JP2007537412A - 同軸継ぎ手 - Google Patents

Abstract

本発明は、互いに連結可能な雌部および雄部を備え、上記雌部および雄部はそれぞれ、内側通路と、同心の外側通路とを有し、連結された継ぎ手状態において、上記雌部の内側通路は上記雄部の内側通路と流体接続される一方、上記雌部の外側通路は上記雄部の外側通路と流体接続され、上記雌部および雄部のうちの一方は、連結されていない継ぎ手状態において、流体流を自身の内側通路から自身の外側通路へと内部で案内するバイパスバルブを備え、上記雌部および雄部のうちの他方は、これら両部が連結される間上記バイパスバルブを作動させるための作動装置を備えた同軸継ぎ手に関し、上記バイパスバルブは、上記雌部と上記雄部が連結される間、上記雌部および雄部のうちの上記一方の内側通路から上記雌部および雄部のうちの上記他方の内側通路に上記流体流を案内するようになっている。

Description

この発明は同軸継ぎ手、すなわち、同心構造を有する継ぎ手、特に、迅速接続式(quick connect)同軸継ぎ手に関する。

同様の継ぎ手はＵＳ６，１７９，００１等の様々な特許から知られている。それらは、例えばガスまたは液体を運ぶ２つの別々の流体ラインを、最小の流体こぼれでもって、迅速に接続したり切断したりできるようを設計されている。これらの継ぎ手は、通常、液圧ポンプ等の駆動装置（driving element）から液圧ツール等のオペレーティング装置（operating element）に液体を移すために可撓ライン（ホース）が用いられる複動式液圧装置で使用される。複動式液圧シリンダー等の複動式液圧オペレーティング装置については、流体をオペレーティング装置（ポンプ）からシリンダーへ運ぶために少なくとも２つの別々の流体ラインが必要である。それと同時に、シリンダー内にある残留流体は、液圧シリンダーにおけるピストンのある方向の動きを達成するために、オペレーティング装置（ポンプ）に戻されなければならない。また、液圧シリンダーにおけるピストンの逆方向の動きを達成するために、駆動装置とオペレーティング装置の間にバルブを設け、流体の流れ（以下、「流体流」）を上記２つのライン内を通過させるとともに流体流の方向を変えている。上記流体ラインはいずれも、上記バルブの位置に応じて加圧流体を運ばなければならない。

ＵＳ６，１７９，００１から、同心構造を有する同軸継ぎ手が知られている。この同軸継ぎ手は、切り離し可能に相互に接続されるために、第１導管および第３導管に接続された雄部と第２導管および第４導管に接続された雌部とを備え、雄部と雌部はそれぞれ、一体型（ワンピース）外殻と、複数の接続路と、一端部における端面とを備える。上記雄部および雌部の接続路の少なくとも一部分は同心であり、これら両部の要素の端面は同一平面内にある。

ある特定の用途、たとえば、複動式液圧システムが流体流の方向をシリンダーのポート内へと制御するためにオペレーティング装置（ツール）自体に制御弁を備えている携帯用液圧式救助装置にとっては、ＵＳ６，１７９，００１における継ぎ手は適切ではない。流体路を互いに接続するための上記継ぎ手における内部バルブ部分の操作と配置は余りにも複雑であり、また、この特定の用途においては望ましくない閉じ込め圧力（trapped pressure）を生じさせる可能性がある。さらに、このデザインは、多くの異なる摺動部分つまり可動部分／ブッシュ（計８個）と、シール（計８個）と、バネ（計９個）とを含み、これらはすべて継ぎ手部分を互いの中に挿入することにより作動されるため、比較的大きい摩擦が生じることになり、それらの部分を手で連結することが殆ど不可能となる。

本願発明の目的は、上述の問題を解消することにある。

上記目的は、継ぎ手の一部分（好ましくは雌部）が駆動装置に取り付けられるとともに、継ぎ手の上記一部分に、この一部分と他の一部分（好ましくは雄部）とがまだ連結されていない間流体流を内側圧力通路から同心の外側戻り通路へ流体を向かわすことのできるバイパス弁が設けられていることによって、達成される。また、設計が単純化され、少しの数の可動部分（計４個）と、バルブ機能のためのシール（計５個）と、バネ（計５個）しか使用されない。

