JP4115667B2 - 管継手 - Google Patents
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Description
本発明は管継手に関する。この発明は特に広範囲の管寸法と材料を受けるのに適合した万能タイプの管継手において有用である。この発明は従って以下に特に万能タイプの管継手に適用されて説明されるが、この発明はまた他の用途にも使用されることができることは認められるであろう。
【0002】
管継手は一般に正確な予め決められた長さの管を受けこの管を大きな脱出力に対してしっかりと保持せねばならない。加えて、管が特に高圧力の液体や気体を導くために使用されるところでは、管はまた洩れを防ぐための良好なシールを確保しなければならない。これらの理由のため、管継手は一般的に種々の直径と材料の管に適応するように広範囲の寸法でかつ種々の設計で構成される。
【0003】
万能タイプの管継手の種々な構成がその管継手を広範囲の管寸法に適応することを可能とするために開発された。このタイプの現在知られた継手の例は1994年7月7日に公開された特許出願PCT/GB 93/02630及び1976年10月19日に発行された米国特許第3986737号に記載されている。
【0004】
本発明の目的はより詳しくは以下に説明されるであろうところの万能タイプ管継手として特に有用とする多数の利点を持つ管継手を提供することにある。
【0005】
本発明は特に連結される管を受けるための孔を持って形成された第一部分、及びこの第一部分に取り付け可能でその孔内に管を固定するためにその軸方向に可動な第二部分を含むハウジング;及び連結される管を取り囲むための第二部分内に受け入れられる弾性割リングを含み、この割リングが第二部分の内部円錐面と係合可能でかつ孔内に管を固定するように第二部分を軸方向に動かすと、割リングをその内径を減らすように圧縮しそれにより割リングが取り囲んだ管をしっかりと掴むこととなるのに効果的な外部円錐面を持っている管継手の形式に関する。
【0006】
本発明の一態様によれば、その割れ部を規定する割リングの対向端が横方向に互いに喰違っており、従って喰違った端が互いに重複関係で動くことにより割リングが実質的にその内径を減少するように圧縮されることを可能とし、それにより割リングが広範囲の外径を持つ管を掴むことを可能とすることを特徴とする上述の形式の管継手が提供される。
【0007】
従ってこのような構成が管継手が管直径にかかわりなく、管の実質的に完全な360°円周に対して管を掴むであろうことを確実とすることが分かるであろう。この構成は従って管継手が一つの標準寸法、又は比較的少数の標準寸法により製造されることを可能とし、各標準寸法は多数の管直径に適応させることを可能としている。このような特徴は異なる管径寸法のために多数の部品を貯蔵する必要性から使用者を救済し、かつ実質的に初期工具費、製造、メンテナンス及び修理費を減らす。
【0008】
本発明の今一つの態様によれば、割リングが割リングの一側面に固定されかつその円周的に間隔を置いた位置で、割リングの内面を過ぎて半径方向内向きに突出する複数の硬質歯を含み、それらは割リングにより取り囲まれかつ掴まれたとき管の外面内に埋め込まれることとなることを特徴とする上述の形式の管継手が提供される。このような構成が管継手が広い種類の管材料、硬質及び軟質の両方をしっかりと掴むことを可能とする。
【0009】
本発明の更なる態様によれば、第一ハウジング部分がその円錐面の内方の孔周りに円周的に間隔を置かれた複数の変形可能なストップを含み、このストップがこの継手中に挿入された管の端部と係合可能であるが、弾性割リングが管に掴まれた後の第二ハウジング部分の最終軸方向移動時に(例えばナットの最終締めつけ時に)管の内方への軸方向移動を可能とする力の下に変形可能であることを特徴とする上述の形式の管継手が提供される。このような構成は特に本体部材が内部円錐面を持って形成されており、更にナットを締めつけると本体部材の円錐面と係合可能な端面を持つシールリングを継手が含み本体部材内に受けられた管に関して良好なシールを確実とするときに有利である。
【0010】
ここではこの発明を添付図面を参照しながら例としてのみ説明する。
図1は本発明により構成された管継手の一形態の主要素を示す三次元分解組立図であり;
図2は組み立て状態の図1の管継手を示し;
図3は図2のIII−IIIに沿った断面図であり;
図4は図1−3の管継手の割リングを示す三次元図であり;
図5はその大径端からの図4の割リングの図であり;
図6は図4の割リングの側面図であり;
図7は図1−3の管継手の硬質歯挿入体の一つを示す拡大透視図であり;
図8はその小径端からの図1−3の継手の接触リングの図であり;
