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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024074329
(43)【公開日】2024-05-31
(54)【発明の名称】管継手用加締めナット
(51)【国際特許分類】
   F16L 19/025 20060101AFI20240524BHJP
   F16L 33/20 20060101ALI20240524BHJP
   F16L 23/036 20060101ALI20240524BHJP
【FI】
F16L19/025
F16L33/20
F16L23/036
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022185402
(22)【出願日】2022-11-21
(71)【出願人】
【識別番号】000006714
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100089875
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 茂
(72)【発明者】
【氏名】奥村 博
【テーマコード(参考)】
3H014
3H016
3H017
【Fターム(参考)】
3H014CA05
3H016AA05
3H016AC03
3H017GA03
(57)【要約】
【課題】生産性を高める上で有利な管継手用加締めナットを提供する。
【解決手段】管継手用加締めナット10Aは、ナット部12と、筒部14と、突起部16とを含んで構成されている。筒部14は、ナット部12と同軸上でナット部12の軸方向の一端から筒状に突出している。突起部16は、ナット部12と反対に位置する筒部14の端部に設けられ、筒部14の内周面よりも筒部14の半径方向内側に突出し、環状を呈している。筒部14の肉厚Tは、ナット部12に近づくにつれて次第に小さくなるように形成されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ナット部と、前記ナット部と同軸上で前記ナット部から突出する筒部と、前記ナット部と反対に位置する前記筒部の端部に設けられ前記筒部の内周面よりも半径方向内側に突出する環状の突起部とを備え、
前記突起部が加締められ前記突起部が継手本体の凹溝に回転可能に結合されて管継手が構成される管継手用加締めナットであって、
前記筒部の肉厚は、前記ナット部に近づくにつれて次第に小さくなるように形成されている、
ことを特徴とする管継手用加締めナット。
【請求項2】
前記筒部の外周部は、均一外径の円筒面で形成され、
前記筒部の内周部は、前記ナット部に近づくにつれて内径が次第に大きくなる円錐面で形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の管継手用加締めナット。
【請求項3】
前記筒部の外周部は、前記ナット部に近づくにつれて外径が次第に小さくなる円錐面で形成され、
前記筒部の内周部は、均一内径の円筒面で形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の管継手用加締めナット。
【請求項4】
前記筒部の外周部は、前記ナット部に近づくにつれて外径が次第に小さくなる円錐面で形成され、
前記筒部の内周部は、前記ナット部に近づくにつれて内径が次第に大きくなる円錐面で形成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の管継手用加締めナット。
【請求項5】
前記ナット部の内周部には雌ねじが形成され、
前記筒部が接続される前記ナット部の端部の内周部には、前記雌ねじに代えて前記円錐面の端部の内径と同一内径の円筒面が形成されている、
ことを特徴とする請求項2または4記載の管継手用加締めナット。
【請求項6】
前記円錐面が前記ナット部の軸心に対して交差する角度は3度以上10度以下の範囲である、
ことを特徴とする請求項2または3記載の管継手用加締めナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は管継手用加締めナットに関する。
【背景技術】
【0002】
管継手として例えばホース継手金具が挙げられる。
図12に示すように、ホース継手金具60の多くは、ソケット62とニップル64とを備えホースの端部が結合される継手本体66と、機器側の継手金具に結合される管継手用加締めナット68とを含んで構成されている。
管継手用加締めナット68は、内周部に雌ねじ70が形成されたナット部72と、ナット部72と同軸上でナット部72から突出する筒部74と、ナット部72と反対に位置する筒部74の端部に設けられ筒部74の内周面よりも半径方向内側に突出する環状の突起部76とを備えている。
