(57)【要約】  管セグメント（２、４）を結合させるための結合部。結合部は、第１のハウジング構成要素（１２）、第２のハウジング構成要素（１４）、および第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させる締結具を含む。締結具（２２）は、第１および第２のハウジング構成要素が結合部の中心軸を規定するように閉鎖状態にあるように、アライメントの軸を規定する整列された状態となる。締結具は、第１および第２のハウジング構成要素が開放状態にあるように、締結具の旋回軸を規定するように曲げられた状態になる。旋回軸は、中心軸に実質的に平行となっており、かつアライメントの軸に実質的に垂直である。
2013508654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの管セグメントを連結するための結合部であって、
第１の端部、第２の端部、および前記第１の端部と第２の端部との間に延在するアーチ形面を有する第１のハウジング構成要素；
第１の端部、第２の端部、および前記第１の構成要素の前記第１の端部と第２の端部との間に延在するアーチ形面を有する第２のハウジング構成要素であって、前記第１および第２のハウジング構成要素の前記第１の端部の各々が貫通孔を有する、第２のハウジング構成要素；
前記第１の構成要素と第２の構成要素とを結合するように、前記第１および第２のハウジング構成要素の前記第１の端部の前記貫通孔内に配置された締結具であって、前記締結具が、第１の要素および第２の要素を有していて、前記締結具の第１の状態および第２の状態を規定し、前記締結具の前記第１の状態は、前記貫通孔を通って延在するアライメントの軸を規定するために、前記第１および第２の構成要素の前記第１の端部の前記貫通孔が実質的に整列されるように、実質的に整列されている前記締結具の前記第１および第２の要素を含み、前記締結具の前記第２の状態は、前記アライメントの軸に実質的に垂直に延在する旋回軸の周りで互いに対して曲げられている前記第１および第２の要素を含む、締結具
を含む結合部。
【請求項２】
前記締結具が第１の締結具を含み、および前記第１および第２のハウジング構成要素の前記第２の端部の各々が貫通孔を有し、前記結合部が、前記第１および第２の構成要素の前記第２の端部の前記貫通孔の少なくとも一方内に配置された第２の締結具をさらに含む、請求項１に記載の結合部。
【請求項３】
前記第１の締結具が前記第１の状態にあり、前記第１および第２の構成要素の前記アーチ形面が互いに対向して、前記旋回軸に平行に延在する前記結合部の中心軸を規定する、請求項２に記載の結合部。
【請求項４】
前記第１および第２のハウジング構成要素の前記第２の端部の前記貫通孔が、前記第１および第２のハウジング構成要素の前記第１の端部において、前記貫通孔の前記アライメントの軸に実質的に平行に実質的に軸方向に整列されている、請求項３に記載の結合部。
【請求項５】
前記第２の締結具が、前記ハウジング構成要素の前記第２の端部において前記貫通孔の各々内に配置されて、前記第１の締結具が前記第１の状態で固定されるようにする、請求項３に記載の結合部。
【請求項６】
前記第１および第２のハウジング構成要素の一方の前記第２の端部が、前記結合部の中心軸に向かって延在しかつ前記一方のハウジング構成要素の前記第２の端部の前記貫通孔と連通するスロットを規定する、請求項３に記載の結合部。
【請求項７】
前記第２の締結具が、前記第１および第２のハウジング構成要素の一方の前記第２の端部にある１つの貫通孔にのみ配置されて、前記第１の締結具が、前記第１の状態と第２の状態との間で動き、および前記第１および第２のハウジング構成要素が、旋回軸の周りで互いに対して旋回する、請求項２に記載の結合部。
【請求項８】
前記第１および第２のハウジング構成要素の少なくとも一方の前記第１の端部が、前記少なくとも一方の構成要素の前記第１の端部の前記貫通孔を規定する内面を含み、前記内面が、直線軸の周りでの前記第１の構成要素と第２の構成要素との間の相対的回転を防止するように、前記締結具の一部分と係合する、請求項１に記載の結合部。
【請求項９】
前記締結具が、前記旋回軸に沿って配置されたピンを含み、および前記ピンは、前記第１の要素を前記第２の要素に結合させる、請求項８に記載の結合部。
【請求項１０】
前記ピンが、前記少なくとも一方の構成要素の前記第１の端部の前記内面によって係合された前記締結具の部分であり、前記内面が、前記ピンを収容するための凹部を規定する、請求項９に記載の結合部。
【請求項１１】
前記締結具の前記第１および第２の要素の各々が、拡大頭部分と、前記締結具の前記旋回軸に対して垂直に延在する前記要素の長手軸に沿って、前記頭部分から垂下する軸部分とを含み；前記第１および第２の要素の各々の前記頭部分が、前記旋回軸に沿って延在する貫通孔と、前記第１の要素を前記第２の要素に結合して、前記第１および第２の要素の前記頭部分が互いに係合するようにする、前記締結具の各頭部分の前記貫通孔に配置されたピンとを含む、請求項１に記載の結合部。
【請求項１２】
前記第１の状態では、前記第１および第２の要素の前記長手軸が、前記直線軸に沿って同軸上に整列されて、前記第１および第２の要素の前記軸部分が、前記締結具の対向する軸方向端部を規定するようにする、請求項１１に記載の結合部。
【請求項１３】
前記第１の要素の前記頭部分が第１の平面的な係合面を含み、前記第２の要素の前記頭部分が第２の平面的な係合面を含み、第１および第２の平面的な係合面が互いに係合する、請求項１１に記載の結合部。
【請求項１４】
前記第１の要素の前記頭部分が、前記第１の平面的な係合面に垂直に延在する第１の平面的な肩部を含み、さらに、前記第２の要素の前記頭部分が、前記第２の平面的な係合面に垂直に延在する第２の肩部を含む、請求項１３に記載の結合部。
