JP5801979B1 - 安全弁機能を備えた結合金具 - Google Patents

Abstract

使用中、何らかの原因によって結合金具（１００）やホース（１０４）等に高圧力が加わっても結合金具（１００）における結合状態を維持する段階で結合金具（１００）自体のシール部（１３３）を開放してリークさせ、圧力の低減化を図り、安全性を高めることができる結合金具（１００）を提供することにある。また、リーク路（１３８）または流体噴出口（１１６）から放出する流体により異常な事態を作業者等に警告する。

Description

本発明は、ホース相互またはポンプ等の機器とホースを接続する安全弁機能付き結合金具に関する。

従来、日本工業規格（以下、JISと呼ぶ）のＢ 8210-2009「蒸気用及びガス用ばね安全弁」に代表されるように、蒸気やガスのラインにおいて移送流体の圧力が異常に高くなったときに器具や結合金具やホース等を破壊から守るために安全弁が使用されてきた。しかし、この種の蒸気用及びガス用安全弁は、石油コンビナートの石油貯蔵タンクに火災が発生したときに使用する、泡消火液による大容量泡放水システム等への使用を想定したものではなかった。

ところで、主要な石油コンビナートには、大型な石油貯蔵タンクが数十基装備されている。石油貯蔵タンクの大きさの一例を述べると、直径が８３ｍ、高さが２４ｍ、容量が１２万キロリットルである。このように大型な石油貯蔵タンクに火災が発生した場合、従来の消防ポンプ、消防ホース等を含む消防設備では対応できなかった。既存の消防設備では放水量が最大２，０００（Ｌ／min）程度であり、大型な石油貯蔵タンクの火災に到底対応できない。また、大規模な石油コンビナートの火災には１０，０００〜３０，０００（Ｌ／min）の大容量泡放水システムが必要であるといわれている。

大規模な石油コンビナートの火災を想定した場合に大容量泡放水が要求されることは当然のことながら、水源から石油貯蔵タンクまでの距離が何ｋｍもの遠距離になることもあり、その遠距離を送水ホースによって大容量の水を移送することになる。

しかし、大容量の水を遠距離送水すると、当然のことながら送水ホースの圧力損失が極めて大きい。そこで、移送中の圧力損失をできるだけ少なくするために送水ホースの大口径化、結合金具の大口径化（呼称３００、呼称２００）が要求される。さらには、送水ホースによる送水経路の途中に送水ポンプ、加圧ポンプを設置し、所定の圧力に再加圧しながら末端の放水砲まで導く。

図２４は大容量泡放射システムの一例を示している。同図中、符号１１は海や湖等の水源を示し、符号１２は陸地を示す。符号１３は水源１１から数ｋｍ離れたところにある石油コンビナートの火災現場である石油貯蔵タンクを示す。水源１１には水中ポンプ１４が設置され、この水中ポンプ１４は陸地１２に設置された発動発電機１５によって駆動される。陸地１２には送水ポンプ１６が設置されている。水中ポンプ１４の吐出口１７と送水ポンプ１６の吸込み口１８とは複数の送水ホース１９によって接続されている。複数の送水ホース１９を使用するために水中ポンプ１４には例えば４個の吐出口１７が設けられ、送水ポンプ１６には例えば４個の吸込み口１８が設けられている。これら吐出口１７と吸込み口１８は、例えば口径が６インチであり、長さが１０ｍの４本と長さ調整用３ｍの４本の送水ホース１９によって接続されている。送水ポンプ１６は送水経路２１を介して火災現場の石油貯蔵タンク１３に近くかつ送水ポンプ１６とは遠く離れた陸地１２のところに設置された加圧ポンプ２０に接続されている。

次に、送水ポンプ１６と加圧ポンプ２０とを接続する送水経路２１について説明する。送水ポンプ１６には複数例えば４個の吐出口２２が設けられ、加圧ポンプ２０には同じく複数例えば４個の吸込み口２３が設けられている。送水ポンプ１６の各吐出口２２には例えば口径が６インチで、長さが５０ｍの４本の送水ホース２４の一端が接続され、これら送水ホース２４の他端は第１のマニホルド２５の吸込み側に接続されている。第１のマニホルド２５は吐出側の口径が８インチであり、この第１のマニホルド２５は長さが１０００ｍの２本の送水ホース２６の一端に接続される。送水ホース２６の他端は第２のマニホルド２７に接続されている。第２のマニホルド２７の吸込み側は口径が６インチで、吐出側には長さが１０ｍの４本の送水ホース２８の一端が接続され、これらの送水ホース２８の他端は加圧ポンプ２０の吸込み口２３に接続されている。

また、図２４中、符号２９は、火災中の石油貯蔵タンク１３の消火に使用する泡消火薬剤（原液）を収容したタンク３０を搭載した原液輸送車であり、この原液輸送車２９のタンク３０には口径が３インチで長さが１０ｍの２本のゴム吸管３１の一端が接続され、そのゴム吸管３１の他端は原液ポンプ３２の吸込み口３３に接続されている。原液ポンプ３２の吐出口３４は口径が２．５インチで長さが１０ｍの２本の布ホース３５の一端が接続され、これら布ホース３５の他端は混合器３６を介して前記加圧ポンプ２０の原液吸込み口３７に接続され、混合器３６において前記水源１１から吸い上げた水と例えば希釈倍率１％で使用する泡消火薬剤（原液）を混合して泡消火液を生成する。

また、加圧ポンプ２０には複数例えば４個の吐出口３８が設けられている。泡放水砲３９のマニホルド４０には同じく複数例えば４個の接続継手（結合金具）４１が設けられている。加圧ポンプ２０の各吐出口３８と泡放水砲３９のマニホルド４０の吸込み側の各接続継手（結合金具）４１との間は、例えば長さが２０ｍの４本の送水ホース４２によって接続されている。そして、泡放水砲３９から大容量泡を火災現場（石油貯蔵タンク）１３に向って放水して消火する。

各送水ホース２４，２８，４２等は両端部にそれぞれ接続継手（結合金具）４３を設けてこれらの接続継手４３を介してポンプ類と着脱可能に接続されている。消火活動の状況に応じて送水ホース２４，２８，４２の本数を増減できるようになっている。送水ポンプ１６及び加圧ポンプ２０の吐出口２２，３８にはバルブ４４を介して接続継手（結合金具）４３が設けられている。

ところで、前述の大容量泡放水システムによる消火作業中、該システムの作動状態を監視する体制が取られている。何らかの原因によって接続継手４３と送水ホース２４，４２との接続部から水漏れが生じたり、接続継手４３自体が破損して水漏れが生じたりする事故の可能性がある。例えば、泡放水砲３９に最も近いマニホルド４０の接続継手４１に接続されている４個の接続継手４３のうち、１個が破損して水漏れした場合、放水砲３９を操作していた作業者が指揮官へ状況を報告し、指揮官が無線等によって加圧ポンプ２０を監視している作業者へ、ポンプ回転を落としてから停止すると共に送水ポンプ１６と水中ポンプ１４が停止してから水漏れしている送水ホース４２を含む４本のホースに接続されている４個のバルブ４４を閉じるよう指示する。

直ちに送水ポンプ１６を監視している作業者へポンプ回転を落としてから停止するよう指示するとともに、水中ポンプ１４を監視している作業者へも送水ポンプ１６が停止したら水中ポンプ１４のポンプ回転を落としてから停止するように指示する。この場合、指示を受けた加圧ポンプ２０を監視している作業者が、送水ポンプ１６と水中ポンプ１４が停止してから水漏れしている送水ホース４２を含む４本のホースに接続されている４個のバルブ４４を閉じれば問題はないが、慌てて送水ポンプ１６と水中ポンプ１４が回転しているうちに４個のバルブ４４を直ちに閉じると、送水ホース２８，２６，２４等に送水ポンプ１６等の定格圧力（静圧）ではない動圧による高圧なウォーターハンマーが加わり、送水ホース２８，２６，２４等を破損したり、これらのホースに取り付けていた結合金具４３を破損させたりする虞があった。

また、これら操作の不手際によって送水ホース２４，２６，２８，４２等は前述のような高圧が加わることを想定してある程度耐圧力を高くしている。しかし、耐圧力が高い送水ホース２４，２６，２８，４２は高価になるとともに送水ホース自体の質量が重くて硬くなり、送水ホースの取扱い操作を難しくするという問題を招く。

また、この種の大容量泡放水システムにあってはその送水ラインが数十本のホースを接続して構成される。そして、安全弁は流体の圧力が高いポンプの近くに位置するマニホルド等に取り付けられる。しかし、吐出口や吸込み口等のバルブを急激に閉めたときなどにウォーターハンマーが発生し、バルブの水源側圧力が送水時の２〜３倍程度に上昇することがある。しかも、送水ラインの途中での圧力低下を解消するために送水ラインの途中に複数のポンプを組み込んでいる場合には各ポンプ間の連携不足等によってもウォーターハンマーが発生し易い。また、バルブも送水ラインの色々な所に多数取り付けられている。したがって送水ライン上のいたるところでウォーターハンマーが発生する虞がある。

そこで、以上のように送水ラインに異常な高圧力が発生したときに放水器具や結合金具またはホース等を破壊から守り、人身事故を回避するために安全機構付き結合金具を提案している（日本特許第4834423号公報）。この安全機構付き結合金具（接続継手）５０を図２５に示す。これは結合金具５０の本体に安全弁（圧力弁）を取り付けるようにしたものである。結合金具５０の筒状の結合金具本体５１の途中に分岐管５２を設け、この分岐管５２に後述する安全弁８０を取り付けるようにしているため、分岐管５２及び安全弁８０は結合金具本体５１の軸方向に対して直角方向になり、全体としてＴ字状形になる。

また、図２５に示すように結合金具本体５１の両端には同一の構造の結合部金具５７ａ，５７ｂを組み込み、これらの結合部金具５７ａ，５７ｂはそれぞれ筒本体５８を備える。各筒本体５８はいずれも円筒形をなしており、その外方端部にはゴムパッキン等のシール部材５９が取り付けられている。そして、これらの結合金具５７ａ，５７ｂは同一構造の他の結合金具５０のものと軸方向において互いに嵌合して結合されるようになるが、この結合されたとき、シール部材５９が互いに衝合され、外部に対してのシール性を維持しながら各筒本体５８内流体通路７８を互いに連通させる。

また、各結合部金具５７ａ，５７ｂは筒本体５８に被嵌された結合環６１が設けられ、この結合環６１の外方端部には複数例えば９個の嵌合凸部７０が一体に突設されている。これらの嵌合凸部７０は周方向に等間隔に配列され、シール部材５９より軸方向外側に突き出している。これらの嵌合凸部７０の間の領域は嵌合凹部７１となる。そして、これらの結合部金具５７ａ，５７ｂが軸方向に衝合された場合、一方の結合金具５７ａの嵌合凸部７０が他方の結合金具５７ｂの嵌合凹部７１内に嵌り込み、また、他方の結合金具５７ｂの嵌合凸部７０が一方の結合金具６７ａの嵌合凹部７１内に嵌合し、互いに雄雌のない相補形に嵌合するようになっている。

また、嵌合凸部７０の一方の側面７０ａには段形鉤状の係止鉤部７２がそれぞれ形成されており、これらの係止鉤部７２は互いに相手側の嵌合凸部７０の係止鉤部７２と周方向において互いに係合する。

また、これらの嵌合凸部７０の係止鉤部７２を設けた側面とは反対側に位置する側面にはそれぞれ付勢機構７３が設けられている。これらの付勢機構７３は鋼球７４と、この鋼球７４を突出方向に付勢するスプリング（図示しない）とから構成されている。したがって、嵌合凸部７０が相手側の嵌合凹部７１内に嵌合されると、鋼球７４が互いに当接して互いに押圧して付勢し合い、これら嵌合凸部７０の他方の側面を互いに離反するように付勢する。この結果、これら嵌合凸部７０における係止鉤部７２を設けた側面が互いに近接するように付勢されるため、各係止鉤部７２は互いに係合する。

また、前記分岐管５２の先端部には、分岐管５２の管内圧力が設定圧を超えたとき、内部流体を外部に放出させる安全弁機構としての安全弁（圧力弁）８０が設けられている。この安全弁８０の弁本体８１は結合金具８２を介して分岐管５２の先端に着脱自在に取り付けられる。弁本体８１には内方へ突き出す弁座８４の部材と弁体８６が設けられ、この弁体８６は結合金具５０内に形成される流体通路７８の圧力が異常な高圧になったときに開き、流体通路７８を外部に開放する。

弁体８６には上方に突出する弁棒８７が設けられ、この弁棒８７は弁本体８１の頂部に形成した雌ねじ部８８に螺合した調節ねじ部材８９の貫通孔９０を貫通し、その調節ねじ部材８９に対して軸方向へ進退自在に支持されている。調節ねじ部材８９の下面と弁体８６の上面との間には弁棒８７に巻装されたコイルばね９１が圧縮状態で介在しており、コイルばね９１の付勢力は調節ねじ部材８９を回してこれの上下動位置を定めることで調節できる。これにより弁体８６が開放するときの設定圧を調節できる。弁本体８１の周壁には外部に通じる逃げ孔９２が設けられ、これを通じて流体通路７８と外部とが連通可能である。

そして、流体通路７８の泡消火液等の液圧が設定値を超えたとき、コイルばね９１の付勢力に抗して弁体８６が押し上げられ、弁座８４から離れることにより、流体通路８５を流通する泡消火液等の一部が逃し孔９２を介して外部に放出し、流体通路７８を流通する液圧を低下させる。したがって、他の消防ホースや結合金具等に設定値を超える大きな液圧が加わることがない。

