JPS61180087A - 円筒形基材の結合用複合接手装置およびその方法 - Google Patents

円筒形基材の結合用複合接手装置およびその方法

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JPS61180087A JP60247863A JP24786385A JPS61180087A JP S61180087 A JPS61180087 A JP S61180087A JP 60247863 A JP60247863 A JP 60247863A JP 24786385 A JP24786385 A JP 24786385A JP S61180087 A JPS61180087 A JP S61180087A
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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】 本発明は複合接手装置に関する。
特開昭50−93847号公報に記述された複合接手装
置は、記憶金属から作られた「押圧部材」または熱によ
って回復可能な部材と、2番目の通常は挿入部材である
スリーブ部材とを有し、この様な材料から構成および(
または)組立てられているので、この複合装置の基材へ
の結合を促進する。代表的に、「押圧」部材と「挿入」
部材は、両者とも一般に管状であり、挿入部材は歯を有
し且つ(または〕擦傷、を生じ易い材料から作られ且つ
(または)スロットないし溝の如き相対的な弱さを与え
る個所を備え且つ(または)複合接手装置の特殊な適用
を考慮するための他の所望の特性を有する材料から作ら
れている。
上記の出願において説明している様に、「記憶金属」と
は転移温度を越えると強度特性および形状特性の変化を
示す合金を言い、多くの場合この温度はマルテンサイト
状態とオーステナイト状態との間の転移温度であって、
この金属が低温のマルテンサイト状態にある時に、この
金属から作られた物品を変形させることにより熱により
回復可能な物品を作るのに使用し得る金属である。物品
は、元の形状を回復するオーステナイト状態への転移温
度以上にIIO熱されるまで、その変形した形状を保持
している。材料を熱的不安定形状に置くために使用され
るこの変形は、通常熱的に回復可能な塑性変形と称せら
れ、また特定の場合に転移温度以上で物品に歪を導入す
ることによっても附与し得るもので、この時この物品は
、転移温度を通過し℃冷却されると、変形した形状を帯
びる。
転移温度は、温度範囲を有していて通常履歴現象が生じ
、転移を生ずる正確な温度が昇温であるか降温であるか
によって相違することを理解されたい。更に、転移温度
は、材料に加えた応力を含む他のパラメータの函数であ
り、応力を増加するに従い温度が上昇する。
この様な記憶金属の5ち、チタンおよびニッケルの種々
の合金が、例えば米国特許第3,174.851号、第
3.351.463号1、第3.753.700号、第
3.759,552号、英国特許第1,327,441
号、第1.327,442号およびNASA出版5P5
000 r記憶を有する合金55ニチノール等」(米国
政府印刷局、ワシントン、コロンビア特別区、1972
年)に特に記述されているが、こ\にこれ等を引用した
のは参考のためである。しかしながら、熱により回復し
得る特性は、この様なチタン−ニッケル合金にのみ限定
されるものではない。従って、例えば種々の銅基合金で
この特性を示すものが発表されており、これは例えば中
西他による「スフリプタ・メタラージ力(Script
aMetallurgica) 5 J 433−44
0頁(ペルガモン発行1971年)であり、この様な金
