JP6535455B2

JP6535455B2 - 管継手及び管継手の製造方法

Info

Publication number: JP6535455B2
Application number: JP2014224024A
Authority: JP
Inventors: 研二三根
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2014-11-04
Publication date: 2019-06-26
Anticipated expiration: 2034-11-04
Also published as: JP2016089918A

Description

本発明は、雄型の雄継手と雌型の雌継手とを備え、内部に流路の構成された管継手に関する。

従来から、水や油等の流体を高圧下で移送するホース間の管継手として、バルブを用いた迅速継手が知られている。

この迅速継手は、雄型の雄継手と雌型の雌継手とで構成されており、雄継手と雌継手にはそれぞれ流路部が形成されている。雄継手と雌継手の流路部には、それぞれバルブが設けられており、それぞれのバルブの先端を対向させるように配置している。各バルブは、スプリングにより軸方向に移動可能となっており、流路部を閉塞及び開放することができる。

雄継手を雌継手に挿入すると、それぞれのバルブが突き合わされ、バルブがそれぞれスプリングの力に抗して軸方向に押し込まれる。これにより、雄継手と雌継手の流路部が開放され、流路部を流体が通過することになる（例えば特許文献１を参照）。

特許第４３４６３２５号公報

特許文献１に記載の管継手では、バルブに形成された内側路を開閉可能な内蔵バルブを備え、内蔵バルブを移動させることにより雄継手内又は雌継手内に残った残圧を内側路から逃がすことによって、作業員が手で容易に雄継手を雌継手に連結することができるようにしている。

しかしながら、特許文献１に記載の管継手では、内蔵バルブの移動を規制するストッパーや内蔵バルブに当接する連通体等、内蔵バルブとは別体の複数の部材を備えており、部品点数が多く管継手の組み立てが容易ではない。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減でき組み立てが容易な管継手及び管継手の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る管継手は、筒状とされ、筒内の流路を開閉する第１開閉弁が前記流路に沿って移動可能に配置されている雄継手と、筒状とされ、前記雄継手が挿入される凹状挿入部を有し、前記雄継手が前記凹状挿入部に挿入された際に前記第１開閉弁に当接して筒内の流路を開閉する第２開閉弁が前記流路に沿って移動可能に配置されている雌継手と、前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の互いの先端に形成された当接面の少なくとも一方に形成された凹部と、前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の軸線に沿って形成され、前記凹部の底部に連通し、前記凹部の内径より内径が小さい連通孔と、前記凹部に収容され、球体状の弁体及び前記弁体を付勢するスプリングを備えるサブバルブと、前記凹部の周縁に一体成形され、前記スプリングで付勢された前記弁体が当接して前記弁体の先端を前記当接面から突出させた状態で保持する保持部と、を備え、前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とを突合せる際に、前記弁体が押圧され、前記弁体と前記保持部との間に隙間が形成される。

上記構成によれば、第１開閉弁及び第２開閉弁には互いに当接する当接面がそれぞれ設けられており、当接面の少なくとも一方に形成された凹部に弁体及びスプリングを備えるサブバルブが収容され、保持部によってサブバルブの弁体が先端を当接面から突出させた状態で保持されている。このため、サブバルブを凹部内に押し込んでサブバルブを開くことにより、凹部の底部に連通した連通孔を通して雄継手内又は雌継手内に残った残圧を逃がすことができる。

ここで、連通孔の内径は凹部の内径より小さいため、サブバルブのスプリングは凹部の底部に保持される。また、サブバルブの弁体は、凹部の周縁に一体成形された保持部によって保持される。このため、サブバルブを保持するために別体の部材を備える必要がなく、部品点数を削減することができる。

本発明の請求項２に係る管継手は、請求項１に記載の管継手であって、前記保持部の前記弁体との当接部は、前記弁体の形状に沿って湾曲している。

上記構成によれば、保持部の弁体との当接部が弁体の形状に沿って湾曲しているため、保持部と弁体との間に隙間が空く虞が少なくなり、サブバルブのシール性を向上させることができる。

本発明の請求項３に係る管継手は、請求項１又は２に記載の管継手であって、前記第１開閉弁の硬度は、前記弁体の硬度に比べて低くされている。

上記構成によれば、第１開閉弁の硬度が弁体の硬度に比べて低くされているため、第１開閉弁に形成された保持部を弁体に沿って変形させることが容易となる。

本発明の請求項４に係る管継手の製造方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手の製造方法であって、前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の前記当接面の前記凹部の周縁から軸方向に沿って垂直に突出する前記保持部を形成し、前記凹部に前記サブバルブを収容し、その後、前記当接面を前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の軸方向に押圧することにより、前記保持部を前記凹部の径方向内側方向へと変形させ、前記当接面を平坦にする。

