▶ スピアーズ マニュファクチュアリング カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-24
(45)【発行日】2023-08-01
(54)【発明の名称】バルブオペレータアセンブリ
(51)【国際特許分類】
F16K 31/44 20060101AFI20230725BHJP
F16K 37/00 20060101ALN20230725BHJP
【ＦＩ】
F16K31/44 F
F16K37/00 C
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2021575922
(86)(22)【出願日】2021-05-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-01
(86)【国際出願番号】 US2021032563
(87)【国際公開番号】W WO2022240419
(87)【国際公開日】2022-11-17
【審査請求日】2021-12-17
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】521552316
【氏名又は名称】スピアーズ マニュファクチュアリング カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100077838
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 憲保
(74)【代理人】
【識別番号】100129023
【弁理士】
【氏名又は名称】佐々木 敬
(72)【発明者】
【氏名】スピアーズ，ウェイン
(72)【発明者】
【氏名】グローヴァー，デイヴィッド
(72)【発明者】
【氏名】スウィングリー，ダグラス
【審査官】加藤 昌人
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５６－９３５８０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第２９０８１８２（ＵＳ，Ａ）
【文献】特公昭４３－６０３３（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】米国特許第７３０３１８０（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３１／４４－３１／６２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングを備え、前記ハウジングは、
シャフト孔を含む側壁を有し、シャフトが前記ハウジング内で回転可能になるように、長手方向軸に沿って前記シャフトを受容する本体と、
前記本体の頂部に取り付け可能であって、前記本体に取り付けられたときに前記側壁に隣接して少なくとも部分的に前記側壁に重なるように下方に延在する側部を有するカバーと、を備え、
さらに、
前記ハウジング内に配置されると共に、バルブに取り付け可能であって、且つ、ヨークナットによって前記シャフトに動作可能に結合されたヨークを備え、前記ヨークナットは、前記シャフトの回転時に直線移動可能であって前記ヨークナットの前記直線移動は前記ヨークの回転運動を生成し、
さらに、
前記ハウジング内に配置され、前記ヨークナットの前記直線移動を制限する第１のストッパであって、少なくとも第１のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能な第１のストッパと、
第２のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能な第２のストッパとを備え、前記第１および前記第２のストッパ孔は前記側壁に互いに対向して配置され、
前記第１および前記第２のストッパの各々は、前記ハウジングの内側に配置され軸方向固定位置において前記シャフトに機械的に結合された第１および第２のシャフト保持具の各々のシャフト孔の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有するねじである、バルブオペレータアセンブリ。
【請求項2】
前記本体および前記カバーがプラスチック材料で形成され、前記プラスチック材料が、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、ポリフッ化ビニリデン、およびエチレンクロロトリフルオロエチレンのうちの１つから選択される、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項3】
前記ヨークナットは、前記シャフトを受容するヨークナットシャフト孔を有し、前記ヨークと前記ヨークナットは、ヨークピンを介して動作可能に互いに結合されている、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項4】
前記シャフトは、前記ヨークナットシャフト孔のねじ付き内面と係合するねじ付き外面を有する、請求項３に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項5】
前記第１および前記第２のストッパの各々の前記雄ねじ部は、前記第１および前記第２のストッパ孔の各々の雌ねじ部とそれぞれ係合する、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項6】
前記第１および前記第２のシャフト保持具は、前記側壁の、対向する第１および第２の側にそれぞれ隣接して前記ハウジングの内側に配置され、前記シャフトを固定位置に保持する、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項7】
ハンドルをさらに備え、前記ハンドルは、前記シャフトに動作可能に結合されて前記ハンドルの回転時に前記シャフトに回転を与える、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項8】
１つ以上のハンドルピンを介して前記シャフトに動作可能に結合され、アダプタナットを介して前記ハンドルに動作可能に結合されたハンドルアダプタをさらに含む、請求項７に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項9】
前記ハンドルがハンドホイールである、請求項７に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項10】
