JP5091849B2 - 管継手 - Google Patents

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Description

本発明は、雄型継手と雌型継手とを備え、例えば、チューブやパイプ等の管どうしを接続するために用いられ、特に雄型継手と雌型継手との回転規制を簡単な構造で図ることができる、管継手に関する。
例えば、チューブ、パイプ及びホース等の管どうしを接続する際には、種々の方法が採用されているが、簡単かつ迅速に接続する方法として、雄型継手と雌型継手とを備えた管継手を用い、一方の管を雄型継手に接続し、他方の管を雌型継手に接続して、雄型継手と雌型継手とを組付けることにより、ワンタッチで接続する方法が採用されている。この場合、雄型継手又は雌型継手の一方が他方の継手に対して回転してしまうと、管のねじれ等の原因となるため、雄型継手と雌型継手との回転を規制するための回転防止機能を備えていることが望まれている。
従来のこの種の管継手として、下記特許文献1には、一方の管に結合される雌型継手と、他方の管に結合される雄型継手とからなり、前記雄型継手は、小径筒体と、この小径筒体に形成した環状つば部から筒軸方向に延出して先端に係合爪が設けられたストッパー部とを有し、前記雌型継手は、前記小径筒体を収容する大径筒体と、前記ストッパー部の係合爪が係合する窓部とを有するクイックコネクタが開示されている。このクイックコネクタでは、前記雄型継手の小径筒体の外周に誘導凸部が形成される一方、前記雌型継手の大径筒部に誘導凹部が形成されており、雌型継手の大径筒体に雄型継手の小径筒体を挿入する際、小径筒体の誘導凸部を大径筒体の誘導凹部に嵌合させることにより、雄型継手と雌型継手とが回転規制された状態で接続されるようになっている。
特開平7−317982号公報
しかし、上記特許文献1のクイックコネクタでは、雌型継手の大径筒体にストッパー部の係合爪が係合する窓部を設けると共に、雄型継手に誘導凸部を形成し、雌型継手に誘導凹部を形成する必要があるため、構造が複雑となるというデメリットが生じる。特に、雌型継手に窓部や誘導凹部を形成する必要があるため、この種の管継手に用いられている環状突部を有する一般的な雌型継手と共用化することができないという問題があった。
また、雌型継手の誘導凹部に、雄型継手の誘導凸部を嵌合させるため、雌型継手の大径筒体に雄型継手の小径筒体を挿入する際に、前記凸部と凹部とを位置合わせしなければならず、接続作業が煩雑で時間がかかるという不都合が生じる。
更に、雄型継手の係合爪を雌型継手の窓部に係合させ、雄型継手の誘導突部を雌型継手の誘導凹部に係合させて回転規制を図っているので、捩り方向の大きな外力が作用した場合には、破損してしまう可能性があった。
したがって、本発明の目的は、簡単な構造で雄型継手と雌型継手との回転規制を図ることができると共に、両継手の位置合わせをしなくとも簡単に接続することができ、大きな外力が作用しても破損しにくい管継手を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、筒状の雄型継手と、同じく筒状の雌型継手とを備えた管継手において、
前記雄型継手は、前記雌型継手に挿入される雄管部と、該雄管部の外周から立上がり、該雄管部外周に対し所定間隙を設けて、該雄管部の挿入端部側に向けて延出した少なくとも一対のアーム部と、該アーム部の延出部内側に形成された係合爪部と、前記アーム部の立上がり部よりも前記雄管部の挿入端部側の外周に形成された環状の回転規制リング配置溝と、この回転規制リング配置溝よりも前記雄管部の挿入端部側に形成されたシールリング配置溝とを有し、
前記雌型継手は、前記雄管部外周と前記アーム部の内側との間に挿入される雌管部と、この雌管部の外周に形成され、前記雄型継手に連結された状態で前記アーム部の係合爪部に係合する係止段部とを有し、
前記シールリング配置溝には、前記雄管部の外周と前記雌管部の内周とに当接するシールリングが配置され、
前記回転規制リング配置溝の底壁には、前記雄管部の挿入端部と反対側に向けて次第に拡径する第1テーパ部が設けられており、
