(57)【要約】管要素を接合するための機械的結合部は、端部と端部とで接合されたセグメントを有し、各セグメントは、リングガスケットを中心に離間して配置された際、セグメント間に管要素を挿入するためにガイドとして働く、他の表面部分に対して角度配向された表面部分を備える突部を有する。管接合部を組み立てる方法は、表面を管要素の端部に係合すること、および挿入できるためにセグメントを互いに対して回転させることを含む。一実施形態において、突部の少なくとも１つは、第１および第２の外方に面する表面部分を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管要素を端部と端部とで接合させるための管結合部であって、前記管結合部は、
中心軸を包囲し、前記管要素を受領するための中央空間を画定する、端部と端部とで接合された複数の結合セグメントを備え、前記結合セグメントの少なくとも１つは、
前記１つの結合セグメントの反対側に離間して位置付けられ、前記中心軸に向かって延在する１対の突部であって、前記突部のそれぞれの少なくとも一部は、前記管要素のそれぞれに係合可能であり、前記突部のそれぞれは、前記中心軸に面する弓状表面を有する、１対の突部を備え、
前記突部の少なくとも１つは、第１および第２の外方に面する表面部分を備え、前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記第１の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°である、管結合部。
【請求項２】
前記第１の表面部分は、前記中心軸から延びる線を中心とし、前記１つの結合セグメントの第１の端部と前記１つの結合セグメントの第２の端部との間に延在する、第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向される、請求項１に記載の管結合部。
【請求項３】
前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有する、請求項１に記載の管結合部。
【請求項４】
前記少なくとも１つの突部は、第３の外方に面する表面部分をさらに備え、前記第３の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記第３の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°の前記突部に沿った角度であり、前記第２の表面部分は、前記第１の表面部分と前記第３の表面部分との間に位置付けられる、請求項２に記載の管結合部。
【請求項５】
前記第３の表面部分は、前記中心軸から延びる線を中心とし、前記第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向される、請求項４に記載の管結合部。
【請求項６】
前記第３の表面部分は、前記第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有する、請求項４に記載の管結合部。
【請求項７】
前記中心軸を包囲する端部と端部とで接合された第１および第２の前記セグメントのみを備え、前記結合部は、前記第１のセグメントと前記第２のセグメントとの間に位置付けられたリングガスケットをさらに備え、前記リングガスケットは、前記結合セグメントの間に前記管要素を挿入するために、充分に離間した前記第１および第２のセグメントを担持する、請求項１に記載の管結合部。
【請求項８】
前記第１および第２のセグメントは、それから前記突部が延在する側壁および前記突部の間に延在する後壁を備え、前記側壁は前記後壁に取り付けられ、前記側壁および前記後壁は共に窪みを画定し、前記窪みは前記リングガスケットを受領するように適合される、請求項７に記載の管結合部。
【請求項９】
前記セグメントのそれぞれの少なくとも１つの前記突部内に位置付けられた、少なくとも１つの切欠をさらに備え、前記切欠のそれぞれは、前記セグメントの１つの端部に配置される、請求項１に記載の管結合部。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの切欠は、前記１つのセグメントの対向する端部に位置付けられた第１および第２の切欠を備える、請求項９に記載の管結合部。
【請求項１１】
管要素を端部と端部とで接合させるための管結合部であって、前記管結合部は、
中心軸を包囲し、前記管要素を受領するための中央空間を画定する、端部と端部とで接合された第１および第２の結合セグメントを備え、前記結合セグメントはそれぞれ、
