JP2005536690A - 規格化された取付けに基づく機械的管継手 - Google Patents

Abstract

管セグメントを一緒に接合するための継手。継手は、規格化された取付けによるもので、ソケットと、同ソケットに隣接する第１の拡張領域と、第１の拡張領域の隣接する第２の拡張領域とを含むハウジングを有する。封止部材が第１の拡張領域内に位置していて、リテーナが第２の拡張領域内に位置し、同軸のフランジを有する支持ワッシャがリテーナに隣接する。第２の拡張領域上にて内方に指向するリップはフランジに重なって継手内に支持ワッシャ、リテーナおよび封止部材を保持する。リテーナは管と係合し、管が継手から離脱することを阻止するために所定の角度をもって径方向に指向する複数の歯を有する。

Description

本発明は、管用の継手に関し、特に、ろう付けまたははんだ付けを行うことなく、流体の漏洩を防止する封止機能を有する強力にして信頼性の高いジョイントを形成する機械的継手に関する。

配管網を形成するには、外部の機械的力および内部の流体圧に耐えることができ、ジョイントの統合性を高い信頼性で維持することができる管の端部間で流体を漏洩しないジョイントを形成することができる継手が必要になる。ろう付けまたははんだ接続、ねじ山付きジョイント、溶接ジョイント、および機械的手段によるジョイントのような多くのタイプのジョイントは周知である。

例えば、家庭、ビジネスおよび産業で配水を行うために、世界中で広く使用されている銅配管は、通常、接続を行うために管の端部にはんだ付けされる継手により接合される。
配管網用の銅配管は非常に広く使用されているので、種々の国で標準配管サイズが確立している。例えば、米国においてはＡＳＴＭ規格があり、ドイツにおいてはＤＩＮ規格があり、英国においては英国規格（ＢＳ）がある。下記は上記種々の標準的銅管の外径の範囲の一部を示す。

標準外部銅管の外径
ＡＳＴＭ ＤＩＮ ＢＳ
１／２インチ １５ｍｍ １５ｍｍ
３／４インチ ２２ｍｍ ２２ｍｍ
１インチ ２８ｍｍ ２８ｍｍ
１．２５インチ ３５ｍｍ ３５ｍｍ
１．５インチ ４２ｍｍ ４２ｍｍ
２インチ ５４ｍｍ ５４ｍｍ
当然ながら、標準管直径と一緒に使用するための同じ寸法のエルボ（４５度および９０度）、Ｔ継手、直線セグメントのような標準管継手もある。米国においては、ＡＳＭＥ規格Ｂ１６．２２ａ−１９９８、１９９８年付けの「錬銅および銅合金はんだ接続圧力管継手」（Ｗｒｏｕｇｈｔ Ｃｏｐｐｅｒ ａｎｄ Ｃｏｐｐｅｒ Ａｌｌｏｙ Ｓｏｌｄｅｒ Ｊｏｉｎｔ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｆｉｔｔｉｎｇｓ）という名称のＡＳＭＥ Ｂ１６．２２−１９９５の付属文書がこれらの標準管継手を定義している。標準管継手は、はんだ接続を行うための係合接合の際に、特定の標準管の外径を受け入れる大きさの内径を有する開放端部を有する。

上記標準管継手の他に、弁、ストレーナ、アダプタ、流量測定デバイスおよび配管網で使用することができる他の構成要素のような他の構成要素は、標準管に対して互換性を有する継手を有する。本明細書においては、「継手」という用語は、標準エルボ、Ｔ継手または他の管継手に限定されずに、構成要素を管端部に結合する働きをする配管網で使用することができる任意の構成要素の開放端部を含むことを理解されたい。

はんだ接続は、通常、最初に、表面上に形成されているすべての汚染物および酸化物層を除去するために、ワイヤ・ブラシまたはスチールウールのような研磨材で、接合する表面を清掃することにより標準直径の管とその関連する標準管継手との間で行われる。次に、清掃した表面が、さらに酸化物層を破壊し（特に加熱した場合に）、管継手、管端部およびはんだの間で金属間の接触を可能にする、通常は酸性フラックスであるフラックス剤
によりコーティングされる。次に、管端部が管継手に係合され、それにより清掃し、フラックスでコーティングされた２つの面が接触する。次に、管継手および管端部がはんだの溶融温度に加熱され、はんだが管と管継手との間の界面に置かれる。はんだは溶融し、毛細管現象により管端部の表面と管継手の表面との間を流れ、冷却し固まってはんだ接続を形成する。ジョイントの近くの管がさらに酸により腐食するのを防止するために、外表面から余分なフラックスが除去される。

