JP2014059029A - 移動体用給水継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】給水ホースと移動体との分離を可能とすると共に、給水ホースが分離された際の給水の散乱を防止する。
【解決手段】給水口接続部10と、その内部に弁機構25を有すると共に、給水口接続部10を一体に収容する接続収容部20と、接続状態において接続収容部20及び給水口接続部10を一体に保持すると共に、軸方向に沿って移動可能に付勢された円環状のアウターリング30と、その着脱によりアウターリング30の軸方向に沿った移動/固定を可能とするくさび部材40とを備え、移動体用給水継手1が接続された状態で移動体が移動した場合には、当該移動体の移動に伴いくさび部材40が脱落して、給水口接続部10と接続収容部20とが分離されると共に、接続収容部20から給水口接続部10への給水が遮断される。
【選択図】図1
【解決手段】給水口接続部10と、その内部に弁機構25を有すると共に、給水口接続部10を一体に収容する接続収容部20と、接続状態において接続収容部20及び給水口接続部10を一体に保持すると共に、軸方向に沿って移動可能に付勢された円環状のアウターリング30と、その着脱によりアウターリング30の軸方向に沿った移動/固定を可能とするくさび部材40とを備え、移動体用給水継手1が接続された状態で移動体が移動した場合には、当該移動体の移動に伴いくさび部材40が脱落して、給水口接続部10と接続収容部20とが分離されると共に、接続収容部20から給水口接続部10への給水が遮断される。
【選択図】図1
Description
本発明は、貯水タンクと給水ホースとを接続する給水継手に係り、特に、鉄道車両等の移動体に設けられた貯水タンクに給水する際に用いる移動体用給水継手に関するものである。
一般に、鉄道車両等には、各車両に上下水を供給するための貯水タンクが車両ごとに設けられており、かかる貯水タンクには、車両が車庫に戻った際に給水されるようになっている。そして、このような給水作業を円滑に行うための給水装置等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ここで、特許文献1には、車両側に設けられた貯水タンク内の水の溢れをセンサーにより検知して、給水を自動停止させるように構成した給水装置が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示された先行技術では、貯水タンク内の水が溢れた際に給水を自動停止できるものの、貯水タンクごとに専用のセンサーや制御装置等を設ける必要があり、部品点数の増大に伴うコストアップや機器の大型化といった問題が生じていた。
また、多数の給水ホースの接続/取り外し作業が必要となり、かかる煩雑な接続/取り外し作業は作業効率の低下をもたらす要因となっていた。特に、給水作業と他の点検保守作業等とを併行して行う際には、多数の給水ホースの接続/取り外し作業を短時間で終了させる必要が生じ、作業終了確認の失念等により、万一、給水ホースを外し忘れた場合には、車両が発車(移動)した際に、当該給水ホースを引き千切って加圧水が周囲に散乱して水浸しになるといった問題や、かかる給水ホースが車両側に残った場合には、当該ホースが所定の車両限界(建築限界)を超えて、列車の運行に支障をきたす(例えば、緊急停止等に至る)といった虞が生じていた。
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、移動体の移動に伴い給水ホースと移動体との分離を可能とすると共に、給水ホースが分離された際の給水の散乱を防止することができる移動体用給水継手を簡易な構成で安価に提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る移動体用給水継手は、給水ホースの先端に設けられ、移動体への給水/遮断を可能とする移動体用給水継手であって、通常時において、前記移動体の給水口への着脱を可能とする断面略T字状の給水口接続部と、前記給水ホースに接続され、その内部に前記給水口接続部への給水/遮断を可能とする弁機構を有すると共に、前記給水口接続部を一体に収容する接続収容部と、前記接続収容部の外周に渡って配設され、接続状態において接続収容部及び給水口接続部を一体に保持すると共に、軸方向に沿って移動可能に付勢された円環状のアウターリングと、軸方向において前記アウターリングと前記給水口接続部との間に設けられ、その着脱により前記アウターリングの軸方向に沿った移動/固定を可能とするくさび部材とを備え、前記移動体用給水継手が接続された状態で前記移動体が移動した場合には、当該移動体の移動に伴い前記くさび部材が脱落して、前記給水口接続部と前記接続収容部とが分離されると共に、前記接続収容部から前記給水口接続部への給水が遮断されることを特徴とするものである。
