JPH08506407A - 管連結部の形成方法並びにこの方法の実施に適切に使用される工具及び連結スリーブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 記憶性を有したプラスチック材料からなる管（１）の一端部（８）と、連結子（２；１１）のフランジ付連結スリーブ（３）との間に連結部を形成するために、管端（８）をフランジの外径を超える内径まで拡張する段階と、フランジ付連結スリーブ（３）を拡張された管端に挿入する段階とを有する方法である。この目的で、本質的円弧状輪郭の断面を有する複数の可動拡張ジョー（２２）を具備した拡張工具（１５）が使用される。複数のジョー（２２）は、相互に対向するジョー縁部（２８）により画定されてそれらジョー縁部（２８）の領域に凹部、例えば溝（３２、３３）を有するジョー外面（２７）を備える。管を拡張する際に、管端（８）の内面に、内方へ向いた複数のビード（３０；３１）が形成される。それらビードは、拡張されたジョー（２２）の縁部（２８）の領域で管端内面とジョー外面（２７）との間の接触領域を分断する。連結子（２；１１）の連結スリーブ（３）は、フランジ（６）の前方に、拡張されないプラスチック管（１）の内径に少なくとも本質的に等しい外径と、拡張されないプラスチック管の内径に少なくとも等しい長さとを有した軸方向外側の管状部分（５）を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 管連結部の形成方法並びにこの方法の実施に適切に使用される工具及び連結スリ ーブ 本発明は、請求項１の前段に記載した方法に関する。さらに本発明は、請求項 ５及び請求項６の前段にそれぞれ記載した工具及び連結スリーブに関する。 上記種類の方法は従来、記憶機能を有したプラスチック管、すなわち、拡張後 に本質的にそれ自体の原形を自動的に回復しようとするプラスチック管と共に使 用するために提案されてきた。これに関する一例は、架橋ポリオレフィン製の管 、及び特に、室温程度に低い温度で活発な記憶機能を発揮するいわゆるＰＥＸ管 等の架橋ポリエチレン製の管において見出される。この種の管は、管の一端を拡 張し、この拡張された管端に、一般に金属製の管連結子の一部を構成するフラン ジ付コネクタを挿入することによって、一体に連結される。このフランジ付コネ クタは、管が連結子を強固に保持できる程度に収縮するまで、拡張された管端に 保持される。選択的には、金属やプラスチック（管の材料と同じプラスチック材 料でもよい）等の弾性材料からなる締着スリーブを拡張して拡張管端上で収縮さ せ、管連結領域の保持及び密封圧力をさらに増強する。この締着スリーブは、管 端を拡張するときに、管端の周囲に締着スリーブを配置した状態で同時に拡張す ることができる。管端は通常、機械式に、又は任意で気圧ないし油圧作用により 作動する拡張工具によって拡張される。この拡張工具は、互いに隣接配置される 引込位置と外方の管拡張位置との間で、中心軸線に関して半径方向に移動可能な 複数のジョーを備える。それらジョーは、相互に対向するジョー縁部 により画定されて管端の内面に係合するジョー外面を備える。ジョー外面は、断 面において少なくとも実質的に円弧状の輪郭を有する。 上記したような従来周知の管連結方法及び管拡張工具における１つの問題点は 、それらがしばしば充分に強固な連結を提供できないことにある。不充分に強固 な連結の問題点は、特に連結形成後、一般に数時間程度の比較的短時間で、特に 連結領域が曲げ応力を受けるときに顕著となる。 本発明の１つの目的は、前述の問題点を少なくとも相当程度まで排除する新規 かつ有利な管連結方法を提供することにある。 この目的で、請求項１の前段に記載した方法を実施する際、管端が拡張される に従って管端の内面に複数のビードないし突起が管材料から形成されることが提 案される。これらのビードは、ジョーが拡張状態にあるときに少なくともジョー 縁部の領域で管端内面とジョー外面との間の接触領域を分断する。それにより、 ジョー縁部が管端の内面全体に傷や溝を付けることが効果的に防止される。圧力 下で管を通過する流体は、形成された線傷や溝に沿って移動しつつ管連結部に浸 透する傾向がある。この新規な方法は、適切にシールされた管連結部を他の方法 よりもさらに迅速に形成することを可能にし、それにより例えばその管連結部を 圧力下で試験できるようにするとともに管連結部を組み込んだ管路を使用できる ようにする。