JP2648393B2 - 複合スエージングリングを備えた軸線方向にスエージングされる取付け具 - Google Patents

複合スエージングリングを備えた軸線方向にスエージングされる取付け具

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JP2648393B2 JP5508685A JP50868593A JP2648393B2 JP 2648393 B2 JP2648393 B2 JP 2648393B2 JP 5508685 A JP5508685 A JP 5508685A JP 50868593 A JP50868593 A JP 50868593A JP 2648393 B2 JP2648393 B2 JP 2648393B2
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    • F16L33/22—Arrangements for connecting hoses to rigid members; Rigid hose connectors, i.e. single members engaging both hoses with means not mentioned in the preceding groups for gripping the hose between inner and outer parts
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はスエージングによりチューブおよびパイプと
連結するための流体用取付け具に関し、さらに特定する
と、軸線方向に移動可能なスエージングリングを有する
取付け具に関する。
取付け具は、航空機または宇宙船内で燃料、液圧制御
用流体および同様な流体を輸送するために、例えば、航
空宇宙産業の場合のような種々の用途に使用される金属
製のチューブおよびパイプを相互に連結するために一般
的に使用されている。これらの用途においては、振動お
よびその他の不都合な状態に十分に耐えるために、取付
け具とチューブとが確実に連結されることが極めて重要
である。
従来、チューブを相互に連結するために、種々の取付
け具が開発されてきた。取付け具の一つの型式において
は、半径方向のスエージング力が取付け具およびチュー
ブに加えられる。このスエージング力は、外側では、取
付け具のまわりに、または内側では、チューブの内部に
作用させることができる。いずれにせよ、半径方向のス
エージング力は工具により取付け具およびチューブに直
接に加えられる。ある場合には、取付け具の内面は複数
個の軸線方向に隔置された環状みぞを有し、チューブの
材料がスエージング工具によりこれらの環状のみぞの中
に変形せしめられて、スエージングされた連結部が構成
される。その他の場合には、取付け具の外面の湾曲した
または不規則な形状がスエージングの際に取付け具の内
面に転移されて、チューブがたわみ、取付け具の不規則
な形状と合致して、それにより連結部が構成される。
取付け具の別の一つの型式は先細外面と、チューブを
受け入れるための円筒形の内面とを有する円筒形のスリ
ーブを備えている。変形リングがスリーブを囲みかつス
リーブの先細外面と整合しかつ係合する先細内面を有し
ている。スエージング前には、変形リングは該変形リン
グによりスリーブに半径方向の力が加えられないように
スリーブに対して外側に配置される。スエージングの
間、変形リングがスリーブ上を軸線方向に前方に移動せ
しめられ、それにより変形リングの先細面とスリーブと
の相互作用により、スリーブおよびチューブを内方に変
形させる半径方向の力が加えられて、スリーブとチュー
ブとの間にスエージングされた連結部が構成される。こ
れらの取付け具を全般的に軸線方向にスエージングされ
た取付け具と呼ぶことにする。
航空機産業および船舶ならびに産業用の分野において
は、液圧式衛生設備の重量を可能な限り軽くすることが
望ましい。上記の取付け具のすべては、何百個の取付け
具が一台の航空機に使用され、これらの取付け具の総重
量が航空機の重量の顕著な部分を占めるので、この点に
ついて問題になる。これらのチューブのたわみが大きく
かつ使用圧力が高いので、取付け具は金属で製造され、
そして疲労破壊に耐えかつ十分な保持力およびチューブ
保持能力を保証するために、一般的には、サイズおよび
重量の両方において十分に大きくなければならない。そ
の結果、今日使用されている大部分の取付け具は比較的
に大きくかつ重く、それゆえに、望ましくない重量が航
空機に加わっている。軸線方向にスエージングされた取
付け具がその恒久性な一部分として残る変形リングを有
しているので、これらの取付け具は余分の望ましくない
重量を加える傾向がある。
特に軸線方向にスエージングされる取付け具に関する
別の一つの問題はスエージング前にスリーブ上に変形リ
ングを便利に保持し、その後スエージング後にスリーブ
にリングを確実にロックすることができないことであ
る。ある場合には、変形リングがスリーブ上で予め組み
立てられ、そしてその位置に摩擦係合またはその他の手
段により保持される。しかしながら、もしも摩擦係合が
不十分であれば、変形リングがスリーブから離脱し、し
ばしば喪失し、または損傷することがある。しかしなが
ら、もしも摩擦係合が大き過ぎれば、スリーブの外側端
部がチューブが半径方向に締め付けられたスリーブの内
部に嵌合しない程度まで半径方向に予め変形することが
ある。その他の場合には、変形リングがスリーブに対し
てゆるく収容され、喪失し、または損傷し、またはさら
に悪いことには、変形リングがスリーブ上に配置された
ときに、不適正に取り付けられることがある。
従って、既知の取付け具よりもサイズが小さくかつ重
量が軽にもかかわらず、高いチューブ保持能力を有する
軸線方向にスエージングされる取付け具が明確に必要と
されてきた。さらに、スエージング前に変形リングがス
リーブのチューブ挿入部分の直径を恒久的に変形させる
ことなくスエージングスリーブに確実に取り付けられ、
そしてスエージング後に変形リングがスリーブに確実に
ロックされる軸線方向にスエージングされる取付け具が
明確に必要とされてきた。本発明はこれらの要求および
その他の要求を満たし、そしてさらに関連した利点を提
供するものである。
発明の要約 本発明は高いチューブ保持能力を有するコンパクトで
ありかつ軽量の取付け具として具体化されたものであ
る。この取付け具は先細外面と、外側端部においてチュ
ーブを受け入れるための軸線方向の穴を画成する内面と
を有する実質的に円筒形のスリーブを備えている。この
