JP4057060B2 - 結合ジョー装置 - Google Patents
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Description
このような結合装置すなわちスナップフィット連結装置は、例えば気体容器に対して簡単で、かつ確実な結合ができる。したがって、従来の結合部材のようにねじを締めたり、緩めたりする手間のかかる動作をしないで済む。結合ジョーは連結ピストンの内部に遊動自在に置かれているので、内部や外部のねじ山、カラーノズルおよびフランジ結合部材等と確実に結合できる。更に、この結合装置すなわちスナップフィット連結装置は例えば、EP−A−020592に記載されているようにその装置の前端部に拡張マンドレルを有し、結合ジョーがこのマンドレルを取り囲んでいる。この結合ジョーは作動装置に組込まれていて拡張マンドレルに対して相対的に動くようになっている、その動きに応じて結合ジョーは結合相手の部材と係合位置になったり、解放位置になったりする。例えば結合ジョーの先端の結合端部が拡張マンドレルの先端より先に突出すると結合ジョーの先端に嵌っている弾性のあるOリングによって中心部につぼめられる。このように結合ジョーは半径方向に動くように支えられているので、スナップフィット連結装置の先端部を結合相手部材の間に挿入することができる。作動装置を元の状態に戻すと拡張マンドレルに対して結合ジョー装置が元の位置に戻りマンドレルによってジョーが動かされる。こうして結合ジョーは拡張マンドレルによって拡張され、結合ジョーは相手連結部材と確実に係合する。
しかしながらこのような構造の欠点はその外観から判るように結合ジョーが互いに対して円周方向にずれることである。このような場合、結合ジョー相互の円周方向の余裕にもよるが多少は結合相手部材に対してずれた位置で結合をすることである。例えば六個の結合ジョーを有し、相手結合装置が円形接続孔を有するスナップフィット連結装置の場合、結合ジョーの放射状の並び方によっては全部の結合ジョーが互に等間隔で並ぶわけではないので結合状態では完全な円形にはならない。例えばガス容器の結合具と連結しようとするとき、不正確な結合になって、不均一な支持が原因で傾きが生じる。こうなると材料が摩耗し、結合部の気密性も低下する。更に、ケースの後部に組立てられた拡張マンドレルを有する結合装置の場合は、その長さが大きくなる。
したがって、この発明の目的は次のような結合ジョー装置を提供することである。まず結合ジョーが開いていても、また閉じていてもその半径方向に揃っていて相手結合部材と正確に結合することができる。
この目的は請求項1の特徴によって満たされる。そのために、以下に記載のフィッティングをつくり、前部ケースにある結合ジョーの間に組み込む。この場合のフィッティングは拡張マンドレルと、スポークと、該スポークの内端部に配置された内部円環及び/又はスポークの外端部に配置された外部円環と、を有する一体またはそれ以上の部材からつくられている。以下に記載の「スポーク環」は、前記スポークと、内部円環及び/又は外部円環とより構成されるものを意味する。スポーク環には少なくとも三本のスポークがあり、結合ジョーのための開口の中で連続しており、かつ、各スポークは各結合ジョーの間に挟まるように配置され、互いに離れるようにして拡張マンドレル外周部から放射方向(マンドレルの径方向)に延びている。この考えによれば、例えば結合ジョーが六個あってスポークが三個の場合には二個1組の結合ジョー毎にスポーク一個を介在させることになる。六個のスポークがある場合は各結合ジョー毎に一個のスポークが介在し、これが好ましい状態である。こうすると各結合ジョーの間隔が正確に保たれ、隣接する結合ジョーの間隔が均一になる。その結果、結合する相手の結合部材と結合ジョーが正確に対向位置になる。こうすることによって片寄りのない結合ができ、支持が不均等になるのが避けられる。しかし、この場合、静止状態で完全な状態に保つには少なくとも三個スポークが必要である。言うまでもなく、必要ならば少なくとも三個のスポークを少なくとも三個の結合ジョーと組合せでもよい。更に例を示すと四個のスポークと八個の結合ジョーとの組合せ、五個のスポークと五個の結合ジョーとの組合せ等が用いられる。上記のように本発明のフィッテングは、等間隔でマンドレル外周部からマンドレルの径方向に向けて放射状に配置された少なくとも三本のスポークを有し、全体として、図4−1、図6−1に示されるように、星形形状を有する。本願明細書中に記載の「星形フィッテング」とはこのような形状のフィッテングを意味する。
