JP2005140238A

JP2005140238A - 管継手

Info

Publication number: JP2005140238A
Application number: JP2003377359A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Kuraguchi; 和彦蔵口; Masatoshi Asai; 正敏浅井
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-06
Also published as: JP4127189B2

Abstract

【課題】プラグを脱却する際にホース内に残存した圧縮空気がソケット部内へ噴出して、この圧縮空気によってワンタッチスリーブがスライド移動してしまうことを防止させる。
【解決手段】ソケット部１２を形成しているカプラハウジング１５、プラグの外周面に形成された環状溝２７と係合するようにソケット部１２の周壁面に放射状に配置された施錠ボー２６、施錠ボール２６を突出させた位置にロックさせる操作スリーブ２８及び、施錠ボール２６を内径方向に突出させないようにカプラハウジング１５の内周面に沿ってスライド可能に配置されたワンタッチスリーブ２９とを備え、更に、ソケット部１２の内側と外周側間を連通させた開口３４を形成して、プラグをソケット部１２から離脱させる際にプラグから排出された圧縮空気を前記開口３４を介してソケット部１２の外側に排出させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、圧縮機等の圧縮空気供給源側から、圧縮空気によって駆動される空気動工具等へ圧縮空気を供給するために、圧縮空気供給源側と工具側とを着脱可能に接続させるようにした管継手に関する。

一般的に、空気圧縮機等の圧縮空気源から圧縮空気によって作動させるようにした空気工具側へ圧縮空気を供給する際にはホースが使用され、圧縮空気源とホース又はホースと工具間を接続又は離脱するために工具側に連結されるプラグと圧縮空気源側に配置されるカプラとによって構成された管継手が使用されている。一端側が圧縮空気供給源側に連結されたカプラの他端側には、工具側に連結されたプラグを挿入できる雌型のソケット部が形成されており、プラグをソケット部内に挿入することによってカプラ側とプラグ側の流路が接続されて圧縮空気供給源からの圧縮空気が工具側へ供給されると共に、ソケット部の周壁面から内径方向に突出させた施錠ボールをプラグの外周面に形成した環状溝に係合させ、カプラの外周にスライド可能に形成した操作スリーブによって前記施錠ボールを内径方向に突出した位置に保持させることによってプラグをカプラのソケット部内に装着保持させるようにしている。そして、前記操作スリーブをスライド操作して施錠ボールを外径方向に移動できるようにしてプラグをソケット部へ装着又は離脱させるようにしている。

前記プラグをカプラのソケット部へ装着する際に、前記操作スリーブを操作しなくてもプラグをカプラのソケット部内へ挿入するだけのワンタッチ操作によってカプラとプラグとの接続ができるようにした管継手が提案されている。この管継手では、前記カプラのソケット部を形成している内周壁面に沿ってスライド移動可能にバネ付勢させたワンタッチスリーブを設け、内周壁面に配置された施錠ボールをプラグ装着用のソケット部内に突出しないように保持させるようにして、プラグを挿入することによってこのワンタッチスリーブをバネ付勢力に抗して押圧させて施錠ボールをプラグの溝に係合させるようにソケット部内へ進出させ、操作スリーブが前進して施錠ボールをロック位置に拘束させてプラグがソケット部に装着されるようにしている。また、プラグをカプラから離脱させる際には、プラグがソケット部から離脱される動きに追従してワンタッチスリーブが前方へ移動してプラグがカプラのソケット部から離脱した時に施錠ボールをソケット部内から外径方向に退避させるように保持させるようにしている。
実公平３−５７５７号公報

また、作動空気圧力が例えば１０ｋｇ／ｃｍ^２以下の常圧領域で使用する常圧用工具と、これより作動空気圧力が高い高圧圧力領域で使用する高圧用工具の両方の工具へそれぞれの工具の作動空気圧の圧縮空気を供給するようにした圧縮空気供給システムでは、各々の工具やホース等に取り付けるプラグは誤接続を防止するために常圧用及び高圧用とそれぞれ専用の形状のものが使用されており、そして、高圧専用のプラグと、常圧専用のプラグを共に装着できるようにして、高圧専用のプラグが装着されたときには圧縮空気源から供給されている高圧域の圧縮空気が高圧専用の工具へ供給でき、常圧専用のプラグが装着された時には、内蔵された減圧弁によって常圧域の圧力まで減圧された圧力の圧縮空気が常圧専用の工具へ供給されるようにしたカプラが既に提案されている。
特開２００３−９７４４８号公報

