JP2004092873A - 管体の連結構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】管体同士の結合操作性を維持して、がたつき発生要因をなくし、加工精度を緩和できるようにする。
【解決手段】一方管体1が嵌合穴14付きの雄側端部13を形成し、他方管体2が嵌合穴24付きの雌側端部23を形成していると共に、雌側端部23の外周に装着されて雌側端部の嵌合穴24から管内へ突出する突起33を有する連結具3を用いて、管体同士を軸方向に結合する管体の連結構造として、雄側端部13が、当該管体1の端末に向かって次第に縮径したテーパー部15を有していると共に、嵌合穴14を突起33よりも軸方向に長く形成しており、雌側端部23の管内へ差し込まれて、雄側端部13の嵌合穴14に対する突起33の係合状態を得る。
【選択図】 図3
【解決手段】一方管体1が嵌合穴14付きの雄側端部13を形成し、他方管体2が嵌合穴24付きの雌側端部23を形成していると共に、雌側端部23の外周に装着されて雌側端部の嵌合穴24から管内へ突出する突起33を有する連結具3を用いて、管体同士を軸方向に結合する管体の連結構造として、雄側端部13が、当該管体1の端末に向かって次第に縮径したテーパー部15を有していると共に、嵌合穴14を突起33よりも軸方向に長く形成しており、雌側端部23の管内へ差し込まれて、雄側端部13の嵌合穴14に対する突起33の係合状態を得る。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管体同士を管体軸方向にワンタッチ操作により結合一体化するに好適な連結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
管体の連結構造は、例えば、掃除機等の各種機器が分割された複数の管体を有し、各管体を当該機器の使用時等において必要長さ分だけ軸方向に結合し、機器の市販態様や使用後の収納時等に再び分離するような際に採用される。着脱操作性からは、ワンタッチ操作に欠けたり管体同士を周方向に正確に位置出しし難いねじ連結(雄・雌ねじによる螺合連結)等に代わるものとして、樹脂製の連結具が使用されることも多い。図8は下記文献1に開示されたものである。この構造では、一方管体1が嵌合穴11付きの雄側端部10を、他方管体2が嵌合穴21付きの雌側端部20をそれぞれ形成しており、雌側端部20に装着される連結具4が用いられる。連結具4は、雌側端部20に対応した断面略C形をなし、内周に突起40を有している。そして、雄側端部10が雌側端部20に挿入されて、位置出しにより重ねられた嵌合穴11,21に対し雌側端部20の外周に弾性的に装着される連結具4の突起40を串差し状に係合し、該係合により管体1,2同士を結合する。操作としては、連結具4を雌側端部20に予め仮装着しておき、雄側端部10を雌側端部20に挿入して位置出した状態から、連結具4を雌側端部20の軸方向に若干移動して、突起40を両嵌合穴11,21に係合することも可能である。
【0003】
【特許文献1】
実公昭51−44565号公報(第1図〜第3図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した連結構造は、連結具4が簡易であり、又、突起40が雄側端部10の抜け方向と交差して各嵌合穴11,21に係合しているため結合強度を強くし易いが、次のような点で未だ満足できない。即ち、この構造では、嵌合穴11,21同士が完全に一致されていないと、突起40が差し込み係合不能になる。この点は、同図のごとく雌側端部20を少し径大に形成し、該径大部により雄側端部10の差込量を規制して、嵌合穴11,21同士を一致させる様にしているが、前記径大部の立ち上げ基部S1側の寸法誤差、該基部S1に当接する雄側端部10における端面の平面性等により、雄側端部10を雌側端部20の内径に差し込んだだけでは嵌合穴11が嵌合穴21に対し若干ずれ易くなるからである。また、この構造では、管体1,2同士が結合された状態で軸方向にがたつき易く、該がつきにより製品品質を維持できなくなる。これは、例えば、突起40及び両嵌合穴11,21が加工精度上の寸法誤差を有していること、又、管体1,2同士の結合−分離を繰り返していると突起40が摩耗し相対的に小さくなることによっても発生するからである。
【0005】
