(57)【要約】【課題】雄形継手と雌形継手との接続が容易で、両継手間の位置関係が変化してもシール性が損なわれることがないクイックリリース形の継手組立体を提供する。【解決手段】雄形継手１２の外周及び雄形継手１２を受け入れる雌形継手１４の内周にそれぞれ互いに整合する保持溝１８及び１９を設け、保持溝１８及び１９内に拡大及び縮小が可能な保持リング２０を収容することにより、雄形継手及び雌形継手を相互に固定する。雄形継手１２の外周に形成したシール用溝１６にＯリング１７を収容して、このＯリングを両継手の間で圧縮することにより水密なシールを形成する。【選択図】　　　図１
2004003607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄形継手と、雌形継手と、保持リングと、Ｏリングとを備えた継手組立体であって、
前記雄形継手は、円筒部と、前記円筒部から径方向に突出した状態で設けられて軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部を備えていて、前記複数の環状部の内の第１の対の環状部の間に前記保持リングを受け入れる第１の保持溝が形成されるとともに、前記複数の環状部の内の第２の対の環状部の間に前記Ｏリングを受け入れるシール用溝部が形成され、
前記雌形継手は、スロート壁部を有するスロート部と、前記スロート壁部に設けられた第２の保持溝とを備えていて、前記第２の保持溝は、前記スロート壁部を上側壁部と下側壁部とに分けるように設けられている継手組立体。
【請求項２】
前記雌形継手の前記スロート部がその内部に前記雄形継手を受け入れて支えるように構成されて、
ａ．前記雄形継手の前記第１の保持溝が前記スロート壁部に設けられた前記第２の保持溝と整合し、
ｂ．前記保持リングは少なくとその一部が前記第１及び第２の保持溝内に保持され、かつ、
ｃ．前記Ｏリングは流体に対して密なシールを形成するように径方向に圧縮されて前記スロート壁に押しつけられている、
請求項１に記載の継手組立体。
【請求項３】
前記雄形継手が前記雌形継手内に受け止められた際に、前記Ｏリングが径方向に圧縮されて前記スロート壁部の前記下側壁部に押しつけられることにより、前記流体に対して密なシールが形成される請求項２に記載の継手組立体。
【請求項４】
前記雄形継手は、前記径方向に突出した環状部分として第１ないし第３の環状部を備え、
前記第１の保持溝は、前記第１の環状部と第２の環状部との間に形成され、
前記シール用溝部は、前記第２の環状部と第３の環状部との間に形成れている、
請求項１に記載の継手組立体。
【請求項５】
前記複数の環状部の内の１つは、不連続に設けられていて、前記雄形継手の前記円筒部の外周付近に切れ目を有している請求項１に記載の継手組立体。
【請求項６】
前記雌形継手は、前記雌形継手内の前記スロート部の開口部を形成する環状のリップ部を備え、前記リップ部は、面取りされたエッジ部を有している請求項１に記載の継手組立体。
【請求項７】
前記スロート壁部の下側壁部は、前記スロート壁部に設けられた前記第２の保持溝に隣接する環状のエッジを有し、前記下側壁部の前記環状のエッジは、面取りされている請求項１に記載の継手組立体。
【請求項８】
前記上側壁部は、前記下側壁部よりも大きい直径を有している請求項１に記載の継手組立体。
【請求項９】
前記雄形継手は、該雄形継手の前記円筒部の近くに位置させて周方向に配置されたロック用突出部を前記第１の保持溝内に更に備え、前記保持リングの外力が与えられていない状態での内径は、前記ロック用突出部を内側に受け入れるのに十分な大きさを有している請求項１に記載の継手組立体。
【請求項１０】
前記ロック用突出部は、前記環状部分の１つと前記円筒部分とが交差する箇所に隣接させて設けられている請求項９に記載の継手組立体。
【請求項１１】
前記ロック用突出部を前記保持リングの内径部内に着座させて前記保持リングが前記第１の保持溝内で完全に圧縮された状態になるのを阻止するとともに、前記継手組立体が加圧された際に前記保持リングをロックされた位置に置いて、前記雄形継手が前記雌形継手から外れるのを阻止するべく、前記保持リング、ロック用突出部、並びに前記第１及び第２の保持溝が設けられている請求項９に記載の継手組立体。
【請求項１２】
前記雄形継手は前記雌形継手内に収容され、
前記第１の保持溝は前記第２の保持溝と整合するように設けられ、
前記保持リングはその少なくとも一部が前記第１及び第２の保持溝内に保持され、
前記Ｏリングは流体に対して密なシールを形成するべく前記シール用溝部内に収容されて前記スロート壁部に対して圧縮され、
かつ前記ロック用突出部を前記保持リングの内径部内に着座させて前記保持リングが前記第１の保持溝内で完全に圧縮された状態になるのを阻止するとともに、前記継手組立体が加圧された際に前記保持リングをロックされた位置に置いて、前記雄形継手が前記雌形継手から外れるのを阻止するべく、前記保持リングと、ロック用突出部と、前記第１及び第２の保持溝とが設けられている、
請求項９に記載の継手組立体。
【請求項１３】
前記雄形継手は前記雌形継手内に収容され、前記第１の保持溝は前記第２の保持溝と整合するように設けられ、前記保持リングはその少なくとも一部が前記第１及び第２の保持溝内に保持され、かつ前記Ｏリングは流体に対して密なシールを形成するべく前記シール用溝部内に収容されて前記スロート壁部に対して圧縮されている請求項１に記載の継手組立体。
【請求項１４】
