JP5465604B2 - ホースコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、ホースを接続するためのコネクタに関する。

アルミニウム等の金属からなる中間層の両側に合成樹脂製の外層及び内層を有する三層構造の管は、耐熱性、耐圧性、耐食性等に優れるため、近年、給水、給湯等の導管に使用される割合が高くなっている。

従来、三層管をコネクタに接続するために、コネクタが有する円筒部の外周に三層管の端部を嵌合させ、さらに、三層管の端部の外周に金属製の筒状カラーを嵌めて筒状カラーを加締め縮径することによって、三層管の端部をコネクタの円筒部に固着して抜け止め状態にしている（例えば特許文献１参照）。また、特許文献２の接続構造においては、フレア状に成形された三層管の端部が、コネクタの円筒部のテーパ状外周面部分と袋ナットのテーパ状内周面部分との間で挟持固定されている。

特開平１０−１８５０２９ 特開２００８−２６７５

しかし、これらの接続構造においては、管の内周面と管に挿入された円筒部の外周面との間においてシールが形成されており、三層管の端面は外部環境から隔絶されていない。そのため、外部からコネクタ内に浸入した液体が三層管の端面に接触することによって、中間層の金属が腐食する恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものである。本発明が解決しようとする課題は、コネクタに接続された三層管等のホースの端面を外部から隔絶することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係るホースコネクタは次の手段を採用する。
本発明の第１の発明は、スリーブの内側にニップルが装着され、ニップルの外周面とスリーブの内周面とにより形成される差込部にホースが挿入された後に、ネジを介して袋ナットをスリーブに歯合させることでホースを締結するホースコネクタである。ニップルは外周に第１シール部材を備えており、第１シール部材の有する溝がホースの端部を受容してホースの外周面及び内周面に密着するホースコネクタを提供する。
第２の発明は、第１のホースコネクタであって、第１シール部材が、開口部に向けて拡開するテーパ状の溝、又は開口部に向けて縮径するテーパ状の外周の少なくとも一方を有するホースコネクタを提供する。
第３の発明は、スリーブの内側にニップルが装着され、ニップルの外周面とスリーブの内周面とにより形成される差込部にホースを挿入可能なホースコネクタである。ホースコネクタは挿入されたホースの外周面とスリーブの内周面との間に第２シール部材を有している。第２シール部材は弾性を有する鍔部を備えており、鍔部はホースを挿入する際にスリーブの端部に当接して弾性変形することで第２シール部材がホースの差込方向に移動することを許容するとともに、所定距離移動した後に停止する。また、第２シール部材は鍔部の反対側に膨出部を備えており、膨出部はホースが引っ張られるとスリーブの内周面に形成のテーパ部と密着してシールを形成するホースコネクタを提供する。
第４の発明は、第３の発明のホースコネクタであって、ニップルが第１シール部材を外周に備え、第１シール部材の有する溝がホースの端部を受容してホースの外周面及び内周面に密着するホースコネクタを提供する。
第５の発明は、第３又は第４の発明のホースコネクタであって、第２シール部材の膨出部に対応する内周面に凹凸が形成されたホースコネクタを提供する。

本発明のコネクタは、ホースの外周面又は内周面に対するシールを簡単に形成することができ、コネクタ外部に存在する流体がホースの端面に接触することを容易に防止できる。これにより、流体がホースの端面に接触することに起因するホースの劣化を効果的に防止することができる。

第１の実施形態に係るニップル本体の分解構成図である。 第１の実施形態に係るコネクタの分解構成図である。 コネクタにホースを組み付ける前の状態を表す図である。 コネクタにホースを組み付けた状態を表す図である。 第２の実施形態に係るコネクタを表す図である。 図５のコネクタにホースを組み付ける前の状態を表す図である。 コネクタにホースを途中まで挿入した状態を表す図である。 コネクタにホースを組み付けた状態を表す図である。

以下、本発明を実施するための第１の実施形態について、図１〜図４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。

ホースコネクタ（以下、コネクタと呼ぶ）１０は、アルミニウム等の金属からなる中間層の両側に合成樹脂からなる内層及び外層を有する三層構造のホース１００等を産業機器に接続するために使用される。また、一般的な樹脂製ホースやゴム製ホース等にも使用可能である。

分解構成図である図１及び図２に示されるように、コネクタ１０は、ニップル２０及びスリーブ３０からなるニップル本体４０と袋ナット５０とから構成されている。いずれの部材も円筒形状に形成されている。以下において、各部材の構成や機能等について説明する。

