JP2007514895A - ロック装置およびそのロック装置を備えた配管接続体 - Google Patents

Abstract

ナット（４）に固定された装置（１）は連結機構（４２）を含んでおり、該連結機構は、短い軸方向の長さにわたって、雄型アダプタ（２）の六面構造部（１１）と嵌合することができるもので、圧縮ばね（３６）の反対方向に本体（１８）の中を軸方向にスライドする停止機構（３８）に対して、互いに噛み合った歯（４９、５１）と結合している。歯（４９、５１）は対称的であり、締め付けトルクまたは取り外しのトルク作用の下で、所定の弾性抵抗材によって互いに跳び越えることができるものである。装置（１）は単一ユニットであり、該ユニットは組み立てによって配管アダプタ（２、３）に影響を与えることなくナットに取り付けられている。体系的に接続体をロックし、いかなる事前の意図的操作もなく取り外すことを可能にする。

Description

本発明は、相互にねじ留めする関係にある二つの要素に対するロック装置に関するものである。

本発明はまた、そのような装置を備えた配管接続体にも関するものである。

ロック装置は、二つの要素が互いに予期せぬ形で脱落すること、とりわけ、二つの要素が振動や揺動を伴う設置環境に置かれる用途において脱落することを防ぐ機能を有している。

本発明は、より詳細には、配管の一方の端部に円形突起物を有する、規格化された連結装置を目的とするものであり、該円形突起物が、配管の一方に制御されているナットを締め付ける作用の下で、他方の配管端部にある口広部に押し当てられるようになっており、他方の配管に形成されたねじ山と結合するようになっている連結装置を目的とするが、これに限定されるものではない。

米国特許第６２９３５９５号明細書にはこのようなロック装置が記載されているが、該ロック装置は、バネの圧力下での軸方向の動きによって、ナットの六面構造部と、配管の雄型アダプタと協働する停止機構に同時に結合することができるようになっている。配管の二つのアダプタを分離可能にするには、連結機構を伸縮バネの逆方向に、該連結機構がナットに用意された六面構造部との協働から外れる、および／または、配管の雄型アダプタと協働する停止機構との協働から外れる位置まで押し返さなければならない。

ねじ留めまたは取り外しの間、ナット上に器具があることによって、連結機構がロック位置に復帰することが阻止される。器具がねじ留めの終了時に引き抜かれるとすぐに、連結機構が解放され、バネの作用の下でロック位置に移行するようになっている。

この既知の装置は、単に接続体の雄型アダプタに本体を固定すること以外に修正を加えることなく、標準的な配管接続体に適用可能であるという、重要な利点を有している。
米国特許第６２９３５９５号明細書

介入することが困難な、ある種の用途、特に航空学においては、ロック装置によって生じる不都合は最小化することが望ましい。既知の装置では、ナットがオペレータによってかけられる取り外しの力に抵抗しても、ナットが見えていないオペレータには、抵抗が厳密な意味でのねじ留め関係に起因するものなのか、連結機構を解除する困難さに起因するものなのか分からない。さらに、またいずれにしても、該オペレータは、取り外しができるようにする前に、自分の器具で六面構造部に沿った軸方向の動きを行って、連結機構を押し戻すようにできるためには、ロック装置の構造部を記憶していなければならない。

本発明の目的は、既知のロック装置を使用の容易さの面において、改良することである。

本発明によると、ねじ留め式連結装置用のロック装置は、ねじ留めの際に互いに回転する第一要素と第二要素を有しており、該要素の第一のものは第一のねじ山と、この第一のねじ山から離れている回転結合構造部を有しており、ロック装置は第二要素に取り付けられ、
−結合構造部に対する連結機構と、
−第二要素によって担持されている本体と回転協働する停止機構と、
−連結機構と停止機構の間で解放することができる連結手段、
を含むものであり、連結手段が、所定の弾性抵抗材が搭載されているときに、取り外しの方向における相対的な回転を可能にする歯止めの付いたタイプであることを特徴としている。

本発明によると、可逆的な歯止めシステムは、振動の影響下でねじの脱落を防ぐために非常に効果的であることが分かっている。歯止めは、弾性抵抗材が歯止めの歯の頂点を越えるポイントに達するために十分な角度的距離に搭載されているときにしか、二つの要素を互いに解放しない。ところが、ある方向または他方の方向における振動による刺激は、歯の頂点を越えるというこの過程が可能になるには短すぎるものである。確かにこの過程が始まることはできるが、該プロセスの後には、最も安定した歯止めによる停止状況へ弾性的に復帰することが続く。

