(57)【要約】ばね（１２０）と座（８０）との間に介在するグランド（１００）を備える、玉弁。これらの玉弁は、弁体（１２）、玉（２０）、弁座（８０）、および環状ばね（１２０）を備える。このばねは、このグランド部材をこの弁座の方へと推進し、この弁座をこの玉の方へと推進する。この弁体は、弁チャンバ、入口通路、および出口通路を備える。この玉は、この弁がこの弁チャンバの軸に沿って可動であるように、そしてこの玉がこの弁チャンバ内で、弁の開位置と弁の閉位置との間で回転可能であるように、このチャンバ内に設置される。
2008506906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉弁であって、
ａ）弁体；
ｂ）該弁体内に配置される玉；
ｃ）該弁体内に配置されるばね；
ｄ）該弁体内に配置される、第一の端部表面および第二の端部表面を有するグランドであって、該ばねが、該第一の端部表面に力を付与するようになっている、グランド；
ｅ）該弁体内に配置される、端部表面およびシール面を有する座であって、該グランドが、該座の端部表面に力を付与して、該座の表面を該玉に押し付けるようになっている、座、
を備える、玉弁。
【請求項２】
前記グランド部材が前記玉に接触することを前記弁座が防ぐように、該弁座が前記弁体内で位置決めされている、請求項１に記載の玉弁。
【請求項３】
前記グランド部材および前記弁座が、環状のシール溝を規定し、そして前記弁が、該シール溝の中に配置された、該グランド部材をシールするシール部材をさらに備える、請求項１に記載の玉弁。
【請求項４】
前記グランドの角部が、前記座に食い込んで、該座を安定化する、請求項１に記載の玉弁。
【請求項５】
玉弁であって、
ａ）弁体；
ｂ）該弁体内に配置される玉；
ｃ）該弁体内に配置される座；
ｄ）該弁体内に配置されるグランド；
ｅ）該弁体内に配置されるばねであって、該ばねは、該グランドを通して該座に付勢力を付与する、ばね、
を備え、該弁座は、該グランドが該玉に接触することを防止するように構成されている、玉弁。
【請求項６】
前記弁体が、端部を備え、該端部ねじが、前記座を支持する円筒形チャンバを規定する、請求項５に記載の玉弁。
【請求項７】
前記端部ねじが、前記弁座を、前記玉との係合によって引き起こされる半径方向外向きへの動きに逆らうように支持する、請求項６に記載の玉弁。
【請求項８】
前記グランド部材が前記玉に接触することを前記弁座が防止するように、該弁座が前記端部ねじ内に位置決めされている、請求項７に記載の玉弁。
【請求項９】
前記弁座が、前記グランドの端部表面に当接する、請求項５に記載の玉弁。
【請求項１０】
前記端部ねじが、スリーブ部分を備え、該スリーブ部分は、前記玉と該端部ねじとの間の間隙に前記座の材料が押し出されることを防ぐ、請求項７に記載の玉弁。
【請求項１１】
前記グランドが、前記座を該グランドに固定する保持部分を備える、請求項５に記載の玉弁。
【請求項１２】
前記グランドが、前記座を該グランドに固定するように曲げられている、請求項５に記載の玉弁。
【請求項１３】
玉弁であって、
ａ）弁体であって、弁チャンバ、入口通路、および出口通路を有する弁体；
ｂ）流れ開口部を備える玉であって、該玉は、該チャンバ内に設置されており、その結果、該弁は、該弁チャンバによって規定される軸に沿って可動であり、そして該玉は、弁の開位置と弁の閉位置との間で、該弁チャンバ内で回転可能であり、該弁を通る流体の流れを制御する、玉；
ｃ）該玉とシール係合して該弁体内に配置される弁座であって、これによって、該弁座は、該玉が移動する場合に、該軸に沿って移動する、弁座；
ｄ）該弁座と係合して該弁体内に配置されるグランド部材であって、これによって、該グランド部材は、該玉が移動する場合に、該軸に沿って移動する、グランド部材；
ｅ）該グランド部材と係合して該弁体内に配置される環状ディスクばねであって、これによって、該ディスクばねは、該グランド部材を該弁座の方へと推進して、該弁座を該玉の方へと推進する、環状ディスクばね、
を備える、玉弁。
【請求項１４】
前記グランド部材が前記玉に接触することを前記弁座が防止するように、該弁座が前記弁体内で位置決めされている、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項１５】
前記弁座が、前記グランドの端面に当接する、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項１６】
前記グランド部材および前記弁座が、環状のシール溝を規定し、そして前記弁が、該シール溝内に配置された、該グランド部材に対してシールするシール部材をさらに備える、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項１７】
前記環状ディスクばねの、前記弁体内における配向が、逆転可能である、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項１８】
