結合装置およびその製造方法
【課題】本発明は、着脱操作の円滑さと抜け止め機能と係合面の充分な耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて製造することができる結合装置を提供する。
【解決手段】結合装置１０は、同一形状の一対のカプラ１０ａを備える。カプラ１０ａは、カプラ本体１１と嵌合部６と案内面３１ａと係合面４１とを備える。嵌合部６は、基準円Ｋに沿ってカプラ本体１１の先端部１１ｂに交互に並んで設けられる凹部３３と凸部３０とを備え、互いに嵌合する。案内面３１ａは、軸心線Ｈを含む面に沿って凸部３０に形成され、一対のカプラ１０ａの着脱操作時に互いに面接触し、嵌合部６どうしの嵌合を案内する。係合面４１は、凸部３０に形成され、一対のカプラ１０ａが互いに軸心線Ｈ方向に離れる方向に互いに面接触する接触部４１ａを有する。係合面４１を、第１の側辺４２から基準円Ｋに沿って奥側に亘って、凸部３０の突出方向に傾斜する平面に形成する。
【解決手段】結合装置１０は、同一形状の一対のカプラ１０ａを備える。カプラ１０ａは、カプラ本体１１と嵌合部６と案内面３１ａと係合面４１とを備える。嵌合部６は、基準円Ｋに沿ってカプラ本体１１の先端部１１ｂに交互に並んで設けられる凹部３３と凸部３０とを備え、互いに嵌合する。案内面３１ａは、軸心線Ｈを含む面に沿って凸部３０に形成され、一対のカプラ１０ａの着脱操作時に互いに面接触し、嵌合部６どうしの嵌合を案内する。係合面４１は、凸部３０に形成され、一対のカプラ１０ａが互いに軸心線Ｈ方向に離れる方向に互いに面接触する接触部４１ａを有する。係合面４１を、第１の側辺４２から基準円Ｋに沿って奥側に亘って、凸部３０の突出方向に傾斜する平面に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば消防ホースなどを相互に結合するために、雌雄の区別なく互いに結合可能な一対のカプラを備える結合装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
消防ホースなど、結合すべきホースを互いに結合する結合金具（結合装置）は、同一形状であって互いに着脱可能に結合する結合金具本体（カプラ）を一対備えている。結合金具本体は、結合すべきホースの端部に１つずつ取り付けられており、互いに結合することによって、結合すべきホースどうしを結合する。
【０００３】
各結合金具本体の前端面には、相手側の結合金具本体と互いに衝合するシール面が設けられている。また、各結合金具本体部の前端面には、シール面を囲って周方向に複数の嵌合突部（凸部）が形成されている。
【０００４】
各嵌合突部は、結合金具本体の軸心線方向に相手側の結合金具本体に向かって突出している。周方向に隣接する嵌合突部間には、該隣接する嵌合突部どうしによって、相手側の結合金具本体の嵌合突部が嵌合可能な嵌合凹部（凹部）が規定されている。
【０００５】
各嵌合突部の側部のうち、嵌合突部が並ぶ円周を横切る側部の一方には、係止鉤部が形成されている。各係止鉤部は、鉤状に形成されており、各嵌合突部が相手側の結合金具本体の嵌合凹部に嵌合した状態において、相手側の係止鉤部と周方向に係合する。
【０００６】
各係止鉤部が相手側の結合金具本体の係止鉤部と係合することによって、各結合金具本体どうしが結合される。各係止鉤部は、各結合金具本体どうしが結合した状態において、互いに対向する端面が係合面となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
一方、各結合金具の着脱操作を円滑に行うために、係止鉤部側の各嵌合突部の側面（案内面）は、結合金具本体の軸心線を通る面で構成されている。このため、この側面上に位置する係合面の側辺の延長線は、結合金具本体の軸心線を通る（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
また、各結合金具本体どうしが結合した状態で内部に水などの流体が流動する場合、各結合金具本体どうしを互いに離間する方向に作用する荷重は、各係止鉤部の係合面に作用する。このため、係合面の耐久性を向上するために、各係合面のうち相手側の係合面と接触すべき接触部は、互いに全域で接触する、つまり面接触するように形成されている。それゆえ、嵌合突部および嵌合凹部が並ぶ周方向を横切る係合面の接触部の両側辺の延長線は、それぞれ結合金具本体の軸心線を通る。
【０００９】
さらに、接触部は、結合金具本体の軸心線に向かい、かつ延長線が軸心線を垂直に横切る線の集まりによって構成されている。
【００１０】
また、各結合金具の結合状態が不意に解除されることを抑制するために、各係合面は、係止鉤部側の側辺から嵌合突部が並ぶ円周に沿って奥側に亘って嵌合突部の突出方向に傾斜している。係合面が傾斜することによって、結合金具本体の軸心線まわりに各係止鉤部どうしの係合を解除する方向へ、各結合金具本体どうしが相対的に回動することが抑制される。それゆえ、各結合金具本体どうしの結合が不意に解除されることが抑制される。
【００１１】
前記のような形状の各係合面は、曲面となる。このため、係合面は、結合金具本体を形成するワークを回動させる回動軸と、ワークを切削する工具をワークに相対的に向かわせる軸と、ワークに対して工具をワークの軸心線方向に沿って相対的に移動する軸と、工具の径を補正するために工具をワークに対して相対的に移動する軸とのうち、いくつかの軸を同時に制御することができるマシニングセンタなどの装置によって形成される。
【特許文献１】特開平９−１１９５７７号公報
【特許文献２】特開平９−２８０４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に開示された結合金具であると、係合面を曲面に形成するために、多軸を同時に制御できるマシニングセンタなどの装置が必要になる。一般に、前記の装置は、高価である。それゆえ、結合金具のコストも高くなる傾向にある。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、着脱操作の円滑さと抜け止め機能と係合面の充分な耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて製造することができる結合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の結合装置は、直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備える。カプラは、筒状のカプラ本体と、嵌合部と、案内面と、係合面とを備える。嵌合部は、カプラの軸心線回りの基準円に沿ってカプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備える。嵌合部は、相手側の嵌合部と互いに嵌合する。案内面は、カプラの軸心線を含む平面に沿って凸部に形成され、一対のカプラの着脱操作時に互いに面接触し、嵌合部どうしの嵌合を案内する。係合面は、凸部に形成され、係合状態の一対のカプラが軸線方向に互いに離れる方向に互いに面接触する接触部を有する。係合面を、案内面側の第１の側辺から基準円に沿って奥側の第２の側辺に亘って、凸部の突出方向に傾斜する平面に形成する。
【００１５】
このような結合装置では、各カプラどうしを結合する際に、案内面を相手側のカプラの案内面と接触させることによって、案内面が各嵌合部どうしの嵌合を案内するので、各カプラどうしの着脱作業を行いやすくなる。
【００１６】
また、案内面は、カプラの軸心線を含む面に形成される。このため、各案内面が相手側のカプラの案内面と面接触することによって、各案内面間に生じる反力は、カプラの軸心線へ向かう分力を有しない。つまり、各カプラどうしの着脱作業中に、各カプラの軸心線がずれることがない。
【００１７】
さらに、係合面が傾斜を有しているので、係合面どうしの係合が解除されにくくなる。さらに、係合面の接触部は、互いに面接触する。このため、各本体部どうしを引き離す荷重を充分に受けることができる。さらに、係合面が平面で形成されるので、多軸を同時に制御するマシニングセンタなどの高価な装置を用いなくても、係合面を形成することができる。
【００１８】
このような場合、本発明の結合装置では、係合面を
【数５】
【００１９】
となる平面に形成する。
【００２０】
第１の長さＫ１は、第１の接触部端点から第１の仮想線と基準平面との交点までの長さである。第１の接触部端点は、接触部における案内面側の案内面側側辺において基準円の外側に位置する端点である。第１の仮想線は、第１の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。基準平面は、カプラの軸心線と直交する平面である。第２の長さＫ２は、第２の接触部端点から第２の仮想線と基準平面との交点までの長さである。第２の接触部端点は、案内面側側辺において基準円の内側に位置する端点である。第２の仮想線は、第２の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。第３の長さＫ３は、第３の接触部端点から第３の仮想線と基準平面との交点までの長さである。第３の接触部端点は、接触部における基準円に沿って奥側の奥側側辺において基準円の外側に位置する端点である。第３の仮想線は、第３の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。第４の長さＫ４は、第４の接触部端点から第４の仮想線と基準平面との交点までの長さを第４の長さである。第４の接触部端点は、奥側側辺において基準円の内側に位置する端点である。第４の仮想線は、第４の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。
【００２１】
または、このような場合、本発明の結合装置では、案内面側側辺と、奥側側辺とを、それぞれの延長線がカプラの軸心線と交差するように、かつ第１の基準平面上に案内面側側辺と奥側側辺とをカプラの軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、カプラの軸心線上で角度β傾斜して交差するように形成する。案内面側側辺は、接触部における案内面側の側辺である。奥側側辺は、接触部における基準円に沿って奥側の側辺である。第１の基準平面は、第１の側辺において基準円の外側に位置する端点を含みカプラの軸心線と直交する平面である。
【００２２】
係合面を、第３の基準平面上に形成する。第３の基準平面は、第２の基準平面を、第２の基準平面上の第２の線よりも軸心線側を第２の線を回転軸に凸部の突出方向に、
【数６】
【００２３】
傾斜させた面である。第２の基準平面は、第１の線を含み、第１の基準平面に対して第２の仮想側辺側が第１の仮想側辺側よりも凸部の突出方向に角度α傾斜する平面である。第１の線は、基準円の外側に位置する第１の側辺の端点を含みカプラの軸心線と直交する線である。第２の線は、第２の基準平面に含まれ、前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な線である。
【００２４】
結合装置を簡単に製造できるようにするために、第２の側辺を、係合面を軸心線方向から見た状態において、案内面と平行に形成する。
【００２５】
このようにすることによって、係合面を形成する工具を、案内面に平行な姿勢で切り込んだ場合、係合面は、本体部を工具に対して相対的に一方向に移動するだけで形成される。
【００２６】
本発明に係る結合装置の製造方法では、万能フライス盤を用いる。結合装置は、直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備える。カプラは、筒状のカプラ本体と、嵌合部と、案内面と、係合面とを備える。嵌合部は、カプラの軸心線回りの基準円に沿ってカプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備える。嵌合部は、相手側の嵌合部と互いに嵌合する。案内面は、カプラの軸心線を含む平面に沿って凸部に形成され、一対のカプラの着脱操作時に、嵌合部どうしの嵌合を案内する。係合面は、凸部に形成され、係合状態の一対のカプラが軸線方向に互いに離れる方向に互いに面接触する接触部を有する。係合面は、平面である。
【００２７】
案内面側側辺と奥側側辺とは、それぞれの延長線がカプラの軸心線と交差するように、かつ第１の基準平面上に案内面側側辺と奥側側辺とをカプラの軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、カプラの軸心線上で角度β傾斜して交差するように形成される。案内面側側辺は、接触部における案内面側の側辺である。奥側側辺は、接触部における基準円に沿って奥側の側辺である。第１の基準平面は、係合面の案内面側の第１の側辺において基準円の外側に位置する端点を通ってカプラの軸心線と直交する面である。
【００２８】
係合面は、第３の基準平面上に形成される。第３の基準平面は、第２の基準平面を、第２の基準平面上の第２の線よりも軸心線側を第２の線を回転軸に凸部の突出方向に、
【数７】
【００２９】
傾斜させた面である。第２の基準平面は、第１の線を含み、第１の基準平面に対して第２の仮想側辺側が第１の仮想側辺側よりも凸部の突出方向に角度α傾斜する面である。第１の線は、基準円の外側に位置する第１の側辺の端点を含みカプラの軸心線と直交する線である。第２の線は、第２の基準平面に含まれ、前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な線である。
【００３０】
万能フライス盤は、工具と、テーブルと、インデックスと、加工ヘッドとを備える。工具は、前記嵌合部が形成される第１の端部とこれと反対側の第２の端部とを有するカプラの素材としてのワークを切削する。テーブルには、ワークが固定される。固定手段は、ワークをテーブルに固定可能である。加工ヘッドは、工具を保持する。加工ヘッドとテーブルとは、互いに離れる方向および近づく方向に沿う第３の方向と、第３の方向と直角な第１の方向および第２の方向とに、相対的に移動可能である。固定手段は、第１の方向と第２の方向とで規定される面内で、第１の方向に対してワークの軸線を傾斜させた状態でワークをテーブルに固定する。加工ヘッドは、第２の方向に垂直な面内で第３の方向に対して工具の軸心線が傾斜する状態に姿勢変化可能である。
【００３１】
まず、工具の切削線を凹部の輪郭に沿って移動することによって第１の端部に案内面を形成する。なお、工具の切削線とは、円筒状の工具において前記ワークへの半径方向切り込みの先端を結んだ線である。つまり、工具におけるワークとの接触範囲において、前記工具の進行方向と直角方向の切削側の縁である。
【００３２】
案内面を形成した後、形成されるべき係合面が第２の軸と第３の軸とで規定される平面と平行になるように、ワークの軸心線を第１の方向に対して、角度α傾斜させ、かつ工具の軸心線を、第３の軸に対して工具の先端が前記第１の端部の先端に近づくように、角度
【数８】
【００３３】
傾斜させる。そして、工具を係合面が形成されるべき部位に位置決めして、ワークを第２の方向に移動して係合面を形成する。
【００３４】
なお、本明細書において、特にことわらない限り、線、側辺と表現した場合には、これら線、側辺は、直線状である。また、特にことわらない限り、面と表現した場合には、これら面は、平面状である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の結合装置によれば、各カプラどうしの着脱操作の際に、各カプラ本体の軸心線がずれることがなくなるので、各カプラどうしの着脱操作の円滑さが維持される。また、各カプラどうしが結合した状態では、各係合面の係合状態が解除されにくくなるので、各カプラが不意に外れて抜けることが抑制される。また、結合装置は、接触部が面接触して荷重を受けるので、各カプラどうしを引き離す荷重に対する係合面の耐久性が向上する。アノダイズなどの表面処理を施した場合には、単位面積あたりの荷重である面圧を低くすることが大切であるので、本発明の結合装置に対して、アノダイズなどの表面処理は、特に有効である。
【００３６】
また、高価なマシニングセンタを用いなくてもカプラを製造することができる。また、係合面が平面であることによって、本発明のカプラを鍛造や鋳造によっても、容易に製造するこができる。なお、カプラ本体と複数の凸部とを相互に独立して形成する組み立てタイプのカプラであっても、凸部の加工が容易となる。
【００３７】
つまり、本発明によれば、着脱操作の円滑さと充分な抜け止め機能と係合面の耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて結合装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に本発明の１実施形態に係る結合装置について、図１から図１９を参照して説明する。
【００３９】
図１に示すように、結合装置１０は、一対のカプラ１０ａを備えている。一方のカプラ１０ａは、第１のホース１３の端部に固定されている。他方のカプラ１０ａは、第２のホース１４の端部に固定されている。各カプラ１０ａが結合される場合は、カプラ１０ａの先端面１５どうしが対向する。