上記構成によれば、凹部の周縁から軸方向に沿って垂直に突出する保持部を形成し、凹部にサブバルブを収容した後、当接面を押圧することにより保持部を凹部の径方向内側方向へと変形させ、当接面を平坦にする。つまり、保持部を変形させるだけで、サブバルブを凹部内に収容した状態で保持することができる。このため、容易に管継手を組み立てることができる。

本発明の請求項５に係る管継手の製造方法は、請求項４に記載の管継手の製造方法であって、前記保持部を前記凹部の径方向内側方向へと変形させた後、前記弁体を前記保持部へ押圧することにより、前記保持部の前記弁体との当接部を前記弁体の形状に沿って湾曲させている。

上記構成によれば、弁体を保持部へ押圧することによって保持部の弁体との当接部を弁体の形状に沿って湾曲させるため、容易に保持部の形状を弁体の形状に沿わせることができる。

本発明によれば、部品点数を削減でき組み立てが容易な管継手及び管継手の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る管継手であって、雄継手と雌継手が分離されている状態を示す半裁断面図である。本発明の実施形態に係る管継手であって、雄継手と雌継手が連結されている状態を示す半裁断面図である。本発明の実施形態に係る管継手の移動バルブを示す断面図である。（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の実施形態に係る管継手の移動バルブの組み立て工程を示す工程図である。

以下、本発明の管継手の実施形態について図面に基づいて説明する。

（全体の構成）
図１、図２に示すように、管継手１０はいわゆる迅速継手（カップラー）であり、雄型金具である雄継手１２と、雌型金具である雌継手３２とを備えている。雄継手１２は図示しない一方の配管に接続され、雌継手３２は図示しない他方の配管に接続されている。

雌継手３２の外周面には、雌継手３２と雄継手１２とを連結するためのスリーブ６０が設けられている。また、雄継手１２と雌継手３２には、それぞれ先端を対向させた第１開閉弁としての移動バルブ１４、及び第２開閉弁としての移動バルブ３４が設けられている。

雄継手１２は略円筒状とされた雄継手本体１３を備えており、雄継手本体１３の内周側には、流体が通過可能で移動バルブ１４によって開閉される流路２６が形成されている。また、雄継手本体１３の内部には係止部材１６が嵌め込まれ、この係止部材１６にスプリング１８を介して移動バルブ１４が軸方向に移動可能に保持されている。なお、移動バルブ１４側が、後述する雌継手３２の凹状挿入部５０に挿入される。

係止部材１６は、雄継手本体１３の溝に嵌め込まれた止めリング２０に係止されることにより雄継手本体１３内で軸方向に固定されており、係止部材１６には、スプリング１８の内側面を支持する規制部１６Ａが設けられている。また、雄継手本体１３の先端には、内径が徐々に縮径された縮径部２２が形成されている。

移動バルブ１４は、先端側が縮径部２２の形状に沿って徐々に縮径しており、縮径部２２と接触する位置にゴム製のリング状のシール部材２４が設けられている。移動バルブ１４は、スプリング１８によって縮径部２２に押圧され、シール部材２４が縮径部２２に接触している。

移動バルブ１４の先端には、当接面１５Ａを有する突部１５が形成されており、突部１５が雄継手本体１３の先端より軸方向に突出している。この突部１５は、当接面１５Ａが雌継手３２側の移動バルブ３４の突部３５の当接面３５Ａに突き当てられるように構成されている。

また、雄継手本体１３の外周には、凹状挿入部５０内に挿入されたときに、後述する硬球５８を受ける溝状の凹部１３Ａが形成されている。この凹部１３Ａ内に硬球５８が納まることによって、雄継手１２が凹状挿入部５０内で固定される。

一方、雌継手３２は略円筒状とされ、内部に移動バルブ３４によって開閉される流路７６が構成されている。また、雌継手３２には、雄継手１２が挿入される凹状挿入部５０が形成されている。凹状挿入部５０の奥側には、雌継手本体３３の内部に係止部材３６が嵌め込まれ、この係止部材３６にスプリング３８を介して移動バルブ３４が軸方向に移動可能に保持されている。

係止部材３６は、雌継手本体３３の溝に嵌め込まれた止めリング４０に係止されることにより雌継手本体３３内で軸方向に固定されており、係止部材３６には、スプリング３８の内側面を支持する規制部３６Ａが設けられている。また、凹状挿入部５０の挿入口側には、雌継手本体３３の内径が徐々に縮径された縮径部４２が形成されている。

