JP3164374B2 - 流体連結方法及び組立体 - Google Patents

流体連結方法及び組立体

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体連結に関し、更に詳
細には、導管に突き刺すことによって導管と流体コネク
タとの間に流体連結を作るための方法及び組立体の改良
に関する。
【０００２】
【従来の技術】水又は他の流体の流れ装置のようなほと
んどの流体装置は、流体導管に連結することを必要とす
る。多くの異なる形式のコネクタがこれらの連結を行う
のに使われてきた。ある流体送出装置は、低コスト、軽
量、及び取扱い易さを含む利点のためプラスチック管を
使用する。例えば、プラスチック管は飲料水に近ずく必
要のある鳥を収容する篭のような、多数の場所に水を圧
力下で送出するような家禽給水装置に使用される。家禽
給水弁が各異なる場所に取付けられる。この形式の流体
装置は、多数の連結を流路に沿って行うことを必要とす
る。
【０００３】過去には、かかる連結は、弁、又はコネク
タと弁を多くの場所の各々の管の壁に取付けることによ
って行なわれた。かかる連結を行う在来の方法は、管の
壁に孔を開け、孔のまわりの領域を清掃し、管と弁ハウ
ジング又はサドル部材のようなコネクタに溶剤を付け、
コネクタを管に取付けて流体連通を確立し溶剤により流
体密シールを生じさせることである。
【０００４】この在来の方法は、重大な欠点を有する。
給水弁又は他の装置構成部品は、装置内の破片によって
詰まることがある。プラスチック管はきれいな、破片の
ない状態で供給されるけれども、管にドリルで孔を開け
るとき、生じた破片及び切り屑が詰まりを引き起こす。
従って、管にドリルで孔を開けた後、清掃しなければな
らない。他の欠点は、各連結をなすときに行なわなれば
ならない多くの別々の作業である。もう１つの欠点は、
溶剤を使用することの必要性である、なぜならかかる材
料は揮発性であり、環境的に望ましくなく、保管、取り
扱い、換気等に特別の準備を必要とするからである。
【０００５】在来の方法の問題点は、管にドリルで孔を
開けずに、溶剤を使用せずに、かつ多数の組立工程なし
に、流体連結を行う方法を求めるための動機を提供す
る。流体連結は、過去には、導管壁を突き刺す方法でな
されたが、公知の方法は適当でなかった。米国特許第2,
660,192 号は、弁部材が引っ込んだ位置で管に取付けら
れたサドル弁を開示する。次いで、弁を閉鎖位置まで手
で回し、弁部材の永久部分として形成された貫入工具が
管の壁を突き刺す。この対策は、工具を壁に押し通すた
めの弁操作機構に、強い弁部材と大きい機械的有利さを
必要とする。その上、貫入部分を通る軸方向流れは可能
でない、なぜなら、工具が中空であれば、所要の強度を
もたないからである。
【０００６】米国特許第3,891,150 号は、管に取付けら
れたドリップ潅漑装置を開示する。この装置は、「ステ
ンレス鋼、強化ナイロン、又はその他の適当な材料」の
針２４及び中空カニューレを有する。このカニューレを
管の壁に押し通して流体連結を確立する。この対策の１
つの問題は、カニューレの端が突き刺し操作中ふさがれ
ず、変形又は管壁材料によって閉塞することがあること
である。他の問題は、カニューレはそれが中空であるた
め弱いことである。ステンレス鋼のカニューレを使用し
て好ましいポリエチレン管を突き刺すならば、これは問
題ではない。しかし、カニューレの材料が管の材料と強
さが同様であれば、カニューレを管に突き刺せないか、
突き刺す際に損傷をうけるだろう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ドリ
ルで孔を開けることなく、すなわち破片を生じさせるこ
となく、導管に流体連結を行うための方法を提供し、溶
剤の使用なしにプラスチック管に流体連結を行うための
方法を提供し、わずかの工程で行われる方法を提供し、
