JP5890610B2 - ホース接続装置、及び当該ホース接続装置を有するソレノイドバルブ - Google Patents

Description

本発明は、ホース接続装置及び当該ホース接続装置を有するソレノイドバルブに関する。

従来、ホース継手金具やホース接続装置として、継手本体と、ニップルとを有するホース継手金具が知られている（特許文献１）。

また、ホースの抜け防止のために、カシメ接合したホース連結装置、すなわち、ホースニップルと、当該ホースニップルの外周にホースの一端を差し込み、これらをカシメパイプで覆ってカシメ接合することにより、ホースニップルとホースが抜け不能に接続されたホース連結装置が知られている（特許文献２）。

特開昭63-191520 特開2000-227190

しかしながら、従来においては、いずれも小型の所謂ホースニップルを配して、当該ニップルにホースを接続することを前提としている。例えば、検査装置や、ロボット、医療機器などにおいて、小型の機械的制御構造を備える装置では、その内部にソレノイド駆動用圧力Airホースなどを接続する場合、小型のホースニップルを配し、それにホースを接続している。一方で、大型、小型の装置を問わず、当該ニップルの存在はそれ自体、ある程度の空間を余儀なく必要とされる。例えば、昨今、多様な制御装置は、技術の進歩により制御要素が増える反面、省スペース化で小型化が進んでいる。したがって、各制御要素に与えられる空間は、より狭くなってきている。そのためソレノイド駆動に必要な圧力AIRを引き回すホースの取り付けの際、接続すべき部材（通常ニップルと称す）が必要であるが、それも小型化されている。

しかしながら、ニップルは、ソレノイド等の部材に配する為に、ネジを用いて締め付けるが、AIR導入の為の穴径を確保すると、ネジの小型化に限界があり、事実上、ある大きさより小型化は、ネジ規格、およびニップル部材自身の強度から、小型化の限界が生じている。また、ニップルとホースとをオーバーラップさせる長さも、脱落しない、また圧力漏れが発生しない為のシーリングの距離として、ある最低限の距離が必要である。またホースを曲げる場合、最小Rの確保が必要であるので、それらニップルの配置には、設計で空間を配慮しなければならなかった。

そこで、本発明は、上記問題点を解決すべく、配置空間を有効利用したホース接続装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明者は、ホース接続装置の構成について鋭意検討を行った結果、本発明を見出すに至った。

すなわち、本発明のホース接続装置は、ホースを貫通させることが可能な孔を有するホースホールド部材と、前記ホースホールド部材へ前記ホースが挿入された場合に前記ホースの抜けを防止する固定手段とを有するホース接続装置であって、
前記ホースホールド部材は板状部材であり、かつ、前記孔は前記ホースの抜けを防止することが可能であり、前記孔内面の部分は、前記孔を形成する部材の他の面より高い摩擦係数を有し、
前記固定手段は、前記孔以外に、前記ホースホールド部材と、前記ホースの挿入を必要とする部材との間に存在し、かつ、前記固定手段は、前記ホースの長手方向に垂直な方向における前記ホースの断面積より小さい断面積を有し、前記ホースの形状に合わせて前記ホースを挿入できる第一の穴であって、前記第一の穴の部分は、前記第一の穴を構成する他の部分より高い摩擦係数を有し、
さらに、前記ホースホールド部材と、前記ホースの挿入を必要とする部材との間に、シール部材挿入用の第二の穴であって、前記ホースの長手方向に平行な方向の断面が三角形である前記第二の穴を有することを特徴とする。

また、本発明のホース接続装置の好ましい実施態様において、前記ホースホールド部材の前記孔の一部又は全部が、テーパーを有することを特徴とする。

また、本発明のホース接続装置の好ましい実施態様において、前記テ―パーの先細り部分が、前記ホースの挿入方向に対して反対の方向に引っ張り力を有していることを特徴とする。

また、本発明のホース接続装置の好ましい実施態様において、前記テ―パーの先細り部分であって、前記ホースとの接触部分が、面取りされていないことを特徴とする。

また、本発明のホース接続装置の好ましい実施態様において、さらに、前記ホース内を流れる媒体の漏れを防ぐシール部材を有することを特徴とする。

また、本発明のホース接続装置の好ましい実施態様において、前記シール部材が、Ｏリングであることを特徴とする。

また、本発明のソレノイドバルブは、本発明のホース接続装置を有することを特徴とする。

本発明のホース接続装置によれば、配置空間を有効利用可能なホース接続装置を提供可能であるという有利な効果を奏する。本発明のホース接続装置によれば、所謂ニップルを用いることなく、ホースホールド部材を構成することができるので、大型、小型を問わず、限られた空間であってもホースを効果的に接続可能であるという有利な効果を奏する。本発明のホース接続装置によれば、所謂ニップルを用いないで、ホースを接続することが可能であり、省スペース型ホース接続機構をもちいる事で、配置空間を軽減できるので、装置の小型化に寄与できるという有利な効果を奏する。また、本発明のホース接続装置によれば、板状の部品を継手に用いることができるので、製造コストを大幅に削減できるという有利な効果を奏する。

