JP2009542986A - 導管を結合し密閉する装置、システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

導管を結合し密閉する装置（１０）、システムおよび方法を提供する。本発明の１つの実施の形態によれば、装置は、第１の導管の端部に隣接して位置決めされたエッジトリム（１２）と、第１の導管と第２の導管との間に位置決めされたスリーブ（１４）と、を含む。スリーブは、スリーブの可撓性端部の一部がエッジトリムの少なくとも一部に重なるようにエッジトリムに隣接して位置決めされた可撓性端部と、可撓性端部の反対側の、第２の導管の少なくとも一部上に位置決めされた半硬質端部と、可撓性端部と半硬質端部との間に延在する可撓性中間部と、を含む。装置はまた、スリーブの可撓性端部の一部が保持要素とエッジトリムとの間にはさまれるように、スリーブの可撓性端部上に固定されるように構成された保持要素（１６）をも含む。

Description

発明の背景
（１）発明の分野
本発明の実施の形態は、導管の結合および密閉に関し、特に、接近性および可視性が不足した領域において、様々な形状の導管を可変ギャップ条件および配置で結合および密閉に関する。

（２）関連技術の説明
ダクト、ホース、パイプ、チューブ等などの導管は、車両、航空機、建物などの構造物内で様々な液体や他の要素を輸送するために高い頻度で使用されている。構造物が部分的にまたは全体的に構築された後、導管は何度も取り付けられ、導管はバラバラに取り付けられなければならない。次いで、それらの導管は、取り付け後、結合され密閉されなければならない。

例えば、航空機工業では、ダイ環境制御システムは、空気ダクト分配と混合チャンバー接続システムとの間でのように、航空機の環境を調節するのに必要な液体やガス等を運ぶためのダクトを含む。一般的には、環境制御システムダクトは、航空機が部分的にまたは全体的に構築された後、設計されて取り付けられており、その結果、ダクト形状は、利用可能な空間に適合しなければならず、ダクトは、構造的障害を回避するために、バラバラに取り付けられなければならない。ダクトを取り付ける場合、作動中の膨張を考慮に入れ、移動を提供し、衝撃を吸収するために、名目上１〜３インチのギャップが、ダクトの長さおよび材質に依存してダクト部分間で概して維持される。したがって、ダクトは、円形、楕円、正方形、または利用可能な空間に適合する任意の他の形状であってもよく、ダクトの部分は、全ダクト結合領域にアクセスするまたは見る余地がほとんどない航空機の既に密集した領域において、結合され密閉されなければならない。

環境制御システム管を結合する従来の方法は、室温加硫（ＲＴＶ）接着剤などの接着剤で接続ダクトの隣接部分のまわりに、シリコーン含浸ガラスの平面シートなどのエラストマー敷布を結合することを含む。接着剤は、ダクトシステム上の数箇所で塗布されなければならず、それは、制限された空間およびダクト周りの可視性の不足、接着接合を完了する時間依存性、およびダクト設計の独自性のために困難である。

エラストマー敷布を接合してダクトを結合する工程は、表面処理、洗浄、多数の供給品およびツールを必要とする。ダクトに敷布を貼り付けるために使用される供給品およびツールに加えて、敷布とダクトとの間の接合の完全性を決定するために、Ｘ線機械も一般的に使用される。結合領域のＸ線写真は、接着剤中に空隙がどこにあるか、一様でない接着剤の塗布、基板接合圧力、または敷布とダクトとの間の接合に影響する可能性がある接着剤との他の問題を明らかにする。Ｘ線が、接合に関する問題を明らかにするなら、取付人は、敷布および接着剤を取り除き、接着剤および敷布を再度貼り付け、結合の完全性を再度決定するために、結合のＸ線検査をしなければならない。この工程は、敷布とダクトとの間の接合が許容範囲であり、空隙がなくなるまで、繰り返されなければならない。

一旦敷布とダクトとの間の接合が許容範囲となると、次いで、エラストマー敷布は、金属接合クランプまたは結合ラップでダクトに固定される。しかし、クランプは、敷布で被覆されたダクト結合に、特に、正方形または他の何らかの非円形形状のダクトには、均一な周辺圧力をもたらさない。したがって、ダクトが内部圧力により偏位を受ける場合、ク
ランプは、ダクト表面をへこませ、それは、ギャップを生成し、ダクト内の要素の漏出を引き起こす可能性がある。ダクトの偏位は、また、ダクトに形状を変化させ、それは、クランプ把持の緩み、接着剤の破損、ダクトに含まれる要素の漏出をもたらす可能性がある。さらに、クランプが、敷布およびダクトの適所にしっかりと残存しても、特にダクトが航空機の操作に関連して振動、衝撃および圧力にさらされると、クランプの鋭い端部は、エラストマー敷布を切断する可能性がある。一旦、クランプが敷布を切断すると、敷布は裂けて、再び、ダクトに含まれる要素の漏出を引き起こす。

ダクトに含まれる要素の漏れは、環境制御システムダクトがハイレベルの水分凝縮を含むので、高湿度または熱帯性気候で操作される航空機において特に厳しい。ダクトが完全に結合、密閉されないなら、液体は、ダクト下方に収容され、頭上天井パネルから航空機の乗客領域または本体を通る電気システム上に漏れる可能性がある。水が浸透した電気部品および破損した電気部品への支援のための繰り返される航空会社の顧客要請により、シリコーンが含浸されたガラスの平面シートからなる一時的作業台が、結合システム下で掛けられて、乗客への最終的な水の放出で基礎的電気システムの短絡および結果として生じる故障を防ぐために、水を保持することができる。さらに、水分放出は、緊急着陸手続きを開始することをパイロットに要求する可能性があり、それは、最寄りの空港で早期の上陸のために燃料を降ろすことを含む。

