JP6248407B2

JP6248407B2 - ホース継手金具

Info

Publication number: JP6248407B2
Application number: JP2013081774A
Authority: JP
Inventors: 知弘瀬詰
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2017-12-20
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: JP2014202343A

Description

本発明はホース継手金具に関する。

機器側に設けられた機器側継手金具にゴムホースを接続するためのホース継手金具として、配管用部材である金属製のパイプと、パイプの一端に設けられゴムホースの端部を加締めによりパイプに連結するソケットと、パイプの他端に設けられたフランジおよび配管用ナットとを備えるものが提供されている（特許文献１参照）。
配管用ナットは、雌ねじ部と、雌ねじ部と同軸上に形成され雌ねじ部から離れるにつれて内径が次第に小さくなる円錐状孔部と、雌ねじ部と反対の円錐状孔部の端部に雌ねじ部と同軸上に形成された貫通孔とを有している。
円錐状孔部の内周面は、パイプのフランジに係合可能に形成されている。
機器側継手金具は、前記雌ねじ部に螺合する雄ねじ部と、前記雄ねじ部と同軸上に形成され雄ねじ部から離れるにつれて内径が次第に小さくなる円錐状頭部とを有して筒状を呈し、内部に貫通孔が形成されている。
そして、ホース継手金具と機器側継手金具との連結は、機器側継手金具の円錐状頭部をホース継手金具の配管用ナットに挿入し、配管用ナットの雌ねじ部と機器側継手金具の雄ねじ部とを螺合させて締め付けることによりなされる。これによりゴムホースがホース継手金具および機器側継手金具を介して機器側に連結される。
このとき、パイプのフランジが円錐状頭部と円錐状孔部とによって挟圧されることで塑性変形し、ホース継手金具と機器側継手金具との隙間がシールされる。

特開２００９−２３６２００号公報

このようにホース継手金具と機器側継手金具とを連結する場合、配管用ナットの円錐状孔部の内周面とパイプのフランジの面とが互いに摺動することになるが、これら２つの面は何れも平滑な面であることから、２つの面の間に作用する摩擦抵抗は低く２つの面が滑りやすいものとなっている。
そのため、工具によって配管用ナットを回しやすく、過剰な締め付けトルクが配管用ナットに加わりやすい。過剰な締め付けトルクが加わると配管用ナットが回りすぎて配管用部材であるパイプのフランジの塑性変形が過剰となるおそれがあり、ホース継手金具の耐久性を確保する上で不利が生じる。
特に、配管部材では、配管時にパイプの曲げ加工がなされるため、配管部材には、焼鈍された軟鋼が使われることが多く、塑性変形しやすいためなおさらである。
一方、パイプのフランジは設計通りの塑性変形となることがホース継手金具の耐久性を確保する観点から好ましい。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、フランジを設計通りに塑性変形させる上で有利となり、耐久性を確保する上で有利なホース継手金具を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明は、長手方向の一端にゴムホースが連結され長手方向の他端に先端に至るにつれて外径が次第に大きくなるフランジが形成された金属製のパイプと、前記フランジよりも大きい内径の雌ねじ部と、前記雌ねじ部と同軸上に形成され前記雌ねじ部から離れるにつれて内径が次第に小さくなる円錐状孔部と、前記雌ねじ部と反対の前記円錐状孔部の端部に前記雌ねじ部と同軸上に形成された貫通孔とを有する金属製の配管用ナットとを備え、前記パイプが前記貫通孔に挿通されて前記フランジが前記雌ねじ部の内部に収容され、前記フランジの外周面と前記円錐状孔部の内周面とが係合可能に形成されたホース継手金具であって、前記フランジの外周面と前記円錐状孔部の内周面は、それら周方向と直交する方向に延在する軸方向長さを有し、前記円錐状孔部の内周面または前記フランジの外周面の少なくとも一方に、前記内周面と前記外周面との間の摩擦抵抗をそれら内周面または外周面の全周にわたって均一に増やす摩擦係合部が、それら内周面または外周面の全周にわたってかつ前記軸方向長さの全長にわたって連続して形成され、前記内周面または前記外周面の少なくとも一方に、前記内周面または前記外周面の軸方向長さの全長にわたって連続して延在する断面がＶ字状の凸部または断面がＶ字状の凹部が、前記内周面または前記外周面の周方向に間隔をおき前記周方向全周にわたって複数連続して形成され、前記摩擦係合部は、前記複数の断面がＶ字状の凸部または複数の断面がＶ字状の凹部により構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、工具によって配管用ナットを締め付ける際に発生する摩擦抵抗が増やされ、しかも内周面の全周にわたって均一に増やされる。
そのため、この摩擦抵抗が工具側に確実に正確に伝わるため、工具によって配管用ナットを締め付ける際に発生する締付けトルクを管理する上で有利となり、配管用ナットが回りすぎてフランジの塑性変形が過剰となることを抑制する上で有利となる。
したがって、フランジを設計通りに塑性変形させる上で有利となり、ホース継手金具の耐久性を確保する上で有利となる。

