JP2011075055A - 管継手の雌型継手部材 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの環状シール部材で内側及び外側弁座部を密封係合する。
【解決手段】
弁部材が、弁開口内に入るガイド部を有するガイド部材７５と、シール部材６８と、シール部材をガイド部材との間に挟着固定する筒状支持部材７２とを有する。シール部材は、外側係合部６８ｂと内側係合部６８ａとを有する。外側係合部６８ｂはガイド部材７５と筒状支持部材７２の前端に接着され、内側係合部は非接着とされ、且つ、ガイド部より半径方向内側に延びる環状延長部６８ａ’を有する。弁部材が閉止位置に近づくとき、外側及び内側係合部が外側及び内側弁座部に係合しながら弾性変形し、且つ、内側係合部は後方に湾曲するようにされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、管継手における雌型継手部材に係り、特に、筒状の継手本体の半径方向中央部に内側弁座部を設け、該内側弁座部に対応する継手本体の内周面の位置に外側弁座部を設けると共に、同継手本体内に筒状又は環状の弁部材を設け、該弁部材が、内側及び外側弁座部に係合して当該継手本体の流路を閉じる閉止位置と、同弁座部から離れて流路を開放する開放位置との間を軸線方向で変位可能とした雌型継手部材に関する。

管継手の雄型及び雌型の継手部材は、通常、筒状の継手本体の内部に流路の開閉を行うための弁手段が設けられている。弁手段には、種々の形式があるが、筒状の弁部材を継手本体の内周面と摺動可能とするとともに、該継手本体の半径方向中央位置に弁座部を設定し、該弁部材が流路閉止位置にあるときには、該弁座部に密封係合して流路を閉止するようにしたものがある。この形式の継手部材においては、Ｏリングなどのシール部材が、弁部材の外周面と継手本体の内周面との間に設定され、雄型及び雌型継手部材の間の隙間から流体が漏れるのを防ぐようにする（例えば、特許文献１参照）。また、シール部材を用いる代わりに、弁部材自体をゴムなどで形成してシール部材を兼ねるようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

しかし、そのようなシール部材は、弁体の動きに伴う摩擦により磨耗を生じやすい。このため、筒状の継手本体の内周面に流体通路を囲むように突設された外側弁座部とこの外側弁座部に対応する半径方向内側に内側弁座部とを設け、雄型及び雌型継手部材が離されて、弁部材が流路閉止位置にあるときには、該弁部材が外側及び内側弁座部に密封係合して流体の漏れを防ぐようにすると共に、雄型及び雌型継手部材が連結されたときには、弁部材が外側及び内側弁座部から離れて開放位置となるようにしたものが開発されている。（例えば、特許文献３）。この継手部材においては、弁部材が流路閉止位置となったときには、外側及び内側弁座部と当該弁部材との間で環状の外側及び内側環状シール部材を挟着することによって流体の漏出を防ぐようになっているが、弁部材が外側及び内側シール部材を同時に押圧開始するようにすることは、製作上、難しく、このため一方のシール部材が早く押圧され、他方のシール部材が適正な密封作用を行なうのに必要な押圧がなされる前に、当該弁部材の動きが停止されてしまうということが生じやすい。

本願発明者は、このような点に鑑み、弁部材が該閉止位置に近づくときに、弁部材に取り付けた外側環状シール部材が外側弁座部押圧されると同時に、同じく弁部材に取り付けた内側環状シールが、内側弁座部に係合しながら後方に湾曲するように弾性変形するようにして、外側環状シール部材が外側弁座部と十分に密封係合するのに、内側環状シール部材が当該弁部材の動きを妨げず、外側及び内側環状シール部材による密封係合が共に適正になるようにした雌型継手部材を開発している（特許文献４）。しかし、この雌型継手部材では、外側及び内側環状シール部材と、それが取り付けられている弁部材との間の接着が不十分である場合などにより、それらの間の隙間から流体が漏れ出す虞があることが分かった。また、外側及び内側環状シール部材を、弁部材に取り付ける作業が煩雑であり、コストが高いものとなっていた。