コネクタの材料が管の材料よりも実質的に強くなくても
よい、突き刺しによってコネクタを導管に連結するため
の方法を提供し、ドリルで孔を開けたり、溶剤を用いた
りしないで単一部品のコネクタを使用する流体連結組立
体を提供し、かつ過去に用いられた方法及び組立の欠点
を克服する方法及び組立を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】要約すれば、本発明の目
的と利点は、壁を有する導管と中空ノーズ部分を有する
流体コネクタとの間に流体連結を組み立てるための方法
を提供することによって達成される。流体コネクタは、
中空ノーズ部分を貫通しこれを越えて延びるパンチピン
を有する工具に取付けられる。工具を導管の方に移動さ
せて、パンチピンを導管壁に押し通して、壁に孔を作
る。工具を導管の方に更に前進させて、中空ノーズ部分
を導管壁に通して押し、ノーズ部分を導管の内部に挿入
しながら、壁の孔を拡げる。ノーズ部分が壁を通して前
進する段階中、ノーズ部分をパンチピンで支持する。工
具を導管から引っ込めて、パンチピンを流体コネクタか
ら引き抜き、ノーズ部分が拡げた孔を貫通した状態でコ
ネクタを導管の所定位置に残す。
【０００９】要約すれば、本発明による流体連結組立体
は、壁を有する導管と、本体部分と本体部分から延びる
中空ノーズ部分とを有するコネクタとを備える。中空ノ
ーズ部分と本体部分とは一体であり単一部品のものであ
る。本体部分は導管壁に隣接しており、ノーズ部分は壁
を貫通する。壁の孔は、ノーズ部分が孔に受け入れられ
た後、壁の孔に拡げられた開口部を構成する変形領域を
有する。変形領域は、壁の厚さより大きい軸方向距離の
ノーズ部分を囲むカラーを構成する。カラーとノーズ部
分との間の弾性シール界面が、ノーズ部分に対するフー
プ圧縮とカラーに対する相補的なフープ膨張とによって
構成される。
【００１０】本発明は、上述及びその他の目的及び利点
と共に、図面に示した発明の実施例の以下の詳細な説明
から最も良く理解されるであろう。
【００１１】
【実施例】今、図面を参照すると、図１及び図２は、本
発明の方法及び組立体の１つの適用を示している。家禽
給水弁１０が、発明の方法を使用する管又は導管１２に
取付けられる。発明のこの例では、弁１０は本体１４を
有し、この本体は、管１２の内部と流体連通を確立する
ための流体コネクタとして役立つ。この発明の原理を、
多くの他の方法で又他の形式の流体装置及び液体装置に
使用することができる。本体１４と機能及び構造が異な
る流体コネクタを使用しても良い。
【００１２】１９８９年８月２９日付け日本特許出願平
01-222785 号（１９８８年８月３０日付け米国特許出願
第07/238,538号）が参考にこの明細書に組入れられてお
り、これを本発明の理解のために必要とされるもの以上
に弁１０の記述について調べることができる。弁１０
は、流入孔１８と空所２０との間で本体１４内に構成さ
れた弁座１６を有する。空所はキャップ２２の下に構成
され、ばね２４とシール部材２６の部分とを収容する。
操作ステム２８が、管１２から孔１８を通して流出孔３
０まで流れるように弁を開くためにシール部材２６を移
動させる。シール部材２６は流量制限ピン３２を有し、
この流量制限ピンは、制限かつ調節された流量を形成す
るように選択された隙間をもって孔１８を貫ぬいて管１
２の内部へ延びる。シール部材２６は、可撓性で軟質の
弾性材料で作られる。
【００１３】代表的な家禽給水装置では、多くの弁１０
が、多くの管１２を有する装置に沿って取り付けられ
る。管は標準長さで供給され、これらの標準長さは弁と
弁との間の距離に一致していない。このため、弁は、標
準長さの管１２の両端の間に取り付けられなければなら
ず、さらに、管の壁３４を貫通して流体連結がなされな
ければならない。本発明の方法によれば、この流体連結
を迅速かつきれいに行うことが可能となる。
【００１４】本体すなわちコネクタ１４は本体部分３６
