WO2018230401A1

WO2018230401A1 - ソケットおよびそれを有する管継手

Info

Publication number: WO2018230401A1
Application number: PCT/JP2018/021605
Authority: WO
Inventors: 田口　博章; 俊晴堀越
Original assignee: ダイセン株式会社
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2018-12-20
Also published as: JP2019002493A; US10941890B2; JP6712389B2; US20200132233A1

Abstract

先端部の長さが異なる複数種のプラグに対応できるソケットおよびそれを有する管継手を提供する。本発明のソケット１０は、基部１８と、基部１８の収納孔に収納される第１鋼球２２および第２鋼球２４と、第１鋼球２２等を外側から支持する外側支持部２６と、第１鋼球２２等を内側から支持する内側支持部２５とを主要に備えている。ソケット１０は、第１鋼球２２が収納される第１収納孔５０と、第２鋼球２４が収納されると共に第１収納孔５０よりも軸方向に沿って長い第２収納孔５２を有している。

Description

ソケットおよびそれを有する管継手

　本発明は、先端部の長さが異なる複数種のプラグに対応できるソケットおよびそれを有する管継手に関する。

　一般に、圧縮空気により駆動する釘打機へ圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサの空気供給口にはソケットが設けられており、この空気供給口のソケットに接続されるホースの一端部にはプラグが設けられている。また、このホースの他端部にはソケットが設けられており、このホースの他端部のソケットに接続される釘打機等の圧縮空気により駆動する空気工具にはプラグが設けられている。それぞれソケットにプラグを挿入し固定して接続することにより、エアコンプレッサの空気供給口からホース内へ圧縮空気を供給することができる。一般的なソケットやプラグは、例えば下記特許文献１に記載されている。

　また、プラグとソケットとの接続を簡易にするための構成が以下の特許文献２および特許文献３に記載されている。

　引用文献２では、図１等を参照すると、ソケット本体の小外径筒部に、周方向に複数のロックボール嵌合孔が形成されている。この嵌合孔は、いずれも軸方向に長い長孔であり、一部のロックボール嵌合孔が、他のロックボール嵌合孔よりも長く先端側に伸びた長孔となっている。

　引用文献３では、図１等を参照して、筒形ソケット本体の内側にロックスリーブが配設され、ロックスリーブにボール止め片の延長線上に切欠部が配設される。そして、筒形ソケット本体とプラグを連結する際には、ロックボールは切欠部内にて、ボール止め片とボール押さえ片との間に入り込む。

　特許文献４では、高圧プラグと低圧プラグとでカプラへの挿入を部分的に制限する圧縮空気取り出し装置が記載されている。具体的には、低圧用カプラには低圧用プラグおよび高圧用プラグの両方が挿入可能であり、高圧用カプラには高圧用プラグのみが挿入可能であり低圧用カプラは挿入できない。かかる構成とすることで、圧縮空気取り出し装置の安全性を向上させることができる。

特開２０００－５５２７２号公報特開２００１－１４６９９５号公報特開２０１２－３１９５６号公報特許第４７９２８３８号公報

　しかしながら、特許文献１ないし特許文献３に記載された管継手では、ソケットに挿入嵌合できるプラグの種類は原則として一種類のみであり、工場などにおいて種類が異なるプラグが使用される際には、そのプラグと同数の種類のソケットを用意する必要があり、そのことが工場の設備投資にかかる費用を増大させる課題があった。

　また、特許文献４に記載された圧縮空気取り出し装置では、低圧用カプラには低圧用プラグおよび高圧用プラグの両方が挿入可能であるので、一つのカプラで複数のプラグに対応しているが、その逆には対応していないため互換性が十分とは言えない課題があった。

　本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、先端部の長さが異なる複数種のプラグに対応できるソケットおよびそれを有する管継手を提供することにある。

　本発明のソケットは、略円筒形状を呈する基部と、前記基部に収納される弁体と、前記基部を貫通して設けた第１収納孔に収納される複数の第１鋼球と、前記基部を貫通すると共に、前記第１収納孔よりも軸方向に沿って長く形成される第２収納孔に収納される第２鋼球と、前記第１鋼球および前記第２鋼球を内側から支持し、軸方向に沿って変位可能なリング状の内側支持部と、前記第１鋼球および前記第２鋼球を外側から支持し、軸方向および回転方向に沿って変位可能なリング状の外側支持部と、軸方向に沿って前記弁体に付勢力を与える第１付勢手段と、軸方向に沿って前記内側支持部に付勢力を与える第２付勢手段と、軸方向および回転方向に沿って前記外側支持部に付勢力を与える第３付勢手段と、を具備し、プラグが挿入されて気密状態となる挿入状態、前記プラグが挿入されて非気密状態となる半挿入状態、および、前記プラグが引きぬかれた状態である非挿入状態をとることができ、前記プラグとして、拡径部がその中間部に形成された第１プラグと、前記拡径部から前方に向かって突出する先端部の長さが前記第１プラグよりも長い第２プラグと、を挿入可能であり、前記挿入状態では、前記外側支持部の内面に設けられた第１溝に接触することで半径方向内側に配置された前記第１鋼球に、前記プラグの前記拡径部が嵌合し、更に、前記第２鋼球は、前記第２収納孔の内部にて軸方向に沿って変位可能であり、前記半挿入状態では、前記外側支持部が回転方向に変位することで、前記外側支持部の内面に設けられて前記第１溝よりも深い第２溝に収納された前記第１鋼球が半径方向外側に配置され、前記第１鋼球と前記プラグの前記拡径部との嵌合が解除され、前記プラグの前記拡径部は前記第２鋼球と嵌合し、前記非挿入状態では、前記外側支持部が軸方向に変位することで、前記第１鋼球および前記第２鋼球が半径方向外側に配置され、前記プラグの前記拡径部と前記第２鋼球との嵌合が解除される、ことを特徴とする。

