(57)【要約】  金属製の外面を備えるロッドにセラミック素子１を機械的に結合する部品のキットであって、ａ）セラミック素子１は、円筒状孔壁によって形成され、長手方向軸Ｘ１に沿って延びる円筒状セラミック孔２を備え、円筒状孔壁は少なくとも１つの凹部４を備える。ロッドは、ｂ）挿入部分８ｉに隣接する突出部分８ｐを備え、さらに、−金属製であって円筒状セラミック孔と嵌合する外管壁と、−円筒状部分を具備する外管孔と、を具備する、外管８と、ｃ）セラミック素子の少なくとも１つの凹部４に挿入可能な形状を有する少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐと、ｄ）軸に沿って延び、外管孔に挿入するのに適した半径方向寸法を有する内側マンドレル５と、を具備する。ｅ）外管の挿入部分８ｉは、少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐが少なくとも１つの凹部４に係合し、突出部分８ｐがセラミック素子１から突出した状態で、セラミック孔に挿入することができる。ｆ）内側マンドレルは、少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐの突出部分が内側マンドレルの安定化部分５ｓによって少なくとも１つの凹部で弾性的に安定するように、外管孔に挿入することができ、このため、ロッドは、外管がセラミック孔に対して長手方向軸Ｘ１に沿って並進できない状態で、セラミック素子に機械的に結合され、内側マンドレル５の安定化部分５ｓは半径方向に弾性があり、その結果、少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐは、金属製ロッドをセラミック素子から分離させるのに必要な所定の閾値より大きい力が外管に付与されると、少なくとも１つの凹部４から取り外すことができる。
2020514642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の外面を具備するロッドにセラミック素子（１）を機械的に結合する部品のキットであって、
（ａ）前記セラミック素子（１）は、円筒状孔壁によって形成され、長手方向軸Ｘ１に沿って延びる円筒状セラミック孔（２）を具備し、前記円筒状孔壁は少なくとも１つの凹部（４）を具備する、部品のキットにおいて、前記ロッドは、
（ｂ）挿入部分（８ｉ）に隣接する突出部分（８ｐ）を具備する外管（８）であって、さらに、
・金属製で前記ロッドの外面を形成する外管壁であって、前記挿入部分の前記外管壁の一部が円筒状であり、前記突出部分の近位端部から前記挿入部分の遠位端部まで管軸に沿って延び、半径Ｒ８を有し、前記円筒状セラミック孔と嵌合する、外管壁と、
・好ましくは、半径Ｒ８ｂの円筒状部分を具備する外管孔であって、前記外管孔は、近位端部から前記突出部分の全長にわたって管軸に沿って延び、さらに、前記挿入部分の長さの少なくとも一部にわたって延びる、外管孔と、を具備する、外管と、
（ｃ）前記セラミック素子の前記少なくとも１つの凹部（４）に挿入可能な形状を有する突出部分を具備する少なくとも１つの突出部材（７ｂ、７ｐ）と、
（ｄ）軸に沿って延び、前記外管孔に挿入するのに適した半径方向寸法を有し、好ましくは、半径Ｒ５≦Ｒ８ｂの円筒状部分を具備する、内側マンドレル（５）と、を具備し、
（ｅ）前記外管の前記挿入部分は、前記少なくとも１つの突出部材の前記突出部分が前記少なくとも１つの凹部に係合し、前記突出部分が前記セラミック素子から突出した状態で、前記セラミック孔に挿入することができ、
（ｆ）前記内側マンドレルは、前記少なくとも１つの突出部材の前記突出部分が前記内側マンドレルの安定化部分（５ｓ）によって前記少なくとも１つの凹部で弾性的に安定するように、前記外管の近位端部から前記外管孔に挿入することができ、このため、前記ロッドは、前記外管が前記セラミック孔に対して前記長手方向軸Ｘ１に沿って並進できない状態で、前記セラミック素子に機械的に結合された、部品のキットであって、
前記内側マンドレル（５）の前記安定化部分（５ｓ）は半径方向に弾力性があり、その結果、前記少なくとも１つの突出部材（７ｂ、７ｐ）は、前記金属製ロッドを前記セラミック素子から分離させるのに必要な所定の閾値より大きい力が外管に付与されると、前記少なくとも１つの凹部（４）から取り外すことができることを特徴とする、部品のキット。
【請求項２】
前記少なくとも１つの突出部材及び前記少なくとも１つの凹部の形状は、前記突出部材が前記少なくとも１つの凹部に係合して安定するときに、前記ロッドが前記セラミック素子に機械的に結合され、その結果、前記外管が前記セラミック孔に対して前記長手方向軸Ｘ１回りに回転できないような形状である、請求項１に記載の部品のキット。
【請求項３】
前記ロッドは３つ以上の突出部材を備え、前記円筒状セラミック孔壁は３つ以上の凹部（４）を備え、前記長手方向軸Ｘ１に垂直な横断面Ｐ１上への前記３つ以上の凹部（４）の投影が、前記横断面Ｐ１上への前記円筒状セラミック孔の投影の円周上に均等に分布している、請求項１又は２に記載の部品のキット。
【請求項４】
前記３つ以上の凹部（４）は、前記長手方向軸Ｘ１に垂直な同一の横断面内に位置する、請求項３に記載の部品のキット。
【請求項５】
前記内側マンドレル（５）の前記安定化部分は、弾性変形可能な構造を形成する形状を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項６】
前記内側マンドレル（５）の前記安定化部分は中空管の形態である、請求項５に記載の部品のキット。
【請求項７】
前記内側マンドレル（５）の前記安定化部分は、弾性変形可能な材料を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項８】
・前記少なくとも１つの突出部材は、ボール直径Ｄを有する実質的に球形のボール（７ｂ）を具備し、
・前記外管（８）の前記挿入部分（８ｉ）は、前記ボール直径Ｄよりも大きい直径を有する少なくとも１つの円形貫通穴（９）を具備する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項９】
前記内側マンドレル（５）は、
・半径Ｒ５を有し、前記安定化部分を備える円筒状近位部分（５ｐ）と、
・半径Ｒ５ｄ＜Ｒ５を有する円筒状遠位部分（１０）と、
・前記円筒状の近位部分と遠位部分との間に挟まれた円錐台形中間部分（１１）と、を具備し、
前記ボール直径Ｄは、Ｒ８ｂ＜（Ｄ+Ｒ５ｄ）＜（Ｒ８ +δ）であり、δは前記外管と前記円筒状セラミック壁との間の公差であって、δ=（Ｒ２−Ｒ８）である、請求項７に記載の部品のキット。
【請求項１０】
前記内側マンドレル（５）の前記安定化部分は、弾性変形可能な少なくとも１つの長手方向ストリップ（６ｉ）であって、前記少なくとも１つの長手方向ストリップの第１及び／又は第２の端部で前記内側マンドレルに結合される、長手方向ストリップを具備し、
前記少なくとも１つの長手方向ストリップの中央部分が半径Ｒ５ｓを形成し、
静止時に、Ｒ５ｓ≧Ｒ５であり、その結果、Ｄ≧（Ｒ２４−Ｒ５Ｓ）であり、
Ｒ２４は、前記長手方向軸Ｘ１と前記少なくとも１つの凹部（４）の底部との間の距離であり、
前記長手方向ストリップは、曲げ応力に暴露すると、半径Ｒ５ｓ＜Ｒ５を、好ましくは少なくともＲ５ｓ≦（Ｒ２４−Ｄ）の値まで低下させるように曲げることができる、請求項７又は８に記載の部品のキット。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの突出部材は、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起（７ｐ）から構成され、前記基部は、前記外管の前記挿入部分（８ｉ）の前記外管壁の一部を形成する弾性的に可撓性のある長手方向ストリップに堅固に結合され、
（Ｄｐ+Ｒ８）はＲ２４の９０〜１０５％の間に含まれることが好ましく、Ｒ２４は前記長手方向軸Ｘ１と前記少なくとも１つの凹部（４）の閉鎖端部との間の距離である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項１２】
・近位部分（５８ｐ）と、遠位部分（５８ｄ）と、中間管壁と、中間管孔（５８ｂ）とを具備する中間管（５８）をさらに具備し、前記中間管の前記遠位部分（５８ｄ）は、前記外管の前記近位端部から前記外管孔に挿入することができ、
・前記少なくとも１つの突出部材は、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起（７ｐ）から構成され、前記基部は、前記中間管の前記遠位部分の前記中間管壁の一部を形成する弾性的に可撓性のある長手方向ストリップに堅固に結合され、（Ｄｐ＋Ｒ８ｂ）は、好ましくは、Ｒ２４の９０〜１０５％の間に含まれ、Ｒ２４は、前記長手方向軸Ｘ１と前記少なくとも１つの凹部（４）の閉鎖端部との間の距離であり、
・前記外管（８）の前記挿入部分（８ｉ）は、前記少なくとも１つの突起の係合を可能にする直径を有する少なくとも１つの円形貫通穴（９）を具備し、
・前記外管の前記挿入部分が前記セラミック孔に挿入され、前記中間管が前記外管孔に係合し、前記少なくとも１つの突起が前記少なくとも１つの円形貫通穴と、前記少なくとも１つの凹部とに係合すると、前記内側マンドレル（５）は、前記中間管（５８）の前記近位部分（５８ｐ）から前記中間管孔に挿入することができ、前記少なくとも１つの突起（７ｂ）が前記少なくとも１つの凹部（４）内で安定するように、直径Ｒ５を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項１３】
