JP5894507B2 - 連結装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数のロッドを軸心方向に着脱可能に連結する装置に関し、例えば、射出成形機のエジェクター装置に使用されるエジェクターロッドのように、分割された２つのロッド同士を着脱するのに好適な技術に関する。

この種のロッドの連結装置では、一般的に、２つのロッドのうちのいずれか一方のロッドの先端部に設けた雄ネジと他方のロッドの先端部に設けた雌ネジとを螺合させることにより、２つのロッドが着脱される。
しかしながら、上記の着脱時には、一方のロッドに対して他方のロッドを軸心回りに少なくとも数回も回転させる必要があるので、その着脱に手間がかかる。この問題は、ロッドの直径が大きくて当該ロッドの重量が大きいほど、著しい弊害となって現れる。

上記問題を解決するため、従来では、特許文献１(日本国・特開２０１０−７６２７８号公報)に記載されたように、次のように構成されたものがある。
一方のロッドと他方のロッドの各先端部に、磁極が反対の第１磁石と第２磁石とを周方向へ交互に配置する。一方のロッドと他方のロッドとを連結するときには、一方のロッドの第１磁石の周方向位置と、他方のロッドの第２磁石の周方向位置とを一致させる。これにより、ロッドの先端部同士が磁力によって吸着され、２つのロッドが連結される。その連結状態を解除するときには、一方のロッドに対して他方のロッドを軸心回りに回転させて、一方のロッドの第１磁石(及び第２磁石)の周方向位置と、他方のロッドの第１磁石(及び第２磁石)の周方向位置とを一致させる。これにより、ロッドの先端部同士が磁力によって反発し、２つのロッドの上記連結が解除される。

特開２０１０−７６２７８(図４〜図９)

上記の従来技術の２つのロッドは、磁力を利用して着脱できるので、その着脱に手間がかからない。しかしながら、上記２つのロッドは、その連結状態において、上記磁力による吸着力を超えた引っ張り力が作用したときに、分離されるおそれがあった。
本発明の目的は、着脱が容易で引っ張り力にも耐え得る連結装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第１の発明は、例えば、図１Ａから図４Ｄ、又は図５Ａから図５Ｄに示すように、第１接当面Ｆを有するプラグ側の第１ロッド１と、その第１接当面Ｆに接当可能な第２接当面Ｓを有するソケット側の第２ロッド２とを連結する装置を、次のように構成した。
上記第１ロッド１の上記第１接当面Ｆからプラグ部８を先端方向へ突出させる。そのプラグ部８の先端面から挿入孔９を基端方向へ形成する。その挿入孔９に操作シャフト１０を軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に挿入する。その操作シャフト１０を先端方向へ付勢する弾性部材１２を設ける。上記挿入孔９の環状壁に収容孔１５を半径方向へ貫通させ、その収容孔１５にロック用のボール１６を挿入する。上記操作シャフト１０は、その操作シャフト１０の基端寄り部の外周面に形成されると共に上記ボール１６が嵌合されるカム溝１７と、当該操作シャフト１０の先端寄り部に設けられた第１嵌合部１８と、を備える。
上記第２ロッド２の上記第２接当面Ｓからソケット穴２４を基端方向へ形成する。そのソケット穴２４の周壁の先端寄り部の内周面から環状突出部２５を半径方向の内方へ突出させる。その環状突出部２５の基端側の環状端部に係合部２８を形成する。その係合部２８は、上記ボール１６が上記ソケット穴２４の基端側から係合可能に構成される。上記ソケット穴２４と上記プラグ部８との挿抜時に上記ボール１６が上記の環状突出部２５を軸心方向へ通過するように、当該環状突出部２５にガイド溝３０を形成する。上記ソケット穴２４の基端寄り部に第２嵌合部３４を設ける。その第２嵌合部３４は、上記第１嵌合部１８に対して、軸心回りの相対回転を阻止すると共に軸心方向へ相対移動可能に、嵌合される。
上記操作シャフト１０の上記外周面に形成された上記カム溝１７を、先端方向へ突出するアーチ状または山形状もしくは台形状に形成する。

上記の第１の発明は、例えば次のように作用する。
プラグ側の第１ロッドとソケット側の第２ロッドとが分離された状態では、その第１ロッドのプラグ部に設けたボールが、アーチ状等に形成されたカム溝の周方向の両側の溝のうちの一方側の溝の所定のリリース位置(ホームポジション)に位置されると共に、弾性部材が操作シャフトを先端方向へ進出させている。
上記第１ロッドと第２ロッドとを連結するときには、第２ロッドのソケット穴に上記プラグ部を挿入していく。すると、まず、プラグ部がソケット穴の環状突出部の内周面に挿入されると共に、上記ボールがガイド溝内を通過していく。引き続いて、第１嵌合部が第２嵌合部に嵌合し、第２接当面に第１接当面が接当する。
次いで、第１ロッドと第２ロッドとを相対的にロック回転させる。すると、上記第２ロッド及び当該第２ロッドに回転不能に連結された操作シャフトに対して第１ロッドのプラグ部およびボールが相対的にロック方向へ回転する(換言すれば、上記プラグ部およびボールに対して第２ロッド及び操作シャフトが相対的にロック方向へ回転する)。これにより、上記ボールが、前記カム溝の周方向の両側の溝のうちの一方側の溝から他方側の溝へ相対的に移動することが可能となり、当該ボールが前記の係合部に基端側から対面する。これにより、上記第１ロッドと第２ロッドとの２つのロッドがロック状態に切換えられる。

第１の発明は、次の効果を奏する。
上記ロック状態において、ソケット側の第２ロッドに対してプラグ側の第１ロッドを分離させる方向へ引っ張り力が作用した場合でも、その引っ張り力は上記ボールと係合部とを介して第２ロッドに受け止められる。また、当該ロック状態において、上記第１ロッドに対して第２ロッドを分離させる方向へ引っ張り力が作用した場合でも、その引っ張り力は上記係合部とボールとを介して第１ロッドのプラグ部に受け止められる。従って、上記の引っ張り力が上記２つのロッドの連結状態を解除させることは確実に防止される。
また、上記ロック状態では、上記弾性部材の付勢力が操作シャフトを先端方向へ押しているため、その操作シャフトのカム溝のうちの前記の他方側の溝が上記ボールをロック回転の終点方向へ相対的に押している。このため、連結装置に振動や衝撃などが作用した場合であっても、その振動や衝撃などが上記ボールをリリース方向へ相対移動させることは防止され、上記２つのロッドの連結状態を保持できる。

