本发明涉及具有阀芯的管接头构件及该管接头构件中使用的螺旋弹簧。
背景技术
已知具有阀机构的管接头构件，该管接头构件包括具有流体通路的筒状的接头主体、配置在流体通路内并对该流体通路进行开闭的阀芯、以及朝向关闭流体通路的关闭位置而对阀芯施力的螺旋弹簧。在具有这样的阀机构的管接头构件中，通常，为了将螺旋弹簧安装在接头主体内，例如如专利文献1中的管接头那样将接头主体分割成两个构件，或者例如如专利文献2的图1至图9所示的管接头那样将用于支承螺旋弹簧的一端的构件安装于接头主体，从而结构变得复杂。
作为解决这样的问题的方案，例如在专利文献2的图16以及图17中，在接头主体的内周面设置圆环状的槽，在螺旋弹簧设置比其他的部分扩径了的部分，通过将螺旋弹簧的扩径部分嵌合于接头主体的圆环状的槽，从而将螺旋弹簧安装于接头主体。在该情况下，螺旋弹簧的扩径部分能够通过向径向内侧施加力而缩径，因此能够穿过流体通路中的直径比该扩径部分的直径小的部分而插入流体通路内。因此，无需如上述那样将接头主体分割或将用于支承螺旋弹簧的其他构件安装于接头主体，从而能够使结构变得简单。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4798510号公报
专利文献2：日本特许第4912375号公报
技术实现要素：
发明所要解决的课题
然而，对具有上述那样的扩径部分的螺旋弹簧而言，在流体在流体通路内高速地流动时阀芯被流体按压从而在该螺旋弹簧作用有过大的力的情况下，存在螺旋弹簧的一部分以通过扩径部分的内侧的方式较大地位移从而在该部分产生塑性变形的可能性。另外，在像这样发生较大的变形的情况下，也存在扩径部分被该变形的部分向内侧拉拽而从槽脱离的可能性。
因此，本发明的目的在于提供在一种如下的管接头构件、由该管接头构件及与其对应的管接头构件构成的管接头、以及它们中使用的螺旋弹簧，该管接头构件通过将扩径的嵌合部卡止于流体通路的弹簧嵌合槽而安装螺旋弹簧，即使在阀芯作用有较大的力，螺旋弹簧也不会发生塑性变形，或从接头主体脱离。
用于解决课题的方案
即，本发明提供一种管接头构件，具备：筒状的接头主体，其具有流体通路、及在所述流体通路的内周面形成的圆环状的弹簧嵌合槽；阀芯，其配置在所述流体通路内，且能够在关闭所述流体通路的关闭位置与开放所述流体通路的开放位置之间在所述流体通路的长度轴线的方向上位移；以及螺旋弹簧，其通过将线材卷绕成螺旋状而形成，配置在所述接头主体与所述阀芯之间且对所述阀芯朝向所述关闭位置施力，其中，所述螺旋弹簧具有：嵌合部，其具有比所述流体通路的内径大的外径，且嵌合并固定于所述弹簧嵌合槽；卡止部，其与所述嵌合部连接，且具有比嵌合于所述弹簧嵌合槽的状态下的所述嵌合部的内径大的外径；阀支承部，其支承所述阀芯；以及伸缩部，其在所述卡止部与所述阀支承部之间延伸，且当所述阀芯在所述关闭位置与所述开放位置之间位移时在所述长度轴线的方向上伸缩。
在该管接头构件中，通过使嵌合部嵌合于接头主体的弹簧嵌合槽而将螺旋弹簧固定于接头主体，因此能够使接头主体的结构简单，并且也能够容易地进行螺旋弹簧向接头主体的安装。另外，像这样形成为容易安装的结构，并且螺旋弹簧具有卡止部，该卡止部具有比嵌合于弹簧嵌合槽的状态下的嵌合部的内径大的外径，因此在阀芯从流体受到较大的力而使所述螺旋弹簧被较大地压缩时，卡止部卡止于嵌合部而被支承，能够防止与嵌合部连接的卡止部通过嵌合部而较大地发生变形的情况。并且，嵌合部被卡止部按压，因此嵌合部未作用有朝向径向内侧的力，因此还防止嵌合部缩径从而从弹簧嵌合槽脱离的情况。
优选为，所述卡止部与所述嵌合部在所述长度轴线的方向上邻接。
进一步优选为，所述卡止部通过将所述线材在所述长度轴线的方向上以相互邻接的方式卷绕多圈而形成。
通过将卡止部形成为这样的结构，能够提高卡止部的刚性，从而使卡止部与嵌合部的卡止状态更加稳定。
