JP4851316B2 - ロッドコネクタ・アッセンブリ、弁心棒コネクタ・アセンブリ、ロッドコネクタの接続方法、及び制御弁アセンブリ - Google Patents

Description

本願明細書に記載のロッドコネクタ・アセンブリは、２本のロッド同士を機械的に固定する装置および方法を明らかにする。より詳細には、弁心棒コネクタおよびアクチュエータロッドを制御弁心棒に固定する方法を開示する。本発明のロッドコネクタ・アセンブリは、アクチュエータロッド及び弁心棒の軸不整列のために弁心棒から弁パッキングに作用する非対称力を著しく減少させる。

一般に、制御弁は、弁に直接結合されるバネやダイアフラム型アクチュエータのような空気式アクチュエータによって動作される。空気式アクチュエータは、弁を通って流れる流体を制御するべく弁プラグを動かすために必要な力を提供する。当業者によって理解されるように、ダイアフラムおよびアクチュエータ・ケーシングによって画定される圧力チャンバ内で空気圧を増減することにより、ダイアフラムを動かす空気バネが形成される。アクチュエータロッドがダイアフラムの中心に取り付けられており、さらに、ジャーナル軸受けによって、その縦軸に沿ってアクチュエータハウジング内を案内される。アクチュエータロッドをダイアフラムに取り付けることで、アクチュエータ空気圧の直接的な変化により、アクチュエータロッドの軸位置に関連的な変化が生じる。

アクチュエータロッドは、弁ボンネットを通って弁本体から突出する弁心棒に取り付けられる。アクチュエータロッドを弁心棒に機械的に結合することで、取り付けた弁プラグの位置により、弁を通る流体を制御できる。一般に、弁心棒コネクタは、アクチュエータロッドと弁心棒を受容するための２個のねじ切りされた空洞を備える単一の堅固なコネクタである。従来の弁心棒コネクタは、以降で説明する特定の製造上の欠点と設計上の制限を伴っている。

図１は、アクチュエータロッド３０を弁アセンブリ１００の弁心棒（バルブステム）４０に機械的に固定する一般的な弁心棒コネクタ１０の断面図を示す。アクチュエータ４８（アクチュエータヨーク脚部により部分的に示す）は、ヨークロックナット７０を弁ボンネット６４とねじ切り可能に係合させることで、弁本体５０に取り付けられている。アクチュエータ４８に供給された空気圧が変化すると、これに関連してアクチュエータロッド３０が縦軸９０に沿って移動する。弁心棒コネクタ１０は、アクチュエータロッド３０によって、弁心棒４０を介して弁プラグ４６に供給された軸動作により、弁プラグが弁座６０に対して位置決めされるようになる。例えば、弁プラグ４６を弁座６０から離して位置決めした場合、流体が、図中の矢印で示すように、弁入口５２から弁出口５４へと流れることができる。

弁アセンブリ１００は、弁パッキング５８を使用して流体を弁本体５０内に密封し、さらに、弁心棒４０と実質的に平行な案内面を提供する。弁ボンネット６４の弁パッキングボックス６１内で、パッキングフランジ７２、パッキングスタッド６９ａ〜ｂ、パッキングナット６６ａ〜ｂにより、弁パッキング５８に圧縮負荷がかけられる。弁パッキング５８に作用した圧縮負荷が弁パッキング５８を外周方向に膨張させて、流体密封と弁心棒４０のための案内面とを形成する。これにより、弁心棒４０によって弁パッキング５８上に生じた任意の非対称力によって、非対称力の領域を介してパッキング摩擦が増加し、弁パッキング５８の劣化および腐食が生じ、実質的に弁パッキングの使用寿命を縮めてしまう可能性がある。従来の弁心棒コネクタ１０ではこのような非対称力を除去することができない。このような非対称力が存在することによってメンテナンスコストが増加する可能性があり、また、流体が周囲の大気中に逃げた場合には、環境害悪の危機を増加させる可能性がある。

図１、図２を参照すると、従来の弁心棒コネクタ１０は、堅固なコネクタを形成するべく、間隙孔１３ａ〜ｂを通りボルト穴１５ａ〜ｂ内に挿入されたボルト１４ａ〜ｂで固定された２個の半コネクタ１２ａ〜ｂを備えている。後述するように、弁心棒コネクタ１０は、アクチュエータロッド３０を「収容する」ためのねじ切りされた上方空洞２０を備えている。弁心棒コネクタ１０のねじ切りされた下方空洞２２は、弁心棒４０を「収容する」。上方ねじ切り部６２と下方ねじ切り部６８が、アクチュエータロッド３０と弁心棒４０の対応する外部ねじ切り部３２、３８とそれぞれ機械的に係合されて、アクチュエータロッド３０と弁心棒４０が連結される。先細り内部表面１８が製造オペレーションにより形成され、約４５°の角度で先細りとされ、上方空洞２０と下方空洞２２とを接続する。図１に示すように、一般に、アクチュエータロッド３０の直径は弁心棒４０よりも大きい。従来の設計技術であるため、弁心棒コネクタ１０が収容できるアクチュエータロッド３０と弁心棒４０の長さの範囲は非常に狭い。これらのタイプのコネクタについて知っている当業者によって理解されるように、弁とアクチュエータの製造業者は、概して、弁とアクチュエータの様々な組み合わせによる幅広い製品ラインを設計および維持し、特定の用途に適応させることで、この制限を解決している。

