可動の把持体を備える継ぎ手を用いた管要素の連結方法
【課題】可動の把持体を備えた継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法を提供する。
【解決手段】
管要素を端部と端部とで連結する方法は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される二つ以上のセグメントを備える継ぎ手を用いる。継ぎ手は、前記セグメントの二つの間に配置される少なくとも一つの把持体をさらに備える。管要素は、中央空間内に挿入される。セグメントおよび把持体は中央空間に向けて移動させられる。セグメントは、管要素の外面に係合する弓形面を備える。把持体は、管要素の外面に係合する把持面を備える。
【解決手段】
管要素を端部と端部とで連結する方法は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される二つ以上のセグメントを備える継ぎ手を用いる。継ぎ手は、前記セグメントの二つの間に配置される少なくとも一つの把持体をさらに備える。管要素は、中央空間内に挿入される。セグメントおよび把持体は中央空間に向けて移動させられる。セグメントは、管要素の外面に係合する弓形面を備える。把持体は、管要素の外面に係合する把持面を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動の把持体を備えた継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管要素を端部と端部とで結合するための機械的継ぎ手は、例えば、化学産業、石油産業、鉱業、また、地方水道業、建物や他の構造物の消火システム等の、広い産業領域にわたり幅広い用途を見出している。
【０００３】
現在利用されている従来の継ぎ手の一例が、特許文献１にあり、各セグメントの端部において突出部で受ける留め具により端部と端部とで連結される一対の継ぎ手セグメントを備える継ぎ手を開示している。シール部材が前記セグメント間に配置される。前記継ぎ手は工場において事前に組み立てられる。前記セグメントは、前記継ぎ手を分解し再び組み立てる必要なく、事前に組み立てられた状態で現場において前記継ぎ手セグメントの間に直接挿入される管要素を受け入れるように、設計されサイズ決めされる。前記管要素の挿入後、前記留め具は、前記管要素間で流体密封され機械的に拘束された結合をもたらすように、締め付けられる。
【０００４】
このような継ぎ手を事前に組み立てることは、構成にかかる時間とそれによる費用とを抑えることができるため、好都合である一方で、前記留め具を締め付けるために、早くて疲れが少ないといった便宜上、動力工具がしばしば用いられる。しかしながら、電力源あるいは圧縮空気が使用できない場合、たとえそれらの工具が電池式であったとしても、動力工具の価値は限られる。さらに、電気火花を引き起こす動力工具は、例えば爆発条件が存在し得る鉱山などのような環境では用いることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７０８６１３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
事前に組み立てられることができ、ひいては、このような継ぎ手の費用面での利点及び便利さを確保することができ、その上、前記継ぎ手を設置する作業者によって手動で簡単に締め付けられるような管継ぎ手により、一対の管要素を連結する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態は、継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法である。前記継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される複数のセグメントであって、該セグメントの各々は前記管要素に係合可能な複数の弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記セグメントと、前記セグメントの二つの間に配置される少なくとも一つの把持体であって、前記中央空間に対向する複数の把持面を備える前記把持体とを備える。前記方法は、前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、前記中央空間に向けて前記セグメントを移動させる工程と、前記セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、前記中央空間に向けて前記把持体を移動させる工程と、前記把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える。
【０００８】
前記継ぎ手は、前記中央空間内にシールをさらに備えることができ、前記方法は、前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記セグメントを支持する工程をさらに備え得る。また、前記方法は、前記シールによって、前記把持体を支持する工程をさらに備え得る。前記セグメントの各々は、両端部に連結部材を備え、該連結部材は留め具を受け入れる開口部を備えることができ、前記方法は、前記留め具を用いて、前記セグメントを互いに連結する工程と、前記留め具を締め付けることによって、前記セグメントを前記中央空間に向けて移動させる工程とをさらに備え得る。前記管要素は、外面に円周方向の溝を備えることができ、前記方法は、前記円周方向の溝内に、前記セグメントの弓形面を係合させる工程をさらに備え得る。前記方法は、前記円周方向の溝内に、前記把持体の把持面を係合させる工程をさらに備え得る。前記方法は、前記各管要素上の前記円周方向の溝を前記セグメントの弓形面の各々および前記把持体の把持面の各々に整合させるように、前記管要素を挿入する工程をさらに備え得る。前記方法は、前記セグメントを互いに向けて移動させる工程をさらに備え得る。
【０００９】
別の実施形態において、継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される第一セグメントおよび第二セグメントであって、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの各々は、前記管要素に係合可能な少なくとも二つの弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記第一セグメントおよび前記第二セグメントと、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの間に配置される第一把持体および第二把持体であって、前記第一把持体および前記第二把持体の各々は、前記中央空間に対向する少なくとも二つの把持面を備える前記第一把持体および前記第二把持体とを備え得る。このような継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法は、前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、前記中央空間に向けて前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを移動させる工程と、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、前記中央空間に向けて前記第一把持体および前記第二把持体を移動させる工程と、前記第一把持体および前記第二把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従う継ぎ手の実施形態の分解等角図。
【図２】図１に示す継ぎ手の断面図。
【図３】図１に示す継ぎ手の断面図。
【図４】図１に示す継ぎ手の等角図。
【図４Ａ】本発明に従う継ぎ手の他の実施形態の等角図。
【図４Ｂ】本発明に従う継ぎ手の他の実施形態の等角図。
【図５】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解等角図。
【図６】図５に示す継ぎ手の正面図。
【図７】図５に示す継ぎ手の正面図。
【図８】図５に示す継ぎ手の等角図。
【図９】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解等角図。
【図１０】図９に示す継ぎ手の部品の正面図。
【図１１】図９に示す継ぎ手の等角図。
【図１２】図１１の１２−１２線断面図。
【図１３】図９に示す継ぎ手の断面図。
【図１４】図９に示す継ぎ手の断面図。
【図１５】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解等角図。
【図１６】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解図。
【図１７】図１６に示す継ぎ手の一部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明に従う継ぎ手の実施形態１０の分解等角図を示す。継ぎ手１０は複数のセグメント１２および１４を含む。セグメント１２および１４は中央空間１６を囲むように端部と端部とで連結可能である。前記セグメントの連結は、前記セグメント１２および１４それぞれの両端部に配置される連結部材１８によって達成される。この実施形態において、前記連結部材は、前記セグメントの端部から外向きに延びる突出部２０を含む。突出部２０は、例えば、ボルト２４およびナット２６のような留め具を受け入れるように適合する開口部２２を備える。締め付けの際には、前記留め具は、前記突出部２０を調節できるように締め付け、前記突出部２０と共に前記セグメント１２および１４を前記中央空間１６に引き寄せる。