米国特許第４，９３６，３４５号 実開昭６４−４９７９１号 特許第２６９４２９９号 特許第３９０９３３９号

本発明は、このような特許文献４に開示された継手部材の問題を解消することができる雌型継手部材を提供することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、
前端開口、該前端開口から後方に延びる雄型継手部材受入部、及び、該雄型継手部材受入部に受け入れた雄型継手部材の流体通路に連通される流体通路を備える筒状の継手本体と、
該継手本体内に設けられて、該流体通路間の開閉を行なう弁装置と、
を有する管継手の雌型継手部材であって、
該弁装置が、
該継手本体の内周面に該雄型継手部材受入部を囲むように突設され、該継手本体と同軸状とされた外側弁座部と、
該外側弁座部の半径方向内側位置に設けられ、該継手本体と同軸状とされた内側弁座部であって、該外側弁座部との間に環状の弁開口を画定する内側弁座部と、
該継手本体内部にその軸線方向で変位可能に設けられ弁部材と、
該弁部材を前方に向けて付勢して該弁部材が外側及び内側弁座部と密封係合する閉止位置とするとともに、該外側及び内側弁座部から後方に離れて開放位置となるのを許容するバネ部材と
を有し、
弁部材は、
該開放位置から該閉止位置に向かうときに、該弁開口内に入って、該弁部材が該継手本体と同軸状になるように案内するガイド部を有するガイド部材と、
該継手本体と同軸状にされ、該ガイド部材の後面側に取り付けられる環状の外側係合部と、該外側係合部から半径方向内側延びる環状の内側係合部とを有し、該弁部材が開放位置から前方に動き閉止位置に近づいたときに、外側及び内側係合部が対応する外側及び内側弁座部と係合して弾性変形を伴いながら該外側及び内側弁座部に密封係合するようになされた環状のシール部材と、
該シール部材の後面側に取り付けられ、該継手本体の内周面に隣接して後方に延びる筒状支持部材であって、該外側係合部を該ガイド部材との間に固定する筒状支持部材と
を有する雌型継手部材を提供する。

この雌型継手部材においては、シール部材の外側係合部が上述のようにガイド部材と筒状支持部材との間で固定されており、外側係合部の内側に設けられた内側係合部が、ガイド部材のガイド部よりも半径方向内側に位置して、弁部材が該閉止位置に達して外側係合部が該外側弁座部と密封係合されるときに、外側係合部が外側弁座部に密封係合するのを内側係合部が妨げず且つ内側係合部が内側弁座部と密封係合状態を得ることを可能にする。更に、シール部材が単一の部材とされているので、その外側及び内側係合部で外側及び内側弁座部に密封係合した状態では、ガイド部材などの弁部材の構成要素に対する該シール部材の結合が不完全なものであったとしても、その結合部分から流体が漏出してしまうといった状態が生じることはない。

具体的には、環状のシール部材が、内側係合部がガイド部材のガイド部よりも半径方向内側に延びる環状延長部を有し、該弁部材が該閉止位置に達して外側係合部が該外側弁座部と密封係合されたときに、該環状延長部の該内側弁座部との係合により当該内側係合部が後方に湾曲するように弾性変形されて該内側弁座部との間を密封するようにすることができる。内側係合部の環状延長部は、外側係合部が外側弁座部に密封係合するのを内側係合部が妨げず且つ当該内側係合部がそのような湾曲を伴いながら内側弁座部と密封係合して、外側及び内側弁座部における密封係合をより確実にすることを可能とする。

外側弁座部が、該継手本体と同軸状とされ、前方に向かうに従い小径になる環状傾斜面と、該環状傾斜面の前端縁から該継手本体と同軸状に前方に延びて該弁開口を画定する円筒状のガイド面とを有し、
該弁部材のガイド部材が、該弁開口に入るガイド部の後端から後方に向かうに従って大径となる係止部分を有し、該係止部分が、該弁部材が該閉止位置とされた状態で、該外側弁座部の該環状傾斜面と略当接するようにすることができる。

雌型継手部材内の高圧がシール部材にかけられたときに、該ガイド部材の係止部分が該外側弁座部の環状傾斜面と当接することにより、該シール部材が外側に飛び出すのを阻止することを可能とするものである。

