JP4041457B2 - クイックコネクタ - Google Patents

Description

本発明は、自動車の燃料移送配管などでチューブ同士の接続に用いられるクイックコネクタに関する。

例えば、自動車の燃料移送配管では、燃料チューブを接続する管継手としてクイックコネクタが広く用いられている。このクイックコネクタは、チューブの一方に取り付け、他方の接続すべき相手方のチューブをクイックコネクターのハウジングに挿入してから、リテーナを押し込むことで、ボルト等の締結要素を用いることなく、ワンタッチで簡単にチューブ同士を接続することができる。クイックコネクタの代表的な従来技術としては、特許文献１や特許文献２に記載されているものを挙げることができる。

図１２に示すように、この種のクイックコネクタで接続する相手方のチューブ２の末端部には、外周部を周回するスプール部３が端末加工により形成されており、ハウジング４の窓からスライド式のリテーナ５をクイックコネクタの半径方向から押し込むことで、リテーナ５のリブ６の端縁部６ａがスプール部３に係合し、相手方のチューブ２を抜けないように拘束することができる。

クイックコネクタではチューブ２を先にハウジング４に挿入してからリテーナ５を押し込むのが正しい接続順序であるが、図１３に示すようにリテーナ５の方を先に押し込んでしまうことがしばしばある。その場合、チューブ２をハウジング４に挿入すると、スプール部３がリテーナ５のリブ６の端縁部６ａの反対側の端縁部６ｂに当接して、チューブ２をそれ以上挿入することができなくなり、不完全結合の状態となる。クイックコネクタとチューブ２が不完全結合状態になっているときは、外見上は完全に結合した状態と区別できない。そこで、従来のクイックコネクタでは、不完全結合状態にあるときにはチューブ２の先端がＯリング７が届かないようにして、漏洩検査をしたときの流体の漏れによって不完全結合状態を判別できるようにしている。

一方、チューブ２との不完全結合状態が外見上一目で区別できるように工夫したクイックコネクタには、例えば、特許文献３に記載されているものがある。このクイックコネクタでは、リテーナとは別に結合確認部材を利用し、相手方のチューブを完全結合位置まで挿入してリテーナと結合されないかぎり、結合確認部材をクイックコネクタから簡単には取り外せない構造になっている。
米国特許第５，５４２，７１６号公報 特開２００２−２０６６８３号公報 特開平１１−２３０４５６号

しかしながら、従来のクイックコネクタでは、不完全結合状態を完全結合状態から区別することはできても、不完全結合状態それ自体が生じるのを防止することができない。

そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、相手方チューブの端末を正規の完全結合位置まで十分に挿入しないかぎり、リテーナーを押し込んでロックできないようにし、不完全結合状態を生じなくしたクイックコネクタを提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明は、スプール部を有する相手方のチューブの端末が挿入されるハウジングと、前記ハウジングに開口する窓部から軸方向と直角に挿入されるリテーナとを有し、前記スプール部を前記リテーナーで拘束して前記相手方のチューブと前記ハウジングとを結合するようにしたクイックコネクタにおいて、前記チューブを前記ハウジングに挿入し前記スプール部が前記リテーナと結合可能な位置を越えたときに当該リテーナを押し込み可能とする結合確認部材を前記リテーナと一体構造に組み合わせてなり、前記ハウジングには、前記チューブが不完全に挿入されている状態では、前記結合確認部材に干渉して当該結合確認部材の押し込む方向への移動を阻止する干渉部を形成し、前記リテーナは、前記チューブのスプール部と係合し当該スプール部を拘束する端面を有するリブと、ハウジングの側壁部に係合するロック爪を有する脚部を有し、前記結合確認部材は、前記リテーナの脚部に隣接して延び、その先端部に前記干渉部に当接する爪部を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、相手方のチューブを完全結合可能な位置を越えるまで挿入しないかぎり、結合確認部材は干渉部による干渉から絶対に離脱しないようになっているので、リテーナの押し込みは不能になり、リテーナとチューブに不完全結合状態が生じるのを確実に防止することができる

