JP5306738B2 - ホース接続用コネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ニップルとフクロナットとの歯合による締め付けによってホースを接続するホース接続用コネクタに関する。

従来、ホースを接続するコネクタには色々な構造のコネクタがある。代表的な構造としては、竹の子ニップルにホースを差込みホースバンドで締め付ける方法が取られている。
また、ねじ込み式でホースに接続するコネクタもあるが、ニップルのホースを挿入する円筒部がホースの内径より大きくなっており、常温ではホースをニップルに挿入するのが困難な構造となっている。例えば塩化ビニルホース等は、挿入部位を熱湯で温めてホースを柔軟な状態にしてから円筒部に挿入すると言う厄介な作業を強いられていた。

近年では、ホースを曲げる際に屈折しないように、ホースの中間層にワイヤを螺線状（すなわちスパイラル状）に挿入したホースがある。このホースは、温めてもホースの内径は膨らまないのでホース内径より太いニップルの円筒部に挿入するのが困難な状況である。そのため、特殊な工具に頼って組み付けを行う必要があり、配管作業現場での作業は困難であった。

ホースの締め付ける方法としては、ニップルにフクロナットをねじ締め、スリーブを介してホースの外面を締め付ける構造が開示されている（例えば特許文献１を参照）。
特許第３５０９７９８号公報

一般的に、この種のコネクタのスリーブ（締付部品）には硬質樹脂が用いられ、ニップル或いはフクロナットに施工された内径テーパ部を利用してスリーブを内径方向へ縮小させ、ホースを締め付けている。硬質樹脂は、円筒の状態では伸縮性に乏しいので、コネクタ自体にスリーブを圧縮させる構造となっていても、圧縮出来ないと言う不具合がある。そこで、伸縮性或いは締め付けやすくするための手段として、円周上の一箇所を幅広のカット溝を入れたり、スリーブの円周上の片端側からすり割りを入れたりして、真にスリーブが締め付けられる構造としている。

しかしながら、ニップルとフクロナットの締め付けに際し、カット溝を入れた場合はスリーブは内径方向へ縮小してゆくものの、カット溝がホースの外面を挟み込んでしまう。この現象が発生すると、挟み込んだ部分のホースを把捉する把握力が減少すると言う不具合が発生し、流体（例えば液体やエアー等）が漏れる原因となっていた。
また、片端側から入れるすり割りは、締め付け当初はホースを締め付けられるが、材質が硬いゆえにホースに永久ひずみが発生するとスリーブの把握力がゼロになり、圧力が掛かった場合に流体が漏れる原因となっていた。

本発明はこのような点に鑑みてなしたものであり、カット溝を入れてホースの外面を挟み込んだ場合やホースに永久ひずみが発生した場合であっても、従来よりは流体の漏れを少なく抑えられるホース接続用コネクタを提供することを目的とする。

（１）課題を解決するための手段（以下では単に「解決手段」と呼ぶ。）１は、ホースを挿入可能なニップルと、そのニップルに歯合するフクロナットとを有し、予めホースの端部における外周に前記フクロナット，スリーブおよび弾性キャップを装着したホースを前記ニップルの円筒部に挿入し、前記ニップルと前記フクロナットとの歯合によって締め付けるホース接続用コネクタであって、前記スリーブをフクロナットのねじ込みによって軸方向へ移動させ、弾性キャップの外周面に乗り上げさせることによって、弾性キャップを内径方向へ縮小させる作用を利用して、ホースの外径面を幅広く締め付けると同時に弾性キャップの一端部を強力に内径方向へ縮小させる構造としたことを要旨とする。

解決手段１によれば、スリーブをフクロナットのねじ込みによって軸方向へ移動させ、弾性キャップの外周面に乗り上げればよい。これにより、ホースの外径面を幅広く締め付けると同時に、弾性キャップの一端部を強力に内径方向へ縮小させる。カット溝を入れてホースの外面を挟み込んだ場合やホースに永久ひずみが発生した場合であっても、内径方向へ縮小した弾性キャップが流体の漏れを阻止する。したがって、従来よりは流体の漏れを少なく抑えることができる。