　更に、本発明のソケットでは、前記内側支持部の内部にＯリングを備え、前記Ｏリングは、前記第１プラグが挿入された際には、前記第１プラグの前端面に当接し、前記第２プラグが挿入された際には、前記第２プラグの外側側面に当接する、ことを特徴とする。

　更に、本発明のソケットでは、前記Ｏリングは、半径方向内側に向かって隆起する第１突出部と、前記第１突出部より大きく内部に向かって隆起する第２突出部と、を有し、前記第１プラグが挿入された際には、前記第１プラグの外側側面が前記第１突出部に当接し、前記第２プラグが挿入された際には、前記第２突出部が前記第２プラグの外側側面に当接する、ことを特徴とする。

　更に、本発明のソケットでは、前記挿入状態では、前記プラグの前記拡径部が前記第１鋼球に係合すると共に、前記内側支持部の外側端部が前記第１鋼球に当接することを特徴とする。

　更に、本発明の管継手では、上記のソケットと、前記ソケットに挿入されるプラグとを具備することを特徴とする。

　本発明のソケットは、略円筒形状を呈する基部と、前記基部に収納される弁体と、前記基部を貫通して設けた第１収納孔に収納される複数の第１鋼球と、前記基部を貫通すると共に、前記第１収納孔よりも軸方向に沿って長く形成される第２収納孔に収納される第２鋼球と、前記第１鋼球および前記第２鋼球を内側から支持し、軸方向に沿って変位可能なリング状の内側支持部と、前記第１鋼球および前記第２鋼球を外側から支持し、軸方向および回転方向に沿って変位可能なリング状の外側支持部と、軸方向に沿って前記弁体に付勢力を与える第１付勢手段と、軸方向に沿って前記内側支持部に付勢力を与える第２付勢手段と、軸方向および回転方向に沿って前記外側支持部に付勢力を与える第３付勢手段と、を具備し、プラグが挿入されて気密状態となる挿入状態、前記プラグが挿入されて非気密状態となる半挿入状態、および、前記プラグが引きぬかれた状態である非挿入状態をとることができ、前記プラグとして、拡径部がその中間部に形成された第１プラグと、前記拡径部から前方に向かって突出する先端部の長さが前記第１プラグよりも長い第２プラグと、を挿入可能であり、前記挿入状態では、前記外側支持部の内面に設けられた第１溝に接触することで半径方向内側に配置された前記第１鋼球に、前記プラグの前記拡径部が嵌合し、更に、前記第２鋼球は、前記第２収納孔の内部にて軸方向に沿って変位可能であり、前記半挿入状態では、前記外側支持部が回転方向に変位することで、前記外側支持部の内面に設けられて前記第１溝よりも深い第２溝に収納された前記第１鋼球が半径方向外側に配置され、前記第１鋼球と前記プラグの前記拡径部との嵌合が解除され、前記プラグの前記拡径部は前記第２鋼球と嵌合し、前記非挿入状態では、前記外側支持部が軸方向に変位することで、前記第１鋼球および前記第２鋼球が半径方向外側に配置され、前記プラグの前記拡径部と前記第２鋼球との嵌合が解除される、ことを特徴とする。従って、軸方向に長く形成される第２収納孔に第２鋼球が収納されていることで、第２収納孔の内部で第２鋼球が移動できることから、挿入状態に於いては、プラグの先端部の長さに応じて第２収納孔の内部で第２鋼球を所定箇所に配置させることができる。更には、半挿入状態で、第２収納孔の軸方向外側端部に配置された第２鋼球にプラグの拡径部を係合させることで、半挿入状態に於いてプラグがソケットから離脱してしまうことを防止することができる。更に、半挿入状態で、第２収納孔の軸方向外側端部に配置された第２鋼球に、内側支持部の外側端部を当接させることで、内側支持部の位置を規定することができる。

　更に、本発明のソケットでは、前記内側支持部の内部にＯリングを備え、前記Ｏリングは、前記第１プラグが挿入された際には、前記第１プラグの前端面に当接し、前記第２プラグが挿入された際には、前記第２プラグの外側側面に当接する、ことを特徴とする。従って、先端部が短い第１プラグが挿入された際には、第１プラグの先端面がＯリングに当接することで、ソケットの内部に於ける気密性を確保できる。また、先端部が長い第２プラグが挿入された際には、プラグの外側側面がＯリングに当接することで、ソケットの内部に於ける気密性を確保できる。よって、先端部の長さが異なるプラグが挿入された場合であっても、挿入時に於ける気密性を確保し、圧縮流体の外部への漏出を防止できる。

　更に、本発明のソケットでは、前記Ｏリングは、半径方向内側に向かって隆起する第１突出部と、前記第１突出部より大きく内部に向かって隆起する第２突出部と、を有し、前記第１プラグが挿入された際には、前記第１プラグの外側側面が前記第１突出部に当接し、前記第２プラグが挿入された際には、前記第２突出部が前記第２プラグの外側側面に当接する、ことを特徴とする。従って、先端部が短い第１プラグにはＯリングの第１突出部を当接させ、先端部が長い第２プラグにはＯリングの第２突出部を当接させることで、長さが異なるプラグに対応することができる。

　更に、本発明のソケットでは、前記挿入状態では、前記プラグの前記拡径部が前記第１鋼球に係合すると共に、前記内側支持部の外側端部が前記第１鋼球に当接することを特徴とする。従って、プラグおよびソケットの内部に大きな圧力が作用する挿入状態に於いて、プラグおよび内側支持部の両方が第１鋼球に接することで、圧力の集中が抑制され、外側支持部を回転させることが容易となる。

