JP2005319578A - 穿孔工具と協同するよう適合されたシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 隠れた空隙に合わせて穿孔するための管及び管インサート穿孔システム及び方法を提供する。
【解決手段】 管インサート１００の少なくとも一つの空隙１１２は、管２００の不透明な管壁２０２によって隠れる。心合わせ器３００は、管インサート１００の空隙１１２の一つと対応してそれぞれ管壁に配置された孔の穿孔を援助する。心合わせ器と管インサート１００との間の相対移動を規制するために、一つ以上の位置合わせ構造を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、広くは、穿孔工具と協同するよう適合されたシステム及び方法に関し、より詳しくは、管インサートを管に取り付けるためのシステム及び方法に関する。

例えば、特許文献１の図５に示されるように、管インサートを管に取り付けることが知られており、そこではノズルがボルト・ナットで管に取り付けられる。ノズルを管に取り付ける際、最初に、ノズルが管の端部内に配置される。次に、孔が管の管壁及びノズルを貫いて明けられ、しかる後、ノズルを管に取り付けるためにボルト・ナットが締結される。

締結のための空隙を含むが、内外面を貫いて延びる開口を有さない新しいタイプの管インサートがここに開示される。新しいタイプの管インサートは、該管インサートを通る潜在的な気体漏れ通路を排除することによって優位性を保ち、据え付け処理を簡単にする。さもなければ、例えば特許文献１に開示される公知の管インサートといった公知の管インサートを通る気体漏れ通路を排除するよう要求される。

新しいタイプの管インサートを管に取り付けるためのシステム及び方法の必要性がある。管インサートを管内に挿入した後、空隙は管の管壁によって隠される。孔は隠れた空隙と一致するよう形成され、管インサートを管に取り付けるために留め具が用いられる。従って、隠れた空隙と合わさる所定位置での穿孔を円滑にするシステム及び方法の必要性がある。

米国特許第６，５２３，５８１号明細書

従って、従来技術の問題と欠点を防ぐのが本発明の目的である。さらには、管インサートが提供される管に孔を形成するためのシステム及び方法を提供することが本発明の目的である。

上述したこと及び本発明に従うその他の面を達成すべく、穿孔工具と協同するよう適合されたシステムが提供される。システムは、管壁と端部とを備えた管を含む。管インサートは、管の端部内に少なくとも一部分が配置され、第１位置合わせ構造、外面及び該外面における少なくとも一つの空隙を含む。システムは、管インサートとの間の相対移動を規制すべく、管インサートの第１位置合わせ構造と協同するよう適合された第２位置合わせ構造を含む心合わせ器を含む。心合わせ器は、管インサートの外面における少なくとも一つの空隙と一致する所定位置で管の管壁を貫いて孔を形成するのを援助する工具の少なくとも一部分を受け入れるよう適合された心合わせ装置をさらに含む。

本発明に従うさらなる面を達成すべく、管の端部に管インサートを固定する方法が提供される。方法は、管と管インサートを提供するステップを含む。管は、端部と、内外面を備えた管壁とが提供される。管インサートは、位置合わせ構造と、内外面を備えた管壁とが提供される。管インサートの管壁は、留め具を受け入れるよう適合された管インサートの外面における少なくとも一つの空隙を含む。管インサートの管壁は、内外面を貫いて延びる開口を有さない。方法は、管インサートとの間の相対移動を規制すべく、管インサートの位置合わせ構造と協同するよう適合された心合わせ器を提供するステップをさらに含む。心合わせ器は、心合わせ装置を含む。方法は、管の管壁を貫く孔を形成するための穿孔工具を提供するステップをさらに含む。まださらに、方法は、管の端部内に管インサートの少なくとも一部分を配置するステップと、管インサートに対して心合わせ器を位置合わせするステップとを含み、心合わせ器は、心合わせ器と管インサートとの間の相対移動を規制し且つ管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して心合わせ装置を一致させるべく、管インサートの位置合わせ構造と係合する。方法は、心合わせ装置に対して穿孔工具を位置合わせするステップをさらに含み、穿孔工具の部分は、管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して一致し、穿孔工具の部分で管の管壁に孔を形成する。方法は、管に管インサートを固定するために、管インサートの管壁における空隙と管の管壁に形成された孔とを利用するステップもまた含む。

本発明に従うさらに追加的な面を達成すべく、管の端部に管インサートを固定する方法が提供される。方法は、端部と、内外面を備える管壁とを含む管を提供するステップを含む。方法は、位置合わせ構造と、内外面を備える管壁とを含む管インサートを提供するステップをさらに含み、管インサートの管壁は、管インサートの外面における少なくとも空隙を含む。方法は、管インサートとの間の相対移動を規制すべく、管インサートの位置合わせ構造と協同するよう適合される心合わせ器を提供するステップをさらに含み、心合わせ器は、心合わせ装置を含む。方法は、管に管インサートを固定するのを援助する工具を提供するステップと、管の端部内に管インサートの少なくとも一部分を配置するステップとを含む。まださらに、方法は、管インサートに対して心合わせ器を位置合わせするステップを含み、心合わせ器は、心合わせ器と管インサートとの間の相対移動を規制し且つ管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して心合わせ装置を一致させるべく、管インサートの位置合わせ構造と係合する。方法は、工具の部分が管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して一致することで、心合わせ装置に対して工具を位置合わせするステップと、管に管インサートを固定するのを援助するために工具を用いるステップとをさらに含む。

本発明の優位性と新規的な特徴は、本発明を実施するために熟慮される様々なモードと例を説明する以下の詳細な説明から当業者にとって明らかになるであろう。理解できるように、本発明は、他の異なる面、本発明から逸脱しない全ての範囲が可能である。その結果、図面と明細書本文は、実際の説明であって、限定的なものではない。

本発明の種々の模範的な実施形態、全体に亘って同種の数字が同じ要素を示す添付図面において説明される概念が詳細に参照される。

図１は、広範な種類の応用例で用いられる模範的な装置２５０を示す。例えば、図示される装置２５０は、例えば液体貯蔵タンクといった液体貯蔵構造物の垂直パイプと共に用いられる。液体貯蔵構造物の垂直パイプと共に用いられる従来の装置は、参照図によって全開示が具体化される特許文献１に開示される。

