接続装置

【課題】長年使用しても接続不良を生じない接続装置を提供する。
【解決手段】第１基部１２に配管１４を取り付け、配管１４の先端に接続具３２を取り付、第２基部３８に接続具４０を固定し、配管１４を基部１２に対して相対的に摺動可能とするコイルバネ２４を設け、配管１４を基部１２に対して相対的に揺動可能とする球体２０と球面２２とからなる球体継手とを、設け、接続具３２を配管１４に対して揺動可能にする球体３０と球面３４からなる球体継手を設け、離間時に接続具３２を接続具４０のほぼ軸線上に保持させるバネシリンダ２８ａ、２８ｂを、設けてある。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を接続する接続装置に関し、特に継手を用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような接続装置は、例えば貨車のような運搬台車を連結する連結器に設けられることがある。連結器による貨車の連結時に、互いの貨車に設けられている配管を接続する。このような接続装置の一例が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている接続装置では、互いに連結される２つの連結器本体にそれぞれ継手が設けられている。これら継手は配管にそれぞれ接続されている。継手の先端は、連結器本体の連結面にそれぞれ突出している。２つの連結器を連結したとき、それぞれの連結面が面接触し、連結面から突出している継手が接続される。
【０００４】
【特許文献１】実開昭５９−６６６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、このような接続装置では、単に継手同士を接続しているだけであるので、長年の使用により、継手に芯ずれが生じ、接続不良になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、長年使用しても接続不良を生じない接続装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による接続装置は、第１基部に取り付けられた配管と、この配管の先端に取り付けられた第１継手と、第２基部に固定された第２継手とを、備えたものである。配管は、例えば流体、具体的には空気用のものとすることができる。前記配管を第１基部に対して相対的に摺動可能にする摺動手段を設けると共に、前記配管を第１基部に対して相対的に揺動可能とする第１揺動手段とが、設けられている。第１継手を前記配管に対して揺動可能にする第２揺動手段が設けられ、離間時に第１継手を第２継手のほぼ軸線上に保持させる待機位置保持手段が設けられている。
【０００８】
このように構成された接続装置では、例えば長年の使用により、第１及び第２継手の中心がずれたとき、第１揺動手段が、第１継手を第２継手と対向する位置に揺動させる。第２揺動手段は、第１継手の第１継手と第２継手との接続面が平行でなくなった場合、第１継手の接続面を第２継手の接続面と平行となるように第１継手を揺動させる。第１揺動手段によって揺動したとき、第１継手と第２継手との距離が変動すると、摺動手段が、この変動を吸収するように配管を摺動させる。これによって、第１及び第２継手間で中心のずれが生じても、このずれを自動的に調整することができる。
【０００９】
第１揺動手段は、前記配管と第１基部との間に設けられた球面継手とすることができる。この場合、前記摺動手段は、前記球面継手に前記配管を摺動自在に配置すると共に、前記配管を第２継手側に押圧するバネからなる。
【００１０】
第１及び第２継手の接続を、単にバネによって保持したなら、第２継手とバネの軸線とがなす角度が所定角度以上になると、バネによる第２継手方向に作用する押しつけ力が、配管の内部流体圧による離間方向の力よりも低くなり、接続状態を維持できなくなる。そのため、上記第２継手とバネの軸線とがなす角度が所定角度以内に制限される。上記のように球面継手の中に配管を摺動自在としたなら、摺動手段と第１揺動手段とを別々に配置するものに比して、制限されたスペース内で配管の長さを長くすることができる。これにより、第２継手と摺動手段のバネの軸線とがなす角度が所定角度以内に制限されていても、配管の長さを長くできるから、配管先端の移動範囲を大きくでき、第１及び第２継手のずれの許容範囲を大きくすることができる。
【００１１】
前記待機位置保持手段を、２つのバネシリンダから構成することができる。この場合、一方のバネシリンダは、鉛直方向に対して傾斜した方向から第１継手を支える。他方のシリンダバネは、前記一方のシリンダバネと鉛直線対称となる前記鉛直方向に対して傾斜した方向から第１継手を支える。
【００１２】
