(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【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継手Aは、
図1〜
図3に示すように、ニップル11を有する継手本体10に、その一部外周を覆うようにスリーブ20が装着され、ニップル11とスリーブ20の間に管体Bを軸方向へ挿入した後に、スリーブ20の外側から締め付け部材30で径方向へ締め付けることにより、ニップル11の外周面11aに管体Bの内表面B1が圧接されて着脱自在に配管接続するためのコネクタである。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る管継手Aは、可撓性がある変形可能な管体Bの挿入空間Sに沿って設けられたニップル11を有する継手本体10と、ニップル11の外周面11aと管体Bの挿入空間Sを挟んで径方向に対向するように設けられるスリーブ20と、スリーブ20の外側に設けられてスリーブ20の一部を挿入空間Sへ向け部分的に縮径変形させるための締め付け部材30と、を主要な構成要素として備えている。
なお、
図1(a)(b)に示されるように、挿入空間Sに対する管体Bの挿入方向Nを「以下、管挿入方向N」といい、管挿入方向Nの逆方向Uを「以下、管抜け方向U」という。
【0010】
継手本体10は、例えば真鍮などの金属や硬質合成樹脂などの剛性材料で、肉厚が厚い略円筒状に形成されるか、又は例えばステンレスなどの工具による変形可能な剛性材料からなる板材若しくは管材をプレス加工やその他の成形加工することで、肉厚が薄い略円筒状に形成される。
継手本体10の先端側には、円筒状のニップル11が形成され、ニップル11の基端側には、突出部12が形成される。
ニップル11は、その外径が、後述する管体Bの内径と略同じか又はそれよりも若干大きいか若しくは若干小さく形成され、ニップル11の外周面11aを全体的に平滑状に形成している。つまり、ニップル11は、特許文献1の「継手本体の案内部」に該当している。
ニップル11の外周面11aにおいてその軸方向の所定位置には、後述するスリーブ20の軸方向への移動を規制するための抜け止め手段40となる環状の突条41と、突条41の管抜け方向U側に隣接して配置される環状溝11bと、管体Bの挿入空間Sを挟んで後述するスリーブ20の縮径部材22の先端側内周面と径方向へ対向して配置される抜け止め用凹凸部11cと、をそれぞれ形成することが好ましい。また、突条41、環状溝11b、抜け止め用凹凸部11cのうち、いずれか一つ或いは二つを形成することも可能である。
突出部12は、ニップル11よりも大径に形成され、特許文献1の「ナット部」に該当している。
【0011】
ニップル11の具体例としては、
図2(a)〜(c)及び
図3(a)(b)に示されるように、外周面11aの先端部のみに抜け止め用凹凸部11cとして、径方向へ複数の環状凹部及び環状凸部を交互に連続して凹凸形成し、突出部12の外形状を六角形状に形成している。
また、その他の例として図示しないが、ニップル11の外周面11aの略全長に亘って、軸方向へ環状凹部と環状凸部が交互に連続する竹の子状に形成したり、突出部12の外形状を四角形状などの他の形状に形成したりするなど、変更することも可能である。
継手本体10において突出部12よりも管挿入方向Nの奥側には、他の機器の管接続口(図示せず)に接続するための接続部11dが連設される。
接続部11dの具体例としては、管継手Aに接続する他の機器における管接続口の内周面に例えば内ネジが刻設される場合には、これと対応する外ネジを刻設し、また該管接続口の外周面に外ネジが刻設される場合には、これと対応する内ネジを刻設している。
【0012】
