JP4304525B2 - ２つの流体導管の端部の接続構成 - Google Patents

Description

本発明は、互いに接続される２つの流体導管の端部と、軸を中心に延びる外側及びその軸を中心に延びる内側を有するカップリング要素とを備える接続構成に関する。第１の固定リブは、端部の円周に対して円周方向に延び、第２の固定リブは、カップリング要素の各軸端の近傍に、カップリング要素の内側で円周方向に延びる。カップリング要素は、弾性的に広げられることによって端部に同軸に結合され、一方の端部は他方の端部に同軸にきつく結合され、第２の固定リブは、結合された状態で、第１の固定リブの後ろでロックされる。

欧州特許公報１ ３７８ ７０１ Ａ１で開示されているこの種の接続構成において、カップリング要素は、弾性プラスチック材料から作られ、２つの対向する支柱によって互いに接続された２つの楕円形リングを備える。リングは、内側に、ロッキング突出部の形をとる固定リブを備える。流体導管の端部をリングの中に挿入すると、リングは、端部に供給された固定リブによって弾性的に広げられ、リングのロッキング突出部が端部の固定リブの後ろでロックする。結合した状態で、小さい曲率半径をもつリング領域と端部との間には遊びがあり、その遊びによって、カップリングを外すためのリングの半径方向の圧縮が可能になる。支柱と、リングと端部との間のカップリングを外すための遊びとの間の広い中間スペースのせいで、カップリング要素の中に挿入される流体導管の端部が汚損するという危険がある。これは、繰り返しのカップリングやそのカップリングを外すことを困難にすることがある。さらに、端部上に、横方向の力が反対の方向へ加えられたとき、接続が外れるという危険がある。

本発明の目的は、端部の接続位置の汚損の危険を防ぎ、偶発的な分離も防ぐ、前述の種類の接続構成を提供することである。

本発明によると、これは、カップリング要素が、円周方向に閉じた円筒形のスリーブであることにより、達成される。

この構成で、スリーブは、汚損に対し端部の接続位置に追加の密封作用を提供し、同様に、横方向の力に対しこの接続位置に追加の強化を提供する。

好ましくは、スリーブは、耐屈曲性のあるスリーブセグメントを有し、該耐屈曲性のあるスリーブセグメントは、円周方向に少なくとも８０°、及び１８０°より少なく延び、且つ、弾性的に膨張可能な材料を有する弾性スリーブセグメントによって溶融されることにより、又は一体部品を形成することにより、それぞれ接続される、隣接するエッジを有する。耐屈曲性のあるスリーブセグメントは、スリーブ、従って端部の接続位置に追加の強化をもたらす。

弾性スリーブセグメントは、円周方向に、耐屈曲性のあるスリーブセグメントと横方向の突出部で重なり、その突出部は、耐屈曲性のあるスリーブセグメントに溶融されることによって接続されることができる。これらの突出部により、スリーブセグメント間の接続のスティフニス又は強さが増加し、スリーブを扱う際、そのスリーブの把持力が高まる。

スリーブの内側に、端部の挿入制限を提供する停止リブが円周上に配置される。一方の端部は、自由端で停止リブにもたれ、他方の端部は、停止リブにもたれる肩部を有する。停止リブは、追加的に、スリーブの横方向のスティフニスを増加させ、また、接続位置での密封強さをもたらす。

好ましくは、停止リブは、耐屈曲性のあるスリーブセグメントの一体部品として、及び弾性スリーブセグメントの一体部品として形成される、リブセグメントを有する。弾性スリーブセグメントの一体部品である少なくともリブセグメントは、弾性の結果として、接続の密封強さを増加させる。

停止リブが、弾性的に膨張可能な材料を有し、弾性スリーブセグメントの一体部品を形成するとき、その停止リブは、全円周にわたる接続の密封強さを増加させる。

曲げ硬いスリーブセグメントは、外側に凹部を有することができ、その凹部には、弾性的に膨張可能な材料が埋め込まれる。凹部に埋め込まれるその弾性材料は、スリーブを扱う際、追加的にそのスリーブの把持力を高める。

