JP4922930B2 - ハウジングで嵌合するよう構成されたパイプ結合用植込みカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、ハウジング例えば機械壁或いは結合プレート或いは他の空気圧シリンダーにおいて、嵌合するようにされたパイプ結合用植込みカートリッジ、例えば空圧結合に関わるものである。

フランス国特許第２７５８３７９号には、例として、
− 第一の開口をダクトに結合し、また放射状に外側に向かって延びる弾性歯を備え、これらの弾性歯が結合されるパイプを導入するために設けられた第二の開口へ向かって放射面に対して傾斜され、そして、好ましくはハウジングの底部に配置するようにされた、一般的に円筒状の本体と、
− 放射状に内側に向かって延び、カートリッジ本体の内側に形成された肩部に担持する歯を備えた弾性リングと、弾性リングを所定の位置で保持するようにされたスリーブと、結合されるパイプの外部表面とカートリッジ本体の内側表面の間を密封するシール部材材と、結合維持されたパイプを解放できるようにするために弾性リングの歯に作用するようにされた軸方向に移動可能な押ボタンとを備えるカートリッジにパイプを結合するクィック継手部材と
を有する植込みカートリッジが記載されている。

これにより、合成物質或いは金属製であっても同等に丈夫に形成され得るカートリッジは、ハウジングに固定するための非常に信頼性の高いシステムを提供している。一方で、弾力リングの歯がパイプに固定されているために、軸方向にそれを引くことによって容易にパイプを取り外すことができず、このような引く力が掛かるとき、それらの歯はくさび効果を引き起こす。但し、押ボタンはそれらのグリップからパイプを開放するために弾性リングの歯に作用して、上記パイプが取り外されるのを可能にしている。

しかしながら、結合が永久になるよう要求される場合、パイプを取り外す後者の機能は安全上の理由のためにニュートラル化（neutralized）されなければならない。

従って本発明の目的は、結合されるパイプの如何なる取り外れをも阻止する手段を備えて、故にその結合を永久にする上述の形態でのパイプ結合用植込みカートリッジを提供することによって、この問題を解決する。

この目的を達成するために、本発明の主旨は前述の形態での植込みカートリッジであって、カートリッジへのパイプ接続に不可逆性を持たせるように、カートリッジハウジングの入口は、接続終端位置及びカートリッジがそのハウジングで中間挿差位置にあるとき、パイプと一体になって押ボタンの軸方向の移動を制限する止め部を形成するように構成された環状リムを備えている。

これにより、カートリッジがそのハウジングで中間挿差位置に到達する前、第一のカートリッジ操作方法において、パイプとカートリッジの結合は押ボタンの作用によって分離可能である。

逆に、この中間挿差位置に到達すると即座に、押ボタンはカートリッジハウジングの入口に形成された環状リムに接合し、もはやパイプ保持用弾性リングに作用するものではない。押ボタンのこのニュートラル化は、弾力性のある歯がそのハウジングからカートリッジの如何なる取り外れをも阻止するので、不可逆性を有している。この第二のカートリッジ操作方法において、カートリッジへのパイプの結合は永久に成される。

有利には、ハウジングの入口におけるリムとの接触の十分な領域を得られるように、押ボタンは拡張ヘッド部を備えている。しかし、押ボタンとハウジング入口のリムの間の接触領域は、それによってカートリッジ操作に影響を及ぼすことなく最小限に留まっている。

ハウジングによる支持を損傷することなくカートリッジがそのハウジングから取り外されるのを可能にするために、本発明は、カートリッジがそのハウジングにおいて最終挿差位置にあるとき、ハウジングはカートリッジ本体の移動を制限する止め部を形成するようにされた環状肩部を備えて、上記肩部の凸端部が弾力性のある歯の底部で担持するようになり、この凸端部によって弾力性のある歯の底部で軸方向に働くスラストが既定閾値に到達するとき、上記第二の開口に向かってそれらの傾斜を増加させるような方法で、弾力性のある歯は可塑性を有してまた不可逆性を有して変形すると同時に、ハウジングからのカートリッジの取り外しをもはや妨害するものではない。

この場合、ハウジングの断面は、有利には、ハウジング入口からカートリッジ本体のための移動制限止め部を形成する環状肩部まで不変である。

カートリッジを取り外すには、作業者は、ハウジングの底の方向にカートリッジに強い軸方向のスラストを与える。その反応は、ハウジングの環状肩部の凸端部が弾力性のある歯の基底部に対して軸方向のカウンタースラストを出す。それによって、可撓性をもってまた永久にそれらを変形させる。一旦弾力性のある歯がこの方法で変形されたなら、ハウジング内壁のそれらの固定は解消され、ハウジングからカートリッジを引き出すことが可能になる。

