KR101327154B1

KR101327154B1 - 금속 피접합 부재의 접합 방법 및 접합 구조

Info

Publication number: KR101327154B1
Application number: KR1020107011283A
Authority: KR
Inventors: 마사토 코바야시
Original assignee: 니혼칸센 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2013-11-06
Also published as: CN101910651B; WO2009084348A1; US20100288438A1; US8388796B2; JP5291336B2; JP2009155548A; EP2224141A4; EP2224141A1; KR20100084560A; CN101910651A

Abstract

금속 피접합 부재(3)를 접착제(6)에 의해 금속 피접합 부재(3)의 모재 강도보다 큰 강도가 얻어지도록 접합시킨다. 금속제 삽입 커플링은 금속 피접합 부재(3)의 단부가 삽입되는 삽입 구멍(2a)이 형성된 소켓부(4)를 갖고 있다. 또한, 그 개구단으로부터 그 안쪽측에 이르는 소켓부(4)의 외면은 테이퍼 형상면으로 되어 있다. 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치의 삽입 구멍 중심선 방향 인장 강도는 금속 피접합 부재(3)의 중심선 방향 인장 강도에 대해서 동등 이상이다. 금속제 삽입 커플링은 삽입 구멍(2a)의 폭이 금속 피접합 부재(3)의 단부와 비교해서 0.2㎜~0.6㎜까지의 범위 내의 크기만큼 상기 삽입 구멍(2a)의 폭이 크게 형성되어 있다. 금속 피접합 부재(3)의 단부를 담금질하거나 또는 냉간 가공을 행해서 금속 피접합 부재(3)의 단부를 상기 삽입 구멍(2a) 내에 압입함과 아울러 금속 피접합 부재(3)의 단부와 상기 삽입 구멍(2a)의 내면 사이에 접착제를 고밀도로 존재시켜서 금속 피접합 부재(3)와 접합한다.

Description

금속 피접합 부재의 접합 방법 및 접합 구조{METHOD AND STRUCTURE FOR BONDING METAL MEMBER TO BE BONDED}

본 발명은 금속관(강관, 철관, 스테인레스강관 등) 또는 강판 등의 금속 피접합 부재를 용접에 의하지 않고 접착제에 의해 강력하게 접합시키는 금속 피접합 부재의 접합 방법, 및, 이 방법의 실시에 있어서 사용되는 금속제 삽입 커플링에 관한 것이다.

비금속 재료의 피접합 부재를 특정 형상의 커플링과 접착제로 접합시키는 것으로서 특허문헌1이나 특허문헌2에 개시된 바와 같은 것이 존재하고 있다.

특허문헌1에는 경질 염화 비닐관의 단부를 동일재로 이루어지는 관 커플링의 소켓부의 삽입 구멍 내에 삽입해서 접착시켜 접합시키는 기술이 개시되어 있다.

이 기술에 있어서는 소켓부의 삽입 구멍의 내주면이 소켓부 개구측보다 그 안쪽측을 향해 점차 작은 지름이 되는 테이퍼 형상면으로 이루어지고, 또한 소켓부의 외주부의 외표면이 소켓부 안쪽측으로부터 그 개구측을 향해 점차 작은 지름이 되는 테이퍼 형상면이 되도록 형성되어 있고, 경질 염화 비닐관의 단부를 소켓부에 접합시킬 때는 경질 염화 비닐관의 단부 외주면과 소켓부의 삽입 구멍 내주면에 접착제를 도포한 후에 경질 염화 비닐관의 단부를 삽입 구멍의 안쪽으로 압입하도록 실시된다.

이것에 의하면, 경질 염화 비닐관이나 관 커플링이 경질 염화 비닐재인 것에 의해 접착제의 도포된 표면에 0.1㎜ 두께 정도의 팽윤층이 형성되고, 소켓부의 삽입 구멍 내에 경질 염화 비닐관의 단부가 압입됨으로써 이들 팽윤층이 압밀 상태로 접촉되어 필요한 접착 강도가 얻어진다.

또한, 소켓부의 외주면이 소켓부 안쪽측으로부터 그 개구측을 향해 점차 작은 지름이 되는 테이퍼 형상면으로 되어 있기 때문에 경질 염화 비닐관과 소켓부가 접합된 상태하에서 소켓부의 삽입 구멍의 개구 끝면에 있어서 이들 접합 구조의 급격한 형상 변화가 회피되는 것이고, 이것에 의해 다음과 같은 2개의 작용이 얻어진다.

즉, 그 하나는 상기 개구 끝면 근방의 경질 염화 비닐관 개소에 상기 불연속형상에 기인해서 발생되어 있었던 응력집중이 억제되어 경질 염화 비닐관의 상기 개구 끝면 근방 개소의 파손이 방지된다는 것이다.

그리고 다른 하나는 경질 염화 비닐관의 단부와 소켓부의 삽입 구멍 내에 접착제를 도포해서 경질 염화 비닐관의 단부를 삽입 구멍 내에 압입했을 때에 접착제가 소켓부의 개구 끝면 근방인 경질 염화 비닐관의 외주면 상에 누출되지만 소켓부의 개구 끝면에서의 형상 변화가 작아지므로 그 누출된 접착제를 완전히 닦아내서 제거할 수 있는 것이고, 이것에 의해, 그 누출된 접착제의 용제에 기인해서 발생되는 경질 염화 비닐관의 특유한 폐해가 회피된다는 것이다.

이어서 특허문헌2에는 GFRP(glass fiber reinforced plastics)관의 단부를 동일재로 이루어지는 관 커플링의 소켓부의 삽입 구멍 내에 삽입해서 접착시켜 접합시키는 기술이 개시되어 있다.

이 기술에 있어서는, 관 커플링은 소켓부의 삽입 구멍 내주면이 소켓부 개구측보다 그 안쪽측을 향해 점차 작은 지름이 되는 테이퍼 형상면으로 됨과 아울러 소켓부의 외주부의 외표면이 직선상의 균일한 단면 형상으로 되어 있고, 한편, GFRP관은 단부의 외주면이 끝면을 향해 점차 작은 지름이 되는 테이퍼 형상면으로 되어 있다. 그리고, GFRP관의 단부를 소켓부에 접합시킬 때는 GFRP관의 단부 외주면과 소켓부의 삽입 구멍 내주면에 접착제를 도포한 후에 GFRP관의 단부를 소켓부의 안쪽으로 압입하도록 실시된다.

