JP3586837B2 - パイプ用自己ロック式錠止め装置 - Google Patents
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Description
本発明は、2本のパイプの間の継ぎ手を機械的にロックするための装置に関する。
より詳しくは、但し非限定的に、本発明は、一方のパイプの端部に設けられたニップルを備え、他方のパイプに形成されたねじに噛み合いいづれかのパイプに嵌めごろしにされたナットの締め付け作用により、このニップルが他方のパイプの端部の朝顔状部に圧接されるようになった、標準化された継ぎ手に関する。
今日では、次のような制動技術即ちロック技術が採用されている:
−線ブレーキ技術。航空工学の分野においてよく使われているこの技術は、アッセンブリを機械的に保持することができない。この制動方式は機械的であるというよりも精神的なものである。
−ナットに嵌め込んだプラスチック座金、弾性化又は変形されたナット、弾性化された座金、摩擦によるブレーキ技術。これらの方式は、ニップルとナットのねじの組立遊びを制限するか、或いは、ナットを弛めるに要するトルクを増大させる。従って、これらの方式は、使用中に装置のねじが弛む危険を完全に解消するものではない。
これらの大部分は分解後に再使用することができない。
他の制動技術は米国特許5,083,819から公知である。これによれば、ニップルに固定した制動用舌状片がナットに弾性的に当接する。この技術は高価である。
更に、ねじを有する方のパイプにねじの手前において形成したスプラインに沿ってロック部材が摺動するようになったロック装置がフランス特許917,287から知られている。このロック部材は他方のパイプに担持されたナットを回り止めするべくばねにより付勢されている。この装置は、ねじとパイプとの間にスプラインを設ける必要があるので、標準型の継ぎ手には適用できない。継ぎ手の全長が変わると共に、総コストは非常に高い。米国特許5,188,398の装置は同じ形式であるが、スプラインとロック部材は締め付けトルクを伝達する役目も持つので、スプラインとロック部材が堅牢でなければならないという不便が更にある。
米国特許4,655,482によれば、ナットと他方のパイプの六面頭部を用いて、互いに嵌合するロック部材が回り止めされる。従って、パイプの六面頭部には、締め付けを行うためにアクセスすることはできない。この点を改良するため、ロック部材の外周には六面構造体が形成してある。ロック部材は更に締め付けトルクも伝達しなけらばならないので、ロック部材によって半径方向寸法が増大する。
従って、本発明の目的は、効果的で、経済的で、継ぎ手の嵩を大幅に変えることなく多くの規格に適合することの可能な、パイプ継ぎ手用のロック装置を提供することである。
本発明は、封止部を端部に備えた2本のパイプの間の継ぎ手を機械的にロックするための装置を提供するもので、第1のパイプはその封止部の手前にネジ又は類似物を備え、他方のパイプは前記ネジ又は類似物と協働する回転ナットを備え、このロック装置は、第1パイプに対して長手方向に移動可能なロック部材と、ナットが釈放される退却位置から、2本のパイプの連結時にロック部材のロック用成形部がナットの相補的成形部と協働するロック位置へと、前記ロック部材を付勢する復帰手段と、ロック部材がロック位置にある時にロック部材がナットの弛む方向に第1パイプに対して回転するのを阻止する保持手段、とを備え、その特徴は、前記保持手段は、第1パイプに恒久的に固定されねじの周囲を延長する支持部材に対してロック部材を保持し、前記支持部材とねじとの間にはナットがねじに係合するのを可能にするに充分な半径方向距離が設けてあることにある。
ねじの周りに位置する保持部材は、パイプの長さ方向寸法も半径方向寸法も増大させることがないことと、パイプに取付られる要素として極めて容易に固定することができるという二重の利点を有する。
ロック部材は支持部材と協働するが、パイプには直接に係合しないので、そのためにパイプを改造する必要がない。支持部材とロック部材は大きな応力を伝達しないので、比較的安価で薄く軽くすることができる。ばねは手で圧縮できるように充分軟かくするのが好ましい。
本発明の装置はナットを外した後に再使用することができる。ロック部材の寸法と長手方向行程は、ナットを締め付けた後にロック部材の成形部をナットの相補的成形部に係合させるのを可能にすると共に、ナットを弛める前にはロック部材を復帰手段の作用に抗して手で圧縮することによりナットを大幅に解放するのを可能にする。
好ましくは、可動ロック部材は、それが退却位置にある時には、支持部材に対して回転の自由度を有する。ロック位置に移すと、支持部材とロック部材が噛み合うと同時に、ロック部材の成形部と支持部材の成形部が噛み合う。
好ましくは、この噛み合いは支持部材に対するロック部材の複数の相対角位置において起こる。このようにすれば、締め付け終了後にナットが占める位置にロック部材の角位置を合わせることができると共に、ナットの成形部とロック部材の成形部とを互いに噛み合わせるに適した位置にナットを位置決めするべくナットの締め付け度合いを調節する必要がなくなる。
ロック部材が退却位置にある時にロック部材が支持部材に対して完全な回転自由度を有するならば、噛み合い手段は、ナット締め付け方向におけるロック部材の回転は許容するが、ナットが弛む方向における回転は許容しない形式の自由輪として構成することができる。このため、支持部材およびロック部材の一方には非対称の歯を備えた歯列を形成し、他方には相補的な歯列又は1つの単なる歯若しくは離隔した複数の歯を設けることができる。ばねは支持部材とロック部材の歯がナットの締め付け方向にラチェットのように互いに飛び越えるのを可能にする。反対に、ナットを弛める方向においては、これらの歯は急傾斜の面によって互いに突き当たる。
噛み合い手段により構成された、若しくは別途形成された衝当手段を設け、ロック部材がロック位置にある時のロック部材の長手方向位置を限定するのが好ましい。
