JP2013231472A - 管継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 二重シール構造によって内部流体の漏洩に対する高い信頼性を確保しながらも、シール部材の数を抑えて部品点数を少なくできる雌型継手を提供すること。
【解決手段】 雄型継手を着脱可能に連結する雌型継手において、貫通孔を有する筒状の雌型継手本体と、貫通孔内に配置されるスライド部材と、スライド部材を前方に向かって付勢する弾性部材と、スライド部材の前端面に配置された環状の第１シール部材と、貫通孔の内周面に固定された第２シール部材と、を備えており、第２シール部材の内周面には、半径方向内側に向かって突出する第１凸状シール部と第２凸状シール部とが設けられており、雄型継手が連結された状態において、雄型継手の前端面が第１シール部材と密封係合し、雄型継手の外周面が第２シール部材の第１凸状シール部と密封係合し、スライド部材の外周面が第２シール部材の第２凸状シール部と密封係合するようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、管継手に関し、特に、管継手のシール構造の改良に関する。

図３は従来の管継手の一つの形式を示している。該管継手は、雌型継手（ソケット）１が弁機能を備えるスライド部材２を備えており、該スライド部材２の前端面には端面シール部材３が配置されている。雄型継手（プラグ）４を雌型継手１に挿入すると、雄型継手４の前端面５が端面シール部材３に当接しスライド部材２を後方に変位させて、雄型継手４と雌型継手１とが流体連通された状態となる。この流体連通状態において、雄型継手４の前端面５は端面シール部材３と密封係合され、当該管継手からの流体の漏出を防ぐようになっている。この漏出を更に確実に防ぐために、雄型継手４の外周面６と雌型継手１の内周面との間を密封する周面シール部材７が設けられており、端面シール部材３と周面シール部材７とで二重のシール構造を構成している。また、スライド部材２は、該スライド部材２に連接された壁面部８を介して、固定シール部材９によって雌型継手４の内周面に密封係合されている。（特許文献１）。

実公平２−３４５５７号

このような二重のシール構造とするためには、端面シール部材によって密封された部分から漏出した流体が外部に漏れないようにするためだけの周面シール部材を付加的に用意する必要があるだけでなく、該周面シール部材を収納保持するため溝を雌型継手に付加的に加工する必要もある。しかし、製作、メンテナンス等の面から考えれば、そのような付加的な部材及び加工はなるべく少なくすることが望まれる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、上述の如き従来の二重シール構造において必要とされていた周面シール部材、及び、この周面シール部材を収納保持するために必要とされていた溝を付加的に設ける必要がなく、より簡単な構造とした二重のシール構造を備える雌型継手を提供することを目的とする。

すなわち本発明は、
雄型継手を着脱可能に連結する雌型継手であって、
前端部と該前端部から後方に延びる貫通孔とを有する、筒状の雌型継手本体と、
前記雌型継手本体の前記貫通孔内に、該貫通孔の内周面に対して該貫通孔の軸線方向で摺動可能に保持される、筒状のスライド部材と、
前記雌型継手本体の前記貫通孔内に配置され、前記スライド部材を前記軸線方向で前方に向かって付勢する弾性部材と、
前記スライド部材の前端面に配置された環状の第１シール部材と、
前記貫通孔の前記内周面に固定された筒状の第２シール部材と、を備えており、
前記第２シール部材の内周面には、半径方向内側に向かって突出する第１凸状シール部と、該第１凸状シール部から前記軸線方向で後方に離れた位置に半径方向内側に向かって突出する第２凸状シール部とが設けられており、
前記雄型継手が、前記雌型継手本体の前記前端部から前記貫通孔内に挿入されて連結された状態において、前記雄型継手の前端面が、前記第１シール部材に当接し前記スライド部材を前記弾性部材の付勢力に抗して後方に変位させ、前記雄型継手の前記前端面が前記第１シール部材と密封係合し、前記雄型継手の外周面が前記第２シール部材の前記第１凸状シール部と密封係合し、前記スライド部材の外周面が前記第２シール部材の前記第２凸状シール部と密封係合するようにされた、雌型継手を提供する。