弾力性のある歯は、有利には、円錐台を形成するようにして反っていて、カートリッジ本体の円錐台形の端部に固定され、弾力性のある歯と上記円錐台形のカートリッジ本体の端部の間におよそ１５乃至２０°の逃げ角を形成するよう構成されている。

この逃げ角は、ハウジングの環状肩部の凸端部のカウンタースラストの作用で、弾力性のある歯の不可逆性を有する変形が十分であるので、歯の傾斜がカートリッジの取り外しを許容するのを保証している。

例えば弾力性のある歯は、例えばスナップ嵌合或いは圧着によって、カートリッジ本体に固定された弾性ワッシャの歯である。この場合、カートリッジ本体は、好ましくは合成物質から作られ、弾性ワッシャは有利には金属、例えばバネ鋼で作られる。

また、本発明は上述の通りカートリッジ用ハウジングとして少なくとも１つの丈夫な被覆材を施されたプレートに関り、またそのようなカートリッジを備えた空気圧シリンダーにも関る。

本発明は、何れの場合においても、本発明による植込みカートリッジの模範となる実施形態を示す添付図面を参考して以下の説明の助けをもって明らかに理解されるであろう。

図１に示されている通り、本発明による植込みカートリッジは、例えば機械壁或いはプレート結合或いはその他の空気圧シリンダーにおいて作られたハウジング１８に置かれる。ハウジング１８はパイプ１４と結合されるよう意図されたダクト２８の端部にある。このダクト２８は、例えば圧搾空気の起点或いはその他シリンダーチャンバーと連通されてもよい。

実際のカートリッジは、カートリッジ本体と、ニトリルシール部材材２２と、複数の歯２６を備えたステンレス鋼製弾性ワッシャ２４とで構成する真鍮の円筒状部１０を備えている。

シール部材材２２は、円筒状部１０の外部表面に形成された環状溝に収納される。密封が、円筒状部１０とハウジング１８の内側の壁との間に提供され得る。

円筒状部１０は、全体として丸いシリンダー形を有している。その両端部において開口している。第二の開口がダクト２８に向けて位置付けされる間、第一の開口は結合されるパイプ１４を受けるようにされ、つまりハウジング１８の底部へ向けられる。

弾性ワッシャ２４は、図３の平面図に示されている。優れた伸張強度を保証するために、０．２乃至０．３ｍｍの間の厚みを有している。弾性ワッシャ２４は第二の開口へ向かうカートリッジ本体１０の円錐台形の端部へ固定されている；固定された位置、つまりハウジング１８の底部に位置する。

弾力ワッシャ２４は、放射面に関して３０乃至３６°周辺の反り角で、円錐台の形態をとるようにして反っている。それらの傾斜差のおかげで、カートリッジ本体１０の円錐台形の端部及びワッシャ２４は、およそ１５乃至２０°の逃げ角を形成する。

円筒状部１０は、ハウジング１８の底部に向かって、位置決めされているワッシャ２４の上に管状突起部３０を設けている。ワッシャを円筒状部１０に固定するために、突起部３０の壁は口を広げ、ワッシャ２４がもはや突起部３０から離れることができないようになる。

円筒状部１０が高弾性度を有する物質、例えば合成物質で製造された場合、ワッシャ２４が円筒状部の環状突起部にスナップ嵌合によって固定されることも有り得る。上記突起部は、外径がワッシャ２４の内径よりも僅かに大きい環状リブに搭載されている。

歯２６は放射状に伸び同時に外向きに口を広げた形態を有している。ワッシャ２４が固定されたとき、歯２６は結合されるパイプ１４を受けるように意図して、円筒状部１０の開口へ向かって位置決めされる。その停止位置において、歯を備えたワッシャ２４の外周は、ハウジング１８の直径及び円筒状部１０の外形より大きい。

円筒状部１０がハウジング１８の中へ導かれると、次に歯６は放射面に関してさらに傾斜する。ハウジングにおける固定現象が一旦確立される。そのハウジングからそれを引き抜くように引っ張るとき、歯２６がくさび効果を引き起こし、如何なる動きも阻止するので、カートリッジを引くことができなくなる。

装置の迅速な結合は、好ましくは円筒状部１０の第一の開口側に置かれる。それはリングの内側に向かって放射状に延びる歯を有する弾性リング２と、圧着或いはスナップ嵌合で固定されたスリーブ４（他の固定手段、例えばネジ止めも同様に考えられる）と、シール部材材６と、アセタール製の押ボタン８とを備え、それらの要素２から８はカートリッジ本体を構成する円筒状部１０に取り付けられている。

