(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体と、
前記バルブ本体内に配置された第１のばね座と、
前記バルブ本体内に配置され、第１のばね座と接続された予荷重ばねと、
前記バルブ本体内に配置され、前記予荷重ばねと接続された第２のばね座と、
第２のばね座と係合し、前記バルブ本体に着脱可能に固定されるエンドキャップと、
を備え、
第２のばね座は、ねじによって前記バルブ本体に調整可能に接続され、
前記エンドキャップは回転可能であり、第２のばね座はキー接合部を介して前記エンドキャップと係合しており、前記エンドキャップの回転により第２のばね座がねじ上で回転して第２のばね座の位置が変更され、
前記キー接合部は、少なくとも１つのアーム部と、少なくとも１つの開口部と、を含み、前記少なくとも１つのアーム部は、前記エンドキャップと第２のばね座が互いに対して回転不能に固定されるように、前記少なくとも１つの開口部を通って延在していることを特徴とするバルブアセンブリ。
【請求項２】
前記エンドキャップは、少なくとも１つの締結具によって前記バルブ本体に着脱可能に固定されることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項３】
前記エンドキャップは、少なくとも１つの細長いスロットを含み、このスロットを通して前記少なくとも１つの締結具が前記バルブ本体に固定可能となっていることを特徴とする請求項２に記載のバルブアセンブリ。
【請求項４】
前記少なくとも１つのアーム部は、前記エンドキャップの回転中心軸から径方向にオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項５】
前記少なくとも１つのアーム部は、第１のばね座の移動範囲の限界を定める先端部を有し、第１のばね座は、この限界を超えて第２のばね座に対して予荷重ばねを圧縮できなくなっていることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項６】
第１のばね座を介して前記予荷重ばねに対抗して移動可能なバルブ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項７】
少なくとも１つのバルブ通路を定めるバルブ本体と、
前記バルブ本体内に設けられ、第１の端部と第２の端部とを有する予荷重ばねと、
前記予荷重ばねの第１の端部において前記バルブ本体内に設けられた第１のばね座と、
前記少なくとも１つのバルブ通路に配置され、第１のばね座を介して前記予荷重ばねに対抗して移動可能なバルブ部材と、
前記予荷重ばねの第２の端部において前記バルブ本体内に設けられ、ねじによって前記バルブ本体内に取り付けられた第２のばね座と、
前記バルブ本体に着脱可能に固定された回転可能なエンドキャップと、を備え、前記回転可能なエンドキャップは、キー接合部を介して第２のばね座と係合しており、該エンドキャップの回転により第２のばね座がねじ上で回転して第２のばね座の取付位置が変更され、
前記キー接合部は、少なくとも１つのアーム部と、少なくとも１つの開口部と、を含み、前記少なくとも１つのアーム部は、前記回転可能なエンドキャップと第２のばね座が互いに対して回転不能に固定されるように前記少なくとも１つの開口部を通って延在していることを特徴とするバルブアセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのアーム部は、前記回転可能なエンドキャップの回転中心軸から径方向にオフセットされていることを特徴とする請求項７に記載のバルブアセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのアーム部は、第１のばね座の移動範囲の限界を定める先端部を有し、第１のばね座は、この限界を超えて第２のばね座に対して予荷重ばねを圧縮できなくなっていることを特徴とする請求項７に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１０】
前記回転可能なエンドキャップの回転軸に沿った前記先端部の軸方向位置は、前記回転可能なエンドキャップの回転により変更されないことを特徴とする請求項９に記載のバルブアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブアセンブリに関し、特に調整可能なばね座を有するバルブアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、２０１２年２月１２日出願の米国仮特許出願第６２／１１５５４３号の優先権を主張するものである。
【０００３】
バルブ、調整器及び他の流量制御機構は、典型的にバルブまたは調整器部材に付勢力を与えるために使用されるばねを含む。例えば、ばねは、バルブまたは調整器部材をデフォルトの開位置または閉位置に付勢する。バルブまたは調整器内の流体圧力がばねの付勢力を上回ると、バルブまたは調整器部材は移動してばねを圧縮する。バルブまたは調整器部材の移動は、バルブまたは調整器を通る流れを変更する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の例によるバルブアセンブリは、バルブ本体と、バルブ本体内に配置された第１のばね座と、バルブ本体内に配置され、第１のばね座と接続された予荷重ばねと、バルブ本体内に配置され、予荷重ばねと接続された第２のばね座と、を備える。第２のばね座は、バルブ本体に調整可能に接続されている。
