JP2018501441A - クイックコネクタ組立体 - Google Patents

Abstract

コネクタ組立体は、軸線に沿って第１開口端から第２開口端まで延在する開放ボアを有するハウジングを備える。ハウジングは、互いに周方向に離間され、径方向に撓み可能な複数の指状部を含む。指状部の少なくとも１つは、互いに軸方向に離間され、ハウジングの開放ボア内に延在して第１チューブと係合することによって、開放ボアからの第１チューブの抜け出しを防ぐ。歯状部材の各々は、軸線に対して一定の角度で延在する傾斜部を含む係合面の前縁までの高さで延在する。軸方向に離間された歯状部材は、異なる高さおよび傾斜部との異なる角度のうちの少なくとも１つを有する。

Description

関連出願の相互参照
このＰＣＴ特許出願は、２０１４年１１月２０日に出願された米国実用特許出願第１４／５４８７４１号に基づく優先権の利益を主張する。当該実用特許出願は、本願の開示の一部であると考えられ、引用により本明細書中に援用される。

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、類似材料または異なる材料のパイプまたはチューブを互いに流体接続するためのコネクタ組立体に関する。

関連技術
米国の多くの建物の配管システムは、銅、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）および／または架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）から作られる１つ以上のパイプまたはチューブを含む。多くの配管業者は、例えば柔軟性、費用効率、耐腐食性および凍結による破裂に対する抵抗性を含む多くの理由により、他の材料よりもＰＥＸで形成されたパイプで作業することを好む。いくつかのパイプ製造業者は、ＰＥＸチューブを銅またはＣＰＶＣパイプに流体接続するための銅またはＣＰＶＣ−ＰＥＸアダプタを製造する。しかしながら、これらのアダプタ設計の多くは、高価であり、設置に手間がかかり（例えば、一部の設計が接着または溶接を必要とする）、さもなければ信頼性が低い。例えば、いくつかの既知のアダプタは、非常に高い圧力で接続されたチューブに流れる流体に適用する場合に故障してしまう。

他の既知のアダプタに関連する欠点のいずれかまたはすべてを克服する改良されたコネクタ組立体が著しく且つ継続的に必要とされる。

発明の概要
本発明の１つの態様は、第１チューブと第２チューブとの間に流体連通を形成するためのコネクタ組立体を提供する。第２チューブは、第１チューブの材料と同様の材料から形成されてもよく、異なる材料から形成されてもよい。コネクタ組立体は、軸線に沿って第１開口端から第２開口端まで延在する開放ボアを有するハウジングを含む。ハウジングは、互いに周方向に離間され、径方向に撓み可能な複数の指状部をさらに含む。指状部の少なくとも１つは、互いに軸方向に離間され、ハウジングの開放ボア内に延在して第１チューブと係合または咬合することによって、開放ボアからの第１チューブの抜け出しを防ぐ複数の歯状部材を有する。各歯状部材はまた、軸線に対して一定の角度で延在する傾斜部を含む上面の前縁までの高さで延在する。軸方向に離間された歯状部材は、異なる高さおよび傾斜部との異なる角度のうちの少なくとも１つを有する。

改良されたコネクタ組立体は、抜け出しに対する抵抗が大きくなり、第１チューブと第２チューブとの間に８００ｐｓｉまでの圧力に耐えることができる。この圧力は、他の既知のコネクタ組立体の耐圧よりも著しく大きい。

本発明の別の態様によれば、ハウジングの第２開口端は、第２チューブを受け入れるように構成され、ハウジングは、第１開口端に隣接する第１チューブを密封するように構成された外面を有する。

本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも１つの指状部は、ハウジングの第２開口端に隣接する第１歯状部材と、第２歯状部材と、第２開口端から最も離れた第３歯状部材とを含む少なくとも３つの軸方向に離間された歯状部材を有する。

本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも３つの歯状部材の角度は、第２開口端から離れることに連れて減少する。第１歯状部材の角度は、約３８度であり、第２歯状部材の角度は、約３３度であり、第３歯状部材の角度は、約２８度である。