以下、本発明によるクイックコネクタの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるクイックコネクタを示す分解斜視図である。図１において、参照番号１０は、クイックコネクタを示す。１２はクイックコネクタ１０のハウジングで、１６がリテーナを示している。図２は、リテーナ１６がハウジング１２に仮組みされた状態にあるクイックコネクタ１０の側面を示し、図３は、図２におけるクイックコネクタ１０の正面図であり、図４は図２におけるクイックコネクタ１０にチューブ１４を挿入したときの縦断面図である。

クイックコネクタ１０のハウジング１２は、相手方のチューブ１４が挿入されるチューブ挿入口２０が開口している雌形の継手を構成するとともに、樹脂製のチューブ１７を圧入により取り付け可能な雄形の圧入取付部１８が一体となっているもので、図４に示すように、ハウジング１２の内部には段付きの通路２１が軸方向に貫通形成されている。

また、ハウジング１２の先端部には、リテーナ１６を軸方向と直角な方向から挿入するためのスリット状のリテーナ挿入口２２が周方向に延びるように形成されている。

ハウジング１２は、側壁部２３ａ、２３ｂと、第１円筒部２５ａを含み、さらに、この第１円筒部２５ａにはこれより小径の第２の円筒部２５ｂを介して圧入取付部１８が連続するようになっている。図４に示すように、第１円筒部２５ａの内部には、Ｏリング２７と、このＯリング２７の飛び出しを防止するためのトップハット２８が収装されている。

図１、図４において、相手方のチューブ１４は、この実施形態では、金属製または樹脂製のチューブであって、端末加工を施すことにより、末端から所定の距離だけ離れた位置に、外周部を周回するスプール部３０が形成されている。ハウジング１２のリテーナ挿入口２２から差込まれたリテーナ１６は、このスプール部３０と係合すると、相手方のチューブ１４を抜けないように拘束する。

リテーナ１６は、両側に平行に延びるロック用の脚部３１ａ、３１ｂを有するプラスチック製あるいは金属製のＵ字形の部材であり、この実施形態の場合、この種の従来のリテーナと較べてハウジング軸方向の長さを大きく切りつめた薄型のリテーナとして構成されている。リテーナ挿入口２２の幅とリテーナー１６の幅は対応するようになっている。

図１、図３に示されるように、リテーナ１６の脚部３１ａ、３１ｂの内側には、Ｕ字形のリブ３２が一体形成されている。このＵ字形のリブ３２の湾曲面の曲率は、相手方のチューブ１４の外周面の曲率とほぼ等しくなっており、したがって、リブ３２には、ハウジング１２内に挿入された相手方のチューブ１４が嵌合するようになっている。リテーナ１６の脚部３１ａ、３１ｂの先端部にはそれぞれロック爪３４ａ、３４ｂが形成され、リテーナ１６を正規の位置まで押し込むと、このロック爪３４ａ、３４ｂが、ハウジング１２の側壁部２３ａ、２３ｂの下縁に係合するので、リテーナ１６をハウジング１２から外れないようにロックすることができる（図８参照）。リテーナ１６がロックされた状態では、リテーナ１６のリブ３２の端面３２ａがスプール部３０の拘束面となってチューブ１４はハウジング１２から抜けないように結合される（図７参照）。なお、リテーナ１６のロック爪３４ａ、３４ｂがハウジング１２の側壁部２３ａ、２３ｂの下縁に係合に係合した状態で、リテーナ１６を強引に取り外そうとした場合、この実施形態では、８ｋｇｆ程度を限界基準力として、最低でもそれ以上の力が加わらない限り、リテーナ１６のロック爪３４ａ、３４ｂが外れないような強度をもっている。

