TW390950B

TW390950B - Self-thread-forming plug and fastener, method of providing a seal between a self-thread-forming plug and fastener and a workpiece having an opening formed therein, and plug and fastener for sealing in an opening in a workpiece

Info

Publication number: TW390950B
Application number: TW086119013A
Authority: TW
Inventors: Steven P Donovan
Original assignee: Textron Inc
Priority date: 1997-01-17
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2000-05-21
Also published as: WO1998031959A3; CA2278476A1; BR9714211C1; DE69732654T2; EP0951626B1; DE69732654D1; EP0951626A2; BR9714211A; ES2238737T3; JP2002508822A; EP0951626A4; AU741690B2; CA2278476C; US6142186A; JP4148368B2; WO1998031959A2; AU5716798A

Description

A7 _____B7__ 五、發明說明（1 ) 背景本發明是有關於自攻螺紋固定器，及更特別地對於管中運載的流體與液體提供密封末端插塞之可拆卸自攻螺紋管插塞’而耐壓末端插塞是較佳地不需螺紋密封混合劑來達成的。本發明亦是有關於使用在管插塞上之嶄新密封末端部份》美國已經發展且廣泛地使用管插塞螺紋之國家標準，此標準爲此技術中所熟知且參照爲國家管螺紋標準-燃油及石油，即NPTF標準。標準錐狀NPTF管插塞已經發展用來使用於與預攻絲管或工作件之啣接。此管是先預備鑽一直孔，然後作錐狀鑽孔以提供一錐狀孔。最後此錐狀孔以N P T F錐狀塞來攻紋以提供一具內螺紋錐狀孔，此內螺紋是形成一指定且預定的配置。關於標準N P T F 管插塞，外與內螺紋兩者的根部都比頂部多削除了少許所以根部具有比頂部更寬的平面，那是設計來在達到螺紋側接觸之前，產生金屬對金屬的接觸和發生於與螺紋啣接一致的頂部及根部之變形。內與外螺紋的頂部變形在較大與較小直徑都提供了密封動作，理論上防止了經由螺紋的螺旋狀漏出。然而，實際上由於在管內液體或氣體的毛細管作用，假如變形沒有完全地密封螺旋狀路徑，潛在的螺旋狀漏出路徑是存在於螺絲螺紋的螺旋線上的。標準N P T F管插塞的一個缺點是在將N P T F插塞裝入預攻紋時可能發生交叉攻紋，那將導致沿著螺紋的未密封螺旋狀路徑。交叉螺紋可能無法偵測到因而在使用插本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

請先閲讀背面之注意事項再填广 % ( 本\ 頁I I I I I 打 I 1 線經濟部智慧財產局具工消費合作社印製 -4- A7 B7 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製五、發明說明（2 ) 塞密封時於壓力下發生液體漏出。當發現交叉攻紋時，接合處通常必須刮平或重做，二者都是昂貴及消耗時間的。於是，本發明的目的是提供一種能夠於未攻紋內錐狀管壁內冷形成螺紋且不需使用螺紋密封混合劑確保管內液體密封之管插塞，假如需要時甚至於在重複的拆卸與裝入之後，如同容許以後來使用的標準N P T F管插塞更換於管內一樣。而且，本發明容許以較少費用的裝造與組合過程來形成密封管插塞，因爲在插塞啣接之前免除了錐狀管孔的攻紋。加之，因爲本發明的管插塞啣接未攻紋內壁且在組合時用來形成NPTF內螺紋，沒有交叉攻紋的危險。再者如同後面將討論的更完全，本發明插塞上的密封點或末端部份達到肯定的密封，且預加應力於管壁結構以對內壓力與漏出提供更高的阻抗。以內啣接NPTF螺紋達成之此密封增大以確認防漏接合處。此外當預期到本發明的嶄新插塞將使用在工作件上之內錐狀開口的同時，也想像到此插塞可能使用在非錐狀開口上》發明簡單槪述根據本發明，提供一種製造接合或密封及形成自攻螺紋之插塞與固定器的方法，其用來密封且形成螺紋於如管之工作件上的錐狀孔。此插塞與固定器包含具有在圖示實施例中可能是驅動頭形式的驅動部份之柄部；和一段鄰接該驅動部份而形成N P T F外螺紋標準之螺紋，其含有係設計以形成標準NPTF內螺紋之錐狀形成螺紋段，及位 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i ! ! — 11-訂丨 1 ί 線 -n I 1 ϋ >i 1 n n ϋ -I ϋ ϋ n n 1> i_i I n n , 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · § _ 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（3 ) 於該形成螺紋段與該驅動部份之第二螺紋部份，其形成預定的N P T F標準係設計來啣接由該第一螺紋部份形成的內螺紋以提供一標準N P T F型式金屬對金屬變形密封。再者，此插塞與固定器也能夠使用一合尺寸以啣接錐狀孔之向前密封部份且提供更進一步的密封。更特別的，向前密封部份具有一設計來啣接且密封錐狀工作件孔壁的形成以便提供密封，其能夠用來補充由第二螺紋部份對著形'成於錐狀工作件孔的內螺紋所達成的密封。如此，向前密封結構是可以使用在本發明的形成螺紋之插塞與固定器上，或者在標準的N P T F插塞上。在一插塞與固定器的較佳實施例中，插塞與固定器，上的未攻紋部份具有比由錐狀螺紋部份形成的錐狀內螺紋之最小的較小直徑更小之最大直徑，爲了確定密封部份能夠經由工作件孔中形成的內螺紋之最小的較小直徑退出而無內螺紋變形。