また、弾性的に膨張可能な材料を有する停止リブは、曲げ硬いスリーブセグメント内に設けられる開口部から、凹部内の弾性的に膨張可能な材料に一体で接続される。この構造において、停止リブ及び凹部の弾性的に膨張可能な材料は、単一の射出成形プロセスで製造することができる。

代替的に、スリーブは、硬いゴム、又は強化及び／又は架橋エラストマーから作られる一体部品であってもよい。スリーブはまた、単一の射出成形プロセスで製造することもでき、十分に耐屈曲性があるのと同様に弾性的である。

その代わり、第２の固定リブを含むスリーブは弾性的に膨張可能な材料を有し、第２の固定リブは円周方向に離れ、及び、第２の固定リブの円周領域にわたって、金属又は硬弾性のプラスチック材料から作られ且つ円周方向のエッジに半径方向内側に突出する脚部を有する円筒部品が、前記スリーブの弾性的に膨張可能な材料の中に、脚部が第２の固定リブの中に突出するように埋め込まれることも可能である。

最後の実施形態において、スリーブの内側に、端部の挿入を制限するための停止リブが円周上に延び、停止リブは、スリーブの弾性的に膨張可能な材料を備える。停止リブは同時に、端部の接続位置の密封に対しても適している。

スリーブの第２の固定リブは、スリーブの円周の少なくとも８０°、且つ１８０°より少なく延びることができる。

さらに、第１の固定リブの後ろに、端部の円周方向に溝が設けられ、溝の軸方向の幅は、第２の固定リブの軸方向の幅に対応する。スリーブが停止リブを持たず、端部を結合するときに他方の端部が押圧される端部が停止肩部を持たないときでも、これらの溝は、端部の挿入を制限することを可能にする。また、スリーブは、滑らない係留された方法で、端部の一方に事前に取り付けられてもよい。

好ましくは、一方の端部の第１の固定リブの１つの後ろで、スリーブに挿入されるこの端部の端と対向する端上に、半径方向に突出する２つのカムが、この端部の長手方向中心軸に対して互いに正反対に設けられる。２つのカムは、前記第１の固定リブの半径方向の高さに一致する半径方向の高さだけ突出する。これらのカムは、スリーブの端部の固定リブがカム上にぴったりのるまでスリーブを手動で回転させ、続いてスリーブからこの端部を引き抜くことによって、カムを備える端部の取外しを可能にする。

この接続において、第１の固定リブは、端部の全円周にわたって延びる。

図１及び図２による接続構成は、２つの流体導管１及び２を有し（図の実施形態ではホースの形をとる導管で示されている）、該流体導管１及び２は、端部３及び４；流体導管１、２を端部３、４の一方とそれぞれ接続する２つの接合ナット５、６；円周方向に閉じた円筒形のスリーブ７の形をとるカップリング要素；及び密封リング８を備える。全ての部品はプラスチック材料からなる。しかし、端部３、４及び接合ナット５、６はまた、金属から作られてもよい。端部３、４と流体導管１、２とを接合ナット５、６によって互いに接続する代わりに、これらの部品は、プラスチック材料から作られる一体部品として構成されてもよい。さらに、２つの端部３、４の少なくとも１つは、パイプソケット、例えば自動車のラジエータのパイプソケットコネクタであってもよく、ラジエータの内部の冷却コイルの形をとる冷却水導管に接続される。しかし、この場合、対応する端部は金属から作られる。

