JP2006200738A - 流体輸送用のチューブ - Google Patents

Abstract

【課題】所要部品点数が少なくて済み、またチューブと相手パイプとの接続を少ない工数で簡単に接続でき、所要部品コスト及び接続のための作業コストを低減することのできる流体輸送用のチューブを提供する。
【解決手段】流体輸送用のチューブ１０の端部を拡径して構成した筒状のコネクタハウジング１８と、相手パイプ１２の外周面に接触してシール作用をなすＯリング２０と、コネクタハウジング１８の先端部にて構成されるリテーナ筒部３６及び相手パイプ１２の係合突部１４を内方から径方向外向きに弾性的に係入させる係合凹部３８を有するリテーナ部３４とを備えたクイックコネクタ１６をチューブ１０端部に一体に構成しておく。
【選択図】図２

Description

この発明は流体輸送用のチューブに関し、詳しくは相手パイプとの接続手段を備えたものに関する。

従来より、各種流体の輸送用として硬質の樹脂製のチューブが広く使用されている。
この樹脂製のチューブと相手パイプとの接続用として、それらとは別体に構成されたクイックコネクタが用いられている。
例えば下記特許文献１にこの種のクイックコネクタが開示されている。
図９，図１０はこのクイックコネクタの具体的な構成例を示している。
これらの図において２００はチューブで、２０２はそのチューブ２００を接続すべき相手パイプである。
相手パイプ２０２には、その外周面に径方向外向きに突出する環状のバルジ部（係合突部）２０４が設けられている。

２０６はクイックコネクタで、このクイックコネクタ２０６は後述のＯリング２１４を除いてその全体がここでは樹脂製とされている。
このクイックコネクタ２０６は、相手パイプ２０２の接続部を外側から覆う筒状のコネクタハウジング２０８と、これより図中右方向に突き出した、コネクタハウジング２０８よりも小径のニップル部２１０を備えている。
ニップル部２１０はチューブ２００への圧入部となるもので、その外周面に且つ軸方向の異なった複数箇所に断面が鋸歯状の先端が鋭角を成す環状突起２１２が形成されている。
クイックコネクタ２０６は、このニップル部２１０をチューブ２００内部に圧入することによって、かかるチューブ２００に固定される。

このとき、ニップル部２１０の外周面に形成された環状突起２１２が、圧入により膨出変形したチューブ２００の内面に食い込んでチューブ２００からの抜止めをなす。
尚ニップル部２１０の外周面には環状溝が形成されていて、そこに弾性を有するシールリングとしてのゴム製のＯリング２１４が保持されており、このＯリング２１４によってニップル部２１０とチューブ２００との間のシールがなされている。

上記コネクタハウジング２０８の内周面には、相手パイプ２０２と接触してシールを行うシールリングとしてのＯリング２１４及び相手パイプ２０２を軸合せするためのリング状の樹脂製のカラー２１６及びブッシュ２１８が組み込まれ、そこに保持されている。
コネクタハウジング２０８の前端部は、筒状を成すリテーナ保持部２２０とされている。
このリテーナ保持部２２０は、後述のリテーナ２２６を保持する部分であって、このリテーナ保持部２２０にはリテーナ２２６を組み付けるための径方向に貫通の組付窓２２２が形成されている。
またこの組付窓２２２より先端側の部分は掛止部２２４とされている。

リテーナ２２６は全体として略環状を成す樹脂製の部材であって、径方向に弾性変形可能となしてある。
このリテーナ２２６には、相手パイプ２０２の係合突部としてのバルジ部２０４を内方から径方向外方に係入させる係合凹部としての貫通の窓開口２２８と、リテーナ保持部２２０側の上記掛止部２２４に対し、同じく内方から掛止する掛止溝２３０とが設けられている。
リテーナ２２６は、この掛止溝２３０をリテーナ保持部２２０の掛止部２２４に掛止させることで、リテーナ保持部２２０により軸方向に固定状態に保持される。

