JP3968059B2 - ２個の管端部を接続するスナップ接続具 - Google Patents

Description

本発明は第１管端部に対する、第２管端部、バネアーム，第１管端部上の第１外側停止突出体、バネアームに接続された第１弾性変形可能リング及び第１外側停止突出体と共同する第１リング上の第１内側停止カムでシールされる再解放可能な接続具のためのスナップ接続具に関するものである。

このタイプのスナップ接続具は又、「接続体（Connectors）」として表される。接続体は例えば、自動車の製造においては、とりわけ燃料管又は空気チャンネルの接続用として使用される。「チャンネル」という用語の場合、任意断面の閉じた管を意味しているが、特に円形横断面の管又はパイプを意味している。通常、金属製又は非金属製管に対する接続具又は接続具片が要求される。振動が発生することから、少なくとも管又はチャンネルの一部を弾性的に弾力性のあるものにする必要がある。この目的のため、通常、ゴムホースが使用されている。しかしながら、このゴムホースは特に大容量の空気チャンネルにおいては重量が重く、値段が高いことから、極めて有用ではなく、このゴムホースは既に軽量で廉価なプラスチック管と結合されているが、このプラスチック管は逆にその可撓性が比較的弱い。又、プラスチック管をゴムホースに接続する目的上、接続具が要求される。全体的に材料が異なる多数の部分とこれら多数部分の間の接続具を多数備えた比較的複雑な構造が提供されている。これは逆に製造上の費用が高く、ロジスチック上も出費がかさみ、それと同時に組み立て上の費用も高くなる。多部品構造は又、その個々の構成要素を所望の如く短めに形成出来ないので、ラインの密封能力の利点をもたらさず、結果的に既知の最低長さをもたらす。又、自動車の大部分のエンジン室において今日存在している狭い容積の場合、個々の接続具に対するアクセス可能性のための充分な空間を提供しなければならない。

DE３７２７８５８C2又はDE３８４３９９５C2で公知のスナップ接続具に併せ且つ前述した形式のプラスチックライン用に使用されるスナップ接続具に対して、バネアームはその両端部の１つが第２管端部に取り付けられ、その個々の他端部において第１の弾性的に変形可能なリングに接続されている。この領域において、第１内側停止カムもリング上に形成してある。２個のバネアームと同様、停止カムを備えたリングはプラスチック射出成形部品で作成されている、第２管端部付きの一部片として形成してある。ホース接続のため、第２管端部には対応する接続具片又はアダプターが設けてある。

EP０７５０１５２E1から公知のプラグ接続具の場合、特に、金属製管又はプラスチック製管にゴム・ホースを接続する間、内側スリーブと外側スリーブとして表されている管端部の両者はU-形の曲がった停止バネで固定される。このプラグ接続具は外側スリーブ内と内側スリーブ上の外側溝内における開口部を介して側部からそのアーム両者と係合する。この解決策の場合、余分な部分に停止バネが提供され、この停止バネはオペレーターが接続のため手で持ち、接続具分の解放のため残りの接続素子から完全に分離させねばならない。停止バネの横方向係合が原因でその接続具分の作成と解放には比較的大量の空間を提供しなければならない。

JP１１２０１３５６からは第１管端部と第２管端部の開放可能な接続に使うスナップ接続具が公知である。第２管端部上では第２管端部が変形しないよう第２管端部を近接する状態で包囲するリング素子が２つのコイルの間で予め固定状態に設置される。このリング素子には４個の隔置されたバネアームが備えてある。バネアームの自由端部上にはそれぞれ内側停止カムが設けられ、この内側停止カムは第１管端部上の外側停止突出部と共同する。

同様に、WO９９/３４１４３は第２管端部に取り付けられたリング素子に依る解決策を示しているが、この場合、リング素子のバネアームは内部から外部へ、その第１管端部の切り欠き内にスナップ式に入り、これが部分的に或る距離を以って第２管端部に重なる。
第２管端部は可撓的に形成され、押し出し射出成形で作成される。

