CN1292186C

CN1292186C - 管接头

Info

Publication number: CN1292186C
Application number: CN200410058000.3A
Authority: CN
Inventors: 佐藤太平; 种谷良泉; 丸山典良
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2024-08-27
Also published as: CN1590827A; US20050046178A1; JP2005069446A; JP4273487B2; US7213845B2

Abstract

一种管接头包括保持机构，该保持机构通过防止套筒(30)沿周向方向旋转而保持锁定状态，否则将由任何意外的外力引起该周向旋转。该保持机构包括：棘爪(33)，该棘爪布置成环绕插座件本体(16)的外周表面，且该棘爪可与套筒(30)同步旋转；以及线圈弹簧(32)，该线圈弹簧(32)布置在套筒(30)和棘爪(33)之间，并形成推压作用，以便使得在弹簧力的作用下相互分离。

Description

管接头

技术领域

本发明涉及一种用于流体的管接头。特别是，本发明涉及一种提供有用于插座件和插塞件的安装/拆卸机构的管接头。

背景技术

当流体供给源和流体消耗源通过利用例如软管或硬管或管道而彼此管道连接时，已经使用了各种管接头，各管接头由插座件和插塞件组成，以便于连接和分离。

对于这种管接头，例如在日本公开实用新型No.51-69119中公开了以下结构。在滑动套筒的外周上提供切口，用于装配/拆卸单触式连接器。可与该切口啮合的销固定在插座件的外表面上。只有当销的位置与切口的位置沿轴向重合时，滑动套筒才能够从锁定状态释放。通过使滑动套筒沿轴向滑动，插座件和插塞件可以相互拆开。

换句话说，在日本公开实用新型No.51-69119中公开的管接头构成如下。也就是，当在插座件和插塞件彼此连接的状态下通过使滑动套筒沿周向旋转而使销的位置并不与切口的位置沿轴向重合时，形成锁定状态，在该锁定状态中，滑动套筒不能沿轴向滑动。

不过，在上述日本公开实用新型No.51-69119公开的管接头中，在锁定状态下，在滑动套筒和销之间的位置关系并不稳定。可能通过向滑动套筒施加任何意外的外力而使得滑动套筒沿周向旋转，以便形成开锁位置，在该开锁位置，销的位置与切口的位置重合，插座件和插塞件可以彼此分离。

发明内容

本发明的总目的是提供一种管接头，该管接头能够稳定可靠地保持套筒的锁定状态。

本发明的另一目的是提供一种管接头，即使对于通过组合多个具有相同结构的管接头而获得的流体管路结构，该管接头也能够避免在插座件和插塞件之间的任何错误连接。

本发明提供了一种管接头，其包括插座件和插塞件，该插座件和插塞件可通过操作套筒而借助于球可拆卸地连接，所述管接头还包括：锁定机构，该锁定机构通过调节所述套筒沿轴向方向的位移而防止所述插座件和所述插塞件脱开；以及保持机构，该保持机构通过防止所述套筒沿周向方向旋转而保持锁定状态，否则将由任何意外的外力引起该周向旋转。所述保持机构包括：棘爪，该棘爪布置成环绕插座件本体的外周表面，且该棘爪可与所述套筒同步旋转；以及线圈弹簧，该线圈弹簧插在所述套筒和所述棘爪之间，并形成推压作用，以便在弹簧力的作用下产生相互分离。

通过下面的说明并结合附图，可以更清楚本发明的上述和其它目的、特征和优点，附图中，通过示例实例表示了本发明的优选实施例。

附图的简要说明

图1是沿轴向方向的纵剖图，表示了第一实施例的管接头的开锁状态；

图2是表示插座件的纵剖图；

图3是表示插座件阀和插塞件阀的透视图；

图4是表示棘爪的侧视图；

图5是表示插塞件的纵剖图；

图6是表示管接头的开锁状态的透视图；

图7是表示管接头的锁定状态的透视图；

图8是表示图7中所示的管接头沿轴向方向的纵剖图；

图9是表示用于连接插座件和插塞件的初始状态的纵剖图；

图10是表示第二实施例的管接头的正视图；

图11是表示图10中所示的管接头沿轴向方向的纵剖图；

图12是表示图10中所示的管接头的锁定状态的局部放大图；以及

图13是表示图10中所示的管接头的开锁状态的局部放大图。

具体实施方式

下面将参考图1至13介绍本发明管接头的实施例。在下面的说明中，为了规定方向，各插座件和插塞件这样进行说明，即向前方向和前端在它们彼此相连的一侧，而向后方向和后端在各插座件和插塞件与其它管通道(或软管)连接的相反方向侧。

