JP2005273687A

JP2005273687A - コネクタ

Info

Publication number: JP2005273687A
Application number: JP2004083727A
Authority: JP
Inventors: Jun Ogiso; 純小木曽
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2004-03-22
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】チューブの先端部を必ずしも大きく拡径させなくても、チューブ内へのチューブ接続部の圧入の際にＯリングがチューブの先端面で傷付けられることがなく、しかも圧入状態においてＯリングを十分に圧縮し得て、良好なシール性を確保することのできるコネクタを提供する。
【解決手段】可撓性のチューブ１２内に軸方向に圧入される筒状のチューブ接続部２２を有しており、そのチューブ接続部２２の外周面には環状の装着溝４８が形成されていて、そこにＯリング５０が、圧入前の状態で装着溝４８より突出する状態で嵌込装着されており、チューブ１２への圧入時にＯリング５０を圧縮してシールを行うクイックコネクタ１０において、装着溝４８の先端側の壁５２に対して後側の壁５４の高さを低くしてＯリング５０を斜め方向に圧縮するようになす。
【選択図】図１

Description

この発明は樹脂等から成る可撓性のチューブを接続するためのコネクタに関する。

従来、樹脂等の可撓性のチューブを接続するためのコネクタとして以下のようなコネクタ、即ち可撓性のチューブ内に軸方向に圧入される筒状のチューブ接続部を有しており、そのチューブ接続部の外周面には環状の装着溝が形成されていて、その装着溝に弾性を有するチューブシール用のシールリングが、圧入前の状態で装着溝より外方に突出する状態で嵌込状に装着されており、チューブへの圧入時にシールリングがチューブの内面で内向きに圧縮されてシールを行うようになしてあるチューブ接続用のコネクタが用いられている。

例えば、下記特許文献１にこの種のコネクタが開示されている。
図５はその一例を具体的に示したものである。
この例のコネクタはワンタッチで迅速に接続を行い得るクイックコネクタと称されるものの例である。
図５において、２００は図６のチューブ２０２を相手パイプ２０４に接続するためのクイックコネクタで、コネクタ本体２０６（ここでは樹脂製）を有している。
コネクタ本体２０６は全体として筒状をなしており、軸方向の一方の側に相手パイプ２０４を挿入させるソケット状のリテーナ保持部２０８を、他方の側にチューブ２０２内に圧入される小径筒状のチューブ接続部２１０を、またそれらの中間にハウジング２１２を備えている。

コネクタ本体２０６には、リテーナ保持部２０８よりもチューブ接続部２１０側の奥部、具体的にはハウジング２１２内部にパイプシール用のシールリングとしてＯリング２１４とブッシュ２１６とが装着されており、挿入された相手パイプ２０４の外周面に対してそれらを接触させてシールするようになっている。
リテーナ保持部２０８には、開口形状の窓部２１８が設けられており、そしてその窓部２１８の外周側の枠部のうちの前端部（図中左端側）が、後述のリテーナ２２２における溝状の係合部２２４との係合用の被係合部２２０とされている。

リテーナ２２２（ここでは樹脂製）は、コネクタ本体２０６と別体をなしてリテーナ保持部２０８により保持される部材であって、径方向に弾性変形可能とされている。
このリテーナ２２２は、外周側の溝状の係合部２２４においてリテーナ保持部２０８の被係合部２２０と係合し、それらの係合作用によってリテーナ保持部２０８により軸方向に固定状態に保持される。
リテーナ２２２はまた、係合爪から成る内周側の係合部２２６を有しており、この係合部２２６を、相手パイプ２０４の外周面の環状突部から成る被係合部２２８に軸方向に係合させて、コネクタ本体２０６内に挿入された相手パイプ２０４を抜け防止する。

このリテーナ２２２には更に、内周面と外周面とに係合ガイドとしての内周カム面２３０及び外周カム面２３２が設けられている。
これら内周カム面２３０，外周カム面２３２は次のように働く。
即ちリテーナ２２２をリテーナ保持部２０８に保持させた状態で相手パイプ２０４を軸方向に挿入すると、内周カム面２３０が相手パイプ２０４の被係合部２２８に当って被係合部２２８の挿入ガイドをなすとともに、カム作用でリテーナ２２２を弾性的に拡開させる。
そして被係合部２２８が係合部２２６を通過したところでリテーナ２２２が縮径状態に戻って、係合部２２６を相手パイプ２０４の被係合部２２８に軸方向に係合させる。
ここにおいて相手パイプ２０４がコネクタ本体２０６から抜止めされる。