この雌型継手においては、スライド部材の外周面と雌型継手本体のない周面との間を密封する第２シール部材によって、接続状態における雌型継手本体の貫通孔の内周面と雄型継手の外周面との間も同時に密封することができるので、必要な部品の数を抑えることができるとともにシール部材を固定保持する溝の加工も減らすことができる。

好ましくは、前記第１凸状シール部と前記第２凸状シール部との間における前記第２シール部材の内周面は、前記スライド部材の前記外周面と接触しないようにすることができる。

より好ましくは、前記第１凸状シール部と前記第２凸状シール部との間における前記第２シール部材の内周面は、前記第１凸状シール部に近接した位置に第１環状溝を有し、前記第２凸状シール部に近接した位置に第２環状溝を有しているようにすることができる。

第１及び第２凸状シール部のそれぞれに近接した位置に第１及び第２環状溝が形成されているので、第１及び第２凸状シール部が雄型継手とスライド部材にそれぞれ密封係合して半径方向で圧縮されたときに、該圧縮による変形分が環状溝に逃げることができるようになる。それによって、雄型継手またはスライド部材に対して過大な接触力が生じたり、第１及び第２凸状シール部以外の場所の内周面が雄型継手またはスライド部材に接触したりして摺動摩擦抵抗が不必要に大きくなることがないようにすることができる。

具体的には、前記スライド部材は、大径部と、該大径部に連接して前記軸線方向で後方に位置する小径部とを有しており、前記雄型部材が連結されていない状態では、前記小径部が前記第２シール部材の前記第２凸状シール部の半径方向内側に位置して前記第２凸状シール部が前記スライド部材の前記外周面と接触せず、前記雄型部材が連結された状態では、前記大径部が前記第２凸状シール部の半径方向内側に位置して、前記第２凸状シール部が前記スライド部材の前記外周面に密封係合するようにすることができる。

雄型部材が連結されていない状態で、第２凸状シール部はスライド部材に接触していないので、第２シール部材とスライド部材との非連結状態での摺動摩擦抵抗を小さくすることができる。また、連結時にのみ圧縮されるので圧縮されている時間が小さくなり、第２シール部材の寿命を長くすることも可能となる。

さらに具体的には、前記雌型継手本体は、前記貫通孔内において前記軸線方向で前方に向かって延在する筒状のスライド部材支持部を有しており、
前記スライド部材は、前記貫通孔内において該貫通孔の前記内周面と前記スライド部材支持部の外周面との間で摺動可能に保持されており、該スライド部材は、該スライド部材の内周面に密封固定された第３シール部材を更に備えており、前記第３シール部材が前記スライド部材支持部の前記外周面と摺動可能に密封係合しているようにすることができる。

より具体的には、前記雌型継手本体は、筒状の第１本体部と、該第１本体部の外周面に該第１本体部と同軸状にしてスナップフィットにより固定されて該第１本体部よりも前方にまで延在する筒状の第２本体部と、を有しており、前記第１本体部は前記第２シール部材の後端面に係合する前端面を有し、前記第２本体部は前記第２シール部材の外周面と前端面とに係合する内周面を有しており、前記第２シール部材は前記第１本体部と前記第２本体部との間に固定されているようにすることができる。

第２シール部材を２つの部材の間で固定するようにすることで、雌型継手本体部の貫通孔内に手間の掛かる溝加工を施す必要をなくすことができる。また、第２シール部材の組み付けもしやすくすることができる。

