JPS60501497A - 流体継手等の接続部品の組立て方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 □ 流体継手等の接続部品の組立て方法および装置技−権−分一肛 本発明は、部品、特に流体継手の接続継手部材を組立てる方法および装置に関す る。

豊−］−技一権 従来、金属あるいは非常に硬いグラスファイバで強化された、例えば保持リブを 備えた強化プラスチック等の硬質材より成る部品を、該硬質部品より軟質の材料 特にプラスチック等より成る本体に、圧入して成る継手が知られている。

この方法では構成材内に応力が残留し、長時間の経過後にしばしば継手に許容し 難い危険な破壊が生じる。

また、従来、硬質部品、特に金属製挿入体を、軟質部品に超音波を利用して挿入 する方法も知られている。しかし、この方法は挿入体が大きすぎたり、硬質部品 が長すぎたりする場合には用い得ない。

更に、後者の方法は、軟質材料製の本体の内部応力の発生を常に防止できず、長 期間、即ち、１年から５年に亘る使用に伴い破壊する危険が高い。こうした破壊 は流体継手の安全性の見地から許容し得ない。

更に、支持部への連結に用いる部品に挿入体特に金属製挿入体を挿入する別の方 法として、分解式挿入体にあっては挿入後に挿入体を膨張させるものや、挿入体 の弾性を利用するものがあり、一方、把持手段を回転機械加工にて設けて成る挿 入体の場合にはねし立てする方法がある。しかし、これらの方法にはどれも、連 結後、両部材間にがなりの引張力が残留し、長時間使用に供すると破壊を引き起 こしかねないという難点がある。

更に、射出成形時に挿入体を再成形して該挿入体を挿入する別の方法も知られて いる。しかし、斯かる方法によれば、挿入体を手作業で型に配さなければならず コスト高でかつ生産性が低い。

そして、本出願人は、フランス特許Ｎｏ、７７．２４，２７７に係る装置を用い てこの問題を解決することを試みた。すなわち、継手の端部に設けたリブを比較 的遅く回転させて、該リブを軟質の本体の溝内に打ち込むようにして抑圧嵌入さ せた。しかし、この方法は、硬質材料、例えば金属材料にこの種のリブを設ける のが困難であるため、満足のいく解決法ではなかった。

更に別の方法として、２つの接続部品を回転させながら圧接して局部的溶融によ り両者が接着するまで加熱して成る摩擦溶接方法も知られている。しかし、この 方法は、硬いか軟かいかは問わないが同等の材料にしか有効でなく、本発明が企 図する異なる硬さの２つの材料の結合には有効ではない。

発明の開−丞 本発明は、作業場特有の経年変化と熱衝撃あるいは湿気の多い屋外環境に耐え、 長寿命で非破壊性の結合を得るべく、硬質部品特に金属製部品と軟質部品すなわ ち本体とを連結して成る継手組立て方法を提供するものである。

本発明によれば、硬さの異なる材料より成る接続部品が抑圧嵌合され、接続部品 の一方を高速で回転させて軟質材質より成る他方を局部的に発熱溶融させ、もっ て部品が回転自在に密接嵌合されると共に内部応力の発生がほぼ防止される。

本発明は、このような継手を簡単にかつ確実に製造可能にするもので、フランス 特許第７７．２４，２７７号の改良である。

本発明において軟質の継手本体に嵌入されるようにされた硬質部品は、少なくと も１つの円筒継手部を有し、該円筒継手部は１つ以上の小さい周縁部を備え、該 周縁部の高さは軟質性本体の直径と弾性とに応じて決定される。そして、周縁部 すなわちリブのいずれかの側には、本体の余剰材質が流入するようにされた２つ の円周溝が１−っすっ設けられる。周縁部すなわちリブの形状は重要であり、組 立て時の軟質性本体の抵抗力と摩耗とに応じたものである。又、周縁部の角度は 、本体の構成材に応じて４５°乃至８０°の範囲の値をとる。

本発明の特徴並びに利点は添付図面に基く下記のいくっがの実施例の説明からよ り容易に理解されよう。

図面の簡単な説明 第１図は、２つの接続部材を備える継手の連結を、該接続部材のひとつを回転駆 動する前の状態で示す一部破断図。

第２図は、連結後の接続部材の一端部および既に嵌合され回転駆動状態にあるひ とつの接続部材を示す破断図。

第３図は、接続部材の一実施例を示す、第２図の矢印Ｆ方向の頂面図。

第４図は、接続部材の別の実施例を示す、第２図の矢印Ｆ方向の頂面図。

第５図は、接続部材の連結用リブと２つの内側クリアランス溝とを示す拡大側面 図、および 第６図は、リブと２つの内側クリアランス溝とを有する継手の別の連結態様を示 す破断図である。