前記ハウジングは、複数の取り付けボルトを介して前記バルブに取り付け可能であり、前記ヨークは、前記バルブのバルブステムに取り付け可能である、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項11】
前記カバー上に配置されると共に、前記ヨークに動作可能に結合され、前記ヨークの現在の角度位置に基づいて前記バルブの現在の状態を示すインジケータをさらに備える、請求項１に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項12】
ハウジングを備え、前記ハウジングは、
シャフト孔を含む側壁を有し、シャフトが前記ハウジング内で回転可能になるように、長手方向軸に沿って前記シャフトを受容する本体と、
前記本体の頂部に取り付け可能であって、前記本体に取り付けられたときに前記側壁に隣接して少なくとも部分的に前記側壁に重なるように下方に延在する側部を有するカバーと、を有し、前記本体と前記カバーはプラスチック材料で形成されており、
さらに、
前記ハウジング内に配置されると共に、バルブに取り付け可能であって、且つ、ヨークナットによって前記シャフトに動作可能に結合されたヨークを備え、前記ヨークナットは、前記シャフトの回転時に直線移動可能であって、前記ヨークナットの前記直線移動は、前記ヨークの回転運動を生成し、
さらに、
前記ハウジング内に配置され、前記ヨークナットの前記直線移動を制限する第１のストッパであって、少なくとも第１のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能な第１のストッパと、
第２のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能な第２のストッパとを備え、前記第１および前記第２のストッパ孔は前記側壁に互いに対向して配置され、
前記第１および前記第２のストッパの各々は、前記ハウジングの内側に配置され軸方向固定位置において前記シャフトに機械的に結合された第１および第２のシャフト保持具の各々のシャフト孔の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有するねじである、バルブオペレータアセンブリ。
【請求項13】
前記プラスチック材料が、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、ポリフッ化ビニリデン、およびエチレンクロロトリフルオロエチレンのうちの１つから選択される、請求項１２に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項14】
前記ヨークナットは、前記シャフトを受容するヨークナットシャフト孔を有し、前記ヨークと前記ヨークナットは、ヨークピンを介して動作可能に互いに結合されている、請求項１２に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項15】
前記第１および前記第２のストッパの各々の前記雄ねじ部は、前記第１及び前記第２のストッパ孔の各々の雌ねじ部とそれぞれ係合する、請求項１４に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項16】
ハンドルをさらに備え、前記ハンドルは、前記シャフトに動作可能に結合されて前記ハンドルの回転時に前記シャフトに回転を与える、請求項１２に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項17】
バルブに取り付け可能なハウジングを備え、前記ハウジングは、対向する第１および第２の側に第１および第２のシャフト孔をそれぞれ含む側壁を有し、シャフトが前記ハウジング内で回転可能になるように、長手方向軸に沿って前記シャフトを受容する本体と、
前記本体の頂部に取り付け可能であって、前記側壁に隣接して少なくとも部分的に前記側壁に重なるように下方に延在する側部を有するカバーと、を備え、前記本体と前記カバーはプラスチック材料で作られ、
さらに、
前記ハウジング内に配置されると共に、前記バルブのバルブステムに取り付け可能であって、且つ、前記シャフトが回転したときに前記バルブステムに回転を与えるようにヨークナットによって前記シャフトに動作可能に結合されたヨークを備え、前記ヨークナットは、前記シャフトを受容する第３のシャフト孔を有し、前記シャフトの回転時に直線移動可能であって前記ヨークナットの前記直線移動は前記ヨークの回転運動を生成し、前記ヨークと前記ヨークナットはヨークピンを介して動作可能に互いに結合され、
さらに、
前記ハウジング内に配置され、前記ヨークナットの前記直線移動を制限する第１および第２のストッパを備え、
前記第１のストッパは、少なくとも第１のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能であり、前記第２のストッパは、第２のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能であり、前記第１および前記第２のストッパ孔は前記側壁に互いに対向して配置され、
前記第１および前記第２のストッパの各々は、前記ハウジングの内側に配置され軸方向固定位置において前記シャフトに機械的に結合された第１および第２のシャフト保持具の各々のシャフト孔の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有するねじである、バルブオペレータアセンブリ。
【請求項18】
ハンドルをさらに備え、前記ハンドルは、前記シャフトに動作可能に結合されて前記ハンドルの回転時に前記シャフトに回転を与える、請求項１７に記載のバルブオペレータアセンブリ。
【請求項19】
ねじ付き外面を有するシャフトと、前記シャフトに動作可能に結合され、回転時に前記シャフトに回転を与えるハンドルと、
バルブに取り付け可能であり、ヨークナットによって前記シャフトに動作可能に結合されたヨークであって、前記ヨークナットは、前記シャフトの前記ねじ付き外面に係合するねじ付き内面を有するものであるヨークと、
第１および第２の軸方向固定位置において前記シャフトに機械的に結合された第１および第２のシャフト保持具であって、前記第１および前記第２のシャフト保持具の各々は、雌ねじ付き孔表面を有する第１および第２のシャフト孔をそれぞれ含むものである第１および第２のシャフト保持具と、
前記第１および前記第２のシャフト孔の雌ねじ付き孔表面にそれぞれ係合する雄ねじ付きストッパ表面を有するねじからなる第１および第２のストッパと、を備え、
