(57)【要約】【課題】ソケット部材とプラグ部材との間の長手軸線の前後方向での変位、及び長手軸線に直交する軸線の周りでの傾動を防止する。【解決手段】ソケット部材１０と、ソケット部材の挿入通路１４内に挿入されたプラグ部材２０と、ソケット部材の内周面１０ａとプラグ部材の外周面２０ａとの間で周方向に並べて配置された複数のボール２６と、流体通路１６、２４を外部に対して密封するＯリング５２と、を備えるスイベルジョイント１である。ソケット部材１０の内周面１０ａには、内側後方に面する環状の第１保持面３２ａと内側前方に面する環状の第２保持面３２ｂとが形成されている。プラグ部材２０の外周面２０ａには、外側後方に面する環状の第３保持面３２ｃと外側前方に面する環状の第４保持面３２ｄとが形成されている。複数のボール２６のそれぞれは、第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄによって支持されて保持されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端開口、該前端開口から後方に延びる挿入通路、及び該挿入通路からさらに延びる第１流体通路、を有する筒状のソケット部材と、
該ソケット部材の該挿入通路内に挿入されたプラグ部材であって、該ソケット部材内に位置する後端開口、及び該後端開口から前方に延びていて該後端開口において該ソケット本体の該第１流体通路と連通する第２流体通路、を有する筒状のプラグ部材と、
該挿入通路内において該ソケット部材の内周面と該プラグ部材の外周面との間で周方向に並べて配置され、該ソケット部材と該プラグ部材とを該挿入通路の長手軸線の周りで相対的に回転可能に連結する複数のボールと、
該ソケット部材と該プラグ部材との間に配置されて該ソケット部材と該プラグ部材とに密封係合し、該第１流体通路と該第２流体通路とを外部空間から密封する第１摺動シール部材と、を備え、
該ソケット部材の該内周面が、内側後方に面し該周方向に延在する環状の第１保持面と、該第１保持面の後方位置において内側前方に面し該周方向に延在する環状の第２保持面と、を有し、
該プラグ部材の該外周面が、外側後方に面し該周方向に延在する環状の第３保持面と、該第３保持面の後方位置において外側前方に面し該周方向に延在する環状の第４保持面と、を有しており、
該複数のボールのそれぞれが該第１乃至第４保持面によって保持されるようにされた、スイベルジョイント。
【請求項２】
該プラグ部材が、円筒状のプラグ本体部と、該プラグ本体部の外周面上で該長手軸線の前後方向に変位可能に取り付けられたボール保持部材と、を備え、該ボール保持部材に該第３保持面が形成されている、請求項１に記載のスイベルジョイント。
【請求項３】
該ボール保持部材が、該第３保持面が該ボールと係合して該ボールが該第１乃至第４保持面によって保持されるボール保持位置と、該ボール保持位置から前方に変位して該第３保持面と該ボールとの係合を解除するとともに該ボールの取出し及び挿入を可能とする通路を形成するボール通路形成位置と、の間で変位可能とされている、請求項２に記載のスイベルジョイント。
【請求項４】
該プラグ本体部の該外周面に雄ねじ部が形成され、該ボール保持部材の内周面に該雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されており、該ボール保持部材を該プラグ本体部に対して該周方向に回転させることで該ボール保持部材が該プラグ本体部に対して該長手軸線の前後方向に変位するようにされている、請求項２又は３に記載のスイベルジョイント。
【請求項５】
該ボール保持部材と該プラグ本体部とに係合して、該ボール保持部材を該プラグ本体部に対して回転しないように固定する固定部材をさらに備える、請求項４に記載のスイベルジョイント。
【請求項６】
該第１保持面と該第４保持面とが互いに対向して平行に延びる傾斜面である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスイベルジョイント。
【請求項７】
該第１摺動シール部材が該ボールよりも後方に配置されて該第１及び第２流体通路を該挿入通路に対して密封しており、
