JP2008164039A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】雄体と雌体の回転による磨耗状態を検知できる管継手を提供する。
【解決手段】管継手１０は、雄体１２と、雄体１２が挿入される雌体３０とで構成されている。雄体１２は、先端側の外径が小径となっており、先端から第一円筒部１４と、外側テーパ部１６と、第二円筒部１８と、弾性係止リング体４２に係止される台形溝２０と、第三円筒部２２とを備えている。雌体３０は、奥側の内径が小径となっており、開口部３２の入口側から第一内壁面３４と、弾性係止リング体４２が収容される係止溝３６と格納溝３８からなる二段溝４０と、第二内壁面４４と、内側テーパ部４６と、第三内壁面４８とを備えている。雌体３０の先端部３０Ａの内側の第三円筒部２２には、環状溝６４が形成されており、内部にゴム製の環状のダストシール６６が収容されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車、建設機械又は工作機械等の配管を接続する際に用いられ、円筒状の雄体とこの雄体が挿入される円筒状の雌体とを備えた管継手に関する。

従来から、一方の配管と他方の配管を組み付ける際に管継手を用いて接続を行っている。

例えば図９に示されるように、この管継手１００は、円筒状の雄体１０２と、この雄体１０２が挿入される開口部１１２を備えた円筒状の雌体１１０とで構成されている。雄体１０２の周面には、弾性リング体１２０が係止される環状溝１０４が形成されている。雌体１１０の開口部１１２の奥側には、環状の溝部１１４が形成されており、溝部１１４にＯリング１１６が設けられている。雌体１１０の開口部１１２の入口側には、環状の小径溝１１８が形成されており、小径溝１１８に弾性リング体１２０が係止されている。小径溝１１８の奥側に隣接する位置には、雄体１０２の開口部１１２への挿入時に弾性リング体１２０が退避する大径溝１２２が形成されている。雌体１１０の開口部１１２の入口側には、略Ｕ字状の環状カバー１２４の一端部１２４Ａが弾性リング体１２０と当接するように配置されており、環状カバー１２４のＵ字状の内部と雌体１１０との間にスプリング１２６が介挿されている。

このような管継手１００では、雄体１０２を雌体１１０の開口部１１２に押し込んでゆくと、雄体１０２の先端のテーパ面１０６が弾性リング体１２０に衝突し、弾性リング体１２０が大径溝１２２に押し込まれる。更に雄体１０２を押し込むと、テーパ面１０６の拡径に従い、弾性リング体１２０も大径溝１２２の中で拡径してゆく。更に雄体１０２の押し込みを続け、雄体１０２の環状溝１０４が大径溝１２２まで到達すると、弾性リング体１２０は自身の弾性力により元の径に縮径し、雄体１０２の環状溝１０４と雌体１１０の小径溝１１８の中に納まり、雄体１０２と雌体１１０との結合が終了する（例えば特許文献１を参照）。

この管継手１００は、雄体１０２を雌体１１０から分離する際には、環状カバー１２４をスプリング１２６の力に抗して雌体１１０の後方側に押し込む。すると、環状カバー１２４の一端部１２４Ａが弾性リング体１２０を大径溝１２２に押し込み、弾性リング体１２０の環状溝１０４への係止が外れる。この状態で、雄体１０２を雌体１１０から抜き出すことが可能となる。
特開５−２５６３９０号公報

