JP2014077495A - 管継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】螺旋凸部が突出する管体をニップルの外周面に隙間なく圧接させて両者間の気密性を確保する。
【解決手段】カシメ機Ｂによりカシメパイプ４を縮径変形させることで、管体１の螺旋凸部１ａに対する弾性スリーブ３の第一螺旋パッキン部３ａの押圧力よりも、螺旋凸部１ａの間に位置する管体１の螺旋凹部１ｂに対する弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂの押圧力が高くなるように設定される。そのため、管体１の内部を通る流体の圧力が変化して高くなっても、カシメパイプ４の縮径変形部位及び弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂで、管体１の螺旋凹部１ｂがニップル２の外周面２ａに圧接したまま保たれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外面に螺旋凸部が突出して形成されるホースなどの管体を、ニップルに対してカシメパイプの締め付けにより接続するために用いられる管継手構造に関する。

従来、この種の管継手構造として、外側にワイアがらせん状に巻かれたホースの中に、継手の差込部を差込み、ホースの端部の回りに弾性のあるスリーブがワイアと重なり合うように置かれ、その外側の金属のフエルールによってスリーブ及びホースを半径方向に圧縮し、スリーブを半径方向に押しつけることによって、ホースを継手にしっかりとつなぐものがある（例えば、特許文献１参照）。
また、外周面に螺旋状補強体を有する螺旋凹凸形状の樹脂製ホースの端部内面に挿入されるニップルと、ホース外周面の形状にそって嵌合できる螺旋状の凹凸形状部を内周面に、フラット形状部を外周面に有する断面がＣ字状の弾性パッキンと、２分割されてボルト・ナットにより弾性パッキンをホースの端部へ向け締め付けるホルダーとからなる、ホース外周面が螺旋凹凸形状の樹脂製ホース端部を簡単に装着できるホース継ぎ手もある（例えば、特許文献２参照）。

特開昭５８−０４２８９３号公報 特開２００６−３８１９２号公報

ところで、このような外周面かららせん状のワイアや螺旋状補強体が突出するホースを、その内側に挿入される継手の差込部やニップルに対し圧接させて両者間の気密性を確保するためには、らせん状のワイアや螺旋状補強体が突出するホースの螺旋状部分を継手の差込部やニップルに向け締め付けて密着させるだけでは不十分で、らせん状のワイアや螺旋状補強体の間に形成される螺旋凹部も同様に締め付けて密着させる必要がある。
しかし乍ら、特許文献１の場合には、フエルールによって弾性スリーブ及びホースを継手の差込部に向け径方向へ同等に圧縮変形させても、弾性スリーブでらせん状のワイアが強く締め付けられるものの、らせん状のワイアの間に形成される螺旋凹部に対する弾性スリーブの押圧力は、らせん状のワイアに対する弾性スリーブの押圧力よりも遥かに低くなってしまった。
つまり、らせん状のワイアの圧縮変形には大きな押圧力が必要であり、フエルールを圧縮変形しても、その押圧力がワイアに作用するだけで、ワイア間の螺旋凹部に対する押圧力は低く、継手の差込部との間に気密性を確保することはできなかった。
そのため、ホースの内部を通る流体の圧力（内圧）が高くなると、らせん状のワイアの間に形成される螺旋凹部の内面部位と、継手の差込部と間に螺旋状の隙間ができて、ホース内部の流体が外部に漏れ出すという問題があった。
また、特許文献２の場合には、ホースの螺旋状補強体と嵌合する螺旋状の凹凸形状部が弾性パッキンの内周面に形成されているため、ホルダーによる締め付けで弾性パッキンの内周面を、ホースの螺旋状補強体と、螺旋状補強体の間に形成されるホースの螺旋凹部に対して、それぞれ同等に圧接させることが可能になる。
しかし、このような特許文献２であっても、螺旋状補強体の間に形成されるホースの螺旋凹部に対する弾性パッキンの押圧力が不足するため、ホースの内部を通る流体の圧力（内圧）が高くなると、弾性パッキンの内周面において螺旋状の凹凸形状部が形成されていない箇所が更に圧縮変形して、螺旋状補強体の間に形成される螺旋凹部の内面部位とニップルと間に螺旋状の隙間ができて、ホース内部の流体が外部に漏れ出すおそれがあり、十分な気密性を確保できないという問題があった。
さらに、ボルト・ナットで２分割されたホルダーをニップルに向けて締め付けても、弾性パッキンの全体を均一に縮径変形させることができず、２分割されたホルダーの間に生じる隙間で十分な気密性を確保できない。