이것에 의하면, 소켓부가 그 개구측으로부터 안쪽측을 향해 점차 작은 지름이 되는 테이퍼 형상면으로 되어 있기 때문에 GFRP관과 소켓부가 접합된 상태하에서 소켓부의 개구측 끝면에 있어서 급격한 형상 변화가 회피되게 되는 점에서는 특허문헌1의 것과 동일하고, 이 결과, 외력의 작용시에 있어서 GFRP관의 소켓부 개구측 끝면 근방 개소에 급격한 형상 변화에 의한 응력집중이 발생되기 어려워져 소켓부 개구측 끝면 근방 개소의 응력집중에 기인한 GFRP관의 파손이 회피되는 것이 예상된다.

학회에 있어서는 금속제 접착에 대해서, 비특허문헌1에 나타내는 바와 같이, 테이퍼형 축 커플링에 관한 검토가 과거로 되어 테이퍼형으로 함으로써 인장 강도가 향상된다라는 보고가 되고 있다.

일본 특허 공개 평9-217883호 공보 일본 특허 공개 평5-346187호 공보

금속제 접착 중공축 커플링의 강도에 미치는 커플링 형상의 영향 일본 기계 학회 논문집(A편) 52권 477호(소61-5) PP1252-1256

금속 피접합 부재를 용접하지 않고 상기 피접합 부재의 중심선 방향의 인장 강도와 동등 이상의 강도로 접합시키는 것을 가능하게 하는 것은 배관 구조나 일반 구조물의 구축의 방법을 광범하게 함에 있어서 유용하다.

특히, 강관의 용접에 있어서는 화기를 취급하는 관계상, 완전이 불이 꺼져 있는 상태를 확인할 필요가 있다.

한편, 상기 특허문헌 1 및 2에 개시된 기술은 경질 염화 비닐관 또는 GFRP관을 커플링이나 접착제를 통해서 접합시키는 것이지만, 금속관이나 금속봉의 대표적인 소재인 강재 등은 이들 경질 염화 비닐관이나 GFRP관 등의 소재에 비해서 비중이 크고, 강도의 변형, 점성에 있어서도 다른 성질을 갖고 있다. 또한 접착제와의 화학상의 친숙성이 열악해서 동일하게는 논해지지 않는다.

또한, 비특허문헌1의 보고에 있어서는 앞의 특허문헌 1 및 2와는 달리 금속관에 대한 것이고, 테이퍼로 함으로써 커플링 소켓의 끝면부에 형상 변화에 의한 응력집중이 발생되기 어려워지는 것은 서술되어 있다. 그러나, 본 부하 시험에 있어서는 인장력(180㎫)과 비틀림의 합력(180㎫)의 합력이지만, 일반적인 압연강재의 인장 강도(400㎫)보다 작은 부하에 있어서 커플링에 파단이 발생되어 있다. 논문중, 부하 시험을 행했을 때의 커플링의 파단의 이유로서 커플링보다 외측의 금속관측에 소성 변형이 일어나고 커플링 단부의 접착층 및 계면에 초기 파손이 발생되어서 파손이 진행되어 파단된 것으로 생각되고 있다. 이와 같이, 테이퍼형으로 한 정도로는 접착 강도는 금속관의 강도를 넘을 수 없었던 것이 나타내어져 있다.

또한, 비특허문헌1에서는 접착층의 두께가 0.05㎜ 이다라는 보고가 되어 있지만, 커플링의 소켓의 내주 지름과 이것에 삽입되는 금속관의 외주 지름의 차를 0.1㎜로 한 경우에는 금속관을 소켓에 삽입할 때에 있어서 금속관과 소켓 사이에서 도포한 접착제가 깎여서 소실되므로 접착면 전체 영역에 걸쳐 0.05㎜로 하는 것은 매우 곤란하다.

금속관의 접속에 대해서는 현상황에서 실현되고 있는 것은 용접에 의한 것이고, 예컨대 JIS 규격에는 접속하는 강관에 따라 사용해야 할 커플링의 두께가 규정되어 있다. 구체적으로는, 커플링의 두께는 인장 시험에 있어서 커플링에 접속되는 강관의 모재쪽이 절단되는 두께로 하는 것을 요구하고 있다. 또한, 용접에 의한 접속에 대해서도 마찬가지로 강관의 모재쪽이 절단되는 용접 강도가 필요하고, 도 3에 나타내는 바와 같이 커플링(200)의 측면(d)에 대해서 금속관의 외주 상에 다리 길이를 신장하는 것이 정해져 있다. 또한, 커플링의 소켓 내주면과 금속관 외주는 접촉하고 있을 뿐이며 접속 강도를 얻기 위한 지표로는 되어 있지 않다.

이러한 강관의 모재가 절단되는 강도를 요구하는 JIS 규격에 적용시키면 비특허문헌1의 접착 접속 방법에서는 커플링측의 접착부에 파손이 일어나고 있고 강관의 접속에 있어서의 실용에는 도움을 줄 수 없다.

본 발명은 금속 피접합 부재를 접착제에 의해 상기 피접합 부재의 모재의 인장 강도와 동등 이상의 인장 강도가 얻어지도록 접합시키는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 금속 피접합 부재의 접합 방법은 금속 부재의 단부가 삽입되어 접착제로 접착되는 삽입 구멍이 형성된 소켓부가 형성되고, 또한, 상기 소켓부 개구단으로부터 그 안쪽측에 이르는 소켓부 외면이 소켓부 개구단으로부터 소켓부 안쪽측을 향해 점차 증대되는 테이퍼 형상면으로 이루어지고, 또한, 소켓부 가장 안쪽 위치의 삽입 구멍 중심선 방향 인장 강도가 상기 피접합 부재의 중심선 방향 인장 강도에 대해서 동등 이상으로 된 금속제 삽입 커플링을 형성하는 한편, 상기 피접합 부재의 단부와 상기 삽입 구멍의 폭은 0.2㎜~0.6㎜까지의 범위 내의 크기만큼 상기 삽입 구멍을 크게 형성하고, 상기 금속 피접합 부재의 단부를 담금질하거나 또는 냉간 가공을 행하여 상기 피접합 부재의 단부를 상기 삽입 구멍 내에 압입함과 아울러 상기 피접합 부재의 단부와 상기 삽입 구멍 사이에 접착제를 고밀도로 존재시킨 상태로 하는 것이다.

