JP5260290B2 - 二つの管を組立てる安全迅速連結器 - Google Patents

Description

この発明は、圧縮流体が流れる二つのラインを取り外し可能に連結する迅速作用安全連結器に関する。

そのような迅速作用連結器は従来には一方を他方の内側に適合できるように雄要素と雌要素とから成る。雌要素は一般に上流ラインに接続されていて、雄要素が雌要素に完全に挿入されるときに雄要素が解放位置に移動する遮断弁を備えている。雄要素は一般に下流ラインに接続されている。

欧州特許出願公開第１００６３０８号明細書（特許文献１）から、離脱中に雄要素が下流ラインにおける流体の残留圧によって雌要素から急激に取り出されることを阻止するために、雌要素に雄要素を保持する一時的保持機構を使用することが知られている。雌要素に雄要素を保持する一時的保持機構は、下流ラインが連結器を介してパージされる位置に雄要素が一時的に配置された後のみに雄要素を完全に解放できるように設計されている。

しかしながら、この公知の装置では、連結器を離脱させることは、外部スリーブの二つの手動作用を必要とし、連続的に適合構成から一時的保持構成まで、次に一時的保持構成から離脱された構成まで通過する。この連続的作用は操作者が二つの作用の間で待つことを必要とする。
欧州特許出願公開第１００６３０８号明細書

この発明は、更に特に使用者による単一作用が適合構成から一時的保持構成まで、次に離脱された構成まで通過するよう必要とされる迅速作用連結器を提供することによりこの欠点を矯正しようと企図されている。

この目的のために、この発明は、圧縮流体が流れる二つのライン，即ち上流ラインと下流ラインとを取り外し可能に連結する迅速作用安全連結器であって、この連結器は軸方向に適合できて一方を他方の内側に一体に固定されている雄要素と雌要素とから成り、固定機構が雄要素を連結位置に固定でき、保持機構が固定機構によって解放されるときに、一時的保持機構が雄要素に連結されたラインをパージする位置に固定でき、固定機構が雌要素の本体に沿って流れる摺動する作用スリーブによって制御されている迅速作用安全連結器に関する。この連結器は、連結器が雄要素をパージ位置に保持するときに、一時的保持機構が雄要素から外側まで流れる流体の圧力による第一力と弾性戻し手段によって働いて前記保持機構を雄要素を解放する解放構成へ移動させる第一力に対抗する第二力とを受けていて、前記保持機構が前記力の合力に依存して雄要素を保持する保持構成から雄要素を解放する解放構成まで通過できることを特徴とする。

この発明によると、雄要素から外部へ流れる流体の圧力が安全閾値に一致する低い十分な値に達成するとすぐに、雄要素を保持する保持構成から雄要素を解放する解放構成までの移行が自動的に行われる。

この発明の他の有益な特徴によると：
・一時的保持機構が前記力の対向作用の効果の下で軸方向に移動できる一時的保持リングから成り、その保持リングは雄要素の外部周辺溝に係合され得る一時的掛金部材の半径方向遠心力変位を制限できる；
・一時的掛金部材が雌要素の本体に形成されたスロットにおける軸方向と半径方向運動できる球であり、前記スロットが雌要素に雄要素の適合の方向と平行な方向に細長い；
・一時的掛金部材が突起を有するつめであり、掛金部材が雌要素に雄要素の適合の軸線と垂直な軸線を中心に揺動できて、前記突起が雄要素の前記溝に係合される第一構成から前記突起が前記溝から離脱される第二構成まで通過し、そして第二構成から第一構成まで通過する；
・作用スリーブが雌要素の前記本体と共に雄要素から外側まで流れる流体を受ける少なくとも一つの室を形成し、一時的保持リングの一部が前記室の可動壁を形成する；
・一時的保持リングは、その外面に浮上り部を包含し、雄要素がその適合位置からそのパージ位置まで通過するときに、前記一時的保持リングの軸方向変位は、前記浮上り部が前記一時的掛金部材（５９、５９’）を覆う位置に前記浮上り部をもたらす；
・前記力の合力が前記リングを前記雄要素を解放する解放構成へ移動させるときに、浮上り部が一時的保持リングの軸方向変位によって前記一時的掛金部材から離脱される；
・一時的保持リングが雌要素の作用スリーブと本体との間に形成された摺動空間内で僅かな隙間により移動するように据え付けられる；
・一時的保持リングがつまり固定機構の一部である；そして
・一時的保持リングは、固定部材がその適合位置からそのパージ位置まで通過するときに、軸方向変位によって、雄要素の周辺溝から固定機構の一部である固定部材を離脱できる。

