JP4562238B2 - 流体取扱装置用コネクタ - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、流体取扱装置に関し、特に、「クィックカップリング」と呼ばれる手動で操作して連結及び解除を行うことができるコネクタに関する。
【０００２】
【背景技術】
流体取扱装置、特に、内径が３／４インチ乃至３／２インチのサイズの可撓性の管（チューブ）又はホースを用いる流体取扱装置は、典型的に、ウォームタイプの金属バンド又は変形可能な金属バンドのような機械的クランプで連結されるとげ付きコネクタとホースを含む。これらのタイプのジョイントは、少数の例を挙げれば、農業における施肥及び潅漑はもちろん乗物の洗浄機及びスプレー装置を含むマリーン（海洋）市場、機器市場、特定の乗物市場のような低コストで大量生産しなければならない製造業者に問題を提起する。これらのジョイントは、機械的結合を外そうとするときに、必要な工具がそこにアクセスできなければ、現場において役立つことは極めて難しい。
【０００３】
例えば、多くのレクレーション用釣船製造業者は、その上級及び中級の船（ボート）のライブウェル／バイトウェル（生け簀）装置を呼び物にしている。これらの装置は典型的にポンプ、バルブ、エアレータヘッド、船体貫通部フィティング、ドレーンフィティング、オーバーフローフィッティングその他類似品といった種々の構成要素にホースを接続するためにとげ付きフィティングを使用する。
１つのボートに２ダース以上のホース連結部が存在するかもしれない。製造ラインにおけるこれらの装置の取り付けは、各ホースの連結にクランプ、特にステンレススチール製のウォームタイプのものを使用しており、このクランプを注意深く配置し、ジョイントの漏れを防止するために適正に締め付ける必要があるので時間を要する。これらのクランプを堅実に取り付けることは難しく、ライブウェル装置の多くの部分が位置するボートのビルジ領域では典型的にそうである。ボート製造業者は設置後に漏れ試験を行うが、ホース接続部で多くの漏れを経験する。しかしながら、一旦設置されると、これらの装置はしばしばガスタンクとデッキにより覆われるので、作業、特に、ねじ回しのような工具を使用しなければならないときにアクセスが困難になる。この問題を部分的に解決するために、多くのボート製造業者は、ホース接続部での漏れの発生を最小にするために、ホースを組み立てる前にとげ付きコネクタをシリコンシーラントでコーティングする工程を付加した。コーキングガンタイプの注入器を用いてコーキングしたシリコンシーラントはときには過剰に使用され、ホース又はコネクタの孔をしばしば制限あるいは完全に塞ぎ、そのためボートが使用されるまで問題が発見されないことがしばしばある。このように、ボート製造業者は、製造ラインで製造することができる迅速かつ信頼性のおけるコネクタを与え、現場での修理の回数を減らし、修理の間隔を短くする装置を長い間必要としていた。
【０００４】
改良されたホース接続装置に必要な重要事項の１つは、ライブウェル及びビルジポンプシステムを鉛直にするためにボート製造業者によって現在使用されている標準的なホースを用いてホース接続装置が機能する必要があることである。多数の製造業者が広く市販しているこのホースは、剛性プラスチックの螺旋コイルをホース壁内に一体的になるように可撓性ＰＶＣと共押出しすることによって製造されている。このように製造されたホースはつぶれることなく小半径の曲がりを持つことができ、障害物を容易に迂回して曲げることができる。このホースの問題点は、ホースの外壁が滑らかでないことである。一体的になった螺旋コイルはオーリングが座るためには不都合な外面を形成するのである。
【０００５】
改良されたホース接続装置に対するもう１つの重要な要求事項は、システムのすべての構成要素が容易に変更できるわけではないので、ホース接続装置は既存のとげ付きタイプのフィッティングに係合できなければならない。装置のそれぞれの構成要素はいくつかの製造業者から提供されるので、新しい標準は容易には実施されない。
【０００６】
改良されたホース接続装置は隣接構造体に干渉することがないようにあまり大きくあってはならない。
【０００７】
改良されたホース接続装置はシンプルかつ安価でなければならず、そのためすべての装置ジョイントに使用できなければならない。
