(57)【要約】  ２つのパイプの当接する端部を融合してシールするための内部融合リングカプラが提供される。プラスチックリングの外面を取り囲む熱可塑性溶接ロッドの少なくとも２つのバンドを備える実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングによって形成されたリングカプラが提供される。結合部は、２つの当接プラスチックパイプ端部の内周上に配置される。バンドにリングカプラを２つのパイプの端部の内面に融合する電流を印加して、パイプとパイプ接合部上にシールを形成するカプラとの間で溶接ロッドを融合するようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパイプの端部を第２のパイプの端部に融合してシールするためのリングカプラであって、
実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの１つの外縁に隣接する第１の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの前記第１のバンドから反対側の外縁に隣接する第２の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
を備え、
前記カプラは、当接される前記第１及び第２のパイプ端部の内側に配置されてパイプ接合部の内周を覆うようになっており、前記第１及び第２の溶接ロッドバンドは、電流を印加して前記溶接ロッドを加熱することで、前記リングカプラを２つの前記当接パイプの内面に融合する、リングカプラ。
【請求項２】
前記第１及び第２のバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項３】
前記第１及び第２のバンドの各々は、個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項４】
接続部を横切る溶融を防止するために、前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドを接続するワイヤジャンパを更に備える、請求項３に記載の内部リングカプラ。
【請求項５】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、外側バンドと内側バンドとに更に分割され、溶接されると、前記外側バンドと内側バンドのそれぞれの間の空間は、溶接の一貫性を検証するために圧力試験をすることができる、請求項３に記載の内部リングカプラ。
【請求項６】
前記第１及び第２のバンドの各々の前記外側及び内側バンドは、接続部を横切る溶融を防止するために、前記キャビティ内でワイヤジャンパによって接続される、請求項５に記載の内部リングカプラ。
【請求項７】
前記円形バンドは、重なり合ったプラスチック材料によって形成され、前記プラスチックリングの少なくとも１つの外縁は、前記重なり合った材料に対して移動可能であり、前記外縁は、前記カプラが前記パイプ内で融合する前に、前記リングの周囲に対して移動可能である、請求項５又は６に記載の内部リングカプラ。
【請求項８】
前記第１及び第２のバンドの前記外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間の前記空間内に開口部を更に備え、圧力試験用のバルブの挿入が可能になっている、請求項５から７のいずれかに記載の内部リングカプラ。
【請求項９】
前記熱可塑性溶接ロッドは、内側の中心コアの周りに巻き付けられた複数の超微細電気抵抗ワイヤを含み、前記ロッド及びワイヤの外側は熱可塑性材料で被覆されている、請求項１から８のいずれかに記載の内部リングカプラ。
【請求項１０】
前記熱可塑性溶接ロッドの各端部は端子ピンを備え、電流を供給する電流源に接続するようになっている、請求項１から９のいずれかに記載の内部リングカプラ。
【請求項１１】
前記熱可塑性溶接ロッドの直径は、約３／１６インチ（４．７ｍｍ）である、請求項９又は１０のいずれかに記載の内部リングカプラ。
【請求項１２】
前記プラスチックリングが、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から成るグループから選択されるプラスチックを備える、請求項１から１１のいずれかに記載の内部リングカプラ。
【請求項１３】
前記パイプが、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）プラスチック裏打ちコンクリート、プラスチック裏打ち鋼管、及びプラスチック裏打ち又は強化ガラス補強管から成るグループから選択される、請求項１から１１のいずれかに記載の内部リングカプラ。
【請求項１４】
パイプを結合する方法であって、
実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの１つの外縁に隣接する第１の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの第１のバンドから反対側の外縁に隣接する第２の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
を含む内部リングカプラリングを準備する段階と、
