JP2001521606A - トルク抑制装置付き流体用継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 連結具組立体は、シール部材の両側の面を封鎖する端部を有する１対のグランドを備える。連結具ナット組立体がグランドと共同作用して、端部をシール部材に押し付ける。連結具ナット組立体からグランド（１０）への回転力を限定するために、トルク抑制組立体（２０、３０、４０）がグランド（１０）の溝（５６）内に取り付けられる。トルク抑制組立体（２０、３０、４０）は、連結具と軸受部材（２０、３０）とを組み合わせるスラスト部材（４０）を有し、これが連結具ナット組立体及び軸受部材（３０）に組み合い、軸方向の組付け力を、スラスト部材（４０）からグランド（１０）に伝え、かつトルクの伝達を減らすためにスラスト部材（４０）に関して回転する。

Description

【発明の詳細な説明】 トルク抑制装置付き流体用継手発明の背景 本発明は、パイプの継手又は連結具の技術に向けられ、より特別には改良され た管連結具に向けられる。本発明の連結具は超高真空の用途における使用に特に 適し、そしてこれを引用して説明されるが、本発明はより広範な応用が可能であ りかつ種々の条件下で作動する種々の流体システムに使用し得ることを認めるべ きである。 キャラハン他の米国特許３５２１９１０号において、市場的に成功しかつ圧力 及び真空の両方の作業に広く使用される管連結具が開示される。これは、超高真 空用途における使用に広く受け入れられることが見いだされた。上記特許の連結 具は、一般に、軸方向の貫通通路及びこの通路の軸線と直角の方向に伸びている 端面を有する第１及び第２の環状の連結具要素を備える。端面は、連結具端部の ための封鎖面を提供し、かつ典型的には環状のリブ又は半球状の断面の一般にビ ード状の突起を有し、この突起は貫通通路をまわって各端面から外向きに伸びる 。向かい合った端面間に、平滑で環状の金属のシール用ガスケットが捕捉される 。ネジの切られた連結具ナットが、連結具要素を互いに近づけるように作用し、 環状シール用ガスケットの両側の端面と環状リブとの閉鎖結合を作る。 連結具の組立中は、連結具要素とシール用ワッシャーとの間の相対回転が最小 であることが極めて好ましい。即ち、シール用ワッシャー及び／又はシール用端 面の望ましくない引掻き又は焼付きを生ずる可能性のあるこのようないかなる相 対回転も抑制し又は無くすことが望ましい。 かかる引掻き又は焼付きは、継手の有効性を劇的に減らし又は望ましくない粒子 を作る。事実、ある種の状況下では、漏洩が発生しかつ分解後の継手を作り直す 能力を失うことが有り得る。 相対回転を防止し、かつ連結具ナットから連結具要素の一方又は他方へのトル クの伝達を減らすための種々の努力が提案されている。例えば、本発明の所有者 及び発明者により共通に所有され発明された米国特許５０５８９３５号は、この 種の連結具組立体によるトルクを抑制するための試みの１方法を明らかにする。 この特許の開示は参考文献として本出願に組み込まれる。 連結具ナット及び組み合わせられた連結具要素との間に無摩擦スラスト軸受を 設置することも提案された。駆動力は、このスラスト軸受を介して連結具ナット から連結具要素に向けられる。この意図は、軸受がトルク伝達なしで連結具要素 に軸方向の組付け力を伝えることである。この目的で、標準及び特殊な玉軸受並 びにニードル型スラスト軸受組立体の両者が使われてきた。かかる装置の市販の 例がフジケン社より発売のピュアリング(PURERING)組立体であり、これにおいて は、軸受リングがグランド上に配置されかつ軸方向でグランドの後面と雌ネジの 半径方向ショルダーとの間に挟まれる。そこで、トルクは、雌ネジナットから軸 受リングに伝えられるが、軸受部材には伝えられず、かつ同様にガスケットにも 伝えられない。しかし、この装置は、軸受リングを受け入れるために大きくされ たナットを必要とし、かつ軸受リングは使用者が扱わねばならない組立体の別の 要素である。 スラスト軸受による方法は多少は満足であるが、これは価格及び連結具組立体 の複雑さをかなり増加させ、全体的に望ましくない。更に、無 摩擦スラスト軸受の追加が連結具組立体の全長をかなり大きくさせる。従って、 シール面と連結具要素との間及び／又は連結具要素とシールリングとの間の相対 回転運動を防ぐための設計に対する進行中の要求がある。 別の方法は、カジョンＳ（Cajon Ｓ）型ＶＣＲ及びオムニセーフ（OmniSafe） トルク抑制装置において使われるようなアンチトルクプロング（anti-torque pr ong）又はインターロッキングタブ（interlocking tab）の使用である。