JP4936872B2

JP4936872B2 - 管継手

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Publication number: JP4936872B2
Application number: JP2006337853A
Authority: JP
Inventors: 征嗣緒方
Original assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Current assignee: Nitto Kohki Co Ltd
Priority date: 2006-12-15
Filing date: 2006-12-15
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2026-12-15
Also published as: JP2008151195A

Description

本発明は、管継手の雌型部材に係り、特に、雄型部材から切り離されて、当該雌型部材に設けられている弁部材が閉じた状態にあるときに、該雌型部材の内部の流体圧力が異常に高圧となった場合でも、該弁部材が壊れて飛び出したりしないようにした雌型部材に関する。

例えば、大型建築機械としてのクレーン、油圧ショベル、解体機等は、作業現場まで搬送するときなどには、そのブームなどを各セグメントに分解して行う。各セグメントには油圧管路が延びてているものがあり、各セグメントに分解した状態では、セグメントの管路部分は、その両端が、同両端に設けられている管継手部材内のバルブにより閉止され、内部の作動油が漏れないようにされる。このように分解されたセグメントは、トラックなどで搬送されるが、特に夏場は太陽光の照射を受けて高温となり、油圧管路内の圧力は大幅に上昇する。
油圧管路内部がそのように異常に高い圧力になると、以下に述べるような問題が生じる。

管継手のバルブには、幾つかの形態があるが、図１に示すものが、離脱時の液ダレ量を少なくすることができるということで、多く用いられている。

すなわち、この管継手１０では、その雌型部材１２が筒状本体１４内に設けられた弁座部材２２と弁部材２４とを備える。弁座部材２２は、筒状本体１４の流体通路１６の中心に沿って延び、その先端で円錐状に拡がった弁座部２０を有する。弁部材２４は、弁座部材２２と筒状本体１４との間に設けられ、筒状本体１４の内周面に密封係合しながら、該筒状本体の長さ方向で変位可能とされ、弁座部材２２の弁座部２０に係合・係合解除することにより流体通路１６を開閉するようにされている。図示の例では、弁座部材２２は全体としてシャンク状とされており、筒状本体１４の後端面から後方に延びる部分にオネジ２１が設けられ、該オネジにナット２３を螺合し、該ナット２３を筒状本体１４の後端面に当接しながら螺回して、該弁座部材２２の段部２５を筒状本体１４の内面２７に押圧するように締付けることにより、当該弁座部材２２を筒状本体１４に固定している。

一方、雄型部材２６は、弁部材２８と、該弁部材２８を該雄型部材の長手軸線方向で変位可能に保持する保持部材３０とを有する。弁部材２８は、先端にＯリング３６を備える頭部３２を有し、該頭部が筒状本体２９の先端開口の内面（弁座面）３４に係合・係合解除することにより、当該雄型部材２６の流体通路の開閉を行うようになっている。図中、４０，４２，４４，４６は、環状のシール部材であり、５０、５２は、それぞれ、弁部材２４、２８を閉止位置に向けて付勢するバネである。この種の形態の弁を備える管継手を示すものとしては特許文献１がある。

このような継手における雌型部材において、その内部流体圧力が、上述の如く、高圧になった場合、その圧力のために、弁座部材２２が軸線方向で延ばされ、Ａで示す部分で破断され、破断された弁座部材２２の弁座部２０が、流体圧のために、外部に急激に吹き飛ばされることがあり、管継手の設けられている周辺機器に損傷が生じたりする虞がある。

また、管継手が使用される油圧機械が大型建設機械としての解体機等の場合においては、その作業内容に応じて、ブームの先端に取り付けられるアタッチメントを取り替えて作業するということが行われる。この場合、アタッチメントの種類によって、使用しない油圧管路が生じ、その油圧管路の先端は、その先端の管継手の弁によって閉じられた状態とされるため、使用しない回路の元栓を閉め忘れ、この状態で、解体機による作業を行うと、該解体機の油圧回路中に生じる衝撃流体圧力が、この先端の閉じている弁の弁座部材２２にかかる場合があり、それが該弁座部材の後端部分に形成されたネジ部分付近に集中してかかる場合がある。このため、当該管継手を長期に亘って使用していると、ネジ部分付近に亀裂が入り、最終的には破断に到る場合がある。
実開昭６４−４９７９１号

