JP5905954B2 - 圧縮空気カップリング - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の標準ニップルとの結合に適した雌流動媒体カップリング半体に関する。

特許文献１（同一発明者による）は、雌部品が、雄ニップルの挿入時に開く弁と、係止したカップリングを開く変位可能なスリーブと、係止爪とを備えた、圧縮空気ラインに適したホースカップリングを記載している。このカップリングには、分離時に係合してニップルを中間空気圧解放位置に保持し、ニップルが残圧に起因して弾け飛ぶ危険を防止する、別個の停止要素も設けられる。

特許文献２（同一発明者による）は、爪要素を用いる圧縮空気安全カップリングのより単純で効果的な設計を開示しており、爪要素のそれぞれに近位移動止め及び遠位移動止めの両方を設けて、特別に設計されたスリーブと共に完全解放前の残圧逃がし中に非常に効果的な係止位置及び中間保持位置の両方を達成する。特許文献２に記載の特定の設計は、残念ながら、爪要素の構成によりその組み立てにおいて特定の手動ステップを必要とすることで、ロボットを用いた雌カプラ半体の組み立てを困難又は不可能にする。このカップリングは、欧州標準ニップルと共に使用するよう設計される［図３］。爪要素の構成は、記載したこの特定の概念を欧州（長寸ネック）標準［図３］及びアジア（短寸ネック）標準［図２］の両方のニップルと共に使用することを不可能にする。

図３に示すような長寸ネック（欧州）ニップルは、特定の従来技術の設計では、手動スリーブの露出端を完全に覆う保護カラーを設けた雌カップリング半体と対にすることができる。このカラーは、結合されたホースが引っ張られる際にスリーブが何かに引っ掛かるか又は妨害された場合に、スリーブが不用意に引き戻されることを防止する。スリーブ端を完全に覆うこのようなカラーは、従来技術の設計では、空間不足のため長寸ネックのニップル以外では不可能であった。

欧州特許第０８３９２９８号明細書 欧州特許第０６６４８６６号明細書

空気圧カプラ等の流動媒体カプラは通常、工具側のニップルを、ニップルの挿入時にのみ開く弁と２つの部品を分離するために後退させることができるばね付勢スリーブとを含む供給側の雌半体と接続する。この形式のカプラを開発する際に２つの安全面を考慮することが、必要ではないにしても望ましいことが多い。
・第１に、スリーブを後退させて２つの部品を分離することで、残圧に起因してニップル部品が弾け飛んで人身傷害又は損害を引き起こしてはならない。２つの部品の完全分離が可能になる前に残圧を逃がす中間保持段階があるべきである。
・第２に、雌半体のスリーブの端の周りに保護カラーがあることが望ましい。この保護カラーは、スリーブが誤って後退する結果として分離が生じることを防止する。保護カラーは、例えばホースが床で引きずられる際に、又は障害物のある環境で、スリーブの端に軸方向のスリーブ後退力が加わることを防止する。

これら２つの望ましい特徴は、セイン３１５シリーズ標準ニップル［図２に示す］又はアジア標準圧縮空気ニップルとして以下で言及する日東工器株式会社のＨｉ−Ｃｕｐｌａプラグの場合のように、周方向溝とニップルの当接面との間の距離が短いニップル用の既知の設計では、達成が困難である。アジア標準により利用可能な短い空間でこれらの安全特徴を達成することは不可能であったし、この短寸カップリングで申し分のない強度及び耐摩耗性を達成することも不可能であった。雌カップリング半体は、既存のアジア標準雌カップリング半体よりも長くてはならない。これらの望ましい特徴のいずれも、現在のところ、圧縮空気カップリング用の短寸アジアニップルに適用可能な雌カップリング半体設計で達成されていない。添付の特許請求項１の特徴を有する添付の特許請求項１のプリアンブルに記載の雌ホースカップリング半体は、これらの利点の両方を発明的に達成する。