第１および第２の突部であって、それぞれは、前記結合セグメントの反対側に離間して位置付けられ、前記中心軸に向かって延在し、前記突部のそれぞれの少なくとも一部は、前記管要素のそれぞれに係合可能であり、前記突部のそれぞれは、前記中心軸に面する弓状表面を有する、第１および第２の突部を備え、
前記突部のそれぞれは、第１および第２の外方に面する表面部分を備え、前記突部のそれぞれに対して、前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記突部のそれぞれに対して、前記第１の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°である、管結合部。
【請求項１２】
前記結合セグメントのそれぞれの上の前記突部のそれぞれに対して、前記第１の表面部分は、前記中心軸から延びる線を中心とし、前記第２の結合セグメントの第１の端部と前記第２の結合セグメントの第２の端部との間に延在する、第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向される、請求項１１に記載の管結合部。
【請求項１３】
前記結合セグメントのそれぞれの上の前記突部のそれぞれに対して、前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有する、請求項１２に記載の管結合部。
【請求項１４】
前記突部のそれぞれは、第３の外方に面する表面部分をさらに備え、前記突部のそれぞれに対して、前記第３の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記突部のそれぞれに対して、前記第３の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°の前記突部に沿った角度であり、前記突部のそれぞれに対して、前記第２の表面部分は、前記第１の表面部分と前記第３の表面部分との間に位置付けられる、請求項１２に記載の管結合部。
【請求項１５】
前記結合セグメントのそれぞれの上の前記突部のそれぞれに対して、前記第３の表面部分は、前記中心軸から延びる線を中心とし、前記第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向される、請求項１４に記載の管結合部。
【請求項１６】
前記結合セグメントのそれぞれの上の前記突部のそれぞれに対して、前記第３の表面部分は、前記第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有する、請求項１４に記載の管結合部。
【請求項１７】
前記第１の結合セグメントと前記第２の結合セグメントとの間に位置付けられたリングガスケットをさらに備え、前記リングガスケットは、前記結合セグメントの間に前記管要素を挿入するために、充分に離間した前記第１および第２のセグメントを担持する、請求項１１に記載の管結合部。
【請求項１８】
前記結合セグメントのそれぞれは、それから前記突部が延在する側壁および前記突部の間に延在する後壁を備え、前記結合セグメントのそれぞれに対して、前記側壁は前記後壁に取り付けられ、前記側壁および前記後壁は共に窪みを画定し、前記窪みは前記リングガスケットを受領するように適合される、請求項１７に記載の管結合部。
【請求項１９】
前記結合セグメントのそれぞれの上の前記突部のそれぞれは、前記突部内に位置付けられた少なくとも１つの切欠をさらに備え、前記切欠のそれぞれは、前記結合セグメントの１つの端部に配置される、請求項１１に記載の管結合部。
【請求項２０】
前記結合セグメントのそれぞれの上の前記突部のそれぞれに対して、前記少なくとも１つの切欠は、前記１つのセグメントの対向する端部上に位置付けられた第１および第２の切欠を備える、請求項１９に記載の管結合部。
【請求項２１】
管要素を端部と端部とで接合するために結合部内で使用される、管結合セグメントであって、前記結合部は、中心軸を包囲し、前記管要素を受領するための中央空間を画定する、端部と端部とで接合された複数の前記セグメントを備え、前記セグメントは、
前記結合セグメントの反対側に離間して位置付けられ、前記中心軸に向かって延在する、１対の突部であって、前記突部のそれぞれの少なくとも一部は、前記管要素のそれぞれに係合可能であり、前記突部のそれぞれは、前記中心軸に面する弓状表面を有する、１対の突部を備え、
前記突部の少なくとも１つは、第１および第２の外方に面する表面部分を備え、前記少なくとも突部に対して、前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記少なくとも１つの突部に対して、前記第１の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°である、管結合セグメント。
【請求項２２】