このように構成した場合には、給水ホースが接続された状態で移動体が移動した場合でも、給水ホースと移動体との分離を可能とすると共に、給水ホースが分離された際の給水の散乱を防止することができる。
また、前記くさび部材は、前記移動体の移動に伴って脱落するように、前記給水ホース側に接続されていてもよい。
このように構成した場合には、脱落後のくさび部材の移動体への残留を未然に防止して、移動体の円滑な運行に寄与することができる。
さらに、前記アウターリングは、接続状態において、周方向に配置された複数の球状部材を介して、前記接続収容部及び給水口接続部を一体に接続保持すると共に、軸方向に移動した状態で、前記接続収容部と給水口接続部との接続保持を解除することができる。
このように構成した場合には、アウターリングの軸方向の移動動作に円滑に連動する球状部材により、接続収容部及び給水口接続部の一体保持/分離の円滑な切り替え動作が可能となる。
さらにまた、前記アウターリングの内側にはテーパガイド面が形成されており、前記接続収容部には前記球状部材を径方向に移動可能に保持する保持孔が形成されていると共に、前記給水口接続部には前記球状部材と係合する係合溝が周方向に渡って形成されており、接続状態において、前記球状部材は、前記テーパガイド面に接触するように前記保持孔を介して前記係合溝に収容配置されていてもよい。
このように構成した場合には、球状部材の移動を介して接続収容部と給水口接続部との確実な一体保持と円滑な分離とを可能とする保持機構を簡易な構成で実現することができる。
以上において、前記接続収容部は、前記給水口接続部と分離した際に発光表示する分離検知表示部を備えていてもよい。
このように構成した場合には、給水ホースの非常時の脱落及び脱落した給水ホース(給水継手)の存在箇所を容易に視認特定することができる。
また、前記移動体は、鉄道車両であってもよい。
このように構成した場合には、鉄道車両の給水口に好適な給水継手を提供することができる。
本発明によれば、通常時における簡易な接続/取外しを可能とするのみならず、接続状態において車両等の移動体が移動してしまうといった非常時においても、給水ホースと車両本体との円滑な分離と給水ホースからの給水の遮断とを簡易な構成で同時に実現することができる。
以下に、本発明に係る移動体用給水継手の一実施形態について、図面を参照して説明する。ここで、図1は、本実施の形態に係る移動体用給水継手の構成を示す模式的組立図であり、図2〜図7は、各部品の構成及びその相互関係を説明するための模式図である。
本実施の形態に係る移動体用給水継手1は、例えば、車両基地(車庫)等に設けられた給水ホースの先端に装着され、鉄道車両等の移動体に設けられた車両給水口と接続して、車両内に設けられた貯水タンク等へ加圧水の供給を可能とするものであり、以下、移動体の一例として鉄道車両を例にとって説明する。
図1(a),(b)に示すように、本実施の形態に係る移動体用給水継手1は、車両給水口100へのワンタッチ接続を可能とする断面略T字状の給水口アタッチメント(給水口接続部)10、その内部に給水口アタッチメント10を収容すると共に、その軸方向一端部に給水ホースとの接続を可能とする階段状(タケノコ状)のホース接続部21を有する中空の接続収容部20、給水口アタッチメント10の一部外周を覆うように設けられたアウターリング30、アウターリング30と給水口アタッチメント10との間に介装される馬蹄形状(U字状)のくさび部材40等から構成されている。なお、符号Seは、給水継手1内に適宜設けられるシール部材である。
