JP2001516862A - 面で密封を行うグランド - Google Patents

面で密封を行うグランド

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JP2001516862A
JP2001516862A JP2000512031A JP2000512031A JP2001516862A JP 2001516862 A JP2001516862 A JP 2001516862A JP 2000512031 A JP2000512031 A JP 2000512031A JP 2000512031 A JP2000512031 A JP 2000512031A JP 2001516862 A JP2001516862 A JP 2001516862A
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coupling element
gasket
coupling
face
rim
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JP2000512031A
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English (en)
Inventor
バブダー，ジエラルド・エイ
オレシユノウイツツ，ベンジヤミン・ジエイ
パイパー，グレゴリー・エル
Original Assignee
スウエイジロク・カンパニー
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L19/00—Joints in which sealing surfaces are pressed together by means of a member, e.g. a swivel nut, screwed on or into one of the joint parts
    • F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L19/02—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member
    • F16L19/0212—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means
    • F16L19/0218—Pipe ends provided with collars or flanges, integral with the pipe or not, pressed together by a screwed member using specially adapted sealing means comprising only sealing rings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S285/00—Pipe joints or couplings
    • Y10S285/917—Metallic seals

Abstract

(57)【要約】 貫通孔、端面、該端面の上にある環状の隆起した密封面、および半径方向に見て該密封面の外側にある環状の凹んだ区域を具備した第１の連結機素。該連結機素はさらに、該連結機素が第２の連結機素の方へ連結しそれと係合する際、ガスケットと係合するための半径方向に見て凹んだ区域の外側にあるリムを有している。本発明はまたこのような機素を使用する管状の連結材に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本発明の背景】
本発明は米国特許３，５２１，９１０号および同５，１４５，２１９号記載の
型の管状連結材および管状連結機素に関する。これらの特許は両方とも参考のた
めに添付されている。これらの特許には第１および第２の連結機素、またはグラ
ンド（ｇｌａｎｄ、パッキン押さえ）を有する管状の連結材が記載されている。
各連結材は中央の貫通通路または貫通孔を有し、これらの二つの機素は面と面と
が合う関係で配置されている。各グランドの端面はグランドの間にある環状の金
属ガスケットの相対する側を密封するように係合させる大きさで配置された環状
の隆起したビード（ｂｅａｄ）を含んでいる。ネジ山が切られたナット・アセン
ブリーによって端面はお互いの方へ前進し、ガスケットはビードにより係合して
密封を行なう。密封を行なう端面はグランドの上にあることができるが、弁、調
節器等の流体制御機素の面のような「ブロック」上に配置することもできる。
【０００２】 嵌め込みを行なう際に使用者が絞め過ぎる機会を減少させるために、密封用の
ガスケットにかけることができる圧縮の量を制限するための拘束部材を備えるこ
とが示唆されている。例えば米国特許５，４８２，３３２号によれば、互いに係
合して絞め過ぎる可能性を制限する軸方向の突起が提供されている。
【０００３】 ガスケットは端面に関して半径方向に固定され、同時に端面はお互いの方に進
んでガスケットと係合し密封が行なわれることが望ましい。これを達成するため
には、グランドの端面は端面がガスケットと適切に係合するような処理を行なう
ことができる。また嵌め込みを行なった後連結材にトルクをかけた場合、ガスケ
ットと個々のグランドの間の密封関係が保たれていることが望ましい。例えば管
にトルクをかけ、連結アセンブリーの残りの部分を静止した状態に保った場合、