しかし、このような管継手１００では、雄体１０２や雌体１１０などの構成部材がすべて環状であるため、雄体１０２と雌体１１０の結合後に各構成部材が回転自在である。そのため、管継手１００の使用中に加圧を受けながら各構成部材が回転すると、各構成部材（例えば、雄体１０２や雌体１１０の接触部など）に磨耗が発生し、最悪のケースとしては、雄体１０２の抜けが発生する恐れがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、雄体と雌体の回転による磨耗状態を検知できる管継手を提供することを目的とする。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、円筒状の雄体と、前記雄体が挿入される開口部が形成された円筒状の雌体と、を備えた管継手であって、前記開口部に設けられ、前記雄体と前記雌体とを係止して結合させる弾性環状係止部材と、前記開口部に設けられ、前記雄体と前記雌体との結合時に流体をシールする弾性環状シール部材と、前記雄体と前記雌体との結合時に前記雄体に接触する前記弾性性環状係止部材よりも前記雄体の後方であって、前記雌体の先端側の内側と対応する前記雄体の周面に設けられた目印と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、雄体が雌体の開口部に挿入されると、開口部に設けられた弾性環状係止部材で雄体と雌体が係止されることによって両者が結合される。そして、開口部に設けられた弾性環状シール部材によって円筒状の雄体と雌体とを流れる流体がシールされる。管継手の使用時に、雄体と雌体の回転によって雄体などが磨耗すると、圧力によって雄体が雌体の開口部の挿入方向と反対側へ移動する。その際、雄体と雌体の結合時に雄体に接触する弾性性環状係止部材よりも雄体の後方であって、雌体の先端側の内側と対応する雄体の周面に目印が設けられており、雄体が雌体の開口部の挿入方向と反対側へ移動すると、雌体の先端部から雄体の目印が露出する。このため、雄体の磨耗により管継手の寿命が近いことを検知できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の管継手において、前記目印が環状のダストシールであり、前記雄体の周面に形成された環状溝に前記ダストシールが収容されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、雄体の周面に形成された環状溝に目印としての環状のダストシールが収容されているので、雄体の周面と雌体の内壁面との間に砂などのごみが入ることを抑制できる。このため、ごみによる雄体と雌体などの磨耗を抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の管継手において、前記雄体は、先端から第一円筒部と、前記第一円筒部から後方に外方へ傾斜する外側テーパ部と、前記外側テーパ部の後方に連なり且つ前記第一円筒部より大きな外径を持つ第二円筒部と、前記第二円筒部の後方に連なり前記雄体を前記開口部に挿入したときに前記弾性環状係止部材が嵌り込む環状の溝と、前記溝の後方に連なり且つ前記第二円筒部より大きな外径又は前記第二円筒部と同一の外径を持つ第三円筒部と、を有し、前記雌体は、前記開口部の側から、前記第三円筒部に対応する第一内壁面と、前記第一内壁面の後方に前記弾性環状係止部材が収まる係止溝と前記係止溝の後方に前記弾性環状係止部材が退避する格納溝とが隣接して形成された二段溝と、前記二段溝の後方に連なり前記第二円筒部に対応する第二内壁面と、前記第二内壁面から後方に内方へ傾斜する内側テーパ部と、前記内側テーパ部の後方に連なり前記第一円筒部に対応する第三内壁面と、前記第三内壁面に前記弾性環状シール部材を納める環状溝と、を有し、前記目印が、前記雄体と前記雌体の結合時に前記第一内壁面と対応する前記第三円筒部に設けられており、前記第二円筒部の軸方向の長さをＡとし、前記雌体の先端部と前記目印の前記雄体の後端側の端部との軸方向の長さをＢとしたとき、Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、雄体を雌体の開口部に挿入すると、雄体の外側テーパ部が弾性環状係止部材に当たり、弾性環状係止部材が格納溝に押し込まれる。更に雄体を押し込むと、外側テーパ部が外方に傾斜しているため、弾性環状係止部材が格納溝の中で拡径してゆく。更に雄体の押し込みを続け、雄体の第二円筒部が格納溝を通過すると、弾性環状係止部材は自身の弾性力により元の径に縮径し、雄体の溝の中に入り込み、雄体と雌体とが連結される。この状態で管継手に流体を流すと、圧力の上昇により、雄体に挿入方向と反対側に移動する力が働き、弾性環状係止部材は雌体の係止溝に収まる。これによって、雄体が雌体から抜けることが抑制され、加圧中の結合が保持される。また、弾性環状シール部材が雄体の第一円筒部に接触することによって流体のシールが確保される。

