(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような従来の管接続構造において特許文献1に記載された八方締めの場合には、かしめ止めスリーブの外周面に、その円筒母線に沿って延びる突起状かしめ跡が、円周上に複数本それぞれ所定間隔毎に突出形成される。
さらに、特許文献1に記載された俵締めの場合には、かしめ止めスリーブの外周面に、その円周上に連続または断続する凹状かしめ跡が、円筒母線に複数箇所それぞれ所定間隔ごとに形成される。
しかしながら、八方締めを用いた管接続構造では、ホースとの境目に相当するかしめ止めスリーブの開口側において、複数の突起状かしめ跡がそれぞれホースの外面から突出するため、特許文献2に記載されたガイド環をその内周面と密着するように通過させようとすると、ホースの屈曲変形によってかしめ止めスリーブの軸線がガイド環の軸線に対して僅かな角度でも傾斜すると、突起状かしめ跡の端部がガイド環の内周面に突き当たって通過不能になる。それにより、ホースの表面を伝う水や付着した水を、ガイド環の内周面との密着によって拭い取ることはできず、ガイド環の内側へ水の入り込みを阻止することもできないと問題があった。
また、俵締めを用いた管接続構造では、ホースとの境目に相当するかしめ止めスリーブの開口端部が、凹状かしめ跡によってホースの外面から環状に突出するため、前述したガイド環をその内周面と密着するように通過させようとすると、かしめ止めスリーブの開口端部がガイド環の内周面に突き当たってしまう。それにより、ホースの表面を伝う水や付着した水を、ガイド環の内周面の密着によって拭い取ることはできず、ガイド環の内側へ水の入り込みを阻止することもできないと問題があった。
そこで、八方締めや俵締めの完了後に、かしめ止めスリーブを八方締めや俵締めのカシメ機から取り外してから、別のカシメ機によって、複数の突起状かしめ跡をホースの外面から突出しないように二次加工することが考えられる。
しかし、この場合には、かしめ作業を繰り返すため、時間と手間を要するだけでなく、カシメ後における複数の突起状かしめ跡の形状管理が困難で、且つ二次加工時におけるかしめ止めスリーブの位置合わせを正確に行えないため、品質が安定しないという問題があった。
また、ホースの外面から突出する突起状かしめ跡や、かしめ止めスリーブの開口端部は、作業者の手や機器に引っ掛かるおそれがあり、危険であって安全性に劣るという問題もあった。
【0005】
本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、カシメパイプの外周面の少なくとも開口端部を管体の外面から突起物が生じないように縮径変形させること、などを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このような目的を達成するために本発明
に係る管接続構造は、可撓性を有する管体と、前記管体の内面に沿って挿入されるニップルと、前記ニップルの外側に前記管体を挟んで設けら
れるカシメパイプと、を備え、前記カシメパイプは、
前記管体の外面に向けて縮径される外周面と、前記外周面
の前記管体の
前記外面と軸方向へ隣り合う開口端部に
おいて前記カシメパイプの周方向へ所定間隔毎の複数箇所
にそれぞれ
前記外周面のその他の部位よりも凹んで形成される複数の窪み部と、
前記外周面の前記開口端部において前記カシメパイプの周方向へ隣り合う前記窪み部の間
にそれぞれ
潰れて形成される複数の押し曲げ部
と、を有
し、前記複数の窪み部及び前記複数の押し曲げ部で覆われる前記開口端部は、前記複数の窪み部及び前記複数の押し曲げ部が前記管体の前記外面から径方向外側へ突出しないレベルに設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