逆に、意図的な取り外しの力の作用の下では、オペレータはいかなる異常も不都合も感じることがない。

したがって、取り外しはオペレータが注意すること、または実現すべき特殊な態勢をとることなく可能である。オペレータが、自分の器具を六つの面またはねじ留め式連結装置の第一要素を備えた他の結合構造部に噛み合わせ、いつも通りに器具を操作するだけで十分である。

本発明によるロック装置は、標準的な配管接続体と完全に両立できるように構想することができ、該配管接続体は、第二要素に装置本体を固定すること以外の変更は必要としない。好ましくは、第二要素を構成するのはナットである。実際、特別なナットを製作する方が、とりわけ装備後の場合にはより簡単である。さらに、ナットが備えられていれば、二つのアダプタが連結されていない状態にあるとき、ナットを担持する配管に沿って後方の十分に離れたところにナットを単にスライドさせることで、該二つのアダプタを完全に引き離すことが可能になり、ロック装置は、配管を他方に対して横方向へ移動させるためにいかなる不都合を起こさなくなる。

本発明の第二の特徴によると、配管接続体は、雄型のねじ山を備えた配管アダプタと、雄型のねじ山にねじ留め可能であり、他方の配管アダプタに回転取り付けされているナットを有しており、さらに、該配管接続体が、第一の特徴にしたがったロック装置を有していることで、ナットと、雄型のねじ山を備えたアダプタで構成される二つの要素の相対的な回転を選択的にロックするようになっていることを特徴としている。

本発明のその他の特徴および利点は、非限定的実施例に関する以下の説明によってさらに明確になるものである。

添付図面において、
−図１は、ロック位置にある第一の変形例である上半面図と、取り外しの開始時またはねじ留めの終了時にロックを解除する位置にある第二の変形例である下半面図で示された、本発明による配管接続体の軸方向の断面図であり、
−図２は、ロック装置と、ナットに装置を取り付ける前のナットの一部を表した斜視図であり、図２の上部および下部はそれぞれ、改めて第一の変形例および第二の変形例を示しており、
−図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩにしたがった部分断面図であり、
−図４は、連結機構、停止機構、並びにバネの一部の斜視図であり、そして、
−図５は、使用されている配管接続体の場合における、図１の上半面図に類似した図である。

図１が示すように、本発明によるロック装置１は配管連結装置に適用可能であり、該配管連結装置は、接続するための配管の一方と協働する雄型アダプタ２あるいは円形突起物、そして接続するための配管の他方と協働するようにされた雌型アダプタ３、並びにナット４を有している。

アダプタ２および３はそれぞれ、それらの自由端に卵形の雄型気密構造部６と、円錐台形の雌型気密構造部７を有しており、該構造部は、気密的に互いに押し当たるようになっている。卵形の気密構造部６を起点として、円形突起物２は雄型のねじ山８およびフランジ９を具備しており、該フランジはその周縁部に六面構造部１１のような回転結合構造部を担持している。構造部１１は、ロックするために用いることになっているこの構造部１１が、平坦部あるいはねじ山の一部を除去する溝のようなねじ山の変化によって構成されるわけではないという点で、要素２のねじ山８から距離を空けている、あるいは分離している。

ナット４は、アダプタ２の反対側である後端部に内側カラー１２と、六面構造部のような外側の回転結合構造部１３を有している。内側カラー１２はアダプタ３の肩部１４と後方で結合するようになっている。肩部１４はアダプタ２の反対方向に向けられていることで、ナット４を制御した状態で維持し、ナット４の方から、気密構造部７をアダプタ２の気密構造部６に対して気密的に押し当てようとする力を受け取るようになっている。

ナット４は管３２によって前方に延長されており、該管は、アダプタ２に向けられた前端部を起点として、前述した締め付け力を創出するためにアダプタ２のねじ山８と協働する、雌型ねじ山１６を有している。

本発明によるロック装置１は本体１８あるいはカップを有しており、該本体はその後端部に、ナット４の六面構造部１３の周囲に嵌合されているスリーブ１９を有している。そのため、スリーブ１９は、六角形の輪郭をした角柱形の内面２１を有しており、該内面によって、スリーブ１９を六面構造部１３にほとんど遊びなしで嵌め込むことができる（図２も参照のこと）。いったんこの嵌合が実現されると、ナット４および本体１８は回転連動する。さらに、スリーブ１９は保持手段を備えていることで、スリーブ１９と、したがって本体１８をナット４と軸方向に連動させるようになっている。これらの手段は、面２１の内側の環状端部に、構造部１３の前方縁部に隣接した、ナット４の前肩部２３に突き当たるようになっている内側カラー２２（図１）を有している。保持手段はさらに、図１および図２の上部に示された変形例において歯止停止用脚２４を有しており、該脚は、スリーブ１９の内壁において、主として軸方向であるスリット２６によって浮き上がっており、該スリットはスリーブ１９の後縁部において開いている。歯止停止用脚２４は歯止停止用顎部２７となって終わっており、該顎部は、組み立てが実現したときには、六面構造部１３の後方環状縁部に隣接するナット４の後面２８と結合するようになっている。

