JP4020122B2 - パイプに流体管を結合するプラグインカップリング - Google Patents

Description

本発明は、パイプに流体管を結合するプラグインカップリングに関する。プラグインカップリングは、流体管と結合できる第１の端部分と、パイプが差し込まれ、及びパイプ部分に差し込まれる少なくとも１つの密封リングによりそこに密封されるように固定される第２の端部分を有するパイプ部分を含む。密封リングは、パイプ部分に取り付けられる固定リングとパイプ部分の内側の肩との間の位置に固定される。

この種の既知のプラグインカップリング（欧州特許出願１１４３１８７Ａ２）では、固定リングの半径方向内側に周辺が平らなリブが提供される。そのリブは、密封リングの挿入後、固定リングとパイプ部分を結合するときにパイプを受け取る端部分の合致する軸方向の溝を固定する。このロッキング結合は、パイプをパイプ部分から引き抜くときの高い軸方向の力に耐えることができない。

固定リングをパイプ部分に溶接することも知られている。この種の固定リングとパイプ部分の結合もまた、十分に耐久力があるわけではない、というのは、パイプ部分が常に厳密に円形に製造されるわけではなく、固定リングが均一に溶接されるわけではないからである。この構造では、プラグインカップリングを解除するとき、固定リングもまた、パイプ部分に差し込まれたパイプと一緒にパイプ部分から引き抜かれる。

ドイツ特許出願１９６０９９２５Ａ２（図１）は、パイプに流体管を結合するのに役立つプラグインカップリングを開示している。プラグインカップリングはパイプ部分を有し、その第１の端部分は流体管と結合され、その第２の端部分にパイプが差し込まれ、固定され、及びパイプ部分に差し込まれる少なくとも１つの密封リングによりそこに密封される。密封リングは、パイプ部分の内側に取り付けられた固定リングとパイプ部分の内側の肩の間の位置に固定される。パイプ部分はパイプ部分の円周方向に延びるスロットを有する。スロットはスロットの反対側に位置するパイプ部分の支持表面に接触する固定リングを受け取る。固定リングは弾力性があり、その円周に、正反対に向かい合う半径方向のフックが提供される。固定リングはパイプ部分に軸方向に差し込まれ、そこでは半径方向のフックが、一方で内側の溝又は凹みで固定され、他方では円周方向のスロットで固定される。密封リングを交換するため固定リングをパイプ部分から取り外すために、固定リングは壊されねばならないか、又は半径方向のフックがスロットから外されるほどまでスロットを通じてそれを押し付けようとしなければならない。しかし、半径方向のフックはスロットだけでなくスロットと反対側の溝又は凹みも結合するので、固定リングの取り外しは、明らかにそれが壊されたときのみ可能である。もちろん、これは材料費に関して犠牲が大きい。半径方向のフックがスロットだけを結合する場合、プラグインカップリングの解除のときに、パイプによる密封リングの摩擦引き込みに対する固定リング及び密封リングの位置に関して十分な安全性が確保できない。さらに、固定リングの取り外しは、同時の半径方向の圧縮を必要とし、これは極めて困難である。

本発明の目的は、固定リングとパイプ部分の結合が大きな軸方向の牽引力に耐えることができる上述の種類のプラグインカップリングを提供することである。

本発明によると、この目的は、パイプ部分がパイプ部分の円周方向に延びるスロットを有し、それを通って固定リングがスロットの反対側に配置されるパイプ部分の支持表面に接触するまで差し込まれ、及びスロットの円周部分で受け取られることにより達成される。

この解決策によると、固定リングは、固定リングの円周のおよそ半分に相当する大きな部分を伴うスロット内に位置され（それにより固定リングはスロットを通じて案内される）、スロットの深さはパイプ部材の壁の厚さに対応する。従って固定リングはポジティブロッキングな固定方法でパイプ部分ときつく結合される。従ってその結合は、摩擦結合又は弾力性のあるポジティブロッキング動作に基づくロッキング結合（スナップ方式結合）及び不完全な溶接結合と比較して高い軸方向の牽引力に耐える。

好ましくは、パイプの差込に役立つパイプ部分の開口部と向かい合う側面上の固定リングが、パイプ部分の内側に一部円周方向に延びる平らなビーズによりスロットに対して相対的に固定される。このビーズにより、パイプ部分とのさらなるポジティブロッキング結合が、スロットを通じて案内される固定リングの部分で達成される。従ってその結合の軸方向の負荷容量がなおさら増加する。