トルクによってガスケットとグランドとの間に相対的な回転が起こる可能性があ
る。さらにこのような配置は伝達されるトルクを減少させる助けになるから、オ
スのナットとその内部にあるグランドとの間の相対的な回転も防ぐことが望まし
い。
【０００４】 このタイプの連結アセンブリーは、あまり必要ではない環境では許容できる細
かい微粒子を減少または除去させることが要求される極めて清浄な環境で使用す
ることができる。従って粒子が発生する可能性を減少させることが望ましい。
【０００５】 最後に管状の連結材はしばしば、ガスケットを適切な半径方向の向きに保持す
るガスケット保持器として使用することができる。或る種の設計においては、ガ
スケット保持器は連結機素を適切に嵌め合せる妨げになることがある。従ってガ
スケット保持器を収納することができ、しかもガスケットと適切に係合し得る連
結用の機素を使用することが望ましい。
【０００６】 本発明は、積極的に停止を行なうためのフィードバック特性を有し、トルクに
抵抗し、嵌め合わせ用の機素の間の相対的な運動を減少させ、嵌め込んで連結を
行なった後連結アセンブリーが緩むことに対する抵抗性をもった連結アセンブリ
ーを提供することにより、上記問題の解決を行なう連結アセンブリーに関する。
他の具体化例においては、該連結アセンブリーはオスのナットとオスのグランド
との間で適切な係合が行なわれる形をしており、またガスケット保持器を収納す
るような形をし、その端面にはガスケットと係合するような処理が施されている
。
【０００７】
【本発明の概要】
本発明に従えば、連結アセンブリーの好適な形は環状のガスケットの相対する
面に対して密封を行なうように配置されたグランド／連結部材の端面を含んでい
る。この端面はグランド／連結部材の孔から外側へ延びたビード、そこから外側
へ延びて配置された環状の凹みまたは実質的に平らな区域、および半径方向に見
て該環状の平らな区域の外側にあるリムを含んでいる。
【０００８】 一具体化例においては、本発明は貫通孔および端面を有する胴部、および該端
面上にある環状の隆起した密封面を含む第１の連結機素に関する。この連結材は
さらに、該第１の連結機素が第２の連結機素の方へ前進しそれと係合する際、半
径方向に見て該密封面の外側にあるガスケットと係合するためのリムを含んでい
る。
【０００９】 他の具体化例においては、本発明は貫通孔および端面を有する第１の連結機素
、および貫通孔および端面を有する第２の連結機素を具備し、第２の連結機素の
端面は第１の連結機素の端面へ面しているような向きをもっている管状の連結ア
センブリーに関する。この管状の連結アセンブリーはさらに第１および第２の連
結機素の間にあるガスケット、およびその中に第１の連結機素を収納するような
形をしたネジ山の切られたメスのガスケットを含んでいる。このメスのナットと
ネジによって係合するオスのナットがあり、このオスのナットは第２の連結機素
と摩擦によって係合してそれらの間の相対的な回転を防ぐ形をした肩を有してい
る。
【００１０】 さらに他の具体化例に従えば、本発明は外径部と内径部とを有する端面を含み
、内径部が連結機素を通って延びた貫通孔を規定する一般的に管状の連結機素に
関する。該内径部は外径部から軸方向に凹み、該端面はさらに内径部の近傍にあ
る輪郭をもった表面を有している。
【００１１】 さらに他の具体化例においては、本発明は端面、貫通孔、および連結機素の中
につくられた保持器を受ける環状の凹みを具備した第１の環状の連結機素に関す
る。この凹みは、第１の連結機素がガスケット保持器を取り付けられた第２の連
結機素の方へ進みそれと係合する際、該保持器を受けるような形をしている。
【００１２】 本発明のさらに他の長所および利点んついては、すべて本発明の一部を構成す
る下記の詳細な説明、特許請求の範囲および添付図面から当業界の専門家には明
白であろう。
【００１３】 本発明は或る種の部材および部材の配列において物理的な形をとっている。本
発明の好適な具体化例は以下の明細書に詳細に記載され、添付図面に例示されて
いる。
【００１４】
【詳細な説明】
次に、本発明の好適具体化例を例示するが本発明を限定するものではない添付
図面を参照して本発明の説明を行なう。先ず図１を参照すれば、連結アセンブリ
ーＡの好適具体化例が示されている。このアセンブリーは第１の連結部材即ちグ
ランド１０および第２の連結部材即ちグランド１２を含んでいる。上記に簡単に
説明したように、この連結部材はグランドである（図１に示すように）か、また
は弁、調節器等他の連結部材に密閉し得るように連結された流体制御機素の表面
であることができる。従って以下の説明は種々の連結部材に適用でき、特記しな
い限りこの具体化例に限定されると考えるべきではない。さらに特記しない限り
同じ部材には同じ番号が付されているものとする。
【００１５】 各グランド１０、１２は一般的に中空円筒形の形態をしており、胴部１１を有
している。各グランドの第１の端１４は管またはパイプのような流体システム（
図示せず）と連結されるようになっている。各グランド１０、１２の第２のグラ
ンド１６は後部の肩１８を規定する直径が大きくなった外側の寸法をもっている
。後部の肩１８は一つの方向において第１の端１４に面し、反対の方向において
密封面または端面２０に面している。
【００１６】 各グランド１０、１２は貫通孔２２を有し、これは第１の端１４から第２の端
１６へと延び、該貫通孔２２により連結アセンブリーＡを通って流体が連絡して