本発明は上記した様な課題を解消するものである。その目的は、管体同士が差込操作により確実にがたつきなく結合できるようにして、結合操作性に優れ、がたつきに起因する品質低下要因をなくし、加工精度を緩和できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、図1〜図7の例で特定すると、一方管体1が嵌合穴14付きの雄側端部13を形成し、他方管体2が嵌合穴24付きの雌側端部23を形成しており、前記雌側端部23の外周に装着されて前記雌側端部の嵌合穴24から管内へ突出する突起33を有する連結具3を用いて、前記雄側端部13を前記雌側端部23の内径に挿入して前記突起33を雄側端部13の嵌合穴14に係合することにより管体同士を軸方向に結合する連結構造であって、前記雄側端部13が、当該管体1の端末に向かって次第に縮径したテーパー部15を有していると共に、当該嵌合穴14を前記突起33よりも軸方向に長く形成しており、前記雌側端部23の管内へ差し込まれて、前記雄側端部13の嵌合穴14に対する突起33の係合状態を得て結合されることを特徴としている。
【0007】
以上の連結構造では、例えば、連結具3が雌側端部23に対し突起33を嵌合穴24に係合して管内に突出した状態に予め装着される。そして、嵌合穴14と突起33とを位置合わせした状態から、雄側端部13を雌側端部23の内径に差し込むことにより、雌側端部23の内径に対するテーパー部15の楔作用を伴って端部13の外径部分に端部23の内径部分が密接されると同時に、雄側端部13の差込過程で突起33が相対的に長い嵌合穴14の最終係合位置で係止され、これにより、管体1,2同士は軸方向に一体に結合される。工夫点は、雌側端部23の内径に対するテーパー部15の差込構成により、管体1,2同士が多少の寸法誤差の存在によっても確実に密接できるようにしてがたつき発生要因を解消し、同時に、嵌合穴14を軸方向に長く形成することにより、前記突起33が嵌合穴14の位置精度に左右されず、嵌合穴14に係合した状態で嵌合穴14の最終係合位置に係止されるようにしたことにある。
【0008】
以上の本発明は、以下のごとく具体化されることが好ましい。
(請求項2)前記雄側端部13が前記テーパー部15より短く、かつ傾斜角度の大きな第2テーパー部16を有している構成である。これは、例えば、第2テーパー部16の存在により、前記した雌側端部23に対する雄側端部13の楔作用を伴った差込によって生じ易くなる喰い付きをなくし、雄側端部13を再び外す際の負荷が過大にならないようにする。又、管体1,2同士の間に形成される段差を吸収し易くして外観を維持する。
(請求項3)前記雄側端部13の嵌合穴14が、管体の軸方向に直線状に延びる長穴であると共に、前記突起33が前記雌側端部23の嵌合穴24に係合される基部33aと、前記雄側端部の嵌合穴14に係合される先端部33bとを異形状に形成している構成である。これは、例えば、雌側端部の嵌合穴24に対する基部33aの係合力を相対的に強くしたり、雄側端部の嵌合穴14に対する先端部33bの挿入性及び係合力を同時に充足し易くする。
(請求項4)前記突起33が、雄側端部13の嵌合穴14と係合した初期係合位置から、雄側端部13の雌側端部24への更なる差し込みにより当該嵌合穴14に対する圧接力を次第に増大して最終係合位置となる構成である。これは、図6や図7の様な態様を特定したもので、雌側端部23に対する雄側端部13の挿入性を維持しながら、係合力を増大可能にする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の形態例を図面に基づいて説明する。図1は管体同士と連結具の関係を示す模式外観構成図である。図2は連結具構成を示し、同(a)は連結具単品の側面図、同(b)は図3(a)のA−A線断面図、同(c)は図3(c)のB−B線断面図である。図3(a)〜(c)は管体同士を連結する操作要領を示している。図4は管体同士を分離する操作を示し、同(a)は係合解除時の断面であり、同(b)は図3(c)の状態に対応した連結具の下面図、同(c)は図4(a)の状態に対応した連結具の下面図である。図5は図1の突起と嵌合穴の関係を示し、同(a)が模式図、同(b)は突起の初期係合位置を、同(c)は突起の最終係合位置を示している。図6と図7は2つの変形例を図5(b)及び(c)に対応して示す模式図である。
以下の説明では、発明対象となる各管体及び連結具の概要を述べた後、連結構造及び作動について詳述する。
【0010】