【０００８】
従来技術のクィックカップリング装置を見てみると、それらのいずれの装置も上記要求事項を満たしていない。従来技術のいずれの装置も既存のとげ付きフィティングをクィックカップリングフィティングとして使用して機械式クランプを使用しないですむ装置ではない。また、上述したような大量生産により広く使用されるほどに低コストで生産されうる、機能的かつシンプルなクィックカプリング装置は従来技術において存在していない。
【０００９】
市販されている１つのクィックカップリング装置は押し込むタイプのものである。この装置においては、ソケットと保持コレットは、ホースが取り付けられる流体装置構成要素に組み込まれている。ホースを単にソケット内に押し込むだけで液密の確実に保持される連結が形成される。このタイプのクィックカップリング装置は不変的に外側スリーブの内壁と管の外壁面との間にオーリングシールを使用する。信頼のおけるシールは滑らかな外壁を備える管を必要とする。さらに、管は、オーリングとの接触を維持してオーリングによる押圧荷重により又はコネクタ出口の平面において管が急角度で曲げられたときに管に生じる応力によってつぶれたりねじれたりすることがないように十分な硬さを有する必要がある。
上記理由により、海洋で使用する標準的なホースは、押し込みタイプのクィックカップリング装置が満足に使用されるような滑らかな壁又は剛性特性を有しない。さらに、押し込みタイプのクィックカップリング装置はすべての異なるタイプの流体装置フィティングと構成要素に使用するには非常に高価であり、そして、とげ付きコネクタをクィックカップリング装置に容易に変換するフィティングは存在しない。
【００１０】
その他のタイプの従来技術のカップリング装置は典型的に、オーリングシール部材を備える雄型インサート部分と、該雄型インサート部分が挿入される中孔を備える雌型ソケット部分を用いて液密シールを形成している。雌型ソケット部分には係合及び迅速解除ラッチ装置が一般的に組み込まれている。これらの要素は本発明のクィックカップリング装置の基本的な構成要素ではあるが、市場が求めている特別な要求は新規な特徴を必要としており、それはこの従来技術の装置では得ることができない。
【００１１】
【発明の開示】
本発明は、流体取扱装置における流体の流路を連結するコネクタに関する。このコネクタはいかなる工具を使用することなく手動で操作でき、素早くかつ容易に係合するコネクタ要素を連結解除することができる。それらの構成要素は、円筒形プラグ壁及び半径方向に延伸するフランジを備えるプラグと、円筒形ソケット壁及び円周上に対向して設けた一対の保持器を備える係合ソケットとを含む。
各保持器は、ソケット壁から離間し軸方向に延伸する可撓性のレバーを含む。レバーは基端においてソケット壁に連結され、末端である自由端においてラッチを備える。レバーはまた、その両端の中間に位置する支点壁又は活きヒンジによってソケット壁に連結されている。ソケット壁と各保持器との間に割りロックリングが配設され、この割ロックリングは各保持器の基端に隣接する位置から基端から遠ざかった位置まで移動することができる。各保持器の自由端のラッチは、レバーが応力を受けていない自由な状態にあるときにプラグとソケットが外れることを防止するためにプラグフランジと係合する。しかしながら、ロックリングが保持器の基端に隣接する位置にあるときに手動によりレバーをその可撓性部分においてたわませ又は押し下げて各クラッチをプラグフランジから外してプラグとソケットの軸方向の結合を解除することができる。
【００１２】
本発明はまた、有効な生産品アセンブリを許容する海水取扱装置やそういった装置の現場での維持を行うための流体関係の要素のキットに関する。このキットは、先に説明したタイプのホースと、１又は２以上のクィックカップリングコネクタと、とげ付きマリーンフィティングをコネクタプラグに変換するため、あるいはとげ付きコネクタのサイズをより大きなホースのサイズに適合させるために用いるアダプタとを含む。
【００１３】
