JP2023070436A - チューブ管用継手 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない力で雄型コネクタを雌型コネクタに挿入できるチューブ管用継手を提供する。
【解決手段】チューブ管用継手は、内部に流体を流すチューブ管を繋げて連結するためのチューブ管用継手であって、挿入方向である軸方向に凸状の挿入部を有する、雄型コネクタと、挿入部が挿入されて連結する、軸方向に凹状の被挿入部を有する、雌型コネクタと、を備え、挿入部は、雄型コネクタの軸方向の周囲の側面に凸部を有し、被挿入部は、雄型コネクタの軸方向の周囲の側面に、軸方向に対して傾斜した方向に延び、凸部が移動可能な第１の貫通孔を有し、雄型コネクタは、凸部が雌型コネクタの第１の貫通孔によって軸方向にガイドされることで雌型コネクタに接続される。
【選択図】図１

Description

本開示は、連結可能な雄型コネクタ及び雌型コネクタを有するチューブ管継手に関する。

従来、雄接続部材と、雌接続部材と、第１及び第２のポペット部材と、第１及び第２のシーリング部材と、クリップ手段と、からなる早連結接続弁アセンブリが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この早連結接続弁アセンブリでは、雄雌接続部材の各ポペット部材が軸方向に移動可能であり、先端部はハウジング部材から突出し、軸方向に離間するにつれ先細りしている。ポペット部材とハウジング部材の間に、先端部における最大直径を形成する液体シール部材が設けられ、流体流は最大直径に沿って導かれる。以上の構造により、連結解除時に、流体がシールされるまでに必要なストローク量が小さくなり、素早く連結解除できる。

特許第３４８２４９６号公報

従来の継手では、雄型コネクタを雌型コネクタに軸方向にまっすぐに挿入する際に大きな力が必要であり、簡単に挿入できなかった。

そこで、本開示は、少ない力で雄型コネクタを雌型コネクタに挿入できるチューブ管用継手を提供することを目的とする。

本開示に係るチューブ管用継手は、内部に流体を流すチューブ管を繋げて連結するためのチューブ管用継手であって、挿入方向である軸方向に凸状の挿入部を有する、雄型コネクタと、挿入部が挿入されて連結する、軸方向に凹状の被挿入部を有する、雌型コネクタと、を備え、挿入部は、雄型コネクタの軸方向の周囲の側面に凸部を有し、被挿入部は、雄型コネクタの軸方向の周囲の側面に、軸方向に対して傾斜した方向に延び、凸部が移動可能な第１の貫通孔を有し、雄型コネクタは、凸部が雌型コネクタの第１の貫通孔によって軸方向にガイドされることで雌型コネクタに接続される。

本開示に係るチューブ管用継手によれば、少ない力で雄型コネクタを雌型コネクタに挿入でき、コネクタが電子機器内などの狭いスペース内に配置される場合であっても、容易に着脱作業が可能になり、部品交換等の作業性が向上する。

実施の形態１に係るチューブ管用継手の流路が開放された開放状態の外観を示す概略斜視図である。 図１の流路が開放状態のチューブ管用継手の軸方向に垂直な方向からの断面図である。 実施の形態１に係るチューブ管用継手の流路が閉止された閉止状態の外観を示す概略斜視図である。 図３の流路が閉止状態のチューブ管用継手の軸方向に垂直な方向からの断面図である。 実施の形態１に係るチューブ管用継手の雄型コネクタを雌型コネクタに挿入する前の状態を示す概略斜視図である。 実施の形態２に係るチューブ管用継手の雌型コネクタの軸方向からみた断面図である。 実施の形態２に係るチューブ管用継手の雄型コネクタの軸方向からみた断面図である。 実施の形態１に係るチューブ管用継手の変形例の流路が開放された開放状態の外観を示す概略斜視図である。

