| 【発明の名称】 |
無漏洩式管継ぎ手 |
| 【発明者】 |
【氏名】鈴木 秀夫
【氏名】長谷川 勝美
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、プラグ/ソケットの接続解除の際、ピストンカラーの復帰遅れが生じることがあっても、良好なプラグとソケットの接続が約束できる無漏洩式管継ぎ手を提供する。
【解決手段】本発明の無漏洩式管継ぎ手は、カムカラー40の周りに、先端側にカムカラー40の先端と当接可能な当接部46dをもつスリーブカラー46を軸方向にスライド自在に設ける構造を採用して、差込部の引き出し時、ピストンカラー38の復帰遅れにより、ボール36がカムカラー38の傾斜面43に押し付けるようになったとき、同傾斜面43に加わるピストンカラー38からの力で、カムカラー全体を、該ボール36から離れる方向へ逃がすようにして、たとえピストンカラー38の復帰遅れが生じても、ボール36が、差込路22から内方へ突き出ることなく、差込路22の路壁内に収められるようにした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 先端部に差込部を有し、該差込部の外周面に環状の凹溝が形成されてなるプラグと、先端部外周の内側に差込路が形成されたソケットとを有してなり、前記差込部が前記差込路に差し込まれると、前記プラグにつながる第1の管体と前記ソケットにつながる第2の管体とが連通される継ぎ手本体と、前記ソケットの先端側外周部に装着され、前記差し込まれたプラグとソケットとをロックするボールロック機構とを有し、前記ボールロック機構が、前記差込路の路壁に通孔を介して前記差込路側、前記ソケットの先端部外周側へ出入り自在に組み込まれ、前記差込部が前記差込路に差し込まれると、前記凹溝に嵌まるボールと、先端側へ付勢されるようにして前記ソケットの先端側外周に軸方向にスライド自在に嵌挿され、内面には先端側から前記ソケットの外周面から離れる段差部、前記ソケットの外周面に鋭角的に向かう傾斜面、前記ソケットの外周面を摺動する摺動面を順に形成してなるカム面が形成され、前記凹溝にボールが嵌まると、前記カム面が前進し、前記通孔の外方出入口を前記摺動面で塞ぎ前記ボールの動きを拘束し、差し込んだプラグとソケットとをロックするカムカラーと、前記カムカラーの周りを囲うようにして前記ソケットの先端側外周に軸方向にスライド自在に保持され、先端側には前記カムカラーの先端と当接可能な当接部が形成され、前記プラグから離れる方向への変位により前記カムカラーを後方へ変位させ、前記拘束されているボールの地点に前記段差部を導き前記ボールの拘束を解除するスリーブカラーと、前記差込路の内面に、前方へ付勢されるようにスライド自在に組み込まれ、前記ボールの拘束が解除された差込部が前記差込路から引き出されるにしたがい前進して前記通孔の内方出入口を遮るピストンカラーとを有し、前記差込部が差込路から引き出される際、前進するピストンカラーにより前記ボールが前記カムカラーの傾斜面に押し付けられると、前記カムカラー全体が、前記傾斜面に加わる力により、前記ボールから離れる方向へ逃げるように構成してあることを特徴とする無漏洩式管継ぎ手。 【請求項2】 前記ピストンカラーの付勢力は、前記カムカラーの付勢力より、大きく設定してあることを特徴とする請求項1に記載の無漏洩式管継ぎ手。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ボールを用いて、管体の端部同士を連結するのに用いられる無漏洩式管継ぎ手に関する。 【0002】 【従来の技術】液体や気体などの流体を供給する設備のある工場では、自動配管装置に無漏洩式管継ぎ手を組み合せて、配管に必要な管体を接続することが行われている。具体的には、空気圧シリンダ(自動配管装置の駆動機構)で接離方向に駆動される一対の保持部材に無漏洩式管継ぎ手を装着して、空気圧シリンダによる接離動作により、例えば油圧機械と圧油供給側との間の配管を接続する構造が知られている。 【0003】こうした配管の接続に用いられる無漏洩式管継ぎ手には、接続しようとする一方の配管の管端に、差込部をもつプラグを装着し、他方の配管の管端に、差込路をもつソケットを装着して、空気圧シリンダの接近方向の動作により、プラグの差込部が所定にソケットの差込路に差し込まれると、プラグにつながる配管とソケットにつながる配管とを連通させる構造が用いられている。 