(57)【要約】チューブ（３６４）との接続のためのチューブ継手は、第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材（３６６、３７８）、およびこの第１フランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間のフェルール（３８２）を含む。このフェルールは、上記チューブ（３６４）と係合し、この第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材（３６６、３７８）が一緒に引かれるとき、チューブグリップおよびシールを形成する。方法は、第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材（３６６、３７８）をチューブ（３６４）上に提供する工程、この第１のフランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間のチューブ上にフェルールを提供する工程、およびこの第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材を一緒に引き、上記チューブを係合し、チューブグリップおよびシールを形成する工程を含む。
2007510869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブとの接続のためのチューブ継手であって、第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材、および該第１フランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間のフェルールを備え、該フェルールが、該チューブと係合し、該第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材が一緒に引かれるとき、チューブグリップおよびシールを形成する、チューブ継手。
【請求項２】
前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材が、該第１のフランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間の相対的回転なくして一緒に引かれる、請求項１に記載のチューブ継手。
【請求項３】
前記第１のフランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間にねじ接続がない、請求項１に記載のチューブ継手。
【請求項４】
前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材を一緒に引くために、該第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材に対して半径方向の力を奏するためのクランプをさらに含む、請求項１に記載のチューブ継手。
【請求項５】
前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材が、前記クランプによって係合される個々の非平行面を有する、請求項４に記載のチューブ継手。
【請求項６】
前記非平行面が、円錐面である、請求項５に記載のチューブ継手。
【請求項７】
前記非平行面が、平坦面である、請求項５に記載のチューブ継手。
【請求項８】
前記フェルールが、前記第１のフランジをつけた部材によって、前記第２のフランジをつけた部材に対して軸方向に駆動され、該第１のフランジをつけた部材と該フェルールとの間の相対的回転なくして前記チューブを握り、かつそれに対してシールする、請求項１に記載のチューブ継手。
【請求項９】
前記フェルールが、前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材の１つと１つの片として形成される、請求項１に記載のチューブ継手。
【請求項１０】
前記フェルールが、前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材とは別個の片である、請求項１に記載のチューブ継手。
【請求項１１】
軸および端部部分を有するチューブに接続するための接続装置であって：
該チューブがシールする係合で接続されるべき第１の接続部材であって、該チューブの端部部分を受容するためのチューブソケットを有し、第１の面を有する第１の接続部材；
該第１の接続部材との係合に該チューブに沿って軸方向に移動可能なフェルール；
該フェルールを、該チューブとの握る係合に移動するための該チューブに沿って軸方向に移動可能な第２の接続部材であって、該第１の面に平行でない第２の面を有する第２の接続部材；および
該第１の接続部材および第２の接続部材を軸方向に一緒に引くための手段であって、それによって、該フェルールを該第１の接続部材に対して保持するために、該第１の面および第２の面と係合可能な手段、を備える、装置。
【請求項１２】
前記引くための手段が、前記第１の面および第２の面に対し、半径方向の内方に向いた力を奏するための手段を含む、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の面および第２の面が、前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材の第１のフランジおよび第２のフランジのそれぞれの上にある、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記フェルールが前記第２の接続部材によって前記第１の接続部材に対して軸方向に駆動され、該第１の接続部材と第２の接続部材との間の相対的回転なくして前記チューブを握り、かつそれに対してシールする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記フェルールが、前記第２の接続部材と１つの片として形成される、請求項１１に記載のチューブ継手。
【請求項１６】
前記フェルールが、前記第１の接続部材および第２の接続部材とは別個の片である、請求項１１に記載のチューブ継手。
【請求項１７】
軸および端部部分を有するチューブ；
該チューブがシールする係合で接続されるべき第１の接続部材であって、該チューブの端部部分を受容するためのチューブソケットを有する、第１の接続部材；
該第１の接続部材との係合に該チューブに沿って軸方向に移動可能なフェルール；
第２の接続部材；および
該第１の接続部材と第２の接続部材との間に軸方向の力を生成するためのテーパー状クランプであって、該フェルールを該チューブとの係合に移動するクランプ、を備える、装置。
【請求項１８】
前記テーパー状のクランプが、前記第１の接続部材および第２の接続部材と、前記フェルールとの間の相対的回転なくして、該第１の接続部材と第２の接続部材との間で軸方向の力を生成する、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記テーパー状のクランプが、前記軸に向かって半径方向の内方に移動可能な部材を備え、該軸に垂直でない少なくとも１つの面に半径-方向の力を付与し、それによって、前記フェルールに付与されるべき軸の方向の力を引き起こす、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の接続部材および第２の接続部材が、互いに平行でない第１のフランジ面および第２のフランジ面をそれぞれ有し、前記少なくとも１つの面が、該第１のフランジ面および第２のフランジ面の１つである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記フェルールが、前記第２の接続部材と１つの片として形成される、請求項１７に記載のチューブ継手。
【請求項２２】
前記フェルールが、前記第１の接続部材および第２の接続部材と別個の片として形成される、請求項１７に記載のチューブ継手。
【請求項２３】
第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材をチューブ上に提供する工程；
該第１のフランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間のチューブ上にフェルールを提供する工程；および
該第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材を一緒に引く工程であって、該フェルールを該チューブと係合し、チューブグリップおよびシールを形成する工程、を包含する、方法。
【請求項２４】
前記引く工程が、前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材上の２つの非平行面上に半径方向の力を奏することを含み、該面を一緒に軸方向により緊密に引く、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記フェルールを提供する工程が、前記第１のフランジをつけた部材と１つの片として形成されるフェルールを提供する工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記フェルールを提供する工程が、前記第１のフランジをつけた部材および第２のフランジをつけた部材と別個に形成されるフェルールを提供する工程を含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１のフランジをつけた部材と第２のフランジをつけた部材との間のチューブ上に第２のフェルールを提供する工程をさらに包含する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
チューブの端部部分を、第１の接続部材中のチューブソケット中に挿入する工程；
該チューブに沿って、該チューブソケット中に、そして該第１の接続部材との係合にフェルールを移動する工程；および
該フェルールに対し軸方向の力を奏するためにテーパー状のクランプを用いる工程であって、該フェルールを、該チューブを握り、そしてシールするようにする工程、を包含する、方法。
【請求項２９】