該ボールよりも前方の位置において該ソケット部材と該プラグ部材との間に配置されて、該ソケット部材と該プラグ部材とに密封係合する第２摺動シール部材をさらに備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスイベルジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイベルジョイントに関し、より詳細には、プラグ部材とソケット部材とを複数のボールを介して相対的に回転可能に連結したスイベルジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスイベルジョイントとして、周方向に並べて配置された複数のボールを介してソケット部材とプラグ部材とを回転可能に連結するようにしたものがある（特許文献１）。このようなスイベルジョイントにおいては、プラグ部材側を前方としソケット部材側を後方とした場合に、ソケット部材には内側後方に面する環状の保持面が設けられ、それに対向するようにプラグ部材側には外側前方に面する環状の保持面が設けられていて、複数のボールがこれら保持面の間に挟まれて保持されるようになっている。これにより、ソケット部材とプラグ部材とがボールを介して円滑に回転可能となるとともに、ソケット部材内に挿入されているプラグ部材がソケット部材から前方に抜けないような構成となっている。また、ソケット部材の内周面とプラグ部材の外周面との間には環状のシール部材が径方向に押し潰された状態で配置され、このシール部材により内部の流体通路が外部に対して密封されるようにソケット部材とプラグ部材とを密封係合して、内部流体が外部に漏れないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６９４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような従来のスイベルジョイントにおいては、長手軸線の前後方向において、ソケット部材はボールを前方からのみ支持し後方からは支持しておらず、またプラグ部材は後方からのみ支持し前方からは支持していないため、プラグ部材が相対的にソケット部材内に押し込まれるような後方への力を受けると、プラグ部材はソケット部材に対して後方に変位してしまう。すなわち、ソケット部材とプラグ部材とは長手軸線の前後方向でのガタツキを有することになる。このようなガタツキがあると、長手軸線に直交する軸線の周りでの相対的な曲げ力がソケット部材とプラグ部材との間に加わった際に、ソケット部材とプラグ部材とが相対的に傾動してしまうことにもなる。このような傾動が生じると、シール部材の潰れ方に偏りが生じて部分的に密封係合が不十分となり、内部流体が外部に漏れる虞がある。また、ソケット部材とプラグ部材とが強い力で直接接触し、その状態で相対的に回転したときに、接触部分が摩耗してしまう虞もある。
【０００５】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、ソケット部材とプラグ部材との間の長手軸線の前後方向での相対的な変位、及び長手軸線に直交する軸線の周りでの傾動を防止するようにしたスイベルジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明は、
前端開口、該前端開口から後方に延びる挿入通路、及び該挿入通路からさらに延びる第１流体通路、を有する筒状のソケット部材と、
該ソケット部材の該挿入通路内に挿入されたプラグ部材であって、該ソケット部材内に位置する後端開口、及び該後端開口から前方に延びていて該後端開口において該ソケット本体の該第１流体通路と連通する第２流体通路、を有する筒状のプラグ部材と、
該挿入通路内において該ソケット部材の内周面と該プラグ部材の外周面との間で周方向に並べて配置され、該ソケット部材と該プラグ部材とを該挿入通路の長手軸線の周りで相対的に回転可能に連結する複数のボールと、
該ソケット部材と該プラグ部材との間に配置されて該ソケット部材と該プラグ部材とに密封係合し、該第１流体通路と該第２流体通路とを外部空間から密封する第１摺動シール部材と、を備え、
該ソケット部材の該内周面が、内側後方に面し該周方向に延在する環状の第１保持面と、該第１保持面の後方位置において内側前方に面し該周方向に延在する環状の第２保持面と、を有し、
該プラグ部材の該外周面が、外側後方に面し該周方向に延在する環状の第３保持面と、該第３保持面の後方位置において外側前方に面し該周方向に延在する環状の第４保持面と、を有しており、