前記グランドの角部が前記座に食い込んで該座を安定化する、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項１９】
前記グランドが、前記座を該グランドに固定する保持部分を備える、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項２０】
前記グランドが、前記座を該グランドに固定するために曲げられている、請求項１３に記載の玉弁。
【請求項２１】
玉弁であって、
ａ）弁体であって、弁チャンバ、入口通路、および出口通路を有する、弁体；
ｂ）流れ開口部を備える玉であって、該玉は、該チャンバ内に設置されており、これによって、該弁は、該弁チャンバによって規定される軸に沿って可動であり、そして該玉は、該弁チャンバ内で、弁の開位置と弁の閉位置との間で回転可能であり、該弁を通る流体の流れを制御する、玉；
ｃ）該入口通路内で該弁体に固定されている端部ねじであって、該端部ねじは、円筒形チャンバを規定する、端部ねじ；
ｄ）該玉にシール係合して該端部ねじの該円筒形チャンバ内に配置される弁座であって、これによって、該弁座は、該円筒形チャンバ内で軸方向に可動である、弁座；
ｅ）該弁座に係合して該端部ねじの該円筒型チャンバ内に配置されるグランド部材であって、これによって、該グランド部材は、該円筒形チャンバ内で軸方向に可動である、グランド部材；ならびに
ｆ）該グランド部材と係合して該端部ねじの該円筒形チャンバ内に配置される環状ディスクばねであって、これによって、該ディスクばねは、該グランド部材を該弁座の方へと推進して、該弁座を該玉の方へと推進する、環状ディスクばね、
を備える、玉弁。
【請求項２２】
前記端部ねじは、外周肩部を有する段状の外部表面を備え、そして前記弁は、該肩部と前記弁体の内部表面との間にクランプされるシール部材をさらに備え、該端部ねじと該弁体との間のシールを提供する、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２３】
前記端部ねじは、前記玉との係合によって引き起こされる半径方向外向きの動きに逆らうように、前記弁座を支持する、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２４】
前記座の端面は、前記環状ディスクばねが完全に圧縮されると、前記端部ねじの端部表面と実質的に同一面になる、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２５】
前記グランド部材が前記玉に接触することを前記弁座が防止するように、該弁座は、前記端部ねじ内に位置決めされる、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２６】
前記弁座が、前記グランドの端面に当接する、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２７】
前記グランド部材および前記弁座が、環状のシール溝を規定し、そして前記弁が、該シール溝内に配置されたシール部材をさらに備え、該シール部材は、該グランド部材等前記端部ねじとの間にシールを提供する、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２８】
前記環状ディスクばねの、前記弁体内における配向が、逆転可能である、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項２９】
前記グランドの角部が、前記座に食い込んで、該座を安定化する、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項３０】
前記端部ねじが、スリーブ部分を備え、該スリーブ部分は、前記玉と該端部ねじとの間の空隙内に前記座の材料が押し出されることを阻止する、請求項２１に記載の玉弁。
【請求項３１】
玉弁ハウジング内で浮動する座と玉との間の、係合を維持する方法であって、
ａ）グランドに付勢力を付与する工程；
ｂ）該玉弁ハウジング内に規定された移動経路に沿って、該グランドの移動を案内する工程；
ｃ）該付勢力を該グランドから該座へと移動させる工程；
ｄ）該移動経路に沿った該座の動きを案内して、該座と該玉との間の係合を維持する工程、
を包含する、方法。
【請求項３２】