また、前記目的を達成するため、第２の発明は、例えば、前記の図１Ａから図４Ｄ、又は前記の図５Ａから図５Ｄに示すように、第１接当面Ｆを有するプラグ側の第１ロッド１と、その第１接当面Ｆに接当可能な第２接当面Ｓを有するソケット側の第２ロッド２とを連結する装置を、次のように構成した。
即ち、上記第１ロッド１の上記第１接当面Ｆからプラグ部８を先端方向へ突出させる。そのプラグ部８の先端面から挿入孔９を基端方向へ形成する。その挿入孔９に操作シャフト１０を軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に挿入する。その操作シャフト１０を先端方向へ付勢する弾性部材１２を設ける。上記挿入孔９の環状壁に収容孔１５を半径方向へ貫通させ、その収容孔１５にロック用のボール１６を挿入する。上記操作シャフト１０は、その操作シャフト１０の基端寄り部の外周面に形成されると共に上記ボール１６が嵌合されるカム溝１７と、当該操作シャフト１０の先端寄り部に設けられた第１嵌合部１８と、を備える。
上記第２ロッド２の上記第２接当面Ｓからソケット穴２４を基端方向へ形成する。そのソケット穴２４の周壁の先端寄り部の内周面から環状突出部２５を半径方向の内方へ突出させる。その環状突出部２５の基端側の環状端部に係合部２８を形成する。その係合部２８は、上記ボール１６が上記ソケット穴２４の基端側から係合可能に構成される。上記ソケット穴２４と上記プラグ部８との挿抜時に上記ボール１６が上記の環状突出部２５を軸心方向へ通過するように、当該環状突出部２５にガイド溝３０を形成する。上記ソケット穴２４の基端寄り部に第２嵌合部３４を設ける。その第２嵌合部３４は、上記第１嵌合部１８に対して、軸心回りの相対回転を阻止すると共に軸心方向へ相対移動可能に、嵌合される。
上記カム溝１７は、上記操作シャフト１０と上記プラグ部８とを軸心回りに相対的にロック回転させたときに、そのロック回転の終点部４１ｂへ向かうにつれて当該操作シャフト１０の基端部に近づくように形成されたロック溝４１と、そのロック溝４１とは周方向の反対側に形成されたリリース溝４２であって上記操作シャフト１０が上記ロック回転とは反対方向ヘリリース回転されたときに上記ボール１６を所定のリリース位置に保持可能なリリース溝４２と、を有するように構成した。
なお、上記の第２発明においては、上記リリース溝４２を下記（ａ）又は（ｂ）のように構成することが考えられる。
（ａ） ロック溝４１の始点部４１ａからリリース溝４２を操作シャフト１０の軸心と直交する外周線に沿って周方向へ延設する（換言すれば、操作シャフト１０の端面と平行状にリリース溝４２を形成する。）。この場合、そのリリース溝４２の周方向の一部が所定のリリース位置（ホームポジション）を構成することになる。
（ｂ）ロック溝４１の始点部４１ａからリリース溝４２を当該ロック溝４１とほぼ同じ方向へ延設し、そのリリース溝４２の底壁に凹所を設け、その凹所によって所定のリース溝（ホームポジション）を構成する。

上記の第２の発明は、前記の第１の発明と同様に、例えば次のように作用する。
プラグ側の第１ロッドとソケット側の第２ロッドとが分離された状態では、第１ロッドのプラグ部に設けたボールが、操作シャフトのリリース溝の所定のリリース位置(ホームポジション)に位置されると共に、弾性部材が操作シャフトを先端方向へ進出させている。
上記第１ロッドと第２ロッドとを連結するときには、第２ロッドのソケット穴に上記プラグ部を挿入していく。すると、まず、プラグ部がソケット穴の環状突出部の内周面に挿入されると共に、上記ボールがガイド溝内を通過していく。引き続いて、第１嵌合部が第２嵌合部に嵌合し、第２接当面に第１接当面が接当する。
次いで、第１ロッドと第２ロッドとを相対的にロック回転させる。すると、上記第２ロッド及び当該第２ロッドに回転不能に連結された操作シャフトに対して第１ロッドのプラグ部およびボールが相対的にロック方向へ回転する(換言すれば、上記プラグ部およびボールに対して第２ロッド及び操作シャフトが相対的にロック方向へ回転する)。これにより、上記ボールが前記リリース溝から前記ロック溝へ相対的に移動することが可能となり、当該ボールが前記の係合部に基端側から対面する。これにより、上記第１ロッドと第２ロッドとの２つのロッドがロック状態に切換えられる。

第２の発明は、前記の第１の発明と同様に、次の効果を奏する。
上記ロック状態において、ソケット側の第２ロッドに対してプラグ側の第１ロッドを分離させる方向へ引っ張り力が作用した場合でも、その引っ張り力は上記ボールと係合部とを介して第２ロッドに受け止められる。また、当該ロック状態において、上記第１ロッドに対して第２ロッドを分離させる方向へ引っ張り力が作用した場合でも、その引っ張り力は上記係合部とボールとを介して第１ロッドのプラグ部に受け止められる。従って、上記の引っ張り力が上記２つのロッドの連結状態を解除させることは確実に防止される。
また、上記ロック状態では、上記弾性部材の付勢力が操作シャフトを先端方向へ押しているため、その操作シャフトの前記ロック溝が上記ボールをロック回転の終点方向へ相対的に押している。このため、連結装置に振動や衝撃などが作用した場合であっても、その振動や衝撃などが上記ボールをリリース方向へ相対移動させることは防止され、上記２つのロッドの連結状態を保持できる。