これら の設計は使用者に対して複雑さを加え、かつ既に使用の現存のＶＣＲ取付具と両 立できない。発明の簡単な説明 本発明は、前述の諸問題を極めて効果的かつ経済的な方法で克服する連結具構 造を提供する。 本発明により、軸受はグランドと一体に作られる。 本発明の別の態様によれば、スラスト板は軸受によりグランドから分離された 独立部品であり、これは、スラスト板とグランドとが一体品であってスラスト板 に対するナットの回転が同様にグランドを回そうとする現存のグランドの設計と は逆である。 本発明の主要な利点は、スラスト板が、これを押しているナットと共に自由に 回転し、グランドにはトルクを殆ど伝えないことである。 本発明の別の利点は、グランドの総寸法が現在の管継手の設計と同じままであ り、このため、使用中の現存の全ての管継手と両立し得ることに関連する。 本発明のなお別の利点は、組立体の部品数は全体として増加するが、取り付け るために使用者に対して追加の部品を要求しないことである。 本発明のなお別の利点及び便益は、以下の詳細な説明の読解により本技術の熟練 者に明らかになるであろう。図面の簡単な説明 本発明は、本明細書に説明され付属図面に示される幾つかの部品、部品の配列 、好ましい実施例における具体的な形態を取ることができる。図面において、 図１は従来技術の連結具組立体の長手方向断面図である。 図２は本発明の第１の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。 図３は本発明の第２の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。 図４は本発明の第３の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。 図５は本発明の第４の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。 図６は本発明の第５の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。 図７は本発明の第６の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。 図８は本発明の第７の実施例の教示によるスラスト軸受組立体を組み入れた連 結具組立体のグランドの長手方向断面図である。好ましい実施例の詳細な説明 図面は、本発明の好ましい実施例を図解する目的のものであり、本発明を限定 することを意図したものではない。図１を参照すれば、従来技 術の一例が連結具組立体ＣＡとして一般的に図示され、これは、シール部材又は ワッシャーＳの端面と気密の係合にされるシーリング面ＳＦを有する第１及び第 ２のグランド又は連結具部材Ｇを備える。各シーリング面は、好ましくは、シー ル部材と組み合うために軸方向外向きに伸びる円周方向の連続ビードＢを備える 。グランドの両端には半径方向のショルダーＳＨが設けられ、これは、グランド をシール部材との気密な係合にさせるために通常使用されるネジ結合の連結具ナ ットＣＮの対のような連結具組立体と機能的に共同作用する。 本発明の背景部分において上述されたように、連結具グランドとシーリングワ ッシャーとの間の相対回転を減らそうとする多くの試みがあった。しかし、従来 の装置は、一つの理由又はその他のため不満足であることが見いだされた。連結 具ナットから連結具グランドの一方又は両方へのトルク伝達の減少が、図示され かつ以下の実施例を参照して説明される本発明の目標である。 図２は、ステンレス鋼の連結具部材又はグランド１０、テフロン又は弗化ニッ ケル（ｎｉｃｋｅｌ ｆｌｕｏｒｉｎｅ）のような低摩擦材料で被覆され軸受部 材として作用する２個の硬化された鋼ワッシャー２０、３０、及びスラスト部材 又は板４０を示す。環状のワッシャーは、連結具部材の軸５０上を軸方向に摺動 できるような寸法にされ、これらはグランド１０又は連結具部材のシーリング面 を含んだ半径方向ショルダー５４の後面５２に当たる。次いで、スラスト板がグ ランド上に組み立てられ、そしてグランド軸の円周方向の溝５６内に圧縮され又 は縮められる。この相互適合が、ワッシャー及びスラスト板の軸からの滑り出し を防止するが、スラスト板がグランドに関して回転することは許す。スラ スト板は、ワッシャーの半径方向外側の縁を捕捉するような寸法にされ、この実 施例ではグランドの半径方向ショルダーと重なる。 図３は、スラスト板４０が溝の中に押し込まれる代わりに、第２のワッシャー ３０に切れ目が入れられ、そしてグランド１０の溝５７及びスラスト板の溝５８ の中と組み合っている保持用クリップとして作用することを除いて図２と同様な 設計である。このため、第２のワッシャーが軸受として作用し、諸部品を一緒に 保持する。