JP2008513700A - 迅速連結継手 - Google Patents

Abstract

本発明は、クリップ（６６）と、クリップを受容するように設けられた環状クリップ溝（５０）を有する雄部（１２）と、雌部（１４）と、シール要素（６２）とを備え、迅速に連結し、かつ迅速に解放する流体用継手である。それは、雄部（１２）を雌部（１４）に結合するときにシール要素（６２）を圧縮し、雌部（１４）から雄部（１２）を分離させる準備において、クリップを環状クリップ溝の中に圧縮するように構成された二重機能の切頭円錐状斜面（２８）を有する雌部によって改良される。さらに、スリーブ（７２）が雄部（１２）の周りに摺動自在に配置され、環状溝（５０）の中に圧縮されたクリップ（６６）を捕らえる。

Description

本発明は概略的に可撓性ホース継手に関する。より詳しくは、本発明は新規な改良された迅速ホース継手に関する。特に、本発明は改良された、押して連結し迅速に解放する可撓性ホース継手に関する。

迅速連結継手が知られている。このような継手において、ポートアダプタが雌部すなわち雌ポートを含んでもよく、また関連する取付け具、機械、または設備に予め組みつけられていてもよく、あるいは雌部すなわち雌ポートが関連する取付け具、機械、あるいは設備に機械加工されてもよい。ホース挿入部およびフェルールを含む、ホース連結部あるいは雄部すなわちホースステムは、取付け具、機械、または設備に連結されるホースの開口端に取付けられる。ホースステムは、ホースの開口端に挿入されるホース挿入部を有する。フェルールは、挿入部を含むホース端部の周囲で圧縮され、全ての部分が永久に固定される。ホース連結部を雌部すなわち雌ポートの中に単に押圧することにより、次にホースの連結が完了する。このような迅速な連結継手は、容易に操作できない位置にホースが連結されなければならないときに特に好ましい。迅速連結継手は、ネジ込みを開始するための必要性とネジの噛み込みの危険性を減少させ、また利用できる空間に合わないかもしれない関連工具を使用する必要性を減少させるからである。ポートアダプタが前組立て操作として所定の位置、あるいは関連した取付け具、機械または設備に螺合されるかもしれないので、ポートが適切かつ準備されていることを保証にすることは容易である。さらに、組立て時間および、同様に組立てコストは減少する。

歴史的に、このような継手の設計をさせる考えは、ポート設計の複雑さ、機械加工の達成、ステム設計の複雑さ、Ｏリングまたは他のシール形状等のシール要素の複雑さと配置、種々の形状のクリップ等のロック要素の複雑さと配置、継手を完成させるために必要な要素の数、およびポートとステムの形状の相互作用を含んだ。これらの全ては、継手等を製造するためのコストの大きく影響し、これは経済的な実行可能性に大きく影響した。

このような継手が安全かつ信頼性をもって使用されることもまた重要である。明らかにこのような継手の重要な目的のひとつは、長期にわたって漏れのない連結を発揮することである。しかし、時が経つにつれて、安全性に対する重きが増加してきた。このような継手の迅速に解放できる性質により、不注意に突然解放して重大な結果を招くということが多くなる。これは特に、このような継手の使用が非常に強調される環境において発生する。これらは、流体用継手の設置が多く、密であり、かつほとんど近づくことができず、継手がしばしば取付けられる取付け具を含む多くの硬い重量物の移動がある、工業的あるいは大型機械の場所を含む。困難な場所における迅速な継手の解放すなわち保守に対する予期しない衝撃により、不注意な解放の発生が増加する。加圧されたシステムに対する不注意な解放により、機械を損傷あるいは破壊し、構内を破壊し、予期しない機械の動きや熱い高圧流体の噴射によって保守担当者あるいは他の人に怪我を負わせたり死亡させたりすることもある。