如此，在移開插塞與固定器後，錐狀孔內的已形成內螺紋保持完整以容許插塞與固定器在其中再攻螺 * 紋或更換予相同螺紋形狀之如同習知標準N P T F管插塞的N P T F插塞。 —種管插塞之密封向前部份的特別形狀包含一具有其啣接且咬入或使工作件孔的錐狀孔壁變形的一或數個環狀密封環之密封末端部份，較合宜在當藉由插塞的形成螺紋部份之孔中內螺紋部份的冷形成接近完成時。以一環或數環，或僅僅球根狀或直狀或錐狀末端部份的型式之密封部份啣接且使工作件孔壁變形以產生其對插塞密封部份的結本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 6 - - ----------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線丨 A7 _______B7_ 五、發明說明（4 ) 構啣接與密封以便預加應力於工作件且確保耐壓流體密封之環狀密封變形’這將消除任何位於工作件孔的已形成螺紋圈與插塞的形成螺紋圈之間的螺旋狀漏出路徑之可能性。再次’這些密封部份形狀是可以使用於本發明的形成螺紋插塞或標準的N P T F插塞以提供加強的密封。附圖簡單說明圖1是根據本發明的較佳型式顯示密封末端部份最先進入錐狀管或工作件孔之一個自螺紋管插塞與固定器實施例的斷面側視圖；圖2是與圖1相同的斷面側視圖，其顯示自螺紋插塞與固定器的已完成啣接及由插塞的密封部份所達成的密封，和由插塞的形成螺紋部份完全插入工作件孔而完成的冷形成攻紋。圖3是插塞密封部份啣接圖2中所示之管孔壁的密封形成的放大片斷圖，其中並解說預定的徑向預加應力分佈 1 圖4至圖10是六個具有六個各自不同形狀的密封尖端部份之形成螺紋管插塞的更多實施例側視圖：及圖4 a至圖1 0 a是由圖4至圖1 0中所示之相當的插塞與固定器的各自實施例於管孔中所產生之密封形成的放大片斷圖。主要元件對照表本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

--ml — — · I 1 I I I I I I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（5 ) 10 形成自攻螺紋之插管與固定器 1 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 3 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 4 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 5 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 6 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 7 1 0形成自攻螺紋之插管與固定器 3 0 內螺紋 1 3 0內螺紋 2 3 0內螺紋 3 3 0內螺紋 4 3 0內螺紋 5 3 0內螺紋 6 3 4內螺紋 7 3 0內螺紋 2 0 開口經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 P 工作件 12 柄部 11 驅動部份 14 螺紋部份 1 1 4螺紋部份 2 1 4螺紋部份 3 1 4螺紋部份本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -8- A7 _B7_ 五、發明說明（6 ) 4 1 4螺紋部份 5 1 4螺紋部份 6 1 4螺紋部份 7 1 4螺紋部份 18 內壁 1 1 8內壁 2 1 8內壁 3 1 8內壁 4 1 8內壁 5 1 8內壁 6 1 8內壁 7 1 8內壁 15 螺紋部份 1 1 5螺紋部份 2 1 5螺紋部份 3 1 5螺紋部份 4 1 5螺紋部份 5 1 5螺紋部份 6 1 5螺紋部份 7 1 5螺紋部份 16 密封末端部份 1 7 縮小直徑中間部份 2 2 密封環 2 4 密封環

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐） TgT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----------訂. — η-------線- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7 2 6 密封環 1 9 a 開 P 2 3 環狀密封 2 5 環狀密封 2 7 環狀密封 2 2 a 斜角導 2 4 a 斜角導 2 6 a 斜角導 3 0 N P T F 1 9 工作件孔 3 1 內配對直 2 2 b 面寬 2 4 b 面寬 2 6 b 面寬 2 2 c 環狀牽 2 4 c 環狀牽 2 6 c 環狀牽 1 1 6 未攻紋 1 2 2 圓形邊 1 1 7 環狀導 1 2 3 密封變 2 2 2 密封壞 2 2 4 密封環 2 2 6 密封環 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製變形變形變形面面面內螺紋徑引面引面引面密封末端部份緣側壁部份形本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- A7 __B7 五、發明說明（8 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 2 8 密封 raa 壞 2 2 8 a 最小圓周直徑 2 2 2 a 最大圓周直徑 2 2 3 環狀 3 6 0 〇管壁變形 TES 壞 2 2 5 環狀 3 6 0 〇管壁變形環 2 2 7 環狀 3 6 0 〇管壁變形環 2 2 9 環狀 3 6 0 〇管壁變形環 1 9 孔壁 1 1 9 孔壁 3 1 6 密封末端部份 4 1 6 密封末端部份 3 2 2 密封環 3 2 4 圓周表面 3 2 6 圓錐導面 3 2 8 孔壁變形 4 1 7 縮小的柄部份 4 2 2 圓周表面 4 2 4 截頭末端表面 4 2 6 最大直徑 4 2 8 密封變形 