JP6765729B2 - 管継手用スリーブ - Google Patents
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締め付け環は、ポリアセタール樹脂等の適度な弾性素材で構成され、両側から交互に縮径のための切り割りの切込みがなされ、袋ナットによる絞り込みによって切り割りを周方向へ接近させて狭くすることにより、締め付け環が全体的に縮径変形される。
締め付け環の内壁面には、凹凸部が形成され、締め付け環の縮径により凹凸部を接続管の外表面に食い込ませて、接続管の管挿入コア筒への締め付けが行なわれる。
管挿入コア筒(ニップル)に対してシリコーンゴム製の柔軟管(可撓管)を確実に抜け止め接続するには、特許文献1に記載のように、柔軟管(可撓管)の材質よりも硬質な樹脂材料からなる締め付け環の内壁面(内面)の凹凸部を、柔軟管(可撓管)の外表面に食い込ませて締め付ける必要がある。
しかし乍ら、締め付け環を射出成形などで樹脂成形を行う場合には、締め付け環の内壁面(内面)に形成される凹凸部がアンダーカットとなるため、金型から成形品を取り出すこと(離型)が困難で、複雑な形状の締め付け環を大量に生産できないという問題があった。
このような状況下において、シリコーンゴムなどの柔らかい材料からなる可撓管であっても、管挿入コア筒(ニップル)に対して確実に抜け止め接続可能で且つ簡単な構造の樹脂成形品からなる締め付け環が要望されている。
本発明の実施形態に係る管継手用スリーブAは、図1〜図8に示すように、円筒状のスリーブ本体A1からなり、継手本体20のニップル21に対して可撓管Cが差し込まれた後に、可撓管Cの外側にスリーブ本体A1を被せ、スリーブ本体A1で可撓管Cをニップル21の外周面21aに向け押圧して締め付ける管継手Bに用いられる。
管継手用スリーブAが組み込まれる管継手Bは、可撓管Cの挿入空間Sに沿って設けられる継手本体20のニップル21と、可撓管Cの挿入空間Sの外周を囲むように設けられる管継手用スリーブAのスリーブ本体A1と、スリーブ本体A1の外側に設けられる締め付け部材30と、を主要な構成要素として備えている。
締め付け部材30でスリーブ本体A1をニップル21に向け押し付けることにより、ニップル21とスリーブ本体A1との間に可撓管Cが挟み込まれて引き抜き不能に接続される。
スリーブ本体A1は、図1(a)(b)などに示されるように、後述するニップル21の外周面21aの外側と可撓管Cの挿入空間Sを挟んで径方向へ対向するように組み付けられる。
つまり、ニップル21に差し込んだ可撓管Cに対してスリーブ本体A1が組み付けられた図1(a)(b)などのセット状態では、スリーブ本体A1の内周面となるスリーブ内面A2が可撓管Cの外表面C1と径方向へ対向し、スリーブ本体A1の外周面となるスリーブ外面A3が後述する締め付け部材30と径方向へ対向している。
スリーブ本体A1は、後述する締め付け部材30による押し付けに伴い弾性的に縮径変形及び拡径変形して、その縮径時における内径が可撓管Cの外径よりも小さくなるように設定され、拡径時における内径が可撓管Cの外径と略同じか又はそれよりも若干大きくなるように設定されている。
複数のスリットA4は、スリーブ本体A1の周方向へ所定間隔毎にそれぞれが軸方向へ延びるように配置され、スリットA4同士の間に形成される複数の帯板部A5をそれぞれ略平行となるように配置している。
複数のスリットA4及び複数の帯板部A5は、後述する締め付け部材30の押し付けにより、複数の帯板部A5同士を周方向へ徐々に接近させると同時に、複数のスリットA4の間隔を周方向へそれぞれ狭くすることにより、スリーブ本体A1が全体的に縮径変形するように構成されている。また締め付け部材30による押し付けが開放されて、複数の帯板部A5同士を周方向へ徐々に離隔させると同時に、複数のスリットA4の間隔を周方向へそれぞれ広げることにより、スリーブ本体A1が全体的に拡径変形するように構成されている。
またスリーブ本体A1の全体形状としては、軸方向へ対称な形状に形成することが好ましい。これにより、継手本体20のニップル21に対し軸方向へ正逆いずれの向きに組み換えても同様な機能が得られる。