円筒形スリーブの内面は複数個の軸線方向に隔置された
環状のみぞを含み、スエージングがなされるときに、外
面のチューブがこれらのみぞの中に変形する。先細内面
を有する実質的に円筒形のスエージングがスリーブの先
細外面と係合するようになっている。それゆえに、スリ
ーブに対するスエージングリングの前方への軸線方向の
移動により、スエージングが半径方向の力をスリーブに
加えて、それによりチューブにスリーブをスエージング
するようになっている。
さらに詳しく述べると、このスエージングリングは二
部分からなるリング組立体を備えている。本発明はこの
形態において、リング組立体は外側端部と、円筒形の外
面と、スリーブの先細外面と係合するようになっている
先細内面とを有するスエージングインサートを備えてい
る。このリング組立体は、また、インサートの外面と係
合するようになっている内面を有する軽量の高力材料、
例えば、複合材料で製造された実質的に円筒形のスエー
ジングリングを備えている。スリーブに対するリング組
立体の軸線方向の移動により、リング組立体がスリーブ
に半径方向の力を加えて、チューブにスリーブをスエー
ジングするようになっている。
本発明の別の一つの形態においては、スエージングリ
ングは複合材料または同様な高力材料で製造されたワン
ピースのスエージングリングを備えている。この実施例
におけるスエージングリングの形状は上記の二部分から
なるリングのインサートおよびリングを組み合わせた形
状と本質的に同じである。
本発明によれば、スエージングリングは該スエージン
グリングを可能な限り軽量にする複合材料からなること
が好ましい。この複合材料またはその他の好適な材料は
円周方向において約12.654kg/cm2（180,000psi）よりも
大きい比較的に高い引張り強さと、約1,054,500kg/cm2
（15,000,000psi）よりも大きい比較的に高い弾性係数
とを含むスエージングリングとして使用するための特性
を有している。そのうえ、この材料は約2.2g/cm3（0.08
0ポンド／立方インチ）より小さい密度を有することが
好ましい。一実施例においては、複合材料は高力黒鉛繊
維と組み合わされたエポキシ樹脂マトリックス、例え
ば、ビスフェノールタイプＡエポキシ樹脂を含む。この
高力黒鉛繊維を構成する繊維はリングのまわりに実質的
に円周方向に配向されている。この特徴の組合わせは高
いチューブ保持能力を付与すると共に、可能な最も軽量
の取付け具を提供するために上記の特性よりも優れた特
性をスエージグリングに付与する。
本発明の一つの局面においては、エポキシ樹脂は少な
くとも351.5kg/cm2（5,000psi）の引張り強さと、少な
くとも35.15kg/cm2（500psi）の弾性係数とを有し、そ
してほぼ351.5kg/cm2（5,000psi）ないし843,6kg/cm
2（12,000psi）の範囲内の引張り強さと、ほぼ35.15kg/
cm2（500psi）ないし84.4kg/cm2（1,200psi）の範囲内
の弾性係数とを有することが好ましい。同様に、高力黒
鉛繊維は少なくとも14,060kg/cm2（200,000psi）の引張
り強さと、少なくとも703,000kg/cm2（10,000,000psi）
の弾性係数とを有し、そしてほぼ14,060kg/cm2（200,00
0psi）ないし1,406,000kg/cm2（20,000,000psi）の範囲
内の引張り強さと、ほぼ703,000kg/cm2（10,000,000ps
i）ないし10,545,000kg/cm2（150,000,000psi）の範囲
内の弾性係数とを有することが好ましい。前述したよう
に、スエージングリングは、また、好ましくは1.38g/cm
3（0.050ポンド／立方インチ）ないし2.2g/cm3（0.080
ポンド／立方インチ）の範囲内の低い密度と、好ましく
は0.03mm/cm（0.003インチ／インチ）ないし0.2mm/cm
（0.02インチ／インチ）の範囲内の低い伸びとを有して
いる。
本発明の別の一つの局面においては、スエージングリ
ングはスエージングの前および後にスリーブ上に有利に
ロックされる。これはスリーブの外面上に相互に軸線方
向に隔置された第１環状突起部および第２環状突起部に
より行われる。スエージングリングの内面上の環状のみ
ぞがスエージング前に第１環状突起部と確実に係合し
て、スリーブの直径を緊縮することなく、スエージング
リングをスリーブ上に保持する。スエージングの間、第
２環状突起部およびスリーブが半径方向に内方に変形せ
しめられる。スエージング後に、第２環状突起部が環状
のみぞの中にはね戻って該みぞと係合して、スエージン
グリングとスリーブとの間の逆方向の相対的な軸線方向
の移動を阻止するロックを形成する。
本発明の別の一実施例においては、スリーブの外面上
の単一の環状突起部がスエージング前にスエージングリ
ングの内面上の環状のみぞと確実に係合して、スエージ
ングリングを所定位置に保持する。スエージング後に、
スエージングリングの外側端部は環状突起部を越えて軸
線方向に前方への移動を完了している。これにより、突
起部がスエージングリングの外側端部と係合して、スエ
ージングリングとスリーブとの間の逆方向の相対的な軸
線方向の移動を阻止する機械的なロックを形成すること
が可能になる。
本発明のその他の特徴および利点は本発明の原理を例
示した添付図面に関する以下の詳細な説明から明らかに
なろう。
図面の簡単な説明 添付図面は本発明を例示している。このような図面に
おいて、 第１図は本発明の新規の特徴を具体化した取付け具の
一実施例の横断面立面図であり、２本のチューブを相互
連結した状態を示した図、 第２図はスエージング前に取付け具の一端部中に挿入
されたチューブを示した取付け具の一部分の拡大横断面
図、 第３図はスエージング作業完了後の取付け具およびチ
ューブを示した第２図と類似した取付け具の拡大横断面
図、 第４図はスエージング前にスエージングリングが取付
け具のスリーブと確実に連結された態様を示した取付け
具の一部分の拡大独立横断面図、 第５図はスエージング後にスエージングリングがスリ
ーブにロックされた態様を示した第４図と類似した別の
一つの拡大独立横断面図、 第６図は本発明の新規の特徴を具体化した取付け具の
別の一実施例の一部分の横断面立面図であり、２本のチ
ューブを相互に連結した状態を示した図、 第７図はスエージング前に取付け具の一端部中に挿入
されたチューブを示した取付け具の一部分の拡大断面
図、 第８図はスエージング作業完了後の取付け具およびチ
ューブを示した第７図と類似した取付け具の拡大横断面
図、 第９図はスエージング前にスエージングリング組立体
