JP5982599B2 - 結合金具 - Google Patents

Description

本発明は、ホースやパイプ等の管類相互または管類をポンプ等の他の機器に接続するための結合金具に関する。

従来、蒸気やガスのラインにおいて、移送流体の異常高圧時に機器やホース、金具等を、破壊から守るために安全弁が使用されてきたが、これまでの安全弁は多数のホースやシャットオフノズル等を組み合わせて活動する用途に適したものではなかった。また、石油コンビナートの石油貯蔵タンクに火災が発生したときに使用する、泡消火液による大容量泡放水システム等への使用を想定したものでもなかった。

ところで、主要な石油コンビナートには大型な石油貯蔵タンクが数十基の数で装備されている。石油貯蔵タンクの大きさの一例を述べると、直径が８３ｍ、高さが２４ｍ、容量が１２万キロリットルである。このように大型な石油貯蔵タンクに火災が発生した場合、従来の消防ポンプ、消防ホース等を含む消防設備では対応できなかった。既存の消防設備では放水量が最大２，０００（Ｌ／min）程度であり、大型な石油貯蔵タンクの火災に到底対応できない。また、大規模な石油コンビナートの火災には１０，０００〜３０，０００（Ｌ／min）の大容量泡放水システムが必要であるといわれている。

大規模な石油コンビナートの火災を想定した場合に大容量泡放水が要求されることは当然のことながら、水源から石油貯蔵タンクまでの距離が何ｋｍもの遠距離になることもあり、その遠距離を送水ホースによって大容量の水を移送することになる。大容量の水を遠距離送水すると、当然のことながら送水ホースの圧力損失が極めて大きい。

そこで、移送中の圧力損失をできるだけ少なくするために送水ホースの大口径化、結合金具の大口径化（呼称３００、呼称２００）が要求される。さらには、送水ホースによる送水経路の途中に送水ポンプ、加圧ポンプを設置して、所定の圧力に再加圧しながら末端の放水砲まで導くようにしなければならない。

図１９は大容量泡放射システムの一例を示している。図１９中、符号１１は海や湖等の水源を示し、符号１２は陸地を示す。符号１３は水源１１から数ｋｍ離れたところにある石油コンビナートの火災現場である石油貯蔵タンクを示す。水源１１には水中ポンプ１４が設置され、この水中ポンプ１４は陸地１２に設置された発動発電機１５によって駆動される。陸地１２には送水ポンプ１６が設置されている。水中ポンプ１４の吐出口１７と送水ポンプ１６の吸込み口１８とは複数の送水ホース１９によって接続されている。複数の送水ホース１９を使用するために水中ポンプ１４には例えば４個の吐出口１７が設けられ、送水ポンプ１６には例えば４個の吸込み口１８が設けられている。これら吐出口１７と吸込み口１８は、例えば口径が６インチであり、長さが１０ｍの４本と長さ調整用３ｍの４本の送水ホース１９によって接続されている。送水ポンプ１６は送水経路２１を介して火災現場の石油貯蔵タンク１３に近くかつ送水ポンプ１６とは遠く離れた陸地１２のところに設置された加圧ポンプ２０に接続されている。

次に、送水ポンプ１６と加圧ポンプ２０とを接続する送水経路２１について説明する。送水ポンプ１６には複数例えば４個の吐出口２２が設けられ、加圧ポンプ２０には同じく複数例えば４個の吸込み口２３が設けられている。送水ポンプ１６の各吐出口２２には例えば口径が６インチで、長さが５０ｍの４本の送水ホース２４の一端が接続され、これら送水ホース２４の他端は第１のマニホルド２５の吸込み側に接続されている。第１のマニホルド２５は吐出側の口径が８インチであり、この第１のマニホルド２５は長さが１０００ｍの２本の送水ホース２６の一端に接続される。送水ホース２６の他端は第２のマニホルド２７に接続されている。第２のマニホルド２７の吸込み側は口径が６インチで、吐出側には長さが１０ｍの４本の送水ホース２８の一端が接続され、これらの送水ホース２８の他端は加圧ポンプ２０の吸込み口２３に接続されている。

また、同図１９中、符号２９は、火災中の石油貯蔵タンク１３の消火に使用する泡消火薬剤（原液）を収容したタンク３０を搭載した原液輸送車であり、この原液輸送車２９のタンク３０には口径が３インチで長さが１０ｍの２本のゴム吸管３１の一端が接続され、そのゴム吸管３１の他端は原液ポンプ３２の吸込み口３３に接続されている。原液ポンプ３２の吐出口３４は口径が２．５インチで長さが１０ｍの２本の布ホース３５の一端が接続され、これら布ホース３５の他端は混合器３６を介して前記加圧ポンプ２０の原液吸込み口３７に接続され、混合器３６において前記水源１１から吸い上げた水と例えば希釈倍率１％で使用する泡消火薬剤（原液）を混合して泡消火液を生成する。

また、加圧ポンプ２０には複数例えば４個の吐出口３８が設けられている。泡放水砲３９のマニホルド４０には同じく複数例えば４個の接続継手（結合金具）４１が設けられている。加圧ポンプ２０の各吐出口３８と泡放水砲３９のマニホルド４０の吸込み側の各接続継手（結合金具）４１との間は、例えば長さが２０ｍの４本の送水ホース４２によって接続されている。そして、泡放水砲３９から大容量泡を火災現場（石油貯蔵タンク）１３に向って放水して消火する。

各送水ホース２４，２８，４２等は両端部にそれぞれ接続継手（結合金具）４３を設けてこれらの接続継手４３を介してポンプ類と着脱可能に接続されている。消火活動の状況に応じて送水ホース２４，２８，４２の本数を増減できるようになっている。送水ポンプ１６及び加圧ポンプ２０の吐出口２２，３８にはバルブ４４を介して接続継手（結合金具）４３が設けられている。

ところで、前述した大容量泡放水システムによる消火作業中、該システムの作動状態を監視する体制が取られる。何らかの原因によって接続継手４３と送水ホース２４，４２との接続部から水漏れが生じたり、接続継手４３自体が破損して水漏れが生じたりする事故の可能性がある。例えば、泡放水砲３９に最も近いマニホルド４０の接続継手４１に接続されている４個の接続継手４３のうち、１個が破損して水漏れした場合、放水砲３９を操作していた作業者が指揮官へ状況を報告し、指揮官が無線等によって加圧ポンプ２０を監視している作業者へ、ポンプ回転を落としてから停止すると共に送水ポンプ１６と水中ポンプ１４が停止してから水漏れしている送水ホース４２を含む４本のホースに接続されている４個のバルブ４４を閉じるよう指示する。

直ちに送水ポンプ１６を監視している作業者へポンプ回転を落としてから停止するよう指示するとともに、水中ポンプ１４を監視している作業者へも送水ポンプ１６が停止したら水中ポンプ１４のポンプ回転を落としてから停止するように指示する。この場合、指示を受けた加圧ポンプ２０を監視している作業者が、送水ポンプ１６と水中ポンプ１４が停止してから水漏れしている送水ホース４２を含む４本のホースに接続されている４個のバルブ４４を閉じれば問題はないが、慌てて送水ポンプ１６と水中ポンプ１４が回転しているうちに４個のバルブ４４を直ちに閉じると、送水ホース２８，２６，２４等に送水ポンプ１６等の定格圧力（静圧）ではない動圧による高圧なウォーターハンマーが加わり、送水ホース２８，２６，２４等を破損し、また、これらホースに取り付けていた結合金具４３を破損させる虞があった。

また、これら操作の不手際によって送水ホース２４，２６，２８，４２等は前述のような高圧が加わることを想定してある程度耐圧力を高くしている。しかし、耐圧力が高い送水ホース２４，２６，２８，４２は高価になるとともに送水ホース自体の質量が重くて硬くなり、送水ホースの取扱い操作を難しくするという問題を招く。

また、この種の大容量泡放水システムにあってはその送水ラインが数十本のホースを接続して構成される。そして、安全弁は流体の圧力が高いポンプの近くに位置するマニホルド等に取り付けられる。しかし、吐出口や吸込み口等のバルブを急激に閉めたときなどにウォーターハンマーが発生し、バルブの水源側圧力が送水時の２〜３倍程度に上昇することがある。しかも、送水ラインの途中での圧力低下を解消するために送水ラインの途中に複数のポンプを組み込んでいる場合には各ポンプ間の連携不足等によってもウォーターハンマーが発生し易い。また、バルブも送水ラインの色々な所に多数取り付けられている。したがって、送水ライン上のいたるところでウォーターハンマーが発生する虞があった。

そこで、以上のように送水ラインに異常な高圧力が発生したときに放水器具や結合金具またはホース等を破壊から守り、人身事故を回避するために安全機構付き結合金具を提案している（日本特許第4834423号公報）。この安全機構付き結合金具（接続継手）５０を図２０に示す。これは結合金具５０の本体に安全弁（圧力弁）を取り付けるようにしたものである。結合金具５０の筒状の結合金具本体５１の途中に分岐管５２を設け、この分岐管５２に後述する安全弁８０を取り付けるようにしているため、分岐管５２及び安全弁８０は結合金具本体５１の軸方向に対して直角方向になり、全体としてＴ字状形になる。

また、図２０に示すように結合金具本体５１の両端には同一の構造の結合部金具５７ａ，５７ｂを組み込み、これらの結合部金具５７ａ，５７ｂはそれぞれ筒本体５８を備える。各筒本体５８はいずれも円筒形をなしており、その外方端部にはゴムパッキン等のシール部材５９が取り付けられている。そして、これらの結合金具５７ａ，５７ｂは同一構造の他の結合金具５０のものと軸方向において互いに嵌合して結合されるようになるが、この結合されたとき、シール部材５９が互いに衝合され、外部に対してのシール性を維持しながら各筒本体５８内流体通路７８を互いに連通させる。

また、各結合部金具５７ａ，５７ｂは筒本体５８に被嵌された結合環６１が設けられ、この結合環６１の外方端部には複数例えば９個の嵌合凸部７０が一体に突設されている。これらの嵌合凸部７０は周方向に等間隔に配列され、シール部材５９より軸方向外側に突き出している。これらの嵌合凸部７０の間の領域は嵌合凹部７１となる。そして、これらの結合部金具５７ａ，５７ｂが軸方向に衝合された場合、一方の結合金具５７ａの嵌合凸部７０が他方の結合金具５７ｂの嵌合凹部７１内に嵌り込み、また、他方の結合金具５７ｂの嵌合凸部７０が一方の結合金具６７ａの嵌合凹部７１内に嵌合し、互いに雄雌のない相補形に嵌合するようになっている。

また、嵌合凸部７０の一方の側面７０ａには段形鉤状の係止鉤部７２がそれぞれ形成されており、これらの係止鉤部７２は互いに相手側の嵌合凸部７０の係止鉤部７２と周方向において互いに係合する。

また、これらの嵌合凸部７０の係止鉤部７２を設けた側面とは反対側に位置する側面にはそれぞれ付勢機構７３が設けられている。これらの付勢機構７３は鋼球７４と、この鋼球７４を突出方向に付勢するスプリング（図示しない）とから構成されている。したがって、嵌合凸部７０が相手側の嵌合凹部７１内に嵌合されると、鋼球７４が互いに当接して互いに押圧して付勢し合い、これら嵌合凸部７０の他方の側面を互いに離反するように付勢する。この結果、これら嵌合凸部７０における係止鉤部７２を設けた側面が互いに近接するように付勢されるため、各係止鉤部７２は互いに係合する。

また、前記分岐管５２の先端部には、分岐管５２の管内圧力が設定圧を超えたとき、内部流体を外部に放出させる安全弁機構としての安全弁（圧力弁）８０が設けられている。この安全弁８０の弁本体８１は結合金具８２を介して分岐管５２の先端に着脱自在に取り付けられる。弁本体８１には内方へ突き出す弁座８４の部材と弁体８６が設けられ、この弁体８６は結合金具５０内に形成される流体通路７８の圧力が異常な高圧になったときに開き、流体通路７８を外部に開放する。

