(57)【要約】      （修正有）【課題】流体導管を構造体に固定するためのゼロモーメント管継手を実現するための装置、システム、および方法を提供する。【解決手段】管継手１００が、球面軸受１１０および軸受ハウジング１２０を含みうる。球面軸受１１０は、球面軸受１１０を通して流体導管１０２を受け入れるための導管用開口１１２を含むことができる。軸受ハウジング１２０は、内部に球面軸受１１０を包み込んで保持し、内部での球面軸受１１０の回転を可能とするように、構成することができる。軸受ハウジング１２０は、管継手１００を構造体１４０に固定するために、構造体１４０にしっかりと取付けることができる。【選択図】図１
2014111987.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管用開口（１１２）を含む球面軸受（１１０）であって、前記球面軸受（１１０）を横断する流体導管（１０２）を受け入れるように構成された、球面軸受（１１０）と、
内部に前記球面軸受（１１０）を保持し、内部での前記球面軸受（１１０）の回転を可能とし、構造体（１４０）にしっかりと結合されるように構成された、軸受ハウジング（１２０）と
を備える、構造管継手（１００）。
【請求項２】
前記球面軸受（１１０）が、前軸受（１１０Ａ）および後軸受（１１０Ｂ）をさらに含み、前記前軸受（１１０Ａ）および前記後軸受（１１０Ｂ）が、互いに接して前記導管用開口（１１２）を有する組立軸受構成を作り出すように構成されている、請求項１に記載の構造管継手（１００）。
【請求項３】
前記軸受ハウジング（１２０）が、互いに接して組立ハウジング構成を作り出すように構成された前ハウジング（１２０Ａ）および後ハウジング（１２０Ｂ）を含み、前記組立ハウジング構成が、前記球面軸受（１１０）の前記組立軸受構成を維持すると同時に前記軸受ハウジング（１２０）内での前記球面軸受（１１０）の回転を可能とするように成形された内側面（１２２）を含む、請求項１または２に記載の構造管継手（１００）。
【請求項４】
前記前ハウジング（１２０Ａ）および前記後ハウジング（１２０Ｂ）のそれぞれが、
対応する前ハウジング（１２０Ａ）または後ハウジング（１２０Ｂ）の内側面（１２２）と結び合うように構成され、環状内側軸受エッジ（１３０）を含む、内側面（１２２）と、
前記組立ハウジング構成において、前記内側面（１２２）に対向しかつ前記軸受ハウジング（１２０）の外側になり、前記環状内側軸受エッジ（１３０）の直径よりも小さい直径を有する環状外側軸受エッジ（１３２）を含む、外側面（１２８）と、
前記環状内側軸受エッジ（１３０）と前記環状外側軸受エッジ（１３２）との間に画定された軸受保持表面（１３４）と
を含む、請求項３に記載の構造管継手（１００）。
【請求項５】
前記軸受保持表面（１３４）が、前記環状内側軸受エッジ（１３０）と前記環状外側軸受エッジ（１３２）との間に、前記球面軸受（１１０）の外部形状に実質的に対応する弓形形状を含む、請求項４に記載の構造管継手（１００）。
【請求項６】
前記前軸受（１１０Ａ）および前記後軸受（１１０Ｂ）のうちの少なくとも一方が、前記導管用開口（１１２）内で前記流体導管（１０２）の前部分（１０２Ａ）と後部分（１０２Ｂ）とを結合する組立結合フランジに係合するように構成され、その結果、前記組立軸受構成が前記流体導管（１０２）を前記球面軸受（１１０）内に固定する、請求項２ないし５のいずれか一項に記載の構造管継手（１００）。
【請求項７】
前記前軸受（１１０Ａ）および前記後軸受（１１０Ｂ）が、複数の締結具用空所（１１６）を備え、前記締結具用空所（１１６）のそれぞれが、前記流体導管（１０２）の前記前部分（１０２Ａ）と前記後部分（１０２Ｂ）とを結合する前記組立結合フランジからの締結具の一部分を受け入れるように構成されている、請求項２ないし６のいずれか一項に記載の構造管継手（１００）。
【請求項８】
前記軸受ハウジング（１２０）が、取付けフランジ（１２４）を備え、前記取付けフランジ（１２４）が、前記軸受ハウジング（１２０）を前記構造体（１４０）に結合するための締結具（３０２）を受け入れるように構成された締結具用開口（１２６）を備える、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の構造管継手（１００）。
【請求項９】
前記流体導管（１０２）が流体経路を含み、また、前記構造体（１４０）が輸送手段の隔壁を含む、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の構造管継手（１００）。
【請求項１０】
流体導管（１０２）を構造体（１４０）に固定するための方法であって、
前記流体導管（１０２）を球面軸受（１１０）で包み込むことと、
