JP7122219B2 - 管路接続構造 - Google Patents

Description

本発明は、可撓性ホースやチューブ等の接続に使用される管路接続構造に関する。特に、オス部材とメス部材を利用した管路接続構造に関する。

可撓性ホースやチューブ等の接続に、オス部材とメス部材を利用した接続部材、いわゆるワンタッチコネクタ―や、クイックカップリングコネクターが利用されている。ホースやチューブをこれらオス部材やメス部材にあらかじめ接続しておけば、オス部材とメス部材を接続するだけで管路の接続を完了することができ、便利である。

オス部材とメス部材を用いた管路接続構造では、通常、互いに挿入・接続されたオス部材とメス部材がたやすく外れてしまうことがないよう、解除防止、すなわち抜け止めの機構が設けられる。
抜け止めの機構の一例としては、オス部材の外周に突起を設ける一方で、メス部材の内周に屈曲した形状の溝を設けておき、突起と溝を係合させながらメス部材にオス部材を挿入し、所定位置まで挿入した状態から、オス部材とメス部材を相対回転させて、突起と溝が抜け止めを果たすようにした抜け止め機構が知られている。

上記したような溝と突起を利用した抜け止め機構を備える管路接続構造としては、例えば、特許文献１に、突起を弾性変形可能なように構成して、抜け止め位置からの連結解除が容易に起こらないようにした管路接続構造が開示されている。また、特許文献２には、係止突起が溝から抜け出すのを阻止するための解除防止機構を備える管路接続構造が開示されている。具体的には、解除防止機構は、ボルトの先端を溝の内側に突出させる機構となっている。また、特許文献３には、突起と溝が抜け止めを果たしている状態で形成される円弧状の間隙に、円弧状の回転防止部材を嵌合させて解除を防止する技術が開示されている。

特開平０３－２７７８９２号公報 特開２００２－２５０４９２号公報 実公平０２－２６９９３号公報

これら文献の技術のような、突起と溝を係合させながらメス部材にオス部材を挿入し、所定位置まで挿入した状態から、オス部材とメス部材を相対回転させて、突起と溝が抜け止めを果たすようにした抜け止め機構を有する管路接続構造では、特に、特許文献２や特許文献３のように、オス部材とメス部材の相対回転を阻止する部材（解除防止部材）を設けると、接続が解除されてしまうことがより確実に抑制できて好ましい。

しかしながら、特許文献２や特許文献３の技術では、こうした解除防止部材を別個に取り付ける必要があるため、接続操作が煩雑になりやすく、解除防止部材を紛失しやすい。本発明の目的は、接続操作が簡単であると共に、不用意に接続解除されてしまうことが抑制できる管路接続構造を提供することにある。また、本発明の他の目的は、管路接続構造の構成部材の紛失を防止し、取り扱い性を高めることにある。

発明者は、鋭意検討の結果、環状の部分と棒状の部分を一体化した形態のロック部材を用いてオス部材とメス部材の相対回転を阻止するようにすれば、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成させた。
本発明は、オス部材の中空円筒状の内筒を、メス部材の中空円筒状の外筒の内側に挿入して互いの管路を接続し、オス部材とメス部材の接続が解除されることをロック部材により抑制した管路接続構造であって、オス部材は、内筒の外周面に、半径方向外側に向かって突出した突起を有しており、メス部材は、外筒の内周側に溝部を有し、内筒を外筒に挿入する際にはオス部材の突起がメス部材の溝部を通過するよう構成され、前記溝部は、外筒の先端部から突起が侵入可能なように外筒の軸方向に沿って設けられた第１部分と、第１部分の外筒奥側の位置から外筒の周方向に伸びるよう分岐して設けられた第２部分とを有しており、突起と溝部の第１部分が合致するようにオス部材の内筒をメス部材の外筒の内側に挿入した後に、内筒と外筒を相対回転させ突起を溝部の第２部分に移動させることで、内筒と外筒の軸方向の相対移動が規制されるように、突起と溝部が構成されており、
さらに、ロック部材は相対移動可能にオス部材の外周に取り付けられており、ロック部材は、環状の環部に、栓部が一体化されて構成され、環部が、オス部材の外周を取り囲むように設けられており、栓部が、溝部の第１部分に挿入可能な棒状の形状で、栓部を溝部に挿入した際に、栓部の先端部が、溝部の第１部分から第２部分が分岐する位置に達するよ
う構成されており、環部には、半径方向外側に膨らんで形成された膨出部が設けられており、ロック部材をオス部材に取り付ける際に、オス部材の突起が膨出部の内側を軸方向に通過可能とされた、管路接続構造である（第１発明）。