本発明は、このような従来の管継手における問題を解消しようとするものである。

すなわち、本発明は、
流体通路が貫通している筒状本体であって、雄型部材を該流体通路の先端側から受け入れるようになされた筒状本体と、
該筒状本体の流体通路内を該筒状本体の軸線方向に延びるように設定された弁座部材であって、該筒状本体に固定された後端部分、該後端部分から先端に向けて該軸線方向に延びるシャンク部分、及び、該シャンク部分の先端から半径方向で広がるように形成された弁座部分を有する弁座部材と、
該弁座部材と該筒状本体との間に形成されている流体通路部分内に設定され、該軸線方向で変位して該弁座部分と係合・係合解除することにより、該流体通路の開閉を行う弁部材と、
該軸線方向の所定位置で、該筒状本体の内周面に設定され、該流体通路部分内を変位する弁部材の外周面に密封係合する環状シール部材と、
を有し、
該弁部材が、該弁座部材の弁座部分に係合して該流体通路を閉じた状態において、該流体通路内の流体圧が所定以上になると、該弁座部分に加わる該弁座部材の該後端部分から離れる方向での押圧力により、該シャンク部分が該軸線方向で所定長さだけ延び、これにともなって該弁部材が軸線方向で変位するようになされており、
該環状シール部材は、該シャンク部分が該所定長さだけ延ばされて、該弁部材が軸線方向で変位したときに、該弁部材との密封係合が外れ、該流体通路内の流体が該環状シール部材と該弁部材との間を通り当該雌型部材の外部に漏出するのを許容するようにした管継手の雌型部材を提供する。

この雌型部材では、流体圧が所定以上になったときに、弁座部材のシャンク部分が延びるのを利用し、加圧流体を漏出し、圧力の低下をはかり、該シャンク部分が破断するのを回避するものである。

具体的には、
該筒状本体が、流体通路の中央部に位置し、該軸線方向で貫通する保持孔を有する保持部分と、該保持部分を該筒状本体の内周面に連結する連結部分と、該連結部分を該軸線方向で貫通する流体通路部分とを備える弁保持部材保持部を有し、
該弁座部材の該後端部分が、該保持部分の保持孔に通された第1部分と、該保持部分の後端面より後方に延びる第２部分を備え、
該保持孔は、該保持部分の前端面から後端面に向って延びるネジ孔部分と、該ネジ孔部分よりも小径とされ、該ネジ孔の後端から該保持部分の後端面まで貫通する小径孔部分とを有し、
該後端部分の該第１部分が該ネジ孔部分にネジ係合されたネジ部分と、該ネジ部分よりも小径で、該小径孔部分を通され該後端部分の該第２部分に連結されている小径部分とを有し、
該後端部分の第２部分にはオネジが形成され、該オネジにナットをネジ係合し、該ナットを該保持部分に当接しながら螺回することにより当該弁座部材を該軸線方向後方に引き付けるようにして締付けて固定するようにすることができる。

このようにした場合、雌型部材内の衝撃流体圧力により弁座部材にかけられるかかる引張り応力は、上記第１部分に設けたネジ部分付近において集中する。これに対し、前述の従来の管継手における雌型部材では、上記第１部分にはネジが設けられずに、上記第２部分に相当する部分にネジが設けられて、これにナットをネジ係合して弁座部材を固定するようにしているので、雌型部材内の衝撃流体圧力によりかけられる引張り応力は、このナットが締付けられるネジ部分付近において集中する。この場合のネジ部付近には、ナットの締付けによる引張り応力が、当該弁座部材を設定した当初から掛けられているので、このネジ部には、二重の引張り応力がかかることになり、このために、その部分での亀裂破断が生じやすくなっている。これに対して、上記の本発明に係る雌型部材では、第１部分に形成されたネジの第１番目のネジ溝には、ナット締付けによる引張り応力はかからない。このため、上記従来のものに比べて、亀裂破断が生じにくい。更に、第１部分は、第２部分に比べて大径とすることができるので、この点でも、引張り応力による亀裂破断は生じにくくなる。

