JP4736057B2 - クイックコネクト継手 - Google Patents

Description

本発明は、クイックコネクト（迅速連結可能）管継手に関し、より具体的には、このような継手の構成を改良することに関する。

従来、クイックコネクト管継手は、例えば、自動車のエアーブレーキ用の加圧エアシステムや、空調システムのような流体パワーシステム内で、可撓性（フレキシブル）の管を接続するために用いられており、この中には、例えば、バルブのボデー、エアータンクまたは同様物のような、別の部品に対する接続が含まれる。上述した、または他のシステムでは、各可撓性の管は、例えば、通常のフィッティング、バルブ、マニホルド、または加圧流体を搬送して、受取るための同様の部品のようなボデーに対して、管の端部を接続するために、継手を必要としている。しかし、特定の管がすぐに用意されないおそれのある場所で、頻繁に、管をボデーに対して接続したり、または、管をボデーから取り外すことは、時間がかかり、経済的ではなかった。

従来、工具を用いずに、バルブやマニホルドのボデーに対して管を、すぐに、かつ容易に、接続することができる様々な“押し込み接続する”タイプの継手がある。これら継手では、管の接続は、ボデー内のボアに対して継手を単に押圧するようにフィッティングさせて、管の導入側の端部を継手内に装着することで行われていた。通常、上記継手は、内部に管を解除可能なように保持する、複数の部品を有している。

従来公知のクイックコネクト継手の構成の一つでは、内部に管のサポートを取付けた管、内側のＯ−リング、外側のＯ−リング及びコレットを有しており、コレットと管を係合させることで、管のサポート上に管を保持させていた。この構成は、実施上、効果的であることが知られているが、さらに製造費を最小にし、組み付け時のエラーを減少させ、さらに、フィッティングまたはマニホルドのボデー内への装着に先立って、部品の組み付けを行えるように、継手の開発者達はこのようなタイプの継手にさらなる改良を続けている。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、クイックコネクト継手と、クイックコネクト継手の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、管状の管のサポート、スリーブ及びコレットを有するクイックコネクト継手を提供する。本発明の実施形態では、管のサポートは、管の内壁と摩擦係合するように構成された外面、管のサポート部及びこの管のサポート部に対して接続された取付け用のフランジを含む。また、スリーブは、管の外面の直径よりも大きな直径の内面と、ボアの壁と係合する外面を含む。また、コレットは、スリーブの内面と係合する外面と、管状の管のサポートの外面の直径よりも大きく、管の外面の直径よりもわずかに小さい直径の内面を含む。管は、継手内に装着されるとき、コレットと管状の管のサポートとの間で摩擦的に保持される。管状の管のサポートとコレットとの端部の間には、管と密着するように、少なくとも１つの環状のシール部材が軸方向に配置され、また、径方向に延びる取付け用のフランジと環状のシール部材との間には、少なくとも１つのスペーサー部材が配置される。環状のシール部材とスペーサー部材は、コレットと管のサポート部との間に、管の端部を取付けられるように、環状のトラフを形成するように配置される。部品の組み付けを行うため、径方向に延びる取付け用のフランジはスリーブの第１端部に対して固定される。

本発明の他の実施形態では、クイックコネクト継手は、径方向に延びる取付け用のフランジとコレットの端部との間に配置されるように、略長方形状の断面を有する環状のシール部材を有する。この環状のシール部材は、コレットと管のサポート部との間に、管の端部を取付けられるように、環状のトラフを形成するように配置される。

本発明の他の実施形態では、管状の管のサポート、スリーブ及びコレットを有するクイックコネクト継手を提供する。管状の管のサポートは、管の内壁と摩擦係合するように構成された外面を含む。また、スリーブは、管の外面の直径よりも大きな直径の内面と、ボアの表面と係合する外面を含む。また、コレットは、スリーブの内面と係合する外面と、管状の管のサポートの外面の直径よりも大きく、管の外面の直径よりもわずかに小さい直径の内面を含む。管は、コレットと管状の管のサポートとの間で摩擦的に保持される。スリーブと管のサポートとの間には環状のシール部材が配置されるが、これは、ボアの内面と管の外面と密着するように位置決めされる。
さらに、本発明は、クイックコネクト継手の製造方法も提供する。

以下、添付した図を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。尚、これら図には、複数の本発明の好適な実施形態が示されているが、これら図は、示された寸法に特定される必要はなく、また、これら図は、本発明の図解を分り易くし、説明を容易にするため、幾つかの特徴については誇張して示している。さらに、ここで示される実施形態は、排他的、つまり、本発明を添付された図や以下の説明に示された特定の形態や構成に限定したり、束縛することを意図したものではない。