そして、突起部76がその半径方向内側に加締められることで、突起部76が継手本体66の凹溝6602に加締められ、突起部76が凹溝6602に回転可能かつ継手本体66の軸方向において突起部76が凹溝6602の側面の間で移動できる範囲で移動可能に結合されてホース継手金具60が構成されている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2019-94970号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、管継手用加締めナット68の突起部76が筒部74の半径方向内側に加締められる際に筒部74からナット部72にわたり大きな応力が作用する。
このため、筒部74が変形することに加え、ナット部72の筒部74側の端部に位置する雌ねじ70も変形してしまい、検査の際にねじゲージが雌ねじ70に円滑に螺合せず、不良品となってしまう不具合が生じていた。
このような不具合を解消するため、筒部74の肉厚を小さくすることが考えられる。
しかしながら、筒部74の肉厚を小さくすると、雌ねじ70の変形を防止できるものの筒部74の破壊圧力が低下し、ホースに継手金具を結合し、ホースの内圧を繰り返して変動させる圧力試験において、筒部74がめくれ上がり、ホースの内圧を高めることができない不具合が生じる。
そのため、ホース継手金具60の管継手用加締めナット68については生産性に劣り、何らかの改善が求められていた。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、その目的は、生産性を高める上で有利な管継手用加締めナットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明の一実施の形態は、ナット部と、前記ナット部と同軸上で前記ナット部から突出する筒部と、前記ナット部と反対に位置する前記筒部の端部に設けられ前記筒部の内周面よりも半径方向内側に突出する環状の突起部とを備え、前記突起部が加締められ前記突起部が継手本体の凹溝に回転可能に結合されて管継手が構成される管継手用加締めナットであって、前記筒部の肉厚は、前記ナット部に近づくにつれて次第に小さくなるように形成されていることを特徴とする
【発明の効果】
【0006】
本発明の一実施の形態では、筒部の肉厚を、ナット部に近づくにつれて次第に小さくなるように形成することで、筒部に円錐面が設けられる。
したがって、加締めの際に生じる応力を、この円錐面を有する筒部によって滑らかに吸収することができる。
そのため、雌ねじの変形を防止でき、同時に、単に肉厚を均一に薄くした筒部と異なり、筒部の破壊圧力を確保でき、管継手用加締めナットの生産性を高める上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】第1の実施の形態に係る管継手用加締めナットの半部断面側面図である。
図2】第1の実施の形態に係る管継手用加締めナットの要部の拡大断面側面図である。
図3】第2の実施の形態に係る管継手用加締めナットの要部の拡大断面側面図である。
図4】第3の実施の形態に係る管継手用加締めナットの要部の拡大断面側面図である。
図5】第4の実施の形態に係る管継手用加締めナットの半部断面側面図である。
図6】第4の実施の形態に係る管継手用加締めナットの要部の拡大断面側面図である。
図7】実験例1、2の管継手用加締めナットの要部の拡大断面側面図である。
図8】実験例3の管継手用加締めナットの要部の拡大断面側面図である。
図9】実験例1-3の試験結果を示す図である。
図10】管継手用加締めナットの外形寸法を規定する半部断面側面図である。
図11】管継手用加締めナットの外形寸法と好適な角度θを示す説明図である。
図12】従来の管継手用加締めナットの使用状態の断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
(第1の実施の形態)
まず、図1図2を参照して第1の実施の形態に係る管継手用加締めナット10Aについて説明する。
管継手用加締めナット10Aは、ナット部12と、筒部14と、突起部16とを含んで構成されている。
管継手用加締めナット10Aは、S20CやS25Cなどの炭素鋼で形成されている。
ナット部12は、その内周部に雌ねじ18が形成され、外周部に六角形状が形成されて構成されている。
詳細には、ナット部12は、六角形状の本体部1202と、本体部1202の端部から筒部14に接続する傾斜部1204とを有し、本体部1202の内周部に雌ねじ18が形成され、傾斜部1204の内周部には均一内径の円筒面1206が形成されている。
筒部14は、ナット部12と同軸上でナット部12の軸方向の一端から筒状に突出している。
突起部16は、ナット部12と反対に位置する筒部14の端部に設けられ、筒部14の内周面よりも筒部14の半径方向内側に突出し、環状を呈している。
【0009】
筒部14の肉厚Tは、ナット部12に近づくにつれて次第に小さくなるように形成されている。
詳細に説明すると、筒部14の外周部は、均一外径の円筒面1402で形成され、この円筒面1402は突起部16の外周部の円筒面1602に連続している。
筒部14の内周部は、ナット部12に近づくにつれて内径が次第に大きくなる円錐面20で形成されている。
この円錐面20のナット部12側の端部の内径と、ナット部12の内周部の円筒面11206の内径とは同一で、円錐面20と円筒面1206とは、段差などがなく滑らかに接続されている。
円錐面20がナット部12の軸心に対して交差する角度θは、3度以上10度以下の範囲である。
