JP2019210989A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【目的】残圧がかかっている状態でもプラグとソケットを容易に接続可能な管継手を提供すること。【構成】ソケット内に装備されるコイルスプリングの密着長さと、ソケット内に装備されるバルブ本体を構成する弁部の軸方向長さと、ソケット内に装備されるバルブ本体を構成する押圧杆の軸方向長さとを足した長さＨ１と、プラグ内に装備されるバルブ本体を構成する押圧杆の軸方向長さＨ２と、ソケット内のバルブ受けの先端側表面（流出口に向かっている面）からソケットの流出口までの長さＨ３との関係が、Ｈ３−Ｈ２の値がＨ１以上になるよう構成した。【選択図】 図１

Description

本考案は液体作動式ジャッキや空気作動式ジャッキなどに用いるのが好適な管継手に関し、より詳しくはポンプやコンプレッサなどの液体や空気を送り込む機器から延びる通路管体と、ジャッキを構成するシリンダーに設けたバルブとを連結するのに好適な管継手に関する。

図６に示すように、土留め工法に用いられる切梁４は、掘削溝１に立てた一対の矢板２，２に掛けた腹起し３，３間に介在させるものであり、矢板２に係る土圧を支えるべく、伸縮自在なジャッキを利用することが多い。

かかる切梁４を構成するシリンダーに水圧や油圧をかけるため、ポンプ５と切梁４は、切梁４に設けたプラグ７と管体６の先端に設けたソケット８が着脱自在に連結されている。

かかる着脱自在なプラグ・ソケットとして、カプラ（登録商標、以下同じ）と呼ばれるそれぞれその内部にバルブを内蔵した管継手が用いられることが多い。なお、プラグとは流体配管などの末端にするフタ、いわゆる盲栓のことではなく、流体の供給を受ける側に取り付ける、内部にバルブを内蔵した雄型のカプラを指す。

特許文献１にはカプラにかかる残圧を抜く機構を備えることで、カプラの着脱を容易にした管継手が開示されている。

実開昭５７−１４３４８２号公報

カプラを構成するソケットとプラグをつなぐ際に、それぞれの内蔵バルブに大きな閉弁圧力が作用していると、両方の弁頭を互いに押圧するのに比較的大きな力が必要となり、専用の工具を用いないと両者を接続することが困難な場合がある。以下、図５を用いて説明する。なお、各図におけるＬは左方向をＲは右方向を指すものである。

図５Ａは従来のカプラの構造を簡略化して示す説明図である。なお、図５はいずれも縦断面図であるが、図面を理解しやすくするため、プラグ１００とソケット２００のそれぞれ筒状本体１０４，２０４のみハッチングを施してある。

図５Ａに示される従来のプラグ１００は内部にバルブ機構１０１を備えている。このバルブ機構１０１は、バルブ本体１０２とバルブ本体１０２の先端（図中右側）に設けた弁部１０３、弁部１０３の先端に設けられた押圧杆１０６、バルブ本体１０２を移動自在に支持するバルブ受け１０７及び弁部１０３とバルブ受け１０７の間に介装されたコイルスプリング１０８とにより成る。

バルブ受け１０７は筒状本体１０４に固定されており、バルブ本体１０２を先端側（図中右側）に付勢するものである。弁部１０３はバルブ本体１０２の移動に伴い、筒状本体１０４に設けた流出口１０５を開閉するものである。

ソケット２００は内部にバルブ機構２０１を備えている。このバルブ機構２０１は、バルブ本体２０２とバルブ本体２０２の先端（図中左側）に設けた弁部２０３、弁部２０３の先端に設けられた押圧杆２０６、バルブ本体２０２を移動自在に支持するバルブ受け２０７及び弁部２０３とバルブ受け２０７の間に介装されたコイルスプリング２０８とにより成る。

バルブ受け２０７は筒状本体２０４に固定されており、バルブ本体２０２を先端側（図中左側）に付勢するものである。弁部２０３はバルブ本体２０２の移動に伴い、筒状本体２０４に設けた流出口２０５を開閉するものである。

図５Ｃはプラグ１００にソケット２００を嵌め込み、ロックボール２０９がプラグ１００の筒状本体１０４の外周面に設けられたロックボール係合溝１０９に嵌まり込むことでロックされた状態を示している。かかる状態では、バルブが開放され流体の通過が可能となる。すなわち、プラグ１００内に装備される押圧杆１０６と、ソケット２００内に装備される押圧杆２０６が相互に押圧し、バルブ本体１０２，２０２がそれぞれ後退する。すると弁部１０３、２０３による流出口１０５，２０５の閉鎖が開放され、流体の通過が可能となるのである。

