JP2006513382A - 薄壁流体ダクト用座屈防止装置 - Google Patents

Abstract

座屈防止装置（１）は弾性材料から成り、そして長手方向にのびる複数のリブ（２）を有し、二つのリブ（２）の間のスペースは溝（３）を形成する。座屈防止装置（１）は薄壁ダクト内に挿入される。座屈防止装置（１）は、ダクトが座屈するのを防止し、従って上記ダクトが曲げられた時に曲がった部分で閉鎖するのを阻止する。流体はダクト内を循環でき、座屈防止装置（１）の溝（３）における曲がった部分を迂回できる。座屈防止装置の横断面の包囲体は、丸くなった横断面をもつダクトが曲がった部分でレンズ状になるので、本質的にレンズ状である。

Description

本発明は、特許請求の範囲の請求項１の最初の部分に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置に関する。

本発明による座屈防止装置に最も関連した従来技術は特許文献１に記載されている。特許文献１には、管又はダクトの自己調整セグメント型開口が開示されている。両サイドから、流れ方向に垂直に管に非対称にウエブが凹上に設けられる。渦を形成できるチャンバーが形成される。これらの渦は管の流体力学又は空気力学的特性に影響する。例えば、管を通る質量貫流は調整され得る。形状に関連して、最少及び（又は）最大質量流量は設定できる。

しかし、特許文献１に開示された発明は、管又はホースが曲げられ、座屈が生じた場合には最小貫流を保証できない。そのような場合に、内壁におけるウエブは管の閉塞傾向を高める。
ＷＯ０１／１４７９２

本発明は、薄壁流体ダクトが座屈されすなわち小さな半径でつぶされ、貫流が妨げられ或いは遮断されるのを阻止するようにしようとするものである。

図１には、本発明による座屈防止装置の横断面図を示す。図示座屈防止装置１は、中間線Ｍの両側に複数のリブ２が設けられるようにして形成されている。各二つのリブ２の間には溝３が形成されている。

図２ａの座屈防止装置１の概略図には、この座屈防止装置１は細長い真っ直ぐな従って非機能的な形態で示されている。リブ２は座屈防止装置１の全長に沿って互いに平行に伸びている。溝３はリブ２の間に見ることができる。

座屈防止装置１の曲がった機能的な形態は図２ａに示されている。ここで、リブ２及び溝３は互いに平行にのびている。横断面の変形を最小に保つために、座屈防止装置１は３０〜８０ショアーの硬度をもつ弾性材料、例えばエラストマーで構成される。

座屈防止装置１が曲がると、一側は常に伸張され、反対側は常に圧縮される。エラストマーは座屈することなくしかもそれの横断面を本質的に変えることなしにこの変形を可能にでき、このことは、座屈防止装置１を曲げた際にリブ２及び溝３が存在し続けることを意味している。

図３ａ及び図３ｂは、種々の曲げ半径における薄壁ダクト６の長手方向断面を示している。曲げの領域には、伸張ゾーン７が生じ、座屈点８はその伸張ゾーン７の反対側に位置する。図３ｂに示すように、強く曲げたダクト６においては、座屈点８が伸張ゾーン７に接触してダクト６を遮断するようにする圧搾される点に到達できる。

図４において、座屈防止装置１は強く曲がったダクト６内に挿入される。そうすると、座屈点８はもはや伸張ゾーン７に到達できず、ダクト６は流体のために開いた状態のままである。座屈防止装置１の前後における座屈を防止するために、座屈防止装置１の長さを伸張ゾーン７の長さにほぼ等しくなるように選択することは当を得ている。

図５には、図３ａにおける断面ＡＡを示している。本質的には円形のダクト６の横断面は、座屈点８では本質的にレンズ状である。この形状はダクトの曲がり部における圧力と引張力との相互作用で生じられる。伸張ゾーン７は、ダクトの曲がり部の外側半径における引張力によって生じられ、そして中間線Ｍに向って引張られ、一方、座屈点８は内側半径における圧力によって生じられ、そして中間線Ｍに向って押圧される。それによって、中間線Ｍに直交する直径は減少され、中間線Ｍに沿った直径は拡大される。

座屈点８から離れる両方において、ダクト６はそれの元の横断面、例えば円形横断面に連続して再びなる。従って、発明の概念は、座屈防止装置１の包囲体４を普遍的に変化させて、６の横断面に整合させる、例えば円形からレンズ状形に変化させることを含む。