該複数のボールのそれぞれが該第１乃至第４保持面によって保持されるようにされた、スイベルジョイントを提供する。
【０００７】
当該スイベルジョイントにおいては、ソケット部材に設けられた内側後方に面する第１保持面及び内側前方に面する第２保持面、並びにプラグ部材に設けられた外側後方に面する第３保持面及び外側前方に面する第４保持面の４つの保持面によって複数のボールのそれぞれを保持するようになっているため、ボールに対するケット部材及びプラグ部材の長手軸線の方向及びそれに直交する径方向での位置が固定される。これにより、ソケット部材とプラグ部材との間の長手軸線の前後方向での相対的な変位、及び長手軸線に直交する軸線の周りでの相対的な傾動が生じなくなる。従って、ソケット部材とプラグ部材との間に該傾動の方向での外力が加わったときに、摺動シール部材の潰れ量に偏りが生じて部分的に密封係合が解除され内部流体が漏れてしまうことを防止することが可能となる。また、ソケット部材とプラグ部材とが強い力で接触しその状態で相対的に回動することで接触部分が摩耗してしまうことを防止することも可能となる。
【０００８】
好ましくは、該プラグ部材が、円筒状のプラグ本体部と、該プラグ本体部の外周面上で該長手軸線の前後方向に変位可能に取り付けられたボール保持部材と、を備え、該ボール保持部材に該第３保持面が形成されているようにすることができる。
【０００９】
さらに好ましくは、該ボール保持部材が、該第３保持面が該ボールと係合して該ボールが該第１乃至第４保持面によって保持されるボール保持位置と、該ボール保持位置から前方に変位して該第３保持面と該ボールとの係合を解除するとともに該ボールの取出し及び挿入を可能とする通路を形成するボール通路形成位置と、の間で変位可能とされているようにすることができる。
【００１０】
このようにボール保持部材が変位可能となっていることにより、第３保持面の位置及びボールに対する押圧力を調整することができ、ボールを４つの保持面で適切に保持した状態に位置調整することが容易となる。また、組み付け作業時およびメンテナンス時のボールの取り出しおよび挿入も容易に行うことが可能となる。
【００１１】
さらに好ましくは、該プラグ本体部の該外周面に雄ねじ部が形成され、該ボール保持部材の内周面に該雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されており、該ボール保持部材を該プラグ本体部に対して該周方向に回転させることで該ボール保持部材が該プラグ本体部に対して該長手軸線の前後方向に変位するようにすることができる。
【００１２】
好ましくは、該ボール保持部材と該プラグ本体部とに係合して、該ボール保持部材を該プラグ本体部に対して回転しないように固定する固定部材をさらに備えるようにすることができる。
【００１３】
このような構成により、ボール保持部材が意図せず変位してしまうことを防止して、４つの保持面によってボールを適切に保持した状態を維持することが可能となる。
【００１４】
好ましくは、該第１保持面と該第４保持面とが互いに対向して平行に延びる傾斜面であるようにすることができる。
【００１５】
流体通路内に圧力がかかるとソケット部材が後方にプラグ部材が前方にそれぞれ力を受け、その力によってソケット部材の第１保持面とプラグ部材の第４保持面とがボールに押し付けられる。ここで、これら第１保持面と第４保持面とが互いに平行になっていることにより、その力は基本的にはこれら第１及び第４保持面だけが受けるようになり、他の第２及び第３保持面は力を受けないようになる。特に第３支持面が可動のボール保持部材により構成されている場合には、ボール保持部材に大きな力がかかったときにその位置がずれてしまう虞があるが、第１保持面と第４保持面とが平行であることにより第３支持面を有するボール保持部材に内部圧力に伴う力はかからないため、上述のような位置ずれが生じる可能性が大きく低減される。
【００１６】
好ましくは、
該第１摺動シール部材が該ボールよりも後方に配置されて該第１及び第２流体通路を該挿入通路に対して密封しており、
該ボールよりも前方の位置において該ソケット部材と該プラグ部材との間に配置されて、該ソケット部材と該プラグ部材とに密封係合する第２摺動シール部材をさらに備えるようにすることができる。
【００１７】