内周に沿って２つの当接パイプ端部の前記端部の内部に前記リングカプラを配置して、前記当接パイプ端部の接合部を覆う段階と、
前記溶接ワイヤの端部に対する前記第１及び第２の溶接ロッドバンドに電流を印加して、前記パイプ端部の内面に前記リングカプラを溶接する段階と、
を含む方法。
【請求項１５】
前記第１及び第２のバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１及び第２のバンドの各々は、個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
接続部を横切る溶融を防止するために、前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドを接続するワイヤジャンパを更に備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、外側バンドと内側バンドとに更に分割され、溶接されると、前記外側バンドと内側バンドのそれぞれの間の空間は、溶接の一貫性を検証するために圧力試験をすることができる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２のバンドの各々の前記外側及び内側バンドは、接続部を横切る溶融を防止するために、前記キャビティ内でワイヤジャンパによって接続される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記円形バンドは、重なり合ったプラスチック材料によって形成され、前記プラスチックリングの少なくとも１つの外縁は、前記重なり合った材料に対して移動可能であり、前記外縁は、前記カプラが前記パイプ内で融合する前に、前記リングの周囲に対して移動可能である、請求項１８又は１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記第１及び第２のバンドの前記外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間の前記空間内に開口部を更に備え、圧力試験用のバルブの挿入が可能になっている、請求項１８から２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記熱可塑性溶接ロッドは、内側の中心コアの周りに巻き付けられた複数の超微細電気抵抗ワイヤを含み、前記ロッド及びワイヤの外側は熱可塑性材料で被覆されている、請求項１４から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記熱可塑性溶接ロッドの各端部は端子ピンを備え、電流を供給する電流源に接続するようになっている、請求項１４から２２のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】
前記熱可塑性溶接ロッドの直径は、約３／１６インチ（４．７ｍｍ）である、請求項２２又は２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記プラスチックリングが、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から成るグループから選択されるプラスチックを備える、請求項１４から２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
前記パイプが、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）プラスチック裏打ちコンクリート、プラスチック裏打ち鋼管、及びプラスチック裏打ち又は強化ガラス補強管から成るグループから選択される、請求項１４から２５のいずれかに記載の方法。
【請求項２７】
内部電気融合リングカプラを製造するための方法であって、
実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングを形成する段階と、
第１の熱可塑性溶接ロッドバンドを前記プラスチックリングの第１の外縁に対して前記プラスチックリングの外面上に位置決めする段階と、
第２の熱可塑性溶接ロッドバンドを前記プラスチックリングの第２の外縁に対して前記プラスチックリングの外面上に、前記第１のバンドに対して平行に位置決めする段階と、を含み、
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドは、前記第１及び第２のバンドを融合することを可能にする圧力及び電流源を前記熱可塑性バンドに対して加えることによって前記プラスチックリングに融合する方法。
【請求項２８】
前記第１及び第２のバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１及び第２のバンドの各々は、個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