いる。この具体化例においては第１の即ちオスのナット３２および第２の即ちメ
スのナット３４で規定されているナット・アセンブリー３０がグランド１０、１
２の周りに取り付けられている。各グランド部材１０、１２の端面２０は相対す
る関係位置で配置され、グランドの貫通孔２２は実質的に一直線に並んでいる。
当業界において公知のように、オスのナット部材３２はメス部材の内側のネジ山
３８と一緒になって動作する外側のネジ山３６を含んでいる。嵌め込みは典型的
にはオスのナット部材３２の方へメスのナット部材３４を移動させ、第１および
第２のグランドを互いに押し付けることによって行なわれる。ナット部材には典
型的には工具即ちレンチ・フラット（ｗｒｅｎｃｈ ｆｌａｔ）４０が取り付け
られ、容易に嵌め込みが行なえるようになっている。この特定の配置においては
オスのナット部材の端４２は第１のグランドの後部の肩１８と係合する。従って
ナット・アセンブリー３０が締められると、グランドは互いに軸方向に進む。
【００１７】 第１および第２のグランドの端面の間には環状のガスケット５０が挿入されて
いる。このガスケット５０はグランドの貫通孔２２の直径と実質的に合致した内
部の孔５２を有している。このガスケットの外周部５４は端面２０の外側の縁と
実質的に同じ直径をもつような寸法をしている。ガスケットは一般的に平らであ
り、好ましくは金属製である。さらに好ましくはこのガスケットは形が実質的に
円筒形である。即ちガスケットは平らな辺をもち、その中にノッチ、溝または切
り欠きが全くつくられていないことが好ましい。しかし別の具体化例においては
、ガスケットは環状の切り欠きをもっていることができ、本発明の連結部材はこ
のような環状の切り欠き、溝等をもったガスケットを入れることができる。
【００１８】 各第１および第２のグランド１０、１２の端面２０はガスケット５０の相対す
る面と係合して密閉を行なう。好適具体化例においては、各端面２０は周方向に
連続したビード面即ち密封面６０を含み、これは滑らかなアーチ形のあるいは曲
がった表面によって規定されていることが好ましい（図２Ｂおよび３）。この連
結アセンブリーにおいては、グランドの一つだけがこのような形をもつことがで
き、また或いは両方のグランドがこのような形をもっていることができる。図示
の具体化例においては、グランド部材の一つのビード面または密封面６０は端面
２０の半径方向に見て内側にある区域に配置され、密封面２０から予め定められ
た寸法Ｄ１だけ軸方向に外側へ突き出している（図３）。図示の寸法Ｄ１は平ら
な区域６４から測った値である。好適なビードの形状は一般に一定の半径で規定
される一般的にアーチ状の形をもっている。勿論本発明の範囲および目的を逸脱
することなく他の形のビードを使用することができる。図示の具体化例において
、ビードはグランドの端面２０から軸方向に外側へ延びることを意図してつくら
れているが、ビードの曲率中心は該ビードの曲率半径に極めて近似した距離で貫
通孔２２の壁から半径方向に外側の所にあることが好ましい。ビード６０の半径
方向に見て内側の縁の部分は貫通孔２２へと滑らかに移行していることが好適で
ある。例えば面取りされた面６２によりグランドの貫通孔２２を規定する壁を密
封ビード面と連結することができる。
【００１９】 ビード６０から半径方向に外側の所に凹んだ区域、即ちグランドの密封面２０
の半径方向の長さの大部分に亙って延びている環状の平らな区域６４がある。こ
の平らな区域６４は例えば１／１０００インチ程度ビード６０に対して凹んでい
る。後で詳細に説明するように、この平らな区域６４は連結アセンブリーＡの嵌
め合わせを行なう際に使用者に対して積極的なフィードバックを与える。十分に
嵌め込みがなされると、ガスケット５０は変形して平らな区域の中に入り、平ら
な区域６４は嵌め込みのトルクを増加させる。このトルクの増加は連結アセンブ
リーを嵌め合わせる際の使用者に対するフィードバックとして作用する。
【００２０】 半径方向に見て密封面の最も外側の所にリム７０が配置されている。ビードお
よび平らな区域は周方向に連続していることが好ましいが、このリムは不連続部
分を含んでいることができる。例えばリム７０はその中へ僅か１０００分の数イ
ンチ、好ましくは１０００分の約７〜３０インチだけ軸方向に内側へと延びた第
１および第２の凹み７２、７４（図４）を含んでいることができる。凹み７２、
７４は直径方向に相対して配置することができる。この凹みは端面２０の周の比
較的僅かな部分に亙ってだけしか延びていない。さらに種々の数の凹みを取り付
けることができるが、一好適具体化例においては間隔をおいて配置された分離し
た凹みが含まれる。
【００２１】 リム７０はビード６０の最も軸方向に突き出した部分と軸方向において同じ高
さにある。この場合、リム７０は端面２０から寸法Ｄ１だけ前方へ延びている。
別法としてリムは、ビード６０の外側の表面を越えて軸方向に延びた隆起したリ
ム７０であることができる。図３に示した具体化例においては、隆起したリム７
０はＤ１より大きい寸法Ｄ２だけ平らな区域６４から前方へ延びている。隆起し
たリムのこのような寸法によって、嵌め込みを行なう際リム７０はガスケットと
係合する密封面の最初の部分になる。連結アセンブリーの嵌め込みを行なう際、
リム７０はガスケット５０と係合し、連結部材とガスケットとの間で相対的な回
転が起こる。ガスケットと係合する形をしたリム７０を有するグランドに対して
は、やはりリム７０をもった他のグランドを使用することが必要である。リムは
