JP3416954B2 - 管の機械的接合法とその接合構造 - Google Patents

管の機械的接合法とその接合構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は金属継手、詳述すればエ
ンドカップリング部材を、特に海底油田の探査用の複合
材料製の管に機械的に締結する方法に関する。
【０００２】この利用分野においては、前記管とそのエ
ンドカップリング部材が、標準条件の探査で約１００万
ニュートンにも達する引張り荷重に対する耐性を必要と
する。
【０００３】油田探査に用いられるエンドカップリング
部材を備える金属管がこのような荷重に耐える。
【０００４】
【従来の技術】金属エンドカップリング部材を取付けか
つ、有意の引張り荷重に耐えることができ、その疲れ強
さ、耐食性と低重量という事実により金属管に優る相当
な利点を備える複合管の生産に様々な工業用製法が開発
されてきた。
【０００５】フランス国特許第ＦＲ−Ａ−２，５０９，
０１１号に記載の第１の方法によれば、円錐状金属イン
サートを複合管の端に取付け、又この端の外面と管の内
壁との間に、この外面上に接着結合した弾性ゴム層を塗
布し、それによって前記荷重を前記弾性ゴム層を通して
伝達させる。管を先ず重合させた後、外殻の形で金属部
材を前記重合複合材料の上に塗布し、その後、円周巻き
例えばガラス繊維でフープ巻きにする。金属と複合材料
の接着結合も別の弾性ゴム層で行う。そこで２回目の硬
化が、前記外側フープ巻きと接着剤フィルムの重合をさ
せるために必要になる。
【０００６】ヨーロッパ特許第ＥＰ−Ａ−０，０９３，
０１２号に記載されかつ、フィラメント巻き製の管の締
結や、別の本体の締結を可能にするさらなる方法によれ
ば、管状、中空金属おおいを半径方向に離間させたフィ
ラメント巻きにした繊維層の間に挿置する。この作業は
最後に行う。接続は前記複合材料及び金属材料おおいを
通過する装置の固定して得られる。この場合、前記金属
エンドカップリング部材に加えられる引張り荷重は、
「ハンマー」効果（ｈａｍｍｅｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃ
ｔ）により前記複合構造に伝達される。
【０００７】フランス国特許第ＦＲ−Ａ−２，６４１，
８４１号に記載のさらに別の方法によれば、本質的に縦
方向の繊維を、前記複合管の可動部を構成するため円筒
状マンドレルの回りを、又同時に金属両円錐形エンドカ
ップリング部材の回りに連続して巻きつける。これらの
縦方向繊維を次に円周方向繊維により前記金属エンドカ
ップリング部材に結合してから、管の最終重合を行う
が、補足的手段を付与して前記エンドカップリング部材
の管への一体化を強化し、従って管の伸びを限定する。
【０００８】これらの方法は、「可撓性」もしくは「柔
軟性」金属管と対照してみると、管にいわゆる「硬質
性」を付与し、海底油田探査の探査条件の引張り荷重に
耐える能力があるが、内圧のもと最小の伸びを提供する
一方、完成管の長さがわかってから管の可動部分、換言
すればフィラメント巻きの集成装置の組立てに移る。
【０００９】実際に、上記に説明の３つの技術において
管を構成するフィラメント層の巻きを、管の結合継手す
なわちエンドカップリング部材を支持するマンドレルの
上に実施する。これらの継手をその後、繊維を巻付け
て、複合材料に「固着」させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このようにして、複合
管の生産と貯蔵は、結合エンドカップリング部材を備え
た管が必要とする長さがわかるまで不可能である。
【００１１】本発明は、金属エンドカップリング部材、
