專利名稱：帶鎖定機構的連接器結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由供給流體的供給連接部和接受該流體的供給的接受連接部構成的帶鎖定機構的連接器結構。
背景技術：
作為以往的使用流體的接受器具和供給該流體的供給器具，例如有燃料注入式點火器和燃料注入用儲氣瓶的組合，其連接器結構一般采用下述結構在點火器側的注入口及儲氣瓶側的排出口分別設有閥，兩個閥因儲氣瓶的推壓動作而打開，從而儲氣瓶內(nèi)的流體注入點火器內(nèi)(例如參照日本實公昭39-14343號公報及日本實公平3-35972號公報)。
但是，在以往的連接器結構中，作為使用流體的接受器具的氣體點火器和作為收容流體并向氣體點火器補充注入的供給器具的儲氣瓶僅在向氣體點火器補充注入流體時才連接，并不是始終連接的機構，因而機構較為簡單。
然而，根據(jù)使用用途不同，有時會要求接受器具始終與收容有流體的供給器具連接，將所收容的流體進行供給，此時，作為連接部分的機構可簡單構成為在接受器具側具有泵以將供給器具內(nèi)的流體送出的結構，但需要在接受器具側設置燃料泵及其控制機構，會使接受器具變得復雜，妨礙小型化。
如上所述，由于不需在接受器具側設置泵，所以優(yōu)選使用上述儲氣瓶這種在加壓狀態(tài)下收容流體的供給器具供給流體，但在沒有以可靠的連接狀態(tài)安裝該供給器具時，則存在導致流體泄漏和流體供給不良的問題。
另外，為了使所連接的供給器具不會因振動等而容易脫落，需要設置進行鎖定的機構，而且，若在接受器具的內(nèi)部插入供給器具進行安裝，則存在使用后取下供給器具麻煩的問題。
另外，當在使用途中將供給器具從接受器具上取下時，為了不使流體泄漏，需要能可靠且簡單地進行連接器分離。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種由供給流體的供給連接部和接受該流體的供給的接受連接部構成的帶鎖定機構的連接器結構，該連接器結構相對于使用流體的接受器具能通過簡單的動作可靠地將收容有流體的供給器具在鎖定狀態(tài)下連接，且能通過簡單的動作可靠地將供給器具解除后取出。
本發(fā)明的帶鎖定機構的連接器結構，是由供給流體的供給連接部和接受該流體的供給的接受連接部構成的連接器結構，其特征在于包括固縛機構和施力機構，所述固縛機構具有伴隨所述供給連接部與所述接受連接部的連接動作而移動的動作部件，伴隨該動作部件的移動，保持為將所述供給連接部與所述接受連接部的連接狀態(tài)固縛的鎖定狀態(tài)，伴隨所述供給連接部的接下來的推入操作，所述動作部件進一步移動，解除所述供給連接部與所述接受連接部的鎖定狀態(tài)，所述施力機構將所述供給連接部向與所述接受連接部分離的方向施力，在所述固縛機構處于鎖定狀態(tài)時，可從所述供給連接部向所述接受連接部供給流體。
優(yōu)選的情況是，所述固縛機構具有設置在所述供給連接部上的卡合部；以及設置在所述接受連接部上、伴隨所述供給連接部的推入操作而移動、且可與所述卡合部卡合的動作部件。
優(yōu)選的情況是，所述動作部件由可在第一環(huán)和第三環(huán)之間旋轉移動的第二環(huán)構成，所述第一環(huán)及第三環(huán)在棘爪支架的內(nèi)部保持為不能旋轉但可沿軸向移動的形態(tài)，所述第二環(huán)具有與設置在所述棘爪支架上的棘爪凸部卡合的導向突起、與設置在所述供給連接部上的作為卡合部的卡合突起卡合的鎖定用突起、以及通過與第三環(huán)的接觸而受到旋轉力的滑動爪部，所述第二環(huán)伴隨所述供給連接部的連接動作而通過第一環(huán)沿軸向移動，在其移動途中通過與第三環(huán)的接觸而受到旋轉力，利用一次軸向移動，伴隨與所述棘爪凸部的卡合位置的變更而旋轉移動一步，成為所述鎖定用突起與所述卡合突起卡合的鎖定狀態(tài)，利用接下來的軸向移動，第二環(huán)旋轉移動下一步，所述鎖定用突起與所述卡合突起的卡合偏離。
所述第二環(huán)也可通過與所述第一環(huán)的接觸而進一步受到旋轉方向的力。
優(yōu)選的情況是，所述解除彈簧的施力沿分離方向作用在所述供給連接部上，且也作用在所述動作部件上，阻止該動作部件的晃動。
也可構成為，在所述動作部件上始終作用有施力，旋轉動作時發(fā)出卡扣音。
另外，優(yōu)選的情況是，還包括對所述供給連接部與所述接受連接部之間進行密封的密封部件，在進行連接動作時，在利用所述密封部件進行密封后，可進行流體供給，所述固縛機構進行鎖定動作，解除時，解除鎖定及關閉連通之后，所述密封部件分離。
采用上述本發(fā)明，由于包括固縛機構和向分離方向施力的施力機構，且固縛機構通過伴隨連接動作的動作部件的移動而將供給連接部與接受連接部保持為鎖定狀態(tài)，伴隨接下來的推入操作而解除鎖定狀態(tài)，因此，對應于供給連接部的連接動作，固縛機構進行動作而處于鎖定狀態(tài)或解除狀態(tài)，可防止供給連接部因振動等而脫落，可防止產(chǎn)生不完全的連接狀態(tài)，而且，通過在連接狀態(tài)下重新推入供給連接部，也可容易地進行分離動作。
另外，不會擱置于連接途中的位置，能得到可靠的連接狀態(tài)及解除狀態(tài)，不會引起壓力流體的泄漏和供給不良。而且，連接動作及解除動作能以推入供給連接部的動作進行，從而不需在接受連接部的附近設置拆裝用的操作用部位，可使結構變得簡單。
另外，若采用固縛機構的具體構成，則在供給連接部的本體部分上不會作用有旋轉力，能由三個環(huán)結構得到可靠的鎖定、解除動作。
