JP6171508B2

JP6171508B2 - 管継手

Info

Publication number: JP6171508B2
Application number: JP2013080194A
Authority: JP
Inventors: 輝久鈴木
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2033-04-08
Also published as: JP2014202310A

Description

本発明は、管継手に関し、さらに詳しくは、簡素な構造でありながら、振動等を受けるとともに埃等が多い状況下においても結合状態を確実に維持でき、かつ、円滑に結合および結合解除作業を行なえる管継手に関するものである。

ソケットに設けたスリーブによって、ロックボールをプラグの係合部にロックおよびロック解除させることにより、ソケットとプラグとを結合および結合解除させる管継手が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。これら従来の管継手では、ソケットの外周面に金属製のピンが立設され、スリーブにはピンが入り込む切欠き部が設けられている。ソケットとプラグとの結合解除を行なう際には、スリーブを回転させて切欠き部をピンの位置に一致させ、切欠き部にピンが入り込むようにスリーブを軸方向に移動させて、ロックボールをロック解除させるようにしている。

これらの管継手は、スリーブに振動や回転させる外力が作用する状況下では、その振動等によってスリーブが回転してしまい、スリーブがロックボールをロックするロック位置からロック解除位置に不用意に移動することがあるという問題があった。スリーブがロック解除位置に移動すれば、ソケットとプラグとの結合状態が解除可能な状態となるため、このような事態は確実に防止する必要がある。また、ソケットにピンを立設するための加工およびスリーブの加工が必要になるため、加工工数が増大するという問題がある。

上記の問題を解決するため、ソケットの外周面に軸方向に間隔をあけて複数の環状溝を形成するとともに、環状溝に嵌合する弾性リングを設けた管継手が提案されている（特許文献３参照）。この管継継手では、１本の環状溝に弾性リングを嵌合することにより、この弾性リングをロック位置にあるスリーブに当接させて、スリーブがロック位置からロック解除位置へ移動することを規制して、ソケットとプラグとの結合を維持する。そして、弾性リングを他の環状溝に嵌合させることにより、スリーブの軸方向の移動規制を解除して、ソケットとプラグとの結合を解除可能な状態にする。このように、弾性リングを移動させるだけの単純な操作により、スリーブのロックおよびロック解除ができる。また、従来のように不用意にスリーブが回転してロック解除位置に移動することがないので、振動等を受ける状況下においても結合状態を確実に維持することできるという大きな利点がある。

さらには、ロック位置にあるスリーブに弾性リングが当接するので、弾性リングが当接した側のスリーブの端部とソケットとのすき間が弾性リングにより塞がれる。そのため、埃や粉塵がある状況下であっても、この部分から管継手内部への埃等の侵入が防止されるという利点もある。しかしながら、弾性リングが当接しない側のスリーブの端部と、ソケットやプラグとの間にはすき間があるため、埃や粉塵等が多い状況下では、このすき間から埃や異物が侵入する可能性がある。管継手内部や嵌合部分に埃や異物が侵入すると、その埃や異物によって、ロックおよびロック解除する際のスリーブの移動に支障が生じることがある。これに伴って、管継手の結合および結合解除作業が円滑に行えなくなるという問題がある。また、管継手の着脱不良や管継手内部の流体に埃や異物が混入するという問題も生じる。

