(57)【要約】【課題】高圧の繰返し入力後であっても、雌側継手と雄側継手とを分離できるようにする。【解決手段】外周面２６に凹部２８が形成された雄側継手１２と、一端４２側から雄側継手１２の先端部３０を嵌入可能に構成され、内周側から外周側に向かって拡径する貫通孔５０が周方向に配列して形成された雌側継手１４と、貫通孔５０内に配置され、雄側継手１２の凹部２８に係合することで、該雄側継手１２と雌側継手１４とを連結状態とする球体１６と、雌側継手１４の径方向外側に設けられ、凹部２８に係合した球体１６を該雌側継手１４の径方向外側から支持するカラー１８と、雌側継手１４の一端４２側における該雌側継手１４の内周面３８と貫通孔５０との境界部に雄側継手１２の外周面２６から遠ざかるように設けられ、球体１６の接触圧による該境界部の該外周面２６側への変形を逃がす変形逃がし部２０と、を有している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に流路が形成され、外周面に凹部が形成された雄側継手と、
内周面に流路が形成され、一端側から前記雄側継手の先端部を嵌入可能に構成され、内周側から外周側に向かって拡径する貫通孔が周方向に配列して形成された雌側継手と、
前記貫通孔内に配置され、前記雄側継手の前記凹部に係合することで、該雄側継手と雌側継手とを連結状態とする球体と、
前記雌側継手の径方向外側に設けられ、前記凹部に係合した前記球体を該雌側継手の径方向外側から支持するカラーと、
前記雌側継手の前記一端側における該雌側継手の前記内周面と前記貫通孔との境界部に前記雄側継手の前記外周面から遠ざかるように設けられ、前記球体の接触圧による該境界部の該外周面側への変形を逃がす変形逃がし部と、
を有する管継手。
【請求項２】
前記雄側継手の前記先端部側における前記凹部と該雄側継手の前記外周面との境界部に前記雌側継手の前記内周面から遠ざかるように設けられ、前記球体の接触圧による該境界部の該内周面側への変形を逃がす第２変形逃がし部を有する請求項１に記載の管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソケット（雌側継手）とプラグ（雄側継手）が、軸方向移動自在のスライダ（外筒）で硬球（鋼球）がプラグの嵌合凹部と嵌合した状態に拘束されることにより、互いに連結されるクイックコネクタ（迅速継手）の構造が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１８２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した迅速継手のような管継手では、内圧による力を、鋼球に接する雄側継手と、雌側継手と、外筒とで保持している。しかしながら、高圧の繰返し入力にさらされると、雌側継手における鋼球の保持部分が内面方向へ変形し、該雌側継手と雄側継手とが分離不能となるおそれがあった。この状態は、着脱機能の喪失による管継手の寿命とされていたが、耐圧性能には何ら問題がなかった。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、高圧の繰返し入力後であっても、雌側継手と雄側継手とを分離できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、内周面に流路が形成され、外周面に凹部が形成された雄側継手と、内周面に流路が形成され、一端側から前記雄側継手の先端部を嵌入可能に構成され、内周側から外周側に向かって拡径する貫通孔が周方向に配列して形成された雌側継手と、前記貫通孔内に配置され、前記雄側継手の前記凹部に係合することで、該雄側継手と雌側継手とを連結状態とする球体と、前記雌側継手の径方向外側に設けられ、前記凹部に係合した前記球体を該雌側継手の径方向外側から支持するカラーと、前記雌側継手の前記一端側における該雌側継手の前記内周面と前記貫通孔との境界部に前記雄側継手の前記外周面から遠ざかるように設けられ、前記球体の接触圧による該境界部の該外周面側への変形を逃がす変形逃がし部と、を有している。
【０００７】
請求項１に記載の管継手では、雌側継手に雄側継手を嵌入した際に、該雌側継手の貫通孔内に配置される球体が該雄側継手の凹部に係合することで、雄側継手と雌側継手とが連結状態となる。この球体を、雌側継手の径方向外側からカラーにより支持することで、雌側継手からの雄側継手の離脱が防止され、互いの連結状態が維持される。
【０００８】
