JP2003508888A - 自己ロッキング式バヨネット型カップリング機構 - Google Patents
自己ロッキング式バヨネット型カップリング機構Info
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- JP2003508888A JP2003508888A JP2001520513A JP2001520513A JP2003508888A JP 2003508888 A JP2003508888 A JP 2003508888A JP 2001520513 A JP2001520513 A JP 2001520513A JP 2001520513 A JP2001520513 A JP 2001520513A JP 2003508888 A JP2003508888 A JP 2003508888A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/62—Means for facilitating engagement or disengagement of coupling parts or for holding them in engagement
- H01R13/625—Casing or ring with bayonet engagement
Landscapes
- Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
- Snaps, Bayonet Connections, Set Pins, And Snap Rings (AREA)
- Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
Abstract
Description
カップラ半体への初期軸方向挿入に続いて、ロッキングスリーブが自動的にロッ
キング位置に回転して衝撃または振動による意図しない離脱を阻止するタイプの
自己ロッキング式バヨネット型カップリング機構に関する。従来のこのタイプの
カップリング機構とは異なり、本発明はさらにロッキングスリーブのロッキング
位置への回転中、両カップラ半体を一緒に引き出す軸方向カップリング力を付加
し、カップリングの完了後も続いてこれを維持する。
、また連続した軸方向力が結合カップラ間の境界面に加えられるために、シーリ
ングを必要とするカップラシステムに特に有利である。 2.関連技術の説明 一方のカップラ半体の他方のカップラ半体への初期軸方向挿入中、ロッキング
スリーブがばね力に抗して回転し、また、挿入完了時にロッキング位置に回転し
て復帰することができる自動ロッキングカップラが、米国特許第5,067,9
09号および同第5,167,522号として知られている。
上のスリーブがスリーブ上の相補的三角形状タブと挿入されたカップラ半体のカ
ム作用の結果としてのねじりばね力に抗して回転せしめられ、相補的タブが互い
に通過した後、スリーブがねじられて、離脱中タブが互いにクリアされるまでカ
ップラ半体の離合が阻止されるようにばねの復原力がスリーブをしてロッキング
位置に回転せしめられるカップリング機構を開示している。
3に示す。このカップラにおいて、一方のカップラ半体2内のL字状スロット1
とカップリングスリーブ4上のバヨネットピン3が、カップリングスリーブを他
方のカップラ半体5に関して回転させるのに使用され、これによってスリーブが
取り付けられたカップラ半体が他方のカップラ半体内に軸方向に挿入されるとき
に、ねじれ復原力がバヨネットピンをL字状スロットのベース内に押し込むこと
になる。トーションばねを利用する代わりに、ねじれ復原力が被挿入カップラ半
体上の第2セットのカム面6によって提供され、これが半径方向外方ににスリー
ブの弾性部8上の対応する第2セットのピン7をカムに構成し、第2セットのカ
ム面によってもたらされた第2セットのピン上の復原力のねじれ要素が、第1バ
ヨネットピンがL字状スロットのベースに到達したときに、スリーブをしてラッ
チ位置に回転せしめる。
遊びが相補的ロッキング機構、すなわち、米国特許第5,067,909号およ
び同第5,167,522号の三角タブ、および米国特許第5,662,488
号のバヨネットピンとスロットを互いにクリアして、ねじれ力に応答して回転を
ロッキング位置に許容せしめるとともに、製造公差の結果とするためにも必要で
ある。係合カップラ半体間の遊びの存在が、接触部の摩耗を増大させ、シールさ
