JP3467274B2 - ジョイント - Google Patents

ジョイント

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JP3467274B2 JP51491494A JP51491494A JP3467274B2 JP 3467274 B2 JP3467274 B2 JP 3467274B2 JP 51491494 A JP51491494 A JP 51491494A JP 51491494 A JP51491494 A JP 51491494A JP 3467274 B2 JP3467274 B2 JP 3467274B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はほぼ円形の横断面をそれぞれに有するパイ
プ、シャフトまたはロッドなどの連続セクションの２つ
以上の長さを結合する方法及び装置、より詳細には加熱
時に軟化または溶融する材料から形成された複数のセク
ションを結合する方法または装置に関し、加熱時に溶融
する材料としては鋼または銅などの金属及び熱塑性プラ
スチック等が挙げられる。しかし、本発明はこれらの方
法または装置に限定されるものではない。
本発明はソリッド・セクション及び中空セクションの
両方に対して使用でき、特に押出し成形されたプラスチ
ック製中空パイプ・セクションに対する使用が可能であ
る。
摩擦溶接プロセスの手段により２つのパイプ・セクシ
ョンを結合することが知られている。摩擦溶接は溶接さ
れる部品間の界面における熱形成に依存している。この
熱形成は部品間に相対的移動を引き起こし、さらには摩
擦力を維持すべく界面上に適切な圧力を加えることによ
って行われる。この相対的移動は直線運動または回転運
動、さらには振動または連続的運動であり得る。
従来、結合される部品のうちの一方は他方に対して移
動されるか、または他方に対して振動されていた。摩擦
によって適切な割合で形成された熱は、各部品の表層を
部品間の界面において溶融する。これらの層は相対的移
動の継続によりある程度混合され、界面は徐々に拡散さ
れる。この結果、初期の界面を横切る材料の連続領域が
形成される。
次いで、移動が停止され、冷却が許容される。これに
より界面における溶融層の固化が生じ、ソリッド・ジョ
イントが形成される。
この従来のプロセスの問題点としては、ジョイントの
部材のうちの一方または両方が過度に大きいか若しくは
重いか、または構造物内に既に固定されている場合に、
同従来工程が大きく阻害される点が挙げられ、これによ
り回転プロセスの実施及び相対的摩擦移動が非常に困難
となるか、または不可能になる。
更に、円形断面を備えたソリッド・シャフト、チュー
ブまたはパイプなどの軸対称部品の場合、溶接プロセス
の使用は同軸形状を備えたジョイントの形成に限定され
る。
回転ダイスを使用してパイプまたはシャフトを製造す
る段階での制御が可能な分子構造または結晶構造を材料
が有する場合、摩擦または他の手段によって形成される
熱に依存する従来の溶接オペレーションは別の問題を有
する。幾つかの場合において、材料構造は同材料中に配
向の特定パターンを付与されている。このパターンは溶
接中に従来の手段によって消失されるか、減少される
か、または歪められる。
押出し成形または他の方法によって形成された２つの
中空パイプを熱板溶接オペレーションによって結合する
ことが知られている。この方法の場合、溶接される複数
のパイプの端部は電気的に加熱された金属プレートの各
側部に１つのパイプがそれぞれ位置するように同金属プ
レートに対して接触される。接触は軸方向に作用する適
切な力をプレート側部に向けてパイプ上に加えることに
よって維持される。比較的僅かな時間（数秒間）の経過
後、プレートの熱はパイプ材料を特定量だけ溶融する。
次いで、プレートが取除かれ、パイプは相互に押圧され
る。この際、接触は界面において行われ、同界面は溶融
物によって濡らされ、さらには適切な軸方向圧力を加え
られる。パイプ端部のそれぞれに存在する２つの溶融層
