JP2634490B2 - 流体カップリングシステム - Google Patents

流体カップリングシステム

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JP2634490B2 JP462391A JP462391A JP2634490B2 JP 2634490 B2 JP2634490 B2 JP 2634490B2 JP 462391 A JP462391 A JP 462391A JP 462391 A JP462391 A JP 462391A JP 2634490 B2 JP2634490 B2 JP 2634490B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カップリングの技術に
関し、特に迅速着脱カップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】迅速に着脱可能な種々の流体カップリン
グが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ある状況では、多くの
異なった流体ラインを接続するようになった、協働する
迅速連結カップリングの複数のセットを提供することが
望ましい。また、ある状況では、危険あるいは事故が起
こるかもしれなので、ラインを誤って連結することは許
されない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、本体組
立体とステム組立体の複数の対が、異なるキーをもつ本
体組立体とステム組立体とが間違って互いに結合されな
いように構成されている。これは、操作スリーブの内径
と、ステム部材の外径と、本体弁の外径と、ステム部材
開口端の内径とを変えることにより達成される。異なる
直径関係を有する組立体は、ステム部材と操作スリーブ
との間の干渉、又は、本体弁とステム部材の開口端との
間の干渉の何れかのため嵌まらない。本発明の利点は、
本体組立体とステム組立体との嵌まる対のみを、確実
に、協働的に結合することができる構成を提供すること
にある。本発明の他の利点は、以下の詳細な説明を読み
且つ理解することにより当業者にとって明らかとなるで
あろう。
【０００５】
【実施例】添付図面について説明する。図示されている
ものは、本発明の好ましい実施態様を例示する目的で示
したものであり、それを制限するためのものではない。
図１は、本体カップリング部材すなわち組立体Ａとステ
ムカップリング部材すなわち組立体Ｂとの嵌まる対を、
互いに向かって軸線方向に動かすことによりまさに結合
されようとしている位置で示している。本体組立体Ａ
は、その上で軸線方向に滑動しうるスライド部分Ｄを有
する本体部分すなわち本体部材Ｃを備えている。スライ
ド部分Ｄは、通常、コイルばね１２によって本体弁Ｅと
係合状態へ図１の右へ偏倚されている。本体弁Ｅは、細
長い部材又はボルトＦに取付けられ、支持フインＧによ
り本体部分Ｃ内の中心に保持されている。
【０００６】ステム組立体Ｂは、ポペット(poppet)Ｉを
備えたステム部分又はステム部材Ｈを有する。ポペット
Ｉは、通常、コイルばね１４によってステムの開放端に
隣接する座と係合状態へ図１で左へ付勢されている。コ
イルばね１４は、案内部材Ｋの中の開口を通して延びる
軸すなわち案内ボルトＪを取囲み、コイルばね１４が案
内部材Ｋに対しても作用している。本体組立体Ａとステ
ム組立体Ｂとの係合された対を結合しようとするとき、
両組立体Ａ、Ｂは、図１に示すように位置決めされる。
ステム部材Ｈの外端部がスライド部分Ｄの外端部と係合
し、本体組立体およびステム組立体Ａ、Ｂを互にむかっ
て動かすと、スライド部分Ｄは図１で左へ引込み、本体
弁Ｅとの係合から外れる。同時に、本体弁Ｅは、ステム
部材Ｈの開放端の中へ入り、ポペットＩと係合して該ポ
ペットＩをその座から離す方向即ち図１で右へ動かす。
組立体Ａ、Ｂが一旦結合されたならば、部品が図２に示
すように配列され、結合された組立体を通って流体が流
れることができる。
【０００７】本体部分Ｃは、他の流体導管に結合するた
めに、１６で示すように内側にねじが切ってある。然
し、他の連結装置を採用してもよい。本体部分Ｃの外周
溝１８は、複数の掛金（ラッチ）部材Ｌの内側へ延びる
第１端部２０をゆるく受入れている。これらの掛金部材
は、好ましくは、金属製の打抜加工品からなり、端面図
でみて弧状の形状を有する。掛金部材Ｌの両端部は、内
側へ延びる掛金フック２２と、外側へ延びる掛金突起２
４とを有する。当接スリーブＭが、本体部分Ｃの上に配
設され、内側へ湾曲した外端部２８を有する。外端部２
８は、掛金部材Ｌの第１端部２０の軸線方向に延びる部