본 발명에 따른 금속 피접합 부재의 접합 방법의 다른 면은 금속 피접합 부재와 상기 삽입 구멍의 내면 사이에 구부재(球部材)를 단층상 또한 산점(散点)상으로 위치시키는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 금속관과 커플링의 접합 구조에 있어서는 커플링의 소켓부는 상기 금속관을 삽입하는 삽입 구멍의 내주면이 이것에 대응한 상기 소켓부와 대략 동심의 직선상 원통면으로 이루어지고, 또한, 상기 소켓부 개구단으로부터 그 안쪽측에 이르는 소켓부 외주면이 소켓부 안쪽측으로부터 소켓부 개구단을 향해 점차 축경되는 테이퍼 형상면으로 이루어지고, 또한, 소켓부 가장 안쪽 위치의 커플링 본체의 삽입 구멍 중심선 방향 인장 강도가 상기 피접합 부재의 중심선 방향 인장 강도에 대해서 동등 이상으로 되는 한편, 상기 금속관의 단부 외주면은 상기 직선상 원통면과 평행한 형상으로 이루어지고, 또한 그 외경과 상기 직선상 원통면의 내경은 0.2㎜~0.6㎜까지의 범위 내의 크기만큼 상기 직선상 원통면 큰 것이며, 상기 금속 피접합 부재의 단부가 담금질되거나 또는 냉간 가공되어 있고, 상기 금속관의 단부 외주면과 상기 삽입 구멍의 내주면 사이에 접착제가 고밀도로 존재하는 것을 특징으로 한다.

<발명의 효과>

본 발명에 의하면, 금속 피접합 부재의 단부가 담금질되거나 또는 냉간 가공에 의해 경화되기 때문에 상기 단부와 금속제 삽입 커플링의 접합 구조에 금속 피접합 부재의 중심선 방향의 인장력이 작용했을 때의 금속 피접합 부재의 단부의 변형이 저지되게 되고, 테이퍼 효과에 의한 응력분산이 적절하게 행해지고, 접착제가 가지는 접착력이 사양대로 발휘되는 것으로 된다. 따라서, 접착 면적을 금속 피접합 부재의 모재의 강도 이상으로 설정하면 과대한 인장력이 가해진 경우에는 모재쪽이 절단되게 된다.

도 1은 금속제 삽입 커플링을 나타내는 단면도이다.
도 2는 접착제층의 두께와 접착제층의 접착 강도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 JIS 규격에 따른 삽입 커플링을 나타내는 단면도이다.
도 4는 금속제 삽입 커플링에 금속관을 삽입한 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 접착제의 주입 방법을 나타내는 도면이다.
도 6은 다른 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 또 다른 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 8은 다른 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9는 다른 접합 구조를 나타낸 단면도이다.
도 10은 실험의 결과를 나타내는 도면이다.
도 11은 다른 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 12는 다른 접합 구조를 나타내는 단면도이다.
도 13은 다른 접합 구조를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조해서 설명한다.

우선, 본 실시예에 사용하는 배관용 금속제 삽입 커플링에 대해서 설명한다.

도 1은 금속제 삽입 커플링을 나타내는 단면도이다.

도 1에 있어서 금속제 삽입 커플링(1a)은 금속재이며 단체 통형상이고, 그 중심 위치에 직선상 구멍(2)이 형성되어 있다. 금속재로서는, 예컨대, JIS 규격인 FC, SS, SF, SC 등이 다용되지만 이것에 한정되는 것은 아니고 커플링(1a)에 의해 접합되는 금속관(금속 피접합 부재, 금속 배관)(3)의 재료에 적응된 임의의 것이어도 지장은 없다.

금속제 삽입 커플링(1a)은 길이 방향 중앙 개소(p1)가 최대 지름으로 됨과 아울러 길이 방향 중앙 개소(p1)를 경계로 해서 좌우 대칭 형상으로 되어 있다. 직선상 구멍(2)은 균일한 단면을 갖는 직선상 원통면으로 형성되어 있고, 커플링(1a)의 길이방향 상에서의 좌측 방향과 우측 방향 각각의 단부(Q)(좌측 절반 개소, 우측 절반 개소)에 개구를 갖고 있다. 단부(Q)에 있어서 그 안쪽측을 향하는 길이[커플링 본체(1)의 절반 길이]의 범위는 그 대응하는 금속관(3)의 단부(3a)가 삽입되는 삽입 구멍(2a)이다. 그리고, p1을 경계로 금속제 삽입 커플링(1a)의 좌우 절반이 각각 좌우의 소켓부(4)가 된다. 각 소켓부(4)의 외주면의 형상은 소켓부(4) 안쪽측으로부터 소켓부(4) 개구측을 향해 점차 축경되는 테이퍼 형상면으로 되어 있다.

소켓부(4)의 개구단 개소의 단면 형상은 칼날 형상으로 이루어진다. 그러나, 금속관(3)과 금속제 삽입 커플링(1a)의 접합 처리를 용이하고 또한 적확하게 행할 수 있도록 하기 위해서, 도 1 우측에 나타내는 바와 같이, 소켓부(4)의 중심선(CL)에 대해서 직교한 면으로 절단해서 절제해도 좋다. 도 1 우측에 나타내는 예에서는 소켓부(4)의 개구단 위치는 좌측 개구단보다 수㎜정도 중앙점(p1) 부근의 위치 Q점으로 한다. Q점 위치에 있어서 반경방향 폭을 가지는 개구 끝면(10)을 형성하고 있다. 도면 중 P1~E점 사이의 거리(L1)는 뒤에 서술하는 최저 필요 길이이고, 거리(L2)는 개구 끝면(10)과 E점 사이의 거리이다. 또한, 절단해서 절제하는 장소는 E점보다 외측이다.

이어서, 본 실시예에 의한 접합 구조에 대해서 다음 순번에 따라 설명한다.

(A) … 금속관의 재료나 지름의 결정

(B) … 커플링 본체의 재질과 두께

(C) … 커플링 본체의 형상과 접착 면적

(D) … 접착제의 두께

(E) … 배관의 접착 개소의 처리

(A) 금속관의 재료나 지름의 결정

우선, 사용 조건 등으로부터 금속관(3)의 재료나 지름이 결정된다. 이것에 의해 금속제 삽입 커플링(1a)의 삽입 구멍(2a) 내주면의 직경이 결정된다. 즉, 상기 삽입 구멍(2a)은 삽입되는 금속관(3)의 단부(3a)의 외경보다 예컨대 개략 0.2㎜~0.6㎜의 범위 내의 임의의 크기만큼 큰 치수로 한다.

