JP5604053B2 - 管継手 - Google Patents

Description

本発明は、雄型のノーズと雌型のボディーとからなり、ノーズをボディーの凹状挿入部に挿入することによって結合する管継手に関するものである。

ホースやパイプを連結する際に金属および樹脂製の管継手が用いられており、ホースやパイプが離脱しないようにバンドや外筒等の締め金具で加締めることが行われている。同時にホースやパイプの抜けを防止するために管継手の芯部材の表面に環状の凹凸が形成され、ホースやパイプにこれを食い込ませる構造となっている。

管継手の主体となる部材には、鉄、アルミニウム、銅等の金属を用いることがあるが、これらはコストアップ、重量の増加を招いてしまう。

上記のコストアップ、重量の増加を抑制するために、管継手を構成する部材にＰＯＭ、ＰＰＳ等の樹脂を用いることもあるが、これらは管継手の強度不足に加え、管継手内部を流れる流体がガスの場合にはその流体の透過が問題となり、また、流体が液体の場合には流体に対する耐性が最も大きな問題となってくる。

下記特許文献１には、金属性の芯部材の表面に、ＰＯＭ、ＰＰＳ、ＰＰＧ、ＰＰ、ＰＥから選ばれた樹脂を被覆した管継手が開示されている。

特開２００６−７７８５０号公報

特許文献１では、樹脂単品で構成するよりは強度を向上できるが、流体に対する透過性能や耐性の保持、重量の増加を抑制する効果に関しては改善の余地がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、内圧がかかる部分の強度を確保すると共に、流体に対する透過性能や耐性を保持し、軽量化が可能な管継手を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る管継手は、ボディー本体に流体が流れるボディー側流路部と、前記ボディー側流路部と連続して軸方向に凹状挿入部とが形成された雌型のボディーと、前記凹状挿入部に挿入されると共に、ノーズ本体に流体が流れるノーズ側流路部と、ノーズ本体の周面に前記凹状挿入部に配置された係合凸部が係合される周溝とが形成された雄型のノーズと、前記ボディーに連結されるホースと、を備えると共に、前記ボディー本体の内層の少なくとも前記流体に接する接液面が金属で形成され、前記接液面の中間部より前記ノーズの挿入口側の前記内層の半径方向外側に配置された外層および前記外層から前記挿入口側に延設されると共に前記係合凸部が配置された外壁が樹脂で形成されており、前記外層の前記挿入口と反対側には、前記金属で形成された内層の半径方向外側に金属製の加締部材が設けられ、前記内層と前記加締部材との間に挿入された前記ホースが前記加締部材で加締めて固定される。

請求項１に記載の管継手によれば、雌型のボディーを構成するボディー本体の凹状挿入部に雄型のノーズが挿入され、ノーズ本体の周溝に凹状挿入部に配置された係合凸部が係合されることにより、ボディーとノーズとが結合される。ボディー本体にはボディー側流路部が形成され、ノーズ本体にはノーズ側流路部が形成されており、ボディーにホースが連結されている。ボディーとノーズとが結合された状態で、ホース内、ボディー側流路部、ノーズ側流路部を流体が流れる。ボディー本体の内層の少なくとも流体に接する接液面が金属で形成され、接液面の中間部よりノーズの挿入口側の内層の半径方向外側に配置された外層および当該外層から挿入口側に延設されると共に係合凸部が配置された外壁が樹脂で形成されている。また、外層の挿入口と反対側には、金属で形成された内層の半径方向外側に金属製の加締部材が設けられ、内層と加締部材との間に挿入された前記ホースが加締部材で加締めて固定される。これにより、ボディー本体の全体を金属で形成した場合と比較して重量の増加を抑制することができる。また、ボディー本体の内層の少なくとも流体に接する接液面が金属で形成されることにより、内圧がかかる部分の強度を確保すると共に、流体に対する透過性能や耐性を保持することができる。

請求項２に記載の発明に係る管継手は、請求項１に記載の発明において、前記ノーズ本体の前記流体に接する接液面が金属で形成され、前記接液面の半径方向外側に配置された部分が樹脂で形成されている。

請求項２に記載の発明によれば、ノーズ本体の流体に接する接液面が金属で形成され、接液面の半径方向外側に配置された部分が樹脂で形成されており、ノーズ本体の全体を金属で形成した場合と比較して重量の増加を抑制することができる。また、ノーズ本体の流体に接する接液面が金属で形成されることにより、内圧がかかる部分の強度を確保すると共に、流体に対する透過性能や耐性を保持することができる。

