JP4777897B2 - スペーサおよび該スペーサを用いたホースと継手の締付構造 - Google Patents

スペーサおよび該スペーサを用いたホースと継手の締付構造 Download PDF

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Description

本発明は、ホース継手および該ホース継手に用いられるスペーサならびに該スペーサを用いた軟質の樹脂製ホースとホース継手との締付構造に関する。
図1、2および3に示されるように、ホースHの先端部に接続される部位を切削またはロール成形により断面鋸歯状に形成して滑止部12を設けたステンレスパイプからなるホース継手11は、たとえば特許文献1に開示されている。このような継手11は、図1に示されるように、合成樹脂製のホースHの先端部に差し込まれる。そののち、従来より公知のホースバンド15に設けられた螺子16をドライバーやレンチを用いて回動させると、締め付けられ、ホース継手11の滑止部12と相俟って、ホースHがホース継手11から抜けにくくなるのである。かかる従来のホース継手11は、図2に示されるように、ホース継手11の先端部の外径D1と根元部14の外径D3とが同一で、滑止部12の外径D2が、D2>D1=D3の関係を満たすものと、ホース継手11の根元部14の外径D3と滑止部12の外径D2とが同一で、ホース継手11の先端部13の外径D1がD1<D2=D3の関係を満たすものがある。
ゴムまたは樹脂製ホースと継手の連結の際に、継手の挿入部をホースに圧入しこのホースの圧入部外周を締め付けるためのホースバンドが例えば特許文献2に開示されている。
特許文献2に開示されたホースバンドを用いた樹脂製ホースと継手の連結は、図4に示すとおり、継手20の挿入先端部21が先細りテーパ状に形成されこの先端に続く締付け部22は複数のリブ23が形成されていて、この挿入部先端部21から締付け部22までをホース24に圧入した後に締付け部22の外側に位置する部分へホースバンド25を巻き、ホースバンド25の螺子26を締付けて固定している。
特開平7−019382号公報 特開2002−295757号公報
食品加工場においては、粘度の高い糊状の肉やソース等の搬送物をホース24で搬送することが行われているが、特許文献1に開示されたホース継手11と特許文献2に開示されたホースバンド15を用いて合成樹脂製のホースHをホース継手11に接続した場合、食品加工工場で使用されている粘度の高い糊状の肉やソースなどの搬送物の配管系に適用された場合、搬送物が高温であるため、ホースHが膨張して膨らみ、ホース継手11の先端部とホースHとのあいだに隙間が生じ、この隙間に搬送物が流入して腐敗を起こすことがある。すなわち、ホース24が柔らかくなり搬送物の粘度が高いことによって高圧で送るためにホース24が膨らんできて、図5に示すとおり、継手20の挿入先端部21とホース24の内部に搬送物の溜り部30が生じる。
この溜り部30に留まった残留搬送物が時々新鮮な搬送物に混ざり込んで流れることになり、この搬送物を使ってでき上がった食品は混入した残留搬送物が原因で腐敗し易くなることがある。このようになると同時に生産された食品の全てが不良品となってしまうので、これを防ぐために頻繁に継手20とホース24を取り外して内部を洗浄することが行われている。
かかる問題を解決するために、合成樹脂製のホースHとホースバンド15とのあいだに合成樹脂製のテープ17を巻きつけたのち、ホースバンド15を締め付けて、ホースHの先端部に一様に締付力を付与して、この隙間の発生を防止することが考えられる(図1参照)。
しかし、ホースHが合成樹脂製であるため、ホース継手11にホースHを装着したのち、時間の経過に伴って、ホースHの肉厚が減少し、テープ17とホースバンド15との間に遊びが生じ、結果的にホースHのホース継手11に対する締付力が低下するため、テープ17上にさらにテープを巻きつけてから、増し締め(再びホースバンド15によって締め付けること)の必要がある。また、増し締めを繰り返すうちに、断面鋸歯状の滑止部によってホースHの先端部内面が損傷するという問題がある。