この管継手では、雌側継手の一端側における該雌側継手の内周面と貫通孔との境界部に、変形逃がし部が、雄側継手の外周面から遠ざかるように設けられているので、高圧の繰返し入力にさらされた際に、球体の接触圧が該境界部に作用して、該境界部が雄側継手の外周面側に変形しても、該境界部と雄側継手との干渉は抑制される。このため、高圧の繰返し入力後であっても、雌側継手と雄側継手とを分離することが可能である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の管継手において、前記雄側継手の前記先端部側における前記凹部と該雄側継手の前記外周面との境界部に前記雌側継手の前記内周面から遠ざかるように設けられ、前記球体の接触圧による該境界部の該内周面側への変形を逃がす第２変形逃がし部を有している。
【００１０】
請求項２に記載の管継手では、雄側継手の先端部側における凹部と該雄側継手の外周面との境界部に、第２変形逃がし部が、雌側継手の内周面から遠ざかるように設けられているので、高圧の繰返し入力にさらされた際に、球体の接触圧が該境界部に作用して、該境界部が雌側継手の内周面側に変形しても、該境界部と雌側継手との干渉は抑制される。このため、高圧の繰返し入力後であっても、雌側継手と雄側継手とを分離することが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の管継手によれば、高圧の繰返し入力後であっても、雌側継手と雄側継手とを確実に分離することができる、という優れた効果が得られる。
【００１２】
請求項２に記載の管継手によれば、高圧の繰返し入力後であっても、更に確実に雌側継手と雄側継手とを分離することができる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】管継手において、雌側継手と雄側継手とが分離した状態を示す半断面図である。
【図２】雄側継手と雌側継手との連結状態を示す拡大断面図である。
【図３】（Ａ）平面状の面取りとされた変形逃がし部を示す拡大断面図である。（Ｂ）曲面状の面取りとされた変形逃がし部を示す拡大断面図である。
【図４】貫通孔に対する変形逃がし部の配置例を示す拡大平面図である。
【図５】球体が、内圧作用時に発生する軸力により、雄側継手の凹部、雌側継手の貫通孔及びカラーの３箇所に接触している状態を示す拡大断面図である。
【図６】図５において、雄側継手に第２変形逃がし部を設けた例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施形態に係る管継手１０は、カプラーと称される迅速継手であり、例えば油圧機器等に用いられる。この管継手１０は、雄側継手１２と、雌側継手１４と、球体１６と、カラー１８と、変形逃がし部２０と、を有している。
【００１５】
雄側継手１２は、内周面２２に流路２４が形成され、外周面２６に凹部２８が形成されている。凹部２８は、例えば外周面２６の全周に延びる環状溝である。図２に示されるように、凹部２８の断面形状は、例えば円弧形であるが、これに限られず、矩形状や台形状等であってもよい。また凹部２８は環状溝には限られず、外周面２６の周方向に配列された断続的な溝や窪みであってもよい。
【００１６】
雄側継手１２の外径は、先端部３０側が小径に構成され、後端部３２側が大径に形成されている。先端部３０には、小径部３０Ａと大径部３０Ｂとが設けられており、凹部２８は、該大径部３０Ｂに形成されている。後端部３２の内周面２２には、例えば管用テーパ雌ねじ３６が形成されている。この管用テーパ雌ねじ３６への配管接続作業時に、後端部３２に工具を掛けられるように、該後端部３２には六角部３４が設けられている。
【００１７】
図１において、雌側継手１４は、内周面３８に流路４０が形成され、一端４２側から雄側継手１２の先端部３０を嵌入可能に構成されている。雌側継手１４の他端４４側の内周面３８には、例えば管用テーパ雌ねじ４５が形成されている。図２に示されるように、雌側継手１４には、内周側から外周側に向かって拡径する貫通孔５０が周方向に配列して形成されている。内周面３８における貫通孔５０の直径は、球体１６の直径よりも小さく設定されている。これは、雄側継手１２と雌側継手１４とが連結状態にないときに、球体１６が雌側継手１４内に脱落することを防止するためである。
【００１８】
雌側継手１４の内周面３８には環状溝４８が設けられており、該環状溝４８内にはＯリング４６が設けられている。このＯリング４６の内径は、雄側継手１２の先端部３０における例えば小径部３０Ａの外形よりもわずかに小さく設定されている。これにより、雄側継手１２を雌側継手１４に連結する際に、雄側継手１２の先端部３０が雌側継手１４に嵌入され、流路２４，４０内の流体（図示せず）が、雄側継手１２と雌側継手１４との間から漏れることを防止している。