示されるように、本発明に従う装置２５０は、内面２０４及び外面２０６を備えた管壁２０２を備えた管２００を含む。管壁２０２は、本発明の概念に従ってたくさんの形状を取り得る。例えば、管壁２０２は、円形及び／又は非円形横断面形状を含む。特定例において、そして、図に示されるように、管壁は、内面２０４が内円筒面を含むと共に外面２０６が外円筒面を含む、円筒型管壁を備えた円筒を含む。

管２００は、広範な材料から形成され、対応する液体貯蔵構造物に収容される液体に晒された時に劣化しない材料を含み得る。例えば、管２００は、炭化水素系液体、懸濁液あるいは同種なものに晒された時に劣化しない材料から形成される。模範的な材料は、プラスチック、金属（例えばアルミニウム）あるいは同種のものを含む。

装置２５０は、少なくとも一部分が管２００の端部内に配置された管インサート１００をさらに含む。管インサート１００は、管２００の端部内に一部分が挿入されるよう示されるが、代わりの実施形態においては、管インサート１００は、管２００の内側領域内に完全に挿入される。管インサート１００は、内面１０４と外面１０６とを備えた管壁１０２を含む。管インサート１００と管２００の内面１０４，２０４の少なくとも一部分は、液体流路２５２を画定するよう協同する。

管インサート１００の管壁１０２は、管２００の内部の形状に対応する種々の形状を取り得る。例えば、管壁１０２は、円形及び／又は非円形の横断面形状を含む。特定例において、そして、図に示されるように、管壁１０２は、該管壁１０２が円筒型管壁を含み、内面１０４が内円筒面を含むと共に外面１０６が外円筒面を含む、円筒を含む。

管インサート１００もまた、広範な材料から形成され、対応する液体貯蔵構造物に収容される液体に晒された時に劣化しない材料を含み得る。例えば、管インサート１００は、炭化水素系液体、懸濁液あるいは同種なものに晒された時に劣化しない材料から形成される。模範的な材料は、プラスチック、金属（例えばアルミニウム）あるいは同種のものを含む。

管インサート１００の管壁１０２は、内外面間に延びる開口を有さない。例えば、図４，５によく示されるように、管インサート１００は、該管インサート１００の外面１０６において少なくとも一つの空隙１１２をさらに含む。少なくとも一つの空隙１１２は、留め具２１２を受け入れるよう、及び／又は、図１に示されるように管２００のクリンプ部２１０を受け入れるよう適合される。空隙１１２は、留め具２１２のネジ軸を受け入れるよう適合されたネジ部１１４と、留め具２１２の頭部及び管２００のクリンプ部２１０を受け入れるよう適合された落ち込み部１１６とを付随的に含み得る。図１に示されるように、例えば、留め具２１２は、管インサート１００と管２００との間の特に強い結合を提供するため、空隙１１２及びクリンプ部２１０の両方と係合する。図４，５に示されるように、孔は、ネジ留め具のネジ部を後に受け入れるべく、最初からネジ部が形成される。代わりの実施形態においては、孔は、（例えば図９に示されるように）最初はネジ部が形成されず、ネジ部は、留め具が締結される際に該留め具のネジ部によって空隙壁に切削される。さらなる模範的な空隙は、ネジ部を含まない。これらの応用例における留め具は、ネジ部が形成されていない空隙に係合するよう適合されたリベットやその他の留め具を含む。

シール体１２４は、管インサート１００の外面１０６と管２００の内面との間に位置される。示されるように、管インサート１００は、シール体１２４の少なくとも一部分を受け入れるよう適合された円周溝１１８を含む。シール体１２４は、管インサート１００の外面１０６と管２００の内面２０４との間にシール作用を提供するよう機能し得る。広範な種類のシール体が本発明の概念で受け入れられる。説明される実施形態において、シール体は、パーカー・ハニフィン・コーポレーションから手に入れることができるポリパック（登録商標）シール体を含む。ポリパック（登録商標）シール体は、管と管インサートの対向する管壁間の広いクリアランス距離や異なるクリアランス距離に対して優れたシール作用を提供するのに有用である。その上、ポリパック（登録商標）シール体は、エポキシ樹脂封止剤なしで十分なシール作用を提供し得る。

図１は、管２００の端部に固定される模範的な管インサート１００を表現する一方、図２〜５は、説明される模範的な実施形態に従って管インサート１００の特徴を示す。図２は、上面図であり、図３は、図１の装置から外した模範的な管インサート１００の正面図である。図４は、図３の４−４線に沿った断面図であり、図５は、図３の５−５線に沿った断面図である。

図４に示され、上述したように、管インサート１００の外面１０６は、少なくとも一つの空隙１１２を含む。図４によく示されるように、少なくとも一つの空隙１１２は、管インサート１００の中心軸１２５に対して実質的に等しく放射状に配置された三つの空隙を含む。三つの空隙が図示されるが、本発明の概念に従っておおよそ三つの空隙が提供されることが理解できるであろう。確かな実施形態において、空隙は、管の中心軸に対して不等な放射状に配置される。しかしながら、等しく放射状に配置される三つあるいはそれ以上の空隙１１２を提供することは、シール体１２４の位置での外内面１０６，２０４間における実質的にしっかりした隙間空間２５４を容易にする。確かに、空隙１１２と一体になる留め具２１２は、互いに逆らう力を提供する。逆らう力は、シール体１２４の位置での外内面１０６，２０４間における望ましくしっかりした距離で隙間空間２５４を提供する管２００に対する管インサート１００に実質的に心出しされる。望ましい範囲での距離及び／又は望ましい範囲での実質的にしっかりした距離を提供することは、シール体１２４の有効性を増す。確かに、シール体の有効性は、シールされるべき対向する管壁間の距離が使用される特定のシール体にとって許容できる許容範囲内に維持されるとき、一般的に最大となる。