日本特許第４８３４４２３号公報

上述した安全機構付き結合金具は結合金具本体の部分と安全弁の部分とが略Ｔ字状に配置される形であり、安全弁の部分が別個の嵩張る機構部として結合金具本体に取り付けられる。したがって結合金具全体が大きくなって嵩む。また、外観形状がＴ字形状になっているので設置する際の上下の向きも特定されていた。したがって、この安全機構付き結合金具を送水ライン上のいたるところに簡便に取り付けることが難しい。しかも、結合金具本体に安全弁の部分が別個の機構部として取り付けられる複雑な構造になるので製造コストも高くなるという欠点があった。

また、接続金具等が破壊し、接続金具同士の結合が離脱すると、重い接続金具類がすごい勢いで飛ぶので非常に危険であり、この事態はホースが破断して流体が流出する事態よりも遥かに重大である。このようなことからも、安全機能を備えた簡便であってコンパクトで利用し易い構造の結合金具の出現が求められていた。

発明者は、以上の課題を鑑み、図２６に示す構造の結合金具５０を考えた。この場合の結合金具５０はその結合金具本体５１内に安全弁（機構）８０を組み込むコンパクトな構造の結合金具である。この例において、先に説明した図２５に示したものと同様な要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。

すなわち、この結合金具５０は、結合金具本体５１内に弁棒９３を結合金具本体５１の中心軸上に配置する。弁棒９３は結合金具本体５１の内壁に形成したねじ部９４に螺合した調節ねじ部材９５を貫通してその調節ねじ部材９５に軸方向へ移動自在に支持されている。この弁棒９３内には軸方向へ貫通する流体通路７８が形成されている。弁棒９３の一方の端部にはその弁棒９３の他の部分よりも太径の弁体８６が一体的、または他の部材として固定的に設けられている。弁体８６は結合金具本体５１の内面に形成したシール面５４に接して該結合金具本体５１に対し、その軸方向へ移動可能に嵌め込まれている。弁体８６の外周には前記シール面５４に摺接するシール用Ｏリング５５が取り付けられている。したがって弁体８６はシール状態を維持しながら結合金具本体５１の軸方向に移動可能である。

弁棒９３にはコイルばね９１が巻装され、このコイルばね９１は弁体８６と調節ねじ部材９５との間に介在する。そしてコイルばね９１は弁体８６を軸方向の外方へ向けて付勢する。また、このコイルばね９１による付勢力は調節ねじ部材９５により調節できる。弁体８６の外周にはキー溝９７が形成され、このキー溝９７には結合環６１に設けられたキー９８が嵌め込まれている。キー溝９７の軸方向の幅はキー９８の軸方向の幅（太さ）に比べて大きいので、その幅の差分、弁体８６は弁棒９３と一緒にその軸方向へ移動できる。

また、弁体８６の軸方向の外方端の端面における周囲部分には上述したシール部材と同様なシール部材５９が設けられ、このシール部材５９は弁体８６と一緒に軸方向へ移動する。そしてシール部材５９は一対の結合金具５０が結合したときに相手の結合金具５０のシール部材５９に当接してそれらのシール部材５９の間をシールする。

この時、一方のシール部材５９は安全弁８０の弁体となり、他方のシール部材５９は安全弁８０の弁座となる。したがって、一方の結合金具５０のシール部材５９は結合相手のものを弁体とみれば弁座となり、結合相手のものを弁座と見れば弁体となり、いわば互いに安全弁８０の弁体と弁座の相補な関係にある。

尚、前記シール部材５９にはリップシールタイプのパッキンを使用したが、リップ形式でない形態、例えば断面形状が丸や矩形または台形等のリングパッキンや平パッキンを使用してもよい。また、結合相手の片方の結合金具５０の弁体にはリップシールタイプのシール部材５９や断面形状が丸や矩形または台形等のパッキンを使用せずに弁体の平らな端面を直接に弁座としてもよい。

そしてこの形態の結合金具５０ではこれらを互いに結合したときにシール部材５９が相手のシール部材５９に突き当たり、一対の結合金具５０の間を封止する。各シール部材５９はコイルばね９１の付勢力を受けて封止力を高める。そして、流体圧力が普段のレベルのときは安全弁８０の中心部に形成される流体通路７８を通じて流体が流れる。

この構造の結合金具によれば、圧力弁付きの結合金具５０の形がＴ字状でなくなり、いわば直線状に配置したコンパクトな構造になる。また、この圧力弁付きの結合金具５０を設置する際の方向性の制限も少なくなる。

しかし、この形態の結合金具であっても次のような問題が残る。つまり、結合金具５０内に配置した弁棒９３に流体通路７８を形成するので流体通路７８が小さくなり、結合金具５０の本体外径の割には送液能力が低く、送液中の圧力損失も大きい。また、結合金具５０の径はこれに接続するホースや配管の径に相応した太さで構成することが望まれるが、この形態の結合金具ではホースや配管の径に相応した太さで結合金具本体を構成すると、弁棒９３に形成される流体通路７８の路径も大きく制限されるので、それを回避するためには結合金具５０の本体外径を太くする必要があり、その場合には大型になってしまうという欠点があった。結合金具としてはその流体通路を確保し、かつ圧力損失を少なくする要望があり、このため、結合金具に接続されるホースや配管の内径と略同じ流体通路７８を確保するように結合金具の本体を構成することが望まれる。

そこで、発明者は以上の条件を踏まえ、かつ強度等も考慮して図２７で示す安全弁組込み型の結合金具５０を提案した。この構造の結合金具５０はコイルばね９１を結合金具本体５１の内側に配置せずに結合金具本体５１の外側（外周側）に巻回するように配置する形態として、流体通路７８を結合金具本体５１内に大きく確保するようにした。また、コイルばね９１は結合金具本体５１の外周と結合環６１の内周の間の空間に配置した。コイルばね９１の後端は結合環６１の後端にねじ込み取着したばね受け部材９９ａに突き当てると共に、コイルばね９１の先端は結合金具本体５１の軸方向先端部外周に立ち上がり形成したストッパ壁部９９ｂに突き当て配置した。

また、結合環６１の軸方向先端部分には前述した図２５及び図２６のものと同様の嵌合凸部７０と嵌合凹部７１を形成している。この結合環６１の軸方向先端部６１ａの部分は内方へ突き出しており、この先端部６１ａの部分がストッパ壁部９９ｂの前壁面に前方より突き当たるように配置される。そして、結合金具本体５１はコイルばね９１により軸方向前方へ向けて付勢されるので、該結合金具本体５１は通常結合環６１の軸方向先端部６１ａに当たり前進した位置に待機する。

尚、ここでの結合金具本体５１では結合環６１をその結合金具本体５１の軸方向一端側のみに設けており、結合金具本体５１の軸方向他端側部分はホース類の取付け部５１ａとしている。

また、結合金具本体５１の先端部のリング領域部分に対してシール部材５９を配置した。そして弁体となる結合金具本体５１の先端リング領域部分やシール部材５９の弁部としての部分の径も大きくできるので流体通路７８の径を大きく確保できるので送液流量を確保できる。また、流体通路７８を大きくとれるので圧力損失を低減できる。

しかし、この構造の結合金具では弁部の径が大きくなると、その弁部の受圧面積も増し、弁体が受ける力が強くなる。これに応じてコイルばね９１を強くしなければならない。また、コイルばね９１の材質を強くしても、そのコイルばね９１のコイル内径（巻径）が大きい分、ばね力が弱くなるので、そのコイルばね９１の材料の線径を太くしないと十分に対応できない。結局、大きいコイルばね９１を用いることになり、本形式の結合金具でも、かなり重たい結合金具になって大型化する。

しかも、結合金具５０に圧力弁を駆動するための機構を組み込んでいるので、構造が複雑になる分、製造コストが高くなる。

もちろん、この形式の結合金具５０では図２５で示したＴ字状タイプのものに比べると、直線的に形成されたシンプルで全体的にコンパクトになる利点がある。それでも、従来の結合金具を本結合金具に置き換えることが出来る程の軽量化や簡略化またはコンパクト化ができず、また、依然高価格になってしまう欠点がある。

一方、上述した大容量泡放水システム等で大口径の結合金具を使用した場合は、移送流体が異常で高圧な状態になった時に結合金具が破壊する等して結合が外れると、重たい結合金具が勢いよく飛び、その結合金具が人に当ると重大な人身事故になる虞がある。したがって、例え異常事態が発生し、移送流体の圧力が使用圧や試験圧力を超えて上昇しても結合金具が使用中に外れることを回避すること、つまり、結合金具の安全弁機能が確実に作動して、結合状態を維持しながら流体をリークさせて圧力の低減化を図るとともに流体噴出口等から噴出する流体によって異常事態を作業者等に警告することが重要である。

請求項１の発明は、ホースやパイプの管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具において、軸方向の一端側部分に前記管類または他の機器を取り付けるための装着部を有し、内部に流体通路を形成した結合金具本体と、軸方向の一端側部分に前記結合金具本体に取り付けるための取付け部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部を有した結合部本体と、前記結合金具本体の軸方向の他端側部分に設けられ、結合相手の結合金具におけるシール部材との間の隙間を閉塞するためのシール部材と、前記結合部本体に形成され、前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに前記結合部本体に加わる軸方向の引っ張り力により軸方向に伸ばされることで前記シール部材が結合相手のシール部材から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成し、このリーク路を形成するまで前記結合部による結合相手との結合を維持しながら伸びる変形部と、を備えた安全弁機能を有する結合金具である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の安全弁機能を備えた結合金具において、前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに結合相手のシール部材から離反するシール部材と結合相手のシール部材との間に形成されるリーク路から流体を外へ噴出させる流体噴出口を前記結合部本体に設け、この流体噴出口から噴出する流体により異常を警報する警報手段を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の結合金具において、前記結合部本体は、前記結合金具本体の周囲に配置される円筒部を有し、前記円筒部の領域に前記結合部本体の軸に対して斜めの長孔を開口し、この長孔を形成した部分で前記変形部を形成したものである。

請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載の結合金具において、前記結合部本体は、前記結合金具本体の周囲に配置される円筒部を有し、前記変形部は、前記円筒部の領域の厚さを該結合部本体の他の部分の厚さをよりも薄く形成したものである。つまり、前記変形部は前記円筒部の領域の軸方向での断面積を該結合部本体や結合金具本体の他の部分の断面積よりも小さく成形したと云うことである。

請求項５の発明は、請求項１または請求項２に記載の結合金具において、前記結合部は、結合相手の方へ前記結合金具本体の軸方向へ突き出した突部と、この突部に設けられ、結合相手の結合部のものに係合可能である係止鉤部とを備え、前記変形部は、前記結合部の領域部分に形成されたものである。

請求項６の発明は、請求項１または請求項２に記載の結合金具において、前記変形部が伸びて前記シール部材が軸方向に移動したときに前記シール部材と結合相手のシール部材との間によって形成されるリーク路の開口領域と、前記流体噴出口の領域とが少なくともその一部が重なり、前記リーク路から放出する流体を前記流体噴出口から噴出させるようにしたものである。

請求項７の発明は、請求項６に記載の結合金具において、前記流体噴出口を前記結合部本体の円周方向の複数個所に配置したものである。

請求項８の発明は、請求項６に記載の結合金具において、前記流体噴出口を前記結合部本体の円周方向に均等割りで３か所以上配置したものである。

請求項９の発明は、請求項１、請求項２、請求項７または請求項８のいずれかに記載の結合金具において、前記結合部本体、結合部及び変形部の少なくともいずれかの素材を破断時伸び１０％以上の材質としたものである。

請求項１０の発明は、請求項１、請求項２、請求項７または請求項８いずれかに記載の結合金具において、前記結合部本体、結合部及び変形部の少なくともいずれかの素材を引張強さ２５０Ｎ／mm^２以上、伸び１５％以上のアルミニウム合金鍛造品としたものである。

請求項１１の発明は、請求項５に記載の結合金具において、前記係止鉤部は、相手の係止面と係止する係止面を有し、該係止面は周方向に対し、カウンターアングルθが２０°〜３０°でオーバーハング状に傾斜するとしたものである。

本発明は、使用中、何らかの原因によって結合金具やホース等に異常な高圧力が加わっても結合金具における結合状態を維持しながら、結合金具自体のシール部にリーク路を必要量開放して圧力の低減化を図り、結合金具自身とシステム全体の安全性を高めることを目的とする。また、本発明は、リーク路から放出する流体により異常事態の発生を作業者等に警告することができる結合金具を提供する。

本発明は、結合金具が極力軽量コンパクトであり、シンプルな構造によって従来金具と大差ない価格で供給することにより、従来金具を安全弁機能を有する本結合金具に置き換えることを目的とする。

また、本発明では安全性を最優先し、「異常圧で安全弁が作動した場合には安全弁が元の状態に戻らなくてもよい」との条件で考える。

なお、本発明の各請求項に係る結合金具の使用流体としては水または海水等の液体を主に想定し、また、本発明の結合金具はホース等による一つの圧送システムに用いられる全ての結合金具、または主要な結合金具に使用することを想定することができる。また、大容量泡放水システムに結合金具を使用する場合、本結合金具が最低でも１０組以上（４本繋ぎのホースを並列に２列使用の場合で結合金具１０組）使用されることを想定した。

本発明によれば、使用中、何らかの原因によって結合金具やホース等に異常な高圧力が加わっても結合金具における結合状態を維持しながら、結合金具自体のシール部にリーク路を必要量開放して圧力の低減化を図り、結合金具の安全性を高める。

また、流体の圧力が異常に上昇したときに結合相手のシール部材から離反するシール部材と結合相手のシール部材との間に形成されるリーク路から流体を外へ噴出させる流体噴出口を前記結合部本体に設けたものではリーク路から放出する流体を流体噴出口から噴出させることにより異常な事態を顕在化させ、作業者等に警告ができる。