若始終作用有推壓力，則在鎖定環(huán)上始終作用有施力，可產(chǎn)生棘爪的節(jié)奏感、卡扣音，能確認連接動作。


圖1是表示本發(fā)明第一實施例的由具有調(diào)壓機構的接受連接部和供給器具的供給連接部構成的連接器結構的分離狀態(tài)的整體剖視圖。
圖2是圖1的連接器結構的主要部分放大剖視圖。
圖3是作為供給器具的壓力容器的立體圖。
圖4是固縛機構的主要零件的分解立體圖。
圖5是表示供給連接部的連接動作中的最大推入狀態(tài)的剖視圖。
圖6是表示供給連接部與接受連接部連接后的鎖定狀態(tài)的剖視圖。
圖7是表示鎖定解除狀態(tài)下的供給連接部與動作部件的關系的剖視立體圖。
圖8是從圖7變?yōu)殒i定狀態(tài)的與圖7相同的剖視立體圖。
圖9是將支架的一部分除去后示出連接前固縛機構的狀態(tài)的圖。
圖10是表示將供給連接部推入接受連接部的初始狀態(tài)的與圖9相同的圖。
圖11是表示解除供給連接部的推入后的初始狀態(tài)的與圖9相同的圖。
圖12是表示供給連接部卡合在接受連接部上的鎖定狀態(tài)的與圖9相同的圖。
圖13是表示從鎖定狀態(tài)開始將供給連接部推入的鎖定解除的初始狀態(tài)的與圖9相同的圖。
圖14是第二實施例的固縛機構的主要零件的分解立體圖。
圖15是將支架的一部分除去后示出圖14的固縛機構的動作狀態(tài)的圖。
圖16是第三實施例的固縛機構的主要零件的分解立體圖。
圖17是僅用主要部分零件表示圖16的固縛機構的連接前狀態(tài)的剖視圖。
圖18是僅用主要部分零件表示圖16的固縛機構的連接動作中途狀態(tài)的剖視圖。
圖19是調(diào)壓機構的分解立體圖。
具體實施例方式
下面詳細說明本發(fā)明的實施例。圖1是表示第一實施例的由具有調(diào)壓機構的接受連接部和供給器具的供給連接部構成的連接器結構的分離狀態(tài)的整體剖視圖，圖2是圖1的連接器結構的主要部分放大剖視圖，圖3是作為供給器具的壓力容器的立體圖，圖4是固縛機構的主要零件的分解立體圖，圖5是表示供給連接部的連接動作中的最大推入狀態(tài)的剖視圖，圖6是表示供給連接部與接受連接部連接后的鎖定狀態(tài)的剖視圖，圖7是表示鎖定解除狀態(tài)下的供給連接部與動作部件的關系的剖視立體圖，圖8是從圖7變?yōu)殒i定狀態(tài)的剖視立體圖，圖9～圖13是將支架的一部分除去后表示固縛機構的動作狀態(tài)的圖。另外，在以下的說明中，上下左右以附圖的朝向為準，但實際的設置方向除了可以是使圖1的中心線的延伸方向沿上下方向(上下可以相反)的縱向配置外，有時也是使該中心線沿水平方向的橫向配置。
<第一實施例>
圖1及圖2的實施例的連接器結構1由設置在使用液體燃料等流體的燃料電池等的接受器具11上的接受連接部2、以及設置在將該流體在加壓狀態(tài)下供給的燃料盒等的供給器具12上的供給連接部3構成，在從供給器具12向接受器具11供給流體F時，通過固縛機構4(棘爪機構)將接受連接部2與供給連接部3連接為鎖定狀態(tài)。接受連接部2具有固縛機構4的主要部分，且具有將供給流體調(diào)整為一定的二次壓力的調(diào)壓機構5(調(diào)節(jié)機構)。另一方面，供給連接部3具有閥機構6，該閥機構6在塞子狀的供給連接口部31具有被彈簧62向關閥方向施力的桿閥61。另外，為了不易腐蝕，彈簧62和桿閥61優(yōu)選由不銹鋼制成。
作為設置有接受連接部2的接受器具11例如是內(nèi)置有燃料電池的設備，另一方面，作為設置有供給連接部3的供給器具12例如是收容有燃料電池用燃料流體的壓力容器(燃料盒)，將在加壓狀態(tài)下收容的流體F排出以進行供給，其具體結構將會在后面敘述。
并且，在所述接受連接部2的內(nèi)部插入、連接供給連接部3的前端部，對應該供給連接部3的連接動作，供給連接部3的桿閥61進行后退移動而打開，由于其壓力流體的供給，接受連接部2的調(diào)壓機構5進行動作，調(diào)壓為一定的二次壓力的流體向接受器具11側供給。另外，在上述連接動作中，伴隨用于連接供給連接部3的推入操作，固縛機構4的作為動作部件的第二環(huán)44移動，并與供給連接部3的一部分卡合而使接受連接部2保持為鎖定狀態(tài)，分離時，伴隨供給連接部3的接下來的推入操作，作為動作部件的第二環(huán)44進一步移動而解除鎖定狀態(tài)，通過作為施力機構的解除彈簧47使接受連接部2和供給連接部3強制地分離。從耐甲醇性和滑動性方面考慮，所述第二環(huán)44優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成。另外，解除彈簧47優(yōu)選由不銹鋼制成。
下面對各部分的結構進行具體說明。首先，如圖2的剖視圖、圖19的分解立體圖所示，接受連接部2的調(diào)壓機構5包括由蓋體外殼51和本體外殼53夾持的膜片52；與本體外殼53連接、導入一次壓力的流體(液體或氣體)的導入部件54；與膜片52連動地將一次壓力向二次壓力減壓調(diào)整的一次調(diào)整閥55及二次調(diào)整閥56(低壓用止回閥)；彈性板57(高壓用止回閥)；以及除塵用的過濾器58。蓋體外殼51與本體外殼53例如通過不銹鋼制成的小螺釘516互相固定。另外，所述蓋體外殼51、本體外殼53及導入部件54優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成。從耐甲醇性(膨潤、洗脫、吸收、脆化)考慮，膜片52、一次調(diào)整閥55、二次調(diào)整閥56及彈性板57優(yōu)選由乙烯丙烯橡膠(EPDM)制成，但也可由腈橡膠(NBR)制成。
