(57)【要約】      （修正有）【課題】金属対金属接触で流体シールを形成し、継ぎ手で連結される第１及び第２の燃料導管の間に或る制限された量の軸方向整列不良を許容する継ぎ手。【解決手段】第１導管は、概ね球形の外部表面を有しており、第２導管は、第１導管の概ね球形の外部表面を受けるための概ね円錐形の内部表面を有している。第２導管のねじの切られた外部表面にはナットが係合されており、ねじの切られた外部表面上にナットを締め付けると、第１導管と第２導管が互いに軸方向に押し付けられ、圧力が増すことになる。ナットと第１導管との間にはリングを配置することができ、リングは、ナットを締め付ける際の正味摩擦係数を、ナットと第１導管とが直接接触している場合に比べて、下げることができる。リングは、ナットの半径方向に向いた内部表面から半径方向に間隔を空けて配置することができる。【選択図】図１
2010180875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導管と第２導管との間に金属対金属の流体シールを形成するための継ぎ手において、
第１流体通路を画定している第１導管であって、その第１端部に概ね球形の外部表面を有している、第１導管と、
第２流体通路を画定している第２導管であって、前記第１導管の前記概ね球形の外部表面を受けるための概ね円錐形の内部表面を有しており、更にねじの切られた外部表面を含んでいる、第２導管と、
前記第２導管の前記ねじの切られた外部表面に係合されるナットであって、前記ねじの切られた外部表面上に前記ナットを締め付けると、前記第１導管と前記第２導管とが軸方向に互いに押し付けられ、前記概ね球形の外部表面と前記概ね円錐形の内部表面との間に働く圧力が増す、ナットと、
前記第１導管と前記ナットとの間に配置されるリングであって、前記ナットの半径方向に向いた内部表面から所定の距離だけ半径方向に間隔の空いた半径方向に向いた外部表面を有している、リングと、を備えている継ぎ手。
【請求項２】
前記ナットは、内部の軸方向に向いた面を含んでおり、前記リングは、前記ナットと、前記内部の軸方向に向いた面だけで接触する、請求項１に記載の継ぎ手。
【請求項３】
前記リングは、前記継ぎ手の内側で且つ前記第１及び第２流体通路の外側にある流体を、前記継ぎ手から所定の位置で逃がすための、専用の漏れ経路を提供する溝を有している、請求項１に記載の継ぎ手。
【請求項４】
前記概ね球形の外部表面は、前記概ね円錐形の内部表面とシールを形成するための第１部分と、前記第１部分より大きな第２部分とを含んでいる、請求項１に記載の継ぎ手。
【請求項５】
前記ナットと前記第１導管との間の、前記ナットを前記第１導管に対して回転させる際の正味摩擦係数は、前記ナットと前記第１導管とが直接接触している場合に比べて、前記リングの存在によって下がっている、請求項１に記載の継ぎ手。
【請求項６】
第１導管と第２導管との間に金属対金属の流体シールを形成するための継ぎ手において、
第１流体通路を画定している第１導管であって、その第１端部に概ね球形の外部表面を有している、第１導管と、
第２流体通路を画定している第２導管であって、前記第１導管の前記概ね球形の外部表面を受けるための概ね円錐形の内部表面を有しており、更にねじの切られた外部表面を含んでいる、第２導管と、
前記第２導管の前記ねじの切られた外部表面に係合されるナットであって、前記ねじの切られた外部表面上に前記ナットを締め付けると、前記第１導管と前記第２導管とが軸方向に互いに押し付けられ、前記概ね球形の外部表面と前記概ね円錐形の内部表面との間に働く圧力が増す、ナットと、を備えており、
前記第１導管の前記概ね球形の外部表面は、前記概ね円錐形の内部表面と接触する第１部分と、前記ナットからの軸方向荷重が伝達される第２部分とを含んでおり、前記第１部分は、前記第２部分より小さな半径を有している、継ぎ手。
【請求項７】