DE３７２７８５８E2 DE３８４３９９５C2 EP０７５０１５２E1 JP１１２０１３５６ WO９９/３４１４３

本発明は従前から公知の解決策で認められた諸利点を呈し、単純且つ理想的に製造出来、機能的に広げられ、更にコンパクトなライン接続を可能にするような前述した形式のスナップ接続具を提供する目的に基付くものである。

請求項１に依る本発明のスナップ接続具は第２管端部上の第２外側停止突出部、第１リングから或る距離を以ってバネアームと接続されている第２の弾性的に変形可能なリング並びに第２外側停止突出部と共同する第２リング上の２個の第２内側停止カムを特徴としている。

特に、本発明に依るスナップ接続具の場合、以下の諸利点が達成される。

これらの素子は停止カムの自動的スナップ作用に依って２個の管端部の簡単な没入で製造が可能となる。

(流体、蒸気又は気体の)流体の使用を対象とする（実際的な意味における）密封される接続具が達成される。

接続具の解放には、この２個のリングは停止カム間の逆方向の圧力に依り単に圧縮されねばならず、かくして２個のリングは個々の取り囲まれた停止突出部と外側部分で係合する状態にて内側停止カム上に形成されたバネアームの領域において係合状態にされる。これとは代替的に、バネアーム又はリングを適当な工具を使って広げることが可能である。従って、接続具の軸方向における簡単な引っ張り作用で充分である。

接続具は少なくとも実質的には対称的であり、両側すなわち一方の管端部上又は他方の管端部両者上で解放出来る。当技術の状態から公知の解決策に対比して、その機能性は倍加される。とりわけ、この点は今日における自動車両のエンジン室といった狭くなっているスペース部分においては有利である。

内側停止カムと両方のバネアームを備えた両方のリングは、両方の管端部から分離可能な二重接続素子を形成し、この二重接続素子はこれも外側においてのみ両方の管端部に接触して係合するようになる。この点に関して、２個の管端部に対して使用される材料とは無関係であることから、管端部内で搬送される媒体のことを考慮に入れずに選択出来る二重接続素子を対象に使用される材料に関して高程度の選択自由度が存在する。

二重接続素子は軸方向において比例的に短かめに形成出来る。全体のスナップ接続具の軸方向長さは本質的には二重接続素子の長さに依って決定されるので、これも極めて短く且つコンパクトである。

二重接続素子は特にプラスチック射出成形部品としてコストが効果的な状態で作成可能であり、そのため可能な最低寸法が有利である。更なる利点は、使用される材料に関しての選択の自由度が顕著に高い度合いにある。二重接続素子に対する射出成形可能な適切なプラスチック材料として、技術的なポリマーが全体的に問題となる。結局、とりわけ強化ポリアミドが適している。この点に関して、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２と同様,部分芳香族、部分結晶コポリアミド（ポリフタルアミド）が好適である。

ポリアミドに対する強化手段として、繊維及び/又はミネラル（例えば，雲母）を使用出来る。例えば、繊維に依る強化のためには、ガラス繊維、炭素繊維又はアラミド繊維が適しており、これによりガラス繊維が好適なものである。

本発明の他の好適実施態様に依れば、更に２個の内側停止カムが第１管端部上の第１外側停止突出部用の係合切り欠きの形成と併せて第１リング上の第１内側停止カムと平行に且つ或る距離を以って提供してある。二重接続素子３０は第１又は第２管端部上に予め設置することが出来、例えば、これらの素子と併せて送出し、搬送し、貯蔵し、最終的に組み立てることが出来る。接続の創生と解放のため二重接続素子は対応する管端部から取り外す必要はない。従って、この二重接続素子は接続の緩やかで別々の部分を表していない。