押して連結し迅速に解放する継手の一例がティンバーズ（Timbers）の米国特許第3,773,360号明細書に見られ、この内容は本明細書に組み込まれる。それは、ポートとステムの構成を単純にしてコストを抑えつつ、真っ直ぐに押して連結し迅速に解放する過程を提供する試みであるように見える。ティンバーズの3,773,360号明細書は、シールあるいはロック要素あるいはクリップを設ける必要のない、単純なポートの構成の利点を開示する。しかし、開示されたステムは、全てのシールおよびロック要素を有し、より複雑である。さらに、ロック要素は入り組んでおり、比較的複雑である。重大なことに、開示された継手は、継手を不注意な解放に対して抵抗させるために、付加的な要素あるいはストップ部材を必要とする。複雑で付加的な要素は継手のコストを増加させる。

ティンバーズの3,773,360号明細書の継手は、雄部の雌部への単純な押圧によって流体の連結を完成させる。ストップ部材を取り外した状態で、雄部を雌部へより近く係合させる付加的な挿入によって継手が解放される。これにより、ポートはロック要素を押圧する。ロック要素の独特かつ複雑な形状により、そのロック機能を無効にするようにステムとステイを圧縮させることができる。その２つの部分は、その後分離される。

ティンバーズの継手は、あまりにも容易に不注意に解放されて多くの環境では安全ではないことが明らかに予想された。したがって、ストップ部材が開示内容にふくまれていた。ストップ部材は、雌部と雄部の間の空間を埋めることによって、より近くの係合に向かって押圧される雄部と雌部に干渉する。ストップ部材が設けられた継手が不注意な解放に対して抵抗することは明らかである。

しかしストップ部材の使用と形状により、継手が悲惨な不注意の解放を経験する、かなり多くの機会が残る。第１に、配備される全ての期間においてストップ部材が継手に適切に取付けられることを確保する方法がない。ストップ部材は初めはないかもしれず、あるいは、何か問題があることを示す兆候を残すことなく継手の使用期間の間にいつでも取り除かれるかもしれない。このような条件において、継手はもはや不注意な解放に対して抵抗しない。第２に、ストップ部材の開示された形状は継手から径方向に広がる輪を含む。迅速に連結し迅速に解放する継手の使用が特に強調されるような上述した環境では、輪は破片を集めたり、物が移動することによって引っかかったりする。これはストップ部材が継手から引き離される、多くの機会を引き起こす。つまり、継手はもはや不注意な解放に対して抵抗しない。

安全性はまた、多くの工業的あるいは大型機械の環境において、このような硬い輪の存在によって弱められる。それは、破片、工具、布、髪の毛あるいは指の巻き込みによる損傷あるいは怪我の直接的な原因になりうる。さらに、継手が解放されるときに、ストップ部材である金属の輪が取り除かれて危険な破片として紛失することは、無視されることではない。

したがって、経済的な実行可能性のために単純化された構成を有する、さらに重要なことには、人間の介在に頼ることなく不注意な解放に大きく抵抗して全ての安全要素が連結時に存在することを確保することによって、危険な外形を有さないことによって、かつ危険な破片を発生する機会を付加しないことによって、安全性を大きく高めた、迅速に連結し迅速に解放する継手に対する必要性がある。

本発明は目的として、このような継手の経済的な製造と利益を維持しつつ、安全に、改良されたホース継手を迅速に連結し迅速に解放することを提供する。

本発明は、クリップと、クリップを受容するように設けられた環状クリップ溝を有する雄部と、雌部と、シール要素とを備え、迅速に連結し、かつ迅速に解放する流体用継手である。それは、雄部を雌部に結合するときにシール要素を圧縮し、雌部から雄部を分離させる準備において、クリップを環状クリップ溝の中に圧縮するように構成された二重機能の切頭円錐状斜面を有する雌部によって改良される。さらに、スリーブが雄部の周りに摺動自在に配置され、環状溝の中に圧縮されたクリップを捕らえる。

