JP4063941B2

JP4063941B2 - プラグとソケットとの封止構造

Info

Publication number: JP4063941B2
Application number: JP03062298A
Authority: JP
Inventors: 亮一平野
Original assignee: Koyo Sangyo Co Ltd
Current assignee: Koyo Sangyo Co Ltd
Priority date: 1998-01-28
Filing date: 1998-01-28
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2018-01-28
Also published as: JPH11210948A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに接続されたプラグとソケットとの間を封止するための封止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた迅速継手におけるプラグとソケットとを接続する場合には、図８に示すように、プラグ１の外周にソケットの本体（図示せず）を嵌合させる。すると、本体の内部に設けられたスライド筒２が、ばね（図示せず）によってプラグ１の先端面に押し付けられる。これによって、スライド筒２がプラグ１と連通し、ひいてはソケットとプラグ１とが気密に連通するようになっている。
【０００３】
ここで、プラグ１の先端面とスライド筒２の先端面との間は、パッキン３によって気密に封止されている。すなわち、プラグ１の先端面の内周側には、環状をなす突出部１ａが形成されている。一方、スライド筒２の先端面には、パッキン３が接着等の手段によって固定されている。そして、このパッキン３をプラグ１の環状の突出部１ａの外周面に突き当てることにより、プラグ１の先端面とスライド筒２の先端面との間を気密に封止するようになっている（特開平７−１２７７８４号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の封止構造においては、パッキン３がプラグ１に対し突出部１ａの一カ所でしか接触していないので、封止の信頼性という点において不安がある。例えば、突出部１ａの外周面１ａに傷が付くと、そこからガスが漏れてしまうおそれがある。
また、突出部１ａが先細り形状になっているため、突出部１ａの外周面に接触するパッキン３は楔作用による大きな押圧力を受けて大きく変形する。このため、パッキン３が劣化して封止性能が早期に低下するおそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するために、請求項１に係る発明は、先端面の内周側に前方へ向かうにしたがって縮径する環状の突出部が形成され、外周側に軸線と直交する環状の平坦面とが形成されたプラグと、このプラグの外周に着脱可能に装着される筒状をなす本体、およびこの本体の内周に軸線方向へ摺動可能に設けられ、ばねによってプラグ側へ付勢されたスライド筒を有するソケットとを接続するに際し、上記スライド筒の先端面に設けられた弾性材からなるパッキンを上記プラグの先端面に突き当たることによって上記プラグの先端面と上記スライド筒の先端面との間を気密に封止するようにしたプラグとソケットとの封止構造において、上記パッキンに、上記突出部の外周面に環状に突き当たる第１封止面と、上記平坦面に突き当たる第２の封止面とをそれぞれ形成したことを特徴としている。
この場合、上記第１封止面を上記突出部の外周面に向かって膨出する膨出面とするのが望ましい。また、上記第２封止面を上記平坦面に面接触する平面とするのが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図１〜図７を参照して説明する。
まず、接続すべきプラグとソケットとのうちのプラグについて説明すると、図１に示すように、プラグＰは日本工業規格（ＪＩＳ）で定められた形状を有している。すなわち、プラグＰは円筒状をなしており、その内部がガス通路Ｐ₁になっている。プラグＰの先端部（以下、プラグＰについては、ソケットＳ側を前、逆側を後と称する。）外周面には、断面略三角形の環状溝Ｐ₂が形成されている。プラグＰの先端面の外周側には、プラグＰの軸線と直交する平坦面Ｐ₃が形成され、内周側には軸線方向前方へ突出する環状の突出部Ｐ₄が形成されている。この突出部Ｐ₄は、前方へ向かうにしたがって縮径しており、その外周面Ｐ₅は球面の一部によって構成され、前方へ向かうにしたがって内周側へ向かうような傾斜面になっている。