また、前記目的を達成するため、第３の発明は、例えば図８に示すように、連結装置を次のように構成した。
即ち、前記の第２の発明の連結装置において、前記の環状突出部２５に前記ガイド溝３０を形成することに代えて、前記リリース溝４２の前記リリース回転の終点部４２ｂまたはその近傍に凹部５１が設けられる。その凹部５１は、前記ソケット穴２４と前記プラグ部８との挿抜時に、前記収容孔１５内の前記ボール１６が半径方向の内方へ後退するのを許容するように構成される。換言すれば、凹部５１の深さは、上記の挿抜時に、ボール１６が収容孔１５内に殆んど収容されてしまうような深さに設定される。

上記の第３の発明は、次の作用効果を奏する。
プラグ側の第１ロッドとソケット側の第２ロッドとが分離された状態では、第１ロッドのプラグ部に設けたボールが、操作シャフトのリリース溝の前記凹部(ホームポジション)に位置されるので、当該ボールが収容孔内で半径方向の内方へ後退可能とされ、また、弾性部材が操作シャフトを先端方向へ進出させている。
上記第１ロッドと第２ロッドとを連結するときには、第２ロッドのソケット穴に上記プラグ部を挿入していく。すると、まず、プラグ部および上記ボールがソケット穴の環状突出部の内周面に挿入され、その挿入抵抗により、上記ボールが、半径方向の内方へ後退して環状突出部の内周面の内側を通過していく。引き続いて、第１嵌合部が第２嵌合部に嵌合し、第２接当面に第１接当面が接当する。
上記の第３の発明におけるその他の作用効果は、上記の第１の発明または第２の発明と実質的に同じである。

上記の第１発明から第３発明のいずれかの発明(以下、単に「本発明」という)においては、前記プラグ部８に設けた前記挿入孔９の前記環状壁に複数の前記収容孔１５を周方向へ所定の間隔をあけて設けると共に、前記操作シャフト１０に複数の前記カム溝１７を周方向へ所定の間隔をあけて設けることが好ましい。
この場合、上記第１ロッドと第２ロッドとを周方向にほぼ均等に連結できる。

本発明には、下記の構成を加えることが好ましい。
即ち、前記カム溝１７は、前記ロック溝４１と、前記操作シャフト１０がリリース回転されたときに当該リリース回転の終点部４２ｂへ向かうにつれて前記操作シャフト１０の基端部に近づくように形成された前記リリース溝４２と、前記ロック溝４１と前記リリース溝４２との間に形成された切換溝４３であって前記ロック溝４１及び前記リリース溝４２よりも先端側に配置された切換溝４３と、を備えるように構成する。
この場合、前記リリース状態において、前記の弾性体の付勢力により、前記ボールをリリース溝内に確実に保持することが可能になり、振動や衝撃等を受けた場合であっても当該リリース状態を維持できる。

また、本発明では、前記ロック溝４１の底壁の深さを、前記ロック回転の始点部４１ａから前記終点部４１ｂへ向かうにつれて浅くなるように形成することが好ましい。
この場合、前記ロック状態では、ロック回転の終点方向へ浅くなるように形成された上記ロック溝の楔作用により、当該ロック溝が前記ボールを前記の係合部へ向けて押すことが可能になった。このため、前記第１ロッドのプラグ部と前記第２ロッドのソケット穴との両者の間には、これら両者を挿入するときに要求される半径方向の嵌合隙間が存在するにもかかわらず、上記ロック溝の楔作用により、第１ロッドと第２ロッドとの２つのロッドが半径方向にガタ付くことを防止できる。そのうえ、上記ボールが係合部を介して上記２つのロッドを引き寄せることができるので、第１当接面と第２当接面とが強力に接当される。その結果、上記２つのロッドが軸心方向にガタ付くことも防止できる。

なお、本発明では、前記リリース溝４２及び前記切換溝４３の底壁の深さをほぼ一定に形成することが好ましい。
この場合、前記ボールがリリース溝及び切換溝内を円滑に相対移動できるので、リリース領域内と切換領域内では第１ロッドと第２ロッドとの２つのロッドを軽い力で操作できる。

また、本発明では、例えば、図２Ｄに示すように、前記ボール１６を前記カム溝１７に装着するための組込溝４５を、前記ロック溝４１の基端部と前記操作シャフト１０の基端部との間に形成することが好ましい。
なお、本発明では、例えば、図５Ｄに示すように、前記ボール１６を前記カム溝１７に装着するための組込溝４５を、前記リリース溝４２の先端部と前記操作シャフト１０の先端寄り部との間に形成してもよい。

図１Ａは、本発明の第１実施形態の連結装置を示し、その連結装置の分離状態の部分断面図である。図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ矢視図である。図１Ｃは、図１Ａの１Ｃ−１Ｃ切断端面を示す図である。図１Ｄは、上記の連結装置の操作シャフトに設けたカム溝の拡大断面図である。 図２Ａは、上記連結装置の挿入状態を示し、上記図１Ａに類似する図である。図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ拡大断面図である。図２Ｃは、図２Ａ中の矢印２Ｃ部分の拡大図である。図２Ｄは、前記カム溝にロック用のボールを嵌合させた状態の拡大展開図を示している。 図３Ａは、上記連結装置の切換え途中の状態を示し、上記図２Ａに類似する図である。図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂ拡大断面図である。図３Ｃは、図３Ａ中の矢印３Ｃ部分の拡大図である。図３Ｄは、前記図２Ｄに類似する拡大展開図である。 図４Ａは、上記連結装置のロック状態を示し、上記図３Ａに類似する図である。図４Ｂは、図４Ａの４Ｂ−４Ｂ拡大断面図である。図４Ｃは、図４Ａ中の矢印４Ｃ部分の拡大図である。図４Ｄは、前記図３Ｄに類似する拡大展開図である。図４Ｅは、前記カム溝と前記ボールとの相対的な位置関係の変化を示し、前記図２Ｂに相当する図である。 図５Ａは、本発明の第２実施形態の連結装置を示し、前記図２Ａに類似する図である。図５Ｂは、図５Ａの５Ｂ−５Ｂ断面の部分図である。図５Ｃは、前記図２Ｄに類似する図である。図５Ｄは、前記図４Ｄに類似する図である。 図６は、前記カム溝の第１変形例を示し、前記図５Ｃ又は図５Ｄに類似する図である。 図７は、前記カム溝の第２変形例を示し、前記図４Ｃに類似する図である。 図８は、本発明の連結装置の第３実施形態を示し、前記図２Ａに類似する図である。