弁体８６には上方に突出する弁棒８７が設けられ、この弁棒８７は弁本体８１の頂部に形成した雌ねじ部８８に螺合した調節ねじ部材８９の貫通孔９０を貫通し、その調節ねじ部材８９に対して軸方向へ進退自在に支持されている。調節ねじ部材８９の下面と弁体８６の上面との間には弁棒８７に巻装されたコイルばね９１が圧縮状態で介在しており、コイルばね９１の付勢力は調節ねじ部材８９を回して、これの上下動位置を定めることで調節できる。これにより弁体８６が開放するときの設定圧を調節できる。弁本体８１の周壁には外部に通じる逃げ孔９２が設けられ、これを通じて流体通路７８と外部とが連通可能である。

そして、流体通路７８の泡消火液等の液圧が設定値を超えたとき、コイルばね９１の付勢力に抗して弁体８６が押し上げられ、弁座８４から離れることにより、流体通路８５を流通する泡消火液等の一部が逃し孔９２を介して外部に放出し、流体通路７８を流通する液圧を低下させる。したがって、他の消防ホースや結合金具等に設定値を超える大きな液圧が加わることがない。

日本特許第３１０７５０７号公報 日本特許第３９７１４２１号公報 日本特許第４８３４４２３号公報

特許文献１の結合金具は、「管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具であって、軸方向の一端側部分に前記管類を取り付けるための装着部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部、結合部には結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部、軸方向に衝合して隙間を閉塞可能なシール面とを有し、内部に形成した流体通路を備えた結合金具」に、「係止鉤部を互いに係合させる付勢機構」を加えて、結合金具同士を軸方向に押し込むだけで自動的に回転して結合するようにした金具である。

なお、特許文献１の結合金具から「係止鉤部を互いに係合させる付勢機構」を除いた結合金具としては、ドイツＡＷＧ社の「AWG MultiLug」や放水器具工業会の「Ｊストーズ」等が知られており、共に大容量泡放水砲システム等で使用されている。

特許文献２の結合金具は、「管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具であって、軸方向の一端側部分に前記管類を取り付けるための装着部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部、結合部には結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部、軸方向に衝合して隙間を閉塞可能なシール面とを有し、内部に形成した流体通路を備えた結合金具」に、「前記結合部の結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部の係止面を、周方向に対してオーバーハング状に傾斜させて、係止鉤部が係合した状態において前記結合金具を互いに引き離す軸方向の荷重が作用した場合に、荷重の一部がオーバーハング状に傾斜した所定の角度（カウンターアングルθ、以下同様）に応じた周方向における分力となって係合状態の係止鉤部を周方向に相互にさらに接近させようとして、係止鉤部がより強く係合する結合金具」としたものである。

なお、特許文献２の結合金具において「結合金具内の非常に高い水圧等の非常に高い圧力による、結合金具本体を互いに引き離す方向の非常に大きな荷重」と考えていたのは、一般的な消防ポンプ車の高性能化が進んで平成時代に入り顕著になった「ホースや結合金具に加わる水圧が１．３ＭＰａから１．６ＭＰａ（一部２．０ＭＰａ）へと高圧化された」事態への対応だった。よって、あくまでもホースや結合金具の使用圧以内を想定しており、この「非常に大きな荷重が長時間に亘り係止鉤部に作用した場合に係止鉤部が形成されている係止突部が撓み（へたって塑性変形し）、その結果として係止鉤部の係止面が、係止鉤部が形成されている嵌合突部に近い根元よりも係止鉤部が形成されている嵌合突部から周方向において最も遠い先端が、嵌合突部の係止鉤部に隣接した嵌合凹部の奥壁面に対し軸方向に遠くなるよう、いわゆるオーバーハング状とは逆になるよう上記周方向に対し傾斜してしまう」ことと、「長期間の使用に伴い係止鉤部の係止面の磨耗が進行すると、係止面は上記根元よりも上記先端の方がより多く磨耗するので、この場合にも係止面は、上述した如く係止突部が撓んだ場合と同様に、いわゆるオーバーハング状とは逆になるよう周方向に対し傾斜してしまう」ことを防止する為のものであった。

しかし、その後の本願発明者の研究で１０年間近く使用された結合金具を回収調査した結果、「前記の結合金具、結合部本体及び結合部の少なくともいずれかの素材を引張強さ２５０Ｎ／mm^２以上、伸び１５％以上のアルミニウム合金鍛造品とした結合金具」の場合は、長期間使用してもへたり（塑性変形）が殆ど発生しておらず「係止突部が撓んでいない」ことが分った。また、「前記の結合金具、結合部本体及び結合部の少なくともいずれかをアルミニウム合金鍛造品として硬質アノダイズ処理をした結合金具」の場合は、長期間使用しても「係止面の磨耗が僅かしか進行していない」ことも分った。一方、「前記の結合部本体または結合部の素材を引張強さ１４０Ｎ／mm^２以上、伸び６％以上のアルミニウム合金鋳造品とし、硬質アノダイズ処理をしていない結合金具」の場合には、長期間使用でのへたり（塑性変形）による「係止突部の撓みが大きい」こと、「係止面の磨耗も進行」していることが分った。よって、使用材料や物性、表面処理等を規定せずに「単にオーバーハングの角度だけを規定した」のでは不充分であった。

なお、特許文献２の結合金具を発明した平成８年当時は、消防で使用される吸水・送水・放水等の各ポンプや放水器具等を組み合わせた消火機器は充分な安全設計がなされており、消防機関の消火機器の安全運用にも定評があるので「長時間加わる圧力としては金具の使用圧以下、最大圧力でも短時間加わる試験圧力（使用圧力の１．５倍）が最大である」と考えていた。

しかし本願発明者は、消防庁通知（消防特第２０４号 平成２５年１０月２８日）を読んで、「大容量泡放水砲システムでも金具の使用圧や試験圧力を超える異常な流体圧力が加わり、金具破断事故が実際に起こり得る」と認識し、新たに想定される事態への完全な対策を研究して本願に至った。

特許文献３の安全機構付き結合金具は結合金具本体の部分と安全弁の部分とが略Ｔ字状に配置される形であり、安全弁の部分が別個の嵩張る機構部として結合金具本体に取り付けられる。したがって結合金具全体が大きくなって嵩む。また、外観形状がＴ字形状になっているので設置する際の上下の向きも特定されていた。したがって、この安全機構付き結合金具を送水ライン上のいたるところに簡便に取り付けることが難しい。しかも、結合金具本体に安全弁の部分が別個の機構部として取り付けられる複雑な構造になるので製造コストも高くなるという欠点があった。

また、接続金具等が破壊し、接続金具同士の結合が離脱すると、重い接続金具類がすごい勢いで飛ぶので危険であり、この事態はホースが破断して流体が流出する事態よりも遥かに重大である。このようなことからも、安全機能を備えた簡便であってコンパクトで利用し易い構造の結合金具の出現が求められていた。

以上の課題を鑑み、発明者は、図２１で示す安全弁組込み型の結合金具５０を新たに提案した。この構造の結合金具５０はコイルばね９１を結合金具本体５１の内側に配置せずに結合金具本体５１の外側（外周側）に巻回するように配置する形態として、流体通路７８を結合金具本体５１内に大きく確保するようにした。また、コイルばね９１は結合金具本体５１の外周と結合環６１の内周の間の空間に配置した。コイルばね９１の後端は結合環６１の後端にねじ込み取着したばね受け部材９９ａに突き当てると共に、コイルばね９１の先端は結合金具本体５１の軸方向先端部外周に立ち上がり形成したストッパ壁部９９ｂに突き当て配置した。

また、結合環６１の軸方向先端部分には前述した図２０に示したものと同様の嵌合凸部７０と嵌合凹部７１を形成している。この結合環６１の軸方向先端部６１ａの部分は内方へ突き出しており、この先端部６１ａの部分がストッパ壁部９９ｂの前壁面に前方より突き当たるように配置される。そして、結合金具本体５１はコイルばね９１により軸方向前方へ向けて付勢されるので、該結合金具本体５１は通常結合環６１の軸方向先端部６１ａに当たり前進した位置に待機する。

ここでの結合金具本体５１では結合環６１をその結合金具本体５１の軸方向一端側のみに設けており、結合金具本体５１の軸方向他端側部分はホース類の取付け部５１ａとしている。

また、結合金具本体５１の先端部のリング領域部分に対してシール部材５９を配置した。そして、弁体となる結合金具本体５１の先端リング領域部分やシール部材５９の弁部としての部分の径も大きくできるので流体通路７８の径が大きくなり、送液流量を確保できる。流体通路７８を大きくとれることから圧力損失を低減できる。

しかし、この構造の結合金具では弁部の径が大きくなると、その弁部の受圧面積も増し、弁体が受ける力が強くなる。これに応じてコイルばね９１を強くしなければならない。また、コイルばね９１の材質を強くしても、そのコイルばね９１のコイル内径（巻径）が大きい分、ばね力が弱くなるので、そのコイルばね９１の材料の線径を太くしないとそれに十分対応できない。結局、大きいコイルばね９１を用いることになり、本形式の結合金具でも、かなり重たい結合金具になって大型化するという課題が残る。

しかも、結合金具５０に圧力弁を駆動するための機構を組み込んでいるので、構造が複雑になる分、製造コストが高くなる。もちろん、この形式の結合金具５０では図２０で示したＴ字状タイプのものに比べると、直線的に形成されたシンプルで全体的にコンパクトになる利点がある。それでも、従来の結合金具を本結合金具に置き換えることが出来る程の軽量化や簡略化またはコンパクト化ができず、また、依然高価格になってしまう欠点がある。

一方、上述した大容量泡放水システム等で大口径の結合金具を使用した場合は、移送流体が異常で高圧な状態になった時に結合金具が破壊する等して結合が外れると、重たい結合金具が勢いよく飛び、その結合金具が人に当ると重大な人身事故になる虞がある。したがって、例え異常事態が発生し、移送流体の圧力が使用圧や試験圧力を超えて上昇しても結合金具が使用中に外れることを回避することも重要である。また、安全弁機能を有しない結合金具であってもその結合金具がホース等の破損よりも先に離脱してしまうことは避けたい。もちろん、安全弁機能付き結合金具である場合にあってその安全弁機能が作動して異常な圧力を逃がす場合でもその異常な圧力を逃がす最大圧力でも結合金具が離脱しないことが望まれる。また、結合金具を使用するホースの選択自由度を高めるためにも結合金具の使用圧力に対して十分に余裕の高圧力でも離脱しない結合金具が望まれる。また、結合金具の試験圧力に対して十分に余裕の高圧力でも離脱しない結合金具が望まれる。また、安全弁機能付き結合金具である場合にあってその結合金具の結合状態を維持しながら流体をリークさせて圧力の低減化を図る際に噴出する流体によって異常事態を作業者等に警告することも望まれる。

請求項１の発明は、管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具であって、軸方向の一端側部分に前記管類を取り付けるための装着部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部、結合部には結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部、軸方向に衝合して隙間を閉塞可能なシール面とを有し、内部に形成した流体通路を備え、前記係止鉤部の係止面は、周方向に対してオーバーハング状に傾斜しており、係止鉤部が係合した状態において前記結合金具を互いに引き離す軸方向の荷重が作用した場合に、荷重の一部がオーバーハング状に傾斜した所定の角度に応じた周方向における分力となって係合状態の係止鉤部を周方向に相互にさらに接近させようとして、係止鉤部がより強く係合する結合金具において、前記係止面の角度は、流体の圧力が前記管類の破断圧力まで異常上昇したときの軸方向の異常荷重が作用して前記結合部または結合金具が変形した場合でも、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にとどまり前記係止鉤部が互いに係止した状態を維持する結合金具である。
請求項２の発明は、管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具において、軸方向の一端側部分に前記管類または他の機器を取り付けるための装着部を有し、内部に流体通路を形成した結合金具本体と、軸方向の一端側部分に前記結合金具本体に取り付けるための取付け部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部、結合部には結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部、軸方向に衝合して隙間を閉塞可能なシール面とを有した結合部本体と、前記結合部本体に形成され、結合金具本体内の流体の圧力が異常上昇したときに結合部本体に加わる軸方向の異常な引っ張り力により、軸方向に伸ばされることで前記シール面が結合相手のシール面から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成する変形部と、を備え、前記結合部の結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部の係止面は、周方向に対してオーバーハング状に傾斜しており、前記係止面の角度は、流体の圧力が異常上昇して前記変形部が伸ばされて、シール面が離反して外へ流体を放出するリーク路を形成するまで、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にとどまり前記係止鉤部が互いに係止した状態を維持する結合金具である。
請求項３の発明は、前記角度は、流体の圧力が金具使用圧力の３倍まで異常上昇したときの軸方向の荷重が作用して前記結合部が変形した場合でも、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にある請求項１または請求項２の結合金具である。
請求項４の発明は、前記角度は、流体の圧力が結合金具の使用圧力の１．５倍である試験圧力に上昇したときの軸方向の荷重が作用して前記結合部が変形した場合でも、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にある請求項１、請求項２または請求項３の結合金具である。
請求項５の発明は、前記の結合金具、結合部本体及び結合部の少なくともいずれかの素材を引張強さ２５０Ｎ／mm^２以上、伸び１５％以上のアルミニウム合金鍛造品とし、前記角度が２０°〜３０°の範囲内である請求項１乃至請求項４のいずれかの結合金具である。