(概要)対象の管体としては、一方管体1及び他方管体2の2つを図示しているが、通常は多数の管体がそれぞれ連結具3を介して軸方向に結合される。従って、図面上では、嵌合穴14付の雄側端部13を一方管体1に形成し、嵌合穴24付の雌側端部23を他方管体2に形成しているが、これは連結構造として捉えためであり、実際は次のような態様となる。即ち、管体を軸方向に多数(3以上)結合する態様(例えば、掃除機に着脱可能に連結される移動用の管体(円筒状パイプ材からなる柄等)では、結合後に両側に位置する管体を除き、単位管体として、雄側端部13及び雌側端部23が当該管体の両端に形成されることになる。また、各管体1,2は外径及び内径がほぼ同じく、軸方向に結合された際に連続したパイプ状となる。管体1,2は、金属製(アルミニウム製)を想定しているが、それ以外であっても差し支えない。
【0011】
(連結構造)雄側端部13は、第1テーパー部15及び第2テーパー部16を有し、嵌合穴14を第1テーパー部15に形成している。第1テーパー部15は、管体1の端末側に位置し、該端末に向かって次第に縮径したテーパー形状、つまり外径が端末に近づくに従って次第に径小になっている。外周には、軸方向に延びた溝部15aが設けられ、嵌合穴14が該溝部15a内に貫通形成されている。嵌合穴14は、溝部15aの途中から第2テーパー部16の少し手前まで開口された長穴である。第2テーパー部16は、第1テーパー部15の頂部と管体1の外径とを接続しており、第1テーパー部15に対し軸方向の長さ寸法が短く、かつ、傾斜角度が大きく急傾斜となるよう形成されている。なお、第1テーパー部15は、雌側端部23の管内に挿入されたとき、当該端部23の内径が第1テーパー部15の頂部又は第2テーパー部16の底部(第1テーパー部15との境界部分)に線接触状態で当接して差込過剰にならないように設定されている。これに対し、雌側端部23は、端末より少し手前に嵌合穴24を形成している。該嵌合穴24は、円形に形成されていると共に、図5(a)に示したごとく穴内径が嵌合穴14の穴全寸より小さくなっている。なお、雌側端部23は、管体2の外径よりも若干径大となるよう形成してもよい。
【0012】
連結具3は樹脂成形体であり、装着筒部30及び被覆筒部31と、装着筒部30内に突設されて嵌合穴24,14に係合する突起33とを一体に形成している。装着筒部30は、図2のごとく円を変形した断面形状をなし、円弧部30aと、円弧部30aの両端から互いに接近する方向に傾斜している対の傾斜部30bと、両傾斜部30bと接続されている操作部30cとからなる。各部は、装着軸部30が突起33と嵌合穴24の係合を介し雌側端部23に取り付けられた状態において、円弧部30aが雌側端部23の外周のうち、半径以上の部分と密接し、操作部30cが隙間34を保って配置される。突起33は、図5のごとく基部33a及び先端部33bが異形状に形成されている。基部33aは、水平断面が円形であり、全周が嵌合穴24の内周に接した状態で係合される。なお、基部33a及び嵌合穴14は、比較的大きな係合力で着脱可能に係合される形状であればよく、水平断面が角形であっても差し支えない。先端部33bは、略矩形板状であり、又、一端側が長く他端側(雌側端部23の端末側に配置される側)が短く形成されている。これは、雄側端部13が図3(a)のごとく雌側端部23内に差し込まれたとき、溝部15aに乗り上げてから同(b)のごとく弾性変位を伴って嵌合穴14に係合し易くなるようにする。一方、被覆筒部31は、管体1,2の外径とほぼ同じ内径Tの円筒状である。長さ的には、管体1,2を結合した状態で、雌側端部23の一部と、雄側端部13を形成しているテーパー部16を覆う寸法に設定されている。また、被覆筒部31は、装着筒部30との間に設けられスリット32を介し変形可能となっている。このスリット32は、図4(b)のごとく周囲方向に設けられた円弧スリット32aと、該スリット32aから被覆筒部31の軸方向端末まで延びている横スリット32bとからなる。なお、被覆筒部31には、突起33の位置を示唆する不図示の矢印、リブ、凹所等の案内部が外周に付設されている。該案内部は、雄側端部13を雌側端部23内に挿入する際、嵌合穴14を該案内部と合わせて径方向の位置出しを行い易くする。
【0013】