図2(a)(b)などに示されるように、複数の帯板部A5において周方向の幅寸法を小さくすることにより、スリットA4及び帯板部A5が周方向へ多数配置されている。
また、その他の例として図示しないが、複数のスリットA4,複数の帯板部A5及び複数の結合部A6を千鳥状以外に配置することや、複数のスリットA4を直線状以外に曲線などの非直線状に延びるように切欠形成することや、複数のスリットA4,複数の帯板部A5及び複数の結合部A6のサイズや形状を図示例以外に変更することも可能である。
複数の帯状体10は、複数のスリットA4,複数の帯板部A5及び複数の結合部A6を有し、それぞれが周方向へ変形可能に形成された同じ形状の分割部品である。
さらに複数の帯状体10は、複数の帯状体10の周方向の一端に設けられる嵌合部11と、複数の帯状体10の他端に設けられる被嵌合部12と、可撓管Cの外表面C1と径方向へ対向する内面(スリーブ内面A2)に設けられる凹部13と、を有している。
嵌合部11及び被嵌合部12は、各帯状体10の周方向の両端に一対ずつ配置され、別な帯状体10の嵌合部11と被嵌合部12が互いに嵌合して着脱可能に連結する形状に形成される。
つまり、複数の帯状体10のうちいずれか一つの帯状体10(第一の帯状体10′)の嵌合部11に対し、もう一つの別な帯状体10(第二の帯状体10″)の被嵌合部12を互いに嵌合させることにより、複数の帯状体10同士が円筒状に連結されて、周方向へ変形可能なスリーブ本体A1となるように構成される。
凹部13は、スリーブ内面A2となる各帯状体10の内面に形成され、スリーブ本体A1の軸方向となる幅方向へ複数それぞれ所定間隔毎に配置することが好ましい。凹部13は、嵌合部11及び被嵌合部12による複数の帯状体10同士の連結に伴って、環状につながるように形成されている。各帯状体10の内面に複数の凹部13を形成した場合には、複数の凹部13と幅方向へ隣り合って複数のリブ14が凹凸形成される。
さらに凹部13は、スリーブ本体A1の縮径変形に伴い可撓管Cの外表面C1に圧接して、可撓管Cをニップル21の外周面21aに向け押圧することにより、凹部13の開口縁13a(リブ14の角部)が可撓管Cの外表面C1に食い込むように構成される。
凹部13の開口縁13a(リブ14の角部)は、面取りされることが好ましい。面取りとしては、開口縁13aを断面円弧形状に加工するR面取りや開口縁13aを斜めに削り落とすC面取りなどが挙げられる。
スリーブ内面A2となる複数の帯状体10の内面には、複数の凹部13をスリーブ本体A1の軸方向となる幅方向へ所定間隔毎に形成することが好ましい。
図示例では、図2(b)の矢印に示されるように、二つの帯状体10のうちいずれか一方(第一の帯状体10′)に対し他方(第二の帯状体10″)の向きを変え(反転し)て位置合わせした状態で幅方向へスライド移動させることにより、嵌合部11及び被嵌合部12(嵌合突起と嵌合溝)が凹凸嵌合して連結する。帯状体10の内面には、複数の凹部13として五つの凹溝が幅方向へ所定間隔毎に形成され、五つの凹溝と幅方向へ隣り合って六つのリブ14を凹凸形成している。
なお、その他の例として図示しないが、スリーブ本体A1の周方向への分割数を変更することや、嵌合部11及び被嵌合部12の形状を図示例以外の形状に変更することや、複数の凹部13とリブ14の配置箇所,配置個数,それぞれのサイズ,形状などを図示例以外に変更することも可能である。
継手本体20は、円筒状のニップル21と、他の管体(図示しない)や他の機器の管接続口(図示しない)と接続するための接続部22と、を有している。
ニップル21は、継手本体20の先端側に後述する可撓管Cの内表面C2と径方向へ対向するように形成され、接続部22は、継手本体20の基端側に形成されている。
ニップル21は、可撓管Cの内径と略同じか又は可撓管Cの内径よりも若干小さな外径を有する円筒状に形成され、挿入空間Sに差し込まれた可撓管Cの内表面C2と径方向へ対向する外周面21aを有している。
