(57)【要約】      （修正有）【課題】シール構造を損傷又は劣化させることなく、確実に挿入工程に耐えるよう構成されたＰＶＣＯ管の継目で使用されるシール組立体を提供する。【解決手段】シール組立体２０は、ゴムなどの一体化した弾性を有する材料より形成された主シール体と、補強材とを含む。シールは、補強材を受用できるサイズを有する補強材ポケットを有しており、これにより補強材を手でシール体に組み入れることができる。この組立体は、第１ＰＶＣＯ管１２の受口端１４及び第２ＰＶＣＯ管の差口端に挿入でき、さらに受口端に挿入し、シール組立体の主密閉ローブに係合し得る。シール組立体は、シール構造を損傷又は劣化させることなく、確実に挿入工程に耐えるよう構成されている。設置後、シール組立体は、シール組立体と第１及び第２管との間に生じうる全ての漏洩路に沿って、強固な液密シールをなす。【選択図】図１
2020183811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー管継手用のシール組立体であって、前記シール組立体は：
環状の可撓性を有するシール体を備え、前記シール体は、流動軸にそった流路を定めるよう、前記ポリマー管継手の内周まわりに設置され、
前記シール体は：
差口側シール面と；
前記差口側シール面に対して角度をなし、前記差口側シール面とともに前記流動軸から径方向外側に面している受口側シール面と；
前記シール体から径方向内側に延びる主密閉ローブと；
前記受口側シール面から前記シール体内に延びる補強材ポケットと；
前記補強材ポケット内に受用され、前記補強材ポケットを占めるようなサイズを有する環状補強材とを、含むシール組立体。
【請求項２】
前記シール体が、前記シール体の差口側端に鼻端をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項３】
前記鼻端から離れる方向に延びる径方向内側面は凹面を含むことを特徴とする、請求項２に記載のシール組立体。
【請求項４】
前記シール体は、前記シール体の受口側に係止フィンをさらに含み、前記係止フィンは、前記主密閉ローブの径方向内側広さよりも小さい量だけ、前記シール体から径方向内側に延びることを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項５】
前記係止フィンとは接触せず、前記シール体の残りの部分と接触するよう、前記主密閉ローブが変形及び撓むようなサイズを有することを特徴とする、請求項４に記載のシール組立体。
【請求項６】
前記環状補強材が：
中央部と；
前記中央部から離れるように径方向内側に延びる差口端部と；
前記中央部から離れるように径方向外側に延びる受口端部とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項７】
前記環状補強材が前記補強材ポケットの全体を占めるよう、前記補強材ポケットが、前記環状補強材の形状とサイズに一致する形状とサイズを有することを特徴とする、請求項６に記載のシール組立体。
【請求項８】
前記受口側シール面が、補強材の両側に第１シール面と第２シール面とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項９】
前記シール体は、その断面積において、略一定のデュロメータ硬さを有することを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項１０】
前記シール体のデュロメータ硬さは、ショアＡ５５からショアＡ７０の間であることを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項１１】
前記補強材は、接着剤や他の化学結合を用いずに、前記シール体と機械的結合することを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項１２】
シール組立体を内部に受用する溝を含む受口端を有する第１ポリマー管との結合において、前記受口端は、前記溝の上流側及び下流側に第１径方向域を有し、前記溝は、前記第１径方向域よりも大きい第２径方向域を有し、シール体は、前記第１径方向域の径方向内側に延びる前記溝及び前記主密閉ローブ内に受用されることを特徴とする、請求項１に記載のシール組立体。
【請求項１３】
前記シール体は、前記シール体の差口側終端に、鼻端をさらに含み、前記鼻端は、前記第１径方向域の径方向外側にあることを特徴とする、請求項１２に記載のシール組立体。
【請求項１４】
前記シール組立体は、前記第１ポリマー管の前記受口端内に受用される差口端を有する第２ポリマー管をさらに含み、前記差口端は、前記主密閉ローブを前記シール体側に変形及び撓ませることを特徴とする、請求項１３に記載のシール組立体。
【請求項１５】
前記補強材が、前記溝の隣接面と当接することを特徴とする、請求項１２に記載のシール組立体。
【請求項１６】
前記受口側シール面は、前記補強材の両側に第１シール面及び第２シール面を備え、前記補強材ポケットが前記流路から密閉されるよう、前記溝の前記隣接面と係合することを特徴とする、請求項１５に記載のシール組立体。
【請求項１７】
シール組立体を含むポリマー管継手であって、前記シール組立体は：
環状の可撓性を有するシール体を備え、前記シール体は、流動軸にそった流路を定めるよう、前記ポリマー管継手の内周まわりに設置され、
前記シール体は：
差口側シール面と；
前記差口側シール面に対して角度をなし、前記差口側シール面と共に前記流動軸から径方向外側に面している受口側シール面と；
前記シール体から径方向内側に延びる主密閉ローブと；
前記シール体の差口側終端に位置する鼻端と；
第１ポリマー管とを備え、
前記第１ポリマー管は、前記シール組立体を内部に受用する溝を含む受口端を有し、前記受口端は、前記溝の上流側及び下流側に第１径方向域を有し、前記溝は、前記第１径方向域よりも大きい第２径方向域を有し、シール体は、前記第１径方向域の径方向内側に延びる前記溝及び前記主密閉ローブ内に受用され、
前記シール体の前記鼻端は前記第１径方向域の径方向外側にあることを特徴とするポリマー管継手。