本発明のさらなる態様によれば、少なくとも３つの歯状部材の高さおよび角度の両方は、第２開口端から離れることに連れて減少する。

本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも３つの軸方向に離間された歯状部材は、２つずつで３列に互いに一体に連結された６つの歯状部材であり、オーバモールディングにより少なくとも１つの指状部と係合する。

本発明のさらに別の態様によれば、各歯状部材の上面は、軸線と平行に延在し、前縁に隣接して配置された平坦部をさらに含む。

本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付の図面に関連して以下の詳細な説明を参照することにより理解されるように、容易に理解されるであろう。

銅またはＣＰＶＣパイプおよびＰＥＸチューブに取り付けられた例示的なクイックコネクタ組立体を示す斜視側面図である。 図１のクイックコネクタ組立体を示す分解図である。 銅またはＣＰＶＣパイプおよびＰＥＸチューブと係合している図１のクイックコネクタ組立体を示す断面図である。 図１のクイックコネクタ組立体のハウジングを示す断面図である。 図１のクイックコネクタ組立体からの複数の歯状部材を含む例示的な部品を示す等角図である。 図５の例示的な部品を示す前面図である。 図５の例示的な部品を示す側面図である。 図７に示された部品の１つの歯状部材の一部を示す拡大図である。 図１の例示的なクイックコネクタ組立体を示す等角図である。

本発明の実施形態の説明
図面を参照する場合、同様の参照番号は、複数の図面に亘って同様の部品を示す。図１および図３は、第１材料の第１チューブ２２と第２材料の第２チューブ２４とに係合し、両者の間に流体連通を形成するクイックコネクタ組立体２０の例示的な実施形態を示す。例示的な実施形態において、例示的な実施形態の第１チューブ２４は、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）材料から作られ、以下では「ＰＥＸチューブ２４」として呼ばれる。第２チューブ２２の第２材料は、銅または塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）であり、以下では「銅またはＣＰＶＣパイプ２２」として呼ばれる。したがって、例示的なクイックコネクタ組立体２０は、建物内の既存の銅またはＣＰＶＣパイプと新設のＰＥＸチューブとの間の掛け橋として機能することによって、多くの住宅、工業建物または商業建物の配管システムに使用することができる。しかしながら、理解すべきことは、第１材料および第２材料は、同様であってもよく（例えば、両方のチューブがＰＥＸから作られてもよい）、クイックコネクタ組立体２０は、建物の配管システム以外のさまざまな用途に使用されてもよいことである。

図４を参照して、例示的なクイックコネクタ組立体は、開放ボアを有するハウジング２６を含み、この開放ボアは、ＰＥＸチューブ２４を受け入れるための第１開口端２８から、軸線Ａに沿って、銅またはＣＰＶＣパイプ２２を受け入れるための第２開口端３０まで延在している。ハウジング２６は、開放ボアを規定する内面３２と、外面３４とを備える。第１開口端２８と第２開口端３０との間には、ハウジング２６は、第１末端部３６、第１中間部３８、第２中間部４０および第２末端部４２を介して連続的に延在する。第１末端部３６の外面３４は、ＡＳＴＭ Ｆ−１９６０規格に従って形成され、ＰＥＸ拡張リング４４（図１および図３を参照）との標準的な伸縮接続を介して、ＰＥＸチューブ２４（図１および図３を参照）との流体接続を形成する。しかしながら、理解すべきことは、第１末端部３６は、例えば、サメ咬合接続、圧迫接続、圧着接続、締付接続または圧接接続を含む任意の適切な接続を介して、ＰＥＸチューブ２４に取り付けられるように構成することができることである。ハウジング２６は、好ましくはポリマー材料から１つの一体化部品として形成され、好ましくは射出成形処理によって形成される。しかしながら、理解すべきことは、ハウジング２６は、任意の適切な成形処理によって、任意の適切な材料から形成されてもよいことである。

ハウジング２６の内面３２は、第２開口端３０に面し、第１末端部３６を第１中間部３８から分離する第１肩部４６を含む。図３に示すように、第１肩部４６は、銅またはＣＰＶＣパイプ２２をハウジング２６の開放ボアに挿入するときの停止点を規定する。

