JP2009511842A - 管とホースの管係止リング付き差込み継手 - Google Patents

Abstract

本発明は、管とホースの管係止リング付き差込み継手に関するが、この継手は、一方の端面側でそれぞれ管及び／又はホースと結合可能であり、他方の端面側で相互に差込み封止可能で、軸方向に密着して互いに確実に係止し得る管状受け口（１）と管状差し口（２０）とからなる。受け口（１）は、その管（２）に、前記差し口（２０）の係止ばね（２４）が少なくとも部分的に嵌入する係止溝（７）を形成する管係止リング（３）を有し、該管係止リング（３）は受け口（１）から独立した部品として形成され、そこに僅かな遊びを有して密着固定されるか、又は、遊びなしに密着及び摩擦係止して固定される。差し込み接続を基本的に単純な方法で行うことが可能であり、更に、基本的により大きな軸方向の負荷にも耐えられることが利点である。

Description

本発明は、特許請求項１に記載の前提部に基づく、管とホースの差込み継手に関する。この種の差込み継手は同一出願人の多数の特許から公知となっており、そのことをここで言及する。差込み継手の機能はそこで何度も述べられている。

差込み継手は、受け口と差し口との間の封止並びに係止接合を提供するのに役立つ。

本発明の用語において、受け口は常に管に固定されており、他方、差し口はホースに固定されている。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、逆に、差し口が管に、受け口がホースに固定されていてもよい。ただし、記述を分かり易くするため、もっぱら最初に挙げた態様が出発点とされることとする。

本発明の実施の形態は、たとえば、管状受け口が一体に接続されている冷却装置が設けられた陸上車両、航空又は水上車両に関連する。この受け口の前面では、ここに接続するホースに対して差込み自在の封止係止接合が行われなければならない。

前記ホースは、更に、その反対側の端部に差し口が取り付けられており、該差し口は、そこにおいて管と係止接合されるが、その自由端には更に受け口が配置されている。

前記管の反対側の端部には、更に、受け口が配置されており、該受け口はホースの差し口と連携するが、該ホースの反対側の端部には、更に、差し口が設けられており、該差し口はターボチャージャへの供給を行なう管に固定されている受け口と封止係止接合される。

したがって、冷却器とターボチャージャとの間の前記連結過程には総計で４個の差込み継手が設けられる。

冒頭に述べたように、これらの差込み継手は同一出願人の多数の特許に記載されている。これらの特許文献の開示内容はすべてここに引用されることとする。

上記実施の形態では、温度約１３０〜２００℃、圧力５バールのガス状媒体が導通される。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、流体導管用であれ、ガス導管用であれ、あるいは粉末もしくは粒状物質の導管用であれ、一切の差込み係止式管継手に関連する。

高度な封止要件が求められるこの種の係止式差込み継手の問題は、受け口側の係止装置の取り付けが困難であることである。

本出願人の従来の特許には、溶接接合によるか又は管に一体的に形成されるように受け口側の係止装置が受け口の管に直接接合されると述べられている。ただし、これには、製造コストが割高であるという不都合が存在する。

受け口の材料からの係止装置（係止リング）の形成に際しては多様な妥協が行われなければならない。たとえば、あまり鋭い角度のアール部を成形することはできず、そのために差込み式係止接合の係止動作に悪影響を及ぼす不都合がある。この点からして、達成された係止力はあまり高くない。

あるもの、たとえば、係止接合のねじれ変位防止に役立つ、たとえば、カムは概して成型不能である。この種のカムは事後的に溶接、接合又は接着プロセスによって取り付けられねばならず、そのためにかなりのコストを招く。

該カムがねじれ変位防止に役立つので、したがって、カムにはねじれ荷重がかかることから、この種の−事後的な−結合の場合には、カムがせん断されるという危険が存在する。

そこで、本発明の目的は、係止式差込み継手の受け口側の係止装置を改善して、遥かにシンプルで、許容荷重の大きい、改善された係止力を備えた係止装置を製造し得るようにすることである。

前記課題を解決するため、本発明は、管係止リングが受け口から独立した部品として形成され、そこに僅かな遊びを有して密着固定されているか、又は、遊びなしに密着及び摩擦係止して固定されることを特徴としている。

特に、それ自体としてなんの処理も施されていない受け口の外周に独立した管係止リングが固定されている。

そもそも受け口の係止機能と封止機能とは分離可能であることが初めて認識されて、この認識の結果として、独立した管係止リングが設けられ、該管係止リングが適切な固定法によって受け口の外周に機械的に安定的に固定されるという重大な利点が、特許請求の範囲に記載された技術思想から、得られる。