同様な数字が同様な部分を示し、明細書に組み込まれて明細書の一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、記述とともに、本発明の原理を説明するために役立つ。

図１を参照すると、本発明の迅速連結継手１の好ましい実施形態は雌ポート１０とホースステム１２を有する。雌ポート１０は、ひとつの意図された実施形態として、また図の簡単のために、ネジ１６を有し、かつレンチ平面１８を形成されたアダプタ１４の一部として示される。一般に、ポート１０は、図示しない取付け具、機械あるいは設備の本体の中に機械加工されると思われる。ポート１０がアダプタ１４の中に成形される例では、アダプタ１４はポート１０に対するベースである。ポート１０が取付け具、機械あるいは設備の中に成形される例では、これらがベースである。ポート１０は内面２０を有し、内面２０は入口開口２２、出口開口２４、流体通路２６、第１切頭円錐状斜面２８、第１円筒部３０、環状壁３２、第２切頭円錐状斜面３６、および選択的な第２円筒部３４を有する。第１切頭円錐状斜面２８は、後述するように、連結および解放操作において機能する二重機能斜面である。第２切頭円錐状斜面３６は、後述する連結操作に重要な導入斜面である。

図１において、ホースステム１２は、ステム入口開口４２とステム出口開口４４を有するボア４０が形成された軸３８を備える。軸は第１環状シール溝４８、環状クリップ溝５０、環状段付溝５２、第２環状シール溝５４、スリーブ受け部５５、破片バリア５６、ホースストップ５８、ホースインサート６０、および環状止め溝８６を構成する外面４６を有する。

ホースインサート６０は、流体を給送する、図示しないホースの開口端部内に配置される。挿入は通常、ホースの端部がホースストップ５８に当接するまで進む。ホースは普通の方法で、図示しないクランプあるいはフェルールに固定される。

第１環状シール溝４８は第１シール６２とシール裏当て金６４を支持する。第１シール６２はＯリングの形態のシール要素である。シール裏当て金６４は、流体が第１シール６２を通って漏れない状態で継手が作用するまで圧力を高めるために作用する。他の利用可能なシール設計を採用することもできる。

クリップ６６は、図６に示されるギャップ６８を有するスナップリングの単純な形態であるロック要素である。丸い断面形状を有するのとは反対に正方形を有する他のクリップ形状も考えられる。クリップ６６は、ギャップ６８がクリップ６６を拡大して外面４６を通過するのに十分に拡大されなければならないのに十分なだけ、小さく定められる。しかし、クリップ６６はまた、クリップ６６が第１円筒部３０を通過するのを許容するためにギャップ６８が縮小されなければならないのに十分なだけ大きくなければならない。クリップ６６は、第１斜面２８によって、また選択的に第２円筒部３４によって発生した空間を完全に埋めるのに十分なだけ大きく定められることが好ましい。このように大きさが定められると、これは、ポート１０の摩耗を最小にすることによって継手１の寿命を延ばす摩耗バッファとして付加的に作用する。この特徴は以下において、より詳細に説明される。ギャップ６８は、クリップ溝５０内においてクリップ６６の十分な縮小を許容するのに十分なだけ大きくなければならない。クリップ６６は最初、クリップ溝５０内に緩く嵌められる。

