JP6149047B2 - 特に流体導管、付属器具類またはアセンブリーのための差込接続機構 - Google Patents

Description

本発明は、第一継手部、たとえばハウジング部と、一本の軸に沿って前記第一継手部の受け口に差込可能な第二継手部、たとえばプラグ部とを含み、両継手部の一方には、他方の継手部の対応係止要素と相補係合するための係止要素が配置され、該係止要素は拡張面を有し、該拡張面は、差込の際に、それが組立力の作用のもとで、組立距離だけ対応係止要素の対応拡張面に対して相対的に滑ることにより、該係止要素の前記軸に対して横方向の拡張距離だけの拡張動作を生じさせる、特に、流体導管、付属器具類またはアセンブリーのための差込接続機構に関する。

このような差込接続機構の特有の実施態様は、国際公開第２００６／０１８３８４号明細書から公知である。該文献は、二つの互いに差込可能な継手部と、しかも特にソケット部とプラグ部とからなり、前記プラグ部は、プラグシャフトを有し前記ソケット部の受け口に差し込んでシールし、差し込まれた状態で、ロック手段によって挿脱可能に拘束可能であり、前記ロック手段は、前記両継手部の、半径方向の外側のフランジ状の、かつ、軸方向に差し込まれた状態で、差込方向に隣接する、二つの係止片と、軸方向断面においてＣ字型の少なくとも一つの係止部分を有し、前記両継手部の前記係止片を、軸方向かつ半径方向に包み込んで係合する、少なくとも一つの係止部とからなる、流体導管のための差込接続を開示している。この場合、係止部には、対応係止要素と相補係合するための係止要素が形成されてあり、係止要素は拡張面も有し、一方、対応拡張面を有する対応係止要素は、ソケット部の係止片により構成される。拡張面と対応拡張面とはそれぞれ円錐状に形成されているので、これらは差込の際に、基本的に全面にわたって互いに滑る。

国際公開第２００６／０１８３８４号明細書は、特に、公知のロック原理の利点を保持しつつ、前記係止要素の紛失虞を低下するとともに、特に組立箇所に狭い周囲スペースしかないときであっても、組立を簡単にすることを可能とする技術的解決方法を開示している。この公知の継手装置は、実際に、ＶＯＳＳ差込機構２４６の名称で、さまざまな適用事例が実証されている。特に、ＶＯＳＳ２４６ＡＸという型番の差込機構は、好ましくは、燃料配管及びアセンブリーを接続するために用いられる実施形態で、速やかな組立を可能にする。この機構は、係止部がすでに予め取付けられたプラグ部を、ハウジング部またはソケット部に差し込むことで組み立てられ、このときプラグ部の係止要素はハウジング部の対応係止要素に固定される。この組立に際し、それぞれの差込プロセスの過程で時々望ましくない大きさの最大組立力が発生することが判明した。

国際公開第２００６／０１８３８４号明細書

本発明の目的は、冒頭に述べたタイプの差込接続機構の組立挙動を改善し、特に、公知の機構の利点を保持しつつ、差込中に費やされる最大組立力を低下することが可能であり、及び／または組立において、第二継手部が進む過程中の差込力を一定に保つことが可能な機構を創作することである。

これは、本発明によって、拡張面の対応拡張面に対向した輪郭が、拡張距離が、差込の際に、組立距離に対して非線形的に変化するように、対応拡張面の拡張面に対向した対応輪郭に適合されている、または逆に前記対応輪郭が前記輪郭に適合されていることによって、達成される。

本発明は、差込の際の組立力の変化が、差込の際の第二継手部が移動する距離に対して相関関係となる多くの調査の解析を基礎としている。これらの調査によって、組立距離と差込力との相関関係の特性曲線が得られ、これは 本発明によって有利に、最大組立力の大きさの低減をもくろみとして、変更される。これは、公知の、もっぱら円錐状の拡張面と、これに相対的に滑る対応拡張面と、から出発してなされる。

差込の際の、前記拡張距離が、前記組立距離に対して非線形的に、特に、差込の際の、異なった組立相において、少なくとも部分的に比例を上回って、比例して、及び／または比例を下回って変形するように、互いに適合された前記拡張面及び／または前記対応拡張面の幾何学形状によって、公知の差込接続機構よりも、全差込プロセスにわたって組立に費やす仕事の均等な分布を達成することができ、これは、組立力―組立距離グラフにおいて、差込力の過程曲線の下方の略矩形の面で示される。特に、本発明による、最適化された 組立力−組立移動特徴曲線において、差込中に発生する組立力のピークの高さを低下することができる。さらに有利には、全組立距離の短縮することもでき、これは特に必要なスペースの最小化の観点から利点である。

特に、異なった組立相のうち少なくとも一つの相、好ましくは、少なくとも主組立相において、前記拡張面の前記輪郭は、前記拡張面の前記輪郭と前記対応輪郭が、全面ではなく、線状にのみ、接触する、少なくとも面の総面積に対してきわめて狭い帯状にのみ、互いに密着するように、前記対応輪郭に適合させることができ、有利には、差込の際に発生する摩擦力を最小化することができる。

さらに、本発明により、組立力の発生の際に留意すべき複雑な因果関係が顧慮される。
第二継手部がプラグ部であり、これは軸に沿って、シャフトを第一継手部の受け口に差し込んでシールし、さらに、周囲のシールのため、両継手部のうち一方に少なくとも一本の溝が形成され、この溝に、特にエラストマからなる環状シールが配設された流体導通差込接続機構において、組立力は、とりわけ、組立中の一定の時点から開始して、その後の継続的な、環状シールと両継手部の相互作用によっても決定される。これ、または、いわゆる口栓に対する、したがってたとえば、流体の流れにおける下流側の弁の弾性力に対する差込も、通例は、公知の差込接続機構において、比例を上回る差込力の増大をもたらす。本発明による、拡張面の輪郭を、それに対向した対応拡張面の対応輪郭に適合させることができる範囲で、組立距離に依存する拡張距離の、対立して作用する、非線形的な変化に対応する、差込力に抗するそのような付加的な力の影響を有利に相殺することができる。

