JP4040461B2 - 流体ダクト結合装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、金属の保持体の中のソケットに差し込みにより取り付けられたスリーブ状の挿入部材を有する結合ユニットと、前記挿入部材の外周面に設けられ、前記ソケットに固定するため、一つ又はそれ以上の突起部で構成された固定手段とからなる流体ダクト結合装置に関する。
この種の結合装置は、例えば、ＥＰ０７２３１０３Ｂ１に記載されているように、流体ダクトをバルブや駆動機構等のような流体動力装置に接続するのに用いられている。前記ＥＰ０７２３１０３Ｂ１による結合装置では、結合ユニットが設けられ、結合ユニットは挿入部材の形状をした構成部品として保持体のソケットに挿入され固定されている。保持体はこの場合、流体動力装置の構成要素の形で直接設計され、差し込みにより取り付けられて挿入部材の外周面に設けられた突起状の固定手段がソケットの壁面にかみ合い、挿入部材がソケットの中で軸方向に動かないように保持されるかみ合い結合を生じる。
【０００２】
この種の結合装置は、結合ユニットの取付においてねじ操作を必要としないという利点を有する。他方、金属、例えばアルミダイカストの保持体中における挿入部材の堅固な保持は信頼できる様態では確保できないということが分かっている。何故ならば、一つ又はそれ以上の突起物で構成された固定手段が、保持体の堅い材料とかみ合うと変形、あるいは剪断すら受け易いため、固定機能を所期の程度までは発揮できないからである。
【０００３】
従って、本発明の目的の一つは、金属からなる保持体の場合においてさえ差し込みによりソケットに取り付けられ、堅固な固定を確保できる最初に述べたタイプの結合装置を提供することにある。
そのような目的を達成するため、結合装置は合成樹脂材の保持リングからなり、保持リングは環状の溝に固定され、保持体のソケットの内周面に設けられるので、保持リングが保持体に対して軸方向にどちらの方向にも荷重を支え、挿入部材が保持リングに同軸状に挿入され、保持リングの合成樹脂材にかみ合う固定手段を有する。
【０００４】
このことは、合成樹脂材からなる保持体の場合に比較できる固定手段に関して金属の保持体のソケットの中に条件が作られることを意味する。つまり、挿入部材が金属保持体の堅い材料にしっかりかみ合う固定手段を持たず、むしろソケット中に置かれた保持リングのより柔らかい合成樹脂材にかみ合う固定手段を有する。保持リング自体は、軸方向に保持体上でロックされるので保持体上で軸のどちらの方向にも支えることができ、通常の部分的な圧力ばめとしての差し込みによる取付及び張力装填による取付の場合に挿入部材の堅固な拘束を確実にする。挿入部材は間接的に即ち合成樹脂材の保持リングの介在によって金属保持体に固定される。
【０００５】
本発明による設計から生じる更なる利点は、通常操作中に生じる脈動内部圧力負荷の際に、その結果生じる変動軸方向負荷が、固定手段と保持リングの間のかみ合い結合によって分担され、保持リングが適切に設計されると、保持体上の広範囲で荷重を支えることができることである。このことは、従来技術の場合に生じたように、固定かみ合い点における外れや剥離が、挿入部材の固定手段が保持体の金属表面と直接協働するときに、防がれることを意味する。
【０００６】
本発明の更に有利な展開について従属請求項で述べる。
挿入部材に設けられた固定手段は、金属からなることが好ましく、挿入部材の直接の一構成部品の形で設計されるとよい。
固定手段は、例えば、軸方向に間隔をあけて順番に並べられた複数の環状の突起物からなり、特に挿入部材に対してそれぞれ同心状に並べられ、歯の形状をしているとよい。しかしながら、前に明らかとなったように、最適の固定かみ合いはもしも保持体にかみ合う固定手段が一つの環状の半径方向の突起部のみで構成されると得られる。
【０００７】
保持体のソケット中における保持リングの望ましい信頼できる固定は、もしも保持リングが環状の溝にセットされ、その溝の軸方向に面する二つの側面が保持リングの軸方向の両端に荷重を支え得るように対向するならば、特に簡単な方法で確保できる。このようにすると、ソケット中における接着、圧着その他同様の付加的な取付手段なしに特に簡単に保持リングを摩擦かみ合いによってのみ環状の溝の側面に保持することができる。