この発明の特徴と利益は、単に例として与えられ且つ添付図面を参照しながら、この発明の迅速作用連結器の二つの実施例の次の記載で明らかになる。

［実施例１］
図１は、圧縮流体が流れる二つのラインＣ₁ とＣ₂ を連結させることを企図した連結器１の要素を概略的に示す。連結器１は雄要素３と雌要素５から成り、両要素がすべて管状形状で相互に補完的である。

圧縮流体用の軸方向通路３１が雄要素３を通して右に通過し、前記通路が雄要素３の二つの端３Ａと３Ｂで解放する。連結器１の下流に位置され且つ図の点線によって概略的に示されたラインＣ₁ は雄要素３の後端３Ａで通路３１に接続されている。その前端３Ｂの近くでは、雄要素３が環状カラー３５を設けたプラグ形状端部分３３を有し、その環状カラーの後に外部周辺溝３７が形成されている。

雌要素５は本体５１から成り、その本体を通して軸線Ｘ−Ｘ’を中心にして本体５１の二つの端部５１Ａと５１Ｂで抜け出る軸方向通路５１１が通過する。連結器１の上流に位置され且つ図の点線によって概略的に示されたラインＣ₂ は本体５１の端部５１Ｂで通路５１１に接続されている。連結器の適合構成において通路３１と５１１の連結部を密封するよう企図されたＯ−リング５１３は本体５１に設けられた環状溝５１４に据え付けられる。図３と５に示される如く、雄要素３が雌要素５と適合されるときに、Ｏ−リング５１３がプラグ３３の外部半径方向面３３Ａに支持される。遮断弁５１５が通路５１１に摺動するように据え付けられ、解放位置と閉鎖位置の間に移動できる。図１に示された閉鎖位置において、遮断弁５１５が通路５１１に設けられたシート５１７に当接される。図２と３に例示された解放位置では、遮断弁５１５がシート５１７から離れている。

雌要素は本体５１の周りに置かれてＸ−Ｘ’軸線と平行にこの本体に沿う並進的運動できる作用スリーブ５３を包含する。リング５５はスリーブ５３と本体５１の間に形成された空間５２を摺動するように据え付けられる。リング５５はＸ−Ｘ’軸線と平行に軸方向に移動できる。雌要素５は図１に示される如く、雄要素３から分離されると、本体５１の端５１Ａへ向いたリング５５の端面５５Ａがスリーブ５３の内部肩部５３１に支持される。リング５５は、スリーブ５３へ向いた外部面５５Ｃには、カラーを本体５１の端５１Ａと肩部５３１へ押し戻す圧縮ばね５７の作用を受けるカラー５５１を包含する。カラー５５１はスリーブ５３の環状溝５３３に移動できる。中央軸線Ｘ−Ｘ’へ向いた内部面５５Ｄには、リング５５は端面５５Ａの近くには、Ｘ−Ｘ’軸線へ突き出す内部カラー５５５を包含する。

二つのニードル５８が設けられ、図２乃至５に例示された適合構成における雌要素５の本体５１の内側に雄要素３を固定する。ニードル５８は雌要素５の本体５１に形成され且つＸ−Ｘ’軸線に関して傾斜された二つの長円形スロット５１８の内側に移動できる。スロット５１８の各々がＸ−Ｘ’軸線と約４５°の鋭角αを形成する方向Ｄ₅₁₈ に沿って延びている。さらに、二つの一時的掛金球５９がＸ−Ｘ’軸線と平行に、雌要素の本体５１に形成された二つの長円形スロット５１９に包囲される。

