圧着タイプ連結器、圧着ツールおよび圧着方法
圧着によって設置される連結器は、パイプ要素を受け取るリングによって包囲される開放端において、角度配向された円錐表面を有する。ダイは、圧着ツールのジョーの上で連結器に向かって半径方向に移動し、連結器をパイプに固定する圧着を達成するように、１本の接触線に沿って円錐表面に係合する。半径方向に与えられた力は、半径方向および軸方向成分を有する。半径方向成分は、圧着を達成し、軸方向成分は、シールが位置する連結器の中のチャネルを変形させる。シールは、流体密封接合部を達成するように、連結器とパイプとの間で変形させられる。連結器は、半径方向外向きに突出する円周方向リブを有し得る。位置合わせドッグは、連結に係合し、軸力成分に対して作用表面を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／１６５，９８５号（２００９年４月２日出願）に基づく優先権を主張する。該出願は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、パイプ要素に連結器を圧着することによって、パイプ要素を端から端まで接合するための連結器に関する。
【背景技術】
【０００３】
端から端までパイプ要素を接合するようにパイプ要素上に圧着される、パイプ連結器は、単純かつ安価である。典型的に、１つ以上のパイプ要素は、管状連結器内で受け取られる。圧着中に、通常は金属である、連結器およびパイプ要素を形成する材料は、永久セットを取るように塑性的に変形させられる。連結器およびパイプ要素によって成される変形した形状は、内圧、結果として生じたスラスト荷重、または外部荷重を受ける場合に、連結器と係合してパイプ要素を保つように協働する（そうでなければ連結器からパイプ要素を分離する傾向がある）。本書では、「パイプ要素」という用語は、任意のパイプ状アイテム、例えば、パイプストック、ならびに、ポンプ、弁、ストレーナ、および同等物等のデバイスの一部であり得るパイプセグメントを意味する。
【０００４】
図１および２は、パイプ要素１２上に圧着されている、従来技術によるパイプ連結器１０を概略的に図示する。圧着型パイプ連結器１０は、パイプ要素１２を受け取る開放端１６を有する、管１４（軸対称に示されている）を備える。チャネル１８は、開放端１６に隣接して位置付けられる。チャネルは、本明細書ではエラストマー等の可撓性の弾性材料で形成されるＯリング２０である、シールを収納する。図１に示されるように、パイプ要素１２は、より大きい直径の領域によって形成されるソケット２２を有し、それにより、内段部２４を規定する、管１４内で受け取られる。段部２４は、管１４とパイプ要素１２との間の係合長さを限定するように、パイプ停止部としての役割を果たす。
【０００５】
図２に示されるように、管１４に力を与え、管およびパイプ要素１２を永久的に変形させ、内圧、結果として生じたスラスト荷重、または外部荷重を受ける場合に、管の内側でパイプ要素を保持する圧着２８を達成するために、圧着ダイ２６が使用される。図２は、軸対称図であり、したがって、圧着２８は管１４の周囲で円周方向に延在すると理解される。圧着２８は、シールの「内部」に位置付けられ、シール２０が開放端１６と圧着２８との間にあることを意味することに留意されたい。圧着ダイ２６はまた、チャネル１８およびＯリングシール２０を変形させて、シールに、管１４およびパイプ要素１２の両方を圧縮状態で変形および係合させ、これらの要素の間で流体密閉シールを形成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パイプ要素を連結するために効果的であるが、従来技術による圧着接合部は、種々の不利点を抱えている。そのような円周方向圧着を形成することは、相当な力およびエネルギーを必要とする。力およびエネルギー要件は、パイプ直径、側壁厚さ、ならびにパイプおよび／または連結器降伏強度が増加するとともに増加し、したがって、圧着によって接合することができるパイプの材料の種類、サイズ、および側壁ゲージに実用限界を課す。圧着ダイは、パイプおよび連結器を圧着するだけでなく、圧縮下で連結器およびパイプの両方とシールを係合させるようにチャネルを変形させなければならない。図１および２で見られるように、従来技術による圧着ダイおよび方法は、圧着２８とシール２０との間の第２の点３０で管に係合することによって、チャネルを変形させる。加えて、圧着ダイは、圧着２８が形成された時に、管の開放端１６が外向きに広がることを防止するように、チャネル１８において管１４に強制的に係合する、ガイド表面３２を含む。したがって、従来技術による圧着ダイは、チャネルを変形させるように、およびチャネルの不要な変形を防止するように、複数の点で連結器に係合して圧着を形成する。圧着ダイと連結器との間の大きな係合領域は、圧着接合部を達成するために有意な力およびエネルギーを必要とさせる。明らかに、従来技術の不利点を抱えていない、圧着型連結器、圧着ツール、および圧着の方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、端から端までの関係でパイプ要素を接続するためのパイプ連結器に関する。連結器は、管の内側に位置する縦軸を包囲する側壁によって規定される、細長い管を備える。管は、パイプ要素のうちの１つを受け取るための第１の開放端を有する。第１のチャネルは、管の周囲で円周方向に延在し、縦軸に対面する。第１のチャネルは、側壁の中に形成される第１の半径方向隆起によって規定される。第１のチャネルは、第１の開放端に位置付けられる。第１の円筒形リングは、第１の開放端を包囲する。第１の円筒形リングは、第１の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する。第１の半径方向隆起の一部分は、第１の開放端に向かって対面し、第１の円錐表面を備える。第１の円錐表面は、縦軸に対して角度配向される。第１の円錐表面は、縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有し得る。約３５°から約４５°の配向角度も実行可能である。縦軸に対する約４０°の配向角度が有利である。第１の円錐表面は、第１の半径方向隆起の残りの部分を形成する側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、側壁の一部分を備え得る。第１の円筒形リングは、側壁部分と実質的に同じ厚さを有し得る。
【０００８】
加えて、第１の半径方向隆起は、そこから外向きに突出する第１のリブを備え得る。第１のリブは、管の周囲で円周方向に延在し、第１の開放端から離れて向いた第１の半径方向隆起の一部分の上に位置する。第１のリブは、管の第１の開放端から離れて向いた第１の環状表面を備え得る。第１の環状表面は、縦軸に対して角度配向される。第１の環状表面は、縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有し得る。約８５°から約９５°の配向角度も実行可能である。約８７度の配向角度が有利である。
【０００９】
連結器はさらに、第１のチャネル内に位置付けられるシールを備える。シールは、例えば、Ｏリングを備え得る。
【００１０】
本発明はさらに、連結器と連結器内で受け取られるパイプ要素との間の接合部を達成するように連結器を圧着するためのツールを包含する。連結器は、パイプ要素を受け取るための開放端を有する管と、管の側壁の中に形成される半径方向隆起によって規定される、管の周囲で円周方向に延在するチャネルとを備える。隆起は、開放端に対面して位置付けられる角度配向された円錐表面と、開放端からから離れて向いて位置付けられる対向表面とを備える。ツールは、管を包囲して位置付け可能な複数のジョーを備える。ジョーは、管に向かって、および管から離れて、互に対して移動可能である。ジョーのそれぞれは、その上に位置付けられたダイを有する。ダイのそれぞれは、ジョーが管に向かって移動させられた時に、管の周囲で円周方向に延在する１本の作用線に沿って円錐表面のみに接触するよう、単一の接触面のみを有する。ジョーは、相互に旋回可能に取り付けられてもよい。
【００１１】
ツールはさらに、その上に載置された少なくとも１つの位置合わせドッグを備える。位置合わせドッグは、管に向かって、および管から離れて移動可能である。位置合わせドッグは、ダイのうちの少なくとも１つと離間関係で、かつそれに対面して位置付けられる、接触面を有する。位置合わせドッグの接触面は、隆起の対向表面と係合可能である。位置合わせドッグは、ジョーのうちの１つの上に載置され得る。位置合わせドッグは、ダイのうちの１つと一体化して形成され得る。
【００１２】
本発明はまた、連結器を連結器内で受け取られるパイプ要素に圧着する方法も含む。連結器は、パイプ要素を受け取るための開放端を有する管を備え、管は、管の側壁の中の半径方向隆起によって形成される、円周方向チャネルを有し、隆起は、開放端に対面して位置付けられる、角度配向された円錐表面を備える。
方法は、
（ａ）円錐表面の周囲で円周方向に延在する１本の接触線に沿って、円錐表面のみに半径方向に配向された力を与えることであって、力は、管と垂直に配向された第１の作用線と、管に沿って軸方向に配向された第２の作用線とを有する、ことと、
（ｂ）管に向かって半径方向内向きに円錐表面を変形させることと、
（ｃ）チャネルの中へ管に沿って軸方向に円錐表面を変形させることと、
（ｄ）管とパイプ要素との間の接触を通る１本の接触線の下のみで、半径方向内向きにパイプ要素を変形させることと、
を含む。
【００１３】
方法はさらに、パイプ要素と連結器との間で流体密封接合部を達成するように、管とパイプ要素との間のチャネル内でシールを圧縮することを含む。方法はさらに、力を与えながら、パイプ要素に向かって円錐表面に沿って接触線を移動させることを含む。隆起はさらに、管の開放端からから離れて向いて位置付けられる対向表面を備える。方法はさらに、隆起の対向表面を支持することによって、管の軸方向運動を防止することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１および２は、従来技術による、圧着パイプ接合部を形成する圧着ダイおよび連結器の軸対称断面図である。
【図２】図１および２は、従来技術による、圧着パイプ接合部を形成する圧着ダイおよび連結器の軸対称断面図である。
【図３】図３は、本発明による、連結器の実施形態の縦断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明による、連結器の一部分の部分断面図である。
【図４】図４は、本発明による、連結器の別の実施形態の縦断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明による、連結器の一部分の部分断面図である。
【図５】図５−７は、本発明による、連結器の種々の実施形態の立面図である。
【図６】図５−７は、本発明による、連結器の種々の実施形態の立面図である。
【図７】図５−７は、本発明による、連結器の種々の実施形態の立面図である。
【図８】図８は、本発明による、チェーン型圧着ツール例の平面図である。
【図９】図９は、本発明による２ダイ圧着ツールおよび動力プレスツールの等角図である。
【図１０】図１０は、本発明による、複数の圧着ダイと、連結器とを有する、圧着ツール例の平面図である。
【図１１】図１１は、圧着ツールおよび図５に示された連結器の部分断面等角図である。