4 3 0 內螺紋圓周 5 1 6 密封末端部份 5 2 2 密封環 5 2 4 密封壞 ---------訂 i:-------線-Γ1 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11- A7 _B7 五、發明說明（9 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 2 6 密封環 5 2 7 平面尾 f-Mf m 5 2 9 削圓端緣 6 2 2 環狀環 6 2 4 環狀環 6 2 6 環狀環 6 2 8 環狀 XS& 項 6 3 0 環狀環 6 3 2 環狀環 6 2 3 環狀凹處或凹槽 6 2 5 環狀凹處或凹槽 6 2 7 環狀凹處或凹槽 6 2 9 環狀凹處或凹槽 6 3 1 環狀凹處或凹槽 6 4 0 環狀密封變形 6 4 2 環狀密封變形 6 4 4 環狀密封變形 6 4 6 環狀密封變形 6 5 0 環狀密封變形 6 1 6 密封頂部 7 1 6 密封末端部份 7 2 2 延伸密封環 7 2 3 環狀密封變形 7 2 4 錐狀圓周表面本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210x 297公釐） -12- > ---I-----訂· — !"11---•線— 7 /i\- (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 _____B7 _ 五、發明說明（10 ) 725 後銳邊環狀緣 7 17 減小直徑中間柄部圖解實施例的詳細說明特別地參考圖1至圖3所示之實施例，根據本發明所設計之管插塞與固定器是一般地標示以參考記號1 0。插塞與固定器1 0具有—包含延伸出（逐漸地）錐狀且未攻紋密封末端部份16的錐狀形成螺紋部份14之錐狀柄部 1 2。在形成螺紋部份1 4與驅動頭1 1之間，配置標準的NPTF錐狀螺紋形式1 5。形成螺紋部份1 4可以是屬於任何已知形式的形成螺紋圖案，如三葉片的設計。一個如此的形成螺紋設計是以商標TAPTITE ®聞名於商業上。任何型式的形成螺紋圖案用於螺紋段14是可接受的，且三葉片的TAPTITE ®圖案在其中僅以實例來揭示，而不作爲本發明的必要構件。在圖1至圖3所示之實施例中，攻紋部份14與15符合1/8-27標準NPTF管插塞攻紋尺寸並具有錐角，譬如'1.7899° 。形成螺紋部份1 4將於管或工作件P錐孔或孔2 0的平滑鉸過錐狀壁18中冷形成NPTF配對標準之內螺紋。如圖1所示，插塞與固定器10的密封末端部份16是可最先插入而不致啣接至未攻紋開口 1 9。螺紋1 4，1 5及3 0是未依比例顯示。可以瞭解的是形成螺紋部份14與全螺紋15是形成如NPTF標準的規格。形成螺紋部份1 4是設計於管錐孔2 〇的錐狀壁本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 χ 297公釐）-13- Ό -訂----------線—ίτ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局具工消费合作社印製 A7 _-_____B7____ 五、發明說明（11 ) 1 8中形成內螺紋3 0。所形成的內螺紋3 0於是依 N P T F標準配置與亦是形成該選擇ν P T F標準的螺紋 1 5相啣接。當所選擇NPTF螺紋1 5與3 0相啣接時 ’根據該標準將會在螺紋1 5與3 0的各自頂部與根部之間產生金屬對金屬介入的啣接。此啣接造成沿著螺旋狀螺紋路徑之金屬對金靥的密封。如此，可以瞭解到螺紋1 4 ，1 5與3 0如同圖4至圖1 0中實施例上的螺紋配置一樣是形成至N P T F標準，且是以簡圖顯示。如圖1所見的，密封末端部份1 6是由縮小直徑中間部份17自形成螺紋部份14所間隔。在圖1的實施例中 ’密封末端部份1 6包含三個相鄰且具有逐漸縮小直徑以形成如圖3放大圖中最好解說的錐狀關係之間隔密封環 22，24與26 (將更完全的敘述於後）。由於密封環2 2，24，26充份地具有比沿著錐狀管開口 1 9起初遞減的錐孔直徑之較小直徑，當形成螺紋部份1 4開始進入平滑鉸過錐狀管壁1 8，1 9冷形成或模锻出內螺紋圈3 0 (圖2 )時，並沒有最初的啣接發生，所以密封環2 2，24，26最先沒啣接該錐狀壁和附加驅動負載至預備形成內螺紋操作。然而，當形成螺紋操作進行至驅動頭1 1對著管或工作件開口 1 9 a周圍靠座接近的位置時，密封頂環2 2，2 4，2 6是逐漸地對著管之錐狀孔壁1 8驅動進入干涉啣接。各環逐漸地對著圖 3所示之各自密封環2 2，24與2 6的斜角導面2 2 a ，2 4 a與2 6 a模鍛出自管壁1 8向內且徑向之各自環本紙張尺度適用中國困家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- ' !lll^fv^ - ----— !·^·ΙΊ —-----^ r{J <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) 狀密封變形2 3，2 5與2 7 »結果的環狀形成管壁變形環2 3 ’ 2 5與2 7提供了三個附加的將完全密封孔壁 18之壓力密封形成。再者，這些變形23，25與27 及隨其達成的密封，延伸繞著管或工作件壁1 8全部內圓周’其大約爲完全的360° 。末端部份16所構成的密封應該提供錐孔2 0的完全密封。末端部份1 6與錐狀孔壁18的啣接用來預加應力於工作件或管壁而其預加壓力的圖形解說於圖3中之Χι，X2與X3。再者，NPTF 螺紋15與由形成螺紋部份14所形成之內NPTF螺紋 3 0的啣接將沿著由啣接螺紋所構成的螺旋狀漏出路徑提供一標準的N P T F型式密封。此密封與密封末端部份 16所構成的密封確定此插塞不會漏出。再者，必須牢記在心以上關於有關習知技術Ν ρ τ F 設計之製作方法’以上所揭示的發明是擁有許多的益處。首先內錐狀孔的攻紋步驟去除了，因爲插塞上的自攻螺紋部份1 4將於工作件中形成錐狀內螺紋3 0。次者，因爲當插塞與工作件啣接時形成了 NPTF內螺紋3 0，而沒有交叉攻紋的危險。