そのために、拡張面の輪郭、及び／または対応輪郭は、それぞれ異なって形成された複数の部分からなっていてもよい。
その際、それぞれ部分的に、または面全体にわたって形成された、円錐状の輪郭、凹状及び／または凸状に湾曲した輪郭を互いに組み合わせること、たとえば、好ましくは、
拡張面の円錐状の輪郭と対応拡張面の凸状に湾曲した輪郭の組み合わせ、または逆のその組み合わせ、
拡張面の凸状に湾曲した輪郭と対応拡張面の凸状に湾曲した輪郭の組み合わせ、
拡張面の凸状に湾曲した輪郭と対応拡張面の凹状に湾曲した輪郭の組み合わせ、またはその逆の組み合わせ、
または、互いに凸状に湾曲した部分輪郭を有する拡張面の円錐状の部分輪郭と対応拡張面の円錐状の部分輪郭の組み合わせなどができる。
その際、これら部分間の移行部は、特に、連続的に形成することができるので、前記作用する力の急激な変化が引き起こされることがない。

本発明のその他の有利な特徴構成は、従属請求項及び以下の開示に含まれる。以下の、いくつかの好ましい代表的な実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。各図は以下を示している。
本発明による差込接続機構の好ましい代表的な実施形態における主構成要素の分解斜視図である。 本発明による差込接続機構のさらに別の好ましい代表的な実施形態の、予め取付けられた状態における軸方向断面図である。 本発明による差込接続機構の第三の好ましい代表的な実施形態の、組立中における軸方向断面図である。 本発明による差込接続機構の第三の好ましい代表的な実施形態の、組立完成状態における軸方向断面図である。 本発明によるものではない二つの差込接続機構と比較した、本発明による三つの差込接続機構に関する拡張距離と組立距離との相関関係を示す基本的な線図である。 本発明による二つの差込接続機構と、本発明によるものではない１つの差込接続機構についての、組立力と組立距離との相関関係を比較対照して示す線図である。 図３ａにＶＩＩで表示された部分の詳細を示す、本発明によるものではない差込接続機構の拡張面と対応拡張面との大幅に拡大した軸方向断面を示す図である。 本発明による差込接続機構のさまざまな実施形態における拡張面と対応拡張面とを示す、図６と同様な図である。 本発明による差込接続機構のさまざまな実施形態における拡張面と対応拡張面とを示す、図６と同様な図である。 本発明による差込接続機構のさまざまな実施形態における拡張面と対応拡張面とを示す、図６と同様な図である。 本発明による差込接続機構のさまざまな実施形態における拡張面と対応拡張面とを示す、図６と同様な図である。 図２の切断線ＸＩ−ＸＩに対応した、本発明による差込接続機構の係止部の二つの好ましい実施形態のうちの一方の断面を示す図である。 図２の切断線ＸＩ−ＸＩに対応した、本発明による差込接続機構の係止部の二つの好ましい実施形態のうちの一方の断面を示す図である。

以下に述べる説明において、本発明は代表的な実施形態に制限されるものではなく、かつ、説明の行なわれた特徴の組み合わせの必ずしもすべて、もしくは複数の特徴に制限されるものでもなく、むしろ、それぞれの代表的な実施形態のそれぞれの個々の部分的特徴はそれと関連して説明された他のすべての部分的特徴から切り離されても、それ自体発明上の意義を有するとともに、他の代表的な実施形態の任意の特徴との組み合わせでも、等しく発明上の意義を有する旨、明文を以って強調しておくこととする。

図面中の異なった図において、同一及び互いに相当する部分・部材には常に同一の符号が付してあるため、以下では通例、それぞれ一回のみ説明する。図６に示した本発明によるものではない代表的な実施形態の構成部分・部材の符号には、星印（＊）を付け加えて示してある。

まず、図１及び２から、同じく図３ａ及び３ｂから判明するように、特に流体導管、付属器具類またはアセンブリーに用いられる本発明による差込接続機構ＳＶは、第一継手部１たとえばハウジング部、または流体アセンブリーのためのアダプタ部と、軸Ｘ−Ｘに沿って第一継手部１の受け口３に差込可能な第二継手部２たとえばプラグ部とを含んでいる。ここで、第一継手部１への第二継手部２の差込方向は、図中にそれぞれ符号Ｓを付して示した矢印によって表されている。

図１に示した実施形態は、本発明による直線状の差込接続機構ＳＶを、図２に示した実施形態は、屈曲した差込連結システムを、図３ａ及び３ｂに示した実施形態は、またも直線状の差込連結システムを示している。ただし、図１に示したシステムと図３ａ／３ｂに示したシステムとは該システムへの導管接続方法が相違している。図３ａ／３ｂは、具体的な用途に応じて所望の仕様指定が行なわれる導管接続部を除いた、本発明による差込接続機構の一部を示したものである。

両継手部の一方の継手部２には、他方の継手部１の対応係止要素５と相補係合するための係止要素４が配設されており、対応係止要素５は、特に、ソケット部として形成された第一継手部１のフランジ状の係止片によって形成されている。係止要素４はそれぞれ、継手部２と一体に形成されていても、特別な実施形態において、図示したように、好ましくは独立した係止部４０に設けられた係止要素４であってもよい。

