JP6433402B2 - 管状体のロック機構 - Google Patents

Description

本発明は、管状体をハウジングにワンタッチ操作により着脱する場合に好適な管状体のロック機構に関する。

対象のロック機構は、図８（特許文献１に開示のもの）に例示されるごとく管状体（アダプター）１をハウジング（カプラー）２に対しハウジング２に設けられたロック部材（締結カムレバー）５を管状体１の係合部８に係合及び係合解除して着脱するタイプである。同図において、管状体１は、外周に設けられてロック部材５のカム部６が係脱される周回溝状の係合部８を有している。ハウジング２は、管状体１の先端部分を受け入れる受入筒部の外周に設けられてロック部材５を間に配置する対の突出部３、及びカム部６を出没する開口７を有している。ロック部材５は、ハウジング２に対しカム部側を突出部３同士の間に配置した状態で支軸４により回動可能に枢支されている。そして、ロック部材５は、管状体１側に回動されるとカム部６を開口７から外側に没入してアンロック状態となり、ハウジング２側に回動されるとカム部６が開口７から係合部８と係合しロック状態となる。

また、ロック部材５に設けられた第１と第２の係合凹部１３，１４と、ハウジング２に設けられて係合凹部１３，１４と係合する方向に付勢されて各係合凹部１３，１４に係脱可能なロックピン１７とを有している。以上のロック機構では、ロックピン１７がロック部材５のアンロック状態で第１の係合凹部１３と係合し、ロック状態で第２の係合凹部１４と係合することにより、ロック部材５がロック状態からアンロック状態に不用意に回動されないようにしている。

特許第４７７３１５４号公報

上記したロック機構は、用途例として、配管同士やパイプ同士を管状体及びハウジングの着脱により接続・分離したり、管状体にハウジングを着脱して管状体の一端を開閉するようなときにも用いられ、屋外で使用されることも多い。また、灌水資材であるパイプ同士やホース同士を頻繁に着脱したり、管状体にハウジングを頻繁に着脱するケースもある。そのような場合は、管状体及びハウジングが分離した状態で畑等の地面に放置されているため、次に接続操作するときに管状体やハウジングの接続用端部側に付着した泥等の付着物により正常に係合できなくなったり係合解除できなくなることもある。そのような作動不良は作業効率を低下し、更にはパイプやホースで移送される水等の漏れ要因となる。

本発明の目的は、以上のような課題を多少なりとも解消して、泥や砂等が付着しても管状体の対応管部分をハウジングの受入筒部に挿入する過程で掻き落として管状体及びハウジングを確実に締結できるようにした管状体のロック機構を提供することにある。他の目的は以下の内容説明の中で明らかにする。

上記目的を達成するため請求項１の本発明は、管状体をハウジングに対し前記ハウジングに設けられたロック部材を前記管状体の係合部に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、前記ハウジングに設けられて前記管状体の対応管部分を内側に受け入れる受入筒部と、前記管状体に設けられて対応管部分を前記受入筒部に挿入した状態で前記受入筒部の端面と対向する拡径したフランジ部と、前記受入筒部の端面及び前記フランジ部の少なくとも一方に設けられて、前記受入筒部に前記管状体の対応管部分を挿入した状態で他方に接近する突部とを有し、また、前記突部の基部が、内径側（受入筒部の端面の場合だと受入筒部の内径側、フランジ部の場合は対応管部分の外周に近い側）より外径側（受入筒部の端面の場合は受入筒部の外径側、フランジ部の場合は対応管部分の外周より離れる側）に向かって張り出した山形状に形成されていることを特徴としている。
また、請求項２の本発明は、管状体をハウジングに対し前記ハウジングに設けられたロック部材を前記管状体の係合部に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、前記ハウジングに設けられて前記管状体の対応管部分を内側に受け入れる受入筒部と、前記管状体に設けられて対応管部分を前記受入筒部に挿入した状態で前記受入筒部の端面と対向する拡径したフランジ部と、前記受入筒部の端面及び前記フランジ部の少なくとも一方に設けられて、前記受入筒部に前記管状体の対応管部分を挿入した状態で他方に接近する突部とを有し、また、前記突部は複数あり、前記受入筒部の端面及び／又は前記フランジ部の端面の全周に渡って形成されていることを特徴としている。