前記回転規制リング配置溝には、周方向の一部が切離されてC型リング状をなす回転規制リングが配置されており、
該回転規制リングの、前記雄管部の挿入端部と反対側には、前記雌管部の先端が係合する拡径段部が形成され、更に前記雄管部の挿入端部と反対側の内周には、前記雄管部の挿入端部と反対側に向けて内径を次第に拡径させた第2テーパ部が形成されていて、
前記雌管部の内周に前記雄管部を挿入して前記アーム部の係合爪部を前記係止段部に係合させるとき、前記雌管部の先端が前記回転規制リングの拡径段部に係合して、前記回転規制リングを押し込むことにより、前記第1テーパ部に沿って前記第2テーパ部が摺接して前記回転規制リングが拡径し、前記雌管部の内周に圧接されるように構成されていることを特徴とする管継手を提供するものである。
上記発明によれば、雌型継手の雌管部内周に、雄型継手の雄管部を挿入すると、雄管部のシールリング配置溝に装着されたシールリングが、雄管部外周と雌管部内周との間に弾性的に圧接されて配置され、雌管部と雄管部との間がシールされる。また、雄管部のアーム部の係合爪部が、雌管部の外周の係止段部に係合して、雄管部が雌管部に対して抜け止めされる。更に、雌管部の先端が回転規制リングの拡径段部に係合して、回転規制リングを押し込むことにより、第1テーパ部に沿って第2テーパ部が摺接して回転規制リングが拡径し、雌管部の内周に圧接されるので、雌管部と雄管部とが互いに回り止めされる。
このように、雌管部に対する雄管部の押し込みに伴って、回転規制リングが拡径して雌管部内周に圧接することにより、両継手の回転規制を図ることができるので、雌型継手側の構造を、係合段部を設けるだけの簡単な構造にすることができ、雌型継手の共用化を図ることができる。
また、この管継手においては、雄型継手及び雌型継手に回転規制用の凸部や凹部を形成する必要がなく、それらの位置合わせが不要となるので、雌管部に対して雄管部を押し込むだけの簡単な作業で、回転規制リングを介して両継手を回転規制して連結でき、連結作業を迅速に行うことができる。
更に、雌管部に雄管部を挿入していくとき、雌管部の先端が回転規制リングの拡径段部に係合して、回転規制リングを押し込むことにより、第1テーパ部に沿って第2テーパ部が摺接して回転規制リングが次第に拡径し、雌管部の内周に圧接されるようになるが、雄管部のアーム部の係合爪部が雌管部の外周の係止段部に係合して連結が完了する直前までは、回転規制リングが雌管部の内周に強く圧接されることはないので、挿入抵抗を比較的小さくすることができる。
更にまた、雄型継手と雌型継手とは回転規制リングの摩擦力により回転規制されているので、両継手の一方又は両方に過剰な回転力が作用した場合には、両継手が互いに回転して負荷を逃がすことができるので、両継手が破損する虞れがない。
加えて、雄型継手と雌型継手との連結を解除すべく、雌管部内周から雄管部を引き抜く場合には、回転規制リングは縮径するので、雌管部内周に対する圧接力が徐々に低下してスムーズに引き抜くことができ、雄型継手と雌型継手との連結解除作業性が損なわれることがない。
本発明によれば、雌型継手の雌管部内に雄型継手の雄管部を挿入すると、雌管部の先端が回転規制リングの拡径段部に係合して、第1テーパ部に沿って第2テーパ部が摺接して回転規制リングが拡径し、雌管部の内周に圧接されるので、雌管部と雄管部とが互いに回り止めされ、雌型継手側の構造を係合段部だけの簡単な構造にでき、雌型継手の共用化を図ることができる。また、雄型継手及び雌型継手に回転規制用の凸部や凹部を形成する必要がなく、位置合わせが不要となるので、雌管部に対して雄管部を押し込むだけの簡単な作業で、回転規制リングを介して両継手を回転規制して連結でき、連結作業を迅速に行うことができる。
以下、図1〜6を参照して、本発明の管継手の一実施形態について説明する。
この管継手1は、例えば、自動車のラジエータ、ヒーターユニット、燃料供給系等において用いられる、チューブやパイプ、ホース等の一対の管どうしを接続するために用いられるもので、図1に示すように、雄型継手10と、該雄型継手10に接続される雌型継手30と、両継手10,30間に配置され両者の隙間を封止するシールリング40と、両継手10,30の相対回転を規制する回転規制リング50とを有している。