はんだ接続は、管と管継手との間に強力で、流体を漏洩しない接続を形成するが、このジョイントはいくつかの欠点がある。はんだ接続を行うには多くのステップが必要であり、そのためはんだ接続を行うには時間と労力がかかる。高品質で流体を漏洩しないジョイントを行うにはある程度の技術が必要である。さらに、はんだは、多くの場合、鉛およびフラックスを含んでいて、加熱すると有毒な煙を発生する恐れがあり、そのため作業者は、時間の経過と共に健康に悪影響を及ぼす恐れがある有害な物質に曝される。ジョイントは、通常、火災を起こす恐れがある裸のガスの炎により加熱される。

これらの欠点を克服するために、強力で流体を漏洩しないジョイントを形成するために、はんだまたは炎を必要としない機械的継手を開発するために多くの試みが行われてきた。このような機械的継手は、多くの場合、密封するためのＯリング、および部材を機械的に一緒に保持するために、管端部の外径と継手の内径との間に挿入される環状のリテーナを収容するサイズの大きい開口部を使用する。リテーナは、多くの場合、係合の後で継手から管端部が引き出されるのを防止するために、継手および管端部の対向表面に食い込む半径方向に延びる歯を有する。

これらの機械的継手は、はんだ接続に関連する上記問題は抱えていないが、これらの継手は下記の欠点の中の１つまたはそれ以上を有している場合がある。効果を上げるためには、リテーナは継手内に十分な空間を必要とする。それ故、継手は、受け入れる管に対して比較的サイズが大きくなる傾向があり、既存の標準継手を、このような機械的システムと一緒に使用するために適合させなければならない場合には、通常、サイズの小さい方の標準管に対して、サイズの大きい方の標準管継手を適合させなければならない。これは「同じサイズ同士の」管継手と呼ばれる標準管に適している標準管継手を適合させるよりもコストが高くなる。例えば、（同じサイズ同士ではない）機械的システム内で、１／２インチの標準銅管に結合するために、標準３／４インチの管継手を使用することができる。さらに、リテーナは、適当な引出し強度を与えることができず、例えば、ジョイントに張力を与える、弁の急な閉鎖（「水撃効果」）による、管内の圧力スパイク中に、管端部が気が付かないうちに継手から外れる恐れがある。

リテーナは、また、挿入した場合、管端部を継手を同軸に維持しないので、管端部が傾き、リテーナを変形させ、継手の内表面またはＯリングのような弾性シールを削りとる。このような機械的ジョイントの場合には、さらに、継手に対する管の軸方向の回転（すなわち、管の縦軸を中心とする管と継手の相対的回転）を少ししか防止しないか、全然防止しない。それ故、管上に装着されている弁または他の品目が回転し易くなる。リテーナを備える機械的ジョイントは、また、曲げへの抵抗がほとんどない場合が多く、管の遊びの角度が自由に大きく変化し、逆方向の曲げ負荷が反復して加わると、ジョイントから「抜け」出す傾向がある。また、過度に自由な遊びがあると、リテーナの片面上の歯が抜けて、もう一方の面上の歯を変形する傾向があり、ジョイントが弱くなる。さらに、リテーナを収容するためにもっと大きい断面を使用した場合には、もっと大きい断面積を有する継手内に流体を強制的に流すと、エネルギーの損失を起こし、流体の流れを妨害する恐れがある。通常、上記固有の欠点を克服するように機械的継手を設計すると、これらの継手は、部品の数が増大し、構造が比較的複雑になり、コスト高になる傾向がある。

はんだ付け管継手および上記の従来の機械的管継手の両方の欠点を有さず、既存の標準管継手から形成することができ、小さい直径の管を一緒に結合するために、より大きいサイズの管継手を使用するのではなく、「同じサイズ同士」の関連の標準管継手に適している管と一緒に使用することができる機械的管継手の開発が待望されていることは明らかである。

本発明は、管端部を収容するために標準による大きさの直径を有するソケットを有していて、同様に、ソケットと互換性を有するように標準による大きさの直径を有する管継手に関する。好適には、標準は、ＡＳＭＥ規格Ｂ１６．２２ａ−１９９８であることが好ましいが、英国規格およびドイツのＤＩＮ規格のような他の規格も使用することができる。

管継手は、好適には、ソケットの一方の端部に隣接して位置するストップ面を備えるることが好ましい。このストップ面は、半径方向に内側に延びていて、管端部が管継手を貫通するのを防止するために、管端部と係合することができる。第１の拡張領域は、ソケットの他方の端部に隣接して位置していて、第１の拡張領域は、ソケットより大きな直径を有していて、管継手と管端部との間を密封するために、その内部に設置することができる弾性リングのような密封部材を収容できる大きさを有する。肩部が、ソケットと第１の拡張領域との間に位置していて、この肩部は第１の拡張領域内に設置された場合、密封部材と係合することができる。