作業者がロック部材を放して自由にナットに対して作業できるようにするため、保持手段はロック部材を退却位置に不動に保持するのが有利である。
このような保持は、特に、支持部材の後部に円筒形の僅かな膨出部を設け、ロック部材の1つ若しくは複数の爪をこの膨出部の背後に弾性により軽くスナップ嵌合させることによって実現することができる。保持手段がロック部材が退却位置にある時に支持部材に対してロック部材を自由に回転させる形式のものである場合には、これらの爪は、ロック部材がロック位置にある時に支持部材に対してロック部材が回転するのを阻止するような噛み合いを支持部材とロック部材との間に形成する役割をも兼ね備えた歯によって形成することができる。変化形においては、上記保持機能は、ロック部材を回転させることにより、特定の爪に係合する前にこのような歯を各群の歯に対応する1つ若しくは複数の逃げ(拡幅部)に係合させることにより行うことができる。
このような保持は、作業者がナットに対して作業する時にしか行う必要がない。作業者はナット締め付け後にはロック部材をロック位置に戻さねばならない。忘れた場合には、ばねを使用時の配管の振動との共役作用により装置が独りでにロック位置に戻るようにするのが好ましい。この場合には、ロック部材の成形部とナットの成形部が自発的に嵌合しない時には、ロック部材の面はばねの推力によりナットをかなり制動する。
ナットの弛みトルクを大きくするため、ロック部材のこの外面は粗面状態にすることができる。
装置の半径方向寸法を最小限にするため、ばねは支持部材の自由端に支承させるのが好ましい。このようにすれば、ばねの半径方向厚さは支持部材の半径方向厚さの延長内に配置され、ばねはねじに係合させるべくナットを通過させるのを自由にする。
ロック部材の外面は作業者の指が滑ることなく操作できるような表面状態を有するのが好ましい。
ロック部材にはナットの頭部に対する成形部の形状や位置を表す或る種の刻印を設け、ロック位置への移行を容易にすることができる。
本発明の他の特徴や効果は、非限定的な実施例に関する以下の記載から更に明らかとなろう。
添付図面において:
第1図は本発明の第1実施例の分解斜視図であって、ナットに関連するパイプは省略してあり;
第2図および第3図は第1図に示した装置の軸方向断面図であって、夫々、ロック部材がロック位置および退却位置にあるところを示し;
第4図および第5図はロック装置の第2実施例の側面図で、夫々、ロック部材がロック位置および退却位置にあるところを示し;
第6図は第1図同様の図であるが、本発明の第3実施例を示し;
第7図および第8図はロック装置の第4実施例の側面図で、夫々、ロック部材がロック位置および退却位置にあるところを示す。
第1図から第3図に示したように、本発明のロック装置は、接続すべき第1のパイプと一体の第1端部ピース1(即ち、ニップル)と、接続すべき第2のパイプと一体の第2端部ピース31と、ナット2とを備えたパイプ継ぎ手に適用することができる。
端部ピース1および端部ピース31の自由端には、夫々、卵形の雄封止部32と円錐截頭形の雌封止部33が設けてあり、互いに気密に当接するようになっている。卵形封止部32に次いで、ニップル1は雄ねじ34とフランジ36を備え、このフランジの外周には六面構造体37のような回転グリップ部が形成してある。
端部ピース1とは反対側のナット2の後端には、内側フランジ38と六面構造体のような外側回転グリップ部9が設けてある。内側フランジ38は端部ピース31の肩部39の背後に係合する。肩部39は端部ピース1とは反対方向に向いており、嵌めごろしのナット2を保持すると共に、封止部33を端部ピース1の封止部32に対して気密に付勢する力をナット2から受けるようになっている。
ナット2は、更に、端部ピース1に向いた前端部から始まって、端部ピース1のねじ34に係合可能な雌ねじ41を備えており、前記締め付け力を発生するようになっている。
本発明のロック装置は支持部材3(即ち、固定キャップ)を備えている。この支持部材の後端にはフランジ42が形成してあり、このフランジは例えば溶接により端部ピース31の側のフランジ36の前面に固定してある。固定用フランジ42の外周はスカート43の後端に強固に連結してあり、このスカートはニップル1のねじ34の周りで端部ピース32に向かって延長している。スカート43の直径は、ナットをねじ34に螺合する際にナット2を係合させるに充分な環状間隙がねじ34とスカート43の内壁との間に確保されるように定めてある。
端部ピース31に向いた自由端の近傍においては、スカート43の外周には環状フランジ44が形成してある。端部ピース31とは反対側に向いたこの環状フランジ44の肩部面には、軸方向に突出した歯をもった歯列6が形成してある。
このロック装置は、更に、ロック部材4(即ち、可動キャップ)を備え、後者は長手方向に摺動自在に固定キャップ3のスカート43に嵌合してある。このため、可動キャップ4は円筒形壁を備え、後者の内径は固定キャップ3のフランジ44の外形に対応していると共に、可動キャップ4は端部ピース1側の端部において縁46を有し、フランジ44の外側においてスカート43に対してほぼ遊びなく摺動するようになっている。同時に、縁46があるので可動キャップ4は固定キャップ3によって捕らわれ、固定キャップ3に対する可動キャップ4の長手方向摺動運動は縁46がフランジ44に衝当することにより制限される。
第1図から良く分かるように、後縁(第1図)の外周の少なくとも一部において、可動キャップ4には2つの軸方向スリットが形成してあり、これらのスリットは或る程度の可撓性のある舌状部47を画成している。この舌状部のうち半径方向内側に向いた面には歯7が設けてあり、可動キャップ4が第2図に示したロック位置にある時にこの歯7が固定キャップ3の歯列6に噛み合うようになっている。この噛み合いにより、可動キャップ4は装置の軸線48を中心として固定キャップ3に対して回転するのが阻止される。
これに対して、第3図に示したように可動キャップ4がニップル1のフランジ36に向かって押された退却位置においては、可動キャップ4の縁46は固定キャップ3のフランジ44から軸方向に離れ、歯7は歯列6から離脱する。
