特許 7368469 機械的に固定するエンドスクリュ構成

(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】2023-10-16

(45)【発行日】2023-10-24

(54)【発明の名称】機械的に固定するエンドスクリュ構成

(51)【国際特許分類】

   F16L 15/08 20060101AFI20231017BHJP

【ＦＩ】

F16L15/08

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021523807

(86)(22)【出願日】2019-10-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-20

(86)【国際出願番号】 US2019058247

(87)【国際公開番号】W WO2020096791

(87)【国際公開日】2020-05-14

【審査請求日】2022-10-18

(31)【優先権主張番号】62/755,715

(32)【優先日】2018-11-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518337784

【氏名又は名称】スウェージロック カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100202751

【弁理士】

【氏名又は名称】岩堀 明代

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(74)【代理人】

【識別番号】100191086

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 香元

(72)【発明者】

【氏名】ヘディングス，ロバート，スコット

(72)【発明者】

【氏名】クラソン，マーク

(72)【発明者】

【氏名】シェリー，エリック，アール．

(72)【発明者】

【氏名】フォート，アレクサンドラ，エム．

【審査官】伊藤 紀史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１１１０２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】仏国特許出願公開第２５３８４７１（ＦＲ，Ａ１）

【文献】中国特許第１０４０６１３８１（ＣＮ，Ｂ）

【文献】米国特許第８２９２６８０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１０－０７１３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭６０－０１４０６３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】特開２００９－１１５１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第３９４８４８０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｌ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体制御アセンブリであって、前記アセンブリは、
雌ねじ付きエンドポートを含むボディと、
前記雌ねじ付きエンドポートにねじ組み付けされる雄ねじ付きエンドスクリュ、エンドコネクタ、および前記エンドコネクタから前記エンドスクリュへ延在する内部通路を含むエンドアダプタと、
を備え、
前記エンドアダプタは、局部を絞った部位から軸方向にかつ半径方向に延在する複数の外周面の凹部を画定する複数の六角平面を含み、
前記ボディは、前記雌ねじ付きエンドポートの端面からかつ前記局部を絞った部位の全体にわたり軸方向外側に延在する、軸方向に延在するカラーを含み、前記複数の六角平面の端部は、前記軸方向に延在するカラーと半径方向に重なり合い、
前記複数の外周面の凹部のうちの第１および第２の外周面の凹部と円周方向で同一位置に揃う、前記軸方向に延在するカラーの第１および第２の部位は、前記ボディに対して前記エンドアダプタを回転方向に固定するべく、前記第１および第２の外周面の凹部とかみ合い嵌合させるように変形される、アセンブリ。

【請求項2】

前記ボディはバルブのボディを備える、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項3】

前記ボディおよび前記エンドアダプタは、ステンレス鋼、炭素鋼、および真鍮のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項4】

前記エンドアダプタのエンドコネクタは、雌ねじ付きパイプ継手、雄ねじ付きパイプ継手、管継手、溶接管スタブ、およびガスケット式コネクタのうちの１つを備える、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項5】

前記局部を絞った部位は、前記複数の六角平面の端部の省略により画定される、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項6】

前記軸方向に延在するカラーの第１および第２の部位は、前記複数の六角平面のうちの対応する円周方向で同一位置に揃った六角平面に対して半径方向内側に変形される、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項7】

前記複数の外周面の凹部のうちの第１および第２の外周面の凹部は、前記エンドアダプタの対向面上に配置される、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項8】

前記軸方向に延在するカラーは、前記複数の六角平面のすべてに対して半径方向内側に変形される、請求項１に記載のアセンブリ。

【請求項9】

機械的に固定されるねじ式接続で連結する方法であって、前記方法は、
雌ねじ付きエンドポートを含むボディ、および、雄ねじ付きエンドスクリュおよびエンドコネクタを含むエンドアダプタを用意することであって、前記エンドアダプタは、局部を絞った部位から軸方向にかつ半径方向に延在する複数の凹部を画定する複数の六角平面を含み、前記ボディは、前記雌ねじ付きエンドポートの端面から軸方向外側に延在する、軸方向に延在するカラーを含むことと、
前記雄ねじ付きエンドスクリュを前記雌ねじ付きエンドポートにねじ組み付けすることとであって、これにより、前記軸方向に延在するカラーは、前記局部を絞った部位の全体にわたりに延在し、前記複数の六角平面の端部は、前記軸方向に延在するカラーと半径方向に重なり合うことと、
前記ボディに対して前記エンドアダプタを回転方向に固定するべく、前記複数の凹部のうちの対応する第１および第２の凹部とかみ合い嵌合させるように、前記軸方向に延在するカラーの第１および第２の部位を変形させることと、
を備える、方法。