【００１２】
各セグメントは一対の弓形面２８を備える。面２８は互いに間隔をおいて配置され、前記中央空間１６の方を向く。前記弓形面は、突出部２０を連結する前記留め具が前記セグメントを互いに引き寄せるように締め付けられる際に、管要素３０に係合し固定する（図４参照）。前記弓形面は、前記管要素、平らな端部の管要素、裾の広い端部の管要素、又はショルダを備える管端の円周方向の溝に係合することができる。
【００１３】
各セグメントは、前記連結部材１８上に配置された、少なくとも一つの、しかし望ましくは複数の、反応面３２も備える。図１に示す実施形態において、二つの反応面３２が各突出部２０上に配置される。前記反応面は、前記突出部に対して角度をもって配向され、約３０度〜約６０度の配向角３４を備えることができ、前記中央空間１６の方を向くように傾斜している。以下で説明するように、約４５度の配向角が望ましい。
【００１４】
継ぎ手１０は一つ以上の把持体も含む。前記例示的実施形態において、二つの把持体３６および３８は、互いに向かい合う前記セグメント１２および１４の間に配置される。各把持体は一対の把持面４０を備える。前記弓形面２８と同様に、前記把持面は間隔をおいて配置され、前記中央空間１６の方を向く。各把持体は、前記セグメント１２および１４の突出部２０上の反応面３２と向き合うように配置される一対の接触面４２を備える。前記接触面は、前記突出部に対し角度をもって配向されてもおり、約３０度〜約６０度の配向角４４を備え得る。以下で説明するように約４５度の配向角が望ましい。望ましくは、前記配向角３４および４４は相互補完的である。つまり、それらはほぼ等しい角度配向を備える。
【００１５】
前記継ぎ手１０の組立の際、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６とによって、シール４６が中央空間１６内に取り込まれる。シール４６は、前記継ぎ手１０が管端部間に流体密封の結合を提供することを保証する。前記シール４６は、変形していない状態において、管要素が前記継ぎ手を分解することなく前記中央空間１６内に挿入されるために十分間隔をおいて、前記シールの外周４８が前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを支持するようにサイズ決めされる。
【００１６】
図２および図３を参照しながら継ぎ手の作用について記載する。図２は、事前に組み立てられた段階で工場から受け取り、設置準備のできた前記継ぎ手１０を示す。この構成において、前記留め具はまだ締め付けられておらず、そのため、管要素（明確にするために図示せず）を前記中央空間内に挿入できるように、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを前記中央空間１６から半径方向外向きに離して配置することができる。前述したように、前記シール４６は、管の挿入を容易にするために前記セグメントと把持体とを半径方向外側に保持するようにサイズ決めされる。挿入に関して、前記管要素は前記結合に対し流体密封を提供する前記シール４６に係合する。次に、前記ボルト２４およびナット２６が締め付けられ、前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せ、前記中央空間１６に引き寄せる。前記セグメントが移動する際、前記弓形面２８は、前記継ぎ手に前記管要素を固定するように前記管要素の外面と係合する。図３に示すように、前記セグメント１２および１４の相互の移動により、前記中央空間１６に向かって内向きに、当該移動にほぼ垂直な方向に、前記把持体３６および３８が移動される。これにより、前記把持体３６上の把持面４０が前記管要素の外面に係合することが可能となる。前記把持体の前記中央空間１６に向かう移動は、前記突出部２０上の反応面３２との前記把持体上の接触面４２の相互作用によって達成される。前記接触面および前記反応面それぞれの前記角度配向４４および３４は、前記中央空間に向かう成分に分解される前記面間の力を与える。前記接触面に適応されるこの力は前記把持体の前記中央空間に向かう移動をもたらす。上述したように、前記反応面および前記接触面の両方にとって約４５度の配向角が望ましい。前記４５度の角度により、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とが前記中央空間１６に向かって移動する間、前記弓形面２８と前記把持面４０とが常に前記管要素３０から等距離であると同時に、前記管要素と実質的に接触することが保証される。
【００１７】
図２に示すように、前記把持体３６、３８の端面１９とセグメント１２および１４のショルダ２１との間に複数のギャップがある。前記ギャップ１７は、前記把持体と前記セグメントとの間の相対的な移動を可能とする。前記ギャップは従来の継ぎ手のセグメントの間のギャップの約半分であり、したがって、図３に示すように、前記ギャップ１７は事実上断面と断面とが一致する状態で密接するため、前記把持体及びセグメントは前記シール４６を挟んでしまうという傾向がない。このことにより、シール４６のより均一な圧縮をもたらし、加圧中に前記シールが押し出される経路を排除することができる。
【００１８】
前記接触面と前記反応面との間の前記接合部が前記連結部材１８（この実施例では突出部２０）を互いに結合する前記留め具（ボルト２４、ナット２６）に近接して存在するように、前記反応面３２を前記突出部２０上に配置すること、そして、前記接触面４２を前記中央空間１６から実質的に半径方向外向きに突出させることは好都合である。前記シール４６に作用する前記継ぎ手１０内の内圧は、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを前記中央空間から離れるように強いるであろう。前記継ぎ手内の把持体に加わる力は、前記接触面４２および前記反応面３２の間の前記接合部で前記セグメントに伝わる。それらの角度配向により、前記接触面はくさびのように作用して、前記突出部２０を離すように強いる傾向があるだろう。前記接合部を前記突出部と結合する前記留め具に近接して配置することによって、前記接合部が前記留め具からより離れている場合より、前記突出部が離される量は小さくなるだろう。前記接触面−反応面間接合部の前記有利な配置は、前記セグメントが離される量を最小にし、前記継ぎ手がより高い圧力に対して漏出することなく耐えることを可能とする。さらに、前記セグメントおよび前記把持体間の反力を前記留め具に近接して存在させることで、前記把持体による前記セグメントの歪みが小さくされ、前記継ぎ手がその円の形状をより良く維持する。
【００１９】
図４Ａは、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態１１を示す。この実施形態において、前記把持体３６および３８上の前記接触面４２は凸形状を備える。これにより、前記セグメント１２および１４が互いに引き寄せられる際に、前記接触面４２を前記反応面３２に対して接線方向に係合させることが可能となり、前記把持体の前記中央空間に向かう移動を生じさせる反力をもたらす。前記反応面３２は角度をもって配向されている。図４Ｂは、前記反応面３２が凸形状を備え、前記接触面４２が角度をもって配向される別の実施形態１３を示す。これによっても、前記反応面及び前記接触面間の接線方向の係合が可能となり、前記セグメント１２および１４が互いに引き寄せられる際に、前記把持体の前記中央空間に向かう移動を生じさせる反力がもたらされる。
【００２０】
図５は、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態５０の等角図を示す。継ぎ手５０は、その両端部に配置される接触面５２を伴う把持体３６および３８を備える。また、前記接触面は前記連結部材１８に角度をもって配向され、前記連結部材１８上に配置される反応面５４と接触する。約３０度〜約６０度の前記接触面の配向角５６が、この継ぎ手の設計にとって好都合である。前記反応面５４の配向角は、図８に示すように前記接触面とほぼ等しいことが望ましい。
【００２１】
継ぎ手５０の作用は上述した継ぎ手１０と類似している。図６に示すように、留め具５８を締め付ける前、管要素が前記中央空間内に挿入されるように、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とは前記中央空間１６から外向きに離間している。図７に示すように前記留め具の締め付けは、前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せて前記中央空間に引き寄せ、前記弓形面２８が前記管要素の外面に係合することを可能とする。前記把持体３６および３８上の前記接触面５２と前記セグメント１２および１４上の反応面５４との間の相互作用が、前記留め具５８が締め付けられる際に、前記把持体が前記中央空間に向かって内向きに移動するよう強いる。前記把持体の内向きの移動は、図８に示すように前記把持体の把持面４０が前記管要素３０に係合することを可能とする。
【００２２】