より具体的には、該環状のシール部材が、該外側係合部において該筒状支持部材と該ガイド部材に接着され、該内側係合部が該筒状支持部材と該ガイド部材に対して非接着とすることができる。

以下、本発明に係る雌型継手部材の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明に係る雌型継手部材と、該雌型継手部材に連結される雄型継手部材からなる管継手の縦断側面図である。 同管継手の縦断側面図であり、雌型継手部材が雄型継手部材と連結された状態を示している。 弁部材の分解側面図である。 弁部材を後方上部から見た分解斜視図である。 弁部材を前方上部から見た分解斜視図である。

図１に示すように、本発明に係る雌型継手部材１０は、雄型継手部材１２とともに管継手１４を構成する。

雄型継手部材１２は、筒状の継手本体１６と、該継手本体１６内に設定され、圧縮バネ１８により付勢されて、当該雄型継手部材１２の流体通路２２を閉じるための閉止位置（図１）とされている弁部材２０とを有する。弁部材２０は、環状シール２１を支持する弁本体２３と、該弁本体２３の後面中央に設けられた突起（ピン）２５に先端がかしめられて該弁本体２３に固定されたバネ受け部材２７とを有する。バネ受け部材２７は、金属板をプレス加工したものであり、円環状にされて圧縮バネ１８を受けるバネ受け部２７ａと、該バネ受け部２７ａの周縁に設けられた筒状のバネ保持部２７ｂとを有し、バネ受け部２７ａには流体を通すための孔２７ｃが設けられている。通常の弁部材は、上記突起２５に相当するものを長く形成し、その周りに圧縮コイルバネを設定するが、本発明では、圧縮コイルバネ１８の支持を、上記の如きバネ受け部材２７によって行うようにしたので、圧縮バネ１８の径を大きく且つバネ材を太くすることができ、従って、その長さを短くすることができるので、バネ受け部材２７のプレス成形によるコスト低減に加えて、当該雄型継手部材１２の製作コストを低減することが可能となる。

雌型継手部材１０は、前端開口３０、前端開口３０から後方に延び、雄型継手部材１２を受け入れるための雄型継手部材受入部３２を有する継手本体３６、及び、該継手本体３６の後端にネジ係合され、該継手本体３６内を前方に延びる流体通路管４４を有する。

継手本体３６は、その内周面４０に雄型継手部材受入部３２を囲むように突設された外側弁座部４２を備える。流体通路管４４は、流体通路３４を画定する内周面、継手本体３６の内周面４０との間に筒状の弁部材収納空間４６を形成する外周面５０、該流体通路３４の前端を閉じて、継手本体３６の外側弁座部４２との間に環状の弁開口４８（図２）を形成する内側弁座部５２、内側弁座部５２より後方位置において弁部材収納空間４６と流体通路３４とを連通するために設けられた連通孔５４とを有する。連通孔５４は、９０°間隔で４つ設けられるようにされている。

弁部材収納空間４６内には、継手本体３６の内周面４０及び流体通路管４４の外周面５０に対して前後方向で変位能に設けられ、外側弁座部４２及び内側弁座部５２に係合して弁開口４８を閉じる閉止位置（図１）と、雄型継手部材受入部３２内に挿入される雄型継手部材１２によって当接され、閉止位置から弁部材収納空間４６内の後方に押し込まれ、外側弁座部４２及び内側弁座部５２から離れて弁開口４８を開放した開放位置（図２）との間で変位可能とされた環状又は筒状の弁部材６０、及び、弁部材６０を閉止位置に向けて付勢する圧縮バネ６２を有する。

継手本体３６の内周面４０及び流体通路管４４の外周面５０には、それぞれ環状の連通用凹部６４，６６が設けられて、開放位置とされた弁部材６０が閉止位置に向かって動くときに、弁部材収納空間４６において弁部材６０より前方の空間内にある流体が、連通用凹部６４，６６を通って、後方に流れるようにし、前述した従来の管継手のようにこの連通用凹部が設けられていない場合に比べて、該弁部材６０の動きに対する抵抗を小さくするようにしてある。

