JPH0772597B2 - 高圧流体を流すための可撓管と機械的剛性部材とを接続するための接続部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高圧流体を流すための可撓管と機械的剛性部
材とを接続するための接続部材に関する。

［従来の技術］ 比較的高い温度、例えば100℃より高い温度の流体を高
圧、例えば8000キロパスカル（80バール）の圧力下で送
給する場合には、物質容器の上方に配置されたポンピン
グ装置の物質送出口と流体分配及び／又は処理装置の入
口とを接続する可撓管を使用するのが普通である。流体
という用語は、本明細書では、石油、熱可塑性材料、例
えばゴムをベースとする材料、より特定的にはブチルゴ
ム及び／又はポリイソブチレンをベースとする材料、特
に自動車工業及びガラス工業で使用される種々の材料の
ような、通常大きな粘度を示す生成物を意味する。これ
らの材料は室温では実質的に固体であり（STANDINGERの
分子量8000〜15000のブチルゴム及び／又はポリイソブ
チレンは例えば40℃で８時間後に約115°ムーニーの粘
度を示す）そのため、通常は100℃を大幅に上回る温度
で加工しなければならず、従って時には30000キロパス
カルを超えるような更に高い圧力を生じる。これらの流
体を、金属製中央フレームで補強した内側及び外側ゴム
管からなる可撓管で送給する場合には、安全性と技術上
の理由から、直径10mm未満の小径管を使用する。これら
の管は流体の入口及び出口に次のように接続される。先
ず金属フレームを数センチメートルにわたって露出さ
せ、次いで２つの金属部品からなる接続部材を圧入す
る。第１の部品は、対応可撓管の内径に相当する外径を
持ち薄くなった円錐台状端部を有する中空管からなる。
この中空管は他端に、より大きい外径の台座構成部分を
有する。

前記中空管は前記台座の近傍に外側ネジ山を有し、この
上に第２の部品がネジ止めされる。この第２の部品は前
記台座上に当接するツバからなる。このツバは当該可撓
管の直径に対応する内径を持つネジ山付き第２部分を延
長部として含む。前記中空管の円錐台状部分に起因して
容易になった接続部材の配置操作を行う場合には、前記
ツバの前記ネジ山付き第２部分を可撓管の露出された金
属フレーム上にネジ止めする。また、気密性を高めるた
めに、前記中空管に設けられるネジ山部分の長さが前記
ツバを前記中空管にネジ止めするのに必要な長さより大
きく、そのため中空管は可撓管の内側ゴム管内に部分的
にネジ止めされる。

このような接続は中空管の円錐台状端部のレベルに弱点
を有する。可撓管によって送給される流体がこの部分の
断面の縮小に起因して極めて大きな圧力を加えるからで
ある。実験の結果、700mm²より大きい可撓管の場合には
圧力が8500キロパスカルを超えると接続が破壊されるこ
とが判明した。この技術的限界は、可撓管の技術では前
述のように同一の断面積で30000キロパスカルを超える
圧力に耐えることが可能であるだけに、余計残念であ
る。加えて、この種の接続は組立てが難しく、工場でし
か実施できないため、実際には可撓管製造業者が接続部
材も付けて管を供給している。これは、例えば新規の機
械を開発すべく、自在に組立てることのできる接続部材
を所望している使用者には不満な情況である。

その他、ゴム管用接続部材も米国特許第2071,478号によ
って知られている。この接続部材は台座を構成する第１
の部品を含み、この台座に例えばコックがネジ止めされ
る。この管状部品はゴム管内に圧入され、離脱防止用の
歯が複数具備されている。また、ゴム管に挿入される方
の先端は、この第１管状部品の内側に第２の部品をネジ
止めによって挿入する時に前記先端が２つの面に別れて
広がるように裂け目を有する。ゴム管が膨張し過ぎない
ようにするために、好ましくはその先端に黄銅製タガネ
を具備する。