여기에, 0.2㎜를 하한 경계로 하는 의의는 이것보다 작으면 삽입 구멍(2a)과 이것에 삽입된 금속관(3)의 단부(3a)의 간극이 0.1㎜보다 작아져서 삽입 구멍(2a) 내에 금속관(3)의 단부(3a)를 삽입하는 작업이 어려워짐과 아울러 삽입 구멍(2a)의 내주면과 금속관(3)의 단부(3a) 사이에 개재되는 접착제층의 층 두께의 균일화 처리가 곤란하게 되기 때문이고, 또한 0.6㎜를 상한 경계로 하는 의의는 이것보다 크면 삽입 구멍(2a)과 이것에 삽입된 금속관(3)의 단부(3a)의 간극이 0.3㎜보다 커져서 상기 접착제층의 접착 강도가 크게 저하되기 때문이다.

도 2는 접착제층의 두께와 접착제층의 접착 강도의 관계를 나타내는 도면이고, 가로축은 접착제층의 두께(t)를 나타내고, 세로축은 접착제층의 파단시의 전단응력(접착제층의 파단 강도)(τ)을 나타내고 있다. 이 도 2로부터 이해되는 바와 같이, 접착제층의 두께(t)가 대략 0.17㎜정도보다 큰 범위에서는 그것보다 작은 범위에 비해서 파단시의 전단응력(τ)의 크기가 접착제층의 두께의 증대측으로의 변화에 따라 큰 비율로 저하되는 것으로 되어 있다. 따라서, 접착제층의 강도를 효과적으로 발현시키기 위해서는 접착제층의 두께(t)는 대략 0.3㎜ 이하로 하는 것이 좋다. 또한 엄밀하게는 대략 0.17㎜ 이하로 하는 것이 좋다.

(B) 커플링 본체의 재질과 두께

도 3은 종래부터 존재하는 JIS 규격(JIS B 2316-1986)에 따른 배관용 삽입 커플링(200)을 나타내는 단면도이다. 이 삽입 커플링(200)은 이미 각종의 배관에 있어서 이용되고 있고, 그 구경마다 필요 강도 등을 충족하는 소켓부 두께(JIS 두께)(T) 등이 정해져 있다.

JIS 규격 「B 2316-1986」은 재료가 FC일 경우의 금속제 삽입 커플링(200)에 대한 sch80과 sch160의 경우에 대해서 규정하고 있는 것이고, sch80의 관 두께보다 작은 관 두께의 금속관(3)을 접합시킬 때는 sch80에 대한 JIS 소켓부 두께(T)를 기준으로 하고, 또한 sch80의 관 두께보다 크고 sch160의 관 두께 이하인 관 두께의 금속관(3)을 접합시킬 때는 sch160에 대한 JIS 소켓부 두께(T)를 기준으로 하고, 금속제 삽입 커플링(1a)에 있어서의 소켓부 가장 안쪽 위치(p1점)에서의 두께는 JIS 소켓부 두께(T) 이상으로 한다.

(C) 커플링 본체의 형상과 접착 면적

접착제층이 필요로 하는 접착면의 면적(접착 면적)은 삽입 구멍(2a)에 삽입되는 금속관(3)의 외주면의 직경과 접착제층의 소켓부(4)의 길이[중심선(CL) 방향의 길이](L1)와 원주율(π)을 곱함으로써 산출된다. 길이(L1)는 접착제층의 소켓부(4) 중심선 방향의 최저 필요 길이(강도 계산상 접착 길이)이다. 이 접착 면적은 금속 피접합 부재(3)인 금속관의 인장 파단 하중과 동일 크기의 힘이 작용해도 접착제층에 이것의 파단시의 응력(접착제층의 파단시의 전단응력) 이상의 응력이 발생되지 않는 크기로 한다.

이제, 금속관의 인장 파단 하중의 크기가 F1인 것으로 하면 상기 최저 필요 길이(L1)는 다음 (1)식에 의해 산출된다.

L1=F1/πrτ … (1)식

여기에 있어서 τ는 접착제의 접합 강도(접착제층의 파단시의 단위면적당 전단응력), r은 금속관의 외경이다.

이렇게 해서 최저 필요 길이(L1)가 결정되고, 좌우의 각 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치인 p1점으로부터 최저 필요 길이(강도 계산상 접착 길이)(L1)만큼 소켓부(4) 개구측에 떨어진 위치(E점)까지 접착제를 도포하게 된다.

이어서, 개구단 위치를 결정한다. 개구단 위치는 E점과 같거나 p1점보다 더 떨어진 위치(Q점)에 설정된다. 그리고, 소켓부(4)의 외주면을 이루는 테이퍼 형상면(1b)은 소켓부 가장 안쪽 위치(p1점)에서의 두께(T) 이상으로 한 외주면 위치(Z점)와 Q점을 연결하는 직선(SL1)을 포함하는 형상으로 한다. 이것에 의해 소켓부(4)의 외주면인 테이퍼 형상면(1b)이 확정된다. 여기에 있어서, 테이퍼의 각도는 3˚ 내지 12˚가 적당하고, 각도가 작게 될수록 응력에 의한 왜곡은 작아진다. 각도가 작으면 커플링의 개구단 두께가 얇아 강도가 작아지고, 한편, 각도가 크면 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치의 두께가 두꺼워져 재료 비용이 증가된다. 따라서, 실제의 제품으로서는 5˚ 내지 7˚로 하는 것이 바람직하다.

응력을 분산함에 있어서는 테이퍼 형상은 우수하지만 수용부의 개구부의 부분의 응력 왜곡에 대해서는 어느 테이퍼 각도에 있어서도 다른 접착 부분보다 큰 경향이 나타내어져 있고, 금속관의 모재 강도에 필적하는 장력이 가해졌을 때에 발생되는 개구부의 응력 왜곡이 접착제의 접착 강도를 초과하지 않도록 해야 한다. 또한, 응력을 분산시키기 위해서는 테이퍼의 부분의 범위는 긴 쪽이 좋고, 적어도 금속관의 선단이 도달하는 소켓의 안쪽부의 바로 위의 위치까지는 경사를 연속시킨다.

이 금속제 삽입 커플링(1a)에 있어서 각 소켓부(4)에 있어서 E점으로부터 그 대응하는 개구단(Q)까지의 삽입 구멍(2a)의 내주면도 접착제에 의해 금속관(3)의 단부(3a)와 접착되도록 사용되지만 금속제 삽입 커플링(1a)의 강도에 여유를 갖게 함과 있어서 기여하는 것이다. 이 경우, E점으로부터 그 대응하는 개구단(Q)까지의 삽입 구멍(2a)의 내주면과 금속관(3)의 단부(3a) 사이의 임의 개소에 링형상의 밀봉재를 끼움부착하여 수분이 삽입 구멍(2a)과 금속관(3)의 단부(3a) 사이의 안쪽으로 침입하는 것을 규제하는 구조로 해도 좋다.