(結合作動)図3は管体1,2同士を連結具3を介して結合する要領を示している。図3(a)は、雄側端部13を雌側端部23内に差し込む初期状態を示している。なお、同図では、連結具3が雌側端部23に対し突起33と嵌合穴24の係合を介して予め装着されている。該装着操作は、雌側端部23が図1の配置から連結具3の装着筒部30内へ挿入されると、端部23の端面が突起33に当たるが、図4(a)の例の如く操作部30cを最大まで押しながら、連結具3を強制的に移動する。すると、突起33が弾性変形しつつ嵌合穴24に先端部33bから挿入され、次に基部33bが所定強度で係合される。図3(b)は、雄側端部13が雌側端部23内に楔作用によりスムースに差し込まれ、先端部33bが弾性変形しつつ上記した溝部15aから嵌合穴14に挿入係合した状態である。この状態は、図5(b)に示される初期係合位置であり、先端部33bが嵌合穴14の先端側の穴部分と係合している。図3(c)及び図5(c)は、雄側端部13が図3(b)の状態から更に差し込まれ、先端部33bが嵌合穴14内を摺動して穴端面に当たって規制された状態、つまり最終係合位置である。該最終係合位置では、雌側端部23の開口縁部がテーパー部15の頂部又はテーパー部16に当たっており、又、被覆筒部31がテーパー部16を覆っている。以上の連結構造では、雄側端部13が雌側端部23の内径に対してテーパー部15を差し込むことから、端部23の先端穴縁が雄側端部13の外径(テーパー部15の対応する周囲部分、又は、テーパー部16との間の境目を形成している周囲部分)に当接されるため従来のようながたつき発生を解消できる。加えて、突起33が嵌合穴14の初期係合位置から最終係合位置に摺動されることから、嵌合穴14と、嵌合穴24や突起33との寸法精度が大幅に緩和されたり、寸法精度に左右されずに管体1,2同士を結合できる。
【0014】
(分離作動)図4(a)と(c)は嵌合穴14と係合している突起先端部33aを係合解除する際の操作及び状態を示している。以上の連結具3は、操作部30cを矢印方向へ押すと、装着筒部30が被覆筒部31側を支点として、突起33が嵌合穴14から抜ける方向へ動かされる。細部は、装着筒部30において、円弧部30aが両傾斜部30を介し雌側端部23の外径から離れる方向へ移動される。この移動は、被覆筒部31が円弧部30aと一体化しているため、円弧部30aと同方向へ負荷を受けて、スリット32を介し、又、横スリット32bの溝幅を同(b)の状態から(c)の様に拡大変形することにより可能となる。両管体1,2は、このような作動を伴って、図4(a)のごとく管体1を管体2の雌側端部23から引き抜くことを可能にして、結合状態からワンタッチ操作にて分離される。
【0015】
(変形例)図6の変形例は前記嵌合穴14の穴形状を変更した例である。即ち、嵌合穴14は、同図の左側に位置する初期係合位置側14aの開口幅と、右側に位置する最終係合位置側14bの開口幅とを異なるように形成している。これに対し、図7の変形例は突起33の先端部33bの形状を変更した例である。即ち、先端部33bは、同図の左側に位置する初期係合位置側33cの幅寸法と、右側に位置する最終係合位置側33bの幅寸法とを異なるように形成している。これらの構成は、雄側端部13の嵌合穴14が突起33の先端部33bと係合した初期係合位置から、雄側端部13の雌側端部24への更なる差し込みにより先端部33bに対する圧接力を次第に増大して最終係合位置に達する様にしたものである。このため、両構成では、雌側端部23に対する雄側端部13の挿入性を維持しながら、嵌合穴14に対する突起33の先端部33bの係合力を増大できるようにして、管体同士が結合状態、つまり掃除機等に付設されて使用時等において、近づく方向又は離間する方向の過大な負荷を受けてもがたつきの発生をより確実に阻止する。このように、本発明は請求項1で特定される要件を除き種々変形したり展開可能なものである。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の連結構造では、雌側端部に対する雄側端部のテーパー部を介した密着作用と、連結具の突起に対する雄側端部の軸方向に長く延びた嵌合穴の寸法誤差吸収作用とにより、従来構造に対し結合操作性を良好にしたり、がたつき発生要因を解消したり、各部の加工精度を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各部材関係を示す模式構成図である。
【図2】上記連結具の側面と使用時の断面図である。
【図3】本発明を適用した連結操作を示す図である。
【図4】結合された管体同士の分離操作を示す図である。
【図5】図1の突起と嵌合穴の関係を示す構成図である。
【図6】図5の変形例を示す構成図である。
【図7】図5の他の変形例を示す構成図である。
【図8】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1,2は管体(一方管体と他方管体)
13は一方管体の雄側端部
14は嵌合穴
15は第1テーパー部(テーパー部)
16は第2テーパー部
23は他方管体の雌側端部