弁アセンブリ１００を完成させるために、アクチュエータロッド３０と弁心棒４０は、所望の長さが得られるまで、空洞２０、２２内に反対回転方向にねじ回しされる。弁アセンブリ１００の移動長さは、動作前に事前に設定しておく必要があり、一般に、弁心棒コネクタ１０内の調整によって達成される。弁心棒４０の端面４４がアクチュエータロッド３０の端面２４と接触すると、弁心棒コネクタ１０の調整可能性が一方向に制限される。他方向での調整制限は、堅固で安全な機械接続を作り出すべく係合すべきねじ切りの最小数に基づく。従来の弁心棒コネクタ１０は、約０．２５〜０．５０インチの調整範囲を提供する。最後に、ボルト１４ａ〜ｂがさらに緊締され、ねじ切り部３２、３８、６２、６８の間にさらなる圧縮負荷が生じることで、アクチュエータロッド３０が弁心棒ロッド４０にしっかりと固定される。

弁心棒４０とアクチュエータロッド３０が、相互に対してねじ回しをして単一の堅固なコネクタを形成することで結合しているため、弁心棒コネクタ１０の製造公差を狭く維持する必要がある。半コネクタ１２ａ〜ｂの公差が不十分であることに起因して不整列となると、非対称力が更に増加する可能性があり、従って弁パッキング５８が受ける摩擦が増加する可能性がある。製造公差が狭い場合、製造コストと組み立ての複雑性が増加する。より詳細には、従来の弁心棒コネクタ１０を使用する場合、アクチュエータロッド３０及び弁心棒４０間は堅固な接続である。この堅固な接続には、アクチュエータロッド３０及び弁心棒４０を共通縦軸９０に沿って完璧に整列させて弁パッキング５８の磨耗を排除することが必要である。当業者によって理解されるように、産業基準製造公差と、アクチュエータ４８と弁本体５０の一般的な組み立て方法を用いた場合、アクチュエータロッド３０と弁心棒４０とを正確に整列させることは不可能である。

したがって、本発明によるロッドコネクタ・アセンブリの目的は、２本のロッド間の軸不整列を収容でき、様々な長さのロッドを有利に補えるコネクタ装置を提供することである。より詳細には、本発明のロッドコネクタは、弁心棒によって弁パッキングに作用する非対称な側部負荷によって生じる、あるいは制御弁アセンブリ内で生じ得る摩擦を著しく低減させる。

本発明によるロッドコネクタ・アセンブリの或る態様によれば、先細りしたクランピング表面を設けた第１ロッド・アセンブリと、第２ロッド・アセンブリとは、概して平坦な端面を備え、また、第１、第２ロッド・アセンブリを機械的に結合するために先細りしたクランピング表面に負荷をかけるロッド結合部によって固定されている。ロッド結合部内の内部空洞は、ロッド・アセンブリ上の表面同士を係合するための上方縁と下方縁を形成する。この空洞はさらに、第１、第２ロッドの軸不整列を収容するための間隙表面を形成する。

本発明によるロッドコネクタ・アセンブリの別の態様によれば、弁心棒アセンブリとアクチュエータロッド・アセンブリが相互に対して固定される。弁心棒アセンブリは、弁移動調整を提供する弁心棒アダプタを備えている。アクチュエータロッドにねじ切り可能に取り付けられるアクチュエータロッド・アダプタは、弁心棒アダプタから突出できる所定長さの弁心棒を収容する内部空洞を備えている。

本発明のロッドコネクタ・アセンブリの別の態様によれば、アクチュエータロッドは、弁心棒アダプタをアクチュエータロッドと機械結合する、心棒結合部との合致面を提供するアンダーカット部によって直接改良される。

さらなる実施形態では、弁心棒アセンブリと弁パッキングの間の摩擦を低減する方法が確立される。

さらに別の実施形態では、制御弁アセンブリは、制御弁、始動手段、本発明のロッドコネクタ・アセンブリを備えている。始動手段は制御弁に直接固定されている。さらに、始動手段はアクチュエータロッド・アセンブリを備えており、このアセンブリは、アクチュエータロッド・アセンブリと弁心棒アセンブリを機械結合するための、対応する先細り表面を圧縮負荷する心棒結合部によって弁心棒アセンブリに固定されている。心棒結合部は、アクチュエータロッド・アセンブリと弁心棒アセンブリの軸不整合を収容する間隙表面を提供する。さらに、アクチュエータロッド・アダプタは、弁移動調整を促進するべく弁心棒アダプタから突出できる所定長さの弁心棒を収容する内部空洞を設けている。

新規であると考えられる本発明の特徴については、添付の特許請求項で詳細に述べられている。本発明は、同一の要素には同一の参照符号が付されている添付の図面と共に、以降の説明を参照することで最良に理解できるだろう。

本発明によるロッドコネクタ・アセンブリの利点を完全に理解するために、その機能と特徴をアクチュエータロッドおよび弁心棒に関連して説明する。しかし、当業者は、本発明のロッドコネクタ・アセンブリを他のロッドコネクタ用途において使用できると理解するだろう。