第１の態様に係るチューブ管用継手は、内部に流体を流すチューブ管を繋げて連結するためのチューブ管用継手であって、挿入方向である軸方向に凸状の挿入部を有する、雄型コネクタと、挿入部が挿入されて連結する、軸方向に凹状の被挿入部を有する、雌型コネクタと、を備え、挿入部は、雄型コネクタの軸方向の周囲の側面に凸部を有し、被挿入部は、雄型コネクタの軸方向の周囲の側面に、軸方向に対して傾斜した方向に延び、凸部が移動可能な第１の貫通孔を有し、雄型コネクタは、凸部が雌型コネクタの第１の貫通孔によって軸方向にガイドされることで雌型コネクタに接続される。

第２の態様に係るチューブ管用継手は、上記第１の態様において、被挿入部は、第１の貫通孔の軸方向の側の端部から側面の面内方向に沿って連続し、軸方向と交差する方向の側面に軸方向と略垂直の周方向に延びる第２の貫通孔、をさらに有し、雄型コネクタは、凸部が、第２の貫通孔によって、軸方向に対して固定されることで、雌型コネクタに接続されてもよい。

第３の態様に係るチューブ管用継手は、上記第２の態様において、雄型コネクタは、雌型コネクタに対して、第１の貫通孔が延びている方向に雄型コネクタを回転させながら挿入することで接続され、凸部は、第１の貫通孔から第２の貫通孔にガイドされることで、軸方向と略垂直の周方向に前記凸部の位置を調整可能であってもよい。

第４の態様に係るチューブ管用継手は、上記第３の態様において、被挿入部は、第１の貫通孔と第２の貫通孔とを、軸方向の側面に複数有し、複数の第１の貫通孔の位置に対応する、凸部の回転方向の挿入位置の自由度が調整可能であってもよい。

以下、実施の形態に係るチューブ管継手について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るチューブ管用継手２０の流路１８が開放された開放状態の外観を示す概略斜視図である。図２は、図１の流路１８が開放状態のチューブ管用継手２０の軸方向に垂直な方向からの断面図である。図３は、実施の形態１に係るチューブ管用継手２０の流路が閉止された閉止状態の外観を示す概略斜視図である。図４は、図３の流路が閉止状態のチューブ管用継手の軸方向に垂直な方向からの断面図である。図５は、実施の形態１に係るチューブ管用継手２０の雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に挿入する前の状態を示す概略斜視図である。
なお、便宜上、挿入方向である軸方向をＸ方向とし、Ｘ方向に垂直な水平面内の一方向をＹ方向とし、鉛直上方をＺ方向としている。

実施の形態１に係るチューブ管用継手２０は、内部に流体を流すチューブ管（図示せず）を繋げて連結するためのチューブ管用継手である。このチューブ管用継手２０は、雄型コネクタ１と雌型コネクタ２とからなる。

以下に、このチューブ管用継手２０を構成する各部材について説明する。

＜雄型コネクタ＞
雄型コネクタ１は、挿入方向である軸方向（Ｘ方向）に凸状の挿入部２２を有する。また、雄型コネクタ１は、例えば、内側に流体が流れる第１の管１６を有する。端部のチューブ管接続部６でチューブ管と接続する。第１の管１６は、チューブ管から流体が流れる。

＜挿入部＞
挿入部２２は、雄型コネクタ１の軸方向（Ｘ方向）の周囲の側面に凸部３を有する。また、挿入部２２は、例えば、軸方向（Ｘ方向）に凸状であり、第１押圧部材９と、第１シール部材８と、第１外周部材１０とを有する。

＜凸部＞
凸部３は、円形に限られず、四角形等の多角形であってもよい。なお、凸部３のエッジは曲面処理されているほうが摩擦を少なくすることができる。

＜第１押圧部材＞
第１押圧部材９は、軸方向に凸状であって、雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に挿入していない状態で、第１バネ７によって軸方向（Ｘ方向）の外側に付勢されている。