优选为，所述卡止部的外周面与所述流体通路的内周面接触，所述伸缩部的外径小于所述卡止部的外径，且在所述伸缩部与所述流体通路的内周面之间形成有间隙。
卡止部的外周面与流体通路的内周面接触，从而能够使螺旋弹簧相对于接头主体的姿态稳定。另一方面，伸缩部不与流体通路的内周面接触，因此伸缩部的伸缩不受阻碍，能够将对阀芯施加的力维持为稳定的状态。
优选为，所述伸缩部的所述外径大于所述卡止部的内径。
通过这样的结构，在沿长度轴线的方向观察时，伸缩部与卡止部具有重叠，即使在螺旋弹簧被较大地压缩的情况下伸缩部也由卡止部支承，从而防止伸缩部通过卡止部而发生较大地变形的情况。
优选为，所述弹簧嵌合槽的深度小于构成所述螺旋弹簧的所述线材的直径。
通常，螺旋弹簧在被压缩时欲扩径，但通过使弹簧嵌合槽的深度小于构成螺旋弹簧的线材的直径，从而即使螺旋弹簧的嵌合部扩径也能够维持嵌合部的至少一部分始终从流体通路的内周面向内侧突出的状态。由此，能够防止嵌合部因向半径方向外侧位移导致该嵌合部与卡止部在长度轴线的方向上的卡合被解除的情况。
优选为，所述阀芯具有向所述螺旋弹簧一侧突出的圆柱状的弹簧支承部，所述螺旋弹簧的所述阀支承部通过将所述线材沿所述弹簧支承部的外周面以在所述长度轴线的方向上邻接的方式卷绕多圈而形成。
根据这样的结构，能够将阀芯保持为稳定的状态，从而能够减少阀芯的晃动。
优选为，所述伸缩部沿所述长度轴线具有大致相同的直径，所述阀支承部的直径比所述伸缩部的直径小，所述螺旋弹簧具有将所述阀支承部与所述伸缩部连结的连结部，在从所述长度轴线的方向观察时，所述连结部具有从所述阀支承部向径向外侧延伸且以与所述伸缩部的一部分重叠的方式弯曲延伸的第一部分、从所述第一部分以与所述阀支承部的一部分重叠的方式延伸的第二部分、以及从所述第二部分以与所述伸缩部的另一部分重叠的方式弯曲延伸的第三部分，所述螺旋弹簧在所述长度轴线的方向上被压缩时，所述连结部的所述一部分和所述第三部分与所述伸缩部抵接，所述第二部分与所述阀支承部抵接，所述阀支承部经由所述连结部而支承于所述伸缩部。
伸缩部由于被压缩而使线材间的间隙变小，从而对通过此处的流体的阻力变大，通过在直径不同的伸缩部与阀支承部之间设置上述那样的连结部，能够使流体与螺旋弹簧的压缩状态无关地通过该连接部而流动。由此，能够抑制流体阻力随着螺旋弹簧的压缩而增加。另外，在螺旋弹簧被压缩时，阀支承部与伸缩部由连结部支承，因此防止阀支承部较大地位移至伸缩部的内侧的情况。
另外，本发明提供一种管接头，其具备上述的管接头构件、以及以能够拆卸的方式与所述管接头构件连结的对应管接头构件，其中，所述管接头构件与所述对应管接头构件连结时，所述管接头构件的所述阀芯被所述对应管接头构件按压而从所述关闭位置向所述开放位置位移。
并且，本发明提供一种螺旋弹簧，其设定于流体通路内，且用于对阀芯从开放所述流体通路的开放位置朝向关闭所述流体通路的关闭位置施力，所述阀芯以能够在所述流体通路的长度轴线的方向上位移的方式设定于所述流体通路内，其中，所述螺旋弹簧具有：嵌合部，其具有比流体通路的内周面大的外径，且嵌合于在所述内周面形成的圆周状的弹簧嵌合槽从而固定于所述流体通路；卡止部，其与所述嵌合部连接，且具有比嵌合于所述弹簧嵌合槽的状态下的所述嵌合部的内径大的外径；阀支承部，其支承阀芯；以及伸缩部，其在所述卡止部与所述阀支承部之间延伸，具有比所述卡止部的内径大的外径，且当所述阀芯在所述关闭位置与所述开放位置之间位移时在所述长度轴线的方向上伸缩。
以下，根据附图对本发明所涉及的管接头构件、管接头、以及螺旋弹簧的实施方式进行说明。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的阳型管接头构件的侧视剖视图。
图2是与图1的阳型管接头构件连结的阴型管接头构件的侧视剖视图。
图3是示出图1的阳型管接头构件与图2的阴型管接头构件连结后的状态的侧视剖视图。
图4a是图1的阳型管接头构件所使用的螺旋弹簧的侧视图。