上記給水口アタッチメント(給水口接続部)10は、図2に示すように、断面略T字状に形成された中空の略円筒状部材であり、その先端には、車両給水口100に接続される相対的に外径の大きな円板状の接続端部10Cが形成されていると共に、軸方向他端部が開口端10Eとなっている。さらに、開口端10E近傍の外周側面にも貫通孔(連通孔)10Hが形成されている。また、後述するスチールボールSBに対応する外周部には、当該スチールボールSBを受け入れる(収容配置する)凹状の係合溝12が周方向に渡って形成されている。なお、給水口アタッチメント10と車両給水口100との接続は、例えば、接続端部10Cを車両給水口100に差し込んで回転させることにより、簡易にロック/解除が可能となる公知のワンタッチ着脱機構が採用されている。
上記接続収容部20は、図3に示すように、不図示の給水ホースの先端にホース接続部21を介して装着される中空略円筒状の部材であり、その内部に、給水口アタッチメント10への給水/遮断を可能とするストップ弁(シール弁)25、スプリング台座23、ストップ弁25とスプリング台座23との間に介装されストップ弁25を接続方向(止水方向)に付勢するスプリング20S等を備え、上記給水口アタッチメント10を一体に収容して給水ホースからの給水を給水口アタッチメント10に供給可能とすると共に、その径方向外側には、後述するアウターリング30が配設されるようになっている。
具体的には、接続収容部20の軸方向略中央部には、スプリング台座23が内蔵されており、このスプリング台座23には、その先端に円板状のストップ弁25が取り付けられた軸方向(接続方向)に沿って伸縮するスプリング20Sが配設されている。ストップ弁25には、周方向に渡ってシール部材25Se(本例では、Oリング)が取り付けられていると共に、接続状態において給水口アタッチメント10の開口端10Eと係合する円板状の開口端係合部25Eが車両給水口100側に向けて突設されている。
さらに、ストップ弁25の移動方向前方(スプリング20Sにより付勢された止水方向)には、当該ストップ弁25と対向するように形成された凹状のストップ弁係合部25Rが形成されている(図1(a)参照)。
また、車両給水口100近傍の給水口アタッチメント10に対応する部位には、給水口アタッチメント10の外周面と対向するように軸方向に延在する円環状の周壁27が形成されている。この周壁27の内径は、対向する給水口アタッチメント10の外径と略同等に形成されており、周壁27には、係合溝12と対応する位置に、複数(例えば、8個)のスチールボールSBのそれぞれを径方向に移動可能に保持するボール保持孔27hが周方向に沿って均等角度間隔で貫通形成されている。かかるボール保持孔27hは、スチールボールSBを収容した状態で、スチールボールSBの一部が径方向内側に突出するように(給水口アタッチメント10の係合溝12と係合可能なように)、保持孔27hの内径が径方向内側に向かうに従って徐々に狭くなるように形成されている。すなわち、本実施の形態において、ボール保持孔27hは、給水口アタッチメント10と接続収容部20とが分離した状態でも、スチールボールSBが径方向内側に落下しないように(スチールボールSBが保持孔27hから径方向内側に脱落しないように)、その孔形状が設定されている。
さらに、接続収容部20の軸方向一端部(本例では、ホース接続部21側の端部)には、その外周の一部に凹部29が形成されており、かかる凹部29内には、接続収容部20の分離(脱落)を検知して表示する分離検知表示部DPが配設されている。この分離検知表示部DPは、例えば、太陽光蓄電池により動作するLEDによって構成することができ、アウターリング30の軸方向の移動と連動する不図示のマイクロスイッチにより動作するように構成されている。
上記アウターリング30は、図4に示すように、給水口アタッチメント10及びこれを収容する接続収容部20の外周に渡って(周壁27と対向して)配設される円環状の部材であり、その軸方向一端部(本例では、給水ホース側端部)には、軸方向で対向する接続収容部20との間にスプリング30Sが介装されており、かかるスプリング30Sにより接続方向(車両給水口100に向かう軸方向)に付勢されている。また、アウターリング30の先端部(車両給水口100側の端部)には、中空略円錐台状の凸部35が形成されており、この凸部35には、平坦面35hとテーパ面35tとが形成されている。
このように、くさび部材40と接触するアウターリング30の先端部にテーパ面35tを形成することにより、後述するように、車両の発車に伴いくさび部材40が斜めに引っ張られた場合でも、当該くさび部材40の円滑な分離脱落が可能となる。