述べたように、管壁１０２は、内面１０４と外面１０６との間に延びる開口を有さない。例えば、説明されるように、空隙１１２は、管壁１０２に配置されるので、管壁１０２の内面１０４と外面１０６との間に延びない。ある程度、空隙１１２の止め端は、内面１０４の手前で止まっており、それによって、内外面１０４，１０６間における流動体の往来を避ける。空隙１１２が管壁１０２の内外面間に延びるのを防ぐため、管壁は、それぞれ対応する空隙１１２の隣接位置で増大管壁厚み１２０の領域を含む。増大管壁厚み領域１２０は、成形過程で管インサート１００の成形を円滑にするため、図２，４によく示されるように形作られる。

図３，５に示されるように、模範的な管インサート１００は、第１端部１００ａと第２端部１００ｂとを含む。説明される実施形態において、第１端部１００ａは、シール体のための円周シール面１１０を含み、第２端部１００ｂは、シール体１２４の少なくとも一部分を受け入れるよう円周溝１１８が提供される。特定の実施形態において、第１端部１００ａは、例えばフランジといった円周シール面１１０を含むフレア部１０８を含む。フレア部１０８は、ローリング、機械加工、あるいはその他の成形加工によって成形される。円周シール面１１０は、平坦で、環状で、及び／又は、その他、シール体に対応して用いられるのにふさわしい面構造を含む。例えば、示されるように、円周シール面１１０は、円弧状の移行部１１１と連続する平面を含む。図９に示されるように、移行部１１１は、軸方向位置合わせ構造としても機能する。例えば、示されるように、移行部１１１は、管２００の端部内への管インサート１００の挿入を規制すべく、管２００の端部のエッジ２０１と接触する凹状の円弧部を含む。示されないが、管インサート１００の管壁１０２は、管２００の端部のエッジ２０１に接触するよう適合されて軸方向位置合わせ構造を提供する肩を選択的に含む。

図５によく示されるように、管インサート１００は、心合わせ器３００（図７〜９参照）と管インサート１００との間の相対移動を規制するために設計された一つ以上の位置合わせ構造を含む。管インサート１００の一つ以上の位置合わせ構造は、管インサート１００に対する所定位置で管２００に一つ以上の孔２０８を形成するため、心合わせ器３００と相互作用するよう設計される。

模範的な実施形態において、管インサート１００の位置合わせ構造は、軸方向位置合わせ構造及び／又は角度方向位置合わせ構造を含む。例えば、管インサート１００は、管インサート１００と心合わせ器３００との間の相対的な軸方向移動を規制するために、心合わせ器３００の軸方向位置合わせ構造と協同するよう適合された軸方向位置合わせ構造が提供される。説明される実施形態において、管インサート１００は、フレア部１０８の上面１０９を含む軸方向位置合わせ構造を含む一方、心合わせ器３００は、該心合わせ器３００の内面３０７ｂを含む軸方向位置合わせ構造を含む。フレア部１０８の上面１０９は、軸方向の相対移動を規制するため、心合わせ器３００の内面３０７ｂと接触するよう適合され、その結果、図９に示されるように、管インサート１００と心合わせ器３００との相対的な軸方向位置を円滑にする。

図２，５，７によく示されるように、もし提供されるなら、管インサート１００の位置合わせ構造は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な角度方向移動を規制するため、心合わせ器３００の角度方向位置合わせ構造と協同するよう適合された角度方向位置合わせ構造も含む。示されるように、例えば、管インサート１００は、舌片１２２を含む角度方向位置合わせ構造を含む一方、心合わせ器３００は、すりわり３０６を含む角度方向位置合わせ構造を含む。心合わせ器３００のすりわり３０６は、管インサート１００の舌片１２２を受け入れるよう適合されている。従って、心合わせ器を管インサートに対して位置合わせさせた際、すりわり３０６は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な角度方向移動を規制すべく舌片に覆い被さり、その結果、図９に示されるように、管インサート１００と心合わせ器３００との相対的な角度方向位置を円滑にする。すりわりではなく、心合わせ器の角度方向位置合わせ構造は、管インサートからの舌片を受け入れるよう適合された、例えば溝といったリセスを選択的に含む。

示されないが、管インサートは、心合わせ器の舌片を受け入れるよう適合されたすりわりやリセスを選択的に含み得る。さらなる実施形態において、角度方向位置合わせ構造は、協同する一対の傾斜肩を含み、肩は、望ましい相対的な角度方向位置で互いに接触するまで心合わせ器が管インサートに対してひねられるとき、互いに接近するよう設計される。さらにまだ、角度方向位置合わせ構造は、相対的な角度方向位置を円滑にするよう、非円形状の管インサート及び／又は心合わせ器を含む。さらに角度方向位置合わせ構造は、本発明の概念で受け入れられる。例えば、角度方向位置合わせ構造は、孔に受け入れられるよう適合されたピンやキー、ネジ孔に受け入れられるよう適合されたネジ、あるいはその他、角度方向の位置合わせを円滑にする構造配列を含む。

特定例において、管インサート１００の位置合わせ構造は、軸方向と角度方向の位置合わせ機能の両方を提供する単一構造を含む。例えば、単一の舌片は、軸方向の係止として機能するが、角度方向の位置合わせ機能をも提供する。

心合わせ器３００とその応用例が図７〜９を参照しつつより詳細に議論される。図７は、穿孔工具３５０（図８，９参照）と協同するよう適合された模範的なシステム６００を表す。説明されるシステム６００は、管インサート１００、管２００及び心合わせ器３００を含む。

示されるように、管インサート１００は、少なくとも一部分が管２００の端部内に配置される。管インサート１００は、軸方向位置合わせ構造として働く移行部１１１まで管２００に対して下方に滑り落とされ、管２００の端部のエッジ２０１に接触する（図９参照）。その位置になれば、管インサート１００の少なくとも一つの空隙１１２は、管２００の不透明な管壁２０２によって隠れる（図７参照）。一つ以上の空隙１１２が隠れる応用例では、心合わせ器３００は、管インサート１００の空隙１１２の一つと対応してそれぞれ管壁２０２に配置された孔の穿孔を援助するよう提供される。