属は、公知の技術により転移温度を低温域に低下するた
め添加剤を加え得る。同様に304型ステンレス鋼がこ
の様な特性を有することが江波他による同上663−6
8頁に示されている。これ等をこ\に記述したのは前と
同様に参考のためである。
一般に、液体窒素の沸点−196℃と室温または使用中
に遭遇する最低温度との間、即ち多くの大気圏における
適用の際には一196℃と一75°Cとの間に転移温度
を有する如く合金が選定されもこのことは、この合金か
ら作られた物品が回復が所望される形状へ変形されるこ
とを可能とし、液体窒素中に貯蔵され、熱による回復後
に、物品がマルテンサイト状態に転移する温度に遭遇す
るため、使用中に機械的強度を失5危、険が全くないこ
とを保証する。
しかしながら、変形した物品を液体窒素中に貯蔵するこ
とは、不便なことがある。金属組成、特に、特定の銅基
合金が、オーステナイト状態に転移する転移温度を代表
的に室温以上である高温へ通常転移を生ずる温度から上
昇させ得る方法が最近開発された。あとで行われる回復
には、物品を加熱することが必要になる。この様な合金
は、「「予備処理」されたと称せられる。予備処理する
方法は、ジー・ビー・デルツク(G、B、Brook)
、ビー・エル・ブルックス(P、I+、Brooks)
およびアール瞭エフ・アイレス(R,?、工1ea)に
よル米国特許出願第417,067、m願日1973年
11月19日および同一発明者による米国特許第4.0
.95.999号、発明の名称「熱処理方法」、米国特
許第4.036,669号「機械的予備処理方法」およ
び米国特許第4.067,752号「金属組成のオース
テナイト時効」に記述されているが、これ等の出願につ
いては参考のため記述したものである。
上述の如く、予備処理方法を合金に適用することたより
、その合金の転移温度を上昇させることが出来る。しか
しながら、その新しい転移温度によって物品を加熱して
回復が一度行われると、その合金の温度に対する応答は
、予備処理以前に有していた温度に戻る。従って、この
合金は、通常マルテンサイトへの転移が生じる温度に冷
却されるまでオーステナイトのま\であり、この温度は
、遭遇しそうな環境温度により、通常0°Cまたはそれ
以下に選定される。
特開昭50−93847号公報に記述された複合接手の
代表的に適用は、管状または円筒形基材を接続すること
である。適当な寸法を備えたこれ等の接手は、寸法が大
巾に異なる基材を接続するのに使用し得る。例えば、こ
れ等の接手は、航空機の液圧装置に使用し得る如き管部
材の接続に利用し得るであろう。また、これ等は、非常
に大きい寸法の管部材の接続に使用し得る。
多くの場合に、接続する円筒形基材の許容公差は、例え
ば5%またはそれ以上の程度なので、部材間の寸法間の
大きな差異が起り得るしまた基材がひどく丸くないこと
もあろう。また、寸法が、幾分相違した基材を接合する
ことが所望される場合がよくある。従って、基材におけ
るこの様な不規則さまたは変動に適応し得る複合接手に
対する必要がある。
本発明は、この必要に適応し得る複合接手を提供する。
これ等の接手は、勾配面を有する少くとも一つのスリー
ブ部材と組合わされる記憶金属から作った熱収縮性押圧
部材を有し、この勾配面は、スリーブ部材が基材自体と
協働し得る様にするため内側面または外側面であって、
円筒形基材の部材間の寸法差に適応するかまたは丸くな
いことを補償するために、他の挿入部材は、反対の勾配
または押圧部材を有している。接手内の基材の保持を改
善するために、挿入部材が鋸状歯または歯を有するかま
たは擦傷をうけ易い部材から作られ、それによって部材
と基材との間に擦傷を作って接合を強化する。
従って、本発明は、少くとも一つの熱収縮性または熱膨
張性記憶金属中空部材と、この中空部材の夫々内側また