【図１２】図１２−１４は、本発明による連結器の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１３】図１２−１４は、本発明による連結器の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１４】図１２−１４は、本発明による連結器の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１５】図１５および１６は、本発明による連結器の別の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１６】図１５および１６は、本発明による連結器の別の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図３は、本発明による、パイプ連結器例４０の縦断面図を示す。連結器４０は、管の縦軸４６を包囲する側壁４４を有する、細長い管４２を備える。管４２は、反対の位置に配置された開放端４８および５０を有する。チャネル５２は、各開放端に位置付けられ、管４２の周囲で円周方向に延在する。各チャネル５２は、縦軸４６に対面し、管４２の側壁４４のそれぞれの隆起５４によって規定される。側壁４４はまた、各隆起５４を終わらせ、それぞれの開放端４８および５５を包囲する、円筒形リング５５を規定する。リング５５は、側壁４４の厚さに等しい、または最大で２倍の長さを有し得る。開放端４８および５０に向かって面する各隆起５４の部分は、それぞれの円錐表面５６を形成する。円錐表面は、軸４６に対して角度配向される。円錐表面は、軸４６に対して約３０°から約６０°ならびに約３５°から約４５°に測定される、配向角度５８を有し得、約４０°の配向角度が多くの用途に有利である。図３Ａに示された代替実施形態では、隆起５４を備える側壁４４の一部分６０は、隆起の残りの部分を形成する側壁の厚さよりも小さい、厚さ６２を有する。リング５５は、ほぼ同じ厚さ６２であり得る。より薄い側壁部分６０は、以下で説明されるような連結器とパイプ要素との間の接合部を達成するように、管を圧着するために必要とされるエネルギーの量を低減する。シール６４は、各チャネル５２内に位置付けられる。シール６４は、以下で説明されるような流体密封接合部を達成するように管４２とパイプ要素との間で圧縮されると、チャネルおよびパイプの表面に適合する可撓性の弾性リングである。この実施例では、シール６４は、ゴムのＯリングを備え、異なる形状を有し、ＥＰＤＭ、ニトリル、水素化ニトリル、およびフルオロエラストマー等の種々の異なる材料で形成される、他の種類のシールも実行可能であることが理解される。
【００１６】
図４は、管４２のそれぞれの半径方向隆起５４の上に位置するリブ６８をさらに備える、本発明による連結器６６の別の実施形態を示す。リブ６８は、管の周囲で円周方向に延在し、半径方向外向きに突出する。環状表面７０は、リブ６８に隣接して位置付けられ、管４２の周囲で延在し、それぞれのリブ６８および表面７０がその上に位置する隆起５４によって規定される開放端４８または５０から離れるほうに向く。環状表面７０は、圧着ツールの一部に係合し、それにより、以下で説明されるようにツールに対する管４２の軸方向運動を防止する、接触面を形成する。環状表面７０は、管縦軸４６に対して角度配向され得る。図４および４Ａの比較によって示されるように、約８０°から約１０５°、ならびに約８５°から約９５°、ならびに８７°の配向角度７２が有利と考えられる。連結器の実施形態４０と同様に、連結器６６も、隆起の残りの部分を形成する側壁の厚さよりも小さい厚さ６２を伴う隆起５４を備える、側壁４４の一部分６０を有し得る。再度、シール６４はチャネル５２内に配置される。
【００１７】
連結器４０および６６は、任意の材料で形成され得るが、典型的には、それらの強靱性、および変形時にひび割れることなく永久セットを取って保つ能力のため、鋼鉄およびステンレス鋼でできている。連結器は、任意のサイズであり、種々のサイズのパイプ要素を受け取るように設計され得るが、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｄｕｌｅ ５からＳｃｈｅｄｕｌｅ ８０のパイプに対応する、約０．５インチから約４．５インチの実際の外径を有し、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さを有するパイプとともに使用される場合、特に有利である。連結器４０および６６は、図３および４に示されるように直線状であり得、または図５に示されるようなＬ字形状連結器７４、図６に示されるような「Ｔ」字形状連結器７６、ならびに図７に示されるようなレジューサ形状７８であり得る。他の形状も実行可能である。
【００１８】
本発明による圧着方法、ならびに本明細書で開示される圧着ダイおよび連結器は、本発明による圧着接合部を達成するために、市販の圧着ツールおよび動力プレスツールのうちのいずれかとともに使用され得る。「チェーン」または「巻き付き」ツール８０として知られている、１種類の圧着ツールが図８に図示されており、ピンおよびリンク８４によって相互に旋回可能に接続される、複数のジョー８２を備える。圧着を達成するように管４２に接触するダイ要素８６が、各ジョーの上に載置される。ダイ要素８６は、ジョー８２と一体化して形成され得、または取り外し可能および交換可能であり得る。ダイ要素８６は、連結器に形成される圧着の曲率半径にほぼ等しい、曲率半径を有する。チェーン型ツールは、管４２にジョー８２を巻き付け、次いで、機械的効果を提供するラッチ機構を使用して、相互に向かってジョー８２の自由端８８を引き寄せることによって使用される。自由端８８がともに引き寄せられるにつれて、チェーンツール８０は、より小さい直径に縮小され、ジョーがそれに巻き付けられると管４２と係合されるダイ要素８６は、圧着を形成する連結器に実質的に半径方向の力を内向きに課す。代替として、動力プレスツール（以下で説明される）は、相互に向かって自由端８８を引き寄せ、圧着を達成するために使用され得る。チェーン型ツールは、より大きい直径のパイプ要素（直径が１インチよりも大きい）を圧着するために有利であり、他の圧着ツールと比較して圧着力を与えるための最大機械的効果を提供するように設計することができる。チェーン型圧着ツールの実施例は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第５，５９８，７３２号、第５，６６６，７１１号、第５，６９７，１３５号、第５，８８７，３２９号、第６，０４４，６８１号、第６，４０５，４１１号、第６，６９４，５８６号、および第６，７７２，６１８号で説明されている。
【００１９】
図９は、別の種類の圧着ツール９０を図示する。圧着ツール９０は、その周囲でジョー９２および９４が旋回するピン９８の軸受け板としての役割を果たす、ツール本体９６の上で相互と反対に旋回可能に載置される、２つの可動ジョー９２および９４を有する。圧着ツール９０は、２つのダイ要素１００および１０２を有し、１つのダイ要素が各ジョーの上に位置付けられる。ダイ要素は、管４２と強制的に係合されると、所望の圧着を形成するようにサイズ決定および成形される。動作において、ジョー９２および９４は、開放位置にピン９８の周囲で旋回され、連結器および連結器の中で受け取られるパイプ要素が、ジョー９２および９４のダイ要素１００および１０２の間に位置付けられることを可能にする。次いで、ジョーは、閉鎖位置に相互に向かって旋回され、そうすると、ダイ要素１００および１０２が管４２に係合し、パイプ要素を連結器に接合するための圧着を形成する。ツール９０等の、２つのダイ要素を有する圧着ツールは、さまざまな圧着ツールの中で最小の機械的効果を提供するが、単純かつ安価である。２ダイ圧着ツールの実施例は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第６，２０２，２９０号、第６，３７８，１９４号、第６，４５７，３３８号、第７，４０９，８４６号、第７，４２１，８７１号、および第７，４３４，４４３号で説明されている。それらは、直径が最大約１インチのパイプ要素を圧着するために最も効果的である。それらは、手動で操作されるか、または動力プレスツールで操作され得る。
【００２０】
図９は、動力プレスツール例１０４も示す。プレスツール１０４は、異なるサイズおよび種類の圧着ツールがその上に載置されることを可能にするように設計されている、レシーバー１０６を有する。レシーバー内の機構は、圧着ツールのジョーに係合し、それらを開放および閉鎖位置の間で操作する。機構は、例えば、電気モータによる、または油圧による電動式であり、圧着接合部を形成するために必要な力を提供する。そのようなプレスツールは、当技術分野で周知であり、プレスツール例は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第６，２４４，０８５号および第６，５１０，７１９号で説明されている。
【００２１】
図１０は、本発明による別の圧着ツール例１０８を示す。圧着ツール１０８は、圧着される連結器４０を包囲して位置付け可能であるジョー１１０（この実施例では２つのジョー）を有する。ジョー１１０は、ピン１１４を使用してツール本体１１２の上に旋回可能に載置される。ツール本体１１２は、軸受け板としての役割を果たし、以下で説明される圧着動作を達成するように、ジョー１１０が連結器４０に向かって、および連結器４０から離れてピン１１４の上で旋回させられることを可能にする。（連結器４０は、ここでは一例として記述され、その代わりに連結器の実施例６６が等しく十分に機能することが理解される。）ジョー１１０およびツール本体１１２は、与えられた力を倍増させる機械的効果を得るように設計されている。圧着ツール１０８は、上記で説明される動力プレスツール１０４によって操作され得、動力プレスツールの動作は、よく理解されているため、本明細書では詳細に説明しない。
【００２２】
図１１に示されるように、ダイ１１６が、各ジョー１１０の上およびツール本体１１２の上に載置され、ツール１０８を３ダイツールにする。各ダイ１１６は、単一の接触面１１８を有する。ジョー１１０の上のダイ１１６は、ジョー１１０の閉鎖運動によって連結器４０と係合するように移動可能である。連結器上のジョー１１０の閉鎖運動はまた、ツール本体１１２上の圧着ダイ１１６と係合するように連結器４０を引き込む。一緒に、３つ全てのダイ１１６は、以下で説明されるように、連結器をパイプ要素に圧着するように協働する。
【００２３】
好ましくは、接触面１１８は、連結器４０の周囲で円周方向に延在する１本の接触線１２０に沿って、接触面が連結器に接触することを可能にする、円形断面形状を有する。接触面１１８の実用的曲率半径は、約０．０５インチから約０．２インチであり得、０．０８インチが有利である。楕円外形等の他の形状を有する接触面も実行可能である。
【００２４】
１つ以上の位置合わせドッグ１２２も、ツール本体１１２の上で移動可能に載置される（図１０も参照）。代替として、１つまたは複数の位置合わせドッグは、本体１１２に固定され得る。位置合わせドッグ１２２は、接触面１２４を有し、ジョー１１０とは無関係に移動して、連結器４０と係合して接触面を位置付ける。接触面１２４は、それらが適正な係合を確実にするように接触する、連結器４０のセクションを補完する形状を有し得る。位置合わせドッグ１２２は、ダイ１１６とは無関係に移動し、所望の場所の接触線１２０で連結器に係合するように、ダイに対して連結器４０を位置付けて保持する。位置合わせドッグ１２２はまた、連結器を圧着するように与えられる力が作用する、支持材を提供する。位置合わせドッグは、連結器に係合する時にそれを有意に変形させず、したがって、圧着動作中に連結器４０と係合するように移動させるために、有意な力またはエネルギーが消費されることを必要としないことに留意することが重要である。
【００２５】
連結器の実施形態４０については図１２―１４を参照して、連結器の実施形態６６については図１５および１６を参照して、本発明による圧着の方法を以下で説明する。図１２に示されるように、パイプ要素１２６は、連結器４０の開放端４８内で受け取られる。連結器がソケット１２８および段部１３０を有する場合、パイプ要素１２６は、ソケット内の段部に対して定着され、それにより、十分な係合深さを確保する。次に、連結器４０およびパイプ要素１２６は、圧着ツール１０８（図示せず）のジョー１１０（図示せず）の間に位置付けられる。ツール１０８は、位置合わせドッグ１２２の接触面１２４を、開放端４８から離れるほうに向く半径方向隆起５４の表面１３２と係合させるように作動させられる。
【００２６】
図１３に示されるように、ツール１０８のさらなる作動は、ジョー１１０を閉鎖し、３つ全てのダイ１１６の接触面１１８を、１本の接触線１２０に沿った円錐表面５６と係合させる。ジョーの閉鎖動作はまた、前述のように、ツール本体上のダイと係合するように連結器４０を引き込む。ジョー１１０の上のダイ１１６のさらなる内向き進行は、実質的に半径方向に配向された力を円錐表面５６の周囲に与え、それは、円錐表面の配向角度５８により、管４２の縦軸４６と垂直に配向された第１の作用線１３４と、管に沿って（すなわち、縦軸４６と実質的に平行に）配向された第２の作用線１３６とに分解され得る。
【００２７】
図１４との図１３の比較によって示されるように、角度配向された円錐表面５６に対すし与えた力のこれらの別個の作用線１３４および１３６は、１本の接触線１２０に沿った力の付与とともに、２つの変形が発生することを可能にする。第１の変形は、円筒形リング５５、円錐表面５６、およびパイプ要素１２６を半径方向内向きに（すなわち、縦軸４６と実質的に垂直に）を永久に変形させる圧着１３８の形成である。変形させられるパイプ要素１２６の唯一の領域は、１本の接触線１２０の下にあることに留意されたい。円筒形リング５５は、ダイ１１６に対する停止部の役割を果たし、半径方向力をパイプ要素１２６に伝達する。第２の変形は、チャネル５２の中への円錐表面５６の変形であり、それにより、チャネル容量を低減し、流体密封接合部を形成するように連結器４０とパイプ要素１２６との間でシール６４を圧縮する。加えて、変形は、連結器が圧着されているという視覚指示を提供する。図１４で明白であるように、接触線１２０は、圧着過程中にパイプ要素に向かって円錐表面５６に沿って移動することに留意されたい。