上述したように、心合わせ器３００は、該心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対移動を規制するために、一つ以上の位置合わせ構造を含む。例えば、上述したように、心合わせ器３００は、該心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な角度方向移動を規制すべく、管インサート１００の舌片１２２を含む角度方向位置合わせ構造と協同するよう適合されたすりわり３０６を含む角度方向位置合わせ構造を含み得る。管インサート１００に関して議論されたように、心合わせ器３００の角度方向位置合わせ構造は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な角度方向移動を規制すべく、種々の選択的な形態を採ることができる。

その代わり、あるいは加えて、心合わせ器３００の一つ以上の位置合わせ構造は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な軸方向移動を規制するために、軸方向位置合わせ構造を含む。上述したように、もし提供されるならば、軸方向位置合わせ構造は、架橋フランジ３０７の内面３０７ｂを含む。この実施形態において、架橋フランジ３０７の内面３０７ｂは、係止手段として機能し、それによって、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な軸方向移動を規制するべく、管インサート１００のフレア部１０８の上面１０９に接触するよう適合される。軸方向の係止手段としての内面３０７ｂを提供することによって、管インサート１００の外周にて上面１０９と実質的に連続して接触することが心合わせ器３００の外周にて互いに適切な軸方向位置合わせを提供するようになる。架橋フランジ３０７は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な軸方向姿勢を確認するための一つ以上ののぞき窓も含む。示されるように、のぞき窓は、管インサート１００の上面１０９の観察によって、心合わせ器の外周にて上面１０９と心合わせ器３００の内面３０７ｂとの互いの間の適切な位置合わせを保証するよう、架橋フランジ３０７を貫いて延びる複数の孔３０７ａを含む。孔でなく、のぞき窓は、一つ以上のレンズ、半透明及び／又は透明の材料、及び／又はその他、管インサート１００の上面１０９の観察が可能となる観察構造も含む。

心合わせ器３００は、管２００の管壁２０２を貫いて一つ以上の孔２０８を形成するための穿孔工具３５０の少なくとも一部分を受け入れるよう適合された心合わせ装置３１０も含む。心合わせ装置３１０は、一つ以上の心合わせ装置を含む。例えば、心合わせ器３００は、図７〜９に示されるように、三つの心合わせ装置３１０を含む。図７，８によく示されるように、調整可能な三つ以上の心合わせ装置３１０を提供することにより、心合わせ器３００は、管インサート１００と管２００に対して適切に取り付けられ、心出しされる。

心合わせ器３００は、取り付けられる心合わせ装置３１０を備える本体部３０１を含む。さらにまた示されるように、心合わせ装置３１０は、調整可能にして本体部３０１に取り付けられる。示されるように、本体部３０１は、取付孔３０８を含み、心合わせ装置３１０の少なくとも一部分が調整可能に取付孔３０８と係合するよう適合される。心合わせ装置３１０と本体部３０１との間の調整を提供することは、心合わせ器３００に対してたくさんの優位性を取り入れる。例えば、示されるように、本体部３０１に対する心合わせ装置３１０の調整は、管２００に心合わせ器３００をクランプするよう適合され、それにより、心合わせ器３００と管インサート１００との間の軸方向位置及び角度方向位置を規制するよう適合された心合わせ装置３１０を提供する。本体部３０１に対する心合わせ装置３１０の調整により、心合わせ器３００は、異なるディメンジョン（例えば直径）の管を適切にクランプするようになる。種々の調整可能な心合わせ装置３１０を提供することは、上述したように、管インサート１００に対する心合わせ器３００の心出しを円滑にする。さらなる例において、示されるように、心合わせ装置３１０の調整は、対応する取付孔３０８からの心合わせ装置３１０の移動を許容する。取付孔３０８から心合わせ装置３１０を移動可能であることは、交換を許容し、及び／又は心合わせ器３００を取り替えることなく、経年した心合わせ装置３１０の交換を円滑にする。その上、模範的な実施形態において、取付孔３０８から心合わせ装置３１０を移動可能であることは、いくつかの部品といくらかのコストを削減し、これに加えて、単一の心合わせ装置３１０が用いられ、それぞれ取付孔３０８に係合すると、孔が一連の流れにおいて形成される。

取付装置３１０と本体部３０１との間の調整は、種々の方法によって達成される。例えば、示されるように、心合わせ装置３１０は、本体部３０１のネジ取付孔３０８に調整可能に係合するよう適合されたネジ軸３１４を含む。心合わせ装置３１０の外面３１６は、使用中に心合わせ装置３１０をしっかり締め付けられるよう、刻まれるか、さもなければ、グリップ面（例えば六角形面）が提供される。クランプ作用を機能させるため、それぞれ心合わせ装置３１０は、管２００に対して心合わせ器３００を十分にクランプするまでの間、管インサート１００に対する心合わせ器３００の心出しを許すよう回転される。示されないが、調整は、ネジ部なしで選択的に得る。これらの実施形態において、心合わせ装置３１０と本体部３０１との間の望ましい相対位置が得られれば、固定ネジ及び／又は心合わせ装置３１０と本体部３０１との間の摩擦が相対位置を十分に維持する。特定の実施形態において、取付装置は、例えば、非円形状を備えた取付装置の外部を提供することによって、取付孔に回転不能にして直線的に受け入れられる。回転不能な調整は、特定の応用例において望ましく、心合わせ装置は、管に孔を形成するとき、本体部に対して特定の角度方向姿勢で与えられなければならない。

実施形態が調整可能な各心合わせ装置を説明している間、少なくとも一つの心合わせ装置が調整不能である。一例において、ただ一つの心合わせ装置が調整可能である。例えば、心合わせ装置３１０と本体部３０１は、完全に一体型として提供される。完全に一体型を提供することは、心合わせ器の部品の置き間違えの可能性を減らし、管に孔を形成するのに必要なステップの数を減らすことにより、心合わせ装置を用いた処理を簡単にする。心合わせ装置３１０と本体部３０１は、種々の方法にて完全に一体型として提供される。例えば、本体部３０１は、心合わせ装置３１０と共に成形される。その代わり、心合わせ装置３１０は、別々に形成され、しかる後、例えば、溶接、接着、あるいは同種なものによって完全に本体部に取り付けられる。

