JP2004169918A

JP2004169918A - ２本のパイプを分離可能に連結する急速連結器

Info

Publication number: JP2004169918A
Application number: JP2003389685A
Authority: JP
Inventors: Jean Jacques Lacroix; ジャン−ジャック・ラクロワ; Olivier Pastore; オリビエ・パストー
Original assignee: Staubli Faverges SCA
Current assignee: Staubli Faverges SCA
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2004-06-17
Also published as: FR2847329B1; CN1320302C; US20040094956A1; EP1422462A1; EP1422462B1; DE60309270T2; CN1502840A; FR2847329A1; TR200503285T3; DE60309270D1; US6926312B2

Abstract

【課題】雄要素内の圧力が低いときに、安全に連結解除することができる、圧力下の流体を運ぶパイプの間の連結器を提供する。
【解決手段】本発明による急速連結器は、雌要素に嵌合される雄要素を備え、この雄要素はストッパーを形成しその引き抜き運動を防止するラッチ５によってその位置に保持される。***材８は、流体の圧力を受けた状態で、ラッチと***材に設けた２つの面の協働作用によって、ラッチをロック位置に保持する。このような装置は特に、圧力下のガスを運ぶパイプを連結するために適し、装置に圧力が作用するときの早期の連結解除を回避する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧力下の液体を搬送するパイプを分離可能に連結するための急速連結器に関する。

軸方向において嵌合する２つの要素、すなわち雄要素と雌要素を備えた急速連結器は、例えば特許文献１に開示されている。この急速連結器は雌要素の本体内に取付けられた閉鎖弁の開口を備えている。この本体はそれにスライド可能に取付けられた付勢されるラッチすなわちボタンを備え、雄要素の嵌合のための中央の穴を穿孔されている。ラッチの開口の壁はこの開口の中央軸線に沿って互いにオフセットされた歯を備えている。雄要素はこの歯の一方または他方に選択的に載る肩部を備えている。連結器が液体を通過させる構造であると、ラッチの第１の歯は雌要素内で雄要素を適所に保持する。連結器がロック解除されると、ラッチは雌要素を解放するために移動し、雄要素は雌要素の開口に最も近いラッチの歯に支持される。

この慣用の構造は、丈夫さと信頼性の観点で満足できるものである。

しかしながら、雄要素の位置の方にラッチを弾性的に付勢するためには、大きなばねを使用しなればならない。このばねは、ラッチを操作するときにおよび連結器を連結するときに、雄要素を雌要素に挿入できるようにするためにばねによって生じる力に打ち勝たなければならないので扱いにくい。

更に、雄要素が雌要素に挿入される急速連結器が例えば特許文献２と特許文献３に開示されている。雌要素に設けられたラッチはボール用のキャッチ部材を備え、これらの要素を連結位置に保持するために、ボールは雄要素の溝に係合する。これらの要素を連結解除するためには、ラッチの並進運動によって、キャッチ部材は溝から係合解除されるときに、パイプの内側の流体によって加えられる圧力が高い限り、安全装置はボールをその位置に保持する。この安全装置はピストンからなり、このピストンは一方では戻しばねの作用を受け、他方では連結器内を循環する流体によって加えられる圧力の作用を受ける。この２つの作用は相対し、ピストンを次のような位置に保持する作用を有する。すなわち、内部圧力が高いままである限り、ボールによる雄要素の固定が可能であるような位置に保持する作用を有する。

しかし、このような連結器は次の欠点を有する。

ピストンの一方の側の圧力が他方の側の圧力よりも高くなるようにするために、ピストンは２個のシールリングを備えていなければならない。このシールリングはピストンの移動を制動し、ばねの作用に逆らう。これは連結器の機能を妨げる。
仏国特許第２５１４８５５号公報仏国特許第２７２４７１０号公報米国特許第５８０６８３２号公報

本発明の特別な目的は、雄要素内の圧力が低いときに、全く安全に連結解除することができる、圧力下の流体を運ぶパイプの間の連結器を提案することによって、上記の欠点を克服することである。