端部ピース31に向かう端部においては、ほぼ円筒形の可動キャップ4はフランジ10を備え、このフランジの半径方向内周は六角形の開口8を画成しており、この開口8はナット2の六面構造体9に対して相補的な六面成形部を構成している。ニップル1のねじ34にナット2を締め付け、かつ、可動キャップ4が第2図に示したロック位置にある時には、可動キャップ4の成形部8はナット2の六面構造体9からなる相補的成形部に嵌合する。その結果、ナット2はニップル1に相対的なあらゆる回転に対して可動キャップ4(可動キャップ4自身は歯7が歯列6に噛み合うことにより固定キャップ3に対して回り止めされている)を介して回り止めされる。
反対に、可動キャップ4が第3図に示した退却位置にある時には、可動キャップ4の成形部8はナット2の六面構造体9を釈放し、従って、ナット2をニップル1に対してねじ込み若しくは弛めるのを可能にする。
固定キャップ3のフランジ44と可動キャップ4のフランジ10との間には圧縮コイルばね5が配置してあり、可動キャップ4をそのロック位置に向かってM方向(第2図)に付勢するようになっている。従って、ナットを一旦締め付ければ、ロックは自動的に行われ、かつ、維持される。作業者が注意深くロック操作を行うならば、作業者は退却位置において固定キャップ3に対して可動キャップ4を回転させることにより軸線48を中心をする適切な角位置に可動キャップ4を位置決めし、次いでばね5をして可動キャップ4をロック位置に押させることができる。反対に、もし作業者が可動キャップ4の角位置について特に注意を払うことなくばね5をして可動キャップ4をナット2に押させれば、固定キャップ3の成形部8とナット2の成形部9とは必ずしも一致した角位置にはないであろうが、可動キャップ4の歯7は既に固定キャップ3の歯列6に係合しているので、ナット2と可動キャップ4との間には或る程度の制動効果が達成されるであろう。これにも拘わらずナットが弛もうとすれば、ナットは固定キャップ3が真のロック位置になるような位置に直ちに到達し、ナットが更に弛むのは回避されるであろう。
締め付け後のロックが不完全な場合にロック用キャップ4とナット2との間大きな制動効果が発揮されるようにするため、フランジ10の外側面と、この外側面に対して摩擦係合するナット2の肩部15(第1図および第3図)は、粗面状態若しくはざらざらにするか、或いは更に両者間の摩擦係数を増大させることの可能な他の任意の構成にすることができる。
本発明のロック装置は固定キャップ3と可動キャップ4とばね5を有するサブアッセンブリに適用可能である。このサブアッセンブリは、ニップル1の自由端の側からフランジ42がフランジ36に突き当たるまでニップル1に続いて嵌合し、例えば溶接により適宜固定することができる。従って、本発明のロック装置は既存の標準的な配管にも取り付けることができる。
第1図の詳細部Iで示した変化形においては、可動キャップ4がロック位置にある時でもナット2のねじ込み方向に可動キャップ4を回転させるのを可能にするべく、この回転方向において歯7が当接する歯列の面48の傾斜が比較的緩くなるように歯列6を非対称にすることができる。これに対して、歯列6の歯の他方の面49は極く急にしてあり、可動キャップ4がロック位置にある時に可動キャップ4がナット2の弛み方向に回転するのを阻止するようになっている。このようにすれば、ナット2を締める際に可動キャップ4を手によって退却位置に持ち来す必要がなくなるので、この装置を使用するのが簡単になる。可動キャップ4はナットの締め付け方向に回転する。反対に、ナットを弛めるためには、可動キャップ4を退却位置にしなければならない。
第2図に示したように、可動キャップ4がばね5の作用によりその通常のロック位置にある時には、可動キャップ4はほぼニップル1の自由端まで軸方向に延長しているので、固定キャップ3と可動キャップ4は、互いに協働して、2本のパイプが接続されていない時にニップル1(特に、ねじ34と封止部32)を特に機械的損傷から保護する役割を果たす。
ばね5もまた保護される。更に、2本のパイプを接続した時には、固定キャップ3と可動キャップ4とは継ぎ手とばねとのアッセンブリを保護する。これに対して、端部ピース1の六面構造体37は常にアクセス可能である。
可動キャップ4の外部表面状態は矢印F方向(第1図および第3図)の力を作用させるべく手でしっかりとグリップするのを容易にするため粘着性にしてある。ロックとアンロックの方向を表示するため矢印のような表示11(第1図)を刻印することができる。
第4図と第5図の実施例については、第1図〜第3図の実施例との相違のみ説明する。
歯列6は固定キャップ3の全周にわたっては延長しておらず、軸線48を中心とする所定の角度範囲にわたってのみ延長している。歯列は固定キャップ3の外部側壁に形成した切欠き49の周囲の一部を形成している。
切欠き49の角度方向広がりは、可動キャップ4が退却位置にある時に歯7が占める領域においては、歯列6の長さよりも大きい。これにより歯列6の両端には2つの逃げ(隙間)51が形成されている。夫々の逃げは、第5図に示したように可動キャップ4を退却位置に退却させ、次いで或る角度回転させた時には、歯7を受け入れる。一旦この状態になると、歯7は対応する逃げ51のストッパ縁12に支持される。その結果、可動キャップは復帰ばね(第4図および第5図には図示せず)の作用に抗して退却位置に保持されるので、作業者は可動キャップ4に煩わされることなくナット2を締め又は弛めることができる。
逃げ51のストッパ縁12は円周方向に対してやや傾斜しており、歯7を歯列6に向かって滑らせようとする。従って、逃げ51による歯7の保持は不安定なものである。特に、作業者がナット2を締めた後にナットをロックするのを忘れた場合には、パイプが受ける振動や他の作動運動により可動キャップ4はひとりでにロック位置に戻る。
第6図の実施例については、第4図および第5図の実施例との相違のみ説明する。
