JP6372656B2 - 流体継手 - Google Patents

Description

本発明は、コンプレッサ等の流体供給源と、釘打ち機等の流体使用装置とを繋ぐホースに回転可能に介装される流体継手に関する。

従来から、圧縮空気使用機器に供給される圧縮空気が通過する経路であるホースには回転可能な流体継手が介装されている。

例えば、以下の特許文献１では、ボールを採用することで継手の回転動作を可能としている。具体的には、スリーブ体に対してニップル体を回転可能に接続するために、ニップル側に形成された前円弧を、継手の凹状の円弧部分に嵌め込み、両者をボールで保持している。

また、以下の特許文献２では、球状の継手部分を回転させる事項が開示されている。具体的には、図１を参照して、スリーブ体１とニップル体２の間に２分割した継手体３で連結し、２分割の一方の分割部４に枢支環を、他の一方の分割部５に軸を形成して滑合部としている。そして、この滑合部の結合軸をスリーブの長手方向軸に対して所定角度傾斜するように構成して広角度揺動を行なわせる。このようにすることで、継手体３を介して接続された釘打ち機等を、効率よく使用することが可能となる。

特開平６−１０９１７６号公報 特開平９−１７０６８８号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された発明では、回転可能な接続箇所が複数設けられているので、ニップル体にホースを接続することが困難な場合があった。

また、特許文献２では、その図３を参照して、継手体３を回転させると、スリーブ体１に対してニップル体２が傾斜する角度が４５度となる。しかしながら、この角度であると、継手体により接続されるホースが屈曲する角度が十分でなく、矮小な空間に於ける作業性を阻害してしまう恐れがあった。

本発明はこれらの問題点を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、接続されたホースを十分に屈曲させて使用者の利便性を向上させた流体継手を提供することに有る。

本発明の流体継手は、流体供給源と流体使用装置とを繋ぐ経路に回転自在に介装される流体継手であり、前記流体供給源または前記流体使用装置の何れか一方側の第１流路と連通するように配置される第１接続部と、前記流体供給源または前記流体使用装置の何れか他方側の第２流路と連通するように配置される第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部との間に配置されて回転可能な回転継手体、とを備え、前記回転継手体は、第１継手部と、前記第１継手部に対して回転可能に組み合わされた第２継手部と、を有し、前記第１継手部と前記第２継手部とを回転可能に分割する分割面が、前記第１接続部および前記第２接続部の軸線方向から４５度傾斜し、且つ、前記分割面の外周は円形状であり、前記回転継手体が直線状態の際、前記第１接続部の第１軸線と前記第２接続部の第２軸線とは一致し、前記回転継手体が曲折状態の際、前記第１軸線と前記第２軸線とは直交し、前記回転継手体が前記直線状態の際、前記軸線方向に対して直交する方向を第１方向、前記第１方向に対向する方向を第２方向とした場合、前記回転継手体の内部空間の幅は、前記内部空間の中心に於いて、前記第１流路および前記第２流路と比較して、前記第１方向および前記第２方向に対して広く、前記回転継手体が前記曲折状態の際、前記第１軸線に対して直交する方向を第３方向、前記第３方向に対向する方向を第４方向、前記第２軸線に対して直交する方向を第５方向、前記第５方向に対向する方向を第６方向とした場合、前記回転継手体の内部空間の幅は、前記内部空間の中心に於いて、前記第１流路と比較して前記第３方向および前記第４方向に対して広く、且つ、前記第２流路と比較して前記第５方向および前記第６方向に対して広く、前記回転継手体は、前記第１流路側に開口する第１開口部と、前記第２流路側に開口する第２開口部と、を有し、前記第２開口部の中心は、前記第１開口部の中心からシフトして配置されることを特徴とする。

本発明によれば、流体継手の中間部分を互いに回転可能な第１継手部および第２継手部から構成し、両者を分割する分割面を継手の軸線方向から４５度傾斜させている。これにより、流体継手により接続されるホースを継手部分にて９０度曲折させることができ、矮小な空間での作業性を向上させることが出来る。