図9は図8の線IX−IXに沿った断面図であり;
図10は図1−3の管継手のシールリングの断面図であり;
図11は図1−3の管継手の本体部材の端面図であり;
図12は図11の線XII−XIIに沿った断面図であり;そして
図13と図14はそれぞれ弾性割リングとその金属歯挿入体の構成の改変例を示す端面図と透視図である。
【0011】
図は管を大きな脱出力に対してしっかりと保持し、またこの管により運ばれる流体の洩れに対して良好なシールを作り出す態様で管Pの一端を今一つの装置(図示せず)に連結するための本発明により構成された管継手を示す。図に示された管継手は、例えば、インライン継手またはエルボ継手の一端であることができ、その場合には管Pは今一つの管にインラインで連結されるであろうし、またはそれがT継手の一部であることができ、その場合には管Pは今一つの管、出口タップ又は他の装置にある角度で連結されるであろう。
【0012】
例示の管継手は五つの主要素:本体部材2の形の第一ハウジング部分;本体部材にねじ込み的に受けられるナット3の形の第二ハウジング部分;継手内に受け入れられたとき管Pを掴むための割リング4;接触リング5;及び継手内の管をシールするためのシールリング6;を含む。
【0013】
本体部材2は連結される管P(図1)を受け入れるための大径外部孔21(図3と12)を持って形成されている。孔21はこの管継手の特別の適用によれば、今一つの管または他の装置へこの管の流体を導く小さな直径の内部孔22と連通する。孔21と22の間の接合部はより詳細には以下に説明されるであろうシールリング6と共働する円錐表面23を持って形成されている。本体部材の一端に形成された雄ねじ24はナット3をねじ込み的に受ける。
【0014】
特に図11と12に示されるように、本体部材2は更に内部孔22内に複数の変形可能なストップ25を含む。ストップ25は好ましくは本体部材2と一体的に形成されるが、本体部材内に受け入れられた別個の挿入体であることもできる。ストップは継手中に挿入されたとき管Pの端部と係合可能であり、より詳細には以下に説明されるであろうように、ナット3の最終締めつけ時の管の幾らかの内方への軸方向移動を可能とする力により変形可能である。
【0015】
図11に示されるように、内部孔22の円周周りに等間隔に置かれた三つの変形可能なストップ25がある。各ストップ25は本体部材2に一体的に結合されたベース25aを持ち孔22中に非半径方向に(すなわち幾らか接線的に)突出するベーンの形状をしている。各ベーン25は更に孔23中に挿入されたとき管Pの端部と係合可能な先細りリード縁25bを含む。より詳細には以下に説明されるように、各ベーン25はかくして本体部材中に挿入されたとき管の内方への移動を制限する初期ストップとしての役目をするが、ナット3の最終締めつけが管を更に孔の内方へ移動させる軸方向の力を作り出し、この更なる移動は孔の内表面に向けてのより接線的なベーン25のゆがみにより可能となる。このナットの最終締めつけ時の管の更なる内方への移動はシールリング6の本体部材2の円錐表面23に対するしっかりした押圧に重要であり、それにより連結された管に関する良好なシールを確実とする。
【0016】
ナット3は割リング4、接触リング5、及びシールリング6に適応する大きな直径の孔31を持って形成されている。ナット3の一端は本体部材2の雄ねじ24をねじ込み的に受けるための雌ねじ32を含む。ナット3の対向端部33は直径が減少しており管Pを受けるための孔34で終了している。ナットの端部33は更に管P上に割リングを掴むための弾性割リング4と共働する内部円錐表面35を持ってかつナットを本体部材2に関して手動で回転するのを容易とする外部軸方向リブ36を持って形成されている。内部円錐表面35は孔34を規定する環状リブ37で終了する。
【0017】
弾性割リング4はより詳細に図4−6に示されている。それは割れ部の対向端が接触可能な関係を持つように整合されている弾性割リングの通常構成のものではない。むしろ、リングの割れ部を規定する。割リング4の対向端41,42は、割リングが圧縮されるとその喰違った端41,42が互いに重複関係で動くことによりその内径を実質的に減少することを可能とするように、互いに横方向に喰違っており(図6)、それにより割リングが広範囲の外径を持つ管を掴むことを可能とする。
【0018】
割リングが圧縮されるとき、互いに重複関係に動かされる割リング4の対向端部は、割リングの非重複中央部より小さな厚さのものである。好ましくは、対向端部のそれぞれは60−150°の円弧の範囲で延びる。図4と6において、端41で終了する端部は4aで示され、端42で終了する端部は4bで示され、割リングの非重複中央部は4cで示されている。例示の例では端部4aは厚さが約5.0mmで約120°の範囲で延びており;端部4bは厚さが約6.0mmで約120°の範囲で延びており;非重複中央部4cは厚さが11mmで残りの120°の範囲で延びている。割リングの弛緩した状態では、二つの端部4a,4bは互いにわずかに重複してもよい。
