JP6167084B2 - 管部材を連結対象に連結するための連結構造 - Google Patents

Description

本発明は、管部材を連結対象に連結するための連結構造に関する。特に、自動車のブローバイガスを輸送する管部材を、コネクタを用いて連結する連結構造に関する。

自動車のブローバイガスを輸送する管部材を連結対象に連結する構造として、管部材を金属バンドで連結対象に連結する構造が知られている。このような構造に対し、連結作業を容易にするために、コネクタを用いる構造が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載の連結構造は、連結作業を容易にするだけでなく、管部材の取り外し作業が行われた後に再度連結させた場合、一度取り外した履歴があることがわかるようになっている。この構造では、スリーブがコネクタ本体に取り付けられており、管部材を取り外すためには、スリーブを除去して工具をコネクタ本体に挿入する必要がある。スリーブは、コネクタ本体に結合する部分と、工具の挿入を防ぐスリーブ本体部分とを備え、両者の間が細い腕部によって連結している。腕部を破壊することにより、コネクタ本体からスリーブ本体部分が分離し、工具を挿入することができ、管部材を取り外すことができる。その後、再び、このコネクタに管部材を取り付けたとしても、腕部が破壊されていることにより、取り外し作業が行われたことがわかる。

特開２００７−２８６６号公報

連結構造には、ブローバイガスを輸送する管部材の連結構造のように、安全性や環境対応性が強く要求される場合がある。このような場合、流体の漏れを検知する検知器を取り付けることもあるが、製造コストが増加する。また、特許文献１に記載の構造のように、容易に管部材が脱落しない構造が採用される場合もある。しかし、特許文献１に記載の構造では、十分な整備知識及び技能を持たない自動車ユーザーが、自分で管部材を取り外し、再度取り付けることが可能である。このような場合、取り付けが不十分であることによって、ブローバイガス等の流体が漏れるおそれがある。腕部が破壊していることにより、取り外し及び取り付け作業が行われたことを確認できるが、整備士がそのことを確認するまでの間に、取り付けの不備等が原因でブローバイガス等の流体が漏れ続けることが懸念される。一方、完全な嵌め殺し構造にして、ユーザーが自分で取り外し及び取り付け作業を行えないようにすると、修理が必要となったとき、管部材を含めた全体を取り替える必要が生じ、その作業性及び経済性が悪くなる。

本発明は、以上の問題を鑑みてなされたものであり、一度連結を解除するとコネクタを再利用できず、ユーザー自身による管部材の取り外し及び取り付け作業の実施を防止できる連結構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のある側面は、管部材を連結対象（８）に連結するための連結構造（２）であって、外周面に形成された係止部（７２，９４）を備える管部材（６，８６）と、前記連結対象に取り付けられるとともに、前記管部材の一端部が挿入される内腔（４２）を画定するコネクタ本体（１０）と、前記コネクタ本体の内周面側に配置されて、前記係止部を外部からは解除不能に係止するロック部材（１２）とを備え、前記コネクタ本体は、所定値以上の力が加えられたときに優先的に破壊するように形成された脆弱部（６２，７８）を備え、前記コネクタ本体が破壊されたときに、前記ロック部材が解除可能な状態に暴露されるように前記脆弱部が配置されたことを特徴とする。

この構成によれば、管部材の連結対象への連結を解除するには、コネクタ本体を破壊しなければならないため、一度連結を解除するとコネクタを再利用できず、ユーザー自身による管部材の取り外し及び取り付け作業の実施を防止できる。

上記の発明において、前記コネクタ本体及び前記管部材は、前記ロック部材が前記係止部を係止した状態において、軸線方向に対する互いの回転を防止する回り止め構造（５８，８０）を備え、前記力は、前記コネクタ本体及び前記管部材を互いに対して回転させる方向に加えられる回転力であってよい。

この構成によれば、てこの原理を利用する工具等を用いて小さな力で大きな回転力をコネクタ本体に与えることができ、容易に管部材の連結を解除することができる。

上記の発明において、前記回り止め構造は、前記コネクタ本体の端面に設けられた非円形凹部（５４，８４）と、前記管部材側に設けられた、前記非円形凹部に補完的に嵌合する嵌合部（５６，８８）とを備えてもよい。

