JP2002508822A - ねじ形成パイプ栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は栓及び締結具（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）ならびに部品（Ｐ）の開口部（２０）を封止する方法を提供する。栓及び締結具は、開口部の内壁（１８，１１８，２１８，３１８，４１８，５１８，６１８，７１８）と係合して第１の封止を提供するためのねじ切りした部分（１４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４）を有するシャンク（１２）と、ねじ切りした部分の近くでこれも開口部に挿入されるねじ切りしていない封止部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６，６１６，７１６）とを含む。ねじ切りしていない封止部分は開口部の内壁（１８，１１８，２１８，３１８，４１８，５１８，６１８，７１８）と係合して第２の封止を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 ねじ形成パイプ栓 発明の背景 本発明は、セルフ・タッピング式締結具に関し、さらに詳しくは、パイプ内を 送られる流体や液体に対して封止端部栓を提供する着脱可能なセルフ・タッピン グ式パイプ栓に関し、耐圧端部栓はねじを密封するコンパウンドなしで実現され るのが望ましい。本発明はまた、パイプ栓で使用する新規な封止端部にも関する 。 米国では、パイプ栓のねじの国内規格が制定されて広く使われ、燃料油用米国 パイプねじ規格、略してＮＰＴＦ規格と呼ばれて周知である。この規格品のテー パー状ＮＰＴＦパイプ栓はすでにタッピングしてあるパイプ又は部品との係合で 使用するために開発されたものである。そのパイプは、最初にまっすぐな孔をあ けておき、これにテーパー状のリーマーをかけてテーパー状の孔を提供し、最後 にテーパーリーマーをかけた孔にＮＰＴＦテーパー・タップでタッピングして内 ねじテーパー状開口部を提供し、当該内ねじを設計どおりの所定の形状に形成す る。このＮＰＴＦ規格パイプ栓では、外ねじと内ねじ両方の谷が山より僅かに切 り詰めてあるので、谷は山よりも広い平坦部を有し、金属対金属の接触が得られ るように設計してあり、ねじの側面の接触に達するまでに山と谷で発生する変形 がねじ込み係合と一致するようにしてある。内ねじと外ねじの山の変形は外径と 内径の両方で封止動作を提供し、理論的にはねじを通った螺旋状の漏洩を防止す る。しかし、実際にはパイプ内を送られる流体又はガスの毛細管作用のため、変 形が螺旋状の経路を完全に密封しない限り、スクリューねじの螺旋に沿った潜在 的な螺旋漏洩経路が存在することになる。 ＮＰＴＦ規格パイプ栓の一つの欠点は、タッピング済みの孔へＮＰＴＦ栓を装 着する際に斜めねじ込みが起こり得ることで、螺旋状経路がねじに沿って密封さ れないことになる。斜めねじ込みは検知されないので、使用中に栓封止部で加圧 時の流体洩れを発生させる。斜めねじ込みが検知された場合、連結部は破棄する か作り直さなければならないことが多く、いずれにしてもコストと時間がかかる ことになる。 したがって、本発明の目的は、タッピングしていない内部がテーパー状のパイ プ壁に冷間ねじ形成することができ、着脱を反復した後でもねじ封止コンパウン ドを使用せずにパイプの流体封止を確実に行なうことができ、必要ならば、後で ＮＰＴＦ規格パイプ栓を使ってパイプでの交換が可能なパイプ栓を提供すること である。又、本発明によれば、プラグを係合する前にテーパー状パイプ開口部の タッピングが不要になるので、コストが安い製造組み立て方法で密封パイプ栓を 形成することができる。又、本発明のパイプ栓はタッピングしていない内壁と係 合して組み立て時にＮＰＴＦメスねじを形成するように用いられるので、斜めね じ込みの危険がない。 更に、本明細書において以下に更に完全に説明するように、本発明の栓の密封 点又は端部は確実な封止を実現し、パイプ壁構造に応力をかけて内圧及び漏洩に 対して高度な抵抗を提供する。この封止は相互係合ＮＰＴＦねじで実現される封 止を向上させてリークプルーフ連結を保証する。更に、本発明の新規な栓は、部 品の内側におけるテーパー状の開口部で使用されることを想定する一方、テーパ ー状にしていない開口部で栓を使用することも企図している。 発明の簡単な開示 本発明によれば、パイプなどの部品に形成されたテーパー状の開口部に対して 、それを封止し、かつ、それにねじを形成するための連結部又は封止とセルフね じ形成とを兼ねた栓及び締結具の製造方法が提供される。その栓及び締結具は、 駆動部分を有するシャンクを含み、その駆動部は図示の実施例において駆動する 頭部の形をなし、更にねじ部分と封止部分とを含み、その封止部分は開口部と係 合して更なる封止を提供するサイズにしてある。