この目的のために、本発明は、圧力下の流体通過する２本のパイプを取り外し可能に連結するための急速連結器に関し、更に詳しくは、２個の要素、すなわち雄要素と雌要素が軸方向において互いに嵌合させられ、雌要素の本体が弾性手段によって付勢されるラッチを備え、このラッチが前記本体内にスライド可能に取付けられ、かつ前記雄要素あるいは前記雄要素によって移動させられる部材に嵌合するための開口を穿孔され、ラッチの開口の壁が開口の中央軸線に関して互いにオフセットされた歯を備え、前記雄要素または前記部材が前記歯の一つに選択的に載る肩部を備えている、急速連結器に関する。この連結器は、***材を備え、この***材が流体によって加えられる圧力の作用を受けており、かつ前記ラッチの相補的な面に接触し前記弾性手段に逆らう前記ラッチの運動の運動を阻止する面を備えていることを特徴とする。

本発明により、***材の面がラッチの相補的な面に接触しているかぎり、ラッチは、雄要素の予想される解放を防止する位置でロックされる。ラッチは雌要素内に挿入された雄要素を完全に解放することができる。これは、ロック解除運動が***材の移動によって可能になるときのみ達成される。従って、機能が保証される装置が提供され、この装置は、連結器が圧力下にあり、それによって使用者が負傷するかもしれないときに、雄要素と雌要素の偶然の連結解除またはその他の連結解除を許さない。このような連結器は構造が簡単であり、使用部品が少ないので比較的に低ストである。

本発明の有利で義務的でない観点から、連結器は次の特徴の１つまたは複数を有する。− ***材が、流体によって加えられる圧力の作用とラッチによって加えられる反力の作用を受けて、雌要素の本体と相対的に移動可能である。圧力の作用またはラッチの反作用を受けてこの***材の位置を制御すると、連結器の内側の流体によって加えられる圧力が低いかまたは零であるときにのみラッチを解放する位置に、ラッチを戻すことができる。
− それぞれ***材とラッチに形成された面が、雄要素と雌要素の相対的な移動の方向に対しておよび雌要素の本体内のラッチのスライド方向に対して傾斜している。これらの面が連結器の縦軸線に対して平行な軸線に向かって連結器の上流の方に傾斜していると有利である。
− ***材が雄要素と雌要素の相対移動の方向に対してほぼ平行な方向に移動するピストンによって形成されている。このピストンは雄要素またはそれによって移動させられる部材の通過を可能にするオリフィスを備えている。ピストンは好ましくは雌要素の本体に形成された案内凹部内をスライドする。
− 連結器内の流体によって加えられる圧力が設定された値の手前に達したときに、ラッチを戻すための手段がラッチと***材の接触面の分離を生じる。
− 雌要素の本体が主要部分を備え、この主要部分内で、パイプの一つに連結された雌要素の第２部分が動かないように固定され、この固定が第２部分によって形成されたキャッチによって行われ、このキャッチが主要な部分によって支持される相補的なキャッチを掴む。
− 雄要素の本体を受け入れるための中間部材を備え、この中間部材が本体をロックするための手段を備え、中間部材が雌要素の内に設けられ、ラッチが上記弾性手段の作用を受けて移動するときに、上記ロック手段が雄要素の本体を解放する。この中間部材が、ロック手段の非作用位置の方に付勢されていると有利である。

次に、図を参照して本発明による連結器の２つの実施の形態を例示的にのみ説明する。この説明を読むことにより、本発明が一層容易に理解されるであろう。

図１〜４に示した連結器は、雌要素Ａと雄要素すなわち雄コネクタＢを備えている。この雌要素と雄要素はそれぞれ、上流パイプＣ₁と下流パイプＣ₂に連結されている。上流パイプＣ₁自体は圧力下の液体源（図示していない）に連結されている。