本発明に係る管継手は、内圧がかかる部分の強度を確保すると共に、流体に対する透過性能や耐性を保持し、軽量化を実現することができる。

本発明の第１実施形態の管継手であって、ボディーとノーズを分離した状態を示す半裁断面図である。 本発明の第１実施形態の管継手であって、ボディーとノーズを結合した状態を示す半裁断面図である。 本発明の第２実施形態の管継手であって、ボディーとノーズを分離した状態を示す半裁断面図である。 本発明の第２実施形態の管継手であって、ボディーとノーズを結合した状態を示す半裁断面図である。 比較例の管継手であって、ボディーとノーズを分離した状態を示す半裁断面図である。 比較例の管継手であって、ボディーとノーズを結合した状態を示す半裁断面図である。

以下、本発明の管継手における実施の形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態である管継手１０のボディー１２とノーズ４２とを分離した状態を示す半裁断面図である。また、図２は、この管継手１０のボディー１２とノーズ４２とを結合した状態を示す半裁断面図である。

図１に示されるように、管継手１０は、雌型のボディー１２と、雄型のノーズ４２とで構成されている。この管継手１０は、気体又は液体などの流体輸送用として使用されている。

ボディー１２は、環状のボディー本体１３を備えており、ボディー本体１３の軸方向にノーズ４２が挿入される凹状挿入部１４が形成されている。ボディー本体１３の凹状挿入部１４の奥側には、流体が流れるボディー側流路部１５が凹状挿入部１４と連続して形成されている。凹状挿入部１４内のノーズ４２の挿入口１４Ａ側には、環状の樹脂コレット１６が設けられている。樹脂コレット１６とボディー本体１３との間には、樹脂コレット１６を凹状挿入部１４内に軸方向へ移動可能に保持する環状の保持部材１８が設けられている。保持部材１８の外周には凸部１８Ａが形成されており、保持部材１８がボディー本体１３に圧入され、凸部１８Ａがボディー本体１３の凹部に嵌入されることでボディー本体１３に固定されている。また、樹脂コレット１６の挿入口１４Ａの端部（先端部）は、保持部材１８より挿入口１４Ａ側に突出している。

保持部材１８の外側におけるボディー本体１３の挿入口１４Ａ側には、解放リング２０が軸方向へ移動可能に外挿されている。解放リング２０の挿入口１４Ａ側の端部は内径側に折り曲げられて樹脂コレット１６の端部と当接可能に配置されている。そして、解放リング２０をボディー本体１３の奥側（ノーズ４２の挿入方向）に押し込むことで、樹脂コレット１６がボディー本体１３の奥側に移動する構成となっている。

樹脂コレット１６は環状体からなり、環状体の軸方向に形成された複数の切込み（図示省略）によって切割りされている。樹脂コレット１６の内周面には、複数に切割りされた端部（ノーズ４２の挿入方向端部）に、ノーズ本体４３の外周面に形成された周溝４４と係合される係合凸部１６Ａが形成されている。樹脂コレット１６は、複数に切割りされていることにより、係合凸部１６Ａが弾性変形により半径方向に拡径可能となっている。

また、樹脂コレット１６の外周面の中間部には、半径方向外側に拡大した突起部１６Ｂが形成されている。図１に示されるように、この突起部１６Ｂが挿入口１４Ａ側に移動したときに、保持部材１８の中間部に形成された小径の段部１８Ｂに突き当たることにより、樹脂コレット１６がボディー本体１３に固定された保持部材１８から抜けないように構成されている。

図１に示されるように、ボディー本体１３の内側の保持部材１８より奥側には、樹脂コレット１６がボディー本体１３の奥側に移動したときに、樹脂コレット１６の係合凸部１６Ａの拡径時の収納空間が確保されるようにスペース部２２が形成されている。樹脂コレット１６は、例えば、ＰＰ、ポリブチレンテレフタレート、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）などで形成されている。

ボディー本体１３の解放リング２０と当接する位置には突起３０Ａが設けられている。また、解放リング２０の内周面には、突起３０Ａと係合可能な凸部２０Ａが半径方向内側に突出するように形成されている。解放リング２０の凸部２０Ａがボディー本体１３の突起３０Ａと係合することで、解放リング２０のボディー本体１３からの抜けを防止している。

ボディー本体１３の内部における樹脂コレット１６の奥側には、環状の保持部材２４が配置されており、保持部材２４の奥側端部に形成された溝部と保持部材２４の奥側端縁には２個のＯリング２６が嵌合されている。

ボディー本体１３は、ボディー側流路部１５と面した位置に配置された接液面としての金属製部材２８（内層）と、金属製部材２８の中間部より挿入口１４Ａ側の半径方向外側に配置された樹脂製部材３０（外層）と、を備えている。金属製部材２８は、ボディー側流路部１５を流れる流体と接する部分に配設されている。金属製部材２８は、保持部材２４の半径方向外側に延設されており、ボディー本体１３の内壁の一部を構成している。また、樹脂製部材３０は、金属製部材２８の半径方向外側からボディー本体１３の挿入口１４Ａ側に延設されており、ボディー本体１３の外壁を構成している。樹脂製部材３０の材質として、例えば、ＰＰ、ポリブチレンテレフタレート、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）などが用いられる。金属製部材２８の材質として、例えば、ステンレス鋼材などが用いられている。