第２環状シール溝５４は、Ｏリングである第２シール７０を支持する。キャプチャスリーブ７２はステム１２に対して摺動自在に外面４６に取付けられる。スリーブ７２はキャプチャ筒部７４と肩部７６を有する。キャプチャ筒部７４は１以上の押圧スポット８８を有し、押圧スポット８８は折り曲げあるいはプレス加工の結果であり、拘束爪として作用する。これらの拘束爪が機械加工あるいは同様な形状をキャプチャ筒部７４に塑性加工することによって成形されることも可能である。押圧スポット８８は小さく、このためスリーブ７２が外面４６上において摺動して位置決めされることができる。いったん位置決めされると、止め溝８６と押圧スポット８８の相互作用により、スリーブ７２が外面４６から取り外されることが制限される。スリーブ７２がスリーブ受け部５５に対して移動すると、第２シール７０がスリーブ筒部７４の下に捕らえられる。クリップ６６は捕らえられない（図２参照）。図１に示されるようにスリーブ７２がステム出口開口４４に向かって移動すると、クリップ６６がスリーブ筒部７４によってクリップ溝５０内に捕らえられる。第２シール７０は外面４６とスリーブ７２の間の境界を汚染物質の移動に対してシールし、スリーブ７２の動きを減衰させる摩擦を発生させる。第３シール８０は、継手１が連結されるときに肩部７６とポート１０の間のギャップを埋めるため、キャプチャ筒部７４の周りに配置される。第３シール８０はキャプチャ筒部７４と第２斜面３６の境界を汚染物質の移動に対してシールする。

継手１の連結は、ステム１２のポート１０に対する関係に関して初期段階を図２に示すように、ステム１２をポート１０内に挿入することによって達成される。なお、連結の準備における好ましい構成において、図１に示されるように、クリップ６６がスリーブ７２によって捕らえられる。挿入は図３に示される位置まで続く。この挿入において、第１シール６２は第２斜面３６によって第１円筒部３０に整列するまで案内される。そして第１シール６２は第１斜面２８によって圧縮され、これにより第１シール６２はステム１２と流体通路２６の間の十分なシール位置へ移動できる。流体通路２６がシールボアと呼ばれることができるのは、このシール関係のためである。スリーブ７２もまた、第２斜面３６によって第１円筒部３０に整列するように案内される。挿入が進むと、スリーブ導入部７８が第１斜面２８に当接する。スリーブ導入部７８と第１斜面２８の当接の後、軸３８の挿入は、スリーブ７２の挿入がこの当接により止まったとしても続く。この結果、スリーブ７２が相対的にスリーブ受け部５５に向かって相対的に移動し、クリップ６６を解放する。クリップ６６は現在、通路２６のみによって捕らえられている。その後ステム１２は図３に示される点へ後退し、ここでクリップ６６は、第１斜面２８によって、また選択的に第２筒部３４によって残された空間の中に広がる。ステム１２とポート１０は現在、軸方向にロックされた関係にある。流体圧あるいはステム１２に作用する引張り力等のように、ポート１０からステム１２を排除あるいは抜き取る力がステム１２に作用すると（「許されない分離」）、クリップ６６は壁３２によって段付溝５２の中に押し付けられる。クリップ６６は段付溝５２と壁３２の間に挟まれる。ステム１２のポート１０からの引き抜きはできない。

軸方向のロック関係を維持する間に、継手１の許されない分離が繰り返されると、前述したクリップ６６の寸法変化と段付溝５２の存在がなければ、壁３２とクリップ溝５０が摩耗する。第１斜面２８と第２筒部３４によって残された空間の中にパチンと入り込むようにクリップ６６を十分に大きくすることによって、クリップ６６は保護的な挿入の付随的な機能を発揮する。寸法が小さくなることによってクリップ６６は、クリップ６６が成形される材料よりも一般的に柔らかいポート１０の材料を摩耗する、許されない分離の影響の下で、壁３２に対して作用する。段付溝５２の追加により摩耗は規則的に発生し、これは、軸方向のロック関係にあるときにステム１２がポート１０に少ない挿入で着座することによって、継手１の大きな損傷を起こすことのない摩耗の発生を示す。

スリーブ７２のキャプチャ筒部７４は、外面４６と第１円筒部３０の間の空間を満たし、ステム１２をポート１０に対する横方向の動きに対して安定させる。したがって、第１円筒部３０は安定ボアと呼ばれる。