雌要素の本体１の外形はほぼ円筒形および円形であり、軸線Ｘ−Ｘ′上にセンタリングされている。この軸線は本体１の内側の管路１１の縦軸線である。この管路内に弁２が軸線Ｘ−Ｘ′に沿って移動可能に配置されている。本体１は２つの部分１２，１４からなり、第１の部分１２は穴１３を形成し、この穴内で、パイプＣ₁に固着された第２の部分１４が動かないように固定されている。弁２は実際には第２の部分１４内に固定されている。この第２の部分は弁２をシールするＯリング３を収容する溝１４１を形成している。

部分１４の半径方向外側の面はキャッチ１４２，１４３を備えている。このキャッチは、穴１３の半径方向内側の面１３４に設けられたキャッチ１３２，１３３と協働する。切り込み１３２，１３３，１４２，１４３の協働は部分１２の穴１３内での部分１４のしっかりした固定を可能にする。

変形例では、部分１２，１４の相互の固定は、これらの部分をねじ止めすることによって得られる。これは部分が金属製であるときに有利である。

部分１４はＯリング４を収容するための第２の溝１４４を備えている。このＯリングは雄要素Ｂの本体７の半径方向外側の面７５と協働する。

本体１は更にハウジング１５を備えている。このハウジングはほぼ、軸線Ｘ−Ｘ′に対して垂直な軸線Ｙ−Ｙ′の方向、すなわち半径方向に延びている。ハウジング１５は本体１の部分１２内に形成されている。ハウジング１５の内側にはラッチ５がスライド可能に取付けられている。このラッチにはばね６が弾性力Ｆ₁を作用させている。この弾性力はハウジング１５の底１５１と反対方向に、すなわち開口１５２の方向に向いている。ラッチ５の移動と力Ｆ₁の作用は、開口１５２のエッジ１５３に接触する２個の突起５１，５２によって制限されている。ハウジング１５の底１５１はハウジング１５を周囲雰囲気に接続するオリフィス１５４を備えている。

ハウジング１５は部分１２を貫通する管路１１を横切っている。

ラッチ５は軸線Ｘ−Ｘ′に対して平行な軸線Ｘ₅−Ｘ′₅上にセンタリングされた横方向開口５３を備えている。この開口５３は２個の歯５４，５５によって縁取りされている。この歯は開口５３の円周から軸線Ｘ₅−Ｘ′₅の方に延びている。歯５４は雄コネクタＢ側の管路１１の開口１１１から最も離れている。一方、歯５５はこの開口に最も近い。

図１において、使用者がラッチ５に力を加えないと、このラッチはばね６の作用を受けて、歯５４がフランジ７１によって形成された肩部７２の工具に挿入される。このフランジは雄コネクタＢの金属本体７の外周に設けられている。フランジ７１は傾斜面７３を備えている。この傾斜面は本体７の前端７４の方向に傾斜および収斂している。

連結器を連結解除すべきときには、力Ｆ₂がラッチ５に作用させられる。この力は、図２に示すように、フランジ７１の引き出し経路から歯５４を後退させる作用を有する。パイプＣ₂内の圧力の作用を受けて、弁はＯリング３の方に押される。コネクタ７は軸線Ｘ−Ｘ′に沿って同じ方向に移動し、フランジ７１はラッチまたはボタン５の歯５５に接触する。

ピストン８は本体１の管路１１内に設けられている。このピストンは軸線Ｘ−Ｘ′方向にスライドすることができる。ピストン８はスカート８１を備えている。このスカートは部分１４内に形成されたハウジング１４５と、本体の部分１２と１４の間に形成された管路１１の部分１１２に係合している。スカート８１とハウジング１４５の協働は、ピストン８を並進案内することを可能にする。

このピストン８はコネクタ７の通過を可能にする中央開口８２を備えている。その結果、ピストン８はコネクタの周りに、管路１１の内側にそして図１〜４の状態では部分１２，１４によって形成されたこの管路の一部内に配置される。本体１が２個の部品に分割されていることにより、ピストンを管路１１内に配置し閉じ込めることができる。

