JP6706727B2 - 流体継手 - Google Patents

Description

本発明は、コンプレッサ等の流体供給源と、釘打ち機等の流体使用装置とを繋ぐホースに介装される流体継手に関する。

従来から、圧縮空気使用機器に供給される圧縮空気が通過する経路であるホースには流体継手が介装されている。

一般的に、流体継手はプラグとソケットから構成される。下記特許文献１にソケットに対してプラグを回動させることで着脱を行う管継手が開示されている。具体的には、図６、図７およびこれらの説明箇所を参照して、ソケット１およびプラグ２から管継手が構成されており、ソケット１にはボールバルブ６が回転可能に内蔵されている。使用状況下では、ボールバルブ６のプラグ挿入側開口部５ａに、プラグ２の先端部を挿入し、プラグ２およびボールバルブ６を回動させることで、管継手を連通状態としている。また、ボールバルブ６の回動方向を規制するボールバルブ回動規制手段１６も設けられている。このような構成の管継手を採用することで、プラグ２をソケット１に対して回動させる動作のみでその着脱を行うことができるので、管継手の操作を容易にすることが出来る。

特開２００２−１６８３８７公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された管継手では、ボールバルブ６の回動方向を規制する手段は有していたが、その回動自体を規制する事項は記載されていない。よって、ソケット１とプラグ２とを接続させた状態で使用する状況にて継手に外力が作用すると、プラグ２が不必要に回動することで両者が分離してしまう恐れがあった。

本発明はこれらの問題点を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、使用状況下にてプラグ部とソケット部とが分離することが防止された流体継手を提供することに有る。

本発明の流体継手は、 流体が供給される経路に介装される流体継手であり、ソケット部と、前記ソケット部に先端部が挿入されるプラグ部と、を備え、前記ソケット部は、先端部から側部に延在する開口部が設けられた略筒形状の第１基部と、前記第１基部に先端部が挿入される略筒形状の第２基部と、前記第１基部に内蔵されて前記プラグ部の前記先端部が挿入される挿入孔が形成された球体形状の球体バルブと、を有し、前記第１基部は、その先端部側から、前記第１基部の先端よりも縮径させた縮径部と、前記縮径部よりも直径が大きい拡径部と、前記球体バルブに面的に接触する曲面部と、を有し、前記縮径部と前記拡径部とを繋ぐ内面を部分的に拡径させた凹状部分が形成され、 前記凹状部分の端部は前記第１基部の中央部よりも前記開口部の側部側に配置され、且つ、前記凹状部分の前記端部は前記開口部から離間しており、前記球体バルブの前記挿入孔が前記ソケット部の側方を向くことで、前記流体の供給が遮断される遮断状態となり、前記球体バルブの前記開口部に前記プラグ部の前記先端部を挿入し、前記プラグ部を前記開口部に沿って回動させることで、前記ソケット部と前記プラグ部とが連通する連通状態となり、前記プラグ部を前記ソケット部から離間させる方向に移動させることで、前記第１基部の前記凹状部分に、前記プラグ部の拡径部分が係合し、前記プラグ部が回動方向に固定される固定状態となることを特徴とする。

本発明によれば、ソケット部に内蔵された球体バルブの挿入孔にプラグ部の先端部を挿入して回転させることで、ソケット部とプラグ部とを連通状態とし、更に、ソケット部の内壁にプラグ部の拡径部分を係合させている。この係合構造により、使用中にてプラグ部がソケット部に対して回動し、両者が分離してしまうことが抑止される。

本発明の流体継手を示す断面図である。 本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）はソケット部を分解して示す斜視図であり、（Ｂ）は第１基部を示す斜視図である。 本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）および（Ｂ）はソケット部にプラグ部を接続する状況を逐次的に示す断面図である。 本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）は連通状態に於ける流体継手を示す断面図であり、（Ｂ）はプラグ部が挿入される箇所を拡大して示す断面図である。 本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）は固定状態に於ける流体継手を示す断面図であり、（Ｂ）はプラグ部が挿入される箇所を拡大して示す断面図である。

図１を参照して、本形態の流体継手１０の構成を説明する。図１は、流体継手１０の導管部分の中心線である軸線３４に沿って、流体継手１０を切断した場合を示す断面図である。

本形態の流体継手１０は、ソケット部１２と、ソケット部１２に挿入される球体バルブ２０と、球体バルブ２０に先端部が挿入されるプラグ部１４と、を主要に備えている。流体継手１０の基本的な機能は、コンプレッサ等の流体供給源と、釘打ち機等の流体使用装置とを接続するホース（経路）に介在して、ホース同士を接続することに有る。本形態では、流体継手１０を流通する流体として圧縮空気が採用された場合を説明するが、空気以外の気体や液体が採用されても良い。