前記第１のストッパは、少なくとも第１のストッパ孔を介してハウジングの内部に挿入可能であり、前記第２のストッパは、第２のストッパ孔を介して前記ハウジングの内部に挿入可能であり、前記第１および前記第２のストッパ孔は側壁に互いに対向して配置され、
前記第１および前記第２のストッパは、前記第１および前記第２のシャフト保持具の前記第１および前記第２の軸方向固定位置の間で前記ヨークナットの直線移動を制限する、バルブオペレータアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して、バルブの分野に関し、より詳細には、バルブオペレータアセンブリに関する。
【背景技術】
【0002】
バルブは、流体（例えば、ガスまたは液体）が流れる経路を開閉するか、または部分的に妨げることによって、流体の流れを調節、案内、または制御するように構成することができる。バルブは、灌漑のための水制御などの農業用途、工業用途、等を含む多くの用途を有する。バルブは、バルブを開閉または部分的に開閉するために使用することができるバルブオペレータ（またはアクチュエータ）機構に結合するように構成することができる。
【発明の概要】
【0003】
一実施形態では、バルブオペレータアセンブリが開示される。バルブオペレータアセンブリは、バルブに取り付け可能であるか、さもなければバルブに接続することができるハウジングを備えることができる。ハウジングは、本体と、本体の頂部に取り付け可能なカバーとを含むことができ、本体は、本体の周囲に延在するとともにシャフト孔を含む側壁を有し、シャフトがハウジング内で回転可能であるように本体の長手方向軸に沿ってシャフトを受容する。カバーは頂部部材を有し、カバーの周囲に延在する側部は、カバーが本体に取り付けられたとき、側壁に隣接して少なくとも部分的に側壁に重なるように、下方に延在する。バルブオペレータアセンブリは、ハウジング内に配置され、直接的または間接的にバルブ（例えば、バルブのステム）に取り付け可能であり、シャフトが回転されたときにバルブステムに回転を与えるためにヨークナットによってシャフトに動作可能に結合されたヨークをさらに備えることができる。ヨークナットは、シャフトを受容するヨークナットシャフト孔を含んでもよく、シャフトの回転時に直線的に移動可能であってもよく、ヨークナットの直線移動は、ヨークの回転運動を生成する。バルブオペレータアセンブリは、ヨークナットの直線移動を制限するためにハウジングに一体化またはハウジング内に配置される1つ以上のストッパをさらに含むことができる。
【0004】
別の実施形態では、バルブオペレータアセンブリが開示される。バルブオペレータアセンブリは、バルブに取り付け可能であるか、さもなければバルブに接続することができるハウジングを備えることができる。ハウジングは、本体と、本体の頂部に取り付け可能なカバーとを含むことができ、本体は、本体の周囲に延在するとともにシャフト孔（複数）を含む側壁を有し、シャフトがハウジング内で回転可能であるように本体の長手方向軸に沿ってシャフトを受容する。カバーは、頂部部材を有し、カバーの周囲に延在する側部は、カバーが本体に取り付けられたとき、側壁に隣接して少なくとも部分的に側壁に重なるように、下方に延在する。本体およびカバーは、プラスチック材料で形成されてもよい。バルブオペレータアセンブリは、ハウジング内に配置され、直接的または間接的にバルブ（例えば、バルブのステム）に取り付け可能であり、シャフトが回転されたときにバルブステムに回転を与えるためにヨークナットによってシャフトに動作可能に結合されたヨークをさらに備えることができる。ヨークナットは、シャフトを受容するヨークナットシャフト孔を含んでもよく、シャフトの回転時に直線的に移動可能であってもよく、ヨークナットの直線移動は、ヨークの回転運動を生成する。バルブオペレータアセンブリは、ヨークナットの直線移動を制限するためにハウジングに一体化またはハウジング内に配置される1つ以上のストッパをさらに備えることができる。
【0005】
さらに別の実施形態では、バルブオペレータアセンブリが開示される。バルブオペレータアセンブリは、バルブに取り付け可能であるか、さもなければバルブに接続することができるハウジングを備えることができる。ハウジングは、本体と、本体の頂部に取り付け可能なカバーとを含むことができ、本体は、本体の周囲に延在するとともに対向する第１および第２の側にそれぞれ第１および第２のシャフト孔が設けられた側壁を有し、シャフトがハウジング内で回転可能であるように本体の長手方向軸に沿ってシャフトを受容する。カバーは、頂部部材を有し、カバーの周囲に延在する側部は、カバーが本体に取り付けられたとき、側壁に隣接して少なくとも部分的に側壁に重なるように、下方に延在する。本体およびカバーは、プラスチック材料で形成されてもよい。バルブオペレータアセンブリは、ハウジング内に配置され、直接的または間接的にバルブ（例えば、バルブのステム）に取り付け可能であり、シャフトが回転されたときにバルブステムに回転を与えるためにヨークナットによってシャフトに動作可能に結合されたヨークをさらに備えることができる。ヨークナットは、シャフトを受容するための第３のシャフト孔を含むことができ、シャフトの回転時に直線的に移動可能であってもよく、ヨークナットの直線移動は、ヨークの回転運動を生成する。ヨークとヨークナットとは、ヨークピンを介して動作可能に互いに結合されている。バルブオペレータアセンブリは、ヨークナットの直線移動を制限するためにハウジングに一体化またはハウジング内に配置される1つ以上のストッパをさらに備えることができる。
【0006】
いくつかの例では、本体および/またはカバーは、プラスチック材料で作られる。プラスチック材料は、例えば、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、高密度ポリエチレンおよび架橋ポリエチレンを含むポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンクロロトリフルオロエチレン等のうちの1種以上から選択することができる。
【0007】
いくつかの例では、カバーの側部は、カバーの周囲に連続していなくてもよく、側部が側壁に隣接するように下方に延在しない１つ以上の断続的な空間または区間（stretches）を有していてもよい。
【0008】
いくつかの例では、ヨークとヨークナットとは、ヨークピンを介して動作可能に互いに結合されている。
【0009】
いくつかの例では、第１および第２のストッパが、それぞれ、側壁の、対向する第１および第２の側に設けられた第１および第２のストッパ孔を介してハウジングの内部に挿入可能である。
【0010】