このように構成すると、第１及び第２の継手を接続しているときに、第１及び第２基部が振動しても、第１継手の高さ位置及び水平位置の変動を押させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明による接続装置では、長年使用しても、第１及び第２継手の接続不良が生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の一実施形態の接続装置２は、２台の台車、例えば貨車を連結する２台の連結器４、８にそれぞれ設けられている。これら連結器が互いに連結されたとき、２台の貨車それぞれに設けられている流体、例えばエアーの配管を、この接続装置２が接続する。
【００１５】
接続装置２は、図１に示すように、一方の貨車に設けられている連結器４に第１接続部６を有し、他方の貨車に設けられている連結器８に第２接続部１０を有している。
【００１６】
第１接続部６は、図２に示すように、連結器４の下方に結合された第１基部１２を備えている。第１基部１２は、図３に示すように前後方向に開口した矩形の枠状に形成されている。第１基部１２の上壁１２ａが、図２に示すように後方に突出し、その後端には、上壁１２ａと垂直にかつ下方に向かう垂直壁１２ｂが取り付けられている。
【００１７】
第１基部１２内における上壁１２ａの近傍にその前後方向に沿い、かつほぼ水平に配管１４が配置されている。配管１４は、例えば円管で、その後端は、上壁１２ａの後端付近に位置し、前端は、第１基部１２よりも前方に突出している。配管１４の後端には、別のエア供給用のホース１６が継手１８を介して接続されている。配管１４の後端より幾分前方側に寄った位置の全周囲は、第１の揺動手段、例えば球面継手の一部を構成するための球体２０に挿通されている。この球体２０は、垂直壁１２ｂに形成され、球面継手の他の部分を構成する球面受け部２２内に嵌められている。この球面継手によって、任意方向に揺動可能である。なお、配管１４は、球体２０が嵌められている状態においても、その長さ方向に摺動可能である。
【００１８】
配管１４は、その前端よりも幾分後方に寄った位置で、段を形成するようにその外径が拡大されている。この段には、支持体、例えば板状のバネ受け２４が嵌められている。このバネ受け２４と垂直壁１２ｂとの間に、摺動手段、例えばバネ、具体的にはコイルバネ２６が配管１４の周囲を包囲するように配置されている。このコイルバネ２６は、配管１４を前方に押圧する押圧力をバネ受け２４を介して配管１４に付与している。
【００１９】
バネ受け２４には、図３に示すように、待機位置保持手段、例えばバネシリンダ２８ａ、２８ｂが設けられている。バネシリンダ２８ａは、配管１４の中心軸が通る鉛直面に対して所定の角度、例えば鋭角をなすように、その一端がバネ受け２４の上側に結合され、他端が第１基部１２内の固定台２９ａに結合されている。バネシリンダ２８ｂは、バネシリンダ２８ａと、上記鉛直面を対称軸として線対称に配置され、その一端がバネ受け２４の上側に結合され、他端が第１基部１２内の固定台２９ｂに結合されている。なお、図２には、バネシリンダ２８ａの一端のバネ受け２４への結合部分のみを示してある。これらバネシリンダ２８ａ、２８ｂによって配管１４が、図２に示すようにほぼ水平に支持されている。そして、配管１４の位置が、その上下方向及び水平方向に移動すると、バネシリンダ２８ａ、２８ｂの作用によって元の位置に復帰する。
【００２０】
配管１４の前端は、第２の揺動手段、例えば球面継手の一部を構成する球体３０に形成されている。この球体３０は、第１継手、例えば接続具３２内に設けられ、球面継手の他の部分を構成する球面３４と面接触している。これによって配管１４は、その前端において接続具３２に対して揺動可能である。なお、接続具３２は、配管１４の内孔と連通し、前方に突出しているコネクタ３６を有している。
【００２１】
第２接続部１０は、図４に示すように、連結器８の下部に、第２基部３８を有している。第２基部３８も、第１基部１２と同様に前後方向がそれぞれ開口した矩形の枠状体に形成されている。第２基部３８の上壁３８ａには、第２継手、例えば接続具４０が設けられている。接続具４０は、その連結器４側を向く面に、接続具３２の先端が挿入される凹面４２を有し、その中央にコネクタ３６と接続されるコネクタ４４を有している。コネクタ４４は、図１に示すように、継手４６を介してホース４８に接続されている。これら接続具３２、４０は、それぞれの中心が同一の所定位置に位置するように形成されている。
【００２２】
このように構成された接続装置では、図１に示すように連結器４、８が連結された際に、接続具３２の先端が、接続具４０の凹面４２に接触し、コネクタ３６、４４が接続される。この接続の際、バネシリンダ２８ａ、２８ｂを配管１４に対して設けてあるので、配管１４の位置を所定位置に保持することができ、接続を容易に行える。この接続状態では、接続具３２、４０の軸線が一致している。この両者の接続は、コイルバネ２６の押圧力によって維持されている。
【００２３】