ニップル２０は金属（例えばステンレス鋼）で形成されており、図１の左側から順に、機器取付用のネジ部２１、凸部２２、溝２３、及び円筒部２４を有している。ニップル２０はネジ部２１を介して産業機器に取り付けられる。凸部２２は外形を多角形状（例えば六角形）に成形されており、溝２３は、凸部２２に隣接して周方向に延びて形成されている。ニップル２０は凸部２２及び溝２３を介して後述するスリーブ３０と係合する。円筒部２４はホース１００の内径と同等の寸法かあるいはやや小さい寸法を有しているため、円筒部２４をホース１００に容易に挿入することができる。

ニップル２０は、円筒部２４の外周面に周方向に延びる歯状凹凸部２５を有し、歯状凹凸部２５の凹部に弾性材料からなる二つのＯリング２６が装着されている。また、ニップル２０は溝２３と円筒部２４との間に形成されたシールリング用溝２７に透明の弾性材料からなるシールリング２８を備える。シールリング２８は、ホース１００の端部を受容するために断面コの字状となるように円筒部２４の先端方向に向かって開口している溝２９を有しており、溝２９は、開口部に向かって拡開するテーパ状になっている。また、溝２９の幅は奥にいくにつれてホース１００の厚さよりも小さくなるように設計されており、ホース１００の端部を挿入する際には、テーパ面によって挿入しやすく、奥に行くに従って溝２９の側壁に密着される。また、ホース１００を溝２９の内周面及び外周面に密着させるためには、シールリング２８の溝２９を開口部に向かって拡開するテーパ状に形成するほか、シールリング２８の外周を開口部に向かって縮径するテーパ状に形成してもよく、両方の形状を兼ね備えていても良い。なお、シールリング２８は本発明における「第１シール部材」に相当する。

スリーブ３０は、内周面の左端にニップル２０の凸部２２が収まる嵌合部３１を有し、嵌合部３１に隣接してニップル２０の溝２３と係合する鍔３２が形成されている。溝２３と鍔３２とが係合し、凸部２２が嵌合部３１と嵌合することによって、ニップル２０はスリーブ３０の内側に装着され、ニップル本体４０が形成される。スリーブ３０の嵌合部３１はニップル２０の凸部２２の外形に対応する多角形（例えば六角形）の形状を有するため、スリーブ３０がニップル２０に装着されると、相互に相対回転不能に固定される。また、ニップル２０及びスリーブ３０からなるニップル本体４０は、ニップル２０の外周面とスリーブ３０の内周面により形成される差込部Ｓを有し、差込部Ｓにはホース１００を挿入することができる。

嵌合部３１及び鍔３２に対応する外周面には回動頭部３３が形成されており、その右側にはネジ部３４が形成されている。回動頭部３３は、凸部２２と同様に外形が多角形状に形成されており、ニップル本体４０を産業機器に取り付ける際に、ニップル本体４０全体を回転させるために工具（例えばスパナ）を嵌めることができる。ネジ部３４は、後述する袋ナット５０に備えられたネジ部５１と歯合する。

スリーブ３０には、複数のスリット３５が回動頭部３３と反対の端部から軸方向に延びており、複数の爪体３６が形成されている。爪体３６はその内向面に周方向に延びる凹凸部３７を有している。

また、スリーブ３０の回動頭部３３とネジ部３４との間には楕円形の窓３８が形成されている。後述するように、ホース１００が挿入された際に、スリーブ３０内に位置するホース１００をこの窓３８を介して外部から視認することができる。

袋ナット５０の内周面には、図２の左端から順に、ネジ部５１、テーパ部５２、及び小径部５３が形成されている。ネジ部５１はスリーブ３０のネジ部３４と歯合して、袋ナット５０をニップル本体４０に係合させる。テーパ部５２はネジ部５１から小径部５３に向かって内径が小さくなるよう形成されており、袋ナット５０がニップル本体４０に取り付けられる際に、爪体３６を中心方向に押圧する。一方、袋ナット５０の外周面には、軸方向に延びる６個のリブが形成されており、袋ナット５０を締め付ける際に手でねじ込みやすくなっているとともに、スパナ等でも締め付け可能になっている。