スリーブ20は、継手本体10の突出部12と周方向へ回転不能に嵌合するための後述する嵌合部21aと、締め付け部材30が軸方向へ移動自在に係合するための後述する螺子部21bと、を有している。つまり、特許文献1の「締付けリング」に該当している。この「締付けリング」との相違点としてスリーブ20は、継手本体10の突出部12と周方向へ回転不能に嵌合し且つ締め付け部材30が軸方向へ移動自在に係合する筒状部材21と、締め付け部材30の軸方向移動により管体Bの挿入空間Sへ向け縮径変形される径方向へ弾性変形可能な縮径部材22と、に分割されている。
スリーブ20となる筒状部材21と縮径部材22は、ニップル11の外周面11aに対する取り付け状態で、筒状部材21及び縮径部材22が軸方向へ接合するように配置されている。
【0013】
筒状部材21は、硬質合成樹脂などの剛性材料で略円筒状に形成され、継手本体10の突出部12と周方向へ回転不能に嵌合する嵌合部21aと、締め付け部材30が軸方向へ移動自在に螺合する螺子部21bなどを有している。
嵌合部21aの外形状は、六角形状などのように、スパナなどの締付け工具と係合する形状に形成することが好ましい。つまり、嵌合部21aは、特許文献1の「鍔部」に該当している。
螺子部21bは、筒状部材21の外周面に沿って形成され、特許文献1の「ねじ溝」に該当している。
さらに、筒状部材21
において後述する縮径部材22と軸方向へ接合する先端部21cには、縮径部材22の基端部22cが嵌入して、管体Bの挿入時における縮径部材22の膨出変形を規制するための環状凹部21eを形成することが好ましい。
【0014】
縮径部材22は、例えばポリアセタール樹脂やそれ以外の表面の滑り性と耐熱性に優れた合成樹脂などの弾性変形可能な材料で略円筒状に形成され、その径方向へ弾性的に拡径及び縮径変形させる弾性変形部22aを有し、その内径を、拡径時において後述する管体Bの外径と略同じか又はそれよりも大きく設定し、縮径時において管体Bの外径よりも小さくなるように設定している。
つまり、縮径部材22は、その内周面がニップル11の外周面11aと略平行に対向するように配置することで、縮径部材22の内周面とニップル11の外周面11aとの間に、後述する管体Bの挿入空間Sが管挿入方向N及び管抜け方向Uへ区画形成される。
さらに、縮径部材22の先端側内周面には、管体Bの挿入空間Sを挟んでニップル11の外周面11aの抜け止め用凹凸部11cと対向する抜け止め用凹凸部22bが形成され、後述する管体Bの接続端部Baにおける外表面B2と当接させることが好ましい。縮径部材22において筒状部材21と接合する基端部22cには、ニップル11の外周面11aへ向けて突出するフランジ部22dが一体形成され、フランジ部22dを、挿入空間Sへ向け挿入される後述する管体Bの接続端部Baの先端面B3と軸方向へ対向するように配置することが好ましい。
【0015】
縮径部材22の具体例としては、
図2(a)〜(c)及び
図3(a)(b)に示されるように、軸方向の少なくとも一方側、詳しくは、管挿入方向Nの基端部22cを除いた大部分に、弾性変形部22aとしてすり割りやスリットや凹みなどの切欠部22eを周方向へ所定間隔毎に複数それぞれ切欠形成することで、径方向へ弾性的に伸縮変形してスムーズに拡径又は縮径されるように構成している。縮径部材22において軸方向全長に亘り切れ目22fを形成することで、ニップル11に対する着脱を容易にしている。
また、その他の例として図示しないが、軸方向へ直線状に延びる(すり割りやスリットや凹みなどの)切欠部22eを、縮径部材22において軸方向の両側から千鳥状に周方向へ複数それぞれ切欠形成したり、曲線などの非直線状に延びる切欠部を形成したりするなど、図示例以外の構造に変更することも可能である。
【0016】
そして、スリーブ20において軸方向へ接合する、筒状部材21の先端部21cと縮径部材22の基端部22cとの接合部位には、周方向へ係合する回り止め手段23を設けることが好ましい。