まず、雄型継手10について説明する。図1,2に示すように、この実施形態における雄型継手10は、直管状の円筒形状をなしている。この雄型継手10の一端が、後述する雌型継手30の雌管部31内に挿入される略円筒状の雄管部11をなし、それとは反対側の他端が、チューブやパイプ等の管が接続される略円筒状の管接続部13をなしている。以下、雄管部11の雌管部31への挿入側端部を、雄管部11の挿入端部11aとする。
前記雄管部11の挿入端部11aとは反対側の基端部外周からは、環状のフランジ部15が外径方向に向かって突設されており、このフランジ部15の周方向に対向する箇所からは、一対のアーム部17が前記挿入端部11a側へ向かって伸びている。
各アーム部17は、フランジ部15の外周から外径方向に向けて立ち上がる立上がり部17aと、この立上がり部17aの先端から、雄管部11の外周に対して所定間隙を設けて、挿入端部11a側に向けて延出した延出部17bとからなり、撓み可能に形成されている。
また、各アーム部17の延出部17bの先端内側には、後述する雌型継手30の係止突部35に係合する、係合爪部18がそれぞれ突設されている。各係合爪部18の先端側には、アーム部先端に向かって次第に高さが低くなる傾斜面18aが形成されており、基端側には段状の係合段部18bが形成されており、これが後述する雌型継手30の係止突部35の係止段部35bに係合する部分となっている(図5,6参照)。
図1に示すように、上記一対のアーム部17,17の先端部には、雄管部11の挿入端部11a外周との間に所定間隙を設けて、撓み可能とされた楕円形状の解除リング19が連結されている。この解除リング19の長径部分の外周には、一対のアーム部17,17に直交して、凹凸状の把持部19a,19aが設けられている。
また、前記アーム部17の立上がり部17aよりも、雄管部11の挿入端部11a側の外周には、環状の回転規制リング配置溝20が形成されている。この回転規制リング配置溝20に、後述する回転規制リング50が配置される。図3〜6に示すように、回転規制リング配置溝20の底壁には、雄管部11の挿入端部11aと反対側に向けて次第に拡径する第1テーパ部20aが設けられている。
そして、上記雄型継手10の回転規制リング配置溝20には、両継手10,30の相対回転を規制する回転規制リング50が配置されるようになっている。図1に示すように、この回転規制リング50は、周方向の一部が切離されてC型リング状に形成されており、雄管部11の挿入端部11a側が、前記雌管部31内に挿入される挿入部51をなし、雄管部11の挿入端部11aと反対側の端部外周には、周方向に沿って外径方向に向けて鍔状に突出した当接リブ53が形成されている。この当接リブ53の、雄管部11の挿入端部11a側には、段状の拡径段部53aが形成されており、雌管部31の先端が係合する部分となっている。
図3〜6に示すように、回転規制リング50の、雄管部11の挿入端部11aと反対側の端部内周には、雄管部11の挿入端部11aと反対側に向けて内径を次第に拡径させた第2テーパ部55が形成されている。すなわち、この第2テーパ部55は、第1テーパ部20aに適合して、雄管部11の軸心Cに対し傾斜角度θ(図6参照)で傾斜しており、同第1テーパ部20aと協動して、回転規制リング50が雌管部31によって軸方向に押し込まれるとき、回転規制リング50を外径方向へ拡径させる役割をなすものである。
また、上記回転規制リング配置溝20よりも、雄管部11の挿入端部11a側には、回転規制リング配置溝20と同様に、環状をなしたシールリング配置溝22が形成されている。このシールリング配置溝22には、雄管部11の外周と雌管部31の内周とに当接して両者の隙間を封止する、環状のシールリング40が配置される。
