JP2006518833A - 直線ネジの設けられた調整可能なポート端部 - Google Patents

Abstract

雌ポート（７１）を有するポート本体（７０）とネジ結合しかつ封鎖するようにされた雄ネジ流体結合部材（２０）である。雄結合部材（２０）は、ネジの設けられた端部（３０）のある筒状部材（３５）を通って伸びている円孔（２３）、ネジ端部（３０）と長手方向で隣接する第１の円筒状周囲アンダーカット部分（６０）、一連の中間雄ネジ（５５）及び第２の円筒状アンダーカット部分（３４）を有する筒状部材（３５）を持つ。結合部材（２０）は、シール部材（４０）、及び第１のアンダーカット部分（６０）と周囲方向で封鎖接触して置かれた環状リング部材（４５）を持つ。取り付けの際は、シール部材（４０）は、シール部材（４０）の厚さより大きい長手方向長さを有する環状室（８０）を形成している環状リング（４５）、雌ポート（７１）及び第１のアンダーカット部分（６０）により閉じ込められる。結合部材（２０）は、長手方向端部（５１）が環状リング（４５）と中間ネジ（５５）との間に置かれた中間ネジ（５５）にネジ結合されたロックナット（５０）も持つ。ロックナット（５０）は、中間ネジ（５５）及び第２のアンダーカット部分（３４）の長手方向長さより大きい長手方向長さを持つ。

Description

本発明は、継手、特にポートに関して任意の回転方向を取ることができしかも雌ポートとの密閉連結を要するエルボのような継手に関する。

種々の作動圧力下で漏洩がなくかつ流量を絞ることのない連結を提供するために、産業設備用システム及び商業的製品において流体用継手が使用される。この形式のエルボ継手は、２個の雄ネジ端部、本体部分、中間のネジ部分、Ｏリング、ワシャ、及びロックナットを備える。かかる継手使用の一例として、継手の一方の端部は雌ポートに適合でき、他方の端部は強固な管又は可撓性導管に取り付けることができる。流体産業は、継手を、規制された他の適合部品と相互交換ができるように設計及び寸法を規制するために、ＳＡＥのような標準団体に頼ってきた。

ＳＡＥ標準は、継手についての一般的仕様及び寸法仕様を提供する。かかる継手の一例がシュモール（Ｓｃｈｍｏｈｌ）の特許文献１に示される。継手の製造業者は、最終使用者に適正な連結のための推奨される組立技法を提供する。しかし、継手を適合部品に取り付ける際に、継手に損傷を生じ、漏洩する連結をもたらすことがある。漏洩無しの連結を提供するためには、ワシャ、雌ポート、及び雄継手により形成された空洞部内にＯリングを適正に封鎖しなければならない。
米国特許第３，２４０，５１５号 明細書

もし最終使用者が推奨された組立技法に従わない場合は、雌継手上の中間ネジ部分がワシャを変形させることが有り得る。ワシャへの損傷は空洞部の形状を変え圧力流体の漏洩路を提供する。ワシャへの損傷はＯリングを損傷させることも有り得る。ワシャがＯリングに向かって変形すると、これがＯリングに切り傷を付け又は切断する可能性がある。連結内の圧力もまた、空洞部内の何かの開口、例えば変形したワシャを通してＯリングを押し出す。

同様に、最終使用者が推奨組立技法に従わない場合、空洞部がＯリングを受け入れるには小さ過ぎることも有り得る。継手のロックナットが、組立中、その正確な位置にない場合は、ワシャが空洞部を制限するであろう。この制限された空洞部は、Ｏリングを永久変形させ、又はＯリングを空洞部外に押し出すであろう。いずれも漏洩する連結を生ずる可能性がある。

この種の継手は、複数回使用するように意図される。再使用可能な継手は、新たな導管又は別の雌ポートに連結することができる。継手のどの部品に対する損傷も、継手の再使用を妨げるであろう。特に、ワシャへの損傷は、これを継手本体上に固着させる可能性がある。Ｏリングへの損傷は、Ｏリングに永久変形を起こし、その使用可能な寿命を短くさせる。