分を外周溝１８の中にゆるく保持するために、この部分
の上に横たわる軸線方向に延び部分を有し、掛金部材の
両端がカップリングの縦軸線３０の方へ及び縦軸線３０
から離れる方へ揺動することを可能としている。本体部
分Ｃの適当な外周溝の中に受入れられたスナップリング
３２が、当接スリーブＭを適所に保持している。当接ス
リーブＭは、変形しないように補強するための外側へ延
びる円周ビード３４を有し、また末端３６を有する。
【０００８】操作スリーブＮの形態の操作手段が、掛金
部材Ｌを包囲し、内側へ湾曲した外端部４０を有する。
外方へ延びる円周ビード４２は、掛金突起２４と協働す
るためのカム表面を形成するゆるかやな傾斜を有する内
側円周凹所４４を与える。図１に示すような、掛金部材
Ｌが外側へ開放された状態では、掛金突起２４は、内側
の円周方向の凹所４４の中に受入れられている。この関
係は、操作スリーブＮが本体組立体Ａから右へ完全に変
位しないように操作スリーブＮを保持するように作用す
る。操作スリーブＮを、常時、当接スリーブＭから離れ
る方向へ付勢するため、当接スリーブＭの湾曲した外端
部２８と操作スリーブＮの内側末端との間にコイルばね
４６が位置決めされている。操作スリーブＮ内の長方形
の開口４８は、下方に延びる脚５０を有するストップボ
タンＯの形態のストップ手段を受入れ、脚５０は、長方
形の開口４８から僅かに離間したスロット５２の中に自
由に受入れられている。板ばねＰは、ストップボタンＯ
の凹んだ下側に受入れられる上方平坦突起54を有し、通
常、図１で上方へ停止ボタンＯを付勢させている。スト
ップボタンＯは、末端３６と係合する内端５６を有し、
ストップボタンＯを押し下げてボタンＯの内端５６が内
端３６の下に入り込むまで、操作スリーブＮが当接スリ
ーブＭ内を図１の左へ更に移動するのを防止する。操作
スリーブＮの内端部分が、当接スリーブＭ内に緊密に受
入れられて案内される。
【０００９】ステム組立体Ｂは、掛金フック２２を受入
れるための円周溝６０の形のステム部材Ｈの協働するカ
ップリング装置を有する。構成要素を図１に示すように
な状態にして、本体部分Ｃとステム部材Ｈとを互の方向
に動かすと、スライド部分Ｄが左へ引込む。それと同時
に、掛金フック２２は、スライド部分Ｄの外表面とステ
ム部材Ｈの外表面部分６２に沿って乗り、遂には掛金フ
ック２２が溝６０に達する。この時点で、掛金部材Ｌが
内側へ揺動して円周溝６０の中に掛金フック２２が受入
れられる。当接スリーブＭと操作スリーブＮとの間に配
設されたコイルばね４６は、操作スリーブＮを図１で右
へ付勢する。これにより、内側の円周方向の凹所４４の
カム表面部分が掛金突起２４と協働し、掛金フック２２
を溝６０の中へ付勢する。このことは、また、操作スリ
ーブＮを解放して、図１の掛金解放位置から図２の掛金
保持位置へ右へ動かす。掛金保持位置において、掛金突
起２４の外端は、凹所４４から、外端部４０とは反対側
へ離れた場所で操作スリーブＮの内側円筒形表面と係合
する。また、外端部４０の外端は、ステム部材Ｈの当接
部６４と係合し、操作スリーブＮが図２おいて右へ更に
移動しないようにこれを保持する。掛金フック２２が、
円周方向溝６０の中に掛金をかけた（ラッチされた）状
態で受入れられたとき、掛金部材Ｌは、溝６０の周回り
で実質的に３６０度にわたって位置決めされる。この関
係は、本体組立体Ａとステム組立体Ｂとの間の結合関係
を強める。
【００１０】構成要素が図２に示すように結合された状
態で、このような連結は、掛金突起２４が内側円周方向
凹所４４とほぼ整列するまで操作スリーブＮを左方に動
かす必要がある。しかしながら、ストップボタンＯの内
端５６が、当接スリーブＭにより形成された当接手段の
末端３６と係合するので、図２で左への操作スリーブＮ
の軸線方向の移動が妨げられる。操作スリーブＮの解放
位置への移動を自由にするためには、ストップボタンＯ
を押下げて、それを押下げたまま保持し、その間操作ス
リーブＮを左へ軸線方向に押し進めることにより、内端
５６を図１に示すように末端３６の下に滑り込ませるこ
とが必要である。従って、掛金手段は、それを解放位置
へ動かすために、２つの異なる方向に独立に動くことが
必要である。ストップボタンＯの移動は、ほぼカップリ
ングの長手方向軸線３０の方へ及び長手方向軸線３０か
ら離れる方へ動き、この運きは、スロット５２の中でボ
タンの下方に垂下する脚５０を中心にした回動を伴う。
一旦、内側円周方向凹所４４が、掛金突起２４とほぼ整
列したならば、スライド部分Ｄを右へ付勢するコイルば
ね１２の付勢作用がステム部材Ｈをも右へ付勢する。掛
金フック２２と溝６０との間の協働するカム表面が、掛