挿入は、図２に示される初期点から、スリーブ受け部５５に当接するキャプチャスリーブ７２によって達成されてもよい。この構成において、クリップ６６は連結に先立ってスリーブ７２によって捕らえられない。しかし、これは連結に必要な力を増加させる。この場合、挿入力は、第２斜面３６によって、また続いて第１斜面２８によって第１シール６２を押圧するのに必要な力だけでなく、第２斜面３６によってクリップ６６を圧縮するのに必要な付加的な力を含む。第２斜面３６によってクリップ６６を圧縮するのに要求される力はかなり大きい。これに対して、クリップ６６がキャプチャスリーブ７２によって捕らえられる好ましい構成を利用した連結は実質的に小さい挿入力を必要とする。

継手の解放は、図４に矢印によって示されるように、最初にステム１２のポート１０への挿入量を増やすことによって行われる。図４および５は中間位置を示す。第１斜面２８はクリップ６６を段付溝５２からクリップ溝５０に向けて変位させ、クリップ６６をクリップ溝５０内へ押し込める。この作用の間、第１斜面２８は解放斜面と見なすことができる。挿入は、スリーブ導入部７８が第１斜面２８に当接するまで続き、クリップ６６は通路２６内に嵌合する大きさまで圧縮される。そしてスリーブ７２は、ステム１２に対して、図１に示される位置まで軸方向に移動し、クリップ６６を捕らえる。これは、矢印の方向にスリーブ７２を移動させることによってだけでなく、むしろ、軸３８が矢印によって示される方向の反対方向に後退する間にスリーブ７２を安定的に保持することによって行われる。実際には、これは肩部７６と破片バリア５６の間にくさび作用を適用することによって達成される。ブレードスクリュードライバ等の工具は、肩部７６と破片バリア５６の間にブレードを挿入し、捻ることによってくさび作用を発揮することができる。工具は公知の構成であるので、説明を省略する。図７に示された特殊目的の工具８２もくさび作用を発揮することができる。爪先８４が破片バリア５６と肩部７６の間に挿入される。そして特殊目的の工具８２は取っ手８５に圧力をかけることによって揺動され、くさび作用を発揮する。クリップ６６がスリーブ７２の下に捕らえられると、クリップ６６は壁３２と段付溝５２の間に挟み込まれない。ステム１２は自由になりポート１０から解放される。ステム１２はポート１０から後退する。

不注意による解放に対するフェールセーフを実質的に構成するいくつかの小さな特徴がある。第一に、解放は自然には発生しない動作の組合せを必要とする。単にステム１２を押すことは、解放させるのに効果がない。ステム１２と肩部７６の両方を押すことさえ、解放に導くものではない。解放は、ステム１２をポート１０の中に押し込み、肩部７６をくさび効果によって破片バリア５６から引き離す、意図された努力を必要とする。さらに、ポート１０内へのステム１２の挿入を最初に増加させることなく、キャプチャ筒部をクリップ捕獲位置に向かって付勢することは、２つの相補的な理由のために完全に無力である。ひとつ目は、スリーブ導入部７８が実際にクリップ６６を、段付溝５２に向かって後退させるのと同様にクリップ溝５０から外して動かしやすいことである。ふたつ目は、段付溝５２が浅すぎてクリップ６６が通路２６内に嵌合する大きさまで圧縮されないことである。スリーブ肩部７６が破片バリア５６の範囲を越えて拡張しないことがさらに理解される。したがってスリーブ７２は、単に保持されてクリップ捕獲位置へ押し込まれるのには役に立たない。

これらの緻密さにより、継手を迅速に連結し迅速に解放することができ、これは全ての望ましい特徴を保持しつつ継手の安全に対して大きな前進を示す。さらに、ティンバーズ（Timbers）の米国特許第3,773,360号明細書に記載された付加的な障害（すなわち危険な輪と潜在的に危険な破片）のない継手が得られる。

本発明の先述の記載と図示実施形態が図面に示され、種々の変形例と代替的な実施形態において詳細に説明された。しかし、本発明の先述の記載は例示に過ぎず、また本発明の範囲は従来技術の観点において解釈される請求の範囲のみに限定されるべきであることが理解されるべきである。さらに、ここに説明的に開示された本発明は、ここに明示的に開示されない要素なしに、適当に実施される。