この構成によれば、回り止め構造は、確実に回り止めの機能を発揮することができる。

上記の発明において、前記嵌合部は、前記管部材の外周に設けられたフランジを含んでもよい。

この構成によれば、嵌合部を比較的大きくすることができ、嵌合部に加わるが反力がフランジの各部に分散されるため、嵌合部の強度を脆弱部よりも強くすることが容易となる。よって、管部材の破損を防止することができ、管部材の交換を不要とすることができる。

上記の発明において、前記非円形凹部及び前記嵌合部は、互いに所定の角度関係のときにのみ嵌合するような形状とされていてもよい。

この構成によれば、コネクタ本体と管部材との周方向の位置が一義的に決まるため、正しい位置でコネクタ本体と管部材とを連結することができる。

また、上記の発明において、前記コネクタ本体は、前記連結対象に対して離反する側が開かれた開口端部（２２）を備えるハウジング（１８）と、前記内腔を画定し、前記開口端部内に受容されかつ前記ハウジングに結合されたスリーブ（２０，７４，８２）とを備え、前記ロック部材は、前記スリーブに支持されるとともに、前記ハウジングに覆われていてもよい。

この構成によれば、スリーブに支持されたロック部材がハウジングに覆われるため、簡易な構成で、ロック部材による係止部の係止を外部から解除できないようにすることができる。

上記の発明において、前記脆弱部は、前記ハウジングと前記スリーブとの結合部（６２）を含んでもよい。

この構成によれば、連結を解除するためにコネクタ本体を破壊したとき、ハウジングとスリーブとが分離する。そのため、ロック部材が外部に暴露され、容易に、ロック部材による係止部の係止を解除できる。

上記の発明において、前記スリーブは、径方向に貫通して周方向に延在する一対の支持孔（５２）を備え、前記ロック部材は、前記支持孔に挿入された状態で、前記管部材の前記係止部を係止してもよい。

この構成によれば、コネクタの製造が容易であるとともに、コネクタ本体の破壊時に、容易にロック部材を除去することができる。

上記の発明において、前記ロック部材が、互いに平行な１対の脚部（６４）を備えるワイヤ部材を備え、前記係止部が、前記管部材の外周に設けられ、前記脚部を受容するべき溝（７２）又は段差（９４）を備えてもよい。

この構成によれば、コネクタ本体の破壊後に外部に暴露されたロック部材を、工具等を用いて変形させることにより、容易にロック部材による係止部の係止を解除することができる。

上記の発明において、前記脚部が弾性変形可能な材料からなり、前記管部材の挿入端近傍に、前記管部材の挿入時に前記脚部を互いに拡開するべきテーパ面が設けられていてもよい。

この構成によれば、管部材をコネクタに挿入するワンタッチ操作で、管部材をコネクタに係合させることができる。

上記の発明において、前記脆弱部は、前記コネクタ本体に設けられた薄肉部（７８）若しくは断続的な孔、又はそれらの組み合わせによって構成された破断部を含んでもよい。

この構成によれば、ハウジングとスリーブの結合部以外にも脆弱部が設けられるため、ハウジングとスリーブとの結合手段の選択の幅が拡がる。

本発明によれば、管部材を連結対象に連結するための連結構造において、一度連結を解除するとコネクタを再利用できず、ユーザー自身による管部材の取り外し及び取り付け作業の実施を防止できる連結構造を提供することができる。

実施形態に係る連結構造の斜視図 実施形態に係る連結構造の分解斜視図 実施形態に係る連結構造の断面図 変形実施形態に係るスリーブの斜視図 別の変形実施形態に係る連結構造の分解斜視図

以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態を説明する。

図１〜図３を参照すると、本実施形態に係る連結構造２は、コネクタ４によって、管部材６を連結対象であるホース８に連結している。コネクタ４は、管部材６及びホース８の内部に形成された流路を連通させている。コネクタ４は、流路を画定するコネクタ本体１０と、管部材６を係止するロック部材１２と、ホース８及び管部材６とコネクタ本体１０との接合面をシールする第１及び第２シール部材１４，１６とを備える。コネクタ本体１０は、ホース８が一端側に取り付けられるハウジング１８と、ハウジング１８の他端側に受容されて管部材６の一端部が挿入されるスリーブ２０とを備える。

