JP3901223B2 - 可動式ねじ山付き部品を備えた雄型連結部材 - Google Patents

Description

〔技術分野〕
本発明は、内周面にねじ山が設けられた雌型連結部材内において、該部材に穿設された流体排出用の出口に取外し可能に接続される内部に貫通する通路が穿設された軸と、前記軸に対して回転可能にかつ軸方向に固定されたハンドルと、前記ハンドルの外周を取囲んで該軸に沿って軸方向に移動可能に取り付けられたスリーブと、前記雌型連結部材と接続される際に、その内周面に設けられたねじ山と係合するねじ山を外周面に備えかつ実質的に円筒形状を成して前記軸の回りを囲む複数のねじ山付き部品とを備えた、可動式ねじ山付き部品を備えた雄型連結部材に関する。
〔背景技術〕
米国特許第４，３７８，１８７号、第５，３２４，１５０号および第５，４２７，４８８号では、迅速な直線動作によって組み立てることができるねじ山付きカップリングを開示している。ナットとボルトのようなねじ山付きカップリングは、迅速さが要求される場合や広範囲の回転動作が好ましくないような特殊な用途においては効率的でないこともある。これらの特許で開示されたねじ山付き締結装置は、通常は、雄型カップリングの固定したねじ山に係合して位置しているが、雄型のカップリングを雌型のカップリングにスライド式に挿入するために引っ込ませることができる、複数の半径方向に伸長するアーチ型のねじ山付き部品を雌型カップリングの中に有している。
米国特許第５，３７８，１００号では、迅速な直線動作で組立て、分解ができるカップリングを開示している。上記のカップリングと共通して、雄型部材には、従来のねじ山が付いており、雌型部材には、可動式のねじ山付き部品が設けられており、雄型部材を雌型部材の中に挿入すると、その可動式に取り付けられたねじ山付き部品が半径方向外側に向けて移動し、雄型部材がスライド式または直線動作で内側に移動できるように構成されている。さらに、その構造は、可動式に取り付けたねじ山付き部品が半形方向外方に向って移動し、雄型部材を軸方向にスライドして、または直線動作によって雌型部材から取り外すことができるようになっている。
雌型のカップリングが、従来の、すなわち、圧縮ガス弁とそれに関連する取付け金具、そして標準ボルト取付け具の中のような、固定したねじ山を必要とする用途に用いられる場合、恐らく、アダプタ装置を使って、上記の特許で開示されているような可動式に取り付けられたねじ山付き部品を含む雌型の連結部材を使用可能にすることができるであろう。しかし、本発明に従い、可動式に取り付けられたねじ山付き部品を雄型のカップリングの中に組み込むことが可能であるということがわかった。本発明により、雄型連結部材を軸方向に移動させることによって締め付け、または締め付けと取り外しが可能となる。
〔発明の開示〕
本発明の雄型連結部材の第１の構成によれば、前記ねじ山付き部品が、前記スリーブの下方への動きに連動して前記軸に対して半径方向内方に移動させることで前記雌型連結部材のねじ山と該ねじ山付き部品のねじ山との係合を解除して分離状態にするために、互いに当接する該ねじ山付き部品の下端部外周面と該スリーブ内周面とが円錐台状の傾斜面によって形成されており、前記ねじ山付き部品を該スリーブと共に上昇させながら半径方向外方に開くように弾性的に付勢して該ねじ山付き部品を通常の使用位置に持ち来たすために、前記軸の回りを囲みかつ該ねじ山付き部品の下端部内周面に当接する円錐台状の傾斜面を上端に備えたスプリングスリーブを軸方向移動可能に前記ハンドルの段部内に備えており、該スプリングスリーブが、前記段部内に配置されたコイルスプリングで形成された圧縮ばねにより上方に付勢されており、前記軸が、その外周面上の軸方向に離間した２箇所において互いに平行でかつ下向きの円錐台状の傾斜面を備えると共に、前記ねじ山付き部品が、これら円錐台状の傾斜面に係合離脱可能な同じく円錐台状の傾斜面をその外周面に備え、これら円錐台状の傾斜面と前記軸の軸線との成す角度が前記ねじ山の斜面と軸線との成す角度より大きくなっており、更に、前記スリーブ上にピンが取り付けられ、該ピンの先端の円滑な表面部分が、隣接するねじ山付き部品の２つの側面間に伸長していると共に、前記ねじ山付き部品の下端部側面間において前記ピンが嵌り込むための溝穴が形成されていることを特徴としている。