このとき、雄体と雌体の結合時に第一内壁面と対応する第三円筒部に目印が設けられており、第二円筒部の軸方向の長さＡと、雌体の先端部と目印の雄体の後端側の端部との軸方向の長さＢが、Ａ＞Ｂの関係を満たしているので、雄体と雌体の回転によって雄体の第二円筒部の磨耗が進行すると、雄体の第二円筒部の磨耗代を残した状態で雄体の第三円筒部の目印が雌体の先端部から露出する。このため、雌体からの雄体の抜けが発生する前に、管継手の寿命が近いことを検知できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の管継手において、前記雌体の硬度が前記雄体の硬度よりも大きいことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、雌体の硬度が雄体の硬度よりも大きいので、雄体と雌体の回転時に雄体（特に第二円筒部）の磨耗が進行し、雌体が磨耗することを抑制できる。

請求項１に記載の発明によれば、雄体の目印が露出することで、雄体の抜けが発生する前に、管継手の寿命が近いことを検知できる。

請求項２に記載の発明によれば、雄体と雌体との間にごみが入ることを抑制でき、ごみによる雄体や雌体などの磨耗を抑制できる。

請求項３に記載の発明によれば、雄体の第二円筒部の磨耗代を残した状態で雄体の目印が雌体の先端部から露出することで、雄体の抜けが発生する前に、管継手の寿命が近いことを検知できる。

請求項４に記載の発明によれば、雄体と雌体の回転時に雄体の磨耗が進行し、雌体が磨耗することを抑制できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の第１実施形態である管継手１０の結合状態を示す半裁断面図であり、図２は、この管継手１０の部分拡大図である。また、図３は、管継手１０の分離状態を示す半裁断面図である。

管継手１０は、円筒状の雄体１２と、この雄体１２が挿入される円筒状の雌体３０とで構成されている。図１及び図３に示されるように、雄体１２は、長手方向の先端側が小径となっており、先端から第一円筒部１４と、この第一円筒部１４から後方（中央部側）の位置で外方へ傾斜する外側テーパ部１６と、この外側テーパ部１６の後方と連続する位置に第一円筒部１４より大きな外径を持つ第二円筒部１８とを備えている。さらに、雄体１２は、第二円筒部１８の後方と連続する位置に、雄体１２を雌体３０に挿入したときに弾性環状係止部材としての弾性係止リング体４２に係止される環状の台形溝２０と、この台形溝２０の後方と連続する位置に第二円筒部１８より大きな外径を持つ第三円筒部２２とを備えている。雄体１２の芯部には、流体が流れる円形状の流路部２４が設けられている。雄体１２の第三円筒部２２の後方（長手方向の中央部側）には、スパナを掛けるための六角部２６が設けられている。また、雄体１２の先端部１４Ａの外周側はＲ状に形成されている。

図２及び図３に示されるように、雌体３０は、雄体１２が挿入される開口部３２を備えており、開口部３２の入口側に雄体１２の第三円筒部２２に対応する第一内壁面３４を備えている。また、雌体３０は、第一内壁面３４の後方（奥側）に、雄体１２と雌体３０の結合時に弾性環状係止部材としての弾性係止リング体４２が収まる係止溝３６と、この係止溝３６の後方に結合作業中に弾性係止リング体４２が退避する格納溝３８と、が隣接して形成された二段溝４０を備えている。さらに、雌体３０は、二段溝４０の後方と連続する位置に雄体１２の第二円筒部１８に対応する第二内壁面４４と、この第二内壁面４４から後方に内方へ傾斜する内側テーパ部４６と、この内側テーパ部の後方と連続する位置に雄体１２の第一円筒部１４に対応する第三内壁面４８とを備えている。また、雌体３０の第三内壁面４８には環状溝５０が形成されており、この環状溝５０に、樹脂製のリング部材５２と、弾性環状シール部材としてのゴム製のＯリング５４とが収容されている。

さらに、雌体３０の開口部３２の最奥部には壁面５６が形成され、雌体３０の芯部にある流体が流れる流路部５８に連なっている。雌体３０の長手方向における開口部３２とは反対側には、ホースを連結するための締金具６０が設けられている。