リテーナ２２２は、相手パイプ２０４を挿入するに際して予め相手パイプ２０４側に取り付けておくこともでき、この場合、相手パイプ２０４をコネクタ本体２０６に挿入したとき、リテーナ２２２の外周カム面２３２がリテーナ保持部２０８の被係合部２２０に当って、カム作用でリテーナ２２２を縮径方向に弾性変形させる。
そして外周側の係合部２２４がリテーナ保持部２０８の被係合部２２０に到ったところで、リテーナ２２２が拡径変形して係合部２２４と被係合部２２０とが軸方向に係合した状態となる。

上記チューブ接続部２１０は、ハウジング２１２に対して小径をなしている。そしてその付根から壁２３４が径方向外方に直角に立ち上っている。
この壁２３４は、チューブ２０２の先端面を当接させてチューブ２０２の外挿長を規定する働きをなす。

このチューブ接続部２１０には、軸方向に互いに間隔を隔てて複数の環状突起２３８が設けられている。
これら環状突起２３８はチューブ２０２の内面に食い込んで抜止めをなすもので、各先端が鋭角をなす断面鋸歯形状をなしている。

このクイックコネクタ２００は、図６（II）に示しているようにチューブ接続部２１０をチューブ２０２内に圧入し、また反対側から相手パイプ２０４をコネクタ本体２０６内に挿入するだけで、簡単にチューブ２０２と相手パイプ２０４とを接続状態とすることができる。

図５の部分拡大図に示しているように、チューブ接続部２１０には環状の装着溝２５０が設けられていて、そこに弾性を有するＯリング（チューブシール用のシールリング）２５２が嵌込装着されている。
この例において、装着溝２５０は先端側の壁２５４が環状突起２３８自体にて構成されている。一方後側の壁２５６は断面矩形状をなす環状の突出部にて構成されている。
ここで壁２５４と２５６とは、径方向外方に同じ高さとされており、Ｏリング２５２は圧入前の状態でこれら壁２５４，２５６よりも一定寸法外方に突出させられている。

Ｏリング２５２は、チューブ接続部２１０をチューブ２０２内に軸方向に圧入した時点で、チューブ接続部２１０の軸心に向う方向に内方に圧縮された状態となり、その圧縮に基づいてチューブ接続部２１０とチューブ２０２との間を良好にシールする。
従来、Ｏリング２５２はその圧縮状態で良好にシールを行うために、圧入により当初から２５％程度圧縮されることが望ましいとされている。

ところでチューブ接続部２１０をチューブ２０２内に圧入する際、チューブ２０２の先端部が図６（Ｉ）の実線で示す形状をなしていると、装着溝２５０から外方に突出したＯリング２５２がチューブ２０２の先端面で傷付けられたり、削られたりしてしまう。このようにしてＯリング２５２が損傷すると、Ｏリング２５２によるシール性が損なわれてしまう。

そこで例えば樹脂製のチューブ２０２内にチューブ接続部２１０を圧入して接続する前に、予めチューブ２０２の先端部をラッパ状に押し広げておくようにする。
チューブ２０２の先端部をラッパ状に押し広げるには、図６（Ｉ）に示しているようにピン２５８をチューブ２０２の先端部に強制的に押し込んで、チューブ２０２の先端部を塑性変形によりラッパ状に拡開させる。

このようにして押し広げられたラッパ状の拡開部２６０は、ピン２５８の除去によって若干戻り変形する。
そのため、その戻り量を予め見込んだ拡開率でピン２５８によりチューブ２０２の先端部を塑性変形により強制的に拡開変形させる。

このようにチューブ２０２の先端部をラッパ状に拡開させておくことで、図６（III）に示すようにチューブ接続部２１０をチューブ２０２内に圧入する際、Ｏリング２５２がチューブ２０２の先端面で傷付けられたり削られたりするのを回避することが可能である。