れたカップラの場合において、カップラの係合半体間の境界におけるシールが汚
れることがあり、カップラ半体の損傷が最低位にあり、あるいは所望の係合位置
に静止するため、シールをして弾性セットを形成せしめる。
クタ半体間の公差ないし遊びの問題は、軸方向力を係合カップラ半体に加えるこ
とによって解決されていることが知られている。プレ・ロードまたは軸方向力を
カップラに加える設計の例には、米国特許第3,805,379号および第4,
820,185号が含まれている。ここに図4に示した米国特許第3,805,
379号に開示された設計において、軸方向力がバヨネットカップリングスリー
ブの回転から得られ、これによってカップラ半体間で接触が確立された点を通る
対応する溝をバヨネットピンが走行し、ばね機構によってもたらされた真の軸方
向プレ・ロードに抗してその溝の端に走行する。係合方向へ延長する走行距離の
成分が、カップラ半体上のプレ・ロードを規定する。
ネットピンの走行端に加えられるために、カップリングの完了には、接触点で開
始される手動によって加えられる回転力を増す必要があり、この接触点でプレ・
ロードばねが圧縮され始める。この結果、この機構は米国特許第5,067,9
09号、第5,167,522号および第5,662,488号に開示されたタ
イプの自動ロッキング機構に使用するには適しておらず、力印加ばねが初期挿入
中に圧縮される。さらに、従来の軸方向プレ・ロード機構は、実際のプレ・ロー
ドに作用するに違いない製造公差に適合しない。
国特許第5,067,909号、第5,167,522号および第5,662,
488号の自己ラッチ機構を米国特許第3,805,379号に示された機構の
真の軸方向力よりむしろ修正ねじれ力発生機構を使用することによって組み合わ
せて、回転力と軸方向力両方を発生させ、これによって先行技術による両タイプ
のカップラの欠点を除去したカップラを提供するものである。本発明において、
ラッチスリーブに印加されるねじれ力が、これをしてラッチ位置に移動せしめら
れるだけでなく、ねじれ力の横方向成分がカップラの半体を一緒に引き出すのに
利用されると同時に、スリーブがラッチ位置に回転させられる。
れた機構はなく、そのカップラの半体が両方とも一緒に引き出され、ロックされ
るので、両カップラ半体は最小の操作による真の直線動作を使用して係合でき、
カップラの最終係合位置への動きが人の介在の必要性と、またはフィードバック
の欠落にる不完全な係合の可能性なしに自動的に達成される。
ップラ半体の係合中も係合後も共有力発生要素を使用してカップラ半体を一緒に
連続して引き出すロッキングスリーブを含むタイプのカップリング機構を提供す
ることである。
の結合を許容し、首尾よいカップリングのフィードバックを提供し、積極的な耐
振動と耐衝撃カップリング力を提供する機構を提供することである。
許容し、またさらに僅かな回転のみで着脱できるコネクタのためのカップリング
機構を提供することにある。
して半体を引き出す力を提供するコネクタのためのカップリング機構を提供する
ことにある。
的セット」特性を除去したシェル−対−シェルボトミングバヨネット型カップリ
ング機構を提供することである。
カップリングスリーブを静止点に「安全配線」のようなプロシージャの必要性を
なくしたバヨネット型式カップリング機構を提供することである。
体間の動きをなくすことによって軸方向の摩耗に耐え得るカップリング機構を提
供することである。
こともできるが、これに限定しない、さらにカップリングスリーブと親カップラ
半体間に設けられた複数のねじれ生成部材を収容するカップリングスリーブを含
むカップリング機構を提供することによって本発明の好ましい実施形態の原理に
基づいて達成される。ねじれ力はカップリングスリーブ内にある複数のピンない
しバヨネットピンを直進させ、親カップラが他方のカップラ半体内に直線的に挿
入されるにつれて、ピンないしバヨネットピンがそれらの動きを、従って、カッ
プリングスリーブの動作を案内するためのトラックを形成している溝の側面と係
合するように構成されている。
じる力と、適切に角付けされた最終トラック部ないしロッキングランプ上のピン
によって生成された合成力が、自己引き出し作用を発揮し、これが係合された半
体を一緒に保持して、衝撃と振動抵抗性をもたらすとと同時にカップリング手順
を簡単にし、直線的軸方向押圧だけで他のいかなる介在もなしに連結動作の発生
を許容する。
よって別々に達成された特徴の全てを提供するにもかかわらず、従来のカップラ
機構のいずれにも存在しなかった改善された簡単な利用性、信頼性および製造公