このリテーナ２２６にはまた、内周面と外周面とにテーパ形状の内周カム面２３２と、外周カム面２３４とが形成されている。
内周カム面２３２は、相手パイプ２０２をリテーナ２２６内部に軸方向に挿入したとき、バルジ部２０４と当接してその移動案内をなすとともに、バルジ部２０４の移動に伴ってリテーナ２２６全体をカム作用で全体的に且つ弾性的に拡開運動させ、バルジ部２０４を窓開口２２８に至る位置まで通過許容する。
そしてバルジ部２０４が窓開口２２８の位置に至ったところで、リテーナ２２６が全体的にもとの形状に復形し、これと同時にバルジ部２０４が窓開口２２８に係入して、相手パイプ２０２が軸方向に抜止状態に固定される。

他方外周カム面２３４は、リテーナ２２６をコネクタハウジング２０８、詳しくはリテーナ保持部２２０に軸方向に挿入する際、掛止部２２４との当接によってリテーナ２２６を全体的に且つ弾性的に縮径運動させ、その縮径運動を伴って掛止溝２３０を掛止部２２４に対し掛止させる。

このクイックコネクタ２０６を用いたチューブ２００と相手パイプ２０２との接続は、予めクイックコネクタ２０６のニップル部２１０を図１０に示しているようにチューブ２００に圧入して固定しておき、その状態で相手パイプ２０２をクイックコネクタ２０６内に挿入することで、ワンタッチで迅速且つ簡単に行うことができる。
尚図９（Ａ）ではＯリング２１４を２つ用いているが、（Ｂ）に示しているようにコンパクト化のためにＯリング２１４を１つだけ用いる場合もある。

しかしながらこのクイックコネクタ２０６を用いた従来の接続構造の場合、チューブ２００の接続のために別体を成すクイックコネクタ２０６が必要で所要部品点数が多くなり、必然的に所要コストが高くなり、またチューブ２００へのクイックコネクタ２０６の圧入、詳しくはニップル部２１０の圧入作業を含む組付けのための工数が多く、チューブ２００の接続のための手間が煩雑となって、チューブ２００の相手パイプ２０２への接続のためのコストが高くなるといった問題があった。
尚、以上では流体輸送用のチューブとして樹脂製のチューブを代表として説明してきたが、金属製のチューブその他硬質の流体輸送用のチューブを相手パイプに接続するに際し、上記クイックコネクタ２０６のような継手を用いる場合においても同様の問題が生ずる。

以上のようにクイックコネクタ２０６を用いることによって所要部品点数が多くなる問題を解決することを目的として、下記特許文献２にはシール部材を内側に収容するためのハウジングを流体輸送用のチューブに一体に構成した点が開示されている。
しかしながらこの流体輸送用のチューブの場合、その内側に組み付けられる特殊な形状の弾性体にて相手パイプの抜止手段を兼用させるようにしており、この場合特殊な形状の専用の弾性体をシール部材及び抜止部材兼用の部材として必要とするといった問題の他、チューブと相手パイプとの軸方向の抜き力を高く確保するのが難しいといった問題がある。