第１発明において、好ましくは、メス部材の外筒の先端には係止部が設けられており、ロック部材の栓部が外筒の溝部に挿入された状態で、ロック部材の環部の膨出部が係止部に係止する（第２発明）。
また、第１発明または第２発明において、好ましくは、オス部材の突起よりも先端寄りの部分にオス部材側シール部が設けられ、メス部材の溝部第２部分よりも奥寄りの部分にメス部材側シール部が設けられ、オス部材側シール部とメス部材側シール部との間が、シールされる（第３発明）。

本発明の管路接続構造（第１発明）によれば、オス部材をメス部材に挿入して回転させた状態で、ロック部材の栓部をメス部材の溝部に挿入することで、管路の接続操作と解除防止操作が完了でき、接続操作が簡単である。そして、ロック部材によりオス部材とメス部材の相対回転が抑制されるので、両者が不用意に接続解除されてしまうことが抑制できる。さらに、ロック部材は環部によりオス部材の外周に取り付けられているので、接続操作においてロック部材の紛失を防止でき、取り扱い性が高い。

さらに、第１発明のように、環部には、半径方向外側に膨らんで形成された膨出部が設けられており、オス部材の突起が膨出部の内側を軸方向に通過可能とされていれば、ロック部材の環部をオス部材の先端側から奥側に通して、ロック部材をオス部材に取り付けることができ、このようにされていると、オス部材が、ケースやキャップなどに一体成形される場合であっても、第１発明の管路接続構造を実現できる。

また、第２発明のように、メス部材の外筒の先端には係止部が設けられており、ロック部材の栓部が外筒の溝部に挿入された状態で、ロック部材の環部の膨出部が係止部に係止する場合には、ロック部材がオス部材とメス部材の相対回転を阻止する位置にあることを、係止構造によりより確実に維持でき、オス部材とメス部材が不用意に接続解除されてしまうことがより確実に抑制できる。
また、第３発明のように、オス部材の突起よりも先端寄りの部分にオス部材側シール部が設けられ、メス部材の溝部第２部分よりも奥寄りの部分にメス部材側シール部が設けられ、オス部材側シール部とメス部材側シール部との間が、シールされた場合には、オス部材とメス部材の間を、Ｏリングのような簡単な構成のシール部材によってシールでき、シールの信頼性も高い。

第１実施形態の管路接続構造の構成部材を示す分解斜視図である。 第１実施形態の管路接続構造が接続操作に供せられる前の状態を示す斜視図である。 第１実施形態の管路接続構造のオス部材の形状を示す三面図である。 第１実施形態の管路接続構造のメス部材の形状を示す三面図である。 第１実施形態の管路接続構造のロック部材の形状を示す三面図である。 第１実施形態の管路接続構造において、ロック部材をオス部材に組み付ける工程を示す斜視図である。 第１実施形態の管路接続構造において、ロック部材とＯリングがオス部材に組み付けられた状態を示す斜視図である。 第１実施形態の管路接続構造において、メス部材とオス部材を接続し、ロック部材により解除防止処理を行う工程の一部を示す図である。 第１実施形態の管路接続構造において、メス部材とオス部材を接続し、ロック部材により解除防止処理を行う工程の一部を示す図である。 第１実施形態の管路接続構造において、メス部材とオス部材を接続し、ロック部材により解除防止処理を行う工程の一部を示す図である。 第１実施形態の管路接続構造において、メス部材とオス部材を接続し、ロック部材により解除防止処理を行う工程の一部を示す図である。 第１実施形態の管路接続構造において、メス部材の係止部とロック部材の係合関係を示す斜視図である。

以下図面を参照しながら、オス部材とメス部材により２本のゴムチューブを互いに接続するための管路接続構造を例として、発明の実施形態について説明する。発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。

図１に、第１実施形態の管路接続構造の構成部材を分解斜視図で示す。また、図２には、第１実施形態の管路接続構造が、接続操作に供せられる直前の状態を示す。管路接続構造では、中空管状のオス部材１と、中空管状のメス部材２とが接続され、両者の管路が接続される。図示されていないが、一方のゴムチューブは、メス部材に接続されない側（図１の右下側）のオス部材１の端部に設けられたチューブ接続部１ａに接続され、もう１本のゴムチューブは、オス部材に接続されない側（図１の左上側）のメス部材２の端部に設けられたチューブ接続部２ａに接続される。