前記グランド部材が前記玉に接触することを前記弁座が防止するように、該座を前記弁体内で位置決めする工程をさらに包含する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記座が、前記グランドの端面に当接する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記グランドの角部を前記座内に押し込んで、該座を安定化する工程をさらに包含する、請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００４年７月１５日に出願された、発明の名称「Ｂａｌｌ  Ｖａｌｖｅ  Ｓｅａｔ  Ｓｅａｌ」の、米国仮出願番号６０／５８８，１２７の優先権を主張する。米国仮出願番号６０／５８８，１２７は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、玉弁に関し、そしてより特定すると、玉弁座の構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
玉弁は、周知である。商業的に実質的に成功している１つの設計は、Ｓｗａｇｅｌｏｋ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造および販売されており、そして特許文献１（本明細書中以下で、「’１６５特許」）および特許文献２（これらの全開示は、完全に本明細書中に参考として援用される）に記載されている、６０系統の玉弁である。この玉弁の設計は、この弁のシール性能およびサイクル寿命を改善する、多数の特徴によって特徴付けられる。この弁は、１対の座アセンブリを、玉部材の反対側に各々備える。各座アセンブリは、可撓性の座リング、支持リングおよびディスクばねを備える。このディスクばねは、この座リングを、この玉の外部表面にシール係合させるように推進し、そしてこの支持リングは、弁が圧力下にある場合に、この座リングの内向きの軸方向移動および変形を減少させる。このボール弁の有意な特徴は、玉と座とが「浮動」しており、その結果、この玉が圧力下で軸方向に移動し得ることである。この浮動する玉の設計は、トラニオン形式の設置または他の費用がかかる代替物の必要性を回避する。
【０００４】
他の玉弁の設計は、特許文献３および特許文献４に示されている。
【特許文献１】米国特許第４，４１０，１６５号明細書
【特許文献２】米国特許第４，６０２，７６２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６９５，２８５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，１６３，６５５号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（要旨）
本願は、ばねと座との間に介在するグランドを備える、玉弁に関する。１つのこのような玉弁は、弁体、玉、弁座、およびディスクばねを備える。この弁体は、弁チャンバ、入口通路、および出口通路を備える。この玉は、この弁がこの弁チャンバの軸に沿って可動であるように、そしてこの玉がこの弁チャンバ内で、弁の開位置と弁の閉位置との間で回転可能であるように、このチャンバ内に設置される。この弁座は、この玉とシール係合して、この弁体内に配置され、その結果、この弁座は、この玉が移動する場合に、上記軸に沿って移動する。グランド部材は、この弁座と係合して弁体内に配置され、その結果、このグランド部材は、この玉が移動する場合に、上記軸に沿って移動する。ばねは、グランド部材と係合して、弁体内に配置される。このばねは、グランド部材を弁座の方へと推進して、弁座を玉の方へと推進する。
【０００６】
作動において、ばねは、グランドに付勢力を付与する。玉弁ハウジングが、このグランドの動きを案内する。この付勢力は、グランドから座へと移動される。このハウジングは、この座の移動を案内して、座と玉との間の係合を維持する。
【０００７】
さらなる利点および利益は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を、添付の図面と組み合わせて考慮した後に、当業者に明らかになる。
【０００８】
本発明は、特定の部品および部品の配置において、物理的な形態をとり得、これらの好ましい実施形態は、本明細書中で詳細に記載され、そして本明細書の一部を形成する添付の図面に図示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（発明の詳細な説明）
図１〜図４は、本発明の１つの実施形態に従う玉弁１０を図示する。本発明は、種々の構成の玉弁に適用可能であり、従って、本発明は、本明細書中に記載される特定の型の玉弁との使用に限定されない。
【００１０】
玉弁１０（図１）は、弁体１２を備え、この弁体は、例えば、軸１９を中心とする円筒形の入口通路１６および出口通路１８によって弁１０の外側と連絡する、弁チャンバ１４を規定する。
【００１１】
弁１０は、弁チャンバ１４内に設置される玉２０を備える。玉２０は、球状の主表面２２および反対側の平坦な端部表面２６（図４）を有し得る。流体流路２８（図２）が、端部表面２６の間で、玉２０を通って延びる。
【００１２】