（２）解決手段２は、解決手段１に記載したホース接続用コネクタであって、ニップルは金属製のニップル本体と樹脂製のアダプタとで構成することを要旨とする。

解決手段２によれば、ニップル本体とアダプタとは一体化する。一体化する方法は任意であって、例えば圧入，射出成形による製作，締結部材を用いた締結などが該当する。ニップルのアダプタは樹脂製であり、フクロナットは金属製（例えばステンレス製）であるので、この両者を結合するのに用いるねじにカジリが発生しない。したがって、何度も繰り返し利用できるので、使い捨てタイプに比べてコストを低く抑えることができる。

（３）解決手段３は、解決手段１または２に記載したホース接続用コネクタであって、弾性キャップの外周面にＯリング状の凹凸部を施工し、内周面にリング状のギザ部を施工してあることを要旨とする。

解決手段３によれば、弾性キャップの外周面には凹凸部が施工され、当該凹凸部に対応する内周面にはギザ部が施工される。スリーブが弾性キャップの外周面に乗り上げると凹凸部が内径方向に押圧され、内周面に凹凸部が現れてホースを締め付ける。内周面に施工されたギザ部がホースの表面に食い込んで、大きな締付力が作用する。凹凸部とギザ部との相乗効果によって、ニップルの円筒部とホースの内周面との隙間を無くし、流体の滞留を防止することができる。

（４）解決手段４は、解決手段１から３のいずれか一項に記載したホース接続用コネクタであって、ニップルとフクロナットとの歯合によって締め付けたとき、弾性キャップの一端部はニップルの円筒部の端部よりもやや外側でホースに食い込む構造としたことを要旨とする。

解決手段４によれば、弾性キャップの一端部はニップルの円筒部の先端を覆い被せるので、円筒部とホースの内周面との隙間を無くせる。こうして隙間が無くなれば、流体の滞留を防止することができる。

本発明によれば、内径方向へ縮小した弾性キャップが流体の漏れを阻止するので、カット溝を入れてホースの外面を挟み込んだ場合やホースに永久ひずみが発生した場合であっても、従来よりは流体の漏れを少なく抑えることができる。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、各図は一点鎖線より上側を断面図で表し、一点鎖線より下側を外観図で表す。上下左右の方向を言う場合には対象となる図面の記載を基準とする。また、「内径部」と言う場合には内周面を含むものとする。

図１には、ホース接続用コネクタ（以下では単に「コネクタ」と呼ぶ。）の分解構成図を表す。このコネクタは、例えば一般の産業機器に使用される樹脂製ホースやゴム製ホースなどのようなホース６０に接続して使用する。

図１に表すコネクタは、図面左側から右側に向かって、ニップル本体１０，アダプタ２０，弾性キャップ３０，スリーブ４０，フクロナット５０などを有する。いずれの要素も円筒形状に形成されている。以下では、各部品の構成や機能等について説明する。

ニップル本体１０は、金属（例えばステンレス鋼）で形成される。このニップル本体１０は、左端部に機器取付用のネジ部１１が施工してあり、その右側に突起部１２が形成され、さらに右側にアダプタ２０が圧入されて固定される凹部１３が形成され、ホース６０を挿入可能な円筒部１７が施工してある。この円筒部１７はホース６０の内径と同等の寸法かあるいはやや小さい寸法にしてあり、ホース６０が簡単に挿入可能にしてある。

突起部１２と凹部１３はネジ部１１の近傍に隣接して備えられ、後述するアダプタ２０を固定してニップル７０を構成する部位である。ニップル本体１０はフクロナット等を用いてネジ部１１と締結して産業機器に取り付ける。少なくとも突起部１２は、アダプタ２０が回転不能とするために外形を多角形状（例えば六角形）に形成する必要がある。