さらに、アウターリング30の内周面には、その軸方向両端部に外周面31と平行な端部内周面33E,33Eと、かかる端部内周面33E,33Eの間に設けられ径方向外側に向かって傾斜する(給水ホース側に向かうに従って内径が拡大していく)テーパガイド面33Gとが形成されている。
そして、アウターリング30のテーパガイド面33Gと、給水口アタッチメント10の係合溝12との間には、接続収容部20のボール保持孔27h内に収容された複数(例えば、8個)の球状のスチールボールSBが配設されている。これにより、接続状態において、アウターリング30がスチールボールSBを径方向内側に押圧して、ボール保持孔27hを介して係合溝12と係合することにより、アウターリング30と、接続収容部20及び給水口アタッチメント10との径方向の一体接続を可能としている。すなわち、アウターリング30は、スチールボールSBを介して、接続収容部20及び給水口アタッチメント10を径方向に一体に接続保持している。
このように、球状部材SBを介して接続収容部20及び給水口アタッチメント10を一体保持するよう構成したことにより、アウターリング30が軸方向に移動した際に、かかる移動動作と円滑に連動して動作する球状部材SBにより、接続収容部20と給水口アタッチメント10との一体保持/分離の円滑な切り替え動作が可能となる。なお、接続時・分離時等の各構成要素の動作については後述する。
上記くさび部材40は、図5に示すように、馬蹄形状(U字状)に形成された板状部材であり、軸方向において、アウターリング30と給水口アタッチメント10の接続端部10Cとの間に着脱可能に介装され、その着脱によりアウターリング30の固定とアウターリング30の軸方向(接続方向)に沿った移動とを切り替え可能としている。
また、本実施の形態では、上記くさび部材40の開放端部40Eに、一対の対向する貫通孔(ネジ孔)41,41を設け、この貫通孔41,41に、先端を球状に形成した棒状の不図示のネジ部材を挿通し、かかるネジ部材により給水口アタッチメント10の外表面を挟み込んで押圧し、給水口アタッチメント10に対する締結力を調整可能なように構成している。なお、ネジ部材により給水口アタッチメント10の外表面を挟み込む位置は、給水口アタッチメント10の中心部を若干超えた位置(くさび部材40が給水口アタッチメント10の外表面の半周以上(中心角で180°以上)を覆うような中心部近傍の位置)にて挟み込むことが好ましい。これにより、振動等でくさび部材40が脱落してしまうことを未然に防止することができる。
さらに、本実施の形態では、くさび部材40の中央部40Cにも貫通孔43が形成されており、図6に模式的に示すように、貫通孔43にワイヤ等の接続部材WLを挿通し、このワイヤWLの他端を給水ホースHSと接続するように構成している。すなわち、くさび部材40は、給水ホースHS(給水継手1)と車両給水口100とが接続された状態で車両が移動した際に、給水ホースHS側に引っ張られて離脱(脱落)するように、曲線状(例えば、S字状)に引き回した給水ホースHS側にワイヤWLにより接続されている。なお、図6では、ワイヤWLをS字状の給水ホースHSの上側凸部HSuの頂部近傍に接続しているが、必ずしも給水ホースHSをS字状に引き回す必要はなく、また、給水ホースHSとの接続箇所も頂部である必要はない。具体的には、車両の移動に伴い給水ホースHSが引っ張られた際に、ワイヤWLに張力が付与されるように、給水ホースHSの曲線部の近傍(例えば、図6において、上側凸部HSuと下側凸部HSdの間の区間)に接続すれば差し支えない。また、図6では、車両給水口100が略下向きに突出する形態を例示しているが、車両給水口100の突出角度が異なる形態(例えば、給水口100が横向きに突出する形態等)では、車両給水口100の突出角度に応じて、車両が移動した際に、くさび部材40が給水継手1の径方向外側に引っ張られるように、くさび部材40とワイヤWLとの間にレバー等の方向転換用部材を適宜介装してもよい。
このようにくさび部材40を給水ホースHS側に接続することにより、脱落後のくさび部材40が車両側に付帯(残留)することがないので、車両限界を超えるような付帯物の残留を未然に排除することができる。