分離すなわち解放された好ましい実施形態の、４分の１を破断して示す正面図である。 連結動作（挿入）の間における好ましい実施形態の、４分の１を破断して示す正面図である。 連結しているときにおける好ましい実施形態の、４分の１を破断して示す正面図である。 分離あるいは解放動作の準備段階における好ましい実施形態の、４分の１を破断して示す正面図である。 図４の詳細部分を拡大して示す図である。 スナップリングの単純化した形態におけるロック要素の平面図である。 解放工具の正面図である。 解放工具の平面図である。

Claims (8)

1. クリップと、前記クリップを受容するように設けられた環状クリップ溝を有する雄部と、雌部と、シール要素とを備え、迅速に連結し、かつ迅速に解放する流体用継手であって、
   前記雌部が、前記雄部を前記雌部に結合するときに前記シール要素を圧縮し、前記雌部から前記雄部を分離させる準備において、前記クリップを前記環状クリップ溝の中に圧縮するように構成された二重機能の切頭円錐状斜面を有し、
   前記雄部の周りに摺動自在に配置され、前記環状溝の中に圧縮された前記クリップを捕らえるように構成されたスリーブを備える
   流体用継手。
2. 前記雄部が前記環状溝に隣接した環状段付溝を有する請求項１の流体用継手。
3. 前記クリップがスナップリングである請求項１の流体用継手。
4. クリップと、前記クリップを受容するように設けられた環状クリップ溝を有する雄部と、雌部と、前記雌部からの前記雄部の分離を促進するように構成されたスリーブと、シール要素とを備え、迅速に連結し、かつ迅速に解放する流体用継手であって、
   前記スリーブが、軸方向に移動自在であり、かつ前記環状溝内において前記クリップを選択的に捉えるように構成された
   流体用継手。
5. 前記雄部が前記環状溝の近接した環状段付溝を有する請求項４の流体用継手。
6. 流体通路を連結し解放する方法であって、出口開口とシールボアを有する第１流体通路を構成し、かつ安定ボアと、前記シールボアと前記安定ボアの軸方向の間の環状ストップ壁と、前記安定ボアに近接した入口開口とを構成する第１内面を有する雌部を準備し、クリップを準備し、シール要素を準備し、出口開口を有する第２流体通路を構成する第２内面と、環状シール溝および環状クリップ溝を構成する外面とを有する雄部を準備し、前記シール溝内に前記シール要素を配置し、前記クリップ溝内に前記クリップを配置し、前記雄部の前記出口開口を前記雌部の前記入口開口に挿入し、前記クリップが前記ストップ壁を軸方向に通過し、かつ前記第１流体通路が前記第２流体通路に流体的に連通するまで前記挿入を続け、前記雄部を前記雌部から後退させるステップを備え、
   キャプチャスリーブを準備し、
   前記キャプチャスリーブを、前記クリップ溝から軸方向に離れた前記雄部の前記外面に摺動自在に取付け、
   二重機能の切頭円錐状斜面を前記雌部の前記第１内面に形成し、
   前記シール要素を前記二重機能切頭円錐状斜面と前記シール溝の間で圧縮させ、
   前記クリップを前記二重機能切頭円錐状斜面と前記クリップ溝の間で圧縮させ、
   前記キャプチャスリーブを、前記クリップ溝と前記クリップが前記キャプチャスリーブによって囲まれるように、軸方向に位置決めする
   方法。
7. 前記クリップがスナップリングであり、前記クリップ溝が環状段部を有し、前記スナップリングを前記ストップ壁と前記環状段部の間に拘束する請求項６の方法。
8. 前記キャプチャスリーブの前記軸方向の拘束が、前記キャプチャスリーブが、前記雌部に対して移動する間に前記雄に対して静止していることである請求項６の方法。

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