更に本発明では、上記分割面の外周を円形状としている。これにより、第１接続部を回転させても、その途中段階で分割面に面する第１継手部または第２継手部の端部が側方に突出することがない。よって、突出する第１継手部等で作業者が負傷することが防止される。

本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）は流体継手を側方から見た図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）は構成要素を分解して示す側面であり、（Ｂ）はその斜視図である。 本発明の流体継手を示す図であり、（Ａ）は接続部同士を曲折させた流体継手を側方から見た図であり、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の流体継手を示す図であり、回転継手体を部分的に拡大して示す断面図である。 本発明の流体継手を示す図であり、他の形態の回転継手体を部分的に拡大して示す断面図である。

図１を参照して、本形態に係る流体継手１０の構成を説明する。図１（Ａ）は本形態の流体継手１０を示す側面図であり、図１（Ｂ）は流体継手１０を軸に沿って中央部分で切断した状態を示す断面図である。

以下の説明では、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を適宜用いて説明する。Ｘ方向およびＹ方向は流体継手１０の導管部分の半径方向を示し、Ｚ方向は流体継手の導管部分の軸方向を示す。本形態の流体継手１０では、圧縮空気は−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向かって流通する。本形態では、流体継手１０を流通する流体として圧縮空気が採用された場合を説明するが、空気以外の気体や液体が採用されても良い。

図１（Ａ）を参照して、本形態の流体継手１０は、圧縮空気が供給される供給経路と接続される第１接続部１２と、圧縮空気が使用される使用経路と接続される第２接続部１４と、第１接続部１２と第２接続部１４とを回転可能に接続する回転継手体１８と、第２接続部１４に回転可能に接続された第３接続部１６とを主要に具備している。

流体継手１０の基本的な機能は、コンプレッサ等の流体供給源と釘打ち機等の流体使用装置とを接続するホース（経路）に介在して、ホース同士を回転可能且つ曲折可能に接続することに有る。

第１接続部１２は、不図示のプラグを介してホースが接続される部位である。第１接続部１２は、Ｚ方向に中心軸を有する円管形状を呈しており、その内面にはネジ溝が形成されている。使用状況下では、このネジ溝にプラグが螺合される。

第２接続部１４は、第１接続部１２とは反対側で第３接続部１６を介してホースが接続される部位である。第２接続部１４も、第１接続部１２と同様に、Ｚ軸に沿う軸を有する円筒形状を呈している。第２接続部１４の内部は、第３接続部１６と回転可能に嵌合する為の溝が形成されている。

回転継手体１８は、第１接続部１２と第２接続部１４との間に配置されており、第１接続部１２と第２接続部１４とを回転可能に連結させる役割を有する。回転継手体１８は、第１継手部２０と第２継手部２２とから成り、全体として略球形状を呈している。ここで、第１継手部２０は第１接続部１２と一体の金属体として形成され、第２接続部１４は第２継手部２２と一体の金属体として形成されている。これにより部品点数が削減される。

回転継手体１８を構成する第１継手部２０と第２継手部２２とは、分割面２６を境界としている。分割面２６は平面上に規定された円形状の面であり、分割面２６が軸線３４から傾く角度θ１は４５度である。分割面２６が円形状の面であることで、第１継手部２０を第２継手部２２に対して回転させても、分割面２６から第１継手部２０または第２継手部２２の一部が外側に突出することが抑制される。この事項に関しては後述する。ここで、軸線３４とは、円筒形状を呈する第１接続部１２および第２接続部１４の中心線のことである。

第３接続部１６は、第２接続部１４の＋Ｚ側の端部に回転可能に接続された円筒形状の部位であり、その＋Ｚ側の端部は周囲にネジ山が形成されたプラグ形状を呈している。使用状況下では第３接続部１６の＋Ｚ側の端部にソケットが螺合され、このソケットを介してホースが接続される。また、第３接続部１６と第２接続部１４とが回転自在に接続されていることで、流体継手１０を介して接続されるホースが使用状況下で捩れることが抑止される。

