口部背面的被按壓面，兩者的中心都是在與前述管材之軸 心相同的軸上，並配置在具有大致相同半徑的圓上，當前 述管材的外徑爲〇!( mm)、前述擴口部的最大外徑爲D2 (mm)、前述擴口部之前端的内徑爲D3( mm)時，前述 擴口部爲ISO型，且 (D,-1.2)^D3^〇.8 D2 136 此外，前述擴口部的密封面是形成球面。 此外，特徵爲：當前述球面的球半徑爲r時’ R2 D"2 根據本發明，可防止當以過量的扭矩鎖緊擴口螺帽 時、或管材傾斜地***時之局部性的面壓下降，並可確保 更高的密封面壓。 此外，使得管材與擴口螺帽很難一起轉動，可防止因 擴口螺帽緩緩地鬆弛所引發之長時間的密封性能下降。 【實施方式】 以下，針對本發明之管材的擴口連結構造的實施形 態，參考圖面進行說明》 第1實施形態 第1圖，是顯示本發明第1實施形態之擴口連結構造 的剖面圖。在該第1圖中，圖號10爲金屬製的管材，圖 號11爲連接對象的油壓機器本體。該本體11形成有錐形 螺絲孔12，而該錐形螺絲孔1 2連通於油路1 4。在錐形螺 絲孔12的底面，形成有呈錐狀的密封面15。在管材10外 嵌著擴口螺帽17，該擴口螺帽17是形成：螺令於形成在 錐形螺絲孔1 2的母螺紋》 -8 - 1360616

