JP2019027562A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材に劣化が生じても密封性をより長期間に亘って確保できる管継手部材を提供する。
【解決手段】当該雌型管継手部材１０は、継手本体２０の貫通孔１８内でその長手軸線Ｌの方向で変位可能に配置されたスライドバルブ２２を有し、スライドバルブ２２の前端部３４にはシール部材３６が取り付けられている。シール部材３６は、雄型管継手部材１２が貫通孔１８内に挿入されたときに、スプリング２４の付勢力によって雄型管継手部材１２の密封係合面５２に密封係合する。シール部材３６は、主シール部６６と、主シール部６６よりも密封係合面５２から離れる位置にある補助シール部６８とを有し、連結状態において主シール部６６は密封係合面５２と密封係合し補助シール部６８は密封係合面５２から離れる。主シール部６６が劣化してスプリング２４の付勢力によって押し潰されると、補助シール部６８が密封係合面５２に密封係合して密封性が確保される。
【選択図】図１

Description

本発明は、スライド部材を備える管継手部材、及びスライド部材を備える管継手部材とそれに着脱可能に連結される対応管継手部材とからなる管継手に関する。

対応管継手部材に着脱可能に連結される管継手部材においては、対応管継手部材に連結されていない非連結状態のときに流路を閉止して内部流体が外部に漏れないようにするために、流路内に配置されたスライドバルブ（スライド部材）を備えるものがある。このようなスライドバルブを備える管継手部材においては、対応管継手部材が連結されたときに、該対応管継手部材の先端面がスライドバルブに当接してスライドバルブをスプリングの付勢力に抗して移動させることにより、流路が連通するようになっている。また、スライドバルブの前端部にはシール部材が取り付けられていて、スライドバルブと対応管継手部材とがシール部材により密封係合されて、管継手部材の流路と対応管継手部材の流路とが密封して連通した状態となるようになっている（特許文献１）。

特開２０１６−１６１０６６号公報

スライドバルブと対応管継手部材との間を密封係合するシール部材は、連結状態においてはスライドバルブを付勢するスプリングの付勢力によってスライドバルブと対応管継手部材との間で圧縮された状態に維持される。通常、シール部材はゴム材料により形成されているが、ゴム材料は、圧縮された状態が長期間に亘って維持されると材料特性が変化し、特に弾性が低下して元の形状に戻らなくなることがある。ゴム材料のこのような劣化は、高温環境においてより早く進行する。シール部材の弾性が低下すると、シール部材は押し潰されて硬くなり、潰れた形状から元の形状に戻らなくなる。そうすると、スライドバルブと対応管継手部材との間の密封性が低下し、内部流体が漏れてしまうことがある。特に、シール部材が劣化して弾性が低下した状態で、管継手部材と対応管継手部材との間に曲げ力が作用して管継手部材同士が相対的に傾くと、シール部材がその変化に追従できず、隙間が生じて内部流体が漏れることがある。

そこで本発明は、シール部材に劣化が生じても密封性をより長期間に亘って確保できるようにした管継手部材、及び該管継手部材とそれに着脱可能に連結される対応管継手部材とからなる管継手を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、
対応管継手部材に着脱可能に連結される管継手部材であって、
対応管継手部材を受け入れる貫通孔を有する筒状の継手本体と、
該貫通孔内において、該貫通孔の長手軸線の方向で変位可能に配置されたスライド部材と、
該スライド部材を該対応管継手部材を受け入れる側に向かって付勢するスプリングと、
該スライド部材に取り付けられ、該対応管継手部材が該貫通孔内に挿入されたときに該スプリングの付勢力によって該対応管継手部材の密封係合面に密封係合されるシール部材であって、主シール部と、該主シール部よりも該密封係合面から離れる位置にある補助シール部とを有し、当該管継手部材が該対応管継手部材に連結されたときに、該主シール部は該密封係合面と密封係合し該補助シール部は該密封係合面から離れるようにされ、該主シール部が劣化して該スプリングの付勢力によって押し潰されると該補助シール部が該密封係合面に密封係合するようにされたシール部材と、
を備える管継手部材を提供する。