さらに一般的に言えば、金属継手をあらかじめ巻付けて
重合又は硬化させた複合管に、埋封される素子を接合し
ようとする素子に貫通させて接合し、それにより、管の
可動部の強度と比較して最大の引張り強さを備える接合
を達成することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は複合材料製であ
り、かつ管状金属継手の管の機械的接合方法で、第１工
程では、一定断面の管を予備含浸に引続き重合にかけた
繊維のフィラメントを巻付けて準備し、その後、このよ
うに準備した管をその軸に対して直角の角度で所定の長
さに切断し、その後、管状金属継手を少くとも部分的
に、さきに所定の長さに切断した管の各端に導入し、そ
の管の端と、前記金属インサートの貫通部分を、同一
で、互いから等しく離間した少くとも均一の円周方向配
列に従って配置された貫通素子により固定する。そのお
のおのは管の軸に直交する平面を画定し、次の分布法則
に準拠する。すなわち： ［式中、Ｄは貫通素子の円周方向配列の２連続平面の間
の距離、 Ｋは１又は２の整数、 ｎは配列の数、 ｉは同一配列の２つの連続貫通素子間の間隔、 αは管の軸に対する管の繊維の巻き角度である。］この
ような方法は、全貫通素子に相対する複合材料の「ハン
マーリング」荷重抵抗と、全引張り荷重に一体的に耐え
る貫通素子の第１の円周方向配列上の複合材料の残部の
引張り強さとの平衡化を可能にする。一方後続の配列
（管端に向っての）はその順位に従って耐える引張り荷
重が漸減する。
【００１３】上述の分布必要条件を考慮に入れて、いっ
たんこの先行選択を行うと、貫通素子はこのようにして
らせんに沿って、さらに正確には、右回りらせん配列と
左回りらせん配列の両配列に従って、すべて、繊維の後
方ならびに前方巻き方向それぞれに対応する正の巻き角
と負の巻き角に等しい同一角度で分布されることにな
る。
【００１４】そのうえ、上述の貫通素子は管の母線によ
って、あるいは係数Ｋに採用される数値が１であるか２
であるかによって食い違い列にして配列される。これら
の数値の一方が他方かは随意に、又巻き角度の数値を考
慮に入れて選択されるが、前記２つの分布様式の効果は
同様である。
【００１５】このようにして、貫通素子のおのおののら
せん配置が繊維の同一の単数の束又は複数の束に影響を
与えることと、又従って前記貫通素子の植え込みのため
切断する繊維の数が減ることは明白である。
【００１６】１円周方向配置当りの貫通素子の数を上述
のように決定して、「ハンマーリング」荷重に対する抵
抗と、第１配置上の複合材料の引張り強さの間の前記平
衡を達成する一方、管のおのおのの端の貫通素子の総数
を決定して所定の「ハンマーリング」荷重に対する抵抗
を達成する。前記素子を隣接円周方向配置の適正数に従
って分布させる。
【００１７】計算と試験では、３が数字ｎの最適数値で
あることを示した。
【００１８】
【作用】本発明の方法の１実施例によれば、管端と一体
になった金属継手は、管状素子でその一部を管に導入し
た管状素子と、管端を差込むように前記第１部分と同軸
で一体である外部管状素子からなり、前記貫通素子を前
記２つの金属素子と前記管端中に半径方向に形成された
孔を通って伸びるピンにより構成することを特徴とす
る。
【００１９】都合のよいことには、内部管状金属部に形
成された孔が盲孔で前記金属部の内壁に開口していない
ことである。
【００２０】そのうえ、本発明の方法が、管の抵抗の完
全性を保証する複合管の外部又は内部いずれの機械加工
をも必要としないことである。機械加工により、内径も
しくは外径のすべての研削が繊維質にまで割り込んで、
従って抵抗を減ずることになるものと理解されている。