弁１０は、アクチュエータ３０を備える。アクチュエータ３０は、任意の適切な型のものであり得、例えば、手動式のもの（例えば、レバー）、電気式のもの、空気式のものなどである。アクチュエータ３０は、幹部分３２を有し、この幹部分は、玉２０に結合される。この実施形態におけるアクチュエータ３０は、ハンドルまたは突出部分３４を有し、この部分は、弁１０のための作動力を受けるために、係合可能である。
【００１３】
アクチュエータの突出部分３４に付与される回転力は、幹部分３２に、玉２０を、弁体１２内で、開状態（図１および図２）と閉状態（図３）との間で回転させる。弁１０が開状態にある場合に、ボール２０内の流体流路２８は、弁体１２内の入口通路１６および出口通路１８と整列して、この弁を通る流体の流れを可能にする。弁１０が閉状態にある場合に、ボール２０は、入口通路１６と出口通路１８との間での流体の流れを遮断する。
【００１４】
弁１０は、コネクタ（例えば、２つの端部ねじ（入口端部ねじ３８および出口端部ねじ４０））を備え得、これらは、互いに同一であり得るが、その必要はない。入口端部ねじ３８は、弁体１２の入口通路１６にねじ込まれ、そして外側端部ねじ４０は、弁体の出口通路１８にねじ込まれる。入口端部ねじ３８および出口端部ねじ４０は、弁１０が二方向性である場合には互いに同一であり得るので、出口端部ねじ４０のみが、本明細書中で詳細に記載される。さらに、弁１０内の２つの座アセンブリ（これらのうちの一方が、以下に記載される）は、同一であり、従って、下流（すなわち、出口端側）の座アセンブリのみが、記載される。用語「入口」および「出口」、ならびに用語「上流」および「下流」は、図面の参照を簡便にするためのみに使用される。弁１０のいずれの端部も、入口になり得、または出口になり得る。なぜなら、この弁は二方向性であるからである。
【００１５】
出口端部ねじ４０は、全体的に管状の構成を有し得、円筒形の流体流路４２を有する。端部ねじ４０は、第一の部分または外側部分４４を有し、この部分は、弁１０が組み込まれる流体システムのパイプまたは管または他の流れ構成要素（図示せず）との管継ぎ手または他の接続の一部を形成する。端部ねじ部分４０は、流体系への弁１０の様々な型の流体接続を可能にするように、多くの様々な様式で構成され得る。
【００１６】
端部ねじ４０は、第一の部分４４の軸方向内向きに、第二の部分４６を有する。第二の部分は、比較的厚い壁であり、そしてその外側にレンチ用の平面４８を有する。第二の部分４６は、環状の、半径方向に延びる内側端部表面５０で終わり、この表面は、弁チャンバ１４に向かって軸方向内側に面する。端部ねじ４０は、流体流路５１を規定し、この流路は、端部ねじ４０の第二の部分を通って延びるので、ボール２０内の流体流路２８とおよそ同じ直径である。
【００１７】
端部ねじ部分４０は、ほぼ管状の第三の部分５２を有し、この第三の部分は、第二の部分４６から軸方向に内向きに延びる。以下に記載されるように、端部ねじ４０の第三の部分５２は、第二の部分４６より薄い壁を有し、従って、内径がより大きい。
【００１８】
端部ねじ４０の第三の部分５２は、円筒形の内部表面、すなわち、シール表面５４を、軸１９を中心として有する。シール表面５４の直径は、端部ねじ４０の第二の部分４６内の流体流路５１の直径より大きい。軸方向に延びるシール表面５４、および半径方向に延びる内部表面５０は、一緒になって、端部ねじ４０内の円筒形シールチャンバを規定する。
【００１９】
端部ねじ４０の第三の部分５２は、３つの別々の部分を有する、段状の外部表面６０を有する。外部表面６０の軸方向最外セクションは、ねじ切りされた構成を有し、そして弁体１２の入口通路部分にねじ込まれて、端部ねじ４０をこの弁体に取り付けるように適合される。外部表面６０の軸方向中間セクション６４は、平滑な円筒形の構成を有し、そして弁体１２内にしっかりと嵌るように適合される。平滑なセクション６４は、ねじ切りされたセクション６２よりも直径が小さい。
【００２０】
外部表面６０の軸方向最内セクション６６は、第二のセクション６４よりも直径が小さく、そして平滑な円筒形の構成を有する。環状の肩部表面６８が、外部表面６０の第二のセクション６４と第三のセクション６６との間で半径方向に延びる。端部ねじ４０の第三の部分５２の外部表面６０の最内セクション６６は、第二のセクション６４よりも直径が小さいので、端部ねじの第三の部分は、この位置において、壁が薄い構成を有し、端部ねじの最内部分でスリーブ７０を形成する。スリーブ７０は、端部ねじ４０の、半径方向に延びる末端表面７２を保有する。空隙７３が、端部ねじ４０の端部表面７２と、玉２０の外部表面２２との間に規定される。
【００２１】
弁１０は、座８０を備える。座８０は、好ましくは、弁１０が受ける作動条件または圧力および温度において、塑性変形しない材料から作製される。１つの適切な材料は、ＰＥＥＫである。高温において、ＰＥＥＫは、その硬度を維持し、このことは、乗物の環境（例えば、代替燃料の乗物（天然ガスまたは水素）の環境）において経験される比較的高い温度において望ましい。しかし、本発明は、その用途が代替燃料の乗物に限定されない。