第２の拡張領域は、第１の拡張領域に隣接して位置する。第２の拡張領域は、好適には、第１の拡張領域の直径より大きな直径を有し、管継手内に管端部を保持するためにその内部に設置することができるリテーナと、リテーナに隣接して位置する支持ワッシャを収容できる大きさを有することが好ましい。支持ワッシャは、管端部と円周で係合し、支持するためのソケットの直径とほぼ同じで、ソケットと同軸の直径を有する半径方向に内側に延びる対向面を有する。ソケットおよび支持ワッシャが行う二点支持は、継手内の管の曲げに対してかなりの抵抗を有する。支持ワッシャは、好適には、リテーナと係合し、支持する円周上のカラーを有することが好ましい。第２の拡張領域は、管端部を収容するための管継手の開放端部を形成する。リップが開放端部のところに位置していて、第２の拡張領域内に位置した場合に、支持ワッシャと係合することができるように、ほぼ半径方向に内側に向かって延びる。肩部およびリップは、その間に、密封部材、リテーナおよび支持ワッシャを捕捉する。

好適には、管継手の開口部内に嵌合することができるリテーナは、第２の拡張領域と円周方向に係合する大きさのリング、およびリングの周囲に円周方向に配置されている複数の柔軟で弾性を有する細長い歯を備えることが好ましい。歯は、リングからほぼ半径方向に内側に向かって突き出ていて、開口部から遠ざかる方向にある角度で位置している。歯は、管端部が孔部から外側に移動するのを防止するために、管端部と円周方向に係合することができる。

本発明の１つの目的は、ジョイントを行うためにはんだ付けや、ろう付けや、溶接や、ねじ切りや、または接着剤による接着を行う必要がない機械的管継手を提供することである。

本発明のもう１つの目的は、既存の標準管継手から形成することができる標準機械的管継手を提供することである。
本発明のさらにもう１つの目的は、より経済的にし、流体の流れを改善し、よりコンパ
クトにするために、適当な標準管と「同じサイズ同士」の関連で使用することができる標準機械的管継手を提供することである。

本発明のさらにもう１つの目的は、管と継手との間の過度の自由な遊びを防止する曲げに対してかなりの抵抗を有する強い機械的標準管継手を提供することである。
本発明のさらにもう１つの目的は、管の縦軸を中心にして弁および他の構成要素の回転を防止する軸方向の回転にかなりの抵抗を有する機械的標準管継手を提供することである。

下記の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明を読めば、本発明の上記および他の目的および利点を理解することができるだろう。

図１は、ソケット１２内に嵌合するように、互換性を有する規格による大きさの管端部を収容するための規格による大きさの内径１４を有するソケット１２を有する本発明による管継手ハウジング１０を示す。好適には、継手ハウジング１０は、錬銅および銅合金はんだ接続圧力管継手用の規格番号Ｂ１６．２２ａ−１９９８による、ＡＳＭＥ標準管継手のような、既存の標準管継手を修正したものであることが好ましい。ドイツのＤＩＮ規格および英国のＢＳ規格のような他の規格の仕様に適合する管継手も、継手ハウジング１０を形成するように修正することができる。

ストップ面１６は、ソケット１２の一方端部に隣接して位置する。ストップ面１６は、半径方向に内側に向かって延びているので、管端部が継手ハウジングを貫通するのを防止するために、ソケット内に収容されている管の端部と係合することができる。ストップ面１６は、ハウジング１０の周囲を円周方向に連続して延びているが、図１Ａのストップ面１６ａで示すように連続していなくてもよい。

第１の拡張領域２０は、ソケット１２のもう一方の端部２２のところに位置している。第１の拡張領域は、ソケットの内径１４より大きな内径２４を有する。肩部２５は、ソケット１２と第１の拡張領域２０との間に位置している。第１の拡張領域の直径２４は、密封部材を収容できる大きさを有する。密封部材は、以下に説明するように、肩部と係合することができる。

第２の拡張領域２６は、第１の拡張領域２０に隣接して位置する。第２の拡張領域２６は、好適には、第１の拡張領域２０の内径２４より大きな内径２８を有し、同様に以下に説明するように、リテーナおよび支持ワッシャを収容できる大きさを有する。第２の拡張領域２６は、管端部を収容するためのハウジング１０の開放端部３０を形成する。

リップ３２は開放端部３０のところに位置する。リップ３２は、第２の拡張領域２６から半径方向に内側に延びていて、継手ハウジング１０内に支持ワッシャ、リテーナ、および密封部材を捕捉し、保持するために、上記支持ワッシャと係合することができる裏面３４を有する。