本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、螺旋凸部が突出する管体をニップルの外周面に隙間なく圧接させて両者間の気密性を確保すること、などを目的とするものである。

このような目的を達成するために本発明は、外面に螺旋凸部及び該螺旋凸部の間に形成される螺旋凹部を有する管体と、前記管体の内面に沿って設けられるニップルと、前記ニップルの外周面に前記管体を挟んで覆うように設けられる弾性変形可能な弾性スリーブと、前記弾性スリーブの外側に設けられてカシメ機により縮径変形されるカシメパイプと、を備え、前記弾性スリーブは、前記管体の前記螺旋凸部と対向する第一螺旋パッキン部と、前記管体の前記螺旋凹部と対向する第二螺旋パッキン部を有し、前記螺旋凸部に対する前記弾性スリーブの前記第一螺旋パッキン部の押圧力よりも、前記螺旋凹部に対する前記弾性スリーブの前記第二螺旋パッキン部の押圧力が高くなるように設定することを特徴とする。

前述した特徴を有する本発明は、カシメ機によりカシメパイプを縮径変形させることで、管体の螺旋凸部に対する弾性スリーブの第一螺旋パッキン部の押圧力よりも、螺旋凸部の間に位置する管体の螺旋凹部に対する弾性スリーブの第二螺旋パッキン部の押圧力が高くなるように設定されるため、管体の内部を通る流体の圧力が変化して高くなっても、カシメパイプの縮径変形部位及び弾性スリーブの第二螺旋パッキン部で、管体の螺旋凹部がニップルの外周面に圧接したまま保たれる。
したがって、螺旋凸部が突出する管体をニップルの外周面に隙間なく圧接させて両者間の気密性を確保することができる。
その結果、フエルールによって弾性スリーブ及びホースを継手の差込部に向け径方向へ圧縮する従来のものや、ホルダーによって内周面にホースの螺旋状補強体と嵌合する螺旋状の凹凸形状部が形成された弾性パッキン及びホースをニップルに向け締め付ける従来のものに比べ、管体の内部を通る流体の圧力が高くなっても、管体の螺旋凹部における内面部位とニップルの外周面の間に螺旋状の隙間ができず、管体の内部を通る流体の漏れ出しを長期に亘って確実に防止することができる。

本発明の実施形態に係る管接続構造を示す説明図であり、（ａ）がカシメ前の一部切欠正面図、（ｂ）がカシメ後の一部切欠正面図である。 本発明の他の実施例に係る管接続構造を示す説明図であり、（ａ）がカシメ前の一部切欠正面図、（ｂ）がカシメ後の一部切欠正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る管継手構造Ａは、その外面に螺旋凸部１ａ及び螺旋凸部１ａの間に形成される螺旋凹部１ｂを有する管体１と、管体１の内面１ｃに沿って挿入するように設けられるニップル２と、ニップル２の外周面２ａに管体１を挟んで覆うように設けられる弾性変形可能な弾性スリーブ３と、弾性スリーブ３の外側に設けられてカシメ機Ｂにより縮径変形されるカシメパイプ４と、を主要な構成要素として備えている。