図３を参照すると、改良型弁心棒コネクタの基本構成要素である心棒結合部２０４を分離した状態で示している。心棒結合部２０４は、２個のほぼ同形の半コネクタ２０５ａ〜２０５ｂ同士を固定して、アクチュエータロッド２３０を弁心棒２６０に機械的につなぐコネクタを形成することで作られる（図４の断面図に示す）。２個の半コネクタ２０５ａ〜ｂは、２個の開口部２０３ａ〜ｂを備えた内部空洞２１１を形成する。心棒結合部２０４内に上方縁２０６ａと下方縁２０６ｂを形成するために、内部空洞２１１の直径は開口部２０３ａ〜ｂの直径よりも大きくなっている。以降でより詳細に説明するように、半コネクタ２０５ａ〜２０５ｂを１つに固定すると、上方縁２０６ａと下方縁２０６ｂが、アクチュエータロッド２３０を弁心棒２６０とつなぐ内部空洞２１１内で楔効果を生じる。２個の半コネクタ２０５ａ〜ｂは、２本のボルト２１９ａ〜ｂを、第１半コネクタ２０５ａの空隙孔２１４ａ〜ｂから、第２半コネクタ２０５ｂのボルト受容孔２１５ａ〜ｂ内に挿入することで固定される。空隙孔２１４ａ〜ｂは、ボルト受容孔２１５ａ〜ｂのようにボルト２１９ａ〜ｂとねじ切り係合することがないため、半コネクタ２０５ａ〜ｂが相互に引き寄せあい、楔効果を生じることができる。当業者によって理解されるように、これ以外の半コネクタ２０５ａ〜ｂ同士を接続する手段の使用も可能である。

前述したように、従来の制御弁アセンブリでは、従来のコネクタを使用して、アクチュエータロッドと弁心棒にこれらを機械結合するためのねじ切り部分を設けている。従来の弁心棒コネクタによるねじ切り部分同士を堅固に結合することでは、アクチュエータロッドと弁心棒との軸不整列を調節する（収める）ことができない。図４は、改良型弁心棒コネクタ・アセンブリ２００の断面図を示す。弁心棒コネクタ・アセンブリ２００は、心棒結合部２０４、弁心棒アダプタ２４０、弁心棒ジャムナット２４１、アクチュエータロッド・アダプタ２３５、アクチュエータロッド・ジャムナット２５０を備える。弁心棒アダプタ２４０とアクチュエータロッド・アダプタ２３５は、心棒結合部２０４と共に使用した場合に、後述する軸不整列を調整可能な対応合致面を作り出す。弁心棒アダプタ２４０はねじ切りされた円筒形内面２４４を備えており、これが弁心棒２６０のねじ切り部分２６２と合致する。弁心棒アダプタ２４０は、図に示すように心棒結合部２０４の下方縁２０６ｂと相互ロックするためのフランジ２４７をさらに備えている。アクチュエータロッド・アダプタ２３５は、アクチュエータロッド２３０のねじ切り部分２３７と合致するための、ねじ切りされた円筒形内部表面２２０を備えている。アクチュエータロッド・アダプタ２３５はさらに、図に示すように心棒結合部２０４の上方縁２０６ａと係合するための、３つの外面２３９、２３８、２０９によって画定された先細りしたアンダーカット部２２１を備えている。

改良型弁心棒コネクタ・アセンブリ２００は、初期において、アクチュエータロッド・アダプタ２３５をアクチュエータ２３０に取り付けて組み立てる。最初に、アクチュエータロッド・ジャムナット２５０が、アクチュエータロッド２３０のねじ切り部分２３７いっぱいにねじ込まれる。次に、アクチュエータロッド２３０の端面２６５の或る点がアクチュエータロッド・アダプタ２３５の先細りした内面２１３の最先端と強制的に接触するまで、アクチュエータロッド・アダプタ２３５がアクチュエータロッド２３０上にねじ回し取り付けされる。最後に、アクチュエータロッド・ジャムナット２５０がアクチュエータロッド・アダプタの頂面２５２内に緊締されることで、アクチュエータロッド・アダプタ２３５がアクチュエータロッド２３０上の適所にロックされる。次の組み立て段階では、弁心棒アダプタ２４０を弁心棒２６０に取り付ける必要がある。