更に、有用な構成が請求の範囲の従属項に記載されている。二個の部材からなる星形フィッティングの好ましい例では内部円環を有している。この内部円環はスポークと一体に成形されていて拡張マンドレルが通る孔が空いている。この拡張マンドレルが通る孔は丸く、マンドレルはこの孔を通っており、突出部材、例えばフェザーキー結合のような方法で固定される。これとは別に、上記孔に切れ目を入れ、この切れ目に入るピンを有する拡張マンドレルを単にねじ込むか、または、孔が多角形で、それに合う多角形の拡張マンドレルを挿入するか、または他の方法、例えば保持リングで固定する。更に、拡張マンドレルとスポーク環との他の係合手段(名称はない)が用いられることは当業者に明らかなところである。
更に、スポーク環は外部に円環を有している形が好ましい。この環は例えばスタンピングまたは鋳造によってスポークと一体に成形される。軸方向に動かないように固定するには、この例の場合は保持環によってケースの中に保持される。しかしながらこの外部円環はその外周部にねじ山が形成されていて、星形フィッティングをねじ込みによってケース内に固定して安定でかつ、回転しない構造に組立てることができ軸方向の固定もこの方法でできる。拡張マンドレルがねじによってスポーク環に固定でき、そのねじを逆に緩めることによってケースの前方から簡単に取り出せるようになっているものは特に便利である。しかしながらこの方法はスポーク環が拡張マンドレルと一緒に回転しない場合のみ可能である。言うまでもなく、スポーク環はプレスフィットまたは当業者に周知の方法でケース内に回転しないように固定することができる。
構造が簡単、丈夫で小形の星形フィッティングにするために、スナップフィット連結装置の前方からそのケースに挿入できるように星形フィッティングのスポーク環をつくる。この目的のために、星形フィッティングを例えばスクリュースリープ(ねじ付円筒)の形にし、結合部の前方からケースの中にねじ込むことができるようにする。この具体例ではケースの後方から星形フィッティングを取り出す必要がなく前方から取出すことができるので便利である。同様に、この方法で前方から挿入できる星形フィッティングを他の方法、例えばねじ連結法で挿入してもよい。
言うまでもなく、星形フィッティングは一体形でもよい、すなわち、星形フィッティングの外部円環がマンドレルと一体になっているスポークと一体に連なっている。この具体例でも外部円環は回転しない形状、例えばノブまたはねじ山を有するようにつくられている。
更に、この星形フィッティングは拡張マンドレルとスポークだけから成っているものでもよい。スポークはマンドレルと一体に形成するが、拡張マンドレルの端部をスプライン形につくり、そこへスポークを半径方向に挿入したものである。この場合、スポークの回転を防止するためにケース内の対応する形態、すなわち、溝形孔に挿入してもよい。星形フィッティングが軸方向に動くのを防止するためには、固定環をケース内に挿入すればよい。
本発明の構造では結合装置特にスナップフィット連結装置の結合ジョーは拡張マンドレルとスポークによって互に一つ一つまたは一対毎に等間隔に放射状に配列される。こうして特別な形状の結合部をもつ結合ジョーは相手となる個々の結合部材とむらなく、無理な力が作用しないように結合することができる。
本発明は下記添付図面を参照して更に詳細に説明される。
図1は、結合ジョーが結合位置にある状態のスナップフィット連結装置で示した結合装置、
図2は、結合ジョーが結合位置にあり、星形フィッティングがスクリュースリーブ形であるスナップフィット連結装置、
図3は、結合ジョーが解放状態にあるスナップフィット連結装置、
図4−1〜4−3は、星形フィッティングの二部材の具体例、
図5は、結合ジョーが結合位置にあり、星形フィッティングがスポークとマンドレルから成っているスナップフィットマンドレルの具体例、そして
図6−1、6−2は、鋳造で作製された星形フィッティングの具体例を示す。
以下、ガス及び/又は液体用のスナップフィット連結装置を例にして本発明を説明するが、この発明は機械における結合装置として用いることができる。