前述した特徴を有する本発明は、カシメパイプの外周面において少なくとも管体の外面と隣り合う開口端部には、カシメ機による縮径変形に伴って、カシメパイプの周方向へ所定間隔毎の複数箇所をそれぞれカシメパイプの軸線に向け押圧することで、複数の窪み部がそれぞれ形成されるとともに、周方向へ隣り合う窪み部の間の外周面をそれぞれカシメパイプの軸線に向け押圧することで、複数の押し曲げ部が形成され、それにより複数の窪み部3c及び複数の押し曲げ部3dで覆われる管体1の部位がそれぞれ圧縮変形するため、窪み部3c及び押し曲げ部3dがそれらと軸方向へ隣り合う管体1の外面1bから径方向へ突出しない。
したがって、カシメパイプの外周面の少なくとも開口端部を管体の外面から突起物が生じないように縮径変形させることができる。
その結果、八方締めや俵締めを用いた従来の管接続構造に比べ、管体の屈曲変形によってカシメパイプの軸線がガイド環の軸線に対し若干傾斜しても、縮径変形されたカシメパイプの開口端部をガイド環に対しスムーズに挿通させることができる。それにより、ガイド環を通過する時にガイド環の内周面との密着によって、管体の外面を伝う水や管体の外面に付着した水を拭い取って水切りし、ガイド環の内側への水の入り込みを確実に阻止することができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る管接続構造Aは、
図1〜
図3に示すように、可撓性を有する管体1と、管体1の内面1aに沿って挿入されるニップル2と、ニップル2の外側に管体1を挟んで設けられてカシメ機Bにより縮径変形されるカシメパイプ3を、主要な構成要素として備えている。
【0010】
管体1は、例えば軟質合成樹脂やゴムなどの変形可能な軟質材料で成形される例えばホースやチューブであり、内面1aと外面1bが平坦なものが好ましい。
管体1の具体例としては、
図1(a)(b)に示すように、透明又は不透明な材料で円筒状に成形された内層1cと外層1dの間に、複数本か又は単数本の補強線材1eが埋設される積層体のような、保形性と耐圧性に優れたものを用いることが好ましい。
また、その他の例として図示しないが、内層1c、外層1d及び補強線材1eの間に接着層を設けたり、必要に応じて内層1cの内側に管体1内を通る流体又は気体に合わせた材料からなる最内層を設けたり、外層1dの外側に保護用の材料からなる最外層を設けたり、中間層として合成樹脂製又は金属製の断面矩形などの補強線材と断面円形などの補強線材を螺旋状に巻き付けて一体化したり、例えばガラス繊維や難燃性繊維などの補強線材を編組したり、金属製や硬質合成樹脂製の補強線材を螺旋状に埋設したり、単層構造の軟質合成樹脂製管体などを用いることも可能である。
【0011】
ニップル2は、例えば真鍮などの金属や硬質合成樹脂などの硬質材料を加工することで円筒状に形成され、管体1において接続端部の内面1aと対向するように設けられる。
ニップル2の外周面には、管体1の内面1aに食い込む環状突部2aと、管体1の内面1aと対向して圧接する環状凹部2bを、それぞれニップル2の軸線方向へ交互に複数組、それぞれ竹の子状となるように形成することが好ましい。
環状突部2aは、
図1(a)(b)に示すように、管体1の挿入方向へ徐々に拡径するテーパー状の傾斜面と、それに連続する起立面によって、ニップル2の外形状が断面鋸歯状となるように形成することが好ましい。環状凹部2bのいずれかには、Oリングなどのシール材2cを装着して、シール材2cの外周端を管体1の内面1aに圧接させることが好ましい。
また、その他の例として図示しないが、環状突部2aをテーパー状の傾斜面と逆向きの傾斜面によって断面山型状に形成することも可能である。
さらに、ニップル2の外周面には、ニップル2に対してその軸方向へ後述するカシメパイプ3を移動不能に位置決めするための位置決め手段2dが形成される。
【0012】
カシメパイプ3は、
図1(b)及び