金部材Ｌの端部を半径方向外方へカム係合させ、掛金突
起２４を凹所４４内に受入れる。
【００１１】ストップボタンＯが、円周ビード３４、４
２の間に配置されているのが判る。ボタンは、両方のビ
ード３４と４２の外表面に接する平面より上へ突出しな
いのが好ましい。従って、ストップボタンＯは、操作ス
リーブＮのその掛金解放位置への移動を妨げる通常の阻
止位置から阻止位置へ偶然に移動しないようにビードに
より保護されている。操作スリーブＮ上の円周ビード４
２は、操作スリーブＮを左へコイルばね４６の付勢力に
抗して動かすために人間の親指と他の指を働かせる当接
部を提供する機能も達成する。図５は、操作スリーブＮ
内のスロット５２と長方形開口４８とをより詳細に示
す。図６と図７は、ストップボタンＯにより構成された
ストップ手段を示す。ストップボタンＯは、操作スリー
ブＮの全体的な曲率に対し横方向に湾曲しているのがわ
かる。ストップボタンＯの下側は凹んでいる。フランジ
７０は、ボタンの下側から、内端５６に沿って且つその
両側に沿って下方垂下する脚５０の方へ外側へ延びてい
る。ボタンＯの側面に沿うフランジは、下方に垂下する
脚５０をもつ端部の十分手前で終っているので、ボタン
を操作スリーブＮの中と外に位置決めすることができ
る。操作スリーブＮが当接スリーブＭの中へ移動するの
を阻止するため、図２に示すような上反りしない阻止位
置にあるとき、フランジ７０は、長方形開口部４８の一
部の周りで操作スリーブＮの内側輪郭に当接してほぼこ
の輪郭に一致し、他方、下方に垂下する脚５０はスロッ
ト５２を通して下方へ延びている。ボタンの内端５６が
当接スリーブＭの中へ部分的に入りうるように、図１に
示すような上反り位置へ動かすため、ボタンを、長方形
開口４８とスロット５２との間の操作スリーブＮの部位
で回動させる。ボタンの内端５６は、軸線３０に対し垂
直な平面内にあるか、又は当接スリーブＭの末端３６か
ら半径方向内側と軸線方向外側との両方向にストップボ
タンＯの外周から傾斜する平面内にある。これは、操作
スリーブＮが当接スリーブＭの中へ動かされるとき、ボ
タンを押し下げて上反りさせるように作用するカム作用
力を防ぐためである。
【００１２】図８〜図１０に示すように、ボタンの板ば
ねＰは、ほぼ平坦な板ばねからなり、ばねの収縮と拡張
を可能とするための自由に重なる末端部分 ７２、７４
を有する。重なる端部７２、７４と対向するばねの頂部
は、ほぼ長方形の切欠き７６と上方が平らな突起５４と
を有する。上方が平らな突起５４の外側角部は、下方に
垂下する脚５０に隣接するボタンＯの湾曲した角部とほ
ぼ対応するように、８０で指示されているように角取り
されている。上が平らな突起５４は、ストップボタンＯ
のぼぼ横断輪郭に湾曲され、ボタンの凹んだ下側に受入
れられるように寸法決めされている。従って、板ばねＰ
は、通常、長方形の開口部４８を通して上方に突出する
位置にストップボタンＯを保持し、フランジ７０が操作
スリーブＮの内側表面と係合する。ストップボタンＯを
押下げると、板ばねＰの末端部分７２、７４の重なり移
動とばねの突起５４の変形とにより、板ばねＰが収縮す
ることができる。
【００１３】内側の本体部分Ｃと外側のスライド部分Ｄ
とは、密接に対面し協働する外側と内側の円筒表面８１
と８２を夫々有する（図２）。本体部分Ｃは、その外側
円筒表面８１から半径方向内側へ離間した内側末端８４
を有する。テーパ表面が、内側末端８４から外側円筒表
面８１へ延びている。図１１に最もよく示されているよ
うに、このテーパ表面は、カップリングの長手方向軸線
に対し小さい角度で傾斜したゆるいテーパ表面８６を有
し、このテーパ表面８６は、外側円筒表面８１との交差
部に隣接する急なテーパ表面８８に合流している。一般
に、傾斜角度の小さい即ちゆるいテーパ表面８６は、カ
ップリングの長手方向軸線３０に対し垂直よりも平行に
近く、他方、傾斜角度の大きい急なテーパ表面８８は、
カップリングの長手方向軸線３０に対し平行よりも垂直
に近い。このテーパ表面は、スライド部分Ｄの内側表面
８２の一部と協働してパッキン受入れ空間を形成し、急
なテーパ表面８８は、この空間の頂点に隣接して配置さ
れている。
【００１４】バックアップリング９０とパッキンリング
９２とが、パッキン受入れ空間内に位置決めされ、バッ
クアップリング９０が、急なテーパ表面８８に隣接して
配置される。図１３は、スライド部Ｄの内側円筒形表面
８２にほぼ対応する外側円筒形表面９４と、傾斜角度の
小さい即ちゆるいテーパ表面８６と実質的に同じテーパ
で傾斜した内側表面９６とを有するバックアップリング
９０を示している。バックアップリング９０は、外側円
筒表面９４に対し垂直に延びる対向する平行な端面９
