プラスチック管継手
末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、1本のプラスチック管にプラスチック管継手を作製するコネクタ組立て体である。コネクタ組立て体は中空管腔内に配置される朝顔形のフェルールによって基部側端部に近い管にフレア部を形成し、管のフレア部と基部側端部との間にフェルールとコレットとの間に形成される空間を形成し、管の一部を空間内において収縮し、フェルールとフェルールのフレア部に近いコレットとの間にネック部を形成し、ここで、ネック部は空間内に収縮した管を実質的に恒久的に拘束し、コレットをコネクタ本体に実質的に恒久的に接合することを含む。さらに、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成するコネクタ組立て体が含まれ、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成する方法も含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般にプラスチック管のための継手を形成する分野に関する。特に、本発明はプラスチック管、とりわけ高性能ポリマーから作製されるプラスチック管と接合される恒久的、耐リーク性継手を形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プラスチック管の発明以来、従来、黄銅管、銅管および鋼管の適用領域であった住宅、商業、工業用途にプラスチック管がますます使用されている。このプラスチック管は取って代わられた金属材料を上回る多くの利点を提供する。プラスチック管は金属管と比べて据付けでは素早く、簡単に取り付けることができる、極度の柔軟性がある。用途の求める実情に応じて、多様な利用可能なポリマーはその用途独特の条件に合わせるために使用者が化学的に不活性で、耐性のある管を選択することが可能である。結局、典型的な金属管の据付けで求められる熟練は必要としないので、殆ど誰もがプラスチック管を取り付けることができる。
【0003】
プラスチック管との接合を形成するため多様な方法が開発されている。大部分の方法は一時的結合をもたらす機械的連結手段を伴う。典型的な機械的連結手段は、連結手段を用いたとき、専ら一時的な機械的密封のために機能するので、リークが生じる可能性がある。これらの機械的連結手段の具体例はクリンプ加工で取り付けるフェルール、ジョン・ゲスト・インターナショナル社(John Guest International Ltd)によって製造されるような押し込み器具およびジャコ・マニュファクチュアリング社(JACO Manufacturing Co.)によって製造されるようなねじ式圧縮器具の使用を含む。
【0004】
使用者が要求する用途と直面するとき、使用者は、典型的にはその用途にあった特徴を最もよく与えるポリマーに基づいて適当な管を選択する。多くの使用者は、そうした用途の要求が化学的相容性または最高温度点への関心を払う必要があるとき、ポリフッ化ビニリデン(PVDE)、テフロン(登録商標)および橋かけ結合ポリエチレン(PEX)のような機能性プラスチック・ポリマーを選択する。残念ながら、望ましい機能性プラスチックを使用する際の原因を作る、特性の多くは使用者が管継手を作製することを試みるとき、困難をもたらす原因となる。後に、これらの機能性プラスチックと接合する恒久的、耐リーク性継手を作製する使用者の能力はナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンのような、より標準的ポリマーと関係する問題を乗り越える。
【0005】
恒久的、耐リーク性継手と関係する問題の一例はPEX管で説明される。PEXを製造する幾つかの方法がある。重要な結果はポリエチレンの分子鎖が橋かけ結合であることであり、広範な温度範囲にわたり強度と耐久性とを示すポリマーが生じる。この強度と耐久性とは、残念ながらPEXが他のポリマーには普通である、化学的接着接合特性を示すのを妨げる。この制限のためにPEX管と接合する継手を作製する、多様な機械的手段が開発されている。これらの手段は、典型的にはクリンプ加工手段と金属管挿入具とを備える。
【0006】
この機械的手段の具体例はヴァンガード・クリンプサート(Vanguard CRIMPSERT:登録商標)金属挿入体を備える。このクリンプサート挿入具は銅または黄銅で作られた挿入体と、クリンプ・リングとを使用する。クリンプ加工工具を用いて使用者は継手を機械的に密封することができる。
【0007】
このような機械的密封手段の別の具体例はワーボ・プロペックス(Wirsbo ProPEX:登録商標)取り付け具システムを備える。このプロペックス・システムはペックス管の形を備える復元力特性を使用する。エキスパンダ工具がペックス管の一端を拡張するために使用される。この拡張した管内に挿入体を挿入し、その後エキスパンダ工具を取り外す。拡張した管は当初の形に戻り、これにより、所定に位置に挿入体を圧縮し、保持することができる。
【0008】
住宅、商業用据付けの場合、機械的密封手段がプスチック管に継手を形成するのに適することもあるが、これらの機械的密封手段は大量の商業、製造用据付けで使用するには有用性が殆どない。必要なものはプラスチック管継手の素早い取り付けが可能で、繰り返し使用でき、しかも恒久的な接合が可能である継手である。
【発明の開示】
【0009】
本発明の継手形成技術は管のポリマー成分にかかわらず大量の据付けでプラスチック管を密封する条件を満たす。本発明は、好ましくはプラスチック管と多様な器具要素との間に恒久的接合を形成するために局部的に発生させる超音波エネルギを使用する。
【0010】