は外側に位置する少くとも一つのスリーブ部材とを有し
、このスリーブ部材の少くとも一生面の少くとも一部が
勾配を有している複合装置を提供する。
ある場合には、記憶金属中空部材が熱膨張性であって、
スリーブ部材または各スリーブ部材が中空部材の周囲に
位置する様にしてもよい。しかしながら、本発明の最も
好ましい実施例においては、記憶金属中空部材は熱収縮
性管状部材であり、スリーブ部材または各スリーブ部材
は、管状部材中に同心状に配設された挿入部材であり、
本発明の下記の記述において、便宜上、熱収縮性管状部
材と称するものは、その中に位置するーまたはそれ以上
の挿入部材を有している。
こ\に使用される「管状」とい5言葉は、正円筒形部材
に限定するものではなく、不規則さおよび(または)変
化した断面を有すると共に、例えばY形、Y形およびX
形の部材と−またはそれ以上の閉止端部を有する部材を
も包含する。
本発明の複合装置は、唯一の挿入部材のみを有する様に
してもよく、この場合には挿入部材は、その中心に向い
または中心から両方に勾配のある内側主面を有し、これ
により連結する2つの円筒形基材、例えば管を位置させ
るのを容易にしている。
しかしながら、本発明の最適実施例においては、少くと
も2つの挿入部材が設けられ、これ等の部材の勾配面は
、相互に摺足的であって接触を行っている。
この一対の部材の外側部材は、その内面に勾配があり、
一対の内側部材は、その共通長手軸に沿つて一つが他に
対して移動したとき面の相互が接触し得る様な傾斜を有
するその外面の勾配を備えている。この移動のために、
挿入部材の勾配面の協同作用により、押圧部材の回復以
前に基材に順応して更に強固に係合する如く、内側の部
材を変形させ得る。この様にして、押圧部材によって発
生した力の小部分が、挿入部材を基材に順応させるため
の最初の変形に消費され、もつと多い部分の均等な力が
押圧部材の回復の際に発生される。
本発明の他の複合装置において、3個の挿入部材が設け
られ、その内の1つは、その中央部に向うかまたは中央
部から両方に勾配のある主面を有し、その内の2つは、
最初のスリーブ部材の主面の勾配部の1つに捕足し合う
一方向の勾配のある主面を夫々有している。こ\でもま
た、2個の片勾配のスリーブ部材を両勾配のスリーブ部
材に、好ましくは相互に対して移動させる装置が有利に
設けられており、回復前に強固な結合を形成する様にし
ている。3つの部材の種々の配置が可能である。例えば
、−装置において、唯一の両勾配スリーゾ部材が比較的
均一な直径の外面と、両端部近くの最大径から中央部の
最小径に向う勾配のある内面とを有し、2個の片勾配ス
リーブ部材が、該中央部の両側内面に接触する如く位置
し、各々のこれ等部材が、比較的均一な直径の内面と、
その外側端部に近い大きい径から、その内端部に近い小
さい径に向い勾配のある外面とを有している。
他の装置において、唯一の両勾配スリーブ部材は、比較
均一な直径の内面と、その両端に近い小さい直径からそ
の中央部の大きい直径に向い勾配のある外面とを有し、
2個の片勾配スリーブ部材が、該中央部の両側の外面に
接触する様に位置し、これ等部材の各々が、比較的均一
な直径の外面と、その外端部近くの小さい直径から、そ
の内端部の近くの大きい直径に向う勾配のある内面とを
有している。
更に他の装置において、唯一の両勾配スリーブ部材が比
較的均一な直径の内面と、その両端部の近くの大きい直
径からその中央部の小さい直径に向って勾配のある外面
とを有し、2個の片勾配スリーブ部材が該中央部の両側
の外面に接触する様に位置し、これ等部材の各々が比較
的均一な直径の外面と、その外端部近くの大きい直径か
らその内端部近くの小さい直径に向って勾配のある内面
とを有している。