【００１９】
図１，図２において、球体１６は、貫通孔５０内に夫々配置され、雄側継手１２の凹部２８に係合することで、該雄側継手１２と雌側継手１４とを連結状態とする、例えば鋼球である。雌側継手１４において貫通孔５０が位置する部位の肉厚は、球体１６の直径よりも小さく設定されており、雄側継手１２を雌側継手１４に連結する際、球体１６が、雌側継手１４の径方向において貫通孔５０より内側（雄側継手１２の外周面２６側）に突出し、雄側継手１２の凹部２８に係合するようになっている。
【００２０】
カラー１８は、雌側継手１４の径方向外側に設けられ、雄側継手１２の凹部２８に係合した球体１６を該雌側継手１４の径方向外側から支持する、例えば円筒部材である。このカラー１８は、雄側継手１２の同軸上に、軸方向に移動可能に設けられている。カラー１８と雌側継手１４との間には、例えばコイルスプリング状の付勢部材５２が設けられており、例えばカラー１８を常時一端４２側へ付勢している。カラー１８の一端４２側への移動限界は、雌側継手１４の一端４２側に設けられたストッパ５６により定められている。このストッパ５６は、例えば環状のリングや、複数のボール部材等で構成されるが、図２に示されるように、雌側継手１４の一部をストッパ５６としてもよい。
【００２１】
付勢部材５２の付勢力によりカラー１８が一端４２側へ移動している状態（通常状態）では、雌側継手１４の径方向外側への球体１６の移動が規制されるようになっている。カラー１８の内径は、一端４２側において拡大しており、付勢部材５２の付勢力に抗して、カラー１８を他端４４側へ移動させた状態では、雌側継手１４の径方向外側への球体１６の移動が許容され、雄側継手１２の着脱が可能となっている。
【００２２】
図１，図２において、変形逃がし部２０は、雌側継手１４の一端４２側における該雌側継手１４の内周面３８と貫通孔５０との境界部に、雄側継手１２の外周面２６から遠ざかるように設けられ、球体１６の接触圧による該境界部の該外周面２６側への変形を逃がす部位である。この変形逃がし部２０は、雌側継手１４からの雄側継手１２の抜止めを目的とするものではなく、逆に雄側継手１２に対する雌側継手１４の干渉を抑制して、例えば２０ＭＰａ〜２００ＭＰａ程度の高圧の繰返し入力後であっても、管継手１０の着脱機能を維持できるようにすることを目的としている。
【００２３】
この変形逃がし部２０は、例えば欠肉部である。変形逃がし部２０の断面形状は、矩形の切欠き（図１，図２）の他、平面状の面取り（図３（Ａ））や曲面状の面取り（図３（Ｂ））等が考えられる。
【００２４】
図５に示されるように、球体１６は、内圧作用時に発生する軸力Ｆ（雄側継手１２が雌側継手１４から離脱しようとする力）により、雄側継手１２の凹部２８、雌側継手１４の貫通孔５０及びカラー１８の３箇所に接触する。このとき、球体１６は、貫通孔５０における雌側継手１４の一端４２側（図１）の内壁に接触する。変形逃がし部２０の上端は、この接触状態の球体１６の中心Ｏよりも雌側継手１４の径方向内側に位置することが望ましい。球体１６と貫通孔５０の内壁との接触状態が面接触となり、接触面圧の集中を抑制できるからである。変形逃がし部２０を、平面状の面取りとした場合（図３（Ａ））や、曲面状の面取りとした場合（図３（Ｂ））も同様である。
【００２５】
また図４に示されるように、貫通孔５０の直径をＤとし、雌側継手１４の軸方向Ａにおいて雌側継手１４の一端４２側（図１）における内周面３８と貫通孔５０との境界部から該一端４２側における変形逃がし部２０の幅をＷ１とし、該境界部から貫通孔５０の中心Ｏ側における変形逃がし部２０の幅をＷ２とすると、例えばＷ１＝０．２Ｄ、Ｗ２＝０．２Ｄであり、Ｗ１≦１．０Ｄ、Ｗ２≦０．５Ｄが好ましい。これは、貫通孔５０の内壁において、内圧作用時の軸力Ｆ（図５）の発生時に球体１６（図５）からの力を受ける部分を十分に確保するためである。
【００２６】
この他、変形逃がし部２０の寸法は、雄側継手１２、雌側継手１４、球体１６及びカラー１８の材質や硬さ、該球体１６の配置や流路２４，４０の径寸法、使用圧力等によって適宜設定することが可能である。管継手１０の強度確保のためには、変形逃がし部２０を、可能な範囲で小さく設けることが好ましい。
【００２７】
図１，図４に示されるように、矩形の切欠きである変形逃がし部２０は、加工の容易性のため、雌側継手１４の内周面３８の周方向に連続して形成されている。平面状の面取り（図３（Ａ））や曲面状の面取り（図３（Ｂ））の場合には、個々の貫通孔５０に対して変形逃がし部２０が夫々設けられる。