ハウジング２６の内面３２は、第２開口端３０に面し、ハウジング２６の第１中間部３８と第２中間部４０とを分離する第２肩部４８をさらに含む。図３に示すように、使用時、第２肩部４８は、Ｏリング５０（または任意の適切な種類の封止部材）を受け入れ且つ支持する。Ｏリング５０は、上述したように、銅またはＣＰＶＣパイプ２２とハウジング２６との間に流体密封を形成するために、開放ボアの第２中間部４０に配置される。また、Ｏリング５０を第２肩部４８に当接するように維持するために、Ｏリング５０の軸方向の他方側で、開放ボアの第２中間部４０に環状スペーサ５２を設ける。

図２および図３に示すように、ハウジング２６の第２中間部４０には、略円筒形のインサート５４を設ける。インサート５４は、一対のタブ５６を含む。一対のタブ５６は、ハウジング２６の窓を通って径方向外側に延在し、スペーサ５２およびＯリング５０を図３に示す所定の位置に保持することができる。タブ５６によって、ハウジング２６、Ｏリング５０、スペーサ５２およびインサート５４を予め組み立て、パッケージ化することによって、単一の組立体に形成することができ、追加の組み立てステップなしにパッケージから取り出して使用することができる。

図４を参照して、例示的なハウジング２６の第２末端部４２は、複数の周方向に離間されたスリット５８を含み、これらのスリット５８は、軸方向に沿って、ハウジング２６の第２開口端３０から第２中間部４０まで延在する。ハウジング２６は、隣接するスリット５８の間に指状部６０を有する。これらの指状部６０は、軸方向に沿って、第２開口端２８から、指状部６０をハウジング２６の第２中間部４０に相互接続するための可動ヒンジ６１まで延在する。可動ヒンジ６１によって、指状部６０は、径方向内側および径方向外側に撓むことができる。

例示的なクイックコネクタ組立体２０の指状部６０は、複数の歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃを含む。これらの歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、指状部６０の内面３２から径方向内側に延在し、銅またはＣＰＶＣパイプ２２と係合または咬合することによって、ハウジング２６の開放ボアから銅またはＣＰＶＣパイプ２２の抜け出しを防止する。換言すれば、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、銅またはＣＰＶＣパイプ２２を図３の位置にロックする。例示的な実施形態の歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、指状部６０に部分的に嵌入する。例えば、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、オーバモールディング処理によって、指状部６０に部分的に嵌入してもよい。

指状部６０は、径方向外側にまたは軸線Ａから離れて、ハウジングの第２開口端３０に向かって傾斜している。したがって、銅またはＣＰＶＣパイプ２２をハウジング２６の開放ボアに挿入する際に、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に接触せずもしくは銅またはＣＰＶＣパイプ２２に軽く接触するため、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に対する擦り傷を防止または制限する。指状部６０の傾斜に応じて、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃが挿入工程中に銅またはＣＰＶＣパイプ２２に接触するとしても、指状部６０は、外側に撓むため、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に対する擦り傷を防止する。

別の実施形態において、上述の好ましい実施形態における傾斜指状部６０とは対照的に、指状部６０は、軸線Ａから離れるように凹状に湾曲している。好ましい実施形態における傾斜した指状部６０に関連する機能と同様に、軸線Ａから離れるように凹状に湾曲した指状部６０によって、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に接触せずもしくは銅またはＣＰＶＣパイプ２２に軽く接触するため、挿入時に銅またはＣＰＶＣパイプ２２の擦り傷を防止または制限することができる。

例示的な実施形態において、指状部６０は、銅またはＣＰＶＣパイプ２２を受け入れるための開口部を拡大するように、凹状に湾曲している。代替的に、指状部６０は、軸線Ａに対して一定の角度で外側に曲げることができる。例えば、指状部６０は、約３度の角度で軸線Ａに対して傾斜してもよい。

図３および図５〜９を参照して、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、クリップ６４に設けられる。各クリップ６４は、２つずつで３列に配列された６つの歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃを含む。具体的には、各クリップ６４は、ハウジング２６の第２開口端３０に隣接して配置された第１列の歯状部材６２ａと、第２列の歯状部材６２ｂと、第２開口端３０から最も離れて配置された第３列の歯状部材６２ｃとを含む。歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、好ましくはステンレス鋼などの耐腐食性金属から形成されるが、任意の適切な金属または任意の他の適切な種類の材料から形成されてもよい。