【請求項１５】
前記第１および第２の要素の各々の前記軸部分にはネジが切られており、各ネジ付き部分が、前記ネジ付き部分の周りにネジ込まれたナットによって、前記ハウジング構成要素の前記第１の端部にある前記貫通孔の一方内に位置決めされている、請求項１１に記載の結合部。
【請求項１６】
管結合部の組立方法であって、
前記結合部の第２のハウジング構成要素の第１の端部に配置された第２の締結具要素に対して、前記結合部の第１のハウジング構成要素の第１の端部に配置された第１の締結具要素を旋回軸の周りで旋回させるステップであって、その結果、前記第１および第２の要素が、前記旋回軸に実質的に垂直な直線軸に沿って配置されて、前記第１および第２のハウジング構成要素の内面が、互いに対して対向するようにし、前記旋回軸に対して実質的に平行に延びる前記結合部の中心軸を規定する、ステップ、および
前記第１のハウジング構成要素の第２の端部を前記第２のハウジング構成要素の前記第２の端部に固定するステップ
を含む方法。
【請求項１７】
前記固定が、前記第１および第２のハウジング構成要素の一方の前記第２の端部に固定された締結具を、前記第１および第２のハウジング構成要素の他方の前記第２の端部のスロットに挿入すること、および前記スロットを有する前記構成要素の貫通孔に前記ボルトを固定することを含み、前記スロットは、前記貫通孔と連通している、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
管セグメントを結合するための結合部であって、
第１のハウジング構成要素；
第２のハウジング構成要素；
前記第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させる締結具であって、前記締結具は、第１および第２のハウジング構成要素が前記結合部の中心軸を規定するように閉鎖状態にあるように、アライメントの軸を含む整列された状態を規定する第１の要素および第２の要素を有していて、前記締結具の前記第１および第２の要素は、前記第１および第２のハウジング構成要素が開放状態にあるように、前記締結具の旋回軸を規定するように曲げられた状態を有し、前記旋回軸は、前記中心軸に平行しかつ前記アライメントの軸に垂直である、締結具
を含む結合部。
【請求項１９】
前記締結具が、前記アライメントの軸の周りの前記第１のハウジング構成要素と第２のハウジング構成要素との間の相対的回転を防止するようにする、請求項１８に記載の結合部。
【請求項２０】
管セグメントを結合させるための結合部であって、
第１の貫通孔を有する第１のハウジング構成要素；
第２の貫通孔を有する第２のハウジング構成要素；
前記第１のハウジング構成要素に係合された第１の締結具要素と、前記第２のハウジング構成要素に係合された第２の締結具要素とを有する締結具であって、前記締結具は、前記第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させて、前記第１および第２のハウジング構成要素が互いに対して旋回するようにし、前記貫通孔内での鋳込による嵌め合いを有する締結具
を含む結合部。
【請求項２１】
前記第１および第２のハウジングが鋳物である、請求項２０に記載の結合部。
【請求項２２】
管セグメントを結合させるための結合部であって、
第１のハウジング構成要素；
第２のハウジング構成要素であって、前記第１および第２のハウジング構成要素が開放状態と、前記結合部の中心軸を規定する閉鎖状態とを有する、第２のハウジング構成要素；および
前記第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させる締結具であって、前記締結具は、第１の係合軸に沿って前記第１のハウジング構成要素と係合される第１の要素と、第２の係合軸に沿って前記第２のハウジング構成要素と係合される第２の要素とを含み、前記第１の要素は前記第２の要素に係合されて、前記締結具の前記第１および第２の要素が、前記第１および第２の係合軸の少なくとも一方を含む平面に対して垂直な旋回軸の周りで互いに対して旋回するようにし、前記旋回軸は、前記結合部の前記中心軸に平行であり、かつ前記第１および第２のハウジング構成要素が前記開放状態と閉鎖状態との間で互いに対して旋回する前記旋回軸を規定する、締結具
を含む結合部。
【請求項２３】
前記締結具の前記第１の要素が、前記第１のハウジング構成要素の第１の凹部に係合し、および前記締結具の前記第２の要素が、前記第２のハウジング構成要素の第２の凹部に係合する、請求項２２に記載の結合部。
【請求項２４】
第１および第２の凹部が止まり穴である、請求項２３に記載の結合部。
【請求項２５】
第１および第２の凹部が貫通孔である、請求項２４に記載の結合部。
【請求項２６】
第１および第２の凹部にネジが切られている、請求項２４または２５に記載の結合部。
【請求項２７】
前記閉鎖状態では、第１および第２の凹部が軸方向に整列されている、請求項２３に記載の結合部。
【請求項２８】
２つの構成要素の間にピボット結合を提供する締結具であって、
第１の要素および第２の要素
を含み、前記第１および第２の要素の各々が、拡大頭部分と、長手軸に沿って前記頭部分から垂下する軸部分とを有し、前記第１および第２の要素の各々の前記頭部分が互いに対して係合されて、前記第１の要素の前記軸部分および前記第２の要素の前記軸部分が旋回軸の周りで互いに対して旋回する、締結具。
【請求項２９】
前記第１および第２の要素の各々の前記頭部分が貫通孔を含み、および前記締結具が、前記締結具の各頭部分の前記貫通孔に配置されたピンをさらに含んで、前記第１の要素を前記第２の要素に結合させ、かつ前記第１および第２の要素の前記頭部分が互いに対して旋回する前記旋回軸を規定する、請求項２８に記載の締結具。
