(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する軸方向の作用力により、中心軸線を有する実質的円筒形の第一部分（３）であって、その第一部分の略半径方向外側へ延在する第一ブロック面（１６）を有する第一部分（３）が、第一部分に対して同心的に配置される第二部分（１）であって、第一ブロック面（１６）に対向して回転し略半径方向内側へ延在する第二ブロック面（１２）を有すると共にこの第二ブロック面の内径が第一ブロック面（１６）の外径より大きく形成されている第二部分（１）に対して開放されるのを防止するブロック装置であって、そしてこの装置が、
２つのブロック面（１６，１２）の間に割りばねリング（８）を配置し、そしてこのリング（８）は、その開放状態において両ブロック面（１６，１２）の間に挟まれて延在すると共に、その変形は半径方向の一方向へのみ許容されそしてその際にはこのリング（８）は変形方向に関して前方に位置するブロック面（１６，１２）へ導かれ、
このばねリング（８）は、第一ブロック面（１６）に対して回転する第一側面（２４）と第二ブロック面（１２）に対して回転する第二側面（２５）とを有し、
軸方向力は、第一部分（３）からばねリング（８）へおよびばねリング（８）から第二部分（１）へと伝達され、これは主としてばねリング（８）の両側面上において作動面（１６，１２，２４，２５）と縁に沿って作用接触されることにより行われ、なおこの作動面は、選択される構造および負荷荷重によるばねリングの捩じりに対応してブロック面（１６，１２）か或いは側面（２４，２５）のいずれかであることができ、そしてこれらの面はいずれも、軸断面に関して中心軸線に直交する平面に対して角度（α,β）を形成し、この角度は各面に作用する軸方向力とその面に対して直交するこの軸方向力成分との間の角度により規定される攻撃角度（α,β）と等しいよう構成されているブロック装置において、
この２つの攻撃角度（α,β）が許容変形方向へ逸らされる際に正符号で測定されるこの角度の大きさの合計は、最大でゼロかこれより小さいことを特徴とするブロック装置。
【請求項２】
ばねリング（８）は、内径部よりも外径部において大きな厚さを有することを特徴とする請求項１記載のブロック装置。
【請求項３】
ばねリング（８）の断面は、内向き収斂側面を有するトラピーズ（trapez）形状であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のブロック装置。
【請求項４】
ばねリング（８）は前記部分（３，１）のいずれか１つ内の溝（５）内に配置され、ばねリング（８）の許容変形方向は溝（５）へ向けて指向され、そして溝の一側部がブロック面（２３）に形成されているブロック装置において、
前記ブロック面（２３）が、軸方向断面に関して中心軸線に垂直な平面に対して、変形方向へ収斂する角度（β）を形成することを特徴とする請求項１乃至３の１つまたはそれ以上に記載のブロック装置。
【請求項５】
各部分は対向する回転ブロック面（１６，１２）を有することを特徴とする請求項１乃至４の１つまたはそれ以上に記載のブロック装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、対向する軸方向の作用力により、中心軸線を有する実質的円筒形の第一部分であって、その第一部分の略半径方向外側へ延在する第一ブロック面を有する第一部分が、第一部分に対して同心的に配置される第二部分であって、第一ブロック面に対向して回転し略半径方向内側へ延在する第二ブロック面を有すると共にこの第二ブロック面の内径が第一ブロック面の外径より大きく形成されている第二部分に対して開放されるのを防止するブロック装置であって、そしてこの装置が、２つのブロック面の間に割りばねリングを配置し、そしてこのリングは、その開放状態において両ブロック面の間に挟まれて延在すると共に、その変形は半径方向の一方向へのみ許容されそしてその際にはこのリングは変形方向に関して前方に位置するブロック面へ導かれ、このばねリングは、第一ブロック面に対して回転する第一側面と第二ブロック面に対して回転する第二側面とを有し、軸方向力は、第一部分からばねリングへおよびばねリングから第二部分へと伝達され、これは主としてばねリングの両側面上において作動面と縁に沿って作用接触されることにより行われ、なおこの作動面は、選択される構造および負荷荷重によるばねリングの捩じりに対応してブロック面か或いは側面のいずれかであることができ、そしてこれらの面はいずれも、軸断面に関して中心軸線に直交する平面に対して角度を形成し、この角度は各面に作用する軸方向力とその面に対して直交するこの軸方向力成分との間の角度により規定される攻撃角度と等しいよう構成されているブロック装置に関する。