上記のような高圧専用と常圧専用のプラグとを共に装着できるようにしたカプラにおいては、常圧専用プラグとの流体的な接続をさせるためのシール部がワンタッチスリーブの端部に形成されている。また、このワンタッチスリーブの内径側に配置されている高圧専用プラグとのシール部を形成している筒状体との間からの圧縮空気の流出を防止するためにワンタッチスリーブと筒状体間にも摺動シールが形成されている。このような高圧と常圧の専用のカプラを装着できるようにしたカプラにおいては、高圧工具側に接続されている高圧専用プラグをカプラから外す際に、工具内とホース内に供給されていた高圧域の圧縮空気がカプラとプラグ間のシールが外された瞬間にプラグ先端から噴出して、この圧縮空気が一瞬カプラのソケット部内に充満して前記ワンタッチスリーブの端部に作用してこのワンタッチスリーブをバネ付勢力に抗してスライド移動させてしまうことがある。なお、これは高圧専用プラグだけでなく、常圧専用プラグをカプラから外す際も同様な状況になってしまう可能性がある。このようにワンタッチスリーブがバネ付勢力に抗してスライド移動した状態でプラグが外されてしまうと、施錠ボールがソケット部内の内径方向に突出した状態で操作スリーブによってロックされてしまい、ワンタッチスリーブがバネ力によって付勢されても前端が施錠ボールに当たって停止してしまう。このように、施錠ボールがソケット部内に突出した状態でロックされているので、プラグをソケット部内へ挿入することができずワンタッチ操作でのプラグ装着ができなくなってしまうという問題が発生していた。

ワンタッチスリーブをスライド付勢させているバネの付勢力を、高圧域の圧縮空気圧がワンタッチスリーブの端部に作用して押圧させる押圧力よりも大きく設定することによって、圧縮空気の圧力によってワンタッチスリーブが移動してしまうことを防止することは可能であるが、プラグを装着する際にはプラグの挿入操作によってワンタッチスリーブをバネ付勢力に抗してスライド移動させて装着するので、このようにバネ荷重を大きく設定するとプラグ装着時の操作荷重が大きくなって装着操作を行いづらくしてしまうという問題が発生する。

本発明は、上記従来技術での問題点を解決し、カプラのソケット部からプラグを外したときにプラグから噴出される圧縮空気によって、ワンタッチスリーブがスライド移動してしまうことが無く、プラグを常にワンタッチ操作で装着させることができるカプラを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため本発明の管継手は、工具側に連結されるプラグと、一端側が圧縮空気供給源に連結されると共に他端側に前記プラグを着脱自在に装着させるソケット部が形成され、該ソケット部に装着されたプラグ側へ圧縮空気供給源から供給されている圧縮空気を供給させるようにしたカプラとから構成される管継手であって、前記カプラが、一端側に前記ソケット部を形成しているカプラハウジング、ソケット部内に挿入されたプラグの外周面に形成された環状溝と係合するようにソケット部の周壁面に放射状に配置された施錠ボールと、施錠ボールを突出させた位置にロックさせる操作スリーブ及び、この施錠ボールを内径方向に突出させないようにカプラハウジングの内周面に沿ってスライド可能に配置されたワンタッチスリーブとを備えて構成されており、更に、前記ソケット部の内側と外周側間を連通させた開口を前記ワンタッチスリーブとハウジング及び操作スリーブの各々の周壁に径方向に形成して、プラグをソケット部から離脱させる際にプラグ端から排出された圧縮空気を前記開口を介してソケット部の外側に排出させるようにしたことを特徴とする。