【0004】また近時では、簡単な構造で、高い接続強度のロックが行えるとの理由から、ボールを用いたボールロック機構をソケットに装着して、空気圧シリンダの接離動作に連動して、差し込んだプラグとソケットとをボールでロックさせたり、同ロックを解除したりすることが行われている。 【0005】こうした無漏洩式管継ぎ手で用いられるボールロック機構には、従来、図4に示されるようにプラグaの差込部bの外周面に環状の凹溝cを形成し、ソケットdの差込路eを形成する路壁に通孔rを形成し、この通孔r内に、ボールfを差込路e側、ソケットdの先端部外周側へ出入り自在に組み込み、路壁を挟む一側面となる差込路eの内周面に、スプリングgで前方に付勢されるピストンカラーhをスライド自在に組み込み、他側面となるソケットdの先端部外周面に、スプリングiで前方へ付勢されるカムカラーjをスライド自在に嵌挿した構造が用いられている。 【0006】詳しくは、カムカラーjの内面には、プラグa,ソケットdの差込/引出動作にしたがいボールfを拘束したり、拘束を解除するためのカム面kが形成してある。カム面kは、カムカラーjの内面に、先端側から、ソケットdの先端部外周から離れる段差部l,ソケットdの先端部外周に鋭角的に向かう傾斜面m,ソケットdの外周面を摺動する摺動面nを順に形成してなる。そして、このカム面kを用いて、当初は、図4(a)に示されるように退避位置にあるカムカラーjの段差部l内に、ピストンカラーhで押し上げたボールfの一部を嵌めて、プラグaの接続が受けられる体制を形成しておき、この体制からプラグaとの接続ならびロックが行えるようにしている。 【0007】そして、例えば空気圧シリンダなどでカムカラーjを移動させて、ソケットdの先端部をプラグaの先端部に接近させ、プラグaの差込部bを差込路eへ挿入(差し込み)することにより、プラグaとソケットdとがロックされるようにしてある。 【0008】具体的には、差込部bが差込路eへ差し込まれるにしたがい、まず、ピストンカラーhが、差込部bの先端で押されて退避する。ついで、ピストンカラーhの退避動作により、ボールfを収めている通孔rの内方出入口が開放される。続いて、開放した内方出入口の地点に凹溝cに導かれると、ボールfは、カムカラーjの傾斜面mから加わる力により、凹溝cへ押し出される。このボールfの移動により、カムカラーjとソケットdの先端部との間の相対変位が許され、カムカラーjの摺動面nで通孔rの外方出入口が塞がれる。 【0009】これにより、図4(b)に示されるようにボールfは、凹溝c内で動きが拘束され、差し込んだプラグaとソケットdとの相互がロックされることになる。 【0010】そして、この状態から空気圧シリンダを逆方向(離れる方向)へ所定に駆動させれば、反対の動作、すなわちカムカラーjとソケットdの先端部との相対変位により、ボールfの拘束の解除、ボールfの凹溝c内からの離脱、ピストンカラーhの復帰(戻り)が行われ、図4(a)に示されるようにボールfの全体が差込路eの路壁内部に収まり、同位置でボールfが動かないように拘束される(プラグaとの接続に備える体制)。 【0011】 【発明が解決しようとする課題】ところで、こうしたボールロック機構は、所定のタイミングで、カムカラーj,ピストンカラーhが動作して、始めて上記したロックやロック解除が行われるが、例えばプラグaの先端形状の変更、使用する環境の変化、配管内を流れる流体が触れたり等の影響により、プラグaとソケットdとの接続を解除する際、ピストンカラーgの復帰動作に遅れが生じることがある。 【0012】ピストンカラーjの復帰動作の遅れが生じると、通孔nの内方出入口を閉じるタイミングが遅れるために、図5に示されるようにボールfの一部が内方出入口から突き出てから、ピストンカラーjが内方出入口を塞ぐという挙動が生じる。 【0013】ところが、このときのタイミングのずれにより、ボールfは、カムカラーjの段差部lでなく、傾斜面mの中段の斜面部分に当接した状態で、プラグaの引き出しが終える。つまり、ソケットdのボールfは、図5に示されるようにボールfの一部が差込路e内に突き出た状態のままで拘束されてしまう。 【0014】このようなことが起きると、つぎにプラグaを接続する際、突き出たボール部分が障害となって、必要なプラグaの接続が行えなくなるおそれがあり、この点の改善が求められている。 