係止要素４は長さＬと拡張面ＡＳとを有しており、該拡張面は、それが、差込の際に、差込方向Ｓに作用する組立力Ｆ_Ｍの作用のもとで、軸Ｘ−Ｘに沿って継手部２が組立距離ｓ_Ｍだけ、他方の継手部１の対応係止要素５の対応拡張面ＡＧＳに対して相対的に滑ることにより、係止要素４の軸Ｘ−Ｘに対して横方向の拡張距離ｓ_Ｗだけの拡張動作を生じさせる。拡張面ＡＳは、係止要素４の、第一継手部１に対向する端部に形成された、周方向に延びる内側傾斜面である。対応拡張面ＡＧＳは、対応係止要素５の、第二継手部に対向する端部に形成された、周方向に延びる外側傾斜面である。

本発明により、拡張面ＡＳの、対応拡張面ＡＧＳに対向する輪郭Ｋは、差込の際に、拡張距離ｓ_Ｗが、組立距離ｓ_Ｍに対して非線形的に変化するように、対応拡張面ＡＧＳの、拡張面ＡＳに対向する対応輪郭ＧＫに適合されている。ここで、図２、図３ａ、図３ｂならびに図６から図１０に示した断面図からは、面ＡＳ、ＡＧＳの輪郭Ｋまたは対応輪郭ＧＫだけが認められる。そのため、これらの断面図では、面の当該符号ＡＳ、ＡＧＳは、図１とは異なり、それぞれ括弧で囲まれている。

第二継手部２は、特に、軸Ｘ−Ｘに沿ってプラグシャフト６を第一継手部１の受け口３に差込でシールするプラグ部であり、周囲のシールのために、両継手部１、２のうち一方、すなわち、図１、図２、図３ａ及び図３ｂに示した実施形態においてそれぞれプラグ部２、には少なくとも一本の溝７が形成され、この溝に、特にエラストマからなる環状シール８が配置される（図１、図２）、もしくは配設することができる（図３ａ、図３ｂ）。

図１は、本発明による差込接続機構ＳＶを用いて付属器具類またはアセンブリーに接続可能な流体導管９の末端も示している。流体導管９は、組立のため、たとえばそれぞれ第一及び第二の実施形態につき図１及び２に示したように、たとえばプラグ部２の突出部、すなわち、インサート１０の差込を摩擦結合及び相補嵌合が可能であり、該導管はそのため特に可撓性の周壁１１を有していてよい。本発明による差込接続機構の第三の実施形態にあっては、上記の代わりに、たとえば剛性管９との溶接を行なうこともできる。

本発明による差込接続機構ＳＶのプラグ部２は、差し込まれた状態において、全体的な詳細が不図示のロック手段を介してソケット部１に挿脱可能に拘束される。前記ロック手段は、差込連結を実現するための両継手部１、２の、二つの半径方向の外側のフランジ状の、二つの係止片５、１２、そのうち一方の係止片は対応係止要素５であり、他方の係止片１２はプラグシャフト６に配されている、と、係止要素４を有する、第二継手部２に予め取付けることのできる係止部４０からなっている。係止片５、１２は、差し込まれた組立状態において、たとえば図３ｂに示したように、差込方向Ｓにおいて軸方向に互いに隣接している。この係止部４０は、軸方向断面においてＣ字型の少なくとも一つの係止部分１３を有し、係止片５、１２を軸方向かつ半径方向に包み込んで係合する。

この場合係止部４０は、両継手部１、２の一方、詳細には、図２に示したように、図示した好ましい実施形態においてプラグ部２、に、紛失されることのないように予め取付けられていてよい。そのために、紛失防止手段１４が備えられていてよい。係止部４０及び紛失防止手段１４は、エンジニアリングプラスチックから、またはエラストマから、好ましくは熱可塑性エラストマからなっていてよい。

係止部４０及び第二継手部２は互いに適合されて、係止部４０が半径方向からプラグ部２にスナップされるように形成されており、係止部４０は係止部分１３の領域で半径方向に弾性的に可動である。さらに、本発明の特徴により、係止部４０の係止部分１３の領域及びソケット部１の係止片５は、差込方向Ｓに作用する固定接続を形成するために、互いに適合されており、両継手部の差込の際に、係止部分１３は、該係止部に対して相対的に移動する係止片５によって半径方向外側に移動し、したがって、拡張距離ｓ_Ｗだけ拡張され、続いて、差し込まれた状態で、半径方向内側に向かって戻る動きにより、互いに直接接続される継手部１、２の係止片５、１２を固定するために包み込むように形成されている。

相補係合のために、係止部４０は、係止部分１３の領域において、差込の過程で、第一継手部１に対向する面に、本発明によって形成された既述した係止要素４によって形成される固定要素を有している。係止要素４は、差込方向Ｓから見て前方の、継手部１に対向する面に半径方向の内側傾斜面、拡張面ＡＳ、が形成されるとともに、それに続く両端面に半径方向の係止縁１５が形成される。差込の際に相対的に移動する係止片５により、その傾斜面、対応拡張面ＡＧＳ、を介して、係止要素４に半径方向の外側の向きに拡張移動を生じさせ、その後、該係止要素は戻って、半径方向の係止縁１５によって係止片、つまり対応係止要素５、を後方から相補係合する。

好ましくは、係止部４０は、図１、図１１及び図１２に示したように、半径方向に弾性的に変形可能なように、円周部の一部に軸方向及び半径方向にリングを分断する分断スリット１６を有する、一体構造の弾性的なリング状クリップまたは係止クリップとして形成されてもよい。リング状クリップの分断スリット１６によって切断された領域において、円周方向の両端部のクリップ端部１７に、係止片５、１２を収容するための窓状の収容凹部１８が形成されていてもよい。これは係止部４０の取付け及び取外しを容易にする。