【００２１】その反対に、管端の内、外部共、事前の
「漂白」を実施して、樹脂の「不良品」のため表面欠陥
を防ぐことが必要であるが、このような「漂白」が繊維
に達する、換言すれば管の固有抵抗を減ずるものではな
い。
【００２２】本発明の方法は、繊維を一定角度で巻かれ
た管の場合に適応が可能である。
【００２３】これは又、異なる角度で巻かれた２種類の
繊維の管の場合にも適応が可能である。
【００２４】この場合、貫通素子を上述の分布法則に適
合するよう、引張り荷重の一番かかった繊維の巻き角度
だけを考慮に入れて配置する。換言すれば、繊維は、他
方の巻き角度で巻いた繊維を考慮に入れることなしに、
管の軸に対して最低の巻き角度を備えるが、これら後者
の繊維は、特別の仕方で貫通素子の分布にはある程度の
考慮が払われている。
【００２５】この特別の仕方は、一方では上述の分布法
則に適合し、かつその角度αが引張り荷重の一番かかっ
た繊維の巻き角度である２つの円周方向配列により、又
他方では、前記最初の２つの配列の間に挿入されかつ、
上述の２つの配列の貫通素子の左巻き又は右巻きのらせ
ん配列の一方又は他方と、前記最初の配列の貫通素子と
交差する第２の種類の繊維の巻き角度に等しい角度の、
左巻き又は右巻きのらせんの一方又は他方との間の交点
により範囲を設定された第３の配列により貫通素子を分
布させることにある。
【００２６】好ましくは、次の補足条件を２つの連続す
る円周方向配列間の距離Ｄに与えることである： Ｄ ≧ Ｋ′ｄ ［式中、Ｋ′は３乃至４の範囲の整数もしくは帯分数、
ｄは貫通素子の直径。］この補足必要条件は一般的な方
法で、本発明による貫通素子のどのような分布にも等し
く適応させうる。
【００２７】本発明の方法の他の特徴と利点は、前記方
法の以下に説明する実施例と、単に例として又添付図面
との説明で明白になる。
【００２８】
【実施例】図１において、１で示されるのは、繊維例え
ば炭素繊維を前記管の軸２に対し絶対値でαと記された
同一の巻き角度に沿って、＋αの方向、例えば左又は前
方方向への巻き及び−αの方向例えば右又は後方方向に
均等の割合の繊維を巻くことで実施される一定の厚さの
複合材料製の管である。
【００２９】管１が前記のように巻かれた炭素繊維のみ
からなり、前記管の厚さが例えば約２０ｍｍであること
を先ず仮定する。
【００３０】管１は、マンドレルに予備含浸させた繊維
を巻き付け、その後、重合させる周知の方法で行われ
る。その後、前記管を前記マンドレルから抜き取って所
定の長さに切断する。
【００３１】図１に示す実施例では、管端は、エンドカ
ップリング部材３により構成された金属管状継手を収容
し、前記部材３は、前記管１の内側に挿入されて、その
端が前記エンドカップリング部材３の肩４と、前記エン
ドカップリング部材と同軸の別の金属管状部品５に寄り
かかるように来ている、くさび型の部品３ａ、すなわち
内部インサートからなる。この部品５を前記エンドカッ
プリング部材の外側に付加固着させて、前記管端を前記
内部部品３ａとサンドイッチになるよう把持する。前記
部品５すなわち外部インサートは、前記肩４とエンドカ
ップリング部材の外部部品３ｂ上のねじ山にねじ込まれ
たナット７との間に締付けられた内周ヒール（ｉｎｎｅ
ｒ ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｈｅｅｌ）からなる。
【００３２】前記外部インサート５を通って半径方向に
伸び、前記肩４に部分的に貫入するピン８は管１の半径
方向割出しを可能にする。
【００３３】前記貫通素子の前記内部３ａと外部５の両
インサートの挿入域に沿って、後者は一定の厚味を有し
ている。それの向こう、換言すれば前記管の中央部に向