(D) 접착제의 두께와 그 균일성

이어서, 상기와 같이 형성된 금속제 삽입 커플링(1a)을 사용해서 금속관(3)끼리를 접합하는 경우에는 다음과 같이 행한다. 여기에, 도 4는 금속제 삽입 커플링(1a)에 금속관을 삽입한 결합 구조(100)를 나타내는 단면도이다.

금속관(3)의 외경보다 0.2~0.6㎜ 큰 삽입 구멍(2a)을 가지는 금속제 삽입 커플링(1a)을 준비한다.

이어서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 금속관(3)의 단부(3a)를 금속제 삽입 커플링(1a)의 소켓부(4)의 삽입 구멍(2a) 내에 삽입하고, 또한, 단부(3a)의 외주면과 삽입 구멍(2a)의 내주면 사이에 다수의 구부재(5)를 단층상 또한 산점상으로 위치시킴과 아울러 접착제(6)를 고밀도로 존재시킨다.

이어서, 금속관(3)의 단부(3a) 외주면 및/또는 금속제 삽입 커플링의 소켓부(4)의 삽입 구멍(2a) 내주면의 전체면에 접착제(6)[앞에 구부재(5)에 도포한 접착제와 동일한 것이여도 좋다.]를 도포하고, 그 후, 금속관(3)의 단부(3a)를 삽입 구멍(2a) 내의 예정 위치(가장 안쪽부 위치)인 p1점까지 압입한 상태로 되고, 이 상태를 접착제(6)가 자신의 접착력으로 금속관(3)과 소켓부(4)의 상대 위치를 유지시킬 수 있는 상태로 고화될 때까지 계속시킨다.

또한 삽입 구멍(2a) 내에 금속관(3)의 단부(3a)를 압입했을 때에 삽입 구멍(2a) 내로부터 그 개구를 통해서 넘쳐 나온 접착제(6)는 고화되기 전에 닦아낸다.

이후는 접착제(6)가 예정된 강도를 발현할 때까지 기다리는 것이다.

이 때, 접착제(6)로서는 1액 가열 경화형의 에폭시계 구조용 접착제(예컨대, 스미토모 쓰리엠사제의 상품 「Scotch-WeldXA7416」등)을 사용하는 것이 좋다. 접착면은 탈지 처리하고, 프라이머(primer)를 도포하면 접착력은 강화된다.

구부재(5)는 금속, 세라믹 또는 유리 등 적절한 재료로 형성된 것이면 좋고, 예컨대 비즈 옥을 사용하면 임의의 지름의 것을 용이하게 입수할 수 있다. 단, 세라믹 또는 유리를 이용할 경우에는 금속관(3)을 삽입할 때의 충격에 의해 깨질 가능성이 있기 때문에 작업을 신중하게 행할 필요가 있다. 구부재(5)의 직경은 접착제(6)층의 예정 최소 두께와 예정 최대 두께 사이가 되는 크기로 하고, 예컨대 접착제(6)가 1액 가열 경화형의 에폭시계 구조용 접착제일 경우 그 일반적인 직경은 개략 0.1㎜~0.25㎜의 범위 내의 크기로 한다.

이러한 구부재(5)를 미리 접착면에 설정해 두면 금속관(3)과 삽입 구멍(2a)의 내주면의 간극을 유지할 수 있으므로, 금속제 삽입 커플링(1a)의 중앙 부근의 외주면으로부터 내부의 접합면까지의 사이에 관통 구멍을 형성해 두고, 금속관(3)을 삽입한 후에 접착제를 관통 구멍에 압입하는 방법에 의해 접착제를 접합면에 공급하는 것도 가능하다. 예컨대 도 5에 있어서 구부재(5)가 미리 접착면에 설치된 상태에서 개구 끝면(10)을 블록(9)에 의해 시일을 한다. 그리고, 금속제 삽입 커플링(1a)에 형성된 관통 구멍(8)으로부터 커플링의 내부의 공기를 진공으로 뽑아낸다. 그 후, 관통 구멍(8)으로부터 접착제(6)를 주입하는 것이다.

또한, 구부재(5)를 사용하지 않고 금속관(3)과 금속제 삽입 커플링(1a)을 기구에 의해 정밀하게 고정해서 0.1~0.3㎜의 간극을 접착면 전체 둘레에 걸쳐서 유지하도록 해도 좋다. 단, 이 경우, 현장에서의 작업은 곤란하게 되어 실제로는 연구소 건물이나 공장 등에 있어서의 옥내 기재로만 실시 가능하다. 접착제 안에 미리 구부재(5)를 미리 혼입시켜 구부재(5)를 배치하는 것도 고려되지만 단층으로 구부재(5)를 배치하는 제어가 필요하다.

(E) 배관의 접착 개소의 처리

접착에 앞서서 금속관(3)의 단부(3a)에 대해서 경화 처리가 행해진다. 금속관(3)의 단부(3a)는 오스테나이트 영역까지 가열후, 적절한 냉각제 중에서 급속하게 냉각되고, 마르텐사이트 조직으로서 경화시키는 소위 담금질 처리를 행한다. 또한, 이 때, 강의 표면층의 탄소량을 증가시키기 위해서 침탄제 중에서 과열 처리한 후, 담금질 처리를 행해도 좋다. 강도를 증대시켜 상기 단부(3a)가 변형되기 어렵게 하는 것이 목적이다. 또한, 경화시키는 방법으로서 재결정 온도 이하에서 소성 변형을 부여하는 냉간 가공도 이용할 수 있다. 강관에 있어서는 JIS 규격상 어느 정도의 신장성을 갖고 있어야만 하지만 상기 처리에 의해 금속관의 단부(3a)의 신장은 억제된 것으로 된다. 경화 처리가 행해지는 단부(3a)는 접착제가 도포되는 범위, 즉 L1을 말하지만, 경화 처리를 행하는 범위를 엄밀하게 L1의 범위에만 한정적으로 행하는 것은 기술적으로 불가능하다. 또한, 반대로 L1보다 다소 넓은 범위에서 경화 처리를 행하여도 지장은 없고, 경화 처리를 행하는 범위는 적어도 L1의 범위이며 이것보다 커도(예컨대, L1의 1.5배) 좋은 것이다. 또한, 담금질 처리를 행함에 있어서는 필요 부분만을 순식간의 가열과 급랭에 의해 담금질이 가능한 고주파 담금질을 이용하는 것이 좋다.