その他、ニップル本体１０はテーパ部１４，ギザ部１５，テーパ部１６などを有する。テーパ部１４は外周面の中央部に備えられ、テーパ部１６は外周面の右端部に備えられる。テーパ部１４，１６の双方とも右側から左側に向かって外径寸法が徐々に大きくなるように形成するが、一部に平坦部を含めて形成してもよい。ギザ部１５はテーパ部１６とテーパ部１４との間の外周面に備えられたギザギザ状（すなわち凹凸状）の部位である。

アダプタ２０は、硬質樹脂で形成される。このアダプタ２０は、内周面の左端部にニップル本体１０の突起部１２が収まる嵌合部２３を有し、内周面のほぼ中央にニップル本体１０の凹部１３に圧着するツバ２５を有し、右端面から左方向にホース６０が挿入可能な穴（テーパ部２４）が形成されている。嵌合部２３およびツバ２５に対応する外周面には回動頭部２１が形成され、その右側にネジ部２２が形成してある。回動頭部２１は、突起部１２と同様に外形が多角形状に形成され、産業機器に取り付ける際に工具（例えばスパナ等）を嵌めてニップル７０全体を回転させる部位である。ネジ部２２は、後述するフクロナット５０に備えられたネジ部５１と歯合する。テーパ部２４は、開口側（右側）に向かって内径寸法が徐々に大きくなるように形成されている。

弾性キャップ３０は、弾性機能を奏する樹脂（例えばシリコンゴムなど）で形成される。よって、ホース６０の外径公差が大きくても、弾性キャップ３０を嵌め込むことが可能である。弾性キャップ３０には左端部の内周面にツバ３１が形成されている。これは、ホース６０に挿入する際の方向性を間違えないためと、ホース６０を締め付ける位置決めを明白にするための考慮である。ツバ３１の内径は、ニップル本体１０におけるテーパ部１４，１６およびギザ部１５の外径よりも大きく形成する。

弾性キャップ３０は、上述したツバ３１の他に、ツバ３２，凹凸部３３，溝部３４，ギザ部３５，平坦部３６などを有する。凸状のツバ３２は、中央よりやや一端側（全幅の左側１／３程度）における外周面の円周方向に備えられる。凹凸部３３は中央部における外周面の円周方向に備えられ、複数本のＯリング状に形成される凹凸からなる。二つの平坦部３６（肉厚部に相当する。）の間に溝部３４（肉薄部に相当する。）が形成され、端に近い右側の平坦部３６が内径方向に折れ曲がり易くなるように形成する。ギザ部３５は、所定範囲（本例では凹凸部３３から右端）に対応する部位の内周面に備えられたギザギザ状（すなわち凹凸状）部位である。

スリーブ４０は、硬質樹脂で形成される。このスリーブ４０は、右側外周面に凹溝４１が形成してあり、フクロナット５０のツバ５３を挿入して一体化できるようにしてある。また内周面には、左側にフラット部４２（ストレート部とも呼ぶ。）が施工してあり、奥側（本例では右側）にテーパ部４３が施工してある。フラット部４２は内径が変化しない部位であって、弾性キャップ３０の平坦部３６に乗り上げる役割を果たす。テーパ部４３は左側から右側に向かって内径が小さくなるように形成され、弾性キャップ３０の右側外周面を内径方向へ放り込む役割を果たす。

フクロナット５０は、金属（例えばステンレス鋼など）で形成される。このフクロナット５０は、外周面に回動頭部５２が形成され、内周面の約左半分にはアダプタ２０のネジ部２２に歯合するネジ部５１が形成されている。回動頭部５２は、上述した回動頭部２１と同様に外形径が多角形状に形成される。一方、内周面の右端部には、スリーブ４０の右端面に当接し軸方向へ押圧するためのツバ５３が形成されている。このツバ５３はスリーブ４０と一体化する際に凹溝４１に挿入する。

