JP2006112554A - クイックコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 不完全結合状態を確実に生じなくすることに加えて、さらに接続した後で、チューブを取り外す必要が生じた場合に、作業スペースなどの制約を受けずにリテーナをロック解除の待機位置まで操作性よく戻すことができるようにしたクイックコネクタを提供する。
【解決手段】 リテーナ１６に、ハウジング１２の外周部を両側から挟み込むように延びる一対の腕部３１ａ、３１ｂを設け、この腕部３１ａ、３１ｂの先端にハウジング軸方向に爪先が向いたロック爪３４ａ、３４ｂを形成する。そしてハウジング１２の外周部に、リテーナ１２が待機位置にあるとき、リテーナ１２を押し込む方向にのみ移動可能なようにロック爪３４ａ、３４ｂが係合する係合部３５ａ、３５ｂを設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の燃料配管などでチューブ同士を接続するクイックコネクタに関する。

自動車の燃料配管では、チューブを接続する管継手としてクイックコネクタが広く用いられている。このクイックコネクタを一方のチューブに取り付けておき、他方の接続すべき相手方のチューブをクイックコネクターのハウジングに挿入してから、リテーナを押し込むことで、ボルト等の締結要素を用いることなく、ワンタッチで簡単にチューブ同士を接続することができる。クイックコネクタの代表的な従来技術としては、特許文献１や特許文献２に記載されているものを挙げることができる。

この種のクイックコネクタでは、リテーナの方を先に押し込んでしまうことがしばしばある。その場合、チューブをハウジングに挿入しても、不完全結合の状態となる。クイックコネクタとチューブとが不完全結合状態になっているときは、外見上は完全に結合した状態と区別できない。

そこで、チューブとの不完全結合状態が外見上一目で区別できるように工夫したクイックコネクタには、例えば、特許文献３に記載されているものがある。このクイックコネクタでは、リテーナとは別に結合確認部材を利用し、相手方のチューブを完全結合位置まで挿入してリテーナと結合されないかぎり、結合確認部材をクイックコネクタから簡単には取り外せない構造になっている。
米国特許第５，５４２，７１６号公報 特開２００２−２０６６８３号公報 特開平１１−２３０４５６号

従来のクイックコネクタでは、不完全結合状態を完全結合状態から区別することはできても、不完全結合状態それ自体が生じるのを防止することができない。本出願人は、相手方のチューブを完全結合可能な位置を超えるまで挿入しないかぎり、リテーナの押し込みを不能にして不完全結合状態の発生を確実に防止できるむようにしたクイックコネクタを特願２００３−４１４９４７号において提案している。

この特願２００３−４１４９４７号で提案したリテーナは、不完全結合状態の発生を防止するという課題は解決したものの、リテーナをハウジングにロックするための一対のロック爪をロック状態から解除するためには、一対のロック爪を指ではさんでロック爪同士の間隔を狭める方向に移動させる必要がある。ハウジングのロック爪側に手を入れるスペースが確保されている場合は問題なくロック解除操作が行えるが、コネクタ自体がたとえば燃料タンクのすぐ上に設置されているため指で挟むためのスペースがない場合は困難な作業となる。このため、コネクタ周辺（特にリテーナを挿入する方向と反対側）にスペースがない場合でも容易にロックを解除し待機位置に戻せるリテーナが望まれていた。

また、特願２００３−４１４９４７号で提案したリテーナは、ハウジング内部に格納される構造となっており、次の点で不具合を生じる場合がある。すなわち、リテーナは相手側のチューブが挿入されるまでハウジングに取り付けられている待機位置と、相手側のチューブが挿入された後、ハウジングに押し込まれてチューブの抜け出しを防止するロック位置との二つの位置を取らなければならないが、ロックを解除しロック位置から待機位置にリテーナを押し戻すためには、ロック位置と待機位置との距離に相当する腕部の長さ分をハウジングから突き出させておかなければならない。そうしないとロック爪を指で挟んでリテーナを待機位置に押し戻そうとしても、リテーナ自体がハウジング内部に隠れてしまい、押し戻せなくなるからである。このため、ロック爪が設けられているリテーナの腕部がハウジングから飛び出す構造となり、コネクタ周辺の他の部品と干渉する可能性がある。