以上のように本発明の管継手によれば、前記ソケット部内からカプラの外周側に連通させた開口を前記ワンタッチスリーブとハウジング及び操作スリーブの各々の周壁に径方向に形成して、プラグをソケット部から離脱させる際にプラグ端から排出された圧縮空気を前記開口を介してソケット部の外側に排出させるようにしているので、工具側のホース内に残存した圧縮空気がソケット部に噴出されこの圧縮空気がワンタッチスリーブの端面に作用してワンタッチスリーブをバネの付勢力に抗してスライド移動させてしまうことが無く、プラグを外した状態で施錠ボールがソケット部内に突出された状態でロックされていることが無く、従ってプラグをソケット部内へ挿入操作するだけのワンタッチ操作でプラグの装着を確実に行わせることができる。

本発明は、ホース内に残存した圧縮空気がカプラからプラグを離脱させる際にソケット部内へ噴出して、この圧縮空気によってワンタッチスリーブがスライド移動してしまうことを防止させるという目的を、ソケット部内からカプラの外周側に連通させた開口を前記ワンタッチスリーブとハウジング及び操作スリーブの各々の周壁に径方向に形成することによって達成したものであり、更に具体的な実施例を以下に説明する。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の管継手を構成しているカプラ１０の断面図であり、このカプラ１０は、例えば図２に示すように空気圧縮機から常用の圧力域の圧縮空気で駆動される常圧工具と、常用の圧力よりも高い圧力域の圧縮空気によって駆動される高圧工具へそれぞれの工具を駆動させる作動圧力域の圧縮空気を供給するようにした圧縮空気供給システムにおいて使用される。圧縮空気供給システムは、電動モータ１で駆動される圧縮機２、３を備えた空気圧縮機によって高圧専用の工具を駆動させることが可能な高圧域の圧縮空気が生成されて空気タンク４に貯留される。空気タンク４には空気圧工具へ供給する圧縮空気の圧力を任意に調整する圧力調整器５と、工具側に接続されたホースの端部に取り付けたプラグを接続するカプラ１０によって構成されている圧縮空気供給手段６が少なくとも１つ設置されている。図において７及び８はそれぞれ空気タンク４内の空気圧力値と圧力調整器５による調整圧力値を表示する圧力計である。圧力調整器５は空気タンク４内に貯留されている圧縮空気の圧力を、常圧工具の作動圧力領域から高圧工具の作動圧力領域の範囲まで任意の調整圧力に減圧してカプラ１０に供給する。

図１に示すように、カプラ１０の一端側には前記圧力調整器５に接続されて減圧された圧縮空気が供給されるエア供給口１１が形成されており、反対側の端部には工具に接続されたエアホースに取り付けられたプラグを受け入れて装着するための雌型のソケット部１２が形成されている。ソケット部１２は常圧専用と高圧専用のそれぞれ形状の異なったプラグＰ１、Ｐ２が何れも接続できるように形成されている。カプラ１０内には、プラグが接続されていない状態で遮断されてソケット部１２側からの圧縮空気の流出を防止するとともに、プラグＰ１、Ｐ２がソケット部１２へ装着されることによって開かれてプラグＰ１、Ｐ２へ圧縮空気を供給するようにした２つの遮断弁１３ａ、１３ｂが形成されている。

一方の遮断弁１３ａは常圧専用プラグＰ１がソケット部１２へ装着されることによりスライド作動される筒状体１４の外周面に装着されているＯリングよって構成されており、常圧専用プラグＰ１がソケット部１２に接続されることによって筒状体１４がスライド作動されて、Ｏリング１３ａがソケット部１２を形成しているカプラハウジング１５に形成されたバルブシート１６から離反され、前記筒状体１４の周壁に形成されている開口１７を介してソケット部１２側へ圧縮空気を導通させる。また、他方の遮断弁１３ｂは高圧専用プラグＰ２の装着によってスライド作動されるロッド１８の外周に装着された止めリング１９によってロッド１８と一緒にスライド作動されるように構成されており、この遮断弁１３ｂが前記筒状体１４の開口されている端縁と係合・離脱することによりソケット部１２側とエア供給口１１間を遮断・連通させるように構成されており、高圧専用プラグＰ２が装着されることによってロッド１６がスライド作動されて遮断弁１３ｂが開放されて圧縮空気を高圧専用プラグＰ２側へ導通させる。

