JP3957345B2

JP3957345B2 - 結合金具

Info

Publication number: JP3957345B2
Application number: JP23676096A
Authority: JP
Inventors: 章堀本
Original assignee: Sakura Rubber Co Ltd
Current assignee: Sakura Rubber Co Ltd
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2016-09-06
Also published as: JPH1082492A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホース相互または配管相互あるいはホースと配管または他の機器とを流体流通状態に結合する結合金具であって、例えば、落下時の衝撃を受けても結合状態を保持する耐衝撃プランジャを備えた結合金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、射出成形用金型においては、固定金型と可動金型との型合せ面の一方にプランジャが設けられ、他方にプランジャと係合する係合穴が設けられ、固定金型と可動金型とを型合せしたとき、プランジャが係合穴に係合して両者の位置決めロックがなされるようになっている。
【０００３】
前記プランジャは、一般に図１１に示すように、端面に開口部１ａを有する筒状のプランジャ本体１の内部に開口部１ａから突没可能な鋼球からなるボール２が設けられ、プランジャ本体１の内部にはプランジャ本体１の軸線方向に伸縮自在であり、前記ボール２を突出する方向に付勢するコイルスプリング３を有している。また、プランジャのボール２と係合する係合穴４は円錐状に形成され、ボール２と係合穴４とが位置決めされると、ボール２がコイルスプリング３の付勢力によって係合穴４に落ち込み、弾性的に結合するようになっている。
また、この種のプランジャは、ドリル穴の位置決め用治具、トルクリミッタ、ターンテーブルの回転角の割り出し等の機械要素に幅広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のプランジャは、プランジャ本体１の内部に設けられたコイルスプリング３によってボール２を突出する方向に付勢し、ボール２と係合穴４とを弾性的にロックする構造であり、落下等の衝撃力によってボール２あるいはプランジャ本体１に直接的または間接的に没入する方向に外力が加わったとき、ボール２がコイルスプリング３を圧縮してプランジャ本体１の内部に没入し、係合穴４との係合が簡単に解除されてしまうという問題がある。したがって、衝撃力が加わりやすい機器、器具に前述したプランジャを使用した場合には信頼性に欠けるという問題がある。
【０００５】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、ホース相互または配管相互あるいはホースと配管または他の機器とを流体流通状態に結合する結合金具は、取扱い時に落下時の衝撃を受けやすいことを考慮し、結合金具の結合状態を保持する耐衝撃プランジャを備え、信頼性を得ることができる結合金具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、ホース相互または配管相互あるいはホースと配管または他の機器とを流体流通状態に結合する結合金具において、
円筒状の一対の結合金具本体２１ａ，２１ｂと、これら結合金具本体２１ａ，２１ｂの前端面に形成され互いに軸方向に衝合されるシール面と、これらシール面に設けられ互いに衝合することによりシール性を維持するシール部材２６と、前記結合金具本体２１ａ，２１ｂのそれぞれに設けられ、該結合金具本体２１ａ，２１ｂの周方向に配列され軸方向に一体に突設した複数の嵌合突部２８と、これら嵌合突部２８の間に形成された嵌合凹部２７と、前記嵌合突部２８の一方の側面に設けられ、前記一対の結合金具本体２１ａ，２１ｂの嵌合突部２８と嵌合凹部２７が互いに相手側の結合金具本体２１ａ，２１ｂの嵌合凹部２７と嵌合突部２８に軸方向に嵌合したとき、これら嵌合突部２８が相手側の結合金具本体２１ａ，２１ｂの嵌合凹部２７に周方向に係止して軸方向の移動を規制し、これら一対の結合金具本体２１ａ，２１ｂを軸方向に係止する係止鉤部２９と、前記嵌合突部２８における前記係止鉤部２９と反対側の側面に形成され前記嵌合突部２８の先端角部を円弧状に形成し、相手側の前記結合金具本体２１ａ，２１ｂの前記嵌合突部２８を前記嵌合凹部２７に嵌合案内するガイド部３２と、前記嵌合突部２８の他方の側面に設けられ、互いに相手側の結合金具本体２１ａ，２１ｂの嵌合突部２８の他方の側面を互いに離反する方向に弾性的に付勢する耐衝撃プランジャとからなり、