24は嵌合穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、管体同士を管体軸方向にワンタッチ操作により結合一体化するに好適な連結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
管体の連結構造は、例えば、掃除機等の各種機器が分割された複数の管体を有し、各管体を当該機器の使用時等において必要長さ分だけ軸方向に結合し、機器の市販態様や使用後の収納時等に再び分離するような際に採用される。着脱操作性からは、ワンタッチ操作に欠けたり管体同士を周方向に正確に位置出しし難いねじ連結(雄・雌ねじによる螺合連結)等に代わるものとして、樹脂製の連結具が使用されることも多い。図8は下記文献1に開示されたものである。この構造では、一方管体1が嵌合穴11付きの雄側端部10を、他方管体2が嵌合穴21付きの雌側端部20をそれぞれ形成しており、雌側端部20に装着される連結具4が用いられる。連結具4は、雌側端部20に対応した断面略C形をなし、内周に突起40を有している。そして、雄側端部10が雌側端部20に挿入されて、位置出しにより重ねられた嵌合穴11,21に対し雌側端部20の外周に弾性的に装着される連結具4の突起40を串差し状に係合し、該係合により管体1,2同士を結合する。操作としては、連結具4を雌側端部20に予め仮装着しておき、雄側端部10を雌側端部20に挿入して位置出した状態から、連結具4を雌側端部20の軸方向に若干移動して、突起40を両嵌合穴11,21に係合することも可能である。
【0003】
【特許文献1】
実公昭51−44565号公報(第1図〜第3図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した連結構造は、連結具4が簡易であり、又、突起40が雄側端部10の抜け方向と交差して各嵌合穴11,21に係合しているため結合強度を強くし易いが、次のような点で未だ満足できない。即ち、この構造では、嵌合穴11,21同士が完全に一致されていないと、突起40が差し込み係合不能になる。この点は、同図のごとく雌側端部20を少し径大に形成し、該径大部により雄側端部10の差込量を規制して、嵌合穴11,21同士を一致させる様にしているが、前記径大部の立ち上げ基部S1側の寸法誤差、該基部S1に当接する雄側端部10における端面の平面性等により、雄側端部10を雌側端部20の内径に差し込んだだけでは嵌合穴11が嵌合穴21に対し若干ずれ易くなるからである。また、この構造では、管体1,2同士が結合された状態で軸方向にがたつき易く、該がつきにより製品品質を維持できなくなる。これは、例えば、突起40及び両嵌合穴11,21が加工精度上の寸法誤差を有していること、又、管体1,2同士の結合−分離を繰り返していると突起40が摩耗し相対的に小さくなることによっても発生するからである。
【0005】
本発明は上記した様な課題を解消するものである。その目的は、管体同士が差込操作により確実にがたつきなく結合できるようにして、結合操作性に優れ、がたつきに起因する品質低下要因をなくし、加工精度を緩和できるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、図1〜図7の例で特定すると、一方管体1が嵌合穴14付きの雄側端部13を形成し、他方管体2が嵌合穴24付きの雌側端部23を形成しており、前記雌側端部23の外周に装着されて前記雌側端部の嵌合穴24から管内へ突出する突起33を有する連結具3を用いて、前記雄側端部13を前記雌側端部23の内径に挿入して前記突起33を雄側端部13の嵌合穴14に係合することにより管体同士を軸方向に結合する連結構造であって、前記雄側端部13が、当該管体1の端末に向かって次第に縮径したテーパー部15を有していると共に、当該嵌合穴14を前記突起33よりも軸方向に長く形成しており、前記雌側端部23の管内へ差し込まれて、前記雄側端部13の嵌合穴14に対する突起33の係合状態を得て結合されることを特徴としている。
【0007】
以上の連結構造では、例えば、連結具3が雌側端部23に対し突起33を嵌合穴24に係合して管内に突出した状態に予め装着される。そして、嵌合穴14と突起33とを位置合わせした状態から、雄側端部13を雌側端部23の内径に差し込むことにより、雌側端部23の内径に対するテーパー部15の楔作用を伴って端部13の外径部分に端部23の内径部分が密接されると同時に、雄側端部13の差込過程で突起33が相対的に長い嵌合穴14の最終係合位置で係止され、これにより、管体1,2同士は軸方向に一体に結合される。工夫点は、雌側端部23の内径に対するテーパー部15の差込構成により、管体1,2同士が多少の寸法誤差の存在によっても確実に密接できるようにしてがたつき発生要因を解消し、同時に、嵌合穴14を軸方向に長く形成することにより、前記突起33が嵌合穴14の位置精度に左右されず、嵌合穴14に係合した状態で嵌合穴14の最終係合位置に係止されるようにしたことにある。