差の適応といった利点を有する単一セットの力生成部材、バヨネットピンおよび
溝を含む特に簡単な構造で軸方向プレ・ロードないし連続する力印加作用を達成
する。
の温度関連変化あるいは摩擦摩耗ないし疲労のような他の不正確さの原因にもか
かわらず、係合状態にある差し込みピンを、ランプの端部に配置させることを必
要とするよりはむしろロッキングランプの最終トラックセクションに沿ったどこ
へでも配置させることによって本発明は所望の連続軸方向力を達成する。
ように構成された第1および第2のほぼ円筒状のカップラ半体20と21、第2
のないし親カップラ半体上に回転可能に取り付けられたラッチスリーブ22を含
んでいる。図示したように、カップラ半体20は雌カップラ半体ないしレセプタ
クルで、カップラ半体21はカップラ半体20に挿入されるように構成された雄
カップラ半体ないしプラグであるが、カップラ半体はこれに取り付けられて他方
のカップラ半体のためのレセプタクルとして作用するようにカップラの内部にス
リーブを設けることもできる。
態にある直線案内機構と、カップラ21の外面上の突出部24の相補的相互係合
によって係合中、カップラ半体20と21間の軸方向整合が維持される。特に図
示していないが、もちろん突出部のサイズおよびスペースを変えて、キーイング
作用を提供してカップラ半体の適切な回転整合を保証することが可能である。さ
らに、当業者にとって明白なのは、突出部24がカップラ半体21上の代わりに
、カップラ半体21のスロット23、23’に配置し、スロットと突出部の数と
正確な形態は、これらがカップラ半体の一方を他方のカップラ半体内に直線的に
案内しさえすれば変えてもよく、さらに、本発明の範囲内で、例えばカップラ半
体21の係合部の外部に非円筒形状を形成し、またカップラ半体20の係合部の
外部に対応する非円筒形状を形成することによってスロットと溝以外の案内構造
を提供することもできるということである。
ように構成することもできる。カップラ半体内の挿入物ないし要素の詳細は図示
を省略するが、当業者にとって明白であり、図1および2の例によって示したよ
うな適切な電気コネクタ挿入物が収容されている。さらに、コネクタ半体および
スリーブは、カップラが使用される適用例に適した材料、例えばカップラ半体と
バヨネットピンに対しては金属、またスリーブに対してはプラスチックのような
材料から作られることは当業者にとって理解できることである。
体20の外部にカットないし形成された三つのほぼL字状スロットないし溝25
、25’、25”の組み合わせによって提供され、その数は回転スリーブ22に
取り付けられた内方向に延長するバヨネットピン26、26’(図5のAにおい
て二つのみを示す)と、三つの力発生部材27(図5のAにおいて一つのみを示
す)に対応している。力発生部材27は、回転可能スリーブ22から内方向に延
長するストッパ28と第2カップラ半体21から外方半径方向に延長するストッ
パ29間に保持され、これによって力が発生され、スリーブと第2カップラの相
対的回転を生ぜしめ、図6に示したように第2カップラ半体の回転が第2カップ
ラ半体21から延長する突出部24と第1カップラ半体21内の直線案内スロッ
ト23間の係合によって押えられている。ストッパ28は二つの端面30と31
を含み、端面30がばねの一端と係合し、端面31が第2カップラ半体から半径
方向外方に延長する第2ストッパ32と係合することによってカップラ半体に関
してスリーブの回転が制限されるように作用する。端面31がストッパ32と係
合したときに、スリーブがその初期位置にあり、またバヨネットピン26、26
’がL字状溝25、25’、25”に入る位置にある。これについては次により
詳しく説明する。
保持される。例えば、図5のBに最もよく示したように、ストッパ28の底面が
ストッパ32から延長しているカップラ半体21上の外方向に延長するフランジ
33の頂面と係合するように構成され、一方ストッパ28から延長しているスリ
ーブ21上のフランジ34の頂面35が第2カップラから延長する係止リング3
7によって固定された波形ワッシャ機構36によって係合される。ストッパ28
がねじ付き締付部材39によってフランジ34に固定されている。
ルばねの形態にあり、このばねは第2カップラ半体21のフランジ33とスリー
ブ22上のフランジ34間に保持されており、ばねが第2カップラ半体21から
延長するストッパ32に抗して、スリーブ22上でストッパ28の端面30を通