図１は第1の実施形態の一対の結合金具をその一部を断面して示す側面図である。 図２は同じく第1の実施形態の結合金具における結合部の構成図である。 図３は同じく第1の実施形態における結合金具を結合するときの結合部の状態を示す説明図である。 図４は同じく第1の実施形態の結合金具を一部を断面して示す側面図である。 図５は同じく第1の実施形態の結合金具の安全機能が作動した状態での結合部とシール部の付近を示す説明図である。 図６Ａは同じく第1の実施形態において一対の結合金具を結合した場合でのシール部材付近を示す断面図である。 図６Ｂは同じく第1の実施形態において一対の結合金具を連結して流体移送中のシール部材付近を示す断面図である。 図６Ｃは第1の実施形態において一対の結合金具を連結した使用時に異常で過大な圧力流体を放出する際のシール部材付近を示す断面図である。 図６Ｄは第1の実施形態において一対の結合金具を連結した使用時の異常で過大な圧力流体を放出した後のシール部材やシールリング部を示す断面図である。 図７は第２の実施形態を示すものであり、一方の結合金具を大容量泡放射システムの放水砲に最も近いマニホルドに設けた場合の一対の結合金具をその一部を断面して示す概略的構成図である。 図８は本発明の第３の実施形態を示し、その一部を断面して示す一対の結合金具の側面図である。 図９は第４の実施形態を示し、一対に結合金具の結合部が結合した状態での結合部とシール部付近を示す説明図である。 図１０は同じく第４の実施形態においてその結合金具の安全機能が作動した状態にある結合部とシール部付近を示す説明図である。 図１１は切欠き孔がない係止鉤部の根本の部分にクラック等が入った状態を示す説明図である。 図１２は第５の実施形態を示し、一対に結合金具が結合したときの結合部付近を示す説明図である。 図１３は同じく第５の実施形態の一対に結合金具が結合した状態で安全機能が作動した状態にある結合部とシール部付近を示す説明図である。 図１４は第５の実施形態での実施例を示し、結合金具本体の形態に対応する供試体の形状及び寸法をその一部を断面して示した設計図である。 図１５は図１４中のシール部材用嵌込み溝付近を拡大して示す断面図である。 図１６は同じく第５の実施形態での実施例を示し、供試体に取り付ける試験治具である引張り棒の形状及び寸法を示した設計図である。 図１７は同じく実施例を示し、結合本体の形態に対応する供試体の結合部を３０°の範囲で展開してその部分での形状及び寸法を示し、その一部を断面して示した設計図である。 図１８は同じく実施例での供試体のシール部材を断面してその形状及び寸法を示した設計図である。 図１９は同じく供試体の試験結果を引張り荷重と変位（チャック間の変位）として試験機が自動的に作成した図である。 図２０は同じく供試体の試験結果を引張り荷重とシールリング間の変位とのデータをグラフに表した図である。 図２１Ａは同じく供試体の試験を行った時の２ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図２１Ｂは供試体の試験を行った時の９１ｋＮの主な引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図２１Ｃは供試体の試験を行った時の２１０ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図２１Ｄは供試体の試験を行った時の３００ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図２１Ｅは供試体の試験を行った時の４００ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図２１Ｆは供試体の試験を行った時の４４０ｋＮの主な引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図２２は同じく第５の実施形態を示し、係止鉤部の別形状の例を示す説明図である。 図２３は第６の実施形態の一対の結合金具を接続した状態でその一部を断面して示す側面図である。 図２４は大容量泡放水システムの概略的構成を示す説明図である。 図２５は安全弁機構付き結合金具の一部を断面して示す側面図である。 図２６は安全弁機構付き結合金具を改良した例の一部を断面して示す側面図である。 図２７は安全弁機構付き結合金具を更に改良した例の一部を断面して示す側面図である。

＜第１の実施形態＞
図１〜図６は本発明の第1の実施形態を示している。図１は前述した大容量泡放水システムにおけるホースや管類を接続する接続継手として使用する一対の結合金具の側面図であり、図２はその一対の結合金具の結合部が結合した状態の説明図である。

そして本実施形態では一対の結合金具１００を前後反転した同一の構造としてなり、しかも後述する結合部１１０を雌雄の区別のない同一の構造としている。また、各結合金具１００はそれぞれが略円筒状の管状部材からなる結合金具本体１０１を備える。結合金具本体１０１は例えばアルミニウム合金やチタン合金等の金属材料で鍛造や引抜または押出等によって概略形状に作り、この物を切削加工等によって仕上げ加工することで一体に作られている。通常の鋳物等の鋳造品は一般に伸びが小さく靱性が乏しいので不適な場合が多い。したがって本実施形態での結合金具本体１０１は通常の鋳物等の鋳造品を使用しなかった。

図１に示すように結合金具本体１０１はその管状部内空間を該結合金具本体１０１の中心軸Ｏに沿う流体通路１０２としている。結合金具本体１０１の軸方向の一端部（結合部１１０を前方としたときの後方側に位置する端部）の外周には凹凸が形成され、この部分はホース類を取り付けるための装着部１０３となっている。この装着部１０３にホース類を取り付ける場合はホース類を装着部１０３に被嵌した上で該ホース類をバインディング（図示せず）等で締め付けて固定的に取り付ける。

また、結合金具本体１０１の他端部つまり結合する相手の結合部に向き合う前方側に位置する端部外周面には略円筒状の結合部本体１０５が被嵌する状態で取り付けられている。この結合部本体１０５の材料も前記結合金具本体１０１の材質と同様、例えばアルミニウム合金等の金属材料が用いられ、結合金具本体１０１は一体に作られている。また、結合部本体１０５は後述する結合部１１０の部分を含めて、例えばアルミニウム合金やチタン合金等の金属材料で鍛造や引抜または押出等によって概略形状に作り、この物を切削加工等によって仕上げ加工することで一体に作られている。

尚、通常の鋳物等の鋳造品は一般に伸びが小さく靱性が乏しいので不適な場合が多いので結合金具本体１０１の場合と同様、この結合部本体１０５にも、通常の鋳物等の鋳造品を使用しなかった。 また、後述する変形部や結合部等の機能を考慮すると、それら結合金具本体１０１及び結合部本体１０５、特に結合部本体１０５の材料は伸びが１０％以上であることが好ましい。そこで、本実施形態での結合金具本体１０１及び結合部本体１０５の材料は、JIS Ｈ 4140-1988「アルミニウム又はアルミニウム合金鍛造品」のＡ５０５６ＴＥを使用しており、その実測値は引張強さ３２１Ｎ／mm²、伸び２２％である。

また、結合部本体１０５の後方側（結合相手の結合金具が位置する側とは逆向き側）に位置するところの後端部は結合金具本体１０１に取り付けるための取付部となる。この後端部内周には雌ねじ部１０６が形成されている。この雌ねじ部１０６に対応して結合金具本体１０１の中途部外周には雄ねじ部１０７が形成されている。そして、雌ねじ部１０６を雄ねじ部１０７に螺合することにより結合部本体１０５は結合金具本体１０１に固定的に取り付けられる。

ここで、雌ねじ部１０６は結合部本体１０５の他の内面よりも僅かに内方へ突き出して形成した突縁部１０８の内面に形成される。また、この突縁部１０８に対応位置する結合金具本体１０１における外周部分は、該突縁部１０８が内方へ突き出した分、小径に形成され、これにより結合金具本体１０１の外周部分には段部１０９が形成されている。そして、この段部１０９の底面に前記雄ねじ部１０７が形成される。したがって、図１に示すように結合金具本体１０１の雄ねじ部１０７に結合部本体１０５の雌ねじ部１０６を螺合した取り付け位置で結合部本体１０５の突縁部１０８は結合金具本体１０１における段部１０９の立上がり壁に突き当たり、結合金具本体１０１に対する結合部本体１０５の軸方向の位置決めと同時に前方への移動が規制されている。

結合金具本体１０１に対してその軸方向の位置を規制できれば、結合部本体１０５は結合金具本体１０１の軸周りに回転が可能な取付け方式のものでもよい。なお、本発明に係る説明において、結合金具本体等の用語において、金具という語句を含めた名称を用いているが、その金具という語句は、金属材料に特定することを意味しない。本発明に係る説明において、金具の語句は機能的意味において使用しており、金属以外の材料であっても、強度等の特性において使用可能であれば、金属以外の材料、例えば繊維補強樹脂等の複合材等も含む。

前記一対の結合部本体１０５の前端部には結合部１１０が形成される。この結合部１１０は雌雄の区別のない同一構造になって互いに相補形の構造になっており、また、結合部１１０はそれぞれの結合部本体１０５と一体に形成されている。本実施形態では結合部本体１０５と結合部１１０とが一体であるが、両者を別部材でそれぞれ構成して両者を連結するように構成した構造であってもよい。

そして、図１に示すように前記結合部１１０は結合部本体１０５の前端部にその周方向へ等間隔で複数例えば１２個の嵌合突部１１１を一体に突設し、嵌合突部１１１の間を嵌合凹部１１２としている。したがって、嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２の組が３０°の範囲に設けられ、全周に１２組のものが配置されている。

また、一対の結合金具１００を互いに軸方向において衝合させた場合において、一方の結合部本体１０５の嵌合突部１１１が結合相手の結合部本体１０５における嵌合凹部１１２内に嵌合し、また、結合相手の結合部本体１０５における嵌合突部１１１が結合部本体１０５の嵌合凹部１１２内に嵌合して互いに相補的に嵌合する。ただし、嵌合凹部１１２の周方向の幅は同じ位置での嵌合突部１１１の幅よりもやや広く形成されている。したがって、これら嵌合突部１１１は相手の嵌合凹部１１２内において図２に示すように所定の量（Ｇ２）だけ周方向への回動が可能である。

図２に示されるように、嵌合突部１１１の周方向の一方側に位置する側面１１１ａは結合部本体１０５の軸方向に略平行な面として形成され、また、嵌合突部１１１の前記周方向の他方側に位置する側面１１１ｂは結合部本体１０５の軸方向に対して嵌合突部１１１の先が狭くなるように傾斜する。各嵌合突部１１１はその先端側ほど周方向の幅が狭くなる勾配を片側面に形成する。また、嵌合凹部１１２はこれに嵌合する嵌合突部１１１の形状に合わせてその奥部に行くに従って周方向の幅が狭くなる。

また、図２に示すように、嵌合突部１１１と結合相手の嵌合凹部１１２が嵌り合う状態において前記嵌合突部１１１の先端面と嵌合凹部１１２の奥壁面との間には間隙Ｇ１が形成される。したがって、後述する如く、係止鉤部１１３がオーバーハング状に傾斜させても、それら係止鉤部１１３同士を係脱させ易いようになる。

また、前述したように前記嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間にも間隙Ｇ２が形成される。このため、後述する係止鉤部１１３が互いに噛み合う状態と、その係合を外せる後退位置との距離を確保できる。また、嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２とは係止鉤部１１３が互いに係合する位置以上に軸方向へ進入させることと軸まわりの回転ができる。したがって係止鉤部１１３相互の係合及び離脱の操作が可能となる。

図２に示すように、各嵌合突部１１１の一方（結合部本体１０５の軸方向と略平行に形成されている方）の側面１１１ａには段形鉤状の係止鉤部１１３が形成されている。これらの係止鉤部１１３は嵌合突部１１１が相手側の嵌合凹部１１２内に奥まで嵌合させて結合部本体１０５を互いに周方向へ回動させたときに係脱できる。つまり、一対の係止鉤部１１３を近接させることで対応する係止鉤部１１３同士が互いに周方向において噛み合って図２に示すように係止する。そして軸方向において互いに引き離される向きに外れないように結合部１１０同士を結合する。

また、図２に示す如く、前記係止鉤部１１３の係止面１１３aは結合部本体１０５の周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、このように係止面１１３aを傾斜させることで、一対の係止鉤部１１３同士が係合した状態での噛み合いの係合力を高める。

そして、送水使用時、結合した一対の結合金具１００における各結合金具本体１０１には移送水の水圧等により互いに引き離される向きの軸方向の荷重が加わる。この軸方向の引張り荷重は結合金具本体１０１から結合部本体１０５に伝わり、更に互いに係止し合う係止鉤部１１３に伝わる。そして係止面１１３aが所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しているので互いに深く係止し合う向きの周方向への回転力を発生させる。この回転力によって、係止鉤部１１３相互はより一層強く係合するとともに結合した一対の結合部本体１０５の抜けや外れ等を防止する。

また、図２に示すように、各係止鉤部１１３の根元部には応力集中を防止するための丸みのある切欠き孔（湾曲部）１１５が形成され、この切欠き孔１１５の開口領域は後述する流体噴出機能を奏する流体噴出口１１６となる。

なお、嵌合突部１１１の先端角部も円弧状に形成され、この円弧状の部分は嵌合凹部１１２と嵌合する際のガイド部１１７となる。また、嵌合凹部１１２の根元部分も同様に円弧状の丸み１１８を形成している。これらのガイド部１１７及び丸み１１８は嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２が嵌合する際に互いに当接して嵌合する際において嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２の噛み合わせをガイドする機能を有する。また、ガイド部１１７及び丸み１１８は各係止鉤部１１３の根元部における応力集中を防ぎ、係止鉤部１１３を含む嵌合突部１１１や嵌合凹部１１２を備える結合部１１０の強度を高める。

また、嵌合突部１１１の他方の傾斜した側面１１１ｂの部位には後述する付勢機構１２０が設けられている。この付勢機構１２０は図２に示すように円筒形のケース部材１２４内に突没自在に収容された付勢部材たとえば鋼球１２５と、この鋼球１２５に突き出す方向の付勢力を与えるためのスプリング１２６とを備え、いわゆるボールプランジャーを構成している。また、鋼球１２５の一部は側面１１１ｂから突き出すように配置される。したがって図３（ａ）に示すように嵌合突部１１１が相手側の嵌合凹部１１２内に嵌め込む際には鋼球１２５が互いに当接して押圧し合う。このため、嵌合突部１１１同士が互いに離反する向きに付勢される。