漏れるダクト結合を修理するために、クランプを取り除いてもよく、より幅の広い敷布を、結合を密閉することを試みるために貼り付けてもよい。しかし、一般的には、ダクト、クランプおよび敷布は、取り除かれなければならず、接着剤をダクトから洗浄しなければならず、それは、困難で、時間を消費し、管を破損しがちである。次いで、新しい接着剤、敷布およびクランプを、ダクトに再度貼り付けなければならず、それは、問題を改善することが保障されない他の労働集約型で時間を消費する手順である。さらに、ある強制航空機メンテナンスおよび構造確認中に、環境管理ダクトシステム全体が取り除かれ再度取り付けなければならない。繰り返される修理および再度の取り付け後、環境管理ダクトシステム全体は、ダクトの接合表面上の磨耗および裂傷のために交換されなければならない。したがって、ダクトの初期の接合および密閉に関与する時間と費用に加えて、修理、再度の取り付け、および最終の交換は、関与する人間の労働および時間、航空機のための飛行時間の損失、および取り除いた後に再利用することができないダクトシステムの一部を交換するコストのために、非常に高価である。

したがって、特有のシステムの問題点を有する導管を結合し密閉する効率的な方法のために業界に必要性が存在する。特に、内部圧力下で導管の偏位が、結合からの漏出を引き起こさないように、様々な形状の導管を結合し完全に密閉する効率的な方法の必要性が存在し、結合は、頻繁に修理されたり交換されたりする必要がない。さらに、人間の労働の過度の投資および時間なしで、航空機のための飛行時間の重大な損失なしで、導管システムの一部または全部を交換する必要なしで、結合が完全な保守点検のために取り除かれ、再度取り付けられるなら望ましい。

発明の簡単な概要
本発明の実施の形態は、上記ニーズに取り組み、導管を結合し密閉するための装置、システムおよび方法を提供することにより、他の利点を達成する。１つの実施の形態によれば、導管および空気混合プレナムは、導管および空気混合プレナムが互いに流体連通するように結合されている。本発明の実施の形態は、一般的に、可撓性端部および半硬質端部を有するスリーブを採用し、半硬質端部は、スナップ式に空気混合プレナムの端部上に位
置決めされている。スリーブの可撓性端部は、導管に機械的に係合することができる。したがって、半硬質端部も可撓性端部も、それぞれ、空気混合プレナムおよび導管への結合を必要としない。さらに、スリーブは、様々な断面（例えば、非円形）を有するとともに、それらの間の可変ギャップ条件および配置の導管を係合することができる。

本発明の１つの実施の形態では、導管を結合し密閉するための装置を提供する。装置は、第１の導管の端部に隣接して位置決めされたエッジトリムと、第１の導管と第２の導管との間に位置決めされたスリーブと、を含む。スリーブは、スリーブの可撓性端部の一部がエッジトリムの少なくとも一部に重なるようにエッジトリムに隣接して位置決めされた可撓性端部と、可撓性端部の反対側の、第２の導管の少なくとも一部上に位置決めされた半硬質端部と、可撓性端部と半硬質端部との間に延在する可撓性中間部と、を含む。半硬質端部は、スリーブの可撓性端部ほど可撓性ではない。装置は、また、スリーブの可撓性端部の一部が保持要素とエッジトリムとの間にはさまれるように、スリーブの可撓性端部上に固定されるように構成された保持要素を含む。

装置の態様によれば、装置は、また、スリーブの半硬質端部に隣接して接合されたエラストマー材料の層を含む。エラストマー材料の層は、第２の導管から外側に延在するビーズに適合するように構成された内側に延在する隆線を含んでいてもよい。保持要素は、スリーブの可撓性端部の少なくとも一部がビーズと内側に延在する隆線との間にはさまれるように構成されるように、内側に延在する隆線およびエッジトリム、および外側に延在するビーズを含んでいてもよい。さらに、装置は、スリーブの中間部に沿って位置決めされた少なくとも１つの渦巻き状の構造物を含んでいてもよい。スリーブの半硬質端部は、半硬質材料の複数の層を含んでいてもよく、ここで、半硬質材料の各層の長さは異なる。スリーブの半硬質端部は、ドッグボ−ン形状で構成されていてもよい。

装置のさらなるの態様は、エッジトリムに隣接して位置決めされるとともに、第１の導管の端部に隣接し少なくとも部分的に第１の導管の端部内にある挿入物を含む。エッジトリムの内面の少なくとも一部が、複数の鋸歯状の縁を含んでいてもよく、ここで、鋸歯状の縁は、挿入物の外面から外側に延在する鋸歯状の縁を係合するように構成されている。同様に、挿入物の外面の少なくとも一部が、複数の鋸歯状の縁を含んでいてもよく、ここで、鋸歯状の縁は、第１の導管の内面から外側に延在する鋸歯状の縁を係合するように構成されている。さらに、エッジトリムは、挿入物の端部に隣接して位置決めされたリップを含んでいてもよい。第１の導管に隣接して位置決めされた挿入物の少なくとも一部は、エラストマー材料であってもよい。さらに、エッジトリムは、第１の導管の端部の少なくとも一部に隣接して位置決めされていてもよく、ここで、エッジトリムの少なくとも一部は、エラストマー材料を含んでいてもよい。

本発明のさらなる実施の形態は、導管および空気混合プレナムを結合し密閉するためにシステムを提供する。システムは、導管と、導管から離れて配置された空気混合プレナムとを含み、それらの間にギャップを規定する。システムは、さらに、導管と空気混合プレナムとの間のギャップ内に位置決めされ、可撓性端部と、可撓性端部の反対側の半硬質端部とを含むスリーブを含む。半硬質端部は、スリーブの可撓性端部ほど可撓性ではない。可撓性端部は、導管の少なくとも一部上に位置決めされており、半硬質端部は、導管および空気混合プレナムが互いに流体連通するように、空気混合プレナムの少なくとも一部上に位置決めされている。システムの変形例によれば、システムは、導管の端部に隣接して位置決めされたエッジトリムと、スリーブの可撓性端部の一部が保持要素とエッジトリムとの間にはさまれるように、スリーブの可撓性端部上に固定されるように構成された保持要素と、および／またはエッジトリムに隣接して位置決めされるとともに、導管の端部に隣接し少なくとも一部が導管の端部内にある挿入物と、を含んでいてもよい。