【００２２】
座８０は、軸１９の周囲に延びるリング様の構成を有し、従って、円筒形の内部表面８２は、流体が流れるための中心開口部８４を規定する。中心開口部８４は、玉２０内の流体通路２８と同じ直径であり得る。
【００２３】
座８０はまた、内部表面８２と同軸の、円筒形の外部表面８６を有する。外部表面８６の直径は、端部ねじ４０の内側シール表面５４の直径と実質的に同じであり得る。例示的な実施形態において、外部表面８６の直径は、端部ねじの内側シール表面５４よりわずかに小さく、端部ねじ内での座の軸方向での動きを容易にする。
【００２４】
座８０は、環状の、半径方向に延びる、軸方向外側の端面８８を有する。座８０はまた、環状の、半径方向に延びる、軸方向内側の端面９０を有し、この内側の端面は、外側の端面９９に対して平行に延び得る。座８０のシール表面９２は、内側端面９０と内部表面８２との間に延びる。シール表面９２は、玉２０の球状表面２２に当接して係合するように適合された、球状構成を有し得る。
【００２５】
弁１０はまた、グランド１００を備える。グランド１００は、座８０を支持する比較的剛性の部材であり、そしてまた、以下に記載されるような他の機能を有する。
【００２６】
図４を参照すると、グランド１００は、図示される実施形態において、リング形状の部材であり、軸１９を中心とする、円筒形の、軸方向に延びる内側表面１０２を有する。内側表面１０２は、中心開口部１０４を規定し、この開口部を通って、流体が流れ得る。中心開口部１０４は、図示される実施例の座８０における中心開口部８４とおよそ同じ直径であり得る。グランド１００はまた、平行な、環状の、軸方向内側の端部表面１０６および軸方向外側の端部表面１０８を有する。
【００２７】
グランド１００の、大きい直径の、軸方向外側の部分１１０は、円筒形の外側主表面１１２を有し、この表面は、端部ねじ４０のシール表面５４と同じ直径である。例示的な実施形態において、軸方向外側の部分１１０の直径は、端部ねじの内部シール表面５４よりわずかに小さく、端部ねじ内でのグランド１００の軸方向の動きを容易にする。
【００２８】
グランド１００の軸方向内側の部分１１４は、外側部分１１０より直径が小さく、そして円筒形の外側シール表面１１６を有する。環状の肩部表面１１８が、グランド１００の外側主表面１１２と外側シール表面１１６との間で半径方向に延びる。グランド１００は、角部または縁部１１９を、内側端面１０６と円筒形表面１１６との交点に有する。
【００２９】
弁１０は、座８０に力を付与して座を玉２０に押し付けて維持するための、ばね１２０または他の機構を備える。図示される実施形態において、ばね１２０は、ディスクばね、またはＢｅｌｌｅｖｉｌｌｅ座金である。ばね１２０は、中心開口部１２２を有する環状の構成を有し得る。ばね１２０は、矩形断面の構成を有し得る。
【００３０】
弁１０が、図１〜図３に示されるように組み立てられると、端部ねじ４０のおねじが、出口通路１８のめねじと係合する。本体シール（例えば、ガスケット１２６）が、端部ねじ４０の肩部表面６０と、弁体１２の肩部表面との間に位置する。ガスケット１２６は、端部ねじ４０と弁体１２との間をシールする。他の本体シール装置が、必要に応じて使用され得る。
【００３１】
ばね１２０、グランド１００、および座８０は、端部ねじ４０のシールチャンバ５６内に位置する。ばね１２０は、端部ねじ４０の内側端部表面と、グランド１００の外側端面１０８との間に配置される。ばね１２０は、付勢力を付与して、グランド１００を、端部ねじ４０の内側端部表面５０から離れる方向に推進する。グランド１００は、この付勢力を座に移動させて、この座を、玉２０と係合するように押し付ける。
【００３２】
座８０は、シールチャンバ内で、グランドと玉２０との間で、グランド１００の軸方向内側に配置される。図示される実施例において、この座は、グランド１００に収容されない。座８０は、グランドに当接し、そして座１００の円筒形の外側表面８８６が、端部ねじ４０の内側シール表面５４と係合する。
【００３３】
グランド１００は、ばね１２０の付勢力を、座８０に移動させる。この力は、座８０を玉２０と係合させるように推進する。座８０のシール表面９２は、玉２０の球状表面２２と当接係合するように、推進される。
【００３４】
弁１０の部品が組み立てられると、シール溝１３０が、弁１０内に規定される。シール溝１３０は、矩形断面の構成を有する。グランド１００の肩部表面１１８およびシール表面１１６は、シール溝１３０の２つの面を規定する。座８０の外側端面９９、および端部ねじ４０の内側シール表面５４は、シール溝１３０の外側の２つの面を規定する。
【００３５】
