| 【発明の名称】 |
管継手 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐々 武也
|
| 【要約】 |
【課題】流体圧の高さや管継手のサイズに影響されずに、内圧が加わっている場合でも容易に接続することができるとともに、設計の自由度を拡大できる管継手を提供する。
【解決手段】ソケット１とプラグ２の流体通路３，４に弁体５，６が内蔵され、非接続状態で弁体５，６が流体通路３，４を閉じ、接続時に弁体５，６が押し合い弁座７，８から離れて流体通路を開く管継手であって、プラグ２の弁体６に後端側を閉鎖した中心穴３１を形成し、該中心穴３１内と流体通路４とを連通する第１連通孔３２を形成し、中心穴３１内に補助弁体３５を軸方向に移動自在に嵌合し、補助弁体３５をスプリング３６で先端方向に付勢し、弁体５と補助弁体３５の間に、第１連通孔３２の軸方向前後に一対のシールリング３７，３８を設け、補助弁体３５が後退したとき第１連通孔３２の前側にあるシールリング３７によるシールが解かれ、弁体６と補助弁体３５との間に形成された隙間４５と第１連通孔３２とが連通するように構成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ソケットとプラグの流体通路に弁体がそれぞれ内蔵されており、非接続状態ではそれぞれの弁体が流体通路に設けた弁座にスプリングの弾発力で当接して流体通路を閉じ、接続時にそれぞれの弁体が互いに押し合い弁座から離反して流体通路を開く管継手であって、前記ソケットとプラグのいずれか一方の弁体には、その中央軸方向に先端側を開口し後端側を閉鎖した中心穴を形成するとともに、該中心穴内と前記流体通路とを連通する第１連通孔を形成し、前記中心穴内には軸方向に移動自在に嵌合した補助弁体と、該補助弁体を先端方向に付勢してその先端部を前記弁体の先端から突出させるスプリングとを設け、また、前記弁体の前方内周面と前記補助弁体前方外周面との間に隙間が形成され、更に、前記補助弁体の先端部が前記弁体の先端から突出した状態にあるとき前記弁体に形成した第１連通孔の軸方向前後に位置して弁体と補助弁体との間をそれぞれシールする一対のシールリングを設け、前記補助弁体が後退したとき一対のシールリングのうち前記第１連通孔の前側にあるシールリングによるシールが解かれ、弁体と補助弁体との間に形成した前記隙間と前記第１連通孔とが連通するように構成したことを特徴とする管継手。
【請求項２】 前記一方の弁体の先端部に、前記隙間を通って先端側に流れてくる流体を同弁体の内側から外側へ通す第２連通孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の管継手。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧流体を通す配管または高圧用ホースを接続するのに好適なプラグとソケットとを備える管継手に関し、特に、ソケットとプラグの流体通路に弁体がそれぞれ内蔵されており、非接続状態ではそれぞれの弁体が流体通路に設けた弁座にスプリングの弾発力で当接して流体通路を閉じ、接続時にそれぞれの弁体が互いに押し合い弁座から離反して流体通路を開く形成の管継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の管継手として、例えば、特公昭５９−３２７１１号公報に開示されたものがある。この従来の管継手は、プラグ（同公報ではニップルと記載されている。）とソケット（同じくカプラーと記載されている。）とからなり、プラグには、弁座にスプリングの弾発力で当接して流体通路を閉じる第１弁体が内蔵されているとともに、第１弁体の軸心に形成した貫通孔内に小径弁体（同じくブリーダーと記載されている）が軸方向に移動自在に内蔵され、該小径弁体は、その前端が第１弁体の前端より突出した状態で貫通孔に設けた弁座に当接するようにスプリングで付勢されている。一方、ソケットには、弁座にスプリングの弾発力で当接して流体通路を閉じる第２弁体が内蔵されている。