JP2017115949A - 管状体のロック機構 - Google Patents

Abstract

【課題】管状体のロック機構として、簡易性を維持してロック部材の係合及び係合解除操作をワンタッチで行えるようにすることにある。
【解決手段】管状体２をハウジング１に対し、前記ハウジング１に設けられたロック部材３を管状体２の係合部２６に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、ロック部材３はハウジング１に回動可能に軸支されると共に、ハウジング１との間に設けられた付勢部材４を有しており、付勢手段４はロック部材３の回動角度に応じ付勢方向を切り換えて、ロック部材３を管状体２に係合するロック方向及び係合解除する解除方向に付勢する構成である。
【選択図】図５

Description

本発明は、管状体をハウジングにワンタッチ操作により着脱する場合に好適な管状体のロック機構に関する。

図８（ａ），（ｂ）は特許文献１に開示のロック機構を示している。このロック機構は、管状体（アダプター）１をハウジング（カプラー）２に対しハウジング２に設けられたロック部材（締結カムレバー）５を操作して管状体１に係合及び係合解除して着脱する構成である。ここで、管状体１は、外周に設けられてロック部材５のカム部６が係脱される周回溝状の係合部８を有している。ハウジング２は、管状体１の先端部分を受け入れる受入筒部の外周に設けられてロック部材５を間に配置する対の突出部３、及びカム部６を出没する開口７を有している。ロック部材５は、ハウジング２に対しカム部側を突出部３同士の間に配置した状態で支軸４により回動可能に枢支されている。また、ロック部材５に設けられた第１と第２の係合凹部１３，１４と、ハウジング２に設けられて係合凹部１３，１４と係合する方向に付勢されて各係合凹部１３，１４に係脱可能なロックピン１７とを有している。

以上のロック機構では、ロック部材５が管状体１側に回動されるとカム部６を開口７から外側に没入してアンロック状態となり、反対側に回動されるとカム部６が開口７から係合部８と係合しロック状態となる。つまり、ロックピン１７がロック部材５のアンロック状態で第１の係合凹部１３と係合し、ロック状態で第２の係合凹部１４と係合することにより、ロック部材５がロック状態からアンロック状態に不用意に回動されないようにしている。

特許第４７７３１５４号公報

以上のようなロック機構は、用途例として、配管同士やパイプ同士を管状体及びハウジングの着脱により接続・分離したり、管状体にハウジングを着脱して管状体の一端を開閉するようなときにも用いられる。また、灌水資材であるパイプ同士やホース同士を頻繁に着脱したり、管状体にハウジングを頻繁に着脱するケースもある。従って、ロック機構としては、係合及び係合解除操作が共にワンタッチで行えること、配管外径が大きく重くなっても容易に着脱操作できることが好ましい。

ところが、このロック機構では、例えば、管状体１をハウジング２から外す場合、まず、ロック部材５が図８（ｂ）のロック状態においてロックピン１７をリング状指押え部１９を利用して付勢力に抗して後退させ、その状態を保って同（ａ）のごとく回動操作してアンロック状態に切り換えなくてはならず、操作性に欠けている。この点は、特に、配管やパイプの外径が大きかったり重くなると、着脱操作に時間が掛かり苦労する。また、作業が足場の悪い屋外や狭い作業空間などで行われる場合はなおさらである。

本発明の目的は、以上のような課題を多少なりとも解消して、簡易性を維持してロック部材の係合及び係合解除操作をワンタッチで行えるようにした管状体のロック機構を提供することにある。他の目的は以下の内容説明の中で明らかにする。

上記目的を達成するため本発明は、形態例を参照して特定すると、管状体２をハウジング１に対し、前記ハウジング１に設けられたロック部材３を前記管状体２の係合部２６に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、前記ロック部材３は前記ハウジング１に回動可能に軸支されると共に、前記ハウジング１との間に設けられた付勢部材４を有しており、前記付勢手段４は前記ロック部材３の回動角度に応じ付勢方向を切り換えて、前記ロック部材３を前記管状体２に係合するロック方向及び係合解除する解除方向に付勢することを特徴としている。

以上の本発明は、請求項２〜５で特定したように具体化されることがより好ましい。
(ア)、前記付勢部材はトーションバネであり、前記トーションバネの一端側を前記ハウジング側に係合し、他端側を前記ロック部材側に係合している構成である（請求項２）。
(イ)、請求項２において、前記トーションバネは、一端が略コ字状に形成されて前記ハウジングに設けられた溝部に係合し、他端が前記ロック部材に形成された穴部に係合している構成である（請求項３）。