前記テーパー状のクランプを用いる工程が、前記フェルールと前記第１の接続部材との間の相対的回転なくして、該フェルールと該第１の接続部材との間で軸の方向の力を生じる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記テーパー状のクランプが、前記軸に向かって半径方向の内方に移動可能な部材を備え、該軸に垂直でない前記第１の接続部材上の面に半径方向の力を付与し、それによって、前記フェルールに付与されるべき軸の方向力を生じる、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１の接続部材および第２の接続部材が、互いに平行でない第１のフランジ面および第２のフランジ面をそれぞれ有し、該第１のフランジ面が該第１の接続部材上にあり、該第２のフランジ面が該第２の接続部材上にある、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記フェルールが、前記第１の接続部材と１つの片として形成される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３３】
前記フェルールが、前記第１の接続部材および第２の接続部材と別個の片として形成される、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００３年１１月３日に出願された米国仮出願番号第６０／４８１，５９４号の出願日の利益を主張し、その全体の開示が参考として援用される。
【０００２】
（発明の技術分野）
本発明は、一般に、パイプおよびチューブのための継手の技術分野に関する。より詳細には、本発明は、フェルールまたはチューブグリップリングのような、チューブグリップデバイスを含むフレアのない継手に関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
チューブ継手は、チューブ端部を、別の部材に、その別の部材が、Ｔ継手およびエルボー継手を通じてのように別のチューブであろうと、または、例えば、このチューブ端部と流体連通にある必要がある、例えば、バルブのようなデバイスあろうと結合または接続するために用いられる。通常、ステンレス鋼チューブ継手は、「フィンガー密接」状態で組み立てられ、そして次にレンチまたはその他の適切なツールを用いて、この継手を、その最終の初期かつ完全に組み立てられた状態に締めるか、または「止める」。最も一般的に用いられるこの止める機構は、雌ねじナット構成要素と雄ねじ本体構成要素のねじ連結であり、チューブグリップデバイスが、それらが一緒にねじられ、そして締められるとき、これら２つの構成要素よって作用される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
本発明によれば、チューブ継手は、ねじカップリングよりもむしろクランプされるカップリングを用いる。このクランプされるカップリングは、ボルト締め分割クランプアセンブリ（ｂｏｌｔｅｄ  ｓｐｌｉｔ  ｃｌａｍｐ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）として知られるタイプであり得、軸方向に向いたクランプする力を奏するためのクランプリングを含む。このクランプリングは、上記カップリングの第１の部分および第２の部分上のフランジを係合し、継手を構成する。
【０００５】
本発明のこれらおよびその他の局面および利点は、添付の図面を考慮して、好ましい実施形態の以下の記載から当業者に明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、特定のパーツおよびパーツの配列にある物理的形態をとり得、その好ましい実施形態および方法は、本明細書中に詳細に記載され、そしてその一部を形成する添付の図面中に示されている。
【０００７】
（発明の詳細な説明）
直後の事項は、関連出願に先に開示された。本出願は、この事項の概念および教示の幾つか、例えば、急勾配の角度のカム作用面および／または幾何学的形状、およびチューブグリップデバイスの材料の鑑別硬度を例示の実施形態で援用する。１つのこのような特徴によれば、チューブ継手は、継手構成要素の１つの急勾配のカム作用角度面に対して作用するチューブグリップデバイスを有して提供される。この急勾配のカム作用面角度は、上記チューブグリップデバイスの硬度が、ビッカース（Ｖｉｃｋｅｒｓ）スケールで、管材材料の硬度の少なくとも約３．３倍、そして好ましくは少なくとも４倍の比を有するとき特に有利である。現在の開示は、２つの別個の一般的実施形態でこれらの局面を利用する。説明される第１の一般的実施形態は、２つのねじ山のある構成要素の１つ、即ち、雌ねじナット構成要素と一体であるチューブグリップデバイスが提供されるチューブ継手配列である。第２の一般的実施形態は、雄ねじ構成要素および雌ねじ構成要素とともに上記チューブグリップデバイスとして別個の単一のフェルールを用いるステンレス鋼管材のためのチューブ継手の実施形態である。両方の一般的実施形態は多くの一般的局面を共有し得、それらの多くは、カム作用面プロフィール、カム作用面角度、チューブグリップデバイスの幾何学的形状オプション、および上記管材材料に対する上記グリップデバイスの硬度特徴のような、種々のコンビネーションおよびサブコンビネーションで用いられ得る選択肢の代替物である。
【０００８】
多くの局面が、本明細書中に、例示の実施形態中に取り込まれるとして記載されているけれども、このような記載は、制限する意味で解釈されるべきではない。任意の特定の適用のために、これら種々の局面は、必要に応じて、その異なるコンビネーション、およびサブコンビネーションで用いられ得る。さらに、本開示は、多くの設計選択物および代替物の実施形態を記載、そして／または例示するけれども、このような記載は、このような選択物および代替物の完全な列挙であることは意図されず、そしてそのように解釈されるべきではない。当業者は、さらなる代替物および設計選択物を用意に認識かつ理解する。
【０００９】
本明細書では、ステンレス鋼、そして特に３１６ステンレス鋼から作製される継手構成要素を詳細に参照して、種々の実施形態が記載されているけれども、このような記載は、本来、例示であることが意図され、そして制限する意味で解釈されるべきではない。当業者は、任意の数の異なるタイプの金属材料が、上記継手構成要素、ならびに金属管材およびパイプ材料のために用いられ得、これには、３１６、３１６Ｌ、３０４、３０４Ｌ、任意のオーステナイト系またはフェライト系ステンレス鋼、任意の二重ステンレス鋼、ＨＡＳＴＡＬＬＯＹ、ＩＮＣＯＮＥＬまたはＭＯＮＥＬのような任意のニッケル合金、例えば１７−４ＰＨのような析出硬化ステンレス鋼、真鍮、銅合金、例えば１０１８ステンレス鋼のような任意の炭素または合金鋼、および例えば１２Ｌ１４のような任意の有鉛、再リン処理または再硫黄処理鋼が含まれるがこれらに制限されない。材料の選択の重要な局面は、上記チューブグリップデバイスが、ビッカーススケールで、上記継手がともに用いられる最も硬い管材材料の硬度の少なくとも約３．３倍、そして好ましくは４倍以上の比の場合であるか、または硬化されるべきであることである。従って、上記チューブグリップデバイスは、上記管材自体と同じ材料から作製される必要はない。例えば、本明細書で以下に論議されるように、上記チューブグリップデバイスは、上記に記載されたステンレス鋼材料、または、いくつかのさらなる例の名前を挙げると、マグネシウム、チタンおよびアルミニウムのような、硬化され得る場合であり得るその他の適切な材料から選択され得る。本明細書における語「チューブ」の使用は、制限する意味で解釈されるべきではなく、むしろ、チューブとパイプは、金属導管への一般的参照として交換可能に用いられ、しかも、本発明は両者を包含することが意図される。
【００１０】
図１は、２つの別個の構成要素のみ、すなわち、雌ねじナット５２および雄ネジ本体５４があるチューブ継手５０を示す。ナット５２は、金属管材のために先行技術フェルールタイプチューブ継手で用いられる代表的なナットとは実質的に異なる。この本体５４は、先行技術継手で用いられる代表的な本体と設計が類似であり得るが、本明細書でさらに説明されるように、この本体５４がまた、新規ナット５２とともに適正な構成のために最適化されることが必ずしも必要ではないが好ましい。さらに、この本体５４は、個々に別個の構成要素である必要はないが、例えば、バルブ本体、多岐管またはその他の構成要素のような別のパーツに取り付けられ得るか、またはそうでなければ一体化され得る。
【００１１】
図面中では、上記継手は、長軸方向断面で示され、しかし、セクションの半分のみが示されることを注記し、他方の半分は同一であり、そして、図示の明瞭さ、および容易さのために省かれていることが理解される。本明細書中の図のすべてにおいて、種々の間隙および寸法は、図示の容易さのためにいくぶん誇張されている。
【００１２】
本体５４は、一体の伸長部または端部５６ａを有するほぼ円筒形の主要本体５６である。この端部伸長部５６ａは、例えば、六角本体であり得るか、または本明細書で上記のように、例えば、バルブ本体のような別の構成要素の一部であり得る。この主要本体５６は、上記端部伸長部５６ａと同じストックから機械加工され得るか、またはそうでなければ、溶接またはその他の適切な技法によるように取り付けられ得る。本体５６は、チューブ端部１３とほぼサイズであり、これに近接してかつこれをスライド可能に受容する第１の中央長軸方向ボア５８を含む。この第１のボア５８は、本体５４の端部伸長部５６ａを通って延びる同軸の第２のボア５９よりいくぶん大きい。もちろん、継手５０が閉鎖された端部連結である場合、この内部ボア５９は貫通ボアではないであろう。
【００１３】
チューブ端部１３は、好ましくは、対抗ボア６０に対して底につく。本体５６は、ナット５２中に形成されるかもしくは機械加工される対応雌ねじ６４とねじで嵌合する外部雄ねじ６２を備えて、機械加工されるか、またはそうでなければ形成される。新旧スタイル本体およびナット部分の、先行技術継手構成要素との不注意の混合を避けるために、本発明のナットおよび本体上のねじピッチは、先行技術のフェルールタイプチューブ継手ナットおよび本体のねじピッチ値とは実質的に異なり得る。これは、交換問題を避け、そしてまた、完全な止めのために減少したナット回転をもつ高い軸ストロークを提供する粗いピッチを可能にする。例えば、本発明を取り込んだ継手は、半回転で適正な止めを達成するに十分な軸方向転位を提供する粗いピッチねじを用い得る。代表的には、先行技術継手は、比較すると、１1/4〜１1/2回転で止まる。しかし、設計者が、特定の用途に適切なねじピッチの任意の値を作製することを妨げるものは何もない。なぜなら、交換問題を避けるためのその他の技法があるからである。従って、止めのための１／２回転は、利用可能な種々の設計選択の正に１つの例である。
【００１４】