本実施形態のリテーナ１６では、ロック用の脚部３１ａ、３１ｂとともに、リテーナ１６と相手方のチューブ１４とが完全に結合し得る位置関係にあることを確認するための結合確認部材３６ａ、３６ｂを組み合わせ、この結合確認部材３６ａ、３６ｂが一体化された構造になっている。

結合確認部材３６ａ、３６ｂは、細長い棒状の形状を有し、ロック用の脚部３１ａ、３１ｂの隣にスリット３５を間に介して平行に延び、その先端部には爪部３７ａ、３７ｂが形成されている。この爪部３７ａ、３７ｂは、ロック爪３４ａ、３４ｂとは向きが反対になっている。

一方、ハウジング１２の方には、結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂに干渉する干渉部３８が設けられている。図１並びに図３に示されるように、この干渉部３８は、第１円筒部２５ａの通路口の開口縁に沿って三日月状に延び、その両端部はそれぞれ結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂに当接する干渉エッジ３９ａ、３９ｂになっている。

結合確認部材３６ａ、３６ｂに力が何も作用していない状態での爪部３７ａ、３７ｂの間隔Ａは、相手方のチューブ１４のスプール部３０の直径Ｂよりも短く設定されており、チューブ１４を挿入するとスプール部３０は、必ず結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂに当たるようになっている。そして、干渉部３８の干渉エッジ３９ａ、３９ｂの間隔は、結合確認部材３６ａ、３６ｂに力が作用していない状態で爪部３７ａ、３７ｂの直下に干渉エッジ３９ａ、３９ｂが位置するように設定されている。この状態でリテーナ１６を押し込もうとしても一定以上の限界基準以上の力が加わないかぎり、押し込むことができない。本実施形態の場合、８ｋｇｆ程度を限界基準力として、それ以下の力では押し込めないように結合確認部材３６ａ、３６ｂの強度が設定されている。

スプール部３０は、横断面Ｕ字形に膨出する曲面からなっており、結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂに滑らかに当たって、結合確認部材３６ａ、３６ｂに対して外側に押し拡げる力を作用させる。図５に示すように、スプール部３０と結合確認部材３６ａ、３６ｂが同一平面上で重なりあう位置までチューブ１４が十分に挿入されると、図６に示すように、結合確認部材３６ａ、３６ｂはスプール部３０によって最大限まで押し拡げられる結果、爪部３７ａ、３７ｂは干渉部３８の干渉エッジ３９ａ、３９ｂから外れるようになっている。この状態になると、リテーナ１６を押し込むことが可能となる。

本実施形態によるクイックコネクタは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用について説明する。
まず、リテーナ１６のハウジング１２に対する仮組みについて説明する。

図１において、リテーナ１６をハウジング１２に開口しているリテーナ挿入口２２から軽く差し込むと、リテーナ１６の脚部３１ａ、３１ｂの先端のロック爪３４ａ、３４ｂが、図３に示されるように、ハウジング１２の側壁部２３ａ、２３ｂの内側に形成されている係止溝４０ａ、４０ｂに引っ掛かる。このときのリテーナ１６の位置が仮組み位置で、この位置では、結合確認部材３６ａ、３６ｂは図３に示す位置にあり、爪部３７ａ、３７ｂは間隔Ａを保っている。

本実施形態のクイックコネクタ１０は、リテーナ１６がハウジング１２に仮組みされ、クイックコネクタ１０の圧入接続部１８に樹脂製のチューブ１７を圧入した形態の製品として出荷され、需要者に提供される。需要者が例えば、自動車の組立工場で、エンジンに燃料を供給する燃料配管の接続工程にクイックコネクタ１０を用いる場合、接続相手の金属製のチューブ１４をハウジング１２に挿入して、リテーナ１６を押し込むだけでよい。

図４（ａ）に示されるように、接続相手のチューブ１４の端末をチューブ挿入口２０から挿入すると、チューブ１４のスプール部３０は結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂに当接する。図４（ａ）に示した位置にスプール部３０があるときは、チューブ１４の挿入は不十分で、たとえリテーナ１６を押し込もうとしても、結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂに干渉部３８の干渉エッジ３９ａ、３９ｂが当たって干渉するので、リテーナ１６を押し込むことはできない。