が互いに接触され、結合が生じる。ある程度の量の溶融
材料が半径方向に押し出され、溶接ビーズと称されるも
のを形成する。冷却後、ジョイントは恒久的となり、そ
の後ビーズが機械的手段によって取除かれる。
パイプを互いに溶接する別の従来のプロセスは、電気
溶融（Electro−fusion）と称される。このプロセスに
おいて、パイプの端部は特別にデザインされた適切な内
径を備えた円筒スリーブ内に挿入される。スリーブは同
スリーブの内周面付近に位置する同スリーブ本体内に抵
抗線コイルを有している。抵抗線コイルは電気接点を備
えており、同電気接点は外部電源に対して接続されてい
る。パイプが所定位置に配置された状態において、抵抗
線コイルは任意の長さの時間にわたって適切な電流を同
抵抗線コイルに通電した際に加熱される。この加熱によ
り、パイプ及びスリーブの内周面から十分な量の材料が
溶融される。そして、パイプ及びスリーブの内周面は互
いに融合し、さらには冷却後にジョイントを形成する。
スリーブはそのままの状態に維持され、かつジョイント
の一部を形成する。このプロセスの場合、汚染または酸
化されていない新鮮な表面を露出させるべくパイプをそ
の場で擦る必要がある。
これら周知の方法の選択はパイプの寸法に基づいて決
定される。熱板溶接は主に大きな寸法に使用され、電気
溶融は小さな寸法に使用される。この選択は大きな寸法
のスリーブの製造に要するコストの高さに主に起因す
る。
界面における相対的移動は前記のいづれの場合におい
ても僅かであるか、または全く生じないため、溶融層間
における混合は全く生じない。従って、熱板溶接の場
合、パイプの軸に直交する方向に延びる溶接線がパイプ
間に存在する。また、電気溶融による溶接の場合にも、
溶接線（または面）はパイプ及びスリーブの間に周方向
に沿って存在する。
溶接線は一般的に弱さの根源となり得る。繊維が溶接
線を横切って延びることがないため、繊維充填プラスチ
ック（Fibre filled plastics）の溶接線は特に弱さの
根源となり得る。従って、溶接領域はパイプの他の部分
とは異なる劣った機械的特性を有する。
また、前記のいづれの場合においても、パイプ材料中
における全ての分子配向は加熱及び溶融ピリオドに起因
して溶接領域内または同溶接領域付近において実質的な
損傷を受けるか、または失われる。続いて行われる冷却
において、この領域内に存在する分子は自身の自然の予
備配向をともなうコイル状態にあり、パイプ材料中に強
化繊維が含まれる場合には、同強化繊維の不足を生じ
る。従って、分子配向または繊維配向に起因する全ての
改善は局部的に失われる。
これらの問題はデザイン、アプリケーション及びメイ
ンテナンスの過程において考慮される。通常、これは高
い安全係数をもたらし、材料費または他の費用を増大さ
せる。
本発明の第１の態様に基づき、ほぼ円形の横断面をそ
れぞれに有する連続セクションの第１の長さ及び第２の
長さの結合に使用されるスリーブ手段が提供される。ス
リーブ手段は前記した複数のセクションの外径より実質
的に更に小さな内径を備えた中央部分と、中央部分の内
径より更に大きな内径をそれぞれに備えた２つの端部と
を有している。
スリーブ手段は第１のセクション及び第２のセクショ
ンのそれぞれの材料に対する互換性を備えた材料から効
果的に形成されている。
複数のセクションが互いに類似した材料からそれぞれ
形成されている場合、スリーブ手段を同材料から形成で
きる。しかし、２つのセクションの材料が互いに異な
り、かつ互換性を備えていない場合、スリーブ手段は第
１のセクションを構成する材料及び第２のセクションを
構成する材料のそれぞれに対する互換性を備えた第３の
材料から形成し得る。これは互いに互換性を備えていな
い２つの部品の結合を可能にする。
結合されるセクションが中空な場合、中央部分の内径
は各セクションの内径とほぼ同一である。
スリーブ手段は第１のカラー、第２のカラー、並びに
第１のカラー及び第２のカラーの間に配置された中間ス
リーブを効果的に有している。
スリーブ手段の各端部の内径には、同内径がスリーブ