上記装置は、極めて簡単且つ安価な構造を有し、従ってこの装置は、機械工業分野において種々多数の目的に使用されている。
この装置の説明のために、通常の輸送容器でビール等の液体をＣＯ2等の押出しガスの圧力下で分配する際に使用されるスピア（spear）が以下説明される。
装置状態においては、スピアは、容器内の首部リング内に例えばねじ装置により固定され、そしてこの位置にばねリング手段を介してロックされる。ばねリングは首部リング内の溝内に配置され、一方、スピア内にはこのスピアを前記ばねリングの下で把持してその脱着を防止するブロック面が設けられている。
この装置は、特に安全の目的のために提供される。すなわち、若しスピアが容器内になお過剰圧力が残存する間に取外（脱着）されると、このスピアは負荷過剰圧力の下で発射体として室内へ発射されるため、スピアの近くに居る人、例えばこのスピアを取外そうとしている人を狙撃することになり、このため重大な事故が発生されるからである。
しかるに、ばねリングは、いかなる場合にも、取外し防止に対する要求安全を提供し得るものではないことが明らかとなった。或る場合には、ばねリングは、取外し時にばねリングと同時に動作される対向ブロック面によって溝内へと作用される。前記動作は、スピアがねじ装置で装着される場合には回転動作で有り得る。ばねリングが首部リングの溝内に圧入されると、このばねリングは、最早、スピアを２つの部分間の軸方向変位から安全固定することはできない。
そこで、２つの部分間の相互変位に対する完全な安全性を提供することができる、冒頭記載形式のブロック装置が要求されている。
前記要求を達成するための新規且つ特定の技術は、本発明によれば、２つの攻撃角度が変形方向へ逸らされる際に正符号で測定される前記攻撃角度の大きさの合計が最大で極めて大きくなる結果、たとえ２つの部分がその相互間で捩じり、動揺或いはその他の動作を同時に負荷される場合でもばねリングが軸方向力の負荷の下で前記ブロック面の１つから開放されることがなく、従って前記対向する軸方向作用力が第一部分を第二部分に対して軸方向へ変位することが防止されるように構成されている。
ブロック装置のブロック面の１つが楔面と見做される場合、そして、この時、実際的には通常そうであるように、この楔面の傾斜角度が摩擦角度より小さい場合には、前記装置は自己ブロックされる。
しかしながら、従来のブロック装置においては、前記自己ブロックの効果が、ばねリングの問題がブロック面から半径方向自由に変形されるのを防止するには必ずしも十分ではなかった。従って、上述したスピアをねじ戻すと、実際的には、ブロック面の端縁部がばねリングを対応溝内へねし込むこととなっていた。
従来のブロック装置に纏わる前記難点は、本発明に係わるブロック装置による手段、すなわち軸方向力の半径方向合力が同時に作用されるばねリングの摩擦力および弾性力に打ち勝つ程には大きくなれないこと、によって解決される。これにより、２つの攻撃角度の合計がゼロに等しいか或いはこれより小さい時に、特に高い安全性が達成される。
この極めて簡単な構造を有する、好適な実施例においては、ばねリングは、従来のばねリングとは異なり、その大きな厚さ部を内径部よりは外径部に有すると共に、更にその断面は台形に形成されている。
また別の好適な実施例によれば、ばねリングは１つの部分内の溝内に配置されると共にその変形はこの溝内においてのみ許容され、更に前記溝の一側部はブロック面を形成し、更に好適には前記ブロック面は軸方向断面に関して中心軸線に垂直な対向平面に対して変形方向へ収斂する角度を形成するよう構成されている。
次に、本発明を、その一実施例としての一実施態様につき添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。図において
図１は、従来のブロック装置の、容器の首部リング内に螺入されたスピアの軸方向部分側断面図であり、
図２は、本発明に係わるブロック装置の、図１におけると同様の側断面図であり、