スリーブ７は２つのスリーブセグメントを有し、該セグメントは、スリーブの長手方向中心軸に対して互いに正反対に位置し、硬弾性（ハードエラスティック）の熱可塑性材料、例えば、ポリプロピレン（PP）、ポリエチレン（PE）、ポリアミド（PA）、ポリブチレン テレフタレート（PBT）、ポリエチレン テレフタレート（PET）、ポリブチレン ナフタレート（PBN）、ポリエチレン ナフタレート（PEN）、ポリオキシメチレン（POM）、ポリフェニレン硫化物（PPS）、ポリフェニレン アミド（PPA）といったプラスチック材料のうちの１つから作られる、及び、スリーブセグメント９が耐屈曲性をもつように熱硬化性プラスチック材料から作られる。エラストマー材料のインサート１０は、スリーブセグメント９の外側に射出成形される。インサート１０は、スリーブ７の把持力を高めるために、凹部１１を備える。しかし、インサートは必須ではない。その代わり、スリーブセグメント９は外側に波形がついていてもよい。スリーブセグメント９とインサート１０との間に、弾性的に膨張可能な熱可塑性材料から作られる弾性スリーブセグメント１２が、スリーブセグメント９及びそのインサート１０上に射出成形されて、スリーブセグメント９及びそのインサート１０は、溶融されることでスリーブセグメント１２に接続され、スリーブ７は半径方向に広がることができる。スリーブセグメント１２の、弾性的に膨張可能な熱可塑性材料は、例えば、熱可塑性エラストマー（TPE）、加硫熱可塑性エラストマー（TPV）、熱可塑性ポリウレタン（TPU）、熱可塑性エーテルエステルエラストマー（TEEE）、エチルプロピレンゴム（EPDM）、フッ素ゴム（FKM）、フッ素シリコン、液体シリコンゴム（LSR）、及びエチレンビニルアセテート（EVA）といったプラスチック材料の中の１つである。スリーブセグメント９は、従って、１８０°より小さく、８０°より大きいスリーブ７の円周領域、好ましくはおよそ１４０°から１６０°の領域にわたって延びる。

耐屈曲性のあるスリーブセグメント９は、端の近傍の内側上に、円周方向に延びる固定リブ１３を備え、その円周端上に、傾斜したフランク１４を備える（図２）。

弾性スリーブセグメント１２は、軸方向に延びる突出部１５を外側に備え、該突出部１５は、中央にスリーブ７の回転を示す円弧形の二重矢印１６を有する。

スリーブ７の軸中央での内部は、円周方向に延びる停止リブ１７（図１）を備え、その停止リブのセグメントは、弾性スリーブセグメント１２の領域では参照符号１７ａで識別され、硬弾性のスリーブセグメント９の領域では参照符号１７ｂで識別される。従って、停止リブセグメント１７ａは、弾性スリーブセグメント１２と同様の材料を有し、停止リブセグメント１７ｂは、硬弾性のスリーブセグメント９と同様の材料を有する。

端部３、４は、円周方向に延びる固定リブ１８を円周に備える。流体導管１、２を接続するために、端部４に挿入される端部３の環状の溝の中に密封リング８が挿入された後、端部３、４は、スリーブ７に軸方向に挿入され、結合される。端部３、４が、端部４に対して予め決められた相対的角度位置でスリーブ７に挿入されると、スリーブ７の固定リブ１３が端部３、４の固定リブ１８を通るにつれて、スリーブ７は半径方向に弾性的に広げられ、スリーブ７の固定リブ１３が、固定リブ１８に隣接し且つ円周方向にそれぞれ延びる溝１９又は２０に、端部３、４の固定リブ１８の後ろでロックされる。同時に、端部３、４は、停止リブ１７にもたれる。停止リブ１７に端部３が接触するのを可能にするために、端部３は肩部２１を備える。端部３の溝１９は、円周方向の環状の溝である。対照的に、端部４の溝２０は、円周に完全に延びているわけではなく、端部４の固定リブ１８の半径方向の高さと一致する半径方向の高さだけ突出する２つのカム２２で中断されている。２つのカム２２は、端部４の長手方向中心軸に対して互いに正反対に位置し、傾斜したフランクを備える。スリーブ７の固定リブ１３の軸方向の幅は、溝１９及び２０の軸方向の幅に対応する。端部３、４をスリーブ７へ挿入すると、スリーブ７の固定リブ１３は、従って、端部３、４それぞれの溝１９及び２０を画定するフランジ２３、２４と接触することもできる。図１による接続構成の結合された状態において、スリーブセグメント１２は、端部でカム２２にもたれる。接続を解放するために、スリーブ７は回転される。回転しているとき、固定リブ１３は、耐屈曲性のあるスリーブセグメント９の一方の端で、傾斜したフランク１４とともにカム２２の対応する傾斜したフランクの上に動き、スリーブを広げる。この回転角度位置で、スリーブ７は、端部３及び柔軟な流体導管１とともに、端部４から取り外すことができる。