当該管継手部材においては、シール部材がまだ劣化していないときには主シール部によってスライド部材と対応管継手部材との間を密封し、長期間に亘り圧縮されるなどして主シール部が劣化して弾性が低下することにより主シール部が押し潰されたときには、補助シール部が対応管継手部材と密封係合するようになっている。すなわち、主シール部が劣化したときには、それまで圧縮されておらず劣化があまり進行していない補助シール部で密封係合するようになっているので、主シール部が劣化したあとも補助シール部により密封状態を維持することができ、より長期間に亘って密封性を確保することが可能となる。

具体的には、該主シール部が該貫通孔の径方向に平行な主シール面を有し、該補助シール部が該径方向に平行な補助シール面を該主シール面よりも該密封係合面から離れる位置に有するようにすることができる。

また、該主シール部が該補助シール部の径方向外側に位置するようにすることができる。

主シール部は対応管継手部材により近い位置にあるため、長手軸線の方向で大きく圧縮され、その結果として径方向に膨張する。このとき、径方向に膨張した部分によって流路が狭められると流路抵抗が増加してしまい好ましくない。これに対して上述のように主シール部が補助シール部の径方向外側に配置されていることにより、主シール部がシール部材の内側にまで膨張して流路を狭めてしまうことを防止することが可能となる。

また具体的には、
該スライド部材が該対応管継手部材を受け入れる側に面する環状面と、該環状面に形成され該対応管継手部材を受け入れる側に向かって開口する環状溝とを有し、
該シール部材は、該環状溝に受け入れられた第１部分と、該環状面に当接するように設けられた第２部分と、を有し、該第１部分に該主シール部が形成され、該第２部分に該補助シール部が形成されているようにすることができる。

また本発明は、
上述の管継手部材と、
該管継手部材に着脱可能に連結される対応管継手部材であって、連結状態において該管継手部材の該シール部材に密封係合する密封係合面を有し、該密封係合面が該貫通孔の径方向に略平行な平面とされている、対応管継手部材と、
を備える管継手を提供する。

以下、本発明に係る管継手の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明の一実施形態に係る管継手の非連結状態における側面断面図である。 図１の管継手の連結状態における側面断面図である。 図１の管継手のシール部材の周辺の拡大図である。 図１の管継手のシール部材の周辺の拡大図であり、対応管継手部材の密封係合面がシール部材の主シール面に密封係合している状態を示す図である。 図１の管継手のシール部材の周辺の拡大図であり、主シール部が押し潰されて対応管継手部材の密封係合面がシール部材の補助シール面に密封係合している状態を示す図である。

本発明の一実施形態に係る管継手１は、図１に示すように、互いに着脱可能に連結される雌型管継手部材（管継手部材）１０と雄型管継手部材（対応管継手部材）１２とからなる。

雌型管継手部材１０は、雄型管継手部材１２を受け入れる前端開口１４から後端開口１６まで貫通する貫通孔１８を有する継手本体２０と、貫通孔１８内において貫通孔１８の長手軸線Ｌの方向で変位可能に配置されたスライドバルブ（スライド部材）２２と、スライドバルブ２２を前方（図で見て右側）に付勢するスプリング２４と、貫通孔１８内において長手軸線Ｌに沿って配置され、継手本体２０の後端近くの内周面から半径方向内側に延びる複数の支持部２６によって継手本体２０に固定されたバルブシート部材２８と、を備える。図１の非連結状態においては、スライドバルブ２２はスプリング２４によって付勢されて、スライドバルブ２２の内周面２２ａがバルブシート部材２８に取り付けられたシール部材３０と密封係合している。またスライドバルブ２２の外周面２２ｂと貫通孔１８の内周面１８ａとは、スライドバルブ２２に取り付けられた摺動シール部材３２により密封係合されている。したがって、流体が流れる流路となる貫通孔１８はスライドバルブ２２によって閉止された状態となっている。スライドバルブ２２にはさらに、その前端部３４に別のシール部材３６が取り付けられている。このときスライドバルブ２２は、継手本体２０に保持されている施錠子３８を径方向内側から保持している。