また、雄体１２の第三円筒部２２には、雌体３０の第一内壁面３４の先端部３０Ａ近傍と対応する位置（先端部３０Ａの端面と近い位置）に環状溝６４が形成されており、この環状溝６４にゴム製の環状のダストシール６６が収容されている。すなわち、ダストシール６６は、雄体１２と雌体３０の結合時に雄体１２に接触する弾性係止リング体４２よりも雄体１２の後方側（雌体３０の先端部３０Ａ側）に配置されている。また、図２に示されるように、管継手１０は、雄体１２の第二円筒部１８の軸方向の長さをＡとし、雌体３０の先端部３０Ａの端面とダストシール６６の雄体１２の後方側の端部（ダストシール６６の先端部３０Ａ側の端部）との軸方向の長さをＢとしたとき、Ａ＞Ｂの関係を満たすように形成されている。ここで、長さＢは、ダストシール６６が環状溝６４を軸方向に動く隙間がある場合には、ダストシール６６が雄体１２の一番先端部１４Ａの側（雌体３０の開口部３２の奥側）に寄ったときに測った長さとしている。また、ダストシール６６は、雌体３０の先端部３０Ａから露出したときに目印となるように、例えば黒色のゴムで形成されている。

弾性係止リング体４２は、断面が円形の環状部材からなり、環状部材の一部を切り離して隙間（図示省略）が形成されている。これによって、弾性係止リング体４２は、弾性変形によりフリーの状態から縮径が可能となっている。この弾性係止リング体４２は、管継手１０の組み立て時に予め雌体３０の二段溝４０に収容されている。

また、管継手１０は、雌体３０の硬度が雄体１２の硬度よりも大きい材料で形成されている。雌体３０と雄体１２の材料としては、鋼材などの金属が用いられている。

次に、管継手１０の作用について説明する。

図３に示されるように、管継手１０の雄体１２と雌体３０を結合する際には、雄体１２の先端部１４Ａを雌体３０の開口部３２に押し込んでゆく。このとき、雄体１２の外側テーパ部１６が弾性係止リング体４２に当たり、弾性係止リング体４２が格納溝３８に押し込まれる。更に雄体１２を押し込むと、外側テーパ部１６の拡径に従い、弾性係止リング体４２が格納溝３８の中で拡径してゆく。更に雄体１２の押し込みを続け、雄体１２の第二円筒部１８が格納溝３８を通過すると、図１に示されるように、弾性係止リング体４２は自身の弾性力により元の径に縮径し、雄体１２の台形溝２０と雌体３０の格納溝３８の中に納まり、雄体１２と雌体３０との連結が終了する。この状態で、流路部２４、５８に流体を流すと、圧力の上昇により、雄体１２に挿入方向と反対側に移動する力が働き、弾性係止リング体４２は雌体３０の係止溝３６に収まり、弾性係止リング体４２が係止溝３６と雄体１２の台形溝２０とに接触することによって、加圧中の管継手１０の結合が保持される。

その際、Ｏリング５４が雄体１２の第一円筒部１４の周面に接触しており、流路部２４、５８を流れる流体のシール性が確保される。また、弾性係止リング体４２は雌体３０の係止溝３６と雄体１２の台形溝２０の中に収まることによって、雄体１２と雌体３０とが一旦結合されると、雄体１２と雌体３０とを分離することができない構成となっている。