図１には、雌要素５と雄要素３が分離されて示されている。弁５１５は自由に摺動でき、上流ラインＣ₂ における流体の圧力が弁をその遮断位置へ押し込む。さらに、ばね５７がリング５５をスリーブ５３の肩部５３１に押圧する。

雄要素３が本体５１へ挿入されると、カラー３５がＸ−Ｘ’軸線から離れて最も遠くにあるスロット５１８の端部５１８Ｂへニードル５８を半径方向に押し戻す。これは、リング５５をばね５７に逆らって動かすようにする。同時に、球５９はカラー３５によってスロット５１９に半径方向に押し戻される。一度カラー３５が通過されると、ニードル５８は、ばね５７の作用を受けたリング５５によってニードル５８に働いた推力Ｅ₀ によるＸ−Ｘ’軸線に最も接近するスロット５１８の端部５１８Ｂへ移動できる。次に、ニードル５８は雄要素３の溝３７に係合される。ニードル５８はリング５５のカラー５５１によってスロット５１８の端部５１８Ａに適当な場所に保持されていて、力Ｅ₀ をニードルに働かす。同様に、球５９は半径方向に移動され得てカラー３５を通過した後に雄要素３の外部周辺溝３７に係合する。次に、図２乃至５に示された適合構成が達成される。

連結器１を解放する、即ち雄要素３と雌要素５を分離することが必要であるときに、雄要素３がスリーブ５３に伸縮力Ｒを働かすことにより本体５１から解除されて、前記力は図６乃至８に示されるように、雌要素５の後方へ、即ちラインＣ₂ へ働かされる。スリーブ５３は、スリーブ５３のラインＣ₂ への変位が同じ方向にリング５５の付随変位に生じるように、肩部５３１と面５５Ａを介してリング５５に支持される。次に、内部カラー５５５は球５９をカバーし、溝３７の外側へのこれら球の任意の半径方向運動を阻止する。

リング５５はニードル５８が係合されるハウジング５５３を包含する。リング５５の運動のために、ハウジング５５３の縁５５３Ａがニードル５８をラインＣ₂ へ押し戻し、要素５の後方へ働いた力Ｅ’₀ を働かす。これは、対応スロット５１８の端部５１８Ｂへ各ニードル５８を押圧する効果を有する。スロット５１８の傾斜により、それで、ニードル５８が溝３７から取り出されて、図６乃至８において矢印Ｔにより表現された並進的運動により、雄要素３が本体５１の外側へ僅かに排出され得る。

それ故に、雄要素３の端部３Ｂがもはや弁５１５に支持されない。それ故に、弁５１５はラインＣ₂ における圧力の効果の下でシート５１７に押圧される。

図６乃至９に示された位置において、雄要素３はカラー５５５によって溝３７に保持される球５９によって本体５１の内側に保持されている。

図２乃至５に示された適合構成から図９に示された保持構成まで通過することにより、雄要素３はラインＣ_１に含有された流体がパージされる位置に到達する、というのは、雄要素３の端部３Ｂが非零距離ｄだけ弁５１５から分離されている。図９における矢印Ｆは雄要素３から外側への流体の流れを示す。

図９に示された保持構成では、流体が雄要素３からスリーブ５３と本体５１の間に設けられた流体収容室５４へ逃がし、リング５５の端部５５Ａが室５４の可動壁を形成する。それで、リング５５は本体５１の端部５１Ｂへリング５５を移動させる雄要素３から流れる流体の室５４内の圧力Ｐによる力Ｅ₁ と本体５１の端部５１Ａへリング５５を移動させるばね５７の弾性戻し力Ｅ₂ との対抗作用を受けている。同時に、室５４内の圧力Ｐはスリーブ５３を端部５１Ａへ戻させる。流体が連結器を作動するのに必要とされた隙間を形成する切れ目を通して外側へ流れるから、室５４内の圧力Ｐが降下するときに、力Ｅ₂ が力Ｅ₁ より大きくなり、力Ｅ₁ と力Ｅ₂ の合力がリング５５を本体５１の端部５１へ押し戻す。それで、カラー５５５は球５９から離脱される。このとき、球５９がスロット５１９を半径方向に移動して溝３７から離脱される。球５９が溝３７から取り出されると、ニードル５８が既にカラー３５の上流にあるので、切欠きは雄要素３が本体５１から取り出されることを阻止する。このとき、連結器は図１に示された離脱構成へ通過できる。