接続部を横切る溶融を防止するために、前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドを接続するワイヤジャンパを更に備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、外側バンドと内側バンドとに更に分割され、溶接されると、前記外側バンドと内側バンドのそれぞれの間の空間は、溶接の一貫性を検証するために圧力試験をすることができる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１及び第２のバンドの各々の前記外側及び内側バンドは、接続部を横切る溶融を防止するために、前記キャビティ内でワイヤジャンパによって接続される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記円形バンドは、重なり合ったプラスチック材料によって形成され、前記プラスチックリングの少なくとも１つの外縁は、前記重なり合った材料に対して移動可能であり、前記外縁は、前記カプラが前記パイプ内で融合する前に、前記リングの周囲に対して移動可能である、請求項３１又は３２のいずれかに記載の方法。
【請求項３４】
前記第１及び第２のバンドの前記外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間の前記空間内に開口部を更に備え、圧力試験用のバルブの挿入が可能になっている、請求項３１から３３のいずれかに記載の方法。
【請求項３５】
前記熱可塑性溶接ロッドは、内側の中心コアの周りに巻き付けられた複数の超微細電気抵抗ワイヤを含み、前記ロッド及びワイヤの外側は熱可塑性材料で被覆されている、前記請求項２７から３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３６】
前記熱可塑性溶接ロッドの各端部は端子ピンを備え、電流を供給する電流源に接続するようになっている、請求項２７から３４のいずれかに記載の方法。
【請求項３７】
前記熱可塑性溶接ロッドの直径は、約３／１６インチ（４．７ｍｍ）である、請求項２５から３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
前記プラスチックリングが、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）から成るグループから選択されるプラスチックを備える、請求項２７から３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
前記パイプが、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）プラスチック裏打ちコンクリート、プラスチック裏打ち鋼管、及びプラスチック裏打ち又は強化ガラス補強管から成るグループから選択される、請求項２７から３８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１０年８月１１日出願の米国仮特許出願番号６１／３７２，７７７の優先権を主張するものであり、その全ての開示内容は引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、全体的には熱可塑性部材の溶接に関し、詳細には、熱可塑性部材の溶接を使用したプラスチックパイプの結合に関する。
【背景技術】
【０００３】
熱可塑性部材の溶接技術によって熱可塑性部材を電気溶融又は溶接することができる。本技術分野でいくつかの注目に値する改良は、Ｂｕｔｔｓ他の米国特許第５，４０７，５２０号「溶接ロッド」、及びＢｕｔｔｓ他の米国特許第５，４０７，５１４号「熱可塑性材料を溶接する方法」に開示されている。これらの特許は、熱可塑性材料の固体均質コアと複数のワイヤで構成された抵抗素子とを有する改良された溶接ロッドを開示している。溶接ロッドは、溶接される熱可塑性材料の各部材の間に位置決めされて抵抗素子に電流及び圧力が加えられて、固体コアの熱可塑性材料と隣接する熱可塑性部材とが融合して単一の溶接部を形成するようになっている。同時に、電気抵抗素子は溶接部に埋め込まれて結合部を機械的に補強及び強化する。また、これらの特許は、熱可塑性部材の電気融合溶接方法を開示しており、溶接ロッドは熱可塑性部材の１つに予め取り付けられている。
【０００４】
プラスチックパイプの結合で生じる１つの問題は、各パイプの間で行われる接合の一貫性である。パイプは、該パイプの各端部の間に設けられたカプラと一緒にパイプ端部を溶接することによって、又は摩擦又は圧力嵌合に依存して内部に又は外部に設けられた機械的カプラを利用することによって結合することができる。既存の解決方法は、溶接の位置及び構造によって時間がかかり実施するのが難しく、又は各パイプの間の結合の物理的構造により漏れが生じる傾向がある。パイプの外部結合を必要とする解決方法は、大きな直径の用途で使用するのが難しく、各パイプ端部境界の間で位置合わせされる結合方法は、パイプ端部が平らでない場合又は安定したシールを保証する滑らかな面を提供しない場合、位置合わせが難しくなる場合がある。更に、各パイプ端部の間のカプラにガスケット接合を利用する既存の解決方法は、寿命の長い融合接合を提供しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，４０７，５２０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，４０７，５１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、各プラスチックパイプの間で安定した漏れのないシールを確実に実現することは困難である。このことは、適切な解決方法の考案を必要とするという技術的な問題を残す。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、第１のパイプの端部を第２のパイプの端部に融合してシールするためのリングカプラが提供され、実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングと、