如图1所示，第一实施例的管接头10包括插座件12和插塞件112。

首先将参考图2介绍处于分开状态的插座件12。

在本说明书中，分开或脱开状态是指插座件12和插塞件112彼此分离时的状态。另一方面，连接或接合状态是指插座件12和插塞件112的相应流体通道彼此连通时的状态。除了分开状态和连接状态之外的状态称为中间状态。

插座件12包括：后本体14，该后本体14有在前端内周表面上的螺纹槽14c，并有布置在中部的径向台阶部分14d；插座件本体16，该插座件本体16与后本体14的螺纹槽14c螺纹啮合，以便成一体形成柱形；插座件阀20，该插座件阀20同轴地布置在插座件12的轴向中心处；以及多个钢球34，这些钢球34嵌入在插座件本体16的前端附近的多个孔16a中，这些孔的直径沿插座件本体16的内径方向减小。

插座件12例如还包括：薄柱形套筒30，该套筒30布置在插座件本体16的外部，并在由线圈弹簧32向前推压的同时通过钢球34而固定；套环26，该套环26形成这样的形状，使得在插座件本体16的内周表面和布置于插座件阀20前端的柱状部分之间基本没有空隙；以及O形环42，该O形环42插入形成于套环26前端侧的倾斜表面36附近。

稍微径向向外凸出且间隔开180度角的一对销31a、31b固定在插座件本体16的外周表面上。如图1和2所示，环形棘爪33可沿周向旋转地布置在插座件本体16的外部。棘爪33通过线圈弹簧32的弹簧力而沿与套筒30分离的方向受压。棘爪33在克服了线圈弹簧32的弹簧力时可朝着套筒30移动。

棘爪33提供有：环形凸起35，该环形凸起35径向向内凸出预定长度，线圈弹簧32的一端固定在该环形凸起35上；以及一对凸起37a、37b，该对凸起37a、37b有基本半椭圆形截面，且沿周向间隔开180度角。在该结构中，形成于棘爪33上的该对凸起37a、37b分别与形成于套筒30后端部的一对切口39a、39b啮合。因此，套筒30和棘爪33以整体方式同步旋转(见图6和7)。

在本实施例中，切口39a、39b形成于套筒30中，且凸起37a、37b形成于棘爪33上。不过，并不局限于此。也可以采用以下结构。也就是，凸起37a、37b可以形成于套筒30上，而切口39a、39b可以形成于棘爪33中，以便使套筒30和棘爪33成一体旋转。

一对第一啮合凹口41a、41b形成于凸起37a、37b的后端，该对第一啮合凹口41a、41b分别与一对销31a、31b啮合。一对第二啮合凹口43a、43b形成于一对凸起37a、37b之间，该对第二啮合凹口43a、43b布置成间隔开90度角，并与销31a、31b啮合(见图4)。

当套筒30和棘爪33以整体方式旋转时，第一啮合凹口41a、41b和第二啮合凹口43a、43b中的任意一对与固定在插座件本体16上的一对销31a、31b相抵。因此有“卡嗒”的抵靠声，以便成功地使操作人员有卡嗒感觉。

当套筒30和棘爪33沿周向成一体旋转，且销31a、31b抵靠形成于棘爪33的凸起37a、37b的后端处的第一啮合凹口41a、41b时，销31a、31b与形成于套筒30中的切口39a、39b沿轴向重合。因此，套筒30可沿轴向移动，从而形成开锁状态，其中，插座件12和插塞件112可彼此分开(见图6和1)。