【請求項１８】
前記鼻端は、前記第１ポリマー管の前記第１径方向域からの距離を定め、前記距離は、少なくとも前記シール体の最小厚さの５０％であることを特徴とする、請求項１７に記載のポリマー管継手。
【請求項１９】
第１管の受口と第２管の差口端とを密閉するのに使用されるシール組立体を構成する方法であり、前記方法は：
差口側シール面、受口側シール面、主密閉ローブ、及び補強材ポケットを含むシール組立体を設け；
各補強材が異なる環状径サイズを有する、二つ又はそれ以上の環状補強材を設け；
前記受口の環状径及び前記差口端の環状径をもとに、一つ又はそれ以上の前記環状補強材のうちの一つを選択し；
選択された前記環状補強材を前記シール体の前記補強材ポケットに挿入し；
選択された前記環状補強材を前記補強材ポケットに挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に水密シールがなされたかを判断することを含む方法。
【請求項２０】
前記方法は：
選択された前記環状補強材の挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に前記水密シールがなされていないと判断し；
前記第１環状補強材を前記補強材ポケットから取り出し；
前記受口の環状径及び前記差口端の環状径をもとに、一つ又はそれ以上の前記環状補強材から第２環状補強材を選択し；
選択された前記第２環状補強材を前記シール体の前記補強材ポケットに挿入し；
選択された前記第２環状補強材を前記補強材ポケットに挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に前記水密シールがなされたかを判断することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本開示は、米国特許法第１１９条に基づき、２０１９年５月２日に出願された米国仮特許出願第６２／８４２，０４５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに援用する。
【０００２】
本開示は、管継手に使用されるシール、特に、分子配向したポリ塩化ビニル（ＰＶＯＣ）管の接続に使用されるシールに関する。
【背景技術】
【０００３】
分子配向したポリ塩化ビニルにより形成されたＰＶＯＣ管により、液体やその他の流動性材料を給送することができる。特に、ＰＶＯＣ管は、下水・排水や飲料用水の給送など、都市地下システムでの使用において、広く受用されている。
【０００４】
ＰＶＯＣ管は、熱したポリ塩化ビニルを延伸させ、その内径を大きくすることにより、形成される。ここでいう延伸とは、次第に大きくなる複数のマンドレルを一組とし、それらマンドレルにＰＶＣ管を通すことで行われる。これにより、分子の配向性を高め、地下汚水や水などの給送システムといった高強度用途に適したＰＶＯＣ管を作製する。
【０００５】
ＰＶＯＣ管を密閉するものとして、既存の可撓性シールやガスケットが知られている。第１管の受口端と第２管の差口端を接続する際、差口端が受口端に挿入される。受口端は、液密シールとなるよう、差口端により変形又は撓む可撓性シールを含む。この可撓性シールは、概して、管の側壁に形成した溝に設置されており、通常は差口端が占める断面領域の一部を変形前に占める密閉ローブを含む。差口端が受口端に挿入される際、この密閉ローブが変形又は撓むことにより、シールが形成される。しかしながら、既知のシールの設計上、差口端の係合時に溝から転がり出てしまうため、シールとしては完全に用をなさなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述事項における改善が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、ＰＶＣＯ管の継目で使用されるシール組立体を提供する。シール組立体は、ゴムなどの一体化した弾性を有する材料より形成された主シール体と、補強材とを含む。シールは、補強材を受用できるサイズを有する補強材ポケットを有しており、これにより補強材を手でシール体に組み入れることができる。この組立体は、第１ＰＶＣＯ管の受口端、及び第２ＰＶＣＯ管の差口端に挿入でき、さらに受口端に挿入し、シール組立体の主密閉ローブに係合し得る。シール組立体は、シール構造を損傷又は劣化させることなく、確実に挿入工程に耐えるよう構成されている。設置後、シール組立体は、シール組立体と第１及び第２管との間に生じうる全ての漏洩路に沿って、強固な液密シールをなす。
【０００８】
一形態として、本開示は、ポリマー管継手用のシール組立体を提供する。該シール組立体は：環状の可撓性を有するシール体と；環状補強材とを備え、該シール体は、流動軸にそった流路を定めるよう、前記ポリマー管継手の内周まわりに設置される。前記シール体は：差口側シール面と；前記差口側シール面に対して角度をなし、前記差口側シール面とともに前記流動軸から径方向外側に面している受口側シール面と；前記シール体から径方向内側に延びる主密閉ローブと；前記受口側シール面から前記シール体内に延びる補強材ポケットとを含む。前記環状補強材は、前記補強材ポケット内に受用され、該補強材ポケットを占めるようなサイズを有する。
【０００９】
他の形態として、本開示は、シール組立体を含むポリマー管継手を提供する。該シール組立体は：環状の可撓性を有するシール体を備え、該シール体は、流動軸にそった流路を定めるよう、前記ポリマー管継手の内周まわりに設置され、前記シール体は：差口側シール面と；前記差口側シール面に対して角度をなし、前記差口側シール面とともに前記流動軸から径方向外側に面している受口側シール面と；前記シール体から径方向内側に延びる主密閉ローブと；前記シール体の差口側終端に位置する鼻端と；第１ポリマー管とを備え、該第１ポリマー管は、シール組立体を内部に受用する溝を含む受口端を有し、該受口端は、前記溝の上流側及び下流側に第１径方向域を有し、前記溝は、前記第１径方向域よりも大きい第２径方向域を有し、シール体は、前記第１径方向域の径方向内側に延びる前記溝及び前記主密閉ローブ内に受用され、前記シール体の前記鼻端は前記第１径方向域の径方向外側にあることを特徴とする。