【請求項10】

前記ボディはバルブのボディを備える、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記ボディおよび前記エンドアダプタは、ステンレス鋼、 炭素鋼、および真鍮のうちの少なくとも１つを備える、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記エンドアダプタのエンドコネクタは、雌ねじ付きパイプ継手、雄ねじ付きパイプ継手、管継手、溶接管スタブ、およびガスケット式コネクタのうちの１つを備える、請求項９に記載の方法。

【請求項13】

前記局部を絞った部位は、前記複数の六角平面の端部の省略により画定される、請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記軸方向に延在するカラーの第１および第２の部位を変形させることは、前記複数の六角平面のうちの対応する円周方向で同一位置に揃った六角平面に対して半径方向内側に前記軸方向に延在するカラーの第１および第２の部位を変形させることを備える、請求項９に記載の方法。

【請求項15】

前記複数の凹部のうちの第１および第２の凹部は、前記エンドアダプタの対向面上に配置される、請求項９に記載の方法。

【請求項16】

前記軸方向に延在するカラーの第１および第２の部位を変形させることは、前記複数の六角平面のすべてに対して半径方向内側に前記軸方向に延在するカラーを変形させることを備える、請求項９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１１月５に出願された、ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＬＹ ＬＯＣＫＩＮＧ ＥＮＤ ＳＣＲＥＷ ＡＲＲＡＮＧＥＭＥＮＴＳと題する米国仮特許出願第６２／７５５，７１５号明細書に対する優先権およびその全利益を主張し、その全開示は参照により本明細書に援用される。

【0002】

本発明は、ねじ付きエンドスクリュ型式のエンドアダプタを用いた、流体システムの構成要素に関する。

【発明の概要】

【0003】

本開示の１つの例示的実施形態において、流体制御アセンブリは、雌ねじ付きエンドポートを有するボディと、上記雌ねじ付きエンドポートにねじ組み付けされる雄ねじ付きエンドスクリュを含むエンドアダプタと、エンドコネクタと、上記エンドコネクタから上記エンドスクリュへ延在する内部通路とを含む。上記ボディと上記エンドアダプタの一方は少なくとも１つの外周面の凹部を含み、上記ボディと上記エンドアダプタの他方は周面フランジを含む。上記少なくとも１つの凹部と円周方向で同一位置に揃う、上記周面フランジのある部位を変形させて、上記少なくとも１つの凹部とかみ合い嵌合させることにより、上記エンドアダプタを上記ボディに対して回転方向に固定する。

【0004】

別の例示的な実施形態では、機械的に固定されるねじ式接続で連結する方法が考案される。１つの例示的な方法では、ボディとエンドアダプタが備えられて、上記ボディは雌ねじ付きエンドポートを含み、上記エンドアダプタは雄ねじ付きエンドスクリュおよびエンドコネクタを含む。上記ボディと上記エンドアダプタの一方は少なくとも１つの外周面の凹部を含み、上記ボディと上記エンドアダプタの他方は周面フランジを含む。上記雄ねじ付きエンドスクリュを上記雌ねじ付きエンドポートにねじ組み付けし、上記周面フランジのある部位を変形させて上記少なくとも１つの外周面の凹部とかみ合い嵌合させることにより、上記エンドアダプタを上記ボディに対して回転方向で固定する。

【0005】

上記およびその他の発明の概念および実施形態は、以下に十分に記述されており、添付の図面を踏まえた以下の例示的な実施形態の詳細説明から、当業者には容易に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】本開示発明の１つの例示的実施形態による流体素子アセンブリのボディおよびエンドアダプタの分解斜視図である。