充ｌを−　するための最良の形態 第１図は、管状本体１より成る接続継手を示し、本体１は、一端がねじ形接続部 材２に嵌合し、クランプ等の固定手段（図示せず）を挿入されるようにされたカ ラー３より成る接続部材に他端が嵌合している。

本体１は、特に金属より成る接続部材２，３に比べて軟質の材料で作られいる。

接続部材２，３は略円筒状をなし、又、２つのクリアランス溝２ｂ、２ｃ間及び 溝３ｂ、３ｃ間に夫々配された環状周縁部すなわち歯形部２ａ　、　２ｂに特徴 がある。

本発明の方法によれば、第１図に示すように、接続部材３は軟質の本体」−に圧 入され、従って後者に圧力が加わり、周縁部３ａの頂点において最大応力が生じ る。そして、周縁部’３ａにより本体１の孔１ｂに直径方向の引張応力が発生し て変形３．　ａが生じる。接続部材３を継手本体１に圧入する時に発生するこの 初期引張応力は、周縁部３ａを該周縁部が嵌合する部分より大きい寸法とした結 果生じる。

そして、周縁部それ自体による嵌挿作業が困難なので、適切に連結させるために 、一般には継手の構成材料として比較的硬質の材料が用いられ、金属製挿入部材 等の非常に硬い挿入部材を使うことが必要となる。

次のステップでは、接続部材３が静止し適切に支持された本体１に対して回転駆 動される。

このために、駆動スピンドル４が接続部材３の中心孔（第１図、３図）に係合さ れ、スピンドルと接続部材とを回転方向に互いにかみ合わせるべく、この中心孔 にはスピンドル４のリブ４ａを嵌挿されるスロット３ｄが形成されている。

第４図に示す別の実施例では、接続部材３に多角形断面の孔３ｅを設け、連結用 駆動スピンドル４を嵌入させかつ回転方向にかみ合わせるようにしている。

スピンドル４は、駆動手段に接続され、接続部材が嵌挿される本体１の厚さに応 じて毎分数百乃至数千回転の速度で、接続部材を回転駆動する。ここで、回転駆 動の所要時間は、厚さと互いに当接して配置される両部材の材質に応じて１乃至 数秒間の範囲で可変であり、正確に算出される。

周縁部３ａと本体１との間には局部引張力が生じるので両部材３，４間に摩擦が 生じ、本体１は領域１ｂにおいてより軟質であるのでこの摩擦により接続部材３ の本体１に対する回転中に、本体１は溶融するに至る。溶融した材料は、周縁部 ３ａにより押し返されて、接続部材３の溝３ｂ、３ｃに流入する。締結用周縁部 ３ａによる凹陥部の形成が完了すると、第２図から明らかなように、直径方向の 歪み１ａは実質的に吸収されてしまう。

回転に伴う溶融は、上述の最小回転速度以上の接触速度でのみ生じ得る。

本発明の方法は、比較的薄肉の部品に挿入するのに殊に適しており、特に、熱可 塑性部品、中でもグラスフィバで強化したものに適する。

第１図において、接続部材２は、回転及び溶融完了時の最終位置にある。

接続部材２はＯ−リングシール６を保持する溝５を形成され、該○−リングシー ルは、接続部材２と本体１間をシールするばかりでなく、本体１を接続部材２に 対し旋回可能とし、周方向の位置決めを可能にする。

これにより、例えば、接続部材３のエルボを単に手動で回転させて接続部材２の 軸に関し任意の方向に向けることができる。この特徴は、エルボ形継手を隙間な く並べて組み立てる場合に、非常に有用である。

そして、接続部材２の回転および溶融作業中○−リングシール６には適度の押圧 力が加わるに過ぎず、しかも作業時間が短いので、高速回転あるいは周縁部上方 での局部溶融により、該シール６が損傷することはない。しかし、明らかに、リ ングシール６を周縁部２ａ、従って溶融領域からできる限り離隔して配すること が好ましい。

第５図は、接続部材３の円筒部７に形成した環状周縁部３ａの一実施例を詳細に 示し、周縁部３ａは、円錐面８と接続部材３の軸に交わる平面９とにより画成さ れている。

円錐面８の角度は、本体１の各種構成材料との嵌合を容易にすべく、４５°−８ ０’の範囲で可変である。

そして、圧入作業中に本体１に押圧力を加えるべく周縁部３ａの直径は円筒部７ の直径より大径にされ、又、周縁部３ａのいずれかの側に溝３ｂ、３ｃが設けら れ、本体の溶融材が溶融後に流入するようにされている。

第６図に示す継手は、外側管状部１０が硬質材で作られ、孔１１に軟質材より成 る管状部１２が挿入されている。

このために、管状部１０は、前述と同様、内側周縁部］、３ａを備え、該周縁部 １３　ａのいずれかの側に２つの溝１３ｂ。

１３ｃを配して成る。本発明の接続部品の連結方法は圧入ステップを含み、次い で部材を回転させて部品材料を溶融させるもので、一方の接続部材所要回転時間 が短いため、自動組立て装置において実施可能である。また、接続部材３を、旋 盤などの回転機のクランプにて円筒部を保持してこれを回転駆動可能である。