図１Ａから図４Ｅは、本発明の第１実施形態を示している。
まず、主として図１Ａから図２Ｄに基づいて、連結装置の全体構成を説明する。
その連結装置Ｄは、プラグ側の第１ロッド１(図１Ａ中の右側のロッド)とソケット側の第２ロッド２(図１Ａ中の左側のロッド)とを着脱可能に連結するように使用される。

以下、上記プラグ側の第１ロッド１について説明する。なお、その第１ロッド１において、図１Ａ中の左方が先端方向を示すと共に右方が基端方向を示している。
上記第１ロッド１は、円柱状の挿入ロッド１ａ及び延長ロッド１ｂを備える。その挿入ロッド１ａに設けた雄ネジ５が延長ロッド１ｂの雌ネジ６にネジ止め固定される。
上記挿入ロッド１ａのフランジ７に形成した第１接当面Ｆからプラグ部８が左方へ一体的に突出される。そのプラグ部８の左端面(先端面)から挿入孔９が右方へ凹入形成される。その挿入孔９に操作シャフト１０が軸心方向(ここでは左右方向)へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に挿入される。その操作シャフト１０を左方へ付勢するように、圧縮コイルバネからなる弾性部材１２が挿入孔９内に装着される。その弾性部材１２の右端が挿入孔９の底壁に受け止められると共に、左端がバネ受け１３に受け止められる。そのバネ受け１３は、上記操作シャフト１０の右端部に、軸心回りに相対回転可能に接当される。

上記挿入孔９の環状壁には、半径方向へ貫通する２つの収容孔１５が周方向へ所定の間隔をあけて設けられる。各収容孔１５にロック用のボール１６が半径方向へ移動自在に挿入される。
上記操作シャフト１０の右端寄り部(基端寄り部)の外周面には、２つのカム溝１７が、上記ボール１６に対応するように周方向へ１８０度の間隔をあけて形成される。各カム溝１７に上記ボール１６が嵌合される。また、操作シャフト１０の左端部(先端部)には、六角ボルト状の第１嵌合部１８が設けられる。
なお、収容孔１５の半径方向の外方端には縮径部１５ａが設けられ(図２Ｃを参照)、その縮径部１５ａによって、ボール１６が半径方向の外方へ脱落するのを防止している。上記縮径部１５ａの形成方法としては、収容孔１５を形成する工程で縮径部１５ａも同時に形成する場合と、ストレートに形成した収容孔１５にボールを挿入した後で当該収容孔１５の外側の開口端部をカシメ等で縮径させる場合とが考えられる。

次に、前記第２ロッド２(図１Ａ中の左側のロッド)について説明する。なお、その第２ロッド２において、図１Ａ中の右方が先端方向を示すと共に左方が基端方向を示している。
上記第２ロッド２は、円筒状の受入ロッド２ａと円柱状の延長ロッド２ｂとからなる。その受入ロッド２ａの雌ネジ２２に延長ロッド２ｂの雄ネジ２３がネジ止め固定される。
上記受入ロッド２ａの右端面(先端面)が、前記の第１接当面Ｆに接当される第２接当面Ｓを構成している。その第２接当面Ｓから左方へソケット穴２４が凹入形成される。そのソケット穴２４の周壁の右端寄り部(先端寄り部)が半径方向の内方へ突出されて環状突出部２５が形成される。

環状突出部２５の右端部には、前記プラグ部８を案内するためのテーパ面２６が設けられる。また、その環状突出部２５の左端部には、前記ボール１６が左側から接当可能な係合部２８が環状に形成される(図３Ａと図３Ｃを参照)。その係合部２８は、図３Ｃに示すように、断面視で円弧状に形成されている。
さらに、上記の環状突出部２５の内周面には、２つのガイド溝３０が軸心方向へ形成される。これら２つのガイド溝３０は、前記ボール１６に対応させて周方向へ１８０度の間隔をあけて形成される。各ガイド溝３０は、右側面視で半円形状に形成され(図１Ｂと図１Ｃを参照)、上記ソケット穴２４と上記プラグ部８との挿抜時には、上記ボール１６がガイド溝３０内を左右方向へ通過するようになっている(図１Ａと図２Ａを参照)。

なお、この第１実施形態のソケット穴２４では、図１Ａに示すように、最小内径寸法Ｗ１よりも環状突出部２５の内径寸法Ｗ２が大きい値に設定されると共に、その内径寸法Ｗ２よりも最大内径寸法Ｗ３が大きい値に設定されている。ここでは、上記の最大内径寸法Ｗ３は、前記係合部２８の左側の大径孔とガイド溝３０の底壁の内径部と環状突出部２５の右側の入口穴３２の各箇所に形成されている。
また、上記ソケット穴２４の左端寄り部(基端寄り部)には、六角穴からなる第２嵌合部３４が設けられる。その第２嵌合部３４は、図２Ａに示すように、前記の六角ボルト状の第１嵌合部１８に対して、軸心回りに相対回転不能かつ軸心方向へ相対移動可能に嵌合される。

前記操作シャフト１０の外周面に形成された前記カム溝１７は、より詳しく説明すると、下記のように構成されている。
図２Ｄ(及び後述する図３Ｄと図４Ｄ)の拡大展開図に示すように、カム溝１７は、左方(先端方向)へ凸になるようにアーチ状に湾曲されており、ロック溝４１と、リリース溝４２と、上記ロック溝４１とリリース溝４２との間に形成された切換溝４３とを備える。