更に上記カプラ１０のエア供給口１１側には、エア供給口１１からソケット部１２側への圧縮空気通路を開閉する開閉弁２０が設けられている。この開閉弁２０は付勢バネ２１とエア供給口１１から供給されるエア圧によりカプラハウジング１５に形成されたバルブシート２２の上流側面に密着されて圧縮空気を遮断するように作用している。該開閉弁２０の下流側にはこの開閉弁２０を開閉作動させて開閉弁２０の下流側に減圧された圧力を生成させる調圧ピストン２３が摺動自在に配置されている。該調圧ピストン２３は、開閉弁２０の下流側の圧縮空気の圧力を受ける受圧面２３ａに作用する圧縮空気の圧力と、この受圧面２３ａの反対側に配置された調圧バネ２４による調圧ピストン２３を押圧するバネ力とのバランスによって前記開閉弁２０を開閉操作するように摺動作動される。上記調圧バネ２４の押圧力と受圧面２３ａの面積は、受圧面２３ａに作用する圧縮空気の圧力が常圧工具を作動させる上限の圧力例えば１０ｋｇ／ｃｍ^２を境として、受圧面２３ａに作用するエア圧がこれより大きくなったときに開閉弁２０を閉鎖する方向に作動し、受圧面２３ａに作用するエア圧が小さくなったときには開閉弁２０を開く方向に作動するように設定してある。

即ち、前記開閉弁２０と調圧ピストン２３とは調圧バネ２４と受圧面２３ａとで設定された減圧弁として機能するもので、エア供給口１１へ圧力調整器５を介して高圧領域の圧縮空気が供給されていて、図３に示すようにソケット部１２に常圧専用プラグＰ１が接続された場合には前記開閉弁２０は閉じた状態になっており、常圧専用プラグＰ１へは前記受圧面２３ａと調圧バネ２４で設定された常圧域の圧力に減圧された圧縮空気が供給される。常圧工具を前記の設定圧より低い圧力で使用する場合には、圧力調整器５によりエア供給口１１に供給するエア圧を設定圧より低く調整する。これにより、調圧ピストン２３は調圧バネ２４のバネ力によって開閉弁２０を開放した状態に作動して、常圧工具には圧力調整器５で調整された圧力の圧縮空気が供給されるようにされている。

また、図４に示すように、高圧専用プラグＰ２をソケット部１２へ装着することによって該プラグＰ２の先端と当接して作動されるロッド１８の他端側が、前記調圧ピストン２３の中心開口を貫通して開閉弁２０の方向に延長して配置されており、高圧専用プラグＰ２がソケット部１２に装着されて前記ロッド１８がスライド作動されることにより、ロッド１８の先端が前記開閉弁２０と当接してこれをバルブシート２２から離反させて開閉弁２０を開放させた状態に維持する。これにより、高圧工具を使用するため高圧プラグＰ２が装着されたときには前記開閉弁２０は開放状態を維持させられ、高圧工具には圧力調整器５により調整された高圧域の圧力の圧縮空気が供給できる。

図５に詳細に示すように、前記カプラ１０のソケット部１２を形成しているカプラハウジング１５の周壁には、周方向に間隔を隔てて複数の開口２５が形成されており、この開口２５内にソケット部１２内へ向けて突出できるようにスチール製の施錠ボール２６が収容配置されている。この施錠ボール２６がソケット部１２内へ進出してソケット部１２内に挿入されたプラグＰ１、Ｐ２の外周面に形成されている環状溝２７と係合できるようにしている。更に、前記カプラハウジング１５の外側にはスライド作動可能な操作スリーブ２８が設けられており、この操作スリーブ２８によってソケット部１２の内方へ突出してプラグＰ１、Ｐ２の環状溝２７に係合した施錠ボール２６を外径方向に移動しないようにロックさせることによってプラグＰ１、Ｐ２をソケット部１２内に装着保持させるようにしている。