ところが、プラグ１００が取り付けられたシリンダーなどの流体供給対象物に残圧があると、図５Ｂに示すように前記残圧を受けるプラグ１００内のバルブ本体１０２が後退しづらく、よって流出口１０５が開放されない状態で押圧杆１０６がソケット２００内の押圧杆２０６を押し込んでしまうことになる。ところがソケット２００内のバルブ受け２０７は筒状本体２０４に固定されていることから、コイルスプリング２０８が縮減しきった状態、すなわち荷重をかけてコイル同士を密着させた状態までしかバルブ本体２０２は後退できない。とすると図示されているように、プラグ１００にソケット２００が嵌め込まれロックされた状態、つまりロックボール２０９がロックボール係合溝１０９に嵌まり込む位置までソケット２００を嵌め込むことができないのである。かかる状態に至ると、手でソケット２００を嵌め込むことは困難であり、専用の工具でソケット２００をプラグ１００方向に押し込み、接続を完了する必要が生じる。

本発明はかかる不都合を解消すべく、残圧がかかっている状態でもプラグとソケットを容易に接続可能な管継手を提供することを目的とする。なお、本発明はカプラと呼ばれる管継手の改良に関するものであり、上記土留め工法に用いられるジャッキに使用されるものに限定されるものではない。

上記の目的を達成する本発明の構成は以下の通りである。

（１) 請求項１に記載の発明の構成は以下の通りである。

共にバルブを内蔵するソケットとプラグからなり、前記ソケットとプラグの係合・離脱時に、前記バルブが相互に移動してソケットの流体通路とプラグの流体通路とを開放・閉鎖して、当該ソケットとプラグとを接続・分離する管継手であって、
プラグは、
流出口を備えた筒状本体と、
筒状本体内の流体通路に固定されたバルブ受けと、流出口を開閉自在であると共に流出口外に突出した押圧杆を備えた弁部を有するバルブ本体と、
弁部とバルブ受けの間に介在されるコイルスプリングとにより成り、
ソケットは、
流出口を備えた筒状本体と、
筒状本体内の流体通路に固定されたバルブ受けと、流出口を開閉自在であると共に流出口外に突出した押圧杆を備えた弁部を有するバルブ本体と、
弁部とバルブ受けの間に介在されるコイルスプリングと、
により成る管継手において、
ソケット内に装備されるコイルスプリングの密着長さと、ソケット内に装備されるバルブ本体を構成する弁部の軸方向長さと、ソケット内に装備されるバルブ本体を構成する押圧杆の軸方向長さとを足した長さＨ１と、
プラグ内に装備されるバルブ本体を構成する押圧杆の軸方向長さＨ２と、
ソケット内のバルブ受けの先端側表面（流出口に向かっている面）からソケットの流出口までの長さＨ３との関係が、以下の数式で示される管継手。

（２) 請求項２に記載の発明は、請求項１記載の管継手において、ソケットを構成するバルブ受けの筒状本体への固定位置を、流出口から遠ざける方向に後退させることで数式を満たすように構成した。

（３) 請求項３に記載の発明は、請求項１記載の管継手において、ソケットを構成するコイルスプリングの線径を小さくすることで数式を満たすように構成した。

上記のように構成される本発明が、如何に作用して課題を解決するかを図面を参照しながら概説する。なお図１、図２、図３、図４はいずれも縦断面図であるが、図面を理解しやすくするため、プラグ２０とソケット３０のそれぞれ筒状本体２１，３１のみハッチングを施してある。

図２は上記数式１を解説するための説明図である。プラグ２０に残圧がかかった状態でソケット３０と接続しても、数式１を満たす関係性が存在すれば、ソケット３０内に装備されるバルブ本体６１が、プラグ２０内に存するバルブ本体７１を図中左方向に押し戻す圧力はコイルスプリング６５の弾発力に過ぎない。すなわちプラグ２０にソケット３０を嵌め込む動作に抗する圧力は小さく、工具を使用しなくとも簡単に手作業でプラグ２０とソケット３０を接続することが可能となるのである。