前記概ね球形の外部表面の前記第１部分と、前記概ね円錐形の内部表面との間の接触部は、第１直径のリング状の接触区域を画定しており、前記概ね球形の外部表面の前記第２部分には、前記第１直径より大きな第２直径のリング状の接触区域に沿って荷重が掛けられる、請求項６に記載の継ぎ手。
【請求項８】
前記第１導管と前記ナットとの間に配置されているリングであって、前記ナットの半径方向に向いた内部表面から所定の距離だけ半径方向に間隔の空いた半径方向に向いた外部表面を有しているリングを更に備えている、請求項６に記載の継ぎ手。
【請求項９】
前記ナットは、内部の軸方向に向いた面を含んでおり、前記リングは、前記ナットと、前記内部の軸方向に向いた面だけで接触する、請求項８に記載の継ぎ手。
【請求項１０】
前記リングは、前記継ぎ手の内側で且つ前記第１及び第２流体通路の外側にある流体を、前記継ぎ手から所定の位置で逃がすための、専用の漏れ経路を提供する溝を有している、請求項８に記載の継ぎ手。
【請求項１１】
前記ナットと前記第１導管との間の正味摩擦係数は、前記ナットと前記第１導管とが直接接触している場合に比べて、前記リングの存在によって下がっている、請求項８に記載の継ぎ手。
【請求項１２】
ボール及び円錐型の流体継ぎ手を製造する方法において、
概ね球形の外部表面を備えた第１導管を提供する段階と、
概ね円錐形の内部表面を備えた第２導管を提供する段階と、
前記概ね円錐形の内部表面にマスターボールでコイニング加工を施して、前記第１導管の前記概ね球形の外部表面用の着座面を作り出す段階と、から成る方法。
【請求項１３】
前記概ね球形の外部表面の少なくとも一部分を軟質金属で被覆する段階を更に含んでいる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記概ね球形の外部表面の少なくとも一部分を被覆する段階は、電気銅メッキを施す段階を含んでいる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記概ね球形の外部表面の一部分を被覆する段階は、その表面粗さを約５０％低減する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記被覆は、約０．０００５インチ（約０．０１２７ｍｍ）の厚さを有している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記概ね球形の外部表面を備えた第１導管を提供する段階は、予め製作されたボール部分を提供する段階と、予め製作されたステム部分を提供する段階と、前記予め製作されたボール部分とステム部分を一体に接合する段階と、を含んでいる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記予め製作されたボール部分は、約０．０５ミクロンの表面仕上げと、約０．０００６ミリメートルの真円度と、約０．００１２ミリメートルの直径許容差と、を含んでいる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１導管と第２導管との間に金属対金属の流体シールを形成するための継ぎ手において、
互いに軸方向に間隔を空けて設けられた第１部分と第２部分とを含んでいる概ね球形の外部表面を備えて形成されている第１導管と、
第２導管であって、前記概ね球形の外部表面の前記第１部分と係合させて前記第１導管と第２導管とを流体密封することのできる、概ね円錐形の内部表面を備えて形成されている第２導管と、
前記第２導管と螺合させ、前記概ね球形の外部表面の前記第２部分に圧力を掛けて、前記第１導管と前記第２導管とを軸方向に互いに押し付けるように作られている、ナットと、
前記ナットと前記概ね球形の外部表面の前記第２部分との間に配置されるリングであって、前記ナットと前記第１導管との間の、前記ナットを前記第１導管に対して回転させる際の正味摩擦係数を、前記ナットと前記第１導管とが直接接触している場合に比べて低減させているリングと、を備えている継ぎ手。
【請求項２０】
前記リングは銅製である、請求項１９に記載の継ぎ手。
【請求項２１】