本発明の１つの実施の形態のさらなる変更例は、導管を結合し密閉する方法を提供する。方法は、第１の導管の端部に隣接してエッジトリムを取り付けるステップと、第１の導管と第２の導管との間にスリーブを延在するステップと、を含む。方法は、また、スリーブの可撓性端部の一部がエッジトリムの少なくとも一部に重なるように、エッジトリムに隣接するスリーブの可撓性端部の位置決めをするステップと、第２の導管の少なくとも一部上にスリーブの半硬質他端部の位置決めをするステップと、を含む。半硬質端部は、スリーブの可撓性端部ほど可撓性ではない。さらに、方法は、スリーブの可撓性端部の一部が保持要素とエッジトリムとの間にはさまれるように、スリーブの可撓性端部上に保持要素を固定するステップを含む。

方法のさらなる態様は、エッジトリムに隣接するとともに、第１の導管の端部に隣接し第１の導管の端部内に少なくとも一部がある挿入物を取り付けるステップを含む。位置決めをするステップは、エッジトリムから外側に延在するビーズ上にスリーブの可撓性端部を位置決めをするステップを含んでいてもよく、および／または、固定するステップは、スリーブの可撓性端部の少なくとも一部およびエッジトリムから外側に延在するビーズ上に保持要素を固定するステップを含んでいてもよい。さらに、位置決めをするステップは、第２の導管から外側に延在するビーズ上にスリーブの半硬質端部の位置決めをするステップを含んでいてもよく、および／または位置決めをするステップは、空気混合プレナムの少なくとも一部上にスリーブの半硬質端部の位置決めをするステップを含んでいてもよい。

本発明のさらなる実施の形態は、導管を結合し密閉するためのスリーブを提供する。スリーブは、内面および外面を有するコア層（例えば、エラストマーまたは発泡材料）、およびコア層の内面および外面のそれぞれの少なくとも一部に接合された、面の第１の層および第２の層（例えば、繊維層上に被覆されたエラストマー材料）を含む。スリーブは、また、半硬質材料を含むスリーブの一部がスリーブの残りの部分ほど可撓性でないように、面の第１の層と第２の層との間に位置決めされ、スリーブの第１の端部に隣接する半硬質材料（例えば、あらかじめ含浸された複合材料）の少なくとも１つの層を含む。

スリーブの様々な任意の特徴は、半硬質材料の層を含むスリーブの一部に沿って面の第１の層に接合されたエラストマー材料の層を含む。エラストマー材料の層は、内側に延在する隆線を含んでいてもよく、ここで、隆線は、空気混合プレナムから外側に延在するビーズに適合するように構成されている。スリーブは、また、渦巻き状の構造物が半硬質材料の層を含むスリーブの一部に重ならないように、スリーブの中間部に沿って位置決めされた少なくとも１つの渦巻き状の構造物を含んでいてもよい。各渦巻き状の構造物は、面の第１の層、面の第２の層および／またはコア層に隣接して、またはそれらの層内に位置決めされていてもよい。スリーブは、面の第１の層と第２の層との間に位置決めされた半硬質材料の複数の層を含んでいてもよく、ここで、半硬質材料の各層の長さは異なる。半硬質材料の少なくとも１つの層は、コア層内に埋め込まれていてもよく、またはコア層に隣接して位置決めされていてもよく、面の第１の層および第２の層およびコア層の少なくとも１つの中で回転可能な丸い端部を含んでいてもよい。

多角的な視点による図面の簡単な説明
本発明を一般用語で説明してきたが、ここで添付図面を参照する。これら図面は必ずしも縮尺どおりに描かれていない。

発明の詳細な説明
本発明を、添付図面を参照して以下により完全に説明するが、図面によっては、本発明のすべての実施の形態を示していない。本発明は、実際には様々な形態で具体化されても
よく、本明細書で説明する実施の形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、この開示が適用可能な法的必要条件を満たすように、これらの実施の形態が提供される。同じ番号は、全体にわたって、同じ要素について言及する。

以下、図面、特に図１を参照して、導管を結合し密閉するための装置１０の１つの実施の形態を示す。図示される実施の形態において、導管を結合し密閉するための装置１０は、エッジトリム１２、スリーブ１４、保持要素１６および挿入物１７を含み、導管１８を結合する。図１に示すように、スリーブ１４は、ダクトと空気混合プレナムとの間を延在している。

本明細書で使用するように、導管１８は、車両、航空機または建物などの構造内で様々な液体、ガスまたは他の要素を運ぶ、または分配するために使用される任意のダクト、ホース、パイプ、チューブ等であってもよいので、用語「導管」は、限定することが意図されない。例えば、航空機では、環境制御システムはダクトを含み、液体を運んでエアダクト分配と混合チャンバー接続システムとの間でのように、航空機の環境を調節する。さらに、導管は、円形、楕円または長方形などの様々な断面を有していてもよい。さらに、本明細書では、航空機について言及するが、本発明の実施の形態は、建物におけるように、導管間の液体の輸送が必要な他の構造で利用してもよい。

挿入物１７は、導管の端部の周りに導管１８の内面に隣接するとともに、エッジトリム１２に隣接して延在している。挿入物１７は、一般的には、樹脂であらかじめ含浸された繊維などの剛体材料である。挿入物１７は、任意の所望の長さとして、導管１８およびエッジトリム１２との十分な接触を促進することができる。導管１８を切り取って、航空機内のギャップ変動による一定のギャップを維持する場合、導管のハニカムセル構造が露出され、それは、吸湿および導管の構造損失に結びつく可能性がある。挿入物１７は、また、導管１８によって運ばれる要素が、導管１８の端部に入り込むことを防ぎ、複合導管の層間剥離を防ぐ。このように、図４に示すように、挿入物１７は、横方向にまたは半径方向に延在する壁２０を含み、壁２０は、導管１８の露出端部に当接してハニカム端部を密閉する。壁２０は、エラストマー材料として、ハニカムの隙間への材料の浸透による堅固な密閉をもたらすことができる。さらに、挿入物１７のゴム状特性は、適切な摩擦をもたらして、固定して係合し、導管１８の端部の周りの密閉をもたらす。