并且，所述一次調(diào)整閥55和二次調(diào)整閥56與膜片52的偏位對應地連動，通過互相相反的開閉動作將一次壓力調(diào)壓為二次壓力，與該一次壓力變化相對的調(diào)壓特性在一次調(diào)整閥55和二次調(diào)整閥56為相反特性。由此，一次壓力作用在一次調(diào)整閥55的投影面積上的壓力損失、以及二次壓力作用在二次調(diào)整閥56的投影面積上的壓力損失以同一方向施加在所述膜片52上，通過兩者的調(diào)壓特性的組合，對與一次壓力變動對應的壓力損失變動引起的二次壓力的調(diào)壓誤差進行補償，從而使二次壓力一定。而且，一次調(diào)整閥55及二次調(diào)整閥56的開閉動作與膜片52的偏位相反，從而可消除由兩者的安裝位置誤差引起的調(diào)壓變動，因制作精度的緩和而可使制造變得容易。
在所述調(diào)壓機構5的導入部件54的外周部設置有固縛機構4，如圖2所示，該固縛機構4包括固接在所述本體外殼53上的支架本體41及棘爪支架42；配設在該棘爪支架42內(nèi)的第一～第三環(huán)43、44、45；沿軸向自由滑動的彈簧支架46；以及解除彈簧47。支架本體41、棘爪支架42、第一環(huán)43、第三環(huán)45及彈簧支架46優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成。
并且，對應于所述供給連接部3的連接動作，第四環(huán)44旋轉一步，進行供給連接部3的卡合鎖定，通過接下來的供給連接部3的推入動作，第四環(huán)44進一步旋轉一步，卡合鎖定解除，通過解除彈簧47的施力將供給連接部3強制地分離。上述第一步輸送是通過環(huán)間的斜面的推壓而在旋轉方向上作用有力來進行的。
設置在供給器具12頭部的供給連接部3具有在連接部本體30的中央內(nèi)置有閥機構6的連接口部31，在連接口部31的外周具有沿軸向突設的連接筒部32。連接部本體30優(yōu)選由聚碳酸酯(PC)制成，連接口部31優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成。并且，如圖3所示，在連接筒部32的前端外周具有等間隔地突出的作為鎖定用卡合部的卡合突起321，可與第四環(huán)44的鎖定用突起444卡合。另外，圖1、圖2中，連接筒部32的截面位置左右不同。
在連接筒部32的離開前端的預定位置具有向外側環(huán)狀突出的推壓臺階部322，如后所述，對應于連接移動，與第一環(huán)43的內(nèi)周突起433抵接地沿軸向移動。另外，具有比推壓臺階部322還向所述卡合突起321突出的花鍵軸狀的凸部323，在與卡合突起321之間形成有供第二環(huán)44轉動的環(huán)狀空間，且與接受連接部2的棘爪支架42的下部內(nèi)周的縱槽426卡合以防止旋轉。
連接口部31形成為管狀，在前端部外周安裝有由O形環(huán)形成的密封部件33，在貫穿連接部本體30的下端部311緊固安裝有螺母35，在內(nèi)周的中間臺階部312上滑動自如地配設有閥機構6的桿閥61。下端部311和連接部本體30由配置在下端部311的周圍槽內(nèi)的O形環(huán)315進行密封。該O形環(huán)315優(yōu)選在乙烯丙烯橡膠上涂布聚四氟乙烯(PTFE)而成的部件。在比中間臺階部312突出的桿閥61的下端安裝有由O形環(huán)形成的閥體63。桿閥61頭部的凹部可與導入部件54的連接突起544的前端抵接，在頭部的背面部與中間臺階部312之間以壓縮狀態(tài)安裝有彈簧62(回位彈簧)，向關閥方向施力。
下面，參照圖2及圖4對接受連接部2的固縛機構4的結構進行說明。圖4下端所示的棘爪支架42形成為筒狀，筒部420的上端部固定在該圖上端所示的支架本體41上。在該棘爪支架42的筒部420的內(nèi)面具有從一端開始沿軸向延伸到大致中間位置的周向四個的第一導向槽421、在該第一導向槽421之間從上端面開始內(nèi)外貫穿的L字狀卡合槽422、在下端部側的內(nèi)周等間隔地配置多個(12個)棘爪凸部423(參照圖9)、以及在沿軸向延伸的該棘爪凸部423之間等間隔地配置在內(nèi)周面上的多個(12個)第二導向槽424，在棘爪凸部423的上端部具有傾斜面423a和卡扣臺階部423b(參照圖9)，從卡扣臺階部423b的上端到第二導向槽424也同樣為傾斜面。
第一環(huán)43(滑動環(huán))具有在環(huán)狀基部431的外周等間隔地配置的多個(12個)導向突起432、以及在內(nèi)周的與導向突起432相同的位置配置的內(nèi)周突起433，上下端面形成為平坦狀。外周的導向突起432始終插入棘爪支架42的第二導向槽424中，該第一環(huán)43不能旋轉，僅可上下移動。上升時，供給連接部3的連接筒部32的推壓臺階部322的上端可與內(nèi)周突起433的下表面抵接，通過該推壓，第一環(huán)43沿軸向向上運動。另外，所述連接筒部32的卡合突起321可穿過內(nèi)周突起433間的縱槽。
第二環(huán)44(鎖定環(huán))具有在環(huán)狀基部441的外周等間隔地突出的多個(12個)導向突起442、在上表面等間隔地具有多個(12個)傾斜面的滑動爪部443、以及在內(nèi)周等間隔地突出的多個(12個)鎖定用突起444，向旋轉方向d進行旋轉動作。外周的導向突起442和內(nèi)周的鎖定用突起444位于周向的相同位置，兩者在環(huán)狀基部441的下部連接，設置成在旋轉方向d的前方高、在后方低的傾斜面。另外，上表面上突出的滑動爪部443的上表面同樣設置成在旋轉方向d的前方高、在后方低的傾斜面。