図９は、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態６０の分解図を示す。継ぎ手６０は継ぎ手セグメント１２および１４を含む。前記両セグメントは、向かい合うように配置され、各セグメントの両端部に配置される連結部材１８によって端部と端部とで結合される。この実施形態においても、前述した実施形態と同様に、前記連結部材は、調節可能な締め付けが可能である留め具５８を受け、外向きに延びる突出部２０を含む。前記留め具の締め付けが、前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せて前記中央空間１６に引き寄せる。
【００２３】
各セグメントは、互いに間隔をおいて配置され内側で向き合う弓形面２８を備える。前記弓形面は各セグメントの前記端部間に配置される。各継ぎ手セグメント１２および１４の両端部に、反応面３２が間隔をおいて配置される。前記反応面は、前記中央空間１６の方へ内側を向いており、前記セグメントの接線方向に延びる。前記反応面は以下で述べるように角度をもって配向される。
【００２４】
把持体３６および３８が前記継ぎ手６０の両端部で前記セグメント１２および１４の間に配置される。各把持体は間隔をおいて配置され、内向きに向き合う把持面４０を備える。望ましくは、図１１に最も良く示されるように、前記継ぎ手が組み立てられる際、前記把持面４０はそれぞれの弓形面２８と整合する。再度図９を参照して、各把持体は間隔をおいて接触面４２を備える。接触面４２は、前記中央空間１６から外を向いており、前記セグメント１２および１４上のそれぞれの反応面３２に係合する。前記セグメントが例えば留め具５８の前記締め付けによって互いに引き寄せられる際、さらに以下で説明するように、前記把持体上の前記接触面は前記セグメント上の反応面と共に、前記把持体を半径方向内向きに促す。
【００２５】
シール４６が前記継ぎ手セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８との間に配置される。前記セグメント及び把持体の両方は、それぞれ前記弓形面２８間と前記把持面４０間とに位置し、シールを受け入れるチャネル６２および６４を備える。前記シール４６の内周６６は、前記継ぎ手によって流体密封を形成するように結合される管要素に係合する内向きのシール面６８および７０を備える。前記シール４６は、変形していない状態において、前記継ぎ手を分解することなく管要素を前記中央空間１６内に挿入するために十分間隔をおいて、前記シールの外周７２が前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを支持するようにサイズ決めされる。望ましくは、シール部材は、前記連結部材１８を調節できるように締め付けることにより前記継ぎ手セグメントが互いに引き寄せられる際に変形するＥＰＤＭエラストマーのような弾性材料で形成されたリングである。
【００２６】
図１１は、事前に組み立てられた状態で使用可能な前記管継ぎ手６０を示す。端部と端部とで管要素を連結する流体密封結合を達成するために、図１２に示すように、前記セグメントが前記管要素の向き合う端部をまたぐように管要素３０が前記シール部材４６内に挿入される。前記管要素の外面の溝７４が前記セグメントの弓形面（図示せず）と前記把持体３６および３８の把持面４０とに整合するように、前記管要素はある程度挿入される。前記管要素の前記適切な深さへの挿入は、前記シール面６８および７０間に前記シール部材上に配置される管止め７６によって容易に行なわれる。前記管止めは、前記管要素の端部に係合するために、かつ前記所望の挿入深さに制限するために、内側に突出する。
【００２７】
図１３は、挿入された管要素３０を伴う前記継ぎ手６０の断面図を示す。前記接触面４２を把持体３６および３８上に係合させるセグメント１２および１４上の前記反応面３２に着目する。前記留め具５８が締め付けられ、図１４に示すように前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せる際、図１２に示す前記把持体３６および３８上の把持面が前記管要素３０の溝７４に係合し保持するように前記把持体が半径方向内向きに移動されるようにして、前記反応面は角度をもって配向される。前記セグメント１２および１４の互いに向かう移動は、各セグメント上の前記弓形面２８（図示せず）が同様に前記溝に係合し保持するようにもさせる。このようにして、前記管要素は端部と端部との関係を確保する。前記シール面６８及び７０を前記管要素の外面とさらに係合させるように、前記シール部材は半径方向内向きに変形する。この構成は比較的堅牢な結合を作り出す。前記弓形面の移動が該弓形面が前記溝の底と係合し固定しないように制限される場合、より柔軟な結合を代わりに設けることもできる。このためには、前記把持体の移動が前記反応面及び前記接触面の範囲あるいは長さによって制限される。前記連結部材１８の接触を介する前記セグメントの移動を制限することによって、前記セグメント上の前記弓形面の前記中央空間に向かう移動の限界を制御することが望ましい。
【００２８】
記述したように、前記継ぎ手の実施形態６０は、前記管要素のための実質的に剛性の結合を提供する。すなわち、著しいたわみと、前記管要素の相対的な互いを向く軸方向の動き（圧縮及び伸長）とを避けるために、前記結合は全三軸方向（曲げ、軸力、そしてねじれ）に著しい剛性を備える。ねじれの変形も防止される。図９に最もよく示されるように、各セグメント１２及び１４上に前記連結部材１８に近接して配置された前記角度付きの配向面７８及び８０により、前記結合の堅牢性が実現される。各セグメント上の前記面７８及び８０は逆の傾斜を備え、前記隣接するセグメント上の角度付きの配向面と向き合っている。前記セグメント１２及び１４が留め具５８の締め付けによって互いに引き寄せられる時、各セグメント上の前記角度付きの配向面は相互に係合し、前記継ぎ手によって結合される前記管要素に対し垂直方向の軸８２の周りに反対方向に前記セグメントが回転するように強いる。前記セグメントの回転は、参照することにより本明細書に含まれる米国特許第４６１１８３９号、第４６３９０２０号、第５７５８９０７号に記載されているように、前記弓形面２８が前記管要素内の溝の側面に強制的に係合し、前記結合を強固にさせる。
【００２９】
継ぎ手６０により形成される管要素間の前記結合の堅牢性をさらに強めるために、前記把持体３６及び３８を、該把持体の端面８４及び８６が前記把持面４０に対して角度をもって配向されるように、図９に示すように設計することができる。結果として菱形の断面となる把持体３６の前記角度配向は図１０に最もよく示される。前記端面８４及び８６は、前記セグメントが結合を形成する際に互いに引き寄せられる時、各セグメント１２及び１４上の内向きに突出するショルダ８８に係合する。前記端面が前記ショルダ８８に接する際、前記端面の角度配向は前記把持体３６及び３８を軸９０の周りに反対方向に回転させる。軸９０は前記継ぎ手セグメント１２及び１４で結合される前記管要素に対してほぼ垂直である。前記把持体の回転は、前記セグメント上の弓形面と同様に、該把持体上の把持面４０が回転し、前記管要素内の溝の側面に強制的に係合するようにさせる。前記シール４６を回転して変形することを避けるために、前記把持要素が軸９０の周りに回転する際、基本的に半径方向の圧縮のみが生じた状態で、つまり、軸９０の周りの前記シール部材の著しいねじれが存在しない状態で、前記チャネル６４が前記シール部材と整合するように、各把持体内の前記チャネル６４が回転と反対の方向に歪んでいる。
【００３０】
前記端面８４及び８６の角度配向が前記セグメント１２及び１４の軸８２の周りの回転を引き起こし、それによって、任意的に前記傾斜した面７８及び８０を設けることがさらに観測され、このことは必要に応じて前記セグメントをさらに回転させるために便利である。
【００３１】
前記把持体３６及び３８の軸９０の周りの回転は、図１５に示すように前記内側に突出したショルダ８８を角度をもって配向させることと、前記セグメント１２及び１４が互いに引き寄せられる際に前記把持体を回転させる前記ショルダの配向角９２と、前記ショルダ８８と前記把持体の端面８４及び８６とに係合することとによっても実現することができる。図９及び図１５の特徴を組み合わせ、前記端面８４及び８６の両方を前記ショルダ８８と同様に角度をもって配向させることも可能である。
【００３２】
逆の傾斜を備える各セグメントの角度をもって配向される面を設けることも実現可能である。このような継ぎ手は堅牢な結合も提供し、前記面の相互作用は前記継ぎ手が逆方向に滑り、それによって前記溝の側面に係合するようにさせるだろう。前記結合がある程度の曲げ柔軟性を持つことが望まれる場合、前記連結部材に近接する前記面は傾斜をもたず、つまり、実質的に平らに作られることができる。
【００３３】
図１６は、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態９４の分解図を示す。継ぎ手９４は、平らな端部の管要素、つまり、前記継ぎ手で強制的に係合するために前記端部に近接して、溝、ビード、拡大部、又は他の特徴を備えない管を一緒に連結するために用いられる。この実施形態の多くの構成要素は継ぎ手６０と同様であり、詳細には記載しない。図１に示す前記シール部材４６は、同一のあるいは同様のシール部材を継ぎ手９４に用いることもできるが、明確にするために図６には示していない。
【００３４】