可動キャップ4の成形部8は比較的小さなピッチの歯列からなり、その歯は軸線48に指向している。ナット2の成形部は相補的な歯列9からなり、この歯列はナットに直に形成するか、或いは、歯列をリングに形成した後嵌合によりナットに取付て六面頭部に固定することができる。
成形部のピッチを出来るだけ小さくすれば、固定キャップ3に対する可動キャップ4のロック位置を複数設けることは厳密には必要なくなる。即ち、第6図の実施例では、ロック位置においては可動キャップ4の歯7は対応する形状の単一の凹み6からなる係止手段内に係合する。
凹み6は切欠き49の一部をなし、この切欠き49は可動キャップ4が退却位置にある時に歯7が占める領域において円周方向に拡大してあり、第4図および第5図を参照にして前述したように逃げ51を形成している。
第7図と第8図の実施例については、第2図の実施例との相違のみ説明する。
固定キャップ3のスカート43には、その後端と歯列6との間において、可動キャップ4が退却位置に達した時に歯7から解放されるような環状膨出部14が形成してある。従って、退却位置においては、可動キャップ4は、膨出部14によってスカート43の後端の側に形成された僅かな肩部52の背後に復帰手段(図示せず)の作用に抗して可逆的にスナップ嵌合する。このスナップ嵌合は歯7を担持する舌状部47の撓みにより可能となる。
可動キャップ4をロック位置に持ち来すためには、僅かな力をM方向(第8図)に作用させるか、前述したように振動を作用させれば足りる。
前述した装置の実施に用いる材料としては、原則としてあらゆる用途を保証するに充分な対抗性を有するものが選ばれる。ある種の技術分野においては、前述したような作動に必要な機械的特性を確保するため、要求される温度耐性よりも高い温度耐性をもったステンレスを用いることができるし、或いは要求される温度耐性が大きい場合にはチタン合金を用いることができる。
本発明のロック装置は産業機械の分野および特に航空工学の分野においてニップル−ナット型パイプ継ぎ手をロックするのに特に使用される。
勿論、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
前述した異なる改良点は実施例に示したやり方とは異なるやり方で組み合わせることができる。
また、可動キャップ又は他のロック部材は、ロック部材が退却位置にある時でも固定キャップ又は他の保持部材と一体に回転するように構成してもよい。支持部材に対する回転に抗してロック部材を同時に保持する手段によって保持手段が部分的に構成されることは必要ではない。
更に、ナットおよびロック部材の成形部が恒久的に噛み合うことも可能であり、ロック部材が退却位置にある時にはロック−アンロック動作はロック部材と支持部材との間でしか行われないようにすることもできる。
より詳しくは、但し非限定的に、本発明は、一方のパイプの端部に設けられたニップルを備え、他方のパイプに形成されたねじに噛み合いいづれかのパイプに嵌めごろしにされたナットの締め付け作用により、このニップルが他方のパイプの端部の朝顔状部に圧接されるようになった、標準化された継ぎ手に関する。
今日では、次のような制動技術即ちロック技術が採用されている:
−線ブレーキ技術。航空工学の分野においてよく使われているこの技術は、アッセンブリを機械的に保持することができない。この制動方式は機械的であるというよりも精神的なものである。
−ナットに嵌め込んだプラスチック座金、弾性化又は変形されたナット、弾性化された座金、摩擦によるブレーキ技術。これらの方式は、ニップルとナットのねじの組立遊びを制限するか、或いは、ナットを弛めるに要するトルクを増大させる。従って、これらの方式は、使用中に装置のねじが弛む危険を完全に解消するものではない。
これらの大部分は分解後に再使用することができない。
他の制動技術は米国特許5,083,819から公知である。これによれば、ニップルに固定した制動用舌状片がナットに弾性的に当接する。この技術は高価である。
更に、ねじを有する方のパイプにねじの手前において形成したスプラインに沿ってロック部材が摺動するようになったロック装置がフランス特許917,287から知られている。このロック部材は他方のパイプに担持されたナットを回り止めするべくばねにより付勢されている。この装置は、ねじとパイプとの間にスプラインを設ける必要があるので、標準型の継ぎ手には適用できない。継ぎ手の全長が変わると共に、総コストは非常に高い。米国特許5,188,398の装置は同じ形式であるが、スプラインとロック部材は締め付けトルクを伝達する役目も持つので、スプラインとロック部材が堅牢でなければならないという不便が更にある。
米国特許4,655,482によれば、ナットと他方のパイプの六面頭部を用いて、互いに嵌合するロック部材が回り止めされる。従って、パイプの六面頭部には、締め付けを行うためにアクセスすることはできない。この点を改良するため、ロック部材の外周には六面構造体が形成してある。ロック部材は更に締め付けトルクも伝達しなけらばならないので、ロック部材によって半径方向寸法が増大する。
従って、本発明の目的は、効果的で、経済的で、継ぎ手の嵩を大幅に変えることなく多くの規格に適合することの可能な、パイプ継ぎ手用のロック装置を提供することである。
本発明は、封止部を端部に備えた2本のパイプの間の継ぎ手を機械的にロックするための装置を提供するもので、第1のパイプはその封止部の手前にネジ又は類似物を備え、他方のパイプは前記ネジ又は類似物と協働する回転ナットを備え、このロック装置は、第1パイプに対して長手方向に移動可能なロック部材と、ナットが釈放される退却位置から、2本のパイプの連結時にロック部材のロック用成形部がナットの相補的成形部と協働するロック位置へと、前記ロック部材を付勢する復帰手段と、ロック部材がロック位置にある時にロック部材がナットの弛む方向に第1パイプに対して回転するのを阻止する保持手段、とを備え、その特徴は、前記保持手段は、第1パイプに恒久的に固定されねじの周囲を延長する支持部材に対してロック部材を保持し、前記支持部材とねじとの間にはナットがねじに係合するのを可能にするに充分な半径方向距離が設けてあることにある。
