JP4090008B2 - 改良型ねじれ防止能力を有するロクリング管継手 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の分野】
本発明は、包括的には流体管継手に関し、特に本発明は、ロクリング(LOKRING)（商品名）管継手に関する。
【０００２】
【発明の背景】
管およびパイプを他の管およびパイプに、またはポンプ、流体モータおよび作動シリンダなどの流体装置に結合するために、様々な形式の管継手が開発されてきた。薄壁の配管またはパイプ用には、管またはパイプの外径に押し付けて圧縮してシールを形成する様々な形式の管継手が使用されている。１つの特定形式の管継手は、管継手上に押し付けられてそれを半径方向内向きに圧縮して管またはパイプに押し付ける据え込みリングを含む。一般的に、この形式の管継手は、その内径に１つまたは複数の円周方向隆起部を有し、これらの隆起部は、据え込みリングによって内向きに圧縮された時、管またはパイプの外径に係合して、１つまたは複数の円周方向シールを形成する。
【０００３】
そのような管継手の一例が、米国特許第５，１１４，１９１号の「継手本体および改良型隔離歯(ISOLATION TOOTH)構造を備えた管継手」によって提供されている。この管継手の内径に、歯と呼ばれる複数の円周方向隆起部が設けられている。管継手を据え込みリングによって内向きに圧縮した時、円周方向歯がパイプの外径に係合してシールを形成する。この特殊な管継手はさらに、管継手の外側の位置に隔離歯を有する。隔離歯は、パイプに加わる曲げ負荷からシールを保護する役割を果たす。
【０００４】
この特許の隔離歯は、隔離歯溝によって分離された複数の隔離把持歯からなる。隔離把持歯および隔離歯溝は、管継手の内径周りに円周方向に延在しているように見える。
【０００５】
この特許の隔離歯構造は、シールを曲げモーメントから保護するという一定の利点を有するように見えるが、隔離把持歯は円周方向に延在しているので、パイプの軸線の周りのねじれに抵抗するのにあまり適していないと考えられる。
【０００６】
管またはパイプに管継手を組み付けるために用いられる形式の工具が、米国特許第５，３０５，５１０号に記載されている。
【０００７】
このため、上記参照の同時係属出願および米国特許第５，１１４，１９１号および第５，３０５，５１０号の教示は、参照として本出願に援用される。
【０００８】
【発明の概要】
１つの態様では、本発明は、流体圧力導管用の管継手である。本管継手は、流体圧力導管の外表面に係合するほぼ軸対称の内表面を有する継手本体を含む。継手本体の内表面には、少なくとも１つの軸対称隆起部として形成された少なくとも１つのほぼ軸対称のシールが設けられている。ほぼ軸対称のシールに近接した位置で継手本体の外表面に少なくとも１つのシールランドが設けられている。継手本体の内表面に複数のねじれ防止隆起部が設けられており、ねじれ防止隆起部は、管継手と流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する。さらに、ねじれ防止隆起部に近接した位置で継手本体の外表面に少なくとも１つのねじれランドが形成されている。管継手はまた、継手本体上にはめ付けられるリングを含み、このリングは、少なくとも１つのシールランドに係合して、シールを押し付けて流体導管の外表面に係合させ、リングはさらに、ねじれランドに係合して、複数のねじれ防止隆起部を押し付けて流体圧力導管に係合させる。
【０００９】
別の態様では、本発明は、流体を収容するハウジングを有する流体圧力装置である。管継手は、ハウジングと一体成形されるか、それに取り付けられるかのいずれかである。管継手は、流体圧力導管を取り付けることができるようにする。管継手は、流体圧力導管の外表面に係合するほぼ軸対称の内表面を有する継手本体を含む。継手本体の内表面上に少なくとも１つの軸対称隆起部として形成された少なくとも１つのほぼ軸対称のシールと、ほぼ軸対称のシールに近接した位置で継手本体の外表面に形成された少なくとも１つのシールランドとが設けられている。継手本体の内表面に複数のねじれ防止隆起部が設けられており、ねじれ防止隆起部は、管継手と流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する。さらに、少なくとも１つのねじれ防止隆起部に近接した位置で継手本体の外表面に少なくとも１つのねじれランドが形成されている。管継手はまた、継手本体上にはめ付けられるリングを含み、このリングは、シールランドに係合して、シールを押し付けて流体導管の外表面に係合させ、リングはさらに、ねじれランドに係合して、複数のねじれ防止隆起部を押し付けて流体圧力導管に係合させる。
【００１０】