前記球面軸受（１１０）を軸受ハウジング（１２０）内に保持すると同時に前記軸受ハウジング（１２０）内での前記球面軸受（１１０）の回転を可能とするように、前記球面軸受（１１０）を前記軸受ハウジング（１２０）内に固定することと、
前記軸受ハウジング（１２０）を前記構造体（１４０）に固定することと
を含む、方法。
【請求項１１】
第１の部分（１０２Ａ）の第１の結合フランジ（１０４）、第２の部分（１０２Ｂ）の第２の結合フランジ（１０４）、および複数の締結具を介して、前記流体導管（１０２）の前記第１の部分（１０２Ａ）を前記流体導管（１０２）の前記第２の部分（１０２Ｂ）に結合して、前記流体導管（１０２）の組立結合フランジを作り出すことをさらに含み、前記流体導管（１０２）を前記球面軸受（１１０）で包み込むことが、前記組立結合フランジを前記球面軸受（１１０）の対応するフランジ用および締結具用の空所（１１６）内に位置決めすることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記軸受ハウジング（１２０）が、前ハウジング（１２０Ａ）および後ハウジング（１２０Ｂ）を含み、前記球面軸受（１１０）を前記軸受ハウジング（１２０）内に保持すると同時に前記軸受ハウジング（１２０）内での前記球面軸受（１１０）の回転を可能とするように、前記球面軸受（１１０）を前記軸受ハウジング（１２０）内に固定することが、
前記球面軸受（１１０）を前記前ハウジング（１２０Ａ）内に位置決めすることと、
前記前ハウジング（１２０Ａ）の内側面（１２２）が前記後ハウジング（１２０Ｂ）の内側面（１２２）に接するように、前記球面軸受（１１０）を前記後ハウジング（１２０Ｂ）内に位置決めして、前記前ハウジング（１２０Ａ）および前記後ハウジング（１２０Ｂ）によって画定され、軸受保持表面（１３４）に対する前記球面軸受（１１０）の回転運動を可能とするように構成された軸受保持表面（１３４）に、前記球面軸受（１１０）の外側軸受表面（１１８）が接するように、前記球面軸受（１１０）を包み込むことと
を含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記前ハウジング（１２０Ａ）を前記後ハウジング（１２０Ｂ）に固定することをさらに含む、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記前ハウジング（１２０Ａ）を前記後ハウジング（１２０Ｂ）に固定すること、および前記軸受ハウジング（１２０）を前記構造体（１４０）に固定することが、各締結具用開口（１２６）および対応する締結具が、前記前ハウジング（１２０Ａ）、前記後ハウジング（１２０Ｂ）、および前記構造体（１４０）を横断するように、複数の締結具用開口（１２６）を通して複数の締結具（３０２）を設置することを含む、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記流体導管（１０２）が、
複数の第１の締結具用開口（１０６）を有する第１の結合フランジ（１０４）を具備する、前記流体導管（１０２）の第１の部分（１０２Ａ）と、
複数の第２の締結具用開口（１０６）を有する第２の結合フランジ（１０４）を具備する、前記流体導管（１０２）の第２の部分（１０２Ｂ）であって、前記複数の第１の締結具用開口（１０６）が前記複数の第２の締結具用開口（１０６）と整列するように、前記第２の結合フランジ（１０４）が前記第１の結合フランジ（１０４）に接するように構成されている、前記流体導管（１０２）の第２の部分（１０２Ｂ）と、
前軸受（１１０Ａ）および後軸受（１１０Ｂ）を含む球面軸受（１１０）であって、
前記前軸受（１１０Ａ）が、前記流体導管（１０２）の前記第１の部分（１０２Ａ）を包み込んで、前記複数の第１の締結具用開口（１０６）を通って突出する複数の締結具を固定するように構成されており、
前記後軸受（１１０Ｂ）が、前記流体導管（１０２）の前記第２の部分（１０２Ｂ）を包み込んで、前記複数の第２の締結具用開口（１０６）を通って突出する前記複数の締結具を固定し、そして前記前軸受（１１０Ａ）に接して、前記球面軸受（１１０）を横断する前記流体導管（１０２）を有する組立軸受構成を作り出すように構成されている、
球面軸受（１１０）と、
互いに接して組立ハウジング構成を作り出すように構成された前ハウジング（１２０Ａ）および後ハウジング（１２０Ｂ）を含み、内部に前記球面軸受（１１０）を保持し、内部での前記球面軸受（１１０）の回転を可能とし、前記構造体（１４０）にしっかりと結合されるように構成された、軸受ハウジング（１２０）と、
前記第１の結合フランジ（１０４）および前記第２の結合フランジ（１０４）に応じた寸法となされ、かつ、組み立てられたときに前記第１の結合フランジ（１０４）と前記第２の結合フランジ（１０４）との間に位置決めされて前記流体導管（１０２）から流体が漏れ出すのを防ぐように構成された、結合ガスケット（１０８）と