【００４０】
カプラ１０ａは、筒状であって、カプラ本体１１を備えている。カプラ本体１１は、略円筒状である。カプラ本体１１は、基部１１ａと、先端部１１ｂとを有している。基部１１ａは、断面が略円である。断面は、カプラ１０ａの軸心線Ｈ方向に先端部１１ｂに向かって進むにつれて断面の外径が大きくなる形状である。先端部１１ｂは、前記基部１１ａの端部のうち、断面が大きい方の端部からカプラ１０ａの軸心線Ｈ方向に延びている。先端部１１ｂの断面は、略円であって、一定である。
【００４１】
カプラ本体１１の内周面には、鋸歯状の凹凸を有するホース取り付け部が形成されている。第１，２のホース１３，１４のそれぞれ端部は、ホース取り付け部内に挿入される。そして、第１，２のホース１３，１４の内周面から締めリングが第１，２のホース１３，１４の端部の外周面をホース取り付け部に押圧する。このため、第１，２のホース１３，１４は、カプラ１０ａに固定される。なお、前記の取り付け構造は、一例であって、これに限定されるものではない。
【００４２】
カプラ本体１１には、シール面部材２０が、例えば、内周面に螺合されることによって固定されている。シール面部材２０において、相手側のカプラ１０ａに向かう面は、シール面２０ａとなっている。シール面２０ａの内周側には全周に亘ってシール部材２１が設けられている。
【００４３】
各カプラ１０ａが結合すると、シール面２０ａは、互い当接し、シール部材２１によって液密になされる。各カプラ１０ａどうしが互いに結合すると、各カプラ１０ａの内部が互いに連通する。これにより、第１のホース１３と第２のホース１４との間を流体が流動することができる。
【００４４】
各カプラ本体１１の先端部１１ｂには、複数の凸部３０が設けられている。各凸部３０は、カプラ１０ａの軸心線Ｈ方向に沿って、相手側のカプラ１０ａに向かって突出している。また、図２に示すように、各凸部３０は、シール面２０ａを囲む基準円Ｋ（図２中に２点鎖線で示す）上に等間隔に離れて配置されている。本実施形態では、凸部３０は、６個設けられているが、これに限定されるものではない。なお、図２は、カプラ１０ａを先端面１５側から見た状態を示している。
【００４５】
図１に示すように、各凸部３０は、第１の側面３１と第２の側面３２とを有している。図２に示すように、第１の側面３１と第２の側面３２とは、基準円Ｋを横切る。第１の側面３１側の凸部３０の側部には、後に説明される係止鉤部４０が形成される。第２の側面３２側の凸部３０の側部には、後に説明される付勢機構７０が設けられる。また、図２において、第２の側面３２は、第１の側面３１に対して時計方向に進んだ位置の側面を示している。
【００４６】
図２に示すように、基準円Ｋに沿って隣り合う凸部３０どうしの間には、該隣り合う凸部３０どうしによって、凹部３３が規定されている。各凹部３３は、相手側のカプラ１０ａの凸部３０を軸心線Ｈ方向に沿って収容可能である。また、図３と図１５とに示すように、凹部３３は、基準円Ｋに沿って凸部３０よりも大きい。これにより、凸部３０が相手側のカプラ１０ａの凹部３３に収容された状態において、各カプラ１０ａは、軸心線Ｈ方向まわりに相対的に所定角度回動できる。図３は、各カプラ１０ａどうしが結合した状態を示している。
【００４７】
図３に示すように、各カプラ１０ａどうしが結合した状態では、一方のカプラ１０ａの各凸部３０は、他方のカプラ１０ａの凹部３３に収容される。他方のカプラ１０ａの凸部３０は、一方のカプラ１０ａの凹部３３に収容される。また、各カプラ１０ａどうしが結合した状態では、凸部３０の第１の側面３１は、相手側のカプラ１０ａの第１の側面３１と互いに対向する。同様に第２の側面３２は、相手側のカプラ１０ａの第２の側面３２と互いに対向する。各凸部３０と各凹部３３とは、嵌合部６を構成している。
【００４８】
図４に示すように、各凸部３０の第１の側面３１側の側部には、鉤状の係止鉤部４０が形成されている。各カプラ１０ａの凸部３０が、相手側のカプラ１０ａの凹部３３に収容された状態では、各係止鉤部４０は、相手側のカプラ１０ａの係止鉤部４０と係合可能である。
【００４９】
凸部３０が相手側のカプラ１０ａの凹部３３に収容された状態において、向い合う係止鉤部４０どうしを、軸心線Ｈまわりに互いに係合する方向に相対的に回動することによって、各係止鉤部４０は、互いに係合する。各カプラ１０ａは、各係止鉤部４０が係合することによって、外れることが係止される。
【００５０】
第１の側面３１は、係止鉤部４０を挟んで軸心線Ｈ方向に段差が生じている。第１の側面３１において、係止鉤部４０を挟んで凸部３０の突出側は、案内面３１ａとなっている。案内面３１ａは、その延長上が軸心線Ｈを含む面に形成されている。
【００５１】
各係止鉤部４０の根元部分には、湾曲部３４が形成されている。湾曲部３４は、凸部３０を略円弧状に切り欠いた形状である。湾曲部３４は、係止鉤部４０の根元に応力が集中することを抑制している。湾曲部３４の内部には、弾性発泡材料などが充填固定されてもよい。このようにすることによって、湾曲部３４内に砂、泥などの異物が体積して係止鉤部４０どうしの係合が阻害されることが防止される。
【００５２】
根元側の係止鉤部４０の側面、つまり各係止鉤部４０どうしの係合時に互いに向い合う面は、係合面４１となっている。各係合面４１は、各カプラ１０ａどうしの結合時に相手側のカプラ１０ａの係合面４１と軸心線Ｈ方向に互いに係合する。
【００５３】
図４と図５とに示すように、各係合面４１は、平面であって、基準円Ｋを横切る第１，２の側辺４２，４３を有している。第１の側辺４２は、案内面３１ａ上に位置している。つまり、第１の側辺４２の延長線は、軸心線Ｈを通る。
【００５４】
第２の側辺４３は、基準円Ｋに沿って、奥側の側辺である。軸心線Ｈ方向に沿って先端面１５を見た状態において、第２の側辺４３は、第１の側辺４２と平行である。つまり、図２における第２の側辺４３は、第１の側辺４２と平行である。
【００５５】
各係合面４１は、第１の端点Ａと、第２の端点Ｂと、第３の端点Ｃと、第４の端点Ｄとを有している。第１の端点Ａは、第１の側辺４２上において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第２の端点Ｂは、第１の側辺４２上において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。第３の端点Ｃは、第２の側辺４３上において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第４の端点Ｄは、第２の側辺４３上において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。
【００５６】
各係止鉤部４０どうしは、軸心線Ｈまわりに相対的に、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａが他方のカプラの第３の端点Ｃと当接するまで回動することによって、互いに係合する。
【００５７】
図６に示すように、一方のカプラ１０ａの各係止鉤部４０と、他方のカプラ１０ａの各係止鉤部４０とが係合した状態では、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａは、他方のカプラ１０ａの第３の端点Ｃと当接する。一方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂは、他方のカプラ１０ａの当接点Ｅと当接する。一方のカプラ１０ａの第３の端点Ｃは、他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａと当接する。一方のカプラ１０ａの当接点Ｅは、他方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂと当接する。
【００５８】
係合面４１のうち、第３の端点Ｃと当接点Ｅとを通る線１４０は、相手側のカプラ１０ａの第１の側辺４２と重なる。それゆえ、線１４０の延長線は、軸心線Ｈを通る。線１４０は、本発明で言う、接触部における基準円に沿って奥側の奥側側辺である。
【００５９】
係合面４１のうち、第１〜３の端点Ａ〜Ｃと当接点Ｅとによって規定される範囲（平面）は、互いに面接触する接触部４１ａとなる。このため、第１の端点Ａは、本発明で言う、第１の接触部端点と同じ点である。第２の端点Ｂは、本発明で言う、第２の接触部端点と同じ点である。第３の端点Ｃは、本発明で言う、第３の接触部端点と同じ点である。当接点Ｅは、本発明で言う、第４の接触部端点である。
【００６０】
前記したように、係止鉤部４０は、係合面４１の第１の側辺４２から、相手側のカプラ１０ａの係止鉤部４０内へ進入していく。つまり、係合面４１の第１の側辺４２側は、接触部４１ａとなる。それゆえ、第１の側辺４２は、本発明で言う案内面側側辺でもある。
【００６１】
係合面４１は、基準円Ｋに沿って奥側、つまり第２の側辺４３側が、第１の側辺４２側よりも凸部３０の突出方向に離れるように傾斜している。
【００６２】
係合状態のカプラ１０ａに内圧が加わって、軸心線Ｈ方向に互いに離れる方向の力が各カプラ１０ａに作用したとき、この傾斜によって、各係止鉤部４０どうしの係合が解除される方向に、各カプラ１０ａどうしが軸心線Ｈまわりに相対的に回動することが抑制される。このため、各カプラ１０ａどうしの結合が不意に解除されることが抑制される。
【００６３】
つぎに、接触部４１ａおよび係合面４１の傾斜について説明する。
【００６４】
図７は、第１の基準平面Ｒ１を示している。第１の基準平面Ｒ１は、軸心線Ｈと直交する平面である。第１の基準平面Ｒ１上に、軸心線Ｈを中心とする扇状の仮想面５０を設ける。仮想面５０は、係合面４１の接触部４１ａを、軸心線Ｈ方向に第１の基準平面Ｒ１上に投影した面であって、各カプラ１０ａどうしを引き離す荷重に対して充分に耐えられる面積を有している。
【００６５】
言い換えると、接触部４１ａの面積は、各カプラ１０ａどうしを引き離す荷重に対して、充分に耐えられるように決定されている。
【００６６】
仮想面５０の４角にそれぞれ軸心線Ｈと平行に延びる仮想線を想定する。図７に係合面４１の接触部４１ａを示しているが、第１〜３の端点Ａ〜Ｃと当接点Ｅとは、仮想面５０の４角を通る仮想線上に配置される。
【００６７】
第１の端点Ａが配置される線を第１の仮想線Ａ２とする。第２の端点Ｂが配置される線を第２の仮想線Ｂ２とする。第３の端点Ｃが配置される線を第３の仮想線Ｃ２とする。当接点Ｅが配置される線を第４の仮想線Ｅ２とする。
【００６８】
第１の仮想線Ａ２が通る仮想面５０上の端点を第１の仮想端点Ａ１とする。第２の仮想線Ｂ２が通る仮想面５０上の端点を第２の仮想端点Ｂ１とする。第３の仮想線Ｃ２が通る仮想面５０上の端点を第３の仮想端点Ｃ１とする。第４の仮想線Ｅ２が通る仮想面５０上の端点を第４の仮想端点Ｅ１とする。
【００６９】
仮想面５０は、第１の仮想側辺５６と、第２の仮想側辺５７とを有している。第１の仮想側辺５６は、第１の側辺４２を第１の基準平面Ｒ１上に軸心線Ｈ方向に投影した線であって、第１の仮想端点Ａ１と第２の仮想端点Ｂ１とを結んでおり、軸心線Ｈへ向かっている。
【００７０】
第２の仮想側辺５７は、第３の端点Ｃと当接点Ｅとを結ぶ線１４０を第１の基準平面Ｒ１上に軸心線Ｈ方向に投影した線であって、第３の仮想端点Ｃ１と第４の仮想端点Ｅ１とを結んでおり、軸心線Ｈへ向かっている。
【００７１】
第１の仮想端点Ａ１は、第１の仮想側辺５６において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第２の仮想端点Ｂ１は、第１の仮想側辺５６において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。第３の仮想端点Ｃ１は、第２の仮想側辺５７において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第４の仮想端点Ｅ１は、第２の仮想側辺５７において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。
【００７２】
第１の仮想側辺５６と第２の仮想側辺５７とのそれぞれの延長線は、軸心線Ｈ上で角度β傾斜して交差する。このため、各係止鉤部４０どうしを互いに係合する場合は、各案内面３１ａが相手側の案内面３１ａと当接した状態から、各カプラ１０ａどうしを軸心線Ｈまわりに相対的に角度β回動することになる。
【００７３】
一方、各係合面４１の接触部４１ａは、相手側のカプラ１０ａの接触部４１ａと面接触する。このため、図７に示すように、第１の端点Ａから第１の仮想端点Ａ１までの長さである第１の長さＫ１と第３の端点Ｃから第３の仮想端点Ｃ１までの長さである第３の長さＫ３との合計は、第２の端点Ｂから第２の仮想端点Ｂ１までの長さである第２の長さＫ２と当接点Ｅから第４の仮想端点Ｅ１までの長さである第４の長さＫ４との合計と等しくなる。
【００７４】
つまり、
【数９】
【００７５】
となる。
【００７６】
なお、係合面４１を形成するときに、第１の基準平面Ｒ１を、カプラ１０ａの第１の端点Ａを形成すべき点である仮想点１２０（図７中では、第１の端点Ａと同じ点を示す。）を通すことによって、第１の長さＫ１は、０となる。
【００７７】
このため、前記各長さＫ２〜Ｋ３を第１の端点Ａからの長さとすることができる。Ｋ２〜Ｋ３を求めることにより、第１の端点Ａに対する第２，３の端点Ｂ，Ｃと当接点Ｅとの位置を求めることができる。つまり、仮想点１２０を決定すれば、第２，３の端点Ｂ，Ｃの位置と、当接点Ｅの位置とを求めることができる。
【００７８】
なお、各係止鉤部４０が互いに係合する場合、各カプラ１０ａどうしを軸心線Ｈまわりに回動したときに、第１の端点Ａは、軸心線Ｈ方向に相手側の第１の端点Ａを乗り越えなければならない。このため、第１の端点Ａの位置は、各係止鉤部４０どうしが係合するときに、相手側の第１の端点Ａを乗り越えることができる位置に設定される。具体的に説明すると、カプラ１０ａの先端面１５から第１の端点Ａまでの長さは、第１の端点Ａから凹部３３の底端までの長さよりも短くなっている。
【００７９】
このようにすることによって、凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３に完全に押し込めると、第１の端点Ａは、軸心線Ｈ方向に相手側のカプラ１０ａの第１の端点Ａを越える。
【００８０】
前記の各長さＫ２〜Ｋ３を求めるために、第２の基準平面Ｒ２を想定する。第２の基準平面Ｒ２は、第１の線１４１を含むとともに、第１の基準平面Ｒ１に対して仮想面５０側が凸部３０の突出方向に角度α傾斜している。第１の線１４１は、仮想点１２０、つまり第１の端点Ａを通って軸心線Ｈと直交する線である。
【００８１】
また、第３の基準平面Ｒ３を想定する。第３の基準平面Ｒ３は、第２の基準平面Ｒ２を、第２の基準平面Ｒ２上の第２の線１４２まわりに軸心線Ｈ側を凸部３０の突出方向に回転させた平面である。第２の線１４２は、第２の基準平面Ｒ２上の線であって、第１の端点Ａを含みかつ第１の線１４１直交する線である。
【００８２】
第３の基準平面Ｒ３と第１の仮想線Ａ２との交点を第１の仮想交点Ａ３とする。図８は、第２の仮想線Ｂ２と第３の基準平面Ｒ３との交点である第２の仮想交点Ｂ３を、第１の基準平面Ｒ１に沿って第１の仮想端点Ａ１側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示している。図８では、第１の基準平面Ｒ１と第２の基準平面Ｒ２とは、２点鎖線で示した通り、線状に見える。また、図８では、第３基準平面Ｒ３に含まれる線Ｒ３´が点線で示されている。線Ｒ３´は、第３の基準平面Ｒ３上の線であって、第２の仮想交点Ｂ３を含み第２の線１４２と平行な線である。
【００８３】
図１０は、第３の仮想線Ｃ２と第３の基準平面Ｒ３との交点である第３の仮想交点Ｃ３を、第１の基準平面Ｒ１に沿って第１の仮想端点Ａ１側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示している。図１２は、第４の仮想線Ｅ２と第３の基準平面Ｒ３との交点である第４の仮想交点Ｅ３を、第１の基準平面Ｒ１に沿って第１の仮想端点Ａ１側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示している。
【００８４】
図８に示すように、第２の仮想端点Ｂ１から第２の仮想交点Ｂ３までの長さを第２の仮想長さＢ４とする。図１０に示すように、第３の仮想端点Ｃ１から第３の仮想交点Ｃ３までの長さを第３の仮想長さＣ４とする。図１２に示すように、第４の仮想端点Ｅ１から第４の仮想交点Ｅ３までの長さを第４の仮想長さＥ４とする。
【００８５】
第２〜４の仮想交点Ｂ３〜Ｅ３は、第２の基準平面Ｒ２に対する第３の基準平面Ｒ３の回転角度γによって変化する。第２の仮想長さＢ４と第４の仮想長さＥ４との合計長さと、第３の仮想長さＣ４とが等しくなる第３の基準平面Ｒ３の回転角度γを求めることによって、第２〜４の仮想交点Ｂ３〜Ｅ３が第２，３の端点Ｂ，Ｃと当接点Ｅとなる。
【００８６】
つまり、その状態での、第２〜４の仮想長さＢ４〜Ｅ４が第２〜４の長さＫ２〜Ｋ４となり、第１の端点Ａに対する第２，３の端点Ｂ，Ｃと、当接点Ｅとの位置を求めることができる。