前記継ぎ手９４が平らな端部の管要素を固定することを可能とするために、二つの保持具９６及び９８が使われる。各保持具は、複数の柔軟で弾力のある歯１０２を備える環状バンド１００を含む。前記歯は以下に記載するように前記管要素と係合するために半径方向内向きに突出している。保持具９６上の歯が保持具９８上の歯に向かって整合し、かつ逆もまた同様に整合した状態で、歯はまた前記バンド１００の平面から外方へ角度をもって配向されている。前記歯の角度配向は、前記管要素が前記継ぎ手に挿入されることを可能とし、該歯が以下に記載するように前記管要素に強制的に係合する際、前記管要素が引き抜かれること防止する。前記ギャップ１０４から明らかなように、バンド１００は分離されている。このギャップにより、前記歯を前記管要素に係合させるように前記バンドが半径方向に圧縮されることが可能となる。
【００３５】
前記保持具は、セグメント１２及び１４内の溝１０６及び１０８内と、前記把持体３６及び３８内の溝１１０及び１１２内とで受けられる。組立時に、前記セグメント内の溝は前記把持体内の溝と整合することが望ましい。図１６及び図１７に示すように、前記管要素３０が前記継ぎ手９４内に挿入され、前記留め具５８が締め付けられる際、前記セグメント１２及び１４は互いを引き寄せ、前記把持体３６及び３８は前記反応面３２の前記接触面４２との相互作用に応えて内向きに移動する。前記溝１０６と１０８と１１０と１１２との内向きの移動は、歯１０２が管要素３０の前記面に係合するように、保持具９６及び９８の前記バンド１００を内向きに圧縮する。前記歯は、該歯が前記管要素を内向きに歪め、前記継ぎ手内に挿入されること可能とするように曲がっている。しかし、前記管要素を前記継ぎ手から外そうとする力が加えられる時、前記歯は曲げられた歯のセルフジャミング特性によって、この移動を防止する。
【００３６】
保持具９６および９８は、前記バンド１００から外向きに突出する複数の爪を備えることが望ましい。図１６に示すように、前記爪は前記セグメントの溝１０６及び１０８と前記把持体の溝１１０及び１１２とに係合し、前記保持具のある程度の半径方向の柔軟性を提供する。この付け加えられた柔軟性は、前記セグメントや管に寸法の変動があるにもかかわらず前記留め具５８が締め付けられる際に、前記セグメント上の連結部材１８が互いに隣接するパッド・ツー・パッド関係として知られる関係で前記セグメントが結合されることを可能とする。前記セグメントがパッド・ツー・パッドで結合することは、それによって前記留め具が完全に締め付けられることの視覚的識別が容易に可能となり、その結果、液体密封結合がなされたことを証明する特定値まで前記留め具を回転させるトルクを加える必要がなくなるので、好都合である。トルク測定を必要としないことは、トルクレンチを必要としないので前記継ぎ手の設置を簡単にする。
【００３７】
本発明に従う継ぎ手は、該継ぎ手を前記事前に組み立てられた状態から手動工具を利用して容易に設置することを可能とする動く把持体を用いることによって、優位性を実現する。前記可動の把持体は、前記セグメントを接合するために要求されるトルクを下げ、前記管要素が流体密封結合を実現するように該管要素を固定する。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可動の把持体を備えた継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
管要素を端部と端部とで結合するための機械的継ぎ手は、例えば、化学産業、石油産業、鉱業、また、地方水道業、建物や他の構造物の消火システム等の、広い産業領域にわたり幅広い用途を見出している。
【０００３】
現在利用されている従来の継ぎ手の一例が、特許文献１にあり、各セグメントの端部において突出部で受ける留め具により端部と端部とで連結される一対の継ぎ手セグメントを備える継ぎ手を開示している。シール部材が前記セグメント間に配置される。前記継ぎ手は工場において事前に組み立てられる。前記セグメントは、前記継ぎ手を分解し再び組み立てる必要なく、事前に組み立てられた状態で現場において前記継ぎ手セグメントの間に直接挿入される管要素を受け入れるように、設計されサイズ決めされる。前記管要素の挿入後、前記留め具は、前記管要素間で流体密封され機械的に拘束された結合をもたらすように、締め付けられる。
【０００４】
このような継ぎ手を事前に組み立てることは、構成にかかる時間とそれによる費用とを抑えることができるため、好都合である一方で、前記留め具を締め付けるために、早くて疲れが少ないといった便宜上、動力工具がしばしば用いられる。しかしながら、電力源あるいは圧縮空気が使用できない場合、たとえそれらの工具が電池式であったとしても、動力工具の価値は限られる。さらに、電気火花を引き起こす動力工具は、例えば爆発条件が存在し得る鉱山などのような環境では用いることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７０８６１３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
事前に組み立てられることができ、ひいては、このような継ぎ手の費用面での利点及び便利さを確保することができ、その上、前記継ぎ手を設置する作業者によって手動で簡単に締め付けられるような管継ぎ手により、一対の管要素を連結する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態は、継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法である。前記継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される複数のセグメントであって、該セグメントの各々は前記管要素に係合可能な複数の弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記セグメントと、前記セグメントの二つの間に配置される少なくとも一つの把持体であって、前記中央空間に対向する複数の把持面を備える前記把持体とを備える。前記方法は、前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、前記中央空間に向けて前記セグメントを移動させる工程と、前記セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、前記中央空間に向けて前記把持体を移動させる工程と、前記把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える。
【０００８】
前記継ぎ手は、前記中央空間内にシールをさらに備えることができ、前記方法は、前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記セグメントを支持する工程をさらに備え得る。また、前記方法は、前記シールによって、前記把持体を支持する工程をさらに備え得る。前記セグメントの各々は、両端部に連結部材を備え、該連結部材は留め具を受け入れる開口部を備えることができ、前記方法は、前記留め具を用いて、前記セグメントを互いに連結する工程と、前記留め具を締め付けることによって、前記セグメントを前記中央空間に向けて移動させる工程とをさらに備え得る。前記管要素は、外面に円周方向の溝を備えることができ、前記方法は、前記円周方向の溝内に、前記セグメントの弓形面を係合させる工程をさらに備え得る。前記方法は、前記円周方向の溝内に、前記把持体の把持面を係合させる工程をさらに備え得る。前記方法は、前記各管要素上の前記円周方向の溝を前記セグメントの弓形面の各々および前記把持体の把持面の各々に整合させるように、前記管要素を挿入する工程をさらに備え得る。前記方法は、前記セグメントを互いに向けて移動させる工程をさらに備え得る。
【０００９】
別の実施形態において、継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される第一セグメントおよび第二セグメントであって、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの各々は、前記管要素に係合可能な少なくとも二つの弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記第一セグメントおよび前記第二セグメントと、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの間に配置される第一把持体および第二把持体であって、前記第一把持体および前記第二把持体の各々は、前記中央空間に対向する少なくとも二つの把持面を備える前記第一把持体および前記第二把持体とを備え得る。このような継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法は、前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、前記中央空間に向けて前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを移動させる工程と、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、前記中央空間に向けて前記第一把持体および前記第二把持体を移動させる工程と、前記第一把持体および前記第二把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従う継ぎ手の実施形態の分解等角図。
【図２】図１に示す継ぎ手の断面図。
【図３】図１に示す継ぎ手の断面図。
【図４】図１に示す継ぎ手の等角図。
【図４Ａ】本発明に従う継ぎ手の他の実施形態の等角図。