上記ロック溝４１は、操作シャフト１０とプラグ部８とを軸心回りに相対的にロック回転させたときに、そのロック回転の始点部４１ａから終点部４１ｂへ向かうにつれて操作シャフト１０の右端部(基端部)に近づくように形成されている。また、ロック溝４１の底壁の深さは、ロック回転の始点部４１ａから終点部４１ｂへ向かうにつれて浅くなるように形成されている(図１Ｄと図４Ｄ中のロック領域Ａを参照)。
上記リリース溝４２は、上記ロック回転の始点部４１ａを挟んでロック溝４１とは周方向の反対側に形成されており、操作シャフト１０が前記ロック回転とは反対方向ヘリリース回転されたときに当該リリース回転の始点部４２ａから終点部４２ｂへ向かうにつれて操作シャフト１０の右端部(基端部)に近づくように形成されている。
上記切換溝４３は、上記ロック回転の始点部４１ａとリリース回転の始点部４２ａとを滑らかに連通させるように左方(先端方向)へ凸状に湾曲されており、上記ロック溝４１及びリリース溝４２よりも左側(先端側)に配置されている。

図１Ｄ(操作シャフト１０の拡大断面図)に示すように、上記ロック溝４１がロック領域Ａを構成し、上記切換溝４３が切換領域Ｃを構成している。また、上記リリース溝４２及び切換溝４３は、底壁の深さがほぼ一定に形成されている(図１Ｄ中の深さ一定領域Ｂを参照)。なお、この第１実施形態では、リリース回転の終点部４２ｂが、前記ボール１６のホームポジションＨとして構成されている。
また、前記ボール１６をカム溝１７に装着するための組込溝４５が、前記ロック溝４１の右端部と前記操作シャフト１０の右端部との間に形成される。

上記構成の連結装置Ｄは次のように作動する。
なお、上記の第１ロッド１(図１Ａ中の右側のロッド)と第２ロッド２(図１Ａ中の左側のロッド)とを連結および連結解除する際には、固定側とされた第２ロッド２に対して第１ロッド１を軸心回りに回転させる場合と、これとは逆に、固定側とされた第１ロッド１に対して第２ロッド２を軸心回りに回転させる場合とが考えられる。下記の作動説明においては、説明の便宜上、右側の第１ロッド１に対して左側の第２ロッド２を軸心回りに回転させる場合で説明する。

図１Ａに示すように、第１ロッド１と第２ロッド２とが分離された状態では、その第１ロッド１に設けたボール１６がホームポジションＨ(図１Ｄと図２Ｄを参照)に位置されると共に、バネからなる弾性部材１２が操作シャフト１０を左方へ進出させている。
その図１Ａの分離状態において、軸心回りの回転位相に関し、第１ロッド１のボール１６の位相と第２ロッド２のガイド溝３０の位相とを合致させると、第１嵌合部１８の位相と第２嵌合部３４の位相も合致するように構成されている。

上記第１ロッド１と第２ロッド２とを連結するときには、第２ロッド２のソケット穴２４に第１ロッド１のプラグ部８を挿入していく。すると、まず、プラグ部８が、ソケット穴２４の環状突出部２５の内周面(図１Ａ中のＷ２を参照)に所定の隙間をあけた状態で円滑に挿入されると共に、上記ボール１６がガイド溝３０内を通過していく。引き続いて、図２Ａに示すように、第１嵌合部１８が第２嵌合部３４に嵌合し、プラグ部８の大径の基部８ａがソケット穴２４の入口穴３２に嵌合すると共に第２接当面Ｓに第１接当面Ｆが接当する。
その図２Ａの挿入状態では、図２Ｃに示すように、カム溝１７内のホームポジションＨ(図２Ｂと図２Ｄを参照)に位置するボール１６がガイド溝３０の左側開口端に対面している。

次いで、上記図２Ａの挿入状態において、第１ロッド１に対して第２ロッド２を左側面視で時計回りの方向へロック回転させる(図３Ａ中の矢印Ｒを参照)。なお、図３Ｂの右側面視では、第２ロッド２が反時計回りの方向へ回転されることになる。

これにより、図３Ａの切換え途中状態に示すように、第２ロッド２の第２嵌合部３４が第１嵌合部１８を介して操作シャフト１０を左側面視で時計回りの方向へ回転させる(図３Ｂの右側面視では、操作シャフト１０が反時計回りの方向へ回転される)。すると、図３Ｂと図３Ｄに示すように、プラグ部８に保持されたボール１６に対してカム溝１７がリリース溝４２の領域から切換溝４３の領域(図１Ｄ中の切換領域Ｃ)へ相対的に移動し、これと同時に、上記ボール１６がリリース溝４２を図３Ａ中の右方へ押し、その右方への押力が前記バネ１２の付勢力に抗して操作シャフト１０を右方へ後退させる。この状態では、図３Ｃに示すように、上記ボール１６が前記の係合部２８に対面する。

上記図３Ｃの切換え途中状態から、引き続いて、第１ロッド１に対して第２ロッド２をロック回転させて、上記操作シャフト１０を左側面視で時計回りの方向へ回転させていく。
これにより、上記操作シャフト１０が左側面視で時計回りの方向へさらに回転され、図４Ｂと図４Ｄに示すように、プラグ部８に保持されたボール１６に対してカム溝１７が切換溝４３の領域からロック溝４１の領域(ロック領域Ａ)へ移動し、これと同時に、上記ボール１６がロック溝４１を左方へ押し、その左方への押力が前記バネ１２の付勢力と協働して操作シャフト１０を左方へ進出させる。なお。図４Ｄ中の参照符号Ｌは、前記ボール１６のロック位置をしている。