プラグとソケットを接続する際には、ソケットの第２弁体の前端でプラグの小径弁体の前端を押し、これによって小径弁体の周囲に、すなわち、第１弁体の貫通孔と小径弁体との間に流体通路ができ、この流体通路を通ってプラグ内に残存する流体が瞬時に抜けて内圧が低下する。このため、ソケットとプラグを接続する際に内圧が加わっている場合でも、人力でプラグとソケットを接続できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来例では、小径弁体は中実部材となっており、小径弁体はスプリングの弾発力とプラグ内に残存する流体の圧力とを受けて弁座に押圧されている。そのため、その流体圧が高い程、小径弁体を弁座から離れる方へ押して前記流体通路を開くために大きな力が必要となる。したがって、残存する流体の圧力が人力では押せない程に高くなると、小径弁体を押す力を小さくするために小径弁体の外径を小さくせざるを得ない。これによって、その外径を小さくした分だけ小径弁体の周囲にできる流体通路の通路断面積が小さくなり、人力で管継手を接続する際に内部に残存する流体が抜けるのに時間が長くかかる。そのため、管継手のサイズが大きくなる程、すなわち管継手が大径になる程、内部に残存する流体量が多くなるので、内部に残存する流体が通路断面積の小さい流体通路を通って抜けるのに要する時間が長くなり、人力で管継手を接続する際に作業者は長い時間力を加え続けなければならず、作業性が悪いという問題があった。したがって、上記従来例に係る管継手は、使用する流体の圧力が高くなる程、或いは、管継手のサイズが大きくなる程、適用するのが難しいという問題があった。本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、流体圧の高さや管継手のサイズに影響されずに、内圧が加わっている場合でも容易に接続することができるとともに、設計の自由度を拡大できる管継手を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため請求項１に係る発明は、ソケットとプラグの流体通路に弁体がそれぞれ内蔵されており、非接続状態ではそれぞれの弁体が流体通路に設けた弁座にスプリングの弾発力で当接して流体通路を閉じ、接続時にそれぞれの弁体が互いに押し合い弁座から離反して流体通路を開く管継手であって、ソケットとプラグのいずれか一方の弁体には、その中央軸方向に先端側を開口し後端側を閉鎖した中心穴を形成するとともに、該中心穴内と前記流体通路とを連通する第１連通孔を形成し、中心穴内には軸方向に移動自在に嵌合した補助弁体と、該補助弁体を先端方向に付勢してその先端部を前記弁体の先端から突出させるスプリングとを設け、また、弁体の前方内周面と前記補助弁体前方外周面との間に隙間が形成され、更に、補助弁体の先端部が弁体の先端から突出した状態にあるとき弁体に形成した第１連通孔の軸方向前後に位置して弁体と補助弁体との間をそれぞれシールする一対のシールリングを設け、補助弁体が後退したとき一対のシールリングのうち第１連通孔の前側にあるシールリングによるシールが解かれ、弁体と補助弁体との間に形成した隙間と第１連通孔とが連通するように構成したことを特徴とする。かかる構成により、ソケットとプラグを接続する際に、ソケットとプラグのいずれか一方の弁体の先端から突出した補助弁体の先端部を他方の弁体の先端で押して補助弁体を後退させることにより、前記弁体と補助弁体との間に設けた一対のシールリングのうち前側にあるシールリングによるシールが解かれ、弁体と補助弁体との間に形成した前記隙間と第１連通孔とが連通し、一方の弁体の流体通路に残存する流体が第１連通孔と前記隙間を通って他方の弁体内部へ流出する。これによって、前記一方の弁体を流体通路を閉じる方向へ押圧している流体の圧力が急速に低下する。このとき、補助弁体は、その周囲に設けた一対のシールリング間の空間が第１連通孔を介して流体通路と連通しているため、一対のシールリングが残存する流体により受ける互いに逆向きの軸方向の力、すなわち、一対のシールリングのシール径の差に応じた大きさの軸方向の力と、スプリングの弾発力との合力である一定の押付け力で先端方向に押されている。