ハウジング１８は、樹脂を素材とする成形品であって、概ね、円筒形状が、その中間部で屈曲しているとともに、スリーブ２０を受容する開口端部２２側において内径及び外径が拡径されるように変形した形状を呈する。

開口端部２２の反対側のホース用端部２４は、ゴム又は樹脂からなるホース８の端部に挿入される。ホース用端部２４の外周面には、第１シール部材１４を構成するＯリングを受容するための溝２６が周方向に沿って設けられる。第１シール部材１４は、ホース８がハウジング１８に取り付けられたときに、ホース８の内周面及びハウジング１８の外周面に周方向に沿って密着し、流体の漏洩を防止する。また、ホース用端部２４の外周面には、溝２６よりも端面から離間した位置に、ホース８の内周面に食い込んでホース８のコネクタ４からの離脱を防止する突起２８が周方向に沿って設けられている。ホース８は、内周側から突起２８による摩擦力を受けるとともに、外周側が図示しない金属バンドによって締結されることによって、ハウジング１８に固定されている。

開口端部２２の内周側が段階的に拡径されるように、開口端部２２の内周側には、その端面に向かうにつれて、管部材６の先端を係止する第１段差３０と、第２シール部材１６を構成するＯリングを受容する第２段差３２と、スリーブ２０の挿入端部３４の端面を係止する第３段差３６と、スリーブ２０の外周面との間に空隙が形成されるように設けられた第４段差３８とが形成されている。開口端部２２の外周側は、内周側の拡径が可能となるように拡径されている。

スリーブ２０は、樹脂を素材とする成形品であって、概ね、円筒形状の一端側の外径が拡径された形状を呈する（補強のためのリブ等については説明を省略する）。スリーブ２０の小径側が、ハウジング１８に挿入される挿入端部３４となり、大径側が、管部材６が挿入される回り止め端部４０となる。スリーブ２０の内周面は、管部材６の一端側が挿入される内腔４２を画定している。

挿入端部３４の端面は、フランジによって形成され、円筒形の軸線方向に直交する平面となっている。この端面の外周側がハウジング１８の第３段差３６に当接し、内周側が第２段差３２と協働して第２シール部材１６を受容する溝を形成している。ハウジング１８の第３段差３６には、スリーブ２０の周方向の位置決めを行うために１つの突片４４が設けられており、突片４４は、挿入端部３４の端面側に設けられた位置決め溝４６を係止し、スリーブ２０の周方向への回転を規制している。突片４４は、スリーブ２０をハウジング１８に溶着するまでの仮固定のために使用される構造であり、ハウジング１８をスリーブ２０に対して相対的に回転させると、容易に破壊されるように、薄い板状に形成されている。

挿入端部３４に隣接する拡径部４８の内周面は、回り止め端部４０に向かって拡径している。拡径部４８の外周面も、内周面に合わせて回り止め端部４０に向かって拡径されているが、ハウジング１８の内周面とは離間している。

拡径部４８と回り止め端部４０との間には、ロック部材１２を支持するための支持部５０が設けられている。支持部５０には、半径方向に貫通する一対の支持孔５２が設けられている。一対の支持孔５２は、互いに半径方向に向かい合う左右対称形で、周方向に延在する長孔として設けられている。

回り止め端部４０の内周面は、軸線方向から見て、支持部５０の内周面を内包するとともに回転対称性を有さない６角形形状に形成されており、非円形凹部５４を形成している。非円形凹部５４は、後述する管部材６の嵌合部５６と協働して、スリーブ２０と管部材６との軸方向に対する互いの回転を規制する回り止め構造５８を形成している。回り止め端部４０の外周面には、その端面側が拡径されるように段差６０が設けられており、その段差６０の軸線方向を向く面が、ハウジング１８の開口端部２２の端面に当接している。回り止め端部４０の大径側の外径は、ハウジング１８の開口端部２２の外径と一致し、その外周面同士は滑らかに連続している。回り止め端部４０の小径側の外周面は、ハウジング１８の開口端部２２の内周面からわずかに離間している。