前記円筒状セラミック孔（２）は、前記セラミック素子（１）の止まり穴である、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項１４】
前記セラミック素子は、少なくとも２００℃、好ましくは少なくとも５００℃、さらに好ましくは少なくとも８００℃の高温に暴露するか、高温状態である製品を搬送するコンベアシステムのコンベアローラ（１）であり、
前記外管の前記挿入部分は、少なくとも１５０℃、好ましくは少なくとも２００℃、さらに好ましくは少なくとも３００℃であって、好ましくは５００℃以下、さらに好ましくは４００℃以下の温度に暴露する、請求項２〜１２のいずれか１項に記載の部品のキット。
【請求項１５】
少なくとも２００℃の高温に暴露するか高温状態である製品を搬送するコンベアシステムのコンベアローラアセンブリであって、前記コンベアローラは、
（ａ）セラミック製であって長手方向軸Ｘ１に沿って延びるシリンダであって、第１及び第２の端部を具備し、前記第１及び第２の端部のそれぞれは、円筒状孔壁によって形成されて前記長手方向軸Ｘ１に沿って延びる円筒状セラミック孔（２）を備え、前記円筒状孔壁は少なくとも１つの凹部（４）を具備する、シリンダと、
（ｂ）前記長手方向軸に沿って延び、前記第１及び第２の円筒状セラミック孔（２）のそれぞれに弾性結合された第１及び第２のロッドと、を具備し、前記第１及び第２のロッドのそれぞれは、
（ｃ）対応する円筒状セラミック孔に挿入され、対応する円筒状セラミック孔から突出する突出部分（８ｐ）に隣接する挿入部分（８ｉ）を具備する、外管（８）であって、
・金属製であって前記ロッドの外面を形成する外管壁であって、前記挿入部分の前記外管壁の一部が円筒状であり、半径Ｒ８を有し、前記円筒状セラミック孔と嵌合する、外管壁と、
・半径Ｒ８ｂの円筒状部分を具備する外管孔であって、前記外管孔は、前記近位端部から前記長手方向軸Ｘ１に沿って前記突出部分の全長にわたって延び、さらに前記挿入部分の長さの少なくとも一部にわたって延びる、外管孔と、を具備する、外管と、
（ｄ）前記セラミック素子の前記少なくとも１つの凹部（４）に係合する突出部分を具備する少なくとも１つの突出部材（７ｂ、７ｐ）と、
（ｅ）内側マンドレル（５）であって、前記外管の前記近位端部から前記外管孔に挿入され、その結果、前記少なくとも１つの突出部材の前記突出部分が、前記内側マンドレルの安定化部分（５ｓ）によって前記少なくとも１つの凹部で弾性的に安定し、このため、前記ロッドは、前記外管が前記セラミック孔に対して前記長手方向軸Ｘ１に沿って並進できない状態で、前記セラミック素子に機械的に結合される、内側マンドレルと、を具備した、コンベアローラアセンブリであって、
前記内側マンドレル（５）の前記安定化部分（５ｓ）は半径方向に弾性があり、その結果、前記少なくとも１つの突出部材（７ｂ、７ｐ）は、前記セラミック素子から前記金属ロッドを分離するのに必要な所定の閾値力よりも大きい力が前記外管上に付与されると、前記少なくとも１つの凹部（４）から取り外されることを特徴とする、コンベアローラアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドをセラミック素子に機械的に結合するキットに関する。ロッドがその長手方向軸に沿ってセラミック素子に対して自由に並進できなくなると、ロッドはセラミック素子に機械的に結合される。好ましい実施形態では、機械的結合がこのほか、ロッドがその長手方向軸回りにセラミック素子に対して自由回転するのを防ぐ。例えば、そのような実施形態は、高温用途で使用されるセラミック材料で作成された回転コンベアロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特に高温用途では、セラミック素子と金属部品との間の機械的結合が必要になることが多い。そのような用途では、セラミック素子は、高温での化学的及び物理的な安定性が高いため、金属部品よりも高温に通常は暴露している。その結果、セラミック素子は温度の変化に応じて撓む可能性が低い。セラミック材料はこのほか、その高温に暴露した表面で酸化又は剥離する可能性が低い。
【０００３】
しかし、セラミック材料は、金属よりも複雑な形状に成形するのが難しく、その脆弱性のため、過度に高い応力で他の構成要素に固定することができない。多くの用途では、高温に暴露するセラミック素子が、セラミック素子を並進及び／又は回転させるための駆動機構などによって、アセンブリの他のコンポーネントと相互作用する必要がある。このため、セラミック素子の金属ロッドへの結合が必要であることが多く、このロッドは、例えば、駆動機構からセラミック素子への運動伝達を可能にする。ロッドはセラミック素子に係止することができる。これは、結合が解除されるまで、システムに付与されるあらゆる力に対して、両者の間で並進及び／又は回転の動きができないという状態で、剛性システムを形成する。これとは別に、結合は、システムに付与される力が閾値に達すると金属ロッドがセラミック素子から外れ、好ましくは、力が減少すると再び係止するという状態で、弾性システムを形成することができる。弾性システムがセラミック素子を破壊から保護する。
【０００４】
金属ロッドをセラミック素子に機械的に結合するのは容易ではない。一方では、金属とセラミック材料との間の機械的特性の差は、セラミック素子の亀裂形成と破壊につながる、限度を超えた応力集中につながる可能性がある。他方では、セラミック材料は、金属の熱膨張係数（ＣＴＥ）と比較してＣＴＥが比較的低い。これは、室温から使用温度まで温度を上昇させると金属ロッドがセラミック素子よりも膨張する高温の用途、あるいは温度変化に暴露する用途にとって重要な問題である。
【０００５】
特許文献１（米国特許第５，６９５，６７５号明細書）は、冶金設備のタンディッシュからの金属溶湯の流れを制御する耐火性材料製の止め具を開示する。止め具は、止め具を垂直方向に上下させるために、細長い金属ロッドを介して昇降装置に接続される。開示された構成では、止め具は、持ち上げ平行移動では、止め具ロッドの空洞の壁に対して安定した遮断素子によって、下向きの方向では、ネジ山部分に螺合して止め具の上端に堅固に支持されたナットによって、金属ロッドと機械的に結合される。
【０００６】
金属ロッドからセラミック素子への回転トルク伝達を必要とする用途の例が、例えば、ガラスの焼きなまし又は焼き戻し、あるいは金属製又はガラス製のシートの熱処理のために炉を通して物品を搬送する搬送設備に認められる。物品を移送するためにコンベアアセンブリが使用される。コンベアアセンブリは、少なくともいくつかが電動式である回転セラミックローラを備える。そのようなローラアセンブリは、多数のセラミックローラを概ね備える。セラミックローラは、例えば、溶融シリカ製であり、ローラの各端部で機械的に結合された金属スピンドルによってブラケットに回転可能に取り付けられる。スピンドルは、コンベアの一部を形成する伝達機構、例えば、チェーン又はギアを使用して回転させられ、回転運動は、両者の間の機械的カップリングによってセラミックローラに伝達される。従来技術の搬送設備のセラミックローラには、典型的には、ローラの長手方向軸に沿って一端から他端まで延びる貫通チャネルが設けられる。金属シャフトが貫通チャネルに導入され、機械的に結合され、システムはブラケットに取り付けられる。金属シャフトは、回転した状態で駆動機構に結合され、金属シャフトの回転トルクはセラミックローラに伝達され、ひいてはセラミックローラの回転を駆動する。しかし、セラミックローラの全長に沿った貫通チャネルの機械加工は繊細な工程であり、とりわけセラミックローラを破損しやすくする。セラミックローラの貫通チャネルに導入された金属シャフトは、セラミック素子とほぼ同一の温度に暴露する。これにより、そのようなシステムを実装できる用途が制限され、特定の高価な高品質の金属の使用が必要になる。
【０００７】
特許文献２（欧州特許第１６９３６３５号明細書）は、一端が金属キャップに結合されたセラミックスプールを含むコンベアロールを開示しており、セラミックスプールと金属キャップとの間にトレランスリングが挿入される。その結果、セラミックスプールと金属キャップ間の回転状態での機械的結合は、セラミックスプールと、トレランスリングと、金属キャップとの間の摩擦力のみに基づくものである。しかし、金属キャップとトレランスリング（金属製）は、高温勾配に暴露した場合、セラミックスプールの端よりも大きく膨張し、結合が緩む。
【０００８】
特許文献３（米国特許出願公開第２０１３／０３３０１２０号明細書）は、金属ハウジングと中空構造との間の係止機構であって、中空構造内部のロッドを使用して、半径方向に突出する部材を押圧して、結果として、中空構造のハウジングへの固定を確実なものにする、係止機構を開示する。ロッドは半径方向に剛性があるが、軸方向に付勢する部材によって切断が確保される。このような締結具は、室温で使用される農業用機器の一部である。この種の機構は高温での使用には適合していないため、バネ又はゴム材料で作成された付勢部材は高温では耐性がないであろう。さらに、セラミック材料が金属要素の内部で組み立てられる場合、さらに注意を払って、金属とセラミック材料との間の熱膨張係数の大きな差とセラミックの不十分な引張強さとを考慮する必要がある。
【０００９】