エッジトリム１２は、図１、１Ａに示すように、挿入物１７の外面に隣接して延在する。エッジトリム１２は、また、挿入物の端部周りに延在するリップ２２を含む。リップ２２は、また、さらに挿入物１７の内面のカバー部まで延在してもよい。導管１８の端部に最も近くの挿入物１７の表面に沿って少なくとも部分的に延在することによって、エッジトリム１２は、滑らかな表面をもたらして、スリーブ１４を支持し係合するとともに、結合を密閉する。したがって、エッジトリム１２および挿入物１７は、材料のタイプに関連した欠陥、複合材料層の終端、金属の溶接物、導管の欠陥などの、スリーブ１４との密閉において障害を引き起こす可能性がある導管１８の端部におけるいかなる欠陥も隠す。一般に、エッジトリム１２を成形して、導管の端部の形状を特別に適合させて、結合され密閉されるが、標準サイズのエッジトリムが、標準導管の形状およびサイズ用に作製されてもよい。

エッジトリム１２は、また、導管１８の端部の近傍に、エッジトリムの外面から外側に延在するビーズ２４を含んでいてもよい。ビーズ２４は、図１、４においてエッジトリム上に示している。ビーズ２４は、エッジトリム１２の周囲に部分的にまたは全体的に延在してもよい。ビーズ２４は、用途に応じて様々なサイズおよび形状であってもよいが、一般的にスリーブ１４の厚み未満の高さで半円または他の円形形状を一般的に有する。

エッジトリム１２は、任意の適切な材料からなってもよい。しかし、エッジトリム１２と挿入物１７との間で最も堅固な密閉を生成するために、エッジトリム１２は、エラストマー材料などの任意の半圧縮可能で耐損傷可撓性材料からなっていてもよい。エラストマー材料は、シリコーンまたはエラストマー被覆繊維ガラス繊維であってもよい。エッジトリム１２の特性は、導管１８の特定の用途および環境に特別に製造されていてもよい。例えば、フルオロシリコーン、ニトリル、ネオプレンまたは他のエラストマーなどの当業者に公知なように、エッジトリム１２用の材料の適切なマトリックスを選択することによって、エッジトリム１２は、炎／火、衝撃、磨耗、インパクト、溶媒、化学薬品／ガス、天候および／または温度抵抗となされていてもよい。

エッジトリム１２は、また、樹脂が含浸された繊維強化繊維を形成することによって、またはそうでなければ、製造中にエッジトリム内で樹脂が含浸された繊維強化繊維を一体化することによって、部分的にまたは全体的に堅くされていてもよい。挿入物の端部に対向するエッジトリム１２のリップ２２は、堅くされて、挿入物の端部の周りに安定性をもたらすとともに、挿入物の端部に実質的に平行にビーズ２４を維持してもよい。この状況で、挿入物とエッジトリム１２との間の堅固な密閉を確実するために、挿入部１７に対向するエッジトリム１２の内面は、エラストマー材料などの任意の半圧縮可能で耐損傷可撓性材料からなっていてもよい。

補強材のタイプは、エッジトリム１２の特定の環境上の用途用に選択されてもよい。例えば、３Ｍ社から市販されているＮｅｘｔｅｌ（商標）、ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているケブラー（商標）などのポリエステル、繊維ガラスまたはアラミド繊維は、エッジトリムの所望の特性に依存して補強材として添加されていてもよい。さらに、樹脂材料の例は、熱可塑性または熱硬化性材料である。繊維補強材の製織パターンも、導管１８の表面に適合する際に適応性を達成するために選択されてもよい。例えば、一方向にエッジトリム１２の伸張を可能とし、一方、他の方向にエッジトリムを安定させる織り方は、吊り索織り方として当業者に公知であり、１つのエッジトリムが様々な導管の厚みを提供する用途において望ましい。

図５、５Ｃは、挿入物１７が省略される本発明のさらなる実施の形態を図示し、エッジトリム１２は、導管１８の端部の一部内に導管の端部に隣接して延在する。エッジトリム１２は、また、導管１８の端部の縁の周りに延在するリップ５０を含む。リップ５０は、また、導管１８の端部に隣接し、さらに図５Ｃに示すように導管の外面の一部に沿って延在していてもよい。リップ５０は、水分浸透を防ぎ、導管１８の露出端部の周りのより堅固な密閉を容易にするように、導管１８の露出端部を係合するように構成されている。例えば、リップ５０は、エラストマー材料を含むエッジシール５２を含んでいてもよく、導管１８のハニカム材料の隙間に適合することができる。

図４は、本発明の他の実施の形態によるエッジトリム１２、挿入物１７および導管１８を示す。特に、図４Ａは、挿入物１７の外面が、導管１８の内面から延在する複数の鋸歯状の縁２８を係合するように構成された複数の鋸歯状の縁２６を含むことを示す。図４Ｂに示すように、鋸歯状の縁２６は、より短い線形部分から角をなして延在するアーチ形部を含む。同様に、エッジトリム１２の内面は、図４Ｂに示すように、挿入物１７から延在する鋸歯状の縁２６を係合することができる複数の鋸歯状の縁３０を含む。鋸歯状の縁３０は、鋸歯状の縁２６の同様の構成を含むが、短い線形部分がエッジトリム１２の内面から離れるように位置決めされるように逆である。

鋸歯状の縁は、係合表面間の結合関係をもたらし、スリーブ１４内の気流（図４Ａ、４Ｃ参照）および背圧に応じて互いに確実に係合する様々なサイズおよび構成としてもよい
ので、図示される鋸歯状の縁２６、２８および３０の構成が、限定することを意図しないことが理解される。例えば、スリーブ１４内の気流および背圧は、気流（図４Ａの左右）の方向に鋸歯状の縁２６を移動させ、鋸歯状の縁２８を係合する。したがって、鋸歯状の縁２６、２８および３０は、互いに係合して、エッジトリム１２、挿入物１７および導管１８間の結合（例えば、接着剤で）が必要でないように、それらの間に機械的係合をもたらす。したがって、エッジトリム１２、挿入物１７および導管１８は、部品を破壊または破損することなく、メンテナンスのために容易に組み立てられ、取り外されることができる。しかし、エッジトリム１２、挿入物１７および導管１８は、必要に応じて、任意のタイプの相性のよい接着剤で接合されてもよい。

