JPH0542596B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は締めつけ装置により連結された２個の
対向したフランジの間に配置された金属製の可撓
継手を有し、該金属継手が環状の中空の金属製コ
アと内部に前記金属製コアが取りつけられるかま
たは埋め込まれた少なくとも１個のエンベロープ
とを有している型式の緊密連結装置であつて、特
に２個のパイプの間またはコンテナとそのカバー
との間に配置された緊密連結装置に関する。

このような装置に使用されている金属製継手に
おいては、金属製の弾性コアは金属製チユーブに
より構成されるかまたは隣接巻回部分を有しかつ
それ自体が閉ざされたコイルばねにより構成され
ている。後者の場合には、ばねを形成するワイヤ
の横断面は多数の異なる形状を有し、そして特に
円形、長方形または円形セグメントの形状に形成
することができる。フランジの端縁に締めつけら
れたコイルばねまたはチユーブは、継手に弾性を
与える。

前記継手のコアを囲繞するエンベロープは、例
えば、ポリテトラフルオロエチレン、アルミニウ
ム、銀、銅、ニツケル、タンタル、ステンレスス
チール、ジルコニウム等のような材料から選択さ
れたプラスチツク材料または薄いシートから製造
されている。

金属製の可撓継手が数個のエンベロープを有し
ている場合には、エンベロープの各々はそれ自体
の特定の機能を有している。従つて、金属製継手
のコアが隣接巻回部分を有するばねにより構成さ
れている場合には、内側のエンベロープは、一般
的には、弾性を有するコアの各々の巻回部分の頂
点において低い分布機能を有している。外側のエ
ンベロープは、接触面のあらさにクリープ特性を
与えるので、組立体の中に固定されたときに継手
を完全にシールするように延性金属から製造され
ている。一般的には、エンベロープを形成する材
料の可塑性が継手のエンベロープの特性を与え
る。

また、既存の金属製継手がトロイド状の形状を
有し、一方弾性を有するコアまたはウエブを囲繞
するエンベロープもまたトロイド状でありかつ母
線の円自体が閉ざされていないことが指摘され
る。エンベロープは継手が円形であればトーラス
（円環体）状に形成することができる。しかしな
がら、継手は任意のその他の形状に形成すること
ができ、そして特に、長方形、楕円形、正方形等
の形状に形成することができる。

弾性コアが隣接巻回部分を有するコイルばねに
より構成された既存の金属製継手がフランス特許
第2232235号明細書に例示されている。

これらの継手は、２個の平坦なフランジにより
構成された組立体または継手を収納する役目をす
る長方形の断面の溝を有する組立体に一般に使用
されている。既存の金属製の継手の挙動は、これ
らの状態の下では、完全に満足である。

しかしながら、フランス特許第1583060号明細
書にさらに詳しく例示されているように、継手も
また台形断面を有しかつ対向したフランジに形成
された溝の中に配置しなければならないような用
途、特に石油化学への用途がある。この場合に
は、継手はフランジ間の緊密性およびフランジ間
の相対的な心出しの両方を保証しなければならな
い。そのうえ、操作状態は一般的に非常に厳し
く、特に温度および圧力が非常に高いという点で
条件が厳しい。

このような組立体の内部に円形断面を有する既
存の可撓継手を使用した場合、得られる効果は特
に満足ではなく、とりわけ、溝の深さが溝の幅に
比して比較的に大きいために十分に満足な効果が
得られない。

そのうえ、米国特許第1985475号明細書には、
内燃機関において生ずる高い圧力に耐えるように
特に設計された楕円形の横断面を有する金属製の
可撓継手が開示されている。

しかしながら、フランス特許第1583060号明細
書に記載された型式の組立体にこのような継手を
使用することは容易ではない。従つて、もしも前
記明細書に示された所定の状態に注意を払わなけ
れば、組立体を締めつけた場合に、継手のコアま
たはウエブを囲繞するエンベロープがすべりを生
じ、扁平化する。その結果、継手の楕円断面が変
形してそれにより継手が弱められ、再使用不可能
になる。