以上のロック機構において、『突起』は、受入筒部及びフランジ部の対向面、つまり受入筒部の端面に突出されている構成、フランジ部に突出されている構成、受入筒部の端面及びフランジ部にそれぞれ対向して突出されている構成を含む。突起は、図３に例示されるごとくロック部材を管状体の係合部に係合、つまり管状体をハウジングに装着するため、管状体及びハウジングを互いに接近操作したり、一方を他方に接近操作すると、受入筒部及びフランジ部の対向面に付着していた泥等の付着物を掻き落とすよう作用する。また、この突起は、ハウジング及び管状体が形態例のごとく相対的に回動されることもあるため１つでもよく、また、１つの突起を周方向に延ばして円弧なしはき三日月形に形成してもよい。

以上の本発明は、請求項３〜４で特定したように具体化されることがより好ましい。
(ア)、前記突部は、基部側より先端に向かって細くなる凸形状に形成されている構成である（請求項３）。

(イ)、前記ハウジングの内部のうち、前記管状体の先端と対向する箇所に傾斜部が設けられている構成である（請求項４）。

請求項１及び２の各発明では、例えば、管状体とハウジングが分離した状態で地表に放置され、両者の接続部である管状体の対応管部分、或いはハウジング側受入筒部の端面に泥や砂等の付着物が付着している態様で両者を接続操作すると、図３（ｂ），（ｃ）のごとく管状体の対応管部分を受入筒部に挿入する挿入過程、つまり突起がフランジ部に接近したり当接する過程で、突起とフランジ部との間に付着していた泥や砂等の付着物が突起で掻き落とされる。換言すると、このロック機構では、付着物が各部材の接続部に付着した態様でも、突起の掻き出し作用により管状体の対応管部分をハウジングの受入筒部に挿入する過程で付着物を自動的に排除でき、それにより接続不良をなくして両者を確実に締結できる。

加えて、請求項１の発明では、突起の形状として、突部の基部が内径側より外径側に向かって張り出した山形状となっているため、例えば付着物を内径側より外径側へ動かして掻き落とし易くなり、その点から掻き出し作用をより有効に発揮できる。

一方、請求項２の発明では、複数の突部が受入筒部の端面やフランジ部の端面の全周に渡って形成されているため、上記掻き出し作用を全周に均等に付与し易く、その点から掻き出し作用をより有効に発揮できる。

請求項３の発明では、突起の形状として、突起が基部側より突出先端を細く形成しているため、上記した掻き出し作用をより有効に発揮できる。

請求項４の発明では、ハウジングの内部のうち、管状体の先端と対向する箇所に傾斜部が設けられていると、管状体先端の付着物を締結時に傾斜部に沿って排除し易くなる。

形態例に係る管状体のロック機構の適用例を示し、（ａ）はハウジング及び管状体の使用態様での上面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は右端面図である。 上記図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）から（ｃ）は上記管状体をハウジングに挿入する前状態と、挿入途中状態、及び挿入完了時の状態で示す断面図である。 （ａ）は上記管状体及びハウジングの使用状態を示す外観斜視図、（ｂ）は上記管状体とハウジングの関係を示す一部断面した構成図である。 上記ハウジングを示し、（ａ）は上下方向に配置した状態での斜視図、（ｂ）はその上面図である。 第１変形例を示し、（ａ）は図１（ａ）に対応した図、（ｂ）は図３（ａ）に対応した図である。 第２変形例を示し、（ａ）は図６（ａ）に対応した図、（ｂ）は図６（ｂ）に対応した図である。 特許文献１のロック機構を示し、（ａ）はロック状態での断面図、（ｂ）は非ロック状態での断面図である。

以下、本発明の形態例について添付図面を参照しながら説明する。この説明では、図１から図５の形態例の構造及びその作動特徴、図６の変形例１、図７の変形例２の順に説明する。

（構造）形態例のロック機構は、管状体２をハウジング１に対しハウジングに設けられたロック部材であるレバー３を管状体２の周回溝２６に係合及び係合解除して着脱するタイプである。主な要部は、ハウジング１に設けられて管状体２の対応管部分２０を内側ないしは筒内に受け入れる受入筒部１０と、管状体２に設けられて対応管部分２０を受入筒部１０に挿入した状態で受入筒部１０の端面１０ａと対向する拡径したフランジ部２１と、受入筒部１０の端面１０ａに設けられて、受入筒部１０に管状体２の対応管部分２０を挿入した状態でフランジ部２１に接近する複数の突部１８とを有している点にある。なお、ハウジング１及び管状体２並びにレバー３は共に樹脂成形品である。