かかる本発明の第１の構成による雄型連結部材の好ましい実施形態として、前記ハンドルの前記段部が、半径方向に伸びる円盤状の基部から上方に突出した前記軸を取囲む円筒形部分の内部に形成されており、前記スリーブが該円筒形部分の外周面に軸方向移動可能に被冠されており、更に、前記円筒形部分の上端面が、前記ねじ山付き部品の下端面と当接していると共にこれら各面が下向きの円錐台状の傾斜面で形成されている。
また、もう１つの好ましい実施形態によると、前記ねじ山付き部品の数が３個である。
更に、本発明による雄型連結部材の第２の構成によれば、内周面にねじ山が設けられた雌型連結部材内において、該部材に穿設された流体排出用の出口に取外し可能に接続される内部に貫通する通路が穿設された軸と、前記雌型連結部材と接続される際に、その内周面に設けられたねじ山と係合するねじ山を外周面に備えかつ実質的に円筒形状を成して該軸の周りを取囲む複数のねじ山付き部品とを有し、該軸がその内周面に円錐台状の傾斜面を有し、これら円錐台状の傾斜面と軸線とが成す角度が、前記ねじ山付き部品の外周面に形成されたねじ山の傾斜面と軸線との成す角度より大きい角度を有し、前記ねじ山付き部品のそれぞれが前記軸の円錐台状の傾斜面と適合する円錐台状の傾斜面を有しており、使用時は、前記軸から離れる半径方向外方に前記ねじ山付き部品を付勢する前記軸の周りを取囲んで設けられかつ該ねじ山付き部品の内周面に隣接する少なくとも１つのラジアルスプリングを有しており、通常は、ねじ山付き部品を前記軸から離れる半径方向外方に付勢する一方、前記ねじ山付き部品がスプリングの力に反して軸に向う半径方向内方に動くことができるようになっていることを特徴とする。
〔発明を実施するための最良の形態〕
図１に示すように、全体を参照番号１０と指定した雄型連結部材は、ガスまたは他の流体が通るための、軸方向に貫通する通路１４を有する軸１２を備えている。もちろん、通路１４は、後で詳しく説明するように、ガスや他の流体が雄型連結部材の中を通らなければならない場合にのみ必要なものであることは、言うまでもない。
半径方向に伸びる円盤状の基部２１と、この基部から上方に突出した軸を取囲む円筒形部分２３とで構成されたハンドル１６が、軸１２の回りを囲んでおり、止め輪１８によって、軸上の定位置に回転可能に保持されている。ハンドル16の外周上には、その操作を助けるローレット切り(knurling)２０が施されている。また、ハンドル１６には、円筒形部分２３の内側に段部２２が設けられていてコイルスプリングで形成された圧縮ばね２４の一端を支える支持表面を提供している。その上、円筒形部分２３の上端面には下向きの円錐台状の傾斜面２７が形成されている。
スリーブ２５は軸１２の回りを囲んで設けられており、ハンドル１６の外周面２８と合わさる内周面２６が設けられ、それにより、ハンドル１６に被冠される形で取り付けられたスリーブ２５がハンドル１６に対してスライド式に動くことができる。
また、スプリングスリーブ３０も軸１２の回りを囲んで設けられており、ハンドル１６の内周面３２と軸１２の外周面３４とで形成された空間の中に圧縮ばね２４と共に収容されている。
スプリングスリーブ３０は、上端に形成された円錐台状の傾斜面３６とそれに連なる段部とで構成されている。圧縮ばね２４のもう一端はスプリングスリーブ３０の段部によって支えられている。圧縮ばね２４は、通常はスリーブ２５をねじ山付き部品４０と共に、止め輪１８に隣接するハンドル１６から離れる方向に押し出す方向に付勢していることは明らかである。
さらに、スプリングスリーブ３０が前に進むと、円錐台状の傾斜面３６は、それと適合している複数個のねじ山付き部品４０の下端部内周面３７を押し上げて進み、それらを軸１２から離れる半径方向外方に押し分ける。その結果生じた力により、ねじ山付き部品４０と軸１２との使用位置関係を保持する。
好ましい実施形態では、可動式に取り付けられたねじ山付き部品４０を３個採用している。
それぞれのねじ山付き部品４０の内周面には、軸１２の外周面３４に凹設された下向きの円錐台状の傾斜面４４に対して相補的に適合する形状の円錐台状の傾斜面４２が設けられており、ねじ山付き部品４０が傾斜面４４に案内されて、スライド式に半径方向内方及び外方に動くようになっている。
同じように、それぞれのねじ山付き部品４０には、軸１２の軸方向に離間した位置において下向きの傾斜面４４に平行に突設された同様の傾斜面４８に適合する第２の円錐台状の傾斜面４６が設けられ、その面に沿ってスライド式に同じ方向に動くようになっている。