スリーブ７はまた、図１で示されている位置で、端部３に事前に取り付けることができ、最終的にスリーブ７は、弾性スリーブセグメント１２がカム２２と整列して流体導管１、２が互いに接続される角度位置で、端部４及びそこに接続された流体導管２に結合される。停止リブ１７は、端部３、４のスリーブ７への挿入の深さに制限を設けるだけでなく、密封リング８の密封作用に加えて端部３、４の接続位置での密封作用も提供する。

フランジ２３、２４はリブを備えるので、スリーブ７を回転させるとき、端部３、４を安全に保持することができるよう、該フランジは強化された把持力を提供する。

図３から図７は、図１及び図２によるスリーブ７に関していくらか修正されたスリーブ２７を表している。スリーブ７の部品に類似のスリーブ２７の部品は、スリーブ７の対応する部品に対して２０を足した参照符号で示されている。同じ部品は同じ参照符号である。

弾性スリーブセグメント３２で用いられている材料と同じ熱可塑性弾性材料の、円周方向に延びる停止リブ３７は、耐屈曲性のあるスリーブセグメント２９及び弾性スリーブセグメント３２の内側上に射出成形されている。同時に、停止リブ３７の弾性材料は、耐屈曲性のあるスリーブセグメント２９に設けられた開口部３０から、耐屈曲性のあるスリーブセグメント２９に設けられた凹部３１に射出成形され、該スリーブセグメント２９の外側は、スリーブ２７の手動の回転を容易にするための把持力強化面３３を提供する。

円周方向に延びる弾性停止リブ３７は、以下の利点を有する。すなわち、停止リブ３７は、スリーブ７の耐屈曲性のあるスリーブセグメント９の領域に設けられ、スリーブセグメント９と同じ、より硬い材料でできた停止リブ１７の端部よりも、端部３、４の接続位置をよく密封するということである。停止リブ１７は、弾性スリーブセグメント１２の領域のみに、スリーブセグメント１２と同じ弾性材料を備える。

図８から図１２は、図１及び図２によるスリーブ７の別の修正例であるスリーブ４７を示している。スリーブ７の部品に類似のスリーブ４７の部品は、スリーブ７の対応する部品に対して３０を足した参照符号で識別されている。同じ部品は同じ参照符号である。

図１及び図２によるスリーブ７からはそれるが、弾性スリーブセグメント４２は横方向の突出部４３を備え、該突出部４３は、硬弾性のスリーブセグメント３９の凹部に射出成形され、該スリーブセグメント３９に溶融されている。突出部４３は、弾性スリーブセグメント４２と硬弾性のスリーブセグメント３９との接続の強さを増加させる。スリーブセグメント４２の弾性材料は、把持力を十分強化するように選択されるので、図１及び図２によるスリーブ７の弾性スリーブセグメント１２の突出部１５は省略されている。例えば、シリコンゴムが用いられてもよい。

図１３から図１６において、図１及び図２によるスリーブ７に対して修正されたスリーブ５７が図示されている。スリーブ７の部品に類似のスリーブ５７の部品は、スリーブ７の対応する部品に対して５０を足した参照符号で識別されている。同じ部品は同じ参照符号である。

スリーブ５７は、全円周にわたって、硬弾性の材料、例えば硬いゴム又は強化及び／又は加硫熱可塑性エラストマーの一体部分を有する。スリーブセグメント９の固定リブ１３（前者はスリーブセグメント１２の一体部品である）は、スリーブ５７の円周方向に、およそ８０°から１００°、好ましくはおよそ９０°にわたって延びる。従って、スリーブセグメント９は、より薄いスリーブセグメント１２よりも弾性的に膨張可能ではないので、スリーブ５７が依然として膨張したり広がったりできる。突出部１５に加えて、スリーブ５７は、該スリーブ５７における把持力を高めるために円周にわたって分布する軸方向のリブ５６を備える。

図１７から図１９は、図１及び図２によるスリーブ７の修正例として別のスリーブ６７を示している。スリーブ７の部品に類似のスリーブ６７の部品は、スリーブ７の対応する部品に対して６０を足した参照符号で識別されている。同じ部品は同じ参照符号である。