好ましくは、スロットが配置されるパイプ部分の側面では、固定リングはパイプ部分の外側の円周表面と同一平面である。従って固定リングはスロットの深さ全体により軸方向に支持されるだけでなく、取り付け空間を節約し、プラグインカップリングの解除の際には、従来パイプ部分にパイプを固定するために提供されていた固定ブラケットの取り外しを妨げない。

さらに、固定リングが、スロットへの差込の際にスロットの端位置に固定される又はそこに摩擦により固定されることが確実となる。このようにして、固定リングの取り付け位置が、半径方向に固定される。従って、固定リングが重力下でスロットから偶然抜け落ちることはない。

さらに、固定リングにはスロットから離れて向かい合う側面上に突起が提供され、その突起はパイプ部分の壁を少なくとも一部貫通する凹みと結合する。これにより固定リングとパイプ部分の結合の軸方向の負荷容量がさらに増加する。

さらに、その突起及び凹みは互いに対してロックできる。このこともまた固定リングが、重力下でスロットから抜け落ちることを防ぐ。

さらに、固定リングに、軸方向に突出するフックがスロットの外側で提供されることが有益である。軸方向に突出するフックは、スロットの一方の側面上のパイプ部分の外側側面上にある肩とそれぞれ結合する。これらのフックは、パイプ部分と固定リングの結合が非常に高い軸方向の負荷にさらされるときにスロットが広がるのを防ぐ。

スロットの端部は、好ましくは、外側に湾曲した支えによりブリッジされる。このようにして、高い軸方向の張力によりスロットの端部が引き裂かれることが回避される。

好ましくは、固定リングに、その円周の向かい合う側面上で、差し込み方向に並行に延びるリブが提供される。そのリブは、固定リングの中央平面に対して偏心して位置され、スロット端部で合致する凹みにぴったりと嵌る。これにより、従来通りに、固定リングの１つの側面上に傾斜した差込表面が提供されるときに、固定リングをスロットの正確な位置に差込むことが容易となる。

本発明によるプラグインカップリングの図１から図５に示される実施形態は、プラスチック材料のパイプ部分１、プラスチック材料の固定リング２、バネ鋼の密封リング３及び固定ブラケット４から成る。

パイプ部分１はリブ状の端部分１ａを有し、その上に弾力性のある流体管が押され、必要であれば、ホースクランプを用いて締め付けることによりさらに固定される。

パイプ部分１の別の端部分１ｂには、パイプ（図示されず）、例えば自動車のラジエータのパイプソケットが差し込まれる。自動車の冷却液は流体管、パイプ部分１、及びパイプ又はパイプソケットを流れる。

端部分１ａと密封リング３の間に位置するパイプ部分１の一部は、端部分１ａより大きい内径を有する。パイプは、自身が端部分１ａの肩に当たって密封リング３により端部分１ｂに対して密封され、固定ブラケット４により固定されるまで端部分１ｂに差し込まれる。固定ブラケット４は、互いに正反対に位置するスロット５を通って端部分１ｂの接線に並行に延び、パイプの周辺の溝と結合する脚４ａを有する。これは、パイプをパイプ部分１の端部分１ｂに差し込む際、脚４ａが周辺の溝を固定するほどまでにパイプが差し込まれるまで、パイプが脚４ａを押し開くことを意味する。

端部分１ｂの端にある円周方向のカラー６は、流体管がリブ状の端部分１ａ上に押し付けられるときに流体管のストッパとして役立つ。カラー６は、端部分１ｂの肩７とともに円周方向の溝８を境界づける。

パイプ部分１の端部分１ｂは、さらにパイプ部分１の円周方向に延びるスロット９を有し、固定リング２が、スロット９の反対側に位置するパイプ部分１の支持表面に接触するまでスロット９に差し込まれる。そのとき固定リング２は内側の円周がかなり内側に突き出すので、内側の肩１１とともに、環状溝を境界づけし、そこで密封リング３が固定リング２によってその位置に受け止められ、及び固定される。