また本発明は、上記いずれかの雌型継手と、該雌型継手の前記貫通孔に挿入されて連結される雄型継手と、を備える管継手を提供する。

以下、本発明に係る雌型継手の実施形態を添付した図面に基づき説明する。

本願発明に係る雌型継手の側面部分断面図である。 図１に示す雌型継手に雄型継手が連結された状態を示す図である。 従来の管継手を示す図である。

図１、図２に示すように、本発明に係る雌型継手１０は、雌型継手本体２０と、スライド部材３０と、第１シール部材４０と、第２シール部材５０とを備えている。雌型継手本体２０には、その前端部２１から軸線方向９０で後方に延びて後端部２２にまで至る貫通孔２３が設けられており、スライド部材３０と第１及び第２シール部材４０、５０は、この貫通孔２３内に配置されている。貫通孔２３内には、雌型継手本体２０に後端で連結固定され該貫通孔２３の軸線方向９０で前方に突出する円筒状のスライド部材支持部２４が、貫通孔２３の内周面２３−１の内側に間隔を開けて同心状にして設けられており、スライド部材３０の内周面３１がスライド部材支持部２４の外周面２４−１上を摺動するようになっている。スライド部材３０は、その前端面に軸線方向９０で延びる第１シール部材係合溝３２を有しており、第１シール部材４０はこのシール部材係合溝３２に嵌め込まれて固定されている。スライド部材３０は、その前端部に位置し第１シール部材係合溝３２が形成された大径部３３と、大径部３３に連接して軸線方向９０で後方に位置する小径部３４と、小径部３４の後端に位置するフック部３５とからなっている。スライド部材３０の後端部にあるスプリング受け部３６と雌型継手本体２０の貫通孔２３内にあるスプリング受け部２５との間には、弾性部材としてスライド部材付勢スプリング６０が配置されており、このスライド部材付勢スプリング６０によってスライド部材３０は軸線方向９０で前方に向かって付勢されている。貫通孔２３の内周面２３−１にはフック係合凸部２６が設けられており、スライド部材付勢スプリング６０によって前方に付勢されているスライド部材３０は、そのフック部３５がフック係合凸部２６に後方から当接することで、それ以上前方に移動して雌型継手本体２０の貫通孔２３から外れないようになっている。雌型継手本体２０の貫通孔２３の内周面２３−１には第２シール部材係合溝２７がさらに設けられており、第２シール部材５０がこの第２シール部材係合溝２７に収容されて貫通孔２３の内周面上に固定されている。図示の実施形態では、この第２シール部材係合溝２７を形成するのを容易にするために、雌型継手本体２０は第１本体部２０−１と該第１本体部２０−１の前方に連結された第２本体部２０−５とから構成されている。

スライド部材３０の内周面３１には、第３シール部材６８を固定するための第３シール部材係合溝３８が設けられており、スライド部材３０の内周面３１とスライド部材支持部２４の外周面２４−１との間を摺動可能な状態で密封係合している。

雌型継手１０はさらに、雌型継手本体２０の外周面上を摺動する円筒状のスリーブ６２と、スリーブ６２の外周面を覆ってスリーブ６２と同軸状に配置され雌型継手本体２０に固定された円筒状のスリーブ保持部材６５と、を備えている。スリーブ付勢スプリング６１が、スリーブ保持部材６５の後部に位置するスプリング受け部６６と、スリーブ６２の後端面６３との間に配置されており、このスリーブ付勢スプリング６１によってスリーブ６２は軸線方向９０で前方に付勢される。雌型継手本体２０の第２シール部材係合溝２７の前方の位置には、ロックボール保持孔２８が設けられており、ロックボール７０がこのロックボール保持孔２８内においてスライド部材３０の外周面３７とスリーブ６２の内周傾斜面６４との間に保持されている。

第２シール部材５０の内周面５１には、半径方向内側に向かって突出する第１凸状シール部５５と、第１凸状シール部５５から軸線方向９０で後方に位置し半径方向内側に向かって突出する第２凸状シール部５６とが設けられている。第１凸状シール部５５と第２凸状シール部５６との間の内周面５１には、第１凸状シール部５５に近接した位置に第１環状溝５７が形成され、第２凸状シール部５６に近接した位置に第２環状溝５８が形成されている。

雌型継手１０と雄型継手８０とが連結されていない図１の状態では、第２シール部材５０の第１凸状シール部５５はスライド部材３０の外表面３７の大径部３３の部分に係合して圧縮されているが、第２凸状シール部５６は小径部３４の半径方向外側に位置しておりスライド部材３０の外表面３７には接触していない。第２凸状シール部５６がスライド部材３０に接触しないようにすることで、スライド部材３０への摺動摩擦抵抗が小さくなり、スライド部材３０を摺動させるのに必要な力を小さくすることができる。また、圧縮されて変形している時間を少なくすることで寿命を向上させることもできる。