本発明は、使用中、何らかの原因によって結合金具やホース等の管類に異常な高圧力が加わっても結合金具における結合状態を維持しながら、結合金具自体のシール部にリーク路を必要量開放し、または、結合金具が破断して重くて硬い金具が高速で飛ぶのを避けて、軽くて柔らかい比較的安全なホース類等を破損して圧力の低減化を図り、消防機関員や付近の人に対するシステム全体の安全性を高めることを目的とする。また、本発明は、リーク路から放出する流体により異常事態の発生を作業者等に警告することができる結合金具を提供する。

本発明によれば、結合金具が極力軽量コンパクトであり、シンプルな構造によって従来の結合金具と大差ない価格で供給することにより、従来の結合金具を本結合金具に経済的に置き換えることができる。

また、本発明では安全性を最優先し、「異常圧で安全弁が作動した場合には安全弁が元の状態に戻らなくてもよい」との条件で考える。

なお、本発明の各請求項に係る結合金具の使用流体としては水または海水等の液体を主に想定し、また、本発明の結合金具はホース等による一つの圧送システムに用いられる全ての結合金具、または主要な結合金具に使用することを想定することができる。また、大容量泡放水システムに結合金具を使用する場合、本結合金具が最低でも１０組以上（４本繋ぎのホースを並列に２列使用の場合で結合金具１０組）使用されることを想定できる。

本発明によれば、使用中、何らかの原因によって結合金具やホース等の管類に異常な高圧力が加わっても、結合金具における結合状態を維持しながら、結合金具自体のシール部にリーク路を必要量開放し、または、結合金具が破断して重くて硬い金具が高速で飛ぶのを避けて、軽くて柔らかい比較的安全なホース類等を破損して圧力の低減化を図り、結合金具の安全性を確保する。

また、流体の圧力が異常に上昇したときに結合相手のシール部材から離反するシール部材と結合相手のシール部材との間に形成されるリーク路から流体を外へ噴出させる流体噴出口を前記結合部本体に設けたものではリーク路から放出する流体を流体噴出口から噴出させることにより異常な事態を顕在化させ、作業者等に警告ができる。

図１は一実施形態の一対の結合金具をその一部を断面して示す側面図である。 図２は同じ実施形態の結合金具における結合部の構成を示す説明図である。 図３の（ａ）（ｂ）は同じ実施形態における結合金具を結合するときの結合部の状態を示す説明図である。 図４は同じ実施形態における一対に結合金具の結合部が結合した状態での結合部とシール部付近を示す説明図である。 図５は同じ実施形態においてその結合金具の安全機能が作動した状態にある結合部とシール部付近の状態を示す説明図である。 図６は切欠き孔がない係止鉤部の根本の部分にクラック等が入った状態を示す説明図である。 図７Ａは同じ実施形態において一対の結合金具を結合した場合でのシール部材付近を示す断面図である。 図７Ｂは同じ実施形態において一対の結合金具を連結して流体移送中のシール部材付近を示す断面図である。 図７Ｃは同じ実施形態において一対の結合金具を連結した使用時に異常で過大な圧力流体を放出する際のシール部材付近を示す断面図である。 図７Ｄは同じ実施形態において一対の結合金具を連結した使用時の異常で過大な圧力流体を放出した後のシール部材やシールリング部を示す断面図である。 図８は同じ実施形態において、一方の結合金具を大容量泡放射システムの放水砲に最も近いマニホルドに設けた場合の一対の結合金具の変形例であってその一部を断面して示す概略的構成図である。 図９は同じ実施形態において、一対に結合金具が結合したときの結合部付近の変形例を示す説明図である。 図１０は同じく図９に示す形態においてその結合金具の安全機能が作動した状態にある結合部とシール部付近を示す説明図である。 図１１のＡ，Ｂは前記実施形態における実施例を示し、結合金具本体の形態に対応する供試体の形状及び寸法をその一部を断面して示した設計図である。 図１２は図１１中のシール部材用嵌込み溝付近を拡大して示す断面図である。 図１３は同じ実施例での供試体に取り付ける試験治具である引張り棒の形状及び寸法を示した設計図である。 図１４は同じく実施例における結合本体の形態に対応する供試体の結合部を３０°の範囲で展開してその部分での形状及び寸法を示し、その一部を断面して示した設計図である。 図１５は同じく実施例での供試体のシール部材を断面してその形状及び寸法を示した設計図である。 図１６は同じく供試体の試験結果を引張り荷重と変位（チャック間の変位）として試験機が自動的に算出したグラフ図である。 図１７は同じく供試体の試験結果を引張り荷重とシールリング間の変位とのデータをグラフに表した図である。 図１８Ａは同じく供試体の試験を行ったときの２ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図１８Ｂは供試体の試験を行った時の９１ｋＮの主な引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図１８Ｃは供試体の試験を行った時の２１０ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図１８Ｄは供試体の試験を行った時の３００ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図１８Ｅは供試体の試験を行った時の４００ｋＮの引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図１８Ｆは供試体の試験を行った時の４４０ｋＮの主な引張り荷重とそのときの結合部の変形状態とを示す説明図である。 図１９は大容量泡放水システムの概略的構成を示す説明図である。 図２０は安全弁機構付き結合金具の一部を断面して示す側面図である。 図２１は安全弁機構付き結合金具を更に改良した例の一部を断面して示す側面図である。

図１〜図７は本発明の一実施形態の結合金具を示している。図１は例えば前述した大容量泡放水システムにおけるホース等の管類を接続する接続継手として使用する一対の結合金具の側面図であり、図２はその一対の結合金具の結合状態での結合部を示す説明図である。

本実施形態では一対の結合金具１００を前後反転した同一の構造とし、後述する結合部１１０を雌雄の区別のない同一の構造とした。また、各結合金具１００は略円筒状の管状部材からなる結合金具本体１０１を備える。結合金具本体１０１は例えばアルミニウム合金やチタン合金等の金属材料で鍛造や引抜または押出等によって概略形状に作り、この物を切削加工等によって仕上げ加工することで一体に作られる。通常の鋳物等の鋳造品は一般に伸びが小さく靱性が乏しいので不適な場合が多いので本実施形態では結合金具本体１０１に通常の鋳物等の鋳造品を使用しなかった。

図１に示すように結合金具本体１０１の管状部内空間が該結合金具本体１０１の中心軸Ｏに沿う流体通路１０２となる。結合金具本体１０１の軸方向の一端部（結合部１１０を前方としたときの後方側に位置する端部）の外周には凹凸が形成され、この部分をホース等の管類を取り付けるための装着部１０３としている。装着部１０３にホース類を取り付ける場合はホース類を装着部１０３に被嵌し、バインディング（図示せず）等でホース類を締め付けて固定する。

また、結合金具本体１０１の他端部つまり結合する相手の結合金具の結合部に向き合う前方側に位置する端部外周面には略円筒状の結合部本体１０５が該結合金具本体１０１に被嵌する状態で取り付けられる。この結合部本体１０５の材料も前記結合金具本体１０１の材質と同様に例えばアルミニウム合金やチタン合金等の金属材料が用いられる。そして結合部本体１０５は後述する結合部１１０の部分を含めて、鍛造や引抜または押出等によって概略形状に作り、この物を切削加工等によって仕上げ加工することで一体に作られる。

通常の鋳物等の鋳造品は一般に伸びが小さく靱性が乏しいので不適な場合が多いのでこの結合部本体１０５にも、結合金具本体１０１の場合と同様、通常の鋳物等の鋳造品を使用しなかった。

また、後述する結合部等の機能を考慮すると、それら結合金具本体１０１及び結合部本体１０５、特に結合部本体１０５の材料は伸びが１０％以上であることが好ましい。そこで、本実施形態での結合金具本体１０１及び結合部本体１０５の材料は、JIS Ｈ 4140-1988「アルミニウム又はアルミニウム合金鍛造品」のＡ５０５６ＴＥを使用しており、その実測値は引張強さ３２１Ｎ／mm²、伸び２２％である。

また、結合部本体１０５において、後方側（結合相手の結合金具が位置する側とは逆向き側となる向き）に位置するところの後端部は、結合金具本体１０１に取り付けるための取付部となる。この後端部内周には雌ねじ部１０６が形成されている。この雌ねじ部１０６に対応して結合金具本体１０１の中途部外周には雄ねじ部１０７が形成されている。そして、雌ねじ部１０６を雄ねじ部１０７に螺合することにより結合部本体１０５は結合金具本体１０１に固定的に取り付けられる。

ここで、雌ねじ部１０６は結合部本体１０５の他の内面よりも僅かに内方へ突き出して形成した突縁部１０８の内面に形成される。また、この突縁部１０８に対応位置する結合金具本体１０１における外周部分は、該突縁部１０８が内方へ突き出した分、小径に形成され、これにより結合金具本体１０１の外周部分には段部１０９が形成されている。そして、この段部１０９の底面に前記雄ねじ部１０７が形成される。したがって、図１に示すように、結合金具本体１０１の雄ねじ部１０７に結合部本体１０５の雌ねじ部１０６を螺合して取り付けた位置で結合部本体１０５の突縁部１０８は結合金具本体１０１における段部１０９の立上がり壁に突き当たり、結合金具本体１０１に対する結合部本体１０５の軸方向の位置決めと同時に前方への移動が阻止される。

また、結合部本体１０５は結合金具本体１０１に対してその軸方向の位置を規制できれば、結合金具本体１０１の軸周りに回転が可能な取付け方式であってもよい。本発明に係る説明において、結合金具本体等の用語において、「金具」という語句を含めた名称を用いた場合、その金具という語句は、金属材料に特定することを意味しない。本発明に係る説明において、「金具」の語句は機能的意味において使用しており、金属以外の材料であっても、強度等の特性において使用可能であれば、金属以外の材料、例えば繊維補強樹脂等の複合材等も含むものとする。

前記一対の結合部本体１０５の前端部には結合部１１０が形成されている。この結合部１１０は雌雄の区別のない同一構造になって互いに相補形の構造になっている。上述したように結合部１１０はそれぞれの結合部本体１０５と一体に形成されている。本実施形態では結合部本体１０５と結合部１１０の部材とが一体であるが、両者を別部材でそれぞれを構成して両者を連結する構造としてもよい。

前記結合部１１０は図１に示すように結合部本体１０５の前端部にその周方向に等間隔で複数例えば１２個の嵌合突部１１１を一体に突設し、その嵌合突部１１１の間を嵌合凹部１１２としている。よって、嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２の組が３０°の範囲に設けられ、全周にわたり１２組のものが配置される。

また、一対の結合金具１００を互いに軸方向において衝合させた場合において、一方の結合部本体１０５の嵌合突部１１１が結合相手の結合部本体１０５における嵌合凹部１１２内に嵌合すると共に結合相手の結合部本体１０５における嵌合突部１１１が結合部本体１０５の嵌合凹部１１２内に嵌合して互いに相補的に嵌合する。ただし、嵌合凹部１１２の周方向の幅は同じ位置での嵌合突部１１１の幅よりもやや広く形成されている。したがって、これら嵌合突部１１１は相手の嵌合凹部１１２内において図２に示すように所定の量（Ｇ２）だけ周方向への回動が可能である。