【図４Ｂ】本発明に従う継ぎ手の他の実施形態の等角図。
【図５】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解等角図。
【図６】図５に示す継ぎ手の正面図。
【図７】図５に示す継ぎ手の正面図。
【図８】図５に示す継ぎ手の等角図。
【図９】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解等角図。
【図１０】図９に示す継ぎ手の部品の正面図。
【図１１】図９に示す継ぎ手の等角図。
【図１２】図１１の１２−１２線断面図。
【図１３】図９に示す継ぎ手の断面図。
【図１４】図９に示す継ぎ手の断面図。
【図１５】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解等角図。
【図１６】本発明に従う継ぎ手の別の実施形態の分解図。
【図１７】図１６に示す継ぎ手の一部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明に従う継ぎ手の実施形態１０の分解等角図を示す。継ぎ手１０は複数のセグメント１２および１４を含む。セグメント１２および１４は中央空間１６を囲むように端部と端部とで連結可能である。前記セグメントの連結は、前記セグメント１２および１４それぞれの両端部に配置される連結部材１８によって達成される。この実施形態において、前記連結部材は、前記セグメントの端部から外向きに延びる突出部２０を含む。突出部２０は、例えば、ボルト２４およびナット２６のような留め具を受け入れるように適合する開口部２２を備える。締め付けの際には、前記留め具は、前記突出部２０を調節できるように締め付け、前記突出部２０と共に前記セグメント１２および１４を前記中央空間１６に引き寄せる。
【００１２】
各セグメントは一対の弓形面２８を備える。面２８は互いに間隔をおいて配置され、前記中央空間１６の方を向く。前記弓形面は、突出部２０を連結する前記留め具が前記セグメントを互いに引き寄せるように締め付けられる際に、管要素３０に係合し固定する（図４参照）。前記弓形面は、前記管要素、平らな端部の管要素、裾の広い端部の管要素、又はショルダを備える管端の円周方向の溝に係合することができる。
【００１３】
各セグメントは、前記連結部材１８上に配置された、少なくとも一つの、しかし望ましくは複数の、反応面３２も備える。図１に示す実施形態において、二つの反応面３２が各突出部２０上に配置される。前記反応面は、前記突出部に対して角度をもって配向され、約３０度〜約６０度の配向角３４を備えることができ、前記中央空間１６の方を向くように傾斜している。以下で説明するように、約４５度の配向角が望ましい。
【００１４】
継ぎ手１０は一つ以上の把持体も含む。前記例示的実施形態において、二つの把持体３６および３８は、互いに向かい合う前記セグメント１２および１４の間に配置される。各把持体は一対の把持面４０を備える。前記弓形面２８と同様に、前記把持面は間隔をおいて配置され、前記中央空間１６の方を向く。各把持体は、前記セグメント１２および１４の突出部２０上の反応面３２と向き合うように配置される一対の接触面４２を備える。前記接触面は、前記突出部に対し角度をもって配向されてもおり、約３０度〜約６０度の配向角４４を備え得る。以下で説明するように約４５度の配向角が望ましい。望ましくは、前記配向角３４および４４は相互補完的である。つまり、それらはほぼ等しい角度配向を備える。
【００１５】
前記継ぎ手１０の組立の際、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６とによって、シール４６が中央空間１６内に取り込まれる。シール４６は、前記継ぎ手１０が管端部間に流体密封の結合を提供することを保証する。前記シール４６は、変形していない状態において、管要素が前記継ぎ手を分解することなく前記中央空間１６内に挿入されるために十分間隔をおいて、前記シールの外周４８が前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを支持するようにサイズ決めされる。
【００１６】
図２および図３を参照しながら継ぎ手の作用について記載する。図２は、事前に組み立てられた段階で工場から受け取り、設置準備のできた前記継ぎ手１０を示す。この構成において、前記留め具はまだ締め付けられておらず、そのため、管要素（明確にするために図示せず）を前記中央空間内に挿入できるように、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを前記中央空間１６から半径方向外向きに離して配置することができる。前述したように、前記シール４６は、管の挿入を容易にするために前記セグメントと把持体とを半径方向外側に保持するようにサイズ決めされる。挿入に関して、前記管要素は前記結合に対し流体密封を提供する前記シール４６に係合する。次に、前記ボルト２４およびナット２６が締め付けられ、前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せ、前記中央空間１６に引き寄せる。前記セグメントが移動する際、前記弓形面２８は、前記継ぎ手に前記管要素を固定するように前記管要素の外面と係合する。図３に示すように、前記セグメント１２および１４の相互の移動により、前記中央空間１６に向かって内向きに、当該移動にほぼ垂直な方向に、前記把持体３６および３８が移動される。これにより、前記把持体３６上の把持面４０が前記管要素の外面に係合することが可能となる。前記把持体の前記中央空間１６に向かう移動は、前記突出部２０上の反応面３２との前記把持体上の接触面４２の相互作用によって達成される。前記接触面および前記反応面それぞれの前記角度配向４４および３４は、前記中央空間に向かう成分に分解される前記面間の力を与える。前記接触面に適応されるこの力は前記把持体の前記中央空間に向かう移動をもたらす。上述したように、前記反応面および前記接触面の両方にとって約４５度の配向角が望ましい。前記４５度の角度により、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とが前記中央空間１６に向かって移動する間、前記弓形面２８と前記把持面４０とが常に前記管要素３０から等距離であると同時に、前記管要素と実質的に接触することが保証される。
【００１７】
図２に示すように、前記把持体３６、３８の端面１９とセグメント１２および１４のショルダ２１との間に複数のギャップがある。前記ギャップ１７は、前記把持体と前記セグメントとの間の相対的な移動を可能とする。前記ギャップは従来の継ぎ手のセグメントの間のギャップの約半分であり、したがって、図３に示すように、前記ギャップ１７は事実上断面と断面とが一致する状態で密接するため、前記把持体及びセグメントは前記シール４６を挟んでしまうという傾向がない。このことにより、シール４６のより均一な圧縮をもたらし、加圧中に前記シールが押し出される経路を排除することができる。
【００１８】
前記接触面と前記反応面との間の前記接合部が前記連結部材１８（この実施例では突出部２０）を互いに結合する前記留め具（ボルト２４、ナット２６）に近接して存在するように、前記反応面３２を前記突出部２０上に配置すること、そして、前記接触面４２を前記中央空間１６から実質的に半径方向外向きに突出させることは好都合である。前記シール４６に作用する前記継ぎ手１０内の内圧は、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを前記中央空間から離れるように強いるであろう。前記継ぎ手内の把持体に加わる力は、前記接触面４２および前記反応面３２の間の前記接合部で前記セグメントに伝わる。それらの角度配向により、前記接触面はくさびのように作用して、前記突出部２０を離すように強いる傾向があるだろう。前記接合部を前記突出部と結合する前記留め具に近接して配置することによって、前記接合部が前記留め具からより離れている場合より、前記突出部が離される量は小さくなるだろう。前記接触面−反応面間接合部の前記有利な配置は、前記セグメントが離される量を最小にし、前記継ぎ手がより高い圧力に対して漏出することなく耐えることを可能とする。さらに、前記セグメントおよび前記把持体間の反力を前記留め具に近接して存在させることで、前記把持体による前記セグメントの歪みが小さくされ、前記継ぎ手がその円の形状をより良く維持する。
【００１９】
図４Ａは、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態１１を示す。この実施形態において、前記把持体３６および３８上の前記接触面４２は凸形状を備える。これにより、前記セグメント１２および１４が互いに引き寄せられる際に、前記接触面４２を前記反応面３２に対して接線方向に係合させることが可能となり、前記把持体の前記中央空間に向かう移動を生じさせる反力をもたらす。前記反応面３２は角度をもって配向されている。図４Ｂは、前記反応面３２が凸形状を備え、前記接触面４２が角度をもって配向される別の実施形態１３を示す。これによっても、前記反応面及び前記接触面間の接線方向の係合が可能となり、前記セグメント１２および１４が互いに引き寄せられる際に、前記把持体の前記中央空間に向かう移動を生じさせる反力がもたらされる。
【００２０】