次に、図３及び図４を参照しながら第１の実施形態のコネクタ１０の使用方法について説明する。
先ず、ニップル２０の歯状凹凸部２５の凹部及びシールリング用溝２７にＯリング２６及びシールリング２８をそれぞれ装着した後、ニップル２０の凸部２２をスリーブ３０の嵌合部３１に嵌合させるとともに、ニップル２０の溝２３にスリーブ３０の鍔３２を係合させる。上述したとおり、凸部２２と嵌合部３１とは対応する多角形状に形成されているため、これらが嵌合することによりニップル２０とスリーブ３０とは相対回転不能に固定される。このようにニップル２０をスリーブ３０の内側に装着することにより形成されたニップル本体４０は、一つの部品として用いることができる。そして、ニップル２０のネジ部２１を介してニップル本体４０を機器に取り付ける。次に、図３に示されるように、袋ナット５０を外周に装着したホース１００の先端をニップル２０の外周面とスリーブ３０の内周面とにより形成される差込部Ｓに挿入し、窓３８からホース１００の先端の位置を確認する。窓３８の内側にはシールリング２８が配置されているが、シールリング２８は透明な弾性材料で形成されているため、窓３８の内側に位置するホース１００の先端を外部から視認することができる。
なお、スリーブ３０のネジ部３４と袋ナット５０のネジ部５１との先端同士を歯合させることによって、袋ナット５０をニップル本体４０に仮止めした状態で、ホース１００を差込部に挿入することも可能である。

そして、図４に示すように、ホース１００の先端がシールリング２８の溝２９に完全に進入し、溝２９がホース１００の外周面及び内周面に密着したら、ホース１００を締結するためにスリーブ３０のネジ部３４と袋ナット５０のネジ部５１を歯合させて袋ナット５０を締め付ける。袋ナット５０を締め付けることによって、袋ナット５０のテーパ部５２及び小径部５３が爪体３６に乗り上げ、爪体３６を中心方向に押圧する。そして、爪体３６の内向面に形成された凹凸部３７がホース１００に食い込むことで、ホース１００はコネクタ１０に接続される。また、ホース１００は爪体３６によって中心方向に押圧されるため、ホース１００の内周面は爪体３６に対応する位置に形成されている歯状凹凸部２５に食い込むとともに、歯状凹凸部２５の凹部に配置されているＯリング２６に密着する。これにより、ホース１００はコネクタ１０から抜け止めされるとともに、ニップル２０の外周面とホース１００の内周面との間にシールが形成され、ホース１００を流れる流体の漏洩を防止することができる。

なお、袋ナット５０を完全に締め付けた状態においても、窓３８は袋ナット５０によって完全には覆われない位置に形成されているため、袋ナット５０を締め付けた後にもホース１００の先端の位置を外部から容易に確認できる。

上述したように、シールリング２８の溝２９は奥にいくにつれてホース１００の厚さより小さくなるよう設計されているため、ホース１００が溝２９に挿入されると、シールリング２８はホース１００の先端の形状に合わせて変形する。これにより、ホース１００の内周面及び外周面が溝２９の側壁と密着するため、ホース１００の端面を外部から隔絶することができる。したがって、ホース１００の端面に液体等が接触することを阻止でき、中間層の金属が腐食することを防止できる。

次に、図５〜図８を参照しながら、第２の実施形態について説明する。
コネクタ６０は、ニップル７０とスリーブ８０とからなっており、いずれも円筒状に形成されている。

ニップル７０は、図５において左端から順に、機器に取り付けるためのネジ部７１、工具用の回動頭部７２、スリーブ８０とネジ係合可能なネジ部７３、及びホース１００に挿入可能な円筒部７４を有する。円筒部７４の外周面に形成されたシールリング用溝７５及び歯状凹凸部７６の凹部に、シールリング７７及び三個のＯリング７８がそれぞれ装着されている。

シールリング７７は透明な弾性部材であり、ホースの端部を受容するために断面コの字状となるよう円筒部７４の先端方向に向かって開口する溝７９を有しており、溝７９は開口部に向かって拡開するテーパ状になっている。また、溝７９の幅は奥にいくにつれてホース１００の厚さよりも小さくなるよう設計されており、ホース１００を挿入する際には、テーパ面によって挿入しやすく、奥に行くにしたがって溝の側壁に密着する。また、ホース１００を溝７９の内周面及び外周面に密着させるためには、シールリング７７の溝７９を開口部に向かって拡開するテーパ状に形成するほか、シールリング７７の外周を開口部に向かって縮径するテーパ状に形成しても良く、両方の形状を兼ね備えていても良い。なお、シールリング７７は本発明の「第１シール部材」に相当する。