の端に向かって増大していくようにテーパーが付いてい
ることが好ましい。これにより、溶融プロセス中におけ
る材料の流れが増大し、さらにはカラーとの継続的な接
触が保証される。
互換性を備えていない材料または異なるグレードから
なる２つのパイプを溶接の質を高めて相互に結合すべく
スリーブの両側に対してそれぞれカラーを加えることに
より、結合される２つのセクションの軸間のあらゆる角
度に対応した溶接が実施できるとともに、カラー及びス
リーブ部分の材料の変更が可能となる。
更に、各セクションをスリーブ内に正確に位置決めす
べく同スリーブは中央部分及び各端部の間にそれぞれ当
接部分を有することが好ましい。当接部分はカラーの停
止部としても機能する。
本発明の第２の態様に基づき、ほぼ円形の横断面をそ
れぞれに有する連続セクションの第１の長さ及び第２の
長さを結合する方法が提供される。この方法は、各セク
ションをスリーブ手段の互いに対向する端部にそれぞれ
挿入する工程と、スリーブ手段が前記した複数のセクシ
ョンの外径より更に小さな内径を備えた中央部分と、同
中央部分の内径より更に大きな内径をそれぞれに備えた
２つの端部とを有することと、スリーブを前記した複数
のセクションに対して回転させる工程とを有している。
本発明の第２の態様に基づく方法は、熱塑性プラスチ
ック材料から形成されたセクションに対して使用できる
うえ、同材料が配向されているか否か、さらには同材料
が繊維を有しているか否かにかかわりなく使用できる。
更に、この方法は金属、並びに加熱によって溶融または
軟化する他のあらゆる材料のうちのいづれかから形成さ
れたセクションに対して使用できる。
この方法はソリッド・セクションに対する使用が可能
な一方、中空パイプ・セクション等の中空セクションに
対する使用に特に適している。
この方法はセクションの回転を防止する一方で、スリ
ーブ手段を回転させる工程を効果的に有している。
換言するならば、スリーブ手段及びセクション間の相
対的移動はセクションを固定した状態に維持する一方
で、スリーブ手段を移動することによって達成される。
これはセクション自体を回転させる必要性をなくし、こ
れによって大きな質量の回転に付随する問題を削減する
か、または完全に排除する。更に、例えば、パイプ・セ
クションが固定位置に配置されていることにより同パイ
プ・セクションが不動である場合に生じる問題が解決さ
れる。
スリーブ手段は、第１のカラー、第２のカラー、並び
に第１のカラー及び第２のカラーの間に配置された中間
スリーブを有することが好ましい。
本発明の第３の態様に基づき、ほぼ円形横断面をそれ
ぞれに有する連続セクションの第１の長さ及び第２の長
さの結合を、同第１の長さ及び第２の長さをスリーブ・
システム内に挿入することによって行う装置が提供され
る。同装置はスリーブ・システムを締付けるクランプ手
段と、複数のセクションを把持するグリップ手段と、複
数のセクションを固定した状態に維持する一方で、スリ
ーブ・システムを回転させる回転手段とを有している。
本発明を例示する意味において本発明を添付図面とと
もに以下に詳述する。
図1aは本発明に基づくスリーブを示す。
図２乃至図４は図１のスリーブの異なる実施例を示
す。
図５及び図６はギアを外周面上に有する本発明に基づ
くスリーブを示す。
図7a及び図7bは本発明に基づくカラーを示す。
図8a乃至図8dは本発明に基づくカラーの別の実施例を
示す。
図９は本発明に基づくスリーブ及びカラー・システム
の別の実施例を示す。
図10は溶接プロセスが実施される以前におけるカラ
ー、スリーブ及びパイプからなる組立体を示す。
図11乃至図16は、カラー、スリーブ及びパイプの構成
をそれぞれ示しており、可能な溶接形態を表す。
図17は本発明に基づく装置を示している。
図１に示すように、本発明に基づくスリーブは符号10
0によって一般的に示されている。この場合、結合され
る２つの連続セクションは中空パイプ1,2であり、同中
空パイプ1,2はスリーブの互いに対向する端部にそれぞ
れ挿入され、さらにはスリーブ100が回転される際に固
