JP4690042B2 - 対称ホース継手 - Google Patents

Description

本発明は、固定接続部及びカムリングを有した継手半体を備えてなる対称ホース継手に関する。

この種の対称ホース継手はストーツ継手(Storz couplings)として知られており、特に消防の用途に広く用いられている。
これらの継手においては、固定接続部の上にカムリングが回転自在に設けられている。
カムリングの周囲に配設されるカムは半径方向に延在される鉤状を為し、接続される際には、端面上の開口部を通じて個々の他のカムリングに係合される。
そしてカムは互いに関連してカムリングの回転により肩部の背面で係合され、この肩部は周方向に延在されると共に軸方向に向けて拡幅（ascend）されている。
軸方向の力を伝達する表面は、２つの継手半体の双方の周方向に延在されている。
このような継手は、回転部分がカムリングのみであり、固定接続部と、この固定接続部に取り付けられるホースとは、接続される際に回転されることがないという利点を有している。
欧州特許出願公開第０，７７０，８０９号明細書 独国実用新案登録出願公開第１７３８４３４号明細書 独国特許発明第３８６，７８６号明細書 米国特許第３，２０１，１５１号明細書（第１図及び第３図） 国際公開第０３／０７４９２２号パンフレット

しかしながらカムリングは、ホースに沿って形成される固定接続部よりも実質的に大きな外径を備えている。
大容量のホースの場合、その径は数百ｍｍにもなり、結果として、カムリングの外径は受け入れ難いほどに大きくならざるを得ない。
更なる欠点として、かなり大きな継手用の通路が必要となるので、力を伝達する部品の断面積は制限されざるを得ない。
従って、それらの部品の耐荷重を考慮すると、ホースの管内圧がより高くなる場合、引っ張り荷重や曲げ荷重がホースに働く場合、あるいはこれらの影響が複合される場合には、大きな力を伝達するための継手の構成は、径を妥当でない程度にまで大きくするか、取り扱いや製造が困難となるような高強度の材料を用いるしかなかった。

以上の点に鑑み、本発明は、大きな力を伝達することができ、最も大きな継手径をホースの径に比例して過度に増大させることがなく、また、材料強度や生産技術面での過大な要求を強いることのないホース継手を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明によれば、固定接続部はカムリングを備えて一体的に構成される。
カムは接線方向で鉤状を為し、軸方向の力を伝達する径方向の面を備えている。
２つの継手半体のカムは、接続される際には、互いに係合され、軸方向の力を伝達する前記径方向面が、バヨネット型フィット（bayonet-type fit）形態で背面で係合するように互いに係合される。
本発明のホース継手によれば、軸方向の力を伝達する面はカム上に形成されている。
カムリングの周囲に配置されているカムは、継手の最大径を決定するものであるが、固定接続部の直径よりもカムの半径寸法だけ大きくなるにすぎない。
カムリングに沿って形成される固定接続部は接続の際に互いの関係において捩られなければならないが、この捩じり角度は、周囲方向において２つの隣接するカムの間の距離におおよそ対応する相対的に小さな回転角度にすぎないものである。
２つの継手半体は、通常用いられるアルミのような材料から鋳造工程により製作され得る。

ホース継手の好適な実施の形態においては、カムの軸方向の力を伝達する面は、接線方向に関して、及び継手が接続される際の相対回転の方向に関して傾斜するように形成されている。
このようにして、接続の際には掛け金効果（latching effect）を生じさせ、２つの継手半体が反対方向に回転することのないようにされている。
半径方向のカム面は接続の際に互いに摺接しており、軸方向に拡幅されているが、２つの継手半体が、軸方向の圧接力が無くても流体の内圧によるシール性を確保できるような所定形状のシールリングを備えているならば、軸方向の拡幅は省略可能である。
従って、好適な実施の形態において、カムリングあるいはその他の固定接続部は、カムの径方向の内側で対応する他の継手半体と対向される端面に環状のアンダーカットを備えている。
このアンダーカットは、シールリップを備える所定形状のシールリングを収容するためのものであって、該シールリングは、継手が接続されていない状態では、カムリングの端面を超えて軸方向に突出している。
また、このアンダーカットは、内側に向けて形成されている。
継手が接続される際には、まず２つの継手半体のシールリップが互いに接触される。
２つの継手半体は、互いに軸方向に押圧され、カムが互いに係合される。
シールリングを互いにアンダーカットを形成するシール面に対して押圧する流体圧による公知の作用によりシール効果が生じる。

継手が接続された状態においては、ホース継手をロックするために、係止手段が少なくとも２つの隣接するカムの間に挿入される。
この係止手段に代えて、周囲方向に作用し２つの隣接するカムを共に保持するための保持手段を用いても構わない。

本発明の更なる特徴と利点は、図面を参照しつつ以下の記述により明らかにされる。

対称ホース継手は２つの同一の継手半体より構成されており、そのうちの１つが図１に示されている。
それぞれの継手半体は、円筒状の固定接続部１０とカムリング１２とを一体的に形成したものにより構成されており、カムリング１２は、その周囲方向に配され、半径方向に突出するカム１４を備えている。
カム１４は、接線方向に延在される鉤状を為し、本実施の形態においては、カムリングの周囲上に、等角度間隔で合計１２個のカム１４が設けられている。
カム間に存在するギャップは、周囲方向においては、カムの幅よりもいくらか広くされており、従って、２つの継手半体は、接続の目的のために係合され得る。
軸方向の力を伝達する面１６は、カム１４上に形成されると共に径方向に延在されている。
また、軸方向の力を伝達する面１６は、図１における角度αとして示されるように、接線方向に対してわずかに傾斜して形成されている。