他の要部はレバー３及び周回溝２６の構成である。すなわち、レバー３は、支軸５を支点としてシーソ式に揺動可能で、かつ付勢部材であるトーシンばね４の付勢力により一方向に傾動されているレバー構成からなる。一方、周回溝２６は、管状体２の外周に設けられてレバー３が付勢力に抗して係合可能な周囲溝からなる。以下、これらの細部を明らかにする。

ハウジング１は、図４及び図５に示されるごとく、一端側に設けられて管状体２に接続される受入筒部１０と、他端側に設けられてパイプやホース等の管部材８に連結される接続部１１とからなる。この内径は、受入筒部１０の方が接続部１１に比べて径大となっている。これに対し、管状体２は、受入筒部１０に挿入されると共に係合部である周回溝２６を管外周に形成している対応管部分２０と、他端側に設けられてパイプやホース等の管部材７に連結される接続部２２と、対応管部分２０と接続部２２の間に設けられた拡径した鍔状フランジ部２１とからなる。この内径は、前端２４から後端２５まで均一となっている。なお、接続部１１，２２には、管部材８，７に挿入されたときに抜け難くする複数の周回爪１７や２７が設けられている。

このうち、受入筒部１０は、接続部１１より一回り径大となっており、内周に設けられた内周溝１５と、周囲等分する２箇所に設けられた略矩形の枠部１６と、端面１０ａに設けられた複数の突起１８とを有している。内周溝１５は、枠部１６より接続部１１に近い奥側に位置している。内周溝１５にはリング形状のシール部材６が装着される。シール部材６は、受部筒部１０の内径と対応管部分２０との間を水密に保つ。

各突起１８は、図３に例示されるごとく泥等の付着物９が各部材の接続部に付着した態様でも、対応管部分２０を受入筒部１０に挿入する過程で付着物９を掻き落とす。各突起１８の形状は、付着物用の掻き出し作用をより有効に発揮する上で、図５のごとく半円錐状つまり基部側より突出先端を次第に細く形成していること、基部側にあって内径側より外径側に向かって張り出した円弧ないしは山形状となっていること、受入筒部１０の端面１０ａの全周に渡って略等間隔に形成されていることが好ましい。

枠部１６には、底面の一部を欠如した筒内に通じる開口１６ａと、軸方向にあって奥側に設けられた回動規制用の一段高い受面１６ｂ及び反対側に設けられた回動規制用の受面１６ｃと、軸方向と交差する方向に設けられた左右の軸孔１６ｄとを有している。

以上の枠部１６にはレバー３が支軸５を介して揺動可能に支持される。すなわち、レバー３は、上板部３０及び上板部３０の下面に突出したブロック部３１とからなり、全体が枠部１６内に揺動可能に収まる大きさとなっている。上板部３０は、上面後側に滑り止め用凸３０ａを突出していると共に、下面前側が受面１６ｂに当たる当接部３０ｂに設定されている。ブロック部３１には、下面に逆凹状に切り欠いた複数の溝３２と、下面前側で最も下方へ突出している係止部３４と、下面後側に位置して受面１６ｃに当たる当接部３５と、左右を貫通している軸孔３６とが設けられている。

そして、レバー３は、支軸５が枠部の一方軸孔１６ｄ、軸孔３６、枠部の他方軸孔１６ｄに挿通されて抜け止めされることにより枠部１６に対し前後に揺動可能に組み付けられる。その際、レバー３は、トーションばね４により図２の拡大図のごとく当接部３０ｂが受面１６ｂに当たるまで回動付勢されて略水平状態となり、係止部３４が開口１６ａから突出する。

また、レバー３は、管状体の対応管部分２０を受入筒部１０に挿入する過程で、係止部３４が図３（ｂ）のごとく対応管部分２０の前端２４に当たる。対応管部分２０が更に受入筒部１０に押し込まれると、レバー３は、対応管部分２０から受ける応力でトーションばね４の付勢力に抗して係止部３４が開口１６ａからの突出量を減じる方向へ回動されながら、図３（ｃ）のごとく係止部３４が周回溝２６と係合する。

以上のトーションばね４は、図４（ｂ）のごとくブロック部３１の片側面にあって、中間の巻線部が支軸５に串差し状態で保持され、一端４ａが溝３２に挿通され再び溝内から外に突出した状態で係止され、他端４ｂが付勢力を抗して受面１６ｃに係止されている。但し、付勢部材としては、トーションばね４に限られず、例えば、レバー３又は枠部１６内に一体的に形成した弾性片により構成してもよい。

