JP2003506643A - 波形状内面と挿入部材を備えた管体 - Google Patents

波形状内面と挿入部材を備えた管体

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JP2003506643A JP2001513782A JP2001513782A JP2003506643A JP 2003506643 A JP2003506643 A JP 2003506643A JP 2001513782 A JP2001513782 A JP 2001513782A JP 2001513782 A JP2001513782 A JP 2001513782A JP 2003506643 A JP2003506643 A JP 2003506643A
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JP2001513782A
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フリッツ、トーマス
シュナイダー、アクセル
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エアロクイップ ビッカーズ インターナショナル ゲーエムベーハー
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16L33/18—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses characterised by the use of additional sealing means
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S285/903—Corrugated
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Abstract

(57)【要約】 高温や高圧下で好適にはガス状の媒体を流動させる管体(1)であって、窪み(9)と隆起(7)を有する波形状の内面(5)と少なくとも一つの挿入部材(11)を備え、この際、挿入部材(11)は管体の一端に挿入される。さらに、管体(1)の内面(5)と挿入部材(11)の外面(13)との間の接触領域内に少なくとも一つのガスケット部材(17)を設けることを特徴とする。このガスケット部材(17)は結晶性の、特に金属の材料、好ましくは鉛合金もしくは銅合金から形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （背景技術） 本発明は、請求項１の前段に従う管体（ホース）に関するものである。
【０００２】 上に述べた類の管体は周知である。これら管体は、例えば自動車産業で、特に
換気装置および／または操縦補助装置に組み込まれて、ガス状または液状の媒体
を流動させるために使用されている。これら管体は製造業者により「所定間隔（
例えば、メートル毎）」で形成され、そして望む寸法に裁断される。このように
形成された管体は、好適にはガス状の媒体を流動させるシステム内に適当な方法
で組み込まれるために、端部領域を処理される必要がある。このため、少なくと
も一端にフィッテイング部材とも称される挿入部材（挿入エレメント）が装着さ
れて設けられる。これら管体は、波形状の内面を有している。即ち、これら管体
は、内面に隆起（凸状部）と窪み（凹状部）を形成している。特に高圧下でも挿
入部材付近で流動する媒体を漏出させることなく、媒体を流動させるために、管
体は挿入部材と固く（隙間なく）密着（シール）される必要がある。管体の少な
くとも一端に装着される挿入部材は管体のこの端部から突き出ており、接続個所
と固く接続することで密着される。このように構成することで、ガス状の媒体を
流動させるために使用される装置内で管体を適当な部材に接続することができ、
また管体の端部を互いに接続することができる。
【０００３】 しかしながら、従来の技術では、種々の動作状態で、挿入部材と管体端部との
間に固い密着を継続して提供することができないものがあった。また、従来の技
術では、管体と挿入部材の間の接続が外れる場合もあった。
【０００４】 （発明の開示） 本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、管体と挿入部材の間を密着
させ、漏れのない接続を行う管体を提供することを主要な目的とする。
【０００５】 上記課題は、請求項１の特徴構成を備えた管体により解決される。この管体は
、少なくとも一つのガスケット部材（ガスケットエレメント）を管体の内面と挿
入部材の外面との間の接触領域内に配設することを特徴としている。この際、前
記ガスケット部材は結晶性の、特に金属材料、好ましくは鉛合金もしくは銅合金