このため、補助弁体は、上記従来技術の小径弁体のように残存する流体の圧力（内圧）を受けて弁座側に押圧されていない。したがって、残存する流体の圧力が人力では押せない程に高い流体を使用する場合、或いは、管継手のサイズが大きい場合でも、上記従来技術の小径弁体のように、補助弁体を弁座側へ押す力を小さくするために補助弁体の外径を小さくする必要がなく、補助弁体の外径を、流体の圧力や管継手のサイズに影響されずに自由に決めることができる。また、管継手のサイズが大きい場合でも、補助弁体の外径を小さくする必要がないため、上記従来技術のように内部に残存する流体が抜けるのに要する時間が長くならず、人力で管継手を接続する際に作業者は長い時間力を加え続ける必要がなく、内圧が加わっている場合でも容易に接続することができ、作業性が良い。また、一対のシールリングのシール径を異ならせることにより、そのシール径の差に応じて補助弁体の開弁圧を任意の値に設定することができる。
【０００５】請求項２に係る発明は、一方の弁体の先端部に、前記隙間を通って先端側に流れてくる流体を同弁体の内側から外側へ通す第２連通孔を設けたことを特徴とする。かかる構成により、一方の弁体内に設けた補助弁体の先端が他方の弁体の先端で押されて両弁体同士が密着し、弁体と補助弁体との間に形成した隙間が閉塞された状態になっても、ソケットとプラグのいずれか一方に残存する流体圧が、第１連通路、前記隙間、および第２連通孔を通って前記一方の弁体の内側から外側へ流れるので、ソケットとプラグを接続する際に、内圧を確実に低下させることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る管継手の実施の形態の一例を示す図で、図３の一部を拡大した縦断面図、図２は非接続状態にある管継手を示す四半部縦断面図、図３は接続途中の状態にある管継手を示す四半部縦断面図、そして、図４は接続完了状態にある管継手を示す四半部縦断面図である。本例に係る管継手は、図２に示すように、先端に挿入口１９を有する筒状のソケット１と、該ソケット１にその挿入口から挿入して接続される筒状のプラグ２とからなる。この管継手は、ソケット１とプラグ２の各流体通路３，４に弁体５，６が内蔵されており、非接続状態ではそれぞれの弁体５，６が流体通路３，４にそれぞれ設けた弁座７，８にスプリング９，１０の弾発力で当接して流体通路３，４を閉じ、接続時にそれぞれの弁体５，６の先端同士が互いに押し合い弁座７，８から離反して流体通路３，４を開くものである。
【０００７】ソケット１の後端側には、配管等とねじ結合される連結部１１が形成されている。また、ソケット１の流体通路３の途中には、複数の流通孔１２と弁体５の軸部１３が摺動自在に嵌合する案内筒部１４とを有するバルブ爪１５が配置されている。このバルブ爪１５はソケット１の内周面に設けたストップリング１６により抜け止め固定されている。バルブ爪１５と弁体５との間に、該弁体５を先端方向に付勢して弁座７に当接させるスプリング９が介装されている。また、ソケット１の挿入口１ａの内周面には、該内周面とプラグ２の先端側外周面との間をシールするＯリングとバックアップリングとからなるシール部材１７が設けられている。
【０００８】ソケット１の先端側外周には、ソケット１とプラグ２をロックするロック位置（図４に示す位置）と該ロックを解除するロック解除位置（図３に示す位置）との間で摺動自在にスリーブ１８を嵌合させてある。すなわち、ソケット１の先端部に複数のロックボール嵌合孔１９が周方向にほぼ等間隔に形成され、該各嵌合孔１９にロックボール２０が出没自在に嵌合している。