ねじの周りに位置する保持部材は、パイプの長さ方向寸法も半径方向寸法も増大させることがないことと、パイプに取付られる要素として極めて容易に固定することができるという二重の利点を有する。
ロック部材は支持部材と協働するが、パイプには直接に係合しないので、そのためにパイプを改造する必要がない。支持部材とロック部材は大きな応力を伝達しないので、比較的安価で薄く軽くすることができる。ばねは手で圧縮できるように充分軟かくするのが好ましい。
本発明の装置はナットを外した後に再使用することができる。ロック部材の寸法と長手方向行程は、ナットを締め付けた後にロック部材の成形部をナットの相補的成形部に係合させるのを可能にすると共に、ナットを弛める前にはロック部材を復帰手段の作用に抗して手で圧縮することによりナットを大幅に解放するのを可能にする。
好ましくは、可動ロック部材は、それが退却位置にある時には、支持部材に対して回転の自由度を有する。ロック位置に移すと、支持部材とロック部材が噛み合うと同時に、ロック部材の成形部と支持部材の成形部が噛み合う。
好ましくは、この噛み合いは支持部材に対するロック部材の複数の相対角位置において起こる。このようにすれば、締め付け終了後にナットが占める位置にロック部材の角位置を合わせることができると共に、ナットの成形部とロック部材の成形部とを互いに噛み合わせるに適した位置にナットを位置決めするべくナットの締め付け度合いを調節する必要がなくなる。
ロック部材が退却位置にある時にロック部材が支持部材に対して完全な回転自由度を有するならば、噛み合い手段は、ナット締め付け方向におけるロック部材の回転は許容するが、ナットが弛む方向における回転は許容しない形式の自由輪として構成することができる。このため、支持部材およびロック部材の一方には非対称の歯を備えた歯列を形成し、他方には相補的な歯列又は1つの単なる歯若しくは離隔した複数の歯を設けることができる。ばねは支持部材とロック部材の歯がナットの締め付け方向にラチェットのように互いに飛び越えるのを可能にする。反対に、ナットを弛める方向においては、これらの歯は急傾斜の面によって互いに突き当たる。
噛み合い手段により構成された、若しくは別途形成された衝当手段を設け、ロック部材がロック位置にある時のロック部材の長手方向位置を限定するのが好ましい。
作業者がロック部材を放して自由にナットに対して作業できるようにするため、保持手段はロック部材を退却位置に不動に保持するのが有利である。
このような保持は、特に、支持部材の後部に円筒形の僅かな膨出部を設け、ロック部材の1つ若しくは複数の爪をこの膨出部の背後に弾性により軽くスナップ嵌合させることによって実現することができる。保持手段がロック部材が退却位置にある時に支持部材に対してロック部材を自由に回転させる形式のものである場合には、これらの爪は、ロック部材がロック位置にある時に支持部材に対してロック部材が回転するのを阻止するような噛み合いを支持部材とロック部材との間に形成する役割をも兼ね備えた歯によって形成することができる。変化形においては、上記保持機能は、ロック部材を回転させることにより、特定の爪に係合する前にこのような歯を各群の歯に対応する1つ若しくは複数の逃げ(拡幅部)に係合させることにより行うことができる。
このような保持は、作業者がナットに対して作業する時にしか行う必要がない。作業者はナット締め付け後にはロック部材をロック位置に戻さねばならない。忘れた場合には、ばねを使用時の配管の振動との共役作用により装置が独りでにロック位置に戻るようにするのが好ましい。この場合には、ロック部材の成形部とナットの成形部が自発的に嵌合しない時には、ロック部材の面はばねの推力によりナットをかなり制動する。
ナットの弛みトルクを大きくするため、ロック部材のこの外面は粗面状態にすることができる。
装置の半径方向寸法を最小限にするため、ばねは支持部材の自由端に支承させるのが好ましい。このようにすれば、ばねの半径方向厚さは支持部材の半径方向厚さの延長内に配置され、ばねはねじに係合させるべくナットを通過させるのを自由にする。
ロック部材の外面は作業者の指が滑ることなく操作できるような表面状態を有するのが好ましい。
ロック部材にはナットの頭部に対する成形部の形状や位置を表す或る種の刻印を設け、ロック位置への移行を容易にすることができる。
本発明の他の特徴や効果は、非限定的な実施例に関する以下の記載から更に明らかとなろう。
添付図面において:
第1図は本発明の第1実施例の分解斜視図であって、ナットに関連するパイプは省略してあり;
第2図および第3図は第1図に示した装置の軸方向断面図であって、夫々、ロック部材がロック位置および退却位置にあるところを示し;
第4図および第5図はロック装置の第2実施例の側面図で、夫々、ロック部材がロック位置および退却位置にあるところを示し;
第6図は第1図同様の図であるが、本発明の第3実施例を示し;
第7図および第8図はロック装置の第4実施例の側面図で、夫々、ロック部材がロック位置および退却位置にあるところを示す。
第1図から第3図に示したように、本発明のロック装置は、接続すべき第1のパイプと一体の第1端部ピース1(即ち、ニップル)と、接続すべき第2のパイプと一体の第2端部ピース31と、ナット2とを備えたパイプ継ぎ手に適用することができる。
端部ピース1および端部ピース31の自由端には、夫々、卵形の雄封止部32と円錐截頭形の雌封止部33が設けてあり、互いに気密に当接するようになっている。卵形封止部32に次いで、ニップル1は雄ねじ34とフランジ36を備え、このフランジの外周には六面構造体37のような回転グリップ部が形成してある。
端部ピース1とは反対側のナット2の後端には、内側フランジ38と六面構造体のような外側回転グリップ部9が設けてある。内側フランジ38は端部ピース31の肩部39の背後に係合する。肩部39は端部ピース1とは反対方向に向いており、嵌めごろしのナット2を保持すると共に、封止部33を端部ピース1の封止部32に対して気密に付勢する力をナット2から受けるようになっている。