〇年。7月％日敝)i替換頁I 在管材ίο的末端，是藉由擴口加工而形成有圓錐狀 的擴口部30»在本實施形態中，擴口部30基本上是以不 具反折形狀之單擴口型的擴口部爲基礎，並附加以下的特 徵》 管材10的擴口部30是由以下的3個部分所形成：前 端部31;和第1曲折部32，該第1曲折部32是連接於該 前端部31;及第2曲折部33»在第1圖中’ 爲管材1〇 φ 的外徑。D2爲擴口部30的最大外徑’ D3爲前端部31的 内徑。 在擴口部30，於前端部31的外側面’從前端起以特 定的S所標示的圓環狀區域形成密封面。另外’在第1曲 折部32的背面，以寬度S’所標示的圓環狀區域則成爲接 觸於擴口螺帽17前端並形成按壓的被按壓面。接著，密 封面S的區域與被按壓面S’的區域，彼此的中心均位在與 管材10之軸心L相同的軸上，並配置在具有大致相同之 Φ 半徑的圓上。也就是說，擴口部30的密封面S，其中心 位於管材10的軸心L且配置在半徑爲R的圓上，而位在 被擴口螺帽17前端所按壓之擴口部3〇背面的被按壓面 S ’’也同樣是中心位於管材丨〇的軸心l且配置在半徑爲 R的圓上。 密封面S與被按壓面S，呈現具有一定寬度的環狀形 狀，幾乎是相當於以管材1 〇之軸心L作爲軸心的圓錐台 的側面。所謂「密封面S與被按壓面s，，各自的中心均位 在與管材10之軸心L相同的軸上，並配置在大致與半徑 -9- 1360616——--—Ί 年01月^°日修(更)正替換^ 1 , τ- —--i-------- R相等的圓上」是指：密封面S之寬度的中心部與被按壓 面S’之寬度的中心部是分別配置在大致等於半徑R的圓 上。此外，文中所述的「大致相同」是指：密封面S的寬 度範圍與被按壓面S’的寬度範圍在半徑方向上重疊，最好 是上述寬度範圍重疊5 0%以上。 再者，在密封面S的寬度與被按壓面S’的寬度遠低於 半徑R的場合中，幾乎可忽略密封面S的寬度與被按壓面 S’的寬度，密封面S與被按壓面S’的形狀是近似於圓環， 在該場合中上述兩者均是位在同一半徑R的圓上。 接下來，針對構成上述構造之本實施形態的作用及效 果進行說明。 在第1圖中，是將管材10的末端***配合構件也就 是指油壓機器本體11的錐形螺絲孔12。當擴口螺帽17旋 鎖入錐形螺絲孔12時，擴口螺帽17的前端將抵接於擴口 部30的背面。當更進一步旋鎖擴口螺帽17時，擴口部30 的密封面S將按壓錐形螺絲孔12底面的密封面15，而形 成有效地密封。 根據本實施形態，由於是具有「密封面S與被按壓面 S’各自的中心是位在與管材10之軸心L相同的軸上且配 置在大致與半徑R相等的圓上」的構造，故由擴口螺帽 17所作用的按壓力將不會分散地，集中作用於直接將擴口 部30的密封面S壓接於密封面15的壓接作用，如此一 來，可確保高密封面壓。因此，即使是使用氣動工具等不 易管理扭矩的工具來鎖緊擴口螺帽17，也能確實地獲得充 -10- 1360616 ~〇年忙日細正替換l1 分的密封性能。 此外，由於具有「密封面s與被按壓面s’各自的中心 是位在與管材10之軸心L相同的軸上且配置在大致與半 徑R相等的圓上J的構造，因此使作用於被按壓面S’之 力量中的絕大部分作用於密封面S，故可集中於密封作 用，而不會產生如第8圖所示因槓桿作用而使擴口部30 大量變形的情形。如此一來，即使在以過量的扭矩過度旋 鎖擴口螺帽17的場合中，由於擴口部30不會形成大量變 形，因此不會有密封面壓下降的情形，可確保高密封性 m ° 在如同本實施形態之單擴口型的擴口連結構造中，根 據實驗的結果及經驗上的評估，倘若管材10的外徑D, (mm)、擴口部30的最大外徑D2.(mm)、擴口部30前 端的内徑D3 ( mm )之間存在以下的關係時： (D,-l .2) ^D3 ^ 0.8 D2 ... ( 1 ) 密封面S的區域及被按壓面的區域S’，其中心是位在 與管材10之軸心L相同的軸上且配置在大致與半徑R相 同的圓上，密纣面S的區域與被按壓面的區域S’可形成重 疊的構造。 其次，第2圖是顯示：以電腦模擬當改變擴口螺帽17 之軸方向的鎖緊力（N)時，密封面壓（N/cm2 )將產生何 種變化的圖表。在第2圖中，是針對符合計算式（1)， -11 - 1360616 ---^ 叫月π日修(更)正替換妄j 且D3=0.6 5D2之尺寸的擴口連結構造進行模擬。該模擬 的結果是以實線來表示。 以虛線所表示的部分，是顯示針對第6圖所示的傳統 型擴口連結構造採用相同的條件執行模擬的結果。在第6 圖所示的傳統型擴口連結構造中，並不符合上述計算式 (1)的條件，且密封面S的區域與被按壓面的區域S’並 未形成重疊關係。 在第2圖中，當鎖緊力（以下稱爲軸力）從零開始增 加時，密封面壓是上昇後急遽下降，並在軸力爲2 OOON左 右時形成最低。該狀況是從線接觸變化成面接觸所衍生的 現象。根據上述的現象，倘若以軸力2000N來鎖緊，應該 可獲得高密封面壓。話雖如此，但在現場作業中以實際的 擴口螺帽所執行的鎖緊步驟，是無法以不滿2000N的軸力 來完成。現場作業中所呈現的結果是意味著：當以2000N 以上鎖緊時密封面壓的變化。因此，當著眼於第2圖中軸 力200 0N以上的範圍時，可由第2圖清楚的得知，相較於 傳統型的擴口構造，本實施形態的擴口構造的密封面壓更 高，具有更優良的密封性能。 第2實施形態 接著’針對本發明之第2實施形態的擴口連結構造， 參考第3圖進行說明。 該第2實施形態，是將本發明用於具有雙重擴口型之 擴口部30的管材的實施形態。雖然擴口部3〇是由：前端 -12- 1360616 ’V了月知日修(¾轉換頁 部31;和連接於該前端部31的第1曲折部32;及第2曲 折部33的3個部分所形成的這點與單擴口型相同，但是 利用執行2次擴口加工，而使前端部31形成180。反折的 形狀。在第2圖中，0!表示管材10的外徑。D2爲擴口部 30的最大外徑，D3則是前端部31的内徑。