금속관(3)의 단부(3a) 주변의 담금질을 행하는 대신에 상기 단부(3a) 주변을 냉간 가공에 의해 경화시켜도 좋다.

또한, JIS 규격품인 탄소강강관(SGP, STPG, STS 등)의 외주면은 반드시 진원으로는 되어 있지 않으므로, 이들 강관을 접합해야 할 금속관(3)으로서 사용할 경우, 그 단부(3a)를 측정해서 상기 단부(3a)가 진원의 직원통면으로 되어 있지 않을 때에는 금속관(3)을 원형상으로 하는 방법으로서는 선반으로 절삭한다.

(금속제 삽입 커플링의 변형예1)

도 6은 변형예에 따른 결합 구조(101)를 나타내는 단면도이다. 각 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2)를 금속제 삽입 커플링(1b)의 중앙 개소인 p1점에 합치시키지 않고 p1점보다 소켓부(4) 개구측으로 적절 거리(L3)만큼 변위시키고 있다. 금속제 삽입 커플링(1b)의 좌우 각 측의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2)점과 그 대응하는 측의 E점 사이의 거리는 도 1에 나타내는 경우와 동일 길이(L1)로 한다. 따라서, 이 변형예의 접합 구조(101)에 있어서 금속제 삽입 커플링(1b)의 좌측 절반 범위 내의 E점과 우측 절반 범위 내의 E점 사이의 거리는 도 1에 나타내는 경우보다 거리(L3)의 2배의 길이만큼 커진다.

또한, 금속제 삽입 커플링(1b)의 좌측 절반 범위 내의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2)와 우측 절반 범위 내의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2) 각각에 반지름면부(7)가 형성되고, 이들 반지름면부(7,7) 사이에 형성된 직선상 구멍부분(2b)은 삽입 구멍(2a)의 내주면의 직경보다 작게 됨과 아울러 삽입 구멍(2a)에 삽입되는 금속관(3)의 내측 구멍의 직경 이상으로 된다.

또한, E점으로부터 개구 끝면(10)까지의 거리(L2)는 L1의 0.2배의 길이이다. 개구 끝면(10)에 있어서의 삽입 구멍(2a)의 내주면으로부터 외주면까지의 반경방향 길이(RL1)는 취급상의 편의성 때문에 수㎜(예컨대 0.5㎜~3㎜) 정도이다. 그리고, 개구 끝면(10)의 외주면 위치(E2)와 Z점을 연결한 직선(SL1)이 그 대응하는 소켓부(4)의 외주면을 이루는 테이퍼 형상면을 특정하는 것이 된다. 또한, 도면 중 금속제 삽입 커플링(1a)에 대응하는 개소에는 동일한 부호가 붙여져 있다.

이 변형예에 의하면, 금속관(3)의 단부(3a)를 그 대응하는 소켓부(4)의 삽입 구멍(2a) 내에 삽입할 때, 금속관(3)의 단부(3a)의 선단이 그 소켓부(4)의 반지름면부(7)에 충돌 접촉하기 때문에 단부(3a)를 그 이상의 진입이 규제되는 위치까지 압입할 뿐이므로 금속관(3)은 예정 위치에 정확하게 위치된 상태가 되고, 소켓부(4)에 대한 금속관(3)의 압입량 등을 계측구로 측정하지 않아도 금속관(3)과 소켓부(4)를 정확한 상대 배치에 위치시킬 수 있다. 그 외의 점은 도 1의 경우에 준한 구성으로 된다. 또한, 길이(L3)의 크기는 커플링 강도상, 임의이여도 지장이 없다.

(금속제 삽입 커플링의 변형예2)

도 7은 다른 변형예에 따른 접합 구조(102)를 나타내고 있다. 이 접합 구조(102)에 이용하는 금속제 삽입 커플링(1c)은 다른 4방향의 각 단부 각각이 소켓부(4)가 되고 4개의 금속관(3)을 십자 형상으로 접합하기 위한 것이다. 그리고 도 8은 또 다른 변형예에 따른 접합 구조(103)를 나타내고 있다. 이 접합 구조(103)는 다른 3방향에 각각 소켓부(4)를 갖는 금속제 삽입 커플링(1d)을 이용해서 3개의 금속관(3)을 Y자 형상으로 접합하기 위한 것이다. 또한, 2개의 소켓부(4)가 그 중심선이 90도로 교차하는 금속제 삽입 커플링을 이용해서 2개의 금속관(3)을 L자 형상으로 접합시키도록 변형해도 좋다.

(금속제 삽입 커플링의 변형예3)

도 9는 다른 변형예에 따른 접합 구조(104)의 단면도이다.

이 도 9에 있어서, 도 1의 경우와 마찬가지로, 금속제 삽입 커플링(1e)의 길이 방향 중앙 개소(p1)를 좌우 각 측의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치로 한다. 그리고, 금속제 삽입 커플링(1e)의 p2점에 있어서의 두께(T2)는 금속관(3)의 인장 강도와 동등 이상의 인장 강도로 한다. 예컨대, 금속관(3)의 두께 이상이 되도록 결정한다. 개구단(Q)과 E점은 일치하고 있고, 또한, 좌우의 p1점 사이는 두께(T2) 그대로 되어 있다.

<실험예>

본 발명자들은 도 6에 나타내는 금속제 삽입 커플링(1b)을 사용해서 2개의 금속관(SGP20A)(3,3)을 스미토모 쓰리엠사제의 상품 「Scotch-WeldXA7416」으로 접합하여 단부(3a)의 강도 계산상 접착 길이(L1)를 38㎜(L2=0㎜)로 한 접합 구조를 형성해서 인장 시험을 행하였다. 금속관의 강도(400㎫)와 동등한 강도가 되도록 접착제의 단위면적당의 강도로부터 접착 면적을 계산하여 강도 계산상 접착 길이(L1)(38㎜)를 얻었다. 테이퍼의 각도는 7˚로 했다. 또한, 본 실험에 있어서는 구부재(5)를 사용하지 않고 간극 0.1㎜의 간격을 가지도록 금속관과 커플링을 기구로 고정해서 접착했다.

(1) 금속관(3)의 단부(3a)를 담금질하거나 또는 냉간 가공을 하지 않은 상태에서 금속제 삽입 커플링(1b)에 의해 접합하고, 중심선(CL) 방향의 인장력을 부여해서 이것을 증대시켰다. 인장력이 50kN을 초과한 후, 삽입 구멍(2a)에 삽입된 금속관(3)의 단부(3a)가 신장되어 그 지름이 축소되어 삽입 구멍(2a)의 내주면과 금속관(3)의 단부(3a) 외주면의 접착제에 의한 접합이 파괴되어 분리되었다.