另一方面，当套筒30和棘爪33沿周向成一体旋转，且销31a、31b抵靠形成于棘爪33中的第二啮合凹口43a、43b时，销31a、31b并不与形成于套筒30中的切口39a、39b沿轴向重合。因此，当试图使套筒30沿轴向移动时，它的后端表面抵靠销31a、31b，以便限制该移动，从而形成锁定状态，其中，将防止插座件12和插塞件112彼此分开(见图7和8)。

后本体14在后端有开口14a，该开口14a可与构成另一管通道的接头连接。螺纹槽14b形成于开口14a的内周表面上。即使当有多种要连接的管通道时，对于插座件12，只要后本体14可换成形状与要连接的管通道相适应的另一后本体就足够了。

插座件本体16有螺纹部分(第一连接部分)16e，该螺纹部分16e形成于后端附近的外周表面上，并能与形成于后本体14的内周表面上的螺纹槽14c螺纹啮合，以便成一体形成插座件12的外周部分。环形凹口形成于后本体14的内周表面上，插座件本体16与该内周表面连接。防止流体泄漏的O形环18安装在该环形凹口内。

环形槽形成于插座件本体16中部的内周表面上。与套环26的外周表面进行啮合以便形成水密结构(或气密结构)的密封件38布置在环形槽内。

沿周向相互间隔开预定角度的多个孔16a形成于密封件38和插座件本体16的前端之间。钢球(球)34嵌入各孔16a内。钢球34的内径侧由套环26的外周表面支承，且该钢球34的一部分凸出到插座件本体16的外部。该凸出部分抵靠倾斜的台阶部分30a，该台阶部分在内周表面上并布置在套筒30的前端附近，以便作为套筒30的止动器。

环形槽形成于插座件本体16的外周表面上并在比孔16a更靠前的部分处。止动器环40安装在该环形槽内，当插塞件112进行连接或接合时，该止动器环40起到套筒30的脱开止动器的作用。

插座件阀20有圆环形凸起20b(见图3)，该凸起20b布置在后端，并抵靠后本体14的台阶部分14d。

如图3所示，环形且相对较大的凹形部分20d沿轴向形成于基本中心部分处。多个通孔20c作为流动通道布置在该凹形部分20d的后面。O形环24安装在环形槽中，该环形槽形成于布置在前端附近的柱状部分的外周上。O形环24由套环26的内周表面压紧(压入)，以避免任何流体泄漏。

在插座件阀20的前端处形成基本截头锥形凸起，以便在与插塞件112连接时调节位置。

套环26的外周表面和内周表面形成为例如与插座件本体16同心的柱形形状。套环26布置在插座件本体16的内周表面和柱状部分的外周表面之间，该柱状部分布置在插座件阀20的前端侧。

直径朝着中心逐渐减小的倾斜表面36形成于套环26的前端，该套环26有布置在中部的内周表面上的槽。线圈弹簧22的一端插入槽内。该线圈弹簧22的另一端抵靠插座件阀20的环形凸起20b。套环26通过弹簧力而向前推压。该套环26通过布置在插座件本体16的内周表面上的凸起16b而固定。

下面将参考图5介绍处于分开状态的插塞件112。

插塞件112例如包括：后本体114，该后本体114具有薄壁，且外径与后本体14相比较小；插塞件本体116，该插塞件本体116与形成于后本体114的前端侧的内周表面上的螺纹槽114c进行螺纹啮合，且该插塞件本体116与该后本体114成一体形成柱形形状；以及插塞件阀120，该插塞件阀120同轴地布置在插塞件112的轴向中心部分处，且该插塞件阀的外周表面形成为相对于插塞件本体116的内周表面基本无空隙。

插塞件本体116有螺纹部分116e，该螺纹部分116e在后端附近并形成于外周表面上，且该螺纹部分116e与后本体114的螺纹槽114c螺纹啮合，以便以整体方式构成插塞件112的外周部分。环形槽116d形成于插塞件本体116的外周表面上，该环形槽116d有梯形截面，并有较宽的开口外径侧。