(ウ)、前記ロック部材は、前記管状体に係合した状態で前記ハウジングに当接する第１当接部と、前記管状体に係合解除した状態で前記ハウジングに当接する第２当接部とを有している構成である（請求項４）。
(エ)、前記ロック部材は、前記係合解除する解除方向に付勢されている状態において、前記ハウジング内に突出して前記管状体の挿入を阻止する阻止部を有している構成である（請求項５）。

請求項１発明では、ロック部材とハウジングの間に設けられて、ロック部材の回動角度に応じ付勢方向を切り換えてロック部材を管状体に係合するロック方向及び係合解除する解除方向に付勢する付勢手段を有している。従って、このロック機構では、ハウジングに対し管状体を接離したりハウジング及び管状体を互いに接離して着脱する場合、ロック部材を管状体に係合を解除した状態から係合状態に切り換えると該係合状態が付勢部材の付勢力により維持され、ロック部材を再び係合解除状態に切り換えると該係合解除状態が付勢部材の付勢力により維持される。これにより、着脱操作では、ロック部材をワンタッチで係合又は係合解除状態に切り換えた後、両手を使って管状体をハウジングに装着したり離脱操作でき、使い勝手を向上できる。

請求項２の発明では、付勢部材がトーションバネであるため簡易であり、ロック部材の係合及び係合解除操作において節度感が得られるためより良好な操作性を実現できる。

請求項３の発明では、トーションバネがコ字状の一端をハウジング側の溝部に係合し、他端をロック部材側の穴部に係合しているため、組付け性に優れると共に不用意な外れの虞を解消できる。

請求項４の発明では、形態例のごとくロック部材を管状体に係合した状態と、係合解除した状態でハウジングの異なる箇所に当接する第１と第２の当接部を有しているため、例えば、各当接部の形状等を変更してロック部材の回動範囲を任意の角度に設定でき、それにより設計自由度を拡大できる。

請求項５の発明では、ロック部材が係合解除する解除方向に付勢されている状態において、ハウジング内に突出して管状体の挿入を阻止する阻止部を有しているため、係合解除状態では管状体が阻止部に当たってハウジングに挿入できない。要は、管状体がハウジングに挿入する際はロック部材を係合状態に切り換えておく。この利点は、管状体がロック部材の係合解除状態でハウジング内に挿入できると、ロック部材を係合状態に切り換える操作を忘れるという不具合を未然に防止可能にする。

形態例に係る管状体のロック機構の適用例を示し、（ａ）はハウジング及び管状体の使用態様での上面図、（ｂ）はその正面図、（ｃ）は右端面図である。 上記図１（ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図２のロック部材の係合状態から係合解除した態様で示す断面図である。 （ａ）は管状体をハウジングに連結する際の操作を説明するための断面図、（ｂ）は管状体をハウジングに連結した直前の状態を説明するための断面図である。 （ａ）は発明要部をロック部材の係合解除状態で示す一部破断した構成図、（ｂ）はロック部材の係合状態で示す一部破断した構成図である。 上記形態の変形例をロック部材の係合解除状態で示すハウジング側の断面図である。 上記変形例のロック部材の係合状態で示すハウジング側の断面図である。 特許文献１のロック機構を示し、（ａ）は非ロック状態での断面図、（ｂ）はロック状態での断面図である。

以下、本発明の形態例について添付図面を参照しながら説明する。この説明では、形態例のロック機構及びその作動特徴を述べた後、図６及び図７の変形例の変更点について言及する。

（構造）形態例のロック機構は、管状体２をハウジング１に対しハウジングに設けられたロック部材であるレバー３を管状体２の周回溝２６に係合及び係合解除して着脱するタイプである。用途は、特にパイプ同士、配管同士、ホース同士などを管状体及びハウジングの着脱により接続・分離したり、又、灌水資材であるパイプ同士、配管同士、ホース同士を着脱したり、管状体にハウジングを頻繁に着脱する仕様に好適である。

ロック機構としては、ハウジング１に設けられて管状体２の対応管部分２０を筒内に受け入れる受入筒部１０と、受入筒部１０の外面側に回動可能に設けられて管状体２の周回溝２６に係合及び係合解除するレバー３と、レバー３とハウジング１の間に設けられた付勢部材であるトーションバネ４とを有している。なお、ハウジング１と管状体２及びレバー３の材質は共に樹脂成形品であるが、樹脂以外でも差し支えない。