必須ではないが、管路接続構造は、本実施形態のように、Ｏリング４や環状（特に円筒状）のシール材５を備えていてもよい。Ｏリング４やシール材５により、オス部材１とメス部材２の間がシールされ、液漏れや気体の漏れ、圧力喪失が未然に予防される。本実施形態のように、リング４やシール材５により、２段階、２重にシールすることが特に好ましい。

Ｏリング４やシール材５は弾力性を有する樹脂材料、特にゴム材料により形成されていることが好ましい。Ｏリング４やシール材５の断面形状は特に限定されない。本実施形態では、図２に示すように、Ｏリング４がオス部材１の外周に装着された状態で、オス部材１の先端にシール材５が位置するように、オス部材１の先端部がメス部材２の内側に押し込まれて、オス部材１とメス部材２の接続操作が行われる。

また、管路接続構造はロック部材３を有しており、後述するように、接続されたオス部材１とメス部材２の接続解除が、ロック部材３によって阻止される。ロック部材３は、図２に示したようにオス部材１の外周に装着された状態で、接続操作に供される。ロック部材３は、オス部材１の外周に、円筒状のオス部材１の軸方向及び周方向に相対移動可能に取り付けられている。なお、ロック部材３はオス部材１に対し少なくとも軸方向に相対移動可能に構成されていればよく、周方向に相対移動可能であることは必須ではない。

各部材の詳細形状、及び、互いの接続構造について説明する。
図３に、オス部材１の形状を三面図で示す。中空管状のオス部材１は、先端側に内筒１０が設けられ、内筒１０の部分がメス部材の内側に挿入されてオス部材とメス部材が接続される。ここで、オス部材１において、「先端側」とは、接続操作の際にメス部材が対向配置される側を言い、図３では左側のことである。また、オス部材１において、「奥側」とは、「先端側」と反対側のことであり、図３では右側のことである。

即ち、オス部材１の先端側には、メス部材との接続に供される中空円筒状の内筒１０が設けられている。一方、必須ではないが、オス部材１の奥側端部には、ゴムチューブ（図示せず）が接続されるためのチューブ接続部１ａが形成されている。本実施形態では、チューブ接続部は、ゴムチューブの装着がしやすいバルジ管状に形成されている。チューブ接続部は他の形状、例えばタケノコ状であってもよい。管路接続構造として、チューブ接続部は必須ではなく、内筒１０の内部空間が接続構造の外部の管路（例えばゴムチューブ等）につながるようにされていれば良い。

オス部材１は、内筒１０の外周面に、半径方向外側に向かって突出した突起１１を有する。突起の具体的形状は特に限定されないが、典型的には柱状である。本実施形態では、突起１１は回転対称位置に２つ設けられているが、突起の数は特に限定されない。突起１１、１１の周方向配置も特に限定されないが、複数の突起がオス部材１の軸周りに回転対称となる位置に設けられていると、オス部材１とメス部材２とを複数の相対回転姿勢で接続することができ、好ましい。

管路接続構造がシール構造を有する場合には、必須ではないが、オス部材１では、突起１１よりも内筒１０の先端側にオス部材側シール部が設けられることが好ましい。本実施形態においては、突起１１よりも内筒１０の先端側に環状のシール溝１ｂが設けられ、図２のように、Ｏリング４がシール溝１ｂに装着されて、オス部材１とメス部材２の間のシールがなされる。また、本実施形態においては、オス部材１とメス部材２が接続された際に、内筒１０の先端面に、シール材５が密着状態で当接して、オス部材１とメス部材２の間のシールがなされる。

必須ではないが、オス部材１は、係止突起１２を有していてもよい。オス部材１の外周にロック部材３が取付けられて管路の接続に供される際に、係止突起１２により、ロック部材３がオス部材１に対し、軸方向及び周方向に所定の位置及び姿勢で仮止めされる。

図４に、メス部材２の形状を三面図で示す。中空管状のメス部材２は、先端側に外筒２０が設けられ、外筒２０の部分にオス部材の内筒１０が挿入されてオス部材とメス部材が接続される。ここで、メス部材２において、「先端側」とは、接続操作の際にオス部材が対向配置される側を言い、図４では右側のことである。また、メス部材２において、「奥側」とは、「先端側」と反対側のことであり、図４では左側のことである。