管体１は、例えば軟質合成樹脂やゴムなどの変形可能な軟質材料で成形された可撓性を有するホースやチューブなどであり、その外面には、螺旋凸部１ａが螺旋状に突出形成されるとともに、螺旋凸部１ａの間に螺旋凹部１ｂが螺旋状に形成されている。
つまり、管体１の外面は、螺旋凸部１ａと螺旋凹部１ｂが管体１の軸方向へそれぞれ交互に形成されて凹凸形状になっている。
管体１の具体例としては、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、その本体が平滑な外面及び内面１ｃを有する単層構造の円筒状に成形され、該本体の外面近くに沿って、断面円形又はそれに類似する断面形状の補強線材を、その一部分又は大部分が管体１の外面から突出するように螺旋状に巻き付けて固着し一体化することにより、断面円形などの螺旋凸部１ａと平滑な螺旋凹部１ｂが管体１の軸方向へそれぞれ交互に一体形成される。
また、その他の例として図示しないが、管体１の本体に巻き付けられた補強線材を該本体と同じ軟質材料で被覆して一体化することも可能である。さらに、管体１の本体を複数層の積層構造に代えたり、例えばガラス繊維や難燃性繊維などの補強糸を編組して埋設したり、金属製や硬質合成樹脂製の補強線を螺旋状に埋設することも可能である。

ニップル２は、例えば真鍮などの金属などの変形不能な剛性材料で、管体１の内径と略同じ外径を有する略円筒状に形成され、管体１において接続端部の内面１ｃに沿って挿入することにより、その外周面２ａが管体１において接続端部の内面１ｃと対向するように配置される。
ニップル２の外周面２ａには、管体１の内面１ｃと軸方向へ係合する抜け止め手段を設けることが好ましい。
ニップル２の具体例としては、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）に示すように、管体１の内面１ｃに食い込む環状突起２ｂと、管体１の内面１ｃと対向して圧接する環状凹溝２ｃを、それぞれニップル２の軸線方向へ交互に複数組、それぞれ竹の子状となるように形成することで、抜け止め手段が構成される。
また、その他の例として図示しないが、抜け止め手段の形状を竹の子状に代えて、各環状突起２ｂをテーパー状の傾斜面と逆向きの傾斜面によって断面山型状に形成したり、環状凹部２ｃのいずれかにＯリングなどのシール材を装着して該シール材の外周端を管体１の内面１ｃに圧接させたり、弾性スリーブ３やカシメパイプ４を移動不能に位置決めするための位置決め手段を形成することも可能である。

弾性スリーブ３は、例えばゴムや軟質合成樹脂などの弾性変形可能な材料で、管体１において接続端部の外面、すなわち螺旋凸部１ａと対向するように、管体１の外径よりも大きな内径を有する略円筒状に形成される。弾性スリーブ３は、管体１の螺旋凸部１ａと対向して接触する第一螺旋パッキン部３ａと、管体１の螺旋凹部１ｂと対向して接触する第二螺旋パッキン部３ｂを有している。
さらに、弾性スリーブ３の少なくとも内周面には、管体１の外面形成される螺旋凸部１ａに係合する螺旋状の凹状部位３ｃと、螺旋凹部１ｂに係合する螺旋状の凸状部位３ｄを形成することが好ましい。
弾性スリーブ３の具体例として、図１（ａ）（ｂ）に示される例では、弾性スリーブ３の内周面に螺旋状の凹状部位３ｃと凸状部位３ｄをそれぞれ軸方向へ交互に形成し、弾性スリーブ３の外周面にフラット形状部３ｅを形成することで、螺旋状の凹状部位３ｃの近傍位置に肉厚の薄い第一螺旋パッキン部３ａが形成され、螺旋状の凸状部位３ｄに肉厚の厚い第二螺旋パッキン部３ｂが形成されている。
また、図２（ａ）（ｂ）に示される例では、弾性スリーブ３の内周面及び外周面に螺旋状の凹状部位３ｃと凸状部位３ｄを、それぞれ軸方向へ交互に形成するとともに径方向へ背中合わせに形成することで、螺旋状の凹状部位３ｃの近傍位置に肉厚の薄い第一螺旋パッキン部３ａが形成され、螺旋状の凸状部位３ｄに肉厚の厚い第二螺旋パッキン部３ｂが形成されている。