このような構成により、挿入通路におけるボールが配置されている空間が外部から遮断されるため、ボール及びその周囲に塗られたグリースが外部に漏れ出たり、外部から塵や埃が侵入してボールの回転が阻害されたりすることを防止することが可能となる。
【００１８】
以下、本発明に係るスイベルジョイントの実施形態を添付図面に基づき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るスイベルジョイントの側面断面図である。
【図２】図１のスイベルジョイントの、ボール保持部材がボール通路形成位置にある状態における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の一実施形態に係るスイベルジョイント１は、図１に示すように、ソケット部材１０と、ソケット部材１０内に挿入されたプラグ部材２０と、ソケット部材１０の内周面１０ａとプラグ部材２０の外周面２０ａとの間で周方向に並べて配置された複数のボール２６と、を備える。ソケット部材１０とプラグ部材２０にはそれぞれ銅管やホースなどの管を接続するための接続部２ａ、２ｂが設けられている。ソケット部材１０とプラグ部材２０とは、複数のボール２６を介して長手軸線Ｌの周りで相対的に回転可能に連結されており、それぞれに接続された管の相対的な回転を許容するようになっている。
【００２１】
ソケット部材１０は、前端開口１２と、この前端開口１２から長手軸線Ｌの方向で後方（図で見て左方）に延びる挿入通路１４と、挿入通路１４からさらに後方に延びて後端の接続部２ａにまで至る流体通路（第１流体通路）１６とを有する筒状の部材である。プラグ部材２０は、ソケット部材１０内に位置する後端開口２２と、この後端開口２２から長手軸線Ｌの方向で前方（図で見て右方）に延びる流体通路（第２流体通路）２４とを有する筒状の部材である。プラグ部材２０の流体通路２４は、後端開口２２においてソケット部材１０の流体通路１６と連通している。
【００２２】
ソケット部材１０の内周面１０ａには、周方向に延在する環状溝３０が形成され、この環状溝３０の側面が、内側後方に面するように傾斜して周方向に延在する環状の第１保持面３２ａと、内側前方に面するように傾斜して周方向に延在する環状の第２保持面３２ｂとなっている。また、プラグ部材２０の外周面２０ａには、外側後方に面するように傾斜して周方向に延在する環状の第３保持面３２ｃと、外側前方に面するように傾斜して周方向に延在する環状の第４保持面３２ｄとを有する。各ボール２６は、挿入通路１４内においてこれら第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄによって支持されて保持されている。
【００２３】
プラグ部材２０は、流体通路２４を画定する円筒状のプラグ本体部３４と、プラグ本体部３４の外周面３４ａ上に配置されたカラー部材３６及びボール保持部材３８とからなる。カラー部材３６は、その後方位置においてプラグ本体部３４に取り付けられたＣリング４０と、プラグ本体部３４の外周面３４ａ上に形成された段差部４２との間で、プラグ本体部３４の外周面２０ａ上に保持されている。第４保持面３２ｄは、このカラー部材３６に形成されている。ボール保持部材３８は、その内周面３８ａに形成された雌ねじ部４４をプラグ本体部３４の外周面３４ａに形成された雄ねじ部４６に螺合することによりプラグ本体部３４に取り付けられている。第３保持面３２ｃは、このボール保持部材３８に形成されている。
【００２４】
プラグ本体部３４に螺合されたボール保持部材３８は、プラグ本体部３４に対して周方向に回転させることにより、図１に示すボール保持位置と、図２に示すボール通路形成位置との間で長手軸線Ｌの前後方向で変位可能となっている。図２のボール通路形成位置においては、ボール保持部材３８が前方に変位してボール２６が通過可能な通路４７が形成されていて、組み付け時またはメンテナンス時におけるボール２６の取出し及び挿入を行うことが可能となる。ボール２６を挿入した状態において、ボール保持部材３８を回転させて後方に変位させていくと、第３保持面３２ｃがボール２６に係合して図１のボール保持位置となる。