特許文献４（米国特許第５１４１３５５号明細書）は、協働するバーとカラーとの間の別の係止／解放機構を開示している。ラジアル弾性カップリングを使用して把持力を調整することができる。ロッドは半径方向に剛性があり、対象用途は室温で実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，６９５，６７５号明細書
【特許文献２】欧州特許第１６９３６３５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１３／０３３０１２０号明細書
【特許文献４】米国特許第５１４１３５５号明細書
【発明の概要】
【００１１】
本発明の目的は、セラミック素子と金属ロッドとの間の機械的結合のための構成を提供することである。機械的結合は、少なくとも並進、好ましくは回転して、金属ロッドがセラミック素子に係止されている剛性システム、あるいはシステムに付与された力が閾値を超えたときに金属ロッドの可逆的な離脱が生じる弾性システムを形成する必要がある。機械的結合は、設置が容易で、広範囲の用途の温度で効果的であり、セラミック素子に貫通チャネルを必要としないが、止まり穴を備えたセラミック素子に適用できる。
【００１２】
本発明は、添付の独立請求項で定義される。好ましい実施形態を従属請求項に定義する。
特に、本発明は、金属製の外面を備えるロッドにセラミック素子を機械的に結合する部品のキットに関する。ここで、
（ａ）セラミック素子は、円筒状孔壁によって形成され、長手方向軸Ｘ１に沿って延びる円筒状セラミック孔を備え、円筒状孔壁は少なくとも１つの凹部を備える。
ロッドは、
（ｂ）挿入部分に隣接する突出部分を備える外管であって、さらに、
・金属製であってロッドの外面を形成する外管壁であって、挿入部分の外管壁の一部が円筒状であり、突出部分の近位端部から挿入部分の遠位端部まで管軸に沿って延び、半径Ｒ８を有し、円筒状セラミック孔と嵌合する、外管壁と、
・好ましくは、半径Ｒ８ｂの円筒状部分を備える外管孔であって、外管孔は、近位端部から突出部分の全長にわたって管軸に沿って延び、さらに、挿入部分の長さの少なくとも一部にわたって延びる、外管孔と、を具備する、外管と、
（ｃ）セラミック素子の少なくとも１つの凹部に挿入可能な形状を有する突出部分を備える少なくとも１つの突出部材と、
（ｄ）軸に沿って延び、外管孔に挿入するのに適した半径方向寸法を有し、好ましくは、半径Ｒ５≦Ｒ８ｂの円筒状部分を備える、内側マンドレルと、を備える。
（ｅ）外管の挿入部分は、少なくとも１つの突出部材の突出部分が少なくとも１つの凹部に係合し、突出部分がセラミック素子から突出した状態で、セラミック孔に挿入することができる。
（ｆ）内側マンドレルは、少なくとも１つの突出部材の突出部分が内側マンドレルの安定化部分によって少なくとも１つの凹部で弾性的に安定するように、外管の近位端部から外管孔に挿入することができ、このため、ロッドは、外管がセラミック孔に対して長手方向軸ｂに沿って並進できない状態で、セラミック素子に機械的に結合され、
内側マンドレルの安定化部分は半径方向に弾性があり、その結果、少なくとも１つの突出部材は、金属製ロッドをセラミック素子から分離させるのに必要な所定の閾値より大きい力が外管に付与されると、少なくとも１つの凹部から取り外すことができる。
【００１３】
内側マンドレルのそのような弾力性は、金属ロッドとセラミック素子との間で回転トルクを伝達することができ、セラミック素子が破損しないようにそのような伝達トルクが所与の閾値を超えることができない用途では特に興味深い。有利な実施形態では、内側マンドレルの安定化部分は、弾性変形可能構造を形成する形状を有することができる。内側マンドレルの安定化部分は、これとは別に、あるいはこれに加えて、弾性変形可能材料を含むことができる。
【００１４】
有利な実施形態では、少なくとも１つの突出部材及び少なくとも１つの凹部の形状は、この突出部材が少なくとも１つの凹部に係合して安定するときに、ロッドがセラミック素子に機械的に結合され、その結果、外管がセラミック孔に対して長手方向軸Ｘ１回りに回転できないような形状である。この構成では、外管を回転させることにより、金属ロッドからセラミック素子に回転トルクを伝達することができる。
【００１５】
有利な実施形態では、ロッドは３つ以上の突出部材を備え、円筒状セラミック孔壁は３つ以上の凹部を備え、長手方向軸Ｘ１に垂直な横断面Ｐ１上への３つ以上の凹部の投影は、横断面Ｐ１への円筒状セラミック孔の投影の円周にわたって均等に分布する。この構成では、金属ロッドは円筒状セラミック孔内で自立することができ、その結果、セラミック素子と金属ロッドとは、機械的に結合されたときに、同一の長手方向軸Ｘ１上に一直線に並ぶ。３つ以上の凹部は、長手方向軸Ｘ１に垂直な同一の横断面に位置することができ、あるいは長手方向軸の方向にずれていてもよい。
【００１６】
有利な実施形態では、
・少なくとも１つの突出部材は、ボール直径Ｄを有する実質的に球形のボールを備え、
・外管の挿入部分は、ボール直径Ｄよりも大きい直径を有する少なくとも１つの円形の貫通穴を備える。
【００１７】
この実施形態では、内側マンドレルは、
・半径Ｒ５を有し、安定化部分を含む円筒状近位部分（５ｐ）と、
・半径Ｒ５ｄ＜Ｒ５を有する円筒状遠位部分と、
・円筒状の近位部分と遠位部分との間に挟まれた円錐台形中間部分と、を備え、
ボール直径Ｄは、Ｒ８ｂ＜（Ｄ+Ｒ５ｄ）＜（Ｒ８ +δ）=Ｒ２であり、δは外管と円筒状セラミック壁との間の公差であり、δ=（Ｒ２−Ｒ８）である。
【００１８】
この実施形態では、内側マンドレルの安定化部分は、弾性変形可能であって少なくとも１つの長手方向ストリップの第１及び／又は第２の端部で内側マンドレルに結合される少なくとも１つの長手方向ストリップを備えることができる。少なくとも１つの長手方向ストリップの中央部分が、好ましくは、半径Ｒ５ｓを形成し、静止時には、Ｒ５ｓ＞Ｒ５であり、その結果、Ｄ≧（Ｒ２４−Ｒ５ｓ）であり、Ｒ２４は、長手方向軸Ｘ１と少なくとも１つの凹部の底部との間の距離であり、長手方向ストリップは、曲げ応力に暴露すると、半径Ｒ５ｓ＜Ｒ５を、好ましくは少なくともＲ５ｓ≦（Ｒ２４−Ｄ）の値まで低下させるように曲げることができる。
【００１９】
代替実施形態では、少なくとも１つの突出部材は、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起から構成され、この基部は、外管の挿入部分の外管壁の一部を形成する弾性的に可撓性のある長手方向ストリップに堅固に結合される。（Ｄｐ+Ｒ８）はＲ２４の９０〜１０５％の間であることが好ましく、Ｒ２４は長手方向軸Ｘ１と少なくとも１つの凹部の閉鎖端部との間の距離である。
【００２０】
さらに代替の実施形態では、本発明による部品のキットは、次のようなものである。
・近位部分と、遠位部分と、中間管壁と、中間管孔とを備える中間管をさらに備え、中間管の遠位部分は、外管の近位端部から外管孔に挿入することができ、
・少なくとも１つの突出部材は、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起から構成され、この基部は、中間管の遠位部分の中間管壁の一部を形成する弾性的に可撓性のある長手方向ストリップに堅固に結合され、（Ｄｐ＋Ｒ８ｂ）は、好ましくは、Ｒ２４の９０〜１０５％の間に含まれ、Ｒ２４は、長手方向軸Ｘ１と少なくとも１つの凹部の閉鎖端部との間の距離であり、
・外管の挿入部分は、少なくとも１つの突起の係合を可能にする直径を有する少なくとも１つの円形貫通穴を備え、
・外管の挿入部分がセラミック孔に挿入され、中間管が外管孔に係合し、少なくとも１つの突起が少なくとも１つの円形貫通穴と、少なくとも１つの凹部とに係合すると、内側マンドレルは、中間管の近位部分から中間管孔に挿入することができ、少なくとも１つの突起が少なくとも１つの凹部内で安定するように、直径Ｒ５を有する。
【００２１】
円筒状セラミック孔は、セラミック素子の止まり穴とすることができ、これとは別に、両端部が開いた貫通チャネルを形成することができる。
【００２２】
セラミック素子は、好ましくは溶融シリカを含む。
【００２３】
有利な実施形態では、セラミック素子は、少なくとも２００℃、好ましくは少なくとも５００℃、さらに好ましくは少なくとも８００℃の高温に暴露するか、高温状態である製品を搬送するコンベアシステムのコンベアローラであり、外管の挿入部分は、少なくとも１５０℃、好ましくは少なくとも２００℃、さらに好ましくは少なくとも３００℃であって、好ましくは５００℃以下、さらに好ましくは４００℃以下の温度に暴露する。
【００２４】
本発明はこのほか、少なくとも２００℃の高温に暴露するか高温状態である製品を搬送するコンベアシステムのコンベアローラアセンブリに関する。コンベアローラは、
（ａ）セラミック製であって長手方向軸Ｘ１に沿って延びるシリンダであって、第１及び第２の端部を備え、第１及び第２の端部のそれぞれは、円筒状孔壁によって形成されて長手方向軸Ｘ１に沿って延びる円筒状セラミック孔を備え、円筒状孔壁は少なくとも１つの凹部を備える、シリンダと、
（ｂ）長手方向軸に沿って延び、第１及び第２の円筒状セラミック孔のそれぞれに弾性結合された第１及び第２のロッドと、を具備する。第１及び第２のロッドのそれぞれは、
（ｃ）対応する円筒状セラミック孔に挿入された挿入部分であって、対応する円筒状セラミック孔から突出する突出部分に隣接する、挿入部分を備える、外管であって、さらに、
・金属製であってロッドの外面を形成する外管壁であって、挿入部分の外管壁の一部が円筒状であり、半径Ｒ８を有し、円筒状セラミック孔と嵌合する、外管壁と、