【００８７】
これにより、係合面４１は、相手側のカプラ１０ａの係合面４１との係合解除が抑制される傾斜を有する平面となる。つまり、第１の基準平面Ｒ１に対する第２の基準平面Ｒ２の傾斜角度αは、各カプラ１０ａどうしの結合が容易に外れることを抑制するために設けられている。角度αは、各カプラ１０ａどうしの結合が容易に外れることがないように考慮されて決定される。
【００８８】
なお、本実施形態では、第３の基準平面Ｒ３が第１の仮想端点Ａ１を含むため、第１の仮想交点Ａ３は、第１の仮想端点Ａ１と同じ点である。このため、第１の仮想端点Ａ１から第１の仮想交点Ａ３までの長さである第１の仮想長さＡ４は、０である。
【００８９】
第２〜４の仮想長さＢ４〜Ｅ４を求めるために、図７に示すように、軸心線Ｈから係止鉤部４０の外縁までの長さをｍとする。軸心線Ｈから係止鉤部４０の内縁までの長さをｎとする。つまり、ｍは、軸心線Ｈから第１，３の仮想端点Ａ１，Ｃ１までの長さである。ｎは、軸心線Ｈから第２，４の仮想端点Ｂ１，Ｅ１までの長さである。
【００９０】
図８に示すように、（第２の仮想長さＢ４）＝（第２の回転前長さＢ６）＋（第２の回転後長さＢ７）となる。回転前とは、第３の基準平面Ｒ３を角度γだけ回転する前のことであり、つまり、角度γの値が０ということである。これは、第３の基準平面Ｒ３が、第２の基準平面Ｒ２と同一平面だったときのことである。また、回転後とは、第３の基準平面Ｒ３が角度γだけ回転したときのことである。
【００９１】
第２の回転前長さＢ６は、第２の中間交点Ｂ５から第２の仮想端点Ｂ１までの長さである。第２の中間交点Ｂ５は、第２の基準平面Ｒ２と第２の仮想線Ｂ２との交点である。なお、第２の基準平面Ｒ２は、第２の仮想端点Ｂ１を含む。このため、第２の仮想端点Ｂ１と第２の中間交点Ｂ５とは、同一の点であるので、第２の回転前長さＢ６は、０である。第２の回転後長さＢ７は、第２の中間交点Ｂ５から、第２の仮想交点Ｂ３までの長さである。よって、（第２の仮想長さＢ４）＝（第２の回転後長さＢ７）となる。
【００９２】
図９は、第２の基準平面Ｒ２に沿って矢印Ｑ１の方向から図８を見た状態を示している。なお、図９において、第２の基準平面Ｒ２と第３の基準平面Ｒ３とは、２点鎖線で示すとおり、線状に見える。第２の仮想交点Ｂ３から第２の基準平面Ｒ２へ第１の垂線１００を降ろす。図９に示すように、第１の仮想線Ａ２から第２の仮想線Ｂ２までの長さは、ｍ−ｎである。よって、第１の垂線１００の長さ１００ａは、
【数１０】
【００９３】
となる。
【００９４】
図８に示すように、第２の仮想長さＢ４は、
【数１１】
【００９５】
であるので、
【数１２】
【００９６】
となる。
【００９７】
図１０に示すように、（第３の仮想長さＣ４）＝（第３の回転前長さＣ６）＋（第３の回転後長さＣ７）である。第３の回転前長さＣ６は、第３の中間交点Ｃ５から第３の仮想端点Ｃ１までの長さである。第３の中間交点Ｃ５は、第２の基準平面Ｒ２と第３の仮想線Ｃ２との交点である。第３の回転後長さＣ７は、第３の中間交点Ｃ５から第３の仮想交点Ｃ３までの長さである。
【００９８】
図１０に示すように、第２の仮想線Ｂ２を含み第１の仮想側辺５６に垂直な仮想平面上に、第１の仮想側辺５６が延びる方向に第３の仮想線Ｃ２を投影した場合、この第３の仮想線Ｃ２の投影線から第２の仮想線Ｂ２までの長さは、つぎの説明の通り、ｍ×ｓｉｎ（β）である。図７における第１の基準平面Ｒ１上で、第３の仮想端点Ｃ１から第１の線１４１へ垂線をおろしたときの交点をＣｙとし、第１の基準平面Ｒ１と軸心線Ｈとの交点をＯとすると、第３の仮想端点Ｃ１と交点Ｃｙと交点Ｏとによって形成される三角形の辺ＯＣ１の長さ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの長さ）がｍとなる。そして、辺Ｃ１Ｏ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの辺）と辺ＣｙＯ（交点Ｃｙから交点Ｏまでの辺）との角度がβなので、辺Ｃ１Ｃｙ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｃｙまでの長さ）は、ｍ×ｓｉｎ（β）となる。
【００９９】
よって、第３の回転前長さＣ６は、
【数１３】
【０１００】
となる。
【０１０１】
図１１は、第２の基準平面Ｒ２に沿って矢印Ｑ２の方向から図１０を見た状態を示している。第３の仮想交点Ｃ３から第２の基準平面Ｒ２へ第２の垂線１０１を降ろす。
【０１０２】
図１１に示すように、第１の仮想端点Ａ１と軸心線Ｈを含む基準平面上に第３の仮想線Ｃ２を投影した場合、この第３の仮想線Ｃ２の投影線から第１の仮想線Ａ２までの長さは、つぎの通り、ｍ−{ｍ×ｃｏｓ（β）}となる。
【０１０３】
図７における、第１の基準平面Ｒ１上で第３の仮想端点Ｃ１と交点Ｃｙと交点Ｏとによって形成される三角形の辺Ｃ１Ｏ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの辺）の長さは、ｍである。辺Ｃ１Ｏ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの辺）と辺ＯＣｙ（交点Ｏから交点Ｃｙまでの辺）との交差角度は、βなので、辺ＯＣｙ（交点Ｏから交点Ｃｙまでの辺）の長さは、ｍ×ｃｏｓ（β）となる。
【０１０４】
第２の垂線１０１の長さ１０１ａは、
【数１４】
【０１０５】
となる。図１０に示すように、
【数１５】
【０１０６】
である。よって、
【数１６】
【０１０７】
となる。
【０１０８】
（第３の仮想長さＣ４）＝（第３の回転前長さＣ６）＋（第３の回転後長さＣ７）であるので、
【数１７】
【０１０９】
となる。
【０１１０】
図１２に示すように、（第４の仮想長さＥ４）＝（第４の回転前長さＥ６）＋（第４の回転後長さＥ７）である。第４の回転前長さＥ６は、第４の中間交点Ｅ５から第４の仮想端点Ｅ１までの長さである。第４の中間交点Ｅ５は、第２の基準平面Ｒ２と第４の仮想線Ｅ２との交点である。第４の回転後長さＥ７は、第４の中間交点Ｅ５から第４の仮想交点Ｅ３までの長さである。
【０１１１】
図１２に示すように、第４の仮想線Ｅ２を、第２の仮想線Ｂ２を含み第１の仮想側辺５６に垂直な基準平面に第１の仮想側辺５６が延びる方向に投影した場合、この第４の仮想線Ｅ２の投影線と第２の仮想線Ｂ２との間の長さは、つぎの通り、ｎ×ｓｉｎ（β）となる。
【０１１２】
図７における第１の基準平面Ｒ１上で、第４の仮想端点Ｅ１から第１の線１４１へ垂線をおろしたときの交点をＣｘとすると、第４の仮想端点Ｅ１と交点Ｃｘと交点Ｏとによって形成される三角形の辺ＯＥ１の長さ（第４の仮想端点Ｅ１から交点Ｏまでの長さ）がｎとなる。そして、辺Ｅ１Ｏ（第４の仮想端点Ｅ１から交点Ｏまでの辺）と辺ＣＸＯ（交点Ｃｘから交点Ｏまでの辺）との角度がβなので、辺Ｅ１Ｃｘ（第４の仮想端点Ｅ１から交点Ｃｘまでの長さ）は、ｎ×ｓｉｎ（β）となる。
【０１１３】
第４の回転前長さＥ６は、
【数１８】
【０１１４】
となる。図１３は、第２の基準平面Ｒ２に沿って矢印Ｑ３の方向から図１２を見た状態を示している。第４の仮想交点Ｅ３から第２の基準平面Ｒ２へ第３の垂線１０２を降ろす。
【０１１５】
図１３に示すように、第１の仮想端点Ａ１と軸心線Ｈとを含む基準平面に第４の仮想線Ｅ２を投影した場合、この第４の仮想線Ｅ２の投影線と第１の仮想線Ａ２との間の長さ、つまり交点Ｃｘから第１の仮想端点Ａ１までの長さは、ｍ−｛ｎ×ｃｏｓ（β）｝となる。
【０１１６】
よって、第３の垂線１０２の長さ１０２ａは、
【数１９】
【０１１７】
となる。
【０１１８】
図１２に示すように、第４の回転後長さＥ７は、
【数２０】
【０１１９】
である。よって、
【数２１】
【０１２０】
となる。（第４の仮想長さＥ４）＝（第４の回転前長さＥ６）＋（第４の回転後長さＥ７）であるので、
【数２２】
【０１２１】
となる。
【０１２２】
つぎに、（第３の仮想長さＣ４）＝（第２の仮想長さＢ４）＋（第４の仮想長さＥ４）となる角度γを求める。
【数２３】
【０１２３】
となる。
【０１２４】
この式をさらに整理すると、
【数２４】
【０１２５】
この式をさらに整理すると、
【数２５】
【０１２６】
この式をさらに整理すると、
【数２６】
【０１２７】
となる。
【０１２８】
この式をさらに整理すると、
【数２７】
【０１２９】
この式をｔａｎ（γ）について解くと、
【数２８】
【０１３０】
となる。
【０１３１】
つまり、
【数２９】
【０１３２】
となる。
【０１３３】
得られた前記角度を第２〜４の仮想長さＢ４〜Ｅ４を表す式に代入することにより、第１の端点Ａからの第２の長さＫ２と、第３の長さＫ３と、第４の長さＫ４とが得られる。それゆえ、仮想点１２０を決定することによって、Ｋ２〜Ｋ４に基づいて接触部４１ａを形成すべき面が決定され、係合面４１が形成される。図５に示すように、第４の端点Ｄは、軸心線Ｈ方向に沿って係合面４１を見た状態において、第１の側辺４２と第２の側辺４３とが平行になるように、接触部４１ａを拡張することによって形成される。
【０１３４】
図１４に示すように、第１の側面３１を正面から見た場合、係合面４１は、カプラ１０ａの軸心線Ｈ側が凸部３０の突出方向に
【数３０】
【０１３５】
傾斜する。
【０１３６】
図１５に示すように、凸部３０の第２の側面３２側の側部には、付勢機構７０が設けられている。付勢機構７０は、凸部３０が相手側のカプラ１０ａの凹部３３内に収容されたときに、向い合う係止鉤部４０どうしを互いに係合する方向に付勢する。
【０１３７】
付勢機構７０は、一例として、円筒形のケース部材７１と、ケース部材７１内に突没自在に収容された鋼球７２と、鋼球７２を突出方向に付勢するスプリング７３となどを備えており、各第２の側面３２側の側部に埋め込まれている。鋼球７２の一部は、第２の側面３２から出ている。
【０１３８】
一方のカプラ１０ａの凸部３０が、他方のカプラ１０ａの凹部３３内に収容されると、一方のカプラ１０ａの付勢機構７０の鋼球７２が、他方のカプラ１０ａの付勢機構７０の鋼球７２と当接する。このため、付勢機構７０によって、各カプラ１０ａは、各係止鉤部４０どうしが係合する方向に、軸心線Ｈまわりに付勢される。
【０１３９】
また、第２の側面３２は、凸部３０の突出方向に向くように、軸心線Ｈに対して傾斜している。このため、各付勢機構７０の付勢力は、各カプラ１０ａどうしを引き離す方向にも作用する。この付勢力は、各係止鉤部４０どうしが係合した状態では、各係合面４１どうしを互いに押し付ける方向に作用しており、各係止鉤部どうしの係合状態を解除しにくくしている。
【０１４０】
つぎに、各カプラ１０ａどうしの結合時の動作を説明する。まず、図１に示すように、各カプラ１０ａの先端面どうしを対向させて、各カプラ１０ａの軸心線Ｈを合わせる。そして、一方のカプラ１０ａの凸部３０と他方のカプラ１０ａの凹部３３とを対向させ、かつ一方のカプラ１０ａの凹部３３を他方のカプラ１０ａの凸部３０と対向させる。
【０１４１】
ついで、各凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３内に押し込めていく。各凸部３０が相手側の凹部３３内に押し込められると、まず、互いの付勢機構７０の鋼球７２どうしが接触する。これにより、各カプラ１０ａの各係止鉤部４０どうしが互いに係合する方向に付勢される。このため、案内面３１ａが相手側のカプラ１０ａの案内面３１ａに当接される。
【０１４２】
各案内面３１ａは、その延長上に軸心線Ｈを含む面である。このため、一方のカプラ１０ａの案内面３１ａと他方のカプラ１０ａの案内面３１ａとの間に作用する、付勢機構７０付勢力に対する反力は、軸心線Ｈに向かう方向、つまり径方向に作用する分力を有さない。
【０１４３】
よって、各カプラ１０ａどうしの着脱作業中に、各カプラ１０ａの軸心線がずれたりすることが抑制され、着脱操作の円滑さが損なわれない。この状態で凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３内にさらに押し込めると、図１６に示すように、一方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂと、他方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂとが当接する。
【０１４４】
各凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３内にさらに押し込めると、図１７に示すように、一方のカプラ１０ａの係止鉤部４０と、他方のカプラ１０ａの係止鉤部４０とが係合する瞬間では、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａと、他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａとが当接する。
【０１４５】
このように、一方のカプラ１０ａの係止鉤部４０と、他方のカプラ１０ａの係止鉤部４０とが係合する場合、一方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂと他方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂとが当接してから、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａと他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａとが当接するまでの間は、一方のカプラ１０ａの第１の側辺４２と他方のカプラ１０ａの第１の側辺４２とが交差している。
【０１４６】
図６に示すように、凸部３０を相手側の凹部３３内にさらに押し込めていくと、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａが他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａを乗り越える。そして、付勢機構７０の付勢力によって各カプラ１０ａどうしが相対的に角度β回動して、各係止鉤部４０どうしが互いに係合する。これにより、図３に示すように、各カプラ１０ａどうしが互いに結合する。
【０１４７】
各カプラ１０ａどうしの結合を解除する場合は、まず、軸心線Ｈまわりに各係止鉤部４０の係合が解除される方向に、各カプラ１０ａを付勢機構７０の付勢力に抗って相対的に回動する。これにより、各カプラ１０ａどうしが軸心線Ｈ方向に互いに近接する方向に相対的に押圧される。押圧されたことによって、各カプラ１０ａの係合面４１の第１の端点Ａは、相手側のカプラ１０ａの第１の端点Ａを乗り越え、各係止鉤部４０どうしの係合が解除されて、各カプラ１０ａどうしの結合が解除される。
【０１４８】
つぎに、カプラ１０ａの製造方法を説明する。図１８に示すように、カプラ１０ａは、万能フライス盤１１０によって製造される。万能フライス盤１１０は、テーブル１１１と、固定手段２００と、加工ヘッド１１３と、カプラ１０ａの素材としてのワーク１１５を切削する工具１１４とを備えている。
【０１４９】
ワーク１１５は、筒状であって一端部が本発明で言う第１の端部１１５ｂであり、他端部が本発明で言う第２の端部１１５ｃである。
【０１５０】
テーブル１１１は、図中に示すように、第１の方向Ｘと、第２の方向Ｙに往復動可能である。第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘに対して垂直である。
【０１５１】
固定手段２００は、台２０１と、インデックス１１２と、チャック２０２と、を備えている。インデックス１１２は、台２０１に固定されている。チャック２０２は、インデックス１１２の先端に取り付けられている。チャック２０２は、ワーク１１５を保持する。図１９に矢印Ｔで示すように、インデックス１１２は、ワーク１１５をその軸心線まわりに回動自由にさせ、かつ回動した後にワーク１１５をその姿勢に固定する。
【０１５２】
テーブル１１１は、加工ヘッド１１３よりも下方に位置しており、ワーク１１５に向かう第３の方向Ｚに往復動可能である。第３の方向Ｚは、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙとに垂直な方向である。
【０１５３】
上記のように、テーブル１１１が第１，２，３の方向Ｘ，Ｙ，Ｚとに移動可能であることによって、テーブル１１１と加工ヘッド１１３とは、互いに第１，２，３の方向Ｘ，Ｙ，Ｚに、相対的に移動可能になる。
【０１５４】
加工ヘッド１１３は、工具１１４を保持する。また、加工ヘッド１１３は、第２の方向Ｙに垂直な平面内で第３の方向Ｚに対して傾斜することによって、工具１１４の軸心線１１４ａを第３の方向Ｚに対して傾斜させることができる。
【０１５５】
まず、ワーク１１５の第２の端部１１５ｃをチャック２０２に保持させる。ついで、台２０１の姿勢を、ワーク１１５の軸心線１１５ａが第１の方向Ｘに沿うように姿勢を調整する。また、工具１１４を加工ヘッド１１３に保持して、工具１１４の軸心線１１４ａが第３の方向Ｚに沿うように加工ヘッド１１３の姿勢を調整する。
【０１５６】