８、１００を有し、外側円筒表面９４は、滑らかに湾曲
した凸面の角部で平行端９８、１００に合流している。
いま説明している好ましい実施態様において用いるシー
ルとパッキンはすべて、純粋のポリテトラフルオロエチ
レン（ＴＦＥ）から構成されるのが好ましい。バックア
ップリング９０を、ＴＦＥ又は他のかなり堅くしかも曲
げ易い材料を充填したポリフェニレンサルファイド（Ｐ
ＰＳ）から構成し、バックアップリングをパッキンリン
グ９０に比較して膨張し易く然も比較的に変形しにくい
ものとするのが好ましい。ＴＦＥとＰＰＳの両者は、極
めて広範囲の化学薬品とのすぐれた相容性を与える。こ
れらの材料のシールとバックアップリングは、従来のゴ
ム又はその他のエラストマ製のシールより永持ちし且つ
耐破損抵抗が大きいことが判明した。しかしながら、種
々の環境又はカップリングの用途に順応する、他の材料
を使用することもできる。
【００１５】図１２に示すように、パッキンリング９２
は、外側円筒表面１０４と内側円筒表面１０６とを有す
る。パッキングリングの端部１０８、１１０が、外側円
筒表面１０４と内側円筒表面１０６に対し垂直に延びて
いる。内側表面１０６の軸線方向の長さの約２分の１
が、傾斜角度の小さい即ちゆるいテーパ表面８６と協働
するためのテーパ表面１１２を有している。この傾斜角
度の小さい即ちゆるいテーパ表面は、パッキンリング９
２が変形して種々の構成要素の凹凸に順応することを可
能とするという機械的な利点を与える。この機械的な利
点とその結果生ずる変形とにより、比較的硬いシール材
料であるＴＦＥが、比較的に低いパッキン荷重を受けて
いる間気密シールを与えることが可能となる。パッキン
リング９２の厚さと軸線幅とは、パッキンリングの端１
１０が内側末端８４を超えて外側へ実質的な距離だけ軸
線方向に離隔されるような寸法である。
【００１６】図３を参照して説明する。円筒形パッキン
押えＲが、中空の本体部分Ｃ内に密接に滑動可能に受入
れられている。円筒形パッキン押えＲは、本体部分Ｃの
内側で軸線方向内方に延びる反対側に湾曲したフランジ
１１６と、パッキンリング９２のパッキングリング端１
１０（図１２）と係合するように本体部分Ｃの内側末端
８４から軸線方向外側に配置された半径方向外側へ延び
るフランジ１１８とを有する。スライド部分Ｄは、内方
に延びる部分１２０を有し、この部分１２０に対向して
ばねの目穴１２２が位置決めされる。コイルばね１２に
より形成された付勢手段は、目穴の上に受入れられる一
端と、反対側に湾曲したフランジ１１６を押しつける反
対側の端とを有する。コイルばね１２の下の反対に湾曲
したフランジ１１６は、ばねの目穴１２２の整列機能と
一緒になって、移動する流体の及ぼす力によりコイルば
ね１２がその座を外されないようにコイルばね１２を保
持する。コイルばね１２は、スライド部分Ｄを本体部分
Ｃから離れる方向に付勢させるためのスライド部分付勢
手段を構成し、また、パッキン９２とバックアップリン
グ９０を図１と図２で左へパッキン受入れ空間の中へ緊
密に押し込むためのパッキン付勢手段をも形成する。
【００１７】カップリングの内部に圧力が加えられる
と、圧力がパッキンリング９２に作用して、このパッキ
ンリング９２とバックアップリング９０を更にパッキン
受入れ空間の中へ押しやる。傾斜角度の小さいテーパ表
面８６は、パッキンリングを半径方向外側に動かし、こ
のパッキンリングをスライド部分の内面へしっかり押し
付ける。傾斜角度の小さいテーパ表面８６は、パッキン
リングがスライド部分又は本体部分と接触する点で、パ
ッキンの凹凸と高い点での圧縮応力を増幅するという機
械的利点を与える。バックアップリング９０は、本体の
外側円筒表面８１とスライド部分の内側円筒表面との間
の境界部分の中へパッキンリングが押し出されるのを防
止する。パッキンリングの軸線方向への移動は、パッキ
ンリングをバックアップリングと接触させ、バックアッ
プリングを強制して軸線方向に動かす。傾斜角度の小さ
い即ちゆるいテーパ表面８６は、軸線方向に動くバック
アップリングを半径方向に外側へ動かしてスライド部分
の内側表面としっかり係合させ、パッキンがバックアッ
プリングを過ぎて押出されるのを防止する。急なテーパ
表面８８は、バックアップリングの軸線方向に移動しよ
うとする傾向を減少させる。これが、バックアップリン
グの変形しにくい即ちより硬い材料の組成と結びつい
て、バックアップリング９０が本体部分Ｃとスライド部
分Ｄとの間から押出される傾向を最少にする。
【００１８】図１４に示すように、スライド部分Ｄの外
端部は、本体部分Ｃの外側円筒表面８１に対し外方へ離
間した対向する関係にある傾斜壁１２６を備えた内周凹
所を有する。傾斜壁１２６は、傾斜角度の小さいテーパ