本発明の目的は、特願２００３−４１４９４７号のクイックコネクタをさらに改良し、不完全結合状態を確実に生じなくすることに加えて、さらに接続した後で、チューブを取り外す必要が生じた場合に、作業スペースなどの制約を受けずにリテーナをロック解除の待機位置まで操作性よく戻すことができるようにしたクイックコネクタを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、スプール部を有する相手方のチューブの端末が挿入されるハウジングと、前記ハウジングに開口する窓部から軸方向と直角に挿入され前記チューブのスプール部を拘束するリブを有するリテーナとを有し、前記リテーナを待機位置から、前記スプール部を前記リブで拘束する結合位置まで押し込むことにより、前記相手方のチューブと前記ハウジングとを結合するようにしたクイックコネクタにおいて、前記リテーナに、前記ハウジングの外周部を両側から挟み込むように延びる一対の腕部を設け、前記腕部の先端にハウジング軸方向に爪先が向いたロック爪を形成し、前記ハウジングの外周部に、前記リテーナが待機位置にあるとき、リテーナを押し込む方向にのみ移動可能なように前記ロック爪が係合する係合部を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、相手方のチューブを完全結合可能な位置越えるまで挿入しないぎり、結合確認部材は干渉部による干渉から絶対に離脱しないようになっているので、リテーナの押し込みは不能になり、リテーナとチューブに不完全結合状態が生じるのを確実に防止することができることに加えて、さらに接続した後で、チューブを取り外す必要が生じた場合に、作業スペースなどの制約を受けずにリテーナのロック解除の待機位置まで操作性よく戻すことができる

以下、本発明によるクイックコネクタの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態によるクイックコネクタを示す分解斜視図である。図１において、参照番号１０は、クイックコネクタを示す。１２はクイックコネクタ１０のハウジングで、１６がリテーナを示している。図２は、リテーナ１６がハウジング１２に仮組みされた状態にあるクイックコネクタ１０の側面を示し、図３は、図２におけるクイックコネクタ１０の正面図であり、図４は図２におけるクイックコネクタ１０にチューブ１４を挿入したときの縦断面図である。

クイックコネクタ１０のハウジング１２は、相手方のチューブ１４が挿入されるチューブ挿入口２０が開口している雌形の継手を構成するとともに、樹脂製のチューブ１７を圧入により取り付け可能な雄形の圧入取付部１８が一体となっているもので、図４に示すように、ハウジング１２の内部には段付きの通路２１が軸方向に貫通形成されている。
また、ハウジング１２の先端部には、リテーナ１６を軸方向と直角な方向から挿入するためのスリット状のリテーナ挿入口２２が周方向に延びるように形成されている。
ハウジング１２は、リテーナ挿入口２２を有する大径部２５ａを含み、さらに、この大径部２５ａに段差２６を介して第１円筒部２５ｂになり、第１円筒部２５には、これより小径の第２の円筒部２５ｃと圧入取付部１８が連続するようになっている。図４に示すように、第１円筒部２５ｂの内部には、Ｏリング２７と、このＯリング２７の飛び出しを防止するためのトップハットが２８が収装されている。

図１、図４において、相手方のチューブ１４は、この実施形態では、金属製または樹脂製のチューブであって、端末加工を施すことにより、末端から所定の距離だけ離れた位置に、外周部を周回するスプール部３０が形成されている。ハウジング１２のリテーナ挿入口２２から差込まれたリテーナ１６は、このスプール部３０と係合すると、相手方のチューブ１４を抜けないように拘束する。

リテーナ１６は、プラスチック製あるいは金属製のＵ字形の部材であり、この実施形態の場合、ハウジング軸方向の長さを大きく切りつめた薄型のリテーナとして構成されている。