大径円筒面21bは、ニップル21の外周面21aにおいて軸方向へ所定長さの領域に亘り、外径が同じ非傾斜の平滑状に形成されている。
さらにニップル21の外周面21aは、大径円筒面21bと軸方向へ隣接して設けられる環状溝21cを有することが好ましい。
環状溝21cは、ニップル21の外周面21aにおいて奥側(継手本体20の基端側)に向け複数個それぞれ所定間隔毎に形成されている。
複数の環状溝21cの間には、大径円筒面21bと略同じ外径で平滑な大径面21dが複数形成される。大径円筒面21bと複数の環状溝21c及び複数の大径面21dは、可撓管Cの内表面C2と径方向へ対向して凹凸形成され、可撓管Cの抜け止め機能を有している。
ニップル21の先端縁となる大径円筒面21bの角部21eは、面取りされることが好ましい。面取りとしては、角部21eを断面円弧形状に加工するR面取りや角部21eを斜めに削り落とすC面取りなどが挙げられる。
またニップル21の内周面21fには、その先端へ向けて拡径されたテーパー部21gを形成することが好ましい。
図示例の場合には、三つの環状溝21cの間に二つの大径面21dが凹凸形成されている。
ニップル21の先端縁となる大径円筒面21bの角部21eは、面取り加工としてR面取りされている。
ニップル21の外周面21aには、後述する締め付け部材30を軸方向への移動不能に位置規制するための抜け止め手段23が設けられている。図示例の場合には、継手本体20のニップル21と接続部22との間に後述する締め付け部材30の抜け止め手段23として鍔状係止部を突出形成している。
また、その他の例として図示しないが、複数の環状溝21c及び複数の大径面21dの配置箇所や配置個数やそれぞれのサイズを図示例以外に変更することや、ニップル21の先端縁となる大径円筒面21bの角部21eをC面取りすることも可能である。
さらに接続部22の一例として図3(a)〜(d)などに示される場合には、へルール(フェルール)22aであり、他の機器の管接続口に形成される別のへルール(図示しない)と、クランプやクランプバンドなどと呼ばれる連結具(図示しない)を用いて着脱自在に接続される。
接続部22の他の例として図8(a)〜(d)に示される場合には、螺子22bであり、他の機器の管接続口に形成される螺子(図示しない)と螺合するように形成され、例えばスパナやレンチなどの工具(図示しない)が係合する工具係合部22cの回転操作によって螺子同士を螺着させて着脱自在に接続される。
なお、接続部22のその他の変形例としては、へルール22aや螺子22bに代えて図示例以外の構造のものを用いることも可能である。
締め付け部材30は、スリーブ本体A1の外周面(スリーブ外面A3)と径方向へ対向する押圧部30aを有し、人為的な操作に伴い押圧部30aでスリーブ外面A3を径方向へ押圧することにより、可撓管Cが縮径変形するように構成されている。
締め付け部材30においてスリーブ外面A3と径方向へ対向する内周には、スリーブ本体A1と軸方向へ係合する係止部30bが設けられ、係止部30bでスリーブ本体A1を軸方向へ移動不能に位置決めすることが好ましい。
締め付け部材30の具体例としては、図1〜図3に示される分割タイプの圧縮手段や、図4及び図5に示されるカシメタイプの圧縮手段や、図6〜図8に示される軸方向力変換タイプの圧縮手段などが挙げられる。
これ同時に、ニップル21において複数の大径面21dが可撓管Cを挟んでスリーブ内面A2の複数の凹部13と径方向へ対向するように設定されている。
スリーブ内面A2において端部に配置されたリブ14は、図1(b)や図4(b)に示されるように、ニップル21の大径円筒面21bから軸方向へ所定長さ離れた位置に突出するように設定される。この端部に配置されたリブ14で可撓管Cの外表面C1を径方向内側に押圧することにより、径方向内側へ押された可撓管Cの内表面C2が、ニップル21の内周面21fのテーパー部21gと連続するようにしている。
挿入空間Sに対しては、図1(a)(b)に示されるように、可撓管Cの切断面C3から所定長さの接続端部Caが差し込まれる。