外周的導向突起442插入棘爪支架42的第二導向槽424中，引導第二環(huán)44沿軸向滑動，在第二環(huán)44向上移動量較大時，該導向突起442從第二導向槽424中拔出，從而第二環(huán)44可進行旋轉。通過該旋轉，當在導向突起442的下端傾斜面可抵接在棘爪凸部423的傾斜面423a或卡扣臺階部423b的上端傾斜面上的狀態(tài)下下降時，通過這些傾斜面間的接觸而進一步旋轉，在導向突起442的前端卡扣在卡扣臺階部上的鎖定狀態(tài)或導向突起442插入在第二導向槽424中的分離狀態(tài)下，該旋轉停止。另外，內(nèi)周的鎖定用突起444因伴隨連接動作的轉動而向供給連接部3的連接筒部32的鎖定用卡合突起321的內(nèi)側移動，可進行卡合鎖定。
第三環(huán)45(導向環(huán))具有在環(huán)狀基部451的外周等間隔地配置的四個導向突起452、以及在下端面具有棘爪狀斜面的爪齒453。導向突起452插入棘爪支架42的第一導向槽421中，該第三環(huán)45可沿軸向上下移動(不能旋轉)，其下端位置通過第一導向槽421的下端部與導向突起452卡扣而加以限制，與第二環(huán)44分離。下端面的爪齒453與第二環(huán)44上表面的滑動爪部443抵接，通過斜面間的接觸使第二環(huán)44轉動。
彈簧支架46由圓筒狀上部筒部461和外徑比其小的下部筒部462構成，內(nèi)部以壓縮狀態(tài)安裝有解除彈簧47，上部筒部461的下端外周臺階部463從上方與第二環(huán)44的鎖定用突起444抵接對其施力。由此，防止離開第三環(huán)45后的第二環(huán)44在分離時晃動。
另外，彈簧支架46的下部筒部462插入第一～第三環(huán)43～45的內(nèi)部，向下方延伸到棘爪支架42的內(nèi)部，在支撐解除彈簧47的底面中央具有開口，在開口內(nèi)插入供給連接部3的連接口部31。另外，下部筒部462的下端部可與供給連接部3的連接部本體30的內(nèi)端面324抵接，通過供給連接部3的連接動作，彈簧支架46可克服解除彈簧47而沿軸向向上移動。
解除彈簧47是以壓縮狀態(tài)安裝在彈簧支架46與接受連接部2的本體外殼53的凸緣部下表面之間的螺旋彈簧，通過彈簧支架46將第三環(huán)45壓下，且對供給連接部3向脫離方向、分離方向施力。
支架本體41固定在接受連接部2的膜片52上，且固接在本體外殼53上。該支架本體41具有由下部的環(huán)體411連接的等間隔地向上方延伸的多個(4個)固定部412、以及固定部412之間的縱槽部413，在向固定部412上端的外側突出的凸緣部414上形成有固接用的螺孔415，另外，在凸緣部414下方的各固定部412的外表面具有向外側突出的四個銷狀突起416。該銷狀突起416可與棘爪支架42的L字狀卡合槽422卡合而進行組裝。
下面對調(diào)壓機構5的結構進行具體說明。本體外殼53和蓋體外殼51隔著膜片52接合，從而其內(nèi)部空間被劃分出調(diào)壓室530和大氣室510。膜片52在受到調(diào)壓室530的二次壓力后可根據(jù)與大氣室510的壓力差來進行彈性偏位，在其中心部，在大氣室510側固接有支持件521，在調(diào)壓室530側固接有軸522，可對應于膜片52的偏位而一體地沿軸向移動。支持件521及軸522優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成。
軸522包括固接于膜片52且位于調(diào)壓室530內(nèi)的凸起部523、以及從該凸起部523的前端沿軸向延長的軸部524，在該軸部524的前端具有周槽部，在該周槽部中安裝有由O形環(huán)構成的一次調(diào)整閥55，另外，在所述軸部524的基端部分、即在凸起部523的前端面安裝有由O形環(huán)(彈性體)構成的二次調(diào)整閥56。
支持件521的與膜片52緊貼的凸緣部的中心的螺栓部貫通膜片52的中心，緊固在相反側的軸522上。另外，設置在蓋體外殼51的筒狀部511內(nèi)部的壓力設定用調(diào)壓彈簧513的一端部抵接在支持件521上，調(diào)壓彈簧513的另一端部與可調(diào)整位置地螺合于筒狀部511上的調(diào)壓螺釘512(調(diào)節(jié)器)抵接，對應于該調(diào)壓螺釘512的軸向位置的調(diào)整，對調(diào)壓彈簧513施加在膜片52上的力進行調(diào)整。調(diào)壓螺釘512優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成，調(diào)壓彈簧513優(yōu)選由不銹鋼制成。
下端部位的導入部件54包括外周的筒部541；中間的隔壁部542；向隔壁部542的下方突出的連接突起544；以及貫通該連接突起544兩側的隔壁部542形成的連通孔543。
并且，在導入部件54的隔壁部542的上表面配設有關閉高壓用的彈性板57，該彈性板57可蓋住連通孔543的開口，由橡膠板、復合板等形成。即，在調(diào)壓室530的二次壓力高到某種程度的狀態(tài)下，在供給連接部3分離時，由于該二次壓力，彈性板57蓋住連通孔543而作為止回閥發(fā)揮作用，防止流體向外部漏出。
導入部件54的筒部541的上端部隔著例如乙烯由丙烯橡膠(EPDM)制成的O形環(huán)532可拆裝地結合在所述本體外殼53的前端筒部的外周，筒部541的另一端部側嵌裝在供給連接部3的連接口部31的前端外周的密封部件33上，導入加壓流體。