従って、本発明の目的は、手動により操作でき、生産及び取付費用が安く、コネクトに用いるホースやフィッティングに対して最小サイズのエンベロープとなるクィックカップリング流体取扱コネクタを提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、コネクタが見えない位置に置かれるときに確実にさわって感知できる特性を持ち、コネクタのロック及びアンロックを容易にする、コネクタ用ロック要素を提供することにある。
【００１５】
本発明の更に別の目的は、海洋流体取扱装置のシンプルかつ低コストのアセンブリを与え、かつ、それらの維持を容易かつ低コストで行える流体取扱要素のキットを提供することにある。
【００１６】
【発明の実施形態】
本発明の特徴である新規な点は添付の特許請求の範囲に記載されているが、発明の好ましい実施の態様は、さらなる目的及び意図する利点と共に、添付の図面に関連してなされる以下の詳細な説明を参照することにより最も良く理解されるであろう。
【００１７】
当業者であれば、本発明の原理から逸脱することなく図示の実施の態様に種々の変更及び変形を行うことが可能であることが理解される。そういったすべての変形と変更は添付の特許請求の範囲によってカバーされることを意図する。
【００１８】
図１に示すように、本発明は、ポンプ、ドレーンフィッティング、バルブ、エアレータその他の海水取扱装置要素に連結される幾本かの海水ホース８を典型的に含む海洋流体取扱装置に特に有利に利用できることがわかる。しかしながら、本発明の特定のクィックカップリングコネクタはまた、その他の流体取扱装置に用いることができる。
【００１９】
本発明のコネクタ（番号１０で示す）を図２に示す。コネクタはプラグ１２とソケット１４の両方を含む。プラグは、ホース又はフィッティングのような流路の終端を形成し、円筒形のプラグ壁１６と、半径方向に延伸するフランジ１８を有する。オーリング２０その他適当なシーリング部材がプラグ壁１６の外側に配設される。ソケットは、他の流路の終端を形成し、プラグ壁１６を受けてオーリング２０に接してシールを形成する大きさに形成された円筒形のソケット壁２２を含む。ソケット１４はまた手動で操作される一対の保持器２４を含む。これらの保持器は、好ましくはソケット壁２２の円周上の対向位置に配設される。各保持器２４は、軸方向に延伸しソケット壁から半径方向に離間した可撓性のレバー２６を含む。レバー２６は基端２８においてソケット壁に連結されて自由末端３０まで延伸する。支点壁（活きヒンジ）３２はレバー２６をソケット壁２２の中間位置に連結する。各レバーはまた、自由端において内側に延びるラッチ３４を含む。このラッチは、プラグとソケットを軸方向に連結するときにラッチを半径方向外側に押し広げる正面カム面３５を有する。
【００２０】
コネクタが完全に連結されて保持器レバー２６が応力を受けていない自由な状態にあるとき、ラッチ３４はフランジ１８と係合してコネクタが不意に外れることを防止する。
【００２１】
コネクタ１０はまた、円周が長くなるように広がる割ロックリング３６を含む。図５に示すように、割ロックリング３６はキー４２とキー溝４４により相互作用する２つの端部３８，４０を有する。割ロックリングは２つの保持器レバー２６とソケット壁２２との間の作動位置へ容易に組み立てられ、軸方向にレバー基端２８に近い位置から遠い位置へと移動される。ソケット壁２２は、各支点壁３２と基端２８の中間に位置してリング３６をその２つの作動位置のいずれか一方に保持する戻り止め又はボス４６をまた含むことができる。好ましくは割リング３６は傾斜面３７，３９を有し、リングが戻り止めを越えることを容易にしている。キー４２とキー溝４４は、リングがソケット壁２２上を軸方向に摺動するときにリングのゆがみを最小にするように働く。
【００２２】
更に、コネクタ１０は支持棒４８，５０，５２を含むことができる。これらの棒は、もしこれらの棒がなければ、保持器に軸方向の荷重が生じたときに薄い支点壁３２を損傷するような応力をなくすることができる。最も好ましくは、軸方向の引張力がプラグとソケットに生じたときに半径方向内側の力がラッチ３４に生じるように支持棒４８と５２の間の対向面は傾斜している。
【００２３】