この結果、嵌合突部１１１の一方の側面１１１ａ同士を互いに近接さる向きに嵌合突部１１１をそれぞれ付勢し、この付勢力で各係止鉤部１１３を図３（ｂ）に示すように係合させる状態に維持する。また、付勢機構１２０は嵌合突部１１１をそれぞれ反発する向きに付勢しているので、結合金具１００同士を結合させる際には係止鉤部１１３を係合する状態まで誘導する作用も発揮する。そして、付勢機構１２０による付勢力は係止鉤部１１３同士が係合した後もその係止鉤部１１３同士をその係合状態に維持する。

一方、図１に示すように、前記結合金具本体１０１の前端部分にはシールリング部１３１が結合金具本体１０１の部材と一体に形成される。このシールリング部１３１にはシール部材用嵌込み溝１３２が形成されている。シール部材用嵌込み溝１３２は軸方向の前方へ向いて開口しており、また、結合金具本体１０１の軸に対して同心状に配置されている。

本実施形態では、結合金具本体１０１とシールリング部１３１とを一体に形成したが、別部材のシール部材用取付け部材を結合金具本体１０１に取り付け、この取付け部材に前記シール部材用嵌込み溝１３２を形成する構成としてもよい。

前記シール部材用嵌込み溝１３２には弾性材料からなる環状のシール部材１３３が取り付けられている。シール部材１３３はリップシールタイプのものである。シール部材１３３の一部である基部１３３aを嵌込み溝１３２に差し込んでシール部材１３３を嵌め込むことで取り付けられる。また、シール部材１３３は図６Ａに示されるように基部１３３aから前方へ伸びて内方へ向けて屈曲したリップ状先端部１３３ｂを有する。シール部材１３３はそのリップ状先端部１３３ｂの前方に向く面を結合相手の結合金具のリップ状先端部１３３ｂに向き合う接触面（衝合面）１３３ｃとしている。

リップ状先端部１３３ｂの接触面１３３ｃは径方向の内側がより前方へ突き出すように傾斜したテーパ状に形成されている（図６Ｄはフリーな状態での形）。そして結合金具１００を結合させる前のフリーな状態では接触面１３３ｃの内方側がより前方へ突き出すように傾斜したテーパ状にあるため、図６Ａに示す一対の結合金具１００を結合した状態では接触面１３３ｂの先端付近のみが衝合し、かつその最先端付近（径方向の内側）が一番強く互いに押し当たる。図６Ａに示すところのリップ状先端部１３３ｂの状態が一対の結合金具１００の組み付け位置となり、また、流体移送前の状態である。

また、流体移送時はリップ状先端部１３３ｂにその内側から流体の圧力（例えば1.3MPa）が加わるので、リップ状先端部１３３ｂは図６Ｂに示す如く外向きに押されて弾性的に変形し、流体圧力に応じて接触面１３３ｃ同士を強く全面的に衝合させる状態となってシール性が高まる。リップ状先端部１３３ｂが閉止状態にあるとき、そのリップ状先端部１３３ｂの頂部付近（径方向の内側）の接触面１３３ｃが一番強い面圧で互いに接触し合い、リップ状先端部１３３ｂの間から外へ流れ出る流体の漏れを防止する。

また、図６Ａに示すように、嵌込み溝１３２の開口縁はリップ状先端部１３３ｂが内側へ向けて屈曲する部分に対応している内側領域部分が結合金具本体の外周領域部分に比べて後退している。これによって、リップ状先端部１３３ｂが内側へ屈曲するための空間領域を確保し、更に嵌込み溝１３２の開口縁の外側領域部分でリップ状先端部１３３ａの腰部を受け止める受止め部１３２ｃを形成する。

また、嵌込み溝１３２の開口端周縁にはその開口部中央に向けて突き出す突部１３２ｄが形成されている。この突部１３２ｄは嵌込み溝１３２に嵌め込んだシール部材１３３の基部１３３aが抜け出ないように阻止するためのものである。突部１３２ｄは嵌込み溝１３２の開口周縁に部分的に設けても開口周縁の全周にわたり環状に形成してもよい。

ところで、一方の結合金具１００のシール部材１３３は結合相手の他方の結合金具１００のシール部材１３３を弁体とみれば弁座となり、他方のシール部材１３３を弁座と見れば弁体となる関係にある。つまり、各シール部材１３３は互いに安全弁の弁体と弁座の相補な関係にある。各シール部材１３３は同一形状であってこれらのシール部材１３３を互いに突き合わせる弁構造の安全弁１３４となる。また、シールリング部１３１とシール部材１３３が一体的になってそれら両者が弁体または弁座になるという関係と見做すことができる。各シール部材１３３は一対の結合金具１００が互いに結合するときのシール部でもある。

また、一対のシール部材１３３を前記結合部１１０との関係で見ると、それらシール部材１３３の接触面（シール面）１３３ｃ同士が突き当る衝合位置は、図２に示される如く、嵌合突部１１１及び嵌合凹部１１２の途中である嵌合部位の中間に位置する。しかも、この位置は係止鉤部１１３の係止面１３３ａの係止領域の中央となる。つまり、図２に示す如く、互いに係合した一対の係止鉤部１１３の中央部と互いに接触するシール部材１３３の接触面１３３ｃの衝合面とが一致する。また、一対の係止鉤部１１３の係合した部分は一対の係止鉤部１１３の切欠き孔（湾曲部）１１５によって形成する一対の流体噴出口１１６の中間に位置する。更に、各シール部材１３３の接触面１３３ｃが衝合する面が嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間に形成される間隙Ｇ２も横切る位置になる。

また、この間隙Ｇ２には付勢機構１２０の鋼球１２５が位置しているが、移送する流体の圧力が異常で過大な高圧になり、リーク路１３８から圧力流体が外へ放出されるときには鋼球１２５は放出される流体の勢い（主に動圧）によってスプリング１２６の付勢力に抗してケース部材１２４内に押し込まれるため、間隙Ｇ２の部分に流体噴出口の有効領域を確保できる。この様に間隙Ｇ２の部分にも比較的大きな流体噴出口を出現させることが可能である（図５参照）。

また、図１に示すように、結合部本体１０５における中途部には、異常で過大な軸方向の引張り力が加わった際に軸方向へ所定量伸びる変形部１３５が設けられている。この変形部１３５は係止鉤部１１３を備えた結合部１１０と、結合部本体１０５の雌ねじ部１０６との間に位置する領域に結合部本体１０５と一体に形成されている。すなわち、この変形部１３５は、結合部本体１０５の他の部分よりも軸方向への引っ張り力に対する強度が相対的に弱く、軸方向への引っ張り力を受けると、結合部本体１０５の他の部分よりも先に軸方向へ伸びる領域である。そして変形部１３５は軸方向へ伸びることで結合部本体１０５の全体長さを軸方向へ伸ばす部位である。

また、変形部１３５においてこれに使用する材料の伸び特性や厚み等の形態が同じであるならば、その変形部１３５の軸方向（スラスト方向）長さが長い程、軸方向への引っ張り力を受けたときの伸び量も長くなる。これらを考慮して変形部１３５の形状や軸方向の長さ等の形態を適宜設定する。

また、変形部１３５を結合部本体１０５の一部分に形成する場合に限らず、結合部本体１０５の全長を利用する形態でも構わない。

次に、この第1の実施形態の変形部１３５をより具体的に説明する。変形部１３５は結合金具本体１０１に対する取付け部としての雌ねじ部１０６を形成した部分つまり結合部本体１０５の後端部と、結合部１１０を形成した結合部本体１０５の前端部との間の領域であって、結合部本体１０５の途中部分の壁部を利用して形成する。つまり、図１に示すように、変形部１３５は結合部本体１０５の途中部分の外周壁に全周した環状溝１３６を形成し、この環状溝１３６の部分を結合部本体１０５の他の部分よりも比較的薄い壁部とする。この肉厚が薄い部分に複数の長孔１３７を切欠き形成して変形部１３５を構成した。これらの長孔１３７は結合金具本体１０１の中心軸に対して同じ向きで平行に傾斜し、周方向にわたり等間隔で配設されている。各長孔１３７は多条の螺旋状に左ねじの方向に配列される。

そして、変形部１３５は軸方向への通常以上の強い軸方向の引っ張り力が加えられると、結合金具の軸方向へ伸びる。つまり、変形部１３５に軸方向への異常で過大な強さの引っ張り力が加わると、斜めに配置した各長孔１３７の間に残る帯状の板部分が結合金具本体１０１や他の結合部本体１０５の部分よりも先に曲がり始めて変形部１３５全体を軸方向に伸ばす。結合部本体１０５の後端部分は結合金具本体１０１に対して固定されているので、前方に位置する結合部１１０の方へ結合部本体１０５が伸び、その結合部本体１０５の前端側が結合金具本体１０１に対して軸方向へ相対的に前進する。

変形部１３５を形成する長孔１３７が傾斜する向きは左ねじ螺旋方向に傾斜しているのでその変形部１３５が軸方向へ伸びる際に結合部本体１０５を右方向へ回転させる付勢力を発生する。この回転付勢力は結合部本体１０５の係止鉤部１１３が相手側の係止鉤部１１３に対してより深く噛み合う向きの力である。したがって、変形部１３５が伸びると、係止鉤部１１３同士の係合を維持する作用が現れる。このため、変形部１３５は結合部本体１０５を軸方向へ伸長させる機能と同時に結合金具１００の係止鉤部１１３同士の係合保持力を高める作用を奏する。

次に、この第1の実施形態の結合金具１００を使用したときの作用について説明する。まず、一対の結合金具１００を結合させるために、各結合金具１００の結合部１０５同士を図１に示すように同軸上で向き合わせて嵌合突部１１１を係合相手の嵌合凹部１１２に差し込むようにする。すると、図３（a）に示すように嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２が互いに噛み合い、同時に付勢機構１２０の鋼球１２５が互いに突き当たって押し合って各嵌合突部１１１を周方向の反対向きに付勢する。このため、結合金具１００を周方向へ回転させる操作を積極的に行うまでもなく、係止鉤部１１３同士が互いに係合する図３（ｂ）に示す状態に誘導される。なお、結合金具１００が特に大型の場合には操作者がその結合金具１００を周方向に回転操作させて係止鉤部１１３同士が係合する動きを補助することが好ましい。

本実施形態では、結合部本体１０５を結合金具本体１０１に固定した形態であるので、結合部本体１０５のみを独立して回転させることができない。しかし、結合部本体１０５を結合金具本体１０１に回転自在に取り付ける構造とした場合には結合部本体１０５のみを回転して一対の結合金具１００を連結できる。

ところで、図２に示す如く、一対の結合金具１００を結合した状態では一対の結合金具１００の各々のシール部材１３３が互いに当接している。具体的には図６Ａに示すように各シール部材１３３のリップ状先端部１３３ｂにおける頂部が互いに当接して押し合う状態にある。そして流体を移送する通常時の内部圧力（流体圧力）の範囲では図６Ｂに示すように各リップ状先端部１３３ｂが内側からその圧力によって外向きに押されるため、シール用接触面１３３ｃが全面的に当接してシール部材１３３の間をより強く閉塞するシール状態となる。

前述した如く、送水ラインの途中に設けたバルブ操作やポンプ間の連携不足等の種々の原因によって送水ライン中にウォーターハンマー等が発生する場合があるが、送水ライン中に異常で過大な圧力が発生すると、その異常で過大な圧力を受けて結合金具１００は安全弁の機能を作動させる。

ところで、結合金具の使用圧（常用最大使用圧力のことであり、これは通常金具に表示されている。以下、本説明は省略する。）と、本発明で想定する異常で過大な圧力値との関係はその結合金具を使用するシステムに応じて相違する。大容量泡放水システムにおけるホースや管類を接続する接続継手として使用する場合、一般的に流体移送時の流体通路１０２内の使用圧（流体圧力）は１．０〜１．６ＭPa程度であり、試験圧力は１．５〜２．４ＭPa程度である。なお、一般的に試験圧力は使用圧の１．５倍〜２倍程度であり、本発明で想定する異常で過大な圧力値は使用圧の３倍〜４倍程度（試験圧力の２倍程度）を想定している。

本発明の結合金具について試験した後述の実施例の場合は、大容量泡放水システムにおけるホースや管類を接続する接続継手として使用しており、呼称３００mm結合金具の使用圧は１．３ＭPaであり、試験圧力は使用圧の１．５倍強（２．０ＭPa）である。なお、本ホース体の破断圧力は使用圧の２．５倍弱（３．０ＭＰａ）であり、本結合金具の安全弁機能における異常で過大な圧力値については使用圧の３．０倍程度（３．９ＭＰａ）で設定した。ホースの破断圧力に対して０．９ＭＰａもの大きな余裕を設けた理由は、結合金具が破壊して金具が飛ぶという最悪の事態が迫っていないのに、安全弁機能が作動して本金具の変形部１３５または１４０が塑性変形してしまう事態を避けるためである。

次に、結合金具１００の安全弁機能の具体的な作動について説明する。一対の結合金具１００を接続したときのシール部材１３３は図６Ａに示す状態にある。また、流体移送時は図６Ｂに示す状態になり、接触面１３３ｃの内方先端付近が一番強く、その接触面１３３ｃの略全体が押し当たる状態になる。そして移送流体の圧力に応じてシール部材１３３の間の押し当て力が相応に高まる。

何らかの原因で流体通路１０２内の圧力（流体圧力）値が極端に高まり、一定以上の異常で過大な圧力になると、その圧力に応じて一対の結合金具１００には引き離す引張力が強くなる。この軸方向の引張力は結合金具本体１０１から結合部本体１０５の変形部１３５及び結合部１１０まで全体に伝わる。

この結果、最も変形し易い変形部１３５が最初に軸方向へ引き伸ばされる。つまり、変形部１３５における長孔１３７の間に形成される帯状の板部分が曲がりながらその板部分の傾きが結合部本体１０５の軸線方向に近づく形で変形する（図４参照）。このとき、変形部１３５が優先的に軸方向へ引き伸ばされる様に設計しており、この変形部１３５以外の他の部位は引っ張り荷重を受けてもほとんど伸びない。なお、長孔１３７を斜めに形成することにより、その帯状の板部分が曲げと引張の両方向の応力を受けて変形し易くしている。そして、変形部１３５は全体的に軸方向へ伸び、この伸びにより結合部本体１０５の全長を軸方向へ伸長させる。