【0019】
第一ステップ4d(図4)が端部4aの中央部4cとの連結点の割リングの大径面に形成されている。第二ステップ4e(図6)が端部4bの中央部4cとの連結点の割リングの小径面に形成されている。ステップとしてこれらの連結点を形成することは特に小径管を掴むときの割リングの把握表面を最大とする。ナットの内部環状リブ37がその管継手により適応されることのできる最小管径を決定する。何故ならそれが円錐表面35による割リングの圧縮を制限するからである。
【0020】
割リング4は二つの端41,42が互いに横方向に喰違って割リングが上述の態様で圧縮されることを可能とするように、例えば射出成形により作られる。割リングの対向端41,42の一方又は両方が、41a(図4)で示されるように、先細り表面を持つように形成されており、二つの端がもし互いに最初に係合するとき整合していても横方向に変位させ、それにより割リングが上述のように圧縮されることを可能とする。
【0021】
弾性割リング4は、ナット3の円錐表面35と係合可能な割リングの外部円錐面を規定する外部傾斜表面43a,44aを持つ複数の軸方向に延びる円周的に間隔を置いたリブ43,44を、その外表面に形成されている。図4−6に示された例では、割リングの円周的に等間隔に置かれた三つの厚いリブ43、及び厚いリブ43間に等間隔に置かれた複数の薄いリブ44がある。
【0022】
三つの厚いリブ43のそれぞれはその大径面上に、割リングの内部表面で終了するスロット45(図5)を持って、形成されている。スロット45は金属、セラミックまたは同様物のような硬質材料から作られた、挿入体46(図7)を受ける。挿入体46は割リング4の内面を過ぎて半径方向内向きにその円周的に間隔を置いた位置で突出する硬質歯としての役目をし、割リングにより囲まれて掴まれたとき管の外面内に埋め込まれる。図7に示されるように、各挿入体46はほぼ長方形をしており、平坦な側面46a、割リング4のスロット45内にくさび留めされる比較的幅広のベース46b、及びスロット45から割リングの内面を過ぎて突出し割リングにより掴まれた管の外表面と係合するための狭い頂点46cを持っている。硬質挿入体46により規定される歯は金属や硬質プラスチックのような、硬質材料の管をしっかりと掴むことを意図している。
【0023】
割リング4は更に一つまたはそれ以上の環状ロッキングリブ47(図4)をその内面上に持って形成され、それは管継手が軟らかい材料の管を連結するために使用されるときそのような軟らかい材料(例えば、プラスチック、ゴム、鉛等)から作られた管の外面内に埋め込まれる。
【0024】
図8と9で最も良く判るように、接触リング5は硬質プラスチック材料のものである。それは弾性割リング4とシールリング6間に挿入され、ナット3を締めつけることにより作り出される軸方向力を割リングからシールリングに伝達しシールリングの端部を本体部材2の円錐表面23としっかりシール係合するように押圧する。
【0025】
特に図8と9に示されるように、接触リング5は挿入された管を受けるための中央開口51を持って形成されている。接触リングはリングの小径端53から大径端54に延びる円錐形状の外表面52を持つ。大径端54はシールリング6を受けるための周辺リブ55を持って形成されている。
【0026】
シールリング6は円筒形状のものであり、挿入された管を受けるための中央開口61(図10)を持って形成されている。シールリングの一端は接触リング5の周辺リブ55の内径に実質的に等しい外径の半径方向に延びる外部リブ62を持ち、シールリングのその端部を接触リングの面54上にしっかりと着座させる。シールリング6の対向端部は本体部材2の円錐表面23(図12)と係合するための丸いビード63を持って形成されている。
【0027】
図13と14は割リングの構成のわずかな改変例を示し、そこでは割リングは104で示され、その歯規定挿入体は146で示されている。この改変例では、割リング104はその大径側にU−形状スロット145を持って形成されている。これらのスロットはU−形状挿入体146を受け、そのそれぞれは曲がったブリッジ146cにより結合された二つの真っ直ぐな平行脚146a,146bを含む。各脚146a,146bは割リング104の内表面を過ぎて内向きに突出する鋭い縁146dで終了している。各歯のリード面146eは管継手中への管の挿入を容易とするために徐々に傾斜しており;一方対向面146fは管継手に適用されたとき挿入された管の強制的除去を防ぐためにより鋭く傾斜している。