【請求項３０】
前記第１および第２の要素が、前記第１および第２の要素の前記軸部分が前記締結具の対向する軸方向端部を規定する状態を規定する、請求項２８に記載の締結具。
【請求項３１】
前記第１の要素の前記頭部分が第１の平面的な係合面を含み、前記第２の要素の前記頭部分が第２の平面的な係合面を含み、第１および第２の平面的な係合面が互いに係合する、請求項２８に記載の締結具。
【請求項３２】
前記第１の要素の前記頭部分が、前記第１の平面的な係合面に垂直に延在する第１の平面的な肩部を含み、さらに、前記第２の要素の前記頭部分が、前記第２の平面的な係合面に垂直に延在する第２の肩部を含む、請求項３１に記載の締結具。
【請求項３３】
前記第１および第２の要素の各々の前記軸部分にネジが切られている、請求項２８に記載の締結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本国際出願は、２００９年１０月２７日出願の米国仮特許出願第６１／２５５，３５１号（「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｈｉｎｇｅ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇｓ」）の優先権の利益を主張し、その全体を参照として援用する。
【０００２】
本発明は、一般的に管取付具に関し、より具体的には、流体を搬送する配管またはチューブを結合するための装置および方法に関する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ヒンジ結合部のための好ましいシステムおよび方法が提供される。２つの管セグメントを連結させるための好ましい結合部は、第１の端部、第２の端部、および第１の端部と第２の端部との間に延在するアーチ形面を有する第１のハウジング構成要素を含む。第２のハウジング構成要素は、第１の端部、第２の端部、および第１の端部と第２の端部との間に延在するアーチ形面を有する。第１および第２のハウジング構成要素の第１の端部の各々は、貫通孔と、貫通孔内に配置された締結具とを有する。好ましい締結具は、第１の要素および第２の要素を有して、締結具の第１の状態および第２の状態を規定する。締結具の第１の状態は、実質的に整列された締結具の第１および第２の要素を含んで、貫通孔を通って延在するアライメントの軸を規定するように、第１および第２の構成要素の第１の端部の各貫通孔が実質的に整列されているようにする。締結具の第２の状態は、アライメントの軸に実質的に垂直に延在する旋回軸の周りで互いに対して曲げられている第１および第２の要素を含む。
【０００４】
管結合部の組立方法であって、旋回軸の周りで、結合部の第２のハウジング構成要素の第１の端部に配置された第２の締結具要素に対して、結合部の第１のハウジング構成要素の第１の端部に配置された第１の締結具要素を旋回させるステップであって、第１および第２の要素が、旋回軸に実質的に垂直な直線軸に沿って配置されるようにして、第１および第２のハウジング構成要素の内面を、互いに対して対向させ、旋回軸に実質的に平行に延びる結合部の中心軸を規定するステップを含む方法が提供される。方法は、第１のハウジング構成要素の第２の端部を第２のハウジング構成要素の第２の端部に固定するステップをさらに含む。
【０００５】
管セグメントを結合させる結合部の別の好ましい実施形態では、結合部は、第１のハウジング構成要素、第２のハウジング構成要素、および第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させる締結具を含む。締結具は、第１および第２のハウジング構成要素が、結合部の中心軸を規定するように閉鎖状態にあるように、アライメントの軸を含む整列された状態を規定する第１の要素および第２の要素を有していて、締結具の第１および第２の要素は、第１および第２のハウジング構成要素が開放状態にあるように、締結具の旋回軸を規定する曲げられた状態をとる。旋回軸は、中心軸に実質的に平行となっており、かつアライメントの軸に実質的に垂直である。
【０００６】
別の好ましい実施形態では、管セグメントを結合させるための結合部は、第１のハウジング構成要素および第２のハウジング構成要素を含む。第１および第２のハウジング構成要素は、開放状態、および結合部の中心軸を規定するための閉鎖状態をとる。締結具は、第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させ、そこで、締結具は、第１の係合軸に沿って第１のハウジング構成要素に係合した第１の要素と、第２の係合軸に沿って第２のハウジング構成要素に係合した第２の要素とを有する。第１の要素は第２の要素に係合されて、締結具の第１および第２の要素が、第１および第２の係合軸の少なくとも一方によって規定された平面に対して垂直な旋回軸の周りで互いに対して旋回するようにする。旋回軸は、結合部の中心軸に実質的に平行となっており、かつ、第１および第２のハウジング構成要素が互いに対して開放状態と閉鎖状態との間で旋回する旋回軸を規定する。
【０００７】
結合部の好ましい１つの実施形態では、結合部は、第１の貫通孔を有する第１のハウジング構成要素と、第２の貫通孔を有する第２のハウジング構成要素とを含む。第１の締結具要素を有する締結具は、第１のハウジング構成要素に係合され、および第２の締結具要素は第２のハウジング構成要素に係合され、締結具は、第１の構成要素と第２の構成要素とを連結させて、第１および第２のハウジング構成要素が互いに対して旋回するようにする。好ましくは、締結具は、貫通孔内で鋳込による嵌め合いを有する。
【０００８】
