JP5244133B2 - 弁棒を弁部材に接続するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般的に弁棒を弁部材に接続するための装置に関するものであり、とくにネジ切りされた弁棒を制御弁の弁部材に接続するための装置に関するものである。

生産加工プラントでは、たとえば食品加工プラントにおける製品の流れの管理、大規模なタンク施設における流体のレベルの維持などの如きさまざまな用途において制御弁が用いられている。また、可変流路のように機能することによって製品の流れの管理または流体レベルの維持のために自動制御弁が用いられている。自動制御弁の弁箱を流れる流体の量を弁部材（たとえば、弁体）の精密な移動によって正確に制御することができる。制御弁（たとえば、スライディングステム弁）は、弁棒が弁部材に対してほぼ垂直になるように、弁部材のネジ切りされた開口部においてネジ山を介して弁部材に接続される弁棒を有しうる。しかしながら、弁棒を弁部材に接続すると、弁棒と弁部材との間に位置ずれを引き起こし、弁部材の統合性に影響を与えてしまうおそれがある。

図１は、公知となっているスライディングステム弁組立体１００を示す部分切欠き概略図である。アクチュエータ１１０は、弁組立体１７０の中に延びる弁棒１４０と結合されている。図２は、弁棒１４０を含む、図１の弁組立体１７０の一部を示す拡大図である。図２によりさらに明瞭に示されているように、弁棒１４０の端部１４８は、ネジ山１４３と、ある角度に傾斜した開口部１４６とを有している。弁組立体１７０は、弁オリフィス１７４および流出口１７６と連通する流入口１７２を有している。弁オリフィス１７４を流れる流体の流量は、弁体または弁部材１８０により制御されるようになっている。弁部材１８０は、ネジ山１８３が設けられた中央貫通孔１８２と、弁体孔１８４と、弁面１８５からある角度での弁面１８７に向けて延びる座ぐり孔１８６とを有している。弁棒１４０の端部１４８のネジ山１４３は、弁部材１８０のネジ山１８３により受けられるようになっている。図２から明らかなように、ピン１９０は、座ぐり孔１８６の直径よりわずかに大きくなっているが、弁部材１８０の座ぐり孔１８６および弁棒１４０のある角度で傾斜した開口部１４６の内部に配置されている。

弁棒１４０は、当該弁棒１４０が弁部材１８０に対してほぼ垂直となるようにネジ山１４３を中央貫通孔１８２のネジ山１８３の中に螺合させることによって、弁部材１８０と結合されている。弁棒１４０が貫通孔１８２の中に堅固に螺合されたあと、座ぐり孔１８６が弁部材１８０の中に開けられ、開口部１４６が弁棒１４０の端部１４８の中に開けられる。次いで、ピン１９０が、座ぐり孔１８６および開口部１４６の中に圧入され、弁棒１４０を弁部材１８０に固定し、弁部材１８０が弁棒１４０に対して回転しないようになしてある（すなわち、回転する可能性をなくすようになしてある）。弁棒１４０は、中央貫通孔１８２の最上部のネジ山１８３と最上部のネジ山１４３との係合部で確固とした接点構成（ｓｏｌｉｄ ｃｏｎｔａｃｔ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）を形成している。しかしながら、ピン１９０と弁棒１４０の端部１４８との係合部は弁面１８７の近傍にある。ピン１９０が弁棒１４０の中へ圧入される力により、弁棒１４０が弁部材１８０に対して垂直とならない角度（たとえば、位置ずれ状態）で設けられるおそれがある。位置ずれにより弁棒１４０が弁部材１８０に対して垂直でない場合、弁部材１８０の弁棒１４０への結合の統合性に対して影響を与えてしまうおそれがある。

弁棒を弁部材に接続させるための装置であって、 ネジ切りされた開口部を有する弁部材と、外周面にネジ山が設けられた弁棒であって、その端部にはこの弁棒の軸方向に延びる開口部が設けられ、外周面のネジ山が弁部材のネジ切りされた開口部により受けられる弁棒と、この弁棒の開口部に受けられる栓とを備えており、弁棒が弁部材の開口部内に螺合され、栓が弁棒の開口部に受けられて、弁棒の端部を直径方向に拡大させることにより弁棒を弁部材に固定するようになっている。

公知のスライディングステム弁組立体を示す部分切欠き概略図である。 図１の弁組立体の一部を示す拡大図である。 弁部材に弁棒を接続するための例示の装置を示す図である。 図３の弁棒を示す拡大図である。 図３に示されたネジ切りされた栓を示す図である。 弁部材に弁棒を接続するための他の例示の装置を示す図である。