図2(b)に示されるように、後述するカシメ機Bによる径方向への加圧では圧縮変形するが、管体1からの反発力では復元変形しない、例えばアルミニウムなどの塑性変形可能な剛性材料で、管体1の外径よりも大きな内径を有する略円筒状に形成される。カシメパイプ3は、その内周面に沿って管体1の接続端部が挿入されるとともに、管体1の接続端部にニップル2を挿入してから、後述するカシメ機Bで縮径変形させることにより、ニップル2の外周面に対して管体1の接続端部の内面1aが圧接するように締め付けられる。
カシメパイプ3の外周面3aにおいて少なくとも管体1の外面1bと軸方向へ隣り合う開口端部3bには、カシメパイプ3の周方向へ複数設けられる窪み部3cと、周方向へ隣り合う窪み部3cの間に複数設けられる押し曲げ部3dを有している。
窪み部3cは、後述するカシメ機Bによる縮径変形に伴って、カシメパイプ3の外周面3aにおける周方向へ所定間隔毎の複数箇所を、それぞれカシメパイプ3の軸線(中心線)に向け径方向内側へ押圧することで、その他の外周面3aよりも凹むように形成される。
押し曲げ部3dは、後述するカシメ機Bによる縮径変形に伴って、カシメパイプ3の周方向へ隣り合う窪み部3cの間の外周面3aを、それぞれカシメパイプ3の軸線(中心線)に向け径方向内側へ押圧することにより、押し潰して形成される。
窪み部3c及び押し曲げ部3dの具体例としては、
図1(b)、
図2(b)及び
図3に示されるように、カシメパイプ3の開口端部3bのみに配置することが好ましい。すなわち、カシメパイプ3の軸方向先端側のみに、窪み部3c及び押し曲げ部3dをそれぞれ部分的に配置している。
また、その他の例として図示しないが、カシメパイプ3の開口端部3bのみに代えて、カシメパイプ3の開口端部3bから軸方向中間位置近くか、又はカシメパイプ3の軸方向ほぼ全長に亘って、窪み部3c及び押し曲げ部3dを軸方向へ連続的又は断続的に形成配置することも可能である。
【0013】
そして、カシメパイプ3において開口端部3bと反対側の基端は、カシメパイプ3の軸線(中心線)に向け径方向内側へ略直角に折り曲げることで、管体1の切断面1fと対向する係止部3eが形成され、カシメパイプ3の係止部3eに管体1の切断面1fを接触させることにより、カシメパイプ3に対して管体1がその挿入方向へ位置決めされる。
さらに、カシメパイプ3の係止部3eをニップル2の外周面に形成される位置決め手段2dに係止部3eを係合させることにより、ニップル2に対してカシメパイプ3が管体1の挿入方向へ移動不能に位置決めされる。
ニップル2に対するカシメパイプ3及び管体1の位置決め例としては、
図1(a)(b)に示されるように、ニップル2の位置決め手段2dとして環状突部2aよりも大径な段部が形成され、この位置決め手段2dとなる段部に対し、別個に形成されたリング部材4を挟んでカシメパイプ3の係止部3eが突き当てられるとともに、カシメパイプ3の係止部3eに対して管体1の切断面1fを突き当てることにより、ニップル2に対してカシメパイプ3及び管体1が管体1の挿入方向へそれぞれ位置決めされる。
また、その他の例として図示しないが、ニップル2の位置決め手段2dとして段部に代え、突起や環状の凹溝などをニップル2の外周面に形成したり、ニップル2の位置決め手段2dとカシメパイプ3の係止部3eとの間に、リング部材4が挟まれずに両者を直接突き当てたり、カシメパイプ3の先端側に、管体1の接続端部が係止部3e近くまで確実に挿入されたことを外から目視で確認するための透孔を開穿することも可能である。
【0014】
カシメパイプ3において少なくとも開口端部3bの径方向内側には、ニップル2の先端縁2eよりも先端側か、又はカシメパイプ3の開口端部3bとニップル2の先端外周面2fとの間に、後述するカシメ機Bによる縮径変形用の折り曲げスペースSが形成され、折り曲げスペースSと径方向へ対向するように窪み部3c及び押し曲げ部3dを配置することが好ましい。
折り曲げスペースSとは、後述するカシメ機Bによってカシメパイプ3を縮径変形させるために必要なスペースであり、そこには、変形可能な管体1の他に、カシメパイプ3の縮径変形の障害となる剛体が配置されないようにしている。