を含む、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の構造管継手（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
航空機および他の輸送手段は一般に、その輸送手段全体にわたって延在する様々な流体導管（例えば、燃料経路、油圧経路、空気経路、など）を有する。これらの導管は、供給源と送り先との間で流体の経路を定めるときに、隔壁および他の構造体を横断する場合がある。導管は通常、隔壁の開口部を通され、また、導管と隔壁との接触によって生じうる流体導管への摩耗および他の損傷を防止するために、それらの開口部の位置で締結具によって隔壁に固定される。
【背景技術】
【０００２】
流体経路および他の流体導管は、加圧されることが多い。加圧された流体が導管を通って移動するにつれ、流体導管に関連付けられた経路および様々な継手の幾何形状または構成が、様々な荷重およびモーメントを生み出し、これらの荷重およびモーメントが、隔壁へ、または流体導管を隔壁に取付ける管継手へ伝達される可能性がある。流体導管の中心軸と一致するパルス荷重または剪断荷重は、問題にはならないであろう。しかし、中心軸周りでまたは中心軸に対して０度でない角度で流体導管に捻りを生じる荷重は、管継手および／または隔壁にモーメントを与える。こうしたモーメントは、時間とともに管継手の疲労または破損を引き起こす可能性がある。
【０００３】
本明細書において提示される開示は、上記その他の検討事項に関する。
【発明の概要】
【０００４】
この発明の概要が、発明を実施するための形態において以下でさらに説明する概念から選択したものを簡単に紹介するために提供されるものであることを、理解すべきである。この発明の概要は、特許請求する主題の範囲を限定するために使用されることを意図するものではない。
【０００５】
装置、システム、および方法は、ゼロモーメント管継手、すなわち、対応する管継手およびその管継手が取付けられる構造体に望ましくないモーメントを加えることなく中心軸周りでの流体導管の回転を可能にする管継手を提供する。本明細書において提供される開示の一態様によれば、構造管継手が、球面軸受および軸受ハウジングを含みうる。球面軸受は、球面軸受を通して流体導管を受け入れるための導管用開口を含むことができる。軸受ハウジングは、その内部に球面軸受を保持し、その内部での球面軸受の回転を可能とし、かつ軸受ハウジングおよび球面軸受を構造体に固定するために構造体に取付けられるように、構成することができる。
【０００６】
別の態様によれば、流体導管を構造体に固定するための方法が、流体導管を球面軸受で包み込むことを含む。球面軸受は軸受ハウジング内に固定され、軸受ハウジングは構造体に固定される。そうすることで、球面軸受は、ハウジング内に保持されると同時にハウジング内での回転が可能とされ、ハウジングおよび対応する構造体に加えられるいかなるモーメントをも排除する。
【０００７】
さらに別の態様によれば、流体導管を固定するためのシステムが、流体導管の第１および第２の部分と、前軸受および後軸受を含む球面軸受と、軸受ハウジングとを含みうる。流体導管の第１および第２の部分は、それぞれ、締結具用開口を有する結合フランジを含む。各結合フランジは互いに接して、締結具用開口を介して締結具を用いて、流体導管の２つの部分を結合する。前および後の軸受は、それぞれ、対応する流体導管の第１および第２の部分を包み込む。前および後の軸受は互いに当接し、流体導管を包み込んで、結合フランジを介して流体導管の第１の部分と第２の部分とを結合している締結具を固定する。組み立てられた球面軸受は、軸受ハウジング内に位置決めされ、この軸受ハウジングは、構造体に結合することができる。軸受ハウジングは、球面軸受を保持すると同時に、軸受ハウジング内での球面軸受の回転を可能とする。
【０００８】
さらに、本開示は、以下の各節による実施形態を含む。
【０００９】
節１  導管用開口（１１２）を含む球面軸受（１１０）であって、前記球面軸受を横断する流体導管を受け入れるように構成された、球面軸受と、
内部に前記球面軸受を保持し、内部での前記球面軸受の回転を可能とし、構造体にしっかりと結合されるように構成された、軸受ハウジングと
を備える、構造管継手。
【００１０】
節２  前記球面軸受が、前軸受および後軸受をさらに含み、前記前軸受および前記後軸受が、互いに接して前記導管用開口を有する組立軸受構成を作り出すように構成されている、節１に記載の構造管継手。
【００１１】