ついで、テーブル１１１を第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに移動することによって、工具１１４に対してワーク１１５を相対的に移動し、工具１１４の切削線Ｑを凸部３０および凹部３３の輪郭に沿って移動させて第１の端部１１５ｂに凸部３０と凹部３３とを形成する。
【０１５７】
切削線Ｑについて、図２０と図２１とを用いて説明する。図２０は、工具１１４がワーク１１５を切削している様子を一部切り欠いて示す断面図である。図２０中に示される２点差線のハッチングで囲まれる範囲は、工具１１４とワーク１１５との接触範囲Ｗである。図２１は、工具１１４がワーク１１５を切削している様子を、工具１１４の軸心線１１４ａを垂直に横切るように断面した断面図である。
【０１５８】
工具１１４の切削線Ｑは、工具１１４においてワーク１１５への半径方向切り込みの先端を結んだ線である。つまり、工具１１４におけるワーク１１５との接触範囲Ｗにおいて、図中矢印で示す工具１１４の進行方向と直角方向の切削側の縁である。なお、図中工具１１４は、誇張して大きくかかれている。
【０１５９】
第１の側面３１を形成する場合は、例えば、まず、テーブル１１１を第１の方向Ｘに移動することによって、案内面３１ａを形成する。これにより、案内面３１ａは、その延長上に軸心線Ｈを含む面に形成される。案内面３１ａが形成された後に、テーブル１１１を第２の方向Ｙに所定距離移動して、図１９に示すように、係止鉤部４０に仕上げ代（余肉）つけた外枠を形成する。その後に、インデックス１１２を角度β回転させてからテーブル１１１を再び第１の方向Ｘに移動して、残りの第１の側面３１を形成する。
【０１６０】
凹部３３の底端や、第２の側面３２を形成する場合は、例えば、凹部３３の底端や第２の側面３２が第２の方向Ｙに沿うように台２０１の姿勢を変化させた後に、テーブル１１１を第２の方向Ｙに移動することによって凹部３３の底端や第２の側面３２を形成する。
【０１６１】
ついで、係合面４１を形成する。係合面４１を形成する場合は、図２１に示すように、２点鎖線で示されたまだ形成されていない係合面４１が第２の方向Ｙに沿うように、台２０１および加工ヘッド１１３の姿勢を調整する。
【０１６２】
具体的には、形成されるべき係合面４１が第２の方向Ｙと第３の方向Ｚとで規定される平面と平行になるように、ワーク１１５の軸心線１１５ａが第１の方向Ｘに対して角度α傾斜するように台２０１の姿勢を調整する。
【０１６３】
さらに、工具１１４の軸心線１１４ａが第３の方向Ｚに対して、工具１１４の先端１１４ｂが第１の端部１１５ｂの先端１１５ｄに近づくように、
【数３１】
【０１６４】
傾斜するように加工ヘッド１１３の姿勢を調整する。
【０１６５】
前記の各調整が終了すると、工具１１４を第１の側辺４２が形成されるべき箇所に沿わせる。そしてテーブル１１１を第１の方向Ｘに移動することによって、ワーク１１５に対する工具１１４の切り込み量を調整する。ワーク１１５に対する工具１１４の切り込み量の調整が終了すると、テーブル１１１を第２の方向Ｙに移動することによって係合面４１を加工する。このように係合面４１を形成することによって、図５に示すように、軸心線Ｈ方向に先端面１５を見た状態において、第２の側辺４３は、第１の側面３１と平行になる。
【０１６６】
前記のように形成される凸部３０の案内面３１ａは、延長上に軸心線Ｈを含む面に形成される。このため、各カプラ１０ａどうしの着脱操作の円滑さが保たれる。係合面４１の接触部４１ａは、互いに面接触する。このため、係合面４１は、充分な耐久性を有するようになる。係合面４１は、各係止鉤部４０どうしの係合が解除されることを抑制する傾斜を有する。このため、各カプラ１０ａどうしの結合が不意に解除されて、各カプラ１０ａが抜けることが抑制される。接触部４１ａは、互いに面接触する平面に形成される。このため、多軸同時制御可能である高価なマシニングセンタを用いなくても、一軸ずつ制御する万能フライス盤１１０で係合面４１を形成することができる。
【０１６７】
それゆえ、着脱操作の円滑さと抜け止め機能と係合面の充分な耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて結合装置１０を製造することができる。
【０１６８】
また、軸心線Ｈ方向に係合面４１を見た状体において、係合面４１は、第１の側辺４２と第２の側辺４３とは、互いに平行である。このため、係合面４１を形成する場合、テーブル１１１を第２の方向Ｙに動すだけでよいので、係合面４１を簡単に形成することができる。
【０１６９】
また、本実施形態では、係合面４１は、１つの凹部３３を形成した後に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、係合面４１は、全ての凹部３３を形成した後に形成されるようにしてもよい。
【０１７０】
また、万能フライス盤１１０は、テーブル１１１が第１，２の方向Ｘ，Ｙに移動し、加工ヘッド１１３が第３の方向Ｚに移動するが、これに限定されるものではない。例えば、テーブル１１１が第３の方向Ｚに移動してもよい。要するに、工具１１４がワーク１１５に対して相対的に移動可能であればよい。
【０１７１】
なお、操作性をより円滑にするために、第１の側面３１と係合面４１とが交わる角部は、曲面や平面によって面取り仕上げほどこされてもよい。また、係合面４１が平面であるので、カプラ１０は、鍛造や鋳造でも容易に製造することができる。
【０１７２】
また、図２２に示すように、カプラ本体１１と凸部３０とがそれぞれ独立して形成され、これらを組み立てることによってカプラ１０ａが形成されてもよい。この点について一例を説明する。
【０１７３】
凸部３０は、カプラ本体１１とは、別に形成されている。凸部３０は、例えば複数個からなるユニット状になっている。このユニット３０１は、複数の凸部３０と、これら複数の凸部３０を一体にせしめる基部３１２と、を有している。各凸部３０と基部３１２とは、一体に形成されている。なお、ユニット３０１は、複数の凸部３０を有するのではなく、１つの凸部３０を有する構造であってもよい。
【０１７４】
基部３１２は、カプラ本体１１の外周面と接触する内周面３０２と、外周面３０３と、を有している。外周面３０３は、カプラ本体１１の軸線に沿って凸部３０から離れるにしたがって内周面３０２に近づくように傾斜している。
【０１７５】
カプラ本体１１には、ユニット３０１が軸方向に抜けないように、カプラ本体１１の先端部において外周面３１０から外側に突出する張り出し３０４を有している。
【０１７６】
固定部材３００は、筒状の部材である。固定部材３００は、カプラ本体１１の外周面３１０との間に複数のユニット３０１を挟みこむとともに、張り出し３０４との間にユニット３０１を挟みこむ。
【０１７７】
それゆえ、固定部材３００には、カプラ本体１１との間にユニット３０１の基部３１２を挟みこむための周壁部３０９と、張り出し３０４との間にユニット３０１の基部３１２を挟みこむ張り出し３０５と、を有している。
【０１７８】
基部３１２の先端面の一部は、張り出し３０４に当接する。基部３１２の後端面は、張り出し３０５に当接する。なお、基部３１２の先端面とは、基部３１２において凸部３０が配置される側の端面である。後端面は、先端面の反対側の面である。
【０１７９】
張り出し３０５は、内側に向かって突出している。張り出し３０５の内周部には、雌ねじ部３０７が形成されている。カプラ本体１１の外周部には、雌ねじ部３０７と螺合する雄ねじ部３０８が形成されている。
【０１８０】
周壁部３０９の内周面３１１は、ユニット３０１のテーパー状の外周面３０３に面接触するように、傾斜している。
【０１８１】
雌ねじ部３０７と雄ねじ部３０８とが互いに螺合することによって、固定部材３００は、カプラ本体１１に固定される。また、固定部材３００がカプラ本体１１に固定されることによって、複数のユニット３０１は、カプラ本体１１に固定される。
【０１８２】
なお、カプラ本体１１と凸部３０とが別々に形成される構造は、上記の構造に限定されるものでは、ない。要するに、カプラ１０ａが、それぞれ別々に形成されるカプラ本体１１と凸部３０とが互いに組み合わさることによって構成される構造であっても、本発明は、有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る結合装置の斜視図。
【図２】図１に示された本体部の先端部の先端面を示す正面図。
【図３】図１に示された本体部どうしが互いに結合した状態を示す斜視図。
【図４】図１に示された凸部の一部を拡大して示す斜視図。
【図５】図２に示された先端部の先端面の一部を拡大して示す正面図。
【図６】図１に示された凸部が相手側の本体部の凸部と係合した状態を示す斜視図。
【図７】第１の基準平面と第２の基準平面と第３の基準平面と係合面の接触範囲とのそれぞれの関係を示す図。
【図８】第２の仮想交点を、第１の基準平面に沿って第１の仮想端点側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示す図。
【図９】図８を第２の基準平面に沿って矢印の方向から見た状態を示す図。
【図１０】第３の仮想交点を、第１の基準平面に沿って第１の仮想端点側から軸心線に向かって見た状態を示す図。
【図１１】図１０を第２の基準平面に沿って矢印の方向から見た状態を示す図。
【図１２】第４の仮想交点を、第１の基準平面に沿って第１の仮想端点側から軸心線に向かって見た状態を示す図。
【図１３】図１２を第２の基準平面に沿って矢印の方向から見た状態を示す図。
【図１４】図１に示された第１の側面の正面図。
【図１５】図３に示されたＦ１５を拡大して示す図。
【図１６】図１に示された係止鉤部が相手側の本体部の係止鉤部と係合する途中の状態を示す斜視図。
【図１７】図１に示された係止鉤部が相手側の本体部の係止鉤部と係合する途中の状態を示す斜視図。
【図１８】本発明に係る結合装置を製造する万能フライス盤を示す斜視図。
【図１９】図１８に示されたワークから係合面を形成する状態を示す斜視図。
【図２０】工具がワークを切削している様子を、一部きり欠いて示す断面図。
【図２１】工具がワークを切削している様子を、工具の軸心線を垂直に横切るように断面した断面図。
【図２２】カプラ本体と凸部とが分離可能な形態を示す断面図。
【符号の説明】
【０１８４】
６…嵌合部、１０…結合装置、１０ａ…カプラ、１１…カプラ本体、１１ｂ…先端部、３０…凸部、３１ａ…案内面、３３…凹部、４１…係合面、４１ａ…接触部、４２…第１の側辺（案内面側側辺）、４３…第２の側辺、５６…第１の仮想側辺、５７…第２の仮想側辺、１１０…万能フライス盤、１１１…テーブル、１１２…インデックス、１１３…加工ヘッド、１１４…工具、１１５…ワーク、１１５ｂ…第１の端部、１１５ｃ…第２の端部、１１５ｄ…先端、１４０…線（奥側側辺）、１４１…第１の線、１４２…第２の線、Ｈ…軸心線、Ｋ…基準円、Ｒ１…第１の基準平面（基準平面）、Ｒ２…第２の基準平面、Ａ…第１の端点（第１の接触部端点）、Ｂ…第２の端点（第２の接触部端点）、Ｃ…第３の端点（第３の接触部端点）、Ｅ…当接点（第４の接触部端点）、Ａ２…第１の仮想線、Ｂ２…第２の仮想線、Ｃ２…第３の仮想線、Ｅ２…第４の仮想線、Ｑ…切削線、Ｘ…第１の方向、Ｙ…第２の方向、Ｚ…第３の方向。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば消防ホースなどを相互に結合するために、雌雄の区別なく互いに結合可能な一対のカプラを備える結合装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
消防ホースなど、結合すべきホースを互いに結合する結合金具（結合装置）は、同一形状であって互いに着脱可能に結合する結合金具本体（カプラ）を一対備えている。結合金具本体は、結合すべきホースの端部に１つずつ取り付けられており、互いに結合することによって、結合すべきホースどうしを結合する。
【０００３】
各結合金具本体の前端面には、相手側の結合金具本体と互いに衝合するシール面が設けられている。また、各結合金具本体部の前端面には、シール面を囲って周方向に複数の嵌合突部（凸部）が形成されている。
【０００４】
各嵌合突部は、結合金具本体の軸心線方向に相手側の結合金具本体に向かって突出している。周方向に隣接する嵌合突部間には、該隣接する嵌合突部どうしによって、相手側の結合金具本体の嵌合突部が嵌合可能な嵌合凹部（凹部）が規定されている。
【０００５】
各嵌合突部の側部のうち、嵌合突部が並ぶ円周を横切る側部の一方には、係止鉤部が形成されている。各係止鉤部は、鉤状に形成されており、各嵌合突部が相手側の結合金具本体の嵌合凹部に嵌合した状態において、相手側の係止鉤部と周方向に係合する。
【０００６】
各係止鉤部が相手側の結合金具本体の係止鉤部と係合することによって、各結合金具本体どうしが結合される。各係止鉤部は、各結合金具本体どうしが結合した状態において、互いに対向する端面が係合面となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
一方、各結合金具の着脱操作を円滑に行うために、係止鉤部側の各嵌合突部の側面（案内面）は、結合金具本体の軸心線を通る面で構成されている。このため、この側面上に位置する係合面の側辺の延長線は、結合金具本体の軸心線を通る（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
また、各結合金具本体どうしが結合した状態で内部に水などの流体が流動する場合、各結合金具本体どうしを互いに離間する方向に作用する荷重は、各係止鉤部の係合面に作用する。このため、係合面の耐久性を向上するために、各係合面のうち相手側の係合面と接触すべき接触部は、互いに全域で接触する、つまり面接触するように形成されている。それゆえ、嵌合突部および嵌合凹部が並ぶ周方向を横切る係合面の接触部の両側辺の延長線は、それぞれ結合金具本体の軸心線を通る。
【０００９】
さらに、接触部は、結合金具本体の軸心線に向かい、かつ延長線が軸心線を垂直に横切る線の集まりによって構成されている。
【００１０】
また、各結合金具の結合状態が不意に解除されることを抑制するために、各係合面は、係止鉤部側の側辺から嵌合突部が並ぶ円周に沿って奥側に亘って嵌合突部の突出方向に傾斜している。係合面が傾斜することによって、結合金具本体の軸心線まわりに各係止鉤部どうしの係合を解除する方向へ、各結合金具本体どうしが相対的に回動することが抑制される。それゆえ、各結合金具本体どうしの結合が不意に解除されることが抑制される。
【００１１】
前記のような形状の各係合面は、曲面となる。このため、係合面は、結合金具本体を形成するワークを回動させる回動軸と、ワークを切削する工具をワークに相対的に向かわせる軸と、ワークに対して工具をワークの軸心線方向に沿って相対的に移動する軸と、工具の径を補正するために工具をワークに対して相対的に移動する軸とのうち、いくつかの軸を同時に制御することができるマシニングセンタなどの装置によって形成される。
【特許文献１】特開平９−１１９５７７号公報
【特許文献２】特開平９−２８０４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、特許文献１に開示された結合金具であると、係合面を曲面に形成するために、多軸を同時に制御できるマシニングセンタなどの装置が必要になる。一般に、前記の装置は、高価である。それゆえ、結合金具のコストも高くなる傾向にある。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、着脱操作の円滑さと抜け止め機能と係合面の充分な耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて製造することができる結合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の結合装置は、直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備える。カプラは、筒状のカプラ本体と、嵌合部と、案内面と、係合面とを備える。嵌合部は、カプラの軸心線回りの基準円に沿ってカプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備える。嵌合部は、相手側の嵌合部と互いに嵌合する。案内面は、カプラの軸心線を含む平面に沿って凸部に形成され、一対のカプラの着脱操作時に互いに面接触し、嵌合部どうしの嵌合を案内する。係合面は、凸部に形成され、係合状態の一対のカプラが軸線方向に互いに離れる方向に互いに面接触する接触部を有する。係合面を、案内面側の第１の側辺から基準円に沿って奥側の第２の側辺に亘って、凸部の突出方向に傾斜する平面に形成する。
【００１５】
このような結合装置では、各カプラどうしを結合する際に、案内面を相手側のカプラの案内面と接触させることによって、案内面が各嵌合部どうしの嵌合を案内するので、各カプラどうしの着脱作業を行いやすくなる。
【００１６】
また、案内面は、カプラの軸心線を含む面に形成される。このため、各案内面が相手側のカプラの案内面と面接触することによって、各案内面間に生じる反力は、カプラの軸心線へ向かう分力を有しない。つまり、各カプラどうしの着脱作業中に、各カプラの軸心線がずれることがない。