発明の要約 本発明は、台形断面を有しかつ互いに対向した
溝のなかに配置された楕円形断面の金属製の可撓
継手を有する緊密連結装置に関する。この継手
は、前述した不利点を有しておらず、既存の金属
製の可撓継手により得られる利点を有している。

従つて、本発明は締めつけ装置により連結され
た２個の対向したフランジの間に配置された金属
製の可撓継手を備えた緊密連結装置であつて、前
記継手が少なくとも１個の環状の中空の弾性を有
する金属製コアと、前記金属製コアが埋め込まれ
た少なくとも１個のエンベロープとを備えてお
り、前記継手の金属製コアが不作用状態すなわち
休止状態において楕円形の横断面を有し、前記楕
円形の対称軸の一つが前記継手の対称面中に配置
され、前記フランジが少なくとも２個の対向した
台形の溝を有し、前記台形の溝の中で前記継手が
四つの領域において前記溝の斜辺と緊密に接触す
るように配置される締めつけ装置の作用前に溝の
底部から所定の距離だけ隔置されると共に、締め
つけ装置を作用させたときに二つの領域において
前記溝の底部と衝接するようになつている緊密連
結装置を提供するものである。

締めつけ装置の作用前に、前記継手を前記溝の
各々の底部から0.5mm〜１mmの距離だけ隔置させ
ることが好ましい。

本発明の二つの構造面からの実施態様によれ
ば、継手の金属製コアにより断面に形成されかつ
継手の対称面に配置された楕円の対称軸は楕円の
短軸または長軸とすることができる。

本発明の特殊の実施態様によれば、継手はまた
中実の環状ロツクリングを備えており、前記ロツ
クリングは弾性コアの内部に配置され、そして圧
潰を制限する装置および／または金属製補強部材
の役目をする。

本発明は、一つのシール線を有する組立体に加
えて、第１金属製コアと同一の金属製コアまたは
非金属製のコア、例えば、弾性体継手のいずれか
により構成しうる第２の弾性コアを支持するため
に、継手のエンベロープの少なくとも一つが継手
の対称面に平行に延びているような二つのシール
線を有する組立体に関する。

本発明を限定しない実施態様を添付図面につい
て以下にさらに詳しく説明する。

好ましい実施態様の詳細な説明 第１図に示しかつ本発明による緊密連結装置を
構成した組立体は、パイプの各々により形成され
た通路１４を軸線方向に整列させるように連結し
ようとする２本のパイプ１０の端部に溶接された
２個の対向したフランジ１２を備えている。実際
の組立ては、例えば、フランジ１２の各々におい
て円周方向に隔置された穴の中に通された控えボ
ルト１６の助けにより行われる。控えボルト１６
のかわりに任意のその他の固定締めつけ装置を使
用できることは明らかである。

フランジ１２の各々は、それらの対向した面１
８に、通路１４を囲繞する台形断面の溝２０を有
している。符号２０ａは溝の底部を示し、そして
符号２０ｂは溝の側部を示している。

楕円の断面を有する金属製の可撓継手２２が対
向した溝２０の中に配置され、そしてフランジ１
２の間に控えボルト１６により固定される。

継手２２により断面に形成された楕円の軸の一
方（図面では短軸）が（通路１４の共通の軸線に
垂直な）継手の対称面に配置され、一方他方は前
記対称面に垂直である。

継手２２の断面の楕円形ならびにこの楕円の寸
法は、第１図において符号Ａ，Ｂ，ＣおよびＤに
より示された四つの疑似点で示した領域において
組立体の緊密性が得られるように台形溝２０の形
状および寸法の関数として選択される。さらに詳
しく述べると、これらの領域Ａ，Ｂ，ＣおよびＤ
は、溝２０の斜辺２０ｂ上に配置され、従つて、
継手２２の外面に対する接線は、溝２０の斜辺２
０ｂの向きと実質的に等しい向きを有している。