一般的に、さまざまなタイプの組立体またはデバイスの部品間の接続に対して、本明細書に記載の弁部材に弁棒を接続するための例示の装置を用いることが可能である。これに加えて、本明細書に記載の実施例が、生産加工産業のための製品の流れの制御に関連して記述されているものの、より一般的にいえば、本明細書に記載の実施例は、さまざまな目的のさまざまな制御操作に対して適用可能である。

図３には、弁部材２８０に弁棒２４０を接続するための例示の装置２００が示されている。弁棒２４０は、当該弁棒２４０の端部２４２の外周に設けられたネジ山２４３を有している。さらに図４を参照すると、この端部２４２は、ネジ山２４６を有するネジ切りされた開口部２４４を備えている。スロット２５０が、ネジ切りされた開口部２４４に設けられ、弁棒２４０の長手方向の中心線または軸Ａ−Ａに対して平行となっている。スロット２５０は、弁棒２４０の端部２４２全体を横方向に貫通して延設されている。

図３に示されているように、弁部材２８０は、面２８５と面２８７との間に延設される中央貫通孔２８２を有し、当該貫通孔内にネジ山２８３を有している。弁棒２４０は、この中央貫通孔２８２の中へネジ込まれ、その中に着座するようになっている。テーパ形状の栓またはネジ切りされた部材３００が雄ネジ３０２を有している（図５を参照）。図３を参照すると、テーパ形状の栓３００の雄ネジ３０２は、端部２４２に隣接するネジ切りされた開口部２４４内のネジ山２４６により係合されている。栓３００は、そのテーパ形状により、端部２４２に隣接するネジ山２４６としっかりと係合して開口部２４４内に保持されるようになっている。これに加えて、栓３００を杭で支えること（杭を打ち込むこと）により、ネジ切りされた開口部２４４内で栓３００を拡大させ（広げ）、栓３００をその中にさらに固定させることができる。

例示の装置２００を組み立てるにあたって、弁棒２４０は、ネジ山２４３を中央貫通孔２８２のネジ山２８３に螺合させることにより、弁部材２８０に結合される。次いで、テーパ形状の栓３００が、弁棒２４０のネジ切りされた開口部２４４の中に据え付けられるかまたは螺合される。テーパ形状の栓３００を挿入させて端部２４２を直径方向外側に向けて拡大させることにより、弁棒２４０のネジ山２４３を中央貫通孔２８２のネジ山２８３としっかりと係合させる。この端部２４２の拡大は、ネジ切りされた開口部２４４内のスロット２５０により補助または促進される。スロット２５０は、端部２４２全体を貫通して端部２４２の横方向の拡大を等しいものとするとともに、端部２４２の位置合わせをより再現性のあるものとする。弁棒２４０は、最上部のネジ山２４３と中央貫通孔２８２の最上部のネジ山２８３との係合部において確固とした接点構成を達成するようになっている。また、弁棒２４０は、端部２４２に隣接する最下部のネジ山２４３と中央貫通孔２８２の最下部のネジ山２８３との係合部において確固とした接点構成を達成するようになっている。このようにして、端部２４２と弁部材２８０とが確固とした接点構成を達成することにより、弁棒２４０と弁部材２８０との間が非垂直となる位置ずれの発生を最小限に抑制するようになっている。

図６には、弁棒４４０を弁部材４８０に結合するための他の例示の装置４００が示されている。装置４００および弁棒４４０の弁部材４８０への接続のほとんどは、図３、図４および図５に関して先に記載されたこととほぼ同一であるので、簡潔にするため、図３、図４および図５との同一部分に関する説明は繰り返さないこととする。より正確にいえば、必要な読者は、図３、図４および図５の対応する記載を参照されたい。参照を容易にするために、図６の同一の部品には、図３、図４および図５の対応する部品の参照番号に２００を加えた参照番号が付与されている。

図６の例示の装置４００は、弁棒４４０が弁部材４８０に堅固に取り付けられたままであることを担保するために追加のまたは任意選択的な構成部品を備えている。弁棒４４０が中央貫通孔４８２の中にしっかりと螺合され、テーパ形状の栓またはネジ切りされた部材５００がネジ切りされた開口部４４４の中に挿入されたあと、単一の穿孔作業によって、座ぐり孔４９６を弁部材４８０の中に形成し、位置合わせされた孔もしくは通路４５６を端部４４２に形成し、位置合わせされた孔または通路をテーパ形状の栓５００内に形成することができる。座ぐり孔４９６は拡大された孔部４９６Ａを有していてもよい。座ぐり孔４９６および位置合わせされた孔または通路４５６、５０６は、弁棒４４０の長手方向の軸Ｂ−Ｂに対して約３０度の角度で設けられている。ピン４９７は拡大された頭部４９８と、座ぐり孔４９６および通路４５６、５０６よりわずかに大きな直径を有したシャフト４９９とを備えている。ピン４９７のシャフト４９９は、座ぐり孔４９６および通路４５６、５０６の中に圧入され、拡大された頭部４９８が拡大された孔部４９６Ａ内で受けられるようになっている。座ぐり孔４９６および通路４５６、５０６内にピン４９７を設けることで、弁部材と弁棒との間で回転が生じないようになるため、弁棒４４０を弁部材４８０に対して軸方向に固定することができる。