シール部材材６は、円筒状部１０に形成された肩部に担持するようにされる。弾性リング２は、円筒状部１０の第二の肩部で停止する環状フランジ１２を有している。スリーブ４は、環状フランジ１２が対応する肩部との接触を保持している。

結合されるパイプ１４が、合成物質すなわちポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレン等、或いは金属で作られていて、結合に導かれると、弾性リング２の歯を押して、それがそのような導入を許容するよう傾斜される。結合されるパイプ１４は、円筒状部１０の第三の内部肩部１６に嵌着するようになる。

弾性リング２の歯がパイプに固定され、またそのような引っ張る力がかけられるとき、それらの歯は、パイプ１４の取り外れを阻止するくさび効果を引き起こすので、単純にパイプ１４を軸方向に引っ張ることによって取り外すのは不可能である。押ボタン８は、パイプ１４をそれらの保持状態から開放するために弾性リング２の歯に作用するのを可能に、上記パイプの取り外しを許容している。

図２は、カートリッジがそのハウジング１８の中間挿差位置にあるときのカートリッジを示している。

ハウジング１８の入口は、この中間挿差位置で押ボタン８の軸方向の移動を制限する停止部を形成する環状リム１８ａを備えている。押ボタン８は、リム１８ａとの接触に十分な領域を利用できるように拡張ヘッド部を備えている。この場合、リム１８ａはハウジング１８にカートリッジの導入を補助するように面取りをされている。

押ボタン８がニュートラルになると、それらのグリップからパイプ１４が開放されるために弾性リング２の歯に作用することがもはや不可能になる。カートリッジへのパイプ１４の結合は永久であり不可逆性を有している。

逆に言えば、この中間挿差位置に到達すると即座に、押ボタン８は、カートリッジハウジングの入口に形成された環状リムに接合する。この押ボタンのニュートラル化は、弾力性のある歯がそのハウジングからカートリッジの如何なる取り外しをも阻止して、不可逆性を有する。この第二のカートリッジ操作方法によって、カートリッジへのパイプの結合は永久に成される。

このように、本発明によれば、第一の挿差方法において、カートリッジは分離可能な結合（図１参照）を引き起こすのを可能にし、この結合は、リング２の方向に軸方向に自由に移動するとき、つまりそのハウジングでカートリッジの中間挿差位置にまだ到達していないとき、押ボタン８に作用することによって取り外し可能である。

この中間挿差位置に到達すると、押ボタン８がニュートラル化されるので、カートリッジへのパイプ１４の結合は永久になる（図２参照）。

第一の操作方法（分離可能結合）から第二の操作方法（永久結合）への切替は、押ボタン８をニュートラル化するための付加的な装置を何ら用いることなく、非常に簡潔に引き起こされる。

また、本発明は、ハウジングに形成される壁、プレート、或いはシリンダーを損傷することなくそのハウジング１８からカートリッジを取り外すのを可能にしている。

この目的を達成するために、環状肩部２０は、ハウジング１８に円筒状部１０の移動を制限する止め部を形成するために提供され、またそのハウジング１８におけるカートリッジの最終挿差位置を画定する。

ハウジング１８の断面図は、ハウジング１８の入口から挿差止め部を形成するこの環状肩部２０まで不変である。

カートリッジが最終挿差位置にあるとき、肩部２０の凸端部２０ａは弾力性のある歯２６の基底部で担持されるようになる。

ワッシャ２４の弾力性のある歯２６の基底部で、十分に強力な軸方向のスラストの作用により、結合されるパイプ１４を受けるように意図された円筒状部１０の開口に向かって、それらの傾斜を増加させるような方法で、それらの歯は可撓性をもってまた不可逆性を持って変形することが可能である。ワッシャ２４とカートリッジ本体１０の間に設けられた角度を有した逃げは、この変形を許容している。

カートリッジを分離するために、オペレーターはハウジング１８の底部の方向にカートリッジに強力な軸方向のスラストをかける。このスラストはハウジング１８の環状肩部２０の凸端部２０ａによって弾力性のある歯２６の基底部に伝わる。

このスラストが既定閾値、例えばおよそ４００Ｎ（その組立中にそのハウジング１８にカートリッジを挿差するのに要求される力、それはつまりおよそ８０Ｎであり、それよりもかなり大きいと言える）に到達するとき、弾力性のある歯２６は変形して、可塑性をもった永久の方法（図４参照）で内側に保持される。