上述のように構成されるコネクタにおいて、ホース６０をグリップするのは弾性キャップ３０である。ニップル７０のナットねじ（すなわちネジ部２２）に、フクロナット５０の内周面に施工したねじ（すなわちネジ部５１）を歯合させ、フクロナット５０をニップル７０にねじ込むことによって、フクロナット５０の内部にセットされているスリーブ４０が軸方向へ移動して、弾性キャップ３０の外周に乗り上げる構造となっている。

ホース６０とコネクタの組み付けについて、図２〜図６を参照しながら説明する。組み付けは、まず図１に表すアダプタ２０をニップル本体１０の右側より矢印Ｄ１に沿って挿入して、軸方向に押圧することにより、アダプタ２０のツバ２５がニップル本体１０の凹部１３に圧入され固定されるので、ニップル本体１０とアダプタ２０を一体化できる。こうして一体化すると、図２に表すニップル７０のようになる。

図１に戻って、スリーブ４０をフクロナット５０の左側より矢印Ｄ２に沿って内側に挿入して、軸方向に押圧することにより、フクロナット５０のツバ５３がスリーブ４０の凹溝４１に入って固定されるので、スリーブ４０とフクロナット５０を一体化できる。こうして一体化すると、図３に表すナット体８０のようになる。

次に、ホース６０の末端（本例では左端）から、ナット体８０，弾性キャップ３０の順番に挿入する。ニップル７０と合わせて挿入後の状態を図４に表す。当該図４の状態では、弾性キャップ３０のツバ３１がホース６０の左端面に接している。この状態において、ニップル７０の右側の円筒部１７に、ナット体８０および弾性キャップ３０を取り付けたホース６０を差し込み、ニップル７０のネジ部２２にナット体８０のネジ部５１を歯合させてねじ込んでゆく。少しだけねじ込んだ状態を図５に表す。当該図５の状態では、各部品の位置が変位しているものの、未だ変形しておらず元の状態のままである。

ニップル７０のネジ部２２にナット体８０のネジ部５１をねじ込んでゆくと、スリーブ４０の左先端部が左方向へ移動し、弾性キャップ３０に外周面に施工された凹凸部３３へ徐々に乗り上げて行く。スリーブ４０は硬質材料で形成され、弾性キャップ３０は軟質材料で形成されているので、スリーブ４０が外径方向へ拡大することはなく、弾性キャップ３０を内径方向へ縮小させる。つまり、弾性キャップ３０はホース６０の外周面に食い込む作用が働いて、弾性キャップ３０がホース６０をグリップする。

さらにねじ込んでゆくと、弾性キャップ３０の凹凸部３３をスリーブ４０で幅広く押さえ込むことになる。この凹凸部３３にスリーブ４０のフラットな内周面（すなわちフラット部４２）が乗り上げると、弾性キャップ３０の外周面はフラットになる反面、内周面は逆に凹凸が生じる。つまり、ホース６０の外周面に弾性キャップ３０の内周面は凹凸となって食い込む。同時に、弾性キャップ３０の右先端部は、スリーブ４０内部に施工してあるテーパ部４３の押圧により内径方向へ縮小する。こうしてニップル７０（具体的にはアダプタ２０）とフクロナット５０との歯合によって締め付けた状態を図６に表す。なお、図６（Ａ）には全体図を表し、図６（Ｂ）には図６（Ａ）のＢ部を拡大して表す。

次に図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、弾性キャップ３０がホース６０に食い込む位置について説明する。弾性キャップ３０の外周面に施工された凹凸部３３は、ニップル７０の円筒部１７における外周面にギザギザが施工してある部分（すなわちギザ部１５）に対応している。言い換えれば、弾性キャップ３０の右端部はニップル７０の円筒部１７の端部よりもやや外側（本例では右側）で食い込むようになっている。