複数のビードは、連結スリーブを管端に挿入した後に連結スリーブ から半径方向外方へ突出するフランジを覆う領域に形成することが有利である。 この領域では、連結スリーブと管端内面との間で最も迅速にシールが形成される 。 本発明に係る方法では、複数の可動ジョーを備えた管拡張工具が有利に使用さ れる。管端の内面に係合する複数のジョーのジョー外面は、少なくともジョー縁 部の領域に凹部を備える。管端を拡張す るためにこの工具を使用する際に、管材料はそれら凹部内に侵入して完全又は部 分的に充填され、それにより管端内面に複数の突起ないしビードを形成する。こ れらのビードは、管端拡張工程の最終段階でジョー縁部によって管端内面に形成 されがちな線傷の生成を妨げる。したがってこの工具は、管端と管連結子の一部 を構成して管端に挿入された連結スリーブとの間に効果的なシールを比較的迅速 に達成できるような方法で、管端を拡張することを可能にする。製造の観点から 、特に凹部は、ジョー外面にてジョー縁部に交差する溝又は溝部分の形態を有す ることができる。管端の内面に対するジョーの問題ある作用が管端内面とジョー 縁部との間の接触領域に集中するので、溝又は溝部分の深さは、ジョー縁部から 離れる方向へ減少することが有利であり、それにより例えばジョー外面の最大部 分が管端を拡張するために使用される。 本発明はさらに、本発明方法に関連して特に適切に使用される管連結片に関す る。この連結片は、拡張された管端に挿入される少なくとも１つの連結スリーブ を備える。連結スリーブは、拡張されない管の内径を超える外径を有した部分を 備えるとともに、この部分から半径方向外方へ突出するフランジを備える。本発 明によれば、管連結子は、このスリーブ部分が連結スリーブの軸方向内側部分を 形成すること、及びこの内側部分が、拡張されないプラスチック管の内径に少な くとも略等しい外径と、拡張されないプラスチック管の内径に少なくとも等しく 好ましくは１〜２倍大きな長さとを有する軸方向外側の管状部分に連結されるこ とを特徴とする。管連結子のこのような構成の結果、管連結領域に作用する曲げ 応力は、実質的に連結スリーブの軸方向外端部領域のみにおいて管に作用する。 したがって、管壁における引張り及び他の動作はこの外端部領域に集中するが、 連結スリーブのフランジ（単数又は複数）と管壁との 間の係合はそのままの状態を維持する。連結スリーブが１つだけのフランジを有 することが特に有利であり、それにより、管端に生じる収縮ないし縮径力は限定 的領域に本質的に集中して、さらに大きなシール圧力を生じさせる。本発明によ る管連結子の他の有利な特徴は、請求項８〜１０に記載される。 以下、添付図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。図面において、 図１は、本発明に係る管連結部の軸方向断面図で、図の上半分が収縮状態の管 端及び外部締着スリーブを示し、図の下半分が拡張されてまだ収縮していない管 端及び外部締着スリーブを示す図、 図２は、Ｔ形管連結子を示す軸方向断面図、 図３は、図２の○囲み部分の拡大図、 図４は、拡張工具の前方部分を示す軸方向断面図、 図５は、図４に示す工具の外側部分を、ジョーを分離した状態で示す軸方向断 面図、 図６及び図７は、図４に示す工具の外側部分を、ジョーを引き込んだ状態及び 拡張した状態のそれぞれで示す図、 図８は、ジョーの相互引込位置及び相互拡張位置のそれぞれを示す横断面図、 及び 図９及び図１０は、工具に備えられるジョーの第１実施例及び第２実施例の斜 視図である。 図１は、例えば架橋ポリエチレン（ＰＥＸ管）等の記憶性を有したプラスチッ ク材料からなる管１と、金属製の管連結子２とを示す。管連結子２は、全体に符 号３で示す連結スリーブを備える。連結スリーブ３は、軸方向内側部分４と軸方 向外側部分５とを備える。軸方向内側部分４は、軸方向外側部分５の基端に隣接 するその端部に半径方向へ突出するフランジ６を備え、その反対側の端部で半径 方 向当接面７により終端される。連結スリーブ３は、幾何学的軸線を９で示す管１ の拡張された端部８に完全に挿入される。内側部分４は、拡張されていない管１ の内径を超える外径を有し、連結スリーブの外側部分５は、拡張されていない管 １の内径に本質的に一致する外径を有する。例えば管１と同一の材料からなる弾 性締着環１０が、管端８に取付けられる。締着環８は、その緩和状態で、拡張さ れていない管１の外径に一致する内径を有する。 