が取付け具のスリーブと確実に連結された態様を例示し
た取付け具の一部分の拡大独立横断面図、 第10図はスエージング後にスエージングリング組立体
がスリーブにロックされた態様を示した第９図と類似し
た拡大独立横断面図、 第11図はスエージングを製造するために使用される材
料を巻く機構の立面図、 第12図はスエージングリングを構成するために使用さ
れる高力複合繊維の円周方向の整列状態を示したスエー
ジングリングの横断面図、 第13図はスエージングリング組立体の一実施例を示し
た拡大横断面図である。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明は、添付図面に示すように、２本のチューブ12
および14を相互に連結するために使用される全体を符号
10で示した取付け具として実施される。取付け具10は外
面18と、チューブ12および14を受け入れるための軸線方
向の穴を画成する内面20とを有する実質的に円筒形のス
リーブ16を備えている。この取付け具10は比較的にコン
パクトでありかつ軽量であり、それにもかかわらず、同
じ目的に使用されるより大きくかつ重い取付け具よりも
高いチューブ保持能力を有している。以下にさらに詳細
に説明するように、これらの利点はスエージングインサ
ート24と、軽量の高力材料、例えば、複合材料から構成
された特殊のスエージングリング26とを有するスエージ
ングリング組立体22により提供される。
取付け具10は、第１図に最良に示すように、取付け具
10を２個の別個の全く同じ部分に本質的に分割する環状
のみぞ28の両側に対称の形状を有している。参照および
明示を容易にするために、これらの部分の一方のみにつ
いて説明する。その理由は取付け具10の他方の部分が構
造的にかつ機能的に同じであることが理解されるからで
ある。また、取付け具10の特定の用途により、完成した
取付け具がこれらの２個の部分の一方のみを備えること
ができることを理解すべきである。例えば、取付け具10
はチューブの端部を閉ざすための端末キャップを備える
ことができる。また、取り付け具10は、別の態様とし
て、あるその他の継手の機能、例えば、Ｔ字管、十字継
手、エルボまたはレジューサを構成することができ、そ
の場合には、複数本のチューブを連結するために、取付
け具の２個またはそれ以上の部分が必要になろう。
第２図および第３図はスリーブ16およびスエージング
リング組立体22をさらに詳細に示している。さらに詳し
く成べると、スリーブ16の外面18はその外側端部32近い
先細領域30と、外側端部32から内方に隔置されかつスリ
ーブ16の内側端部における環状リングストッパ36に終端
する実質的に円筒形の領域34とを有している。スリーブ
16の内面20は２個またはそれ以上の軸線方向に隔置され
た環状のみぞ38および40を有しており、スエージングが
なされるときにチューブ12の材料がこれらのみぞの中に
変形せしめられる。これらの環状のみぞ38および40の使
用方法はよく知られており、従ってさらに詳細に説明し
ないことにする。しかしながら、スエージング後にスリ
ーブ16をチューブ12と確実に係合させるためのその他の
装置を使用することができ、そして図示した特定の装
置、この場合には、軸線方向に隔置された環状のみぞ38
および40が請求の範囲に記載の発明を限定すると解釈す
べきでないことを理解すべきである。また、例えば、ス
リーブ16上に、軸線方向に隔置された環状のみぞ38およ
び40のかわりに、湾曲した形状または不規則な形状を使
用することができることも知られている。これらの後者
の用途においては、チューブ12がスエージング工程の間
にたわまされて、スリーブ16の湾曲した形状または不規
則な形状と合致して、スエージングされた連結部を形成
する。スエージングするときに16とチューブ12との間に
確実な連結部を形成するための種々のその他の装置は当
業者に明らかであろう。
チューブ12に対するスリーブ16のスエージングは、第
２図および第３図に示すように、リング組立体22を軸線
方向に前方（図面において右方）移動させることにより
ひき起こされる。また、第１図および第２図はリング組
立体22のスエージング前の位置を仮想線で示している。
前述したように、リング組立体22はスエージングインサ
ート24と、スエージングリング26とを備えている。スエ
ージングインサート24は半径方向に外方に延びるフラン
ジ46の形態の外側端部を有する実質的に円筒形の本体を
備えている。スエージングインサート24は、また、円筒
形の外面48と、スリーブ16の先細領域30と整合しかつ係
合するようになった先細領域50を有する円筒形の内面52
とを有している。スリーブ16の先細領域30およびインサ
ート24の先細領域50の角度はほぼ５度であるが、任意の
その他の適切な角度とすることができる。スエージング
リング26は実質的に円筒形でありかつインサート24の外
面48およびフランジ46と係合しかつ嵌合するようになっ
た内面58を有している。
チューブ12にスリーブ16をスエージングするために
は、リング組立体22が第２図に示した位置から第３図に
示した位置まで軸線方向に前方に移動せしめられる。ス
リーブ16に対するリング組立体22のこの軸線方向の移動
により、スリーブ16およびインサート24のそれぞれの先
細領域30および50の相互作用の結果、リング組立体22が
スリーブ16に半径方向の力を加える。この半径方向の力
はチューブ12にスリーブ16をスエージングさせて、必要
な連結部を形成する。リング組立体22の前方への移動は
インサート24のフランジ46およびリングストッパ36の垂
直面60と係合する１対のジョーを有するスエージング工
具（図示せず）により行うことができる。リングストッ
パ36と係合するジョーは静止状態に保たれるが、フラン
ジ46と係合するジョーは他方のジョーに向かって軸線方
向に移動せしめられる。別の態様として、リングストッ
パ36と係合するジョーを移動可能とし、そしてフランジ
46と係合するジョーを静止状態に保つことができる。い
ずれにせよ、スエージング作業が完了したときに、チュ
ーブ12の材料が第３図に示すように全般的に砂時計の形
状に形成し、そしてスリーブ16の内面20上の軸線方向に
隔置された環状のみぞ38および40の中に局部的に変形し
て、それにより確実なスエージングされた連結部を形成
する。
本発明によれば、スエージングリング26は比較的に高
い引張り強さと、高い弾性係数と、比較的に低い密度
と、低い伸び特性とを有する軽量の高力材料から構成さ
れている。この好ましい実施例においては、この材料は