プラスチックリングの外面を取り囲み、リングの１つの外縁に隣接する第１の熱可塑性溶接ロッドバンドと、プラスチックリングの外面を取り囲み、リングの第１のバンドから反対側の外縁に隣接する第２の熱可塑性溶接ロッドバンドとを備え、カプラは、当接される第１及び第２のパイプ端部の内側に配置されてパイプ接合部の内周を覆うようになっており、第１及び第２の溶接ロッドバンドは、電流を印加して溶接ロッドを加熱することで、リングカプラを２つの当接パイプの内面に融合するようになっている。
【０００８】
本発明の別の態様によれば、パイプを結合する方法が提供され、本方法が、実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングと、プラスチックリングの外面を取り囲み、リングの１つの外縁に隣接する第１の熱可塑性溶接ロッドバンドと、プラスチックリングの外面を取り囲み、リングの第１のバンドから反対側の外縁に隣接する第２の熱可塑性溶接ロッドバンドとを含む内部リングカプラリングを準備する段階と、内周に沿って２つの当接パイプ端部の各端部の内部にリングカプラを配置して、当接パイプ端部の接合部を覆う段階と、溶接ワイヤの端部に対する第１及び第２の溶接ロッドバンドに電流を印加して、パイプ端部の内面にリングカプラを溶接する段階と、を含む。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、内部電気融合リングカプラを製造するための方法が提供され、本方法が、実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングを形成する段階と、第１の熱可塑性溶接ロッドバンドをプラスチックリングの第１の外縁に対してプラスチックリングの外面上に位置決めする段階と、第２の熱可塑性溶接ロッドバンドをプラスチックリングの第２の外縁に対してプラスチックリングの外面上に、第１のバンドに対して平行に位置決めする段階とを含み、第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドは、第１及び第２のバンドを融合することを可能にする圧力及び電流源を前記熱可塑性バンドに対して加えることによってプラスチックリングに融合するようになっている。
【００１０】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内部電気融合リングカプラを示す。
【図２】個別の溶接ロッドバンドを有する内部電気融合リングカプラを示す。
【図３】各バンド内に圧力試験キャビティを備える個別の溶接ロッドバンドを有する内部電気融合リングカプラを示す。
【図４】カプラの片側が圧縮可能な内部電気融合リングカプラを示す。
【図５】２つのパイプ端部の間に位置決めされた内部電気融合リングカプラを示す側面図である。
【図６】内部電気融合リングカプラを差し込む方法を示す。
【図７】内部電気融合リングカプラを製造する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面全体を通して同じ部品は同じ参照番号によって特定されることに留意されたい。
【００１３】
一般に及び全体的に、本発明は、内部電気融合リングカプラ及びこの内部電気融合リングカプラを使用する方法に関する。また、本明細書はこの新規な内部電気融合リングカプラを製造する方法を開示する。
【００１４】
図１（ａ）から（ｃ）に例示的に示すように、単一バンドの内部電気融合リングカプラが提供され、単に「カプラ」として参照する。カプラは、図１（ｂ）に示すように熱可塑性樹脂を用いて接着するのに適したプラスチックで形成された、実質的に平坦な外面を有する円形プラスチックリング１００を含む。このリングは、リングを形成するために、プラスチックの略矩形の要素の各端部を一緒に融合することで形成することができる。もしくは、リングは、適切な押し出しプロセスによって形成することができる。リングの外周は、結合されるパイプの内周と一致するように寸法設定することができる。リングの外周に沿って、バンドの外縁に対して熱可塑性溶接ロッド１２０が融合によって付着され、図１（ａ）に示すように２つのバンド１２０ａ及び１２０ｂを形成するようになっている。溶接ロッドは、可撓性熱可塑性ロッドであり、直径は約３／１６インチ（４．７ｍｍ）であるが、他の直径を使うこともできる。ロッドは、中心コアの周りに巻かれた複数の超微細電気抵抗ワイヤを備えた熱可塑性中心コアを含む。ロッドの外側部分は熱可塑性コーティングで被覆される。ワイヤに電流を印加すると、熱可塑性部材は加熱され、溶接ロッドと接触した状態でプラスチックに融合することになる。溶接ロッドは、溶接部の一体部分となる。溶接領域に残る超微細ワイヤは、溶接部の強度又は寿命に悪影響を及ぼさない。図１に示すように、バンドは、プラスチックリングの外側に巻き付く単一の溶接ロッドによって形成される。