図１に示す管連結部を形成するとき、管端８及びそれを包囲する締着環１０は 、好ましくは後述するジョー付拡張工具により、図１の軸線９の下側に示す状態 へと同時に拡張される。次に連結スリーブ３は、当接面７が管端８及び締着環１ ０に当接されるまで、直ちに管端８に挿入される。続いて管端８及び締着環１０ は、自動的に収縮ないし縮径し、管端８の内面と特にフランジ６との間が密着す る。さらに、管端８の内面と連結スリーブの少なくとも軸方向内側部分４の外面 との間も密着する（図１の軸線９の上側に示す）。 図１に示す管連結子２は、連結スリーブ３の反対側の端部に外側ねじ部を備え 、それにより連結子を、対応する内側ねじ部を備えた連結部材に螺着することが できる。当然ながら、他の多様な連結子の実施例を想起できる。例えば連結子は 、その両端に同一の連結スリーブを備えたベンドの形態を有してもよいし、図２ に示すような３つの同一の連結スリーブ３を備えたＴ形管１１の形態を有しても よい。図２の各連結スリーブ３は、図１の連結スリーブ３に類似する。図３は図 ２の○囲み部分を拡大して示す。図３に示されるように、連結スリーブ３の１つ のフランジ６は、スリーブ部分４とスリーブ部分５との間の接合部分に配置され る。スリーブ部分４の外面からのフランジ６の高さは、プラスチック管１の壁の 厚みよりも小さい。さらに図３に示されるように、フランジ６は、連結スリーブ の長手軸線９に略直交して延びる軸方向内側面１２及び軸方向外側面１３と、面 １３から面１２に向かって外方へ傾斜する半径方向外側面１４とを備える。面１ ４は、１０〜２０°の角度で傾斜でき、好ましくは約１５°の角度で傾斜する。 このフランジは、例えばフランジの高さに等しい程度の比較的小さな幅を有する ことが好ましく、それにより、管端８が連結スリーブ３の周囲で収縮ないし縮径 したときに比較的高い接触圧力が達成される。 前述のように、軸方向外側スリーブ部分５は、拡張されていない管１の内径に 本質的に一致する外径を有するとともに、拡張されていないプラスチック管１の 内径に少なくとも等しく、適切には１〜２倍の長さを有する。外側スリーブ部分 ５により、管が管連結領域で被るであろう全ての曲げないし撓み動作は、フラン ジ６から離れたスリーブ部分５の軸方向外端で生じ、それにより、管連結部で形 成されるシールは、それら曲げないし撓み動作による悪影響を確実に受けなくな る。 図４〜図１０は、全体として符号１５（図４）で示す工具の主要部分を示す。 工具１５は、図１の軸線９の上側に示す種類の管連結部を形成する際、管端８を 拡張するために好都合に使用できる。工具１５は、円筒ケーシング１６を備え、 六角形断面の前方尖端を有したピストン１７等が、図示しない機械式、電気式、 油圧式又は気圧式の駆動装置によって、円筒ケーシング内を往復移動できる。ケ ーシング１６の前部は、ケーシング１６に螺着可能な内側カバー１９及び外側カ バー２０を備え、それらカバーは中心開口を備える。複数のジョー（顎部）２２ の半径方向部分２１は、両カバー１９、２０の間に挿入され、各ジョー２２が円 筒ケーシング１６に関して半径方向へは移動できるが軸方向へは移動できないよ うになっている。半径方向部分２１は、環状ばね２４を受容する周縁溝２３（図 ９及び図１０）を備える。環状ばね２４は、複数のジョーを包囲し、図４に示す 引込位置に各ジョー２２を保持するように作用する。工具は、ピストン１７を、 図４に示すその後退位置から前方に移動することによって拡張される。このとき ピストンの尖端１８は、各ジョー２２の傾斜面２５に係合し、ジョーを例えば図 ５及び図７に示す拡張位置へと押し離す。それにより複数のジョー２２は、図示 実施例では６個あるが、図５に符号２６で示す工具中心軸線に関して半径方向外 方へ移動する。ジョー２２はジョー外面２７を有し、この外面は軸線２６に直交 する断面において少なくとも略弧状の輪郭を有する。ジョー外面２７は、対向す るジョー縁部２８によって画定され、複数のジョー２２が図４及び図６に示す相 互引込位置にあるときに、複数の外面２７は一体となって略円筒面を形成する。 図４〜図１０に示す工具を用いて管端８を拡張する際には、相互に引き込まれ た複数のジョー２２は、各ジョー２２の係止面２９が管端の最外縁に接触するま で管端８に挿入される。次いでピストン１７が前方に移動され、ピストン尖端１ ８がジョー傾斜面２５に係合して、各ジョー２２を例えば図５及び図７に示す位 置まで分離し、それにより管端８が拡張されるとともに、締着スリーブを使用す る場合は管端上の締着スリーブ１０も拡張される。