JP4982321B2 - クイックコネクタ - Google Patents

Description

この発明は、配管用に用いられる樹脂チューブと相手パイプとを接続するためのクイックコネクタに関する。

従来、例えば自動車の配管用チューブ、特に樹脂製のチューブを相手パイプに接続するための継手として、ワンタッチで迅速に接続を行うことのできるクイックコネクタが広く用いられている。
この種クイックコネクタは、(イ)軸方向の複数個所に外周面に沿って径方向外方に突出した形状の環状喰込部が形成され、その環状喰込部を樹脂チューブの内面に食い込ませる状態に樹脂チューブ内部に圧入されて固定される圧入固定部と、(ロ)内側の挿入空間に相手パイプを軸方向に挿入させる挿入部と、(ハ)径方向に弾性変形可能に設けられ、挿入された相手パイプの被係合部に軸方向に係合して、挿入部を相手パイプに対し抜け止めする係合部とを有しており、予め圧入固定部を樹脂チューブに圧入固定した状態で挿入部に相手パイプを挿入させることで、ワンタッチで樹脂チューブと相手パイプとを接続することができる。

図６は、このクイックコネクタにおける圧入固定部の一具体例を示したもので、図中２００は筒状をなす圧入固定部を、２０２-１，２０２-２，２０２-３は圧入固定部２００の軸方向の複数個所に径方向外方に突出した形状で形成された環状喰込部で、それぞれが樹脂チューブ２０４の内径よりも大径をなす円環状に且つ断面鋸歯状の先端が鋭利な形状とされている。

クイックコネクタは、この圧入固定部２００を樹脂チューブ２０４の内部に圧入すると、各環状喰込部２０２-１，２０２-２，２０-３が樹脂チューブ２０４を強制的に拡開変形させるとともに、自身が樹脂チューブ２０４の内面に喰い込んだ状態となり、圧入固定部２００と樹脂チューブ２０４とが抜止状態に結合される。

ところで従来のクイックコネクタにあっては、各環状喰込部２０２-１，２０２-２，２０２-３が、図６（Ａ）に示すように同径か又は圧入固定部２００の先端に対して後側（図中右側であって圧入固定部２００の基端側）に位置するものが大径をなしており、この場合図６（Ｂ）に示すように必然的に各環状喰込部２０２-１，２０２-２，２０２-３の樹脂チューブ２０４内面への喰込みの深さが浅くなってしまい、環状喰込部２０２-１，２０２-２，２０２-３の喰込みによる樹脂チューブ２０４の引抜強度が必ずしも十分でないといった問題があった。

この場合、自動車が例えば事故等を起したときに樹脂チューブ２０４がクイックコネクタから抜けてしまい、そのことが内部の流体の漏れに繋がってしまう。
例えば自動車用の燃料輸送用の樹脂チューブの場合、樹脂チューブ２０４がクイックコネクタから抜けてしまうと燃料の漏出に繋がってしまう。

上記環状喰込部２０２-１，２０２-２，２０２-３は、樹脂チューブ２０４内面への全周に亘る喰込みによって、圧入固定部２００と樹脂チューブ２０４内面との間を線状にシールする働きも行っているが、それら環状喰込部２０２-１，２０２-２，２０２-３の喰込みの深さが浅いことによってシール性の点でも改善の余地のあるものであった。

尚、下記特許文献１には樹脂チューブ等の可撓ホースの引抜強度を高めることを狙いとしたコネクタが開示されているが、このものは本発明とは解決手段を異にする別異のものである。

特許第２７６７６１９号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、樹脂チューブの引抜強度を効果的に高めることができるとともに、併せてシール性をも向上させ得る樹脂チューブ接続用のクイックコネクタを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、(イ)軸方向の複数個所に外周面に沿って径方向外方に突出した形状の環状喰込部が形成され、該環状喰込部を樹脂チューブの内面に食い込ませる状態に該樹脂チューブ内部に圧入されて固定される圧入固定部と、(ロ)内側の挿入空間に相手パイプを軸方向に挿入させる挿入部と、(ハ)径方向に弾性変形可能に設けられ、該挿入された相手パイプの被係合部に軸方向に係合して前記挿入部を該相手パイプに対し抜け止めする係合部と、を有し、前記樹脂チューブと該相手パイプとを接続するクイックコネクタにおいて、複数の前記環状喰込部の少なくとも何れかを円環状の環状喰込部となすとともに、該何れかの環状喰込部に対して前記圧入固定部の基端側である後側に隣接した位置に、最大外径が前記樹脂チューブの内径よりも大径且つ前側の前記何れかの環状喰込部よりも小径をなすとともに、最大径部の外周面が全周に亘り軸方向の平坦面をなし、該平坦面を前記樹脂チューブの内面に全周に亘り圧接状態に嵌合させる環状圧接部が設けてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記環状圧接部の更に後側に隣接した位置には前記環状喰込部が設けられており、該環状圧接部が２つの環状喰込部の間の位置に設けてあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、環状喰込部の少なくとも何れかを円環状の環状喰込部となすとともに、その後側に隣接した位置に、前側の環状喰込部よりも最大外径が小径をなすとともに、最大径部の外周面が全周に亘り軸方向の平坦面をなし、その平坦面を樹脂チューブの内面に全周に亘り圧接状態に嵌合させる環状圧接部を設けたものである。