図３、７および８を参照して、各歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、前縁（または咬合縁）６６から後縁６８まで延在する係合面を有する。歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃの前縁６６は、ハウジング２６の第１開口端２８に面し、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に咬み込むことによって、ハウジング２６の開放ボアから銅またはＣＰＶＣパイプ２２の抜け出しを防止する。一実施形態において、各歯状部材の係合面は、概ね平坦部７０と、軸線に対して角度θａ、θｂ、θｃで傾斜し、クリップ６４の基部まで延在する傾斜部７２とを含む。理解すべきことは、平坦部７０を鋭角部または丸くした角部に形成してもよいことである。例示的な実施形態において、各指状部６０は、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に咬み込むための歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃを有するクリップ６４のうちの１つを含む。可動ヒンジ６１および歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃの係合面の傾斜部７２によって、銅またはＣＰＶＣパイプ２２が歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃの傾斜部７２に当接すると、指状部６０が可動ヒンジ６１で径方向外側に撓むことができるため、非常に小さな力で、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃを通って銅またはＣＰＶＣパイプ２２を容易に挿入することができる。

各列の歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、互いに同様の形状を有するが、係合面の角度θａ、θｂ、θｃおよび前縁６６までの高さＨａ、Ｈｂ、Ｈｃは、各行の間で変化する。具体的には、係合面の角度θａ、θｂ、θｃは、第１列の歯状部材６２ａから第３列の歯状部材６２ｃまで減少すると共に、高さＨａ、Ｈｂ、Ｈｃは、第１列の歯状部材６２ａから第３列の歯状部材６２ｃまで減少する。例示的な実施形態において、第１角度θａは、約３８°であり、第２角度θｂは、約３３°であり、第３角度θｃは、約２８°である。この特定の構成によって、流体コネクタ組立体２０は、最大８００ｐｓｉの圧力まで、銅またはＣＰＶＣパイプ２２とＰＥＸチューブ２４との間の有効的な封止を維持できることが分かった。

例示的な実施形態において、指状部６０は、径方向内側に撓み、ＰＥＸ拡張リング４４によって、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に咬み込む歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃの係合力または咬合力を増加させる。ＰＥＸ拡張リング４４は、指状部６０の外面３４の周りに挿入され、指状部６０の周りに自己収縮することによって、歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃの前縁６６を銅またはＣＰＶＣパイプ２２に付勢する。代替的に、圧着リングまたは締付リングを用いて、歯状部材を銅またはＣＰＶＣパイプ２２に付勢することができる。

例示的なクイックコネクタ組立体２０を用いて銅またはＣＰＶＣパイプ２２をＰＥＸチューブ２４に流体接続する工程は、以下に説明する。まず、使用者は、第２開口端３０を通って、銅またはＣＰＶＣパイプ２２をハウジング２６に挿入して、第１肩部４６に当接する。Ｏリング５０によって、銅またはＣＰＶＣパイプ２２とハウジング２６との間の流体密封が形成される。銅またはＣＰＶＣパイプ２２の端部が歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃを通過するときに、指状部６０は、弾性的に外側に撓む。次に、ユーザは、ＰＥＸ拡張リング４４を膨張させ、指状部６０と整列するまでＰＥＸ拡張リング４４をハウジング２６の上面でスライドさせる。その後、ＰＥＸ拡張リング４４は、指状部６０の周りに収縮することによって、銅またはＣＰＶＣパイプ２２に当接するように歯状部材６２ａ、６２ｂ、６２ｃを付勢する。次に、任意の適切な工程によって、ＰＥＸチューブ２４をハウジング２６の第１末端部３６に流体接続することができる。この工程の全体は、非常に迅速であり、接着剤、はんだ付け、またはＰＥＸ配管工事を行う多くの配管業者が既に有するＰＥＸ拡管装置以外の特殊工具を必要としない。得られた銅またはＣＰＶＣパイプ２２とＰＥＸチューブ２４との間の接続は、他の既知のアダプタまたはコネクタ組立体を使用して形成された接続よりも、より安全且つ流体密封である。更に、コネクタ組立体２０は、銅またはＣＰＶＣパイプ２２とＰＥＸチューブ２４との間に流れる流体を汚染する可能性のある黄銅、鉛またはその他の金属を必要としない。