好ましい実施例はプラスチック管と管のない組立て体とを接合し、密封するときに使用される付属要素を備える。本発明は、好ましくは回転溶接またはせん断溶接のどちらかの超音波溶接を使用するが、最も好ましくはせん断溶接である。現在、好ましい実施例の要素は熱可塑性樹脂を射出成形して製作される。満足できる結果は、コレット本体とコネクタ本体とに対してABSを用いて、フェルールに対してPPO(ポリフェニレン オキシド)を用いて達成されている。このような装置は高い等級と反復性とを同時に維持しながら、本発明の大量の使用を可能にする。本実施例を実施できる、組立て体の具体例は水ろ過器具、装置および配管の連結装置を含む。
【0011】
本発明は末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、1本のプラスチック管にプラスチック管継手を作製するコネクタ組立て体である。このコネクタ組立て体は中空管腔内に配置される朝顔形のフェルールによって基部側端部に近い管にフレア部を形成し、管のフレア部と基部側端部との間にフェルールとコレットとの間に形成される空間を形成し、管の一部を空間内において収縮し、フェルールとフェルールのフレア部に近いコレットとの間にネック部を形成し、ここで、ネック部は空間内に収縮した管を実質的に恒久的に拘束し、コレットをコネクタ本体に実質的に恒久的に接合することを含む。本発明はさらに一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成するコネクタ組立て体であり、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明のコネクタ組立て体は図において符号10で示される。このコネクタ組立て体はプラスチック管100を他の装置と恒久的に接合するために使用される。コネクタ組立て体100の第1の実施例は、図1に示されるように、フェルール110と、コレット115と、コネクタ本体120とで構成される。
【0013】
プスチック管100は基部側端部130と、末端側端部140とによって形が定まる。プラスチック管100は管壁150と、中空管腔160とを備える。プスチック管100は、好ましくは曲げやすい、弾性プラスチック材料から製作される。
【0014】
フェルール110は、好ましくは上述したプラスチック材料で製作される。図2ないし図2Cを参照すると、フェルール110は縦軸と同心に形成される中心孔111を有する。このフェルール110は管端112と、反対側のコネクタ端113とを備える。フェルール110の外側端部は管端112から第1の円筒部116にかけて延びるフレア部114を有する。第1の円筒部116は第2の円筒部117に段を形成して結ばれる。第2の円筒部117は両方の円筒部116、117よりも十分に大きい直径を有するフランジ118と結ばれる。フランジ118からフェルール110のコネクタ端113まで極僅かに傾けたテーパ部119が延びる。
【0015】
図1に示されるように、密封要素140がフランジ118と接してテーパ部119に配置される。この密封要素140は弾性体のO−リングである。
【0016】
図1、図3および図4を参照すると、好ましくはコレット115が上述したようにプラスチック材料で形成され、これはリング形である。より好ましくは、コレット115は内部を貫いて形成される軸方向孔121を有する。この軸方向孔121は朝顔形の入口122を有する。朝顔形入口122は短い第1の円筒部123と結ばれる。この第1の円筒部123は浅い段部124で尽きる。この段部124はまた円筒状で、第1の円筒部123よりも僅かに大きい直径を有する第2の円筒部125と結ばれる。
【0017】
コレット外縁127は全体的に平面であるが、横断面で見て高い先端を有する三角形である、平面上に形成される円形のエネルギ導子126を有する。
【0018】
図1はコネクタ本体120を表わす。このコネクタ本体120は、好ましくは上述したように、プラスチック材料から製作され、たとえばフィルタ組立て体のマニホールドのような管100との接合が望まれる装置と一体に形成してもよい。なお、このコネクタ本体120はそれと接合される装置、そうでなければそれと接続される装置に動作可能に連結してもよい。
【0019】
コネクタ本体120は縦方向中心孔130を有する。この中心孔130はコネクタ本体120の末端側端部129と結ばれる円筒部131を有する。この円筒部131は円筒部133と結ばれる段部132で尽きる。円筒部133は円筒部131よりも大きい直径を有する。円筒部133は円筒部135と結ばれる段部134で尽きる。この円筒部135はコネクタ本体120の基部側端部138に至る間がフレア部136で外に朝顔形に広がる。基部側端部138は全体的に平面であり、接合を良好に保つためにきめを出した表面を有する。
【0020】
組立てでは、所定の場所に密封要素140を装着したフェルール110をコネクタ本体120の中心孔130に挿入する。密封要素140は、好ましくはフェルールの外縁と中心孔130の円筒部135との間に半径方向に圧縮される。フランジ118は必ずしも密封要素140をフランジ118とコネクタ本体120の円筒部135との間に密封状態に圧縮しなくてもよい。
【0021】
管100の基部側端部130aをテーパ部114を超えて奥まで押し込む。このとき、テーパ部114は半径方向外側に管100を拡張する。図1に示されるように、管100の基部側端部130aをフランジ118の側縁と接するまで、左方向に押し付ける。弾力のある管100はテーパ部114を通過して第2の円筒部117と接した後、最初の形状に収縮する。
【0022】
管100を装着したフェルール110の中心孔130への層着に続いてプラスチック管100およびコレット115の双方に左方向への押し付け力を加える。コレット115をピストンまたは類似する加圧装置を備える圧縮装置で左方向へ押し付ける。エネルギ導子126をコネクタ本体120のきめを出した基部側端部138と接するまで押し付ける。浅い段部124が管100と圧縮作用を伴ってかみ合い、フェルール110の円筒部116と協働して幅の狭いネック部を形成し、これにより、円筒部117周りに収縮した管100の一部を拘束することができる。
