(57)【要約】【課題】ノーズとボディーからなるカップラーにおいて、硬球を押さえるカラーの強度を確保すると共に、カラーの製造時の削り代が少なく、材料のコストダウンが可能なカップラーを提供する。【解決手段】ボディー３２には、凹状挿入部５０が形成されており、凹状挿入部５０に移動バルブ３４が設けられている。ボディー本体３３の孔５４に硬球５８が配置されており、ボディー本体３３の外側には、硬球５８の外れを防止すると共に、硬球５８を離脱可能とするカラー６０が設けられている。カラー６０は、硬球５８の当たり面となる鋼材７０と、その鋼材７０と一体成形された樹脂製の筒部７２とで構成されている。ノーズ１２には、移動バルブ１４が設けられており、ノーズ本体１３の外周に硬球５８が嵌まり込む凹部１３Ａが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の配管に接続されるノーズと、他方の配管に接続され、前記ノーズが挿入される凹状挿入部を有するボディーと、を備えたカップラーであって、
前記ノーズに移動可能に装着され、前記ノーズの流路部を閉塞又は開放する第１移動バルブと、
前記凹状挿入部に移動可能に装着され、前記凹状挿入部の流路部を閉塞又は開放する第２移動バルブと、
前記凹状挿入部に設けられ、前記ノーズを前記凹状挿入部へ挿入したとき、前記ノーズの外周面の凹部へ嵌まり、前記ノーズを前記凹状挿入部に固定する複数の硬球と、
前記ボディーに移動可能に外装され、前記硬球の外れを防止すると共に、移動により前記硬球を前記凹部から離脱可能とするカラーと、を備え、
前記カラーは、前記硬球の当たり面となる鋼材と、前記鋼材と一体成形された樹脂製の筒部とで構成したことを特徴とするカップラー。
【請求項２】
前記鋼材は、外周面に溝が形成された環体であることを特徴とする請求項１に記載のカップラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路部を備えた雄型のノーズ及び雌型のボディーからなり、ノーズ及びボディーに移動バルブを装着したカップラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水や油等の流体を高圧をかけて移送するホ−ス間の継手として、ポペットバルブを用いたカップラーが知られている。図４は従来のノーズとボディーからなる高圧用カップラーの半裁断面図であり、図５はこれらを連結した状態を示す半裁断面図である。
【０００３】
このカップラー１００は雄型のノーズ１０２と雌型のボディー１２２とで構成されている。ボディー１２２の周面の孔には硬球１４２が設けられ、ボディー１２２の外周面に硬球１４２を支持するカラー１４０が設けられている。ノーズ１０２とボディー１２２には、それぞれ先端を対向させたポペット１０４，１２４が装備されている。
【０００４】
ノーズ１０２には、ノーズ本体１０３の内周面の係止リング１０６にスプリング１０８を介してポペット１０４が移動可能に弾着されている。また、ノーズ本体１０３の内周面の先端が縮径されて張出部１１０が形成されており、ポペット１０４がスプリング１０８で張出部１１０に押圧されている。
【０００５】
一方、ボディー１２２には、ノーズ１０２が挿入される凹状挿入部１３２が設けられている。この凹状挿入部１３２の奥側には、ボディー本体１２３の内周面の係止リング１２６にスプリング１２８を介してポペット１２４が移動可能に弾着されている。また、ボディー本体１２３の内周面が縮径されて張出部１３０が形成されており、ポペット１２４がスプリング１２８で張出部１３０に押圧されている。
【０００６】
図４に示すように、ノーズ１０２とボディー１２２の連結前には、ポペット１０４の先端１０４Ａがノーズ本体１０３の先端より突出している。また、凹状挿入部１３２内では、ポペット１２４の先端１２４Ａがボディー本体１２３の張出部１３０より突出している。図５に示すように、ノーズ１０２をボディー１２２に挿入すると、ノーズ１０２の周面に形成された凹部１０３Ａに硬球１４２が嵌まり込み、ノーズ１０２とボディー１２２とが連結され、ノーズ１０２のボディー１２２からの離脱が防止される。また、ノーズ１０２とボディー１２２の連結時に、ポペット１０４，１２４を突き合わせることで、ポペット１０４，１２４がそれぞれスプリング１０８，１２８の力に抗して押し込まれる。これにより、ポペット１０４と張出部１１０との間、及びポペット１２４と張出部１３０との間に隙間が形成され、これらの連通部１２０を流体が通過することになる（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開昭５３−１１６５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高圧用（例えば６８．５ＭＰａの圧力に対応するタイプ）のカップラー１００では、カラー１４０と硬球１４２との接触部分に力がかかるため、カラー１４０には高強度が必要であり、カラー１４０の材質として、ステンレス鋼などの鋼材が用いられている。