そして、当業者が上述の方法又は装置に、本発明の範囲内で各種の変形を加え得 ることは明らかであろう。

産業上の利用便能作 例えば、本発明は、圧入結合用の軟質部品をプラスチック材で構成する場合に限 って適用されるものではなく、硬さの異なるあらゆる接続部品の連結（例えば、 硬い金属を軟かい金属に挿入する。セラミックスを金属に挿入する等）に適用さ れるもので、もって回転摩擦に伴い一方の部品材料が他方を溶融せしめ、両者が 融合しかつ内部応力の発生が防止される。

更に、本発明は、流体継手への適用に限ることなく、材質および硬さの異なる２ つの部品を破壊が生じない様に密接結合することが必要とされる全ての場合に適 用できる。

本発明による方法は、全ての工業分野、特に、流体継手、鉛管継手、化学、電気 機器、プラスチック産業、自動車産業、家電、医科および歯科用機器、玩具、衛 生および園芸給水その他に関する。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．互いに異なる硬さの材料より成る接続部材を圧入によって連結し、前記接続 部材の一方を高速で回転させて軟質材より成る他方の接続部材を局部加熱して溶 融させ、前記再接続部材を密接してかつ旋回自在に結合すると共に内部応力の発 生をほぼ完全に防止して成る、流体継手等の接続部品の組立て方法。 ２、前記軟質材の局部的溶融は、異なる硬さの材料より成る前記面接続部材初期 連結応力と前記一方の接続部材の前記他方の軟質接続部材に対する高速回転とに 伴う前記面接続部材間の摩擦によって生じ、前記回転は毎分数百乃至数千回転の 範囲の速度でかつ所定時間に亘り継続して成る、請求の範囲第」項記載の組立て 方法。 ３、請求の範囲第１項記載の方法に従い前記接続部品を組立てるもので、前記硬 質材より成る、一方の接続部材は、連結用環状周縁部を備え、前記軟質材より成 る他方の接続部材が局部加熱される回転工程中、前記周縁部の形状が変形しない ようにした流体継手等の接続部品の組立て装置。 ４、請求の範囲第１項記載の方法に従い前記接続部品を組立てるもので前記接続 部材の一方に設けた少なくとも１つの円筒部に、円錐面と前記一方の接続部材の 軸に交わる平面とにより交差画成される少なくとも１つの環状周縁部を備える流 体継手等の接続部品の組立て装置。 ５、前記接続部材の一方に設けた前記周縁部を成す円錐面は低接触領域を形成さ れ、該領域は前記一方の接続部材をして他方の接続部材に設けた孔に容易に侵入 せしめ、該侵入に伴って、局部的な熱及び溶融を生じさせる大きな応力を前記周 縁部の位置にのみ生しさせて成る、請求の範囲第２項及び第４項記載の組立て装 置。 ６、前記円錐面と前記一方の接続部材の軸に交わる平面とにより交差画成された 前記周縁部は、前記周縁部を設けた接続部材の回転駆動工程前に於て抑圧嵌入工 程に続いて大きい初期応力を伴って前記他方の接続部材に浅く噛合されて成る請 求の範囲第１項乃至第３項又は第５項のいずれかに記載の装置。 ７、前記接続部材の一方の前記環状周縁部の両側に環状溝を形成し、前記回転工 程中に溶融した他方の接続部材を前記環状溝に流入せしめ、前記環状溝に前記軟 質材内の応力を実質的に除去するのに充分な空間を形成して成る請求の範囲第３ 項及び第４項に記載の装置。 ８、前記硬質の接続部材の回転駆動は、前記接続部材と合致する形状でかつ前記 接続部材に接続された離脱自在の内側挿入手段を用いて行なわれる、請求の範囲 第１項記載の方法を実施するための組立て装置。 ９、前記一方の接続部材の回転駆動は、該一方の接続部材と合致する形状でかつ 前記接続部材に接続された離脱自在の外側駆動手段を用いて行なわれ、前記他方 の接続部材は静止して支持されて成る請求の範囲第１項記載の組立て装置。 １０．前記周縁部と２つの側溝を、硬質の接続部材の中空円筒部に設けた請求の 範囲第１項乃至第９項の何れかに記載の組立て装置。 １１、前記環状周縁部は、前記円筒部より大きい直径を有する請求の範囲第１項 及び第３項に記載の組立て装置。 １２、前記一方の接続部材の回転駆動は、旋盤その他の回転機のクランプにて把 持される円筒部を用いて行なわれる請求の範囲第１項記載の組立て装置。