このような問題は、ホース24で食品を搬送する場合だけでなく、医薬品の搬送や工業用オイルの搬送にホース24を使う場合においても生じる。
そこで、本発明は、ホース24での搬送物が高温になったりホースの内圧が高圧になったりしても搬送物の溜り部30が生じないような継手20とホース24の連結構造と該連結構造に使用されるスペーサと、ホースが膨張して膨らんでも、ホース継手の先端部とホースとのあいだに隙間が生じることがなく、増し締めの必要がないホース継手の締付構造と、該締付構造に用いられる、ホース先端部内面を傷つけることのない、そのうえコストの低いホース継手を提供することを目的としている。
本発明の第1の態様であるスペーサは、円筒体からなり、当該円筒体の一端の一点と他端の一点とを結ぶ当該円筒体の外周面上の最短線であって、当該円筒体の軸心と平行でない最短線に沿って、当該円筒体が截断されてなることを特徴としている。
本発明の第2の態様であるスペーサは、半径方向を除く方向に切断された円筒体からなり、当該切断された円筒体が半径方向に押圧されたときに、縮径した円筒体が得られることを特徴としている。
本発明の第3の態様は、一定の方向に延びる溝が穿設され、当該溝によって画定される対向する2つの端面を備えた円筒体からなる縮径可能なスペーサである。
本発明の第4の態様は、前記スペーサと、直管部からなり、該直管部に複数の円周状の溝が設けられたホース継手とのあいだに介装されるホースの締付構造体である。
本発明の第5の態様は、直管部の一端に鍔が設けられ、該直管部の一端と自由端との間に複数の円周状の溝が互いに離間して設けられてなる前記請求項11または12記載の締付構造体に使用されるホース継手である。
本発明のスペーサは、円筒体からなり、当該円筒体の一端の一点と他端の一点とを結ぶ当該円筒体の外周面上の最短線であって、当該円筒体の軸心と平行でない最短線に沿って、当該円筒体が截断されているため、ホースの端部と、締め付け手段であるホースバンドとのあいだに介装されて、ホースバンドを締め付けると、截断された円筒体のエッジ同士が摺動しつつ円筒体が変形して円筒体の内径が縮径することができるため、ホースの端部と、ホースバンドとのあいだに隙間を生じることなく一様に締め付けることができる。
すなわち、継手の挿入先端部は、ホースに挿入して円筒体を介してホースバンドで締付けられるのであるが、ホースの管壁を挿入先端部の外周面と円筒体の内周面で円周方向から中心へ向けて挿入先端部の全体を均等に締付けるようになり、継手の挿入先端部の端よりも円筒体の端面が延びているので、ホースが高温になったり内圧が高くなったりしても継手の挿入先端部の外周に位置するホースが膨らむことがなく搬送物の溜り部が生じない。
また、本発明のスペーサは、円筒体の一端の一点と他端の一点とを結ぶ当該円筒体の外周面上の最短線であって、当該円筒体の軸心と平行でない最短線に沿って、当該円筒体が截断されることによって切欠溝を形成しているので、スペーサの外周面を締付けることによってスペーサの径が縮小してホースの管壁を均一に圧縮し、挿入先端部の外周面とホースの内周面が密着することになる。
また、本発明によれば、ホースが膨張して膨らんでも、ホース継手の先端部とホースとのあいだに隙間が生じることがなく、増し締めの必要がないホース継手の締付構造と、該締付構造に用いられる、ホース先端部内面を傷つけることのない、そのうえコストの低いホース継手を提供することができる。
本発明の一実施の形態のホース締付構造を示す一部断面図である。 従来の継手の構造を示す断面説明図である。 従来の継手の構造を示す断面説明図である。 従来のホース締付構造を示す一部断面図である。 図4の一部拡大断面図である。 本発明の一実施の形態のスペーサを示す斜視図である。 図6のスペーサの変形例を示す断面説明図である。 本発明のスペーサの展開説明図である。 本発明のスペーサの展開説明図である。 本発明のスペーサの無荷重の状態を示す斜視図である。 図10のスペーサに荷重が加えられて円筒体が得られた状態を示す斜視図である。 本発明の他の実施の形態にかかわるスペーサの斜視図である。 図12のスペーサの平面説明図である。 図12のスペーサの斜視図である。 本発明のさらに他の実施の形態にかかわるスペーサの斜視図である。 図15のスペーサの断面説明図である。 図15のスペーサの平面説明図である。 本発明のホース継手の一例を示す側面説明図である。 本発明のホース継手の締付構造を示す断面説明図である。