いくつかの例では、第１および第２のストッパの各々は、第１および第２のストッパ孔の各々の雌ねじ部にそれぞれ係合する雄ねじ部を有するねじである。
【0011】
いくつかの例では、バルブオペレータアセンブリは、側壁の、対向する第１および第２の側にそれぞれ隣接してハウジング内に配置され、シャフトを固定位置に保持する第１および第２のシャフト保持具をさらに備える。
【0012】
いくつかの例では、シャフトは、ヨークナットシャフト孔のねじ付き内面と係合するねじ付き外面を有する。
【0013】
いくつかの例では、バルブオペレータアセンブリは、ハンドルの回転時にシャフトに回転を付与するためにシャフトに動作可能に結合されたハンドルをさらに備える。
【0014】
いくつかの例では、バルブオペレータアセンブリは、１つ以上のハンドルピンを介してシャフトに動作可能に結合され、アダプタナットを介してハンドルに動作可能に結合されたハンドルアダプタをさらに備える。
【0015】
いくつかの例では、ハンドルはハンドホイールである。
【0016】
いくつかの例では、ハウジングは、複数の取り付けボルトを介してバルブに取り付け可能であり、いくつかの例は、対応する複数の取り付けナットを含む。
【0017】
いくつかの例では、バルブオペレータアセンブリは、インジケータをさらに備え、インジケータは頂部部材上に配置されると共に、ヨークに動作可能に結合され、ヨークの現在の角度位置に基づいて、バルブの現在の状態（例えば、開位置、閉位置、またはその間のどこか）を示す。
【0018】
本開示の様々な実施形態は、ハウジングと、ヨークと、第１および第２のストッパとを含むバルブオペレータアセンブリを提供する。ハウジングは、バルブに取り付け可能であり、ハウジングは、本体と、本体の頂部に取り付け可能なカバーと、を含んでもよい。本体は、本体の周囲に延在するとともにシャフト孔を含む側壁を有し、ハウジング内で回転可能なシャフトを受容する。カバーは、頂部部材と、カバーの周囲に延在する側部部材とを含み、側部部材は、カバーが本体に取り付けられたときに側壁に隣接して少なくとも部分的に側壁に重なるように、下方に延在する。本体およびカバーは、プラスチック材料で形成されてよい。ヨークは、シャフトが回転されたときにバルブのバルブステムに回転を与えるために、ヨークナットによってシャフトに動作可能に結合され得る。ヨークナットは、シャフトを受容するヨークナットシャフト孔を有してもよく、シャフトの回転時に直線的に移動可能であって、これによりヨークの回転運動を生成するようにしてもよい。第１および第２のストッパは、ヨークナットの直線移動を制限するためにハウジング内に配置されてもよい。
【0019】
カバーは、カバーの側部又は側部部材が本体の側壁と少なくとも部分的に重なるように本体に取り付けられているので、ハウジングの構造的一体性および強度が増大する。いくつかの実施形態では、ハウジングは、例えば、ハウジングの破裂を回避するために、高い流体圧力を取り扱うように適合可能である。さらに、いくつかの実施形態では、ヨークナットの直線移動を制限するためにハウジングの側壁を使用する代わりに、ヨークナットの直線移動を制限するために第１および第２のストッパが利用されるので、ハウジングに対する応力は、減少および/または効率的に分配される。この設計のため、ハウジングの本体およびカバーは、ハウジングの安定性および/または強度を損なうことなく、プラスチック材料のような軽い材料から作ることができる。さらに、本体とカバーとがプラスチック材料で作られている実施形態では、バルブオペレータアセンブリの重量およびコストを低減することができ、本体およびカバーを所望の形状に成形することができ、ハウジングの耐食性を高めることができ、バルブオペレータアセンブリを沈水環境（例えば、水中）で動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
本発明の例示的な実施形態は、図面を参照することによって最もよく理解されるであろう。図において、同様な部分を同様な参照数字によって示した。以下の説明は、例示としてのみ意図され、本明細書において請求される主題と一致するデバイス、システム、およびプロセスの、選択された実施形態を示す。
【図1】本開示の一実施形態によるバルブオペレータアセンブリの斜視図である。
【図6A】本開示の一実施形態による、追加の構成要素を有するバルブオペレータアセンブリシャフトの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
例示の装置をここに説明する。本明細書に提示される主題の精神または範囲から逸脱することなく、他の例示的な実施形態または特徴をさらに利用してもよいし、その他の変更を行ってもよい。以下の詳細な説明では、その一部を構成する添付図面を参照する。
【0022】
本明細書に記載の例示的な実施形態は、限定的であることを意図していない。本明細書に一般的に記載され、図面に示されているような、本開示の態様は、多様な異なる構成で配置され、置換され、組み合わされ、分離され、設計され得ることが容易に理解されるであろう。これらすべては本明細書中で明確に考察される。
【0023】
図１は、本開示の実施形態によるバルブオペレータアセンブリ１００の斜視図である。バルブオペレータアセンブリ１００は、バルブ（図示せず）を駆動、作動、制御、またはその他の作用を及ぼすように実装される。開示されたバルブオペレータアセンブリのいくつかの実装形態は、高圧下での流体の流れを制御するための用途、例えば、緊急消火スプリンクラーシステムに使用することができる。
【0024】
バルブオペレータアセンブリ１００は、本体１０２と、バルブに取り付け可能なカバー１０４とを備えるハウジング１０１を含み、バルブを動作させる。一実施形態では、本体１０２および／またはカバー１０４の全部または一部を含むハウジング１０１は、プラスチック材料で形成されてもよい。本体１０２とカバー１０４を備えたハウジング１０１を、以下、単に「ハウジング」と呼ぶ。プラスチック材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩素化ポリ塩化ビニル（ＣＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、高密度ポリプロピレン（ＨＤＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン（ＡＢＳ）のうちの１つ以上が挙げられる。一例では、本体１０２およびカバー１０４は、ＰＶＣ製である。
【0025】