【0023】
コレット115とコネクタ本体120との緊密な接触を維持しながら、使用者は超音波発生器(図示せず)を作動させる。超音波発生器の作動によりコレット115とコネクタ本体120との境界に加熱面127、138が生じる。加熱はコネクタ本体120のきめを出した基部側端部138に押し付けられたエネルギ導子126によって効率よく行われる。この加熱によりエネルギ導子126が柔らかくなって変形し、きめを出した基部側端部138と接合する。管100に左方向の力を作用させた状態で加熱することで、管100の基部側端部が柔らかくなり、円筒部117と、フェルール110のフランジ118と、コレット115の第2の円筒部125とによりフレア部114に隣接して形成される空間をさらに満たすことができる。超音波エネルギによる熱を与えることによりそれぞれの面127、138が溶融し、後に冷却したとき、コレット115をコネクタ本体120に実質的に恒久的に接合し、管100をコレット115とフェルール110との間に実質的に恒久的に、しかも機械的に拘束することができる。管100は相当な力を加えても引き抜くことができない。これは管100とフェルール110、コレット115および/またはコネクタ本体120との間の化学的接合を伴わない、機械的管接合である。
【0024】
図5および図6は2本の管100をコネクタ本体120aに同時に接合するのに有用な本発明の異なる実施例を表わす。コネクタ組立て体10の実施例において、コレット115aとコネクタ本体120aとは一対の管100のための2管受け入れ具として形成される。2個のフェルール110は上述したフェルール110に従って同一に形成される。コレット115aおよびコネクタ本体120aの多様な特徴は単一の管100の実施例に関して上述したものと同じである。コネクタ本体120aと結ぶ一対の管100の接合作業はコネクタ本体120に単一の管100を接合することに関して上述した作業と同じである。本実施例の利点は2本の管110が極接近して使用される場合に1本の接合手順を省くことである。
【0025】
本発明の異なる実施例が図7ないし図12に示される。図7ないし図11のコネクタ組立て体10は上記の符号と同じ符号を付した要素については同一の要素とみなすことができる。
【0026】
したがって、図7、図10および図11に描かれたフェルール110は上述したフェルール110と実質的に同一である。
【0027】
コレット115bは上述したコレット110およびコレット110aと幾分相違する。コレット115bは全体的に平面の外縁127を有する。好ましくは、外縁127は比較的粗い表面を有する。この外縁127には円形の逃がし溝128が形成される。
【0028】
コレット115bの軸方向孔121は凹部126を備える。コレット115bがフェルール110と組み合うとき、凹部126はフェルール110の円筒部116に隣接するフレア部114に全体的に向き合う。凹部126とフレア部114と円筒部116との間の空間はプラスチック管100がそこを通り抜けるときに全体的に拡張し、後に収縮する経路を形成する。
【0029】
コレット115bはコレット115bの外縁の一部を形成する一対の六角形外縁140を有する。各々六角形外縁140はコレット115bに形成されるそれぞれの孔121と同心である。
【0030】
図7に描かれたコネクタ本体120は孔130の端部を形成する六角形孔部136aを備える。
【0031】
組立てでは、コレット115bがコネクタ本体120と組み合うとき、コレット115bの六角形外縁140はコネクタ本体120の六角形孔部136a内にぴったり収まる。この方法では、コレット115bのコネクタ本体120との心出しを確実に保つことができる。
【0032】
管接合は上述したように実施される。超音波エネルギを同時に適用しながら、力をコレット115bに加える。平面127、138の粗さは平面127、138の境界を溶融するのに力を貸す。コレット115bに働く力と共に、この溶融はコレット115bをコネクタ本体120により近づけ、コレット115bが約1.27mm(0.050インチ)移動する。次いで、平面127、138の境界に発生する溶融材料が逃がし溝128に流れる。この後に続く冷却により逃がし溝128内で低温にさらされる溶融材料によってコレット115bとコネクタ本体120との境界面127、138を接合することができる。この方法では、プラスチック管100はフェルール110とコレット115bとの間に機械的に拘束される。
【0033】
当業者には、ここに説明されたものに加えて、他の実施例が本出願の範囲および広がりに含まれるように明示できることは明らかである。しがって、出願人はここに添付された請求の範囲だけによって限定されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】図1は本発明のコネクタ組立て体の断面図である。
【図2】図2はフェルールの斜視図である。
【図2A】図2Aはフェルールの第1の端面図である。
【図2B】図2Bは図2AのB−B線に沿う、フェルールの断面図である。
【図2C】図2Cはフェルールの側面図である。
【図3】図3はコレットの第1の斜視図である。
【図4】図4はコレットの第2の斜視図である。
【図5】図5は本発明のコネクタ組立て体の第2の実施例の断面図である。
【図5B】図5Bは図5に示される実施例の端面図である。
【図5C】図5Cは図6BのB−B線に沿う、コネクタ組立て体の断面図である。
【図6】図6は2重コレットの斜視図である。
【図6A】図6Aは2重コレットの平面図である。
【図6B】図6Bは図6AのB−B線に沿う、2重コレットの断面図である。
【図6C】図6Cは2重コレットの側面図である。
【図7】図7は本発明のコネクタ組立て体の異なる実施例の断面図である。
【図8】図8は図7に示されるコネクタ組立て体と共に使用されるコレットの側面図である。