そこで、チューブ１４をさらに挿入すると、スプール部３０が結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂを押し拡げ、押し込む手には感触として抵抗感が伝わる。そして、図５に示すように、スプール部３０がトップハット２８に当たるまで押し込まれると、スプール部３０は結合確認部材３６ａ、３６ｂと同一平面上に並ぶ。このときの結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂと干渉エッジ３９ａ、３９ｂの位置関係は図６に示すようになっており、爪部３７ａ、３７ｂは、干渉エッジ３９ａ、３９ｂから外れて干渉しない位置にあり、これにより、リテーナ１６は、はじめて押し込むことが可能な状態となる。

そうしてリテーナ１６を押し込むと、脚部３１ａ、３１ｂのロック爪３４ａ、３４ｂがハウジング１２の側壁部２３ａ、２３ｂの下縁に係合する。このときのクイックコネクタ１０の縦断面は図７のようになっている。また図８は、このときのクイックコネクタ１０をチューブ挿入口２０からみた図である。

相手方のチューブ１４に抜く方向の力が作用すると、スプール部３０は、リテーナ１６のリブ３２の端縁３２ａに当接して拘束されるので、チューブ１４の軸方向の移動は阻止される。このようにして、相手方のチューブ１４とクイックコネクタ１０は、リテーナ１６によって強固に結合され、その結合状態はロックされている。このとき、ハウジング１２とチューブ１４との間では、Ｏリング２７によるシールが効いた状態にあることはもちろんである。また、リテーナ１６は、所定の限界基準力以上の力で引っ張らない限り、ロック爪３４ａ、３４ｂが破損しないだけの強度を有しており、好ましくは、最低でも、８ｋｇｆ以下の引っ張り力では破損せずリテーナ１６を外せないようになっている。

これに対して、チューブ１４の挿入が不十分であり、例えば、図４（ｂ）に示す位置まで挿入した場合では、チューブ１４のスプール部３０の端は、リテーナ１６の拘束面であるリブ３２の端面３２ａとほぼ同じ位置にある。この位置では、本来であればスプール部３０は、リテーナ１６によって結合され得るロックポイント上にあることになる。

しかしながら、この位置では、結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂは、スプール部３０により完全に押し拡げられておらず、爪部３７ａ、３７ｂは干渉エッジ３９ａ、３９ｂに当たっており、リテーナ１６の押し込みは阻止される。しかも、リテーナ１６に押し込む力を加えても、多少の力をかけたくらいでは押し込めないので、チューブ１４を結合位置まで十分に挿入されていないことを直感的に確認できる。結合確認部材３６ａ、３６ｂには、所定の限界基準力以上の力を加えらない限り、折れたり欠けたりして干渉エッジ３９ａ、３９ｂからはずれないだけの強度を有しており、好ましくは、最低でも、８ｋｇｆ以下の力では破損せずリテーナ１６を押し込めないようになっている。

したがって、図５の位置、すなわち、チューブ１４のスプール部３０がロックポイントを完全に超えた位置まで達しないかぎり、爪部３７ａ、３７ｂは干渉エッジ３９ａ、３９ｂによる干渉から離脱しない。言い換えれば、結合確認部材３６ａ、３６ｂによって、スプール部３０がロックポイントを越えるまで完全に押し込まれたことを確認することができる。なお、どの程度、ロックポイントを越えたときに干渉が解除になるかは、リテーナ１６において脚部３１ａ、３１ｂと結合確認部材３６ａ、３６ｂの間のスリット３５の幅によって決まるようになっている。このようにして、中途半端な挿入では結合確認部材３６ａ、３６ｂは干渉エッジ３９ａ、３９ｂによる干渉から絶対に離脱しないようになっているので、リテーナ１６の押し込みは不能になっており、リテーナ１６とチューブ１４に不完全結合状態が生じるのを確実に防止することができる。