さらに詳しくは、前方封止部分 は封止を提供するためテーパー状の部品開口部の壁に対して係合し封止するよう に設計された形状を有し、部品の孔に対してねじ部分のねじ込み係合によって実 現される封止を補助するために使用することができる。このようにすると、前方 の封止構造を本発明の栓及び締結具で、又はＮＰＴＦ規格栓に対して使用するこ とができる。 栓及び締結具の好適実施例において、栓及び締結具のねじ切りしていない封止 部分は、封止部分がメスねじの変形なしに部品孔に形成されたメスねじのもっと も小さい内径から引き抜けるようにすることを保証するために、テーパー状のね じ形成部分によって形成されるテーパー状のメスねじのもっとも小さい内径より も小さい最大径を有する。このようにすると、栓及び締結具の取り外し後、テー パー状の開口部に形成されたメスねじは無傷のままで、栓及び締結具又は従来の 標準型ＮＰＴＦパイプ栓などの同じねじ形状の交換用ＮＰＴＦ栓をもう一度ねじ 込むことができる。 パイプ栓の前方封止部分の特徴的な構造は、１つまたは２つ以上の封止リング を有する封止端部を含み、これが、望ましくは栓のねじ形成部分による孔内への メスねじ部分の冷間形成が完了する付近で、部品孔のテーパー状開口部壁と係合 し噛み込むか又は変形させる。リング又はリング群の形の封止部分、又は単純に 樽形又は直線状又はテーパー状の端部が部品開口部壁と係合して変形させ、栓封 止部分の構造に対して係合し封止する円環状の封止変形を発生し、このように、 部品に応力をかけ耐圧流体封止を保証することで、部品孔に形成されたねじ周回 と栓のねじ形成周回の間に螺旋状の漏洩経路が形成される全ての可能性が排除さ れる。更に、これらの封止部の形状は本発明のねじ形成栓又はＮＰＴＦ規格栓で 使用して、封止の向上を提供することができる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の好適な態様による封止端部を伴なったセルフタッピング式パ イプ栓及び締結具の一実施例の側断面図であって、テーパー状のパイプ又は部品 開口部に最初に入った状態を示す。 図２は、図１と同様の側断面図であって、セルフタッピング式栓及び締結具の 完全な係合、及び栓の封止部により実現される封止、ならびに部品開口部内に完 全に挿入された栓のねじ形成部による冷問ねじ形成の完了を示す。 図３は、図２に示したパイプ孔の壁と係合する栓の封止部の封止形成の拡大部 分断面図であって、予想される半径方向の応力分布を示す。 図４から図１０は、先端部の各封止に６種類の異なる形状を有するねじ形成式 パイプ栓の６種類の更なる実施例の側面図である。 図４ａから図１０ａは、図４から図１０に示した対応する栓及び締結具の各実 施例によりパイプ開口部に作成された封止形成の拡大部分断面図であって、予想 される応力パターンを図示する。 好適実施例の詳細な説明 図１から図３に示す実施例を特に参照すると、本発明によるパイプ栓及び締結 具は一般に参照番号１０で示す。その栓及び締結具１０はテーパー状のシャンク １２を有し、これにはテーパー状のねじ形成部分１４が含まれ、ここから（徐々 に）テーパー状でねじの切っていない封止端部１６が延出する。ねじを形成する 部分１４と駆動頭部１１との間にはＮＰＴＦ規格テーパー状ねじ形成１５が設け られている。ねじ形成部分１４は三尖設計などのねじを形成構造のいずれかの周 知の形式とすることができる。このようにねじを形成する設計の一つが商標ＴＡ ＰＴＩＴＥ（Ｒ）として市販されているのは周知の通りである。部分１４のねじ を形成する構造のいずれの種類も受け入れ可能で、三尖ＴＡＰＴＩＴＥ（Ｒ）構 造は単なる一例として本明細書で開示されるもので、本発明の必要な要素として ではない。図１から図３に示す実施例において、ねじ部分１４と１５は１／８− ２７標準ＮＰＴＦパイプ栓タップ寸法に適合しており、テーパーは例えば１．７ ８９９°である。ねじを形成する部分１４は、パイプ又は部品Ｐの内腔又は孔２ ０のスムースにリーマーをかけテーパー状にした壁１８にＮＰＴＦに適合する規 格で内ねじを冷間形成する。図１に示すように、栓及び締結具１０の封止端部１ ６は、ねじを切っていない開口部１９と係合させずに初期挿入できるようにして ある。 ねじ１４，１５，３０は縮尺どおりには図示していないが、ねじを形成する部 分１４とねじ全体１５が例えばＮＰＴＦ規格などの規格に合わせて形成されるこ とは理解されるべきである。ねじを形成する部分１４はパイプ内腔２０のテーパ ー状壁１８に内ねじ３０が形成されるように設計されている。このように形成さ れる内ねじ３０はＮＰＴＦ規格にしたがって形成され、前記選択したＮＰＴＦ規 格でこれも形成されているねじ１５と係合する。選択したＮＰＴＦねじ１５及び ３０が係合されるとき、前記規格にしたがってねじ１５及び３０の谷と山の各々 の間に金属対金属の干渉係合が発生する。この係合によって螺旋状のねじ経路に 沿った金属対金属の封止が得られる。このようにして、ねじ１４，１５，３０な らびに図４から図１０の実施例のねじ形状がＮＰＴＦ規格に適合した形状であり 、また、模式的に図示されていることが理解されるべきである。 