本発明の一実施態様におけるホース接続装置の一例を示す図である。 本発明の一実施態様におけるホース接続装置を適用可能なソレノイドバルブの一例を示す図である。 本発明の一実施態様におけるホース接続装置のホースホールド部材部分の一例を示す図である。（a）は断面図を示し、（ｂ）は上から見た平面図を示す。 本発明の一実施態様におけるホース接続装置のホースホールド部材部分の一例を示す図である。 本発明の一実施態様におけるホース接続装置を適用可能なソレノイドバルブの一例を示す図である。(ａ)は、バルブが閉じた状態における、本発明のホース接続装置及び当該ホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの上面視図の一例を示す。（ｂ）は、バルブが閉じた状態における、本発明のホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの側面視図の一例を示す。（ｃ）は、バルブが開いた状態における、本発明のホース接続装置及び当該ホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの上面視図の一例を示す。（ｄ）は、バルブが開いた状態における、本発明のホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの側面視図の一例を示す。

本発明のホース接続装置は、ホースを貫通させることが可能な孔を有するホースホールド部材と、前記ホースホールド部材へ前記ホースが挿入された場合に前記ホースの抜けを防止する固定手段とを有することを特徴とする。前記ホースについては、特に限定されない。例えば塩化ビニル樹脂などの合成樹脂やゴムなどの可とう性を有する材料を挙げることができる。また、ホースの直径、外径、内径等、及びホースの形状等についても特に限定されるものではなく、本発明を適用可能である。また、本発明において、ホースホールド部材は、前記ホースを貫通させることが可能な孔を有すれば足りる。ホースホールド部材は、独立した一つの部材としてもよく、ホースを引き込みたい部材に一体成型されて、当該部材に組み込まれた形で存在してもよい。

また、孔は、ホース内に気体、液体等が導入されて、ホース内の圧力が上昇し、ホースが膨張すればするほど、ホースが抜けにくい構造としてもよい。例えば孔の内面を下記のような所謂釣り針の返しのような構造としても良く、また、摩擦係数を当該部材の他の面よりも高くすることにより、ホースを抜けにくくしてもよい。孔の内面を単に研磨しないで、機械切断したままの状態においても、孔内面の摩擦係数を当該孔を形成する部材の他の面の摩擦係数より高くすることができ、ホースを抜けにくくすることが可能である。

本発明のホース接続装置において、孔を有することができれば、ホースホールド部材の形状は特に限定されない。例えば、板状の部品をホースホールド部材に用いることができ、この場合には、製造コストを大幅に削減できるという有利な効果を奏する。

また、本発明のホース接続装置の好ましい実施態様において、前記ホースホールド部材の前記孔の一部又は全部が、テーパーを有してもよい。テーパーを有することにより、前記ホースの挿入が容易となる。

また、好ましい実施態様において、前記テ―パーの先細り部分が、前記ホースの挿入方向に対して反対の方向に引っ張り力を有していることを特徴とする。つまり、前記テーパーの先細り部分において、前記ホースの挿入方向に対して反対の方向に引っ張り力を有するようにすることで、ホースの抜けを防止することが可能である。すなわち、例えば、テ―パーの先細り部分を、面取りせずにしておくことで、ホースが挿入された場合に、前記テ―パーの先細り部分とホースとの接触点において、先細り部分が、ホースに食い込み抜けを防止することができる。

テーパーの部分を利用しない態様においては、前記孔において、釣針で言う返しのようなものを有するようにしてもよい。つまり、ホースの挿入方向に対してはスムーズに挿入可能であるが、孔に設置された返しの存在によって、ホースが抜けにくくなるような構成を採用してもよい。この返しは、孔に１又は複数個設置してもよく、用途に合わせて適宜設定することが可能である。

従来一般的なニップルを用いた継手のようにニップルを必須とする場合には、当該ニップルに部分の厚み、存在等(深さ方向の空間をある程度必要となる。)によって、ホースを必要とする部材に対する、ホースの利用が制限されていた。しかしながら、本発明のホース接続装置においては、所謂ニップルの存在がなくても、ホースを部材へ適用できるので、大型から小型の装置に対しても幅広く適用可能であり用途の拡大が期待できる効果を有する。