【0028】
例示された管継手は次の態様で使用される:
【0029】
まず、弾性割リング4(または104,図13,14)、接触リング5、及びシールリング6が図1に示された順序でナット3内に挿入され、ナットが本体部材2のねじ24上にゆるくねじ込まれる。次に連結される管Pがナット3の開口34を通して管の端部が本体部材2内のベーン25と係合するまで挿入される。次にナットがそれを締めつけるように回転させられる。
【0030】
ナット3が本体部材に関して軸方向に動くと、弾性割リング4の外部円錐表面と係合するナットの円錐表面35が割リングを圧縮し、それが管P上にしっかりとそれ自身を掴むまでその内径を減少する。これが起こるや否や、ナット3の最終締めつけ回転が掴まれた管Pをまた軸方向に動かし、ベーン25を側方にゆがめることによりそれらを変形させる。ベーンのこのゆがみはナット3、及び弾性割リング4、接触リング5、及びシールリング6と一緒に管Pの更なる軸方向移動を可能とする。シールリング6の軸方向移動はその丸い端部63を本体部材2の円錐表面23に対してしっかりと対抗させ、それにより管Pに関して非常に緊密なシールを作り出す。
【0031】
かくして例示された管継手は、弾性割リング4の横方向に喰違った端41,42が割リングを管Pの外径に係わりなく管の完全な360°円周を掴むに十分な広範囲に渡って顕著に収縮されることを可能とするので管の外径の広範囲に適応させることができることが判るであろう。加えて、例示の管継手は、弾性割リング4の環状内部リブ47が軟らかい材料の管内に埋め込まれ、しかるに弾性割リング4(または104)の内面から突出する硬質歯46(または146)がより硬い材料、例えば金属の管内に埋め込まれるので、種々の材料の管と共に使用されることができる。例示の管継手は、管Pの初期挿入動作を制限するベーン25がナット3の最終締めつけの力の下にゆがんでナット、及び特にその中のシールリング6をシールリングの丸い端部63を本体部材の円錐面23に対してしっかりと押圧するように軸方向に十分に動かすことを可能とするので、非常に良好なシールを作り出す。
【0032】
この発明が一好適実施例に関して説明されたけれども、これは単に例の目的のために記載されていること、及びこの発明の多くの他の改変、変更及び応用がなされうることは認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明により構成された管継手の一形態の主要素を示す三次元分解組立図である。
【図2】 組み立て状態の図1の管継手を示す。
【図3】 図2のIII−IIIに沿った断面図である。
【図4】 図1−3の管継手の割リングを示す三次元図である。
【図5】 その大径端からの図4の割リングの図である。
【図6】 図4の割リングの側面図である。
【図7】 図1−3の管継手の硬質歯挿入体の一つを示す拡大透視図である。
【図8】 その小径端からの図1−3の管継手の接触リングの図である。
【図9】 図8の線IX−IXに沿った断面図である。
【図10】 図1−3の管継手のシールリングの断面図である。
【図11】 図1−3の管継手の本体部材の端面図である。
【図12】 図11の線XII−XIIに沿った断面図である。
【図13】 弾性割リングとその金属歯挿入体の構成の改変例を示す、端面図である。
【図14】 弾性割リングの金属歯挿入体の構成の改変例を示す、透視図である。
Claims (14)
- 連結される管を受け入れるための孔を持って形成された第一部分、及び前記第一部分に取り付け可能でかつ前記孔内に前記管を固定するようにその軸方向に可動な第二部分を含むハウジング;及び
連結される管を取り囲むように前記第二部分内に受け入れられた弾性割リング、を含み、
前記割リングが第二部分の内部円錐面と係合可能でかつ前記孔内に管を固定するように軸方向に第二部分を動かすと、割リングをその内径を減らすように圧縮しそれにより割リングが取り囲んだ管をしっかりと掴むこととなるのに効果的な外部円錐面を持っており;