図１で示すように、封止端部１６は、直径が小さい中間部分１７によって、ね じを形成する部分１４から離れている。図１の実施例において、封止端部１６は 、３個の隣接しているが離れた封止リング２２，２４，２６を含み、これらは徐 々に直径が小さくなっており、図３の拡大図に最も良く示されているように、こ れらの間にテーパー状の関係が形成されている（以下に更に詳述する）。 封止リング２２，２４，２６はテーパー状のパイプ開口部１９に沿って最初の 減少する内径よりも充分に小さい直径を有しているので、ねじを形成する部分１ ４がスムースにリーマーをかけてテーパー状にしたパイプ壁１８，１９にメスね じ周回３０（図２）を冷間形成又は加工しはじめる時にはそれらの間に初期係合 が存在しないので、封止リング２２，２４，２６は前記テーパー状の壁と初期係 合せず予備的なメスねじを形成する動作にねじ込み負荷を追加しない。しかし、 ねじ込み頭部１１がパイプ又は部品の開口１９ａの周辺部に対して着座するよう になる点までねじを形成する動作が進むと、先端封止リング２２，２４，２６は パイプのテーパー状内壁１８に向かって干渉係合するように進められる。各々の リングは、図３に示すように、壁１８から半径方向内向きに各封止リング２２， ２４，２６の角度の付いた先端面２２ａ，２４ａ，２６ａに向かって、各々円環 状の封止変形２３，２５，２７を徐々にタッピングする。こうして得られた円環 状に形成されたパイプ壁の変形リング２３，２５，２７は３個の追加の耐圧封止 形状を提供して、内腔１８を完全に封止する。更に、これらの変形２３，２５， ２７とこれらによって実現された封止はパイプ又は部品壁１８の内周全体の周囲 に延在し、これはほぼ完全に３６０°である。端部１６によって提供された封止 は内腔２０の完全な封止を提供するはずである。端部１６とテーパー状の壁１８ との係合は部品又はパイプ壁に応力をかけるために用い、応力パターンは図３で 模式的にＸ１，Ｘ２，Ｘ３として図示する。更に、ＮＰＴＦねじ１５とねじ形成 部分１４によって形成されたＮＰＴＦメスねじ３０との係合は係合したねじによ って提供される螺旋状の漏洩経路に沿って標準ＮＰＴＦ形式の封止を提供する。 封止端部１６によって提供された経路に沿ったこの封止は栓で洩れがないことを 保証する。 更に、従来技術のＮＰＴＦ設計に関連した製法に関する上記の説明を念頭にお くと、上記に開示した発明は多くの利点を有している。第１に、栓のねじを形成 する部分１４が部品にテーパー状の内ねじ３０を形成するので、内側がテーパー 状になっている内腔をタッピングするステップが排除される。第２に、ＮＰＴＦ のメス又は内ねじ３０は栓を部品に係合する際に形成されるので、斜めねじ切り する危険が存在しない。したがって、従来技術の製法に関連したやり直しや無駄 が排除される。又、封止端部１６と部品内腔１９の壁１８との係合が、Ｘ１〜Ｘ ３で示すように、部品に応力をかけることで、前記パイプ又は部品Ｐが内圧に良 く耐えられるようになり、また漏洩を防止できることには注意されるべきである 。 図２をもう一度参照すると、メスねじ周回３０は反対側のねじが作成された本 来のスムースな壁の直径より小さい径で冷間形成又は加工されているので、形成 されたもっとも小さいメスの対合する直径３１もやはりもっとも大きい封止リン グ２２の外形より大きくなる。３個の封止リング２２，２４，２６は、形成され たメスねじ３０のもっとも小さい内径３１が通ったクリアランスで引き抜くこと ができることから、栓及び締結具１０が完全にねじを引き出されてパイプ又は部 品から取り外された場合にも邪魔されたり又は変形されたりすることはない。し たがって、メスねじ３０は無傷で残るので、栓及び締結具１０又はＮＰＴＦ規格 ねじを有する何らかの交換用ＮＰＴＦパイプ栓をメスねじ３０にねじ込んでパイ プを再封止することができる。言うなれば、ＮＰＴＦ規格栓の係合はねじの変形 と予想されるＮＰＴＦ方式の封止を実現するが、これは本発明で実現される２重 封止程有効ではない。 図３をもう一度参照すると、栓及び締結具１０の図示した実施例において、端 部封止リング２２，２４，２６は本来のスムースなパイプ側壁１８と一致するテ ーパー状の関係で、例えば、パイプの軸（図示していない）に対しておよそ１． ７８９９°で配置されている。リング２２，２４，２６の各々はもっと直径が小 さくリングと協動して一連の間隔の開いた溝を形成する平坦部によって隔てられ ている。ねじ１４と１５の形成による単一の動作で同時にこれらの円環状の封止 リング２２，２４，２６からロールさせるためには、リングの材料の容積が望ま しくは互いに等しくあるべきである。このようなリングの等容積を達成するため には、又、相対的に収束する外形とリングのテーパー状の関係を作るためには、 リングの長手方向の幅が外形の収束する減少に対して逆に増加して、封止リング ２６がもっとも小さい外形を有し、長手方向に最大の平坦な幅２６ｂとなるよう にする。