図５（ａ）は、図１に示す接続状態を略図で示したもので、この状態において例えば接続具４０が上方向に移動したとする。この移動につれて、同図（ｂ）に略図で示すように接続具３２も移動する。このとき、配管１４の後端に球体３０と球面３２とによって球体継手が形成されているので、配管１４も球体３０の球心を中心として回転する。このとき、配管１４の前端と球体３４とが接続具３２と共に接続具４０から離れようとするとが、配管１４が球体２０に摺動可能に設けられている上に、コイルバネ２６によって接続具３２側に押圧されているので、配管１４と球体３４とは、図５（ｂ）に矢印で示すようにコイルバネ２６の押圧力によって摺動し、接続具３２、４０の接続状態がずれることはない。なお、配管１４の前端の球体３０と接続具３２の球面３４とによって球体継手が形成されているので、接続具３２の移動に、配管１４の前端も追従する。
【００２４】
接続具が下方方向に移動した場合、配管１４の径方向（図５における紙面の表面方向または裏面方向）に移動した場合でも、同様にして接続具３２、４０の接続がずれることはない。
【００２５】
また、接続具３２、４０の接続は、コイルバネ２６の押圧力によって保持されている。従って、接続具４０とコイルバネ２６の軸線とがなす角度が所定角度θ以上になると、コイルバネ２６による押圧力が、接続具３２、４０の内部を流れる流体の圧力による接続具３２、４０を引き離そうとする方向の力よりも低くなり、接続具３２、４０の接続状態を維持することができなくなる。ところで、この実施の形態では、球体２０の内部を配管１４が摺動自在に設けてあるので、制限されたスペースしか無い接続装置において、配管１４の長さを長くすることができる。これによって、図６に示すように上記所定角度θをなすまでに接続具３２、４０が移動することができる距離Ｄは、長さが短い配管１４ａを用いた場合に上記所定角度θをなすまでに接続具３２、４０が移動することができる距離ｄよりも大きくすることができる。従って、接続具３２、４０のずれの許容範囲を大きくすることができる。
【００２６】
上記の実施の形態では、流体用の配管のみをこの接続装置に設けたが、これに加えて電気系の配線を接続する接続具を設けることもできる。また、上記の実施の形態では、バネシリンダ２８ａ、２８ｂは、バネ受け２４の上部に結合したが、バネ受け２４の下部に固定することもできるし、或いは配管１４にバネ受けとは別にバネシリンダ２８ａ、２８ｂ用の固定部を設けることもできる。また、上記の実施の形態では、第１及び第２の揺動手段として球体と球面とからなる球体継手を使用したが、これに限ったものではなく、３次元それぞれの方向に揺動自在な継手であれば種々のものを使用することができ、例えばユニバーサルジョイントを使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の１実施形態の接続装置の使用状態を示す部分省略及び破断側面図である。
【図２】図１の接続装置の第１の接続部の部分省略及び破断側面図である。
【図３】図２の第１の接続部の部分省略正面図である。
【図４】図１の接続装置の第２の接続部の部分省略及び破断側面図である。
【図５】図１の接続状態と及び接続部が移動した状態とを示す略図である。
【図６】図１の接続装置と、他の接続装置とを使用した場合における接続装置のずれの許容範囲の違いを説明するための略図である。
【符号の説明】
【００２８】
２接続装置
４８連結器
６第１接続部
１０第２接続部
１２第１基部
１４配管
２０球体（第１揺動手段）
２２球面（第１揺動手段）
２６コイルバネ（摺動手段）
２８ａ２８ｂバネシリンダ（待機位置保持手段）
３０球体（第２揺動手段）
３２接続具（第１継手）
３４球面（第２揺動手段）
４０接続具（第２継手）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基部に取り付けられた配管と、この配管の先端に取り付けられた第１継手と、第２基部に固定された第２継手とを、備えた接続装置において、
前記配管を第１基部に対して相対的に摺動可能にする摺動手段を設けると共に、前記配管を第１基部に対して相対的に揺動可能とする第１揺動手段とを、設け、第１継手を前記配管に対して揺動可能にする第２揺動手段を設け、離間時に第１継手を第２継手のほぼ軸線上に保持させる待機位置保持手段とを、設けたことを特徴とする接続装置。
【請求項２】
請求項１記載の接続装置において、第１揺動手段は、前記配管と第１基部との間に設けられた球面継手であり、前記摺動手段は、前記球面継手に前記配管を摺動自在に配置すると共に前記配管を第２継手側に押圧するバネからなることを特徴とする接続装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の接続装置において、前記待機位置保持手段は、２つのバネシリンダからなり、一方のバネシリンダは、鉛直方向に対して傾斜した方向から第１継手を支え、他方のシリンダバネは、前記一方のシリンダバネと鉛直線対称となる前記鉛直方向に対して傾斜した方向から第１継手を支えることを特徴とする接続装置。

【図１】