って、前記インサートの厚さは、管の可動部と金属エン
ドカップリング部材の間の遷移域における複合材料の局
部曲がりを最少限に止める傾斜に従って均一に減少す
る。
【００３４】前記内部３ａと外部５の両インサートに半
径方向孔９と１０をそれぞれ設けて、前記管１の壁体を
通して半径方向に伸びるピン１１を収容し、その端を前
記対向する孔９と１０を嵌入する。
【００３５】図２は、前記ピン１１の管１とそのエンド
カップリング部材３の一帯に対する分布方式を例示す
る。
【００３６】ピン１１を３つの円周方向配列に分布させ
て図２において、それぞれ１２、１３と１４で示し、そ
のおのおのが、同一の固定数で、規則正しい角度と２本
の間の間隔ｉをもたせたピンからなる。おのおのの配列
が、矢印の軸２で示される管の軸に直交する平面を画定
するが、２つの連続する平面すなわち配列１２、１３と
１４の間の距離Ｄは同一である。
【００３７】本発明によるピン１１を次式の法則に従っ
て分布させる： ［式中、Ｄは円周方向配列（１２、１３、１４）の２つ
の連続面の間の前記距離、Ｋは１に等しく、管１の母線
によるピン１１の分布に相当し、ｎは配列の数で、３に
等しく、ｉは同一円周方向配列（１２、１３、１４）の
２つの連続ピンの間の間隔、αは管１の軸２に対する管
の繊維の巻き角度。］図３は、図２で示された方式と同
様、３つの円周方向配列１２、１３、１４に同一総数の
ピン１１を配列する方式を示す。それには同一の配列法
則に従うが、前記ピン１１の食い違い列に相当する係数
Ｋに２に等しい数値を入れる。
【００３８】図２と３における２つの配列方式の効果
は、ここで図４を参照して説明するように同等である。
【００３９】図２の方式によるか、あるいは図３の方式
によるかいずれにせよ、ピン１１の立体配列は、ピン１
１が、例えば図２乃至４の１５と１６で示された左回り
の角＋αを有するらせん配列、又１７と１８で示される
右回りの角−αを有するらせん配列になる。
【００４０】これらの配列は前方ならびに後方方向の繊
維の束に相当して、例えばＮ（図４）の同一前方方向束
を配列１６の全ピン１１によりところどころで交差させ
る一方、例えばＮ′の同一後方方向束を前記配列１８の
全ピン１１によりところどころで交差させる。
【００４１】束にすることで、管の全体の厚さに集合し
た繊維を重ねることができる。
【００４２】この方法で、最少限の数の繊維がピン１１
のために設けられる孔により切断されるだけである。
【００４３】このように、例えば、前記束ＮとＮ′に先
行する繊維束Ｎ−１とＮ′−１の結合で、その巻きは図
４で見ると左から右になっているが、それはピン１１′
に加えられた縦方向荷重Ｆを吸収する。束Ｎ−１は前記
荷重Ｆ′に耐え、又束Ｎ′−１は荷重Ｆ″に耐える。
Ｆ′とＦ″の合力はＦと絶対値では等しい。
【００４４】繊維束Ｎ、Ｎ′、Ｎ−１、Ｎ′−１の範囲
設定は純粋に人為的で、単にピン１１の特定値込みの効
果の理解を容易にするだけで、前記繊維は管１の厚さ全
体に亘って同質に配列分布している。
【００４５】計算と試験の後、３が円周方向配列の最適
数であることがわかった。
【００４６】おのおのの円周方向配列１２、１３もしく
は１４は、同数のピン１１からなり、この数は好ましく
は、アセンブリの全ピンで支える複合材料の「ハンマー
リング」荷重抵抗と、問題の円周方向配列上にある複合
材料の残部の引張り強さとの平衡達成のために決定する
ことである。
【００４７】エンドカップリング部材（３、５）の材料
例えばステンレス鋼の抵抗よりも少い複合材料の抵抗を
考慮に入れて計算を行うことである。
【００４８】このような「ハンマーリング」荷重と引張
り強さの間の平衡は次式を満足させる： Ｒｍ．ｄ．Ｎ．ｎ＝Ｒｔ（π Ｄ−ｄ′Ｎ） ［式中、Ｒｍは複合材料の「ハンマーリング」荷重抵