各々のリングの前面２２ａ，２４ａ，２６ａは、望ましくは各々の面の 幅２２ｂ，２４ｂ，２６ｂに対しておよそ４５°の角度を取り、封止リング２２ ，２４，２６が埋め込まれてパイプ壁１８をタッピングする際に正面の間の抵抗 を最少にして、円環状の内壁変形リング２３，２５，２７を形成するようにする 。各円環状の後面２２ｃ，２４ｃ，２６ｃは、図３に示すように、各々のリング 幅２２ｂ，２４ｂ，２６ｂに対しておよそ３０°の角度を取ることができる。こ のようにすると、応力パターンＸ１〜Ｘ３を参照して、応力Ｘ１の最前方領域が もっとも広くなり領域Ｘ３がもっとも狭くなる。応力の度合は領域Ｘ３でＸ１よ り大きくなるが、これは領域Ｘ３で半径方向の干渉範囲が領域Ｘ１より大きくＸ ３において小さい面積に力が集中することによる。 図４と図４ａを参照すると、本発明によるパイプ栓及び締結具の第２の実施例 が一般に参照番号１１０で示されている。パイプ栓及び締結具のこの実施例にお いて、ねじ切りしていない封止端部分１１６は、テーパー状にねじを形成する部 分１１４からテーパーなしに延在する直径が小さいスムースな円筒状シャンク部 分である。ねじ切りした部分１１５は、図１から図３の実施例のねじ１５と同様 に、ＮＰＴＦ規格ねじである。部分１１４と１１５の作用は、図１から図３の実 施例の部分１４と１５の作用に相当するので、これらの機能に付いては詳細に説 明しない。封止端１１６の端部は丸めたリム１２２を有し、ねじを形成する部分 １１４がパイプ壁１１８にメスねじ周回１３０を冷間形成しはじめる（図４ａ） 際に、テーパー状の内壁１１８（図４ａ）との初期干渉を最小限にするようにし てある。図４ａに示すように、円筒状封止端部分１１６の円環状先行側壁部分１ １７は壁１１８と円環状３６０°干渉係合し、封止変形１２３をテーパー状内壁 １１８から半径方向内向きに冷間形成又は加工し、ねじを形成する部分１１４が メスねじ周回１３０の冷間形成を完了して、ＮＰＴＦねじ１１５がねじを形成す る部分１１４によって形成されたＮＰＴＦ内ねじ１３０と係合する際に、先行の 耐圧封止を形成する。封止変形１２３はテーパー状のパイプ壁１１８に対する封 止端１１６の確実な封止を提供して、パイプ内壁１１８に形成されたねじ周回１ ３０を通る螺旋状の漏洩経路の上流側の漏洩を防止する。本実施例で実現される 内壁１１８の応力パターンが図４ａのＸ４に図示されている。 図５及び図５ａは、本発明によるパイプ栓の第３の実施例２１０を示し、ここ では封止端部２１６は４個の離れた封止リング２２２，２２４，２２６，２２８ を含む。封止リングはテーパー状の関係を作り、封止リング２２８がもっとも小 さい周辺直径２２８ａを有し、リング２２２がもっとも大きな周辺直径２２２ａ を有する。封止リング２２２，２２４，２２６，２２８はパイプ内壁２１８のタ ッピング変形を行なって円環状３６０°のパイプ壁変形リング２２３，２２５， ２２７，２２９を形成し、この変形が更に耐圧封止を追加して、栓及び締結具の ねじを形成する部分２１４に対して形成されたメスのパイプ壁ねじ２３０の封止 変形を増大させるが、図１〜図３に示した第１のパイプ栓及び締結具の実施例１ ０の封止リング２２，２４，２６に設けられている角度の付いた前後の面のよう には製造が複雑にならない。端部２１６で実現される応力パターンがＸ５で示さ れている。 図５及び図５ａ、ならびに図６〜図９と図６ａ〜図９ａの実施例は、一般的な 栓と締結具の設計に関しては図１〜図３及び図４と図４ａの実施例と同様で、全 て駆動ヘッドの形をなす駆動端部とねじ切りしたシャンクとを含む。ねじ切りし たシャンクは二つの部分２１４と２１５に分割されている（図６及び図６ａ）。 図１〜図３の部分１４及び１５と同様である。ねじを形成する部分２１４，３１ ４などは図１〜図３の部分１４に関連して開示した一般的な形式と種類、即ち三 尖構造である。ここでも、これらの実施例に関連して使用されるねじを形成する 構造の種類は本発明にとって必須ではない。開示された実施例のいずれかで説明 した三円又は三尖構造に代わるものとして、ねじを形成する部分１４，１１４， ２１４などは５葉設計としたり、又は何らかの他のねじを形成する構造とするこ とができ、その大半は従来技術で周知となっている。必要とされるのは、ねじを 形成する部分１４，１１５，２１４などが壁１９，１１９などにＮＰＴＦ規格の 内ねじ３０，１３０，２３０などを形成することができることである。これに対 応して、ねじ部分１５，１１５，２１５などはねじを形成する部分１４，１１４ ，２１４などによって形成されたＮＰＴＦ内ねじと適合するように設計されたＮ ＰＴＦ規格の構造を取っている。したがって、図６〜図９の残りの実施例に関し て後述する説明において、各々のねじ部分３１４，４１４等、３１５，４１５等 と３３０，４３０が示されているが、これらについては詳細には説明しないこと とし、更にこれらのねじ切りした部分が図１〜図３の部分１４，１５，３０に対 応し同様に機能することは理解されるべきである。各々の封止端部分３１６，４ １６等の新規な構造だけについて詳細に説明する。 