【０００８】
保持リングの所定位置への取付は、もしも保持リングの周辺の１箇所に隙間が開けられていると、環状の溝に挿入のために外側横断面を一時的に減少させるように弾性的に圧縮できるので特に簡単である。保持リングは、例えば、圧縮された状態で挿入され、環状の溝に到達すると自動的に再び膨張し環状の溝にぱちんとはまることができる。この取付操作は、保持リングと環状の溝との間に僅かな程度の遊びを設けることにより容易にすることができる。
【０００９】
保持リングの材料としては、エラストマ材料が推奨され、特にポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を用いると満足な結果が得られる。
他の特に有利な手段は、軸方向で保持リングの前の方にあるソケットの外側部分の内径が取り付けられた状態での保持リングの内径よりも大きく作られていることであり、これは直径を次のように更に設定することと同様有利な点である。即ち、上述のソケットの前側の外側部分の内径が固定手段である挿入部材の外径と同じか好ましくはやや大きいように設定される。このことは、挿入部材の差し込みによる取付の間、保持体の堅い材料との可能な接触によって固定手段に生じる過大な高負荷を防ぐことができることを意味し、接触を完全に防ぐことすら可能で、挿入部材の圧力ばめに際し固定手段の剪断破損の危険性を減少させるか又は完全に取り除くことすら可能なことを意味する。
【００１０】
接続されるべき流体ダクトの固定で、挿入部材の内周面に保持手段、例えば、反発力があり弾性的で流体ダクトの挿入後はその外周面に作用する可動な爪要素を備えることが可能である。この場合に有利なことは、爪要素が挿入部材に取り付けられる環状部材の一部品として設計されることである。
【００１１】
特に軸方向に動かすことができる解除部材を設けることが更に可能であり、その解除部材を用いて先に挿入された流体ダクトを除去するために、半径方向で外側に向いた除去運動を保持手段に手動で作用させることが可能である。
結合装置を一般に所定の取付場所に取り付けられる別の部品グループとして設計することは原則的に可能であるが、もしも結合装置の保持部材が流体動力装置の部品、例えば、そのような装置のハウジングで直接構成されていると特に有利である。
【００１２】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、例えば、流体動力又は他の手段によって作動するバルブ又は駆動機構として、水圧又は好ましくは空気圧と共に作動する不特定な形式の流体動力装置１のハウジング２の一部を示す。
【００１３】
少なくとも一つの円筒状でできれば多段式のソケット３がハウジング２の中に形成されており、そのようなソケットはハウジング２の外側の面５に向けて開かれた外側軸端部４を有する。本実施例では、外側の面５はハウジング２のカラー状の突起部のある端面で構成されている。
【００１４】
内部端末域６は、ソケット３の更に内側にあり、ハウジング２の中で他の装置に接続する流体チャネル７と一緒になっている。この流体チャネル７は、例えば、バルブで構成される流体動力装置１の場合には、図示しないが、バルブ部材が備えられたバルブ室に接続する。
【００１５】
ハウジング２は、保持体を表し以下符号８で示され、一般に符号１２で示される結合ユニット１２に結合し、結合ユニット１２は結合装置１３を構成し、結合装置１３は一点鎖線で示される流体ダクト１４と脱着可能に結合するのが好ましい。このことは、堅くてもあるいは柔軟性があってもよい流体ダクト１４と流体チャネル７との間で流体結合が得られることを意味する。流体ダクト１４の結合は、本実施例では、結合ユニット１２に同軸状に挿入することにより非常に簡単に行われ、挿入された状態で解除できるように保持されている。図１に、流体ダクト１４のこのように挿入された状態を示す。
【００１６】