ここで、ハウジング１は、図１及び図４と図５に示されるごとく、一端側に設けられて管状体２に接続される受入筒部１０と、他端側に設けられてパイプやホース等の管部材８に連結される接続部１１とからなる。筒内は、受入筒部１０の内径１４が接続部１１の内径１３に比べて径大となっている。これに対し、管状体２は、一端側に設けられて受入筒部１０に挿入されると共に係合部である周回溝２６を管外周に形成している差込用の対応管部分２０と、他端側に設けられてパイプやホース等の管部材７に連結される接続部２２と、対応管部分２０と接続部２２の間に設けられた拡径した鍔状フランジ部２１とからなり、内径が前端２４から後端２５まで均一となっている。

なお、接続部１１，２２には、管部材８，７に挿入されたときに抜け難くする複数の周回爪１７や２７が設けられている。管部材７の対応端部は、接続部２２の外周を内径側に押し入れた後、必要に応じて締めバンド９により締め付けられた状態で装着される。管部材８の対応端部も、接続部２１の外周を内径側に押し入れた後、必要に応じて締めバンド９により締め付けられた状態で装着される。

また、受入筒部１０は、接続部１１より一回り径大となっており、内周に設けられた内周溝１５と、外周にあって周囲等分する２箇所に設けられた略矩形の枠部１６と、外周のうち枠部１６同士の間に設けられた複数の補強兼載置用リブ１８，１８とを有している。内周溝１５にはリング形状のシール部材６が装着される。シール部材６は、受入筒部１０の内径と対応管部分２０との間を水密に保つ。

一方、枠部１６は、底面の一部を欠如して筒内に通じる開口１６ａと、軸方向にあって奥側に設けられた回動規制用の一段高い受面１６ｂ及び反対側の角部に設けられた回動規制用の受面１６ｃと、軸方向と交差する方向つまり左右の側面に同軸線上に設けられた軸孔１６ｄ（図１（ｂ）を参照）と、軸方向の前面内側に設けられた溝部１６ｅと、左右の内側面に設けられた規制部１６ｆとを有している。溝部１６ｅは軸方向と交差する方向のばね係合用の縦溝である。規制部１６ｆは、トーションばね４の対応する部分に対向した縦リブである。

以上の枠部１６には、レバー３が支軸５を介して揺動可能に支持され、また、トーションバネ４がレバー３を管状体２に係合するロック方向及び係合解除する解除方向に付勢するよう組み込まれる。

すなわち、レバー３は、上板部３０及び上板部３０の下面に突出したブロック部３１とからなり、全体が枠部１６内に揺動可能に収まる大きさとなっている。上板部３０には、上面後側に突出された滑り止め用凸３０ａと、上面前側に位置して受面１６ｂに当接する第１当接部３０ｂと、上面後側に設けられて受面１６ｃに当接可能な第２当接部３０ｃとが設けられている。ブロック部３１には、図５（ａ）のごとく下面に逆凹状に切り欠いた複数の溝３２と、周回溝２６に係脱する係合部３４と、左右を貫通している軸孔３６と、軸部３６の近くに設けられたばね用の係止穴３７とが設けられている。

トーションばね４は、図５に示されるごとくレバー３の両側を内側に挟み込み可能な大きさの概略コ形状であり、コ形の中間部である一端部４ａと、コ形の両端である他端部４ｂと、一端部４ａの両端と各他端部４ｂとの間の線部分に設けられたコイル形の巻線部４ｃとからなる。そして、このトーションばね４は、レバー３に対して、コ形の内側にブロック部３１を配置した状態で両側の他端部４ｂが対応する係止穴３７に係合されることにより組付けられる。

次に、レバー３は、トーションばね４と共に枠部１６に組付けられる。この作業では、例えば、レバー３を枠部１６内に位置決め配置した状態で、支軸５が枠部の一方軸孔１６ｄ、軸孔３６、枠部の他方軸孔１６ｄに挿通されて抜け止めされることにより枠部１６に対し支軸５を支点として前後に揺動可能に組み込まれる。その後、トーションばね４は、一端部４ａが枠部内の溝部１６ｅに係合されると共に、一端部４ａの両端と巻線部４ｃとの間の線部分が規制部１６ｆに対向するよう配置される。なお、この規制部１６は、トーションばね４のうち、一端部４ａの両端と巻線部４ｃとの間の線部分が左右方向に動かないよう規制したり遊びを吸収するものであるが、機能上は省略可能である。