於是’去除了習知技術的製作方式所關聯之重作與浪費。再者，必須要注意密封末端部份1 6 與工作件孔19的孔壁18之啣接用來預加應力於工作件，如圖示之Χι — X3以容許該管或工作件P更能承受內壓力且防止漏出。再參考圖2 ’由於內螺紋圓周3 0具有冷形成或模锻的較小直徑，其較製作配對螺紋的原來平滑壁之直徑爲小本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公芨） -15- ----------------------訂 ί;-------線-'ν (請先閱讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消t合作社印製 A7 ___B7__ 五、發明說明（13 ) ，但是所形成的最小形成內配對直徑3 1較最大密封環 22的外直徑爲大。三個密封環22，24與26然後能夠退出且具間隙通過所形成內螺紋3 0最小的較小直徑 3 1，因此其將不會妨礙或變形當插塞與固定器1 0是全部未攻紋和自管或工作件退出時。於是，內螺紋3 0保持完整所以插塞與固定器10或任何具有標準NPTF螺紋的替代N P T F管插塞能夠攻紋進入內螺紋3 0重新密封管。那是說，標準NP TF插塞的啣接將達成螺紋變形和預期N P T F型式密封，其將不如以本發明所達成的雙密封那樣有效。再參考圖3中插塞與固定器1 0之圖說實施例，末端部份密封環2 2，24與2 6是配置在配對原來平滑管側壁18的錐形之錐狀關係中，例如，約1 . 7899°對於管軸（未顯示）。個別的環2 2，24與2 6是由較小直徑平地部份分開，其與此環合作來界定一連串的間隔槽溝。爲了以螺紋1 4與1 5的形成同時在單一操作中來滾形成此環狀密封環2 2，24與2 6，在此環中的材料體積應該是相互平等較宜。爲了達成此平等的環體積且產生此環與相關收斂外直徑的錐狀關係，此環的縱寬增大而相關的外直徑相反地收歛減小所以密封環2 6具有最小外直徑與最大縱向平寬26b »各個環的導面22a，24a 與26a對於各別面寬22b，24b與26b較宜形成約爲45°的角爲了幫助將位於作爲密封環22，24， 2 6的這些前面之間的阻礙減至最小且模鍛管壁1 8以形本紙張尺度適用令國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐) .- . trii-------線 IWT 先«讀背面之注4事項再填寫本1} 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 ________B7____ 五、發明說明（14 ) 成環狀內壁變形環23，25，與27。各別環狀牽引面 22c ’ 24c與26c能夠對相關的各別環寬22b， 24b與26b形成約30°的角如圖3所示。如此，參考預加應力的圖案Xi — X3，預加應力Xi的向前大部份面積是最寬，而面積X3是最窄。預加應力的程度在面積 X3是較在面積X:爲大由於放射介入程度的事實是在面積 X3較在面積Xi爲大，且力是集中於較小的面積乂3上。現在參考圖4與4a ，根據本發明的第二實施例管插塞與固定器構造是由參考記號1 1 〇通常的標示出。在此實施例的管插塞與固定器中，未攻紋密封末端部份1 1 6 是一自錐狀形成螺紋部份114延伸而無錐角縮小直徑的平滑筒狀柄部份。與圖1 - 3中實施例的螺紋1 5相似的螺紋部份1 1 5是一標準NPTF螺紋。區段1 1 4與 115的操作是和圖1一3實施例中區段14與15的操作一致的且如這些功能並未詳細討論。當形成螺紋部份 114開始冷形成內螺紋130(圖4a)進入管壁 1 1 8時，密封頂部1 1 6的末端具有一圓形邊緣1 2 2 爲了使與錐狀孔壁1 1 8 (圖4 a )的最初介入降至最小。如圖4 a所示，當形成螺紋部份1 1 4完成冷形成內螺紋圓周1 3 0且NPTF螺紋1 1 5啣接由形成螺紋部份 1 1 4所形成的NPTF內螺紋1 3 0時’筒狀密封頂部 116的環狀導側壁部份117將與孔壁118介入啣接且形成或模鍛一自錐狀孔壁118朝內放射之環狀’ 3 6 0 °密封變形以產生一導引壓力密封形成。密封變形本紙張尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- - ---------訂 ---------^ (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) A7 _____B7____ 五、發明說明〇5 ) 1 2 3提供了密封末端1 1 6對錐狀孔臂1 1 8的確定密封以防止螺旋狀漏出路徑經由形成於管孔壁1 1 8中的螺紋圓周1 3 0之漏出逆流。在此實施例中所達成的孔壁 1 1 8之預加應力圖案解說於X4，如圖4 a。參考圖5與5a ，根據本發明的管插塞之第三實施例所顯示的密封末端部份2 1 6包含四個間隔密封環2 2 2 ，224，226與228。此密封環形成一錐狀關係所以密封環2 2 8具有最小圓周直徑2 2 8 a而密封環 222具有最大圓周直徑222a。密封環222， 224，226與228執行管孔壁218的模鍛變形以形成環狀，360°管壁變形環223，225 ’ 227 與2 2 9，其增加了增大所形成內管壁螺紋2 3 0對插塞與固定器的形成螺紋部份2 1 4之密封變形的附加壓力’ 然而無配置於圖1 - 3所示第一個管插塞與固定器實施例的密封環2 2，24與26上之斜角導引及牽引面的製作複雜度。由末端部份2 1 6所達成之預加應力顯示於X5。圖5與5 a的實施例，和圖6 — 9與6 a — 9 a的實施例，在關於一般插塞與固定器設計是和圖1- 3及4與 4 a的實施例相似的，其中都包含一以驅動頭與螺紋柄部爲形式之驅動末端部。此螺紋柄部分爲二部份2 1 4與 215 (圖5與5a)相似於圖1 — 3之部分14與15 。形成螺紋部份214;314等是關於圖1_3之部份 1 4所揭示的一般型式與種類，即是三葉狀形態。再者’ 用於這些實施例的此型式形成螺紋形態對於本發明是無爭本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 18 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------^i.