＜第１シール部材＞
第１シール部材８は、環状であって、第１押圧部材９の周囲に配置されている。例えば、Ｏリングを用いることができる。

＜第１外周部材＞
第１外周部材１０は、第１バネ７を軸方向（Ｘ方向）に支持し、第１押圧部材９から離間して軸方向（Ｘ方向）の周囲を環状に囲んでいる。
また、第１バネ７によって第１押圧部材９を付勢している場合には、第１外周部材１０は、第１シール部材８と当接して、雄型コネクタ１の第１の管１６と雌型コネクタ２の第２の管１７との間の流路１８を閉止する。これによって閉止状態となる。
一方、第１バネ７を圧縮した場合には、第１外周部材１０は、第１シール部材８から離間して、第１の管１６と第２の管１７との間の流路１８を開放する。これによって開放状態となる。
第１外周部材１０は、第１バネ７を介して第１押圧部材９と接続されており、第１バネ７の伸張状態と圧縮状態とによって、第１外周部材１０と第１押圧部材９との軸方向における相対位置が変化する。

＜雌型コネクタ＞
雌型コネクタ２は、挿入部２２が挿入されて連結する、軸方向（Ｘ方向）に凹状の被挿入部２４を有する。また、雌型コネクタ２は、例えば、内側に流体が流れる第２の管１７を有し、挿入部２２が挿入されて連結する、軸方向（Ｘ方向）に凹状の被挿入部２４を有する。端部のチューブ管接続部６でチューブ管と接続する。第２の管１７は、チューブ管から流体が流れる。

＜被挿入部＞
図１及び図３に示すように、被挿入部２４は、雄型コネクタ１の軸方向（Ｘ方向）の周囲の側面に、軸方向に対して傾斜した方向に延び、凸部３が移動可能な第１の貫通孔４を有する。また、被挿入部２４は、例えば、軸方向（Ｘ方向）に凹状であり、第２押圧部材１３と、第２シール部材１２と、第２外周部材１９と、を有する。

＜第１の貫通孔＞
第１の貫通孔４は、雌型コネクタ２の軸方向（Ｘ方向）の周囲の側面に、軸方向に対して傾斜した方向に延びている。第１の貫通孔４は、凸部３が移動可能である。
凸部３が雌型コネクタ２の第１の貫通孔４によって軸方向にガイドされることで雄型コネクタ１は、雌型コネクタ２に接続される。
孔が軸方向に沿って設けられている場合には、雄型コネクタ１を回転させることなく軸方向にまっすぐに押し込む必要があり、大きな力が必要となる。これに対して、第１の貫通孔４が軸方向に対して傾斜して設けられているので、雄型コネクタ１を回転させながら少ない力でトルクを利用して軸方向に容易に挿入できる。また、第１の貫通孔４が軸方向に対して傾斜しているので、軸方向への押し込みの際の回転方向を特定できる。

なお、ここでは、第１の貫通孔は、雌型コネクタ２の表面を貫く「貫通孔」であるが、これに限られず、雄型コネクタ１との対向面である裏面側に設けられた溝であってもよい。この場合にも溝を凸部３が移動可能であれば、凸部３をガイドして雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に接続できる。一方、表面側から視認できない溝に比べて、「貫通孔」であることで凸部３を雌型コネクタ２の表面側で視認でき、凸部３をガイドしやすくなる。
また、ここでは凸部３を雄型コネクタ１の表面側に設け、溝を雌型コネクタ２の裏面側に設ける場合を示したが、これに限られず、逆の構成としてもよい。例えば、溝を雄型コネクタ１の表面側に設け、凸部を雌型コネクタ２の裏面側に設けてもよい。