同じく図２に示されるように、嵌合突部１１１の周方向の一方側に位置する側面１１１ａは結合部本体１０５の軸方向に略平行な面として形成され、嵌合突部１１１の前記周方向で他方側に位置する側面１１１ｂは結合部本体１０５の軸方向に対して嵌合突部１１１の先が狭くなるように傾斜するように形成されている。つまり、各嵌合突部１１１はその先端側ほど周方向の幅が狭くなる勾配が片側面に形成する。また、嵌合凹部１１２はこれに嵌合する嵌合突部１１１の形状に合わせてその奥部に行くに従って周方向の幅が狭くなるようになっている。

図２に示すように、嵌合突部１１１と結合相手の嵌合凹部１１２が嵌り合う状態において前記嵌合突部１１１の先端面と嵌合凹部１１２の奥壁面との間には間隙Ｇ１が形成される。したがって、係止鉤部１１３がオーバーハング状に傾斜させても、それら係止鉤部１１３同士を係脱させ易い。

前述したように、前記嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間にも間隙Ｇ２が形成されるため、後述する係止鉤部１１３が互いに噛み合う状態と、その係合を外せる後退位置との距離を確保できる。また、嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２とは係止鉤部１１３が互いに係合する位置以上に軸方向へ進入させることと軸まわりの回転ができるようになる。したがって、係止鉤部１１３相互の係合及び離脱操作を容易に行うことが可能である。

図２に示すように、各嵌合突部１１１の一方（結合部本体１０５の軸方向と略平行に形成されている方）の側面１１１ａには、段形鉤状の係止鉤部１１３が形成されている。これらの係止鉤部１１３は、嵌合突部１１１を相手側の嵌合凹部１１２内に奥まで嵌め込み、この状態で結合部本体１０５を互いに周方向へ回動させるようにして結合金具の係脱ができるようになる。つまり、一対の係止鉤部１１３を近接させることで対応する係止鉤部１１３同士が互いに周方向において噛み合って図２に示すように係止する。そして軸方向において互いに引き離される向きに外れないように結合部１１０同士を結合する。

また、図２に示す如く、前記係止鉤部１１３の係止面１１３aは、結合部本体１０５の周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、このように係止面１１３aを傾斜させたことで、一対の係止鉤部１１３同士が係合した状態での噛み合いの係合力が高まる。

そして、送水使用時、結合した一対の結合金具１００における結合金具本体１０１の両者には移送水の水圧等により互いに引き離される向きの軸方向の荷重が加わる。この軸方向の引張り荷重は結合金具本体１０１から結合部本体１０５に伝わり、更に互いに係止し合う係止鉤部１１３に伝わるが、係止面１１３aが所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しているので互いに深く係止し合う向きの周方向への回転力を発生させる。この回転力によって係止鉤部１１３相互はより一層強く係合するとともに結合した一対の結合部本体１０５の抜けや外れ等を防止する効果を奏する。

図２に示すように、各係止鉤部１１３の根元部には応力集中を防止するための丸みのある切欠き孔（湾曲部）１１５が形成されている。この切欠き孔１１５の開口領域は後述する流体噴出機能を奏する流体噴出口１１６となる。また、嵌合突部１１１の先端角部も円弧状に形成され、この円弧状の部分は嵌合凹部１１２と嵌合する際のガイド部１１７となる。嵌合凹部１１２の根元部分も同様に円弧状の丸み１１８を形成している。これらのガイド部１１７及び丸み１１８は嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２が嵌合する際に互いに当接して嵌合する際において嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２の噛み合わせをガイドする機能を奏する。また、ガイド部１１７及び丸み１１８は、各係止鉤部１１３の根元部における応力集中を防ぎ、係止鉤部１１３を含む嵌合突部１１１や嵌合凹部１１２を備える結合部１１０の強度を高める。

また、図２に示すように嵌合突部１１１の他方の傾斜した側面１１１ｂの部位には後述する付勢機構１２０が設けられている。この付勢機構１２０は円筒形のケース部材１２４内に突没自在に収容された付勢部材たとえば鋼球１２５と、この鋼球１２５に突き出す方向の付勢力を与えるためのスプリング１２６を備え、いわゆるボールプランジャーを構成している。また、鋼球１２５の一部は側面１１１ｂから突き出すように配置されるため、図３（ａ）に示すように嵌合突部１１１が相手側の嵌合凹部１１２内に嵌め込む際には鋼球１２５が互いに当接して押圧し合うため、嵌合突部１１１は互いに離反する向きに付勢される。この結果、嵌合突部１１１の一方の側面１１１ａ同士を互いに近接さる向きに嵌合突部１１１をそれぞれ付勢し、この付勢力で各係止鉤部１１３を図３（ｂ）に示すように係合させた状態に維持する。また、付勢機構１２０は嵌合突部１１１をそれぞれ反発する向きに付勢しているので、結合金具１００同士を結合させる際には係止鉤部１１３を係合する状態まで誘導する作用も発揮する。そして、付勢機構１２０による付勢力は係止鉤部１１３同士が係合した後もその係止鉤部１１３同士をその係合状態に維持する。

一方、図１に示すように、結合金具本体１０１の前端部分にはシールリング部１３１が結合金具本体１０１の部材と一体に形成されている。シールリング部１３１には軸方向の前方へ向いて開口したシール部材用嵌込み溝１３２が結合金具本体１０１の軸に対して周回するように形成されている。また、シール部材用嵌込み溝１３２は結合金具本体１０１の軸に対して同心状に配置される。

本実施形態では結合金具本体１０１とシールリング部１３１を一体に形成したが、シール部材用取付け部材を結合金具本体１０１とは別部材として結合金具本体１０１に取り付けるように設け、この取付け部材に取付け用嵌込み溝１３２を形成するようにしてもよい。

シール部材用嵌込み溝１３２には弾性材料からなる環状のシール部材１３３が取り付けられる。ここでのシール部材１３３はリップシールタイプのものである。そして、嵌込み溝１３２にシール部材１３３の一部である基部１３３aを差し込んで該シール部材１３３を嵌め込むことで嵌込み溝１３２にシール部材１３３を装着するようになっている。また、シール部材１３３は図７Ａに示されるように基部１３３aから前方へ伸びて内方へ向けて屈曲したリップ状先端部１３３ｂを有し、このリップ状先端部１３３ｂの前方に向く面を結合相手の結合金具のリップ状先端部１３３ｂに向き合う接触面（衝合面）１３３ｃとしている。

前記リップ状先端部１３３ｂの接触面１３３ｃは径方向の内側がより前方へ突き出すように傾斜したテーパ状に形成されている（図７Ｄはフリーな状態での形である。）。結合金具１００を他の結合金具１００に結合させる前等のフリーな状態では接触面１３３ｃの内方側がより前方へ突き出すように傾斜したテーパ状になる。そして、図７Ａに示すように一対の結合金具１００を結合した状態では接触面１３３ｂの先端付近のみが衝合し、かつその最先端付近（径方向の内側）が一番強く互いに押し当たる状態になる。図７Ａに示すところのリップ状先端部１３３ｂの状態が一対の結合金具１００の組付け位置であり、また、流体移送前の待機状態でもある。

流体移送時、リップ状先端部１３３ｂにはその内側から流体の圧力（例えば1.3MPa）が加わり、リップ状先端部１３３ｂは図７Ｂに示す如く外向きに押されて弾性的に変形し、流体圧力に応じて接触面１３３ｃ同士を強く全面的に衝合させる状態となり、シール性が高まる。また、このようにリップ状先端部１３３ｂが閉止状態にあるとき、そのリップ状先端部１３３ｂの頂部付近（径方向の内側）の接触面１３３ｃが一番強い面圧で互いに接触し合い、リップ状先端部１３３ｂの間から外へ流れ出る流体の漏れを防止する。

また、図７Ａに示すように嵌込み溝１３２の開口縁はリップ状先端部１３３ｂが内側へ向けて屈曲する部分に対応している内側領域部分が結合金具本体の外周領域部分に比べて後退している。これによって、リップ状先端部１３３ｂが内側へ屈曲するための空間領域を確保する。嵌込み溝１３２の開口縁の外側領域部分はリップ状先端部１３３ａの腰部を受け止める受止め部１３２ｃを形成している。また、嵌込み溝１３２の開口端周縁にはその開口部中央に向けて突き出す突部１３２ｄが形成されている。この突部１３２ｄは嵌込み溝１３２に嵌め込んだシール部材１３３の基部１３３aが抜け出ないように阻止する。この突部１３２ｄは嵌込み溝１３２の開口周縁の全周にわたり環状に形成しても開口周縁に部分的に設けてもよい。

ところで、一方の結合金具１００のシール部材１３３は結合相手の他方の結合金具１００のシール部材１３３を弁体とみれば弁座となり、他方のシール部材１３３を弁座と見れば弁体となる関係にある。つまり、各シール部材１３３は互いに安全弁の弁体と弁座の相補な関係にある。各シール部材１３３は同一形状であってこれらのシール部材１３３を互いに突き合わせる弁構造の安全弁機能部１３４として作動する。また、シールリング部１３１とシール部材１３３が一体的になってそれら両者が弁体または弁座になるという関係と見做すこともできる。各シール部材１３３は一対の結合金具１００が互いに結合するときのシール部でもある。

また、一対のシール部材１３３を前記結合部１１０との関係で見ると、それらシール部材１３３の接触面（シール面）１３３ｃ同士が突き当る衝合位置は、図２に示される如く、嵌合突部１１１及び嵌合凹部１１２の途中である嵌合部位の中間に位置している。しかも、この位置は、係止鉤部１１３の係止面１３３ａの係止領域の中央でもある。つまり、図２に示す如く、互いに係合した一対の係止鉤部１１３の中央部と互いに接触するシール部材１３３の接触面１３３ｃの衝合面とは互いに一致する。また、一対の係止鉤部１１３の係合した部分は一対の係止鉤部１１３の切欠き孔（湾曲部）１１５によって形成する一対の流体噴出口１１６の中間に位置する。さらに、各シール部材１３３の接触面１３３ｃが衝合する面は嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間に形成される間隙Ｇ２を横切る位置に位置する。この間隙Ｇ２には付勢機構１２０の鋼球１２５が位置するが、移送する流体の圧力が異常で過大な高圧になり、リーク路１３８から圧力流体が外へ放出されるときには鋼球１２５は放出される流体の勢い（主に動圧）によってスプリング１２６の付勢力に抗してケース部材１２４内に押し込まれ、間隙Ｇ２の部分に流体噴出口の有効領域を確保するようになっている。このように間隙Ｇ２の部分にも比較的大きな流体噴出口を出現させることが可能である（図５参照）。

また、結合部１１０の嵌合突部１１１を形成する部分にはこの部分を利用して変形部１４０を形成しており、この変形部１４０は主に塑性変形により結合部１１０全体が軸方向へ伸びるように形成される。この変形部１４０は結合金具１００の流体通路１０２内の流体が異常で過剰な高い圧力となることで結合部本体１０５にその軸方向の引張り力が加わったとき、その結合部１１０に軸方向へ伸す変形が起きるようになっている。

また、嵌合突部１１１はその片側に偏った位置に係止鉤部１１３を設けてこの係止鉤部１１３を他の係止鉤部１１３に係止させるようにしたので図５に示すように嵌合突部１１１は各係止鉤部１１３が互いに係止し合った状態を維持しながら係止鉤部１１３全体が少し曲がりながら軸方向へ伸びるようになっている。つまり、変形部１４０は係止鉤部１１３同士が係合状態を維持する範囲の段階で、嵌合突部１１１の全体が変形して伸び、係止鉤部１１３による係止状態が破断等により解除されることなく、結合部１１０を軸方向へ伸ばすように変形する。

そして、この結合部１１０の変形により結合金具１００の流体通路１０２内における流体圧が異常に上昇したときつまり異常に過剰な高圧になったときにそれまで互いに押し付けられていたシール部材１３３が図５に示す如く相手のシール部材１３３からそれぞれが互いに離反して退避し、シール部材１３３の間に高圧流体を外へ逃がすためのリーク路（放出用流路）１３８を形成する。

ところで、結合部１１０における嵌合突部１１１の係止鉤部１１３付近は局部的に応力が集中し易いところである。このため、図６に示すように係止鉤部１１３の根本部分が角のある切欠き形状に形成されていると、その角に応力が集中し易く、嵌合突部１１１つまり結合部１１０全体が変形して伸びる以前に係止鉤部１１３の根本部分付近から図７に示したようなクラック１４５が入り、この場所から係止鉤部１１３が割れてしまう虞がある。