-------線. 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ____B7__ 五、發明說明（16 ) 議的。作爲先前討論的三圓狀或三葉狀形態之取代以用於任何所揭示的實施例，形成螺紋部份1 4 ; 1 1 4 ; 2 1 4 ;等可能是五葉狀設計，或任何其他形成螺紋形態，其中許多都是習知於此技術中。所有那些都是必要的即是形成螺紋部份14;114;214等是能夠於孔壁 19 ; 119等內形成標準NPTF內螺紋30 ; 13 0 ;230等。相當地，螺紋部份15; ‘115:215 等是標準NPTF形態，其設計用來與形成螺紋部份1 4 ;1 1 4 ; 2 1 4等所形成之NPTF內螺紋相配對。於是，關於跟循圖6 — 9中所遺留實施例的討論，當指定各別的螺紋部份314 ; 414等，315 ; 415等，及 3 3 0 : 4 3 0等時，其將不爲詳細討論且這些螺紋部份符合並作用如同圖1 — 3中區段14，15與30 —樣而爲瞭解。僅將詳細討論各別密封末端部份316;416 等的嶄新形態。牢記以上所述，現在導引參考至圖6至6 a，其中根據本發明第四實施例的管插塞與固定器，標示3 1 0，包含一具有單一密封環3 2 2的密封末端部份3 1 6。此密封環3 2 2具有如圖6 a所示之通常狹窄均勻的筒狀圓周表面3 2 4。圓周表面3 2 4具有圓錐錐狀導面3 2 6，而密封環3 2 2對著此導面模鍛出自錐狀孔壁3 1 8朝內放射的環狀，360，密封變形環328 »圓錐導面 3 2 6的縱向錐狀促成一與延伸孔壁變形3 2 8啣接的延伸表面以確定密封頂部3 1 6的密封且防止任何藉插塞形本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）.-jg. ---------訂·—·-------線 Ό~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 A7 _____Β7__ 五、發明說明（17 ) 成螺紋部伢3 1 4通過冷形成內管螺紋圓周3 3 0之螺旋狀漏出。預加應力圖案說明於圖6 a的X6。如所見的’最大的預加應力接近地或筒狀表面3 2 4，及朝著密封部份 3 1 6末端的錐面。再者，由密封部份3 1 6與孔壁 31 8的介入啣接所提供之密封及於3 2 8之變形提供一壓力密封，其加強整個密封作動且與由標準N P T F螺紋 3 1 5及3 3 0的啣接所提供之密封一起前後作用。現參考圖7與7 a，根據本發明第五實施例之管插塞與固定器具有一密封末端部份4 1 6，其有一通常呈球根狀或其他彎曲圓周表面4 2 2以截頭延伸自縮小的柄部份 4 1 7於一末端及截頭末端表面4 2 4於插塞末端而形成。圓周表面4 2 2 —般能夠是球狀，或橢圓，或僅由任何曲面形成。弧形密封表面4 2 2冷形成孔壁4 1 8以產生一模锻或剪切環，360° ，密封變形428。弧形密封頂表面4 2 2的最大直徑4 2 6是小於由形成螺紋插塞部份4 1 4所冷形成之最小內螺紋圓周的較小直徑以使得密封頂部份416的退出間隙能夠通過所形成內螺紋圓周 4 3 0且能夠退出插塞與固定器而無所形成管螺紋圓周的干擾。孔壁1 8的預加應力圖案說明於χ7。於圖8與8 a中，根據本發明第六實施例5 1 0所說明的管插塞與固定器具有一密封末端部份5 1 6，其包含三個筒狀形成密封環522，524與526。密封環 5 2 2，5 2 4與5 2 6是以逐漸減小的各別直徑連續接觸或是階梯狀而於它們間形成一向固定器的平面尾端本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -20- ---------------------tri!-------線—ίι (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（18 ) 5 2 7收歛之增大錐狀關係。此尾端5 2 7具有一削圓端緣5 2 9，而來自錐狀錐狀管孔壁5 1 8的模鍛環狀壁變形對著此削圓端緣提供一壓力密封於插塞密封頂部5 1 6 。密封環522，524，526產生逐漸增大的孔壁 5 1 8介入與變形。因之，達成說明於X8的預加應力圖案。由末端部分5 1 6所達成的密封與由螺紋5 1 5及 5 3 0所達成的標準N P T F密封作用以確保此插塞不會漏出。第七實施例顯示於圖9與9 a。根據本發明第七實施例6 1 0的管插塞與固定器具有一密封頂部6 1 6，其中環狀，弧形側壁表面分割爲六個由各別環狀凹處或凹槽 623，625，627，629與631所狹窄間隔之環狀環 622，624，626，628，630 與 6 3 2。間隔凹槽提供通常銳利導緣於各別密封環上，此銳利導緣咬入錐狀孔壁618以形成連續的環狀密封變形 640，642，644，646與650及數個附加壓力密封形成，其完全去除任何位於形成於管孔的內螺紋圓周6 3 0和管插塞與固定器6 1 0的形成螺紋部份6 1 4 之間的潛在螺旋狀漏出路徑。以末端部份6 1 6達成之預加應力圖案顯示於X9。現參考圖1 0與1 0 a，根據本發明第八實施例 7 1 0的管插塞與固定器具有一密封末端部份7 1 6，具有單一，延長密封環7 2 2。密封環7 2 2具有一通常延長，錐狀圓周表面7 2 4及一通常銳邊，環狀導緣7 2 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - I------------seilii (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 -------- Β7 _ 五、發明說明（彳9 ) ’其咬入錐狀孔壁7 1 8以剪切或模锻一自孔壁7 1 8向內放射的環狀密封環變形7 2 8。密封變形7 2 8對導緣 7 2 6形成一附加壓力密封且延伸錐狀壁7 2 4對錐狀孔壁7 1 8提供延伸密封表面，其結合以完全去除任何位於形成於錐狀管壁7 1 8內的內螺紋圓周7 3 0和插塞與固定器710的形成螺紋部份714之間的潛在螺旋狀漏出路徑。