図２及び図３ａに示したように、プラグ部２に係止部４０を予め取付けて固定するために、プラグ部２は、係止部４０の係止部分１３の対応する半径方向の環状フランジ２０を収容するための半径方向の環状溝１９を有している。環状フランジ２０は、差込方向Ｓに対して横方向の、分断スリット１６を有したリング状クリップの半径方向の挿入移動により、リング状クリップの弾性的な拡張を伴って、環状溝１９に進入可能であり（矢印Ｅ）、溝１９は、好ましくは軸方向で見て係止片１２と、係止片１２の直径よりも直径が大きな補助的な固定用環状縁２１との間に形成されていてよい。

取外しのため、係止部４０は、図１に示した矢印Ｅの方向とは横へ反対方向に引き抜かれて、ソケット部１との係合係止が解除され、プラグ部２はソケット部１から抜き取られる。その際、紛失防止手段１４によって、係止部４０の紛失防止が保証される。特に、紛失防止手段１４は、図示したように、一方で、プラグ部２に配された周囲に係止溝２２に着座し、他方で、係止部４０の周囲の外側に突出したキノコ状の突設部２３にクリップされる、ゴム弾性的な材料からなる係止連結具として形成されており、図２にこれを示す。

図４は、本発明による差込接続機構ＳＶに関する、拡張距離ｓ_Ｗと組立距離ｓ_Ｍとの相関関係（破線、一点鎖線及びｘ−ｘ−ｘ線で理想化して示した曲線）と、本発明によるものではない二つの差込接続機構に関する当該相関関係（シンプルな実線で表示）とを比較して示したものである。ｘ−ｘ−ｘ線は比例を上回る相関関係を、一点鎖線は比例を下回る程度の相関関係を、破線は連続微分可能な高次の多項式いわゆるスプライン関数による非線形的な相関関係を表している。図には、二つの組立距離ｓ_Ｍ１、ｓ_Ｍ２が示されている。長い方の第二の組立距離ｓ_Ｍ２につき、本発明によるものではない技術的解決方法と本発明による技術的解決方法とに関する曲線推移が表されており、短い方の第一の組立距離ｓ_Ｍ１につき、本発明によるものではない技術的解決方法と本発明による技術的解決方法とに関する曲線推移がそれぞれ表されている。すべての場合において、短い方の第一の組立距離ｓ_Ｍ１には長い方の第一の拡張距離ｓ_Ｗ１が対応し、長い方の第二の組立距離ｓ_Ｍ２には短い方の第二の拡張距離ｓ_Ｗ２が対応している。

図５は、本発明による二つの差込接続機構ＳＶに関する、組立力Ｆ_Ｍと組立距離ｓ_Ｍとの相関関係（理想化して表した曲線ｏ−ｏ−ｏ及びｘ−ｘ−ｘで表示）と、本発明によるものではない差込接続機構に関する該相関関係（平均値形成によって得られた、理想化した曲線、シンプルな実線、で表示）とを比較して示したものである。

ここで、後者の特性曲線は多数の測定によって得られたものであり、該接続機構は、図６に示したように、それぞれ拡張面ＡＳの輪郭Ｋ及び対応拡張面ＡＧＳの対応輪郭ＧＫを有した、係止要素４及び対応係止要素５を備える。総組立距離は、図４と同様に、符号ｓ_Ｍ２で示されている。

曲線ｘ−ｘ−ｘによって描写した本発明による差込接続機構ＳＶの特性曲線は、図８に示したように、それぞれ拡張面ＡＳの輪郭Ｋ及び対応拡張面ＡＧＳの対応輪郭ＧＫを有する、係止要素４及び対応係止要素５によって得られる。曲線ｘ−ｘ−ｘは、典型例として、短縮された組立距離ｓ_Ｍ１を示すとともに、本発明によるものではない実施形態の最大組立力Ｆ＊_Ｍｍａｘに対応する最大組立力Ｆ_Ｍｍａｘも示しているが、本発明により、二つの値の一方のみ、つまり、組立距離ｓ_Ｍまたは最大組立力Ｆ_Ｍｍａｘ、のみの極小化もできる。曲線ｏ−ｏ−ｏによって描写した本発明による差込接続機構ＳＶの特性曲線は、係止要素４が図６に示した本発明によるものではない実施形態と同じ長さＬを有する点で図８に示した実施形態とは相違する、図中不図示の実施形態によって得られたものである。したがって、組立距離ｓ_Ｍ２も長くなっている。

本発明によるものではない実施形態において、力−組立距離・特性曲線Ｆ_Ｍ−ｓ_Ｍは、本発明による実施形態に比較して、組立距離ｓ_Ｍと相関した組立力Ｆ_Ｍの一次近似線形増大が劣っていることが表されている。該曲線は、次いで、差し込み中に最大値Ｆ＊_Ｍｍａｘ（図５において典型的にはほぼ５ｍｍのとき）に達し、その後、二つステップを経て、係合係止を特徴づける値０に下がる。それ以上の差込は、両継手部１、２の係止片５、１２が互いに当接しているために不可能であり、これは曲線端部において突然の極端に高まる差込力増大によって具体的に説明される。

本発明による力−距離・特性曲線Ｆ_Ｍ−ｓ_Ｍは、上記に比較して、別様に形成されている。この場合、差込の際に、三つの組立相、それぞれ同じ組立距離ｓ_ＭＡｏ、ｓ_ＭＡｘを有する初期組立相ＰＡｏ、ＰＡｘ、組立距離ｓ_Ｍ２ｏ、ｓ_Ｍ２ｘの異なった主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘ、及び組立距離ｓ_Ｍ２、ｓ_Ｍ１の異なった終期組立相ＰＥｏ、ＰＥｘ、を区別することができる。その際、差込の際に主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘにおいて第二継手部２が進んだ組立距離ｓ_Ｍは、第二継手部２がそれぞれ初期組立相ＰＡｏ、ＰＡｘにおいて進んだ組立距離ｓ_Ｍ及び終期組立相ＰＥｏ、ＰＥｘにおいて進んだ組立距離ｓ_Ｍよりも数倍も大きい。本発明によるものではない実施形態にあっては、このようなの差込相の区別は不可能である。