図１および図２の下部に示された変形例では、保持手段は締め付け用の舌状部品２９を含んでおり、該舌状部品は、初期状態ではスリーブ１９の内面２１の少なくともいくつかの面の延長部分内にある（図２）。いったん組み立てが実現すれば、舌状部品２９は、図１の下部に示されているようにナット４の後面２８に対して体形的に垂れ下がることになる。

スリーブ１９はその外面に固有の六面構造部２５を呈しており、該六面構造部は、ナットの六面構造部１３に取って代わるようになっていることで、装置１が設置されているときに、鍵のような器具（図示せず）によってナットを回転させるように操作することが可能になっている。

前端部において、スリーブ１９は、全体的に円筒形の形状をしたスカート３１の後端部に、剛的にかつ一体的に接続されるのだが、該スカートは、管３２を中心に、スカート３１と管３２の間に環状室３４を形成するように伸びている。

室３４には、その後端部を起点として、導管と同一の軸３７を有する圧縮コイルばね３６と、軸３７を中心とする環形状で、スカート３１の内壁にある軸方向の溝４１をスライドし、そして、外縁部に隆起体４３を具備する連結機構４２があり、該隆起体ように取り付けられたすべり座３９を具備する停止機構３８と、によって、塑性変形によって形成された、軸３７に向かって半径方向に突出しているスカート３１の終端縁４４に突き当たることで、連結機構４２がスカート３１から外れることが阻止されるようになっている。

特に図４が示しているように、連結機構４２はスカート３１の外側では終端縁４４を越えて突出しており、少なくともばね３６が比較的あまり圧縮されていない状態にあるときにはスカート３１からはみ出しているその前方部分においては、第一要素２の雄型六面構造部１１の直径に対応する直径をした雌型の六面押し型を有している。この押し型の軸方向の幅は、六面構造部１１の幅よりもかなり小さく、その後端部では、止具４７によって限定されており、該止具は、六面構造部１１に隣接する肩部４８に押し当たるようになっている。この押し当てによって、構造部１１における押し型４６の軸方向の作用域が制限される。

全体の軸方向の寸法を適切に設定することは、ナット４によってかけられる締め付けによって、初期状態にある二つのアダプタ２、３（図１）が互いに軸方向に気密的に圧迫され、連結機構４２が六面構造部１１と結合し、止具４７が肩部４８に押し当てられているのに対し、止具４３は縁部４４にほぼ押し当たっているときのように行われる。

図５に示されているように、本発明が目的とする一般的なタイプの配管接続体は、雄型部分６の半径方向の収縮と、円錐台形部分７の拡大または開口によって用いられるようになっている。結果として、このことは、望まれる軸方向の締め付けが達成されるために必要な、第一要素２に沿ったナット４の進行幅を増大させる。本発明によると、このことは、ばね３６の圧縮による十分な行程幅、および、連結機構４２とナット４の自由端の間にある十分な軸方向の初期可動距離ｄ（図１）と、すべり座３９の後端と室３４の底部の間にある十分な軸方向の初期可動距離Ｄによって考慮されている。

停止機構３８と連結機構４２は、互いの方向に向けられた環状縁部に歯４９、５１を有しており、該歯は軸方向に向けられ、対称的な外形を有している。つまり、円周方向に対して、歯は三角形の構造をしており、それぞれ、同一の傾斜を有した前面と後面を有している。さらに、停止機構３８の歯４９と連結機構４２の歯５１が相補的な外形を有しており、その結果、該歯は、図１の上方および図４と図５に示されているように、互いに噛み合うことができる。逆に図１の下方では、歯は先と先がぶつかっている。