スリーブ８０の内周面には、図５の左側から順に、ニップル７０のネジ部７３と係合するネジ部８１、大径部８２、テーパ部８３、及び小径部８４が形成されている。小径部８４にはスリットリング８５を装着するための凹部が形成されている。スリットリング８５は、スリットリング８５の外周に装着されており且つ弾性変形可能な環状部材からなるクッション部８６、クッション部８６に隣接しておりクッション部８６より小さな内径を有する支持部８７、支持部８７からクッション部８６の内向面に沿って延びる連結部８８、および連結部８８によって連結されており且つホース１００と係合するための鋸歯状の凹凸を備える膨出部８９を有する。膨出部８９は外周面に形成されたテーパ面を介してスリーブ８０のテーパ部８３と密着している。なお、クッション部８６及び支持部８７が本発明における「鍔部」に相当しており、支持部８７を弾性材料で形成することによって、クッション部８６を省略して支持部８７のみによって「鍔部」を構成することもできる。また、スリットリング８５は本発明における「第２シール部材」に相当する。

次に、第２の実施形態のコネクタ６０の使用方法について説明する。
図６はホース１００を挿入する直前の状態を示している。まず、ニップル７０をスリーブ８０の内側に装着し、コネクタ６０を形成する。コネクタ６０は、ニップル７０の外周面とスリーブ８０の内周面とにより形成されるホース１００を挿入可能な差込部Ｓを有する。ホース１００をコネクタ６０の差込部Ｓに挿入すると、ホース１００の外周面とスリーブ８０の内周面との間に位置するスリットリング８５の膨出部８９が鋸歯状の凹凸を介してホース１００の外周面に係合する。そして、図７に示すようにさらにホース１００を押し進めると、クッション部８６がスリーブ８０の端部に当接して圧縮されることによってスリットリング８５全体がホースの差込方向に移動し、膨出部８９はテーパ部８３から離れてスリーブ８０の大径部８２の内側に移動する。これに伴い、膨出部８９は半径方向外向きに移動し、スリットリング８５とホース１００との係合が外れるため、ホース１００は更に挿入可能となる。また、スリットリング８５はクッション部８６がスリーブ８０の端部に当接することによって、ホース１００の差込方向への移動を規制され、所定距離移動した後に停止する。図８に示すように、ホース１００が完全に挿入されると、圧縮されていたクッション部８６が元の形状に復元することによって支持部８７ひいては膨出部８９が元の位置に戻される。元の位置に戻った膨出部８９はテーパ部８３と密着することによってテーパ部８３との間にシールを形成するとともに、鋸歯状の凹凸を介して再びホース１００の外周面と係合する。この状態においてホース１００を引き抜く方向（図示右向き）に力を掛けた場合、膨出部８９はさらに強くテーパ部８３に押圧されてシールをなすとともに、テーパ部８３により更に縮径され、ホース１００の外周面に押圧されるため、膨出部８９はより強くホース１００に係合する。また、膨出部８９は、ホース１００に係合した状態では小径部８４を通過できない寸法に設計されている。そのため、ホース１００を引き抜く方向に力を掛けた場合に、ホース１００が係合したスリットリング８５ごと抜けることを防止できる。このように、コネクタ６０に挿入されたホース１００は、膨出部８９と係合することによってコネクタ６０に挿入された状態で維持される。なお、装着されたホース１００の先端位置は、スリーブ８０に形成された窓９０を介して外部から確認可能である。

コネクタ６０に接続されたホース１００はスリットリング８５の膨出部８９により中心方向に押圧されるため、ホース１００の内周面は膨出部８９に対応する位置に形成されている歯状凹凸部７６に食い込むとともに、歯状凹凸部７６の凹部に配置されているＯリング７８に密着する。これにより、ホース１００がコネクタ６０から抜け止めされるとともに、円筒部７４の外周面とホース１００の内周面との間にシールが形成され、ホース１００を流れる流体の漏洩を阻止することができる。また、ホース１００の先端がシールリング７７の溝７９に進入する際に、シールリング７７がホース１００の形状に合わせて変形し、溝７９の側壁がホース１００の外周面及び内周面に密着するため、ホース１００の端面を外部から隔絶することができる。したがって、ホース１００の端面に液体等が接触することによりホース１００の中間層の金属が腐食することを防止できる。更に、スリットリング８５の膨出部８９がホース１００の外周面に押圧されるとスリットリング８５はホース１００の外周面に密着するため、外部からコネクタ６０内に水等の液体が浸入することを防止できる。