特開平１１−２０１３５５号公報 特開平２００１−２００９６３号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、所要部品点数が少なくて済み、またチューブと相手パイプとの接続を少ない工数で簡単に接続でき、所要部品コスト及び接続のための作業コストを低減することのできる流体輸送用のチューブを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、流体輸送用のチューブであって、(a)チューブ端部を拡径して構成した筒状のコネクタハウジングと、(b)該コネクタハウジング内部に組み込まれて保持され、相手パイプの外周面に接触してシール作用をなすシールリングと、(c)該コネクタハウジングの先端部から成るリテーナ筒部及び該リテーナ筒部に形成され、該コネクタハウジングに挿入された該相手パイプの係合突部を内方から径方向外向きに弾性的に係入させる係合凹部を有し、それら係合突部と係合凹部との係合により該相手パイプを軸方向に抜止状態に固定するリテーナ部と、を備えたクイックコネクタが前記チューブ端部に一体に構成してあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記係合凹部が、前記リテーナ筒部を径方向に貫通して形成したスリット状の窓開口にて構成してあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記リテーナ筒部が弾性を有しているとともに断面形状が長円形状を成しており、前記リテーナ部が、該リテーナ筒部の長径部を縮径方向に弾性変形させることで（該リテーナ筒部の長径部の縮径方向への弾性変形をともなって）前記相手パイプの前記係合突部を前記係合凹部に至る位置まで通過許容し、該リテーナ筒部が前記長円形状に形状復帰することで該係合突部を該係合凹部に係入させるものとなしてあることを特徴とする。ここでは、リテーナ部を、長径部に押しつぶし力を加えると、長径部が縮径方向に弾性変形し、短径部が拡径方向に弾性変形するように構成できる。あるいは、リテーナ部を、相手パイプの係合突部が、短径部と当接すると、短径部を拡径方向に弾性変形させ、長径部を縮径方向に弾性変形させて進行するように構成できる。

請求項６のものは、コネクタハウジング又はリテーナ部（リテーナ筒部）の曲げ弾性率（ＡＳＴＭ Ｄ７９０）を３００乃至２５００Ｍｐａとしたことを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、チューブ端部を拡径して構成した筒状のコネクタハウジングと、その内部に組み込まれたシールリングと、コネクタハウジングの先端部から成るリテーナ筒部及びそこに形成された係合凹部を有するリテーナ部と、を備えたクイックコネクタをチューブ端部に一体に構成したもので、かかる本発明によれば、流体輸送用のチューブを相手パイプに接続するに際し所要部品点数を少なくし得、また別体を成すクイックコネクタをチューブに取り付けるための手間も削減し得てチューブを相手パイプに接続する際の所要の工数を低減でき、全体として所要コストを大きく低減することが可能となる。本発明の輸送用のチューブは、例えば、相手パイプとの強固な接続を提供する。

ここで上記リテーナ部における係合凹部は、コネクタハウジングの先端部即ちリテーナ筒部を径方向に貫通して形成したスリット状の窓開口にて構成しておくことができる（請求項２）。
このようにすれば、極めて簡単な構成で相手パイプの係合突部を係入させるための係合凹部を構成することができる。

次に請求項３は、リテーナ筒部を弾性を有するものとなすとともにその断面形状を長円形状となし、その長径部を縮径方向に弾性変形させることで（該リテーナ筒部の長径部の縮径方向への弾性変形をともなって）、相手パイプの係合突部を上記係合凹部に到る位置まで通過許容し、そしてそのように弾性変形させたリテーナ筒部を原形状の長円形状に形状復帰させることで、係合突部を係合凹部に係入させるようにリテーナ部を構成したもので、この請求項３によれば、リテーナ部を極めて簡素な構造で構成することができる。リテーナ筒部（少なくともリテーナ筒部の係合凹部から先端側又は外端側）は断面長円形状（円を直径方向に押しつぶして変形させたような形状、あるいは、長径方向と短径方向とが直交するような形状であり、例えば、楕円形状又はほぼ楕円形状を含む形状）として形成されている。リテーナ筒部は、例えば、長径部（一対の長径部）の間隔が、相手パイプの係合突部の外径よりも大きく、短径部（一対の短径部）の間隔が、相手パイプの係合突部の外径よりも小さくなるように構成される（短径部の間隔は、例えば、相手パイプの係合突部以外の部分の外径よりも大きい）。そして、長径部の間隔を狭め、短径部の間隔を広げれば、相手パイプの係合突部が、係合凹部まで進行できるように構成されている。例えば、長径部に押しつぶし力を加えることにより、長径部の間隔を狭め、短径部の間隔を広げることができるように構成する。また、例えば、相手パイプの係合突部が短径部に当接し、短径部の間隔を広げながら長径部の間隔を狭めて、相対的に進行するように構成してもよい。短径部を係合突部が押し広げるためには、短径部の内面側にガイドを形成したり、係合突部にテーパ面を形成したりすればよい。そして、相手パイプの係合突部が係合凹部位置に相対的に到達したとき、リテーナ筒部が弾性的に形状復帰できるようになり、または、形状復帰し、係合突部と係合凹部とが係合することとなる。