好適には、管継手ハウジング１０は、拡張領域２０および２６を形成するために、既存の標準管継手のソケットを形成するダイにより形成することが好ましい。リップ３２は、以下に詳細に説明する本発明による継手を形成するために、上記の密封部材、リテーナおよび支持ワッシャのような内部構成要素が継手ハウジング１０内に挿入された後の後の動作中に内側に回転する。

最初の時点では、任意の標準管継手を使用することができるが、１／２インチから２イ
ンチの公称直径を有する銅配管に対して互換性を有するＡＳＭＥ規格の管継手と一緒に使用すると特に有利である。同様に、１５ｍｍ〜５４ｍｍの範囲内の銅配管用のドイツおよび英国規格の管継手も有利に使用することができる。本発明は、銅の管との使用に限定されるのではなく、例えば、プラスチック・パイプまたは鋼管および管継手にも適用することができる。経済上の観点から言えば、標準管継手から始めることが有利である。継手ハウジング１０は、また、特定の用途用の注文ハウジングであってもよい。

図２は、管継手ハウジング１０、密封部材４２、リテーナ４４および支持ワッシャ４５を含むその種々の構成要素から組み立てた、本発明による管継手４０である。継手４０内に収容される管端部４６は極細線で示してある。管端部４６は、好適には、例えば、ＡＳＭＥ Ｂ１６．２２ａ−１９９８に対して互換性を有する標準管であることが好ましく、継手ハウジング１０は、好適には、管端部４６を収容するように、同じ規格により元来設計され、拡張領域２０および２６およびリップ３２の構成により修正した管継手から形成することが好ましい。

経済的な利点を実現するためには、好適には、元来管端部４６の直径と一緒に使用するためのものであって、継手と管端部との間で、「同じサイズ同士」の関係を達成するための標準管継手を修正することが好ましい。同じサイズ同士という用語は、結合中の管のサイズ用に修正中の管継手のことを意味し、その後でもっと小さいサイズの管を取ることができる継手に修正されるもっと大きなサイズの管用の管継手を意味するものではない。

図２に示すように、ソケット１２の内径１４は、管端部４６を収容し、支持する大きさになっている。ストップ面１６は、それを継手４０内に正しく位置させ、それが継手ハウジング１０を貫通するのを防止するように、管端部と係合する。

ソケット１２に隣接して位置する密封部材４２は、好適には、継手ハウジング１０の開放端部３０の方向に傾斜しているある角度を有する円周上の面４７を有する弾性リングであることが好ましい。傾斜面４７は、引き込みとしての働きをし、密封部材が管端部と肩部２５との間に挟まるのを防止するのを助ける。傾斜面４７は、また、管端部４６をソケット１２と整合するためのガイドとしての働きをし、それ故、管端部４６と継手４０との間の整合ミスによる挿入損傷からシールを保護するのを助ける。また、傾斜面４７を使用することにより、管端部４６を継手４０内に押し込むために必要な挿入力が小さくてすむ。密封部材４２は、また、図６に示すＯリングであってもよいし、または管端部と継手との間で流体を漏洩しないジョイントを形成する他のタイプの密封部材であってもよい。

流体を漏洩しないシールは、管端部４６の外面５０と第１の拡張領域２０の内面５２との間の環状空間４８内に密封部材４２を圧入することにより、継手ハウジング１０と管端部４６との間に形成される。密封部材４２は、密封部材と係合させ、ソケット１２内に収容するために、管端部４６を開口部３０を通して挿入した場合に、それが継手ハウジング１０のもっと深いところに移動するのを防止する肩部２５上に位置する。

図３および図４はリテーナ４４の詳細図である。このリテーナは、継手ハウジング１０の第２の拡張領域２６と係合する大きさを有するリング５４を備える（図２参照）。このリングは、領域２６内に位置していて、継手ハウジング内でリテーナを安定させる。好適には、継手ハウジング１０は、リテーナ４４を正しく位置させ、リテーナが継手ハウジング１０のもっと深い位置に移動するのを防止するために、リング５４と係合する第２の肩部５６を有することが好ましい。肩部５６がないと、図６に示し以下に説明するように、リテーナ４４は密封部材４２または中間構成要素上に位置することになる。