カムリング１２の端面は相対される他の継手半体に対向しており、この端面には、カム１４の径方向内方に環状のアンダーカット１８が形成されると共に、このアンダーカット１８は、所定形状のシールリング２０を収容する。
このシールリング２０の先端は、内側に向けられており、継手が接続されていない状態においては、カムリング１２の端面から突出されている。
図示しないホースは、固定接続部１０は複数のセグメントから成るリング２２により保持されている。
接線方向へのねじ込み力を加えることにより、リング２２のセグメントは、径方向において、固定接続部１０の外周を囲繞する溝と噛み合うと共に摩擦係合して圧入される。
本実施形態に示される固定接続部１０に代えて、ネジによる螺合（solid fire hose coupling：ソリッド型消防ホース継手）あるいは閉塞キャップを有したもの（cap fire hose coupling：キャップ型消防ホース継手）といった構成としても構わない。

図示された実施の形態においては、１２個のカムは、内径が３０５ｍｍ、最大外径が３７２ｍｍのホースに適合されるように寸法が設定されている。
ホース径や圧力負荷に応じてカムの数は適宜増減される。

図４及び図５に示されるように継手が接続された状態においては、２つの継手半体は互いにバヨネット型フィットにより係合されており、双方の継手半体の面１６は、互いに接触して軸方向の力を支持する。
これらの面１６が傾斜面とされていることにより、双方の継手半体が反対方向に回転しようとするのに抵抗する掛け金効果を生じる。
図４に示されるようなワイヤー状のブラケット２４を用いることにより、更なるロッキング効果を得ることができ、これにより、２つの隣接するカムが共に周囲方向で保持される。
図５に示される実施の形態においては、ロック機構が、バネにより付勢されたピン２６を備えている。
このバネにより付勢されたピン２６は、周囲方向で隣接する２つのカム１４の間のギャップに入り込み、これにより、意図しないいかなる反対方向への回転に対しても、これらカムを係止させる。

図６に示されるロック機構の実施の形態においては、板バネ３４がカムヘッド３０と平行な面３２に取り付けられていると共に、スペーサ部材３６が、板バネ３４の自由端に取り付けられている。
継手が接続される際には、スペーサ部材３６は、初めはカウンターカム３８により板バネ３４が撓まされてギャップ４０から退避される。
継手が完全に接続された状態においては、スペーサ部材３６は、スプリングバックにより２つのカムの間のギャップ４０に入り込む。
カウンターカム３８に対向する面、及び板バネ３４に対向する側の反対側の面の上で、スペーサ部材３６は、ノーズ４２を担持しており、このノーズ４２は、力が加えられると、カウンターカム３８のヘッドの端部上に形成された鉤状の突出部４４の背面で係合され、これにより、スペーサ部材３６がギャップ４０から持ち上げられて外れてしまうことはない。

大きな力を伝達することができ、最も大きな継手径をホースの径に比例して過度に増大させることがなく、また、材料強度や生産技術面での過大な要求を強いることのないホース継手を提供できる。

本発明の実施形態による継手半体を径方向に切断した断面を示す図である。 本発明の実施形態による継手半体の平面図である。 本発明の実施形態による継手半体の正面図である。 本発明の第１の実施形態の係止機構により接続されたカムの展開図である 本発明の第２の実施形態の係止機構により接続されたカムの展開図である。 本発明の第３の実施形態の係止機構により接続されたカムの展開図である。

符号の説明

１０ 固定接続部
１２ カムリング
１４ カム
１６ 軸方向の力を伝達する面
１８ アンダーカット
２０ シールリング
２４ ブラケット
２６ ピン
３０ カムヘッド
３４ 板バネ
３６ スペーサ部材
３８ カウンターカム
４０ ギャップ
４２ ノーズ
４４ 突出部

Claims (7)

1. 数百ｍｍの範囲の直径を有する大容量のホースのための対称ホース継手であって、
   一対の対称な継手半体の各々が、外周を囲繞する溝を有する円筒状のホース固定接続部及びカムリングを備え、
   前記固定接続部は、前記カムリングと一体的に形成されており、
   前記継手半体のカムが、接線方向に鉤状を為すと共に軸方向の力を伝達する径方向面を有し、
   前記継手半体が接続される際には、前記カムは互いに係合し、これにより、軸方向の力を伝達する前記カムの径方向面が、互いに背面で、バヨネット型フィット形態で係合され、
   前記カムが、前記カムリングの周囲上で、前記カムリングから半径方向に突出して配されており、
   隣接する前記カムの間のギャップは、軸方向に開放されている、
   ことを特徴とするホース継手。
2. 前記カムの軸方向の力を伝達する前記面は、前記接線方向に対して、及び継手が接続される際の相対回転の方向に対して傾斜するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のホース継手。
3. 前記カムリングには、相対する他の継手半体に対向する面に径方向内向きに、シールリップを備える所定形状のシールリングを収容するための環状のアンダーカットが形成されており、
   前記シールリップは、継手が接続されていない状態では、前記カムリングの端面を超えて軸方向に突出している、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のホース継手。
4. 前記カムリングの周囲方向に、前記カムが互いに間隔をおいて配置されており、
   当該間隔は、前記周囲方向において、前記カムの幅よりも僅かだけ大きくされている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のホース継手。
5. 継手が接続された状態において、前記２つの継手半体が、少なくとも２つの隣接するカムの間に挿入された係止手段によって、相対回転不能にロックされる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のホース継手。
6. 前記係止手段が、板バネの自由端に固定されると共に、完全に接続された２つのカムリングの２つの隣接するカムの間の円周方向のギャップに入り込んで係合されるスペーサ部材によって形成される、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のホース継手。
7. 継手が接続された状態において、前記２つの継手半体が、少なくとも２つの隣接するカムを周囲方向において共に保持する保持手段によって相対回転不能にロックされる、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のホース継手。

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