を有し、この本体部分から細長いノーズ部分３８が突出
する。ノーズ部分は中空であり、従って流体連結がなさ
れた後、流体は管１２の内部からコネクタ１４を通して
流れることができる。図示の構成では、弁の流入孔１８
はノーズ部分３８内にその軸線に沿って構成されている
る。
【００１５】本発明の方法を、図３乃至図６に部分的に
示す。コネクタ１４は、プレス又は同様の機構のラム４
２に支持された取付工具４０に取付けられる。管壁３４
の選択個所を工具４０と整合させて、管１２をサイド支
持体４６間でプレスのベース４４で支持する。工具４０
は、ノーズ部分３８を貫通しノーズ部分の先端を越えて
延びるパンチピン４８を有する。パンチピン４８は、孔
１８内にぴったりと受け入れられる。工具４０は又、コ
ネクタ１４の内側フランジ面５２に駆動係合状態で当接
する拡大段部５０を有する（図７）。
【００１６】管１２及びコネクタ１４が図３でわかるよ
うにラム４２及びベース４４に位置決めされると、プレ
スは閉鎖位置の方に移動される。図４及び図５でわかる
ように、まずパンチピン４８が管壁３４に接触し、次い
で管壁３４を突き刺し孔を開ける。パンチピン４８は、
鋭利な隅５８で交差する一連の平らな傾斜壁５６で作ら
れたピラミッド形状を有する先端５４を有する。先端形
状は壁３４の材料を通るパンチピン４８の移動を容易に
し、隅５８は、材料が除去されないように、中心点から
外方に延びる、材料の進入線を切る傾向がある。
【００１７】工具４０は閉鎖位置まで移動し続ける。パ
ンチピンは、ノーズ部分３８の先端が壁３４に到るまで
管壁を通して更に移動する。この位置は図５でわかる。
この先端は傾斜面６０を有する。工具４０が図６でわか
る位置の方に移動すると、ノーズ部分は壁３４の孔に押
し通される。ノーズ部分３８の傾斜面６０と抜き勾配
は、孔を更に拡げる。工具４０が図６及び図７でわかる
閉鎖位置まで完全に移動した後、工具は引っ込められ、
コネクタ１４は、ノーズ部分が管１４の内部に延びた状
態で所定の位置に残される。
【００１８】壁３４が突き刺されるとき、少しの材料も
除去されない。ピラミッド形状の先端５４は、パンチピ
ンが壁３４から材料を切り離さないようにする。鋭利な
隅５８によって始まる切断は、ノーズ部分３８が孔を拡
げるとき、拡げられる。壁３４の材料は孔を構成しノー
ズ部分３８を囲むカラー６２を作るように内方に変形さ
れる。この変形中、壁の材料は、壁３４にその基部でし
っかりと取付けられている一連の分離したペダル状セグ
メント６４に部分的に内方に分割すなわち離される。
【００１９】パンチピン４８は、ノーズ部分が壁３４を
押し通されるとき、中空ノーズ部分３８の比較的薄い壁
を支持し補強する。もし、パンチピンが孔を最初に作る
のに使用されなければ、ノーズ部分は壁３４を押し通せ
ないだろう。もし、パンチピン４８がノーズ部分を支持
しなければ、ノーズ部分は変形を始めることなく孔を拡
げるほどの強度を単独で有しないだろう。かかる変形は
弁１０の所望の操作を妨げるだろう、なぜなら孔１８内
の流量制限ピン３２の相対的嵌合いは、弁を通る流量を
調整するために重要であるからである。
【００２０】カラー６２とノーズ部分３８との界面で
は、溶剤や、シール材料、等を使用することなく流体密
シールが作られる。カラーとの接触は、壁３４の厚さよ
り大きい距離、ノーズ部分の軸線方向に延びて、広いシ
ール領域を作る。ノーズ部分とカラー６２とのきつい嵌
り合いは、良好なシールを確保する。シール界面は、ノ
ーズ部分３８及び壁３４の弾性特性によって維持され
る。壁３４に孔が開けられた後、カラー６２の材料はそ
の元の形状に戻る傾向を有し、その結果、ノーズ部分３
８に圧迫を加えるすなわちフープ圧縮を加える。相補作
用で、圧縮されたノーズ部分３８は、フープ膨張作用で
カラー６２に対して膨張する傾向がある。
【００２１】ノーズ部分３８とカラー６２とのきつい嵌
り合いは、ノーズ部分の管１２からの取外しに抵抗する