【0015】本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、プラグとソケットとの接続解除の際、たとえピストンカラーの復帰遅れが生じても、良好なプラグとソケットとの接続が約束できる無漏洩式管継ぎ手を提供することにある。 【0016】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために請求項1に記載した無漏洩式管継ぎ手は、カムカラーの周りを囲うようにしてソケットの先端側外周に軸方向にスライド自在に保持され、先端側にカムカラーの先端と当接可能な当接部をもつスリーブカラーを追加して、差込部の引き出し時、ピストンカラーの復帰遅れにより、ボールがピストンカラーでカムカラーの傾斜面に押し付けるようになったとき、同傾斜面に加わる力で、カムカラー全体が、該ボールから離れる方向へ逃げられるようにした。 【0017】このカムカラーの逃げにより、たとえピストンカラーの復帰遅れが生じても、ボールは、差込路から内方へ突き出ることなく、差込路の路壁内に収められるようになる。 【0018】これにより、ボールの一部が差込路から突き出たままでボールが拘束されることはなくなり、常に良好にプラグとソケットとの接続作業が進められる。 【0019】請求項2に記載した無漏洩式管継ぎ手は、上記目的に加え、さらにカムカラーの逃げが円滑に行えるよう、ピストンカラーの付勢力を、カムカラーの付勢力より、大きく設定して、復帰するピストンカラーにより、速やかにカムカラーが変位されるようにしたことにある。 【0020】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図1ないし図3に示す一実施形態にもとづいて説明する。 【0021】図1および図2は、例えば油圧機器(図示しない)につながる配管1(第1の配管に相当)と油圧供給装置(図示しない)につながる配管2(第2の配管に相当)とを着脱する無漏洩式管継ぎ手3の全体構造を示している。なお、図1は無漏洩式管継ぎ手3の分離した状態、図2は無漏洩式管継ぎ手3を接続した状態をそれぞれ示している。 【0022】無漏洩式管継ぎ手3の構造について説明すると、4はプラグ、5は同プラグ4と組み合うソケットで、両者から継ぎ手本体を構成している。 【0023】このうち、まず、プラグ4について説明すれば、4aは本体である。 【0024】この本体4aは、例えば筒形のユニオンニップル6と、このユニオンニップル6の先端開口にねじ込まれた細筒状のプラグノーズ7とから構成され、ユニオンニップル6から突き出たプラグノーズ7の先端側部分を差込部4bとしている。この差込部4bの先端側外周部となる、プラグノーズ7の先端部外周面には、台形形状の断面をもつ環状の凹溝7aが形成してある。そして、本体4aの内部に、ユニオンニップル6の配管接続端からプラグノーズ7の先端へ抜ける流通路8を形成している。 【0025】また流通路8には、弁機構9が配設されている。弁機構9は、プラグノーズ7の内面に軸方向にスライド自在に嵌挿されたガイド部10、このガイド部10からプラグノーズ7の先端側に形成された弁孔11の弁座11aへ向かって延びる弁部12、同弁部12の先端に形成された弁シート部13、ガイド部10の後側から付勢する弁スプリング14を有して構成されていて、常時は弁スプリング14の弾性力によって弁シート部13を弁座11aに密接させ弁孔11を閉止させている。なお、ガイド部10には、流体を流すための孔、具体的にはガイド部10で遮られるガイド部10の両側の空間を連通する通孔15が形成してある。 【0026】このプラグ4が、ユニオンニップル6に形成されているフランジ部6aを固定部として用いて、据付部材、例えばシールパネル16を使い、例えば工場内の所定位置に固定してある。そして、ユニオンニップル6の配管接続端に、油圧機器から延びている配管1の端部が固定してある。 【0027】一方、ソケット5の本体5aは、例えば筒形のユニオンアダプタ20と、このユニオンアダプタ20の先端側外周部にねじ込まれた筒形部材21とから構成してある。筒形部材21は、プラグノーズ7の外周部が嵌まる径寸法を有している。また筒形部材21の先端側は、ユニオンアダプタ20の先端部より前方へ突き出ていて、同突出部分21aから差込部4bの外周部が嵌まり合えるようにしている。