即ち、メス部材２の先端側には、オス部材との接続に供される中空円筒状の外筒２０が設けられている。一方、必須ではないが、メス部材２の奥側端部には、ゴムチューブ（図示せず）が接続されるためのチューブ接続部２ａが形成されている。本実施形態では、チューブ接続部２ａは、ゴムチューブの装着がしやすいバルジ管状に形成されている。チューブ接続部２ａは他の形状、例えばタケノコ状であってもよい。管路接続構造として、チューブ接続部は必須ではなく、外筒２０の内部空間が接続構造の外部の管路（例えばゴムチューブ等）につながるようにされていれば良い。

外筒２０は、オス部材の内筒１０が挿入された際に、両者の軸がほぼ一致した姿勢にオス部材とメス部材が維持されるよう、その内周面形状が与えられる。すなわち、外筒２０の内周面が内筒１０の外周面よりも少しだけ大径に、もしくは両者が略一致するように、形成される。また、外筒２０の内周面は、オス部材の突起１１の半径方向高さよりも、半径方向に低い位置に設定されており、オス部材の内筒１０をメス部材の外筒２０に挿入する際に、突起１１と外筒２０が干渉する。

そして、メス部材２は、外筒２０の内周側に、オス部材１の突起１１，１１が通過可能な溝部２１、２１を有している。内筒を外筒に挿入する際にはオス部材の突起１１，１１がメス部材の溝部２１，２１を通過する。本実施形態では、溝部２１，２１は、突起１１，１１のそれぞれが同時に通過可能な配置で設けられる。図４等においては、溝部２１を太い破線で模式的に示している。

溝部２１，２１は、それぞれ、外筒２０の先端部から突起１１が侵入可能なように外筒２０の軸方向に沿って設けられた第１部分２１ａと、第１部分２１ａの外筒奥側の位置（好ましくは、第１部分２１ａの奥側の終端）から外筒２０の周方向に伸びるよう分岐して設けられた第２部分２１ｂとを有している。すなわち溝部２１は、第１部分２１ａと第２部分２１ｂが屈曲して接続するよう設けられた溝である。必須ではないが、本実施形態では、外筒軸方向に沿って伸びる第１部分２１ａと外筒周方向に沿って伸びる第２部分２１ｂとが、略Ｌ字状に連続するように溝部２１が設けられている。溝部２１の具体的形態はＬ字状のものに限定されず、外筒軸方向に沿って伸びる第１部分２１ａに対し、外筒周方向に沿って伸びる第２部分２１ｂが周方向の両側に分岐するよう設けられた略Ｔの字状の溝部であってもよい。

溝部２１が形成される具体的構造は特に限定されない。必須ではないが、本実施形態においては、外筒２０の一部が半径方向外側に箱状に膨出形成されることにより、箱の内側部分に溝部第１部分２１ａが形成されている。このように溝部第１部分２１ａを構成すると、外筒２０の強度が高められる。また、このような構造は射出成型にも適している。また、必須ではないが、本実施形態においては、外筒２０の一部が切り欠かれることにより、溝部第２部分２１ｂが形成されている。このように溝部第２部分２１ｂを構成すると、外筒２０の射出成型金型が簡素化でき、経済性が高い。

オス部材１の内筒１０を、メス部材２の外筒２０の内側に挿入して互いの管路を接続する際には、オス部材１の突起１１，１１と、メス部材２の溝部の第１部分２１ａ，２１ａが合致するようにオス部材の内筒１０をメス部材の外筒２０の内側に挿入した後に、内筒１０と外筒２０を相対回転させる。この操作により、突起１１，１１を溝部の第２部分２１ｂ、２１ｂに移動させることができる。突起１１，１１が溝部の第２部分２１ｂ、２１ｂに移動すると、内筒１０と外筒２０の軸方向の相対移動が規制されるように突起１１と溝部２１は構成されている。

必須ではないが、管路接続構造にシール部材が設けられる場合には、メス部材２の外筒２０において、溝部の第２部分２１ｂよりも奥寄りの部分にメス部材側シール部が設けられることが好ましい。本実施形態においては、溝部第２部分２１ｂよりも奥寄りの部分の外筒２０の内周面２ｃが平滑な円筒面とされていて、この部分に、Ｏリング４が当接し、オス部材１とメス部材２の間がシールされる。また、本実施形態においては、外筒２０の最奥部に、円環状の平面２ｄが設けられていて、図８にも示すように、この部分にシール材５が密着状態で当接して、オス部材１とメス部材２の間がシールされる。即ち、本実施形態においては、Ｏリング４とシール材５により、２重のシールがなされている。なおシールは、いずれか一方のシールのみで行ってもよい。