【００２８】
圧着過程の完了時に、圧着ツールのジョーおよび位置合わせドッグが連結器から外向きに離され、ツールおよび連結器が係脱される。
【００２９】
連結器の実施形態６６を圧着する方法は、位置合わせドッグ１４０がダイ１４２と一体化して形成されるという点で実施形態４０とはわずかに異なる。図１５に示されるように、パイプ要素１２６は、連結器６６の開放端４８内に受け取られ、ソケット１２８内の段部１３０に対して定着される。次に、連結器６６およびパイプ要素１２６は、圧着ツール１０８（図示せず）のジョー１１０（図示せず）の間に位置付けられる。ツール１０８は、位置合わせドッグ１４０の接触面１４４を、開放端４８から離れるように向くリブ６８の環状表面７０と係合させるように作動させられる。半径方向外向きに突出するリブ６８は、ジョーが圧着を達成するように完全に閉鎖された時に、位置合わせドッグ１４０が、環状表面７０以外の連結器６６のいずれの部分にも接触しないように十分短くされ得るように、サイズ決定される。これは、圧着を達成する、ダイ１４２と連結器６６との間の唯一の係合が、連結器６６の円錐表面５６上で１本の接触線１２０に沿ったダイの接触面１４６によるものであることを確実にする。したがって、圧着を達成するために必要とされるエネルギーは、ダイと連結器との間の限定された接触によって限定される。
【００３０】
図１５でさらに示されるように、ツール１０８の作動は、ジョー１１０を閉鎖し、３つ全てのダイ１４２の接触面１４６を、１本の接触線１２０に沿った円錐表面５６と係合させる。ジョーの閉鎖動作はまた、前述のように、ツール本体上のダイと係合するように連結器６６を引き込む。ジョー１１０の上のダイ１４２のさらなる内向き進行は、実質的に半径方向に配向された力を円錐表面５６の周囲に与え、それは、円錐表面の配向角度５８により、管４２の縦軸４６と垂直に配向された第１の作用線１３４と、管に沿って（すなわち、縦軸４６と実質的に平行に）配向された第２の作用線１３６とに分解され得る。
【００３１】
図１６との図１５の比較によって示されるように、角度配向された円錐表面５６に対する与えた力のこれらの別個の作用線１３４および１３６は、１本の接触線１２０に沿った力の付与とともに、２つの変形が発生することを可能にする。第１の変形は、円錐表面５６およびパイプ要素１２６を半径方向内向きに（すなわち、縦軸４６と実質的に垂直に）を永久に変形させる、圧着１３８の形成である。変形させられるパイプ要素１２６の唯一の領域は、１本の接触線１２０の下にあることに留意されたい。第２の変形は、チャネル５２の中への円錐表面５６の変形であり、それにより、チャネル容量を低減し、流体密封接合部を形成するように連結器６６とパイプ要素１２６との間でシール６４を圧縮する。加えて、変形は、連結器が圧着されているという視覚指示を提供する。図１６で明白であるように、接触線１２０は、圧着過程中にパイプ要素に向かって円錐表面５６に沿って移動することに留意されたい。位置合わせドッグ１４０は、ダイ１４２と連結器６６との間の相対軸方向運動を防止し、第２の作用線１３６に沿った軸力が作用し得る、表面を提供する。
【００３２】
圧着過程の完了時に、圧着ツールのジョーが連結器から外向きに離され、ツールおよび連結器が係脱される。
【００３３】
本発明による圧着型連結器、圧着ツール、および圧着方法は、従来技術に優る種々の利点を提供する。圧着力、および１本の接触線に沿ってチャネルを変形させる力を与えることによって、連結器を変形させるために必要とされる力、したがって、圧着接合部を達成するために必要とされるエネルギーは、相互から離れた複数の接触線に沿って変形力を与える従来技術の方法によって提供されるよりも少ない。この利点は、種々の点で明白である。例えば、従来技術に従って可能であったよりも大きい直径のパイプ要素、またはより高い降伏強度を有するパイプ要素および連結器を、本発明による圧着によって接合することができる。同様に、本発明によれば、より厚い側壁を有するパイプ要素を効果的に圧着することができる。より大きい寸法公差を有するパイプ要素を、本発明による方法、ツール、および連結器によって確実に圧着することができる。さらに、より少ない力を与え、より少ないエネルギーを必要とするツールを使用することができ、ツールの作製をより安価にし、軽くし、コンパクトにし、操作を容易かつ安価にする。連結器は、縦方向に変形させられるため、従来技術に従って圧着された連結器よりも長さが短くなる傾向がある。Ｌ字形部、Ｔ字形部、およびレジューサ等の連結器について、これは、より小さい中心から端までの寸法が達成されることを可能にし、よりコンパクトな配管配設を得る。より短い係合長さはまた、連結器がともにより接近して位置付けられることも可能にし、それにより、従来技術による圧着連結器ではこれまで利用可能ではなかった設計代替案を提供する。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６１／１６５，９８５号（２００９年４月２日出願）に基づく優先権を主張する。該出願は、参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、パイプ要素に連結器を圧着することによって、パイプ要素を端から端まで接合するための連結器に関する。
【背景技術】
【０００３】
端から端までパイプ要素を接合するようにパイプ要素上に圧着される、パイプ連結器は、単純かつ安価である。典型的に、１つ以上のパイプ要素は、管状連結器内で受け取られる。圧着中に、通常は金属である、連結器およびパイプ要素を形成する材料は、永久セットを取るように塑性的に変形させられる。連結器およびパイプ要素によって成される変形した形状は、内圧、結果として生じたスラスト荷重、または外部荷重を受ける場合に、連結器と係合してパイプ要素を保つように協働する（そうでなければ連結器からパイプ要素を分離する傾向がある）。本書では、「パイプ要素」という用語は、任意のパイプ状アイテム、例えば、パイプストック、ならびに、ポンプ、弁、ストレーナ、および同等物等のデバイスの一部であり得るパイプセグメントを意味する。
【０００４】
図１および２は、パイプ要素１２上に圧着されている、従来技術によるパイプ連結器１０を概略的に図示する。圧着型パイプ連結器１０は、パイプ要素１２を受け取る開放端１６を有する、管１４（軸対称に示されている）を備える。チャネル１８は、開放端１６に隣接して位置付けられる。チャネルは、本明細書ではエラストマー等の可撓性の弾性材料で形成されるＯリング２０である、シールを収納する。図１に示されるように、パイプ要素１２は、より大きい直径の領域によって形成されるソケット２２を有し、それにより、内段部２４を規定する、管１４内で受け取られる。段部２４は、管１４とパイプ要素１２との間の係合長さを限定するように、パイプ停止部としての役割を果たす。
【０００５】
図２に示されるように、管１４に力を与え、管およびパイプ要素１２を永久的に変形させ、内圧、結果として生じたスラスト荷重、または外部荷重を受ける場合に、管の内側でパイプ要素を保持する圧着２８を達成するために、圧着ダイ２６が使用される。図２は、軸対称図であり、したがって、圧着２８は管１４の周囲で円周方向に延在すると理解される。圧着２８は、シールの「内部」に位置付けられ、シール２０が開放端１６と圧着２８との間にあることを意味することに留意されたい。圧着ダイ２６はまた、チャネル１８およびＯリングシール２０を変形させて、シールに、管１４およびパイプ要素１２の両方を圧縮状態で変形および係合させ、これらの要素の間で流体密閉シールを形成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パイプ要素を連結するために効果的であるが、従来技術による圧着接合部は、種々の不利点を抱えている。そのような円周方向圧着を形成することは、相当な力およびエネルギーを必要とする。力およびエネルギー要件は、パイプ直径、側壁厚さ、ならびにパイプおよび／または連結器降伏強度が増加するとともに増加し、したがって、圧着によって接合することができるパイプの材料の種類、サイズ、および側壁ゲージに実用限界を課す。圧着ダイは、パイプおよび連結器を圧着するだけでなく、圧縮下で連結器およびパイプの両方とシールを係合させるようにチャネルを変形させなければならない。図１および２で見られるように、従来技術による圧着ダイおよび方法は、圧着２８とシール２０との間の第２の点３０で管に係合することによって、チャネルを変形させる。加えて、圧着ダイは、圧着２８が形成された時に、管の開放端１６が外向きに広がることを防止するように、チャネル１８において管１４に強制的に係合する、ガイド表面３２を含む。したがって、従来技術による圧着ダイは、チャネルを変形させるように、およびチャネルの不要な変形を防止するように、複数の点で連結器に係合して圧着を形成する。圧着ダイと連結器との間の大きな係合領域は、圧着接合部を達成するために有意な力およびエネルギーを必要とさせる。明らかに、従来技術の不利点を抱えていない、圧着型連結器、圧着ツール、および圧着の方法の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、端から端までの関係でパイプ要素を接続するためのパイプ連結器に関する。連結器は、管の内側に位置する縦軸を包囲する側壁によって規定される、細長い管を備える。管は、パイプ要素のうちの１つを受け取るための第１の開放端を有する。第１のチャネルは、管の周囲で円周方向に延在し、縦軸に対面する。第１のチャネルは、側壁の中に形成される第１の半径方向隆起によって規定される。第１のチャネルは、第１の開放端に位置付けられる。第１の円筒形リングは、第１の開放端を包囲する。第１の円筒形リングは、第１の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する。第１の半径方向隆起の一部分は、第１の開放端に向かって対面し、第１の円錐表面を備える。第１の円錐表面は、縦軸に対して角度配向される。第１の円錐表面は、縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有し得る。約３５°から約４５°の配向角度も実行可能である。縦軸に対する約４０°の配向角度が有利である。第１の円錐表面は、第１の半径方向隆起の残りの部分を形成する側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、側壁の一部分を備え得る。第１の円筒形リングは、側壁部分と実質的に同じ厚さを有し得る。
【０００８】
加えて、第１の半径方向隆起は、そこから外向きに突出する第１のリブを備え得る。第１のリブは、管の周囲で円周方向に延在し、第１の開放端から離れて向いた第１の半径方向隆起の一部分の上に位置する。第１のリブは、管の第１の開放端から離れて向いた第１の環状表面を備え得る。第１の環状表面は、縦軸に対して角度配向される。第１の環状表面は、縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有し得る。約８５°から約９５°の配向角度も実行可能である。約８７度の配向角度が有利である。
【０００９】
連結器はさらに、第１のチャネル内に位置付けられるシールを備える。シールは、例えば、Ｏリングを備え得る。
【００１０】
本発明はさらに、連結器と連結器内で受け取られるパイプ要素との間の接合部を達成するように連結器を圧着するためのツールを包含する。連結器は、パイプ要素を受け取るための開放端を有する管と、管の側壁の中に形成される半径方向隆起によって規定される、管の周囲で円周方向に延在するチャネルとを備える。隆起は、開放端に対面して位置付けられる角度配向された円錐表面と、開放端からから離れて向いて位置付けられる対向表面とを備える。ツールは、管を包囲して位置付け可能な複数のジョーを備える。ジョーは、管に向かって、および管から離れて、互に対して移動可能である。ジョーのそれぞれは、その上に位置付けられたダイを有する。ダイのそれぞれは、ジョーが管に向かって移動させられた時に、管の周囲で円周方向に延在する１本の作用線に沿って円錐表面のみに接触するよう、単一の接触面のみを有する。ジョーは、相互に旋回可能に取り付けられてもよい。
【００１１】