本発明の一態様により、ポート本体に取り付けるに適した一方の端部及び産業設備用の諸システムにおいて使用される導管及び市販製品との取付部を有する第２の端部を有する継手が提供される。本発明は、取付け中における継手構成要素の破損を防止する。

本発明の特徴は、雄ネジの設けられた第１の端部、前記第１の端部に関して角度が付けられ雄ネジが設けられた第２の端部、及び第１の端部から第２の端部に伸びている円孔を有する筒状部材を有する雄結合部材を提供することである。雄結合部材は、更にネジが設けられた第２の端部と長手方向で隣接しかつ第２の端部のネジの谷径より僅かに小さい一様な直径を有する第１の円筒状周囲アンダーカット部分、第１のアンダーカット部分に長手方向で隣接しかつ第１の長手方向端部と第２の長手方向端部とを有する中間雄ネジ部分、及び中間雄ネジ部分の第２の長手方向端部からショルダー部分に長手方向で伸びている一様な直径の第２の円筒状アンダーカット部分を持つ。結合部材は、第１のアンダーカット部分の周囲と周囲方向の封鎖接触状態で置かれたシール部材、第１のアンダーカット部分と密に接触しかつシール部材と中間雄ネジ部分の第１の長手方向端部との間に置かれた環状のリング部材、及び環状リングのシール部材から遠い方の側に置かれかつ第１の長手方向端部と第２の長手方向端部とを有し中間雄ネジ部分にネジで取り付けられたロックナットを備える。ロックナットの第１の長手方向端部は、環状リングと中間雄ネジ部分の第１の長手方向端部との間に置かれる。

上記の雄結合部材の更なる特徴は、第２の円筒状アンダーカット部分と中間ネジ部分との組み合わせられた軸方向の全長に少なくも等しいロックナットの長手方向長さを有することである。別の特徴は、結合用部材が再使用可能なことである。

更に別の特徴は、上述の結合部材が、雌ネジ円孔部分に融合する内向きテーパーのオリフィスのある雌ポートを有するポート本体にネジ結合しかつ封鎖取付けするようにされることである。雌ポートへの雄結合部材の取付けの際に環状の室が形成され、この中でシール部材が、環状リング、テーパー付きオリフィス、及び第１の円筒状周囲アンダーカット部分により閉じ込められる。更なる特徴は、環状室がシール部材の厚さより大きい長手方向長さを有することを含む。

雄結合部材の別の特徴は、第２の長手方向端部がショルダー部分との当たり接触にある第１の完全後退位置と第１の長手方向端部が環状リング部材に当たる第２の完全設置との間を動き得るロックナットを有することである。ロックナットは、第１及び第２の位置の双方において一連の中間雄ネジを覆うこともできる。

更に別の特徴は、上述の雄結合部材が雌ポートを有するポート本体にネジ取付けされる流体連結を形成する方法である。この方法は、上述の雄結合部材と雌ポートとを準備し、この雄結合部材を雌ポートに取り付け、そしてシール部材を閉じ込めるための環状空洞部を形成することよりなる。この方法は、雄結合部材を希望の角度方向に位置決めすることも含み、更に環状室を封鎖するためのロックナットを更に締めることを含む。この方法の更なる特徴はロックナットを緩め、雄結合部材を雌本体から外し、そして別のポート本体と更なる連結を形成することを含む。

本発明は、付属図面において例示の方法により線図で図示される。

図１−４を参照すれば、アダプター継手１２０に対する従来技術の設計が示される。アダプター継手１２０は、ネジの設けられたポート端部１３０、本体部１３５（部分的に示される）、Ｏリングシール１４０、バックアップワシャ１４５、及びロックナット１５０を有し、このロックナットは中間ネジ部分１５５にネジ連結される。ワシャ１４５及びＯリング１４０を受け入れるアンダーカット部分１６０が、ネジの設けられたポート端部１３０と中間ネジ部分１５５との間に置かれる。上方アンダーカット部分１３４が、中間ネジ部分１５５と本体１３５との間に置かれる。図１は取付け前の継手１２０を示す。