控えボルト１６の締めつけ前（第１図の左半部
を参照）の継手２２および溝２０の相対寸法は、
溝２０の各々の底部２０ａから継手２２を隔離し
た距離ｈが0.5mm〜１mmとなるように決定されて
いる。

符号ｅを締めつけ前のフランジ１２の間の間
隔、符号Ｌを溝２０の深さとすれば、継手２２に
より断面に形成された楕円の長軸ｂは次式により
計算することができる。

ｂ＝ｅ＋2L−2h 控えボルト１６を締めつけた後（第１図の右半
部参照）、四つの領域Ａ，Ｂ，ＣおよびＤにおい
て組立体の緊密性が得られる。しかしながら、継
手２２と溝２０の各辺との間のこれら四つの接触
領域に対して、継手２２が溝２０の底部２０ａと
接触する第１図に符号ＥおよびＦで示した二つの
領域が付加される。継手２２の形状を考慮する
と、領域ＥおよびＦは必ずしもシール領域ではな
い。

前述した構造により、締めつけ中および領域Ｅ
およびＦにおける接触前に継手２２と溝２０の斜
辺との間の領域Ａ，Ｂ，ＣおよびＤに起こるすべ
りが10分の数mmに限定され、その結果、継手の効
果が維持される。

継手２２の種々の実施態様を第２図〜第６図に
ついて以下さらに詳しく説明する。

この型式の金属製の可撓継手の慣用の態様にお
いて、継手２２は隣接巻回部分を有しかつそれ自
体閉ざされた金属製のコイルばね２４により構成
されたコア、すなわち、ウエブを備えている。こ
のばね２４は第１エンベロープ２６の中に埋め込
まれている。第１エンベロープ２６は、それ自体
が第２エンベロープ２８の中に取りつけられてい
る。第２エンベロープ２８は、継手２２の外側エ
ンベロープを形成している。

本発明によれば、継手２２の断面の楕円形状は
継手２２のコアを形成しているばね２４を楕円形
に形成することにより得られる。

次いで、エンベロープ２６および２８がばね２
４およびエンベロープ２６にそれぞれ配置され
る。

第２図の実施態様においては、第２ｂ図、第３
ａ図、第３ｂ図、第４図および第５図に例示した
実施態様の場合のように、継手２２に形成された
楕円形断面の短軸は、半径方向の対称面中に配置
され、一方楕円形の長軸は前記対称面に垂直であ
り、その結果、継手が回転式のものである場合に
継手の軸線に平行である。金属製の可撓継手の慣
用の態様においては、エンベロープ２６および２
８は位置２７および２９において開口している。

第２ａ図および第２ｂ図に示したさらに一般的
な態様においては、２個のエンベロープ２６，２
８は、継手２２より形成された楕円形断面の長軸
に沿つて位置２７および２９において開口してい
る。第２ａ図の実施態様は、第２ｂ図の実施態様
とは、第２ａ図においてエンベロープ２６および
２８の両方が継手の同じ側において開口し、一方
第２ｂ図においてエンベローフ２６，２８が対向
した両側に開口している点で異なつている。

第３ａ図および第３ｂ図は、本発明による継手
の二つの構造上の変型を例示しており、これらの
場合には、エンベロープ２６および２８が継手に
より形成された楕円形断面の短軸に沿つて位置２
７および２９において開口している。さらに詳し
く述べると、第３ａ図は２個のエンベロープが継
手の外周に沿つて開口している場合を例示し、一
方第３ｂ図は２個のエンベロープが継手の内周お
よび外周にそれぞれ沿つて開口している場合を例
示している。

第４図は本発明の別の実施態様を示している。
この実施態様では、継手２２は隣接巻回部分２４
を有するコイルばねの内部に中実のロツクリング
３０を有している。ロツクリング３０は、第４図
では、端縁が面取りされた実質的に長方形の横断
面を有しており、そして継手の圧潰を制限する部
材または継手の金属製補強部材として使用するこ
とができる。