・半径Ｒ８ｂの円筒状部分を備える外管孔であって、外管孔は、近位端部から長手方向軸Ｘ１に沿って突出部分の全長にわたって延び、さらに挿入部分の長さの少なくとも一部にわたって延びる、外管孔と、を具備する、外管と、
（ｄ）セラミック素子の少なくとも１つの凹部に係合する突出部分を備える少なくとも１つの突出部材と、
（ｅ）外管の近位端部から外管孔に挿入された内側マンドレルであって、その結果、少なくとも１つの突出部材の突出部分が、内側マンドレルの安定化部分によって少なくとも１つの凹部で弾性的に安定し、このため、ロッドは、外管がセラミック孔に対して長手方向軸Ｘ１に沿って並進できない状態で、セラミック素子に機械的に結合される、内側マンドレルと、を具備する。
内側マンドレルの安定化部分は半径方向に弾性であり、その結果、少なくとも１つの突出部材は、セラミック素子から金属ロッドを分離するのに必要な所定の閾値力よりも大きい力が外管上に付与されると、少なくとも１つの凹部から取り外される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明のこれまでに挙げた態様と、別の態様を、例として、添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図１】機械的結合前の本発明によるキットのセラミック素子及び金属ロッドを概略的に示す図。
【図２】図１のキットのセラミック素子と金属ロッドを示す図。
【図３ａ】セラミック素子の凹部に入れ子になった突出部材を含む断面図を示す図であって、突出部材は本発明によるキットの別個の要素である図。
【図３ｂ】セラミック素子の凹部に入れ子になった突出部材を含む断面図を示す図であって、突出部材は本発明によるキットの構成要素の一体化した部分である図。
【図３ｃ】セラミック素子の凹部に入れ子になった突出部材を含む断面図を示す図であって、突出部材は本発明によるキットの構成要素の一体化した部分である図。
【図４】実施例１に記載された部品のキットの実施形態を示す図。
【図５】実施例１に記載された部品のキットの実施形態を示す図。
【図６】実施例１に記載された部品のキットの実施形態を示す図。
【図７】実施例２に記載された部品のキットの実施形態を示す図。
【図８】実施例３に記載された部品のキットの実施形態を示す図。
【図９】実施例４に記載された部品のキットの実施形態を示す図。図は正確な縮尺率ではない。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、セラミック素子１を金属製の外面を備えるロッドに機械的に結合する部品のキットに関する。セラミック素子は、典型的には、高温用途で使用される構成の構成要素であり得る。例えば、セラミック素子は、タンディッシュから金型への金属溶湯の流れを制御する止め具であり得る。止め具は、１４００℃を超える温度の金属溶湯に部分的に浸される。これとは別に、セラミック素子は、ガラスシート又は金属シートのような積載物をシートの熱処理用の炉を通して移送する搬送設備の駆動コンベアローラであり得る。セラミック素子を、設計対象の用途に適した既知の任意のセラミック材料で作成することができる。特に、セラミック素子を、溶融シリカ、グラファイト、アルミナ、電気溶融材料などで作成することができる。セラミック素子を、高温コンベアローラのほかに、金属又はガラスの溶融物などの高温液体中のガラス曲げアクセサリー、撹拌機、スキマーなどの冶金設備のタンディッシュの止め具など、高温用途に耐性のある構造部品をはじめとする、さまざまな用途に使用することができる。
【００２７】
図１に示すように、セラミック素子１は、円筒状部分を備える少なくとも１つのセラミック孔２を備える。明快さと簡潔さのために、「円筒状セラミック孔」という表現は、以下では「円筒状部分を備えるセラミック孔」として解釈されることになる。円筒状セラミック孔は、止まり穴又は貫通穴であり、両端が開いた貫通チャネルを形成する。円筒状セラミック孔は、長手方向軸Ｘ１に沿って延び、円筒状孔壁によって形成される。円筒状セラミック孔壁には、少なくとも１つの凹部４が含まれる。そのような凹部は、有利には、例えば、セラミック孔壁の中空、窪み又は溝のような閉鎖端部空洞である。しかし、いくつかの実施形態では、凹部は、長手方向軸Ｘ１に対して概ね半径方向に延びる貫通穴であってもよい。
【００２８】
図１及び図２に示すように、金属ロッド２を円筒状セラミック孔に挿入して、セラミック素子に機械的に結合できる。ロッドは、金属製の外管壁を有する外管８を備える。外管は、円筒状セラミック孔に挿入するのに適した円筒状部分８ｃを備える挿入部分８ｉと、並進及び／又は回転駆動システムなどの外部部品に結合するのに適した突出部分８ｐとを備える。
【００２９】
挿入部分８ｉは、外管の一部分であって、セラミック素子を金属ロッドに結合するときに円筒状セラミック孔２に挿入される部分である。挿入部分は、半径Ｒ２の円筒状セラミック孔と嵌合する半径Ｒ８の円筒状部分８ｃを備える。このため、挿入部分は円筒状セラミック孔に挿入することができ、外管８は、以下に詳細に説明する機構によって、セラミック素子１に機械的に結合して、外管が長手方向軸Ｘ１に沿ってセラミック素子に対して自由に並進できないようにすることができる。充分な機械的結合を得られるため、使用温度でロッドを円筒状セラミック孔内にトグル留めすることができるようにする必要はない。ロッドのトグル留めは、外管の半径Ｒ８が、所定の使用温度にて、公差δ内で円筒状セラミック孔２の半径Ｒ２とほぼ等しくなる（δ分だけ小さくなる）ことを確実なものにすることによって防止することができる。
【００３０】
セラミック材料と金属のＣＴＥが異なることを考慮すると、本発明による部品のキットの高温用途では、室温（=２０℃）での円筒状部分８ｃの半径Ｒ８は、典型的には、円筒状セラミック孔２の半径Ｒ２より（δ+（ΔＲ８−ΔＲ２））１の値だけ実質的に小さくなり、その結果、挿入部分８ｉは、室温にて円筒状セラミック孔に緩く挿入することができるが、使用温度上昇時には、δの公差内で緊密に篏合する。
１Ｒ２（ＳＴ）−Ｒ８（ＳＴ）=δ⇔（Ｒ２（ＲＴ+ΔＲ２）−（Ｒ８（ＲＴ+ΔＲ８）= δ⇔Ｒ２（ＲＴ）−Ｒ８（ＲＴ）=δ+（ΔＲ８−ΔＲ２）
ここで、ΔＲｉ =αｉ Ｒｉ（ＲＴ）ΔΤ（ｉ= ２又は４）、ＳＴ =使用温度、ＲＴ =室温、α= ＣＴＥ。
【００３１】
外管８の突出部分８ｐは、挿入部分８ｉが円筒状セラミック孔２に挿入されたときに、セラミック素子１から突出する外管の部分である。突出部分８ｐは、円筒状であってもよいが、図１及び図２に示すように、ロッドが結合される駆動機構など、アセンブリの他の構成要素と相互作用するのに適した任意の形状、例えば、多角形断面を有することができる。
【００３２】
外管８は、中空であり、半径Ｒ８ｂの円筒状部分を備える外管孔を備える。この円筒状部分は、挿入部分８ｉの半径Ｒ８よりも小さく、突出部分８ｐの全長及び挿入部分８ｉの長さの少なくとも一部にわたって延びる。外管孔は、ロッドをセラミック素子に機械的に結合するのに使用されるロッドの他の要素を収容するのに役立つため、本発明にとって不可欠である。
【００３３】
本発明による部品のキットが組み立てられると、図２に示すように、ロッド２の外管８が円筒状セラミック孔に挿入される。
しかし、外管は、セラミック素子に対して長手方向軸Ｘ１に沿って自由に並進したり、場合によっては長手方向軸回りに回転したりできないように、セラミック素子に機械的に結合する必要がある。外管をセラミック素子に機械的に結合するために、本発明による部品のキットはこのほか、セラミック素子の少なくとも１つの凹部４に挿入可能な突出部分を備える少なくとも１つの突出部材７を備える。突出部材は、図３（ａ）に示すように、キットの別個の構成要素７ｂであってもよく、あるいは以下に説明する外管８又は中間管５８などのキットの要素の一体部分７ｐであってもよい（図３（ｂ）、図６及び図７を参照）。いずれにせよ、本発明による部品のキットが組み立てられた時点で、少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐは、以下に説明するさまざまな機構によって円筒状セラミック孔の少なくとも１つの対応する凹部に係合し、金属ロッドは外管８に機械的に結合される。
【００３４】
少なくとも１つの突出部材は、対応する凹部に挿入され、固定手段がないため、凹部から引き抜くことも可能であり、外管はセラミック素子にこれ以上機械的に結合されなくなる可能性が高い。このため、少なくとも１つの突出部材を対応する凹部に係止する必要がある。これは、内側マンドレル５を外管孔に挿入することによって達成される。内側マンドレルは、外管孔の半径Ｒ８ｂより小さいかほぼ等しい半径Ｒ５（Ｒ５≦Ｒ８ｂ）の円筒状部分を備える。内側マンドレルの全体又は一部は、使用中にロッドが露出される予定の使用温度に応じて、金属又は、例えば、エラストマー材料などの他の材料で作成することができる。内側マンドレルの形状及び／又は材料を選択することにより、対応する凹部内の突出部材の剛性係止、あるいは、本発明の好ましい実施形態によれば、弾性係止を達成することができる。
【００３５】
一実施形態では、外管の挿入部分８ｉは、少なくとも１つ又は複数の突出部材７ｂ、７ｐのそれぞれが半径方向外側に移動して円筒状セラミック孔２の対応する１つ又は複数の凹部４に係合することを可能にする貫通穴９を備えるため、外管をセラミック素子に機械的に結合する。突出部材７ｂ、７ｐは、好ましくは金属製であるが、セラミック材料、あるいは所定の使用温度に応じて、ポリマー材料、さらにはエラストマーなどの弾性材料で製造することができる。