上記を念頭において、ここで図６及び図６ａを参照すると、本発明によるパイ プ栓及び締結具の第４の実施例は参照番号３１０で示され、単一の封止リング３ ２２を有する封止端部３１６を含む。封止リング３２２は、図６ａで最も良く示 されているように、一般に狭く均一な円筒状の周辺表面３２４を有している。周 辺表面３２４は円錐形にテーパーの付いた前面３２６を有し、これに向かって、 テーパー状のパイプ壁３１８から半径方向内向きに、リング３２２が円環状３６ ０°の封止変形リング３２８をタッピングする。円錐形の前面３２６の長手方向 のテーパーは封止先端３１６による確実な封止と栓のねじを形成する部分３１４ により冷間形成されたメスのパイプねじ周回３３０を通る螺旋状の全ての漏洩の 防止のため、延在している内壁変形３２８と係合する延在した表面を形成する。 応力パターンは図６ａのＸ６で示されている。理解されるように、応力は平坦又 は円筒状の表面３２４の近くで最大となり、封止部分３１６の端部に向かって減 少する。ここでも、封止部分３１６が内腔３１８及び３２８での変形と干渉係合 することで提供される封止は、全体的な封止作用を向上させる耐圧封止を提供し 、ＮＰＴＦ規格ねじ３１５及び３３０の係合によって提供された封止と相乗して 機能する。 図７及び図７ａにおいて、本発明によるパイプ栓及び締結具の第５の実施例４ １０は、一般に樽形又は何らかの湾曲した周辺表面が一端で小径のシャンク部分 ４１７から又栓の終端部では切り詰められた端部表面４２４から切り詰められた 範囲で形成されている封止端部４１６を有している。周辺表面４２２は一般に球 形、又は楕円形とするか、又は単純に何らかの湾曲した表面から生成される。円 弧状の封止表面４２２は壁４１８を冷間形成してタッピング又は剪断された３６ ０°の封止変形４２８を作る。円弧状の封止先端表面４２２の最大直径４２６は 栓のねじを形成する部分４１４によって冷間形成されるもっとも小さいメスねじ 周回の小径より小さくして、形成されたメスねじ周回４３０を通る封止先端４１ ６の引き抜きクリアランスができるようにし、形成されたメスのパイプねじ周回 に邪魔されずに栓及び締結具の取り外しができるようにする。壁４１８の応力パ ターンがＸ７に示されている。 図８及び図８ａにおいて、本発明によるパイプ栓及び締結具の第６の実施例５ １０は、３個の円筒状に形成された封止リング５２２，５２４，５２６を含む封 止端部５１６を有する。封止リング５２２，５２４，５２６は各々の直径が徐々 に小さくなるように直列に連続又は階段状にしてあり締結具の平坦な終端５２７ に向かって収束するように、これらの間で徐々にテーパー状になった関係を形成 している。この端部５２７は丸めた端部リム５２９を有しているので、これに向 かってテーパー状のパイプ内壁５１８からタッピングされた円環状の壁変形が栓 の封止先端部５１６で耐圧封止を提供する。封止リング５２２，５２４，５２６ は次第に増加する干渉と内壁５１８の変形とを発生する。つまり、Ｘ８に示すよ うな応力パターンが得られる。端部５１６で実現される封止はねじ５１５及び５ ３０の係合で実現されたＮＰＴＦ規格封止と作用してプラグから洩れないことを 保証する。 図９及び図９ａにおいて、本発明によるパイプ栓及び締結具の第７の実施例６ １０は封止先端部６１６を有し、円環状かつ円弧状の側壁表面は各々円環状の凹 部又は溝６２３，６２５，６２７，６２９，６３１によって狭い間隔が開いてい る６個の円環状のリング６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３２に分 割されている。間隙の溝は一般に各々の封止リングで鋭利な前縁を提供し、これ がテーパー状の内壁６１８に噛み込んで一連の円環状の封止変形６４０，６４２ ，６４４，６４６，６５０と一連の更なる耐圧封止形状を形成し、これによって パイプ内腔に形成されたメスねじ周回６３０とパイプ栓及び締結具６１０のねじ を形成する部分６１４の間にある潜在的な螺旋形の漏洩経路を完全に排除してい る。端部６１６で実現される応力パターンがＸ９で示されている。 図１０及び図１０ａにおいて、本発明によるパイプ栓及び締結具の第８の実施 例７１０は単一の細長い封止リング７２２を有する封止端部７１６を有し、封止 リング７２２は一般に細長く円錐形にテーパー状になった周辺表面７２４と一般 にエッジが鋭く円環状でテーパー状の内壁７１８に噛み込み壁７１８から半径方 向内向きに円環状の封止リング変形７２８を剪断又はタッピングする前方リム７ ２６を有している。封止変形７２８はリム７２６に対して更なる耐圧封止を形成 し、細長い円錐形の壁７２４がテーパー状の壁７１８に対して延在する封止表面 を提供し、これらが組み合わされて栓及び締結具７１０のねじをタッピングする 部分７１４においてテーパー状のパイプ壁７１８へ形成されるメスねじ周回７３ ０の間の潜在的な螺旋形の漏洩経路を完全に排除している。後向きに剪断される 円環状の封止変形７２３も円錐形の封止先端壁７２４の後方でエッジが鋭利な円 環状リム７２５に形成される。後方の封止変形７２３の半径方向のクリアランス は栓及び締結具７１０の直径の小さくなった中間シャンク部分７１７によって提 供される。