【０００８】
しかし、カラー１４０を製造するために、ＮＣ加工機などを使用して環状の鋼材を切削加工する必要があり、削り代が大きく、加工に時間がかかると共に材料が無駄となる。また、カラー１４０は、硬球１４２と接触する部分以外の高強度を必要としない部分でも鋼材で製造する必要があり、材料コストが高い。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、硬球を支持するカラーの強度を確保すると共に、加工性を向上し、材料のコストダウンが可能なカップラー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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、一方の配管に接続されるノーズと、他方の配管に接続され、前記ノーズが挿入される凹状挿入部を有するボディーと、を備えたカップラーであって、前記ノーズに移動可能に装着され、前記ノーズの流路部を閉塞又は開放する第１移動バルブと、前記凹状挿入部に移動可能に装着され、前記凹状挿入部の流路部を閉塞又は開放する第２移動バルブと、前記凹状挿入部に設けられ、前記ノーズを前記凹状挿入部へ挿入したとき、前記ノーズの外周面の凹部へ嵌まり、前記ノーズを前記凹状挿入部に固定する複数の硬球と、前記ボディーに移動可能に外装され、前記硬球の外れを防止すると共に、移動により前記硬球を前記凹部から離脱可能とするカラーと、を備え、前記カラーは、前記硬球の当たり面となる鋼材と、前記鋼材と一体成形された樹脂製の筒部とで構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、ボディーの凹状挿入部に複数の硬球が設けられており、ボディーに移動可能に外装されたカラーによって複数の硬球の外れが防止されると共に、カラーを移動することで、複数の硬球を凹部から離脱することが可能となる。ノーズを凹状挿入部へ挿入したとき、ノーズの外周面の凹部へ複数の硬球が嵌まり、ノーズが凹状挿入部に固定される。その際、第１移動バルブと第２移動バルブが当接して移動し、ノーズの流路部と凹状挿入部の流路部が開放される。これによって、圧力下で流体を移送することが可能となる。カラーは、硬球の当たり面となる鋼材と、その鋼材と一体成形された樹脂製の筒部とで構成されており、硬球の当たり面に高い強度と硬さが確保され、高圧で流体を移送しても、鋼材によって硬球が安定して押さえられ、カラーの破損などが抑制される。また、カラーは、硬球の当たり面以外の高い強度を必要としない部分が樹脂製の筒部で構成されているので、カラー全体を鋼材で形成する場合のような切削加工が必要でなく、材料のコストダウンとカラーの軽量化が可能である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のカップラーにおいて、前記鋼材は、外周面に溝が形成された環体であることを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、鋼材は、外周面に溝が形成された環体であり、樹脂を一体成形する際に、樹脂が溝に入り込み、鋼材と樹脂製の筒部とが強固に接合される。また、鋼材が環体であるので、凹状挿入部に設けられた複数の硬球を環体によって安定して押さえることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るカップラーは、高圧で流体を移送しても、硬球を押さえるカラーの高い強度と硬さを確保することができる。また、カラー全体を鋼材で形成する場合と比較して、削り代が少なく、コストダウンが可能であると共に、カラーを軽量化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のカップラーにおける実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態であるカップラー１０を示す半裁断面図である。このカップラー１０は、雄型金具であるノーズ１２と、雌型金具であるボディー３２とで構成されている。図示を省略するが、ノーズ１２は一方の配管に接続され、ボディー３２は他方の配管に接続されている。ボディー３２の外周面には、ボディー３２とノーズ１２とを連結するためのカラー６０が設けられている。ノーズ１２とボディー３２には、それぞれ先端を対向させた移動バルブ１４ 、３４ が装備されている。
【００１７】