から成る。このように構成することで、このガスケット部材は管体内で流動する
媒体の漏出を防止し、故に管体の内面と挿入部材の外面との間の接触領域に損傷
を与えない。従って、この管体は、一方で管体と挿入部材の間の接続を継続的に
隙間なく行い、また他方でこの接続が外れないようにする。
【０００６】 管体の好適な実施形態では、ガスケット部材の材料は管体の内面の材料よりも
柔らかい。従って、挿入部材の挿入前に管体内面の窪み内に配設されるガスケッ
ト部材は、挿入部材を挿入する際に塑性変形または弾性変形する。このため、ガ
スケット部材と管体の内面との間の係合摩擦によってガスケット部材と管体の内
面との間に摩擦力による接続が生じ、および／または、ガスケット部材と管体の
内面との間におけるガスケット部材のノッチ状部または溝状部によってガスケッ
ト部材と管体の内面との間に形状に沿った接続が生じる。
【０００７】 管体の好適な実施形態の一つでは、管体の内面の窪みを円環（リング）状に周
回する溝状に形成する。この構成では、一つまたはこれ以上の窪み内に各々リン
グ状のガスケット部材を挿入することで、挿入部材と管体の間に密着した接続を
簡単に提供することができる。
【０００８】 管体の他の好適な実施形態では、管体の内面の窪みを螺旋状に周回する溝状に
形成する。この構成では、開口した（切れ込みを入れた）リング状のガスケット
部材を管体の内部に挿入することが容易になる。つまり、ここで使用するガスケ
ット部材は螺旋形状の窪みに追従して配設される。この長さは、適宜実施の形態
に従って、望ましい密着を形成するように定められる。さらに、挿入部材の外面
の周りに一回り以上も回って絡むガスケット部材を使用してもよい。この場合、
リング状のガスケット部材と同様に、隣接する複数の溝もしくは窪み内にガスケ
ット部材を挿入することができる。
【０００９】 管体の好適な実施形態では、ガスケット部材の断面は円形、あるいは好ましく
は三角形または台形（四辺形）である多角形である。ガスケット部材が円形の断
面を有する場合には、特に広い接続面を提供できるため、この場合には管体の内
面と摩擦係合しやすい。また、ガスケット部材が多角形の断面を有する場合には
、ガスケット部材は角部（エッジ）域で管体の内面または挿入部材の外面と接触
するため、特に大きな面圧力が生じ、故に高圧力下においても、強固な密着を提
供することができる。
【００１０】 管体のさらに好適な実施形態では、挿入部材をステンレス鋼、プラスチック部
材、またはポリアミド等から形成する。これらの材料を選択する利点は、取り扱
いに支障がなく、故に挿入部材の製造が容易になる点にある。
【００１１】 本発明に係る他の有利な実施形態は、従属請求項に開示されている。
【００１２】 （好適な実施形態の説明） 以下、本発明に係る好適な実施形態を添付した図を用いて説明する。
【００１３】 図１は、本発明の実施の形態に係る管体１の縦断面の上半分を示す。この管体
は、複数の個別の層、つまり各々同軸上に配置されて互いに隣接する個別の層３
ａ，３ｂ，３ｃから成る管体用外側被覆（ホースジャケット）３を有する。ただ
し、管体用外側被覆３を形成する個別の層の枚数はもちろん三枚に限定されず、
図１に示した三枚の個別の層３ａ，３ｂ，３ｃは、例示的に示されているにすぎ
ない。本発明の実施の形態に係る管体の内側は波形状に形成される。つまり、管
体１の内面５には隆起(凸状部)７と窪み（凹状部）９が形成される。尚、この出
願明細書を通して、隆起７とは管体１の内面５、即ち、中心軸Ａに最も近い部分
に向けて内向きに最も遠くへ突出した部分であると解されるものである。これに
応じて、窪み５は管体１の内面５のうち中心軸Ａから最も離れている部分である
と解されるものである。図１を参照すると、隆起７と窪み９は管体１の内面５に
波形構造体Ｗを形成する。ただし、図示した実施の形態では、この構造体Ｗは均
等に形成されている。図１に示す実施の形態では、管体１の内面５の波形構造体
Ｗは、管体１の端部領域に限定されて形成されているが、しかし管体１の全長に
わたって形成されてもよい。尚、後者の実施形態は製造が容易で、故に低価格に
なるので好適である。また、本発明に係る好適な実施の形態では、上記波形構造
体Ｗを波形円管状に形成する。
【００１４】 さらに、図１に示すように、右側から管体１の端部内に挿入部材（挿入エレメ
ント）１１を挿入する。この際、隆起７が窪み９と挿入部材１１の外面１３と共
にスペース（チャンバ）１５を形成するように、管体の内径と挿入部材１１の外
径を互いに調整する。これらのスペース内には、本発明の実施の形態に係るガス
ケット部材（ガスケットエレメント）１７を配設できる。接触部分１４において
、隆起７は挿入部材１１の外面１３と接触する。図１に示すように、接触部分１
４の外部形状は、管体１の内径に対する挿入部材１１の外径の比に依存し、特に
接触部分１４の領域での隆起７の曲率半径に依存して定められる。
