JP2000509797A - 位相制御逐次把持管取付け部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 位相制御逐次把持管取付け部品は、カム動作をするテーパー穴（２８）が開口部入口を形成する管端部挿入開口部（２４）をもつ取付け部品本体（１０）を含む。テーパー先端部（４４）を備える前部フェルール（３６）は、カム動作をする穴（２８）と係合し、円錐形テーパー凹部が先端表面（４４）に向かって前向きに延在する背面（４６）を含む。前部フェルール（３６）の円錐形テーパー凹部（４６）の中まで延在するのが、力を支持する背面（６０）をもつ後部フェルール（３８）である。継ぎ手ナット（１４）はネジ条を介して本体（１０）と連結していて、後部フェルール（３８）の力を支持する背面（６０）に係合して力を印加する表面（６２）をもつ。後部フェルール（３８）の外方向ねじれを制御するための構造が設けられている。この構造は、後部フェルール（３８）の先端部（５２）と力を支持する背面（６０）の間に位置する中央本体（５４）を含む。円筒形フランジ（６６）は、背部凹部（４６）の半径方向外側に位置し、前部フェルール（３６）から後ろ方向に延在する。フランジ（６６）は後部フランジ（３８）の中央本体（５４）をぴったり取り囲む円筒形の内部表面（６８）をもつ。中央本体（５４）は、継ぎ手ナット（１４）と前部フェルール（３６）の円筒形フランジの軸方向端面（６６ａ）が、組み立てた際、決して互いに係合する可能性のない長さになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 位相制御逐次把持管取付け部品 技術分野 本発明は管取付け部品（tube fittings）の技術を対象としており、より具体 的には、改良された位相制御逐次把持管取付け部品（phase-controlled sequent ial-gripping tube fitting）に関する。 発明の背景 本発明が関連する管取付け部品の一般的な形状は、言及により本書に組み込ま れる以下の一連の米国特許に記載され、請求されている：第２,４８４,８１５号 （１９４９年１０月１８日発行）、第３,０７５,７９３号（１９６３年６月２９ 日発行）、第３,１０３,３７３号（１９６３年９月１０日発行）、第４,８２６, ２１８号（１９８９年５月２日発行）、第４,９１５,４２７号（１９９０年４月 １０日発行）。 米国特許第４,９１５,４２７号は、肉厚管（heavy-walled tubes）での使用に 特に適した、位相制御式逐次把持管取付け部品について記述し請求している。こ の特許の構成（arrangement of the patent）は、背部端部のフランジが厚い（h eavily flanged rear end portions）ことを含め、相対的に大型で実質的な構造 （heavy and substantial construction）をもつフェルールを用いることで、肉 厚管用の２−フェルール取付け部品に適切な引っ張り上げ（pull-up）と作用を もたらす。加えて、フェルールを取り囲む継ぎ手ナット部分（coupling nut por tion）が、フェルールのフランジ背部端部をぴったりと取り囲むようになってい る。 上述の構成は極めて満足のいくものであるが、肉厚の背部フランジ に頼らずに、軽量フェルールで同等の機能が得られればなお望ましいと言える 本発明は、従来設計における上記の欠点を克服し、望ましくないフェルールの 変形を防ぐようなやり方でフェルールのスエージング作用（swaging action）を 制御、抑制することにより、比較的軽量のフェルールで肉厚管材に十分対応でき るような構成を提供する。この設計により、後部フェルールの過剰な「熊の爪」 （bear claw）変形を防ぎ、後部フェルールが管と完全に係合する前に、後部フ ェルールから前部フェルールに対して必要な押込む力（driving forces）が確実 に伝達される。 