【００１０】
さらに他の形態として、本開示は、第１管の受口と第２管の差口端とを密閉するの使用されるシール組立体を構成する方法を提供する。該方法は：差口側シール面、受口側シール面、主密閉ローブ、及び補強材ポケットを含むシール組立体を設け；各補強材が異なる環状径サイズを有する、二つ又はそれ以上の環状補強材を設け；前記受口の環状径及び前記差口の環状径をもとに、前記一つ又はそれ以上の環状補強材のうちの一つを選択し；選択された前記環状補強材を前記シール体の前記補強材ポケットに挿入し；選択された前記環状補強材を前記補強材ポケットに挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に水密シールがなされたかを判断することを含む。
【００１１】
前述の包括的な説明及び以下の詳細な説明はともに、模範的、説明的なものに過ぎず、請求する発明を限定するものではないことが理解されるべきである。その他の実施形態は、ここに開示する発明の明細及び実施により、当業者にとって自明となる。
【００１２】
添付の図面とあわせて、本発明の実施形態に関する以下の説明を参照することにより、本発明における、上述及び他の特徴や目的、並びにその実現方法をより明らかにし、本発明自体がより一層理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本開示に基づいて作成されたシール組立体の斜視図であり、管の受口端への設置路に沿って示す。
【図２】図２は図１で示したシール組立体の斜視断面図であり、第１管の受口端への設置後、第１管への組み立てにおける初期段階の第２管を示す。
【図３】図３は図２で示したように管の受口端にシール組立体を設置した様子を示す立面断面図である。
【図４】図４は図１及び図２で示したシール組立体の立面断面図である。
【図５】図５は図４で示したシール組立体の立面展開断面図である。
【図６】図６は図２による管組立体の立面断面図であり、管の差口端がシール組立体に接近しつつ、接触していない様子を示す。
【図７】図７は図６による管組立体の別の立面断面図であり、管の差口端がシール組立体の主密閉ローブに接触しはじめた様子を示す。
【図８】図８は図６による管組立体のさらに別の立面断面図であり、差口端が完全にシール組立体に係合した様子を示す。
【図９】図９は図８による管組立体の別の立面断面図であり、シール組立体による差口端の取り外しに対する抵抗を示す。
【図１０】図１０は図８によるシール組立体の立面断面図であり、シール組立体内の補強材の直径のばらつきを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
各図面において、対応する符号は、対応する部位を表す。ここで模範として示されるものは、発明の実施形態を表すが、各形態において、下記実施形態は網羅的であることを意図したものではなく、また発明の範囲を開示通りの形態に制限するよう解釈されることを意図したものではない。
【００１５】
本開示は、図１乃至図１０に示されるシール組立体２０を対象としたもので、シール組立体２０は、第１管１２の受口端１４に形成した溝１５内に、ユーザによって設置されるよう、設計されている（図１）。下記に詳述するように、シール組立体２０の一部は、受口端１４を第２ＰＶＣＯ管１６の差口端１８に連結する際にシール組立体２０にかかる力に対し、耐性を有する。これにより、効果的で信頼度が高く、耐久性のある液密シールを、管１２、１６間に設ける（図２、図６、及び図８）。
【００１６】
図２から最もよく分かるように、受口端１４は、管１２の本体と比較すると、拡張された直径を有しており、これにより、受口端１４が第２管１６の差口端１８を受用する。通常の設置において、管１２、１６は同様の形を有し、それぞれが、受口端と差口端を備える。受口端１４内では、拡張部分が溝１５の上流及び下流に第１径方向域を有し、溝１５が第１径方向域よりも大きい第２径方向域を有することで、シール組立体２０が入る程の大きさの空間が設けられる。管１２のその他の径方向域は、縦流動軸線Ａに沿った流路となっており（図１）、この流路の直径が、管組立体１０の呼び径となる。本開示の適用上、軸方向は、軸線Ａに沿った、あるいは平行な方向であり、径方向は、軸線Ａに直交する方向である。内側や径方向内側は、軸線Ａに相対的に近い、あるいは向かっていくものを指し、一方、外側や径方向外側は、軸線Ａから相対的に遠い、あるいは離れていくものを指す。
【００１７】
図４及び図５から最もよく分かるように、シール組立体２０は、シール体２２及び補強材２４を含んだ二片からなる嵌合物である。図１に示す通り、シール体２２及び補強材２４は、環状構造を有する。シール体２２は、ゴムなどの可撓性材料からなり、シール体２２の断面積において、一定の密度とデュロメータ硬さを有する。図５に示され、下記に記載されるように、補強材２４は、シール体２２の補強材ポケット３２に受用されるようなサイズに構成され、シール体２２よりも固い材料からなる。それにより、シール体２２の使用時に、機械支持と力の分散を実現する。補強材２４及びシール体２２は、補強材２４をシール体２２のポケット３２内に手で設置し、さらに組立体２０を管１２の受口端１４の溝１５内に手で設置できる程度の可撓性をもって設計される（図１）。
【００１８】
実施形態において、シール体２２は、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、やＴＰＥ、その他の適当な弾性材料より形成され得るとともに、ショア５０Ａからショア６５Ａのデュロメータ硬さを有する。補強材２４は、ＰＰ、ＨＤＰＥやＰＥといった、いずれの多種銘柄の設計作製熱可塑性樹脂から形成され得るとともに、所望の動作特性を実現させるため、種々の異なるフィラーや添加剤を、必要に応じて含み得る。補強材２４は、ショアＤ６５からショアＤ９０のデュロメータ硬さを有し得る。これらの材料及び材料性質により、主シール体２２のポケット３２が補強材２４の挿入を受用するよう、弾性的に変形する形状と構成を実現することができ、組みあがったシール組立体２０が充分な可撓性を維持したまま、弾性的に変形した状態で、管１２の受口端１４の溝１５内の位置で機能する（図２）。