好ましくは、該シャンク部分が該所定長さだけ延ばされることに応答して、該シャンク部分が延ばされたことを示す表示手段が設けられるようにする。このようにすれば、作業者が、正常でなくなった雌型部材を適切に処理することができる。

具体的には、
該筒状本体の外周面から内周面まで延びる施錠孔であって、該雌型部材の流体通路の先端から所定長さだけ挿入された雄型部材の外周面に形成された施錠凹部に整合されるようになされた施錠孔と、
該施錠孔内に、該筒状本体の内面から部分的に突出した状態の施錠位置と該施錠位置よりも半径方向外側の施錠解除位置との間で変位可能に設けられた施錠子であって、該施錠位置となって、該整合した施錠凹部に嵌合することにより、該雄型部材を軸線方向で固定する施錠子と、
該筒状本体の外周面上に設けられ、該施錠子を施錠位置に押圧する押圧位置と、該施錠子が施錠解除位置になるのを許容する非押圧位置との間で変位可能とされた施錠子操作部材と、
該施錠子操作部材を押圧位置に向けて付勢するバネ部材と、
を有し、
該弁部材が、該弁座部分に係合した状態において、該施錠子を半径方向内側から係合して施錠解除位置にする施錠子保持部を有し、
該施錠解除位置にある施錠子は、該筒状本体の外周面から部分的に突出するようになされており、
該施錠子操作部材は、該バネ部材によって付勢され該施錠解除位置にある施錠子に係合されて非押圧位置に保持されるようになされ、
該弁部材は、該弁座部材の該シャンク部分が該所定長さだけ延ばされて、該弁部材が軸線方向で変位したときに、該施錠子が該施錠子保持部から外れて半径方向内側に変位し、該施錠子操作部材が該施錠子との係合から解除されて該バネ部材により変位されるようにすることができる。

このようにすることにより、作業者は、変位した施錠子操作部材により、弁座部材のシャンク部分が、雌型部材の内部圧力により所定長さだけ延ばされたことが分かる。

該施錠子操作部材は、該筒状本体の外周面上で該軸線方向に変位可能とされた筒状の部材とすることができる。尚、施錠子操作部材は、周方向で変位可能とすることもできる。

本発明はまた、上記の如き雌型部材を備えた管継手をも提供する。

以下、本発明に係る継手の実施形態を添付図面に基づき説明する。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る管継手５０を示し、上半部分は相互に分離された状態の雌型部材５２及び雄型部材５４、下半部分は内部流体の異常圧力が発生した状態の雌型部材５４を示している。

先ず、図２の上半部分に示された管継手５０の概要につき説明する。該管継手の雌型部材５２は、その主要構成エレメントとして、流体通路６０が貫通している筒状本体６４であって、雄型部材５４を該流体通路６０の先端側（図で見て右端）から受け入れるようになされた筒状本体６４と、該筒状本体６４の流体通路６０内を筒状本体６４の軸線方向に延びるように設定された弁座部材６６であって、筒状本体６４に固定された後端部分６８、該後端部分から先端に向けて軸線方向に延びるシャンク部分７０、及び、該シャンク部分の先端から半径方向で広がるように形成された弁座部分７２を有する弁座部材６６と、該弁座部材６６と筒状本体６４との間に形成されている流体通路部分６０´内に設定され、軸線方向で変位して弁座部分７２と係合・係合解除することにより、流体通路６０の開閉を行う弁部材７４と、筒状本体６４の内周面に設定され、流体通路部分６０´内を変位する弁部材７４の外周面に密封係合する環状シール部材７６と、を有する。

この雌型部材における特徴は、図示のように、雄型部材５４が分離され、弁部材７４が、バネ部材７８により弁座部材６６の弁座部分７２に係合して流体通路６０を閉じた状態において、流体通路６０内の流体圧（静圧）が所定以上になった場合、図２の下半部分に示すように、弁座部分７２に加わる弁座部材６６の後端部分６８から離れる方向での押圧力により、シャンク部分７０が軸線方向で所定長さＬ２だけ延ばされ、これにともなって弁部材７４が同じ長さだけ軸線方向で変位し、環状シール部材７６による弁部材７４の外周面との密封係合が外れ、流体通路６０内の流体が環状シール部材７６と弁部材７４の外周面との間を通り当該雌型部材５２の外部に漏出するのを許容している点にある。この漏出により、雌型部材内部の圧力は低下し、弁座部材が破断するのを防止するようにしている。