本発明のこれ等の実施例および他の多くの実施例におい
て、少くとも1つの挿入部材の一部分にねじが設けられ
、締付ナツトを有しているのが好ましく、これによって
、回復前に強固な保合を得るため種々の挿入部材の移動
を容易にしている。
ある実施例において、締付ナツト自身が有利に熱収縮性
記憶金属中空部材を有するかまたはその一部を形成して
いる。
次に本発明による種々の実施例を添附図面を引用し、単
なる例として更に詳細に説明する。
第1&il)図は、管状基材の接続用の本発明による複
合装置の使用を示す。第1a図に示す如く、熱回復可能
な押圧部材2は、一定の外径を有しているが、勾配のあ
る内径を有し、その両端が最大径で中央部近くが最小径
である挿入部材1を備えている。この内側の勾配のため
に、挿入部材10両端は、管状基材3,4を嵌入させる
ことが可能であり、この基材は同径または異径でもよい
またこの勾配のため挿入部材1は、一定内径の挿入部材
よりも一層広範囲の基材直径に適応し得る。
第1b図に示す如く、挿入部材1に鋸状歯または歯を設
け、回復が生じた時に基材を更によく把持し得る様にし
てもよい。なお、挿入部材1を基材に対して擦傷し易い
金属で作ってもよい。
本発明による他の装置の回復後が第2図に示されている
。この装置は2つの挿入部材5.6を有し、外側の部材
5は内径に勾配があり、一端が最大径で他端が最小径で
ある。図示の如く部材5は、最大内径端に長手スロット
7を有し、回復時の変形を容易にする。内側部材6は、
部材5の勾配の反対の外側勾配を有し、一端が最大径で
他端が最小径である。部材6は、変形を容易にするため
両端に端部長手スマット8を有している。第2図に示す
如く、内側部材6は、周溝11.12を形成することに
より、回復後に管状部材9,10を引抜くのを阻止する
歯を有している。
押圧部材13の回復に先立ち、部材5,6が一体に密に
楔係合し、部材5が部材6に作用して基材の外径の差異
または基材の楕円形の補償を行う。
外径に大きい変動のある円筒形基材に適応する本発明の
他の装置が第3図に示されている。図示の如くこの装置
は、3個の勾配のある挿入部材14.15.16を有し
ている。外側部材14は、ねじを切った端部17.18
を有し、ねじ部分の間の内径に勾配があって中央におい
て最小径になっている。図示の如く部材14は、ねじ部
分間に長手スロットを有し、押圧部材が回復したときに
押圧部材によって変形を受けるのを容易にしている。内
側部材15.16は、外径に勾配があり、一端が最大径
で他端が最小径となり、図示の如く端部の長手スロット
を有するのが好ましい。第3図に示す如く、内側部材は
、基材の管状部19゜20に係合する歯を有し得る。
回復に先立ち、同一外径または異なる外径を宥し得る管
状基材は、部材15.16で形成された空隙に挿入され
る。締付ナラ)21.22は、部材15.16を初めに
部材14に進入させ、基材部19.20に係合させる装
置を提供する。部材15.16の最大の進みが基材部の
直径によって定まることは明瞭であろう。基材が流体輸
送用であれば、密封のために0リング型ガスケツト23
゜24を設は得る。腐蝕性流体から部材14を保護する
ため、部材15.16間に歯部を設けたリング25を挿
入して流体密接手を形成し得る。勿論リング25は流体
に侵されない材料から作らねばならない。締付ナツトと
部材15.16との間に座金26.27を設けることが
出来る。リング25を使用するときには、ガスケット2
3.24を省略してもよい。
第4図に、第3図の装置a変更例が示されている。第4
図に示す如く、この装置も3個の挿入部材を有している
。しかし、この実施例では、内側の部材28はねじを設
けた端部29,30を有し、それに締付ナツト31.3
2をねじ込むことによって勾配のある外側の部材33.