明らかに、上記の教示に照らして、本発明の多くの修正および変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、具体的に記載された以外の方法で本発明を実施してもよい。

Claims (15)

1. 第１チューブと第２チューブとを接続し、両者の間に流体連通を形成するためのコネクタ組立体であって、
   軸線に沿って第１開口端から第２開口端まで延在する開放ボアを有するハウジングを備え、
   前記ハウジングは、互いに周方向に離間され、径方向に撓み可能な複数の指状部を含み、
   前記指状部の少なくとも１つは、互いに軸方向に離間され、前記ハウジングの前記開放ボア内に延在して前記第１チューブと係合することによって、前記開放ボアからの前記第１チューブの抜け出しを防ぐ複数の歯状部材を有し、
   前記歯状部材の各々は、前記軸線に対して一定の角度で延在する傾斜部を含む係合面の前縁までの高さで延在し、
   前記軸方向に離間された歯状部材は、前記傾斜部との異なる高さおよび異なる角度のうちの少なくとも１つを有する、コネクタ組立体。
2. 前記少なくとも１つの指状部は、前記ハウジングの前記第２開口端に隣接する第１歯状部材と、第２歯状部材と、前記第２開口端から最も離れた第３歯状部材とを含む少なくとも３つの軸方向に離間された歯状部材を有する、請求項１に記載のコネクタ組立体。
3. 前記少なくとも３つの歯状部材の角度は、前記第２開口端から離れることに連れて減少する、請求項２に記載のコネクタ組立体。
4. 前記第１歯状部材の前記角度は、約３８度であり、前記第２歯状部材の前記角度は、約３３度であり、前記第３歯状部材の前記角度は、約２８度である、請求項３に記載のコネクタ組立体。
5. 前記少なくとも３つの歯状部材の前記高さは、前記第２開口端から離れることに連れて減少する、請求項２に記載のコネクタ組立体。
6. 前記少なくとも３つの歯状部材の前記角度および前記高さの両方は、前記第２開口端から離れることに連れて減少する、請求項２に記載のコネクタ組立体。
7. 前記少なくとも３つの軸方向に離間された歯状部材は、クリップ内で一体に連結され、２つずつで３列に配列された６つの歯状部材としてさらに形成される、請求項１に記載のコネクタ組立体。
8. 前記一体に連結された歯状部材は、前記少なくとも１つの指状部に部分的に嵌入する、請求項７に記載のコネクタ組立体。
9. 各歯状部材の前記係合面は、前記軸線と平行に延在する平坦部分として形成された平坦角部をさらに含む、請求項１に記載のコネクタ組立体。
10. 各歯状部材の前記平坦角部は、前記前縁に隣接して配置され、平坦縁部、丸くした縁部または鋭い縁部の１つとして形成される、請求項９に記載のコネクタ組立体。
11. 前記指状部の各々は、軸方向に離間された前記歯状部材を複数含む、請求項１に記載のコネクタ組立体。
12. 前記ハウジングの前記指状部は、スロットによって互いに離間される、請求項１に記載のコネクタ組立体。
13. 前記指状部は、前記軸線から径方向外側に傾斜し、前記ハウジングの前記第２開口端を拡大することによって、前記ハウジングの前記開放ボアに挿入されるときに前記第１チューブの擦り傷を防止または制限する、請求項１に記載のコネクタ組立体。
14. 前記指状部は、前記軸線から離れる方向に凹状に湾曲し、前記ハウジングの前記第２開口端を拡大することによって、前記ハウジングの前記開放ボアに挿入されるときに前記第１チューブの擦り傷を防止または制限する、請求項１に記載のコネクタ組立体。
15. 第１材料の第１チューブと異なる第２材料の第２チューブとをさらに含む、請求項１に記載のコネクタ組立体。

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