なお、本実施の形態では、くさび部材40を給水ホースHSに接続する態様を例示したが、脱落後のくさび部材40が車両側に付帯しなければ差し支えなく、例えば、車庫内において車両給水口100の近傍に設けた他の固定部材(例えば、棒状の固定スタッド等)に接続してもよい。
次に、上述のように構成した本実施の形態に係る移動体用給水継手1の接続/取り外し時等の動作について説明する。
まず、接続時には、予めくさび部材40をアウターリング30と給水口アタッチメント10との間に挿入しセットした(組み立てた)給水継手1を車両給水口100にワンタッチ接続(例えば、給水口アタッチメント10を車両給水口100に挿入した後、接続端部10Cを所定の方向に回転させてロック)することにより容易に装着することができる。なお、給水ホースHSからの加圧水は、接続収容部20、給水口アタッチメント10の連通孔10H等を介して、車両側の貯水タンク内へ供給(給水)されることとなる。
同様に、通常の取り外し時には、給水継手1(給水口アタッチメント10)を所定の方向に回転させて接続ロックを解除して引き抜くことにより、簡易な取り外しが可能となる。
一方、給水作業中に誤って車両移動が発生する等、給水継手1を接続した状態(給水ホースHSを接続した状態)で車両が発車する異常時には、車庫側に固定された給水ホースHSに接続されたくさび部材40が車両の移動に伴い給水ホースHSに引っ張られて引き抜かれる(脱落する)こととなる。これにより、スプリング30Sによって付勢されたアウターリング30が軸方向に沿って車両給水口100側に移動し、この際、スチールボールSBがアウターリング30のテーパガイド面33Gに案内されて保持孔27hの径方向外側に移動して係合溝12から抜け出すことにより、アウターリング30(接続収容部20)と給水口アタッチメント10とのスチールボールSBを介した係合(接続)が解除される。
同時に、上述のように車両の移動に伴ってくさび部材40が脱落した際には、ストップ弁25もスプリング20Sの付勢力及び水圧により、接続収容部20の弁係合部25Rに移動するので、給水口アタッチメント10を付勢力により押し出して、給水継手1の車両給水口100からの円滑な取り外し(給水口アタッチメント10と接続収容部20との円滑な分離)を促進することとなる。併せて、ストップ弁25が弁係合部25Rと係合することにより、給水ホースHSから接続収容部20を介した給水口アタッチメント10への給水の遮断が可能となる。すなわち、本実施の形態に係る移動体用給水継手1によれば、不測の車両発車(給水ホースが接続された状態での車両発車)等の異常事態においても、給水ホースHSの円滑な分離(切り離し)と給水ホースHSからの給水の遮断(止水)とを同時に実現することができる。
さらに、本実施の形態では、アウターリング30の軸方向の移動に伴って点灯する分離検知表示部DPが接続収容部20に設けられているので、給水ホースHSが接続された状態で分離脱落した給水継手1(接続収容部20)の脱落場所を容易に視認特定することができる。
なお、接続時(装着時)におけるアウターリング30と接続収容部20及び給水口アタッチメント10との確実な係合及びアウターリング30の軸方向移動と連動した給水口アタッチメント10と接続収容部20との円滑な分離を促進するという観点からは、図7に拡大して示すように、接続状態において、アウターリング30のテーパ開始点33G0がスチールボールSBの中心SB0よりも車両側であって、かつ、スチールボールSBの軸方向に沿った半径rよりも内側となるように配置形成することが好ましい。すなわち、接続状態において、スチールボールSBがテーパガイド面33Gに接触するように、スチールボールSB、テーパ開始点33G0、係合溝12との関係を設定することが好ましい。このように設定した場合には、接続時においては、スチールボールSBがアウターリング30により径方向内側(給水口アタッチメント10側)に押し込まれて、アウターリング30と、接続収容部20及び給水口アタッチメント10との確実な一体係合を可能とすると共に、くさび部材40が脱落した非常時においては、スチールボールSBがアウターリング30のテーパガイド面33Gに案内されて係合溝12から円滑に脱け出し、給水ホースHSが接続された給水継手1の車両本体からの円滑な取り外し(給水口アタッチメント10と接続収容部20との円滑な分離)が可能となる。