【0008】
以上の本発明は、以下のごとく具体化されることが好ましい。
(請求項2)前記雄側端部13が前記テーパー部15より短く、かつ傾斜角度の大きな第2テーパー部16を有している構成である。これは、例えば、第2テーパー部16の存在により、前記した雌側端部23に対する雄側端部13の楔作用を伴った差込によって生じ易くなる喰い付きをなくし、雄側端部13を再び外す際の負荷が過大にならないようにする。又、管体1,2同士の間に形成される段差を吸収し易くして外観を維持する。
(請求項3)前記雄側端部13の嵌合穴14が、管体の軸方向に直線状に延びる長穴であると共に、前記突起33が前記雌側端部23の嵌合穴24に係合される基部33aと、前記雄側端部の嵌合穴14に係合される先端部33bとを異形状に形成している構成である。これは、例えば、雌側端部の嵌合穴24に対する基部33aの係合力を相対的に強くしたり、雄側端部の嵌合穴14に対する先端部33bの挿入性及び係合力を同時に充足し易くする。
(請求項4)前記突起33が、雄側端部13の嵌合穴14と係合した初期係合位置から、雄側端部13の雌側端部24への更なる差し込みにより当該嵌合穴14に対する圧接力を次第に増大して最終係合位置となる構成である。これは、図6や図7の様な態様を特定したもので、雌側端部23に対する雄側端部13の挿入性を維持しながら、係合力を増大可能にする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の形態例を図面に基づいて説明する。図1は管体同士と連結具の関係を示す模式外観構成図である。図2は連結具構成を示し、同(a)は連結具単品の側面図、同(b)は図3(a)のA−A線断面図、同(c)は図3(c)のB−B線断面図である。図3(a)〜(c)は管体同士を連結する操作要領を示している。図4は管体同士を分離する操作を示し、同(a)は係合解除時の断面であり、同(b)は図3(c)の状態に対応した連結具の下面図、同(c)は図4(a)の状態に対応した連結具の下面図である。図5は図1の突起と嵌合穴の関係を示し、同(a)が模式図、同(b)は突起の初期係合位置を、同(c)は突起の最終係合位置を示している。図6と図7は2つの変形例を図5(b)及び(c)に対応して示す模式図である。
以下の説明では、発明対象となる各管体及び連結具の概要を述べた後、連結構造及び作動について詳述する。
【0010】
(概要)対象の管体としては、一方管体1及び他方管体2の2つを図示しているが、通常は多数の管体がそれぞれ連結具3を介して軸方向に結合される。従って、図面上では、嵌合穴14付の雄側端部13を一方管体1に形成し、嵌合穴24付の雌側端部23を他方管体2に形成しているが、これは連結構造として捉えためであり、実際は次のような態様となる。即ち、管体を軸方向に多数(3以上)結合する態様(例えば、掃除機に着脱可能に連結される移動用の管体(円筒状パイプ材からなる柄等)では、結合後に両側に位置する管体を除き、単位管体として、雄側端部13及び雌側端部23が当該管体の両端に形成されることになる。また、各管体1,2は外径及び内径がほぼ同じく、軸方向に結合された際に連続したパイプ状となる。管体1,2は、金属製(アルミニウム製)を想定しているが、それ以外であっても差し支えない。
【0011】
(連結構造)雄側端部13は、第1テーパー部15及び第2テーパー部16を有し、嵌合穴14を第1テーパー部15に形成している。第1テーパー部15は、管体1の端末側に位置し、該端末に向かって次第に縮径したテーパー形状、つまり外径が端末に近づくに従って次第に径小になっている。外周には、軸方向に延びた溝部15aが設けられ、嵌合穴14が該溝部15a内に貫通形成されている。嵌合穴14は、溝部15aの途中から第2テーパー部16の少し手前まで開口された長穴である。第2テーパー部16は、第1テーパー部15の頂部と管体1の外径とを接続しており、第1テーパー部15に対し軸方向の長さ寸法が短く、かつ、傾斜角度が大きく急傾斜となるよう形成されている。なお、第1テーパー部15は、雌側端部23の管内に挿入されたとき、当該端部23の内径が第1テーパー部15の頂部又は第2テーパー部16の底部(第1テーパー部15との境界部分)に線接触状態で当接して差込過剰にならないように設定されている。これに対し、雌側端部23は、端末より少し手前に嵌合穴24を形成している。該嵌合穴24は、円形に形成されていると共に、図5(a)に示したごとく穴内径が嵌合穴14の穴全寸より小さくなっている。なお、雌側端部23は、管体2の外径よりも若干径大となるよう形成してもよい。
