JP6147210B2 - 管状体のロック機構 - Google Patents

Description

この発明は、流体配管の接続等に用いられる管状体のロック機構に関し、自動車用配管の接続及び解除を迅速かつ確実に行うことのできる管状体のロック機構に関するものである。

従来、管状体のロック機構には、ロック機構本体と管状体とをロック機構本体に取り付けられた止具（ロック部材）を回転操作することによって、ロック位置と解除位置とを切り換える構成のものが存在する。
例えば、特許文献１に示すような管状体のロック機構は、雌管（ロック機構本体）の切欠溝近傍に装着される弾性部材から成る止具腕、止具突部から成る止具（ロック部材）を備え、雌管の切欠溝から進入した止具により管状体を係止し、止具の突部を押して回動させることにより、係具腕が開いて、管状体との係合が外れ解除できる構造となっている。
止具（ロック部材）は、ロック位置において、止具の係止腕が切欠溝から内径方向に突出して管状体を抜け止めする。
また、解除位置では、突部を回動することにより係止腕が切欠溝の端部を作用点として開き、雌管内から拡開方向へ移動して管状体との係合が解除される。（特許文献１）。

特開平１０−９４７０号公報

しかし、従来の特許文献１の場合では、弾性部材（止具）を解除のために拡開する際、切欠溝の端部の一箇所を作用点として開くために、解除操作に大きな力を必要とした。つまり、係止腕の拡開基点から切欠溝の端部（作用点）まで距離が短く、大きな拡開モーメントを必要とした。また、構造的にも止具の係止腕を切欠溝から完全に引き上げるためには、回動操作に大きな力が必要であった。
また、止具突部が上方向に突出しているために、全体の外径寸法が大きくなってしまう。

この発明は、上記したような不都合を解消する為になされたもので、管状体が装着されるハウジングと、ハウジングと管状体とを係合および解除可能なロック部材とからなる管状体のロック機構であって、前記ハウジングは、前記ロック部材を案内するロック部材案内壁と、前記ロック部材の先端部が摺動する摺動面と、前記ロック部材の一部が通過し、前記管状体と係合するべく形成されたスリットとを備えており、前記ロック部材は、待機・ロック位置で弾性力によって前記管状体外周に形成された前記係合部と係合可能であると共に、回転負荷を加えた解除位置で前記ロック部材が異なる傾斜の２箇所の前記摺動面により拡開され、前記管状体の前記係合部から解除されるので、管状体を装着するだけで接続・ロックできると共に、軽微な力で容易に解除できる。
また、外径寸法の増加を阻止すると共に、ロック部材の脱落を防止して安全性を確保することのできる管状体のロック機構を提供するものである。

この発明は、以下のような内容である。
（１）上記目的を達成するため、本発明は係合部を備えた管状体が少なくとも一端に装着される筒状のハウジングと、前記ハウジングと前記管状体とを係合および解除可能なロック部材とからなる管状体のロック機構であって、前記ハウジングは、前記ロック部材を回動可能に案内するロック部材案内壁と、前記ロック部材の回動に伴って先端部が摺動する摺動面と、前記ロック部材の一部が通過し、前記ハウジングに装着された前記管状体の前記係合部と係合するべく形成されたスリットとを備えており、前記ロック部材は、待機・ロック位置で弾性力によって前記スリットを通過した一部が前記管状体外周に形成された前記係合部と係合可能であると共に、回転負荷を加えた解除位置で前記ロック部材が異なる傾斜の２箇所の前記摺動面により拡開され、前記管状体の前記係合部から解除されることを特徴とする。
（２）また、前記ロック部材は、回転負荷を加えられ前記摺動面により拡開される際に、前記スリットの端部にも当接して拡開されることを特徴とする。
（３）前記ロック部材は、前記ハウジングの軸線方向に屈曲した屈曲部を有しており、当該屈曲部に回転負荷を加え操作することにより、前記ロック部材を拡開することを特徴とする。
（４）前記ロック部材案内壁の一部には、前記ロック部材の屈曲部の回動範囲を規制する隙間が形成されたことを特徴とする。
（５）前記ロック部材案内壁の隙間を所定の間隔を有して上から覆い、ロック部材の脱落を防止する脱落防止部材を備えたことを特徴とする。
（６）前記ロック部材は、回動負荷を解除した際に、自身の弾性力により待機・ロック位置に復帰することを特徴とする。
（７）前記ロック部材は、弾性を有する金属線材から構成されたことを特徴とする。
（８）前記管状体は、流体の流れを遮断する構造であることを特徴とする。