【図9】図9は図8に示されるコレットの断面図である。
【図10】図10はフェルールの斜視図である。
【図11】図11は図10に示されるフェルールの断面図である。
【図12】図12はコネクタ組立て体の断面図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般にプラスチック管のための継手を形成する分野に関する。特に、本発明はプラスチック管、とりわけ高性能ポリマーから作製されるプラスチック管と接合される恒久的、耐リーク性継手を形成する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プラスチック管の発明以来、従来、黄銅管、銅管および鋼管の適用領域であった住宅、商業、工業用途にプラスチック管がますます使用されている。このプラスチック管は取って代わられた金属材料を上回る多くの利点を提供する。プラスチック管は金属管と比べて据付けでは素早く、簡単に取り付けることができる、極度の柔軟性がある。用途の求める実情に応じて、多様な利用可能なポリマーはその用途独特の条件に合わせるために使用者が化学的に不活性で、耐性のある管を選択することが可能である。結局、典型的な金属管の据付けで求められる熟練は必要としないので、殆ど誰もがプラスチック管を取り付けることができる。
【0003】
プラスチック管との接合を形成するため多様な方法が開発されている。大部分の方法は一時的結合をもたらす機械的連結手段を伴う。典型的な機械的連結手段は、連結手段を用いたとき、専ら一時的な機械的密封のために機能するので、リークが生じる可能性がある。これらの機械的連結手段の具体例はクリンプ加工で取り付けるフェルール、ジョン・ゲスト・インターナショナル社(John Guest International Ltd)によって製造されるような押し込み器具およびジャコ・マニュファクチュアリング社(JACO Manufacturing Co.)によって製造されるようなねじ式圧縮器具の使用を含む。
【0004】
使用者が要求する用途と直面するとき、使用者は、典型的にはその用途にあった特徴を最もよく与えるポリマーに基づいて適当な管を選択する。多くの使用者は、そうした用途の要求が化学的相容性または最高温度点への関心を払う必要があるとき、ポリフッ化ビニリデン(PVDE)、テフロン(登録商標)および橋かけ結合ポリエチレン(PEX)のような機能性プラスチック・ポリマーを選択する。残念ながら、望ましい機能性プラスチックを使用する際の原因を作る、特性の多くは使用者が管継手を作製することを試みるとき、困難をもたらす原因となる。後に、これらの機能性プラスチックと接合する恒久的、耐リーク性継手を作製する使用者の能力はナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンのような、より標準的ポリマーと関係する問題を乗り越える。
【0005】
恒久的、耐リーク性継手と関係する問題の一例はPEX管で説明される。PEXを製造する幾つかの方法がある。重要な結果はポリエチレンの分子鎖が橋かけ結合であることであり、広範な温度範囲にわたり強度と耐久性とを示すポリマーが生じる。この強度と耐久性とは、残念ながらPEXが他のポリマーには普通である、化学的接着接合特性を示すのを妨げる。この制限のためにPEX管と接合する継手を作製する、多様な機械的手段が開発されている。これらの手段は、典型的にはクリンプ加工手段と金属管挿入具とを備える。
【0006】
この機械的手段の具体例はヴァンガード・クリンプサート(Vanguard CRIMPSERT:登録商標)金属挿入体を備える。このクリンプサート挿入具は銅または黄銅で作られた挿入体と、クリンプ・リングとを使用する。クリンプ加工工具を用いて使用者は継手を機械的に密封することができる。
【0007】
このような機械的密封手段の別の具体例はワーボ・プロペックス(Wirsbo ProPEX:登録商標)取り付け具システムを備える。このプロペックス・システムはペックス管の形を備える復元力特性を使用する。エキスパンダ工具がペックス管の一端を拡張するために使用される。この拡張した管内に挿入体を挿入し、その後エキスパンダ工具を取り外す。拡張した管は当初の形に戻り、これにより、所定に位置に挿入体を圧縮し、保持することができる。
【0008】
住宅、商業用据付けの場合、機械的密封手段がプスチック管に継手を形成するのに適することもあるが、これらの機械的密封手段は大量の商業、製造用据付けで使用するには有用性が殆どない。必要なものはプラスチック管継手の素早い取り付けが可能で、繰り返し使用でき、しかも恒久的な接合が可能である継手である。
【発明の開示】
【0009】
本発明の継手形成技術は管のポリマー成分にかかわらず大量の据付けでプラスチック管を密封する条件を満たす。本発明は、好ましくはプラスチック管と多様な器具要素との間に恒久的接合を形成するために局部的に発生させる超音波エネルギを使用する。
【0010】
好ましい実施例はプラスチック管と管のない組立て体とを接合し、密封するときに使用される付属要素を備える。本発明は、好ましくは回転溶接またはせん断溶接のどちらかの超音波溶接を使用するが、最も好ましくはせん断溶接である。現在、好ましい実施例の要素は熱可塑性樹脂を射出成形して製作される。満足できる結果は、コレット本体とコネクタ本体とに対してABSを用いて、フェルールに対してPPO(ポリフェニレン オキシド)を用いて達成されている。このような装置は高い等級と反復性とを同時に維持しながら、本発明の大量の使用を可能にする。本実施例を実施できる、組立て体の具体例は水ろ過器具、装置および配管の連結装置を含む。
【0011】