図１、図３に示されるように、リテーナ１６の内側には、Ｕ字形に湾曲するリブ３２が一体形成されている。このＵ字形のリブ３２の湾曲面の曲率は、相手方のチューブ１４の外周面の曲率とほぼ等しくなっており、したがって、リブ３２は、ハウジング１２内に挿入された相手方のチューブ１４に嵌合するようになっている。

リテーナ１６には、第１円筒部２５ｂの外周部を両側から挟み込むようにＵ字形に延びる腕部３１ａ、３１ｂが一体に形成されており、この腕部３１ａ、３１ｂの先端部にはそれぞれロック爪３４ａ、３４ｂが形成されている。このリテーナ１６では、このロック爪３４ａ、３４ｂの爪先は、ハウジング軸方向を向くようになっている。なお、腕部３１ａ、３１ｂは、大径部２５ａと第１円筒部２５ｂに設けられている段差２６に接しており、リテーナ１６が移動するときの腕部３１ａ、３１ｂの案内に利用できるようになっている。
ハウジング１２の第１円筒部２５ｂの外周部には、ロック爪３４ａ、３４ｂが係合する係合部が次のように形成されている。第１係合部３５ａ、３５ｂは、リテーナ１６を待機状態に保つ位置に設けられ、第２係合部３６ａ、３６ｂはリテーナ１６を結合状態に保つ位置に設けられている。

図７に示すように、ハウジング１２にリテーナ１６を結合位置に装着した状態において、ハウジング１２の中心軸を通る平面のうち、垂直面に関してリテーナ１６は左右対称になっている。第１係合部３５ａ、３５ｂ並びに第２係合部３６ａ、３６ｂは、ともに垂直面に関して左右対称の位置に設けられている。上下関係をリテーナ１６のある方を上と定義すると、第２係合部３６ａ、３６ｂは、ハウジング１２の中心軸を通る水平面より下側に位置している。好ましくは、第２係合部３６ａ、３６ｂの上端が水平面にかかるくらいの位置がよい。そして、第２係合部３６ａ、３６ｂの上側にロック爪３４ａ、３４ｂ略一個分の間隔をおいて第１係合部３５ａ、３５ｂが配置している。

第１係合部３５ａ、３５ｂは、下がり勾配の曲面からなる上側面３７と、平坦な係合面３８を有している。これに対して、ロック爪３４ａ、３４ｂは、腕部３１ａ、３１ｂの先端で圧入取付部１８の方に屈曲した鉤形の爪になっていて、爪の上側は平坦な引掛り面３９が形成されている。リテーナ１６が待機位置にあるときには、ロック爪３４ａ、３４ｂの引掛り面３９には、第１係合部３５ａ、３５ｂの係合面３８が平行に向き合っている。この係合面３８は、リテーナ１６を引き抜く方向と垂直をなすようになっている。

したがって、ロック爪３４ａ、３４ｂが第１係合部３５ａ、３５ｂに係合している状態でリテーナ１６を離脱方向に引っ張っても引き抜くことはできず、リテーナ１６のロック爪３４ａ、３４ｂが第１係合部３５ａ、３５ｂに係合した状態では、リテーナ１６は押し込む方向にのみ移動可能である。

次に、第２係合部３６ａ、３６ｂは、略三角断面の突起物で、上下両面が傾斜面になっている。このうち、下側の傾斜面が、ロック爪３４ａ、３４ｂが係合する係合面４１になっている。第１係合部３５ａ、３５ｂとは異なり、第２係合部３６ａ、３６ｂの係合面４１に適当な傾斜をもたせることにより、リテーナ１６に待機位置に復帰させる方向に力が加わると、ロック爪３４ａ、３４ｂの離脱が可能になると同時に、ある程度の力をかけなければ離脱はできず、外れ難さと外れ易さの調和をとる構造となっている。