そこで、本実施形態では、係止鉤部１１３の根本部分への応力集中を避けるために図２〜５等に示したように係止鉤部１１３の根本部分に丸みのある切欠き孔（湾曲部）１１５を形成し、係止鉤部１１３の根本の局所部分への応力集中を避けて係止鉤部１１３が割れないようにした。また、この切欠き孔１１５は流体噴出口１４２の一つを形成するので大きめの切欠き孔ともなる。

また、図５に示す如く、弁体としてのシール部材１３３は変形部１４０が軸方向へ伸びることで相手のシール部材１３３からそれぞれ離反して後退し、そのシール部材１３３の間にリーク路１３８を形成するようにしたが、さらにリーク路１３８の領域に流体噴出口１４２の少なくとも一部が重なるように配置した。また、係止鉤部１１３を設けた側とは反対側に位置する嵌合突部１１１の側面の間（ここでは付勢機構１２０の鋼球１２５を配置した場所付近の間隙Ｇ２の領域）にもリーク路１３８の領域の一部が対応位置するようにした。この間隙Ｇ２の部分も流体噴出口１４２と見ることができる。

ところで、係止鉤部１１３の係合面は相手の結合金具の係止鉤部１１３の係合面と軸方向において衝合して係止する。この係止による結合力は結合部１１０から結合部本体１０５にわたり、更に結合金具本体１０１に伝わる。

また、嵌合突部１１１はその基端側つまり結合部本体１０５側程幅が広い先細り形状としたので結合部１１０の基端側部分への応力集中を避け得る。また、嵌合突部１１１の突出長さを長くすれば、長くするだけ係止鉤部１１３を支える先端側領域を確保し、引張り荷重を受ける係止鉤部１１３の強度が増す。また、嵌合突部１１１の根元から係止鉤部１１３の係合位置までの領域を長くすることで同じ伸度の材料を使用してもシール部材１３３のリフト量を大きくできるようになるので、安全弁機能として必要充分なリーク放水量を確保できるようになる。

また、上述したように係合突起１１１は異常で過大な引張り荷重を受けると、若干曲がりながら伸びるため、曲がりながら伸びることを考慮した係止鉤部相互の係合離脱防止策が必要である。そこで、係止鉤部１１３の係止面１１３aを結合部本体の周方向に対してオーバーハング状に傾斜させるとともに、そのカウンターアングル「θ」を既存の結合金具の場合よりも大きく設定した。例えば、外周面展開図上でのカウンターアングル「θ」は既存の結合金具の場合の１５°よりも大きく、例えば、２０°〜３０°の範囲が好ましく、２５°がより好ましい。

ここで、カウンターアングルθが２０°よりも小さいと、図５に示したように安全弁１３４のリーク路１３８が形成されたとき、一対の係止鉤部１１３の接触し合う係止面１１３ａの角度が結合金具の軸方向に対して直角な位置から外れる向きに傾き易くなる。一方、カウンターアングルθが３０°よりも大きいと、前記嵌合突部１１１の先端面と嵌合凹部１１２の奥壁面との間の間隙Ｇ１を大きくする必要が生じて金具をコンパクトに設計できなくなるとともに操作時に支障を来し易い。

そこで、カウンターアングルθが２０°〜３０°程度であると、前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに前記結合部本体に加わる軸方向の引っ張り力により軸方向に伸ばされることで前記シール部材が結合相手のシール部材から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成するまで係止面を有する係止鉤部が変形しても該角度がマイナスにならない角度の範囲にあり、その係止鉤部同士の係合状態を確保する。つまり、オーバーハング状に傾斜した係止面の角度は、前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに前記結合部本体に加わる軸方向の引っ張り力により軸方向に伸ばされることで前記シール部材が結合相手のシール部材から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成するまで係止面を有する係止鉤部が変形して該角度がマイナスにならない角度の範囲にあり、かつ係止鉤部が互いに係止した状態を維持する角度である。また、係止鉤部同士を最もスムーズに係止状態に誘導できると同時に係止鉤部同士の係合解除操作がし易いものとなる。

ところで、従来の結合金具の場合おいては「出荷検査等で一時的に試験圧力（使用圧の１．５〜２．０倍）を受けた後、使用圧（常用最高使用圧力）以内で使用される」ので圧力を受けた時の嵌合突部１１１の曲りは極わずかな弾性変形による曲りに留まっており、圧力がなくなると元の形状（角度）に戻っていた。したがって、これまでの結合金具１００のカウンターアングルは１５°程度のカウンターアングルに設定していた。

一方、本発明の安全弁機能を一体的に備えた結合金具１００の場合には、試験圧を超える異常で過大な高圧（使用圧の３〜４倍以上）を受ける圧力も想定している。通常の使用圧に対して十分に余裕をもった圧力を想定している。本実施形態では異常で過大な圧力を受けた場合、軸方向の荷重が高まり、嵌合突部１１１が塑性変形または弾性変形によって曲りながら軸方向へ伸び、係止鉤部１１３も変形する。この曲がって変形した分だけカウンターアングルθが小さくなる。

よって、本実施形態ではこのカウンターアングルθの減少分を見越してそのカウンターアングルθを大きめに設計した。そして結合金具の材質やサイズまたはその形状等によって多少前後するとしても、２０°〜３０°のカウンターアングルθを設けると、大容量泡放水システム用結合金具（呼称１５０〜４００mm）の場合にも適用できるようになる。

前述した如く、カウンターアングルθが小さいと移送流体の圧力が異常で過大な値になった場合、そのカウンターアングルθの方向が逆向き（例えば、嵌合突部１１１が「−２０°」曲がると、「１５°」だったカウンターアングルが「−５°」）になってしまい、受けている軸荷重によって結合金具に離脱方向の回転力が発生してしまう。また、逆にカウンターアングルθが大き過ぎると、金具結合状態でのシールリング部の先端と相手結合金具のシールリング部の先端との隙間を大きくしないと着脱操作が出来なくなり、シール部材１３３を大きくする必要が生じて結合金具をコンパクトに設計できない。したがって、カウンターアングルθを２０°〜３０°の範囲にすることが合理的な設計である。

流体通路１０２内の流体圧力が安全弁機能部１３４を作動させるよう設定した圧力を超えると、図５に示す通り、この変形部１４０（結合部１１０）が塑性変形によって少し曲がりながら軸方向へ全体的に伸びる。そして、一対の結合金具１００のシールリング部１３１が互いに離れる向きにリフトし、シール部材１３３の突合せ面の間が開いてそのシール部材１３３の間にリーク路１３８を形成する。このリーク路１３８を通じて流体通路１０２内の高圧流体が外へ放出される。この放出流体は流体噴出口１４２から結合金具１００の円周方向（本呼称３００mm金具の場合は円周１２方向または円周２４方向）へ勢いよく噴出される。そして、この噴出現象が起きると、作業者等はそれを見て異常事態であることを知り得る。

尚、流体が放出されるとき、流体噴出口１４２にシール部材１３３が位置するが、シール部材１３３は通常ゴム製なので勢いの強い流体によって押し付けられ、放水量に対する影響は大きくない。また、リーク路１３８に付勢機構１２０の鋼球１２５が位置しているが、鋼球１２５は勢いの強い噴出流体によってケース部材１２４内に押し込められ、流体噴出口の領域から極力退避するので放水量を大きく損ねることがない。

図８は、一対の結合金具の一方を図１９に示した大容量泡放射システムにおいて放水砲３９に最も近いマニホルド４０に設けた結合金具１００ａとした場合を示し、その一対の結合金具で上述したような安全機構付き結合金具１００とした例である。

次に、結合金具１００を使用する場合の作用について説明する。まず、一対の結合金具１００を結合させる場合は、まず、各結合金具１００の結合部１０５同士を図１に示すように同軸上で向き合わせて嵌合突部１１１を、これの係合相手の嵌合凹部１１２に差し込む。すると、図３（a）に示すように嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２が互いに噛み合い、同時に付勢機構１２０の鋼球１２５が互いに突き当たって押し合い各嵌合突部１１１を周方向の反対向きに付勢する。このため、結合金具１００を周方向へ回転させる操作を積極的に行うまでもなく、係止鉤部１１３同士が互いに係合するところの図３（ｂ）に示す状態に誘導される。結合金具１００が特に大型の場合は操作者がその結合金具１００を周方向に回転操作させて係止鉤部１１３同士が係合する動きを補助することが好ましい。

本実施形態では、結合部本体１０５を結合金具本体１０１に固定した形態であるので、結合部本体１０５のみを独立して回転させることができないが、結合部本体１０５を結合金具本体１０１に回転自在に取り付ける構造とすれば、結合部本体１０５のみを回転して一対の結合金具１００を連結できるようになる。

ところで、図２に示す如く、一対の結合金具１００を結合した状態では一対の結合金具１００の各々のシール部材１３３が互いに当接している。具体的には図７Ａに示すように各シール部材１３３のリップ状先端部１３３ｂにおける頂部が互いに当接して押し合う状態にある。そして、流体を移送する通常時の内部圧力（流体圧力）の範囲では図７Ｂに示すように各リップ状先端部１３３ｂが内側からその圧力によって外向きに押されるため、シール用接触面１３３ｃが全面的に当接してシール部材１３３の間を閉塞するシール状態となる。

そして、前述した如く、送水ラインの途中に設けたバルブ操作やポンプ間の連携不足等の種々の原因によって送水ライン中にウォーターハンマー等が発生する場合、送水ライン中に異常で過大な圧力が発生すると、その異常な圧力を受けて結合金具１００は上述したように安全弁機能を作動させる。

ところで、結合金具の使用圧（常用最大使用圧力のことであり、これは通常金具に表示されている。以下、本説明は省略する。）と、本発明で想定する異常な圧力値との関係はその結合金具を使用するシステムに応じて相違する。大容量泡放水システムにおけるホース等の管類を接続する接続継手として使用する場合、一般的に流体移送時の流体通路１０２内の使用圧（流体圧力）は１．０〜１．６ＭPa程度であり、試験圧力は１．５〜２．４ＭPa程度である。一般的に試験圧力は使用圧の１．５倍〜２倍程度であり、本発明で想定する異常な圧力値は試験圧力の２倍程度（使用圧の３倍〜４倍程度）を想定している。

本発明の結合金具について試験した後述の実施例の場合、その結合金具は大容量泡放水システムにおけるホース等の管類を接続する接続継手として使用している。呼称３００mm結合金具の使用圧は１．３ＭPaであり、試験圧力は使用圧の１．５倍強（２．０ＭPa）である。本ホース体の破断圧力は使用圧の２．５倍弱（３．０ＭＰａ）であり、本結合金具の安全弁機能における異常な圧力値については使用圧の３．０倍程度（３．９ＭＰａ）で設定した。また、ホースの破断圧力に対して０．９ＭＰａもの大きな余裕を設けた理由は結合金具が破壊して金具が飛ぶという最悪の事態が迫っていないにも拘わらず、安全弁機能が作動して本金具の変形部１４０が塑性変形してしまう事態を避けるためである。

次に、結合金具１００の安全弁機能の具体的な作動について説明する。一対の結合金具１００を接続したときのシール部材１３３は図７Ａに示す状態にある。また、流体移送時は図７Ｂに示す状態になり、接触面１３３ｃの内方先端付近が一番強く、その接触面１３３ｃの略全体が押し当たる状態になる。そして移送流体の圧力に応じてシール部材１３３の間の押し当て力が相応に高まる。

何らかの原因で流体通路１０２内の圧力（流体圧力）値が極端に高まり、一定以上の異常で過大な圧力になると、その圧力に応じて一対の結合金具１００には引き離す引張力が強くなる。この軸方向の引張力は結合金具本体１０１から結合部本体１０５の結合部１１０まで伝わる。このように流体通路１０２内での流体圧が一定以上の異常な圧力になると、変形部１４０は軸方向へ伸びる。最も変形し易い変形部１４０が最初に軸方向へ引き伸ばされるが、この変形部１４０以外の他の部位は引っ張り荷重を受けても相対的に殆ど伸びない。