定された状態に維持される。軸方向圧力は矢印の方向に
加えられる。摩擦による溶融は円周上の点Ｃにおいて生
じ始める。パイプは初期接触面積を増大させるべく破線
Ｃ−Ｃに沿った面取りが可能である。
スリーブ100は結合されるパイプ1,2の材料に類似した
材料または同パイプ1,2の材料に対する互換性を備えた
材料から形成されている。スリーブは一般的に円筒形で
あり、さらにはパイプ1,2のそれぞれの内径とほぼ同一
の大きさをなす内径D1の中間ディスク部分４を備えてい
る。これに加えて、スリーブ100は外径D3を有してい
る。スリーブの残りの部分は内側にテーパが付けられた
２つの端部5,6から形成されている。端部5,6の内径は中
央部分が終わるD3から各端におけるD4まで増加する。径
D3はパイプ1,2の外径D2より僅かに小さい。径D4はパイ
プ外径D2より僅かに大きい。
スリーブ１の外径D9は径D2より更に大きい。D2からD4
への径の変化はスリーブ内面及びパイプ外周面の間の角
度αを限定し、同角度αは２つの円錐形空間A,Bを限定
している。
パイプ1,2がスリーブ100の２つの端部5,6へそれぞれ
挿入された際、同パイプ1,2はＣにおいてスリーブと初
期の接触を行うか、または表面がＡに沿って面取りされ
ている場合には線Ｃ−Ｃにおいて初期の接触を行う。軸
方向圧力はスリーブ100の回転時におけるこの接触の維
持を保証する。スリーブが回転装置によって把持されて
いる間、パイプは所定の位置において保持される。圧力
下においてＣ（またはＣ−Ｃ線）に生じる摩擦により溶
融が生じる。軸方向圧力はスリーブ100及びパイプ1,2間
に位置する円錐形間隙A,B内において外側方向及び内側
方向への溶融物の流動を引き起こし、さらには摩擦係合
の更新を保証する。
軸方向圧力下における回転及び軸方向への移動は、パ
イプ1,2の各端面7,8が内側ディスク部分４の端面9,10に
それぞれ当接するまで継続される。溶融物は間隙A,Bを
充填すべく流動する。
回転中、接線剪断応力がスリーブ100の表面及びパイ
プ1,2の間に形成される。接触剪断応力の作用により、
これら表面の溶融層は均質な混合物を形成する。この攪
拌作用は本明細書中において前記したように従来のシス
テム中に存在する溶接線を排除する。
これに加えて、溶融層には周方向に沿った回転が加わ
り、さらには同周方向への分子の配向が得られる。この
配向は冷却の後にジョイントにおいて主に維持される。
これはこの領域におけるジョイントの強度を高める。例
えば、回転心棒を備えたダイスの使用などにより、パイ
プが周方向に配向されるか、または周方向に沿った配向
及び軸方向に沿った配向の成分を有している場合、溶接
プロセスにおけるスリーブの回転方向（時計回りまたは
逆時計回り）は溶接のための溶融がパイプ1,2の分子配
向と同一方向に周方向の分子配向を有するように選択で
きる。
繊維充填パイプ（Fibre filled pipes）を使用する場
合、同繊維充填パイプに類似する繊維濃度を備えた類似
する材料がスリーブに使用される。回転及び溶融時にお
ける剪断の攪拌作用により、繊維はパイプ材料及びスリ
ーブ間の境界を横切り、さらには前記したものと同様の
方法で類似する配向を得ることになる。この結果、繊維
が欠乏した溶接領域の形成が回避される。
図２乃至図４は本発明に基づくスリーブの可能な別の
形状を示している。
図２はスリーブ200を示している。スリーブ200は直線
状に延びるエッジを有し、さらにはパイプ1,2と同一の
内径及び外径を備えたジョイントを形成するために使用
できる。図３はスリーブ300を示している。スリーブ300
は図１に示すエレメントと同一のエレメントを有する一
方、摩擦による溶融を実施するための更に広い領域を提
供し、さらにはスリーブ200と同様に機能する。図４は
類似するスリーブ400を示している。スリーブ400（図４
参照）の使用により相互に結合されるパイプ1,2は、ス
リーブとの良好な初期の接触を保証すべく端部を面取り
するか、または機械加工する必要がある。
図5a,図5b,図6a及び図6bはスリーブ500を示してい