したがって、スリーブ４０で弾性キャップ３０を内径方向へ押圧することによってホース６０の内径部に位置する円筒部１７で受け止めるので、凹凸部３３の食い込み部はホース６０に大きな締付力を作用させる。
また、弾性キャップ３０の右端部で生じる内径方向への縮小は、ニップル７０の円筒部１７から外れるのでホース６０の内周面は小さくなり、ニップル７０の円筒部１７の先端を覆い被せることになる。つまり、円筒部１７とホース６０の内周面との隙間を無くす効果がある。隙間が無くなれば、流体（特に液体）の滞留を防止することができる。

上述した実施の形態によれば、以下に表す各効果を得ることができる。
本コネクタは、ニップル７０の円筒部１７への挿入が抵抗なく行えるし、弾性キャップ３０でホース６０の外周面を幅広くグリップできる。さらには、ホース６０をグリップした部位はホース６０の外周面に凹凸となって食い込むので、引張強度及びホース６０内に圧力が掛かっても抜けることはない。

また、ニップル７０の右側に施工された円筒部１７の一端部（本例では右端部）もホース６０の内周面で覆われるので、流体の滞留を防止することができる。特に、食品用のホース６０を接続する場合は、液体の滞留が低減され、衛生面で効果を発揮する。
さらに、ニップル７０とフクロナット５０との双方をステンレス製（金属製）とした場合、組み付け時にニップル７０にフクロナット５０をねじ込んでゆくと、摩擦熱によってねじにカジリが発生するために再利用が困難になる。しかし、本コネクタではニップル７０のねじ部分（すなわちアダプタ２０のネジ部２２）を樹脂製とし、フクロナット５０をステンレス製としたので、ねじのカジリは発生しない。よって何度も再利用が行えると言うメリットがあり、経済的にも貢献できる。
そして、組み付け時も必要な締付トルクが小さいので、どこの作業現場でも簡単に組み付けることができ、作業効率が向上する。

〔他の実施の形態〕
以上では本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は当該形態に何ら限定されるものではない。言い換えれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。例えば、次に示す各形態を実現してもよい。

（１）上述した実施の形態では、凹部１３にツバ２５を圧入してニップル本体１０とアダプタ２０を一体化し、凹溝４１にツバ５３を挿入してスリーブ４０とフクロナット５０を一体化する構成とした（図１〜図３を参照）。すなわち凹部に対して凸部を嵌め入れる構成である。この形態に代えて、他の一体化手段によって一体化する構成としてもよい。例えば、実施の形態とは逆に凸部に対して凹部を嵌め入れる構成としたり、金属加工した部品をベースとして樹脂部分を射出成形によって形成する構成としたり、双方にネジ孔を設けてネジで固定する構成としたり、締結部材（例えばボルトとナットなど）によって締結する構成などが該当する。いずれにせよ、二の部品を一体化することができる。

（２）上述した実施の形態では、複数本のＯリング状に形成される凹凸からなる凹凸部３３を弾性キャップ３０の外周面に備える構成とした（図１等を参照）。この形態に代えて、凹凸部３３を弾性キャップ３０の内周面に備える構成としてもよい。この場合の外周面は、実施の形態と同様に凹凸部３３を備えてもよく、平坦部３６と同様な平坦面としてもよい。凹凸部３３を弾性キャップ３０の内周面に備えた場合でも、ホース６０の外周面に弾性キャップ３０の内周面は凹凸となって食い込む。したがって、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。

（３）上述した実施の形態では、樹脂製ホースやゴム製ホースなどのようなホース６０を適用した（各図を参照）。この形態に代えて、例えばチューブや他の接続用円形状部材などを適用してもよい。こうしたホース用部材であっても、上述した実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、弾性キャップ３０はシリコンゴムで形成したが、ホース６０よりも柔らかい材質であれば他の弾性部材（例えばウレタン樹脂や発泡性樹脂等）で形成してもよい。この場合でも締め付け時にホース６０に食い込むので、流体の滞留を防止することができる。