これにより、レバー３は、トーションばね４の係合方向の付勢力により図２の拡大図のごとく第１当接部３０ｂが受面１６ｂに当たるまで回動付勢されて、略水平となる係合状態となる。また、レバー３は、その係合状態から滑り止め用凸部３０ａないしは凸部３０ａ付近がトーションばね４の付勢力に抗して下向きに押されて回動されると、回動途中からトーションばね４が付勢方向を反転する。レバー３は、そのトーションばね４の反転により係合解除方向へ回動付勢されて、図３の拡大図のごとく第２当接部３０ｃが受面１６ｃに当たった係合解除状態に切り換えられる。

（作動）以上のロック機構は、作動特徴として特に次のような点で優れている。
（ア）このロック機構では、ハウジング１に対し管状体２を連結したり、ハウジング１及び管状体２を互いに近づけて連結する場合、図４（ｂ）に示されるごとくレバー３を係合状態にしてから、受入筒部１０内に対応管部分２０を挿入操作すると、挿入途中で対応管部分２０の前端２４が係合部３４に当接するが、更に押し込む。すると、対応管部分２０は、レバー３がトーションばね４の付勢力に抗して係合解除方向へ回動されるので、端面２４が係合部３４に邪魔されることなく更に受入筒部１０の奥へ移動される。レバー３は、周回溝２６が係合部３４と対向すると、トーションばね４の付勢力により係合方向へ回動され、同（ｂ）のごとく係合部３４が周回溝２６内に突出した係合状態に切り換えられる。この係合状態では、図２の拡大図のごとく第１当接部３０ｂが受面１６ｂに当接して回動を規制された状態で、レバー３が枠部１６内において略水平状態となる。

なお、ハウジング１に対し管状体２を連結する操作は、以上の操作以外に、例えば、図４（ａ）のごとくレバー３を係合解除状態にしてから、受入筒部１０に対応管部分２０を挿入操作した後、最後にレバー３を同（ｂ）のごとく係合状態に切り換えることも可能である。

そして、以上のロック機構は、レバー３がトーションばね４により係合方向と係合解除方向の２方向へ付勢されるため、例えば、レバー３の係合解除状態で両手を使って管部分２０を受入筒部１０に挿入でき、かつ、管部材２０の挿入後にレバー３の押し込み操作つまりワンタッチ操作にて確実に連結可能となるため連結操作性に優れ、加えて、レバー３が外側に配置されて目視可能なことから締結確認性にも優れている。勿論、このロック機構では、特許文献１に比べ外観がコンパクトとなり、重量が樹脂製のため軽く持ち運び易くなる。

（イ）以上のロック機構では、連結状態において、ハウジング１及び管状体２は、係合部３４が周回溝２６に係合しているため、共に相対的に回動可能となっており、接続部１１，２２に連結される管部材７，８から受ける捻り方向の応力を受け難く、また、管部材７，８のねじれ補正が行われるので着脱操作性も良好となる。

（ウ）また、ハウジング１及び管状体２は、図４のごとく管部分２０の端面が受入筒部１０の内径１４と接続部１１の内径１３の間の段差端面に当接した状態となっているが、管部材７，８に液体を流すと、図２のごとく両部材がその液圧により少しだけ、つまり係合部３４が周回溝２６の対応端面に当たるまで離れる方向へ動かされる。この液圧による加圧時つまり耐圧時には、図１、図２のごとく係合部３４が周回溝２６の対応端面に圧接してレバー３を押せない状態（係合解除不能状態）となるため、安全性に優れている。しかも、この係合解除不能状態では、ハウジング１及び管状体２が相手側に対して回転されないため管部材８，７の捻れも生じない。

（エ）ハウジング１と管状体２を再び分離する場合は、各レバー３が係合状態から滑り止め用凸部３０ａ又は凸部３０ａ付近をトーションばね４の付勢力に抗して下向きに押すと、途中からトーショントー４が付勢方向を反転してレバー３を係合解除方向へ回動付勢する。その結果、レバー３は、図３の拡大図のごとく第２当接部３０ｃを受面１６ｃに当接するまで回動されて傾斜状態となり、係合部３４が周回溝２６から係合解除される。そこで、作業者は、ハウジングの受入筒部１０に対し管状体の対応管部分２０を引き抜いたり、ハウジング１及び管状体２を互いに離れる方向へ引っ張ることになる。この操作は、両手を使って行うことが可能なため操作性に優れている。

（変形例）図６及び図７の変形例は、上記形態例に比べて管状体２がレバー３の係合解除状態でハウジングの受入筒部１０に挿入できると、レバー３を係合状態に切り換える操作を忘れて使い始めるという不具合を防止可能にした一例である。この説明では、重複記載を避けるため上記形態例に対する変更点だけを述べる。