次に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態1
図1は、本発明の継手連結方法でホースHと継手を連結した状態を示す図で、継手は材質が青銅やステンレスなどの金属または硬質樹脂からなるストレート継手である。
ホースHは、例えば、架橋ポリエチレン等の材料から製造されたものであり、そのまま差し込むか、または加熱し柔らかくして前記継手に差し込まれる。
図6において、参照符号9は円筒体を示しており、円筒体9の一端の一点と他端の一点とを結ぶ当該円筒体9の外周面上の最短線LNであって、当該円筒体の軸心と平行でない最短線LNに沿って截断されて切欠溝8が形成されている。この円筒体9は径が縮小(すなわち、縮径)可能なスペーサとしての機能を果たす。円筒体9の外周面に、半径方向に荷重をかけると、真円の横断面形状を維持しつつ縮径する。より詳しくは、この円筒体9の周壁には図6に示す如く軸心X方向に対して横へ傾いた切欠溝8を形成し外周を締付けることで切欠溝8が無くなるまで径が縮小しさらに締付けると切欠溝8の当接面が滑ってさらに径が縮小するようにしている。なお、切欠溝8の巻き角度(図9に示す角度α)は、20°から180°未満がよい。
図6、8および9を参照すると、円筒体9の両端において、円筒体9の外周面に外接し、所定ピッチ角(図9に示すα)の螺旋に沿って円筒体9を截断し、この円筒体9を平面状に展開すると、図8において、円筒体9から領域9aおよび9bが除かれたことに相当し、切欠溝8を穿設することによってエッジE1およびE2が形成される。そうすると、図9に示された図から、円筒体9に荷重がかかっていないときの内径Dは、C1/πであり、円筒体9から領域9aおよび9bを切除してから再び円筒状の形体に戻していくと、頂点AおよびBが真円を形成する状態に達する。線分ABの長さはC2であり、領域9aおよび9bの切除前の頂点Cと切除後の頂点B間の距離はHであるので、C2とC1との関係は、C2cosα+Hcosβ=C1で示される。
したがって、C2=(C1−Hcosβ)/cosαの関係が得られる。この関係から、縮径後の円筒体9の内径(C2/π)は(C1−Hcosβ)/πcosαから得られることになる。所望の縮径後の内径がわかると、円筒状の円筒体9の一端の一点と他端の他端の一点とを結ぶ当該円筒体9の外周面上の最短線L円筒体傾斜角αと頂点A、頂点Cおよび頂点Bがなす角度βとを適宜決めることにより、円筒体9を縮径した状態で完全な円筒が得られるため、他の部材と干渉を起こすことが防止できる。
図10および11は、図8において、円筒体9から領域9aおよび9bが除かれた本発明のスペーサ9の斜視図である。
図10に示されるように、スペーサ9に荷重がかかっていない状態では、スペーサ9の両端において、截断面E1とE2とが離間しており、さらに端点X1と端点X2および端点Y1と端点Y2の位置がずれている。
スペーサ9の外周面に半径方向の荷重を加えると、まず、切断面E1とE2とが当接する。さらにスペーサ9の外周面に半径方向の荷重を加えると、切断面E1とE2とが互いに摺動しながら、端点X1とX2および端点Y1とY2が、それぞれ接近しながらスペーサ9の径が縮小(縮径)する。さらにスペーサ9の外周面に半径方向の荷重を加えると、端点X1とX2および端点Y1とY2が一致し、スペーサ9の両端面16が真円を形成し、完全な円筒体となる(図11参照)。
このように、本発明のスペーサは、変形することができるように、元の円筒体の円筒面と両端とにおいて一部截断された形態で、ホースの端部上に装着され、当該スペーサと継手とあいだでホースを狭持したのち、荷重が加えられて変形して、元の円筒体より縮径した完全な円筒体が得られるのである。このように、スペーサ9の最終形状を円筒体とすると、他の部材と干渉を起こすことが防止できるので好ましいが、他の部材と干渉を起こすことがない場合には、円筒体が得られたのちにさらに荷重を加えてもよい。