（４）上述した実施の形態では、産業機器に対して取り付け固定する手段としてニップル本体１０にネジ部１１を備えた（図１を参照）。この形態に代えて、ネジ以外の締結手段を備えてもよい。ネジ以外の締結手段としては、例えば産業機器に備えたボルト（ねじ）に対応するナットなどが該当する。ネジ以外の締結手段を用いた場合でも、ホース６０を接続したコネクタを産業機器に締結することができる。

ホース接続用コネクタの一例を表す分解構成図である。 ニップル本体とアダプタとを一体化したニップルを表す図である。 スリーブとフクロナットとを一体化したナット体を表す図である。 ホースに所定の部品を装着した状態を表す図である。 組み付け前の状態を表す図である。 組み付け後の状態を表す図である。

符号の説明

１０ ニップル本体
１１ ネジ部
１２ 突起部
１３ 凹部
１４，１６ テーパ部
１５ ギザ部
１７ 円筒部
２０ アダプタ
２１ 回動頭部
２２ ネジ部
２３ 嵌合部
２４ テーパ部
２５ ツバ
３０ 弾性キャップ
３１，３２ ツバ
３３ 凹凸部
３４ 溝部
３５ ギザ部
３６ 平坦部
４０ スリーブ
４１ 凹溝
４２ フラット部
４３ テーパ部
５０ フクロナット
５１ ネジ部
５２ 回動頭部
５３ ツバ
６０ ホース
７０ ニップル
７１ 端面溝
８０ ナット体

Claims (3)

1. ホースを挿入可能なニップルと、そのニップルに歯合するフクロナットとを有し、予めホースの端部における外周に前記フクロナット，スリーブおよび弾性キャップを装着したホースを前記ニップルの円筒部に挿入し、前記ニップルと前記フクロナットとの歯合によって締め付けるホース接続用コネクタであって、
   前記スリーブの内周面には、接続方向の先側にフラットな内周面をなすフラット部が施工され、且つ接続方向の基側にテーパ部が施工され、
   前記フラット部は、内径が変化しない部位であり、且つ前記弾性キャップに乗り上げる役割を果たすようになっており、
   前記テーパ部は、接続方向の先側から基側に向かって内径が小さくなるように形成されており、且つ前記弾性キャップの基側の外周面を内径方向へ縮小させる役割を果たすようになっており、
   前記ニップルは、金属製のニップル本体と樹脂製のアダプタとで構成されており、
   前記弾性キャップは、弾性機能を奏する軟質材料で形成されており、
   前記弾性キャップの外周面には、複数本のＯリング状の凹凸部が施工されており、
   前記弾性キャップの内周面には、リング状のギザ部が施工されており、
   前記スリーブを前記フクロナットのねじ込みによって軸方向へ移動させ、前記弾性キャップの前記外周面に前記スリーブの前記フラット部を乗り上げさせることによって前記弾性キャップの前記外周面をフラットにさせ且つ前記弾性キャップを内径方向へ縮小させる作用を利用して前記弾性キャップの前記外周面に施工の前記凹凸部を前記内周面側に凹凸を生じさせてホースの外径面を幅広く締め付けると同時に、前記弾性キャップの一端部を前記テーパ部の押圧により内径方向へ縮小させて強力に内径方向へ縮小させる構造としたことを特徴とするホース接続用コネクタ。
2. 前記凹凸部は、前記ニップルの前記円筒部における外周面にギザギザが施工してある部分に対応して形成されていることを特徴とする請求項１のホース接続用コネクタ。
3. ニップルとフクロナットとの歯合によって締め付けたとき、弾性キャップの一端部はニップルの円筒部の端部よりもやや外側でホースに食い込む構造としたことを特徴とする請求項１または請求項２のホース接続用コネクタ。
   
   

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