シール１３２が、シール溝１３０内に配置される。従って、図示される実施例において、シール１３２は、座８０のいずれの部分に対しても、半径方向外側ではない。図示される実施形態において、シール１３２は、Ｏリングであるが、他の型のシールが使用され得る。シール１３２は、グランド１００の外側シール表面１１６と係合する。バックアップリング１３４もまた、シール溝１３０内に、シールの軸方向外側に配置される。バックアップリング１３４は、Ｏリング１３２の位置合わせを補助し、そしてＯリングの過剰な変形を防止する。シール１３２は、端部ねじ４０の内側シール表面５４と、グランド１００との間をシールする。
【００３６】
端部ねじ４０の内側端部５２の長さは、端部ねじ４０が弁体１２にねじ込まれ、末端表面７２が玉２０の端部表面２６の軸方向内側に位置するように、選択される。この玉の湾曲した表面は、ねじの端部内に延び、そして座によってこのねじから隔離される。末端表面７２は、端部ねじ４０内のシールチャンバ５６の軸方向内側の端部を規定する。端部ねじの末端表面７２は、座８０の内側端面９０に隣接する。
【００３７】
弁１０が、図１および図２に示されるような開状態にある場合に、入口端部ねじ３８からこの弁に流入する流体は、玉２０内の通路を通って流れ、そして出口端部ねじ４０を通ってこの弁から出る。玉２０を下流方向に移動させるためにこの玉に作用する力の量は、比較的小さい。
【００３８】
しかし、弁１０が閉状態にある場合に、この弁の上流の流体の力は、玉２０にぶつかるように方向付けられる。この玉は、「浮動」玉であるので、この力は、図３に図示されるように、玉２０を、弁体１２内で下流に小さい距離だけ移動させる傾向を有する（この距離は、図３において誇張されているかもしれない）。玉２０の動きは、座８０および１００を、端部ねじ４０の第二の部分４６の内側端面５０に近づけるように強制的に移動させ、ばね１２０を圧縮させる。
【００３９】
ばね１２０が圧縮されると、座８０の内側端面９０は、端部ねじ４６の内側末端表面７２とおよそ同じ高さになるか、または軸方向に外側である。端部表面７２と玉表面２２との間の空隙は、比較的小さい。端部ねじ４０の内側端部５２は、座８０が玉２０によって付与される力によって半径方向外向きに変形するかまたは押し出されることを防止することを補助することによって、座８０を支持する。空隙７３の比較的小さいサイズは、玉２０によって付与される力による、弁チャンバ１４内への座８０のあらゆる変形または押し出しを最小にすることを補助する。
【００４０】
図５を参照すると、弁の１つの実施例は、０．０５０インチと０．０７０インチとの間の（約０．０６２インチであり得る）空隙７３を規定する。この実施例において、玉２０は、０．７５０インチと１．０００インチとの間の（直径約０．８７０インチであり得る）直径を有する。この実施例において、カラー７０は、０．０５０インチと０．１５０インチとの間の（約０．１１０インチであり得る）高さ２００を有する。この実施例において、カラー７０は、０．０１５インチと０．０４５インチとの間の（約０．０２８５インチの幅を有し得る）幅を有する。
【００４１】
弁１０が組み立てられると、シール溝１３０に隣接するグランド１００の縁部１１９（図４）は、ばね１２０の付勢力によって、座８０の端部表面８８に押し付けられる。縁部１１９は、座にわずかに食い込むかまたは突き立つことによって、この座を安定化させ得る。座８０とのこの縁部１１９の係合は、座の外径に対する圧力に抵抗することを補助し、そして座の材料の半径方向内向きへの移動を遮断することを補助する。さらに、座８０とのこの縁部１１９の係合は、グランド１００と座８０との間のシールを補助する。
【００４２】
圧力変化に応答する玉２０の移動の間に、座８０、グランド１００、およびシール１３２のアセンブリ全体は、この玉と一緒にスライドする。これによって、玉と弁体１２との間の高品質のシールを維持しながら、玉２０は、容易に浮動することが可能である。
【００４３】
ばね１２０は、伸縮する際に、その形状を変化させる。このばねはまた、このばねが作用する部品を押し付けるように動く、角部または縁部を有する。ばね１２０が、座８０と係合せずにグランド１００係合することによって、このばねの摩擦によって引き起こされる座のあらゆる磨耗を排除する。従って、このグランドは、このばねの力を座に移動させ、一方で、ばねと座との間の接触障壁を提供し、座８０の寿命を延長させることを補助する。さらに、このグランドは、この座を、弁体または端部ねじに押し付けて補助する。
【００４４】
グランド１００は、玉２０と係合しない。玉との全ての係合、および玉に対する全てのシール効果は、座８０によって与えられる。その結果、玉２０に関して、金属と金属との接触が存在せず、これによって、金属製のグランドおよび玉の摩滅、すりむけ、または磨耗を排除する。
【００４５】
ばね１２０は、弁１０の内部に存在するので、座８０は、「活荷重」座であり、これは、より長く持続し得る。なぜなら、この座は、玉２０と一緒に移動し、そして玉が動くごとに有意な変形を受けないからである。ばね１２０は、ばねの行程の範囲の大部分を通して、座の磨耗の補償を可能にする。
【００４６】