中央本体ボア５８は、好ましくは、必ずしもそうである必要はないが、このボア５８の直径が、対抗ボア６０に向かって軸方向で、半径方向に減少するように、チューブ端部１３の長軸方向軸Ｘ（図１）に対して僅かに半径方向の内方のテーパーαを備えて形成される。例えば、このテーパーは、約２度〜約４度であり得るが、この選択される角度は特に重要ではない。対抗ボアショルダーにおけるボア５８の直径は、チューブ端部１３の外径よりほんの僅か小さい。このようにして、チューブ端部１３は、ボア５８と、例えば、数千分の１インチの僅かな半径方向締まりばめを有する。ボア５８とチューブ端部１３との間のこの締まりは、止めの間にチューブ端部１３が回転することを防ぐことを支援する抗回転作用を提供する。これはまた、止めの間にチューブグリップ要素（８０）の回転に起因してチューブ端部中に誘導され得る残存ねじりストレスを低減する。チューブ端部１３は、必ずしも、対抗ボアのショルダー６０に対して完全に底につかなければならないことはない。これは、上記締まりばめが、ボア５８とチューブ端部１３との間の良好な主要シールを支援して提供するからである。この締まりばめはまた、チューブグリップ要素（８０）の完全な軸方向転位が、締め付けの間に、チューブ端部の任意の失われる軸運動または移動よりむしろ、適正な変形およびチューブグリップのために用いられるように、止めの間にチューブ端部を軸方向に静止して保持することにより、チューブグリップ要素（８０）によるチューブグリップを支援して改善する。ボア５８のテーパーは、その全体の軸方向長さ、または対抗ボア６０に隣接するより短い軸方向部分に沿って徐々に延び得る。
【００１５】
図１および２の実施形態では、ナット５２および本体５４は、適正な止め、例えば、本体５４に対してナット５２の１／２回転の際に、このナットの前方端部６６が、本体５４の端部ショルダー６８またはその他の軸方向停止面と軸方向で接するような軸方向寸法である。この特徴は、それ故、継手５０に自己ゲージ局面を取り込み、それによって、十分な止めを示し、そしてナット５２の過剰締め付けを防ぐ。しかし、例えば、継手５０の改造のような、本体５４に対するナット５２のさらなる軸方向転位を許容することが所望され得るような状況には、ナット５２および本体５４は、初期の適正な止めを終了する際に、それらの間（例えば、個々の端部６６と６８との間）の軸方向間隙を保持するような軸方向寸法であり得る。後者の場合、例えば、面６６と６８との間の軸方向ギャップが所定の値または寸法を超えないことを確認するための間隙測定デバイスのようなゲージツールを用いて、適正な初期止めを確認し得る。上記停止特徴をまた用いて、継手５０について限定数の改造を履行し得る。
【００１６】
図３をまた参照して、ナット５２は、継手５０の長軸方向軸に対して第１の直径Ｄ１を有する第１の中央ボア７０を含む。このナット５２はまた、継手５０の中央長軸方向軸に対して第２の直径Ｄ２を有する第２のボア７２を含む。この実施形態では、直径Ｄ２は直径Ｄ１より小さい。さらに、直径Ｄ２は、ボア７２が、チューブ端部１３を受容するほぼ円筒形の壁を規定するようなサイズである（図１）。第１のボア７０は、ナット後方端部７４から軸方向に間隔を置かれる位置で終結し、ナット５２が半径方向の内方に延びるカラー７６を含むように、トレパン７５を形成する。このカラー７６は、ナット５２の後方端部７４、より小さい直径のボア７２およびより大きな直径のボア７０によって規定される。
【００１７】
ナット５２は、カラー７６から、幾分カンチレバー様式で軸方向の内方に延びるチューブグリップデバイス８０を含む。この例におけるチューブグリップデバイスは、グリップリング８０の一般的形状にあり、そしてチューブ端部１３を緊密に受容する（図１）実質的に円筒形の壁を規定する内部ボア８２を含む。リングボア８２の直径Ｄ３は、第２のナットボア７２の直径と同じであるか、または異なり得る。グリップリングボア８２を規定する円筒形の壁は、グリップリング８０のテーパー状前部または鼻部分８４から軸方向に延びる。鼻部分８４は、リング８０の後方端部に向かって半径寸法が増加する軸方向にテーパー状の外面８６を含む。このテーパー状の外面８６は、グリップデバイス８０のほぼ半径方向の前方端部８５から延びる。このほぼ半径方向の前方端部８５は、好ましくは鋭いコーナー８７で、小さな角度またはテーパーを有し得、内部円筒形ボア８２に接続する。あるいは、それに代わって、直径Ｄ３より幾分大きな直径を有し、そしてナット５２の後方端部７４に向かって前方端部８５から軸方向に延びるリング８０の前方端部中に、周縁凹部またはストップまたはステップまたはノッチまたはその他の幾何学的形状（図示せず）が提供され得る。
【００１８】
テーパー状の面８６は、好ましくは、半径部分８９によって前方端部８５を、そして半径８６ａによってその軸方向対向端部を、ほぼ円筒形の部分９１まで接続し、これは、次に半径９３を経由してテーパー状の外壁部分９５まで接続する。このテーパー状の外壁部分９５は、半径に沿ってトレパン７５まで接続する。
【００１９】
この点で、種々の幾何学的形状特徴（例えば、種々の凹部、ノッチ、テーパー状部分、半径部分など）のチューブグリップデバイス８０が、本明細書で以後さらに説明されるように、適切な半径方向の内方にヒンジ作用を行うように選択されることが注記される。従って、チューブグリップデバイス８０の幾何学的形状は、硬度および継手構成要素のような管材の材料の特徴、管材の寸法ならびに特定の適用のために必要な要求されるチューブグリップおよびシール性能によって決定される。従って、本明細書中に示される特定の実施形態は、チューブグリップデバイスの幾何学的形状について、本来、例示であり、そして制限ではないことが意図される。例示により、しかし、制限であることを意図することなく、図９〜１２は、このチューブグリップデバイスについて、その他の幾何学的改変例を示す。２つのフェルール継手について、上記で参照した特許はまた、ヒンジ作用を容易にし、所望のチューブグリップを得るためのさらなる幾何学的形状を示す。
【００２０】
図１、２および４を参照して、テーパー状の鼻部分８４は、主要本体５６中のチューブボア５８への開口部を形成する軸方向にテーパー状のカム作用面８８を初めに係合する。このテーパー状のカム作用面８８は、ボア５８の壁を本体５４の後方端部壁９０に接続する面である。図１および２の実施形態では、このカム作用面８８は、ほぼ凸状の輪郭によって特徴付けられる。しかし、この面８８の形状は、特定の適用において継手５０に必要な特定のリング変形およびチューブグリップ特徴に依存してその他の形状について選択され得る。従って、図４に示されるように、このカム作用面８８’は、例えば、円錐台形状であり得る。図４は、軸方向にテーパー状であるチューブボア５８が、対抗ボア６０に隣接する軸方向により短い部分のみがテーパー状であり得るという概念を示すことにも注目のこと。
【００２１】
チューブグリップリング８０は、継手５０のいくつかの重要な機能を行うための形状である。このグリップリング８０は、適正な止めに際し、テーパー状のカム作用面８８に対して流体密な主要シールを提供しなければならない。このシールは、チューブ継手５０のための一次外側シールであり得るか、または、実際、例えば、ボア壁５８および／または対抗ボア６０に沿って、チューブ端部１３とチューブ本体５４との間に形成される任意のシールに対し、二次またはバックアップシールであり得る。グリップリング８０はまた、リング８０の円筒形ボア８２がチューブ端部外面を係合する領域中の、リング８０がチューブ端部１３の外面に食い込む位置で主要シールを形成する。ここで再び、この主要シールは、実際、本体５４に対して、チューブ端部１３によって形成される任意のシールに対するバックアップまたは二次シールであり得る。いずれの場合においても、グリップリング８０は、カム作用面８８およびチューブ端部１３の外面に対して主要シールを形成しなければならない。さらに、リング８０は、圧力、温度および振動影響の下でシール一体性を維持するよう、そしてチューブ端部がこのような状況下で継手から分離することを防ぐようにチューブ端部１３を適切に握らなければならない。
【００２２】
流体密なシールおよびチューブグリップ作用を達成するために、リング８０は、図２に示されるように、止めに際し、塑性的に変形され、そしてチューブ端部にスエージ加工されるように設計される。この結果は、リング８０がヒンジ作用を有し、それによって、テーパー状鼻部分８４が、ナット５２が本体５４上にねじられるとき軸方向の前方に駆動されるのみならず、チューブ端部１３の壁の外面との係合に半径方向に転位または駆動されるように設計することによって達成される。鼻部分８４の前方端部９２は、それ故、圧縮され、そして図２に９４で示される領域に生じるストレス蹴込みまたは食い込みとともに管材壁中に包埋される。前方端部食い込み９４は、塑性的に変形されたチューブ端部材料の外に形成されたほぼ半径方向に延びる壁またはショルダー９９を生成する。このショルダー９９は、グリップリング８０の包埋された前方端部を係合し、それ故、より高い圧力でチューブ吹き飛びに対する例外的に強い機械的抵抗性を形成する。この包埋された鼻部分９２は、それ故、チューブ端部１３上で、優れたシールおよび強いグリップの両方を提供する。リング８０は、円筒形壁８２を、ストレス蹴込み食い込み９４に軸方向に隣接するか、またはその後方で、そして数字９６で指定される位置で、チューブ端部に対してスエージ加工またはコレットばめするように、前述の半径方向に内方のヒンジ作用を示すようにさらに設計される。このスエージ加工および蹴込み効果は、チューブグリップ機能を実質的に増大し、そして下方チューブ振動、およびまた温度変化の影響から包埋された鼻部分および食い込み９４を隔離するために供される。
【００２３】
本明細書で示される実施形態のいくつかは、包埋鼻部分および付随するスエージ加工作用を行うとして説明されるが、当業者は、いくつかの適用では、特に、中程度の温度、振動および圧力影響に曝される継手について、このような厳格な設計規準が常に要求されないかも知れないことを認識する。従って、１つの概念は、１つ以上のフェルールを使用せず、むしろねじ継手構成要素の１つと一体であるチューブグリップリングを用いる、フレアなしチューブ継手の提供である。従って、好ましい実施形態として本明細書中に提示されるナット、本体およびグリップリングのさらなる設計局面は、制限する意味で解釈されるべきではなく、むしろ、特定の適用について要求されるような、用いられるべき選択可能な増強として解釈されるべきである。
【００２４】