リテーナ筒部の曲げ弾性率が３００Ｍｐａ未満であると、リテーナ筒部が軟らかすぎて、リテーナ筒部に接続された相手パイプが簡単に外れてしまうおそれがある。また、リテーナ筒部の曲げ弾性率が２５００Ｍｐａを超えると、リテーナ筒部が硬すぎて、リテーナ筒部に相手パイプを接続しにくくなる。したがって、コネクタハウジング、リテーナ部又はリテーナ筒部の曲げ弾性率は３００Ｍｐａ乃至２５００Ｍｐａであることが好ましい。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１及び図２において、１０は流体輸送用の硬質のチューブ（ここでは樹脂製）で、１２はチューブ１０を接続するための硬質の相手パイプである。
相手パイプ１２には、その外周面から環状に突出する係合突部１４が一体に形成されている。
この実施形態において、チューブ１０の端部にはクイックコネクタ１６が一体に構成されている。
なお、チューブ１０は端部の曲げ弾性率が３００乃至２５００Ｍｐａとなるように形成されているが、以下のような積層構造を有することができる。各層は例えば接着剤を用いた層（接着層）により接着される。曲げ弾性率は、ＡＳＴＭ Ｄ７９０に準拠して測定した値である。
１）エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）製の内層及びナイロン１２（ＰＡ１２）製の外層
２）ＥＴＦＥ製の導電性の内層、ＥＴＦＥ製の中間層及びＰＡ１２製の外層
３）ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）製の内層、接着層及びＰＡ１２製の外層
４）ＥＴＦＥ製の内層、接着層、ＰＰＳ製の中間層、接着層及びＰＡ１２製の外層
５）ＥＴＦＥ製の導電性の内層、接着層、ＰＰＳ製の中間層、接着層及びＰＡ１２製の外層
６）変性ポリブチレンテレフタレート（変性ＰＢＴ）製の内層、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）製の内側中間層、変形ＰＢＴ製の外側中間層及びポリブチレンテレフタレート系（ＰＢＴ系）エラストマ製の外側層
７）変性ＰＢＴ製の内層、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）製の内側中間層、ＰＢＴ系エラストマ製の外側中間層及びＰＢＴ系エラストマ製の外層

このクイックコネクタ１６は、チューブ１０の端部を拡径して構成した筒状のコネクタハウジング１８を有しており、その内周面に、弾性を有するシールリングとしてのゴム製のＯリング２０，相手パイプ１２を軸合せするための樹脂製のリング状のカラー２２，２４及びブッシュ２６が組み込まれ、保持されている。

ここでブッシュ２６には径方向外方に突出する環状の爪部３０が設けられている。
一方コネクタハウジング１８には、径方向内方から外方に向って凹陥する形態の凹陥部２８が環状に形成されており、その凹陥部２８に爪部３０が嵌り込むことによって、ブッシュ２６及びこれよりも後側のＯリング２０，カラー２４，２２が軸方向に位置決め状態で組み込まれている。ここで凹陥部２８はブッシュ２６を圧入することによって形成してもよい。
尚コネクタハウジング１８の付根部位はここではテーパ形状の段付部３２とされており、そこにカラー２２が軸方向に当接させられている。

このコネクタハウジング１８の先端側の部分はリテーナ部３４とされている。
このリテーナ部３４は、コネクタハウジング１８の先端部にて構成されたリテーナ筒部３６と、そこに形成された径方向に貫通の一対の係合凹部としての窓開口３８とを有している。
このリテーナ部３４は、相手パイプ１２の係合突部１４を窓開口３８に内方から径方向外向きに係入させることによって、相手パイプ１２を軸方向に抜止状態に固定する働きをなす部分である。