実施の形態のホース継手金具１０が機器側継手金具１２を介して機器１６側に連結された状態を示す断面図である。（Ａ）は実施の形態の配管用ナット２２の一部を破断した側面図、（Ｂ）は配管用ナット２２の円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａに形成された摩擦係合部２４の一例を示す平面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣＣ線断面の拡大図、（Ｄ）は配管用ナット２２の円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａに形成された摩擦係合部２４の他の例を示す平面図、（Ｅ）は（Ｄ）のＥＥ線断面の拡大図である。工具によって実施の形態の配管用ナット２２を締め付けた際の説明図であり、（Ａ）は締め付ける前の状態、（Ｂ）は締め付けた後の状態を示している。工具によって従来の配管用ナット２２′を締め付けた際の説明図であり、（Ａ）は締め付ける前の状態、（Ｂ）は締め付けた後の状態を示している。

次に、本発明の実施の形態のホース継手金具１０について図面を参照して説明する。
図１に示すように、ホース継手金具１０は、機器側継手金具１２に着脱可能に連結されるものであり、ゴムホース１４がホース継手金具１０および機器側継手金具１２を介して機器１６側に連結される。

まず、機器側継手金具１２について説明する。
機器側継手金具１２は機器１６側から突出しており、機器側継手金具１２は、雄ねじ部１２０２と、円錐状頭部１２０４と、貫通孔１２０６とを有している。
円錐状頭部１２０４は、雄ねじ部１２０２と同軸上に形成され、雄ねじ部１２０２から離れるにつれて外径が次第に小さくなる円錐面状の外周面１２０４Ａを有している。
貫通孔１２０６は、雄ねじ部１２０２と同軸上で雄ねじ部１２０２から円錐状頭部１２０４にわたって貫通形成されている。

ホース継手金具１０は、パイプ１８と、金属製のソケット２０と、金属製の配管用ナット２２とを含んで構成されている。
パイプ１８は、配管時に、パイプ１８の曲げ加工がなされるため、パイプ１８には、焼鈍された軟鋼が用いられている。
パイプ１８は、パイプ本体１８０２とフランジ１８０４とを有している。
パイプ本体１８０２は円筒形を呈し、均一の外径および内径で形成されている。なお、パイプ本体１８０２は直線状に形成されていてもよく、あるいは、屈曲状に形成されていてもよく、機器側継手金具１２の周囲の配管スペースに応じて適宜変形される。
フランジ１８０４は、パイプ本体１８０２の一端に形成されている。
フランジ１８０４は、パイプ本体１８０２の中心軸を中心とし、パイプ本体１８０２の一端から離れるにつれて内径および外径が次第に大きくなる円錐面状に形成されている。
パイプ本体１８０２の他端寄りの外周面には、ソケット加締め用の環状溝１８０６が形成されている。
なお、パイプ１８を構成する材料は、鉄鋼など従来公知の様々な金属材料が使用可能である。

ソケット２０は、金属製で円筒状を呈している。
ソケット２０は、筒状部２００２と、筒状部２００２の一端に形成された環状壁部２００４とを備えている。
筒状部２００２は、その内径が機器１６側に接続すべきゴムホース１４が挿入できる寸法で形成されている。
ソケット２０は、環状壁部２００４の内周部がパイプ１８の環状溝１８０６に加締められることでパイプ１８に取着され、筒状部２００２とパイプ１８との間にゴムホース１４の端部が挿入される環状空間Ｓが形成されている。
環状空間Ｓは、それら筒状部２００２とソケット２０の長手方向の一端が開口部２００６とされ、長手方向の他端が環状壁部２００４によって閉塞されている。
なお、ソケット２０を構成する材料は、鉄鋼など従来公知の様々な金属材料が使用可能である。