本発明のクイックコネクタでは、上記何れかの円環状の環状喰込部に対し、後側位置にある環状圧接部の外径（最大外径）が小径をなし、かかる環状圧接部が隣接した前側位置の円環状の環状喰込部に対し径方向に大きな段差を生ぜしめていることから、圧入固定部を樹脂チューブに圧入したときに、かかる環状圧接部に対する前側位置の上記何れかの環状喰込部の樹脂チューブ内面に対する喰込みの深さを従来に増して深くすることができる。

また環状圧接部は外周の平坦面において樹脂チューブの内面に対し面状に圧接状態に嵌合し、樹脂チューブ内面との間に広い面積に亘って大きな摩擦力を生ぜしめる。
そしてこれらにより、樹脂チューブのクイックコネクタに対する引抜強度を効果的に高強度となすことができる。

また環状圧接部の外周の平坦面が広い面積に亘って樹脂チューブの内面に面接触するため、即ち広い面積に亘って面シールを行うため、シール性もまた従来のクイックコネクタに対し効果的に高めることができる。

また本発明によれば単に環状圧接部を設けるだけで良いため、樹脂チューブの引抜強度の高強度化とシール性の向上とを、低コストで実現することができる。
ここで本発明では、従来環状喰込部として構成されていたものを、その最大径部の外周部を全周に亘って平坦に切り欠くことで、これを環状圧接部として構成することができる。

本発明では、環状圧接部の更に後側の隣接した位置に環状喰込部を設け、環状圧接部を２つの環状喰込部の間の位置に設けておくことができる（請求項２）。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２において、１０は燃料輸送用配管として好適な樹脂チューブで、１２はこれを接続すべき相手パイプ（ここでは金属製）である。
本実施形態において、樹脂チューブ１０としては、ポリアミド樹脂の単層チューブ，フッ素樹脂とポリアミド樹脂の複層チューブ，ポリフェニレンサルファイド樹脂とポリアミド樹脂の複層チューブ，ポリエステルで構成される単層及び複層構造をなしたチューブ等を好適に用いることができる。

上記相手パイプ１２には、先端から所定距離離隔した位置に、外周面に沿って径方向外方に膨出したバルジ部（被係合部）１４が一体に形成されている。
１６はこれら樹脂チューブ１０と相手パイプ１２とを接続する本実施形態のクイックコネクタである。ここでクイックコネクタ１６は樹脂製（材質は例えばガラス繊維強化されたポリアミド樹脂）とされている。

図２に示しているように、クイックコネクタ１６は全体として筒状をなすコネクタ本体１８と、リテーナ２０とを有している。
コネクタ本体１８は、内側の挿入空間２２に相手パイプ１２を挿入させる筒状の挿入部２４と、これより小径をなす圧入固定部２６とを備えている。

圧入固定部２６は、樹脂チューブ１０の内部に圧入される部分であって、その外周面に且つ軸方向の異なった２個所に、外周面に沿って径方向外方に突出し、断面が鋸歯状の先端が鋭角を成す円環状の環状喰込部２８-１，２８-２が形成されている。
圧入固定部２６は、樹脂チューブ１０への圧入時にこれら環状喰込部２８-１，２８-２を樹脂チューブ１０の内面に喰い込ませ、その喰込作用で樹脂チューブ１０に抜止め状態に固定される。

ここで２つの環状喰込部２８-１，２８-２は、それぞれの外径（最大径）が樹脂チューブ１０の内径よりも大径の円環状をなしており、また２つの環状喰込部２８-１，２８-２はここでは同径とされている。但し後側（図中右側であって圧入固定部２６の基端側）の環状喰込部２８-３の外径を、前側の環状喰込部２８-１よりも大径となすこともできる。
但しこれら環状喰込部２８-１，２８-２は何れも挿入部２４の外径よりも小径である。
また後側の環状喰込部２８-２は、挿入部２４に対し所定距離前側に離隔した位置に設けられている。