続いてピストン１７は後退さ れ、複数のジョー２２はばね２４の作用により相互引込位置に移動される。この とき各ジョー２２は管端８から引き込まれ、連結子２又は１１の連結スリーブ３ は拡張された管端に直ちに挿入される。そこで、拡張された管端は収縮ないし縮 径して、連結子を強固に保持する。この種の工具により管端を拡張する際に、ジ ョー縁部２８は、拡張工程の最終段階で管端８の内面に傷を付ける傾向がある。 こうした線傷に沿っては、或いは少なくとも長時間が経過した後は、効果的なシ ールを得ることはできない。この欠点を排除 するために、管端８の内面には複数のビード、突起ないし隆起３０、３１（図８ ）が設けられ、それら突起はジョー２２の拡張位置にて、少なくともジョー縁部 ２８の領域で管端内面とジョー外面２７との間の接触部分を分断するように作用 する。ビード３０、３１ないし突起は、図８に示すように、管端８が拡張するに つれて管壁が嵌入可能な複数の凹部ないし溝をジョー外面２７に設けることによ って形成される。凹部ないし溝は、図６、図７及び図１０、並びに図８の下半分 に符号３２で示すように、一方のジョー縁部２８から他方のジョー縁部２８まで ジョー外面２７の全体を横断して延設することができる。或いは凹部ないし溝は 、図９及び図８の上半分に符号３３で示すように、ジョー外面２７の両ジョー縁 部２８の領域に独立して配置することもできる。溝３２又は溝部分３３の深さは 、図示のようにジョー縁部２８から離れる方向へ減少してもよい。溝又は溝部分 は、連結子２のフランジ６の幅より僅かに好都合に大きい幅を有するとともに、 拡張された管端８に挿入される連結子のフランジ６をカバーするように係止面２ ９に対して位置決めされる。 図８は、拡張されていない管１の端部に挿入可能な位置へ引き込まれた複数の ジョー２２を破線で示す。管端８に拡張作用を及ぼすジョー２２の拡張位置は、 図８に実線で示されるが、ここでは管の内壁部分のみを示す。図８の上側部分で は、複数の凹部３３はジョー幅の一部分のみを横断して延びる溝部分からなるも のとして示される。これらの溝部分の深さは、ジョー縁部２８に近づくにつれて 増加する。管を拡張する際、これらの溝３３は、ジョー縁部２８と管端８の内面 との間の接触領域に、複数の隆起ないしビードを局部的に形成する。図８の下側 部分では、複数の凹部３２はジョーの全幅を横断して延びる溝からなるものとし て示される。これらの溝の深さは、各ジョーの縁部２８に近づくにつれて増加す る。管が拡張 されるに従い、これらの溝３２は、ジョー縁部２８と管端８の内面との間の接触 領域で最大高さを有する複数の隆起状のビード３０を形成する。 本発明は上記した図示実施例に限定されるものではなく、以下の請求の範囲に 記載した発明の概念の範囲内で修正及び変更を為し得ることは理解されよう。例 えば管連結子は、適当な高分子材料、セラミック材料、粉末冶金材料等の金属以 外の材料からなることができ、また１つ以上のフランジ６を備えることができる 。ジョー２２は、軸線２６の方向へ相互に連続した複数の溝３２又は溝部分３３ を備えることができる。本発明は、本発明の方法及び本発明の工具の使用により 生産される管連結部をも包含するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 23:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ， ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ， (72)発明者 ビルド，ミカエル スウェーデン国，エス―730 61 ビルス ボ，ストランドベーゲン 26 【要約の続き】 くとも等しい長さとを有した軸方向外側の管状部分 （５）を備える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．