固定リブ７３及び停止リブ１７を含むスリーブ６７は、全円周にわたって、図１及び図２によるスリーブ７のスリーブセグメント１２と同じ弾性的に膨張可能な材料を有する。しかし、固定リブ７３の円周領域において、金属又は図１及び図２のスリーブセグメント９と同じ硬弾性のプラスチック材料でできた円筒部品６８が埋め込まれている。円筒部品６８は、円周のエッジに、内側に突出する脚部６９を有し、それは、固定リブ７３の中に突出している。脚部６９はまた、円周方向に中断されている。

本発明の発明的な原理を示すために、本発明の特定の実施形態が示され、詳述されているが、本発明は、そのような原理から逸脱することなくその他の方法によっても実現されることが理解されるであろう。

本発明による接続構成の実施形態を、結合された状態の軸断面で示した斜視図である。 カップリングを外した状態の図１の接続構成を示した図である。 図１による接続構成のスリーブの修正例を斜視図で示した図である。 図３によるスリーブの側面図を縮尺した図である。 図４の断面V−Vを示した図である。 図５の断面VI−VIを示した図である。 図５の断面VII−VIIを示した図である。 図１によるスリーブの別の修正例の斜視図である。 図８によるスリーブの側面図を縮尺した図である。 図９の断面X−Xを示した図である。 図１０の断面XI−XIを示した図である。 図８によるスリーブの別の側面図である。 図１によるスリーブの別の修正例の斜視図である。 図１３によるスリーブの軸方向の図である。 図１４の断面XV−XVを示した図である。 図１４の断面XVI−XVIを示した図である。 図１によるスリーブの別の修正例の斜視図である。 図１７によるスリーブの側面図を縮尺した図である。 図１８の断面IXX−IXXを示した図である。

符号の説明

１、２ 流体導管
３、４ 端部
５、６ 接合ナット
７、２７、３７、４７、５７、６７ スリーブ
８ 密封リング
９、２９、３９ 耐屈曲性のあるスリーブセグメント
１０ インサート
１１、３１ 凹部
１２、３２、４２ 弾性スリーブセグメント
１３、７３ 第２の固定リブ
１４ 傾斜したフランク
１５ 突出部
１６ 二重矢印
１７ 停止リブ
１７ａ、１７ｂ 停止リブセグメント
１８ 第１の固定リブ
１９、２０ 溝
２１ 肩部
２２ カム
２３、２４ フランジ
３０ 開口部
３３ 把持力強化面
４３ 横方向の突出部
５６ リブ
６８ 円筒部品
６９ 脚部

Claims (14)