ガスケットの両側に反対方向の力をかけ、各リムがガスケットと係合するのを助
ける。リム７０はグランドの中心から半径方向に見て外側に間隔をおいて配置さ
れているから、グランドとガスケットとの間の相対的な回転を防ぐのに都合の良
い能率をもったアームとなる。連結部材１０、１２が軸方向にお互いの方へ前進
し続け、ガスケット５０の相対する面と係合して圧縮され密封が行なわれると、
最終的にはにガスケットの材料は軸方向に移動して凹み７２、７４の中へ入る。
凹み７２、７４の中にガスケットが入り込むと、大きなトルクに対してもガスケ
ットおよび連結部材が相対的に回転しないことを保証する固定が得られる。
【００２２】 アセンブリーの嵌め込みの際連結部材３６、３８がお互いの方へ移動すると、
ガスケット５０はビード６０の間で初期的なな密封をつくる。さらに嵌め込みを
行なうと、ビード６０とリム７０との間のガスケット５０の半径方向の部分は平
らな区域６４によって規定されるキャビティーの中に入り込む。平らな区域６４
によって規定されるこのキャビティーは、最終的にはビード６０の初期的な密封
区域から半径方向に見て外側にあるガスケット材料によって充填される。ガスケ
ット５０が平らな区域６４と係合すると、嵌め込みを行なっている使用者はトル
クが実質的に増加したことを感じる。このようなトルクの増加はガスケットと連
結部材との間の接触表面積が大きいことに関連している。ビードだけ、或いはビ
ードとリムだけがガスケットと接触してる際の比較的集中した力とは反対に、各
グランドによりガスケットに対して一層均一に分布した力がかかる場合には、ガ
スケットは容易には変形しない。ガスケットは容易には変形しないから、使用者
に対しトルクのフィードバックが増加する。図５は嵌め込みの際のトルクの増加
を示している。上の曲線８０は本発明の管状の連結アセンブリーに関連した嵌め
込の際の、例えば指で絞めた後の回転数（ｔｕｒｎｓ ｐａｓｔ ｆｉｎｇｅｒ
ｔｉｇｈｔ、”ＴＰＦＴ”）（ｘ軸）に関連したトルクの実質的な増加（ｙ軸
）を示している。ｘ軸の各単位は完全な１回転の何分の一かを表す。もっと直線
的な増加を示すもっとありふれた従来法の配置を曲線８２として示す。即ち、下
の曲線８２に比べ上の曲線８０で増加が大きいのは、嵌め込みの際使用者に与え
られる積極的なフィードバックを表している。このフィードバックによりグラン
ドの所望の量の移動が軸方向に起こったこと、および嵌め込みが完了したことが
通知される。使用者がトルクの実質的な増加を感じたら、好適な密封圧力がガス
ケットにかけられる。この所望の圧力下において、ガスケットはビードの内側の
半径方向にあるデッド・スペースを実質的に充填し、嵌め込まれた連結アセンブ
リーのデッド・スペースは最小になる。従って図２Ａに示されるような貫通孔の
線での密封（ｂｏｒｅ−ｌｉｎｅ ｓｅａｌ）または貫通孔の線付近での密封が
得られる。
【００２３】 図６は本発明の連結アセンブリーが現存のシステムと普遍的に適合することを
示している。連結部材または第１のグランド１０は上記の連結機素と同じ形およ
び形態を有している。第２の即ち右側のグランドまたは連結部材１０’はもっと
ありふれた通常の構造をしている。即ち連結部材１０’のビード９０は連結部材
１０’の直径が大きくなった肩の半径方向に見て中間の所にある領域に配置され
ている。連結部材１０’は周辺部のリム、および密封面の主要部分の上に延びた
実質的に平らな区域をもっていない。嵌め込みの条件下において、第２の連結部
材のビード９０は新しい連結部材１０に付随した平らな区域６４に相対してガス
ケット５０と接触する。連結部材１０’のビード９０はガスケット材料を軸方向
に連結部材１０の平らな区域６４の中へと押込む。従ってこの連結部材１０の設
計はもっとありふれた連結部材１０’と相容性をもっている。現存の連結アセン
ブリーの機素は必要に応じ取り換えられるから、この新しいタイプの連結部材１
０は既に使用されている通常の連結部材に対し広い相容性をもっている。
【００２４】 図７Ａおよび７Ｂは、本発明の連結アセンブリーが管状の連結装置に限定され
ないことを例示している。例えば弁、調節器等のようなブロック９２の端面２０
を上記のような好適なビードの形６０、実質的に平らな区域６４およびリム７０
の形態をもつようにつくることができる。他のグランドをブロック９２に固定す
るオスのナットを受けるように、内側のネジ山９４をもった環状のメスの孔９６
をつくる。このオスのナットはブロック９２と一体をなしてつくられた内側のネ
ジ山９４と係合し、連結機素を一緒にガスケットの相対する面に押し付ける。図
７Ａおよび７Ｂに示したブロックは埋込まれたメスの孔をもっている。しかしブ
ロック９２の中に埋込まれたオスのグランドまたは他の形をもつように端面２０
をつくることができ、或いはグランドを直接ブロック９２に連結することができ
る。
【００２５】 本発明に使用するさらに他のグランドの設計を図８〜１０および図１８に示す
。グランド１０は、ビード１０２の曲率半径が大きいという意味において前記の
具体化例よりもかなり「平らな」ビード１０２をもっている。またグランド１０
は内側の孔２２とビード１０２との間に面取りされた面１０４を有し、これは連
結部材を嵌め込む際内側の直径に沿ったグランドの曲がりを減少させる助けとな
っている。またグランド１０は凹んだ区域、即ち平らな区域６４をもっている。
この平らな区域６４は、嵌め込みを締め過ぎた場合ガスケット５０を押込む空間
を与え、互いに嵌め合わされているオスとメスのナットを回転させるのに必要な