次に、図９は、リテーナ１６の変形例を示す図である。結合確認部材３６ａ、３６ｂの先端の爪部３７ａ、３７ｂには、干渉エッジ３９ａ、３９ｂに係止し易いように、凹部４２ａ、４２ｂが形成されている。

以上の変形例において、チューブ１４の挿入が中途半端な状態でリテーナ１６を押し込もうとしても、結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂが干渉エッジ３９ａ、３９ｂに干渉するのは同じであるが、爪部３７ａ、３７ｂに凹部４２ａ、４２ｂを設けるだけで、より一層、爪部３７ａ、３７ｂを干渉エッジ３９ａ、３９ｂから外れないようにすることができる。すなわち、図１０に示すように、押し込む力Ｐは、凹部４２ａ、４２ｂを干渉エッジ３９ａ、３９ｂ押し付ける向きに作用することになるため、結合確認部材３６ａ、３６ｂは左右の矢印Ａ、Ｂで示す方向にずれ難くなり、確認部材３６ａ、３６ｂまたは干渉エッジ３９ａ、３９ｂが破損しない限り外れることはない。

他方、チューブ１４が完全に挿入されるときには、爪部３７ａ、３７ｂに凹部４２ａ、４２ｂがあるからといって、結合確認部材３６ａ、３６ｂの爪部３７ａ、３７ｂが矢印Ａ方向に開く作用を阻害することはない。

次に、図１１は、ハウジング１２の変形例を示す図である。ハウジング１２に開口するチューブ挿入口２０には、チューブ１４のスプール部３０の通過の邪魔にならない範囲に、バックアップ部４４ａ、４４ｂが張り出すように形成されている。このバックアップ部４４ａ、４４ｂは、リテーナ１６のリブ３２にあたってリブ３２を支持するために設けられている。

図１１（ａ）は、リテーナ１６が押し込まれていない位置にあり、図１１（ｂ）は、リテーナ１６が押し込まれている位置にある。このとき、リブ３２の両端部４５ａ、４５ｂの一部は、バックアップ部４４ａ、４４ｂと重なり合うようになっている。

図７において、チューブ１４を引き抜く力が作用すると、チューブ１４のスプール部３０からリブ３２の端面３２ａに力が加わることになる。この力が大きいと、リブ３２が変形してチューブ１４が抜けてしまう可能性がある。
ところが、図１１（ｂ）において、ハウジング１２にバックアップ部４４ａ、４４ｂが設けてあることよって、リブ３２は端面３２ａの反対側の端面の一部（端部４５ａ、４５ｂとバックアップ部４４ａ、４４ｂが重なり合う部分）がバックアップ４４ａ、４４ｂに当たってバックアップ支持されるので、リブ３２の変形を防ぎ、チューブ１４が抜けることはない。

以上、本発明について、好適な実施形態を挙げて説明したが、上述の実施形態のリテーナ１６では，リテーナ１６の脚部３１ａ、３１ｂと結合確認部材３６ａ、３６ｂの間にはある程度の幅をもつスリット３５が介在している。このスリット３５については、その幅がほとんどない場合、すなわち、脚部３１ａ、３１ｂと結合確認部材３６ａ、３６ｂの境界に切り込みを入れた場合もスリット３５の一態様として含まれる。
また、本発明は、従来のリテーナーに較べて大幅に薄くした薄型のリテーナー１６に容易に適用できるため、従来の図１２で示したようにハウジングの長さを延ばすことなく、逆に、短くコンパクトにした上で、完全結合か、まったく結合してしないかの２者択一の状態を明確に区別することができる。

なお、本発明のクイックコネクタについて、リテーナと結合確認部材を一体構造としたものを好適な実施形態に挙げて説明したが、結合確認部材をリテーナとは別体のものとして同様に構成することも可能である。