雄型管継手部材１２は、前端開口４０から後端開口４２まで貫通する貫通孔４４を有する筒状の継手本体４６と、貫通孔４４内において貫通孔４４の長手軸線Ｌの方向で変位可能に配置されたスライドバルブ４８と、スライドバルブ４８を当該雄型管継手部材１２の前方（図で見て左方）に付勢するスプリング５０と、を備える。図１の非連結状態においては、スプリング５０によって付勢されたスライドバルブ４８が継手本体４６の弁座面４６ａにシール部材５１を介して密封係合され、流路となる貫通孔４４を閉止している。

雌型管継手部材１０の貫通孔１８に雄型管継手部材１２を挿入すると、雄型管継手部材１２の前端面である密封係合面５２は、雌型管継手部材１０のスライドバルブ２２に取り付けられたシール部材３６に当接し、スライドバルブ２２をスプリング２４の付勢力に抗して後退させる。それと同時に雌型管継手部材１０のバルブシート部材２８は、雄型管継手部材１２のスライドバルブ４８に当接し、スライドバルブ４８をスプリング５０の付勢力に抗して後退させる。雄型管継手部材１２の継手本体４６の外周面４６ｂに形成された係止溝５４が雌型管継手部材１０の継手本体２０に保持された施錠子３８と整合する位置にまで挿入されると、施錠子３８はスライドバルブ２２によって径方向内側から保持されなくなり、径方向内側に移動して係止溝５４を係止する。また、施錠子３８が内側に移動することにより、継手本体２０の外側に配置されたスリーブ５６が前方に変位して施錠子３８を径方向外側から保持する。これにより管継手１は、雌型管継手部材１０と雄型管継手部材１２とが連結した図２の連結状態となる。このとき、雌型管継手部材１０のスライドバルブ２２と雄型管継手部材１２の密封係合面５２とは、シール部材３６により互いに密封係合し、雌型管継手部材１０の貫通孔１８と雄型管継手部材１２の貫通孔４４とが密封して連通した状態となる。

図３に示すように、雌型管継手部材１０のスライドバルブ２２の前端部３４には、雄型管継手部材１２が受け入れられる前方側に面する環状面５８と、この環状面５８に形成され前方に向かって開口する環状溝６０とが形成されている。シール部材３６は、環状溝６０に受け入れられた第１部分６２と、第１部分６２から環状面５８に沿って径方向内側に延びるように設けられた第２部分６４とからなる。第１部分６２には、前方に突出した主シール部６６が形成され、第２部分６４には主シール部６６よりも後方に位置する補助シール部６８が形成されている。また主シール部６６は貫通孔１８の径方向に平行な主シール面７０を有し、補助シール部６８は同じく貫通孔１８の径方向に平行な補助シール面７２を有している。

連結状態においては、上述のようにシール部材３６がスプリング２４の付勢力によって雄型管継手部材１２の密封係合面５２に押し付けられて密封係合した状態となる。シール部材３６の劣化が進んでおらずシール部材３６の弾性が低下していない状態のときには、図４に示すように、シール部材３６は、主シール部６６の主シール面７０のみが径方向に平行な平面である密封係合面５２に密封係合し、補助シール面７２は、密封係合面５２から離れた位置にある。したがって、シール部材３６に対する圧縮力は主シール部６６に加わることになり、主シール部６６は圧縮されるが、補助シール部６８は実質的に圧縮されない。密封係合面５２に係合する部分を主シール部６６のみとして比較的に狭い面積とすることにより、密封係合している部分の面圧が高くなり、より高い密封性が確保できる。

ゴム材料は通常は圧縮力が解放されると弾性により元の形状に戻るが、長期間に亘り圧縮された状態が維持されると、ゴム材料が徐々に劣化し弾性が低下して元の形状に戻らなくなることがある。この弾性の低下は高温環境下においてより早く進行することが知られている。圧縮されている主シール部６６が劣化して弾性が低下していくと、主シール部６６がどんどん潰れていき、遂には補助シール面７２と同じ位置にまで押し潰される。そうすると、図５に示すように補助シール部６８の補助シール面７２が密封係合面５２に密封係合した状態となる。このとき主シール部６６の弾性は大きく低下しているため、主シール部６６における密封性も大きく低下している虞がある。一方で補助シール部６８はそれまで圧縮されていなかったため主シール部６６と比べると劣化は進行しておらず、十分な弾性を有している。そのため、補助シール部６８において十分な密封性を確保することが可能となる。