前記リングは、円錐ワッシャとして予め製作されている、請求項１９に記載の継ぎ手。
【請求項２２】
前記リングは、平形ワッシャとして予め製作されている、請求項１９に記載の継ぎ手。
【請求項２３】
前記リングは、傾斜の付いた円錐形の内部表面を備えて予め製作されている、請求項１９に記載の継ぎ手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧燃料配管用継ぎ手に関し、特に、金属対金属接触で流体シールを形成し、継ぎ手で連結される第１及び第２の燃料導管の間に或る制限された量の軸方向整列不良を許容する継ぎ手に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
本発明の一つの目的は、金属対金属接触で流体シールを形成し、継ぎ手で連結される第１及び第２の燃料導管の間に或る制限された量の軸方向整列不良を許容する継ぎ手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
或る実施形態では、本発明は、第１導管と第２導管の間に金属対金属の流体シールを形成するための継ぎ手であって、継ぎ手は、第１流体通路を画定する第１導管を含んでおり、第１導管は、その第１端部に概ね球形の外部表面を有している、継ぎ手を提供している。第２導管は、第２流体通路を画定しており、第１導管の概ね球形の外部表面を受けるための概ね円錐形の内部表面を有している。第２導管は、ねじの切られた外部表面を含んでいる。第２導管のねじの切られた外部表面にはナットが係合されており、ねじの切られた外部表面にナットを締め付けると、第１導管と第２導管が互いに軸方向に押し付けられ、概ね球形の外部表面と概ね円錐形の内部表面の間に働く圧力が増すことになる。第１導管とナットの間にはリングが配置されており、リングは、ナットの半径方向に向いた内部表面から或る距離だけ半径方向に間隔を空けた半径方向に向いた外部表面を有している。
【０００４】
別の実施形態では、本発明は、第１導管と第２導管の間に金属対金属の流体シールを形成するための継ぎ手であって、継ぎ手は、第１流体通路を画定する第１導管を含んでおり、第１導管は、その第１端部に概ね球形の外部表面を有している、継ぎ手を提供している。第２導管は、第２流体通路を画定しており、第１導管の概ね球形の外部表面を受けるための概ね円錐形の内部表面を有している。第２導管は、ねじの切られた外部表面を含んでいる。第２導管のねじの切られた外部表面にはナットが係合されており、ねじの切られた外部表面にナットを締め付けると、第１導管と第２導管が互いに軸方向に押し付けられ、概ね球形の外部表面と概ね円錐形の内部表面の間に働く圧力が増すことになる。第１導管の概ね球形の外部は、概ね円錐形の表面と接触する第１部分と、ナットからの軸方向荷重が伝達される第２部分とを含んでおり、第１部分は第２部分よりも半径が小さい。
【０００５】
別の実施形態では、本発明は、ボール及び円錐式流体継ぎ手を製造する方法を提供している。第１導管には、概ね球形の外部表面が設けられる。第２導管には、概ね円錐形の内部表面が設けられる。概ね円錐形の表面には、マスターボールでコイニング加工が施され、第１導管の概ね球形の外部表面用の着座面が形成される。概ね球形の外部表面の少なくとも一部には、軟質金属が被覆される。
【０００６】
別の実施形態では、本発明は、第１導管と第２導管の間に金属対金属の流体シールを形成するための継ぎ手であって、互いに半径方向に間隔を空けて設けられた第１部分と第２部分を含んでいる概ね球形の外部表面が設けられた第１導管を含んでいる、継ぎ手を提供している。第２導管には、概ね球形の外部表面の第１部分と係合させて第１導管と第２導管を流体密封することのできる概ね円錐形の内部表面が設けられている。ナットをねじ込んで第２導管と係合させ、概ね球形の外部表面の第２部分に圧力を掛け、第１導管と第２導管を互いに軸方向に押し付ける。ナットと概ね球形の外部表面の第２部分との間にはリングが配置されており、リングは、ナットを第１導管に対して回転させる際に、ナットと第１導管の間の正味摩擦係数を、ナットと第１導管が直接接触している場合に比べて、下げる働きをする。