さらに、本実施形態のリテーナ１６では、腕部３１ａ、３１ｂの弾性力を利用して、リテーナ１６のロック爪３４ａ、３４ｂが第２係合部３６ａ、３６ｂから離脱すると、リテーナ１６を待機位置まで戻す復帰力を発生する構造をもっている。図７に示すように、力の加わっていない状態ではリテーナ１６のロック爪３４ａ、３４ｂの間隔Ａよりも、第２係合部３６ａ、３６ｂを外周部にもつ第１円筒部２５ｂの外径Ｂの方が大きい寸法に設定されており、リテーナ１６を離脱方向に引っ張りそのロック爪３４ａ、３４ｂが第２係合部３６ａ、３６ｂを乗り越えた後の撓んだ状態から元に復元するときに生じる弾性力を復帰力に利用している。

本実施形態のリテーナ１６では、リテーナ１６と相手方のチューブ１４とが完全に結合し得る位置関係にあることを確認するための結合確認部材４０ａ、４０ｂが一体化された構造になっている。

この結合確認部材４０ａ、４０ｂは、細長い棒状の形状を有し、リブ３２に隣接して設けられ、その先端部には検知爪４２ａ、４２ｂが形成されている。この検知爪４２ａ、４２ｂは、ハウジング１２の半径方向内側に各々の爪先が向き合うようになっている。

一方、ハウジング１２の方には、結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂに干渉する干渉部４４が設けられている。図１並びに図３に示されるように、この干渉部４４は、第１円筒部２５ｂの通路口の開口縁に沿って三日月状に延び、その両端部はそれぞれ結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂに当接する干渉エッジ４５ａ、４５ｂになっている。

結合確認部材４０ａ、４０ｂに力が何も作用していない状態での検知爪４２ａ、
４２ｂの間隔Ｃは、相手方のチューブ１４のスプール部３０の直径Ｄよりも短く設定されており、チューブ１４を挿入するとスプール部３０は、必ず結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂに当たるようになっている。そして、干渉部４４の干渉エッジ４５ａ、４５ｂの間隔は、結合確認部材４０ａ、４０ｂに力が作用していない状態で検知爪４２ａ、４２ｂの直下に干渉エッジ４５ａ、４５ｂが位置するように設定されている。この状態でリテーナ１６を押し込もうとしても一定以上の限界基準以上の力が加わないかぎり、押し込むことができない。

本実施形態によるクイックコネクタは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用について説明する。
まず、リテーナ１６のハウジング１２に対する仮組みについて説明する。

図１において、リテーナ１６をハウジング１２に開口しているリテーナ挿入口２２から軽く差し込むと、リテーナ１６の腕部３１ａ、３１ｂの先端のロック爪３４ａ、３４ｂが、図２に示されるように、第１係合部３５ａ、３５ｂと第２係合部３６ａ、３６ｂの間に係止する。このときのリテーナ１６の位置が待機位置である。

本実施形態のクイックコネクタ１０は、リテーナ１６がハウジング１２に待機位置で仮組みされ、クイックコネクタ１０の圧入接続部１８に樹脂製のチューブ１７を圧入した形態の製品として出荷され、需要者に提供される。需要者が例えば、自動車の組立工場で、エンジンに燃料を供給する燃料配管の接続工程にクイックコネクタ１０を用いる場合、接続相手の金属製のチューブ１４をハウジング１２に挿入して、リテーナ１６を押し込むだけでよい。

図４（ａ）に示されるように、接続相手のチューブ１４の端末をチューブ挿入口２０から挿入すると、チューブ１４のスプール部３０は結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂに当接する。図４（ａ）に示した位置にスプール部３０があるときは、チューブ１４の挿入は不十分で、たとえリテーナ１６を押し込もうとしても、結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂに干渉部４４の干渉エッジ４５ａ、４５ｂが当たって干渉するので、リテーナ１６を押し込むことはできない。