在該雙重擴口型的擴口部30中，密封面s與被按壓 面S’是爲在第3圖中所示的位置。密封面S與被按壓面 S’，各自的中心是位在與管材1〇之軸心L相同的軸上， 且配置在大致與半徑R相等的圓上，而密封面S與被按壓 面S ’在半徑方向上形成重疊的狀態是與第1實施形態相 同。 根據上述的第2實施形態，與第1實施形態相同，即 使在以過量的扭矩來過度鎖緊擴口螺帽17的場合中，也 能確保高度的密封性能。 而在雙重擴口型的場合中，當管材10的外徑Di (mm)、擴口部30的最大外徑D2(mm)、前述擴口部 之前端的内徑D3 ( mm )之間存在以下的關係時： (D 1 - 1 · 〇) ^ D3 ^ 0.8D2 ... ( 2 ) 密封面s的區域與被按壓面S’的區域，其中心是位在 與管材10之軸心L相同的軸上並配置在大致與半徑R相 等的圓上，而可形成密封面S的區域與被按壓面的區域S， 重疊的構造。 -13- 1360616_n ~箄</|月〇日修(更)正替換頁.. 第3實施形態 接著，針對本發明之第3實施形態的擴口連結構造’ 參考第4圖進行說明》 該第4實施形態的擴口連結構造，是更進—步改良第 1實施形態之單擴口型擴口連結構造而成’其擴口部30的 密封面是形成球面的實施形態。在該擴口部30的場合中 是形成：從前端部31的外周面起至第1曲折部32的外周 面爲止，連接成大致相同半徑的球面。 .不僅如此，當中心位於管材1 〇的軸線上之球面的球 半徑爲R時，與管材10的外徑Di之間存在以下的關係： R ^ D,/2 ... ( 3 ) 而在該第3實施形態中，擴口部30之密封面的區域 S與被按壓面的區域S’是與第1實施形態相同，並符合計 算式（1)的關係，也就是說：密封面S的區域與被按壓 面的區域S’的中心是位在與管材1〇之軸心L相同的軸上 且配置在大致與半徑R相同的圓上，而且密封面S的區域 與被按壓面的區域S’可形成重疊的構造。 根據上述的第3實施形態，除了可獲得第1實施形態 的作用效果之外’由於擴口部30的密封面S形成球面， 故即使是線接觸於密封面15的單擴口型擴口部3〇，也可 以藉由每個單位面積之密封力增大的線密封構造，確實地 -14 - 1360616 月》日修(更)正替換;頁i 確保更高的密封面壓。 此外’在末端具有擴口部30之管材10的場合中，當 管材1〇***錐形螺絲孔12時，是對軸芯呈傾斜地***。 在該場合中’當管材10呈傾斜的狀態下鎖緊擴口螺帽17 時’將使擴口部30的密封面s不對稱地接觸於密封面15 (亦即非全面接觸），而具有擴口部30之整個外周無法 形成密封狀態》