図１を参照すると、本発明の特徴に従って構成された、クイックコネクト管継手２０の実施形態が示されている。図示された実施形態では、クイックコネクト管継手２０はスリーブ２２、管のサポート２４、一対の内側のＯ−リング２６と２７、外側のＯ−リング２８及びコレット３０を有している。管のサポート２４に含まれる管のサポート部３４上には、可撓性の管３２が取付けられ、管３２上でコレット３０がスライドされるとき、摩擦的に保持される。

この実施形態では、スリーブ２２は、この第１端部３８に、リリーブされた環状の端部３６を備えて、この部位に環状の肩部４０を定めている。この環状の肩部４０は、管のサポート２４に含まれる、径方向に延びるフランジ４２を支える。この径方向のフランジ４２は、管のサポート２４に含まれる上記管のサポート部３４に対してほぼ垂直である。従来技術の継手と異なり、図示された管のサポート２４は、フランジ４２と管のサポート部３４との間にＬ字形状の接続部を有していない。内側のＯ−リング２６、２７と管のサポート２４の第１部３４との間には、環状の中空部４４が設けられて、管３２の端部を取付けられるようにしている。図１に示した実施形態では、管のサポート２４は、径方向のフランジ４２の端部と係合するロール／コインエッジ４５を用いて、スリーブ２２内に保持される。

内側のＯ−リング２６は、管と密着するように配置され、また、内側のＯ−リング２７は、管のサポート２４の径方向のフランジ４２に対して置かれる。内側のＯ−リング２７は、内側のＯ−リング２６と径方向のフランジ４２との間でスペーサーとして機能する。しかしながら、内側のＯ−リング２７は、管３２と密着されていてもよい。外側のＯ−リング２８は、スリーブ２２の第２端部４８の近くで、スリーブ１２の環状の外側の溝４６内に取付けられて、継手２０が装着されるボアの内壁に対して密着する。

コレット３０は、内側のグリップ面５０を含むが、この部位には、管３２と摩擦係合するように、少なくとも１つの突起や同様の形態を備えていてもよい。そして、コレット３０をスリーブ２２内にスライドさせて、管のサポート２４の管のサポート部３４に対して管３２を固定させる。

図１に示した実施形態の継手の組付け手順は、次のように行われる。即ち、内側のＯ−リング２６、２７の装着後、スリーブ２２内にコレット３０を装着する。次に、管のサポート２４を装着して、ロール／コインエッジ４５を用いてスリーブ２２に対してつなぐ。最後に、外側のＯ−リング２８をスリーブ２２上の外部の溝４６内に装着する。継手２０の構成部品は、組付け後、一体のままとなり、構成部品を組付けたままに保つためにプラングを必要としない。

次に、図２と３を参照すると、継手２０の他の実施形態が示されている。図２に示した実施形態では、内側のＯ−リング２７の替わりにスペーサーインサート２９が用いられている。図示したスペーサーインサート２９は、略長方形状の断面を有している。しかしながら、この部材は、本発明の範囲内で、例えば楕円形状等の、他の断面形状を有することは可能である。スペーサー２９は、鉄金属、非鉄金属、プラスチックまたはエラストマーから構成されてもよく、また、シール特性を有していてもよく、有していなくてもよい。図３に示した実施形態では、内側のＯ−リング２６もまた、可撓性のカップシール３１、例えば、Ｃ字形状のカップシールや他の非Ｏ−リングタイプの環状のシール部材と替えられている。

図４を参照すると、継手２０の他の実施形態が示されている。この実施形態では、Ｏ−リング２６、２７の双方とも環状のシール部材３３と替えられている。この環状のシール部材３３は、管３２に対して密着するシール部位と、空隙部４４内で管３２をサポートする部位の双方として（一体型の部材として）機能する。図４に示した実施形態では、環状のシール部材３３に含まれる内面は、略平坦な内側の円筒形状部４１と、この円筒形状部４１から径方向外側に離れるように延びる一対のテーパ部４３を有している。

上記環状のシール部材３３は、図５に示すように、他の実施形態では、略長方形状の断面を有し、さらに、この内面４９から内側に延びるように、環状の突起のような、シール用の突起部４７を有していてもよい。また、環状のシール部材３３は、図６に示すように、他の実施形態では、少なくとも１つの半径Ｒで定められるように、略湾曲の内面５１を有していてもよい。さらに、環状のシール部材３３は、図７に示すように、他の実施形態では、この内面５３は、頂部５７で収束する２つのテーパ面部５５によって定められていてもよい。図７に示されているように、頂部５７は点でもよく、あるいは、平坦部や湾曲部でもよい。さらに、環状のシール部材３３は、図４〜７に示された実施形態に限定されず、本発明の範囲内で、他の断面形状を有することは可能であることを理解されたい。