上記挿入部２４は段付形状をなしていて、大径部の内側にシールリングとしての弾性を有するＯリング３０，３０と、樹脂製のスペーサリング３２とが保持されており、相手パイプ１２が挿入空間２２に挿入されたときに、それらＯリング３０が相手パイプ１２の外周面に弾性接触して、挿入部２４の内面と相手パイプ１２の外面との間をシールする。

挿入部２４にはまた、図中右端位置の内側に樹脂製のリング状のブッシュ３４が抜け止め状態に保持されている。ここでブッシュ３４の内径は、図１にも示しているように挿入部２４における小径部の内径と同等内径とされている。

コネクタ本体１８にはまた、挿入部２４の図中右側の端部にソケット状をなすリテーナ保持部３６が備えられている。
このリテーナ保持部３６は、リテーナ２０を内部に収容状態に保持する部分で、コネクタ本体１８はこのリテーナ２０を介して相手パイプ１２と接続される。

リテーナ保持部３６には、周方向に沿って円弧状をなす窓部３８と、その窓部３８に臨んで形成された、同じく周方向に円弧状をなす掛止部４０とがそれぞれ一対備えられており、この掛止部４０に対してリテーナ２０の掛止溝４２が径方向内方から嵌り合うことで、リテーナ２０がリテーナ保持部３６に軸方向に固定状態に保持される。

リテーナ２０は全体として略環状（周方向所定個所に切欠きを有する断面Ｃ字状）をなす部材であって、径方向に弾性変形可能とされている。
このリテーナ２０は、図中左端側に係合部４４を有していて、そこに周方向に円弧状をなす一対の凹部４５が備えられており、この凹部４５に、相手パイプ１２のバルジ部１４が径方向内方から嵌り合うことによって、相手パイプ１２とリテーナ２０とが、即ちかかるリテーナ２０を介して相手パイプ１２とコネクタ本体１８とが軸方向に抜け止め状態に固定される。

尚、リテーナ２０には略テーパ形状を成す内周カム面４６と、外周カム面４８とが設けられている。
ここで内周カム面４６は、相手パイプ１２を軸方向に挿入する際にバルジ部１４を移動案内するとともに、リテーナ２０全体を径方向に弾性的に拡開変形させることで、バルジ部１４を凹部４５に至る位置まで通過可能とする。
一方外周カム面４８は、リテーナ２０をリテーナ保持部３６に挿入する際にリテーナ２０全体を弾性的に縮径変形させ、掛止溝４２をリテーナ保持部３６の掛止部４０に嵌込み案内する。

上記クイックコネクタ１６による接続は次のようにして行うことができる。
先ずクイックコネクタ１６の圧入固定部２６を樹脂チューブ１０内部に圧入し、クイックコネクタ１６と樹脂チューブ１０とを予め結合しておく。
このとき圧入固定部２６の環状喰込部２８-１，２８-２は、図１に示しているように樹脂チューブ１０への圧入固定部２６の圧入によって樹脂チューブ１０を拡径変形させると同時にその内面に喰い込んだ状態となり、圧入固定部２６を樹脂チューブ１０に対し軸方向に抜け止め状態に固定する。
尚圧入固定部２６は、樹脂チューブ１０の図中右端が挿入部２４に当る位置まで樹脂チューブ１０内部に圧入される。

この状態で相手パイプ１２をコネクタ本体１８の挿入部２４内に挿入すると（このときにはリテーナ保持部３６にリテーナ２０を予め保持させておく）、相手パイプ１２のバルジ部１４にリテーナ２０の内周カム面４６が当って、そのカム作用によりリテーナ２０が全体的に径方向に拡径変形し、バルジ部１４の図中左向きの移動を許容する。
そしてバルジ部１４がリテーナ２０の凹部４５の位置に至ったところで、リテーナ２０が弾性復元力で縮径すると同時に、バルジ部１４が凹部４５に嵌り合って係合部４４に軸方向に係合した状態となり、ここにおいてコネクタ本体１８が相手パイプ１２から軸方向に抜け防止される。
即ちクイックコネクタ１６を介して樹脂チューブ１０と相手パイプ１２とが接続された状態となる。
このようにクイックコネクタ１６を用いることで、ワンタッチで簡単に樹脂チューブ１０を相手パイプ１２に接続することができる。