その割れ部を規定する前記割リングの対向端が互いに横方向に喰違っており、この喰違い端が互いに重複関係で動くことにより、割リングが圧縮されるとその内径を実質的に減少することが可能であり、それにより割リングが広範囲の外径を持つ管を掴むことができること、および前記第一ハウジング部分が更にその前記円錐表面の内方の孔周りに円周的に間隔を置かれた複数の変形可能なストップを持って形成されており、前記ストップが継手中に挿入された管の端部と係合可能であるが、弾性割リングが管に掴まれた後の第二ハウジング部分の最終軸方向移動時に管の内方への軸方向移動を可能とする力の下に変形可能であることを特徴とする管継手。 - 前記第一部分が連結される管を受け入れるための前記孔を持って形成された本体部材であり;前記第二部分が前記本体部材上にねじ込まれて受けられるナットであることを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 割リングが圧縮されるとき互いに重複関係に動かされる、前記割リングの対向端部が割リングの非重複中央部より厚さがより小さいものであることを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 割リングの少なくとも一つの前記対向端の外縁が先細り表面を持って形成されており、割リングの圧縮によりその対向端が横方向に変位し、かつ接触しないであろうことを確実とすることを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 前記割リングがその内面上に環状ロッキングリブを持って形成されており、このリブが比較的軟らかい材料の管が割リングにより取り囲まれ掴まれたとき管の外面内に埋め込まれることを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 前記割リングが割リングの一側面上に固定されその円周的に間隔を置いた位置で割リングの内面を過ぎて半径方向内向きに突出する複数の硬質歯を含み、この歯が管が割リングに取り囲まれ掴まれたとき管の外面内に埋め込まれることを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 前記本体部材が円錐内表面を持って形成されており、前記継手が更にナットを締めつけると本体部材の前記円錐表面と係合可能な端面を持つシールリングを含むことを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 前記シールリングが円筒形状のものであり、前記継手が更に前記弾性割リングと前記シールリングの間に接触リングを含み、前記接触リングの外面が、円錐形状のものであり、割リングの大径端と接触する小径端、及びシールリングの一端と接触する大径端を持つことを特徴とする請求項7に記載の継手。
- 前記変形可能なストップのそれぞれが第一ハウジング部分に一体的に結合されたベースを持ちかつ本体部材の孔中に挿入されたとき管の端部と係合するためにその孔中に非半径方向に突出するベーンの形であり、前記ベーンが第二ハウジング部分の最終軸方向移動時に作り出される力の下に孔の内面に向けてゆがむことができることを特徴とする請求項1に記載の継手。
- 前記ベーンのそれぞれが第一ハウジング部分中に挿入されたとき管の端部と係合可能なかつ第二ハウジング部分の前記最終軸方向移動時に管の端部によるベーンのゆがみを容易とする先細りリード縁を持つことを特徴とする請求項9に記載の継手。
- 連結される管を受け入れるための孔を持って形成された第一部分、及び前記第一部分に取り付け可能でかつ前記孔内に前記管を固定するようにその軸方向に可動な第二部分を含むハウジング;及び
連結される管を取り囲むように前記第二部分内に受け入れられた弾性割リング、を含み、
前記割リングが第二部分の内部円錐面と係合可能でかつ前記孔内に管を固定するように軸方向に第二部分を動かすと、割リングをその内径を減らすように圧縮しそれにより割リングが取り囲んだ管をしっかりと掴むこととなるのに効果的な外部円錐面を持っており;
前記第一ハウジング部分がその前記円錐表面の内方の孔周りに円周的に間隔を置かれた複数の変形可能なストップを含み、前記ストップが継手中に挿入された管の端部と係合可能であるが、弾性割リングが管に掴まれた後の第二ハウジング部分の最終軸方向移動時に管の内方への軸方向移動を可能とする力の下に変形可能であることを特徴とする管継手。 - 前記第一部分が連結される管を受け入れるための前記孔を持って形成された本体部材であり;前記第二部分が前記本体部材上にねじ込まれて受けられるナットであることを特徴とする請求項11に記載の継手。
- 前記変形可能なストップのそれぞれが本体部材に一体的に結合されたベースを持ちかつ本体部材の孔中に挿入されたとき管の端部と係合するために本体部材の孔中に非半径方向に突出するベーンの形であり、前記ベーンがナットの最終締めつけ時に作り出される力の下に孔の内面に向けてゆがむことができることを特徴とする請求項12に記載の継手。
- 前記ベーンのそれぞれが本体部材中に挿入されたとき管の端部と係合可能なかつナットの前記最終締めつけ時に管の端部によるベーンのゆがみを容易とする先細りリード縁を持つことを特徴とする請求項13に記載の継手。
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