　更に、本発明の管継手では、上記のソケットと、前記ソケットに挿入されるプラグとを具備することを特徴とする。従って、複数種類のプラグに一つのソケットで対応することができ、管継手が使用される工場に於ける設備投資を抑えることができる。

本発明のソケットおよびこのソケットに挿入可能なプラグを示す斜視図である。本発明のソケットを示す図であり、（Ａ）はソケットを示す平面図であり、（Ｂ）は断面図である。本発明の管継手を構成する外側支持部を示す図であり、（Ａ）は外側支持部を示す斜視図であり、（Ｂ）はその軸方向に沿う断面図であり、（Ｃ）および（Ｄ）は円周方向に沿う断面図である。本発明のソケットを示す分解斜視図である。本発明のソケットが備えるＯリングの構成および機能を示す断面図であり、（Ａ）はＯリングを備えた内側支持部を軸方向に沿って切断した場合の断面図であり、（Ｂ）は短い先端部を有するプラグを挿入した場合のＯリングおよび内側支持部の断面図であり、（Ｃ）は中程度の長さの先端部を有するプラグを挿入した場合のＯリングおよび内側支持部の断面図であり、（Ｄ）は長い先端部を有するプラグを挿入した場合のＯリングおよび内側支持部の断面図である。本発明のソケットに、短い先端部を有するプラグを挿入する状況を示す図であり、（Ａ）は非挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図であり、（Ｂ）は挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図であり、（Ｃ）は半挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図である。本発明のソケットに、中程度の長さの先端部を有するプラグを挿入する状況を示す図であり、（Ａ）は非挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図であり、（Ｂ）は挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図であり、（Ｃ）は半挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図である。本発明のソケットに、長い先端部を有するプラグを挿入する状況を示す図であり、（Ａ）は非挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図であり、（Ｂ）は挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図であり、（Ｃ）は半挿入状態に於けるソケットおよびプラグの断面図である。

　図１を参照して、本形態に係る管継手１４の構成を説明する。本形態の管継手１４は、ソケット１０と、ソケット１０に挿入されるプラグ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃとを備えており、ソケット１０にプラグ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが挿入されることで管継手１４が構成されている。以下の説明では、プラグ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃをプラグ１２と総称することがあり、先端部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを先端部１１と総称することがあり、拡径部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃを拡径部１３と総称することがある。ここで、例えば、プラグ１２Ａが第１プラグであり、プラグ１２Ｂまたはプラグ１２Ｃが第２プラグである。

　管継手１４の役割は、コンプレッサ等の圧縮空気発生装置と、釘打機等の圧縮空気使用装置とを接続するホースに介装され、着脱を可能とすることである。使用状況下では、圧縮空気はソケット１０からプラグ１２に向かって流通する。ここで、プラグ１２は雄型継手部材と称される場合があり、ソケット１０は雌型継手部材と称される場合がある。また、以下の説明では、圧縮流体の流れの上流側を前方と称し、その流れの下流側を後方と称する。更に以下の説明では、半径方向外側および半径方向内側を、単に、外側および内側と称することもある。更に、管継手を流通する流体としては、空気等の気体、および、水などの液体の両方を採用可能である。

　管継手１４の状態としては、ソケット１０にプラグ１２が挿入されて両者が連通気密状態となる挿入状態と、挿入された状態で両者が非連通気密状態となる半挿入状態と、プラグ１２がソケット１０から引きぬかれた非挿入状態とがある。この図では、プラグ１２がソケット１０から引きぬかれた非挿入状態を示している。ここで、半挿入状態はパージとも称される。

　詳細は後述するが、管継手１４を非挿入状態から挿入状態に移行させる方法は次のとおりである。プラグ１２をソケット１０に挿入させ、ソケット１０の内部で前方側に配置されたここでは図示しない第１鋼球２２に、プラグ１２の拡径部１３を嵌合させることで、挿入状態となる。

　管継手１４を挿入状態から非挿入状態に移行する方法は次のとおりである。挿入状態でソケット１０の基部１８を固定しつつ、外側支持部２６を先端側から見て時計回りに所定角度回転させると、ソケット１０に内蔵された先端側の図示しない第１鋼球２２から、プラグ１２の拡径部１３が外れ、図示しない後端側の第２鋼球２４に拡径部１３が嵌合する。これにより、プラグ１２がソケット１０に挿入された状態は維持されつつ連通気密状態が解除される半挿入状態が実現される。その後、基部１８を固定しつつ外側支持部２６を先端側に移動させることで、プラグ１２の拡径部１３がソケット１０の第２鋼球２４から外れて、プラグ１２をソケット１０から引きぬいて非挿入状態が実現される。

　本実施形態では、ソケット１０は形状が異なる複数のプラグ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに対応している。プラグ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの順番で、先端部１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの長さが短い。具体的には、プラグ１２Ａの先端に形成される先端部１１Ａの軸方向に沿う長さをＬ１０、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂの長さをＬ１１、プラグ１２Ｃの先端部１１Ｃの長さをＬ１２とすると、Ｌ１０＜Ｌ１１＜Ｌ１２の関係が成立する。また、プラグ１２Ａの中間部分を半径方向外側に突出させることで拡径部１３Ａが形成されており、プラグ１２Ｂの中間部分を半径方向外側に突出させることで拡径部１３Ｂが形成されており、プラグ１２Ｃの中間部分を半径方向外側に突出させることで拡径部１３Ｃが形成されている。