【００１７】
さらに、係合面が傾斜を有しているので、係合面どうしの係合が解除されにくくなる。さらに、係合面の接触部は、互いに面接触する。このため、各本体部どうしを引き離す荷重を充分に受けることができる。さらに、係合面が平面で形成されるので、多軸を同時に制御するマシニングセンタなどの高価な装置を用いなくても、係合面を形成することができる。
【００１８】
このような場合、本発明の結合装置では、係合面を
【数５】
【００１９】
となる平面に形成する。
【００２０】
第１の長さＫ１は、第１の接触部端点から第１の仮想線と基準平面との交点までの長さである。第１の接触部端点は、接触部における案内面側の案内面側側辺において基準円の外側に位置する端点である。第１の仮想線は、第１の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。基準平面は、カプラの軸心線と直交する平面である。第２の長さＫ２は、第２の接触部端点から第２の仮想線と基準平面との交点までの長さである。第２の接触部端点は、案内面側側辺において基準円の内側に位置する端点である。第２の仮想線は、第２の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。第３の長さＫ３は、第３の接触部端点から第３の仮想線と基準平面との交点までの長さである。第３の接触部端点は、接触部における基準円に沿って奥側の奥側側辺において基準円の外側に位置する端点である。第３の仮想線は、第３の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。第４の長さＫ４は、第４の接触部端点から第４の仮想線と基準平面との交点までの長さを第４の長さである。第４の接触部端点は、奥側側辺において基準円の内側に位置する端点である。第４の仮想線は、第４の接触部端点を含みカプラの軸心線と平行に延びる線である。
【００２１】
または、このような場合、本発明の結合装置では、案内面側側辺と、奥側側辺とを、それぞれの延長線がカプラの軸心線と交差するように、かつ第１の基準平面上に案内面側側辺と奥側側辺とをカプラの軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、カプラの軸心線上で角度β傾斜して交差するように形成する。案内面側側辺は、接触部における案内面側の側辺である。奥側側辺は、接触部における基準円に沿って奥側の側辺である。第１の基準平面は、第１の側辺において基準円の外側に位置する端点を含みカプラの軸心線と直交する平面である。
【００２２】
係合面を、第３の基準平面上に形成する。第３の基準平面は、第２の基準平面を、第２の基準平面上の第２の線よりも軸心線側を第２の線を回転軸に凸部の突出方向に、
【数６】
【００２３】
傾斜させた面である。第２の基準平面は、第１の線を含み、第１の基準平面に対して第２の仮想側辺側が第１の仮想側辺側よりも凸部の突出方向に角度α傾斜する平面である。第１の線は、基準円の外側に位置する第１の側辺の端点を含みカプラの軸心線と直交する線である。第２の線は、第２の基準平面に含まれ、前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な線である。
【００２４】
結合装置を簡単に製造できるようにするために、第２の側辺を、係合面を軸心線方向から見た状態において、案内面と平行に形成する。
【００２５】
このようにすることによって、係合面を形成する工具を、案内面に平行な姿勢で切り込んだ場合、係合面は、本体部を工具に対して相対的に一方向に移動するだけで形成される。
【００２６】
本発明に係る結合装置の製造方法では、万能フライス盤を用いる。結合装置は、直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備える。カプラは、筒状のカプラ本体と、嵌合部と、案内面と、係合面とを備える。嵌合部は、カプラの軸心線回りの基準円に沿ってカプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備える。嵌合部は、相手側の嵌合部と互いに嵌合する。案内面は、カプラの軸心線を含む平面に沿って凸部に形成され、一対のカプラの着脱操作時に、嵌合部どうしの嵌合を案内する。係合面は、凸部に形成され、係合状態の一対のカプラが軸線方向に互いに離れる方向に互いに面接触する接触部を有する。係合面は、平面である。
【００２７】
案内面側側辺と奥側側辺とは、それぞれの延長線がカプラの軸心線と交差するように、かつ第１の基準平面上に案内面側側辺と奥側側辺とをカプラの軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、カプラの軸心線上で角度β傾斜して交差するように形成される。案内面側側辺は、接触部における案内面側の側辺である。奥側側辺は、接触部における基準円に沿って奥側の側辺である。第１の基準平面は、係合面の案内面側の第１の側辺において基準円の外側に位置する端点を通ってカプラの軸心線と直交する面である。
【００２８】
係合面は、第３の基準平面上に形成される。第３の基準平面は、第２の基準平面を、第２の基準平面上の第２の線よりも軸心線側を第２の線を回転軸に凸部の突出方向に、
【数７】
【００２９】
傾斜させた面である。第２の基準平面は、第１の線を含み、第１の基準平面に対して第２の仮想側辺側が第１の仮想側辺側よりも凸部の突出方向に角度α傾斜する面である。第１の線は、基準円の外側に位置する第１の側辺の端点を含みカプラの軸心線と直交する線である。第２の線は、第２の基準平面に含まれ、前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な線である。
【００３０】
万能フライス盤は、工具と、テーブルと、インデックスと、加工ヘッドとを備える。工具は、前記嵌合部が形成される第１の端部とこれと反対側の第２の端部とを有するカプラの素材としてのワークを切削する。テーブルには、ワークが固定される。固定手段は、ワークをテーブルに固定可能である。加工ヘッドは、工具を保持する。加工ヘッドとテーブルとは、互いに離れる方向および近づく方向に沿う第３の方向と、第３の方向と直角な第１の方向および第２の方向とに、相対的に移動可能である。固定手段は、第１の方向と第２の方向とで規定される面内で、第１の方向に対してワークの軸線を傾斜させた状態でワークをテーブルに固定する。加工ヘッドは、第２の方向に垂直な面内で第３の方向に対して工具の軸心線が傾斜する状態に姿勢変化可能である。
【００３１】
まず、工具の切削線を凹部の輪郭に沿って移動することによって第１の端部に案内面を形成する。なお、工具の切削線とは、円筒状の工具において前記ワークへの半径方向切り込みの先端を結んだ線である。つまり、工具におけるワークとの接触範囲において、前記工具の進行方向と直角方向の切削側の縁である。
【００３２】
案内面を形成した後、形成されるべき係合面が第２の軸と第３の軸とで規定される平面と平行になるように、ワークの軸心線を第１の方向に対して、角度α傾斜させ、かつ工具の軸心線を、第３の軸に対して工具の先端が前記第１の端部の先端に近づくように、角度
【数８】
【００３３】
傾斜させる。そして、工具を係合面が形成されるべき部位に位置決めして、ワークを第２の方向に移動して係合面を形成する。
【００３４】
なお、本明細書において、特にことわらない限り、線、側辺と表現した場合には、これら線、側辺は、直線状である。また、特にことわらない限り、面と表現した場合には、これら面は、平面状である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の結合装置によれば、各カプラどうしの着脱操作の際に、各カプラ本体の軸心線がずれることがなくなるので、各カプラどうしの着脱操作の円滑さが維持される。また、各カプラどうしが結合した状態では、各係合面の係合状態が解除されにくくなるので、各カプラが不意に外れて抜けることが抑制される。また、結合装置は、接触部が面接触して荷重を受けるので、各カプラどうしを引き離す荷重に対する係合面の耐久性が向上する。アノダイズなどの表面処理を施した場合には、単位面積あたりの荷重である面圧を低くすることが大切であるので、本発明の結合装置に対して、アノダイズなどの表面処理は、特に有効である。
【００３６】
また、高価なマシニングセンタを用いなくてもカプラを製造することができる。また、係合面が平面であることによって、本発明のカプラを鍛造や鋳造によっても、容易に製造するこができる。なお、カプラ本体と複数の凸部とを相互に独立して形成する組み立てタイプのカプラであっても、凸部の加工が容易となる。
【００３７】
つまり、本発明によれば、着脱操作の円滑さと充分な抜け止め機能と係合面の耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて結合装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下に本発明の１実施形態に係る結合装置について、図１から図１９を参照して説明する。
【００３９】
図１に示すように、結合装置１０は、一対のカプラ１０ａを備えている。一方のカプラ１０ａは、第１のホース１３の端部に固定されている。他方のカプラ１０ａは、第２のホース１４の端部に固定されている。各カプラ１０ａが結合される場合は、カプラ１０ａの先端面１５どうしが対向する。
【００４０】
カプラ１０ａは、筒状であって、カプラ本体１１を備えている。カプラ本体１１は、略円筒状である。カプラ本体１１は、基部１１ａと、先端部１１ｂとを有している。基部１１ａは、断面が略円である。断面は、カプラ１０ａの軸心線Ｈ方向に先端部１１ｂに向かって進むにつれて断面の外径が大きくなる形状である。先端部１１ｂは、前記基部１１ａの端部のうち、断面が大きい方の端部からカプラ１０ａの軸心線Ｈ方向に延びている。先端部１１ｂの断面は、略円であって、一定である。
【００４１】
カプラ本体１１の内周面には、鋸歯状の凹凸を有するホース取り付け部が形成されている。第１，２のホース１３，１４のそれぞれ端部は、ホース取り付け部内に挿入される。そして、第１，２のホース１３，１４の内周面から締めリングが第１，２のホース１３，１４の端部の外周面をホース取り付け部に押圧する。このため、第１，２のホース１３，１４は、カプラ１０ａに固定される。なお、前記の取り付け構造は、一例であって、これに限定されるものではない。
【００４２】
カプラ本体１１には、シール面部材２０が、例えば、内周面に螺合されることによって固定されている。シール面部材２０において、相手側のカプラ１０ａに向かう面は、シール面２０ａとなっている。シール面２０ａの内周側には全周に亘ってシール部材２１が設けられている。
【００４３】
各カプラ１０ａが結合すると、シール面２０ａは、互い当接し、シール部材２１によって液密になされる。各カプラ１０ａどうしが互いに結合すると、各カプラ１０ａの内部が互いに連通する。これにより、第１のホース１３と第２のホース１４との間を流体が流動することができる。
【００４４】
各カプラ本体１１の先端部１１ｂには、複数の凸部３０が設けられている。各凸部３０は、カプラ１０ａの軸心線Ｈ方向に沿って、相手側のカプラ１０ａに向かって突出している。また、図２に示すように、各凸部３０は、シール面２０ａを囲む基準円Ｋ（図２中に２点鎖線で示す）上に等間隔に離れて配置されている。本実施形態では、凸部３０は、６個設けられているが、これに限定されるものではない。なお、図２は、カプラ１０ａを先端面１５側から見た状態を示している。
【００４５】
図１に示すように、各凸部３０は、第１の側面３１と第２の側面３２とを有している。図２に示すように、第１の側面３１と第２の側面３２とは、基準円Ｋを横切る。第１の側面３１側の凸部３０の側部には、後に説明される係止鉤部４０が形成される。第２の側面３２側の凸部３０の側部には、後に説明される付勢機構７０が設けられる。また、図２において、第２の側面３２は、第１の側面３１に対して時計方向に進んだ位置の側面を示している。
【００４６】
図２に示すように、基準円Ｋに沿って隣り合う凸部３０どうしの間には、該隣り合う凸部３０どうしによって、凹部３３が規定されている。各凹部３３は、相手側のカプラ１０ａの凸部３０を軸心線Ｈ方向に沿って収容可能である。また、図３と図１５とに示すように、凹部３３は、基準円Ｋに沿って凸部３０よりも大きい。これにより、凸部３０が相手側のカプラ１０ａの凹部３３に収容された状態において、各カプラ１０ａは、軸心線Ｈ方向まわりに相対的に所定角度回動できる。図３は、各カプラ１０ａどうしが結合した状態を示している。
【００４７】
図３に示すように、各カプラ１０ａどうしが結合した状態では、一方のカプラ１０ａの各凸部３０は、他方のカプラ１０ａの凹部３３に収容される。他方のカプラ１０ａの凸部３０は、一方のカプラ１０ａの凹部３３に収容される。また、各カプラ１０ａどうしが結合した状態では、凸部３０の第１の側面３１は、相手側のカプラ１０ａの第１の側面３１と互いに対向する。同様に第２の側面３２は、相手側のカプラ１０ａの第２の側面３２と互いに対向する。各凸部３０と各凹部３３とは、嵌合部６を構成している。
【００４８】
図４に示すように、各凸部３０の第１の側面３１側の側部には、鉤状の係止鉤部４０が形成されている。各カプラ１０ａの凸部３０が、相手側のカプラ１０ａの凹部３３に収容された状態では、各係止鉤部４０は、相手側のカプラ１０ａの係止鉤部４０と係合可能である。
【００４９】
凸部３０が相手側のカプラ１０ａの凹部３３に収容された状態において、向い合う係止鉤部４０どうしを、軸心線Ｈまわりに互いに係合する方向に相対的に回動することによって、各係止鉤部４０は、互いに係合する。各カプラ１０ａは、各係止鉤部４０が係合することによって、外れることが係止される。
【００５０】
第１の側面３１は、係止鉤部４０を挟んで軸心線Ｈ方向に段差が生じている。第１の側面３１において、係止鉤部４０を挟んで凸部３０の突出側は、案内面３１ａとなっている。案内面３１ａは、その延長上が軸心線Ｈを含む面に形成されている。
【００５１】
各係止鉤部４０の根元部分には、湾曲部３４が形成されている。湾曲部３４は、凸部３０を略円弧状に切り欠いた形状である。湾曲部３４は、係止鉤部４０の根元に応力が集中することを抑制している。湾曲部３４の内部には、弾性発泡材料などが充填固定されてもよい。このようにすることによって、湾曲部３４内に砂、泥などの異物が体積して係止鉤部４０どうしの係合が阻害されることが防止される。
【００５２】
根元側の係止鉤部４０の側面、つまり各係止鉤部４０どうしの係合時に互いに向い合う面は、係合面４１となっている。各係合面４１は、各カプラ１０ａどうしの結合時に相手側のカプラ１０ａの係合面４１と軸心線Ｈ方向に互いに係合する。
【００５３】
図４と図５とに示すように、各係合面４１は、平面であって、基準円Ｋを横切る第１，２の側辺４２，４３を有している。第１の側辺４２は、案内面３１ａ上に位置している。つまり、第１の側辺４２の延長線は、軸心線Ｈを通る。
【００５４】
第２の側辺４３は、基準円Ｋに沿って、奥側の側辺である。軸心線Ｈ方向に沿って先端面１５を見た状態において、第２の側辺４３は、第１の側辺４２と平行である。つまり、図２における第２の側辺４３は、第１の側辺４２と平行である。
【００５５】
各係合面４１は、第１の端点Ａと、第２の端点Ｂと、第３の端点Ｃと、第４の端点Ｄとを有している。第１の端点Ａは、第１の側辺４２上において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第２の端点Ｂは、第１の側辺４２上において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。第３の端点Ｃは、第２の側辺４３上において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第４の端点Ｄは、第２の側辺４３上において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。
【００５６】
各係止鉤部４０どうしは、軸心線Ｈまわりに相対的に、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａが他方のカプラの第３の端点Ｃと当接するまで回動することによって、互いに係合する。
【００５７】
図６に示すように、一方のカプラ１０ａの各係止鉤部４０と、他方のカプラ１０ａの各係止鉤部４０とが係合した状態では、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａは、他方のカプラ１０ａの第３の端点Ｃと当接する。一方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂは、他方のカプラ１０ａの当接点Ｅと当接する。一方のカプラ１０ａの第３の端点Ｃは、他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａと当接する。一方のカプラ１０ａの当接点Ｅは、他方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂと当接する。