【０００７】
次に、ソケットについて説明すると、図２および図３に示すように、ソケットＳは本体１を備えている。本体１は、円筒状をなすもので、その内部がガス通路１１になっている。本体１の後端部（以下、ソケットＳについては、プラグＰ側を前、逆側を後と称する。）外周面には、ガス管Ｇを嵌合して接続するための接続部１２が形成され、中央部外周面には、円筒状をなす外筒部１３の後端部が本体１と軸線を一致させて一体に形成されている。この外筒部１３の先端部は、本体１０より前方に延びており、そこには複数の貫通孔１４が周方向に等間隔に配置形成されている。各貫通孔１４には、鋼球２が外筒部１３の径方向へ移動可能に収容されている。この鋼球２の外径は、外筒部１３の肉厚より大径になっている。したがって、鋼球２の一部は、貫通孔１４から外周側または内周側に突出する。
【０００８】
外筒部１３の外側には、筒状をなすカバー３が配置されている。このカバー３の後端部は、本体１０の中央部および外筒部１３の後端部に嵌合固定されている。カバー３の先端部内周面と外筒部１３の先端部外周面との間には、操作筒４の後端部が摺動自在に挿入されている。この操作筒４の内周面には、先端側に大径孔部４１が形成され、後端側に小径孔部４２が形成され、それらの間に傾斜面４３が形成されている。操作筒４は、ばねＳ₁によって前方へ付勢されており、図２に示すようにソケットＳをプラグＰに接続していない状態においては、大径孔部４１が鋼球２と対向し、鋼球２が貫通孔１４から外周側に突出するのを許容している。しかも、傾斜面４３が貫通孔１４から突出した鋼球２に突き当たることにより、操作筒４はばねＳ₁の付勢力に抗して停止している。一方、図３に示すように、ソケットＳをプラグＰに接続した状態においては、傾斜面４３が外筒部１３の先端部外周面に形成された環状の段差部１５に突き当たることによって停止している。そして、その状態では小径孔部４２の内周面が鋼球２に接触することにより、鋼球２が貫通孔１４から外周側に突出するのを阻止している。
【０００９】
本体１の先端部外周面と外筒部１３の後端部内周面との間には、スライド筒７が摺動自在に配置されている。スライド筒７は、ばねＳ₂によって前方へ付勢されており、図２に示すようにソケットＳをプラグＰに接続していない状態においては、後端部外周面に形成された環状の係合部８１ａが外筒部１３の内周面に形成された環状の突出部１６に突き当たることによって停止している。その状態においては、スライド筒７の先端部外周面が鋼球２に突き当たることによって鋼球２が貫通孔１４から内周側へ突出するのを阻止している。スライド筒７は、その先端部に環状のパッキン５が取り付けられており、図３に示すように、ソケットＳをプラグＰに取り付けた状態においては、プラグＰによりパッキン５を介して後方へ押され、鋼球２よりも後方に位置している。したがって、その状態では、鋼球２が貫通孔１４から内周側へ突出するのを許容している。
【００１０】
上記スライド筒７は、図１に示すように、互いに別体である主筒部（主部）８と、副筒部９（副部）とから構成されている。主筒部８および副筒部９は、いずれも樹脂を成形してなるものであり、円筒状に形成されている。
【００１１】
主筒部８は、図１、図４および図７に示すように、後端側の基部８１、この基部８１の先端部に一体に設けられた小径部、この小径部８２の先端部に一体に設けられ、径方向内側へ突出する環状平板部８３、およびこの環状平板部８３の内周側の端部に一体に形成された保持筒部８４とから構成されており、それらは互いの軸線を一致させて形成されている。保持筒部８４は、その肉厚が薄く、先端部が拡縮径するように弾性変形可能である。保持筒部８４以外の部分は、ほとんど弾性変形しないような強度を有している。
【００１２】
上記基部８１の外周面の後端部には上記係合部８１ａが形成され、先端部には環状突出部８１ｂが形成されている。この環状突出部８１ｂに対して後端側に続く外周面には、環状凹部８１ｃが環状突出部８１ｂに接して形成され、さらに周方向に延びる複数（この実施の形態では４つ）の溝８１ｄが環状凹部８１ｃの後端側に接して形成されている。各溝８１ｄは、基部８１の周方向に等間隔をもって配置されている。溝８１ｄの深さは、環状凹部８１ｃより深くなっている。
【００１３】