る。スリーブ500は同スリーブ500の外側中央部分510上
に形成されたギアの形態をなす溝を有している。ギアま
たは歯はスリーブの回転を促進するために回転装置と係
合すべく形成されている。歯はスリーブ上に成形加工す
るか、または後から機械加工し得る。
ここに示すスリーブは特に柔軟な材料を使用した場合
に、同スリーブの剛性及び強度を高めるべく金属製イン
サート（Internal metallic insert）とともに成形し得
る。
同軸を備えていない複数のパイプまたは異なる寸法を
有する複数のパイプを使用すべく、スリーブは２つ以上
の円筒状開口をともなう形成が可能である。そして、こ
れら開口の中心線は互いに任意の所望の方向に沿って整
合される。
図7a及び図7bにおいて、本発明に基づくスリーブ・シ
ステムは一般的に符号700によって示されている。スリ
ーブ・システム700は２つのカラー710（一方のみを図
示）を有しており、同カラー710はスリーブ720の両側に
それぞれ配置されている。カラーはパイプの材料に対し
て類似した材料または互換性を備えた材料を用いて成形
加工または機械加工によって形成し得る。溶接中、パイ
プ（図示略）及びスリーブ720は所定の位置に保持され
る。その一方、使用される器具の種類に基づいて両方の
カラーが同時に回転されるか、または一度に１つのカラ
ーのみが回転される。
スリーブ720は中央部分に２つのステップを備えた内
径を有している。第１の内径はパイプ１を位置決めする
ために使用され、第２の内径はカラーが適切に位置決め
された際に、同カラーの軸方向における移動の末端を示
すために使用されている。
カラー710はパイプ1,2の外径D2と同じ大きさの内径D5
をそれぞれ有している。カラー710の内面はこの内径を
距離Ｓにわたって維持する。その後、カラー710の内径
はパイプ１の外径D2より更に大きな径D6まで徐々に増大
する。各カラーの外周面は径D7を有しており、同径D7は
D3より更に大きい。この径は径D8まで開口に向かって徐
々に増大する。この径D8は径D4より更に小さい。カラー
は径D6を有する外側端部にフランジ730を有している。
各カラー710が回転される際、プロセスは前記のプロ
セスと全く同じであり、溶接はカラーの内周面及び外周
面においてそれぞれ行われる。各カラーは繊維が充填さ
れたカラーとすることができ、さらにはインサートによ
って強化することができる。更に、カラーのフランジは
同カラーの回転に使用する回転装置による把持及び回転
作用を促進すべくギアとして形成し得る。ギアの歯、セ
レーションまたは溝はフランジの外周面上またはエッジ
付近の内周面上に形成可能である。
溶融は表面S,C上において発生可能であり、溶融物は
軸方向の力の作用下で間隙A,B,C内に向けて圧力Ｐの方
向に流動する。溶接、溶融物の形成、並びに分子及び繊
維の配向は前記と同様に行われる。
図8a乃至図8cはカラーの異なるデザインを示してお
り、図8dはスリーブの例を示している。図8cに示す内側
溝は溶融チャネルとして機能する。図10は類似するパイ
プ1,2、カラー710,720及びスリーブ730の組立体を示し
ており、同組立体は溶接オペレーションの実施前に位置
決めされている。
スリーブ710は異なる径を備えた溶接パイプに対する
２つの異なる寸法及び位置を有し得る。
図11乃至図16はパイプ、カラー及びスリーブの組立体
の異なるデザインを示しており、本発明による実現が可
能な異なるアングルを示している。
図17には、本発明に基づく溶接ジョイントを形成する
装置が一般的に符号1700によって示されている。装置17
00は本発明に基づくスリーブ組立体を把持するために使
用され、さらには図11と同様の構成をなすカラーを回転
させるために使用される。更に、図１に関連して説明し
たように複数のパイプが同軸をなし、さらにはスリーブ
を直接回転させることによりカラーの使用をともなうこ
となく溶接が達成される場合に、装置1700はパイプを把
持し、スリーブを回転させるために使用できる。