ゴムホース１４は、その端部が開口部２００６から環状空間Ｓに挿入され、ゴムホース１４の先端が環状壁部２００４に当て付けられた状態で、図示しない加締め装置の加締めダイスによりソケット２０が加締められることで、パイプ１８に連結される。

図１、図２（Ａ）に示すように、配管用ナット２２は、同軸上に並べられた雌ねじ部２２０２と円錐状孔部２２０４と貫通孔２２０６とを有している。
雌ねじ部２２０２は、配管用ナット２２の軸方向の一端に開口するように形成され、雌ねじ部２２０２は機器側継手金具１２の雄ねじ部１２０２に螺合可能に形成されている。
貫通孔２２０６は、配管用ナット２２の軸方向の他端に開口するように形成され、貫通孔２２０６はパイプ１８が挿入できる内径で形成されている。
円錐状孔部２２０４は、雌ねじ部２２０２と貫通孔２２０６とを接続するように設けられ、雌ねじ部２２０２から離れるにつれて内径が次第に小さくなるように形成されている。
パイプ１８は、該パイプ１８にソケット２０が取着される前に雌ねじ部２２０２から貫通孔２２０６に挿通され、ホース継手金具１０、機器側継手金具１２を介してゴムホース１４を機器１６側に接続する際に、フランジ１８０４が配管用ナット２２の内部に位置される。

円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａは、パイプ１８のフランジ１８０４の外周面１８０４Ａに係合可能に形成されている。
図２（Ｂ）、（Ｄ）に示すように、円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａに、フランジ１８０４に対する内周面２２０４Ａの摩擦抵抗を内周面２２０４Ａの全周にわたって均一に増やす摩擦係合部２４が形成されている。
摩擦係合部２４は、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、内周面２２０４Ａの軸方向に間隔をおき雌ねじ部２２０２の軸心上に位置させた箇所を中心として内周面２２０４Ａの全周に連続状に延在する複数の凸部２４０２または複数の凹部２４０４により構成することができる。
また、摩擦係合部２４は、図２（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、内周面２２０４Ａの周方向に間隔をおき内周面２２０４Ａの軸方に延在する複数の凸部２４１０または複数の凹部２４１２により構成することができる。
なお、配管用ナット２２を構成する材料は、鉄鋼など従来公知の様々な金属材料が使用可能である。

次に、ホース継手金具１０を機器側継手金具１２に連結する際の作用効果について説明する。
予め、配管用ナット２２に、フランジ１８０４を雌ねじ部２２０２の内側に位置させてパイプ１８が挿通され、パイプ本体１８０２の他端に、ソケット２０を介してゴムホース１４の端部が加締めにより連結されているものとする。
まず、配管用ナット２２の雌ねじ部２２０２を機器側継手金具１２の雄ねじ部１２０２に螺合させる。
次に、工具を用いて配管用ナット２２を締め付け方向に回転する。これにより、配管用ナット２２の円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａがパイプ１８のフランジ１８０４を挟んで機器側継手金具１２の円錐状頭部１２０４の円錐面状の外周面１２０４Ａに近接していく。
やがて、フランジ１８０４は、円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａと円錐面状の外周面１２０４Ａとで挟圧される。

このとき、円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａに設けられた摩擦係合部２４がフランジ１８０４の外周面１８０４Ａに接触することで、フランジ１８０４の外周面１８０４Ａに対する配管用ナット２２の円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａの摩擦抵抗が発生し、その摩擦抵抗が増やされ、しかも内周面２２０４Ａの全周にわたって均一に増やされる。
そのため、この摩擦抵抗が工具側に確実に正確に伝わるため、工具によって配管用ナット２２を締め付ける際に発生する締付けトルクを管理する上で有利となり、過剰な締付けトルクが配管用ナット２２に加わり、配管用ナット２２が回りすぎてフランジ１８０４の塑性変形が過剰となることを抑制する上で有利となる。
したがって、フランジ１８０４を設計通りに塑性変形させる上で有利となり、ホース継手金具１０の耐久性を確保する上で有利となる。