このように当該管継手１においては、雌型管継手部材１０のスライドバルブ２２と雄型管継手部材１２の密封係合面５２との間を密封係合するシール部材３６が、劣化があまり進行していない初期状態において密封係合面５２と密封係合する主シール部６６と、初期状態では密封係合面５２に係合せず、主シール部６６の劣化が進んだときに初めて密封係合面５２と密封係合する補助シール部６８とを有しているため、主シール部６６が劣化して押し潰されたとしても、補助シール部６８で密封性を確保することができる。したがって、より長期間に亘って高い密封性を維持することが可能となる。

以上に本発明の実施形態について説明をしたが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、雌型管継手部材１０がバルブシート部材２８を備え、本発明におけるスライド部材がバルブシート部材２８と協働して貫通路を開閉するためのスライドバルブ２２となっているが、スライド部材は必ずしもバルブ機能を有するものである必要はない。またシール部材３６の形状は適宜変更可能であり、例えば長手方向での位置が異なる３つ以上のシール面が形成されたものとしてもよい。また上記実施形態においては、本発明における管継手部材が雌型管継手部材とされ、対応管継手部材が雄型管継手部材とされているが、管継手部材を雄型管継手部材とし、対応管継手部材を雌型管継手部材とすることも可能である。

管継手１；
雌型管継手部材（管継手部材）１０；雄型管継手部材（対応管継手部材）１２；
前端開口１４；後端開口１６；貫通孔１８；内周面１８ａ；継手本体２０；
スライドバルブ（スライド部材）２２；内周面２２ａ；外周面２２ｂ；スプリング２４；
支持部２６；バルブシート部材２８；シール部材３０；摺動シール部材３２；前端部３４；
シール部材３６；施錠子３８；前端開口４０；後端開口４２；貫通孔４４；継手本体４６；
弁座面４６ａ；外周面４６ｂ；スライドバルブ４８；スプリング５０；シール部材５１；
密封係合面５２；係止溝５４；スリーブ５６；環状面５８；環状溝６０；第１部分６２；
第２部分６４；主シール部６６；補助シール部６８；主シール面７０；補助シール面７２；
長手軸線Ｌ；

Claims (5)

1. 対応管継手部材に着脱可能に連結される管継手部材であって、
   対応管継手部材を受け入れる貫通孔を有する筒状の継手本体と、
   該貫通孔内において、該貫通孔の長手軸線の方向で変位可能に配置されたスライド部材と、
   該スライド部材を該対応管継手部材を受け入れる側に向かって付勢するスプリングと、
   該スライド部材に取り付けられ、該対応管継手部材が該貫通孔内に挿入されたときに該スプリングの付勢力によって該対応管継手部材の密封係合面に密封係合されるシール部材であって、主シール部と、該主シール部よりも該密封係合面から離れる位置にある補助シール部とを有し、当該管継手部材が該対応管継手部材に連結されたときに、該主シール部は該密封係合面と密封係合し該補助シール部は該密封係合面から離れるようにされ、該主シール部が劣化して該スプリングの付勢力によって押し潰されると該補助シール部が該密封係合面に密封係合するようにされたシール部材と、
   を備える管継手部材。
2. 該主シール部が該貫通孔の径方向に平行な主シール面を有し、該補助シール部が該径方向に平行な補助シール面を該主シール面よりも該密封係合面から離れる位置に有する、請求項１に記載の管継手部材。
3. 該主シール部が該補助シール部の径方向外側に位置する、請求項１又は２に記載の管継手部材。
4. 該スライド部材が該対応管継手部材を受け入れる側に面する環状面と、該環状面に形成され該対応管継手部材を受け入れる側に向かって開口する環状溝とを有し、
   該シール部材は、該環状溝に受け入れられた第１部分と、該環状面に当接するように設けられた第２部分と、を有し、該第１部分に該主シール部が形成され、該第２部分に該補助シール部が形成されている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の管継手部材。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の管継手部材と、
   該管継手部材に着脱可能に連結される対応管継手部材であって、連結状態において該管継手部材の該シール部材に密封係合する密封係合面を有し、該密封係合面が該貫通孔の径方向に略平行な平面とされている、対応管継手部材と、
   を備える管継手。

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