【００５８】
係合面４１のうち、第３の端点Ｃと当接点Ｅとを通る線１４０は、相手側のカプラ１０ａの第１の側辺４２と重なる。それゆえ、線１４０の延長線は、軸心線Ｈを通る。線１４０は、本発明で言う、接触部における基準円に沿って奥側の奥側側辺である。
【００５９】
係合面４１のうち、第１〜３の端点Ａ〜Ｃと当接点Ｅとによって規定される範囲（平面）は、互いに面接触する接触部４１ａとなる。このため、第１の端点Ａは、本発明で言う、第１の接触部端点と同じ点である。第２の端点Ｂは、本発明で言う、第２の接触部端点と同じ点である。第３の端点Ｃは、本発明で言う、第３の接触部端点と同じ点である。当接点Ｅは、本発明で言う、第４の接触部端点である。
【００６０】
前記したように、係止鉤部４０は、係合面４１の第１の側辺４２から、相手側のカプラ１０ａの係止鉤部４０内へ進入していく。つまり、係合面４１の第１の側辺４２側は、接触部４１ａとなる。それゆえ、第１の側辺４２は、本発明で言う案内面側側辺でもある。
【００６１】
係合面４１は、基準円Ｋに沿って奥側、つまり第２の側辺４３側が、第１の側辺４２側よりも凸部３０の突出方向に離れるように傾斜している。
【００６２】
係合状態のカプラ１０ａに内圧が加わって、軸心線Ｈ方向に互いに離れる方向の力が各カプラ１０ａに作用したとき、この傾斜によって、各係止鉤部４０どうしの係合が解除される方向に、各カプラ１０ａどうしが軸心線Ｈまわりに相対的に回動することが抑制される。このため、各カプラ１０ａどうしの結合が不意に解除されることが抑制される。
【００６３】
つぎに、接触部４１ａおよび係合面４１の傾斜について説明する。
【００６４】
図７は、第１の基準平面Ｒ１を示している。第１の基準平面Ｒ１は、軸心線Ｈと直交する平面である。第１の基準平面Ｒ１上に、軸心線Ｈを中心とする扇状の仮想面５０を設ける。仮想面５０は、係合面４１の接触部４１ａを、軸心線Ｈ方向に第１の基準平面Ｒ１上に投影した面であって、各カプラ１０ａどうしを引き離す荷重に対して充分に耐えられる面積を有している。
【００６５】
言い換えると、接触部４１ａの面積は、各カプラ１０ａどうしを引き離す荷重に対して、充分に耐えられるように決定されている。
【００６６】
仮想面５０の４角にそれぞれ軸心線Ｈと平行に延びる仮想線を想定する。図７に係合面４１の接触部４１ａを示しているが、第１〜３の端点Ａ〜Ｃと当接点Ｅとは、仮想面５０の４角を通る仮想線上に配置される。
【００６７】
第１の端点Ａが配置される線を第１の仮想線Ａ２とする。第２の端点Ｂが配置される線を第２の仮想線Ｂ２とする。第３の端点Ｃが配置される線を第３の仮想線Ｃ２とする。当接点Ｅが配置される線を第４の仮想線Ｅ２とする。
【００６８】
第１の仮想線Ａ２が通る仮想面５０上の端点を第１の仮想端点Ａ１とする。第２の仮想線Ｂ２が通る仮想面５０上の端点を第２の仮想端点Ｂ１とする。第３の仮想線Ｃ２が通る仮想面５０上の端点を第３の仮想端点Ｃ１とする。第４の仮想線Ｅ２が通る仮想面５０上の端点を第４の仮想端点Ｅ１とする。
【００６９】
仮想面５０は、第１の仮想側辺５６と、第２の仮想側辺５７とを有している。第１の仮想側辺５６は、第１の側辺４２を第１の基準平面Ｒ１上に軸心線Ｈ方向に投影した線であって、第１の仮想端点Ａ１と第２の仮想端点Ｂ１とを結んでおり、軸心線Ｈへ向かっている。
【００７０】
第２の仮想側辺５７は、第３の端点Ｃと当接点Ｅとを結ぶ線１４０を第１の基準平面Ｒ１上に軸心線Ｈ方向に投影した線であって、第３の仮想端点Ｃ１と第４の仮想端点Ｅ１とを結んでおり、軸心線Ｈへ向かっている。
【００７１】
第１の仮想端点Ａ１は、第１の仮想側辺５６において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第２の仮想端点Ｂ１は、第１の仮想側辺５６において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。第３の仮想端点Ｃ１は、第２の仮想側辺５７において、基準円Ｋの外側に位置する端点である。第４の仮想端点Ｅ１は、第２の仮想側辺５７において、基準円Ｋの内側に位置する端点である。
【００７２】
第１の仮想側辺５６と第２の仮想側辺５７とのそれぞれの延長線は、軸心線Ｈ上で角度β傾斜して交差する。このため、各係止鉤部４０どうしを互いに係合する場合は、各案内面３１ａが相手側の案内面３１ａと当接した状態から、各カプラ１０ａどうしを軸心線Ｈまわりに相対的に角度β回動することになる。
【００７３】
一方、各係合面４１の接触部４１ａは、相手側のカプラ１０ａの接触部４１ａと面接触する。このため、図７に示すように、第１の端点Ａから第１の仮想端点Ａ１までの長さである第１の長さＫ１と第３の端点Ｃから第３の仮想端点Ｃ１までの長さである第３の長さＫ３との合計は、第２の端点Ｂから第２の仮想端点Ｂ１までの長さである第２の長さＫ２と当接点Ｅから第４の仮想端点Ｅ１までの長さである第４の長さＫ４との合計と等しくなる。
【００７４】
つまり、
【数９】
【００７５】
となる。
【００７６】
なお、係合面４１を形成するときに、第１の基準平面Ｒ１を、カプラ１０ａの第１の端点Ａを形成すべき点である仮想点１２０（図７中では、第１の端点Ａと同じ点を示す。）を通すことによって、第１の長さＫ１は、０となる。
【００７７】
このため、前記各長さＫ２〜Ｋ３を第１の端点Ａからの長さとすることができる。Ｋ２〜Ｋ３を求めることにより、第１の端点Ａに対する第２，３の端点Ｂ，Ｃと当接点Ｅとの位置を求めることができる。つまり、仮想点１２０を決定すれば、第２，３の端点Ｂ，Ｃの位置と、当接点Ｅの位置とを求めることができる。
【００７８】
なお、各係止鉤部４０が互いに係合する場合、各カプラ１０ａどうしを軸心線Ｈまわりに回動したときに、第１の端点Ａは、軸心線Ｈ方向に相手側の第１の端点Ａを乗り越えなければならない。このため、第１の端点Ａの位置は、各係止鉤部４０どうしが係合するときに、相手側の第１の端点Ａを乗り越えることができる位置に設定される。具体的に説明すると、カプラ１０ａの先端面１５から第１の端点Ａまでの長さは、第１の端点Ａから凹部３３の底端までの長さよりも短くなっている。
【００７９】
このようにすることによって、凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３に完全に押し込めると、第１の端点Ａは、軸心線Ｈ方向に相手側のカプラ１０ａの第１の端点Ａを越える。
【００８０】
前記の各長さＫ２〜Ｋ３を求めるために、第２の基準平面Ｒ２を想定する。第２の基準平面Ｒ２は、第１の線１４１を含むとともに、第１の基準平面Ｒ１に対して仮想面５０側が凸部３０の突出方向に角度α傾斜している。第１の線１４１は、仮想点１２０、つまり第１の端点Ａを通って軸心線Ｈと直交する線である。
【００８１】
また、第３の基準平面Ｒ３を想定する。第３の基準平面Ｒ３は、第２の基準平面Ｒ２を、第２の基準平面Ｒ２上の第２の線１４２まわりに軸心線Ｈ側を凸部３０の突出方向に回転させた平面である。第２の線１４２は、第２の基準平面Ｒ２上の線であって、第１の端点Ａを含みかつ第１の線１４１直交する線である。
【００８２】
第３の基準平面Ｒ３と第１の仮想線Ａ２との交点を第１の仮想交点Ａ３とする。図８は、第２の仮想線Ｂ２と第３の基準平面Ｒ３との交点である第２の仮想交点Ｂ３を、第１の基準平面Ｒ１に沿って第１の仮想端点Ａ１側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示している。図８では、第１の基準平面Ｒ１と第２の基準平面Ｒ２とは、２点鎖線で示した通り、線状に見える。また、図８では、第３基準平面Ｒ３に含まれる線Ｒ３´が点線で示されている。線Ｒ３´は、第３の基準平面Ｒ３上の線であって、第２の仮想交点Ｂ３を含み第２の線１４２と平行な線である。
【００８３】
図１０は、第３の仮想線Ｃ２と第３の基準平面Ｒ３との交点である第３の仮想交点Ｃ３を、第１の基準平面Ｒ１に沿って第１の仮想端点Ａ１側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示している。図１２は、第４の仮想線Ｅ２と第３の基準平面Ｒ３との交点である第４の仮想交点Ｅ３を、第１の基準平面Ｒ１に沿って第１の仮想端点Ａ１側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示している。
【００８４】
図８に示すように、第２の仮想端点Ｂ１から第２の仮想交点Ｂ３までの長さを第２の仮想長さＢ４とする。図１０に示すように、第３の仮想端点Ｃ１から第３の仮想交点Ｃ３までの長さを第３の仮想長さＣ４とする。図１２に示すように、第４の仮想端点Ｅ１から第４の仮想交点Ｅ３までの長さを第４の仮想長さＥ４とする。
【００８５】
第２〜４の仮想交点Ｂ３〜Ｅ３は、第２の基準平面Ｒ２に対する第３の基準平面Ｒ３の回転角度γによって変化する。第２の仮想長さＢ４と第４の仮想長さＥ４との合計長さと、第３の仮想長さＣ４とが等しくなる第３の基準平面Ｒ３の回転角度γを求めることによって、第２〜４の仮想交点Ｂ３〜Ｅ３が第２，３の端点Ｂ，Ｃと当接点Ｅとなる。
【００８６】
つまり、その状態での、第２〜４の仮想長さＢ４〜Ｅ４が第２〜４の長さＫ２〜Ｋ４となり、第１の端点Ａに対する第２，３の端点Ｂ，Ｃと、当接点Ｅとの位置を求めることができる。
【００８７】
これにより、係合面４１は、相手側のカプラ１０ａの係合面４１との係合解除が抑制される傾斜を有する平面となる。つまり、第１の基準平面Ｒ１に対する第２の基準平面Ｒ２の傾斜角度αは、各カプラ１０ａどうしの結合が容易に外れることを抑制するために設けられている。角度αは、各カプラ１０ａどうしの結合が容易に外れることがないように考慮されて決定される。
【００８８】
なお、本実施形態では、第３の基準平面Ｒ３が第１の仮想端点Ａ１を含むため、第１の仮想交点Ａ３は、第１の仮想端点Ａ１と同じ点である。このため、第１の仮想端点Ａ１から第１の仮想交点Ａ３までの長さである第１の仮想長さＡ４は、０である。
【００８９】
第２〜４の仮想長さＢ４〜Ｅ４を求めるために、図７に示すように、軸心線Ｈから係止鉤部４０の外縁までの長さをｍとする。軸心線Ｈから係止鉤部４０の内縁までの長さをｎとする。つまり、ｍは、軸心線Ｈから第１，３の仮想端点Ａ１，Ｃ１までの長さである。ｎは、軸心線Ｈから第２，４の仮想端点Ｂ１，Ｅ１までの長さである。
【００９０】
図８に示すように、（第２の仮想長さＢ４）＝（第２の回転前長さＢ６）＋（第２の回転後長さＢ７）となる。回転前とは、第３の基準平面Ｒ３を角度γだけ回転する前のことであり、つまり、角度γの値が０ということである。これは、第３の基準平面Ｒ３が、第２の基準平面Ｒ２と同一平面だったときのことである。また、回転後とは、第３の基準平面Ｒ３が角度γだけ回転したときのことである。
【００９１】
第２の回転前長さＢ６は、第２の中間交点Ｂ５から第２の仮想端点Ｂ１までの長さである。第２の中間交点Ｂ５は、第２の基準平面Ｒ２と第２の仮想線Ｂ２との交点である。なお、第２の基準平面Ｒ２は、第２の仮想端点Ｂ１を含む。このため、第２の仮想端点Ｂ１と第２の中間交点Ｂ５とは、同一の点であるので、第２の回転前長さＢ６は、０である。第２の回転後長さＢ７は、第２の中間交点Ｂ５から、第２の仮想交点Ｂ３までの長さである。よって、（第２の仮想長さＢ４）＝（第２の回転後長さＢ７）となる。
【００９２】
図９は、第２の基準平面Ｒ２に沿って矢印Ｑ１の方向から図８を見た状態を示している。なお、図９において、第２の基準平面Ｒ２と第３の基準平面Ｒ３とは、２点鎖線で示すとおり、線状に見える。第２の仮想交点Ｂ３から第２の基準平面Ｒ２へ第１の垂線１００を降ろす。図９に示すように、第１の仮想線Ａ２から第２の仮想線Ｂ２までの長さは、ｍ−ｎである。よって、第１の垂線１００の長さ１００ａは、
【数１０】
【００９３】
となる。
【００９４】
図８に示すように、第２の仮想長さＢ４は、
【数１１】
【００９５】
であるので、
【数１２】
【００９６】
となる。
【００９７】
図１０に示すように、（第３の仮想長さＣ４）＝（第３の回転前長さＣ６）＋（第３の回転後長さＣ７）である。第３の回転前長さＣ６は、第３の中間交点Ｃ５から第３の仮想端点Ｃ１までの長さである。第３の中間交点Ｃ５は、第２の基準平面Ｒ２と第３の仮想線Ｃ２との交点である。第３の回転後長さＣ７は、第３の中間交点Ｃ５から第３の仮想交点Ｃ３までの長さである。
【００９８】
図１０に示すように、第２の仮想線Ｂ２を含み第１の仮想側辺５６に垂直な仮想平面上に、第１の仮想側辺５６が延びる方向に第３の仮想線Ｃ２を投影した場合、この第３の仮想線Ｃ２の投影線から第２の仮想線Ｂ２までの長さは、つぎの説明の通り、ｍ×ｓｉｎ（β）である。図７における第１の基準平面Ｒ１上で、第３の仮想端点Ｃ１から第１の線１４１へ垂線をおろしたときの交点をＣｙとし、第１の基準平面Ｒ１と軸心線Ｈとの交点をＯとすると、第３の仮想端点Ｃ１と交点Ｃｙと交点Ｏとによって形成される三角形の辺ＯＣ１の長さ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの長さ）がｍとなる。そして、辺Ｃ１Ｏ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの辺）と辺ＣｙＯ（交点Ｃｙから交点Ｏまでの辺）との角度がβなので、辺Ｃ１Ｃｙ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｃｙまでの長さ）は、ｍ×ｓｉｎ（β）となる。
【００９９】
よって、第３の回転前長さＣ６は、
【数１３】
【０１００】
となる。
【０１０１】
図１１は、第２の基準平面Ｒ２に沿って矢印Ｑ２の方向から図１０を見た状態を示している。第３の仮想交点Ｃ３から第２の基準平面Ｒ２へ第２の垂線１０１を降ろす。
【０１０２】
図１１に示すように、第１の仮想端点Ａ１と軸心線Ｈを含む基準平面上に第３の仮想線Ｃ２を投影した場合、この第３の仮想線Ｃ２の投影線から第１の仮想線Ａ２までの長さは、つぎの通り、ｍ−{ｍ×ｃｏｓ（β）}となる。
【０１０３】
図７における、第１の基準平面Ｒ１上で第３の仮想端点Ｃ１と交点Ｃｙと交点Ｏとによって形成される三角形の辺Ｃ１Ｏ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの辺）の長さは、ｍである。辺Ｃ１Ｏ（第３の仮想端点Ｃ１から交点Ｏまでの辺）と辺ＯＣｙ（交点Ｏから交点Ｃｙまでの辺）との交差角度は、βなので、辺ＯＣｙ（交点Ｏから交点Ｃｙまでの辺）の長さは、ｍ×ｃｏｓ（β）となる。
【０１０４】
第２の垂線１０１の長さ１０１ａは、
【数１４】
【０１０５】
となる。図１０に示すように、
【数１５】
【０１０６】
である。よって、
【数１６】
【０１０７】
となる。
【０１０８】
（第３の仮想長さＣ４）＝（第３の回転前長さＣ６）＋（第３の回転後長さＣ７）であるので、
【数１７】
【０１０９】
となる。
【０１１０】
図１２に示すように、（第４の仮想長さＥ４）＝（第４の回転前長さＥ６）＋（第４の回転後長さＥ７）である。第４の回転前長さＥ６は、第４の中間交点Ｅ５から第４の仮想端点Ｅ１までの長さである。第４の中間交点Ｅ５は、第２の基準平面Ｒ２と第４の仮想線Ｅ２との交点である。第４の回転後長さＥ７は、第４の中間交点Ｅ５から第４の仮想交点Ｅ３までの長さである。
【０１１１】
図１２に示すように、第４の仮想線Ｅ２を、第２の仮想線Ｂ２を含み第１の仮想側辺５６に垂直な基準平面に第１の仮想側辺５６が延びる方向に投影した場合、この第４の仮想線Ｅ２の投影線と第２の仮想線Ｂ２との間の長さは、つぎの通り、ｎ×ｓｉｎ（β）となる。
【０１１２】
図７における第１の基準平面Ｒ１上で、第４の仮想端点Ｅ１から第１の線１４１へ垂線をおろしたときの交点をＣｘとすると、第４の仮想端点Ｅ１と交点Ｃｘと交点Ｏとによって形成される三角形の辺ＯＥ１の長さ（第４の仮想端点Ｅ１から交点Ｏまでの長さ）がｎとなる。そして、辺Ｅ１Ｏ（第４の仮想端点Ｅ１から交点Ｏまでの辺）と辺ＣＸＯ（交点Ｃｘから交点Ｏまでの辺）との角度がβなので、辺Ｅ１Ｃｘ（第４の仮想端点Ｅ１から交点Ｃｘまでの長さ）は、ｎ×ｓｉｎ（β）となる。
【０１１３】
第４の回転前長さＥ６は、
【数１８】
【０１１４】
となる。図１３は、第２の基準平面Ｒ２に沿って矢印Ｑ３の方向から図１２を見た状態を示している。第４の仮想交点Ｅ３から第２の基準平面Ｒ２へ第３の垂線１０２を降ろす。
【０１１５】
図１３に示すように、第１の仮想端点Ａ１と軸心線Ｈとを含む基準平面に第４の仮想線Ｅ２を投影した場合、この第４の仮想線Ｅ２の投影線と第１の仮想線Ａ２との間の長さ、つまり交点Ｃｘから第１の仮想端点Ａ１までの長さは、ｍ−｛ｎ×ｃｏｓ（β）｝となる。
【０１１６】
よって、第３の垂線１０２の長さ１０２ａは、
【数１９】
【０１１７】
となる。
【０１１８】
図１２に示すように、第４の回転後長さＥ７は、
【数２０】
【０１１９】
である。よって、
【数２１】
【０１２０】
となる。（第４の仮想長さＥ４）＝（第４の回転前長さＥ６）＋（第４の回転後長さＥ７）であるので、
【数２２】
【０１２１】
となる。
【０１２２】
つぎに、（第３の仮想長さＣ４）＝（第２の仮想長さＢ４）＋（第４の仮想長さＥ４）となる角度γを求める。
【数２３】
【０１２３】
となる。
【０１２４】