シール部材１３３を保持した結合金具本体１０１の方も殆ど伸びないので結合金具本体１０１の前端部に位置するシール部材１３３は結合部１１０に対して相対的に後退し、図２に示すシール状態から図５に示す開放状態に変わる。つまり、シール部材１３３はいずれも結合部１１０に対して相対的に後退する。（見方を変えると、結合部１１０の係止部分はそのシール部材１３３に対して相対的に前進したことになる。）
このときのシール部材１３３の後退量Ｒは変形部１４０の軸方向への伸び量に対応する（図５参照）。そして、一対の結合金具本体１０１の各シール部材１３３が互いに離反してその間に生じる間隙によってリーク路１３８を形成する。一対の結合金具１００はいずれも同じ構造であるのでそれぞれの後退量Ｒは一致し、一対の結合金具１００におけるシール部材１３３が相対的に離間した距離Ｌはそれぞれの後退量Ｒの和となる（図５参照）。そして、異常で過大な流体圧力が発生したときにシール部材１３３の間には２Ｒの幅（Ｌ）のリーク路１３８が出現し、このリーク路１３８は結合金具本体１０１の流体通路１０２に連通するため、流体通路１０２内の異常で過大な高圧流体はそのリーク路１３８を通じて結合金具１００の外へ放出される。

この際、各シール部材１３３のリップ状先端部１３３ｂはリーク路１３８を経て放出される水流の勢いで捲れ、図７Ｃに示す形になることが多い。この場合でもリップ状先端部１３３ｂの間に形成される隙間によってリーク路１３８を形成し続け、異常で過大な高圧流体が残存する限り、その高圧流体を結合金具１００の外へ放出する。高圧流体がリーク路１３８を通じて結合金具１００の外へ流出し終わると、流体通路１０２内の流体圧が急激に低下する。そして、異常な圧力が速やかに使用圧以下に低下し、異常な圧力状態が解消し、それ以上に高まり、結合金具１００の結合状態が破損することがない。

上述したように流体通路１０２内の流体圧が異常で過大な圧力になると、安全弁機能が働き、流体通路１０２の高圧流体がリーク路１３８を通じて外へ流出し、流体通路１０２内での流体圧力を低下させる。このため、結合部１１０等が破損したり損傷したりすることがない。また、一対の結合金具１００は結合状態を維持する。

そして、前記変形部１４０は流体通路１０２内の流体が異常で過大な高圧状態になったときに前記結合部１１０による結合相手との結合を維持している段階で優先的に伸びて各シール部材１３３の間にリーク路１３８を形成すること、つまり安全弁機能部１３４が安全弁（圧力弁）としての機能を発揮する。そして結合部１１０等の結合状態の破断による金具離脱の危険を未然に防止することができる。

ところで、本実施形態では図５に示すようにリーク路１３８から流体通路１０２内の高圧流体が外へ流出するとき、相対した２つのシール部材１３３の先端（弁体・弁座面）の離反距離は１つのシール部材１３３についてのリフト量の２倍となる。

そこで、本実施形態では結合部本体１０５の変形部１４０の伸びの特性を、前記シール部材１３３の弁体・弁座（シール面）が相手側のシール部材１３３の弁体・弁座（シール面）から離反する全リフト量が、該結合金具１００の流体流路１０２の最少内径の１／１００以上となるまで結合部１１０の結合が破れずに変形部１４０が軸方向へ伸びるように設定した。これは弁体・弁座面でのリーク路１３８の流路面積（カーテン面積）が、この結合金具１００に接続するホース等の配管類の流路面積の４％以上と云うことを意味する。

後述する本発明に係る結合金具について試験したところの実施例の場合、図１６のグラフより「破断せずに使用できる範囲の荷重である４４０ｋＮ（使用圧の約４．６倍）を加えた時、シールリングが約５．９mmリフトすることを確認でき、このリフト量は流体通路１０２の最小内径（図９参照）２７５mmの２．１／１００である（5.9/275=0.0214）」ことを確認した。

一方、JIS Ｂ 8210-2009に規定される「揚程式安全弁」ではリフトが１／４０以上であることが規定されており、このリフトが１／４０と云うのは弁座流路面積（カーテン面積）がここでの結合金具１００に接続するホース等の配管類の流路面積（弁座部面積）の１０％以上であることを意味する。よって、単独での警報用安全弁の放出面積は前述したJIS揚程式安全弁の２／５ということになる。このリーク路１３８の流路面積（カーテン面積）だけを考えれば、本実施形態での警報用安全弁が３組作動すれば、JIS揚程式安全弁以上の放出面積を確保できる。

本実施形態ではいずれのシール部材１３３（弁部材）も移動するので片方のシール部材１３３での弁部材のリフト量は０．５／１００ということになり、２つ合わせて１／１００のリフト量を確保する。

下述する本発明に係る結合金具について試験した実施例の場合、リップシールタイプのシール部材（パッキンリング）同士を互いに突き合わせてシールする形式としたが、このリップシールタイプのシール部材は流体圧力が非常に低いときには内圧によるシール部材（パッキンリング）同士の押し付け力があまり期待できないので金具結合時のパッキン位置を「シール部材同士が弁体・弁座口の径の０．７〜１／１００程度で互いに押し付け合う位置」（呼称１５０〜４００mm金具の場合）で設計する。

よって、安全弁機能部１３４のリフトが１／１００以上になると、シール部材１３３同士が互いに押し付け合っておらず、この状態で、異常で過大な高圧流体による内圧が加わった状態では各シール部材１３３がこの位置で図６Ｃに示すように実際に有効な隙間が流体通路１０２の最小内径の０．５／１００以上（つまり流体がシール部から実際に放出されるカーテン面積が流体通路１０２の最小面積の２％以上）となる。

この内圧によるシール部材１３３の反転現象は、各シール部材１３３同士の押し付けがなくなって隙間ができるまで発生しないのではなく、試験圧力を超えるような高圧の場合には金具結合時の各シール部材１３３が押し付け位置（弁座口の径の０．７〜１／１００程度）の半分程度になると反転する。ここでの各シール部材１３３の押し付け位置とは各シール部材が変形しない接触位置を越えて互いに変形した位置を意味する。

本実施形態では、流体圧力が異常に上昇して変形部１４０が軸方向へ伸びて、シール部材１３３が軸方向にリフトし、シール部材１３３によるシール部分から流体が結合金具の外へ放出されるとき、本結合金具の外へ放出されるリーク路１３８の面積を、本結合金具の流路通路１０２の最小面積の１％以上とすることができる。

普通の安全弁を使用する場合には、一般的には一つの安全弁で異常圧力を放出するようにするが、上述した大容量泡放水システムの場合のような大掛かりなシステムでは結合金具は最低でも１０組の結合金具を用いるので、その場合はそれら全部の結合金具を安全弁機能付き結合金具とし、それらが圧力を放出する安全弁機能を発揮するようにする。このようにすれば、前記JIS Ｂ 8210揚程式安全弁の「弁体が開いた時の流路面積の中で弁座流路面積（カーテン面積）が最小となり、安全弁のリフトが１／４０以上」という「実際の放出面積が弁座面積の１０％以上」という意味の要求を満たす。この場合の警報用安全弁機能付き結合金具の個々に対する要求はその１／１０とした（本結合金具１０組合計で前記JIS揚程式安全弁の要求と同じになる。）。なお、JISでは警報用安全弁に対する放水量の定めがない。

本発明での変形部１４０の場合は通常の圧力では極僅かな弾性変形での伸びを示すだけであり、設定した高い異常な圧力を超えるまで殆ど伸びない。そして設定した異常な圧力を超えるまではシール部材同士が突き当たり圧力流体の漏れを阻止している。設定した異常な圧力になると、その変形部１４０の塑性変形が始まって伸びる（変形部１４０は一旦大きく伸びると、その後は元に戻らなくともよい。）。そして、流体通路１０２内における流体圧が異常で過剰な高圧になったときに図５に示すようにシール部材１３３の間が開き、リーク路１３８を形成する。このリーク路１３８の領域に係止鉤部１１３の切欠き孔１１５によって形成される流体噴出口１１６の部分が位置する。つまり、リーク路１３８の領域の一部と流体噴出口１１６の領域の一部が重なり合うため、リーク路１３８から流出する高圧流体はそのリーク路１３８から流体噴出口１１６を直線的に経て外まで勢いよく放出される。したがって流体噴出口１１６を経て直線的に外へ流出する流体はその噴出途中で余計な抵抗を極力受けることなく結合金具の外へ噴出する。高くまたは遠くまで勢いよく飛ぶようにリーク流体を放出させることができるので放出する流体により異常事態を明確に顕在化させる。よって、異常事態の識別力が高まり、これを見ての監視者や操作者等による異常事態の把握が容易になる。

また、係止鉤部１１３を設けた場所以外の結合部における嵌合隙間からも流体を放出する。特に嵌合突部１１１の側面で付勢機構１２０の鋼球１２５を配置した間隙Ｇ２の部分では比較的大きく開口しており、この間隙Ｇ２の開口領域にリーク路１３８が位置しているので、この領域（流体噴出口）からも流体を飛ぶように放出させることができる。また、鋼球１２５は流体が噴出する際、高圧流体の放出流の勢いで図５に示す状態まで沈み込むので鋼球１２５は高圧流体の放出を大きく阻害せず、その部分に大きな流体噴出口を形成できる。

また、結合部１１０は結合部本体１０５の前方端部に嵌合突部１１１と嵌合凹部１１２を形成しており、この結合部１１０の内面は結合金具本体１０１の外面に密着するように接して被嵌している。結合部１１０の内面と結合金具本体１０１の外面との間はスムーズな操作に必要な隙間だけである。このため、結合部１１０の内面と結合金具本体１０１の外面との間から流体が大量に放出することはない。

また、本実施形態での結合金具では、本呼称径３００mmの結合金具でその円周１２方向に切欠き孔１１５を設けているので、鋼球１２５のある部分を合わせて２４方向という様に略全周方向に噴出流が発生する。したがって、結合金具の設置向きに拘わらず、いずれかのリーク噴出流を観察できるようになるのでその異常事態を認識し易い。最も流体噴出口１１６が円周方向に均等割りで３ヶ所あれば必ず１か所は上方３０°以上の角度となるので十分に異常事態の顕在化に寄与できる。より好ましくは円周方向に均等割りで６か所以上あればよく、この場合には上方６０°以上の角度となる。

以上の如く、本実施形態では、各流体噴出口１１６を、流体が放射する噴出ノズルとしているのでその噴出流体を把握することが容易になり、異常事態の監視が容易であり、異常事態を知らせる監視及び警報機能を有効かつ顕著に発揮させることができるようになる。更に、流体噴出口１１６から放射する噴出流体を遠くからでも直ちに気が付くことができる放出能力を付与できることから特に大がかりなシステム、例えば大容量泡放射システムで使用する場合に好適する。

また、本実施形態での流体噴出口１１６は係止鉤部１１３の部分への応力集中を防止するために形成した切欠き孔１１５を利用しているので流体噴出口１１６を別に設ける場合に比べて構成の簡略化が図れる。勿論、本発明では流体噴出口１１６をリーク路１３８に対応して別の位置に設けるようにしてもよいが、この場合には穴を開けることによる金具強度の低下に配慮する必要がある。

また、本実施形態での変形部１４０は設定した異常な圧力を超えるまで殆ど伸びずに、通常はシール部材１３３同士を突き合せて流体の流出を阻止している。しかし、設定圧力を超えると、その変形部１４０はリーク路１３８を形成するまで優先的に伸び、変形部１４０がリーク路１３８を形成するまで伸びる。その後は元に戻っても戻らなくてもよいが、元に戻らない場合は本結合部本体または本結合金具自体を交換する必要が生じる。この異常事態が実際に生じて作動する頻度は非常に稀であり、結合状態の破壊や損傷を防止できるので人命に係わる事故等の重大な事態を回避できることを考えれば、結合部本体１０５または本結合金具１００自体を交換または破棄することでもやむを得ない。

本実施形態では、本願の発明者が考案した図２０に示す形式の結合金具の場合のように安全弁８０の弁体８６および弁座８４等を別体の構造として結合金具に組み込む必要がない。また、弁体８６を付勢する装置として大きなコイルばねを結合金具に組み込む必要もない。しかも、本実施形態では結合金具１００の構成要素である結合部及びシール部を基本的に変更することなく、結合部を形成する結合部本体自体の一部に変形部を形成するだけで、安全弁機能を備えた結合金具とすることができる。また、各種部材の兼用化が図れる結果、結合金具が大型化せずに比較的簡略化できる構成でしかも低価格化を達成できる。