発明の要旨 本発明の一側面によれば、カム動作をするテーパー穴（tapered camming mout h）が開口部入口を形成する円筒形の管端部挿入開口部（tubeend receiving ope ning）をもつ本体を含む位相制御逐次把持式管取付け部品は、カム動作をする穴 に係合した前部テーパー先端面（tapered forward nose surface）と、円錐形に テーパーした凹部（conically tapered recess）をもち、先端部に向かって前方 向に延在する背面を備えた前部フェルールを持つ。円錐形にテーパーした先端を 持つ後部フェルールは、テーパーした先端部が、前部フェルールの円錐形にテー パーした凹部の中まで延在する位置に配置される。後部フェルールはさらに背部 力係合表面（rear force engaging surface）を含む。本体にネジ山を介して連 結されている（threadedly connected to the main body）のが、前部フェルー ルの円錐形にテーパーした背面に対して後部フェルールを軸方向前向きに押し込 んで（drive the rear ferrule axially forward into）、後部フェルールの先 端部分の半径方向内向きの動き、 ならびに前部フェルールの先端面の半径方向内向きの動きをもたらすために、後 部フェルールの背部力支持表面（rear force receiving surface）と係合させた 継ぎ手ナットである。このアセンブリーは、後部フェルールの外方向のねじれ（ outward buckling）を制御する改良された構成（arrangement）を含む。改良構 成は、後部フェルール上の円筒形中央本体を含み、この中央本体は先端部と背部 力支持表面（rear force receiving surface）との間に位置する。中央本体と関 連を持つのが（associated with）円筒形フランジ部分で、これは前部フェルー ルに形成された円筒形フランジ部分で、前記前部フェルールの背部凹部から半径 方向外側の位置にあって、前部フェルールから軸方向後ろ向きに延在している。 円筒形フランジは、後部フェルールの円筒形中央本体をぴったり取り囲む円筒形 内部表面を持っていて、後部フェルールまたはその一部分の半径方向外向きの動 きを規制している。 本発明の他の側面によれば、位相制御逐次把持式管取付け部品は、カム動作を するテーパー穴を備える管端部挿入開口部を持つ本体、本体のカム動作をする穴 と係合するためのテーパー先端部を持つ前部フェルール、前部フェルールの背部 テーパー凹部の中まで延在するテーパー先端部と背部力支持表面を持つ後部フェ ルール、本体とともに協働して取付け部品を引っ張る（pull up）ための継ぎ手 部材であって、後部フェルールの背部力支持表面と係合して後部フェルールを前 部フェルールの背部凹部の中に軸方向前向きに押し込んで、後部フェルール先端 部の半径方向内向きの動きをもたらす力を印加する面を持つ継ぎ手部材、を持つ もので、その改良点は、後部フェルールの半径方向外向きの動きを減じるための 構成からなり、後部フェルールの中央本体が後部フェルール の先端部と背部力支持表面との間に位置し、前部フェルールの背部は前部フェル ールの背部凹部の半径方向外側の位置において前部フェルールから後ろ方向に延 在し、前部フェルールの背面は取付け部品を引っ張ったとき、後部フェルールが 半径方向外向きに動くのを規制する表面を持つ。 本発明の他の長所や、利点は、本技術分野の熟練者にとっては、以下の詳細な 記述から明らかであろう。 図面の簡単な説明 本発明は、特定部分ならびに部分の構成（arrangements of parts）について は具体的な形態（physical form）を取りうるものであり、その好ましい実施例 および方法を本明細書に詳しく記述し、本書の一部を構成する添付図面に図示す る。図中、 図１は、雌継ぎ手ナットを用いる継ぎ手装置の部分側面立面を断面で示すが、 連結される管部材は図示していない。 図２は、図１に類似の図であるが、管部材が継ぎ手に挿入され、継ぎ手構成部 品が指状の関係（finger-type relationship）になるように構成されている。 図３は、図１に類似の図であるが、取付け部品が組み立てられた状態にあり、 フェルールがその管把持位置にあるところを示す。 