前記Ｏリングは、前記スロート壁部の前記下側部分に対して径方向に圧縮されている請求項１３に記載の継手組立体。
【請求項１５】
前記雄形継手は、前記流体に対して密なシールを実質的に損なうことなく、前記雌形継手内で回転し得るように設けられている請求項１３に記載の継手組立体。
【請求項１６】
前記保持リングはほぼ円形状を呈しているが不連続な形に形成されていて、その第１の端末部に第１のオーバハング部を、またその第２の端末部に第２のオーバハング部をそれぞれ有している請求項１に記載の継手組立体。
【請求項１７】
前記雄形継手の環状部分の１つは、第１の環状部であって不連続な形状に形成され、前記円筒部分の環状の外周面付近に切れ目を有し、前記第１の環状部にある切れ目は前記保持リングが前記第１の保持溝内に収容された際に前記保持リングの前記第１及び第２のオーバハング部を受け入れるように設けられている請求項１６に記載の継手組立体。
【請求項１８】
前記保持リングは、硬質ではあるが可撓性を有する材料からなる請求項１に記載の継手組立体。
【請求項１９】
前記雄形継手及び雌形継手の内の少なくとも一方は、タンクまたは容器に鋳込まれて該タンクまたは容器の一部を形成している請求項１に記載の継手組立体。
【請求項２０】
前記雄形継手及び雌形継手の内の少なくとも一方を流体システムの付属部品にネジ結合により接続し得るように、該雄形継手及び雌形継手の内の少なくとも一方にネジが設けられ、前記流体システムの付属部品は、タンク、容器、パイプ、及び操作ユニットからなるグループの中から選択される請求項１に記載の継手組立体。
【請求項２１】
前記雌形継手は、前記スロート壁部を貫通した保持用ポートを備え、前記保持用ポートは、前記第２の保持溝の接線方向に向けて設けられている請求項１に記載の継手組立体。
【請求項２２】
前記保持リングは、硬質ではあるが可撓性を有するロッドからなっていて、前記保持用ポートが前記硬質ではあるが可撓性を有するロッドを受け入れるように設けられている請求項２１に記載の継手組立体。
【請求項２３】
前記雄形継手は前記雌形継手内に収容され、保持用通路を形成するために前記第１の保持溝が前記第２の保持溝と整合した状態で配置され、前記硬質ではあるが可撓性を有するロッドは、前記保持用ポートを通して前記保持用通路に挿入れるとともに、その少なくとも一部が前記第１の保持溝及び第２の保持溝のそれぞれの内部に保持され、前記Ｏリングは前記シール用溝内に保持されて、流体に対して密なシールを形成するように前記スロート壁部に対して径方向に圧縮されている請求項２２に記載の継手組立体。
【請求項２４】
前記Ｏリングは前記スロート壁部の下側壁部に対して径方向に圧縮されている請求項２３に記載の継手組立体。
【請求項２５】
前記雌形継手は、金属製のリム部分を備えていて、前記第２の保持溝が前記金属製のリム部分に設けられている請求項１に記載の継手組立体。
【請求項２６】
前記金属製リム部分は、タンク、容器、パイプ、及び操作ユニット類からなる付属部品群の中から選択された付属部品の一部をなすように設けられている請求項２５に記載の継手組立体。
【請求項２７】
前記前記付属部品は流体容器であり、前記金属製リム部分は、ブロー成形または回転成形により前記容器を前記金属製リム部分の回りに成形されることにより前記流体容器に固定されて、前記金属製リム部分が前記成形された容器の一部をなしている請求項２６に記載の継手組立体。
【請求項２８】
前記金属製リム部分は、前記成形された容器の一部をなす樹脂を物理的に保持し得る形状を有する樹脂保持溝を備えていて、前記容器を成形する際に、該容器の一部をなす樹脂が前記樹脂保持溝内に押し込まれるようになっている請求項２６に記載の継手組立体。
【請求項２９】
前記容器の外側の壁部が前記金属製リム部分の外周部を取り巻く状態で該外周部に成形され、これにより、前記金属製リム部分が所定位置にしっかりと拘束されて前記容器の一部をなしている請求項２６に記載の継手組立体。
【請求項３０】
前記容器は、樹脂で被覆された容器、繊維が巻かれた容器または樹脂で被覆され繊維が巻かれた容器のいずれかである請求項２７に記載の継手組立体。
【請求項３１】
前記保持リングは金属からなっていて、前記金属製リム部分により形成された金属表面が前記スロート壁部の一部をなしており、前記スロート壁部の他の部分は合成樹脂からなる表面からなっていて、前記雄形継手が前記雌形継手内に受け入れられた際に、前記Ｏリングが前記スロート壁部の前記合成樹脂からなる部分に対して径方向に圧縮されて流体に対して密なシールを形成するように、前記シール用溝部と前記合成樹脂からなる表面とが設けられている請求項２５に記載の継手組立体。
【請求項３２】
雄形継手と、雌形継手と、硬質ではあるが可撓性を有するロッドと、Ｏリングとを備えた継手組立体であって、
前記雄形継手は、円筒部と、前記円筒部から径方向に突出した状態で設けられて軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部とを備えていて、前記複数の環状部の内の第１の対の環状部の間に前記保持リングを受け入れる第１の保持溝が形成されるとともに、前記複数の環状部の内の第２の対の環状部の間にシール用溝部が形成され、前記第１の保持溝は、その内部に前記ロッドを収容するように設けられ、前記シール用溝部は前記Ｏリングを収容するように設けられ、前記雌形継手は、スロート壁部を有するスロート部と、前記スロート壁部に設けられた第２の保持溝とを備えていて、前記スロート壁部を貫通させて保持用ポートが設けられ、前記保持用ポートは、前記スロート壁部にある第２の保持溝の接線方向に整合するように設けられている継手組立体。