弁心棒アダプタ２４０を取り付けるために、弁心棒ジャムナット２４１が弁心棒２６０のねじ切り部分２６２いっぱいにねじ込まれる。次に、弁心棒アダプタ２４０が弁心棒２６０のねじ切り部分２６２上にねじ回し取り付けされる。図４に示し、請求項で請求されているように、本発明の弁心棒コネクタ・アセンブリ２００は、幅広く変化に富んだ長さの弁心棒２６０を収容するべく改善された調節可能性を提供する。弁心棒アダプタ２４０の調整は、弁心棒アダプタ２４０を、弁心棒２６０のねじ切り部分２６２上の所望の位置にまでねじ回して行う。アクチュエータロッド・アダプタ２３５内に形成された内部空洞２３６は、弁心棒２６０の一部分を受容できる。弁心棒２６０の縦軸２９１とアクチュエータロッド２３０の縦軸２９０の間の軸不整列のかなりの部分を収容するために、空洞２３６の直径は、弁心棒２６０の直径よりも約０．０６０インチ大きく形成されている。弁心棒２６０は、弁心棒端部２６４がアクチュエータロッド端部２６５と接触するまで、弁心棒アダプタ２４０内にねじ入れることができる。アクチュエータと制御弁の組み合わせによっては、弁心棒２６０が弁心棒アダプタ２４０の頂面２４８を貫通してのびることができる（図４に示す）。更に弁心棒の長さは、弁心棒２６０が短く、弁心棒アダプタ２４０の頂面２４８を通して突出しない場合、効果的に延長することができる。この延長は、最小数のねじ山を（一般的に約６〜８個）弁心棒アダプタ２４０にねじ切りされた円筒形内面２４４、及び弁心棒２６０のねじ切り部分２６２に確保して、安全に係合した状態にしておくことで達成される。単一の部分で長さの異なる弁心棒を収容することができるため、これらの要素によって、本発明の心棒コネクタ・アセンブリ２００がコスト有利性をもたらす。弁心棒コネクタ・アセンブリ２０４では、約＋１．５インチの弁心棒調整が可能である。

当業者が理解しているように、本発明の弁心棒コネクタ・アセンブリ２００を使用して弁移動を調整するには、まず、制御弁アセンブリ移動停止部を選択する（図示せず）。次に、弁心棒アダプタ２４０の頂面２４８がアクチュエータロッド・アダプタ２３５の底面２３４と接触するまで、弁心棒アダプタ２４０がアクチュエータロッド・アダプタ２３５に向かってねじ回される。これらの概して平坦な面２３４、２４８を相互に密着して配置することで、アセンブリ内の無駄な運動が実質的に排除される。これに加え、心棒結合部２０４を接続および緊締した際に（以降に述べる）、端面２３４、２４８が、アクチュエータロッド２３０と弁心棒２６０の間に摩擦接触面を形成できる。動作中に、この摩擦接触面が、弁心棒２６０の回転に対する相当量の抵抗を形成する。先端円筒形面２３９の直径とフランジ２４７の直径はほぼ等しいため、アクチュエータロッド２３０と弁心棒アダプタ２４０が軸整列した場合に、端面２３４と２４８の外縁どうしが整列する。しかし、図４に示すようにアクチュエータロッド２３０と弁心棒アダプタ２４０が整列していない場合は、心棒結合部２０４がこの不整列を有利に許容することができる（以降でより詳細に説明する）。

弁移動停止部を正確に調整すると、弁心棒ジャムナット２４１が弁心棒アダプタ２４０の底面２４２内に緊締され、弁心棒アダプタ２４０を弁心棒ロッド２６０上の適所に効率的にロックする。当業者によって理解されるように、請求項記載の本発明の弁心棒コネクタ・アセンブリ２００から逸脱しない範囲で、ねじと刻み目を付けたキー溝との組のような別の手段を使用して、弁心棒アダプタ２４０またはアクチュエータロッド・アダプタ２３５のいずれか一方をロッドに取り付けることができる。例えば、この代替的な取り付け方法を、アダプタを断面が円形でないロッドに固定するために使用できる。さらに、本発明の実施形態では、弁心棒２６０の直径はアクチュエータロッド２３０よりも小さいが、しかし、当業者によって理解されるように、弁心棒２６０の直径はアクチュエータロッド２３０の直径と実質的に等しくてもよい。

次に、両方の半コネクタ２０５ａ〜ｂが、図３と、さらに図４の断面図とに示すように、アクチュエータロッド・アダプタ２３５と弁心棒アダプタ２４０を包囲するよう位置決めされる。心棒結合部２０４の開口部２０３ａ〜ｂの直径は、アクチュエータロッド・アクチュエータ２３０の係合面２３８の直径、およびアクチュエータロッド・アダプタ２４０の係合面２４９直径の各々よりも約０．０６０インチ大きい。さらに、空洞２１１（表面２１０によって境界を画され、先細りした表面２０８と水平面２１２の間に画定されている）の直径は、アクチュエータロッド２３０の円筒形先端面２３９の直径、弁心棒アダプタ２４０のフランジ２４７の直径よりも大きい。これによって形成される上述の間隙は、アクチュエータロッド・アダプタ２３５の過剰サイズの内部空洞２３６に伴って生じ、アクチュエータロッド２３０及び弁心棒２６０の間の軸不整列を収容する。例えば、図４に示すように、アクチュエータロッド縦軸２９０が弁心棒縦軸２９１の左側へ約０．０３０インチ移動された場合、弁心棒２６０が内部空洞２３６の左壁と接触する。さらに、フランジ２４７の左縁が、心棒結合部２０４の空洞２１１の左壁２１６ａと接触する一方で、アクチュエータアダプタ２３５の右縁が、心棒結合部空洞２１１の右壁２１６ｂと接触する。当業者は、心棒結合部空洞２１１の実直径を、様々な程度の軸不整列を収容するべく変更できることを理解するだろう。