従前の公知の接続具の場合と同様、又、本発明の接続具では両方の管端部は相互に挿入可能なものとして形成出来る。この点に関して特に第２管端部の端部分は第１管端部の端部分を受け入れる諸段階において広げられ、かくしてその段階的広げ作用は直接第２外側停止突出部として使用可能である。当然、又、余分なビード又は余分な溝が（第１管端部の場合と同様）外側停止突出部として作用出来よう。

例えば、第２管端部の端部分の内側に密封面を備え、第１管端部の端部分の外側に少なくとも１つの密封素子、例えば、O-リングシール用の少なくとも１つの周方向シール溝が備えられる点でスナップ接続のシール能力を達成することが出来る。２つの管端部を相互に挿入した時点でこれらの管端部は少なくとも１つのシール素子に依ってシールされ、従って、別の機構（feature）を伴なわずに第２管端部上の所定シール面に対してシールされる。シール素子に対しては又、ガスケット構造又はリップ・シールも使用出来る。

特別の利点として、本発明のスナップ接続具構造の場合、第１外側停止突出部及び必要があれば所定のシール溝の外側に別の構造を設ける必要がないことから、第１管端部はプラスチックで押し出し射出成形部品として形成出来る。シール溝と同様、外側停止突出部もその外側輪郭及び場合に応じては別の機構を伴なわずに外側射出金型内での射出成形により満たすことが出来る上面組成物に関してのみ所定の精度仕様も満たさなければならない。この点に関して、実施構造部分は回転上殆ど対称的になっている。

射出成形管に付加的にこの技術に依って簡単に製造されたリップルが備えられている限り、この射出成形管は又可撓性があり、ゴムホースの代わりに直接使用することが出来る。又、連続する波状管の射出により、こうした管を製造することが可能であり、その場合も同様にその対応する端部分を成形出来る。しかしながら、特にそれが（例えば、空気フィルターのハウジングである）射出成形された容器上の支持体として動作する場合は、管端部（特に第２管端部）は又、射出成形に依っても製造出来よう。

管又は第１管端部用のプラスチック材料としては、粘性の高い熱可塑性材料が適しており、この材料は共通の添加物及び/又は強化手段を含むことが出来る。これらの成形質量体は押し出し射出成形に対して十分な溶融特性を有していなければならない。適用例に依れば、又、耐熱性特性及び耐薬品性も観察しなければならない。例えば、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート、又は硫化ポリフェニレンといったポリマーが問題となる。しかしながら、ポリアミドの混合物と同様、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリフタルアミド及びポリアミド・エラストマー等といったポリアミドが好適である。

本発明のこの実施態様に依れば、第２管端部は容器上に形成された金属管又は金属接続具片の端部である。この場合、所定シール面は特に正確に製造することが出来る。

しかしながら、この新型のスナップ接続具は特殊化された材料又は材料の組み合わせには限定されない。又、好適には、両方の管端部はプラスチックで製造出来、又は、第１管端部は金属製とし、第２管端部はプラスチック製に出来る。又、こうした２つの金属管端に対する接続も意図されている。

結局、可撓性がある押し出し射出成形された管を金属接続具片又はプラスチック管に直接接続することに依って自動車の構造において使用するコスト的に有利な管接続具と同様極めて興味ある簡単でコンパクトで軽量でありサービス上及び組み立て上易しい管接続具を実現することが出来る。

他の利点として、本発明のスナップ接続具は小直径に限定されず、むしろ又特に例えば、空気チャンネルに対して要求される直径の如き大きい直径に対して適しているが、その理由は両方の管端部上では複雑な部品又は構造を設ける必要がなく、又、二重接続素子を極めてコンパクトに構造化出来る。従って、本発明の二重接続素子のおかげで２つの管端部の簡単で有利な幾何形状が可能である。
次に添付図面を参照して本発明につき一層詳細に説明する。