樹脂製部材３０の奥側（挿入口１４Ａと反対側）には、金属製部材２８の半径方向外側に金属製の加締部材３２が配設されており、加締部材３２の挿入口１４Ａ側の端部は半径方向内側に折り曲げられている。金属製部材２８と加締部材３２との間にはホース３４が配置されており、ホース３４は半径方向外側から加締部材３２で加締めることにより、金属製部材２８に固定されている。

一方、ノーズ４２は、金属製のノーズ本体４３で構成されており、ノーズ本体４３は凹状挿入部１４の挿入方向に縮径されている。ノーズ本体４３の外周面には、ノーズ本体４３を凹状挿入部１４に挿入したときに係合凸部１６Ａと係合可能な周溝４４が形成されている。ノーズ本体４３の中心部には、流体が流れるノーズ側流路部４６が軸方向に沿って形成されている。ノーズ本体４３の外周面における周溝４４と反対側の端部（ノーズ本体４３の挿入方向と反対側）には、他の配管（図示省略）が接続可能なネジ部４８が形成されており、ネジ部４８の中間部側にはスパナを掛けることができる六角形状の掛止部５０が設けられている。

次に、本発明の管継手１０の作用について説明する。

図１に示す管継手１０のノーズ４２とボディー１２を結合するとき、ユーザーはボディー本体１３の凹状挿入部１４にノーズ４２の先端部４３Ａを矢印方向に挿入する。すると、樹脂コレット１６の係合凸部１６Ａがノーズ本体４３の先端部４３Ａに押されて、樹脂コレット１６の先端が凹状挿入部１４の奥側の保持部材２４の突当り部２４Ａまで移動して止まる。更にノーズ４２を挿入すると、ノーズ本体４３の先端部４３Ａが係合凸部１６Ａを押し、スペース部２２で係合凸部１６Ａが弾性変形により半径方向外側に拡径する。そして、図２に示されるように、係合凸部１６Ａが弾性復元力によりノーズ４２の周溝４４に嵌まり込み、ノーズ４２がロックされる。

この管継手１０では、ボディー１２とノーズ４２とが結合された状態で、ホース３４、ボディー側流路部１５、ノーズ側流路部４６に流体を流す。その際、ノーズ本体４３の周面と接触するＯリング２６によってノーズ４２とボディー１２がシールされる。図２に示されるように、管継手１０に内圧が作用すると、ノーズ４２がボディー１２から抜ける方向の力を受け、樹脂コレット１６が凹状挿入部１４の挿入口１４Ａ側に若干移動し、樹脂コレット１６の突起部１６Ｂが保持部材１８の端部の段部１８Ｂに当たる。これにより、樹脂コレット１６が縮径して係合凸部１６Ａと周溝４４との係合が外れなくなり、ノーズ４２の把持力が大きくなる。

また、ノーズ４２をボディー１２から離脱する際には、解放リング２０を周方向の解放位置（図示省略）に回転させ、解放リング２０をボディー本体１３の奥側に押し込む。これによって、解放リング２０に押されて樹脂コレット１６が奥側の突当り部２４Ａまで移動する。そして、係合凸部１６Ａが弾性変形により拡径してスペース部２２へ押し込まれ、係合凸部１６Ａと周溝４４との係合が解除される。この状態でノーズ４２を凹状挿入部１４から引き抜くことができる。このため、ノーズ４２をボディー１２に簡単な操作で結合することができると共に、ノーズ４２をボディー１２から簡単な操作で離脱することができる。

このような管継手１０では、ボディー本体１３の内層の少なくとも流体と接する接液面を金属製部材２８で構成し、ボディー本体１３の金属製部材２８の外側の外層及びその他の部分を樹脂製部材３０で構成することにより、ボディー本体を金属単体で形成した場合と比較して、軽量化を実現することができる。また、ボディー本体１３の内層の少なくとも流体と接する接液面を金属製部材２８で構成することにより、ボディー本体を樹脂単体で形成した場合と比較して、内圧がかかる部分の強度を確保すると共に、流体に対する透過性能や耐性を保持することができる。言い換えると、ボディー本体１３の流体との接触面（ボディー側流路部１５と面する部位）には金属製部材２８を使用し、その他の部分に樹脂を使用することによって、流体の透過を抑制し、流体に対する耐性を保持することができる。例えば、流体と接触する面を樹脂で形成した場合には、樹脂部分が徐々に溶出していく現象が発生する可能性があるが、流体と接する接液面を金属とすることで、この現象を阻止することができる。これによって、管継手１０の内圧に対する強度を確保するために寸法と重さを最適なバランスに保ち、重量アップを最小限にして流体に対する透過性能や耐性を向上することができる。