一向後剪切，環狀密封變形7 2 3亦形成於錐狀密封頂壁7 2 4的後，銳邊環狀緣7 2 5。後密封變形 7 2 3的放射間隙是由插塞與固定器7 1 0·的減小直徑中間柄部7 1 7所提供。再者預加應力圖案以簡圖說明且標示於X 1 0。管密封末端部份16，116，216，316， 416，516，616與716和相關連的自攻螺紋插塞與固定器 10，110，210，310，410， 510，610與710已說明時，必須牢記一些代替者。首先，插塞與固定器10，110，210，310， 410，510，610與710能夠使用而不需密封末端部份16 ， 116，216，316，416，516 ，616與716，因爲相信螺紋部份14與15， 114 與 115，214 與 215，314 與 315， 414 與 415，514 與 515，614 與 615， 714與715等的自攻螺紋結構就本身而言是嶄新且可作爲專利的。再者，密封末端部份16，116，216 ，316，416，516，616 與 716 是沒限制使本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- .--Kid. - a-fi ' >·! I -ί-lt/f:. : _ , ---------訂 ---------線 Jwz" (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明¢20 ) 用在此中所述的自攻螺紋插塞與固定器1 0 . 1 1 0， 210，310，410，510，610 及 710,但可能使用在標準N P T F插塞上，其不是自攻螺紋且是啣接在預攻螺紋的管或工作件孔中。管揭示和說明了本發明的實施例時，可想像到熟習此技術者可能想出不同的修正和等量物而不離附加的申請專利範圍的精神與領域。如所舉例子，各個密封末端部份的狀態1 6 ’ 1 1 6 ’ 216，316 ’ 416，516 ’ 616 與 716 可具不同的形狀。主要的考慮是密封末端部份達成介入與孔壁的啣接至這樣程度以便獲得密封。當孔壁的變形與冷形成是較合宜時，是無絕對需要去達成密封’然而’變形有助於確定充分的介入以達成密封。再者’當所揭示的形成螺紋部份14，114，214’314’414’ 514，614，714是依照知名的丁八？1^£@型式之形成螺紋設計而形成爲三葉狀或三圓狀的同時’其他作爲螺紋14， 114，214，314’414，514’ 6 1 4，7 1 4的形成螺紋形態是可能使用的，這些都是熟知的此技術業者中。唯一的要求是形成螺紋部份1 4， 114，214，314，414，514，614， 7 1 4須依照NPTF標準製作所需的內螺紋。再者，如以上所討論的，能夠使用每—個插塞與固定器1 0 ’ 110, 210, 310，410，510，61〇， 7 1 〇而無需相應的向前密封部份1 6 ’ 1 1 6，2 1 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- (請先闓讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 6 ! !訂 —11--— ί·線. 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製五、發明說明π ) A7 B7 前向者或， ο 6 上 1 塞 7插· 與 F 6 T -—IP 6 N ，準 6 標 1在 5 用» 使6 可 '~^計 4 設 ’ 的 6 份 1 部 3 封 ’ 密 ---------訂 i-------- (請先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局具工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24 -

Claims

A8SSD8 六、申請專利範圍 1 .—種形成自攻螺紋之插塞與固定器（1 ◦， 110，210，310，410 ’510，610， 7 10)，用來密封和形成螺紋（30，130 ’ 230 ，330，430，530，634 ’ 730)於工作件 (P )的開口（ 2 0 )中’該插塞與固定器之特徵爲：柄部（12)具有第一螺紋部份（14 ’ 1 14，214 ’ 314，414，514，614，714)，依照預定形式於該開口的內壁（18，118，2 18，318， 418，518，618，718)中形成內螺紋（30 ，130，230，330，430，530，634, 730):第二螺紋部份（15，115，215， 315，415，515，615’715)，相鄰於該第一螺紋部份且形成一預定形式與由該第一螺紋部份所形成之該內螺紋啣接以便介入密封啣接；及密封部份（1 6 ，116，216，316，416，516，616, 716)，其靠近亦進入該開口之該第一螺紋部份，該密封部份之形狀可啣接且對著該開口的內壁密封。 2 .如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（1 0， 110，210，310，410，510，610， 7 10)，其中該密封部份（16，116，216， 316，416 ，516，616，716)的直徑尺寸是小於該第一螺紋部份（14，114，214，314 ，414，514，614，714)之最小的較小直徑，爲了確定該密封部份能夠藉由該第一螺紋部份通過形成本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-25 - C (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -線經濟部智慧財產局貝工消费合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍於該開口（20)內的內螺紋（30，130，230， 330，430，530，634，730)而退出，而無由該密封部的退出導致的該內螺紋阻礙，所以該內螺紋保持原狀以容許該插塞的再啣接。 