また、ニップルを用いないタイプの継手においては、ニップルの代わりにボルトを採用しているものが多数存在するが、やはりニップルと同様にボルトの厚み、存在(やはり深さ方向の空間をある程度必要となる。)等によって、ホースの適用が制限されている。すなわち、多様な継手があるが、総て継手自体は、PTネジまたはPFネジ等が切ってあり用途側に、雌ネジを開け取り付けることが前提となっているか、または、ニップルを必須要件としていることから、ネジ穴の深さやニップル分の深さを確保する必要が発生している。継手自体に、PTネジまたはPFネジ等を作る為、ある小型化には制限が発生する。これに対して、本発明においては、極論すれば、用途側部材に、ホースを直接取り付ける機構を実現可能であり、大型のみならず、とりわけ、小型化された用途部材に適用可能である。

また、固定手段は、前記ホースの抜けを防止することが可能であれば特に限定されない。固定手段の位置についても特に限定されないが、限られた空間を有効に利用するという観点から、ホースホールド部材の内側、例えば、ホースホールド部材と、ホースの挿入を必要とする部材との間が好ましい。すなわち、ホースホールド部材の外側では、折角、空間を有効に利用するために、ホースホールド部材を薄く作成することができるのにさらに厚みを必要としてしまうからである。すなわち、ホースホールド部材の外側では、ニップルやボルト等を必須とするホース継手と同様に、厚み(挿入の深さ)方向の空間を必要としてしまうからである。

したがって、好ましい態様においては、前記固定手段は、ホースホールド部材と用途部材(ホースを必要とする用途部材)との間、あるいは前記用途部材中とすることができる。好ましい実施態様において、前記固定手段が、前記ホースの長手方向に垂直な方向における前記ホースの断面積より小さい断面積を有し、前記ホースの形状に合わせて挿入できる穴である。ホースの断面積より小さい断面積としたのは、ホースが円筒状である場合を例にすれば、ホースの直径(外径)より若干小さい径の穴に前記ホースを挿入することができれば、非常に抜けにくい構造となるからである。どの程度、小さい面積の穴とするかは、ホース大きさ等による。この穴において、釣針で言う返しのようなものを有するようにしてもよい。つまり、ホースの挿入方向に対してはスムーズに挿入可能であるが、穴に設置された返しの存在によって、ホースが抜けにくくなるような構成を採用してもよい。この返しは、穴に１又は複数個設置してもよく、用途に合わせて適宜設定することが可能である。穴の部分を当該穴を構成する他の部分より高い摩擦係数を付与するようにすれば、ホースの抜けをより防止することが可能である。すなわち、機械加工で打ち抜き状態の穴等であってもよい。

なお、この穴は、ホース内を流れる媒体の漏れを防止する所謂シール剤としての機能も備える。

本発明のホース接続装置において、さらに、前記ホース内を流れる媒体の漏れを防ぐシール部材を有することができる。シール部材は、前記穴とホースとの間に設置してもよく、また、穴以外の部分に設けてもよい。シール部材の位置については特に限定されない。好ましくは、前記シール部材が、Ｏリングである。より効果的にシールするために、シール部材の位置、Ｏリングの位置は、前記ホースホールド部材の内側、すなわち用途部材側である。これによって外部に出っ張ることなく、シールを行うことができ、空間配置を有効に利用可能である。なお、シール部材の材質についても特に限定されない。一般的なシール材を使用することができる。例えば、ゴム製のもの、樹脂製のものを使用することができる。

本発明のホース接続装置は、非常に簡便な構造であり、既存の種々の装置に設計変更して適用可能である。下記では、本発明のホース接続装置を、ソレノイドバルブに適用した例を示すが、本発明のホース接続装置を適用可能な用途部材はソレノイドバルブに限定されるものではない。例えば、ソレノイドバルブの他に、各種アクチュエーター、ピストン、ピストンアクチュエーター等のほか、また直接的に流体を注ぐ用途部材にホースを接続した場合等のホースの挿入を必要とする装置、部材等に広範に適用可能である。

また、本発明のソレノイドバルブは、本発明のホース接続装置を有することを特徴とする。本発明のソレノイドバルブにおいて、本発明のホース接続装置に関しては、上述の説明を参照することができる。