これに加え、心棒結合部２０４をアクチュエータロッド・アダプタ２３５と弁心棒アダプタ２４０の周囲に正確に合致させるために、空洞２１１の軸方向表面２１０の垂直長が、弁心棒アダプタ２４０のフランジ２４７の垂直長とアクチュエータロッド・アダプタ２３５の円筒形先端面２３９とを組み合わせた長さと略等しい必要がある。さらに、上方縁２０６ａの垂直長は、アクチュエータロッド・アダプタ２３５の係合面２３８の垂直長よりも短くなくてはならない。同様に、下方縁２０６ｂの垂直長を、弁心棒アダプタ２４０の係合面２４９の垂直長よりも短くする必要がある。当業者によって理解されるように、前述した、空洞２１１とアダプタ２３５、２４０との間の形状関係によって、弁心棒コネクタ構成要素の正確な搭載を確実に行うことが可能になる。弁心棒コネクタ構成要素を正確に搭載することにより、望ましい楔効果が得られ、アクチュエータロッド２３０と弁心棒２６０との緊締な結合が提供される。

続いて、半コネクタ２０５ａ〜ｂをアダプタ２３５、２４０の周囲に正確に取り付けたら、半コネクタ２０５ａ〜ｂが相互に対してさらに圧着されるようにボルト２１９ａ〜ｂを緊締し、これにより、アクチュエータロッド２３０とアクチュエータロッド・アダプタ２３５が心棒結合部２０４に対して若干下方へ、弁心棒アダプタ２４０に向かって移動する。これは、アクチュエータロッド・アダプタ２３５の先細りした接触面２０９に対して、空洞２１１内の先細りした表面２０８が合わせられていくにつれて、該表面２０８上に接点が形成された結果生じる。

先細りした表面２０８は、上方摩擦面（上方スラスト面）２１８ａに対して約４７°の角度を形成している。先細りした接触面２０９は、アクチュエータロッド・アダプタ２３５の端面２３４に対して約４５°の角度を形成している。２つの先細りした表面２０８〜２０９の間の差によって画定される干渉角度は約２°である。当業者によって理解されるように、干渉角度を０°よりも大きくすることで、心棒結合部２０４による圧縮下において、２つの先細りした表面（２０８〜２０９）の間に干渉嵌着が生じる。この干渉嵌合によって、弁動作中に、圧縮負荷および引張負荷の両方の下で、弁心棒アダプタ２４０とアクチュエータロッド・アダプタ２３５を締着、保持する楔効果が心棒コネクタ・アセンブリ２００内に生じる。しかし、これ以外の角度（例えば４０〜６０°の範囲内）またはこれ以外の形状（例えば或る半径を有する球面）を用いて、同じ固定方法を作り出すことができる。

楔効果は、半コネクタ２０５ａ〜ｂをさらに圧縮し、弁心棒アダプタ２４０内に引き入れられているアクチュエータロッド・アダプタ端面２３４を引き出すことで生じる。この下方への移動によって、心棒結合部の内部水平接触面２１２と弁心棒アダプタ２４０の水平接触面２４６との間の接触ラインが、第２摩擦面を形成しながら作られる。水平接触面２１２上に形成されたこの第２摩擦面は、さらに、弁心棒ロッド２６０の望ましくない回転を防止する補助となる。この実施形態では、水平面２１２、２４６は実質的に水平であり、円筒形表面２１０、フランジ２４７の各々と共に直角を形成する。しかし、当業者は、これ以外の角度（例えば１０°未満の角度）を使用して接触ラインを形成することも可能であると理解するだろう。両アダプタの外部先細り面２１７、２４３は任意に角度付けされて、心棒結合部２０４の上方および下方摩擦面２１８ａ〜ｂの適切なアセンブリの隙間を生じる。これに加えて、上方および下方摩擦面２１８ａ〜ｂは、弁を両移動方向に手動作動するための摩擦配置を有利に提供する。本発明のロッドコネクタ・アセンブリは、従来の制御弁アセンブリに対し、アクチュエータロッド及び弁心棒間の軸不整列を許容する改良型弁心棒を提供する。

次に図５を参照すると、別の実施形態を示している。この特定の実施形態は、アクチュエータロッド・アダプタ２３５に特に関連するものを除き、前述した上の例と同じ構成要素およびアセンブリ方法に依存する。記述のとおり、この実施形態では、アクチュエータロッド・アダプタ２３５内のアクチュエータロッド３３０内部に直接、幾何学的特徴を採用することにより、さらなる構成要素コストの節約と、アセンブリ工程のさらなる簡素化が可能になる。アクチュエータロッド３３０では、先細りした表面３０８を備えるアンダーカット部３２１が心棒結合部２０４の上方縁２０６ａと結合する。先述したように、アセンブリ上で、心棒結合部２０４を緊締することで、所望の干渉嵌合を確立するための４５°の先細り部分を有する先細り表面３０８が楔効果を生じ、この楔効果がアクチュエータロッド端面３３４を弁心棒アダプタ２４０の端面２４８に対して締着する。さらに、弁心棒２６０の直径よりも約０．０６０インチ大きな直径を有する内部空洞３３６が、アクチュエータロッド３３０内のその縦軸３９０に沿って設けられている。この内部空洞は、弁移動の調節後に、弁心棒２６０の任意の突出長を収容する。内部空洞３３６の先細り表面３３７は、弁心棒２６０の突出長を約１．５インチに制限する。当業者によって理解されるように、本発明の弁心棒コネクタ・アセンブリ３００の精神と範囲から逸脱しない限り、これよりも長い空洞長を考慮することもできる。