移動バルブ３４は、先端側が縮径部４２の形状に沿って徐々に縮径しており、縮径部４２と接触する位置にゴム製のリング状のシール部材４４が設けられている。移動バルブ３４は、スプリング３８によって縮径部４２に押圧され、シール部材４４が縮径部４２に接触している。

移動バルブ３４の先端には、当接面３５Ａを有する突部３５が形成されており、この突部３５は、当接面３５Ａが雄継手１２側の移動バルブ１４の突部１５の当接面１５Ａに突き当てられるように構成されている。また、凹状挿入部５０の内部では、縮径部４２より先端側が拡径しており、その拡径部に環状の溝部４６が形成され、この溝部４６内にＯリング４８が嵌め込まれている。

スリーブ６０は、円筒状とされ、雌継手３２の雄継手１２との連結側に外装されている。スリーブ６０の内側では、雌継手本体３３の外周面に段部５２が形成されており、この段部５２に径方向外側方向に拡大する台形断面の孔５４が同一周面上に複数形成されている。複数の孔５４内には、それぞれ固定部材としての硬球５８が納められている。硬球５８は、例えば、ステンレス鋼で形成することができる。

また、スリーブ６０の内周側には、段部５２に対向して段部６４が形成されており、段部５２と段部６４との間には、コイルスプリング６２が嵌められている。スリーブ６０は軸方向に移動可能とされており、コイルスプリング６２によって雄継手１２側（図１における左方向）に付勢されている。

さらに、段部５２の先端側には周溝５６が形成されている。周溝５６には止めリング６８が装着されており、周溝５６と対向するスリーブ６０の拡径部７４に、止めリング６８の外周を突出させることで、スリーブ６０の抜けが防止されている。

また、雌継手本体３３には、ロック固定用ねじ孔３３Ａが構成されており、ロック固定用ねじ孔３３Ａにはロック部材７８が螺合されている。一方、スリーブ６０の一方の配管側（図１における右側）の一端辺７２Ａには、ロック部材７８が挿入される解除溝６６が形成されている。

スリーブ６０の内周には、硬球５８の当たり面となる内周面７０が構成されており、内周面７０は、段部６４の内径よりも小さい内径になるように形成されている。図１に示すように、スリーブ６０を雌継手本体３３に対して他方の配管側（図１における右方向）へ移動させると、硬球５８は拡径部７４に対応する位置に配置される。

このとき、硬球５８は、雌継手本体３３の内周から突出しないように径方向外側へ移動可能となる。硬球５８が雌継手本体３３の径方向外側へ移動すると、硬球５８が凹部１３Ａから外れて雄継手１２と雌継手３２の抜け方向の相対移動が許容され、互いの離脱が維持される。このときのスリーブ６０の位置を離脱位置Ｐ２とする。

一方、図２に示すように、硬球５８が内周面７０に当たっているときには、硬球５８は雌継手本体３３の径方向内側へ押されて、雌継手本体３３の内周面から内側へ突出する。雄継手１２が凹状挿入部５０に挿入されて硬球５８が凹部１３Ａ内に収まっているときに、硬球５８が内周面７０により押されると、雄継手１２と雌継手３２の抜け方向の相対移動が阻止され、雄継手１２が凹状挿入部５０内で固定される。このときのスリーブ６０の位置を固定位置Ｐ１とする。

なお、スリーブ６０は、通常時にはコイルスプリング６２に付勢されて固定位置Ｐ１に配置されている。このとき、スリーブ６０を周方向に回転させて解除溝６６の周方向における位置をロック部材７８の位置からずらすことにより、スリーブ６０の離脱位置Ｐ２へ向かう方向（図２における右方向）への移動を阻止して雌継手３２と雄継手１２の分離を抑制することができる。

（移動バルブの構成）
図３に示すように、移動バルブ１４の突部１５の当接面１５Ａには、円筒状の凹部８０が形成されており、凹部８０には、サブバルブ８２が収容されている。

サブバルブ８２は、球体状の弁体８４、及び弁体８４を当接面１５Ａ方向に付勢するスプリング８６を備えており、スプリング８６の一端が凹部８０の底部８０Ａに当接されている。なお、弁体８４は、ステンレス鋼等の硬質材料で構成されており、弁体８４の直径は凹部８０の内径より小さくされている。

また、凹部８０の周縁部分には、凹部８０の径方向内側へと突出する保持部８８が全周に亘って一体成形されている。保持部８８の当接部８８Ａに弁体８４が当接することにより、先端が当接面１５Ａから突出した状態で弁体８４が凹部８０内に保持されて弁体８４の凹部８０からの抜けが防止されている。