この変形例は、レバー３Ａが上記したレバー３に対してトーションばね４により係合解除する方向に付勢されている係合解除状態において、ハウジングの受入筒部１０の内部に突出して管状体２の対応管部分２０を挿入できなくする阻止部３９を有している。この阻止部３９は、ブロック部３１の下面側に突設されており、レバー３Ａが図６の係合解除状態で受入筒部１０の内部に突出し、かつ、レバー３Ａが図７の係合状態で受入筒部１０の内部から退避する大きさとなっている。

従って、この変形例では、レバー３の係合解除状態において、管状体２が阻止部３９に当たって受入筒部１０に挿入できない。そのため、管状体２をハウジング１に連結操作する場合は、レバー３を図７の係合状態に切り換えて阻止部３９を受入筒部１０の内部から退避させる。その状態で、管状体の対応管部分２０を受入筒部１０に挿入すると、途中で図７のごとく対応管部分２０の前端２４が係合部３４に当たる。対応管部分２０が更に受入筒部１０に押し込まれると、レバー３Ａは、対応管部分２０から受ける応力でトーションばね４の付勢力に抗して係合部３４が開口１６ａからの突出量を減じる方向へ回動されながら係合部３４が周回溝２６と係合する。

以上の変形例は、管状体２がレバー３の係合解除状態でハウジングの受入筒部１０内に挿入されると、水などの液体を流す前にレバー３を係合状態に切り換える操作を忘れるという不具合を簡易構成で、確実に無くするようにしたものである。

以上のように、本発明に係る管状体のロック機構は、請求項で特定される構成を備えておればよく、細部は形態例や変形例を参考にして更に変更したり展開可能なものである。その例を挙げると、用途はハウジングに管状体を着脱する管状体のロック機構であればよく、例えば固定された管状体にハウジングを着脱したり、固定されたハウジングに管状体を着脱するような場合でもよい。

また、ハウジングとしては、例えば受入筒部と反対側の接続部を省くと共に該接続部に代えて遮蔽壁とすることで、蓋やキャップとして構成することも可能である。支軸５としてはレバーに一体に突設するようにしてもよい。付勢部材としてはトーションばね４以外にも、例えば板ばねやコイルばねを使用することも可能である。管部材７，８としてはパイプやホースを想定したが、金属製配管でも差し支えない。

１・・・・・ハウジング（１０は受入筒部、１１は接続部）
２・・・・・管状体（２０は対応管部分、２２は接続部）
３・・・・・レバー（ロック部材）
３Ａ・・・・レバー（ロック部材）
４・・・・・トーションばね（付勢部材、４ａは一端部、４ｂは他端部）
５・・・・・支軸
６・・・・・シール部材
７・・・・・管部材
８・・・・・管部材
９・・・・・締めバンド
１６・・・・枠部
１６ｂ・・・受面
１６ｃ・・・受面
１６ｅ・・・溝部
１６ｆ・・・規制部
２１・・・・フランジ部
２６・・・・周回溝（係合部）
３０・・・・上板部（３０ｂは第１当接部、３０ｃは第２当接部）
３１・・・・ブロック部（３４は係合部、３６は軸孔）
３９・・・・阻止部

Claims (5)

1. 管状体をハウジングに対し、前記ハウジングに設けられたロック部材を前記管状体の係合部に係合及び係合解除して着脱する管状体のロック機構であって、
   前記ロック部材は前記ハウジングに回動可能に軸支されると共に、前記ハウジングとの間に設けられた付勢部材を有しており、
   前記付勢手段は前記ロック部材の回動角度に応じ付勢方向を切り換えて、前記ロック部材を前記管状体に係合するロック方向及び係合解除する解除方向に付勢することを特徴とする管状体のロック機構。
2. 前記付勢部材はトーションバネであり、前記トーションバネの一端側を前記ハウジング側に係合し、他端側を前記ロック部材側に係合していることを特徴とする請求項１に記載の管状体のロック機構。
3. 前記トーションバネは、一端が略コ字状に形成されて前記ハウジングに設けられた溝部に係合し、他端が前記ロック部材に形成された穴部に係合していることを特徴とする請求項２に記載の管状体のロック機構。
4. 前記ロック部材は、前記管状体に係合した状態で前記ハウジングに当接する第１当接部と、前記管状体に係合解除した状態で前記ハウジングに当接する第２当接部とを有していることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の管状体のロック機構。
5. 前記ロック部材は、前記係合解除する解除方向に付勢されている状態において、前記ハウジング内に突出して前記管状体の挿入を阻止する阻止部を有していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の管状体のロック機構。

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