さらに別の実施形態では、第１の要素および第２の要素を有する締結具であって、第１および第２の要素の各々が、拡大頭部分と、長手軸に沿って頭部分から垂下する軸部分とを有する締結具が提供される。第１および第２の要素の各々の頭部分は、旋回軸を規定する貫通孔を含む。第１の要素を第２の要素に結合させるために、締結具の各頭部分の貫通孔にピンが配置され、第１および第２の要素の頭部分が軸の周りで互いに対して旋回するようにする。
【０００９】
本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の例示的な実施形態を示し、上述の説明と併せて、本発明の特徴を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】好ましい結合部の斜視図である。
【図２】図１の結合部の部分的な断面図である。
【図３Ａ】図１の結合部で使用する締結具の好ましい実施形態である。
【図３Ｂ】図３Ａの締結具の斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ａの締結具の要素の斜視図である。
【図３Ｄ】図３Ａの締結具の分解図である。
【図４Ａ】別の好ましい結合部の斜視図である。
【図５Ａ】好ましい結合部の開放状態の図である。
【図５Ｂ】閉鎖状態における好ましい結合部の斜視図である。
【図６Ａ】結合部ハウジング構成要素の好ましいボルトパッド延在部の平面図である。
【図６Ｂ】図６Ａの好ましいボルトパッド延在部の立面図である。
【図６Ｃ】結合部ハウジング構成要素の別の好ましいボルトパッド延在部の平面図である。
【図７Ａ】開放組立状態の好ましい結合部である。
【図７Ｂ】閉鎖状態にある図７Ａの好ましい結合部である。
【図８Ａ】開放状態にある別の好ましい結合部である。
【図８Ｂ】閉鎖状態にある図８Ａの結合部である。
【図９Ａ】Ｃ字形状のガスケットを使用する管継手における好ましい結合部組立体の部分的な断面図である。
【図９Ｂ】トリ−シールガスケットを使用する管継手における好ましい結合部組立体の部分的な断面図である。
【図１０Ａ】好ましい結合部のハウジングおよびガスケット構成の部分的な圧縮されていない概略図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの配置の圧縮された図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に、２つの好ましくは溝付きの管セグメント２、４を管軸Ｘ−Ｘに沿って連結させるために、管セグメント２、４の周りに固定されたヒンジ結合部１０の好ましい実施形態を示す。好ましい結合部は、管セグメント２、４の端部の周りで流体密封を形成するガスケット（隠れている）を取り囲む２つのハウジング構成要素１２、１４を含む。さらに具体的には、好ましい結合部１０は上部ハウジング１２および下部ハウジング１４を含み、それらの各々が、好ましくは、管組立体のほぼ半分を支えて収容するような寸法にされている。あるいは、結合部１０は、本明細書で説明するヒンジ結合構成で隣接する構成要素を連結できるという条件で、３つ以上のハウジング構成要素を含むことができる。
【００１２】
結合部１０は、結合端部１６と、好ましくは直径方向の反対側の固定端部１８とを含む。結合部１０は、ユーザのために好ましくは予め組み立てられ、結合端部１６において、上部ハウジング１２が、エンドユーザに届けられる前に製造者によって下部ハウジング１４に結合されるようにする。加えて、ハウジング構成要素１２、１４は、結合端部１６に位置する旋回軸Ｐ−Ｐの周りで互いに対して旋回する。それゆえ、ユーザは、例えば図２に示すような開放状態で結合部１０を配置でき、管セグメント２、４の端部の周りに下部ハウジング構成要素１４の位置を決定し、および下部ハウジング構成要素１４に対して上部ハウジング１２を旋回させて、図１の閉鎖状態でそれらの間に管セグメントの端部を取り囲むようにする。固定端部１８においては、ハウジング構成要素１２、１４は互いに固定されるため、ハウジング構成要素１２、１４は互いに対して旋回できず、管の端部セグメント２、４の周りに流体密封が形成される。
【００１３】
図２に、結合部１０を部分的な断面図で示す。この実施形態では、下部および上部ハウジング構成要素１２、１４の各々は同様に構成されている。さらに具体的には、上部ハウジング構成要素１２は、第１の端部１６ａ、第２の端部１８ａを含み、好ましくは、第１の端部１６ａと第２の端部１８ａとの間には、実質的にアーチ形のセグメント１２ａが延在する。同様に、下部ハウジング構成要素１４は第１の端部１６ｂ、第２の端部１８ｂを含み、好ましくは、第１の端部１６ａと第２の端部１８ａとの間にはアーチ形セグメント１４ａが延在する。ハウジング構成要素が閉鎖状態にある場合、アーチ形セグメントは対向して、結合部１０の中心軸Ｃ−−Ｃを規定する。アーチ形セグメント１２ａ、１４ａの各々は、ガスケットシールを係合しかつ収容するためのガスケット用キャビティを画成する内面１２ｂ、１４ｂを有する。アーチ形セグメント１２ａ、１４ａの各々は、アーチ形セグメントの外周囲面セグメント１２ｃ、１４ｃを規定する。好ましくは、ハウジング構成要素の周囲面１２ｃ、１４ｃは、共に、アーチ形から実質的に円形のプロファイルを規定するが、複数の線形のラインを備える多角形などの他の幾何学的プロファイルも可能である。
【００１４】