抗、ｄはピンの直径、Ｎは１円周方向配列当りのピンの
数、ｎは円周方向配列の数、Ｒｔは複合材料の引張り強
さ、Ｄは複合管の平均直径、 少に等しい。］図２と３を考慮に入れると、母線（図
２）によるピン１１の分布の方式で、２連続円周方向配
列（１２、１３、１４）間の距離Ｄは、食い違列（図
３）になった分布方式の距離の２倍である。
【００４９】係数Ｋの数値１又は２の選択は、金属エン
ドカップリング部材３の配列と角αの数値に左右される
ことになる。
【００５０】同数の円周方向配列には、エンドカップリ
ング部材のより短い長さを償うため、ピンのより大きい
集中度を選択できる。
【００５１】それにもかかわらず、図５に示すように小
さい巻き角度αの管となる場合が起こり得る。
【００５２】このような角度では、３つの円周方向配列
上のピンの食い違い列にしたより集中度の高い分布でさ
えもエンドカップリング部材の余りにも広い表面に亘っ
て拡がる場合が起こり得る。
【００５３】そこで、本発明の方法の別の実施例によれ
ば、本発明による分布法則に則り、２つの円周方向配列
１２′と１３′はＫ＝２で画定されることになり、さら
に前記２つの配列１２′と１３′の間、好ましくは中間
の距離に、前記２つの別のものと同一でしかも図５に示
された右巻きらせん配列１７、１８上に、もしくは左巻
きらせん配列１５、１６上に配置したピン１１で構成さ
れた第３の配列１４′を付加することである。
【００５４】しかし、このことは、前記配列１４′の前
記ピン１１が繊維の前方方向（又は後方方向）巻きに必
然的に影響を与えるので、妥協案である。
【００５５】そのうえ、２つの連続円周方向配列（１
２′、１３′、１４′）の間の距離Ｄ′を次の条件に留
意してピンの植込みを強行して最少値を設定できる： Ｄ′≧ Ｋ′ｄ ［式中、Ｋ′は整数又は３乃至４の範囲の混数、ｄはピ
ンの直径。］図５の場合で、３つの円周方向配列による
金属エンドカップリング部材上のピンの植込みの利用で
きるもしくは所定の長さが、角度αの値のため、距離
Ｄ′が上述の第２の条件を満たさないことを必然的に伴
う場合、前記２つの配列１２′と１３′だけを採用する
ことである。
【００５６】この第２の条件は明らかに、図２乃至４の
配列方式の距離Ｄに与えられるものである。
【００５７】管が２種類の繊維、例えば縦方向荷重の支
持用の炭素繊維と、円周方向荷重支持用のガラス繊維で
構成されている場合、炭素繊維の巻き角度αをピンの配
列を考慮に入れ、又、前記ピンの挿入で切断されたガラ
ス繊維の数の多少は、縦方向荷重に対するエンドカップ
リング部材の動作に基本的に影響しない。
【００５８】内部３ａと外部５の両インサートの取付け
と、孔９と１０の孔あけは、管１の端の内側も外側の機
械工作はなんら必要としないで、管の母線は直線のまま
である。軽い非破壊的「漂白」だけが樹脂くずの除去の
ため、又特に内部インサート３ａの取付けを可能にする
ためどうしても必要となる。
【００５９】そのうえ、インサート５と３ａの水準にお
ける外径の増加と内径の減少を複合管の可動部に対して
可能な限り最少限に止める。
【００６０】しかし、繊維の第２の種類を考慮に入れる
ことと、上述と同一の条件で、引張り強さの最高の係数
をもつ繊維の切断の制限だけでなく、わずかではある
が、縦方向荷重に対して管の強度にも関係する他方の種
類の繊維の最上の利用もできる折衷案を見出すことが有
利であり得る。
【００６１】図６は、本発明の方法の別の実施例による
場合のピンの分布方式を具体的に示す。
【００６２】図５の場合と同様、まづ第１に、ピン１１
の２つの円周方向配列１２′、１３′を前記第１の種類
の繊維の角度αで、又Ｋ＝２として、本発明の分布法則
に則って画定する。