固定リング２はまた、パイプ部分１の内側で一部円周方向に延びる平らなビーズ１３によりパイプ差込用のパイプ部分１の開口部１２に向かい合う側でスロット９に対して相対的に固定される。スロット９が配置されるパイプ部分１の側では、固定リング２はパイプ部分１の外側の円周表面と同一平面である。このようにして、固定リング２は取り付けスペースを節約し、プラグイン結合を解除するときに、パイプ部分１から引き抜かれる固定ブラケットを妨害しない。パイプをパイプ部分から取り外した後でのみ、固定リング２は内部から外部へ押し出される。

さらに固定リング２は、パイプを容易に差し込むために、その内側に差込開口部１２と向かい合う傾斜表面１４を有する。１つの側面上では、スロット９内に位置する固定リング２の部分にまた、およそ１．６度の傾斜しか有しない最低限に傾斜した表面１５が提供され、傾斜表面１５の半径方向外側の縁の固定リングは、半径方向内側の縁と比較しておよそ０．２ｍｍ厚く、従って、対応してスロット９の軸方向の幅より厚い。このようにして、固定リング２は、スロット９への差込後、スロット９内の摩擦又は圧入により固定され、それにより偶然抜け落ちることはない。摩擦結合の代わりに、固定リング２はまた、スロット９内の所定の位置に、例えば、固定リング２及びスロット９の反対に向けられたアンダーカットによりスナップ固定される又はロックされることもできる。

開口部１２を通って固定リング２を差し込むスナップ方式の結合又は溶接による端部分１ｂの固定と比較して、スロット９内の固定リング２の固定動作は、ビーズ１３によりオプションとして更に手助けされて、固定動作がさらに確実となり、それによりパイプをパイプ部分１の端部分１ｂから引き抜くとき、固定リング２、及び密封リング３が、パイプによりパイプ部分１から引き抜かれることはないという利点を有する。

図４から図６に示されるように、固定リング２には、その円周の向かい合う側面上に、差込方向に延びる並行リブ１６が提供される。図５及び図６によると、リブ１６は固定リング２の中央平面に対して偏心し、スロット平面に対して偏心するスロット端部の対応する切り出し９ａに合致する。これが、パイプの中心差込を確実にするのに役立つ傾斜表面１４が常に開口部１２と向かい合うようにして、固定リング２のスロット９への正しい位置への差込を容易にする。

図７から図１２による実施形態は、固定リング２に、スロット９の外側で軸方向に突出するフック１７及び１８が提供されるという点で第１の実施形態と異なる。軸方向に突出するフック１７及び１８は、図７及び図８によると、スロット９の一方の側面上のパイプ部分１の外側側面上の肩７及びカラー２０の肩１９と結合し、このようにして、パイプをパイプ部分１から引き抜くとき（プラグインカップリングの解除）、スロット９が広がるのを防ぐ。さらに、固定リング２にはスロット９から離れて向かい合う側面上に突起２１が提供され、突起２１は、少なくとも部分的にパイプ部分の壁を貫通する（図示された実施形態では、完全に壁を貫通する）パイプ部分１の凹み２２又は孔（図７、図１０及び図１２）に入り込む。突起２１及び凹み２２はまた、この例では、突起２１の平らな段２３及び凹み２２に合致するアンダーカットにより、互いに対してロック可能である。傾斜表面１５により提供される防止動作に加え、固定リング２はこの構造により、重力の結果としてスロット９から偶然抜け落ちるということからも回避される。

さらに、第２の実施形態のスロット９の端部は、外側に湾曲した支え２４によりそれぞれブリッジされ、外側に湾曲した支えは、フック１７、１８に加えて、スロット９の端部が引き裂かれるのを防ぐ。こうした支え２４はまた、第１の実施形態でも提供されうる。

一方、第１の実施形態の固定リング２のリブ１６は、第２の実施形態では提供されないが、それらも提供されうる。スロット９の端部の切り出し９ａもまた提供されうる。

本発明の具体的な実施形態が、独創的な原理を示すために詳細に示され及び論じられる一方で、本発明は、こうした原理から逸脱せずに別のやり方で実施されることも理解されたい。

本発明によるプラグインカップリングの第１の実施形態の横断面を示している。 図１によるプラグインカップリングの正面図を示している。 図１によるプラグインカップリングの斜視図を示している。 図１によるプラグインカップリングの固定リングの正面図を示している。 図４による固定リングの底面図を示している。 図４による固定リング上面図を示している。 本発明によるプラグインカップリングの別の実施形態の横断面を示している。 図７によるプラグインカップリングの正面図を示している。 図７によるプラグインカップリングの斜視図を示している。 図７によるプラグインカップリングの固定リングの正面図を示している。 図１０による固定リングの底面図を示している。 図１０の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩに沿った部分を示している。