【００１９】
再び図３を参照すると、シール組立体２０は、溝１５内に設置されており、溝１５は、互いに概直交する内向き傾斜面と、それら面間に丸みを帯びた移行部分を有する。図示のように、差口側溝シール面２６は、溝１５内のこれら傾斜面の一つと係合し、一方で、一対の受口側溝シール面２８、２９は、溝１５のもう一方の傾斜面と係合する。差口側面２６及び受口側面２８、２９は、互いに角度をつけて設けられ、溝１５の内側面形状に合うよう丸みを帯びた移行部分を有しており、これにより、図示のように、径方向外側向きシール面２６、２８、及び２９は、一体となって、溝１５の形状に一致する。こうした一致と、下記に詳述する補強材２４の作用とシール体２０の他の特性とが相まって、シール体２２の径方向外側向き面２６、２８、及び２９と、これに当接する溝１５の径方向内向き面との間の液密性が確保される。
【００２０】
図５から最もよく分かるように、補強材ポケット３２が、シール体２２の受口側シール面に干渉することにより、第１及び第２シール面２８，２９が補強材ポケット３２の反対側、つまり、設置後の補強材２４の反対側となる（図４）。図３から最もよく分かるように、この配置により、補強材ポケット３２に対して、差口側と受口側の両側から液密シールが設けられるとともに、以下に記載する通り、補強材２４を、溝１５の内向き面に直接接触させながら、シール体２２が強固に機械支持される。さらに、この機械支持は、シール面２６、２８、及び２９と溝１５の面との一致と協働し、管組立体１０により区画される流路（図２）からの流体流出及びその流路への流体流入の両方の、シール組立体２０による保護を、確実なものとする、
【００２１】
補強材ポケット３２は、補強材２４の形状と大きさにと同程度の形状と大きさを有し、それにより、シール体２２に設置した際、補強材２４は補強材ポケット３２の全体積を占める（図４）。特に図５を参照すると、補強材２４は、中央部２４Ａ、差口端部２４Ｂ、及び受口端部２４Ｃの三部からなる外形を有している、中央部２４Ａは、略軸方向（例えば、軸線Ａに平行な方向）に沿って延びる軸線ＡＣを定め、一方、差口端部２４Ｂは、中央部２４Ａから径方向内側に、軸線ＡＳに沿って延びて、２０度〜３０度の角度βをなす。例えば、角度βは、約２５度であり、図示の実施形態では、２４度である。対向する受口端部２４Ｃは、中央部２４Ａから解放項外側に、軸線ＡＢに沿って延びて、角度βよりも大きい、３０度〜５０度の角度γをなす。例えば、角度γは、約４０度であり、図示の実施形態では、４２度である。上記で言及したように、補強材ポケット３２は、断面で見ると、補強材２４と同じ大きさと形状を有しており、それにより、補強材ポケット３２は、軸線ＡＣ、ＡＳ、及びＡＢ、並びに角度β及びγを定める。
【００２２】
図４から最もよく分かるように、補強材２４及び補強材ポケット３２の空間配置により、シール体２２の材料厚さを比較的一定とすることができ、断面域において、シール体２２の最小呼び厚さを維持することができる。特に、図４を参照すると、シール体２２は、三個の最小厚さＴ１、Ｔ２、及びＴ３を有しており、それらは全て、互いにほぼ同じである。厚さＴ１は、補強材２４の差口側部２４Ｂの軸端と鼻端付近のシール体２２の最近接外装面との間に形成される。厚さＴ２は、補強材２４の差口側部２４Ｂの径方向外側面と差口側シール面２６との間に形成される。厚さＴ３は、補強材２４の中央部２４Ａの径方向内側面と、密閉ローブ３０に隣接した、シール体２２の最近接外装面との間に形成される。密閉ローブ３０。図示の実施形態において、厚さＴ１、Ｔ２、及びＴ３は全て、互いの差異が１５％〜２０％の範囲であり、それにより、シール体２２が使用時に受ける力を均等に分散することが促進される。シール体２２が使用時に受ける力には、シールの変形及び撓みによって生じる外力や、補強材２４がシール体２２に及ぼす内力が含まれる。例えば、図示の実施形態では（正確な縮尺としてここに記載される通り）、厚さＴ１は約０．１２５１インチ、厚さＴ２は約０．１４９３インチ、そして厚さＴ３は約０．１４６８インチであり、最大ばらつき量は約１６％である。
【００２３】
上述のように、シール体２２及び補強材２４は、手で組み立てられるように構成されている。差口端部２４Ｂと補強材２４の中央部２４Ａとの間に形成された、比較的小さい角度βと、それに合わせるように形成された補強材ポケット３２の部分とで、その挿入を容易なものとしている。しかし、角度βはまた、設置後、補強材２４がシール体２２から抜けたり、動いたりしないような大きさを有し、それが、それらの相対的な幾何学形状による二つの部位間の機械的結合に寄与する。さらに、受口端部２４Ｃと中央部２４Ａの間の、比較的大きい角度γもまた手で補強材２４を補強材ポケット３２内に組み込むことを許容しながら、この機械的結合を高める。
【００２４】
シール組立体２０の、二片からなる嵌合物は、補強材２４が完全にポケット３２を占めるよう、補強材２４が、完全かつ正確に補強材ポケット３２内に位置することを容易にさせつつ、シール体２２内における補強材２４の着実かつ確実な位置決めを実現させる。さらに、設置する間や、シール組立体２０として使用される間、補強材２４は、接着剤やその他の化学結合を用いずに、シール体２２内にとどまり得る。一方、ＰＶＯＣ管に使用される従来のシール構造は、一般的に、接着剤、化学結合や、オーバーモールド構造を用いており、より高価で複雑なものとなっている
【００２５】
さらに、シール体２２及び補強材を別々に大量生産し、別個の部位として顧客や作業場に出荷することで、シール組立体２０の二片構造は、無駄を最小限にまで省いた効率的な生産を容易にする。どちらかの部位に製造欠陥が認められた場合は、その部位のみを交換するだけで、シール組立体２０を組み立てることができる。一体化され、密度が一定に保たれた構造を有するシール体２２において、上述のように別個の生産を行うことにより、高い製造耐性を比較的安価に実現できる。同様に、補強材２４も、一体化され、密度が一定に保たれた構造を有し得るとともに、それにより高い耐性基準で効率的に製作される。