互いに隣接するねじ山付き部品４０の下端部の各側面には、互いに向き合った半円形の窪みで形成された溝穴４１が設けられており、スリーブの移動によってピン６２も溝穴４１の中に移動して、ねじ山付き部品４０が軸１２と一体となって動くようになる。
図３に示すように、スリーブ２５には、ねじ山付き開口部６１が設けられており、その中を対応するピン６２が通る。ピン６２のそれぞれの先端部分には、円滑な表面部分６４が設けられており、それらは、図１および２で示すように、隣接するねじ山付き部品４０の側面間に位置する。
従って、スリーブ２５が上方に押し出された使用位置においては、ピン２５は隣接するねじ山付き部品４０の間隔を広がった使用状態に維持し、スリーブ２５からねじ山付き部品４０に、ハンドル１６からの最終的な締め付け或いは初期解放のために加えられる回転トルクが伝達される。
また、スリーブ２５が下方に引き込まれた位置においては、雄型伝達部材１０の雌型伝達部材５０からの引き抜きを容易にするために、ピン２５は溝穴４１内に移動してねじ山付き部品全体が軸１２の周りに収縮した状態となって、その有効直径が縮小される。
図１は、雌型連結部材５０の中の定位置にねじ山相互の係合により締め付けられたときの雄型連結部材１０の使用位置を表しており、その雌型連結部材５０は、参照番号５４で全体を表している弁組立体と一体構造でもよく、また、組立体５４の中に含まれる弁を開閉するための出口５６（図示せず）とハンドル５８を備えている。ピン６２が部品４０同士の間に位置していることによって、ねじ山付き部品４０が半径方向内方に収縮しないように維持し、また、ハンドル１６の回転が直接伝達されたスリーブ２５からの回転トルクがそれらねじ山付き部品４０全体にかかるようにする。
雄型連結部材１０を取り外したい場合は、図２に示すように、スリーブ２５をハンドル１６に向って移動させ、雄型連結部材１０を、少しだけ反時計回りに回転させる。この動作が行われると、ねじ山付き部品４０のそれぞれの円錐台状の傾斜面４２，４６，３７は、その反対方向にむいた同様の傾斜面で形成された下端面３８と共に移動して、ハンドル１６の対応する円錐台状の傾斜面である上端面５２と係合し、スプリングスリーブ３０を介して圧縮ばね２４を圧縮し、ねじ山付き部品４０のねじ山６０によって形成された有効径が、雄型連結部材１０が直線のスライド式運動によって雌型連結部材５２から取り出すことができるような適当な直径になるまで、それぞれのねじ山付き部品４０を、円錐台状の傾斜面４２、４４および４６、４８に沿って半径方向内方に付勢する。同時に、ピン６２は部品４０の間の溝穴４１に移動するので、複数個のねじ山付き部品４０が全体的に半径方向内方に動くことができるようになる。
図１に示すように、雄型連結部材１０をガス弁組立体５４に連結する方法について説明する。スリーブ２５を、ハンドル１６の方向に向って図２に示す方向に移動する。これにより、三つのねじ山付き部品４０が半径方向内方に引込まれて、図２に示すような最も内側の位置にくる。すると、ねじ山付き部品４０のねじ山６０が雌型連結部材５０のねじ山との係合が解除されるので、直線の通路に沿ってスライド式に移動することが可能となり、そのことによって、雄型連結部材１０を雌型連結部材５２の中に挿入することができる。
その後、そのスリーブ２５を解放し、雄型連結部材１０を少しだけ時計回りに回転させて、締め付けた状態にする。
前記した円錐台状の傾斜面４４，４８及び４２，４６の軸線と成す角度を、ねじ山付き部品４０のねじ山６０及びそれに噛み合う雌型連結部材５０の内周面に設けられたねじ山の斜面と軸線との成す角度よりも大きく設定することで、ねじ山付き部品４０のみが軸１２に対して平行関係を保ちながら半径方向及び軸線に対して角度を成す半径方向内方および外方に向って移動可能となる。
前述の実施形態では、主として軸方向の動きによって、雄型連結部材の締め付けと解放が行なわれた。これから説明する図６〜７に示した実施形態では、雌型連結部材内の直線（軸方向）運動のみによって締め付けができる雄型連結部材を開示しているが、この場合、雄型連結部材の雌型連結部材からの取り外しに際しては、ねじ山付き要素の半径方向内方への移動に関して何ら特段の配慮がなされていないので、雄型連結部材を雌型連結部材の中で従来のように回転させることによって解放する。