可撓管Cの具体例として、図示される例では単層構造のホースを用いている。
また、その他の例として図示しないが、可撓管Cとして単層構造の管体に代え、複数の層を有する複数層構造や多層構造の管体などを用いることも可能である。多種類の可撓管Cの具体例としては、透明又は不透明な外層及び内層との間に中間層として、複数本か又は単数本の合成樹脂製ブレード(補強糸)が螺旋状に埋設される積層ホース(ブレードホース)や、中間層として合成樹脂製又は金属製の断面矩形などの帯状補強材と断面円形などの線状補強材を螺旋状に巻き付けて一体化した螺旋補強ホース(フォーランホース)や、金属製線材や硬質合成樹脂製線材を螺旋状に埋設した螺旋補強ホースなどが挙げられる。
本発明の第一実施形態に係る管継手Bの締め付け部材30は、図1(a)(b),図2(a)(b)及び図3(a)〜(d)に示されるように、分割タイプの圧縮手段によりスリーブ本体A1を縮径変形させている。この分割タイプの圧縮手段とは、複数に分割された分割ホルダ31a,31bをボルトなどの締結部品31cで径方向へ互いに接近移動させることにより、スリーブ本体A1が径方向へ押圧されて縮径変形する。
詳しく説明すると、分割タイプの圧縮手段は、径方向へ分割された複数の分割ホルダ31a,31bと、複数の分割ホルダ31a,31bを径方向へ接近移動させる締結部品31cと、を備えている。締結部品31cによる複数の分割ホルダ31a,31bの接近移動で、スリーブ本体A1を縮径変形させている。
図示例の場合には、複数の分割ホルダ31a,31bが円筒体を径方向へ二分割して対称形状に形成され、分割ホルダ31a,31b同士の周端部31dに亘り、ボルトのねじ部品などからなる締結部品31cを挿通して回転操作することにより、分割ホルダ31a,31b同士が径方向へ接近移動するように構成されている。
このため、図1(b)や図3(d)にされるスリーブ本体A1の締め付け状態では、スリーブ本体A1の凹部13が可撓管Cの外表面C1に圧接して、凹部13の開口縁13aが可撓管Cの外表面C1に食い込む。
これに加えて図示例の場合には、複数の分割ホルダ31a,31bの周端部31dに亘ってスリーブ本体A1のスリーブ外面A3と径方向へ対向するように設けられるストッパー部31eを備える。ストッパー部31eは、締結部品31cによる複数の分割ホルダ31a,31bの接近移動に伴って縮径変形したスリーブ本体A1の肉余り部位(図示しない)と径方向へ当接するガイド面31fを有している。これにより、複数の分割ホルダ31a,31bの接近移動でスリーブ本体A1の縮径変形に伴い、スリーブ本体A1のスリーブ外面A3の肉余り部位が、周方向へ隣り合う複数の分割ホルダ31a,31bの周端部31dの間に向け膨出しようとしても、スリーブ外面A3の肉余り部位の外側からストッパー部31eのガイド面31fが径方向へ当接することで、スリーブ外面A3の肉余り部位の膨出を抑制している。
このため、複数の分割ホルダ31a,31bの周端部31dの間にスリーブ外面A3の肉余り部位が入り込まず、周方向へ誘導され、噛み込みを防止して複数の分割ホルダ31a,31bを締結部品31cで締め切る(完全に締める)ことが可能にしている。
また、第一実施形態の変形例として図示しないが、複数の分割ホルダ31a,31bとして円筒体を三分割か又は四分割か若しくはそれ以上に分割して、それぞれを締結部品31cで複数の径方向へ接近移動させることなどの変更が可能である。
このカシメタイプの圧縮手段とは、カシメパイプ32をカシメ機(図示しない)で径方向へ圧縮変形させることにより、スリーブ本体A1が径方向へ押圧されて縮径変形する。
カシメパイプ32は、カシメ機による径方向への加圧では圧縮変形するが、可撓管Cやスリーブ本体A1からの反発力では復元変形しない、例えばアルミニウムやステンレスなどの変形可能な塑性材料で円筒体である。
カシメ機の具体例としては、例えば油圧装置などの駆動源により複数のカシメダイスをカシメパイプ32に向けて接近移動させる駆動式のカシメ機や、手動式のカシメ機などが挙げられる。