以下の説明では、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を適宜用いて説明する。Ｘ方向およびＹ方向は流体継手１０の導管部分の半径方向を示し、Ｚ方向は流体継手の導管部分の軸方向を示す。本形態の流体継手１０では、圧縮空気は−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向かって流通する。即ち、ソケット部１２はホースを介してコンプレッサ等の圧縮空気供給手段と接続され、プラグ部１４はホースを介して釘打ち機等の圧縮空気使用手段に接続される。ここで、示す状態の流体継手１０では、ソケット部１２の内部の流路４０と、プラグ部１４の内部の流路４２とは連通した状態である。

ソケット部１２は、Ｚ方向に軸線３４を有する略円筒形状を呈する部材であり、第１基部１６と第２基部１８が接続された構成となっている。更に、第１基部１６は、−Ｚ側の端部を開口させた開口部２２が形成されており、球体バルブ２０およびパッキン２６が内蔵されている。ソケット部１２の構成は図２を参照して後述する。

プラグ部１４は、Ｚ方向に軸線３４を有する略円筒形状を呈する部材であり、＋Ｚ側の端部が、ソケット部１２の球体バルブ２０に挿入されている。プラグ部１４がソケット部１２に挿入して嵌合する構成は、図４等を参照して後述する。

図２を参照して、上記したソケット部１２の構成を詳述する。図２（Ａ）はソケット部１２を分解した状態を示す斜視図であり、図２（Ｂ）はソケット部１２を構成する第１基部１６を示す斜視図である。

図２（Ａ）を参照して、ソケット部１２では、第２基部１８の−Ｚ側の端部を第１基部１６に挿入することで、その導管部分が構成されている。ここで、第１基部１６と第２基部１８との接続は、第２基部１８の−Ｚ側の端部を第１基部１６の＋Ｚ側の端部に螺合させることで行われる。

第１基部１６には、球体バルブ２０とパッキン２６が内蔵される。また、第１基部１６の−Ｚ側の端部から側部に跨って連続して開口させた開口部２２が形成されている。この開口部２２に沿って後述するようにプラグ部１４が回動される。

球体バルブ２０は、ステンレス等の金属材料を外形形状が球体状を呈するように切削加工されたものである。球体バルブ２０には、挿入孔３２が形成されており、挿入孔３２は、この図に示す状態では＋Ｙ方向から−Ｙ方向に向かって球体バルブ２０を貫通している。挿入孔３２は、図１に示したプラグ部１４の先端部が挿入されると共に、後述するパージの際に圧縮空気が流通する経路の一部を構成する。球体バルブ２０の＋Ｚ側の面はパッキン２６に接触し、その−Ｚ側の面は第１基部１６の内壁に接触する。また、球体バルブ２０の内壁には円環状に溝が形成されており、この溝にはＯリング２４が配置されている。Ｏリング２４はゴム系の樹脂材料をリング状に成形したものであり、気密性を確保するために球体バルブ２０の内壁に配置されている。

パッキン２６は、円環状に成形されたゴム系材料またはプラスチック系材料から成る。パッキン２６の＋Ｚ側の主面は平坦面であり第２基部１８の−Ｚ側の端部に当接している。また、パッキン２６の−Ｚ側の主面は球面を呈しており、球体バルブ２０の表面に接触している。パッキン２６の材料としては、気密性が考慮されてゴム系材料（エラストマー）が好適であり、例えばＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）が採用される。

図２（Ｂ）を参照して、第２基部１８の−Ｚ側の端部からその側面まで連続して開口させた開口部２２が形成されている。開口部２２の−Ｚ側の先端部付近は、内径を短くした縮径部４６が形成されている。縮径部４６の直径は、図３（Ａ）を参照して後述するプラグ部１４の拡径部３０よりも短く、且つ、プラグ部１４の縮径部４８よりも長い。そして、縮径部４６よりも直径が大きい拡径部４４が、縮径部４６の＋Ｚ側に形成されている。第１基部１６の縮径部４６の直径は、図３（Ａ）に示すプラグ部１４の拡径部３０よりも若干長い程度である。第１基部１６の内壁端部に、このような縮径部４６および拡径部４４を設けることにより、図３（Ａ）に示すプラグ部１４の先端部を嵌合させることが出来る。

縮径部４６と拡径部４４とが連続する部分の一部に円周方向外側に拡経させて凹状部分２８が形成されている。この凹状部分２８の役割は、図３（Ａ）に示すプラグ部１４の拡径部３０を回動方向に固定することに有る。凹状部分２８の上端部５０は、第１基部１６のＹ方向に於ける中央部よりも上方に配置されている。これにより、プラグ部１４の拡径部３０をより確実に固定することが可能となる。この固定構造の詳細は、図４等を参照して後述する。