この発明によれば、係合部を備えた管状体が少なくとも一端に装着される筒状のハウジングと、前記ハウジングと前記管状体とを係合および解除可能なロック部材とからなる管状体のロック機構であって、前記ハウジングは、前記ロック部材を回動可能に案内するロック部材案内壁と、前記ロック部材の回動に伴って先端部が摺動する摺動面と、前記ロック部材の一部が通過し、前記ハウジングに装着された前記管状体の前記係合部と係合するべく形成されたスリットとを備えており、前記ロック部材は、待機・ロック位置で弾性力によって前記スリットを通過した一部が前記管状体外周に形成された前記係合部と係合可能であると共に、回転負荷を加えた解除位置で前記ロック部材が異なる傾斜の２箇所の前記摺動面により拡開され、前記管状体の前記係合部から解除されるので、ロック部材が先端部により拡開されるために小さな力で解除操作を行うことができる。また、異なる傾斜の２箇所の摺動面によりロック部材が拡開されるので、少ない回動範囲で解除操作を完了することができる。更に、ロック部材が外周方向に突出することがなく、狭い場所でも操作が可能である。また、工具による解除が不要であると共に、工具によって周囲を傷付ける虞がない。
また、前記ロック部材は、回転負荷を加えられ前記摺動面により拡開される際に、前記スリットの端部にも当接して拡開されるので、複数の拡開モーメントによって小さな力で解除操作を行うことができる。また、前記スリットの端部にも当接して拡開されるので、ロック解除に直接関与するロック部材の脚部をより大きく拡開させることができると共に、ロック部材先端が必要以上に広がり外周から突出することがない。
更に、少ない回動角度で解除操作を完了することができる。
また、前記ロック部材は、前記ハウジングの軸線方向に屈曲した屈曲部を有しており、当該屈曲部に回転負荷を加え操作することにより、前記ロック部材を拡開するので、屈曲部に指を引っ掛け易く、解除操作を容易に行うことができる。また、工具による解除が不要である。
また、前記ロック部材案内壁の一部には、前記ロック部材の屈曲部の回動範囲を規制する隙間が形成されたので、ロック部材の廻し過ぎを防止して脱落を阻止し、安定した動作が可能となる。
また、前記ロック部材案内壁の隙間を所定の間隔を有して上から覆い、ロック部材の脱落を防止する脱落防止部材を備えたので、ロック部材の脱落を防止して、安全性を向上することができる。
前記ロック部材は、回動負荷を解除した際に、自身の弾性力により待機・ロック位置に復帰するので、ロックを解除した後、更に待機状態に戻す必要がなく、操作性に優れている。したがって、解除作業が簡単である。
前記ロック部材は、弾性を有する金属線材から構成されたので、ロック強度が得られ、管状体をロック機構に確実に固定することができる。また、耐久性に優れた管状体のロック機構を実現することができる。更に、ロック部材の強度を確保しつつ、安価に提供することができる。
前記管状体は、流体の流れを遮断する構造であるので、管状体を装着するだけで、流体を遮断することができる。

図１は、本発明の一実施形態を示す管状体のロック機構を示す斜視図である。 図２は、同ロック機構と管状体とを示す斜視図である。 図３は、同ロック機構を示す平面図である。 図４は、同ロック機構を示す下側からの斜視図である。 図５は、同ロック機構を示す側面図である。 図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。 図７は、同ロック機構に使用されるロック部材を示す斜視図である。 図８は、同ロック部材を示す平面図である。 図９は、同ロック部材を示す正面図である。 図１０は、同ロック機構の解除状態を示す斜視図である。 図１１は、同ロック機構の解除状態を示す平面図である。 図１２は、同ロック機構の解除状態を示す正面図である。 図１３は、同ロック機構の解除状態を示す側面図である。 図１４は、図１３のＡ−Ａ線断面図である。

本発明の管状体のロック機構は、係合部を備えた管状体が少なくとも一端に装着される筒状のハウジングと、前記ハウジングと前記管状体とを係合および解除可能なロック部材とからなる管状体のロック機構であって、前記ハウジングは、前記ロック部材を回動可能に案内するロック部材案内壁と、前記ロック部材の回動に伴って先端部が摺動する摺動面と、前記ロック部材の一部が通過し、前記ハウジングに装着された前記管状体の前記係合部と係合するべく形成されたスリットとを備えており、前記ロック部材は、待機・ロック位置で弾性力によって前記スリットを通過した一部が前記管状体外周に形成された前記係合部と係合可能であると共に、回転負荷を加えた解除位置で前記ロック部材が異なる傾斜の２箇所の前記摺動面により拡開され、前記管状体の前記係合部から解除されるので、小さな力で解除操作を行うことができる。また、異なる傾斜の２箇所の摺動面によりロック部材が拡開されるので、少ない回動範囲で解除操作を完了することができる。