ナット2は、更に、端部ピース1に向いた前端部から始まって、端部ピース1のねじ34に係合可能な雌ねじ41を備えており、前記締め付け力を発生するようになっている。
本発明のロック装置は支持部材3(即ち、固定キャップ)を備えている。この支持部材の後端にはフランジ42が形成してあり、このフランジは例えば溶接により端部ピース31の側のフランジ36の前面に固定してある。固定用フランジ42の外周はスカート43の後端に強固に連結してあり、このスカートはニップル1のねじ34の周りで端部ピース32に向かって延長している。スカート43の直径は、ナットをねじ34に螺合する際にナット2を係合させるに充分な環状間隙がねじ34とスカート43の内壁との間に確保されるように定めてある。
端部ピース31に向いた自由端の近傍においては、スカート43の外周には環状フランジ44が形成してある。端部ピース31とは反対側に向いたこの環状フランジ44の肩部面には、軸方向に突出した歯をもった歯列6が形成してある。
このロック装置は、更に、ロック部材4(即ち、可動キャップ)を備え、後者は長手方向に摺動自在に固定キャップ3のスカート43に嵌合してある。このため、可動キャップ4は円筒形壁を備え、後者の内径は固定キャップ3のフランジ44の外形に対応していると共に、可動キャップ4は端部ピース1側の端部において縁46を有し、フランジ44の外側においてスカート43に対してほぼ遊びなく摺動するようになっている。同時に、縁46があるので可動キャップ4は固定キャップ3によって捕らわれ、固定キャップ3に対する可動キャップ4の長手方向摺動運動は縁46がフランジ44に衝当することにより制限される。
第1図から良く分かるように、後縁(第1図)の外周の少なくとも一部において、可動キャップ4には2つの軸方向スリットが形成してあり、これらのスリットは或る程度の可撓性のある舌状部47を画成している。この舌状部のうち半径方向内側に向いた面には歯7が設けてあり、可動キャップ4が第2図に示したロック位置にある時にこの歯7が固定キャップ3の歯列6に噛み合うようになっている。この噛み合いにより、可動キャップ4は装置の軸線48を中心として固定キャップ3に対して回転するのが阻止される。
これに対して、第3図に示したように可動キャップ4がニップル1のフランジ36に向かって押された退却位置においては、可動キャップ4の縁46は固定キャップ3のフランジ44から軸方向に離れ、歯7は歯列6から離脱する。
端部ピース31に向かう端部においては、ほぼ円筒形の可動キャップ4はフランジ10を備え、このフランジの半径方向内周は六角形の開口8を画成しており、この開口8はナット2の六面構造体9に対して相補的な六面成形部を構成している。ニップル1のねじ34にナット2を締め付け、かつ、可動キャップ4が第2図に示したロック位置にある時には、可動キャップ4の成形部8はナット2の六面構造体9からなる相補的成形部に嵌合する。その結果、ナット2はニップル1に相対的なあらゆる回転に対して可動キャップ4(可動キャップ4自身は歯7が歯列6に噛み合うことにより固定キャップ3に対して回り止めされている)を介して回り止めされる。
反対に、可動キャップ4が第3図に示した退却位置にある時には、可動キャップ4の成形部8はナット2の六面構造体9を釈放し、従って、ナット2をニップル1に対してねじ込み若しくは弛めるのを可能にする。
固定キャップ3のフランジ44と可動キャップ4のフランジ10との間には圧縮コイルばね5が配置してあり、可動キャップ4をそのロック位置に向かってM方向(第2図)に付勢するようになっている。従って、ナットを一旦締め付ければ、ロックは自動的に行われ、かつ、維持される。作業者が注意深くロック操作を行うならば、作業者は退却位置において固定キャップ3に対して可動キャップ4を回転させることにより軸線48を中心をする適切な角位置に可動キャップ4を位置決めし、次いでばね5をして可動キャップ4をロック位置に押させることができる。反対に、もし作業者が可動キャップ4の角位置について特に注意を払うことなくばね5をして可動キャップ4をナット2に押させれば、固定キャップ3の成形部8とナット2の成形部9とは必ずしも一致した角位置にはないであろうが、可動キャップ4の歯7は既に固定キャップ3の歯列6に係合しているので、ナット2と可動キャップ4との間には或る程度の制動効果が達成されるであろう。これにも拘わらずナットが弛もうとすれば、ナットは固定キャップ3が真のロック位置になるような位置に直ちに到達し、ナットが更に弛むのは回避されるであろう。
締め付け後のロックが不完全な場合にロック用キャップ4とナット2との間大きな制動効果が発揮されるようにするため、フランジ10の外側面と、この外側面に対して摩擦係合するナット2の肩部15(第1図および第3図)は、粗面状態若しくはざらざらにするか、或いは更に両者間の摩擦係数を増大させることの可能な他の任意の構成にすることができる。
本発明のロック装置は固定キャップ3と可動キャップ4とばね5を有するサブアッセンブリに適用可能である。このサブアッセンブリは、ニップル1の自由端の側からフランジ42がフランジ36に突き当たるまでニップル1に続いて嵌合し、例えば溶接により適宜固定することができる。従って、本発明のロック装置は既存の標準的な配管にも取り付けることができる。
第1図の詳細部Iで示した変化形においては、可動キャップ4がロック位置にある時でもナット2のねじ込み方向に可動キャップ4を回転させるのを可能にするべく、この回転方向において歯7が当接する歯列の面48の傾斜が比較的緩くなるように歯列6を非対称にすることができる。これに対して、歯列6の歯の他方の面49は極く急にしてあり、可動キャップ4がロック位置にある時に可動キャップ4がナット2の弛み方向に回転するのを阻止するようになっている。このようにすれば、ナット2を締める際に可動キャップ4を手によって退却位置に持ち来す必要がなくなるので、この装置を使用するのが簡単になる。可動キャップ4はナットの締め付け方向に回転する。反対に、ナットを弛めるためには、可動キャップ4を退却位置にしなければならない。