環状のシール部材３３は、例えば、熱硬化性のエラストマーのような重合体の材料から成形することができる。または、環状のシール部材３３は、重合体の材料の半加工品から切削加工されてもよい。例えば、図８を参照すると、略長方形状の環状のシール部材２９が示されているが、この形状は、型を用いた成形された形状ではなく、ラッチや他の切削工具を用いた切削により得られている。但し、重合体の半加工品を切削することで得られる最終的な形状は、図８に示した略長方形状の形状に限定されず、多くのもののうち、図４〜７に示された形状を含むことができる。

図９〜１３を参照すると、本発明の特徴に従って構成された、クイックコネクト継手６０の他の実施形態が示されている。このクイックコネクト継手６０は、スリーブ６２、一体型の管状の管のサポート６４、内側のＯ−リング６６、外側のＯ−リング６８及びコレット７０を有している。図１に示した実施形態と同様に、クイックコネクト継手６０は、管７２を他の部品、例えば、単一のステップボア、エアータンクまたは他のボアに接続するために用いられる。

図９を参照すると、スリーブ６２は、この第１端部７８にリリーブされた環状の端部７６を備えており、この部位に、径方向外側に向う環状の溝８０と肩部８２を定めている。この実施形態では、管のサポート６４は、挿入前の状態では略円錐形状のフランジ８４を有している。円錐形状のフランジ８４は、軸方向に延びる区間８８と径方向に延びる区間９０を有する径方向のフランジ部８６によって、管状の管のサポート６４と接続されている。管のサポート６４の管の係合区間９２と軸方向に延びる区間８８の間には、管７２の端部を受取れるように、環状のトラフが設けられている。

図１２と１３に示すように、フランジ８４を環状の溝８０内に延ばすようにして、スリーブ６２内に管のサポート６４を保持させる。このように延ばす際、肩８２は、スリーブ６２内に管のサポート６２が進み過ぎることを防ぐとともに、これに対してフランジ８４が変形される表面として機能する。図１３に力のベクトル９５として示されているように、この方向に沿って、管のサポート６４に対して力が及ぼされる。図１０を参照すると、力が及ぼされることで、フランジ８４が肩８２に対して変形されて、平坦になるにつれて、フランジ８４の内径を一般に示している寸法Ａは、寸法Ａ’にまで減少し、フランジ８４の外径を一般に示している寸法Ｂは、寸法Ｂ’にまで増大する。即ち、フランジ８４が平坦になるにつれて、フランジ８４の外径は溝８０内に延びて、管のサポート６４をスリーブ６２に対して固定する。選択的に、フランジ８４の変形時にマンドレル（心金）９６を用いて、組付け時に管７２がトラフ９４内に進入できることを確保するように、フランジ８４の内径の減少を最小にしてもよい（例えば、図１３参照）。

図１４と１５を参照すると、本発明の他の実施形態に係る、クイックコネクト継手１００が示されている。図示されたクイックコネクト継手１００は、スリーブ１０２、管状の管のサポート１０４、Ｏ−リング１０６及びコレット１０８を有している。図１に示した実施形態と同様に、クイックコネクト継手１００は、管１１０を他の部品、例えば、単一のステップボア、エアータンクまたは他のボアに接続するために用いられる。

図１５を参照すると、ボア１１２内に装着された継手１００が示されている。ボア１１２内に装着されるとき、Ｏ−リング１１６は管１１０とボア１１２の内側の円筒形状面１１４と密着する。図１に示した実施形態とは反対に、継手１００は、内面１１４と管１１０に対して密着させるためにＯ−リングを区別する必要をなくしている。

以上、添付した図を参照して、本発明の実施形態について説明したが、これらは、本発明を実施する上で最良の構成を単に例示しているに過ぎない。当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、添付された特許請求の範囲に定められている本発明の技術思想と範囲から逸脱することなく、本発明を実施する際、上記実施形態に対して様々な変更等を加えることは可能であることを理解するであろう。従って、特許請求の範囲により本発明の範囲が定められているが、これら請求項の範囲内にある方法や装置と、これらと同等のものもカバーしている。本明細書の記載では、ここで開示されている部品の組合せの新規で、非自明なものの全てが含まれ、これら部品の組合せの新規で、非自明なものに対して、本出願または後において請求することができる。さらに、上記実施形態は例示されたものであって、本出願または後において請求され得る可能な全ての組合せに対して、単一な特徴や部品は重要ではない。