本発明は末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、1本のプラスチック管にプラスチック管継手を作製するコネクタ組立て体である。このコネクタ組立て体は中空管腔内に配置される朝顔形のフェルールによって基部側端部に近い管にフレア部を形成し、管のフレア部と基部側端部との間にフェルールとコレットとの間に形成される空間を形成し、管の一部を空間内において収縮し、フェルールとフェルールのフレア部に近いコレットとの間にネック部を形成し、ここで、ネック部は空間内に収縮した管を実質的に恒久的に拘束し、コレットをコネクタ本体に実質的に恒久的に接合することを含む。本発明はさらに一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成するコネクタ組立て体であり、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
本発明のコネクタ組立て体は図において符号10で示される。このコネクタ組立て体はプラスチック管100を他の装置と恒久的に接合するために使用される。コネクタ組立て体100の第1の実施例は、図1に示されるように、フェルール110と、コレット115と、コネクタ本体120とで構成される。
【0013】
プスチック管100は基部側端部130と、末端側端部140とによって形が定まる。プラスチック管100は管壁150と、中空管腔160とを備える。プスチック管100は、好ましくは曲げやすい、弾性プラスチック材料から製作される。
【0014】
フェルール110は、好ましくは上述したプラスチック材料で製作される。図2ないし図2Cを参照すると、フェルール110は縦軸と同心に形成される中心孔111を有する。このフェルール110は管端112と、反対側のコネクタ端113とを備える。フェルール110の外側端部は管端112から第1の円筒部116にかけて延びるフレア部114を有する。第1の円筒部116は第2の円筒部117に段を形成して結ばれる。第2の円筒部117は両方の円筒部116、117よりも十分に大きい直径を有するフランジ118と結ばれる。フランジ118からフェルール110のコネクタ端113まで極僅かに傾けたテーパ部119が延びる。
【0015】
図1に示されるように、密封要素140がフランジ118と接してテーパ部119に配置される。この密封要素140は弾性体のO−リングである。
【0016】
図1、図3および図4を参照すると、好ましくはコレット115が上述したようにプラスチック材料で形成され、これはリング形である。より好ましくは、コレット115は内部を貫いて形成される軸方向孔121を有する。この軸方向孔121は朝顔形の入口122を有する。朝顔形入口122は短い第1の円筒部123と結ばれる。この第1の円筒部123は浅い段部124で尽きる。この段部124はまた円筒状で、第1の円筒部123よりも僅かに大きい直径を有する第2の円筒部125と結ばれる。
【0017】
コレット外縁127は全体的に平面であるが、横断面で見て高い先端を有する三角形である、平面上に形成される円形のエネルギ導子126を有する。
【0018】
図1はコネクタ本体120を表わす。このコネクタ本体120は、好ましくは上述したように、プラスチック材料から製作され、たとえばフィルタ組立て体のマニホールドのような管100との接合が望まれる装置と一体に形成してもよい。なお、このコネクタ本体120はそれと接合される装置、そうでなければそれと接続される装置に動作可能に連結してもよい。
【0019】
コネクタ本体120は縦方向中心孔130を有する。この中心孔130はコネクタ本体120の末端側端部129と結ばれる円筒部131を有する。この円筒部131は円筒部133と結ばれる段部132で尽きる。円筒部133は円筒部131よりも大きい直径を有する。円筒部133は円筒部135と結ばれる段部134で尽きる。この円筒部135はコネクタ本体120の基部側端部138に至る間がフレア部136で外に朝顔形に広がる。基部側端部138は全体的に平面であり、接合を良好に保つためにきめを出した表面を有する。
【0020】
組立てでは、所定の場所に密封要素140を装着したフェルール110をコネクタ本体120の中心孔130に挿入する。密封要素140は、好ましくはフェルールの外縁と中心孔130の円筒部135との間に半径方向に圧縮される。フランジ118は必ずしも密封要素140をフランジ118とコネクタ本体120の円筒部135との間に密封状態に圧縮しなくてもよい。
【0021】
管100の基部側端部130aをテーパ部114を超えて奥まで押し込む。このとき、テーパ部114は半径方向外側に管100を拡張する。図1に示されるように、管100の基部側端部130aをフランジ118の側縁と接するまで、左方向に押し付ける。弾力のある管100はテーパ部114を通過して第2の円筒部117と接した後、最初の形状に収縮する。
【0022】
管100を装着したフェルール110の中心孔130への層着に続いてプラスチック管100およびコレット115の双方に左方向への押し付け力を加える。コレット115をピストンまたは類似する加圧装置を備える圧縮装置で左方向へ押し付ける。エネルギ導子126をコネクタ本体120のきめを出した基部側端部138と接するまで押し付ける。浅い段部124が管100と圧縮作用を伴ってかみ合い、フェルール110の円筒部116と協働して幅の狭いネック部を形成し、これにより、円筒部117周りに収縮した管100の一部を拘束することができる。
【0023】