節３  前記軸受ハウジングが、互いに接して組立ハウジング構成を作り出すように構成された前ハウジングおよび後ハウジングを含み、前記組立ハウジング構成が、前記球面軸受の前記組立軸受構成を維持すると同時に前記軸受ハウジング内での前記球面軸受の回転を可能とするように成形された内側面を含む、節２に記載の構造管継手。
【００１２】
節４  前記前ハウジングおよび前記後ハウジングのそれぞれが、
対応する前ハウジングまたは後ハウジングの内側面と結び合うように構成され、環状内側軸受エッジを含む、内側面と、
前記組立ハウジング構成において、前記内側面に対向しかつ前記軸受ハウジングの外側になり、前記環状内側軸受エッジの直径よりも小さい直径を有する環状外側軸受エッジを含む、外側面と、
前記環状内側軸受エッジと前記環状外側軸受エッジとの間に画定された軸受保持表面と
を含む、節３に記載の構造管継手。
【００１３】
節５  前記軸受保持表面が、前記環状内側軸受エッジと前記環状外側軸受エッジとの間に、前記球面軸受の外部形状に実質的に対応する弓形形状を含む、節４に記載の構造管継手。
【００１４】
節６  前記前軸受および前記後軸受のうちの少なくとも一方が、前記導管用開口内で前記流体導管の前部分と後部分とを結合する組立結合フランジに係合するように構成され、その結果、前記組立軸受構成が前記流体導管を前記球面軸受内に固定する、節２に記載の構造管継手。
【００１５】
節７  前記前軸受および前記後軸受が、複数の締結具用空所を備え、前記締結具用空所のそれぞれが、前記流体導管の前記前部分と前記後部分とを結合する前記組立結合フランジからの締結具の一部分を受け入れるように構成されている、節６に記載の構造管継手。
【００１６】
節８  前記軸受ハウジングが、取付けフランジを備え、前記取付けフランジが、前記軸受ハウジングを前記構造体に結合するための締結具を受け入れるように構成された締結具用開口を備える、節１に記載の構造管継手。
【００１７】
節９  前記流体導管が流体経路を含み、また、前記構造体が輸送手段の隔壁を含む、節８に記載の構造管継手。
【００１８】
節１０  流体導管を構造体に固定するための方法であって、
前記流体導管を球面軸受で包み込むことと、
前記球面軸受を軸受ハウジング内に保持すると同時に前記軸受ハウジング内での前記球面軸受の回転を可能とするように、前記球面軸受を前記軸受ハウジング内に固定することと、
前記軸受ハウジングを前記構造体に固定することと
を含む、方法。
【００１９】
節１１  第１の部分の第１の結合フランジ、第２の部分の第２の結合フランジ、および複数の締結具を介して、前記流体導管の前記第１の部分を前記流体導管の前記第２の部分に結合して、前記流体導管の組立結合フランジを作り出すことをさらに含み、前記流体導管を前記球面軸受で包み込むことが、前記組立結合フランジを前記球面軸受の対応するフランジ用および締結具用の空所内に位置決めすることを含む、節１０に記載の方法。
【００２０】
節１２  前記軸受ハウジングが、前ハウジングおよび後ハウジングを含み、前記球面軸受を前記軸受ハウジング内に保持すると同時に前記軸受ハウジング内での前記球面軸受の回転を可能とするように、前記球面軸受を前記軸受ハウジング内に固定することが、
前記球面軸受を前記前ハウジング内に位置決めすることと、
前記前ハウジングの内側面が前記後ハウジングの内側面に接するように、前記球面軸受を前記後ハウジング内に位置決めして、前記前ハウジングおよび前記後ハウジングによって画定され、軸受保持表面に対する前記球面軸受の回転運動を可能とするように構成された軸受保持面に、前記球面軸受の外側表面が接するように、前記球面軸受を包み込むことと
を含む、節１０に記載の方法。
【００２１】
節１３  前記前ハウジングを前記後ハウジングに固定することをさらに含む、節１２に記載の方法。
【００２２】
節１４  前記前ハウジングを前記後ハウジングに固定すること、および前記軸受ハウジングを前記構造体に固定することが、各締結具用開口および対応する締結具が、前記前ハウジング、前記後ハウジング、および前記構造体を横断するように、複数の締結具用開口を通して複数の締結具を設置することを含む、節１０に記載の方法。
【００２３】
節１５  流体導管を構造体に固定するためのシステムであって、
複数の第１の締結具用開口を有する第１の結合フランジを具備する、前記流体導管の第１の部分と、
複数の第２の締結具用開口を有する第２の結合フランジを具備する、前記流体導管の第２の部分であって、前記複数の第１の締結具用開口が前記複数の第２の締結具用開口と整列するように、前記第２の結合フランジが前記第１の結合フランジに接するように構成されている、前記流体導管の第２の部分と、
前軸受および後軸受を含む球面軸受であって、
前記前軸受が、前記流体導管の前記第１の部分を包み込んで、前記複数の第１の締結具用開口を通って突出する複数の締結具を固定するように構成されており、