図１（Ｂ）を参照して、第１接続部１２の内部には第１流路４０が形成されており、第２接続部１４および第３接続部１６の内部には第２流路４２が形成されている。第１流路４０と第２流路４２とは、回転継手体１８の内部に形成された内部空間４４を経由して連通している。使用状況下では、コンプレッサから供給された圧縮空気は、第１流路４０、内部空間４４、第２流路４２の順番で流通し、その後に釘打ち機等に送られる。

図２を参照して、上記した流体継手の構成を詳述する。図２（Ａ）は流体継手１０を分解して示す側面図であり、図２（Ｂ）はその斜視図である。

回転継手体１８の内部では、第１継手部２０と第２継手部２２との間にベアリング２４が配置されている。両者の間にベアリング２４を配置することで、第１継手部２０と第２継手部２２との回転が滑らかになる。また、第１継手部２０と第２継手部２２との間には、円環状に形成された樹脂材料から成るＯリング３２が配置されており、これにより、内部空間４４の気密性が確保されている。更に、Ｃピン３６は、第１継手部２０の外周面と第２継手部２２の内周面との間に配置され、両者を回転可能に嵌合させるための部材である。

また、第２継手部２２に面する部分の第１継手部２０には外周が円形状を呈する分割面２６Ａが形成されている。そして、第１継手部２０に面する部分の第２継手部２２には分割面２６Ｂが形成されている。使用時には、両継手部の分割面同士が摺動することで回転動作が行われる。

第２接続部１４と第３接続部１６との間には、円周沿いに複数の鋼球２８が配置されている。鋼球２８は、第２接続部１４の内壁に沿って設けられた溝と、第３接続部１６の外周に沿って設けられた溝に、回転可能に嵌め込まれている。よって、鋼球２８により、第３接続部１６と第２接続部１４とが回転可能な状態で接続されている。また、第３接続部１６の外周と第２接続部１４の内周との間にはＯリング３０が配置されており、これにより、両者の接続箇所の気密性が確保されている。

図３を参照して、回転継手体１８を回転させることにより第１接続部１２を＋Ｙ方向に向けた状態を説明する。図３（Ａ）はこの状態の流体継手１０を示す側面図であり、図３（Ｂ）はこの状態を示す断面図である。

図３（Ａ）を参照して、図１に示した状態から、第１接続部１２を１８０度回転させることで、第１接続部１２は＋Ｙ方向を向くように成る。具体的には、分割面２６にて、第１継手部２０と第２継手部２２とを摺動させつつ、第１接続部１２を１８０度回転させる。この時、第１接続部１２は、分割面２６の中心から直角に伸びる回転軸３８を中心に回転する。

上記したように、本形態では、第１継手部２０と第２継手部２２とを分割する分割面２６は円形状を呈している。実際は、図２（Ａ）に示すように、第１継手部２０の円筒状に突起する凸部２６Ｃが、第２継手部２２の凹部２６Ｄに組み込まれる。従って、分割面２６は複雑な面を有しているが、その外周縁部は円形状を呈している。このような分割面２６を有していることにより、回転軸３８を中心にして、第１接続部１２を１８０度回転させても、その途中段階で分割面に面する第１継手部２０または第２継手部２２の端部が側方に突出することがない。これにより、突出する第１継手部２０または第２継手部２２の端部で作業者が負傷することが防止される。更には、この途中段階に於いても回転継手体１８は常に円形状を呈しているので外観性も向上する。

図３（Ｂ）を参照して、このように回転することで、第１接続部１２の軸線４６と、第２接続部１４の軸線とが交わる箇所の角度θ３は直角（９０度）となる。これにより、第１接続部１２に接続されるホースと、第３接続部１６に接続されるホースとが、流体継手１０が介装された箇所で直角に曲折する。従って、矮小な空間にてホースを取り回すことが可能となり、ホースに接続された釘打ち機等を使用する使用者の利便性が向上する。