特開平８−１７８１５９号公報特開昭５５−１６６５９２号公報特開２０１２−８７８３７号公報

本発明の目的は、簡素な構造でありながら、振動等を受けるとともに埃等が多い状況下においても結合状態を確実に維持でき、かつ、円滑に結合および結合解除作業を行なえる管継手を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の管継手は、ソケットと、このソケットが外嵌されるプラグとを備え、前記ソケットは、外周面にソケット軸方向にロック位置とロック解除位置との間を移動するスリーブと、このスリーブによってソケット半径方向の移動が規制されるロックボールとを有し、前記プラグは、ロック位置にあるスリーブによって押圧されるロックボールが係合する係合部を有する管継手において、前記ソケットの外周面にソケット軸方向に間隔をあけて形成された複数本の環状溝と、これら環状溝のいずれかに嵌合する弾性リングと、前記プラグの外周面に形成された環状の溝部に嵌合して前記プラグの前記スリーブの軸方向一端部と対向する位置に配置された環状のシール部材とを備え、中立状態の前記シール部材の内径は前記溝部の底面の外径よりも小さく、前記シール部材は弾性変形することにより拡径して前記溝部に外嵌されていて、前記環状溝のうち、１本の環状溝に弾性リングを嵌合することにより、この弾性リングにロック位置にある前記スリーブの軸方向他端部を当接させて前記スリーブのロック位置からロック解除位置への移動を規制して、前記ロックボールを前記係合部に係合させてソケットとプラグとの結合を維持するとともに、ロック位置にあるこのスリーブの軸方向一端部の内周側に形成されていて、この軸方向一端に向かって外周側に傾斜するテーパ面に前記シール部材を当接させ、前記弾性リングを他の環状溝に嵌合させることにより、前記スリーブのソケット軸方向の移動規制を解除して、このスリーブをロック解除位置に移動させて、前記ロックボールを係合部から係脱させてソケットとプラグとの結合を解除する構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、ソケットの外周面に形成された１本の環状溝に弾性リングを嵌合することにより、ロック位置にあるスリーブのロック解除位置への移動を規制して、ソケットとプラグとの結合を維持する。また、弾性リングを他の環状溝に嵌合させることにより、スリーブのソケット軸方向の移動規制を解除して、ソケットとプラグとの結合を解除可能な状態にできるので、弾性リングを移動させるだけの単純な操作でスリーブのロックおよびロック解除ができ、管継手の結合および結合解除を容易に行なえる。しかも、スリーブが回転してもスリーブがロック解除位置に移動することがないので、振動等を受ける状況下においても結合状態を確実に維持することできる。

また、ソケットの外周面に環状溝を形成し、弾性リングを設けるとともに、プラグのスリーブの軸方向一端部と対向する位置に環状のシール部材を配置する簡素な構造であり、ソケットの外周面にピンを立設させる加工をしたり、スリーブにピンを入り込ませる切欠き部を形成する加工をする必要がない。

さらに、ロック位置にあるスリーブの軸方向一端部はシール部材に当接するので、スリーブの軸方向一端部と、ソケットやプラグとのすき間はシール部材によって塞がれる。また、ロック位置にあるスリーブの軸方向他端部は弾性リングに当接するので、スリーブの軸方向他端部と、ソケットとのすき間は弾性リングによって塞がれる。これにより、スリーブがロック位置にある場合は、スリーブの軸方向両端部のすき間から管継手内部や嵌合部分に埃や異物が侵入することが防止される。それ故、埃等が多い状況下であっても、ロックおよびロック解除する際のスリーブの移動が円滑な状態に維持され、これに伴って、管継手の結合および結合解除作業も円滑に行なうことができる。また、管継手の着脱不良や管継手内部の流体に埃や異物が混入するという問題も回避できる。

ここで、前記弾性リングおよび前記シール部材としてゴム製のＯリングを用いることができる。これにより、様々な仕様が安価で確保し易くなる。

前記弾性リングと前記シール部材の硬度が異なるようにすることもできる。弾性リングは環状溝の間を移動させる部材なので、移動させ易さも考慮して硬度を決定する。シール部材は移動しない部材なので、シール性を重視して硬度を決定する。例えば、弾性リングをシール部材よりも高硬度にする。或いは、シール部材を弾性リングよりも高硬度にする。

前記弾性リングと前記シール部材とを、同じ硬度かつ同じサイズのゴム製のＯリングにすることもできる。これにより、弾性リングとシール部材とを同じ仕様のＯリングで共用できるので、汎用性が益々高くなり、Ｏリングの在庫管理等も容易になる。

前記スリーブの弾性リングと当接する側の外周面の角部に凹部を設け、この凹部よりも弾性リングをソケット半径方向外周側に突出させる構成にすることもできる。この構成にすると、弾性リングとなるゴム製のＯリングがスリーブに密着していても、凹部に指を沿わせるようにし、指を引っ掛けることができるので容易に弾性リングを別の環状溝に移動させることができる。

スリーブがロック位置にある本発明の管継手を例示する半断面側面図である。スリーブをロック解除位置へ移動させる際の弾性リングの位置を例示する管継手の半断面側面図である。スリーブをロック解除位置に移動させた状態を例示する管継手の半断面側面図である。プラグとソケットとの結合を解除した状態の管継手を例示する半断面側面図である。スリーブの外周面の角部に凹部が設けられた実施形態を例示する半断面側面図である。シール部材を異ならせた実施形態を例示する半断面側面図である。ソケットの外周面に４本の環状溝が形成された実施形態を例示する半断面側面図である。図７のスリーブをロック解除位置に移動させた状態を例示する管継手の半断面側面図である。