　本実施形態では、一つのソケット１０が、先端部１１の長さが異なる複数のプラグ１２に対応している。従って、例えば、製造工場において形状が異なる複数種のプラグ１２が使用されていたとしても、一種類のソケット１０から、プラグ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに圧縮空気を供給することができ、プラグ１２Ａの種類毎にソケット１０を用意する必要が無く、工場の設備投資を小さくすることができる。換言すると、ソケット１０の互換性を向上することができる。

　図２を参照して、非挿入状態でのソケット１０の構成を説明する。図２（Ａ）は非挿入状態に於けるソケット１０を示す平面図であり、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示すソケット１０を軸線に沿って切断した場合の断面図である。

　図２（Ａ）を参照して、ソケット１０は、前方側から、先端基部１６、基部１８、外側支持部２６、を有している。先端基部１６側がホース等を経由して例えばコンプレッサに接続され、基部１８の後端部分に上記したプラグ１２Ａ等が接続される。ユーザがソケット１０を使用する際には、一方の手で先端基部１６および基部１８を回転方向に固定し、他方の手で外側支持部２６を回転させる。このようにすると、ソケット１０は挿入状態から半挿入状態となる。更に、ユーザが一方の手で先端基部１６および基部１８を軸方向に固定し、他方の手で外側支持部２６を前方に移動させる。そのようにすると、ソケット１０は半挿入状態から非挿入状態となる。

　図２（Ｂ）を参照して、ソケット１０は、円筒状の基部１８と、前方側から基部１８に挿入された円筒状の先端基部１６と、基部１８に内蔵される略円環状の隔壁部１９と、隔壁部１９に接して流体流路を塞ぐ弁体３０と、基部１８を貫通する各収納孔に収納される第１鋼球２２および第２鋼球２４と、基部１８の内部に同軸的に設けられて第１鋼球２２および第２鋼球２４を内側から支持する内側支持部２５と、基部１８の外側に同軸的に設けられて第１鋼球２２および第２鋼球２４を外側から支持する外側支持部２６と、を主要に具備している。これらの各部材はステンレス等の金属から形成される。

　基部１８は、両端が開放された円筒形状の金属材料から成り、その内径は、プラグ１２の外径よりも若干大きい程度である。基部１８の後端側には厚み方向に貫通する第１収納孔５０および第２収納孔５２が円周方向に沿って複数設けられており、第１収納孔５０および第２収納孔５２には球状の金属から成る第１鋼球２２および第２鋼球２４が収納されている。ここで、鋼球はロックボールと称される場合もある。

　先端基部１６は、両端が開放された円筒形状の金属材料から成り、基部１８の先端側に一部が挿入して接続されている。両者の接続は、螺合、接着またはこれらの組み合わせで実現される。この接続構造は挿入を伴う他の部材でも同様である。ここで、先端基部１６は基部１８の一部と見做すことも出来る。

　隔壁部１９は、基部１８に内接するリング形状の部材であり、弁体３０と共に使用状況下にてソケット１０の流体流路の気密性を保つ役割を有する。基部１８内部に於ける隔壁部１９の位置は、先端基部１６の後端側の端部が隔壁部１９に接触することで規定されている。

　弁体３０は、後端側に開放口を有する有底円筒形状を呈しており、その外面が隔壁部１９の内面に当接するように、基部１８に内蔵されている。また、弁体３０の側壁を貫通する複数の孔部４４が円周方向に沿って等間隔に設けられており、この孔部４４を経由して、プラグ１２の流体流路と、ソケット１０の流体流路とは連通している。また、弁体３０と先端基部１６の内壁との間にはバネ２８（第１付勢手段）が設けられており、このバネ２８は弁体３０を後端側に移動させようとする付勢力を発生させている。孔部４４が形成された部分の弁体３０の外周側面は内側に向かって窪んでおり、係る形状とすることで孔部４４を経由した流体の流動が容易となる。

　内側支持部２５は、基部１８に同軸的に内蔵された略リング状の金属製部材であり、基部１８の収納孔に収納された第１鋼球２２および第２鋼球２４を内部から支持する役割を有する。内側支持部２５と隔壁部１９との間にはバネ３２（第２付勢手段）が配置されており、このバネ３２は内側支持部２５を後端側に移動させようとする付勢力を発生させている。この図に示す非挿入状態では、第１鋼球２２および第２鋼球２４は、内側支持部２５により内側から支持されている。

　外側支持部２６は、基部１８を同軸的に外側から覆うリング状の金属製部材であり、基部１８に収納された第１鋼球２２および第２鋼球２４を外側から支持する役割を有する。基部１８と外側支持部２６との間にはバネ３４（第３付勢手段）が配置されており、このバネ３４は、基部１８に対して外側支持部２６を後端側に移動させようとする付勢力を発生させている。更に、バネ３４は、前方側からソケット１０を見た場合、基部１８に対して外側支持部２６を反時計回りに回転させようとする付勢力も発生させている。ここで、外側支持部２６は、スリーブと称される場合もある。

　更に、外側支持部２６の先端側の端部と基部１８との間には、基部１８に対する外側支持部２６の移動を規制するための鋼球２０が配置されている。基部１８には鋼球２０を収納するために、半球状の断面形状を呈する図示しない溝が設けられており、外側支持部２６の内面には移動規制のためのＬ字状の溝部５６（図３（Ａ））が設けられている。