以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態を示す管状体のロック機構を示す斜視図、図２は本発明のロック機構と管状体とを示す斜視図、図３は本発明のロック機構を示す平面図、図４は本発明のロック機構を示す下側からの斜視図、図５は本発明のロック機構を示す側面図、図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。ここで管状体のロック機構１０は、係合部１１を備えた管状体１２が少なくとも一端に装着される筒状のハウジング１３と、前記ハウジング１３と前記管状体１２とを係合および解除可能なロック部材１４とからなり、前記ハウジング１３は、前記ロック部材１４を回動可能に案内するロック部材案内壁１５と、前記ロック部材１４の回動に伴って先端部１４ａが摺動する第１の摺動面１６、第２の摺動面１７と、前記ロック部材１４の一部が通過し、ハウジング１３に装着された管状体１２の係合部１１と係合するべく形成されたスリット１８とを備えており、前記ロック部材１４は、無負荷状態で弾性力によって前記スリット１８を通過した一部が前記管状体外周に形成された前記係合部１１と係合すると共に、回転負荷を加えることにより、前記ロック部材１４が異なる傾斜の２箇所の第１、第２の摺動面１６、１７により拡開され、前記管状体１２の前記係合部１１から解除されるので、小さな力で解除操作を行うことができる。なお、係合部１１は、環状溝の場合について説明したが係合段部であってもよい。

管状体１２は、例えば合成樹脂等から構成され、筒状をしておりホースの接続される基端部にフランジ１９を有するとともに、略中間部の外周に環状溝である係合部１１が形成されている。また、ハウジング１３に装着される先端部１２ａは、先細に形成されており、係合部１１の直前で円錐状に拡径している。更に、管状体１２は、閉止栓やプラグキャップ（めくら蓋）の様に流体を遮断する構造のものであってもよい。

ハウジング１３は、一端にホースが接続されるホース接続部１３ａと他端に管状体１２が装着される装着口１３ｂを有している。ハウジング１３は、例えば合成樹脂等から構成されている。また、ホース接続部１３ａの外周には、ホースの抜け止め用の複数の環状凹凸を有している。また、拡径した装着口１３ｂの外周頂部には、ロック部材１３の屈曲部の回動範囲を規制する隙間Ｈを有してロック部材案内壁１５が中央頂部から左右に形成されている。また、ロック部材案内壁１５と対向してロック部材１４をハウジング１３の外周に沿って回動可能に保持する保持溝２１を形成するべくフランジ２２が配設されている。更に、ハウジング１３の外周でロック部材１４の屈曲部２４に対応する部位（ハウジングの頂部近傍）に浅溝部１３ｃが形成されている。また、ハウジング１３の外周には、ロック部材案内壁１５とフランジ２２との間に保持されたロック部材１４の脚部１４ｂが通過可能なスリット１８が形成され、ハウジング１３に装着された管状体１２の外周に形成された係合部１１と係合する。

フランジ２２の中央頂部には、ロック部材案内壁１５の隙間Ｈを所定の間隔を有して上から覆い、ロック部材１４の脱落を防止する脱落防止部材２５が形成されている。脱落防止部材２５の円周方向の寸法は、隙間Ｈの円周方向の寸法より小さい。

また、ハウジング１３の外周下端で左右対称位置に第１の摺動面１６と第２の摺動面１７が一対形成されている。第１の摺動面１６と第２の摺動面１７は、対向配置されており、それぞれ異なる傾斜を有している。本実施の形態では、第１の摺動面１６が傾斜角度が大きく、第２の摺動面１７が傾斜角度が小さく形成されている。つまり、第１の摺動面１６は急な傾斜であり、第２の摺動面１７はなだらか傾斜である。そして、ロック部材案内壁１５とフランジ２２の間に保持されたロック部材１４の先端部１４ａがその回動に伴い、第１の摺動面１６或いは第２の摺動面１７に当接するよう配設されている。第１の摺動面１６は、図４、１４等に示すように本実施の形態では、略垂直に近い傾斜を有しており、第２の摺動面１７はなだらかな円弧状に傾斜して形成されている。

ハウジング１３の装着口１３ｂの奥端には、Ｏリング等のシール部材が配設されており、装着された管状体１２との水密性及び気密性を確保している。なお、シール部材は、Ｏリングに限ることなく、ＶリングやＸリング等の他のシール部材であってもよい。

