以下、本発明によるチューブのフレア締結� ��造の実施形態について、添付の図面を参照� ��ながら説明する。
     第1実施形態
  図1は、本発明の第1実施形態によるフレア 締結構造を示す断面図である。この図1にお� �て、参照番号10は、金属製のチューブを示し 、参照番号11は、接続相手である油圧機器の� ��ディを示す。このボディ11にはテーパタッ� �穴12が形成され、このテーパタップ穴12は油� ��路13に通じている。テーパタップ穴12の底面 には、テーパのついたシール面15が形成され� ��いる。チューブ10には、フレアナット17が外 嵌しており、このフレアナット17はテーパタ� ��プ穴12に形成された雌ねじに螺合するよう� �なっている。

 チューブ10の端末には、円錐状のフレア� �30がフレア加工により形成されている。本実 施形態では、フレア部30は、基本的には、折� ��返し形状を有しないシングルフレア型のフ� ��ア部を基本にして、次のような特徴を付加� ��ている。

 チューブ10のフレア部30は、先端部31と、� ��の先端部31に連続する第1曲折部32と、第2の� ��折部33の3つの部分からなる。図1において、 D1はチューブ10の外径を示す。D2はフレア部30� ��最大外径を示し、D3は先端部31の内径を示し ている。

 フレア部30では、先端部31の外側面で先端か ら所定のSで示す円環状の領域がシール面に� �っている。他方、第1曲折部32の背面には、� �S’で示す円環状の領域がフレアナット17の� �端が接触して押圧される被押圧面になって� �る。そして、シール面Sの領域と、被押圧面S の領域とは互いに、チューブ10の軸心Lと同一 の軸上に中心があってほぼ同一の半径を有す る円上に配置されている。すなわち、フレア 部30のシール面Sは、チューブ10の軸心Lに中心 があって半径Rとする円上に配置されており� �フレアナット17の先端によって押圧されるフ レア部30の背面における被押圧面Sもまた、チ ューブ10の軸心Lに中心があってほぼ半径Rと� �る円上に配置されている。
 シール面Sと被押圧面Sは幅のある環状の形� �を有し、近似的にはチューブ10の軸心Lを軸� �とする円錐台における側面に相当する。シ� �ル面Sと被押圧面S’とが互いにチューブ10の� ��心Lと同一の軸上に中心があってほぼ半径R� �円上に配置されているとは、シール面Sの幅� ��中心部と被押圧面Sの幅の中心部とがほぼ半 径Rの円上に配置されていることを意味する� �また、ここで「ほぼ」とは、シール面Sの幅� ��囲と被押圧面Sの幅範囲とが半径方向におい て重なっていることをいい、好ましくはこれ らの幅範囲は50%以上重なっている。
 なお、シール面Sの幅と被押圧面Sの幅が半� �Rに比べて十分に小さい場合には、シール面S の幅と被押圧面Sの幅は近似的に無視するこ� �ができ、シール面Sと被押圧面Sとの形状は円 リングとして近似され、この場合にはともに 同一の半径Rの円上に位置することになる。

 次に、以上のように構成される本実施形態� ��作用並びに効果について、説明する。
  図1において、相手方部材である油圧機器� ��ボディ11のテーパタップ穴12にチューブ10の� ��末を挿入する。テーパタップ穴12にフレア� �ット17を締め込むと、フレアナット17の先端� ��、フレア部30の背面に当接する。フレアナ� �ト17をさらに締め込んでいくと、フレア部30� ��シール面Sがテーパタップ穴12の底面のシー� ��面15に押圧され、シールが効くようになる� �

 本実施形態によれば、シール面Sと被押圧 面S’とが互いにチューブ10の軸心Lと同一の� �上に中心があってほぼ半径Rの円上に配置さ� ��ているという構成を有するので、フレアナ� ��ト17から作用する押圧力は分散せずに、直� �フレア部30のシール面Sをシール面15に押し付 ける作用に集中することが可能になり、この 結果、高いシール面圧を確保することが可能 となる。したがって、エアツールなとのトル ク管理の難しい工具を使ってフレアナット17� ��締め付けても、確実に十分なシール性能を� ��ることができる。