【０００５】
上述の実施例のさらに他の実施例は、第２のばね座と係合し、バルブ本体に着脱可能に固定されるエンドキャップを備える。
【０００６】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、エンドキャップは、少なくとも１つの締結具によってバルブ本体に着脱可能に固定される。
【０００７】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、エンドキャップは、少なくとも１つの細長いスロットを含み、このスロットを通して少なくとも１つの締結具がバルブ本体に固定可能となっている。
【０００８】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、第２のばね座は、ねじによってバルブ本体に調整可能に取り付けられている。
【０００９】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、エンドキャップは回転可能であり、第２のばね座はキー接合部を介してエンドキャップと係合しており、エンドキャップの回転により第２のばね座がねじ上で回転して第２のばね座の位置が変更される。
【００１０】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、キー接合部は、少なくとも１つのアーム部と、少なくとも１つの開口部と、を含み、少なくとも１つのアーム部は、エンドキャップと第２のばね座が互いに対して回転不能に固定されるように、少なくとも１つの開口部を通って延在している。
【００１１】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、少なくとも１つのアーム部は、エンドキャップの回転中心軸から径方向にオフセットされている。
【００１２】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、少なくとも１つのアーム部は、第１のばね座の移動範囲の限界を定める先端部を有し、第１のばね座は、この限界を超えて第２のばね座に対して予荷重ばねを圧縮できなくなっている。
【００１３】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例は、第１のばね座を介して予荷重ばねに対抗して移動可能なバルブ部材を備える。
【００１４】
本開示の例によるバルブアセンブリは、少なくとも１つのバルブ通路を定めるバルブ本体と、バルブ本体内に設けられた予荷重ばねと、を備える。予荷重ばねは、第１の端部と第２の端部とを有し、第１のばね座が予荷重ばねの第１の端部においてバルブ本体内に設けられており、バルブ部材が少なくとも１つのバルブ通路に配置され、第１のばね座を介して予荷重ばねに対抗して移動可能であり、第２のばね座が予荷重ばねの第２の端部においてバルブ本体内に設けられている。第２のばね座は、ねじによってバルブ本体内に取り付けられ、回転可能なエンドキャップがバルブ本体に着脱可能に固定される。回転可能なエンドキャップは、キー接合部を介して第２のばね座と係合しており、該エンドキャップの回転により第２のばね座がねじ上で回転して第２のばね座の取付位置が変更される。
【００１５】
上述の実施例のさらに他の実施例では、キー接合部は、少なくとも１つのアーム部と、少なくとも１つの開口部と、を含み、少なくとも１つのアーム部は、回転可能なエンドキャップと第２のばね座が互いに対して回転不能に固定されるように、少なくとも１つの開口部を通って延在している。
【００１６】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、少なくとも１つのアーム部は、回転可能なエンドキャップの回転中心軸から径方向にオフセットされている。
【００１７】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、少なくとも１つのアーム部は、第１のばね座の移動範囲の限界を定める先端部を有し、第１のばね座は、この限界を超えて第２のばね座に対して予荷重ばねを圧縮できなくなっている。
【００１８】
上述のいずれかの実施例のさらに他の実施例では、回転可能なエンドキャップの回転軸に沿った先端部の軸方向位置は、回転可能なエンドキャップの回転により変更されない。
【００１９】
本開示の種々の特徴及び利点は、以下の実施形態によって当業者に明らかとなる。実施形態に付随する図面を以下に簡単に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】調整可能なばね座を含む例示的なバルブアセンブリのデフォルトの非作動状態の説明図である。
【図１Ｂ】図１Ａのバルブアセンブリの作動状態の説明図である。
【図２】バルブアセンブリの選択された部分の分解図である。
【図３】バルブアセンブリの選択された部分の分解図である。