この場合の所定長さＬ２は、以下の式を満たすものとされる。
Ｌ１×Ｙ＞Ｌ２

ここで、Ｌ１は、シャンク部分７０のうちのＬ１で示す部分の長さである。シャンク部分７０における、このＬ１で示す部分の両側部分は、それぞれ端部に向って次第に直径が大きくなっており、このため、弁座部材６６に引張り力が加わった場合、このＬ１で示す部分に実質的な伸びが生じる。実際には、Ｌ１で示す部分の略中央部分において実質的な伸びが生じ、結果として、図２の下半部分に示すようなくびれが生じる。

Ｙは、材料の伸び〔％〕である。

次に、雌型部材５２及び雄型部材５４の具体的構成を説明する。筒状本体６４は、流体通路６０の中央部に位置し、軸線方向で貫通する保持孔８０を有する保持部分８２と、該保持部分８２を筒状本体の内面に連結する連結部分８４とを有する。連結部分８４には、軸線方向で貫通している流体通路部分８６が形成されている。図示の例では、該筒状本体６４の後端部分に、図示しないホースを連結するための筒状のアダプタ９０がネジ係合されている。

該弁座部材６６は、その後端部分６８が、保持部分８２の保持孔８０に通された第1部分９２と、保持部分８２の後端面９８より後方に延びる第２部分９４とを備える。

保持孔８０は、保持部分８２の前端面９６から後端面９８に向って延びるネジ孔部分１００と、ネジ孔部分１００よりも小径とされ、ネジ孔１００の後端から保持部分８２の後端面９８まで貫通する小径孔部分１０２とを有する。弁座部材６６の後端部分６８の第１部分９２は、ネジ孔部分１００にネジ係合されたネジ部分１０４と、ネジ部分１０４よりも小径で、小径孔部分１０２を通されて弁座部材の後端部分の第２部分９４に連結されている小径部分１０６とを有する。

弁座部材の後端部分の第２部分９４にはオネジが形成され、該オネジにナット１１０をネジ係合し、該ナット１１０を保持部分８２の後端面９８に当接しながら螺回することにより当該弁座部材を軸線方向後方に引き付けるようにして締付けて固定している。

更に、図示の実施形態においては、筒状本体６４に、その外周面から内周面まで延びる施錠孔１１４と、施錠孔１１４内に、筒状本体６４の内周面から部分的に突出した状態の施錠位置と該施錠位置よりも半径方向外側の施錠解除位置との間で変位可能に設けられた施錠子１１６と、筒状本体６４の外周面上に軸線方向で摺動可能に設けられ該施錠子１１６を施錠位置に押圧する押圧位置と、施錠子１１６が施錠解除位置になるのを許容する非押圧位置との間で変位可能とされた筒状の施錠子操作部材１１８とが設けられている。施錠孔１１４は、雌型部材５２の流体通路６０の先端から所定長さだけ挿入されたときの雄型部材５４の外周面に形成された施錠凹部１２０に整合されるようになされている。

弁部材７４は、流体通路６０の先端部分の円筒状内周面と摺動可能とされた施錠子保持部１１９を有している。該施錠子保持部１１９は、該弁部材が図示の閉止位置にあるときに、施錠子１１６と係合して係合解除位置と、この状態では、施錠子操作部材１１８はバネ部材１１７により付勢されて当該雌型部材の筒状部材６４の外周面から部分的に突出している施錠子１１６に係合し、上述の非押圧位置とされる。