カシメパイプ４は、後述するカシメ機Ｂによる径方向への加圧では圧縮変形するが、管体１や弾性スリーブ３からの反発力では復元変形しない、例えばアルミニウムなどの変形可能な塑性材料で、弾性スリーブ３の外径よりも大きな内径を有する円筒状に形成されている。
カシメパイプ４の具体例として、図１（ａ）（ｂ）及び図２（ａ）（ｂ）に示される例では、その軸方向長さが弾性スリーブ３の軸方向長さよりも長くなるように形成している。
また、その他の例として図示しないが、カシメパイプ４の軸方向長さが弾性スリーブ３の軸方向長さと略同じに形成するか、又は弾性スリーブ３の軸方向長さよりも短くなるように形成することも可能である。

一方、カシメ機Ｂは、カシメパイプ４の周囲を囲むように配置され、駆動や手動によりカシメパイプ４の外周面４ａに対してその径方向へ向け接近移動する複数のカシメダイスＢａを備えている。複数のカシメダイスＢａは、それぞれのプレス面Ｂｂをカシメパイプ４の外周面４ａに対してその中心へ向けて同時に接触させて加圧することにより、カシメパイプ４の外周面４ａを内方へ塑性変形させて縮径し、それに伴って弾性スリーブ３及び管体１が径方向へ弾性的に圧縮され、管体１の内面１ｃをニップル２の外周面２ａに圧接させて抜け止めしている。
カシメ機Ｂによるカシメパイプ４の縮径変形量は、螺旋凸部１ａに対する弾性スリーブ３の第一螺旋パッキン部３ａの押圧力よりも、螺旋凹部１ｂに対する弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂの押圧力が高くなるように設定されている。
カシメ機Ｂの具体例としては、例えば油圧装置などの駆動源によって複数のカシメダイスＢａをカシメパイプ４に向けて接近移動させる駆動式のカシメ機や、例えば実公平４−４４２７０号公報に開示されるような手動式のカシメ機を用いることが可能である。
さらに、カシメ機Ｂによるカシメパイプ４のかしめ形状としては、全周を均一に締めるために断面略正八角形などにかしめる「八方締め」や、円筒状の俵を締めるように軸線方向の複数箇所をかしめる「俵締め」などが利用可能である。

このような本発明の実施形態に係る管継手構造Ａによると、カシメ機Ｂによりカシメパイプ４を縮径変形させることで、管体１の螺旋凸部１ａに対して接触する弾性スリーブ３の第一螺旋パッキン部３ａの押圧力よりも、螺旋凸部１ａの間に位置する管体１の螺旋凹部１ｂに対して接触する弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂの押圧力が高くなるように設定される。そのため、管体１の内部を通る流体の圧力（内圧）が変化して高くなったとしても、カシメパイプ４の縮径変形部位及び弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂで、管体１の螺旋凹部１ｂがニップル２の外周面２ａに圧接したまま保たれる。
したがって、螺旋凸部１ａが突出する管体１をニップル２の外周面２ａに隙間なく圧接させて両者間の気密性を確保することができる。
その結果、フエルールによって弾性スリーブ及びホースを継手の差込部に向け径方向へ圧縮する、前述した特許文献１や、ホルダーによって内周面にホースの螺旋状補強体と嵌合する螺旋状の凹凸形状部が形成された弾性パッキン及びホースをニップルに向け締め付ける、前述した特許文献２に比べ、管体１の内部を通る流体の圧力（内圧）が高くなったとしても、管体１の螺旋凹部１ｂにおける内面部位１ｂｃとニップル２の外周面２ａの間に螺旋状の隙間ができず、管体１の内部を通る流体の漏れ出しを長期に亘って確実に防止することができる。
次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、カシメパイプ４が、弾性スリーブ３の第一螺旋パッキン部３ａを挟んで管体１の螺旋凸部１ａと接触する第一螺旋加圧部４ｂと、弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂを挟んで管体１の螺旋凹部１ｂと接触する第二螺旋加圧部４ｃを有し、カシメ機Ｂによるカシメパイプ４の縮径変形量を、カシメパイプ４の第一螺旋加圧部４ｂ及び弾性スリーブ３の第一螺旋パッキン部３ａの縮径変形量（カシメ圧）よりもカシメパイプ４の第二螺旋加圧部４ｃ及び弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂの縮径変形量（カシメ圧）が大きくなるように設定したものである。