心合わせ装置３１０は、管２００の位置に対して穿孔工具３５０の部分３５４を合わせるよう適合された長尺な心合わせ孔３１３を含み、対応する孔２０８が形成される。例えば、示されるように、長尺孔３１３は、管２００の位置に対してドリルのドリルビットを合わせるべく、ドリルビットを合わせるように提供され、孔２０８が形成される。心合わせ装置３１０は、心合わせ装置３１０の他の部分を穿孔工具３５０の部分３５４（例えばドリルビット）によるダメージから保護しつつ、心合わせ作用を円滑にするよう適合され、例えば焼き入れされた鋼製のブッシュといった付随的なガード３１２を含む。ガード３１２は、例えばアルミニウム、プラスチックあるいは同種なものといった比較的軟らかい材料で心合わせ装置３１０が形成される応用例において、非常に有益である。特定の模範的な実施形態において、ガード３１２を除く全体的な心合わせ器３００は、成形過程でアルミニウムから成形される。

心合わせ器３００の本体部３０１は、種々の形状が採られ、図７〜９に図示される実施形態で示される例が採られる。示されるように、本体部３０１は、外フランジ３０２と、該外フランジ３０２から間隔をあけた内フランジ３０４と、外フランジ３０２及び内フランジ３０４間を取り付ける架橋フランジ３０７とを含み得る。外フランジ３０２、内フランジ３０４及び架橋フランジ３０７は、実質的に連続した壁で図解される。実質的に連続した壁としてのフランジの製造は、心合わせ作用を実行するのに実質的に堅く耐久性のある壁を提供する。フランジは、例えばメッシュや骨組みといった実質的に非連続な要素を含むことが理解されるであろう。メッシュや骨組みのフランジを提供することは、心合わせ作用を実行することができる実質的に堅い構造を提供しつつ、材料コストを下げ、及び／又は心合わせ器の重量を下げる。

図９によく示されるように、心合わせ装置３１０は、外フランジ３０２に取り付けられ、内フランジ３０４は、例えばすりわり３０６のような上述した角度方向位置合わせ構造を含み、一方、架橋フランジ３０７は、上述したのぞき窓３０７ａや、例えば架橋フランジ３０７の内面３０７ｂといった軸方向位置合わせ構造を提供する。外フランジ３０２は、刃具の侵入を許容し、それによって、心合わせ器３００を製造するときのすりわり３０６の形成を容易にするアクセス窓３０５もまた含む。

管インサートを管の端部に固定する模範的な方法を図６〜９を参照して今から述べる。図６を参照して、模範的な固定方法が参照番号１５０から始まる。ステップ１５０にて、端部と、内面２０４及び外面２０６を備えた管壁２０２とを含む管２００が提供される。さらに位置合わせ構造と、内面１０４及び外面１０６を備えた管壁１０２とを含む管インサート１００が提供される。管インサート１００の管壁１０２は、管インサート１００の外面１０６に少なくとも一つの空隙１１２が提供される。管インサート１００の管壁１０２は、内外面を貫いて延びる開口を有さない。さらになお、管インサート１００との間の相対移動を規制すべく、管インサート１００の位置合わせ構造と協同するよう適合された心合わせ器３００が提供される。心合わせ器３００は、心合わせ装置３１０も提供される。最後に、管の管壁を貫く孔を形成するための穿孔工具３５０が提供される。

図６に示されるように、ステップ１５２，１５４は任意である。例えば、管２００のサイズ変更が必要でない応用例においては、ステップ１５６に直接進む。しかしながら、特定応用例において特定の貯蔵構造物と共に使用するために管のサイズ変更が必要となるか否かを決定するため、最初はステップ１５２に進む。例えば、管２００の長さが液体貯蔵構造物の深さによる該液体貯蔵構造物に対して管２００を取り付けようとする応用例において、管２００のサイズ変更は有用である。従って、ステップ１５２で管２００のサイズ変更が必要な否かが最初に決定される。もし、管のサイズ変更が必要なら、管２００は、ステップ１５４で適切な長さに切断され、特定の液体貯蔵構造物と共に使用されるようカスタマイズされる。

次に、ステップ１５６の間、例えば図７，９を参照して、管インサート１００及び関連するシール１２４が少なくとも一部分で管２００の端部内に配置される。例えば、管インサート１００の第２端部１００ｂが管２００の端部に挿入される。管インサート１００は、例えば管２００のエッジ２０１と係合するフレア部１０８の移行部１１１といったフレア部１０８まで管２００の内部領域へ挿入される。示されないが、管インサート１００の外面１０６は、肩が提供されるか、管２００への管インサート１００の挿入を規制する選択的な位置合わせ構造を提供する他のステップが提供される。さらなる実施形態において、管インサート１００のフレア部１０８が管２００のエッジ２０１から離間する係合はない。

次に、ステップ１５８の間、心合わせ器３００は管インサート１００に対して位置決めされ、心合わせ器３００は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対移動を規制し且つ管インサート１００の管壁１０２における少なくとも一つの空隙１１２に対して心合わせ装置３１０を一致されるべく、管インサート１００の位置合わせ構造と係合する。

一特定例において、管インサート１００の位置合わせ構造は、角度方向位置合わせ構造を含み、心合わせ器３００は管インサート１００に対して位置決めされるので、心合わせ器３００は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な角度方向移動を規制すべく、管インサート１００の角度方向位置合わせ構造と係合する。説明される実施形態において、例えば、管インサートは、舌片１２２を含む角度方向位置合わせ構造が提供され、心合わせ器は、すりわり３０６を含む角度方向位置合わせ構造が提供される。そのような模範的な実施形態で、心合わせ器３００は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な角度方向移動を規制すべく、舌片１２２にすりわり３０６を外挿することによって管インサート１００に対して位置決めされ、それによって、図９に示されるように管インサート１００と心合わせ器３００の相対的な角度方向位置を円滑にする。