また、拡径部４４よりも＋Ｚ側の第１基部１６の内壁は、上記した球体バルブ２０の外面と面的に接触する曲面を呈している。

図３から図５を参照して、上記した流体継手１０を接続する方法を説明する。

本形態の流体継手１０の状態は、ソケット部１２とプラグ部１４とが離間しており両者が連通していない遮断状態と、ソケット部１２にプラグ部１４が挿入されて回動されることで両者が連通する連通状態と、プラグ部１４をソケット部１２から離間させる方向に移動させてプラグ部１４を回動方向に固定する固定状態と、がある。

図３を参照して遮断状態を説明する。この状態では、プラグ部１４とソケット部１２とは離間している。また、ソケット部１２に内蔵される球体バルブ２０の挿入孔３２は上方を向いて開口しており、第１基部１６の開口部２２を経由して外部に露出している。また、球体バルブ２０の＋Ｚ側の表面は、パッキン２６の曲面と面的に接触している。そして、ソケット部１２の流路４０は球体バルブ２０の表面で閉鎖されている。これにより、第２基部１８の内部空間から成る流路４０は遮断されている。よって、ソケット部１２と接続されるホース（不図示）を介して接続されるコンプレッサから圧縮給気が供給されたとしても、流路４０が遮断されているので、圧縮空気が外部に漏出することはない。

プラグ部１４の先端部の直径は、球体バルブ２０の挿入孔３２に挿入可能なように、開口部２２の内径よりも若干短く設定されている。また、プラグ部１４の先端部に連続して拡径部３０と縮径部４８が形成されている。拡径部３０と縮径部４８とで形成される括れ部分が、開口部２２に形成された凹状部分２８（図２（Ｂ）参照）と係合することで、プラグ部１４がソケット部１２に対して軸方向に固定される。

図３（Ｂ）を参照して、次に、プラグ部１４の先端部を、ソケット部１２に内蔵された球体バルブ２０の挿入孔３２に挿入する。その後、プラグ部１４をソケット部１２に対して時計回りに回動させる。換言すると、ソケット部１２の中心軸である軸線３６と、プラグ部１４の中心軸である軸線３８とが一致するように、開口部２２に沿ってプラグ部１４を回動させる。そうすると、ソケット部１２の内部にて、球体バルブ２０はプラグ部１４と共に時計回りに回転する。この回転の際、球体バルブ２０はパッキン２６の表面と摺動しつつ回転するので、球体バルブ２０とパッキン２６との間から圧縮空気が外部に漏出することは基本的にない。

図４（Ａ）を参照して、上記したプラグ部１４の回動を進めると、ソケット部１２の中心軸と、プラグ部１４の中心軸とが軸線３４として一致して連通状態となる。そして、ソケット部１２の内部空間である流路４０と、プラグ部１４の内部空間である流路４２とが連通する。これにより、ソケット部１２側に接続されたコンプレッサから供給された圧縮流体は、ソケット部１２の流路４０および、プラグ部１４の流路４２を経由して、プラグ部１４側に接続された釘打ち機等に供給される。

図４（Ｂ）は、プラグ部１４が挿入される部分を拡大して示す断面図である。この図を参照して、第１基部１６の先端部付近には、プラグ部１４の拡径部３０と嵌合するための縮径部４６が形成されている。ここで、プラグ部１４を回動させて上記のようにソケット部１２とプラグ部１４との軸線を一致させたのみでは、プラグ部１４の拡径部３０と、第１基部１６の縮径部４６とは離間しており、両者は係合していない。換言すると、第１基部１６の縮径部４６と、プラグ部１４の拡径部３０との間には、第１基部１６の凹状部分２８が存在している。よって、プラグ部１４は回動可能な状態であり、回動方向に固定されていない。

図５を参照して、プラグ部１４が回動方向に固定される固定状態を説明する。図５（Ａ）はこの状態の流体継手１０を示す断面図であり、図５（Ｂ）はプラグ部１４が挿入される箇所を拡大して示す断面図である。

図５（Ａ）を参照して、上記した連通状態にてプラグ部１４をソケット部１２から離間するように−Ｚ方向に移動させる。この際、プラグ部１４の先端部と球体バルブ２０の内壁とは摺動するが、両者の間にはＯリング２４が配置されているので、両者の間から圧縮空気が外部に漏出することは抑制されている。