前記第１の表面部分は、前記中心軸から延びる線を中心とし、前記結合セグメントの第１の端部と前記結合セグメントの第２の端部との間に延在する、第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向される、請求項２１に記載の管結合セグメント。
【請求項２３】
前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有する、請求項２２に記載の管結合セグメント。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの突部は、第３の外方に面する表面部分をさらに備え、前記第３の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記第３の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°であり、前記第２の表面部分は、前記第１の表面部分と前記第３の表面部分との間に位置付けられる、請求項２２に記載の管結合セグメント。
【請求項２５】
前記第３の表面部分は、前記中心軸から延びる線を中心とし、前記第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向される、請求項２４に記載の管結合セグメント。
【請求項２６】
前記第３の表面部分は、前記第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有する、請求項２４に記載の管結合セグメント。
【請求項２７】
第１および第２の管要素を端部と端部とで結合する方法であって、前記方法は、
中心軸を包囲し、中央空間を画定する、端部と端部とで互いに取り付けられる第１および第２の結合セグメントを有する、管結合部を使用することであって、前記結合セグメントは、弾性リングガスケット上に離間して担持され、前記結合セグメントは、調節可能な連結部材が締結されたとき、前記結合セグメントを前記中央空間に向かって引き寄せるために、前記連結部材を各端部に有し、前記結合セグメントの少なくとも１つは、
前記１つの結合セグメントの反対側に離間して位置付けられ、前記中心軸に向かって延在する１対の突部であって、前記突部のそれぞれの少なくとも一部は、前記管要素のそれぞれに係合可能であり、前記突部のそれぞれは、前記中心軸に面する弓状表面を有する、１対の突部を有し、
前記突部の少なくとも１つは、第１および第２の外方に面する表面部分を備え、前記第１の表面部分は、前記第２の表面部分に対して角度配向され、前記第１の表面部分は、前記中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°である、使用することと、
前記第１の管要素を前記管結合部の片側から前記中央空間に挿入することであって、前記第１の管要素は係合し、それによって前記結合セグメントを互いに対して軸を中心に前記連結部材を通過して回転させて、前記第１の管要素を挿入するための隙間を提供する、挿入することと、
前記第２の管要素を前記管結合部の反対側から前記中央空間に挿入することと、
前記連結部材を締結することであって、それによって前記結合セグメントを互いに引き寄せ、前記第１よび第２の管要素に係合して前記第１および第２の管要素を端部と端部とで結合する、締結することとを含む、方法。
【請求項２８】
前記第２の管要素を前記管結合部の反対側から前記中央空間に挿入する前記ステップは、前記結合セグメントを前記第２の管要素に係合すること、およびそれによって前記結合セグメントを互いに対して前記軸を中心に前記連結部材を通過して回転させて、前記第２の管要素を挿入するための隙間を提供することを含む、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１１月２１日に出願された米国特許出願第１３／３００，７５６号の優先権を主張し、この出願はこの参照によって本明細書に完全に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、管要素を端部と端部とで接合するための機械的結合部に関する。
【背景技術】
【０００３】
管要素を端部と端部とで一緒に接合するための機械的結合部は、同軸上に位置並べされた管要素の端部を位置付け可能に周囲に包囲する、相互接続可能なセグメントを備える。用語「管要素」は、本明細書では、あらゆる管状の品目または管状の形を有する構成要素を記載するために使用される。管要素は、素管、エルボ、キャップおよびティーなどの管継手、ならびに弁、レデューサ、ストレーナ、制限器、圧力調整器などの流体制御要素を含む。
【０００４】