で図１４で右から左に向けて、カップリングの長手方向
軸線３０から外側へ離れる方へ傾斜する。これは、本体
カップリング組立体Ａとステムカップリング組立体Ｂと
の両者が結合されるときにスライドＤが動く方向でもあ
る。ＴＦＥ製支持リング１２７は、スライド部分の内部
凹所の中に受入れられる軸線方向脚部１２８と、スライ
ドの末端１３０に沿って外側へ延びる半径方向脚部１２
９とを備えたほぼＬ字形の断面形状を有する。軸線方向
脚部１２８は、本体部分Ｃの外側円筒表面８１の外径よ
り僅かに小さい直径をもつほぼ円筒形の内側表面を有す
る。軸線方向脚部１２８は、傾斜面１２６の傾斜角にほ
ぼ一致する、傾斜角の小さいテーパ状の外側表面を有す
る。カム表面１３１は、半径方向脚部１２９の外側表面
を軸線方向脚部１２８の内側表面と結合し、カップリン
グ組立体の結合の間、最初の組立てとワイピング作用を
助ける。スライド部分Ｄは、その末端１３０から軸線方
向に短かい距離だけ離隔した外側円周溝１３２を有し、
この円周溝１３２は、ほぼ長方形の断面形状を有する。
スライド部分Ｄに関して支持リングの限られた軸線方向
移動を可能としながら、支持リング１２７が凹所から完
全に変位するのを防ぐための保持手段は、支持リングの
脚部１２９の上に在る内側へ延びるフランジ１３３を有
する金属製保持リングからなる。
【００１９】スライド部分の末端１３０と内方に延びる
フランジ１３３との間の軸線方向の間隔は、半径方向脚
部１２９の軸線方向厚さより相当に大きい。支持リング
の円筒形部分１３４は、末端１３０と溝１３２との間に
延びるスライド部分Ｄの一部分に密接して受入れられ、
このスライド部分Ｄのこの部分は、支持リングの円筒形
部分１３４の半径方向厚さの約２倍だけスライド部分Ｄ
の残余部分より小さい外径を有する。円周方向に間隔を
おいた内側へ延びる複数のかえり即ち移動止め１３５
が、支持リングの円筒形部分１３４から打抜加工されて
曲げられ、図１４で右から左へ、ゆるいテーパで軸線３
０の方へ内側へ傾斜している。円周形部分１３４の末端
と移動止め１３５の末端との間の軸線方向の距離は、外
周溝１３２の軸線方向の長さより実質的に小さい。換言
すれば、支持リング１２７が前後に軸線方向に動きうる
ような遊嵌である。支持リング１２７を組立てるとき、
移動止め１３５は外側へ曲がり、遂には、外周溝１３２
の中へぱちんと戻ることになる。支持リングの円筒部分
１３４の末端外周と溝１３２の一方側との間の係合、及
び、移動止め１３５の末端と外周溝１３２の反対側との
間の係合が、支持リングの軸線方向移動の範囲を規定す
る。カップリングを結合するためにスライド部分Ｄを図
１４で右から左へ移動させる間、スライド部分の凹所の
傾斜壁と軸線方向脚部１２８のテーパ表面との協働作用
で、脚部１２８がほぼ半径方向に縮まり、本体部分Ｃの
外側表面８１としっかり係合する。このように、結合移
動の間、スライド部分Ｄは、他の金属表面ではなく、摩
擦係数の非常に小さいＴＦＥ支持リング１２７上にの
る。このことは、カップリングの主要構成要素のほぼ全
てがステンレス鋼製であるのが好ましいこと、及び、か
じり（焼付き）がこの材料に関連する特有の問題である
ことの点において有意義である。本体部分Ｃの外側表面
８１と軸線方向脚部１２８とのしっかりした係合によ
り、完全なワイピング作用が達成される。その後、スラ
イド部分Ｄが反対方向に、即ち図１４で右へ即ち離脱方
向に動かされるとき、ＴＦＥ支持リング１２７は、自由
に、左へ限られた移動でき、それ故、支持リング１２７
は、大きい力で本体部分Ｃと圧縮係合せず、横の力が最
少であるとき部品の自由な分離を可能とする。
【００２０】スライド部分Ｄの内側へ延びる部分１２０
の末端は、ＴＦＥシールリング１４０を受入れる外側円
周溝１３８（図３）を有する軸線方向に延びる突出部１
３６に終っている。スライド部分Ｄは本体組立体Ａの一
部であり、本体部分Ｃと考えてよい。外周溝１３８を有
するスライド部分Ｄの末端部分は、末端４１を有する本
体Ｃの末端部分と考えてよい。外周溝１３８は、溝底部
と軸線方向に離間した溝側壁とを有し、この溝側壁は、
末端１４１に最も近い一方の溝側壁と、それから離れた
反対側の溝側壁とからなる。溝底部は、一方の溝側壁か
ら反対側の溝側壁の方向に小さい角度で軸線３０から離
れて外側へ傾斜している。図１５に最もよく示されてい
るように、ＴＦＥシール４０が、カップリングの長手方
向軸線３０から浅い角度で傾斜する内側表面と、外側円
筒表面１４４とを有する。平行な両端面１４６、１４８
が、外側円筒表面１４４に対し垂直に延びている。端面
１４８に隣接するシール１４０の幅の約２分の１は、軸
線３０から浅い角度で内側表面１４２の方へ下方に傾斜