【００１５】
溶接ロッドによって形成されるバンドの位置は、円形リングの外縁に関連し、結合されるパイプの用途及び特性に基づいて決めることができ、十分なシールを提供するようになっている。しかしながら、バンド１２０ａ及び１２０ｂは、図１（ｃ）の断面図に示すように、一般的に、リングの外縁から挿入されるカプラの断面中心から等距離に配置される。溶接ロッド１２０は、各バンドが関連するパイプに対して適切な融合区間を確保するためにカプラの周りに少なくとも１つ、好ましくは２つの完全円を提供するように、リング１００の周りに付着される。バンド１２０ａ及び１２０ｂの双方は２つのバンドを接続する溶接ロッド１２３の一部で接続される。バンド１２０ａ及び１２０ｂと接続部分１２３とは、個別のセグメントによって又は連続した溶接ロッドを形成することができる。もしくは、２つのバンドは、結合部を横切るシートの溶融を防止するためにジャンパワイヤ（図示せず）によって接続することができる。
【００１６】
溶接ロッドは、電源又は電流源が取り付けられる端子ピン１２２及び１３２で終端し、パイプを融合できる所要温度まで熱可塑性溶接ロッドバンドを加熱する。端子ピン１２２及び１３２は、カプラがパイプ部の各結合部の間に配置される場合にカプラとパイプ壁との間のアクセスを可能にするように、カプラの外縁に面して配置することができる。もしくは、端子ピンは、カプラの内側に向かう開口部を通ることができ、開口部は、シールが完了する溶接プロセス時に融合される。その後、端子ピンは取り除くことができる。
【００１７】
図２（ａ）から（ｃ）は、個別の溶接ロッドバンドを有する内部電気融合リングカプラである。このカプラでは、溶接ロッド２２０及び２３０の２つの個別のバンドが、カプラのそれぞれの側面で利用される。個別の溶接ロッドバンドを有する内部電気融合リングカプラは、溶接ロッドを融合するのに必要な電流がバンドの各側面に対して単一のロッドを使用するには大きすぎる、大きな外周のパイプに対して必要とされる場合があり、本実施形態では、各バンド２２０及び２３０は、それぞれ端子ピン２２２、２２４及び２３２，２３４を有する。この場合も、ピンは、カプラがパイプ部の各結合部の間に配置される場合にカプラとパイプ壁との間でアクセスを可能なように、カプラの外縁に面して配置することができる。各バンドは、それぞれのパイプ端部の内面に対して個別に溶接される。
【００１８】
図３（ａ）から（ｃ）は、各バンドに対して二重リングを形成することによって、各バンド３２０及び３３０内に圧力試験キャビティを備える個別の溶接ロッドバンドを有する内部電気融合リングカプラである。このカプラでは、２つの個別のバンド３２０ａ、３２０ｂ及び３３０ａ、３３０ｂを利用して、各側面でカプラを取り囲んで、各バンドの間にキャビティ３７０及び３７２を形成するようになっている。アクセス開口部又はバルブ３８０及び３８２は、溶接部の圧力試験を行えるように、それぞれキャビティ３７０及び３７２のそれぞれに設けることができる。二重バンド内部電気融合リングカプラは、溶接ロッドを融合するのに必要な電流が単一のロッドを使用するには大きすぎる、大きな外周のパイプに対して必要とされる場合がある。本実施形態では、各バンド３２０及び３３０は、それぞれ端子ピン３２２、３２４及び３３２、３３４を有する。内部端子ピン３２２及び３３４は、内周の結合部を貫通する開口部によってアクセスできるが、端子ピン３２４及び３３２は、結合部の側面からアクセスできる。端子ピン３２４及び３３２は、溶接作業終了後に取り除くことができる。各バンドは、それぞれのパイプ端に個別に溶接される。ピン端子３２４及び３３２は、リングカプラの外周に配置できるので、ピン端子は各パイプ端部の間の空間（例えば、図５の５１０と５１２の間の空間等の）からアクセスでき、パイプの外側から結合部の溶接が可能になる。これは、特に小さな直径のパイプに適用可能であるが、結合部の内側に端子を設けることは大きな直径のパイプに対して好都合となる場合がある。図１に示す接続ロッドのコネクタと同様に、バンド３２０ａを３２０ｂに、及び３０３ａを３３０ｂに接続するためにコネクタを使用することができる。もしくは、２つのバンドは、結合部を横切るシートの溶融を防止するために、ジャンパワイヤ（図示せず）によって接続して、キャビティ３７０および３７２を形成することができる。
【００１９】
図４（ａ）から（ｃ）は、二重バンド内部電気融合リングカプラであり、リングの片側が溶接作業時に拡張可能であり、パイプ端部内に結合部を配置する場合に追加の可撓性を与えることができる。このカプラでは、カプラの各側面で溶接ロッド４２０及び４３０の２つの個別のバンドが利用される。本実施形態では、各バンド４２０及び４３０は、それぞれの端子ピン４２２、４２４及び４３２、４３４を有する。リングの拡張可能性は、リングの２つの部分が重なり合う継ぎ目４５０によってもたらすことができる。リングの一方の側面４５２は固定されるが、リングの他方の側面４５４は重なり合い、平面内面図４（ｂ）に示すように余分な材料が与えられ、リングカプラの溶接前の所定位置への取り付け時にリングは圧縮されることが可能になる。もしくは、カプラの両方の側面が重なり合うようにし、カプラの両側面を内面パイプ形状に一致させるように調整する機能を与えることができる。溶接ロッドバンドは、ぴったりと嵌まるように、溶接作業時に拡張させることができる。重ね合わせ部４５４にもたらされる継ぎ目は、確実に閉じるようにシール又は熱溶着することができる。