【請求項３３】
前記雌形継手の前記スロート部は前記雄形継手をその内部に受け入れて支えるように設けられていて、
ａ）前記雄形継手の前記第１の保持溝は前記スロート壁部にある第２の保持溝と整合して保持用通路を形成しており、
ｂ）前記可撓性を有するロッドが前記保持用ポートを通して前記保持用通路内に挿入し得るように設けられて、前記ロッドの少なくとも一部が前記第１及び第２の保持溝のそれぞれの内部に保持されるようになっており、
ｃ）前記Ｏリングは、流体に対して密なシールを形成するように、前記スロート壁部に対して径方向に圧縮されている、
請求項３２に記載の継手組立体。
【請求項３４】
雄形継手と、雌形継手と、金属製の保持リングと、Ｏリングとを備えた継手組立体であって、
前記雄形継手は、円筒部と、前記円筒部から径方向に突出した状態で設けられて軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部を備えていて、前記複数の環状部の内の第１の対の環状部の間に前記保持リングを受け入れる第１の保持溝が形成されるとともに、前記複数の環状部の内の第２の対の環状部の間にシール用溝部が形成され、
前記第１の保持溝はその内部に前記保持リングを受け入れるように設けられ、
前記シール用溝部はその内部に前記Ｏリングを受け入れるように設けられ、
前記雌形継手は、金属製のリム部分と、スロート壁部を有するスロート部とを備え、
前記金属製リム部分により形成された金属表面が前記スロート壁部の一部をなしており、前記スロート壁部の他の部分は合成樹脂からなる表面からなっていて、前記スロート壁部の前記金属表面に第２の保持溝が設けられ、前記第２の保持溝により、前記スロート壁部が上部壁部と下部壁部とに分けられている、
継手組立体。
【請求項３５】
前記雌形継手は、前記雄形継手を内部に受け止めるように構成されていて、
ａ）前記雄形継手の前記第１の保持溝が前記スロート壁部の前記第２の保持溝と整合させられ、
ｂ）前記金属製の保持リングは、前記第１の保持溝及び第２の保持溝のそれぞれの内部にその少なくとも一部が保持され、
ｃ）前記Ｏリングは、流体に対して密なシールを形成するように前記スロート壁部の前記樹脂製表面に対して径方向に圧縮されている、
請求項３４に記載の継手組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クイックリリース形の継手組立体に関し、更に特定すると、水処理システムまたは水処理装置に用いる液密なクイックリリース形継手組立体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水処理システムの部品として、水タンクや他の圧力容器がよく知られている。既定のシステムでは、容器と他の装置との間が継手により接続され、この継手により、容器の内部とシステムの他の部分との間の流体の流通が図られる。この種の継手は、典型的な例では、ねじ込み形の継手であって、該継手のネジと相補的なネジ部を有する容器のスロート部（のど部）または開口部の内周または外周にネジ結合される。このようにして、継手と容器との間に公知のネジ締めシールが形成され、該継手により、容器の内部とシステムの他の部分との間の流体の流通が図られる。システムの他の部分とは、例えば、該継手の他端側に設けられるバルブやパイプなどである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の継手による接続には少なくとも２つの問題点がある。第１の問題点は、ねじ込み形継手を圧力容器に取り付けて液密シールを確実に図るために、相当量の作業と熟練とが必要になることである。これは特に、狭く、余裕がないスペースで、水軟化システムなどに用いる圧力容器に継手を取り付ける際に問題になる。水処理システムに新しい装置（例えば新しい圧力容器）を取り付ける際には、その装置を所定箇所に正しく取り付けることが望ましく、またシステムの他の部分に与える影響をできるだけ少なくすることが望ましい。不幸なことに、住宅用または工業用の水処理システムにおいては、既存の継手に新しい容器（即ち交換用の容器）を正しく取り付ける作業を行うために十分なスペースがないことが多い。このような問題が起こるのは、一つには、既にシステムの一部をなしている継手を固定したままの状態にして、容器自体を回転させることにより継手に結合して、液密シールを得るようにしなければならないことによる。このように狭いスペースで容器自体を回転させる操作は、きわめてやりにくく、困難なものであり、非円形の断面を有するある種の容器の場合には、不可能ともいえるものである。
【０００４】
第２の問題点は、ねじ込み形継手の場合には、継手と該継手が取り付けられることになる容器との間の回転方向の最終的な位置関係を予知することがきわめて難しいということである。金属製の継手同士の場合には、締め過ぎることなく、液密シールが得られる最終的な位置関係を予測することはほとんど不可能である。これまでにこのような問題が生じているのは、圧力容器は、特定の用途に適合するために特殊な形状を有していることが多く、しかも、これらの容器は、該容器に対して決まった位置関係をもって設けられたパイプや器具に結合されなければならないことが多いからである。従って、継手は、一方では、容器との間の液密シールを維持することがきわめて重要であるが、他方では、下流側の配管や、器具に正しい位置関係で結合されることがきわめて重要である。