雄型継手８０を雌型継手本体２０の前端部２１側から貫通孔２３内に挿入していくと、雄型継手８０の前端面８４が第１シール部材４０に当接する。さらに雄型継手８０を挿入していって、スライド部材付勢スプリング６０の付勢力に抗してスライド部材３０を後方に変位させながら雄型継手８０のロック溝８２がロックボール７０の半径方向内側に位置すると、ロックボール７０がスリーブ６２の内周傾斜面６４によって半径方向内側に押されて雄型継手８０のロック溝８２内に嵌まり、それに伴ってロックボール７０とスリーブ６２の内周傾斜面６４との係合が解除され、スリーブ６２がスリーブ付勢スプリング６１の付勢力によって前方に移動する。このようにして図２に示すような、雌型継手１０と雄型継手８０とが連結した状態となる。

雌型継手１０と雄型継手８０とが連結された図２の状態において、第１シール部材４０は、スライド部材付勢スプリング６０の付勢力により雄型継手８０の前端面８４に押しつけられて雄型継手８０と密封係合した状態となっている。また、第２シール部材５０の第１凸状シール部５５は、雄型継手８０の外周面８６によって圧縮されて雄型継手８０と密封係合した状態となっている。このとき、第１凸状シール部５５の圧縮された部分は、近接する第１環状溝５７へと逃げるようになっている。同様に、第２凸状シール部５６は、スライド部材３０の外周面３７によって圧縮されてスライド部材３０と密封係合した状態となり、第２凸状シール部５６で圧縮された部分は、近接する第２環状溝５８へと逃げるようになっている。このようにして、第１凸状シール部５５と第２凸状シール部５６以外の部分の内周面５１は、半径方向内側に大きく変形しないようになっており、第１凸状シール部５５と第２凸状シール部５６とが圧縮されているか否かに関わらず、非連結状態（図１）から連結状態（図２）に至る過程において常にスライド部材３０の外周面３７と接触しないようになっている。

このように、本発明に係る管継手の雌型継手では、第２シール部材だけで、雌型継手本体の貫通孔と雄型継手の外周面との間及び雌型継手本体の貫通孔とスライド部材の外周面との間の２箇所を密封することができるので、シール部材の数を少なくすることができ、また、シール部材を収納する溝をすくなくすることができる。

本実施形態では、第２シール部材５０を固定する第２シール部材係合溝２７は、第１本体部２０−１と、この第１本体部２０−１とは別体とされた円筒状の第２本体部２０−５とによって構成されている。第１本体部２０−１の外表面には係止凸部２０−２が形成され、第２本体部２０−５の内周面には係止凹部２０−６が形成されている。第２本体部２０−５は第１本体部２０−１と同軸状に配置され、第１本体部２０−１の係止凸部２０−２と第２本体部２０−５の係止凹部２０−６とがスナップフィット係合することで、第２本体部２０−５が第１本体部２０−１に固定されている。固定された第２本体部２０−５は、第１本体部２０−１の前端面２０−３からさらに軸線方向９０で前方にまで延在している。第１本体部２０−１の前端面２０−３と第２本体部２０−５の内周面２０−７とによって半径方向外側に凹んだ断面矩形状の環状溝が形成されるようになっており、この環状溝が第２シール部材５０を固定するための第２シール部材係合溝２７となる。比較的に複雑な形状となる雌型継手本体２０をこのように分割することで、例えば、樹脂成形でも容易に作製することができるようになり、製造コストを抑えることができるようになる。

１０ 雌型継手 ２０ 雌型継手本体
２０−１ 第１本体部 ２０−２ 係止凸部
２０−３ 前端面 ２０−５ 第２本体部
２０−６ 係止凹部 ２０−７ 内周面
２１ 前端部 ２２ 後端部
２３ 貫通孔 ２３−１ 内周面
２４ スライド部材支持部 ２４−１ 外周面
２５ スプリング受け部 ２６ フック係合凸部
２７ 第２シール部材係合溝 ２８ ロックボール保持孔
３０ スライド部材 ３１ 内周面
３２ 第１シール部材係合溝 ３３ 大径部
３４ 小径部 ３５ フック部
３６ スプリング受け部 ３７ 外周面
３８ 第３シール部材係合溝 ４０ 第１シール部材
５０ 第２シール部材 ５１ 内周面
５５ 第１凸状シール部 ５６ 第２凸状シール部
５７ 第１環状溝 ５８ 第２環状溝
６０ スライド部材付勢スプリング ６１ スリーブ付勢スプリング
６２ スリーブ ６３ 後端面
６４ 内周傾斜面 ６５ スリーブ保持部材
６６ スプリング受け部 ６８ 第３シール部材
７０ ロックボール ８０ 雄型継手
８２ ロック溝 ８４ 前端面
８６ 外周面 ９０ 軸線方向