図４は、図１の円で囲った部分を大きくした拡大図である。 好ましい実施例の詳細な説明 ここで図面を参照するが、図面は本発明の好ましい実施例を例示することのみ を目的とするもので、本発明を限定するものではない。図２、３は、継ぎ手本体 １０と、これにつながりこの中に挿入される管材１２ を示す。本体１０と管材１２との適切な把持（gripping）と密閉係合は、継ぎ手 ナット１４とフェルール装置１６によってもたらされる。 本発明の構成では、継ぎ手本体１０は第１端部２０とこれにつながる第２端部 （図示せず）を持つ。継ぎ手本体１０につながる第２端部はその種類や構造を問 わず、また弁などのように流体流動装置の上に直接形成することができる。しか し理解されるように、継ぎ手本体１０は第１端部２０の軸方向内側に向かって延 在する円筒形の穴２４と合流する内部流路２２を含む。穴２４は内部流路２２と 同軸であることが望ましく、また穴２４と流路２２の接合点（juncture）が半径 方向の端部壁またはショルダー２６を形成する。カウンターボア２４の直径は、 図２、３からわかるように、管１２の端部がぴったりと、しかし摺動自在に嵌合 する大きさになっている。ショルダー２６は管１２の内側限界係止部（inward l imit stop）をなし、フェルール装置１６に対する管端部の位置決めを行う。外 側カウンターボア２８はカウンターボア２４から取付け部品本体の外側端部に向 かって延在し、半径方向外側に広がるほぼ円錐形をもつことで、穴２４の周りに カム動作をするテーパー穴２８を規定する。 継ぎ手ナット１４の外部形状は好ましくは六角形であり、３０に示すようにネ ジ山を切った中央穴（threaded central hole）をもち、本体１０の第１端部２ ０の外周に設けたネジ条３２と協働する。継ぎ手ナット１４は、以下に説明する 方法で、フェルール装置１６を密閉された把持状態に押し込む働きをする。ここ では、継ぎ手ナット１４の軸方向外側端部が、管１２の外側をぴったり取りまく 大きさを持つ中央穴３４を含むことに留意されたい。 図１、４を特に参照すると、フェルール装置１６の詳細と好ましい構成が最 もよく理解される。特に、アセンブリーは、前部フェルール３６と後部フェルー ル３８を含む。前部フェルール３６は、形状が円筒形で、管１２がぴったりと、 しかし摺動自在に収まる大きさの中央貫通開口部４０をもつ。フェルール３６の 外側は、図示のようにテーパー形になっていて、カム動作をするテーパー穴２８ のテーパー角よりごくわずかに小さい角度αでテーパーしている。好ましくは、 角度αは１０から３０度の範囲にある。カム動作をする穴２８の対応する角度は 、図示のように通常わずかに大きい。外側のテーパー面４２は、フェルール先端 部４４からフェルールの背面に隣接する位置までほぼフェルールの長さ全体にわ たって延在する。前部フェルール３６の背面は、力を支持する後部テーパー面４ ６を含み、このテーパー面は、図示のように、通常約４０から５０度の角度範囲 で傾斜またはテーパーしている。 前部フェルール３６と協働するのが、第２の、すなわち後部フェルール38であ り、これはその直径が前部フェル-２６の中央貫通開口部４０とほぼ対応する中 央貫通開口部５０を持つ。この開口部５０も、管１２がぴったりと、しかし摺動 自在に収まるようになっている。後部フェルール３８の前方向あるいは軸方向の 内側端部はテーパーしていて、前部フェルール３６の力を支持する凹部４６のテ ーパーにほぼ対応する。フェルール３８の内部または先端部５２の軸方向後側は 、円筒形の本体中央部分５４になる。フェルール３８の軸方向最外端すなわち右 端は、５６に示すように直径がわずかに大きくなっていて、半径方向外側の円筒 形側面５７をもち、半径方向に延在する端部フランジ５７を規定している。継ぎ 手ナット１４内側のカウンターボア５８は、フランジ３８の 部分５６が規定するフランジを全面的に取り囲む大きさと構成（arranged）にな っている。