【図４Ａ】ばね座が異なる取付位置に調整された、図１Ａのバルブアセンブリのデフォルトの非作動状態の説明図である。
【図４Ｂ】図４Ａのバルブアセンブリの作動状態の説明図である。
【図５】細長いスロットを含むバルブアセンブリのエンドキャップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１Ａは、例示的なバルブアセンブリ２０を概略的に示している。以下に説明するように、バルブアセンブリ２０は、内部の予荷重ばねによって提供される付勢力に関して調整可能である。
【００２２】
バルブアセンブリ２０は、予荷重ばね２４を収容するバルブ本体２２を含む。例えば、限定的ではないが、予荷重ばね２４は、全体として中心軸Ａを中心に延在する螺旋コイルばねである。予荷重ばね２４は、第１の端部２４ａと第２の端部２４ｂとを有する。第１のばね座２６が、予荷重ばね２４の第１の端部２４ａにおいてバルブ本体２２内に配置されている。第２のばね座２８が、予荷重ばね２４の第２の端部２４ｂにおいてバルブ本体内に配置されている。予荷重ばね２４は、第１のばね座２６及び第２のばね座２８に接続または連結されている。
【００２３】
バルブアセンブリ２０の動作時には、予荷重ばね２４の付勢力に対して、第２のばね座２８は静止しており、第１のばね座２６は移動可能となっている。例えば、バルブアセンブリ２０は、バルブ本体２２の１つまたは複数のバルブ通路３２に位置するバルブ部材３０を含む。バルブ部材３０の位置が、バルブアセンブリ２０を通る流体の流れを制御する。図示の例では、バルブ部材３０は、三方弁であるが、本明細書の例は他の種類のバルブや調整器にも適用できる。
【００２４】
バルブ部材３０は、第１のばね座２６を介して予荷重ばね２４の付勢力に対抗して移動可能である。例えば、バルブ部材３０は、圧力によって作動する。バルブ部材３０の背面の流体圧力が予荷重ばね２４の付勢力を超えると、図１Ｂに示すように、バルブ部材３０が予荷重ばね２４を圧縮する。流体圧力が付勢力より小さいと、図１Ａに示すように、予荷重ばね２４がバルブ部材３０をデフォルト位置に付勢する。
【００２５】
付勢力の大きさは、予荷重ばね２４の初期の圧縮量によって決まる。また、初期の圧縮量は、バルブアッセンブリ２０内の第２のばね座２８の位置によって決まる。第２のばね座２８の位置は、付勢力を変更し、これによりバルブ部材３０が動作する圧力を調整するために調整可能である。この点に関して、第２のばね座２８は、バルブ本体２２に調整可能に接続されている。図示の例では、第２のばね座２８は、バルブ本体２２内にねじ３４によって取り付けられている。従って、第２のばね座２８の時計回りまたは反時計回りの回転によって、中心軸Ａに沿った第２のばね座２８の軸方向位置が変更される。これにより、ばねの予荷重が変更される。
【００２６】
バルブアセンブリ２０は、さらに、ユーザによる第２のばね座２８の位置調整を可能にするエンドキャップ３６を含む。エンドキャップ３６は、バルブ本体２２に着脱可能に固定される。例えば、エンドキャップ３６は、１つまたは複数の締結具３８を用いてバルブ本体２２に固定可能である。エンドキャップ３６は、１つまたは複数の締結具３８を外すことによってバルブ本体２２から取り外すことができる。
【００２７】
第２のばね座２８は、キー接合部４０を介してエンドキャップ３６と係合している。キー接合部４０は、エンドキャップ３６と第２のばね座を互いに対して回転不能に固定する。これにより、締結具３８を取り外した状態でのエンドキャップ３６の中心軸Ａ周りの回転は、キー接合部４０を介して第２のばね座２８を回転させる。
【００２８】
バルブアセンブリ２０の選択された部分の分解図を示す図２，図３を合わせて参照すると、キー接合部４０は、少なくとも１つのアーム部４２（２つが図示されている）及び少なくとも１つの開口部４４（２つが図示されている）を含む。この例では、アーム部４２はエンドキャップ３６に設けられており、開口部４４は第２のばね座２８に設けられている。エンドキャップ３６に開口部４４を設け、第２のばね座２８にアーム部４２を設けることもできる。
【００２９】
アーム部４２は、開口部４４を通って延びて第２のばね座２８とエンドキャップを互いに対して回転不能に固定する。この点について、アーム部４２が開口部４４に収まるように、アーム部４２の断面形状は、開口部４４の断面形状に対応する。締結具を取り外した状態において、エンドキャップ３６が時計回りまたは反時計回りに回転すると、アーム部４２が第２のばね座２８を回転させる。この回転によって、第２のばね座２８がねじ３４を介して軸方向に移動し、第２のばね座２８の取付位置が変更される。
【００３０】
図示の例では、アーム部４２は、全体として中心軸Ａから径方向にオフセットされている。このオフセットにより、エンドキャップ３６が回転するときに第２のばね座２８も回転するように、アーム部４２によって第２のばね座２８にモーメントが確実に加わるようにする。加えて、１つのアーム部４２だけを使用することも考えられるが、図示のように周方向に均等に離間された複数のアーム部４２を用いれば第２のばね座２８により均一な回転力が加わる。より均一な回転力が加わることで、第２のばね座２８がねじ３４に引っかかって動かなくなるおそれを減少させることができる。