また、図４（ｂ）に示す位置まで挿入した場合では、チューブ１４のスプール部３０の端は、リテーナ１６の拘束面であるリブ３２の端面３２ａとほぼ同じ位置にある。この位置では、本来であればスプール部３０は、リテーナ１６によって結合され得るロックポイント上にあることになる。

しかしながら、この位置では、結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂは、スプール部３０により完全に押し拡げられておらず、検知爪４２ａ、４２ｂは干渉エッジ４５ａ、４５ｂに当たっており、リテーナ１６の押し込みは阻止される。しかも、リテーナ１６に押し込む力を加えても、多少の力をかけたくらいでは押し込めないので、チューブ１４を結合位置まで十分に挿入されていないことを直感的に確認できる。

そこで、チューブ１４をさらに挿入すると、スプール部３０が結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂを押し拡げ、押し込む手には感触として抵抗感が伝わる。そして、図５に示すように、スプール部３０がトップハット２８に当たるまで押し込まれると、スプール部３０は結合確認部材４０ａ、４０ｂと同一平面上に並ぶ。このときの結合確認部材４０ａ、４０ｂの検知爪４２ａ、４２ｂと干渉エッジ４５ａ、４５ｂの位置関係は図６に示すようになっており、検知爪４２ａ、４２ｂは、干渉エッジ４５ａ、４５ｂから外れて干渉しない位置にあり、これにより、リテーナ１６は、はじめて押し込むことが可能な状態となる。

そうしてリテーナ１６を押し込むと、腕部３１ａ、３１ｂは開きながらその先端のロック爪３４ａ、３４ｂが第２係合部３６ａ、３６ｂを乗り越え、係合面４１に係合するに至る。

相手方のチューブ１４に抜く方向の力が作用すると、スプール部３０は、リテーナ１６のリブ３２に拘束されるので、チューブ１４の軸方向の移動は阻止される。このようにして、相手方のチューブ１４とクイックコネクタ１０は、リテーナ１６によって強固に結合され、その結合状態はロックされている。このとき、ハウジング１２とチューブ１４との間では、Ｏリング２７によるシールが効いた状態にあることはもちろんである。また、リテーナ１６は、通常の使用条件では、ロック爪３４ａ、３４ｂが第２係合部３６ａ、３６ｂから離脱しないだけの強度を有している。

以上のようにして相手方のチューブ１４を不完全結合状態が生じることなく簡単に接続できるとともに、チューブ１４を外す必要がある場合に、次のようにしてリテーナ１６のロックを解除してチューブ１４を外すこともできる。

図７において、リテーナ１６には、凹部５０が形成されており、この凹部５０にドライバーのような工具を差し込み、リテーナ１６を押し上げる方向に力を加える。そうすると、ロック爪３４ａ、３４ｂが係合している第２係合部３６ａ、３６ｂの係合面４１は傾斜をもっているので、ドライバーである程度の力を加えると、ロック爪３４ａ、３４ｂを破損させることなく離脱させることができる。

このようにリテーナ１６を簡単に外せる点は、例えば、燃料タンクのすぐ上にハウジング１２が位置するような場合、ロック爪がハウジングの内側に係合してロックする構造の従来のリテーナでは、指で挟んでロック爪を外す作業スペースがないと簡単にはリテーナを取り外せないことから較べると、有利な点である。

また、ロック爪３４ａ、３４ｂが第２係合部３６ａ、３６ｂを乗り越えると、腕部３１ａ、３１ｂが復元しようとして、リテーナ１６を押し上げて待機位置に復帰させる弾性力が働き、後は自動的に待機位置に戻るようになっている。

さらに、リテーナのロック爪３４ａ、３４ｂが係合する係合部をハウジングの外周に設ける構造とすることにより、ロック爪がハウジングの内側でその側壁に係合する構造の従来のリテーナに較べて、ロック爪をハウジング内に収容するスペースがいらない分、ハウジングの外径を小さくしコンパクトな構造とすることができる。また、ロック爪３４ａ、３４ｂの爪先をハウジング軸方向に向けるようにもできるので、従来のロック爪が半径方向外側に突き出していたものと較べると、周りの機器に干渉したり、ロック爪が当たって先が破損するようなこともなくなる利点がある。