開口８２はコネクタ７の前側部分の外側横方向の寸法に近い寸法と形状を有する。これにより、図２の状態から、パイプＣ₂内の圧力下の液体が矢印Ｅによって示すように、コネクタ７の周りの通路１４６に流れる。この通路は部分１４の半径方向内側の面と、コネクタ７の半径方向外側の面７５との間に形成されている。パイプＣ₂とコネクタ７内にある液体の圧力は、ピストン８に対して力Ｆ₃を加える。この力はピストン８をラッチ５の方に押し、ピストンは図３に示す位置をとる。

ラッチ５は面５６を備えている。この面は円錐台の形をし、軸線Ｘ₅−Ｘ′₅上にセンタリングされ、弁２の方向、すなわち連結器の上流の方に収斂している。

ピストン８は面８６を備えている。この面は同様に円錐台の形し、軸線Ｘ−Ｘ′上にセンタリングされ、そして連結器の上流の方に収斂している。αとβはそれぞれ、これらの面５６，８６の頂角の半分を示している。角度αとβは４５°のオーダーの同じ値である。

面５６，８６は円錐台と異なる形状であってもよい。軸線Ｘ−Ｘ′に対して直交しかつこの軸線に対して斜めの面を有する相補的な直線の歯の一部が問題であるかも知れない。

力Ｆ₂の作用下でのラッチ５の変位は、軸線Ｘ₅−Ｘ′₅を軸線Ｘ−Ｘ′上に揃える作用を有する。その結果、力Ｆ₃の作用を受けて、ピストン８の面８６がラッチ５の面５６に接触し、ラッチを図３の位置に動かないように固定する。この場合、パイプＣ₂とコネクタ７内の圧力によって生じる力Ｆ₃が、予め定めた値よりも大きい限り、コネクタ７の解除が防止される。予め定めた値は力Ｆ₁、すなわちばね６のスティフネス定数に依存する。ラッチすなわちボタンに加えられる力Ｆ₂には依存しない。

実際には、開口８２のエッジと面７５の間の接合部とスカート８１の周りで漏れが発生する。このような漏れはオリフィス１５４からハウジング１５の外側への圧力下のガスの流れＥ′を生じる。これにより、パイプＣ₁とコネクタ７内の圧力が益々低下する。これと同様に、ばね６による力Ｆ₁が力Ｆ₃に打ち勝つ。その結果、面５６，８６が互いにスライドし、ピストン８がハウジング１４５の底の方に戻り、ラッチ５が解除される。ラッチは図４に示す位置に達する。ラッチの歯５５は雌要素Ａに対する雄要素Ｂの引き出しを防止しない。

面８６はピストン８の突出部８７によって形成されている。この突出部はラッチ５の端部に設けられた凹部５７に係合する。

軸線Ｘ−Ｘ′に対して平行なピストン８の並進運動は、管路１１内の圧力と、面５６，８６の間で伝達される反力の変化から生じ、戻しばねを使用する必要がない。これは連結器の信頼性を向上させ、経済活動を高める。

面５６，８６が上流に収斂していることにより、力Ｆ₁が力Ｆ₃に打ち勝つときに、ピストンは力Ｆ₁の作用を受けてハウジング１４５の方に戻ることができる。

ラッチ５の傾斜した面５６は、ラッチ５の運動中ピストン８によって生じる突出部８７の係合解除を容易にする傾斜角度や向きを有する。面５６，８６の形状や傾斜に依存して、同じばね１３について、係合解除が残留圧の機能として多少容易になる。従って、連結器１は、所定の残留内部圧力から連結解除を可能にするために、“較正”可能である。

図５〜７に示した本発明の第２の実施の形態では、第１の実施の形態の要素に類似する要素には、同一の参照号が付けてある。この連結器の雌要素Ａと雄要素Ｂは軸方向において互いに嵌合し、第１の実施の形態に類似して、雌要素Ａの本体１内に、ラッチ５とピストン８が設けられている。これらの部材は下流のパイプＣ₂と雄コネクタ７の内部容積の空気のパージまたはこの空気との連絡によってロックするための面５６，８６を備えている。ばね６は図５〜７において上方に向いた力Ｆ₂をラッチ５に加える。