この種の接続部材はゴム管を流れる流体の通過断面積を
半分以上縮小させる。加えて、第２の管状部品が第１の
管状部品より奥でゴム管内に侵入するため、流体が前記
台座方向に流れる時に第１管状部品が大きな圧力を受け
て離脱し易くなる。この離脱は流体が台座からゴム管方
向に流れる時には発生しないが、一方でゴム管の各先端
に接続部材が必要とされ、且つ他方では流体通過断面が
極めて狭い状態を継続させ、この狭小状態は本当の意味
でのネックを構成し、そのためこの種の接続では例えば
80バールを大幅に超えるような極めて大きい圧力に耐え
ることは不可能である。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的は、例えば30000キロパスカルを超える極
めて大きい作用圧力に耐えることのできるような、高圧
流体を流すための可撓管と機械的剛性鵜材とを接続する
ための接続部材を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、前述の目的は、高圧流体を流すための
可撓管と機械的剛性部材とを接続するための接続部材で
あって、一端が接続ヘッド状拡大部分を有すると共に他
端が可撓管の中に挿入されるべき中空管状部品と、少な
くとも一端が中空管状部品の他端に収容される内側固定
管と、可撓管と可撓管に挿入された中空管状部品の他端
とを、少なくとも一端が中空管状部品の他端に収容され
た内側固定管と協働して固定すべく、可撓管の外側から
可撓管を径方向内側に締め付ける締付けツバとを備えて
おり、内側固定管が可撓管の内径寸法と同じ寸法の外径
を有すると共に円錐台状に広がる他端を有している接続
部材によって達成される。

本発明の高圧流体を流すための可撓管と機械的剛性部材
とを接続するための接続部材によれば、内側固定管が、
その一端が可撓管の内径寸法とほぼ同じ外径を有すると
共に、円錐台状に広がる他端を有しているため、内側固
定管の流体通過断面が可撓管の通過断面と殆ど同じであ
り、次いでこの通過断面が漸減することにより、高圧流
体による内側固定管の内部へのめくれが回避されると共
に、気密性が向上する。

更に、この気密性は流体により内側固定管へ加えられる
内部圧力が大きければ大きい程確実になる。

そのため、内側固定管が内部にめくれることが一層防止
され、流体は可撓管と内側固定管との間には流れ得ず、
内側固定管の内部を通ってしか流れ得ない。

本発明の装置の好ましい特徴によれば、中空管状部品が
可撓管の内側ゴム管に押し付けられる複数の保持手段を
周縁に備えるのがよい。

本発明の装置の他の好ましい特徴によれば、保持手段が
歯の形状を有するのがよい。

本発明の装置の更に好ましい特徴によれば、中空管状部
品の他端側内周面が円錐台状に広がっており、内側固定
管を中空管状部品内に挿入する時に円錐形部分が複数の
面に別れて広がるように裂け目を有するのがよい。

本発明の装置の更に他の好ましい特徴によれば、中空管
状部品が内側固定管に設けられた外側ネジ山に対応する
内側ネジ山を有するのがよい。

本発明の装置の更に他の好ましい特徴によれば、内側固
定管が一連の溝穴を有し、これらの溝穴を介して十字形
工具により、ネジ山を備えた内側固定管が中空管状部品
に設けられたネジ山にネジ止めされるのがよい。

本発明の装置の更に他の好ましい特徴によれば、締付け
ツバが２つの半ツバからなり、これらの半ツバが面取り
された縁を有し、内径が対応可撓管の外径以下であるの
がよい。

本発明の他の利点及び特徴は添付図面に基づく以下の非
限定的好適な実施例の説明から明らかにされよう。

［実施例］ 本発明では、接続は気密性に寄与する４つの部材、即ち
可撓管Ａ自体と、例えば円筒形のヘッド１を構成すべく
拡大された一端を有し、可撓管Ａ内に挿入される中空管
状部品Ｂと、内側固定管Ｃと、全体を互いに固定する外
側ツバＤとの協働によって達成される。

可撓管Ａは例えば２つのゴム製同心可撓管からなり、こ
れらの管が金属フレームからなる補強材によって互いに
分離され、好ましくは恒温に維持される。この種の可撓
管は例えば1200mm²に等しい通過断面積及び55mmの外径
で、例えば約30000キロパスカル程度の大きな圧力に耐
えることができる。本発明の接続部材を使用する場合に
は、可撓管Ａを例えば金属用鋸で所望の長さに切断する
だけで、削剥処理は行わない。