一方、図５及び図６に示されるように、比較例の管継手１００では、ボディー本体１０３とノーズ本体１１２が金属で形成されている。この構成では、流体の透過性を向上することができるが、重量が増加し、コストが上昇する。すなわち、ボディー本体を樹脂単体又は金属単体で形成した場合、流体の内圧に対して必要な耐力を確保するためには、樹脂では寸法が大きくなり、金属では重くなる。また、一般的に管継手の材質は、その使用圧力により「高圧の場合は金属、低圧の場合は樹脂」とのすみ分けがなされているが、使用流体や部位によっては圧力以外の要素で材質を選定する必要がある。しかし、管継手の材質を単に金属化すると、重量増加による燃費の悪化、コスト高といったデメリットを生じる。

これに対して、本実施形態の管継手１０では、流体に接する必要最小限の部位のみを金属製部材２８で構成することで、流体の透過性能の向上、樹脂中の成分の抽出の抑制、重量増加の抑制、コストの低減といった要求仕様を満足することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態の管継手６０について説明する。

なお、第１実施形態と同一の部材は同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図３に示されるように、管継手６０は、雌型のボディー６２と、雄型のノーズ７２とで構成されている。ボディー６２は、第１実施形態のボディー１２と同じ構成である。ノーズ７２を構成するノーズ本体７３は、ノーズ側流路部４６と面する部位（流体と接する接液面）が金属製部材７４で形成されている。また、ノーズ本体７３の中間部には、接液面としての金属製部材７４の外側に六角形状の樹脂製部材７６が設けられている。樹脂製部材７６は、スパナを掛けることができる掛止部である。

このような管継手６０では、ノーズ本体７３のノーズ側流路部４６と面する部位（内層）を金属製部材７４で構成し、金属製部材７４の外層及びノーズ本体７３のその他の部位を樹脂製部材７６で構成することにより、ノーズ本体を金属単体で形成した場合と比較して、重量の増加を抑制することができる。また、ノーズ本体７３のノーズ側流路部４６と面する接液面を金属製部材７４で構成することにより、ノーズ本体を樹脂単体で形成した場合と比較して、内圧がかかる部分の強度を確保すると共に、流体に対する透過性能や耐性を向上することができる。これによって、管継手６０の内圧に対する強度を確保するために寸法と重さを最適なバランスに保ち、重量アップを最小限にして流体に対する透過性能や耐性を向上することができる。

なお、ボディー本体、ノーズ本体は、上述の第１実施形態、第２実施形態に限定されるものではなく、流体と接する接液面が金属製部材で、接液面の外側の少なくとも一部が樹脂製部材であれば、金属製部材と樹脂製部材の位置、形状、厚み等は適宜に設定することができる。

１０ 管継手
１２ ボディー
１３ ボディー本体
１４ 凹状挿入部
１５ ボディー側流路部
１６Ａ 係合凸部
２８ 金属製部材（内層の接液面）
３０ 樹脂製部材（外層）
３４ ホース
４２ ノーズ
４３ ノーズ本体
４４ 周溝
４６ ノーズ側流路部
６０ 管継手
６２ ボディー
７２ ノーズ
７３ ノーズ本体
７４ 金属製部材（接液面）
７６ 樹脂製部材（外側の部分）
１００ 管継手
１０３ ボディー本体
１１２ ノーズ本体

Claims (2)

1. ボディー本体に流体が流れるボディー側流路部と、前記ボディー側流路部と連続して軸方向に凹状挿入部とが形成された雌型のボディーと、
   前記凹状挿入部に挿入されると共に、ノーズ本体に流体が流れるノーズ側流路部と、ノーズ本体の周面に前記凹状挿入部に配置された係合凸部が係合される周溝とが形成された雄型のノーズと、
   前記ボディーに連結されるホースと、を備えると共に、
   前記ボディー本体の内層の少なくとも前記流体に接する接液面が金属で形成され、前記接液面の中間部より前記ノーズの挿入口側の前記内層の半径方向外側に配置された外層および前記外層から前記挿入口側に延設されると共に前記係合凸部が配置された外壁が樹脂で形成されており、
   前記外層の前記挿入口と反対側には、前記金属で形成された内層の半径方向外側に金属製の加締部材が設けられ、
   前記内層と前記加締部材との間に挿入された前記ホースが前記加締部材で加締めて固定される管継手。
2. 前記ノーズ本体の前記流体に接する接液面が金属で形成され、前記接液面の半径方向外側に配置された部分が樹脂で形成されている請求項１に記載の管継手。

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