高力黒鉛繊維64（第11図および第12図）により強化され
たエポキシ樹脂マトリックスを含む複合材料である。こ
れらの黒鉛繊維64はエポキシ樹脂マトリックス内に緊密
に充填され、そして第12図に示すように、リング26のま
わりに円周方向に連続して配向されている。この複合材
料の強度特性は所望通りに変更することができ、そして
エポキシ樹脂マトリックスの内部の繊維の密度および繊
維の配向のような要素により左右される。本発明の目的
のために、次の特性が複合スエージングリング26を構成
するために使用される材料として好適であることが判明
した。
エポキシ樹脂は、一つの好ましい形態において、少な
くとも351.5kg/cm2（5,000psi）の引張り強さと、少な
くとも35.15kg/cm2（500psi）の弾性係数とを有し、そ
してほぼ351.5kg/cm2（5,000psi）ないし843.6kg/cm
2（12,000psi）の範囲内の引張り強さと、ほぼ35.15kg/
cm2（500psi）ないし84.4kg/cm2（1,200psi）の範囲内
の弾性係数とを有することが好ましい。これらの好まし
い特性を有するエポキシ樹脂はカリフォルニア州ハンチ
ントン・ビーチ在のアドバンスト・コンポジット・プロ
ダクツ・アンド・テクノロジー・インコーポレーテッド
から入手されるビスフェノールタイプＡエポキシ樹脂で
ある。同様に、高力黒鉛繊維は少なくとも14,060kg/cm2
（200,000psi）の引張り強さと、少なくとも703,000kg/
cm2（10,000,000psi）の弾性係数とを有し、そしてほぼ
14,060kg/cm2（200,000psi）ないし1,406,000kg/cm2（2
0,000,000psi）の範囲内の引張り強さと、ほぼ703,000k
g/cm2（10,000,000psi）ないし10,545,000kg/cm2（150,
000,000psi）の範囲内の弾性係数とを有することが好ま
しい。これらの特性を有する高力黒鉛繊維も、また、カ
リフォルニア州ハンチントン・ビーチ在のアドバンスド
・コンポジット・プロダクツ・アンド・テクノロジー・
インコーポレーテッドから入手される。上記の特性を有
する完全に構成された複合スエージングリング26は約1
2,654kg/cm2（180,000psi）よりも大きい引張り強さ
と、約1,054,500kg/cm2（15,000,000psi）よりも大きい
弾性係数と、ほぼ1.38g/cm3（0.050ポンド／立方イン
チ）ないし2.2g/cm3（0.080ポンド／立方インチ）の範
囲内の密度と、約0.03mm/cm（0.003インチ／インチ）な
いし0.2mm/cm（0.020インチ／インチ）の範囲内の伸び
とを有している。スリーブ16およびスエージングインサ
ート24の両方のために好ましい材料はチタン、例えば、
カリフォルニア州セリスト在のチタニウム・セールス社
から入手されるチタンである。
上記のインサート24とリング26との間の構造的な関係
により、取付け具10の機能および操作に関する重要な利
点が得られる。好ましくはチタンで製造されるインサー
ト24は剪断荷重および支持荷重に耐える比較的に高い強
度と、軸方向における比較的に高い引張り強さとを有し
ている。これにより、インサート24はスエージングの間
に該インサートがスリーブ16上に移動せしめられるとき
に発生する剪断荷重および支持荷重に耐えることが可能
になる。しかしながら、インサート24は円周（フープ）
方向において比較的に低い引張り強さを有している。こ
のために、スエージングリングが重要になる。
好ましくは上記の高力複合材料から構成されるスエー
ジングリング26はインサート24を円周方向において理想
的に支援する。これはスエージングリング26がスエージ
ングの間に起こるスエージングフープ荷重に耐えること
を可能にする該リングの円周方向における比較的に高い
引張り強さのためである。これらのフープ荷重は最初に
インサート24に発生し、その後、その荷重の大部分がス
エージングリング26に伝達される。この荷重の伝達はイ
ンサート24とリング26との間の弾性係数の差異のために
発生する。リング26の弾性係数がインサート24の弾性係
数のほぼ２倍であることが好ましいので、インサート24
が半径方向に外方に変形し始めるやいなや、インサート
24はスエージングリング26により、その円周方向におけ
る高い弾性係数、低い伸び特性および高い引張り強さに
より拘束される。リング26は剪断荷重および支持荷重に
耐える強度および軸線方向の引張り強さが比較的に弱い
けれども、その他の領域における優れた強度によりイン
サート24を補足して、高いチューブ保持力および高いチ
ューブ作用圧力を可能にする構造的な特徴および機能的
な特徴の組合わせが得られる。
スエージングリング26を構成する材料の特性を変更す
ることにより、該リングをスエージングインサート24な
しで単独で使用できる程度まで最適化することができ
る。本発明のこの局面においては、上記の二部分からな
るスエージング組立体22がスエージングリング26のみを
備えているが、二部分からなる組立体22の組み合わされ
た構造的な構成、形状を有するワンピーススエージング
リング組立体と置き換えられる。その場合には、リング
26がスエージングインサート24の機能をも果たさなけれ
ばならないので、リング26の内面がスエージング界面に
おいて十分な硬度を有しかつ円周方向において十分な引
張り強さを有していなければならない。また、適切な剪
断強さをも付与されなければならない。これはリング26
の内面が強度および硬度の要求条件を最適な態様で満た
すように繊維64からせん形に巻かれた複合材料を使用す
ることにより達成することができる。
この点について、第11図はスエージングリング26を形
成するために複合材料を巻くための装置、例えば、マン
ドレル62を示している。らせん形の巻線を形成するため
に、複合繊維64を巻く角度はリング26の内面において90
度よりも小さく、そして45度よりも小さくないことが好
ましい。従って、繊維64の最初の層は約45度の第１角度
α１で巻かれる。リング26の外面に近付く複合繊維64の
その次の層は90度に近付くより大きい角度α２で巻くこ
とができる。この同じマンドレル62は二部分からなるリ
ング組立体22のリング26を形成するために使用される複
合繊維64を巻くために使用することができる。しかしな
がら、二部分からなりリング組立体22においては、複合
繊維がリング26の層全体を通じて90度に近い角度α２で
巻かれることが好ましい。これは軸線方向における剪断
荷重、支持荷重および引張り荷重に耐える高い強度がイ