第２図に詳細に示した中空管状部品Ｂは、外径が可撓管
の内径に相当し且つ内径が一定であるような直線部分２
を有し、一端が例えば円筒形接続ヘッド１状に拡大され
ている。このヘッドは複数の較正された穴３を有し、こ
れらの穴を介して接続部材がボルト又は他の類似手段に
より金属装置、例えば可撓管を流れる流体のポンピング
又は分配装置に固定される。このヘッドと反対側の中空
管状部品Ｂの端部４は先端に向かって広がるやや円錐台
状の内側断面を有する。中空管状部品のこの円錐台部分
はその高さ全長にわたって裂け目を例えば４つ有し、こ
のようにして形成される４つの面５が花冠状に広がっ
て、可撓管Ａ内への該管状部品Ｂの固定を確実にする。
この固定は、可撓管の開口断面の内径に相当する外径を
持つ該管状部品の周縁に、好ましくは前記円錐形端部か
らヘッド１の近傍に位置する点Ｐまでの距離、又は例え
ば直線部分２の長さの3/4より長い距離にわたって複数
の歯６を形成すれば、更に確実にすることができる。歯
６はかなり大きく、例えば高さが10mmであり、可撓管Ａ
の内側ゴム管内に侵入して管状部品を可撓管に固定せし
める。これらの加工形成された歯と等価の別の手段、例
えば前記歯の高さとほぼ同じピッチを持つネジ山を使用
することもできる。これらの歯６又はネジ山によって管
状部品Ｂの挿入は比較的容易になり、そのためスタンピ
ングプレスは不要であって、せいぜいハンマが必要とさ
れるにすぎない。

管状部品Ｂは内側にも細かいネジ山７を有する。このネ
ジ山は該部材の直線部分に、好ましくは円錐部分の底面
に至るまで形成する。この細かいネジ山７は第３図によ
り詳細に示した内側固定管Ｃの固定に使用される。

内側固定管Ｃは管状部品Ｂ内に配置し得る中空管８から
なる。この管は管状部品Ｂ内への完璧な嵌合に適した外
周９を有する。即ち、この管も直線部分10と先端に向か
って広がる円錐部分11とを有する。円錐部分11は可撓管
Ａの内径に等しい最大直径を有する。従って、第１図に
示すように、この内側固定管Ｃと可撓管Ａとの間に完全
な連続性が得られる。固定位置では内側管Ｃを少しでも
ゴム管内に挿入すれば気密性が得られ、そのため流体は
内側管Ｃの中にしか流れないことになる。

一方、流体流路12も円錐部分に拡大断面13を有する。こ
れは、このようにして連続的に狭くなった通過断面を流
れる流体の流れを容易にするためである。

固定管Ｃの周縁には直線部分10にわたって細かいネジ山
14が形成されている。このネジ山は管状部品Ｂのネジ山
７に正確に対応する。また、例えば十字形工具を用いて
内側管Ｃを管状部品Ｂ内にネジ止めするために、円錐台
状端部と反対側の内側管の端部には複数の溝穴15を設け
るのが好ましい。この溝穴の数は該具体例では４つであ
る。

この接続部材を組立てる場合は、先ず可撓管Ａを所望の
長さに切断し、手短なネジ止めによって内側固定管Ｃを
管状部品Ｂ内に配置する。この場合内側固定管Ｃは管状
部品Ｂの先端４側から挿入する。次いで管状部品Ｂを可
撓管Ａの内側ゴム管16内に挿入する。場合によっては、
管状部品Ｂを可撓管Ａの金属フレームに溶着することに
よって、この接続の耐性を高めてもよい。この操作が終
了したら、十字形工具を用いて内側管Ｃを管状部品Ｂ内
に正確に配置する。この場合は管状部材Ｂのヘッド１側
から内側固定管Ｃにアクセスする。管Ｃのネジを締める
と円錐部分４が更に強く圧迫され、裂け目によって分離
された面５が広がるため、完全な気密性が得られる。最
後に全体を互いに保持すべく、第４図に示したようなツ
バＤを固定する。

ツバＤは互いにボルト（穴18）で固定される２つの半ツ
バ17で構成される。これらの半ツバ17は好ましくは可撓
管Ａの外径以下の内径19を有する。このようにすれば、
第１図に符号20で示したように、可撓管Ａが圧迫され、
ツバＤが可撓管Ａのゴム管に食い込む。このようにして
挟持される可撓管Ａが切断されないように、半ツバ17の
縁21は面取りするのが好ましい。

接続部材をこのようにして固定すれば、後は金属部材と
金属製接続部材との接続、又は可撓管の上流もしくは下
流の他の任意の装置と剛性金属ヘッド１との接続の問題
になるため、通常の方法で例えばポンピング装置への固
定を実施し得る。この接続部材は可撓管Ａと同様に従来
の技術で恒温に維持してもよい。実際、多重ガラスの製
造に使用されるポリイソブチレンをベースとするゴムの
ような特定の物質を送給するためには、温度を一定にす
る必要がある。