【０００９】スリーブ１８の先端部内周面にはロックボール２０を求心方向に押圧する押圧部２２と、ロックボール２０の遠心方向への移動を許容する解放部２３とが形成されている。また、スリーブ１８は、押圧部２２がロックボール２０を求心方向に押圧するロック位置側にスプリング２４により付勢されている。この位置では、スリーブ１８の先端が抜け止めを兼ねたストッパ２５に当接し先端方向への移動が規制されている。この状態から、スリーブ１８を図２に示すロック位置からスプリング２４の弾発力に抗して同図の左方へ移動させると、ロックボール２０は押圧部２２による押圧から解放され遠心方向へ移動可能になるので、ソケット１の先端挿入口１ａにプラグ２を挿入していくと、ロックボール２０がプラグ２の外周に形成されているロックボール係合溝２１に係合し、ソケット１とプラグ２とが接続固定されるようになっている。
【００１０】一方、プラグ２にあっては、その後端側に、配管等とねじ結合される連結部２６が形成されている。また、プラグ２の流体通路４の途中には、複数の流通孔２７と弁体６を案内する案内筒部２８とを有するバルブ爪２９が配置されている。このバルブ爪２９はプラグ２の内周面に設けたストップリング３０により抜け止め固定されている。バルブ爪２９と弁体６との間に、該弁体６を先端方向に付勢して弁座８に当接させるスプリング１０が介装されている。
【００１１】プラグ２の弁体６には、図１に示すように、その中央軸方向に先端側を開口し後端側を閉鎖した中心穴３１が形成されているとともに、該中心穴３１内と流体通路４とを連通する第１連通孔３２が形成されている。すなわち、本例では、弁体６は、軸心部に貫通孔を有し弁座８に当接する頭部３３ａと該頭部から後端側へ延びる筒部３３ｂとが一体に形成された弁本体３３と、閉鎖した底部を有する筒体３４の２部材からなり、筒体３４の開口端側を弁本体３３の筒部内周に嵌合させ、該筒部をカシメて筒体３４と一体化してある。この一体化はねじまたはロー付であってもよい。これによって、前記中心穴３１が、弁本体３３の貫通孔と、筒体３４の穴とにより形成されている。また、弁本体３３の筒部３３ｂには前記第１連通孔３２が形成されている。また、弁体６の筒体３４をバルブ爪２９の案内筒部２８に摺動自在に嵌合させてある。これによって、弁体６がプラグ２内を軸方向真直に移動可能になっている。
【００１２】弁体６の中心穴３１内には、円筒状の補助弁体３５を軸方向に移動自在に嵌合させてあるとともに、補助弁体３５を先端方向に付勢してその先端部を図２に示すように弁体６の先端から突出させるスプリング３６が設けられている。また、補助弁体３５の外周には、補助弁体３５の先端部が弁体６の先端から突出した状態にあるとき（図２参照）、弁体６に形成した第１連通孔３２の軸方向前後に位置して弁体６と補助弁体３５との間をそれぞれシールする一対のシールリング３７，３８が設けられている。これによって、非接続状態において補助弁体３５は、その周囲に設けた一対のシールリング３７，３８間の空間４７が第１連通孔３２を介して流体通路４と連通しているため、両シールリング３７，３８が流体通路に残存する流体により受ける互いに逆向きの軸方向の力、すなわち、一対のシールリング３７，３８のシール径の差に応じた大きさの軸方向の力と、スプリングの弾発力との合力で先端方向に押されている。
【００１３】そして、補助弁体３５は、図２に示すようにその先端部が弁体６の先端から突出した閉弁位置と、この位置からスプリング３６の弾発力に抗して後退した開弁位置（図１に示す位置）との間で、所定のストロークだけ移動可能である。すなわち、補助弁体３５の中央部より先端側の部分は、弁本体３３の貫通孔３３ａの先端側部分である小径孔部３９に僅かな隙間４５を持って嵌合する外径の小径筒部４０に形成され、その中央部には、シールリング３７の収容溝を形成する環状の突部４１が形成され、また、この突部４１より後端側の部分は、筒体３４内を摺動自在に嵌合する筒部４２に形成されている。