別の態様では、本発明は、第１流体圧力導管を第２流体圧力導管に結合するための、第１管継手および第２管継手を背中合わせの関係に含む継手である。第１管継手および第２管継手は、互いに一体成形されるか、互いに取り付けられるかのいずれかであり、第２管継手は、第１管継手とほぼ同一である。第１管継手は、第１流体圧力導管の外表面に係合するほぼ軸対称の内表面を有する継手本体を含む。継手本体の内表面上に１つまたは複数の軸対称隆起部として形成された少なくとも１つのほぼ軸対称のシールが設けられている。また、ほぼ軸対称のシールに近接した位置で継手本体の外表面に少なくとも１つのシールランドが設けられている。継手本体の内表面に複数のねじれ防止隆起部が設けられており、これらのねじれ防止隆起部は、管継手と第１流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する。さらに、ねじれ防止隆起部に近接した位置で継手本体の外表面に少なくとも１つのねじれランドが形成されている。継手はまた、継手本体上にはめ付けられるリングを含み、このリングは、シールランドに係合して、シールを押し付けて第１流体導管の外表面に係合させる。リングはさらに、ねじれランドに係合して、複数のねじれ防止隆起部を押し付けて第１流体圧力導管に係合させる。
【００１１】
【発明の目的】
したがって、本発明の主たる目的は、改良型ねじれ能力を有する流体管継手を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、改良型ねじれ抵抗性を有するパイプまたは管用の流体管継手を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、ねじれによる回転を防ぐ薄壁配管用の流体管継手を提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、内部での管またはパイプの回転を防ぐために複数のねじれ防止隆起部を設けた流体管継手を提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、非軸対称(non axisymmetrical)把持表面を有する複数のねじれ防止隆起部を設けた流体管継手を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、互いに邪魔にならない複数のねじれ防止隆起部を設けた流体管継手を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、内径を減少させる傾向を最小限に抑えた複数のねじれ防止隆起部を有する薄壁配管用の流体管継手を提供することである。
【００１８】
本発明のさらに別の目的は、ねじれ抵抗力を向上させるためにローレット表面を有するねじれ防止隆起部を設けた配管またはパイプ用の流体管継手の実施形態を提供することである。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、ねじれ抵抗力を向上させるためにブローチ削り表面を有するねじれ防止隆起部を設けた配管またはパイプ用の流体管継手の実施形態を提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、２本の管またはパイプを結合するための、それらの２本の管またはパイプの軸線の周りのねじれを防止する流体管継手を提供することである。
【００２１】
以上に包括的に記載した本発明の様々な目的および利点に加えて、当該技術分野の専門家には、本発明の以下のさらに詳細な説明から、特にその説明を添付の図面および請求の範囲と合わせて考えた時、本発明の様々な他の目的および利点がより容易に明らかになるであろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のさらに詳細な説明に進む前に、わかりやすくすると共に本発明の理解を助けるために、同一機能を有する同一部材が幾つかの図面を通して同一参照番号で表されていることに注意されたい。
【００２３】
次に図１および図２を参照すると、これらは本発明の好適な実施形態の継手本体１０を示している。継手本体１０は、ほぼ軸対称的である。図１は、継手本体１０を長手方向断面で示し、図２は、継手本体１０の端面図である。継手本体１０は、継手本体１０を図３に示されている据え込みリングに結合するために使用される工具（図示せず）に係合する工具係合表面１４を有する円周方向隆起部１２を有する。
【００２４】
継手本体１０は、継手本体１０に挿入される管またはパイプ（図示せず）を液密シールする基部シール１６を有する。基部圧縮ランド１８が、据え込みリング４２の基部圧縮表面４６に係合することによって、その基部シール１６を圧縮して管またはパイプ（図示せず）と密着係合させる。