前記後軸受が、前記流体導管の前記第２の部分を包み込んで、前記複数の第２の締結具用開口を通って突出する前記複数の締結具を固定し、そして前記前軸受に接して、前記球面軸受を横断する前記流体導管を有する組立軸受構成を作り出すように構成されている、
球面軸受と、
内部に前記球面軸受を保持し、内部での前記球面軸受の回転を可能とし、前記構造体にしっかりと結合するように構成された、軸受ハウジングと
を備える、システム。
【００２４】
節１６  前記軸受ハウジングが、互いに接して組立ハウジング構成を作り出すように構成された前ハウジングおよび後ハウジングを含み、前記組立ハウジング構成が、前記球面軸受の前記組立軸受構成を維持すると同時に前記軸受ハウジング内での前記球面軸受の回転を可能とするように成形された内側面を含む、節１５に記載のシステム。
【００２５】
節１７  前記前ハウジングおよび前記後ハウジングのそれぞれが、
対応する前ハウジングまたは後ハウジングの内側面と結び合うように構成され、環状内側軸受エッジを含む、内側面と、
前記内側面に対向しかつ前記組立ハウジング構成において前記軸受ハウジングの外側になり、前記環状内側軸受エッジの直径よりも小さい直径を有する環状外側軸受エッジを含む、外側面と、
前記環状内側軸受エッジと前記環状外側軸受エッジとの間に画定された軸受保持表面と
を含む、節１６に記載のシステム。
【００２６】
節１８  前記軸受保持表面が、前記環状内側軸受エッジと前記環状外側軸受エッジとの間に、前記球面軸受の外部形状に実質的に対応する弓形形状を含む、節１７に記載のシステム。
【００２７】
節１９  前記第１の結合フランジおよび前記第２の結合フランジに応じた寸法となされ、かつ、組み立てられたときに前記第１の結合フランジと前記第２の結合フランジとの間に位置決めされて前記流体導管から流体が漏れ出すのを防ぐように構成された結合ガスケットをさらに含む、節１５に記載のシステム。
【００２８】
節２０  前記軸受ハウジングが、取付けフランジを備え、前記取付けフランジが、前記軸受ハウジングを前記構造体にしっかりと結合するための締結具を受け入れるように構成された締結具用開口を備える、節１５に記載のシステム。
【００２９】
ここまで論じてきた特徴、機能、および利点は、本開示の様々な実施形態において単独で達成するか、あるいはさらに他の実施形態に組み込むこともでき、そのさらなる詳細は、以下の説明および図面を参照することで分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本明細書において提示される様々な実施形態による、流体導管とその流体導管が取付けられる構造体とを含むゼロモーメント管継手の一実例の、上面斜視分解図である。
【図２】本明細書において提示される様々な実施形態による、流体導管を構造体に固定しているゼロモーメント管継手の正面図である。
【図３】本明細書において提示される様々な実施形態による、図２のゼロモーメント管継手の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】本明細書において提示される様々な実施形態による、流体導管を構造体に固定する方法を示すプロセス流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の詳細な説明は、流体導管を構造体に固定するためのゼロモーメント管継手、システム、および方法に関するものである。上記で簡単に論じたように、流体導管は、隔壁および他の構造体を経由することが多い。そのような場合、流体導管が構造体を通り抜ける際にその流体導管を構造体に固定するために、管継手が通常使用される。しかし、加圧された流体が流体導管を通って移動するにつれ、一部の従来の流体導管および関連した継手の幾何形状により、流体導管を構造体に固定するために使用される既存の管継手に、荷重またはモーメントが生じる可能性がある。この望ましくないモーメントにより、その場所において管継手または流体導管に早期の疲労または破損がもたらされる可能性がある。
【００３２】
本明細書において説明される概念を利用することにより、ゼロモーメント管継手を使用して、対応する荷重およびモーメントを管継手に課することなしに、流体導管の長手軸周りでの、流体導管の回転運動を可能とすることができる。以下に詳細に説明するように、様々な実施形態による管継手は、構造体に結合されるハウジングを含むことができる。球面軸受が、流体導管を包み込んで、ハウジングにしっかりと取付けられることなく、そのハウジング内に据えられる。流体導管が回転運動を行うと、対応する回転運動が球面軸受にもたらされる。しかし、球面軸受はハウジング内で自由に回転することができるので、流体導管および球面軸受の回転運動により管継手に課せられる関連した荷重またはモーメントは、存在しない。
