JP4115667B2 - 管継手 - Google Patents

Description

【０００１】
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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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