雄型部材５４は、筒状本体１３０と、弁部材１３２と、該弁部材１３２を軸線方向で変位可能に支持する支持部材１３４と、該弁部材１３２を付勢し、該弁部材１３２の頭部１３６を、筒状本体１３０の先端開口の内面（弁座面）に押圧するバネ部材１３８とを有し、施錠凹部１２０は、雌型部材の流体通路６０の先端部分の円筒状内周面と略同じ直径とされた筒状本体１３４の外周面部分１２２の軸線方向略中央位置に形成されている。該外周面部分１２２の先端からは、当該雄型部材５４が雌型部材５２内に挿入されたときに、雌型部材５２の弁部材７４に係合して、該弁部材７４を後退させ、流体通路を開放するためのプッシャー部分１２４が延びている。雄型部材５４が、その施錠凹部１２０が雌型部材５２の施錠孔１１４に半径方向で整合する位置まで雌型部材内に挿入されると、施錠子操作部材１１８はバネ部材１１７により押圧位置とされ、それにより、施錠子１１６が半径方向内側に押圧されて、施錠凹部１２０内に係合され、それにより、雌型部材５２に対する連結固定が行われる。

図３は、本発明他の実施形態に係る管継手の雌型部材１５０を示している。この実施形態に係る雌型部材１５０は、上述の実施形態に係る雌型部材５２とほぼ同じ構成となっており、同じ構成エレメントには同じ参照番号を付して示してある。この雌型部材１５０の特徴とするところは、弁部材７４の施錠子保持部１１９の軸線方向長さが、図２のものに比べて短くされていることである。すなわち、この雌型部材１５０では、図３の下半部分に示されるように、雌型部材内部の流体圧（静圧）が所定以上高くなり、弁座部材６６がその軸線方向で延ばされた場合、弁部材７４が前進して、その施錠子保持部１１９が施錠子１１６から外れ、施錠子操作部材１１８がバネ部材１１７によって押圧位置まで進められるようになっており、これにより、雌型部材内に異常圧力が発生したことをオペレータに知らせることが可能としている。

以上、本発明に係る継手部材の実施形態につき述べたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、施錠子操作部材１１８は、軸線方向で変位可能のものに限らず、周方向で変位可能としてもよい。また、異常圧力が発生し、施錠子操作部材が変位した場合、その状態をより明瞭に示すようにすることが可能である。例えば、施錠子操作部材が変位することにより、それまでは現れていなかった雌型部材の筒状部材外周面に設けた警告色（例えば、赤）の色が見えるようにしたりすることができる。

従来の継手部材の縦断面図である。本発明の第１の実施形態に係る管継手の縦断面図であり、上半部分は雌型部材内に異常高圧が発生していない状態を示し、下半部分は雌型部材内に異常高圧が発生した状態を示している。本発明の第２の実施形態に係る管継手の雌型部材の縦断面図であり、上半部分は雌型部材内に異常高圧が発生していない状態を示し、下半部分は雌型部材内に異常高圧が発生した状態を示している。

符号の説明

管継手５０；雌型部材５２；雄型部材５４；流体通路６０；流体通路部分６０´；筒状本体６４；弁座部材６６；後端部分６８；シャンク部分７０；弁座部分７２；弁部材７４；環状シール部材７６；バネ部材７８；シャンク部分７０；保持孔８０；保持部分８２；連結部分８４；流体通路部分８６；アダプタ９０；第1部分９２；第２部分９４；前端面９６；後端面９８；ネジ孔部分１００；小径孔部分１０２；ネジ部分１０４；小径部分１０６；ナット１１０；施錠孔１１４；施錠子１１６；バネ部材１１７；施錠子操作部材１１８；施錠子保持部１１９；施錠凹部１２０；外周面部分１２２；プッシャー部分１２４；筒状本体１３０；弁部材１３２；支持部材１３４；頭部１３６；バネ部材１３８；雌型部材１５０；