【００１５】 図１に示した管体１の縦断面は、管体１の「上半分」のみを示すだけである。
実際には、本発明に係る実施の形態では、窪み９を中心軸Ａに対して円環（リン
グ）状に周回する溝状に形成してもよく、あるいは本発明に係る他の実施の形態
では、窪み９を中心軸Ａに対して螺旋状に（図示せず）、一つまたはこれ以上周
回する溝状に形成してもよい。前者の場合では、管体１の「上半分」を中心軸Ａ
の周りに単に回転させることで管体１の「下半分」が得られるが、後者の場合に
は、管体１の「上半分」を中心軸Ａの周りに回転させると同時に中心軸Ａに沿っ
て長手方向にずらす（オフセットさせる）ことで、管体１の「下半分」が得られ
る。
【００１６】 さらに、図１は管体の端部に嵌るスリーブ１９を示す。このスリーブは管体１
から突き出た挿入部材１１を管体１の端部のところで固定する働きをする。さら
に、このスリーブは最も外側にある管体１の個別層３ａを外部からの物理的な作
用から保護し、これら個別層が管体の端部で広がることにより最終的に管体が破
損することを防止する。
【００１７】 図１に示した実施の形態では、管体１は窪み９ａ、９ｂ、９ｃによって形成さ
れるスペース１５ａ、１５ｂ、１５ｃ内に、三つのガスケット部材１７を配設し
ている。ただし、図面では理解の容易化を図るために、ガスケット部材１７を隆
起７、管体１の内面５の窪み９および挿入部材１の外面１３に対して接触してい
ないように示しているが、しかし実際には、これらガスケット部材１７はスペー
ス１５内で当然押し付けられ、または変形されることを理解されたい。また同様
にして、ガスケット部材１７の材料と、ガスケット部材１７付近の挿入部材１１
の材料との硬度差のために生じるノッチ（切り欠き）状部や溝状部も、図１には
示していないことを理解されたい。
【００１８】 管体１の端部領域に一つまたはこれ以上のガスケット部材１７を配設すること
は任意である。一つ以上のガスケット部材１７を使用する場合には、これらガス
ケット部材１７の断面形状は同一でもよく、または異なっていてもよい。例えば
、図１に示した実施の形態では、スペース１５ａ内にあるガスケット部材１７の
断面は円形であり、スペース１５ｂ内にあるガスケット部材１７の断面は三角形
であり、そしてスペース１５ｃ内にあるガスケット部材１７の断面は台形（四辺
形）である。
【００１９】 図１には順次三つ並んでいるスペースの中にあるガスケット部材を示している
。これに対して以下のことが言える：即ち、使用するガスケット部材の個数は、
種々の使用例に即して定められる。通常、挿入部材１１と管体１の内面５との間
に形成される一つのスペース１５内に一個のガスケット部材を配設すれば十分で
ある。しかしながら、例えば管体１内部の内圧が高い場合には、一つ以上のスペ
ースにガスケット部材を配設してもよく、また必要であれば、図１に示すように
、複数のスペースの中に―しかも隣接する複数のスペースの中に―ガスケット部
材を配設してもよく、またこれらガスケット部材は各々異なる断面形状を有して
いてもよい。
【００２０】 図２ａと２ｂは、本発明の実施の形態に係るガスケット部材１７の平面図を示
す。図２ａに示す実施形態のガスケット部材１７は、窪み９としてリング状に周
回する溝を設ける実施形態の管体１に使用される。これに対して、図２ｂに示す
実施形態のガスケット部材１７は、窪み９として螺旋状に周回し（図示せず）、
互いに隣接した一つまたはこれ以上の溝を設ける実施形態の管体１に使用される
。後者の実施形態では、ガスケット部材１７は一つの切れ込み（スロット）２１
を有し、場合によって、螺旋状に形成されて、ガスケット部材１７の両端を同一
面上に配置しない。図２ｂに示すガスケット部材の長さは図２ａに示すガスケッ
ト部材１７の長さにほぼ等しい。しかしながら、管体１内部の内圧が低い場合に
は、比較的短いガスケット部材を螺旋状に形成された溝もしくは窪み９内に配設
することで、管体の内部を確実に密着（シール）させることは可能である。一方
、管体１内部の圧力が高い場合には、図２ａに示すリング状のガスケット部材の
長さよりも相当長いガスケット部材を使用してもよい。例えば、ガスケット部材
１７を螺旋状に数回にわたって延ばして、これにより特に広い密着面を提供して
もよい。
【００２１】 図３ａ、３ｂと３ｃは、図２ａもしくは図２ｂに示すガスケット部材の切断面
Ｅに沿った断面を示す。この場合、図３ａは断面が円形のガスケット部材１７を
、図３ｂは断面が三角形のガスケット部材１７を、また図３ｃは断面が台形（四
辺形）のガスケット部材１７を示す。もちろん、ガスケット部材の断面形状は図
３ａ〜ｃに示した形状に限定されず、他の形状に形成されてもよい。
【００２２】 図３ａに示した、円形の断面を有するガスケット部材１７は、挿入部材１１の
外面及び管体１の内面５の双方に対して当接領域を広く提供できるという長所を
有する。このことは、ガスケット部材１７の外径が実質上窪み９の幅に相当し、