しかしながらＯリング２５２を傷付けないためには、拡開部２６０を十分大きく拡開変形させておくことが必要である。
ところがチューブ２０２の先端部を大きくラッパ状に拡開しようとすると、そこに無理なストレスがかかって拡開部２６０に亀裂が入ってしまう。
従ってチューブ２０２の先端部を拡開させるにしても十分な拡開率で拡開するといったことは実際上困難である。

そしてその拡開が不十分であると、チューブ接続部２１０をチューブ２０２内に圧入したとき、チューブ２０２の先端面でＯリング２５２が傷付けられたり削られたりしてしまってシール性の低下をもたらしてしまう。

以上クイックコネクタを例として説明したが、こうした問題は上記のようなクイックコネクタに限らず、チューブ接続部をチューブ内に軸方向に圧入して、そのチューブ接続部に装着したシールリングにてシールを行う接続構造において共通して生じ得る問題である。

特開平７−７１６７３号公報

本発明はこのような事情を背景とし、チューブの先端部を必ずしも大きく拡径させなくても、チューブに対するチューブ接続部の圧入の際に、シールリングがチューブの先端面で傷付けられることがなく、しかも圧入状態においてシールリングを十分に圧縮させ得て良好なシール性を確保することのできるコネクタを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、可撓性のチューブ内に軸方向に圧入される筒状のチューブ接続部を有しており、該チューブ接続部の外周面には環状の装着溝が形成されていて、該装着溝に弾性を有するチューブシール用のシールリングが、圧入前の状態で該装着溝より外方に突出する状態で嵌込装着されており、該チューブへの圧入時に該シールリングが該チューブの内面で内向きに圧縮されてシールを行うようになしてあるチューブ接続用のコネクタにおいて、前記装着溝を形成する前記チューブ接続部の先端側の壁に対して後側の壁の高さが低くなしてあり、圧入状態で前記チューブの内面の該装着溝に対向する部分が、後方に進むにつれて該チューブ接続部の軸心側に接近する傾斜形状となって、前記シールリングを該傾斜形状と直角方向の先端側に向う斜め方向に圧縮するようになしてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記コネクタが、（a）全体として筒状をなし、軸方向の一方の側に相手パイプを挿入させるソケット状のリテーナ保持部を、他方の側に前記チューブ内に圧入されるチューブ接続部を備えたコネクタ本体と、（b）前記リテーナ保持部により軸方向に固定状態に保持され、内周側の係合部を前記挿入された相手パイプの外周面の被係合部に軸方向に係合させて該相手パイプの抜止めをなすリテーナと、（c）前記リテーナ保持部よりも前記チューブ接続部側の奥部において前記コネクタ本体内部に装着され、前記挿入された相手パイプの外周面に接触してシールをなすパイプシール用のシールリングと、を有しており、該チューブ接続部には前記チューブの内面に食い込んで該チューブの抜止めをなす環状突起が形成されて成るクイックコネクタであることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、チューブシール用のシールリングの装着溝を形成するチューブ接続部の先端側の壁に対して、後側の壁の高さを低くなしたものである。
この場合、圧入状態でチューブの内面の装着溝に対向する部分が、後方に進むにつれてチューブ接続部の軸心側に接近する傾斜形状（傾斜面）となり、シールリングはその傾斜形状に基づいてこれと直角方向の先端側に向う斜め方向に圧縮される。

即ち、従来にあってはチューブシール用のシールリングが圧入によってチューブにより軸直角方向の内方に圧縮されていたのを、本発明では装着溝の後側の壁が先端側の壁に対して低くされることによって、厳密な軸直角方向の内方ではなく、僅かに斜め前方（先端側に向う方向）に圧縮される。

かかる本発明によれば、装着溝の後側の壁の高さを先端側の壁と同じ高さとなした場合に比べて、シールリングの外径を小さくしても同等の圧縮率を確保することが可能となる。
これにより良好なシール性を確保することができる。