 また、シール面Sと被押圧面S’とが互い� �チューブ10の軸心Lと同一の軸上に中心があ� �てほぼ半径Rの円上に配置されているという� ��成を有するので、被押圧面S’に作用させる 力の大部分をシール面Sに作用させることに� �り、シール作用に集中させることができ、� �8に示す場合におけるようにてこ作用によっ� ��レア部30を大きく変形させることがない。� �の結果、フレアナット17を過剰のトルクで締 めすぎた場合でも、にフレア部30が大きく変� ��することがないので、シール面圧の低下す� ��ことは無く、高いシール性能を保つことが� ��きる。

 本実施形態のようなシングルフレア型のフ� ��ア締結構造において、実験的結果及び経験� ��な考察によれば、チューブ10の外径D1(mm)、� �レア部30の最大外径D2(mm)、フレア部30の先端� ��内径D3(mm)との間に、
    (D1-1.2)≦D3≦0.8D2    …(1)
の関係があると、シール面Sの領域と、被押� �面の領域S’とは、チューブ10の軸心Lと同一� ��軸上に中心があってほぼ半径Rの円上に配置 し、シール面Sの領域と被押圧面の領域S’と� ��重なり合うような構造にすることができる� ��

 次に、図2は、フレアナット17による軸方向� ��締め付け力(N)を変化させたときに、シール� ��圧(N/cm ² )がどのように変化するかを、コンピュータ� �ミュレーションした結果を示すグラフであ� �。この図2では、(1)式を満たし、D3=0.65D2の寸� ��のフレア締結構造についてシミュレーショ� ��を行った。そのシミュレーションの結果は� ��線で示されている。
 波線で示すのは、図6で示したような従来型 のフレア締結構造について同じ条件で行った シミュレーション結果を示す。図6で示した� �うな従来型のフレア締結構造においては、� �述の(1)式の条件は満たさず、シール面Sの領� ��と被押圧面の領域S’とは重なり合う関係に はない。

 図2において、締め付け力(以下、軸力と� �う)を0から増加させていくと、シール面圧が 上昇し、急激に下がり、軸力2000N程度で最低� ��なる。これは線接触から面接触に変化した� ��とによるものである。この範囲を見る限り� ��は、軸力2000Nで締め付けることにすれば、� �いシール面圧を得ることができそうに思わ� �る。しかしながら、現場作業における実際� �フレアナットでの締め付け工程では、軸力20 00N未満の大きさで済ませることはありえない 。現場作業において実際に意味をもつのは、 2000N以上で締め付けたときのシール面圧の変� ��である。そこで、図2において軸力2000N以上� ��範囲を着目すると、図2から明らかにみてと れるように、本実施形態のフレア構造は、従 来型のものに較べてシール面圧が高く、シー ル性能にすぐれていることが認められる。

    第2実施形態
  次に、本発明の第2実施形態によるフレア� ��結構造について、図3を参照して説明する。
  この第2実施形態は、本発明をダブルフレ� ��型のフレア部40を有するチューブに適用し� �実施形態である。フレア部40は、先端部41と� ��この先端部41に連続する第1曲折部42と、第2� ��曲折部43の3つの部分からなる点は、シング� ��フレア型と同じであるが、フレア加工を二� ��に行うことにより、先端部41は180°折り返さ れた形状になっている。図2において、D1はチ ューブ10の外径を示す。D2はフレア部40の最大 外径を示し、D3は先端部41の内径を示してい� �。

 このダブルフレア型のフレア部40では、� �ール面Sと被押圧面S’は、図3に示す位置に� �る。シール面Sと被押圧面S’とは、チューブ 10の軸心Lと同一の軸上に中心があってほぼ半 径Rの円上に配置され、シール面Sと被押圧面S ’とが半径方向において重なり合うことは第 1実施形態と同様である。

 以上のような第2実施形態によれば、第1� �施形態と同様に、フレアナット17を過剰なト ルクで締め過ぎた場合でも、高いシール性能 を保つことができる。

 なお、ダブルフレア型の場合、チューブ10� �外径D1(mm)、フレア部40の最大外径D2(mm)、前記 フレア部の先端の内径D3(mm)との間には、
   (D1-1.0)≦D3≦0.8D2    …(2)
の関係があると、シール面Sの領域と、被押� �面S’の領域とは、チューブ10の軸心Lと同一� ��軸上に中心があってほぼ半径Rの円上に配置 し、シール面Sの領域と被押圧面の領域S’と� ��重なり合うような構造にすることができる� ��

    第3実施形態
  次に、本発明の第3実施形態によるフレア� ��結構造について、図4を参照して説明する。
  この第3実施形態によるフレア締結構造は� ��第1実施形態のシングルフレア型フレア締結 構造をさらに改良したもので、フレア部30の� ��ール面が球面をなしている実施形態である� ��このフレア部30の場合、先端部31の外周面か ら第1曲折部32の外周面までほぼ同一半径の球 面が連続するようになっている。

 さらに、中心がチューブ10の軸線上にある� �面の球の半径をRとすると、チューブ10の外� �D1とは、
    R≧D1/2     …(3)
の関係にある。

 なお、この第3実施形態では、フレア部30� ��シール面の領域Sと被押圧面の領域S’は、� �ール面Sの領域と、被押圧面の領域S’とは、 チューブ10の軸心Lと同一の軸上に中心があっ てほぼ半径Rの円上に配置し、シール面Sの領� ��と被押圧面の領域S’とは重なり合うような 構造にすることができることは第1実施形態� �同様であり、(1)式の関係が成り立つ。

 以上のような第3実施形態によれば、第1� �施形態の作用効果が得られる他、フレア部30 のシール面Sが球面になっているので、シー� �面15に線接触し、シングルフレア型のフレア 部30であるにもかかわらず、単位面積当たり� ��シール力が大きくなる線シール構造による� ��段に高いシール面圧を確実に確保すること� ��できる。

 また、端末にフレア部30のあるチューブ10 の場合、テーパタップ穴12にチューブ10を挿� �したときに、軸芯に対して斜めに挿入され� �ちである。この場合、チューブ10が傾いた状 態のままフレアナット17を締め付けてしまう� ��、フレア部30のシール面Sがシール面15に対� �て片当たりとなり、フレア部30の全周に亘っ てシールが効かない状態になる懸念がある。

 しかしながら、第3実施形態によれば、フレ ア部30のシール面Sが球面をなしているので、 シール面15に対して片当たりになり難く、全� ��に亘って線シール構造による高いシール面� ��を確保することができる。
     第4実施形態
  図5は、本発明の第4実施形態によるフレア 締結構造を示す図である。
  上述した第1乃至第3実施形態によるフレア 締結構造は、主に高いシール面圧を得られる フレア部のシール構造に係るものであったが 、以下に説明する第4実施形態は、第1乃至第3 実施形態によるフレア締結構造に加えてさら に、チューブ10とフレアナット17の共回りを� �止するようにしたシングルフレア型のフレ� �締結構造である。

 図5において、シール面15には、プレス加� ��やローレット加工等で形成された凹凸部50� �テーパタップ穴12と同軸に円環状に形成され ている。この場合、凹凸部50は、シール面15� �して機能する領域の外側に配置されている� �この凹凸部50には、フレア部30の第1曲折部32� ��当接するようになっている。フレア部30側� �シール面Sと凹凸部50との関係では、テーパ� �ップ穴12の底面に押圧されているときにシー ルが効くフレア部30側のシール面Sの領域外に 凹凸部50が位置している。言い換えれば、フ� ��ア部30のシール面Sの領域は、凹凸部50と接� �するのを回避するようにより内側に形成さ� �ている。なお、図5では、凹凸部50は半径方� �に凹凸が連続するようになっているが、凹� �が円環状の円周方向に連続するようにして� �よい。

 以上のような第4実施形態によれば、フレ アナット17を締め込んでいくと、フレア部30� �シール面Sがテーパタップ穴12の底面のシー� �面15に押圧されていくとともに、シール面S� �外側が凹凸部50に押し付けられてなじんでい くようになる。この結果、フレア部30とシー� ��面15との間のみかけ摩擦係数が大きく増大� �ることなる。したがって、何らかの原因で� �ューブ10を回す力がかかっても、チューブは 回らず、その結果、共回りによるフレアナッ ト17の緩みを防止できる。これにより、チュ� ��ブ10を締結後は、長期間に亘って、当初の� �ール性能を維持することができる。