リテーナ４４は、リング５４の周囲の円周上に配置されていて、そのほぼ半径方向に内
側に延びる複数の柔軟で弾性を有する歯６０を有する。歯６０は、開口部３０から離れる方向にある角度を有し（図２参照）、管端部４６の外面５０と係合するように、弾性により一方の片寄っている。歯６０がある角度を有しているので、管端部４６を開口部３０に収容することができ、リテーナ４４および密封部材４２を通して、ソケット１２内に貫通することができ、ストップ面１６上に位置させることができる、しかし、管端部４６が継手から外側へ移動するのを防止することができる。管端部の外側への移動は、同時に歯を内側へ押しつけ、回転させる傾向があり、それにより、歯が管の外面５０内に食い込み、自ら係合するように継手内に管を保持し、そのため継手から管を引き出す際にもっと強い力が加わるので、歯６０は、さらに深く食い込み、湾曲または曲がるまで外側への移動を阻止するために、それに比例してもっと強い力を加える。

図３および図４に示すように、リング５４は、半径方向に外側に延びる突起５８を有することができる。突起５８は、第２の拡張領域２６と係合し、リテーナ４４と継手ハウジング１０との間の相対的回転を禁止する。歯６０は、外面５０に対して強制的に一方に片寄っていて、この面に食い込み、管端部４６とリテーナ４４との間の相対的回転を禁止する。と同時に、歯６０および突起５８が、管端部４６と継手ハウジング１０との間の相対的回転を禁止する。それ故、表面が平らな端部管（すなわち、溝または他の修正を有さない管端部）上に、継手４０により装着されている弁または他の品目が、作動したりサービスを行うのが困難なまたは不可能な、不便な位置またはアクセスできない位置に回転する可能性が低くなる。

リテーナ用の好適な材料としては、腐食を防止するステンレス鋼、柔軟性および強度に優れたベリリウム銅合金および他の弾力性を有する柔軟な金属等がある。エンジニアリング・プラスチックも使用することができる。

図２に最もはっきりと示す支持ワッシャ４５は、好適には、半径方向を向いている円周上のフランジ６２、および同様に円周上に位置しているが、半径方向のフランジ６２を横切るカラー６４を備えることが好ましい。それ故、支持ワッシャ４５は、図に示すように「Ｌ」字形の断面を有し、以下に説明するように、この断面により管端部を支持するための捻りに対して優れた剛性を有する。半径方向のフランジ６２は、リップ３２の裏面３４と重なり、この裏面と係合していて、それにより第２の拡張領域２６内に保持される。好適には、カラー６４は、管継手ハウジング４０の内部を延び、歯６０と係合し、支持することが好ましい。継手の周囲の円周上に歯を継続的に支持することにより、継手から管端部４６を取り外すために必要な引出す力が増大する。何故なら、カラー６４に支持されている場合、歯６０は支持されていない場合と比較すると、有意に大きな負荷を受けた場合、湾曲したり曲がったりするからである。

カラー６４は、ソケット１２の内径１４とほぼ等しく、同軸の内径６８を有する内側を向いている面６６を形成する。と同時に、ソケット１２および面６６は、管端部４６が継手ハウジング内に挿入された場合、管端部と係合して管端部４６を支持する。面６６およびソケット１２は、継手ハウジングのほぼ全長にわたって「二点」支持を行う。面６６およびソケット１２によるこの２点支持は、継手ハウジング１０内の管端部４６の曲がりにかなりの抵抗を与え、管端部の自由な遊びを少なくする。曲げ剛性が増大し、自由な遊びが少なくなったので、継手４０と管端部４６との間に信頼性の高い流体を漏洩しないジョイントを確実に形成するのが容易になり、このジョイントは反復して曲げ負荷を受けても漏洩を起こしたり、分離したりしない。さらに、ジョイントの剛性が増大したので、はんだ接続システムで使用した場合と同じ装着のためのハンガー空間が得られる。

支持ワッシャ用の好適な材料としては、腐食を防止するステンレス鋼、ベリリウム銅合金および強度の高いエンジニアリング・プラスチック等がある。
図５は、本発明による管継手４０を備えるエルボ管継手７０である。すでに説明したように、図に示すまっすぐな貫通タイプおよびエルボ・タイプの継手の他に、Ｔ字型管継手、弁の一部を形成する管継手、スプリンクラ・ヘッド、フィルタまたは任意の他の機械的構成要素のような任意のタイプの管継手を、本発明による継手を使用するように適合させることができる。