【００２５】
同様に、主シールランド２４に係合する据え込みリング４２の基部圧縮表面４６からの圧縮力によって、主シール２２および２３が内向きに圧縮されて管またはパイプに押し付けられる。これらの２つの主シール２２および２３は、第２内径溝７６によって分離されている。
【００２６】
主シール２２および２３は、第１内径溝７２および第１外径溝７４によって基部シール１６から外側に離れた位置にあって、独立シールとして作用することができる。
【００２７】
継手本体１０と管またはパイプ（図示せず）との間のねじれ負荷は原則的に、基部ねじれ隆起部(torsion ridge)２８と先端ねじれ隆起部(torsion ridge)３２とによって支えられる。基部ねじれ隆起部２８は、第３内径溝７８によって主シール２２および２３から外側に離れた位置にあるので、主シール２２および２３による管径の減少が、基部ねじれ隆起部２８および管（図示せず）間の係合を妨害することはない。同様に、先端ねじれ隆起部３２は、第４内径溝８２によって基部ねじれ隆起部２８から外側に離れた位置にあるので、これらのねじれ隆起部２３および３２のいずれかによる管径の減少が、他方の有効性を低下させることはない。ねじれ隆起部２８および３２は、摩擦表面３４を有し、好ましくはこれらはローレット切りによって形成されている。あるいは、それらをブローチ削りによって形成してもよい。
【００２８】
継手本体１０の先端外径部分は、据え込みリング４２の先端圧縮表面５２によって圧縮される。テーパ４８が、基部圧縮表面４６と先端圧縮表面５２とを連結している。
【００２９】
据え込みリング４２の表面４４に工具（図示せず）が係合して、据え込みリング４２を継手本体１０上に押し付ける。
【００３０】
次に、図４を参照すると、これは、２本の同様な管またはパイプを結合するために使用される継手本体２０を示している。継手本体２０は、図示のように、２つの継手本体１０を背中合わせに取り付けて構成されている。
【００３１】
図５は、継手本体１０に一体状に取り付けられた流体圧力ハウジング３５からなる一体構造体３０を示している。流体圧力ハウジング３５は、たとえば、ポンプハウジング、流体圧力シリンダ、流体モータハウジング、または弁または圧力計のハウジングにすることができる。
【００３２】
図６は、継手本体１０の先端外径部分２６の詳細を示している。先端外径部分２６は、据え込みリング４２の先端圧縮表面５２から圧縮力を受け取る。継手本体１０上での据え込みリング４２の保持性を向上させるために、継手本体１０の先端外径部分２６が、溝６２によって分離された摩擦隆起部５８を有することが好ましい。好ましくはそのような継手本体１０の先端部３６には、好ましくは約２０度のテーパ角５６を有するテーパ５４が付けられている。
【００３３】
以上に本発明の現時点で好適な実施形態および様々な他の変更実施形態を特許法に従って詳細に説明してきたが、当該技術の専門家であれば、本発明の精神または添付の請求項の範囲のいずれからも逸脱することなく本発明の様々な他の変更および応用を行うことができるであろうということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による継手本体の長手方向中心断面図である。
【図２】 継手本体の端面図である。
【図３】 継手本体の内向き圧縮を行う据え込みリングである。
【図４】 本発明による、同様な１対の管またはパイプを結合するための継手本体である。
【図５】 流体圧力装置のハウジングと一体成形された継手本体である。
【図６】 継手本体の先端部の一部分の詳細図である。
【符号の説明】
１０ 継手本体
１６ 基部シール
１８ 圧縮ランド
２２、２３ 主シール
２４ 主シールランド
２８ 基部ねじれ隆起部
３２ 先端ねじれ隆起部
４２ 据え込みリング

Claims (20)

1. 流体圧力導管用の管継手であって、
   第１流体圧力導管の外表面に係合するためのほぼ軸対称の内表面を有する第１の継手本体を備え、
   前記継手本体は、
   前記継手本体の前記内表面上に少なくとも１つの軸対称隆起部として形成された少なくとも１つのほぼ軸対称のシール部と、
   前記少なくとも１つのほぼ軸対称のシール部に近接した位置で前記継手本体の外表面に形成された少なくとも１つのシールランドと、
   前記継手本体の前記内表面に間隔を置いて設けられるとともに、内向きに円筒状に延在し、且つ前記管継手と前記第１流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する複数のねじれ防止隆起部と、
   前記複数のねじれ防止隆起部に近接した位置で前記継手本体の前記外表面に形成された少なくとも１つのねじれランドとを含み、
   前記管継手に、前記継手本体上にはめ付けるリングを備え、