＜第２の貫通孔＞
第１の貫通孔４の軸方向の側の端部２６ｂから側面の面内方向に沿って連続し、軸方向と交差する方向の側面に軸方向と略垂直の周方向に延びる第２の貫通孔５、をさらに有してもよい。
凸部３が、第２の貫通孔５によって、軸方向に対して固定されることで、雄型コネクタ１は、雌型コネクタ２に接続される。また、第２の貫通孔５が周方向に所定長さを有するように設けておくことにより、凸部３の周方向に沿った位置を調整可能である。これによって、雄型コネクタ１の回転によるチューブ管のねじれを解消できる。第２の貫通孔５は、軸に対して、例えば、２０°以上あってもよい。

なお、図１及び図３では、第２の貫通孔５を第１の貫通孔４の軸方向の側の端部２６ｂから第１の貫通孔４の周方向の成分と同じ周方向に延在するように設けているが、これに限られない。第２の貫通孔５を第１の貫通孔４の周方向の成分と反対の周方向に延在するように設けてもよい。また、第２の貫通孔５を第１の貫通孔４の軸方向の側の端部２６ｂから対向する２方向に分岐させて設けてもよい。例えば、第１の貫通孔４に対して第２の貫通孔５をＴ字形状となるように設けてもよい。
また、第１の貫通孔４と第２の貫通孔５との境界に突起を設けて凸部３が第１の貫通孔４と第２の貫通孔５との間を容易に移動できないようにしてもよい。これによって、第２の貫通孔５における凸部３の保持を安定化できる。

（変形例）
また、変形例として、第２の貫通孔５に１つまたは複数の突起２８を設けて凸部３が第２の貫通孔５の範囲で周方向に容易に移動できないようにしてもよい（例えば、図７）。これによって、第２の貫通孔５における凸部３の保持を安定化できる。

さらに、第１の貫通孔４の挿入方向の手前側の端部２６ａから、側面の面内方向に沿って連続し、軸方向と交差する方向の側面に軸方向と略垂直の周方向に延びる第３の貫通孔を有してもよい。これによって、雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に押し込まない状態で安定に保持できる。
またさらに、被挿入部は、第１の貫通孔と第２の貫通孔とを、軸方向の側面に複数有してもよい。また、複数の第１の貫通孔の位置に対応する、凸部の回転方向の挿入位置の自由度が調整可能であってもよい。

＜第２押圧部材＞
第２押圧部材１３は、軸方向に凸状であって、雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に挿入していない状態で、第２バネ１１によって軸方向の外側に付勢されている。雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に挿入すると、第２押圧部材１３は、第１押圧部材９と当接する。

＜第２シール部材＞
第２シール部材１２は、環状であって、第２押圧部材１３の周囲に配置されている。第２シール部材１２は、例えば、Ｏリングを用いることができる。
＜第２外周部材＞
第２外周部材１９は、第２バネ１１によって軸方向（Ｘ方向）に付勢されている。雄型コネクタが離間する場合には、第２外周部材１９は、第２シール部材１２と当接して、雄型コネクタ１の第１の管１６と雌型コネクタ２の第２の管１７との間の流路１８を閉止する。これによって閉止状態となる。

一方、第２バネ１１を圧縮した場合には、第２外周部材１９は、第２シール部材１２から離間して、第１の管１６と第２の管１７との間の流路１８を開放する。これによって開放状態となる。第２外周部材１９は、第２バネ１２を介して第２押圧部材１３と接続されており、第２バネ１１の伸張状態と圧縮状態とによって、第２外周部材１９と第２押圧部材１３との軸方向における相対位置が変化する。

（閉止状態）
閉止状態では、雄型コネクタ１を雌型コネクタ２に挿入し、第１押圧部材９と第２押圧部材１３とを当接させ、第１バネ７で第１押圧部材９を付勢し、第２バネ１１で第２押圧部材１３を付勢している。この場合、第１外周部材１０と第１シール部材８、第２外周部材１９と第２シール部材１２とがそれぞれ当接して、第１の管１６と第２の管１７との間の流路１８を閉止する。