一度に１つのジョイントを形成すべくスリーブの各端
部にそれぞれ１つのユニットを使用できる。また、図11
〜図16に示すような複数のジョイントを形成する場合、
各開口に対してそれぞれ１つのユニットを使用できる。
これに代えて、１つを上回る数の結合オペレーションを
実施すべくスリーブの各端部または開口において１つを
上回る数のユニットを使用できる。
装置1700はスチール・プレートから形成され、かつ中
央に半円形の開口を備えた２つの平行なブラケットA,B
からなるフレームを有し、同フレームはパイプ及びスリ
ーブを前記のブラケット内へ配置することを許容する。
２つのブラケットは互いに適切な距離だけ離間してベー
スＥに対して固定されている。ブラケットA,Bはクラン
プ機構C,Dをそれぞれ有している。クランプＣは右側パ
イプを固定位置に保持する一方、クランプＤはスリーブ
を固定位置に保持する。
クランプ動作はトグル機構（Toggle mechanism）T,T2
の手段によって実現され、同トグル機構T,T2はハンドル
P1,P2の手段によりクランプ・パッドC1,C2及びD1,D2を
作動させる。ハンドルP1の動作は図示されているように
一連のレバーC3〜C8の手段によってC1,C2及びD1,D2に対
して伝達される。同様に、ハンドルP2の動作は一連のレ
バーC3〜C8と同等の一連のレバーD3〜D8を含む同等の機
構によってD1,D2に対して伝達される。
パッドC1,C2及びD1,D2はそれぞれパイプ及びスリーブ
と同一の半径及び同一の中心O1を有している。この結
果、スリーブ及びパイプがオペレーション中に同心を維
持することが保証される。
ブラケットＡは丸く研磨された２つの直線移動ガイド
H1,H2を有しており、同ガイドH1,H2の一端はネジS1によ
ってブラケットＡに対して固定されている。ガイドH1,H
2はＡ及びＢの間に配置されたフローティング・ブラケ
ットＦ内のガイド孔R1を通り、さらにはＢ内のガイド孔
R2を通って水平方向に延びている。
ガイドＨはR2に対してネジS2によって固定できる。こ
れによりＡ及びＢの間の初期の距離は同Ａ及びＢをベー
スＥに対して固定する以前に必要に応じて調整可能であ
る。
孔R1の寸法はフローティング・ブラケットＦがＨに沿
って摺動し得る大きさに形成されている。
フローティング・ブラケットＦはブラケットA,Bと同
様に半円形開口を有している。同フローティング・ブラ
ケットＦは２つのホイールW1,W2を有している。同ホイ
ールW1,W2はＦに取付けられた２つのシャフト上におい
て自由に回転できるよう固定されており、さらにはネジ
S3,S4の使用により組立体の中心線に向かってまたは同
中心線から離間する方向に向かって移動可能である。
ホイールＷはＦを軸方向に移動させることによりカラ
ー２に対して接触させ得る。
フローティング・ブラケットはパイプの両側において
レバーF1,F2の対称システムの手段によって固定された
ブラケットＡに対して連結されている。レバーF1,F2は
フローティング・ブラケット及びレバーG1,G2に対して
旋回する。
レバーG1,G2は連接棒Ｑに対して固定されており、同
連接棒ＱはブラケットＡを貫通しており、さらには中心
線X1−X2の周囲において回動する。
この結果、レバーP3はフローティング・プレートを軸
方向に移動させるべくG1の駆動が可能であり、さらには
Ｑを介してG2の駆動も行い得る。
ブラケットＦは組立体後方におて垂直方向に延びてい
る。同組立体後方において、別のブラケットＪは中心O2
の周囲においてブラケットＦに対して回動される。
レバーＫはＪに対して取付けられている。更に、レバ
ーＫはＪの角位置を調整すべくＪをO2の周囲において回
動させるために使用される。モータＵはギアＬに対して
取付けられている。ギアＬは同ギアＬの軸O3がパイプの
中心軸O1と平行をなすようにＪ上に取り付けられてい
る。ＪがＫの手段により下降された際に、ギアＬがカラ
ーのフランジ上の一体歯に対して係合するように長さO2
−O3は選択されている。
フランジ上に一体形成された歯が存在しない場合、ギ