トルクを増加させる。このトルクの増加は嵌め込の際著しい締め過ぎを防ぐ助け
になり、嵌め込み完了の条件に達したことを使用者にフィードバックすることが
できる。図１０の具体化例において、平らな区域６４は平らな区域６４へと滑ら
かに移行する部分をつくる丸まった部分１０８、１１０を含んでいる。
【００２６】 グランドはさらにビード１０２と同じ距離だけ軸方向に前方へ延びたリム７０
を有している。即ち嵌め込みを行なう際リム７０およびビード１０２は実質的に
同時にガスケット５０と係合する。前述のようにリムとガスケット５０とを係合
させるために、リム７０はその中に凹みがつくられている。別法として、リムは
全く凹みをもたず、リムの比較的平らな面がガスケットに対し十分な摩擦的係合
を与えるようにすることもできる。しかしまたリムにコブをつけ、面を粗くし、
或いはその他の方法で処理して、必要に応じリム７０とガスケット５０との間の
摩擦的な係合を増加させることもできる。リム７０にコブをつけたり、面を粗く
したり、或いはこのような他の形状を賦与すると、連結部材のビードが適切にガ
スケットを密封していない場合、連結部から流体を逃がす助けになる。ビードと
ガスケットとの間に漏れがある場合、リム７０から半径方向に流体を逃がし、漏
れを検出して補正手段を講じることが望ましい。
【００２７】 図１１〜１６に示したさらに他の具体化例においては、グランドの端面２０は
突き出したビードを含まず、その代わりにその半径方向の縁の所で僅かに起伏し
た輪郭をもつ、即ち小さい曲率半径１１２をもっている（図１２）。グランド１
０は密封面または端面２０を有する胴部１１を含み、この端面２０は外径部１１
４および内径部１１６をもっている。内径部１１６はグランドの貫通孔２２を規
定している。内径部１１６は外径部１１４から軸方向に凹んでおり、端面２０は
内径部１１６の近傍１１２の所に曲がったまたは起伏のついた輪郭の表面をもっ
ている。一具体化例においては、この曲がった面１１２は側方から見ると一般に
円の一部、即ち円弧のような形をしている。一般的に平らな表面１１８が曲がっ
た面１１２の近傍にあるが、一具体化例においては曲がった面が端面２０のすべ
てを覆っていることができる。図１３に示されているように、嵌め込みの条件下
において起伏のある輪郭をもった区域１１２はガスケット５０から外側へと曲が
っており、その内径部５２の所でガスケット５０にかかる圧縮を減少している。
この配置はガスケットの内径部５２に不当な応力がかかり、グランドがその表面
の所で亀裂したり曲がったりするのを防ぐ助けとなる。
【００２８】 図１１に示されているように、端面２０はさらに周辺部の周りに間隔をおいて
配置された複数の凹み１２０を含んでいる。各凹み１２０は、連結機素１０が第
２の連結機素（図示せず）の方へそれと係合するように前進する際、ガスケット
と係合する縁１２２をつくる。凹み１２０は深さが約０．００７〜０．０３０イ
ンチ、好ましくは約０．０１５インチの範囲である。各縁１２２はガスケット５
０を把持し、ガスケットとグランドとの間の相対的な回転を防ぐ助けとなり、伝
達されるトルクを減少させる。凹み１２０はまた嵌め合いの離脱トルクを増加さ
せる。後で詳細に説明するように、この凹みは本発明の範囲を逸脱することなく
種々の形と大きさをもつことができる。
【００２９】 各グランドはさらに、端面の外側で半径方向に配置された環状のノッチである
保持器を受ける部分１２８を含んでいる。図１７に示すように、連結配置Ａのグ
ランド１２の一つはその上に取り付けられた保持器１２４をもっていることがで
きる。この保持器１２４はガスケット５０を受け、これを適切な向きに保持し、
嵌め込みの際にこれをグランド１０、１２の間に捕捉する。保持器１２４は半径
方向でガスケット５０と重なる形をした半径方向に見て内側に延びたフランジ１
２６を含んでいる。嵌め合いがなされる場合、フランジ１２６はグランド１０の
保持器を受ける部分１２８を受ける。この方法で嵌め込みが行なわれ、保持器１
２４はグランド１０、１２およびガスケット５０の密封を妨げることはない。
【００３０】 図１４〜１６は本発明のグランドの他の具体化例を示す。図１４〜１６のグラ
ンドはグランド１０の端面２０につくられた種々の数および形をもつ凹み１２０
をもっている。図示の具体化例には一般的に「ホタテガイ」の形をした凹みが示
されているが、この凹みは半円形、正方形、三角形、または他の規則的なまたは
不規則的な形を含む任意の形をしていることができる。図示の「ホタテガイ」の
形は、それぞれの凹みの所で材料を除去するのに（図１１、１４）静止ミル（ｓ
ｔａｔｉｏｎａｒｙ ｍｉｌｌ）を使用できるので製造が便利である。端面の外
周部から材料を除去して異なった形の凹み（図１５、１６）をつくるのに可動ミ
ル（ｍｏｖｉｎｇ ｍｉｌｌ）を使用することもできる。さらに他の具体化例を
図１９に示す。この具体化例においてはグランド１０はリム７０を含んでいる。
リム７０は、ガスケットと係合する形をしてそのように配置され、グランド１０
およびガスケット５０の間の相対的な回転を防ぐ助けをしているから、上記の目
的と同じ役目をする。
【００３１】 図１に戻れば、二つのグランド１０、１２は接触した位置で示されている。メ
スのナット３４が回転してグランドをお互いの方向へ前進させると、メスのナッ
ト３４の回転によって回転力がメスの内部にあるグランド１２へ伝達される。こ
の回転力はガスケット５０を介してオスのナット３６の内部にあるグランド１０