本発明を、添付図面に示す非限定的な例を参照して説明する。

本発明による雌カプラ半体を分離状態で示す。 アジア（短寸ネック）標準の圧縮空気ニップルを示す。 この例では用いない欧州（長寸ネック）標準の代替的なニップルを対照的に示す。 本発明の実施形態で２つ使用される爪を示す。 組み立てたカップリング半体において弁を包囲し、さらに分離スリーブにより包囲される金属管を単独で示す。 組み立て後に図の右側の雌カプラ半体アセンブリを包囲する、刻み付きの手動分離スリーブを左側に示す。 本発明による雌カップリング半体へのニップルの結合挿入の連続ステップの１つを示す。 本発明による雌カップリング半体へのニップルの結合挿入の連続ステップの１つを示す。 本発明による雌カップリング半体へのニップルの結合挿入の連続ステップの１つを示す。 分離のための刻み付きスリーブの手動後退時の中間圧力抜きニップル保持位置を示す。 分離中のニップルの完全解放を示す。 スリーブ１０をその元の位置にしたニップルの取り外し後の雌カップリング半体を示す。 本発明による雌カプラ半体の分解図を示す。

図は、図２に示すようなアジア標準短寸ネック圧縮空気ホースニップルと共に使用する安全カップリング用に設計した、単一の非限定的な例を主に指す。本発明の雌カップリング半体の単一の例示的な実施形態のみを図示し、図面を通して各要素に一様な符号を付ける。

図１は、短寸ネックアジア標準ニップルとの使用に適した雌ホースカップリング半体を示す。弁１が、開口２３及びその端にゴムＯリング２１を有する中空の本体２［図６に長手方向断面で示す］を有する。周囲リング２０に対してゴムＯリング２１がシールして、弁を閉じる。弁１には、短寸ネックアジア標準ニップル３の端を受け入れる円筒状ソケットも設ける。ニップルが完全に挿入されていない場合に、弁が図中の右側にばね付勢２２されることで、圧縮空気の供給側に接続した雌ホースカップリング半体の弁１の閉鎖が保たれる。

以下でより詳細に説明するように、管４が、弁１を摺動可能に保持し、この例では保護カラー５と一体となって不用意な解放を防ぐ。管はさらに、手動ばね２４で付勢されたスリーブ１０により包囲される。上記管４を図５に単独で示し、この例では直径方向に対向して配置した２つの長手方向スロット６を設ける。（図１２も参照）。以下で説明するように、これらのスロット６のそれぞれが爪７を保持し、爪７は、ニップルを完全結合した圧縮空気供給位置又は完全係脱前の圧力逃がし用の中間保持位置に保持するよう周方向ニップル溝と係合する遠位（図１、図４〜図１１の右側）移動止め８を有する。各爪７は、近位（図１、図４〜図１１の左側）移動止め１５を有し、これは、スリーブ１０の内部により押下されていない場合に、各スロット６をそれぞれ横切る遠位凹部１６と近位凹部１７との間で摺動可能であるよう丸みを帯びている。以下でより詳細に説明するように、各爪は、中央突起１３を有し、これは、弁本体１の周方向溝１４内に収まり、移動止め８、１５を係合及び係脱させるよう爪がシーソー動作する支点を形成する。このシーソー動作は、特に真鍮コンポーネントと鋼コンポーネントとの相互作用を考えると、以前の設計よりもコンポーネントの摩耗強度及び寿命を大幅に増加させるのに極めて重要である。各爪には、その遠位端付近に半径方向外向きのヒール１８も設ける。

管４を包囲するばね２４で付勢されたスリーブ１０は、手動で作動して分離させることができる。スリーブの内部には、２つの周方向空洞１１及び１２［図６を参照］を設け、これらは、スリーブ１０のさまざまな軸方向位置で移動止めをシーソー動作により係合及び係脱させる。