図１（ａ）（ｂ）に示される例では、カシメ機ＢのカシメダイスＢａが、カシメパイプ４の外周面４ａと接触するプレス面Ｂｂに、カシメパイプ４の第二螺旋加圧部４ｃに向けて突出する螺旋突起部Ｂ１を有している。螺旋突起部Ｂ１を除いたカシメダイスＢａのプレス面Ｂｂは、カシメパイプ４の第二螺旋加圧部４ｃと対向して平滑に形成されている。

さらに、実施例１では、ニップル２の基端に継手部５としてネジ部５ａと、スパナやレンチなどの工具が係合する工具係合部５ｂが形成され、ネジ部５ａを他の管路（図示せず）や他の機器（図示せず）などに螺着することで接続される。

このような本発明の実施例１に係る管継手構造Ａによると、カシメ機Ｂによりカシメパイプ４の第一螺旋加圧部４ｂと第二螺旋加圧部４ｃをそれぞれ縮径変形させることで、管体１の螺旋凸部１ａと第一螺旋加圧部４ｂの間に位置する比較的に肉厚の薄い第一螺旋パッキン部３ａよりも、管体１の螺旋凹部１ｂと第二螺旋加圧部４ｃの間に位置する比較的に肉厚の厚い弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂが更に大きく圧縮変形され、管体１の螺旋凹部１ｂに対して第二螺旋パッキン部３ｂが、管体１の螺旋凸部１ａに対する第一螺旋パッキン部３ａの圧接力よりも更に強く圧接され、この圧接状態が保たれる。
したがって、管体１の螺旋凹部１ｂに弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂをより強く密着させて浮き上がり不能に保持することができる。
その結果、管体１の内部を通る流体の圧力（内圧）が著しく高くなったとしても、管体１の螺旋凹部１ｂにおける内面部位１ｂｃとニップル２の外周面２ａの間に螺旋状の隙間ができず、管体１の内部を通る流体の漏れ出しを長期に亘ってより確実に防止可能となるという利点がある。

この実施例２は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、弾性スリーブ３が、管体１の螺旋凸部１ａと対向する第一螺旋パッキン部３ａの肉厚よりも管体１の螺旋凹部１ｂと対向する第二螺旋パッキン部３ｂの肉厚が厚くなるように形成され、カシメ機Ｂによるカシメパイプ４の縮径変形で、第二螺旋パッキン部３ｂの内面を管体１の螺旋凹部１ｂに圧接させる構成が、図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は実施例１と同じものである。

図２（ａ）（ｂ）に示される例では、弾性スリーブ３において、第一螺旋パッキン部３ａの断面形状が薄板状に形成され、第二螺旋パッキン部３ｂの断面形状が円形に形成されている。
また、その他の例として図示しないが、弾性スリーブ３の少なくとも内周面に配置される第一螺旋パッキン部３ａの断面形状を半円形状に凹ませたり、第二螺旋パッキン部３ｂの断面形状を楕円形や矩形などに変更したりすることも可能である。
さらに、図２（ａ）（ｂ）に示される例では、カシメ機ＢのカシメダイスＢａにおいてカシメパイプ４の外周面４ａと接触するプレス面Ｂｂが、平滑面Ｂ２を有している。