摩擦力を作り、この力はある環境では部品を組立状態に
維持するのに十分である。図面に示す実施例では、摩擦
保持力は、一対の弾性アーム６６をコネクタ１４に設け
ることによって増大される。これらのアームは、管１２
を把持しコネクタ１４をその取付位置に保持するサドル
として機能する。図３乃至図６でわかるように、アーム
６６は、工具４０が閉鎖位置の方に移動するとき、壁３
４との係合によって曲げ拡げられる。次いで、アームは
管１４のまわりに閉じ、工具４０を引っ込めたときコネ
クタを管に対して保持する。引き続いて、コネクタ１４
は所定の位置にしっかり保持され、従って、弁１０を含
む給水装置を取付けて使用するとき漏れは生じない。
【００２２】本発明の図示の実施例では、管１２はポリ
塩化ビニルで作られ、コネクタ１４はアセタール樹脂で
作られる。これらの材料は、強度、延性、及び可撓性の
ような特性において全体的に互いに似ている。本発明の
方法を使用するには、ノーズ部分３８の材料が管１２の
材料より硬いすなわち強いことは必要でない。本発明の
この特徴から生ずる重要な利点は、コネクタ全体が一体
の単一部品として同質の均一材料で作られることであ
る。ＡＢＳ、ポリプロピレン、等の管のような他の材
料、或いはダクタイル金属さえも対応する材料がコネク
タ１４に用いられるならば、本発明に使用することがで
きる。
【００２３】本発明を例示の実施例の詳細を参照して説
明したが、これらの詳細は、特許請求の範囲で定められ
る発明の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により流体コネクタを取付けたプラスチ
ック管のセグメントの側面図である。
【図２】図１の２−２線における管とコネクタの拡大断
面図である。
【図３】コネクタの管への取付けを示す最初の順序の図
である。
【図４】コネクタの管への取付けを示す次ぎの順序の図
である。
【図５】コネクタの管への取付けを示す更に次ぎの順序
の図である。
【図６】コネクタの管への取付けを示す最終順序の図で
ある。
【図７】本発明の方法の際の管とコネクタの部分の大き
く拡大した部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 家禽給水弁 １２ 管 １４ 本体 １６ 弁座 １８ 流入孔 ２０ 空所 ２２ キャップ ２４ ばね ２６ シール部材 ２８ 操作ステム ３０ 流出孔 ３２ 流量制限ピン ３４ 壁 ３６ 本体部分 ３８ ノーズ部分 ４０ 工具 ４２ ラム ４４ ベース ４８ パンチピン ５０ 段部 ５２ フランジ面 ５４ 先端 ５８ 隅 ６２ カラー ６４ セグメント ６６ アーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16L 1/024 F16L 41/06

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 壁を有する導管と、ねじ山のない滑らか
    に傾斜した中空ノーズ部分を有する流体コネクタとの間
    の流体連結を組み立てるための方法であって、中空ノー
    ズ部分を貫通しこれを越えて延びる鋭くとがった先端を
    もつパンチピンを有する工具に流体コネクタを取付け、
    工具を導管の方に第１移動分で移動させて、工具のとが
    った先端で導管壁を突き刺し、パンチピンを導管壁に押
    し通して、壁から材料を除去することなく壁に孔を作
    り、工具を導管の方に第２移動分前進させて、工具によ
    ってのみ実質的に加えられる力で、中空ノーズ部分を導
    管壁に押し通して、ノーズ部分を導管の内部に挿入しな
    がら、壁の孔を拡げ、ノーズ部分と拡げた孔との間にシ
    ールを形成し、前記第２移動分の前進段階中、ノーズ部
    分の内部をパンチピンで支持し、工具を導管から引っ込