コレット115とコネクタ本体120との緊密な接触を維持しながら、使用者は超音波発生器(図示せず)を作動させる。超音波発生器の作動によりコレット115とコネクタ本体120との境界に加熱面127、138が生じる。加熱はコネクタ本体120のきめを出した基部側端部138に押し付けられたエネルギ導子126によって効率よく行われる。この加熱によりエネルギ導子126が柔らかくなって変形し、きめを出した基部側端部138と接合する。管100に左方向の力を作用させた状態で加熱することで、管100の基部側端部が柔らかくなり、円筒部117と、フェルール110のフランジ118と、コレット115の第2の円筒部125とによりフレア部114に隣接して形成される空間をさらに満たすことができる。超音波エネルギによる熱を与えることによりそれぞれの面127、138が溶融し、後に冷却したとき、コレット115をコネクタ本体120に実質的に恒久的に接合し、管100をコレット115とフェルール110との間に実質的に恒久的に、しかも機械的に拘束することができる。管100は相当な力を加えても引き抜くことができない。これは管100とフェルール110、コレット115および/またはコネクタ本体120との間の化学的接合を伴わない、機械的管接合である。
【0024】
図5および図6は2本の管100をコネクタ本体120aに同時に接合するのに有用な本発明の異なる実施例を表わす。コネクタ組立て体10の実施例において、コレット115aとコネクタ本体120aとは一対の管100のための2管受け入れ具として形成される。2個のフェルール110は上述したフェルール110に従って同一に形成される。コレット115aおよびコネクタ本体120aの多様な特徴は単一の管100の実施例に関して上述したものと同じである。コネクタ本体120aと結ぶ一対の管100の接合作業はコネクタ本体120に単一の管100を接合することに関して上述した作業と同じである。本実施例の利点は2本の管110が極接近して使用される場合に1本の接合手順を省くことである。
【0025】
本発明の異なる実施例が図7ないし図12に示される。図7ないし図11のコネクタ組立て体10は上記の符号と同じ符号を付した要素については同一の要素とみなすことができる。
【0026】
したがって、図7、図10および図11に描かれたフェルール110は上述したフェルール110と実質的に同一である。
【0027】
コレット115bは上述したコレット110およびコレット110aと幾分相違する。コレット115bは全体的に平面の外縁127を有する。好ましくは、外縁127は比較的粗い表面を有する。この外縁127には円形の逃がし溝128が形成される。
【0028】
コレット115bの軸方向孔121は凹部126を備える。コレット115bがフェルール110と組み合うとき、凹部126はフェルール110の円筒部116に隣接するフレア部114に全体的に向き合う。凹部126とフレア部114と円筒部116との間の空間はプラスチック管100がそこを通り抜けるときに全体的に拡張し、後に収縮する経路を形成する。
【0029】
コレット115bはコレット115bの外縁の一部を形成する一対の六角形外縁140を有する。各々六角形外縁140はコレット115bに形成されるそれぞれの孔121と同心である。
【0030】
図7に描かれたコネクタ本体120は孔130の端部を形成する六角形孔部136aを備える。
【0031】
組立てでは、コレット115bがコネクタ本体120と組み合うとき、コレット115bの六角形外縁140はコネクタ本体120の六角形孔部136a内にぴったり収まる。この方法では、コレット115bのコネクタ本体120との心出しを確実に保つことができる。
【0032】
管接合は上述したように実施される。超音波エネルギを同時に適用しながら、力をコレット115bに加える。平面127、138の粗さは平面127、138の境界を溶融するのに力を貸す。コレット115bに働く力と共に、この溶融はコレット115bをコネクタ本体120により近づけ、コレット115bが約1.27mm(0.050インチ)移動する。次いで、平面127、138の境界に発生する溶融材料が逃がし溝128に流れる。この後に続く冷却により逃がし溝128内で低温にさらされる溶融材料によってコレット115bとコネクタ本体120との境界面127、138を接合することができる。この方法では、プラスチック管100はフェルール110とコレット115bとの間に機械的に拘束される。
【0033】
当業者には、ここに説明されたものに加えて、他の実施例が本出願の範囲および広がりに含まれるように明示できることは明らかである。しがって、出願人はここに添付された請求の範囲だけによって限定されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】図1は本発明のコネクタ組立て体の断面図である。
【図2】図2はフェルールの斜視図である。
【図2A】図2Aはフェルールの第1の端面図である。
【図2B】図2Bは図2AのB−B線に沿う、フェルールの断面図である。
【図2C】図2Cはフェルールの側面図である。
【図3】図3はコレットの第1の斜視図である。
【図4】図4はコレットの第2の斜視図である。
【図5】図5は本発明のコネクタ組立て体の第2の実施例の断面図である。
【図5B】図5Bは図5に示される実施例の端面図である。
【図5C】図5Cは図6BのB−B線に沿う、コネクタ組立て体の断面図である。
【図6】図6は2重コレットの斜視図である。
【図6A】図6Aは2重コレットの平面図である。
【図6B】図6Bは図6AのB−B線に沿う、2重コレットの断面図である。
【図6C】図6Cは2重コレットの側面図である。
【図7】図7は本発明のコネクタ組立て体の異なる実施例の断面図である。
【図8】図8は図7に示されるコネクタ組立て体と共に使用されるコレットの側面図である。
【図9】図9は図8に示されるコレットの断面図である。
【図10】図10はフェルールの斜視図である。
【図11】図11は図10に示されるフェルールの断面図である。
【図12】図12はコネクタ組立て体の断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、1本のプラスチック管にプラスチック管継手を作製するコネクタ組立て体であって、前記コネクタ組立て体はフレア部を有するフェルールによって前記基部側端部に近い前記管に前記中空管腔内に配置されるフレア部を形成し、前記管のフレア部と前記基部側端部との間にコレットと協働して前記フェルールによって形成される空間を形成し、前記管の一部を前記空間内において収縮し、前記フェルールと前記フェルールのフレア部に近い前記コレットとの間にネック部を形成し、ここで、前記ネック部は前記空間内に収縮した前記管の一部を拘束し、前記コレットをコネクタ本体に恒久的に接合し、これにより、前記コネクタ本体に形成される孔に前記フェルールを拘束することを含むコネクタ組立て体。