図６を見ると、軸７０に上下の円錐台状の傾斜面７２および７４を設けており、その中間部分には二本の円周溝７６と円錐台状の傾斜面７８が設けられているのがわかる。
可動式に取り付けられたねじ山付き部品は、全体が参照番号８０で表されており、上下の円錐台状の傾斜面８２および８４を有している。リング８６が軸７０にねじ込まれており、ねじ山付き部品８０を定位置に保持している。
図７に示すように、ラジアルスプリング８８が溝７６の中に位置しており、軸７０とねじ山付き部品８０との間に挟まれている。ラジアルスプリング８８の形状の詳細は、図７に示されているように、線状に形成された小径のコイルスプリングをさらに円環状に成したものである。
図６に示された如き雄型の連結部材を、図１に示された如き内周面に固定ねじ山を設けた雌型の連結部材５０の中に挿入し、軸７０が直線的な軸方向の動きによって雌型連結部材５０の内方に向かって移動すると、ねじ山９０が雌型連結部材５０の対応するねじ山と係合し、可動式に取り付けたねじ山付き部品８０は全体的に半形方向内方に向って移動し、その間、ねじ山付き要素８０の円錐台状の傾斜面８２と８４は、軸７０の対応する円錐台状の傾斜面７４および７８に沿ってスライドする。すると、ラジアルスプリング８８は、可動式に取り付けられた部品８０と軸７０との間で圧縮される。
軸７０が雌型連結部材５０の内部に向かって軸方向に沿って直線的に上方に移動すると、スプリング８８の復元力により、可動式に取り付けられたねじ山付き部品８０が半形方向外方に向って移動し、それによって可動式に取り付けられたねじ山付き要素８０のねじ山９０とそれに対応する雌型連結部材５０の固定したねじ山とが適切に係合される。
直線動作によって雌型連結部材５０の中に雄型連結部材を挿入するだけで両部材間の連結は完了する図６および図７に開示した本発明の実施形態から、必要な部品の数を最低限に抑えたことによる単純性と信頼性が得られると言った本発明の特徴が開示されていることは上記した実施態様から明白に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
図１は、雄型連結部材がガス弁の標準的雌型連結部材の中の定位置に締め付けられ、可動式のねじ山付き部品が雌型連結部材の固定ねじ山の中の最も外側の位置にある状態を表した図５の装置を、線Ａ−Ａに沿って切った断面図である。
図２は、可動式のねじ山付き部品がその最も内側の、引いた位置にある状態を表した断面図である。
図３は、雄型連結部材の構成要素の分解斜視図である。
図４は、可動式に取り付けられたねじ山付き部品のうちの１つを表した斜視図である。
図５は、標準的な雌型連結部材の中において定位置に締め付けられた雄型連結部材の平面図である。
図６は、雄型連結部材の単なる直線動作によって締め付けることができる、雄型連結部材の第２の実施形態の断面図である。
図７は、雄型連結部材の第２の実施形態で採用されたラジアルスプリングの平面図である。
〔符号の説明〕
１０……雄型連結部材、
１２……軸、
１４……通路、
１６……ハンドル、
２１……基部、
２２……段部、
２３……円筒形部分、
２４……圧縮ばね、
２５……スリーブ、
２７……上端面、
２８……外周面、
３０……スプリングスリーブ、
３６……円錐台状の傾斜面、
３７……下端部内周面、（ねじ山付き部品の）
３８……下端面、
３９……下端部外周面、（ねじ山付き部品の）
４０……ねじ山付き部品、
４１……溝穴、
４２……円錐台状の傾斜面、
４４……円錐台状の傾斜面、
４６……円錐台状の傾斜面、
４８……円錐台状の傾斜面、
５０……雌型連結部材、
６２……ピン、
６３……スリーブ内周面、
７０……軸、
７４……円錐台状の傾斜面、
７８……円錐台状の傾斜面、
８０……ねじ山付き部品、
８２……円錐台状の傾斜面、
８４……円錐台状の傾斜面、
８８……ラジアルスプリング、
９０……ねじ山、を各々示す。

Claims (4)

1. 内周面にねじ山が設けられた雌型連結部材（５０）内において、該部材に穿設された流体排出用の出口に取外し可能に接続される内部に貫通する通路（１４）が穿設された軸（１２）と、
   前記軸に対して回転可能にかつ軸方向に固定されたハンドル（１６）と、
   前記ハンドルの外周を取囲んで該軸に沿って軸方向に移動可能に取り付けられたスリーブ（２５）と、