円筒体9の材質は特定の材料に限定されることはなく、金属でもよいが、円筒体9の内径の縮小変形を容易にする観点から、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、AES樹脂などの強さと弾力とを兼ね備えた合成樹脂が好適に使用される。
なお、内部を透視可能なホースを使う場合には、円筒体9の長さが継手の挿入突出部の突出長さよりも短くても、ホースの内部を見ながら円筒体9のホース側端面11の位置を調整することで円筒体9の端面11を継手の挿入先端部の端面10よりもホース側へ突き出る位置に固定できる。
図7は、円筒体9の他の実施の形態を示すもので、円筒体9の肉厚を紙面の左側の端部に向かうにつれて薄肉となるようにテーパ状にしており、円筒体9の左側の端部の内径がS1であり、右側の端部の内径がS2であり、S1>S2の関係を満たしている。
また、図7を参照すると、円筒体9の左右両端と中央にフランジ18が設けられているが、このフランジ18はホースバンド15(図1参照)の位置決めとして機能している。なお、フランジ18の数は3に限られることはなく、1または2であってもよく、4でもよい。
このような円筒体9を使うことで、ホース側の端部がより強くホースを締付けて継手の挿入先端部のホースとの密着性を良くしている。
円筒体9とホースバンドは最初にホースに外嵌しておき、それからホースを暖めて継手の挿入部をホース内へ差し込み、円筒体9の端面16を継手に突き当てて、ホースバンドを円筒体9に巻きかけた位置に移動し、螺子16(図1参照)を締付けて取り付けることになる。
なお、ホースバンド15は、帯状のものまたは線状のもの等があるが、通常は帯状のホースバンド15を1個使って締付けるが、ホースバンド15を2個ないし3個並べて締付けるようにしても良い。
このように継手とホースHを連結した状態で、搬送物を高温かつ高圧にしてホースH内に送っても、継手とホースHの連結部に搬送物が留まる滞留部が生じることがないので、継手とホースHを分解して洗浄する頻度を少なくできる。
実施の形態2
図18を参照すると、本実施の形態のホース継手100は、ステンレス製パイプを切削加工して得られた直管部4の一端に、切削加工によりえられた配管系等に接続するための鍔5aと、ホースおよびスペーサを係止するための鍔5bとが設けられ、直管部4の一端と自由端との間に切削加工またはロール成形により4つの円周状の溝2が互いに離間して設けられている。これらの複数の溝2と溝2とのあいだの部位がホースHの滑り止め2aとして機能する。溝2の数は特定の数に限られることはない。また、溝2の断面形状も特定の形状に限られることはないが、切削加工ないしはロール成形の容易性の観点から略半円状の形状が好ましい。本実施の形態のホース継手100は、直管4に複数の溝2を設けただけの構造であるあるため、ホース継手100の先端部3の外径D1と、滑り止め2aの外径および根元部の外径は等しい。
図18のホース継手100の締付構造が図19に示されている。図19に示された締付構造に用いられるスペーサ6は、図10に示されるとおり、合成樹脂製の円筒体の両端を螺旋状に切断し、円筒体の一端から他端を結ぶ軸線に対して平行ではない円筒体の外周面上の線に沿って切断して得られたものである。
実施の形態3
図12を参照すると、本実施の形態の合成樹脂製のスペーサ1は、軸線方向に延びる溝が端面X1およびY1と端面X1および端面Y1に挟まれた面によって画定される面と、端面X2およびY2と端面X2および端面Y2に挟まれた面によって画定される面によって溝が画定されている(すなわち、本実施の形態のスペーサ1は対向する2つの端面を備えた円筒体から構成されている)。この対向する2つの端面間の距離が、ホースバンドによって締めつける場合の締め代として機能する。