【請求項2】
さらに、前記フェルールと前記コレットとの間に圧縮状態に配置される密封要素を備える請求項1記載のコネクタ組立て体。
【請求項3】
前記コネクタ本体と前記コレットとが2管連結要素を備える請求項1記載のコネクタ組立て体。
【請求項4】
前記フェルールが前記密封要素と圧縮状態に係合するフランジを備える請求項2記載のコネクタ組立て体。
【請求項5】
前記密封要素が弾性体のO−リングである請求項2記載のコネクタ組立て体。
【請求項6】
前記コネクタ本体と前記コレットとがエネルギ導子と平面とからなる協働する接合対を備える請求項1記載のコネクタ組立て体。
【請求項7】
前記コネクタ本体と前記コレットとが前記エネルギ導子ときめを出した前記平面との境界近くに向けられる超音波エネルギの適用で発生する熱によって接合される請求項6記載のコネクタ組立て体。
【請求項8】
それぞれ末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成するコネクタ組立て体であって、前記各管に変形力を加えると共に、前記各管に軟化熱を与えることによって前記各管の基部側端部を強制的にそれぞれの空間内に配置し、協働して形成されるネック部によって前記各管の基部側端部をフェルールとコレットとの間に拘束し、前記コレットとコネクタ本体とを間隔をおいて配置した前記一対の管の同時接合に順応するように形成し、前記コレットを前記コネクタ本体に恒久的に接合することを含むコネクタ組立て体。
【請求項9】
前記それぞれの中空管腔内に配置されるフェルールに形成したフレア部によって前記基部側端部に近い前記各管にフレア部を形成し、それぞれの空間を前記各管の前記フレア部と前記基部側端部との間に部分的に形成することを含む請求項8記載のコネクタ組立て体。
【請求項10】
前記それぞれの空間を前記フェルールと前記コレットとの間に形成し、前記各管を前記フェルールのフレア部を通り過ぎた後に前記それぞれの空間内に収縮することを含む請求項9記載のコネクタ組立て体。
【請求項11】
さらに、前記それぞれのフェルールと前記コネクタ本体との間に圧縮状態に配置される2個の密封要素を備える請求項8記載のコネクタ組立て体。
【請求項12】
前記各フェルールがそれぞれの密封要素を圧縮状態に係合するフランジを備える請求項11記載のコネクタ組立て体。
【請求項13】
前記密封要素が弾性体のO−リングである請求項11記載のコネクタ組立て体。
【請求項14】
前記コネクタ本体と前記コレットとが2個の協働する接合対を備え、前記接合対がそれぞれのエネルギ導子と平面とである請求項10記載のコネクタ組立て体。
【請求項15】
前記コネクタ本体と前記コレットとが前記それぞれのエネルギ導子ときめを出した前記平面との境界近くに向けられる超音波エネルギの適用で発生する熱によって接合される請求項14記載のコネクタ組立て体。
【請求項16】
末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成する方法であって、コネクタ組立て体が、
前記各管に変形力の適用によって前記管の一部を空間内に強制的に配置し、
前記各管に軟化熱を伝達し、
フェルールとコレットとにより協働して形成されるネック部によって前記管の一部を前記空間に拘束し、
前記コレットとコネクタ本体とを間隔をおいて配置した前記一対の管の同時接合に順応するように形成し、
前記コレットを前記コネクタ本体に恒久的に接合することを含む方法。
【請求項17】
前記それぞれの中空管腔内に配置されるフェルールによって前記各管の基部側端部に近い前記各管にフレア部を形成し、前記空間を前記それぞれの管の前記フレア部と前記基部側端部との間に形成することを含む請求項16記載の方法。
【請求項18】
さらに、前記それぞれのフェルールと前記コネクタ本体との間にそれぞれの密封要素を圧縮状態に配置することを含む請求項16記載の方法。
【請求項19】
前記フェルールに形成されるフランジによって前記それぞれの密封要素を圧縮状態に係合することを含む請求項18記載の方法。
【請求項20】
弾性体のO−リングからなる前記各密封要素を形成することを含む請求項18記載の方法。
【請求項21】
前記コネクタ本体と前記コレットとに2個の協働する接合対を形成し、前記各接合対がそれぞれのエネルギ導子とそれぞれの平面として形成されることを含む請求項16記載の方法。
【請求項22】
前記コネクタ本体と前記コレットとが前記それぞれのエネルギ導子ときめを出した前記平面との境界近くに向けられる超音波エネルギの適用で発生する熱によって接合される請求項21記載の方法。
【請求項1】
末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、1本のプラスチック管にプラスチック管継手を作製するコネクタ組立て体であって、前記コネクタ組立て体はフレア部を有するフェルールによって前記基部側端部に近い前記管に前記中空管腔内に配置されるフレア部を形成し、前記管のフレア部と前記基部側端部との間にコレットと協働して前記フェルールによって形成される空間を形成し、前記管の一部を前記空間内において収縮し、前記フェルールと前記フェルールのフレア部に近い前記コレットとの間にネック部を形成し、ここで、前記ネック部は前記空間内に収縮した前記管の一部を拘束し、前記コレットをコネクタ本体に恒久的に接合し、これにより、前記コネクタ本体に形成される孔に前記フェルールを拘束することを含むコネクタ組立て体。
【請求項2】
さらに、前記フェルールと前記コレットとの間に圧縮状態に配置される密封要素を備える請求項1記載のコネクタ組立て体。