に伝達される。グランド１０が伝達された力によって回転すると、このような回
転はオスのナット３６の上手または下手にある他の連結機素を緩めるか或いは回
転させ、上手または下手にある他の機素の配列を狂わせる。このような伝達され
るトルクを防ぐためには、オスのナット３６の軸端４２に処理を施し、面を粗く
し、或いは曲げるような操作を行ない、後部の肩１８と隣接したグランド１０と
の間の摩擦的な係合を改善することができる。オスのナット自身は回転に対して
抵抗する。何故なら、典型的には平らな部分４０と係合するレンチを用いるよう
な方法で連結部材を嵌め込む際に不動化されるからである。勿論グランド１０の
後部の肩１８は面を粗くするかまたは他の方法で処理してグランド１０とナット
３６との間の摩擦的係合を増加させることができる。さらに他の具体化例として
は、オスのナットとオスのグランドとを一体化したまたは一体となった部材とし
てつくることができる。
【００３２】 以上好適具体化例を参照して本発明を説明した。明らかに、当業界の専門家に
はその変形および変更は明白であり、このような変形および変更は添付特許請求
の範囲内に入る限り、本発明はこのような変形を包含するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の連結アセンブリーの一具体化例の分解側断面図。
【図２Ａ】 嵌め込み条件下における図１の連結アセンブリーの側断面図。
【図２Ｂ】 図２Ａの円で囲まれた区域の拡大詳細図。
【図３】 図１の円で囲まれた区域の拡大詳細図。
【図４】 図１の連結部材の一つの密封面の端面図。
【図５】 種々の連結アセンブリーに対するトルク対連結アセンブリーの回転の関係を示
すグラフ。
【図６】 通常の連結部材をもつ連結アセンブリーに使用する本発明の連結機素の一具体
化例を示す側断面図。
【図７Ａ】 ブロックの胴部で示された本発明の密封面の一具体化例の断面図。
【図７Ｂ】 図７Ａのブロック胴部の端面図。
【図８】 本発明の連結機素の他の具体化例の側断面図。
【図９】 図８の連結機素の端面図。
【図１０】 図９の１０−１０の線に沿った詳細断面図。
【図１１】 本発明の連結機素の他の具体化例の端面図。
【図１２】 図１１の線１２−１２に沿った側断面図。
【図１３】 ガスケットによる嵌め込みを示す図１１の連結機素の二つの側断面図。
【図１４】 本発明の連結機素の他の具体化例の端面図。
【図１５】 本発明の連結機素のさらに他の具体化例の端面図。
【図１６】 本発明の連結機素のさらに他の具体化例の端面図。
【図１７】 本発明の連結機素のさらに他の具体化例を示す連結アセンブリーの側断面図。
【図１８】 機素の一部を切り取った図８の連結機素の透視図。
【図１９】 本発明の連結機素の他の具体化例の詳細断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パイパー，グレゴリー・エル アメリカ合衆国オハイオ州44039ノースリ ツジビル・チエスナツトリツジロード 32885 Ｆターム(参考） 3H014 DA01 DA07

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 貫通孔および端面を有する胴部、 該端面の上にある環状の隆起した密封面、および 該第１の連結機素が第２の連結機素の方へ前進しそれと係合する際ガスケット
    と係合するための、該密封面の半径方向外側にあるリムを具備していることを特
    徴とする第１の連結機素。
  2. 【請求項２】 半径方向に見て該密封面から外側にある環状の凹んだ区域を
    さらに含み、該凹んだ区域は該第１の連結機素が該第２の連結機素と嵌め込まれ
    て連結される際、嵌め合いのトルクを増加させることを特徴とする請求項１記載
    の連結機素。
  3. 【請求項３】 該凹んだ区域は、該第１および第２の連結機素がお互いの方
    へ前進する際、該ガスケットが変形するような形をしそのように配置されている
    ことを特徴とする請求項２記載の連結機素。
  4. 【請求項４】 該凹んだ区域は一般に平らであり、半径方向に見て該リムの
    内側にあることを特徴とする請求項１記載の連結機素。
  5. 【請求項５】 該密封面は側方から見て一般に丸くなっており、該孔の近傍
    にあることを特徴とする請求項１記載の連結機素。
  6. 【請求項６】 該リムおよび該密封面は該端面からほぼ同じ距離で軸方向に
    前方へ延びていることを特徴とする請求項１記載の連結機素。
  7. 【請求項７】 該リムは該密封面から軸方向に前方へ延びていることを特徴
    とする請求項１記載の連結機素。
  8. 【請求項８】 該リムは該ガスケットと摩擦的に係合することを特徴とする
    請求項１記載の連結機素。
  9. 【請求項９】 該リムは該連結機素の嵌め込み連結を行なう際該ガスケット
    を収納するための周辺部に間隔をおいて配置された第１および第２の凹みを含ん
    でいることを特徴とする請求項１記載の連結機素。
  10. 【請求項１０】 貫通孔および端面を有する胴部、 該端面の上にある環状の隆起した密封面、および 該密封面の半径方向外側にある環状の凹んだ区域を具備し、該凹んだ区域は、
    該第１の連結機素が第２の連結機素の方へ前進しそれと係合する際、ガスケット
    を受けて組立てトルクを増加させる形をしていることを特徴とする第１の連結機
    素。
  11. 【請求項１１】 該第１の連結機素が該第２の連結機素の方へ前進しそれと