中間部材９が雌要素の本体１の主要な管路内に収容されている。この中間部材はフランジ９２を有する円筒部分９１から構成されている。この円筒部分は第１の実施の形態の本体の前側部分の外形とほぼ同じ外形を有する。部材９は更に、部分９１よりも大径の部分９３を備えている。この部分９３は仏国特許第２７２４７１０号公報に記載された種類の雄コネクタ７を収容するためのハウジングを形成している。

部分９３はその周囲に、多数のボール１００を収容するための多数の収容穴９５を備えている。このボールは部分９３内の位置に保持されているときに、本体７の球状溝７６に係合可能である。ばね９６が、管路１１の開口１１１の方に向いた力Ｆ₄を部材９に加える。

作用は次の通りである。

図５の配置構造において、ラッチ５の歯５４は、液体が連結器を通って循環する位置に部材９を保持する。この場合、ばね９６によって加えられる力Ｆ₄に打ち勝つ。ボール１００は管路１１の直線的な母線１１５を有する円筒部分に向き合っている。その結果、ボールは溝７６に係合し、コネクタ７を保持することができる。

連結器を解除すべきときには、力Ｆ₂がラッチ５に加えられる。このラッチはフランジ９２に対して歯５４を係合させる。このフランジはラッチ５の第２の歯に接触する。前述のように、圧力下の流体の流れＥの作用を受けて、ピストン８は力Ｆ₃によってラッチ５の方に移動させられる。ピストンの面８６はラッチ５の対応する面５６に接触する。ばね９６による力Ｆ₄は管路１１内で部材９を少しだけ移動させる。ボール１００は溝７６に係合したままであり、従ってコネクタ７内に保持することができる。

流れＥ′によって示す漏れによって、パイプＣ₂と部材７，９内の圧力が低下すると、ピストン８はラッチ５を解放し、ラッチはばね６の力Ｆ₁の作用を受けて図７の位置の方に移動する。この位置では、フランジ９２が歯５５から解放され、それによってばね９６は部材９を管路１１の開口１１１の方に押すことができる。それによって、ボールは部材１２に形成された半径方向内側の溝１２１に向き合い、これはコネクタＢの本体７の溝７６からボール１００を引き出すことができ、従ってこのコネクタを解放する。

いずれの実施の形態においても、連結器を形成する要素は、搬送すべき流体の圧力に耐える、流体の性質を考慮して選択された金属材料またはプラスチック材料によって有利に作ることができる。

雄要素と雌要素が連結された第１の位置における本発明による連結器の縦断面図であり、流体はこの雄要素と雌要素の間で循環する。図１と同様な部分を小縮尺で示す図であるが、連結器は第２の位置にあり、この第２の位置では、止めボタンすなわちラッチを押すことにより、雄要素と雌要素が雄要素に連結されたパイプの減圧位置に保持される。或る要素は図を明確にするために切除されている。図１と同様な部分を小縮尺で示す図であるが、図２と同じ位置にラッチがロックされ、上記のパイプ内の圧力の低下相の間、***材がラッチをロックしている。図２と同様な武運を示す図であるが、***材が休止位置にあり、内部圧力が低く、雄要素を連結器から自由に引き抜くことが可能である。本発明の第２の実施の形態による連結器の、図１と同様な縦断面図である。図５の連結器のための図３の同様な部分を同じ縮尺で示す図である。図５，６の連結器のための、図４と同様な部分を同じ縮尺で示す図である。