第１および第２のハウジング構成要素１２、１４の第１の端部１６ａ、１６ｂおよび第２の端部１８ａ、１８ｂの各々は、好ましくは、結合端部１６および固定端部１８の各々においてハウジング構成要素を連結させる締結具の一方の端部を収容するための凹部、一層好ましくは貫通孔２０を有するボルトパッド延在部よって、規定される。図２に、上部および下部ハウジング構成要素１２、１４の第１の端部１６ａ、１６ｂにおいてボルトパッドの貫通孔２０内に係合または配置された好ましいピボット締結具２２を示す。ピボット締結具２２は、ハウジング構成要素１２、１４を連結させることに加えて、好ましくは結合部１０の中心軸Ｃに平行して延びる旋回軸Ｐの周りでの上部ハウジング構成要素１２と下部ハウジング構成要素１４との間の相対的な旋回運動をもたらす。この実施形態では、ハウジング構成要素１２、１４は同一であり、好ましくは対称的であるため、好ましいピボット締結具２２は、結合部１０の２つの端部１６、１８のいずれかに取り付けることができ、結合部のいずれかの端部が結合端部１６としての機能を果たし、かつ反対側の端部が固定端部１８としての機能を果たすことができるようにする。好ましくはハウジング構成要素１２、１４の第２の端部１８ａ、１８ｂの貫通孔２０内には、結合部１０を閉鎖状態に維持するために別の締結具、好ましくは、ナット（図示せず）によって固定された固定直線ボルトが配置される。
【００１５】
図３Ａおよび図３Ｂに、好ましいピボット締結具２２’を示す。好ましいピボット締結具２２’は、好ましくは、第１の要素２２’ａと、第１の要素２２’ａに結合または係合された第２の要素２２’ｂとを含み、要素２２’ａ、２２’ｂが、互いに対して旋回して、２つ以上の状態を規定できるようにしている。例えば、図３Ａには、要素２２’ａ、２２’ｂが実質的に軸Ｙ−−Ｙに沿って軸方向に整列された第１の状態にある第１および第２の要素２２’ａ、２２’ｂを示し、および図３ｂは、要素２２’ａ、２２’ｂが互いに対して旋回されて、軸ＹＡ−−ＹＡに沿って延在する第１の要素２２’ａが、軸ＹＢ−−ＹＢに沿って延在する第２の要素２２’ｂに対して曲げられていることを示す。
【００１６】
第１および第２の要素２２’ａ、２２’ｂは好ましくは実質的に同一である。図３Ｃに、好ましい要素２２’ａを示す。締結具の要素２２’ａ、２２’ｂの各々は、好ましくは拡大頭部分２４ａと、要素２２’ａの長手軸ＹＡ−ＹＡに沿って頭部分２４ａから垂下する軸部分２６ａとを有する。頭部分２４ａ、２４ｂは、好ましくは互いに係合するかまたは協働して動作して、第１の要素２２’ａと第２の要素２２’ｂとの間の旋回関係を規定する。特に好ましい一実施形態では、頭部分２４ａは、要素２２’ａの長手中心軸を含む平面に配置された第１の平面的な軸受面２４ａａを含む。頭部分２４ａは、好ましくは、第１の平面的な軸受面２４ａａと垂直に延在する第２の平面的な肩面２４ａｂをさらに含む。要素２２’ａの拡大頭部分２４から好ましくは細い軸部分２６ａまでの移行部は、好ましい円錐台形の移行部分２４ａｃである。移行部分２４ａｃは、例えば、円形シリンダーまたは頭部分２４ａから軸部分への段移行部などの交互の幾何学的形状を規定できる。軸部分２６ａは、好ましくは、結合部ハウジング構成要素１２、１４のボルトパッド端部１６、１８内に締結具２２’を固定するためにネジが切られている。
【００１７】
図３Ｄに、好ましいピボット締結具２２’の分解組立図を示す。組立体では、要素２２’ａ、２２’ｂの平面的な軸受面２４ａａ、２４ｂａが互いに係合して、旋回軸締結具の長手中心軸を含む平面に少なくとも接触線を規定する。２つの要素を互いに固定するために、好ましい締結具２２’は、要素２２’ａ、２２’ｂの頭部分２４ａ、２４ｂの各々に形成された貫通孔２４ａｄ、２４ｂｄ内に配置された、ピンの軸Ｐ’−Ｐ’を規定するピン要素２８を含む。貫通孔２４’ａｄ、２４’ｂｄは、好ましくは、各要素２２’ａ、２２’ｂの第１の平面的な軸受面２４ａａ、２４ｂａに直交して延在する。要素２２’ａ、２２’ｂは、ピン２８およびその軸Ｐ’−Ｐ’の周りで互いに対して回転または旋回する。再び図３Ａを参照すると、組み立てられた好ましいピボット締結具２２’は、ピボット締結具２２’の軸方向に整列された状態において、拡大中央部分２４ａ、２４ｂの周りで長手軸Ｙ−Ｙに沿って対向する２つの好ましくはネジ付き端部２６ａ、２６ｂを含む。中央部分２４ａ、２４ｂは、好ましくは実質的に円形シリンダー状の外表面幾何学形状を規定する。あるいは、中央部分２４ａ、２４ｂは矩形シリンダーまたは立方体とし得る。ピン２８の軸方向長さを、好ましくは、中央部分２４ａ、２４ｂの幅よりも大きく規定して、ピン２８の端部が、要素２２’ａ、２２’ｂの各頭部分２４ａ、２４ｂの貫通孔の開口部２４ａｄ、２４ｂｄを越えて突出するようにする。あるいは、ピン２８を、一方の要素２２’ｂに形成された貫通孔または凹部に収容されるように、他方の要素２２’ａ上に一体的に形成できる。さらに代替形態では、要素２２’ａ、２２’ｂの各々を、互いに係合および協働する対応構造を有するように形成でき、それにより要素２２’ａ、２２’ｂが、本明細書に説明するように互いに対して旋回できるようにする。
【００１８】
上述のように、締結具２２は、好ましくは、ハウジング構成要素１２、１４の端部１６、１８の一方に形成されたボルトパッドの貫通孔２０内に固定され、構成要素１２、１４が一方の端部において連結されるが依然として軸Ｐ−Ｐの周りで互いに対して旋回するハウジングを備える結合部１０を提供する。図４Ａは、好ましいピボット締結具２２’が結合端部１６に固定された、開放状態にある好ましい結合部１０の組立体の別の図を示す。好ましいピボット締結具２２’の各端部は、上部および下部ハウジング構成要素１２、１４それぞれのボルトパッド延在部１６ａ、１６ｂの貫通孔２０内に固定される。締結具２２’を固定するために、ナット２９を、締結具２２’の各要素２２’ａ、２２’ｂのネジ付き軸２６ａ、２６ｂの周りに配置する。締結具２２’を取り付ける場合、締結具の中央部分２４をハウジング構成要素１２と１４との間に配置し、ピン２８が旋回しかつその軸Ｐ’−Ｐ’が結合部１０の中心軸Ｃ−Ｃに平行となるように配置されるようにし、それにより結合部組立体のための旋回軸Ｐ−Ｐを規定する。
【００１９】