ツールはさらに、その上に載置された少なくとも１つの位置合わせドッグを備える。位置合わせドッグは、管に向かって、および管から離れて移動可能である。位置合わせドッグは、ダイのうちの少なくとも１つと離間関係で、かつそれに対面して位置付けられる、接触面を有する。位置合わせドッグの接触面は、隆起の対向表面と係合可能である。位置合わせドッグは、ジョーのうちの１つの上に載置され得る。位置合わせドッグは、ダイのうちの１つと一体化して形成され得る。
【００１２】
本発明はまた、連結器を連結器内で受け取られるパイプ要素に圧着する方法も含む。連結器は、パイプ要素を受け取るための開放端を有する管を備え、管は、管の側壁の中の半径方向隆起によって形成される、円周方向チャネルを有し、隆起は、開放端に対面して位置付けられる、角度配向された円錐表面を備える。
方法は、
（ａ）円錐表面の周囲で円周方向に延在する１本の接触線に沿って、円錐表面のみに半径方向に配向された力を与えることであって、力は、管と垂直に配向された第１の作用線と、管に沿って軸方向に配向された第２の作用線とを有する、ことと、
（ｂ）管に向かって半径方向内向きに円錐表面を変形させることと、
（ｃ）チャネルの中へ管に沿って軸方向に円錐表面を変形させることと、
（ｄ）管とパイプ要素との間の接触を通る１本の接触線の下のみで、半径方向内向きにパイプ要素を変形させることと、
を含む。
【００１３】
方法はさらに、パイプ要素と連結器との間で流体密封接合部を達成するように、管とパイプ要素との間のチャネル内でシールを圧縮することを含む。方法はさらに、力を与えながら、パイプ要素に向かって円錐表面に沿って接触線を移動させることを含む。隆起はさらに、管の開放端からから離れて向いて位置付けられる対向表面を備える。方法はさらに、隆起の対向表面を支持することによって、管の軸方向運動を防止することを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１および２は、従来技術による、圧着パイプ接合部を形成する圧着ダイおよび連結器の軸対称断面図である。
【図２】図１および２は、従来技術による、圧着パイプ接合部を形成する圧着ダイおよび連結器の軸対称断面図である。
【図３】図３は、本発明による、連結器の実施形態の縦断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明による、連結器の一部分の部分断面図である。
【図４】図４は、本発明による、連結器の別の実施形態の縦断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明による、連結器の一部分の部分断面図である。
【図５】図５−７は、本発明による、連結器の種々の実施形態の立面図である。
【図６】図５−７は、本発明による、連結器の種々の実施形態の立面図である。
【図７】図５−７は、本発明による、連結器の種々の実施形態の立面図である。
【図８】図８は、本発明による、チェーン型圧着ツール例の平面図である。
【図９】図９は、本発明による２ダイ圧着ツールおよび動力プレスツールの等角図である。
【図１０】図１０は、本発明による、複数の圧着ダイと、連結器とを有する、圧着ツール例の平面図である。
【図１１】図１１は、圧着ツールおよび図５に示された連結器の部分断面等角図である。
【図１２】図１２−１４は、本発明による連結器の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１３】図１２−１４は、本発明による連結器の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１４】図１２−１４は、本発明による連結器の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１５】図１５および１６は、本発明による連結器の別の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【図１６】図１５および１６は、本発明による連結器の別の実施形態上の圧着ツールの実施形態の動作を図示する、軸対称断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図３は、本発明による、パイプ連結器例４０の縦断面図を示す。連結器４０は、管の縦軸４６を包囲する側壁４４を有する、細長い管４２を備える。管４２は、反対の位置に配置された開放端４８および５０を有する。チャネル５２は、各開放端に位置付けられ、管４２の周囲で円周方向に延在する。各チャネル５２は、縦軸４６に対面し、管４２の側壁４４のそれぞれの隆起５４によって規定される。側壁４４はまた、各隆起５４を終わらせ、それぞれの開放端４８および５５を包囲する、円筒形リング５５を規定する。リング５５は、側壁４４の厚さに等しい、または最大で２倍の長さを有し得る。開放端４８および５０に向かって面する各隆起５４の部分は、それぞれの円錐表面５６を形成する。円錐表面は、軸４６に対して角度配向される。円錐表面は、軸４６に対して約３０°から約６０°ならびに約３５°から約４５°に測定される、配向角度５８を有し得、約４０°の配向角度が多くの用途に有利である。図３Ａに示された代替実施形態では、隆起５４を備える側壁４４の一部分６０は、隆起の残りの部分を形成する側壁の厚さよりも小さい、厚さ６２を有する。リング５５は、ほぼ同じ厚さ６２であり得る。より薄い側壁部分６０は、以下で説明されるような連結器とパイプ要素との間の接合部を達成するように、管を圧着するために必要とされるエネルギーの量を低減する。シール６４は、各チャネル５２内に位置付けられる。シール６４は、以下で説明されるような流体密封接合部を達成するように管４２とパイプ要素との間で圧縮されると、チャネルおよびパイプの表面に適合する可撓性の弾性リングである。この実施例では、シール６４は、ゴムのＯリングを備え、異なる形状を有し、ＥＰＤＭ、ニトリル、水素化ニトリル、およびフルオロエラストマー等の種々の異なる材料で形成される、他の種類のシールも実行可能であることが理解される。
【００１６】
図４は、管４２のそれぞれの半径方向隆起５４の上に位置するリブ６８をさらに備える、本発明による連結器６６の別の実施形態を示す。リブ６８は、管の周囲で円周方向に延在し、半径方向外向きに突出する。環状表面７０は、リブ６８に隣接して位置付けられ、管４２の周囲で延在し、それぞれのリブ６８および表面７０がその上に位置する隆起５４によって規定される開放端４８または５０から離れるほうに向く。環状表面７０は、圧着ツールの一部に係合し、それにより、以下で説明されるようにツールに対する管４２の軸方向運動を防止する、接触面を形成する。環状表面７０は、管縦軸４６に対して角度配向され得る。図４および４Ａの比較によって示されるように、約８０°から約１０５°、ならびに約８５°から約９５°、ならびに８７°の配向角度７２が有利と考えられる。連結器の実施形態４０と同様に、連結器６６も、隆起の残りの部分を形成する側壁の厚さよりも小さい厚さ６２を伴う隆起５４を備える、側壁４４の一部分６０を有し得る。再度、シール６４はチャネル５２内に配置される。
【００１７】
連結器４０および６６は、任意の材料で形成され得るが、典型的には、それらの強靱性、および変形時にひび割れることなく永久セットを取って保つ能力のため、鋼鉄およびステンレス鋼でできている。連結器は、任意のサイズであり、種々のサイズのパイプ要素を受け取るように設計され得るが、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｄｕｌｅ ５からＳｃｈｅｄｕｌｅ ８０のパイプに対応する、約０．５インチから約４．５インチの実際の外径を有し、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さを有するパイプとともに使用される場合、特に有利である。連結器４０および６６は、図３および４に示されるように直線状であり得、または図５に示されるようなＬ字形状連結器７４、図６に示されるような「Ｔ」字形状連結器７６、ならびに図７に示されるようなレジューサ形状７８であり得る。他の形状も実行可能である。
【００１８】
本発明による圧着方法、ならびに本明細書で開示される圧着ダイおよび連結器は、本発明による圧着接合部を達成するために、市販の圧着ツールおよび動力プレスツールのうちのいずれかとともに使用され得る。「チェーン」または「巻き付き」ツール８０として知られている、１種類の圧着ツールが図８に図示されており、ピンおよびリンク８４によって相互に旋回可能に接続される、複数のジョー８２を備える。圧着を達成するように管４２に接触するダイ要素８６が、各ジョーの上に載置される。ダイ要素８６は、ジョー８２と一体化して形成され得、または取り外し可能および交換可能であり得る。ダイ要素８６は、連結器に形成される圧着の曲率半径にほぼ等しい、曲率半径を有する。チェーン型ツールは、管４２にジョー８２を巻き付け、次いで、機械的効果を提供するラッチ機構を使用して、相互に向かってジョー８２の自由端８８を引き寄せることによって使用される。自由端８８がともに引き寄せられるにつれて、チェーンツール８０は、より小さい直径に縮小され、ジョーがそれに巻き付けられると管４２と係合されるダイ要素８６は、圧着を形成する連結器に実質的に半径方向の力を内向きに課す。代替として、動力プレスツール（以下で説明される）は、相互に向かって自由端８８を引き寄せ、圧着を達成するために使用され得る。チェーン型ツールは、より大きい直径のパイプ要素（直径が１インチよりも大きい）を圧着するために有利であり、他の圧着ツールと比較して圧着力を与えるための最大機械的効果を提供するように設計することができる。チェーン型圧着ツールの実施例は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第５，５９８，７３２号、第５，６６６，７１１号、第５，６９７，１３５号、第５，８８７，３２９号、第６，０４４，６８１号、第６，４０５，４１１号、第６，６９４，５８６号、および第６，７７２，６１８号で説明されている。
【００１９】
図９は、別の種類の圧着ツール９０を図示する。圧着ツール９０は、その周囲でジョー９２および９４が旋回するピン９８の軸受け板としての役割を果たす、ツール本体９６の上で相互と反対に旋回可能に載置される、２つの可動ジョー９２および９４を有する。圧着ツール９０は、２つのダイ要素１００および１０２を有し、１つのダイ要素が各ジョーの上に位置付けられる。ダイ要素は、管４２と強制的に係合されると、所望の圧着を形成するようにサイズ決定および成形される。動作において、ジョー９２および９４は、開放位置にピン９８の周囲で旋回され、連結器および連結器の中で受け取られるパイプ要素が、ジョー９２および９４のダイ要素１００および１０２の間に位置付けられることを可能にする。次いで、ジョーは、閉鎖位置に相互に向かって旋回され、そうすると、ダイ要素１００および１０２が管４２に係合し、パイプ要素を連結器に接合するための圧着を形成する。ツール９０等の、２つのダイ要素を有する圧着ツールは、さまざまな圧着ツールの中で最小の機械的効果を提供するが、単純かつ安価である。２ダイ圧着ツールの実施例は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第６，２０２，２９０号、第６，３７８，１９４号、第６，４５７，３３８号、第７，４０９，８４６号、第７，４２１，８７１号、および第７，４３４，４４３号で説明されている。それらは、直径が最大約１インチのパイプ要素を圧着するために最も効果的である。それらは、手動で操作されるか、または動力プレスツールで操作され得る。
【００２０】
図９は、動力プレスツール例１０４も示す。プレスツール１０４は、異なるサイズおよび種類の圧着ツールがその上に載置されることを可能にするように設計されている、レシーバー１０６を有する。レシーバー内の機構は、圧着ツールのジョーに係合し、それらを開放および閉鎖位置の間で操作する。機構は、例えば、電気モータによる、または油圧による電動式であり、圧着接合部を形成するために必要な力を提供する。そのようなプレスツールは、当技術分野で周知であり、プレスツール例は、参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第６，２４４，０８５号および第６，５１０，７１９号で説明されている。
【００２１】
図１０は、本発明による別の圧着ツール例１０８を示す。圧着ツール１０８は、圧着される連結器４０を包囲して位置付け可能であるジョー１１０（この実施例では２つのジョー）を有する。ジョー１１０は、ピン１１４を使用してツール本体１１２の上に旋回可能に載置される。ツール本体１１２は、軸受け板としての役割を果たし、以下で説明される圧着動作を達成するように、ジョー１１０が連結器４０に向かって、および連結器４０から離れてピン１１４の上で旋回させられることを可能にする。（連結器４０は、ここでは一例として記述され、その代わりに連結器の実施例６６が等しく十分に機能することが理解される。）ジョー１１０およびツール本体１１２は、与えられた力を倍増させる機械的効果を得るように設計されている。圧着ツール１０８は、上記で説明される動力プレスツール１０４によって操作され得、動力プレスツールの動作は、よく理解されているため、本明細書では詳細に説明しない。