（開放状態）
一方、開放状態では、第１バネ７及び第２バネ１１を圧縮し、第１外周部材１０及び第２外周部材１９に対して、第１押圧部材９及び第２押圧部材１３のＸ方向における相対位置がＸ方向の正方向に変化する。これによって、第１外周部材１０及び第２外周部材１９は第１シール部材８及び第２シール部材１２と離間して、図２に矢印で示すように、第１の管１６と第２の管１７との間の流路１８が開放される。この場合、流路１８の方向は、第１の管１６から第２の管１７に向かう流れに限られず、逆に第２の管１７から第１の管１６に向かう流れであってもよい。また、流路１８は、第１押圧部材９及び第２押圧部材１３の外周の、第１外周部材１０及び第２外周部材１９と、第１シール部材８及び第２シール部材１２との間に画成される。

特許文献１に記載のように第１シール部材８と第２シール部材１２とが同径である場合には、軸に平行な面で第１シール部材８及び第２シール部材１２を閉止しなければならず、第１シール部材８と第２シール部材１２との間に液体が残存する空間が生じる。
一方、図２に示すように、この第２シール部材１２の外径Ｒ２は、第１シール部材８の外径Ｒ１よりも小さい。つまり、雄型コネクタ１の第１シール部材８から雌型コネクタ２の第２シール部材１２にかけて傾斜面（テーパ面）が画成される。
上記構成によって、第１シール部材８と第２シール部材１２とが同径である場合に比べて第１シール部材８から第２シール部材１２にかけて傾斜面を有する。そこで、第１外周部材１０の対応する傾斜面を第１シール部材８と当接させると共に、第２外周部材１９の対応する傾斜面を第２シール部材１２と当接させて流路１８を閉止できる。このため、第１シール部材８と第２シール部材１２との間の液体が残存する空間を減らすことができる。これによって、第１シール部材８と第２シール部材１２との間に残存する液体を減らすことができるので、雄型コネクタと雌型コネクタとの離脱時の液漏れを抑制できる。

＜外部シール部材＞
図２及び図４に示すように、第１外周部材１０及び第２外周部材１９と、第１外周部材１０及び第２外周部材１９の外周を囲む雌型コネクタ２の環状部材１４との間をシールする外部シール部材１５をさらに備えてもよい。外部シール部材１５は、第１外周部材１０又は第２外周部材１９と当接し、第１外周部材１０及び第２外周部材１９が軸方向にシフトする。このため、外部シール部材１５は、断面形状が、例えばＸ形状である。断面がＸ形状であることによって、外部シール部材１５は、第１外周部材１０又は第２外周部材１９と軸方向に２点で接するので、通常の円形形状よりも軸方向のすべり抵抗が小さくなる。
外部シール部材１５は、第１外周部材１０または第２外周部材１９と当接してシールしているので、閉止状態と開放状態との間で第１外周部材１０及び第２外周部材１９を軸方向にシフトさせた場合にも液漏れを抑制できる。

（変形例）
変形例に係るチューブ管用継手では、第１シール部材８と第２シール部材１２との間の第１押圧部材９から第２押圧部材１３の外径は、第１シール部材８の外径Ｒ１から第２シール部材１２の外径Ｒ２にわたって傾斜していることを特徴とする。
これによって、第１シール部材８と第２シール部材１２との間の液体が残存する空間をさらに削減でき、離脱時の液漏れをさらに抑制できる。

（実施の形態２）
図６Ａは、実施の形態２に係るチューブ管用継手の雌型コネクタ２の軸方向からみた断面図である。図６Ｂは、実施の形態２に係るチューブ管用継手の雄型コネクタ１の軸方向からみた断面図である。
実施の形態２に係る雌型コネクタ２には、周方向に沿って３つの第１の貫通孔４ａ、４ｂ、４ｃが軸に対して等角度で設けられている。また、実施の形態２に係る雄型コネクタ１には、周方向に沿って３つの凸部３ａ、３ｂ、３ｃが軸に対して等角度で設けられている。この場合には、３つの凸部３ａ、３ｂ、３ｃのいずれであっても３つの第１の貫通孔４ａ、４ｂ、４ｃのいずれかとそれぞれ対応させることができる。