アＬをカラーまたはスリーブに対して回転運動を伝達す
る別の手段と置換し得る。この手段としては、ギアに代
えてゴム製ホイールを用いることができ、同ゴム製ホイ
ールはスリップをともなわない摩擦接触によってフラン
ジを駆動する。
オペレーションの方法 1.スリーブ１はパッドD1,D2の手段と、レバーP2の動作
とにより所定の位置に固定される。
2.パイプ３を軸方向の固定位置において把持する以前
に、カラー２はパイプ３上を摺動される。次いでカラー
及びパイプは、スリーブに向けて軸方向に移動される。
この移動は前記したようにパイプが同パイプのために提
供された中心部分内においてリセットされるまで継続さ
れる。
3.次いで、パイプは前記したようにC1,C2の手段と、レ
バーP1の動作とにより把持される。
4.その後、カラーは同カラーがスリーブ100のテーパー
の付いた内側端部に対して接触するまでスリーブに向か
ってパイプ上を軸方向に摺動される。
5.次いで、レバーＫはＬがカラーに対して係合するよう
にＪを下降させるべく使用される。
6.そして、レバーP3はフローティング・ブラケットＦを
カラーに向けて摺動させるために使用され、カラー及び
ホイールＷの間の接触が実現される。
7.この結果、カラーはスリーブ及びホイールＷとの接触
によって軸方向に束縛される。モータのスイッチが入力
され、次いでカラーは必要とされる速度にて回転を開始
し、この速度は一般的に約500回転／分である。P3の移
動はフランジのエッジがスリーブのエッジに対して接触
するか、またはオペレーション前に調整された位置にお
いて別の手段によって停止されるまで継続される。
機械的手段または電気的手段は、スリーブの軸方向の
位置決めを補助し、かつブラケットＦの摺動を終了させ
るべくガイドＨ上に配置し得る。
回転は軸方向の最終位置に到達した際に数秒間にわた
って継続される。
前記したように摩擦熱による溶融プロセス、溶融物回
転、粘性加熱及び配向が生じ、次いで冷却、固化及び恒
久的ジョイントが形成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エルーソブキー，ホバブ イギリス国 Ｍ60 １ＱＤ マンチェス ター ピー・オー ボックス ナンバー 88 メカニカル エンジニアリング デ パートメント ユー・エム・アイ・エ ス・ティ（番地なし) (56)参考文献 特開 昭49−64015（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−9937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−248623（ＪＰ，Ａ) 英国特許出願公開2162607（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16L 47/02 B29C 65/06 B29L 23:00

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ほぼ円形の横断面をそれぞれに有する複数
    のセクションを溶融によって結合するために使用される
    スリーブ手段であって、 前記複数のセクションの外径より実質的に更に小さな内
    径を備えた中央部分と、前記中央部分の内径及び前記セ
    クションの内径より更に大きな内径を有する第１及び第
    ２の端部とを備え、第１の端部に対して着脱可能に係合
    できる第１のカラーと、第２の端部に対して着脱可能に
    係合できる第２のカラーとを有し、第１及び第２のカラ
    ーのそれぞれが対応するセクションを収容することに適
    合しており、各カラーはスリーブ手段の材料及び対応す
    るセクションの材料に対して互換性を備えた材料から形
    成され、各カラーがスリーブ手段及び対応するセクショ
    ンと接触した状態で、スリーブ手段及びセクションに対
    して相対回転することにより、それぞれの部品が溶融し
    て結合することを特徴とするスリーブ手段。