上記から、本発明の上記二つの実施形態の範囲において、拡張面ＡＳの輪郭Ｋは、対応輪郭ＧＫに、それぞれの初期組立相ＰＡｏ、ＰＡｘにおいて差込の開始時の組立距離ｓ_Ｍの変化Δｓ_Ｍによって拡張距離ｓ_Ｗのとても大きな変化が生ずるように適合されていることが認められる。本発明によるものではない実施形態と比較して、組立距離ｓ_Ｍに相関して、遥かに急勾配をなす、つまり何倍も高い組立力Ｆ_Ｍの増大がもたらされ、特に、この場合、すでに初期組立相において、さらなる差込に際してもはや越えられることのない最大組立力Ｆ_Ｍｍａｘが達成される。

こうした急勾配をなす増大は、拡張面ＡＳの輪郭Ｋ及び／または対応輪郭ＧＫが、少なくとも部分的に、図７及び９に典型例として示したように、それらの周面に周面の横方向の断面が凸状の境界を有する、僧帽状、特に球状、楕円状、または回転方物面状の形に形成されている場合に達成可能である。
この場合、増大は非線形的であるが、それは組立距離ｓ_Ｍの変化Δｓ_Ｍにより、拡張距離ｓ_Ｗの比例を上回る変化Δｓ_Ｗが生じさせられる。ここで、横方向の断面の輪郭のそれぞれの境界曲線の形状も、それぞれ部分的に、半径、直線、及び／または数学でスプライン、特にいわゆるＢスプラインと称される多重連続微分可能な高次の多項式の関数曲線によって近似可能である。

ただし、初期組立相ＰＡｏ、ＰＡｘにおける勾配の増大は、他方で、拡張面ＡＳの輪郭Ｋ、及び／または対応輪郭ＧＫが、係止要素４の先端のＡ１部分において、図８に典型例として示したように、それらの周面に周面の横方向の断面が直線的な境界を有する、円錐状にの形に形成されている場合にも達成可能である。この場合、増大は線形的である。
したがって、組立力Ｆ_Ｍと、組立距離ｓ_Ｍと相関した拡張距離ｓ_Ｗとの、相的に線形的な変化は、組立距離ｓ_Ｍと相関した差込の際の拡張距離ｓ_Ｗが、少なくともその全長にわたって見て、非線形的に変化する限り、本発明から排除されるものではない。

本発明による増大が、本発明によるものではない実施形態の場合の増大よりも大きいようにするには、係止要素４の先端における円錐状部ないし凸状湾曲部において輪郭Ｋないし輪郭Ｋに対する接線Ｔ（図９）が軸Ｘ−Ｘとの間に形成する角度μは４５°より大きく、９０°より小さくなければならない。この角度μが大きいほど、勾配は増大する。これに比較して、図６に示した本発明によるものではない実施形態において、輪郭Ｋ^＊が軸Ｘ−Ｘとの間に形成する角度μ^＊は０°から最大３５°の範囲にある。

急な増大に基づいて、第二継手部２が総組立距離ＳＭの１５％未満、好ましくは１０％未満、特に好ましくは５％未満しか進んでいなくとも、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘに到達する。

図５は、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘについて、拡張面ＡＳの輪郭Ｋは、好ましくは本発明により、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘにおける組立力Ｆ_Ｍが、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘにおける組立力Ｆ_Ｍの平均値から２０％を超えて、好ましくは１５％を超えて、特に好ましくは１０％を超えて偏倚しないように、対応輪郭ＧＫに適合されている状態を、ハッチングした帯状の領域によって示している。これは例示された両方の実施形態に当てはまり、長い係止要素４を有する実施形態（ｏ−ｏ−ｏ）の組立力Ｆ_Ｍの変動幅は、短い係止要素４を有する実施形態（ｘ−ｘ−ｘ）のそれよりも大きいが、前者の場合には、最大所要差込力Ｆ_Ｍは遥かに低い。

本発明による両方の実施形態につき、長さＬの短い係止要素４を有する実施形態（ｘ−ｘ−ｘ）についても、最大所要差込力Ｆ_{Ｍｍａｘｏ}、Ｆ_{Ｍｍａｘｘ}は、本発明によらない実施形態の組立力の最大値Ｆ^＊ _Ｍｍａｘよりも、少なくとも約１０％低く、長さＬの長い係止要素４を有する直接比較可能な実施形態（ｏ−ｏ−ｏ）の場合には、約２５％以上も低いことが確認できる。本発明により、直接比較可能な、本発明によるものではない実施形態を基準として、最大組立力Ｆ_Ｍｍａｘの低下として達成される典型的な値は、環状シール８ないし差込に抵抗するその他の付加的な力がない場合の差込接続機構ＳＶにあっては３５％から４０％の範囲にあり、たとえば環状シール８の存在、及び／またはばね荷重をかける口栓によって引き起こされるような、差込の際に付加的に作用する抵抗力が生ずる差込接続機構ＳＶにあっては１０％から２５％の範囲にある。

主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘについては、特に、拡張面ＡＳの輪郭Ｋは、差込の開始と終了との間に、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘにおいて、組立距離ｓ_Ｍの変化によって、比例を上回る、比例した及び／または特に比例を下回る拡張距離ｓ_Ｗの変化が生ずるようにして、対応輪郭ＧＫに適合されていてよい。

たとえば、第一継手部１の受け口３に環状シール８が進入することによって発生が予想される差込力増大を相殺することのできる比例を下回る変化は、典型例として図１０に示したような凹状の輪郭Ｋによって達成可能である。したがって、本発明によれば、拡張面ＡＳの輪郭または対応輪郭ＧＫは、少なくとも部分的に、その周面の横方向の断面に回転双曲線の一部の形のように凹状の境界が備えられていてもよい。