前出の詳細な説明は、理解を明確にすることのみを目的として行われたものであり、当業者には修正が明瞭となるため、この説明から不必要な限定が理解されるべきでない。例えば、当業者は、開示した特定の形状から逸脱しない範囲内で、弁心棒アセンブリとアクチュエータロッド・アセンブリを締着している物理的要素の形状および方位を反転できることを理解するだろう。さらに、図６、図７を参照すると、当業者は、アクチュエータロッドと弁心棒（図示せず）の軸不整列を収容する、本発明によるロッドコネクタ・アセンブリのさらなる実施形態を理解することができる。図６に示すロッドコネクタ・アセンブリ４００は、先に図４に示したアクチュエータロッド・アダプタ２３５と弁心棒アダプタ２４０の有利な技術を、別のロッド結合部４０４と共に採用している。先述したように、アクチュエータロッド・アダプタ２３５の先細り表面２０９上の接触ラインにより、アクチュエータロッド・アダプタ２３５を弁心棒アダプタ２４０に対して機械的に締着する圧縮が提供される。この別の実施形態では、別のロッド結合部４０４によって作用した圧縮力が、取り付けボルト４１７ａ〜ｂで半ロッド結合部４０５ａ〜ｂを垂直方向にクランピングすることで供給される。さらに、図７はロッドコネクタ・アセンブリ５００の別の実施形態を示しており、この実施形態はアクチュエータロッドと弁心棒（図示せず）の軸不整列を収容する。この特定の実施形態は、アクチュエータロッド・アダプタ５３５と弁心棒アダプタ２４０の軸不整列を収容するための、ロッド結合部４０４の開口部５０３ａ〜ｂを貫通した実質的な空隙に依存するものである。例証したように、垂直クランピング配置は、アクチュエータロッド・アダプタ５３５上の先細りした合致面を使用して圧縮係合を提供することなく、２本のロッド間の軸不整列を収容することができる。

制御弁アセンブリに採用された従来技術の弁心棒コネクタの断面図である。 図１に示した従来技術の弁心棒コネクタの斜視図である。 本発明のロッドコネクタ・アセンブリの心棒結合部の斜視図を示す。 不規則に整列したアクチュエータロッドを弁心棒に対して機械的に結合する本発明のロッドコネクタ・アセンブリを示す断面図である。 本発明のロッドコネクタ・アセンブリの特徴を含むべく改良されたアクチュエータロッドの断面図を示す。 ロッド結合部に垂直クランピング配置を使用した、本発明のロッドコネクタ・アセンブリの別の実施形態の側面図を示す。 ロッド結合部に垂直クランピング配置を使用した、本発明のロッドコネクタ・アセンブリの別の実施形態の側面図を示す。

Claims (27)