本発明の雌カップリング半体は、アジア標準の短寸ネックホースニップルと共に以下のように機能する。ホースニップル３を本発明の雌カップリング半体に挿入するところが、図７で見られる。スリーブ１０は、弁１のように、圧周空気供給側の閉鎖を保つ前方ばね付勢位置に依然としてある。進入する（矢印Ｂ１を参照）ニップルのヘッドが、各爪７の遠位移動止め８を半径方向外方へ押す。これが許容可能なのは、スリーブ１０が、その遠位空洞１１を各ヒール１８と一致させて各ヒール１８が遠位空洞１１に入ることができている完全前方位置にあることで、ニップルを弁１の本体２の円筒状ソケットに入れることができるからである。ユーザがニップル３を雌カップリング半体に押し込み続けると、弁本体２がばね２２の力に反して図中の左側に押しやられることにより、ニップル及びそのホース（図示せず）への圧縮空気の供給が開放される。［図９を参照。］溝１４と各爪７の突起１３とが係合しているので、弁本体２は２つの爪７も伴って移動する。各爪のこの移動を図８に示し、丸みを帯びた近位移動止め１５が管４の外面の遠位凹部１６から近位凹部１７へ向かって摺動する。スリーブ１０の内部近位空洞１２は、その近位端に周方向斜面１９を有する。スリーブ１０は、図示のようにわずかに左側へ移動するが、この斜面が近位移動止め１５を管４の近位凹部１７に押し込めて、スリーブは図９に示すようなその元の伸展位置へ戻り（矢印Ａ１）、図９は、近位移動止め１５を、したがって爪７をその係止位置に保つ完全係合係止位置にあるカップリングを示す。この係止位置は、移動止め及び突起１３の両方を利用し、これらすべてがスリーブ１０の内面によって強固な係止位置に確実に保持される。

当業者であれば、空洞１１及び１２の直径及び形状を本発明の範囲内で変更して同じ効果を達成することができることを当然理解するであろう。

分離するには、ここで図１０に示すように、ユーザがスリーブ１０を引かなければならず、それによって爪７の近位移動止め１５が引き上がって管４の遠位凹部１６に滑り込むことができ、弁のばね２２が弁の本体２を押し進めることで弁を閉じる。この位置［図１０］では、ニップルは矢印Ｂ２の方向に移動しているが、スリーブ１０、爪７、及び爪７の遠位移動止め８によって保持されたままであり、その間、ニップルがわずかに移動して弁ソケットとシール係合しなくなったので残圧が逃される。これにより、高い残圧がホースニップル又は雌カップリング半体を高速で発射させる結果として人身傷害又は損害を引き起こす可能性を防止する。ニップルの最終的な抜き取りは、圧力逃がし後にスリーブ１０が解放され、図１１に示すその元の伸展位置へ戻ってニップルを雌部品から出すことができるようにして初めて可能となる。さらに別の安全特徴として、スリーブ１０は、操作者がスリーブ１０を握った手を放しても高圧でニップルが放出されなくなるまで、図１１に示す元の位置へ戻らない。ニップルは、システム内に高圧がある限り操作者がスリーブから手を放しても中間圧力逃がし位置に保持される。この機能は、図１０を見れば理解することができ、図１０では、ニップルを矢印Ｂ２の方向に押す強い残圧があると考えられる。周方向溝の縁が遠位移動止め８に押し当たることで、各爪７のヒール１８をスリーブ１０と接触させ続け、内側周方向空洞１１がヒール１８に空間を与えることにより遠位移動止め８がニップルを完全に解放する元の伸展位置［図１１］へスリーブが進まないようにする。

本発明の例示的なカプラ半体のコンポーネントをよりよく理解するために、図１２は分解図を示す。管４の端に、パイプフィッティング２１の雌ねじ２１ａに螺合するねじ部４ａを設けることで、使用のためにカップリング半体アセンブリの全体をまとめる。スリーブ１０とパイプフィッティング２１との間に取り付けたばね２２は、スリーブを例えば図１の右側の位置へ付勢する。

