JP2004169919A

JP2004169919A - ２本のパイプを分離可能に連結する急速連結器

Info

Publication number: JP2004169919A
Application number: JP2003389686A
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: FR2847330A1; EP1422461A1; CN1502839A; US20040094739A1

Abstract

【課題】雌要素の組み立てが経済的で簡単である、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。雌要素の本体は主要な部分を備えている。この主要な部分内で、連結器によって接合されるパイプの一つに連結された第２部分が軸方向において固定される。主要部分１２と第２部分１４の間の固定は、第２部分によって形成された少なくとも１個のキャッチ１４２，１４３によって行われ、このキャッチは主要部分１２によって形成された相補的なキャッチ１３２，１３３を捕捉する。
【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。雌要素はねじによって互いに組み立てられた管状の２つの部材によって構成されている。この構造は２つの部材にねじ切りとねじ立てを必要とし、この要素を組み立てる人は特別な注意が必要であり、もしそうしないと、ねじおよび／またはねじ立て部が変形する恐れがある。

同じような制限が例えば特許文献２と特許文献３によって知られている連結器でも発見された。
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、雌要素の組み立てが経済的で簡単である、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、雌要素の本体が主要部分を形成し、パイプの１本に連結された第２の部分が主要部分内で軸方向に固定されている、急速連結器に関し、そして主要部分と第２部分の間の固定が、第２部分によって形成された少なくとも１個のキャッチによって行われ、このキャッチが主要部分によって形成された少なくとも相補的なキャッチを捕捉することによって達成される。

本発明により、雌要素の組み立て体は経済的で、簡単で、信頼性があって丈夫であり、そして組み立て中の主要な部分と第２の部分の配置ずれが、連結を妨げる危険をほとんど生じない。このような危険はねじ込み要素で組み立てる場合に生じる。

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。− 主要な部分と第２の部分の間の固定が第２部分によって形成された幾つかのキャッチによって行われ、このキャッチが主要部分によって形成された相補的なキャッチを捕捉する。
− 第２部分によって形成されたキャッチが第２部分の半径方向外側の面に形成されている。
− 主要部分によって形成された相補的なキャッチが、第２部分を収容するための穴の半径方向内側の面に形成されている。
− 第２部分が主要な部分に対して軸方向に固定され、かつ雌要素の中心軸線回りに主要部分と相対的に回転可能である。これは、特にラッチを制御するためのボタンへのアクセスを容易にするために第２部品が固定されているときに、これらの部分の相対角度位置を調節することを可能にする。
− 可動の閉鎖弁が第２の部分内に取付けられている。第２部分が弁のシール用のＯリングを収容するための溝を形成していると有利である。
− 雄要素と協働するＯリングが、第２部分内に取付けられている。これは、連結気が連結状態にあるときにシールを保証する。
− 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、このラッチが主要部分内に形成されたハウジング内にスライド可能に取り付けられ、雄要素または雄要素によって移動する部材の装着のための穴がラッチに穿設されている。

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。これらの部品を金属で作ると有利である。

切り込み１３２，１３３，１４２，１４３の協働作用による固定は、軸線Ｘ−Ｘ′に対して平行な方向の穴１３の外の部分１４の引き抜き運動に対抗するという点で実質的に軸方向である。

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。

キャッチ１３２，１３３，１４２，１４３の形状は、部分１２，１４が軸線Ｘ−Ｘ′回りに角運動可能であるように定められると有利である。これは、これらの部品を互いに角度的に方向づけることを可能にする。これは特に部分１４がサポート上に固定、例えばボルト止めされているときにきわめて実用的である。この場合、ハウジング１５を半径方向に方向づけるために軸線Ｘ−Ｘ′回りに部品１２を回転させることが可能である。それによって、特に力Ｆ₂を加えるために、ラッチ５へのアクセスが容易である。従って、連結器のアクセスと操作が改善される。

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。

本発明の変形（図示していない）によれば、唯一のキャッチが第２部分１４に設けられ、対応する単一キャッチは雌要素の本体を形成する部分を捕捉するために主要部分１２に設けられている。

同様に図示していない他の変形によれば、第２部分１４の雌領域に１個または複数のキャッチが設けられ、相補的なキャッチが主要部分１２の雄領域に設けられている。

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しかし、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、雄要素が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

２閉鎖弁
３Ｏリング
４シール
５ラッチ
６弾性手段
９歩合
１２主要な部分
１３穴
１４第２の部分
１５ハウジング
５３開口
１３２，１３３キャッチ
１３４半径方向面
１４１溝
１４２，１４３キャッチ
１４４溝
Ａ雌要素
Ｂ雄要素
Ｃ₁，Ｃ₂ パイプ
Ｘ−Ｘ′ 縦軸線

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、雌要素の本体が主要部分を形成し、パイプ（Ｃ₁ ，Ｃ₂）の１本（Ｃ₁）に連結された第２の部分が主要部分内で軸方向に固定されている、急速連結器において、主要部分（１２）と第２部分（１４）の間の固定が、前記第２部分（１４）によって形成された少なくとも１個のキャッチ（１４２，１４３）によって行われ、このキャッチが前記主要部分（１２）によって形成された少なくとも相補的なキャッチ（１３２，１３３）を捕捉することを特徴とする急速連結器。
前記主要部分（１２）と第２部分（１４）の間の固定が、前記第２部分（１４）によって形成された幾つかのキャッチ（１４２，１４３）によって行われ、このキャッチが前記主要部分（１２）によって形成された相補的なキャッチ（１３２，１３３）を捕捉することを特徴とする、請求項１記載の急速連結器。
前記第２部分（１４）によって形成されたキャッチ（１４２，１４３）が第２部分の半径方向外側の面に形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の急速連結器。
前記主要部分（１２）によって形成された前記の相補的なキャッチ（１３２，１３３）が、前記の第２部分（１４）を収容するための穴（１３）の半径方向内側の面（１３４）に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の急速連結器。
前記第２部分（１４）が前記主要な部分（１２）に対して軸方向に固定され、かつ前記雌要素（Ａ）の中心軸線（Ｘ−Ｘ′）回りに主要部分と相対的に回転可能であ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。
可動の閉鎖弁（２）が前記第２の部分（１４）内に取付けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の急速連結器。
前記第２部分（１４）が前記弁（２）のシール用のＯリング（３）を収容するための溝（１４１）を形成していることを特徴とする、請求項６記載の急速連結器。
雄要素（Ｂ）と協働するＯリング（４）が、前記第２部分内に取付けられてい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。
前記第２部分（１４）が前記シール（４）を収容するための溝（１４４）を形成していることを特徴とする、請求項８記載の急速連結器。
雌要素の本体（１）が弾性手段（６）によって付勢されるラッチ（５）を備え、このラッチが前記主要部分（１２）内に形成されたハウジング（１５）内にスライド可能に取り付けられ、前記雄要素（Ｂ）または雄要素によって移動する部材（９）の装着のための穴（５３）が前記ラッチに穿設されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の急速連結器。