所望のスエージ加工作用およびチューブグリップを達成するために、リング８０は、テーパー状の鼻部分８４、および（円筒形ボア８２の領域または９４で指定される領域におけるような）グリップリング８０の中央または中間部分が、それが本体５６のカム作用する口８８と係合するとき半径方向の内方に圧縮されるようにするヒンジ作用を示すように設計される。このヒンジ作用はまた、円筒形壁８２の有意な半径方向変位および圧縮を提供するために用いられ得、リング８０を、ストレス蹴込み９４に軸方向に隣接するチューブ端部１３上にスエージ加工する。図１〜４の実施形態では、このヒンジ作用は、一様に必要ではないが、好ましくは、円筒形部分７２と８２との間に軸方向に位置決めされる半径方向の内部周縁ノッチ９８を提供することにより促進される。このノッチ９８は、適切には、リング８０が、所望のコレット効果とともにチューブ端部に対して円筒形壁８２を半径方向に圧縮するように、制御された様式で塑性的に変形および崩壊することを許容するような形状である。この結果は、グリップリング８０の外側壁部分中に外側ノッチ１００を含めることにより増大され得る。グリップリング８０の特定の幾何学的形状は、従って、ナット５２が本体５４上にねじ込まれるように設計され、このグリップリングは、ヒンジ動作し、そして塑性的に変形して上記チューブ端部を握り、そしてこのチューブ端部およびテーパー状のカム作用する口８８に対して両方をシールする。有限要素分析のような標準的な設計手順を用いて、管材材料、管材硬度および壁厚さ、ならびに要求される圧力、温度および振動性能特徴のような種々の因子に基づき、リング８０の幾何学的形状を最適化し得る。
【００２５】
グリップリング８０の適正な変形は、テーパー状面８８について適切な輪郭を選択することによってさらに制御され得る。この面は、リング８０のテーパー状の鼻を係合し、そしてそれ故、リング８０がどのようにヒンジ作用するかのタイミングおよび様式を一部決定し、この鼻部分を圧縮し、そして塑性的に変形し、適正に包埋し、管材中に食い込ませ、そしてまた所望のコレットばめまたはスエージ加工作用を提供する。さらに、カム作用面８８の輪郭は、リング８０の鼻部分とテーパー状面８８との間に所望のシールを達成するように設計され得る。このシールは、継手の全体の性能にとって重要である。なぜなら、このシールは、グリップリング８０とチューブ端部１３との間に提供されるからである。
【００２６】
その一体化グリップリング８０を有するナット５２は、標準的な機械加工操作よって製造され得、そして代表的には、トレパン（穿孔器）操作を含み、例えば、第２のノッチ１００のようなリング８０の外側輪郭を形成する。ナット５２のその他の特徴は、周知の機械加工操作で実現され得る。必ずしも必要ではないが、好ましくは、ナット５２は、使用者がナット５２を本体５４上に締め付けることを可能にするレンチフラット１０２を含む。当業者は、継手５０の使用が、ナット５２と本体５４との間の相対的回転を必要とするのみで、いずれかの構成要素または両方が止め操作の間に必要に応じて回転され得ることを容易に認識する。
【００２７】
本発明者らは、カム作用面８８が、継手５０およびチューブ端部１３の長軸方向軸Ｘに対して約３５゜〜６０゜のカム作用角度θを形成することが高度に所望されることを見出した。より好ましくは、このカム作用面８８角度θは、４０゜〜５０゜であり、そして最も好ましくはこの角度θは、約４５゜である。カム作用面８８のための角度の範囲は、公知の金属継手設計とは劇的に異なる。一般に用いられているチューブ継手は、１０゜〜２５゜の範囲のカム作用面角度を有し、これは、本発明と比較して実質的により浅い角度である。このより浅いカム作用角度は、先行技術継手では、カム作用面に沿ってフェルールを、より大きな距離をスライドさせるために必要である。なぜなら、いくつかの先行技術のフェルールは、高い差別的な硬度を有さなかったからである。より浅いカム作用角度は、フェルールに対する軸方向ナット負荷を、チューブ中に半径方向にフェルール前方端部の増幅負荷に変換する斬進的傾斜または機械的利点を提供する。このより大きなスライドする作用は、チューブグリップデバイスが、チューブ端部中により多く徐々に半径方向に変形されることを許容し、チューブに対しグリップ作用または食い込みを形成する。このより大きなスライドする作用はまた、フェルール前方端部のチューブ中への漸進的な掘削、および変形された管材材料の蓄積の鋤返しを可能にする。より急峻なカム作用の角度であるように見えるもの含んだ先行技術チューブ継手は、実際に、カム作用面の浅い部分に依存するか、または管材中に食い込みを生じないかのいずれかであり、それによって、継手の圧力耐性を制限する。先行技術のこの浅いカム作用角度は、しかし、単一のフェルールが信頼性あるシールを形成する能力を損ない、そしてさらに特に強くなかったフェルール前方部分を必要とした。なぜなら、フェルーレの鼻は、浅いカム作用の口の中にスライドするために同様にテーパー状でなければならなかったからである。これとは全く対照的に、実質的により急峻なカム作用面角度θは、グリップリングの鼻部分８４が、実質的なスライド作用なくしてカム作用面８８中に鋳造され、それによって優れたシールを形成する効果を許容する。当業者は、しかし、このより急峻な角度が最適であるが、すべての適用、特に、ガスに対するような強いシールが要求されない適用には要求されないことを認識する。
【００２８】
鼻部分８４は、外側テーパー状面８６に遷移する半径部分８９を含む。この外面８６は、カム作用面８８の角度ほど急峻ではない角度で徐々にテーパー状である。このテーパー状の外面８６は、好ましくは、グリップリング８０の後方端部に向かって増加する半径寸法で軸方向にテーパー状である。このテーパー状の外側部分８６および／または半径部分８９は、高ストレスおよび材料鋳造を有する止めの際に、実際、グリップリング８０の前方端部がカム作用面８８に鋳造することを可能にする一般に狭いゾーンまたは線接触で、カム作用面８８と接触する。用語「一般に狭い線接触」は、外側のテーパー状面８６とカム作用面８８との間の接触のさらなる領域を排除することは意図されず、外側のテーパー状面８６および／またはカム作用面８８に対する半径部分８９との間で高ストレスおよび材料鋳造のカム作用面８８の最も内側の広がりにあるか、またはその近傍の局所的接触ゾーンの概念により一般的に適用される。「鋳造」によって、これは、単に、グリップリング８０がガス密な主要シールを行う金属上の磨かれた金属の一般に狭い周縁線接触を形成することによって、カム作用面８８に対して金属シールする良好な金属を達成することを意味する。
【００２９】
特定のカム作用角度の使用が、上記面８８の輪郭に必ずしも依存しないことに注目することが重要である。換言すれば、目的の角度は、グリップリング８０の前方端部がカム作用面８８と接触し、そこでシールを形成する角度である。従って、カム作用面８８は、実際、図１および２に示される凸状形状のような非円錐台輪郭を備えて作製され得るが、シールは、なお、急峻な角度をなす面８８と接触するグリップリング８０の前方端部よって形成されている。カム作用面８８のさらなる折り合う角度または輪郭が、グリップリング８０によって達成される、ヒンジ作用およびチューブ食い込みをより良好に促進するために用いられ得る。
【００３０】
この局面に従って、チューブ端部１３中へのグリップリング８０のヒンジ作用および食い込みを容易にするために、カム作用面８８が、折り合う角度をなす面として、より急峻であるか、またはより浅い角度をなすさらなる角度をなす部分とともに形成されるとしても、グリップリング８０の前方端部のシール部分（例示の実施形態では半径部分８９）は、カム作用面８８の急峻な角度をなす部分、好ましくは、継手５０およびチューブ端部１３の長軸方向軸Ｘに対して約３５゜〜６０゜の角度θ、より好ましくは４０゜〜５０゜であるカム作用面８８の角度θの範囲にある急峻な角度をなす部分の上に主要シールを形成し、そして、最も好ましくは、角度θは、主要シールが形成されるべき位置では約４５゜である。必ずしも必要ではないが、好ましくは、この主要シールは、グリップリング８０の前方端部とカム作用面８８との間の線接触タイプ係合によって行われる。
【００３１】
このより急峻なカム作用面角度は、チューブグリップデバイス８０の鼻または前方部分が、先行技術の単一フェルールおよびグリップリング設計におけるように、前方部分が、より浅い角度のカム作用面と係合しなければならない場合と比較して、実質的により多くの塊で形成され得るというさらなる利点を有する。この追加された塊は、ヒンジ作用とともに、チューブ食い込み９４の位置、またはその近傍で実質的により大きな材料の塊を位置決めする傾向にある。これは、先行技術の単一フェルールまたはグリップリング設計と対比したとき、圧力に耐える際にチューブグリップデバイス強度を顕著に強化し、そしてまた、振動および温度影響からこの食い込みを隔離するコレット効果を強化する。相違する硬度とともにこのフェルールの前方部分におけるより大きな塊は、能動的なかき払うすくい角（ｒａｋｅ）角度γ（図１３Ａ）を可能にするさらなる利点を有し、フェルールの前方エッジがチューブ端部中に湾入するのを支援する。このフェルール前方端部は、それがチューブ壁中に包埋するとき、ある程度変形し、能動的レーキ角度γは、９０゜より大きくなりそうにはない。このレーキ角度が９０゜より大きくなると仮定すると、それは、そのチューブ湾入からフェルール前方端部に向く傾向にあり得る。ヒンジ作用はまた、チューブグリップデバイスの後方端部（すなわち、鼻端部８４に対抗する端部）が、チューブ端部と接触することを防ぎ、その結果、全体のチューブグリップデバイスは、軸、半径およびフープ圧縮にある。
【００３２】
一般に、チューブグリップデバイスが、チューブ端部中に包埋、食い込み、およびそれを握るために、このチューブデバイスは、チューブ端部より硬くなければならない。これは、厚い壁の管材についてそうである。先行技術の浅い角度のカム作用の口におけるフェルールのより大きな軸方向移動は、このフェルールがチューブより僅かに適度により硬いときでさえ、チューブ中に包埋されることを可能にする。これらの状況では、チューブグリップデバイス８０がチューブ端部より僅かに適度に硬い場合、このデバイスは、急峻な角度のカム作用面に対し、チューブを適切に握ることができないであろう。より急峻なカム作用角度によって引き起こされる止めの間で、チューブグリップデバイスの実質的により短い軸方向移動のためである。しかし、このチューブグリップデバイスを管材より有意に硬くすることにより、より急峻なカム作用面が用いられ得、そしてこのチューブグリップデバイスが、チューブを握るためにこのチューブ中に適切に食い込ませるために有効である。
【００３３】