これにより、差込部4bの差込みが行える差込路22aを形成している。また中空な本体構造を利用して、本体5aの内部に、ユニオンアダプタ20の配管接続端から筒形部材21の先端へ抜ける流通路22を形成している。 【0028】差込路22aには、弁機構23が配設されている。弁機構23は、ユニオンアダプタ20の軸心部から筒形部材21の軸心部に渡り配設されたストッパーシャフト24、このストッパーシャフト24の先端部に形成された円錐台形状のストッパー部25、ユニオンアダプタ20の先端側の内面にスライド自在に嵌挿された環状のピストン部26、このピストン部26の先端に形成された弁シート部27、ピストン部26を後側から付勢する弁スプリング28を有して構成されていて、常時は弁スプリング28の弾性力によって弁シート部27をストッパー部25の外周端に密接させ、ストッパー部25の周りに形成してある弁孔29を閉止させている。またプラグ4の差込部4bをソケット5の差込路22aへ差し込めば、ストッパー部25がプラグ4の弁部12を開側に押圧、ピストン26がプラグ4の弁座11aによって開側に押圧されるという挙動をもたらし、プラグ4およびソケット5の双方の弁孔11,29の開放が行われるようにしてある。なお、ストッパーシャフト24の基端部は、ナット30を用いて、ユニオンアダプタ20の内面から突き出ている円板状のブラケット部20aに固定してある。むろん、ブラケット部20aには、同ブラケット部20aで遮られる両側の空間を連通する通孔31が形成してあり、同通孔31を通って流体が流れるようにしてある。 【0029】差込路22aを形成する環状の路壁、すなわち突出部分21aには、周方向に所定の間隔で、径方向に貫通する小径な通孔35が形成されている。通孔35は、いずれも内側の径が小、外側の径が大となるテーパ状の孔から形成されている。これら各通孔35内に、通孔長さより若干、大きな外径をもつボール36(例えば鋼球)が収めてある。この構造により、ボール36が通孔35内を変位して、同ボール36の一部が、差込路22aに開口する通孔35の内方出入口35a、あるいはソケット5の先端部外周に開口する通孔35の外方出入口35bから自在に出入りできるようにしてある。 【0030】差込路22aの内面をなす突出部分21aの内周面には、短筒形状のピストンカラー38が軸心方向にスライド自在に組み込まれている。具体的には、ピストンカラー38は、ユニオンアダプタ20の先端部と筒状部材21との基端部との境界に形成された環状の隙間39でスライド自在に支持してある。そして、このピストンカラー38は、隙間39内に収めたスプリング38aにより、後方から前方へ付勢されていて、同スプリング38aの付勢力により、常時は、スプリング38aの弾性力により前方へ突き出る先端部で、通孔35の内方出入口35aを遮り、差込路22aに差込部4bが差し込まれると、同差込部4bの先端で後方へ押されて、内方出入口35aを開放させるようにしてある。 【0031】差込路22aの外面をなす突出部分21aの外周面(ソケット5の先端部外周)には、狭幅筒形のカムカラー40が軸方向にスライド自在に嵌挿されている。カムカラー40の内周面には、通孔35内のボール36を拘束させたり、拘束解除させたりするカム面41が形成されている。 【0032】このカム面41は、カムカラー40の内周面の先端側から、突出部分21aの外周面から離れる段差部42、段差部42から突出部分21aの外周面に鋭角的な角度で向かう傾斜面43、突出部分21aの外周面を摺動する摺動面44を順に形成してなる。 【0033】そして、カムカラー40は、筒形部材21の外周面に巻き付けられたスプリング45により前方へ付勢されていて、常時は、先端側の段差部42が、ピストンカラー38の押し上げにより通孔35の外方出入口35bから突き出るボール36の一部と嵌まり合って、ボール36が動かないように拘束している。また差込路22aに差込部4bが差し込まれ、開放した内方出入口35aに凹溝7aが導かれると、一旦、ボール36の拘束が解除され、傾斜面43から加わる力により、通路35内のボール36を外方出入口35aから凹溝7aへ押し出すようにしている。そして、凹溝7aにボール36が嵌め込まれると、カムカラー38の拘束が解除され、カムカラー全体が相対変位して、摺動面44で外方出入口35bを塞ぎ、凹溝7aと通孔35間で、再びボール36を拘束させるようにしてある。 