さらなる例において、管インサート１００の位置合わせ構造は、軸方向位置合わせ構造を含み、心合わせ器３００は、管インサート１００に対して位置決めされて、心合わせ器３００は、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対的な軸方向移動を規制すべく、管インサート１００の軸方向位置合わせ構造と係合する。説明される実施形態において、例えば、管インサート１００は、フレア部１０８の上面１０９を含む軸方向位置合わせ構造が提供され、心合わせ器は、架橋フランジ３０７の内面３０７ｂを含む軸方向位置合わせ構造が提供される。そのような模範的な実施形態で、心合わせ器３００は、架橋フランジ３０７の内面３０７ｂがフレア部１０８の上面１０９に接触するまで管インサート１００に対して心合わせ器３００を移動させることにより、管インサート１００に対して位置決めされる。従って、軸方向へのさらなる挿入が規制され、管インサート１００と心合わせ器３００の相対的な軸方向位置が得られる。

管インサート１００に対して心合わせ器３００を位置決めするステップの後、最初にステップ１６０，１６２が実行される。任意的なステップ１６０で、管の管壁における穿孔に先立ち、管インサート１００に対する心合わせ器３００の相対位置を観察する。例えば、心合わせ器３００と管インサート１００との間の相対位置を観察するため、架橋フランジ３０７の一つ以上ののぞき窓３０７ａを用いる。一特定例において、のぞき窓３０７ａは、フレア部１０８の上面１０９が架橋フランジ３０７の内面３０７ｂと接触していることを確認するための例えば孔といった多数の除き窓３０７ａを含む。もし、たくさんののぞき窓３０７ａが提供されるならば、心合わせ器３００と管インサート１００の相対位置は、心合わせ器３００の外周にて心合わせ器３００と管インサート１００との間の適切な相対位置を確認するためにたくさんの位置で確認される。

もし、心合わせ器３００が適切に位置決めされないならば、管インサート１００に対して心合わせ器３００を再度位置決めすべく、ステップ１５８に引き返される。さもなければ、もし、心合わせ器３００がステップ１６２にて管インサートに対して適切に一致されるよう決められると、任意的なステップ１６４やステップ１６８に移動するか、直接ステップ１６６に移動するよう決定される。

例えば、示されるように、管２００に対して心合わせ器３００をクランプするような、任意的なステップ１６４に進むよう決定される。ステップ１６４が実行されるとき、一つ以上の心合わせ装置３１０が調整され、心合わせ器３００は管２００にクランプされる。例えば、調整は、心合わせ器３００に対する管２００の適切なクランプ及び心出しが達成されるまで、本体部３０１に対して各心合わせ装置３１０を回転させていくことで行われる。上述したように、管インサート１００が心合わせ器３００に対して軸方向及び角度方向で位置合わせされると、管インサート１００は、管２００に心合わせ器３００をクランプすることにより、管２００に有効に結合される。示されないが、心合わせ器は、固定ネジ、パイプクランプ、その他のクランプ配列や締結配列を用いて管２００にクランプされる。

ステップ１６４の後、任意的なステップ１６８に進むか、ステップ１６６に直接進む。例えば、ステップ１６６で、穿孔工具３５０の部分で管２００の管壁２０２における一つ以上の孔２０８を形成する。図８，９に示されるように、例えば、ドリルビット３５４が管２００の管壁２０２に孔２０８を形成するまで、心合わせ装置３１０の心合わせ孔３１３内にドリルビット３５４が挿入される。ドリル３５０のチャック３５２の端は、ドリルビット３５４の挿入を規制するため、図８，９に示されるように、心合わせ装置３１０の端に接触するので、空隙１１２に入るが、管インサート１００の管壁１０２と係合しない。その代わりの実施形態において、ドリルビットの挿入を規制するために、チャックに近接してカラーが提供される。

ステップ１６６で一つ以上の孔２０８が形成された後、ステップ１６８が任意的に実行されるか、ステップ１７０に直接移動する。ステップ１６８で、心合わせ器３００が取り除かれ、空隙１１２に管２００の部分２１０がクリンプされる。そのようなクリンプ作用は、クリンプ工具で実行され、孔２０８に近接する管２００のクリンプ部を空隙１１２にクリンプするよう、ハンマー、例えば木槌といったものがクリンプ工具と共に使用される。孔を形成した後、心合わせ器３００を取り除くのに先立ち、クリンプ作用が直ちに機能されることもまた熟慮される。この応用例において、クリンプ作用を奏するためにクリンプ工具が心合わせ装置３１０に挿入される。その代わり、一つ以上の心合わせ装置が取り除かれ、クリンプ作用を奏するためにクリンプ工具が取付孔３０８に挿入される。

ステップ１７０で、管インサート１００の管壁１０２における空隙１１２と管２００の管壁２０２に形成された孔２０８は、管２００に管インサート１００を固定するために用いられる。例えば、ネジ、リベットあるいは同種のものといった留め具２１２（図１参照）が空隙に挿入され、留め具２１２はクリンプ部２１０と空隙に係合する。ステップ１６６からステップ１７０に直接進むことによって留め具２１２がクリンプ部なしで取り付けられることもまた熟慮される。その代わり、クリンプ部２１０は、空隙で留め具２１２が係合するときに係合され、ステップ１６８とステップ１７０が同時に起こる。管２００に管インサート１００が固定された後、固定方法がステップ１７２で完成する。

図６に示されるように、ステップ１６８がステップ１６６に先立って実行される。管の部分は、孔２０８の形成に先立って空隙１１２にクリンプされる。このプロセスの間、心合わせ器３００の心合わせ装置３１０は、クリンプ工具をガイドするよう用いられ、隠れた空隙と一致する所定位置で管の部分をクリンプする。クリンプ部２１０の形成後、孔２０８は、心合わせ器３００と関係して、あるいは関係なしに形成される。その後、ステップ１７０とステップ１７２が上述したように実行される。