第４図はロツクリング３０が第２ｂ図の継手と
同じ継手の中に配置された場合を示している。し
かしながら、この実施態様は本発明を限定しない
実施態様であることは明らかである。中実のロツ
クリングを第２ａ図、第３ａ図および第３ｂ図に
示した継手に配置しうることは明らかである。

本発明が単一のシール線を有する装置に限定さ
れるものではなく、かつ二つのシール線を有する
装置をも包含していることは明らかである。従つ
て、第５図には、隣接巻回部分を有する２個の閉
ざされたコイルばね２４ａ，２４ｂを有し、楕円
形断面を有しかつばね２４ａ，２４ｂの各々によ
り形成された楕円形断面の短軸を含む共通の対称
面を有する継手１２２を例示してある。スペーサ
２６ａが前記対称面に沿つてばね２４ａ，２４ｂ
の間に配置され、そして同時にばね２４ａ，２４
ｂの各々の第１エンベロープを構成している。こ
の第１エンベロープは、内側ばね２４ｂの内周に
沿つて位置２７ｂにおいて開口し、かつ外周ばね
２４ａの外周に沿つて位置２７ａにおいて開口し
ている。そのうえ、第２エンベロープ２８ａ，２
８ｂがばね２４ａおよび２４ｂを包絡したスペー
サ２６ａの部分に配置されている。エンベロープ
２８ａ，２８ｂは、互いに対向して開口し、すな
わち、エンベロープ２８はばね２４ａの内周に沿
つて位置２９ａにおいて開口し、そしてエンベロ
ープ２８ｂはばね２４ｂの外周に沿つて位置２９
ｂにおいて開口している。

第５図について前述した継手１２２の説明は、
明らかに本発明をこの実施態様に限定するもので
はなく、本発明は二つのシール線を有ししかも少
なくとも１個の金属製の可撓継手を備えかつ楕円
形断面を有する継手をも包含することは明らかで
ある。特に、第２図、第３図、第４図に示した異
なる実施態様は、第５図の継手を変形するために
使用することができる。そのうえ、継手の二つの
シール線の一方を非金属製の継手、そして特に、
弾性体継手を使用して構成しうることに留意すべ
きである。

第５図に示した二つのシール線を有する継手１
２２は、各々のフランジが継手の二つの部分を収
納しうる台形断面の二つの溝を有している２個の
フランジを備えた組立体の中に配置されることは
明らかである。

最後に、第６図は、本発明による装置の別の実
施態様を例示している。第６図の実施態様は、前
述した実施態様とは、継手の断面の楕円形の長軸
が対称面に包含されている点で異なつている。第
６図に例示したように、このような継手は、フラ
ンジ１２の中に形成された台形溝２０の幅が広く
かつ深さが小さく形成されている場合に特に適し
ている。この場合にもまた、継手と溝の各辺との
間の四つの接触領域Ａ，Ｂ，ＣおよびＤは、これ
らの点における継手の外面の接線が台形の溝２０
の各辺の方向と実質的に同一の方向を有してい
る。そのうえ、締めつけ前の溝２０の底部から継
手２２を隔離した距離ｈは0.5mm〜１mmであり、
従つて組立体を締めつける作用は、継手の有意な
変形をなんら生ずることなく継手を溝の底部と接
触させることである。

第２図〜第５図について説明したすべての実施
態様は、また、第６図の実施態様にもあてはま
る。特に、継手のエンベロープの開口部は、第２
図および第３図について説明した態様に形成する
ことができ、中実のロツクリングを第４図に示し
たコイルばねの内部に配置することができる。こ
のような継手には、また、第５図について説明し
たように二つのシール線を設けることができる。