更に、前記カプラハウジング１５の内側には、前記施錠ボール２６がソケット部１２の内方へ向けて突出しないように保持するためのワンタッチスリーブ２９がスライド移動可能に配置されており、このワンタッチスリーブ２９の先端部の環状部分がカプラハウジング１５の開口２５が形成されている部分の内周面側へ進出されることによって前記施錠ボール２６を開口２５からソケット部１２の内側へ突出するのを阻止するようにしている。上記ワンタッチスリーブ２９はバネ３０によって先端部が施錠ボール２６の内側に進出されるようにスライド付勢されている。このワンタッチスリーブ２９の内側には前述の遮断弁１３ａ、１３ｂが開かれたときに圧縮空気をプラグ側へ誘導する筒状体１４が配置されており、この筒状体１４の前端部内周面には高圧プラグＰ２の外周面と摺接されるシール部材３１が形成されており、遮断弁１３ｂを介して供給される圧縮空気を高圧プラグＰ２へ導くようにしている。

また、互換性をなくすために上記高圧プラグＰ２よりもシール部の外形寸法が大きく形成されている常圧プラグＰ１を接続させるため、前記ワンタッチスリーブ２９の内周面に常圧プラグＰ２の外周面と摺接されるシール部材３２が形成されており、前記筒状体１４を介して供給される圧縮空気を常圧プラグＰ１へ誘導させるようにしている。尚、前記常圧プラグＰ１がソケット部１２に接続されたときに、遮断弁１３ａと筒状体１４を介して供給される圧縮空気がワンタッチスリーブ２９と筒状体１４の間から漏れてしまうのを防止するため、ワンタッチスリーブ２９の内周面と筒状体１４の外周面との間にも摺動シール３３が形成されている。このように、ワンタッチスリーブ２９と筒状体１４間にシール部３３が形成されることによって、ソケット部１２内にプラグ側からソケット部１２内に排出された圧縮空気がワンタッチスリーブ２９の端面に作用してワンタッチスリーブ２９をバネ３０の付勢力に抗してスライド移動させてしまう現象が発生する。

更に、本発明のカプラ１０におけるソケット部１２には、前記ワンタッチスリーブ２９と、カプラハウジング１５及び操作スリーブ２８の各々の周壁を貫通して、ソケット部１２内を操作スリーブ２８の外周面側に連通させる開口３４が形成されている。この開口３４によって、常圧又は高圧のプラグＰ１、Ｐ２をカプラ１０から離脱させる際にカプラ１０のシール部３１、３２からプラグがＰ１、Ｐ２離脱した瞬間にソケット部１２内に噴出される圧縮空気を、ソケット部１２内から操作スリーブ２８の外周側に排出させて、ソケット部１２内に噴出された圧縮空気がワンタッチスリーブ２９の端部に作用してワンタッチスリーブ２９をバネ３０の付勢力に抗してスライド移動させることがないようにしている。

ワンタッチスリーブ２９に形成された開口３４ａは、常圧プラグＰ１と密着するシール部材３２よりも前端側に周方向に間隔を隔てて複数が形成されており、カプラハウジング１５に形成されている開口３４ｂは、施錠ボール２６を収容している開口２５の後方側の周壁面に前記ワンタッチスリーブ２９に形成されている開口３４ａと同じ位置になるように周方向に間隔を隔てて形成されている。更に、操作スリーブ２８に形成されている開口３４ｃも前記ワンタッチスリーブ２９とカプラハウジング１５に形成された開口３４ａ、３４ｂと整合されるように周方向に間隔を隔てて複数が形成されている。これらの開口３４ａ、３４ｂ、３４ｃは、ワンタッチスリーブ２９の先端が施錠ボール２６から外れる寸前の位置まてバネ３０の付勢力に抗してスライド移動したときにこれらの開口３４ａ、３４ｂ、３４ｃが整合して、ソケット部１２内の圧縮空気が整合された開口３４ａ、３４ｂ、３４ｃを通して排出されるようにすればよい。

以下、上記実施例に係る本発明のカプラ１０による作動状態を説明する。図６に示すようにカプラ１０のソケット部１２に高圧プラグＰ２が接続されている状態では、筒状体１４に形成されているシール部材３１が高圧プラグＰ２の外周面に摺接して筒状体１４内に供給されている圧縮空気を高圧プラグＰ２側へ接続させている。またソケット部１２に装着されたプラグＰ２の先端によってロッド１８が押圧操作されて開閉弁２０を開放させるとともに、該ロッド１８によって遮断弁１３ｂが開かれて圧縮空気供給源から供給されている圧縮空気が高圧プラグＰ２側に連通され、該プラグＰ２に連結されているホースを介して高圧工具へ供給されている。