それぞれの機械的結合セグメントは、ハウジングから半径方向に内方に延在する突部を有し、例えば、プレーンエンド管要素の外表面、肩部およびビードを有する管要素、または接合されたそれぞれの管要素を中心に延在する周方向溝に係合する。突部と管要素との間の係合は、接合部に機械的拘束を提供し、管要素が高い内圧および外力下でも結合されたままであることを確保する。ハウジングは、ガスケットまたは封止、特に各管要素の端部に係合し、セグメントおよび管要素と協働して流体密封を提供する弾性リングを受領する、環状流路または窪みを画定する。セグメントは、連結部材を、特にハウジングから外方に突出するラグの形で有する。ラグは、ナットおよびボルトなどの締結具を受領するように適合され、締結具はセグメントを互いに向かって引き寄せるために調節可能に締結可能である。
【０００５】
先行技術の結合部上の突部は、通常、係合されるべき管要素の外表面の屈曲半径に実質的に一致する、屈曲半径をもつ弓状表面を有する。溝付き管要素と共に使用される結合部に対して、弓状表面の屈曲半径は、弓状表面が溝内部に嵌合し溝に係合するように、溝の外側の管要素の外表面の屈曲半径より小さい。
【０００６】
管要素を端部と端部とで固定する方法は、先行技術による機械的結合部を使用する際に、逐次的な設置プロセスを含む。通常、結合部は、一緒にボルトで留めたセグメントおよびセグメントの流路内に捕捉されたリングガスケットを備えて技術者が受領する。技術者は、まず結合部のボルトを外すことにより結合部を分解し、リング封止を取り除き、（予め潤滑油が塗られていない場合）リング封止に潤滑油を塗り、接合された管要素の端部の周囲にリング封止を置く。リングガスケットの設置は、管要素を収容するためにリングガスケットに潤滑油を塗り伸ばす必要があることが多い。次いで両方の管要素上の適所にあるリングガスケットを用いて、管要素の両端部を跨ぎ、セグメントに対してリングガスケットを捕捉して、セグメントを１つずつ置く。配置している間、セグメントはガスケットに係合し、突部は溝に位置合わせされ、ボルトはラグを通って挿入され、ナットはボルトの上にネジで留められ締結され、結合セグメントを互いに向かって引き寄せ、ガスケットを圧迫し、突部を溝内に係合させる。
【０００７】
前述から明らかなように、先行技術による機械的管結合部の設置においては、通常、技術者が少なくとも７個の個々の部品（結合部が３個以上のセグメントを有するときはより多い）を取り扱う間に結合部を完全に分解し再組立することが必要とされる。技術者が、機械的管結合部を１つ１つ最初に完全に分解し、次いで再組立することなく、機械的管結合部を設置できる場合は、多大の時間、努力および経費が節約されるはずである。
【０００８】
図１は、結合セグメント１３および１５を有する結合部１１を示す。セグメントは、連結部材１７および１９によって端部と端部とで接合され、連結部材はネジ付き締結部２１を含む。セグメント１３および１５は、セグメント間に捕捉されるリングガスケット２３の外表面上で互いに離間して担持して示されている。セグメントがこの手法で担持される際、結合部を分解することなく管要素をセグメントの間の中央空間２５に挿入することが可能である。しかし、設置する機械的結合部の問題に対するこの解決策にはいくつかの欠点がある。特に、結合部１１によって受容できる、管要素の直径公差の変動には限界があることに留意されたい。管要素が充分に真円ではない場合、または管要素の端部が仕様によって許容されるほぼ最大程度に広がっている場合、管要素は中央空間の中に延在する突部２９を通過しないので、管要素をセグメント１３と１５との間の中央空間２５に挿入するのは非常に困難になる。さらに、リングガスケット自体は、歪みが制御されないときは、管要素の挿入に抵抗できる。多くの大量生産された管要素は、ある程度真円ではなく、ロール溝付き管要素は、ある程度広がっていることがある。したがって、結合部１１の使用により、これらのパラメータにより厳密な精度が置かれ、このような結合部と共に有効に使用できる管要素が限定され、管要素は許容可能な精度内の管要素が「選択」されなければならない、または精度を決定する製造許容度がより厳密でなければならないかのいずれかであるので、管要素はより高額になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、真円ではなく、広がっているなどのパラメータに一般公差の範囲を有する管要素と共に使用でき、さらに管要素が結合部の分解なしに容易に挿入可能になる、管結合部が必要とされていることは明白である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、管要素を端部と端部とで接合させるための結合部に関する。一例示的実施形態では、結合部は、中心軸を包囲し、管要素を受領するための中央空間を画定する、端部と端部とで接合された複数のセグメントを備える。セグメントの少なくとも１つは、１つのセグメントの反対側に離間して位置付けられ、中心軸に向かって延在する１対の突部を備える。各突部の少なくとも一部は、管要素のそれぞれに係合可能である。突部のそれぞれは、中心軸に面する弓状表面を有する。後壁は突部間に延在する。後壁は、中心軸に面する弓状表面を有する。