図５は、本発明による継手の製造方法および使用方法を説明する際に役に立つ分解図である。好適には、最初から、エルボ管継手７０は、例えば、管端部４６を収容できる大きさのソケット１２を有するＡＳＭＥ規格Ｂ１６．２２ａ−１９９８に適合する標準ＡＳＭＥ錬銅または銅合金はんだ接続圧力管継手のような標準管継手を使用することが好ましい。ソケット１２の一部は、好適には、ダイ形成により、第１および第２の拡張領域２０および２６に拡張することが好ましい。肩部２５および５６は、元のソケット１２の拡張作業中に形成される。次に、密封部材４２が第１の拡張領域２０内に設置され、肩部２５と係合する。次に、リテーナ４４が第２の拡張領域２６内の密封部材４２に隣接して設置され、肩部５６と係合する。次に、支持ワッシャ４５が、ソケット１２の方向に内側を向いているカラー６４と一緒に、リテーナ４４に隣接して設置され、リテーナ４４上の歯６０と係合し、支持する。上記構成要素が拡張領域内に正しく挿入され、設置された後で、極細線で示すリップ３２が、半径方向に内側を向いている第２の拡張領域２６の一部を回すことにより形成され、支持ワッシャ４５の半径方向を向いているフランジ６２と係合し、継手４０内に支持ワッシャ、リテーナ４４および密封部材４２を捕捉する。リップ３２も、管端部４６を収容するための開口部３０を形成する。

このように形成された継手４０は、密封係合状態で管端部４６を収容することができる。管端部４６は、リテーナ４４の歯６０と係合し、管継手７０から管端部が気が付かないうちに抜け出すのを防止するさらなる把握力を供給するためにその外表面５０内に掘られたか、冷間形成された溝７２を有することができる。溝７２は、歯６０と係合し、リテーナに対する管端部が回転するのを防止または少なくとも禁止するために、ギザギザ７４または他の織り目模様を有することができる。すでに説明したように、リテーナ４４は、第２の拡張領域２６と係合し、継手４０に対してリテーナ４４が回転するのを防止または禁止するために、そのリング５４から外に向かって延びる突起５８を有することができる。と同時に、ギザギザ７４、歯６０および突起５８は、管継手７０に対してその長軸７６を中心にして、管端部４６が回転するのを禁止するのを助ける。それ故、継手４０により管の上に装着している弁または他の品目が、作動したり修理を行うのが困難がまたは不可能な、不便な位置またはアクセスできない位置に回転する可能性が低くなる。

追加の溝７８も、溝７２から間隔をおいて管端部４６内に形成することができる。溝の間隔は、溝７２と係合するために、管端部４６をリテーナ４０上の歯６０に対して十分深いところまで継手４０内に挿入した場合に、溝７８がフランジ６２と整合するように設計される。それ故、溝７８は、管を設置中の技術者が、管端部４６が流体を漏洩しないジョイントを形成するために継手４０と正しく係合したことを直ちに確認することができる視覚的インジケータとなる。

何の加工もしていない端部管（すなわち、引き出し力を増強するための溝７２または他の修正を持たない管端部）も、境界標がフランジ６２と整合した場合に、管端部４６がストップ面１６上に位置するように、管端部から間隔を置いて位置する溝７８、または刻み目線、印刷マーク等のような他の形の境界標を有することができる。境界標により、管端部が継手と正しくまた完全に係合したことを視覚的に確認することができる。

図６〜図９は、本発明による管継手の他の実施形態である。図６の場合には、継手ハウジング１０は、第１の拡張領域２０内に位置するＯリング８０により形成されている密封
部材４２を有する。平ワッシャ８２は、Ｏリングに隣接して位置していて、リテーナ４４は、第２の拡張領域２６内に平ワッシャ８２に隣接して位置する。支持ワッシャ４５は、リテーナ４４上の歯６０と係合しているカラー６４を有し、リップ３２は半径方向を向いているフランジ６２と重なっていて、継手ハウジング１０内に構成要素を捕捉する。平ワッシャ８２は、Ｏリング８０およびリテーナ４４の両方を分離し、支持し、歯６０を支持しているリング５４だけを有する比較的簡単なリテーナ設計を使用することができ、そのため、Ｏリングと係合するためのリテーナ上のバック・フランジを使用しなくてもすむ。

図７は、継手４０の一実施形態である。支持ワッシャ４５のカラー６４は、ソケット１２の方向に内側に向かって延びるのではなく、継手ハウジング１０から外側に向かって延びる。この構成により、その上で継手が管端部と係合する長さが長くなり、それによりさらにジョイントの曲げ剛性を増強できるという利点が生じる。

図８は、Ｔ字形の断面を有する支持ワッシャ４５を有する継手４０である。カラー６４は、ハウジング１０から内側および外側の両方に向かって延びる。この実施形態の延長カラーは、図７の実施形態の曲げ強度を増強し、リテーナ４４の歯６０の支持を増強し、それにより管端部に対する引出し負荷を増強する。

図９は、継手４０の一実施形態である。支持ワッシャ４５は、簡単な平ワッシャを備える。ワッシャの内径８４は、すでに説明したように、管端部４６の支持のための内側を向いている面６６を形成する。リップ３２は、支持ワッシャ４５と係合し、継手ハウジング１０内にリテーナ４４および密封部材４２のような他の構成要素を捕捉し、保持する。