本発明のスリーブ１４は、結合される導管１８の端部間に延在するギャップ（図１の「Ａ」として示した）間を延在する。図１に示された実施の形態では、スリーブ１４は、ダクトと空気混合プレナムとを結合する。スリーブ１４は、スリーブの一端でダクト上で、スリーブの他端部で空気混合プレナム上で、少なくとも部分的にエッジトリム１２を囲む。以下にさらに詳細に説明するように、エッジ端部１２は、ビーズ２４を有し、スリーブ１４は、ビーズ上を囲むまたは延在する。スリーブは、また、ビーズ２４に適合するように構成された、内側に延在する溝を画成してもよい。

本発明のスリーブ１４の１つの実施の形態の断面図を図２に示す。スリーブ１４は、異なる方法で構成されていてもよいが、この実施の形態のスリーブは、一般的に、コア３２、外面３４、内面３６を含む。コア３２は、導管１８の特定の用途および／または環境に依存する、任意のエラストマーまたは発泡プラスチックからなってもよい。例えば、コア３２は、制御圧縮、反発弾性、耐熱性、耐酸化性および耐オゾン付着が望ましい用途において、自己スキン細胞シリコーン発泡体またはゴムからなっていてもよい。

スリーブ１４、エッジトリム１２および実施の形態によっては保持要素１６間の流体抵抗および摩擦を向上するために、外面３４および内面３６は、コア３２に接合されていてもよい。面３４、３６は、適切な繊維上に被覆された任意の適切なエラストマーからなってもよく、それらの特定の特性は、導管１８の用途および環境に依存して選択される。例えば、外面および内面３４、３６の両方は、フルオロエラストマーで被覆された繊維などのエラストマー被覆繊維からなってもよく、スリーブ１４とスリーブ１４に隣接して位置決めされた部品との間の高い摩擦係数をもたらす。また、内面３６は、導管１８上にスリーブ１４、エッジトリム１２および／または挿入物１７を保持するために、高い摩擦係数を有するエラストマー被覆繊維からなっていてもよく、一方、外面３４は、少なくとも最初に容易にスリーブ上に保持要素１６を滑らせるために、ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販のＴｅｆｌｏｎ（商標）などの低い摩擦材料から少なくとも部分的になってもよい。

繊維上に被覆された未硬化エラストマーは、ゴム、ゴム系またはシリコーン材料であってもよい。高い摩擦係数のために、エラストマーは、繊維ガラスまたは他の適切な繊維上に被覆されていてもよい。特に基板材料と結合する場合、比較的高い摩擦係数を有するエラストマー被覆繊維の１つの例は、ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販のフルオロエラストマーＶｉｔｏｎ（商標）である。より低い摩擦係数を有する材料について、エラストマーは、ｄｕ Ｐｏｎｔ
ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販のＫｅｖｌａｒ（商標）などのポリエステル、アラミド、３Ｍ社から市販のＮｅｘｔｅｌ（商標）、または他の特定の用途に適切な繊維上に被覆されていてもよい。さらに、層中の所望の伸張量を得るために、繊維中の繊維は、バイアス位置（より多くの伸張）から非バイアス位置（より少ない伸張）に適応していてもよい。バイアス繊維は、繊維の長さに対して４５度の角度でラップおよびフィル繊維からなり、繊維を実質的に任意の方向に伸張
することができる。非バイアス繊維は、ラップ繊維が繊維の長さと一般的に平行で、フィル繊維に垂直なラップおよびフィル繊維からなる。非バイアス繊維は、ラップおよびフィル方向だけに実質的に伸張するが、非バイアス繊維は、繊維の長さに対角線上にカットされて、バイアス特性を有する繊維を生成してもよい。作動中に内部圧力により導管１８間でスリーブ１４の偏位を防ぐために、例えば、外面および／または内面３４、３６は、非バイアス材料上に被覆されたエラストマーからなってもよく、その結果、外側の層がスリーブが伸張することを防ぎ、このようにして偏位を防ぐ。

図２はまた、外面および内面３４、３６がスリーブ１４の一端または両端でコア３２より長く、その結果、各面は、コア３２を完全に囲むことができることも示す。コア３２よりも長い外面３４、３６の領域は、エッジトリム１２、導管１８および／または挿入物１７上でスリーブを握り引っ張るための領域としてのスリーブ１４の取り付けにおいて利用することができる。一般的に、コア３２は、スリーブの全長またはスリーブ内で任意の所望の長さを延在してもよいが、少なくともスリーブ１４の中間部に沿って延在するように構成されている。

さらに、図１、２は、スリーブ１４がスリーブの中間部の周囲に延在する渦巻き状の構造物３８も含むことを示している。渦巻き状の構造物３８は、スリーブ１４内に、またはスリーブの外側の周りに組込まれていてもよい。例えば、渦巻き状の構造物３８は、コア３２内に、またはコアと面３４、３６との間に埋め込まれていてもよい。渦巻き状の構造物３８の直径、コイルピッチおよび材料は、作動条件中にスリーブ継手でストレスを生成することなく、そして内部圧力がスリーブ１４を膨らせることなく、所望の柔軟性を達成するために特別に製造されていてもよい。渦巻き状の構造物は、さらにスリーブ１４の偏位を防ぎ、保持要素１６の端部に対する摩擦を生成してもよい。さらに、図５は、スリーブ１４の内外面の周りに巻かれた渦巻き状の構造物などの、１つより多い渦巻き状の構造物３８を用いてもよいことを示している。スリーブ１４に組み合わせてもよい渦巻き状の構造物のさらなる検討のために、米国特許第６，８３０，０７６号および第６，０００，４３５号は、両方とも本出願人に譲渡され、引用することによって本明細書に組込むものとする。

装置１０のさらなる態様によれば、スリーブ１４は、空気混合プレナム（図２の「Ａ」として指定された）の一部に重なるように構成された半硬質端部を含む。半硬質端部は、一般的に、スリーブの残りの一部ほど可撓性ではない。特に、半硬質端部は、面３４、３６の層間に位置決めされた半硬質材料４０の複数の層を含む。コアがスリーブ１４の半可撓性端部内に延在するように構成されるなら、半硬質材料４０は、また、コア３２内に埋め込む、またはコア３２に隣接して位置決めしてもよい。半硬質端部は、その構成において一般的にドッグボーンである。特に、半硬質端部は、空気混合プレナムに隣接する平面部４２、スリーブの中間部に隣接して延在する平面部４４、それらの間に延在する角度部４６を含む。半硬質材料４０の各層は、あらかじめ含浸された繊維ガラス布を含んでいてもよい。