【０００７】
本発明の他の態様は、詳細な説明と添付図面を考慮することにより、明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の或る実施形態による継ぎ手の断面図である。
【図２】本発明の別の実施形態による継ぎ手の断面図である。
【図３】本発明の更に別の実施形態による継ぎ手の断面図である。
【図４】図３の継ぎ手と共に使用するように作られたリングの斜視図である。
【図５】図３の継ぎ手と共に使用するように作られた代わりのリングの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その適用において、以下の説明に述べ、又は上記図面に図示している構造の詳細及び構成部品の配置に限定されるものでは無い旨理解されたい。本発明は、この他の実施形態でも実現可能であり、様々なやり方で、実施又は実行することができる。また、ここで用いる語句及び技術用語は、説明を目的にしており、何ら制限を課すものではない。「含んでいる」「備えている」又は「有している」及びそれ等の派生語の使用は、ここでは、その後に続く項目を包含し、それら並びに追加的項目と等価であることを意味している。特定、又は何らかの限定がなされていない限り、「取り付けられている」「接続されている」「支持されている」「連結されている」及びその派生語は、広範な意味で使用されており、直接的及び間接的両方の、取り付け、接続、支持、連結、を包含している。更に、「接続されている」及び「連結されている」は、物理的又は機械的接続又は連結に限定されるものではない。
【００１０】
図１は、第１の概ね軸方向の流体通路２６を画定している第１導管２４と、第２の概ね軸方向の流体通路３０を画定している第２導管２８とを含んでいる継ぎ手２０を示している。第１及び第２の導管２４、２８は、以下に詳細に説明するように連結され、それぞれの流体通路２６、３０の間に流体連通を確立する。継ぎ手２０は、第１導管２４と第２導管２８が軸方向に整列していてもいなくても高圧燃料システムに使用することのできる、ボール及び円錐型の継ぎ手として一般的に説明されている。第１及び第２の導管２４、２８は、互いに直接接触して、中間シール部材（例えば、弾性リング）無しに金属対金属接触を介して、両者の間に流体シールを確立する。具体的には、第１導管２４は、第２導管２８の概ね円錐形の内部表面３６が受ける、概ね球形の外部表面３２を含んでいる。第１導管２４の外部表面３２と第２導管２８の内部表面３６との間の境界面は、第１導管２４と第２導管２８を、様々な異なる相対的方向で連結できるようにしている。
【００１１】
第２導管２８は、ねじの切られた外部表面４０を含んでいる。ナット４４は、少なくとも部分的には第１導管２４を取り囲み、第２導管２８の上にねじ込まれる。ねじの切られた外部表面４０の上にナット４４を締め付けると、第１導管２４と第２導管２８が互いに軸方向に押し付けられ、概ね球形の外部表面３２と概ね円錐形の内部表面３６の間に働く圧力が増すことになる。ナット４４に掛けるトルクが大きいほど、一般に、第１導管２４の概ね球形の外部表面３２と第２導管２８の概ね円錐形の内部表面３６との間に働く軸方向密封力及び密封圧が高くなる。
【００１２】
第１導管２４の概ね球形の外部表面３２は、第１導管２４の「ボール部分」を構成し、第１部分３２Ａと第２部分３２Ｂを含んでいる。第１部分３２Ａは、概ね円錐形の内部表面３６と接触している。ナット４４からの軸方向の荷重は、第２部分３２Ｂが受ける。ボール部分に加え、第１導管２４は、更に、ボール部分から概ね軸方向に伸張する概ね円筒形のステム部分４８を含んでいる。燃料配管５０の端部は、少なくとも部分的にはステム部分４８によって受けられ、支持される。第１部分３２Ａの半径Ｒ１は、第２部分３２Ｂの半径Ｒ２より小さい。図示の構造では、第１部分３２Ａと第２部分３２Ｂは、共通の中心点を有している。
【００１３】