常バイアスしている。コイルばねを図示しているが、当業者は、十分なねじり力
をスリーブに印加して、これによってカップラ半体が連続して一緒に引き出すこ
とを保証できる限り他のタイプの弾性バイアス機構によって自由に置換すること
も可能であることが理解できる。これについては次に詳しく説明する。
1に組み込むために、カップラ半体21は、コイルばね27がストップ32の外
面に抗して注意深く位置付けされる際に、片側で保持されるとともに、カップラ
半体21の後端に向ってほぼ45度に、整合キー24から離れて保持される。こ
れがカップラ半体21の他の二つのストッパ21において反復される。こうして
カップリングスリーブ22は、バヨネットピンがカップラ本体21上の整合キー
24に向って対面するようにしてカップラ半体21の後方に設置される。これと
同時に、コイルばねの自由端がカップリングスリーブ22上のストップ28の端
面38と接触されるように配置される。カップリングスリーブ22とカップラ半
体21がさらに接触されるにつれて、コイルばねが圧縮されるようにして二つの
部材が回転する必要がある。これらのばねが圧縮されると、カップリングスリー
ブとカップラ半体が完全に接触し、ストップ28の底面がカップラ半体21上の
外方に延長するフランジ33の頂面と係合する。カップリングスリーブとカップ
ラ半体が互いに保持され、波形ワッシャ36が図5と図5のBに示したようにフ
ランジ34の上面35に設置され、係合される。次に波形ワッシャ36が、カッ
プラ半体21の外周面に延長している溝47に嵌合している係止リング37に従
っており、これによってリングが嵌合したとき、これが波形ワッシャ36と係合
し圧縮する。波形ワッシャ36の係止リング37による圧縮が、次にストッパ2
8の底面をカップラ半体21上の外方向に延長するフランジ33の頂面との一定
係合を維持させる。
ップラ半体が差し込みピンと溝間の共動によって図7−10に示したように一緒
に引き出される。溝25、25’、25”(以後一括して溝25と言う)の左エ
ッジが、トラック40を形成して、二つのカップラ半体が図6に示したように突
出部24とスロット23間で共動することにより係合位置に直線的に案内された
ときに、トラックがこれらの半体に対するスリーブの移動を制御する。
る。特に、両カップラ半体が、突出部24が溝23、23’に挿入されることに
よって最初に一緒に接触し、一致し、バヨネットピン26が矢印Aで示されたよ
うに垂直方向に溝25に入り、また溝40の入口の下方の点41でトラック40
と係合する。バヨネットピン26がトラック40と係合する点41において、図
8に示したように直角に偏向して、矢印Bで示したばね27の力に抗してトラッ
クのカム部42に従い始め、スリーブ22をして一致したカップラ半体20と2
1に関して矢印Cの方向に回転せしめられる。
の最大量がカップリングスリーブ内に発生する。ピンが安定点43、すなわち、
二つのトラック機構42と44間にある半径の回りに移動すると、ピンが力発生
要素ないしばね27によって発生された力に応答して矢印Bの方向に移動し始め
、最終トラック部ないしロッキングランプ44を通過し、係合の持続している間
この部分上に休止する。任意に、角付き部分42の角度を小さくし、またコネク
タ半体と一致するために必要とする軸方向力を増すために部分42の後方、点4
3の前方の垂直方向に延長する直線部分を含めることもできる。
Dで延長している。この結果、スリーブ22がばね力に応答して方向Bに回転す
るにつれて、ランプ44と差し込みピン26間の係合がスリーブを下方向に押し
やる。スリーブ22のカップラ半体21に対する軸方向運動がストップ28の底
面とフランジないしカラー33の頂面間の係合によって制限されるので、スリー
ブ22の下方係合方向への運動が、走行の限界に到達するまでカップラ半体21
にも係合方向に、力を与える。この限界は係合カップラ半体が互いに接触するか
、または最低位にきたときに発生する。これはランプの点45で生じる。
力が、係合された半体を一緒に引き出し続ける。設計により、係合状態にある差
し込みピン26がロッキングランプ44の第2直線クーオーター内に休止してい
るが、ランプ角度に沿ってどこにでも位置して、トラック、ピンまたは係合する
カップラ半体間の境界における真の金属対金属シェルボトミングを形成する係合
半体を含む係合面の摩擦摩耗および疲労を自動的に補償することができる。
よって容易に実行できるるので、バヨネットピン26が点43をクリアし、溝2
5から引き出し、二つのカップラ半体が引き離されるにつれてスリーブが自動的