一旦弾力性のある歯２６がこうして変形されると、ハウジング１８の内壁のそれらの固定が解消され、ハウジング１８からカートリッジを引き出すことができる。次に要求されるのは、カートリッジを再利用可能にするために、新しい弾性ワッシャと磨耗したワッシャ２４を交換することである。

これにより、本発明に従い、例えばパイプ１４とカートリッジ間の結合が永久であるとしても、（僅かに）破壊的な方法でそのハウジングからカートリッジを分離することが可能であり、そのような方法で、カートリッジの第三の操作方法を画定している。

自から明らかであるように、これは本発明の範囲から逸脱するものではない。添付の特許の主張において定義されている通りである：
− 空圧機械で或いは結合プレートでオリフィスを閉じるようにされるプラグに、同様の組立原理を用いること。
− カートリッジ本体にそれぞれ嵌合された歯を有した弾性ワッシャを、例えば周囲環状溝の辺りで交換すること。
− モールド成形の場合、カートリッジ本体と一体化された部分を構成すること、又はこの本体を単体部片のみで形成する弾力性のある歯を備えること。

本発明によるハウジングにおける第一の位置決めの縦断面図。 カートリッジがハウジングにおける中間挿差位置にあるときの図１と同様な図。 図１及び図２で示されたカートリッジを使用した弾性ワッシャの平面図。 最終挿差位置及びカートリッジがハウジングから分離され得る構造におけるカートリッジの図１及び図２と同様な図。

Claims (8)

1. 第一の開口をダクトに結合し、また放射状に外側に向かって延びる弾性歯を備え、これらの弾性歯が結合されるパイプ（１４）を導入するために設けられた第二の開口へ向かって放射面に対して傾斜され、そして、ハウジングの底部に配置するようにされた、円筒状のカートリッジ本体と、
   放射状に内側に向かって延び、カートリッジ本体の内側に形成された肩部に担持する歯を備えた弾性リング、弾性リングを所定の位置に保持するようにされたスリーブ、結合されるパイプの外部表面とカートリッジ本体の内側表面との間を密封するシール部材、及び結合維持されたパイプを解放できるようにするために弾性リングの歯に作用するようにされた軸方向に移動可能な押ボタンを備える、カートリッジにパイプを結合するクィック継手部材と
   を有するハウジングに嵌合するように構成されたパイプ結合用植込みカートリッジにおいて、
   カートリッジへのパイプ接続に不可逆性をもたせるように、パイプが接続終端位置にありかつカートリッジがそのハウジングで中間挿差位置にあるとき、パイプと一体になって押ボタンの軸方向の移動を制限する止め部を形成するように構成された環状リムがカートリッジハウジングの入口に設けられ、
   カートリッジがそのハウジングにおいて最終挿差位置にあるとき、ハウジングがカートリッジ本体の移動を制限する止め部を形成するようにされた環状肩部を有し、上記環状肩部の凸端部が弾力性のある歯の底部で担持するようにして、この凸端部によって弾力性のある歯の底部で軸方向に働いたスラストが予定の閾値に達したとき、上記第二の開口に向かって弾力性のある歯の傾斜を増加させかつハウジングからカートリッジを取り外すのを妨げないようにして、弾力性のある歯が、可塑性を有してまた不可逆性を有して変形すること
   を特徴とする植込みカートリッジ。
2. 押ボタンが、ハウジングの入口で環状リムとの接触に十分な領域を利用できるように拡張ヘッド部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の植込みカートリッジ。
3. ハウジングの断面が、ハウジングの入口からカートリッジ本体の移動制限止め部を形成する環状肩部まで不変であることを特徴とする請求項１に記載の植込みカートリッジ。
4. 弾力性のある歯が、円錐台を形成するようにして反っていて、またカートリッジ本体の円錐台形の端部に固定され、弾力性のある歯とカートリッジ本体の上記円錐台形の端部の間に約１５乃至２０°の逃げ角を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の植込みカートリッジ。
5. 弾力性のある歯がカートリッジ本体にスナップ嵌合或いは圧着によって緊締された弾性ワッシャの歯であることを特徴とする請求項１に記載の植込みカートリッジ。
6. カートリッジ本体が合成物質から製造され、弾性ワッシャが金属で作られていることを特徴とする請求項５に記載の植込みカートリッジ。
7. 請求項１に記載の植込みカートリッジ用ハウジングとして少なくとも１つの丈夫な被覆材を施されたプレート。
8. 請求項１に記載の少なくとも１つの植込みカートリッジを備えることを特徴とする空圧シリンダー。

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