次に、図面を用いて、本発明のホース接続装置及びソレノイドバルブを説明する。

図１は、本発明の一実施態様におけるホース接続装置の一例を示す図である。１はバルブ駆動用圧力エアー、２は被制御ガス、３はホース、４はホースホールド部材、５はホース継手とホースとの接触部分、６はシール部材（Ｏリング）、７はテーパー部分、８はネジ、９は穴、１０は固定手段(穴)をそれぞれ示す。図面から分かるように、所謂ニップルやボルトを必要としないため、ホースの挿入方向(深さ方向)厚みを極めて少なくすることができる。図1において、ホースホールド部材４は、板状部材を用いているが、ホースの挿入を必要とする部材に一体成型してホースホールド部材と同様の作用効果を有する構成をとることも可能である。テーパー部分７は、図のようにテ―パーを有しており、ホースの挿入方向に向かって、先細りする形状となっている。但し、孔を有すれば、特にテーパーとしなくてもよい。５はホースホールド部材とホースとの接触部分である。この部分のホースホールド部材側を面取りしない場合には、摩擦係数が増大し、挿入されたホースをより抜けにくくする。ホースに気体、液体等が注入されて、ホース内の圧力が増加した場合には、より一層ホースが抜けにくくなる構造となっている。ホースホールド部材とホースとの接触部分は、ホースホールド部材の他の部分よりも摩擦係数を高くすると、ホースが抜けにくい構造となる。抜けにくくするには、上述のように釣り針における返しのような役割をする部分をホースホールド部材に1又はそれ以上設けてもよい。このようにすれば、ホースが一層抜けにくくなる構造となる。

また、図においては、シール部材６として、Oリングを用いている。これによって、ホース内を流れる媒体、例えば圧力ＡＩＲの漏れを阻止することができる。また、固定手段１０、例えば穴は、やはり、ホース内に気体や液体が導入されて、ホース内の圧力が増加した場合には、ホースが抜けにくくなる構造となる。この態様においては、ホースを必要とする用途側に、Oリングが挿入できる穴を切って、当該穴にOリングを挿入し、その後ホースホールド部材で押さえつける構造となる。

なお、固定手段１０の穴の内面に対し、ホース外面が密着する様に、固定手段１０の穴の面粗度は良い方が望ましい。なお、内圧でホースが拡張するので、さらに密着度は向上する。従って、本来構想的には、シール部材６、例えばOリングを配する必要ないが、更なる安全性を高める為という観点から、シール部材６、例えばOリングを配した方が望ましい。また、量産的な製造工程における加工コストを考察すれば、ある程度の面粗度バラつきも考慮する必要がある。従って、微小な擦り傷等がついた場合、傷の隙間を抜けて漏れる事が発生した場合のも、シール部材６、例えばOリングを配したことで、さらに安全性を高める効果を奏することが期待できる。

なお、図１の例では、ソレノイドバルブに、ホース接続装置を適用した場合の一例を示している。

次に、図２は、本発明の一実施態様におけるホース接続装置を適用可能なソレノイドバルブの一例を示す図である。２０はシリンダーヘッド、２１はスプリング、２２はピストン、２３は隔離シール押さえ、２４は隔離シール（Ｏリングを含む）、２５はバルブヘッド、２６はソレノイドブロック、２７は被制御ガス出力口、２８〜３１はＯリングをそれぞれ示す。

また、図５は、本発明の一実施態様におけるホース接続装置を適用可能なソレノイドバルブの一例を示す図である。(ａ)は、バルブが閉じた状態における、本発明のホース接続装置及び当該ホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの上面視図の一例を示す。（ｂ）は、バルブが閉じた状態における、本発明のホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの側面視図の一例を示す。（ｃ）は、バルブが開いた状態における、本発明のホース接続装置及び当該ホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの上面視図の一例を示す。（ｄ）は、バルブが開いた状態における、本発明のホース接続装置が組み込まれたソレノイドバルブの側面視図の一例を示す。

図１、２及び５等を参照しながら、ソレノイドバルブの動作について簡単に説明すれば以下のようである。図5(ａ)の状態は、バルブが閉じた状態である。この場合、バルブ駆動用圧力Ａｉｒは１から導入されていない状態である。バルブを開きたい場合には、バルブ駆動用圧力Ａｉｒを流す。１からのエアーは、隔離シール押さえ２３や隔離シール２４により、バルブヘッド２５の方向へは行かず、スプリング２１を圧縮させるように作用する。そうすると、バルブヘッド２５は、バルブを開くことができる。弁が開けば、被制御Ｇas導入ホース2内を流れる気体、液体等の媒体が被制御Gas出力口２７から出力されるしくみとなっている。