Claims

流体通路が貫通している筒状本体であって、雄型部材を該流体通路の先端側から受け入れるようになされた筒状本体と、
該筒状本体の流体通路内を該筒状本体の軸線方向に延びるように設定された弁座部材であって、該筒状本体に固定された後端部分、該後端部分から先端に向けて該軸線方向に延びるシャンク部分、及び、該シャンク部分の先端から半径方向で広がるように形成された弁座部分を有する弁座部材と、
該弁座部材と該筒状本体との間に形成されている流体通路部分内に設定され、該軸線方向で変位して該弁座部分と係合・係合解除することにより、該流体通路の開閉を行う弁部材と、
該筒状本体の内周面と弁部材の外周面との間に設定され、該内周面と該外周面との間を密封する環状シール部材と、
を有し、
該弁部材が、該弁座部材の弁座部分に係合して該流体通路を閉じた状態において、該流体通路内の流体圧が所定以上になると、該弁座部分に加わる該弁座部材の該後端部分から離れる方向での押圧力により、該シャンク部分が該軸線方向で所定長さだけ延び、これにともなって該弁部材が軸線方向で変位するようになされており、
該シャンク部分が該所定長さだけ延ばされて、該弁部材が軸線方向で変位したときに、該環状シール部材による該内周面と該外周面との間の密封が外れ、該流体通路内の流体が該環状シール部材と該弁部材との間を通り当該雌型部材の外部に漏出するのを許容するようにした管継手の雌型部材。
該環状シール部材が、該軸線方向の所定位置で、該筒状本体の内周面に設定され、該流体通路部分内を変位する弁部材の外周面に密封係合するようになされている請求項1に記載の雌型部材。
該筒状本体が、流体通路の中央部に位置し、該軸線方向で貫通する保持孔を有する保持部分と、該保持部分を該筒状本体の内周面に連結する連結部分と、該連結部分を該軸線方向で貫通する流体通路部分とを備える弁保持部材保持部を有し、
該弁座部材の該後端部分が、該保持部分の保持孔に通された第1部分と、該保持部分の後端面より後方に延びる第２部分を備え、
該保持孔は、該保持部分の前端面から後端面に向って延びるネジ孔部分と、該ネジ孔部分よりも小径とされ、該ネジ孔の後端から該保持部分の後端面まで貫通する小径孔部分とを有し、
該後端部分の該第１部分が該ネジ孔部分にネジ係合されたネジ部分と、該ネジ部分よりも小径で、該小径孔部分を通され該後端部分の該第２部分に連結されている小径部分とを有し、
該後端部分の第２部分にはオネジが形成され、該オネジにナットをネジ係合し、該ナットを該保持部分に当接しながら螺回することにより当該弁座部材を該軸線方向後方に引き付けるようにして締付けて固定するようにした請求項２に記載の雌型部材。
該シャンク部分が該所定長さだけ延ばされることに応答して、該シャンク部分が延ばされたことを示す表示手段が設けられている請求項１乃至３のいずれかに記載の雌型部材。
該筒状本体の外周面から内周面まで延びる施錠孔であって、該雌型部材の流体通路の先端から所定長さだけ挿入された雄型部材の外周面に形成された施錠凹部に整合されるようになされた施錠孔と、
該施錠孔内に、該筒状本体の内面から部分的に突出した状態の施錠位置と該施錠位置よりも半径方向外側の施錠解除位置との間で変位可能に設けられた施錠子であって、該施錠位置となって、該整合した施錠凹部に嵌合することにより、該雄型部材を軸線方向で固定する施錠子と、
該筒状本体の外周面上に設けられ、該施錠子を施錠位置に押圧する押圧位置と、該施錠子が施錠解除位置になるのを許容する非押圧位置との間で変位可能とされた施錠子操作部材と、
該施錠子操作部材を押圧位置に向けて付勢するバネ部材と、
を有し、
該弁部材が、該弁座部分に係合した状態において、該施錠子を半径方向内側から係合して施錠解除位置にする施錠子保持部を有し、
該施錠解除位置にある施錠子は、該筒状本体の外周面から部分的に突出するようになされ、
該施錠子操作部材は、該バネ部材によって付勢され該施錠解除位置にある施錠子に係合されて非押圧位置に保持されるようになされ、
該弁部材は、該弁座部材の該シャンク部分が該所定長さだけ延ばされて、該弁部材が軸線方向で変位したときに、該施錠子が該施錠子保持部から外れて半径方向内側に変位し、該施錠子操作部材が該施錠子との係合から解除されて該バネ部材により変位されるようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の雌型部材。
該施錠子操作部材は、該筒状本体の外周面上で該軸線方向に変位可能とされた筒状の部材とされている請求項５に記載の雌型部材。
請求項１乃至６のいずれかに記載の雌型部材を備える管継手。