34を押込むのに使用される。これ等部材を押込むこと
により、挿入部材33.34.38が、押圧部材36の
回復前に基材部35.35aと密に接触する。挿入部材
にスロットを設けて変形を容易にするのが好ましい。
第3.4図の両装置において、反対側に勾配のある部材
を設けることにより、内側の部材が押圧部材の回復前に
基材になじむ装置が提供される。
従って、回復が発生する様に処理されると、最初に一部
挿入部材を変形するために消費されるがそれ以上の大部
分の回復による力が挿入部材と基材とを一層密に係合さ
せるために用いられる。
本発明による他の装置が第5図に示されている。
この装置において、内側の部材37の外面が両側におけ
る最大径から中央における最小径にかけて勾配を有して
いる。図示の如くこれには歯部と長手スロットが設けら
れている。外側の部材38゜39は、部材37に協働す
るため内部に勾配を有している。外側の部材38.39
は、締付ナツト40.41を装着するため端部にねじが
設けられている。これ等のナツトは、部材38.39を
引張る作用を行い、これにより内側の部材37を変形さ
せ、基材42.43に係合する様にさせる。
この様にした後、回復可能な押圧部材44が転移点以上
に加熱され、この結合に必要な最終的な圧力が加えられ
る。
第6図は、本発明による更に他の実施例を示し、これは
好ましくはスロットを設けた唯一の挿入部材45を有し
、は寸円筒形であって、その両端における最小径から中
央における最大径にかけて外径に勾配が設けられている
。部材45は、ナツト47.48を装着するため端部か
らねじが設けられており、ナツト47.48は熱によっ
て回復可能な押圧部材としての機能、即ちこれ等が小さ
い寸法に回復し得ることをル備えている。部材45の中
央部46は、ナツトを装着するときに回転しない様に保
持し得るためのラグを有している。部材45に図示の如
き内側の歯を設けることが好ましい。
マルテンサイトの状態になる温度にナツトがなっている
ときに、心金の膨張によって各ナツトは、熱によって回
復可能になる。ねじは、ナツトにねじ込みおよび抜出し
得る同一合金製のねじを有するライナーをナツトに設け
ることによって、膨張中保護され得る。ナツトをマルテ
ンサイトに転移する温度に昇温するため膨張後予備処理
し、結合操作中に過早に転移が起ることのないことを保
証するのが好ましい。
基材49,50を部材45によって限定された空隙中に
挿入したー、ナツトが締付けられて始めに挿入部材を変
形させ、基材の形状の不規則さに倣うようにする。次に
ナツトが回復を生ずる様に加熱され、それによって挿入
部材と基材が強固に係合する。
前述の接手は、本発明によって形成し得る多数の型式の
中の例に過ぎない。本発明の複合接手は、円筒形の基材
の結合を要する場合の多数の応用に適している。例えば
、これ等の接手は、中実または管状構造部材またはケー
ブルを接合するのに使用し得るであろう。しかしながら
、これ等の接手の好ましい用途は、流体、例えば液圧装
置または配管中の流体の輸送に適した中空部材の接合に
ある。
【図面の簡単な説明】
第1a図、第113図は直径の異なる円筒形基材の接合
用複合接手を示し、 第2図は円筒形基材の接合用の他の形式の複合接手を示
し、 第6図は流体密接合用複合接手を示し、第4図は円筒形
基材の接合用の更に他の複合装置を示し、 第5図は接手装置の更に他の形式を示し、第6図は他の
形式の接手装置を示す。 1.5,6,14,15,16,33,34゜36.3
7,38.39.45.47.48・・・挿入部材、 2.13.44・−押圧部材 3.4,9,10,19,20,35.35a。 42.43,49.50・・・管状基材21.22.3
1.32−・・ナツト j侵ノ

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)記憶金属から作られた熱回復性の中空部材と、前
    記中空部材と同軸的に配置された少くとも1つのスリー
    ブ部材とを有する複合装置であって、加熱された時、前
    記中空部材が前記スリーブ部材を変形することにより前
    記装置を基体へ結合する働きをし、然も前記中空部材の
    夫々内径と外径の一方が比較的均一であり、前記スリー
    ブ部材の夫々外径と内径の一方が比較的均一である複合
    装置。
  2. (2)前記中空部材が半径方向の熱収縮性管状部材であ
    る前記第1項記載の複合装置。
  3. (3)前記スリーブ部材が前記管状部材内に同心状に配
    設された前記第2項記載の複合装置。
  4. (4)前記中空部材と前記スリーブ部材との接触面が非
    勾配面である前記第1項〜第3項のいづれか1項記載の
    複合装置。