本體外殼53在前端筒部的內(nèi)部具有可供軸522的軸部524滑動地插入的分隔壁531，該分隔壁531的外內(nèi)由一次調(diào)整閥55及二次調(diào)整閥56來開閉。伴隨軸部524的前進移動，一次調(diào)整閥55打開，伴隨后退移動，二次調(diào)整閥56打開，進行相反的開閉動作。另外，在調(diào)壓室530的壓力較低的狀態(tài)下，在供給連接部3分離時，二次調(diào)整閥56因該二次壓力而關閉，作為阻止流體回流的止回閥發(fā)揮作用。
在調(diào)壓室530的側部設置有將調(diào)壓后的二次壓力的氣體經(jīng)由筒部件533排出的排出口514，在該排出口514上連接有將調(diào)壓后的流體導向接受器具11的導管515。筒部件533優(yōu)選由聚氧甲撐(POM)制成。另外，從耐試劑性、柔軟性方面考慮，導管515優(yōu)選由硅酮橡膠制成，但在甲醇濃度約小于等于40％時，也可由廉價的聚氨酯橡膠制成。
在將供給連接部3向接受連接部2連接時，所述導入部件54的連接突起544的前端推壓桿閥61而使其打開。該連接突起544是固接在導入部件54的隔壁部542上、與跟膜片52連動的軸部524分離的結構，在連接動作中不會受到膜片52偏位的力。即，可利用軸部524的前端使桿閥61連動動作，但此時，若保持推入力以使最大推入狀態(tài)繼續(xù)，則由于膜片52偏位，從而破壞調(diào)壓功能，有可能供給壓力比設定二次壓力高的流體，但由于膜片52與連接突起544分離，從而可確保調(diào)壓功能，阻止壓力比設定二次壓力高的流體的供給。
在所述導入部件54的隔壁部542的下表面夾裝有用于除去所供給的流體中的塵埃等異物的過濾器58。該過濾器58是具有內(nèi)孔58a的圓板狀，外徑比隔壁部542的外徑稍大，且內(nèi)徑比連通突起544的基端部直徑稍小，通過從下方插入安裝在導入部件54上，可固定而不會脫落。
該過濾器58的材質例如是空隙率為85％、網(wǎng)眼平均直徑為30μm、厚度為1mm的LDPE(低密度聚乙烯)發(fā)泡體，也可使用其他材料。通過將過濾器58夾裝在流體通路中，可防止供給流體中存在的細小垃圾的混入，可防止調(diào)壓用的一次及二次調(diào)整閥55、56的調(diào)壓動作、彈性板57等的防止回流動作產(chǎn)生不良，且也可防止接受器具11的動作部件的動作不良。
下面對供給器具12(壓力容器)的結構進行說明。供給器具12包括頭部設置有供給連接部3的連接部本體30的例如聚碳酸酯(PC)制的容器本體102；形成在該容器本體102的內(nèi)部、收容流體F的貯藏室103；形成在容器本體102的內(nèi)部、在端部與貯藏室103相互連通、封入有產(chǎn)生用于推出流體F的應力的壓縮氣體G的氣室104；移動自如地配設在貯藏室103內(nèi)、分隔流體F和壓縮氣體G的活塞狀隔壁部件105；以及在隔壁部件105進行下降移動時被壓縮在隔壁部件105與容器本體102的底部之間的例如不銹鋼制的彈性體108。
容器本體102具有外容器121、對底部進行密閉的蓋體122、以及在外容器121的內(nèi)部配設成兩層結構的內(nèi)容器123。在內(nèi)容器123的下端部形成有縱向延伸的缺口111，可使內(nèi)容器123的內(nèi)部與外容器121的內(nèi)部、即貯藏室103與氣室104連通。內(nèi)容器123的上端部嵌合安裝在緊固連接口部31的下端部311的螺母35上，以保持該內(nèi)容器123。在內(nèi)容器123上端部的中心部開設有通孔123a，可對應于閥機構6的桿閥61的開閉動作將貯藏室103內(nèi)的流體F排出以進行供給。所述蓋體122優(yōu)選由聚碳酸酯制成，內(nèi)容器123優(yōu)選由聚丙烯(PP)制成，螺母35優(yōu)選由聚氧甲撐制成。
另外，可滑動地嵌入在內(nèi)容器123內(nèi)的隔壁部件105由本體151和彈性密封部件152(O形環(huán))構成，密封部件152的外周與氣缸狀的內(nèi)容器123的內(nèi)壁氣密性地接觸，其上部空間的貯藏室103中封入有流體F。該隔壁部件105作為分隔收容在貯藏室103內(nèi)的流體F和收容在氣室104內(nèi)的壓縮氣體的移動隔壁發(fā)揮作用，通過作用在背面的壓縮氣體的壓力對前面的流體F進行加壓，在桿閥61打開時，進行作用將該流體F推出。另外，本體151優(yōu)選由聚丙烯制成。為了增大滑動性，彈性密封部件152優(yōu)選在乙烯丙烯橡膠上涂布聚四氟乙烯(PTFE)而成的部件。
壓縮氣體G向氣室104內(nèi)封入是在供給連接部3分離狀態(tài)下、將流體F注入貯藏室103內(nèi)之前進行的。首先，通過因推入動作而處于打開狀態(tài)的桿閥61將壓縮氣體G注入貯藏室103內(nèi)，隔壁部件105對應地下降，從圖1所示的位置進一步向貯藏室103內(nèi)注入壓縮氣體，從而隔壁部件105推壓彈性體108使其變形，進一步向貯藏室103的底部移動。在最下方狀態(tài)下，缺口111的上端部處于隔壁部件105的密封部件152的上方，通過缺口111從貯藏室103向氣室104內(nèi)注入壓縮氣體。并且，在氣室104內(nèi)達到預定壓力時停止壓縮氣體的注入，然后重新打開桿閥61，將貯藏室103內(nèi)的壓縮氣體排出。相應地，隔壁部件105恢復成對貯藏室103進行密封的狀態(tài)，并因該氣體的排出而上升移動到內(nèi)容器123的上端，將貯藏室103內(nèi)的氣體全部排出，從而向氣室104內(nèi)封入壓縮氣體G。然后，將注入裝置與供給連接部3連接，一邊使隔壁部件105下降一邊通過桿閥61將流體F向貯藏室103內(nèi)注入，從而得到可噴出地收容流體F的供給器具12。