ボルトパッド延在部の端部１６ａ、１６ｂの貫通孔２０内に締結具２２’を適切に置いて配置する場合、ハウジング構成要素は、旋回軸Ｐ−Ｐの周りで互いに対して旋回でき、例えば図５Ａに示す開放状態から、図５Ｂに示す閉鎖状態になる。結合部１０の閉鎖状態では、締結具２２’は、好ましくは、貫通孔２０が実質的に軸方向に整列されるように配置され、および開放状態では、締結具２２’は、貫通孔が互いに対して曲げられるように配置される。ハウジング構成要素が互いに対して旋回し得る角度の範囲は、好ましくは、２つの要素２２’ａ、２２’ｂが互いに対して旋回できる角度範囲、およびその角度範囲にわたるハウジング構成要素間の干渉によってのみ限定される。図３Ｂに戻ると、第１の要素２２’ａは、第２の要素２２’ｂに対して、締結具の旋回軸Ｐ’−Ｐ’の周りで約１８０°、および一層好ましくは２１０°の好ましい回転角度範囲を有する。それゆえ、上部構成要素１２は、好ましくは、下部ハウジング構成要素１４に対して、旋回軸Ｐ−Ｐの周りで対応する角回転範囲にわたって旋回する。
【００２０】
ハウジング構成要素間の干渉を最小限にするために、および相対的な可動範囲を最大にするために、ピボット締結具２２’を収容するボルトパッド延在部の端部は、貫通孔２０を規定する領域における、ボルトパッド延在部１６ａ、１６ｂの外縁に、角度のつけられたノッチを有する。例えば、図４Ａおよび図５Ａを参照すると、ボルトパッドは、ハウジング端部１６ａ、１６ｂの外周縁に、細くなるようにテーパが付けられ、角度のつけられた面３０ａ、３０ｂを規定する。角度のつけられた面は、ハウジング構成要素１２、１４が干渉せずに互いに対して回転できる旋回軸Ｐ−Ｐの周りに好ましいノッチまたは間隙を提供する。
【００２１】
ハウジング構成要素１２と１４との間の相対運動、および管セグメントの周りの結合部１０の閉鎖したシール状態を容易にするために、ハウジング構成要素１２と１４との間の相対的な旋回運動を、共通の平面に発生させることが望ましい。それゆえ、好ましい結合部組立体１０は、貫通孔２０に沿って延在する軸ＹＡ−ＹＡ、ＹＢ−ＹＢの周りでの構成要素間の相対的回転が最小限にされること、または一層好ましくはその回転をなくすことを提供する。好ましい結合部１０では、ピボット締結具２２’はボルトパッド延在部の端部１６ａ、１６ｂの内面に係合して、締結具２２’を収容するボルトパッド延在部１６ａ、１６ｂの貫通孔２０を通って延在する軸ＹＡ−ＹＡ、ＹＢ−ＹＢの周りで構成要素が互いに対して回転できないようにする。図４Ａの組み立てられた結合部は、図５Ｂから分かるように、ピン２８の露出している端部が、貫通孔２０を規定するボルトパッド延在部１６ａ、１６ｂの内面に形成された凹部３２ａ、３２ｂ内に置かれる。ハウジング構成要素１２、１４が互いに対して回転するいかなる傾向も、ピン２８の露出している端部と、ピン２８の露出している端部を保持する凹部３２を規定する内面との間の相互作用によって最小限にされるかまたはなくされる。
【００２２】
図６Ａおよび図６Ｂに、好ましいボルトパッド延在部の平面図および断面図を示す。この説明に役立つ例では、下部ハウジング構成要素１４用のボルトパッド延在部１６ｂを示すが、上部ハウジング構成要素１２のボルトパッド延在部１６ａ、１８ａのように、対向するボルトパッド延在部の端部１８ｂを同様に構成できる。図６Ａの平面図では、貫通孔２０を示し、貫通孔２０への開口部に隣接して、開口部の周りに直径方向に対向して凹部３２ｂが設けられ、これら凹部３２ｂには、好ましいピボット締結具２２’から露出しているピン２８の端部を係合する。図６Ｂの断面図には、凹部３２ｂが部分的に半円の幾何学的形状を規定していることを示すが、凹部が適切に配置されてピン２８の露出している端部を少なくとも部分的に収容および係合するという条件で、凹部３２ｂに他の幾何学的形状を選択することもできる。貫通孔２０の幾何学的形状に関して、貫通孔２０の断面積は、好ましくはその伸長軸Ｂ−Ｂに沿って変動するか、または、その代わりに、ハウジング構成要素１２、１４を結合するための所望の締結具を開口部が収容できるおよび／または旋回軸Ｐ−Ｐの周りの相対的な旋回運動を提供できるという条件で、一定とし得る。例えば、図６Ｃに、両端部１６ｂ、１８ｂに、長円形の幾何学的形状を規定する貫通孔２０’を含み、締結具の対応した形状の部分にこれを係合し、締結具が貫通孔２０内で回転しないようにする、別の好ましいハウジング構成要素１４を示す。それゆえ、ナットは、片手だけで長円形状の締結具の周りにネジ込むことことができる。
【００２３】
上述のようなハウジング構成要素の好ましい対称的な構成ゆえに、好ましい結合部のピボット締結具２２は、結合部１０のいずれかの端部１６、１８に取り付けることができる。さらに、ハウジング構成要素の好ましい共通の形態のために、単一のハウジング構成要素が上部ハウジング構成要素または下部ハウジング構成要素のいずれかとして機能し得る。単一の対称的なハウジング構成要素設計を有することは、製造者または在庫が、結合部組立体用の追加的なハウジング構成要素を必要としなくてすむので、望ましいとし得る。加えて、単一のハウジング構成要素設計は、特定の向きにする必要のある、異なる部分の不整合および不適切な組み立てを回避することによって、組立誤差をなくし得る。ハウジング構成要素１２、１４は、追加的な特徴を含み、例えば図６Ｂに示すような、それらの組み立てを促すことができる。下部ハウジング構成要素１４は、各端部に舌部３４ｂおよび凹部３６ｂを含み、上部ハウジングの対応する凹部および舌部とそれぞれかみ合うようにしてもよい。舌部および凹部は、好ましくは、結合部１０の中心Ｃに対してボルトパッド貫通孔２０の半径方向内側に配置される。舌部および凹部の詳細は、米国特許第６，１３９，０６９号明細書に示されて説明されており、その全体を参照として援用する。
【００２４】