1. ロッドコネクタ・アセンブリであって、
   軸線方向に移動可能とされた第１ロッドと軸線を一致させて前記第１ロッドの先端部に連結され、端面には前記軸線と交差する方向に第１合致面が形成され、前記第１合致面から前記軸線方向に穴部が削孔され、外周面には、前記軸線を囲んで環状にアンダーカット部が形成されている第１ロッドアダプタと、
   軸線方向に貫通孔を有し、端面には、前記第１合致面と合致する第２合致面が前記軸線と交差する方向に形成され、前記貫通孔には、前記第２合致面から先端部を突出させて第２ロッドが挿入され、外周面には、前記軸線を囲んで環状のアンダーカット部が形成されている第２ロッドアダプタと、
   前記穴部に、前記第２合致面から突出させた前記第２ロッドの先端部を挿入させ、前記第１及び第２合致面を合致させた状態で、前記第１ロッドアダプタの前記アンダーカット部と、前記第２ロッドアダプタの前記アンダーカット部との間の外周壁を包囲する内部空洞が設けられ、前記外周壁と、前記内部空洞の内壁の間に隙間を有するロッド結合部と、
   を備えるロッドコネクタ・アセンブリ。
2. 前記内部空洞が、前記第１ロッド及び前記第２ロッドの軸不整列を吸収するのに十分な大きさを有している請求項１記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
3. 前記第１ロッドアダプタのアンダーカット部のカット面が、前記第１合致面に対して鋭角に傾斜していることにより、前記ロッド結合部が、第１合致面及び前記第２合致面を包囲する際に、楔効果を生じさせる請求項１記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
4. 前記第２ロッドアダプタの前記貫通孔が、その全長にわたってねじ切り部分を備えており、前記第２ロッドアダプタを前記第２ロッド上で調整することにより、所定の長さの第２ロッドを前記貫通孔を貫通して突出させることができる請求項１記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
5. 前記第１ロッドアダプタが、前記第２ロッドの少なくとも一部分を受容するために形成された第２内部空洞をさらに備える請求項４記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
6. 前記第１ロッドアダプタが、アクチュエータロッドを備えている請求項５記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
7. 前記第１ロッドアダプタが、アクチュエータロッド及びアクチュエータロッド・アダプタを更に含み、該アクチュエータロッド・アダプタが、アクチュエータロッドへの取り付け手段を有し、前記アクチュエータロッド・アダプタが、アクチュエータロッドにより画定された縦軸と実質的に平行な第１合致面を作るアンダーカット部を更に有し、前記アクチュエータロッド・アダプタが、前記第２ロッドの少なくとも一部分を受容するために形成された第２内部空洞を更に有する、請求項５記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
8. 前記第２ロッドが弁本体から突出する弁心棒である請求項７記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
9. アクチュエータロッド・アダプタをアクチュエータロッドに取り付ける前記手段が、アクチュエータロッド・アダプタをアクチュエータロッドのねじ切り端部上で調整可能にねじ回しするねじ切り部分と、アクチュエータロッド・アダプタをアクチュエータロッド上に固定するために、ねじ切り端部上のアクチュエータロッド・アダプタに固定されたナットとを備えている請求項７記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
10. 前記第１ロッドアダプタ及び前記第２ロッドアダプタ間の軸不整列を収容するために、前記第２内部空洞の直径が前記第２ロッドの直径よりも大きい請求項５記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
11. 前記ロッド結合部の前記内部空洞が先細りした表面を含み、前記アンダーカット部のカット面と、前記第１ロッドアダプタの前記第１合致面に対して４０°よりも大きな第１角度を有する先細りした表面との間に接触ラインが形成されている請求項３記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
12. 前記ロッド結合部の先細りした表面が、前記第１角度と等しい角度で、または前記第１角度よりも５°以下だけ大きい角度で先細りしている請求項１１記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
13. 前記第１ロッドアダプタのアンダーカット部が球面の一部で形成され、前記球面の中心線と前記軸線とを一致させ、前記アンダーカット部を包囲する前記ロッド結合部の内部空洞の内壁も前記球面で形成し、前記第１合致面及び前記第２合致面を合致させ、前記ロッド結合部が前記第１合致面及び第２合致面を包囲する際に楔効果が生じる請求項１記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
14. 前記ロッド結合部が、第１ロッドアダプタの縦軸に対してほぼ垂直な上方および下方摩擦面を含む請求項１記載のロッドコネクタ・アセンブリ。
15. 弁心棒コネクタ・アセンブリであって、
    アクチュエータロッド・アセンブリを備え、該アクチュエータロッド・アセンブリが、アクチュエータロッドによって画定された縦軸に対して概して垂直な実質的に平坦な端面を有し、前記アクチュエータロッド・アセンブリが、前記端面に対して鋭角に位置決めされた第１合致面を提供するために、前記端面に隣接したアンダーカット部をさらに有し、
    弁心棒アセンブリを備え、該弁心棒アセンブリは弁心棒及び弁心棒アダプタから成り、前記弁心棒アダプタは弁心棒に取り付ける手段を有し、前記弁心棒アダプタは、弁心棒によって画定された縦軸に対して概して垂直な、実質的に平坦な端面をさらに有し、前記弁心棒アダプタは、第２合致面を提供するために、前記端面に隣接したアンダーカット部をさらに有し、
    前記第１ロッド・アセンブリ及び第２ロッド・アセンブリを包囲する心棒結合部を備え、該心棒結合部が、第１直径を有する第１内部空洞を提供する２個のほぼ等しい半片を備えており、前記第１内部空洞が第２直径を有する２個の開口部をさらに含み、前記第１及び第２合致面を受容する第１縁及び第２縁を提供するべく、前記第２直径が前記第１直径よりも小さく、