以下、本発明の管継手を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように、本発明の管継手１は、互いに結合および分離するソケット２とプラグ９とを有している。ソケット２は筒状体であり、プラグ９にソケット２が外嵌されて互いが結合する。ソケット２およびプラグ９の互いが結合する側（結合側）の反対側端部には、それぞれ配管が接続される。

ソケット２の結合側端部には、外周面にソケット軸方向に移動する筒状のスリーブ４が設けられている。図１では、スリーブ４がロック位置に位置している。スリーブ４はソケット２との間に配置されたスプリング５によって、ロック位置に付勢されているが、スプリング５の付勢力に対抗して手動によってロック解除位置まで移動させることができる。ソケット２の結合側端の外周面には、スリーブ４の結合側端方向への移動を制限するストッパリング８が設けられている。

また、スリーブ４によって覆われる部分のソケット２の外周面には、周方向に間隔をあけて複数（例えば、４つ）の貫通穴が設けられ、それぞれの貫通穴にはロックボール７が保持されている。貫通穴は円錐形状に形成され、ロックボール７が内周側に落下しないようになっている。このロックボール７は、スリーブ４によってソケット半径方向の移動が規制されている。

ロックボール７よりも反結合側のソケット２の内周面には、環状のシール部材６が設けられている。シール部材６は、プラグ９の結合側の外周面に当接して、ソケット２とプラグ９を結合した際にそれぞれの流路からの流体の漏洩を防止する。

ロック位置にあるスリーブ４よりも反結合側のソケット２の外周面には、ソケット軸方向に間隔をあけて同じサイズの環状溝３ａ、３ｂが形成されている。環状溝３ａ、３ｂは２本に限らず、複数本形成されていればよい。

これら環状溝３ａ、３ｂに嵌合する１本の弾性リング１１が設けられている。弾性リング１１としては、ゴム製のＯリング等を用いることができる。中立状態の弾性リング１１の内径は、ソケット２の外径よりも小さくなっていて、弾性リング１１を弾性変形させることにより拡径させてソケット２（環状溝３ａ、３ｂ）に外嵌される。

プラグ９の結合側端部の外周面の断面形状は複数段の段差形状になっていて、その一部に断面円弧状の係合部１０が設けられている。係合部１０は環状に形成されていて、ロック位置にあるスリーブ４によって押圧されるロックボール７が係合する。ソケット２およびプラグ９の内周側は流路になっている。

さらに、プラグ９の結合側端部の最外周に形成された環状の溝部９ａには、環状のシール部材９ｂが取り付けられている。係合部１０よりもプラグ９の反結合側に位置するこのシール部材９ｂは、スリーブ４の軸方向一端部と対向する位置に配置されている。

シール部材９ｂとしては、ゴム製のＯリング等のシール機能を有するものを用いる。中立状態のシール部材９ｂの内径は、溝部９ａの底面の外径よりも小さくなっていて、シール部材９ｂを弾性変形させることにより拡径させて溝部９ａに外嵌される。シール部材９ｂは溝部９ａに嵌合することによって外れ難くなっている。

弾性リング１１およびシール部材９ｂとしてゴム製のＯリングを用いると、安価で様々な仕様を確保し易くなる。弾性リング１１とシール部材９ｂとを、同じ硬度かつ同じサイズのゴム製のＯリングにすると、同じ仕様のＯリングで共用できるので、汎用性が益々高くなり、Ｏリングの在庫管理等も容易になる。

２本の環状溝３ａ、３ｂのうち、ソケット２の結合側に近い環状溝３ｂに弾性リング１１を嵌合させると、この弾性リング１１は、ロック位置にあるスリーブ４の軸方向他端部（端面）にすき間なく密着して当接する。したがって、ロック位置にあるスリーブ４をロック解除位置に移動させようとしても、弾性リング１１によって移動が阻止されて、ソケット軸方向にそれ以上移動させることができない。このように弾性リング１１がスリーブ４のロック位置からロック解除位置への移動を規制するので、ロックボール７はスリーブ４によって押圧されて係合部１０に係合したままとなる。そのため、ソケット２とプラグ９との結合が維持される。

また、ロック位置にあるスリーブ４の軸方向他端部に弾性リング１１が当接することにより、スリーブ４の軸方向他端部と、ソケット２とのすき間は弾性リング１１によって塞がれる。加えて、ロック位置にあるスリーブ４の軸方向一端部（端面）と、プラグ９とでシール部材９ｂを挟む構成になっている。そのため、スリーブ４の軸方向一端部と、ソケット２やプラグ９とのすき間は、スリーブ４の軸方向一端部とすき間なく密着して当接するシール部材９ｂによって塞がれる。