本発明の一実施形態によるクイックコネクタの分解斜視図。 本発明の一実施形態によるクイックコネクタの側面図。 同クイックコネクタの正面図。 本発明の一実施形態によるクイックコネクタの縦断面図で、図４（ａ）は相手方チューブのスプール部が結合確認部材に当接した位置を示し、図４（ｂ）は相手方チューブのスプール部がまだリテーナとのロックポイントを超えていない位置を示す。 相手方チューブがリテーナを押し込み可能な位置まで挿入された状態クイックコネクタを示す縦断面図。 図５の位置にスプール部があるときの結合確認部材の押し拡げられた状態を示すクイックコネクタの横断面図。 相手方チューブのスプール部がリテーナによって完全に結合された状態にあるクイックコネクタの縦断面図。 図７におけるクイックコネクタの正面図。 本発明のクイックコネクタの実施形態におけるリテーナの変形例を示す正面図。 図９における係合確認部材の作用を示す説明図。 本発明のクイックコネクタの実施形態におけるハウジングの変形例を示す正面図。 従来のクイックコネクタの縦断面図。 従来のクイックコネクタにおいて相手方チューブが不完全結合位置にあるときの縦断面図。

符号の説明

１０ クイックコネクタ
１２ ハウジング
１４ 相手方のチューブ
１６ リテーナ１６
２２ リテーナ挿入口
２８ トップハット
３０ スプール部
３２ リブ
３２ａ 拘束面
３６ａ、３６ｂ 結合確認部材
３７ａ、３７ｂ 爪部
３８ 干渉部
３９ａ、３９ｂ 干渉エッジ

Claims (8)

1. スプール部を有する相手方のチューブの端末が挿入されるハウジングと、前記ハウジングに開口する窓部から軸方向と直角に挿入されるリテーナとを有し、前記スプール部を前記リテーナーで拘束して前記相手方のチューブと前記ハウジングとを結合するようにしたクイックコネクタにおいて、
   前記チューブを前記ハウジングに挿入し前記スプール部が前記リテーナと結合可能な位置を越えたときに当該リテーナを押し込み可能とする結合確認部材を前記リテーナと一体構造に組み合わせてなり、
   前記ハウジングには、前記チューブが不完全に挿入されている状態では、前記結合確認部材に干渉して当該結合確認部材の押し込む方向への移動を阻止する干渉部を形成し、
   前記リテーナは、前記チューブのスプール部と係合し当該スプール部を拘束する端面を有するリブと、ハウジングの側壁部に係合するロック爪を有する脚部を有し、
   前記結合確認部材は、前記リテーナの脚部に隣接して延び、その先端部に前記干渉部に当接する爪部を有することを特徴とするクイックコネクタ。
2. 前記結合確認部材の爪部には、前記干渉部に係止するための凹部を有することを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクタ。
3. 前記ハウジングには、さらに、結合状態にある前記チューブに引抜き力が作用した場合に、前記スプール部を拘束する前記リブの端面の反対側の端面に当たって当該リブを支持するバックアップ部を設けたことを特徴とする請求項１にクイックコネクタ。
4. 前記チューブのスプール部が前記リテーナのリブの端面を完全に超えないかぎり、所定の限界基準力以下の押し込み力では前記結合確認部材の爪部が前記干渉部から外れない強度を有し、当該リテーナの押し込みを不能にしたことを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクタ。
5. 前記チューブとハウジングが前記リテーナで結合された状態では、リテーナは、前記限界基準力以下の引張力では外れない強度を有することを特徴とする請求項４に記載のクイックコネクタ。
6. 前記限界基準力は８ｋｇｆであることを特徴とする請求項４または５に記載のクイックコネクタ。
7. 前記リテーナの脚部と前記結合確認部材の間にスリットを間に介在させてなることを特徴とする請求項１に記載のクイックコネクタ。
8. 前記リテーナは、薄型のＵ字形のリテーナからなることを特徴とする請求項１または７に記載のクイックコネクタ。

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