角度θが3度未満であると、加締めナット10Aの加締め時における雌ねじ18の変形を抑制する効果が低下する。また、角度θが10度を超えると、圧力試験時における筒部14の破壊圧力を確保する効果が低下する。
【0010】
第1の実施の形態によれば、突起部16を筒部14の半径方向内側に加締める際に、筒部14からナット部12にわたり大きな応力が作用するものの、筒部14の肉厚Tが、ナット部12に近づくにつれて次第に小さくなるように形成され、筒部14に円錐面20が設けられているので、この応力を、この円錐面20を有する筒部14によって滑らかに吸収することができる。
すなわち、加締めの際に生じる応力を筒部14により滑らかに吸収することができるので、筒部14の断面積が大きく変わる筒部14とナット部12との境の箇所に生じる応力集中を緩和することができる。
したがって、雌ねじ18の変形を防止でき、同時に、単に肉厚Tを均一に薄くした筒部14と異なり、筒部14の破壊圧力を確保できるので、管継手用加締めナット10Aの生産性を高める上で有利となる。
【0011】
(第2の実施の形態)
次に、図3を参照して第2の実施の形態について説明する。
なお、以下の実施の形態では、第1の実施の形態と同様な箇所には同一の符号を付してその説明を省略又は簡略し、異なった箇所を重点的に説明する。
第2の実施の形態の管継手用加締めナット10Bでは、筒部14の肉厚Tが、ナット部12に近づくにつれて次第に小さくなるように形成されている点は第1の実施の形態と同様であるが、円錐面22が筒部14の内周部ではなく外周部に形成されている点が第1の実施の形態と異なっている。
詳細に説明すると、筒部14の内周部は、ナット部12の傾斜部1204の円筒面1206と同一の内径の円筒面1404で形成されている。
筒部14の外周部は、ナット部12に近づくにつれて外径が次第に小さくなる円錐面22で形成されている。
円錐面22の延在方向の一端は、突起部16の外周部の円筒面1602に段差などがなく接続され、円錐面22の延在方向の他端は、ナット部12の傾斜部1204に鈍角の角度で交差している。
円錐面22がナット部12の軸心に対して交差する角度θは、3度以上10度以下の範囲である。
このような第2の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に、突起部16を筒部14の半径方向内側に加締める際に生じる大きな応力を筒部14によって滑らかに吸収できる。そのため雌ねじ18の変形を防止でき、同時に、筒部14の破壊圧力を確保できるので、管継手用加締めナット10Bの生産性を高める上で有利となる。
【0012】
(第3の実施の形態)
次に、図4を参照して第3の実施の形態について説明する。
第3の実施の形態の管継手用加締めナット10Cでは、筒部14の肉厚Tが、ナット部12に近づくにつれて次第に小さくなるように形成されている点は第1の実施の形態と同様であるが、円錐面20、22が筒部14の内周部と外周部の双方に形成されている点が第1の実施の形態と異なっている。
詳細に説明すると、筒部14の内周部は、ナット部12に近づくにつれて内径が次第に大きくなる円錐面20で形成されている。
この円錐面20のナット部12側の端部の内径と、ナット部12の円筒面1206の内径とは同一で、円錐面20と円筒面1602とは、段差などがなく滑らかに接続されている。
筒部14の外周部は、ナット部12に近づくにつれて外径が次第に小さくなる円錐面22で形成されている。
筒部14の外周部の円錐面22の延在方向の一端は、突起部16の円筒面1602に段差などがなく接続され、円錐面22の延在方向の他端は、ナット部12の傾斜部1204に鈍角の角度で交差している。
筒部14の内周部の円錐面20がナット部12の軸心に対して交差する角度θ1と、筒部14の外周部の円錐面22がナット部12の軸心に対して交差する角度θ2とすると、それら角度θ1と角度θ2とを足し合わせた角度θ3が3度以上10度以下の範囲である。
このような第3の実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様に、突起部16を筒部14の半径方向内側に加締める際に生じる大きな応力を筒部14によって滑らかに吸収できる。そのため、雌ねじ18の変形を防止でき、同時に、筒部14の破壊圧力を確保でき、管継手用加締めナット10Cの生産性を高める上で有利となる。
【0013】
(第4の実施の形態)
次に、図5図6を参照して第4の実施の形態について説明する。
第4の実施の形態の管継手用加締めナット10Dは、第1の実施の形態の管継手用加締めナット10Aの変形例であり、筒部14が接続されるナット部12の端部の内周部に、雌ねじ18に代えて筒部14の内周部の円錐面20の端部の内径と同一内径の円筒面24が形成されている。
この円筒面24は、ナット部12の傾斜部1204の内周部から本体部1202の端部の内周部に至っている。
第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態と同様な効果が奏されるほか、突起部16を筒部14の半径方向内側に加締める際に、雌ねじ18の変形を防止する上でより有利となっている。
【0014】
次に、図7図8図9を参照して実験例について説明する。