（作動）以上のロック機構は、作動特徴として特に次のような点で優れている。
（ア）このロック機構では、ハウジング１に対し管状体２を近づけて装着したり、ハウジング１及び管状体２を互いに近づけて連結する場合、受入筒部１０に対する対応管部分２０の挿入途中において、係止部３４が図３（ｂ）のごとく対応管部分の前端２４に当たるので、更に対応管部分２０を受入筒部１０に押し込むようにする。すると、レバー３は、対応管部分２０から受ける応力でトーションばね４の付勢力に抗して回動しながら、同（ｃ）のごとく係止部３４が周回溝２６と係合する。この係合状態では、図２の拡大図のごとく当接部３０ｂが受面１６ｂに当接して回動を規制した状態で、レバー３が枠部１６内において当初の略水平状態となる。

従って、ロック機構としては、押し込み操作つまりワンタッチ操作にて取付可能となり、レバー３が外側に配置されて目視可能なことから締結確認性に優れている。勿論、特許文献１に比べ外観がコンパクトとなり取り扱い性に優れ、また、重量が樹脂製のため軽く持ち運び性にも優れている。なお、図中の矢印Ｆはレバー３を指等で押して係合解除するときの押圧方向を示している。

（イ）以上の装着ないしは連結操作において、例えば、ハウジング１と管状体２が分離した状態で地表に放置され、両者の接続部である管状体の対応管部分２０、或いはハウジングの受入筒部１０の端面１０ａに泥や砂等の付着物９が付着していることもある。従来は、そのような態様で操作すると、管状体の対応管部分が受入筒部に最後まで挿入されず係合不良となることもあった。しかし、このロック機構では、図３（ｂ），（ｃ）のごとく管状体の対応管部分２０を受入筒部１０に挿入する挿入過程、つまり各突起１８がフランジ部２１に接近したり当接する過程で、突起１８とフランジ部２１との間に付着していた付着物９が各突起１８で掻き落とされ、それにより従来のような係合不良が起き難くなり、両者を確実に係合し締結できる。

（ウ）以上の各突起１８は、基部側より突出先端を次第に細くなるよう形成されているため、泥等の付着物９が乾燥して堅くなっていても上記した掻き出し作用をより有効に発揮できる。また、各突起１８は、図５のごとく各突起の基部が内径側より外径側に向かって張り出した円弧ないしは山形状となっているため、例えば泥等の付着物を内径側より外径側へ動かしつつ掻き落とし易くなり、掻き出し作用を更に発揮できる。しかも、各突部１８は、受入筒部の端面１０ａの全周に渡って形成されているため、上記掻き出し作用を全周に均等に付与し易く、その点からも掻き出し作用をより有効に発揮できる。加えて、ハウジング１と管状体２が相対的に回動した場合に更に泥等の付着物が落ち易くなる。よって、このロック機構では、従来のように泥等の付着物を洗浄するという作業を廃止したり半減可能となる。

（エ）以上のロック機構では、受入筒部１０の筒内にあって、対応管部分２０の端面２４と対向する箇所に傾斜部１４が設けられているため、例えば、対応管部分２０の端面２４に付着していた泥等の付着物を締結時等において、傾斜部１４に沿って接続部１１内に掻き出し易くなる。また、締結状態において、ハウジング１及び管状体２は、係止部３４が周回溝２６に係合しているため、共に相対的に回動可能となっており、接続部１１，２２に連結される管部材７，８から受ける捻り方向の応力を受け難く、また、管部材７，８のねじれ補正が行われるので着脱操作性も良好となる。

（オ）また、ハウジング１及び管状体２は、図３（ｃ）のごとく各突起１８がフランジ部２１の対向端面に当接した状態となっているが、管部材７，８に液体を流すと、図２のごとく両部材がその液圧により少しだけ、つまり係止部３４が周回溝２６の対応端面に当たるまで離れる方向へ動かされる。この液圧による加圧時には、係止部３４が周回溝２６の対応端面に圧接してレバー３を押せない状態（係合解除不能状態）となるため、安全性に優れている。なお、図１、図６（ａ）、図８はそのように各突起１８や２８がフランジ部２１から離間した状態で示されている。

（カ）ハウジング１と管状体２を再び分離する場合は、各レバー３を図３（ｃ）の矢印Ｆ方向へ押圧操作する。すると、各レバー３は、トーションばね４の付勢力に抗して略水平状態から同（ａ）のごとく当接部３５が受面１６ｃに当たるまで回動されて傾斜状態となる。その結果、係止部３４が周回溝２６から係合解除される。そこで、その状態を保って、ハウジングの受入筒部１０に対し管状体の対応管部分２０を引き抜いたり、ハウジング１及び管状体２を互いに離れる方向へ引っ張ることになる。