基部８１の先端面には、周方向に延びる長孔８１ｅが溝８１ｄと同数形成されている。各長孔８１ｅは、小径部８２に接するように配置されており、環状突出部８１ｂおよび環状凹部８１より若干内周側の基部８１の内部を通って溝８１ｄに達している。長孔８１ｅと環状凹部８１ｃの底面との間に存在する実質部には、基部８１の周方向における長孔８１ｅの両端部に対応する箇所に溝８１ｄから環状突出部８１ｂまで延びる切欠き８１ｆ，８１ｆがそれぞれ形成されている。これにより、上記実質部が環状突出部８１ｂにのみ連結し、基部８１の他の部分から切り離され、環状突出部８１ｂから基部８１の後方側へ延びる係止片８１ｇが形成されている。この係止片８１ｇは、その肉厚が薄く、先端部（基部８１の後方側の端部）が基端部を中心として基部８１の径方向へ回動することができるよう、弾性変形可能になっている。係止片８１ｇの長孔８１ｅに臨む面は、後方へ向かうにしたがって径方向内側へ向かうような傾斜面８１ｈになっている。
【００１４】
上記副筒部９は、図１、図５および図７に示すように、先端側の基部９１、この基部９１の後端部に一体に形成され、内周側に突出する環状平板部９２、この環状平板部９２の内周側端部から前方へ延びる内側筒部９３、および環状平板部９２の後端面中央部から後方へ延びる嵌合筒部９４を有しており、それらは互いの軸線を一致させて形成されている。
【００１５】
嵌合筒部９３は、主筒部９の小径部８２の外周面に嵌合可能であり、その後端面には後方へ延びる係合腕９５が上記長孔８１ｅと同数形成されている。各係合腕９５は、周方向に等間隔をもって配置されており、それぞれ長孔８１ｅに挿入可能である。しかも、環状平板部９２が環状平板部８３に突き当たるまで嵌合筒部９４を小径部８２に嵌合すると、係合腕９５の先端部が長孔８１ｅを貫通して溝８１ｄ内に突出するようになっており、そこには係止片８１ｇの後端面に係合する係止突起９５ａが形成されている。そして、嵌合筒部９４が小径部８２に嵌合され、係合腕９５が長孔８１ｅに挿入され、さらに係止突起９５ａが係止片８１ｇに係合することにより、副筒部９が主筒部８に固定状態で取り付けられている。
【００１６】
図１に示すように、副筒部９が主筒部８に取り付けられた状態においては、スライド筒７の先端面に前方が開放された環状の取付溝７１が形成される。この場合、取付溝７１の外側の側面が副筒部９の基部９１によって構成され、内側の側面が主筒部８の保持筒部８４によって構成され、底面が環状平板部８３，９２によって構成される。この結果、副筒部９の内側筒部９３は、取付溝７１の内部を環状に延びて、内外に２分する隔壁部となる。隔壁部となる内側筒部９３の先端部には、保持筒部８４側に突出する係止突出部９３ａが内側筒部９３に沿って環状に形成されている。
なお、図２および図３に示すように、副筒部９の嵌合筒部９４の外周面と外筒部１３の内周面との間には、そこを気密に封止する封止部材１０が設けられている。
【００１７】
スライド筒７を主筒部８と副筒部９とに分けたのは、成形の容易性を考慮したものである。すなわち、内側筒部９３に取付溝７１の幅方向に突出する係止突出部９３ａが形成されているため、仮にスライド筒７全体を一体に成形すると、成形されたスライド筒７を金型から離型させる際に、金型が係止突出部９３ａに干渉し、離型が困難になってしまう。この点、スライド筒７を主筒部８と副筒部９とに２分すると、そのような干渉の問題を容易に回避することができ、主筒部８および副筒部９を容易に成形することができ、ひいてはスライド筒７を容易に成形することができるからである。
【００１８】
上記パッキン５は、ゴム、その他の弾性材からなるものであり、次のようにして上記取付溝７１に装着されている。すなわち、パッキン５は、図１、図６および図７に示すように、長さの短い円筒状に形成されている。パッキン５の径方向の肉厚は、取付溝７１の幅とほぼ同一であるが、その外周面には周方向に沿って環状に延びる突条５１，５１が形成されている。したがって、パッキン５は、突条５１の高さの分だけ径方向に圧縮された状態で取付溝７１に嵌合されている。
【００１９】
また、パッキン５の後端面には、隔壁部たる内側筒部９３がはめ込まれる嵌合凹部５２が周方向に沿って環状に形成されている。この嵌合凹部５２の幅は、内側筒部９３の肉厚より若干狭くなっている。したがって、嵌合凹部５２には内側筒部９３が圧入状態で挿入されている。嵌合凹部５２の内側の側面には、上記係止突出部９３ａが嵌まり込む係止凹部５３が環状に形成されている。そして、係止凹部５３に係止突出部９３ａが嵌まり込むことによってパッキン５が取付溝７１に対して抜け止めされている。この場合、係止突出部９３ａの後方を向く面と係合凹部５３の前方を向く面とが互いに係合し、しかもそれらは前後方向に対して直交する平面になっているので、係止突出部９３ａと係止凹部５３とが係合することにより、パッキン５が取付溝７１に対してほぼ確実に抜け止めされる。