配管接続体に、本発明によるロック装置を装備することは非常に容易なことである。ナットが第一要素２から完全に切り離されており、該ナットが第二要素３から分離しているため、装置１は、ナット４の前端部からカラー２２が肩部２３に突き当たるまでナット４に嵌め込まれる。歯止め停止の実現において、脚２４は肩部２３を越えるために外側に放射状に力をかけられ、そして該脚は、顎部２７が後方でナット４の面２８と噛み合う際に、内側に向かって弾性的に緩むようになっている。締め付け用の舌状部品２９を伴う変形例では、嵌合はカラー２２が肩部２３に突き当たるまで抵抗なく行われる。
この段階では、締め付け用の舌状部品２９は、図１の下部に示されているように、内側に向かって半径方向に押さえられる。装置１が一体化したユニットを形成し、該ユニット全体が、他方の要素にいかなる変更を加える必要なく、相互にロックすべき要素の一つだけに取り付けられることに注目すべきである。

配管接続体を連結させるために、アダプタ２の六面構造部１１と結合した鍵と、装置１の六面構造部２５と結合した別の鍵で、ナット４をアダプタ２のねじ山８の周りにねじ留めする。停止機構３８は、圧縮ばね３６の作用によって縁部４４に突き当たっている。ねじ留めが終りに近づくと、連結機構４２はアダプタ２の肩部４８に突き当たり、ばね３６は収縮し始め、そして、機構４２が歯４９および５１の噛み合いによって回転駆動されるため、押し型４６はアダプタ２の構造部１１と一致することとなり、ばね３６は再び緩むことで、構造部１１に対する押し型４６の嵌合を引き起こす。したがって、連結機構４２はナット１１と回転することを阻止され、歯４９および５１は、図１の下部に示されているように先と先がぶつかっているときには、ばね３６の短い圧縮のたびに、互いに歯止めをかける。最後に図１の上部に示された状況に至るのだが、該状況では、配管は締め付けられ、気密的であり、ナット４は、本体１８を介するアダプタ２とナット４のロックによって、振動の影響またはその他の寄生的な力の下で回転することを阻止され、停止機構３８は、溝４１に嵌め込まれたすべり座３９によって、本体１８に対して回転することを阻止され、そして連結機構４２は、歯４９および５１の噛み合いのために、停止機構３８に対して回転することを阻止される。ロックの終了時におけるナットの回転が、図１の下部に示されているように、歯４９と５１の先と先がぶつかっている位置で終わっていても、あらゆる振動力またはその他の力は、歯の噛み合う状況が実現されるまで、わずかにナットを回転させる影響しか持ち得ない。

ナットを緩めるには、六面構造部２５および１１に二つの器具を再び配置し、装置１とナット４を一緒に取り外し方向に回転させればよい。歯４９および５１は、取り外しの動きに関連する、後方に向かうナット４の軸方向の動きのために、連結機構４２がアダプタ２の六面構造部１１から外れるようになるまで、ばね３６の短い圧縮によって互いに上方に乗り変わっていく。連結機構４２はここから後では、取り外しの方向においてナット４と共に回転する。いったん取り外しが実現すると、ナット４と装置１は共に望まれるだけ後方に向かって（したがって図１の左に向かって）移動して離れることができ、いかなる不都合もなく、接続体に対して希望される技術的操作を可能にするようになっている。

接続体が用いられるとき、ばね３６の圧縮による残った弾性の行程幅と、ロックされた状態にあるすべり座３９に許可されたままとなっている距離Ｄ’（図５）は、歯４９および５１が歯止めの動きによって互いに跳び越えることを可能にするためには十分なものである。

当然のことだが、本発明は、説明し、図示された実施例に限定されるものではない。

また、装置を雄型アダプタ２につなげ、ロックするために、該装置をナットの六面構造部１３と協働させることも可能であるかもしれない。この解決法はあまり好ましくないのだが、それは、該解決法は、いったん取り外しが行われても、接続体の要素を外すことを可能にはしないからである。

歯４９および５１がねじ留めおよび取り外しに対して異なった抵抗材を有することが望まれるなら、該歯を非対称的に製作することができるが、該歯は常に、装置に備えられていない他方の要素に対して、ロック装置１にかけられる回転トルクの単純な作用の下で相互に跳び越えることが可能となるために十分に小さな傾斜を有していなければならない。

また、配管接続体の要素、特に本発明による装置を直接的に装備しているナットを製造することも可能であり、この場合には、本体１８およびナット４は唯一かつ同一の部材、すなわち、たとえば溶接や溶着などによって恒常的な仕方で組み立てられた二つの部材しか構成することができない。

ロック位置にある第一の変形例における上半面図と、取り外しの開始時またはねじ留めの終了時にロックを解除する位置にある第二の変形例における下半面図で示された、本発明による配管接続体の軸方向の断面図である。 上部および下部がそれぞれ、第一の変形例および第二の変形例を示している、ロック装置と、ナットに装置を取り付ける前のナットの一部を表す斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩにしたがった部分的な断面図である。 連結機構、停止機構、並びにバネの一部の斜視図である。 使用されている配管接続体の場合における、図１の上半面図に類似した図である。