上述の通りプラグ２０にソケット３０を嵌め込む動作に抗する圧力はコイルスプリング６５の弾発力に過ぎないため、プラグ２０に大きな圧力がかかった状態、例えば土留め支保工において切梁を構成するジャッキを対向する腹起し間に張ったままの状態でも、簡単にプラグとソケットを連結することが可能であり、追加で加圧しジャッキを伸長させることが可能となる。

図３は請求項２に記載の発明を説明するものである。図３Ａはプラグ２０にソケット３０を嵌め込んだ状態を示しており、バルブ受け６４の固定位置を流出口３１１ｂから遠ざける方向に後退させることで、数式１を満たすよう構成されている。かかる接続状態から、ソケット３０に流体を図中右方向から送り込むと、図３Ｂに示すようにバルブ本体６１がプラグ２０内のバルブ本体７１を押し込み、もって流出口２１１ｂ、３１１ｂが開放され、流体通路が開放されることになるものである。

図４は請求項３に記載の発明を説明するものである。図４Ａはプラグ２０にソケット３０を嵌め込んだ状態を示しており、ソケット３０を構成するコイルスプリング６５の線径を小さくすることで、数式１を満たすよう構成されている。かかる接続状態から、ソケット３０に流体を図中右方向から送り込むと、図４Ｂに示すようにバルブ本体６１がプラグ２０内のバルブ本体７１を押し込み、もって流出口２１１ｂ、３１１ｂが開放され、流体通路が開放されることになるものである。

本発明の説明縦断面図 数式を説明するための縦断面図 請求項２記載の発明の説明縦断面図 請求項３記載の発明の説明縦断面図 従来例の説明縦断面図 土留め工法の説明図

本発明に係る管継手は、図１に示すようにソケット３０と、プラグ２０と、ソケット３０とプラグ２０の双方の流体通路に設けたバルブ機構６０，７０及び両者を接続するロック機構とを備えている。

先ず、ソケット３０は、ケーシングとなる筒状本体３１と、この筒状本体３１に収納される後述のバルブ機構及びロック機構を構成するスリーブ４０等を備えている。

筒状本体３１の後端部には図示されない筒状のアダプターを取り付け、該アダプターにポンプやコンプレッサーに連結されるパイプ等の管体を取り付けるものである。

また、筒状本体３１は、軸方向（長手方向・図中左右方向）に流体通路を形成する貫通孔３１１を有し、この貫通孔３１１には、軸方向に移動可能とされたバルブ機構６０が収納されている。貫通孔３１１の先端側３１１ｃ、すなわちプラグ２０が嵌まり込む側は、プラグ２０の筒状本体２１の外周と略同一形状に形成されている。

貫通孔３１１には、筒状本体３１の内周面から求心方向に伸びる延出部３１１ａが設けられている。この延出部３１１ａは、その求心方向先端が開放されており、流出口３１１ｂが形成される。延出部３１１ａの後端側（図中右側）は軸方向先端（図中左方向）に向けて小径となるテーパー状に形成されており、後述の弁部６２が嵌まり込む弁座３３となるものである。

筒状本体３１内に装備されるバルブ機構６０は、円柱状のバルブ本体６１と、バルブ本体６１の先端（図中左側）に設けた弁部６２と、弁部６２の先端に設けた押圧杆６３と、貫通孔３１１内に固定されたバルブ受け６４及びバルブ受け６４と弁部６２との間に介在されるコイルスプリング６５とにより構成される。コイルスプリング６５は、流出口３１１ｂを閉鎖する方向にバルブ本体６１を付勢するものである。なお、請求項３に記載の発明においては、コイルスプリング６５の線径は数式１を満たすものに設定される。

バルブ本体６１は細長の円柱状の部材であり、流出口３１１ｂ側端部には弁部６２が設けられている。バルブ本体６１の反対側端部は、バルブ受け６４に設けた孔部６４ａに移動自在に緩挿されている。

バルブ受け６４は板状体であり、貫通孔３１１内に固定されている。なお、請求項２に記載の発明においては、バルブ受け６４は数式１を満たす位置に固定されるものである。

バルブ受け６４は貫通孔３１１内の流体の流れを阻害しないよう、貫通孔３１１をすべて閉鎖するものではなく、バルブ本体６１を支持可能な最小体積に形成される。このバルブ受け６４は、コイルスプリング６５の一端を係止すると共に、コイルスプリング６５の弾発力に抗して後退するバルブ本体６１の後退量を規制するものである。