する外側傾斜表面１５０を有する。外周溝１３８の底部
は、内側表面１４２とほぼ一致するように形作られ、他
方、ステム部材Ｈの内側表面部分１５２は、ステム部材
の円筒形表面１５３と傾斜表面１５５（図４）を有する
ことによりシール１４０の外側円筒表面１４４および外
側傾斜表面１５０とほぼ一致するように形作られてい
る。スライド部分Ｄの内側円筒表面８２の直径は、ＴＦ
Ｅシールリング１４０の最大外径より実質的に大きい。
その結果として、カップリングを与圧してスライド部分
Ｄを図２で右へ付勢させ、スライド部分Ｄとステム部材
Ｈとの間のＴＦＥシールリング１４０を一層強く係合さ
せて圧縮するとき、圧力差が存在する。ステムシールの
バックアップリング１５６が、ＴＦＥシールリング１４
０の左端と外周溝１３８の左端との間に位置決めされ、
さらに、ＴＦＥシールリング１４０の押出しを防止す
る。このバックアップリング１５６は、バックアップリ
ング９０と同一又は類似の性質と材料組成を有する。
【００２１】本体弁Ｅは、シール１６０を密接して受入
れる外側凹所を有し、凹所の表面は、シールの内側表面
と形状及び寸法が一致する。シール１６０は、スライド
部分Ｄから離れる方向に進むほど軸線３０から外側へ離
れる方向に傾斜する外側表面と内側表面とを有する。こ
れがシール作用を強め、シールが凹凸と順応できるよう
にする。シール１６０の外側傾斜表面１６２は、開口端
に隣接するスライド部分Ｄの内側の弁座１６４と一致す
る。本体弁Ｅは、また、シール１６０から軸線方向と半
径方向に離間した傾斜した停止面１６６を有し、この傾
斜した停止面１６６は、スライド部分Ｄの開口端に隣接
する対応する傾斜した停止面１６８と協働する。傾斜し
た停止面１６６と１６８との間のこの協働により、高圧
下でのシール１６０の損傷又は押出しが防止される。シ
ール１６０の一端と外周部分は、高圧流体条件下でシー
ル１６０の破裂を防ぐため金属製保持リング１７０によ
り包囲されている。金属製保持リング１７０は、本体弁
Ｅの適当な円周溝内に位置決めされた適当なスナップリ
ング１７２により適所に保持されている。傾斜する停止
面１６６は、金属製保持リング１７０からシール１６０
の反対側に配置され、金属製保持リング１７０よりスラ
イド部分Ｄから更に軸線方向に離れて配置されている。
【００２２】ポペット（poppet) Ｉは、ポペットシール
１８０を緊密に受入れるように形作られた外側凹所を有
し、ポペットシール１８０は、ステム部材Ｈの開口端か
ら離れる方向に軸線３０から外側へテーパを付けられて
いる。これらの内側テーパ表面と外側テーパ表面とは、
シールが係合する表面上の凹凸と順応することを可能な
らしめる。ポペットシール１８０は、また、ステム部材
Ｈの開口内側端部に隣接する弁座１８４と協働するため
の外側傾斜表面１８２を有する。金属製保持リング１８
７のテーパ付停止表面１８９は、ステム部材Ｈの開口内
側端部に隣接する対応するテーパ付停止表面１８８と協
働する。通常の状況の下では、テーパ付停止表面１８８
と１８９は互に係合しないが、極めて高い圧力下では係
合してポペットシール１８０の極端な変形や押出しを防
止する。金属製保持リング１８７は、シール１８０の破
裂を防ぐためポペットシール１８０の一端と外周部分を
包囲し、ポペットＩの適当な溝に受入れられたスナップ
リング１９０により適所に保持されている。テーパ付き
停止表面１８９と金属製保持リング１８７とは、ポペッ
トシール１８０の同じ端に配置され、金属製保持リング
１８７は、金属製保持リング１８７からポペットシール
１８０の反対側のポペットＩの部分よりも、ステム部材
Ｈの開口内側端部へ軸線方向により近く配置されてい
る。
【００２３】ボルトＦが、公知の方法で本体弁Ｅに固定
され、軸線方向に離間した一対の突出部２０２、２０４
を有し、突出部２０２と２０４の間に円周溝２０６が形
成されている。支持フインＧは、図１６〜図１８に詳細
に示してある一対のフイン部材からなる。各フイン部材
は、端面図でほぼＭ字形であり、中央湾曲部２１０を有
するほぼＵ字形の部分により結合された２本の主脚部２
０８を有し、中央湾曲部２１０は、末端から離間され且
つ末端から外側へ湾曲している。図１７と図１８に最も
よく示されているように、中央湾曲部２１０は、主脚部
２０８から軸線方向にオフセットしている。主脚部２０
８の末端を図１６に示すように互に係合させ一対のフイ
ン部材を逆に位置決めするとき、中央湾曲部２１０の内
側に面する表面は、ボルトの溝２０６の底の直径とほぼ
同じ直径を有する共通円の周囲の上に在る。更に、中央
湾曲部２１０の軸線方向両端の間の距離は、軸線方向に
離間した突出部２０２、２０４の内側に面する表面の間
の距離とほぼ同じである。