第１部分３２Ａと第２導管２８の内部表面３６の接触部は、図１に示すように、直径Ｄ１を有するリング状の概ね直線形の接触部となる。外部表面３２の第２部分３２Ｂも、係合してリング状の概ね直線形の接触部を形成し、そこを通して、ナット４４からの軸方向の荷重が第１導管２４に加えられる。第２部分３２Ｂ周りの接触リングの直径Ｄ２は、第１部分３２Ａ周りの接触リングの直径Ｄ１よりも大きい。従って、どの様な所与の軸方向荷重に対しても、第１導管２４と第２導管２８との間のシール境界に生じる圧力は、ナット４４と第１導管２４との間に生じるものよりも大きい。
【００１４】
図１に示すように、リング６０が、ナット４４と第１導管２４との間に配置され、両者の間で荷重を伝達している。リング６０は、ナット４４及び第１導管２４の両方と実質的に同軸である。図示の構造では、リング６０は、傾斜の付いた内部表面６２と実質的に平坦な半径方向に向いた外部表面６４とを有する、斜面付のリングである。リング６０は、高張力鋼で作ってもよい。リング６０の外部表面６４は、ナット４４の半径方向に向いた内側表面６８から或る距離だけ半径方向に間隔が空いている。リング６０は、更に、ナット４４の内部の軸方向に向いた表面７２と接触している軸方向に向いた面７０を含んでいる。
【００１５】
ナット４４を第２導管２８の上にねじ込むと、リング６０と第１導管２４との間の境界面にリング荷重が生じる。リング荷重は、所与の円周位置において傾斜の付いた内部表面６２に垂直に向いた法線成分と、所与の円周位置において傾斜の付いた内部表面６２に平行に向いた摩擦成分とを含んでいる。ナット４４によってリング６０に軸方向荷重が加えられると、第１導管２４の外部表面３２からリング６０の傾斜の付いた内部表面６２上に、半径方向外向きに働く実質的な成分を有する反力が生じることになる。リング６０の半径方向の外部表面６４は、ナット４４の半径方向の表面６８から間隔が空いているので、リング６０の半径方向外向きの反力は、リング６０によって支えられる。ナット４４とリング６０との間では、実質的に、半径方向の荷重は伝達されない。従って、ナット４４は、第２導管２８の上にねじ込まれたとき、何ら半径方向外向きの荷重を受けない。その様な荷重は、掛かると、ナット４４を割って開こうとする働きをし、これは、材料強度と、掛けられるトルク次第で起こり得る。リング６０は、ナット４４に、これを割って離す様に働く荷重が作用するのを防いでいる。
【００１６】
図１に示すように、継ぎ手２０に、更に、漏れ検出を単純化するための専用の「漏れ経路」を設けてもよい。漏れ経路は、流体通路２６、３０内側からの漏れを促進するものではなく、継ぎ手２０の内側（例えば、ナット４４の内側）にあるが第１及び第２導管２４、２８及び付帯する流体通路２６、３０の外側にある流体を、第１導管２４の外部表面３２と第２導管２８の内部表面３６との間に漏れが実在する場合に、所定の場所に導く様に構成されている。図示の実施形態では、リング６０は、軸方向に向いた面７０に隣接して形成された窪み又は溝７６を含んでいる。溝７６は、流体が、リング６０とナット４４の間の場所から継ぎ手２０の外側の場所まで流れることができるようにしている。従って、漏れの検出は、継ぎ手２０の単一の既知の場所で漏れを感知することによって行うことができ、迅速に且つエラーを受けにくい状態で漏れの検出を行うことができる。例えば燃料システムでは、少量の漏れは、燃料が液体ではなく蒸気になって継ぎ手２０から逃げ出すので、蒸気が排出される可能性のある場所が分かっていなければ、検出は困難である。
【００１７】
リング６０の更なる特徴は、リングが摩擦の低減を可能とし、従って、第１及び第２導管２４、２８を互いに密封するためにナット４４に掛ける必要のあるトルクが小さくなるということである。継ぎ手２０のナット４４と第１導管２４との間に存在する正味摩擦係数は、リング６０と、ナット４４及び第１導管２４の両方との間のそれぞれの境界面の影響を受ける。従来型の継ぎ手では、ナットは、第１導管と直接接触している。図示の構造では、リング６０は、ナット４４と第１導管２４が直接接触している場合に比べて、ナット４４と第１導管２４との間の正味摩擦係数が小さくなるように作られている。摩擦係数が小さくなった効果は、ナット４４を第２導管２８上に締め込む際の摩擦が実際に下がることである。従って、特定の軸方向の密封力を実現するためにナット４４に掛ける必要のあるトルクは、低くなる。或いは、ナット４４に所与量のトルクを掛けると、より大きな軸方向密封力を実現することができる。