本実施形態では、図３に示しているように前側の環状喰込部２８-１と、後側の環状喰込部２８-２との間の位置において、圧入固定部２６の外周面に沿って径方向に突出した形状をなす円環状の環状圧接部５０が設けられている。
ここで円環状の環状圧接部５０は、環状喰込部２８-１，２８-２と同心上に形成されており、また前側の環状喰込部２８-１と環状圧接部５０との軸方向間隔が、かかる環状圧接部５０と後側の環状喰込部２８-２との間の軸方向間隔と同間隔となるように、環状喰込部２８-１と２８-２との中間位置に設けられている。

環状圧接部５０は、その外径（最大外径）が樹脂チューブ１０の内径よりも大径且つ環状喰込部２８-１，２８-２よりも小径をなしており、また最大径部の外周面が全周に亘り軸方向の平坦面５２とされている。
即ち環状圧接部５０は、環状喰込部２８-１に対して径方向に寸法Ｋの段差を生ぜしめている。
ここで段差Ｋは環状喰込部２８-１に対して、円周長で１０〜４０％小さくなるようにしておくことが望ましい。
一方平坦面５２の軸方向寸法Ｌは、ここでは０．５ｍｍとされている。このＬは０．１〜１．０ｍｍの範囲内で適宜決定することが望ましい。

尚、環状喰込部２８-１，２８-２の外周面は後方（図中右方）に進むにつれて漸次大径化するテーパ形状のカム面５４，５８とされている。
環状圧接部５０もまた、平坦面５２を除いた外周面が後方に進むにつれて漸次大径化するテーパ形状のカム面５６とされている。
但しカム面５６は、カム面５４，５８に対し傾斜角度が小角度をなしている。
更に環状喰込部２８-１，２８-２及び環状圧接部５０の後端面６０，６４，６２は何れも軸方向に対し垂直な面をなしている。

本実施形態の場合、前側の環状喰込部２８-１と後側の環状喰込部２８-２との中間位置の、即ち環状喰込部２８-１に対して後側に隣接した位置の環状圧接部５０の外周面が、環状喰込部２８-１に対し径方向に寸法Ｋの段差を生ぜしめており、従って図４に示しているように圧入固定部２６を樹脂チューブ１０に圧入したとき、その段差により環状喰込部２８-１の樹脂チューブ１０内面に対する喰込みの深さを深くすることができる。

即ち、図６に示すクイックコネクタのように前側の環状喰込部２０２-１に対し後側位置にある環状喰込部２０２-２が同径であると、それら環状喰込部２０２-１，２０２-２により樹脂チューブ１０が同じ量だけ径方向に拡開変形させられるため、樹脂チューブ１０内面に対する環状喰込部２０２-１の喰込み深さがどうしても浅くなってしまう。

この関係は、環状喰込部２０２-２と２０２-３との間でも生じ、環状喰込部２０２-２と２０２-３とが同径であることによって、樹脂チューブ１０内面に対する環状喰込部２０２-２の喰込みの深さが浅くなってしまう。
しかるにこの実施形態では、環状圧接部５０が環状喰込部２８-１に対し寸法Ｋの段差を生ぜしめていて、環状圧接部５０による樹脂チューブ１０の拡径変形量が少ないため、前側の環状喰込部２８-１の樹脂チューブ１０内面に対する喰込み深さが深くなるのである。
そして環状喰込部２８-１の樹脂チューブ１０内面への喰込み深さが深くなることによって、樹脂チューブ１０の引抜強度を効果的に高強度となすことができる。

一方環状圧接部５０は、外周面の平坦面５２が軸方向長Ｌに亘って樹脂チューブ１０内面に面状に圧接状態に嵌合し、そしてそのことによって、平坦面５２と樹脂チューブ１０内面との間に広い面積に亘って強い摩擦力を生ぜしめる。
そしてその強い摩擦力によって、樹脂チューブ１０の引抜強度をより一層高めることができる。

この実施形態において、環状喰込部２８-１と２８-２とは最大外径の尖端（後端）において樹脂チューブ１０内面に線状に接触し、樹脂チューブ１０内面との間を線シールする。
一方環状圧接部５０は、平坦面５２において樹脂チューブ１０内面に面状に接触し、樹脂チューブ１０内面との間を広い面積に亘って面シールする。
従って本実施形態によれば、平坦面５０による面シールの作用によってクイックコネクタ１６、詳しくは圧入固定部２６と樹脂チューブ１０内面との間のシール性を効果的に高めることができる。