ンサート24により供給されるので、スエージングリング
26には必要でないからである。それゆえに、複合繊維の
ためのほぼ90度に近い巻き角度α２により、最も高い円
周方向の引張り強さおよび弾性係数が得られる。
従って、円周方向において可能な最大の引張りを強さ
を付与すると共に、所望されたときにスエージング界面
において必要な硬度および剪断強さを付与するために、
適切な繊維の配向を所望どおりに変更することができる
ことは理解されよう。この点については、第12図はスエ
ージングリング26における黒鉛繊維64の好ましい配向を
示す。これらの繊維64の実質的にすべてがリング26のま
わりに円周方向に配向されていることに気付かれよう。
第４図および第５図ならびに第２図および第３図（よ
り簡略に）はスエージングの前および後の両方において
スエージングリング22をスリーブ16上にロックする方法
を例示している。このロックの特徴はスエージングイン
サート24の先細領域50における内面52の環状のみぞ68と
係合するようになったスリーブ16の先細領域30の部分に
おいてスリーブ16の外面18に環状突起部66を設けること
により達成される。それゆえに、スエージング前で、し
かも出荷前の取付け具10の予備組立の間には、スリーブ
16の環状突起部66がリング組立体22の環状のみぞ68と係
合するまでリング組立体22をスリーブ16の外側端部32上
に押し込んで環状突起部66を変形させることができる。
突起部66およびみぞ68の位置はリング組立体22によりス
リーブ16に対して半径方向の力が全くまたは殆ど加えら
れないように設定されている。後程、スエージングの間
に、リング組立体22の前端部がリングストッパ36の湾曲
面72と係合するまで、リング組立体22がスリーブ16に対
して軸線方向に移動せしめられ、環状突起部66を変形さ
せる。これにより、スエージング作業が終了し、その時
点では、リング組立体22の外側端部のフランジ46が環状
突起を部66をちょうど越えて軸線方向に前方に移動を完
了しているであろう。スエージング工具（図示せず）が
除去されるときに、スエージング界面におけるリング組
立体22とスリーブ16との間の摩擦係合によりリング組立
体22の逆方向の移動が阻止される。しかしながら、リン
グ組立体22が突起部66上を通り過ぎるときに変形した状
態からはね戻る突起部66がリング組立体22の外側端部の
フランジ46と係合するストッパとして作用して、リング
組立体22の逆方向の移動をさらに阻止するロックを形成
する。従って、リング組立体22の外側端部と突起部66と
の間の確実な機械的な係合により、スリーブ16とチュー
ブ12との間に確実なスエージングされた連結が維持され
る。
第６図ないし第10図は取付け具10の別の一実施例を示
す。この取付け具10は第１図ないし第５図について前述
した取付け具10と本質的に同じ構造的な特性および機能
的な特性を有している。しかしながら、この二部分から
なるリング組立体22が軸線方向に長くかつ複合リング26
が半径方向において若干薄い厚さに形成されていること
に気付かれよう。また、この取付け具10はスエージング
の前および後にリング組立体22をスリーブ16上にロック
するために若干異なる機構を使用している。
第９図および第10図に最良に示し、そして第７図およ
び第８図により簡略に示してあるように、リング組立体
22がスリーブ16上に、スエージングの前および後に、ス
リーブ16の外面18上の２個の軸線方向に隔置された突起
部74および76によりそれぞれロックされる。第１環状突
起部74はスリーブ16の先細領域30の外側端部32と隣接し
ており、そして第２環状突起部76はスリーブ16の円筒形
領域34上に内方に隔置されている。スエージングインサ
ート24の内面52の先細領域50上の環状みぞ78がスエージ
ング前にスリーブ16を変形することなく、すなわち、緊
縮することなく、スリーブ16上にリング組立体22を保持
するために第１環状突起部74と係合するようになってい
る。
スエージングの間、環状のみぞ78の前方に配置された
インサート24上の先細領域50が第２環状突起部76上を通
過して第２環状突起部76を半径方向に内方に弾性変形さ
せる。スエージングリング組立体22の前方への前進はス
エージングリング組立体22の前端部がリングストッパ36
の湾曲面72と係合するまで継続する。これによりスエー
ジング作業が完了し、その時点で環状のみぞ78が第２環
状突起部76に到達し、第２突起部76がみぞ78の中にはね
戻ることが可能になる。従って、第２突起部76がインサ
ート24のみぞ78の中に半径方向に外方に変形せしめられ
て、それによりスリーブ16とリング組立体22との間に確
実なロック関係が生じ、このロック関係はスエージング
界面におけるこれらの二つの構成部分の間の摩擦係合に
加えて、スリーブ16上のリング組立体22の逆方向におけ
る軸線方向移動を阻止する。
この突起部76のはね戻りは、また、インサート24の材
料をスエージングリング26のみぞ80の中に半径方向に外
方に変形させる。また、スエージングリング26内面上に
は、リング26のいずれかの一端部をインサート24上に組
み立てることができるように取付け具10の組立を容易に
するために、別の一つの環状のみぞ82が設けられてい
る。これにより、リング26がインサート24上に不適当に
取り付けられることが阻止される。
上記の取付け具10の両方の実施例においては、突起部
66および76は環状のみぞ68および78とそれぜれ係合する
ためにスリーブの長手方向の軸線に関して45度またはそ
れよりも大きい角度を形成する表面に有利に提供する。
突起部66および76のこの比較例に高い傾斜角は、スリー
ブ16のはね戻り特性と相埃って、スリーブ16上のリング
組立体22の逆方向における軸線方向移動を実質的に阻止
する。これは通常、約２度よりも小さい比較例に低い傾
斜角を有し、そしてリングをロックした位置に保持する
ためにスリーブがスエージングリングの外側端部を越え
て延びる程度までチューブおよびスリーブの外側端部に
より生じる固有のはね戻りをひき起こす外形に主として
依存する従来技術の取付け具と比較して重要な利点であ
る。
また、第６図ないし第10図に示した取付け具10の実施
例においては、スエージングリング26とスエージングイ
ンサート24との間にロック関係が得られる。前述したよ
うに、スエージング作業の終了には、インサート24の材
料がみぞ80の中に変形せしめられている。これにより、
インサート24に対するリング26の軸線方向および円周方
向の両方における移動を阻止する確実な連結を生ずる高
い接触圧力が得られる。これにより、リング組立体22が