図12に示されているように、端面X1、端面Y1および端面X1と端面Y1に挟まれた面からテーパ部T1が突出している。このテーパ部T1がないものも本発明に含まれる。また、端面X2およびY2と端面X2および端面Y2に挟まれた面の近傍もテーパ部T2が形成されている。
したがって、本実施の形態のスペーサ1に半径方向の力を加えて縮径していくと、円筒体の内面が完全な円筒状を呈する。端面X1およびY1と端面X1および端面Y1に挟まれた面によって画定される面と、端面X2およびY2と端面X2および端面Y2に挟まれた面とが当接すると、テーパ部T1が円筒体1の内周面と当接して、結果的にリブ1aおよび1bが完全な円環を形成する。
図1〜3を参照すると、配管系にホースHを連結するために、公知のホース継手にホースHの先端部3から差し込んだのち、スペーサをホースHの先端部に被着し、さらにホースバンド15を巻きつけて螺子16を回転させて締め付けると、前述のとおりスペーサが縮径して、円筒体の内面が完全な円筒状を呈するので、ホースHの先端部の前面にわたって締め付けられるので、ホース継手の先端部とホースとのあいだに隙間が生じることはなく、ホース継手からホースHが抜けることがない。しかし、公知のホース継手を用いた場合、本実施の形態のスペーサによるホースHに対する締付力が大きいため、複数の断面鋸歯状の滑り止め12によってホースHの内面が損傷する虞がある。
かかる複数の断面鋸歯状の滑り止めによるホース先端部内面の損傷を防止するものとして、前述の図18に示されるホース継手がある。このものは、直管部4からなり、当該直管部4に複数の円周状の溝2が設けられている。このホース継手の場合、滑り止め2aは、溝2と溝2とによって画定される。滑り止め2aの外径は、直管部4の滑り止め2aと鍔5bとのあいだの部位の外径および先端部3の外径と等しい。このため、図18に示されるように、ホースHをホース継手に差し込んだのち、スペーサ6をホースHに被着し、スペーサ6にホースバンド15を巻きつけ、螺子16をトルクレンチやドライバーなどで回転して締め付けると、前述のようにスペーサ6が縮径し、円筒体の内面が完全な円筒状を呈するので、ホースHの先端部の前面にわたって締め付けられると、ホースHがホース継手の溝2内に隙間なく侵入し、ホースHとホース継手とがなじむことができるため、ホース継手の先端部とホースHとのあいだに隙間が生じることはなく、ホース継手からホースHが抜けることがない。さらに、図18のホース継手を用いた場合、本実施の形態のスペーサ6によるホースHに対する締付力が大きくても、ホース継手の滑り止め2によってホースHの内面が損傷することはない。
実施の形態4
図13および14を参照すると、本実施の形態の合成樹脂製のスペーサ1も、軸線方向に延びる溝が端面X1およびY1と端面X1および端面Y1に挟まれた面によって画定される面と、端面X2およびY2と端面X2および端面Y2に挟まれた面によって画定される面によって溝が画定されている。本実施の形態のスペーサ1の場合、2つの端面X1およびX2(またはY1およびY2)間の距離が、ホースバンドによって締めつける場合の締め代として機能する。
図14に示されているように、端面X1、端面Y1および端面X1と端面Y1に挟まれた面からテーパ部T1が突出しており、端面X2および端面Y2に挟まれた面の近傍にもテーパ部T3が形成されている。さらに、リブ1aおよび1bの端面X2およびY2近傍にもテーパ部T2が形成されている。
したがって、本実施の形態のスペーサ1に半径方向の力を加えて縮径していくと、まずテーパ部T1とテーパ部T3とが重なり合い、やがて端面X1およびY1と、端面X2およびY2とが当接し、かつテーパ部T1が円筒体1の内周面と当接して、結果的にリブ1aおよび1bが完全な円環を形成すると共に円筒体の内面が完全な円筒状を呈する。
図1を参照すると、実施の形態1と同様に、本実施の形態のスペーサの場合も、公知のホース継手11にホースHの先端部3から差し込んだのち、スペーサをホースHの先端部に被着し、さらにホースバンド15を巻きつけて螺子16を回転させて締め付けるようにすることができるが、本実施の形態のスペーサの場合も、ホースHに対する締付力が大きいため、複数の断面鋸歯状の滑り止め12によってホースHの内面が損傷する虞がある。