突起が弁の本体と係合するこの新規構成は、管に保護カラー５を配置することを可能にする。保護カラーは、ホース及びカップリングが例えば床上で引っ張られて何らかの障害に引っ掛かった場合に、スリーブの不用意な後退及び分離を防止する。

本発明を空気圧システムと共に使用するものとしてここでは説明したが、当業者が認識するように、適切に適合させれば、本発明を添付の特許請求の範囲内でさまざまなタイプの流動媒体供給システム、すなわち空気及び酸素の呼吸用等のガス及び液体供給システム、高圧システム、及び油圧システムに適用することができる。

Claims (7)

1. 周方向ニップル溝を有する標準流動媒体ニップルとの結合に適した雌カップリング半体であって、
   ・カップリングを通る流動媒体の流れを制御するための、前記ニップルを受け入れる円筒状ソケットを有する本体（２）を有する弁（１）と、
   ・該弁を摺動可能に保持し、複数の軸方向貫通スロット（６）を設けた管（４）と、
   ・それぞれが両端に近位移動止め（１５）及び遠位移動止め（８）を有し、それぞれが前記軸方向貫通スロット（６）のそれぞれに保持される複数の爪（７）と、
   ・前記管（４）を包囲する手動で軸方向に変位可能なばね付勢スリーブ（１０）であり、該スリーブ（１０）の選択した軸方向位置で前記周方向ニップル溝に係合した爪遠位移動止め（８）の係脱を可能にする、少なくとも１つの内側周方向空洞（１１）を設けたスリーブ（１０）と
   を備えた雌カップリング半体において、
   前記弁（１）の前記本体（２）の外部に周方向溝（１４）を設け、該周方向溝（１４）に前記爪それぞれの端間にある突起（１３）が収まり、それによって各爪を前記弁の本体と共に軸方向に移動させることを特徴とする雌カップリング半体。
2. 請求項１に記載の雌カップリング半体において、各爪（７）の前記近位移動止め（１５）を、前記管の遠位周方向外側凹部（１６）から近位外側凹部（１７）へ変位させて、前記雌カップリング半体と前記ニップルとを完全に結合させることができ、前記弁が開くことを特徴とする雌カップリング半体。
3. 請求項１に記載の雌カップリング半体において、前記手動で軸方向に変位可能なばね付勢スリーブ（１０）に、遠位内側周方向空洞（１１）及び近位内側周方向空洞（１２）を設け、前記スリーブ（１０）を後退させると［図１０］、前記近位内側周方向空洞（１２）が前記近位外側凹部（１７）の上に配置されて、各近位移動止め（１５）を前記近位外側凹部（１７）に収まる完全結合した弁開放位置から出すと共に前記遠位外側凹部（１６）へ移動させることができ、それによって前記弁が閉じて前記ニップルと前記弁（１）との間の圧力が逃がされることを特徴とする雌カップリング半体。
4. 請求項３に記載の雌カップリング半体において、前記近位内側周方向空洞（１２）の近位端面（１９）が斜めであることを特徴とする雌カップリング半体。
5. 請求項３に記載の雌カップリング半体において、前記ばね付勢スリーブ（１０）の前記後退時に、各遠位移動止め（８）を前記周方向ニップル溝内に保持することによって前記ニップルが即座に完全に解放されないようにすることを特徴とする雌カップリング半体。
6. 請求項５に記載の雌カップリング半体において、各爪（７）のヒール（１８）が前記スリーブ（１０）とその後退位置で係合して該スリーブ（１０）を保持することによって、各遠位移動止め（８）を前記周方向ニップル溝内に保持することを特徴とする雌カップリング半体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の雌カップリング半体において、該雌カップリング半体は、圧縮空気との使用に適していることを特徴とする雌カップリング半体。

Images