折り曲げスペースSを形成する方法の一例としては、カシメパイプ3の開口端部3bをニップル2の先端縁2eよりも先端側に突出させることで、開口端部3bを径方向内側へ縮径変形させるために必要な折り曲げスペースSが形成される。
また、その他の例としては、ニップル2の先端外周面2fを先端側に向かって徐々に小径となるテーパー状に傾斜させることで、このテーパー状傾斜面とカシメパイプ3の開口端部3bとの間に、開口端部3bを径方向内側へ縮径変形させるために必要な折り曲げスペースSが形成されるようにすることも可能である。さらに、カシメパイプ3の開口端部3bをニップル2の先端縁2eよりも先端側に突出させる配置と、ニップル2の先端外周面2fに形成されるテーパー状傾斜面を組み合わせることも可能である。
【0015】
カシメ機Bは、カシメパイプ3の周囲を囲むように配置され、駆動や手動によりカシメパイプ3の外周面3aに対してその径方向へ向け接近移動する複数のカシメダイスBaを備えている。複数のカシメダイスBaは、それぞれのプレス面B1をカシメパイプ3の外周面3aに対してその中心へ向けて同時に接触させて加圧することにより、カシメパイプ3の外周面3aを内方へ塑性変形させて縮径し、それに伴って管体1が径方向へ弾性的に圧縮され、その内面1aをニップル2の外周面に圧接させて抜け止めしている。
カシメダイスBaは、カシメパイプ3の外周面3aと接触するプレス面B1に、窪み部3cと対向する凸部B2と、押し曲げ部3dと対向する凹部B3を有している。凹部B3の底面は、カシメパイプ3の開口端部3bと対向する部位からカシメパイプ3の開口端縁3fと対向する部位に向かって徐々にカシメパイプ3の外周面3aと接近する方向へ傾斜するように形成され、この傾斜面を押し曲げ部3dに押し当てることが好ましい。
カシメ機Bの具体例としては、例えば油圧装置などの駆動源によって複数のカシメダイスBaをカシメパイプ3に向けて接近移動させる駆動式のカシメ機や、例えば実公平4−44270号公報に開示されるような手動式のカシメ機を用いることが可能である。
さらに、カシメ機Bによるカシメパイプ3のかしめ形状としては、全周を均一に締めるために断面略正八角形などにかしめる「八方締め」や、円筒状の俵を締めるように軸線方向の複数箇所をかしめる「俵締め」などが利用可能である。
【0016】
次に、このような本発明の実施形態に係る管接続構造Aにおいて管体1の接続方法をその組立手順に従って説明する。
先ず、カシメパイプ3の内周面に沿って管体1の接続端部を挿入して一体的に組み付けた後、
図1(a)及び
図2(a)に示されるように、管体1の接続端部が組み付けられたカシメパイプ3を、ニップル2に向けて移動させるか、又はニップル2を移動させることで、ニップル2の外周面が管体1の接続端部に対しその内面1aに沿って挿入される。
それに続いて、ニップル2の位置決め手段2dにカシメパイプ3の係止部3eを係合させるとともに、カシメパイプ3の係止部3eに対し管体1の切断面1fを接触させることで、ニップル2に対しカシメパイプ3及び管体1が管体1の挿入方向へそれぞれ位置決めされる。
その後、
図1(b)及び
図2(b)に示されるように、カシメ機Bによりカシメパイプ3を縮径変形させる。
それにより、
図3に示されるように、カシメパイプ3の少なくとも開口端部3bに複数の窪み部3cと複数の押し曲げ部3dがそれぞれ形成され、これと同時に、管体1の接続端部を径方向へ弾性的に圧縮し、その内面1aがニップル2の外周面に圧接されて抜け止めされる。
【0017】
一方、
図4(a)(b)に示されるものは、上述したカシメパイプ3に窪み部3c及び押し曲げ部3dが形成される、本発明の実施形態に係る管継手構造Aに代えて、従来周知の「八方締め」を行った場合の比較例A′である。
この比較例A′では、「八方締め」によってカシメパイプ3′の外周面3a′に、その軸方向ほぼ全長に亘ってかしめ跡(シワ)3g′が、周方向へ所定間隔毎にそれぞれ突出形成される。