必須ではないが、メス部材２の外筒２０の先端には係止部２２，２２が設けられていてもよい。後述するように、かかる係止部２２はロック部材３の環部３１に係止して、ロック部材のロック機能の維持に貢献する。係止部２２，２２は、メス部材の外筒２０の先端部から、軸方向に突出する形態に形成されていてもよい。

図５に、ロック部材３の形状を三面図で示す。ロック部材３は、環状の環部３１に、栓部３３，３３が一体化されて構成されている。栓部３３，３３は、突起１１，１１や溝部２１，２１に対応する数及び周方向位置に設けられている。

ロック部材３の環部３１は、図２のようにロック部材３がオス部材１に取り付けられた際に、オス部材１の外周を取り囲むように設けられている。かかる構成により、ロック部材３はオス部材１と分離せずに一体に取り扱うことができる。なお、環部３は連続した環状である必要はなく、ロック部材３をオス部材1に取り付ける機能が損なわれなければ、環の一部が切れたＣ字状であってもよい。

ロック部材３の栓部３３，３３は、溝部２１の第１部分２１ａに外筒の軸方向に沿って挿入可能な棒状の形状に形成されている。また、栓部３３，３３を溝部２１，２１に挿入した際に、栓部３３，３３の先端部３３ａが、溝部の第１部分２１ａから第２部分２１ｂが分岐する位置に達するよう、栓部３３，３３は構成されている。

係る構成により、後述する接続操作のように、オス部材の突起１１，１１がメス部材の溝部第２部分２１ｂに位置した状態で、ロック部材３を軸方向にスライドさせて、栓部３３，３３を溝部２１，２１に挿入することで、オス部材１とメス部材２がロックされ、相対回転しなくなり、両者の接続が解除してしまうことが抑制される。

必須ではないが、ロック部材３の環部３１には、半径方向外側に膨らんで形成された膨出部３２，３２が設けられており、ロック部材３をオス部材に取り付ける際に、オス部材の突起１１，１１が膨出部３２，３２の内側を軸方向に通過可能とされることが好ましい。環部３１が、かかる膨出部３２，３２を備えることにより、ロック部材３をオス部材１の先端側から取り付けることが可能になり、便利である。

また、環部３１が、かかる膨出部３２，３２を備える場合には、ロック部材３の栓部３３が外筒の溝部２１に挿入された状態で、メス部材２の外筒２０の先端に設けられた係止部２２，２２が、ロック部材３の環部３１の膨出部３２に係止するようにすることが好ましい。図１２には、メス部材の係止部２２がロック部材の環部３１の膨出部３２の内側に係合した係止状態を示す。

オス部材１やメス部材２、ロック部材３を構成する材料は特に限定されず、これら部材は金属製であってもよく合成樹脂製であってもよい。特に、これら部材を合成樹脂の射出成型により形成することが好ましい。合成樹脂としては、ポリアミド樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などの汎用樹脂や、ポリフェニレンスルフィド樹脂等のエンジニアリングプラスチックが使用でき、管路を通流する流体の性質や、接続構造に求められる強度等に応じて、樹脂を選択すればよい。また、ロック部材３を構成する合成樹脂が、オス部材１やメス部材２を構成する合成樹脂よりも、硬度が低く弾力性を有する樹脂であることが好ましく、このようにされていると、ロック部材に弾力性が生じ、弾力性を利用してロック部材３の仮止めや係止がしやすくなって好ましい。

上記管路接続構造の部材の製造方法及び接続方法について説明する。
オス部材１やメス部材２、ロック部材３は、公知の方法、例えば合成樹脂の射出成型法を利用して製造できる。Ｏリング４やシール部材５も、公知の方法により準備すればよい。

オス部材１に、ロック部材３とＯリング４を組み付ける。図６に示すように、オス部材の内筒１０がロック部材３の環部３１を貫くように、ロック部材３をオス部材１に取り付ける。この時、ロック部材３の栓部３３，３３が、オス部材内筒１０の奥側から先端側に向かうように取り付ける。本実施形態のように、ロック部材３の環部３１が膨出部３２、３２を有し、オス部材の突起１１，１１が膨出部３２、３２を通過可能に構成されていれば、図６のように、オス部材１の先端側からロック部材３を組み付けることができる。なお、可能であれば、ロック部材３の組み付けは、オス部材の奥側から行ってもよい。