ロック部材１４は、図７〜９に示すように上に向かって凸状に湾曲した連結部２３と、この連結部２３の両側（幅方向両側）からそれぞれ、互いに略直線状に延設された脚部１４ｂと、内向きに折曲された脚部１４ｂの先端の折曲部１４ｃから、脚部１４ｂと直角方向に折曲形成された先端部１４ａとを具備するように屈曲形成された、例えば金属製の弾性線材で構成されている。また、連結部２３の頂部には、ハウジング１３の軸線方向に膨出するコ字状の屈曲部２４が形成されており、当該屈曲部２４に回転負荷を加え操作することができる。また、屈曲部２４は、ハウジング１３に形成されたロック部材案内壁１５の隙間Ｈより小さい寸法となっており、ここに収納される。更に、脚部１４ｂの径は、スリット１８の幅より小さく、スリット１８を通過することができる。脚部１４ｂの長さ寸法は、スリット１８の長さ（高さ寸法）より長く形成されている。なお、ロック部材１４は、金属製、合成樹脂製の板材であってもよい。つまり、線材に限ることなく、細長い板材から構成しても同様の効果を得ることができる。

以上のように構成された管状体のロック機構１０を組み立てる場合、先ず、ハウジング１３にロック部材１４を上方向から取り付ける。ロック部材１４の取り付け手順は、ロック部材案内壁１５とフランジ２２の間の保持溝２１に脚部１４ｂを左右に開くようにして差し込み解放すると、線材の弾性力により先端部１４ａが第１の摺動面１６と第２の摺動面１７の間に位置する。また、本実施の形態では、ロック部材１４の屈曲部２４及び先端部１４ａをハウジング１３のホース接続部１３ａ方向に向けて取り付ける。取り付けた脚部１４ｂの一部は、ハウジング１３のスリット１８から装着口１３ｂ内へ突出する。この状態で、図２に示すように管状体１２を装着口１３ｂから装着すると、脚部１４ｂは先細に形成されてた先端部１２ａ及び係合部１１の直前で円錐状に拡径した部分で外周方向に押し広げた後、係合部１１に係合される。脚部１４ｂが係合部１１に係合した状態では、Ｏリングが管状体１２の先端部１２ａ外周とハウジング１３の装着口１３ｂの内周の間に位置すると共に押圧されて、水密性や気密性を保持することができる。

管状体１２とハウジング１３の係合を解除する場合は、図１０〜図１４に示すように先ず、ロック部材１４の屈曲部２４を左右何れかの方向に回動する。この時、ハウジング１３の屈曲部２４に対応する部位に浅溝部１３ｃが形成されているので、ロック部材１４に指を掛け易く廻し易い。 屈曲部２４を回動すると、図１３、１４に示すように、ロック部材１４の一方の先端部１４ａ（図１４中で右側）は、押されて第１の摺動面１６に乗り上げて外周方向に拡開する。この際、連結部２３の一部がフランジ２２の一部である支点２８で当接し、ここを支点として拡開する。つまり、脚部１４ｂは、先端部１４ａを作用点とし、支点２８を中心として大きなモーメントで開くことができる。更に、第１の摺動面１６は、略垂直に近い傾斜を有するので、短い旋回ストロークでもロック部材１４の脚部１４ｂを大きく拡開させることができ、ロック部材１４の旋回ストロークを短くすることができる。
また、ロック部材１４の脚部１４ｂの先端が内向きに折曲された折曲部１４ｃとして構成されているので、脚部１４ｂが開いてもハウジング１３の外周から殆ど突出しない（図１４参照）。更に、屈曲部２４の回動範囲は、ロック部材案内壁１５に形成された隙間Ｈにより制限されるので、廻し過ぎてロック部材１４が脱落する虞もない。

ロック部材１４の他方の先端部１４ａ（図１４中で左側）は、引かれて第２の摺動面１７に乗り上げると共に、スリット１８の端縁２６が支点となって外周方向に拡開する。つまり、解除操作の始めは先端部１４ａのみが第２の摺動面１７に乗り上げるために動き出しが軽い。更に回動すると端縁２６を支点とし、ロック部材１４の先端部１４ａを作用点として開くので、短い旋回ストロークで先端部１４ａがより大きく拡開し、係合部１１からの解除を可能とできる。
この様に、それぞれの先端部１４ａが開くことにより、脚部１４ｂが左右に拡開して、管状体１２の係合部１１から外れ、係合が解除されて管状体１２を引き抜くことができる（図２参照）。
本発明では、ロック部材１４の屈曲部２４を単に横（ハウジングの円周）方向に廻す操作のみで解除操作ができるので、突出する部位がなく、狭い場所であっても解除することができる。また、ロック部材１４が異なる傾斜の第１の摺動面１６と第２の摺動面１７の摺動面により広げられるので、小さな力で解除操作を行うことができる。つまり、ロック状態でも解除状態でも屈曲部２４が突出することがないので、狭小なスペースでの操作が可能である。