弁部材６０は、具体的には、閉止位置にあるときに、外側弁座部５２及び内側弁座部４２に密封係合するゴムや樹脂などの弾性部材からなる環状のシール部材６８と、シール部材６８の後面に取り付けられ継手本体３６の内周面４０に対して近接して同軸状に配置された筒状部７０を有する金属等の剛性材料からなる筒状支持部材７２と、シール部材６８の前面側に取り付けられ、弁部材６０が開放位置から閉止位置に向かうときに、弁開口４８内に入って、弁部材６０が継手本体３６と同軸状になるように案内するガイド部７６を有する金属等の剛性材料からなるガイド部材７５とを有する。筒状支持部材７２及びガイド部材７５とシール部材６８とは接着剤などにより接続される。

外側弁座部４２は、継手本体３６と同軸状とされ、前方に向かうに従い小径になる環状傾斜面４２ａと、該環状傾斜面４２ａの前端縁から継手本体３６と同軸状に前方に延びて弁開口４８を画定する円筒状のガイド面４２ｂとを有する。ガイド部材７５は、弁開口４８に入るガイド部７６から後方に向かうに従って大径となる係止部分７７を有し、該係止部分７７は弁部材６０が閉止位置とされた状態で、外側弁座部４２の環状傾斜面４２ａと略当接するようにされており、弁部材６０が閉止位置にあるときに該弁部材６０が当該雌型継手部材内の高圧を受けても、弁開口４８を通して外部へ飛び出さないようにしている。図示の実施形態では、内側弁座部５２は外側弁座部４２に対向して、継手本体３６と同軸状にされた円筒状のガイド面５２ａと、該ガイド面の後端縁から半径方向外側に広がる半径方向面５２ｂとを有しており、ガイド部材７５のガイド部７５は、外側弁座部４２及び内側弁座部５２のガイド面４２ｂ、５２ａの間に形成される弁開口４８内に入るようになされている。

環状のシール部材６８は、内側係合部６８ａと外側係合部６８ｂとを有し、弁部材６０が開放位置から前方に動き閉止位置に近づいたときに、外側及び内側係合部６８ｂ、６８ａが対応する外側側及び内側弁座部４２，５２と係合して弾性変形を伴いながら弁部材が閉止位置に進むようになされる。内側係合部６８ａは、ガイド部材７５のガイド部７５よりも半径方向内側に延びる環状延長部６８ａ’を有し、弁部材６０が閉止位置に達して外側係合部６８ａが外側弁座部４２と密封係合されたときに、図２に示すように、該環状延長部６８ａ’が内側弁座部５２との係合により後方に湾曲するように弾性変形されて内側弁座部５２との間を密封するようにされている。

筒状支持部材７２は、その前端部に、シール部材６８の外側係合部６８ｂの後面に当接され接着された環状の縦断面形状が逆Ｌ字状部分の環状支持部７３を有し、内側係合部６８ａは内側弁座部４２に係合されたときに、環状支持部７３の半径方向内側において、後方に湾曲するようにされている。具体的には、シール部材６８は、環状支持部７３に接着された後面部分に略対応する前面部分においてガイド部材７５に接着されており、外側係合部６８ｂはそれら前後の接着面間に画定されて、当該弁部材６０が閉止位置とされたときには、環状傾斜面４２ａに確実に押圧されるようにされており、内側係合部６８ａは該外側係合部６８ｂから内側に延びる部分とされ、ガイド部材７５には接着されずに大きな可撓性を有するようにされている。

流体通路管４４の外周面５０は、環状のシール部材６８の内周面６８ａより僅かに小さな直径を有し、弁部材６０が、閉止位置と開放位置との間で変位するときに環状のシール部材６８の内周面６８ａがほぼ摺動するようにされたシール部材近接部５０ａを有し、連通用凹部６６は、図２に示すように、弁部材６０が開放位置にあるときに、環状のシール部材６８の内周面の前後にわたって延びるようにされており、弁部材６０が開放位置から閉止位置に向かって動き始めるときに、弁部材収納空間４６においてシール部材６８より前方の空間内にある流体が、連通用凹部６６を通って、後方に流れるようにされている。