このような「八方締め」されたカシメパイプ3′及び管体1を、
図4(a)に示されるように、管体1の外面1bに接触し且つその自由な移動が可能な内径としたガイド環Cに対して、その内周面C1と密着するように通過させようとした場合には、可撓性を有する管体1の屈曲変形によってカシメパイプ3′の軸線がガイド環Cの軸線に対し僅かな角度でも傾斜すると、カシメパイプ3′の開口端部3b′から突出するかしめ跡(シワ)3g′の端部がガイド環Cの内周面C1に突き当たって通過不能になってしまう。
それにより、管体1の外面1bを伝う水や付着した水を、ガイド環Cの内周面C1との密着によって拭い取ることはできず、さらにガイド環Cの内側へ水の入り込みを阻止することもできないという欠点がある。
さらに、管体1の外面1bから突出するかしめ跡(シワ)3g′の端部は、作業者の手や機器に引っ掛かるおそれがあり、危険であって安全性に劣るという欠点がある。
また図示しないが、比較例として「八方締め」に代え「俵締め」を行った場合には、カシメパイプの開口端部が、作業者の手や機器に引っ掛かるおそれがあり、危険であって安全性に劣るという欠点がある。
【0018】
これに対し、上述した本発明の実施形態に係る管継手構造Aによると、カシメ機Bによる縮径変形に伴って、カシメパイプ3の外周面3aの少なくとも開口端部3bには、カシメパイプ3の周方向へ所定間隔毎の複数箇所をそれぞれカシメパイプ3の軸線に向け押圧することで、複数の窪み部3cがそれぞれ形成されるとともに、周方向へ隣り合う窪み部3cの間の外周面3aをそれぞれカシメパイプ3の軸線に向け押圧することで、複数の押し曲げ部3dが形成される。
それにより、複数の窪み部3c及び複数の押し曲げ部3dで覆われる管体1の部位がそれぞれ圧縮変形するため、窪み部3c及び押し曲げ部3dがそれらと軸方向へ隣り合う管体1の外面1bから径方向外側へ突出することはない。
したがって、カシメパイプ3の外周面3aにおいて少なくとも開口端部3bを管体1の外面1bから突起物が生じないほぼ平滑に縮径変形させることができる。
その結果、可撓性を有する管体1の屈曲変形によってカシメパイプ3の軸線がガイド環Cの軸線に対し若干傾斜しても、縮径変形されたカシメパイプ3の開口端部3bをガイド環Cに対しスムーズに挿通させることができる。
それにより、ガイド環Cを通過する時にガイド環Cの内周面C1との密着によって、管体1の外面1bを伝う水や管体1の外面1bに付着した水を拭い取って水切りし、ガイド環Cの内側への水の入り込みを確実に阻止することができる。
【0019】
特に、カシメパイプ3の少なくとも開口端部3bの径方向内側に、カシメ機Bによる縮径変形用の折り曲げスペースSを形成し、折り曲げスペースSと径方向へ対向するように窪み部3c及び押し曲げ部3dを配置した場合には、カシメ機
Bによる縮径変形に伴って、窪み部3c及び押し曲げ部3dが折り曲げスペースSへ向けそれぞれ折り曲げられる。
それにより、カシメパイプ3をスムーズに縮径変形させることができる。
その結果、カシメパイプ3のかしめ作業を容易に行うことができる。
【0020】
さらに、カシメ機Bは、カシメパイプ3の外周面3aと接触するプレス面B1に、窪み部3cと対向する凸部B2と、押し曲げ部3dと対向する凹部B3を有し、凹部B3の底面をカシメパイプ3の開口端部3bと対向する部位からカシメパイプ3の開口端縁3fと対向する部位に向かって徐々にカシメパイプ3の外周面3aと接近する方向へ傾斜させる場合には、カシメ機Bによる縮径変形に伴って、カシメパイプ3の外周面3aの少なくとも開口端部3bに、窪み部3cと押し曲げ部3dが同時に形成される。
それにより、一回のかしめ加工でカシメパイプ3の外周面3aの少なくとも開口端部3bを管体1の外面1bから突起物が生じないように縮径変形させることができる。