このため、図4(b)や図5(d)にされるスリーブ本体A1の締め付け状態では、スリーブ本体A1の凹部13が可撓管Cの外表面C1に圧接して、凹部13の開口縁13aが可撓管Cの外表面C1に食い込む。
図示例では、カシメパイプ32の軸方向長さをスリーブ本体A1の軸方向長さよりも長くなるように形成しているが、カシメパイプ32の軸方向長さがスリーブ本体A1の軸方向長さと略同じに形成するか、又はスリーブ本体A1の軸方向長さよりも短くなるように形成することも可能である。
さらに、カシメ機によるカシメパイプ32のかしめ形状としては、図示例のような全周を均一に締めるもの以外に、断面略正八角形などにかしめる「八方締め」や、円筒状の俵を締めるように軸線方向の複数箇所をかしめる「俵締め」などが利用可能である。
この軸方向力変換タイプの圧縮手段とは、継手本体20の筒状部33aに対するスライド筒体33bの軸方向移動を径方向の加圧力に変換することにより、スリーブ本体A1が径方向へ押圧されて縮径変形する。
詳しく説明すると、軸方向力変換タイプの圧縮手段は、継手本体20に対してニップル21の外側に一体的に設けられる筒状部33aと、筒状部33aに対してニップル21の軸方向へ往復動自在に支持されるスライド筒体33bと、を備えている。
第三実施形態に用いられるスリーブ本体A1は、スリーブ外面A3において軸方向一半部に設けられる第一テーパー面A3′と、軸方向他半部に設けられる第二テーパー面A3″と、を有する。第一テーパー面A3′と第二テーパー面A3″は、スリーブ本体A1の軸方向両端に向かって徐々に小径となり且つ軸方向へ面対称となる傾斜面に形成される。
継手本体20の筒状部33aは、ニップル21の外周面21aと可撓管Cやスリーブ本体A1を挟んで径方向に対向するように設けられ、スリーブ本体A1の第一テーパー面A3′と軸方向へ摺動自在に面接触する第一傾斜面33cを有している。
締め付け部材30のスライド筒体33bは、ニップル21の外周面21aと可撓管Cやスリーブ本体A1を挟んで径方向に対向するように設けられ、スリーブ本体A1の第二テーパー面A3″と軸方向へ摺動自在に面接触する第二傾斜面33dを有している。
図示例の場合には、継手本体20の筒状部33aが外周面にネジ(外ネジ)33eを有している。締め付け部材30のスライド筒体33bは、筒状部33aのネジ(外ネジ)33eと螺合するナットであり、その内周面にネジ(内ネジ)33fを有している。スライド筒体33bの回転操作で第二傾斜面33dを筒状部33aの第一傾斜面33cに向け接近移動させることにより、スリーブ本体A1の第一テーパー面A3′と第二テーパー面A3″がそれぞれ縮径変形される。スリーブ本体A1のスリーブ内面A2において軸方向中央の凹部13には、Oリングなどの弾性変形可能な環状のシール部材A7を嵌入して軸方向へ移動不能に保持している。
このため、図6(b)や図8(d)にされるスリーブ本体A1の締め付け状態では、スリーブ本体A1の凹部13やシール部材A7の内端面が可撓管Cの外表面C1に圧接して、凹部13の開口縁13aが可撓管Cの外表面C1に食い込むと同時に、シール部材A7の内端面が可撓管Cの外表面C1に密着する。
また、第三実施形態の変形例として図示しないが、スライド筒体33bと筒状部33aの螺合に代えて、筒状部33aに対してスライド筒体33bを軸方向移動させることができれば、ネジ以外の構造に変更することも可能である。
嵌合部11及び被嵌合部12による複数の帯状体10同士の連結では、それぞれの凹部13が環状につながる。
複数の帯状体10の連結状態で、スリーブ本体A1を全体的に縮径変形させることにより、環状の凹部13が可撓管Cの外表面C1に圧接して、可撓管Cをニップル21の外周面21aに向け押圧する。これに伴い凹部13の開口縁13aが可撓管Cの外表面C1に食い込む。
このため、縮径変形した複数の帯状体10からなるスリーブ本体A1により、可撓管Cが締め付けられてニップル21に対し抜け止めされる。
したがって、同じ形状に分割された複数の帯状体10の連結で可撓管Cをニップル21に対して抜け不能に締結することができる。