このように流体通路１０２内での流体圧が一定以上の異常で過大な圧力になると、変形部１３５は軸方向へ伸びる。一方、シール部材１３３を保持した結合金具本体１０１の方は伸びない。したがって、結合金具本体１０１の前端部に位置するシール部材１３３は結合部１１０に対して相対的に後退し、図２に示すシール状態から図５に示す開放状態に位置に変わる。つまり、シール部材１３３はいずれも結合部１１０に対して相対的に後退する。（なお見方を変えると、結合部１１０の係止部分はそのシール部材１３３に対して相対的に前進したことになる。）
このときのシール部材１３３の後退量Ｒは変形部１３５の軸方向への伸び量に対応する（図５参照）。そして、一対の結合金具本体１０１の各シール部材１３３が互いに離反してその間に生じる間隙によってリーク路１３８を形成する。一対の結合金具１００は同じ構造の形態であるのでそれぞれの後退量Ｒは一致し、一対の結合金具１００におけるシール部材１３３が相対的に離間した距離Ｌはそれぞれの後退量Ｒの和となる。

そして、異常で過大な流体圧力が発生したときにシール部材１３３の間には２Ｒの幅（Ｌ）のリーク路１３８が出現し、このリーク路１３８は結合金具本体１０１の流体通路１０２に連通する。そして流体通路１０２内の異常で過大な高圧流体はそのリーク路１３８を通じて結合金具１００の外へ放出される。

この際、各シール部材１３３のリップ状先端部１３３ｂはリーク路１３８を経て放出される水流の勢いで捲れ、図６Ｃに示す形になることが多い。この場合もリップ状先端部１３３ｂの間に形成される隙間によってリーク路１３８を形成し続け、異常で過大な高圧流体が残存する限り、その高圧流体を結合金具１００の外へ放出する。高圧流体がリーク路１３８を通じて結合金具１００の外へ流出すると、流体通路１０２内の流体圧が急激に低下する。そして異常で過大な圧力が瞬時に使用圧以下に低下して、異常で過大な圧力が解消され、それ以上に高まることがない。

上述したように流体通路１０２内の流体圧が異常で過大な圧力になると、安全弁機能部１３４が開き、流体通路１０２の高圧流体がリーク路１３８を通じて外へ流出し、流体通路１０２内での流体圧力を低下させる。このため、結合部１１０等が破損したり損傷したりすることがない。また、一対の結合金具１００は結合状態を維持する。

そして、前記変形部１３５は流体通路１０２内の流体が異常で過大な高圧状態になったときに前記結合部１１０による結合相手との結合を維持している段階で優先的に伸びて各シール部材１３３の間にリーク路１３８を形成するため、安全弁機能部１３４が安全弁（圧力弁）としての機能を発揮する。そして結合部１１０等の結合状態の破断による金具離脱の危険を未然に防止することができる。

ところで、本実施形態では図５に示すようにリーク路１３８から流体通路１０２内の高圧流体が外へ流出するとき、相対した２つのシール部材１３３の先端（弁体・弁座面）の離反距離は１つのシール部材１３３についてのリフト量の２倍となる。

そこで、本実施形態では結合部本体１０５の変形部１３５の伸びの特性を、前記シール部材１３３の弁体・弁座（シール面）が相手側のシール部材１３３の弁体・弁座（シール面）から離反する全リフト量が、該結合金具１００の流体流路１０２の最少内径の１／１００以上となるまで結合部１１０の結合が破断せずに変形部１３５が軸方向へ伸びるように設定した。これは弁体・弁座面でのリーク路１３８の流路面積（カーテン面積）が、この結合金具１００に接続するホースや配管類の流路面積の４％以上と云うことを意味する。

なお、後述する本発明の結合金具について試験した実施例の場合、図１９のグラフより「破断せずに使用できる範囲の荷重である４４０ｋＮ（使用圧の約４．６倍）を加えた時、シールリングが約５．９mmリフトすることを確認でき、このリフト量は流体通路１０２の最小内径（図１２参照）２７５mmの２．１／１００である（5.9/275=0.0214）」ことを確認した。

一方、JIS Ｂ 8210-2009に規定される「揚程式安全弁」ではリフトが１／４０以上であることが規定されており、このリフトが１／４０と云うのは弁座流路面積（カーテン面積）がここでの結合金具１００に接続するホースや配管類の流路面積（弁座部面積）の１０％以上であることを意味する。よって、単独での警報用安全弁の放出面積は前述したJIS揚程式安全弁の２／５ということになる。このリーク路１３８の流路面積（カーテン面積）だけを考えれば、本実施形態での警報用安全弁が３組作動すれば、JIS揚程式安全弁以上の放出面積を確保できる。

本実施形態ではいずれのシール部材１３３（弁部材）も移動するので片方のシール部材１３３での弁部材のリフト量は０．５／１００ということになり、２つ合わせて１／１００のリフト量を確保する。

下述する本発明の結合金具について試験した実施例の場合、リップシールタイプのシール部材（パッキンリング）同士を互いに突き合わせてシールする形式としたが、このリップシールタイプのシール部材は流体圧力が非常に低いときには内圧によるシール部材（パッキンリング）同士の押し付け力があまり期待できないので金具結合時のパッキン位置を「シール部材同士が弁体・弁座口の径の０．７〜１／１００程度で互いに押し付け合う位置」（呼称１５０〜４００mm金具の場合）で設計する。

よって、安全弁１３４のリフトが１／１００以上になると、シール部材１３３同士が互いに押し付け合っておらず、この状態で、異常で過大な高圧流体による内圧が加わった状態では各シール部材１３３がこの位置で図６Ｃに示すように実際に有効な隙間が流体通路１０２の最小内径の０．５／１００以上（つまり流体がシール部から実際に放出されるカーテン面積が流体通路１０２の最小面積の２％以上）となる。

この内圧によるシール部材１３３の反転現象は、各シール部材１３３同士の押し付けがなくなって隙間ができるまで発生しないのではなく、試験圧力を超えるような高圧の場合には金具結合時の各シール部材１３３が押し付け位置（弁座口の径の０．７〜１／１００程度）の半分程度になると反転する。ここでの各シール部材１３３の押し付け位置とは各シール部材が変形しない接触位置を越えて互いに変形した位置を意味する。

本実施形態では、流体圧力が異常に上昇して変形部１３５が軸方向へ伸びて、シール部材１３３が軸方向にリフトし、シール部材１３３によるシール部分から流体が結合金具の外へ放出されるとき、本結合金具の外へ放出されるリーク路１３８の面積を、本結合金具の流路通路１０２の最小面積の１％以上とすることができる。

普通の安全弁を使用する場合には、一般的に一つの安全弁で異常圧力を放出するようにするが、上述した大容量泡放水システムの場合のような大掛かりなシステムでは結合金具は最低でも１０組の結合金具を用いるので、その場合はそれら全部の結合金具を安全弁機能付き結合金具とし、それらが圧力を放出する安全弁機能を発揮するようにする。このようにすれば、前記JIS Ｂ 8210揚程式安全弁の「弁体が開いた時の流路面積の中で弁座流路面積（カーテン面積）が最小となり、安全弁のリフトが１／４０以上」という「実際の放出面積が弁座面積の１０％以上」という意味の要求を満たす。この場合の警報用安全弁機能付き結合金具の個々に対する要求はその１／１０とした（本結合金具１０組合計で前記JIS揚程式安全弁の要求と同じになる。）。なお、JISでは警報用安全弁に対する放水量の定めがない。

本発明での変形部１３５の場合は通常の圧力では極僅かな弾性変形での伸びを示すだけであり、設定した高い異常で過剰な圧力を超えるまで殆ど伸びない。設定した高い異常で過剰な圧力を超えるまではシール部材同士が突き当たり圧力流体の漏れを阻止している。設定した高い異常で過剰な圧力になると、その変形部１３５の塑性変形が始まって伸びる（変形部１３５は一旦大きく伸びると、その後は元に戻らなくともよい。）。そして流体通路１０２内における流体圧が異常で過剰な高圧になったときに図５に示すようにシール部材１３３の間が開き、リーク路１３８を形成する。このリーク路１３８の領域に係止鉤部１１３の切欠き孔１１５によって形成される流体噴出口１１６の部分が位置する。つまり、リーク路１３８の領域の一部と流体噴出口１１６の領域の一部が重なり合う。このため、リーク路１３８から流出する高圧流体はそのリーク路１３８から流体噴出口１１６を直線的に経て外まで勢いよく放出される。したがって流体噴出口１１６を経て直線的に外へ流出する流体はその噴出途中で余計な抵抗を極力受けることなく結合金具の外へ噴出する。高くまたは遠くまで勢いよく飛ぶようにリーク流体を放出させることができるので放出する流体により異常事態を明確に顕在化させる。よって、異常事態の識別力が高まり、これを見ての監視者や操作者等による異常事態の把握が容易になる。

また、係止鉤部１１３を設けた場所以外の結合部における嵌合隙間からも流体を放出する。特に嵌合突部１１１の側面で付勢機構１２０の鋼球１２５を配置した間隙Ｇ２の部分では比較的大きく開口しており、この間隙Ｇ２の開口領域にリーク路１３８が位置しているので、この領域（流体噴出口）からも流体を飛ぶように放出させることができる。また、鋼球１２５は流体が噴出する際、高圧流体の放出流の勢いで図５に示す状態まで沈み込むので鋼球１２５は高圧流体の放出を大きく阻害せず、その部分に大きな流体噴出口を形成できる。

また、結合部１１０は結合部本体１０５の前方端部に嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２を形成しており、この結合部１１０の内面は結合金具本体１０１の外面に密着するように接して被嵌している。結合部１１０の内面と結合金具本体１０１の外面との間はスムーズな操作に必要な隙間だけである。このため、結合部１１０の内面と結合金具本体１０１の外面との間から流体が大量に放出することはない。

また、本実施形態での結合金具では、本呼称径３００mmの結合金具でその円周１２方向に切欠き孔１１５を設けているので、鋼球１２５のある部分を合わせて２４方向という様に略全周方向に噴出流が発生する。したがって、結合金具の設置向きに拘わらず、いずれかのリーク噴出流を観察できるようになるのでその異常事態を認識し易い。最も流体噴出口１１６が円周方向に均等割りで３ヶ所あれば必ず１か所は上方３０°以上の角度となるので十分に異常事態の顕在化に寄与できる。より好ましくは円周方向に均等割りで６か所以上あればよく、この場合には上方６０°以上の角度となる。

以上の如く、本実施形態では、各流体噴出口１１６を、流体が放射する噴出ノズルとしているので、その噴出流体を把握することが容易になり、異常事態の監視が容易であり、異常事態を知らせる監視及び警報機能を有効かつ顕著に発揮させることができるようになる。更に、流体噴出口１１６から放射する噴出流体を遠くからでも直ちに気が付くことができる放出能力を付与できることから特に大がかりなシステム、例えば大容量泡放射システムで使用する場合に好適する。

また、本実施形態での流体噴出口１１６は係止鉤部１１３の部分への応力集中を防止するために形成した切欠き孔１１５を利用しているので流体噴出口１１６を別に設ける場合に比べて構成の簡略化が図れる。勿論、本発明では流体噴出口１１６をリーク路１３８に対応して別の位置に設けるようにしてもよいが、この場合には穴を開けることによる金具強度の低下に配慮する必要がある。

また、本実施形態での変形部１３５は設定した高い異常な圧力を超えるまで殆ど伸びず、通常はシール部材１３３同士を突き合せて流体の流出を阻止している。しかし、設定圧力を超えると、変形部１３５はリーク路１３８を形成するまで優先的に伸びる。そして、変形部１３５がリーク路１３８を形成するまで伸びると、その後は元に戻っても戻らなくてもよいが、元に戻らない場合は本結合部本体または本結合金具自体を交換する必要が生じる。この異常事態が実際に生じて作動する頻度は非常に稀であり、結合状態の破壊や損傷を防止できるので人命に係わる事故等の重大な事態を回避できることを考えれば、結合部本体１０５または本結合金具１００自体を交換または破棄することでもやむを得ない。

本実施形態では、本願の発明者が考案した図２７に示す形式の結合金具の場合のように安全弁８０の弁体８６および弁座８４等を別体の構造として結合金具に組み込む必要がない。また、弁体８６を付勢する装置として大きなコイルばねを結合金具に組み込む必要もない。

しかも、本実施形態では、結合金具１００の構成要素である結合部及びシール部を基本的に変更することなく、結合部を形成する結合部本体自体の一部に変形部を形成するだけで、安全弁機能を備えた結合金具とすることができる。また、各種部材の兼用化が図れる結果、結合金具が大型化せずに比較的簡略化できる構成でしかも低価格化を達成できる。

本実施形態では正常時に弁体のシール部材を押し付けて流体をシールする一方、移送流体が異常で過剰な高い圧力となったとき、結合部本体が破断せずに結合部本体の一部が軸方向に伸びることによってそれまで押し付けられていた弁体（弁座面）としているシール部材が相手の弁座面（弁体）としているシール部材またはシール部から離れて流体を外へ放出させるリーク路を形成するように構成して安全弁として機能させるようにした。したがって、流体通路内の異常で過大な圧力の流体を放出する構成とするための特別かつ複雑な弁体付勢装置をわざわざ別部材として結合金具に組み込む必要がない。また、結合部本体の一部の一定範囲が略均一に必要量変形できる変形部を設けるだけであるため、結合金具の構成要素の一つである結合部本体の部材を弁体付勢装置として兼用できるようになり、構成の簡略化が図れる。