くわえて、フランジ３８のわずかにテーパーまたは傾斜した端部壁６ ０は、ナット１４の角度を付けた内側ショルダー６２と対応し、これらフェルー ルを図３に示す管把持密閉位置に移動させるために、ナット１４を本体１０に対 して締付た際に、力を支持する表面として作用する構成になっている。 本発明で特に重要なのは、前部フェルール３６の背部と、後部フェルール３８ の前側にある円筒形本体部分５４との関係である。特に、前部フェルール３６は 、軸方向後方に延在する円筒形フランジ部分６６を含み、これが力を支持する傾 斜面４６につながる円筒形穴６８を規定していることがわかる。この円筒形穴６ ８は、円筒形本体部分５４のほぼ半分まで延在する長さをもつことが好ましく、 後部フェルール３８のこの部分を半径方向に抑制する働きをもつ。さらに、ナッ ト部材１４内部には、前部フェルール３６の後端部直径をぴったり取り囲み、管 把持位置までナット部材１４を締付ている間、フェルール３６が半径方向外側に 動くのを規制する大きさと構成をもつ第２のカウンターボア７０が設けられてい ることに留意されたい。このようにして、前部フェルール３６も後部フェルール ３８も、ナット部材１４によって半径方向に規制されている一方で、前部フェル ール３６の背部にあるカウンターボア６８によって後部フェルール３８の先端部 がさらに規制され案内されている。このように後部フェルールを軸方向内側端部 と外側端部の両方で規制し案内することで、後部フェルールは内側に向かって前 進しながら、前部フェルール３６をその把持位置に押し込むことになる。この制 御された動きがトーションねじれ（torsional twist）を防ぎ、把持運動（gripp ing movement）を抑制して「熊の爪］現象（bear clawing）や、後部フェルール ３８の先端部５２の過剰なたわみあるいは横揺れ（over deflection or rolling ）を抑える。さらに、前部フェルール３６の力を支持する表面を背面から内側に むけて動かすことにより、これに対して加わる力を抑えたり制御する後部フェル ール３８の能力が高くなるようである。 図３は、ナット部材１４を、図２の手でしっかり締めた位置（finger tight p osition）から、「組み立て」られて（made-up）完全に係合した管把持位置に移 動させた後の構成部品を示す。ここで重要なのは、後部フェルール３８の中央本 体５４の長さが、継ぎ手ナット１４のカウンターボア５８および円筒形穴６８と の関連で、フランジ部分６６の端面６６ａと第２のカウンターボア７０の端面７ ０ａとが係合する可能性を阻止する長さになっている点である（図４）。これに より、図３のように取付け部品を組み立てた後も、常にギャップＧが確保される ことになる。ギャップＧを保つことで、フェルールにはバネ作用（spring actio n）が保たれる。これにより、熱循環（thermal cycling）や振動中も密閉状態を 保つことができる。また、取付け部品を後になって改造する（subsequent remak e of a fitting）ことも可能になる。 本発明を好ましい実施例を参照して説明してきたが、本明細書を読んで理解し た者が、修正や変更の着想を得ることは当然であろう。そうした修正、変形も、 付属クレームあるいはその同等物（equivalents）の範囲内に有る限りにおいて 、すべてここに含めることを意図するものである。 発明の説明を行ったところで、以下のとおり請求する。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 の中央本体（５４）をぴったり取り囲む円筒形の内部表 面（６８）をもつ。