本実施形態では正常時に弁体のシール部材を押し付けて流体をシールする一方、移送流体が異常な高い圧力となったとき、結合部本体が破断せずに結合部本体の一部が軸方向に伸びることによってそれまで押し付けられていた弁体（弁座面）としているシール部材が、相手の弁座面（弁体）としているシール部材またはシール部から離れて流体を外へ放出させるリーク路を形成するように構成して、安全弁として機能させるようにした。したがって、流体通路内の異常で過大な圧力の流体を放出する構成とするための特別かつ複雑な弁体付勢装置をわざわざ別部材として結合金具に組み込む必要がなくなる。

また、結合部本体の一部の一定範囲が略均一に必要量変形できる変形部を設けるだけである。このため、結合金具の構成要素の一つである結合部本体の部材を弁体付勢装置として兼用できるようになり、結合金具の構成の簡略化が図れる。

本発明の他の実施形態の結合金具１００について図９及び図１０を参照して説明する。本実施形態は前述した実施形態の結合金具１００と基本的形態が同じであるので前述した実施形態の要素と同様のものは同一符号を付す。

この他の実施形態における結合金具１００では、結合部本体１０５における結合部１１０の嵌合突部１１１の内面１５１を、結合したときの結合相手の結合金具１００におけるシールリング部１３１の外周面に嵌合させたが、流体圧が異常で過大な圧力になってシールリング部１３１等がリフトすると、そのリフトして結合相手と離れる距離に応じて嵌合突部１１１の内面１５１と結合相手のシールリング部１３１の外周面との間の隙間が大きくなるように構成した。また、結合金具着脱の操作性を良くするために結合し合う両方の結合金具の中心軸を合致させる必要があって、結合時には嵌合突部１１１の内面１５１と結合相手のシールリング部１３１の外周面とを嵌合させている。しかし、この隙間が小さいと結合操作する場合に凸形状のシールリング部１３１を結合相手の凹形状の結合部１１０の内面１５１に入れ難いという問題があった。

そこで、嵌合突部１１１の内面１５１は、嵌合突部１１１の突き出し前方端側程、結合したときの相手の結合金具１００におけるシールリング部１３１の外周面から離れるように湾曲傾斜するように形成した。この湾曲傾斜させたことで結合相手と離れる距離に応じて、隙間が大きくなるという効果も得られる。つまり、嵌合突部１１１の内面１５１と結合相手の結合金具１００におけるシールリング部１３１の外周面との間に形成される隙間によって流体放出路１５３を形成する。

また、流体放出路１５３は、互いに結合したときの一対の結合金具１００のシールリング部１３１の間に形成される間隙Ｇ３と、嵌合突部１１１の先端面と嵌合凹部１１２の奥壁面との間に形成される間隙Ｇ１に連通する。また、流体放出路１５３は嵌合突部１１１の背面と嵌合凹部１１２の背面との間に形成される間隙Ｇ２にも連通する。

さらに、流体放出路１５３は係止鉤部１１３を設ける嵌合突部１１１の側面間に形成される間隙や流体噴出口１１６にも連通する。この流体放出路１５３は移送流体に異常で過剰な圧力が発生したときに形成されるリーク路１３８にも連通する。そして異常で過剰な圧力の高圧流体は流体放出路１５３を通じて速やかに放出する。

ところで、各間隙は結合金具の軸に直角な立上がり壁により形成され、外へ開口しているので流体放出路１５３に連通するだけでなく、結合金具の軸に直角な向きに開口した流体噴出口１５５を形成することになる。したがって、流体噴出口１５５から外へ噴出する高圧流体の向きは結合金具の軸に直角な向きであり、本結合金具の円周方向となる。結合金具の軸に直角な向きに開口することは前述した流体噴出口１１６についても同様である。

しかして、この他の実施形態では、一対の結合金具１００の使用中、移送流体に異常で過剰な圧力を超えると、図１０に示すように、一対の結合金具１００のシールリング部１３１がリフトするので、シールリング部１３１の間にリーク路１３８が形成される。そして、同図１０において矢印で示すように高圧流体は、リーク路１３８から流体放出路１５３を通じて流体噴出口１１６や流体噴出口１５５等に流れ、結合金具１００の外部に放出される。したがって、高圧流体の放出が速やかに行われ、結合金具１００の結合破壊を回避できると同時に結合金具の円周方向に高圧流体を噴出させることによって異常な事態を顕在化できる。

＜実施例＞
次に、本発明に係る結合金具を試験する実施例について説明する。ここでの試験対象は大容量泡放水システムに用いられる結合金具（型式：使用圧１．３ＭＰａ、呼称３００mm）に対応した供試体とする。

この供試体の材質と物性は以下の通りである。まず、材質はJIS Ｈ ４１４０-１９８８「アルミニウム及びアルミニウム合金鍛造品」で規定されたＡ５０８３ＦＨとする。これは一般的に使用されている鋳造品に比べると高価で加工に手間が掛かる材質であるが、強靭な（強くて割れ難い）材質である点で優れる。

また、供試体の材料についての引張強さ及び伸びのＪＩＳ規格値と、実際に使用した材料の実測平均値（山形工業技術センターで測定）で示すと、次の通りである。

ＪＩＳ規格値 実測平均値
引張強さ（Ｎ／mm^２）２７５以上 ２９６（測定値２９６，２９６，２９６）
伸び（％） １６以上 ２８．７（測定値３１，２９，２６）
ところで、大容量泡放水システム用の大口径結合金具で一般的に使用される材質はアルミニウム合金の砂型鋳造品であり、供試体のアルミニウム合金鍛造品とは伸びの値（靱性）が大きく異なる。金型鋳造品等も一部の会社で使用されているが、基本的に鋳物であるので強靭さに欠ける。なお、鋳造品は一般的に弾性域が余りないので直ぐに塑性域に入って永久変形を起こしやすく、また、伸びが小さいので金具が大きく変形することもないが、突如破壊すると云う様な特性を持つ。

この大口径結合金具で一般的に使用される材質はJIS Ｈ ５２０２−１９９９「アルミニウム合金鋳物」で規定されたＡＣ７Ａであり、規格値は次の通りである。
材質ＡＣ７Ａの砂型鋳物 ＪＩＳ規格値
引張強さ（Ｎ／mm^２） １４０以上
伸び（％） ６以上
材質ＡＣ７Ａの金型鋳物 ＪＩＳ規格値
引張強さ（Ｎ／mm^２） ２１０以上
伸び（％） １２以上
そして、本発明に係る結合金具に異常で過大な流体圧力が実際に発生した時の状態を確認するため、実際に試験することを検討した。

ここで、使用圧の４倍（５．２ＭＰａ）を超える高圧力で試験が出来る耐圧試験機にあってはそのプランジャーポンプの流量がさほど大きくない。よって、結合金具内の圧力を異常で過大な圧力（使用圧の３倍〜４倍を超える様な圧力）まで上昇させることにより、供試体の変形部が伸びると、シール部材が軸方向にリフトしてシール部分から流体が放出されるが、その放出によってポンプ圧力が急激に下がってしまう。シール部から流体が一旦放出され始めると、もう使用圧の４倍を超えるような高圧力にはならない。したがって、本耐圧試験機（プランジャーポンプ）では、それ以上に高圧な圧力を加えた場合に変形部がどの様な挙動を示すかの確認は現実に出来ない。

一方、大容量泡放水システムで実際に使用される渦巻きポンプは充分な流量を有するものであるが、圧力は使用圧を少し超えるまでしか昇圧できない。また、実際のウォーターハンマー現象や、ホース類が径方向や長さ方向に膨張してエネルギーを蓄積した状態（ホースではなく、鋼管の場合は殆ど膨張しないのでエネルギーも蓄積されない）を試験室で再現するために、両者のポンプ能力を大きく超える巨大なポンプや、アキュームレータ等でエネルギーを蓄積して行う試験方法は危険が大き過ぎる。よって、このような耐圧試験方法を採用することは断念した。

そこで、引張試験で供試体の試験を行うこととした。一般に、接続金具内を異常で過大な圧力まで上昇させた時に供試体に加わる軸荷重はパスカルの原理で求められる。本供試体に使用圧の内圧が加わる場合、使用圧が１．３ＭＰａ（１，３００，０００Ｐａ）で結合金具の呼び径＝ホース装着部外径（図１２参照）が３０５mm（０．３０５ｍ）なので軸荷重は９４．９ｋＮとなり、この荷重の３〜４倍以上で引っ張ることにより供試体の変形部が伸びて、シールリング部（シール部材）が軸方向にリフトする状態を確認することとする。

このときの軸荷重（Ｎ）は次の式から求めることができる。
軸荷重（Ｎ）＝Ｐπｒ^２
＝１，３００，０００×３．１４×（０．３０５／２）^２＝９４，９３２
ここでの供試体１６０の形状及びその寸法は図１１乃至図１５に示した。図１１乃至図１２は結合金具本体１０１、図１３は引張り棒１６２、図１４は結合部本体１０５、図１５はシール部材１３３に対応する供試体を示す。これらの形状及び寸法の表示方法は、JIS製図規格及び日本で慣用された製図法による。また、表示した寸法の単位は[mm]である。

ここでの供試体は図４及び図５に示した形態を含む要素に対応しており、特に結合部１１０が特に変形するようにした結合金具についての試験を代行できるようにしている。

この結合金具本体１０１に対応する供試体は十分に強度のある支持盤１６１の周囲にシーリング部１３１を形成する。また、支持盤１６１はその中央に図１３に示す引張り棒１６２を差し込み係着させる装着孔１６３を形成した。

そして、支持盤１６１の装着孔１６３に引張り棒１６２を差し込んでその支持盤１６１を引張り棒１６２で保持しながらそれぞれの引張り棒１６２を引張試験機のチャックで保持し、その一対の供試体を互いに離反する軸方向へ引っ張り、供試体の結合部１１０に引張り荷重を加える試験を行った。

このときの試験機は栃木工業技術センターにある（株）東京衡機製造所製万能材料試験機ＲＵ５００Ｈ-ＴＫ２１（５００ｋＮ）を使用した。また、この試験での荷重付加速度は０．５mm/min、荷重レンジは５００ｋＮ、変位レンジは１００mmであった。

この引張試験の結果、次の通りデータが得られた。図１６は軸方向の引張り荷重とその軸方向の変位（チャック間の変位）をグラフに表した試験結果である。
この引張り試験結果を見ると、荷重３９０ｋＮ位までのグラフの傾きと、それを超えた後の傾きが大きく変化しており、これから荷重３９０ｋＮ位までが弾性変形であり、それ以上の荷重では塑性変形が起っていると考えられる。また、荷重が４３０ｋＮ位になると、ノコギリ状の波形が現れ、局部的な破壊が始まっていると考えられる。したがって、本結合金具を破壊せずに使用できる範囲は４４０ｋＮ程度まであると考えられる。この値は使用圧の約４．６倍の圧力に相当する。なお、ホース体の破断圧力は実測値で使用圧の２．５倍弱（３．０ＭＰａ）程度である。

この引張り試験結果のグラフで示す変位量は引張試験機のチャック間での変位である。したがって、供試体の全体の変位量の合計値と云うことになり、支持盤（中実板）１６１が椀状に変形したりするようにシールリング部１３１（シール部材１３３）が軸方向にリフトする効果に繋がらない変形による変位量も含まれるが、供試体全体での荷重：変位の特性を巨視的に把握することが出来る。

次に、供試体の変形部である結合部１１０等が伸びて、シールリング部１３１（シール部材１３３を保持する部位）が軸方向にリフトし、シール部分から流体を放出するまでの結果を図１７で示す。この図１７は引張り荷重とシールリング間の変位とのデータをグラフに表したものである。

このときの引張り荷重とそのときの結合部１１０が変形する状態を図１８Ａから図１８Ｆに示した。すなわち、図１８Ａは引張り荷重Ｗが２ｋＮでシールリング間の変位が０．０mmであり、図１８Ｂは引張り荷重Ｗが９１ｋＮでシールリング間の変位が０．４mmであり、図１８Ｃは引張り荷重Ｗが２１０ｋＮでシールリング間の変位が１．５mmであり、図１８Ｄは引張り荷重Ｗが３００ｋＮでシールリング間の変位が２．８mmであり、図１８Ｅは引張り荷重Ｗが４００ｋＮでシールリング間の変位が４．５mmである、図１８Ｆは引張り荷重Ｗが４４０ｋＮでシールリング間の変位が５．９mmである。