【０００５】
水処理システムに用いるのに適した液密シール継手に対しては、システムの他の部分に影響を与えることなく、その取付を迅速かつ容易に行うことができるようにするというニーズがある。またこの種の継手は、液密なシールを形成するだけでなく、タンクまたは容器をシステムの他の部分に対して任意の位置関係をもって配置することができるものであることが好ましい。またこの種の継手は、液密シールを損なうことなく、容器を所定の位置で回転させることができるものであることが更に好ましい。
【０００６】
本発明の目的は、上記の問題点を解決し、上記のようなニーズに応えることができる継手を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、雄型継手と、雌型継手と、保持リングと、Ｏリングとを有する継手組立体が提供される。雄型継手は、円筒部と、該円筒部から径方向に突出した状態で軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部を備えている。複数の環状部の内の第１の対の環状部の間に保持リングを受け入れる第１の保持溝が形成されて、複数の環状部の内の第２の対の環状部の間にＯリングを受け入れるシール用溝部が形成される。雌型継手は、スロート壁部を有するスロート部と、スロート壁部に設けられた第２の保持溝とを備えていて、第２の保持溝は、スロート壁部を上側壁部と下側壁部とに分けるように設けられている。雌型継手のスロート部は、（ａ）雄型継手の第１の保持溝がスロート壁部に設けられた第２の保持溝と整合させ、（ｂ）保持リングの少なくとも一部を第１及び第２の保持溝内に保持させ、（ｃ）Ｏリングを径方向に圧縮してスロート壁部に押しつけることにより流体に対して密なシールを形成した状態で、雄型継手をその内部に受け入れて収容するように作られている。
【０００８】
また本発明によれば、雄型継手と、雌型継手と、硬質ではあるが可撓性を有するロッドと、Ｏリングとを備える継手組立体が提供される。この継手組立体においては、雄型継手が、円筒部と、円筒部から径方向に突出した状態で軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部とを備えている。複数の環状部の内の第１の対の環状部の間に硬質ではあるが可撓性を有するロッドを受け入れる第１の保持溝が形成され、複数の環状部の内の第２の対の環状部の間にＯリングを受け入れるシール用溝部が形成される。雌型継手は、スロート壁部を有するスロート部と、スロート壁部に設けられた第２の保持溝とを備えている。スロート壁部には、該壁部を貫通した保持用ポートが設けられ、該保持用ポートは、スロート壁部に設けられた第２の保持溝の接線方向に整合させられている。
【０００９】
更に本発明によれば、雄型継手と、雌型継手と、金属製の保持リングと、Ｏリングとを備えた継手組立体が提供される。雄型継手は、円筒部と、該円筒部から径方向に突出した状態で軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部を備えている。複数の環状部の内の第１の対の環状部の間に保持リングを受け入れる第１の保持溝が形成され、複数の環状部の内の第２の対の環状部の間にＯリングを受け入れるシール用溝部が形成される。雌型継手は金属製のリム部と、スロート壁部を有するスロート部とを備えている。スロート壁部の一部は、金属製のリム部により形成された金属の表面となっており、スロート壁部の他の部分は、プラスチックの表面となっている。スロート壁部の金属表面にある第２の保持溝は、該スロート壁部を上側壁部と下側壁部とに分けるように設けられている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる継手組立体の構成要素及び部品の内、以下に説明される部分以外の部分は、従来のものと同様の材料により、従来のものと同様の方法で作られる。
【００１１】
図１ないし図３は、クイックリリース形の継手組立体１０を示している。先ず図１を参照すると、組立体の縦軸９に沿って軸方向に分解された分解斜視図の形で、継手組立体１０が示されている。継手組立体１０は、雄型継手１２と、雌型継手１４とを備えている。雄型継手１２は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、及びポリマー材料とフッ素ポリマー材料とを含む他のプラスチック（即ち熱可塑性プラスチック）等のプラスチック材料により形成されることが望ましい。（テフロン等のフッ素ポリマー材料は、比較的軟らかく圧力がかかった状態で浮く傾向があるため、高圧状態での使用にはあまり好ましくない。しかし、主として化学的な適合性が問題とされる低圧状態においては、フッ素ポリマー材料を利用することができる。）雄型継手１２は、アルミニウム、銅、黄銅、鉄等の金属材料によって作ることもできる。
【００１２】
雄型継手１２は、円筒部５と、該円筒部５の外周面４から径方向に突出して延びるように設けられて軸線方向に間隔をあけて配置された複数の環状部とを備えたほぼ円筒形の継手である。図示の例では、複数の環状部が、円筒部５の外周面から径方向に突出して延びる第１、第２及び第３の環状部６、７及び８からなっている。
【００１３】