この実施例を組み立てるためにワッシャー又はスラスト板を縮め又は 圧縮することは不必要である。更に、スラスト板は、グランドの半径方向ショル ダーと少なくも部分的に軸方向で重なり、両方のワッシャーを半径方向で収容す る。 図４は、ワッシャーが取り去られ、そして１個の軸受、或いはグラファイト充 填のP.E.E.K,（ポリエーテルエーテルケトン）のような軸受級のプラスチックリ ング６０で置き換えられる。リング６０及びスラスト板は、グランドの軸の対応 の溝６４内に受け入れられるスラスト板後方のワイヤー保持クリップ６２により 定位置に保持される。スラスト板は、内部にリングを受け入れるような形にされ るが、グランドの半径方向ショルダーと軸方向で重なることはない。 図５はプラスチックの軸受リング６０を使用し、そして、グランド１０の諸部 品を保持するためにスラスト板４０がグランドの溝６６内に圧縮される。この溝 は、スラスト板及び軸受リングの両者を受け入れるに十分な軸方向寸法を持つ。 更に、軸受リングは、グランドのショルダーと実質的に同じ外径寸法を有するス ラスト板により半径方向で収容される。 図６は、円形７に形成されたバネを使った実施例を明らかにする。バ ネ線の端部は揃えられ、そして端部間の円周方向の隙間が組立の際の円周の僅か な減少を許し、次いでバネ力がバネ線の円周をその元の長さに戻す。バネは、Ｔ ＦＥ又は燐ニッケル（ｎｉｃｋｅｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓ）のような低摩擦 被覆により被覆される。スラスト板４０は、グランドの軸の円周方向の溝７２内 に入り込むバネ線７０の上に押され、諸部品をグランド上に保持する。 図７の実施例においては、玉軸受８０がグランドの半径方向ショルダーとスラ スト板４０との間に置かれる。玉軸受はグランドの軸の溝の中に受け入れられ、 スラスト板はそのまわりに受け入れられて、玉軸受を半径方向で保持する。軸の 周囲に形成された通路８４内に保持用クリップ８２が受け入れられ、諸構成要素 を軸方向に一緒に保持する。スラスト板は玉軸受に関して回転可能であり、この ためトルクはグランドには伝わらない。 図８及び９の諸部品は、グランド１０のシール端部から組み立てられ、図示の ようにグランドの左端の上に受け入れられる。図２−７の実施例に見られるよう なグランド上の大きくされた半径方向のショルダーが無いので、スラスト板及び 軸受材料はグランドのシーリング端部上に設置される。特に、スラスト板４０の 内径寸法はシール端部より僅かに大きく、従ってこれを軸上に軸方向で受け入れ ることができる。軸受リング６０は、これがグランドのシール端部上にスナップ 適合できるように十分な弾性を持つ。最後に、前面カラー９０が、グランド上に 押し付けられる（図８）か、又はグランドにネジ止めされ（図９）、諸構成要素 を一緒に軸方向で保持する。 本発明は、好ましい実施例により説明された。本明細書の読解により、 その他への変更又は代置の生ずるであろうことは明らかである。例えば、図示さ れた環状ビードとは異なったシール装置を、同じ成果を得つつ本発明に組み入れ ることができる。同様に、異なった材料の構成部品を本発明の意図から離れるこ となく使用できる。本発明は、特許請求の範囲又はその同等事項内のかかる変更 及び変化の全てを含むことが意図される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年４月６日（１９９９．４．６） 【補正内容】 請求の範囲 １．トルクの伝達を限定するための流体用連結具手段であって、 端部と連通している貫通通路を有する第１の環状の連結具部材、 端部と連通している貫通通路を有する第２の環状の連結具部材、 それぞれ向き合った面を有する第１及び第２のグランド、 第１及び第２のグランドの端部間に挟まれたシール部材、 グランド端部をシール部材との係合に強制するための連結具ナット組立体、及 び 連結具ナット組立体から少なくも一方のグランドへの回転力の伝達を限定する ために、少なくも一方のグランドに機能的に取り付けられたトルク抑制組立体で あって、 少なくも一方のグランドに形成された溝、及び少なくも一方のグランド上でト ルク抑制組立体を軸方向で保持するための前記溝の中の保持用部材を有するトル ク抑制組立体 を具備した流体用連結具組立体。 ２．トルク抑制組立体が、少なくも一方のグランドの端部に隣接して形成され た溝を有する請求項１の流体用連結具組立体。 ３．トルク抑制組立体が、スラスト部材と軸受部材とを有し、スラスト部材が 、連結具ナット組立体と当たって組み合うために少なくも一方のグランドに配置 される請求項２の流体用連結具組立体。 ４．軸受部材がスラスト部材と少なくも一方のグランドとの間に挟まれる請求 項３の流体用連結具組立体。 ５．スラスト部材が軸受部材を半径方向で捕捉する請求項３の流体用連結具組 立体。 ６．トルク抑制組立体を少なくも一方のグランド上に保持するためにスラスト 部材が溝の中に受け入れられる請求項２の流体用連結具組立体。 ７．連結具ナット組立体から少なくも一方のグランドに軸方向の組付け力を伝 えるために、少なくも一方のグランドが端部に隣接した半径方向ショルダーを有 する請求項６の流体用連結具組立体。 ８．軸受部材が半径方向ショルダーと連結具ナット組立体との間に軸方向に挟 まれる請求項７の流体用連結具組立体。 ９．スラスト部材及び軸受部材がグランドのショルダーより小さい内径を有す る請求項７の流体用連結具組立体。 １０．トルク抑制組立体が、スラスト部材、軸受部材、及び溝の中に受け入れ られかつ少なくも一方のグランド上のスラスト部材と軸受部材とを軸方向で保持 する保持用リングを備える請求項２の流体用連結具組立体。 １１．トルク抑制組立体が、スラスト部材、軸受部材、及びカラーを備え、ス ラスト部材は少なくも一方のグランドの端部より大きい内径を有し、前記端部上 に軸方向で受け入れられる請求項２の流体用連結具組立体。 １２．カラーが、少なくも一方のグランドの端部の上にスナップ適合で受け入 れられるに十分に弾性的である請求項１１の流体用連結具組立体。 １３．カラーは、少なくも一方のグランドの端部の上に組み合うためにネジが 形成される請求項１１の流体用連結具組立体。 １４．軸受部材のある部分が溝の中に受けられ、かつスラスト部材は軸受部材 の別の部分を受けるための溝を有する請求項３の流体用連結具 組立体。 １５．軸受部材が第１及び第２のワッシャーを有する請求項３の流体用連結具 組立体。 １６．軸受部材が溝の中に受けられた玉軸受組立体である請求項３の流体用連 結具組立体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．トルクの伝達を限定するための流体用連結具手段であって、 端部と連通している貫通通路を有する第１の環状の連結具部材、 端部と連通している貫通通路を有する第２の環状の連結具部材、 第１及び第２のグランドの端部間に挟まれたシール部材、 グランド端部をシール部材との係合に強制するための連結具ナット組立体、及 び 連結具ナット組立体から少なくも一方のグランドへの回転力の伝達を限定する ために、少なくも一方のグランドに機能的に取り付けられたトルク抑制組立体 を具備した流体用連結具組立体。 ２．トルク抑制組立体が、少なくも一方のグランドの端部に隣接して形成され た溝を有する請求項１の流体用連結具組立体。 ３．トルク抑制組立体が、スラスト部材と軸受部材とを有し、スラスト部材が 、連結具ナット組立体と当たって組み合うために少なくも一方のグランドに配置 される請求項２の流体用連結具組立体。 ４．軸受部材がスラスト部材と少なくも一方のグランドとの間に挟まれる請求 項３の流体用連結具組立体。 ５．スラスト部材が軸受部材を半径方向で捕捉する請求項３の流体用連結具組 立体。 ６．トルク抑制組立体を少なくも一方のグランド上に保持するためにスラスト 部材が溝の中に受け入れられる請求項２の流体用連結具組立体。 ７．連結具ナット組立体から少なくも一方のグランドに軸方向の組付け力を伝 えるために、少なくも一方のグランドが端部に隣接した半径方 向ショルダーを有する請求項６の流体用連結具組立体。 ８．軸受部材が半径方向ショルダーと連結具ナット組立体との間に軸方向に挟 まれる請求項７の流体用連結具組立体。 ９．スラスト部材及び軸受部材がグランドのショルダーより小さい内径を有す る請求項７の流体用連結具組立体。 １０．トルク抑制組立体が、スラスト部材、軸受部材、及び溝の中に受け入れ られかつ少なくも一方のグランド上のスラスト部材と軸受部材とを軸方向で保持 する保持用リングを備える請求項２の流体用連結具組立体。 １１．トルク抑制組立体が、スラスト部材、軸受部材、及びカラーを備え、ス ラスト部材は少なくも一方のグランドの端部より大きい内径を有し、前記端部上 に軸方向で受け入れられる請求項２の流体用連結具組立体。 １２．カラーが、少なくも一方のグランドの端部の上にスナップ適合で受け入 れられるに十分に弾性的である請求項１１の流体用連結具組立体。 １３．カラーは、少なくも一方のグランドの端部の上に組み合うためにネジが形 成される請求項１１の流体用連結具組立体。 １４．軸受部材のある部分が溝の中に受けられ、かつスラスト部材は軸受部材 の別の部分を受けるための溝を有する請求項３の流体用連結具組立体。 １５．軸受部材が第１及び第２のワッシャーを有する請求項３の流体用連結具 組立体。 １６．軸受部材が溝の中に受けられた玉軸受組立体である請求項３の 流体用連結具組立体。