図５（Ｂ）を参照して、これにより、プラグ部１４の拡径部３０が、第１基部１６の凹状部分２８に嵌合する。図２（Ｂ）に示したように、第１基部１６の凹状部分２８の上端部５０は、第１基部１６の内壁の中央よりも上方に配置されている。よって、係る構成の凹状部分２８に、プラグ部１４の拡径部３０の円周方向に於いて半分以上の部分が嵌合することで、プラグ部１４が回動方向に固定されることになる。従って、使用状況下にて流体継手１０に外力が作用したとしても、プラグ部１４が不必要に回動し、プラグ部１４とソケット部１２とか分離することがない。

ここで、プラグ部１４の移動は、流路４０等に供給される圧縮空気の圧縮力によるものでも良いし、使用者がプラグ部１４を操作することに依るものでも良い。

上記の説明では、遮断状態、連通状態および固定状態の順番で流体継手１０を接続する方法を説明したが、流体継手１０を分離する場合は逆のステップが採用される。即ち、固定状態、連通状態および遮断状態を経て流体継手１０が分離される。

具体的には、固定状態にて図５（Ａ）を参照して、プラグ部１４をソケット部１２に押しこむ。そうすると、図４（Ｂ）を参照して、第１基部１６の縮径部４６から、プラグ部１４の拡径部３０が離間して、プラグ部１４が第１基部１６に対して回動可能な状態となる。

次に、図３（Ｂ）に示すように、プラグ部１４をソケット部１２に対して反時計回りに回動させる。これにより、プラグ部１４の流路４２が、ソケット部１２の孔部５２を経由して外部と連通するので、プラグ部１４と接続されたホースに残留した圧縮空気は、孔部５２を経由して外部に放出される。これは一般にパージと称されている。

最後に図３（Ａ）に示すように、プラグ部１４の先端部を、ソケット部１２の球体バルブ２０から引きぬくことで、ソケット部１２とプラグ部１４とが分離される。

上記した本形態の流体継手は、例えば以下のように変更することが出来る。

図４（Ａ）を参照して、連通状態の流体継手１０ではソケット部１２の中心軸と、プラグ部１４の中心軸とは一致していたが、両者は必ずしも一致する必要はない。例えば、連通状態であっても、ソケット部１２の中心軸と、プラグ部１４の中止軸とか所定の角度で交差しても良い。

１０ 流体継手
１２ ソケット部
１４ プラグ部
１６ 第１基部
１８ 第２基部
２０ 球体バルブ
２２ 開口部
２４ Ｏリング
２６ パッキン
２８ 凹状部分
３０ 拡径部
３２ 挿入孔
３４ 軸線
３６ 軸線
３８ 軸線
４０ 流路
４２ 流路
４４ 拡径部
４６ 縮径部
４８ 縮径部
５０ 上端部
５２ 孔部

Claims (5)

1. 流体が供給される経路に介装される流体継手であり、
   ソケット部と、前記ソケット部に先端部が挿入されるプラグ部と、を備え、
   前記ソケット部は、先端部から側部に延在する開口部が設けられた略筒形状の第１基部と、前記第１基部に先端部が挿入される略筒形状の第２基部と、前記第１基部に内蔵されて前記プラグ部の前記先端部が挿入される挿入孔が形成された球体形状の球体バルブと、を有し、
   前記第１基部は、その先端部側から、前記第１基部の先端よりも縮径させた縮径部と、前記縮径部よりも直径が大きい拡径部と、前記球体バルブに面的に接触する曲面部と、を有し、前記縮径部と前記拡径部とを繋ぐ内面を部分的に拡径させた凹状部分が形成され、 前記凹状部分の端部は前記第１基部の中央部よりも前記開口部の側部側に配置され、且つ、前記凹状部分の前記端部は前記開口部から離間しており、
   前記球体バルブの前記挿入孔が前記ソケット部の側方を向くことで、前記流体の供給が遮断される遮断状態となり、
   前記球体バルブの前記開口部に前記プラグ部の前記先端部を挿入し、前記プラグ部を前記開口部に沿って回動させることで、前記ソケット部と前記プラグ部とが連通する連通状態となり、
   前記プラグ部を前記ソケット部から離間させる方向に移動させることで、前記第１基部の前記凹状部分に、前記プラグ部の拡径部分が係合し、前記プラグ部が回動方向に固定される固定状態となることを特徴とする流体継手。
2. 前記ソケット部は、前記第１基部の内部で、前記球体バルブと前記第２基部の前記先端部との間に配置されたパッキンを、更に有し、
   前記パッキンはゴム材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の流体継手。
3. 前記連通状態では、前記ソケット部の軸線方向と前記プラグ部の軸線方向とが略一致することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体継手。
4. 前記プラグ部の前記拡径部分は、円周方向に於いて半分以上の部分が前記第１基部の前記凹状部分に嵌合することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の流体継手。
5. 前記球体バルブの内壁にＯリングを配置することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の流体継手。
   

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