一方においてシールリングは、装着溝の先端側の壁からの突出高さ（軸直角方向の外方の突出寸法）が小さくなることから、チューブの先端部におけるラッパ状の拡開部の拡開率が低くても、チューブ接続部のチューブ内への圧入時に、シールリングがチューブの先端面によって傷付けられたり削られたりするのを防止でき、シールリングの損傷によるシール性低下の問題を解決することができる。

またチューブの先端部におけるラッパ状の拡開部の拡開率を低くできることから、その拡開部の形成に際して拡開部に無理なストレスを与えてそこに亀裂を発生させてしまうといった問題も同時に解決することができる。
更にまたシールリングの外径を従来よりも小さくできることから、チューブ接続部をチューブ内に圧入する際の圧入抵抗を小さくでき、圧入作業性も良好となる利点が得られる。

本発明は、軸方向の一方の側に相手パイプを挿入させるソケット状のリテーナ保持部を、他方の側に上記チューブ接続部を備えたコネクタ本体と、リテーナ保持部に保持されるリテーナと、コネクタ本体内部に装着されて相手パイプとの間でシールをなすパイプシール用のシールリングとを備えたクイックコネクタに好適に適用可能である（請求項２）。

次に本発明をクイックコネクタに適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１〜図３において、１０は可撓性のチューブ（ここでは樹脂製）１２を金属製の相手パイプ１４に接続するためのクイックコネクタである。
ここで相手パイプ１４の外周面には、先端近傍位置に環状突部から成る被係合部１６が設けられている。

上記クイックコネクタ１０は、コネクタ本体１８（ここでは樹脂製）を有している。
コネクタ本体１８は全体として筒状をなしており、軸方向の一方の側に相手パイプ１４を挿入させるソケット状のリテーナ保持部２０を、また他方の側にチューブ１２内に圧入されるチューブ接続部２２を、またそれらの中間にハウジング２４を備えている。

コネクタ本体１８には、リテーナ保持部２０よりもチューブ接続部２２側の奥部、具体的にはハウジング２４内部にパイプシール用のシールリングとしてのＯリング２６とブッシュ２８とが装着されており、挿入された相手パイプ１４の外周面にそれらが接触することによってシールを行う。

リテーナ保持部２０には、開口形状の窓部３０が設けられており、そしてその窓部３０の外周側の枠部のうちの前端部（図中左端側）が、後述のリテーナ３４における溝状の係合部（外周側の係合部）３６との係合用の被係合部３２とされている。

リテーナ３４は、外周側の溝状の係合部３６においてリテーナ保持部２０の被係合部３２と係合し、それらの係合作用によってリテーナ保持部２０により軸方向に固定状態に保持される。
リテーナ３４にはまた、内周側に開口形状の係合部（内周側の係合部）３８が設けられており、その係合部３８内に相手パイプ１４の環状突部から成る被係合部１６を嵌め入れることによって、かかる被係合部１６と軸方向に係合し、相手パイプ１４を抜け防止する。

リテーナ３４には更に、内周面と外周面とに係合ガイドとしての内周カム面３９及び外周カム面４０が設けられている。
内周カム面３９，外周カム面４０はそれぞれ次のように働く。
即ちリテーナ３４をリテーナ保持部２０に保持させた状態で相手パイプ１４を軸方向に挿入すると、内周カム面３９が相手パイプ１４の被係合部１６に当ってその挿入ガイドをなすとともに、カム作用でリテーナ３４を弾性的に拡開させる。
そして被係合部１６が開口形状の係合部３８に到ったところでリテーナ３４が弾性的な拡開状態から縮径状態に戻って、リテーナ３４の係合部３８と相手パイプ１４の被係合部１６とが軸方向に係合した状態となる。
ここにおいて相手パイプ１４がコネクタ本体１８から抜止めされる。

リテーナ３４は、相手パイプ１４を挿入するに際して予め相手パイプ１４側に取り付けておくこともでき、この場合、相手パイプ１４をコネクタ本体１８に挿入したとき、リテーナ３４の外周カム面４０がリテーナ保持部２０における被係合部３２に当って挿入ガイドをなすとともに、カム作用でリテーナ３４を縮径方向に弾性変形させる。
そして外周側の係合部３６がリテーナ保持部２０の被係合部３２に到ったところで、リテーナ３４が縮径状態から拡径状態に戻って、係合部３６と被係合部３２とが軸方向に係合した状態となる。
尚、リテーナ３４には先端部にリテーナ３４を縮径方向に変形操作するための操作つまみ４２が設けてある。