より急峻なカム作用角度θはまた、止めの間に、リング８０のかなりより短い距離の軸方向転位を生じる。結果として、鼻部分８４は、半径方向に変形され、そしてかなりより短い軸方向転位またはスライドする動きでチューブ端部１３中に圧縮される必要がある。次いで、適正なチューブグリップを達成するために、グリップリング８０は、好ましくは、ビッカーススケールで、管材材料の硬度の少なくとも約３．３倍の硬度まで表面硬化される。例えば、管材材料がステンレス鋼である場合、それは、約２００ビッカースまでの硬度を示し得る。従って、この局面に従えば、継手５０がこのような硬い材料とともに用いられるとき、上記チューブグリップデバイスは、上記管材の少なくとも約３．３倍の比まで硬化される。より好ましくは、上記チューブグリップデバイスは、上記管材の少なくとも約４倍の比まで硬化される。なおさらに、全体のグリップリング８０は、表面硬化される必要はなく、むしろ鼻部分８４のみが選択的に表面硬化され得る。
【００３４】
この局面に従えば、ナット５２および本体５４のすべてまたは一部は、貫通硬化され得るか、または表面硬化され得、ステンレス鋼のようなより硬い管材材料と使用されるとき、継手５０のチューブグリップを増加する。適切な表面硬化プロセスは、本発明の譲受人に発行された米国特許番号第６，５４７，８８８号、同第６，４６１，４４８号、同第６，１６５，５９７号および同第６，０９３，３０３号に詳細に記載されており、それらの全体の開示は、本明細書中に参考として全体が援用される。これらのプロセスは、継手の腐食耐性を損なうことなく、約８００〜１０００ビッカースまたはより高いチューブグリップデバイスの硬度を生成する。しかし、その他の表面硬化技法もまた必要に応じて用いられ得る。チューブグリップリング８０の表面硬化は、このリング８０が、二重ステンレス鋼を含むステンレス鋼のような管材材料に対して適切に握り、そしてシールすることを可能にする。上記で援用した表面硬化特許は、リング８０（これは、ナット５２とともに回転する）と管材との間の摩損を低減または防ぐリング８０上の面を提供するさらなる利点を有する。
【００３５】
摩損および残存ねじれを減少するために、例えば、ＰＴＦＥグリース、およびモリブデンジスルフィドまたはタングステンジスルフィドを含むグリースのような、種々の潤滑剤がまた、グリップリング８０とともに用いられ得る。
【００３６】
表面硬化技法は、代表的には、表面硬化されるべき全体のナット５２および一体化チューブグリップリング８０を生じる。この表面硬化が、上記で参照した特許または特許出願におけるように、例えば、ステンレス鋼に対して実施されとき、接着性の酸化物スキンが形成される。本発明の別の実施形態では、固形の潤滑剤がステンレス鋼ナット５２のねじに付与され得、締め付けの間に、摩擦、そしてそれ故、止めトルクを減少する。任意の固形の潤滑剤が、この目的のために用いられ得、そして多くのこのような固形潤滑剤は周知である。２〜３の例は、グラファイト、モリブデンジスルフィド、タングステンジスルフィドおよびＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン）である。これらの潤滑剤は、ニートで、すなわち、別の材料と組み合わせないで、または樹脂キャリアなどのような別の材料と混合されて用いられ得る。さらに、それらは、粉末、顆粒およびペースト含む、本質的に任意の固形形態で用いられ得る。
【００３７】
このタイプの固形潤滑剤は、周知の市販製品である。例は、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭｉｃｈｉｇａｎのＤｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能な、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）３２１  Ｄｒｙ  Ｆｉｌｍ  Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ、およびＭｏｎｒｏｖｉａ、ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＴｒａｎｓ  Ｃｈｅｍ  Ｃｏａｔｉｎｇｓから入手可能なＳｌｉｃｋｏｔｅ（登録商標）Ｄｒｙ  Ｌｕｂｅ  １００を含む。
【００３８】
これらの潤滑剤は、手による、エアロゾルもしくは空気噴霧による、または自動化装置によるような、任意の標準的な方法によって付与され得る。潤滑性質を提供する任意のコーティング厚みが用いられ得る。標準的なクラス２スレッドクリアランスを超える固形潤滑剤厚みは、通常、必要ではない。適切であれば、この潤滑剤はまた、その接着を増大するために加熱され得る。例えば、いくつかの潤滑剤、特に樹脂バインダー中で供給されるものは、バインダーの硬化を行うために加熱され得る。例えば、Ｓｌｉｃｋｏｔｅ（登録商標）Ｄｒｙ  Ｌｕｂｅ  １００は、製造業者の指示書に従って、例えば、１時間の間３００゜Ｆに加熱され得る。
【００３９】
特定の実施形態では、上記のような乾燥潤滑剤が、炭素源として一酸化炭素を用いる低温炭化に供されたステンレス鋼ナット５２に対して用いられる。ステンレス鋼は、この鋼が空気に曝されるとき固有に形成される、薄い密着した酸化クロム膜のため錆びない。ＡＩＳＩ  ３１６および３１６Ｌステンレス鋼から作製されるような、低温炭化のステンレス鋼パーツは、通常、ある程度〜僅かな量のすすでコートされたパーツ表面を残す。使用前、このすすは、通常、洗浄により取り除かれる。低温炭化で一酸化炭素が炭素源として用いられるとき、すすが形成され得るのみならず、さらに重い酸化フィルムもまた形成する。この重い酸化膜は、粘着酸化クロム膜とはかなり異なり、これは、より厚く、そして明らかに受動的でない、ステンレス鋼を錆びなくする。代表的には、この膜はまた、使用前に取り除かれ、パーツの炭化表面を剥がす。この特定の実施形態によれば、この重い酸化膜は、固形潤滑剤の付与前に取り除かれない。むしろ、それは、炭化されたパーツ表面上に残るか、または炭化表面の少なくとも一部分が潤滑にされる。この特定の実施形態によれば、この重い酸化物スキンの自然の多孔性構造が、パーツ表面に潤滑剤を結合するためのアンカーとして作用することが見出された。結果として、潤滑剤は、そうではない事例より接着性であり、そしてそれ故、除去されることなく、繰り返し継手改造（すなわち、ナットを緩めること、および再締め付け）に耐え得る。潤滑にされた酸化膜のその他の局面は、２００３年２月５日に出願された、潤滑にされた低温炭化ステンレス鋼パーツについての同時係属中の米国特許出願番号第１０／３５８，９４６号に記載され、その全体の開示は、本明細書中にその全体の開示が参考として全体で援用される。
【００４０】
図５および６を参照して、別の実施形態では、継手５０’は、本明細書で上記に先に記載されたナットと同じであり得るナット５２を含む。本体５４’は、以下のように改変されている。この事例では、本体の後部端部壁１１０は軸方向に延びている。遷移輪郭１１２は、端部壁１１０を軸方向にテーパー状であるカム作用する口８８に接続するために用いられ得る。継手５０’のすべてのその他の局面は、図１〜４を参照して記載されたような継手５０と同じであり得る。端部壁１１０の延びた軸方向長さは、ナット内側ショルダーまたはトレパン１１４を、ナットの前方壁６６が本体端部壁６８を係合する前に、本体端部壁１１０と軸方向に接触する。これは、図６の止め位置で示される。換言すれば、この自己ゲージ特徴は、ナットおよび本体の後方位置に位置し、そしてトレパン領域および本体後方端部壁１１０における緊密な許容度制御を必要とするのみであり、その一方、図１および２の実施形態では、より多い数の許容度の積み重ねに起因して、正確な自己ゲージを確実にする際に、より多くの寸法および許容度が関与している。
【００４１】
単一のフェルールのチューブ継手もまた企図される。この単一のフェルールのチューブ継手は（ここで、今や、この単一のフェルールがチューブグリップデバイスである）、本明細書中に記載される一体のナットおよびチューブグリップデバイス設計で達成される多くの同じ概念および利点を備えて設計され（そして逆も同じである）、これには、特に、しかし、制限されないで、ヒンジ動作の種々の随意の特徴、チューブ食い込み、コレットまたはスエージ効果、輪郭のある後方壁、随意の凹部をもつテーパー状の外側壁、内部ノッチまたは凹部の随意の使用、カム作用面における直線接触、止め後の半径方向に間隔を置いた後方端部、およびチューブ端部と比較したときの高い差別的硬度がある。従って、これらの利点は、詳細には繰り返さず、一体のナットおよびチューブグリップリングは、本明細書の単一のフェルールであるがフェルールが雌ねじナットと一体である実施形態とほとんど同様に機能すると認められる。
【００４２】
図７、７Ａおよび８は、本発明の単一フェルールのチューブ継手１８１の実施形態を示す。この例では、フェルール１８０は、別個のパーツであり、それ故、ナット１８２、本体１８４および単一のフェルール１８０を含む、３片のチューブ継手１８１を提供する。この継手は、他を排除するのではないが、特に、ステンレス鋼管材との使用に良好に適合されている。
【００４３】
本体１８４は、好ましくは、本明細書で上記に記載した角度θについての範囲にあり、そして最も好ましくは約４５゜である角度をなすカム作用面１８６を含む。この単一のフェルール１８０はまた、好ましくは、約８００以上のビッカース硬度、またはチューブ端部１３の硬度の少なくとも約３．３倍まで表面硬化される。フェルールの前方部分１８８は、継手の止めの間に急峻な角度をなすカム作用面１８６と接触し、この急峻な角度をなすカム作用面１８６に対して線接触タイプの主要シールを形成する半径遷移１９０を含む。このフェルールの前方部分１８８は、チューブ端部１３の外側面中に食い込むフェルールの前方の鋭いエッジ１９２を備えたほぼ半径方向の前方端部面１８８ａを含む。このフェルールは塑性的に変形され、そしてチューブ食い込みの位置で、ほぼ半径方向に延びるショルダー１９４を生じる。このフェルール１８０は、チューブグリップ要素８０に対して本明細書で先に記載されたようなヒンジ効果を示し、その結果、フェルール本体の中央パーツまたは中間部分１９６は、チューブ食い込み１９４またはその近傍でコレットまたはスエージ加工するための半径方向の内方の圧縮を受ける。このフェルールの特定の幾何学的形状は、必要に応じて選択され得、本明細書で先に記載され、そしてまた２つのフェルール継手に関し上記で援用した特許中に記載されるように、ヒンジ作用および握る食い込みおよびコレット作用を容易にする。このフェルール１８０は、内部周縁ノッチまたは凹部１９８とともに提供され得、本明細書で上記に記載のように、ヒンジ効果、およびテーパー状の外壁２００を容易にする。このフェルール１８０は、止めの間にナットショルダー２０４によって駆動される後方のテーパー状の壁２０２を含む。このフェルール１８０はまた、軸方向で前方端部１８８ａと凹部１９８との間にある、中央の長軸方向の、そして実質的に円筒形のボア部分２０６を含む。好ましくは、テーパー状の鼻部分２０８は、止めの間にカム作用面との接触から外れたままであるような角度をなし、線接触主要シールの形成を容易にする。