バルブオペレータアセンブリ１００は、手動式、空気圧式、油圧式、電気式又はばね式オペレータ機構などのオペレータ機構を実装して、バルブを作動させる。一実施形態では、バルブオペレータアセンブリ１００は、バルブを操作するための手動オペレータ機構を実装する。バルブの例としては、ボール弁、バタフライ弁、チョーク弁、ダイヤフラム弁、ゲート弁、グローブ弁、ナイフ弁、ニードル弁、ピストン弁、プラグ弁、電磁弁、スプール弁が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一例では、バルブは２～２．５インチバタフライ弁である。
【0026】
バルブオペレータアセンブリ１００は、バルブを作動するためのハンドル１０６をさらに含む。一実施形態では、ハンドル１０６はハンドホイールであり、ハンドル１０６が回転されると、バルブは、例えば、開位置、閉位置、または中間位置に作動される。このように、ハンドル１０６の回転運動は、バルブの開閉を導く動作に変換される。一例では、ハンドル１０６は、高密度ポリプロピレン（ＨＤＰＰ）から作られている。
【0027】
一実施形態では、本体１０２とカバー１０４はプラスチック材料で作られ、ハンドル１０６はＨＤＰＰから作られているが、本開示の範囲はこれに限定されないことは当業者には明らかであろう。様々な他の実施形態において、本体１０２、カバー１０４、および／またはハンドル１０６は、本開示の範囲から逸脱することなく、金属など、プラスチックおよび／またはＨＤＰＰ以外の１つ以上の材料で作られてもよい。
【0028】
図２Ａは、本開示の一実施形態によるバルブオペレータアセンブリ１００の斜視分解図である。
【0029】
図１および図２Ａを併せて参照すると、バルブオペレータアセンブリ１００は、ハンドル１０６とハウジング１０１とを接続するシャフト１０８をさらに含み、シャフト１０８の回転運動をバルブの開閉を導く動作に変換する変換部材として働く。シャフト１０８は、ハウジング１０１の内部に挿入されるように構成された近位端と、例えば、ハンドルピン孔１１４ａ（シャフト１０８の遠位端に設けられた）とハンドルピン孔１１４ｂ（ハンドルアダプタ１１０の近位端に設けられた）に挿入可能な１つまたは複数のハンドルピン１１２を介して、ハンドルアダプタ１１０に動作可能に結合された遠位端とを有する。シャフト１０８は、雄ねじ部１１６と、雄ねじ部１１６の両端の第１および第２の溝１１８ａおよび１１８ｂとを含み得る。ハンドルアダプタ１１０は、２つのハンドルピンを介してシャフト１０８の遠位端に動作可能に結合されることが示されているが、本開示の範囲はこのような結合および他の結合メカニズムに限定されず、および／または、任意の数のハンドルピンを種々の他の実施形態において利用することができる。
【0030】
ハンドルアダプタ１１０は、シャフト１０８の遠位端を受容するシャフト孔１２０をその近位端に有する。さらに、一実施形態において、ハンドルアダプタ１１０とシャフト１０８の遠位端との間にシャフトＯ－リング１２２を配置してシャフト１０８とハンドルアダプタ１１０との間のスペースを埋めている。一実施形態において、１つ以上のハンドルピン１１２は、金属、例えばステンレス鋼で作られ、シャフトＯ－リング１２２は、エラストマー、例えば、フルオロカーボン系フルオロエラストマー（ＦＫＭ）、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＢＵＮＡ）等から作られる。別の実施形態において、１つ以上のシャフトＯ－リング１２２は、シャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂに隣接してシャフト上の溝内に、および／または、さらに後述するように、これらシャフト保持具を保持するための溝内に配置されてもよい。
【0031】
ハンドル１０６は、ハンドルアダプタ１１０を介してシャフト１０８に動作可能に結合され、ハンドル１０６の回転時にシャフト１０８に回転を付与する。ハンドルアダプタ１１０は、アダプタナット１２４の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有し、ハンドルアダプタ１１０がハンドル１０６のアダプタ孔１２６に挿入可能にされている。一実施形態では、ハンドルアダプタ１１０およびアダプタナット１２４は、ＰＶＣなどのプラスチック材料で作られる。
【0032】
図２Ｂは、本開示の実施形態による、バルブオペレータアセンブリ１００の本体１０２および関連する構成要素の斜視分解図である。図２Ｃは、本開示の実施形態による、バルブオペレータアセンブリ１００のカバー１０４および関連する構成要素の斜視分解図である。
【0033】
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃを併せて参照すると、本体１０２は、側壁１２８と、底部１３０と、延長棚部１３２とを有する。
【0034】
ハウジング１０１は、例えば取り付けボルト１６６および対応する取り付けナット１６８を介してバルブに取り付け可能である。取り付けボルト１６６は、対応する取り付けナット１６８の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有する。一実施形態において、取り付けボルト１６６および対応する取り付けナット１６８は、金属、例えばステンレス鋼で形成されている。取り付けボルト１６６および対応する取り付けナット１６８は、ハウジング１０１がバルブに取り付けられたときに、例えば、ハウジング１０１とバルブとの間の結合を強化するために、それらの間に設けられた締結部材１７０を含む。いくつかの実装形態において、締結部材１７０は、それぞれの取り付けボルトの周りに同軸上に配置されたロックワッシャ、スプリングワッシャ、平ワッシャ、取り付けボルトＯ－リング等、あるいはそれらの組み合わせを含むことができる。一実施形態において、ロックワッシャ、スプリングワッシャ、平ワッシャ等のうちの１つ以上は、ステンレス鋼などの金属製であり、取り付けボルトＯ－リングは、エラストマー、例えば、フルオロエラストマー（例えば、ＦＫＭ、Ｖｉｔｏｎ、等）、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）ゴム、ポリブタジエン（例えば、Ｂｕｎａゴム）などから作られる。
【0035】
カバー１０４は頂部部材１７２を有し、頂部部材１７２は、例えば、頂部部材１７２のねじ孔１７８および頂部１７４のねじ孔１８０に挿入可能なねじ１７６によって、本体１０２の頂部１７４に取り付け可能で、本体１０２を包囲してハウジング１０１を形成する。一実施形態において、ねじ１７６はＰｌａｓｔｉｔｅ（登録商標）ねじであり、および／または、金属、例えばステンレス鋼で作られる。