第2図に示したように、可動キャップ4がばね5の作用によりその通常のロック位置にある時には、可動キャップ4はほぼニップル1の自由端まで軸方向に延長しているので、固定キャップ3と可動キャップ4は、互いに協働して、2本のパイプが接続されていない時にニップル1(特に、ねじ34と封止部32)を特に機械的損傷から保護する役割を果たす。
ばね5もまた保護される。更に、2本のパイプを接続した時には、固定キャップ3と可動キャップ4とは継ぎ手とばねとのアッセンブリを保護する。これに対して、端部ピース1の六面構造体37は常にアクセス可能である。
可動キャップ4の外部表面状態は矢印F方向(第1図および第3図)の力を作用させるべく手でしっかりとグリップするのを容易にするため粘着性にしてある。ロックとアンロックの方向を表示するため矢印のような表示11(第1図)を刻印することができる。
第4図と第5図の実施例については、第1図〜第3図の実施例との相違のみ説明する。
歯列6は固定キャップ3の全周にわたっては延長しておらず、軸線48を中心とする所定の角度範囲にわたってのみ延長している。歯列は固定キャップ3の外部側壁に形成した切欠き49の周囲の一部を形成している。
切欠き49の角度方向広がりは、可動キャップ4が退却位置にある時に歯7が占める領域においては、歯列6の長さよりも大きい。これにより歯列6の両端には2つの逃げ(隙間)51が形成されている。夫々の逃げは、第5図に示したように可動キャップ4を退却位置に退却させ、次いで或る角度回転させた時には、歯7を受け入れる。一旦この状態になると、歯7は対応する逃げ51のストッパ縁12に支持される。その結果、可動キャップは復帰ばね(第4図および第5図には図示せず)の作用に抗して退却位置に保持されるので、作業者は可動キャップ4に煩わされることなくナット2を締め又は弛めることができる。
逃げ51のストッパ縁12は円周方向に対してやや傾斜しており、歯7を歯列6に向かって滑らせようとする。従って、逃げ51による歯7の保持は不安定なものである。特に、作業者がナット2を締めた後にナットをロックするのを忘れた場合には、パイプが受ける振動や他の作動運動により可動キャップ4はひとりでにロック位置に戻る。
第6図の実施例については、第4図および第5図の実施例との相違のみ説明する。
可動キャップ4の成形部8は比較的小さなピッチの歯列からなり、その歯は軸線48に指向している。ナット2の成形部は相補的な歯列9からなり、この歯列はナットに直に形成するか、或いは、歯列をリングに形成した後嵌合によりナットに取付て六面頭部に固定することができる。
成形部のピッチを出来るだけ小さくすれば、固定キャップ3に対する可動キャップ4のロック位置を複数設けることは厳密には必要なくなる。即ち、第6図の実施例では、ロック位置においては可動キャップ4の歯7は対応する形状の単一の凹み6からなる係止手段内に係合する。
凹み6は切欠き49の一部をなし、この切欠き49は可動キャップ4が退却位置にある時に歯7が占める領域において円周方向に拡大してあり、第4図および第5図を参照にして前述したように逃げ51を形成している。
第7図と第8図の実施例については、第2図の実施例との相違のみ説明する。
固定キャップ3のスカート43には、その後端と歯列6との間において、可動キャップ4が退却位置に達した時に歯7から解放されるような環状膨出部14が形成してある。従って、退却位置においては、可動キャップ4は、膨出部14によってスカート43の後端の側に形成された僅かな肩部52の背後に復帰手段(図示せず)の作用に抗して可逆的にスナップ嵌合する。このスナップ嵌合は歯7を担持する舌状部47の撓みにより可能となる。
可動キャップ4をロック位置に持ち来すためには、僅かな力をM方向(第8図)に作用させるか、前述したように振動を作用させれば足りる。
前述した装置の実施に用いる材料としては、原則としてあらゆる用途を保証するに充分な対抗性を有するものが選ばれる。ある種の技術分野においては、前述したような作動に必要な機械的特性を確保するため、要求される温度耐性よりも高い温度耐性をもったステンレスを用いることができるし、或いは要求される温度耐性が大きい場合にはチタン合金を用いることができる。
本発明のロック装置は産業機械の分野および特に航空工学の分野においてニップル−ナット型パイプ継ぎ手をロックするのに特に使用される。
勿論、本発明は前記実施例に限定されるものではない。
前述した異なる改良点は実施例に示したやり方とは異なるやり方で組み合わせることができる。
また、可動キャップ又は他のロック部材は、ロック部材が退却位置にある時でも固定キャップ又は他の保持部材と一体に回転するように構成してもよい。支持部材に対する回転に抗してロック部材を同時に保持する手段によって保持手段が部分的に構成されることは必要ではない。
更に、ナットおよびロック部材の成形部が恒久的に噛み合うことも可能であり、ロック部材が退却位置にある時にはロック−アンロック動作はロック部材と支持部材との間でしか行われないようにすることもできる。
Claims (24)
- −取付部(42)とロック支持部(43、44)と第1係合手段(6)とを備えた支持部材(3)と;
−ロック位置(図2)と釈放位置(図3)との間で移動可能に前記支持部材(3)のロック支持部(43、44)に支持された支承部(46)と、連結用成形部(8)と、第2係合手段(7)とを備えたロック部材(4)であって、少なくとも前記ロック部材が前記ロック位置にあるときに前記第1係合手段(6)と第2係合手段(7)とが前記支持部材(3)に対するロック部材(4)の回転を阻止するべく互いに係合するものと;
−前記ロック部材(4)を前記ロック位置へと付勢するべく前記ロック部材(4)と前記支持部材(3)との間に作動可能に装着された復帰手段(5);
とを備えた回り止めロック装置。 - 前記釈放位置において前記第1係合手段(6)と第2係合手段(7)とは互いに離脱し、前記ロック支持部(43、44)は前記支承部(13)を回転可能に支持する請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記ロック支持部(43、44)と前記支承部(13)はほぼ円柱形の支承面である請求項2に基づく回り止めロック装置。