回り止め手段23の具体例としては、
図2(a)〜(c)及び
図3(a)(b)に示されるように、筒状部材21の先端部21cに凹み部23aを形成し、縮径部材22の基端部22cに突起23bを形成して、これら凹み部23a及び突起23bを凹凸嵌合させることにより、筒状部材21に対して縮径部材22が空回りしないようにしている。
また、その他の例として図示しないが、これらと逆に筒状部材21の先端部21cに突起を形成し、縮径部材22の基端部22cに凹み部を形成して凹凸嵌合させたり、凹凸嵌合とは別の構造で筒状部材21に対する縮径部材22の空回りを規制したりするなど、図示例以外の構造に変更することも可能である。
【0017】
締め付け部材30は、硬質合成樹脂などの剛性材料で、筒状部材21や縮径部材22の外径よりも大きい内径を有する略円筒状に形成され、その内周面に、筒状部材21の螺子部21bに螺合する螺子部31と、縮径部材22の先端側外周面と対向当接するテーパー状の押圧面32を有している。つまり、締め付け部材30は、特許文献1の「袋ナット」に該当している。
さらに、締め付け部材30の外周面には、スパナなどの締付け工具と係合する工具係合部33を形成することが好ましい。締め付け部材30の内周面において押圧面32よりも管抜け方向Uには、縮径部材22の弾性変形部22aと径方向へ対向して、金属などの剛性材料からなる補強リング34を設けることが好ましい。特に、補強リング34をインサート成形によって締め付け部材30と一体成形した場合には、締め付け部材30が温度上昇しても、補強リング34が簡単に外れないという利点がある。
【0018】
一方、管体Bは、例えば塩化ビニルなどの軟質合成樹脂やシリコーンゴムやその他のゴムなどの軟質材料で、可撓性がある変形可能に成形される例えばホースやチューブなどであり、少なくとも接続端部Baにおいて内表面B1と外表面B2が平坦なものが好ましい。
管体Bの具体例として、図示される例では単層構造のホースを用いている。
また、管体Bのその他の例として図示しないが、その透明又は不透明な外層と内層との間に中間層として、複数本か又は単数本の合成樹脂製ブレード(補強糸)が螺旋状に埋設される積層ホース(ブレードホース)や、中間層として合成樹脂製又は金属製の断面矩形などの帯状補強材と断面円形などの線状補強材を螺旋状に巻き付けて一体化した螺旋補強ホース(フォーランホース)や、金属製線材や硬質合成樹脂製線材を螺旋状に埋設した螺旋補強ホースなど、構造が異なる多種類の管体を用いることも可能である。
【0019】
次に、本発明の実施形態に係る管継手Aによる管体Bの接続方法を、工程順に従って説明する。
先ず、
図1(a)及び
図2(b)(c)に示されるように、継手本体10のニップル11に沿ってスリーブ20の筒状部材21を差し込み、継手本体10の突出部12に筒状部材21の嵌合部21aを周方向へ回転不能に嵌合させることで、継手本体10と筒状部材21が一体的に装着される。
その後、
図1(a)及び
図2(b)(c)に示されるように、ニップル11に沿ってスリーブ20の縮径部材22を差し込み、筒状部材21及び縮径部材22が軸方向へ接合するように配置され。これに続いて、
図1(a)及び
図2(a)に示されるように、スリーブ20の外側に締め付け部材30を被せて、その螺子部31を筒状部材21の螺子部21bに螺合させる。それにより、継手本体10に対し、スリーブ20の筒状部材21及び縮径部材22と締め付け部材30が一体的に組み付けられる。
【0020】
その後、このセット状態で、
図1(b)に示されるように、縮径部材22の内周面とニップル11の外周面11aとの間の挿入空間Sに向けて管体Bの接続端部Baが挿入される。