中央本体（５４）は、継ぎ手ナット （１４）と前部フェルール（３６）の円筒形フランジの 軸方向端面（６６ａ）が、組み立てた際、決して互いに 係合する可能性のない長さになっている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． カム動作をし、開口部（２４）の入口を形成するテーパー穴（２８）を備 えた円筒形の管端部挿入開口部（２４）をもつ本体（１０）と、 カム動作をするテーパー穴（２８）と係合する前部テーパー先端表面（４２） と、先端表面（４４）に向かって前方向に延在する円錐形テーパー凹部を形成す る背面（４６）を持つ前部フェルール（３６）と、 前部フェルール（３６）の円錐形テーパー凹部（４６）の中まで延在する円錐 形テーパー先端部（５２）と、力を支持する背部表面（６０）をもつ後部フェル ール（３８）と、 ネジ条を介して本体（１０）に連結され、後部フェルール（３８）の力を支持 する背部表面（６０）と係合することで、前部フェルール（３６）の円錐形テー パー背面（４６）の中に後部フェルール（３８）を押し込んで、前記後部フェル ール（３８）の先端部（５２）に半径方向内向きの動きを生じさせる力を印加す るための表面（６２）をもつ継ぎ手ナット（１４）とを具備し、 からなり、 後部フェルール（３８）の外方向ねじれを制御するための構成が、後部フェル ール（３８）の円筒形の中央本体（５４）を含み、中央本体（５４）は先端部（ ５２）と力を支持する背面（６０）との間に位置すること、 背部凹部（４６）の半径方向外側の位置で前部フェルール（３６）から軸方向 後向きに延在する円筒形フランジ（６６）が、後部フェルール（３８）の円筒形 中央本体（５４）をぴったりと取り巻く円筒形内部表面と、継ぎ手ナット（１４ ）の加負荷面（７０ａ）に面していて、か つこれからを軸方向に間隔をおいた軸方向端面（６６ａ）を持つことを特徴とす る位相制御逐次把持管取付け部品。 ２． フランジ（６６）の軸方向長さが、後部フェルール（３８）の円筒形中央 本体（５４）の軸方向長さの半分以下である、請求項１に定義の改良。 ３． 後部フェルール（３８）が、円筒形中央本体（５４）と、力を支持する背 面（６０）との間で半径方向外側に延在するフランジ部分（５６）を含む、請求 項１に定義の改良。 ４． 継ぎ手ナット（１４）が、後部フェルール（３８）のフランジ部分（５６ ）をぴったり取り囲む第１の円筒形内部壁（５８）を含む、請求項１に定義の改 良。 ５． 継ぎ手ナット（１４）がさらに、前記第１の円筒形内部壁（５８）から軸 方向に間隔をおいた第２の円筒形内部壁（７０）を含み、前記第２円筒形内部壁 （７０）が前部フェルール（３６）の背部（６６）をぴったり取り囲みかつその 半径方向の動きを抑制している、請求項４に定義の改良。 ６． 後部フェルール（３８）の中央本体（５４）の長さが、継ぎ手ナット（１ ４）と前記軸方向端面（７０ａ）が管取付け部品の組み立て中に軸方向に係合す る可能性を排除できるだけの長さである、請求項１に定義の改良。 ７． 後部フェルール（３８）が、力を支持する表面（６０）を形成する半径方 向に延在するフランジ（５６）を持ち、後部フェルール（３８）の前記フランジ は前記継ぎ手ナット（１４）内のカウンターボア（５８）を係合する円筒形で半 径方向外側の側面（５７）を含む、請求項６に定 義の改良。 ８． カム動作をするテーパー穴（２８）を備えた管端部挿入開口部（２４）を もつ本体（１０）と、 本体カム動作穴（２８）に係合する、前部テーパー先端部を持つ前部フェルー ル（３６）と、 前部フェルール（３６）の背部テーパー凹部（４６）の中まで延在するテーパ 先端部（５２）と、力を支持する背面（６０）とを持つ後部フェルール（３８） と、 本体と協働して取付け部品を引っ張るための継ぎ手部材（１４）であって、後 部フェルール（３８）の力を支持する背面（６０）と係合して、後部フェルール （３８）を前部フェルール（３６）の背部凹部（４６）の中まで軸方向前向きに 押し込み、後部フェルールの先端部（５２）に半径方向内側の動きを生じさせる ための、加負荷面（６２）をもつ継ぎ手部材（１４）と、 からなり、 後部フェルール（３８）の半径方向外側の動きを減じるための構造が、後部フ ェルール（３８）の先端部（５２）と力を支持する背面（６０）との間に位置す る、後部フェルール（３８）の中央本体（５４）を含み、 前部フェルール（３６）の背部（６６）が、前部フェルール（３６）の背部凹 部（４６）の半径方向外側の位置で、前部フェルール（３６）から後ろ方向に延 在し、前部フェルール（３６）の背部（６６）は、取付け部品を引っ張った時に 、後部フェルールの半径方向外向きの動きを減じる表面を持つことを特徴とする 位相制御逐次把持管取付け部品。