図1はスナップフィット連結装置における結合ジョー装置を示している。連結装置は前部ケース1と後部ケース9から成っているが、全体が一体のケースになっていてもよい。前部ケース1には結合ジョー装置3,4があり、この結合ジョー装置は複数の結合ジョー3と軸方向に動く連結ピストン4から成っている。結合ジョー装置は連結ピストン4を経て作動装置の前部8に結合されており、この作動装置は後部ケース9によって実質的に収容されている。ここに示したスナップフィット連結装置では、前部ケース1に液体および/又は気体の出入口がある。連結ピストン4は結合ジョー3に対面しているその前端部に割れ目があり、この連結ピストン4に対向している結合ジョー3の後端部3bと確実に係合している。この図に示した結合ジョー3の前端部3aには外面にねじ山があるが、これと対面する結合具の形、例えばニップル、ボルトに応じて確実に係合できるものであれば内面のねじ山、球、溝または他の形の結合形式であってもよい。
結合ジョー装置の内部には帽子形をした固定部材5があり、これは動くことができ、かつ連結ピストン4の前端部にあって結合ジョーの後端部3bを保持している。この固定部材5は連結ピストン4の内部で結合ジョーの係合を確実に保つ。また、この固定部材5の後端には、例えば圧縮バネのような弾性部材7を保持する環状部がある。
この発明の装置では、前部ケース1の前端部に拡張マンドレル6aとスポーク環6bからなる星形フィッティング6がある。このスポーク環6bには少なくとも3本のスポーク62があって結合ジョー3のための連続した開口部を形成していて結合ジョーの前端部3aは拡張マンドレル6a(図1)によって結合位置に支持されている。この星形フィッティング6は、結合ジョー3(図ではその外周面、二個一組、または一個のみを示している)を大体等間隔に保つように、例えばスポーク62が各結合ジョー3の間に配置される(図4−1)および(図6−1)参照)。図1に示すように、星形フィッティングは前部ケース1内の保持環13によって軸方向に動かないように固定されている。言うまでもなく、スポーク環6bはケース内に圧入されてもよいし、当業者には周知の他の手段によってそのスポーク環6bの外周の環を前部ケース1に固定すればよい。
特に、この星形フィッティング6は図2に示すように、スポーク環6bが筒形例えばねじを有する筒になっていて前部ケース1の前方14から前部ケースに挿入して固定するようにしてもよい。このようにねじを有する筒形(ねじ付スリーブ)の場合は星形フィッティング6を交換するのに便利である。図1に示す具体例では星形フィッティング6を外すには後方15から解体しなければならないが、図2に示す具体例ではスポーク環6bすなわちねじ付スリーブを解放するように廻して外方14から外せばよい。しかしこの場合でも前部ケース1とねじ付スリーブとの間の気密性を保持するために密封材16を挿入してもよい。このような構造の場合つぎのような利点がある。この外周が筒形のスポーク環6bの場合、横から見ても判るように後方から挿入する環状の星形フィッティングに比較して幅がずっと大きい。そして前部ケース1の壁の厚さ全体をスポーク環6bの幅に合わせることができる。このことは高圧流体に耐える簡単で確実な構造の星形フィッティング6、特にスポーク62の設計が出来るという利点になる。
図1に示すように連結ピストン4と前部ケース1との間に密封材11があって前部ケース1の開口と結合ジョー前端部3aの間の流路とケース内部の密封を確実に保っている。
図1は結合ジョー3が半径方向に拡がって、図には示されていないが相手部材と係合している状態を示している。図には示されていないが、作動装置が例えばレバーまたはハンドルによって動かされると後部ケース9に対して作動ピン10が軸方向に左、すなわち図の左方向に動く。上記作動ピン10は後部ケース9内部の孔18を貫通し作動装置の前部8に結合されているのでつぎにこの前部8が連結ピストン4の後部4bに連結する。こうなると、図3に示すように、結合ジョー装置3,4は固定部材と一緒に前部ケース1および星形フィッティング6に対して左方向に動く。その結果結合ジョー3は星形フィッティングのスポーク62の間から突出し、その前端部3aは拡張マンドレル6aを越えて突出するので結合ジョー3の周囲に嵌められていた弾性リング12によって中心部に圧縮される。結合ジョー3がこのように半径方向に傾動できるためには固定部材5が結合ジョー3の動きに合わせて右方向に変位、すなわち、結合ジョー装置3,4に対して結合ジョー3の位置の固定を解放しない程度に動けるように遊びがなければならない。この小さな軸方向の動きは弾性部材7によって可能である。半径方向に圧縮された状態で結合ジョー3の前端部3aを、内面にねじ山をもった相手部材に挿入した後、作動装置を反対方向に動かすと図1に示すように拡張した位置に戻る。この係合位置では弾性リング12が図1に示すように内部の流体が装置周辺に漏出するのを封じている。