なお、図５において、A,B,C等の長さ、ホースの内径、外径、形状等は特に限定されないが、実際に行った実施例によれば、Aは30mm、Bは20mm、Cは15mmのものであった。また、ホースサイズは、外径がφ3mm、内径がφ2mmであった。

図３は、本発明の一実施態様におけるホース接続装置のホースホールド部材部分の一例を示す図である。（a）は断面図を示し、（ｂ）は上から見た平面図を示す。例えば、ホースの外径がφ３mmとした場合、この例においては、テ―パー部分の先細り部分を、φ2.9〜2.95mmに設定している。また、固定手段の穴部分の内径もホースの外径より小さく、具体的にφ2.95mmに設定している。これらの具体的な値に特に限定されず、ホースを固定することができれば特に限定されない。具体的には、ホースの材質、硬度、形状、用途部材の用途等によって設計変更することが可能である。

なお、この態様においては、テ―パーの角度は図で示すように、30°に設定している。これらの角度についても特に限定されず、ホースを固定することができれば特に限定されない。具体的には、ホースの材質、形状、用途部材の用途等によって設計変更することが可能である。

なお、図において、テ―パーを有さない孔が２つ記載されているが、この孔は、用途部材にホースホールド部材を取り付けるためのもので、例えばネジなどを通す穴である。他にホースホールド部材を固定、取り付けることができれば、ネジに限定されず、常法を用いて取り付け可能である。この場合には、この2つの孔は不要となろう。

次に、図４は、本発明の一実施態様におけるホース接続装置の継手部分の一例を示す図である。図3の態様との違いは、図４は、複数のホースを接続可能としたホース継手の例を示している点である。

本発明のホース接続装置は、大型、小型を問わず、非常に限られた空間内においてもホースの接続を可能にすることから、分野を問わず、広範な範囲の分野において、利用可能である。すなわち、今まで組み込み不可能だった空間においても、本発明を適用することが可能であり、産業装置の小型化、および機構要素の集積向上に寄与することが期待される。

１ バルブ駆動用圧力エアー
２ 被制御ガス
３ ホース
４ ホースホールド部材
５ ホースホールド部材とホースとの接触部分
６ シール部材（Ｏリング）
７ テーパー部分
８ 被部材(用途部材)にホースホールド部材を固定するネジ
９ 圧力ガス導入経路
１０ 固定手段(穴など)
２０ シリンダーヘッド
２１ スプリング
２２ ピストン
２３ 隔離シール押さえ
２４ 隔離シール（Ｏリングを含む）
２５ バルブヘッド
２６ ソレノイドブロック
２７ 被制御ガス出力口
２８ Ｏリング
２９ Ｏリング
３０ Ｏリング
３１ Ｏリング

Claims (7)

1. ホースを貫通させることが可能な孔を有するホースホールド部材と、前記ホースホールド部材へ前記ホースが挿入された場合に前記ホースの抜けを防止する固定手段とを有するホース接続装置であって、
   前記ホースホールド部材は板状部材であり、かつ、前記孔は前記ホースの抜けを防止することが可能であり、前記孔内面の部分は、前記孔を形成する部材の他の面より高い摩擦係数を有し、
   前記固定手段は、前記孔以外に、前記ホースホールド部材と、前記ホースの挿入を必要とする部材との間に存在し、かつ、前記固定手段は、前記ホースの長手方向に垂直な方向における前記ホースの断面積より小さい断面積を有し、前記ホースの形状に合わせて前記ホースを挿入できる第一の穴であって、前記第一の穴の部分は、前記第一の穴を構成する他の部分より高い摩擦係数を有し、
   さらに、前記ホースホールド部材と、前記ホースの挿入を必要とする部材との間に、シール部材挿入用の第二の穴であって、前記ホースの長手方向に平行な方向の断面が三角形である前記第二の穴を有することを特徴とするホース接続装置。
2. 前記ホースホールド部材の前記孔の一部又は全部が、テーパーを有することを特徴とする請求項1記載のホース接続装置。
3. 前記テ―パーの先細り部分が、前記ホースの挿入方向に対して反対の方向に引っ張り力を有している請求項１又は２項に記載のホース接続装置。
4. 前記テ―パーの先細り部分であって、前記ホースとの接触部分が、面取りされていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のホース接続装置。
5. さらに、前記ホース内を流れる媒体の漏れを防ぐシール部材を有する請求項１〜４のいずれか1項に記載のホース接続装置。
6. 前記シール部材が、Ｏリングである請求項５記載のホース接続装置。
7. 請求項１〜６のいずれか1項に記載のホース接続装置を有するソレノイドバルブ。
   

Images