本発明の一実施形態によるクイックコネクタの分解斜視図。 本発明の一実施形態によるクイックコネクタの側面図。 同クイックコネクタの正面図。 本発明の一実施形態によるクイックコネクタの縦断面図で、図４（ａ）は相手方チューブのスプール部が結合確認部材に当接した位置を示し、図４（ｂ）は相手方チューブのスプール部がまだリテーナとのロックポイントを超えていない位置を示す。 相手方チューブがリテーナを押し込み可能な位置まで挿入された状態クイックコネクタを示す縦断面図。 図５の位置にスプール部があるときに結合確認部材の押し拡げられた状態を示すクイックコネクタの横断面図。 リテーナがロックしたときのクイックコネクタの背面図。 図７におけるクイックコネクタの側面図。

符号の説明

１０ クイックコネクタ
１２ ハウジング
１４ 相手方のチューブ
１６ リテーナ１６
２２ リテーナ挿入口
２８ トップハット
３０ スプール部
３２ リブ
３１ａ、３１ｂ ロック爪
３４ａ、３４ｂ ロック爪
３５ａ、３５ｂ 第１係合部
３６ａ、３６ｂ 第２係合部

Claims (7)

1. スプール部を有する相手方のチューブの端末が挿入されるハウジングと、前記ハウジングに開口する窓部から軸方向と直角に挿入され前記チューブのスプール部を拘束するリブを有するリテーナとを有し、前記リテーナを待機位置から、前記スプール部を前記リブで拘束する結合位置まで押し込むことにより、前記相手方のチューブと前記ハウジングとを結合するようにしたクイックコネクタにおいて、
   前記リテーナに、前記ハウジングの外周部を両側から挟み込むように延びる一対の腕部を設け、前記腕部の先端にハウジング軸方向に爪先が向いたロック爪を形成し、前記ハウジングの外周部に、前記リテーナが待機位置にあるとき、リテーナを押し込む方向にのみ移動可能なように前記ロック爪が係合する係合部を設けたことを特徴とするクイックコネクタ。
2. 前記ハウジングの外周部には、前記係合部を第１の係合部として、さらに、前記リテーナが結合位置にあるときに前記ロック爪が係合する第２の係合部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクタ。
3. 前記ロック爪は腕部の先端で屈曲し平坦な引掛り面を有する鉤形の爪からなり、前記第１係合部は、リテーナが待機位置にあるとき前記ロック爪の引掛り面と向き合う係合面を有することを特徴とする請求項１または２に記載のクイックコネクタ。
4. 前記第２係合部は、待機位置に復帰させる方向に所定の大きさの荷重が前記リテーナに加わったときに、ロック爪の離脱を可能にする傾斜した係合面を有することを特徴とする請求項２に記載のクイックコネクタ。
5. 前記リテーナのロック爪が前記第２係合部から離脱すると、前記リテーナを待機位置に戻す復帰力を発生する自動復帰機構を有することを特徴とする請求項４に記載のクイックコネクタ。
6. 前記自動復帰機構は、前記リテーナのロック爪の間隔よりも、第２係合部のあるハウジング外周部の外径が大きい関係に設定し、前記ロック爪が前記第２係合部を乗り越えて撓んだ状態から元に復元するときの弾性力を復帰力に利用したことを特徴とする請求項５に記載のクイックコネクタ。
7. 前記リテーナには、チューブを前記ハウジングに挿入し前記スプール部が前記リテーナと結合可能な位置を越えたときに、前記スプール部により押し広げられて当該リテーナを押し込み可能とする結合確認部材を一体に設け、前記ハウジングには、前記チューブが不完全に挿入されている状態では、前記結合確認部材に干渉して当該リテーナの押し込む方向への移動を阻止する干渉部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクタ。

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