上記ロック状態では、図４Ｃに示すように、ロック回転の終点部４１ｂの方向へ浅くなるように形成された上記ロック溝４１の楔作用により、当該ロック溝４１が収容孔１５内のボール１６を半径方向の外方かつ左方へ押すので、上記ボール１６が前記係合部２８に係合する。これにより上記ボール１６が、係合部２８を介して第２ロッド２を右方へ押すと共に、収容孔１５を介してプラグ部８を左方に押すので、第１接当面Ｆと第２接当面Ｓとが強力に接当される。なお、図４Ｃ中の参照符号Ｐ１は、ボール１６と係合部２８との接当部を示し、参照符号Ｐ２は、当該ボール１６とロック溝４１との接当部を示し、参照符号Ｐ３は、上記ボール１６と収容孔１５の周壁との接当部を示している。

上記構造の連結装置Ｄは、下記の長所を奏する。
上記ロック状態において、第２ロッド２に対して第１ロッド１を右方へ引っ張る力が作用した場合でも、その引っ張り力が上記ボール１６と係合部２８とを介して第２ロッド２の環状突出部２５に受け止められ、その第２ロッド２から第１ロッド１が引き抜かれるのを防止できる。
また、上記ロック状態では、図４Ａ(及び図４Ｄ)に示すように、上記バネ１２の付勢力が操作シャフト１０を左方へ押しているため、その操作シャフト１０のロック溝４１が上記ボール１６をロック回転の終点方向へ相対的に押している。このため、連結状態の第１ロッド１及び第２ロッド２に振動や衝撃などが作用した場合であっても、その振動や衝撃などによって上記ボール１６がリリース方向へ相対移動することが防止される。
さらに、上記ロック状態では、ロック回転の終点方向へ浅くなるように形成された上記ロック溝４１の楔作用により、当該ロック溝４１が前記ボール１６を前記の係合部２８へ向けて押すことが可能になった。このため、前記第１ロッド１のプラグ部８と前記第２ロッド２のソケット穴２４との両者の間には、これら両者を挿入するときに要求される半径方向の嵌合隙間が存在するにもかかわらず、上記ロック溝４１の楔作用により、第１ロッド１と第２ロッド２との２つのロッドが半径方向にガタ付くことを防止できる。そのうえ、前述したように、第１接当面Ｆと第２接当面Ｓとが強力に接当されるので、上記２つのロッドが軸心方向にガタ付くことも防止できる。

なお、上記の連結装置Ｄは、上記ロック状態(図４Ａ〜図４Ｄを参照)から前記リリース状態(図２Ａ〜図２Ｄを参照)へ切り換えるときには、第１ロッド１に対して第２ロッド２を左側面視で反時計回りの方向へリリース回転させればよい。これにより、連結装置Ｄは、前述したロック動作とはほぼ逆の手順でリリース状態へ切り換えられる。

上述の作動説明では、連結装置Ｄの連結および連結解除時に、第１ロッド１に対して第２ロッド２を回転させるとしたが、既に説明したとおり、第２ロッド２に対して第１ロッド１を回転させるようにしてもよいことは勿論である。
より詳しくいえば、図４Ｅは、前記図２Ｂに相当する図であって、前述したロック回転とは逆に、第２ロッド２に対して第１ロッド１のプラグ部８(及びボール１６)を右側面視で時計回りの方向へロック回転させた場合を例示している。この場合、第２ロッド２に連結された操作シャフト１０が固定側となり、その操作シャフト１０のカム溝１７に沿って前記ボール１６が実線図のリリース位置から破線図のロック位置へ移動する。その他の作動は、上述の作動説明と同様である。

図５Ａから図５Ｄと、図６と、図７と、図８は、それぞれ、本発明の別の実施形態や変形例を示している。これらの別の実施形態や変形例においては、上記の第１実施形態の構成部材と同じ部材(または類似する部材)には原則として同一の参照数字を付けて説明する。

図５Ａから図５Ｄの第２実施形態において、図５Ａは、第１ロッド１を第２ロッド２に挿入した状態を示し、前記図２Ａに類似する図である。図５Ｂは、図５Ａの５Ｂ−５Ｂ断面の部分図である。図５Ｃは、前記図２Ｄに類似する図である。図５Ｄは、前記図４Ｄに類似する図である。

その第２実施形態(図５Ａから図５Ｄ)は、上記の第１実施形態とは次の点で異なる。
前記の第１ロッド１において、挿入ロッド１ａにネジ止め固定された延長ロッド１ｂの左端面に前記の第１接当面Ｆが設けられる。
前記の第１嵌合部１８は、操作シャフト１０の左端部(先端部)に設けたＵ字状の溝によって構成される。また、前記の第２嵌合部３４は、上記Ｕ字状の溝からなる第１嵌合部１８に嵌合するピンによって構成される。そのピンからなる第２嵌合部３４の両端部が第２プラグ２のソケット穴２４の周壁に固定される。

また、前記弾性部材(バネ)１２の前記バネ受け１３は球体によって構成される。その弾性部材１２の右端部は、挿入ロッド１ａの右端部に螺合させた別のバネ受け４８によって受け止められる。
さらに、前記ロック用のボール１６を前記カム溝１７に装着するための組込溝４５は、前記リリース溝４２の左端部(先端部)と前記操作シャフト１０の左端寄り部(先端寄り部)との間に形成される。
上記の第２実施形態の連結装置Ｄは、上述した第１実施形態と同様に作動する。

図６は、前記カム溝１７の第１変形例を示し、前記図５Ｃ(又は図５Ｄ)に類似する図である。
この場合、カム溝１７は、左方(先端方向)へ凸になるように台形状に形成される。また、図６中の一点鎖線は、前記ボール(図示せず)が相対移動するときの軌跡を示している。
なお、前記の組込溝４５は、前記図５Ｃ(又は図５Ｄ)と同様に形成されている。

図７は、前記カム溝１７の第２変形例を示し、前記図４Ｃに類似する図である。
そのカム溝１７の底壁は、当該カム溝１７の長手方向のほぼ全長にわたって一定の深さに形成される。また、前記の係合部２８は、断面視で、大きい半径寸法の円弧部分によって形成される。