ハウジング１８とスリーブ２０において、互いに当接している開口端部２２の端面と段差６０とが超音波溶着され、結合部６２を形成している。この結合部６２は、他の部分に比べ優先的に破壊される脆弱部となっている。結合部６２の強さは、結合部６２の面積や、単位面積当たりの溶着強度によって調整されている。本実施形態では、ハウジング１８とスリーブ２０とが互いに当接している部分が少なく、結合部６２に力が集中し、破断しやすくなっている。

ロック部材１２は、弾性変形可能なワイヤ部材からなり、一対の平行な脚部６４と、一対の脚部６４の頂部を連結する連結部６６とを備える。ロック部材１２は、一対の平行な脚部６４及び連結部６６が形成する平面が軸線方向に直交するように配置され、一対の脚部６４が、スリーブ２０の一対の支持孔５２に支持されるように、軸線方向に直交する方向からスリーブ２０に挿入されて、スリーブ２０に支持されている。一方の脚部６４の両端近傍が、一方の支持孔５２の両端部近傍に支持され、その脚部６４の中間部が、スリーブ２０が画定する内腔４２に侵入している。他方の脚部６４及び他方の支持孔５２についても同様である。

スリーブ２０には、連結部６６を受容する図示しない溝が設けられており、連結部６６がこの溝に受容されることにより、ロック部材１２は、軸線方向及び自身の底部方向への移動が規制される。また、ロック部材１２の一対の脚部６４の底部側端部からは、それぞれ、略直角に屈曲して軸線方向のホース８側に向かって延在する屈曲端部６８が形成されている。屈曲端部６８が支持孔５２の近傍の壁面に係止されることにより、ロック部材の抜けが防止される。ロック部材１２は、これを支持するスリーブ２０の支持部５０とともに、ハウジング１８に覆われているため、コネクタ本体１０の外周側には露出していない。すなわち、ロック部材１２は、コネクタ本体１０の内周側に取り付けられている。

樹脂又は金属を素材とする管部材６には、スリーブ２０に挿入される一端側の外周側に、その端面側から順に、テーパ面７０、係止部７２及び嵌合部５６が形成されている。

テーパ面７０は、管部材６の一端側の端面から遠ざかるにつれて拡径するように設けられている。テーパ面７０の軸線方向に対してなす角度は、スリーブ２０の拡径部４８の内周面の軸線方向に対してなす角度に略等しい。管部材６の一端側がスリーブ２０に挿入されたとき、テーパ面７０は、スリーブ２０の拡径部４８の内周面に当接又は近接する。

係止部７２は、テーパ面７０に隣接しており、周方向に延在する溝状に形成されている。

嵌合部５６は、管部材６の外周面から突設されたフランジによって形成されており、スリーブ２０の非円形凹部５４に補完的に嵌合する回転対称性を有さない６角形形状に形成されている。このような形状は、管部材６が樹脂を素材とする射出成形品である場合に好適である。

次に、コネクタ４と管部材６との連結及び取り外し方法について説明する。

連結する際は、管部材６の嵌合部５６と、スリーブ２０の非円形凹部５４とが整合するように、周方向の位置を決め、管部材６を開口端部側から軸線方向に沿って、スリーブ２０に挿入させる。非円形凹部５４と嵌合部５６とが補完的な形状を備え、かつ回転対象性を備えないため、コネクタ４と管部材６の相対的な周方向の位置が一義的に決定され、屈曲したコネクタ４のホース用端部２４を正しい方向に向けることができる。

挿入されるに従って、管部材６のテーパ面７０が、ロック部材１２の一対の脚部６４を摺動して、一対の脚部６４間を拡げるようにロック部材１２を弾性変形させる。さらに、管部材６をスリーブ２０に挿入させると、ロック部材１２の一対の脚部６４は、テーパ面７０から離反し、自身の弾性により元の形状に復元されて、その中央部が管部材６の溝状の係止部７２に受容される。ロック部材１２の一対の脚部６４が、その両端近傍においてスリーブ２０に支持され、その中央部において、管部材６の係止部７２に係止されるため、管部材６のコネクタ４に対する軸線方向の移動（抜き取り方向及び挿入方向）が規制される。なお、挿入方向に対しては、管部材６の一端側の端面がハウジング１８の第１段差３０に当接すること、または、管部材６の嵌合部５６がスリーブ２０の開口端部２２に当接することによっても規制されるため、係止部７２は、溝形状に代えて、主面が嵌合部５６側を向いた段差によって構成されてもよい。