図２は、ポート１７０内にねじ込まれた後の継手１２０を示す。継手１２０は、ワシャ１４５がポート本体１７０の頂部に当たりそしてアンダーカット部分１６０内に作られた空洞部１８０内にＯリング１４０を閉じ込めるまでポート１７０内にねじ込まれる。次いで、継手は、継手１２０の反対側の端部（図示せず）の適正な整列又は方向合わせのため、必要な場合、図３に示されるように最大で１回転まで「戻し離される」。完全に組み立てられた位置が図４に示される。この位置においては、ロックナット１５０は、その底端部１５１がワシャ１４５と隣接接触し、一方、ワシャが本体部１７０の頂部と隣接接触するように動かされ、これにより空洞部１８０内におけるＯリング１４０の封鎖を達成するまで、中間ネジ部分１５５上で締められる。

図１−４に示される従来技術の設計の欠点は、継手１２０をポート１７０内に最初に組み合わせる際に、ロックナット１５０が中間ネジ部分１５５の底部ネジ１５７まで又はその下方に常時伸びていないことである。その結果、中間ネジ部分１５５のネジ底部１５７がワシャ１５４と接触し（図２に示されるように）ワシャ１４５を作られる空洞部１８０内に下向きに変形させることである。この変形は、図２、３及び４の番号１４７により表される。

図４に示されるように、変形したワシャ１４５は、空洞部１８０の適正な封鎖を提供せず、従って漏洩路を形成する。この変形はＯリング１４０をアンダーカット１６０に押し付けてひねることによりＯリング１４０の封鎖能力を損なう可能性がある。この変形は、また、ワシャ１４５の内径とアンダーカット１６０との間の間隙を広げる。運転中、内部孔１２２内の液体圧力が、この間隙を通ってＯリング１４０を空洞部１８０外に押し出す可能性がある。極端な場合は、空洞部１８０内のＯリング１４０のための利用可能な容積が変形により大きく減らされ、Ｏリング１４０が一杯になって損傷を受ける。ワシャ１４５の変形も、継手１２０の再使用可能性を妨げる。

本発明は図５−８に示され、従来技術の設計と組み合ったこの短所を克服する継手２０を示す。継手２０は、従来技術の継手１２０と同様なネジの設けられたポート端部３０、Ｏリング４０、及びワシャ４５を持つ。継手２０は、従来技術のナット１５０よりも長手方向長さが大きいロックナット５０を利用する。アンダーカット部分６０は従来技術のアンダーカット１６０よりも長い長手方向長さを持つ。中間ネジ部分５５は、アンダーカット部分６０と上方アンダーカット部分３４とを分離する。ロックナット５０のより大きい長さは、中間ネジ部分５５と上方アンダーカット３４との組合せ長さに等しいか又はこれより大きい。

図６は、まずポート７０の空洞部７１内にねじ込まれた後の継手２０を示す。この段階中、継手２０は、ワシャ４５がポート本体部７０の頂部に達するまで空洞部７１内にねじ込まれる。ロックナット５０の底部５１がワシャ４５の上面と接触して、ワシャ４５と中間ネジ部分５５のネジ底部５７との間のいかなる接触も防止する。整列のために戻す前に継手２０を更に締めると、ワシャ４５を変形させることなくロックナット５０の底面５１とポート７０の頂面との間でワシャ４５を圧迫する。こうして、ロックナットの底面５１により提供された緩衝がワシャ４５のいかなる変形も防止し、これにより、形成された空洞部８０内の封鎖能力に対するいかなる欠陥も防止する。特に、ワシャ４５が変形されないため、Ｏリング４０は、ワシャ４５、継手２０，ポート本体７０及びネジ連結９９による空洞部８０内に完全に閉じ込められる。また、Ｏリング４０は、ワシャ４５が変形しないためこれによる物理的損傷を受けない。