図４を参照して、流体継手１０の構成を詳述する。上記したように、ベアリング２４は、第１継手部２０と第２継手部２２との間に配置されており、両者の回転を円滑にするための部材である。ベアリング２４は、外側から、外輪２４Ａ、鋼球２４Ｃおよび内輪２４Ｂから構成されている。外輪２４Ａはリング状に形成された金属部材からなり、接着剤やビス等の締結手段を介して第２継手部２２の内周面に接合されている。内輪２４Ｂもリング状に形成された金属部材からなり、接着剤等を介して第１継手部２０の外周面に接合されている。鋼球２４Ｃは外輪２４Ａと内輪２４Ｂとの間に配置され、両者に接触して回転可能に配置されている。使用時においては、外輪２４Ａは第２継手部２２と共に回転し、内輪２４Ｂは第１継手部２０と共に回転し、鋼球２４Ｃは両者の間で回転する。

本形態では、各接続部の内径を、流体継手１０を流通する流体の流れを阻害しないような長さとしている。

具体的には、回転継手体１８の内部に形成される内部空間４４のＹ方向の幅Ｌ３を、第２接続部１４に挿入される第３接続部１６（第２流路４２）の内径Ｌ１よりも長くしている。また、内部空間４４の幅Ｌ３は、第１継手部の開口部の幅Ｌ４および第２継手部２２の開口部の幅Ｌ２よりも長く設定されている。

使用状況下では、第１流路４０、内部空間４４および第２流路４２の順番で圧縮空気が流通するが、流路の中間地点である内部空間４４を他の流路よりも大きくすることで、流体継手１０が流路に介在することによる圧力損失を小さくすることが出来る。特に、図３に示したように、回転継手体１８を回転させることで、第１接続部１２の軸線３４と、第２接続部１４の軸線３４とを直交させた状態で使用すると、両者の間に存在する内部空間４４での圧縮流体の挙動が重要と成る。仮に、内部空間４４の幅を、第１接続部１２の第１流路４０や、第２接続部１４の第２流路４２と、同等以下にすると、内部空間４４で圧縮空気の流通が阻害されて圧力損失が大きくなる恐れがある。そこで、本形態では、図４に示すように、内部空間４４の幅Ｌ３を、第２流路４２の幅Ｌ１よりも大きくしている。例えば、内部空間４４の最大幅Ｌ３を、第２流路４２の幅Ｌ１の２倍以上としている。これにより、圧縮空気の流れが内部空間４４で阻害されることがないので、圧力損失が抑制される。

更に本形態では、第２流路４２と連続する開口部の幅Ｌ２を、第２流路４２の幅Ｌ１と同程度以上としている。具体的には、ベアリング２４を配置するためのスペースを確保するために、第２継手部２２の開口部の上端は、第３接続部１６の内壁上端よりも下方に配置されている。本形態では、このように開口部の上端が下方に配置されるので、開口部の幅を十分に確保するために、開口部の下端を第３接続部１６の下端よりも下方に配置している。これにより、開口部の幅Ｌ２が十分に確保され、開口部により圧縮空気の流通が阻害されることがない。

同様に、内部空間４４の第１流路４０側の開口部の幅Ｌ４を、第１接続部１２に接続される不図示のプラグの内径と同程度以上としてもよい。これにより、この開口部により圧縮空気の流通が阻害されないという効果が得られる。

更に、本形態では、第２継手部２２と連続する部分の第２接続部１４の端部に面取り部４８を形成している。これにより、第２継手部２２の内壁と第３接続部１６の内壁とが、面取り部４８を経由して段差なく繋がるので、圧縮空気の流れがよりスムーズになる効果が得られる。

また、第２接続部１４と第３接続部１６とを回転可能に接続させる鋼球２８が投入される孔部は止めネジ５０が埋め込まれている。

図５を参照して、上記した流体継手１０の他の形態を説明する。この図に示す流体継手１０の基本的な構成は図４を参照して説明したものと同様である。相違点は、図４で説明したベアリング２４に替えて鋼球５２を備えたことに有る。

具体的には、第２継手部２２に面する第１継手部２０の外面に溝５４が形成されている。また、この溝５４に面する第２継手部２２の内面にも溝５６が形成されている。そして、溝５４および溝５６に囲まれる空間に複数の鋼球５２が配置されている。使用時に、第１継手部２０を第２継手部２２に対して回転させると、この回転に従い鋼球５２も回転する。このように、ベアリング２４に替えて鋼球５２を採用することで、流体継手１０全体の構成が簡素化されそのコストを安くすることが可能となる。