本発明による継手は、有意の経済的な利点を達成するために、標準管と同じ寸法同士で、既存の標準継手の利点を生かしながら、ろう付け、溶接およびはんだ付けに関連する災害を起こさない、信頼性の高い流体を漏洩しないジョイントを形成することができる機械的管継手を提供する。

本発明による管継手ハウジングの部分縦断面図。 本発明による管継手ハウジングの他の実施形態の部分縦断面図。 本発明による管継手の縦断面図。 本発明によるリテーナの前面斜視図。 図３のリテーナの背面斜視図。 本発明によるエルボ管継手の形をしている管継手の分解斜視図。 本発明による継手の種々の異なる実施形態の部分縦断面図。 本発明による継手の種々の異なる実施形態の部分縦断面図。 本発明による継手の種々の異なる実施形態の部分縦断面図。 本発明による継手の種々の異なる実施形態の部分縦断面図。

Claims (34)

1. ソケットと互換性を有する大きさの直径を有する管端部を収容するために、前記ソケットが規格に従った大きさの直径を備えた管継手ハウジングであって、前記管継手ハウジングが、
   前記ソケットの一方の端部に隣接する第１の拡張領域であって、前記第１の拡張領域が前記ソケットより大きい直径を有し、かつ前記管継手ハウジングと前記管端部との間を封止すべく、封止部材を収容し得る大、きさを有し、肩部が前記ソケットと前記第１の拡張領域との間において、第１の拡張領域内に位置した場合に、前記肩部が封止部材と係合することができることと、
   前記第１の拡張領域に隣接し、互いに隣接するリテーナと支持ワッシャを収容し得る大きさを有する第２の拡張領域であって、前記リテーナが管継手ハウジング内に管端部を保持し、かつ前記支持ワッシャが管端部を支持することと、前記第２の拡張領域が、管端部を収容するために、管継手ハウジングの開放端部を形成していることと、
   前記開放端部に位置し、前記第２の拡張領域に位置されたとき、支持ワッシャと係合し得るように、径方向内側に延びるリップとを備え、前記肩部およびリップは、両者間に封止部材、リテーナおよび支持ワッシャを保持する管継手ハウジング。
2. 前記第２の拡張領域が、前記第１の拡張領域よりも大きい直径を有する、請求項１に記載の管継手ハウジング。
3. さらに、前記一方の端部に対向して前記ソケットの他方の端部に隣接して位置しているストップ面を備え、前記ストップ面が、前記管端部が前記管継手ハウジングを貫通するのを防止するために、半径方向に内側に向かって延び、前記管端部と係合することができる、請求項１に記載の管継手ハウジング。
4. 前記規格がＡＳＭＥ規格Ｂ１６．２２ａ−１９９８である、請求項１に記載の管継手ハウジング。
5. 前記ＡＳＭＥ規格が、１／２インチから２インチの範囲内の公称直径を有する銅配管と互換性を有する管継手に関するものである、請求項４に記載の管継手ハウジング。
6. 前記規格標準がドイツＤＩＮ規格である、請求項１に記載の管継手ハウジング。
7. 前記ＤＩＮ規格が、１５ｍｍから５４ｍｍの範囲内の直径を有する銅配管と互換性を有する管継手に関するものである、請求項６に記載の管継手ハウジング。
8. 前記規格が英国規格である、請求項１に記載の管継手ハウジング。
9. 前記英国規格が、１５ｍｍから５４ｍｍの範囲内の直径を有する銅配管と互換性を有する管継手に関するものである、請求項８に記載の管継手ハウジング。
10. 前記継手ハウジングがエルボ管継手を備える、請求項１に記載の管継手ハウジング。
11. 前記継手ハウジングがまっすぐな管継手を備える、請求項１に記載の管継手ハウジング。
12. 管端部と密封状態で係合することができる管継手であって、
    前記管端部を収容し円周上で支持する大きさの直径を有するソケットを有する継手ハウジングと、
    前記ソケットの一方の端部に隣接して位置する第１の拡張領域であって、前記第１の拡
    張領域が、前記ソケットよりも大きい直径を有し、肩部が前記ソケットと前記第１の拡張領域との間に位置していることと、
    前記管継手と前記管端部との間を封止するために、前記第１の拡張領域内において、前記肩部に係合する封止部材と、
    前記第１の拡張領域に隣接して、管端部を収容するために、前記継手ハウジングの開放端部を形成している第２の拡張領域と、
    前記第２の拡張領域内に嵌合していて、前記管継手内に前記管端部を保持するために、前記管端部に対して円周上において係合可能なリテーナと、
    前記リテーナと、前記継手ハウジングの開放端部との間において第２の拡張領域内に嵌合し、リテーナと係合する支持ワッシャと、