次に、上記雄型継手10に接続される雌型継手30について説明する。この雌型継手30は、前記雄型継手10と同様、直管状の円筒形状をなしている。また、雌型継手30の一端は、前記雄管部11及び前記解除リング19の外周と、前記アーム部17及の内側との間に挿入されると共に、前記雄管部11を内周に受け入れる雌管部31をなし、この雌管部31と反対側の他端は、チューブやパイプ等の管が接続される管接続部33をなしている。
前記雌管部31の外周には、環状の係止突部35が突設されている。この係止突部35の先端側には、雌管部先端に向かって次第に縮径する傾斜面35aが形成され、基端側に段状の係止段部35bが形成されている。この係止段部35bは、雌型継手30が雄型継手10に連結された状態で、前記係合爪部18の係合段部18bに係合する部分となっている。なお、係止突部35は、環状に突設したものに限定されず、環状の凹溝状をなしていてもよく、雄型継手10の係合爪部18に係合可能な係止段部を備える形状であれば、特に限定されない。
また、雌管部31の先端は、雄型継手10の雄管部11を、雌型継手30の雌管部31に挿入するとき、図4に示すように、回転規制リング50の当接リブ53に当接するようになっている。このとき、雄型継手10のアーム部17は、雌管部31の係止突部35によって外側に湾曲するように押し広げられるが、係止段部35bに係合段部18bが嵌合する状態には至っていない。
そして、雄型継手10の雄管部11を、雌型継手30の雌管部31に更に深く挿入すると、図5に示すように、雌管部31の先端が回転規制リング50の当接リブ53を押して、回転規制リング50が雄管部11のアーム部17の基部側に向けて押し込まれる。このとき、回転規制リング50の第2テーパ部55が、雄型継手10の回転規制リング配置溝20の第1テーパ部20aに摺接し、回転規制リング50が拡径して、雌管部30の内周に圧接され、雄管部10と雌管部30とが回転規制される。
また、雄型継手10の係合爪部18及びこれに係合する雌型継手30の係止段部35bは、回転規制リング50が雌管部31の先端に押し込まれて拡径したときに、係合する位置となるように、その軸方向位置が設定されている。
このため、回転規制リング50が拡径して、雌管部30の内周に圧接され、雄管部10と雌管部30とが回転規制されると同時に、雄型継手10のアーム部17の係合段部18bが、雌管部31の係止突部35bに嵌合して、雄型継手10と雌型継手30とが連結されるようになっている。
この状態で、図6に示すように、アーム部17の立上がり部17aの内側と、回転規制リング50の、雄管部11の挿入端部11aと反対側の端部に設けられた当接リブ53(後述する)の端面との間には、所定の隙間D1が形成されており、回転規制リング50がアーム部17の立上がり部17aに当接しないようになっている。上記隙間D1を設けることにより、後述するように、回転規制リング50を確実に拡径させることができる。
なお、アーム部17の延出部17bの内側と、雌型継手30の雌管部31の外周との間には、所定の隙間D2が形成されており、雌管部31の先端部がアーム部17の延出部17bの内側に干渉しないようになっている。
また、図6に示すように、第1テーパ部20a及び第2テーパ部55の、雄管部11の軸心Cに対する傾斜角度θは、5〜45°であることが好ましく、5.7〜35°であることがより好ましい。すなわち、F2/F1=tanθの関係に立つので、例えば、θが5.7°のときは、回転規制リング50が1mm押し込まれると、0.1mm拡径し、θが45°のときは、回転規制リング50が1mm押し込まれると、1mm拡径することになる。傾斜角度θが5°未満の場合は、回転規制リング50の拡径長が小さくなって、回転規制リング50を雌管部31内周に十分な圧接力で圧接させにくくなるので好ましくない。また、傾斜角度θが45°を超えると、挿入抵抗が増大して、回転規制リング50を押し込みにくくなるので好ましくない。
次に、上記構成からなる管継手1の使用方法について説明する。
まず、雄型継手10のシールリング配置溝22に、シールリング40を挿入し装着させると共に、同雄型継手10の回転規制リング配置溝20に回転規制リング50を挿入し、第1テーパ部20aに第2テーパ部55の傾斜向きを整合させた状態で、回転規制リング50を装着させる。