使用の際、プラグとソケットは軸方向に連結され、そして、完全に連結された位置において、ラッチ３４はその連結が解除されることを防止する。従って、レバー２６に応力が生じていない自由な状態において、ラッチ３４はフランジ１８と係合する。しかしながら、レバー２６は復元部又は可撓部２７を含み、この可撓部２７はレバーの基端２８に近い位置にロックリング３６があるときにレバーを内側にたわませることを可能にする。このように可撓部２７をたわませることにより、次ぎにラッチ３４がフランジ１８から遠ざかるように半径方向に移動してプラグとソケットの軸方向の係合を解くことができる。ロックリングが基端２８から隔てた位置、即ち、隣接する支点壁３２の位置にあるとき、レバーはたわまず、ラッチの解除が防止される。
【００２４】
図８にアダプタ６０を示す。このアダプタは、マリーン産業にとって必要とされる重要な構成要素であり、標準的なとげ付きコネクタを備える既存の流体取扱構成要素をクィックカップリングコネクタに変換するものである。例えば、標準的なとげ付きコネクタ６２は、船体貫通部のフィッティング、流体制御弁、ビルジ・エアレータポンプのような典型的な海洋構造物ビルジ構成要素、ライブウェル構成要素及びバイトウェル構成要素に見られる。アダプタは標準的なとげ付きコネクタをプラグ設計のコネクタに変換し、ホースセグメント６４をコネクタソケットと共に所定位置に素早く取り付けることができ、また、装置の構成要素を現場で修理するために素早く取り外すことができる。
【００２５】
復元ライナ６６の内径はとげ付きコネクタ６２の外径よりも小さいが、アダプタをとげ付きコネクタ６２上に手によって押し込むことができる。復元ライナを取り囲む剛性壁６８はその膨張に抵抗してとげ付きコネクタに均一な半径方向の圧縮荷重を生じさせる。通常エラストマ製であるこの復元ライナはとげの形状に対応して大きな摩擦力を与えて連結を強め、流体シールを形成する。ライナは手で組み立てることができかつ流体シールを形成することができるように十分な復元性を有し、また、適当な摩擦保持力を与えることができる十分な硬度を有する。アダプタを取り付けるためにかなり大きな力で押す必要があるが、これを取り外すためには、復元ライナに絡んだ複数の逆さとげの保持力が存在するため、ずっと大きな力を必要とする。ショアーＡ型硬度計によるライナのジュロメーター硬度は４０乃至６０の範囲であることが好ましい。
【００２６】
図９に示すとげ付きコネクタサイズ変換アダプタはまた、より大きな内径を有するホースを用いることができるように、とげ付きコネクタのサイズを変換するために本発明に用いることができる。標準的なとげ付きコネクタは、典型的な海洋構造物のビルジ構成要素、ライブウェル構成要素、バイトウェル構成要素にもまた使用されていることが知られている。いくつかの例において、小径ホース用に設計されたとげ付きコネクタに大径ホースを直接接続することが望まれる。
【００２７】
復元ライナ６６の内径はとげ付きコネクタの外径よりも小さいけれども、とげ付きコネクタサイズアダプタを手によりとげ付きコネクタ６２上に押し込むことができる。復元ライナを取り囲む剛性壁６８はその膨張に抵抗してとげ付きコネクタに均一な半径方向の圧縮荷重を生じさせる。通常エラストマ製であるこの復元ライナはとげの形状に対応して大きな摩擦力を与えて連結を強め、耐水性シールを形成する。ライナは手で組み立てることができかつ耐水シールを生じさせることができるように十分な復元性を有し、また、適当な摩擦保持力を与えることができる十分な硬度を有する。アダプタを取り付けるためにかなり大きな押す力が必要であるが、これを取り外すためには、復元ライナに絡んだ複数の逆さとげの保持力に因り、ずっと大きな力を必要とする。ここでもショアーＡ型硬度計によるライナのジュロメーター硬度は４０乃至６０の範囲であることが好ましい。
剛性円筒壁の外径は所望のホース内径に合うサイズである。取り付けられたホースを公知のホースクランプを用いて止め付けることができる。
【００２８】
当業者であれば、本発明の原理から逸脱することなく図示の実施の態様に種々の変更及び変形を行うことが可能であることが理解される。そういったすべての変形と変更は添付の特許請求の範囲によってカバーされることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】海洋流体取扱装置として用いる本発明のいくつかの構成要素を示す斜視図。
【図２】本発明のクィックカップリングコネクタを示す分解側面図。
【図３】図２に示すコネクタのソケット要素の斜視図。