【００２６】
補強材２４はまた、第２管１６の第１管１２に対する組付け中、及び組付け後のシール体２２において、力の分散を均等にする。図６に示すように、挿入工程において、第２管１６の差口端１８は、第１管１２の受口端１４に挿入される。差口端１８が受口端１４内に進入するに従い、差口端１８の傾斜面１７は、図７に示すように、主密閉ローブ３０に最初に接触する。そして、主密閉ローブ３０は、傾斜面１７を上に進むにつれ、次第に径方向外側に撓み、図８に示すように、完全に変形し撓んだ形となる。この構成において、補強材２４の径方向内側のシール体２２の部分は、厚さＴ４となり、一方、補強材２４の径方向外側のシール体２２の部分は、厚さＴ５となる。図示のように、厚さＴ４及びＴ５は、互いに同程度であり、例えば、互いの差異が１５％〜２５％程度の範囲である。これにより、主密閉ローブ３０と管１６の差口端１８との間の境界面と、溝１５の径方向内側面とシール体２２の径方向外側面２６、２８、及び２９との間の境界面における液密を確保するとともに、補強材２４によるシール体２２内での均等な力の分散が容易になる。それに伴い、管１２、１６間の、いかなる潜在漏洩路からも、加圧流体が漏洩されることはない。
【００２７】
前述及び、図７及び図８に示すように、補強材２４の受口側部２４Ｃは、受口側シール面２８及び２９間の溝１５の内側面に当接する。この補強材２４と管１２の側面との間の直接接触により、シール組立体２０の強度と弾性が高められる。特に、管１６の差口端１８が管１２の受口端１４に進入し、シール体２２が撓んで変形し、補強材２４の半硬質材と管１２の硬質材との間の当接により、補強材２４が、挿入圧の一部を管１２の側壁に作用させる。これにより、シール体２２に作用する全体の圧力が軽減され、よって、鼻端３６が意図せず挿入路内に下向きに撓む可能性を低下させることができる（下記に詳述する）。
【００２８】
シール体２２の径方向内側部は、その内周にそって連続して延びる主密閉ローブ３０を含む。ここで、主密閉ローブ３０は、管１６の差口端１８及びシール組立体２０の境界面において、１次シール面となる。主密閉ローブ３０は、図６に示すように、受口端１４の内壁の径方向内側に延びる。密閉ローブ３０の差口端側は、凹状であり、ローブ３０の受口側は、通常、平面である。ローブ３０は、軸方向に対して角度α（図５）をなす縦ローブ軸線ＡＬを定める向きにある。実施形態において、角度αは、約４５度であり、これにより、管１６の差口端１８が最初にローブ３０に接触してから（図７）完全に設置されるまで（図８）、進入するにつれて、密閉ローブ３０がなめらかに変形及び撓みやすくなる。
【００２９】
図４から最もよく分かるように、シール体２２の差口側端は、シール面２６とそれに隣接する、ローブ３０に続く径方向内側面との間の移行部分をなす鼻端３６を定める。鼻端３６のすぐ近くに隣接するシール体２２の径方向内側面に沿って、凹面３８がシール体２２の内周周りに環状の窪みをなす。図３を参照すると、鼻端３６及び凹面３８は、溝１５内の、受口端１４の内壁よりも径方向外側に位置する。特に、鼻端３６の先端は、受口端１４の内壁からの距離がＤ１となる。管組立体１０が８インチの呼び径を有する流路をなす実施形態において、Ｄ１は少なくとも０．０５インチであり、それにより、下記に記載するような挿入時に、管１６が引っかかることのない段差となる。図示の、正確な縮尺の実施形態において、Ｄ１は約０．１８９インチである。より一般的に、本開示によって作成されるシール組立体２０（ただし、ここで記載するように、より小さい、あるいはより大きい呼びサイズを有する）は、例えば、厚さＴ１、Ｔ２、及びＴ３それぞれの、少なくとも５０％、あるいは厚さＴ１、Ｔ２、及びＴ３のいずれかより最大２０％大きい距離Ｄ１を有し得る。
【００３０】
シール組立体２０の他の面は、同様に、溝１５に押し込まれる。例えば、距離Ｄ２は、凹面３８の最も深い部位と受口端１４の内壁との間に形成され、距離Ｄ３は、補強材２４（差口端部２４Ｂの軸端）の径方向最内側点と受口端１４の内壁との間に形成される。つまり、径方向最内側点を含む鼻端３６と補強材２４の全体が溝１５内かつ管１６の挿入路の径方向外側に設置される。図３に示すように、距離Ｄ２は距離Ｄ１よりも小さく、距離Ｄ３は距離Ｄ２よりも小さい。図示の、正確な縮尺の実施形態において、距離Ｄ２は少なくとも０．１７１インチであり、距離Ｄ３は少なくとも０．１１０インチである。
【００３１】
さらに、凹面３８がなす谷の両側の面を含む、シール体２２の受口端側の径方向内側面は、受口端１４の内側面（図１に示す流動軸線Ａと略平行）と共に、角度Θをなす。実施形態において、角度Θは、管１６の差口端１８及びシール体２２の比較的小さい進入角をなす（図７）。例えば、角度Θは、２５度〜２９度の間、例えば、２７度である。
【００３２】
図７乃至図９に示すように、距離Ｄ１及び角度Θは協働して、鼻端３６が、シール組立体２０に接触するよう進むにつれ、管１６の差口端１８の移動路内に下向きに撓むのを防ぐように機能する。鼻端３６が、管１６の挿入の力により、下向き（つまり、径方向内側）に撓む場合、凹面３８及び大きい呼び距離Ｄ１は、シール体２２の鼻端３６が管１６に接触するのを防ぐ、もしくはその接触を最小限に抑える。これにより、鼻端３６が管１６の外側面に引っかかる可能性を軽減でき、さらに、設置時にシール組立体２０が溝１５から転がり出てしまう可能性を軽減できる。従来のシール構造において、設置時におけるこの種の欠陥は、シール体２２の材料の柔軟性が低下する寒冷な接地環境や、挿入する管の差口端とシールとの間の潤滑が充分ではない状況において、特にリスクとなる。同様に、凹面３８及び補強材２４はそれぞれ、管１６の挿入路の径方向外側に、上述の距離Ｄ２及びＤ３をあけて、位置する。したがって、これら二つの要素もまた、挿入過程における管１６との接触から保護され、管１６の外側面上にシール組立体２０がひっかかる可能性が軽減される。
【００３３】