以上、本発明に係る移動体用給水継手によれば、通常時における簡易な接続/取外しを可能とするのみならず、接続状態にて車両等の移動体が移動してしまうといった非常時においても、給水ホースと車両本体との円滑な分離と給水ホースからの給水の遮断とを簡易な構成で同時に実現することができる。
なお、本発明の技術的範囲は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨に逸脱しない範囲において多様な変更もしくは改良を加え得るものである。例えば、本発明に係る移動体用給水継手は、流体を貯留する車両等の任意の移動体に適用することができる。また、脱落検知表示部に通信機能を付加して、給水ホースが脱落した旨を中央制御室等に送信するように構成してもよい。さらに、取り外し作業を省略可能として、短時間での給水作業が可能となるため、車庫内での給水のみならず途中駅での臨時給水等に適用することもできる。
1:給水継手、10:給水口アタッチメント、10C:接続端部、10E:開口端、10H:連通孔、12:係合溝、20:接続収容部、20S:スプリング:21:ホース接続部、23:スプリング台座、25:ストップ弁、25E:開口端係合部、25R:ストップ弁係合部、25Se:シール部材、27:周壁、27h:ボール保持孔、29:凹部、30:アウターリング、30:アウターリング、30S:スプリング、31:外周面、33E:端部内周面、33G:テーパガイド面、40:くさび部材、40C:中央部、40E:開放端部、41,43:貫通孔、100:車両給水口、DP:分離検知表示部、HS:給水ホース、HSt:頂部、SB:スチールボール、Se:シール部材、WL:ワイヤ
Claims (6)
- 給水ホースの先端に設けられ、移動体への給水/遮断を可能とする移動体用給水継手であって、
通常時において、前記移動体の給水口への着脱を可能とする断面略T字状の給水口接続部と、
前記給水ホースに接続され、その内部に前記給水口接続部への給水/遮断を可能とする弁機構を有すると共に、前記給水口接続部を一体に収容する接続収容部と、
前記接続収容部の外周に渡って配設され、接続状態において接続収容部及び給水口接続部を一体に保持すると共に、軸方向に沿って移動可能に付勢された円環状のアウターリングと、
軸方向において前記アウターリングと前記給水口接続部との間に設けられ、その着脱により前記アウターリングの軸方向に沿った移動/固定を可能とするくさび部材と
を備え、
前記移動体用給水継手が接続された状態で前記移動体が移動した場合には、当該移動体の移動に伴い前記くさび部材が脱落して、前記給水口接続部と前記接続収容部とが分離されると共に、前記接続収容部から前記給水口接続部への給水が遮断されることを特徴とする移動体用給水継手。 - 前記くさび部材は、前記移動体の移動に伴って脱落するように、前記給水ホース側に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の移動体用給水継手。
- 前記アウターリングは、接続状態において、周方向に配置された複数の球状部材を介して、前記接続収容部及び給水口接続部を一体に接続保持すると共に、軸方向に移動した状態で、前記接続収容部と給水口接続部との接続保持を解除することを特徴とする請求項1又は2に記載の移動体用給水継手。
- 前記アウターリングの内側にはテーパガイド面が形成されており、前記接続収容部には前記球状部材を径方向に移動可能に保持する保持孔が形成されていると共に、前記給水口接続部には前記球状部材と係合する係合溝が周方向に渡って形成されており、
接続状態において、前記球状部材は、前記テーパガイド面に接触するように前記保持孔を介して前記係合溝に収容配置されていることを特徴とする請求項3に記載の移動体用給水継手。 - 前記接続収容部は、前記給水口接続部と分離した際に発光表示する分離検知表示部を備えていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の移動体用給水継手。
- 前記移動体は、鉄道車両であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の移動体用給水継手。
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