環状部６ないし８の内、第１の対の環状部６と７との間に第１の保持溝１８が形成されている。第１の保持溝１８は、保持リング２０を受け入れるように設けられていて、後述するように、ロック位置にある保持リング２０及びアンロック位置にある保持リング２０のいずれをも受け入れるのに十分な深さを有している。図１に最もよく示されているように、雄型継手の第１の環状部６は、円筒部５の外周面４付近に切れ目６ａを有する。後述するように、切れ目６ａは、保持リング２０の第１及び第２の張出部４１及び４２を受け入れるために設けられている。保持溝１８内では、環状部６及び７と円筒部５の外周面４との間の境界部が矩形状をなしている。このことは、環状部６と環状部７と外周面４とが直角に交わっていることを意味する。このような構成により、ほぼ矩形状の断面形状を有する保持溝１８が形成されている。しかし、環状部６及び７と円筒部５の外周面４との間の境界部の一方または双方を、円形状や湾曲した形状、或いは面取りされた形状とすることもできる。
【００１４】
保持リング２０は、内径部４６と外径部４８とを有するほぼ円形状の部材である。保持リング２０は、途中に切れ目を有する不連続な形状を有し、該保持リングの両端部には、タブ（つまみ部）４３及び４４をそれぞれ備えた第１及び第２のオーバハング部（張出部）４１及び４２が設けられている。保持リング２０は、熱可塑性樹脂材料等の硬質ではあるが可撓性（フレキシビリティ）を有する材料で作るのが有利である。硬質ではあるが可撓性を有する材料で作られているということは、外力を加えることにより直径を拡大したり縮小したりすることができ、外力を除去すると、その直径は曲げ力が与えられていない時の直径に自然に戻ることになるということを意味している。曲げ力が与えられていない時の直径とは、保持リングに、その直径を拡大したり縮小したりするような外力が与えられていない状態、即ち解放状態での保持リングの直径を意味する。保持リング２０は、例えば、タブ４３とタブ４４との間の距離を拡大したり縮小したりする（タブ４３と４４との間を開いたり閉じたりする）ことによって、拡大したり縮小したりすることができる。保持リング２０は、解放状態にあるときに、その内径部４６及び外径部４８がそれぞれ解放状態での内径及び外径を有していることが理解できるだろう。硬質ではあるが可撓性を有する材料は、プラスチックであってよく、金属であってもよい。
【００１５】
円形のロック用突出部３０が、雄型継手１２の第１の保持溝１８内に設けられている。ロック用突出部３０は、第２の環状部７に隣接した保持溝１８内の円筒部５付近に、環状に設けられている。図１ないし３に示されているように、ロック用突出部３０は、外周面４と環状部７とが交差する部分に設けられている。
【００１６】
環状部７及び８は、その間にシール用溝部１６を形成している。シール用溝部１６内では、環状部７及び８と外周面４との間の境界部が、保持溝１８に関して前述したものと同様に形成されている。シール用溝部１６は、その内部にＯリング１７を受け入れるように設けられている。シール用溝部１６は、後記するように、Ｏリング１７の一部を溝１６の外側に出っ張らせた状態で、該Ｏリング１７をしっかりと保持するために十分な深さを有するように設けられている。Ｏリング１７は弾性またはゴム性を有する材料で作られている。Ｏリングに適した弾性材料の中には、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）、バイトン（Ｖｉｔｏｎ）及びカルレッツ（Ｋａｌｒｅｚ）及びザラック（Ｚａｌａｋ）（いずれもデュポン社の登録商標）を含むポリテトラフルオロエチレン・エラストマー、ネオプレンゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリウレタン、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）及び天然ゴムが含まれる。また濡らされる液体、即ち継手組立体が用いられる液体と適合性がある材料が選択される限り、他の適当なエラストマー材料を、Ｏリング用の材料として用いることもできる。
【００１７】
雌型継手１４は雄型継手１２を形成する材料と同じ材料か、または同様の材料により形成される。雌型継手１４もまたはほぼ円筒状の継手であって、雄型継手１２を収容するためのスロート部（のど部）１５を有している。円周状のリップ部２１により、スロート部１５の開口部１５ａが形成されている。リップ部２１は、第１の面取りされたエッジ部２２を有していることが好ましい。スロート部１５はまた、スロート壁部（のど状の壁部）２４と、スロート壁部２４内に設けられた第２の保持溝１９とを備えている。保持溝１９は、スロート壁部２４の上側壁部２４ａをその下側壁部２４ｂから分離している。下側壁部２４ｂに隣接する保持溝１９の下側のエッジ部は、第２の面取りされたエッジ２３であることが望ましい。第２の保持溝１９は、前記した第１の保持溝１８と同様に矩形状の断面を有している。また、上側壁部２４ａの直径は、下側壁部２４ｂの直径よりも僅かに大きくなっている。これは、後で説明するように、雄型継手１２を雌型継手１４に挿入したり、該雌形継手から取り外したりする毎に、Ｏリングを上側壁部２４ａを通過させて容易に移動させ得るようにするためである。
【００１８】