   前記雌型連結部材と接続される際に、その内周面に設けられたねじ山と係合するねじ山を外周面に備えかつ実質的に円筒形状を成して前記軸の回りを囲む複数のねじ山付き部品（４０）とを備えた、可動式ねじ山付き部品を備えた雄型連結部材（１０）において、
   前記ねじ山付き部品（４０）が、前記スリーブ（２５）の下方への動きに連動して前記軸（１２）に対して半径方向内方に移動させることで前記雌型連結部材（５０）のねじ山と該ねじ山付き部品のねじ山との係合を解除して分離状態にするために、互いに当接する該ねじ山付き部品の下端部外周面（３９）と該スリーブ内周面（６３）とが円錐台状の傾斜面によって形成されており、
   前記ねじ山付き部品（４０）を該スリーブと共に上昇させながら半径方向外方に開くように弾性的に付勢して該ねじ山付き部品を通常の使用位置に持ち来たすために、前記軸（１２）の回りを囲みかつ該ねじ山付き部品の下端部内周面（３７）に当接する円錐台状の傾斜面（３６）を上端に備えたスプリングスリーブ（３０）を軸方向移動可能に前記ハンドル（１６）の段部（２２）内に備えており、
   該スプリングスリーブが、前記段部（２２）内に配置されたコイルスプリングで形成された圧縮ばね（２４）により上方に付勢されており、
   前記軸（１２）が、その外周面（３４）上の軸方向に離間した２箇所において互いに平行でかつ下向きの円錐台状の傾斜面（４４，４８）を備えると共に、前記ねじ付き部品（４０）が、これら円錐台状の傾斜面に係合離脱可能な同じく円錐台状の傾斜面（４２，４６）をその外周面に備え、
   これら円錐台状の傾斜面と前記軸（１２）の軸線との成す角度が前記ねじ山の斜面と軸線との成す角度より大きくなっており、
   更に、前記スリーブ（２５）上にピン（６２）が取り付けられ、
   該ピンの先端の円滑な表面部分（６４）が、隣接するねじ山付き部品（４０）の２つの側面間に伸長していると共に、前記ねじ山付き部品の下端部側面間において前記ピンが嵌り込むための溝穴（４１）が形成されていることを特徴とするねじ山付き部品を備えた雄型連結部材。
2. 前記ハンドル（１６）の前記段部（２２）が、半径方向に伸びる円盤状の基部（２１）から上方に突出した前記軸（１２）を取囲む円筒形部分（２３）の内部に形成されており、
   前記スリーブ（２５）が該円筒形部分（２３）の外周面（２８）に軸方向移動可能に被冠されており、
   更に、前記円筒形部分の上端面（２７）が、前記ねじ山付き部材（４０）の下端面（３８）と当接していると共にこれら各面が下向きの円錐台状の傾斜面で形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のねじ山付き部品を備えた雄型連結部材。
3. 前記ねじ山付き部品（４０）の数が３個であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載されたねじ山付き部品を備えた雄型連結部材。
4. 内周面にねじ山が設けられた雌型連結部材（５０）内において、該部材に穿設された流体排出用の出口に取外し可能に接続される内部に貫通する通路が穿設された軸（７０）と、
   前記雌型連結部材と接続される際に、その内周面に設けられたねじ山と係合するねじ山（９０）を外周面に備えかつ実質的に円筒形状を成して該軸の周りを取囲む複数のねじ山付き部品（８０）とを有し、
   該軸がその内周面に円錐台状の傾斜面（７４，７８）を有し、これら円錐台状の傾斜面と軸線とが成す角度が、前記ねじ山付き部品の外周面に形成されたねじ山（９０）の傾斜面と軸線との成す角度より大きい角度を有し、
   前記ねじ山付き部品（８０）のそれぞれが前記軸の円錐台状の傾斜面（７４，７８）と適合する円錐台状の傾斜面（８２，８４）を有しており、
   使用時は、前記軸（７０）から離れる半径方向外方に前記ねじ山付き部品を付勢する前記軸の周りを取囲んで設けられかつ該ねじ山付き部品の内周面に隣接する少なくとも１つのラジアルスプリング（８８）を有しており、
   通常は、ねじ山付き部品（８０）を前記軸（７０）から離れる半径方向外方に付勢する一方、前記ねじ山付き部品がスプリングの力に反して軸に向う半径方向内方に動くことができるようになっていることを特徴とするねじ山付き部品を備えた雄型連結部材。

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