前記耐衝撃プランジャは、前記嵌合突部２８の側面に開口する開口部１２を有する筒状のプランジャ本体１１と、このプランジャ本体１１の内部に設けられ前記開口部１２から突没可能なボール１４と、前記プランジャ本体１１の内部に設けられプランジャ本体１１の軸線方向に伸縮自在であり、前記ボール１４を突出する方向に付勢し、前記一対の結合金具本体２１ａ，２１ｂの嵌合突部２８と嵌合凹部２７が互いに相手側と結合したとき、前記ボール相互を互いに弾性的に当接させるコイルスプリング１５と、同じく前記プランジャ本体１１の内部に設けられ、前記プランジャ本体１１とボール１４とに急激な相対移動が作用したとき剛性を持ち、緩慢な相対移動が作用したとき変形する粘性体１６とを具備したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２は、請求項１の粘性体は、弾性袋体に充填されたダイラタント流体またはパテ状シリコンバウンド流体であることを特徴とする。
請求項３は、請求項１の粘性体は、弾性体に含浸されたダイラタント流体またはパテ状シリコンバウンド流体であることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によれば、係合子が低速度でプランジャ本体の内部に没入する方向に押圧された場合には、コイルスプリングの圧縮に伴って粘性体が変形し、プランジャ本体と係合子との相対移動が許容されるが、係合子が衝撃力によって高速度でプランジャ本体の内部に没入する方向に押圧された場合には、粘性体の圧縮応力（圧縮方向に加えられた力の応力）が非常に大きくなり、係合子の移動に対して反力（剛体的弾性率の力）を生じ、これを拘束することになり、係合子はプランジャ本体の内部に没入しない。したがって、コイルスプリングは圧縮されないため、係合子と係合穴とのロック状態が保持される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図５は第１の実施形態を示し、図１は耐衝撃プランジャの縦断側面図、図２は同正面図、図３は粘性体の一部切欠した斜視図である。プランジャ本体１１は端面に開口部１２を有する金属製の円筒状体からなり、開口部１２には内側に折曲するフランジ１３が設けられている。プランジャ本体１１の内部には開口部１２から突没可能な係合子としての鋼球からなるボール１４が設けられている。前記開口部１２の内径はフランジ１３によってボール１４の直径より若干小さく形成され、ボール１４の一部が開口部１２から突出するが、ボール１４の全体が開口部１２から突出しないようになっている。
【００１０】
プランジャ本体１１の内部にはその軸線方向に伸縮自在なコイルスプリング１５が収納され、このコイルスプリング１５の一端はプランジャ本体１１の内底部に当接し、他端はボール１４に当接してボール１４を開口部１２から突出する方向に付勢している。
【００１１】
コイルスプリング１５の内部空間には粘性体１６が収納されている。この粘性体１６は、ゴム等の円筒状の弾性袋体１７に充填された例えばダイラタント流体とか、パテ状シリコンバウンド流体に代表される粘弾性流体であり、プランジャ本体１１とボール１４とに緩慢（低速度）な相対移動が作用したときは抵抗が小さく変形するが、急激（高速度）な相対移動が作用したときは見掛上の粘度が非線形に累進的に増加し、高い剛性を発揮する物質である。
【００１２】
前記粘性体１６としてのダイラタント流体は、時間に依存しない流体で非ニュートン流体である。そして、直線座標に圧縮応力−変形速度の関係を示すと、図４の曲線ａのようになり、変形速度が増大するにつれて見掛上の粘度が増加し、ダイラタント流動を呈する。この現象は撥塑性流体と本質的に逆のレオロジー的流動を示すものである。すなわち、ダイラタント流体においては、液体が相互に通過する固体粒子間の潤滑の役目をするから、プランジャ本体１１とボール１４との相対移動速度が遅い場合には運動を起こすのに必要な力は小さくてよく、自由に流れる。また、プランジャ本体１１とボール１４との相対移動速度が速い場合には、固体粒子間の密な充填が壊れ、その結果、物体の占める体積が増加する。
【００１３】