コネクタ４を管部材６から取り外すには、コネクタ４を破壊する必要がある。コネクタ４と管部材６との間に、軸線方向に対して回転力を加えると、管部材６とスリーブ２０との間には回り止め構造５８があるため、スリーブ２０は管部材６とともに回転しようとする。すると、コネクタ本体１０にせん断力が発生する。このせん断力によって、脆弱部が優先的に破壊される。本実施形態では、ハウジング１８とスリーブ２０との結合部６２が脆弱部となっている。従って、所定値以上の回転力が加えられると、ハウジング１８とスリーブ２０との結合部６２が破断し、ハウジング１８から、管部材６、ロック部材１２及びスリーブ２０が分離される。なお、このとき、突片４４も破壊する。このとき、ロック部材１２は、これを覆っていたハウジング１８から分離しているため、外部に向かって暴露されている。そのため、工具等を使ってロック部材１２と係止部７２との係合を解除し、ロック部材１２を管部材６及びスリーブ２０から取り外すことができる。このようにして、管部材６をコネクタ４から取り外すことができる。

なお、自動車のブローバイガスを輸送する管部材６の場合、通常の使用態様で、管部材６とコネクタ本体１０と間に、過大な回転力が加わることはない。よって、管部材６とホース８との連結が、意図せずに解除されることはない。

ハウジング１８とスリーブ２０とが互いに分離したコネクタ４は、再使用できない。再度、管部材６をホース８に連結するには、コネクタ４、又は、コネクタ４及びホース８を取り替える必要がある。そのため、自動車ユーザーが自分で取り外し作業を行うと、再度管部材６をホース８に連結することができなくなる。よって、自動車ユーザーが自分で取り外し作業を行うことが予防される。仮に、取り外し作業を行った場合には、すぐに専門知識を持った整備士に管部材６のホース８への連結を依頼することが期待される。このように、自動車ユーザーが自分で管部材６をホース８へ連結すること、及びそれによって連結に不備が生じてブローバイガス等の流体が漏れることを防止することができる。

次に、図４を参照して、第１変形実施形態を説明する。説明に当たって、上記実施形態と共通する構成は、その説明を省略し同一の符号を付す。この変形実施形態では、スリーブ７４の構成のみが上記実施形態と異なる。

スリーブ７４の支持部７６には、支持孔５２が設けられた部分以外の部位に、周方向に沿って延在する溝状の薄肉部７８が設けられている。この薄肉部７８と、結合部６２とが脆弱部となる。薄肉部７８に代えて、周方向に沿って断続的に形成された孔を脆弱部として設けてもよい。また、スリーブ７４のハウジング１８への溶着を、薄肉部７８よりも挿入端側で行い、薄肉部７８のみを脆弱部としてもよい。管部材６を取り外すため、管部材６とコネクタ本体１０との間に回転力が加えられたとき、これらの脆弱部が破断するためスリーブ７４が支持部５０で破断し、管部材６は、ハウジング１８及びロック部材１２から分離する。

次に、図５を参照して、第２変形実施形態を説明する。この変形実施形態では、主に、回り止め構造８０が、上記実施形態と異なる。

回り止め構造８０は、スリーブ８２の非円形凹部８４と、管部材８６の嵌合部８８とを備える。非円形凹部８４は、スリーブ８２の回り止め端部９０の内周側に設けられて半径方向外側に凹設された１つの凹部からなる。管部材８６の外周面には、突片９２が固定されている。この変形実施形態は、管部材８６が金属を素材とする場合に好適であり、その場合、突片９２は、基端側で管部材８６の外周面に溶接され、遊端側が非円形凹部８４に補完的に嵌合する嵌合部８８となる。