連結の間、異なる工程（段階）は、雌部におけるバイパス弁および雄部におけるより多くの弁から異なる作用を生じさせる。

それらの異なる工程とそれに付随する作用の目的は、継ぎ手のために必要な力を最小にすると共に、密封された流体チャンバーにおいての望ましくない圧力増大を防止することである。

図１は同軸継ぎ手の未連結状態の雌部の好ましい実施形態の縦断面図であり、上記雌部は、捩れの生じない高圧（Ｈ．Ｐ．）ホースコネクタ１２，１３と雌本体５に螺合されたねじ込み式低圧（Ｌ．Ｐ．）ホース取り付け部１０とを介して、同軸ホースアセンブリ１６，１７に接続されている。圧力通路からの流体は、バイパスバルブ３の位置により、矢印で示すように、駆動装置（ポンプ）の容器（タンク）へと戻る。

図２は同じ未連結状態の雌部が駆動装置（ポンプ）の接続ブロック１９に、追加の部品を用いないで搭載された状態を示している。

図３は連結の相手方である未連結状態の雄部の縦断面図であり、上記雄部は、捩れの生じない高圧（Ｈ．Ｐ．）ホースコネクタ１２，１３と雄本体２０に螺合されたねじ込み式低圧（Ｌ．Ｐ．）ホース取り付け部２５とを介して、同軸ホースアセンブリ１６，１７に接続されている。上記雄部を上記雌部に挿入する際に、挿入を容易にすると共に、案内を提供するために、点Ｄにおいて特別の凹形状が設けられている。点Ｅには、上記両部が完全に連結されたときのロック機構の一部を構成する溝が示されている。

図４は同じ未連結状態の雄部がオペレーティング装置（ツール）の接続ブロック２７に接続されている状態を示している。

図５は工程Ａにおける雌部と雄部とを示している。上記雄部は上記雌部に一部挿入されている。上記雌部の雌スリーブ１は、雄Ｌ．Ｐ．バルブ２１を内側へ押し込む。これにより、上記両部の外側通路が点Ｆにて接続される。そして、雄スリーブ２２がバイパスバルブ３をその座（Ｇに示す）から雌部内へと押し込み、内側圧力通路からの流体が雄部の外側通路と雌部の外側戻り通路とに流れることを許容する。上記２つの戻り通路は互いに接続されると共に内側圧力通路にも接続されているので、この継ぎ手システムにおいて圧力は増大しない。

図６は工程Ｂにおける半ば連結状態にある上記継ぎ手を示している。上記雄部は上記雌部内にさらに挿入されている。バイパスバルブ３はいまや上記流体通路を雄部の内側通路へと開いてしまっている。両部の外側戻り通路同士はまだ互いに接続されており、上記内側圧力通路とも接続されている。すべての通路が互いに接続されているので、ここにおいても、この継ぎ手システムにおいて圧力は増大しない。

図７は工程Ｃにおける完全に連結状態にある上記雌部と雄部を示している。雄部は、自身の最終位置に到達してしまっている。バイパスバルブ３はいまやこのバイパスバルブの他方の座にあり、点Ｇにおいて流体通路を閉鎖してしまっている。これはつまり、内側通路からの流体流は、雄部の内側通路だけに流れ込むことを意味している。このとき、両部の外側戻り通路同士はまだ接続されたままである。

液圧救助システムのオペレーティング装置（ツール）においては、未連結状態の間、流体の循環はないので、そのようなオペレーティング装置（ツール）に取り付けられた雄部は一体形（integral）バイパスバルブを必要としない。この原理は、より単純で、かつ、さらにコンパクトな同軸継ぎ手および継ぎ手システムの設計を可能とする。

この好ましい実施形態によれば、雌部は常時、駆動装置（ポンプ）からの流出ライン接続部に取り付けられており、迅速接続式継ぎ手の雄部は常時、オペレーティング装置（液圧ツール、例えば、スプレッダやシリンダー）からの流入ライン接続部に取り付けられている。