図３ａ，ｂおよびｃは、図１に示す装置の、スピア取外し時の３つの連続操作段階における説明図であり、
図４ａ，ｂおよびｃは、図２に示す装置の、スピア取外し時の３つの連続操作段階における説明図であり、
図５は、ばねリングを示す平面図であり、
図６は、図５に示すばねリングの拡大断面図であり、
図７ａ，ｂ，ｃおよびｄは、ブロック装置の変形に伴う、軸方向作用力の分解成分を示すベクトル線図である。
図１および図２にスピア１を図示するが、このスピアは、ねじ溝２を介して、容器４（その一部分のみが示されている）上に溶接された首部リング３内に螺入されている。この種のスピアは、一般に、例えばビールを輸送容器内でＣＯ2等の押出しガスの圧力下で分配する際のバルブとして使用されている。なお、このスピアシステムそのものは、ここでは、本発明の一実施例を例示するだけのものであるので詳細には説明されない。
首部リング３内には溝５が形成され、そしてこの溝内には割りばねリング６（図５に平面で示す）が配置されている。このばねリングは、図１においては通常のばねリング７であり一方図２においては本発明に係わるばねリング８であるが、これらのばねリングは、いずれも開放状態で示されている。
図５に示すように、ばねリング６は、このばねリングを溝５内へ圧縮挿入するための開口スリット９を有する。この圧縮挿入は、スピア１が首部リング３内へ螺入される際に発生されるが、しかるにこの螺入に際しては、スピア１の内向き回転突出部１１上の下側円錐面１０がばねリングを溝５内へ圧入することにより、前記突出部１１がばねリングを通り抜け降下されることができる。なおこれが達成されると、ばねリングは、直ちに図１および図２に示す開放状態に復帰され、そしてこの状態においては、前記ばねリングは突出部１１の上向き回転面１２に対接されている。
明かなように、内向き回転突出部１１は、一種の鍵突起として作用し、ばねリングの下部に位置した後では反対方向への移動は不可能である。従って、スピアを取外す際には、ばねリングを溝５内に積極的に圧入し、そしてこれにより、突出部１１をばねリングから通過上昇させなければならない。この目的のため、ばねリングの周囲領域内には、スピアの周りに延在する一列の通路穴部１３が形成されている。これらの穴部は、通常の使用時には比較的容易に破断され得る、例えばプラスチック材等からなるシールド１４で被覆されている。更に、このシールド１４には、これを容易に破断し得るよう、少なくとも１つの破断インジケータ１５が設けられている。
スピアを取外す際には、穴部１３に対して外部から自由にアクセスできるようシールド１４が破断除去される。そしてその後、穴部１３内に挿通されるピンを有する特定の工具を適用することにより、ばねリング６が溝５内に圧縮挿入され、そして突出部１１がばねリングを通過され、そしてこれによりスピアが取外されることができる。
図１および図２に示す形式のスピアは、通常は、常に最初の接続により首部リング内に固定され、そしてこの固定は、それ自体で大きな安全性をもって、容器内の押出し圧力がスピア上に外向きに作用している力を吸収することができる。図示例では、スピア１はねじ手段２により首部リング３に組付けられており、従って、スピアは、特別の準備を施すことなく首部リングからねじ戻し外されることができる。若し、この取外しが容器内になお過剰圧力が存在している際に発生されると、スピアは突然大きな力をもって室内へ発射されるであろう。若し、スピアが容器近くにいる人、例えば操作者を狙撃すると、この人は重大な障害を、最悪の場合には殺傷されるであろう。
従って、容器内の圧力は、スピアが取外される前に解放されなければならない。この事実は、公認の操作者には十分に承知されているが、しかしながら、例えば何等かの理由でスピアを取外したいと望む非公認の人達には通常そうではない。ここで、ばねリング７、突出部１１の上向き回転面１２および溝５の上方の下向き回転面１６は、協働してブロック装置、すなわち前記非公認の人達がスピアをねじ戻し外すことを防止する装置、を構成している。そしてここで、前記非公認の人達は、シールド１４のために穴部１３へ直接アクセスすることはできないので、従ってばねリング７を操作圧縮して突出部１１を通過させることはできない。しかしながらそれにも拘らず、通常のブロック装置の場合には、図１に見られるように、非公認の人達がスピアを取外しできることが知られていた。その理由は、図１に示すブロック装置の取外し中における３つの異なる操作段階を拡大して示す図３ａ，ｂおよびｃを参照しながら以下説明される。