上記リテーナ筒部３６は、図３及び図４に示しているように断面形状が長円形状をなしており、図中左右の短径部３６Ａに上記一対の開口窓３８が形成されている。
ここで短径部３６Ａは、原形状において上記相手パイプ１２の係合突部１４よりも短径をなしている。一方これと直角方向の長径部３６Ｂは、係合突部１４よりも長径を成している。
この長径部３６Ｂは、付根から先端に向うに従って漸次拡径する形状をなしており、その内面は傾斜面４０とされている。
尚このリテーナ筒部３６は、全体的に径方向に弾性変形可能である。

図５，図６は本実施形態において相手パイプ１２をクイックコネクタ１６内に挿入して接続を行う際の各部の作用を表している。
同図に示しているようにこの実施形態において、相手パイプ１２とチューブ１０とを接続するには、先ず図５に示すように相手パイプ１２の先端側の部分をクイックコネクタ１６内部に挿入し、そしてリテーナ筒部３６を、図５（Ｃ）に示しているように長径部３６Ｂを縮径させる方向に力を加えてこれを弾性変形させる（図６（Ｃ）参照）。
これによって短径部３６Ａが径方向外方に広がり、ここにおいて相手パイプ１２の係合突部１４がリテーナ筒部３６内に挿入可能となる。

そして係合突部１４がリテーナ部３４の開口窓３８の位置に至ったところで、図５（Ｃ）中矢印方向に加えていた力を除くと、ここにおいてリテーナ筒部３６が自身の弾性に基づいて原形状に復帰し、これと同時に係合突部１４がリテーナ部３４の一対の開口窓３８に係入した状態となって、ここにおいて相手パイプ１２がクイックコネクタ１６、即ちチューブ１０に対し軸方向に抜止状態に固定された状態となる。

一方コネクタハウジング１８の内周面に組み込まれたＯリング２０は、この時点で相手パイプ１２の先端側の部分、詳しくは係合突部１４よりも先端側の部分の外周面に密着状態に接触して、相手パイプ１２とコネクタハウジング１８との間、即ちチューブ１０との間をシールする。

尚チューブ１０に対して接続状態の相手パイプ１２をチューブ１０から抜き出す必要があるときには、図５（Ｃ）の矢印方向に力を加えてリテーナ筒部３６を弾性変形させて係合突部１４と開口窓３８との係合を解除し、相手パイプ１２をチューブ１０、即ちクイックコネクタ１６から引き抜けば良い。

以上のような本実施形態によれば、流体輸送用のチューブ１０と相手パイプ１２とを接続するに際し所要部品点数を少なくし得、またクイックコネクタ１６をチューブ１０に取り付けるための手間も削減し得、接続のための所要の工数を低減でき、全体として所要コストを大きく低減することが可能となる。

またリテーナ部３４における係合凹部は、リテーナ筒部３６を径方向に貫通して形成したスリット状の窓開口３８にて構成してあるため、極めて簡単な構成で相手パイプ１２の係合突部１４を係入させるための係合凹部を構成することができる。

また本実施形態では、リテーナ筒部を弾性を有するものとするとともにその断面形状を長円形状となし、その弾性変形に基づいて相手パイプ１２の係合突部１４をリテーナ部３４における窓開口３８に係合及び係合解除するようにしていることから、リテーナ部３４を極めて簡素な構造で構成することができる。

尚、図７に示しているようにリテーナ筒部３６且つ短径部３６Ａの内面に、相手パイプ１２の挿入時に係合突部１４に当接して挿入案内をなすガイド面４５を形成しておくこともでき、このようにしておけば相手パイプ１２のコネクタハウジング１８内への挿入作業を円滑に行うことができる。