【００１８】
図２は、第１の概ね軸方向の流体通路１２６を画定している第１導管１２４と、第２の概ね軸方向の流体通路１３０を画定している第２導管１２８とを含んでいる継ぎ手１２０を示している。第１及び第２の導管１２４、１２８は、以下に詳細に説明するように連結され、それぞれの流体通路１２６、１３０の間に流体連通を確立する。継ぎ手１２０は、第１導管１２４と第２導管１２８が軸方向に整列していてもいなくても高圧燃料システムに使用することのできる、ボール及び円錐型の継ぎ手として一般的に説明されている。第１及び第２の導管１２４、１２８は、互いに直接接触して、中間シール部材（例えば、弾性リング）無しに金属対金属接触を介して、両者の間に流体シールを確立する。具体的には、第１導管１２４は、第２導管１２８の概ね円錐形の内部表面１３６が受ける、概ね球形の外部表面１３２を含んでいる。第１導管１２４の外部表面１３２と第２導管１２８の内部表面１３６との間の境界面は、第１導管１２４と第２導管１２８を、様々な異なる相対的方向で連結できるようにしている。
【００１９】
図１の継ぎ手２０と同様に、図２の第２導管１２８は、ねじの切られた外部表面１４０を含んでいる。ナット１４４は、少なくとも部分的には第１導管１２４を取り囲み、第２導管１２８の上にねじ込まれる。ねじの切られた外部表面１４０の上にナット１４４を締め付けると、第１導管１２４と第２導管１２８が互いに軸方向に押し付けられ、概ね球形の外部表面１３２と概ね円錐形の内部表面１３６の間に働く圧力が、図１の継ぎ手２０のナット４４の場合と同じ様式で、増すことになる。図１の継ぎ手２０とは違って、図２の導管１２４には、単一の一定の半径を有する概ね球形の外部表面１３２が形成されている。
【００２０】
更に、第１導管１２４は、ステム部分１２４Ａとボール部分１２４Ｂを含んでいる。図示の構造では、ステム部分１２４Ａは、管状の燃料配管であるが、代わりに、管状の燃料配管を受けて支持するように構成されていてもよい。ステム部分１２４Ａとボール部分１２４Ｂは、銅ろう付け、又は両者を物理的に且つ密封状態に一体に接続するのに適した他の手段で、一体に接合することができる。ステム部分１２４Ａとボール部分１２４Ｂは、互いに別々に製造又は製作し、ボール部分１２４Ｂを、その概ね球形の外部表面１３２の範囲を超えて軸方向に突き出る部分が無い（例えば、ステム部分が一体になっていない）状態で予め製作してもよい。そうすれば、ボール部分１２４Ｂは、旋盤で製造する必要はなく、且つ円筒形の素材からではなく球状の素材から製造することができる。こうすれば、シールをするのに使用される外部表面１３２を、以下に詳細に説明するように、良好な表面仕上げで製造することができる。
【００２１】
或る構造では、ボール部分１２４Ｂは、ボールベアリングから製造される。ボールベアリングであれば、旋盤で作られたボール部分よりも、表面仕上げを５０倍、真円度を約２５倍、良好にすることができる。更に、ボールベアリング型のボール部分１２４Ｂは、旋盤で作られたボール部分よりも、直径許容差を約２０倍、良好にすることができる。或る構造では、予め製作されたボール部分１２４Ｂは、表面仕上げを約０．０５ミクロン、真円度を約０．０００６ミリメートル、直径許容差を約０．００１２ミリメートルにすることができる。ボール部分１２４Ｂは、全長穴１５４を設け、ステム部分１２４Ａが共通の終端部１５８まで伸張するようにすることができる。従来、燃料配管の端部は、ボール部分内の内部面取りに突き当てられ、そのため、ろう付け工程に必要な空気の逃がしを阻害することもあった。
【００２２】