    アクチュエータ・アセンブリを弁心棒アセンブリと機械的に連結するために、心棒結合部の２個の半片を結合するための取り付け手段を備え、アクチュエータ・アセンブリの端面と弁心棒アセンブリの端面が実質的に平坦に接触した状態で配置される弁心棒コネクタ・アセンブリ。
16. 前記アクチュエータロッド・アセンブリがアクチュエータロッド及びアクチュエータロッド・アダプタから成り、該アクチュエータロッド・アダプタがアクチュエータロッドへの取り付け手段を有し、前記アクチュエータロッド・アダプタが、第１合致面を形成するアンダーカット部をさらに有し、前記アクチュエータロッド・アダプタが、弁心棒の少なくとも一部分を受容するべく形成された第２内部空洞をさらに含む請求項１５記載の弁心棒コネクタ・アセンブリ。
17. 前記アクチュエータロッド・アセンブリ及び弁心棒アセンブリの間の軸不整列を収容するために、前記第２内部空洞の直径が弁心棒の直径よりも大きい請求項１６記載の弁心棒コネクタ・アセンブリ。
18. 前記アクチュエータロッド・アセンブリがアクチュエータロッドを備えており、前記アクチュエータロッドが、弁心棒の少なくとも一部分を受容するべく形成された第２内部空洞をさらに含む、請求項１５記載の弁心棒コネクタ・アセンブリ。
19. 前記アクチュエータロッド・アセンブリ及び弁心棒ロッド・アセンブリの間の軸不整列を収容するべく、前記第２内部空洞直径が弁心棒直径よりも大きい請求項１８記載の弁心棒コネクタ・アセンブリ。
20. 前記アクチュエータロッド・アセンブリ及び弁心棒ロッド・アセンブリの間の軸不整列を収容するべく、前記第１直径が前記第１及び第２合致面の直径よりも大きい請求項１５記載の弁心棒コネクタ・アセンブリ。
21. アクチュエータロッド・アセンブリ及び弁心棒アセンブリの軸不整列によって生成された、弁心棒アセンブリと弁パッキングセットの間の摩擦を低減するロッドコネクタの接続方法であって、
    アクチュエータロッドにより画定された縦軸に対して概して垂直な実質的に平坦な端面を有するアクチュエータロッド・アセンブリを製造する工程を含み、前記アクチュエータロッド・アセンブリが、前記端面に対して鋭角で位置決めされた第１合致面を提供するために、前記端面に隣接するアンダーカット部をさらに有し、
    弁心棒アダプタを弁心棒に取り付ける工程を含み、前記弁心棒アダプタが、前記弁心棒によって画定された縦軸に対して概して垂直な実質的に平坦な端面を有し、前記弁心棒アダプタが、第２合致面を提供するために、前記端面に隣接するアンダーカット部をさらに有し、
    前記アクチュエータロッド・アセンブリの第１合致面と弁心棒アダプタの第２合致面とに対応する合致面を提供するべく、第１内部空洞を有する２個のほぼ同形の半片からなる心棒結合部を形作る工程を含み、前記第１内部空洞は、アクチュエータロッド・アセンブリのアンダーカット部と、弁心棒アダプタのアンダーカット部とを受容するように配置されており、前記空洞が、アクチュエータロッド・アセンブリと弁心棒の実質的な軸不整列を収容できるよう十分な寸法を有し、
    心棒結合部を、アクチュエータ・アセンブリおよび弁心棒アダプタの周囲に固定する工程を含み、アクチュエータ・アセンブリの端面及び弁心棒アダプタの端面が、実質的に平坦に接触して配置されているロッドコネクタの接続方法。
22. アクチュエータロッド・アセンブリを製造することは、アクチュエータロッドにより画定された縦軸に対して実質的に平行且つアクチュエータロッドの実質的に平坦な端面に隣接したアンダーカット部をアクチュエータロッドに形作ることを含む請求項２１記載のロッドコネクタの接続方法。
23. アクチュエータロッド・アセンブリを製造することは、弁心棒の少なくとも一部分を受容するための第２内部空洞を提供することを含み、前記第２内部空洞の直径が弁心棒の直径よりも大きい、請求項２２記載のロッドコネクタの接続方法。
24. アクチュエータロッド・アセンブリを配置することは、アクチュエータロッド・アダプタをアクチュエータロッドに取り付けることを含み、前記アクチュエータロッド・アダプタが、アクチュエータロッドにより画定された縦軸に対して実質的に平行な第１合致面を作成するアンダーカット部をさらに有し、前記アクチュエータロッド・アダプタが、弁心棒の少なくとも一部分を受容するために形成された第２内部空洞をさらに有する請求項２１記載のロッドコネクタの接続方法。
25. アクチュエータロッドにアクチュエータロッド・アダプタを取り付けることは、アクチュエータロッド・アダプタをアクチュエータロッドのねじ切り端部上で調整可能にねじ回すためのアクチュエータロッド・アダプタ内の内部ねじ切り部分と、アクチュエータロッド・アダプタをアクチュエータロッドに固定するために、ねじ切り端部上のアクチュエータロッド・アダプタに対して固定されたナットと、を提供することを含む請求項２４記載のロッドコネクタの接続方法。
26. 弁心棒に弁心棒アダプタを取り付けることは、弁心棒のねじ切り端部上で弁心棒アダプタを調整可能にねじ回すための弁心棒アダプタ内部のねじ切り部分と、弁心棒アダプタを弁心棒上に固定するために、ねじ切り端部上の弁心棒アダプタに対して固定されたナットと、を提供することを含む請求項２１記載のロッドコネクタの接続方法。
27. 制御弁アセンブリであって、
    流体入口と流体出口を含む弁本体を有する弁を備え、前記流体入口及び前記流体出口が流体通路によって接続しており、
    前記流体通路を通る流体の流れを制御するための、弁本体内に含まれる可動オペレータを備え、該可動オペレータが、弁本体から突出したオペレータ心棒アセンブリを含み、
    可動オペレータに動力を供給するべく、弁本体に直接取り付けられた始動手段を備え、該始動手段がアクチュエータロッド・アセンブリを含み、
    オペレータ心棒アセンブリをアクチュエータロッド・アセンブリに軸接続するための、ロッドコネクタ・アセンブリを備え、前記オペレータ心棒アセンブリが、可変オペレータ心棒アセンブリの長さを収容するべくオペレータ心棒アセンブリに取り付けられた調整可能なアダプタを含み、該調整可能アダプタはさらに第１合致面を有し、前記アクチュエータロッド・アセンブリは、オペレータ心棒の一部分を受容するための第１内部空洞を含む第２合致面と、第１及び第２合致面を相応して結合させる第２内部空洞を含む結合部とを有し、アクチュエータロッド・アセンブリの第１内部空洞と結合部の第２内部空洞とが、オペレータ心棒アセンブリ及びアクチュエータロッド・アセンブリの軸不整列を収容するための間隙空間を提供する制御弁アセンブリ。

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