図６、図７及び図８には、相応した包囲体を備えた座屈防止装置１の種々の横断面を示す。図６及び図７の包囲体４は、それらのレンズ形状又は偏状により、図５における座屈点８の横断面を考慮している。図８の場合のような、例えば三角回転対称の包囲体４も当然本発明に従うものであると考えられる。一般に、包囲体４は、隣接したリブ２を接続することによって生じる多角形及び（又は）湾曲セグメントで構成され得る。従って、リブ４の形状及び構成は自由に選択できる。本発明の概念に本質なことは、座屈防止装置１を曲げた際に溝３の開放性及び透過性がなくなることにある。

図９ａは、座屈防止装置１の第２の実施形態の横断面図を示している。リブ２及び溝３は比較的広く、しかもリブ２は高くなく、従って溝３は深くない。

図９ｂの頂面図は、この実施形態ではリブ２が遮断され、それにより横断接続部１０が形成され得ることを示している。横断接続部１０は二つの点で有用である。一方では、リブ２は強く曲がる際に圧力及び応力をほとんど受けず、他方では、それらのリブ２は、溝３を互いに接続する際に規則的な流体貫流を支え、流体は曲がり領域における個々の溝における閉塞部のまわりを流れることができる。

図１０は図９ｂの変形である。横断接続部１０は、両貫流方向が座屈防止装置における同じ流れ状態を本質的に示すように構成されている。

図１１は別の変形例を示している。座屈防止装置１の縁部にないリブ２は、ノッブ１１に低減される。溝３及び横断接続部１０に代って、中間スペース１２ガ設けられ、流体はノッブ１１のまわりを流れることができる。さらに別の変形例として、例えばスクリーン印刷法によって、ダクト壁９の内側にノッブ１１を設けることができる。リブも当然同じ方法を用いて形成することができる。

第３の実施形態の横断面は図１２に示されている。二つの中間リブは、少なくとも一つのプラスチック管１３を保持できるような形態に形成されている。プラスチック管１３の壁厚は、ダクト６の曲げ中に生じ得る最大圧力及び引張力がプラスチック管の横断面に本質的に影響を及ぼさないように寸法決めされる。比較的大きな力の場合には、補強したプラスチック管１３を用いることもできる。この手段によって、流体に対して最小貫流横断面が保証され得る。第３の実施形態は特に、例えば曲がり部をもつ流体コラムを介して圧力を伝達するのに適している。この場合、大量の流体が少なくとも一つのプラスチック管１３の横断面を通って流れないようにすべきである。機能は、流体コラムが遮断されず、流体コラムで生じる重力圧力が流体コラムの高さに本質的に比例することにある。

図１３及び図１４は、本発明による座屈防止装置が、織物内に挿置した織物気密又は液密材料から成るホース１４又はコアー１５のような薄壁ダクト６においてどのように機能するかを示している。

図１３ａは座屈点８におけるダクト６又はホース１４内の座屈防止装置を示している。それの横断面は本質的にレンズ状であり、流体は溝を通って流れることができる。座屈点８において、ダクト壁９は本質的に包囲体４を形成し、溝３内には貫通していない。同様にして、包囲体４の面積は、曲がった薄壁ダクト６が座屈防止装置１を挿置した座屈点８において仮定できる最小横断面積を本質的に構成している。

図１３ｂに示す横断面は、座屈点８の前後に位置決めされることになる。横断面は本質的に円形であり、座屈点８から距離が遠くなるにつれて、ダクト６又はホース１４の元の横断面に相応する。横断面がレンズ状の座屈防止装置１はそれにより僅かに変形される。空気圧航空機シート（ＣＨ１４２８／９２）は例えば、この形式の座屈防止装置を利用できる。

図１４ａ及び図１４ｂは、織物１６内のコアー１５を示している。単一プラスチック管１３を備えた第３の実施形態は座屈防止装置として示されている。座屈点８における横断面は既に述べたように、本質的にレンズ状であり、ダクト壁９は包囲体を形成している（図１４ａ）。プラスチック管１３は座屈防止装置１の中間において最小貫流横断面を保証している。