【００４４】
フェルールの後方端部２０２と凹部１９８との間で軸方向である円筒形ボア部分２０６ａは、前方円筒形部分２０６と同じ直径または異なる直径であり得る。さらに、上記ヒンジ作用は、内部円筒形ボアの後方端部部分２０６ａが、止めの後、チューブ端部１３との接触から半径方向に間隔を置かれ、そしてそれから外れたままであるように実現され得る。
【００４５】
単一のフェルール１８０は、チューブ端部１３の少なくとも約３．３倍の硬さ、そしてより好ましくは、少なくとも約４倍の硬さまで貫通硬化または表面硬化される。表面硬化に関する前述の特許は、適切なプロセスのために参照され得るが、その他のプロセスが必要に応じて用いられ得る。
【００４６】
単一フェルールの継手１８１は、それ故、金属シールに対する金属についてより急峻なカム作用面角度、管材と比較して実質的により硬いフェルール、および強いチューブグリップ食い込み作用を利用することにより、優れたチューブグリップおよびシール機能を提供する。管材硬度と比較したとき実質的により硬いフェルールは、より急峻なカム作用角度が金属を金属シールすることを容易にするとともに、より急峻なカム作用角度でさえ、優れたチューブグリップを可能にする。
【００４７】
多くの局面および特徴が、単一フェルール実施形態および一体のチューブグリップリング実施形態のいずれか、または両方に適用され得、これらは、シールすること、およびチューブグリップの主要ではあるが排他的でない性能特徴を容易にする。例えば、いくつかの適用で重要であり得る別の性能特徴は、チューブ継手が温度影響に耐える能力である。その他の規準は、製造コスト、組み立て、および組み立て確認の容易さを含み得る。設計者に利用可能な異なる設計局面は、チューブグリップデバイスの幾何学的形状および材料の特徴に関する種々の選択肢（単一フェルールまたは一体のチューブグリップリングであれ）、および例示の実施形態のねじ雄本体および雌ねじナットのようなチューブ継手構成要素の選択肢の局面を含む。
【００４８】
すべての設計で絶対的に必要な単一の局面または特徴はない。従って、広義には、単一フェルール（一体形または別個）チューブ継手は、先行技術の単一フェルール継手とは異なり、フェルールが、チューブ端部に対してフェルールの中央部分の半径圧縮によって生成されるコレットばめ効果を生じる止めの間に塑性的に変形するようなトグル様のヒンジ作用を取り込むことによってチューブグリップおよびシール形成を達成する。このヒンジ作用は、従って、好ましくは、必ずしも必要ではないが、すべての適用において、チューブ端部に対して半径方向に圧縮されるフェルールの凸状部分を生成する（その一方、先行技術の単一フェルールのチューブ継手では、フェルールは、凹面をなしてチューブ端部から曲がって離れる）。ヒンジ作用およびコレット作用効果は、止めの間のより短いカム作用ストロークまたはフェルールの軸方向転位によるより硬い管材材料に対してでさえ、適切なチューブグリップを可能にし、従って、またこのカム作用面に対する適切なシールを確実にする。
【００４９】
所望のチューブグリップおよびシールを達成するために設計者に利用可能な種々の局面および選択肢は、制限されないで以下を含む。１つの局面は、本明細書で上記に提示したようなより急峻なカム作用角度θの使用である。別の局面は、本明細書で上記に記載の例示のプロセスのような硬化技法の使用であり、フェルール／グリップリングは、ビッカーススケールで上記管材の硬さの少なくとも約３．３倍である。この硬化は、チューブグリップデバイス／フェルールの表面の一部またはすべてに対する表面硬化または貫通硬化であり得る。なお別の局面は、軸方向に湾入の背後のコレットまたはスエージ効果とともに、管材壁中への適正な鼻の湾入をとるような本明細書で上記に記載のような、適合の止めの間にヒンジ作用機能または効果を生成するためのフェルール／グリップの適切な幾何学的形状である。このフェルール／チューブグリップデバイスは、より高い圧力の適用で代表的であるようにチューブ端部中に食い込むよう設計され得るか、または薄壁管材またはより柔軟な管材で代表的であるようにチューブ端部に対して半径方向に圧縮されるよう設計され得る。上記幾何学的形状の考慮は、内部ノッチ／凹部または凹面の使用、凹面ありまたはなしの外側テーパー状壁の使用、および、例えば、凸面のような輪郭のある後方壁の使用を含み得る。さらなる幾何学的形状特徴は、強力なシールを行うためのほぼ線の接触でカム作用面を係合するための半径部分の使用、および強力な食い込みおよびチューブグリップを生成するためのチューブ壁中にフェルールの前方エッジを湾入することを含む。別の局面は、ヒンジ作用を設計することであり、それによって、フェルールの後方部分は、終了した止めの後、チューブ端部から半径方向に間隔を置いたままである。これは、そうでなければ管材を下げる振動効果を受け易いストレス上昇または領域の生成を支援して防ぐ。なお別の局面は、チューブ適合構成要素の１つの駆動面と、例えば、ナットがフェルールの後方端部に対して圧縮する場所のような関連するフェルール駆動面との間の異なる角度を提供することである。この異なる角度は、適正なヒンジ作用を促進し、チューブ端部に対してフェルールを効率的にコレットし、そしてまた、チューブ端部からフェルール後方部分の半径方向に間隔を置くことを容易にする。
【００５０】
当業者は、それ故、本開示が、単一フェルールチューブ継手の技術の状態に顕著に、特に、より急峻なカム作用角度、異なる硬度およびヒンジ作用の選択肢を組み合わせる例示の実施形態について付加することを認識する。これらの３つの局面は、一緒に働き、先行技術の単一フェルール継手とは異なり、良好なシールおよびチューブグリップ特徴を示す単一のフェルールチューブ継手を生じる。さらに、多くの適用では、ヒンジ作用および異なる硬度のみの使用で十分である。
【００５１】
本発明者らは、単一フェルール１８０のいくつかの適用（そしてそれ故、また一体型チューブグリップリング実施形態）には、特に、排他的ではないが１／２インチ管材に、およびより大きいかまたは非常に硬い管材には、内部ノッチ１９８は必要ではないことを見出した。より小さな管材には、そのような場合では、フェルールの適正なヒンジ作用は、より小さなフェルールのより高い剛直性に起因してノッチなくして達成することはより困難であり得るが、内部ノッチはまたいくかの適用には省略され得る。
【００５２】
このヒンジ作用は、例えば、二重ステンレス鋼のような管材材料が硬く、フェルールがフェルールの鼻が管材壁中に湾入することを可能にするに十分に表面硬化されなければならないとき特に有用である。このフェルールが硬くされるほど、適正なチューブグリップおよびシールを確実にするような適切な様式でフェルールを変形することはより困難になる。このヒンジ作用は、フェルールが適正に変形され、そして管材を握ることを可能にする。例えば、銅のような、より柔軟な管材材料には、より急峻なカム作用角度θのみがチューブグリップおよびシールを確実にするために適切であり得る。
【００５３】
上記で注記されたように、上記ヒンジ作用は、単独または任意の数の種々のコンビネーションおよびサブコンビネーションで用いられ得る種々の設計選択肢によって実施され得る。これらの選択肢の１つは、注記したように内部ノッチまたは凹部である。別の選択肢は、テーパー状の外側壁２００である。さおさらに、フェルールの後方端部２０２は、本明細書の図７および７Ａに示される真直ぐな円錐形プロフィールから区別されるような、上記「９６３」特許中で説明されるような凸状形状を備えるような輪郭であり得る。フェルール後方端部２０２をもつ凸状の輪郭（またはそれに代わってナット１８２の輪郭をもつ駆動面２０４あるいは両方）を用いて、フェルールとナットとの間の反応をより均一に分配することによって摩損および止めトルクを低減する。当業者は、この輪郭をもつ後方端部が、例えば、摩損を低減するためのリリーフを備えたフェルールについて、２０００年１２月２０日に出願された国際特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ００／３４８２８、およびその対応する、摩損を低減するためのリリーフを備えたフェルールについて、１９９９年１２月２２日に出願された米国特許出願番号第０９／４６９，５４９中に記載されるような多くの異なる形状をとり得ることを容易に認識し、これらの全体の開示は、本明細書中に参考として全部が援用される。これら出願の教示は、本発明の理解および実施のために必要ではなく、むしろ、２つのフェルールチューブ継手の後部フェルールまたは単一フェルールのチューブ継手いずれかの、輪郭をもつ後方壁およびヒンジ作用作動のためのその他の幾何学的形状の考慮のさらなる代替の設計形態を提供する。この輪郭をもつ後方壁はまたヒンジ作用を容易にし、それによってフェルールの後方端部は、本明細書で上記に提示したように、止め後管材から半径方向に間隔を置かれ得る。このフェルール後方端部と管材壁との間の接触を防ぐことは、有害な振動効果を受け得るストレス蹴込みを防ぐ。
【００５４】
図１３を参照して、別の実施形態では、単一のフェルールチューブ継手３００は、部分的に長軸方向の半分の断面で、チューブ端部１３上で緩く組み立てられた状態で示される。この図では、その他の図面におけるように、種々の間隙およびスペースが、当業者に容易に明らかであるように、理解の明瞭さおよび容易さのために誇張されている。
【００５５】
この継手３００は、フェルール３０２、本体３０４、および、例えば従来のそれらの間のねじ接続によるようにこの本体３０４に接続可能なナット３０６を含む。この本体３０４は、本明細書で上記に提示されたような急峻なカム作用面３０４ａを含む。この実施形態では、フェルール３０２は、ほぼ円筒形のデバイスであり、そして任意の上記に記載の例示の材料から作製され、そして必要ではないが、好ましくは、すべての場合で、ビッカーススケールで、上記管材の硬度の少なくとも約３．３倍の差別的硬度を有するように表面硬化される。このフェルール３０２は、チューブ端部１３が通過する中央ボアを含む。このボアは、フェルールの鼻または前方部分３１０から後部または後方端部３１２に延びる実質的に連続的な円筒形の壁３０８によって規定される。鼻部分３１０は、半径部分３１８によってテーパー状部分３１６に接続する前方エッジ３１４を含み得る。
【００５６】