（変形例１）図６の変形例１は、上記形態例に比べて受入筒部の端面１０ａの突起を省略し、管状体のフランジ部２１に突起１８と同様な複数の突起２８を設けた例である。この説明では、重複記載を避けるため上記形態例に対する変更点だけを述べる。

フランジ部２１は、両端面のうち、受入筒部の端面１０ａと対向する端面に複数の突起２８が上記突起１８と同じか類似の形状にて設けられている。このため、このロック機構でも、管状体の対応管部分２０を受入筒部１０に挿入する挿入過程、つまり各突起２８が端面１０ａに接近したり当接する過程で、端面１０ａとフランジ部２１の間に付着していた付着物が各突起２８で掻き落とされ、それにより従来のような係合不良が起き難くなり、両者を確実に係合し締結できる。

（変形例２）図７の変形例２は、上記形態例の端面１０ａに設けられた複数の突起１８とフランジ部２１の対向する端面に設けられた複数の突起２８とを共に備えた例である。このロック機構では、管状体の対応管部分２０を受入筒部１０に挿入する挿入過程、つまり互いの突起１８と突起２８が接近したり当接する過程で、端面１０ａとフランジ部２１の間に付着していた付着物が突起１８及び突起２８で掻き落とされ、それにより従来のような係合不良が起き難くなり、両者を確実に係合し締結できる。

以上のように、本発明に係る管状体のロック機構は、請求項で特定される構成を備えておればよく、細部は形態例や各変形例を参考にして更に変更したり展開可能なものである。その例を挙げると、用途はハウジングに管状体を着脱する管状体のロック機構であればよく、例えば固定された管状体にハウジングを着脱したり、固定されたハウジングに管状体を着脱するような場合でもよい。

また、ハウジングとしては、例えば受入筒部と反対側の接続部を省くと共に該接続部に代えて遮蔽壁とすることで、蓋やキャップとして構成することも可能である。支軸５としてはレバーに一体に突設するようにしてもよい。突起１８，２８の形状は泥等の付着物を掻き出し可能な形状であれば任意であり、形態例以外にも色々な形状が採用可能である。一例としては、円周方向に延びた円弧又は円弧に類似の形状からなる構成である。管部材７，８としてはパイプやホースを想定したが、金属製の配管であってもよい。

１・・・・ハウジング（１０は受入筒部、１１は接続部）
２・・・・管状体（２０は対応管部分、２２は接続部）
３・・・・レバー（ロック部材）
４・・・・トーションばね（付勢部材）
５・・・・支軸
６・・・・シール部材
７・・・・管部材
８・・・・管部材
９・・・・泥等の付着物
２１・・・フランジ部
１８・・・突起
２６・・・周回溝（係合部）
２８・・・突起

Claims (4)

1. 管状体をハウジングに対し前記ハウジングに設けられたロック部材を前記管状体の係合部に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、
   前記ハウジングに設けられて前記管状体の対応管部分を内側に受け入れる受入筒部と、
   前記管状体に設けられて対応管部分を前記受入筒部に挿入した状態で前記受入筒部の端面と対向する拡径したフランジ部と、
   前記受入筒部の端面及び前記フランジ部の少なくとも一方に設けられて、前記受入筒部に前記管状体の対応管部分を挿入した状態で他方に接近する突部とを有し、
   また、前記突部の基部が内径側より外径側に向かって張り出した山形状に形成されていることを特徴とする管状体のロック機構。
2. 管状体をハウジングに対し前記ハウジングに設けられたロック部材を前記管状体の係合部に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、
   前記ハウジングに設けられて前記管状体の対応管部分を内側に受け入れる受入筒部と、
   前記管状体に設けられて対応管部分を前記受入筒部に挿入した状態で前記受入筒部の端面と対向する拡径したフランジ部と、
   前記受入筒部の端面及び前記フランジ部の少なくとも一方に設けられて、前記受入筒部に前記管状体の対応管部分を挿入した状態で他方に接近する突部とを有し、
   また、前記突部は複数あり、前記受入筒部の端面及び／又は前記フランジ部の端面の全周に渡って形成されていることを特徴とする管状体のロック機構。
3. 前記突部は、基部側より先端に向かって細くなる凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の管状体のロック機構。
4. 前記ハウジングの内部のうち、前記管状体の先端と対向する箇所に傾斜部が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の管状体のロック機構。

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