尚、図５の比較例に示しているように、中間位置の環状圧接部５０を省略した形態で圧入固定部２６を構成することも考えられる。
この場合においても前側の環状喰込部２８-１の樹脂チューブ１０内面への喰込み深さを深くすることが可能である。
しかしながらこの場合には、環状圧接部５０と樹脂チューブ１０内面との面状の摩擦圧接が行われず、従って環状圧接部５０と樹脂チューブ１０との間の摩擦力による樹脂チューブ１０の引抜強度の向上効果は得られず、更にまた環状圧接部５０における平坦面５２と樹脂チューブ１０内面との面接触に基づく面シールも行われず、樹脂チューブの引抜強度及びシール性を十分に高めることができない。
しかるに本実施形態によれば樹脂チューブ１０の引抜強度，圧入固定部２６と樹脂チューブ１０との間のシール性を十分に高めることができる。

以上のような本実施形態によれば、前側の円環状の環状喰込部２８-１に対し後側位置の環状圧接部５０の外径が小径をなし、かかる環状圧接部５０がその円環状の環状喰込部２８-１に対し径方向に大きな段差を生ぜしめていることから、圧入固定部２６を樹脂チューブ１０に圧入したときに、かかる環状圧接部５０に対して前側に位置する環状喰込部２８-１の樹脂チューブ１０内面に対する喰込みの深さを従来に増して深くすることができる。

また環状圧接部５０は外周の平坦面５２において樹脂チューブ１０の内面に対し面状に圧接状態に嵌合し、樹脂チューブ１０内面との間に広い面積に亘って大きな摩擦力を生ぜしめる。
そしてこれらにより、樹脂チューブ１０のクイックコネクタ１６に対する引抜強度を効果的に高強度となすことができる。

また環状圧接部５０の外周の平坦面５２が広い面積に亘って樹脂チューブ１０の内面に面接触するため、即ち広い面積に亘って面シールを行うため、シール性もまた従来のクイックコネクタに対し効果的に高めることができる。

また本実施形態によれば単に環状圧接部５０を設けるだけで良いため、樹脂チューブ２０の引抜強度の高強度化とシール性の向上とを低コストで実現することができる。
ここで本実施形態では、従来環状喰込部として構成されていたものを、その外周部を全周に亘って平坦に切り欠くことで、これを環状圧接部５０として構成したものである。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態において最も後側位置にある環状喰込部２８-２を、場合によって円環状以外の環状形態で構成するといったことも可能であるし、また環状喰込部は必要に応じて上例よりも多い段数で軸方向の複数個所に設けることも可能であり、更には場合によって後側位置の環状喰込部２８-２を省略した形態でクイックコネクタを構成することも可能である。

更に本発明では相手パイプ１２の被係合部を凹形状となし、それに応じてクイックコネクタ側の係合部を構成しておくことも可能であり、またリテーナ２０を上記実施形態と異なってコネクタ本体１８に一体的に構成することも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態であるクイックコネクタを樹脂チューブとの接続状態で示した図である。 同実施形態のクイックコネクタを分解して示した図である。 同実施形態の要部拡大図である。 同実施形態の作用説明図である。 本発明の他の実施形態の図である。 従来のクイックコネクタにおける圧入固定部の一例を示した図である。

符号の説明

１０ 樹脂チューブ
１２ 相手パイプ
１４ バルジ部（被係合部）
１６ クイックコネクタ
２２ 挿入空間
２４ 挿入部
２６ 圧入固定部
２８-１，２８-２ 環状喰込部
５０ 環状圧接部
５２ 平坦面

Claims (2)

1. (イ)軸方向の複数個所に外周面に沿って径方向外方に突出した形状の環状喰込部が形成され、該環状喰込部を樹脂チューブの内面に食い込ませる状態に該樹脂チューブ内部に圧入されて固定される圧入固定部と、(ロ)内側の挿入空間に相手パイプを軸方向に挿入させる挿入部と、(ハ)径方向に弾性変形可能に設けられ、該挿入された相手パイプの被係合部に軸方向に係合して前記挿入部を該相手パイプに対し抜け止めする係合部と、を有し、前記樹脂チューブと該相手パイプとを接続するクイックコネクタにおいて
   複数の前記環状喰込部の少なくとも何れかを円環状の環状喰込部となすとともに、該何れかの環状喰込部に対して前記圧入固定部の基端側である後側に隣接した位置に、最大外径が前記樹脂チューブの内径よりも大径且つ前側の前記何れかの環状喰込部よりも小径をなすとともに、最大径部の外周面が全周に亘り軸方向の平坦面をなし、該平坦面を前記樹脂チューブの内面に全周に亘り圧接状態に嵌合させる環状圧接部が設けてあることを特徴とするクイックコネクタ。
2. 請求項１において、前記環状圧接部の更に後側に隣接した位置には前記環状喰込部が設けられており、該環状圧接部が２つの環状喰込部の間の位置に設けてあることを特徴とするクイックコネクタ。

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