一端には雌部が他端には雄部が取り付けられた種々の長さの可撓導管（ホース）が、駆動装置（ポンプ）とオペレーティング装置（ツール）との間の接続を行うであろう。

好ましくは、携帯用複動式液圧救助装置の場合には、上記内側同心通路が圧力ラインとなる一方、取り囲み通路が戻りラインすなわち流体容器（タンク）への非圧力戻りラインを形成する。この構成は、従来の継ぎ手システムに比べて、多くの利点がある。主として、これらの携帯用複動式液圧救助装置におけるシリンダーは、ピストンが前進するときにそれらの主力を用いるので、面積比が大きくなる。３，５：１という比は珍しくはなく、それは、これらのシリンダーのピストンが引っ込むとき、３，５倍の流体が流体容器（タンク）に戻されることを意味する。コンパクトな内側圧力通路とより大形の外側戻り通路とを有する同軸継ぎ手システムは自動的に、これら流体容量に関する利点を、寸法効果（dimensional effects）は最小に止めて、提供することができる。

さらに、同軸継ぎ手システムは、ユーザのためにより多くの安全を提供する。圧力ラインの故障の場合、流体のこぼれや危険な流体噴出は、取り囲み外側戻りラインを介して防止される。

携帯用複動式液圧救助（レスキュー）装置は、いろいろな長さの接続ライン（ホース）と共に用いられる。２つの別々の可撓導管（ホース）に取り付けられた、一体型のバイパスバルブを持たない従来の継ぎ手は、オペレーティング装置（ツール）からこの継ぎ手を外して別のオペレーティング装置（ツール）を接続できるようにするためには、オペレーティング装置（ツール）から継ぎ手を外す前に、ユーザが駆動装置（ポンプ）に戻って、駆動装置（ポンプ）側のバルブによって流体の流れを止めることを要求する。この動作は時間の浪費であり、適切な手順を無視することは結果として、間違いなく、装置が損傷したり動作不能となる。生命が危機に瀕しているとき、これは容認できない。

本願発明の同軸継ぎ手および継ぎ手システムを用いることにより、システムにおける流体の流れを止めるために駆動装置（ポンプ）側のバルブを切り替える必要はない。このことは、システムにおける流体の流れを停止したり再開したりするためにユーザが駆動装置に戻る必要なく、素早く１つのオペレーティング装置（ツール）を外して別のオペレーティング装置（ツール）を接続できることを意味する。

本願発明の好ましい実施形態によれば、雌部と雄部とはそれぞれ、アダプタ２８，２４をさらに備えて、追加の部品を用いる必要なく、駆動あるいはオペレーティング装置側のボディすなわち接続ブロック１９，２７あるいは同軸ホースアセンブリ１６，１７等の可撓導体に固定できるようにしている。典型的なアダプタ接続は、外側Ｌ．Ｐ．ホース１７のねじ込み式ソケットを捩れなしで取り付けるために、必要とされる。アダプタ２８，２４は、２つのラジアルロックピン１３によってホースアダプタ１２の所定の位置に固定される。ロックピ１３同士を互いに接続して略Ｕ形状の部材とすることができる。

同軸ホースアセンブリに接続された本願発明の継ぎ手の雌部の縦断面図。 接続ブロックに接続された図１の雌部の縦断面図。 同軸ホースアセンブリに接続された本願発明の継ぎ手の雄部の縦断面図。 接続ブロックに接続された図２の雄部の縦断面図。 一部が連結された図１および図３の雌部および雄部の縦断面図。 半ば連結された図１および図３の雌部および雄部の縦断面図。 完全に連結された図１および図３の雌部および雄部の縦断面図。