また、本実施形態では、結合部本体の部材に肉厚が薄い壁部分を形成し、この壁部分に複数の長孔を切欠き形成して変形部を構成したが、肉厚が薄い壁部分を形成せずに直接に長孔を切欠き形成して変形部を構成してもよい。また、長孔は結合部本体の壁を突き抜けることなく底のある溝状に長孔（穴）を形成した形態の変形部でもよい。また、長孔の代わりに複数の孔（穴）を並べるなどで変形部を形成するものでもよい。また、軸方向へ伸びる変形が可能な構造として変形部が膨らむ形状または窄まる形状に径を変化させる壁構造とするなど、本発明の変形部としては他にも種々の形態が考えられる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について図７を参照して説明する。この第２の実施形態では一対の結合金具の一方を図２４に示した大容量泡放射システムにおいて放水砲３９に最も近いマニホルド４０に設けた結合金具１００ａとし、その一対の結合金具で安全機構付き結合金具１００としたものである。その他は前述した第1の実施形態と同様である。

尚、マニホルド４０に設けた結合金具１００ａには変形部１３５を設けず、他方の結合金具１００の方のみに変形部１３５を設けて前述した第１の実施形態の場合と同様にリーク機能や警報機能を発揮させるように構成するようにしてもよい。この場合にあっては流体通路１０２内の流体圧が一定以上の異常で過剰な高圧になると、大容量泡放射システムのマニホルド４０に設けた方の結合金具１００ａではシール部材１３３が軸方向へ移動しないが、他方の結合金具１００の変形部１３５が変形し、この方のシール部材１３３のみが軸方向に移動してリーク路１３８を形成する。この場合、一方のシール部材１３３のみが後退するので各シール部材１３３相互の離反量はその一方のシール部材１３３の後退量Ｒであり、この一方のシール部材１３３の後退量Ｒに相応したリーク路１３８を形成する。したがって、リーク路１３８の幅は前述した第１の実施形態の場合の略半分になる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について図８を参照して説明する。図８は一対の結合金具１００の一方のものを一部断面して示す側面図である。この第３の実施形態では薄肉部（これは結合部本体１０５の他の部分に比べて軸方向の断面積が小さいので同じ軸加重を受けると引張り応力が大きくなる部分であり、また先に伸びる部分である。）のみで変形部１３５を形成した例である。なおこの場合には、前述した実施形態の長穴加工の様に曲げと引張を受けず、伸びる量が小さくなるので変形部自体の長さを長くしたり、特に伸びの大きい材料を使用するなどの工夫が必要となる。しかし、変形部１３５に孔や溝等を設けずに薄肉部を成形するだけで構成したので前述した実施形態の場合のようにエンドミル等で長穴加工と云う特別な加工を加えて変形部１３５を作る必要がなく、例えば汎用旋盤で薄肉部を形成するだけの簡単な加工方法で結合部本体１０５を製作することができる。また、この実施形態では結合部本体１０５における変形部周辺の形状がシンプルになる。更に結合部本体１０５の製造コストが低減できる。この第３の実施形態の他の構成要素等は上述した第１の実施形態のものと基本的に同様である。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について図９乃至図１１を参照して説明する。図９は一対の結合金具が結合したときの結合部の状態を示す図であり、図１０は安全機能が作動したときの結合部の状態を示す図である。また、図１１は係止鉤部の根本部分にクラックが入って割れた場合を説明する図である。

前述した各実施形態では結合部１１０を除く結合部本体１０５の途中部分に変形部１３５を形成するようにしたが、本第４の実施形態では一層の構成の簡略化と軽量コンパクト化を図るために結合部１１０の領域に変形部１４０を形成するようにした。本実施形態での結合金具の基本的構成は前述した実施形態と略同様である。

本実施形態では、結合部１１０の嵌合突部１１１を形成する部分を利用して変形部１４０を形成し、この変形部１４０が主に塑性変形により結合部１１０全体が軸方向へ伸びるようにした。この変形部１４０は結合金具１００の流体通路１０２内の流体が異常で過剰な高い圧力となることで結合部本体１０５にその軸方向の引張り力が加わったとき、結合部１１０を軸方向へ伸す。

また、嵌合突部１１１はその片側に偏った位置に係止鉤部１１３を設けてこの係止鉤部１１３を他の係止鉤部１１３に係止させるので、図１０に示すように、嵌合突部１１１は係止鉤部１１３が係止し合った状態で全体が少し曲がりながら軸方向へ伸びる。そして、変形部１４０は係止鉤部１１３同士が係合状態を維持する段階で、嵌合突部１１１の全体が変形して伸び、係止鉤部１１３による係止状態が破断等により解除されることなく、結合部１１０を軸方向へ伸ばす。

本実施形態では結合部１１０自体により変形部１４０を構成する。そして結合金具１００の流体通路１０２内における流体圧が異常で過剰な高圧になったときにそれまで互いに押し付けられていたシール部材１３３が図１０に示す如く相手のシール部材１３３からそれぞれが互いに離反して退避し、シール部材１３３の間に高圧流体を外へ逃がすためのリーク路（放出用流路）１３８を形成する。

ところで、結合部１１０における嵌合突部１１１の係止鉤部１１３付近は局部的に応力が集中し易いため、図１１に示すように係止鉤部１１３の根本部分が角のある切欠き形状に形成されていると、その角に応力が集中し、嵌合突部１１１つまり結合部１１０全体が変形して伸びる以前に係止鉤部１１３の根本部分付近から図１１に示したようなクラック１４５が入り、この場所から係止鉤部１１３が割れてしまう虞がある。そこで、本実施形態では、係止鉤部１１３の根本部分への応力集中を避けるために図９に示したように係止鉤部１１３の根本部分に丸みのある切欠き孔（湾曲部）１１５を形成し、係止鉤部１１３の根本部分への応力集中を避けて係止鉤部１１３が割れないようにした。また、この切欠き孔１１５は流体噴出口１４２の一つを形成するので大きめの切欠き孔としている。

また、図１０に示す如く、弁体としてのシール部材１３３は変形部１４０が軸方向へ伸びることで相手のシール部材１３３からそれぞれ離反して後退し、そのシール部材１３３の間にリーク路１３８を形成する。そして、このリーク路１３８の領域に流体噴出口１４２の少なくとも一部が重なるように配置した。また、係止鉤部１１３を設けた側とは反対側に位置する嵌合突部１１１の側面の間（ここでは付勢機構１２０の鋼球１２５を配置した場所付近の間隙Ｇ２の領域）にもリーク路１３８の領域の一部が対応位置するようにした。したがって、この間隙Ｇ２の部分も流体噴出口１４２と見ることができる。

ところで、係止鉤部１１３の係合面は相手の結合金具の係止鉤部１１３の係合面と軸方向において衝合して係止する。この係止による結合力は結合部１１０から結合部本体１０５にわたり、更に結合金具本体１０１に伝わる。

また、嵌合突部１１１はその基端側つまり結合部本体１０５側程幅が広い先細り形状としたので結合部１１０の基端側部分への応力集中を避け得る。また、嵌合突部１１１の突出長さを長くすれば、それだけ係止鉤部１１３を支える先端側領域を確保し、引張り荷重を受ける係止鉤部１１３の強度が増す。また、嵌合突部１１１の根元から係止鉤部１１３の係合位置までの領域を長くすることで同じ伸度の材料を使用してもシール部材１３３のリフト量を大きくできるので、安全弁機能として必要充分なリーク放水量を確保できるようになる。

また、係合突起１１１は異常で過大な引張り荷重を受けると、若干曲がりながら伸びるために、曲がりながら伸びることを考慮した係止鉤部相互の係合離脱防止策が必要である。このため、係止鉤部１１３の係止面１１３aを結合部本体の周方向に対してオーバーハング状に傾斜させるとともに、そのカウンターアングル「θ」を既存の結合金具の場合よりも大きく設定した。例えば、外周面展開図上でのカウンターアングル「θ」は既存の結合金具の場合の１５°よりも大きく、例えば、２０°〜３０°の範囲が好ましく、２５°がより好ましい。

ここで、カウンターアングルθが２０°よりも小さいと、図１０に示したように安全弁１３４のリーク路１３８が形成したとき、一対の係止鉤部１１３の接触し合う係止面１１３ａの角度が結合金具の軸方向に対して直角な位置から外れる向きに傾き易くなる。一方、カウンターアングルθが３０°よりも大きいと、前記嵌合突部１１１の先端面と嵌合凹部１１２の奥壁面との間の間隙Ｇ１を大きくする必要が生じて金具をコンパクトに設計できなくなるとともに操作時に支障を来し易い。そこで、通常、カウンターアングルθは２０°〜３０°程度が係合状態を確保し、かつ最もスムーズに係止状態に誘導できると同時に係合解除の操作がし易いと考えられる。

従来の結合金具の場合おいては「出荷検査等で一時的に試験圧力（使用圧の１．５〜２．０倍）を受けた後、使用圧（常用最高使用圧力）以内で使用される」ので圧力を受けた時の嵌合突部１１１の曲りは極わずかな弾性変形による曲りに留まっており、圧力がなくなると元の形状（角度）に戻っていた。したがって、これまでの結合金具１００のカウンターアングルは１５°程度のカウンターアングルに設定していた。

一方、本発明の安全弁機能を一体的に備えた結合金具１００の場合、試験圧を超える異常で過大な高圧（使用圧の３〜４倍以上）を受ける圧力を想定している。この異常で過大な圧力を受けた場合、本実施形態では嵌合突部１１１が塑性変形によって曲りながら伸び、係止鉤部１１３も変形する。この曲がって変形した分だけカウンターアングルθが小さくなる。よって、本実施形態ではこのカウンターアングルθの減少分を見越してそのカウンターアングルθを大きめに設計した。そして結合金具の材質やサイズまたはその形状等によって多少前後するとしても、２０°〜３０°のカウンターアングルθを設けると、大容量泡放水システム用結合金具（呼称１５０〜４００mm）の場合にも適用できるようになる。

前述した如く、カウンターアングルθが小さいと移送流体の圧力が異常で過大な値になると、そのカウンターアングルθの方向が逆向き（例えば、嵌合突部１１１が「−２０°」曲がると、「１５°」だったカウンターアングルが「−５°」）になってしまい、受けている軸荷重によって結合金具に離脱方向の回転力が発生してしまう。また、逆にカウンターアングルθが大き過ぎると、金具結合状態でのシールリング部の先端と相手結合金具のシールリング部の先端との隙間を大きくしないと着脱出来なくなり、シール部材１３３を大きくする必要が生じて結合金具をコンパクトに設計できない。したがって、カウンターアングルθを２０°〜３０°の範囲にすることが合理的な設計である。

この第４の実施形態において、流体通路１０２内の流体圧力が安全弁１３４として設定した圧力を超えると、図１０に示す通り、この変形部１４０（結合部１１０）が塑性変形によって少し曲がりながら軸方向へ全体的に伸びる。そして、一対の結合金具１００のシールリング部１３１が互いに離れる向きにリフトし、シール部材１３３の突合せ面の間が開いてそのシール部材１３３の間にリーク路１３８を形成する。このリーク路１３８を通じて流体通路１０２内の高圧流体が外へ放出される。この放出流体は流体噴出口１４２から結合金具１００の円周方向（本呼称３００mm金具の場合は円周１２方向または円周２４方向）へ勢いよく噴出され、上述した実施形態と同様な作用効果を奏する。

尚、流体が放出されるとき、流体噴出口１４２にシール部材１３３が位置するが、シール部材１３３は通常ゴム製なので勢いの強い流体によって押し付けられ、放水量に対する影響は大きくない。また、リーク路１３８に付勢機構１２０の鋼球１２５が位置しているが、鋼球１２５は勢いの強い噴出流体によってケース部材１２４内に押し込められ、流体噴出口の領域から極力退避するので放水量を大きく損ねることがない。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。本実施形態は前述した第４の実施形態の結合金具１００と基本的形態が同じであるのでその第４の実施形態の要素と同様のものは同一符号を付す。

この第５の実施形態における結合金具１００では、結合部本体１０５における結合部１１０の嵌合突部１１１の内面１５１を、結合したときの結合相手の結合金具１００におけるシールリング部１３１の外周面に嵌合させているが、流体圧が異常で過大な圧力になってシールリング部１３１等がリフトすると、そのリフトして結合相手と離れる距離に応じて嵌合突部１１１の内面１５１と結合相手のシールリング部１３１の外周面との間の隙間が大きくなる構成とした。また、結合金具着脱の操作性を良くするために結合し合う両方の結合金具の中心軸を合致させる必要があって、結合時には嵌合突部１１１の内面１５１と結合相手のシールリング部１３１の外周面とを勘合させているが、この隙間が小さいと結合操作する時に凸形状のシールリング部１３１を結合相手の凹形状の結合部１１０の内面１５１に入れ難いという問題があった。よつて、嵌合突部１１１の内面１５１は、嵌合突部１１１の突き出し前方端側程、結合したときの相手の結合金具１００におけるシールリング部１３１の外周面から離れるように湾曲傾斜するように形成している。この湾曲傾斜させたことによって結合相手と離れる距離に応じて隙間が大きくなるという効果も得て、嵌合突部１１１の内面１５１と結合相手の結合金具１００におけるシールリング部１３１の外周面との間に形成される隙間によって流体放出路１５３を形成したものである。

また、流体放出路１５３は、互いに結合したときの一対の結合金具１００のシールリング部１３１の間に形成される間隙Ｇ３と、嵌合突部１１１の先端面と嵌合凹部１１２の奥壁面との間に形成される間隙Ｇ１に連通している。また、流体放出路１５３は嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間に形成される間隙Ｇ２にも連通する。更に、流体放出路１５３は係止鉤部１１３を設ける嵌合突部１１１の側面間に形成される間隙や流体噴出口１１６にも連通するようになっている。この流体放出路１５３は移送流体に異常で過剰な圧力が発生したときに形成されるリーク路１３８にも連通する。そして異常で過剰な圧力の高圧流体は流体放出路１５３を通じて速やかに放出する。