尚リテーナ３４はここでは樹脂製の部材であって、全体として図３に示しているように径方向に弾性変形可能なＣリング状のものとされていて、コネクタ本体１８に軸方向から係合するものとされているが、コネクタ本体１８に、リテーナ３４が軸直角方向に移動可能な窓部を形成して、リテーナ３４を軸直角方向からスライドさせ、相手パイプ１４の環状突部から成る被係合部１６を係合させるようなリテーナであっても良い。
このような軸直角方向に移動可能なリテーナであれば、断面円形或いは矩形の線材，樹脂を曲げ加工や成形加工によってリング状やステープル状に形成したものでも良く、このようにすればコスト面から有利である。

上記チューブ接続部２２は、ハウジング２４に対して小径をなしている。そしてその付根から当接面４４が軸直角方向外方に立ち上がっている。
この当接面４４は、チューブ１２の先端面を当接させてチューブ１２の外挿長を規定する働きをなす。

このチューブ接続部２２には、軸方向に互いに間隔を隔てて複数（ここでは２つ）の環状突起４６-１，４６-２が設けられている。
これら環状突起４６-１，４６-２はチューブ１２の内面に食い込んで抜止めをなすもので、各先端が鋭角をなす断面鋸歯形状をなしている。

このクイックコネクタ１０は、チューブ接続部２２をチューブ１２内に軸方向に圧入し、また反対側から相手パイプ１４をコネクタ本体１８内に挿入するだけで、簡単にチューブ１２と相手パイプ１４とを接続状態とすることができる。

図２の部分拡大図に示しているように、チューブ接続部２２の外周面には断面矩形状をなす環状の装着溝４８が設けられていて、そこに弾性を有するＯリング（チューブシール用のシールリング）５０が嵌込装着されている。

本実施形態では、装着溝４８の先端側の壁５２が環状突起４６-１自体にて構成されている。一方後側の壁５４は、断面矩形状に外方に突出した環状の突出部にて構成されている。

本実施形態では、図２の部分拡大図に示しているように先端側の壁５２に対して、後側の壁５４の高さがΔＨだけ低く形成されている。
そして装着溝４８に嵌込装着されたＯリング５０は、圧入前の状態で図４（Ａ）にも示しているように先端側の壁５２よりもＸだけ僅かに軸直角方向外方に突出している。

本実施形態では、チューブ接続部２２をチューブ１２内に圧入したとき、図１の部分拡大図に示しているようにチューブ１２の内面の装着溝４８に対向する部分が傾斜面５６となる。
詳しくは、チューブ１２の内面の装着溝４８に対向する部分が、後方（図中左方）に進むにつれてチューブ接続部２２の軸心側に接近する傾斜面５６となる。
その結果として、Ｏリング５０はその傾斜面５６と直角方向である前方斜め方向に圧縮され、これによりシールを行う。

即ち、図５に示す従来のクイックコネクタ２００にあっては、装着溝２５０の先端側の壁２５４と後側の壁２５６とが同じ高さであるため、圧入状態においてチューブ２０２の内面の装着溝２５０に対向する部分は図４（Ｂ）に示しているように軸方向に平行な面５６Ａとなり、従ってＯリング２５２は正しく軸直角方向の内方に圧縮されることとなる。

これに対して本実施形態では、図４（Ａ）に示しているように装着溝４８の先端側の壁５２に対して後側の壁５４がΔＨ分低くなっていて、チューブ１２の内面の装着溝４８に対向する部分が傾斜面５６となるため、Ｏリング５０は正しく軸直角方向（内方）ではなく、（図中矢印で示しているように）その軸直角方向に対して僅かに前方側に傾いた方向に圧縮されることとなる。
その際のＯリング５０の圧縮量は図４（Ａ）中ΔＣで表される。

図４（Ａ）と（Ｂ）との比較から明らかなように、図４（Ａ）に示す本実施形態では圧入前におけるＯリング５０の先端側の壁５２からの突出量が少なくても、その圧縮量ΔＣを図４（Ｂ）に示す従来のクイックコネクタ２００におけるＯリング２５２の圧縮量ΔＣと同等となすことが可能である。