【００２８】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る管継手１０では、カラー１８を、付勢部材５２の付勢力に抗して、雌側継手１４の他端４４側へ移動させることで、雌側継手１４の径方向外側への球体１６の移動が許容されるので、雄側継手１２の着脱が可能となる。図２に示されるように、該雄側継手１２を雌側継手１４に嵌入した際には、該雌側継手１４の貫通孔５０内に配置される球体１６が該雄側継手１２の凹部２８に係合することで、雄側継手１２と雌側継手１４とが連結状態となる。
【００２９】
付勢部材５２の付勢力によりカラー１８が一端４２側へ復帰し、通常状態になると、球体１６は、該カラー１８により雌側継手１４の径方向外側から支持されるため、該雌側継手１４の径方向外側への移動が規制される。これにより、雌側継手１４からの雄側継手１２の離脱が防止され、互いの連結状態が維持される。
【００３０】
図５に示されるように、管継手１０に内圧が作用すると、該管継手１０には、雄側継手１２が雌側継手１４から離脱しようとする軸力Ｆが発生する。これにより、球体１６は、点Ｐ１において雄側継手１２の凹部２８に接触し、点Ｐ２において雌側継手１４の貫通孔５０に接触し、点Ｐ３においてカラー１８に接触する。即ち、球体１６が点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の３箇所に当接することで、軸力Ｆが該点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において受け止められる。
【００３１】
ここで、点Ｐ２は、貫通孔５０における雌側継手１４の一端４２側（図１）の内壁であり、球体１６は該内壁に接触するが、本実施形態では、雌側継手１４の一端４２側における該雌側継手１４の内周面３８と貫通孔５０との境界部に、変形逃がし部２０が、雄側継手１２の外周面２６から遠ざかるように設けられているので、例えば２０ＭＰａ〜２００ＭＰａ程度の高圧の繰返し入力にさらされた際に、球体１６の接触圧が該境界部に作用して、該境界部が雄側継手１２の外周面２６側に変形しても、該境界部と雄側継手１２との干渉は抑制される。このため、高圧の繰返し入力後であっても、雌側継手１４と雄側継手１２とを分離することが可能である。
【００３２】
（変形例）
図６に示される例では、雄側継手１２の先端部３０側における凹部２８と該雄側継手１２の外周面２６との境界部に、第２変形逃がし部６０が設けられている。第２変形逃がし部６０は、雌側継手１４の内周面３８から遠ざかるように設けられ、球体１６の接触圧による該境界部の該内周面２２側への変形を逃がすようになっている。第２変形逃がし部６０の形状等については、雌側継手１４における変形逃がし部２０と同様である。
【００３３】
本変形例では、雄側継手１２の先端部３０側における凹部２８と該雄側継手１２の外周面２６との境界部に、第２変形逃がし部が、雌側継手１４の内周面３８から遠ざかるように設けられているので、高圧の繰返し入力にさらされた際に、球体１６の接触圧が該境界部に作用して、該境界部が雌側継手１４の内周面３８側に変形しても、該境界部と雌側継手１４との干渉は抑制される。このため、高圧の繰返し入力後であっても、更に確実に雌側継手１４と雄側継手１２とを分離することが可能である。
【００３４】
（他の実施形態）
上記実施形態において、変形逃がし部２０や第２変形逃がし部６０と関係しない部位の構成は、適宜変更することが可能である。例えば管継手１０内に弁機構（図示せず）を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１０    管継手
１２    雄側継手
１４    雌側継手
１６    球体
１８    カラー
２０    変形逃がし部
２２    内周面
２４    流路
２６    外周面
２８    凹部
３０    先端部
３２    後端部
３８    内周面
４０    流路
４２    一端
５０    貫通孔
６０    第２変形逃がし部
【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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【図６】
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