上述したように、クリンピングのステップ１６８は、管の管壁に孔を形成する前に実行される任意のステップである。図６に示されるように、模範的な実施形態において、クリンピングのステップ１６８は、固定方法がステップ１７２で完成する前の最後のステップである。これらの実施形態において、孔は、管の管壁に形成されず、留め具は、落下管への落下管インサートの固定を円滑にするよう用いられない。むしろ、クリンピングステップは、落下管への落下管インサートの十分な固定を独立して提供する。

上述したように、模範的な実施形態は、穿孔のための穿孔工具３５０の部分を受け入れるよう適合された心合わせ装置３１０を説明する。その代わりの実施形態において、心合わせ装置は、管への管インサートの固定を援助するどんな工具の部分をも受け入れるよう適合される。例えば、工具は、印を提供すべく、心合わせ装置によって受け入れられ得る部分を含むマーキング工具を含み、さらなるステップは、管への管インサートの固定を援助するよう実行される。マーキング装置は、ペン、鉛筆、マーカ、スコアリング装置、パンチ装置や同種のものを含む。

模範的な実施形態において、管の管壁に孔を形成するステップ１６６は、心合わせ器を管から取り除き、一つ以上のマークに対して一つ以上の孔を形成するための穿孔工具を用い、適切なマークを管の管壁の上や中に印すよう、心合わせ装置とマーキング装置とを用いるステップを含む。さらなる模範的な実施形態において、ステップ１６８は、心合わせ器を管から取り除き、一つ以上のマークに対してクリンピングステップを実行するためのクリンピング工具を用い、適切なマークを管の管壁の上や中に印すよう、心合わせ装置とマーキング装置とを用いるステップを含む。

図解された実施形態は、内外面を貫いて延びる開口を有さない落下管インサートの管壁を備えた落下管インサートを表す。本発明に従う代わりのシステム及び方法は、内外面を貫いて延びる開口である少なくとも一つの貫通空隙を含む。

本発明の種々の例及び実施形態の上述の説明は、説明を目的として与えられる。それは網羅的ではなく、開示されたものに本発明を限定する趣旨ではない。多くの選択的な、修正と変更が当業者にとって明らかである。従って、本発明は、ここで議論され、請求の範囲の精神及び広い範囲内で落ちたその他の全ての選択的な修正及び変更を包含する。

特許請求の範囲が特に注意され、本発明の権利をはっきりと主張するものと結論付けられるが、図面と併せて以下の説明から同じことがよりよく理解されると考えられる。

管インサートと管の部分とを含む装置の横断面図である。 図１の装置から外した管インサートの上面図である。 図２の管インサートの正面図である。 図３の４−４線に沿った管インサートの断面図である。 図３の５−５線に沿った管インサートの断面図である。 管の端部に管インサートを固定するための模範的な方法のステップを示すフローチャートである。 心合わせ器、管及び管インサートを含む模範的なシステムの部分分解図を示す。 図７の模範的なシステムと、穿孔工具の部分の上面図である。 模範的なシステムと、図８の８−８線に沿った穿孔工具の部分の断面図である。

符号の説明

１００…管インサート、１００ａ…第１端部、１００ｂ…第２端部、１０２…管壁、１０４…内面、１０６…外面、１０８…フレア部、１０９…上面、１１０…円周シール面、１１１…移行部、１１２…空隙、１１４…ネジ部、１１６…落ち込み部、１１８…円周溝、１２０…増大管壁厚み領域、１２２…舌片、１２４…シール体、１２５…中心軸、２００…管、２０１…エッジ、２０２…管壁、２０４…内面、２０６…外面、２０８…孔、２１０…クリンプ部、２１２…留め具、２５０…装置、２５２…液体流路、２５４…隙間空間、３００…心合わせ器、３０１…本体部、３０２…外フランジ、３０４…内フランジ、３０５…アクセス窓、３０６…すりわり、３０７…架橋フランジ、３０７ａ…孔、３０７ｂ…内面、３０８…取付孔、３１０…心合わせ装置、３１２…ガード、３１３…心合わせ孔、３１４…ネジ軸、３１６…外面、３５０…穿孔工具、３５２…チャック、３５４…部分、６００…システム

Claims (31)