使用中に遭遇する型式の環境に耐えることができるよう
に、リング組立体22が所定位置に保持される。この点に
ついて、もしもスエージングリング26が腐食またはその
他の手段の結果、取付け具から部分的に、または全面的
にともかくも移動すれば、スエージングインサート24の
材料がスリーブ16とチューブ12との間にスエージングさ
れた確実な連結を維持するために必要な強度特性を有し
ている。
第13図はスエージングリング26の内面58が第８図に示
したような環状のみぞ80または82を全く備えていない取
付け具10の別の一実施例を示す。その代わりに、インサ
ート24の外面48上に環状のみぞ84が設けられている。こ
の実施例においては、みぞ84がインサートの内面52上の
環状のみぞ78と半径方向に整列している。従って、スエ
ージング作業の終了時に、スリーブ16の突起76がインサ
ート24の環状のみぞ78の中にはね戻ったときに、インサ
ート24の材料をみぞ84により形成された環状のスペース
の中に半径方向に変形させることができる。
上記の説明から、本発明の取付け具10が高いチューブ
保持能力および信頼度を有すると共に、依然としてコン
パクトでありかつ軽量である特性を有することは理解さ
れよう。そのうえ、スエージング前には、リング組立体
22が喪失または損傷を防止するためにはスリーブ16に確
実に固定され、そしてスエージング後には、リング組立
体22がスリーブ16上に確実にロックされて、その位置が
維持されかつ強固でありかつ確実な連結が保証される。
以上、本発明の特定な形態を例示しかつ説明したが、
種々の変型、変更を本発明の精神および範囲から逸脱す
ることなく実施することができることは明らかであろ
う。従って、本発明が添付の請求の範囲を除くその他の
事項により限定されることは意図されていない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルスリー，チャールズ，ダブリュ．, ジュニア アメリカ合衆国 92804 カリフォルニ ア州アナハイム，ナンバー 43，ウエス ト カテラ アベニュー 2011 (56)参考文献 実開 昭56−54384（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−130283（ＪＰ，Ｕ)

Claims (29)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スエージングによりチューブに取り付ける
    ための取付け具において、 （ａ）実質的に円筒形のスリーブを備え、該スリーブは
    先細外面と、該スリーブの外側端部においてチューブを
    受け入れるための軸線方向の穴を形成する内面とを有
    し、さらに、 （ｂ）スエージングするときにスリーブとチューブとの
    間に確実な連結部を形成するようになっているスリーブ
    上の装置と、 （ｃ）スリーブの先細外面と係合するようになっている
    先細内面を有する実質的に円筒形のスエージングリング
    とを備え、それによりスリーブに対するスエージングリ
    ングの前方への軸線方向の移動により、スエージングリ
    ングがスリーブに半径方向の力を加えて、それによりチ
    ューブにスリーブをスエージングするようになってお
    り、先細内面を囲むスエージングリングの少なくとも一
    部分が比較的に高い円周方向の引張り強さと、比較的に
    低い軸線方向の引張り強さとを有する軽量の高力材料か
    らなる取付け具。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載の取付け具におい
    て、スエージングリングの前記部分が約2.2g/cm2（0.08
    0ポンド／立方インチ）よりも小さい密度と、約14,060k
    g/cm2（200,000psi）よりも大きい引張り強さと、約1,0
    54,500kg/cm2（15,000,000psi）よりも大きい弾性係数
    とを有する低い密度の高力材料からなる取付け具。
  3. 【請求項３】請求の範囲第２項に記載の取付け具におい
    て、スエージングリングの前記部分を構成する材料が複
    合材料である取付け具。
  4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載の取付け具におい
    て、複合材料がエポキシ樹脂マトリックスと、高力黒鉛
    繊維とを含む取付け具。
  5. 【請求項５】請求の範囲第４項に記載の取付け具におい
    て、エポキシ樹脂が少なくとも351.5kg/cm2（5,000ps
    i）の引張り強さと、少なくとも35.15kg/cm2（500psi）
    の弾性係数とを有する取付け具。
  6. 【請求項６】請求の範囲第４項に記載の取付け具におい
    て、エポキシ樹脂がほぼ351.5kg/cm2（5,000psi）ない
    し843.6kg/cm2（12,000psi）の範囲内の引張りさと、ほ
    ぼ35.15kg/cm2（500psi）ないし84.4kg/cm2（1,200ps
    i）の範囲内の弾性係数とを有するビスフェノールタイ
    プＡエポキシ樹脂を含む取付け具。
  7. 【請求項７】請求の範囲第５項に記載の取付け具におい
    て、高力黒鉛繊維が少なくとも14,060kg/cm2（200,000p
    si）の引張り強さと、少なくとも703,000kg/cm2（10,00
    0,000psi）の弾性係数とを有する取付け具。
  8. 【請求項８】請求の範囲第５項に記載の取付け具におい
    て、高力黒鉛繊維がほぼ14,060kg/cm2（200,000psi）な
    いし1,406,000kg/cm2（20,000,000psi）の範囲内の引張
    り強さと、ほぼ703,000kg/cm2（10,000,000psi）ないし
    10,545,000kg/cm2（150,000,000psi）の範囲内の弾性係
    数とを有する取付け具。
  9. 【請求項９】請求の範囲第４項に記載の取付け具におい
    て、高力黒鉛繊維を構成する繊維がスエージングリング
    のまわりに実質的に円周方向に配向されている取付け
    具。
  10. 【請求項１０】請求の範囲第４項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングリングの前記部分の密度がほぼ1.38
    g/cm3（0.050ポンド／立方インチ）ないし2.2g/cm3（0.