なお、保持部８８の当接部８８Ａは弁体８４の形状に沿って湾曲している。また、移動バルブ１４及び移動バルブ１４と一体成形されている保持部８８は、ＪＩＳＺ２２４４に規定されるビッカース硬さが弁体８４を構成しているステンレス鋼等の硬質材料より低い材料で構成されており、例えば、ＪＩＳＧ４０５１に規定されるＳ２０Ｃ等の機械構造用炭素鋼鋼材で構成されている。

また、移動バルブ１４内には、移動バルブ１４の軸線に沿って流路としての連通孔９０が形成されている。連通孔９０の一端は凹部８０の底部８０Ａに連通しており、他端は移動バルブ１４の当接面１５Ａとは反対側の端部に連通している。なお、連通孔９０の内径は凹部８０の内径より小さくされている。

（移動バルブの製造方法）
次に、移動バルブ１４の凹部８０内にサブバルブ８２を収容する方法について説明する。まず、サブバルブ８２を収容する前には、図４（Ａ）に示すように、凹部８０周縁部分の保持部８８は、移動バルブ１４の当接面１５Ａから垂直方向に突出している。

次に、図４（Ｂ）に示すように、スプリング８６、弁体８４の順でサブバルブ８２を移動バルブ１４の凹部８０に収容する。そして、図４（Ｃ）に示すように、移動バルブ１４を治具９２で保持し、プレス治具９４にて当接面１５Ａを移動バルブ１４の軸方向に所定の荷重で押圧する。

このとき、保持部８８はプレス治具９４によって押圧されて、凹部８０の径方向内側方向へと変形する。保持部８８が変形することにより、図４（Ｄ）に示すように、保持部８８の当接部８８Ａと弁体８４とが当接し、サブバルブ８２の凹部８０からの抜けが防止される。

その後、図４（Ｅ）に示すように、移動バルブ１４の当接面１５Ａを治具９６で保持し、連通孔９０側から凹部８０内にプレス治具９８を挿入して弁体８４を保持部８８の当接部８８Ａへ所定の荷重で押圧する。

このとき、保持部８８は弁体８４より硬度の低い材料で構成されているため、保持部８８の当接部８８Ａは弁体８４の形状に沿って湾曲形状に変形する。以上の工程によって凹部８０内にサブバルブ８２が収容された移動バルブ１４が製造される。

（作用、効果）
雄継手１２と雌継手３２とを連結する際には、図１に示すように、スリーブ６０をコイルスプリング６２の力に抗して離脱位置Ｐ２に配置した後、雄継手１２を凹状挿入部５０内に挿入して移動バルブ１４の当接面１５Ａと移動バルブ３４の当接面３５Ａとを突き合わせる。

移動バルブ１４と移動バルブ３４の当接面１５Ａ、３５Ａ同士を突き合わせる際、移動バルブ１４の当接面１５Ａから突出しているサブバルブ８２の弁体８４が移動バルブ３４の当接面３５Ａによって押圧されてスプリング８６の力に抗して一方の配管側（図１における左方向）に移動する。

このとき、弁体８４が保持部８８の当接部８８Ａから離間して弁体８４と当接部８８Ａとの間に隙間が形成され、雄継手１２内に残った残圧が連通孔９０を通して弁体８４と当接部８８Ａとの間の隙間から雄継手１２外へと逃がされる。

その後、雄継手１２をさらに奥へと挿入していくと、移動バルブ１４、３４の突部１５と突部３５が押圧され、移動バルブ１４、３４はそれぞれスプリング１８、３８の力に抗して押し込まれる。その後、図２に示すように、スリーブ６０をコイルスプリング６２の力により固定位置Ｐ１に戻すと、雌継手３２と雄継手１２とが連結される。

この状態では、移動バルブ１４のシール部材２４と縮径部２２との間、及び移動バルブ３４のシール部材４４と縮径部４２との間に隙間が形成され、雄継手１２と雌継手３２の流路２６、７６が連通する。そして、この流路２６、７６を圧力下で流体が通過する。

なお、雄継手１２と雌継手３２を分離すると、図１に示すように、流路２６、７６がシール部材２４と縮径部２２との当り面、及びシール部材４４と縮径部４２との当り面で再びシールされる。また、保持部８８の当接部８８Ａと弁体８４とが当接して凹部８０（連通孔９０）がシールされる。