   前記リングは、前記少なくとも１つのシールランドに係合して、前記少なくとも１つのシール部を押し付け保持して、前記第１流体圧力導管の前記外表面に係合させ、
   前記リングはさらに、前記少なくとも１つのねじれランドに係合して、前記複数のねじれ防止隆起部を押し付け保持して、前記第１流体圧力導管に係合させるようにした管継手。
2. 前記第１流体圧力導管は、パイプである請求項１記載の管継手。
3. 前記第１流体圧力導管は、管である請求項１記載の管継手。
4. 前記継手本体は、前記リングを組み付けて前記継手本体に係合させるための工具に係合する工具係合面を有する円周方向フランジをさらに含む請求項１記載の管継手。
5. 前記リングは、そのような工具に係合する工具係合面を有する請求項４記載の管継手。
6. 前記リングは、据え込みリングである請求項１記載の管継手。
7. 前記少なくとも１つのほぼ軸対称のシール部は、基部シールおよび主シールを含む請求項１記載の管継手。
8. 前記基部シールおよび前記主シールは、軸方向に間隔を置いて設けられている請求項７記載の管継手。
9. 前記主シールは、２つのほぼ軸対称の隆起部を含み、前記軸対称隆起部の各々は、前記流体圧力導管の外表面に係合するようにした請求項７記載の管継手。
10. 前記ねじれ防止隆起部は、軸方向に間隔を置いて設けられている請求項１記載の管継手。
11. 前記ねじれ防止隆起部は、軸方向に前記継手本体の前記内表面の直径の少なくとも約１／５の間隔を置いて設けられている請求項１０記載の管継手。
12. 前記ねじれ防止隆起部は、軸方向に前記継手本体の前記内表面の前記直径の約１／４の間隔を置いて設けられている請求項１１記載の管継手。
13. 前記ねじれ防止隆起部の前記摩擦表面にローレットが切られている請求項１記載の管継手。
14. 前記ねじれ防止隆起部の前記摩擦表面は、ブローチ削りされている請求項１記載の管継手。
15. 前記継手本体上での前記リングの保持性を改善するために、前記ねじれランドは、摩擦隆起部と溝とを交互に有する請求項１記載の管継手。
16. 前記リングとの係合を容易にするために、前記継手本体の前記外表面の先端部にテーパが付けられている請求項１記載の管継手。
17. 流体圧力導管用の管継手であって、
    前記流体圧力導管の外表面に係合するためのほぼ軸対称の内表面を有する継手本体を備 え、
    前記継手本体は、
    前記継手本体の前記内表面上に少なくとも１つの軸対称隆起部として形成された少なくとも１つのほぼ軸対称のシール部と、
    前記少なくとも１つのほぼ軸対称のシール部に近接した位置で前記継手本体の外表面に形成された少なくとも１つのシールランドと、
    前記継手本体の前記内表面に、前記継手本体の前記内表面の直径の約１／４の間隔を軸方向に置いて設けられるとともに、内向きに円筒状に延在し、且つ前記管継手と前記流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する複数のねじれ防止隆起部と、
    前記複数のねじれ防止隆起部に近接した位置で前記継手本体の前記外表面に形成された少なくとも１つのねじれランドとを含み、
    前記管継手に、前記継手本体上にはめ付けるリングを備え、
    前記リングは、前記少なくとも１つのシールランドに係合して、前記少なくとも１つのシール部を押し付け保持して、前記流体圧力導管の前記外表面に係合させるためのものであり、
    前記リングはさらに、前記少なくとも１つのねじれランドに係合して、前記複数のねじれ防止隆起部を押し付け保持して、前記流体圧力導管に係合させるためのものである管継手。
18. 前記継手本体は、
    前記シール部及び前記シールランドを複数有し、
    前記継手本体の前記内表面上に設けられ、前記複数のシール部の間において、軸方向に第１の間隔を置いて形成される溝である第１溝と、
    前記継手本体の前記外表面上に設けられ、前記複数のシールランド間において、軸方向に第２の間隔を置いて形成される溝である第２溝と、
    前記継手本体の前記内表面上に設けられ、前記複数のねじれ防止隆起部の間、並びに前記ねじれ防止隆起部及び前記シール部の間において、それぞれ軸方向に第３の間隔を置いて形成される溝である第３溝とを備え、
    前記シール部及び前記ねじれ防止隆起部が前記流体圧力導管に係合する際、これらに隣接する、前記シール部及び前記流体圧力導管の係合、並びに前記ねじれ防止隆起部及び前記流体圧力導管の係合を妨害しないように、前記第１の間隔、前記第２の間隔、及び前記第３の間隔が設定されるようにした請求項１〜１７のいずれか一項に記載の管継手。
19. 流体圧力装置であって、
    流体を収容するハウジングと、