図８を参照すれば、従来技術の設計と同様に、継手２０がその希望位置に整列される（又は方向を合わせられる）と、ロックナット５０は、Ｏリング４０が空洞部８０内に座り
かつワシャ４５の底面がポート本体７０の頂部と接触して空洞部８０内における適正な封鎖を提供するまで、中間ネジ部分５５上でレンチで締められる。ロックナット５０はアンダーカット部分６０内に存在する下方部分５１を持っているが、空洞部８０内の容積が減らされないことに注意すべきである。アンダーカット部分６０は、ワシャ４５とネジの設けられたポート端部３０との間に同じ長手方向長さが提供されるように（長手方向で）長くされる。従って、Ｏリング４０は、従来技術より長い長さに挟まれることはない。空洞部８０は適正な封鎖を提供するように従来技術の空洞部１８０とほぼ同じ容積を持つ。アンダーカット部分６０が長くされるため、ロックナット下方部分５１がワシャ４５と中間ネジ部分５５との間にあるための十分な距離がある。

図９−１０を参照すれば、継手２０の（番号９５で与えられた）長手方向全長を従来技術におけると同じままにするために、下方アンダーカット部分６０を長くしたことを補償するように上方アンダーカット部分３４を上に動かすことができる。同じ長手方向長さ９５を保つことにより、両方の端部に対するポート距離を変える必要はない。

図２及び図６を参照すれば、本発明は、ロックナット５０上のネジが常に中間ネジ部分５５と接触することを保証する。これが最良の可能な取付用手段を提供し、更にネジ底部５７がワシャ４５と接触し得ないことを保証する。従来技術においては、継手２０を空洞部１８０内に更に移動できるため、中間ネジ部分１５５がロックナット１５０と完全に組み合えないことが有り得る。このため、組み合っているネジの強度が最小化され、かつ全てのトルクがネジ全面にわたっては分布されないため、大き過ぎるトルクのためネジの切断の可能性が顕著になる。

再び図８を参照すれば、本設計の別の特徴はナット５０の大きくされた保持面積を含む。ナット５０は、典型的に、レンチと組み合うに便利な外面を持つ。例えば、ナット５０は、レンチ平面よりなる外面を持つことができる。ナット５０は、長くされたため、レンチ用の保持面が増加される。

本設計の別の特徴は、継手２０のポート本体７０内への設置の簡単化を含む。図１を参照すれば、従来技術においては、設置者は、ロックナット１５０が本体１３５のショルダー１３７と接触するようにロックナットを確実に上げねばならなかった。この段階は、空洞部１８０を小さくしないために必要である。例えば、最初に設置する際にロックナット１５０が上げられず下方でワシャ１４５と接触していたならば、これがＯリング１４０を空洞部１８０内により深く押し、空洞部１８０の容積を最小にするであろう。本発明のロックナット５０は、従来技術のロックナット１５０より長手方向で長いため、これは既に本体３５と接触し、設置開始前に持ち上げる必要はない。これが設置工程を単純化し、空洞部８０が最小化されないことを保証する。

設置前の従来技術による継手の部分的断面図である。 受入れポート内にねじ込まれた状態で示された従来技術の継手の部分的断面図である。 完全にねじ込まれた位置に達しない状態で示された従来技術の継手の部分的断面図である。 完全にねじ込まれた状態で示された従来技術の継手の部分的断面図である。 設置前の本発明による継手の部分的断面図である。 受け入れポート内にねじ込まれた状態でて示された本発明による継手の部分的断面図である。 完全にねじ込まれた位置に達しない状態で示された本発明による継手の部分的断面図である。 完全にねじ込まれた状態で示された本発明による継手の部分的断面図である。 従来技術の継手の部分的に断面にされた正面図である。 本発明による継手の部分的に断面にされた正面図である。

Claims (15)