ここでも応力パターンＸ１０が模式的に示されている。 封止端部１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６，６１６，７１６は 、セルフタッピング式栓及び締結具１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５ １０，６１０，７１０との関連で図示したが、幾つかの代替案を念頭におくべき である。第１に、ねじ切り部分１４及び１５，１１４及び１１５，２１４及び２ １５，３１４及び３１５，４１４及び４１５，５１４及び５１５，６１４及び６ １５，７１４及び７１５のセルフタッピング構造がそれ自体新規であることから 特許され得るものと信じられるので、栓及び締結具１０，１１０，２１０，３１ ０，４１０，５１０，６１０，７１０を封止端部１６，１１６，２１６，３１６ ，４１６，５１６，６１６，又は７１６なしで使用することができる。更に、封 止端部１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６，６１６，７１６は本明 細書で説明したセルフタッピング式栓及び締結具１０，１１０，２１０，３１０ ，４１０，５１０，６１０，７１０で使用することに制限されるものではなく、 セルフタッピング式ではなく部品開口部であらかじめタッピングしておいたパイ プに係合されるＮＰＴＦ規格栓で使用することもできる。 本発明の好適実施例を図示し説明したが、添付の請求の範囲の精神及び範囲か ら逸脱することなく当業者が各種の変更及び等価物を工夫し得ることが想定され る。 例として、封止端部１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６，６１６ ，７１６の各々の構造は形状を変化させることができる。主に考慮すべき点は封 止端部が封止を実現できるような範囲にわたって内壁との干渉係合を実現するこ とである。内壁の変形及び冷間形成が好適だが、封止を実現するのが絶対必要で はなく、むしろ変形は封止を実現するのに充分な干渉を保証する傾向にある。更 に、ねじを形成する部分１４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１ ４，７１４は、ねじ切り設計で周知のＴＡＰＴＩＴＥ（Ｒ）にしたがって三尖又 は三葉として形成するように開示されているが、ねじ１４，１１４，２１４，３ １４，４１４，５１４，６１４，７１４のためにその他のねじを形成する構造を 用いることもでき、これらも当該技術で周知である。唯一の要件は、ねじを形成 する部分１４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４がＮ ＰＴＦ規格に準拠した所望の内ねじを作り出すことである。更に、すでに説明し たように、栓及び締結具１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１ ０，７１０の各々は、これらに対応する前方の封止部分１６，１１６，２１６， ３１６，４１６，５１６，６１６，７１６なしで使用したり、又は前方の封止部 分の設計をＮＰＴＦ規格栓に使用することもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．部品（Ｐ）の開口部（２０）を封止するための栓及び締結具（１０，１１０ ，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）であって、その栓及び締 結具が、第一の封止を提供するために前記開口部の内壁（１８，１１８，２１８ ，３１８，４１８，５１８，６１８，７１８）と係合するねじ切りした部分（１ ４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４）を有するシャ ンク（１２）と、前記開口部の内壁と係合して第２の封止を提供するために前記 開口部に先入する前記ねじ切りした部分から延設されたねじ切りしていない封止 部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６，６１６，７１６）と、 によって構成されていることを特徴とする栓及び締結具。 ２．前記ねじ切りしていない封止部分（１６，２１６，５１６，６１６）が多数 の封止リング（２２，２４、２６，２２２，２２４，２２６，２２８、５２２， ５２４，５２６，６２２，６２４、６２６，６２８，６３０，６３２）から成る ことを特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６１ ０）。 ３．前記ねじ切りしていない封止部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１６ ，５１６，６１６，７１６）がテーパーしていることを特徴とする請求項２に記 載の栓及び締結具（１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０， ７１０）。 ４．前記栓及び締結具が、自己ねじ形成手段を備え、かつ、テーパーしたねじ形 成部（１４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４）を含 むことを特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（１０，１１０，２１０，３ １０，４１０，５１０，６１０，７１０）。 ５．前記ねじ切りしていない封止部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１６ ，５１６，６１６，７１６）が前記ねじ切りした部分（１４，１１４，２１４， ３１４，４１４，５１４，６１４，７１４）の最小径よりも小さい径であって、 前記ねじ切りしていない封止部分の引き抜きによる前記内ねじの障害なしに、前 記孔（２０）の内ねじ（３０，１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３ ４，７３０）を通して前記ねじ切りしていない封止部分を引き抜くことができ、 それによって前記内ねじが前記栓との再係合をそっくりそのまま許すことを特徴 とする請求項１に記載の栓及び締結具（１０，１１０，２１０，３１０，４１０ ，５１０，６１０，７１０）。 ６．前記ねじ切りしていない封止部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１６ ，５１６，６１６，７１６）が、前記孔（２０）の内壁（１８，２１８，５１８ ，６１８）をそれぞれ封止係合するために配置された複数の長手方向に離れた封 止リング（２２，２４，２６，２２２，２２４，２２６，２２８，５２２，５２ ４，３２６，６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３２）を含むことを 特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（１０，１１０，２１０，３１０，４ １０，５１０，６１０，７１０）。 ７．前記封止リング（２２，２４，２６，２２２，２２４，２２６，２２８，５ ２２，５２４，３２６，６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３２）が 前記シャンク（１２）の端部に向けて集中し、かつ、それぞれ違った外径を有す ることを特徴とする請求項６に記載の栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６ １０）。 ８．前記各封止リング（２２，２４、２６，２２２，２２４，２２６，２２８、 ５２２，５２４，５２６，６２２，６２４、６２６，６２８，６３０，６３２） の前記違った径がそれぞれ長手方向に延び、かつ、半径方向に均一な周面を有す ることを特徴とする請求項７に記載の栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６ １０）。 ９．前記各封止リング（２２，２４、２６，２２２，２２４，２２６，２２８、 ５２２，５２４，５２６，６２２，６２４、６２６，６２８，６３０，６３２） が、更に、前記孔（２０）の前記内壁（１８，２１８，５１８，６１８）に対し て封止を提供するために、前記各半径方向均一な周面から角度的に延設した長手 方向に先行する面（２２ａ，２４ａ，２６ａ）を含むことを特徴とする請求項８ に記載の栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６１０）。 １０．少くとも３つの封止リング（２２，２４、２６，２２２，２２４，２２６ ，２２８、５２２，５２４，５２６，６２２，６２４、６２６，６２８，６３０ ，６３２）によって特徴づけられた請求項８に記載の栓及び締結具（１０，２１ ０，５１０，６１０）。 １１．前記ねじ切りしていない封止部分（１６，２１６，５１６，６１６）が、 前記シャンク（１２）の端部に向けて集中し、かつ、それぞれ違った外径（２２ ２ａ，２２８ａ）を有する複数の封止リング（２２，２４、２６，２２２，２２ ４，２２６，２２８、５２２，５２４，５２６，６２２，６２４、６２６，６２ ８，６３０，６３２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（ １０，２１０，５１０，６１０）。 １２．前記ねじ切りしていない封止部分（４１６）が樽形に湾曲した周面（４２ ２）からなることを特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（４１０）。 １３．前記湾曲周面（４２２）が、切りつめられたシャンク部（４１７）からの 頭部を欠除した延長を形成することを特徴とする請求項１２に記載の栓及び締結 具（４１０）。 １４．