另外，在供給器具12中作為流體也可收容壓縮氣體，此時，不使用內(nèi)容器，直接將氣體收容在外容器內(nèi)。另外，為了得到用于噴出供給流體的內(nèi)壓(一次壓力)，也可在該流體中混入噴射劑，形成所謂的氣霧劑(aerosol)結構。
在上述接受連接部2與供給連接部3的連接動作中，基本上進行下述動作將供給連接部3的連接口部31插入接受連接部2的導入部件54中，通過密封部件33的接觸來確保密封狀態(tài)；使供給連接部3的閥機構6打開，使流體的通路連通從而可進行供給；以及使固縛機構4鎖定。
這些動作的順序為在連接時(安裝時)，首先使密封部件33與導入部件54的筒部541的內(nèi)面接觸來確保密封性后，通過連接突起544的前端使閥機構6的桿閥61打開，連通流體的供給通路，接著，固縛機構4的第二環(huán)44旋轉而成為鎖定狀態(tài)。另一方面，解除時(取下時)，固縛機構4的第二環(huán)44旋轉而解除鎖定狀態(tài)，接著，桿閥61關閉而阻止連通，最后密封部件33從導入部件54分離而解除密封。
下面參照圖5～圖8及圖9～圖13對供給連接部3與接受連接部2的連接進行說明，其中主要說明固縛機構4的動作。在圖9～圖13中，留下棘爪支架42的棘爪凸部423并去除筒部420，表示其內(nèi)周面的棘爪凸部423與第一環(huán)43及第二環(huán)44的關系。
如圖2及圖9所示，連接前的分離狀態(tài)為固縛機構4的彈簧支架46的臺階部463與第二環(huán)44的鎖定用突起444抵接并進行推壓，第一環(huán)43及第二環(huán)44的導向突起432、442位于棘爪支架42的第二導向槽424內(nèi)，第二環(huán)44不能轉動，第三環(huán)45處于下降位置被限制的位置。在該狀態(tài)下，調(diào)壓機構5的二次調(diào)整閥56(止回閥)關閉，供給連接部3的桿閥61也處于關閉狀態(tài)。
對應于供給連接部3的推入動作，第一階段如圖10所示，連接筒部32的鎖定用卡合突起321如圖7所示地穿過第一及第二環(huán)43、44的縱槽而移動，彈簧支架46的下端部與供給連接部3的內(nèi)端面324抵接而被向上推，接著，推壓臺階部322與第一環(huán)43的下表面抵接并將其向上推。與此同時，第二環(huán)44也上升，與因第一導向槽421的下端而停止的第三環(huán)45的下表面抵接，該第三環(huán)45也被向上推。在此途中，如圖10所示，第二環(huán)44的導向突起442從棘爪支架42的第二導向槽424的上端伸出而可轉動，通過與第三環(huán)45的下表面的爪齒453的傾斜面抵接，第二環(huán)44受到朝向旋轉方向d的力。
圖5表示供給連接部3的最大推入狀態(tài)，在該狀態(tài)下，第三環(huán)45的向上運動受到限制，第二環(huán)44通過與第三環(huán)45的斜面接觸而在第一環(huán)43上向旋轉方向d旋轉，如圖8所示，因該第二環(huán)44的轉動，其鎖定用突起444向供給連接部3的連接筒部32的鎖定用卡合突起321的內(nèi)側移動并卡合，從而鎖定為不能拔出移動的狀態(tài)。在圖5的狀態(tài)下，連接突起544使桿閥61打開而開始供給流體。
接著，從最大推入狀態(tài)開始解除推入動作時，供給連接部3被解除彈簧47向后退方向施力，但供給連接部3的連接筒部32的鎖定用卡合突起321與第二環(huán)44的鎖定用突起444卡合地向下方移動，第三環(huán)45及第一環(huán)43也一體地向下方移動。接著，如圖11所示，在第三環(huán)45在第一導向槽421的下端停止下降時，第二環(huán)44與其分離后進一步下降，從而兩者的傾斜接觸分離，第二環(huán)44通過上述旋轉而使下端的導向突起442的前端從第二導向槽424的位置開始向棘爪凸部423的傾斜面423a上移動，并與該傾斜面接觸，因為該第二環(huán)44進一步下降而沿其傾斜進一步轉動。
接著，如圖12所示，第二環(huán)44的導向突起442與卡扣臺階部423b抵接而停止轉動，且停止繼續(xù)下降，與該第二環(huán)44的鎖定用突起444卡合著的供給連接部3被鎖定，處于被不能分離地連接的鎖定狀態(tài)。
圖6是該鎖定狀態(tài)的剖視圖，由調(diào)壓機構5調(diào)整為預定壓力的流體從排出口514向接受器具11側供給。
接著，從上述鎖定狀態(tài)開始進行解除動作時，重新將供給連接部3推入，如圖13所示，第一環(huán)43及第二環(huán)44向上運動，第二環(huán)44的下端部從卡扣臺階部423b離開而可轉動，通過第三環(huán)45的爪齒453的斜面使第二環(huán)44轉動，伴隨之后的供給連接部3的后退移動，第二環(huán)44的導向突起442的斜面與從棘爪凸部423的卡扣臺階部423b到第二導向槽424的斜面接觸，通過該斜面接觸，第二環(huán)44進一步向旋轉方向d旋轉，旋轉到導向突起442插入第二導向槽424內(nèi)的位置。在該第二環(huán)44的旋轉位置上，如圖7所示，卡合突起321與鎖定用突起444偏離而與縱槽的位置一致，鎖定卡合得以解除，從而供給連接部3的連接筒部32可進行分離移動，通過解除彈簧47的施力而隔著彈簧支架46進行分離動作，從而突出。