オス部材１が係合突起１２を有する場合には、オス部材１にロック部材３を組み付けた後に、ロック部材３の環部３１を係合突起１２に乗り上げさせて、オス部材１にロック部材３を仮止めすることが好ましい。仮止めされていると、接続操作の際のロック部材の取り扱いがしやすい。また、係合突起１２の周方向位置を、ロック部材の栓部３３がメス部材の溝部２１に挿入される際の溝部２１の周方向位置に合致させておくことが好ましく、係合突起１２を目印にして、栓部３３が係合突起１２に合致するように組み付けるようにすれば、接続操作がよりスムーズに行われる。

オス部材１にロック部材３を取り付けたのちに、Ｏリング４をシール溝１ｂにはめ込む。また、ゴムチューブ（図示せず）を、オス部材のチューブ接続部１ａに接続する。以上により、図７のように、オス部材側の準備が完了する。

メス部材２に対しては、例えば、シール材５を外筒２０の奥側に押し込んでおき、ゴムチューブを、メス部材のチューブ接続部２ａに接続する。以上によりメス部材側の準備が完了する。

図８～図１１に、管路接続構造の一連の接続操作を示す。
まず図８のように、オス部材１とメス部材２の中心軸をほぼ一致させた姿勢で、オス部材の内筒１０をメス部材の外筒２０に挿入する。この時、オス部材の突起１１，１１を、メス部材の溝部２１，２１に合致させて、メス部材の溝部の第１部分２１ａに沿って突起１１を奥側に通過させていく。

オス部材１の挿入は、図９に示されるように、メス部材の溝部２１において、軸方向に伸びる第１部分２１ａと周方向に伸びる第２部分２１ｂとがつながっている箇所（即ち溝部の第１部分２１ａから第２部分２１ｂが分岐する位置）に、オス部材の突起１１が達するよう行われる。しかる後に、メス部材２に対し、オス部材３を相対回転させて、オス部材の突起１１をメス部材の溝の第２部分２１ｂに移動させる。この状態を図１０に示している。

図１０の位置に突起１１が来ることにより、突起１１と溝部の第２部分２１ｂの周壁とが軸方向には干渉するため、オス部材１とメス部材２が軸方向に離脱することが阻止される。また、この状態で、Ｏリング４が、オス部材内筒１０のシール溝１ｂとメス部材外筒２０の内周面２ｃの間をシールする。また、オス部材内筒１０の先端面と、メス部材外筒２０の奥側に設けられた円環状平面２ｄの間を、シール材５がシールする。

図１０に示した状態から、さらに、ロック部材３の栓部３３が、メス部材の溝部の第１部分２１ａに入り込むように、ロック部材３を軸方向に移動させ、メス部材２に対して押し込む。この挿入操作は、ロック部材３の栓部３３の先端３３ａが、溝部の第１部分２１ａから第２部分２１ｂが分岐する位置（溝部の第１部分２１ａと第２部分２１ｂとがつながっている箇所）に達するまで行われる。栓部３３が挿入された状態を、図１１に示す。ロック部材の栓部３３の先端部３３ａによって、溝部の分岐箇所が実質的に埋められるまで、ロック部材の栓部が挿入されることが好ましい。

ロック部材３の栓部３３の先端部３３ａが、溝部の第１部分２１ａから第２部分２１ｂが分岐する位置に達することにより、溝部の第２部分２１ｂに位置していたオス部材の突起１１は、もはや、溝部の第１部分に戻ることができなくなる。即ち、突起１１が溝部第２部分２１ｂに閉じ込められる。この状態では、オス部材１とメス部材２とは軸周りに相対回転できなくなり、突起１１と溝部第２部分２１ｂが干渉してオス部材１とメス部材２との接続解除が阻止される状態が、確実に維持される。

必須ではないが、ロック部材３の栓部３３が、溝部の第１部分２１ａと第２部分２１ｂとがつながっている箇所に達した際に、ロック部材３の環部３１が、メス部材２の外筒２０の先端に隣接し、両者の間の隙間がほぼ無くなるように、栓部３３の軸方向長さ等を設定することが好ましい。このようにしておけば、栓部３３の先端が所定の位置に達していることを、外観を目視するだけで簡単に確認できる。