【００１１】
結合部の別の例示的実施形態では、突部の少なくとも１つは、第１および第２の外方に面する表面部分を備える。第１の表面部分は、第２の表面部分に対して角度配向される。第１の表面部分は、中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°であってもよい。第１の表面部分は、中心軸から延びる線を中心とし、１つのセグメントの第１の端部と該１つのセグメントの第２の端部との間に延在する第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向されてもよい。第１の表面部分は、第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有してもよい。この例示的実施形態では、１つの突部は、第３の外方に面する表面部分をさらに備えてもよい。第３の表面部分は、第２の表面部分に対して角度配向される。第３の表面部分は、中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°である。第２の表面部分は、第１の表面部分と第３の表面部分との間に位置付けられる。第３の表面部分は、中心軸から延びる線を中心とし、第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向されてもよい。第３の表面部分は、第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有してもよい。
【００１２】
少なくとも１つの切欠は、少なくとも１つの突部内に位置付けられてもよく、切欠は１つの突部の端部に配置される。一例示的実施形態では、少なくとも１つの切欠は、１つのセグメントの対向する端部に位置付けられた第１および第２の切欠を含む。
【００１３】
本発明による結合部の特定の例示的実施形態では、第１および第２のセグメントのみが、中心軸を包囲する端部と端部とで接合される。この例では、結合部は、第１のセグメントと第２のセグメントとの間に位置付けられたリングガスケットをさらに備える。リングガスケットは、セグメントの間に管要素を挿入するために、充分に離間した第１および第２のセグメントを担持する。第１および第２のセグメントは、それから突部が延在する側壁を有する。後壁および該セグメントのそれぞれの突部は、リングガスケットを受領するための窪みを協働して画定する。
【００１４】
また本発明は、管要素を端部と端部とで接合するために結合部内で使用される、セグメントを包含する。結合部は、中心軸を包囲し、管要素を受領するための中央空間を画定する、端部と端部とで接合された複数のセグメントを備える。一例示的実施形態では、セグメントは、セグメントの反対側に離間して位置付けられた１対の突部を備える。突部は、中心軸に向かって延在する。突部のそれぞれの少なくとも一部は、管要素のそれぞれに係合可能である。突部のそれぞれは、中心軸に面する弓状表面を有する。後壁は突部の間に延在する。後壁は、中心軸に面する弓状表面を有する。
【００１５】
本発明による一例示的実施形態では、突部の少なくとも１つは、第１および第２の外方に面する表面部分を備える。第１の表面部分は、第２の表面部分に対して角度配向される。第１の表面部分は、中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°であってもよい。第１の表面部分は、中心軸から延びる線を中心とし、１つのセグメントの第１の端部と該１つのセグメントの第２の端部との間に延在する第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向されてもよい。第１の表面部分は、第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有してもよい。突部は、第３の外方に面する表面部分をさらに備えてもよい。第３の表面部分は、第２の表面部分に対して角度配向される。第３の表面部分は、中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°であってもよい。第２の表面部分は、第１の表面部分と第３の表面部分との間に位置付けられる。第３の表面部分は、中心軸から延びる線を中心とし、第１の線から測定された角度が約３０°〜約５０°に配向されてもよい。第３の表面部分は、第２の表面部分に対して約１５°〜約６０°の配向角を有してもよい。