なお、上記のように凸部３及び第１の貫通孔４は、１つ設ける場合に限られず、図６Ａ及び図６Ｂに示すように複数設けてもよい。また、複数の凸部３及び複数の第１の貫通孔４は、軸に対して必ずしも等角度で設ける場合に限られない。互いの角度をそれぞれ異なる角度で設けてもよい。この場合には、凸部３及び第１の貫通孔４は、それぞれ対応する相手が限定され、挿入する角度が限定される。さらに、複数の第１の貫通孔４の数に対して凸部３の数をより少なくしてもよい。例えば、図６Ａに示すように第１の貫通孔４の数が３つの場合に、凸部３の数を２つとしてもよい。この場合に、複数の凸部３の間の角度、及び、複数の第１の貫通孔４の間の角度を、対応するそれぞれの角度に合わせるように設定してもよい。これらの設定によって、複数の第１の貫通孔４に対して凸部３の配置の自由度を調整できる。

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。

本開示に係るチューブ管用継手によれば、少ない力で雄型コネクタを雌型コネクタに挿入できる。

１ 雄型コネクタ
２ 雌型コネクタ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 凸部
４、４ａ、４ｂ、４ｃ 第１の貫通孔
５ 第２の貫通孔
６ チューブ管接続部
７ 第１バネ
８ 第１シール部材
９ 第１押圧部材
１０ 第１外周部材
１１ 第２バネ
１２ 第２シール部材
１３ 第２押圧部材
１４ 環状部材
１５ 外部シール部材
１６ 第１の管
１７ 第２の管
１８ 流路
１９ 第２外周部材
２０ チューブ管用継手
２２ 挿入部
２４ 被挿入部
２６ａ 手前側の端部
２６ｂ 軸方向の側の端部
２８ 突起
Ｒ１ 第１シール部材の外径
Ｒ２ 第２シール部材の外径

Claims (4)

1. 内部に流体を流すチューブ管を繋げて連結するためのチューブ管用継手であって、
   挿入方向である軸方向に凸状の挿入部を有する、雄型コネクタと、
   前記挿入部が挿入されて連結する、前記軸方向に凹状の被挿入部を有する、雌型コネクタと、
   を備え、
   前記挿入部は、前記雄型コネクタの前記軸方向の周囲の側面に凸部を有し、
   前記被挿入部は、前記雄型コネクタの前記軸方向の周囲の側面に、前記軸方向に対して傾斜した方向に延び、前記凸部が移動可能な第１の貫通孔を有し、
   前記雄型コネクタは、前記凸部が前記雌型コネクタの前記第１の貫通孔によって前記軸方向にガイドされることで前記雌型コネクタに接続される、
   チューブ管用継手。
2. 前記被挿入部は、前記第１の貫通孔の前記軸方向の側の端部から前記側面の面内方向に沿って連続し、前記軸方向と交差する方向の側面に前記軸方向と略垂直の周方向に延びる第２の貫通孔、をさらに有し、
   前記雄型コネクタは、前記凸部が、前記第２の貫通孔によって、前記軸方向に対して固定されることで、前記雌型コネクタに接続される、
   請求項１に記載のチューブ管用継手。
3. 前記雄型コネクタは、前記雌型コネクタに対して、前記第１の貫通孔が延びている方向に前記雄型コネクタを回転させながら挿入することで接続され、
   前記凸部は、前記第１の貫通孔から前記第２の貫通孔にガイドされることで、前記軸方向と略垂直の前記周方向に前記凸部の位置を調整可能である、
   請求項２に記載のチューブ管用継手。
4. 前記被挿入部は、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔とを、軸方向の側面に複数有し、複数の前記第１の貫通孔の位置に対応する、前記凸部の回転方向の挿入位置の自由度が調整可能である、請求項３に記載のチューブ管用継手。

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