本発明の実施形態に係る押し込み式に接続する継手の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る押し込み式に接続する継手の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る押し込み式に接続する継手の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る押し込み式に接続する継手の断面図である。 図４に示した継手に用いられる環状のシール部材の他の実施形態の断面図である。 図４に示した継手に用いられる環状のシール部材の他の実施形態の断面図である。 図４に示した継手に用いられる環状のシール部材の他の実施形態の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る押し込み式に接続する継手の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る押し込み式に接続する継手の断面図である。 管のサポートを継手に取付ける前の、図９に示した管のサポートの断面図である。 管のサポートを継手に取付けた後の、図９に示した管のサポートの断面図である。 管のサポートを取付けた後の、図９に示した継手の断面図である。 管のサポートの取付け中と、取付け後を分けて示した、継手の断面図である。 本発明の他の実施形態に係る、押し込み式に接続する継手の断面図である。 バルブボデーのボア内に装着された、図１４に示した継手の断面図である。

符号の説明

２０、６０、１００ クイックコネクト管継手
２２、６２、１０２ スリーブ
２４、６４、１０４ 管のサポート
２６、３１ 環状のシール部材
２７、２９ スペーサー部材
３０、７０、１０８ コレット
３２、７２、１１０ 管
３４、９２ 管のサポート部
４２、８４ フランジ

Claims (11)

1. ボデー内に形成されたボア内に管（32）を接続するために用いる、クイックコネクト継手（20）であって、
   前記管（32）の内壁と摩擦係合するように構成された外面を有し、さらに、管のサポート部（34）と、この管のサポート部（34）と接続された径方向へ延びる取付け用のフランジ(42)としての平面とを有し、前記管のサポート部(34)と前記径方向へ延びる取付け用のフランジ(42)としての平面との間にＬ形の接続部がない管状の管のサポート（24）と、
   前記管（32）の外面の直径よりも大きな直径の内面と、前記ボアの内壁と係合する外面とを有し、前記管のサポート（24）を接続するスリーブ（22）と、
   前記スリーブ（22）の内面と係合する外面と、前記管状の管のサポートの外面の直径よりも大きく、かつ前記管（32）の外面の直径よりもわずかに小さい直径の内面とを有し、前記管状の管のサポート（24）との間に前記管（32）を摩擦的に保持させるコレット（30）と、
   前記管（32）と密着するように、前記管状の管のサポート（24）と前記コレット（30）の端部との間で軸方向に配置される少なくとも１つの環状のシール部材（26、31）と、
   前記径方向に延びる取付け用のフランジ(42)と前記環状のシール部材（26、31）との間に配置されて、前記径方向へ延びる取付け用のフランジ(42)としての平面によって支持される少なくとも１つのスペーサー部材（27、29）とを有し、
   前記環状のシール部材（26、31）と前記スペーサー部材（27、29）は、前記コレット（30）と前記管のサポート部（34）との間に環状のトラフ（44）を形成するように配置されて、前記管（32）の端部を取付けられるようにし、前記径方向に延びる取付け用のフランジ（42）としての平面を前記スリーブ（22）の端部に対し固定したことを特徴とするクイックコネクト継手。
2. 前記スペーサー部材（27）はＯ−リングであることを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクト継手。
3. 前記スペーサー部材（27）は前記管（32）に対して密着することを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクト継手。
4. 前記環状のシール部材（31）はカップシールであることを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクト継手。
5. 前記スペーサー部材（29）は略長方形状の断面を有することを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクト継手。
6. 前記環状のシール部材と前記スペーサー部材とは、前記径方向に延びる取付け用のフランジ（42）と前記コレット（30）の間に配置された、略長方形状の断面を有する、一体型の部材（33）であることを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクト継手。
7. 前記一体型の部材（33）は、略平坦な内側の円筒形状部（41）と、この円筒形状部（41）から径方向で外側に、離れるように延びる一対のテーパ部（43）とを含む内面を有することを特徴とする請求項６に記載のクイックコネクト継手。
8. 前記一体型の部材（33）は、環状に突起する形態のシール用の突出部（47）を含むことを特徴とする請求項６に記載のクイックコネクト継手。
9. 前記一体型の部材（33）は、略湾曲の内面（51）を含むことを特徴とする請求項６に記載のクイックコネクト継手。
10. 前記一体型の部材は、頂部（57）で収束するように一対のテーパ面部（55）を含むことを特徴とする請求項６に記載のクイックコネクト継手。
11. 前記頂部（57）は、点、平坦部または湾曲部によって定められることを特徴とする請求項１０に記載のクイックコネクト継手。

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