【００２４】一対のフイン部材を、図３に示すように、
ボルトＦの周りに協働関係に逆に位置決めするとき、主
脚部２０８の一端が、本体部分Ｃの孔の中の円周肩部２
１２と係合する。適当な円周溝の中に受入れられたスナ
ップリング２１４が、支持フインＧを所望の位置に保持
する。図３に示すように、中央湾曲部２１０は、本体弁
Ｅから離れる方向に主脚部２０８から軸線方向にオフセ
ットされている。フイン部材のこの形状と位置は、本体
部分Ｃの孔を通る最大の流れを可能とし、他方、本体弁
Ｅを適所に保持し且つ剪断力と圧縮力とに抵抗するため
の最大強度を与える。図１９と図２０に示すように、ポ
ペット案内部材Ｋは、中心領域２２２から出て半径方向
に延びる円周方向に離間した複数のスポーク２２０を有
する。中心開口部２２４は、中心領域を通って延び、隆
起した円形ボス２２６により包囲されている。スポーク
２２０の外側末端２２８は、共通円の円周上に在るよう
に湾曲させてあり、スポーク２２０は、互に等しい距離
に離されている。図２０に示すように、スポーク２２０
は、平坦な平面から半径方向の円形ボス２２６の突出方
向と反対方向に傾斜させてある。
【００２５】図４に示すように、案内ボルトＪは、コイ
ルばね１４により包囲され、ポペトＩ内の孔の円錐形底
面に当接するほぼ円錐台形の対応する末端部を有する。
ステムアダプタ２３２の肩部２３０は、ポペット案内部
材Ｋのスポーク２２０の外端部と係合する。案内ボルト
Ｊの小さい直径の部分２３４は、中心開口２２４をの中
に密接して受入れられ、滑動可能に案内される。案内ボ
ルトの拡大部分は、半径方向の円形ボス２２６の端と係
合するための当接部を与える。コイルばね１４の一端
は、半径方向の円形ボス２２６に密接して受入れられ、
その他端は、ポペットＩの孔の中の案内ボルトＪの末端
部の拡大頭部の背面と係合し、通常は、ポペットＩをそ
の閉鎖位置へ付勢している。ステム部材Ｈの内側外端部
分には、ステムアダプタ２３２の雄ねじと協働するため
の雌ねじを切ってあり、ステムアダプタ２３２の内側に
は、導管上の他の接手と結合するためのねじ２４０を切
ってある。この場合にも、ねじ２４０以外の形式の相互
連結手段を有利に採用してよい。
【００２６】図２１と図２２を参照して説明する。操作
スリーブＮ内に受入れられたステム部材Ｈの外径部分
は、そこへ種々の厚さの円筒形シム２４６を加えること
により変えられる。従って、ステム部材の外径Ｓは、選
択的に変えることができる。操作スリーブＮの外端部４
０の内径は、その部分を可変の内径Ｔに機械加工するこ
とにより変えられる。本体弁Ｅの最大外径部分は、それ
を可変の直径Ｖに機械加工することにより変えられる。
ステム部材Ｈの開口内端部の最小内径部分２５０の直径
は、同様に、それを可変の直径Ｕに機械加工することに
より変えられる。嵌まり合う本体組立体とステム組立体
との複数の対は、１つのキーの本体組立体が同じキーを
有するステム組立体とのみ嵌まり合うように構成され、
且つ、寸法決めされる。キーが漸進的に大きくなるほ
ど、ステム部材の外径Ｓ、操作スリーブの可変内径Ｔ、
本体弁Ｅの可変外径Ｖおよびステム開口部の内径Ｕが大
きくなる。このようにして、キー付けされた嵌まり合う
複数の本体組立体Ａおよびステム組立体Ｂを含むカップ
リングのコード化されたシステムが提供される。各本体
組立体は、内側本体弁Ｅと、操作スリーブＮにより形成
された外側カップリングスリーブとを有する。各ステム
組立体は、外径Ｓと開口したステム端とをもつステム部
材Ｈを有し、開口したステム端を通して本体弁Ｅが受入
れられる。係合する本体組立体とステム組立体とは、ス
リーブＮ内にステム部材Ｈを緊密に（ぴったりと）受入
れるように且つ内径部分２５０内に本体弁Ｅを緊密に
（ぴったりと）受入れるように寸法決めされる。この構
成によって、異なるキーを有する本体組立体とステム組
立体は、嵌まり合わない即ち結合しない。何故ならば、
ステム部材Ｈと操作スリーブＮとの間、又は、本体弁Ｅ
と内径部分２５０との間で干渉が起こるためである。
【００２７】複数の異なるキーに対する種々の直径の例
を図２２に示してある。本体弁Ｅと内径部２５０の間の
干渉のため、ステム組立体は、より高いキーの本体と結
合しない。より高いキーを有する本体組立体は、常に、
より小さいキーを有するステム組立体の対応する内径部
分２５０よりも、本体弁Ｅの外径が大きい。ステム部材
Ｈの外径と操作スリーブＮの内径との間の干渉のため、
本体組立体は、より高いキーのステム組立体と嵌まり合
わない即ち結合しない。より高いキーのステム組立体
は、常に、より小さいキーを有する本体組立体のスリー
ブの対応する内径よりも、大きなステム部材外径を有す