この管継手１０は、雌体３０の硬度が雄体１２の硬度よりも大きいので、結合時に雄体１２と雌体３０が回転すると、雄体１２の磨耗が進行し、雌体３０が磨耗することが抑制される。図４に示されるように、雄体１２と雌体３０が回転すると、雌体３０に弾性係止リング体４２が連れ回りして弾性係止リング体４２と雄体１２の台形溝２０との接触部分が擦れるため、雄体１２の台形溝２０の奥側の第二円筒部１８が削れ、雄体１２が雌体３０から抜ける方向に徐々に移動する。このとき、雄体１２の第二円筒部１８の軸方向の長さＡと、雌体３０の先端部３０Ａの端面とダストシール６６の雄体１２の後方側の端部との軸方向の長さＢが、Ａ＞Ｂの関係を満たしているので（図２参照）、雄体１２の第二円筒部１８の磨耗が進行しても、雄体１２の第二円筒部１８の磨耗代を残した状態で雄体１２の移動によりダストシール６６が雌体３０の先端部３０Ａから露出する。したがって、露出したダストシール６６を目視で確認することによって、管継手１０の寿命が近いことを検知でき、雄体１２の抜けが発生する前に管継手１０を交換することが可能となる。
また、この管継手１０では、雄体１２と雌体３０の結合時に、雄体１２の環状溝６４に設けられたダストシール６６が雄体１２と雌体３０の第一内壁面３４の両方に接触している。このダストシール６６によって、雄体１２の第三円筒部２２と雌体３０の第一内壁面３４との間に砂などのごみが入ることを抑制できる。このため、ごみによる雄体１２の磨耗の進行を抑制できる。

また、雄体１２と雌体３０の先端部３０Ａとが重なる部分にダストシール６６を設けることによって、雄体１２の磨耗の検知機能のみならず、雄体１２の雌体３０への挿入（結合）完了を確認することができる。

次に、本発明の第２実施形態の管継手について説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図５に示されるように、管継手８０を構成する雄体８２は、先端から第一円筒部１４と、この第一円筒部１４から後方（中央部側）に外方へ傾斜する外側テーパ部１６と、この外側テーパ部１６の後方と連続する位置に第一円筒部１４より大きな外径を持つ第二円筒部１８とを備えている。また、第二円筒部１８の後方と連続する位置に雄体８２の挿入時に弾性係止リング体４２に係止される台形溝２０と、この台形溝２０の後方と連続する位置に第二円筒部１８の外径とほぼ同一の外径の第三円筒部８４が形成されている。この第三円筒部８４に環状溝６４が形成されており、環状溝６４に環状のダストシール６６が収容されている。

また、管継手８０を構成する雌体９０は、開口部３２の入口側に雄体８２の第三円筒部８４に対応する第一内壁面９２と、この第一内壁面９２の奥側（後方）と連続する位置に弾性係止リング体４２が収まる係止溝３６と弾性係止リング体４２が退避する格納溝３８とが隣接して形成された二段溝４０と、この二段溝４０の奥側と連続する位置に雄体８２の第二円筒部１８と対応する第二内壁面４４とを備えている。すなわち、第二円筒部１８と第三円筒部８４の外径がほぼ同径であるので、第一内壁面９２と第二内壁面４４の内径はほぼ同径に形成されている。さらに雌体９０は、第二内壁面４４の奥側に内方へ傾斜する内側テーパ部４６と、この内側テーパ部４６と連続する位置に雄体８２の第一円筒部１４に対応する第三内壁面４８とを備えている。

このような管継手８０でも、図６に示されるように、雄体８２と雌体９０の回転により雄体８２の第二円筒部１８の磨耗が進行すると、雄体８２の第二円筒部１８の磨耗代を残した状態で、雄体８２の移動によりダストシール６６が雌体９０の先端部３０Ａから露出する。このダストシール６６によって、管継手８０の寿命が近いことを検知でき、雄体８２の抜けが発生する前に管継手８０を交換することが可能となる。さらに、ダストシール６６によって、雄体８２の第三円筒部８４と雌体９０の第一内壁面９２との間に砂などのごみが入ることを抑制できると共に、雄体８２を雌体９０に挿入するときに挿入（結合）完了を確認できる。

一方、図７に示されるように、ダストシールを設けない雄体２０２と雌体２１０とで構成される管継手２００では、雄体２０２と雌体２１０の回転により雄体２０２の第二円筒部１８の磨耗が進行しても、雄体２０２の第二円筒部１８の磨耗状態を検知することができない。このため、図８に示されるように、雌体２１０のＯリング５４が雄体２０２の第一円筒部１４から外れ、流体の漏れが発生する場合がある。また、雄体２０２の第二円筒部１８（図７参照）の磨耗代がなくなると、雌体２１０からの雄体２０２の抜けが発生する恐れがある。