【００６３】次に、第３の円周方向配列（１４′ａ又は
１４′ｂ）を前記２つの他方のものの間に挿入し又、第
１の配列１２′のピン１１を通過する右回りらせん１
７′の、ピン１１の左巻き１５又は右巻き１７との交点
と、前記らせん配列のいずれか１つを有する第２の種類
の繊維の巻き角度に等しい角度βの、前記ピン１１の左
巻き１５又は右巻き１７との交点に植込まれたピンによ
り構成する。前記２つの交点の１つでピン１１ａ又は１
１ｂを植込む。
【００６４】そのうえ、前記２つのピン１１ａ、１１ｂ
のいずれかが十分であれば、第３の配列１４′ａ又は１
４′ｂと、前記配列１２′と１３′のいずれか一方との
間の最少距離に関し上述の補足条件をできる限り選ぶ。
【００６５】この方法で、第３配列のピン（１１ａ又は
１１ｂ）を第１及び第２の種類の繊維でピン１１と前記
第１の２つの配列ですでに切断された第１と第２の種類
のものの束の上におく。しかし、ピン１１ａ又は１１ｂ
は第２の種類の繊維の後方方向（又は前方方向）に影響
を与える。
【００６６】前記補足条件が配列１４′ａ、１４′ｂの
いずれかに十分でない場合、例えば、角度αとβが互い
に接近している場合、分布は図５に従うことになる。
【００６７】角度＋β１５′の左回りらせんを選んだ場
合、ピンは図６における１１′ａと１１′ｂで示されて
いるように、管１の軸２に対しピン１１ａ、１１ｂと対
称的に植込まれる。
【００６８】図７は、複合管１の端に、図６の方式によ
り植込んだピン１１（ピン１１と１１ａ又は１１′ｂ）
で固定した金属エンドカップリング部材３を示す。
【００６９】図８は２種類の巻きを有する管１の説明的
実施例を示す。
【００７０】この図８では、巻きマンドレルを２０で、
４層のガラス繊維で、そのおのおのが一定数の繊維層で
構成されているものを２１で、さらに３層の炭素繊維
で、そのおのおのがこれも一定数の繊維層で構成されて
いるものを２２で示す。
【００７１】ガラス繊維の巻き角度は、例えば、ほぼ６
０°といったところ、又炭素繊維の巻き角度はほぼ２０
°といったところである。
【００７２】図７のピン１１の２つの配列１２′と１
３′を、本発明による分布法則に則り、α＝２０°又Ｋ
＝２として決定するが、中間配列１４′を図６に示され
た方式により、角度＋β＝６０°のらせん１５′で決定
する。
【００７３】
【発明の効果】本発明の方法は、例えば内圧作用のため
交番応力、又は引張り・圧縮でない応力、さらに撚り応
力のかかった複合管を、その管端に付加した管状金属継
手、詳しくはそれに限定はしないが、エンドカップリン
グ部材とのすべての接合に一般的仕方で適合する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による金属エンドカップリング部材に接
合する複合管の端の垂直軸方向横断面の２分の１図であ
る。
【図２】図１の装置のピンの管の母線による分布方式の
線図である。
【図３】図２の巻き角と同一巻き角の、食い違い列にな
ったピンの分布方式の線図である。
【図４】図３の拡大詳細図である。
【図５】本発明の方法の繊維の低巻き角度の場合の別の
分布方式を示す図である。
【図６】第１図の種類の繊維の巻き角度と異なる巻き角
度を備える第２の種類の繊維を考慮に入れた本発明によ
るピンの分布方式を示す図である。
【図７】ピンを図６の線図により分布させた金属エンド
カップリング部材を備え、異なる巻き角度を有する２種
類の繊維で巻いた複合管端を示す図である。
【図８】図７による管の軸方向横断面で、２種類の繊維
の層の分布方式を示す図である。
【符号の説明】