插塞件本体116的前端形成为与其它部分相比直径稍微减小。由基本柱状表面构成的密封表面116a形成于前端。密封功能通过在形成于插塞件本体116前端的密封表面116a和安装在套环26的倾斜表面36附近的O形环42之间的接触而实现。

环形空隙形成于在插塞件本体116和后本体114之间的连接部分的内周表面上。O形环118安装在该环形空隙中，该O形环118避免任何流体泄漏。

插塞件阀120具有较大外径部分120b(见图3)和布置在前端的柱状部分，而环形且相对较大的凹形部分120d(见图5)布置在它们之间。多个通孔120c作为流动通道形成于凹形部分120d后面的位置处。

O形环124布置在环形槽中，该环形槽形成于前端附近的外周上。O形环124由插塞件本体116前端的内周表面压紧，以便形成水密结构(或者气密结构)。

插塞件阀120的前端表面的外径设置为与插座件阀20的前端表面相同。截头锥形凹口120a形成为这样的形状，即当插塞件112进行连接时，该凹口120a基本无空隙地与凸起20a配合以便调节该位置。

线圈弹簧122插在后本体114和插塞件阀120之间。线圈弹簧122的一端抵靠插塞件阀120的较大外径部分120b的内表面，该线圈弹簧122的另一端抵靠后本体114的环形台阶部分。插塞件阀120通过线圈弹簧的弹簧力向前推压。插塞件阀120由凸起116b固定在插塞件本体116的内周表面上。

可用于管理插座件12和插塞件112之间的连接的第一识别环45a和第二识别环45b分别安装在用于构成插座件12外表面的套筒30上以及用于构成插塞件112外表面的插塞件本体116上。

第一识别环45a例如由O形环构成，该O形环安装在形成于套筒30前端附近的外周表面上的环形槽中。第二识别环45b例如由O形环构成，该O形环安装在形成于后本体114前端附近的插塞件本体116外周表面上的环形槽中。

第一识别环45a和第二识别环45b分别涂有识别色，以便区分将与多个管连接的管路，这样，具有第一识别环45a的插座件12和具有与该第一识别环45a相同颜色的第二识别环45b的插塞件112相互连接。因此，可以避免任何错误的管路连接。因此，管路可以通过颜色而很方便地识别或区分，并可以很容易地管理管路。

下面将参考图1和9介绍插座件12和插塞件112的连接和分开操作。假设未示出的完全柔性软管管通道与插座件12和插塞件112的开口14a、114a连接，且插座件12和插塞件112的内部预先充满流体(液体或气体)。

首先，如图9所示，插座件12和插塞件112的相应前端表面进行抵靠。这时，布置在插座件阀20的前端表面上的凸起20a与布置在插塞件阀120的前端表面上的凹口120a配合，从而可靠进行定位。

形成于插塞件本体116前端的密封表面116a按压和压缩布置在套环26的倾斜表面附近的O形环42。因此，插塞件本体116的前端抵靠套环26的前端。

随后，插塞件112插入插座件12内。在插塞件本体116的前端插入到达在插座件12的钢球34附近的部分时，套环26压缩线圈弹簧22，以便相对于插座件12向后运动。插塞件阀120压缩线圈弹簧122，以便相对于插塞件112向后运动。

这时，在插座件12前部形成水密结构(或气密结构)的O形环24以及在插塞件112前部形成水密结构(或气密结构)的O形环124分别与套环26的内周表面以及插塞件本体116的内周表面分离。因此，密封结构将释放，以便在插座件12和插塞件112的流动通道之间开始连通。这时，O形环42构成相对外部的密封结构。

换句话说，对于管通道内的流体，通过O形环18、42、118和密封件38而保持水密状态(或气密状态)。

当插塞件112进一步插入，且插塞件112与插座件12完全连接或接合时，插塞件本体116的前端插入并到达与插座件12的密封件38基本相同的位置，如图1所示，且套环26和插塞件阀120分别压缩线圈弹簧22和线圈弹簧122，以便进行运动。

