ヒンジ結合用のシステムおよび方法
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図10A】
【図10B】
【公表番号】特表2013−508654(P2013−508654A)
【公表日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−536960(P2012−536960)
【出願日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【国際出願番号】PCT/US2010/054123
【国際公開番号】WO2011/053590
【国際公開日】平成23年5月5日(2011.5.5)
【出願人】(508121566)タイコ・フアイヤー・プロダクツ・エルピー (3)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【国際出願番号】PCT/US2010/054123
【国際公開番号】WO2011/053590
【国際公開日】平成23年5月5日(2011.5.5)
【出願人】(508121566)タイコ・フアイヤー・プロダクツ・エルピー (3)
【Fターム(参考)】
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