更に、解除後に屈曲部２４から指を離すと、自身の弾性力によって一方の先端部１４ａは、第１の摺動面１６に沿って下降し、他方の先端部１４ａは、第２の摺動面１７に沿って下降してロック部材１４がハウジング１３の周りを回動して、待機・ロック状態に自動復帰する。また、脱落防止部材２５により、ロック部材１４がロック部材案内壁１５とフランジ２２の間を回動しても脱落する虞がない。

なお、第１の摺動面１６の形状を略垂直に近い傾斜を有する例について説明したが、上方向に凸の曲面或いは曲面の曲率が変化する形状であってもよい。また、以上の実施形態では、ロック部材１４の屈曲部２４から指を離すと自身の弾性力により待機・ロック位置に復帰する場合について説明したが、ロック部材の一部が係合される凹部や凸部等をハウジング側に設け解除状態を保持する構造としてもよい。
この様に構成した場合、ロック部材１４の解除状態を維持できるので片手で屈曲部２４を廻しながら重いホースを引き抜く必要がなく、両手でホースを持って引き抜くことができる。したがって、ロック機構を解除するための作業性を向上できる。また突出する部分がないので取り外す場合に他の部品を傷付ける虞もない。また、ロック部材１４を待機・ロック待機状態へ復帰させる場合は、屈曲部２４を更に操作して、ロック部材と係合された凹部や凸部等との係合を解除すればよい。

本発明の管状体のロック機構は、配管用の管状体のロック機構として、建設機械のラジエータやインテークパイプ（スロットルバルブ周辺）やインタークーラーやバッテリーパック等の配管に使用することができる。また、管状体のロック機構体は、閉止栓やプラグキャップ（めくら蓋）の様に流体を遮断する構造のものであってもよい。

１０ 管状体のロック機構
１１ 係合部
１２ 管状体
１３ ハウジング
１３ａ ホース接続部
１３ｂ 装着口
１３ｃ 浅溝部
１４ ロック部材
１４ａ 先端部
１４ｂ 脚部
１４ｃ 折曲部
１５ ロック部材案内壁
１６ 第１の摺動面
１７ 第２の摺動面
１８ スリット
１９ フランジ
２１ 保持溝
２２ フランジ
２３ 連結部
２４ 屈曲部
２５ 脱落防止部材
２６ 端縁
２７ 端縁
２８ 支点

Claims (8)

1. 係合部を備えた管状体が少なくとも一端に装着される筒状のハウジングと、前記ハウジングと前記管状体とを係合および解除可能なロック部材とからなる管状体のロック機構であって、
   前記ハウジングは、前記ロック部材を回動可能に案内するロック部材案内壁と、前記ロック部材の回動に伴って先端部が摺動する摺動面と、前記ロック部材の一部が通過し、前記ハウジングに装着された前記管状体の前記係合部と係合するべく形成されたスリットとを備えており、
   前記ロック部材は、待機・ロック位置で弾性力によって前記スリットを通過した一部が前記管状体外周に形成された前記係合部と係合可能である共に、回転負荷を加えた解除位置で前記ロック部材が異なる傾斜の２箇所の前記摺動面により拡開され、前記管状体の前記係合部から解除されることを特徴とする管状体のロック機構。
2. 前記ロック部材は、回転負荷を加えられ前記摺動面により拡開される際に、前記スリットの端部にも当接して拡開されることを特徴とする請求項１に記載の管状体のロック機構。
3. 前記ロック部材は、前記ハウジングの軸線方向に屈曲した屈曲部を有しており、当該屈曲部に回転負荷を加え操作することにより、前記ロック部材を拡開することを特徴とする請求項１または２に記載の管状体のロック機構。
4. 前記ロック部材案内壁の一部には、前記ロック部材の屈曲部の回動範囲を規制する隙間が形成されたことを特徴とする請求項３に記載の管状体のロック機構。
5. 前記ロック部材案内壁の隙間を所定の間隔を有して上から覆い、ロック部材の脱落を防止する脱落防止部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載の管状体のロック機構。
6. 前記ロック部材は、回動負荷を解除した際に、自身の弾性力により待機・ロック位置に復帰することを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載の管状体のロック機構。
7. 前記ロック部材は、弾性を有する金属線材から構成されたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１に記載の管状体のロック機構。
8. 前記管状体は、流体の流れを遮断する構造であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１に記載の管状体のロック機構。

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