る。本発明を、その好ましい実施態様を参照して説明し
た。他人が本明細書を読み且つ理解すれば、修正と変更
を思い付くのは明らかである。このような修正と変更は
すべて、請求の範囲又はその均等物の範囲に入る限り、
これらをすべて含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１】まさに結合されようとする又は離脱させた直後
の本発明のカップリングを示す側面断面立面図である。
【図２】結合された配置のカップリングを示す図１に類
似の図である。
【図３】図１と図２の本体組立体のみの断面側面立面図
である。
【図４】図１と図２のステム組立体のみの断面側面立面
図である。
【図５】掛金機構内で用いられる操作スリーブの上面平
面図である。
【図６】停止ボタンの上面平面図である。
【図７】図６の７−７線に沿って矢印の方向に見た断面
図である。
【図８】図６と図７の停止ボタンと関連して用いられる
ばねの端面図である。
【図９】図８の９−９線に沿って矢印の方向に見た断面
図である。
【図１０】図８の１０−１０線上で矢印の方向に見た上
面平面図である。
【図１１】パッキン受入れ空間を断面で示す部分拡大側
面図である。
【図１２】パッキンリングの軸線方向断面形状を示す。
【図１３】バックアップリングの軸線方向断面形状を示
す。
【図１４】弁本体部分とスライドとの間のスライド支持
体を示す部分拡大断面図である。
【図１５】本体とステムとの間で用いられるシールリン
グの軸線方向断面形状を示す。
【図１６】本体弁ボルトを支持するために用いられるフ
イン部材を示す端面図である。
【図１７】図１６の１７−１７線に沿って矢印の方向に
見た上面平面図である。
【図１８】図１７の１８−１８線に沿って矢印の方向に
見た断面図である。
【図１９】ポペットのための案内部材を示す端面図であ
る。
【図２０】図１９の２０−２０線に沿って矢印の方向に
見た断面図である。
【図２１】図１に類似の部分断面図で、本体組立体とス
テム組立体とのキー付きの係合する対を与えるように修
正された種々の構成要素の直径を示す。
【図２２】本体組立体とステム組立体とのキー付きの係
合する対を与える、図２１の種々の直径の例を示す表で
ある。
【符号の説明】
Ａ 本体組立体 Ｂ ステム組立体 Ｃ 本体部分 Ｄ スライド部分 Ｅ 本体弁 Ｈ ステム部材 Ｉ ポペット Ｎ 操作スリーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウエバー リチャード シー ジュニア アメリカ合衆国 オハイオ州 44236 ハドソン ホーリオーク ドライブ 7615 (72)発明者 ブランド エドワード エム アメリカ合衆国 オハイオ州 44221 カイホガ フォールズ ベイレッグ ロ ード 2977

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 嵌まり合う複数対の本体組立体とステム
    組立体とを有し、 各本体組立体が、内側の本体弁と、通常、付勢されて前
    記本体弁と係合しているスライド部分とを備え、各本体
    組立体が、ステムカップリング手段と協働して、嵌まり
    合う一対の本体組立体およびステム組立体を開放可能に
    連結するようにステムカップリング手段と協働する本体
    カップリング手段を有し、前記本体カップリング手段
    が、外側カップリングスリーブを有し、 各ステム組立体が、通常、外方に向けてステム端に隣接
    する閉位置に付勢されている内側ステム弁を有し、 本体組立体とステム組立体との嵌まり合う一つの対は、
    本体スライドと係合し且つこれを本体弁から離れる方向
    に動かすことができるように、本体カップリングスリー
    ブ内にぴったりと受け入れられる外径を有するステム部
    材を有し、一方、本体弁の外径およびステム端の内径と
    が、弁本体がステム端の中にぴったりと受入れられてス
    テム弁に係合してこれを開けることができるように寸法
    決めされており、 本体組立体とステム組立体との嵌まり合う複数の対は、
    大きくなるにつれて、そのスリーブ内径とステム部材外
    径と本体弁外径とステム端内径とがより大きくなる本体
    組立体とステム組立体とを備えており、 それによって、本体組立体とステム組立体の嵌まり合わ
    ない対は、前記ステム部材及びスリーブ間の干渉、又
    は、前記本体弁及び前記ステム端間の干渉の何れかのた
    め一緒に嵌合しないこと、 を特徴とする流体カップリングシステム。
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