さらに、図２、５Ａは、半硬質材料４０の１つの層が、他の層より長いことを示す。同様に、図３は半硬質材料４０の３つの層を示し、ここで、各層は外面および内面３４、３６間で長さが次第に増加する。空気混合プレナムに隣接する多くの半硬質材料４０の層があるので、半硬質端部の剛性は、スリーブの中間部に向けてスリーブ１４の端部から減少する。さらに、半硬質材料４０の層の末端は、空気混合プレナムでスリーブ１４接触面が引き抜かれることを防止する曲げモーメントおよび曲げ力を次第に吸収する「工程」を生成する。したがって、半硬質端部は、スリーブと空気混合プレナムとの間の剪断係数の制限と同様に、スリーブ１４と空気混合プレナムの取り付けから離れて荷重を分配することに役立つための「ヒンジ」として構成されている。図５Ａはまた、半硬質材料４０の層の
端部の１つまたは複数が、丸い端部５６またはその上に画成または取り付けられたボールを含んでもよいことをも示している。丸い端部５６は、別々に、半硬質材料の端部を係合することができる画成された溝を有する熱可塑性ボールなどの半硬質材料４０の端部に取り付けてもよい。また、丸い構成に半硬質材料の端部を操作することによってなどのように、丸い端部５６は、半硬質材料４０と形成してもよい。半硬質材料の層がスリーブ１４および／または空気混合プレナムが取り付けられた場合回転することができるように、丸い端部５６は、面３４、３６および／またはコア３２上に座面を形成する。

半硬質端部は、図３、５Ａに示すように、内面３６の一部に塗布されるエラストマー材料５４の層をも含む。例えば、エラストマー材料５４は、シリコーンゴム材料としてもよい。エラストマー材料５４は、「吸収」タイプの係合で、半硬質端部と空気混合プレナムとの係合を容易にする。より詳細には、エラストマー材料５４は、空気混合プレナムの外面から外側に延在するビーズ４８に適合することができる。例えば、半硬質材料４０の最長層は、空気混合プレナムのビーズ４８およびエラストマー材料５４に適合する、内側に延在する隆線を含んでいてもよい。したがって、半硬質材料４０の層は、ビーズ４８で明確な密閉のために、基礎的エラストマー材料５４に対して圧力をかける。特に、ビーズ４８に対する圧力は、硬度、圧力および機械的係合を加えるために、エラストマー材料５４を圧縮し密度を高める。

図３、５Ａは、空気混合プレナムとの接触面でのスリーブ１４の末端５５が、様々な構成であってもよいことを示している。例えば、図１は、スリーブ１４が半硬質材料４０の層を含み、空気混合プレナムとの末端５５で先細りにしてもよいことを示す。または、図５Ａは、スリーブ１４が末端５５で空気混合プレナムに隣接して延在して空気混合プレナムに対して直角を画成することを示し、導管１８と空気混合プレナムとの不整合によって引き起こされる片持ち梁の荷重を吸収し、スリーブ引き抜かれること（つまり、開くこと）を防ぐことができる。末端５５は、スリーブ１４内または隣接して位置決めされた剛体材料（例えば、Ｌ−形状）を含んで、図５Ａに示すように、正しく位置合わせされていない荷重の移動ことを制限してもよい。

半硬質端部は、様々なサイズおよび構成であってもよいので、スリーブ１４の図示の半硬質端部の限定を意味しないことが理解される。例えば、半硬質端部は、あらかじめ含浸された繊維ガラス布の１つまたは複数の層を含んでいてもよい。さらに、半硬質端部は、炭素繊維、ポリエステルガラス、エポキシガラス、高分子または熱可塑性ガラス材料などの、空気混合プレナムに隣接するスリーブにさらなる剛性をもたらす半硬質材料４０の１つまたは複数の層を含んでいてもよい。さらに、ドッグボーン構成を有するように、スリーブ１４の半硬質端部は示されているが、スリーブは、導管１８の結合および密閉に必要な仕様に依存して、一定の直径または様々な他の直径としてもよい。したがって、半硬質材料４０の各層は、スリーブ１４または他の構成内で一般に平面であってもよい。さらに、半硬質材料４０の最長層は、スリーブ１４の外表面または内側面に隣接して位置決めしてもよい。

図５Ａおよび５Ｂは、引っ張り結合５８がスリーブ１４（図５Ｂに示す矢印によって示されるように）の偏位を制御するために利用される本発明のさらなる態様を示す。引っ張り結合５８は、直接、渦巻き状の構造物３８に取り付けられ、スリーブの縦軸に概して垂直に延在する。引っ張り結合５８は、一般的には、スリーブに外部から取り付けられており、スリーブ１４を延在する。そのようなものとして、シール層６０または接着剤などの様々な技術が、スリーブ１４からの漏出を低減するために利用されてもよい。シール層６０は、また、スリーブ内の負の圧力によりスリーブ１４を支持することが必要であってもよい。さらに、スリーブ１４は、断面が概して楕円形であり、引っ張り結合５８は、スリーブ／導管接触面でひずみを制限するダイスリーブの外側の偏位を制限する。したがって
、引っ張り結合５８は、より高い圧力用途において必要である可能性がある。引っ張り結合５８は、ダイスリーブ１４の縦軸に沿って各引っ張り結合間の間隔またはピッチが、スリーブまたは導管１８のダイ直径または短軸以下であるように、一般的に位置決めされている。