    080ポンド／立方インチ）の範囲内であり、かつ伸びが
    0.03mm/cm（0.003インチ／インチ）ないし0.2mm/cm（0.
    020インチ／インチ）の範囲内である取付け具。
  11. 【請求項１１】請求の範囲第１項に記載の取付け具にお
    いて、さらに、スエージング前にスエージングリングを
    スリーブにロックするロック装置を備え、該ロック装置
    がスエージング前にスリーブ中へのチューブの挿入を妨
    害する程度のスリーブの恒久的な半径方向の変形をひき
    起こさない取付け具。
  12. 【請求項１２】請求の範囲第11項に記載の取付け具にお
    いて、ロック装置がスエージング前にスエージングリン
    グをスリーブ上に保持するためにスリーブの外面上の第
    １環状突起部と、第１環状突起部と係合するようになっ
    たスエージングリングの内面上の環状のみぞとを備えて
    いる取付け具。
  13. 【請求項１３】請求の範囲第１項に記載の取付け具にお
    いて、さらに、スエージング後にスエージングリングを
    スリーブにロックするロック装置を備え、該ロック装置
    がスエージングリングの内面上の環状のみぞと、スリー
    ブの外面上の環状の突起部とを備え、それによりスエー
    ジングの間に環状の突起部がスエージングリングにより
    半径方向に内方に変形せしめられ、そしてスエージング
    後に環状の突起部が環状のみぞの中にはね戻って、スエ
    ージングリングとスリーブとの間の逆方向への相対的な
    軸線方向の移動を阻止するロックを形成する取付け具。
  14. 【請求項１４】請求の範囲第13項に記載の取付け具にお
    いて、環状の突起部がスリーブの長手方向の軸線に対し
    て少なくとも45度の角度を有する表面を提供する取付け
    具。
  15. 【請求項１５】請求の範囲第１項に記載の取付け具にお
    いて、さらに、スエージング後にスエージングリングを
    スリーブにロックするロック装置を備え、該ロック装置
    がスエージングリングの内面上の環状のみぞを備え、そ
    れによりスエージングの間に環状の突起部がスエージン
    グリングにより半径方向に内方に変形せしめられ、そし
    てスエージング後にスエージングリングの一端部が環状
    の突起部を越えて前記の前方に軸線方向に移動せしめら
    れ、それにより環状の突起部がはね戻って、スエージン
    グリングの前記一端部と係合して、スエージングリング
    とスリーブとの間の逆方向への相対的な軸線方向の移動
    を阻止するロックを形成することを可能にする取付け
    具。
  16. 【請求項１６】請求の範囲第15項に記載の取付け具にお
    いて、環状の突起部がスリーブの長手方向の軸線に対し
    て少なくとも45度の角度を有する表面を提供する取付け
    具。
  17. 【請求項１７】請求の範囲第１項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングリングが （ａ）外側端部と、外面と、スリーブの先細外面と係合
    するようになった先細内面とを有する実質的に円筒形の
    本体を有するスエージングインサートと、 （ｂ）該円筒形本体の外面と係合するようになった内面
    を有する実質的に円筒形のスエージングリングとを備え
    た二部分からなるリング組立体を含み、スエージングリ
    ングが比較的に高い円周方向の引張り強さと、比較的に
    高い弾性係数と、比較的に低い密度および伸び特性とを
    有する軽量の高力材料からなり、それによりスリーブに
    対するリング組立体の前記の前方への軸線方向の移動に
    より、リング組立体がスリーブに半径方向の力を加え
    て、それによりチューブにスリーブをスエージングする
    ようになっている取付け具。
  18. 【請求項１８】請求の範囲第17項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングリングの内面が少なくとも１個の環
    状のみぞを有し、チューブに取付け具をスエージングす
    る間にスエージングインサートの材料が前記の環状のみ
    ぞの中に変形する取付け具。
  19. 【請求項１９】請求の範囲第18項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングインサートの一端部がチューブに取
    付け具をスエージングする間にリング組立体を前記の前
    方に移動するためにスエージング工具により係合させる
    ために本体の外側端部から半径方向に外方に延びる環状
    のフランジを有する取付け具。
  20. 【請求項２０】請求の範囲第17項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングインサートが比較的に高い剪断強
    さ、支持強さおよび軸線方向の強さを有する材料からな
    る取付け具。
  21. 【請求項２１】請求の範囲第17項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングインサートがチタンからなる取付け
    具。
  22. 【請求項２２】スエージングによりチューブに取り付け
    るための取付け具において、 （ａ）実質的に円筒形のスリーブを備え、該スリーブは
    先細外面と、該スリーブの外側端部においてチューブを
    受け入れるための軸線方向の穴を形成する内面とを有
    し、さらに、 （ｂ）スエージングするときにスリーブとチューブとの
    間に確実な連結部を形成するようになったスリーブ上の
    装置と、 （ｃ）スリーブの先細外面と係合するようになった先細
    内面を有する実質的に円筒形のスエージングリングとを
    備え、それによりスリーブに対するスエージングリング
    の前方への軸線方向の移動により、スエージングリング
    がスリーブに半径方向の力を加えて、それによりチュー
    ブにスリーブをスエージングするようになっており、さ
    らに、 （ｄ）スリーブの外面上の環状突起部と、 （ｅ）スエージング前にスエージングリングをスリーブ
    上に保持するために環状の突起部と係合するようになっ
    たスエージングリングの内面上の環状のみぞとを備え、
    スエージングの間にスエージングリングがスリーブに対
    して軸線方向に移動せしめられ、それによりスエージン
    グの間にスエージングリングが環状の突起部を半径方向