【００２２】
図１１に示されるように、ダイ１１６が、各ジョー１１０の上およびツール本体１１２の上に載置され、ツール１０８を３ダイツールにする。各ダイ１１６は、単一の接触面１１８を有する。ジョー１１０の上のダイ１１６は、ジョー１１０の閉鎖運動によって連結器４０と係合するように移動可能である。連結器上のジョー１１０の閉鎖運動はまた、ツール本体１１２上の圧着ダイ１１６と係合するように連結器４０を引き込む。一緒に、３つ全てのダイ１１６は、以下で説明されるように、連結器をパイプ要素に圧着するように協働する。
【００２３】
好ましくは、接触面１１８は、連結器４０の周囲で円周方向に延在する１本の接触線１２０に沿って、接触面が連結器に接触することを可能にする、円形断面形状を有する。接触面１１８の実用的曲率半径は、約０．０５インチから約０．２インチであり得、０．０８インチが有利である。楕円外形等の他の形状を有する接触面も実行可能である。
【００２４】
１つ以上の位置合わせドッグ１２２も、ツール本体１１２の上で移動可能に載置される（図１０も参照）。代替として、１つまたは複数の位置合わせドッグは、本体１１２に固定され得る。位置合わせドッグ１２２は、接触面１２４を有し、ジョー１１０とは無関係に移動して、連結器４０と係合して接触面を位置付ける。接触面１２４は、それらが適正な係合を確実にするように接触する、連結器４０のセクションを補完する形状を有し得る。位置合わせドッグ１２２は、ダイ１１６とは無関係に移動し、所望の場所の接触線１２０で連結器に係合するように、ダイに対して連結器４０を位置付けて保持する。位置合わせドッグ１２２はまた、連結器を圧着するように与えられる力が作用する、支持材を提供する。位置合わせドッグは、連結器に係合する時にそれを有意に変形させず、したがって、圧着動作中に連結器４０と係合するように移動させるために、有意な力またはエネルギーが消費されることを必要としないことに留意することが重要である。
【００２５】
連結器の実施形態４０については図１２―１４を参照して、連結器の実施形態６６については図１５および１６を参照して、本発明による圧着の方法を以下で説明する。図１２に示されるように、パイプ要素１２６は、連結器４０の開放端４８内で受け取られる。連結器がソケット１２８および段部１３０を有する場合、パイプ要素１２６は、ソケット内の段部に対して定着され、それにより、十分な係合深さを確保する。次に、連結器４０およびパイプ要素１２６は、圧着ツール１０８（図示せず）のジョー１１０（図示せず）の間に位置付けられる。ツール１０８は、位置合わせドッグ１２２の接触面１２４を、開放端４８から離れるほうに向く半径方向隆起５４の表面１３２と係合させるように作動させられる。
【００２６】
図１３に示されるように、ツール１０８のさらなる作動は、ジョー１１０を閉鎖し、３つ全てのダイ１１６の接触面１１８を、１本の接触線１２０に沿った円錐表面５６と係合させる。ジョーの閉鎖動作はまた、前述のように、ツール本体上のダイと係合するように連結器４０を引き込む。ジョー１１０の上のダイ１１６のさらなる内向き進行は、実質的に半径方向に配向された力を円錐表面５６の周囲に与え、それは、円錐表面の配向角度５８により、管４２の縦軸４６と垂直に配向された第１の作用線１３４と、管に沿って（すなわち、縦軸４６と実質的に平行に）配向された第２の作用線１３６とに分解され得る。
【００２７】
図１４との図１３の比較によって示されるように、角度配向された円錐表面５６に対すし与えた力のこれらの別個の作用線１３４および１３６は、１本の接触線１２０に沿った力の付与とともに、２つの変形が発生することを可能にする。第１の変形は、円筒形リング５５、円錐表面５６、およびパイプ要素１２６を半径方向内向きに（すなわち、縦軸４６と実質的に垂直に）を永久に変形させる圧着１３８の形成である。変形させられるパイプ要素１２６の唯一の領域は、１本の接触線１２０の下にあることに留意されたい。円筒形リング５５は、ダイ１１６に対する停止部の役割を果たし、半径方向力をパイプ要素１２６に伝達する。第２の変形は、チャネル５２の中への円錐表面５６の変形であり、それにより、チャネル容量を低減し、流体密封接合部を形成するように連結器４０とパイプ要素１２６との間でシール６４を圧縮する。加えて、変形は、連結器が圧着されているという視覚指示を提供する。図１４で明白であるように、接触線１２０は、圧着過程中にパイプ要素に向かって円錐表面５６に沿って移動することに留意されたい。
【００２８】
圧着過程の完了時に、圧着ツールのジョーおよび位置合わせドッグが連結器から外向きに離され、ツールおよび連結器が係脱される。
【００２９】
連結器の実施形態６６を圧着する方法は、位置合わせドッグ１４０がダイ１４２と一体化して形成されるという点で実施形態４０とはわずかに異なる。図１５に示されるように、パイプ要素１２６は、連結器６６の開放端４８内に受け取られ、ソケット１２８内の段部１３０に対して定着される。次に、連結器６６およびパイプ要素１２６は、圧着ツール１０８（図示せず）のジョー１１０（図示せず）の間に位置付けられる。ツール１０８は、位置合わせドッグ１４０の接触面１４４を、開放端４８から離れるように向くリブ６８の環状表面７０と係合させるように作動させられる。半径方向外向きに突出するリブ６８は、ジョーが圧着を達成するように完全に閉鎖された時に、位置合わせドッグ１４０が、環状表面７０以外の連結器６６のいずれの部分にも接触しないように十分短くされ得るように、サイズ決定される。これは、圧着を達成する、ダイ１４２と連結器６６との間の唯一の係合が、連結器６６の円錐表面５６上で１本の接触線１２０に沿ったダイの接触面１４６によるものであることを確実にする。したがって、圧着を達成するために必要とされるエネルギーは、ダイと連結器との間の限定された接触によって限定される。
【００３０】
図１５でさらに示されるように、ツール１０８の作動は、ジョー１１０を閉鎖し、３つ全てのダイ１４２の接触面１４６を、１本の接触線１２０に沿った円錐表面５６と係合させる。ジョーの閉鎖動作はまた、前述のように、ツール本体上のダイと係合するように連結器６６を引き込む。ジョー１１０の上のダイ１４２のさらなる内向き進行は、実質的に半径方向に配向された力を円錐表面５６の周囲に与え、それは、円錐表面の配向角度５８により、管４２の縦軸４６と垂直に配向された第１の作用線１３４と、管に沿って（すなわち、縦軸４６と実質的に平行に）配向された第２の作用線１３６とに分解され得る。
【００３１】
図１６との図１５の比較によって示されるように、角度配向された円錐表面５６に対する与えた力のこれらの別個の作用線１３４および１３６は、１本の接触線１２０に沿った力の付与とともに、２つの変形が発生することを可能にする。第１の変形は、円錐表面５６およびパイプ要素１２６を半径方向内向きに（すなわち、縦軸４６と実質的に垂直に）を永久に変形させる、圧着１３８の形成である。変形させられるパイプ要素１２６の唯一の領域は、１本の接触線１２０の下にあることに留意されたい。第２の変形は、チャネル５２の中への円錐表面５６の変形であり、それにより、チャネル容量を低減し、流体密封接合部を形成するように連結器６６とパイプ要素１２６との間でシール６４を圧縮する。加えて、変形は、連結器が圧着されているという視覚指示を提供する。図１６で明白であるように、接触線１２０は、圧着過程中にパイプ要素に向かって円錐表面５６に沿って移動することに留意されたい。位置合わせドッグ１４０は、ダイ１４２と連結器６６との間の相対軸方向運動を防止し、第２の作用線１３６に沿った軸力が作用し得る、表面を提供する。
【００３２】
圧着過程の完了時に、圧着ツールのジョーが連結器から外向きに離され、ツールおよび連結器が係脱される。
【００３３】
本発明による圧着型連結器、圧着ツール、および圧着方法は、従来技術に優る種々の利点を提供する。圧着力、および１本の接触線に沿ってチャネルを変形させる力を与えることによって、連結器を変形させるために必要とされる力、したがって、圧着接合部を達成するために必要とされるエネルギーは、相互から離れた複数の接触線に沿って変形力を与える従来技術の方法によって提供されるよりも少ない。この利点は、種々の点で明白である。例えば、従来技術に従って可能であったよりも大きい直径のパイプ要素、またはより高い降伏強度を有するパイプ要素および連結器を、本発明による圧着によって接合することができる。同様に、本発明によれば、より厚い側壁を有するパイプ要素を効果的に圧着することができる。より大きい寸法公差を有するパイプ要素を、本発明による方法、ツール、および連結器によって確実に圧着することができる。さらに、より少ない力を与え、より少ないエネルギーを必要とするツールを使用することができ、ツールの作製をより安価にし、軽くし、コンパクトにし、操作を容易かつ安価にする。連結器は、縦方向に変形させられるため、従来技術に従って圧着された連結器よりも長さが短くなる傾向がある。Ｌ字形部、Ｔ字形部、およびレジューサ等の連結器について、これは、より小さい中心から端までの寸法が達成されることを可能にし、よりコンパクトな配管配設を得る。より短い係合長さはまた、連結器がともにより接近して位置付けられることも可能にし、それにより、従来技術による圧着連結器ではこれまで利用可能ではなかった設計代替案を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端から端までの関係でパイプ要素を接続するためのパイプ連結器であって、
管の内側に位置する縦軸を包囲する側壁によって規定される細長い管であって、前記パイプ要素のうちの１つを受け取るための第１の開放端を有する細長い管と、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第１のチャネルであって、前記第１のチャネルは、前記側壁に形成される第１の半径方向隆起によって規定され、前記第１のチャネルは、前記第１の開放端に位置付けられ、前記第１の開放端に向かって対面する前記第１の半径方向隆起の一部分は、第１の円錐表面を備え、前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向されている、第１のチャネルと
を備え、
前記側壁は、前記第１の開放端を包囲し、かつ、前記第１の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第１の円筒形リングをさらに規定する、
パイプ連結器。
【請求項２】
前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項３】
前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して約３５°から約４５°の配向角度を有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項４】
前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して約４０°の配向角度を有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項５】
前記第１の円錐表面は、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項６】
前記第１の円筒形リングは、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の前記残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項５に記載のパイプ連結器。
【請求項７】
前記第１の半径方向隆起は、第１の環状表面を備え、前記第１の環状表面は、前記第１の開放端から離れるほうを向き、前記縦軸に対して角度配向される、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項８】
前記第１の半径方向隆起は、前記第１の半径方向隆起から外向きに突出する第１のリブを備え、前記第１のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、前記第１の開放端から離れるほうに向いた前記第１の半径方向隆起の一部分の上に位置している、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項９】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項１０】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項１１】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項１２】