そこで、本実施の形態の場合も、図18に示されるホース継手に、ホースHを差し込んだのち、スペーサ6をホースHに被着し、スペーサ6にホースバンド15を巻きつけ、螺子16をトルクレンチやドライバーなどで回転して締め付けるようにしてもよい。この場合も、スペーサ6が縮径し、円筒体の内面が完全な円筒状を呈するので、ホースHがホース継手の溝2内に隙間なく侵入し、ホースHとホース継手とがなじむことができるため、ホース継手の先端部とホースHとのあいだに隙間が生じることはなく、ホース継手からホースHが抜けることがなく、ホース継手の滑り止め2によってホースHの内面が損傷することはない。
実施の形態5
図15、16および17を参照すると、本実施の形態の合成樹脂製のスペーサ1は、半径方向を除く方向かつ軸心に平行な方向を除く方向(すなわち、図17に示されるとおり軸線AXに対してθ(θ≠0かつθ≠90°)だけ傾斜した方向に切断された円筒体からなり、当該切断された円筒体が半径方向に押圧されると、図16に示されるように、切断された円筒体の切断面SL1と、切断面SL2とが当接して溝Gがなくなり、縮径した円筒体が得られる。切断面SL1はスペーサ1の内周円の点L1における接線M1に対して角度αだけ傾斜した面であり、切断面SL2はスペーサ1の外周円の点L2における接線M2に対して角度αだけ傾斜した面である。
図16のスペーサ1の切断された円筒体の切断面SL1と、切断面SL2とが当接したあと、さらにスペーサ1の半径方向に力を加えると、切断面SL1と、切断面SL2とが当接した状態を維持して摺動しつつ変形して、さらに縮径することができる。
図1を参照すると、実施の形態1と同様に、本実施の形態のスペーサの場合も、公知のホース継手11にホースHの先端部3から差し込んだのち、スペーサをホースHの先端部に被着し、さらにホースバンド15を巻きつけて螺子16を回転させて締め付けるようにすることができるが、本実施の形態のスペーサの場合も、ホースHに対する締付力が大きいため、複数の断面鋸歯状の滑り止め12によってホースHの内面が損傷する虞がある。
そこで、本実施の形態の場合も、図18に示されるホース継手100に、ホースHを差し込んだのち、スペーサ6をホースHに被着し、スペーサ6にホースバンド15を巻きつけ、螺子16をトルクレンチやドライバーなどで回転して締め付けるようにしてもよい。この場合も、スペーサが縮径し、円筒体の内面が完全な円筒状を呈するので、ホースHがホース継手の溝2内に隙間なく侵入し、ホースHとホース継手とがなじむことができるため、ホース継手の先端部とホースHとのあいだに隙間が生じることはなく、ホース継手からホースHが抜けることがなく、ホース継手の滑り止め2によってホースHの内面が損傷することはない。

Claims (7)

  1. 円筒体からなり、当該円筒体の一端の一点と他端の一点とを結ぶ当該円筒体の外周面上の最短線であって、当該円筒体の軸心と平行でない最短線に沿って、当該円筒体が截断されてなり、前記円筒体の少なくとも一端において、当該円筒体の外周面に外接し、所定のピッチ角の螺旋に沿って当該円筒体が截断されていることを特徴とするスペーサ。
  2. 前記スペーサが合成樹脂からなる請求項記載のスペーサ。
  3. 前記円筒体の少なくとも両端に円周状のリブが設けられてなる請求項1または2記載のスペーサ。
  4. 請求項1、2または3記載のスペーサと、直管部からなり、該直管部に複数の円周状の溝が設けられたホース継手とのあいだに介装されるホースの締付構造体。
  5. 前記スペーサの外周面が少なくとも1つのホースバンドによって締め付けられる請求項記載の締付構造体。
  6. 直管部の一端に鍔が設けられ、該直管部の一端と自由端との間に複数の円周状の溝が互いに離間して設けられてなる前記請求項または記載の締付構造体に使用されるホース継手。
  7. 前記溝の横断面形状が略半円である請求項記載のホース継手。
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