図８は、本発明の連結装置の第３実施形態を示し、前記図２Ａの挿入状態に類似する図である。この図８の第３実施形態は、前記の第１実施形態とは次の点で異なる。
即ち、前記の環状突出部２５に前記ガイド溝を形成することに代えて、前記リリース溝４２の前記リリース回転の終点部またはその近傍の底壁に凹部５１が設けられる。その凹部５１は、前記ソケット穴２４と前記プラグ部８との挿抜時に前記収容孔１５内の前記ボール１６が半径方向の内方へ後退するのを許容するように構成される。換言すれば、凹部５１の深さは、上記の挿抜時に、ボール１６が収容孔１５内に殆んど収容されてしまうような深さに設定される。

上記の図８の第３実施形態は、次のように作動する。
プラグ側の第１ロッド１とソケット側の第２ロッド２とが分離された状態では(図示せず)、第１ロッド１のプラグ部８に設けたボール１６が、操作シャフト１０のリリース溝４２の前記凹部５１(ホームポジション)に位置されるので、当該ボール１６が収容孔１５内で半径方向の内方へ後退可能とされる。また、弾性部材１２が操作シャフト１０を左方(先端方向)へ進出させている。
上記第１ロッド１と第２ロッド２とを連結するときには、第２ロッド２のソケット穴２４に上記プラグ部８を挿入していく。すると、まず、プラグ部８および上記ボール１６がソケット穴２４の環状突出部２５の内周面に挿入され、その挿入抵抗により、上記ボール１６が、半径方向の内方へ後退して環状突出部２５の内周面の内側を通過していく。引き続いて、第１嵌合部１８が第２嵌合部３４に嵌合し、第２接当面Ｓに第１接当面Ｆが接当する。
上記の第３実施形態におけるその他の作動は、上記の第１実施形態または第２実施形態と実質的に同じである。

上記の各実施形態や変形例は次のように変更可能である。
第１ロッド１は、前記の挿入ロッド１ａと延長ロッド１ｂとを別体に形成することに代えて一体に形成してもよい。また、第２ロッド２も、前記の受入ロッド２ａと延長ロッド２ｂとを別体に形成することに代えて一体に形成してもよい。さらには、上記挿入ロッド１ａだけで第１ロッド１を構成してもよく、上記受入ロッド２ａだけで第２ロッド２を構成してもよい。

前記挿入孔９の環状壁に形成した収容孔１５とボール１６の数量は、例示の２つに代えて、１つ又は３つ以上であってもよいが、２つから５つであることが好ましく、連結装置が小径の場合には２つ又は３つであることが好ましい。
前記操作シャフト１０を先端方向へ付勢する弾性部材１２は、例示した圧縮コイルバネに代えて他の種類のバネであってもよく、また、ゴム等の弾性体であってもよい。

前記カム溝１７は、例示したアーチ状や台形状に形成することに代えて、山形状などに形成してもよい。
また、上記カム溝１７のリリース溝４２と切換溝４３は、前記のロック溝４１の始点部４１ａから、前記操作シャフト１０の右端面と平行状に周方向へ形成されたものであってもよい。
さらには、上記カム溝１７は、上記切換溝４３を省略して、ロック溝４１及びリリース溝４２だけで構成してもよい。この場合、上記ロック溝４１の始点部４１ａから上記リリース溝４２をロック溝４１とほぼ同じ方向で先端方向へ延設すると共に当該リリース溝４２の先端部の底壁に凹所を設け、その凹所が、前記ボール１６をリリース位置(ホームポジション)に保持するように構成することが考えられる。
また、上記カム溝１７の底壁の深さは、リリース溝４２の終点部４２ｂからロック溝４１の終点部４１ｂへ向かうにつれて(換言すれば、当該カム溝１７の長手方向の全域にわたって)次第に浅くなるように形成してもよい。

前記の第１実施形態(図１Ａから図４Ｅ)において、第１嵌合部１８を六角ボルト状に構成すると共に第２嵌合部３４を六角穴で構成するとしたが、これに代えて、第１嵌合部１８を六角穴で構成すると共に第２嵌合部３４を六角ボルト状に構成することも可能である。また、第１嵌合部１８と第２嵌合部３４の両者の嵌合構造は、これら両者を軸心回りの相対回転が阻止されるように嵌合させればよく、側面視で六角形の嵌合に代えて、四角形や楕円形などの嵌合であってもよい。
本発明の連結装置の用途としては、射出成形機のエジェクターロッドの外に、例えば、プレス機械のクッションピンやダイカストマシンのノックアウトピン等のような種々のロッド部材が考えられる。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

１：第１ロッド，２：第２ロッド，８：プラグ部，９：挿入孔，１０：操作シャフト，１２：弾性部材(バネ)，１５：収容孔，１６：ボール，１７：カム溝，１８：第１嵌合部，２４：ソケット穴，２５：環状突出部，２８：係合部，３０：ガイド溝，３４：第２嵌合部，４１：ロック溝，４２：リリース溝，４３：切換溝，４５：組込溝，５１：凹部，Ｆ：第１接当面，Ｓ：第２接当面．

Claims (9)