図６は、引っ張り結合５８の様々な構成を本発明のさらなる実施の形態で適用してもよいことを示している。例えば、ダイテンション結合５８Ａは、他端部で結合され、ダイスリーブ１４に取り付けられたコードであってもよい。コードは、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、繊維ガラス、ナイロン、ポリエステルまたはワイヤーなどの様々な材料としてもよい。金属、プラスチックまたは他の同様の材料などの支持材料で、スリーブ１４の外表面に結合されてもよい。さらに、引っ張り結合５８Ｂは、ロッド／ボルトまたはチューブ／ナットの組み合わせとしてもよい。図６は、引っ張り結合５８Ｂが、雌型部材と結合するねじ式雄型部材であってもよいことを示す。さらに、引っ張り結合５８Ｃは、ねじ式であり、スリーブ１４の外面から雄ボルトと結合することができる雌他端部を有するロッド／ボルト／チューブであってもよい。さらに、図６は、引っ張り結合５８Ｃが、スリーブ内の正負圧力の両方からなるように、雌部材の端部が、さらなる支持のためのスリーブ１４の内側面に隣接して位置決めされたヘッドを含んでいてもよいことを示す。図６はまた、引っ張り結合５８Ｄがスリーブ１４内の内部に位置決めされ、接着剤などによって内部に、および／またはファスナーでのように外部から取り付けられたパーティションまたはウェブであってもよいことも示す。引っ張り結合５８Ｄは、Ｚ形状、Ｉ形状またはＵ形状などの様々な構成であってもよい。

図１、１Ａに示す保持要素１６は、エッジトリムに対する位置にスリーブを保持するために、導管１８に取り付けられたスリーブ１４の一部、エッジトリム１２、挿入物１７を囲むように構成されている。保持要素１６の形状は、エッジトリム１２の形状と適合するために特別に製造されていてもよく、部分的にスリーブ１４を圧縮する。例えば、保持要素は、エッジトリム１２から外側に延在するビーズ２４に適合する、内側に延在する隆線６２を含んでいてもよい。

保持要素１６は、剛体材料からなってもよく、保持要素１６は、堅く均一にスリーブ１４、エッジトリム１２および挿入物１７を係合して、導管１８の端部の周りに密閉をもたらす。保持要素１６の剛体特性は、また、少なくとも導管１８の端部の近傍で、導管１８内の内部圧力により導管１８の偏位を防ぐ。保持要素１６の反偏位特性は、また、導管１８を結合する保持要素１６および他の部品によって生成された密閉の耐漏れ性に添加する。保持要素１６は、導管１８上に力を作用させ、導管１８の偏位は、保持要素１６および他の部品上に反対方向の力を作用させ、導管の端部の周りに堅固な密閉をもたらす。さらに、図５、５Ｃは、挿入物１７が必要でないように、保持要素１６がエッジトリム１２およびスリーブ１４と係合する他の実施の形態を図示する。

保持要素１６は、工程によって作製されてもよく、重量必要条件、材料コスト、ツールのコストおよび量などの様々な要因を評価することによって選択された材料からなってもよい。例えば、保持要素１６は、金属ツール、つまり、加熱および圧力下で硬化された保持要素およびオーブンの形状を画成する回転軸上にあらかじめ含浸された繊維ガラス布の複数層を積層することによって製造された複合材料からなってもよい。一旦保持要素１６が硬化されれば、用途の特定の設計寸法に適合するように調節してもよい。保持要素を作成する工程および材料の他の例は、射出成形された加熱可塑性物質、圧縮成型熱硬化プラスチック、機械加工された成型物および圧延形成金属を含む。

上記検討するように、スリーブ１４が圧縮可能材料からなるなら、保持要素１６は、スリーブの名目上圧縮されていないサイズより小さいサイズとされることが好ましいが、ス
リーブが十分に圧縮されるなら、一旦スリーブが、生じるサイズに等しいまたはわずかに大きい導管１８上に取り付けられる。そのため、保持要素１６は、導管１８の端部の方に移動されると、一般的にスリーブ１４を圧縮する。したがって、保持要素が導管１８の端部近傍の適所にある場合、スリーブ１４は、隆線６２に隣接して保持要素１６の少なくとも一部下で圧縮されてもよい。スリーブ１４の残りの部分は、一般的に圧縮されない。一旦、保持要素１６が適所にあれば、スリーブ１４の圧縮されていない部分は、少なくとも導管１８の端部から離れる方向に、少なくとも、保持要素１６が移動するのを部分的にまたは阻止することができる。

保持要素１６は、また、少なくとも１つの外側に延在する支援体６４を含んでいてもよい。支援体６４は、保持要素１６の外側の偏位を防ぐまたはさらに制限して、堅固な密閉を確実する。図１Ａ、５Ｃに示すように、支援体６４は、システムの偏位からなるために、剛性を加えるための、ホックなどの様々な構成とすることができる。

エッジトリム１２、スリーブ１４および保持要素に関する上記検討は、限定を意図しないと理解される。例えば、エッジトリム１２、スリーブ１４および保持要素１６の材質および構成は、導管を結合し密閉するための特定の用途のために修正されてもよい。エッジトリム１２、スリーブ１４および保持要素に関する別の構成の例示的検討に関して、米国特許出願第２００６０００６６５０号が参照され、それは、本出願人に譲渡され、引用することによって本明細書に組み込むものとする。

図７は、本発明の１つの実施の形態による導管（例えば、ダクトおよび空気混合プレナム）を結合し密閉する例示的方法を示している。導管および空気混合プレナムを結合するために、エッジ端部１２、導管１８（ブック６２）の端部上に取り付けられている。１つの実施の形態によれば、挿入物がエッジトリム１２に隣接いて位置決めされているとともに、挿入物１７も導管１８の端部に取り付けられていてもよい。エッジトリム１４、挿入物１７、導管１８のそれぞれは、鋸歯状の縁２６、２８、３０を含んでおり、それらは、一般的にはエッジトリム、挿入物および／または導管をともに接合する必要性を取り除く機械的係合をもたらす。次いで、スリーブ１４は、導管１８と空気混合プレナム（ブロック６４）との間に延在していてもよく、スリーブの可撓性端部は、エッジトリム１２（ブロック６６）の端部を少なくとも部分的に被覆するために位置決めされており、一方、スリーブの半硬質端部が少なくとも部分的に空気混合プレナム（ブロック６８）の端部に重なるように位置決めされている。エッジトリム１２がビーズ２４を有するなら、次いで、スリーブ１４の１つの端部は、ビーズを被覆していてもよく、空気混合プレナムも、スリーブの半硬質端部に適合するビーズ４８を有している。スリーブ１４の半硬質端部で、エラストマー材料５４は、スリーブと空気混合プレナムのビーズ４８との係合を容易にするために採用されていてもよい。次いで、保持要素１６は、保持要素１６とエッジトリム１２（ブロック７０）との間にスリーブ１４をはさむように、導管１８の端部に向けてスリーブ１４上を滑る。エッジトリム１２がビーズ２４を有するなら、保持要素１６は、ビーズに向けてスリーブ１４上を滑り、その結果、スリーブの一部は、保持要素とビーズとの間にはさまれる。