以上のような本実施形態によれば、圧入前において装着溝４８の先端側の壁５２からのＯリング５０の突出高さを低くした場合であっても、後側の壁５４の高さを低くすることによって、圧入後において従来と同等の圧縮率をＯリング５０に与えることができる。
これにより良好なシール性を確保することができる。

一方においてＯリング５０は、装着溝４８の先端側の壁５２からの突出寸法（Ｘ）を小さくできることから、チューブ１２の先端部におけるラッパ状の拡開部の拡開率が低くても、チューブ接続部２２のチューブ１２内への圧入時に、Ｏリング５０がチューブ１２の先端面によって傷付けられたり削られたりするのを防止でき、Ｏリング５０の損傷によるシール性低下の問題を解決することができる。

またチューブ１２の先端部のラッパ状の拡開部の拡開率を低くできることから、その拡開部の形成に際して拡開部に無理なストレスを与えてそこに亀裂を発生させてしまうといった問題も同時に解決できる。
更にまたＯリング５０の外径を従来よりも小さくできることから、チューブ接続部２２をチューブ１２内に圧入する際の圧入抵抗を小さくでき、圧入作業性も良好となる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明は上記クイックコネクタ以外のコネクタに対して適用することが可能であるなど、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態のクイックコネクタをチューブ及び相手パイプとともに接続状態で示す断面図である。同実施形態のクイックコネクタを、コネクタ本体とリテーナとに分解した状態で相手パイプとともに示す図である。同実施形態のクイックコネクタを、コネクタ本体とリテーナとに分解した状態でチューブ及び相手パイプとともに示す斜視図である。同実施形態の作用説明図である。従来のクイックコネクタの一例を示す図である。図５のクイックコネクタの不具合の説明図である。

符号の説明

１０クイックコネクタ
１２チューブ
１４相手パイプ
１６，３２被係合部
１８コネクタ本体
２０リテーナ保持部
２２チューブ接続部
２６Ｏリング（パイプシール用のシールリング）
２８ブッシュ（パイプシール用のシールリング）
３４リテーナ
３６，３８係合部
４６-１，４６-２環状突起
４８装着溝
５０Ｏリング（チューブシール用のシールリング）
５２，５４壁
５６傾斜面

Claims

可撓性のチューブ内に軸方向に圧入される筒状のチューブ接続部を有しており、該チューブ接続部の外周面には環状の装着溝が形成されていて、該装着溝に弾性を有するチューブシール用のシールリングが、圧入前の状態で該装着溝より外方に突出する状態で嵌込装着されており、該チューブへの圧入時に該シールリングが該チューブの内面で内向きに圧縮されてシールを行うようになしてあるチューブ接続用のコネクタにおいて、
前記装着溝を形成する前記チューブ接続部の先端側の壁に対して後側の壁の高さが低くなしてあり、圧入状態で前記チューブの内面の該装着溝に対向する部分が、後方に進むにつれて該チューブ接続部の軸心側に接近する傾斜形状となって、前記シールリングを該傾斜形状と直角方向の先端側に向う斜め方向に圧縮するようになしてあることを特徴とするコネクタ。
請求項１において、前記コネクタが、（a）全体として筒状をなし、軸方向の一方の側に相手パイプを挿入させるソケット状のリテーナ保持部を、他方の側に前記チューブ内に圧入されるチューブ接続部を備えたコネクタ本体と、（b）前記リテーナ保持部により軸方向に固定状態に保持され、内周側の係合部を前記挿入された相手パイプの外周面の被係合部に軸方向に係合させて該相手パイプの抜止めをなすリテーナと、（c）前記リテーナ保持部よりも前記チューブ接続部側の奥部において前記コネクタ本体内部に装着され、前記挿入された相手パイプの外周面に接触してシールをなすパイプシール用のシールリングと、を有しており、該チューブ接続部には前記チューブの内面に食い込んで該チューブの抜止めをなす環状突起が形成されて成るクイックコネクタであることを特徴とするコネクタ。