【図2】完全に組み付けられた状態を示す図１のアセンブリの斜視図である。

【図3】完全に組み付けられて機械的に固定された状態を示す図１のアセンブリの斜視図である。

【図4】本開示の別の例示的実施形態による別の流体素子アセンブリのボディおよびエンドアダプタの分解斜視図である。

【図5】完全に組み付けられた状態を示す図４のアセンブリの斜視図である。

【図6】完全に組み付けられて機械的に固定された状態を示す図４のアセンブリの斜視図である。

【図7】本開示の別の例示的実施形態による別の流体素子アセンブリのボディおよびエンドアダプタの分解斜視図である。

【図8】完全に組み付けられた状態を示す図７のアセンブリの斜視図である。

【図9】完全に組み付けられて機械的に固定された状態を示す図７のアセンブリの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本明細書に記載されている例示的実施形態は、ねじ付きエンドスクリュ型式のエンドアダプタを有するシャットオフボールバルブ向けのものであるが、記載されている本発明の特徴は、例えば、他の型式のバルブ（例えば、ニードルバルブ、ゲートバルブ、ベローズバルブ、ダイアフラムバルブ、チェックバルブ）、継手、濾過器、調整器、サンプルシリンダといった多様な流体素子に利用可能である。

【0008】

本発明の様々な発明的な態様、概念および特徴は、例示的実施形態の組み合わせにおいて具現されるものとして、本明細書に記述および図解説明され得るが、これらの様々な態様、概念および特徴は、多くの代替的実施形態において、単独で、またはそれらの組み合わせおよび部分的組み合わせで用いることができる。本文書中で別途明確に除外される場合を除き、これらの組み合わせおよび部分的組み合わせのすべては本発明の範囲内にあるものとする。さらに、本発明の様々な態様、概念および特徴に関する様々な代替的な実施形態―例えば、代替の素材、構造、構成、方法、回路、素子および構成要素、ソフトウェア、ハードウェア、制御ロジック、フォーム・フィット・ファンクションに関する代替物など―が本明細書に記述され得るが、こうした記述は、現在知られているものにせよ、今後開発されるものにせよ、利用可能な代替的実施形態の完全なまたは網羅的なリストをなすものではない。当業者は、そのような実施形態がたとえ本明細書に特に開示されていなくても、本発明の態様、概念または特徴の１つ以上を本発明の範囲内である追加的な実施形態に容易に採用し得る。また、本発明の態様、概念または特徴のうちのいくつかは好適な構成または方法として本明細書に記述され得るが、こうした記述は、特にそう明記しない限り、そのような特徴が必要または必須であることを示唆するものではない。さらに、例示的または代表的な値および範囲が、本開示の理解を助けるために含まれることがあるが、そのような値および範囲は限定的な意味に解釈されるべきでなく、特にそう明記する場合に限り、臨界値または臨界範囲であるとされる。ある指定値の「略」または「約」と記されたパラメータは、別途特に明記しない限り、その指定値と当指定値の１０％内の値の両方を含むものとする。さらに、本出願に添付される図面は、必ずしも縮尺どおりでないこともあるので、図面中で明白な様々な比率や割合を教えるものとして把握されるよう理解されるべきである。さらにまた、様々な態様、特徴および概念が、ある発明の発明的部分または形成部分であるものとして本文書で明確に特定され得るが、そうした特定はそれだけに限定されるものではなく、むしろ、そのようなものとしてまたはある特定の発明の一部として明確に特定されなくても本文書で十分に記述される発明的な態様、概念および特徴もあり得る。それよりもむしろ、本発明は添付の請求項の範囲に規定される。例示的な方法またはプロセスの記述は、特にそう明記しない限り、すべての事例で必要とされるものとしてすべてのステップを含むものに限定されず、要求または必要に応じて解釈されるべく各ステップが示される順序も限定的ではない。

【0009】

シャットオフバルブ等の流体素子は、流体システム中に当該流体素子を取り付けるための少なくとも２つのエンド接続部を通常備える。これらのエンド接続部は流体素子のボディに一体成形可能であるが、流体素子ボディに組み付けられる別々のエンドアダプタは、大きさの異なる流体システムに使用する場合、または異なる型式の接続部（例えば、ねじ付き接続部、溶接エンド接続部、ガスケット付き接続部、管継手の接続部）と共に使用する場合の流体素子の適応性を可能にする。１つのこのような構成において、流体素子ボディは、エンドスクリュ型エンドアダプタの雄ねじ部（または「エンドスクリュ」）と組み付けられるように寸法を定めた雌ねじ付きポートを含む。このような構成は、別途の固定具または溶接作業の必要をなくせる点で、迅速で適応性のある素子組立を容易にする。