本発明の実施の形態は、いくつかの利点をもたらすことができる。例えば、本発明の１つの実施の形態の装置、システムおよび方法は、導管を結合し密閉する経済的で有効な方法をもたらすことができる。本発明の装置は、形状および材質特性によって一緒に動くように設計された部品の組み合わせによって、導管の端部周りの密閉を生成する。したがって、導管のサイズ差、ギャップ変化および不整合は、導管間の有効な密閉をもたらすようになされていてもよい。さらに、部品の特性および特徴は、導管の偏位が、一般的に、密閉の破損および導管によって運ばれる要素の漏出を引き起こす従来の密閉方法と異なり、導管の固有の性質を利用してさらに強い密閉を生成する作動中に偏向させてもよい。部品
をあらかじめ作製し、接着剤なしで導管の周りに快適に適合するように設計しているので、本発明の１つの実施の形態の導管を結合し密閉するための装置は、導管上に取り付けることが従来のシステムより容易である可能性があり、取付人が費やさなければならない時間および努力を低減する可能性がある。さらに、本発明の１つの実施の形態の装置および方法は、導管または部品を破損することなく、取り除かれ再取り付けされることができる導管を結合し密閉するために部品をもたらし、保守点検の間またはその他で導管を取り除く場合にかかるコストおよび時間を減少することができる。

本明細書で記載される本発明の多くの修正および他の実施の形態が、先の記載および関連する図面で示された教示の利益を有する本発明が関連する当業者には思い浮かばれる。したがって、本発明は、開示された特定の実施の形態に限定されず、修正および他の実施の形態は、添付の請求の範囲の範囲内に含まれるように意図されることが理解される。特定の用語は、本明細書で採用されるが、それらは、限定の目的のためにではなく、総括的で説明的な意義でのみ使用される。

本発明の１つの実施の形態による導管を結合し密閉するためのシステムの断面図である。 図１に示されたシステムの拡大断面図であり、エッジトリム、スリーブおよび挿入物と係合された保持要素を示す。 図１に示されたスリーブの断面図である。 本発明の他の実施の形態によるスリーブの半硬質端部の拡大断面図である。 本発明の特定の実施の形態による導管、エッジトリムおよび挿入物の断面図である。 図４に示された導管および挿入物の拡大断面図である。 図４Ａに示された挿入物から延在する鋸歯状の縁の拡大図である。 図４に示されたエッジトリムおよび挿入物の拡大断面図である。 図４Ｃに示されたエッジトリムから延在する鋸歯状の縁の拡大図である。 本発明の他の実施の形態による導管を結合し密閉するためのシステムの断面図である。 図５に示されたスリーブの半硬質端部の拡大断面図である。 図５のスリーブの中間部の断面端部の図である。 図５のエッジトリムおよび導管の拡大断面図である。 本発明のさらなる実施の形態による引っ張り結合の様々な断面を示す。 本発明の１つの実施の形態による導管を密閉し結合する方法を図示するフローチャートである。

Claims (10)

1. 導管を結合し密閉する方法であって、
   第１の導管の端部に隣接してエッジトリムを取り付けるステップと、
   第１の導管と第２の導管との間にスリーブを延在するステップと、
   スリーブの可撓性端部の一部がエッジトリムの少なくとも一部に重なるように、エッジトリムに隣接してスリーブの可撓性端部の位置決めをするステップと、
   第２の導管の少なくとも一部上に、スリーブの可撓性端部ほど可撓性ではないスリーブの半硬質他端部の位置決めをするステップと、
   スリーブの可撓性端部の一部が保持要素とエッジトリムとの間にはさまれるように、スリーブの可撓性端部上に保持要素を固定するステップと、
   を含む方法。
2. エッジトリムに隣接するとともに、第１の導管の端部に隣接し少なくとも部分的に第１の導管の端部内にある挿入物を取り付けるステップをさらに含む、請求項１の方法。
3. 位置決めするステップは、エッジトリムから外側に延在するビーズ上にスリーブの可撓性端部の位置決めをするステップを含む、請求項１の方法。
4. 固定するステップは、スリーブの可撓性端部の少なくとも一部およびエッジトリムから外側に延在するビーズ上方に保持要素を固定するステップを含む、請求項３の方法。
5. 位置決めをするステップは、第２の導管から外側に延在するビーズ上にスリーブの半硬質端部の位置決めをするステップを含む、請求項１の方法。
6. 導管を結合し密閉するためのスリーブであって、
   内面および外面を有するコア層と、
   コア層の内面および外面のそれぞれの少なくとも一部に接合された面の第１の層および第２の層と、
   半硬質材料を含むスリーブの一部がスリーブの残り部分ほど可撓性でないように、面の第１の層と第２の層との間に位置決めされ、スリーブの第１の端部に隣接する半硬質材料の少なくとも１つの層と、
   を含むスリーブ。
7. 半硬質材料の層を含むスリーブの一部に沿って面の第１の層に接合されたエラストマー材料の層をさらに備える、請求項６のスリーブ。
8. エラストマー材料の層は、内側に延在する隆線を含み、隆線は、空気混合プレナムから外側に延在するビーズに適合するように構成されている、請求項７のスリーブ。
9. 面の第１の層および第２の層は、繊維層上に被覆されたエラストマー材料を含む、請求項６のスリーブ。
10. 導管および空気混合プレナムを結合し密閉するためのシステムであって、
    導管と、
    導管から離れて配置されて、それらの間にギャップを規定する空気混合プレナムと、
    導管と空気混合プレナムとの間のギャップ内に位置決めされ、可撓性端部と、可撓性端部の反対側の半硬質端部とを含むスリーブと、を含み、
    可撓性端部は、導管の少なくとも一部上に位置決めされ、
    半硬質端部は、導管および空気混合プレナムが互いに流体連通するように、空気混合プ
    レナムの少なくとも一部上に位置決めされ、
    半硬質端部は、スリーブの可撓性端部ほど可撓性ではない、システム。

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