图4b是图4a的螺旋弹簧的主视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的一个实施方式的阳型管接头构件(管接头构件)10具备：具有流体通路12的圆筒状的接头主体14、配置于流体通路12内的阀芯16、以及在流体通路12内配置于接头主体14与阀芯16之间的螺旋弹簧18。阀芯16能够在密封环20同接头主体14的阀座部22密封卡合从而关闭流体通路12的关闭位置(图1)与从关闭位置在流体通路12的长度轴线l的方向上后退(在图中观察时向右侧位移)从而开放流体通路12的开放位置(图3)之间位移。螺旋弹簧18对该阀芯16朝向关闭位置施力。
如图2所示，以能够拆卸的方式与阳型管接头构件10连结的对应的阴型管接头构件(对应管接头构件)30具备：具有流体通路32的圆筒状的接头主体34、在流体通路32的内周面32a上滑动的滑动阀芯36、以及对该滑动阀芯36施力从而使滑动阀芯36的密封环40与配置于流体通路32的中央的阀座部42密封卡合的螺旋弹簧38。另外，在接头主体34保持有用于将阳型管接头构件10保持为连结状态的锁定件44。
当将阳型管接头构件10插入阴型管接头构件30时，如图3所示，阴型管接头构件30的滑动阀芯36被阳型管接头构件10的接头主体14向图中观察时的左侧按压从而阴侧的流体通路32开放，并且阳型管接头构件10的阀芯16被阴型管接头构件30的阀座部42向图中观察时的右侧按压从而阳侧的流体通路12也开放。此时，阴型管接头构件30的锁定件44在与阳型管接头构件10的锁定件卡合槽24卡合的状态下成为被套筒46从径向外侧支承的状态，阳型管接头构件10被保持为相对于阴型管接头构件30无法拆卸。由阳型管接头构件10及阴型管接头构件30构成的管接头1以这样的方式连结，成为彼此的流体通路12、32连通的状态。
如图4a所示，阳型管接头构件10的螺旋弹簧18通过将剖面圆形的细长线材卷绕成螺旋状而形成。该螺旋弹簧18具有将线材卷绕约一圈而形成的嵌合部18a、与嵌合部18a连接且以比嵌合部18a略小的直径以在长边方向上邻接的方式卷绕约两圈而形成的卡止部18b、与卡止部18b连接且在长度轴线l的方向上隔开间隔地卷绕约六圈而形成的伸缩部18c、以及直径比伸缩部18c的直径小且以在长度轴线l的方向上邻接的方式卷绕约三圈的阀支承部18d。另外，如图4b所示，在伸缩部18c与阀支承部18d之间形成有将二者连结的连结部18e。从图4b的方向观察(即从长度轴线l的方向观察)时，该连结部18e包括从阀支承部18d向径向外侧且左侧延伸并以与伸缩部18c的一部分重叠的方式弯曲延伸的第一部分18e-1、从第一部分18e-1向右侧以直线状延伸且以在中途与阀支承部18d的一部分重叠的方式延伸的第二部分18e-2、以及从第二部分18e-2以与伸缩部18c的一部分重叠的方式弯曲延伸且与伸缩部18c连结的第三部分18e-3。当螺旋弹簧18被压缩时，连结部18e的第一部分18e-1和第三部分18e-3与伸缩部18c卡合，第二部分18e-2与阀支承部18d卡合。由此，阀支承部18d经由连结部18e而支承于伸缩部18c，从而防止阀支承部18d位移至连结部18c内。
如图1所示，阳型管接头构件10的接头主体14在其流体通路12的内周面12a具有圆环状的弹簧嵌合槽26。螺旋弹簧18通过使其嵌合部18a嵌合于弹簧嵌合槽26从而被固定于接头主体14。需要说明的是，该嵌合部18a能够通过向径向内侧施力而缩径，因此在安装螺旋弹簧18时，使嵌合部18a在缩径的状态下插入流体通路12内。在将螺旋弹簧18插入流体通路12内且嵌合部18a到达弹簧嵌合槽26时，嵌合部18a由于其弹力而恢复到扩径状态从而嵌合于弹簧嵌合槽26。因此，在使用这样的螺旋弹簧18时，无需将接头主体14分割或安装用于保持螺旋弹簧18的其他构件。