ピボット締結具の好ましい使用は、結合部１０の製造を単純化できる。なぜなら、好ましいピボット締結具２２’は結合部の旋回作用を提供し、それゆえ、ピボット締結具には精密な嵌め合いおよび公差があり、構成要素ハウジング１２、１４を機械加工してヒンジ結合を形成する必要がないためである。それゆえ、結合部１０は、締結具２２’とハウジング構成要素１２、１４との間に鋳込による嵌め合いを用いることができる。このように、構成要素と結合部１０の要素との間における実質的な軸方向アライメントまたは実質的な垂直の向きのみで、構成要素を互いに整列させるかまたは垂直に向けて、結合部に所望の状態を提供することを十分に行える。
【００２５】
好ましくは、結合部１０は、ピボット締結具２２が取り付けられかつ上部および下部ハウジング構成要素１２、１４が連結されるように、予め組み立てられる。図７Ａ〜図７Ｂに、好ましい結合部１０を使用して管またはチューブセグメントを結合させる好ましい方法を示す。ガスケットシール４０は、図７Ａの端面図に示すように管セグメント２、４の端部にわたって配置される（図９Ａおよび図９Ｂに説明のために断面で示す）。締結具２２が、好ましくは、結合部１０を全開状態にするように曲げられた状態にある場合、下部ハウジング構成要素１４はガスケット４０と係合して、ガスケット４０を、下部ハウジング構成要素１４の内面１４ｃによって規定されたハウジング凹部内に収容されるようにする。上部ハウジング構成要素１２は、旋回軸Ｐ−Ｐの周りを下部ハウジング構成要素１４に対して旋回し、結合部４０の周りで結合部１０に閉鎖状態をもたらし、締結具２２および締結具が配置される貫通孔２０が、軸方向に整列された状態になるようにする。管継手を完全にシールして形成するために、別個の第２の締結具４２、ボルト４２が、結合端部１６に対向する結合部１０の固定端部１８の軸方向に整列された貫通孔２０に差し込まれ、かつ配置される。ボルト４２のネジ付き軸にナット４４がネジ込まれ、かつ、好ましくは結合部のサイズに依存して約３０〜約２５０フィート−ポンド（３０−２５０ｆｔ．−ｌｂｓ）の範囲のトルク量でボルトに固定される。
【００２６】
好ましい結合部は予め組み立てられるため、好ましいピボット締結具２２’は、その端部で、ネジ付きナット２９によって固定されるかまたは部分的に固定される。ナット２９は、好ましくは、締結具２２’のネジ付き軸部分２６ａ、２６ｂの周りで、約６０〜１００ｆｔ−ｌｂｓ．のトルク量で、またはネジ付き軸部分２６ａ、２６ｂの周りで、締められかつ固定された係合をもたらすトルク量で、締められて固定される。あるいは、ボルトパッド延在部１６ａ、１６ｂの貫通孔２０内に締結具が適切に固定されて配置され、かつ結合部が、所望の静水圧および曲げモーメント定格を満たすことができる限りは、締結具２２’の端部２６ａ、２６ｂは、圧入、端部２６ａ、２６ｂを適所にもたらすこと、または他の固定構造、すなわちピンと共に、形成された端部を使用することなどの他の技術によってハウジング構成要素１２、１４に固定できる。
【００２７】
結合部１０の上述の実施形態は、エンドユーザによって取り付けられて固定された別個の締結具４２を使用してシールされた。一層好ましい、完全に予め組み立てられた結合装置を提供するために、図８Ａおよび図８Ｂに、結合部１０’の代替的な実施形態を示す。この代替的な実施形態では、結合部１０’の固定端部１８は、予め組み立てられた締結具４２の組立体を提供するように構成される。予め組み立てられた好ましい結合部１０’は、依然として、その結合端部１６に、締結具２２、好ましくは、上部ハウジング構成要素１２と下部ハウジング構成要素１４とを連結させかつ構成要素が互いに対して旋回する旋回軸Ｐ−Ｐを提供するピボット締結具２２’を含む。上部ハウジング構成要素１２は上述のように構成されるが、下部ハウジング構成要素１４’は、好ましくは固定端部１８にスロット２１を含む。スロット２１は、ボルトパッド延在部の端部１８ｂの貫通孔２０と連通し、および好ましくは、ハウジング構成要素１４’の外側横方向縁に配置された周囲スロット開口部を含む。下部ハウジングのスロット開口部およびスロット２１によって、ボルト４２とナット４４との組み合わせ形態の締結具組立体を、上部ハウジング構成要素１２のボルトパッド延在部の端部１８ａの貫通孔２０内に配置できる。スロット２１が貫通孔２０と連通することによって、ボルトパッド延在部１８ｂ’は、細長いまたは好ましくは長円形状の開口部を提供して、ボルトの対応する形状の部分を係合し、ボルトが貫通孔２０内で回転しないようにする。
【００２８】
予め組み立てられた結合部１０’は、エンドユーザが別個のボルトを結合部の固定端部１８に差し込んで、締結具４２の端部の周りでナットを固定する必要性をなくす。その代わりに、エンドユーザは、結合部１０’を、整列された管セグメント２、４の周りに配置されるガスケット４０の周りに配置できる。次いで、結合部には、例えば図８Ｂに示すような閉鎖状態がもたらされる。ハウジング構成要素が閉鎖位置まで旋回できるように、締結具組立体４２、４４を邪魔にならないところに位置決めできる。閉鎖状態になったら、締結具組立体４２、４４を、スロット２１を通して差し込むことができ、その開口部を貫通孔２０内の位置にする。次いで、ナット４４を所望のトルク値まで締めて、管継手を使用位置に配置できる。スロット２１およびその周囲開口部を下部ハウジング１４’に関して説明したが、代わりのハウジング構成要素１４’を結合部組立体１０の上部ハウジング構成要素として使用できることを理解されたい。そのような場合には、締結具組立体４２を下部ハウジング構成要素の貫通孔２０内に予め組み立てることができる。
【００２９】