図4−1、図4−2、および図4−3は星形フィッティング6の好ましい具体例を示している。この具体例ではスポーク環6b(図4−1参照)および拡張マンドレル6a(図4−2参照)から構成されている。この場合、スポーク環6aは6本のスポーク62をもっているのが好ましい。その理由は結合ジョー3が6個であるので、その各々がスポーク62によって互に分離されているのが好ましいからである。こうすることによって、周辺部から見た図が示されている結合ジョー3が不均等な支持で片寄ることを防止して、結合位置に等間隔に保たれるようにする(図4−1参照)。この見地から考えると、前部ケース1内部の星形フィッティングの静的状態の支持作用のためには三本以上のスポーク62があることが好ましい。六個の結合ジョー3に対して三本のスポーク62があれば三組の結合ジョーが互に隔離され、従来の装置に比較して信頼性が可成り向上する。結合ジョー3の数とスポーク62の数は同じであるのが好ましい。しかし、この見地から次のことも考慮に入れておく必要がある。もし、結合ジョー3の数がスポーク62の数と同じであるとき、結合ジョー3を交換する時にするように、薄いスクリュードライバーのような針状道具で固定部材5をスナップフィット結合装置の前方から押し戻して結合ジョー3の係合部外から結合ジョー3の後端部3bを押すことは簡単ではなくなる。その理由は結合ジョー3の間の円周方向の間隙がスポーク62によって占められているからである。したがって、この場合、固定部材5をスナップフィット連結装置の後方15から押し戻すのが有利である。例えば棒状の延長具を後部ケース9から組み込む、そうすることによって固定部材5をその牽引力によって固定位置から解放する。すなわち後端部3bから解放する。図面に示されていないが拡張マンドレル6aの内部に空孔をあけ、この孔を通して針によって固定部材5を押し、結合ジョー後端部3bの係合を外すことも考えられる。もし、スポーク62の数が結合ジョー3の数より少ないと針によって前部ケース1の前方14から押すことによって固定部材5と結合ジョー後端部3bの係合を解放することができる。三個以上のスポーク62と三個以上の結合ジョー3との付加的組合せによって、どのような場合にもどのような配置も考えることができる。
図4−1に示されたスポーク環6bの場合、スポーク62を外部円環61と結合される。この外部円環61の外面には図示されていないが、例えばこの星形フィッティング6を後方15から前部ケース1にねじ込むためには山が形成されていてもよい。言うまでもなく、このスポーク環6bの外面には例えばねじ山のように係合のための形態がなく図1や図3に示すように単に保持環13によって固定されるものでもよい。同様にスポーク環6bはねじ筒(図2参照)になっていて前方14からねじ込みで固定されるものでもよい。外部円環61が他の形式の回転防止式の保持装置を備えている場合も考えられる。特に、このスナップフィット結合が組み立てられている状態で拡張マンドレル6aを交換するために前方14からねじを緩める方向に廻す場合、スポーク環6bを前部ケース部1に回転しないように組み込んでおかなければならない。
更に、スポーク62は内部円環63と一体に成形されており、この内部円環63の真中には拡張マンドレル6aが通っている孔64がある。この孔の内面65には例えばねじ山を形成していてもよい。こうすることによって拡張マンドレル6aの一端に図4−2に示すようにねじ山をもつピン66を形成しておけばマンドレル6aを上記孔64にねじ込むことができる。言うまでもなく、この場合マンドレル6aを当業者に周知の他の手段、例えばフェザーキー結合またはプッシュイン結合によって、孔は多角形であって、保持環によって軸方向に動かないように組立てられていてもよい。
図4−3は図4−1のA−A線に沿った断面図である。ここではスポーク環6bと拡張マンドレル6aが組立てられた状態が示されている。言うまでもなく、図示されていないが、外部円環61がなく、そして/またはスポーク環6bが拡張マンドレル6aに固定されている具体例も考えられる。