シール部材６８の外周面は、筒状支持部材７２の筒状部７０と略同じ外径を有している。継手本体３６の内周面４０は、開放位置にあるときの弁部材６０のシール部材６８の外周面に略接する位置から後方に延びるガイド部４０ａと該ガイド部４０ａの前端から前方に延びる上記の連通用凹部６４とを有する。ガイド部４０ａは、支持部材７２の筒状部７０の外周面７０ａと略接するようにされており、開放位置と閉止位置との間で変位する弁部材６０が傾かないように案内する。連通用凹部６４は、弁部材６０が前後に動くときに、その前後の空間の間で両体が流れやすくするものであるが、特に、弁部材６０が開放位置から閉止位置に向かって動くときに、弁部材６０の前方から後方に流体が流れやすくし、弁部材６０の動きに対する抵抗を小さくする。

図示の例では、筒状支持部材７２の筒状部７０に周方向で間隔をあけて設けられた連通孔７４が設けられており、連通用凹部６４を介して弁部材６０のシール部材６８の後方に流れた流体が、該連通孔７４を介して、当該弁部材６０の後方空間に流れるのを容易にしている。

図示の例では、継手本体３６は、半径に延びる施錠孔内に設定された球状の施錠子８０と、継手本体３６の外周面上に前後方向で変位可能とされた操作スリーブ８２と、該操作スリーブ８２を図示のように施錠子８０を半径方向外側から内向きに押圧する施錠位置に付勢する圧縮バネ８４とを有している。雄型継手部材１２を雌型継手部材１０内に連結する場合には、作業者が操作スリーブ８２を、図で見て、左方に変位させ、該操作スリーブ８２の内周面の大径とされた施錠子開放部８６が施錠子８０の半径方向外側位置となるようにして、雄型継手部材１２を挿入し、挿入した段階で、作業者が操作スリーブ８２を離すことによって、圧縮バネ８４により操作スリーブ８２が図示の位置に変位され、それにより施錠子８０を雄型継手部材１２の外周面に設けた施錠子受入溝９０に嵌合させて、雄型継手部材１２及び雌型継手部材１０を連結固定する。

図２に示すように雌型継手部材１０に連結されていた雄型継手部材１２を、操作スリーブ８２を左方に変位させて施錠子開放位置とし、雌型継手部材１０から右方に引き抜くと、圧縮バネ６２のバネ力により弁部材６０が雄型継手部材１２に追従するように右方に変位する。

このとき、弁部材収納空間４６における弁部材６０の後方の空間は容積が大きくなり流体の充填が必要になり、一方、弁部材収納空間４６における弁部材６０の前方の空間では容積が小さくなり流体が弁体の後方空間内に流れるようにすることが必要となる。本願発明に係る雌型継手部材１０では、弁部材６０の特に動き始めの段階では、流体通路管４４の外周面５０に設けた連通用凹部６６がシール部材６８の前後にわたって延びるようにされているので、この連通用凹部６６を介して流体が弁部材６０の後方空間内に充填されるようになり、当該弁部材６０が円滑に変位することを可能としている。また、継手本体３６の内周面４０に設けた連通用凹部６４は、弁部材６０が動き始めて間もなく、シール部材６８が連通用凹部６４のある位置となり、該シール部材６８の前方位置にある流体が該連通用凹部６４を介して後方に流れ、筒状部７０に形成された連通孔７４を介して、当該弁部材６０の後方空間内に流れやすくなる。このようにしていることにより、雄型継手部材１２が急に引き抜かれても、弁部材６０が速やかに閉止位置に戻り、流体が当該雌型継手部材１０から漏出するのをできるだけ少なくするようにすることができる。

弁部材６０が変位するときになるべく傾きがないようにすることが好ましく、継手本体３６の内周面４０のガイド部４０ａは長くすることが好ましく、図示の例では、弁部材６０が閉止位置にあるときに、その筒状部７０の後端がガイド部４０ａの前端と重なるようにして、弁部材６０が開放位置に動き始めたときから該ガイド部４０ａが該弁部材６０を案内できるようにしている。