保持体８及び更に壁面を定めるソケット３は、本実施例では金属で、特に望ましい形状をしたアルミダイカストで、流体動力装置のハウジングには非常に頻繁に用いられる材料である。そのような材料と成形法を用いると、最適形状と同時に比較的高い強度を得ることができる。
【００１７】
結合ユニット１２は、軸方向通路１５を有するスリーブ状の挿入部材１６を備え、ソケット３の中で矢印１７で示される方向に差し込みにより装置にロックされている。挿入部材１６を差し込みにより取り付けるには、外側からソケット３の中へ矢印１７で示される一定の取付力を同軸方向に加えて行う。
【００１８】
結合ユニット１２が保持体８に取り付けられた状態では、挿入部材１６はその軸方向の全長がソケット３の中に収められており、特にその端部が保持体８の上述の外側の面５と同一平面状になることが好ましい。
挿入部材１６は、半径方向に揃えられた外周面に一つ又はそれ以上の半径方向に外側へ延びる突起部で構成される固定手段１８を備え、ソケット３の中でかみ合い効果によりソケット３からの脱落が防止されるように保持されている。本実施例に示された固定手段１８は、環状の固定用の突起部２２からなり、固定用の突起部２２は挿入部材１６と同心で鋸歯状の形をしており、挿入部材１６の外周面２３の円筒部分に軸方向で隣接し、半径方向に突き出ている。
【００１９】
本実施例では、詳細には示していないが、複数の同軸で環状の固定用の突起が設けられ、それらは軸方向に間隔を取って配置されている。しかしながら、たった一つの固定用の突起部２２でも充分な保持効果が得られることが分かっている。
【００２０】
挿入部材１６は、本実施例では、金属材で真鍮からなることが好ましい。固定手段１８は、挿入部材１６に一体化された部分であることが最も良く、従って本実施例では金属からなり、かなりの大きさの張力を伝達できるような物がよい。
挿入部材１６のソケット３における固定は、保持体８に直接行われるのではなく、合成樹脂材からなる保持リング２４の形の追加部品を中間に配置して行われる。この保持リング２４は、ソケット３の中に同軸に配置され、保持体８の中のソケット３の内周面にある環状の溝２５にロックされている。
【００２１】
環状の溝２５は、１個の半径方向で内側へ向いた円筒状の溝床面２６と、２個の軸方向に対面し溝２５の横方向の境界を定める溝側面２７、２８を有する。ソケット３に対して軸方向で更に外側にある溝側面は、以下、外側溝側面２７と呼ばれ、更に内側にあり軸方向で外側溝側面と揃えられている溝側面は内側溝側面２８と呼ばれる。
【００２２】
保持リング２４は、矩形断面を有することが好ましく、半径方向で外側に向いた部分が環状の溝２５の中に取り付けられ、２個の対向する軸方向の端末面３２、３３はそれぞれ外側溝側面２７と内側溝側面２８とに面している。このことは、保持リング２４が保持体８に対して実質的に動かないようにされ、保持体８に事実上結合するような接触で軸方向に保持されることを意味する。
【００２３】
しかしながら、本実施例での特徴は僅かな程度の軸方向の遊びがあることであり、それは保持リング２４の取付方法に起因するものである。かくして、保持リング２４は、本実施例では、原則として可能であるが、例えばインジェクションモールディングにおいて環状の溝２５の中では成形されない。実際、保持リングの組み立てられた状態での組み付け方向１７への取付は、外側からスナップ動作ではめ込むかあるいは環状の溝２５の中での戻り止め作用によって行われる。
【００２４】
保持リング２４が、ソケット３の軸方向で外側にくる外側部分３４を通して可動になることを保証するために、この外側部分３４の直径は、溝床面２６の直径より小さく、保持リング２４には、その周辺の１箇所において図２に示すように、隙間が設けられている。半径方向と軸方向に連続して延びる隙間３５の大きさは、保持リング２４がその取付の際に、一時的に半径方向に力を加えることにより圧縮され、その外周面あるいは外側横断面が減少し、ソケット３の外側部分３４を通して組み付けられるように選ばれる。保持リング２４がこのように変形した後ソケット３に組み付けられると、その材料の弾性によって再びその隙間の幅３５だけ自然に拡張し、環状の溝２５にスナップ動作ではまり、溝側面２７、２８と半径方向で重なり合う。