【００３３】
以下の詳細な説明において、本発明の一部を形成し、かつ例示、特定の実施形態、または実例として示される、添付の図面を参照する。ここで、いくつかの図を通して同じ番号が同じ構成要素を表している各図面を参照すると、ゼロモーメント管継手が説明される。図１を参照すると、流体導管１０２と、この流体導管１０２が取付けられる構造体１４０とを含む、ゼロモーメント管継手１００の一実例の分解図が示されている。流体導管１０２は、構造体１４０においてまたはその近傍で継合される、第１の部分１０２Ａおよび第２の部分１０２Ｂを含むことができる。説明に役立つ一実施形態によれば、流体導管１０２は、航空機の隔壁または翼桁でありうる構造体１４０を通り抜ける、加圧燃料経路とすることができる。
【００３４】
流体導管１０２の第１の部分１０２Ａおよび第２の部分１０２Ｂは、それぞれ、結合フランジ１０４を含むことができる。各結合フランジは、２つの部分を互いに結合する締結具を受け入れるための、任意の数の締結具用開口１０６を有することができる。組み立てたときに流体導管１０２から流体が漏れ出すのを防ぐために、第１の部分１０２Ａおよび第２の部分１０２Ｂの結合フランジ１０４間に、対応する開口を有する結合ガスケット１０８を使用することができる。
【００３５】
球面軸受１１０が、組立を容易にするための２つのセクション、具体的には前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂを含みうる。前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂは、それぞれ軸受内側面１１４を含み、この軸受内側面１１４は、対応する反対側の軸受内側面１１４に接して前軸受１１０Ａと後軸受１１０Ｂとを結び合わせて、球面軸受１１０の組立構成を作り出す。外側軸受表面１１８は、球面軸受１１０が組み立てられたときにほぼ球形になるように成形される。球面軸受の材料、および以下で説明される軸受ハウジング１２０の材料は、ゼロモーメント管継手１００が被る作業荷重に応じたものであると同時に重量を最小限に抑えかつ球面軸受１１０と軸受ハウジング１２０との間の摩擦によって起こりうる摩耗を最小限に抑える、任意の適切な材料とすることができる。材料の例には、球面軸受１１０に対しては、ＣｕＮｉＳｎもしくはＡｌＮｉＢｒの化合物、または他の適切な材料が含まれ、また、軸受ハウジング１２０に対しては、１５Ｃｒ−５Ｎｉステンレス鋼または他の適切な材料が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
球面軸受１１０は、流体導管１２０を受け入れる寸法となされた導管用開口１１２をさらに含む。流体導管１０２は、ゼロモーメント管継手１００を通って延在する長手軸１５０に平行して、球面軸受１１０のほぼ中心を通り抜ける。流体導管１０２を球面軸受１１０内に固定するために、前軸受１１０Ａおよび／または後軸受１１０Ｂは、流体導管１０２の第１または第２の部分の結合フランジ１０４を通って延在する締結具の前部分もしくは後部分を受け入れるための、いくつかの締結具用空所１１６を含むことができる。前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂのうちの一方または両方は、結合フランジ１０４の全体または一部分を受け入れるように構成されたフランジ用空所（図１には図示せず）を、さらに含むことができる。そうすることで、長手軸１５０周りでの流体導管１０２の回転運動、または長手軸１５０に対する角回転により、球面軸受１１０が軸受ハウジング１２０内で流体導管１０２と一緒に回転することが可能となる。
【００３７】
軸受ハウジング１２０は、組立てのための２つのセクション、具体的には前ハウジング１２０Ａおよび後ハウジング１２０Ｂを含むことができる。これら２つのセクションは、組み立てられたときに前ハウジング１２０Ａの内側面１２２（図示せず）が後ハウジング１２０Ｂの内側面１２２に接するように向かい合うようにして配置される、同一の構成部品とすることができる。前ハウジング１２０Ａおよび後ハウジング１２０Ｂのそれぞれは、内側面１２２と、内側面に対向した外側面１２８とを有することができる。内側面は、環状内側軸受エッジ１３０を含むことができ、外側面は、環状外側軸受エッジ１３２を含むことができる。環状内側軸受エッジ１３０と環状外側軸受エッジ１３２との間に画定される表面は、外側軸受表面１１８に接して球面軸受１１０を軸受ハウジング１２０内に保持するので、軸受保持表面１３４と呼ぶことができる。
【００３８】