これに続き、締め付け部材30をねじ込んで管挿入方向Nへ移動させる。それに伴い、テーパー状の押圧面32が縮径部材22の先端側外周面に当接して、縮径部材22を径方向へ押圧させ、弾性変形部22aにより圧縮変形する。それにより、縮径部材22の先端側内周面(抜け止め用凹凸部22b)と、ニップル11の外周面11aの先端部(抜け止め用凹凸部11c)との間に、管体Bの接続端部Baが径方向へ挟み込まれて圧縮変形し、軸方向へ抜け止めされる。
その後、締め付け部材30のねじ込みが終わった時点で、管体Bの接続作業が完了する。
【0021】
このような本発明の実施形態に係る管継手Aによると、スリーブ20が、継手本体10の突出部12と回転不能に係合し且つ締め付け部材30が移動自在に係合する筒状部材21と、締め付け部材30の移動により縮径変形される縮径部材22と、に分割され、筒状部材21及び縮径部材22を軸方向へ接合させて配置している。そのため、変形可能な管体Bを接続する度に全ての部品が繰り返し使用され、それに伴って、縮径部材22が塑性変形しても、縮径部材22のみを部品交換することで、筒状部材21や締め付け部材30などのその他の部品を再利用して管体Bが繰り返し接続可能となる。
したがって、僅かな消耗部品の交換だけでその他の部品を再利用して管体Bを繰り返し配管接続することができる。
その結果、交換が必要な部品の領域が減少し再利用可能な部品の領域が増大して、部品交換コストの低減化が図れる。
【0022】
特に、筒状部材21が、締め付け部材30と周方向へ螺合する螺子部21bを有し、締め付け部材30が、縮径部材22の外周面と対向当接する押圧面32を有し、筒状部材21と縮径部材22との接合部位に、周方向へ係合する回り止め手段23を設けた場合には、スリーブ20を筒状部材21と縮径部材22に分割しても、これら両者が回り止め手段23で周方向へ一体化されるため、締め付け部材30の回転移動が縮径部材22を介して管体Bに伝わることがない。
したがって、管体Bの締め付けに伴う捩れを防止することができる。
その結果、管体Bを捩れることなく真っ直ぐに配管接続できて利便性に優れる。
【実施例】
【0023】
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
この実施例は、
図1〜
図3に示すように、筒状部材21の内周面に、ニップル11の外周面11aと当接する突起21dを周方向へ所定間隔毎に複数形成したものである。
突起21dは、縮径部材22の内周面とニップル11の外周面11aとの間に区画形成される管体Bの挿入空間Sよりも管挿入方向Nの奥側に、管体Bの挿入空間Sと隣り合うように形成され、突起21dの内端面をニップル11の外周面11aと当接させることで、縮径部材22の全体が径方向へ移動不能となるように支持している。
【0024】
図1(a)(b)〜
図3(a)(b)に示される例では、筒状部材21の内周面において先端部21cの近傍まで、四つの突起21dをそれぞれ周方向へ等間隔毎に配置し、突起21dの内端面を、ニップル11の外周面11aに形成された後述する突条41にそれぞれ当接させている。
また、その他の例として図示しないが、突起21dの数や形状や配置したり、突条41及びニップル11の外周面11aに対して突起21dの内端面を当接させたり、ニップル11の外周面11aのみに突起21dの内端面を当接させることも可能である。
【0025】
このような本発明の実施例に係る管継手Aによると、筒状部材21の内周面から周方向へ所定間隔毎に突出した複数の突起21dがそれぞれニップル11の外周面11aと当接するため、ニップル11に対して筒状部材21が傾動不能に位置決めされる。
したがって、管体Bの挿入空間Sの偏心を防止することができる。
その結果、締付けリングの末端の鍔部に対し継手本体のナット部を嵌挿して両者が一体的に装着される従来のものに比べ、管体Bの挿入空間Sが均一幅となるため、管体Bが挿入し易くなって作業性に優れるという利点がある。
【0026】