第一継手部１の受け口３に環状シール８が進入することによって発生が予想される差込力増大に対しては、さらに、潤滑剤で、たとえば、適切な潤滑油による環状シール８の潤滑で対処することができる。これにより、有利には、差込力Ｆ_ＭのピークＦ_Ｍｍａｘのさらなる低下が可能であり、こうした差込力Ｆ_Ｍの低下は、本発明による曲線形状によって引き起こされる差込力低下と重なる。

本発明によれば、係止要素４及び対応係止要素５の幾何学上の面形状により、好ましくは、拡張面ＡＳの輪郭Ｋは、拡張面ＡＳの輪郭Ｋ及び対応輪郭ＧＫが、特に、組立相ＰＡｏ、ＰＡｘ、ＰＺｏ、ＰＺｘ、ＰＥｏ、ＰＥｘの少なくともいずれかの相において、好ましくは少なくとも主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘにおいて、線状の接触で互いに密着するように、対応輪郭ＧＫに適合されていてもよい。これにより、高い機械的な応力集中が生じるが、こうした摩擦面の極小化によって、摩擦係数と、費やされる組立力Ｆ_Ｍを低下させることが可能である。

図５に示した相関関係Ｆ_Ｍ（ｓ_Ｍ）を表す曲線の下方のそれぞれの面積Ｆ（積分Ｆ_Ｍ（ｓ_Ｍ）ｄｓ_Ｍ）は、差込の際に費やされる組立仕事量を表している。この仕事量はすべての実施形態につき略同じ大きさである。しかし、本発明による実施形態の場合の組立仕事量は差込プロセス全体にわたって均等に分布しており、差込力Ｆ_Ｍのピーク値Ｆ_Ｍｍａｘの低下が可能であることが見とれる。本発明による相関関係Ｆ_Ｍ（ｓ_Ｍ）を表す曲線の下方の面積Ｆ、ただし、特に、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘの領域の面積は、その形状に関して、一次近似により理想的には矩形で記述され、上記に百分率で述べた、主組立相ＰＺｏ、ＰＺｘにおける差込力Ｆ_Ｍの平均値を基準とした最大力の変動は矩形形状からの偏倚であることに留意しなければならない。

本発明によるものではない差込接続機構（図６）と対比した、本発明によって可能な異なった実施形態及び拡張面ＡＳと対応拡張面ＡＧＳとの組み合わせ（図７から図１０）については、すでに上記において言及した。これに関連して、図６において組立距離ｓ_Ｍは同時に、図中に具体的に表示されている大きさとその進行方向とによって表されている旨付記する。組立距離ｓ_Ｍは、それぞれ、輪郭Ｋと対応輪郭ＧＫとの接触時の係止要素４の拡張の開始で始まり、半径方向の固定縁１５^＊ないし１５が対応係止要素５^＊ないし５を後方から係合することによって終了する。

本発明において、開始と終了との間の組立相は、典型的には図３ａに表されている。

組立に関連して、図６に示した本発明によるものではない実施形態において、輪郭Ｋ^＊は二つの部分Ａ１^＊とＡ２^＊とからなっており、そのうち、対応係止要素５^＊に対向する第一の部分Ａ１^＊は円錐状に形成された周面を有し、対応係止要素５^＊とは相反する側に位置する第二の部分Ａ２＊は円筒状に形成された周面を有している。この場合、対応係止要素５^＊とは相反する側に位置する部分Ａ２^＊の円筒状に形成された周面は拡大に寄与することはない。

図１、図２、図３ａ、図３ｂ、図７、図８及び図９に示した本発明による拡張面ＡＳの実施形態は、凸状の輪郭Ｋを有している。図７及び図９に示した実施形態において、拡張面は係止要素４の全長Ｌにわたって延びており、図８に示した実施形態において、二つの部分Ａ１、Ａ２、円錐状に形成された先端部分Ａ１及び凸状に湾曲した終端部分Ａ２、が設けられている。図７及び図９に示した実施形態は、図７に示した実施形態は球冠状の形の周面、このことは図中に記入した半径Ｒによって具体的に示されている、を有し、図９に示した実施形態は回転放物面状の形の周面、このことは図中に記入した半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３によって具体的に示されている、を有する点で相違している。

図１０は、上述したように、凹状の輪郭Ｋを有する拡張面ＡＳを有する実施形態、したがって、回転双曲面状の形の周面を有する実施形態を示したものである。

本発明は、図示説明した実施形態に制限されるものではなく、発明の趣旨により機能的に等しいすべての実施形態も含むものである。それゆえ、係止要素４及び対応係止要素５の輪郭形成は、本発明の範囲を逸脱することなく、図示の実施形態とは運動的に逆転させることもできる。したがって、図６に示した実施形態も、対応拡張面ＡＧＳの形状形成にあたり、たとえば少なくとも部分的に凸状または凹状の対応輪郭ＧＫを有することによって本発明による実施形態と同一となすことが可能である。その場合、第一継手部１は、金属製たとえば真鍮製ではなく、本発明によるように好ましくは、エンジニアリングプラスチック、たとえばガラス繊維強化ポリアミドから製造されている必要があろう。

また、図８に示した実施形態によってすでに容易に思量可能であるように、拡張面ＡＳの輪郭Ｋ及び／または対応輪郭ＧＫは、複数の部分、たとえば二つの部分Ａ１、Ａ２を上回る数の、それぞれ相異して形成された部分、からなっていてもよい。この場合、差込の際に拡張距離ｓ_Ｗの比例を上回るの変化、比例したの変化または比例を下回るの変化をもたらす部分が交互に設けられてもよく、その際、本発明の範囲において、円筒状に形成された周面も排除されるものではない。これは、図４に関連して述べたように、いわゆるスプライン特性曲線を生じる。