そして、図3に示すように、雌型継手30に対して雄型継手10を押し込んで、雌管部31の内周に、雄管部11を挿入していくと共に、雌管部31を雄管部11とアーム部17の内側及び解除リング19との間隙に挿入していく。
すると、雌型継手30の係止突部35の傾斜面35aに、雄型継手10の係合爪部18の傾斜面18aが押圧されて、一対のアーム部17,17を押し広げつつ挿入されると共に、シールリング40が雄管部11外周と雌管部31内周との間に弾性的に圧接されて、雌管部31と雄管部11との間がシールされる。
図4に示すように、更に雄管部11を雌管部31内に挿入すると、雌管部31の先端部が、回転規制リング50の拡径段部53aに突き当たって係合する。このとき、雄型継手10のアーム部17は、雌管部31の係止突部35によって外側に湾曲するように押し広げられる。
そして、図5に示すように、更に雄管部11を雌管部31内に挿入すると、回転規制リング50の拡径段部53aが雌管部31の先端部によって押込力F1(図6参照)の力で押され、雄管部10の第1テーパ部20aに沿って、回転規制リング50の第2テーパ部55が摺接して、回転規制リング50が雄管部11の挿入端部11aから離れる方向に移動すると共に、次第に拡径する。
その結果、回転規制リング50の挿入部51の外周が、雌管部31の内周に、押圧力F2(図6参照)で圧接され、両者の間に摩擦力が作用する。このとき、第1テーパ部20a及び第2テーパ部55も互いに当接して、両者の間に摩擦力が作用しているので、回転規制リング50を介して、雌管部31及び雄管部11が回り止めされて、雌型継手30と雄型継手10との回転規制を図ることができる。
また、雌型継手30と雄型継手10との間で回転規制がなされると同時に、アーム部17の先端内側の係合爪部18が、雌型継手30の係止段部35bを乗り越えて、アーム部17が弾性復帰し、係合爪部18の係合段部18bが、係止突部35の係止段部35bに係合して、雄管部11が雌管部31に対して抜け止めされて、雌型継手30と雄型継手10とを連結させることができる。
以上説明したように、この管継手1では、雌管部31に対して雄管部11を押し込んでいくことにより、回転規制リング50が拡径して雌管部31の内周に圧接し、両管部31,11の回り止めがなされて、雌型継手30と雄型継手10との回転規制を図ることができる。このとき、雌型継手30には、雄型継手10との回り止めに際し、何ら特別な構造が必要ではなく、アーム部17内側の係合爪部18に係合する、係止段部35bを設けるだけの簡単な構造にすることができ、雌型継手30の共用化を図ることができる。例えば、雌型継手30として、係止段部35bを有する既存形状のものを採用できる。
また、この管継手1においては、雄型継手10及び雌型継手30に回転規制用の凸部や凹部を形成する必要がなく、それらの位置合わせが不要となるので、雌管部31に対して雄管部11を押し込むだけの簡単な作業で、回転規制リング50を介して両継手10,30を回転規制して連結でき、連結作業を迅速に行うことができる。
ところで、この管継手1においては、上述したように雌管部31に雄管部11を挿入していくとき、雌管部31の先端が回転規制リング50の拡径段部53aに係合して、回転規制リング50を押し込むことにより、第1テーパ部20aに沿って第2テーパ部55が摺接して回転規制リング50が次第に拡径し、雌管部31の内周に圧接されるようになっている。しかし、雄管部11のアーム部17の係合爪部18が、雌管部31の外周の係止段部35bに係合して、雌型継手30と雄型継手10との連結が完了する直前までは、回転規制リング50が雌管部31の内周に強く圧接されることはないので、挿入抵抗を比較的小さくすることができる。
更に、雄型継手10と雌型継手30とは回転規制リングの摩擦力により回転規制されているので、両継手10,30の一方又は両方に過剰な回転力が作用した場合には、両継手10,30が互いに回転して負荷を逃がすことができるので、両継手10,30が破損する虞れがない。