【請求項3】
前記コネクタ本体と前記コレットとが2管連結要素を備える請求項1記載のコネクタ組立て体。
【請求項4】
前記フェルールが前記密封要素と圧縮状態に係合するフランジを備える請求項2記載のコネクタ組立て体。
【請求項5】
前記密封要素が弾性体のO−リングである請求項2記載のコネクタ組立て体。
【請求項6】
前記コネクタ本体と前記コレットとがエネルギ導子と平面とからなる協働する接合対を備える請求項1記載のコネクタ組立て体。
【請求項7】
前記コネクタ本体と前記コレットとが前記エネルギ導子ときめを出した前記平面との境界近くに向けられる超音波エネルギの適用で発生する熱によって接合される請求項6記載のコネクタ組立て体。
【請求項8】
それぞれ末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成するコネクタ組立て体であって、前記各管に変形力を加えると共に、前記各管に軟化熱を与えることによって前記各管の基部側端部を強制的にそれぞれの空間内に配置し、協働して形成されるネック部によって前記各管の基部側端部をフェルールとコレットとの間に拘束し、前記コレットとコネクタ本体とを間隔をおいて配置した前記一対の管の同時接合に順応するように形成し、前記コレットを前記コネクタ本体に恒久的に接合することを含むコネクタ組立て体。
【請求項9】
前記それぞれの中空管腔内に配置されるフェルールに形成したフレア部によって前記基部側端部に近い前記各管にフレア部を形成し、それぞれの空間を前記各管の前記フレア部と前記基部側端部との間に部分的に形成することを含む請求項8記載のコネクタ組立て体。
【請求項10】
前記それぞれの空間を前記フェルールと前記コレットとの間に形成し、前記各管を前記フェルールのフレア部を通り過ぎた後に前記それぞれの空間内に収縮することを含む請求項9記載のコネクタ組立て体。
【請求項11】
さらに、前記それぞれのフェルールと前記コネクタ本体との間に圧縮状態に配置される2個の密封要素を備える請求項8記載のコネクタ組立て体。
【請求項12】
前記各フェルールがそれぞれの密封要素を圧縮状態に係合するフランジを備える請求項11記載のコネクタ組立て体。
【請求項13】
前記密封要素が弾性体のO−リングである請求項11記載のコネクタ組立て体。
【請求項14】
前記コネクタ本体と前記コレットとが2個の協働する接合対を備え、前記接合対がそれぞれのエネルギ導子と平面とである請求項10記載のコネクタ組立て体。
【請求項15】
前記コネクタ本体と前記コレットとが前記それぞれのエネルギ導子ときめを出した前記平面との境界近くに向けられる超音波エネルギの適用で発生する熱によって接合される請求項14記載のコネクタ組立て体。
【請求項16】
末端側端部、基部側端部および中空管腔を有する、一対のプラスチック管にプラスチック管継手を同時に形成する方法であって、コネクタ組立て体が、
前記各管に変形力の適用によって前記管の一部を空間内に強制的に配置し、
前記各管に軟化熱を伝達し、
フェルールとコレットとにより協働して形成されるネック部によって前記管の一部を前記空間に拘束し、
前記コレットとコネクタ本体とを間隔をおいて配置した前記一対の管の同時接合に順応するように形成し、
前記コレットを前記コネクタ本体に恒久的に接合することを含む方法。
【請求項17】
前記それぞれの中空管腔内に配置されるフェルールによって前記各管の基部側端部に近い前記各管にフレア部を形成し、前記空間を前記それぞれの管の前記フレア部と前記基部側端部との間に形成することを含む請求項16記載の方法。
【請求項18】
さらに、前記それぞれのフェルールと前記コネクタ本体との間にそれぞれの密封要素を圧縮状態に配置することを含む請求項16記載の方法。
【請求項19】
前記フェルールに形成されるフランジによって前記それぞれの密封要素を圧縮状態に係合することを含む請求項18記載の方法。
【請求項20】
弾性体のO−リングからなる前記各密封要素を形成することを含む請求項18記載の方法。
【請求項21】
前記コネクタ本体と前記コレットとに2個の協働する接合対を形成し、前記各接合対がそれぞれのエネルギ導子とそれぞれの平面として形成されることを含む請求項16記載の方法。
【請求項22】
前記コネクタ本体と前記コレットとが前記それぞれのエネルギ導子ときめを出した前記平面との境界近くに向けられる超音波エネルギの適用で発生する熱によって接合される請求項21記載の方法。
【図1】
【図2】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公表番号】特表2006−522909(P2006−522909A)
【公表日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−509839(P2006−509839)
【出願日】平成16年4月9日(2004.4.9)
【国際出願番号】PCT/US2004/010923
【国際公開番号】WO2004/092631
【国際公開日】平成16年10月28日(2004.10.28)
【出願人】(399044506)キュノ、インコーポレーテッド (14)
【氏名又は名称原語表記】CUNO INCORPORATED
【Fターム(参考)】
【公表日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年4月9日(2004.4.9)
【国際出願番号】PCT/US2004/010923
【国際公開番号】WO2004/092631
【国際公開日】平成16年10月28日(2004.10.28)
【出願人】(399044506)キュノ、インコーポレーテッド (14)
【氏名又は名称原語表記】CUNO INCORPORATED
【Fターム(参考)】
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