この場合、図１６のグラフを見ると、本結合金具１００の結合が破壊せずに使用できる範囲の荷重である４４０ｋＮ（使用圧の約４．６倍）を加えた時、シールリングが約５．９mmリフトすることを確認できた。このリフト量は弁座の径と略等しい本結合金具１００の流体通路１０２の内径２７５mmの２．１５／１００に相当する。また、一組の結合金具にはシールリング部１３１（シール部材１３３）が２つあり、この２つの合計が本リフト量となる。なお、図１６と図１７に示される結果から供試体全体の変位量の約半分が、シールリング部１３１（シール部材１３３）が軸方向にリフトする効果に繋がっていたことが分かった。

次に、嵌合突部１１１（結合部１１０）の片側に係止鉤部１１３を設けて、これの係合面１１３ａで相手結合金具の係合面と軸方向に突き当てて係合させている。この係合面の角度（カウンターアングル）θを考察する。

結合金具の試験圧を超える大きな荷重を受けると、嵌合突部１１１（結合部１１０）全体が係止鉤部１１３の反対側に曲がりながら伸びる。使用圧や試験圧での曲りは極わずかな弾性変形の範囲であるためにその荷重が無くなると元に戻る。今回の試験は使用圧の約４．６倍に相当するまでの荷重を加えて測定し、このカウンターアングルθがどの様に変化するかを調べた。

供試体のカウンターアングルθは外周面展開図上で２５°設けているが、この角度が引張試験での強い荷重を受けて次の様に変化していた。

荷重（ｋＮ） 圧力（使用圧の倍数） カウンターアングルθ（°角度）
２ ０．０ ２５
９１ １．２ ２４
２１０ ２．７ ２２
３００ ３．９ １６
４００ ５．２ ４
４４０ ５．７ ０
従来の結合金具の場合、出荷検査等で一時的に試験圧力（使用圧の１．５〜２．０倍）を受けた後、使用圧（常用最高使用圧力）以内で使用されていたので嵌合突部１１１の曲りは極わずかな弾性変形による曲りに留まると考えていた。よって、結合金具の材質やサイズ・詳細形状等によって前後するが、１５°程度のカウンターアングルを設けていれば済むことであった。

しかし、本発明の場合のように安全弁機能を一体的に備えた結合金具の場合には試験圧を超える異常で過大な高圧（使用圧の３〜４倍以上）を受けることを想定するので、その異常な圧力を受けた時には嵌合突部１１１（結合部１１０）が塑性変形によって曲りながら伸びることまで考えなければならない。また、この嵌合突部１１１が係止鉤部１１３の反対側に曲がると当然カウンターアングルθが減少し、そのカウンターアングルθを設けた効果が減少するので、この減少分を見越してカウンターアングルθを大きめに設計しなければならない。

そこで、結合金具の材質やサイズ・詳細形状等によって前後するが、大容量泡放射システム用結合金具（呼称１５０〜４００mm）の場合、２５°のカウンターアングルθを設けるようにした。

今回の試験結果によれば、本金具を破壊せずに使用できる範囲は４４０ｋＮ程度（使用圧の約４．６倍）までと考えられ、この時、残存しているカウンターアングルθが略０°なので、基本設計２５°程度とのカウンターアングルは最小かつ最適値であった。また、本カウンターアングルθがそれ以上に小さいと、異常な圧力を受けた時にカウンターアングルθの向きが逆向きになってしまい、受けている軸荷重によって金具離脱方向の回転力が発生してしまう。

逆に、カウンターアングルθが大き過ぎると、金具結合状態でのシールリング部１３１の先端と相手金具のシールリング部１３１先端との隙間を大きくしないと着脱出来なくなるので、他の部材を大きくする必要が生じ、結合金具をコンパクトに設計できなくなると云う問題が起きる。

そこで、前述した理由とも一致する、少なくとも２０°〜３０°の範囲が適当であり、特に２５°が好ましいと考えられる。

次に、耐圧試験の結果について述べる。この耐圧試験は先の引張試験結果によって、荷重４４０ｋＮ（使用圧約４．６倍）を加え、シールリング部１３１が約５．９mmリフトした結合金具を供試体とし、その供試体の耐圧通水試験を実施した。

なお、引張試験で荷重を取り除くと弾性変形分だけスプリングバックとして元に戻るが、殆どが塑性変形なので荷重を取り除いてもリフト量は大きく戻らなかった。

この耐圧通水試験は流量が重要なので、実際の大容量泡放水システムで使用する大容量ポンプ（圧力１．３ＭＰａ、流量２０，０００Ｌ／ｍｉｎ．）に比べると非力な試験装置であるが、屋外消火栓設備（圧力０．９ＭＰａ、流量３５０Ｌ／min）を使用した。

まず、供試体内の流体圧力と噴出の状態を本試験で確認した。つまり、供試体を封止してその内部圧力を上昇させると、０．４ＭＰａで流体が噴出し始めて圧力が下がり、その後、屋外消火栓のバルブを最大に開くと、円周方向に２〜３ｍ流体が噴出した。このときは、噴出する流量が多いので、圧力は０．３ＭＰａまでしか昇圧できなかった。この耐圧通水試験の結果、リーク路から噴出する流体によって異常事態の発生を作業者等に警告することが可能であることを確認できた。

尚、オーバーハング状に傾斜した係止面の角度が、結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに結合部本体に加わる軸方向の引っ張り力により軸方向に伸ばされることでシール部材が結合相手のシール部材から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成するまで係止面を有する係止鉤部が変形して該角度がマイナスにならない角度の範囲にあり、係止鉤部が互いに係止した状態を維持するようにしたが、その係止面の角度が、結合金具本体を互いに引き離す方向への、結合金具本体に接続したホース等の管類が破断する圧力に相当する軸荷重が該結合金具本体に加わったときにマイナスにならない角度の範囲にある場合でも目的を達し得る。また、係止面の角度が、係止鉤部が係止した状態で流体が使用想定圧力の３倍に高まり結合金具本体を互いに引き離す方向への軸荷重が加わったときに係止面を有する係止鉤部が変形して該角度がマイナスにならない角度の範囲にある場合でも目的を達し得る。さらに、係止面の角度が、係止鉤部が係止した状態で流体が結合金具の試験圧力に高まり結合金具本体を互いに引き離す方向への軸荷重が加わったときにも係止面を有する係止鉤部が変形して該角度がマイナスにならない角度の範囲にある場合でも目的を達し得る。

また、前述した各実施形態ではオスメスのない一対の同一構造の結合部を用いたツインスター金具の形態であったが、本発明の結合金具はその結合部や金具形式に依存せず、例えばＡＷＧ社のマルチラグ、ヨネ社のストルツ式金具（DIN14300 A-Druckkupplung）等にも適用が可能である。

前述した説明によれば、特許請求の範囲に記載した発明の他にも少なくとも次のような内容の発明が得られる。
１．管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具において、軸方向の一端側部分に前記管類または他の機器を取り付けるための装着部を有し、内部に流体通路を形成した結合金具本体と、軸方向の一端側部分に前記結合金具本体に取り付けるための取付け部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部を有した結合部本体と、前記結合金具本体の軸方向の他端側部分に設けられ、結合相手の結合金具におけるシール部材との間の隙間を閉塞するためのシール部材と、を備え、前記結合部は、結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部を有し、該係止鉤部の係止面は、周方向に対してオーバーハング状に傾斜しており、オーバーハング状に傾斜した係止面の角度は、前記結合金具本体内の流体の圧力が異常に上昇したときに前記結合部本体に加わる軸方向の引っ張り力により軸方向に伸ばされることで前記シール部材が結合相手のシール部材から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成するまで係止面を有する係止鉤部が変形して該角度がマイナスにならない角度の範囲にあり、かつ係止鉤部が互いに係止した状態を維持する結合金具。

２．管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具において、軸方向の一端側部分に前記管類を取り付けるための装着部を有し、内部に流体通路を形成した結合金具本体と、軸方向の一端側部分に前記結合金具本体に取り付けるための取付け部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部を有した結合部本体と、前記結合金具本体の軸方向の他端側部分に設けられ、結合相手の結合金具におけるシール部材との間の隙間を閉塞するためのシール部材と、を備え、
前記結合部は、結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部を有し、該係止鉤部の係止面は、周方向に対してオーバーハング状に傾斜しており、オーバーハング状に傾斜した係止面の角度は、係止鉤部が互いに係止した状態で結合金具本体を互いに引き離す方向へ前記管類が破断する圧力に相当する軸荷重が結合金具本体に加わったときにマイナスにならない角度の範囲にある結合金具。
３．前記変形部は、前記シール部材が相手側のシール部材から離反する全リフト量が該結合金具の流路部最少内径の１／１００である第１項または第２項に記載の結合金具。
２．前記変形部が伸びて前記シール部材が軸方向にリフトしてシール部を開放したときに流体を放出するシール部の開放隙間の面積を、前記結合金具本体の流路部最少面積の１％以上とした第１項または第２項に記載の結合金具。

１００ …結合金具
１０１ …結合金具本体
１０２ …流体通路
１０３ …装着部
１０５ …結合部本体
１１０ …結合部
１１３ …係止鉤部
１１３ａ…係止面
１１６ …流体噴出口
１３８ …リーク路
θ …カウンターアングル（係止面の角度）

Claims (5)

1. 管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具であって、
   軸方向の一端側部分に前記管類を取り付けるための装着部を有し、
   軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部、結合部には結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部、軸方向に衝合して隙間を閉塞可能なシール面とを有し、内部に形成した流体通路を備え、
   前記係止鉤部の係止面は、周方向に対してオーバーハング状に傾斜しており、係止鉤部が係合した状態において前記結合金具を互いに引き離す軸方向の荷重が作用した場合に、荷重の一部がオーバーハング状に傾斜した所定の角度に応じた周方向における分力となって係合状態の係止鉤部を周方向に相互にさらに接近させようとして、係止鉤部がより強く係合する結合金具において、
   前記係止面の角度は、流体の圧力が前記管類の破断圧力まで異常上昇したときの軸方向の異常荷重が作用して前記結合部または結合金具が変形した場合でも、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にとどまり前記係止鉤部が互いに係止した状態を維持する結合金具。
2. 管類相互または管類と他の機器とを結合する結合金具において、
   軸方向の一端側部分に前記管類または他の機器を取り付けるための装着部を有し、内部に流体通路を形成した結合金具本体と、
   軸方向の一端側部分に前記結合金具本体に取り付けるための取付け部を有し、軸方向の他端側部分には結合相手の結合金具と連結可能な結合部、結合部には結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部、軸方向に衝合して隙間を閉塞可能なシール面とを有した結合部本体と、
   前記結合部本体に形成され、結合金具本体内の流体の圧力が異常上昇したときに結合部本体に加わる軸方向の異常な引っ張り力により、軸方向に伸ばされることで前記シール面が結合相手のシール面から離反して外へ流体を放出するリーク路を形成する変形部と、を備え、
   前記結合部の結合相手の係止鉤部と係止する係止鉤部の係止面は、周方向に対してオーバーハング状に傾斜しており、
   前記係止面の角度は、流体の圧力が異常上昇して前記変形部が伸ばされて、シール面が離反して外へ流体を放出するリーク路を形成するまで、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にとどまり前記係止鉤部が互いに係止した状態を維持する結合金具。
3. 前記角度は、流体の圧力が金具使用圧力の３倍まで異常上昇したときの軸方向の荷重が作用して前記結合部が変形した場合でも、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にある請求項１または請求項２の結合金具。
4. 前記角度は、流体の圧力が結合金具の使用圧力の１．５倍である試験圧力に上昇したときの軸方向の荷重が作用して前記結合部が変形した場合でも、前記角度がマイナスにならない角度の範囲にある請求項１、請求項２または請求項３の結合金具。
5. 前記の結合金具、結合部本体及び結合部の少なくともいずれかの素材を引張強さ２５０Ｎ／ｍｍ^２以上、伸び１５％以上のアルミニウム合金鍛造品とし、前記角度が２０°〜３０°の範囲内である請求項１乃至請求項４のいずれかの結合金具。

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