【図４】ロックリング又はロックリング戻り止めがない図３のソケットの断面図。
【図５】図２に示すロックリングの斜視図。
【図６】本発明に従い組み立てられた典型的なホースとソケットのアセンブリを示す図。
【図７】本発明によるコネクタのプラグ要素を含んでなる典型的な海洋流体制御バルブを示す図。
【図８】本発明に用いるアダプタの側面図。
【図９】本発明に用いる別のアダプタの側断面図。
【符号の説明】
１０ コネクタ
１２ プラグ
１４ ソケット
１６ プラグ壁
１８ フランジ
２０ オーリング
２２ ソケット壁
２４ 保持器
２６ レバー
２７ 可撓部
２８ 基端
３０ 自由末端
３２ 支点壁
３４ ラッチ
３５ カム面
３６ 割ロックリング
３７，３９ 傾斜面
３８、４０ 割ロックリングの端部
４２ キー
４４ キー溝
４６ 戻り止め
４８、５０、５２ 支持棒
６２ とげ付きコネクタ
６６ 復元ライナ
６８ 剛性壁

Claims (6)

1. 流体取扱装置の流体が通る流路を連結するコネクタであって、
   第１流路の終端を形成し、円筒形プラグ壁と、半径方向に延伸するフランジとを有するプラグと、
   第２流路の終端を形成するソケットであって、円筒形ソケット壁と、前記プラグ及び前記ソケットを離脱可能に係合した状態に維持するように円周上の対向位置に設けた一対の保持器とを有するソケットとを含んでなり、
   前記各保持器は、前記ソケット壁から半径方向に離間し軸方向に延伸する可撓性のレバーであって、基端において前記ソケット壁に連結され自由末端においてラッチを有し、かつ前記基端と前記自由末端との中間に位置する支点壁を介して前記ソケット壁に連結されたレバーと、
   該レバーと前記ソケット壁との間に配設されたロックリングであって、前記保持器の基端に近い位置から該基端から離れた位置へ移動可能なロックリングを有し、
   前記各保持器の前記ラッチを前記プラグフランジと係合可能に設けて前記プラグと前記ソケットの係合が外れることを防止し、
   前記ロックリングが前記保持器基端に近い位置に位置するときに前記各保持器の前記レバーを押圧して前記各ラッチを前記フランジから離脱可能に設けた
   コネクタ。
2. 流体取扱装置の流体が通る流路を連結するコネクタであって、
   第１流路の終端を形成し、円筒形プラグ壁と、半径方向に延伸するフランジとを有するプラグと、
   第２流路の終端を形成するソケットであって、円筒形ソケット壁と、前記プラグ及び前記ソケットを離脱可能に係合した状態に維持するように円周上の対向位置に設けた一対の保持器とを有するソケットと、
   前記各保持器のレバーと、前記ソケット壁との間に配設され前記各保持器の前記基部に近い位置と、該基部から離れた位置との間で移動可能なロックリングとを含んでなり、
   前記各保持器は、前記ソケット壁から半径方向に離間し軸方向に延伸する可撓性のレバーであって、基端において前記ソケット壁に連結され自由末端においてラッチを有し、かつ前記基端と前記自由末端との中間に位置する支点壁を介して前記ソケット壁に連結されたレバーを有し、
   前記各保持器は、半径方向内側に延伸して前記ソケット壁の相補面と係合するように配設された少なくとも１つの支持棒を有し、
   前記各保持器の前記ラッチを前記プラグフランジと係合可能に設けて前記プラグと前記ソケットの係合が外れることを防止し、
   前記ロックリングが前記保持器基端に近い位置に位置するときに前記各保持器の前記レバーを押圧して前記各ラッチを前記フランジから離脱可能に設けた
   コネクタ。
3. 前記各保持器は基端に可撓性壁部を含んでなる
   請求項２に記載のコネクタ。
4. 前記支持棒は、前記保持器に軸方向の引張力が作用したときに半径方向内向きの力を発生させるために前記ソケット壁に係合する傾斜面を有する
   請求項２に記載のコネクタ。
5. 前記保持器レバーと前記ソケット壁との間の半径方向の空間は、前記各保持器の前記基部から離れた位置よりも該基部に近い位置の方が大きい
   請求項２に記載のコネクタ。
6. 前記ロックリングは、前記各保持器の前記基部から離れた位置における前記保持器レバーと前記ソケット壁との間の前記半径方向の空間にほぼ等しい半径方向の厚みを有する
   請求項２に記載のコネクタ。

Images