【００１４】さらに、補助弁体３５が図２に示す位置から図３に示す位置まで所定のストロークだけ後退したとき、一対のシールリング３７，３８のうち第１連通孔３２の前側にあるシールリング３７によるシールが解かれ、弁体６と補助弁体３５との間に形成された隙間４５と第１連通孔３２とが連通するように構成されている（図１参照）。すなわち、本例では、補助弁体３５が図２に示す閉弁位置にあるとき、シールリング３７が小径孔部３９より大径で弁本体３３の貫通孔の後端側に形成した中径孔部４３の内周面に密着するとともに、該中径孔部４３と小径孔部３９の段差部で環状の突部４１が当接し、補助弁体３５が位置決めされ、これによって、流体通路４内の流体が補助弁体３５の外周を通って外部に流出しないようになっている。そして、補助弁体３５が図２に示す閉弁位置から図１に示す開弁位置まで所定のストロークだけ後退すると、シールリング３７が中径孔部４３の内周面から外れ、該中径孔部４３より大径で第１連通孔３２と連通した大径孔部４４内に位置し、これによって、弁体６と補助弁体３５との間に形成された隙間４５が連通し、流体通路４内の流体が第１連通孔３２および補助弁体３５の隙間４５を通って先端側へ抜けるようになっている。
【００１５】また、弁体６の先端部には、前記隙間４５を通って流れてくる流体を弁体６の内側から外側へ通す第２連通孔４６が設けられている。また、前記シール部材１７は、補助弁体３５が図１に示す位置まで後退して隙間４５が連通する前に、ソケット１の先端部内周面とプラグ２の先端部外周面との間をシールする位置に配置されている。これによって、隙間４５および第２連通孔４６を通って流出する流体が外へ漏れないようになっている。そして、プラグ２の先端部をソケット１の先端挿入口１ａに挿入していく際に、ソケット１側の弁体５によって押されて補助弁体３５が後退して第１連通孔３２と隙間４５が連通するのとほぼ同時或いはその前に、ソケット１の弁体５が図１に示すように弁座７から離れて開弁するように構成されている。これによって、隙間４５を通って第２連通孔４６から流出する流体がソケット１の流体通路３側へ流れるようになっている。
【００１６】上記構成を有する本例に係る管継手を接続する際に、スリーブ１８を図２に示すロック位置からスプリング２４の弾発力に抗して同図の左方へ移動させ、この状態でソケット１の先端挿入口１ａにプラグ２の先端部を挿入していくと、プラグ２の弁体６の先端から突出した補助弁体３５の先端部がソケット１の弁体５の先端で押され（図１，図３を参照）、図２に示す位置から図１に示す位置まで所定のストロークだけ後退し、補助弁体３５の外周に設けた２個のシールリング３７，３８のうち前側にあるシールリング３７によるシールが解かれ、弁体６と補助弁体３５との間に形成した隙間４５と第１連通孔３２とが連通する。これによって、プラグ２の流体通路４に残存する流体が第１連通孔３２、前記隙間４５、および第２連通孔４６を通って接続相手であるソケット１の流体通路３内へ流出していく。その結果、ソケット１とプラグ２を接続する際に加わっている内圧、すなわち、プラグ２の弁体６に流体通路４を閉じる方向に作用している流体の圧力が急速に低下し、弁体６も図４に示すように開弁位置に変位する。これによって、ソケット１とプラグ２の各流体通路３，４が連通するとともに、ロックボール２０がプラグ２のロックボール係合溝２１に係合した状態で、前記スリーブ１８をスプリング２４の付勢力により復帰させ、該ロックボール２０がスリーブ１８の押圧部２２で押圧されて接続が完了する。
【００１７】上記構成を有する本例に係る管継手によれば、ソケット１とプラグ２を接続する際に、プラグ２の弁体６の先端から突出した補助弁体３５の先端部をソケット１の弁体５の先端で押すことにより、補助弁体３５を図２に示す位置から図１に示す位置まで所定のストロークだけ後退させると、補助弁体３５の外周に設けた一対のシールリング３７，３８のうち前側にあるシールリング３７によるシールが解かれ、弁体６と補助弁体３５との間に形成した隙間４５と第１連通孔３２とが連通し、プラグ２の流体通路４に残存する流体が、第１連通孔３２および前記隙間４５を通って第２連通孔４６から流出し、相手側の開弁している弁体５よりその流体通路３内部へ流れる。これによって、弁体６を流体通路４を閉じる方向へ押圧している流体の圧力が急速に低下する。