以上、本発明に係る雌型継手部材の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

雌型継手部材１０；雄型継手部材１２；管継手１４；継手本体１６；圧縮バネ１８；弁部材２０；環状シール２１；流体通路２２；弁本体２３；突起２５；バネ受け部材２７；バネ受け部２７ａ；バネ保持部２７ｂ；前端開口３０；雄型継手部材受入部３２；継手本体３６；内周面４０；ガイド部４０ａ；外側弁座部４２；流体通路管４４；弁部材収納空間４６；弁開口４８；外周面５０；シール部材近接部５０ａ：内側弁座部５２：連通孔５４；弁部材６０；圧縮バネ６２；連通用凹部６４，６６；シール部材６８；内側係合部６８ａ；外側係合部６８ｂ；外周面６８ｃ；内周面６８ｄ；筒状部７０；支持部材７２；環状支持部７３；連通孔７４；ガイド部材７５；ガイド部７６；施錠子８０；操作スリーブ８２；圧縮バネ８４；施錠子開放部８６；施錠子受入溝９０

Claims (4)

1. 前端開口、該前端開口から後方に延びる雄型継手部材受入部、及び、該雄型継手部材受入部に受け入れた雄型継手部材の流体通路に連通される流体通路を備える筒状の継手本体と、
   該継手本体内に設けられて、該流体通路間の開閉を行なう弁装置と、
   を有する管継手の雌型継手部材であって、
   該弁装置が、
   該継手本体の内周面に該雄型継手部材受入部を囲むように突設され、該継手本体と同軸状とされた外側弁座部と、
   該外側弁座部の半径方向内側位置に設けられ、該継手本体と同軸状とされた内側弁座部であって、該外側弁座部との間に環状の弁開口を画定する内側弁座部と、
   該継手本体内部にその軸線方向で変位可能に設けられ弁部材と、
   該弁部材を前方に向けて付勢して該弁部材が外側及び内側弁座部と密封係合する閉止位置とするとともに、該外側及び内側弁座部から後方に離れて開放位置となるのを許容するバネ部材と
   を有し、
   弁部材は、
   該開放位置から該閉止位置に向かうときに、該弁開口内に入って、該弁部材が該継手本体と同軸状になるように案内するガイド部を有するガイド部材と、
   該継手本体と同軸状にされ、該ガイド部材の後面側に取り付けられる環状の外側係合部と、該外側係合部から半径方向内側延びる環状の内側係合部とを有し、該弁部材が開放位置から前方に動き閉止位置に近づいたときに、外側及び内側係合部が対応する外側及び内側弁座部と係合して弾性変形を伴いながら該外側及び内側弁座部に密封係合するようになされた環状のシール部材と、
   該シール部材の後面側に取り付けられ、該継手本体の内周面に隣接して後方に延びる筒状支持部材であって、該外側係合部を該ガイド部材との間に固定する筒状支持部材と
   を有する雌型継手部材。
2. 環状のシール部材が、内側係合部がガイド部材のガイド部よりも半径方向内側に延びる環状延長部を有し、該弁部材が該閉止位置に達して外側係合部が該外側弁座部と密封係合されたときに、該環状延長部の該内側弁座部との係合により当該内側係合部が後方に湾曲するように弾性変形されて該内側弁座部との間を密封するようにされている請求項1に記載の雌型継手部材。
3. 外側弁座部が、該継手本体と同軸状とされ、前方に向かうに従い小径になる環状傾斜面と、該環状傾斜面の前端縁から該継手本体と同軸状に前方に延びて該弁開口を画定する円筒状のガイド面とを有し、
   該弁部材のガイド部材が、該弁開口に入るガイド部の後端から後方に向かうに従って大径となる係止部分を有し、該係止部分が、該弁部材が該閉止位置とされた状態で、該外側弁座部の該環状傾斜面と略当接するようにされた請求項１又は２に記載の雌型継手部材。
4. 該環状のシール部材が、該外側係合部において該筒状支持部材と該ガイド部材に接着され、該内側係合部が該筒状支持部材と該ガイド部材に対して非接着とされた請求項１乃至３のいずれかに記載の雌型継手部材。

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