1. 互いに接続される２つの流体導管（１、２）の端部（３、４）と、
   軸と、該軸を囲む外側及び該軸を囲む内側とを有するカップリング要素（７；２７；４７；５７；６７）と
   を備える接続構成において、
   前記端部（３、４）の円周上に、円周方向に延びる第１の固定リブ（１８）がそれぞれ設けられ、
   前記カップリング要素（７；２７；４７；５７；６７）の内側に、前記カップリング要素（７；２７；４７；５７；６７）の各軸端に隣接して、円周方向に延びる第２の固定リブ（１３；７３）が設けられ、
   前記カップリング要素（７；２７；４７；５７；６７）は、弾性的に膨張されることによって、前記接続構成が結合された状態で、前記端部（３、４）に同軸で結合され、
   前記第２の固定リブ（１３；７３）は、前記第１の固定リブ（１８）の後ろでロックし、前記端部（３；４）は、互いにきつく結合され、
   前記カップリング要素（７；２７；４７；５７；６７）は、円周方向に閉じた円筒形のスリーブ（７；２７；４７；５７；６７）であり、
   前記スリーブ（７；２７；４７；５７；６７）は、円周方向に少なくとも８０°、且つ１８０°より少なく延びる、耐屈曲性のあるスリーブセグメント（９；２９；３９）を有し、前記スリーブは、弾性的に膨張可能な材料から作られる弾性スリーブセグメント（１２；３２；４２）を有し、該弾性スリーブセグメント（１２；３２；４２）は、前記耐屈曲性のあるスリーブセグメント（９；２９；３９）の向き合うエッジに溶融されることによって、又は前記耐屈曲性のあるスリーブセグメントの一体部品として形成されることによって、前記向き合うエッジに接続される接続構成。
2. 前記弾性スリーブセグメント（４２）は、前記耐屈曲性のあるスリーブセグメント（３９）と円周方向に重なる横方向の突出部（４３）を有し、該横方向の突出部（４３）は、前記耐屈曲性のあるスリーブセグメント（３９）に溶融される、
   請求項１に記載の接続構成。
3. 前記スリーブ（７；２７；４７；５７；６７）の内側に、円周上に延び、前記端部（３、４）の挿入深さを制限する停止リブ（１７）が設けられ、前記端部の一方は、前記停止リブにもたれる自由端を有し、前記端部の他方の端（３）は、前記停止リブにもたれる肩部（２１）を有する、
   請求項１に記載の接続構成。
4. 前記停止リブ（１７）は、前記耐屈曲性のあるスリーブセグメント（９；３９）の一体部品として形成されるリブセグメント（１７ｂ）と、前記弾性スリーブセグメントの一体部品として形成されるリブセグメントとを備える、
   請求項３に記載の接続構成。
5. 停止リブ（３７）は、弾性的に膨張可能な材料を有し、前記弾性スリーブセグメント（３２）の一体部品である、
   請求項３に記載の接続構成。
6. 前記耐屈曲性のあるスリーブセグメント（２９）は、凹部（３１）を備える外側を有し、該凹部（３１）には、弾性的に膨張可能な材料（３３）が埋め込まれている、
   請求項５に記載の接続構成。
7. 弾性的に膨張可能な材料を有する前記停止リブ（３７）は、前記耐屈曲性のあるスリーブセグメント（２９）内に設けられる開口部（３０）から、前記凹部（３１）内の弾性的に膨張可能な材料に一体で接続される、
   請求項６に記載の接続構成。
8. 前記スリーブ（５７）は、硬いゴム、強化エラストマー、架橋エラストマー、又は強化及び架橋エラストマーから作られる一体部品である、
   請求項１に記載の接続構成。
9. 前記スリーブ（６７）及び前記第２の固定リブ（７３）は弾性的に膨張可能な材料を有し、前記第２の固定リブ（７３）は円周方向に離れ、金属又は硬弾性のプラスチック材料から作られ円周方向に延びる円筒部品は、前記スリーブ及び前記第２の固定リブ（７３）の弾性的に膨張可能な材料の中に埋め込まれ、前記円筒部品（６８）は半径方向内側に突出する脚部（６９）を備える円周エッジを有し、及び、前記円筒部品は前記脚部（６９）が前記第２の固定リブ（７３）の中に突出するように埋め込まれる、
   請求項１に記載の接続構成。
10. 前記スリーブ（５７；６７）の前記内側は、前記端部（３、４）の挿入深さを制限するために設けられる停止リブ（１７）を有し、前記停止リブ（１７）は、円周上に延び、弾性的に膨張可能な材料を有する、
    請求項１に記載の接続構成。
11. 前記第２の固定リブ（１３；７３）は、少なくとも８０°、且つ１８０°より少なく延びる、
    請求項１に記載の接続構成。
12. 前記第１の固定リブ（１８）の後ろに、前記端部（３、４）の円周方向に延びる溝（１９、２０）が設けられ、該溝は、前記第２の固定リブ（１３；７３）の軸方向の幅と一致する軸方向の幅を有する、
    請求項１に記載の接続構成。
13. 前記端部のうちの第１の端部（４）に設けられている前記第１の固定リブ（１８）の後ろに、半径方向に突出する２つのカム（２２）が、前記第１の端部（４）の長手方向中心軸に対して互いに正反対に設けられ、
    前記２つのカム（２２）は、前記第１の固定リブに対して、前記第１の端部（４）の前記スリーブ（７；２７；４７；５７；６７）に挿入される側とは反対側に設けられ、
    前記２つのカムが、前記第１の固定リブ（１８）の半径方向の高さに一致する半径方向の高さだけ突出する、
    請求項１に記載の接続構成。
14. 前記第１の固定リブ（１８）は、前記端部（３、４）の全円周にわたって延びる、
    請求項１に記載の接続構成。

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