請求項１に記載のパイプ連結器と、前記管の前記第１の開放端内で受け取られるパイプ要素との組み合わせにおいて、前記パイプ要素は、約０．５インチから約４．５インチの外径と、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さとを有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項１３】
前記第１の開放端とは反対の前記管の端に位置付けられている第２の開放端であって、前記パイプ要素のうちの別の１つを受け取るための第２の開放端と、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第２のチャネルであって、前記第２のチャネルは、前記側壁に形成される第２の半径方向隆起によって規定され、前記第２のチャネルは、前記第２の開放端に位置付けられ、前記第２の開放端に向かって対面する前記第２の半径方向隆起の一部分は、第２の円錐表面を備え、前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向されている、第２のチャネルと
をさらに備え、
前記側壁は、前記第２の開放端を包囲し、かつ、前記第２の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第２の円筒形リングをさらに規定する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項１４】
前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１５】
前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して約３５°から約４５°の配向角度を有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１６】
前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して約４０°の配向角度を有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１７】
前記第２の円錐表面は、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第２の半径方向隆起の残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１８】
前記第２の円筒形リングは、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の前記残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項１７に記載のパイプ連結器。
【請求項１９】
前記第２の半径方向隆起は、第２の環状表面を備え、前記第２の環状表面は、前記第２の開放端から離れるほうに向き、前記縦軸に対して角度配向されている、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２０】
前記第２の半径方向隆起は、前記第２の半径方向隆起から外向きに突出する第２のリブを備え、前記第２のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、かつ、前記第２の開放端から離れるほうに向いた前記第２の隆起の一部分の上に位置している、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２１】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２２】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２３】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２４】
請求項１３に記載のパイプ連結器と、前記管の前記第１の開放端内で受け取られる第１のパイプ要素、および前記管の第２の開放端内で受け取られる第２のパイプ要素との組み合わせにおいて、前記第１および第２のパイプ要素は、約０．５インチから約４．５インチの外径と、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さとを有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２５】
前記管は、直線形状である、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２６】
前記管は、Ｌ字形状、Ｔ字形状、およびレジューサ形状から成る群より選択される、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２７】
前記第１のチャネル内に位置付けられるシールをさらに備える、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項２８】
前記シールは、Ｏリングを備える、請求項２７に記載のパイプ連結器。
【請求項２９】
前記第１のチャネル内に位置付けられる第１のシール、および、前記第２のチャネル内に位置付けられる第２のシールをさらに備える、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項３０】
前記第１および第２のシールは、Ｏリングを備える、請求項２９に記載のパイプ連結器。
【請求項３１】
端から端までの関係でパイプ要素を接続するためのパイプ連結器であって、
管の内側に位置する縦軸を包囲する側壁によって規定される細長い管であって、前記パイプ要素を受け取るための第１の開放端および第２の開放端を有する細長い管と、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第１のチャネルであって、前記第１のチャネルは、前記側壁に形成される第１の半径方向隆起によって規定され、前記第１の半径方向隆起の一部分は、前記第１の開放端に向かって対面し、かつ、第１の円錐表面を備え、前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向され、前記第１の半径方向隆起は、前記第１の開放端から離れるほうに向いた第１の環状表面をさらに備え、前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して角度配向され、
前記側壁は、前記第１の開放端を包囲し、かつ、前記第１の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第１の円筒形リングをさらに規定する、
第１のチャネルと、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第２のチャネルであって、前記第２のチャネルは、前記側壁に形成される第２の半径方向隆起によって規定され、前記第２の半径方向隆起の一部分は、前記第２の開放端に向かって対面し、かつ、第２の円錐表面を備え、前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向され、前記第２の半径方向隆起は、前記第２の開放端から離れるほうに向いた第２の環状表面をさらに備え、前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して角度配向され、
前記側壁は、前記第２の開放端を包囲し、かつ、前記第２の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第２の円筒形リングをさらに規定する、
第２のチャネルと
を備える、パイプ連結器。
【請求項３２】
前記円錐表面のうちの少なくとも１つは、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３３】
前記円錐表面のうちの少なくとも１つは、前記縦軸に対して約３５°から約４５°の配向角度を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３４】
前記円錐表面のうちの少なくとも１つは、前記縦軸に対して約４０°の配向角度を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３５】
前記第１のチャネルは、前記第１の開放端に位置付けられる、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３６】
前記第２のチャネルは、前記第２の開放端に位置付けられる、請求項３５に記載のパイプ連結器。
【請求項３７】
前記第１のチャネル内に位置付けられる第１のシール、および、前記第２のチャネル内に位置付けられる第２のシールをさらに備える、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３８】
前記第１の円錐表面は、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３９】
前記第１の半径方向隆起は、前記第１の半径方向隆起から外向きに突出する第１のリブを備え、前記第１のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、かつ、前記第１の開放端から離れるほうに向いた前記第１の半径方向隆起の一部分の上に位置している、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４０】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４１】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４２】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４３】
前記第２の半径方向隆起は、第２の環状表面を備え、前記第２の環状表面は、前記第２の開放端から離れるほうを向き、前記縦軸に対して角度配向されている、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４４】
前記第２の半径方向隆起は、前記第２の半径方向隆起から外向きに突出する第２のリブを備え、前記第２のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、かつ、前記第２の開放端から離れるほうを向いた前記第２の隆起の一部分の上に位置している、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４５】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４６】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４７】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４８】
前記管は、直線管、Ｌ字形部、Ｔ字形部、およびレジューサから成る群より選択される、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４９】
請求項３１に記載のパイプ連結器と、前記管の前記第１の開放端内で受け取られる第１のパイプ要素および前記管の第２の開放端内で受け取られる第２のパイプ要素との組み合わせにおいて、前記第１および第２のパイプ要素は、約０．５インチから約４．５インチの外径と、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さとを有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項５０】
連結器と前記連結器内で受け取られるパイプ要素との間の接合部を達成するように前記連結器を圧着するためのツールであって、前記連結器は、前記パイプ要素を受け取るための開放端を有する管と、前記管の側壁に形成される半径方向隆起によって規定される前記管の周囲で円周方向に延在するチャネルとを備え、前記隆起は、前記開放端に対面して位置付けられる角度配向された円錐表面と、前記開放端から離れるほうに向いて位置付けられる対向表面とを備える、ツールであって、