(2) 금속관(3)의 단부(3a) 주변(삽입 구멍 내에 삽입되는 단부(3a) 길이의 1.5배 정도의 길이 범위)에 담금질을 실시했다. 중심선(CL) 방향의 인장력을 부여해서 이것을 증대시켜 가면 인장력이 85kN에 도달한 단계에서 금속제 삽입 커플링(1b)과 금속관(3)의 접합 구조는 파단되지 않고 금속관(3)의 모재 개소가 파단되었다.

(3) 본 발명자들은 접합 구조의 접합 강도를 측정하기 위해서 SGP20A보다 강도가 높은 동일 지름의 강관(STPT410 SCH160)을 앞의 실험과 같은 접착 면적(L1=38㎜)에서 접착면이 파단되는 장력을 조사했다. 그 결과, 150kN을 지나친 경우에 이번에는 접착면이 파단되었다. 또한, 접착제의 두께에 대해서는 앞의 실험도 포함해서 0.1㎜로 제어해서 접착을 행하였지만 본 파괴 시험 후에 접착면에 대해서 그 두께를 마이크로미터로 측정한 결과, 약 0.15㎜로 되어 있었다.

이 실험의 결과, 접착제의 접합 강도(τ)는 금속관(STPT410 SCH160)(3)을 사용했을 때의 접착면의 파단 하중인 150kN을 접착 면적인 3246㎟으로 나눈 값 46.2㎫가 되었다.

접합해야 할 임의의 금속관에 대한 강도 계산상 접착 길이(L1)는 그 금속관의 파단 강도(F1)를 실험으로 구한 접착제의 접합 강도(τ)인 46.2㎫ 및 금속관(3)의 내주(πr:r은 금속관의 외경)로 나눔으로서 산출되는 것이다.

담금질되었을 때의 금속제 삽입 커플링(1b)에 의한 접합 구조(101)는 인장력에 대한 강도 부재로서 지장 없이 사용할 수 있는 것이다. 담금질된 금속관(SGP20A)에 대해서 85kN 인장 시험을 행한 결과, 커플링이 아니라 금속관측이 파단된 형태를 도 10에 나타낸다.

(금속판에의 적용예)

금속판에 있어서도 인장력을 부가함으로써 접착부(6)에 있어서의 변형이 일어난다. 도 11에 금속판을 접합하는 접합 구조(105)를 나타낸다. 도면 중 파선(S)으로 나타내는 바와 같이, 금속판(30)의 좌우로 인장력을 부가함으로써 판 두께가 얇아지는 방향으로 변형되려고 하는 응력이 발생된다.

커플링의 소켓 상하에 테이퍼 형상을 형성해서 응력을 분산시키고는 있지만 특히 소켓부(4)의 단부에 있어서 관측되는 왜곡이 커서 접착면을 박리하는 방향으로 힘이 작용하는 것이다.

본 실시예에서는 금속제 삽입 커플링(1a)에 대응하는 개소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 금속제 삽입 커플링(1f)은 각 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2)를 금속제 삽입 커플링(1f)의 중앙 개소인 p1점에 합치시키지 않고 p1점보다 소켓부(4) 개구측으로 적절한 거리(L3)만큼 변위시키고 있다. 금속제 삽입 커플링(1f)의 좌우 각 측의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2)점과 그 대응하는 측의 E점 사이의 거리는 도 1에 나타내는 경우와 동일한 길이(L1)로 한다.

또한, 커플링(1f)의 좌측 절반 범위 내의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2)와 우측 절반 범위 내의 소켓부(4)의 가장 안쪽 위치(p2) 사이에 연결부(70)가 형성되어 있고, 상하의 테이퍼 형상면이 p1점에 있어서 연결되어 있다.

본 실시예에 있어서도 금속판의 단부가 담금질되거나 또는 냉간 가공되어 있어 접착부에 있어서의 변형은 억제된다. 이 결과, 접착 면적을 금속판의 인장 강도 이상으로 확보하도록 L1을 정하면 인장력이 가해졌을 때에 금속판의 모재쪽이 파단되는 결과로 되어 커플링으로서의 성능이 확보된다.

금속판(30)이 삽입되는 삽입 구멍(2a)은 대향하는 적어도 2개의 평면을 가지고 있으면 좋다. 금속판(30)의 두께와 소켓부(4)의 삽입 구멍(2a)의 폭[대향하는 평면의 간격, 도 11 중 삽입 구멍(2a)의 상하의 평면]의 관계를 0.2~0.6㎜ 개구 폭을 크게 하는 것은 다른 접합 구조와 같다.

이러한 커플링의 변형예를 도 12에 나타낸다. 금속제 삽입 커플링(1f)은 본 도 12A에 나타내는 T자 형상으로 소켓을 가지는 커플링(1g)이나, 도 12B에 나타내는 바와 같은 크로스 형상으로 소켓을 가지는 커플링(1h)에 응용할 수도 있다. T자 형상 또는 크로스 형상의 커플링에 있어서는 테이퍼의 경사가 접속하는 부분(F)에 있어서 곡면에 의해 연속적으로 연결되는 것이 좋다. 각도를 가지는 것으로 하면 응력이 집중되기 때문이다.

(변형의 저지의 다른 방법)

인장력을 부가했을 때에 금속관이 변형되기 어렵게 하는 방법으로서 담금질(침탄을 포함함), 냉간 가공을 실시하는 것을 나타내었지만, 도 13에 나타내는 바와 같이 금속관 내에 금속제의 원기둥 부재(11)를 삽입함으로써도 변형을 억제할 수 있다.

즉, 금속관(3)은 인장력에 의해 신장되어 지름 축소가 발생되지만, 관 내에 원기둥 부재(11)가 존재하기 때문에 지름 축소에 저항할 수 있게 된다. 도면 중 상기 실시형태에 대응하는 개소에는 동일한 부호가 붙여져 있다. 이 커플링(1i,1j)은 금속관(3)의 내부에 삽입되는 원기둥 부재(11)를 양단에 갖고 있고, 앞에 나타낸 금속관 또는 금속판의 외측으로부터 접착하는 커플링과는 달리 테이퍼의 형상은 갖고 있지 않은 것이다. 원기둥 부재(11)의 베이스부(p2)를 커플링(1i,1j)의 중앙 개소인 p1점에 합치시키지 않고 p1점보다 거리(L3)만큼 변위시키고 있다. 커플링(1i,1j)의 좌우 각 측의 p2점과 원기둥부 선단 E점 사이의 거리는 도 1에 나타내는 경우와 동일한 길이(L1)로 한다.