また、この実施例は、ニップル11の外周面11aと筒状部材21とに亘って、ニップル11及び筒状部材21を軸方向へ係合するための抜け止め手段40が設けられている。
抜け止め手段40は、ニップル11に対する筒状部材21の管抜け方向Uへの移動を規制させるストッパーであり、ニップル11の外周面11aに形成される突条41と、突条41に対し管体Bの挿入方向(管挿入方向)Nへ乗り越え嵌合して管体Bの挿入方向と逆方向(管抜け方向)Uへ係止する径方向へ弾性変形可能な係止片42と、を有している。
筒状部材21は、ニップル11の外周面11aに対して管挿入方向Nへ差し込まれることにより、係止片42が突条41を乗り越えると同時に、突条41を乗り越えた時点で、係止片42の先端面が突条41の奥側面と嵌合して管抜け方向Uへ係止させている。
【0027】
すなわち、係止片42は、その管挿入方向Nの基端の内径が突条41の外径よりも若干大きくなるように設定され、この基端から管抜け方向Uの先端に向かって徐々にニップル11の外周面11aへ突出して接近するように傾斜させ、その先端の内径がニップル11において突条41を除く外径と略同じか、又は若干小径となるように設定されている。
つまり、係止片42は、ニップル11の外周面11aに沿って筒状部材21を管挿入方向Nへ差し込むことにより、管挿入方向Nの基端は突条41を通過する。基端よりも先端側の傾斜部位は、突条41と突き当たることで径方向外側へ屈曲変形して、突条41を乗り越える。突条41を通過した直後には、基端よりも先端側の傾斜部位が径方向内側へ屈曲変形して元の形状に復元され、係止片42の先端面が突条41に突き当たって、筒状部材21が管抜け方向Uへ移動不能に位置決めされる。
【0028】
図1(a)(b)〜
図3(a)(b)に示される例では、筒状部材21の内周面に複数の係止片42が周方向へ所定間隔毎に複数形成されている。詳しく説明すると、筒状部材21の内周面において四つの突起21dの間に、四つの係止片42を周方向へ等間隔毎に配置している。
また、その他の例として図示しないが、係止片42の数や形状や配置などを変更することも可能である。
【0029】
このような本発明の実施例に係る管継手Aによると、ニップル11の外周面11aと筒状部材21に亘り設けられる抜け止め手段40として、ニップル11の外周面11aに形成される突条41に対し、係止片42を径方向へ弾性変形させて管挿入方向Nへ乗り越え嵌合させると同時に、突条41を乗り越えた時点で、係止片42が管抜け方向Uへ係止して移動不能に係止される。
したがって、ニップル11に対して筒状部材21を管体Bの抜け方向へ移動不能に位置決めすることができる。
その結果、接続管に抜け方向へ大きな力が作用すると、継手本体の案内部に沿って接続管の端部が滑動して締付けリング及び袋ナットと一緒に抜けてしまう従来のものに比べ、筒状部材21及び管体Bなどを確実に抜け止めできて、抜け強度の向上が図れるという利点がある。
特に、ニップル11が金属などのような硬質材料製であり、筒状部材21が合成樹脂などのような軟質材料製であっても、突条41の通過時に係止片42の先端が傷付かず、ニップル11に対して径方向へガタ付くことなく取り付けることができる。
さらに、図示例のように、周方向へ所定間隔毎に配置された突起21dの間に、複数の係止片42が周方向へ挟まれるようにそれぞれ配置した場合には、成形型を用いた筒状部材21の樹脂成形が容易となり、製造コストの低減化が図れる。
【0030】
そして、
図1(a)(b)〜
図3(a)(b)に示される例では、ニップル11の外周面11aに、縮径部材22の基端部22cからニップル11の外周面11aに向け突出形成されたフランジ部22dが径方向へ嵌入する環状溝11bを、突条41と管体Bの挿入方向と逆方向(管抜け方向)Uに隣接して凹状に形成している。径方向へ互いに嵌合するフランジ部22dの内端部位と環状溝11bのサイズは、環状溝11bの軸方向への幅寸法をフランジ部22dの内端部位の厚み寸法よりも大きく形成することが好ましい。