【００１６】
一例示的実施形態では、セグメントは、少なくとも１つの突部内に位置付けられた少なくとも１つの切欠をさらに備えてもよく、切欠はセグメントの端部に配置される。少なくとも１つの切欠は、１つのセグメントの対向する端部上に位置付けられた、第１および第２の切欠を含んでもよい。
【００１７】
また本発明は、第１および第２の管要素を端部と端部とで結合する方法も含む。一実施形態では、方法は、
中心軸を包囲し、中央空間を画定する、端部と端部とで互いに取り付けられた第１および第２の結合セグメントを有する管結合部を使用することであって、結合セグメントは、弾性リングガスケット上に離間して担持され、結合セグメントは、連結部材が締結されたとき、結合セグメントを中央空間に向かって引き寄せるために、調節可能な連結部材を各端部に有し、少なくとも１つの結合セグメントは、
１つの結合セグメントの反対側に離間して位置付けられ、中心軸に向かって延在する１対の突部であって、突部のそれぞれの少なくとも一部は、管要素のそれぞれに係合可能であり、突部のそれぞれは、中心軸に面する弓状表面を有する、１対の突部を有し、
少なくとも１つの突部は、第１および第２の外方に面する表面部分を備え、第１の表面部分は、第２の表面部分に対して角度配向され、第１の表面部分は、中心軸に対して測定された角度が約３５°〜約６０°である、使用することと、
第１の管要素を管結合部の片側から中央空間に挿入することであって、第１の管要素は係合し、それによって結合セグメントを互いに対して軸を中心に連結部材を通過して回転させて、第１の管要素を挿入するための隙間を提供する、挿入することと、
第２の管要素を管結合部の反対側から中央空間に挿入することと、
連結部材を締結することであって、それによって結合セグメントを互いに引き寄せ、第１よび第２の管要素に係合して第１および第２の管要素を端部と端部とで結合する、締結することと、含む。
【００１８】
方法は、第２の管要素を結合部の反対側から中央空間に挿入し、かつ係合しそれによって結合セグメントを互いに対して軸を中心に連結部材を通過して回転させて、第２の管要素を挿入するための隙間を提供するステップをさらに含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による例示的機械的管結合部の立面図である。
【図２】本発明による例示的機械的管結合部の立面図である。
【図３】図２の３−３線で取った、本発明による例示的機械的管結合部のセグメントの断面図である。
【図４Ａ】本発明による、例示的機械的管結合部のセグメントのアイソメ図である。
【図４Ｂ】本発明による、例示的機械的管結合部のセグメントのアイソメ図である。
【図５Ａ】本発明による、例示的機械的管結合部のセグメントの立面図である。
【図５Ｂ】本発明による、例示的機械的管結合部のセグメントの立面図である。
【図６】本発明による、管接合部を形成する例示的方法を示す長手方向断面図である。図６に示された長手方向断面図は、図５Ａの６−６線で取られている。
【図７】本発明による、管接合部を形成する例示的方法を示す長手方向断面図である。図７に示された長手方向断面図は、図５Ａの７−７線で取られている。
【図８】本発明による、管接合部を形成する例示的方法を示す長手方向断面図である。
【図９】本発明による、管接合部を形成する例示的方法を示す長手方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図２は、本発明による結合部１０の例示的実施形態を示す。結合部１０は、中心軸１６を包囲し中央空間１８を画定する、端部と端部とで互いに接合されたセグメント１２および１４を備える。中央空間１８は、端部と端部とで接合される管要素を受領し、管要素の長手方向軸は、中心軸１６に実質的に位置合わせされる。セグメント１２および１４のそれぞれは、連結部材２０および２２を各端部に有する。この例では、連結部材は、セグメントから突出しネジ付き締結部２６を受領する、ラグ２４を備える。締結部２６は、セグメント１２および１４を互いに向かってまた中心軸１６に向かって引き寄せて、管要素を係合し、接合部を形成するように、調節可能に締結可能である。
【００２１】
図３において断面に示されたように、各セグメント（セグメント１２が示されている）は、セグメントの反対側に離間して位置付けられた１対の突部２８および３０を有する。突部は、中心軸１６に向かって延在し、各突部の少なくとも一部は、それぞれの管要素に係合して、機械的係合を提供し、管要素を端部と端部とで保持する。突部２８および３０は、管要素の外表面を係合し、管要素の外表面は、平面、周方向溝を形成する表面、隆起した肩部を有する表面、または例えば肩部およびビードであってもよい。図３に示したように、各突部は、中心軸１６に面する弓状表面３２を有する。