この式をさらに整理すると、
【数２４】
【０１２５】
この式をさらに整理すると、
【数２５】
【０１２６】
この式をさらに整理すると、
【数２６】
【０１２７】
となる。
【０１２８】
この式をさらに整理すると、
【数２７】
【０１２９】
この式をｔａｎ（γ）について解くと、
【数２８】
【０１３０】
となる。
【０１３１】
つまり、
【数２９】
【０１３２】
となる。
【０１３３】
得られた前記角度を第２〜４の仮想長さＢ４〜Ｅ４を表す式に代入することにより、第１の端点Ａからの第２の長さＫ２と、第３の長さＫ３と、第４の長さＫ４とが得られる。それゆえ、仮想点１２０を決定することによって、Ｋ２〜Ｋ４に基づいて接触部４１ａを形成すべき面が決定され、係合面４１が形成される。図５に示すように、第４の端点Ｄは、軸心線Ｈ方向に沿って係合面４１を見た状態において、第１の側辺４２と第２の側辺４３とが平行になるように、接触部４１ａを拡張することによって形成される。
【０１３４】
図１４に示すように、第１の側面３１を正面から見た場合、係合面４１は、カプラ１０ａの軸心線Ｈ側が凸部３０の突出方向に
【数３０】
【０１３５】
傾斜する。
【０１３６】
図１５に示すように、凸部３０の第２の側面３２側の側部には、付勢機構７０が設けられている。付勢機構７０は、凸部３０が相手側のカプラ１０ａの凹部３３内に収容されたときに、向い合う係止鉤部４０どうしを互いに係合する方向に付勢する。
【０１３７】
付勢機構７０は、一例として、円筒形のケース部材７１と、ケース部材７１内に突没自在に収容された鋼球７２と、鋼球７２を突出方向に付勢するスプリング７３となどを備えており、各第２の側面３２側の側部に埋め込まれている。鋼球７２の一部は、第２の側面３２から出ている。
【０１３８】
一方のカプラ１０ａの凸部３０が、他方のカプラ１０ａの凹部３３内に収容されると、一方のカプラ１０ａの付勢機構７０の鋼球７２が、他方のカプラ１０ａの付勢機構７０の鋼球７２と当接する。このため、付勢機構７０によって、各カプラ１０ａは、各係止鉤部４０どうしが係合する方向に、軸心線Ｈまわりに付勢される。
【０１３９】
また、第２の側面３２は、凸部３０の突出方向に向くように、軸心線Ｈに対して傾斜している。このため、各付勢機構７０の付勢力は、各カプラ１０ａどうしを引き離す方向にも作用する。この付勢力は、各係止鉤部４０どうしが係合した状態では、各係合面４１どうしを互いに押し付ける方向に作用しており、各係止鉤部どうしの係合状態を解除しにくくしている。
【０１４０】
つぎに、各カプラ１０ａどうしの結合時の動作を説明する。まず、図１に示すように、各カプラ１０ａの先端面どうしを対向させて、各カプラ１０ａの軸心線Ｈを合わせる。そして、一方のカプラ１０ａの凸部３０と他方のカプラ１０ａの凹部３３とを対向させ、かつ一方のカプラ１０ａの凹部３３を他方のカプラ１０ａの凸部３０と対向させる。
【０１４１】
ついで、各凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３内に押し込めていく。各凸部３０が相手側の凹部３３内に押し込められると、まず、互いの付勢機構７０の鋼球７２どうしが接触する。これにより、各カプラ１０ａの各係止鉤部４０どうしが互いに係合する方向に付勢される。このため、案内面３１ａが相手側のカプラ１０ａの案内面３１ａに当接される。
【０１４２】
各案内面３１ａは、その延長上に軸心線Ｈを含む面である。このため、一方のカプラ１０ａの案内面３１ａと他方のカプラ１０ａの案内面３１ａとの間に作用する、付勢機構７０付勢力に対する反力は、軸心線Ｈに向かう方向、つまり径方向に作用する分力を有さない。
【０１４３】
よって、各カプラ１０ａどうしの着脱作業中に、各カプラ１０ａの軸心線がずれたりすることが抑制され、着脱操作の円滑さが損なわれない。この状態で凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３内にさらに押し込めると、図１６に示すように、一方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂと、他方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂとが当接する。
【０１４４】
各凸部３０を相手側のカプラ１０ａの凹部３３内にさらに押し込めると、図１７に示すように、一方のカプラ１０ａの係止鉤部４０と、他方のカプラ１０ａの係止鉤部４０とが係合する瞬間では、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａと、他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａとが当接する。
【０１４５】
このように、一方のカプラ１０ａの係止鉤部４０と、他方のカプラ１０ａの係止鉤部４０とが係合する場合、一方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂと他方のカプラ１０ａの第２の端点Ｂとが当接してから、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａと他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａとが当接するまでの間は、一方のカプラ１０ａの第１の側辺４２と他方のカプラ１０ａの第１の側辺４２とが交差している。
【０１４６】
図６に示すように、凸部３０を相手側の凹部３３内にさらに押し込めていくと、一方のカプラ１０ａの第１の端点Ａが他方のカプラ１０ａの第１の端点Ａを乗り越える。そして、付勢機構７０の付勢力によって各カプラ１０ａどうしが相対的に角度β回動して、各係止鉤部４０どうしが互いに係合する。これにより、図３に示すように、各カプラ１０ａどうしが互いに結合する。
【０１４７】
各カプラ１０ａどうしの結合を解除する場合は、まず、軸心線Ｈまわりに各係止鉤部４０の係合が解除される方向に、各カプラ１０ａを付勢機構７０の付勢力に抗って相対的に回動する。これにより、各カプラ１０ａどうしが軸心線Ｈ方向に互いに近接する方向に相対的に押圧される。押圧されたことによって、各カプラ１０ａの係合面４１の第１の端点Ａは、相手側のカプラ１０ａの第１の端点Ａを乗り越え、各係止鉤部４０どうしの係合が解除されて、各カプラ１０ａどうしの結合が解除される。
【０１４８】
つぎに、カプラ１０ａの製造方法を説明する。図１８に示すように、カプラ１０ａは、万能フライス盤１１０によって製造される。万能フライス盤１１０は、テーブル１１１と、固定手段２００と、加工ヘッド１１３と、カプラ１０ａの素材としてのワーク１１５を切削する工具１１４とを備えている。
【０１４９】
ワーク１１５は、筒状であって一端部が本発明で言う第１の端部１１５ｂであり、他端部が本発明で言う第２の端部１１５ｃである。
【０１５０】
テーブル１１１は、図中に示すように、第１の方向Ｘと、第２の方向Ｙに往復動可能である。第２の方向Ｙは、第１の方向Ｘに対して垂直である。
【０１５１】
固定手段２００は、台２０１と、インデックス１１２と、チャック２０２と、を備えている。インデックス１１２は、台２０１に固定されている。チャック２０２は、インデックス１１２の先端に取り付けられている。チャック２０２は、ワーク１１５を保持する。図１９に矢印Ｔで示すように、インデックス１１２は、ワーク１１５をその軸心線まわりに回動自由にさせ、かつ回動した後にワーク１１５をその姿勢に固定する。
【０１５２】
テーブル１１１は、加工ヘッド１１３よりも下方に位置しており、ワーク１１５に向かう第３の方向Ｚに往復動可能である。第３の方向Ｚは、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙとに垂直な方向である。
【０１５３】
上記のように、テーブル１１１が第１，２，３の方向Ｘ，Ｙ，Ｚとに移動可能であることによって、テーブル１１１と加工ヘッド１１３とは、互いに第１，２，３の方向Ｘ，Ｙ，Ｚに、相対的に移動可能になる。
【０１５４】
加工ヘッド１１３は、工具１１４を保持する。また、加工ヘッド１１３は、第２の方向Ｙに垂直な平面内で第３の方向Ｚに対して傾斜することによって、工具１１４の軸心線１１４ａを第３の方向Ｚに対して傾斜させることができる。
【０１５５】
まず、ワーク１１５の第２の端部１１５ｃをチャック２０２に保持させる。ついで、台２０１の姿勢を、ワーク１１５の軸心線１１５ａが第１の方向Ｘに沿うように姿勢を調整する。また、工具１１４を加工ヘッド１１３に保持して、工具１１４の軸心線１１４ａが第３の方向Ｚに沿うように加工ヘッド１１３の姿勢を調整する。
【０１５６】
ついで、テーブル１１１を第１の方向Ｘと第２の方向Ｙとに移動することによって、工具１１４に対してワーク１１５を相対的に移動し、工具１１４の切削線Ｑを凸部３０および凹部３３の輪郭に沿って移動させて第１の端部１１５ｂに凸部３０と凹部３３とを形成する。
【０１５７】
切削線Ｑについて、図２０と図２１とを用いて説明する。図２０は、工具１１４がワーク１１５を切削している様子を一部切り欠いて示す断面図である。図２０中に示される２点差線のハッチングで囲まれる範囲は、工具１１４とワーク１１５との接触範囲Ｗである。図２１は、工具１１４がワーク１１５を切削している様子を、工具１１４の軸心線１１４ａを垂直に横切るように断面した断面図である。
【０１５８】
工具１１４の切削線Ｑは、工具１１４においてワーク１１５への半径方向切り込みの先端を結んだ線である。つまり、工具１１４におけるワーク１１５との接触範囲Ｗにおいて、図中矢印で示す工具１１４の進行方向と直角方向の切削側の縁である。なお、図中工具１１４は、誇張して大きくかかれている。
【０１５９】
第１の側面３１を形成する場合は、例えば、まず、テーブル１１１を第１の方向Ｘに移動することによって、案内面３１ａを形成する。これにより、案内面３１ａは、その延長上に軸心線Ｈを含む面に形成される。案内面３１ａが形成された後に、テーブル１１１を第２の方向Ｙに所定距離移動して、図１９に示すように、係止鉤部４０に仕上げ代（余肉）つけた外枠を形成する。その後に、インデックス１１２を角度β回転させてからテーブル１１１を再び第１の方向Ｘに移動して、残りの第１の側面３１を形成する。
【０１６０】
凹部３３の底端や、第２の側面３２を形成する場合は、例えば、凹部３３の底端や第２の側面３２が第２の方向Ｙに沿うように台２０１の姿勢を変化させた後に、テーブル１１１を第２の方向Ｙに移動することによって凹部３３の底端や第２の側面３２を形成する。
【０１６１】
ついで、係合面４１を形成する。係合面４１を形成する場合は、図２１に示すように、２点鎖線で示されたまだ形成されていない係合面４１が第２の方向Ｙに沿うように、台２０１および加工ヘッド１１３の姿勢を調整する。
【０１６２】
具体的には、形成されるべき係合面４１が第２の方向Ｙと第３の方向Ｚとで規定される平面と平行になるように、ワーク１１５の軸心線１１５ａが第１の方向Ｘに対して角度α傾斜するように台２０１の姿勢を調整する。
【０１６３】
さらに、工具１１４の軸心線１１４ａが第３の方向Ｚに対して、工具１１４の先端１１４ｂが第１の端部１１５ｂの先端１１５ｄに近づくように、
【数３１】
【０１６４】
傾斜するように加工ヘッド１１３の姿勢を調整する。
【０１６５】
前記の各調整が終了すると、工具１１４を第１の側辺４２が形成されるべき箇所に沿わせる。そしてテーブル１１１を第１の方向Ｘに移動することによって、ワーク１１５に対する工具１１４の切り込み量を調整する。ワーク１１５に対する工具１１４の切り込み量の調整が終了すると、テーブル１１１を第２の方向Ｙに移動することによって係合面４１を加工する。このように係合面４１を形成することによって、図５に示すように、軸心線Ｈ方向に先端面１５を見た状態において、第２の側辺４３は、第１の側面３１と平行になる。
【０１６６】
前記のように形成される凸部３０の案内面３１ａは、延長上に軸心線Ｈを含む面に形成される。このため、各カプラ１０ａどうしの着脱操作の円滑さが保たれる。係合面４１の接触部４１ａは、互いに面接触する。このため、係合面４１は、充分な耐久性を有するようになる。係合面４１は、各係止鉤部４０どうしの係合が解除されることを抑制する傾斜を有する。このため、各カプラ１０ａどうしの結合が不意に解除されて、各カプラ１０ａが抜けることが抑制される。接触部４１ａは、互いに面接触する平面に形成される。このため、多軸同時制御可能である高価なマシニングセンタを用いなくても、一軸ずつ制御する万能フライス盤１１０で係合面４１を形成することができる。
【０１６７】
それゆえ、着脱操作の円滑さと抜け止め機能と係合面の充分な耐久性とを維持しつつ、コストを抑えて結合装置１０を製造することができる。
【０１６８】
また、軸心線Ｈ方向に係合面４１を見た状体において、係合面４１は、第１の側辺４２と第２の側辺４３とは、互いに平行である。このため、係合面４１を形成する場合、テーブル１１１を第２の方向Ｙに動すだけでよいので、係合面４１を簡単に形成することができる。
【０１６９】
また、本実施形態では、係合面４１は、１つの凹部３３を形成した後に形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、係合面４１は、全ての凹部３３を形成した後に形成されるようにしてもよい。
【０１７０】
また、万能フライス盤１１０は、テーブル１１１が第１，２の方向Ｘ，Ｙに移動し、加工ヘッド１１３が第３の方向Ｚに移動するが、これに限定されるものではない。例えば、テーブル１１１が第３の方向Ｚに移動してもよい。要するに、工具１１４がワーク１１５に対して相対的に移動可能であればよい。
【０１７１】
なお、操作性をより円滑にするために、第１の側面３１と係合面４１とが交わる角部は、曲面や平面によって面取り仕上げほどこされてもよい。また、係合面４１が平面であるので、カプラ１０は、鍛造や鋳造でも容易に製造することができる。
【０１７２】
また、図２２に示すように、カプラ本体１１と凸部３０とがそれぞれ独立して形成され、これらを組み立てることによってカプラ１０ａが形成されてもよい。この点について一例を説明する。
【０１７３】
凸部３０は、カプラ本体１１とは、別に形成されている。凸部３０は、例えば複数個からなるユニット状になっている。このユニット３０１は、複数の凸部３０と、これら複数の凸部３０を一体にせしめる基部３１２と、を有している。各凸部３０と基部３１２とは、一体に形成されている。なお、ユニット３０１は、複数の凸部３０を有するのではなく、１つの凸部３０を有する構造であってもよい。
【０１７４】
基部３１２は、カプラ本体１１の外周面と接触する内周面３０２と、外周面３０３と、を有している。外周面３０３は、カプラ本体１１の軸線に沿って凸部３０から離れるにしたがって内周面３０２に近づくように傾斜している。
【０１７５】
カプラ本体１１には、ユニット３０１が軸方向に抜けないように、カプラ本体１１の先端部において外周面３１０から外側に突出する張り出し３０４を有している。
【０１７６】
固定部材３００は、筒状の部材である。固定部材３００は、カプラ本体１１の外周面３１０との間に複数のユニット３０１を挟みこむとともに、張り出し３０４との間にユニット３０１を挟みこむ。
【０１７７】
それゆえ、固定部材３００には、カプラ本体１１との間にユニット３０１の基部３１２を挟みこむための周壁部３０９と、張り出し３０４との間にユニット３０１の基部３１２を挟みこむ張り出し３０５と、を有している。
【０１７８】
基部３１２の先端面の一部は、張り出し３０４に当接する。基部３１２の後端面は、張り出し３０５に当接する。なお、基部３１２の先端面とは、基部３１２において凸部３０が配置される側の端面である。後端面は、先端面の反対側の面である。
【０１７９】
張り出し３０５は、内側に向かって突出している。張り出し３０５の内周部には、雌ねじ部３０７が形成されている。カプラ本体１１の外周部には、雌ねじ部３０７と螺合する雄ねじ部３０８が形成されている。
【０１８０】
周壁部３０９の内周面３１１は、ユニット３０１のテーパー状の外周面３０３に面接触するように、傾斜している。
【０１８１】
雌ねじ部３０７と雄ねじ部３０８とが互いに螺合することによって、固定部材３００は、カプラ本体１１に固定される。また、固定部材３００がカプラ本体１１に固定されることによって、複数のユニット３０１は、カプラ本体１１に固定される。
【０１８２】
なお、カプラ本体１１と凸部３０とが別々に形成される構造は、上記の構造に限定されるものでは、ない。要するに、カプラ１０ａが、それぞれ別々に形成されるカプラ本体１１と凸部３０とが互いに組み合わさることによって構成される構造であっても、本発明は、有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る結合装置の斜視図。
【図２】図１に示された本体部の先端部の先端面を示す正面図。
【図３】図１に示された本体部どうしが互いに結合した状態を示す斜視図。
【図４】図１に示された凸部の一部を拡大して示す斜視図。
【図５】図２に示された先端部の先端面の一部を拡大して示す正面図。
【図６】図１に示された凸部が相手側の本体部の凸部と係合した状態を示す斜視図。