筒状部材21の先端部21cには、縮径部材22の基端部22cが嵌入する環状凹部21eを形成している。
【0031】
このような図示例の管継手Aによると、ニップル11の環状溝11bに縮径部材22のフランジ部22dを嵌入させることにより、縮径部材22のフランジ部22dが管抜け方向Uへ移動不能に位置決めされる。さらに、筒状部材21の先端部21cの環状凹部21eに対し、縮径部材22の基端部22cが嵌入されることにより、縮径部材22の拡径変形が規制されると同時に、縮径部材22の基端部22c及びフランジ部22dが、ニップル11の環状溝11bと筒状部材21の環状凹部21eとの間に径方向へ挟持される。
したがって、管体Bの挿入に関係なく縮径部材22を確実に抜け止めすることができる。
その結果、縮径部材22の抜けによる作動不良を防止することができる。
特に、環状溝11bの軸方向への幅寸法をフランジ部22dの内端部位の厚み寸法よりも大きく形成した場合には、環状凹部21e及び環状溝11bに対するフランジ部22dの嵌入及び取り外しが容易になり、縮径部材22の部品交換作業を簡単に行うことができる。
【0032】
さらに、
図1(a)(b)〜
図3(a)(b)に示される例では、筒状部材21の螺子部21bに対する締め付け部材30の螺子部31のねじ込み終わり位置には、互いに係合する螺合規制手段50を筒状部材21及び締め付け部材30に亘って形成している。
螺合規制手段50は、径方向に対向して配置される凹状の切り欠き溝51と、切り欠き溝51に径方向へ係合する凸状の係止爪52とからなるラチェット構造である。切り欠き溝51及び係止爪52を、筒状部材21の螺子部21bにおいてねじ込み終わり位置と、締め付け部材30の螺子部31においてねじ込み終わり位置に、それぞれ周方向へ交互に連続して形成している。
図示例では、締め付け部材30の螺子部31においてねじ込み終わり位置となる基端外周面に、切り欠き溝51及び係止爪52を周方向へ部分的に形成している。締め付け部材30の螺子部31においてねじ込み終わり位置となる基端内周面に、切り欠き溝51及び係止爪52を周方向全体に形成している。
それにより、筒状部材21の螺子部21bに対して締め付け部材30の螺子部31をねじ込み、ねじ込み終わり位置まで到達すると、切り欠き溝51と係止爪52が係合することで、その係合音やそれに伴う抵抗感を作業者が聴覚や感覚で告知するように構成されている。さらに、ねじ込み終わりの最終位置まで到達した時には、切り欠き溝51と係止爪52の係合によってロックさせ、締め付け部材30が緩み方向へ逆回転しないように保持することが好ましい。
【0033】
このような図示例の管継手Aによると、筒状部材21に対する締め付け部材30の締め付け管理を、専用の治具や工具を用いなくても適正に且つ作業性よく実行することができる。
それにより、締め付け部材30の過剰な締め付けによる筒状部材21の螺子部21bや締め付け部材30の螺子部31の破損などを確実に防止することができる。
【0034】
なお、前示実施例では、筒状部材21の内周面に、ニップル11の外周面11aと当接する突起21dを形成し、ニップル11の外周面11aと筒状部材21とに亘って抜け止め手段40を設けたが、これに限定されず、突起21dや抜け止め手段40のいずれかを設けなくてもよい。
さらに図示例では、ニップル11の外周面11aに縮径部材22のフランジ部22dが嵌入する環状溝11bを形成し、筒状部材21の先端部21cに縮径部材22の基端部22cが嵌入する環状凹部21eを形成し、筒状部材21の螺子部21bに対する締め付け部材30の螺子部31のねじ込み終わり位置に螺合規制手段50を形成したが、これに限定されず、環状溝11
bや環状凹部21eや螺合規制手段50のいずれかを形成しなくともよい。