1. 雌ポート（７１）を有するポート本体（７０）とネジ結合しかつ封鎖取付けするようにされ雄ネジの設けられた流体用結合部材（２０）において、前記雌ポート（７１）が雌ネジの設けられた円孔部分に融合する内向きテーパーのオリフィスを有している前記雄の流体用結合部材（２０）であって；
   少なくも２個の端部を有する筒状部材（３５）が、第１の端部（２５）、前記ポート本体（７０）の雌ネジの設けられた円孔部分と組み合うようにされた雄ネジの設けられた第２の端部（３０）を有し、前記雄の結合部材（２０）が、前記第１の端部（２５）に関して角度の付けられた長手方向軸線、前記筒状部材（３５）を通って前記第１の端部（２５）から前記第２の端部（３０）に伸びている円孔（２３）、前記雄ネジの設けられた第２の端部（３０）と長手方向で隣接しかつ前記第２の端部（３０）のネジの谷径より僅かに小さい一様な直径を有する第１の円筒状の周囲のアンダーカット部分（６０）、前記第１のアンダーカット部分（６０）と長手方向で隣接しかつ第１の長手方向端部（５７）と第２の長手方向端部とを有する一連の中間雄ネジ（５５）、前記中間雄ネジ（５５）の第２の長手方向端部からショルダー部分（３７）に長手方向で伸びている一様な直径の第２の円筒状アンダーカット部分（３４）を有し；
   シール部材（４０）が、前記第１のアンダーカット部分（６０）内に置かれかつこの部分と周囲で封鎖接触状態にあり、
   前記第１のアンダーカット部分（６０）と密な内周接触に位置決めされた環状のリング部材（４５）が、前記第１のシール部材（４０）と前記中間雄ネジの第１の端部（５７）との間に置かれ、前記雄の結合部材（２０）の前記雌ポート（７１）への取付けの際に環状の室（８０）が形成され、この中で、前記シール部材（４０）が前記環状のリング（４５）、前記テーパー付きオリフィス及び前記第１の円筒状の周囲アンダーカット部分（６０）により閉じ込められ；更に
   環状リング（４５）の前記シール部材（４０）から遠い側に置かれ、第１の長手方向端部（５１）と第２の長手方向端部とを有するロックナット（５０）が、前記中間雄ネジ（５５）にネジで取り付けられ、前記ロックナット（５０）の第２の長手方向端部は、前記中間雄ネジ（５５）に関して完全に後退した位置にあるとき、前記ショルダー部分（３７）に当たって接触しかつ前記ロックナットの第１の長手方向端部（５１）が軸方向で前記一連の中間雄ネジ（５５）より先に伸びる
   ことを特徴とする前記雄の流体用結合部材（２０）。
2. 前記雄結合部材（２０）を前記ポート本体（７０）の前記雌ポートに封鎖取付けたとき、前記ロックナット（５０）の第２の長手方向端部が前記ショルダー部分（３７）から間隔を空けられ、かつ前記ロックナットの第１の長手方向端部（５１）が前記環状のリング（４５）と当たり接触状態にある請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
3. 前記ロックナット（５０）は、前記第２の長手方向端部が前記ショルダー部分（３７）と当たり接触している第１の完全後退位置と前記第１の長手方向端部（５１）が前記環状リング部材（４５）と当たる第２の完全装着位置との間を動くことができる請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
4. 前記ロックナットの第１の長手方向端部（５１）が、前記第１及び第２の位置の双方において、前記中間雄ネジ（５５）と前記環状リング部材（４５）との間に置かれる請求項３の雄の流体用結合部材（２０）。
5. 前記ロックナット（５０）が、前記第１及び第２の位置の双方において前記一連の中間雄ネジ（５５）を覆う請求項３の雄の流体用結合部材（２０）。
6. 前記ロックナット（５０）の長手方向の大きさが、前記第２の円筒状アンダーカット部分（３４）と前記中間ネジ（５５）との組み合わせられた軸方向全長と少なくも等しい請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
7. 前記ロックナットの第１の長手方向端部（５１）が、前記中間ネジ（５５）に関する前記ロックナット（５０）の長手方向位置と無関係に、常に前記環状リング部材（４５）と前記中間ネジ（５５）との間に置かれる請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