【0034】なお、ピストンカラー38のスプリング38aには、カムカラー40のスプリング45より大きな付勢力を発揮するスプリング部材が用いてある。 【0035】こうしたカムカラー40の周囲を覆うように、筒形部材21の外周面には、短筒形のスリーブカラー46が軸方向に嵌挿されている。このスリーブカバー46の後端部には、スプリング45の支え面を形成している環状の凸条45aを囲う端壁46aが形成されていて、突出部分21aから抜け出ないようにスリーブカバー46をスライド自在に保持させている。またスリーブカバー46の先端部には、カムカラー40の先端を囲うようにして、ストップリング46d(当接部に相当)を内面に組み付けた端壁46bが形成してあり、スリーブカバー46を後方へ変位させると、端壁46bのストップリング46dがカムカラー40の先端と当接してカムカラー全体を後方へ変位させるようにしてある。このスリーブカバー46の変位により、ボール36がある地点に段差部42を導き、凹溝7aと通孔35間で拘束されているボール36が解除されるようにしている。 【0036】こうした各カラーの組み合せでボール36の動きを拘束したり解除したり構造により、ボールロック機構50を構成している。 【0037】このソケット5が、スリーブカバー46に形成されているフランジ部46cを固定部として用いて、据付部材、例えばシールパネル48を介して、例えば自動配管装置をなす空気圧シリンダの進退部(図示しない)に保持され、ソケット全体を先に述べたプラグ4の前方に接離可能に据え付けてある。そして、ユニオンアダプタ20の配管接続端には、例えば油圧供給装置(図示しない)から延びている配管2が固定され、空気圧シリンダの接離動作に連動して、プラグ4とソケット5とをロックさせながら接続したり、ロック解除させながらプラグ4とソケット5を分離できるようにしてある。 【0038】しかして、こうした無漏洩式管継ぎ手3の接続・分離を説明すれば、プラグ4とソケット5とを接続するときは、所定に駆動される空気圧シリンダにより、図1に示された状態で分離されているソケット5をプラグ4へ接近させる。 【0039】これにより、プラグ4の差込部4aがソケット5の差込路22a内に差し込まれる。すると、まず、プラグ4の弁部12とソケット5のストッパー部25とが当接、プラグ4の弁座11aとソケット5のピストン部26とが当接する。続いて、弁部12およびピストン部26の双方が開側に押圧され、プラグ4の弁孔11とソケット5の弁孔29とが開放される。 【0040】この際、ソケット5のピストンカラー38は、差し込まれるプラグ4の差込部4bの先端で押されて退避し、ボール36を収めている通孔35の内方出入口35aを開放させる。 【0041】この開放した内方出入口35aの地点にプラグ4の凹溝7aが導かれると、通孔35内のボール36は、カムカラー40の傾斜面43から加わる力により、凹溝35へ押し出される。 【0042】このボール36の移動により、カムカラー40とソケット5の先端部との間の相対変位が許される。すると、カムカラー40の前進により、同カムカラー40の摺動面44が通孔35の地点へ導かれ、同摺動面44で通孔35の外方出入口35bを塞ぐ。 【0043】これにより、図2に示されるようにボール36は、凹溝7a内で動きが拘束され、差し込んだプラグ4とソケット5との相互がボール36でロックされる。そして、同ロックしたプラグ4,ソケット5を通じて、配管1と配管2との相互が連通される。 【0044】またプラグ4とソケット5とを分離するときは、空気圧シリンダにより、図2に示された接続状態から、ソケット5にプラグ4から引き離す方向を与える。 【0045】すると、まず、スリーブカラー46が後退する。この後退に伴い、カムカラー40は、スリーブカラー46との当接を受けて、後方へ退き、外方出入口35bの地点に段差部42を導く。 【0046】ついで、ソケット5をプラグ4から引き離す力により、ボール36が凹溝7aから段差部42へ押し出され、差込部4bとソケット5の先端部との間の相対変位が許される。 【0047】これにより、ソケット5の差込路22aからプラグ4の差込部4bが引き抜かれる。 【0048】この引き抜きに伴ない、プラグ4の弁部12、ソケット5のピストン部26が閉側に戻り、プラグ4の弁孔11およびソケット5の弁孔29を閉止する。 