【００２０】
パッキン５は次のいずれかの方法を採用することによって取付溝７１に取り付けることができる。
第１の取付方法を採用する場合には、予め主筒部８に副筒部９を取り付けてスライド筒７となし、その先端部に環状の取付溝７１を形成しておく。そして、取付溝７１にパッキン５をその後端部から嵌め込む。この場合、嵌め込み当初はパッキン５のうちの嵌合凹部５２より内周側の後端部が係止突出部９３ａを乗り越えることになるが、パッキン５の後端部自体が圧縮変形するとともに、保持筒部８４はその先端部が縮径するように、つまり取付溝７１の溝幅が広がるように変形する。したがって、パッキン５の後端部は係止突出部９３ａを容易に乗り越えることができ、パッキン５を取付溝７１に容易に嵌め込むことができる。パッキン５の後端部が係止突出部９３ａを乗り越えると、当該後端部および保持筒部８４が元の状態に弾性復帰するとともに、係止突出部９３ａが係止凹部５３に嵌まり込む。これにより、パッキン５を取付溝７１に取り付けることができる。
【００２１】
第２の取付方法を採用する場合には、まずパッキン５の嵌合凹部５２に副筒部９の内側筒部９３を嵌め込む。この場合、嵌め込み当初はパッキン５のうちの嵌合凹部５２より内周側の後端部が係止突出部９３ａを乗り越えることになるが、パッキン５の後端部の内周側および外周側部分がそれぞれ縮径、拡径するように弾性変形するので、係止突出部９３ａを容易に乗り越えることができる。次に、パッキン５が取り付けられた副筒部９を主筒部８に取り付ける。その結果、主筒部および副筒部９によってスライド筒７および取付溝７１が形成され、取付溝７１にパッキン５が取り付けられた状態になる。
【００２２】
また、パッキン５の先端面の外周側には、先方および径方向外側に突出する環状の当接部５４が形成されている。この当接部５４の後端面は、副筒部９の基部９１の先端面に突き当たっている。当接部５４の先端面は、ソケットＳの軸線と直交する平面（第２封止面）５５になっている。この平面５５は、ソケットＳをプラグＰに接続したとき、プラグＰの平面Ｐ₃に突き当たるようになっている。
【００２３】
パッキン５の先端面と内周面との交差部には、断面円弧状をなす膨出面（第１封止面）５６が形成されている。この膨出面５６は、ソケットＳをプラグＰに接続したとき、プラグＰの突出部Ｐ₄の外周面Ｐ₅に突き当たるようになっている。この場合、膨出面５６が円弧面によって形成されているので、その中央部が両端部より外周面Ｐ₅側に膨出することになり、中央部が外周面Ｐ₅に突き当たる。勿論、この膨出面５６は、中央部が両端部より外周面Ｐ₅側へ膨出するものであれば円弧面以外の面で構成してもよい。また、膨出面５６は、平面５５が平坦面Ｐ₃に突き当たるより若干前に外周面Ｐ₅に突き当たるように配置されている。
【００２４】
上記構成のソケットＳをプラグＰに接続する場合には、ソケットＳを前方へ移動させ、その外筒部１３内にプラグＰを入り込ませる。すると、プラグＰがパッキン５に突き当たる。この場合、プラグＰの突出部Ｐ₄の外周面Ｐ₅がパッキン５の膨出面５６にまず突き当たる。その後、さらにソケットＳを前方へ移動させると、その分だけパッキン５の膨出面５６近傍部分が外周面Ｐ₅に押し付けられて圧縮変形する。そして、膨出面５６近傍部が所定量だけ圧縮変形すると、パッキン５の平面５５がプラグＰの平坦面Ｐ₃に突き当たる。その後、ソケットＳをさらに前方へ移動させると、スライド筒７がばねＳ₂の付勢力に抗して相対的に後方へ移動する。そして、スライド筒７が鋼球２より後方まで移動し、プラグＰの溝Ｐ₃が鋼球２と対向すると、鋼球２が操作筒４の傾斜面４３によって内周側へ押され、溝Ｐ₃内に入り込む。これと同時に、操作筒４がばねＳ₁によって前方へ移動させられ、その小径孔部４２が鋼球２と対向する。この結果、鋼球２側が溝Ｐ₃に入り込んだ状態に維持され、ソケットＳがプラグＰに接続される。
【００２５】
ソケットＳがプラグＰに接続された状態においては、パッキン５がプラグＰに突き当たることにより、プラグＰとソケットＳとの間が気密に封止される。この場合、プラグＰとパッキン５とが環状の２カ所において接触しているから、つまり平坦面Ｐ₃と平面５５とが接触するとともに、外周面Ｐ₅と膨出面５６とが接触しているから、気密性を向上させることができる。特に、２カ所の封止箇所の一方を構成する各面に傷が着いたとしても、他方の封止箇所が気密性を維持する。したがって、プラグＰとソケットＳとの間を高い信頼性をもって封止することができる。
【００２６】