    前記ハウジングに取り付けられるか、前記ハウジングと一体成形されるかの少なくとも一方であって、流体圧力導管を取り付けることができるようにした管継手とを含み、
    前記管継手は、
    前記流体圧力導管の外表面に係合するためのほぼ軸対称の内表面を有する継手本体を備え、
    前記継手本体は
    前記継手本体の前記内表面上に複数の軸対称隆起部として形成された複数のほぼ軸対称のシール部と、
    前記継手本体の前記内表面上に設けられ、前記複数のシール部の間において、軸方向に第１の間隔を置いて形成される溝である第１溝と、
    前記複数のほぼ軸対称のシール部に近接した位置で前記継手本体の外表面に形成された複数のシールランドと、
    前記継手本体の前記外表面上に設けられ、前記複数のシールランド間において、軸方向に第２の間隔を置いて形成される溝である第２溝と、
    前記継手本体の前記内表面に間隔を置いて設けられるとともに、内向きに円筒状に延在し、且つ前記管継手と前記流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する複数のねじれ防止隆起部と、
    前記継手本体の前記内表面上に設けられ、前記複数のねじれ防止隆起部の間、並びに前記ねじれ防止隆起部及び前記シール部の間において、それぞれ軸方向に第３の間隔を置いて形成される溝である第３溝と、
    前記複数のねじれ防止隆起部に近接した位置で前記継手本体の前記外表面に形成された少なくとも１つのねじれランドとを含み、
    前記管継手に、前記継手本体上にはめ付けるリングを備え、
    前記リングは、前記複数のシールランドに係合して、前記複数のシール部を押し付け保持して、前記流体圧力導管の前記外表面に係合させ、
    前記リングはさらに、前記少なくとも１つのねじれランドに係合して、前記複数のねじれ防止隆起部を押し付け保持して、前記流体圧力導管に係合させ、
    前記シール部及び前記ねじれ防止隆起部が前記流体圧力導管に係合する際、これらに隣接する、前記シール部及び前記流体圧力導管の係合、並びに前記ねじれ防止隆起部及び前記流体圧力導管の係合を妨害しないように、前記第１の間隔、前記第２の間隔、及び前記第３の間隔が設定されるようにした流体圧力装置。
20. 第１流体圧力導管を第２流体圧力導管に結合するための、第１管継手および第２管継手を背中合わせの関係に含む継手であって、前記第１管継手および前記第２管継手は、互いに一体成形されるか、互いに取り付けられるかの少なくとも一方であり、前記第２管継手は、前記第１管継手とほぼ同一であり、
    前記第１管継手は、
    前記第１流体圧力導管の外表面に係合するためのほぼ軸対称の内表面を有する継手本体を備え、
    前記継手本体は、
    前記継手本体の前記内表面上に複数の軸対称隆起部として形成された複数のほぼ軸対称のシール部と、
    前記継手本体の前記内表面上に設けられ、前記複数のシール部の間において、軸方向に第１の間隔を置いて形成される溝である第１溝と、
    前記複数のほぼ軸対称のシール部に近接した位置で前記継手本体の外表面に形成された複数のシールランドと、
    前記継手本体の前記外表面上に設けられ、前記複数のシールランド間において、軸方向に第２の間隔を置いて形成される溝である第２溝と、
    前記継手本体の前記内表面に間隔を置いて設けられるとともに、内向きに円筒状に延在し、且つ前記管継手と前記第１流体圧力導管との間のねじれに抵抗する摩擦表面を有する複数のねじれ防止隆起部と、
    前記継手本体の前記内表面上に設けられ、前記複数のねじれ防止隆起部の間、並びに前記ねじれ防止隆起部及び前記シール部の間において、それぞれ軸方向に第３の間隔を置いて形成される溝である第３溝と、
    前記複数のねじれ防止隆起部に近接した位置で前記継手本体の前記外表面に形成された少なくとも１つのねじれランドとを含み、
    前記第１管継手に、前記継手本体上にはめ付けるリングを備え、
    前記リングは、前記複数のシールランドに係合して、前記複数のシールを押し付け保持して、前記第１流体圧力導管の前記外表面に係合させ、
    前記リングはさらに、前記少なくとも１つのねじれランドに係合して、前記複数のねじれ防止隆起部を押し付け保持して、前記第１流体圧力導管に係合させ、
    前記シール部及び前記ねじれ防止隆起部が前記第１流体圧力導管に係合する際、これらに隣接する、前記シール部及び前記第１流体圧力導管の係合、並びに前記ねじれ防止隆起部及び前記第１流体圧力導管の係合を妨害しないように、前記第１の間隔、前記第２の間隔、及び前記第３の間隔が設定されるようにした継手。

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