【００３６】
この実施形態では、突出部材７ｂはキットの別個の構成要素であり得る。例えば、図３（ａ）、図５及び図６に示すように、突出部材７ｂは直径Ｄのボールの形状にすることができ、外管が挿入されるときに外管孔に入れ子にすることができる。貫通穴９が対応する凹部４に面すると、ボールは、貫通穴９をさらに横切りながら、対応する貫通穴９を通って凹部内に半径方向に押し出され、マンドレル、特にマンドレルの安定化部分５ｓの外面上に静止する。
【００３７】
これとは別に、図７に示すように、突出部材は、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起７ｐによって形成することができ、この基部は、中間管５８の一部を形成する弾性的に可撓性のある長手方向ストリップに堅固に結合される。高さＤｐは、（Ｄｐ＋Ｒ８ｂ）が好ましくはＲ２４の９０％と１０５％との間に含まれ、Ｒ２４は長手方向軸Ｘ１と少なくとも１つの凹部４の閉鎖端との間の距離であるようになる。各突出部材７ｐは、好ましくは直径Ｄの球状キャップの形状を有する突出部分を備える。
【００３８】
外管壁の貫通穴９の寸法は、突出部材７ｂ、７ｐの突出部分が貫通穴９を通って凹部４に挿入されるのに充分なほど大きく、対応する凹部に係合した時点で、突出部材が貫通穴の実質的に全周にわたって貫通穴壁に接触するようになるほど充分に小さくなければならない。このようにして、外管は、トグル留めすることなく、長手方向Ｘ１にてセラミック素子に機械的に結合される。このため、少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐの突出部分、少なくとも１つの凹部４及び少なくとも１つの貫通穴９は、有利には、長手方向軸Ｘ１に沿って実質的に同一の空間範囲を有する。このようにして、セラミック素子１と、突出部材７と、外管８との間で、長手方向軸Ｘ１に沿った相対的な軸方向運動は生じ得ない。
【００３９】
図３（ｂ）及び図８に示す代替実施形態では、外管は貫通穴を備えない。代わりに、突出部材７ｐは外管の一体部分である。突出部材の突出部分は、有利には、外管８の円筒状部分８ｃがセラミック孔２に挿入されたときに凹部４に挿入することができるように、外管壁から突出している。また、この場合、これまでに説明した理由により、少なくとも１つの突出部材７ｐの突出部分及び少なくとも１つの凹部４は、有利には、長手方向軸Ｘ１に沿って実質的に同一の空間範囲を有する。突出部材の高さは、図７に示す実施形態よりも低く、凹部４の深さ（Ｒ２４−Ｒ２）に実質的に等しい。
【００４０】
このため、本発明による部品のキットの組み立て中に、内側マンドレル５は、外管孔に直接挿入されるか、あるいは中間管が外管孔に既に挿入されている場合には、中間管孔に外管８又は中間管５８の近位端から挿入される。内側マンドレルは、内側マンドレルの安定化部分５ｓにより、少なくとも１つの凹部４内の少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐの突出部分を安定させるのに使用される。このため、マンドレル５の安定化部分５ｓは、外管孔又は中間管５８の円筒状部分８ｃに挿入された時点で、突出部材７ｂ、７ｐが安定化部分と凹部４の壁との間に挟まれるような形状及び寸法を有する必要がある。
【００４１】
突出部材７ｂがキットの別個の構成要素であり、外管８がそのような突出部材７ｂを収容するための貫通穴９を備える場合、突出部材７ｂは、凹部４に固定されるときに外管孔の内側に突出するような形状及び寸法を有することができる。この場合、マンドレルの安定化部分５ｓは、結果として外管孔の半径よりも実質的に小さい半径Ｒ５ｓを有するが、貫通穴９と凹部４の突出部材を、所定の使用温度にて、半径方向に緊密に安定させるのに十分な大きさである。
【００４２】
突出部材７ｐが外管８又は中間管５８の一体部分であり（図７及び図８を参照）、外管壁又は中間管壁から突出している場合、内側マンドレル５の安定化部分は、有利には、円筒状であり、半径Ｒ５を有する。突出部材７ｐが外管８の一体部分である場合、Ｒ５は、所定の使用温度にて外管孔の円筒状部分８ｃの半径Ｒ８ｂに実質的に等しくすることができる。同じように、突出部材７ｐが中間管５８の一体部分である場合、Ｒ５は、所定の使用温度にて中間管孔の半径Ｒ５８ｂに実質的に等しくすることができる。対応する凹部に突出部材を弾性係止する場合、安定化部分５ｓは、突出部材が凹部に係合し、凹部の後壁に接触するときに、５ｓが所定の使用温度にて半径Ｒ５に達するまで半径方向に圧縮され、半径方向に押し下げられるように、弾性構造を有し、及び／又は弾性材料を含み、半径Ｒ５ｓ＞ Ｒ５を有することができる。
【００４３】
内側マンドレル５が外管孔又は中間管孔に挿入されると、少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐの突出部分は、内側マンドレル５の安定化部分によって少なくとも１つの凹部４内で安定する。このため、金属ロッドは、外管がセラミック孔２に対して長手方向軸Ｘ１に沿って並進できないという状態で、セラミック素子１に機械的に結合される。少なくとも１つの突出部材７ｂ、７ｐの突出部分が少なくとも１つの凹部４に挿入されると、並進の機械的結合が長手方向軸Ｘ１に沿った両方向で達成されることに留意することが重要である。その結果、金属ロッドは、長手方向軸Ｘ１に沿ってセラミック孔２に、並進して、あるいは摺動して出入りすることができない。
【００４４】
結合は弾性であることが好ましく、マンドレルの安定化部分５ｓは弾性構造を有し、及び／又は弾性材料を含むことができる。弾性は、変形したときにエネルギーを吸収し、負荷がかかっていないときにエネルギーの少なくとも一部を放出する（粘）弾性材料の能力である。弾性は、超過すると材料が塑性変形する降伏応力より低い応力又は超過すると材料が破壊する破壊応力より低い応力を付与したときに、弾性材料に観察される。挙動又は粘弾性材料は、温度とひずみ速度に依存する。上記で考察したように、粘弾性材料が変形する速度が増大し、及び／又は温度が低下するほど、弾性材料の方に近い挙動が認められる。粘弾性材料が変形する速度が低下し、及び／又は温度が増大するほど、粘性材料の方に近い挙動が認められる。変形の粘性成分が増大するほど、材料が変形中に吸収されたエネルギーを放出して初期構成に戻ることができる速度が低下する。
【００４５】
続けて、「力」、「応力」及び「トルク」という用語は文脈に応じて使用することができる。このような用語はいずれも「力」に関連している。トルクτは回転力であり、その大きさは力ベクトルＦと距離ベクトルｒの積であり、力の作用点を回転点又は軸から分離する（τ  [Ｎｍ]=Ｆｘｒ）。応力σは、力Ｆを、力が付与される面積Ａで割ったものとして計算される（σ[Ｐａ]=Ｆ／Ａ）。「トルク」又は「応力」という用語が使用されるときはいつでも、容易に「力」に戻って参照することができ、その使用は、力という用語の使用よりも正確であると考えられる特定の実施形態に制限される。
【００４６】
外管８に応力が付与されると、その応力は、セラミック素子孔の少なくとも１つの凹部に係合した少なくとも１つの突出部材によってセラミック素子に伝達される。突出部材は、外管８に付与された応力の伝達により凹部から押し出されるが、内側マンドレル５の安定化部分５ｓにより保持される。少なくとも１つの凹部から少なくとも１つの突出部材を取り外し、ひいてはセラミック素子から外管８を切り離す所望の閾値応力に等しい応力が付与されたときに内側マンドレルの安定化部分５ｓが十分に変形するように設計することによって、外管８がセラミック素子から分離する閾値の力又は応力を事前に規定することができる。閾値応力は、超過するとセラミック素子が破損するセラミック素子の破壊抵抗よりも低くなるように選択されることが好ましい。このようにして、セラミック素子の破壊抵抗よりも高い応力が外管に付与された場合、外管は、安定化部分の変形によってセラミック素子から分離され、少なくとも１つの突出部材を取り外し、ひいてはセラミック素子が破壊されるのを防ぐ。その場合、安定化部分５ｓは弾性があると考えられる。対照的に、閾値力がセラミック素子の破壊抵抗よりも高い場合、安定化部分５ｓは、外管がセラミック素子から分離されず、セラミック材料が破壊されるため、剛性であると考えられる。本発明では、安定化部分は弾性であることが好ましい。
【００４７】
好ましい実施形態では、閾値応力は、弾性の安定化部分５ｓの降伏応力又は破壊応力よりも低い。このようにして、外管８に付与される応力が閾値応力よりも低くなると、弾性安定化部分がその初期形状に戻るか近くなるため、少なくとも１つの突出部材が少なくとも１つの凹部に係合する。これは、外管がセラミック素子に回転トルクを伝達する用途では非常に有利である。トルクの最大値が閾値応力を超える場合、外管はセラミック素子から分離されるため、セラミック素子が破損するのを防ぐ。トルクが閾値応力を下回るとすぐに、外管は自動的にセラミック素子に再び結合され、セラミック素子への回転トルクの伝達を再開できる。これは、セラミック素子が円筒状の搬送要素である用途では特に有利である。
【００４８】
閾値応力が安定化部分５ｓの降伏応力又は破壊応力よりも高い場合、セラミック素子は、応力の最大値がセラミック素子の破壊抵抗よりも高い場合に破損から保護されるが、安定化部分５ｓは永久に変形又は破損した状態であるため、応力が閾値応力を下回った時点で、外管とセラミック素子との間の結合を復元できない。この場合、内側マンドレルは、セラミック素子の代わりに破損する犠牲ヒューズのように機能する。新たな内側マンドレルを、恒久的に変形又は破損した内側マンドレルと交換して、外管とセラミック素子の結合を復元する必要がある。