図１において、第１管端部は参照番号１０で表され、第２管端部は参照番号２０で表され、これらの管端部は自動車用構造において使用される如き例えば、燃料管の一部分として又は例えば、空気チャンネルの一部分として作動可能である。管端部の少なくとも一方の管端部は接続部片の一部として作動可能であり、この接続部片は容器上に取り付けてある。引き続き、一例として第１管端部１０を参照すると、この管端部は好適には直径が３０−７０ｍｍの範囲にあるプラスチック材料で作成された空気チャンネルの可撓性管の一部分として作動するものと仮定されている。これと対比的に第２管端部２０は金属又はプラスチック製容器の接続部片の一部にすべきである。しかしながら、これらの仮定は先に述べた如く一例に過ぎず、この事例は本発明を限定せずに図面上の詳細な部分と同様図面に関連した情報全てに適用するものとする。

第１管端部１０の１つの端部分１１は第２管端部２０の端部分２１内に挿入される。端部分２１は、この目的のため広げられ、かくしてその広げ作用は以下に一層詳細に説明される理由のため段階状にされる。

端部分２１の内面２２は滑らかなシール面として形成される。端部分１１、他方では外側部分上にはOリングシール１３に対する周方向のシール溝１２が設けてある。Oリングシール１３はシール溝１２内で且つ内面２２に対してシールし、それと併せて２個の端部分１１、２１の間のカラムが相互に挿入される。

第１管端部１０と第２管端部２０の両者は二重接続素子３０に依って共に保持される。この素子には第１管端部１０の側と第２管端部２０の側における第１弾性変形可能リング３１と第２弾性変形可能リング３２を含む。両方のリング、第１弾性変形可能リング３１と第２弾性変形可能リング３２は２個の直径方向に対向しているバネアーム３３を介して相互に接続される。ここで、バネアーム３３が第１弾性変形可能リング３１と第２弾性変形可能リング３２に接続される場合、内部停止カムは内部において第１弾性変形可能リング３１と第２弾性変形可能リング３２に（時に応じて、又、バネアームの端部上に）
提供され、実際、第１弾性変形可能リング３１、第１内部停止カム３４上及び第２弾性変形可能リング３２、第２内部停止カム３５上に提供される。第１内部停止カム３４と第２内部停止カム３５はそれぞれ外方向に向けられた停止面が二重接続素子の横断面内にある状態で相互に面する側部にあり、一方、突出する偏向面と併せて相互に離れて面している側に設けてある。第１内部停止カム３４に平行で且つこれらの第１内部停止カム３４から最低の距離を以って他の２個の内部停止カム３６が、係合溝３７が第１弾性変形可能リング３１上にある状態で内側に形成してある。

図１は接続状態にある本発明のスナップ接続具を示す。この状態において、接続具は軸方向に作用する引っ張り力の作用から非意図的に解除されることが保護されている。しかしながら、両方の管端部は、この状態において必要がある場合は、それらが回転上対称的に形成される場合相互に向って捻ることが出来るが、一般にその組み立ては正確な角度位置にて最初から生じる。

公知の事例において、捩れの可能性がない正確な組み立てが望まれる。この組み立ては管端部の非回転状対称構造に依って達成可能であるため、この捩れは確実な嵌合に依って防止されるか又は管が捩れに対して保護される。

本発明の接続具の組み立てに対して、例えば、第１段階においては第１管端部１０が第１弾性変形可能リング３１の側にある（かくして固定された）二重接続素子内に挿入される。第１外側停止突出部１４が第１内部停止カム３４の偏向面に接触すると直ちにこれらの素子は第１弾性変形可能リング３１の変形と併せて且つ両方のバネアーム３３の変形と合わせて、これらが第１外側停止突出部１４背後で跳ねて内部にスナップ嵌合出来る迄別の運動に依り相互に曲げられる。第１外側停止突出部１４は又、係合溝３７と係合し、そこで第１弾性変形可能リング３１はそれ以上前進出来ない。この位置において、第１管端部１０と二重接続素子３０は相互に対して相対的に取り付けられる。この二重接続素子は第１管端部上に予め設置されるものと言うことも出来る。