插塞件本体116的环形槽116d位于钢球34的内径侧。因此，可以沿径向向内方向进行运动。另一方面，钢球34接受来自套筒30的倾斜台阶部分30a和线圈弹簧32的推力。因此，钢球34借助于台阶部分30a的倾斜表面而沿径向向内方向运动，以便从插座件本体16的外周表面进入内部。

当钢球34从插座件本体16进入内部时，套筒30向前运动，并通过布置在该钢球前面的止动器环40而固定。套筒30的内周表面定位成覆盖钢球34的外周，且该钢球34保持在径向内侧。

钢球34引入和保持在插塞件本体116的环形槽116d内，因此防止插塞件112与插座件12脱开。

这样，布置在插座件12后端处的开口14a以及布置在插塞件112后端处的开114a形成流动通道，以便通过插座件阀20的通孔20c和凹形部分20d以及插塞件阀120的凹形部分120d和通孔120c。流动通道通过O形环18、42、118和密封件38而保持水密状态(或气密状态)。

插座件阀20的前端表面的外径与插塞件阀120的前端表面的外径相同，且整个表面相互紧密接触。因此，对于流过的流体，流动通道区域和流动通道方向恒定，且几乎不会引起流体压力损失。

下面将介绍插塞件112与插座件12分开时的操作。

当力施加在套筒30上以便引起向后运动时，钢球34可沿径向向外方向运动。另一方面，钢球34受到来自线圈弹簧22、122以及插塞件本体116的环形槽116d的倾斜表面的推力。因此，钢球34通过环形槽116d的倾斜表面而沿径向向外方向挤出，且它们从插座件本体16的内周表面凸出到外部。

当钢球34从环形槽116d凸出到外部时，套环26运动，同时向前挤压插塞件本体116，插座件12和插塞件112彼此分开。而且，插塞件阀120在接受来自线圈弹簧122的推力时也起到挤压和分开插座件阀20的作用。

这时，插座件12的前端表面与插塞件112的前端表面紧密接触，且插座件阀20和插塞件阀120的相应前端表面彼此紧密接触，直到它们彼此分开，从而不形成空隙。因此，当插座件12和插塞件112彼此分开时没有流体泄漏。

由于相同原因，当插座件12与插塞件112连接时，没有外部空气混合到流体内。

当插座件12和插塞件112彼此分开时，套筒30再次通过钢球34而固定，且它位于后侧位置。

根据第一实施例，即使当任何意外的外力施加在套筒30上时，套筒30沿周向的旋转移动受到布置在套筒30和棘爪33之间的线圈弹簧32的弹簧力的限制。因此，能够可靠和稳定地保持套筒30的锁定状态。

换句话说，提供了下面的结构。也就是，线圈弹簧32布置在棘爪33和套筒30之间，该套筒30可在切口39a、39b和凸起37a、37b的啮合作用下以整体方式旋转。套筒30和棘爪33沿使得彼此分离的方向受到线圈弹簧32的弹簧力的推压。固定在插座件本体16上的一对销31a、31b抵靠形成于棘爪33上的第一啮合凹口41a、41b或第二啮合凹口43a、43b。因此，套筒30自身并不直接与销31a、31b接触。不过，借助于棘爪33而与销31a、31b进行接触。因此，将防止套筒30沿周向旋转，否则将由任何意外的外力引起该周向旋转。这可以使套筒30的位置稳定。

当套筒30和棘爪33以整体方式旋转时，一对第一啮合凹口41a、41b或一对第二啮合凹口43a、43b抵靠固定在插座件本体16上的一对销31a、31b，因此发出“卡嗒”的抵靠声，以便使操作人员成功获得卡嗒感觉。因此，操作人员能够可靠识别在销31a、31b和套筒30之间的相对位置关系(相对角度)方面形成的锁定状态。

即使在构成通过组合具有相同结构的多个管接头10而形成的流体管路时，也可以通过使具有第一识别环45a的插座件12分别和具有与该第一识别环45a相同颜色的第二识别环45b的插塞件112相互连接而避免任何错误的管路连接。这时，具有与上述不同的颜色的第一和第二识别环45a、45b安装在其它管路的管接头10上。因此，可以避免在插座件12和插塞件112之间的任何错误连接，且管路可以很方便地区分，以便很容易地成功进行管路管理。