以下に記載されているように、雄型継手１２は、シールされた継手結合を形成するために、雌型継手１４のスロート部１５に挿入される。図１に概略的に示されているように、まず、保持リング２０及びＯリング１７が雄型継手１２に組み込まれる。保持リング２０は次のようにして雄型継手１２に組み込まれる。まず公知の手段により（例えば、人の指や機械的な道具で圧力を加えることにより）、タブ４３及び４４を引き離して、保持リング２０を拡大する。タブ４３及び４４は、保持リング２０の内径４６が、該保持リング２０を雄型継手１２の頂部から第１の環状部６の上をスライドさせるのに十分な大きさになるまで引き離される。雄型継手１２の上で保持リング２０をスライドさせる際には、タブ４３及び４４を環状部６の切れ目６ａと整合させて、保持リング２０が第１の保持溝１８内に着座させられたときに、保持リング２０のオーバハング部４１及び４２が切れ目６ａ内に配置されるようにする。保持リング２０が第１の環状部６を通過した後、タブ４３及び４４に加えていた圧力を除去して、ロック用リングを解放状態に戻し、ロック用リングの径を解放状態（外力が与えられていない状態）での径に戻して、該ロック用リングを第１の保持溝１８内に着座させる。保持リング２０の解放状態における内径部４６の径は、円筒部５の外周面４の外径よりも大きくなっている。即ち、保持リング２０は、その径が解放状態における径であるときに、保持溝１８内に緩く保持されるようになっていて、タブ４３，４４を近づけて保持リング２０を溝１８から突出しないように圧縮することにより、該保持リングをほぼ完全に保持溝１８内に収容するようになっている。次いでＯリング１７を、シール用溝１６内に着座させる。Ｏリングがシール用溝内に着座させられると、該Ｏリング１７は、その一部が溝１６から突出した状態（溝１６から径方向に突出した状態）になる。
【００１９】
保持リング２０とＯリング１７を有する雄型継手１２は、次のような方法で雌型継手１４のスロート部１５に挿入される。第１の保持溝１８の外側に保持リングを突出させないようにタブ４３及び４４に圧力を加える。次に、雄型継手１２の挿入を妨げることがないようにタブ４３及び４４に圧力を加えたままで、雄型継手１２をスロート部１５に挿入する。第１の保持溝１８がスロート部１５の開口部１５ａを通過した後にタブ４３及び４４に加えていた圧力を除去し、雄型継手１２を更にスロート部１５内に押し込む。雄型継手１２を更にスロート部１５に挿入した時に、第１の保持溝１８が雌型継手１４の第２の保持溝１９と整合した状態にされる。この挿入は保持溝１８及び１９が整合した状態になるまで行う。保持溝１８及び１９が整合した状態になると、保持リング２０が自動的に拡大して第２の保持溝１９内に入り込み、該保持リング２０の径が解放状態における径に戻る。保持リングが解放状態の径を有する状態では、保持リング２０の一部が保持溝１８及び１９のそれぞれの内部に配置されて、雄型継手１２が雌型継手１４内の所定の位置に固定される。
【００２０】
第１及び第２の面取りされたエッジ２２及び２３は、雄形継手の挿入が行なわれている間、径方向に突出しているＯリング１７に与えられるダメージを最小にするのに役立つ。Ｏリング１７は、第１の面取りされたエッジ部２２によってガイドされて、スロート壁部の上側壁部２４ａを越えて移動し、更に第２の面取りされたエッジ部２３によりガイドされて、スロート壁部の下側壁部２４ｂに押し当てられる位置へと導かれる。水密シールを形成するために、Ｏリングが下側壁部２４ｂと、保持溝１６の底部における円筒部５の外周面４との間で径方向に圧縮されて、水密シールが形成されるように、下側壁部２４ｂの直径と、Ｏリング１７の厚さ及び物理的（圧縮／弾性）特性とが選択される。上記の説明及び図面から、一旦雄型継手及び雌型継手が所定の位置関係に固定されると、下側壁部２４ｂとＯリング１７と溝１６の底部における外周面４との間に形成された液密シールが、雄型継手１２及び雌型継手１４の回転方向の位置関係とは無関係になることが明らかであろう。言い換えると、雄型継手１２は、水密シールを破ったり、損なったりすることなく、雌型継手１４内で回転することができる。
【００２１】
図２を参照すると、雄形継手１２が雌型継手１４内の所定位置に固定された状態にある継手組立体１０が示されている。図２に示されているように、保持リング２０の解放状態での（外力が与えられていない状態での）内径４６は、その内部にロック用突出部３０を収容するのに十分な大きさを有している。継手が作動流体から加圧されていない時には、ロック用リング２０をロック用突出部３０の上にある第１の保持溝１８内に向けて圧縮して、雄型継手１２を取り外すことができる。
【００２２】
この状態をアンロック状態と呼ぶ。何故なら、雌型継手１４から雄型継手１２を取り外すために、ロック用リングを自由に第１の保持溝１８内に向けて圧縮することができ（もはや第２の保持溝１９内に向けて拡大することがなく）、雄形継手を雌形継手から外すことができるからである。しかし、継手が作動流体から加圧される場合は、雄形継手が内圧により上方に加圧され、ロック用突出部３０が保持リング２０の内径部４６内に着座させられる（図３参照）。この位置（ロックされた位置と呼ばれる）においては、ロック用突出部３０により保持リング２０が圧縮されるのが阻止され、雄型継手は雌型継手内にロックされる。すなわち、雄型継手１２は取り外すことができない。このようにして、ロック用突出部３０は、継手が加圧されて、保持リングが偶発的に圧縮された場合に対する安全策を提供する。ロック用突出部３０はまた、継手が加圧されていることに気づいていない作業者が雄型継手１２を取り外してしまうのを防止して、作業者が怪我を負ったり機械が故障したりするリスクを大幅に減少させる。