α 巻き角度 ＋α 左巻き角度 −α 右巻き角度 β 巻き角度 ＋β 左巻き −β 右巻き Ｄ 距離 Ｄ′ 距離 Ｎ 繊維の束 Ｎ′ 繊維の束 Ｎ−１ 繊維の束 Ｎ′−１ 繊維の束 Ｆ 長手方向荷重 Ｆ′ 荷重 Ｆ″ 荷重 １ 管 ２ 軸 ３ エンドカップリング部材 ３ａ 内部部品 ３ｂ 外部部品 ４ 肩 ５ 外部インサート ６ 内周ヒール ７ ナット ８ ピン ９ 半径方向孔 １０ 半径方向孔 １１ ピン １１ａ ピン １１′ ピン １１′ａ ピン １１′ｂ ピン １２ 円周方向配列 １２′ 円周方向配列 １３ 円周方向配列 １３′ 円周方向配列 １４ 円周方向配列 １４′ 第３配列 １４′ａ 第３円周方向らせん １４′ｂ 第３円周方向らせん １５ 右巻きらせん配列 １６ 左巻きらせん配列 １７ 右巻きらせん配列 １７′ 右巻きらせん １８ 右巻きらせん配列 ２０ 巻きマンドレル ２１ ４層ガラス繊維 ２２ ３層炭素繊維
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 592109385 インスティテュート．フランカイス. ド．ペトローレ ＩＮＳＴＩＴＵＴ ＦＲＡＮＣＡＩＳ ＤＵ ＰＥＴＲＯＬＥ フランス国．エフ．92500．ルエール. マルメゾン．１．エ．４．アヴェニュ ー．ド．ボイス．プレー (72)発明者 マーセル．オーベロン フランス国．エフ．33160．ル．ハイラ ン．14．アリー．ド．パッセン (72)発明者 ジャン−ジャック．ソラード フランス国．エフ．33127．マーティグ ナス．10．アリース．ド．ヒロンデレス (72)発明者 チャールズ．スパークス フランス国．エフ．78110．ル．ヴェス ィネット．19．リュ．パステー (72)発明者 ピエール．オドゥル フランス国．エフ．94120．フォテンネ イ．ソース．ボイス．７．リュ．パブ ロ．ピカソ (56)参考文献 特開 昭55−149437（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16L 33/01 F16L 33/00 F16L 33/28

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複合材料（１）と管状金属継手（３）で
    できた管の機械的接合法で、なかんずく一定断面の管
    （１）を、予備含浸した繊維のフィラメントを巻き付け
    かつ重合させて形成することと；その後、このようにし
    てできた管をその軸に対して直角に所定の長さに切断す
    ることと；管状金属継手（３）を前記切断した管のおの
    おのの端に少くとも部分的に導入することと；前記管端
    と金属インサートの貫通部分を、同一かつ互いから等し
    く離間する均一円周方向配列（１２、１３、１４）に従
    って配置された貫通素子（１１）により固定することか
    らなり、前記おのおのの配列が前記管（１）の軸に垂直
    の平面を画定することと、次の法則に準拠することを特
    徴とする管の機械的接合法。 ［式中、Ｄは貫通素子（１１）の円周方向配列（１２、
    １３、１４）の２つの連続平面の間の距離、 Ｋは１又は２に等しい整数、 ｎは配列（１２、１３、１４）の数、 ｉは同一配列（１２、１３、１４）の２つの連続貫通素
    子（１１）間の間隔、 αは管（１）の軸（２）に対する管の繊維の巻き角
    度。］
  2. 【請求項２】 前記円周方向配列（１２、１３、１４）
    のおのおのが、本アセンブリの貫通素子（１１）全部で
    支持する複合材料の「ハンマーリング」荷重抵抗と、関
    連する円周方向配列上の複合材料の残留部分の引張り強
    さとの間の平衡を達成するよう決定された同一数の貫通
    素子からなり、前記平衡が次式に等しいことを特徴とす