前記ねじ切りしていない封止部分（１１６，５１６）が、前記孔（２０） の内壁（１１８，５１８）と係合をもたらし、前記内壁を変形して封止を提供す る筒を含むことを特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（１１０，５１０） 。 １５．前記ねじ切りしていない封止部分（３１６，７１６）が頭を切りつめた円 錐形をし、かつ、抵抗しつつ前記孔の内壁（３１８，７１８）と係合して封止を 提供することを特徴とする請求項１に記載の栓及び締結具（３１０，７１０）。 １６．孔（２０）を有する部品（Ｐ）と栓及び締結具（１０，１１０，２１０， ３１０，４１０，５１０，６１０，７１０）との間を封止する方法であって、シ ャンク（１２）と、そのシャンクに設けた駆動部（１１）と、前記孔の内壁（１ ８，１１８，２１８，３１８，４１８，５１８，４１８，７１８）と係合するた めのねじ切りした部分（１４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１ ４，７１４）とを有する前記栓及び締結具を設けて第１の封止を提供し、そして 、前記部品の前記孔に先入する前記ねじ切りした部分から延設したねじ切りして いない封止部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１６，５１６，７１６）を 前記孔の内壁と係合する形状で設けて第２の封止を提供し、前記孔を有する部品 を用意し、その孔に前記栓及び締結具を係合し、そして、前記孔内に前記栓及び 締結具を駆動させることによって、前記ねじ切りしていない封止部分が前記孔に 入り、前記ねじ切りした部分が前記内壁と係合し、そして、前記ねじ係合が継続 し、前記ねじ切りしていない封止部分が前記孔の内壁と係合し、かつ封止する、 ことを特徴とする方法。 １７．前記ねじ切りしていない封止部分（１６，１１６，２１６，３１６，４１ ６，５１６，７１６）が前記第１のねじ切りした部分（１４，１１４，２１４， ３１４，５１４、６１４，７１４）の最小径よりも小さい径であって、更に、そ の方法が、前記内壁を邪魔することなく、前記ねじ切りした部分によって前記孔 内（２０）に形成される内ねじ（３０，１３０，２３０，３３０，４３０、５３ ０，６３４，７３０）を通して前記ねじ切りしていない封止部分をなくすことを 含み、それによって、前記内壁が前記栓および締結具の再係合をそっくりそのま ま許すことを特徴とする請求項１６に記載の方法。 １８．前記栓及び締結具（１０，２１０，３１０，５１０，６１０，７１０）の 前記ねじ切りしていない封止部分（１６，２１６，３１６，５１６，６１６）が 、前記孔（２０）の前記内壁（１８，２１８，５１８，６１８）の封止係合のた めに配置された封止リング（２２，２４，２６，２２２，２２４，２２６，２２ ８，３２２，５２２，５２４，５２６，６２２，６２４，６２６，６２８，３２ ２，５２２，５２４，５２６，６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３ ２，７２２）を含むことを特徴とした請求項１６に記載の方法。 １９．前記栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６１０）の前記ねじ切りして いない封止部分（１６，２１６，５１６，６１６）が、前記孔（２０）の前記内 壁（１８，２１８，５１８，６１８）の各封止係合のために配置された複数の長 手方向に離れた封止リング（２２，２４，２６，２２２，２２４，２２６，２２ ８，５２２，５２４，５２６，６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３ ２）で構成されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。 ２０．前記栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６１０）の前記封止リング（ ２２，２４，２６，２２２，２２４，２２６，２２８，５２２，５２４，５２６ ，６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３２）が、前記シャンク（２） の端部に向けて集中し、かつ、それぞれ違った外径を有することを特徴とする請 求項１９に記載の方法。 ２１．前記栓及び締結具（１０，２１０，５１０，６１０）が少くとも３つの封 止リング（２２，２４，２６，２２２，２２４，２２６，２２８，５２２，５２ ４，５２６，６２２，６２４，６２６，６２８，６３０，６３２）を含むことを 特徴とする請求項１９に記載の方法。 ２２．前記ねじ切りしていない封止部分（４１６）が樽形に湾曲した周辺表面（ ４２２）からなることを特徴とする請求項１６に記載の方法。 ２３．前記栓及び締結具（１０，１１０，２１０，３１０，４１０、５１０，６ １０，７１０）が自己ねじ形成手段を備え、かつ、テーパーしたねじ形成部（１ ４，１１４，２１４，３１４，４１４，５１４，６１４，７１４）を含むことを 特徴とする請求項１６に記載の方法。