図３乃至図９に示すように、シール体２２はまた、係止フィン３４を含む。係止フィン３４は、シール体２２の受口側に位置しており、差口端１８の挿入路内に径方向内側に向かって、シール組立体２０（図３乃至図６）の変形前の構成における主密閉ローブ３０よりも、実質小さく延びる（図８及び図９）。図示のように、係止フィン３４は、隣接する差口端点よりも大きな径を有する受口端面を含む。この点の反対側において、係止フィン３４の差口端面は、通常、流動軸線Ａ（図１）に直交して延びる。
【００３４】
図８を参照すると、係止フィン３４の差口端点は、管１６が図７及び図８で示した挿入路に沿って移動するにつれて、管１６の外側面の差口端１８と面接触する小さな領域を示している。しかし、図９に示すように、管１６を、受口端１４から外れる方向に沿って移動させ、また、係止フィン３４の凸状受口端面が差口端１８の外装面と接触する、大きな面領域となるよう、係止フィン３４は下向きに（つまり、径方向内側に）撓むように設計されている。これにより、接触面領域が増加し、管１６が外れることを防ぐ。
【００３５】
管１６の差口端１８（図８）の接触による、主密閉ローブ３０の撓み及び変形時に、主密閉ローブ３０の係止フィン３４との接触を避けるために、係止フィン３４は、主密閉ローブ３０と軸方向に離れて位置する。さらに、係止フィンは、主密閉ローブ３０の縦変形に対する支えとなる。つまり、係止フィン３４の差口端面と当接するまで、主密閉ローブ３０は、縦方向に（つまり、軸方向に）のみ、所定の量だけ変形できる。ローブ３０の変形の所定の量は、仮に主密閉ローブ３０の縦方向の撓みが大きく許容された場合に生じうる損傷から、主密閉ローブ３０を保護できる程度の低さに設定されている。これにより、管１６と主密閉ローブ３０との間の充分な潤滑、例えば、密閉ローブ３０の隣接面が引っかかってしまいかねない管１６の外装面の欠陥から、主密閉ローブ３０を保護する。
【００３６】
実施形態の、図１及び図２の説明において、管１２、１６は、飲料水の給送・運搬に一般的に採用されるサイズである、約８インチの呼び流路径を有している。図面を通して、正確な縮尺で示すように、シール組立体２０の大きさは、この８インチ径に適するものとなっている。しかし、ここに記載し、示した全ての要素を含むシール組立体２０の呼び寸法は、シール組立体を適用する、比例的もサイズを大きくした、あるいは小さくした管組立体におさまるよう、拡大したり、縮小したりし得ると考えられる。シール組立体２０の要素や大きさを有するシール組立体との接続に使用することが想定される管の他の呼び径は、例えば、２インチ、３インチ、４インチ、５インチ、又は６インチほどの小ささでもよく、あるいは、１０インチ、１２インチ、１４インチ、１６インチ、１８インチ、２０インチ、又は２４インチほどの大きさでもよい。
【００３７】
異なる製造業者による製造、及び／又は、同一業者による異なる製造方法の採用により、管の規定直径にわずかな直径ばらつき量が生じる場合がある。例えば、単一の製造業者が、二つの異なる製造工程を用いて、同じ直径を有する管を作製するとする。しかし、これらの製造工程間の違いにより、製造過程において、管の一つあるいはそれ以上の直径（例えば、内径及び／又は外形）が、規定直径からわずかにずれてしまう可能性がある。
【００３８】
図１０には、管１２の受口端１４の内径及び／又は第２管１６の差口端１８の外径のばらつきを許容できる、補強材２４の異なる直径（例えば、２４、２４’、及び２４’’）が示される。正確なサイズを有する補強材２４を使用することで、管１２及び／又は第２管１６の直径におけるばらつきを考慮しつつ、共用シール組立体２０が受口端１４の溝１５内で水密シールを保つことができる。
【００３９】
管の内径及び／又は外径のばらつきは、管１２及び／又は第２管１６で起こりうる。これらのばらつきにより、共用シール２０を使用して、第２管１８の差口端１８が管１２の受口端１４に挿入される際に水密シールを保つことが困難になる。例えば、管１２は、８インチ内径管として規定され得るが、製造過程で生じたばらつきにより、内径が規定（例えば、７．９５インチ又は８．０５インチ）より０．０５インチずれてしまう可能性がある。シール組立体２０は、８インチの内径を有する管１２の溝１５に嵌まるよう設計され得る。その場合、管１２（例えば、８．０５インチ内径）が大きすぎる、又は管１２（例えば、７．９５インチ内径）が小さすぎるとき、管１２と第２管１６との間の水密シールをシール組立体２０によって実現することは困難である。これらの製造ばらつきは、第２管１６の差口端１８の外径にも生じうる。例えば、第２管１６の差口端１８は、８インチ外径管として規定され得るが、製造過程で生じたばらつきにより、差口端１８の外径もまた、０．０５インチ（例えば、７．９５インチ又は８．０５インチ）ずれてしまう可能性がある。これにより、シール２０で、管１２と第２管１６との間の水密シールを保つことが困難になる。他にも、第１管１２及び第２管１６の両方においてばらつきが同時に生じる場合もあり、その場合は、共用シール２０を利用して、両管間の水密シールを保つことがさらに困難になる。
【００４０】
この場合、異なる直径を有する補強材２４が共用シール体２２と共に使用されることで、管１２の内径及び／又は第２管１６の外径におけるばらつきを補償できる。異なる直径を有する補強材２４を使用することで、管の直径におけるばらつきを考慮し、受口端１４と差口端１８との間の充分な圧縮を実現し、水密シールをなすことができる。既述のように、シール組立体２０は、二片からなる嵌合物であり、シール体２２及び補強材２４を含み、シール体２２は可撓性材料（例えば、ゴム）から形成される。シール体２２に使用される材料の弾力性により、シール組立体２０は、補強材ポケット３２内に、複数の直径を有する補強材２４を受用することが可能になる。これにより、同じ（例えば、共用の）シール体２２を、様々な直径を有する補強材２４（例えば、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）と共に使用することができ、異なる管１２の内径及び／又は第２管１６の外径を受用することができる。
【００４１】