弁部６２は、その先端側が小径のテーパー形状に形成されており、弁座３３に嵌まり込むことで流出口３１１ｂが閉鎖されるものである。一方、バルブ本体６１が、後述のプラグ２０内に存するバルブ本体７１に押圧され後退すると、つまり図中右方向に移動すると流出口３１１ｂが開放され、流体の移動が可能となるものである。弁部６２の先端側には、円柱状の押圧杆６３が設けられている。

プラグ２０は、ケーシングとなる筒状本体２１と、この筒状本体２１に収納される後述のバルブ機構７０等を備えている。筒状本体２１の外周面には、後述のソケット３０とプラグ２０とを接続するロック機構を構成するロックボール５０が嵌まり込む周溝２１ａが設けられている。

筒状本体２１の後端部（図中左側）は、図示されないシリンダー等の流体供給対象に連結されるものである。

また、筒状本体２１は、軸方向（長手方向・図中左右方向）に流体通路を形成する貫通孔２１１を有し、この貫通孔２１１には、軸方向に移動可能とされたバルブ機構７０が収納されている。

筒状本体２１の先端部（図中右側・ソケット３０に嵌合される側）は、求心方向に伸びる延出部２１１ａが設けられている。この延出部２１１ａは、その求心方向先端が開放されており、流出口２１１ｂが形成される。延出部２１１ａの後端側（図中左側）は軸方向先端（図中右方向）に向けて小径となるテーパー状に形成されており、後述の弁部７２が嵌まり込む弁座２３となるものである。

筒状本体２１内に装備されるバルブ機構７０は円柱状のバルブ本体７１と、バルブ本体７１の先端（図中右側）に設けた弁部７２と、弁部７２の先端に設けた押圧杆７３と、貫通孔２１１内に固定されたバルブ受け７４及びバルブ受け７４と弁部７２との間に介在されるコイルスプリング７５とにより構成される。コイルスプリング７５は、流出口２１１ｂを閉鎖する方向にバルブ本体７１を付勢するものである。

バルブ本体７１は細長の円柱状の部材であり、流出口２１１ｂ側端部には弁部７２が設けられている。バルブ本体７１の反対側端部は、バルブ受け７４に設けた孔部７４ａに移動自在に緩挿されている。

バルブ受け７４は板状体であり、貫通孔２１１内に固定されている。バルブ受け７４は貫通孔２１１内の流体の流れを阻害しないよう、貫通孔２１１をすべて閉鎖するものではなく、バルブ本体７１を支持可能な最小体積に形成される。このバルブ受け７４は、コイルスプリング７５の一端を係止すると共に、コイルスプリング７５の弾発力に抗して後退するバルブ本体７１の後退量を規制するものである。

弁部７２は、その先端側が小径のテーパー形状に形成されており、弁座２３に嵌まり込むことで流出口２１１ｂが閉鎖されるものである。一方、バルブ本体７１が、プラグ２０内に存するバルブ本体６１に押圧され後退すると、つまり図中左方向に移動すると流出口２１１ｂが開放され、流体の移動が可能となるものである。

次に、ソケット３０とプラグ２０とを接続するロック機構について説明する。ソケット３０の筒状本体３１の先端部には、ロックボール嵌合孔３２が周方向に複数設けられている。各ロックボール嵌合孔３２には、それぞれロックボール５０が求遠心方向に移動自在に嵌合している。そして、ロックボール５０が嵌合するロックボール嵌合孔３２は、いずれもロックボール５０の一部が筒状本体３１の内面に突出した状態で保持されるよう求心方向に向かうにつれて小径となるように形成されている。

筒状本体３１の外周には、軸方向（図中長手方向）に沿って移動自在にスリーブ４０が遊嵌してある。このスリーブ４０の内周面には、先端側（図中左側）から、ロックボール開放凹状面４１、ロックボール５０を押し上げ可能なロックボール当接傾斜面４２、ロックボール押圧凸状面４３が形成してある。

筒状本体３１には、スリーブ４０の前進位置を位置決めし、かつ筒状本体３１からの抜け出しを阻止するストップリング５１が設けられている。一方、筒状本体３１の外周面には、スリーブ４０の後進位置を位置決めするための突条３６が設けられている。また、スリーブ４０と筒状本体３１との間には、当該スリーブ４０を前進方向（図中左方向）に付勢するコイルスプリング５２が介装されている。