    る請求項１の方法： Ｒｍ．ｄ．Ｎ．ｎ＝Ｒｔ（π Ｄ−ｄ′Ｎ） ［式中、Ｒｍは複合材料の「ハンマーリング」荷重抵
    抗、 ｄは貫通素子（１１）の直径、 Ｎは１円周方向配列（１２、１３、１４）当りの貫通素
    子の数、 ｎは円周方向配列（１２、１３、１４）の数、 Ｒｔは複合材料の引張り強さ、 Ｄは複合管（１）の平均直径、 の減少に等しい。］
  3. 【請求項３】 配列（１２′、１３′）の数ｎが２に等
    しいことと、Ｋを２に等しく選ぶことと、貫通素子（１
    １）の第３配列（１４′）を前記第１の２つの間に後者
    に平行、好ましくは後者から等しい距離（Ｄ′）で挿入
    することと、前記貫通素子（１１）を前記第１の２つの
    配列（１２′、１３′）の貫通素子の左巻き（１５）又
    は右巻き（１７）のらせん配列の上に取付けることを特
    徴とする請求項１又は２の方法。
  4. 【請求項４】 前記複合管を異なる角度の巻きの２種類
    の繊維で構成され、前記貫通素子（１１）の分布に選ば
    れる角度αが最高の引張り強さを備える種類の繊維の巻
    き上げ角度であることを特徴とする請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 前記円周方向配列（１２′、１３′）の
    数ｎが２に等しく、Ｋを２に等しく選ぶことと、第３の
    円周方向配列（１４′ａ、１４′ｂ）を前記第１の２つ
    の間に後者に平行に挿入することと、前記貫通素子（１
    １ａ、１１′ａ；１１ｂ、１１′ｂ）を、前記２つの第
    １円周方向配列（１２′、１３′）の貫通素子（１１）
    のらせん配列（１５、１７）のいずれか一方と、前記第
    １円周方向配列（１２′）の貫通素子（１１）を横切っ
    て通るらせん（１５′、１７′）のいずれか一方との交
    点に、前記第２種類の繊維の巻上げ角度（β）に等しい
    角度で分布させることを特徴とする請求項４の方法。
  6. 【請求項６】 前記貫通素子（１１ａ、１１′ａ；１１
    ｂ、１１′ｂ）の２つの連続円周方向配列間の距離（Ｄ
    又はＤ′）がさらに次の条件に満足させることを特徴と
    する請求項１乃至５いずれか１項の方法： Ｄ or Ｄ′≧ Ｋ′ｄ ［式中、Ｋ′は３乃至４を範囲とする整数または混数、 ｄは貫通素子（１１）の直径。］
  7. 【請求項７】 前記貫通素子（１１）の円周方向配列
    （１２、１３、１４）の数ｎを３に等しく選ぶことを特
    徴とする請求項１、２又は４の方法。
  8. 【請求項８】 複合材料と、前記請求項１乃至７いずれ
    か１項の方法により達成された管状金属継手でできてい
    る管の接合構造。
  9. 【請求項９】 前記金属継手がエンドカップリング部材
    （３）であり、前記管（１）の内側に部分的に係合する
    部品（３ａ）と、前記管（１）の端をサンドイッチ状に
    するよう前記エンドカップリング部材（３）に付加した
    管状外部部品（５）とからなり、前記貫通素子が半径方
    向ピン（１１、１１ａ、１１′ａ、１１ｂ、１１′ｂ）
    であり、その端を前記エンドカップリング部材（３）の
    前記内部（３ａ）と外部（５）の両部品にあけられた孔
    （９、１０）に係合させることを特徴とする請求項８の
    接合構造。
  10. 【請求項１０】 前記内部部品（３ａ）にあけられた孔
    （９）は前記部品（３ａ）の内面には開放していないこ
    とを特徴とする請求項９の接合構造。
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