接続具製造の第２段階として、第２弾性変形可能リング３２上の第２内部停止カム３５が第１管端部に関連して前述の様式にて挿入方向に第２管端部２０の第２外側停止突出部２３背後で嵌入される迄反対方向に且つ第１管端部１０又はその端部分１１を二重接続素子３０内に受け入ることに依り第２管端部２０が挿入される。第２管端部２０はその前縁部２４と共に同時的に他の内部停止カム３６上に接触し、これが又、嵌入後の第２管端部２０の更なる挿入運動を制限する。O-リングシールの使用に依って、外側部分に対する第１管端部１０と第２管端部２０両者のシール作用が直接達成される。

しかしながら、本明細書では本発明の接続具の組み立ては逆の順序でも同様に実施可能であることに特に注記すべきである。即ち、第１段階においては、二重接続素子３０は又、第２管端部２０上に第２弾性変形可能リング３２と共に組み込むことが出来、第２段階では第１管端部１を挿入出来る。

本発明の接続具は第１弾性変形可能リング３１上又は第２弾性変形可能リング３２上で解放可能であり、従って、個々のリングは停止カムの間の圧力付与で高度に変形され、そのため、両リングに設けられた内部停止カムは背後で係合する個々の停止突出部と外部で係合するようになる。又、時に応じて、例えば、停止カムの領域においてバネアーム又はリングを広げる工具を使用することが出来、リングの軸方向端部から取り付けられる広げ用グリッパーを使用出来る。引き続き、個々のリングと組み合っている管端部は二重接続素子３０から引っ張り出すことが出来る。

二重接続素子３０は比例的にコンパクトであり、好適にはプラスチック射出成形部品として作成される。

第１管端部１０又は全体的に組み立てられた部品は射出成形に依り作成可能である。この様態において、管はそれが依然柔らかくて成形可能である限り、外部金型内での内部圧力の下に押し出し後広げられ、本発明の場合、この金型は少なくとも第１外側停止突出部１４用の溝の形態及びシール溝１２の形態にて対応する輪郭を有していなければならない。

２個の管端部と二重接続素子からなる本発明のスナップ接続具は自動車用エンジンの給気領域又は充填領域用の空気チャンネル接続具としての使用に特に適している。充填領域においては、ターボチャージ型エンジンに注目される。

断面で表した二重接続素子に依る本発明のスナップ接続具を示す。 斜視図に依る図１の二重接続素子を示す。

符号の説明

１０ 第１管端部
１１ 第１管端部の端部分
１２ シール溝
１３ シール素子（例えば、O-リング）
１４ 第１管端部上の第１外側停止突出部
２０ 第２管端部
２１ 第２管端部２０の端部分
２２ 端部分２１の内面
２３ 第２管端部２０上の第２外側停止突出部
２４ 第２管端部の前縁部
３０ 二重接続素子
３１ 第１弾性変形可能リング
３２ 第２弾性変形可能リング
３３ バネアーム
３４ 第１内部停止カム
３５ 第２内部停止カム
３６ 他の内部停止カム
３７ 係合溝

Claims (22)