【００２５】
保持リング２４の弾性的に反発力のある特性は、もし保持リング２４がエラストマ合成樹脂材、特にポリオキシメチレン合成樹脂で作られていると問題なく確保される。
環状の溝２５に取り付けられた状態で、保持リング２４はソケット３の外側部分３４の内周面からある程度半径方向で外側に突き出ている。
【００２６】
挿入部材１６のソケット３への差し込みによる取付は、保持リング２４を環状の溝２５に予め取り付けた後で行われる。このため、挿入部材１６の外周は差し込みによる組み付けにおいてある程度の力を必要とするように保持リング２４の内周にぴったり合うことが好ましい。何故なら、保持リングは保持体８と挿入部材１６との間に保持されているからである。このことは、挿入部材１６のソケット３の中における半径方向に遊びのない取付を意味する。
【００２７】
挿入部材１６の差し込みによる取付の間、固定手段１８もまた保持リング２４に導入される。固定手段１８は、外周面２３を超えて突き出し挿入部材１６の保持リング２４の内周面に面接触しているので、保持リングの合成樹脂材に半径方向で外側にロックされるように組み込まれる。その結果はかみ合い結合で、挿入部材１６の取付方向１７の逆方向への保持リング２４からの引き抜きが防止される。挿入部材１６から保持リング２４へ固定手段１８を通じて伝えられた張力は、最終的に保持リング２４を軸方向に支持する保持体８によって受け持たれれる。２個の溝側面２７、２８における支持効果は軸の両方向に有効であり、保持リング２４がソケット３から引き抜かれないようなかみ合い効果によって保持されるだけでなく、挿入部材１６が同軸方向に圧力ばめされるとき、その軸方向の取付深さが制限され、軸方向の位置に保持される。
【００２８】
挿入部材１６に設けられた固定手段１８は、保持リング２４の合成樹脂材にのみかみ合い、保持体８のより硬い金属材料とはかみ合わないので、流体ダクト１４の中における脈動圧作用の場合でさえ、従って、挿入部材１６と保持体１８との間に微小な軸方向の相対運動が生じても、所期のかみ合い結合は維持され、引き抜きが防止される。
【００２９】
保持リング２４を、例えば接着あるいは他の摩擦力の付加的手段によってソケット３に取り付けることは原則的に可能であるが、本実施例ではそのような手段を用いなくて済むので組み立てが非常に簡単になる。
更に有利な特徴は、軸方向で環状の溝２５の前方に位置するソケット３の外側部分３４の内径ｄ_Iが、挿入部材１６の固定手段１８で定められる外径ｄ_Aより小さくないことである。内径ｄ_Iが上述の外径ｄ_Aより大きいことは、挿入部材１６のソケット３への挿入に際し、固定手段１８と保持リング２４の前方にある金属部品である保持体８との接触を避け得る点で好都合である。このことは、保持体８の材料より一般に弱い材料が選択される固定手段１８の偶発的な折れが防がれることを意味する。
【００３０】
結合ユニット１２は、挿入部材１６に直接取り付けられることができ、上述の保持リング２４なしに合成樹脂材からなる保持体のソケット３に取り付けることができる。結合ユニット１２を金属製の保持体８のソケット３に取り付けるには、ソケット３に上述の方法で合成樹脂で作られた保持リング２４を取り付ければよい。保持リング２４は、挿入部材１６との接触点において合成樹脂製の保持体と同等の条件にされるので、結合ユニット１２が合成樹脂製の保持体あるいは金属製の保持体への取付にも適切となる。
【００３１】
結合ユニット１２の中に挿入された流体ダクト１４を保持するために、挿入部材１６の内周において保持手段３６が備えられている。そのような保持手段は、本実施例では、挿入部材１６に対しては動き得るが挿入部材１６に固定された反発力のある弾性爪要素で構成されている。そのような要素は環状部材３７の構成部分の形に設計され、金属のみからなり、挿入部材１６の窪みにある外側リング部３８で保持されるかあるいは他の様式で挿入部材１６に保持されることが好ましい。保持手段３６は、環状部材３７の一点鎖線で示される主要面４２から取付の方向１７に曲げられており、その自由端は斜めに半径方向で内側へ及び同時に取付の方向１７に向かって延びている。保持手段３６の自由端は、環状部材３７の内径を構成し、その内径は流体ダクト１４が挿入されていないと考えられるときは、そのような流体ダクト１４の外径よりも小さくなっている。