既述のように、補強材２４の大きさを設定し、第２管１６の差口端１８が管１２の受口端１４に挿入されたときに、厚さＴ５及びＴ４が得られるよう、シール体２２を変形させる。シール体２２の厚さＴ５及びＴ４は、充分に圧縮されると、管１２と第２管１６との間に水密シールをなす。補強材２４の大きさが、管１２の内径及び管１６の外径に対して正確に設定された場合（例えば、Ｄ１）、補強材２４は、正確に圧縮してシール体２２を変形させ、二管間に水密シールをなす。
【００４２】
しかしながら、受口端１４の内径が規定よりも大きい場合、直径Ｄ１を有する補強材２４がシール体２２を充分に圧縮できず、二つの管間の水密シールをなせないほど大きい隙間が、管１２と第２管１４との間に存在してしまう。この場合、大きい直径Ｄ２を有するより大きな補強材２４’が、可撓性シール２０の大きさを増加させるために使用される。例えば、補強材２４の直径Ｄ１が、補強材２４’の直径Ｄ２まで全体的に大きくなるよう、補強材２４の天井はΔ１だけ増加し得る。この場合、補強材２４’が補強材ポケット３２に挿入されると、大きい直径Ｄ２を有する補強材２４’が受口端１４をより圧縮するので、受口端１４と差口端１８との間で充分な圧縮がなされ、水密シールがなされる。
【００４３】
しかしながら、補強材２４の天井高を、Δ１（例えば、補強材２４’の直径Ｄ１）だけ増加させたとき、管１２と第２管１４との間で、充分な圧縮が行われない場合がある（例えば、補強材２４’を有しているにも関わらず、受口端１４と差口端１８との間に大きすぎる隙間が存在している場合）。この場合、補強材２４’の天井高がまた、直径Ｄ３に対してΔ２だけ増加している箇所に、より大きな補強材２４’’を使用し得る。この場合、補強材２４’’は、補強材ポケット３２に挿入され、受口端１４と差口端１８との間のシール体２２の充分な圧縮が実現され、二つの管間の水密シールがなされる。図示はしないが、仮に、充分な圧縮が依然として二つの管間で実現されない場合、充分な圧縮が二つの管間に実現するまで、より大きな直径を有する補強材２４を補強材ポケット３２に挿入し、水密シールをなす。より大きい内径を有する受口端１４を考慮し、種々の直径を有する補強材２４を補強材ポケット３２に挿入する過程は、より小さい内径を有する受口端１４を補償する際にも活用できる。この場合、シール体２２が充分に圧縮され、二つの管間の水密シールがなされるまで、より小さい直径を有する補強材２４が補強材ポケット３２に挿入される。そして、補強材ポケット３２に種々の直径を有する補強材２４を挿入することで、差口端１８の外径のばらつき（外径が小さい又は大きい）を補償し、シール体２２を充分に圧縮し、管１２と第２管１６との間の水密シールをなすことができる。さらに、補強材ポケット３２に種々の直径を有する補強材２４を挿入することは、差口端１８の外径及び受口端１４の内径の両方が同時にばらつきを有していながら、シール体２２を充分に圧縮し、二つの管間の水密シールをなす場合にも適用することができる。
【００４４】
管１２及び第２管１６が有する製造時に生じた直径のばらつきを考慮して行われる、種々の直径を有する補強材２４を補強材ポケット３２に挿入する手段は、いつ行ってもよく、設置前でも設置時でもよい。この場合、補強材２４を補強材ポケット３２に挿入するタイミングは、現場において管設置に必要な時間への影響を最小限にとどめるものとする。
【００４５】
例えば、管１２の製造業者が、規定よりも０．０５センチメートル大きい内径を有する受口端１４を含む管１２を製造しているとする。この場合、設置現場に管を出荷する前に、より大きな受口端１４を受用できるサイズの直径を有する補強材２４を、補強材ポケット３２内にあらかじめ設置できる。これにより、管１２及び第２管１６がオンサイトで設置される際には、すでに製造ばらつきが考慮されていることになる（例えば、補強材２４があらかじめ設置されている場合）。管の直径ばらつきが一般に知られている場合、異なる直径を有する補強材２４をあらかじめ設置することで、既知の製造ばらつきを考慮した同様の工程を、小さいサイズを有する受口端１４及び／又は大きい又は小さいサイズを有する差口端１４にも適用できる。しかしながら、管の内径及び外径のばらつきは、一般的に知られていない場合がある。この場合、現場の技術者が、管１２及び／又は第２管１４の直径のばらつきを考慮して、種々の直径を有する補強材２４の反復設置を行ってもよい。現場での管設置前に設置された、正確なサイズを有さない、いかなる補強材２４に対しても、この工程を活用することができる。
（態様）
【００４６】
態様１は、ポリマー管継手用のシール組立体であって、該シール組立体は、環状の可撓性を有するシール体を備え、該シール体は、流動軸にそった流路を定めるよう、前記ポリマー管継手の内周まわりに設置され、前記シール体は、差口側シール面と；前記差口側シール面に対して角度をなし、前記差口側シール面と共に前記流動軸から径方向外側に面している受口側シール面と；前記シール体から径方向内側に延びる主密閉ローブと；前記受口側シール面から前記シール体内に延びる補強材ポケットと；前記補強材ポケット内に受用され、該補強材ポケットを占めるようなサイズを有する環状補強材とを、含む。
【００４７】
態様２は、態様１に記載のシール組立体であり、前記シール体が、前記シール体の差口側端に鼻端をさらに含むことを特徴とする。
【００４８】
態様３は、態様２に記載のシール組立体であり、前記鼻端から離れる方向に延びる径方向内側面は凹面を含むことを特徴とする。
【００４９】
態様４は、態様１〜３のいずれかに記載のシール組立体であり、前記シール体は、前記シール体の受口側に係止フィンをさらに含み、前記係止フィンは、前記主密閉ローブの径方向内側広さよりも小さい量だけ、前記シール体から径方向内側に延びることを特徴とする。
【００５０】
態様５は、態様４に記載のシール組立体であり、前記係止フィンとは接触せず、前記シール体の残りの部分と接触するよう、前記主密閉ローブが変形及び撓むようなサイズを有することを特徴とする。
【００５１】
態様６は、態様１〜５のいずれかに記載のシール組立体であり、前記環状補強材が：中央部と；中央部から離れるように径方向内側に延びる差口端部と；前記中央部から離れるように径方向外側に延びる受口端部とを備えることを特徴とする。