その結果、二次加工が必要な管接続構造に比べ、かしめ作業を繰り返す必要がないため、時間と手間を短縮化できて生産性の向上が図れるとともに、かしめ跡の形状管理が容易で、且つ品質を安定化させることができる。
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【0021】
この実施例は、
図1(a)(b),
図2(a)(b)及び
図3に示すように、カシメ機Bが、カシメパイプ3を中心として周方向へ所定間隔毎に配置される複数のカシメダイスBaを備え、複数のカシメダイスBaをそれぞれ放射方向へ移動自在に支持している。さらに、各カシメダイスBaのプレス面B1には、カシメパイプ3の周方向へ離隔して配置される複数の凸部B2と、凸部B2の間に配置される凹部B3を有し、凹部B3の底面における周方向の幅寸法を、かしめ時におけるカシメダイスBa同士の隙間の周方向幅寸法よりも長く設定している。
【0022】
図示される例の場合には、カシメ機Bによるカシメパイプ3のかしめ形状として「八方締め」した場合を示すものである。
八方締め用のカシメ機Bは、八つのカシメダイスBaをカシメパイプ3の周方向へ等間隔毎にそれぞれが放射方向へ往復動自在に支持され、各カシメダイスBaのプレス面B1に一対の凸部B2と一つの凹部B3をそれぞれ形成し、油圧装置などの駆動源でカシメダイスBaを同時にそれぞれカシメパイプ3の外周面3aに向け接近移動させることにより、各カシメダイスBaのプレス面B1がカシメパイプ3の外周面3aにそれぞれ圧接して断面略正八角形にかしめる。
【0023】
このような本発明の実施例に係る管接続構造Aによると、複複数のカシメダイスBaがカシメパイプ3の外周面3aへ向け接近移動して、同時にそれぞれのプレス面B1をカシメパイプ3の外周面3aに圧接させることにより、カシメパイプ3の表面材料が、カシメダイスBa同士の隙間よりも凹部B3に多く誘導されて、カシメダイスBa同士の隙間に生じるかしめ跡(シワ)3gの突出量が低くなると同時に、かしめ跡(シワ)3gを挟んで配置される凸部B2の押圧につられて、カシメパイプ3の開口端部3bから突出するかしめ跡(シワ)3gの端部の突出量が、管体1の外面1bと同等レベル又はそれ以下まで更に低下する。
したがって、カシメ機Bによるカシメパイプ3の縮径変形に伴ってカシメダイスBa同士の隙間に生じるかしめ跡(シワ)3gが、少なくとも開口端部3bにおいて管体1の外面1bから突出しないようにかしめることができる。
その結果、カシメダイスBa同士の隙間に生じるかしめ跡(シワ)3gの端部が、ガイド環Cの内周面C1に突き当たって通過不能になることを防止できるという利点がある。
また、図示例のようにカシメ機Bによるカシメパイプ3のかしめ形状として「八方締め」しても、かしめ跡(シワ)3gが、開口端部3bにおいて管体1の外面1bから突出しないため、作業者の手や機器に引っ掛かるおそれがなく、安全性の向上を図ることができる。
【0024】
さらに、ニップル2の外周面において位置決め手段2dよりも奥側には、それよりも大径な筒状の継手部20が一体形成される。
継手部20は、他の機器(図示せず)に接続するための部位である。
図1(a)(b)及び
図3に示される例では、継手部20として、シャワーヘッド(図示せず)の基端に挿入され且つ移動不能に固定される接続筒部20aを形成している。
また、その他の例として図示しないが、継手部20として、シャワーヘッド用の接続筒部20aに代え、湯水混合栓や水栓などの給水源に挿入され且つ移動不能に固定される、給水源用の接続筒部を形成することも可能である。
【0025】
なお、図示例では、カシメ機Bによるカシメパイプ3のかしめ形状として「八方締め」した場合を示したが、これに限定されず、円筒状の俵を締めるように軸線方向の複数箇所をかしめる「俵締め」としても良い。
この場合には「俵締め」としても、カシメパイプ3の開口端部が管体1の外面1bから突出しないため、作業者の手や機器に引っ掛かるおそれがなく、安全性の向上を図ることが可能となる。