1. バネアーム（３３）、第１管端部（１０）上の第１外側停止突出部（１４）、バネアーム（３３）に接続された第１弾性変形可能リング（３１）及び第１外側停止突出部（１４）と共同する第１リング上の２個の第１内部停止カム（３４）に依って第１管端部（１０）を第２管端部（２０）に密封され且つ係合自在に接続するスナップ接続具であって、第２管端部（２０）上の第２外側停止突出部（２３）、第１リング（３１）から或る距離を以ってバネアーム（３３）に接続された第２弾性変形可能リング（３２）並びに第２外側停止突出部（２３）と共同する第２リング(３２)上の２個の第２内部停止カム（３５）を備え、更に２個の内部停止カム（３６）が前記第１管端部（１０）上の前記第１外側停止突出部（１４）に対する係合溝（３７）の形成を以って前記第１リング（３１）上の前記第１内部停止カム（３４）に平行で且つ或る距離を以って提供されることを特徴とするスナップ接続具。
2. 前記バネアーム（３３）、前記バネアームに接続された前記リング（３１、３２）並びにこれらの部材上に設けられた前記内側停止カム（３４、３５）が二重接続素子（３０）を形成することを特徴とする請求項１記載のスナップ接続具。
3. 前記二重接続素子（３０）がプラスチック製射出成形部品として作成されることを特徴とする請求項２記載のスナップ接続具。
4. プラスチック材料としてプラスチック射出成型部品に対して強化ポリアミドが使用されることを特徴とする請求項３記載のスナップ接続具。
5. 前記ポリアミドが、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、部分芳香及び部分結晶コポリアミドから成るグループから選択されることを特徴とする請求項４記載のスナップ接続具。
6. 前記ポリアミドに対する強化手段として繊維及び/又は鉱物が使用されることを特徴とする請求項４又は５記載のスナップ接続具。
7. 前記繊維がガラス繊維、炭素繊維及びアラミド繊維から成るグループから選択されることを特徴とする請求項６記載のスナップ接続具。
8. 管端部の両方の管端部（１０，２０）又は端部分（１１，２１）を相互に挿入可能とすることを特徴とする請求項１乃至７各項記載のスナップ接続具。
9. 前記第２管端部（２０）の端部分（２１）が前記第１管端部（１０）の端部分（１１）を受け入れるべく段階状にて広げられ且つこの段階状の広げに依り前記第２外側停止突出部（２３）が形成されることを特徴とする請求項８記載のスナップ接続具。
10. 前記第２管端部（２０）の前記端部分（２１）の内側にシール面を設けてあることを特徴とする請求項８又は９記載のスナップ接続具。
11. 第１管端部（１０）の端部分（１１）の外側に少なくとも１個のシール素子（１３）用の少なくとも１個の周方向シール溝（１２）が設けられ、前記少なくとも１個のシール素子がO-リング、ガスケット構造又はリップシールであることを特徴とする請求項８、９、又は１０各項記載のスナップ接続具。
12. 前記第１及び/又は前記第２管端部がプラスチック製であることを特徴とする請求項１乃至１１各項記載のスナップ接続具。
13. 前記プラスチックが、ポリプロピレン、ポリブチレンーテレフタレート、硫化ポニフェニレン、前記ポリアミドから成るグループから選択され、これらのポリマーが添加物及び又は強化手段を含むようにした請求項１２記載のスナップ接続具。
14. 前記ポリアミドがポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリフタルアミド、ポリアミドエラストマー及びポリアミド混合物のグループを含むことを特徴とする請求項１３記載のスナップ接続具。
15. 前記第１管端部（１０）が押し出し射出成形部品であることを特徴とする請求項１２乃至１４各項記載のスナップ接続具。
16. 前記第１管端部（１０）が連続的に射出した波形管の一部であることを特徴とする請求項１２乃至１４各項記載のスナップ接続具。
17. 前記第２管端部（２０）が射出成形部品、特に射出成形容器上の接続部片であることを特徴とする請求項１２乃至１４各項記載のスナップ接続具。
18. 前記第２管端部（２０）が金属部分、特に金属接続部分であことを特徴とする請求項１乃至請求項１６各項記載のスナップ接続具。
19. 前記２個の管端部（１０、２０）の直径が３０乃至７０ｍｍの範囲内に存在することを特徴とする請求項１乃至１８各項記載のスナップ接続具。
20. 前記２個の管端部（１０、２０）が回転対称に形成してあることを特徴とする請求項１乃至請求項19記載のスナップ接続具。
21. 両方の管端部（１０、２０）が非回転対称設計に依り捩じりに対して保護されていることを特徴とする請求項１乃至19各項記載のスナップ接続具。
22. 自動車用エンジンの吸気領域又は充填領域に対して空気チャンネル接続部が存在することを特徴とする請求項１乃至請求項２１記載のスナップ接続具。

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