　本形態では、内側支持部２５の後方部分を部分的に貫通することで第１収納孔５０および第２収納孔５２が形成されている。第２収納孔５２は第１収納孔５０よりも前後方向に長く形成されている。第１収納孔５０には第１鋼球２２が収納され、第２収納孔５２には第２鋼球２４が収納される。後述するように、第１鋼球２２は挿入状態でプラグ１２Ａ等の拡径部１３Ａ等を位置固定し、第２鋼球２４は半挿入状態でプラグ１２Ａ等の拡径部１３Ａ等を位置固定する。

　更にソケット１０の適宜箇所には気密性を確保するための合成樹脂から成る各Ｏリング２７等が配置されている。具体的には、弁体３０の外周面にＯリング２７が配置されており、Ｏリング２７が弁体３０と隔壁部１９との間に挟まれることで、弁体３０より前方の管路を閉塞することができる。また、隔壁部１９の内部にＯリング２１が配置されており、後述するように挿入されるプラグ１２Ｂ等の外側側面にＯリング２１が当接することで、弁体３０とプラグ１２との当接部が外部と遮断される。

　また、内側支持部２５の内部にはＯリング１７が配置されており、後述するように、このＯリング１７は挿入されるプラグ１２の端面や側面に当接する。Ｏリング１７がプラグ１２Ａ等に当接することで、ソケット１０とプラグ１２等との間の気密性が確保される。Ｏリング１７は、先端形状が異なるプラグ１２Ａ等に好適に接触することを可能とする形状を有しているが、かかる事項については後述する。Ｏリング１７は、軸方向または半径方向に圧縮されつつプラグ１２Ａ等に当接することで、気密性を確保している。

　図３を参照して、上記したソケット１０を構成する外側支持部２６の構成を説明する。図３（Ａ）は外側支持部２６を示す斜視図であり、図３（Ｂ）は軸方向に沿って外側支持部２６を切断した場合の断面図であり、図３（Ｃ）は円周方向に外側支持部２６を切断した場合の断面図であり、図３（Ｄ）は図３（Ｃ）と同じ断面で回転後の外側支持部２６を示す断面図である。

　図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、外側支持部２６は概略リング状の形状を呈しており、その内壁を環状に凸状に内側に突出させた環状凸部４５が設けられている。環状凸部４５が内側に突出する長さは、環状凸部４５に押圧された第１鋼球２２がプラグ１２の拡径部１３と嵌合可能となる程度とされる。

　図３（Ｃ）を参照して、環状凸部４５の内面を部分的に外側に窪ませることで複数の溝が軸方向に沿って設けられている。具体的には、比較的浅い第１溝４６と、第１溝４６よりも深い第２溝４８が設けられている。第１溝４６は、第１鋼球２２と対応した箇所に例えば円周方向に等間隔に３個が設けられている。第２溝４８は、第１溝４６同士の間で、第１鋼球２２と対応した箇所に例えば円周方向に等間隔に３個が設けられている。円周方向に於いて第１溝４６と第２溝４８とは隣接している。第１溝４６は、後述する挿入状態で第１鋼球２２が嵌合する部位である。これにより、挿入状態に於いて回転方向に対する基部１８と外側支持部２６との位置が固定され、不適切なタイミングで外側支持部２６が回転してしまい、挿入状態が解除されることを防止している。

　図３（Ｄ）を参照して、挿入状態に於いて、外側支持部２６を回転させると、第１鋼球２２は第１溝４６から外れた後に、深い第２溝４８に収納され、半径方向外側に第１鋼球２２が移動する。よって、後述するように、プラグ１２Ａ等の拡径部１３Ａ等と第１鋼球２２との嵌合が解除され、後端側の第２鋼球２４と拡径部１３が嵌合して半挿入状態となる。

　また、図３（Ａ）を参照して、外側支持部２６の先端側の端部内面をＬ字状に窪ませた溝部５６が設けられている。この溝部５６に、図２（Ｂ）に示す鋼球２０が嵌合することにより、基部１８と外側支持部２６との相対的な位置が、軸方向および回転方向に規制される。

　図４を参照して、基部１８、バネ３４および外側支持部２６との相関関連および基部１８に設けられる収納孔を説明する。

　上記したように、基部１８、バネ３４および外側支持部２６は、この順番で内側から同軸的に配置されている。バネ３４は、軸方向に圧縮された状態で、後端側の端部は外側支持部２６の内面に設けられた段差部に当接し、先端側の端部は基部１８の外面に設けられた別の段差部に当接している。

　基部１８を円形状に貫通して複数個の第１収納孔５０および第２収納孔５２が設けられている。第１収納孔５０は、プラグ１２がソケット１０に挿入された状態で、プラグ１２の拡径部１３が嵌合する第１鋼球２２が収納される孔であり、基部１８を円形に貫通して設けられている。第１収納孔５０は、基部１８の軸方向に於ける同じ箇所にて、円周方向に略等間隔に配置されている。ここでは、３個の第１収納孔５０が基部１８に形成されている。

　第２収納孔５２は、第１収納孔５０よりも軸方向に沿って長く貫通して設けられ、半挿入状態にて、プラグ１２の拡径部１３に嵌合する第２鋼球２４が収納される孔である。ここでは、３個の第２収納孔５２が基部１８に形成されている。軸方向において、第２収納孔５２の前方側端部は、第１収納孔５０の前方側端部と同一の箇所に存在する。また、第２収納孔５２の後方側端部は、第１収納孔５０の後方側端部よりも後方に存在する。このようにすることで、第２収納孔５２に収納される第２鋼球２４が軸方向に沿って移動することを許容することができる。

　軸方向に第１収納孔５０および第２収納孔５２を見た場合、第２収納孔５２は、第１収納孔５０同士の間の略中央部分に配置されている。これにより、第１収納孔５０と第２収納孔５２との距離が充分に確保される。