【００３２】
接続されるべき流体ダクト１４は、ソケット３の外側軸端部４と並んだ操作側４３から取り付け方向１７に沿って結合ユニット１２に挿入される。そのとき流体ダクトの端部側が保持手段３６の斜めの後面に取付の方向１７に逆らうように接触し、保持手段３６は流体ダクト１４が環状部材３７を貫いて挿入されるように半径方向で外側へ曲げられる。保持手段３６の反発戻り力のために、流体ダクト１４はその外周で保持手段３６による輪止め作用あるいは爪止め作用で保持される。この点で、保持手段３６の自由端は流体ダクト１４にかみ込むように結合する。
【００３３】
先に接続された流体ダクト１４の除去が必要とされる場合には、本実施例のように、結合ユニット１２に解除部材４４が備えられる。解除部材４４は、操作側４３から挿入部材１６の軸方向通路１５の中へ延びるスリーブ状の作動部分４５を有する。作動部分４５との接触により、解除部材４４は挿入部材１６の内周面を軸方向に滑る。作動部分４５に接続され、例えば、フランジ状に成形されたハンドル部４６が挿入部材１６の外側に位置し、操作側４３の前方に置かれている。
【００３４】
解除部材４４は、流体ダクト１４が挿通する同軸状の開口部４７を有する。
解除部材４４は、挿入部材１６の内側に沿って保持手段３６の後方側まで達している。流体ダクト１４を除去するには、解除部材４４が前方へ取付方向１７に動かされるように、操作力を手動で取付方向１７と同方向にハンドル部４６に加え、保持手段３６の後部に半径方向で外側への回転運動を生じさせる。保持手段３６は、こうして流体ダクト１４の壁面とのかみ合いが外され、従って流体ダクト１４を結合ユニット１２から引き抜くことができる。
【００３５】
解除部材４４が挿入部材１６に拘束されていると、挿入部材１６からの脱落防止に好都合である。このことは、例えば、一つ又はそれ以上の半径方向で外側に向いた突出部４８を設け、それが挿入部材１６の内周面にある段差４９に引っかけられることにより実現される。
【００３６】
挿入部材１６をソケット３あるいは保持リング２４に押し付けるのに要する挿入力は、本実施例では、解除部材４４のハンドル部４６に加えることができる。解除部材４４は、解除部材４４の支持面５２が挿入部材１６の端面５３に当接するまで最初挿入部材１６の中に挿入される。それにより、押圧力が挿入部材１６に伝達される。
【００３７】
挿入部材１６の挿入深さは、例えば、挿入部材１６の軸方向外端部に設けられ、外周面２３から半径方向に外側へ突き出た突き合わせカラー部５４によって規制することができる。即ち、取付が所期の深さに到達するとカラー部５４が軸方向で外側に面し、保持リング２４の環状の溝２５から半径方向で内側へ張り出した端末面３２とかみ合う。
【００３８】
最後に、結合装置１３には更にシール手段５５が備えられており、シール手段５５は、例えば、一重の完全なシールで構成され、該シール手段５５は一方で保持体８をシールし、他方で挿入された流体ダクト１４をシールするという二重の機能を有する。シール手段５５は、ソケット３の内部で挿入部材１６の内側に同軸状となるように配置されることが好ましい。挿入された流体ダクト１４はシール手段５５を貫通する。シール手段５５は本実施例では別部品であるが、挿入部材１６と一体化されるように設計できることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による結合装置の好ましい実施例を軸方向で示す図であり、一点鎖線は本結合装置に接続された流体ダクトを示す。
【図２】 図１の結合装置の一点鎖線ＩＩ−ＩＩにおける断面を示す図である。

Claims (14)