さらに、たとえば、係止部４０の二つの実施形態を個々に示す図１１及び１２から判明するように、リング状クリップは、その半径方向の弾性に影響を及ぼすべく、係止部分１３の領域及び／または円周方向において固定要素４の間に位置する領域に一つの凹部２４あるいは複数の凹部２４を有していてよい。これらの凹部２４によって、有利には、係止要素４の拡張面ＡＳと対応係止要素５の対応拡張面ＡＧＳとの接触面の面積の値も、またそれとともに、費やされる組立力Ｆ_Ｍも低下させることができる。

最後に、環状に形成された係止要素４及び／または対応係止要素５において、典型例として示したように、円周方向（図１１及び１２において矢印Ｕの方向）に輪郭Ｋ及び／または対応輪郭ＧＫの形状の変化が生ずるようにすることも可能である。こうして、たとえば凸状に湾曲した輪郭Ｋが円周方向Ｕにおいてその曲率を変化させる及び／または円錐状輪郭に移行することが可能であり、その逆も可能である。

さらに、本発明は、従来と同様、請求項１に定義された特徴の組み合わせに制限されるものではなく、総じて開示されたすべての個別の特徴のうちの一定の特徴のその他のいかなる任意の組み合わせによって定義されていてもよい。このことは、基本的に、請求項１のいずれの個別の特徴も実際に捨象可能でありあるいは本出願のその他の箇所に開示された少なくとも一つの個別の特徴によって置き換えられてもよいことを意味している。その限りで、請求項１の記載は、発明を画定しようとする第一の試みとしてのみ解されなければならない。

１ ＳＶの第一継手部、ソケット部
２ ＳＶの第二継手部、プラグ部
３ １の受け口
４ ４０の係止要素、ＡＳで表示
５ 対応係止要素、ＡＧＳで表示、１の係止片
６ ２のシャフト
７ ６の溝
８ ６に配置された環状シール
９ 流体導管
１０ ２のインサート
１１ ９の周壁
１２ ６に配された係止片
１３ ５、１２を収容するための４０の係止部分
１４ ４０の紛失防止手段
１５ ４の係止縁
１６ ４０の分断スリット
１７ ４０のクリップ端部
１８ ４０の収容凹部
１９ ２０のための２に設けられた環状溝
２０ ４０に設けられた環状フランジ
２１ ６に配された固定用環状縁
２２ ６に配された１４のための係止溝
２３ ４０に配された１４のためのインサート
２４ ４０に設けられた凹部
４０ １、２のための係止部（４０にて表示）
Ａ１ Ｋの第一の部分（図８）
Ａ２ Ｋの第二の部分（図８）
ＡＳ ４の拡張面
ＡＧＳ ５の対応拡張面
Ｅ １への４０の（予備）組付け方向
Ｆ 面積、組立仕事量（図５）
Ｆ_Ｍ 組立力、２の差込力、一般
Ｆ_Ｍｍａｘ 最大組立力、差込力、一般
Ｆ＊_Ｍｍａｘ 本発明によるものではない最大組立力（図５）
Ｆ_{Ｍｍａｘｘ} 曲線ｘ−ｘ−ｘによるＳＶの最大組立力（図５）
Ｆ_{Ｍｍａｘｏ} 曲線ｏ−ｏ−ｏによるＳＶの最大組立力（図５）
Ｆ_Ｍｘ 曲線ｘ−ｘ−ｘによるＳＶの実施形態に関するＦ_Ｍの平均値（図５）
Ｆ_Ｍｏ 曲線ｏ−ｏ−ｏによるＳＶの実施形態に関するＦ_Ｍの平均値（図５）
ＧＫ 対応輪郭（ＡＧＳの）
Ｋ 輪郭（ＡＳの）
Ｌ ４の長さ
ＰＡｏ、ＰＡｘ 初期組立相（図５）
ＰＥｏ、ＰＥｘ 終期組立相（図５）
ＰＺｏ、ＰＺｘ 主組立相（図５）
Ｒ 半径（図７、８）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 半径（図９）
Ｓ １への２の差込方向
ＳＶ 差込接続機構
ｓ_Ｍ ２の組立距離、一般
ｓ_Ｍ１ ２の第一の組立距離（図４、５）
ｓ_Ｍ２ ２の第二の組立距離（図４、５）
ｓ_Ｗ ４の拡張距離、一般
ｓ_Ｗ１ ２の第一の拡張距離（図４、５）
ｓ_Ｗ２ ２の第二の拡張距離（図４、５）
Ｔ Ｋに対する接線（図９）
Ｕ 円周方向
Ｘ−Ｘ ４の縦軸
Δｓ_Ｍ ｓ_Ｍの変化
Δｓ_Ｗ ｓ_Ｗの変化
μ Ａ１におけるＫないしＴとＸ−Ｘとの間に形成される挟角

Claims (16)