弹簧嵌合槽26的深度小于构成螺旋弹簧18的线材的直径，嵌合部18a嵌合于弹簧嵌合槽26时，成为其一部分始终从流体通路12的内周面12a向内侧突出的状态。另外，卡止部18b与流体通路12的内周面12a接触。嵌合部18a与卡止部18b形成为这样的结构，从而在螺旋弹簧18安装于接头主体14的状态下，卡止部18b的外径大于嵌合部18a的内径。另外，卡止部18b与流体通路12的内周面12a接触，从而螺旋弹簧18相对于接头主体14的姿态稳定。伸缩部18c形成为沿长度轴线l具有相同的直径，其外径小于卡止部18b的外径，在伸缩部18c与流体通路12的内周面12a之间形成有间隙。另外，伸缩部18c的外径大于卡止部18b的内径，在沿长度轴线l的方向观察时与卡止部18b具有重叠。
阀芯16具有在长度轴线l的方向上向螺旋弹簧18一侧突出的圆柱状的弹簧支承部16a。螺旋弹簧18的阀支承部18d以沿着该弹簧支承部16a的外周面16b的方式卷绕成螺旋状而形成，阀芯16在弹簧支承部16a插入螺旋弹簧18的阀支承部18d的状态下保持于螺旋弹簧18。阀芯16被像这样保持，从而相对于螺旋弹簧18晃动较少，姿态稳定。
在阳型管接头构件10与阴型管接头构件30连结而成为图3的状态时，螺旋弹簧18在长度轴线l的方向上被压缩。此时被压缩的部分主要是伸缩部18c，但伸缩部18c不与流体通路12的内周面12a接触，因此在螺旋弹簧18被压缩时，基本上不存在螺旋弹簧18与流体通路12之间的摩擦成为伸缩的阻碍的情况。
如上述那样，在螺旋弹簧18安装于接头主体14的状态下，卡止部18b的外径大于嵌合部18a的内径。因此，从伸缩部18c承接朝向图中观察时的右侧的力的卡止部18b与嵌合部18a卡合而被该嵌合部18a支承，从而防止通过嵌合部18a而发生位移的情况。同样地，伸缩部18c的外径大于卡止部18b的内径，因此伸缩部18c被卡止部18b支承从而防止通过卡止部18b而发生位移的情况。并且，阀支承部18d经由连结部18e而支承于伸缩部18c，因此能够防止通过伸缩部18c而发生位移的情况。即，当该螺旋弹簧18被较大地压缩时，嵌合部18a、卡止部18b、伸缩部18c、连结部18e、以及阀支承部18d各部分之间形成在长度轴线l的方向上彼此卡合且相互支承那样的结构，因此在伸缩部18c被完全压缩时，螺旋弹簧18并不会进一步发生变形而能够维持该形态。因此，例如即使在流体在流体通路12内高速地流动使阀芯16从阴型管接头构件30的阀座部42离开并进一步向右侧位移而将伸缩部18c完全压缩从而螺旋弹簧18上施加有较大的压缩力的情况下，由于各部分在长度轴线l的方向上相互支承，因此该螺旋弹簧18不会发生引起塑性变形那样的较大地变形。另外，嵌合部18a在其内侧部分从卡止部18b受到按压，因此从卡止部18b受到朝向径向外侧的力。由此，能够防止嵌合部18a伴随着螺旋弹簧18的压缩而缩径进而从弹簧嵌合槽26脱离的情况。
在本发明的阳型管接头构件10中，通过使用这样的螺旋弹簧18，从而使得接头主体14的结构极为简单，另外也能够容易地进行螺旋弹簧18相对于接头主体14的安装。另外，螺旋弹簧18构成为即使在受到较大的压缩力的情况下也不会过大地发生变形，因此不容易发生塑性变形。并且，嵌合部18a被卡止部18b从内侧按压，因此朝向径向内侧的力不会作用于嵌合部18a，从而能够防止嵌合部18a缩径而从弹簧嵌合槽26脱离的情况。
需要说明的是，在上述实施方式中虽然将图4a以及图4b所示的螺旋弹簧18用于阳型管接头构件，但也能够在阴型管接头构件中使用。
附图标记说明
管接头1；阳型管接头构件10；流体通路12；内周面12a；接头主体14；阀芯16；弹簧支承部16a；外周面16b；螺旋弹簧18；嵌合部18a；卡止部18b；伸缩部18c；阀支承部18d；连结部18e；第一部分18e-1；第二部分18e-2；第三部分18e-3；密封环20；阀座部22；锁定件卡合槽24；弹簧嵌合槽26；阴型管接头构件30；流体通路32；内周面32a；接头主体34；滑动阀芯36；螺旋弹簧38；密封环40；阀座部42；锁定件44；套筒46；长度轴线l。