それ故に、スリーブ５３の単一力Ｒが固定ニードル５８を離脱させることができ、一時的保持球５９がリング５５によりカバーされていて、この圧力が力Ｅ_１を力Ｅ_２に対抗させるのに十分である限り、球５９がパージ圧力Ｐによりこの位置に保持される。圧力Ｐがばね５７の厳しい定数に依存する安全閾値に達成して連結器１の設計者により選択され得るときに、ばね５７がリング５５を押し戻し、球５９が雄要素３を解放する。

それ故に、この発明による連結器は、コンパクトであり、使用することが簡単であり且つ市場ではほとんど雄端取付具に適用できる単一作用連結器である。さらに、パージの期間は、二重作用連結器と違って、取り除かれる流体の量に自動的に適合され得る。従って、この発明は、時間を節約して安全性を改良することを可能とする。

図１０にされた第二実施例では、第一実施例の要素と同様な要素は同じ参照数字によって指示されている。一時的掛金球５９がつめ５９’と交換された、各つめは雄要素３の外部周辺溝３７に係合できる突起５９’ａを有する。つめ５９’は本体５１の窪み５２’に据え付けられ、各つめがＸ−Ｘ’軸線に垂直な軸線Ｙ_５９を中心に揺動する。適合構成から保持構成まで通過すると、リング５５の軸方向変位がそのカラー５５５をつめ５９’の突起５９’ａと接触させる。それで、つめ５９’の溝３７の外側への任意の半径方向移動が阻止されて、それにより雄要素３を本体５１に保持する。パージされる流体の圧力Ｐが十分に低くなると、ばね５７がリング５５を本体５１の端部５１Ａへ押し戻す。このとき、カラー５５５がつめ５９’の突起５９’ａに関して片寄っている。このとき、つめ５９’が半径方向に移動できて溝３７から離脱され、雄要素３を本体５１から解放する。

記載された二つの実施例では、固定部材がニードルである。しかしながら、他の固定部材は特に球或いはつめを想像され得る。

雄要素と雌要素が分離されている構成におけるこの発明の連結器のこれら要素の一般的配列を示す軸方向断面である。 連結器の適合構成における図１と同様な断面である。 図２のラインＩＩＩ−ＩＩＩ上の軸方向断面である。 図２における矢印Ｆ₄ の方向に沿って図１乃至３の連結器の側面図であり、連結器のスリーブが横断面で示されている。 ＩＩ−ＩＩとＩＩＩ−ＩＩＩで図２と３の断面平面を示す図３のラインＶ−Ｖ上の横断面である。 適合構成と保持構成の間の中間構成に連結器を示す図３と同様な軸方向断面である。 図６の構成に連結器を示す図４と同様な図である。 図６と７の構成に連結器を示す図２と同様な軸方向断面である。 保持構成に連結器を示す図８と同様な軸方向断面である。 雌要素が対応雄要素から分離される構成においてこの発明の実施例２による連結器の雌要素示す図１と同様な軸方向断面である。

符号の説明

１．．．．連結器
３．．．．雄要素
５．．．．雌要素
３５．．．カラー
３７．．．溝
５１．．．本体
５１Ａ，５１Ｂ．．端部
５２’．．窪み
５３．．．スリーブ
５４．．．室
５５．．．リング
５７．．．ばね
５８．．．ニードル
５９．．．球
５９’．．つめ
５９’ａ．．突起
５１５．．弁
５１７．．シート
５１９．．スロット
５５３．．ハウジング
５５５．．カラー
Ｅ₁ 、Ｅ₂ ．．力
Ｐ．．．．圧力

Claims (10)