前記管を包囲して位置付け可能な複数のジョーであって、前記ジョーは、前記管に向かって、および前記管から離れて互に対して移動可能であり、前記ジョーのそれぞれは、前記ジョーのそれぞれの上に位置付けられたダイを有し、前記ダイのそれぞれは、前記ジョーが前記管に向かって移動させられた場合に、単一の接触面のみを有し、前記単一の接触面は、前記管の周囲で円周方向に延在する１本の作用線に沿って前記円錐表面のみに接触するように位置付けられる、ジョーと
を備える、ツール。
【請求項５１】
前記ジョーは、相互に旋回可能に取り付けられる、請求項５０に記載のツール。
【請求項５２】
前記ツールの上に載置された少なくとも１つの位置合わせドッグをさらに備え、前記位置合わせドッグは、前記管に向かって、および前記管から離れて移動可能であり、前記位置合わせドッグは、前記ダイのうちの少なくとも１つと離間関係で、かつ前記ダイのうちの少なくとも１つに対面して位置付けられる接触面を有し、前記位置合わせドッグの前記接触面は、前記隆起の前記対向表面と係合可能であり、前記位置合わせドッグは、前記ダイに対する前記管の運動を防止する、請求項５０に記載のツール。
【請求項５３】
前記位置合わせドッグは、前記ジョーのうちの１つの上に載置される、請求項５２に記載のツール。
【請求項５４】
前記位置合わせドッグは、前記ダイのうちの１つと一体化して形成される、請求項５２に記載のツール。
【請求項５５】
複数の位置合わせドッグをさらに備え、前記位置合わせドッグのそれぞれは、前記ジョーのそれぞれの上に載置され、前記位置合わせドッグのそれぞれは、前記ダイのそれぞれと離間関係で、かつ前記ダイのそれぞれに対面して位置付けられる接触面を有し、前記位置合わせドッグの前記接触面は、前記ジョーが前記管に向かって移動させられた場合に、前記隆起の前記対向表面と係合可能であり、前記位置合わせドッグは、前記ダイに対する前記管の運動を防止する、請求項５０に記載のツール。
【請求項５６】
前記位置合わせドッグのそれぞれは、前記ダイのそれぞれと一体化して形成される、請求項５５に記載のツール。
【請求項５７】
連結器を前記連結器内で受け取られるパイプ要素に圧着する方法であって、前記連結器は、前記パイプ要素を受け取るための開放端を有する管を備え、前記管は、前記管の側壁の半径方向隆起によって形成される円周方向チャネルを有し、前記隆起は、前記開放端に対面して位置付けられる角度配向された円錐表面を備え、
前記方法は、
前記円錐表面の周囲で円周方向に延在する１本の接触線に沿って、前記円錐表面のみに半径方向に配向された力を与えることであって、前記力は、前記管と垂直に配向された第１の作用線と、前記管に沿って軸方向に配向された第２の作用線とを有する、ことと、
前記円錐表面を、前記管に向かって半径方向内向きに変形させることと、
前記円錐表面を、前記管に沿って軸方向に前記チャネルの中へ変形させることと、
前記パイプ要素を、前記管と前記パイプ要素との間の接触を通る前記１本の接触線の下のみで、半径方向内向きに変形させることと
を含む、方法。
【請求項５８】
前記パイプ要素と前記連結器との間で流体密封接合部を達成するために、前記管と前記パイプ要素との間の前記チャネル内でシールを圧縮することをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記力を与えながら、前記パイプ要素に向かって前記円錐表面に沿って前記接触線を移動させることをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記隆起は、前記管の前記開放端から離れるように向いて位置付けられる対向表面をさらに備え、前記方法は、前記隆起の前記対向表面を支持することによって、前記管の軸方向運動を防止することをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項１】
端から端までの関係でパイプ要素を接続するためのパイプ連結器であって、
管の内側に位置する縦軸を包囲する側壁によって規定される細長い管であって、前記パイプ要素のうちの１つを受け取るための第１の開放端を有する細長い管と、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第１のチャネルであって、前記第１のチャネルは、前記側壁に形成される第１の半径方向隆起によって規定され、前記第１のチャネルは、前記第１の開放端に位置付けられ、前記第１の開放端に向かって対面する前記第１の半径方向隆起の一部分は、第１の円錐表面を備え、前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向されている、第１のチャネルと
を備え、
前記側壁は、前記第１の開放端を包囲し、かつ、前記第１の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第１の円筒形リングをさらに規定する、
パイプ連結器。
【請求項２】
前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項３】
前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して約３５°から約４５°の配向角度を有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項４】
前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して約４０°の配向角度を有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項５】
前記第１の円錐表面は、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項６】
前記第１の円筒形リングは、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の前記残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項５に記載のパイプ連結器。
【請求項７】
前記第１の半径方向隆起は、第１の環状表面を備え、前記第１の環状表面は、前記第１の開放端から離れるほうを向き、前記縦軸に対して角度配向される、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項８】
前記第１の半径方向隆起は、前記第１の半径方向隆起から外向きに突出する第１のリブを備え、前記第１のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、前記第１の開放端から離れるほうに向いた前記第１の半径方向隆起の一部分の上に位置している、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項９】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項１０】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項１１】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項７に記載のパイプ連結器。
【請求項１２】
請求項１に記載のパイプ連結器と、前記管の前記第１の開放端内で受け取られるパイプ要素との組み合わせにおいて、前記パイプ要素は、約０．５インチから約４．５インチの外径と、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さとを有する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項１３】
前記第１の開放端とは反対の前記管の端に位置付けられている第２の開放端であって、前記パイプ要素のうちの別の１つを受け取るための第２の開放端と、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第２のチャネルであって、前記第２のチャネルは、前記側壁に形成される第２の半径方向隆起によって規定され、前記第２のチャネルは、前記第２の開放端に位置付けられ、前記第２の開放端に向かって対面する前記第２の半径方向隆起の一部分は、第２の円錐表面を備え、前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向されている、第２のチャネルと
をさらに備え、
前記側壁は、前記第２の開放端を包囲し、かつ、前記第２の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第２の円筒形リングをさらに規定する、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項１４】
前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１５】
前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して約３５°から約４５°の配向角度を有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１６】
前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して約４０°の配向角度を有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１７】
前記第２の円錐表面は、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第２の半径方向隆起の残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項１８】
前記第２の円筒形リングは、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の前記残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項１７に記載のパイプ連結器。
【請求項１９】
前記第２の半径方向隆起は、第２の環状表面を備え、前記第２の環状表面は、前記第２の開放端から離れるほうに向き、前記縦軸に対して角度配向されている、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２０】
前記第２の半径方向隆起は、前記第２の半径方向隆起から外向きに突出する第２のリブを備え、前記第２のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、かつ、前記第２の開放端から離れるほうに向いた前記第２の隆起の一部分の上に位置している、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２１】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２２】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２３】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項１９に記載のパイプ連結器。
【請求項２４】
請求項１３に記載のパイプ連結器と、前記管の前記第１の開放端内で受け取られる第１のパイプ要素、および前記管の第２の開放端内で受け取られる第２のパイプ要素との組み合わせにおいて、前記第１および第２のパイプ要素は、約０．５インチから約４．５インチの外径と、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さとを有する、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２５】
前記管は、直線形状である、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２６】
前記管は、Ｌ字形状、Ｔ字形状、およびレジューサ形状から成る群より選択される、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項２７】
前記第１のチャネル内に位置付けられるシールをさらに備える、請求項１に記載のパイプ連結器。
【請求項２８】
前記シールは、Ｏリングを備える、請求項２７に記載のパイプ連結器。
【請求項２９】
前記第１のチャネル内に位置付けられる第１のシール、および、前記第２のチャネル内に位置付けられる第２のシールをさらに備える、請求項１３に記載のパイプ連結器。
【請求項３０】