　バネ３４の後端側の端部は、外側支持部２６の内面に設けた孔部５４（図３（Ａ））に挿入されている。これにより、バネ３４と外側支持部２６とが回転方向に固定される。また、バネ３４の前方の端部は、基部１８の段差部に設けた図示しない孔部に挿入されている。このように、バネ３４の両端部が外側支持部２６および基部１８の図示しない孔部に挿入されることで、基部１８に対して外側支持部２６が回転方向に付勢された状態で組み込まれる。

　更にまた、基部１８には鋼球２０が半分程度埋め込まれている。この鋼球２０は、図３（Ａ）に示した外側支持部２６に設けられたＬ字状の溝部５６に嵌合している。これにより、外側支持部２６の軸方向および回転方向に於ける移動量が規制されている。

　また、基部１８の先端部には、外側支持部２６の前端の位置を規定するストップリング１５が嵌め込まれている。更に、隔壁部１９と弁体３０との間に配置されたＯリング２３は、隔壁部１９と弁体３０との間に挟み込まれ、両者の間隙の気密性を確保する。

　図５を参照して、内側支持部２５およびＯリング１７の構成を説明する。図５（Ａ）は内側支持部２５を軸方向に沿って切断した断面図であり、図５（Ｂ）はプラグ１２Ａが挿入された内側支持部２５を示す断面図であり、図５（Ｃ）はプラグ１２Ｂが挿入された内側支持部２５を示す断面図であり、図５（Ｄ）はプラグ１２Ｃが挿入された内側支持部２５を示す断面図である。

　図５（Ａ）を参照して、内側支持部２５の中間部内壁には、Ｏリング１７が配設されている。Ｏリング１７は、半径方向内側に向かって隆起する第１突出部２９と、第１突出部２９より大きく内部に向かって隆起する第２突出部３１とを有している。第１突出部２９と第２突出部３１とは、一体化されたゴムなどの樹脂材料から構成されるが、別体として構成することも可能である。

　また、Ｏリング１７は、内側支持部２５の内壁を外側に向かって窪ませた溝領域に収納されている。Ｏリング１７は、内側側面が段差形状を呈しており、係る形状のＯリング１７が挿入されるプラグ１２Ａ等に接することで、プラグ１２Ａおよびソケット１０で形成される流体経路の気密性を確保することができる。また、挿入時に於いては、プラグ１２Ａの先端部１１Ａ等の直後に形成された段差部は、内側支持部２５においてＯリング１７の直後の部分を内側に向かって突出させた段差部３５に当接している。

　図５（Ｂ）を参照して、内側支持部２５にプラグ１２Ａを挿入すると、その先端部１１Ａの先端面が、Ｏリング１７の第２突出部３１の後方側側面に当接する。そして、先端部１１Ａの外側側面がＯリング１７の第１突出部２９の内側側面に当接する。このようにすることで、プラグ１２Ａを挿入状態とした際に於ける気密性を確保することができる。また、挿入状態に於いては、プラグ１２Ａは圧力により若干後方に押し戻され、プラグ１２Ａの先端部１１Ａの前方側面は、Ｏリング１７の第２突出部３１の後方側面から離間している。

　図５（Ｃ）を参照して、内側支持部２５にプラグ１２Ｂを挿入すると、その先端部１１Ｂの外側側面が、Ｏリング１７の第２突出部３１の内側側面に当接する。このようにすることで、プラグ１２Ａを挿入状態とした際に於ける気密性を確保することができる。なお、ここでは、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂは、Ｏリング１７の第１突出部２９には接触していない。

　図５（Ｄ）を参照して、内側支持部２５にプラグ１２Ｃを挿入すると、その先端部１１Ｃの外側側面が、Ｏリング１７の第２突出部３１の内側側面に当接する。このようにすることで、プラグ１２Ａを挿入状態とした際に於ける気密性を確保することができる。なお、ここでも、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｃは、Ｏリング１７の第１突出部２９には接触していない。また、プラグ１２Ｃは、プラグ１２Ｂよりも、内側支持部２５に対して深く挿入されている。更に、挿入時に於いては、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｃは、内側支持部２５の段差部３３に当接している。

　図６は、ソケット１０に、短い先端部１１Ａを有するプラグ１２Ａを挿入する状況を示す図であり、図６（Ａ）は非挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ａの断面図であり、図６（Ｂ）は挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ａの断面図であり、図６（Ｃ）は半挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ａの断面図である。

　図６（Ａ）を参照して、ソケット１０にプラグ１２Ａを挿入していない非挿入状態では、ソケット１０の内部では、バネ２８で付勢された弁体３０が隔壁部１９に押しつけられることで、Ｏリング２７が隔壁部１９と弁体３０に押圧される。これにより、弁体３０よりも上流側の管路の気密性が確保されている。

　図６（Ｂ）を参照して、ソケット１０にプラグ１２Ａを挿入すると、第２鋼球２４が内側に移動することで、第２鋼球２４により外側支持部２６が後方側に支持されなくなる結果、バネ３４の押圧力により、外側支持部２６は基部１８に対して後方に移動する。更に、図３（Ｃ）を参照して説明したように、外側支持部２６は基部１８に対して回転することから、外側支持部２６の第１溝４６に第１鋼球２２が移動することで、第１鋼球２２は内側に押し出される。押し出された第１鋼球２２がプラグ１２Ａの拡径部１３Ａに後方側から嵌合することで、プラグ１２Ａがソケット１０に挿入した状態が維持される。また、ソケット１０の内部で、プラグ１２Ａが内側支持部２５を前方に移動させ、内側支持部２５が弁体３０を前方に移動させることで、弁体３０と隔壁部１９との気密が解除される。よって、弁体３０の孔部４４を経由して、弁体３０よりも上流側の管路と、弁体３０よりも下流側の管路が連通される。この状態で、圧縮空気などの圧縮流体が、ソケット１０およびプラグ１２Ａからなる管継手１４を介して流通することができる。この状態では、内側支持部２５の前方外側側面は、隔壁部１９の内側に配置されたＯリング２１に接触しており、これにより、内側支持部２５の前端と弁体３０の後端とが接触する部分の気密性が確保されている。また、プラグ１２Ａをソケット１０に挿入する際には、図５（Ｂ）を参照して、Ｏリング１７の第２突出部３１の後側側面をプラグ１２Ａの前端面が押圧している。