    めて、パンチピンを流体コネクタから引き抜き、ノーズ
    部分が拡げた孔を貫通した状態でコネクタを導管の所定
    位置に残す、ことからなる流体連結の組立方法。
  2. 【請求項２】 導管壁をとがった先端のピラミッド面で
    別々の部分に分割することを更に含む、請求項１に記載
    の方法。
  3. 【請求項３】 流体コネクタを前記引っ込める段階の間
    保持することを更に含む、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記保持する段階は、流体コネクタを導
    管壁に保持することからなる、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記保持する段階は、導管を流体コネク
    タの可撓性アームで把持することからなる、請求項４に
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 壁を有するプラスチック管と、ねじ山の
    ない滑らかに傾斜した中空ノーズ部分を有するプラスチ
    ックコネクタとの間の流体密取付を組み立てるための方
    法であって、中空ノーズ部分を貫通しこれを越えて延び
    る鋭くとがった先端をもつパンチピンを有する工具にコ
    ネクタを取付け、工具を管の方に第１移動分で移動さ
    せ、工具のとがった先端で管壁を突き刺し、パンチピン
    を壁を通して押し通して、壁から材料を除去することな
    く壁に孔を作り、工具を管の方に第２移動分前進させ
    て、工具によってのみ実質的に加えられる力で中空ノー
    ズ部分を壁に押し通して、ノーズ部分を管の内部に挿入
    しながら、壁の孔を拡げ、ノーズ部分と拡げた孔との間
    にシールを形成し、前記第２移動分の前進段階中、ノー
    ズ部分の内部をパンチピンで支持し、工具を管から引っ
    込めて、パンチピンをコネクタから引き抜き、ノーズ部
    分が拡げた孔を貫通した状態でコネクタを管の所定位置
    に残す、ことからなる流体密取付の組立方法。
  7. 【請求項７】 孔をもった壁部分を有する導管と、本
    体部分と本体部分から延びる中空ノーズ部分とを有する
    コネクタと、を備え、前記中空ノーズ部分と前記本体部
    分とは一体であり単一部品のものであり、前記ノーズ部
    分は円滑であり、傾斜し、ねじ山がなく、前記本体部分
    は前記導管壁部分に隣接しており、前記ノーズ部分は前
    記壁の孔を押し通されており、前記壁の孔は、前記ノー
    ズ部分が前記孔内に受け入れられた後、前記壁の孔に拡
    げられた開口部を構成する変形領域を有し、壁材料を含
    む前記変形領域は、導管の中に半径方向内方に移動さ
    れ、前記壁の厚さより大きい軸方向距離の前記ノーズ部
    分を囲むカラーを構成し、前記ノーズ部分のフープ圧縮
    と前記カラーの相補的なフープ膨張とによって構成され
    た、前記カラーと前記ノーズ部分との間に形成さた弾性
    シール界面を、更に備える流体連結組立体。
  8. 【請求項８】 前記導管及び前記コネクタはプラスチッ
    クで作られる、請求項７記載の組立体。
  9. 【請求項９】 前記導管はポリ塩化ビニル管からなり、
    前記コネクタはアセタール樹脂で成形された部品からな
    る、請求項８記載の組立体。
  10. 【請求項１０】 前記本体部分は前記管を把持するため
    のサドルを有する、請求項９記載の組立体。
  11. 【請求項１１】 前記コネクタの本体部分は、弁ハウジ
    ングと、前記中空ノーズ部分を通して前記導管との流体
    連通を制御するための前記ハウジング内の弁組立体とを
    構成する、請求項７記載の組立体。
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