図３ａにおいて、スピア１は首部リング３に対して突出部１１の上向き回転面１２の端縁部１７がばねリング７の下側側面２０に対接されることにより、ばねリングが上昇されてこのばねリングの上端縁部１８が溝５の下向き回転面１６に対接される限度までねじ戻される。図示されるように、突出部１１の上方に位置する内向き回転円筒面２２がばねリングの半径方向外側への膨張可能性を制限しており、一方このばねリングは、自由に圧縮されることにより、溝５に対して矢印で示す変形方向へ変形されることができる。
ねじ戻しが継続されると、ばねリングは逆向の軸方向力を作用されることにより捩られ、すなわち、ばねリングの断面は、図３ｂに示すように、出発時点に比較して回転されることになる。図示されるように、軸方向力は、一方の側においては突出部１１内向き回転面１２の端縁部１７とばねリング７の下向き回転面２０との間の、他方の側においては溝５上側側面１６の端縁部１９とばねリングの上側側面２１との間の、それぞれ前記端縁部に沿う対接によって伝達されている。図３ａ，ｂおよびｃにおいては、ばねリングの側面２０，２１とスピアの中心軸線に直交する平面との間に形成される角度の大きさは、説明のため幾分誇張的に図示されている。実際的には、これらの角度は極小さいので、装置は、解放状態においては、すなわち、２部分が互いに軸方向へ変位されようとされているだけの場合には、自己ブロックされている。この場合は、軸方向の作用力がばねリングを変形方向へ圧縮させることは不可能である。
しかしながら、この状態は、ばねリング上の作用が、軸方向力をばねリングの側面２０，２１へ伝達する端縁部１７，１９に関して、静荷重からばねリングを回転する関係へと変化される際に終焉される。このことは、ばねリングの側面２０，２１を図解的に示す図７ａを見ると最も良く理解される。托葉ラインＸ−Ｘは、スピアの中心軸線に直交する平面を表す。この中心平面に対し、側面２０は角度αを一方側面２１は角度βを形成している。これらの角度は、図３ａに矢印で示す変形方向、すなわち、溝５の方向へ或いは図７ｑにおいて左側から右側の方向へ逸れる際に正符号で計測され、すなわち、この場合両角度共に正とされる。
２つの側面２０，２１は、対向する同じ大きさの軸方向力Ｆを作用される。図７ａにおいて、側面２０の軸方向力Ｆは垂直力Ｋ１′と水平成分Ｋ１″とに分解され、一方側面２１の垂直力Ｆは垂直力Ｋ２′と水平成分Ｋ２″とに分解される。２つの水平成分Ｋ１″，Ｋ２″の合計は合力Ｒとして合成される。図７ａにおいては、前記合力Ｒは変形方向と同一方向へ作用されており、従ってばねリングは半径方向へ圧縮されて溝５内へ挿入されようとし、従ってこの場合、スピアは、ブロック装置の存在に拘らず取外され得ることとなる。
しかしながら、前記取外しは、ばねリングが軸方向力Ｆから静荷重だけを負荷されている場合には、前述したように同時に発生される摩擦力によって、その発生を防止されることができる。しかしながら、若しばねリングの側面２０，２１が端縁部１７，１９（図３ｂ）の攻撃点において合力Ｒに直角な対抗力を同時に作用される場合には、この問題の攻撃点１７或いは１９は前記力および合力Ｒを合成されたベクトルで指示されると同一の方向へ移動されることになる。
合力Ｒに直角な前記第二の対向力は、スピアが対応する首部リングに関して回転される際に発生される。すなわちこれにより、ばねリングは攻撃点１７，１９の少なくとも１つに関して回転状態にもたらされ、そしてこの状態は、前記状態によって、図６に示すように、問題の接触面に関して螺旋状の曲線に描かれる。この螺旋状の曲線は、攻撃点１７に関しては、図３ｂに示すように、側面２０のこれに沿う位置からばねリングの外周面における端縁部へと走行される。このようにして、ばねリングは、図３ｃに示すように、突出部１１から最終的に開放され、すなわち、完全にねじ戻される。これにより、スピアは、何等の問題もなくまた前述した何等の障害もなくねじ戻されることができる。
このように、スピアは、ブロック装置によって安全固定されたとしても取外され得るが、このことは、従来のブロック装置を使用する際には、図７ａに示すように、反力として作用する軸方向力が、前記取外しの場合には、正の合力Ｒに合成されている事実に起因することは、明らかである。