ボール部分１２４Ｂは、軸方向に伸張するステム部分と一体に形成されていないので、ナット１４４の傾斜面１８０が外部表面１３２と接触する場所を、ボール部分１２４Ｂの端部に向けて更に軸方向に動かすことができる。その結果、接触角（即ち、傾斜面１８０の角度）を、従来型の継ぎ手よりも、実質的に大きくすることができるようになる。例えば、傾斜面１８０の角度を約８０度にすることができ、これに対し、従来型の継ぎ手では、接触角は約６０度である。従って、第１及び第２導管１２４、１２８の間に特定の軸方向密封力を達成するためにナット１４４に掛ける必要のあるトルクが小さくなる。特定の軸方向密封力を達成するための傾斜面１８０と外部表面１３２との間の法線力も、法線力の方向が軸方向に近づくにつれて小さくなる。例えば、法線力は、接触角が６０度の場合に必要な法線力の８０％未満（例えば、約７７．８％）になる。これによって、ナット１４４のボール部分１２４Ｂに対するかじりの深刻度が緩和される。代わりに、ナット１４４に一杯のトルクを掛けると、より大きな軸方向密封力を実現することができる。更に、一体の軸方向に伸びるステム部分がないので、図示のボール部分１２４Ｂの軸方向長さが短くなり、ステム部分１２４Ａに掛かる可能性のある曲げ荷重が減る。而して、ボールベアリング型のボール部分１２４Ｂを使用することによって、燃料配管のステム部分の終端部に高い曲げ荷重が働く恐れのあるボール−ステム型構成要素に比べて、疲労故障の可能性が少なくなる。
【００２３】
図示してはいないが、図１の継ぎ手２０のリング６０と同様なリングを、ナット１４４と第１導管１２４の外部表面１３２との間に配置してもよい。しかしながら、図２の継ぎ手１２０も、ナット１４４と第１導管１２４との間に掛けられる所与のトルクに対してナット１４４に働く半径方向の荷重の量を減らすことによって、「割って離す」様に働く荷重を減らす代替メカニズムを提供している。
【００２４】
図２の継ぎ手１２０における追加の改良には、概ね円錐形の内部表面１３６に（例えば、マスターボールで）コイニング加工を施して、第１導管１２４の概ね球形の外部表面１３２用の着座面を作ることが含まれる。マスターボールは、概ね球形の外部表面１３２の形状を有し、しかしより厳密な許容差とより良好な表面仕上げを有する高品質のボールベアリングである。マスターボールは、コイニングプレスのハンマーの一部として作られていてもよい。コイニング加工によって、概ね円錐形の内部表面１３６に非常に小さな球形の圧痕が形成され、その中に、ボール部分１２４Ｂを、継ぎ手１２０の最終アッセンブリ時に大量のトルクをナット１４４に掛けること無く、着座させることができる。更に、概ね球形の外部表面１３２の少なくとも一部分に軟質金属を被覆して（例えば、電気銅メッキを施して）、被覆された部分の表面粗さを約５０％下げることもできる。被覆は、厚さが約０．００１インチ（約０．０２５ｍｍ）未満、例えば、厚さ約０．０００５インチ（約０．０１２７ｍｍ）としてもよい。
【００２５】
図３は、第１の概ね軸方向の流体通路２２６を画定している第１導管２２４と、第２の概ね軸方向の流体通路２３０を画定している第２導管２２８とを含んでいる継ぎ手２２０を示している。第１及び第２の導管２２４、２２８は、以下に更に詳細に説明するように連結され、それぞれの流体通路２２６、２３０の間に流体連通を確立する。継ぎ手２２０は、第１導管２２４と第２導管２２８が軸方向に整列していてもいなくても高圧燃料システムに使用することのできる、ボール及び円錐型の継ぎ手として一般的に説明されている。第１及び第２の導管２２４、２２８は、互いに直接接触して、中間シール部材（例えば、弾性リング）無しに金属対金属接触を介して、両者の間に流体シールを確立する。具体的には、第１導管２２４は、第２導管２２８の概ね円錐形の内部表面２３６が受ける、概ね球形の外部表面２３２を含んでいる。第１導管２２４の外部表面２３２と第２導管２２８の内部表面２３６との間の境界面は、第１導管２２４と第２導管２２８を、様々な異なる相対的方向で連結できるようにしている。
【００２６】