符号の説明

１本体
５ラッチ
６弾性手段
８ ***材（ピストン）
９中間部材
１２主要な部分
５６相補的な面
８２オリフィス
８６面
１００ロック手段
Ａ雌要素
Ｂ雄要素
Ｃ₁，Ｃ₂ パイプ
Ｅ流体
Ｆ₁ 弾性手段の作用
Ｆ₃ 圧力
Ｆ₄ 弾性的な負荷
α，β 傾斜角度
Ｘ−Ｘ′ 縦軸線
Ｘ₅−Ｘ′₅ 縦軸線
Ｙ−Ｙ′ スライド方向

Claims

圧力下の流体通過する２本のパイプを取り外し可能に連結するための急速連結器であって、２個の要素、すなわち雄要素と雌要素が軸方向において互いに嵌合させられ、雌要素の本体が弾性手段によって付勢されるラッチを備え、このラッチが前記本体内にスライド可能に取付けられ、かつ前記雄要素あるいは前記雄要素によって移動させられる部材に嵌合するための開口を穿孔され、ラッチの開口の壁が開口の中央軸線に関して互いにオフセットされた歯を備え、前記雄要素または前記部材が前記歯の一つに選択的に載る肩部を備えている、急速連結器において、***材（８）を備え、この***材が流体によって加えられる圧力の作用を受けており、かつ前記ラッチ（５）の相補的な面に接触し前記弾性手段（６）に逆らう前記ラッチの運動（Ｙ−Ｙ′，Ｆ₁）の運動を阻止する面（８６）を備えていることを特徴とする急速連結器。
前記***材（８）が、流体（Ｅ）によって加えられる圧力（Ｆ₃）の作用と前記ラッチ（５）によって加えられる反力の作用を受けて、前記雌要素（Ａ）の本体（１）と相対的に移動可能であることを特徴とする、請求項１記載の急速連結器。
それぞれ***材（８）とラッチ（５）に形成された前記面（５６，８６）が、雄要素（Ｂ）と雌要素（Ａ）の相対的な移動の方向（Ｘ−Ｘ′）に対しておよび雌要素の本体（１）内の前記ラッチのスライド方向（Ｙ−Ｙ′）に対して傾斜している（α，β）ことを特徴とする、請求項１または２記載の急速連結器。
前記面（５６，８６）が前記連結器の縦軸線（Ｘ−Ｘ′）に対して平行な軸線（Ｘ−Ｘ′，Ｘ₅−Ｘ′₅）に向かって前記連結の上流の方に傾斜している（α，β）ことを特徴とする、請求項３記載の急速連結器。
前記***材が前記雄要素（Ｂ）と雌要素（Ａ）の相対移動の方向に対してほぼ平行な方向（Ｘ−Ｘ′）に移動するピストン（８）によって形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の急速連結器。
前記ピストン（８）が雄要素（Ｂ）またはそれによって移動させられる前記部材（９）の通過を可能にするオリフィス（８２）を備えていることを特徴とする、請求項４記載の急速連結器。
前記連結器（１）内の流体によって加えられる圧力が設定された値の手前に達したときに、ラッチ（５）を戻すための前記手段（６）が前記ラッチ（５）と前記***材（８）の接触面（５６，８６）の分離を生じることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の急速連結器。
前記雌要素（Ａ）の本体（１）が主要部分（１２）を備え、この主要部分内で、前記パイプ（Ｃ₁，Ｃ₂）の一つ（Ｃ₁）に連結された雌要素（Ａ）の第２部分（１４）が動かないように固定され、この固定が前記第２部分によって支持されるキャッチ（１４２，１４３）によって行われ、このキャッチが前記主要な部分（１２）によって形成された相補的なキャッチ（１３２，１３３）を掴むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の急速連結器。
前記雄要素（Ｂ）の本体（７）を受け入れるための中間部材（９）を備え、この中間部材が前記本体をロックするための手段（１００）を備え、前記ラッチ（５）が前記弾性手段（６）の作用（Ｆ₁）を受けて移動するときに、前記手段が前記本体を解放することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の急速連結器。
前記中間部材（９）が、ロック手段（１００）の非作用位置の方に弾性的に付勢されている（Ｆ₄）ことを特徴とする、請求項９記載の急速連結器。