  5. (5)前記中空部材から遠く離れた前記スリーブ部材の
    主面が複数の歯を有する前記第1項〜第4項のいづれか
    1項記載の複合装置。
  6. (6)前記スリーブ部材が構造的に弱められていてその
    変形を容易にする前記第1項〜第4項のいづれか1項記
    載の複合装置。
  7. (7)前記スリーブ部材が擦傷のつき易い材料から作ら
    れている前記第1項〜第6項のいづれかの項記載の複合
    装置。
  8. (8)その中央に向いまたは中央から両方に勾配のある
    少くとも一つの主面を有する唯一のスリーブ部材を備え
    た前記第1項〜第7項のいづれか1項記載の複合装置。
  9. (9)前記スリーブ部材の内面がほゞ均一な直径を有し
    、外面が両端部に近い小さい直径から中央部の大きい直
    径に向って勾配を有し、前記外面にねじが設けられ、2
    個の熱収縮性中空部材が内側にねじを設けた部材の形状
    を有し、その回復以前に、前記スリーブ部材の勾配ねじ
    面を進み得る前記第8項記載の複合装置。
  10. (10)前記スリーブ部材の外面がほゞ均一な直径を有
    し、内面が両端部近くの大きい直径からその中央部の小
    さい直径に向って勾配を有する前記第8項記載の複合装
    置。
  11. (11)前記スリーブ部材の内面が複数の歯を有する前
    記第9項または第10項記載の複合装置。
  12. (12)少くとも2個のスリーブ部材を有し、該部材の
    勾配面が互に補足し合って接触する前記第1項〜第7項
    のいづれか1項記載の複合装置。
  13. (13)前記スリーブ部材を相互にその共通長手軸線の
    方向に移動させる装置を有する前記第12項記載の複合
    装置。
  14. (14)前記装置が少くとも1個のねじのあるナットを
    有する前記第13項記載の複合装置。
  15. (15)前記ナットが熱収縮性中空部材を有するかまた
    はその一部を形成する前記第14項記載の複合装置。
  16. (16)3個のスリーブ部材が設けられ、その内の1個
    がその中央部に向うかまたは中央部から両方に勾配のあ
    る主面を有し、他の2個が夫々前記スリーブ部材の主面
    の勾配部の一つと互に補足し合う片勾配の主面を有する
    前記第1項〜第7項のいづれか1項記載の複合装置。
  17. (17)前記2個の片勾配部材を相互に近づけまたは離
    隔する様に移動させる装置が設けられた前記第16項記
    載の複合装置。
  18. (18)前記移動装置が両勾配スリーブ部材のねじを設
    けた端部と協働する一対のナットを有する前記第17項
    記載の複合装置。
  19. (19)前記唯一の両勾配スリーブ部材が比較的均一な
    直径の外面と、その両端部の近くの大きい直径からその
    中央部の小さい直径に向って勾配のある内面とを有し、
    前記2個の片勾配スリーブ部材が前記中央部の両側の前
    記内面に接触する様に位置し、これ等の部材の各々が比
    較的均一な直径の内面と、その外端部の近くの大きい直
    径からその内端の近くの小さい直径に向って勾配のある
    外面とを有する前記第16項〜第18項のいづれか1項
    記載の複合装置。
  20. (20)前記唯一の両勾配スリーブ部材が、比較的均一
    な直径の内面と、その両端部近くの小さい直径からその
    中央部の大きい直径に向って勾配のある外面とを有し、
    前記2個の片勾配スリーブ部材が、前記中央部の両側の
    前記外面に接触する様に位置し、これ等の部材の各々が
    比較的均一な直径の外面と、その外端部近くの小さい直
    径からその内端部近くの大きい直径に向って勾配のある
    内面とを有する前記第16項〜第18項のいづれか1項
    記載の複合装置。
  21. (21)前記唯一の両勾配スリーブ部材が、比較的均一
    な直径の内面と、その両端部近くの大きい直径からその
    中央部の小さい直径に向って勾配のある外面とを有し、
    前記2個の片勾配スリーブ部材が、前記中央部の両側の
    前記外面に接触する様に位置し、これ等の部材の各々が
    比較的均一な直径の外面と、その外端部近くの大きい直
    径からその内端部近くの小さい直径に向って勾配のある
    内面とを有する前記第16項〜第18項のいづれか1項
    記載の複合装置。
  22. (22)前記記憶金属が予備処理した合金である前記第
    1項〜第21項のいづれか1項記載の複合装置。
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