1. 圧縮流体が流れる二つのライン（Ｃ₁ ，Ｃ₂ ），即ち上流ラインと下流ラインとを取り外し可能に連結する迅速作用安全連結器（１）であって、この連結器は軸方向に適合できて一方を他方の内側に一体に固定されている雄要素（３）と雌要素（５）と、雄要素を連結位置に固定できる固定機構（３７、５５、５８）と、固定機構によって雄要素が解放されるときに、雄要素を雄要素に連結されたライン（Ｃ₁ ）をパージする位置に固定できる一時的保持機構（３７、５５、５９、５９’）とから成り、固定機構が雌要素の本体（５１）に沿って摺動する作用スリーブ（５３）によって制御されている迅速作用安全連結器において、連結器が雄要素をパージ位置に保持するときに、一時的保持機構が雄要素から外側まで流れる流体（Ｆ）の圧力（Ｐ）による第一力（Ｅ₁ ）と弾性戻し手段（５７）によって働いて前記一時的保持機構を雄要素を解放する解放構成へ移動させる第一力に対向する第二力（Ｅ₂ ）とを受けていて、前記一時的保持機構は前記力（Ｅ₁ 、Ｅ₂ ）の合力に依存して雄要素を保持する保持構成から雄要素を解放する解放構成まで通過できることを特徴とする迅速作用安全連結器。
2. 前記一時的保持機構が前記力（Ｅ_１、Ｅ_２）の対向作用の効果の下で軸方向に移動できる一時的保持リング（５５）から成り、その保持リングは一時的掛金部材（５９、５９’）の半径方向変位を雄要素（３）の外部周辺溝（３７）の外側へ制限できることを特徴とする請求項１に記載の迅速作用連結器。
3. 前記一時的掛金部材は雌要素（５）の本体（５１）に形成されたスロット（５１９）における軸方向と半径方向運動できる球（５９）であり、前記スロットが雌要素に雄要素（３）の適合（Ｘ−Ｘ’）の方向と平行な方向に細長いことを特徴とする請求項２に記載の迅速作用連結器。
4. 前記一時的掛金部材は突起（５９’ａ）を有するつめ（５９’）であり、掛金部材は雌要素（５）に雄要素（３）の適合（Ｘ−Ｘ’）の軸線と垂直な軸線（Ｙ_５９）を中心に揺動できて、前記突起が雄要素の前記溝（３７）に係合される第一構成から前記突起が前記溝（３７）から離脱される第二構成まで通過し、そして第二構成から第一構成まで通過することを特徴とする請求項２に記載の迅速作用連結器。
5. 前記作用スリーブ（５３）は雌要素（５）の前記本体（５１）と共に雄要素（３）から外側まで流れる流体を受ける少なくとも一つの室（５４）を形成し、一時的保持リング（５５）の一部（５５Ａ）が前記室の可動壁を形成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の迅速作用連結器。
6. 前記一時的保持リング（５５）は、その外面（５５Ｄ）に浮上り部（５５５）を包含し、雄要素（３）がその適合位置からそのパージ位置まで通過するときに、一時的保持リングの軸方向変位は、前記浮上り部が前記一時的掛金部材（５９、５９’）を覆う位置に前記浮上り部をもたらすことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の迅速作用連結器。
7. 前記力（Ｅ₁ 、Ｅ₂ ）の合力が前記一時的保持リング（５５）を前記雄要素（３）を解放する解放構成へ移動させるときに、前記浮上り部（５５５）が前記一時的保持リング（５５）の軸方向変位によって前記一時的掛金部材（５９、５９’）から離脱されることを特徴とする請求項６に記載の迅速作用連結器。
8. 前記一時的保持リング（５５）は雌要素（５）の前記作用スリーブ（５３）と前記本体（５１）との間に形成された摺動空間（５２）内で僅かな隙間により移動するように据え付けられることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の迅速作用連結器。
9. 前記一時的保持リング（５５）は前記固定機構（３７、５５、５８）の一部であることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか一項に記載の迅速作用連結器。
10. 前記一時的保持リング（５５）は、固定部材がその適合位置からそのパージ位置まで通過するときに、軸方向変位によって、雄要素（３）の周辺溝（３７）から前記固定機構（３７、５５、５８）の一部である固定部材（５８）を離脱できる（Ｅ’_０）ことを特徴とする請求項８に記載の迅速作用連結器。

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