図５は、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態５０の等角図を示す。継ぎ手５０は、その両端部に配置される接触面５２を伴う把持体３６および３８を備える。また、前記接触面は前記連結部材１８に角度をもって配向され、前記連結部材１８上に配置される反応面５４と接触する。約３０度〜約６０度の前記接触面の配向角５６が、この継ぎ手の設計にとって好都合である。前記反応面５４の配向角は、図８に示すように前記接触面とほぼ等しいことが望ましい。
【００２１】
継ぎ手５０の作用は上述した継ぎ手１０と類似している。図６に示すように、留め具５８を締め付ける前、管要素が前記中央空間内に挿入されるように、前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とは前記中央空間１６から外向きに離間している。図７に示すように前記留め具の締め付けは、前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せて前記中央空間に引き寄せ、前記弓形面２８が前記管要素の外面に係合することを可能とする。前記把持体３６および３８上の前記接触面５２と前記セグメント１２および１４上の反応面５４との間の相互作用が、前記留め具５８が締め付けられる際に、前記把持体が前記中央空間に向かって内向きに移動するよう強いる。前記把持体の内向きの移動は、図８に示すように前記把持体の把持面４０が前記管要素３０に係合することを可能とする。
【００２２】
図９は、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態６０の分解図を示す。継ぎ手６０は継ぎ手セグメント１２および１４を含む。前記両セグメントは、向かい合うように配置され、各セグメントの両端部に配置される連結部材１８によって端部と端部とで結合される。この実施形態においても、前述した実施形態と同様に、前記連結部材は、調節可能な締め付けが可能である留め具５８を受け、外向きに延びる突出部２０を含む。前記留め具の締め付けが、前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せて前記中央空間１６に引き寄せる。
【００２３】
各セグメントは、互いに間隔をおいて配置され内側で向き合う弓形面２８を備える。前記弓形面は各セグメントの前記端部間に配置される。各継ぎ手セグメント１２および１４の両端部に、反応面３２が間隔をおいて配置される。前記反応面は、前記中央空間１６の方へ内側を向いており、前記セグメントの接線方向に延びる。前記反応面は以下で述べるように角度をもって配向される。
【００２４】
把持体３６および３８が前記継ぎ手６０の両端部で前記セグメント１２および１４の間に配置される。各把持体は間隔をおいて配置され、内向きに向き合う把持面４０を備える。望ましくは、図１１に最も良く示されるように、前記継ぎ手が組み立てられる際、前記把持面４０はそれぞれの弓形面２８と整合する。再度図９を参照して、各把持体は間隔をおいて接触面４２を備える。接触面４２は、前記中央空間１６から外を向いており、前記セグメント１２および１４上のそれぞれの反応面３２に係合する。前記セグメントが例えば留め具５８の前記締め付けによって互いに引き寄せられる際、さらに以下で説明するように、前記把持体上の前記接触面は前記セグメント上の反応面と共に、前記把持体を半径方向内向きに促す。
【００２５】
シール４６が前記継ぎ手セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８との間に配置される。前記セグメント及び把持体の両方は、それぞれ前記弓形面２８間と前記把持面４０間とに位置し、シールを受け入れるチャネル６２および６４を備える。前記シール４６の内周６６は、前記継ぎ手によって流体密封を形成するように結合される管要素に係合する内向きのシール面６８および７０を備える。前記シール４６は、変形していない状態において、前記継ぎ手を分解することなく管要素を前記中央空間１６内に挿入するために十分間隔をおいて、前記シールの外周７２が前記セグメント１２および１４と前記把持体３６および３８とを支持するようにサイズ決めされる。望ましくは、シール部材は、前記連結部材１８を調節できるように締め付けることにより前記継ぎ手セグメントが互いに引き寄せられる際に変形するＥＰＤＭエラストマーのような弾性材料で形成されたリングである。
【００２６】
図１１は、事前に組み立てられた状態で使用可能な前記管継ぎ手６０を示す。端部と端部とで管要素を連結する流体密封結合を達成するために、図１２に示すように、前記セグメントが前記管要素の向き合う端部をまたぐように管要素３０が前記シール部材４６内に挿入される。前記管要素の外面の溝７４が前記セグメントの弓形面（図示せず）と前記把持体３６および３８の把持面４０とに整合するように、前記管要素はある程度挿入される。前記管要素の前記適切な深さへの挿入は、前記シール面６８および７０間に前記シール部材上に配置される管止め７６によって容易に行なわれる。前記管止めは、前記管要素の端部に係合するために、かつ前記所望の挿入深さに制限するために、内側に突出する。
【００２７】
図１３は、挿入された管要素３０を伴う前記継ぎ手６０の断面図を示す。前記接触面４２を把持体３６および３８上に係合させるセグメント１２および１４上の前記反応面３２に着目する。前記留め具５８が締め付けられ、図１４に示すように前記セグメント１２および１４を互いに引き寄せる際、図１２に示す前記把持体３６および３８上の把持面が前記管要素３０の溝７４に係合し保持するように前記把持体が半径方向内向きに移動されるようにして、前記反応面は角度をもって配向される。前記セグメント１２および１４の互いに向かう移動は、各セグメント上の前記弓形面２８（図示せず）が同様に前記溝に係合し保持するようにもさせる。このようにして、前記管要素は端部と端部との関係を確保する。前記シール面６８及び７０を前記管要素の外面とさらに係合させるように、前記シール部材は半径方向内向きに変形する。この構成は比較的堅牢な結合を作り出す。前記弓形面の移動が該弓形面が前記溝の底と係合し固定しないように制限される場合、より柔軟な結合を代わりに設けることもできる。このためには、前記把持体の移動が前記反応面及び前記接触面の範囲あるいは長さによって制限される。前記連結部材１８の接触を介する前記セグメントの移動を制限することによって、前記セグメント上の前記弓形面の前記中央空間に向かう移動の限界を制御することが望ましい。
【００２８】
記述したように、前記継ぎ手の実施形態６０は、前記管要素のための実質的に剛性の結合を提供する。すなわち、著しいたわみと、前記管要素の相対的な互いを向く軸方向の動き（圧縮及び伸長）とを避けるために、前記結合は全三軸方向（曲げ、軸力、そしてねじれ）に著しい剛性を備える。ねじれの変形も防止される。図９に最もよく示されるように、各セグメント１２及び１４上に前記連結部材１８に近接して配置された前記角度付きの配向面７８及び８０により、前記結合の堅牢性が実現される。各セグメント上の前記面７８及び８０は逆の傾斜を備え、前記隣接するセグメント上の角度付きの配向面と向き合っている。前記セグメント１２及び１４が留め具５８の締め付けによって互いに引き寄せられる時、各セグメント上の前記角度付きの配向面は相互に係合し、前記継ぎ手によって結合される前記管要素に対し垂直方向の軸８２の周りに反対方向に前記セグメントが回転するように強いる。前記セグメントの回転は、参照することにより本明細書に含まれる米国特許第４６１１８３９号、第４６３９０２０号、第５７５８９０７号に記載されているように、前記弓形面２８が前記管要素内の溝の側面に強制的に係合し、前記結合を強固にさせる。
【００２９】
継ぎ手６０により形成される管要素間の前記結合の堅牢性をさらに強めるために、前記把持体３６及び３８を、該把持体の端面８４及び８６が前記把持面４０に対して角度をもって配向されるように、図９に示すように設計することができる。結果として菱形の断面となる把持体３６の前記角度配向は図１０に最もよく示される。前記端面８４及び８６は、前記セグメントが結合を形成する際に互いに引き寄せられる時、各セグメント１２及び１４上の内向きに突出するショルダ８８に係合する。前記端面が前記ショルダ８８に接する際、前記端面の角度配向は前記把持体３６及び３８を軸９０の周りに反対方向に回転させる。軸９０は前記継ぎ手セグメント１２及び１４で結合される前記管要素に対してほぼ垂直である。前記把持体の回転は、前記セグメント上の弓形面と同様に、該把持体上の把持面４０が回転し、前記管要素内の溝の側面に強制的に係合するようにさせる。前記シール４６を回転して変形することを避けるために、前記把持要素が軸９０の周りに回転する際、基本的に半径方向の圧縮のみが生じた状態で、つまり、軸９０の周りの前記シール部材の著しいねじれが存在しない状態で、前記チャネル６４が前記シール部材と整合するように、各把持体内の前記チャネル６４が回転と反対の方向に歪んでいる。
【００３０】
前記端面８４及び８６の角度配向が前記セグメント１２及び１４の軸８２の周りの回転を引き起こし、それによって、任意的に前記傾斜した面７８及び８０を設けることがさらに観測され、このことは必要に応じて前記セグメントをさらに回転させるために便利である。
【００３１】
前記把持体３６及び３８の軸９０の周りの回転は、図１５に示すように前記内側に突出したショルダ８８を角度をもって配向させることと、前記セグメント１２及び１４が互いに引き寄せられる際に前記把持体を回転させる前記ショルダの配向角９２と、前記ショルダ８８と前記把持体の端面８４及び８６とに係合することとによっても実現することができる。図９及び図１５の特徴を組み合わせ、前記端面８４及び８６の両方を前記ショルダ８８と同様に角度をもって配向させることも可能である。