但是，根據第3實施形態，由於擴口部30的密封面 S是形成球面，因此很難不規則地抵接於密封面15，故整 個外周可藉由線密封構造而確保高密封面壓》 第4實施形態 第5圖，是顯示本發明第4實施形態之擴口連結構造 的圖。 上述第1〜第3實施形態的擴口連結構造，主要是可 φ 獲得高密封面壓之擴口部的密封構造，但以下所說明的第 4實施形態，是除了第1〜第3實施形態的擴口連結構造 之外，可更進一步防止管材10與擴口螺帽17 —起轉動之 單擴口型的擴口連結構造。 在第5圖中，於密封面15上，藉由沖床加工或滚花 加工等所形成的凹凸部5 0是與錐形螺絲孔1 2同軸地形成 圓環狀。在該場合中，凹凸部50是配置在：作爲密封面 1 5而發揮作用之區域的外側。擴口部3 〇的第1曲折部3 2 是形成抵接於該凹凸部50。擴口部30側的密封面S與凹 -15- I261M6--, ’。^卞日#(更)正替換頁j 凸部50之間的關係是形成：當被按壓於錐形螺絲孔12的 底面時’凹凸部50是位在有效密封的擴口部30側之密封 面S的區域外。換言之，擴口部30之密封面S的區域是 形成於內側，以避免與凹凸部50接觸。而在第5圖中， 雖然凹凸部50是形成在半徑方向上連接有凹凸，但凹凸 亦可連接於圓環狀的圓周方向上。 根據上述的第4實施形態，當鎖入擴口螺帽17時， 擴口部30的密封面S被按壓於錐形螺絲孔12底面的密封 面15，並使密封面S的外側被壓接於凹凸部50而變的緊 密。如此一來，可使出現於擴口部30與密封面15之間的 摩擦係數顯著增加。因此，無論以任何的原因對管材10 作用轉動力，管材也不會轉動，如此一來，可防止因轉動 而造成擴口螺帽17的鬆弛。據此，在旋鎖管材10後，可 長時間維持開始時的密封性能。 造 構 結 S 連 □ 擴 之 態 形 施 實 11 第 明 發 本 示 1 顯 明爲 說.. 單圖 簡 1 式第 圖 的縱剖面圖。 第2圖：是顯示模擬本發明第1實施形態之擴口連結 構造中，當鎖緊力改變時之密封面壓的變化結果的圖表。 第3圖：爲顯示本發明第2實施形態之擴口連結構造 的縱剖面圖。 第4圖：爲顯示本發明第3實施形態之擴口連結構造 的縱剖面圖。 -16- 1360616 ~年1月”日修(更)正替換頁j 第5圖：爲顯示本發明第4實施形態之擴口連結構造 的縱剖面圖。 第6圖：爲傳統擴口連結構造的縱剖面圖。 第7圖：爲雙重擴口型之擴口部的縱剖面圖。 第8圖：爲顯示傳統擴口連結構造之問題點的縱剖面

【主要元件符號說明】 I 〇 :管材 II :油壓機器本體 1 2 :錐形螺絲孔

1 4 :油路 1 5 :密封面 1 7 :擴口螺帽 30 :擴口部 3 1 :前端部 3 2 :第1曲折部 3 3 :第2曲折部 S :密封面 S’ ：被按壓面 -17-

Claims (1)

1. !36〇616__ ^年。*[月>〇日修(更)正替換頁 十、申請專利範圍 1.一種管材的擴口連結構造，是在金屬製管材的末端 形成擴口部，並將管材末端***配合構件的錐形螺絲孔， 再藉由將擴口螺帽旋鎖入前述錐形螺絲孔，而使前述擴口 部按壓於前述錐形螺絲孔底面之密封面的管材的擴口連結 構造，其特徵爲：

   用來密封前述錐形螺絲孔底面的密封面之前述擴口部 的密封面、與被擴口螺帽前端所按壓之前述擴口部背面的 被按壓面，兩者的中心都是在與前述管材之軸心相同的軸 上’並配置在具有大致相同半徑的圓上，當前述管材的外 徑爲ϋ!)：!!!!!!)、前述擴口部的最大外徑爲D 2 ( m m )、 前述擴口部之前端的内徑爲D3( mm)時，前述擴口部爲 ISO型，且 (0,-1.2)^03^0.8 D2。

   2.如申請專利範圍第1項所記載之管材的擴口連結構 造’其中前述擴口部的密封面是形成球面。 3·如申請專利範圍第2項所記載之管材的擴口連結構 造’其中當前述球面的球半徑爲R時，/2。 -18 - 136^64-6~ i<7Vf月日修(更)主替 七、辞定代表圊： (一） 、本案指定代表圈為··第（1 )圊 (二） 、本代表圊之元件代表符號簡單說明·· Di :管材的外徑 D2:擴口部的最大外徑 D3:擴口部之前端的内徑 L :管材10的軸心 R :半徑 S :密封面 S， 被 按 壓 面 10 管 材 11 油 壓 挪 機 器 本體 12 錐 形 螺 絲 孔 13 油路 15 密 封 面 17 擴 □ 螺 帽 30 裤 擴 P 部 3 1 W· 刖 端 部 32 第 1 曲 折 部 33 第 2 曲 折 部

   八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：