ところで、各間隙は結合金具の軸に直角な立上がり壁により形成され、外へ開口しているので流体放出路１５３に連通するだけでなく、結合金具の軸に直角な向きに開口した流体噴出口１５５を形成する。したがって、流体噴出口１５５から外へ噴出する高圧流体の向きは結合金具の軸に直角な向きであり、本結合金具の円周方向となる。結合金具の軸に直角な向きに開口することは前述した流体噴出口１１６についても同様である。

しかして、この第５の実施形態では、一対の結合金具１００の使用中、移送流体に異常で過剰な圧力を超えると、図１３に示すように、一対の結合金具１００のシールリング部１３１がリフトするので、シールリング部１３１の間にリーク路１３８が形成される。そして図１３において矢印で示すように高圧流体は、リーク路１３８から流体放出路１５３を通じて流体噴出口１１６や流体噴出口１５５等に流れ、結合金具１００の外部に放出される。したがって、高圧流体の放出が速やかに行われ、結合金具１００の結合破壊を回避できるとともに、結合金具の円周方向に高圧流体を噴出させることによって異常な事態を顕在化できる。なお、図１３のシール部材１３３の形状は、第１の実施形態での図６Ｃと図６Ｄに示した場合と同様に、高圧流体が放出されている時は図６Ｃと同じ形状になり、高圧流体が抜けた後は図６Ｄと同じ形状になる。

＜実施例＞
次に、本発明の結合金具について試験した実施例について説明する。
ここでの試験対象は大容量泡放水システムに用いられる結合金具（型式：使用圧１．３ＭＰａ、呼称３００mm）に対応した供試体とする。

供試体の材質と物性は以下の通りである。まず、材質はJIS Ｈ ４１４０-１９８８「アルミニウム及びアルミニウム合金鍛造品」で規定されたＡ５０８３ＦＨとする。これは一般的に使用されている鋳造品に比べると高価で加工に手間が掛かる材質であるが、強靭な（強くて割れ難い）材質である点で優れる。

また、供試体の材料についての引張強さ及び伸びのＪＩＳ規格値と、実際に使用した材料の実測平均値（山形工業技術センターで測定）で示すと、次の通りである。

ＪＩＳ規格値 実測平均値
引張強さ（Ｎ／mm^２）２７５以上 ２９６（測定値２９６，２９６，２９６）
伸び（％） １６以上 ２８．７（測定値３１，２９，２６）
ところで、大容量泡放水システム用の大口径結合金具で一般的に使用される材質はアルミニウム合金の砂型鋳造品であり、供試体のアルミニウム合金鍛造品とは伸びの値（靱性）が大きく異なる。金型鋳造品等も一部の会社で使用されているが、基本的に鋳物であるので強靭さに欠ける。なお、鋳造品は一般的に弾性域が余りないので直ぐに塑性域に入って永久変形を起こしやすく、また、伸びが小さいので金具が大きく変形することもないが、突如破壊すると云う様な特性を持つ。

この大口径結合金具で一般的に使用される材質はJIS Ｈ ５２０２−１９９９「アルミニウム合金鋳物」で規定されたＡＣ７Ａであり、規格値は次の通りである。
材質ＡＣ７Ａの砂型鋳物 ＪＩＳ規格値
引張強さ（Ｎ／mm^２） １４０以上
伸び（％） ６以上
材質ＡＣ７Ａの金型鋳物 ＪＩＳ規格値
引張強さ（Ｎ／mm^２） ２１０以上
伸び（％） １２以上
そして、本発明に係る結合金具に異常で過大な流体圧力が実際に発生した時の状態を確認するため、実際に試験することを検討した。

ここで、使用圧の４倍（５．２ＭＰａ）を超える高圧力で試験が出来る耐圧試験機にあってはそのプランジャーポンプの流量がさほど大きくない。よって、結合金具内の圧力を異常で過大な圧力（使用圧の３倍〜４倍を超える様な圧力）まで上昇させることにより、供試体の変形部が伸びると、シール部材が軸方向にリフトしてシール部分から流体が放出されるが、その放出によってポンプ圧力が急激に下がってしまう。シール部から流体が一旦放出され始めると、もう使用圧の４倍を超えるような高圧力にはならない。したがって、本耐圧試験機（プランジャーポンプ）では、それ以上に高圧な圧力を加えた場合に変形部がどの様な挙動を示すかの確認は現実に出来ない。

一方、大容量泡放水システムで実際に使用される渦巻きポンプは充分な流量を有するものであるが、圧力は使用圧を少し超えるまでしか昇圧できない。また、実際のウォーターハンマー現象や、ホースが径方向や長さ方向に膨張してエネルギーを蓄積した状態（ホースではなく、鋼管の場合は殆ど膨張しないのでエネルギーも蓄積されない）を試験室で再現するために、両者のポンプ能力を大きく超える巨大なポンプや、アキュームレータ等でエネルギーを蓄積して行う試験方法は危険が大き過ぎる。よって、このような耐圧試験方法を採用することは断念した。

そこで、引張試験で供試体の試験を行うこととした。一般に、接続金具内を異常で過大な圧力まで上昇させた時に供試体に加わる軸荷重はパスカルの原理で求められる。本供試体に使用圧の内圧が加わる場合、使用圧が１．３ＭＰａ（１，３００，０００Ｐａ）で結合金具の呼び径＝ホース装着部外径（図１２参照）が３０５mm（０．３０５ｍ）なので軸荷重は９４．９ｋＮとなり、この荷重の３〜４倍以上で引っ張ることにより供試体の変形部が伸びて、シールリング部（シール部材）が軸方向にリフトする状態を確認することとする。

このときの軸荷重（Ｎ）は次の式から求めることができる。
軸荷重（Ｎ）＝Ｐπｒ^２
＝１，３００，０００×３．１４×（０．３０５／２）^２＝９４，９３２
ここでの供試体１６０の形状及びその寸法は図１４乃至図１８に示した。図１４乃至図１５は結合金具本体１０１、図１６は引張り棒１６２、図１７は結合部本体１０５、図１８はシール部材１３３に対応する供試体を示す。これらの形状及び寸法の表示方法はJIS製図規格及び日本で慣用された製図法による。また、表示した寸法の単位は[mm]である。

ここでの供試体は図９及び図１０に示した第４の実施形態の要素を含む第５の実施形態に対応しており、特に結合部１１０が特に変形するようにした形態の結合金具についての試験を代行できるようにしている。

また、図１４に示すように結合金具本体１０１に対応する供試体は十分に強度のある支持盤１６１の周囲にシーリング部１３１を形成する。また、その支持盤１６１の中央には図１６に示す引張り棒１６２を差し込み係着させる装着孔１６３を形成した。そして、支持盤１６１の装着孔１６３に引張り棒１６２を差し込んでその支持盤１６１を引張り棒１６２で保持しながらそれぞれの引張り棒１６２を引張試験機のチャックで保持し、その一対の供試体を互いに離反する軸方向へ引っ張り、供試体の結合部１１０に引張り荷重を加える試験を行った。

このときの試験機は栃木工業技術センターにある（株）東京衡機製造所製万能材料試験機ＲＵ５００Ｈ-ＴＫ２１（５００ｋＮ）を使用した。また、この試験での荷重付加速度は０．５mm/min、荷重レンジは５００ｋＮ、変位レンジは１００mmであった。

この引張試験の結果、次の通りデータが得られた。図２１は軸方向の引張り荷重とその軸方向の変位（チャック間の変位）をグラフに表した試験結果である。
この引張り試験結果を見ると、荷重３９０ｋＮ位までのグラフの傾きと、それを超えた後の傾きが大きく変化しており、これから荷重３９０ｋＮ位までが弾性変形であってそれ以上の荷重で塑性変形が起っていると考えられる。また、荷重が４３０ｋＮ位になると、ノコギリ状の波形が現れ、局部的な破壊が始まっていると考えられる。したがって、本結合金具を破壊せずに使用できる範囲は４４０ｋＮ程度まであると考えられる。この値は使用圧の約４．６倍の圧力に相当する。なお、ホース体の破断圧力は実測値で使用圧の２．５倍弱（３．０ＭＰａ）程度である。

この引張り試験結果のグラフで示す変位量は引張試験機のチャック間での変位である。したがって、供試体の全体の変位量の合計値と云うことになり、支持盤（中実板）１６１が椀状に変形したりするようにシールリング部１３１（シール部材１３３）が軸方向にリフトする効果に繋がらない変形による変位量も含まれるが、供試体全体での荷重：変位の特性を巨視的に把握することが出来る。

次に、供試体の変形部である結合部１１０等が伸びてシールリング部１３１（シール部材１３３を保持する部位）が軸方向にリフトし、シール部分から流体を放出するまでの結果を図２２で示す。図２２は引張り荷重とシールリング間の変位とのデータをグラフに表したものである。

このときの引張り荷重とそのときの結合部１１０が変形する状態を図２１Ａから図２１Ｆに示した。すなわち、図２１Ａは引張り荷重Ｗが２ｋＮでシールリング間の変位が０．０mmであり、図２１Ｂは引張り荷重Ｗが９１ｋＮでシールリング間の変位が０．４mmであり、図２１Ｃは引張り荷重Ｗが２１０ｋＮでシールリング間の変位が１．５mmであり、図２１Ｄは引張り荷重Ｗが３００ｋＮでシールリング間の変位が２．８mmであり、図２１Ｅは引張り荷重Ｗが４００ｋＮでシールリング間の変位が４．５mmである、図２１Ｆは引張り荷重Ｗが４４０ｋＮでシールリング間の変位が５．９mmである。

この場合、図１９のグラフを見ると、本結合金具１００の結合が破壊せずに使用できる範囲の荷重である４４０ｋＮ（使用圧の約４．６倍）を加えた時、シールリングが約５．９mmリフトすることを確認できた。このリフト量は弁座の径と略等しい本結合金具１００の流体通路１０２の内径２７５mmの２．１５／１００に相当する。また、一組の結合金具にはシールリング部１３１（シール部材１３３）が２つあり、この２つの合計が本リフト量となる。なお、図１９と図２０の結果から供試体全体の変位量の約半分が、シールリング部１３１（シール部材１３３）が軸方向にリフトする効果に繋がっていたことが分かった。

また、嵌合突部１１１（結合部１１０）の片側に係止鉤部１１３を設けて、この係合面１１３ａで相手結合金具の係合面と軸方向に突き当てて係合させている。この係合面の角度（カウンターアングル）θを考察する。

結合金具の試験圧を超える大きな荷重を受けると、嵌合突部１１１（結合部１１０）全体が係止鉤部１１３の反対側に曲がりながら伸びる。なお、使用圧や試験圧での曲りは極わずかな弾性変形の範囲であるため、その荷重が無くなると元に戻る。今回の試験は使用圧の約４．６倍に相当するまでの荷重を加えて測定し、このカウンターアングルθがどの様に変化するかを調べた。

供試体のカウンターアングルθは外周面展開図上で２５°設けているが、この角度が引張試験での強い荷重を受けて次の様に変化していた。

荷重（ｋＮ） 圧力（使用圧の倍数） カウンターアングルθ（°角度）
２ ０．０ ２５
９１ １．２ ２４
２１０ ２．７ ２２
３００ ３．９ １６
４００ ５．２ ４
４４０ ５．７ ０
従来の結合金具の場合、出荷検査等で一時的に試験圧力（使用圧の１．５〜２．０倍）を受けた後、使用圧（常用最高使用圧力）以内で使用されていたので嵌合突部１１１の曲りは極わずかな弾性変形による曲りに留まると考えていた。よって、結合金具の材質やサイズ・詳細形状等によって前後するが、１５°程度のカウンターアングルを設けていれば済むことであった。

しかし、本発明のように安全弁機能を一体的に備えた結合金具の場合には試験圧を超える異常で過大な高圧（使用圧の３〜４倍以上）を受けることを想定するので、その異常な圧力を受けた時には嵌合突部１１１（結合部１１０）が塑性変形によって曲りながら伸びることまで考えなければならない。また、この嵌合突部１１１が係止鉤部１１３の反対側に曲がると当然カウンターアングルθが減少し、そのカウンターアングルθを設けた効果が減少するので、この減少分を見越してカウンターアングルθを大きめに設計しなければならない。そこで、結合金具の材質やサイズ・詳細形状等によって前後するが、大容量泡放射システム用結合金具（呼称１５０〜４００mm）の場合、２５°のカウンターアングルθを設けるようにした。

今回の試験結果によれば、本金具を破壊せずに使用できる範囲は４４０ｋＮ程度（使用圧の約４．６倍）までと考えられ、この時、残存しているカウンターアングルθが略０°なので、基本設計２５°程度とのカウンターアングルは最小かつ最適値であった。また、本カウンターアングルθがそれ以上に小さいと、異常な圧力を受けた時にカウンターアングルθの向きが逆向きになってしまい、受けている軸荷重によって金具離脱方向の回転力が発生してしまう。

逆に、カウンターアングルθが大き過ぎると、金具結合状態でのシールリング部１３１の先端と相手金具のシールリング部１３１先端との隙間を大きくしないと着脱出来なくなるので、他の部材を大きくする必要が生じ、結合金具をコンパクトに設計できなくなると云う問題が起きる。

そこで、前述した理由とも一致する、少なくとも２０°〜３０°の範囲が適当であり、特に２５°が好ましいと考えられる。

次に、耐圧試験の結果について述べる。この耐圧試験は先の引張試験結果によって、荷重４４０ｋＮ（使用圧約４．６倍）を加え、シールリング部１３１が約５．９mmリフトした結合金具を供試体とし、その供試体の耐圧通水試験を実施した。

なお、引張試験で荷重を取り除くと弾性変形分だけスプリングバックとして元に戻るが、殆どが塑性変形なので荷重を取り除いてもリフト量は大きく戻らなかった。

この耐圧通水試験は流量が重要なので、実際の大容量泡放水システムで使用する大容量ポンプ（圧力１．３ＭＰａ、流量２０，０００Ｌ／ｍｉｎ．）に比べると非力な試験装置であるが、屋外消火栓設備（圧力０．９ＭＰａ、流量３５０Ｌ／min）を使用した。