3 ·如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（1 〇， 210，310，510，610，710)，其中該密封部份（16，216，316，516，616)包含 —環狀密封環（22，24，26，222，224， 226，228，322，522，524，526， 622，624，626，泛28，630，632， 7 2 2 )，其安排作爲該開口（20)該內壁（18， 218，518，618)之密封啣接。 4 .如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（1 0， 210，510，610)，其中該密封部份（16， 2 1 6，5 1 6，6 1 6)包含數個縱向間隔環狀密封環 (22，24，26，222，224，226，228 ，522，524，526，622 ’624 ’626’ 628，630，632)，其安排作爲該開口（20) 的該內壁（18，218 ’ 518 ’ 618)之各別密封啣接。 5 .如申請專利範圍第4項之插塞與固定器（1 0 ’ 210 ’510，610)，其中該密封環（22， 24，26，224，226，228，522，524 ，526，622，624，626，628 ’630, 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-26- — — — — — — — 1 I I I I I I — — — — — — — 1· — «9Λ. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί 六、申請專利範圍 6 3 2 )具有差別尺寸關係且向該柄部（1 2 )的末端部份收歛之各別外直徑。 (锖先閱讀背面之注奪？事項再填寫本頁) 6 ·如申請專利範圍第5項之插塞與固定器（1 〇， 210，510，610)，其中每一個該密封環（22 ’24，26，222，224，226，228， 522，524，526，622，624，626， 628 ’ 630，632)具有一介定該差別直徑之縱向延伸且半徑一致的圓周表面。 7 ·如申請專利範圍第6項之插塞與固定器（1 0， 210，510，610)，其中每一個該密封（22, 24，26，222，224，226，228，522 ’524，526，622，624，626，628, 630-632)，更包含一自該各別半徑一致的圓周表面斜角延伸之縱向導面（22a ，24a ，26a)以便對著該開口（20)的該內壁（18，2 18，518， 6 1 8 )提供密封。經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 8 .如申請專利範圍第4項之插塞與固定器（1 0， 210，510，610)，其中至少具有三個密封環（ 22’24，26，222，224，226，228， 522，524，526，622，624，626， 628，630，632) ° 9 .如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（1 〇， 210’510，610)，其中該密封部份（16， 216，516，616)包括數個環狀密封環（22， -27- 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍 24，26 ’222，224，226，228，522 ，524，526，622，6 24，626，628’ 6 3 0-6 3 2 )，其具有差別尺寸關係且向該柄部（ 20)的末端部份收歛之外直徑（222a，228a) ο 1 0 .如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（ 410) ’其中該密封部份（416)具有一球根狀彎曲圓周表面（4 2 2 )。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之插塞與固定器（ 410) ’其中該彎曲圓周表面（422)自縮小柄部份 (417)形成一削頭延伸。 1 2 .如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（ 110，510)，其中該密封部份（116，516) 包含一帶入與該開口（20)的內壁（118，518) 的啣接之圓柱延伸以變形該內壁且提供一密封。 1 3 .如申請專利範圍第1項之插塞與固定器（ 310，710)，其中該密封部份（316，716) 是削頭錐狀形狀且以介入附著去啣接該開口（ 2 0 )的該內壁（318，718)而提供一密封。 1 4 .—種提供密封於形成自攻螺紋插塞與固定器（ 10，110，210，310，40，510，610 ，710)和具有開口（20)形成於內之工作件（P) 間之方法，該方法其特徵爲步驟：提供該形成自攻螺紋插塞與固定器，該插塞與固定器具有一柄部（12)，一驅本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-28 - -I I I I I I I 11 1^ * ·!ι^ί —------線—,Τ - - „/L· <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ASB8C8D8 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製六、申請專利範圍動部份（1 1 )形成於柄部（1 2 )上，一第一螺紋部份 (14，114，214，314，414，514， 6 1 4，7 1 4)用來依照預定形狀於該開口的內壁（ 18，118，218，318，418，518， 618 ’ 718)形成內螺紋（20，130，230， ’330’430，530，634，730)，一第二螺紋部份（15，115，215，315，415， 515，615，715)相鄰於該第一螺紋部份且形成預定形狀以介入密封啣接方式與由該第一螺紋部份所形成之該內螺紋啣接，及一密封部份（16，116，216 ，316，416，516，616，716)靠近亦進入該開口的該第一螺紋部份，該密封部份是形成來啣接且密封該開口的內壁；提供具有該開口的該工作件：啣接該插塞與固定器於該開口內且驅動該插塞與固定器進入該開口所以此密封部份進入該開口且該第一螺紋部份依照預定形狀形成該內螺紋於該開口內；及繼續該螺紋啣接以將該第二螺紋部份帶入與該內螺紋的啣接以達成該內螺紋與該第二螺紋部份之介入密封啣接，該密封部份啣接且密封該開口的內壁。