また相手パイプ１２の挿入に伴って、断面長円形状をなすリテーナ筒部３６の長径部３６Ｂを自動的に縮径方向に、また短径部３６Ａを自動的に拡径方向に変形させることができ、そしてその変形により、単に相手パイプ１２を挿入するだけで、簡単に係合突部１４をリテーナ部３４の窓開口３８に抜止状態に係入させることが可能となって好都合である。
尚、リテーナ筒部３６の内面に上記のガイド面４５を形成する代りに、またはこれと併せて、図８に示すように相手パイプ１２の係合突部１４に相手パイプ１２の挿入時の案内をなすテーパ形状等のガイド面４５を形成しておくこともできる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態ではリテーナ筒部３６を内外方向に貫通する開口窓３８を設けて、これを係合凹部と成しているが、かかる係合凹部は非貫通形態で設けておくといったことも可能であるし、その他様々な形態でこれを形成することが可能である。
また上記実施形態ではチューブ１０が樹脂製であるとして説明しているが、このチューブ１０は樹脂材と金属材とを積層した複合形態で構成することもできるし、或いはまた金属材のみにてこれを構成することも可能である。
その他本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態である流体輸送用のチューブを相手パイプと接続した状態で示す斜視図である。 図１に示すものの断面図である。 図１のチューブの正面（一部断面）図である。 図１のチューブの単品図である。 本実施形態の作用説明図である。 図５に続く作用説明図である。 本発明の他の実施形態の要部の図である。 本発明の更に他の実施形態の要部の図である。 コネクタを用いた樹脂チューブの従来の接続例を示す図である。 図９におけるコネクタの要部を樹脂チューブとともに示す図である。

符号の説明

１０ チューブ
１２ 相手パイプ
１４ 係合突部
１６ クイックコネクタ
１８ コネクタハウジング
２０ Ｏリング
３４ リテーナ部
３６ リテーナ筒部
３６Ａ 短径部
３６Ｂ 長径部
３８ 窓開口（係合凹部）
４０ 傾斜面

Claims (6)

1. 流体輸送用のチューブであって、(a)チューブ端部を拡径して構成した筒状のコネクタハウジングと、(b)該コネクタハウジング内部に組み込まれて保持され、相手パイプの外周面に接触してシール作用をなすシールリングと、(c)該コネクタハウジングの先端部から成るリテーナ筒部及び該リテーナ筒部に形成され、該コネクタハウジングに挿入された該相手パイプの係合突部を内方から径方向外向きに弾性的に係入させる係合凹部を有し、それら係合突部と係合凹部との係合により該相手パイプを軸方向に抜止状態に固定するリテーナ部と、を備えたクイックコネクタが前記チューブ端部に一体に構成してあることを特徴とするクイックコネクタ付きの流体輸送用のチューブ。
2. 請求項１において、前記係合凹部が、前記リテーナ筒部を径方向に貫通して形成したスリット状の窓開口にて構成してあることを特徴とする流体輸送用のチューブ。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記リテーナ筒部が弾性を有しているとともに断面形状が長円形状を成しており、前記リテーナ部が、該リテーナ筒部の長径部を縮径方向に弾性変形させることで前記相手パイプの前記係合突部を前記係合凹部に至る位置まで通過許容し、該リテーナ筒部が前記長円形状に形状復帰することで該係合突部を該係合凹部に係入させるものとなしてあることを特徴とする流体輸送用のチューブ。
4. 請求項３において、前記リテーナ部は、前記長径部に押しつぶし力を加えると、該リテーナ筒部の前記長径部が縮径方向に弾性変形し、短径部が拡径方向に弾性変形するように構成されていることを特徴とする流体輸送用のチューブ。
5. 請求項３において、前記リテーナ部は、前記相手パイプの前記係合突部が、前記リテーナ筒部の短径部と当接すると、該短径部を拡径方向に弾性変形させ、前記長径部を縮径方向に弾性変形させて進行するように構成されていることを特徴とする流体輸送用のチューブ。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記コネクタハウジング又は前記リテーナ部の曲げ弾性率（ＡＳＴＭ Ｄ７９０）は３００乃至２５００Ｍｐａであることを特徴とする流体輸送用のチューブ。
   

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