上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ホース１００の先端がシールリング２８、７７の溝２９、７９に挿入されることで、ホース１００の外周面及び内周面が溝２９、７９の側壁に密着するため、ホース１００の端面を外部から隔絶することができる。これにより、外部からコネクタ１０、６０に浸入した液体がホース１００の端面に接触して中間層の金属が腐食し、ホース１００が劣化することを防止できる。更に、コネクタ６０においては、スリットリング８５がホース１００の外周面及びスリーブ８０のテーパ部８３に密着することによって、液体が外部からコネクタ６０内に浸入することを防止できる。
また、ホース１００を挿入した状態でニップル本体４０に袋ナット５０を締め付ける、又はコネクタ６０にホース１００を挿入することによってホース１００をコネクタ１０、６０に接続可能であり、コネクタ１０、６０にホース１００を接続する際に特殊な工具を必要としない。そのため、配管現場における作業性を向上することができる。特にコネクタ６０は、ホース１００の挿入作業のみによって接続可能であるため、配管現場が狭く、工具が使用できない場合などにおいて作業性を著しく向上することができる。
また、コネクタ１０、６０は一つ又は二つの部品で構成されているため、部品紛失の恐れを軽減できるとともに、配管現場における作業工程を簡略化することで作業性を向上することができる。

なお、本発明に係るコネクタは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、その他の各種形態で実施することができる。
例えば、上記実施形態においては、シールリング及びＯリングを別途設けてあるが、シールリングがホースの端面の保護及びホースを通る流体の漏洩防止の両機能を担っても良い。
また、上記実施形態においては、ニップル２０とスリーブ３０とは、溝２３及び鍔３２を利用した圧着により係合されているが、ネジ係合などの他の係合方法によって組み立てても良い。同様に、コネクタ６０のニップル７０とスリーブ８０とは、ネジ係合により固定されても良い。

１０、６０ コネクタ
２０、７０ ニップル
２１、７１ ネジ部
２６、７８ Ｏリング
２８ シールリング（第１シール部材）
２９ 溝
３０、８０ スリーブ
３３、７２ 回動頭部
３８、９０ 窓
４０ ニップル本体
５０ 袋ナット
７７ シールリング（第１シール部材）
７９ 溝
８３ テーパ部
８５ スリットリング（第２シール部材）
８６ クッション部（鍔部）
８７ 支持部（鍔部）
８９ 膨出部
１００ ホース
Ｓ 差込部

Claims (5)

1. ネジを形成のスリーブ及びスリーブの内側に装着されるニップルからなるニップル本体と、スリーブに形成のネジに歯合するネジを形成の袋ナットとを有し、ニップル本体はスリーブの内周面とニップルの外周面とにより形成されるホースを挿入可能な差込部を有し、差込部にホースを挿入したニップル本体に形成のネジと袋ナットに形成のネジとの歯合でホースを締結するホースコネクタであって、
   ニップルは、ホースの端部を受容してホースの外周面及び内周面に密着する溝を有する第１シール部材を外周に備えることを特徴とするホースコネクタ。
2. 第１シール部材の溝を開口部に向けて拡開のテーパ状に形成するか、又は、第１シール部材の外周を開口部に向けて縮径するテーパ状に形成するか、少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１のホースコネクタ。
3. スリーブとスリーブの内側に装着されるニップルとを有し、ニップルの外周面とスリーブの内周面とにより形成されるホースを挿入可能な差込部を有するコネクタであって、
   差込部に挿入されたホースの外周面とスリーブの内周面との間に第２シール部材を有し、
   第２シール部材はホースを挿入する際にスリーブの端部に当接して停止する鍔部を備えると共に、その鍔部の反対側には膨出部が形成しており、
   鍔部は弾性を有し、
   膨出部は、ホースが引っ張られるとスリーブの内周面に形成のテーパ部と密着してシールをなすことを特徴とするホースコネクタ。
4. ニップルは、ホースの端部を受容してホースの外周面及び内周面に密着する溝を有する第１シール部材を外周に備えることを特徴とする請求項３に記載のホースコネクタ。
5. 第２シール部材の膨出部に対応する内周面に凹凸を形成することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のホースコネクタ。
   

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