まず、供試体内の流体圧力と噴出の状態を本試験で確認した。つまり、供試体を封止してその内部圧力を上昇させると、０．４ＭＰａで流体が噴出し始めて圧力が下がり、その後、屋外消火栓のバルブを最大に開くと、円周方向に２〜３ｍ流体が噴出した。このときは、噴出する流量が多いので、圧力は０．３ＭＰａまでしか昇圧できなかった。この耐圧通水試験の結果、リーク路から噴出する流体によって異常事態の発生を作業者等に警告することが可能であることを確認できた。

上述した実施形態では結合部の嵌合突部１１１に係止鉤部１１３を設け、この係合面１１３ａと結合相手の係合面１１３ａとを軸方向に突き当てて係合するようにしたので、その係合面１１３ａが周方向に対してオーバーハング状に傾斜するように形成した。本発明はこれに限らず、例えば図２２で示すように係合鉤部１１３の先端部分をオーバーハング状に結合金具の軸方向後方に向けて伸ばして形成した係合形態、つまり結合相手側から手前に向けて曲がる形状の鉤部を形成し、結合相手の鉤部に引っ掛けて結合するようにしたものでもよい。

このように係合鉤部１１３同士を軸方向において互いに引っ掛かるように係止させる手段として、図２２の係合鉤部１１３を後方へ突き出す鉤部１１４の形状とした他は上述した実施形態でのものと同様に構成する。また、図２２に示した符号は上述した実施形態での符号の要素と同様な構成の要素のものであり、それらの要素は同じ符号を付して具体的な説明を省略する。

また、この形態での流体噴出口１１６は嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間に形成される間隙Ｇ２を横切るリーク路１３８の部分に形成され、これが主な流体噴出口となる。そして流体圧が異常で過大な高圧になったときにシール部材１３３が２点鎖線の位置に移動し、そのシール部材１３３の間に形成されるリーク路１３８と間隙Ｇ２とが重なる共通領域によって流体噴出口が形成される。また、この流体噴出口１１６の付近に付勢機構１２０の鋼球１２５が位置しているが、上述したと同様に流体圧が異常で過大な高圧になってリーク路１３８から液が放出されるときにその高圧で放出される液流によってスプリング１２６の付勢力に抗して鋼球１２５が図２４において２点鎖線で示すように押し込まれるので流体噴出口１１６の領域の大きさを確保できる。

尚、前述した各実施形態ではオスメスのない一対の同一構造の結合部を用いたツインスター金具の形態であったが、本発明の結合金具はその結合部や金具形式に依存せず、例えば消防用金具としてのねじ式結合金具（平成２５年総務省令第２３号）やストルツ式金具（DIN14300 A-Druckkupplung）等にも利用が可能である。

＜第６の実施形態＞
図２３は本発明の第６の実施形態を示しており、同図２３は一対の結合金具を接続した状態でその一部を断面して示す側面図である。

この第６の実施形態は結合部がねじ式の結合金具の例である。このねじ式の結合金具は雄型結合金具本体１７１と雌型結合金具本体１７２を備えており、両結合金具本体１７１，１７２はそれぞれ略等径の円筒体から形成されている。雄型結合金具本体１７１において雌型結合金具本体１７２に向き合う方の端部外周には雄ねじ部１７３が形成されている。雄型結合金具本体１７１の雄ねじ部１７３を形成した側の端部を更に延長し、この延長端を雌型結合金具本体１７２に設置されるリング状の弾性シール部材１７４に突き当たるシール突当て端１７６としている。前記雌型結合金具本体１７２の前端外周部には周回溝１７５が形成され、この周回溝１７５には弾性シール部材１７４がその内周部分を嵌め込み装着されている。そして、周回溝１７５からはみ出した弾性シール部材１７４の部分に対して雄型結合金具本体１７１のシール突当て端１７６が突き当たる（図２３参照）。

また、雌型結合金具本体１７２の、雄型結合金具本体１７１に向き合う方の端部には結合部本体１８０が被嵌されている。この結合部本体１８０は略円筒状に形成され、この結合部本体１８０の一端部が雌型結合金具本体１７２の端部に対して回転自在に取り付けられる。また、結合部本体１８０の他端部における内周には雌ねじ部１８１が形成されている。そして、この雌ねじ部１８１が雄型結合金具本体１７１の雄ねじ部１７３と螺合し、雄型結合金具本体１７１と雌結合金具本体１７２が連結している。また、この結合部本体１８０は雄型結合金具本体１７１に雌結合金具本体１７２を連結するための結合部１８３ともなっている。この結合部１８３の内径は雄型結合金具本体１７１の流体通路１８６と雌結合金具本体１７２の流体通路１８７を流れる流体の流れを妨げないようにそれらの結合金具本体１７１，１７２の内径よりも僅かに大きい内径で形成されている。

また、雌型結合金具本体１７２の外周にはストッパ用突起１８８が周回する状態で形成されている。また、結合部本体１８０の後端部内周には内方へ突き出したストッパ用突縁部１８９が周回する状態で形成されている。そして、結合部本体１８０は雌ねじ部１８１の部分を含め、雌型結合金具本体１７２のストッパ用突起１８８の外径よりも大きな内径に形成されている。ストッパ用突縁部１８９の部分はストッパ用突起１８８の外径よりも小さな内径となっている。このため、雌型結合金具本体１７２の後方から結合部本体１８０を差し込むことができる。

そこで、後方から雌型結合金具本体１７２に結合部本体１８０を、ストッパ用突起１８８にストッパ用突縁部１８９が当たる位置まで差し込み、雄型結合金具本体１７１と雌型結合金具本体１７２とを連結する（図２３参照）。この位置で結合部本体１８０の軸方向の位置が定まり、結合部本体１８０は雌型結合金具本体１７２に対して回転可能である。また、図２３に示すように弾性シール部材１７４には雄型結合金具本体１７１のシール突当て端１７６が突き当たり、これにより連結したときに結合金具本体１７１，１７２の間は閉塞されている。

一方、雄型結合金具本体１７１の雄ねじ部１７３が形成された端部外周にはハンドル１７６ａが設けられ、また、結合部本体１８０の前端部外周にもハンドル１７６ｂが設けられている。雄型結合金具本体１７１の他端部にはホース等を取り付けるための取付け部１７８が設けられ、同じく雌型結合金具本体１７２の他端部も他のホース等を取り付けるためのホース取付け部１７９が設けられている。そして各ホース取付け部１７８，１７９はいずれも滑り止めのための複数の突条部が形成されている。

また、前記結合部本体１８０において、ハンドル１７６ｂとストッパ用突起１８８に取り付けられる後端部を除く中途部領域には前述した実施形態で示したものと同様な変形部１９０が形成されている。例えば、複数の長孔１９１を切欠き形成して構成されている。これらの長孔１９１は結合部本体１８０の中心軸に対して同じ向きに傾斜しており、その周方向に等間隔で配置される。そして、変形部１９０は異常で過大な軸方向の荷重が加わったとき、斜めの長孔１９１の各間に形成される帯状の板状部分が曲がりながら結合部本体１８０の軸方向へ全体的に伸びるようになる。

各長孔１９１は多条螺旋状に配置されており、また、その長孔１９１の傾斜する向き、つまり螺旋方向はいわゆる左ねじの状態に形成されている。これは雄型結合金具本体１７１の雄ねじ部１７３と雌結合金具本体１７２の雌ねじ部１８１が右ねじであるからそのねじ結合の関係で各長孔１９１の螺旋方向を逆向きのいわゆる左ねじ方向としたものである。このように長孔１９１の傾斜する向きを左ねじ方向とすれば、この変形部１９０の変形により軸方向へ伸びた際に結合部本体１８０を右回転させる付勢力を発生する。この付勢力の方向は結合力を弱めない向きであり、このため、結合金具本体１７１，１７２の間でのねじ結合を確保できるようになる。

また、図２３に示すように、前記長孔１９１を形成した領域において、雌型結合金具本体１７２のシール部材１７４と雄型結合金具本体１７１のシール突当て端１７６が互いに突き当たる部分は対応して位置する。また、少なくともシール突当て端１７６がシール部材１７４から離反したとき、両者間に形成される隙間で生成されるリーク路はその長孔１９１の領域に入るため、流体通路１８６，１８７内の流体圧が異常で過大な圧力となった場合、結合部本体１８０の変形部１９０が塑性変形によって軸方向への伸びを示してリーク路を形成し、このリーク路の領域と、長孔１９１が形成する流体噴出口の領域とが互いに重なり合い、この共通領域を経てリーク路から放出する流体を直線的に勢いよく外へ放出させることができる。

通常は、シール突当て端１７５がシール部材１７４に押し当たり、その間を閉塞しているが、流体通路１８６，１８７内の流体圧が異常で過大な圧力になると、一対の結合金具本体１７１，１７２の間に軸方向へ離反する向きの過大な引っ張り力が加わり、この過大な引っ張り力は両者を連結する結合部本体１８０にも加わる。

そして、この引っ張り力は結合部本体１８０における変形部１９０を軸方向へ引き伸ばす。変形部１９０が塑性変形して軸方向へ伸びると、シール突当て端１７６がシール部材１７４から後退し、シール突当て端１７６とシール部材１７４との間にリーク路を形成する。

そして、リーク路から放出する流体を各長孔１９１からなる流体噴出口を経て外へ勢いよく放出させる。このように高圧の流体を外へ放出させることにより流体通路内の流体圧が急激に低下し、一対の結合金具本体１７１，１７２を軸方向へ離反する向きに引っ張る力も低下し、結合部１８３等の破壊や損傷を未然に防止できるようになる。また、各長孔１９１からなる流体噴出口を経て外へ噴出する流体により異常な事態を監視者等に知らせる警報が作動する。

前述した説明によれば、特許請求の範囲に記載した発明の他にも少なくとも次のような内容の発明が得られる。
１．前記変形部は、前記シール部材が相手側のシール部材から離反する全リフト量が該結合金具の流路部最少内径の１／１００である請求項１に記載の結合金具。
２．前記変形部が伸びて前記シール部材が軸方向にリフトしてシール部を開放したときに流体を放出するシール部の開放隙間の面積を、前記結合金具本体の流路部最少面積の１％以上とした請求項１または請求項２に記載の結合金具。
３．係合鉤部は、結合相手側から手前に向けて曲がる形状の鉤部を有し、この鉤部を結合相手の結合金具の鉤部に引っ掛けて結合するようにした請求項５に記載の結合金具。

１００…結合金具
１０１…結合金具本体
１０２…流体通路
１０３…装着部
１０５…結合部本体
１１０…結合部
１１６…流体噴出口
１３８…リーク路

Claims (11)

1. ホースやパイプの管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具において、
   軸方向の一端側部分に前記管類または他の機器を取り付けるための装着部を有し、内部に流体通路を形成した結合金具本体と、
   軸方向の一端側部分に前記結合金具本体に取り付けるための取付け部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部を有した結合部本体と、
   前記結合金具本体の軸方向の他端側部分に設けられ、結合相手の結合金具におけるシール部材との間の隙間を閉塞するためのシール部材と、
   前記結合部本体に形成され、前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに前記結合部本体に加わる軸方向の引っ張り力により軸方向に伸ばされることで前記シール部材が結合相手のシール部材から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成し、このリーク路を形成するまで前記結合部による結合相手との結合を維持しながら伸びる変形部と、
   を備えた安全弁機能を有する結合金具。
2. 前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに結合相手のシール部材から離反するシール部材と結合相手のシール部材との間に形成されるリーク路から流体を外へ噴出させる流体噴出口を前記結合部本体に設け、この流体噴出口から噴出する流体により異常を警報する手段を有する請求項１に記載の安全弁機能を備えた結合金具。
3. 前記結合部本体は、前記結合金具本体の周囲に配置される円筒部を有し、前記円筒部の領域に前記結合部本体の軸に対して斜めの長孔を開口し、この長孔を形成した部分で前記変形部を形成した請求項１または請求項２に記載の結合金具。
4. 前記結合部本体は、前記結合金具本体の周囲に配置される円筒部を有し、前記変形部は、前記円筒部の領域の厚さを該結合部本体の他の部分の厚さをよりも薄く形成した請求項１または請求項２に記載の結合金具。
5. 前記結合部は、結合相手の方へ前記結合金具本体の軸方向へ突き出した突部と、
   この突部に設けられ、結合相手の結合部のものに係合可能である係止鉤部と、
   を備え、更に、前記変形部は、前記結合部の領域に形成した請求項１または請求項２に記載の結合金具。
6. 前記変形部が伸びて前記シール部材が軸方向に移動したときに前記シール部材と結合相手のシール部材との間によって形成されるリーク路の開口領域と、前記流体噴出口の領域とが少なくともその一部が重なり、前記リーク路から放出する流体を前記流体噴出口から噴出させる請求項２に記載の結合金具。
7. 前記流体噴出口を前記結合部本体の円周方向の複数個所に配置した請求項６に記載の結合金具。
8. 前記流体噴出口を前記結合部本体の円周方向に均等割りで３か所以上配置した請求項６に記載の結合金具。
9. 少なくとも前記変形部の素材を伸び１０％以上の材質とした請求項１、請求項２、請求項６または請求項７のいずれかに記載の結合金具。
10. 前記結合部本体、結合部及び変形部の少なくともいずれかの素材を引張強さ２５０Ｎ／mm^２以上、伸び１５％以上のアルミニウム合金鍛造品とした請求項１、請求項２、請求項６または請求項７いずれかに記載の結合金具。
11. 前記係止鉤部は、相手の係止面と係止する係止面を有し、該係止面は周方向に対し、カウンターアングルθが２０°〜３０°でオーバーハング状に傾斜する請求項５に記載の結合金具。

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