図３、図４を参照してより詳細に説明する。
本実施の形態によれば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、工具によって配管用ナット２２を締め付けた際、円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａに設けられた摩擦係合部２４により、フランジ１８０４の外周面１８０４Ａに対する配管用ナット２２の円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａの摩擦抵抗が発生し、フランジ１８０４の肉部の矢印方向（フランジ１８０４が拡径される方向）への逃げを抑制できる。
すなわち、工具によって配管用ナット２２を締め付けると、肉部はフランジ１８０４が拡径される方向に逃げるが、この肉部の逃げ量は、図３（Ｂ）に点線で描かれた状態から図３（Ｂ）に実線で描かれた状態を示すように、僅かとなる。したがって、本実施の形態によれば、締付けトルクに応じてトルクが増大し、適正に締め付けることが可能となる。
これに対して、摩擦係合部２４を有していない従来の配管用ナット２２′では、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、工具によって配管用ナット２２′を締め付けた際、フランジ１８０４の肉部は、矢印方向（フランジ１８０４が拡径される方向）に逃げる。
この肉部の逃げ量は、図４（Ｂ）に点線で描かれた状態から図４（Ｂ）に実線で描かれた状態を示すように、大きい。
したがって、フランジ１８０４は、貫通孔２２０６の内周面で雌ねじ部２２０２側の端部の箇所が当接するフランジ箇所１８０４−１から肉薄となる。
そのため、過剰な締付けトルクが配管用ナット２２′に加わり、配管用ナット２２′が回りすぎてフランジ１８０４の塑性変形が過剰となりやすくなり、この肉薄と肉厚の境のフランジ箇所１８０４−１が疲労破壊などの原因となる。

なお、本実施の形態では、摩擦係合部２４を、円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａに設けた場合について説明したが、摩擦係合部２４は、フランジ１８０４の外周面１８０４Ａに形成してもよく、あるいは、円錐状孔部２２０４の内周面２２０４Ａとフランジ１８０４の外周面１８０４Ａの双方に設けてもよい。
フランジ１８０４の外周面１８０４Ａに図２（Ｂ）、（Ｃ）の態様の摩擦係合部２４を設ける場合、フランジ１８０４の外周面１８０４Ａの軸方向に間隔をおき外周面１８０４Ａの全周に連続状に延在する複数の凸部または複数の凹部が形成され、それら複数の凸部と複数の凹部により摩擦係合部２４が形成される。
また、フランジ１８０４の外周面１８０４Ａに図２（Ｄ）、（Ｅ）の態様の摩擦係合部２４を設ける場合、フランジ１８０４の外周面１８０４Ａに、外周面１８０４Ａの周方向に間隔をおき外周面１８０４Ａの軸方向に延在する複数の凸部または複数の凹部が形成され、それら複数の凸部と複数の凹部により摩擦係合部２４が形成される。

１０……ホース継手金具、１８……パイプ、１８０４……フランジ、２２……配管用ナット、２２０２……雌ねじ部、２２０４……円錐状孔部、２２０４Ａ……内周面、２２０６……貫通孔、２４……摩擦係合部、２４０２……凸部、２４０４……凹部、２４１０……凸部、２４１２……凹部。

Claims

長手方向の一端にゴムホースが連結され長手方向の他端に先端に至るにつれて外径が次第に大きくなるフランジが形成された金属製のパイプと、
前記フランジよりも大きい内径の雌ねじ部と、前記雌ねじ部と同軸上に形成され前記雌ねじ部から離れるにつれて内径が次第に小さくなる円錐状孔部と、前記雌ねじ部と反対の前記円錐状孔部の端部に前記雌ねじ部と同軸上に形成された貫通孔とを有する金属製の配管用ナットとを備え、
前記パイプが前記貫通孔に挿通されて前記フランジが前記雌ねじ部の内部に収容され、前記フランジの外周面と前記円錐状孔部の内周面とが係合可能に形成されたホース継手金具であって、
前記フランジの外周面と前記円錐状孔部の内周面は、それら周方向と直交する方向に延在する軸方向長さを有し、
前記円錐状孔部の内周面または前記フランジの外周面の少なくとも一方に、前記内周面と前記外周面との間の摩擦抵抗をそれら内周面または外周面の全周にわたって均一に増やす摩擦係合部が、それら内周面または外周面の全周にわたってかつ前記軸方向長さの全長にわたって連続して形成され、
前記内周面または前記外周面の少なくとも一方に、前記内周面または前記外周面の軸方向長さの全長にわたって連続して延在する断面がＶ字状の凸部または断面がＶ字状の凹部が、前記内周面または前記外周面の周方向に間隔をおき前記周方向全周にわたって複数連続して形成され、
前記摩擦係合部は、前記複数の断面がＶ字状の凸部または複数の断面がＶ字状の凹部により構成されている、
ことを特徴とするホース継手金具。