係止部９４は、テーパ面７０との境界に形成された段差によって構成されている。管部材８６の引き抜き方向への移動は、係止部９４がロック部材１２に係止されるため規制され、挿入方向への移動は、管部材８６の一端側の端面がハウジング１８の第１段差３０に当接すること、または、管部材８６の嵌合部８８がスリーブ２０の開口端部２２に当接するため規制される。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、脆弱部は、コネクタ本体と管部材との相対的な回転ではなく、両者の間の引張力によって破断してもよい。また、第１変形実施形態において、薄肉部又は断続的な孔による脆弱部の位置は、コネクタ本体の破断後に、ロック部材が外部に暴露される位置であれば、スリーブの他の位置又はハウジングに設けてもよい。また、ハウジングとスリーブとの固着は、超音波溶着ではなく、振動溶着、熱溶着若しくはレーザー溶着、又は接着剤による接着でもよい。また、回り止め構造の、管部材側とスリーブ側との相補的な構造は、非円形であればよい。また、回転対象性を備えてもよく、この場合、コネクタが屈曲しておらず、流路が直線的に連結される場合に好適である。

２...連結構造、４...コネクタ、６、８６...管部材、８...ホース、１０...コネクタ本体、１２...ロック部材、１８...ハウジング、２０、７４、８２...スリーブ、５２...支持孔、５４、８４...非円形凹部、５６、８８...嵌合部、５８、８０...回り止め構造、６２...結合部、６４...一対の脚部、７０...テーパ面、７２、９４...係止部、７８...薄肉部、９２...突片

Claims (11)

1. 管部材を連結対象に連結するための連結構造であって、
   外周面に形成された係止部を備える管部材と、
   前記連結対象に取り付けられるとともに、前記管部材の一端部が挿入される内腔を画定するコネクタ本体と、
   前記コネクタ本体の内周面側に配置されて、前記係止部を外部からは解除不能に係止するロック部材とを備え、
   前記コネクタ本体は、所定値以上の力が加えられたときに優先的に破壊するように形成された脆弱部を備え、
   前記コネクタ本体が破壊されたときに、前記ロック部材が解除可能な状態に暴露されるように前記脆弱部が配置されたことを特徴とする連結構造。
2. 前記コネクタ本体及び前記管部材は、前記ロック部材が前記係止部を係止した状態において、軸線方向に対する互いの回転を防止する回り止め構造を備え、
   前記力は、前記コネクタ本体及び前記管部材を互いに対して回転させる方向に加えられる回転力であることを特徴とする請求項１に記載の連結構造。
3. 前記回り止め構造は、前記コネクタ本体の端面に設けられた非円形凹部と、前記管部材側に設けられた、前記非円形凹部に補完的に嵌合する嵌合部とを備えることを特徴とする請求項２に記載の連結構造。
4. 前記嵌合部は、前記管部材の外周に設けられたフランジを含むことを特徴とする請求項３に記載の連結構造。
5. 前記非円形凹部及び前記嵌合部は、互いに所定の角度関係のときにのみ嵌合するような形状とされていることを特徴とする請求項３又は４に記載の連結構造。
6. 前記コネクタ本体は、前記連結対象に対して離反する側が開かれた開口端部を備えるハウジングと、前記内腔を画定し、前記開口端部内に受容されかつ前記ハウジングに結合されたスリーブとを備え、
   前記ロック部材は、前記スリーブに支持されるとともに、前記ハウジングに覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の連結構造。
7. 前記脆弱部は、前記ハウジングと前記スリーブとの結合部を含むことを特徴とする請求項６に記載の連結構造。
8. 前記スリーブは、径方向に貫通して周方向に延在する一対の支持孔を備え、前記ロック部材は、前記支持孔に挿入された状態で、前記管部材の前記係止部を係止することを特徴とする請求項６又は７に記載の連結構造。
9. 前記ロック部材が、互いに平行な１対の脚部を備えるワイヤ部材を備え、前記係止部が、前記管部材の外周に設けられ、前記脚部を受容するべき溝又は段差を備えることを特徴とする請求項８に記載の連結構造。
10. 前記脚部が弾性変形可能な材料からなり、前記管部材の挿入端近傍に、前記管部材の挿入時に前記脚部を互いに拡開するべきテーパ面が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の連結構造。
11. 前記脆弱部は、前記コネクタ本体に設けられた薄肉部若しくは断続的な孔、又はそれらの組み合わせによって構成された破断部を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の連結構造。

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