    前記開放端部において継手ハウジングに取り付けられ、前記肩部とリップとの間に支持ワッシャ、リテーナおよび封止部材を保持すべく径方向内側に延び、支持ワッシャに重複して係合するリップとを備える管継手。
13. 前記支持ワッシャは、ソケットとほぼ同径にして同軸の径方向内方に指向する面を有し、前記管端部が管継手内に挿入されたとき、前記内方に指向する面が、円周上において管端部に係合可能であり、ソケットおよび支持ワッシャの内方へ指向する面により前記管端部を支持する請求項１２に記載の管継手。
14. 前記支持ワッシャが、円周上に延びるフランジと、前記円周上に延びるフランジを横切るように配置されている円周上に延びるカラーとを備え、前記フランジがほぼ径方向に指向してリップに重複して係合し、前記カラーはソケットとほぼ同軸に配置され、管端部を支持すべく内方に指向する面を形成する請求項１３に記載の管継手。
15. 前記カラーが継手ハウジングの開放端部から外方に延びる請求項１４に記載の管継手。
16. 前記カラーが管継手から内方に延び、前記リテーナに係合して同リテーナを支持する請求項１４に記載の管継手。
17. 前記フランジを横切る方向に指向し、かつ前記継手ハウジングの解放端部から外方に延びるカラーを備える請求項１６に記載の管継手。
18. 前記第２の拡張領域が、前記第１の拡張領域より大径状をなす請求項１２に記載の管継手
19. 前記一方の端部に対向してソケットの他方の端部に隣接して位置しているストップ面を備え、前記ストップ面が、管端部が前記管継手ハウジングを貫通するのを防止するために、半径方向に内側に向かって延び、前記管端部と係合することができる請求項１２に記載の管継手。
20. 前記ソケットが管端部を収容する規格に基づく直径を有し、前記管端部もソケットと互換性を有する大きさの直径を有する請求項１８に記載の管継手。
21. 前記規格がＡＳＭＥ規格Ｂ１６．２２ａ−１９９８である請求項２０に記載の管継手。
22. 前記ＡＳＭＥ規格が、１／２インチから２インチの範囲内の公称直径を有する銅配管に対して互換性を有する管継手に関するものである請求項２１に記載の管継手。
23. 前記規格がドイツＤＩＮ規格である請求項２０に記載の管継手。
24. 前記ＤＩＮ規格が、１５ｍｍから５４ｍｍの範囲内の直径を有する銅配管に対して互換性
    を有する管継手に関するものである請求項２３に記載の管継手。
25. 前記規格が英国規格である請求項２０に記載の管継手。
26. 前記英国規格が、１５ｍｍから５４ｍｍの範囲内の直径を有する銅配管に対して互換性を有する管継手に関するものである請求項２５に記載の管継手。
27. 前記継手がエルボ管継手を備える請求項１８に記載の管継手。
28. 前記継手がまっすぐな管継手を備える請求項１８に記載の管継手。
29. 前記封止部材が、前記第２の拡張領域と前記管端部との間で圧縮できる大きさの弾性リングを備えて封止を行う請求項１２に記載の管継手。
30. 前記封止部材が、継手ハウジングの開放端部に向かって傾斜する面を有し、前記弾性リングの周囲の周方向に延び、前記傾斜する面がソケット内に管端部を案内する請求項２９に記載の管継手。
31. 前記リテーナが、
    前記第２の拡張領域に対して円周上において係合する寸法に形成されたリングと、
    前記リングの周囲に配置された複数の柔軟で弾性を有する細長い歯とを備え、前記歯がリングからほぼ径方向内方に突出してソケットに対して角度をもって指向し、前記歯が管継手内において管端部を保持すべく記管端部の周に対して係合可能である請求項１２に記載の管継手。
32. 前記支持ワッシャがフランジおよび同フランジを横切るように配置されているカラーを備え、前記フランジがほぼ径方向に指向してリップと重複して係合し、前記カラーはソケットとほぼ同軸でリテーナに対して管継手から内方に延び、前記カラーは歯に係合して同歯を支持する請求項３１に記載の管継手。
33. 前記リングからほぼ径方向外方に延びる複数の突起を備え、前記突起がリテーナと継手との相対回転運動を阻止すべく前記第２の拡張領域に対して係合する請求項３１に記載の管継手。
34. 前記管端部がソケットに係合したとき、前記歯は管端部の外周部に形成された溝内に嵌合する長さに設定され、記歯が溝に係合することにより継手から外方に向かう管の運動に対する抵抗を増大することができる請求項３１に記載の管継手。

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