【００５２】
態様７は、態様６に記載のシール組立体であり、前記環状補強材が前記補強材ポケットの全体を占めるよう、前記補強材ポケットが、前記環状補強材の形状とサイズに一致する形状とサイズを有することを特徴とする。
【００５３】
態様８は、態様１〜７のいずれかに記載のシール組立体であり、補強材の両側に第１シール面と第２シール面とを備えることを特徴とする。
【００５４】
態様９は、態様１〜８のいずれかに記載のシール組立体であり、前記シール体は、その断面積において、略一定のデュロメータ硬さを有することを特徴とする。
【００５５】
態様１０は、態様１〜９のいずれかに記載のシール組立体であり、  前記シール体のデュロメータ硬さは、ショアＡ５５からショアＡ７０の間であることを特徴とする。
【００５６】
態様１１は、態様１〜１０のいずれかに記載のシール組立体であり、前記補強材は、接着剤や他の化学結合を用いずに、前記シール体と機械的結合することを特徴とする。
【００５７】
態様１２は、態様１〜１１のいずれかに記載のシール組立体であり、シール組立体を内部に受用する溝を含む受口端を有する第１ポリマー管との結合において、該受口端は、前記溝の上流側及び下流側に第１径方向域を有し、前記溝は、前記第１径方向域よりも大きい第２径方向域を有し、シール体は、前記第１径方向域の径方向内側に延びる前記溝及び前記主密閉ローブ内に受用されることを特徴とする。
【００５８】
態様１３は、態様１２に記載のシール組立体であり、前記シール体の差口側終端に、鼻端をさらに含み、該鼻端は、前記第１径方向域の径方向外側にあることを特徴とする。
【００５９】
態様１４は、態様１２又は態様１３に記載のシール組立体であり、前記シール組立体は、前記第１ポリマー管の前記受口端内に受用される差口端を有する第２ポリマー管をさらに含み、前記差口端は、前記主密閉ローブを前記シール体側に変形及び撓ませることを特徴とする。
【００６０】
態様１５は、態様１２〜１４のいずれかに記載のシール組立体であり、前記補強材が、前記溝の隣接面と当接することを特徴とする。
【００６１】
態様１６は、態様１２〜１５のいずれかに記載のシール組立体であり、前記受口側シール面は、前記補強材の両側に第１シール面及び第２シール面を備え、前記補強材ポケットが前記流路から密閉されるよう、前記溝の前記隣接面と係合することを特徴とする。
【００６２】
態様１７は、シール組立体を含むポリマー管継手であって、該シール組立体は、環状の可撓性を有するシール体を備え、該シール体は、流動軸にそった流路を定めるよう、前記ポリマー管継手の内周まわりに設置され、前記シール体は、差口側シール面と；前記差口側シール面に対して角度をなし、前記差口側シール面と共に前記流動軸から径方向外側に面している受口側シール面と；前記シール体から径方向内側に延びる主密閉ローブと；前記シール体の差口側終端に位置する鼻端と；第１ポリマー管とを備え、該第１ポリマー管は、シール組立体を内部に受用する溝を含む受口端を有し、該受口端は、前記溝の上流側及び下流側に第１径方向域を有し、前記溝は、前記第１径方向域よりも大きい第２径方向域を有し、シール体は、前記第１径方向域の径方向内側に延びる前記溝及び前記主密閉ローブ内に受用され、前記シール体の前記鼻端は前記第１径方向域の径方向外側にあることを特徴とする。
【００６３】
態様１８は、態様１７に記載の前記ポリマー管継手であり、前記鼻端は、前記第１ポリマー管の前記第１径方向域からの距離を定め、該距離は、少なくとも前記シール体の最小厚さの５０％であることを特徴とする。
【００６４】
態様１９は、第１管の受口と第２管の差口端とを密閉するの使用されるシール組立体を構成する方法であり、該方法は：差口側シール面、受口側シール面、主密閉ローブ、及び補強材ポケットを含むシール組立体を設け；各補強材が異なる環状径サイズを有する、二つ又はそれ以上の環状補強材を設け；前記受口の環状径及び前記差口の環状径をもとに、前記一つ又はそれ以上の環状補強材のうちの一つを選択し；選択された前記環状補強材を前記シール体の前記補強材ポケットに挿入し；選択された前記環状補強材を前記補強材ポケットに挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に水密シールがなされたかを判断することを含む。
【００６５】
態様２０は、態様１９に記載の方法であり、該方法は：選択された前記環状補強材の挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に前記水密シールがなされていないと判断し；前記第１環状補強材を前記補強材ポケットから取り出し；前記受口の環状径及び前記差口の環状径をもとに、前記一つ又はそれ以上の環状補強材から第２環状補強材を選択し；選択された前記第２環状補強材を前記シール体の前記補強材ポケットに挿入し；選択された前記第２環状補強材を前記補強材ポケットに挿入後、前記受口側シール面、前記差口側シール面、及び前記ローブ間に水密シールがなされたかを判断することをさらに含む。
【００６６】
以上、代表例を参照して本発明を説明したが、本発明は本開示の主旨・範囲内において、さらに変更可能である。したがって、本出願は、一般原則を用いた発明のあらゆるバリエーション、用途、又は適応を包含する。また、本出願は、本発明が属する技術における既知又は慣行の実践に基づき、添付の請求項の範囲を逸脱しない、本開示からの新発展を包含することを意図する。
【図１】
2020183811.tif 000003
【図２】
2020183811.tif 000004
【図３】
2020183811.tif 000005
【図４】
2020183811.tif 000006
【図５】
2020183811.tif 000007
【図６】
2020183811.tif 000008
【図７】
2020183811.tif 000009
【図８】
2020183811.tif 000010
【図９】
2020183811.tif 000011
【図１０】
2020183811.tif 000012
【外国語明細書】
2020183811000001.pdf