第２導管２２８は、ねじの切られた外部表面２４０を含んでいる。ナット２４４は、少なくとも部分的には第１導管２２４を取り囲み、第２導管２２８の上にねじ込まれる。ねじの切られた外部表面２４０の上にナット２４４を締め付けると、第１導管２２４と第２導管２２８が互いに軸方向に押し付けられ、概ね球形の外部表面２３２と概ね円錐形の内部表面２３６の間に働く圧力が増すことになる。ナット２４４に掛けるトルクが大きいほど、一般に、第１導管２２４の概ね球形の外部表面２３２と第２導管２２８の概ね円錐形の内部表面２３６との間に働く軸方向密封力及び密封圧が高くなる。
【００２７】
第１導管２２４の概ね球形の外部表面２３２は、第１導管２２４の「ボール部分」を構成し、これが、ナット２４４と第２導管２２８の間で押圧される。ボール部分に加えて、第１導管２２４は、更に、ボール部分から概ね軸方向に伸張する概ね円筒形のステム部分２４８を含んでいる。燃料配管２５０の端部は、少なくとも部分的にはステム部分２４８によって受けられ、支持される。
【００２８】
リング２６０が、ナット２４４と第１導管２２４との間に配置され、両者の間で荷重を伝達している。リング２６０は、ナット２４４及び第１導管２２４の両方と実質的に同軸である。図示の構造では、リング２６０は、ナット２４４の傾斜の付いた又は円錐形の内部表面２７２と相補的な円錐形を有するワッシャである。リング２６０は銅で作り、一方、ナット２４４は鋼で作ってもよい。概ね球形の外部表面２３２と、直接ナット２４４ではなくリング２６０との間に接触部を確立することによって、ナットを締め付ける際のトルク損失が低減される。継ぎ手２２０のナット２４４と第１導管２２４との間に存在する正味摩擦係数は、リング２６０と、ナット２４４及び第１導管２２４の両方との間のそれぞれの境界面の影響を受ける。従来型の継ぎ手では、ナットは、第１導管と直接接触している。図示の構造では、リング２６０は、ナット２４４と第１導管２２４が直接接触している場合に比べて、ナット２４４と第１導管２２４との間の正味摩擦係数が小さくなるように作られている。摩擦係数が小さくなった効果は、ナット２４４を第２導管２２８上に締め込む際の摩擦が実際に下がることである。従って、特定の軸方向の密封力を実現するためにナット２４４に掛ける必要のあるトルクは、低くなる。或いは、ナット２４４に所与量のトルクを掛けると、より大きな軸方向密封力を実現することができる。リング２６０は、平坦なワッシャ（図４）として予め製作し、少なくとも部分的には、ナット２４４の円錐形の内部表面２７２の形状に沿うように変形させてもよい。或いは、リング２６０は、ナット２４４の内部表面２７２と相補的な円錐形（図５）に予め製作してもよい。
【００２９】
この様に、本発明は、従来型のボール及び円錐型継ぎ手に勝る様々な改良を提供している。３つの具体的な構造として図示し説明してきたが、本発明の特徴は、図及び上記説明に示したものとは異なる組み合わせで組み合わせることもできる。本発明の各種特徴及び利点は、以下の特許請求の範囲において述べるものとする。
【符号の説明】
【００３０】
２０、１２０、２２０  継ぎ手
２４、１２４、２２４  第１導管
２６、１２６、２２６  第１流体通路
２８、１２８、２２８  第２導管
３０、１３０、２３０  第２流体通路
３２、１３２、２３２  球形の外部表面
３２Ａ  第１部分
３２Ｂ  第２部分
３６、１３６、２３６  円錐形の内部表面
４０、１４０、２４０  ねじの切られた外部表面
４４、１４４、２４４  ナット
４８、２４８  ステム部分
５０、２５０  燃料配管
６０、２６０  リング
６２  傾斜面
６４  リングの半径方向に向いた外部表面
６８  ナットの半径方向に向いた内部表面
７０  リングの軸方向に向いた面
７２  ナットの軸方向に向いた面
７６  溝
１２４Ａ  ステム部分
１２４Ｂ  ボール部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
2010180875000001.pdf