既存の金属製の可撓継手のすべての既知の型式
は、本発明による装置に使用された金属製の可撓
継手に有利に適用できることは明らかである。従
つて、継手が金属製の弾性コアを囲繞する１個ま
たは数個のエンベロープを有しているか否かはさ
ほど重要ではなく、また金属製のコアは前述した
コイルばねと異なる態様とすることができ、特に
金属製チユーブの形態とすることができる。その
うえ、本発明による継手は、平面図において、任
意の形状を有することができ、すなわち、本発明
の範囲を逸脱することなく、円形、長方形、実質
的に正方形等の形状を有することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二つの対向した台形溝の中に配置され
た楕円形断面を有する金属製の可撓継手を備えた
本発明による緊密連結装置または組立体を示した
長手方向断面図であり、左半部に締めつけ前の装
置を示し、そして右半部に締めつけ後の装置を示
した図、第２ａ図および第２ｂ図は継手のエンベ
ロープが継手により形成された楕円形断面の長軸
に沿つて開口した、本発明による第１実施態様の
二つの変型を例示した金属製可撓継手の直径方向
の半部分を示した図、第３ａ図および第３ｂ図は
継手のエンベロープが継手により形成された楕円
形断面の短軸に沿つて開口した、本発明の第２実
施態様の二つの変型を例示した第２ａ図および第
２ｂ図に匹敵する図、第４図は中実の環状のロツ
クリングが継手の弾性コア、すなわち、ウエブの
内部に配置された、本発明の別の実施態様を例示
した第２図および第３図に匹敵する図、第５図は
継手が二つのシール線を有している本発明の別の
実施態様を例示した第２図から第４図に匹敵する
図、第６図は継手により形成された楕円形断面の
長軸が対称面中に配置された継手を有する本発明
による緊密連結装置の半部分の断面図である。 １２……フランジ、１６……控えボルト、２０
……溝、２０ａ……溝の底部、２０ｂ……溝の
辺、２２……可撓継手、２４，２４ａ，２４ｂ…
…コイルばね、２６……第１エンベロープ、２
８，２８ａ，２８ｂ……第２エンベロープ、３０
……ロツクリング、２６ａ……スペーサ、１２２
……継手、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ……接触領
域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 締めつけ装置により連結された２個の対向し
   たフランジの間に配置された金属製の可撓継手を
   備えた緊密連結装置であつて、前記継手が少なく
   とも１個の環状の中空の弾性を有する金属製コア
   と、前記金属製コアが埋設された少なくとも１個
   のエンベロープとを備えており、前記継手の金属
   製コアが休止状態において楕円形の横断面を有
   し、前記楕円形の対称軸の一つが前記継手の対称
   面中に配置され、前記フランジが少なくとも２個
   の対向した台形の溝を有し、前記台形の溝の中で
   前記継手が四つの領域において前記溝の斜辺と緊
   密に接触するように配置され、締めつけ装置の作
   用前に溝の底部から所定の距離だけ隔置されると
   共に、締めつけ装置を作用させたときに二つの領
   域において前記溝の底部と衝接することを特徴と
   する緊密連結装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の緊密連結装置
   において、前記締めつけ装置の作用前に、前記継
   手を前記溝の各々の底部から0.5mmから１mmの距
   離だけ隔置させたことを特徴とする緊密連結装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載の緊急連結装置
   において、前記継手の対称面中に配置された対称
   軸が前記継手の金属製コアにより断面に形成され
   た楕円の短軸であることを特徴とする緊密連結装
   置。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載の緊密連結装置
   において、前記継手の対称面中に配置された対称
   軸が前記継手の金属製コアにより断面に形成され
   た楕円の長軸であることを特徴とする緊密連結装
   置。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載の緊密連結装置
   において、前記継手が弾性コアの内部に配置され
   た中実の環状のロツクリングを備えていることを
   特徴とする緊密連結装置。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載の緊密連結装置
   において、前記継手のエンベローブの少なくとも
   １個が前記２個のフランジの間に形成された２個
   の対向した溝の中に配置された第２の弾性コアを
   支持するために前記継手の対称面に平行に延びて
   いることを特徴とする緊密連結装置。