これにより、対向する差し口との間の封止接合を行う受け口のシール面はまったく無加工のままであり影響を及ぼすものではないので、受け口はごく僅かな加工が施されるだけでよいという利点が生ずる。

軸方向において前記シール面の後方において、本発明による独立した管係止リングが適切な固定手段によって受け口の外周にのみ固定される。

まさに前方に位置する前記シール面が本来のシール機能を達成することからこの種の固定は封止式である必要はない。したがって、本発明による管係止リングと受け口の外周との間には機械荷重に耐える結合が可能とすれば十分である。

第１の好適な実施の形態においては、管係止リングがプレス結合によって受け口と結合されることがなされる。このため、受け口の内周側から拡幅ツールが適用されて、管係止リングの領域の対応する係止溝と係止する半径方向外側に隆起したプレス溝をつくり出し、それによって、前記受け口が前記管係止リングをその外周に機械的に安定的に保持する。

第２の好適な実施の形態においては、前記管係止リングが接着法又は溶接法によって受け口の外周に固定されることがなされる。

第３の好適な実施の形態においては、外側から作用すると共に半径方向内側に向けた適切なプレス工具によって受け口の周囲に前記管係止リングがプレスされることがなされる。

第４の好適な実施の形態においては、前記受け口の材料から突起が造形加工されることがなされ、該突起は前記管係止リングの対応する突起及び／又は窪みと連携して、それを相補安定的に（密着して）前記外周に固定する。

したがって、すべての実施形態に共通しているのは、管係止リングと受け口の外周との間に密着係合による−ただし封止作用を実現するには至らない−結合が求められるだけということである。

因みに、本発明は金属材料からなる変形可能な受け口に限定されるものではない。本発明の別の実施の形態においては、受け口はプラスチック材料からなり、（同じくプラスチック材料及び／又は金属材料からなっていてもよい）本発明による管係止リングは前記受け口を製造するための射出成型装置に装着されて、前記プラスチック受け口の材料に材料的に見て一体成型されることがなされる。

材料的に見た上記の一体結合は前記管係止リングが同じくプラスチック材料からなっている場合にのみ関係している。

管係止リングが金属材料からなり、受け口がプラスチック材料からなっている場合には、前記管係止リングの周囲を適切な方法で前記受け口のプラスチック材料で押し出し成型コートすれば十分である。

すべての実施の形態に関して特許請求の範囲に記載された技術思想から、管係止リングが別個に取り付けられるため、頂部にできるだけ鋭い角度のアール部を有した係止斜面を形成することが初めて可能となるという重要な利点が得られ、その際、この鋭い角度のアール部はその後方に連続する係止溝に移行している。こうして、従来の技術では達成し得なかった非常に高い係止力が生ずる。

さらなる利点は、管係止リングが別個に形成されるため非常に滑らかで若干傾斜の緩い係止斜面を形成することができ、これが、差込みに要する力がごく僅かで済み、しかも係止装置全体の良好なセンタリングが達成されるという利点と結びついていることである。

好適な実施の形態において、管係止リングは二つのパートに形成され、係止リングと、材料的に見て一体に成形されて該係止リングの後方に連続するロックリングとからなっている。

前記により、管係止リングに２つの異なった機能を負わせることができるという利点が得られる。前方係止リングは差し口との係止接合に使用され、他方、後方ロックリングは係止接合のセンタリングに使用されると共に、軸方向ストッパ手段および差込み継手全体の機械的保護手段として機能し、係止領域への異物の侵入を防止する。

ここで、本発明の更なる利点は、従来の技術において必要とされたような、係止装置全体をジョイント接合によって受け口と結合する必要はもはやないということである。このことは、さらになお管継手の封止圧力全体を吸収しなければならないような接合領域を設けないですむことを意味する。

本発明による管係止リングが封止装置とは切り離されて受け口の外周に配置されているという事実からして、係止接合に要される機械的強度が同所で受容されさえすれば十分である。

特許請求の範囲に記載された技術思想から、管肉厚並びに受け口の材料にかかわりなく、任意の受け口の外周に管係止リングを事後的に取り付けることができるというさらなる利点が得られる。

金属からなる管係止リングは、プラスチックからなる受け口にも、該受け口が冷間成型可能であって僅かな復元力を有している限り、圧締めすることが可能である。

また、更なる利点は、本発明による、独立した管係止リングは、比較の問題として、一般に容易に変形可能で軟質でなければならない受け口の材料よりも遥かに高い強度を有することができることである。