【0036】
カバー１０４は、カバーが本体に取り付けられたとき、側壁１２８に隣接し、側壁１２８と少なくとも部分的に重なるように、下方に延在する側部１８２をさらに含む。いくつかの実装形態において、ガスケット１８４がカバー１０４と本体１０２との間に配置され、カバー１０４と本体１０２との間の空間を満たすメカニカルシールを提供する。ガスケット１８４はねじ孔１８６を含み、カバー１０４を本体１０２に取り付けるためにねじ１７６を挿入可能である。一実施形態において、ガスケット１８４は、エラストマー、例えば、ＦＫＭ、ＥＰＤＭ、ＢＵＮＡ等から作られる。
【0037】
図２Ｂのみを参照すると、側壁１２８は、本体１０２の長手方向軸Ｘ（後述する図３および図４に示す）に沿ってシャフト１０８を受容するために、側壁１２８の第１および第２の対向する側に第１および第２のシャフト孔１３４ａおよび１３４ｂを含むことができる。シャフト１０８の近位端は、第１および第２のシャフト孔１３４ａおよび１３４ｂに挿入可能であり、ハウジング１０１内で、例えば、本体１０２内で回転可能である。いくつかの実装形態では、シャフト１０８をハウジング１０１の本体１０２内に受容するために、第１のシャフト孔１３４ａのみが設けられている。
【0038】
ハウジング１０１は、側壁１２８の、対向する第１および第２の側にそれぞれ隣接して配置され、シャフト１０８を固定位置に保持し、シャフト１０８の長手方向軸Ｘに沿った直線移動を制限する第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂをさらに含む。一実施形態において、第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂは、それぞれ、シャフト１０８の第１および第２の溝１１８ａおよび１１８ｂと係合する第１および第２のシャフトスロット１３８ａおよび１３８ｂと、第１および第２のストッパ孔１４０ａおよび１４０ｂとを含む薄い矩形板である。一実施形態において、シャフト１０８および第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂは、金属、例えばステンレス鋼製である。いくつかの実装形態では、シャフト保持具は、厚みがあり、非矩形形状を有する。いくつかの実装形態では、第１および第２のシャフト保持具は、プレートまたはその他の部材によって連結されてもよい。いくつかの実装形態では、第１および第２のシャフト保持具の代わりに単一のシャフト保持具を使用することができる。
【0039】
バルブオペレータアセンブリ１００は、ハウジング１０１内に配置され、バルブのバルブステム（図示せず）に直接的又は間接的に取り付け可能なヨーク１４２をさらに含む。いくつかの実装形態では、本体１０２の底部１３０は、ヨーク１４２を受容するためのヨーク孔（図示せず）を含むことができる。さらに、ヨーク１４２は、ヨーク１４２の両端のその周囲に第１および第２の溝１４４ａおよび１４４ｂを有し、その内部には、それぞれ、第１および第２のヨークＯ－リング１４６ａおよび１４６ｂが同軸上に位置している。一実施形態において、第２のヨークＯ－リング１４６ｂは、ヨーク１４２とヨーク孔との間に配置され、ヨーク１４２と本体１０２との間にシールを形成する。一実施形態において、第１および第２のヨークＯ－リング１４６ａおよび１４６ｂは、エラストマー、例えば、ＦＫＭ、ＥＰＤＭ、ＢＵＮＡ等からなる。
【0040】
ヨーク１４２は、ヨークピン１５０を介してヨークナット１４８に動作可能に結合されてもよい。一実施形態において、ヨーク１４２は、１つ以上の延在アーム１５２を有し、ヨークナット１４８は、ヨークピン１５０を受容するヨークピン孔１５４を有する。一実施形態において、ヨーク１４２、ヨークナット１４８、および／またはヨークピン１５０は、金属製である。一例では、ヨーク１４２とヨークピン１５０はステンレス鋼からなり、ヨークナット１４８は青銅製である。
【0041】
ヨークナット１４８は、シャフト１０８を受容するシャフト孔１５６を有し、シャフト１０８の雄ねじ部１１６は、シャフト孔１５６のねじ付き内面と係合する。
【0042】
【0043】
図２Ｂ、図２Ｃ、図３および図４を併せて参照すると、ヨークナット１４８は、シャフト１０８の回転時に、長手方向軸Ｘに沿って直線的に移動可能である。ヨークナット１４８は、ヨークナット１４８の直線移動がヨーク１４２の回転運動を生じ、バルブステムに回転を与えることによってバルブを作動させるように、ヨーク１４２に動作可能に結合されている。
【0044】
動作時には、例えば、ハンドル１０６を回転させることにより、バルブ（図示せず）が作動する。ハンドル１０６が回転すると、シャフト１０８が回転してヨークナット１４８の直線移動をもたらす。一例では、シャフト１０８が反時計方向に回転すると、ヨークナット１４８が第１の位置Ａから第２の位置Ｂに直線的に移動し、ヨーク１４２が第１の角度位置から第２の角度位置に回転する。
【0045】
別の例では、シャフト１０８が時計回りに回転すると、ヨークナット１４８が第２の位置Ｂから第１の位置Ａに直線的に移動し、ヨーク１４２が第２の角度位置から第１の角度位置に回転する。一例では、第１の角度位置と第２の角度位置との間の角度差は９０°であるが、角度位置の差は９０°より大きくても小さくてもよく、例えば、３０°、４５°、および６０°を含むことができる。
【0046】
さらなる例では、シャフト１０８が時計回りに回転すると、ヨークナット１４８が第１の位置Ａから第２の位置Ｂに直線的に移動し、ヨーク１４２が第１の角度位置から第２の角度位置に回転し、シャフト１０８が反時計回りに回転すると、ヨークナット１４８が第２の位置Ｂから第１の位置Ａに移動し、ヨーク１４２が第２の角度位置から第１の角度位置に回転する。
【0047】
一実施形態において、ヨークナット１４８が第２の位置Ｂにあるとき、バルブは閉じられ、ヨークナット１４８が第１の位置Ａにあるときには、バルブは開かれる。別の実施形態において、ヨークナット１４８が第１の位置Ａにあるとき、バルブは閉じられ、ヨークナット１４８が第２の位置Ｂにあるとき、バルブは開かれる。さらに、ヨークナット１４８が第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの間の中間位置にあるとき、バルブは、部分的に開放されたり、中間に配置されるなどであってもよい。一例では、第１および／または第２のストッパは、いずれかの端部におけるヨーク１４２の回転限界が例えば０～５°の間で調整されるように、ヨークナット１４８の直線的変位を制限するように調整可能である。