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該密封部份（16，116，216 ’316 ’416，516 ，616，716)的直徑尺寸小於該第一螺紋部份（ 1 4，114，214，314，414，514， 6 1 4，7 1 4 )之最小的較小直徑’其中該方法更包含本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210 X 297公釐）-29 .11(1111--— II I ΛΛ ·1111111 ^* — —1 —----線 I 1_y, ^lv * /V. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8B8C8D8 六、申請專利範圍藉由該第一螺紋部份通過形成於該開口（ 2 0 )內的內螺紋（30，130，230，330，430，530, 6 3 4，7 3 0)退出該密封部份而不致阻礙該內螺紋，所以該內螺紋保持原狀以容許該插塞與固定器的再啣接。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該插塞與固定器（10，210，310，510，610’ 710)的該密封部份（16，216，316，516 ，6 16)包含一環狀密封環（22，24，26， 222，224，226，228，322，522， 524，526，622，624，626，628， 6 30，632，722)，其安排以作該開口（20) 的該內壁之密封啣接。 1 7 .如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該插塞與固定器（10，210，510，610)的該密封部份包含數個縱向間隔環狀密封環（22 ’ 24 ’ 26 ’ 222，224，226，228 ’522，524’ 526，622，624，626，628，630’ 6 3 2 )，其安排以作該開口（20)的該內壁（18, 218，518，618)之各別密封啣接。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之方法’其中該插塞與固定器（10，210 ’ 510 ’ 610)的該密封環 (22，24，26，222，224，226，228 ，522，524，526，622，624 ’626, 6 2 8，6 3 0，6 3 2)具有差別尺寸關係且向該柄部本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -30- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 «έ-rej· n I H 1 n ϋ I I . ίι 1 I n n n ί I n n n f 1 I i n n .n n , A8B8C8D8 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製六、申請專利範圍 (2 0 )的末端部份收歛之各別外直徑。 19.如申請專利範圍第1 7項之方法，其中該插塞與固定器（10，210，510，610)至少包含三個密封環（22，24，26，2 22，224，226， 228，522，524，526，6 22，624， 626，628，630，632)。 2 〇 .如申請專利範圍第1 4項之方法，其中該插塞與固定器（4 1 0)的該密封部份（4 1 6)包含一球根狀彎曲圓周表面（422)。 2 1 —種插塞與固定器（10，110，210， 310，410，510，610’710)用來密封工作件（P)的開口（20)，該插塞與固定器其特徵爲：柄部（12)，其具有與該開口的內壁（18，，118 ，218，318，418，518，618，718) 啣接且提供密封之螺紋部（14，1 14，2 14， 314，414，514，614，714):及具有密封部份（16，116，216，316，416， 516，616，716)，其靠近亦進入該開口的該螺紋部份，該密封部份是成形來啣接且對著該開口的內壁提供第二密封。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項之插塞與固定器（ 10，210，510，610)，其中該密封部份（ 16，216，516，616)包含數個環狀密封環（ 22，24，26，2 2 2，224，226，228， U—十 (請先闉讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨-I .線· C 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -31 - C8 D8 六、申請專利範圍 522，524，526，622，624，626， 628 ’630，632) 〇 2 3 ·如申請專利範圍第2 2項之插塞與固定器（ 1〇 ’110，210，310，410，510， 61〇，710) ’其中該密封部份（16，116， 216，316，416，516，616，716)是錐狀的。 2 4 .如申請專利範圍第2 1項之插塞與固定器（ 10，110，210，310，410，510， 610’710)，其中該插塞與固定器是形成自攻螺紋且包含錐狀形成螺紋部份（14，114，214 , 314，414，514，614，714)。 (锖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公« ) - 32 -