符号の説明

１ パイプ部分
１ａ リブ状の端部分
２ 固定リング
３ 密封リング
４ 固定ブラケット
４ａ 脚
５ スロット
６ 円周方向のカラー
７ 端部分１ｂの肩
８ 円周方向の溝
９ スロット
１０ 支持表面
１１ 内側の肩
１２ 開口部
１３ 平らなビーズ
１４ 傾斜表面
１５ 傾斜表面
１６ 並行リブ
１７ 軸方向に突出するフック
１８ 軸方向に突出するフック
１９ 肩
２０ カラー
２１ 突起
２２ 凹み
２３ 平らな段
２４ 外側に湾曲した支え

Claims (9)

1. 流体管と結合されるように形成された第１の端部分（１ａ）及びパイプを受け取り、及び固定するように形成された第２の端部分（１ｂ）を有するパイプ部分（１）と、
   前記パイプ部分（１）の内側に取り付けられる固定リング（２）と、
   前記パイプ部分（１）に差し込まれ、前記パイプ部分（１）に対して前記パイプを密封するように形成された少なくとも１つの密封リング（３）を含み、
   前記少なくとも１つの密封リング（３）が前記固定リング（２）と前記パイプ部分（１）の内側の肩（１１）の間の前記パイプ部分（１）の位置に固定され、
   前記パイプ部分（１）が前記パイプ部分（１）の円周方向に延びるスロット（９）と前記スロット（９）の反対側に配置される支持表面（１０）を有し、
   前記固定リング（２）が、前記固定リング（２）が前記支持表面（１０）に接触するまで前記スロット（９）に差し込まれ、及び前記固定リング（２）の円周方向の一部分が前記スロット（９）に受け取られることを特徴とする、パイプに流体管を結合するプラグインカップリング。
2. 前記パイプ部分（１）の内側に、前記パイプ部分（１）の内側に一部円周方向に延びる平らなビーズ（１３）が提供され、前記固定リング（２）の側面が、前記平らなビーズ（１３）により固定され、該側面はパイプが前記パイプセクションに差し込まれるパイプセクション（１）の開口（１２）と向かい合う側面であることを特徴とする、請求項１に記載のプラグインカップリング。
3. 前記スロット（９）が配置される前記パイプ部分（１）の側面の前記固定リング（２）が、前記パイプ部分の外側の円周表面と同一平面であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプラグインカップリング。
4. 前記スロット（９）に差し込まれたときの前記固定リング（２）が、端位置に到達し、所定の場所にロックされることにより又は摩擦により前記端位置に固定されることを特徴とする、請求項１から請求項３のうちの１つに記載されるプラグインカップリング。
5. 前記固定リング（２）が前記スロット（９）から離れた側面上に突起（２１）を有し、前記パイプ部分（１）が前記パイプ部分（１）の壁を少なくとも部分的に貫通する凹み（２２）を有し、前記突起（２１）が前記凹み（２２）と結合することを特徴とする、請求項１に記載のプラグインカップリング。
6. 前記突起（２１）及び前記凹み（２２）が互いに対してロック可能であることを特徴とする、請求項５に記載のプラグインカップリング。
7. 前記固定リング（２）が、前記スロット（９）の外側に配置される部分を有し、前記部分に軸方向に突出するフック（１７、１８）が提供され、前記パイプ部分（１）が前記スロット（９）の反対側面に配置される第１の肩（７）及び第２の肩（１９）を有し、前記軸方向に突出するフックが、それぞれ前記第１及び第２の肩（７、１９）を越えて結合することを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のプラグインカップリング。
8. 前記スロット（９）が外側に湾曲した支え（２４）によりブリッジされる端部を有することを特徴とする、請求項１から請求項７のうちの１つに記載のプラグインカップリング。
9. 前記固定リング（２）が向かい合う円周側面上にリブ（１６）を有し、前記リブ（１６）が前記固定リング（２）の前記スロット（９）への差込方向に並行に延び、前記リブ（１６）が前記固定リング（２）の中央平面に偏心して位置され、及び前記スロット（９）が前記リブに合致する凹みを有するスロット（９）端部を有することを特徴とする、請求項１から請求項８のうちの１つに記載のプラグインカップリング。

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