【0010】

いくつかの実施形態では、特に、高圧力、高温度、または腐食性／毒性の流体状態を伴う流体システムに流体素子を取り付ける場合に、取り付けたエンドスクリュ型エンドアダプタをその後に緩めたり分解したりすることが望ましくないことがある。流体素子エンドアダプタがねじ付きエンド接続部を含む実施形態では、流体システムからエンド接続部を取り外す作業中に流体素子ボディからエンドスクリュを不注意に緩めてしまうことがある。例えば、システムの振動または流体素子の改ざん等の他の状態が不注意なまたは望ましくない緩みを引き起こすこともある。

【0011】

本開示発明の１つの態様によれば、エンドアダプタをボディに完全にねじ組み付け後に、エンドアダプタとボディの一方のある部位をエンドアダプタとボディの他方の凹部にはまるように圧したり、叩いたり、またはその他のやり方で変形させることによってねじ付きエンドアダプタを流体素子ボディに機械的に固定できる。このようにしてボディに対してエンドアダプタが回転しないようにする（例えば、緩め方向および／または締め付け方向）。１つの例として、エンドアダプタとボディの一方が変形可能な周面壁またはフランジを含み、エンドアダプタとボディの他方はその外周面のある部位に配置された少なくとも一つの凹部を含むということがあり得る。エンドアダプタをボディに所望の状態（例えば、所望のトルク、回転数、および／または回転方向）に締め付けて固定するとき、上記少なくとも一つの凹部と円周方向で同一位置に揃う、上記壁／フランジのある部位を圧したり、叩いたり、またはその他のやり方で変形させて、同一位置に揃った上記凹部とはめ合いまたはかみ合い嵌合させることができる。これにより、エンドアダプタを上記所望の状態に固定する。

【0012】

図１～図３は、ボディ１２０とエンドアダプタ１３０を含む例示的なアセンブリ１００を示す。ボディ１２０は、内部空洞１２１と雌ねじ付きエンドポート１２２を含む。エンドアダプタ１３０は、雄ねじ付きエンドスクリュ１３２、エンドコネクタ１３３、およびエンドスクリュ１３２からエンドコネクタ１３３へ延在する内部通路１３１を含む。エンドコネクタ１３３は、例えば、雄または雌管用ねじ、管継手、溶接エンド、またはガスケット式接続を含む多様なエンド接続部を有し得る。図示のとおり、エンドアダプタ１３０は、レンチやその他の工具での締め付けを容易にするために六角形の外面部１３４を備え得る。他の実施形態では、締め付けを容易にするために他の特徴を用いることがある（例えば、スパナレンチ用の穴）。

【0013】

ボディ１２０は、エンドポート１２２の外周上に半径方向に延在する２個の凹部または切欠き部１２５を含み、エンドアダプタ１３０は、エンドアダプタ１３０がボディ１２０に組み付けられるときにエンドポート外周に近づくまたは突き当たる、軸方向に延在する周面フランジ１３５を含む（図２）。エンドアダプタ１３０をボディ１２０に所望の状態（例えば、所望のトルク、回転数、および／または回転方向）に締め付けて固定するとき、適切な工具（例えば、空気圧または油圧プレスまたはハンマー、または手動のハンマー、プライヤー、またはその他の同様な工具）を使用して、各切欠き部１２５と円周方向で同一位置に揃う、周面フランジ１３５のある部位１３５ａを軸方向に圧したり、叩いたり、またはその他のやり方で変形させて、同一位置に揃った切欠き部１２５とはめ合いまたはかみ合い嵌合させることができる（図３）。これにより、エンドアダプタ１３０を所望の位置に固定する。図示の実施形態はボディのエンドポート１２２に２個の切欠き部１２５を有するが、他の実施形態では、エンドアダプタのフランジの任意の数の変形させた部位とかみあい嵌合する任意の数の切欠き部（例えば、１個または３個以上）をボディは備え得る。