このとき、補助弁体３５は、その周囲に設けた一対のシールリング３７，３８間の空間４７が第１連通孔３２を介して流体通路４と連通しているため、一対のシールリング３７，３８が残存する流体により受ける互いに逆向きの軸方向の力、すなわち、一対のシールリング３７，３８のシール径の差に応じた大きさの軸方向の力（本例では、シールリング３７の方がシールリング３８よりシール径が大きく、その差に応じた大きさの先端方向へ押す力）とスプリング３６の弾発力との合力で先端方向に押されている。このため、補助弁体３５は、上記従来技術の小径弁体のように残存する流体の圧力（内圧）を径全体で受けて弁座側に押圧されていない。したがって、残存する流体の圧力が人力では押せない程に高い流体を使用する場合、或いは、管継手のサイズが大きい場合でも、上記従来技術の小径弁体のように、補助弁体３５を弁座側へ押す力を小さくするために補助弁体３５の外径を小さくする必要がなく、補助弁体３５の外径を、流体の圧力や管継手のサイズに影響されず自由に決めることができる。また、管継手のサイズが大きい場合でも、補助弁体３５の外径を小さくする必要がないため、上記従来技術のように内部に残存する流体が抜けるのに要する時間が長くならず、人力で管継手を接続する際に作業者は長い時間力を加え続ける必要がなく、内圧が加わっている場合でも容易に接続することができ、作業性が良い。また、一対のシールリング３７，３８のシール径を異ならせることにより、そのシール径の差に応じて補助弁体３５の開弁圧を任意の値に設定することができる。
【００１８】実際には、シールリング３７のシール径をシールリング３８のシール径より大きくしてある。これによって、補助弁体３５は、一対のシールリング３７，３８のシール径の差に応じた大きさの軸方向先端側へ押す力と、スプリング３６の弾発力との合力で先端側へ押されている。
【００１９】さらに、本例に係る管継手によれば、プラグ２側にある補助弁体３５の先端と弁体６の先端とがソケット１側にある弁体５の先端で押されて両弁体５，６の先端面が閉塞された状態（図１および図３に示す状態）でも、プラグ２の流体通路４に残存する流体が、第１連通孔３２、補助弁体３５の周囲にできる隙間４５、および径方向に設けた第２連通孔４６を通ってソケット１側の流体通路３に抜けるので、ソケット１とプラグ２を接続する際に、内圧を確実に低下させることができる。
【００２０】また、本例によれば、補助弁体３５を円筒状に形成したので、該弁体３５が軸方向に移動する際に、弁体６に設けた中央穴３１の体積変化を防止して補助弁体３５の不作動を防止できる。
【００２１】なお、上記一例に係る管継手では、プラグ２の弁体６に形成した中心穴３１内に補助弁体３５を設けたが、ソケット１側に内圧が残る場合は、ソケット１の弁体５に前記中心穴３１と同様の中心穴を形成し、この中心穴内に補助弁体３５と同様の弁体を設けることにより、上記一例と同様の作用効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、流体圧の高さや管継手のサイズに影響されずに、内圧が加わっている場合でも容易に接続することができるとともに、設計の自由度を拡大することができる。
【００２３】請求項２に係る発明によれば、ソケットとプラグを接続する際に、内圧を確実に低下させることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２７３８６
【氏名又は名称】日東工器株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年９月３日（１９９９．９．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４１８１
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 明博 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−７４１８７（Ｐ２００１−７４１８７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２３日（２００１．３．２３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４９５１９ |
|