【００２０】
図５は、２つのパイプ端部の間に配置される内部電気融合リングカプラを示す側面図である。リングカプラ５００は、それぞれ２つのパイプ５１０及び５１２の端部の内側に配置され、パイプの当接端部を覆ってその間の領域をシールする。パイプをリングカプラ５００の所定位置に配置すると、電源供給部又は電流源からの電流はそれぞれの端子ピン５２２、５２４及び５２４及び５３２を経由して各バンド５２０及び５３０に印加される。電流によって、溶接ロッドの加熱、及びパイプ５１０及び５１２の内周に対するバンド５２０及び５３０の融合溶接がもたらされる。次に、端子ピンは熱可塑性ロッドの端部から取り除くことができる。その結果、リングカプラは、パイプの２つの端部を結合して漏れのない結合を保証する密閉シールをもたらす。
【００２１】
図６は、内部リングカプラを使用してプラスチックパイプを結合する方法を示す。結合されるパイプ端部を当接して実質的に位置合わせする（６０２）。リングカプラをパイプ内に挿入して、パイプ端部によって形成される接合部と位置合わせして、当接パイプ端部の内周に沿って２つの当接パイプ端部の各端部の内部に位置決めする。電源供給部を溶接ロッドのリードに取り付けて（６０６）、溶接ワイヤの端部に電流を印加する。結合部を外側方向に加圧して結合部をパイプの内側に対して押して溶接ロッド及びパイプの表面との接触を確保して、溶接ロッドがパイプの内面に融合するまで電流が印加する（６０８）。次に、溶接ロッドのリードを取り除くことができる（６１０）。結合部の近接端部に圧力試験ボイドが存在する場合、孔が形成して当接パイプの間のシールを保証するためにボイド圧力試験を行う（６１２）。
【００２２】
図７は、内部電気融合リングカプラを製造する方法を示す。カプラを、溶接ロッドと融合できるプラスチック材料の矩形シートから実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングを形成することによって、又はリングセグメントを形成するために押し出しプロセスによって作る（７０２）。熱可塑性溶接ロッドの第１のバンドを、プラスチックリングの第１の外縁に対してプラスチックリングの外面上に配置する（７０４）。熱可塑性溶接ロッドの第２のバンドを、第１のバンドと平行なプラスチックリングの第２の外縁に対してプラスチックリングの外面上に配置する（７０６）。バンドを、第１及び第２のバンドをリングの表面に融合することが可能な熱可塑性バンドに圧力及び熱源を与えることによってプラスチックリングに融合させる。第１及び第２のバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって又は個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成することができる。バンドには、電源供給部に接続するために又はシートの表面を横切ってワイヤジャンパによって接続するために個別のリードを設けることができる。
【００２３】
もしくは、円形バンドは、プラスチックリングの一方の外縁部が重なり合った材料に対して移動可能であるように、プラスチック材料を重ねることによって形成できる。重なり合った材料は、融合前に、カプラが、リングがパイプ内で圧縮されてぴったり嵌まるように、パイプ内でリングの外周に対して移動可能である。また、バンドは、圧力試験のためのバルブの挿入が可能になるように、第１及び第２のバンドの外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間に空間を形成することができる。バンドは、溶接ロッドをカプラの外周の周りに何回か巻き付けることによって、結合部の周りの連続リングとして形成することができる。
【００２４】
リングカプラは、可撓性溶接ロッドがリングカプラの外周に融合するように、プラスチックの平坦な要素を形作るか又はリングを押し出し成型するかにより、プラスチックリングを形成することによって製造することができる。カプラは、リングの周囲にバンドを形成するためにプラスチックリングを回転させ、所定位置でリングの外側に取り付けた溶接ロッドに熱及び圧力を与えることによって製造することができる。バンドは単一の溶接ロッドによって形成することができ、又は各バンドはプラスチック材料のリングに融合された個別の溶接ロッドによって形成することができる。端子リードは溶接ロッドの端部に取り付けられ、カプラの側面によって、又はアクセス開口部によってリングカプラの内部を通してアクセス可能とすることができる。二重バンド構成では、溶接の一貫性を保証するために加圧試験を行うことができるよう、各バンド内部にキャビティを形成することができる。
【００２５】
リング結合は、ポリ塩化ビニール（ＰＶＣ）ポリエチレン、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）ベースのパイプで作られたパイプを接合するために利用できる。もしくは、カプラは、例えば、プラスチック裏打ちコンクリート、プラスチック裏打ち鋼管、プラスチック裏打ち又は強化ガラス補強管等のプラスチック裏打ちパイプに利用できる。
【００２６】