下面将参考图10和13来介绍第二实施例的管接头300。与第一实施例的管接头10相同的部件或部分以相同参考标号表示，并将省略对它们的详细说明。

第二实施例的管接头300与第一实施例的管接头10的区别在于并不提供棘爪33，形成固定于插座件本体16上的单个销31，且具有基本L形截面的槽304形成于套筒302中，该槽304可与销31啮合。

也就是，具有基本L形截面的槽304形成于套筒302中，销31与该槽304啮合。如图12所示，通过使套筒302沿周向方向旋转而使销31固定在槽304的下端，从而形成锁定状态。在该操作过程中，销31越过槽304的倾斜表面306，以便与弯曲表面308接触。因此，形成“卡嗒”声，并可靠形成锁定状态。

另一方面，如图13所示，通过使套筒302沿与上述相反的周向方向旋转而使销31固定在槽304的上端右侧部分310上，因此形成开锁状态。

除上述之外的其它结构、功能和效果与第一实施例中所述相同，并省略对它们的详细介绍。

Claims

1.一种管接头，包括插座件(12)和插塞件(112)，该插座件(12)和插塞件(112)可通过操作套筒(30)而借助于球(34)可拆卸地连接，所述管接头还包括：

锁定机构，该锁定机构通过调节所述套筒(30)沿轴向方向的位移而防止所述插座件(12)和所述插塞件(112)脱开；以及

保持机构，该保持机构通过防止所述套筒(30)沿周向方向旋转而保持锁定状态，否则将由任何意外的外力引起该周向旋转，

其中所述保持机构包括：棘爪(33)，该棘爪布置成环绕插座件本体(16)的外周表面，且该棘爪可与所述套筒(30)同步旋转；以及线圈弹簧(32)，该线圈弹簧(32)插在所述套筒(30)和所述棘爪(33)之间，并形成推压作用，以便在弹簧力的作用下产生相互分离。

2.根据权利要求1所述的管接头，其中：所述棘爪(33)提供有一对凸起(37a、37b)，该对凸起沿所述周向间隔开180度角，所述套筒(30)形成有一对切口(39a、39b)，该对切口沿所述周向间隔开180度角，且所述棘爪(33)和所述套筒(30)通过形成所述凸起(37a、37b)和所述切口(39a、39b)之间的啮合而同步旋转。

3.根据权利要求1所述的管接头，其中：多个销固定在所述插座件本体的所述外周表面上，且所述多个销布置成使得所述销可分别与形成于所述棘爪上的多个啮合凹口啮合。

4.根据权利要求3所述的管接头，其中：所述多个销包括一对销(31a、31b)，该对销沿所述周向间隔开180度角。

5.根据权利要求3所述的管接头，其中，所述多个啮合凹口包括：一对第一啮合凹口(41a、41b)，该对第一啮合凹口沿所述周向间隔开180度角；以及一对第二啮合凹口(43a、43b)，该对第二啮合凹口布置成在所述第一啮合凹口之间分开90度角。

6.根据权利要求5所述的管接头，其中：所述销布置成当所述销抵靠所述第一啮合凹口时，所述销与形成于所述套筒上的切口沿所述轴向方向重合。

7.根据权利要求5所述的管接头，其中：所述销布置成当所述销抵靠所述第二啮合凹口时，所述销并不与形成于所述套筒上的切口沿所述轴向方向重合。

8.根据权利要求1所述的管接头，其中：第一识别环(45a)安装在所述插座件的插座件本体(16)上，第二识别环(45b)安装在所述插塞件(112)上，且所述第一识别环和所述第二识别环(45a、45b)分别涂有相同颜色。

9.根据权利要求1所述的管接头，其中，所述保持机构包括：单个销(31)，该销固定在插座件本体(16)上；以及槽(304)，该槽有基本L形截面，并形成于另一套筒(302)上，以便与所述销(31)啮合。