このことは、係止接合の高度な耐摩耗性での優れた係止力となる。

最後の利点として、ここで、カムの形でねじれ変位防止を管係止リングに容易に形成することが可能である旨挙げておくこととするが、これは以前には少なからぬ時間とコストを要するものであった。

ここで、管係止リングの材料から当該カムを成形すれば十分であり、これはさまざまな方法で行われる。

第１の実施の形態においては、前記カムは薄板材料からなるが、それは管係止リングの残りの薄板材料からフランジ加工ツールを用いて絞り出し加工されるようにすることができる。

同じく、前記カムは管係止リングの絞り出し加工された突出部で成形されてもよく、最後に、前記カムは、独立した部品として、突出部によって制限を受ける管係止リングの対応する窪みに挿設されてもよい。

すべての実施の形態において重要なことは、封止機能を実現するために、ここで、受け口の管の前端域のみを所定の外径に調整すれば十分であるということである。なぜならば、この外径のみが差込み継手の封止径として機能するからである。

こうした場合には、その後方に続く受け口の面はもはや正確に所定の外径に合わせて調整するには及ばない。

本発明の発明目的は個々の特許請求項の対象からだけでなく、個々の特許請求項同士の組み合わせからも達成される。

要約書を含む書類中に開示された一切の説明並びに特徴、特に、図面中に示された空間的な実施の形態は、それらが個別に若しくは組み合わせによって従来の技術に比較して新規性を有する限り、本発明に不可欠なものとして権利請求されることとする。

以下、単に可能な一つの実施例を表すにすぎない図面を参照して、本発明を詳細に説明する。その際、図面並びにその説明から、本発明にとって重要なその他の特徴並びに発明の利点が明らかになる。

図Ａは、従来技術に属する類の受け口を説明するために使用されうる。ここでは、受け口１ａは、管係止リング３ａが同一材料により一体成型されている管２ａからなっている。この管係止リング３ａは管２ａの比較的に軟質な材料の成型によって製造されている。これは構成全体を製造するために用いられたダイカスト法又は射出成型法によってもよい。

この構成に関連して、重要な点は、できるだけ許容荷重の高いねじれ防止を達成するために、ねじれ変位防止用のカム４ａを受け口１ａの材料と結合する点である。

このことは、非常に高い製造コストと結びついていることは明白である。

もし管係止リング３ａを有する差し口１ａ全体がフランジ加工ツールを用いた絞り出し加工によって製造されるとすれば、このカム４ａをこの材料と材料から見て一体に結合することは不可能であろう。そして、それは別個の部品としてなんらかの方法で前記材料に結合されなければならず、このことは強度上の問題を招来する。

この点で、図１に関して本発明は、管として形成されている金属若しくはプラスチックからなる受け口１において、受け口１の管２の外周に別個の管係止リング３が取り付けられていることに始まる。

そのために、本発明は、管２の内周に周回プレス溝５が設けられ、管係止リング３の内周と係合して、それによって、それを管２の外周にしっかり結合する半径方向外側に隆起した縁部を前記プレス溝が形成し、管２の外周での摺動と捻れを防止することを提供する。

この方法の利点は、ここで独立別個の管係止リング３につき一切の機械加工工程をその組み付け前に実施し得ることである。たとえば、カム４は、管係止リング３全体が曲げ薄板材料からなっているために、管係止リング３の材料に直接に形成されるようになされる。そして、カム４は該薄板材料から直接に曲げ加工成形される。

他に関し、この例において重要な点は、さらに、（管係止リング３からなる）係止装置が管２のシール面６から完全に切り離されており、そのため、もはや管係止リング３はシール機能を想定していないことである。これによって、それを特に安価に、ただしまた高い許容荷重を有するようにして製造することが可能である。

図２から本発明のその他の詳細が判明する。

本発明によれば、管係止リング３は、二つのパート、つまり、前方係止リング１３と後方ロックリング１２とからなっている。

“前方”および“後方”なる概念は常に、受け口１に差し込んで係止可能な差し口２０（図３参照）の差込み方向（矢印２８）に関係している。

本発明は管係止リング３の前記の二パート構成に限定されるものではない。別の実施の形態においては、係止リング１３のみが設けられて、後方ロックリング１２は欠如するようにすることも可能である。

重要な点は、前方係止リング１３が係止溝７を形成し、該係止溝は、管係止リング３が高い許容荷重を有する薄板材料から絞り加工し得るため、非常に鋭い角度の（小さなアール部１１）を実現させることができる点である。