この例示の実施形態中のフェルール３０２は、必要に応じて、ひだ、凹部またはノッチまたはその他の凹面形態３２２を有し得る。この事例におけるこの外側凹面状形態３２２は、ほぼ円筒形の壁部分３２０ａおよび軸方向にテーパー状の壁部分３２０ｂによって形成される。この凹状の形態３２２本明細書の図７の実施形態のテーパー状の壁２００に機能において類似しており、そして止めの間にフェルール３０２の半径方向の内側の圧縮を容易にするために用いられ得、意図される鼻３１４を生成する所望のヒンジ作用操作（および得られるストレス増加）および上記湾入の軸方向の後にあるコレット領域を達成する。
【００５７】
このフェルールは、輪郭をもつ後方壁３２４をさらに含む。この例における輪郭のある後方壁３２４は、上記で援用した特許および特許出願の教示に従い得るか、または本明細書に示されるように、この後方壁の半径方向外側端部で半径またはその他の凸状形状３２４ｂに接続するほぼ真直ぐな円錐形部分３２４ａを含む。輪郭のある面に沿って、そしてチューブ端部１３から半径方向に間隔を置いて、フェルール３０２とナット３０６との初期接触を有することにより、止めの間のより少ない摩損、および最終の組み立てのために必要なより低いトルクがある。この形態はまた、所望のヒンジ作用動作の結果として、止め（図１４を参照のこと）後のチューブ端部から半径方向に間隔を置いたフェルールの後方端部３１２を有することを容易にする。
【００５８】
図１３Ａ中により大きなスケールで示されるように、このフェルール後方壁３２４は、一般に、面３２４の最も外側の凸状領域への正接Ｚと、ナットの駆動面３０６ａとの間に形成された含められた角度β（本明細書中では「差角度」と称される）を形成するように、輪郭の凸状形状を有する。従って、この凸状輪郭面３２４の形態は、特定の適用について必要に応じて選択され得る。好ましくは、ナット面３０６ａは、最初、上記チューブ端部から半径方向に間隔を置いた位置で、凸面３２４と接触する。図１３Ａの実施形態では、この初期接触は、面３２４の半径方向遠位部分またはその近傍にあるが、このようなことは必要ではない。例えば、この初期接触は、面３２４の中央領域中でより多くてもよい。
【００５９】
輪郭をもつ後方壁３２４、差角度βおよび外側壁３２０を含む１つ以上の局面の（テーパー状部分および凹面のような）使用は、強力なチューブ食い込みおよびコレット作用を生じるヒンジ作用、およびフェルールの後方端部を、継手の止めの後、このチューブ端部から半径方向に間隔を置くようにすることを容易にする。
【００６０】
このフェルール３０２の前方部分３１０は、必ずしも必要ではないけれども好ましくは、止めの間に管材壁に食い込みそしてそれに湾入する前方エッジ３１４を含む。フェルールの前方端部３１０ａは、前方エッジ３１４からほぼ半径方向に、継手３００の中央軸Ｘとともに形成され含められる角度である角度γで延びる。この角度γは、各適用における継手のための全体の設計規準に依存するが、この角度は、フィンガー密の位置を超えて止めの間にフェルールの所定の軸方向ストロークのために管材壁中への強力な食い込みを達成することで重要である。大部分の事例で、この角度は約７５゜〜約８５゜の範囲にある。
【００６１】
このフェルール３０２の後方端部３１２は、好ましくは、止めの後、管材から半径方向に間隔を置かれるが、これは、すべての適用で要求されなくともよい。このような間隔を置くことが要求されるような適用には、別の代替は、フェルールの後方端部３１２中の対抗ボア３１３（点線で示される）のような凹部を形成することである。
【００６２】
上記ヒンジ作用は、図１４を参照してさらに理解され得る。先行技術のフェルール継手で代表的なたわみまたは凹状変形とは区別可能なこのヒンジ作用は、好ましくは、図１４中の方向矢印Ｃ１およびＣ２によって表される二重回転を含む。フェルールの後方端部３１２は、ほぼ時計方向（本明細書では、用語時計方向および反時計方向は、回転の任意の必要な実際の方向よりはむしろ、図面の示された配向を基に便利な参照のために用いられる）に、またはチューブ端部１３から離れて回転し、その一方、鼻部分３１０は、上記鼻先端部３１４がチューブ１３と接触した後ほぼ反時計方向（すなわち、後方端部３１２の回転方向とは反対）に回転する。鼻部分のこの回転は、それ故、湾入した鼻部分３１０の軸方向の後にあるフェルールの中央部分３２６の半径方向圧縮に寄与する。「中央部分」により、フェルールの前方端部と後方端部との間にある領域を意味し、そしてフェルールの真中である必要はない。むしろ、本明細書で用いられるとき、この中央部分は、湾入した前方端部の軸方向の後でチューブ壁に対して半径方向に圧縮されるフェルール本体の一部である。この半径方向の圧縮は、湾入された前方端部３１４の軸方向の後で内部円筒形壁３０８の部分３０８ａの所望のコレットまたはスエージ加工効果を生成する。コレット領域３０８ａの長さは、チューブ継手要求および性能要求の全体の設計特徴に依存して変動する。コレット領域３０８ａは、湾入した前方エッジの軸方向の後にあるが、コレットはめが開始する正確な位置は、設計選択の事項であり、その結果、それは、湾入した鼻および関連するストレス増加部に隣接して位置し得るか、または２〜３の例では、それから軸方向に間隔を置かれ得るか、または連続的である。示されるようなコレット領域３０８ａはまた、上記ヒンジ作用動作が、好ましくは、止めの間に円筒形壁３０８のこのような凸状変形を生成する管材壁中に圧縮する凸状の半径部分として特徴付けられ得る。このような効果は、フェルールが管材から離れて凹面をなしてたわむか、または貫通硬化されたようなフェルールはほぼ円筒形の形状のままであるかいずれかである先行技術継手から容易に区別される。
【００６３】
二重の回転ヒンジ作用動作は、それ故、フェルールの種々の幾何学的特徴の１つ以上の使用によって促進され、これには、制限されずに、フェルールの輪郭をもつ後方壁の使用、フェルールと駆動ナットとの間の差角度を含めること、および外側壁中の凹面が含まれる。従って、当業者は、特定の適用についてフェルールの最良の幾何学的特徴を選択し得、急峻なカム作用角度、そして必要に応じてフェルールの差のある硬度の使用を容易にする。
【００６４】
本発明者らは、所望のコレット結果が、上記チューブ面に垂直に作用する圧縮コレット作用ストレスが、内壁３０８に沿ってフェルール後部の湾入前方端部の位置からコレット領域に沿って暫時かつほぼ減少するものであることを見出した。この所望のコレット効果は、止めの間に金属変形から生じるストレス増加を減少またはなくすことが所望される適用で好ましい。コレット作用ゾーン３０８ａに沿ってほぼ減少するコレット作用ストレスを提供することにより、湾入した鼻に対向するコレットゾーンの尾を引くエッジ近傍のストレス濃縮領域は、低減されるか、またはなくされ得る。
【００６５】
図１５Ａ、ＢおよびＣは、ナット３０６と本体３０４との間のねじによる連結のための異なるねじ選択肢を示す。図１５Ａは、垂直から形式的に３０゜（すなわち、６０゜の含まれる角度）の対称ねじフランク３５０および３５２を示す。図１５Ｂは、バットレスねじ設計の選択肢の使用を示し、ここでは、ねじフランクは非対称であり、１つのフランク３５０は代表的には垂直から約４５゜の範囲であり、そして隣接するフランクは約３゜〜約７゜の範囲である。このバットレスねじ設計は、１つの側面上に高強度の負荷を提供し、高トルク組み立ての間、および高圧力適用でナットの口広げを支援して減少する。図１５Ｃは、アクメねじの使用を示し、ここで、フランクは再び対称であるが、垂直から約３゜〜約７゜のようなより急峻な角度である。このアクメねじ設計は、形式的に６０゜のねじと比較して均一により高い強度の負荷を提供する。
【００６６】
先行する材料の部分は、関連する出願中に先に開示された。本発明は、以下に論議される例示の実施形態中のこの材料の概念および教示のいくつか、例えば、急峻な角度のカム作用面および／または幾何学的形状、ならびにチューブグリップデバイスの材料の差別する硬度を取り込む。この点で、図１６〜１８は、継手がねじ連結よるよりはむしろクランプ留め連結によって固定されるさらなる実施形態を示す。
【００６７】
図１６に示されるクランプ留め連結は、軸方向に向くクランプ留め力を奏するためにクランプリング３６０を含む。このクランプリング３６０は、一般に、ボルト分割クランプアセンブリとして公知のタイプであり得る。その他のねじでない連結もまた、必要に応じて用いられ得る。
【００６８】
このクランプリング３６０は、チューブ３６４および連結される本体３６６の軸３６２の周りで延びる環状形態を有する。このクランプリング３６０は、中央部分３６８を有し、それから、第１および第２のクランプ耳３７０および３７２が半径方向の内方に延びる。これらのクランプ耳３７０および３７２は、互いに面するテーパー状の面３７４および３７６をそれぞれ有する。
【００６９】
図１６および１７に示される継手は、主要本体部分３８０、およびこの主要本体部分と１つの片として形成されるフェルールまたはグリップリング３８２を有する端部片３７８を含む。この端部片３７８およびフェルールまたはグリップリング３８２は、本体３６６と、上記の様式で協働し、チューブ３６４とともにシールおよびそれを握る。従って、このグリップリング３８２は、上記端部片３７８からいくぶんカンチレバーの様式で延びる。このグリップリング３８２は、好ましくは４５゜カム作用面である、本体３６６上の急峻なカム作用面３８３と係合可能であり、カム作用により、それを、上記チューブ３６４と係合する。グリップリング３８２は、ビッカーススケールで、チューブ３６４の硬度の少なくとも約３．３倍の差別的硬度を有するように硬化され得る。このグリップリングは、外側ノッチまたは凹部を有し得、所望のヒンジ作用動作を達成するための構成の間に半径方向の内方への圧縮を容易にする。
【００７０】
カム作用角度の範囲のような、継手の種々の幾何学的形状特徴は、継手の構成に際し、二重の回転で、グリップリングの適切な半径方向の内方へのヒンジ作用を行うよう選択される。しかし、本発明のクランプ連結が、クランプされた連結部分を備えた１つの片として形成されたその他のグリップリングと、および、例えば、その他のカム作用角度を有する本体と用いられ、そして図１〜１５を参照して上記に示されたタイプの継手に制限されないことが理解されるべきである。このクランプされた連結はまた、２フェルールシステムとともに使用可能である。
【００７１】
端部片３７８の主要本体部分３８０は、この主要本体部分から半径方向の外方に突出するクランプフランジ３８４を有するフランジのある部材である。この端部片３７８上のクランプフランジ３８４は、テーパー上の外側面３８６を有する。この本体３６６は、同様に、端部片３７８上のクランプフランジと同じ距離だけ半径方向の外方に突出するクランプフランジ３８８を有するフランジのある部材である。この本体３６６上のクランプフランジ３８８は、テーパー状の外側面３９０を有する。このフランジ３８４および３８８は、ねじ連結のパーツ以外の特定物である。