1. 第１接当面(Ｆ)を有するプラグ側の第１ロッド(１)と、その第１接当面(Ｆ)に接当可能な第２接当面(Ｓ)を有するソケット側の第２ロッド(２)とを連結する装置であって、
   上記第１ロッド(１)は、上記第１接当面(Ｆ)から先端方向へ突出されたプラグ部(８)と、そのプラグ部(８)の先端面から基端方向へ形成された挿入孔(９)と、その挿入孔(９)に軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に挿入された操作シャフト(１０)と、その操作シャフト(１０)を先端方向へ付勢する弾性部材(１２)と、上記挿入孔(９)の環状壁に半径方向へ貫通された収容孔(１５)と、その収容孔(１５)に挿入されたロック用のボール(１６)と、を備え、上記操作シャフト(１０)は、その操作シャフト(１０)の基端寄り部の外周面に形成されると共に上記ボール(１６)が嵌合されるカム溝(１７)と、当該操作シャフト(１０)の先端寄り部に設けられた第１嵌合部(１８)と、を備え、
   上記第２ロッド(２)は、上記第２接当面(Ｓ)から基端方向へ形成されたソケット穴(２４)と、そのソケット穴(２４)の周壁の先端寄り部の内周面から半径方向の内方へ突出させた環状突出部(２５)と、その環状突出部(２５)の基端側の環状端部に形成された係合部(２８)であって上記ボール(１６)が上記ソケット穴(２４)の基端側から係合可能な係合部(２８)と、上記ソケット穴(２４)と上記プラグ部(８)との挿抜時に上記ボール(１６)が上記の環状突出部(２５)を軸心方向へ通過するように当該環状突出部(２５)に形成されたガイド溝(３０)と、上記ソケット穴(２４)の基端寄り部に設けられた第２嵌合部(３４)であって上記第１嵌合部(１８)に対して軸心回りの相対回転を阻止すると共に軸心方向へ相対移動可能に嵌合される第２嵌合部(３４)と、を備え、
   上記操作シャフト(１０)の上記外周面に形成された上記カム溝(１７)を、先端方向へ突出するアーチ状または山形状もしくは台形状に形成する、
   ことを特徴とする連結装置。
2. 第１接当面(Ｆ)を有するプラグ側の第１ロッド(１)と、その第１接当面(Ｆ)に接当可能な第２接当面(Ｓ)を有するソケット側の第２ロッド(２)とを連結する装置であって、
   上記第１ロッド(１)は、上記第１接当面(Ｆ)から先端方向へ突出されたプラグ部(８)と、そのプラグ部(８)の先端面から基端方向へ形成された挿入孔(９)と、その挿入孔(９)に軸心方向へ移動可能かつ軸心回りに回転可能に挿入された操作シャフト(１０)と、その操作シャフト(１０)を先端方向へ付勢する弾性部材(１２)と、上記挿入孔(９)の環状壁に半径方向へ貫通された収容孔(１５)と、その収容孔(１５)に挿入されたロック用のボール(１６)と、を備え、上記操作シャフト(１０)は、その操作シャフト(１０)の基端寄り部の外周面に形成されると共に上記ボール(１６)が嵌合されるカム溝(１７)と、当該操作シャフト(１０)の先端寄り部に設けられた第１嵌合部(１８)と、を備え、
   上記第２ロッド(２)は、上記第２接当面(Ｓ)から基端方向へ形成されたソケット穴(２４)と、そのソケット穴(２４)の周壁の先端寄り部の内周面から半径方向の内方へ突出させた環状突出部(２５)と、その環状突出部(２５)の基端側の環状端部に形成された係合部(２８)であって上記ボール(１６)が上記ソケット穴(２４)の基端側から係合可能な係合部(２８)と、上記ソケット穴(２４)と上記プラグ部(８)との挿抜時に上記ボール(１６)が上記の環状突出部(２５)を軸心方向へ通過するように当該環状突出部(２５)に形成されたガイド溝(３０)と、上記ソケット穴(２４)の基端寄り部に設けられた第２嵌合部(３４)であって上記第１嵌合部(１８)に対して軸心回りの相対回転を阻止すると共に軸心方向へ相対移動可能に嵌合される第２嵌合部(３４)と、を備え、
   上記カム溝(１７)は、上記操作シャフト(１０)と上記プラグ部(８)とを軸心回りに相対的にロック回転させたときに、そのロック回転の終点部へ向かうにつれて当該操作シャフト(１０)の基端部に近づくように形成されたロック溝(４１)と、そのロック溝(４１)とは周方向の反対側に形成されたリリース溝(４２)であって上記操作シャフト(１０)が上記ロック回転とは反対方向ヘリリース回転されたときに上記ボール(１６)を所定のリリース位置に保持可能なリリース溝(４２)と、を有する、
   ことを特徴とする連結装置。
3. 請求項２の連結装置において、
   前記の環状突出部(２５)に前記ガイド溝(３０)を形成することに代えて、
   前記リリース溝(４２)の前記リリース回転の終点部またはその近傍に、前記ソケット穴(２４)と前記プラグ部(８)との挿抜時に前記収容孔(１５)内の前記ボール(１６)が半径方向の内方へ後退するのを許容する凹部(５１)を設けた、
   ことを特徴とする連結装置。
4. 請求項１から３のいずれかの連結装置において、
   前記プラグ部(８)に設けた前記挿入孔(９)の前記環状壁に複数の前記収容孔(１５)を周方向へ所定の間隔をあけて設けると共に、前記操作シャフト(１０)に複数の前記カム溝(１７)を周方向へ所定の間隔をあけて設けた、
   ことを特徴とする連結装置。
5. 請求項２又は３の連結装置において、
   前記カム溝(１７)は、前記ロック溝(４１)と、前記操作シャフト(１０)がリリース回転されたときに当該リリース回転の終点部へ向かうにつれて前記操作シャフト(１０)の基端部に近づくように形成された前記リリース溝(４２)と、前記ロック溝(４１)と前記リリース溝(４２)との間に形成された切換溝(４３)であって前記ロック溝(４１)及び前記リリース溝(４２)よりも先端側に配置された切換溝(４３)と、を備える、
   ことを特徴とする連結装置。
6. 請求項２又は３の連結装置において、
   前記ロック溝(４１)の底壁の深さを、前記ロック回転の始点部から前記終点部へ向かうにつれて浅くなるように形成した、
   ことを特徴とする連結装置。
7. 請求項５の連結装置において、
   前記リリース溝(４２)及び前記切換溝(４３)の底壁の深さをほぼ一定に形成した、
   ことを特徴とする連結装置。
8. 請求項２又は３の連結装置において、
   前記ボール(１６)を前記カム溝(１７)に装着するための組込溝(４５)を、前記ロック溝(４１)の基端部と前記操作シャフト(１０)の基端部との間に形成した、
   ことを特徴とする連結装置。
9. 請求項２又は３の連結装置において、
   前記ボール(１６)を前記カム溝(１７)に装着するための組込溝(４５)を、前記リリース溝(４２)の先端部と前記操作シャフト(１０)の先端寄り部との間に形成した、
   ことを特徴とする連結装置。

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