【0049】続いて、プラグ4の先端が通孔35の外方出入口35bを通過するとき、戻るピストンカラー46により、外方出入口35bが塞がれ、通孔35内でボール36を拘束し、図1に示されるようにソケット5をプラグ4との接続が可能な状態にする。 【0050】こうしたプラグ4とソケット5の分離時(差込部4bの引き出し時)、ピストンカラー38の復帰遅れにより、図3に示されるようにボール36の一部が内方出入口35aから突き出てから、ピストンカラー38が内方出入口35aを塞ぐという挙動が生じて、ボール36が傾斜面44に押し付けられるようになったとする。 【0051】このとき、従来のソケット6だと、カムカラー40が空気圧シリンダといった機器に固定される構造であるから、ボール36は、分離した時点から動かなくなるカムカラー40により、一部が内方出入口35aから差込路22a内に突き出た状態のままで拘束されてしまう。 【0052】これに対し本発明を適用したソケット6だと、カムカラー40の周りのスリーブカラー46を空気圧シリンダといった機器に固定される構造にして、カムカラー40自体は後方側へスライド変位できるようにしてあるから、たとえボール36がカムカラー40の傾斜面40に押し付けるようになったとしても、図3(b)に示されるようにボール36から傾斜面40へ加わるピストンカラー40の復帰力により、カムカラー全体が、ボール36から離れる方向、すなわち後方へ逃げる。 【0053】このカムカラー40の逃げにより、ボール36は、内方出入口35aから差込路22aへ突き出ずに、差込路22aの路壁、すなわち突出部分21aをなす壁内部に収められる。 【0054】したがって、たとえピストンカラー36の復帰遅れが生じても、ボール36の一部が差込路22aから突き出たままでボール36が拘束されるようなことはなくなり、常に良好にプラグ4とソケット5との接続作業を進めることができる。 【0055】しかも、ピストンカラー38の付勢力を、カムカラー40の付勢力より、大きく設定したので、復帰するピストンカラー40で、速やかにカムカラー40を変位させることができ、常時、良好なボール36の収納を約束できる。 【0056】なお、一実施形態では、ソケットをプラグに対して接離させることによって接続・分離を行ったが、これに限らず、ソケットとプラグとの双方を相手側に対して接離させることによって接続・分離を行ってもよい。 【0057】また一実施形態では、空気圧シリンダを用いて、ソケットとプラグとを接続させたり分離させたが、他の機器でもよく、また機器を用いず、手作業でソケットとプラグとを接続させたり分離させるようにした用途に用いても構わない。 【0058】 【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の発明によれば、たとえピストンカラーの復帰遅れが生じても、カムカラーの逃げにより、ボールを差込路から内方へ突き出さずに、差込路の路壁内に収めることができる。 【0059】したがって、常に良好なプラグとソケットとの接続が約束できる。 【0060】請求項2に記載の発明によれば、上記効果に加え、必要なカムカラーの逃げを円滑に行わせることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】391026379 【氏名又は名称】株式会社ニューマシン
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| 【出願日】 |
平成10年12月2日(1998.12.2) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100058479 【弁理士】 【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外5名)
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| 【公開番号】 |
特開2000−170977(P2000−170977A) |
| 【公開日】 |
平成12年6月23日(2000.6.23) |
| 【出願番号】 |
特願平10−342635 |
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