    に内方に変形させ、そしてスエージング作業の終了時に
    スエージングリングの一端部が環状の突起部を越えて前
    記の前方に軸線方向に移動せしめられ、それにより環状
    の突起部がはね戻って、スエージングリングの前記一端
    部と係合して、スエージングリングとスリーブとの間の
    逆方向への相対的な軸線方向の移動を阻止するロックを
    形成する取付け具。
  23. 【請求項２３】スエージングによりチューブに取り付け
    るための取付け具において、 （ａ）実質的に円筒形のスリーブを備え、該スリーブは
    先細外面と、該スリーブの外側端部においてチューブを
    受け入れるための軸線方向の穴を形成する内面とを有
    し、さらに、 （ｂ）スエージングするときにスリーブとチューブとの
    間に確実な連結部を形成するスリーブ上の装置と、 （ｃ）スリーブ先細外面と係合するようになった先細内
    面を有する実質的に円筒形のスエージングリングとを備
    え、それによりスリーブに対するスエージングリングの
    前方への軸線方向の移動により、スエージングリングが
    スリーブに半径方向の力を加えて、それによりチューブ
    にスリーブをスエージングするようになっており、さら
    に、 （ｄ）スリーブの外面上の第１環状突起部と、 （ｅ）第１環状突起部から軸線方向に隔置されたスリー
    ブの外面上の第２環状突起部と、 （ｆ）スエージング前にスエージングリングをスリーブ
    上に保持するために第１環状突起部と係合し、そしてス
    エージング後にスエージングリングとスリーブとの間の
    逆方向への相対的な軸線方向の移動を阻止するロックを
    形成するために第２環状突起部と係合するようになった
    スエージングリングの内面上の環状のみぞとを備えてい
    る取付け具。
  24. 【請求項２４】請求の範囲第23項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングリングが比較的高い円周方向の引張
    り強さと、比較的に高い弾性係数と、比較的に低い密度
    と、低い伸び特性とを有する軽量の高力材料からなる取
    付け具。
  25. 【請求項２５】請求の範囲第24項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングリングがエポキシ樹脂マトリックス
    と、高力黒鉛繊維とを含む複合材料からなる取付け具。
  26. 【請求項２６】請求の範囲第24項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングリングが （ａ）外側端部と、外面と、スリーブの先細外面と係合
    するようになった先細内面とを有する実質的に円筒形の
    本体を有するスエージングインサートと、 （ｂ）該円筒形の本体の外面と係合するようになった内
    面を有する実質的に円筒形のスエージングリングとを備
    えたリング組立体を含み、スエージングリングが比較的
    に高い繊維の円周方向の引張り強さと、比較的に高い繊
    維の弾性係数と、比較的に低い密度および伸び特性とを
    有する複合材料からなり、それによりスリーブに対する
    リング組立体の前記の前方への軸線方向の移動により、
    リング組立体がスリーブに半径方向の力を加えて、それ
    によりチューブにスリーブをスエージングするようにな
    っている取付け具。
  27. 【請求項２７】請求の範囲第26項に記載の取付け具にお
    いて、スエージングインサートがチタンからなる取付け
    具。
  28. 【請求項２８】スエージングによりチューブに取り付け
    るための取付け具において、 （ａ）実質的に円筒形のスリーブを備え、該スリーブは
    先細外面と、該スリーブの外側端部においてチューブを
    受け入れるための軸線方向の穴を形成する内面とを有
    し、さらに、 （ｂ）スエージングするときにスリーブとチューブとの
    間に確実な連結部を形成するようになったスリーブ上の
    装置と、 （ｃ）外側端部と、外面と、スリーブの先細外面と係合
    するようになった先細内面とを有する実質的に円筒形の
    本体を有するスエージングインサートと、スエージング
    インサートの円筒形の本体の外面と係合するようになっ
    た内面を有する実質的に円筒形のスエージングリングと
    を備えた二部分からなるリング組立体とを備え、スエー
    ジングリングが比較的に高い円周方向の引張り強さと、
    比較的に低い軸線方向の引張り強さとを有する軽量の高
    力材料からなり、それによりスリーブに対するリング組
    立体の前方への軸線方向の移動により、リング組立体が
    スリーブに半径方向の力を加えて、それによりチューブ
    にスリーブをスエージングするようになっている取付け
    具。
  29. 【請求項２９】スエージングによりチューブに取り付け
    るための取付け具において、 （ａ）実質的に円筒形のスリーブを備え、該スリーブは
    先細外面と、該スリーブの外側端部においてチューブを
    受け入れるための軸線方向の斧を形成する内面とを有
    し、さらに、 （ｂ）スエージングするときにスリーブとチューブとの
    間に確実な連結部を形成するようになったスリーブ上の
    装置と、 （ｃ）スリーブの先細外面と係合するようになった先細
    内面を有する実質的に円筒形のスエージングリングとを
    備え、それによりスリーブに対するスエージングリング
    の前方への軸線方向の移動により、スエージングリング
    がスリーブに半径方向の力を加て、それによりチューブ
    にスリーブをスエージングするようになっており、スエ
    ージングリングが スリーブとスエージングリングとの間にスエージングの
    間に発生する軸線方向の剪断荷重、支持荷重および引張
    り荷重に耐える十分な強度を有する材料で構成された内
    層と、 内層を囲む外層とからなり、該外層が円周方向の引張り
    荷重に耐えるための比較的高い強度を有する材料で構成
    され、外層を形成する材料が内層を構成する材料の強度
    特性と異なる強度特性を有し、それにより外層が内層よ
    りも円周方向において実質的に高い引張り荷重に耐える
    ことができ、そして内層が外層よりも軸線方向において
    より高い剪断荷重、支持荷重および引張り荷重に耐える
    ことができる取付け具。
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