このとき、カラー部材３６及びプラグ本体部３４の位置が図１の位置からずれていたとしても、ボール保持部材３８の第３保持面３２ｃによってボール２６を押すことにより、ボール２６、カラー部材３６、プラグ本体部３４、及びボール保持部材３８のそれぞれが互いに干渉し合って、第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄがボール２６に係合した図１の状態となるようにそれらの位置が自動的に調整される。ボール２６がガタツキなく第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄに保持された状態とするために、ボール保持部材３８は第３保持面３２ｃによりボール２６を適度な力で押圧した状態となっている。そして、ボール保持部材３８の前端部に止めねじ（固定部材）４８を取り付け、この止めねじ４８をプラグ本体部３４の外周面３４ａに係合させることにより、ボール保持部材３８はプラグ本体部３４に対して回転しないように固定される。これにより、ボール保持部材３８が前後方向に変位ができなくなり、各ボール２６は第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄにより保持された状態に維持される。
【００２５】
ソケット部材１０の内周面１０ａにおけるボール２６よりも後方の位置には、環状のＯリング保持溝５０が形成されており、このＯリング保持溝５０内には、ソケット部材１０の内周面１０ａとプラグ部材２０の外周面２０ａとを密封係合するＯリング（第１摺動シール部材）５２が配置されている。このＯリング５２により、ソケット部材１０の流体通路１６とプラグ部材２０の流体通路２４とが、ボール２６が配置されている挿入通路１４に対して密封されて、流体通路１６、２４を流れる内部流体が挿入通路１４を通って外部に漏れないようにされる。また、プラグ部材２０のボール保持部材３８の外周面３８ｂにもボール２６の前方の位置において環状のＯリング保持溝５４が形成されており、このＯリング保持溝５４内には、ソケット部材１０の内周面１０ａとプラグ部材２０の外周面２０ａとを密封係合するＯリング（第２摺動シール部材）５６が配置されている。このＯリング５６により、ボール２６が配置されている挿入通路１４の部分が外部に対して密封されて、ボール２６及びその周囲に塗られたグリースが外部に漏れ出たり、外部から塵や埃などが侵入してボール２６の回転が阻害されたりすることを防止する。ソケット部材１０とプラグ部材２０とが長手軸線Ｌの周りで相対的に回転したときには、これらＯリング５２、５６は、ソケット部材１０の内周面１０ａまたはプラグ部材２０の外周面２０ａに対して摺動しながら密封係合した状態を維持する。なお、ソケット部材１０とプラグ部材２０とは、これらＯリング５２、５６およびボール２６を介して接続されており、直接的には接触していない。
【００２６】
流体通路１６、２４内に圧力がかかると、ソケット部材１０とプラグ部材２０とは互いに離れる方向に力を受ける。すなわち、ソケット部材１０は後方（図で見て左方）への力を、プラグ部材２０は前方（図で見て右方）への力を受ける。したがって、内部圧力による力は、ボール２６を介して第１保持面３２ａと第４保持面３２ｄとが主として受けることになる。本実施形態においては、第１保持面３２ａと第４保持面３２ｄとが対向して平行に延びた傾斜面となっているため、第１保持面３２ａと第４保持面３２ｄとに挟まれるボール２６は第２保持面３２ｂや第３保持面３２ｃに向かって押し出されず、これら第２保持面３２ｂ及び第３保持面３２ｃは内部圧力に伴う力をボール２６から受けない。第３保持面３２ｃが形成されているボール保持部材３８は、止めねじ４８で固定されているとはいえ、繰り返し大きな力が負荷されると固定が緩んで変位してしまうことも考えられるが、内部圧力に伴う力はこの第３保持面３２ｃには実質的にかからないため、このような内部圧力に伴う力によってボール保持部材３８が意図せずに変位してしまうことはない。また、第２保持面３２ｂと第３保持面３２ｃとも同様に互いに対向して平行に延びた傾斜面となっている。このように第１保持面３２ａと第４保持面３２ｄ、及び第２保持面３２ｂと第３保持面３２ｃとがそれぞれ平行な面となっていることにより、ソケット部材１０とプラグ部材２０とが長手軸線Ｌの周りで相対的に回転したときの各ボール２６の回転中心軸線からボール２６と第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄとの各接触点までの距離が等しくなる。