以下のように実験例1、2、3の3種類の管継手用加締めナットを作成してゲージ検査および破壊試験を実施して評価を行った。
実験例1は、図7に示すように従来の標準的な管継手用加締めナットであり、筒部14の内周部は円筒面で形成されているものであり、筒部14の内径であるふところ径D1を29.0mmとしたものである。
実験例2は、実験例1のふところ径D1を30.5mmとしたものであり、筒部14の肉厚Tを実験例1よりも0.75mm薄くしたものである。
実験例3は、図9に示すように、第1の実施の形態の管継手用加締めナット10Aに相当するものであり、筒部14の内周部と突起部16との境目の箇所の内径D1(以下ふところ径D1という)を従来の標準的な管継手用加締めナットである実験例1と同一寸法の29.0mmとし、筒部14の内周部の円錐面20がナット部12の軸心に対して交差する角度θを6.4度としたものである。
なお、実験例1、2、3において以下に規定する外形寸法は全て同一とした。
1)突起部16の内径
2)筒部14の外径
3)筒部14の軸心方向に沿った突起部14の厚さ
4)突起部16の端面からナット部12の本体部1202と傾斜部1204との境目までの筒部14の軸心方向に沿った長さ
5)突起部16の端面からナット部12の傾斜部1204と筒部14の円筒面1402との境目までの筒部14の軸心方向に沿った長さ
6)突起部16の端面からナット部14の端面までの筒部14の軸心方向に沿った長さ
【0015】
ゲージ検査では、筒部14の加締め加工後に雌ねじ18に対してねじゲージを用いて検査を行った。
図9に示すように、実験例1について3個の試験品を作成したところ3個ともゲージ検査が不合格となった。
加締め前後における雌ねじ18の内径の変化量は0.020-0.035mmであった。
実験例2について10個の試験品を作成したところ10個ともゲージ検査が合格となった。
加締め前後における雌ねじ18の内径の変化量は0.010-0.020mmであった。
実験例3について10個の試験品を作成したところ10個ともゲージ検査が合格となった。
加締め前後における雌ねじ18の内径の変化は0.010-0.020mmであり実験例2と同等であった。
【0016】
破壊試験については、作成した試験品を組み付けた管継手を実験例毎に10個ずつ作成し、管継手にかける圧力を次第に増加させていき、試験品の破壊(抜け)が生じた時点での圧力を破壊試験圧力として測定した。
破壊試験における破壊試験圧力の評価は、175MPa以上を合格とし、140MPa以上175MPa未満を不合格とした。
図9に示すように、実験例1は、試験品の全数の破壊試験圧力が190.0MPa以上であり試験品の全数が合格となった。
実験例2は、試験品の破壊試験圧力が170.6-193.4MPaの範囲にばらついており、合格と不合格との双方が発生した。
実験例3は、試験品の全数の破壊試験圧力が190.0MPa以上であり試験品の全数が合格となった。
【0017】
以上の実験結果に示すように、実験例3は、実験例1、2に比較してゲージ検査および破壊試験の双方の評価結果が優れていることがわかった。
【0018】
次に、それぞれ外形寸法が異なる第1の実施の形態の管継手用加締めナット10Aにおいて、筒部14の円錐面20がナット部12の軸心に対して交差する角度θの好適な範囲について説明する。
図10は管継手用加締めナット10Aの外形寸法を規定する断面図であり、外形寸法は以下のように規定される。
D1:筒部14の内周部と突起部16との境目の箇所の内径(ふところ径)
D2:突起部16の内径
D3:筒部14の外径
L1:筒部14の軸心方向に沿った突起部14の厚さ
L2:突起部16の端面からナット部12の本体部1202と傾斜部1204との境目までの筒部14の軸心方向に沿った長さ
L3:突起部16の端面からナット部12の傾斜部1204と筒部14の円筒面1402との境目までの筒部14の軸心方向に沿った長さ
L4:突起部16の端面からナット部14の端面までの筒部14の軸心方向に沿った長さ
図11は上述した各外形寸法と、角度θの好適な範囲との対応を示す図であり、図中、#1-#4は外形寸法が異なる4つの管継手用加締めナットを示す。
なお、4つの管継手用加締めナット#1-#4において、各外形寸法D1、D2、L1-L4は、従来の標準的な管継手用加締めナットの寸法と同一である。
管継手用加締めナット#1-#4において、好適な角度θの範囲は、3度以上10度以下の範囲内となっている。
【0019】
なお、本実施の形態では、管体がホースであり、管継手がホース継手金具である場合について説明したが、鋼管を繋ぐ管継手などにも本発明は広く適用可能である。
【符号の説明】
【0020】
10A~10D 管継手用加締めナット
12 ナット部
1202 本体部
1204 傾斜部
1206 円筒面
14 筒部
1402 円筒面
1404 円筒面
16 突起部
1602 円筒面
18 雌ねじ
20 円錐面
22 円錐面
24 円筒面
60 ホース継手金具
62 ソケット
64 ニップル
66 継手本体
6602 凹溝
68 管継手用加締めナット
70 雌ねじ
72 ナット部
74 筒部
76 突起部
T 筒部の肉厚
θ、θ1、θ2 角度
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12