様々な実施形態によれば、環状外側軸受エッジ１３２の直径は、環状内側軸受エッジ１３０の直径よりも小さくすることができる。一実施形態によれば、環状内側軸受エッジ１３０の直径は、球面軸受１１０の直径とほぼ等しいか、あるいは球面軸受１１０の直径よりもわずかに大きくされうる。このようにして、前ハウジング１２０Ａと後ハウジング１２０Ｂは、合間に球面軸受１１０を含んで互いに結び合わされうる。前および後のハウジングの環状外側軸受エッジ１３２の直径を小さくすることにより、球面軸受１１０が前ハウジング１２０Ａまたは後ハウジング１２０Ｂのいずれかから出るのが防止され、球面軸受１１０はゼロモーメント管継手１００内に効果的に保持される。
【００３９】
前述のように、前ハウジング１２０Ａの軸受保持表面１３４および後ハウジング１２０Ｂの軸受保持表面１３４は、ゼロモーメント管継手１００が組立構成にあるときには、球面軸受１１０の外側軸受表面１１８に接する。前ハウジング１２０Ａおよび後ハウジング１２０Ｂのそれぞれの環状内側軸受エッジ１３０と環状外側軸受エッジ１３２との間の軸受保持表面１３４は、内側エッジと外側エッジとの間の斜面が線形または真っ直ぐであるように成形されていてもよく、あるいは、斜面が弓形または曲がっているように成形されていてもよいことが、理解されるべきである。軸受保持表面１３４の弓形形状は、実質的に球面軸受の外側形状１１８に対応することができる。
【００４０】
軸受ハウジング１２０は、ゼロモーメント管継手１００を構造体１４０に固定するための取付けフランジ１２４をさらに含むことができる。取付けフランジ１２４は、図１に示すような環状フランジとして構成するか、あるいは、内側面１２２から延在する任意の数のタブ（図示せず）として構成することができる。取付けフランジ１２４は、軸受ハウジング１２０を輸送手段の隔壁または他の構造体１４０に固定する締結具を受け入れるための、任意の数の締結具用開口１２６を含むことができる。さらに、取付けフランジ１２４は、ゼロモーメント管継手１００が流体のタンク内などの湿潤環境で使用される際に構造体１４０から流体が漏れ出すのを防ぐＯリングを受け入れるために、凹設された溝（図示せず）を有することができる。
【００４１】
ここで図２および図３を参照すると、組立構成にありかつ構造体１４０に取付けられたゼロモーメント管継手１００が次に論述される。図２は、ゼロモーメント管継手１００の正面図を示す。明瞭にするために、球面軸受１１０は、軸受と軸受ハウジング１２０とを区別するように斜線が掛けられている。この図から、流体導管１０２が球面軸受１１０の中心を横切っていることが分かる。
【００４２】
図３は、図２の線Ａ−Ａに沿った、ゼロモーメント管継手１００の一実施形態の断面図を示す。白矢印（ｏｐｅｎ  ａｒｒｏｗ）によって示されるように、流体は、流体導管１０２を通って、構造体１４０の一方の側から構造体１４０の反対側へ流れる。流体導管１０２の第１の部分１０２Ａは、締結具３０２を介して第２の部分１０２Ｂに結合される。締結具３０２は、任意の適切な従来のタイプの締結具を含むことができる。第１の部分１０２Ａおよび第２の部分１０２Ｂの各結合フランジ１０４間に、軸受ガスケット１０８を使用することができる。
【００４３】
上述のように、前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂは、流体導管１０２を包み込み、互いに接して、球面軸受１１０を作り出す。前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂは、流体導管１０２の２つの部分を固定する締結具３０２の一部分を受け入れるための、締結具用空所１１６を含むことができる。前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂのうちの一方または両方は、結合フランジ１０４を受け入れると同時に前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂの軸受内側面１１４が互いに接することを可能とするためのフランジ用空所３０４を、さらに含むことができる。
【００４４】
軸受ハウジング１２０は、球面軸受１１０を内部に保持した状態で前ハウジング１２０Ａが後ハウジング１２０Ｂに結合されている組立構成で、図３に示されている。図示のように、軸受ハウジング１２０は、外側軸受表面１１８に応じて成形された軸受保持表面１３４を含む。構造体１４０に固定された管継手に従来通り望ましくない荷重をもたらすであろう態様で流体導管１０２が動きかつ回転しても、本明細書における開示による球面軸受１１０は、軸受ハウジング１２０内で回転することができる。そうすることで、軸受ハウジング１２０は、既存の管継手を損傷または破壊する可能性がある回転荷重および対応するモーメントが、発生しないままとなる。軸受ハウジング１２０は、取付けフランジ１２４および対応する締結具３０２を介して、構造体１４０にしっかりと取付けられる。