その結果、締め付け環の内壁面に形成される凹凸部がアンダーカットとなる従来のものに比べ、シリコーンゴムなどの柔らかい材料からなる可撓管Cであっても、簡単な構造の樹脂成形品からなるスリーブ本体A1によりニップル21に対して確実に抜け止め接続可能で且つ簡単な構造の樹脂成形品からなるスリーブ本体A1を提供できる。
これにより、複雑な形状のスリーブ本体A1を大量に成形できて生産性の向上とコストの低減化が図れる。
この場合には、図2(b)の矢印に示されるように、スリーブ本体A1の軸方向へ対称形状で且つ同じ形状に形成された一つの帯状体10(第一の帯状体10′)に対して、もう一つの帯状体10(第二の帯状体10″)を反転させるなどの向き変更することにより、一つの帯状体10(第一の帯状体10′)における嵌合部11及び被嵌合部12の配置と、もう一つの帯状体10(第二の帯状体10″)における嵌合部11及び被嵌合部12の配置とが逆向きになる。
このため、一つの帯状体10(第一の帯状体10′)の嵌合部11及び被嵌合部12と、もう一つの帯状体10(第二の帯状体10″)の嵌合部11及び被嵌合部12とがそれぞれ嵌合可能になる。
したがって、簡単な操作で同じ形状の帯状体10同士を連結して一体化することができる。
その結果、同じ形状の帯状体10のみでスリーブ本体A1を容易に作成できる。
これにより、部品管理が容易になるとともに、コストの大幅な低減化が図れる。
また、帯状体10の連結個数を変えることで、径サイズが異なる複数のスリーブ本体A1を作成することも可能となる。
この場合には、可撓管Cの構成材料がシリコーンゴムなどのような柔らかい材料であっても、それよりも硬質な複数の帯状体10の連結からなるスリーブ本体A1の縮径変形により、可撓管Cがニップル21の外周面21aに向け押圧されて、抜け不能に締め付けられる。
したがって、柔らかい材料の可撓管Cをニップル21に対して確実に締結することができる。
その結果、柔らかい材料の可撓管Cの抜け防止機能が強化され、長期に亘って安定した可撓管Cの配管接続が持続されるとともに、流体漏れなどの事故の発生を防止できて、安全性及び経済性に優れる。
さらに、第一実施形態〜第三実施形態では、締め付け部材30としては、分割タイプの圧縮手段やカシメタイプの圧縮手段や回転締め付けタイプの圧縮手段を用いたが、これに限定されず、それ以外の構造の圧縮手段を用いてもよい。
A2 帯状体の内面(スリーブ内面) 10 帯状体
11 嵌合部 12 被嵌合部
13 凹部 B 管継手
21 ニップル 21a 外周面
C 可撓管 C1 外表面
Claims (3)
- 管継手のニップルとの間に可撓管を挟み込むように設けられる径方向へ弾性変形可能な樹脂製又はゴム製のスリーブ本体からなり、前記スリーブ本体の縮径変形により前記可撓管を前記ニップルの外周面に向け押圧して締め付ける管継手用スリーブであって、
前記スリーブ本体が、前記スリーブ本体の周方向へ等間隔毎に分割されてそれぞれが周方向へ変形可能に形成される複数の帯状体(10)を備え、
前記帯状体(10)が、複数の帯体部(A5)及び複数のスリット(A4)が配置される構成とされ、かつ、
前記複数の帯状体が、前記複数の帯状体の周方向の一端に設けられる嵌合部と、前記複数の帯状体の他端に設けられる被嵌合部と、前記可撓管の前記外表面と径方向へ対向する内面に設けられる凹部と、を有し、
前記嵌合部及び前記被嵌合部が、互いに嵌合して前記複数の帯状体同士を連結する形状に形成され、
前記凹部が、前記複数の帯状体同士の連結に伴って環状につながるように形成されることを特徴とする管継手用スリーブ。 - 前記複数の帯状体が、前記スリーブ本体の軸方向へ対称形状に形成され、前記複数の帯状体のいずれか一つに対するもう一つの向き変更により、前記嵌合部及び前記被嵌合部が互いに嵌合するよう形成されることを特徴とする請求項1記載の管継手用スリーブ。
- 前記複数の帯状体が、前記可撓管の構成材料よりも硬質な材料で成形されることを特徴とする請求項1又は2記載の管継手用スリーブ。
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