これに対して、従来の技術による係止溝７ａは、必然的に低い引き抜き力を伴う大きなアール部に苦しめられていた。

更に、重要な点は、ここで比較的傾斜の緩い係止斜面９を設けることができ、そのため、特に小さな差し込み力を達成することができ、しかも、この係止斜面９はその半径方向内側部分でのみ管２の外周上の接触面１０に載設されていることである。

前記係止斜面９は、続いて、前述した比較的鋭い角度をなすアール部１１に連なり、係止溝７に移行する。

係止溝７の底には、差し口２０の係止ばね２４が噛み込むが、このことは以下の図面を参照してより詳細に説明する。

係止溝７に続いてロックリング１２が同一材料で一体に成形されており、且つ、垂直、つまり、半径方向に隣接するストッパフランジ１５を備えた軸方向リング面１４を形成する。

前記リング面１４は差込み継手全体のセンタリングに使用され、ストッパフランジ１５は係止領域、特に、係止溝７の領域内への異物の侵入の防止に役立つ。

その他に関し、受け口１の前端には、図３に示した差し口２０への挿入を容易にするため、進入用斜面８が公知の方法で配置されている。

差し口２０は基本的に内側部２１と、それと同一材料で一体に結合された外側部２２とからなっており、双方の材料は高い許容荷重を有する安価な薄板材料である。

内側部２１の領域には、周囲に均等に分散配置されたスリット２５が設けられており、係止ばね２４が、例えば、周囲に分散された３箇所において、受け口１の対応する係止溝７に噛み込むように、そこを介して、係止ばね２４の屈曲端が係合する。

内側部２１の領域には幅広の溝が設けられており、そこにリップパッキン２３が嵌め込まれている。

このリップパッキン２３は、受け口１の前述したシール面６と連携作用する。

外側部２２には、係止ばね２４を外側に対して被覆するため、半円形で翼状のプラスチックカバー２６が設けられている。

内側部２１と外側部２２の間にはホース収容スペース２７が形成されており、同所にホース（図示せず）が挿し込まれる。

ただし、本発明はホースを収容するためにホース収容スペース２７を形成することに限定されるものではない。差し口２０の全体にホースが直接射出成型されるようにしてもよい。

差し口２０の全体が管に成形されるようにしてもよい。

外側部２２の領域には、更に、受け口１の対応するカム４と連携して差込み継手のねじれ変位防止を提供するねじれ変位防止窪み２９が形成されている。

図４には、図２，３に示した双方の部材１，２０が差込み継ぎされる直前の状態で表されている。屈曲端を有した係止ばね２４は差し口２０の対応するスリット２５を貫いて突き出し、全体として一連の異なった箇所で受け口１の係止溝７に係止式に係合することが看取される。

係止接合を解除するには、外側部２２を越えて突き出た係止ばね端を掴んでそれを持ち上げ、係止ばね２４のばね端を受け口１の係止溝７との係合から外せば十分である。

同じ状況が図５に表されており、差込みされた係止接合の部分破断図が示されている。

リップパッキン２３は、受け口１の管２のシール面６の領域に密接しており、係止リング１３とロックリング１２とからなる２パート構成の管係止リング３が係止機能のみを想定していることが明らかに看取される。

同じ特徴は、図５の断面図を示した図６からも看取することができる。

シール機能と係止機能との分離、並びに、管係止リング３が半径方向外側に隆起したプレス溝５によって受け口１の管２の外周に固定されているとの事実が明白に認められる。

この場合、プレス溝５は係止溝７の前方で、しかも係止斜面９の領域で、管係止リング３の材料と係合している。

従来の技術による係止装置を有した受け口を示す図である。 本発明による管係止リングを有した受け口の斜視図である。 図１に示した受け口の断面図である。 差し口の断面図である。 図２，３に示した差し口と受け口との斜視半断面図である。 合体された図４の状態を示す図である。 図５の構成の断面図である。

符号の説明

１ 受け口１ａ
２ 管２ａ
３ 管係止リング３ａ
４ カム４ａ
５ プレス溝
６ シール面
７ 係止溝７ａ
８ 進入用斜面
９ 係止斜面
１０ 接触面
１１ 半径
１２ ロックリング
１３ 係止リング
１４ リング面
１５ ストッパフランジ
１６ −
１７ −
１８ −
１９ −
２０ 差し口
２１ 内側部
２２ 外側部
２３ リップパッキン
２４ 係止ばね
２５ スリット
２６ プラスチックカバー
２７ ホース収容スペース
２８ 方向矢印
２９ ねじれ変位防止窪み

Claims (15)