【００７２】
図１６は、クランプされていない、または開始状態にあるクランプ連結のパーツを示す。クランプリング３６０のクランプ耳３７０上のテーパー状の面３７４は、本体片３６６のクランプフランジ３８８上のテーパー状の面３９０との接する係合にある。このクランプリング３６０のクランプ耳３７２上のテーパー状の面３７６は、フランジのある部材３８０のクランプフランジ３８４上のテーパー上の面３８６と接する係合にある。端部片３７８上のストップ面３７９は、本体３６６上のストップ面３６７から離れて間隔を置かれる。チューブ３６４の端部部分は、本体３６６によって規定されるチューブソケット中にある。
【００７３】
クランプリング３６０が図１７に示される矢印３９２によって示されるように半径方向に移動するとき、クランプリング３６０上のクランプ面３７４および３７６は、半径方向の内方に、軸３６２に向かう方向に移動する。面３７４および３７６のテーパーは、端部片３７８および本体３６６が一緒に引かれるようにする（すなわち、矢印３９４によって示されるように、互いに向かって軸方向に；実際、端部片３７８および本体３６６の１つは、単独で、他方に向かって移動する）。
【００７４】
端部片３７８と本体３６６との間の相対的軸方向移動は、グリップリング３８２が、上記に記載の様式で、上記本体とチューブ３６４との間をシールし、そして握るようにする。従って、このグリップリング３８２は、塑性的に変形し、そしてチューブ３６４中にスエージ加工され、そしてまた、本体３６６のカム作用面３８３に対する流体密な主要シールを提供する。グリップリング３８２の前方端部は圧縮され、そしてチューブ３６４中に包埋され、上記塑性的に変形されたチューブ材料中に、ほぼ半径方向に延びる壁またはショルダーを生成する。
【００７５】
クランプ作用は、上記軸３６２の周りの、クランプリング３６０、本体３６６、グリップリング３８２、またはチューブ３６４の任意の回転（偶発的以外の）なくして生じる。これは、継手を構成するための２つの連結部材間の相対的回転を必要とする標準的なねじ連結とは対照的である。本発明のクランプ連結では、偶発的回転以外の、連結部材管の有意な相対的回転はない。
【００７６】
端部片３７８上のストップ面３７９は、本体３６６上のストップ面３６７を係合し、複数パーツの最終的位置を設定する。クランプリング３６０の位置は、これらパーツが意図せずに分離され得ないように公知の様式（図示せず）で固定され得る。
【００７７】
グリップリング３８２中の矢印は、グリップリングがチューブ中に食い込む領域の後のコレット領域を表す。これは、伝統的な連結で達成されるのと同じ効果である。
【００７８】
図１８は、図１６および１７に示されるような一体のグリップリングおよび端部片とのクランプ連結よりも、別個のフェルールおよび端部片３９８とのクランプ連結の使用を示す。この別個のフェルール３９６は、上記に記載された実施形態、例えば、図７に示される実施形態おけるような本体３６６とチューブ３６４との間をグリップおよびシールするために用いられる。このフェルール３９６は、フランジのある端部片３９８とフランジのある本体３６６との間に配置される。クランプリング３６０は、図１６および１７を参照して上記に記載の様式で用いられ、端部片３９８と本体３６６とを軸方向に一緒により近く引く。この相対的軸移動が生じるとき、端部片３９８と本体３６６との間に捕捉されるフェルール３９６は、上記に記載の様式で、本体３６６およびチューブ３６４の上でグリップおよびシールされる。従って、フェルール３９６は塑性的に変形され、そしてチューブ３６４中にスエージ加工され、そしてまた、本体３６６のカム作用面３８３に対して流体密な主要シールを提供する。このフェルール３９６の前方端部は、圧縮され、かつチューブ３６４中に包埋され、この塑性変形したチューブ材料中にほぼ半径方向に延びる壁またはショルダーを生成する。
【００７９】
ここで再び、例えば、カム作用角度の範囲に関して上記で論議された種々の幾何学的特徴は、継手の構成に際し、二重回転とともに適切な半径方向で内方のフェルールのトグル様ヒンジ作用を行うよう選択される。グリップリング３８２は、好ましくは４５゜のカム作用面である、本体３６６上の急峻なカム作用面３８３と係合可能であり、それをカム作用によりチューブ３６４と係合し得る。このグリップリング３８２は、ビッカーススケールで、チューブ３６４の硬度の少なくとも約３．３倍の差別的硬度を有するように硬化され得る。上記グリップリングは、外側ノッチまたは凹部を有し得、所望のヒンジ作用動作を達成するために構成の間に半径方向の内方圧縮を容易にする。しかし、本発明のクランプ連結は、その他のフェルールシステム、単一フェルールまたは複数フェルールと、および、例えば、その他のカム作用角度を有する本体と用いられ得、本明細書中に示されるものに制限されないことが理解されるべきである。例えば、このフェルール３９６は、２フェルールシステムによって置換され得る。
【００８０】
本発明に従う、継手のフランジのある部材上の非平行面は、図１６〜１８に示される円錐形または円錐台形状面である必要はない。その他のタイプの非平行面が使用可能である。例えば、１つの面は軸に垂直に延び得、そして他方の面はこの軸に対して傾斜され得る。あるいは、１つ以上の非平行面が、図１９におけるフランジのある部材４０２上の４００で示されるように平坦であり得る。なおさらに図２０に４０４で示されるようなフランジのある部材は、複数の平坦な面４０６を備えるさらにピラミッド形態を有し得る。
【００８１】
クランプは、非平行面上に作用するデバイスであり、それらを一緒に引き、それによって、必要な軸方向力を生成する。このクランプは、図１６〜１９に示される分割リングタイプである必要はない。例えば、このクランプは、図２１に４１０で示されるトグルクランプまたは図２２に４１２で示される衛生クランプであり得る。これらデバイスの各々は、フランジのある部材上の非平行面上に半径方向に向いた力を生成するように作動可能であり、それによって、これらフランジのある部材を一緒に引き、継手を構成するために軸方向の力を生成する。
【００８２】
本発明は、任意のフェルールシステムに適用可能である。例えば、上記で論議されたプロセスによって硬化されるフェルールを用いるシステムに適用可能である。それはまた、硬化することがこの適用に必ずしも必要ではないその他のフェルールシステムにもまた適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、フィンガー密接位置にあるチューブ継手の第１の実施形態を半分の長軸方向断面で示す。
【図２】図２は、止められた位置にある図１の実施形態を示す。
【図３】図３は、図４とともに、一体であるナットおよびチューブグリップデバイス、ならびに本体を示す。
【図４】図４は、図３とともに、一体であるナットおよびチューブグリップデバイス、ならびに本体を示す。
【図５】図５は、図６とともに、自己ゲージ特徴をもつチューブ継手の別の局面を示し、そしてこの継手は、それぞれ、フィンガー密接位置および止められた位置で示される。
【図６】図６は、図５とともに、自己ゲージ特徴をもつチューブ継手の別の局面を示し、そしてこの継手は、それぞれ、止められた位置およびフィンガー密接位置で示される。
【図７】図７は、図７Ａおよび図８とともに、単一のフェルール、および、それぞれ、フィンガー密接位置および止められた位置にある単一のフェルールのチューブ継手のカム作用面の半分の長軸方向断面図を示す。
【図７Ａ】図７Ａは、図７および図８とともに、単一のフェルール、および、それぞれ、フィンガー密接位置および止められた位置にある単一のフェルールのチューブ継手のカム作用面の半分の長軸方向断面図を示す。
【図８】図８は、図７および図７Ａとともに、単一のフェルール、および、それぞれ、フィンガー密接位置および止められた位置にある単一のフェルールのチューブ継手のカム作用面の半分の長軸方向断面図を示す。
【図９】図９は、ナットと一体であるチューブグリップリングのさらなる幾何学的形状を示す。
【図１０】図１０は、ナットと一体であるチューブグリップリングのさらなる幾何学的形状を示す。
【図１１】図１１は、ナットと一体であるチューブグリップリングのさらなる幾何学的形状を示す。
【図１２】図１２は、ナットと一体であるチューブグリップリングのさらなる幾何学的形状を示す。
【図１３】図１３は、別の単一のフェルールチューブ継手である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、図１３の継手の一部の拡大図であり、異なる角度の概念を示す。
【図１４】図１４は、止められた状態にある図１３の継手を示す。
【図１５Ａ】図１５Ａは、ねじカップリングのためのチューブ継手構成要素についての異なるネジオプションを示す。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、ねじカップリングのためのチューブ継手構成要素についての異なるネジオプションを示す。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、ねじカップリングのためのチューブ継手構成要素についての異なるネジオプションを示す。
【図１６】図１６は、クランプされるチューブ継手を含む、本発明の実施形態を示す。
【図１７】図１７は、クランプされるチューブ継手を含む、本発明の実施形態を示す。
【図１８】図１８は、本発明によるクランプされるチューブ継手の別の実施形態を示す。
【図１９】図１９は、本発明によるクランプされるチューブ継手のための代替のフランジ形態を示す。
【図２０】図２０は、本発明によるクランプされるチューブ継手のための代替のフランジ形態を示す。
【図２１】図２１は、本発明に従って使用可能な代替のクランプを示す。
【図２２】図２２は、本発明に従って使用可能な代替のクランプを示す。
【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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【図６】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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2007510869.tif 000030
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