当業者であれば理解できるように、本明細書に示した発明力のある概念から逸脱することなく新規な技術に対して多くの改良及び修正を行うことができる。本明細書に示した発明力のある概念の広範な適用性を示すために単に変例が示されている。本開示の実施形態は単に例示的なものである。本明細書が対象とする当業者であれば理解できるように、本明細書の精神及び範囲から逸脱することなく本明細書に示した実施形態に対して多くの明白な変形を行うことができる。従って、出願人が主張する権利範囲は、特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【図１（ａ）】
2013535634.tif 000003
【図１（ｂ）】
2013535634.tif 000004
【図１（ｃ）】
2013535634.tif 000005
【図２（ａ）】
2013535634.tif 000006
【図２（ｂ）】
2013535634.tif 000007
【図２（ｃ）】
2013535634.tif 000008
【図３（ａ）】
2013535634.tif 000009
【図３（ｂ）】
2013535634.tif 000010
【図３（ｃ）】
2013535634.tif 000011
【図４（ａ）】
2013535634.tif 000012
【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年4月18日(2013.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のパイプの端部を第２のパイプの端部に融合してシールするための内部リングカプラであって、
実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの１つの外縁に向かって配置される第１の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの反対側の外縁に向かって配置される第２の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
を備え、
前記プラスチックリングは、一方の外縁が前記第１のパイプ端部の内側に、反対側の外縁が第２のパイプ端部の内側に配置されて、パイプ接合部の内周を覆うようになっており、電流を印加して前記溶接ロッドを加熱することで、前記第１の熱可塑性溶接ロッドバンドは、前記プラスチックリングを前記第１のパイプの内側に融合し、前記第２の熱可塑性溶接ロッドバンドは、前記プラスチックリングを前記第２のパイプの内側に融合する、内部リングカプラ。
【請求項２】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項３】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項４】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、外側バンドと内側バンドとに更に分割され、溶接されると、前記外側バンドと内側バンドのそれぞれの間の空間は、溶接の一貫性を検証するために圧力試験をすることができる、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項５】
前記プラスチックリングは、重なり合ったプラスチック材料によって形成され、前記プラスチックリングの少なくとも１つの外縁は、前記重なり合った材料に対して移動可能であり、前記外縁は、前記カプラが前記パイプ端部内で融合する前に、前記リングの周囲に対して移動可能である、請求項４に記載の内部リングカプラ。
【請求項６】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの前記外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間の前記空間内に前記プラスチックリングを貫通する開口部を更に備え、前記空間の圧力試験が可能になっている、請求項４に記載の内部リングカプラ。
【請求項７】
前記熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、内側の中心コアの周りに巻き付けられた複数の超微細電気抵抗ワイヤを含み、外側部は熱可塑性材料で被覆されている、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項８】
前記熱可塑性溶接ロッドバンドの一方又は両方を形成するために使用される熱可塑性溶接ロッドの少なくとも一端は、前記プラスチックリングの開口を通り、前記プラスチックリングの内側で終端するようになっている、請求項１に記載の内部リングカプラ。
【請求項９】
パイプを結合する方法であって、
実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの１つの外縁に向かって配置される第１の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
前記プラスチックリングの外面を取り囲み、前記リングの反対側の外縁に向かって配置される第２の熱可塑性溶接ロッドバンドと、
を含む内部リングカプラリングを準備する段階と、