これにより、スリーブ４がロック位置にある場合は、スリーブ４の軸方向両端部のすき間から管継手１内部や嵌合部分に埃や粉塵等が侵入することが防止される。それ故、埃等が多い状況下であっても、ロックおよびロック解除する際のスリーブ４の移動が埃等で邪魔され難くなり、円滑に移動できる状態に維持される。これに伴って、管継手１を結合および結合解除する作業を円滑に行なうには有利になる。また、管継手１の着脱不良や管継手１内部の流体に埃や異物が混入するという問題も回避することができる。

スリーブ４をロック位置からロック解除位置に移動させるには、図２に例示するように、弾性リング１１をもう一方の環状溝３ａに移動させて嵌合させる。弾性リング１１がゴム製のＯリングであれば、弾性リング１１をしごくようにするだけで、容易に別の環状溝３ａに移動させることができる。

弾性リング１１を環状溝３ａ、３ｂに嵌合させた際に、弾性リング１１の半径方向厚さの２／３以上をソケット２の外周面から突出させるとよい。これにより、環状溝３ｂ（３ａ）に嵌合している弾性リング１１を別の環状溝３ａ（３ｂ）に移動させ易くなる。

次いで、図３に例示するように、スリーブ４をロック解除位置に移動させる。これにより、係合部１０に係合していたロックボール７がソケット半径方向外周側に移動可能になり、係合部１０から係脱する。即ち、環状溝３ａは、弾性リング１１を嵌合した際に、スリーブ４をロック解除位置に移動させることができる位置に形成される。

次いで、図４に例示するように、スリーブ４をロック解除位置にした状態で、プラグ９をソケット２から引き抜く。これにより、ソケット２とプラグ９との結合が解除される。

上記のとおり、弾性リング１１を必要な環状溝３ａ、３ｂに移動させて嵌合させるだけの単純な操作でスリーブ４のロックおよびロック解除を行ない、ソケット２とプラグ９の結合および結合解除を行なえる。また、スリーブ４が不用意に回転してスリーブ４がロック解除位置に移動するという問題が生じないので、振動等を受ける状況下においてもソケット２とプラグ９の結合状態を確実に維持することできる。

また、ソケット２の外周面に環状溝３ａ、３ｂを形成し、弾性リング１１を設けるとともに、プラグ９のスリーブ４の軸方向一端部と対向する位置（溝部９ａ）に環状のシール部材９ｂを配置する簡素な構造である。そのため、従来のようにソケット２の外周面にピンを立設させる加工をしたり、スリーブ４にピンを入り込ませる切欠き部を形成する加工をする必要がない。

弾性リング１１とシール部材９ｂとは、硬度が異なるようにすることもできる。弾性リング１１は環状溝３ａ、３ｂの間を移動させる部材なので、手でしごくようにして移動させる際の移動し易さも考慮して硬度を決定する。シール部材９ｂは移動しない部材なので、シール性を重視して硬度を決定する。例えば、弾性リング１１をシール部材９ｂよりも高硬度に設定する。或いは、シール部材９ｂを弾性リング１１よりも高硬度に設定する。

図５に例示する実施形態のように、スリーブ４の弾性リング１１と密着する側の外周面の角部に凹部４ａを設け、この凹部４ａよりも弾性リング１１をソケット半径方向外周側に突出させるとよい。凹部４ａは周方向に連続させて環状に形成することも、断続的に複数或いは１つ形成することもできる。

これにより、弾性リング１１となるゴム製のＯリングがスリーブ４の端部に密着していても、凹部４ａに指を沿わせるようにすると弾性リング１１に指を引っ掛けることができる。そのため、弾性リング１１を別の環状溝３ａに移動させることが容易になる。弾性リング１１の半径方向厚さの１／３〜１／２程度を、凹部４ａよりもソケット半径方向外周側に突出させるとよい。

図６に例示する実施形態は、シール部材９ｂを異ならせたものである。シール部材９ｂとしては、ゴム製のＯリングの他に、この実施形態のように異形断面のゴムリング等を用いることができる。この実施形態では、シール部材９ｂの断面形状は、溝部９ａに合わせた形状になっている。シール部材９ｂは、参考形態としては弾性変形させることにより拡径させて溝部９ａに外嵌されるだけでなく、接着剤等によって溝部９ａに取り付けることもできる。