また、パッキン５の平面５５および膨出面５６には、ばねＳ₂によってパッキンＰの平坦面Ｐ₃および外周面Ｐ₅にそれぞれ突き当てられる。この場合、外周面Ｐ₅の楔作用によって膨出面５６が押圧されて過大に圧縮変形しようとすると、平面５５が平坦面Ｐ₃に突き当たってこれを阻止する。したがって、膨出面５６が過剰に圧縮変形することによって劣化し、早期に封止性が損なわれのを防止することができる。一方、平面５５は、ソケットＳおよびプラグＰの軸線と直交する平面であるから、楔作用によって過大に圧縮変形させられることがない。したがって、平面５５も良好な封止性を長期間にわたって維持することができる。
【００２７】
ソケットＳをプラグＰから取り外す場合には、操作筒４をばねＳ₁の付勢力に抗して後方へ移動させ、その大径孔部４１を鋼球２に対向させる。すると、鋼球２が外周側へ移動可能になる。その結果、ばねＳ₁，Ｓ₂によって本体１が後方へ移動させられるとともに、鋼球２が溝Ｐ₃の側面によって押されてそこから抜け出る。したがって、操作筒４をさらに後方へ移動させることによってソケットＳをプラグＰから外すことができる。また、本体１が後方へ移動すると、それに応じてスライド筒７がばねＳ₂によって相対的に前方へ移動させられる。そして、ソケットＳ全体が図２に示す元の状態に復帰する。
【００２８】
なお、この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、プラグＰの傾斜面Ｐ₅が膨出面５６に突き当たった後、平面Ｐ₃が平坦面５５に突き当たるようにしているが、それらを同時に突き当たるようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３に係る発明によれば、プラグとソケットとの間の気密性を向上させることができ、しかもパッキンが早期に劣化するのを防止することができ、それによって良好な封止状態を長期間にわたって維持することができるという効果が得られる。
特に、請求項３に係る発明によれば、良好な封止状態をより一層長期間にわたって維持することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態の要部を示す断面図である。
【図２】同実施の形態のソケットを示す断面図である。
【図３】同実施の形態のプラグとソケットとを接続した状態における断面図である。
【図４】同実施の形態のスライド筒の主筒部を示す図であって、図４（Ａ）はその正面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ矢視図である。
【図５】同実施の形態のスライド筒の副筒部を示す図であって、図５（Ａ）はその正面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ矢視図である。
【図６】同実施の形態のパッキンを示す図であって、図６（Ａ）はその正面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＢ矢視図である。
【図７】同実施の形態のスライド筒の主筒部および副筒部並びにスライド筒に装着されるパッキンを分解して示す断面図である。
【図８】従来のプラグとソケットとの封止構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｐプラグ
Ｐ₃ 平坦面
Ｐ₄ 突出部
Ｐ₅ 外周面
５パッキン
７スライド筒
５５平面（第２封止面）
５６膨出面（第１封止面）

Claims

先端面の内周側に前方へ向かうにしたがって縮径する環状の突出部が形成され、外周側に軸線と直交する環状の平坦面とが形成されたプラグと、このプラグの外周に着脱可能に装着される筒状をなす本体、およびこの本体の内周に軸線方向へ摺動可能に設けられ、ばねによってプラグ側へ付勢されたスライド筒を有するソケットとを接続するに際し、上記スライド筒の先端面に設けられた弾性材からなるパッキンを上記プラグの先端面に突き当たることによって上記プラグの先端面と上記スライド筒の先端面との間を気密に封止するようにしたプラグとソケットとの封止構造において、上記パッキンに、上記突出部の外周面に環状に突き当たる第１封止面と、上記平坦面に突き当たる第２の封止面とをそれぞれ形成したことを特徴とするプラグとソケットとの封止構造。
上記第１封止面を上記突出部の外周面に向かって膨出する膨出面としたことを特徴とする請求項１に記載のプラグとソケットとの封止構造。
上記第２封止面を上記平坦面に面接触する平面としたことを特徴とする請求項１または２に記載のプラグとソケットとの封止構造。