さらに窪み９底部の曲率半径の二倍に相当する場合に、特に大きな当接面を提供
でき、故に大きな密着領域が生じる。
【００２３】 さらに、図３は断面が多角形状に形成されたガスケット部材を示している。図
３ｂに示したガスケット部材は断面が三角形で、図３ｃに示したガスケット部材
は断面が台形（四辺形）である。この実施の形態では、ガスケット部材の一つま
たはこれ以上のエッジは、管体１の内面もしくは挿入部材１１の外面に嵌る際に
、ノッチ状部または溝状部を生じさせるため、この場合においても良好な密着を
提供できる。
【００２４】 本発明の実施の形態では、結晶性の、特に金属の材料からガスケット部材１７
を形成することにより、管体内部で流動する媒体に対して高い化学的安定性（耐
性）を提供でき、さらに、これらガスケット部材１７を高温、高圧下で使用する
ことができる。鉛合金または銅合金から作製されるガスケット部材１７は特に実
績がある。
【００２５】 さらに、本発明に係る実施の形態では、上記管体の端部と挿入部材との間の接
続は特に良好に固定されることが判明している。即ち、本発明の実施の形態では
、内圧が高い場合においても管体の内面と挿入部材の外面との間に固い接続を提
供できる。このことは、ガスケット部材を結晶（均質固体）材料から形成するこ
とで、特に形状安定性を確保することにより達成される。そして、これらガスケ
ット部材は管体内部の内圧が高い場合でも、さらには窪み内から排出され、つま
り押し出されようとする場合でも、密着位置から外れない。また、これらガスケ
ット部材は高圧に対してのみ耐性があるだけでなく、しかし管体内部にある媒体
やさらには温度に対しても耐性がある。
【００２６】 こうして、これらガスケット部材は広範な応用分野で管体と挿入部材との間に
強固でゆるみのない接続を提供できる。
【００２７】 本発明に係る実施の形態では、特に破断時の伸び率（以下、伸び率として記す
）が０％〜６０％以上の範囲内にあり、そして降伏点（伸び率の限界）が１０〜
５００N/mm2の範囲内にあることを特徴とする鉛合金または超塑性銅合金（coppe
r/plasticine alloy）からガスケット部材を形成することが好ましい。尚、この
合金の弾性係数（the modulus of elasticity）は、９０〜１２０・１０3 N/mm2 の範囲内にある。超塑性銅合金は、銅に対して５０％を合金成分の上限として合
金を混合して形成される。合金成分としては、亜鉛および／または錫を使用する
のが好ましい。ガスケット部材としては、銅亜鉛合金（材料番号（Material Num
ber）２．０２６５で指定されるＣuＺn30）が好ましい。
【００２８】 管体１の最内側の層３ｃは、この内側に金属被覆を設けてもよい。さらに、こ
こに所謂波形円管を挿入してもよい。この際、層３ｃは波形円管の外面に対して
配設されるか、または固く取り付けられる。
【００２９】 金属被覆もしくは波形円管としては、好適には材料番号１．４５４１、１．４
４０４または１．４５７１で指定されるステンレス鋼を使用できる。これら材料
は、高濃度のクロム（クロミウム）またはニッケルを有する合金であることを特
徴とする。この材料の降伏点は１００〜５００N/mm2の範囲内にあり、伸び率は
０％〜５００％以上の範囲内にある。弾性係数は１９０〜２２０・１０3 N/mm2
の範囲内にある。
【００３０】 挿入部材１１としては、好適には材料番号１．０７１８で指定される切断自在
な鋼もしくは材料番号１．４５４１,１．４５７１あるいは１．４３０１で指定
されるステンレス鋼を使用する。この材料の降伏点は５０〜５００N/mm2以上ま
での範囲内にあり、伸び率は０％〜５０％以上の範囲内にある。弾性係数は１９
０〜２２０・１０3N/mm2の範囲内にある。
【００３１】 その他、重要なことは、ガスケット部材１７の弾性変形あるいは塑性変形が生
じ、望む密着が得られるように、管体の内面５と挿入部材１１との間、あるいは
個別層３ｃの金属被覆もしくは波形円管と挿入部材１１との間でガスケット部材
１７が挟持されるような力をスリーブ１９が管体の端部に及ぼす点にある。この
密着効果はガスケット部材、金属被覆もしくは波形円管および挿入部材に対して
適当な材料を互いに組み合わせることで向上する。このように構成することで、
ガスケット部材に使用される材料が変形し易い材料の場合に、管体と挿入部材と
の間でスリーブを管体に対して取り付けると、ガスケット部材は摩擦力に従って
または形状に従って変形されるため、密着効果を向上でき、特に有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る管体の縦断面である。
【図２】 ａ，本発明の第一の実施の形態に係るガスケット部材の平面図と、 ｂ，本発明の第二の実施の形態に係るガスケット部材の平面図である。