【0014】

図４～図６は、ボディ２２０とエンドアダプタ２３０を含む別の例示的なアセンブリ２００を示す。図１および図２のアセンブリ１００と同様に、ボディ２２０は、内部空洞２２１と雌ねじ付きエンドポート２２２を含み、エンドアダプタ２３０は、雄ねじ付きエンドスクリュ２３２、エンドコネクタ２３３、エンドスクリュ２３２からエンドコネクタ２３３へ延在する内部通路２３１を含む。エンドアダプタ２３０は、ボディ２２０の六角形の外面部２３４の半径方向外側へ延在するフランジ部２３５の外周上に半径方向に延在する凹部または切欠き部２３６を含み、ボディ２２０は、エンドポート２２２から軸方向外側へ延在し、エンドアダプタ２３０がボディ２２０に組み付けられるときにエンドアダプタのフランジ部２３５を受け入れて軸方向で同一位置に揃うように寸法を定めた、軸方向に延在する周面カラーまたはフランジ２２５を含む（図５）。エンドアダプタ２３０をボディ２２０に所望の状態（例えば、所望のトルク、回転数、および／または回転方向）に締め付けて固定するとき、適切な工具（例えば、空気圧または油圧プレスまたはハンマー、または手動のハンマー、プライヤー、またはその他の同様な工具）を使用して、各切欠き部２３６と円周方向で同一位置に揃う、周面フランジ２２５のある部位２２５ａを半径方向に圧したり、叩いたり、またはその他のやり方で変形させて、同一位置に揃った切欠き部２３６とはめ合いまたはかみ合い嵌合させることができる（図６）。これにより、エンドアダプタ２３０を所望の位置に固定する。様々な形状と大きさで切欠き部を設けることができるが、図示の実施形態では、各切欠き部２３６はエンドアダプタ２３０を所望の回転位置に確実に固定するに十分な、フランジ２２５の加圧変形された部位を密着して受け入れるように寸法を定めた半月形状を形成する。また、図示の実施形態はエンドアダプタのフランジ２３５に２個の切欠き部２３５を有するが、他の実施形態では、ボディのフランジの任意の数の変形させた部位とかみ合い嵌合する任意の数の切欠き部（例えば、１個または３個以上）をエンドアダプタのフランジは備え得る。

【0015】

図７～図９は、ボディ３２０とエンドアダプタ３３０を含む別の例示的なアセンブリ３００を示す。図１～図６のアセンブリ１００、２００と同様に、ボディ３２０は、内部空洞３２１と雌ねじ付きエンドポート３２２を含み、エンドアダプタ３３０は、雄ねじ付きエンドスクリュ３３２、エンドコネクタ３３３、エンドスクリュ３３２からエンドコネクタ３３３へ延在する内部通路３３１を含む。エンドアダプタ３３０は、エンドアダプタ３３０の六角形の外面部３３４の六角平面が形成する凹部３３６を含み、ボディ３２０は、エンドアダプタ３３０がボディ３２０に組み付けられるときに六角形の外面部３３４を受け入れて軸方向で同一位置に揃うように寸法を定めた、軸方向に延在する周面カラーまたはフランジ３２５を含む（図５）。図示の実施形態では、六角形の外面部３３４は 、六角形の外面部３３４をボディのフランジまたはカラー３２５内に受け入れやすくするように、六角形部３３４の端部を除去または省略した、局部を絞った軸方向内側の部位３３７を含む。エンドアダプタ３３０をボディ３２０に所望の状態（例えば、所望のトルク、回転数、および／または回転方向）に締め付けて固定するとき、適切な工具（例えば、自在スパナ、パイプレンチまたはオープンエンドレンチ等の従来工具）を使用して、凹部形成平面３３６と円周方向で同一位置に揃う、周面フランジ３２５の１つ以上の部位３２５ａを半径方向に圧したり、叩いたり、またはその他のやり方で変形させて、同一位置に揃った平面３３６とはめ合いまたはかみ合い嵌合させることができる（図９）。これにより、エンドアダプタ３３０を所望の位置に固定する。図示の実施形態では、周面フランジ３２５全体を六角平面３３６のすべてとかみ合い嵌合するように半径方向内側へ変形可能である。他の実施形態では、周面フランジ３２５の一部を六角平面の一部（例えば、六角平面の１面または２面）とかみ合い嵌合するように変形してもよい。例えば、フランジの対向面部をエンドアダプタの六角形の外面部の対向面の２つの六角平面とかみ合い嵌合するように軸方向内側へ圧するようにしてもよい。

【0016】

本明細書に記述した流体制御アセンブリは、例えば、ステンレス鋼、 炭素鋼、および真鍮のうちの１つ以上等の、例えば、金属を含む様々な素材のものが提供できる。

【0017】

本発明の態様および概念を例示的な実施形態を参照して説明した。本仕様書を読み理解したうえで、他の人たちは変形および修正を想起するであろう。添付の請求項またはその同等物の範囲内にある限りにおいてそうした変形および修正を含むものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】