本明細書には幾つかの装置が記載されているが、本発明の技術範囲はこれらに限定されるものではない。もっと正確にいえば、本発明は、添付の特許請求の範囲に文字通りにまたは均等論に従って正当に含まれる製造の方法、装置および製品をすべて網羅するものである。

Claims (13)

1. 弁棒を弁部材に接続するための装置であって、
   ネジ切りされた開口部を有する弁部材と、
   外周面にネジ山が設けられた弁棒であって、その端部にはこの弁棒の軸方向に延びる開口部が設けられ、前記外周面の前記ネジ山が前記弁部材の前記ネジ切りされた開口部に螺合されて受けられる弁棒と、
   前記弁棒の前記開口部に受けられる栓とを備えており、
   前記栓が前記弁棒の前記端部を直径方向に拡大させ、前記弁部材の前記ネジ切りされた開口部内に前記弁棒を螺合することと共同して前記弁棒を前記弁部材に固定するように構成され、
   前記弁部材の表面と前記弁棒の前記開口部との間に延設される孔と、該孔の中に挿入されるピンとをさらに備え、
   前記孔が、前記弁部材、前記弁棒および前記栓に孔を開けることにより形成され、
   前記栓がさらに、ピンで支えられることにより前記弁棒の前記開口部内に保持されるように構成されてなる、装置。
2. 前記弁棒の前記端部の拡大を促進させるために前記弁棒の前記開口部に設けられるスロットをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記スロットが前記弁棒の長手方向の軸に対して平行となっている、請求項２に記載の装置。
4. 前記栓が、テーパ形状を有し、前記弁棒の前記開口部と係合するためのネジ山を有してなる、請求項３に記載の装置。
5. 前記孔が、前記弁棒の長手方向の軸に対してある角度を形成するように設けられており、
   前記角度が約３０度である、請求項１に記載の装置。
6. 前記ピンを前記孔に圧入することができるように、前記ピンのうちの少なくとも一部が前記孔のうちの少なくとも一部より大きくなしてある、請求項５に記載の装置。
7. 前記孔が比較的大きな直径部分を有しており、前記ピンが、第一の直径を具備する頭部と第二の直径を具備するシャフトとを有しており、前記第一の直径が前記第二の直径より大きく、前記頭部が前記孔の前記大きな直径部分内に受けられるように構成されてなる、請求項６に記載の装置。
8. 弁棒を制御弁の弁部材に接続するための装置であって、
   ネジ切りされた開口部を有する弁部材と、
   外周面にネジ山が設けられた弁棒であって、その端部には軸方向に延びるネジ切りされた開口部が設けられ、スロットが前記弁棒の前記開口部に設けられ、前記外周面の前記ネジ山が前記弁部材の前記ネジ切りされた開口部により受けられる弁棒と、
   前記弁棒の前記ネジ切りされた開口部に受けられるネジ切りされた部材とを備えており、
   前記ネジ切りされた部材が前記弁棒の前記端部を直径方向に拡大させ、
   前記弁棒が前記弁部材の前記開口部内に螺合され、前記ネジ切りされた部材が前記弁棒の前記ねじ切りされた開口部に受けられることにより前記弁棒を前記弁部材に固定するように構成され、
   前記弁部材の表面と前記弁棒の前記開口部との間に延設される孔であって、前記弁棒の長手方向の軸に対してある角度を形成するように設けられてなる孔と、該孔の中に挿入されるピンとをさらに備え、
   前記孔が、前記弁部材、前記弁棒および前記ネジ切りされた部材に孔を開けることにより形成されてなる、装置。
9. 前記スロットが前記弁棒の長手方向の軸に対して平行となっている、請求項８に記載の装置。
10. 前記弁部材の前記ネジ切りされた開口部が前記弁部材を貫通して設けられてなる、請求項９に記載の装置。
11. 前記ネジ切りされた部材がテーパ形状を有してなる、請求項８に記載の装置。
12. 前記ネジ切りされた部材が、杭で支えられることにより前記弁棒の前記ネジ切りされた開口部内に保持されるように構成されてなる、請求項８に記載の装置。
13. 前記ピンのうちの少なくとも一部が前記孔のうちの少なくとも一部より大きく、前記ピンが前記孔に圧入されるように構成されてなる、請求項８に記載の装置。

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