【００２２】
またセグメント１２および１４は、それから突部２８および３０が延在する側壁３６および３８を有する。側壁３６および３８は、後壁４０に取り付けられ、側壁および後壁は一緒に窪み４２を画定する。後壁４０は、突部２８と３０との間に延在し、中心軸１６に面する弓状表面４４を有する。窪み４２は、セグメント１２と１４（図２参照）との間に位置付けられたリングガスケット４３（図３）を受領して流体密封を確保する。
【００２３】
図４Ａ〜５Ｂに示したように、２８および３０などの突部は、少なくとも２つの外方に面する表面部分７８および８０を備えてもよい。この概念における「外方に面する」とは、ガスケット窪み４２から外方に離れて面することを意味する。この例では、表面部分７８は、表面部分８０に対して角度配向されている。
【００２４】
図４Ａおよび５Ａに示したように、表面部分８０は、突部２８の最外表面（ガスケット窪み４２から最も離れた突部２８の表面）に対して角度配向されてもよく、それによって突部２８の最外表面と突部２８の弓状表面３２（図３参照）との間に延在する傾斜した表面または面取り部を画定する。この例では、表面部分７８は、約１５°〜約４５°の相対配向角８２を有してもよく、中心軸１６に対して測定された角度８４が約３５°〜約６０°であってもよい。別法として、図４Ｂおよび５Ｂに示したように、表面部分８０は、表面部分８０が突部２８の最外表面と突部２８の弓状表面３２との間に延在する傾斜した表面または面取り部を備えないように、突部２８の最外表面に対応してもよい。この例では、表面部分７８は、約１５°〜約６０°の相対配向角８２を有してもよく、中心軸１６に対して測定された角度８４が約３５°〜約６０°であってもよい。
【００２５】
表面部分７８は、図５Ａおよび５Ｂに示したように、中心軸１６から延びる線８６を中心としてもよい。表面部分７８の中心線８６は、セグメント７２の端部５６と５８との間に延在する、線５５から測定した配向角８８を有してもよい。配向角８８は、約３０°〜約５０°の範囲であってもよい。図５Ａおよび５Ｂに示したように、セグメント７２は、表面部分８０に対して角度配向された第３の外方に面する表面部分９０を有する。表面部分８０に対する表面部分９０の角度配向の範囲は、表面部分７８に対するものと同じでもよいが、特定の結合部に対する表面部分９０の実際の配向角は、表面７８の配向角と同じである必要はない。しかし、実際の設計に対して、このような表面部分のすべてが結合部を形成するセグメント上で同じであることが有利である。
【００２６】
角度配向された表面部分７８および９０の利点は、図６〜９に実証されており、図６〜９は、本発明による管要素を結合する例示的方法を示す。分解し次いで管要素の周囲に再組立して管要素の間に接合部を形成しなくてもよい、１２、１３、１４、１５、６６、または７２などのセグメントを形成する結合部７３を有することは有利である。図６〜９に示した例では、結合部７３は、例として使用されるセグメント７２から形成される。１０、１１および７３などの結合部が、工場からの「設置が即座である（ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ｒｅａｄｙ）」とみなされるのは、例として図２に結合部１０に対して示したように、このような結合部に対するセグメントは、ネジ付き締結部２６で互いに取り付けられ、結合部を分解することなく管要素を中央空間１８に挿入できるように、リングガスケット４３上に充分に距離をとって離間して担持されるからである。図６は、結合部７３の中央空間１８への管要素９２の挿入を示す。挿入は、管要素９２の端部をセグメント７２上の突部２８上の角度配向された表面９０に接触することによって開始される。
【００２７】
表面９０は、管要素９２を中心とし、また連結部材を通過して軸９４を中心にセグメント７２の回転を開始するために、ガイド内に導く役目を果たすことにより、挿入を促進する。セグメントのこの回転は、図７に示されている。リングガスケット４３は、その弾性および弾力性特性に起因して、セグメント７２が管要素９２から外れて回転し、管要素９２を中央空間１８の中に収容できる、バネの役目を果たす。一旦、管要素９２が中央空間１８内の結合部１０に充分に係合されると、リングガスケット４３の弾性バイアスは、結合セグメント１２および１４をそれらの元の相対角度位置に向かって回復する。「充分な係合」は、例えば、突部２８が管要素９２内の溝９６に位置合わせするとき、または管要素の端部がガスケット停止部９８に接するときと定義されてもよい。図８に示したように、リングガスケット４３のバネ作用によって提供される回復力により、別の管要素１００を結合部１０の反対側から挿入できる。