にその初期位置に回転して戻される。
なし、かつ使用できるようにその特徴を十分に説明したが、上述したことに付加
して、図示実施形態の多数の他の変形例および修正例も当業者によって作ること
ができるであろう。これらの変形例および修正例の各々は、ここに特に説明しな
かったものも含めて、本発明の範囲内に含めることを意図し、従って、本発明の
説明およびその図はこれに限定するのもではなく、むしろ本発明は添付の請求の
範囲によってのみ規定することを意図する。
。
ップリング機構を、スリーブとカップラ半体の部分を断面で示した等角図。Bは
、 カップリングスリーブがカップラ半体の一方に固定された状態の詳細を示す図。
のカップリング機構に作用を加える態様を示す平面図。
Claims (12)
- 【請求項1】 第1カップラ半体と、 第1カップラ半体と結合されるように構成された第2カップラ半体と、 前記第2カップラ半体を第1カップラ半体に関して直線的に結合位置に案内す
るための第1および第2カップラ半体上の相補式相互係合直線案内機構と、 第2カップラ半体上に回転可能に取り付けられたスリーブと、 前記スリーブと前記第2カップラ半体との間に保持され、前記スリーブをして
第1方向に回転を生ぜしめる回転バイアス力を発生するための回転力発生機構と
、 前記第1カップラ半体が前記第2カップラ半体に関して前記結合位置に向って
直線的に案内されたときに、前記スリーブをして前記回転バイアス力に抗して第
2方向に第1カップラ半体を相対的に回転せしめる前記第1カップラ半体上のカ
ム機構と前記スリーブ上のフォロワ機構と、 前記フォロワ機構と係合させるとともに、前記スリーブが前記回転バイアス力
に応答して前記第1方向に回転するにつれて、前記第1および第2カップラ半体
をして前記カム機構から前記フォロワを離脱せしめる第1カップラ半体上のロッ
キングランプと、 を具備するカップリング機構。 - 【請求項2】 前記力発生手段が少なくとも一つのばねを含む請求項1に記
載のカップリング機構。 - 【請求項3】 前記ばねが前記スリーブと前記第2カップリング半体間に保
持されたコイルばねである請求項2に記載のカップリング機構。 - 【請求項4】 前記フォロワ機構が前記スリーブから内方に延長しているピ
ンを含む請求項1に記載のカップリング機構。 - 【請求項5】 前記第1カム機構と前記ロッキングランプが前記第1カップ
ラ半体の側面に切り込まれた溝のエッジ面である請求項4に記載のカップリング
機構。 - 【請求項6】 前記溝が、該カプリング機構の軸方向に延長する軸部と、軸
部をほぼ横切って延長する横断部とを有するL字状溝である請求項5に記載のカ
ップリング機構。 - 【請求項7】 前記溝の前記軸部が前記第2方向にノン−ゼロ角で傾斜した
面を含み、前記第1および第2カップラ半体が互いに押し合い、前記スリーブが
前記第2方向に回転せしめられ、溝の軸部の前記面が前記第1カム機構を形成す
る請求項6に記載のカップリング機構。 - 【請求項8】 溝の前記横断部が前記第2回転方向に関して非ゼロ角で傾斜
しており、スリーブが前記力に応答して前記第2方向に回転され、前記第1およ
び第2カップラ半体が一緒に引き出される請求項7に記載のカップリング機構。 - 【請求項9】 溝の前記横断部が前記第2回転方向に関して非ゼロ角で傾斜
した面を含んでおり、スリーブが前記力に応答して前記第2方向に回転され、前
記第1および第2カップラ半体が一緒に引き出される請求項6に記載のカップリ
ング機構。 - 【請求項10】 前記第1および第2カップラ半体が完全に結合されたとき
に、前記フォロワが前記面の端部間に位置付けされるように溝の前記横断部の前
記面が構成されており、これによって前記第1および第2カップラ半体が前記結
合部の前記力によって互いに引き出され続け、前記端部間の前記位置が前記カッ
プラ半体、または結合境界面にあるシーリング機構の寸法の許容差を順応するの
に十分な大きさである請求項9に記載のカップリング機構。 - 【請求項11】 前記相互係合直線案内機構が、前記第2カップラ半体から
外方向に延長している突出部と前記第1カップラ半体の内面の溝とを含む請求項
9に記載のカップリング機構。 - 【請求項12】 前記相互係合直線案内機構が、前記第2カップラ半体から
外方向に延長している突出部と前記第1カップラ半体の内面の溝とを含む請求項
1に記載のカップリング機構。
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