また、必須ではないが、ロック部材３の栓部３３が、溝部の第１部分２１ａと第２部分２１ｂとがつながっている箇所に達した際に、メス部材の外筒２０の先端に軸方向に突出するように設けられた係止部２２と、ロック部材の環部３１とが係止し、ロック部材３が抜ける方向に動くことが抑制されることが好ましい。係止部２２の形態は特に限定されないが、ロック部材の環部３１に膨出部３２が設けられている場合には、図１２に示すように、膨出部３２の内側に係止部２２が入り込んで係止することが好ましく、このようにされていると、コンパクトに管路接続構造の係止構造を実現できる。

以上の操作により、オス部材１とメス部材２の管路が接続され、管路の接続状態が確実に維持されることになる。両部材が接続された状態を図１２に示している。
一方、オス部材１とメス部材２との接続を解除したい場合には、上記した手順と逆の手順を経ることで、オス部材とメス部材の接続を解除できる。

上記実施形態の管路接続構造の作用及び効果について説明する。
上記管路接続構造によれば、オス部材１をメス部材２に挿入して回転させた状態で、ロック部材３の栓部３３をメス部材の溝部２１に挿入することで、管路の接続操作と解除防止操作が完了でき、接続操作が簡単である。そして、ロック部材３の栓部３３の先端が、溝部の第１部分２１ａから第２部分２１ｂが分岐する位置に達した状態となることで、オス部材１とメス部材２の相対回転が抑制されるので、両者が不用意に接続解除されてしまうことが抑制できる。

さらに、ロック部材３は環部３１によりオス部材１の外周に取り付けられているので、接続操作や接続解除操作においてロック部材３を紛失してしまうことが未然に防止され、取り扱い性が高い。

なお、不用意な接続解除をより確実に抑制する観点からは、上記実施形態の管路接続構造のように、メス部材２の溝部２１が、軸方向に沿って伸びる第１部分２１ａから周方向の片側にのみ第２部分２１ｂが設けられた、Ｌ字状の溝部であることが好ましい。このような構成であると、オス部材１を無理に回転させて、突起１１を溝の第２部分２１ｂから第１部分２１ａに移動させようとする際に、溝の第１部分２１ａの周壁と突起１１との間に、ロック部材の栓部３３の先端部３３ａが周方向に挟み込まれるようになる。これにより、栓部３３の先端部３３ａは周方向に沿った圧縮力を受けるようになり、栓部３３にせん断力が入力されず破壊しにくくなって、オス部材１とメス部材２の相対回転がより確実に阻止される。

さらに、ロック部材３の環部３１に、半径方向外側に膨らんで形成された膨出部３２が設けられていて、オス部材１の突起１１が膨出部３２の内側を軸方向に通過可能とされていれば、ロック部材３の環部３１をオス部材１の先端側から通して、ロック部材３をオス部材１に取り付けることができる。このようにされていると、オス部材が、ケースやキャップなどに一体成形される場合や、オス部材の奥側のチューブ接続部１ａが内筒１０よりも大径に形成されている場合、ロック部材３を取り付ける前にオス部材１にチューブ等を接続する場合であっても、上記した管路接続構造を実現することでき、管路接続構造の応用範囲が拡大する。

また、さらに、メス部材２の外筒２０の先端に係止部２２が設けられていて、ロック部材３の栓部３３が外筒の溝部の第１部分２１ａの奥まで挿入された状態で、ロック部材３の環部３１の膨出部３２が係止部２２に係止するようにされていれば、ロック部材３がオス部材１とメス部材２の相対回転を阻止する位置にあることを、係止構造により確実に維持でき、オス部材１とメス部材２が不用意に接続解除されてしまうことがより確実に抑制できる。

また、オス部材１の内筒１０において、突起１１よりも先端寄りの部分にオス部材側シール部が設けられ、メス部材２の外筒２０において、溝部第２部分２１ｂよりも奥寄りの部分にメス部材側シール部が設けられ、オス部材側シール部とメス部材側シール部との間がシールされるようにされていれば、オス部材１とメス部材２の間を、Ｏリングのような簡単な構成のシール部材によってシールでき、シールの信頼性も高い。

発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

上記実施形態の説明では、ゴムチューブ同士を接続することを想定した場合について、オス部材やメス部材の具体的構成を示したが、ゴムチューブやホース同士の接続に限定されず、管路を接続するものであれば、上記管路接続構造は適用可能である。例えば、オス部材やメス部材の奥側端部は、可撓性ホースや剛管に接続もしくは接合されるものであってもよく、その場合、適切なシール構造や離脱防止構造を備えさせてもよい。ホースクリップや溶着、接着等の手段によってホース等をオス部材やメス部材に接続すればよい。また、オス部材やメス部材は、キャップやタンク、容器、分岐管などに直接一体成形されていてもよい。例えば、キャップとオス部材が一体成形されていても良く、管路の分岐マニフォールドの１つの管路とメス部材が一体成形されていてもよい。