ノーズ１２には、ノーズ本体１３の内部に係止部材１６が嵌め込まれ、この係止部材１６にスプリング１８を介して移動バルブ１４が移動可能に弾着されている。係止部材１６は、ノーズ本体１３の溝に嵌め込まれた止めリング２０に係止されることで、ノーズ本体１３内で固定されている。係止部材１６には、スプリング１８の内側面を支持する規制部１６Ａが設けられている。また、ノーズ本体１３の先端には、内周面が徐々に縮径されて張出部２２が形成されている。移動バルブ１４は、先端側が張出部２２の形状に沿って徐々に縮径しており、張出部２２と接触する位置にゴム製のリング状のシール部材２４が設けられている。移動バルブ１４は、スプリング１８によって張出部２２に押圧され、シール部材２４が張出部２２に接触している。
【００１８】
また、移動バルブ１４の先端には突部１４Ａが形成されており、突部１４Ａがノーズ本体１３の先端より突出している。この突部１４Ａは、ボディー３２側の移動バルブ３４の突部３４Ａに突き当てられるように構成されている。また、移動バルブ１４の奥側には、流体が通過可能な流路部２６が形成されている。
【００１９】
一方、ボディー３２には、ノーズ１２が挿入される凹状挿入部５０が形成されている。凹状挿入部５０の奥側には、ボディー本体３３の内部に係止部材３６が嵌め込まれ、この係止部材３６にスプリング３８を介して移動バルブ３４が移動可能に弾着されている。係止部材３６は、ボディー本体３３の溝に嵌め込まれた止めリング４０に係止されることで、ボディー本体３３内で固定されている。係止部材３６には、スプリング３８の内側面を支持する規制部３６Ａが設けられている。また、凹状挿入部５０の挿入口側には、ボディー本体３３の内周面が徐々に縮径されて張出部４２が形成されている。
【００２０】
移動バルブ３４は、先端側が張出部４２の形状に沿って徐々に縮径しており、張出部４２と接触する位置にゴム製のリング状のシール部材４４が設けられている。移動バルブ３４は、スプリング３８によって張出部４２に押圧され、シール部材４４が張出部４２に接触している。移動バルブ３４の先端には突部３４Ａが形成されており、この突部３４Ａは、ノーズ１２側の移動バルブ１４の突部１４Ａに突き当てられるように構成されている。
【００２１】
また、凹状挿入部５０の内部では、張出部４２より先端側が拡径しており、その拡径部に環状の溝部４６が形成され、この溝部４６内にＯリング４８が嵌め込まれている。
【００２２】
カラー６０の内側では、ボディー本体３３の外周面に段部５２が形成されており、この段部５２に台形断面の孔５４が同一周面上に複数形成されている。また、段部５２の先端側には周溝５６が形成されている。そして、段部５２にコイルスプリング６２が嵌められ、コイルスプリング６２の一端がボディー本体３３に接触している。また、複数の孔５４内にそれぞれ硬球５８が納められている。硬球５８は、例えば、マルテンサイト系ステンレス鋼で形成されている。
【００２３】
カラー６０の内周側には、段部５２に対向して段部６４が形成されており、このカラー６０をボディー本体３３の外側に嵌め込み、コイルスプリング６２の他端が段部６４に接触している。これによって、カラー６０を軸方向（矢印Ａ方向）に移動するときに、段部６４をもってコイルスプリング６２を押圧することとなる。また、ボディー本体３３の周溝５６と対向するカラー６０の拡径部７４に止めリング６８を嵌め込むことで、カラー６０の抜けを防止する。
【００２４】
図２に示すように、カラー６０は、硬球５８の当たり面となる環状の鋼材７０と、その鋼材７０の外側に鋼材７０と一体成形された樹脂製の筒部７２とで構成されている。鋼材７０は、段部６４の内径よりも小さい内径に形成されており、段部６４から鋼材７０の内周面が斜め方向に突出するように形成されている。また、ユーザーがカラー６０を指でつかんで移動しやすくするために、筒部７２の外周面に複数の凹凸が形成されている。
【００２５】
ここで、カラー６０の製造方法について説明する。まず、鋼材７０に所定の溶液処理を行うことによって外周面に幅が２０〜３０ｎｍ、深さが２０〜３０ｎｍ程度のナノスケールの複数の溝を形成する。この鋼材７０を金型にインサートして、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂と一体成形することによって樹脂製の筒部７２を形成する。これにより、鋼材７０の外周面の複数の溝に樹脂が入り込んで、アンカー効果により鋼材７０と筒部７２とが接合される。このため、鋼材７０と筒部７２とを強固に接合できる。
【００２６】
なお、鋼材７０の材料として、例えば、Ｓ４５Ｃ〜Ｓ４８Ｃ、Ｓ４５ＣＬなどが用いられ、筒部７２の材料として、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）の他に、ポリプロピレン、ポリアセタールなどが用いられる。また、鋼材７０の厚みは、強度を確保するために、０．１〜２０．０ｍｍに設定されている。
【００２７】