【0012】
連結具3は樹脂成形体であり、装着筒部30及び被覆筒部31と、装着筒部30内に突設されて嵌合穴24,14に係合する突起33とを一体に形成している。装着筒部30は、図2のごとく円を変形した断面形状をなし、円弧部30aと、円弧部30aの両端から互いに接近する方向に傾斜している対の傾斜部30bと、両傾斜部30bと接続されている操作部30cとからなる。各部は、装着軸部30が突起33と嵌合穴24の係合を介し雌側端部23に取り付けられた状態において、円弧部30aが雌側端部23の外周のうち、半径以上の部分と密接し、操作部30cが隙間34を保って配置される。突起33は、図5のごとく基部33a及び先端部33bが異形状に形成されている。基部33aは、水平断面が円形であり、全周が嵌合穴24の内周に接した状態で係合される。なお、基部33a及び嵌合穴14は、比較的大きな係合力で着脱可能に係合される形状であればよく、水平断面が角形であっても差し支えない。先端部33bは、略矩形板状であり、又、一端側が長く他端側(雌側端部23の端末側に配置される側)が短く形成されている。これは、雄側端部13が図3(a)のごとく雌側端部23内に差し込まれたとき、溝部15aに乗り上げてから同(b)のごとく弾性変位を伴って嵌合穴14に係合し易くなるようにする。一方、被覆筒部31は、管体1,2の外径とほぼ同じ内径Tの円筒状である。長さ的には、管体1,2を結合した状態で、雌側端部23の一部と、雄側端部13を形成しているテーパー部16を覆う寸法に設定されている。また、被覆筒部31は、装着筒部30との間に設けられスリット32を介し変形可能となっている。このスリット32は、図4(b)のごとく周囲方向に設けられた円弧スリット32aと、該スリット32aから被覆筒部31の軸方向端末まで延びている横スリット32bとからなる。なお、被覆筒部31には、突起33の位置を示唆する不図示の矢印、リブ、凹所等の案内部が外周に付設されている。該案内部は、雄側端部13を雌側端部23内に挿入する際、嵌合穴14を該案内部と合わせて径方向の位置出しを行い易くする。
【0013】
(結合作動)図3は管体1,2同士を連結具3を介して結合する要領を示している。図3(a)は、雄側端部13を雌側端部23内に差し込む初期状態を示している。なお、同図では、連結具3が雌側端部23に対し突起33と嵌合穴24の係合を介して予め装着されている。該装着操作は、雌側端部23が図1の配置から連結具3の装着筒部30内へ挿入されると、端部23の端面が突起33に当たるが、図4(a)の例の如く操作部30cを最大まで押しながら、連結具3を強制的に移動する。すると、突起33が弾性変形しつつ嵌合穴24に先端部33bから挿入され、次に基部33bが所定強度で係合される。図3(b)は、雄側端部13が雌側端部23内に楔作用によりスムースに差し込まれ、先端部33bが弾性変形しつつ上記した溝部15aから嵌合穴14に挿入係合した状態である。この状態は、図5(b)に示される初期係合位置であり、先端部33bが嵌合穴14の先端側の穴部分と係合している。図3(c)及び図5(c)は、雄側端部13が図3(b)の状態から更に差し込まれ、先端部33bが嵌合穴14内を摺動して穴端面に当たって規制された状態、つまり最終係合位置である。該最終係合位置では、雌側端部23の開口縁部がテーパー部15の頂部又はテーパー部16に当たっており、又、被覆筒部31がテーパー部16を覆っている。以上の連結構造では、雄側端部13が雌側端部23の内径に対してテーパー部15を差し込むことから、端部23の先端穴縁が雄側端部13の外径(テーパー部15の対応する周囲部分、又は、テーパー部16との間の境目を形成している周囲部分)に当接されるため従来のようながたつき発生を解消できる。加えて、突起33が嵌合穴14の初期係合位置から最終係合位置に摺動されることから、嵌合穴14と、嵌合穴24や突起33との寸法精度が大幅に緩和されたり、寸法精度に左右されずに管体1,2同士を結合できる。
【0014】