従って従来のブロック装置は、静荷重の作用時のみにしか２部分間の軸方向変位に対して満足な安全を提供することができず、すなわちこの装置は、上述した理由から、２部分が相互間でそれぞれ同時作動される、例えば互いに回転動作される場合には効力を達成することができない。このように従来のブロック装置は、最高の安全性が要求される場合には、例えば、スピアが非公認の人によって取外されるのを防止する場合には、無効であった。
従来のブロックシステムの前記欠点は、図４ａ，４ｂおよび４ｃに例示される、本発明に拘るブロック装置の実施例手段によって解決される。対応するベクトル線図が図７ｂ，７ｃおよび７ｄに示されている。図３ｂ，７ａと同一構成部分には、いずれも同一参照符号が付されている。
図４ａ，７ｂは、図３ｂ，７ａに対して、溝５の上部側面２３が負の角度βに形成されている重大な相違を除いて殆ど同一である。なお、βはαより大きいので、合力Ｒも、図７ｂに示すように負の角度に形成されている。従ってこの場合、合力Ｒは変形方向とは逆の方向へ指向されており、そしてこのことは、前記合力が、スピアが首部リングに対して回転される際には、従来の装置におけるように圧縮することなく、ばねリングを半径方向外側へ拡張することにより、スピアの内向き回転円筒面２２へ対接させようとする結果をもたらす。従って、本発明に係わるブロック装置によって、非公認の人によるスピア取外しに対する完全な安全が提供される。
図４ｂに、本発明に係わる別の実施例を示す。この場合、溝５は図３ｂに示す溝に対応されている。ここで、図３ｂに示す従来のばねリング７は内側直径部に最大壁厚部分を有するが、図４ｂに示す本発明に係わるばねリングでは外側直径部に最大厚部分を形成されている。従って、ばねリング８の側面２４，２５は図７ｃに示す傾斜を有し、すなわち、側面２５は僅かな負の傾斜角度αで、一方側面２４はより大きな負の傾斜角度βで傾斜されている。従ってこれによれば、図４ａ，７ｂに示すより大きな合力が得られ、この結果、スピアの非公認取外しに対するより大きな安全性が達成される。
図４ｃ，７ｄに示すブロック装置によれば、図４ａ，４ｂに示すブロック装置の利点が結合されて、より付加的な安全性が達成される。溝５の上部側面２３は、図７ｄに示すように、図４ａにおける対応側面２３と同じ負の傾斜角度を有し、また、ばねリング８は、図４ｂにおけると全く同一形状の断面を有する。図７ｄから分かるように、前述の場合より更に大きな合力が得られ、そしてこの結果、スピアの非公認取外しに対する更に大きな安全性が達成される。
本発明に係わるブロック装置に対する図示実施態様は単なる実施例とて理解されるべきであり、そして、本発明に関する前記効果は、所要の構造に対して要求される安全度を正確に達成すべく様々に組合わせ得ることは明らかである。
前記構造は、軸方向の変位を安全固定されるべき２つの部分が軸方向とは異なる向きの別の相互動作を同時に負荷される構造のものであれば、スピアその他いかなる構造のものであっても良い。
前記相互動作は、前述した、２部分間の相互回転であっても、或いは前後方向における２部分間の相互動揺であっても良い。
図示し且つ前述した、本発明に係わるブロック装置は、一方の軸方向へ作動されるブロツク装置に構成されている。しかしながら、このブロック装置は、各部分が２つの対向回転ブロック面を有する複動式に構成できることは勿論である。
更に、変形方向は図３ａに示すとは反対方向にし、内側部分に対してばねリングの半径方向内側への変位を制限する外向き回転円筒停止面を設け、そして外側部分はその内部に向けばねリングが半径方向外側へ拡張されるよう構成することもできる。
【図１】
0003713047.tif 000002
【図２】
0003713047.tif 000003
【図３ａ】
0003713047.tif 000004
【図３ｂ】
0003713047.tif 000005
【図３ｃ】
0003713047.tif 000006
【図４ａ】
0003713047.tif 000007
【図４ｂ】
0003713047.tif 000008
【図４ｃ】
0003713047.tif 000009
【図５】
0003713047.tif 000010
【図６】
0003713047.tif 000011
【図７】
0003713047.tif 000012