符号の説明

１ ロック装置
２ 雄型アダプタ
３ 雌型アダプタ
４ ナット
６ 雄型気密構造部
７ 雌型気密構造部
８ ねじ山
９ フランジ
１１ 六面構造部
１２ 内側カラー
１３ 回転結合構造部
１４ 肩部
１６ 雌型ねじ山
１８ 本体
１９ スリーブ
２１ 内面
２２ 内側カラー
２３ 前肩部
２４ 歯止停止用脚
２５ 六面構造部
２６ スリット
２７ 歯止停止用顎部
２８ 後面
２９ 舌状部品
３１ スカート
３２ 管
３４ 環状室
３６ 圧縮コイルばね
３７ 軸
３８ 停止機構
３９ すべり座
４１ 溝
４２ 連結機構
４３ 隆起体、止具
４４ 終端縁
４６ 六面押し型
４７ 止具
４８ 肩部
４９ 歯
５１ 歯

Claims (14)

1. ねじ留め式接続装置用のロック装置（１）であり、該接続装置が、ねじ留めの際に互いに回転する第一要素（２）および第二要素（４）を含み、第一要素（２）は第一のねじ山（８）と、第一のねじ山（８）から離れた回転結合構造部（１１）を含んでおり、ロック装置（１）が第二要素（４）に取り付けられ、
   −結合構造部（１１）との連結機構（４２）と、
   −第二要素（４）に担持される本体（１８）と回転協働する停止機構（３８）と、
   −連結機構（４２）と停止機構（３８）の間で解放することができる連結手段（４９、５１）、
   を含んでいるロック装置であって、連結手段（４９、５１）が、弾性抵抗材が用いられているとき、取り外し方向における相対的な回転を可能にする歯止めのついたタイプであることを特徴とするロック装置。
2. 連結手段が、連結機構（４２）と停止機構（３８）に形成された、軸方向に向けられている歯（４９、５１）を含み、該歯が、歯の噛み合う方向において、ばね（３６）によって互いに力をかけられることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 二つの機構（３８、４２）が本体（１８）に対して軸方向に移動可能であり、両方ともばね（３６）によって、連結機構（４２）のために本体（１８）に用意された止具（４４）に向けて力を加えられることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 連結機構（４２）がばね（３６）の反対に引き込むことが可能であり、第一要素（２）の肩部（４８）に押し当たる止具（４７）を具備していることで、結合構造部（１１）における連結機構（４２）の軸方向の作用域を限定するようになっていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の装置。
5. 本体（１８）が、停止機構（３８）と、部分的には連結機構（４２）を収納するカップ状となっていることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載の装置。
6. 停止機構（３８）と連結機構（４２）が第二要素（４）の管（３２）の周りに取り付けられ、該第二要素が第一要素（２）とのねじ留めのために内側にねじ切りされている（１６）ことを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一つに記載の装置。
7. 本体（１８）が第二要素（４）と連動する第二の結合構造部（１３）に嵌め込むことができ、第二の結合構造部（１３）の代わりに使用可能な固有の結合構造部（２５）を有することで、器具によって二つの要素（２、４）を相対的に回転させるようになっていることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の装置。
8. 本体（１８）が歯止め機構（２４、２７）によって第二要素（４）に固定されていることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の装置。
9. 本体（１８）が締め付け（２９）によって第二要素（４）に固定されていることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一つに記載の装置。
10. 本体（１８）が第二要素（４）と単一の部材で製作されることを特徴とする、請求項１請求項７のいずれか一つに記載の装置。
11. 一体化されたものであることを特徴とする、請求項１〜請求項１０のいずれか一つに記載の装置
12. 全体が第二要素（４）に取り付けられることを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれか一つに記載の装置
13. 雄型のねじ山を備えた配管アダプタと、雄型のねじ山にねじ留め可能であり、他方の配管アダプタに回転するように取り付けられたナットを含む配管接続体であり、該接続体がさらに、請求項１〜請求項１２のいずれか一つに記載のロック装置を含むことで、ナットと、雄型のねじ山を備えたアダプタから構成される二つの要素の相対的な回転を選択的にロックするようになっていることを特徴とする配管接続体。
14. 第一要素（２）および他方の配管アダプタ（３）が変更を加えていない標準的な要素であることを特徴とする、請求項１３に記載の接続体。
    
    

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