図７に例示する実施形態は、４本の環状溝３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設けるとともに、２本の弾性リング１１ａ、１１ｂを設けている。スリーブ４のロック位置からロック解除位置への移動を規制する際には、スリーブ４に近い２本の環状溝３ｃ、３ｄにそれぞれ弾性リング１１ａ、１１ｂを嵌合させる。最もスリーブ４に近い環状溝３ｄに嵌合した弾性リング１１ｂがスリーブ４の軸方向他端部（端面）にすき間なく密着して当接することで、スリーブ４のロック解除位置への移動が阻止される。また、スリーブ４の軸方向他端部と、ソケット２とのすき間は弾性リング１１によって塞がれる。加えて、ロック位置にあるスリーブ４の軸方向一端部（端面）はシール部材９ｂにすき間なく密着して当接する構成になっているので、スリーブ４の軸方向一端部と、ソケット２やプラグ９とのすき間はシール部材９ｂによって塞がれる。これにより、スリーブ４がロック位置にある場合は、スリーブ４の軸方向両端部のすき間から管継手１内部に埃や粉塵が侵入することが防止される。

環状溝３ｄに嵌合した弾性リング１１ｂと、隣りの環状溝３ｃに嵌合した弾性リング１１ａとは、ちょうど当接するように構成するとよい。これにより、弾性リング１１ｂに加えてもう一方の弾性リング１１ａもスリーブ４のロック解除位置への移動を規制するように機能させることができる。

スリーブ４をロック解除位置に移動させる際には、図８に例示するように、他の２本の環状溝３ａ、３ｂにそれぞれ弾性リング１１ａ、１１ｂを移動させて嵌合させる。これにより、スリーブ４のソケット軸方向の移動規制が解除されて、ロック解除位置に移動させることができる。

図７、図８に例示した構成にすると、２本の弾性リング１１ａ、１１ｂによってスリーブ４のソケット軸方向の移動が規制されて、ロック解除位置への不用意な移動を防止できるので、ソケット２とプラグ９の結合状態をより確実に維持できる。

１管継手
２ソケット
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ環状溝
４スリーブ
４ａ凹部
５スプリング
６シール部材
７ロックボール
８ストッパリング
９プラグ
９ａ溝部
９ｂシール部材
１０係合部
１１、１１ａ、１１ｂ弾性リング（ゴム製のＯリング）

Claims

ソケットと、このソケットが外嵌されるプラグとを備え、前記ソケットは、外周面にソケット軸方向にロック位置とロック解除位置との間を移動するスリーブと、このスリーブによってソケット半径方向の移動が規制されるロックボールとを有し、前記プラグは、ロック位置にあるスリーブによって押圧されるロックボールが係合する係合部を有する管継手において、
前記ソケットの外周面にソケット軸方向に間隔をあけて形成された複数本の環状溝と、これら環状溝のいずれかに嵌合する弾性リングと、前記プラグの外周面に形成された環状の溝部に嵌合して前記プラグの前記スリーブの軸方向一端部と対向する位置に配置された環状のシール部材とを備え、中立状態の前記シール部材の内径は前記溝部の底面の外径よりも小さく、前記シール部材は弾性変形することにより拡径して前記溝部に外嵌されていて、
前記環状溝のうち、１本の環状溝に弾性リングを嵌合することにより、この弾性リングにロック位置にある前記スリーブの軸方向他端部を当接させて前記スリーブのロック位置からロック解除位置への移動を規制して、前記ロックボールを前記係合部に係合させてソケットとプラグとの結合を維持するとともに、ロック位置にあるこのスリーブの軸方向一端部の内周側に形成されていて、この軸方向一端に向かって外周側に傾斜するテーパ面に前記シール部材を当接させ、前記弾性リングを他の環状溝に嵌合させることにより、前記スリーブのソケット軸方向の移動規制を解除して、このスリーブをロック解除位置に移動させて、前記ロックボールを係合部から係脱させてソケットとプラグとの結合を解除する構成にしたことを特徴とする管継手。
前記弾性リングおよび前記シール部材がゴム製のＯリングである請求項１に記載の管継手。
前記弾性リングと前記シール部材の硬度が異なる請求項１または２に記載の管継手。
前記弾性リングと前記シール部材とが同じ硬度かつ同じサイズのゴム製のＯリングである請求項２に記載の管継手。
前記スリーブの弾性リングと当接する側の外周面の角部に凹部を設け、この凹部よりも弾性リングをソケット半径方向外周側に突出させる構成にした請求項１〜４のいずれかに記載の管継手。