　また、この挿入状態では、第２収納孔５２に収納された第２鋼球２４は、プラグ１２Ａの拡径部には嵌合しない。しかしながら、第２収納孔５２は前後方向に長く形成されていることから、第２収納孔５２の内部で第２鋼球２４は比較的自由に動くことが許容され、第２鋼球２４がプラグ１２Ａの挿入動作を阻害することはない。

　更に、この挿入状態では、図５（Ｂ）を参照して上記したように、プラグ１２Ａの先端部１１Ａの先端面がＯリング１７の第２突出部３１の後方側面に接触しているか、先端部１１Ａの外側側面がＯリング１７の第１突出部２９の内側側面に接触している。このようにすることで、先端部１１Ａの長さが短いプラグ１２Ａを、気密性を確保しつつ、ソケット１０に挿入することができる。

　更にまた、この挿入状態では、内側支持部２５の後端が第１鋼球２２に接触している。このようにすることで、第１鋼球２２にプラグ１２Ａから作用しているストレスが小さくなり、挿入状態から非挿入状態にする際に、外側支持部２６を容易に回転させ、第１鋼球２２とプラグ１２Ａの拡径部１３Ａとの嵌合を解くことができる。

　図６（Ｃ）を参照して、挿入状態から半挿入状態にする際は、先ず、基部１８を回転方向に固定した後に、外側支持部２６を回転させる。このようにすることで、図３（Ｄ）に示したように、第１鋼球２２が内側支持部２５の深い第２溝４８に移動し、第１鋼球２２が外側に移動し、プラグ１２Ａの拡径部１３Ａと第１鋼球２２との嵌合が解除される。この結果、プラグ１２Ａは後方に向かって移動する。一方、第２鋼球２４は、外側支持部２６により内側に押圧されている状態のままであるので、図６（Ｂ）の場合よりも後方で、プラグ１２Ａの拡径部１３Ａに第２鋼球２４が嵌合し、プラグ１２Ａはこの位置で固定されて半挿入状態となる。この際、第２鋼球２４は第２収納孔５２の後端まで移動している。

　この半挿入状態では、ソケット１０の内部では、バネ２８で付勢された弁体３０が隔壁部１９に押しつけられることで、Ｏリング２７が隔壁部１９と弁体３０に押圧される。これにより、弁体３０よりも上流側の管路の気密性が確保されている。また、軸方向において、内側支持部２５の前端と弁体３０の後端とが接触する部分は、Ｏリング２１と同一の箇所とされている。また、内側支持部２５の前端と、弁体３０の後端との間には、間隙が形成されている。よって、内側支持部２５の前端と弁体３０の後端との気密性が解除され、内側支持部２５よりも下流部分の管路に存在する圧縮空気を、この間隙を経由して外部に逃がし、プラグ１２Ａが飛び出してしまうことを抑止することができる。

　この半挿入状態で、基部１８を軸方向に固定しつつ、外側支持部２６を前方に移動させることで、図６（Ａ）に示すように、第２鋼球２４が溝３６に収納されることで外側に移動し、プラグ１２Ａの拡径部１３Ａと第２鋼球２４との嵌合が解除される。よって、ソケット１０からプラグ１２Ａを引き抜くことが可能となる。

　また、ここでは、第２収納孔５２の内部で後端まで移動した第２鋼球２４に、バネ３４で付勢された内側支持部２５の後端が当接することで、内側支持部２５の前後方向に於ける位置が規制されている。

　図７を参照して、先端部１１Ｂの長さが中程度のプラグ１２Ｂをソケット１０に挿入する方法を説明する。図７（Ａ）は非挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｂの断面図であり、図７（Ｂ）は挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｂの断面図であり、図７（Ｃ）は半挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｂの断面図である。

　図７（Ａ）に示す非挿入状態に於けるソケット１０の構造は、図６（Ａ）に示したものと同様である。

　図７（Ｂ）を参照して、ソケット１０にプラグ１２Ｂを挿入すると、内側支持部２５がプラグ１２Ｂの先端部１１Ｂに押されつつ、前方に移動する。ここでは、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂは、内側支持部２５の段差部３３から離間しているが、プラグ１２Ｂがソケット１０に挿入されている段階では、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂの先端面は、内側支持部２５の段差部３３に接触している。

　プラグ１２Ｂをソケット１０に充分に挿入することで、プラグ１２Ｂの拡径部１３Ｂが第１鋼球２２と嵌合したら、ソケット１０およびプラグ１２Ｂの内部を流通する圧縮流体の圧力により、プラグ１２Ｂは若干後方に押し戻される。これにより、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂの先端面は、内側支持部２５の段差部３３と離間する。

　プラグ１２Ｂが挿入状態の際には、図５（Ｃ）を参照して説明したように、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂの外周側面が、Ｏリング１７の第２突出部３１の内側側面に当接することで気密性が確保されている。また、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂは、図６を参照して説明したプラグ１２Ａの先端部１１Ａよりも長いが、Ｏリング１７の異なる部位に先端部１１Ａを接触させることで、プラグ１２Ａとソケット１０との気密性を確保している。