プラグＰ２をカプラ１０から外すため、図７に示すようにソケット部１２の外周に配置されている操作スリーブ２８をバネ付勢力に抗してスライド移動させると、これに伴ってロック位置に拘束されていた施錠ボール２６の拘束状態が解除されて施錠ボール２６が外径方向に移動可能となり、プラグＰ２の端面に作用している圧縮空気の作用とワンタッチスリーブに作用しているバネ３０等の作用によってプラグＰ２がソケット部１２から抜け出される方向に移動され、このプラグＰ２の移動に伴ってロッド１８がスライド移動して遮断弁１３ｂが閉じられる。これによって圧縮空気供給源側からプラグＰ２側への圧縮空気の供給が遮断される。

更にプラグＰ２がソケット部１２から抜け出されると、図８に示すように、高圧プラグＰ２と筒状体１４のシール部材３１が離反されて、この瞬間にプラグＰ２に連結されている工具側のホース内に残存されていた圧縮空気が逆流してプラグＰ２からソケット部１２内へ噴出される。ソケット部１２内へ排出された圧縮空気はワンタッチスリーブ２９とカプラハウジング１５及び操作スリーブ２８の各々の周壁面に形成した開口３４ａ、３４ｂ、３４ｃを経由してソケット部１２の外周側へ排出され、ソケット部１２内に圧縮空気による圧力を発生させないようにしている。従って、ワンタッチスリーブ２９がバネ３０の付勢力に抗してスライド移動されてしまって施錠ボール２６がソケット部１２内に突出した状態でロックされてしまうことがなく、常に、施錠ボール２６がワンタッチスリーブ２９によってソケット部１２内から外径方向へ退避された状態にされており、プラグ装着時に操作スリーブ２８を操作する必要が無くプラグをソケット部１２内へ挿入するだけのワンタッチの操作でプラグを装着することができる。

本発明の管継手を構成するカプラを示す縦断側面図本発明の管継手を使用した圧縮空気供給システムを示す構成図常圧専用プラグが接続された状態のカプラを示す縦断側面図高圧専用プラグが接続された状態のカプラを示す縦断側面図図１と同じカプラのソケット部を拡大して示す縦断側面図ソケット部からプラグを離脱させる作動状態を示す縦断側面図であり、プラグが装着されている状態を示すプラグを離脱させる課程で操作スリーブを操作した直後の作動状態を示す縦断側面図シール部材がプラグから離脱してホース側の圧縮空気がソケット部内に排出している状態の縦断側面図プラグがカプラの装着部内から完全に離脱した状態の縦断側面図

符号の説明

１０カプラ
１２ソケット部
１５カプラハウジング
２６施錠ボール
２７環状溝（プラグの）
２８操作スリーブ
２９ワンタッチスリーブ
３４開口

Claims

工具側に連結されるプラグと、一端側が圧縮空気供給源に連結されると共に他端側に前記プラグを着脱自在に装着させるソケット部が形成され、該ソケット部に装着されたプラグ側へ圧縮空気供給源から供給されている圧縮空気を供給させるようにしたカプラとから構成される管継手であって、前記カプラが、一端側にソケット部を形成しているカプラハウジングと、該ソケット部内に挿入されたプラグの外周面に形成された環状溝と係合するようにソケット部の周壁面に配置された施錠ボールと、該施錠ボールを突出させた位置にロックさせる操作スリーブ及び、この施錠ボールを内径方向に突出させないようにカプラハウジングの内周面に沿ってスライド可能に配置されたワンタッチスリーブとを備えて構成されており、更に、前記ソケット部の内側と外周側間を連通させた開口を前記ワンタッチスリーブとハウジング及び操作スリーブの各々の周壁に径方向に形成して、プラグをソケット部から離脱させる際にプラグ端から排出された圧縮空気を前記開口を介してソケット部の外側に排出させるようにしたことを特徴とする管継手。