【００４９】
本発明の一例では、セラミック素子１の円筒状孔壁２は、環状凹部を備えることができ、円筒状孔壁に円周溝を形成する。この構成では、セラミック素子１と金属ロッドとの間の並進の機械的結合が、長手方向軸Ｘ１に沿って得られる。しかし、環状の凹部４を使用し、任意の摩擦力を無視すると、金属ロッドはその長手方向軸Ｘ１回りに自由に回転することができる。このため、金属ロッドとセラミック素子との間で並進の機械的結合が得られるが、金属ロッドからセラミック素子に大きな回転トルクを伝達することができない。
【００５０】
並進の機械的結合のほかに、回転の機械的結合がこのほか望まれる場合、セラミック素子１の円筒状孔壁は、長手方向軸Ｘ１に対して円周方向に制限された寸法を有する少なくとも１つの凹部４を備えることができ、そのような凹部４に挿入された突出部材７ｂ、７ｐの突出部分は、長手方向軸Ｘ１に対して円周方向に凹部と実質的に同一の寸法を有する。図３（ａ）、図５、図６及び図８に示すように、突出部材７ｂ、７ｐが貫通穴９を介して凹部に係合する場合、貫通穴９は、有利には、長手方向軸Ｘ１に対して円周方向の寸法を有する。これは、突出部材が、貫通穴の周囲の実質的に全体にわたって貫通穴壁に接触することを可能にする。この構成では、マンドレル５の安定化部分５ｓによって突起部が凹部内で安定すると、金属ロッドは、外管８がセラミック素子に対して長手方向軸Ｘ１に沿って摺動することも同軸回りに回転することもない状態でセラミック管１に並進及び回転の両方で機械的に結合される。その結果、外管を回転させることにより、金属ロッドからセラミック素子に回転トルクを伝達することができる。
【００５１】
本発明の一例では、円筒状セラミック孔壁は３つ以上の凹部４を備え、長手方向軸Ｘ１に垂直な横断面Ｐ１への３つ以上の凹部の投影は、横断面Ｐ１への円筒状セラミック孔の投影の円周上に均等に分布している。この構成は、長手方向軸Ｘ１回りに均等に分布した少なくとも３つの凹部４によって、金属ロッドが円筒状セラミック孔内で自立することができ、その結果、セラミック素子１と金属ロッドとが機械的に結合されるときに同一の長手方向軸Ｘ１上に一直線に並べられるため、特に重要である。これは、金属ロッドのセラミック素子への回転の機械的結合にとって特に重要であり、金属ロッドの長手方向軸Ｘ１は、セラミック素子の所望の回転軸と同軸である必要がある。
【００５２】
３つ以上の凹部４は、長手方向軸Ｘ１に垂直な円筒状孔壁２の同一の横断面に属することができる。別の構成では、３つ以上の凹部は、長手方向軸Ｘ１に対して軸方向にずれて分布させることができる。これは、円筒状セラミック孔の同一の円周上に整列された３つ以上の凹部がセラミック素子の機械的特性を弱める可能性があるため、薄いセラミック構造にとって有利であり得る。
【００５３】
本発明から外れた実施形態では、内側マンドレル５の安定化部分５ｓは、半径方向に剛性であり得る。本明細書では、剛性安定化部分が、所定の使用温度で少なくとも０．１ＧＰａの圧縮係数又は曲げ弾性率を有するものとして特徴付けられる。本発明のそのような例では、少なくとも１つの突出部材の突出部分は、少なくとも１つの凹部内で堅固に安定する。このため、外管８とセラミック素子１との間に並進応力又は回転応力が付与されると、機械的結合を解除することなく、突出要素７ｂ、７ｐの突出部分を凹部４から取り外すことはできない。
【００５４】
本発明の代替実施形態では、内側マンドレル５の安定化部分５ｓは、突出部材７ｂ、７ｐの突出部分が弾性部分を押し下げ、これにより所定の閾値力より大きい力の外管８への付与時に凹部４から取り除かれるように、半径方向に弾性がある。これは、金属ロッドとセラミック素子１との間で回転トルクを伝達することができ、セラミック素子が破損しないようにそのような伝達トルクが所与の閾値を超えることができない用途では特に興味深い。例えば、セラミック素子１は、モーターによって駆動される回転により積載物の運搬を可能にする運搬システムの一連のコンベアローラであり得る。許容荷重よりも重い場合、あるいは物品が妨害されてローラの回転によって移動することができない場合、そのような障害物は積載物とコンベアとの間に不要な摩擦を生じさせ、ローラを破損する可能性がある。トルクの大きさが所定の閾値に達すると、突出部材がマンドレルの半径方向に弾性のある安定化部分５ｓを半径方向に押し下げることにより、突出部材の突出部分が凹部から取り外されることにより、金属ロッドが任意の構成要素に損傷を与えることなくセラミック素子に対して回転することが可能になる。障害物が取り外されると、突出部材は最終的に再び凹部に面し、凹部と係合して新たに回転する機械的結合を確立することができる。セラミック素子からの金属ロッドの分離を引き起こす回転トルクの所定の閾値は、マンドレルの安定化部分の弾性（剛性）の度合いを変えることにより調整することができる。
【００５５】
本発明の一例では、内側マンドレル５は、弾性変形可能構造を形成する形状を有する半径方向に弾性のある安定化部分を備えることができる。図４〜図６に示すように、そのような形状は、例えば、弾性変形可能であり、少なくとも長手方向ストリップの第１及び第２の端部で内側マンドレルに結合される少なくとも１つの長手方向ストリップ６ｉによって形成することができる。そのような構成では、適切な曲げ剛性を備えた材料を選択することにより、及び／又はストリップの厚さを変えることにより、閾値の力又はトルクの値を調整することができる。ストリップの曲げ弾性率は、０.１ＧＰａ以下、好ましくは０.０１ＧＰａ以下程度であり得る。図４〜図６に示すように、回転トルクの閾値に達したときに、長手方向ストリップの弾性変形の余地を提供するために、長手方向ストリップの下と、場合によっては側面に空洞が設けられる。
【００５６】
代替実施形態では、マンドレル５の安定化部分５ｓは、閾値力より大きな力が付与されると対応する凹部から突出部材を取り除くように弾性変形可能であるようなマンドレル壁寸法を有する中空管の形態であり得る。
【００５７】
本発明の他の例では、内側マンドレル５は、所定の使用温度で弾性材料、例えば、エラストマー材料で作成された安定化部分を備える全体的なシリンダであり得る。弾性材料とは、０.１ＧＰａ以下、好ましくは０.０１ＧＰａ以下の圧縮係数を有する材料を意味する。そのような構成では、閾値力又はトルクの値は、剛性材料で作成された円筒状コアを囲むことができる材料の適切な弾性及び／又は厚さを有する材料を選択することにより調整することができる。
【実施例】
【００５８】
実施例１
図４〜図６では、本発明によるセラミック素子１を金属ロッドに機械的に結合する部品のキットの実施形態が示される。このキットでは、円筒状孔壁は、長手方向軸Ｘ１に垂直な同一の横断面に配置された３つの凹部４を備え、３つの凹部は、円筒状セラミック孔の円周上に均等に分布している。突出部材７ｂは、外管壁の円筒状部分８ｃに設けられた３つの対応する貫通穴９を通してセラミック素子の凹部４に係合することができるボール直径Ｄを有する３つの実質的に球形のボールを備える。３つの貫通穴９は、ボール直径Ｄよりも大きい直径を有する。このため、３つのボールは、外管が円筒状セラミック孔に挿入されているときに外管孔内に留まり、貫通穴が対応する凹部に面するときに、貫通穴を通して対応する凹部に係合することができる。突出部材がボール７ｂである本発明のこの例では、凹部４は実質的に球形であることが有利であり、球形ボール７ｂの半径Ｄ／２より小さいか、好ましくは実質的に等しい曲率半径を有する。好ましい実施形態では、凹部及び実質的に球形のボールは、同一の曲率半径を有する。
【００５９】
図５及び図６に示すように、内側マンドレル５は、以下の３つの異なる部分で構成される特定の形状を有する。
・半径Ｒ５を有し、安定化部分を備える円筒状近位部分５ｐと、
・Ｒ５ｄ＜Ｒ５の半径を有する円筒状遠位部分１０と、
・円筒状近位部分と円筒状遠位部分との間に挟まれた円錐台形中間部分１１。
【００６０】
ボール直径Ｄは、Ｒ８ｂ≦（Ｄ+Ｒ５ｄ）≦（Ｒ８ +δ）=Ｒ２である。ここで、Ｒ８ｂは外管孔の半径、Ｒ８は外管の挿入部分８ｉの外半径、Ｒ２は円筒状セラミック孔の半径、δは外管と円筒状セラミック壁との間の公差、δ=（Ｒ２−Ｒ８）である。ボールは金属製であることが好ましいが、セラミック材料、あるいは所定の使用温度に応じて、ポリマー材料、さらにはエラストマーなどの弾性材料で作成することができる。
【００６１】
本発明のこの実施形態では、金属ロッドのセラミック素子１への結合は、以下のように進行する。まず、内側マンドレル５は、半径Ｒ５ｄを有する円筒状遠位部分１０が外管８の貫通穴９に面する深さまで外管孔に導入される。ボール７ｂは、貫通穴９を通して導入されて、円筒状遠位部分１０上に載置することができる。ボールは、対応する貫通穴９を通って公差δ=（Ｒ２−Ｒ８）を超えて外管壁から突出してはならない。これにより、外管と、内側マンドレルと、ボールとから構成されるアセンブリを円筒状セラミック孔に挿入することができる。その結果、ボール直径Ｄ≦（Ｒ２−Ｒ５ｄ）となる。他方、内側マンドレルが外管孔の中にあるため、ボールは内側マンドレルの遠位部分１０から自由に転がってはならない。このため、ボール直径Ｄ≧（Ｒ８ｂ−Ｒ５ｄ）となる。その結果、（Ｒ８ｂ−Ｒ５ｄ）≦Ｄ≦（Ｒ２−Ｒ５ｄ）と定義される直径Ｄのボールは、内側マンドレルの遠位部分１０にある位置で軸方向に阻止され、対応する貫通穴９に入れ子になる。ボールは、磁石を使用するか、接触面に付着するグリースをボールにコーティングするか、貫通穴の高さで外管に巻き付けられた接着ストリップを使用することによって、円筒状セラミック孔２に外管を挿入するのに必要な時間だけ、貫通穴９に入れ子になったこの位置にて半径方向に一瞬固定することができる。