  2. 【請求項２】前記中央部分は各端部との間にそれぞれ当
    接部分を有することを特徴とする請求項１に記載のスリ
    ーブ手段。
  3. 【請求項３】前記中央部分は前記セクションを位置決め
    するために使用されることを特徴とする請求項の１又は
    ２に記載のスリーブ手段。
  4. 【請求項４】各端部の内径には、その内径が前記中央部
    分から離れる方向に向かって増大していくように、テー
    パーが付けられていることを特徴とする請求項１〜３の
    いずれか一項に記載のスリーブ手段。
  5. 【請求項５】各カラーの外径には、その外径が前記スリ
    ーブ手段の対応する端部の内径のテーパ角度と異なる角
    度でカラーの一端に向かって増大していくように、テー
    パーが付けられており、それにより、前記各カラーの外
    周面と前記スリーブ手段の一端における内周面とが互い
    に離間することを特徴とする請求項４に記載のスリーブ
    手段。
  6. 【請求項６】ほぼ円形の横断面をそれぞれに有する複数
    のセクションを結合する方法であって、各セクションを
    スリーブ手段の両端の各々に挿入する工程を有し、前記
    スリーブ手段は、前記複数のセクションの外径より更に
    小さな内径を備えた中央部分と、前記中央部分の内径よ
    り更に大きな内径を備えた第１及び第２の端部と、第１
    の端部内に着脱可能に係合できる第１のカラーと、第２
    の端部内に着脱可能に係合できる第２のカラーとを含
    み、第１のカラー及び第２のカラーのそれぞれがセクシ
    ョンを収容することに適合し、各カラーをスリーブ手段
    及び対応するセクションと接触させた状態で、スリーブ
    手段及びセクションに対して相対回転させ、前記相対回
    転によりそれぞれの部品に摩擦による溶融を生じさせて
    部品同士を溶接することを特徴とする方法。
  7. 【請求項７】前記スリーブ手段の各端部の内径と前記各
    カラーの外径とには、それぞれ異なる角度でテーパーが
    付けられており、各カラーの内径には、対応するセクシ
    ョンに対し所定角度でテーパーが付けられており、それ
    により、前記カラーの内径及び外径が、それぞれ対応す
    る前記セクション及び前記スリーブ手段の内径から部分
    的に離間することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】各カラーの回転時において、前記スリーブ
    手段の中央部分に向かう軸方向圧力を前記カラーに与え
    ることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
  9. 【請求項９】ほぼ円形の横断面をそれぞれに有する複数
    のセクションをスリーブ手段内に挿入して結合を行う装
    置であって、前記スリーブ手段が前記複数のセクション
    の外径より小さな内径を有する中央部分と、前記中央部
    分の内径より大きな内径を有する第１及び第２の端部
    と、第１の端部に対して着脱可能に係合できる第１のカ
    ラーと、第２の端部に対して着脱可能に係合できる第２
    のカラーとを含み、前記第１のカラー及び第２のカラー
    のそれぞれがセクションを収容することに適合している
    装置において、前記スリーブ手段を締付けるクランプ手
    段と、複数のセクションを把持するグリップ手段と、前
    記スリーブ手段及びセクションを固定した状態に維持し
    ながら、各カラーを回転させる回転手段とを備えること
    を特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】回転時に前記カラーは軸方向に束縛され
    ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
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