1. 第一継手部（１）と、軸（Ｘ−Ｘ）に沿って第一継手部（１）の受け口（３）に差し込まれる第二継手部（２）とを含んだ差込接続機構（ＳＶ）であって、
   両継手部（１、２）の一方に、他方の継手部（２、１）の対応係止要素（５）と相補係合するための係止要素（４）が配置され、
   前記係止要素（４）は拡張面（ＡＳ）を有し、前記拡張面は、それが、組立力（ＦＭ）の作用のもとで組立距離（ｓＭ）だけ差し込まれる際に、前記対応係止要素（５）の対応拡張面（ＡＧＳ）に対して相対的に滑ることにより、前記係止要素（４）の前記軸（Ｘ−Ｘ）に対する横方向の拡張距離（ｓＷ）だけの拡張動作を生じるように構成され、
   前記拡張面（ＡＳ）の、前記対応拡張面（ＡＧＳ）に対向する輪郭（Ｋ）は、差込の際の前記拡張距離（ｓＷ）が前記組立距離（ｓＭ）に対して非線形的に変化するようにして、前記対応拡張面（ＡＧＳ）の、前記拡張面（ＡＳ）に対向する対応輪郭（ＧＫ）に適合されているか、または逆に、前記対応輪郭（ＧＫ）が前記輪郭（Ｋ）に適合され、
   前記差込の際に、主組立相（ＰＺｏ、ＰＺｘ）において、前記第二継手部（２）が進んだ前記組立距離（ｓ _Ｍ ）は、初期組立相（ＰＡｏ、ＰＡｘ）において、及び／または終期組立相（ＰＥｏ、ＰＥｘ）において、前記第二継手部（２）が進んだ前記組立距離（ｓ _Ｍ ）よりも大きく、
   前記組立力（ＦＭ）は、前記初期組立相（ＰＡｏ、ＰＡｘ）において最大組立力（ＦＭｍａｘｏ，ＦＭｍａｘｘ）に達するまで増加し、前記主組立相（ＰＺｏ、ＰＺｘ）において維持され、前記終期組立相（ＰＥｏ、ＰＥｘ）において低下することを特徴とする差込接続機構（ＳＶ）。
2. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）は、
   差込の開始時の初期組立相（ＰＡｏ、ＰＡｘ）において、前記組立距離（ｓＭ）の変化とともに、比例を上回る前記拡張距離（ｓＷ）の変化が生じるようにして、前記対応輪郭（ＧＫ）に適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
3. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）は、差込の終期組立相（ＰＥｏ、ＰＥｘ）において、前記組立距離（ｓＭ）の変化（ΔｓＭ）により、比例した、または比例を下回る前記拡張距離（ｓＷ）の変化（ΔｓＷ）が生じるように、
   前記対応輪郭（ＧＫ）に適合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
4. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）は、
   差込の開始と終了との間の主組立相（ＰＺｏ、ＰＺｘ）において、
   前記組立距離（ｓＭ）の変化とともに、少なくとも比例を上回る、比例した、または比例を下回る前記拡張距離（ｓＷ）の変化（ΔｓＷ）が生じるようにして、前記対応輪郭（ＧＫ）に適合されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
5. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）は、
   主組立相（ＰＺｏ、ＰＺｘ）における前記組立力（ＦＭ）が、
   主組立相（ＰＺｏ、ＰＺｘ）における前記組立力（ＦＭ）の平均値から２０％を超えて偏倚しないように、前記対応輪郭（ＧＫ）に適合されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
6. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）、及び／または前記対応輪郭（ＧＫ）は、
   少なくとも部分的に、円筒状、または円錐状に形成され、その周面の断面の輪郭が直線をなしていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
7. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）及び／または前記対応輪郭（ＧＫ）は、
   少なくとも部分的に、球状、楕円状、または回転方物面状の形に形成され、その周面の断面に凸状の輪郭を有していることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
8. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）、及び／または前記対応輪郭（ＧＫ）は、少なくとも部分的に、回転双曲面の一部の形状のように形成され、その周面の断面に凹状の輪郭を有していることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
9. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）、及び／または前記対応輪郭（ＧＫ）は、それぞれ異なって、形成された複数の部分から構成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
10. 前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）は、
    前記拡張面（ＡＳ）の前記輪郭（Ｋ）と前記対応輪郭（ＧＫ）とが、組立相（ＰＡｏ、ＰＡｘ、ＰＺｏ、ＰＺｘ、ＰＥｏ、ＰＥｘ）のうちの少なくともいずれか１つの相において、線状の接触で互いに密着するように、前記対応輪郭（ＧＫ）に適合されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
11. 前記第二継手部（２）は、前記軸（Ｘ−Ｘ）に沿って、シャフト（６）を前記第一継手部（１）の前記受け口（３）に差し込んでシールするプラグ部であり、
    周方向のシールのために、前記両継手部（１、２）の一方には少なくとも一本の溝（７）が形成されて、前記溝（７）には環状シール（８）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
12. 前記環状シール（８）は潤滑剤を備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
13. 前記両継手部（１，２）の、半径方向の外側のフランジ状の、軸方向に差し込まれた状態で、差込方向（Ｓ）に隣接する、二つの係止片（１２，５）と、
    前記係止要素（４）を有するとともに、前記二つの係止片（１２，５）のそれぞれと係合されることにより前記二つの係止片（１２，５）の隣接状態を固定する少なくとも一つの係止部（４０）と、
    で構成されるロック手段によって特徴づけられている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
14. 前記係止部（４０）は、組立状態において、軸方向断面においてＣ字型の少なくとも一つの係止部分により、前記両継手部（１，２）の前記係止片（１２，５）を軸方向及び半径方向に包み込んで係合し、
    前記係止部（４０）と前記第二継手部（２）とは、
    前記係止部（４０）が前記係止部分（１３）の領域で半径方向に弾性的に可動で、前記係止部（４０）が半径方向に第二継手部（２）をスナップできるように、
    互いに適合するように形成されていることを特徴とする、請求項１３に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
15. 環状に形成された係止部（４０）、及び／または前記対応係止要素（５）には、
    円周方向（Ｕ）において、係止部分（１３）の領域にある複数の前記係止要素（４）の間の領域、または前記対応係止要素（５）の間の領域に、一つの凹部（２４）、または、複数の凹部が備えられていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。
16. リング状に形成された前記係止要素（４）及び／または前記対応係止要素（５）は、
    円周方向（Ｕ）において、前記輪郭（Ｋ）、及び／または前記対応輪郭（ＧＫ）の形状が変化させられていることを特徴とする、請求項１から１５の請求項のいずれか一項に記載の差込接続機構（ＳＶ）。

Images