【0048】
図２Ｂ、図２Ｃおよび図４を併せて参照すると、カバー１０４の頂部部材１７２の実装形態は、ヨーク１４２に結合されたインジケータ１９０を受容するインジケータ孔１８８をさらに含む。インジケータ１９０は、インジケータ孔１８８を介して頂部部材１７２上に配置されてもよく、例えばヨーク１４２の現在の角度位置と、ヨークナット１４８の直線位置などに基づいて、バルブの現在の状態を示すために、ヨーク１４２に動作可能に結合されてもよい。頂部部材１７２は、インジケータ１９０の位置に基づいて、バルブの現在の状態、例えばバルブの開位置、閉位置、または中間位置を示す指示マーカ１９２を有してもよい。一実施形態において、第１のヨークＯ－リング１４６ａは、ヨーク１４２とインジケータ孔１８８との間に配置され、ヨーク１４２とカバー１０４との間にシールを形成する。一例では、インジケータ１９０はＨＤＰＰから作られる。
【0049】
図２Ｂおよび図３を併せて参照すると、バルブオペレータアセンブリ１００は、側壁１２８の対向する第１および第２の側の第１および第２のストッパ孔１６０ａおよび１６０ｂを介して、ハウジング１０１の内部に挿入可能な１つ以上のストッパ、例えば、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂをさらに含む。第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂは、第１の位置Ａと第２の位置Ｂとの間の、ヨークナット１４８の長手方向軸Ｘに沿った直線移動を制限する。
【0050】
さらに、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂは、それぞれ、第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂ内の第１および第２のストッパ孔１４０ａおよび１４０ｂを介して挿入可能である。一実施形態において、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂの各々は、それぞれのストッパ孔の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有するねじであり、金属、例えばステンレス鋼製である。別の実装形態では、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂは、さらに後述するように、第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂ内のそれぞれの孔の雌ねじ部と係合する雄ねじ部を有する。いくつかの実装形態では、それぞれ、第１および第２のストッパ孔１４０ａおよび１４０ｂ内の第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂの位置は、ヨーク１４２の回転限界を例えば０～５°だけ調整できるように、調整可能であってもよい。
【0051】
あるシナリオにおいて、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂが存在しない場合、ヨークナット１４８は、側壁１２８の第１および第２の対向端部の間を直線的に移動してハウジング１０１に圧力を印加し、このことは、ハウジングが例えばプラスチックなどのより軽い材料で作られたときに、ハウジングに応力を加えおよび／又は損傷させる可能性がある。ヨークナット１４８の直線移動を制限するために、ハウジング１０１の側壁１２８を用いる代わりに、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂが利用されるため、ハウジング１０１に対する応力は低減されおよび／又はより効率的に分配される。このように、ヨークナット１４８によって印加される力によるハウジング１０１の損傷は、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂを用いることによって、低減または回避され得る。さらに、以下に説明するように、第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂのそれぞれの孔に第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂが螺合されている実施形態においては、ストッパは、シャフト保持具および／またはシャフト１０８自体に結合されて、ヨークナット１４８の直線移動を制限し、さもなければハンドル１０６を介して加えられる過大なトルクによって生じる可能性のあるハウジングの損傷から保護することができる。ストッパがシャフト保持具に機械的に結合され、シャフト保持具がシャフトに対して軸方向に拘束されていると、ヨークナットのスラスト荷重は、ストッパおよびシャフト保持具を介してシャフトに加えられ、ハウジングに与えられることはない。何らかの障害はシャフト自体に生じ、過負荷状態では、シャフトが曲がるか、ねじれてしまうことになる。
【0052】
第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂは、その周囲に第１および第２の溝１６２ａおよび１６２ｂをそれぞれ有し、これらの溝の内部には、それぞれ、第１および第２のストッパＯ－リング１６４ａおよび１６４ｂが同軸上に位置し、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂと本体１０２との間のシールを形成している。一実施形態において、第１および第２のストッパＯ－リング１６４ａおよび１６４ｂは、エラストマー、例えばＦＫＭ、ＥＰＤＭ、ＢＵＮＡ等で形成されている。
【0053】
図５は、本開示の一実施形態によるバルブオペレータアセンブリ１００の正面図である。図５に示すように、カバー１０４は、カバー１０４の側部１８２が本体１０２の側壁１２８と少なくとも部分的に重なり、これにより、本体１０２を包囲してハウジング１０１を形成するように、本体１０２に取り付けられる。このように、ハウジング１０１の構造的一体性および強度を増大させることができ、ハウジング１０１は、破裂等を回避するために高圧に対応するよう適合させることができる。
【0054】