つまり、ボール１４が低速度でプランジャ本体１１の内部に没入する方向に押圧された場合には、コイルスプリング１５の圧縮に伴って粘性体１６が変形し、プランジャ本体１１とボール１４との相対移動が許容されるが、ボール１４が衝撃力によって高速度でプランジャ本体１１の内部に没入する方向に押圧された場合には、粘性体１６の圧縮応力（圧縮方向に加えた力の応力）が非常に大きくなり、ボール１４の移動に対して反力（剛体的弾性率の力）を生じ、これを拘束することになり、ボール１４はプランジャ本体１１の内部に没入しないし、コイルスプリング１５は圧縮しない。
【００１４】
したがって、前述のように構成された耐衝撃プランジャを、固定金型と可動金型との型合せ面、結合金具、ドリル穴の位置決め用治具、トルクリミッタ、ターンテーブルの回転角の割り出し等の機械要素に使用し、図５に示すように、一方の部材１８にプランジャ本体１１を固定し、他方の部材１９にボール１４と係合する円錐状の係合穴２０を設け、ボール１４を係合穴２０に弾性的に係合することにより、第１と第２の部材１８，１９が係合される。
【００１５】
そして、第１と第２の部材１８，１９が係合状態で、落下等の衝撃力によってボール１４に高速度でプランジャ本体１１の内部に没入する方向に押圧された場合には、粘性体１６の圧縮応力が非常に大きくなり、ボール１４の移動に対して反力（剛体的弾性率の力）を生じ、これを拘束することになる。したがって、ボール１４はプランジャ本体１１の内部に没入しないし、コイルスプリング１５は圧縮しないため、第１と第２の部材１８，１９の結合状態が保持される。
【００１６】
ここで、前述した粘性体１６、すなわち、ゴム等の円筒状の弾性袋体１７に充填された例えばダイラタント流体とか、パテ状シリコンバウンド流体に代表される粘弾性流体について説明を加えると、粘性体１６は、圧縮しても体積がほとんど変わらない「非圧縮性流体」であり、図６（Ａ）に示すように、ゴム等の円筒状の弾性袋体１７に粘性体１６を充填し、外力を加えない自然の状態においては、（ａ）に示すような形態であるが、（ｂ）に示すように、圧縮方向の外力（矢印）を加えると、軸方向に縮まって、径方向に膨らむが、体積は変化しない。また、粘性体１６は復元力はないため、（ｃ）に示すように、引張り方向の外力（矢印）を加えないかぎり、軸方向に伸びて、径方向に縮まらない性質を持っている。
【００１７】
したがって、図６（Ｂ）に示すように、コイルスプリング１５の内部空間に粘性体１６を収容し、（ａ）に示すように、ボール１４に力が加わりコイルスプリング１５を圧縮する方向に押圧した場合、コイルスプリング１５が圧縮され、内部の粘性体１６にも圧縮方向の力が加わり、弾性袋体１７が径方向に膨らんでコイルスプリング１５の線間から外側に膨れた状態となる。また、ボール１４に対する力がなくなると、（ｂ）に示すように、コイルスプリング１５の弾性復元力によって弾性袋体１７が軸方向に伸びて、径方向に縮まる。
【００１８】
また、図６（Ｃ）に示すように、ゴム等の円筒状の弾性袋体１７に前記粘性体１６と共にコイルスプリング１５を収容した場合においても、同様であり、（ａ）に示すように、ボール１４に力が加わりコイルスプリング１５を圧縮する方向に押圧した場合、コイルスプリング１５が圧縮されて粘性体１６にも圧縮方向の力が加わり、弾性袋体１７が径方向に膨らんでコイルスプリング１５の外周から離間して外側に膨れた状態となる。また、ボール１４に対する力がなくなると、（ｂ）に示すように、コイルスプリング１５の弾性復元力によって弾性袋体１７が軸方向に伸びて、径方向に縮まる。
【００１９】
したがって、粘性体１６を収容した弾性袋体１７をコイルスプリング１５の内部に設けてもよく、弾性袋体１７の内部に粘性体１６と共にコイルスプリング１５を設けてもよい。
【００２０】
図７〜図９は第２の実施形態を示し、耐衝撃プランジャを消防ホースの結合金具に適用した場合を示すものである。この結合金具は、同一の構造の一対の結合金具本体２１ａ，２１ｂから構成されており、これら結合金具本体２１ａ，２１ｂにはそれぞれ消防ホース２２ａ，２２ｂが接続されている。
【００２１】
これらの結合金具本体２１ａ，２１ｂは、それぞれ筒本体２３を備えており、これら筒本体２３は略円筒形をなし、その内周面には鋸歯状の凹凸を有するホース取り付け部２４が形成されている。そして、このホース取り付け部２４に消防ホース２２ａ，２２ｂの端部が挿入され、これらホースの内周面からかしめリング（図示せず）によってこのホースの外周面をこのホース取り付け部２４に押圧してこの消防ホースを取り付ける。
【００２２】