【００３１】
エンドキャップ３６は、エンドキャップ３６の孔３６ａがバルブ本体２２の対応する孔２２ａと整列する回転位置の間で少しずつ回転させることができる。回転の増加分は、設けられる孔の対２２ａ／３６ａの数によって決まる。例えば、周方向に離間された孔の対２２ａ／３６ａが８つであれば、回転増加分は４５°となり、周方向に離間された孔の対２２ａ／３６ａが６つであれば、回転増加分は６０°となり、周方向に離間された孔の対２２ａ／３６ａが４つであれば、回転増加分は９０°となる。
【００３２】
加えて、ねじ３４の回転増加分とピッチは、エンドキャップ３６の所定の回転増加分に対して第２のばね座２８の所定の軸方向移動の増加分を提供するように設定することができる。フックの法則と予荷重ばね２４のばね定数の知識によって、第２のばね座２８の所定の軸方向移動の増加分によって得られる付勢力を容易に計算することができる。
【００３３】
第２のばね座２８の位置が定まると、締結具３８がエンドキャップ３６の孔３６ａに挿入されてバルブ本体２２に固定される。エンドキャップ３６のバルブ本体２２への固定は、エンドキャップ３６の回転を防止し、これにより第２のばね座２８の回転も防止する。よって、締結具３８は、第２のばね座２８を静止した取付位置に間接的に固定する役割も果たす。従って、第２のばね座２８の調整には、第２のばね座２８に直接アクセスするためにエンドキャップ３６を完全に取り外したり、バルブアセンブリを開けたりする必要がない。調整部が固定されると、予荷重は動作時に変化しない点で再現性および信頼性を有する。
【００３４】
このように、予荷重ばね２４の付勢力の大きさを調整するために、第２のばね座２８の取付位置を調整することができる。例えば、図１Ａでは、第２のばね座２８の静止した取付位置は、バルブ本体２２の左の方である。この位置における圧縮状態では、予荷重ばね２４は、第１のばね座２６およびバルブ部材３０に対して比較的低い付勢力を提供する。図４Ａでは、第２のばね座２８の静止した取付位置はさらに右にある。この位置におけるより大きな圧縮状態では、予荷重ばね２４は、第１のばね座２６およびバルブ部材３０に対して比較的高い付勢力を提供する。第２のばね座２８は、追加の付勢力を提供するように他の静止した取付位置に調整することもできる。バルブ部材３０の背面の流体圧力が予荷重ばね２４の付勢力を超えると、図４Ｂに示すようにバルブ部材３０は予荷重ばね２４を圧縮する。流体圧力が付勢力より小さいと、図４Ａに示すように予荷重ばね２４はバルブ部材３０をデフォルト位置に付勢する。
【００３５】
図１Ｂ，図４Ｂに示す作動状態では、バルブ部材３０は、予荷重ばね２４を圧縮するように第１のばね座２６に対して動作する。この点について、１つまたは複数のアーム部４２はストッパとしても機能する。例えば、各々のアーム部４２は、第１のばね座２６の移動範囲の限界を定める先端部４２ａを有し、第１のばね座２６は、この限界を超えて第２のばね座２８に対して予荷重ばね２４を圧縮できないようになっている。エンドキャップ３６は回転可能であるが、エンドキャップ自体は軸方向に移動しない。よって、アーム部４２の先端部４２ａによって提供されるストッパの位置は一定であり、付勢力が変化したとしても、所定のばね取付位置に対するバルブ部材３０の有効なストロークが一定となることを保証する。
【００３６】
図５は、エンドキャップ１３６の変形例を示している。この例では、エンドキャップ１３６は、エンドキャップ１３６をバルブ本体２２に固定するために締結具３８を挿入することができる細長いスロット１３６ａを有する。細長いスロット１３６ａは、弧を成し、第２のばね座２８の静止した取付位置を微調整する能力を提供する。例えば、エンドキャップ１３６は、細長いスロット１３６ａが孔２２ａと整列する回転位置の間で時計回りまたは反時計回りに回転される。エンドキャップ１３６は、整列位置に調整された後で第２のばね座２８の取付位置を微調整するために、細長いスロット１３６ａの弧の長さに対応する少量だけ回転可能となる。
【００３７】
図示の例には、特徴部の組み合わせが示されているが、本開示の種々の実施例の利点を実現するために全ての特徴部を組み合わせる必要はない。換言すると、本開示の実施例に従って設計された装置は、いずれか１つの図面に示された全ての特徴部または図面に概略的に示された全ての部分を必ずしも含まない。さらに、１つの例示的な実施例の選択された特徴部は、他の例示的な実施例の選択された特徴部と組み合わせることもできる。
【００３８】
上述の説明は、限定的なものではなく例示的なものである。当業者に明らかとなり得る開示された例の変更や改良は、本開示から必ずしも逸脱しない。本開示に与えられる法的な保護の範囲は、以下の請求項の検討によってのみ判断できる。
【図１Ａ】
0006637057.tif 000002
【図１Ｂ】
0006637057.tif 000003
【図２】
0006637057.tif 000004
【図３】
0006637057.tif 000005
【図４Ａ】
0006637057.tif 000006
【図４Ｂ】
0006637057.tif 000007
【図５】
0006637057.tif 000008