    係合する際、該ガスケットと係合するための半径方向に見て該凹んだ区域の外側
    にあるリムを具備していることを特徴とする請求項１０記載の連結機素。
  12. 【請求項１２】 貫通孔、端面、該端面の上にある環状の隆起した密封面、
    該密封面の半径方向外側にある凹んだ区域、および該凹んだ区域の半径方向外側
    にあるリムを有する第１の連結機素、 貫通孔および端面を有し、その端面は該第１の連結機素の端面に面しているよ
    うな向きを向いている第２の連結機素、および 該第１および第２の連結機素の間にあるガスケットを具備し、該第１および第
    ２の連結機素がお互いの方へ前進する際それらの端面は該ガスケットと係合し、
    該リムは該ガスケットと摩擦によって係合することを特徴とする管状の連結アセ
    ンブリー。
  13. 【請求項１３】 該凹んだ区域は、該第１および第２の連結機素がお互いの
    方へ前進する際、該ガスケットが変形して中に入り得る区域を与えるような形を
    し位置していることを特徴とする請求項１２記載の管状の連結アセンブリー。
  14. 【請求項１４】 該リム、および該第１および第２の連結機素の該密封面は
    ほぼ同じ距離だけ該第１の連結機素の該端面から軸方向に前方へ延びていること
    を特徴とする請求項１２記載の管状の連結アセンブリー。
  15. 【請求項１５】 該リムは該第１の連結機素の該端面から軸方向に前方に延
    びていることを特徴とする請求項１２記載の管状の連結アセンブリー。
  16. 【請求項１６】 該リムは該ガスケットと摩擦により係合する形をしている
    ことを特徴とする請求項１２記載の管状の連結アセンブリー。
  17. 【請求項１７】 該連結部材と係合しこれを互いに軸方向へと押すネジ山の
    ついたアセンブリーをさらに具備していることを特徴とする請求項１２記載の管
    状の連結アセンブリー。
  18. 【請求項１８】 該ガスケットは一般に円筒形の形をしていることを特徴と
    する請求項１２記載の管状の連結アセンブリー。
  19. 【請求項１９】 該第２の連結機素は該端面の上にある隆起した環状の密封
    面、半径方向に見て該密封面の外側にある環状の凹んだ区域、および半径方向に
    見て該凹んだ区域の外側にあるリムを含んでいることを特徴とする請求項１２記
    載の管状の連結アセンブリー。
  20. 【請求項２０】 貫通孔、端面、該端面の上にある環状の隆起した密封面、
    該密封面の半径方向外側にある環状の凹んだ区域、および該凹んだ区域の半径方
    向外側にあるリムを有する第１の連結機素を選び、 貫通孔および端面を有する第２の連結機素を選び、 該第２の連結機素の該端面を該端面が該第１の連結機素の端面に面するように
    配置し、 該第１および第２の連結機素の間にガスケットを配置し、 該第１および第２の連結機素をお互いの方へ前進させ、該連結機素の端面が該
    ガスケットと係合し、該リムが摩擦により該ガスケットと係合するようにする工
    程を含むことを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】 貫通孔と端面を有する第１の連結機素、 貫通孔と端面を有し、該端面は該第１の端面に面するように配置されている第
    ２の連結機素、 該第１および第２の連結機素の間にあるガスケット、 該第１の連結機素を収納するような形をしているネジ山のついたメスのナット
    、および 該第２の連結機素を収納するような形をしているネジ山のついたオスのナット
    を具備し、該オスのナットは該メスのナットとネジ山によって係合するようにつ
    くられており、該オスのナットはさらに該第２の連結機素と摩擦によって係合し
    その間の相対的な回転を防いでいる肩を有することを特徴とする管状連結アセン
    ブリー。
  22. 【請求項２２】 該肩は該第２の連結機素と係合し該第２の連結機素を第１
    の軸方向へ押すことを特徴とする請求項２１記載の管状連結アセンブリー。
  23. 【請求項２３】 該肩は面を粗くする処理がなされていることを特徴とする
    請求項２１記載の管状連結アセンブリー。
  24. 【請求項２４】 該肩は曲げられていることを特徴とする請求項２１記載の
    管状連結アセンブリー。
  25. 【請求項２５】 各連結機素は該ガスケットと密封を行なうように係合する
    形をした環状の隆起した表面を含んでいることを特徴とする請求項２１記載の管
    状連結アセンブリー。
  26. 【請求項２６】 該オスのナットは該メスのナットの中にねじ込まれ、その
    間の相対的な回転によって該オスおよびメスのナットがお互いの方へ押され、そ
    れによって該第１および第２の連結機素がお互いの方へ押されることを特徴とす
    る請求項２１記載の管状連結アセンブリー。
  27. 【請求項２７】 外径部および内径部を有する端面を具備し、該内径部は連
    結機素を通って延びた貫通孔を規定し、該内径部は外径部から軸方向に凹み、該
    端面はさらに内径部の近傍の起伏のある輪郭をもった表面を有していることを特
    徴とする全体として管状の連結機素。
  28. 【請求項２８】 該起伏のある輪郭をもった表面は該内径部および外径部を
    連結していることを特徴とする請求項２７記載の一般的に管状の連結機素。