所述調(diào)壓機構5用于通過一次調(diào)整閥55及二次調(diào)整閥56的調(diào)壓，對應于膜片52的動作，將一次壓力與該壓力無關地減壓調(diào)整為預定的二次壓力，下面對其作用進行說明。
圖6表示調(diào)壓狀態(tài)，由一次調(diào)整閥55及二次調(diào)整閥56調(diào)壓后的流體向調(diào)壓室530流入，高精度地減壓為二次壓力后從排出口514排出。
膜片52被保持在由二次壓力和大氣壓的壓差施加的力與由調(diào)壓彈簧513施加的力相平衡的位置。并且，在二次壓力對應從排出口514排出的流體排出量的變動、一次壓力的變動等而變化時，與此對應地膜片52的偏位量發(fā)生變化，一次調(diào)整閥55及二次調(diào)整閥56與軸522的位置變化連動地進行動作，從互相不同的方向進行開閉動作，將二次壓力保持為一定。通過使調(diào)壓螺釘512動作而使調(diào)壓彈簧513的施力變化，可設定任意的二次壓力。
另外，與一次壓力變化相對的一次調(diào)整閥55的調(diào)壓特性與二次調(diào)整閥56的調(diào)壓特性是互相相反的特性，與一次壓力降低對應的二次壓力因一次調(diào)整閥55的調(diào)壓而上升，因二次調(diào)整閥56的調(diào)壓而降低。并且，在軸522上，軸部524的前端部因一次壓力的作用而接受一次調(diào)整閥55的投影面積的壓力損失、以及凸起部523因二次壓力的作用而接受二次調(diào)整閥56的投影面積的壓力損失同時在使軸522后退的相同方向上作用，通過兩者的調(diào)壓特性的組合，使相對于一次壓力變動的二次壓力變動一定。
即，當二次壓力流體從調(diào)壓室530排出而使二次壓力降低時，膜片52的軸522前進移動(向圖中下方移動)，一次調(diào)整閥55向打開方向動作，二次調(diào)整閥56向關閉方向動作，一次壓力流體被一次調(diào)整閥55減壓后流入調(diào)壓室530，從而二次壓力上升，調(diào)整二次調(diào)整閥56的開度(壓力損失)，使該二次壓力伴隨一次壓力的降低而從設定值開始上升，當二次壓力為設定值時，通過膜片52的偏位使軸522后退移動(向圖中上方移動)，一次調(diào)整閥55進行關閉動作以降低流體的導入量，從而進行調(diào)壓得到一定的二次壓力。
并且，考慮到了對應于伴隨一次壓力變動的調(diào)壓特性、即從供給器具12供給流體時該供給器具12內(nèi)的一次壓力逐漸降低的一次調(diào)整閥55的受壓誤差。二次調(diào)整閥56在與一次調(diào)整閥55不同的相反方向上進行開閉動作，二次調(diào)整閥56的壓力損失是與一次調(diào)整閥55的壓力損失方向相同且基本相反的特性。該一次調(diào)整閥55的調(diào)壓特性是二次壓力隨一次壓力上升而降低的特性。與此相對，二次調(diào)整閥56的調(diào)壓特性在一次壓力較低時抑制二次壓力，尤其是在一次壓力為零時關閥，成為止回閥阻止流體回流，在一次壓力上升時打開，是二次壓力隨一次壓力上升而上升的特性，是與上述一次調(diào)整閥55的調(diào)壓特性相反的特性。
兩調(diào)壓特性相對于軸522作用在相同方向上，從而調(diào)壓特性相反的兩個調(diào)整閥55、56的組合調(diào)壓特性相對一次壓力的變動而得到一定的二次壓力。即，在一次壓力伴隨來自供給器具12的流體供給而降低時，作用在一次調(diào)整閥55的壓力損失使二次壓力上升的調(diào)壓特性變成作用在二次調(diào)整閥56上的壓力損失使二次壓力降低的特性，從而兩者的合成特性平衡，可通過簡單的結構確保維持在一定的二次壓力。
另外，在分離狀態(tài)及不使用狀態(tài)下，二次調(diào)整閥56及彈性板57作為止回閥發(fā)揮作用，可防止流體泄漏。
<第二實施例>
圖14是第二實施例的固縛機構(棘爪機構)的主要零件的分解立體圖，圖15是將支架的一部分除去后表示圖14的固縛機構的動作狀態(tài)的圖。
本實施例與第一實施例的不同點在于第一環(huán)43的與第二環(huán)44接觸的面具有凹凸434。其他與第一實施例相同，并標記同一符號，省略說明。
在該實施例中，伴隨供給連接部3的上升移動，當?shù)诙h(huán)44的導向突起442從第二導向槽424脫離時，如圖15所示，第二環(huán)44通過與第三環(huán)45的下表面的斜面的接觸而得到旋轉力，且也通過與第一環(huán)43的凹凸434接觸而得到朝向旋轉方向d的旋轉力，從而第二環(huán)44可進行更可靠的步進輸送。
即使在推入該供給連接部3以使處于鎖定狀態(tài)的供給連接部3分離時，第二環(huán)44的導向突起442從棘爪凸部423的卡扣臺階部423b偏離時的旋轉力也可通過上下的第三環(huán)45與第一環(huán)43接觸得到。
另外，該第二環(huán)44的旋轉力也可僅通過第一環(huán)43的接觸面的凹凸434而得到。
<第三實施例>
圖16是第三實施例的固縛機構(棘爪機構)的主要零件的分解立體圖，圖17及圖18是僅用主要部分零件表示圖16的固縛機構的動作狀態(tài)的剖視圖。
在該實施例中，第二環(huán)44始終被解除彈簧47施力，產(chǎn)生棘爪的節(jié)奏感、卡扣音。
具體而言，通過設置不同形狀的彈簧支架48，使得解除彈簧47的施力不直接作用在供給連接部3上，而是隔著第二環(huán)44地作用在分離方向上，其他的零件與第一實施例相同，并標記同一符號，省略說明。