ばね１２０は、金属の端部ねじ４０と金属のグランド１００との間に位置するので、このばねは、その作動に影響を与えることなく逆転可能である。従って、ばね１２０は、いずれの方向に面しても、弁１０内で組み立てられ得る。この特徴は、弁１０の組み立ての複雑さおよび費用を減少させることを補助し得る。
【００４７】
図１〜図５によって図示される玉弁１０の例は、金属のグランドを有し、このグランドは、金属のばねとプラスチックの座との間に介在して、この座の寿命を増強する。この座は、グランドには収容されず、むしろ、このグランドと当接する関係にある。グランドの角部は、座に食い込み、この座を安定化させることを補助する。端部ねじの一部であるスリーブは、座の材料が、玉と端部ねじとの間の空隙に押し出されることを防止する。座に負荷を与えるためのばねは、逆転可能である。
【００４８】
図６は、図１〜図６によって図示される玉弁と類似であるが、座保持部分３００を有するグランド１００’を備える、玉弁１０の拡大図である。グランド１００’は、座８０を支持する、比較的剛性の部材である。座保持部分３００は、軸方向に延びるカラー３０１を備え、このカラーは、座をグランドに固定する、曲げられた部分３０３を有する。図６の実施例において、部分３０３は、最初に、座８０がカラー３０１内に配置されることを可能にし、そして座８０をカラー３０１内に保持するように、曲げられる。カラー３０１は、座の半径方向の移動を阻止し、そして曲げられた部分３０３は、グランド１００’に対する座８０の軸方向の動きを阻止する。
【００４９】
グランド１００’は、円筒形の、軸方向に延びる内側表面３０２、および円筒形の、軸方向に延びる座係合表面３０４を有する、リング形状の部材であり得る。内側表面３０２は、中心開口部を規定し、この開口部を通って、流体が流れ得る。グランド１００’はまた、平行な、環状の、軸方向外側の表面３０８および座係合表面３０６を備える。
【００５０】
グランド１００’の、大きい直径の、軸方向外側の部分３１０は、円筒形の外側主表面３１２を有し、この表面は、端部ねじ４０のシール面よりも直径がわずかに小さい。座保持部分３００の外側表面３１３はまた、端部ねじのシール表面よりも、直径がわずかに小さい。グランド１００’の軸方向中心部分３１４は、外側部分３１０およびシール保持部分３００よりも直径が小さい。軸方向中心部分３１４は、シール溝３３０を規定する。
【００５１】
ばね１２０、および座８０を収容するグランド１００’は、端部ねじ４０内に位置する。ばね１２０は、端部ねじ４０の内側端部表面５０と、グランド１００’の外側端部表面３０８との間に配置される。ばね１２０は、付勢力を付与して、グランド１００’を、端部ねじ４０の内側端部表面から離れる方向に推進する。グランド１００’は、座を玉２０に係合させるように押し付ける。座８０のシール表面９２は、玉２０の球状表面２２と当接係合するように、推進される。
【００５２】
シール溝３３０は、矩形断面の構成を有する。シール１３２は、シール溝１３０内に配置される。図示される実施形態において、シール１３２は、Ｏリングであるが、他の型のシールが使用され得る。シール１３２は、グランド１００’と係合する。バックアップリング１３４がまた、シール溝３３０内に、シールの軸方向外側に配置される。バックアップリング１３４は、Ｏリング１３２の位置合わせを補助し、そしてＯリングの過剰な変形を防止することを補助する。シール１３２は、端部ねじ４０の内側シール表面５４と、グランド１００’との間をシールする。
【００５３】
この座は、図６の実施例において、グランド１００’と玉２０との間のあらゆる係合を防止するような大きさにされる。この玉との全ての係合、およびこの玉に対する全てのシール効果は、座８０によってなされる。その結果、玉２０に関して、金属と金属との接触が存在せず、これによって、金属製のグランドおよび玉の磨耗、すりむけまたは磨耗が排除される。
【００５４】
本発明の他の特徴および利点は、当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態に従う玉弁の断面図である。
【図２】図２は、図１の玉弁の一部の拡大図であり、開位置にある弁を示す。
【図３】図３は、図１の玉弁の一部のさらなる拡大図であり、閉位置にある弁を示す。
【図４】図４は、図１の弁の部品の拡大分解図である。
【図５】図５は、図１の玉弁の一部のさらなる拡大図であり、閉位置にある弁を示す。
【図６】図６は、図５の図と類似の図であり、座保持部分を備えるグランドを有する玉弁を示す。
【図１】
2008506906.tif 000003
【図２】
2008506906.tif 000004
【図３】
2008506906.tif 000005
【図４】
2008506906.tif 000006
【図５】
2008506906.tif 000007
【図６】