また、この筒本体２３の前端部の内周面には、円筒状のシール面部材２５が螺装され、このシール面部材２５の前端面はシール面として形成され、このシール面にはゴムパッキン等のシール部材２６が取り付けられている。したがって、これらの結合金具本体２１ａ，２１ｂが互いに軸方向に嵌合して結合された場合には、これらのシール部材２６が互いに衝合され、これらの筒本体２３の内部を連通するとともにシール性を維持する。
【００２３】
そして、前記筒本体２３の前端部には、それぞれ複数、たとえば６個の嵌合突部２８が一体に突設されている。これらの嵌合突部２８は、周方向に等間隔に配列され、前記シール面部材２５のシール面から軸方向に突出している。また、これらの嵌合突部２８の間は、嵌合凹部２７として形成されており、これらの結合金具本体２１ａ，２１ｂが軸方向に衝合された場合には、一方の結合金具本体２１ａの嵌合突部２８が他方の結合金具本体２１ｂの嵌合凹部２７内に嵌合し、また他方の結合金具本体２１ｂの嵌合突部２８が一方の結合金具本体２１ａの嵌合凹部２７内に嵌合し、互いに相補形に嵌合する。
【００２４】
なお、この実施形態のものでは、前記嵌合凹部２７の幅は前記嵌合突部２８の幅よりやや広く形成されている。したがって、これら嵌合突部２８はこれらの嵌合凹部２７内に軸方向に嵌合するとともに、周方向にも所定の量だけ回動自在である。
【００２５】
そして、前記嵌合突部２８の一方の側面２８ａには段形鉤状の係止鉤部２９がそれぞれ形成されており、これらは互いに相手側の嵌合突部の係止鉤部と周方向に係合するように構成されている。したがって、これらの嵌合突部２８が相手側の嵌合凹部２７内に軸方向に嵌合した状態で、これら結合金具本体２１ａ，２１ｂを互いに回動させてこれら嵌合突部２８の一方の側面２８ａが互いに近接すると、これらの係止鉤部２９が図８に示すように互いに係合して軸方向の係止をなし、これら結合金具本体２１ａ，２１ｂが互いに結合される。なお、これらの係止鉤部２９の根元部には、この部分の応力集中を防止するための湾曲部３１が形成されている。また、これらの嵌合突部の他方の側面の先端角部は円弧状に形成されてガイド部３２が形成されており、これらが嵌合する際には、これらのガイド部３２が互いに当接する。また、前記湾曲部３１内には、柔軟な弾性発泡材料等の材料からなる弾性プラグ体３１ａが充填固定されており、このような湾曲部３１内に砂、泥等の異物が堆積してこれら係止鉤部２９の係合を阻害するのを防止している。
【００２６】
また、これらの係止鉤部３１の係止面は、周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、これらが嵌合した状態で内部の水圧等によりこれら結合金具本体２１ａ，２１ｂを互いに引き離す方向の荷重が作用した場合には、これらの係止鉤部３１はより強く嵌合し、この結合金具本体２１ａ，２１ｂの抜け等を確実に防止するように構成されている。
【００２７】
なお、この実施形態では、前記係止鉤部２９が嵌合した状態において、前記嵌合突部２８の先端面と嵌合凹部２７の奥壁面との間に間隙が形成されるように各部の寸法が設定されている。したがって、このものは、前記係止鉤部２９が係合した状態から、これら嵌合突部２８と嵌合凹部２７とがさらに軸方向に互いに進入するように移動可能である。
【００２８】
また、これらの嵌合突部２８の他方の側面２８ｂは、これらの結合金具本体２１ａ，２１ｂの軸方向に対して傾斜している。したがって、この嵌合突部２８は、その先端部にゆくに従って周方向の幅が狭くなるようなテーパ状に形成され、また嵌合凹部２７も同様にその奥部にゆくに従ってその周方向の幅が狭くなるようなテーパ状に形成されている。これにより、これらの嵌合突部２８と嵌合凹部２７の嵌合が容易となる。なお、前記係止鉤部２９が形成されている一方の側面は、この結合金具本体２１ａ，２１ｂの軸方向と略平行に形成されている。
【００２９】
また、これらの嵌合突部２８の他方の側面２８ｂには、それぞれ第１の実施形態で示した耐衝撃プランジャ３０が設けられている。これらの耐衝撃プランジャ３０のボール１４が対向して設けられている。したがって、前記嵌合突部２８が図９に示すように相手側の嵌合凹部２７内に嵌合されると、前記ボール１４が互いに当接して互いに押圧付勢し、これら嵌合突部２８の他方の側面を互いに離反するように付勢し、この結果、これら嵌合突部２８の一方の側面２８ａは互いに近接するように付勢され、前述のようにこれらの一方の側面の係止鉤部２９が互いに係合するように付勢される。
【００３０】