符号の説明

S 異なる種類のシール部材
L.P. 低圧（Low Pressure）の略で、外側通路すなわち戻りライン
H.P. 高圧（High Pressure）の略で、内側通路すなわち圧力ライン
１ 雌スリーブ
２ バルブステム
３ バイパスバルブ
４ ボールスリーブ
５ 雌本体
６ ロッキングスリーブ
７ ロッキングボール
８ リング
９ 捩りバネ
１０ ホース取り付け部
１１ オー（Ｏ）リング
１２ ホースアダプタ
１３ ロックピン
１４ 内側フェルール
１５ 外側フェルール
１６ Ｈ．Ｐ．ホース
１７ Ｌ．Ｐ．ホース
１８ ボールストップ
１９ 接続ブロック
２０ 雄本体
２１ 雄Ｌ．Ｐ．バルブ
２２ 雄スリーブ
２３ 雄Ｈ．Ｐ．バルブ
２４ 雄アダプタ
２５ 雄Ｌ．Ｐ．取り付け部
２６ オー（Ｏ）リング
２７ 接続ブロック
２８ 雌アダプタ

Claims (10)

1. 互いに連結可能な雌部および雄部を備え、
   上記雌部および雄部はそれぞれ、内側通路と、同心の外側通路とを有し、
   連結された継ぎ手状態において、上記雌部の内側通路は上記雄部の内側通路と流体接続される一方、上記雌部の外側通路は上記雄部の外側通路と流体接続され、
   上記雌部および雄部のうちの一方は、連結されていない継ぎ手状態において、流体流を自身の内側通路から自身の外側通路へと内部で案内するバイパスバルブを備え、
   上記雌部および雄部のうちの他方は、これら両部が連結される間上記バイパスバルブを作動させるための作動装置を備えた同軸継ぎ手において、
   上記バイパスバルブは、上記雌部と上記雄部が連結される間、上記雌部および雄部のうちの上記一方の内側通路から上記雌部および雄部のうちの上記他方の内側通路に上記流体流を案内するようになっていることを特徴とする同軸継ぎ手。
2. 請求項１に記載の同軸継ぎ手において、
   上記雌部および雄部のうちの上記一方における内側通路と外側通路との間に設けられたバイパス路と、上記バイパス路の両側の２つの座とをさらに備え、上記作動装置は、上記雌部と上記雄部が連結される間、上記バイパスバルブを１つ目の座から２つ目の座へと動かすことを特徴とする同軸継ぎ手。
3. 請求項１または２記載の同軸継ぎ手において、
   上記雌部および雄部のうちの上記一方は、内側ホースと同心外側ホースとからなる同軸ホースアセンブリを介して、ポンプ等の駆動装置に接続可能であることを特徴とする同軸継ぎ手。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の同軸継ぎ手において、
   上記雌部および雄部のうちの上記他方は、内側ホースと同心外側ホースとからなる同軸ホースアセンブリを介して、液圧救助ツール等の液圧オペレーティング装置に接続可能であることを特徴とする同軸継ぎ手。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の同軸継ぎ手において、
   上記雌部および雄部のうちの上記一方は上記雌部であることを特徴とする同軸継ぎ手。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の同軸継ぎ手において、
   上記雌部と上記雄部の両方あるいは一方は、内側ホース接続部材と、同心の外側ホース接続部材と、上記内側ホース接続部材を同軸ホースアセンブリの内側ホースに接続するための回転接続手段とを備えたことを特徴とする同軸継ぎ手。
7. 請求項６に記載の同軸継ぎ手において、
   上記外側ホース接続部材は、上記同軸ホースアセンブリの外側ホースとの接続のためのねじ込み式部分を備えたことを特徴とする同軸継ぎ手。
8. 請求項１乃至７のいずれか１つに記載の同軸継ぎ手において、
   上記雌部と上記雄部の両方あるいは一方の外面はオーリングを保持するための溝を備えたことを特徴とする同軸継ぎ手。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の同軸継ぎ手において、
   上記雄部はテーパ状あるいは凹状の筒状外形を有することを特徴とする同軸継ぎ手。
10. 液圧駆動装置を液圧オペレーティング装置に連結するための同軸継ぎ手システムであって、
    請求項１乃至９のいずれか１つに記載の同軸継ぎ手と、
    上記駆動装置と、上記バイパスバルブを備えた上記部分との間に接続された少なくとも１つの同軸ホースアセンブリと
    を備えたことを特徴とする同軸継ぎ手システム。

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