- 前記第1係合手段(6)および第2係合手段(7)の一方(6)は非対称歯(48、49)を有する請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記復帰手段(5)の作用に抗して前記ロック部材(4)を離脱可能に前記釈放位置に保持する手段(51、52、47)を備えている請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記第1係合手段(6)および第2係合手段(7)の一方(7)は前記支持部材(3)およびロック部材(4)の一方(4)の一部である少なくとも1つの歯(7)を備え、前記回り止めロック装置は更に前記支持部材(3)およびロック部材(4)の他方(3)に設けたストッパ手段(51、52)を備え、前記少なくとも1つの歯はロック部材を離脱可能に釈放位置に保持するべくストッパ手段に係合可能である請求項1に基づく回り止めロック装置。
- ストッパ手段はスロット(51)を備え、ロック部材が釈放位置にある時に支持部材に対してロック部材を回転させることにより前記少なくとも1つの歯(7)が前記スロットに係合可能である請求項6に基づく回り止めロック装置。
- ストッパ手段は肩部(52)を備え、ロック部材が釈放位置へ到達した時に弾性変形により前記少なくとも1つの歯(7)が前記肩部の背後に係合可能である請求項6に基づく回り止めロック装置。
- ロック部材(4)はほぼ円筒形であり、かつ、支持部材(3)のほぼ円筒形の部分を囲繞している請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 第1係合手段(6)および第2係合手段(7)はロック部材(4)が前記ロック位置を超えて支持部材(3)に対して軸方向運動するのを阻止する衝当手段として配置してある請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 第1係合手段(6)は支持部材(3)の環状端部(46)に沿って設けてある請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記環状端部(46)は連結用成形部(8)から軸方向に離れるように指向した後端である請求項11に基づく回り止めロック装置。
- 支持部材(3)は環状フランジ(44)を有し、この環状フランジは、前記復帰手段(5)の一端を支持する前面と、前記第1係合手段(6)が設けられた後面と、前記ロック支持部(13)の少なくとも1部である外周面とを有する請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記第2係合手段(7)は前記ロック部材(4)の後端の近傍に設けられ、前記ロック部材の後端は前記連結手段(8)から離隔されている請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記ロック部材(4)はロック部材の円筒形本体から半径方向内向きに突出した前フランジを備え、連結用成形部(8)は前記前フランジに設けてあり、その後面に前記復帰手段(5)が衝当する請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記連結用成形部は前記フランジ(10)の六角形に成形された内側端面(8、図1)からなる請求項15に基づく回り止めロック装置。
- 前記連結用成形部は六角形に成形された内側表面(8、図1)からなる請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記ロック部材(4)は衝当用前面(10)を有する請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記復帰手段(5)は前記支持部材(3)とロック部材(4)との間に拘束的に取付けてある請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 前記係合手段(6、7)は支持部材(3)に対するロック部材(4)の幾つかの角位置において相互に係合可能である請求項1に基づく回り止めロック装置。
- 請求項1から20のいづれかに基づく回り止めロック装置であって、封止部(32、33)を端部に備えた2本のパイプの間の連結を機械的にロックするために装着され、第1のパイプ(1)はねじなど(34)を備え、第1パイプの前記封止部(32)は前記ねじの先にあり、他方のパイプ(31)は前記ねじなど(34)と協働する回転ナット(2)を備え、前記支持部材(3)は第1パイプ(1)に恒久的に固定されるようになっていると共にねじ(34)の周囲に延長しており、前記支持部材(3)とねじ(34)との間にはナットがねじ(34)に係合した時にナット(2)を収容するに充分な半径方向距離が設けてあり、前記ナットを前記ねじにねじ込んだ時に前記ロック位置において前記連結手段がナットに係合して、ねじに関する回転に対してナットをロックするようになっている回り止めロック装置。
- ロック部材(4)と支持部材(3)と復帰手段(5)は、封止部(32)を有する端部の周りで第1パイプ(1)に嵌合することができ、かつ、第1パイプ(1)の肩部に対して固定できるようになったサブアッセンブリとして構成されている請求項21に基づく回り止めロック装置。
- 支持部材(3)とロック部材(4)とは、2本のパイプ(1、31)を分離した時に、互いにねじ(34)を保護すると共に第1パイプ(1)の封止部(32)を保護する請求項21に基づく回り止めロック装置。
- 支持部材(3)は、ねじなど(34)と六角形成形部のような掴持用成形部(37)との間の軸方向位置において第1パイプ(1)に固定されるようになっていると共に、掴持用成形部(37)への自由なアクセスを可能にする請求項21に基づく回り止めロック装置。
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