これにより、ボール２６は第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄに対して摺動することなくその上を円滑に転がるようになるため、ボール２６と第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄとの間の摩擦抵抗が低減されるとともにボール２６及び第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄの摩耗も抑制される。より具体的には、第１保持面３２ａと第４保持面３２ｄは、長手軸線Ｌに直交する径方向の軸線に対して４５度傾斜した面となっており、第２保持面３２ｂと第３保持面３２ｃとはそれとは反対向きに４５度傾斜した面となっている。このときのボール２６の回転中心軸線は、ボール２６の中心を通って長手軸線Ｌと平行な軸線となる。
【００２７】
当該スイベルジョイント１においては、上述のように各ボール２６が第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄによって支持されていて、ソケット部材１０とプラグ部材２０とのそれぞれがボール２６を前方及び後方から支持して保持している。これにより、ソケット部材１０とプラグ部材２０との長手軸線Ｌの前後方向で相対的な変位及び長手軸線Ｌに直交する軸線の周りでの傾動が実質的に生じなくなる。よって、ソケット部材１０とプラグ部材２０との間に曲げ力が加わったとしても相対的に傾動しない。これにより、各Ｏリング５２、５６の潰れ量は常に一定の状態に維持されて、従来のスイベルジョイントのように潰れ量に偏りが生じて密封が部分的に解除され、内部流体が外部に漏れてしまうことが防止される。また、ソケット部材１０とプラグ部材２０とが直接接触して大きな力を受けた状態で相対的に回転することもなくなり、接触点における摩耗も防止される。
【００２８】
本発明は、上記実施形態にかかるスイベルジョイント１に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、プラグ部材２０の外周面２０ａに第３保持面３２ｃと第４保持面３２ｄとを有する環状溝を形成し、ソケット部材１０が第１保持面３２ａを有する別体のボール保持部材を備え、第１保持面３２ａが第２保持面３２ｂに対して長手軸線Ｌの方向で変位するようにしてもよい。また上記実施形態においては、組立上の理由からカラー部材３６をプラグ本体部３４とは別の部材としているが、カラー部材３６をプラグ本体部３４と一体の部材とするように設計することもできる。さらに、第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄは、図の断面において直線状となる傾斜面ではなく、湾曲している面などの他の形状の面とすることもできる。さらには、ソケット部材１０とプラグ部材２０とが全く接触しないように構成する必要は必ずしもなく、部分的に接触して摺動していてもよい。この場合においても、ボール２６が第１乃至第４保持面３２ａ−３２ｄにより保持されている構成とすることにより、ソケット部材１０とプラグ部材２０との間に曲げ力が加わったときにその接触部分で受ける力が大きくは変化しないため、過大な摺動抵抗や摩耗が生じることを防止することができる。ソケット部材１０またはプラグ部材２０をＬ字状の部材とするなど、スイベルジョイント１の全体形状は用途に合わせて適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００２９】
スイベルジョイント１；接続部２ａ、２ｂ；ソケット部材１０；内周面１０ａ；前端開口１２；挿入通路１４；流体通路（第１流体通路）１６；プラグ部材２０；外周面２０ａ；後端開口２２；流体通路（第２流体通路）２４；ボール２６；環状溝３０；第１保持面３２ａ；第２保持面３２ｂ；第３保持面３２ｃ；第４保持面３２ｄ；プラグ本体部３４；外周面３４ａ；カラー部材３６；ボール保持部材３８；内周面３８ａ；外周面３８ｂ；Ｃリング４０；段差部４２；雌ねじ部４４；雄ねじ部４６；通路４７；止めねじ（固定部材）４８；Ｏリング保持溝５０；Ｏリング（第１摺動シール部材）５２；Ｏリング保持溝５４；Ｏリング（第２摺動シール部材）５６；
長手軸線Ｌ
【図１】
2018021585.tif 000003
【図２】
2018021585.tif 000004