このような本発明の実施例２に係る管継手構造Ａによると、カシメ機Ｂによりカシメパイプ４を縮径変形させることで、管体１の螺旋凸部１ａとカシメパイプ４の内周面４ｄとの間に位置する肉厚の薄い第一螺旋パッキン部３ａよりも、管体１の螺旋凹部１ｂとカシメパイプ４の内周面４ｄとの間に位置する肉厚の厚い弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂが更に大きく圧縮変形され、管体１の螺旋凹部１ｂに対して第二螺旋パッキン部３ｂが、管体１の螺旋凸部１ａに対する第一螺旋パッキン部３ａの圧接力よりも更に強く圧接され、この圧接状態が保たれる。
したがって、管体１の螺旋凹部１ｂに弾性スリーブ３の第二螺旋パッキン部３ｂをより強く密着させて浮き上がり不能に保持することができる。
その結果、管体１の内部を通る流体の圧力（内圧）が著しく高くなったとしても、管体１の螺旋凹部１ｂにおける内面部位１ｂｃとニップル２の外周面２ａの間に螺旋状の隙間ができず、管体１の内部を通る流体の漏れ出しを長期に亘ってより確実に防止可能となるという利点がある。

なお、前述した実施例１及び実施例２では、ニップル２の基端に継手部５としてネジ部５ａと工具係合部５ｂが形成される場合を示したが、これに限定されず、ネジ部５ａ及び工具係合部５ｂに代えて、図示しないがフランジを形成し、袋ナットなどの連結部材を介して他の管路や他の機器などに接続されるようにしてもよい。
また、継手部５としてネジ部５ａ及び工具係合部５ｂやフランジと別構造のものを形成してもよい。

１ 管体 １ａ 螺旋凸部
１ｂ 螺旋凹部 １ｃ 内面
２ ニップル ２ａ 外周面
３ 弾性スリーブ ３ａ 第一螺旋パッキン部
３ｂ 第二螺旋パッキン部 ４ カシメパイプ
４ｂ 第一螺旋加圧部 ４ｃ 第二螺旋加圧部
Ｂ カシメ機

Claims (3)

1. 外面に螺旋凸部及び該螺旋凸部の間に形成される螺旋凹部を有する管体と、
   前記管体の内面に沿って設けられるニップルと、
   前記ニップルの外周面に前記管体を挟んで覆うように設けられる弾性変形可能な弾性スリーブと、
   前記弾性スリーブの外側に設けられてカシメ機により縮径変形されるカシメパイプと、を備え、
   前記弾性スリーブは、前記管体の前記螺旋凸部と対向する第一螺旋パッキン部と、前記管体の前記螺旋凹部と対向する第二螺旋パッキン部を有し、前記螺旋凸部に対する前記弾性スリーブの前記第一螺旋パッキン部の押圧力よりも、前記螺旋凹部に対する前記弾性スリーブの前記第二螺旋パッキン部の押圧力が高くなるように設定することを特徴とする管継手構造。
2. 前記カシメパイプは、前記弾性スリーブの前記第一螺旋パッキン部を挟んで前記管体の前記螺旋凸部と接触する第一螺旋加圧部と、前記弾性スリーブの前記第二螺旋パッキン部を挟んで前記管体の前記螺旋凹部と接触する第二螺旋加圧部を有し、前記カシメ機による前記第一螺旋加圧部及び前記第一螺旋パッキン部の縮径変形量よりも前記第二螺旋加圧部及び前記第二螺旋パッキン部の縮径変形量が大きくなるように設定することを特徴とする請求項１記載の管継手構造。
3. 前記弾性スリーブは、前記管体の前記螺旋凸部と対向する前記第一螺旋パッキン部の肉厚よりも前記管体の前記螺旋凹部と対向する第二螺旋パッキン部の肉厚が厚くなるように形成され、前記カシメ機による前記カシメパイプの縮径変形で、前記第二螺旋パッキン部の内面を前記管体の前記螺旋凹部に圧接させることを特徴とする請求項１記載の管継手構造。

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