【００６２】
内側マンドレルが外管孔に係合し、ボール７ｂが内側マンドレルの遠位部分１０にあり、対応する各貫通穴９に入れ子になっている状態の外管８の挿入部分は、貫通穴が対応する凹部４に面するまで、円筒状セラミック孔に挿入することができる。有利には、フランジ１４を外管の挿入部分８ｉと突出部分８ｐとの間に設ける。その結果、そのようなフランジは、外管の貫通穴がセラミック孔の凹部に面するときにセラミック素子に当接する。凹部の位置に対する外管の角度方向は、外管（例えば、フランジ）とセラミック素子の両方に適切なマークを付けることで示すことができる。
【００６３】
この段階で、内側マンドレルを外管孔に深く押し込むことができる。これまでに考察したように、直径Ｄのため、内側マンドレルが前方に押されると、ボールは貫通穴から離れることができない。その結果、ボールは、円錐台形中間部分１１に到達するまで内側マンドレルの遠位部分の表面に沿って転がり、そのために、内側マンドレルの円筒状近位部分５ｐに到達し、安定化部分５ｓで停止するまで、円錐台形中間部分１１によって形成される傾斜を転がるにつれて、半径方向外側に移動する。上記で考察したように、安定化部分５ｓは、Ｒ５ｓ≧Ｒ５の半径を有する。ここで、Ｒ５は内側マンドレルの円筒状近位部分の半径である。内側マンドレルの安定化部分が剛性である場合、Ｒ５ｓ=Ｒ５であるか、所定の使用温度で測定された公差δだけわずかに高いにすぎない。安定化部分が弾性である場合、ボールが弾性部分を圧縮するため、安定化部分がＲ５ｓ=Ｒ５になるまで変形可能であれば、Ｒ５ｓはＲ５より大きくなることが可能である。
【００６４】
安定化部分５ｓが弾性である場合、安定化部分５ｓは、所定の使用温度で必要な圧縮率を有するエラストマー材料を含むことができる。これまでに考察したように、安定化部分は、内側マンドレルの円筒状近位部分の半径Ｒ５に等しいか、Ｒ５より大きくてもよい半径Ｒ５ｓを有することができる。この場合、弾力性のある安定化部分は膨らみを形成することができ、場合によっては、ボールを収容するための受け台を形成することができる。弾性安定化部分は、所定の閾値よりも高い応力が付与されると、Ｒ２−Ｄ以下の半径を形成するまでさらに変形させることができ、その結果、外管は長手方向軸Ｘ１に沿って並進し、同軸回りに回転することができる。
【００６５】
これとは別に、安定化部分の弾性は、構造的に達成することができる。例えば、図４〜図６に示すように、マンドレル５は中空円筒であり、マンドレルの安定化部分５ｓは、弾性変形性である長手方向ストリップ６ｉを備える。長手方向ストリップは、その第１及び第２の端部で内側マンドレルに結合される。少なくとも１つの長手方向ストリップの中央部分は、好ましくは、半径Ｒ５ｓを規定し、静止時には、Ｒ５ｓ≧Ｒ５である。半径Ｒ５ｓが内側マンドレルの円筒状近位部分の半径Ｒ５よりも大きい場合、長手方向ストリップは静止時に半径Ｒ５ｓを規定するアーチを形成する。このアーチは、長手方向ストリップによって規定された半径がＲ５に等しくなるまで変形可能である。長手方向ストリップは、所定の閾値よりも高い応力が付与されると、Ｒ２−Ｄ以下の半径を規定するまでさらに変形可能であり、その結果、外管は長手方向軸Ｘ１に沿って並進し、同軸回りに回転することができる。
【００６６】
実施例２
図７に示す代替実施形態では、キットは、中間管壁によって形成され、外管８の近位端から外管孔に挿入することができる遠位部分５８ｄを有する中間管５８をさらに備える。中間管は、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起７ｐを備え、この基部は、弾性的に可撓性のある長手方向ストリップ５８ｓに堅固に結合される。この長手方向ストリップは、中間管壁の一部を形成し、中間管の近位部分５８ｐに片持ち式に結合される。突起の半径方向の高さＤｐは、好ましくは、（Ｄｐ+Ｒ８ｂ）がＲ２４の９０〜１０５％の間を含むと規定される。ここで、Ｒ８ｂは外管孔半径であり、Ｒ２４は長手方向軸Ｘ１と凹部４の底部との間の距離である。外管８は、実施例１で説明した外管と同一である。このため、外管８の挿入部分８ｉは、突起７ｐの係合を可能にする直径を有する円形の貫通穴９を備える。
【００６７】
本発明のこの実施形態では、金属ロッドのセラミック素子１への結合は、以下のように進行する。まず、外管の挿入部分８ｉは、貫通穴がセラミック孔の凹部４に面するまで、セラミック孔２に挿入される。この場合も、有利には、外管の挿入部分８ｉと突出部分８ｐとの間にフランジ１４を設ける。その結果、そのようなフランジは、外管の貫通穴がセラミック孔の凹部に面するときにセラミック素子に当接する。凹部の位置に対する外管の角度方向は、外管（例えば、フランジ）とセラミック素子の両方に適切なマークを付けることによって示すことができる。
【００６８】
次に、中間管５８の遠位部分５８ｄは、図７（ｂ）に示すように、突起７ｐを備える長手方向ストリップ５８ｓが内側に曲げられた状態で外管孔に係合し、その結果、突起は、貫通穴のレベルに到達するまで外管孔内に篏合する。この段階で、図７（ｃ）に示すように、突起が貫通穴を通って半径方向上方に移動し、凹部に係合することができるため、長手方向ストリップの曲げ応力が解放される。突起７ｐが円形の貫通穴及び凹部４に係合すると、半径Ｒ５が中間管孔半径Ｒ５８ｂに実質的に等しい内側マンドレル５は、中間管５８の近位部分５８ｐから中間管孔５８ｂに挿入することができる。このため、突起７ｐは、凹部４内で安定する。
【００６９】
この場合も、内側マンドレルの安定化部分が剛性である場合、剛性の機械的結合が外管とセラミック素子との間に形成される。内側マンドレルの安定化部分が弾性的に可撓性である場合、突起は、閾値を超える応力が付与されると、長手方向ストリップの曲げにより凹部から後退してもよい。閾値は、内側マンドレルの圧縮率を選択することによって制御することができる。実施例１に関して考察したように、安定化部分の弾性を、弾性材料を選択することにより、及び／又は弾性構造を設計することにより達成することができる。
【００７０】
実施例３
図８に示すように、本発明による部品のキットの代替実施形態では、外管８は貫通穴を一切備えず、代わりに、先端から基部までの高さＤｐにわたって半径方向に延びる突起７ｐを備え、この基部は、弾性的に可撓性のある長手方向ストリップ８ｓに堅固に結合される。この長手方向ストリップは、外管の挿入部分８ｉの外管壁の一部を形成し、外管の近位部分８ｐに片持ち式に結合される。突出部分の半径方向の高さＤｐは、好ましくは、（Ｄｐ+Ｒ８）がＲ２４の９０〜１０５％の間に含まれるよう規定される。ここで、Ｒ８は外管壁の半径であり、Ｒ２４は長手方向軸Ｘ１と凹部４の底部との間の距離である。
【００７１】
本発明のこの実施形態では、金属ロッドのセラミック素子１への結合は、以下のように進行する。まず、図８（ｂ）に示すように、外管の挿入部分８ｉは、突起７ｐを備える長手方向ストリップを内側に曲げた状態でセラミック孔２に挿入され、その結果、突起は、凹部４の高さに到達するまで、円筒状セラミック孔２内に篏合する。この段階で、図８（ｃ）に示すように、突起が凹部に係合するときに突起が半径方向上方に移動できるため、長手方向ストリップの曲げ応力が解放される。この場合も、有利には、外管の挿入部分８ｉと突出部分８ｐとの間にフランジ１４を設ける。その結果、そのようなフランジは、外管の貫通穴がセラミック孔の凹部に面するときにセラミック素子に当接する。凹部の位置に対する外管の角度方向は、外管（例えば、フランジ）とセラミック素子の両方に適切なマークを付けることによって示すことができる。
【００７２】
突起７ｐが凹部４に係合すると、内側マンドレル５は、その半径Ｒ５が外管孔半径Ｒ８ｂに実質的に等しい状態で、外管８の近位部分８ｐから外管孔８ｂに挿入することができる。このため、突起７ｐは凹部４内で安定する。この場合も、内側マンドレルの安定化部分が剛性である場合、剛性の機械的結合が外管とセラミック素子との間に形成される。内側マンドレルの安定化部分が弾性的に可撓性である場合、突起は、閾値を超える応力が付与されると、長手方向ストリップの曲げによって凹部から後退してもよい。閾値は内側マンドレルの圧縮率を選択することによって制御することができる。実施例１に関して考察したように、安定化部分の弾性を、弾性材料を選択することにより、及び／又は弾性構造を設計することにより達成することができる。
【００７３】
実施例４
図９では、本発明による、セラミック素子１を金属ロッドに機械的に結合する部品のキットの実施形態が示される。このキットでは、円筒状孔壁は、長手方向軸Ｘ１に垂直な同一の横断面に位置する３つの凹部４を備え、３つの凹部は、円筒状セラミック孔の円周上に均等に分布している。外管８は、実施例１及び実施例２に記載された外管と同一であり、３つの貫通穴９を備える円筒状部分８ｃを有する。突出部材７ｂは、ボール直径Ｄを有する３つの実質的に球形のボールを備える。この３つのボールは、外管壁の３つの対応する貫通穴９を通してセラミック素子の凹部４に係合することができる。３つの貫通穴９は、ボール直径Ｄよりも大きい直径を有する。このため、３つのボールは、外管が円筒状セラミック孔に挿入されるときに外管孔内に留まり、貫通穴が対応する凹部に面するときに、貫通穴を通して対応する凹部に係合することができる。突出部材がボール７ｂである本発明の実施例１と同じように、凹部４は、有利には、実質的に球形であり、球形ボール７ｂの半径Ｄ／２より小さいか、好ましくは、同半径に実質的に等しい曲率半径を有する。好ましい実施形態では、凹部及び実質的に球形のボールは、同一の曲率半径を有する。