中央空間１８に挿入すると、管要素１００は、セグメント７２の突部３０上の角度配向した表面７８に接触し、セグメントは、挿入ができるように管要素から外れて軸９４を中心に回転する。一旦、管要素１００が図９に示したように結合部７３に充分に係合すると、セグメント７２を接合する締結具（図２も参照されたい）は、突部２８および３０を管要素９２および１００の外表面に係合するために締結される。この例では、管の外表面は、偶然、周方向溝９６を備えているが、プレーンエンド、肩部があるなどの他のタイプの管要素、ならびに肩部およびビード管要素も実現可能である。また図２および４Ａ〜５Ｂに示したように、切欠１０２は、追加の隙間を管要素の挿入に提供するために、突部２８および３０の中にセグメント１２、１４、６６、および７２の端部付近で組み込まれてもよい。一例示的実施形態では、第１および第２の切欠１０２をセグメント１２、１４、６６、および７２の対向する端部に位置付けることができる。
【００２８】
角度配向された表面部分７８および９０の使用により、広がった端部を有する管要素を、挿入方法により結合部１０内に受領することが可能になる。端部の広がりは、周方向溝を形成するために、管要素が、例えば回転することにより冷却加工されるときに起き、広がった端部の拡径は、角度配向された表面部分、および軸９４を中心に互いに対して回転する結合セグメントの能力がなかったら、挿入に若干の困難をもたらすかもしれない。また切欠１０２も、広がったパイプを本発明による接合組立方法に使用できるように役立つ。
【００２９】
また角度配向された表面部分７８および９０の使用により、結合部１０の中心軸１６に軸方向に位置合わせされない管要素を、中央空間１８内に容易に受領できる。
【００３０】
図４Ａ〜５Ｂは、本発明による結合部の別の特徴を示す。図４Ａおよび４Ｂは、周方向に溝のある管要素と共に使用するための剛性の結合セグメント６６を示す。セグメント６６は、互いに対向する角度配向を有する接触面６８および７０を有する。締結具が接合するこのようなセグメントを一緒に締結する際、１つのセグメント上の接触面６８および７０は、嵌合セグメント上のそれらの対応面に接触し、セグメントを互いに対して反対方向に垂直軸を中心に回転させる。これにより、突部２８および３０が管要素内の周方向溝の側壁に係合し、外部の曲げ力および接合部に加えられたトルクに有意な抵抗を提供するように、突部２８および３０を定位置でロックし、それによって管要素の相対撓みが制限される。剛性の結合部は、米国特許第４，６１１，８３９号および米国特許第４，６３９，０２０号に開示されており、両特許は参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３１】
図５Ａおよび５Ｂは、より可撓性のある結合部のセグメント７２を示す。セグメント６６と７２との間の接触面７４および７６は傾斜されず、接触面７４および７６が互いに係合するとき、接触面７４および７６によりセグメントのいかなる相対回転も引き起こさない。したがって、突部２８および３０は、より可撓性のある接合部をもたらすセグメントのねじり作用に起因して、周方向溝の側壁に係合せず、この場合、曲げ、ねじりまた軸方向への管要素の相対撓みは、加えられた同じ負荷に対する剛性の接合部（上述）に対するより大きい。
【００３２】
上述の、および特許請求の範囲に記載された角度配向された表面は、剛性の接合部および可撓性の接合部の両方に適用可能である。したがって、セグメント（６６もしくは７２）の１つのみ、または突部（２８もしくは３０）の１つのみに対して記載された、または示された、開示された角度配向された表面の特徴または要素は、他のセグメント（６６もしくは７２）または他の突部（２８もしくは３０）にも適用可能であり、含むことができることが理解される。
【００３３】
本発明による管結合部により、変形しない結合部を挿入し即座に結合する結合部（ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ｒｅａｄｙ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）として使用でき、管を接合するときに結合部を変形するためにあまりエネルギーを消耗しないので、挿入に要するエネルギーが少ない。これに対応して、手工具を用いて接合部を手動で形成する際に疲労をより低下させ、かつコードのない電動工具を使用する際に電池交換がより少なくなる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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