또한, 좌우의 원기둥 부재(11)의 저면 위치가 되는 좌우 p2점 사이에는 더욱 굵은 지름을 가지는 플랜지부(12)가 형성되고, 이들 플랜지부(12)의 직경은 금속관(3)의 내측 구멍의 직경 이상이 된다.

원기둥 부재(11)의 외경은 금속관(3)의 내경보다 0.2~0.6㎜ 작고, 접착의 간극을 0.1~0.3㎜로 제어할 수 있도록 되어 있다. 이러한 커플링에 의하면, 금속관(3)에 대해서 담금질, 냉간 가공을 행하지 않아도 인장에 의한 접합 부분의 변형을 억제할 수 있으므로 접착면의 강도를 확보할 수 있다.

원기둥 부재(11) 및 플랜지부(12)는 도 13A에 나타내는 바와 같은 중공인 것과 도 13B에 나타내는 바와 같은 강이 중실인 것을 이용할 수 있다.

상기 도 1~도 12에 있어서 대응하는 부위에는 동일한 부호를 붙여 설명을 간략화하고 있다.

1 : 커플링 본체 2a : 삽입 구멍
3 : 금속 피접합 부재(금속관, 금속봉) 3a : 단부
4 : 소켓부 5 : 구부재
6 : 접착제 100 : 금속제 삽입 커플링
E : 형상 기준점 L1 : 강도 계산상 접착 길이

Claims

금속 부재의 단부가 삽입되어 접착제로 접착되는 삽입 구멍이 형성된 소켓부가 형성되고, 또한, 상기 소켓부 개구단으로부터 그 안쪽측에 이르는 소켓부 외면이 상기 소켓부 개구단으로부터 상기 소켓부 안쪽측을 향해 점차 증대되는 테이퍼 형상면으로 이루어지고, 또한 상기 소켓부 가장 안쪽 위치의 삽입 구멍 중심선 방향 인장 강도가 피접합 부재의 중심선 방향 인장 강도에 대해서 동등 이상으로 된 금속제 삽입 커플링을 형성하는 한편, 피접합 부재의 단부와 상기 삽입 구멍의 폭은 0.2㎜~0.6㎜까지의 범위 내의 임의의 일정 크기만큼 상기 삽입 구멍의 폭을 크게 형성하고, 금속 피접합 부재의 단부를 담금질하거나 또는 냉간 가공을 행하여
피접합 부재의 단부를 상기 삽입 구멍 내에 압입함과 아울러 피접합 부재의 단부와 상기 삽입 구멍의 내면 사이에 접착제를 고밀도로 존재시킨 상태가 되도록 실시하는 것을 특징으로 하는 금속 피접합 부재의 접합 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 접착제의 파단시의 단위면적당 전단응력에 상기 피접합 부재의 단부와 상기 삽입 구멍의 내면 사이에 접착제가 존재하는 면적을 곱한 값이 상기 피접합 부재의 중심선 방향 인장 강도 이상의 값이 되도록 상기 면적을 정하는 것을 특징으로 하는 금속 피접합 부재의 접합 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 부재는 금속관인 것을 특징으로 하는 금속 피접합 부재의 접합 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 피접합 부재의 단부의 외면과 상기 삽입 구멍의 내면 사이에 상기 임의의 일정 크기의 절반보다 작은 직경으로 된 구부재를 단층상 또한 산점상으로 위치시키는 것을 특징으로 하는 금속 피접합 부재의 접합 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 피접합 부재의 단부의 외면 또는 상기 삽입 구멍의 내면에 다수의 구부재를 접착제를 통해서 단층상으로 접착시킨 후에, 상기 단부의 외주면과 삽입 구멍의 내면의 양쪽에 접착제를 도포하거나, 혹은 어느 한쪽에만 접착제를 도포한 후, 상기 피접합 부재의 단부를 상기 소켓부 내에 압입해서 접합하는 것을 특징으로 하는 금속 피접합 부재의 접합 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 구부재가 금속, 유리 또는 세라믹으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금속 피접합 부재의 접합 방법.
금속관과 커플링의 접합 구조로서:
상기 커플링의 소켓부는 상기 금속관을 삽입하는 삽입 구멍의 내주면이 이것에 대응한 상기 소켓부와 동심의 직선상 원통면으로 이루어지고, 또한, 상기 소켓부 개구단으로부터 그 안쪽측에 이르는 소켓부 외주면이 소켓부 안쪽측으로부터 소켓부 개구단을 향해 점차 축경되는 테이퍼 형상면으로 이루어지고, 또한, 소켓부 가장 안쪽 위치의 삽입 구멍 중심선 방향 인장 강도가 피접합 부재의 중심선 방향 인장 강도에 대해서 동등 이상으로 되는 한편,
상기 금속관의 단부의 외주면은 상기 직선상 원통면과 평행한 형상으로 이루어지고, 또한 그 외경과 상기 직선상 원통면의 내경은 0.2㎜~0.6㎜까지의 범위 내의 임의의 일정 크기만큼 상기 직선상 원통면이 큰 것이며,
상기 금속관의 단부가 담금질되거나 또는 냉간 가공되어 있고,
상기 금속관의 단부의 외주면과 상기 삽입 구멍의 내주면 사이에 접착제가 고밀도로 존재하는 것을 특징으로 하는 금속관의 접합 구조.
제 6 항에 있어서,
상기 금속관의 단부의 외주면과 상기 삽입 구멍의 내주면 사이에 상기 임의의 일정 크기의 절반보다 작은 직경으로 된 구부재를 단층상 또한 산점상으로 위치시키는 것을 특징으로 하는 금속관의 접합 구조.
금속관의 접합 방법으로서:
외주면이 직선상 원통면으로 이루어진 원기둥 부재와 이 원기둥 부재의 저면에 연결되는 상기 금속관의 내경보다 큰 외경의 플랜지부를 갖는 금속 커플링을 형성하고, 상기 금속관의 단부의 내주면은 상기 직선상 원통면과 평행한 형상이고, 또한 그 외경과 상기 직선상 원통면의 내경은 0.2㎜~0.6㎜까지의 범위 내의 임의의 일정 크기만큼 상기 직선상 원통면의 내경이 작고, 상기 원기둥 부재를 피접합 부재의 단부 내에 압입함과 아울러 피접합 부재의 단부의 내주면과 상기 원기둥 부재의 외주면 사이에 접착제를 고밀도로 존재시킨 상태가 되도록 실시하는 것을 특징으로 하는 금속관의 접합 방법.