図１に示すように、カラー６０を構成する鋼材７０の内周面にて硬球５８が押え込まれているが、カラー６０を矢印Ａ方向に弾発移動することにより、鋼材７０の内周面による硬球５８の押え込みが解かれ、カラー６０の拡径部７４に入ることで硬球５８が上下方向に自由に動くようになる。即ち、カラー６０にコイルスプリング６２に抗する力を加えることによって、硬球５８が孔５４内で自由に動き回るようになり、この状態でノーズ１２が挿入され、或いはノーズ１２の取り外しができることとなる。
【００２８】
また、ノーズ本体１３の外周には、凹状挿入部５０内に挿入されたときに、硬球５８を受ける溝状の凹部１３Ａが形成されており、この凹部１３Ａ内に硬球５８が納まることによって、ノーズ１２が凹状挿入部５０内で固定される。これによって、ボディー３２とノーズ１２とが連結されることとなる。
【００２９】
次に、上記カップラー１０の作用について説明する。
【００３０】
図１及び図３に示すように、ノーズ１２とボディー３２とを連結する際には、カラー６０をコイルスプリング６２の力に抗して矢印Ａ方向に移動させる。これにより、硬球５８が拡径部７４内を上下方向に自由に動くことができるようになり、ノーズ１２を凹状挿入部５０内に挿入することが可能となる。ノーズ１２を挿入すると、ノーズ本体１３の先端に複数の硬球５８が乗り上げ、ノーズ１２を奥まで挿入すると、移動バルブ１４，３４が突き合わされて突部１４Ａと突部３４Ａが押圧され、移動バルブ１４，３４はそれぞれスプリング１８，３８の力に抗して押し込まれる。
【００３１】
この状態で、カラー６０をコイルスプリング６２の力により元の位置に戻すと、硬球５８がノーズ本体１３の凹部１３Ａ内に納まり、ボディー３２とノーズ１２とが連結される。ノーズ１２は、ボディー３２のＯリング４８によってシールされる。この状態では、移動バルブ１４のシール部材２４と張出部２２との間、及び移動バルブ３４のシール部材４４と張出部４２との間に隙間が形成され、ノーズ１２とボディー３２の流路部２６、８０が連通する。そして、この流路部２６、８０を圧力下で流体が通過することになる。
【００３２】
一方、ノーズ１２とボディー３２を分離する際には、カラー６０を軸方向（矢印Ａ方向）に移動させることで、硬球５８が拡径部７４内で上下方向に自由に動くようになり、硬球５８が凹部１３Ａから離脱するため、ノーズ１２を凹状挿入部５０から引き抜くことができる。
【００３３】
ノーズ１２とボディー３２を分離すると、図１に示すように、ノーズ１２の移動バルブ１４がスプリング１８で張出部２２に押圧され、シール部材２４と張出部２２との当り面でシールされる。また、ボディー３２の移動バルブ３４がスプリング３８で張出部４２に押圧され、シール部材４４と張出部４２との当り面でシールされる。
【００３４】
このようなカップラー１０では、図３に示すように、カラー６０を構成する鋼材７０の内周面で複数の硬球５８が押さえ込まれている。圧力下で流路部２６、８０に流体が流れると、カラー６０の硬球５８と接触する部分に内圧を受けるが、硬球５８との当たり面を鋼材７０で形成することにより、必要な強度と硬さを確保することができる。このため、高圧下で流体を流しても、鋼材７０によって複数の硬球５８が安定して押さえ込まれ、カラー６０の破損などを抑制できる。また、カラー６０は、硬球５８の当たり面以外の高い強度を必要としない部分が樹脂製の筒部７２で形成されているので、カラー全体を鋼材で形成する場合のような切削加工が必要でなく、材料のコストダウンが可能であり、カラー６０を軽量化できる。
【００３５】
また、鋼材７０が環状であるため、凹状挿入部５０に設けられた複数の硬球５８を環状の鋼材７０で安定して押さえ込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るカップラーを示す半裁断面図であって、ノーズとボディーを分離した状態を示す図である。
【図２】図１に示すカップラーのボディーに外装されるカラーを示す半裁断面図である。
【図３】図１に示すカップラーのノーズとボディーを結合した状態を示す半裁断面図である。
【図４】従来のカップラーの分離状態を示す半裁断面図である。
【図５】従来のカップラーの結合状態を示す半裁断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０   カップラー
１２   ノーズ
１３   ノーズ本体
１３Ａ 凹部
１４   移動バルブ
１６   係止部材
１８   スプリング
２２   張出部
２４   シール部材
２６   流路部
３２   ボディー
３３   ボディー本体
３４   移動バルブ
３６   係止部材
３８   スプリング
４２   張出部
４４   シール部材
５０   凹状挿入部
５２   段部
５４   孔
５８   硬球
６０   カラー
６２   コイルスプリング
７０   鋼材
７２   筒部
７４   拡径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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