図６Ａは、本開示の一実施形態による追加の構成要素を有するバルブオペレータアセンブリシャフト１０８の側面図である。本実施形態において、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂは、第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂの各孔の雌ねじ部に係合する雄ねじ部を有する。これらシャフト保持具は、図６Ｂの断面図に示すように、シャフト保持具が軸方向に固定される（すなわち、シャフト１０８の軸線に沿って直線的に移動しない）ように、各シャフト保持具溝１４７ａおよび１４７ｂを介してシャフト１０８に機械的に結合されている。代替的な実装形態では、第１および第２のストッパおよび／または第１および第２のシャフト保持具は、一体的に形成されるか又は溶接されるかなどして、シャフトに取り付けられてもよく、および／または、シャフト保持具は、シャフトに螺合されるなどでもよい。図７Ａは、図６Ａのシャフト１０８の、他の構成要素を除いた斜視図であり、第１および第２のシャフト保持具溝１４７ａおよび１４７ｂの位置を明示する。シャフト保持具溝は、様々な形状を有することができる。いくつかの実装形態では、シャフト保持具溝は、シャフトの周りでのシャフト保持具の回転を防止するために、１つまたは複数の平坦部を含むことができる。図７Ｂは、図６Ａのシャフト１０８の斜視図であって、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂと、第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂと、ヨークナット１４８を含む、追加の構成要素を備える。このような実施形態において、ヨークナット１４８は、シャフト１０８に沿ったその直線移動を制限され、このことにより、さもなければハンドル１０６を介して印加される過大なトルクにより生じる損傷（例えば、ハウジングに対する）から保護することができる。第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂを第１および第２のシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂに、これにより、さらにシャフト１０８自体に、機械的に結合することにより、ヨークナットのスラスト荷重はシャフトに印加され、ハウジングに与えられることはない。したがって、ハンドル１０６に加わる過大なトルクに起因して発生し得る障害は、シャフト自体に生じ、過負荷状態ではシャフトが屈曲したりねじれたりすることになる。
【0055】
第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂの利用と、側壁１２８と側部１８２との間の部分的な重なりは、さまざまな利点をもたらす。例えば、ハウジング１０１の本体１０２およびカバー１０４に金属を用いる代わりに、プラスチック材料などのより軽い材料を使用する場合に、高圧流体の結果としての材料的および／または構造的な障害および／またはバルブオペレータアセンブリの作動からのハウジングに対する摩耗を低減または回避することができる。さらなる利点としては、第１および第２のストッパ１５８ａおよび１５８ｂがシャフト保持具１３６ａおよび１３６ｂに取り付けられ、これらシャフト保持具がシャフト１０８に対して固定されている実施形態におけるように、ハンドル１０６に加えられる過大なトルクによって生じる構造的障害（例えば、ハウジングの）を回避することを挙げることができる。さらに、本体１０２とカバー１０４とがプラスチック材料で作られている場合には、バルブオペレータアセンブリ１００の重量およびコストを低減することができ、本体１０２とカバー１０４とを所望の形状に成形することができ、ハウジング１０１の耐食性を向上させることができ、バルブオペレータアセンブリを沈水環境（例えば、水中）で動作させることができる。
【0056】
本開示は、特定の実施形態を参照して本明細書に記載されているが、本開示の範囲から逸脱することなく種々の修正および変更を行うことができる。従って、本明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的なものであるとみなされるべきであり、そのような全ての変更は、本開示の範囲内に含まれることを意図している。特定の実施形態に関して本明細書に記載されている利益、利点、または問題解決策は、特許請求の範囲のいずれかまたは全ての重要な、所要の、または必須の特徴または要素として解釈されることを意図するものではない。
【0057】
本明細書で使用される「結合され」という用語は、直接的結合または機械的結合に限定されることを意図するものではない。
【0058】
さらに、本明細書で使用される「a」または「an」という用語は、1つ以上のものとして定義される。また、請求の範囲において「少なくとも１つの」および「１つ以上の」などの導入句を使用することは、不定冠詞「a」または「an」により別のクレーム要素を導入することが、このような導入されたクレーム要素を含む特定のクレームを、そのような要素を１つだけ含む開示に制限するものであると解釈されてはならない。たとえ、同じ請求項が、「１つ以上の」または「少なくとも１つの」などの導入句と「a」または「an」などの不定冠詞とを含む場合であっても。同様のことが定冠詞の使用にも当てはまる。
【0059】
別段の記載がない限り、「第１の」および「第２の」などの用語は、そのような用語が記述する要素を任意に区別するために用いられる。すなわち、これらの用語は、そのような要素の時間的または空間的な順序付け、または他の優先順位付けを示すことを必ずしも意図するものではない。
【0060】
別段の記載がない限り、「can」、「could」、「will」、「might」、「may」などの条件的用語は、特定の実施形態が、ある特徴、要素および/または工程を含み、他の実施形態がこれらを含まないことを伝えるために一般に用いられる文脈内で理解される。すなわち、このような条件的用語は、特徴、要素および/または工程が、１つ以上の実施形態に何らかの形で必要とされることを意味することを一般に意図するものではない。
【0061】
本明細書中で使用される用語は、一般に、「非限定（ｏｐｅｎ）」用語として意図されている（例えば、「含み」という用語は、「含みしかしこれに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という用語は、「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む」という用語は「含むがしかしこれに限定されない」と解釈されるべきであり、等々) ことが、当業者には理解されよう。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】