8. 前記環状室（８０）の長手方向の大きさが、前記シール部材（４０）の厚さより大きい請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
9. 前記第１の端部（２５）に雄ネジが設けられる請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
10. 前記少なくも２個の端部が、前記第１の端部（２５）、前記第２の端部（３０）、及び前記第１の端部と長手方向で同軸に共有された第３の端部より構成され、更に前記円孔（２３）が前記第３の端部を通って伸びる請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
11. 前記第１の端部（２５）及び第３の端部が雄ネジを有する請求項１０の雄の流体用結合部材（２０）。
12. 前記結合部材（２０）が再使用可能である請求項１の雄の流体用結合部材（２０）。
13. 雄の流体用結合部材（２０）を雌ポートを有するポート本体（７０）にネジで取り付ける流体用連結（９９）を形成する方法であって、
    少なくも２個の端部を有する筒状部材（３５）が、第１の端部（２５）、前記第１の端部（２５）に関して角度を付けられ雄ネジの設けられた第２の端部（３０）、前記筒状部材（３５）を通って前記第１の端部（２５）から前記第２の端部（３０）に伸びている円孔（２３）、前記ネジの設けられた第２の端部（３０）と長手方向で隣接しかつ前記第２の端部（３０）のネジの谷径より少なくも僅かに小さい一様な直径を有する第１の円筒状の周囲のアンダーカット部分（６０）、前記第１のアンダーカット部分（６０）と長手方向で隣接しかつ第１の長手方向端部（５７）と第２の長手方向端部とを有する一連の中間雄ネジ（５５）、前記中間雄ネジ（５５）の第２の長手方向端部からショルダー部分（３７）に長手方向で伸びている一様な直径の第２の円筒状アンダーカット部分（３４）を有する前記雄の流体用結合部材（２０）を準備し；前記雄の流体用結合部材（２０）は、更に、前記第１のアンダーカット部分（６０）と周囲で封鎖接触して位置決めされたシール部材（４０）、前記第１のアンダーカット部分（６０）の外面と周囲で接触して置かれ、かつ前記第１のシール部材（４０）と前記中間雄ネジの第１の長手方向端部（５７）との間に置かれた環状のリング部材（４５）、及び前記環状のリング部材（４５）と前記中間雄ネジ（５５）との間に置かれた第１の長手方向端部（５１）と前記中間雄ネジ（５５）にネジ取付けされた第２の長手方向端部とを有するロックナット（５０）を備え、前記ロックナット（５０）の長手方向の大きさが前記第２の円筒状アンダーカット部分（３４）と前記中間雄ネジ（５５）との組み合わせられた軸方向の全長と少なくも等しく；
    ネジの設けられた円孔部分に融合して行く内向きテーパーの付けられたオリフィスを設け；
    前記雄結合部材のネジの設けられた第２の端部（３０）を前記雌ポート（７１）のネジの設けられた円孔部分内に取り付け、そして前記シール部材（４０）を閉じ込めるための環状の室を形成し；
    前記雄結合部材（２０）の前記第１の端部（２５）を希望の角度方向に位置決めし；そして
    前記環状の室（８０）を封鎖するために前記ロックナット（５０）を締め、前記室（８０）は前記シール部材（４０）の厚さより大きい長手方向長さを有し、前記環状リング部材（４５）は前記シール部材（４０）及び前記ロックナットの第１の長手方向端部（５１）と当たり接触している
    流体用連結（９９）の形成方法。
14. 前記ロックナット（５０）を緩め；
    前記ポート本体（７０）から前記雄結合部材（２０）を外し；そして
    請求項１８の方法段階を使用して、雌連結部を有する別のポート本体との更なる連結を形成する
    諸段階を更に含む請求項１３の方法。
15. 前記環状室（８０）の長手方向大きさを前記シール部材（４０）の厚さより大きい距離に延ばす段階を更に含む請求項１３の方法。

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