なお、第１及び第２実施形態では、目印として、環状のゴム製のダストシール６６が設けられているが、これに限定されず、他の材料や形状からなる目印を設けてもよい。

本発明の第１実施形態に係る管継手の雄体と雌体の結合状態を示す半裁断面図である。 本発明の第１実施形態に係る管継手の雄体と雌体の結合状態を示す部分拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る管継手の雄体と雌体の分離状態を示す半裁断面図である。 図１に示す管継手の雄体が磨耗したときの動作を示す半裁断面図である。 本発明の第２実施形態に係る管継手の雄体と雌体の結合状態を示す半裁断面図である。 図５に示す管継手の雄体が磨耗したときの動作を示す半裁断面図である。 比較例である管継手の雄体と雌体の結合状態を示す半裁断面図である。 図７に示す管継手の雄体が磨耗したときの動作を示す半裁断面図である。 従来の管継手の雄体と雌体の結合状態を示す半裁断面図である。

符号の説明

１０ 管継手
１２ 雄体
１４ 第一円筒部
１６ 外側テーパ部
１８ 第二円筒部
２０ 台形溝（溝）
２２ 第三円筒部
３０ 雌体
３０Ａ 先端部
３２ 開口部
３４ 第一内壁面
３６ 係止溝
３８ 格納溝
４０ 二段溝
４２ 弾性係止リング体（弾性環状係止部材）
４４ 第二内壁面
４６ 内側テーパ部
４８ 第三内壁面
５０ 環状溝
５４ Ｏリング（弾性環状シール部材）
６４ 環状溝
６６ ダストシール
８０ 管継手
８２ 雄体
８４ 第三円筒部
９０ 雌体
９２ 第一内壁面

Claims (4)

1. 円筒状の雄体と、前記雄体が挿入される開口部が形成された円筒状の雌体と、を備えた管継手であって、
   前記開口部に設けられ、前記雄体と前記雌体とを係止して結合させる弾性環状係止部材と、
   前記開口部に設けられ、前記雄体と前記雌体との結合時に流体をシールする弾性環状シール部材と、
   前記雄体と前記雌体との結合時に前記雄体に接触する前記弾性性環状係止部材よりも前記雄体の後方であって、前記雌体の先端側の内側と対応する前記雄体の周面に設けられた目印と、
   を有することを特徴とする管継手。
2. 前記目印が環状のダストシールであり、前記雄体の周面に形成された環状溝に前記ダストシールが収容されていることを特徴とする請求項１に記載の管継手。
3. 前記雄体は、先端から第一円筒部と、前記第一円筒部から後方に外方へ傾斜する外側テーパ部と、前記外側テーパ部の後方に連なり且つ前記第一円筒部より大きな外径を持つ第二円筒部と、前記第二円筒部の後方に連なり前記雄体を前記開口部に挿入したときに前記弾性環状係止部材が嵌り込む環状の溝と、前記溝の後方に連なり且つ前記第二円筒部より大きな外径又は前記第二円筒部と同一の外径を持つ第三円筒部と、を有し、
   前記雌体は、前記開口部の側から、前記第三円筒部に対応する第一内壁面と、前記第一内壁面の後方に前記弾性環状係止部材が収まる係止溝と前記係止溝の後方に前記弾性環状係止部材が退避する格納溝とが隣接して形成された二段溝と、前記二段溝の後方に連なり前記第二円筒部に対応する第二内壁面と、前記第二内壁面から後方に内方へ傾斜する内側テーパ部と、前記内側テーパ部の後方に連なり前記第一円筒部に対応する第三内壁面と、前記第三内壁面に前記弾性環状シール部材を納める環状溝と、を有し、
   前記目印が、前記雄体と前記雌体の結合時に前記第一内壁面と対応する前記第三円筒部に設けられており、
   前記第二円筒部の軸方向の長さをＡとし、前記雌体の先端部と前記目印の前記雄体の後端側の端部との軸方向の長さをＢとしたとき、Ａ＞Ｂの関係を満たしていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管継手。
4. 前記雌体の硬度が前記雄体の硬度よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の管継手。

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