したがって、結合金具本体２１ａ，２１ｂが係合状態で、落下等の衝撃力によってボール１４に高速度でプランジャ本体１１の内部に没入する方向に押圧された場合には、粘性体１６の圧縮応力が非常に大きくなり、ボール１４の移動に対して反力（剛体的弾性率の力）を生じ、これを拘束することになる。したがって、ボール１４はプランジャ本体１１の内部に没入しないし、コイルスプリング１５は圧縮しないため、結合金具本体２１ａ，２１ｂの結合状態が保持される。
【００３１】
図１０は第３の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。第１の実施形態においては、粘性体１６は、ゴム等の円筒状の弾性袋体１７に例えばダイラタント流体またはパテ状シリコンバウンド流体を充填することにより構成されているが、本実施形態は、スポンジ等の円柱状の弾性体１７ａに例えばダイラタント流体またはパテ状シリコンバウンド流体を含浸させて粘性体１６ａを構成したものであり、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一対の結合金具本体に、その軸方向に係止する係止鉤部を設けるとともに、一対の結合金具本体の嵌合突部に互いに相手側の結合金具本体の嵌合突部を互いに離反する方向に弾性的に付勢する耐衝撃プランジャを設けることにより、結合金具が結合状態で、落下等の衝撃を受けても、その衝撃を粘性体の作用によって係合子がプランジャ本体の内部に没入することはなく、結合金具の係合状態を維持することができ、信頼性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示す耐衝撃プランジャの縦断側面図。
【図２】同実施形態の耐衝撃プランジャの正面図。
【図３】同実施形態の粘性体の斜視図。
【図４】同実施形態の粘性体の変形速度と圧縮応力の関係を示す特性図。
【図５】同実施形態の耐衝撃プランジャの使用状態の縦断側面図。
【図６】粘性体の性質を示す説明図。
【図７】この発明の第２の実施形態を示す消防ホースの結合金具の斜視図。
【図８】同実施形態の結合金具の側面図および縦断側面図。
【図９】同実施形態の嵌合凹部と嵌合突部の部分平面図。
【図１０】この発明の第３の実施形態を示す耐衝撃プランジャの縦断側面図。
【図１１】従来の一般的なプランジャを示す縦断側面図。
【符号の説明】
１１…プランジャ本体
１２…開口部
１４…ボール（係合子）
１５…コイルスプリング
１６…粘性体

Claims

ホース相互または配管相互あるいはホースと配管または他の機器とを流体流通状態に結合する結合金具において、
円筒状の一対の結合金具本体と、これら結合金具本体の前端面に形成され互いに軸方向に衝合されるシール面と、これらシール面に設けられ互いに衝合することによりシール性を維持するシール部材と、前記結合金具本体のそれぞれに設けられ、該結合金具本体の周方向に配列され軸方向に一体に突設した複数の嵌合突部と、これら嵌合突部の間に形成された嵌合凹部と、前記嵌合突部の一方の側面に設けられ、前記一対の結合金具本体の嵌合突部と嵌合凹部が互いに相手側の結合金具本体の嵌合凹部と嵌合突部に軸方向に嵌合したとき、これら嵌合突部が相手側の結合金具本体の嵌合凹部に周方向に係止して軸方向の移動を規制し、これら一対の結合金具本体を軸方向に係止する係止鉤部と、前記嵌合突部における前記係止鉤部と反対側の側面に形成され前記嵌合突部の先端角部を円弧状に形成し、相手側の前記結合金具本体の前記嵌合突部を前記嵌合凹部に嵌合案内するガイド部と、前記嵌合突部の他方の側面に設けられ、互いに相手側の結合金具本体の嵌合突部の他方の側面を互いに離反する方向に弾性的に付勢する耐衝撃プランジャとからなり、
前記耐衝撃プランジャは、前記嵌合突部の側面に開口する開口部を有する筒状のプランジャ本体と、このプランジャ本体の内部に設けられ前記開口部から突没可能なボールと、前記プランジャ本体の内部に設けられプランジャ本体の軸線方向に伸縮自在であり、前記ボールを突出する方向に付勢し、前記一対の結合金具本体の嵌合突部と嵌合凹部が互いに相手側と結合したとき、前記ボール相互を互いに弾性的に当接させるコイルスプリングと、同じく前記プランジャ本体の内部に設けられ、前記プランジャ本体とボールとに急激な相対移動が作用したとき剛性を持ち、緩慢な相対移動が作用したとき変形する粘性体とを具備したことを特徴とする結合金具。
粘性体は、弾性袋体に充填されたダイラタント流体またはパテ状シリコンバウンド流体であることを特徴とする請求項１記載の結合金具。
粘性体は、弾性体に含浸されたダイラタント流体またはパテ状シリコンバウンド流体であることを特徴とする請求項１記載の結合金具。