なお、メンテナンス等の理由により、雄型継手10及び雌型継手30どうしの連結を解除したい場合は、解除リング19外周の把持部19a,19aを互いに近接するように押し付ける。すると、雄管部11外周と係合爪部18内周との隙間が広がるように、解除リング19が弾性変形して、係止突部35の係止段部35bと、各係合爪部18の係合段部18bとの係合が解除される。この状態で雌管部31の内周から雄管部11を引き抜くことにより、雄型継手10と雌型継手30との連結を解除することができる。
この管継手1においては、上記のように雌管部31内周から雄管部11を引き抜くときには、回転規制リング50は縮径するようになっているので、雌管部31の内周に対する圧接力が徐々に低下して、雄管部11をスムーズに引き抜くことができ、雄型継手10と雌型継手30との連結作業性が損なわれることがない。
また、この実施形態では、図6に示すように、回転規制リング50が雌管部31の先端に押し込まれて拡径したときに、アーム部17の立上がり部17aの内側と、回転規制リング50の、雄管部11の挿入端部11aと反対側の端部に設けられた当接リブ53(後述する)の端面との間に、所定の隙間D1が形成されており、回転規制リング50がアーム部17の立上がり部17aに当接しないようになっているので、回転規制リング50の拡径がアーム部17によって妨げられることはなく、充分な回転摩擦力が得られるまで拡径させることができる。
本発明の管継手の一実施形態を示す分解斜視図である。 同継手の断面斜視図である。 同継手において、雄型継手と雌型継手の連結前の状態での断面図である。 同管継手において、雄型継手と雌型継手の連結途中状態での断面図である。 同継手において、雄型継手と雌型継手とが連結された状態での断面図である。 図5の要部拡大断面図である。
符号の説明
1 管継手
10 雄型継手
11 雄管部
11a 挿入端部
17 アーム部
17a 立上がり部
17b 延出部
18 係合爪部
20 回転規制リング配置溝
20a 第1テーパ部
22 シールリング配置溝
30 雌型継手
31 雌管部
35b 係止段部
40 シールリング
50 回転規制リング
51 挿入部
53a 拡径段部
55 第2テーパ部

Claims (1)

  1. 筒状の雄型継手と、同じく筒状の雌型継手とを備えた管継手において、
    前記雄型継手は、前記雌型継手に挿入される雄管部と、該雄管部の外周から立上がり、該雄管部外周に対し所定間隙を設けて、該雄管部の挿入端部側に向けて延出した少なくとも一対のアーム部と、該アーム部の延出部内側に形成された係合爪部と、前記アーム部の立上がり部よりも前記雄管部の挿入端部側の外周に形成された環状の回転規制リング配置溝と、この回転規制リング配置溝よりも前記雄管部の挿入端部側に形成されたシールリング配置溝とを有し、
    前記雌型継手は、前記雄管部外周と前記アーム部の内側との間に挿入される雌管部と、この雌管部の外周に形成され、前記雄型継手に連結された状態で前記アーム部の係合爪部に係合する係止段部とを有し、
    前記シールリング配置溝には、前記雄管部の外周と前記雌管部の内周とに当接するシールリングが配置され、
    前記回転規制リング配置溝の底壁には、前記雄管部の挿入端部と反対側に向けて次第に拡径する第1テーパ部が設けられており、
    前記回転規制リング配置溝には、周方向の一部が切離されてC型リング状をなす回転規制リングが配置されており、
    該回転規制リングの、前記雄管部の挿入端部と反対側には、前記雌管部の先端が係合する拡径段部が形成され、更に前記雄管部の挿入端部と反対側の内周には、前記雄管部の挿入端部と反対側に向けて内径を次第に拡径させた第2テーパ部が形成されていて、
    前記雌管部の内周に前記雄管部を挿入して前記アーム部の係合爪部を前記係止段部に係合させるとき、前記雌管部の先端が前記回転規制リングの拡径段部に係合して、前記回転規制リングを押し込むことにより、前記第1テーパ部に沿って前記第2テーパ部が摺接して前記回転規制リングが拡径し、前記雌管部の内周に圧接されるように構成されていることを特徴とする管継手。
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