1. 穿孔工具と協同するよう適合されたシステムであって、
   ａ）管壁及び端部を含む管
   ｂ）管の端部内に少なくとも一部分が配置され、第１位置合わせ構造、外面及び該外面における少なくとも一つの空隙を含む管インサート
   ｃ）管インサートとの間の相対移動を規制すべく、管インサートの第１位置合わせ構造と協同するよう適合された第２位置合わせ構造を含み、管インサートの外面における少なくとも一つの空隙と一致する所定位置で管の管壁を貫いて孔を形成するのを援助する工具の少なくとも一部分を受け入れるよう適合された心合わせ装置をさらに含む心合わせ器
   を含むことを特徴とするシステム。
2. 第１位置合わせ構造は、第１角度方向位置合わせ構造を含み、第２位置合わせ構造は、第２角度方向位置合わせ構造を含み、第１及び第２角度方向位置合わせ構造は、心合わせ器と管インサートとの間の相対的な角度方向移動を規制すべく、互いに協同するよう適合される請求項１に記載のシステム。
3. 第１位置合わせ構造は、第１軸方向位置合わせ構造を含み、第２位置合わせ構造は、第２軸方向位置合わせ構造を含み、第１及び第２軸方向位置合わせ構造は、心合わせ器と管インサートとの間の相対的な軸方向移動を規制すべく、互いに協同するよう適合される請求項１に記載のシステム。
4. 心合わせ装置は、管に心合わせ器をクランプするよう適合される請求項１に記載のシステム。
5. 心合わせ装置は、ドリルビットを受け入れるよう適合された長尺な心合わせ孔を含む請求項１に記載のシステム。
6. 心合わせ器は、本体部をさらに含む請求項１に記載のシステム。
7. 心合わせ装置は、本体部に取り付けられる請求項６に記載のシステム。
8. 心合わせ装置は、本体部に調整可能に取り付けられる請求項７に記載のシステム。
9. 心合わせ装置は、本体部に対して心合わせ装置を調整することにより、管に心合わせ器をクランプするよう適合される請求項８に記載のシステム。
10. 本体部は、取付孔を含み、心合わせ装置の少なくとも一部分は、取付孔と調整可能に係合するよう適合される請求項８に記載のシステム。
11. 本体部は、外フランジを含み、心合わせ装置は、外フランジに取り付けられる請求項７に記載のシステム。
12. 外フランジは、実質的に連続する壁を含む請求項１１に記載のシステム。
13. 本体部は、外フランジと離間する内フランジをさらに含む請求項１１に記載のシステム。
14. 内フランジは、第２位置合わせ構造を含む請求項１３に記載のシステム。
15. 第１位置合わせ構造は、第１角度方向位置合わせ構造を含み、第２位置合わせ構造は、第２角度方向位置合わせ構造を含み、第１及び第２角度方向位置合わせ構造は、心合わせ器と管インサートとの間の相対的な角度方向移動を規制すべく、互いに協同するよう適合される請求項１４に記載のシステム。
16. 第１位置合わせ構造は、舌片を含み、第２位置合わせ構造は、舌片を受け入れるよう適合された溝を含む請求項１５に記載のシステム。
17. 内フランジと外フランジとの間を取り付ける架橋フランジをさらに含む請求項１３に記載のシステム。
18. 第１位置合わせ構造は、第１軸方向位置合わせ構造を含み、第２位置合わせ構造は、第２軸方向位置合わせ構造を含み、第１及び第２軸方向位置合わせ構造は、心合わせ器と管インサートとの間の相対的な軸方向移動を規制すべく、互いに協同するよう適合される請求項１７に記載のシステム。
19. 第１位置合わせ構造は、管インサートの上面を含み、第２位置合わせ構造は、架橋フランジの内面を含む請求項１８に記載のシステム。
20. 架橋フランジは、心合わせ器と管インサートとの間の相対的な軸方向位置を確認できるよう、少なくとも一つののぞき窓を含む請求項１７に記載のシステム。
21. のぞき窓は、架橋フランジを貫いて延びる少なくとも一つの孔を含む請求項２０に記載のシステム。
22. 管の端部に管インサートを固定する方法であって、
    ａ）端部と、内外面を備えた管壁とを含む管を提供し、
    ｂ）位置合わせ構造と、内外面を備えた管壁とを含み、管壁は、留め具を受け入れるよう適合された少なくとも一つの空隙を外面に含み、且つ管壁は、内外面を貫いて延びる開口を有さない管インサートを提供し、
    ｃ）管インサートとの間で相対移動を規制すべく、管インサートの位置合わせ構造と協同するよう適合され、心合わせ装置を含む心合わせ器を提供し、
    ｄ）管の管壁を貫いて孔を形成するための穿孔工具を提供し、
    ｅ）管インサートの少なくとも一部分を管の端部内に配置し、
    ｆ）管インサートに対して心合わせ器を位置合わせし、心合わせ器と管インサートとの間で相対移動を規制し且つ管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して心合わせ装置を一致させるべく、心合わせ器を管インサートの位置合わせ構造と係合させ、
    ｇ）心合わせ装置に対して穿孔工具を位置合わせし、穿孔工具の部分を管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して一致させ、
    ｈ）穿孔工具の部分で管の管壁に孔を形成し、
    ｉ）管への管インサートの固定のために、管インサートの管壁における空隙と管の管壁に形成された孔とを利用する
    ことを特徴とする方法。
23. 少なくとも一つののぞき窓を備える心合わせ器を提供するステップをさらに含み、管インサートに対して心合わせ器を位置合わせした後、管インサートに対する心合わせ器の適切な位置を確認すべく、のぞき窓から管インサートを観察する請求項２２に記載の方法。
24. 管インサートに対して芯合わせ器を位置合わせした後、管に心合わせ器をクランプするステップをさらに含む請求項２２に記載の方法。
25. 管に心合わせ器をクランプするステップは、心合わせ装置を用いて管に心合わせ器をクランプすることを含む請求項２４に記載の方法。
26. 位置合わせ構造を備える管インサートを提供するステップは、角度方向位置合わせ構造を備える管インサートを提供することを含み、管インサートに対して心合わせ器を位置合わせするステップで、心合わせ器と管インサートとの間の相対的な角度方向移動を規制すべく、心合わせ器が角度方向位置合わせ構造と係合する請求項２２に記載の方法。
27. 角度方向位置合わせ構造を備える管インサートを提供するステップは、舌片を備える管インサートを提供することを含み、心合わせ器を提供するステップは、すりわりを備える心合わせ器を提供することを含み、管インサートに対して心合わせ器を位置合わせするステップは、舌片にすりわりを外挿することを含む請求項２６に記載の方法。
28. 管インサートの外面における少なくとも一つの空隙に管の部分をクリンプするステップを含む請求項２２に記載の方法。
29. クリンプのステップは、穿孔工具で管の管壁に孔を形成するステップの後に実行される請求項２８に記載の方法。
30. 管の端部に管インサートを固定する方法であって、
    ａ）端部と、内外面を備える管壁とを含む管を提供し、
    ｂ）位置合わせ構造と、内外面を備えた管壁とを含み、管壁は、外面に少なくとも一つの空隙を含む管インサートを提供し、
    ｃ）管インサートとの間で相対移動を規制すべく、管インサートの位置合わせ構造と協同するよう適合され、心合わせ装置を含む心合わせ器を提供し、
    ｄ）管に管インサートを固定するのを援助する工具を提供し、
    ｅ）管の端部内に管インサートの少なくとも一部分を配置し、
    ｆ）管インサートに対して心合わせ器を位置合わせし、心合わせ器と管インサートとの間で相対移動を規制し且つ管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して心合わせ装置を一致させるべく、心合わせ器を管インサートの位置合わせ構造と係合させ、
    ｇ）心合わせ装置に対して工具を位置合わせし、工具の部分を管インサートの管壁における少なくとも一つの空隙に対して一致させ、
    ｈ）管に管インサートを固定するのを援助する工具を用いる
    ことを特徴とする方法。
31. 管に管インサートを固定するのを援助する工具を提供するステップは、穿孔工具を提供することを含む請求項３０に記載の方法。

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