(分離作動)図4(a)と(c)は嵌合穴14と係合している突起先端部33aを係合解除する際の操作及び状態を示している。以上の連結具3は、操作部30cを矢印方向へ押すと、装着筒部30が被覆筒部31側を支点として、突起33が嵌合穴14から抜ける方向へ動かされる。細部は、装着筒部30において、円弧部30aが両傾斜部30を介し雌側端部23の外径から離れる方向へ移動される。この移動は、被覆筒部31が円弧部30aと一体化しているため、円弧部30aと同方向へ負荷を受けて、スリット32を介し、又、横スリット32bの溝幅を同(b)の状態から(c)の様に拡大変形することにより可能となる。両管体1,2は、このような作動を伴って、図4(a)のごとく管体1を管体2の雌側端部23から引き抜くことを可能にして、結合状態からワンタッチ操作にて分離される。
【0015】
(変形例)図6の変形例は前記嵌合穴14の穴形状を変更した例である。即ち、嵌合穴14は、同図の左側に位置する初期係合位置側14aの開口幅と、右側に位置する最終係合位置側14bの開口幅とを異なるように形成している。これに対し、図7の変形例は突起33の先端部33bの形状を変更した例である。即ち、先端部33bは、同図の左側に位置する初期係合位置側33cの幅寸法と、右側に位置する最終係合位置側33bの幅寸法とを異なるように形成している。これらの構成は、雄側端部13の嵌合穴14が突起33の先端部33bと係合した初期係合位置から、雄側端部13の雌側端部24への更なる差し込みにより先端部33bに対する圧接力を次第に増大して最終係合位置に達する様にしたものである。このため、両構成では、雌側端部23に対する雄側端部13の挿入性を維持しながら、嵌合穴14に対する突起33の先端部33bの係合力を増大できるようにして、管体同士が結合状態、つまり掃除機等に付設されて使用時等において、近づく方向又は離間する方向の過大な負荷を受けてもがたつきの発生をより確実に阻止する。このように、本発明は請求項1で特定される要件を除き種々変形したり展開可能なものである。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明の連結構造では、雌側端部に対する雄側端部のテーパー部を介した密着作用と、連結具の突起に対する雄側端部の軸方向に長く延びた嵌合穴の寸法誤差吸収作用とにより、従来構造に対し結合操作性を良好にしたり、がたつき発生要因を解消したり、各部の加工精度を緩和できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各部材関係を示す模式構成図である。
【図2】上記連結具の側面と使用時の断面図である。
【図3】本発明を適用した連結操作を示す図である。
【図4】結合された管体同士の分離操作を示す図である。
【図5】図1の突起と嵌合穴の関係を示す構成図である。
【図6】図5の変形例を示す構成図である。
【図7】図5の他の変形例を示す構成図である。
【図8】従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
1,2は管体(一方管体と他方管体)
13は一方管体の雄側端部
14は嵌合穴
15は第1テーパー部(テーパー部)
16は第2テーパー部
23は他方管体の雌側端部
24は嵌合穴
Claims (4)
- 一方管体が嵌合穴付きの雄側端部を形成し、他方管体が嵌合穴付きの雌側端部を形成しており、前記雌側端部の外周に装着されて前記雌側端部の嵌合穴から管内へ突出する突起を有する連結具を用いて、前記雄側端部を前記雌側端部の内径に挿入して前記突起を雄側端部の嵌合穴に係合することにより管体同士を軸方向に結合する連結構造であって、
前記雄側端部が、当該管体の端末に向かって次第に縮径したテーパー部を有していると共に、当該嵌合穴を前記突起よりも軸方向に長く形成しており、前記雌側端部の管内へ差し込まれて、前記雄側端部の嵌合穴に対する前記突起の係合状態を得て結合されることを特徴とする管体の連結構造。 - 前記雄側端部が前記テーパー部より短く、かつ傾斜角度の大きな第2テーパー部を有している請求項1に記載の管体の連結構造。
- 前記雄側端部の嵌合穴が、管体の軸方向に直線状に延びる長穴であると共に、前記突起が前記雌側端部の嵌合穴に係合される基部と、前記雄側端部の嵌合穴に係合される先端部とを異形状に形成している請求項1又は2に記載の管体の連結構造。
- 前記突起が、前記雄側端部の嵌合穴と係合した初期係合位置から、前記雄側端部の雌側端部への更なる差し込みにより当該嵌合穴に対する圧接力を次第に増大して最終係合位置となる請求項1から3の何れかに記載の管体の連結構造。
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