2008506906.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年1月16日(2007.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
玉弁であって、
ａ）弁体；
ｂ）該弁体内に配置される玉；
ｃ）該弁体内に配置される付勢部材；
ｄ）該弁体内に配置される、第一の端部表面および第二の端部表面を有するグランドであって、該付勢部材が、該第一の端部表面に力を付与するようになっている、グランド；
ｅ）該弁体内に配置される、端部表面およびシール表面を有する座であって、該グランドの第二の端部表面が、該座の端部表面に力を付与して、該座のシール表面を該玉に押し付けるようになっている、座、
を備える、玉弁。
【請求項２】
前記グランドが前記玉に接触することを前記座が防ぐように、該弁が前記弁体内で位置決めされている、請求項１に記載の玉弁。
【請求項３】
前記グランドおよび前記座が、環状のシール溝を規定し、そして前記弁が、該シール溝の中に配置された、該グランドをシールするシール部材をさらに備える、請求項１に記載の玉弁。
【請求項４】
前記グランドの角部が、前記座に係合する、請求項１に記載の玉弁。
【請求項５】
前記座と前記グランドとの各々の少なくとも一部を支持する円筒形の表面を備える、請求項１に記載の玉弁。
【請求項６】
端部コネクタを備え、該端部コネクタが、前記座を支持する円筒形チャンバを規定する軸方向内向きの部分を有する、請求項１に記載の玉弁。
【請求項７】
前記円筒形の表面が、前記座を、該座と前記玉との係合によって引き起こされる半径方向外向きへの動きに逆らうように支持する、請求項５に記載の玉弁。
【請求項８】
前記座が、前記グランドの端面に当接する、請求項１に記載の玉弁。
【請求項９】
請求項１に記載の玉弁であって、
ａ）前記弁体が、弁チャンバ、入口通路、および出口通路を備え；
ｂ）前記玉が、流れ開口部を備え、該玉は、該チャンバ内に設置されており、その結果、該玉は、該弁チャンバによって規定される軸に沿って可動であり、そして該玉は、弁の開位置と弁の閉位置との間で、該弁チャンバ内で回転可能であり、該弁を通る流体の流れを制御し；
ｃ）前記座は、該玉とシール係合しており、これによって、該座は、該玉が移動する場合に、該軸に沿って移動し；そして
ｄ）前記グランドは、該弁座と係合し、これによって、該グランド部材は、該玉が移動する場合に、該軸に沿って移動する；
玉弁。
【請求項１０】
前記付勢部材の、前記弁体内における配向が、逆転可能である、請求項１に記載の玉弁。
【請求項１１】
前記付勢部材が、前記グランド部材と係合するように配置される環状ディスクばねを備え、これによって、該ディスクばねは、該グランド部材を前記座の方へと推進して、該座を前記玉の方へと推進する、請求項１に記載の玉弁。
【請求項１２】
前記端部コネクタは、外周肩部を有する段状の外部表面を備え、そしてシール部材が、該肩部と前記弁体の内部表面との間にクランプされ、該端部コネクタと該弁体との間のシールを提供する、請求項６に記載の玉弁。
【請求項１３】
前記座の端面は、前記付勢部材が完全に圧縮されると、前記端部コネクタの内部端部表面と実質的に同一面になる、請求項１２に記載の玉弁。
【請求項１４】
前記端部コネクタが、スリーブ部分を備え、該スリーブ部分は、前記玉と該端部コネクタとの間の空隙内に前記座の材料が押し出されることを阻止する、請求項６に記載の玉弁。
【請求項１５】
前記グランドが、前記座を該グランドで保持する部分を備える、請求項１に記載の玉弁。
【請求項１６】
前記グランドの部分が、前記座を該グランドに固定するように、該座の一部を覆うように曲げられている、請求項１５に記載の玉弁。
【請求項１７】
前記端部コネクタが、端部ねじを備える、請求項６に記載の玉弁。
【請求項１８】
前記座と前記グランドとの各々の少なくとも一部を支持する円筒形の内側表面をさらに備える、請求項１に記載の玉弁。
【請求項１９】
前記円筒形の内側表面が、前記弁体と組み立てられるコネクタ内に形成されている、請求項１８に記載の玉弁。
【請求項２０】
玉弁であって、
軸方向内側の端部および軸方向外側の端部を有する、グランド；ならびに
シール表面および軸方向外側の端部を有する座であって、該シール表面は、該玉弁部材と係合するように適合されており、そして該軸方向外側の端部は、該グランドの軸方向内側の端部と係合する、座、
を備え、
該グランドは、軸方向の力を該座に伝達して、該座のシール表面を該玉弁部材と係合させるように適合されている、玉弁。
【請求項２１】
前記グランドと前記座とのうちの一方の少なくとも一部を支持する円筒形の表面を備える、請求項２０に記載の玉弁。
【請求項２２】
前記グランドと前記座との各々の少なくとも一部を支持する円筒形の表面を備える、請求項２０に記載の玉弁。
【国際調査報告】
2008506906.tif 000009
2008506906.tif 000010
2008506906.tif 000011