内周に沿って２つの当接パイプ端部の前記端部の内部に
前記リングカプラを内部で一方の外縁を第１のパイプの端部内に、反対側の外縁を第２のパイプの端部内に配置して、前記当接パイプ端部を接合する段階と、
前記第１及び第２熱可塑性の溶接ロッドバンドに電流を印加して、前記パイプ端部の内面に前記内部リングカプラを溶接する段階と、
を含む方法。
【請求項１０】
前記第１及び第２のバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２のバンドの各々は、個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、外側バンドと内側バンドとに更に分割され、溶接されると、前記外側バンドと内側バンドのそれぞれの間の空間は、溶接の一貫性を検証するために圧力試験をする、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記プラスチックリングは、重なり合ったプラスチック材料によって形成され、前記プラスチックリングの少なくとも１つの外縁は、前記重なり合った材料に対して移動可能であり、前記外縁は、前記カプラが前記パイプ内で融合する前に、前記リングの周囲に対して移動可能である、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２のバンドの前記外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間の前記空間内に前記プラスチックリングの開口部を更に備え、前記空間の圧力試験は、前記開口部を用いて行う、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、内側の中心コアの周りに巻き付けられた複数の超微細電気抵抗ワイヤを含み、外側部は熱可塑性材料で被覆されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記熱可塑性溶接ロッドバンドの一方又は両方を形成するために使用される熱可塑性溶接ロッドの少なくとも一端は、前記プラスチックリングの開口を通り、前記プラスチックリングの内側で終端するようになっている、請求項９に記載の方法。
【請求項１７】
内部電気融合リングカプラを製造するための方法であって、
実質的に平坦な外面を有するプラスチックリングを形成する段階と、
第１の熱可塑性溶接ロッドバンドを前記プラスチックリングの第１の外縁に対して前記プラスチックリングの外面上に位置決めする段階と、
第２の熱可塑性溶接ロッドバンドを前記プラスチックリングの第２の外縁に対して前記プラスチックリングの外面上に、前記第１のバンドに対して平行に位置決めする段階と、を含み、
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドは、前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドを融合することを可能にする圧力及び電流源を前記熱可塑性溶接ロッドバンドに対して加えることによって前記プラスチックリングに融合する方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドは、単一の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２のバンドの各々は、個別の連続した可撓熱可塑性溶接ロッドによって形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、外側バンドと内側バンドとに更に分割され、溶接されると、前記外側バンドと内側バンドのそれぞれの間の空間は、溶接の一貫性を検証するために圧力試験をすることができる、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記プラスチックリングは、重なり合ったプラスチック材料によって形成され、前記プラスチックリングの少なくとも１つの外縁は、前記重なり合った材料に対して移動可能であり、前記外縁は、前記カプラが前記パイプ内で融合する前に、前記リングの周囲に対して移動可能である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１及び第２の熱可塑性溶接ロッドバンドの前記外側バンド及び内側バンドのそれぞれの間の前記空間内に前記プラスチックリングを貫通する開口部を更に備え、前記空間の圧力試験が可能になっている、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記熱可塑性溶接ロッドバンドの各々は、内側の中心コアの周りに巻き付けられた複数の超微細電気抵抗ワイヤを含み、外側部は熱可塑性材料で被覆されている、前記請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記熱可塑性溶接ロッドバンドの一方又は両方を形成するために使用される熱可塑性溶接ロッドの少なくとも一端は、前記プラスチックリングの開口を通り、前記プラスチックリングの内側で終端するようになっている、請求項１７に記載の方法。
【国際調査報告】
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