1. 管とホースの差込み継手であって、管状受け口（１）と管状差し口（２０）とからなり、両者が一方の端面側でそれぞれ管及び／又はホースと結合可能であり、他方の端面側で相互に差込み封止可能で、軸方向に密着して互いに確実に係止され、前記受け口（１）が、その管（２）上に、前記差し口（２０）の係止ばね（２４）が少なくとも部分的に嵌入する係止溝（７）を形成する管係止リング（３）を有し、該管係止リング（３）は前記受け口（１）から独立した部品として形成され、そこに僅かな遊びを有して密着固定されているか、又は、遊びなしに密着及び摩擦係止して固定される差込み継手において、
   前記管係止リング（３）は金属薄板材料からなることを特徴とする差込み継手。
2. 前記管係止リング（３）が前記受け口（１）の管（２）の外周に着座していることを特徴とする前記請求項１に記載の差込み継手。
3. 前記受け口（１）のシール面（６）が前記係止リング（３）の前記係止溝（７）よりも前記受け口の差し口側端面に近接して位置し、前記差し口（２０）の前記係止ばね（２４）がパッキン（２３）よりも前記差し口の受け口側端面に近接して位置していることを特徴とする前記請求項１又は２に記載の差込み継手。
4. 前記受け口（１）と前記差し口（２０）との間の封止が、前記受け口（１）の前記シール面（６）に密接して封止する前記差し口（２０）のリング状パッキン（２３）によって行われ、前記受け口（１）の前記シール面（６）が純然たる円筒形であって、半径方向に凹凸がないことを特徴とする前記請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の差込み継手。
5. 前記差し口（２０）の前記係止ばね（２４）と前記受け口（１）の前記管係止リング（３）の前記係止溝（７）との間の係止接合は差込み継手全体にとって非封止式又は封止式の何れかに形成されていることを特徴とする前記請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の差込み継手。
6. 前記管係止リング（３）が、前記受け口（１）に設けられた少なくとも１つの半径方向外側及び／又は半径方向内側に延びる突起／窪みによって、前記受け口（１）に固定又は固着されていることを特徴とする前記請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の差込み継手。
7. 前記少なくとも１つの半径方向突起／窪みが、少なくとも１つのリング状に周回する連続又は不連続のプレス溝（５）として前記受け口（１）に形成されていることを特徴とする前記請求項６に記載の差込み継手。
8. 前記管係止リング（３）が、接着及び／又は溶接／はんだ付けによって前記受け口（１）に一体固定されていることを特徴とする前記請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の差込み継手。
9. 前記受け口（１）と前記差し口（２０）が金属及び／又はプラスチックにより形成されていることを特徴とする前記請求項１乃至８のうちのいずれかに記載の差込み継手。
10. 前記受け口（１）がプラスチックにより形成されており、前記管係止リング（３）は独立した部品として前記受け口（１）の上及び／又は内に射出成形されることを特徴とする前記請求項９に記載の差込み継手。
11. 前記受け口（１）と前記差し口（２０）を互いに差し込むために、前記受け口（１）の前記係止リング（３）が比較的傾斜の緩い係止斜面（９）を有し、該係止斜面には比較的小さなアール部（１１）が連続し、該アール部はほぼ半径方向に延びる壁部を経て前記係止溝（７）に移ることを特徴とする前記項１乃至１０のうちのいずれかに記載の差込み継手。
12. 前記少なくとも１つの半径方向の突起／窪み、特に前記プレス溝（７）が前記係止斜面（９）の半径方向内側に密着及び摩擦係止されることを特徴とする前記請求項７乃至１１のうちのいずれかに記載の差込み継手。
13. 前記管係止リング（３）が、差し口に近い側に位置する係止リング（１３）と、特に同一材料で一体成形されて前記係止リングに連続する、差し口から離れた方のロックリング（１２）とからなる二つの部分に形成されおり、前記係止リング（１３）が前記差し口（２０）との係止接合に使用され、他方、前記ロックリング（１２）が係止接合のセンタリングに使用されると同時に軸方向ストッパ手段として機能することを特徴とする前記請求項１乃至１２のうちのいずれかに記載の差込み継手。
14. 前記管係止リング（３）には、前記受け口（１）と前記差し口（２０）との間の相対ねじれ変位運動を防止するねじれ変位防止がカム（４）の形で提供されていることを特徴とする前記請求項１乃至１３のうちのいずれかに記載の差込み継手。
15. 前記カム（４）が前記管係止リング（３）の材料から冷間加工、たとえば、鍔出し加工又は突出部からの絞り出し加工によって製造されることを特徴とする前記請求項１４に記載の差込み継手。

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