【００２３】
図４及び５は、本発明の第２の実施形態による継手組立体１１０を示している。図４及び５においては、図１ないし３に示された本発明の第１の実施形態に設けられた部材または要素と類似する部材又は要素が、図１ないし３で使用した符号に１００を加えた符号で示されている。（例えば図１ないし３の雄型継手１２と同一の機能を有する雄型継手を図４及び５では１１２で示している。）図５を参照すると、雌型継手１１４は、水タンクまたは容器１００の一部をなすように、水タンクまたは容器１００の一部に成形された状態で示されている。これは本発明の一実施形態である。他の形態では、雌型継手１１４は、例えばネジ付の接続具や他の従来型の接続具を通して独立型の容器や他の配管或いは設備に結合される独立型の継手とすることができる。同様に、図１ないし図３に示された雄型継手１２及び雌型継手１４と同じように、雄型継手１１２を独立型の継手とするか、または公知の容器や配管や他の設備の一部をなすようにそれぞれの一部に一体成形されたものとすることができる。独立型継手が使用される場合、該継手は、タンク、容器、配管、その他の設備等に永久的に結合するためのネジ付の接続具を備えることができる。ここで他の設備とは、蒸留塔、吸収装置、吸着装置、洗浄器、原子炉、熱交換器、流量計、バルブ、温浸器（ｄｉｇｅｓｔｅｒ）、オーブン等を含む水処理装置や流体装置の機能を果たすユニットまたは機械である。
【００２４】
再び図４及び図５を参照すると、水密シール接続を形成するために、雄形継手１１２が雌形継手１１４のスロート部１１５内に固定された状態にある継手組立体１１０が示されている。シール用溝１１６、Ｏリング１１７及びスロート壁部１２４は、上記第１の実施形態と同様に設けられている。第１の保持溝１１８及び第２の保持溝１１９もまた、第１の実施形態と同様に、雄型継手１１２及び雌型継手１１４にそれぞれ設けられている。雌型継手１１４には第２の保持溝１１９に加えて、スロート壁部１２４を貫通した保持用ポート１０５が設けられている。ポート１０５は保持溝１１９の折線方向に整合した状態で（軸線を保持溝１１の接線方向に向けた状態で）設けられている。本実施形態においては、シールされた継手接続を提供するため、Ｏリング１１７がシール用溝１１６内に着座させられて、雄型継手１１２が雌型継手１１４のスロート部１２４内に挿入される。次に硬質ではあるが可撓性を有する保持用ロッド１２０が、図５に示されているように、相対する第１及び第２の保持溝１１８及び１１９により形成された保持通路の折線方向に整合した状態で設けられたポート１０５を通して保持溝１１８及び１１９により形成された保持通路内に挿入される。保持用ロッド１２０が一度所定位置に挿入されると、図５に示されているように、該保持用ロッドが第１及び第２の保持溝１１８、１１９の双方に部分的に保持されるため、該保持ロッド１２０により、雄型継手１１２が外されるのが阻止される。第１の実施形態と同様に、Ｏリング１１７は水密シールを形成するためにスロート壁部１２４と保持溝１１６の底部との間に圧縮され、保持ロッド１２０により雄型継手１１２と雌型継手１１４が所定の位置関係に固定される。雄形継手１１２は、Ｏリング１１７とスロート壁部１２４との間に形成された液密シールを破ったり損なったりすることなく、雌型継手１１４に対して回転することができる。
【００２５】
図６は、本発明の第３の実施形態による継手組立体２１０を示している。この実施形態は、圧力容器用の加圧される継手を金属部品によって適当な位置に固定することが米国機械学会（ＡＳＭＥ）の基準により要求される場合に好適なものである。図６においては、図１ないし図３に示された本発明の第１の実施形態の各部材と類似の部材または要素を、図１ないし図３で使用した符号に２００を加えた符号を付して示している。（例えば図１ないし図３の雄型継手１２に機能的に一致する雄型継手は図６では２１２の符号で示している。）図６に見られるように、本実施形態は、第２の保持溝２１９を収容するために金属製のリム部（枠部）２５０が設けられている点を除き、図１ないし３に示された第１の実施形態と実質的に同様である。金属製のリム部２５０は、公知の方法や従来の方法によって容器２００と一体化した状態で設けることが好ましい。リム部を一体に設ける一つの方法では、金属製のリム部２５０が先ず従来の鋳造方法によって鋳造され、その後ブロー成形用の型や回転成形用の型内にインサートとして配置される。その後容器は、金属製のリム部２５０の周囲でブロー成形或いは回転成形され、金属製のリム部２５０が完成した容器２００と一体化される。ブロー成形及び回転成形は従来の方法による。
【００２６】
金属製のリム部２５０は台形状や鳩尾状等の保持力がある形の溝２５２を備えた状態で鋳造または成形により形成される。保持力がある形の溝とは、その溝が、成形過程及びその後の硬化過程で、容器２００のプラスチック材料を押し込んで物理的に保持するのに効果的な断面形状を有する形を有していることを意味する。また、金属製のリム部２５０の外周側のリム部分２５１の周囲またはその上に容器２００の外壁が一体成形されて、容器２００の肩部にリム部２５１を保持するスロット２０２が形成される。このようにして、金属製のリム部２５０は、容器２００と一体化された部分として、適当な箇所に強固に且つ恒久的に保持される。続いて、容器は、公知の方法により、樹脂でコーティングされるかフィラメントで巻かれる。
【００２７】