　図７（Ｃ）を参照して、プラグ１２Ｂをソケット１０から引き抜く際の動作原理は、図６（Ｃ）を参照して説明した場合と同様である。

　図８を参照して、ソケット１０に、長い先端部１１Ｃを有するプラグ１２Ｃを挿入する状況を説明する。図８（Ａ）は非挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｃの断面図であり、図８（Ｂ）は挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｃの断面図であり、図８（Ｃ）は半挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｃの断面図である。

　図８（Ａ）に示す、非挿入状態に於けるソケット１０およびプラグ１２Ｃの構成は、図６（Ａ）または図７（Ａ）に示したものと同様である。

　図８（Ｂ）を参照して、ソケット１０にプラグ１２Ｃを挿入すると、ソケット１０の内部にて弁体３０は前方に向かって移動し、弁体３０による気密状態は解除される。更に、プラグ１２Ｃの長い先端部１１Ｃの外周部は、図５（Ｄ）に示したように、Ｏリング１７の第２突出部３１の内側側面に当接し、これにより内側支持部２５の前端と弁体３０の後端との接触部に於ける気密性が確保される。この状態で、プラグ１２Ｃの拡径部１３Ｃは第１鋼球２２と嵌合している。プラグ１２Ｃの先端部１１Ｃが内側支持部２５に挿入される長さは、図７（Ｂ）に示した、プラグ１２Ｂの先端部１１Ｂが内側支持部２５に挿入される長さよりも長い。

　図８（Ｃ）を参照して、プラグ１２Ｃをソケット１０から引き抜く際の動作原理は、図６（Ｃ）を参照して説明した場合と同様である。

　本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

１０ソケット
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ先端部
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃプラグ
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ拡径部
１４管継手
１５ストップリング
１６先端基部
１７Ｏリング
１８基部
１９隔壁部
２０鋼球
２１Ｏリング
２２第１鋼球
２３Ｏリング
２４第２鋼球
２５内側支持部
２６外側支持部
２７Ｏリング
２８バネ
２９第１突出部
３０弁体
３１第２突出部
３２バネ
３３段差部
３４バネ
３５段差部
３６溝
４４孔部
４５環状凸部
４６第１溝
４８第２溝
５０第１収納孔
５２第２収納孔
５４孔部
５６溝部

Claims

　略円筒形状を呈する基部と、
　前記基部に収納される弁体と、
　前記基部を貫通して設けた第１収納孔に収納される複数の第１鋼球と、
　前記基部を貫通すると共に、前記第１収納孔よりも軸方向に沿って長く形成される第２収納孔に収納される第２鋼球と、
　前記第１鋼球および前記第２鋼球を内側から支持し、軸方向に沿って変位可能なリング状の内側支持部と、
　前記第１鋼球および前記第２鋼球を外側から支持し、軸方向および回転方向に沿って変位可能なリング状の外側支持部と、
　軸方向に沿って前記弁体に付勢力を与える第１付勢手段と、
　軸方向に沿って前記内側支持部に付勢力を与える第２付勢手段と、
　軸方向および回転方向に沿って前記外側支持部に付勢力を与える第３付勢手段と、を具備し、
　プラグが挿入されて気密状態となる挿入状態、前記プラグが挿入されて非気密状態となる半挿入状態、および、前記プラグが引きぬかれた状態である非挿入状態をとることができ、
　前記プラグとして、拡径部がその中間部に形成された第１プラグと、前記拡径部から前方に向かって突出する先端部の長さが前記第１プラグよりも長い第２プラグと、を挿入可能であり、
　前記挿入状態では、前記外側支持部の内面に設けられた第１溝に接触することで半径方向内側に配置された前記第１鋼球に、前記プラグの前記拡径部が嵌合し、更に、前記第２鋼球は、前記第２収納孔の内部にて軸方向に沿って変位可能であり、
　前記半挿入状態では、前記外側支持部が回転方向に変位することで、前記外側支持部の内面に設けられて前記第１溝よりも深い第２溝に収納された前記第１鋼球が半径方向外側に配置され、前記第１鋼球と前記プラグの前記拡径部との嵌合が解除され、前記プラグの前記拡径部は前記第２鋼球と嵌合し、
　前記非挿入状態では、前記外側支持部が軸方向に変位することで、前記第１鋼球および前記第２鋼球が半径方向外側に配置され、前記プラグの前記拡径部と前記第２鋼球との嵌合が解除される、ことを特徴とするソケット。
　前記内側支持部の内部にＯリングを備え、
　前記Ｏリングは、
　前記第１プラグが挿入された際には、前記第１プラグの前端面に当接し、
　前記第２プラグが挿入された際には、前記第２プラグの外側側面に当接する、ことを特徴とする請求項１に記載のソケット。
　前記Ｏリングは、半径方向内側に向かって隆起する第１突出部と、前記第１突出部より大きく内部に向かって隆起する第２突出部と、を有し、
　前記第１プラグが挿入された際には、前記第１プラグの外側側面が前記第１突出部に当接し、
　前記第２プラグが挿入された際には、前記第２突出部が前記第２プラグの外側側面に当接する、ことを特徴とする請求項２に記載のソケット。
　前記挿入状態では、前記プラグの前記拡径部が前記第１鋼球に係合すると共に、前記内側支持部の外側端部が前記第１鋼球に当接することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のソケット。
　請求項１から請求項４の何れかに記載されたソケットと、前記ソケットに挿入されるプラグとを具備することを特徴とする管継手。