本実施形態の管継手１０では、移動バルブ１４の当接面１５Ａに形成された凹部８０に収容されたサブバルブ８２を備えている。このため、サブバルブを凹部８０内に押し込んでサブバルブ８２を開くことにより、凹部８０の底部８０Ａに連通した連通孔９０を通して雄継手１２内に残った残圧を逃がすことができる。

ここで、連通孔９０の内径は凹部８０の内径より小さいため、サブバルブ８２のスプリング８６は凹部８０の底部８０Ａに保持され、連通孔９０内にサブバルブ８２が入り込む虞は少ない。また、サブバルブ８２の弁体８４は、凹部８０の周縁部分に一体成形された保持部８８によって保持される。つまり、移動バルブ１４のみによってサブバルブ８２を保持することができ、別体の保持部材を備える必要がないため、部品点数を削減することができる。

また、移動バルブ１４の硬度が弁体８４の硬度に比べて低くされており、弁体８４を保持部８８へ押圧することによって保持部８８の当接部８８Ａを弁体８４の形状に沿って湾曲させている。このため、保持部８８の当接部８８Ａの形状を弁体８４の形状に容易に沿わせることができるとともに、保持部８８と弁体８４との間に隙間が空く虞が少なくなり、サブバルブ８２のシール性を向上させることができる。

さらに、凹部８０にサブバルブ８２を収容した後、プレス治具９４で保持部８８を押圧して変形させることにより、保持部８８によって凹部８０内でサブバルブ８２を保持している。つまり、サブバルブ８２を凹部８０に収容して凹部８０内で保持する際に、移動バルブ１４を分解したり、保持部８８を移動バルブ１４とは別体にする必要がないため、容易に管継手１０を組み立てることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明について実施形態の一例を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。

例えば、サブバルブ８２は雄継手１２の移動バルブ１４にのみ設けられていたが、雌継手３２側に残圧が残りやすい場合には移動バルブ３４に設けてもよい。

また、プレス治具９４によって保持部８８を凹部８０の径方向内側方向へと変形させた後、プレス治具９８によって保持部８８の当接部８８Ａを湾曲形状に変形させていたが、プレス治具９４、９８を同時に用いて押圧することにより、保持部８８の変形と当接部８８Ａの変形とを同時に行ってもよい。なお、サブバルブ８２によるシール性が十分確保できる場合には、保持部８８の当接部８８Ａを弁体８４の形状に沿って湾曲させなくてもよい。

１０管継手
１２雄継手
１４移動バルブ（第１開閉弁）
１５Ａ、３５Ａ当接面
２６、７６流路
３２雌継手
３４移動バルブ（第２開閉弁）
５０凹状挿入部
８０凹部
８０Ａ底部
８２サブバルブ
８４弁体
８６スプリング
８８保持部
８８Ａ当接部
９０連通孔

Claims

筒状とされ、筒内の流路を開閉する第１開閉弁が前記流路に沿って移動可能に配置されている雄継手と、
筒状とされ、前記雄継手が挿入される凹状挿入部を有し、前記雄継手が前記凹状挿入部に挿入された際に前記第１開閉弁に当接して筒内の流路を開閉する第２開閉弁が前記流路に沿って移動可能に配置されている雌継手と、
前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁の互いの先端に形成された当接面の少なくとも一方に形成された凹部と、
前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の軸線に沿って形成され、前記凹部の底部に連通し、前記凹部の内径より内径が小さい連通孔と、
前記凹部に収容され、球体状の弁体及び前記弁体を付勢するスプリングを備えるサブバルブと、
前記凹部の周縁に一体成形され、前記スプリングで付勢された前記弁体が当接して前記弁体の先端を前記当接面から突出させた状態で保持する保持部と、
を備え、
前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とを突き合せる際に、前記弁体が押圧され、前記弁体と前記保持部との間に隙間が形成される、管継手。
前記保持部の前記弁体との当接部は、前記弁体の形状に沿って湾曲している、請求項１に記載の管継手。
前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の硬度は、前記弁体の硬度に比べて低くされている、請求項１又は２に記載の管継手。
前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の前記当接面の前記凹部の周縁から軸方向に沿って垂直に突出する前記保持部を形成し、
前記凹部に前記サブバルブを収容し、
その後、前記当接面を前記第１開閉弁又は前記第２開閉弁の軸方向に押圧することにより、前記保持部を前記凹部の径方向内側方向へと変形させ、前記当接面を平坦にする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管継手の製造方法。
前記保持部を前記凹部の径方向内側方向へと変形させた後、前記弁体を前記保持部へ押圧することにより、前記保持部の前記弁体との当接部を前記弁体の形状に沿って湾曲させる、請求項４に記載の管継手の製造方法。