【図７】第１の基準平面と第２の基準平面と第３の基準平面と係合面の接触範囲とのそれぞれの関係を示す図。
【図８】第２の仮想交点を、第１の基準平面に沿って第１の仮想端点側から軸心線Ｈに向かって見た状態を示す図。
【図９】図８を第２の基準平面に沿って矢印の方向から見た状態を示す図。
【図１０】第３の仮想交点を、第１の基準平面に沿って第１の仮想端点側から軸心線に向かって見た状態を示す図。
【図１１】図１０を第２の基準平面に沿って矢印の方向から見た状態を示す図。
【図１２】第４の仮想交点を、第１の基準平面に沿って第１の仮想端点側から軸心線に向かって見た状態を示す図。
【図１３】図１２を第２の基準平面に沿って矢印の方向から見た状態を示す図。
【図１４】図１に示された第１の側面の正面図。
【図１５】図３に示されたＦ１５を拡大して示す図。
【図１６】図１に示された係止鉤部が相手側の本体部の係止鉤部と係合する途中の状態を示す斜視図。
【図１７】図１に示された係止鉤部が相手側の本体部の係止鉤部と係合する途中の状態を示す斜視図。
【図１８】本発明に係る結合装置を製造する万能フライス盤を示す斜視図。
【図１９】図１８に示されたワークから係合面を形成する状態を示す斜視図。
【図２０】工具がワークを切削している様子を、一部きり欠いて示す断面図。
【図２１】工具がワークを切削している様子を、工具の軸心線を垂直に横切るように断面した断面図。
【図２２】カプラ本体と凸部とが分離可能な形態を示す断面図。
【符号の説明】
【０１８４】
６…嵌合部、１０…結合装置、１０ａ…カプラ、１１…カプラ本体、１１ｂ…先端部、３０…凸部、３１ａ…案内面、３３…凹部、４１…係合面、４１ａ…接触部、４２…第１の側辺（案内面側側辺）、４３…第２の側辺、５６…第１の仮想側辺、５７…第２の仮想側辺、１１０…万能フライス盤、１１１…テーブル、１１２…インデックス、１１３…加工ヘッド、１１４…工具、１１５…ワーク、１１５ｂ…第１の端部、１１５ｃ…第２の端部、１１５ｄ…先端、１４０…線（奥側側辺）、１４１…第１の線、１４２…第２の線、Ｈ…軸心線、Ｋ…基準円、Ｒ１…第１の基準平面（基準平面）、Ｒ２…第２の基準平面、Ａ…第１の端点（第１の接触部端点）、Ｂ…第２の端点（第２の接触部端点）、Ｃ…第３の端点（第３の接触部端点）、Ｅ…当接点（第４の接触部端点）、Ａ２…第１の仮想線、Ｂ２…第２の仮想線、Ｃ２…第３の仮想線、Ｅ２…第４の仮想線、Ｑ…切削線、Ｘ…第１の方向、Ｙ…第２の方向、Ｚ…第３の方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備える結合装置であって、
前記カプラは、
筒状のカプラ本体と、
前記軸心線回りの基準円に沿って前記カプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備え、互いに嵌合する嵌合部と、
前記軸心線を含む平面に沿って前記凸部に形成され、前記一対のカプラの着脱操作時に前記嵌合部どうしの嵌合を案内する案内面と、
前記凸部に形成され、係合状態の前記一対のカプラが軸心線方向に互いに離れる方向に互いに面接触する接触部を有する係合面と、
を備え、
前記係合面は、
前記係合面の前記案内面側の第１の側辺から前記基準円に沿って奥側の第２の側辺に亘って、前記凸部の突出方向に傾斜する平面に形成されることを特徴とする結合装置。
【請求項２】
前記接触部における前記案内面側の案内面側側辺において前記基準円の外側に位置する第１の接触部端点から、前記第１の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第１の仮想線と前記軸心線と直交する基準平面との交点までの長さを第１の長さＫ１、
前記案内面側側辺において前記基準円の内側に位置する第２の接触部端点から、前記第２の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第２の仮想線と前記基準平面との交点までの長さを第２の長さＫ２、
前記接触部における前記基準円に沿って奥側の奥側側辺において前記基準円の外側に位置する第３の接触部端点から、前記第３の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第３の仮想線と前記基準平面との交点までの長さを第３の長さＫ３、
前記奥側側辺において前記基準円の内側に位置する第４の接触部端点から、前記第４の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第４の仮想線と前記基準平面との交点までの長さを第４の長さＫ４、とすると、
前記係合面は、
【数１】
となる平面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の結合装置。
【請求項３】
前記接触部における前記案内面側の案内面側側辺と、前記接触部における前記基準円に沿って奥側の奥側側辺とは、それぞれの延長線が前記軸心線と交差するとともに、前記基準円の外側に位置する前記第１の側辺の端点を含み前記軸心線と直交する第１の基準平面上に、前記案内面側側辺と前記奥側側辺とを前記軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、前記軸心線上で角度β傾斜して交差する線に形成され、
前記係合面は、
前記第１の側辺の端点を含み前記軸心線と直交する第１の線を含む第２の基準平面であって前記第１の基準平面に対して前記第２の仮想側辺側が前記第１の仮想側辺側よりも前記凸部の突出方向に角度α傾斜する第２の基準平面の、該第２の基準平面に含まれる第２の線であって前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な第２の線より前記軸心線側を、前記第２の線を回転軸に前記軸心線方向に前記凸部の突出側に、
【数２】
傾斜させた第３の基準平面上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の結合装置。
【請求項４】
前記係合面を前記軸心線方向から見た状態において、前記第２の側辺を、前記案内面と平行に形成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の結合装置。
【請求項５】
直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備え、
前記カプラは、
筒状のカプラ本体と、
前記軸心線回りの基準円に沿って前記カプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備え、互いに嵌合する嵌合部と、
前記軸心線を含む平面に沿って前記凸部に形成され、前記一対のカプラの着脱操作時に前記嵌合部どうしの嵌合を案内する案内面と、
前記凸部に形成され、係合状態の前記一対のカプラが互いに軸心線方向に離れる方向に互いに面接触する接触部を有する平面である係合面と、
を備え、
前記接触部における前記案内面側の案内面側側辺と、前記接触部における前記基準円に沿って奥側の奥側側辺とは、それぞれの延長線が前記軸心線と交差するとともに、前記係合面の前記案内面側の第１の側辺において前記基準円の外側に位置する端点を含み前記軸心線と直交する第１の基準平面上に、前記案内面側側辺と前記奥側側辺とを前記軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、前記軸心線上で角度β傾斜して交差する線に形成され、
前記係合面は、
前記第１の側辺の端点を含み前記軸心線と直交する第１の線を含む第２の基準平面であって前記第１の基準平面に対して前記第２の仮想側辺側が前記第１の仮想側辺側よりも前記凸部の突出方向に角度α傾斜する第２の基準平面の、該第２の基準平面に含まれる第２の線であって前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な第２の線より前記軸心線側を、前記第２の線を回転軸に前記軸心線方向に前記凸部の突出側に、
【数３】
傾斜させた第３の基準平面上に形成される結合装置の製造方法であって、
前記嵌合部が形成される第１の端部とこれと反対側の第２の端部とを有する前記カプラの素材としてのワークを切削する工具と、
前記ワークが固定されるテーブルと、
前記ワークを前記テーブルに固定する固定手段と、
前記工具を保持する加工ヘッドと、
を具備し、
前記加工ヘッドと前記テーブルとは、互いに離れる方向および近づく方向に沿う第３の方向と、前記第３の方向と直角な第１の方向と、前記第３の方向および前記第１の方向の両方向と直角な第２の方向とに、相対的に移動可能であり、
前記固定手段は、前記第１の方向と前記第２の方向とで規定される面内で、前記第１の方向に対して前記ワークの軸線を傾斜させた状態で前記ワークを前記テーブルに固定可能であり、
前記加工ヘッドは、前記第３の方向と前記第１の方向とで規定される面内で前記第３の方向に対して前記工具の軸心線が傾斜する状態に姿勢変化可能である万能フライス盤を用い、
前記工具の切削線を前記凸部の輪郭に沿って移動することによって前記第１の端部に前記案内面を形成した後、
前記ワークの軸心線を、前記第１の軸方向に対して、形成されるべき前記係合面が前記第２の軸と前記第３の軸とで規定される平面と平行になるように、前記角度α傾斜させ、かつ前記工具の軸心線を前記第３の軸に対して、前記工具の先端が前記第１の端部の先端に近づくように前記角度
【数４】
傾斜させ、前記工具を前記係合面が形成されるべき部位に位置決めした後、前記ワークを前記第２の方向に移動することによって前記係合面を形成することを特徴とする結合装置の製造方法。
【請求項１】
直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備える結合装置であって、
前記カプラは、
筒状のカプラ本体と、
前記軸心線回りの基準円に沿って前記カプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備え、互いに嵌合する嵌合部と、
前記軸心線を含む平面に沿って前記凸部に形成され、前記一対のカプラの着脱操作時に前記嵌合部どうしの嵌合を案内する案内面と、
前記凸部に形成され、係合状態の前記一対のカプラが軸心線方向に互いに離れる方向に互いに面接触する接触部を有する係合面と、
を備え、
前記係合面は、
前記係合面の前記案内面側の第１の側辺から前記基準円に沿って奥側の第２の側辺に亘って、前記凸部の突出方向に傾斜する平面に形成されることを特徴とする結合装置。
【請求項２】
前記接触部における前記案内面側の案内面側側辺において前記基準円の外側に位置する第１の接触部端点から、前記第１の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第１の仮想線と前記軸心線と直交する基準平面との交点までの長さを第１の長さＫ１、
前記案内面側側辺において前記基準円の内側に位置する第２の接触部端点から、前記第２の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第２の仮想線と前記基準平面との交点までの長さを第２の長さＫ２、
前記接触部における前記基準円に沿って奥側の奥側側辺において前記基準円の外側に位置する第３の接触部端点から、前記第３の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第３の仮想線と前記基準平面との交点までの長さを第３の長さＫ３、
前記奥側側辺において前記基準円の内側に位置する第４の接触部端点から、前記第４の接触部端点を含み前記軸心線と平行に延びる第４の仮想線と前記基準平面との交点までの長さを第４の長さＫ４、とすると、
前記係合面は、
【数１】
となる平面に形成されることを特徴とする請求項１に記載の結合装置。
【請求項３】
前記接触部における前記案内面側の案内面側側辺と、前記接触部における前記基準円に沿って奥側の奥側側辺とは、それぞれの延長線が前記軸心線と交差するとともに、前記基準円の外側に位置する前記第１の側辺の端点を含み前記軸心線と直交する第１の基準平面上に、前記案内面側側辺と前記奥側側辺とを前記軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、前記軸心線上で角度β傾斜して交差する線に形成され、
前記係合面は、
前記第１の側辺の端点を含み前記軸心線と直交する第１の線を含む第２の基準平面であって前記第１の基準平面に対して前記第２の仮想側辺側が前記第１の仮想側辺側よりも前記凸部の突出方向に角度α傾斜する第２の基準平面の、該第２の基準平面に含まれる第２の線であって前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な第２の線より前記軸心線側を、前記第２の線を回転軸に前記軸心線方向に前記凸部の突出側に、
【数２】
傾斜させた第３の基準平面上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の結合装置。
【請求項４】
前記係合面を前記軸心線方向から見た状態において、前記第２の側辺を、前記案内面と平行に形成することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の結合装置。
【請求項５】
直線である軸心線方向に互いに着脱可能に結合する同一形状の一対の筒状のカプラを備え、
前記カプラは、
筒状のカプラ本体と、
前記軸心線回りの基準円に沿って前記カプラ本体の先端部に交互に並んで設けられる凹部と凸部とを備え、互いに嵌合する嵌合部と、
前記軸心線を含む平面に沿って前記凸部に形成され、前記一対のカプラの着脱操作時に前記嵌合部どうしの嵌合を案内する案内面と、
前記凸部に形成され、係合状態の前記一対のカプラが互いに軸心線方向に離れる方向に互いに面接触する接触部を有する平面である係合面と、
を備え、
前記接触部における前記案内面側の案内面側側辺と、前記接触部における前記基準円に沿って奥側の奥側側辺とは、それぞれの延長線が前記軸心線と交差するとともに、前記係合面の前記案内面側の第１の側辺において前記基準円の外側に位置する端点を含み前記軸心線と直交する第１の基準平面上に、前記案内面側側辺と前記奥側側辺とを前記軸心線方向に投影した第１の仮想側辺と第２の仮想側辺が、前記軸心線上で角度β傾斜して交差する線に形成され、
前記係合面は、
前記第１の側辺の端点を含み前記軸心線と直交する第１の線を含む第２の基準平面であって前記第１の基準平面に対して前記第２の仮想側辺側が前記第１の仮想側辺側よりも前記凸部の突出方向に角度α傾斜する第２の基準平面の、該第２の基準平面に含まれる第２の線であって前記第１の側辺の端点を含んで前記第１の側辺に直角な第２の線より前記軸心線側を、前記第２の線を回転軸に前記軸心線方向に前記凸部の突出側に、
【数３】
傾斜させた第３の基準平面上に形成される結合装置の製造方法であって、
前記嵌合部が形成される第１の端部とこれと反対側の第２の端部とを有する前記カプラの素材としてのワークを切削する工具と、
前記ワークが固定されるテーブルと、
前記ワークを前記テーブルに固定する固定手段と、
前記工具を保持する加工ヘッドと、
を具備し、
前記加工ヘッドと前記テーブルとは、互いに離れる方向および近づく方向に沿う第３の方向と、前記第３の方向と直角な第１の方向と、前記第３の方向および前記第１の方向の両方向と直角な第２の方向とに、相対的に移動可能であり、
前記固定手段は、前記第１の方向と前記第２の方向とで規定される面内で、前記第１の方向に対して前記ワークの軸線を傾斜させた状態で前記ワークを前記テーブルに固定可能であり、
前記加工ヘッドは、前記第３の方向と前記第１の方向とで規定される面内で前記第３の方向に対して前記工具の軸心線が傾斜する状態に姿勢変化可能である万能フライス盤を用い、
前記工具の切削線を前記凸部の輪郭に沿って移動することによって前記第１の端部に前記案内面を形成した後、
前記ワークの軸心線を、前記第１の軸方向に対して、形成されるべき前記係合面が前記第２の軸と前記第３の軸とで規定される平面と平行になるように、前記角度α傾斜させ、かつ前記工具の軸心線を前記第３の軸に対して、前記工具の先端が前記第１の端部の先端に近づくように前記角度
【数４】
傾斜させ、前記工具を前記係合面が形成されるべき部位に位置決めした後、前記ワークを前記第２の方向に移動することによって前記係合面を形成することを特徴とする結合装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００７−１２０６６２（Ｐ２００７−１２０６６２Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１５０６２（Ｐ２００５−３１５０６２）
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（３９１００１１６９）櫻護謨株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２８日（２００５．１０．２８）
【出願人】（３９１００１１６９）櫻護謨株式会社 (40)
【Ｆターム（参考）】
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