【００３２】
逆の傾斜を備える各セグメントの角度をもって配向される面を設けることも実現可能である。このような継ぎ手は堅牢な結合も提供し、前記面の相互作用は前記継ぎ手が逆方向に滑り、それによって前記溝の側面に係合するようにさせるだろう。前記結合がある程度の曲げ柔軟性を持つことが望まれる場合、前記連結部材に近接する前記面は傾斜をもたず、つまり、実質的に平らに作られることができる。
【００３３】
図１６は、本発明に従う継ぎ手の別の実施形態９４の分解図を示す。継ぎ手９４は、平らな端部の管要素、つまり、前記継ぎ手で強制的に係合するために前記端部に近接して、溝、ビード、拡大部、又は他の特徴を備えない管を一緒に連結するために用いられる。この実施形態の多くの構成要素は継ぎ手６０と同様であり、詳細には記載しない。図１に示す前記シール部材４６は、同一のあるいは同様のシール部材を継ぎ手９４に用いることもできるが、明確にするために図６には示していない。
【００３４】
前記継ぎ手９４が平らな端部の管要素を固定することを可能とするために、二つの保持具９６及び９８が使われる。各保持具は、複数の柔軟で弾力のある歯１０２を備える環状バンド１００を含む。前記歯は以下に記載するように前記管要素と係合するために半径方向内向きに突出している。保持具９６上の歯が保持具９８上の歯に向かって整合し、かつ逆もまた同様に整合した状態で、歯はまた前記バンド１００の平面から外方へ角度をもって配向されている。前記歯の角度配向は、前記管要素が前記継ぎ手に挿入されることを可能とし、該歯が以下に記載するように前記管要素に強制的に係合する際、前記管要素が引き抜かれること防止する。前記ギャップ１０４から明らかなように、バンド１００は分離されている。このギャップにより、前記歯を前記管要素に係合させるように前記バンドが半径方向に圧縮されることが可能となる。
【００３５】
前記保持具は、セグメント１２及び１４内の溝１０６及び１０８内と、前記把持体３６及び３８内の溝１１０及び１１２内とで受けられる。組立時に、前記セグメント内の溝は前記把持体内の溝と整合することが望ましい。図１６及び図１７に示すように、前記管要素３０が前記継ぎ手９４内に挿入され、前記留め具５８が締め付けられる際、前記セグメント１２及び１４は互いを引き寄せ、前記把持体３６及び３８は前記反応面３２の前記接触面４２との相互作用に応えて内向きに移動する。前記溝１０６と１０８と１１０と１１２との内向きの移動は、歯１０２が管要素３０の前記面に係合するように、保持具９６及び９８の前記バンド１００を内向きに圧縮する。前記歯は、該歯が前記管要素を内向きに歪め、前記継ぎ手内に挿入されること可能とするように曲がっている。しかし、前記管要素を前記継ぎ手から外そうとする力が加えられる時、前記歯は曲げられた歯のセルフジャミング特性によって、この移動を防止する。
【００３６】
保持具９６および９８は、前記バンド１００から外向きに突出する複数の爪を備えることが望ましい。図１６に示すように、前記爪は前記セグメントの溝１０６及び１０８と前記把持体の溝１１０及び１１２とに係合し、前記保持具のある程度の半径方向の柔軟性を提供する。この付け加えられた柔軟性は、前記セグメントや管に寸法の変動があるにもかかわらず前記留め具５８が締め付けられる際に、前記セグメント上の連結部材１８が互いに隣接するパッド・ツー・パッド関係として知られる関係で前記セグメントが結合されることを可能とする。前記セグメントがパッド・ツー・パッドで結合することは、それによって前記留め具が完全に締め付けられることの視覚的識別が容易に可能となり、その結果、液体密封結合がなされたことを証明する特定値まで前記留め具を回転させるトルクを加える必要がなくなるので、好都合である。トルク測定を必要としないことは、トルクレンチを必要としないので前記継ぎ手の設置を簡単にする。
【００３７】
本発明に従う継ぎ手は、該継ぎ手を前記事前に組み立てられた状態から手動工具を利用して容易に設置することを可能とする動く把持体を用いることによって、優位性を実現する。前記可動の把持体は、前記セグメントを接合するために要求されるトルクを下げ、前記管要素が流体密封結合を実現するように該管要素を固定する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法であって、前記継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される複数のセグメントであって、該セグメントの各々は前記管要素に係合可能な複数の弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記セグメントと、前記セグメントの二つの間に配置される少なくとも一つの把持体であって、前記中央空間に対向する複数の把持面を備える前記把持体とを備え、
前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、
前記中央空間に向けて前記セグメントを移動させる工程と、
前記セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、
前記中央空間に向けて前記把持体を移動させる工程と、
前記把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える方法。
【請求項２】
前記継ぎ手は前記中央空間内にシールを備え、
前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記セグメントを支持する工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記継ぎ手は前記中央空間内にシールを備え、
前記シールによって、前記把持体を支持する工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記セグメントの各々は、両端部に連結部材を備え、該連結部材は留め具を受け入れる開口部を備え、
前記留め具を用いて、前記セグメントを互いに連結する工程と、
前記留め具を締め付けることによって、前記セグメントを前記中央空間に向けて移動させる工程とをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記管要素は、外面に円周方向の溝を備え、
前記円周方向の溝内に、前記セグメントの弓形面を係合させる工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記円周方向の溝内に、前記把持体の把持面を係合させる工程をさらに備える請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記各管要素上の前記円周方向の溝を前記セグメントの弓形面の各々および前記把持体の把持面の各々に整合させるように、前記管要素を挿入する工程をさらに備える請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記セグメントを互いに向けて移動させる工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法であって、前記継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される第一セグメントおよび第二セグメントであって、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの各々は、前記管要素に係合可能な少なくとも二つの弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記第一セグメントおよび前記第二セグメントと、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの間に配置される第一把持体および第二把持体であって、前記第一把持体および前記第二把持体の各々は、前記中央空間に対向する少なくとも二つの把持面を備える前記第一把持体および前記第二把持体とを備え、
前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、
前記中央空間に向けて前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを移動させる工程と、
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、
前記中央空間に向けて前記第一把持体および前記第二把持体を移動させる工程と、
前記第一把持体および前記第二把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える方法。
【請求項１０】
前記継ぎ手は前記中央空間内にシールを備え、
前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを支持する工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記第一把持体および前記第二把持体を支持する工程をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの各々は、両端部に連結部材を備え、該連結部材は留め具を受け入れる開口部を備え、
前記留め具を用いて、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを互いに連結する工程と、