本實施例的彈簧支架48包括圓筒狀的上部筒部481；外徑比該上部筒部481小的下部筒部482；從上部筒部481的下端部開始沿軸向延設的推壓部483；以及在上部筒部482的上端外周等間隔地配置多個(4個)定位用導向部485。
導向部485插入在支架本體41的固定部412之間的縱槽部413中，可沿軸向移動，其前端的外周凸部486插入在棘爪支架42的第一導向槽421中，不能旋轉。
在上部筒部481的下端延設的推壓部483具有用于供給連接部3的連接筒部32的卡合突起321插入的縱槽484，與該連接筒部32的上下位置無關，在該連接筒部32的外側，推壓部483的下端從上方與第二環(huán)44的鎖定用突起444抵接并始終施力。
另外，彈簧支架48的下部筒部482的長度較短，在供給連接部3的連接動作中，如圖18所示，供給連接部3不與彈簧支架48的下部筒部482的前端抵接。即，供給連接部3的推壓臺階部322與第一環(huán)43的內(nèi)周突起433接觸，從而在分離方向上受到解除彈簧47施加的力。
由此，第二環(huán)44在進行旋轉動作時也被施加力，在第二環(huán)44與棘爪凸部423的卡扣臺階部423b卡扣時及第二環(huán)44從卡扣臺階部423b的上部插入第二導向槽424內(nèi)并進行卡扣時可得到動作音，可確認已經(jīng)進行了連接動作或分離動作。
在上述實施例中，在供給器具12中以加壓狀態(tài)收容有流體，并向接受器具11供給，但即使在供給非加壓流體時也可應用本發(fā)明。
權利要求
1.一種帶鎖定機構的連接器結構，是由供給流體的供給連接部和接受該流體的供給的接受連接部構成的連接器結構，其特征在于包括固縛機構和施力機構，所述固縛機構具有伴隨所述供給連接部與所述接受連接部的連接動作而移動的動作部件，伴隨該動作部件的移動，保持為將所述供給連接部與所述接受連接部的連接狀態(tài)固縛的鎖定狀態(tài)，伴隨所述供給連接部的接下來的推入操作，所述動作部件進一步移動，解除所述供給連接部與所述接受連接部的鎖定狀態(tài)，所述施力機構將所述供給連接部向所述供給連接部與所述接受連接部分離的方向施力，在所述固縛機構處于鎖定狀態(tài)時，可從所述供給連接部向所述接受連接部供給流體。
2.根據(jù)權利要求1所述的連接器結構，其特征在于所述固縛機構具有設置在所述供給連接部上的卡合部；以及動作部件，設置在所述接受連接部上，伴隨所述供給連接部的推入操作而移動，可與所述卡合部卡合。
3.根據(jù)權利要求2所述的連接器結構，其特征在于所述動作部件由可在第一環(huán)和第三環(huán)之間旋轉移動的第二環(huán)構成，所述第一環(huán)及第三環(huán)保持為在棘爪支架內(nèi)部不能旋轉但可沿軸向移動的狀態(tài)；所述第二環(huán)具有與設置在所述棘爪支架上的棘爪凸部卡合的導向突起、與設置在所述供給連接部上的作為卡合部的卡合突起卡合的鎖定用突起、以及通過與第三環(huán)接觸而受到旋轉力的滑動爪部；所述第二環(huán)伴隨所述供給連接部的連接動作而通過第一環(huán)沿軸向移動，在移動途中通過與第三環(huán)接觸而受到旋轉力，利用一次軸向移動，伴隨與所述棘爪凸部的卡合位置的變更而旋轉移動一步，變成所述鎖定用突起與所述卡合突起卡合的鎖定狀態(tài)，利用接下來的軸向移動，第二環(huán)旋轉移動下一步，所述鎖定用突起與所述卡合突起的卡合脫開。
4.根據(jù)權利要求3所述的連接器結構，其特征在于所述第二環(huán)通過與所述第一環(huán)接觸而進一步受到旋轉方向的力。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的連接器結構，其特征在于所述解除彈簧的施力沿分離方向作用在所述供給連接部上，同時也作用在所述動作部件上，阻止該動作部件的晃動。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的連接器結構，其特征在于在所述動作部件上始終作用有施力，在進行旋轉動作時發(fā)出卡扣音。
7.根據(jù)權利要求1所述的連接器結構，其特征在于還包括對所述供給連接部與所述接受連接部之間進行密封的密封部件，在進行連接動作時，在利用所述密封部件進行密封后，可供給流體，所述固縛機構進行鎖定動作，在解除時，解除鎖定及關閉連通之后，所述密封部件分離。
全文摘要
在由供給流體的供給連接部和接受該流體的供給的接受連接部構成的連接器結構中，能通過簡單的動作可靠地在鎖定狀態(tài)下進行連接，且能通過簡單的動作可靠地進行解除、取出。該連接器結構包括固縛機構(4)和施力機構(47)，固縛機構(4)具有伴隨供給連接部(3)與接受連接部(2)的連接動作而移動的動作部件(44)，伴隨該動作部件(44)的移動，保持為將供給連接部(3)與接受連接部(2)的連接狀態(tài)固縛的鎖定狀態(tài)，伴隨供給連接部(3)的接下來的推入操作，動作部件(44)進一步移動，解除供給連接部(3)與接受連接部(2)的鎖定狀態(tài)，施力機構(47)將供給連接部(3)向與接受連接部(2)分離的方向施力，在固縛機構(4)處于鎖定狀態(tài)時，可從供給連接部(3)向接受連接部(2)供給流體。
文檔編號F17C13/00GK101061350SQ20058003854
公開日2007年10月24日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權日2004年9月14日
發(fā)明者臼井秀人, 中村保昭 申請人:株式會社東海