記憶性を有したプラスチック材料からなる管（１）の一端部（８）と、少 なくとも一部分（４）に沿って管端（８）の内径を超える外径を有するとともに 該部分（４）から半径方向外方へ突出するフランジ（６）を有する少なくとも１ つの連結スリーブを備えた連結子（２；１１）の該連結スリーブ（３）との間に 管連結部を形成するために、相互引込位置と外方拡張位置との間で中心軸線（２ ６）に関して半径方向へ移動可能であって、管端（８）の内面に係合するように 少なくとも本質的円弧状輪郭の断面を有しかつ対向するジョー縁部（２８）によ り画定されるジョー外面（２７）を備える複数のジョー（２２）を具備した拡張 工具（１５）を用いて、管端を、所望により該管端を包囲する締着スリーブ（１ ０）と共に、フランジの外径を超える内径まで拡張する段階と、前記管端が前記 フランジの外径より小さな内径まで収縮する前に、少なくとも１つの前記フラン ジを有した連結スリーブ（３）を拡張された管端に挿入する段階とを有する方法 において、 管拡張工程の間に、管端（８）の内面に、ジョー（２２）が拡張状態にあると きに少なくとも前記ジョー縁部（２８）の領域で管端内面とジョー外面（２７） との間の接触領域を分断するよう内方へ延びる複数の突起（３０；３１）を形成 することを特徴とする管連結部の形成方法。 ２．前記連結スリーブ（３）から半径方向外方へ延びるフランジ（６）を、該 連結スリーブを前記管端（８）に挿入した後に覆う領域に、前記突起（３０；３ １）を形成することを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．ジョー外面（２７）が少なくとも前記ジョー縁部（２８）の 領域に、ジョー外面（２７）に設けられて該ジョー縁部（２８）に交差する溝又 は溝部分により好ましくは形成される凹部（３２；３３）を備えたジョーを具備 する工具を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。 ４．溝（３２）又は溝部分（３３）の深さが前記ジョー縁部（２８）から所定 方向へ減少する工具を使用することを特徴とする請求項３に記載の方法。 ５．相互引込位置と外方の管拡張位置との間で中心軸線に関して半径方向へ移 動可能であって、相互に対向するジョー縁部（２８）により画定されて管端（８ ）の内面に係合する少なくとも略円弧状輪郭の断面を有したジョー外面（２７） を備える複数のジョー（２２）を具備し、管端（８）を拡張するための工具にお いて、 前記ジョー外面（２７）が、ジョー外面（２７）に設けられて前記ジョー縁部 （２８）に交差する溝又は溝部分により形成される凹部（３２；３３）を備え、 溝（３２）又は溝部分（３３）の深さが前記ジョー縁部（２８）から所定方向へ 減少することを特徴とする工具。 ６．拡張された管端に挿入されるとともに該管端の収縮後に該管端（８）に強 固に保持される少なくとも１つの連結スリーブ（３）を備え、該連結スリーブ（ ３）が管（１）の内径を超える外径を有した部分（４）と該部分から半径方向外 方へ突出する少なくとも１つのフランジ（６）とを備えてなり、記憶性を有した プラスチック材料からなる管（１）の一端部（８）に連結されるように構成され る管連結子において、 前記部分（４）は、連結スリーブ（３）の軸方向内側部分を構成し、 拡張されないプラスチック管（１）の内径に少なくとも本質的に 等しい外径と拡張されないプラスチック管の内径に少なくとも等しく好ましくは １〜２倍大きな長さとを有した軸方向外側の管状部分（５）が、前記内側部分（ ４）に隣接すること、 を特徴とする管連結子。 ７．１つのフランジ（６）のみを備えることを特徴とする請求項６に記載の管 連結子。 ８．フランジ（６）が、連結スリーブ（３）の内側部分（４）と外側部分（５ ）との間の接合部に配置されることを特徴とする請求項７に記載の管連結子。 ９．連結スリーブ（３）の前記軸方向内側部分（４）からのフランジ（６）の 高さが、プラスチック管（１）の壁厚よりも小さいことを特徴とする請求項６〜 ８のいずれか１項に記載の管連結子。 １０．フランジ（６）か、連結スリーブ（３）の長手軸線（９）に少なくとも 略直交して延びる軸方向内側面及び外側面（１２，１３）、並びに軸方向外側面 （１３）から軸方向内側面（１２）へと適切には１０〜２０°の角度、好ましく は約１５°の角度で外方へ傾斜する半径方向外側面（１４）を備えることを特徴 とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の管連結子。 １１．請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法によって生産される管連結部 。 １２．請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法によって、かつ請求項５に記 載の工具を使用して生産される管連結部。