前記第１および第２のシールは、Ｏリングを備える、請求項２９に記載のパイプ連結器。
【請求項３１】
端から端までの関係でパイプ要素を接続するためのパイプ連結器であって、
管の内側に位置する縦軸を包囲する側壁によって規定される細長い管であって、前記パイプ要素を受け取るための第１の開放端および第２の開放端を有する細長い管と、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第１のチャネルであって、前記第１のチャネルは、前記側壁に形成される第１の半径方向隆起によって規定され、前記第１の半径方向隆起の一部分は、前記第１の開放端に向かって対面し、かつ、第１の円錐表面を備え、前記第１の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向され、前記第１の半径方向隆起は、前記第１の開放端から離れるほうに向いた第１の環状表面をさらに備え、前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して角度配向され、
前記側壁は、前記第１の開放端を包囲し、かつ、前記第１の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第１の円筒形リングをさらに規定する、
第１のチャネルと、
前記管の周囲で円周方向に延在して、前記縦軸に対面する第２のチャネルであって、前記第２のチャネルは、前記側壁に形成される第２の半径方向隆起によって規定され、前記第２の半径方向隆起の一部分は、前記第２の開放端に向かって対面し、かつ、第２の円錐表面を備え、前記第２の円錐表面は、前記縦軸に対して角度配向され、前記第２の半径方向隆起は、前記第２の開放端から離れるほうに向いた第２の環状表面をさらに備え、前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して角度配向され、
前記側壁は、前記第２の開放端を包囲し、かつ、前記第２の半径方向隆起から離れて軸方向に突出する第２の円筒形リングをさらに規定する、
第２のチャネルと
を備える、パイプ連結器。
【請求項３２】
前記円錐表面のうちの少なくとも１つは、前記縦軸に対して約３０°から約６０°の配向角度を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３３】
前記円錐表面のうちの少なくとも１つは、前記縦軸に対して約３５°から約４５°の配向角度を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３４】
前記円錐表面のうちの少なくとも１つは、前記縦軸に対して約４０°の配向角度を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３５】
前記第１のチャネルは、前記第１の開放端に位置付けられる、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３６】
前記第２のチャネルは、前記第２の開放端に位置付けられる、請求項３５に記載のパイプ連結器。
【請求項３７】
前記第１のチャネル内に位置付けられる第１のシール、および、前記第２のチャネル内に位置付けられる第２のシールをさらに備える、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３８】
前記第１の円錐表面は、前記側壁の一部分を備え、前記側壁の一部分は、前記第１の半径方向隆起の残りの部分を形成する前記側壁の厚さよりも小さい厚さを有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項３９】
前記第１の半径方向隆起は、前記第１の半径方向隆起から外向きに突出する第１のリブを備え、前記第１のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、かつ、前記第１の開放端から離れるほうに向いた前記第１の半径方向隆起の一部分の上に位置している、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４０】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４１】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４２】
前記第１の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４３】
前記第２の半径方向隆起は、第２の環状表面を備え、前記第２の環状表面は、前記第２の開放端から離れるほうを向き、前記縦軸に対して角度配向されている、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４４】
前記第２の半径方向隆起は、前記第２の半径方向隆起から外向きに突出する第２のリブを備え、前記第２のリブは、前記管の周囲で円周方向に延在し、かつ、前記第２の開放端から離れるほうを向いた前記第２の隆起の一部分の上に位置している、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４５】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８０°から約１０５°の角度配向を有する、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４６】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８５°から約９５°の角度配向を有する、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４７】
前記第２の環状表面は、前記縦軸に対して約８７°の角度配向を有する、請求項４３に記載のパイプ連結器。
【請求項４８】
前記管は、直線管、Ｌ字形部、Ｔ字形部、およびレジューサから成る群より選択される、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項４９】
請求項３１に記載のパイプ連結器と、前記管の前記第１の開放端内で受け取られる第１のパイプ要素および前記管の第２の開放端内で受け取られる第２のパイプ要素との組み合わせにおいて、前記第１および第２のパイプ要素は、約０．５インチから約４．５インチの外径と、約０．０６５インチから約０．３３７インチの壁厚さとを有する、請求項３１に記載のパイプ連結器。
【請求項５０】
連結器と前記連結器内で受け取られるパイプ要素との間の接合部を達成するように前記連結器を圧着するためのツールであって、前記連結器は、前記パイプ要素を受け取るための開放端を有する管と、前記管の側壁に形成される半径方向隆起によって規定される前記管の周囲で円周方向に延在するチャネルとを備え、前記隆起は、前記開放端に対面して位置付けられる角度配向された円錐表面と、前記開放端から離れるほうに向いて位置付けられる対向表面とを備える、ツールであって、
前記管を包囲して位置付け可能な複数のジョーであって、前記ジョーは、前記管に向かって、および前記管から離れて互に対して移動可能であり、前記ジョーのそれぞれは、前記ジョーのそれぞれの上に位置付けられたダイを有し、前記ダイのそれぞれは、前記ジョーが前記管に向かって移動させられた場合に、単一の接触面のみを有し、前記単一の接触面は、前記管の周囲で円周方向に延在する１本の作用線に沿って前記円錐表面のみに接触するように位置付けられる、ジョーと
を備える、ツール。
【請求項５１】
前記ジョーは、相互に旋回可能に取り付けられる、請求項５０に記載のツール。
【請求項５２】
前記ツールの上に載置された少なくとも１つの位置合わせドッグをさらに備え、前記位置合わせドッグは、前記管に向かって、および前記管から離れて移動可能であり、前記位置合わせドッグは、前記ダイのうちの少なくとも１つと離間関係で、かつ前記ダイのうちの少なくとも１つに対面して位置付けられる接触面を有し、前記位置合わせドッグの前記接触面は、前記隆起の前記対向表面と係合可能であり、前記位置合わせドッグは、前記ダイに対する前記管の運動を防止する、請求項５０に記載のツール。
【請求項５３】
前記位置合わせドッグは、前記ジョーのうちの１つの上に載置される、請求項５２に記載のツール。
【請求項５４】
前記位置合わせドッグは、前記ダイのうちの１つと一体化して形成される、請求項５２に記載のツール。
【請求項５５】
複数の位置合わせドッグをさらに備え、前記位置合わせドッグのそれぞれは、前記ジョーのそれぞれの上に載置され、前記位置合わせドッグのそれぞれは、前記ダイのそれぞれと離間関係で、かつ前記ダイのそれぞれに対面して位置付けられる接触面を有し、前記位置合わせドッグの前記接触面は、前記ジョーが前記管に向かって移動させられた場合に、前記隆起の前記対向表面と係合可能であり、前記位置合わせドッグは、前記ダイに対する前記管の運動を防止する、請求項５０に記載のツール。
【請求項５６】
前記位置合わせドッグのそれぞれは、前記ダイのそれぞれと一体化して形成される、請求項５５に記載のツール。
【請求項５７】
連結器を前記連結器内で受け取られるパイプ要素に圧着する方法であって、前記連結器は、前記パイプ要素を受け取るための開放端を有する管を備え、前記管は、前記管の側壁の半径方向隆起によって形成される円周方向チャネルを有し、前記隆起は、前記開放端に対面して位置付けられる角度配向された円錐表面を備え、
前記方法は、
前記円錐表面の周囲で円周方向に延在する１本の接触線に沿って、前記円錐表面のみに半径方向に配向された力を与えることであって、前記力は、前記管と垂直に配向された第１の作用線と、前記管に沿って軸方向に配向された第２の作用線とを有する、ことと、
前記円錐表面を、前記管に向かって半径方向内向きに変形させることと、
前記円錐表面を、前記管に沿って軸方向に前記チャネルの中へ変形させることと、
前記パイプ要素を、前記管と前記パイプ要素との間の接触を通る前記１本の接触線の下のみで、半径方向内向きに変形させることと
を含む、方法。
【請求項５８】
前記パイプ要素と前記連結器との間で流体密封接合部を達成するために、前記管と前記パイプ要素との間の前記チャネル内でシールを圧縮することをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記力を与えながら、前記パイプ要素に向かって前記円錐表面に沿って前記接触線を移動させることをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項６０】
前記隆起は、前記管の前記開放端から離れるように向いて位置付けられる対向表面をさらに備え、前記方法は、前記隆起の前記対向表面を支持することによって、前記管の軸方向運動を防止することをさらに含む、請求項５７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図４Ａ】
【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２】
【図３】
【図３Ａ】
【図４】
【図４Ａ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公表番号】特表２０１２−５１９２５８（Ｐ２０１２−５１９２５８Ａ）
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５２２３２（Ｐ２０１１−５５２２３２）
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２９５９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１４９８３
【国際公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５１０２１８９２８）ビクターリック カンパニー (7)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１日（２０１０．４．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２９５９８
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／１１４９８３
【国際公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【出願人】（５１０２１８９２８）ビクターリック カンパニー (7)
【Ｆターム（参考）】
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