上述の好ましい結合部組立体は、好ましくは、公称２インチ（２ｉｎ．）；２−１／２インチ；３インチ（３ｉｎ．）；４インチ（４ｉｎ．）；６インチ（６ｉｎ．）；または８インチ（８ｉｎ．）の管またはチューブを接合するために構成されるが、ハウジング構成要素が、ピボット締結具２２を保持して固定するように構成されることを条件として、任意のサイズの管またはチューブを接合するように構成されてもよい。上述の好ましい結合部組立体の各々では、固定締結具４２と組み合わせたピボット締結具２２は、ガスケット４０の周りのハウジング構成要素に圧縮力を十分に分散させる。ガスケット４０を係合する上部および下部ハウジング構成要素１２、１４の内面１２ａ、１４ａは、好ましくは、ガスケットに対して圧縮力を最大にするおよび／または十分な圧縮力を維持するプロファイルを規定して、管継手における効果的なシールを維持するようにする。
【００３０】
図９Ａおよび図９Ｂに、好ましいガスケット４０と係合した上部ハウジング構成要素１２の公知の内面１２ａを示す。上述のヒンジ結合構成において使用するための代替的な内面１２ａ、１４ａおよび好ましいガスケットの詳細を図１０Ａおよび１０Ｂに示す。図１０Ａおよび図１０Ｂにはそれぞれ、結合部ハウジング１２のテーパ付き内面１２ａが、好ましいガスケット４０の横方向面をハウジング１２の内部の側壁に対して横方向に圧縮する一対のノッチ３０を規定する、圧縮されていない図および圧縮された図を示す。図１０Ａおよび図１０Ｂに示すガスケットおよびハウジングの詳細な説明は、２０１０年１０月２５日出願の国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ１０／５３９７０号明細書（「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｉｐｅ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇｓ」）に提供されており、この出願は、２００９年１０月２７日出願の米国仮特許出願第６１／２５５，４０９号明細書（「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｉｐｅ  Ｃｏｕｐｌｉｎｇｓ」）の優先権を主張し、双方とも、参照により援用する。公知のガスケット構成を、上述の結合部組立体内で使用してもよい。例えば、図９Ａおよび図９Ｂに示すように、Ｔｙｃｏ  Ｆｉｒｅ  ＆  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ  ＩＨ−１０００ＦＰ、表題「Ｇｒｉｎｎｅｌｌ（商標登録）−Ｇｒｏｏｖｅｄ  Ｆｉｒｅ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｍａｎｕａｌ」（２００７年８月）の１２頁で特定できる標準スタイルの「Ｃ字形状」または「トリ−シール」のガスケットを好ましい結合部組立体１０、１０’に使用できる。取り付け説明書の１２頁の写しは、米国仮特許出願第６１／２５５，３５１号明細書に含まれている。
【００３１】
好ましい結合部１０、１０’およびその取り付けでは、上述のように、ピボット締結具２２は、少なくとも３つの機能を提供する：ｉ）ピボット締結具２２は、予め組み立てるためにハウジング構成要素１２、１４を連結して、エンドユーザのために別個の構成要素数を最小限にする；ｉｉ）締結具２２は結合部１０の旋回軸を規定する；およびｉｉｉ）閉鎖状態では、流体密封を形成するために、ユーザが一方の締結具４２にのみ適切にトルクを与える必要があるように、締結具２２は、ハウジング構成要素１２と１４との間にしっかりとした保持を提供する。さらに、具体的には、好ましい結合部組立体１０は、好ましい締結具２２に、その軸方向構成では、図５Ｂに示すようにハウジング構成要素１２、１４の貫通孔２０と線上に整列して結合部１０の閉鎖状態を規定し、およびその曲げられた状態では、図５Ａに示すように結合部１０の開放状態を規定することを提供する。ピボット締結具２２’の好ましい実施形態を図３Ａ〜図３Ｄに示し、かつ上述した。しかしながら、得られる締結具機能が上述したとおりであるという条件で、締結具２２の代替的な状態および構成要素１２、１４内でのその状態が可能である。例えば、締結具および結合部を、締結具の要素が曲げられた状態で、開放および閉鎖状態において結合部を保持するように構成できる。加えて、締結具が貫通孔を通って延在しないように、締結具を提供でき、ボルトパッド延在部を構成でき、例えばボルトパッドの１つ以上が、ピボット締結具の軸用のネジ付き止まり穴を含むことができる。
【００３２】
本発明を、いくつかの実施形態を参照して説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく、説明の実施形態に対する多くの修正、代替、および変更が可能である。従って、本発明は、説明の実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲およびその等価物の用語によってその全範囲が規定されるものとする。
【図１】
2013508654.tif 000003
【図２】
2013508654.tif 000004
【図３Ａ】
2013508654.tif 000005
【図３Ｂ】
2013508654.tif 000006
【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
2013508654.tif 000009
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
2013508654.tif 000015
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【国際調査報告】
2013508654.tif 000023
2013508654.tif 000024