  29. 【請求項２９】 該起伏のある輪郭をもった表面は滑らかな輪郭をもってい
    ることを特徴とする請求項２７記載の一般的に管状の連結機素。
  30. 【請求項３０】 該端面はさらにその中につくられた少なくとも一つの凹み
    を有し、該凹みは該連結機素が該ガスケットの方へ前進しそれと係合する際ガス
    ケットと係合する縁をつくっていることを特徴とする請求項２７記載の一般的に
    管状の連結機素。
  31. 【請求項３１】 該少なくとも一つの凹みは該端面の外周部の周りにつくら
    れていることを特徴とする請求項３０記載の一般的に管状の連結機素。
  32. 【請求項３２】 該端面はさらに該起伏のある輪郭をもった表面と該外周部
    との間にある一般的に凹んだ表面を含んでいることを特徴とする請求項２７記載
    の一般的に管状の連結機素。
  33. 【請求項３３】 該端面はその中につくられた複数の凹みを含み、各凹みは
    該連結機素が該ガスケットの方へ前進しそれと係合する際ガスケットと係合する
    縁をつり、該凹みは該端面の周りに周方向に間隔をおいて配置されていることを
    特徴とする請求項２７記載の一般的に管状の連結機素。
  34. 【請求項３４】 該起伏のある輪郭をもった表面は側方から見て一般的にア
    ーチ形をしていることを特徴とする請求項２７記載の一般的に管状の連結機素。
  35. 【請求項３５】 該連結機素が該ガスケットの方へ前進しそれと係合する際
    該ガスケットと係合するための該外径部の近傍にあるリムをさらに具備している
    ことを特徴とする請求項２７記載の一般的に管状の連結機素。
  36. 【請求項３６】 端面、貫通孔および機素の中につくられた保持器を受ける
    環状の凹みを具備し、該凹みは第１の連結機素がガスケットを取り付けられた第
    ２の連結機素の方へ前進しそれと係合する際保持器を受けるような形をしている
    ことを特徴とする第１の環状の連結機素。
  37. 【請求項３７】 該凹みは半径方向に見て該端面の外側にあることを特徴と
    する請求項３６記載の連結機素。
  38. 【請求項３８】 該凹みは該連結機素の外側の表面上にあることを特徴とす
    る請求項３６記載の連結機素。
  39. 【請求項３９】 該貫通孔の近傍にある隆起した環状の密封面をさらに含む
    ことを特徴とする請求項３６記載の連結機素。
  40. 【請求項４０】 該第２の連結機素と組み合わされ、さらに該第１および第
    ２の連結機素の間にあって該保持器により適切な位置に保持されるガスケットと
    組み合わされていることを特徴とする請求項３６記載の連結機素。
  41. 【請求項４１】 互いに流体的な連絡を行なうための軸方向に規定された貫
    通孔、および互いに向き合った関係で配置された端面を有する第１および第２の
    連結部材、および該連結部材がそれと係合したネジ山のついたアセンブリーに応
    答してお互いの方へ前進する際、連結部材の間の密封関係を規定するために端面
    の間に挿入されたガスケットを含む型の連結アセンブリーにおいて、第１および
    第２の連結部材の少なくとも一つは、 半径方向に見て内側の区域に沿ってガスケットを接触させるための、一つの連
    結部材の貫通孔に隣接して端面の上にある丸くされた周方向に連続した密封用の
    ビード、 連結アセンブリーの嵌め込み連結を行なうのに必要なトルクを増加させるため
    の、半径方向に見て一つの連結部材の密封用のビードの外側に配置された環状の
    実質的に平らな区域、および 最初に連結アセンブリーを嵌め込む際にガスケットを係合させるための、半径
    方向に見て一つの連結部材の外側に配置された隆起した環を具備していることを
    特徴とする連結アセンブリー。
  42. 【請求項４２】 それぞれ第１の端から拡大された直径をもつ第２の端へ延
    びた長手方向の通路を有する中空円筒形の第１および第２のグランドであって、
    該第２の端は該通路との交差部分に配置された周方向の連続したビードを含む密
    封面に達し、該ビードはその最大の高さと比較して軸方向へ凹んだ環状の平らな
    区域へと半径方向に見て外側へと延びた嵌め込みの際にトルクを増加させる拡大
    された表面区域をもち、さらに密封面の外側の半径方向の周に配置された隆起し
    た環を具備し、該環は密封要のビードの最大の高さよりも大きな距離だけ軸方向
    に見て外側へ延びている第１および第２のグランド、 第１および第２のグランドの端面の間に挿入され、第１および第２のグランド
    の端面の間で半径方向に収納されてビードの間の初期的な密封、環状の平らな区
    域の間の二次的な密封をつくり、環状の凹みを介して第１および第２のグランド
    を係合させて固定する環状の金属製ガスケット、および 拡大した直径をもつ第２の端に沿ってそれぞれ第１および第２のグランドと係
    合し、管状の連結アセンブリーの嵌め込みを行なう際端面がお互いの方向に押さ
    れるようにする一緒に動作するネジ山がつけられた部材をもったナット・アセン
    ブリーを具備していることを特徴とする管状の連結アセンブリー。
JP2000512031A 1997-09-15 1998-09-15 面で密封を行うグランド Pending JP2001516862A (ja)

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