また、上記実施形態の説明では、オス部材の係止突起１２やメス部材の係止部２２により、ロック部材３が仮止め、係止される形態について説明したが、ロック部材３の仮止めや係止の形態はこれに限定されない。例えば、ロック部材３の環部３１をオス部材１の外周よりもやや小さく、締まりばめとなるように形成しておいて、環部３１とオス部材１の外周の摩擦によって、ロック部材の仮止めをしてもよい。また、ロック部材３の栓部３３を、メス部材２の溝部第１部分の内側に密着するような形態に、もしくは、メス部材２の溝部第１部分とオス部材内筒の外周面の間に密着状態で挟み込まれるような形態で設けて、栓部３３を摩擦を利用して係止するようにしてもよい。

また、ロック位置にロック部材３が来た際に、ロック部材３を係止して移動を抑制する場合であっても、係止の具体的手段は特に限定されない。例えば、ロック部材に、係止用の突起や突片などを設けて、それらが、メス部材の外筒先端部やオス部材の外周面に係止するように係止構造を設けてもよい。あるいは、オス部材外周面に係止用の突起や突片などを設けて、それらが、ロック部材に係止するように係止構造を設けてもよい。

上記管路接続構造が適用される分野は、特に限定されず、水やオイルなどの液体を送るための管路や、空気や酸素などの気体を送るための管路、粉体や流体を送るための管路に対し、上記管路接続構造は利用可能である。

管路接続構造は、種々の管路の接続に使用でき、接続操作が簡単でありながら接続が確実であって産業上の利用価値が高い。

１ オス部材
１０ 内筒
１１ 突起
１２ 係止突起
１ａ チューブ接続部
２ メス部材
２０ 外筒
２１ 溝部
２１ａ 第１部分
２１ｂ 第２部分
２２ 係止部
２ａ チューブ接続部
３ ロック部材
３１ 環部
３２ 膨出部
３３ 栓部
４ Ｏリング
５ シール材

Claims (3)

1. オス部材の中空円筒状の内筒を、メス部材の中空円筒状の外筒の内側に挿入して互いの管路を接続し、オス部材とメス部材の接続が解除されることをロック部材により抑制した管路接続構造であって、
   オス部材は、内筒の外周面に、半径方向外側に向かって突出した突起を有しており、
   メス部材は、外筒の内周側に溝部を有し、内筒を外筒に挿入する際にはオス部材の突起がメス部材の溝部を通過するよう構成され、
   前記溝部は、外筒の先端部から突起が侵入可能なように外筒の軸方向に沿って設けられた第１部分と、第１部分の外筒奥側の位置から外筒の周方向に伸びるよう分岐して設けられた第２部分とを有しており、
   突起と溝部の第１部分が合致するようにオス部材の内筒をメス部材の外筒の内側に挿入した後に、内筒と外筒を相対回転させ突起を溝部の第２部分に移動させることで、内筒と外筒の軸方向の相対移動が規制されるように、突起と溝部が構成されており、
   さらに、ロック部材は相対移動可能にオス部材の外周に取り付けられており、
   ロック部材は、環状の環部に、栓部が一体化されて構成され、
   環部が、オス部材の外周を取り囲むように設けられており、
   栓部が、溝部の第１部分に挿入可能な棒状の形状で、栓部を溝部に挿入した際に、栓部の先端部が、溝部の第１部分から第２部分が分岐する位置に達するよう構成されており、
   環部には、半径方向外側に膨らんで形成された膨出部が設けられており、ロック部材をオス部材に取り付ける際に、オス部材の突起が膨出部の内側を軸方向に通過可能とされた、
   管路接続構造。
2. メス部材の外筒の先端には係止部が設けられており、ロック部材の栓部が外筒の溝部に挿入された状態で、ロック部材の環部の膨出部が係止部に係止する請求項１に記載の管路接続構造。
3. オス部材の突起よりも先端寄りの部分にオス部材側シール部が設けられ、
   メス部材の溝部第２部分よりも奥寄りの部分にメス部材側シール部が設けられ、
   オス部材側シール部とメス部材側シール部との間が、シールされた請求項１または請求項２に記載の管路接続構造。

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