【図３】 ａ，図１に示したガスケット部材の内一つの切断面Ｅに沿った断面図と、 ｂ，図１に示した他のガスケット部材の切断面Ｅに沿った断面と、 ｃ，図１に示したさらに他のガスケット部材の切断面Ｅに沿った断面である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H015 BB01 BC07 3H111 AA01 BA03 BA15 CA42 CA52 CB01 CB14 CC13 CC18 DA07 DA14 DB11 3J040 BA03 EA22 FA02

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高温や高圧下で好適にはガス状の媒体を流動させる管体(1)
    において、窪み(9)と隆起(7)を有する波形状の内面(5)と少なくとも一つの挿入
    部材(11)を備え、この際、挿入部材(11)は管体の一端に挿入でき、さらに、 管体(1)の内面(5)と挿入部材(11)の外面(13)との間の接触領域内に少なくとも
    一つのガスケット部材(17)を配設し、この際、ガスケット部材(17)は結晶性の、
    特に金属の材料、好ましくは鉛合金もしくは銅合金から形成されることを特徴と
    する管体。
  2. 【請求項２】 ガスケット部材(17)の材料は管体(1)の内面(5)の材料よりも
    柔らかいことを特徴とする請求項１に記載の管体。
  3. 【請求項３】 窪み(9)はリング状に周回する溝状に形成されていることを
    特徴とする請求項１または２に記載の管体。
  4. 【請求項４】 ガスケット部材(17)は閉じたリング状に形成されていること
    を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の管体。
  5. 【請求項５】 窪み(9)は螺旋状に周回する溝状に形成されていることを特
    徴とする請求項１または２に記載の管体。
  6. 【請求項６】 ガスケット部材(17)は開口したリング状に形成され、特に螺
    旋状に形成されていることを特徴とする請求項１、２または５のいずれかに記載
    の管体。
  7. 【請求項７】 ガスケット部材(17)の断面は円形、または好ましくは三角形
    か台形である多角形であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の管
    体。
  8. 【請求項８】 ガスケット部材(17)と管体(1)の間は、摩擦によるおよび／
    または形状による接続が行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記
    載の管体。
  9. 【請求項９】 ガスケット部材(17)と挿入部材(11)の間は、摩擦によるおよ
    び／または形状による接続が行われることを特徴とする請求項１〜８のいずれか
    に記載の管体。
  10. 【請求項１０】 挿入部材(11)はステンレス鋼、プラスチック部材、ポリア
    ミド等から成ることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の管体。
  11. 【請求項１１】 ガスケット部材(17)は、超塑性銅合金、好ましくは銅亜鉛
    合金を使用し、この際、前記合金は０％〜６０％以上の範囲内の伸び率および／
    または１０〜５００N/mm2の範囲内の降伏点および／または９０〜１２０・１０3 N/mm2の範囲内の弾性係数を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
    に記載の管体。
  12. 【請求項１２】 管体の内面には金属の被覆または波形円管が備えられるこ
    とを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の管体。
  13. 【請求項１３】 金属の被覆または波形円管は、１００〜５００N/mm2の範
    囲内の降伏点および／または０％〜５０％以上の範囲内の伸び率および／または
    １９０〜２２０・１０3N/mm2の範囲内の弾性係数を有するステンレス鋼を使用す
    ることを特徴とする請求項１２に記載の管体。
  14. 【請求項１４】 ５０〜５００N/mm2以上までの範囲内の降伏点および／ま
    たは０％〜５０％以上の範囲内の伸び率および／または１９０〜２２０・１０3N
    /mm2の範囲内の弾性係数を有する切断自在な鋼またはステンレス鋼を挿入部材に
    使用することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の管体。
JP2001513782A 1999-04-29 2000-05-02 波形状内面と挿入部材を備えた管体 Pending JP2003506643A (ja)

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