1. 流体ダクト結合装置であって、金属の保持体（８）の中のソケット（３）に差し込みにより取り付けられたスリーブ状の挿入部材（１６）を有する結合ユニット（１２）と、前記挿入部材の外周面に設けられ、前記ソケット（３）に固定するため、一つ又はそれ以上の突起部で構成された固定手段とからなり、前記ソケット（３）の内周面に設けられ、環状の溝（２５）に固定された合成樹脂材の保持リング（２４）が前記保持体（８）に対して軸方向でどちらの方向にも荷重を支えることができ、前記挿入部材（１６）が前記保持リング（２４）に同軸方向に挿入され、その固定手段（１８）が合成樹脂材の前記保持リング（２４）にかみ合うことを特徴とする流体ダクト結合装置。
2. 前記固定手段が金属からなることを特徴とする、請求項１記載の流体ダクト結合装置。
3. 前記固定手段（１８）が、軸方向に間隔を取って順番に置かれた一つ又はそれ以上の環状の突起部（２２）を含み、前記突起部（２２）が前記挿入部材（１６）に同心で、特に歯型の形状を有することを特徴とする、請求項１又は２記載の流体ダクト結合装置。
4. 前記保持リング（２４）がその２個の軸方向の端部で、前記環状の溝（２５）のそれぞれの側面（２７と２８）に当接することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。
5. 前記保持リング（２４）が、前記環状の溝（２５）の中に僅かの遊びを持って取り付けられ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流体ダクト結合装置。
6. 前記保持リング（２４）が、前記保持体（８）にある前記環状の溝（２５）の軸方向の端部でかみ合い接触により軸方向にのみ保持され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流体ダクト結合装置。
7. 前記保持リング（２４）の周辺部の一箇所に隙間が設けられ、該隙間の大きさは、前記保持リング（２４）がその取付のため横断面を反発力のある弾性的な方法で一時的に減少させ圧縮するように選ばれ、前記ソケット（３）の前記環状の溝（２５）の軸方向で前側にある外側部分（３４）を介して取り付けられることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。
8. 前記保持リング（２４）が、エラストマ材料特にポリオキシメチレンからなることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。
9. 前記ソケット（３）の前記保持リング（２４）の軸方向で前側に置かれた前記外側部分（３４）の内径は、前記保持リング（２４）の内径より大きく、この点で、前記挿入部材（１６）の前記固定手段（１８）で定められる外径よりも小さくなく、大きいことを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。
10. 前記挿入部材（１６）の内周面に流体ダクト（１４）の保持手段（３６）が設けられ、該流体ダクトが前記挿入部材（１６）に挿入されることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。
11. 前記保持手段（３６）が、内側へ突き出た反発力のある弾性爪要素で構成され、該爪要素は流体ダクトの周囲で作用する位置にあることを特徴とする、請求項１０記載の流体ダクト結合装置。
12. 前記結合ユニット（１２）が、前記挿入部材（１６）に対して可動であり、前記挿入部材（１６）の中に延び、手動により前記保持手段（３６）に半径方向で外側へ向けた解除動作を行うように作用する解除部材（４４）を備えることを特徴とする、請求項１０又は１１記載の流体ダクト結合装置。
13. 前記挿入部材（１６）と軸方向で同軸状に挿入された環状のシール手段（５５）を有し、該シール手段（５５）が前記保持体（８）と挿入される前記流体ダクト（１４）とのシール作用を備えることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。
14. 前記保持体（８）が、流体動力手段の要素で構成され、例えば、バル ブ又は駆動機構として、特にそのような流体動力手段のハウジング（２）で構成されることを特徴とする、請求項１ないし１３のいずれかに記載の流体ダクト結合装置。

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