上記した本形態の流体継手は、例えば以下のように変更することが可能である。

図１（Ｂ）を参照して、第３接続部１６を省いて流体継手１０を構成することも出来る。

図４を参照して、回転継手体１８の内部で、第１継手部２０と第２継手部２２との間に鋼球２８を配置すること出来る。係る構成により、両者の間にベアリング２４を配置した場合と比較して、部品点数を減らしてコストを安くすることが出来る。

図１（Ｂ）を参照して、使用時には流体は第１流路４０から第２流路４２に向かって流通するが、この流路は逆でもよく第２流路４２から第１流路４０に向かって流体を流通させても良い。

図１（Ｂ）を参照して、上記形態では第３接続部１６は第２接続部１４に対して回転可能に接続されるが、第１接続部１２に対して第３接続部１６が回転可能に接続されても良い。

１０ 流体継手
１２ 第１接続部
１４ 第２接続部
１６ 第３接続部
１８ 回転継手体
２０ 第１継手部
２２ 第２継手部
２４ ベアリング
２４Ａ 外輪
２４Ｂ 内輪
２４Ｃ 鋼球
２６，２６Ａ，２６Ｂ 分割面
２６Ｃ 凸部
２６Ｄ 凹部
２８ 鋼球
３０ Ｏリング
３２ Ｏリング
３４ 軸線
３６ Ｃピン
３８ 回転軸
４０ 第１流路
４２ 第２流路
４４ 内部空間
４６ 軸線
４８ 面取り部
５０ 止めネジ
５２ 鋼球
５４ 溝
５６ 溝

Claims (4)

1. 流体供給源と流体使用装置とを繋ぐ経路に回転自在に介装される流体継手であり、
   前記流体供給源または前記流体使用装置の何れか一方側の第１流路と連通するように配置される第１接続部と、
   前記流体供給源または前記流体使用装置の何れか他方側の第２流路と連通するように配置される第２接続部と、
   前記第１接続部と前記第２接続部との間に配置されて回転可能な回転継手体、とを備え、
   前記回転継手体は、第１継手部と、前記第１継手部に対して回転可能に組み合わされた第２継手部と、を有し、
   前記第１継手部と前記第２継手部とを回転可能に分割する分割面が、前記第１接続部および前記第２接続部の軸線方向から４５度傾斜し、且つ、前記分割面の外周は円形状であり、
   前記回転継手体が直線状態の際、前記第１接続部の第１軸線と前記第２接続部の第２軸線とは一致し、
   前記回転継手体が曲折状態の際、前記第１軸線と前記第２軸線とは直交し、
   前記回転継手体が前記直線状態の際、前記軸線方向に対して直交する方向を第１方向、前記第１方向に対向する方向を第２方向とした場合、前記回転継手体の内部空間の幅は、前記内部空間の中心に於いて、前記第１流路および前記第２流路と比較して、前記第１方向および前記第２方向に対して広く、
   前記回転継手体が前記曲折状態の際、前記第１軸線に対して直交する方向を第３方向、前記第３方向に対向する方向を第４方向、前記第２軸線に対して直交する方向を第５方向、前記第５方向に対向する方向を第６方向とした場合、前記回転継手体の前記内部空間の幅は、前記内部空間の中心に於いて、前記第１流路と比較して前記第３方向および前記第４方向に対して広く、且つ、前記第２流路と比較して前記第５方向および前記第６方向に対して広く、
   前記回転継手体は、前記第１流路側に開口する第１開口部と、前記第２流路側に開口する第２開口部と、を有し、
   前記第２開口部の中心は、前記第１開口部の中心からシフトして配置されることを特徴とする流体継手。
2. 前記第１継手部と前記第２継手部との間にベアリングを配置することを特徴とする請求項１に記載の流体継手。
3. 前記第１接続部または前記第２接続部に対して回転可能に接続された第３接続部を更に有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体継手。
4. 前記第１接続部と前記第１継手部とは一体の金属材料から成り、
   前記第２接続部と前記第２継手部とは一体の金属材料から成る、ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の流体継手。
   

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