本実施形態では、Ｏリング用のシール面を形成するスロート壁部２２４がプラスチックからなる面である。すなわち、図６に示されているように、金属製のリム部２５０の内径部の周囲がプラスチックで裏打ちされている。また、本実施形態においては、雄型継手２１２及び保持リング２２０が、金属からなっている。このように、水に触れるすべての面はプラスチック（合成樹脂）製であり、雄型継手及び雌型継手を適当な位置に固定するすべての要素はＡＳＭＥの基準に従って金属製である。本実施形態の継手組立体２１０は、その他の点では、上記に記載の図１ないし図３に示された第１の実施形態と実質的に同様に製造され、図１ないし図３に示された第１の実施形態と同様に使用される。
【００２８】
上記の説明から、クイックリリース形の継手組立体は、特殊な工具を使用することなく迅速に接続したり切り離したりすることができる。このような継手組立体は、従来のねじ込み式の継手では、接続したり切り離したりすることが困難であった狭い限られたスペースで、分離したり液密シール接続を形成したりする場合に特に有用である。更に、クイックリリース形の継手組立体によれば、液密にシールされた接続状態を維持しつつ、雄形継手及び雌形継手を（即ちそれぞれに接続された装備を）いずれの方向にも３６０°相対的に回転させることができる。言い換えると、液密シールは、雄型継手１２、１１２、２１２と雌型継手１４、１１４、２１４との間の相対的な回転方向の位置関係とは関係なく、ほぼ完全な状態を保つ。本発明の一形態においては、継手組立体が、加圧中に偶発的に、即ち故意でなく切り離されるのを防ぐことができるようにデザインされている。これにより、作業者が怪我を負ったり、設備が故障したりするリスクを減少させることができる。本発明の継手組立体は、システムの液密シールを実質的に損なうことなく、継手組立体を繰り返し再利用できる（すなわち雄型継手及び雌型継手の接続及び切り離しを繰り返し行うことができる）という更なる利点を有する。これは、継手組立体のＯリング１７、１１７、２１７が、継手を取り外すことなく、実質的にシステムの他の部分に影響を与えることなく、元の位置で迅速且つ容易に交換できるためである。一方、ねじ込み式の継手では、継手が古くなったり外されたりした時にそれらを交換しなければならないが、従来の継手を交換するには、時間が掛かったり、コストが掛かったり、相当な稼働休止期間が生じたりすることとなる。
【００２９】
上記の説明では、水が作動流体であるとして継手組立体を説明した。しかしながら、本発明の継手組立体は、液状、気体状或いは飽和状態にある、酸、塩基化合物、有機及び無機化合物といった他の流体を作動流体とする場合にも利用可能である。この場合、作動流体に適合させるためにある程度の修正を施すことが必要とされることは理解されるであろう。このような修正を施すことは周知或いは公知である。公知の修正とは、例えば、作動流体と適合させるように、構成材料を採用するといったことである。本発明は、水の代りに他の液体やガスが作動流体として使用される場合にも適用できるので、特許請求の範囲においては、「水密」や「液密」という言葉に代えて、「液密及び／または気密」という意味で、「流体に対して密な」という語を用いている。
【００３０】
上記の説明はあくまでも例を示したものであって、上記の説明に含まれる教示内容の範囲を逸脱しない範囲で、他の手段を加えたり、修正を加えたり、細部を省略したりすることができることは、当業者にとって明らかなことであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲によっては限定されるが、本明細書に記載された特定の細部に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる継手組立体を示した分解斜視図である。
【図２】図１の継手組立体を組立てて減圧した状態を示した側面断面図である。
【図３】継手組立体が加圧された状態を示している点を除き、図２と同様の図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係わる継手組立体を利用したタンクを示した斜視図である。
【図５】継手組立体が取付けられた状態の図４のタンクを示した側面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係わる継手組立体を利用したタンクを示した側面断面図である。
【符号の説明】
４…外周面、５…円筒部、６、７、８…第１、第２及び第３の環状部、６ａ…切れ目、１０、１１０、２１０…継手組立体、１２、１１２、２１２…雄形継手、１４、１１４、２１４…雌形継手、１５、１１５…スロート部、１６、１１６、２１６…シール用溝部、１７、１１７、２１７…Ｏリング、１８、１９…第１及第２の保持溝、２０、２２０…保持リング、２１…リップ部、２２、２３…面取りされたエッジ、２４、１２４、２２４…スロート壁部、２４ａ…上側壁部、２４ｂ…下側壁部、３０…ロック用突出部、４１、４２…第１及び第２のオーバハング部、１００、２００…タンク又は容器、１０５…保持用ポート、１２０…保持用ロッド、２５１…リム部分。
【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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【図６】
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