【００７４】
図９（ｃ）に示すように、内側マンドレル５は、回転形状ではないが、好ましくは、内側マンドレルの長手方向軸に対して軸対称である断面を有する安定化部分５ｓを備える特定の形状を有する。Ｎ個のボール７ｂを備えるシステムの場合、安定化部分５ｓの断面は、半径方向寸法Ｒ５Ｌを有するＮ個の係止表面５Ｌと、半径方向寸法Ｒ５ｉ＜Ｒ５Ｌを有するＮ個の挿入表面５ｉとを備える。図９では、Ｎ=３である。このような係止表面５Ｌ及び挿入表面５ｉは、内側マンドレル５の円周上に交互に均等に分布している。
【００７５】
上記のように、ボール直径Ｄは、Ｒ８ｂ＜（Ｄ+Ｒ５ｉ）＜Ｒ２であり、Ｒ８ｂは外管孔の半径であり、Ｒ２は円筒状セラミック孔２の半径である。ボールは、好ましくは、金属製であるが、セラミック材料、あるいは所定の使用温度に応じて、ポリマー材料で作成されてもよい。
【００７６】
本発明のこの実施形態では、金属ロッドのセラミック素子１への結合は、以下のように進行する。まず、内側マンドレル５は、マンドレルの安定化部分５ｓが外管の貫通穴９に面する深さまで、安定化部分５ｄの挿入表面５ｉが貫通穴９に面するような角度の向きで外管孔に導入される。次に、ボール７ｂは、貫通穴９を通して導入されて、対応する３つの挿入表面５ｉに載置することができる。ボールは、対応する貫通穴９から公差δ=（Ｒ２−Ｒ８）を超えて外管壁から突出してはならない。これにより、外管と、内側マンドレルと、ボールとから構成されるアセンブリを円筒状セラミック孔に挿入することができる。その結果、ボール直径Ｄ≦（Ｒ２−Ｒ５ｉ）である。他方、内側マンドレルが外管孔にあるため、ボールは内側マンドレルの挿入表面上を自由に転がってはならない。このため、ボール直径Ｄ≧（Ｒ８ｂ−Ｒ５ｉ）である。その結果、（Ｒ８ｂ−Ｒ５ｉ）≦Ｄ≦（Ｒ２−Ｒ５ｉ）として規定された直径Ｄのボールは、挿入表面と、挿入表面が入れ子になっている貫通穴との間で阻害されるため、挿入部分５ｓから離れることができない。ボールは、磁石を使用するか、接触面に付着するグリースをボールにコーティングするか、貫通穴の高さで外管に巻き付けられた接着ストリップを使用することによって、円筒状セラミック孔に外管、内側マンドレル及びボールを挿入するのに必要な時間だけ、貫通穴９に入れ子になったこの位置にて半径方向に固定することができる。
【００７７】
外管８の挿入部分は、内側マンドレルが外管孔に係合され、ボール７ｂが安定化断面の挿入表面５ｉにあって対応する各貫通穴９に入れ子になっている状態で、貫通穴が対応する凹部４に面するまで、円筒状セラミック孔に挿入することができる。有利には、外管の挿入部分８ｉと突出部分８ｐとの間にフランジ１４を設ける。その結果、そのようなフランジは、外管の貫通穴がセラミック孔の凹部に面するときにセラミック素子に当接する。凹部の位置に対する外管の角度方向は、外管（例えば、フランジ）とセラミック素子の両方に適切なマークを付けることで示すことができる。
【００７８】
この段階で、内側マンドレルは、外管孔に対して長手方向軸Ｘ１回りに回転することができる。これまでに考察したように、ボールは、その直径Ｄのため、内側マンドレルが３６０°／２Ｎの角度で回転しているときに、貫通穴から離れることができない。図９のＮ=３個のボールでは、内側マンドレルは６０°回転することができる。内側マンドレル５の回転は、ボールを挿入表面５ｉから内側マンドレルの安定化部分５ｓの係止表面５Ｌ上に搬送するのに役立つ。挿入部分の断面は、内側マンドレルが回転しているときにボール７ｂが挿入表面から係止表面に転がることができるようなものである必要がある。このため、挿入表面と隣接する係止表面との間の移行ゾーンは、滑らかであることが好ましく、Ｒ５Ｌよりも大きな半径方向の寸法を有することがなく、凹部の底面に当たるボールが内側マンドレルの回転を妨げないようにする必要がある。内側マンドレルの回転中、ボールは、長手方向軸Ｘ１から距離Ｒ５ｉだけ離れた挿入表面から、長手方向軸Ｘ１から距離Ｒ５Ｌ＞Ｒ５ｉだけ離れた係止表面に転がりながら、半径方向外向きに移動し、凹部に係合する。Ｒ２＜（Ｒ５Ｌ+Ｄ）≦Ｒ２４の場合、ボールは、対応する係止表面に載置されるため、凹部に係合し、外管の貫通穴に入れ子になり、これにより、外管をセラミック素子に機械的に結合する。
【００７９】
この場合も、内側マンドレルの安定化部分が剛性である場合、剛性の機械的結合が外管とセラミック素子の間に形成される。内側マンドレルの安定化部分が弾性的に可撓性である場合、突起は、閾値を超える応力が付与されると、長手方向ストリップの曲げにより凹部から後退することがある。閾値は、内側マンドレルの圧縮率を選択することによって制御することができる。実施例１に関して考察したように、安定化部分の弾性を、弾性材料を選択することにより、及び／又は弾性構造を設計することにより達成することができる。
結び
【００８０】
これまでに記載したように、本発明は、多数の構成で金属ロッドをセラミック素子に機械的に結合するための信頼できる解決策を提供する。特に、並進及び／又は回転による機械的結合を可能にする。機械的結合は、単に内側マンドレルの安定化部分５ｓの形状及び／又は材料を制御することにより、剛性又は弾性になり得る。これにより、セラミック素子との機械的結合から金属ロッドを可逆的に取り外すために必要な閾値力を容易に制御することが可能になる。
【００８１】
本発明は、貫通穴又は止まり穴を備えるかどうかにかかわらず、あらゆるセラミック素子に適用される。止まり穴を使用した機械的カップリングは、達成がさらに容易であり、セラミック素子が使用される任意の高温環境から金属ロッドを分離することから、ロッドに使用される金属の熱要件が軽減されるため、有利である。典型的な例には、図４に示すような搬送システムのセラミックローラであって、高温炉を介して商品を搬送するのに使用されるセラミックローラが挙げられる。金属ロッドの貫通をセラミックローラの両端で短くすることにより、金属ロッドを炉の高温ゾーンから除外することができる。同じように、タンディッシュからの金属溶湯の流れを制御する止め具では、金属ロッドは金属溶湯の高さを越えてセラミック止め具に必ずしも貫入せず、このため、金属ロッドが暴露する温度が低下する。
【００８２】
このため、本発明はこのほか、部品のキットに関する。ここで、セラミック素子は、少なくとも２００℃、好ましくは少なくとも５００℃、さらに好ましくは少なくとも８００℃の高温に暴露するか同高温状態である製品を搬送するコンベアシステムのコンベアローラ１であり、ロッドの挿入部分は、少なくとも１５０℃、好ましくは少なくとも２００℃、さらに好ましくは少なくとも３００℃であり、好ましくは５００℃以下、さらに好ましくは４００℃以下の温度に暴露する。
【符号の説明】
【００８３】
１：セラミック素子
２：セラミック孔
４：セラミック素子の凹部
５：内側マンドレル
５ｉ：内側マンドレルの挿入表面
５Ｌ：内側マンドレルの係止表面
５ｐ：内側マンドレルの円筒状近位部分
６ｉ：内部マンドレルの長手方向ストリップ
７：突出部材
７ｂ：突出部材としてのボール
７ｐ：突出部材としての突起
８：外管
８ｃ：外管の円筒状部分
８ｉ：外管の挿入部分
８ｐ：外管の突出部分
９：外管の貫通穴
１０：内側マンドレルの遠位部分
１１：マンドレルの円筒状の近位部分と遠位部分との間に挟まれた内側マンドレルの円錐台形中間部分
１４：フランジ
５８：中間管
５８ｓ：中間管の可撓性長手方向ストリップ
５８ｐ：中間管の近位部分
Ｄ：ボール径
Ｄｐ：突起の高さ
Ｘ１：長手方向軸
Ｒ２：円筒状セラミック孔の半径
Ｒ２４：セラミックの長手方向軸Ｘ１と凹部４の閉鎖端部との間の距離
Ｒ８ｂ：外管孔の円筒状部分の半径
Ｒ８：外管壁によって形成される円筒状部分の半径
Ｒ５：マンドレルの円筒状の近位部分の半径
Ｒ５Ｌ：内側マンドレルの係止表面の半径方向寸法
Ｒ５ｉ：内側マンドレルの挿入表面の半径方向寸法
Ｒ５ｓ：内側マンドレルの安定化部分の半径
Ｒ５ｄ：円筒状遠位部分１０の半径
Ｒ５８ｂ：中間管孔の半径
Ｐ１：長手方向軸Ｘ１に垂直な横断面
δ：外管と円筒状セラミック壁の間の公差、δ=（Ｒ２−Ｒ８）。
【図１】
2020514642.tif 000003
【図２】
2020514642.tif 000004
【図３（ａ）】
2020514642.tif 000005
【図３（ｂ）】
2020514642.tif 000006
【図３（ｃ）】
2020514642.tif 000007
【図４（ａ）】
2020514642.tif 000008
【図４（ｂ）】
2020514642.tif 000009
【図４（ｃ）】
2020514642.tif 000010
【図５】
2020514642.tif 000011
【図６】
2020514642.tif 000012
【図７】
2020514642.tif 000013
【図８】
2020514642.tif 000014
【図９（ａ）】
2020514642.tif 000015
【図９（ｂ）】
2020514642.tif 000016
【図９（ｃ）】
2020514642.tif 000017
【国際調査報告】
2020514642.tif 000018
2020514642.tif 000019