図１４ｂは、座屈点８の前後における横断面を示している。この横断面は本質的には図１３ｂの場合と同様に円形である。しかし、コアー１５が織物１６内にあり、織物における直径ＤをＤ’に短縮することを通して、織物材料に応力σ[Ｎ／ｍ]が導入され、円形横断面を達成するのに力が要求される。この力は線１５における過剰な圧力ρで生じられ得る。過剰な圧力ρはコアーに圧力を加えるか或いは単に液体コラムの重力を通して得られる。このようにして、座屈防止装置は、ヒップ、膝、肘の関節の領域における液体充填コアーの座屈を防止するため及び液体コラムの高さがパイロットの首部と足首との間の高さの差に本質的に相当するのを保証するために、Ｇスーツ（ＥＰ０９８３１９０）において用いら得る。

図１５ａ及び図１５ｂには本質的に図１４ａ及び図１４ｂと同じ形態を示す。座屈防止装置１はこの場合には横断面の変化で変形されないように寸法決めされている。従って横断面の幅は直径 Ｄ’ほぼ相当する。当然この形式の形態はダクト６又はホース１４において用いられる。

第１の実施形態の横断面を示す。 第１の実施形態を伸張した状態で概略的に示す。 第１の実施形態を曲げた状態で概略的に示す。 曲げ部を備えたダクトの長手方向断面を示す。 異なる曲げ部を備えたダクトの長手方向断面を示す。 座屈防止装置を挿入した強く曲げたダクトの横断面を示す。 座屈点の正面図を示す。 第１の実施形態の異なる横断面をもつ包囲体を示す。 第１の実施形態の異なる横断面をもつ包囲体を示す。 第１の実施形態の異なる横断面をもつ包囲体を示す。 第２の実施形態の横断面図を示す。 第２の実施形態の頂面図を示す。 第２の実施形態の頂面の一つの変形例を示す。 第２の実施形態の頂面の別の変形例を示す。 第３の実施形態の横断面図を示す。 第１の実施形態でのホースの横断面図を示す。 第１の実施形態でのホースの横断面図を示す。 第３の実施形態の変形例でのホースの横断面図を示す。 第３の実施形態の変形例でのホースの横断面図を示す。

Claims (18)

1. 薄壁流体ダクト（６）用座屈防止装置（１）であって、
   長手方向に複数のリブ（２）を有し、二つの隣接したリブ（２）の間のスペースが溝（３）を形成し、
   ダクト壁（９）が座屈点（８）においてリブ（２）上に位置ししかも溝（３）内に貫通できないようにして座屈防止装置（１）の横断面がダクトの横断面を満たし、
   座屈防止装置（１）が曲げられた時に溝（３）が開いたままでありしかも流体を浸透でき、
   座屈防止装置（１）の溝（３）を通って流体が循環でき、そして必要ならば圧力を移送できる
   ことを特徴とする薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
2. 長手方向において、リブ（２）が中断され、それにより溝（３）が横断接続部（１０）を介して互いに接続されることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
3. 中断されたリブ（２）がノッブ（１１）として形成され、横断接続部（１０）をもつ溝（１０）が中間スペース（１２）を形成することを特徴とする請求項２に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
4. 少なくとも一つのプラスチック管（１３）を内部に挿入できるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
5. 少なくとも一つのプラスチック管（１３）が補強されることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
6. 包囲体（４）が、座屈点及びダクト（６）の横断面に本質的に相応していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
7. 包囲体（４）がレンズ状であることを特徴とする請求項６に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
8. 包囲体（４）が、座屈防止装置（１）の全長に沿ってダクト（６）の横断面に本質的に相応していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
9. 包囲体（４）が座屈防止装置の中間部分においてレンズ状であり、そして両方向に連続してさらに円形となることを特徴とする請求項８に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
10. 横断面及び包囲体（４）が多重回転対称であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
11. 薄壁ダクト（６）がホース（１４）であり、座屈防止装置（１）が変形できかつそれ自体ホースの横断面の変形に調整できることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
12. 薄壁ダクト（６）が織物に組込んだコアー（１５）であり、座屈防止装置（１）が変形できかつそれ自体圧力ρによって生じたコアー（１５）の横断面の変形に調整できることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
13. 弾性材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
14. エラストマーから成ることを特徴とする請求項１に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
15. 弾性材料が２０〜８０ショアーの硬度をもつことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
16. 弾性材料が２０〜６０ショアーの硬度をもつことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
17. リブ（２）がダクト壁（９）の内側に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
18. ノッブ（１１）がダクト壁（９）の内側に設けられることを特徴とする請求項３に記載の薄壁流体ダクト用座屈防止装置。
    
    

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