Claims (7)

1. 雄型継手を着脱可能に連結する雌型継手であって、
   前端部と該前端部から後方に延びる貫通孔とを有する、筒状の雌型継手本体と、
   前記雌型継手本体の前記貫通孔内に、該貫通孔の内周面に対して該貫通孔の軸線方向で摺動可能に保持される、筒状のスライド部材と、
   前記雌型継手本体の前記貫通孔内に配置され、前記スライド部材を前記軸線方向で前方に向かって付勢する弾性部材と、
   前記スライド部材の前端面に配置された環状の第１シール部材と、
   前記貫通孔の前記内周面に固定された筒状の第２シール部材と、を備えており
   前記第２シール部材の内周面には、半径方向内側に向かって突出する第１凸状シール部と、該第１凸状シール部から前記軸線方向で後方に離れた位置に半径方向内側に向かって突出する第２凸状シール部とが設けられており、
   前記雄型継手が、前記雌型継手本体の前記前端部から前記貫通孔内に挿入されて連結された状態において、前記雄型継手の前端面が、前記第１シール部材に当接し前記スライド部材を前記弾性部材の付勢力に抗して後方に変位させ、前記雄型継手の前記前端面が前記第１シール部材と密封係合し、前記雄型継手の外周面が前記第２シール部材の前記第１凸状シール部と密封係合し、前記スライド部材の外周面が前記第２シール部材の前記第２凸状シール部と密封係合するようにされた、雌型継手。
2. 前記第１凸状シール部と前記第２凸状シール部との間における前記第２シール部材の内周面は、前記スライド部材の前記外周面と接触しないようにされている、請求項１に記載の雌型継手。
3. 前記第１凸状シール部と前記第２凸状シール部との間における前記第２シール部材の内周面は、前記第１凸状シール部に近接した位置に第１環状溝を有し、前記第２凸状シール部に近接した位置に第２環状溝を有している、請求項１又は２に記載の雌型継手。
4. 前記スライド部材は、大径部と、該大径部に連接して前記軸線方向で後方に位置する小径部とを有しており、前記雄型部材が連結されていない状態では、前記小径部が前記第２シール部材の前記第２凸状シール部の半径方向内側に位置して前記第２凸状シール部が前記スライド部材の前記外周面と接触せず、前記雄型部材が連結された状態では、前記大径部が前記第２凸状シール部の半径方向内側に位置して、前記第２凸状シール部が前記スライド部材の前記外周面に密封係合するようにされている、請求項１乃至３のいずれかに記載の雌型継手。
5. 前記雌型継手本体は、前記貫通孔内において前記軸線方向で前方に向かって延在する筒状のスライド部材支持部を有しており、
   前記スライド部材は、前記貫通孔内において該貫通孔の前記内周面と前記スライド部材支持部の外周面との間で摺動可能に保持されており、該スライド部材は、該スライド部材の内周面に密封固定された第３シール部材を更に備えており、前記第３シール部材が前記スライド部材支持部の前記外周面と摺動可能に密封係合している、請求項１乃至４のいずれかに記載の雌型継手。
6. 前記雌型継手本体は、筒状の第１本体部と、該第１本体部の外周面に該第１本体部と同軸状にしてスナップフィットにより固定されて該第１本体部よりも前方にまで延在する筒状の第２本体部と、を有しており、前記第１本体部は前記第２シール部材の後端面に係合する前端面を有し、前記第２本体部は前記第２シール部材の外周面と前端面とに係合する内周面を有しており、前記第２シール部材は前記第１本体部と前記第２本体部との間に固定されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の雌型継手。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の雌型継手と、該雌型継手の前記貫通孔に挿入されて連結される雄型継手と、を備える管継手。

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