【００４５】
次に図４を参照すると、流体導管１０２を構造体１４０に固定するための説明に役立つルーチン４００が詳細に説明される。図に示されかつ本明細書において説明されるのよりも多くのまたは少ない工程が実施される場合もあることを、理解すべきである。それらの工程はまた、本明細書において説明される工程とは異なる順序で行われる場合もある。
【００４６】
ルーチン４００は、工程４０２から始まり、この工程４０２では、締結具３０２を介して、流体導管１０２の第１の部分１０２Ａを第２の部分１０２Ｂに結合する。結合には、流体導管１０２の第１の部分１０２Ａおよび第２の部分１０２Ｂの各結合フランジ１０４間に軸受ガスケット１０８を挟むことを含むことができる。締結具３０２は、ねじ込むか、あるいは他の方法で結合フランジ１０４および軸受ガスケット１０８の締結具用開口１０６内に位置決めすることができる。
【００４７】
ルーチン４００は、工程４０２から工程４０４へと続き、この工程４０４では、球面軸受で流体導管１０２を包み込む。そのためには、前軸受１１０Ａを流体導管１０２の第１の部分１０２Ａ上にねじ込み、一方で後軸受１１０Ｂを流体導管１０２の第２の部分１０２Ｂ上にねじ込む。流体導管１０２に関連する結合フランジ１０４および対応する締結具３０２は、前軸受１１０Ａならびに後軸受１１０Ｂのうちの一方または両方のフランジ用空所３０４および締結具用空所１１６内に位置決めすることができる。前軸受１１０Ａおよび後軸受１１０Ｂの各軸受内側面１１４は、球面軸受１１０を組み立てるために互いに対接して位置決めされる。
【００４８】
工程４０６では、流体導管１０２が前ハウジング１２０Ａを横断するようにして、前ハウジング１２０Ａを球面軸受１１０の一方の側に位置決めし、同じようにして、後ハウジング１２０Ｂを球面軸受１１０の反対側に位置決めする。球面軸受１１０が軸受保持表面１３４に対接して軸受ハウジング１２０内に位置決めされるようにして、前ハウジング１２０Ａおよび後ハウジング１２０Ｂの各内側面１２２が互いに接触するまで、前ハウジング１２０Ａおよび後ハウジング１２０Ｂを内方に移動させる。
【００４９】
ルーチン４００は、工程４０６から工程４０８へと続き、この工程４０８では、組み立てたハウジングを構造体１４０に対接させて配置し、そして軸受ハウジング１２０の取付けフランジ１２４および対応する締結具３０２を利用して、構造体に固定する。工程４０８が終わると、流体導管１０２を構造体１４０に固定すると同時に流体導管１０２の回転運動を可能として、ゼロモーメント管継手１００が組み立てられかつ導入される。ルーチン４００は終了する。
【００５０】
上記に基づき、既存の管継手への望ましくないモーメントを排除する形で流体導管を構造体に固定する技術が、少なくとも部分的には加圧された流体が輸送手段を通して様々な導管形状を通って移動することの結果として生み出されたことを理解すべきである。上述の主題は、例示のみを目的として挙げられたものであり、限定するものとして解釈されるべきではない。図示されかつ説明された例示的な実施形態および応用に従うことなく、また、以下の特許請求の範囲において説明される本開示の真の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において説明された主題に対して様々な修正および変更を行うことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  ゼロモーメント管継手
１０２  流体導管
１０２Ａ  第１の部分
１０２Ｂ  第２の部分
１０４  結合フランジ
１０６  締結具用開口
１０８  結合ガスケット、軸受ガスケット
１１０  球面軸受
１１０Ａ  前軸受
１１０Ｂ  後軸受
１１２  導管用開口
１１４  軸受内側面
１１６  締結具用空所
１１８  外側軸受表面
１２０  軸受ハウジング
１２０Ａ  前軸受ハウジング
１２０Ｂ  後軸受ハウジング
１２２  内側面
１２４  取付けフランジ
１２６  締結具用開口
１２８  外側面
１３０  環状内側軸受エッジ
１３２  環状外側軸受エッジ
１３４  軸受保持表面
１４０  構造体
１５０  長手軸
３０２  締結具
４００  ルーチン
４０２  工程
４０４  工程
４０６  工程
４０８  工程
【図１】
2014111987.tif 000003
【図２】
2014111987.tif 000004
【図３】
2014111987.tif 000005
【図４】
2014111987.tif 000006
【外国語明細書】
2014111987000001.pdf
2014111987000002.pdf
2014111987000003.pdf
2014111987000004.pdf