前記留め具を締め付けることによって、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを前記中央空間に向けて移動させる工程とをさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記管要素は、外面に円周方向の溝を備え、
前記円周方向の溝内に、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面を係合させる工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記円周方向の溝内に、前記第一把持体および前記第二把持体の把持面を係合させる工程をさらに備える請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記各管要素上の前記円周方向の溝を前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面の各々および前記第一把持体および前記第二把持体の把持面の各々に整合させるように、前記管要素を挿入する工程をさらに備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一把持体および前記第二把持体を互いに向けて移動させる工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを互いに向けて移動させる工程をさらに備える請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法であって、前記継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される複数のセグメントであって、該セグメントの各々は前記管要素に係合可能な複数の弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記セグメントと、前記セグメントの二つの間に配置される少なくとも一つの把持体であって、前記中央空間に対向する複数の把持面を備える前記把持体とを備え、
前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、
前記中央空間に向けて前記セグメントを移動させる工程と、
前記セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、
前記中央空間に向けて前記把持体を移動させる工程と、
前記把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える方法。
【請求項２】
前記継ぎ手は前記中央空間内にシールを備え、
前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記セグメントを支持する工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記継ぎ手は前記中央空間内にシールを備え、
前記シールによって、前記把持体を支持する工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記セグメントの各々は、両端部に連結部材を備え、該連結部材は留め具を受け入れる開口部を備え、
前記留め具を用いて、前記セグメントを互いに連結する工程と、
前記留め具を締め付けることによって、前記セグメントを前記中央空間に向けて移動させる工程とをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記管要素は、外面に円周方向の溝を備え、
前記円周方向の溝内に、前記セグメントの弓形面を係合させる工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記円周方向の溝内に、前記把持体の把持面を係合させる工程をさらに備える請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記各管要素上の前記円周方向の溝を前記セグメントの弓形面の各々および前記把持体の把持面の各々に整合させるように、前記管要素を挿入する工程をさらに備える請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記セグメントを互いに向けて移動させる工程をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
継ぎ手を用いて、一対の管要素を端部と端部とで連結する方法であって、前記継ぎ手は、中央空間を囲むように互いの端部と端部とで連結される第一セグメントおよび第二セグメントであって、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの各々は、前記管要素に係合可能な少なくとも二つの弓形面を備え、該弓形面は前記中央空間に対向する前記第一セグメントおよび前記第二セグメントと、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの間に配置される第一把持体および第二把持体であって、前記第一把持体および前記第二把持体の各々は、前記中央空間に対向する少なくとも二つの把持面を備える前記第一把持体および前記第二把持体とを備え、
前記管要素の各々を前記中央空間内に挿入する工程と、
前記中央空間に向けて前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを移動させる工程と、
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程と、
前記中央空間に向けて前記第一把持体および前記第二把持体を移動させる工程と、
前記第一把持体および前記第二把持体の把持面の各々を前記管要素の一つの外面に係合させる工程とを備える方法。
【請求項１０】
前記継ぎ手は前記中央空間内にシールを備え、
前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを支持する工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記シールによって、互いに対して間隔をおいて前記第一把持体および前記第二把持体を支持する工程をさらに備える請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの各々は、両端部に連結部材を備え、該連結部材は留め具を受け入れる開口部を備え、
前記留め具を用いて、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを互いに連結する工程と、
前記留め具を締め付けることによって、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを前記中央空間に向けて移動させる工程とをさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記管要素は、外面に円周方向の溝を備え、
前記円周方向の溝内に、前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面を係合させる工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記円周方向の溝内に、前記第一把持体および前記第二把持体の把持面を係合させる工程をさらに備える請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記各管要素上の前記円周方向の溝を前記第一セグメントおよび前記第二セグメントの弓形面の各々および前記第一把持体および前記第二把持体の把持面の各々に整合させるように、前記管要素を挿入する工程をさらに備える請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一把持体および前記第二把持体を互いに向けて移動させる工程をさらに備える請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一セグメントおよび前記第二セグメントを互いに向けて移動させる工程をさらに備える請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１３２３１（Ｐ２０１２−１３２３１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５８１２（Ｐ２０１１−１８５８１２）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【分割の表示】特願２０１０−５０８５５５（Ｐ２０１０−５０８５５５）の分割
【原出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（５０３２１７０１５）ヴィクトリック カンパニー (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【分割の表示】特願２０１０−５０８５５５（Ｐ２０１０−５０８５５５）の分割
【原出願日】平成２０年５月１４日（２００８．５．１４）
【出願人】（５０３２１７０１５）ヴィクトリック カンパニー (19)
【Ｆターム（参考）】
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