筒状体３１の先端部に設けたロックボール嵌合孔３２と、筒状本体３１の外周に遊嵌したスリーブ４０の内周面に設けたロックボール開放凹状面４１、ロックボール当接傾斜面４２、ロックボール押圧凸状面４３とが、対応するように適宜に配置されている。そして、スリーブ４０が前進位置にあるとき、ロックボール５０がロックボール押圧凸状面４３の下位に位置する。

筒状本体３１の受筒３４の内周面にはシールリング５３が設けられており、該シールリング５３は接続するプラグ２０の筒状本体２１の外周面と密封係合することにより、流体が外部へ漏洩するのを防止するようになっている。

ソケット３０に対応するプラグ２０を構成する筒状本体２１の外周には、前記ロックボール５０と係合するロックボール係合溝２２が形成されている。

上述の通り、ソケット３０とプラグ２０の非接続時には、スリーブ４０がコイルスプリング５２に付勢されて前進位置にあり、ロックボール５０がロックボール押圧凸状面４３の下位に位置した状態にある。

一方、ソケット３０とプラグ２０との接続操作時には、ソケット３０にプラグ２０を挿入すると共に、スリーブ４０をコイルスプリング５２の弾発力に抗して後退させると、筒状本体３１の内周に一部が突出しているロックボール５０が、ロックボール開放凹状面４１内に移動してプラグ２０の挿入が可能となる。

プラグ２０の挿入を続け、プラグ２０の外周に形成されているロックボール係合溝２２がロックボール５０の下位に達すると、ロックボール５０が前進方向に付勢されているスリーブ４０のロックボール当接傾斜面４２により求心方向に押圧されて筒状本体３１内に嵌入してロックボール係合溝２２に係合し、スリーブ４０がコイルスプリング５２に付勢されて前進し、ロックボール押圧凸状面４３でロックボール５０を求心方向に押さえ、ロックボール係合溝２２からロックボール５０の脱出を阻止するものとなり、これによりソケット３０とプラグ２０が接続される。

接続したソケット３０とプラグ２０を分離する場合は、コイルスプリング５２の付勢力に抗してスリーブ４０を後退させることにより、ロックボール５０の上位にロックボール開放凹状面４１を位置させることにより、分離することができる。

２０・・プラグ
２１・・筒状本体
２２・・ロックボール係合溝
３０・・ソケット
３１・・筒状本体
３２・・ロックボール嵌合孔
３３・・弁座
３４・・受筒
３５・・弁部
３６・・突条

Claims (3)

1. 共にバルブを内蔵するソケットとプラグからなり、前記ソケットとプラグの係合・離脱時に、前記バルブが相互に移動してソケットの流体通路とプラグの流体通路とを開放・閉鎖して、当該ソケットとプラグとを接続・分離する管継手であって、
   プラグは、
   流出口を備えた筒状本体と、
   筒状本体内の流体通路に固定されたバルブ受けと、流出口を開閉自在であると共に流出口外に突出した押圧杆を備えた弁部を有するバルブ本体と、
   弁部とバルブ受けの間に介在されるコイルスプリングとにより成り、
   ソケットは、
   流出口を備えた筒状本体と、
   筒状本体内の流体通路に固定されたバルブ受けと、流出口を開閉自在であると共に流出口外に突出した押圧杆を備えた弁部を有するバルブ本体と、
   弁部とバルブ受けの間に介在されるコイルスプリングと、
   により成る管継手において、
   ソケット内に装備されるコイルスプリングの密着長さと、ソケット内に装備されるバルブ本体を構成する弁部の軸方向長さと、ソケット内に装備されるバルブ本体を構成する押圧杆の軸方向長さとを足した長さＨ１と、
   プラグ内に装備されるバルブ本体を構成する押圧杆の軸方向長さＨ２と、
   ソケット内のバルブ受けの先端側表面（流出口に向かっている面）からソケットの流出口までの長さＨ３との関係が、以下の数式で示される管継手。
   
2. ソケットを構成するバルブ受けの筒状本体への固定位置を、流出口から遠ざける方向に後退させることで数式を満たすようにした請求項１に記載の管継手。
3. ソケットを構成するコイルスプリングの線径を小さくすることで、数式を満たすようにした請求項１に記載の管継手。