図5は更に他の具体例を示している。この例では星形フィッティング6’が拡張マンドレル6a’と三本以上のスポーク62’という二個の部材から成っている。このスナップフィット結合装置内部の星形フィッティング6’の組立状態を図5に示す。スポーク62’は前部ケース1の溝形孔の中に回転しないように結合ジョー3の周辺方向に向くように組み込まれる。ここでスポーク62’は保持環13(図5参照)で軸方向に動かないように組込まれる。更に、半径方向に向いているスポーク62’は拡張マンドレル6a’のスプライン部分66’に挿入、例えば圧入される。スポーク62’の基部と拡張マンドレル6a’のスプライン部分66’は一体成形になっていてもよい。この成形は鍛造または鋳造によって図6−1および図6−2に示すような星形フィッティングに成形される。更に、半分断面を示す側面図に見られるように円錐形の挿入斜面67があるものでもよい。これは結合ジョーの簡単な組立に適している。
本発明は、結合ジョー装置、特にスナップ−フィット連結装置に用いる星形フィッティングを提供する。この星形フィッティングを用いることによって、外面から判るように結合ジョーは放射状に配置される。そうすることによって結合装置の係合部の片寄りが原因である係合部の不均等支持および損傷が避けられる。
Claims (8)
- 結合ジョー装置、特に前部ケース(1)と後部ケース(9)を備えた液体及び/又は気体通路ためのスナップフィット連結装置における結合ジョー装置であって、該結合ジョー装置は、連結ピストン(4)を介して、後部ケース(9)の内部に収容されている作動装置の前部(8)に連結され、かつ前部ケース(1)内において放射状に互いに離れるようにして拡張マンドレル(6a;6a’)の周囲に配置され、拡張マンドレル(6a;6a’)に対して相対的に動くようにされている複数の結合ジョー(3)と、フィッティング(6;6’)を有し、該フィッティング(6;6’)は、前部ケース(1)内の結合ジョー(3)の周縁部に組み込まれ、かつ、拡張マンドレル(6a;6a’)の外周部から放射状に延びるようにして配置された少なくとも三本のスポークを有する星形形状とされ、該少なくとも三本のスポーク(62;62’)は、結合ジョーが相手の結合部材と正確に対向位置して片寄りのない正確な結合を行うように、それぞれが結合ジョー(3)を1つ1つ或いは1対毎に等間隔で配置するように隣接する2つの或いは2対の結合ジョー(3)の間に配置され、且つ前記スポーク(62;62’)は、拡張マンドレル(6a;6a’)、スポーク(62;62’)の内端部に配置された内部円環(63)及びスポーク(62;62’)の外端部に配置された外部円環(61)の少なくとも1つと一体とされていることを特徴とする結合ジョー装置。
- 内部円環(63)が拡張マンドレル(6a,6a’)を受ける孔(64)を有していることを特徴とする請求項1記載の結合ジョー装置。
- 拡張マンドレル(6a)が内部円環(63)にねじ込まれていることを特徴とする請求項1又は2に記載の結合ジョー装置。
- フィッティングが、スポーク(62)と一体に形成された外部円環(61)を有し、このスポーク(62)が拡張マンドレル(6a,6a’)と一体に形成されていることを特徴とする請求項1記載の結合ジョー装置。
- 外部円環(61)がその外周面に前部ケース(1)にねじ込みできるねじ山を有していることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の結合ジョー装置。
- フィッティング(6’)が拡張マンドレル(6a’)およびスポーク(62’)を有し、この拡張マンドレル(6a’)の一端がスプライン形状(66’)になっており、そこにスポーク(62’)が放射方向に挿入されていることを特徴とする請求項1記載の結合ジョー装置。
- フィッティング(6;6’)が保持環(13)によって前部ケース(1)内に軸方向に固定されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の結合ジョー装置。
- フィッティング(6;6’)がねじ山をもつスリーブになっていて、結合部の前方(14)から前部ケース(1)内に挿入、固定できることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の結合ジョー装置。
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