尚、流体通過断面の縮小は極めて有利なことに漸進的で
あり、接続レベルの圧力降下は極めて小さい。

本発明は以上説明してきた実施例には限定されないもの
と理解されたい。

例えば、既に述べたように、管状部品Ｂは周縁に歯６を
備えるかわりに、ピッチの大きいネジ山又はその他の可
撓管Ａ内への管状部品Ｂの挿入を容易にする類似の保持
手段を備え得る。極端に言えばこの管状部材は平滑であ
ってもよく、その場合には可撓管内を流れ且つ管状部品
Ｂの端部４の面５を花冠状に広げる流体の圧力によって
該部材の配置を行う。このシステムはこのようにして適
切な気密性を生じさせ、この気密性は流体により加えら
れる内部圧力が大きければ大きい程確実になる。

また、管状部品Ｂと内側固定管Ｃとに設けられた細かい
ネジ山に代えて、管状部品Ｂ内での内側管Ｃの別の固定
手段又は単なる保持手段を使用してもよい。実際、流体
は円錐状端部からヘッド方向に流れる時には、通過断面
積の縮小に起因して、最初に出会う内側管Ｃ部分で円錐
状端部に極めて大きな圧力を加える。この圧力は内側管
Ｃを少し前進させ、それによって密閉と金属製管状部品
Ｂの固定とを実現させる程十分に大きい。この場合には
勿論、十字形工具用の十字形溝穴はネジ山が存在しても
不要であり、またこのネジ山も管状部品Ｂ内に既に配置
された管Ｃに簡単にアクセスできるような別の等価ネジ
止め手段に代えてよい。

本発明の接続部材は極めて正確な切削加工が容易であり
且つ腐食しないような材料で形成するのが好ましい。

このような接続部材は8500キロパスカルより大きく、更
には30000キロパスカルにも及ぶ大きい圧力下で100℃よ
り高い温度で流れる流体に耐えられる。例えばNORMYDRO
社によりレファレンスFC195/24で市販されている可撓管
に使用した場合には、多重ガラス用の紐を製造すべく、
STANDINGERによる分子量8000〜15000、温度40℃、粘度
約155°ムーニー（ASTM D 1646−74に従いMooney粘度計
で測定）のブチルゴム及びポリイソブチレンを約30000
キロパスカルの圧力下で800時間送給することができ
た。

［発明の効果］ 内側固定管が、可撓管の内側ゴム管とほぼ同じ外径を持
つ円錐台状拡大端部を有するため、固定位置では内側固
定管を少しでも可撓管内に挿入することにより気密性が
得られ、流体は内側固定管を通ってしか流れなくなり、
更に、この気密性は流体により加えられる内部圧力が大
きければ大きい程確実になる。また、拡大端部レベルの
流体通過断面を可撓管の通過断面と殆ど同じにし、次い
でこの通過断面を漸減させているため、接続レベルの圧
力効降下が極めて小さくなり、高圧流体の圧迫が回避さ
れ得、極めて大きい作用圧力に耐え得る高圧流体を流す
ための可撓管と機械的剛性部材とを接続するための接続
部材を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は主として可撓管と、中空管状部品と、内側固定
管と、締付けツバとで構成される本発明の接続部材の全
体を示す簡略説明図、第２図は第１図に示した管状部品
の縦断面図、第３図は第１図の内側固定管の縦断面図、
第４図面は前記ツバを構成する半ツバの説明図である。 Ａ……可撓管、Ｂ……中空管状部品、Ｃ……内側固定
管、Ｄ……締付けツバ、１……接続ヘッド。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧流体を流すための可撓管と機械的剛性
   部材とを接続するための接続部材であって、 一端が接続ヘッド状拡大部分を有すると共に他端が前記
   可撓管の中に挿入されるべき中空管状部品と、 少なくとも一端が前記中空管状部品の他端に収容される
   内側固定管と、 前記可撓管と該可撓管に挿入された前記中空管状部品の
   他端とを、少なくとも一端が前記中空管状部品の他端に
   収容された前記内側固定管と協働して固定すべく、前記
   可撓管の外側から該可撓管を径方向内側に締め付ける締
   付けツバとを備えており、 前記内側固定管が前記可撓管の内径寸法と同じ寸法の外
   径を有すると共に円錐台状に広がる他端を有している接
   続部材。
2. 【請求項２】前記中空管状部品が前記可撓管の内側ゴム
   管に押し付けられる複数の保持手段を周縁に備えること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の接続部材。
3. 【請求項３】前記保持手段が歯の形状を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の接続部材。
4. 【請求項４】前記中空管状部品の他端側内周面が円錐台
   状に広がっており、前記内側固定管を該中空管状部品内
   に挿入する時に前記円錐形部分が複数の面に別れて広が
   るように裂け目を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第３項のいずれか一項に記載の接続部材。
5. 【請求項５】前記中空管状部品が該内側固定管に設けら
   れた外側ネジ山に対応する内側ネジ山を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第４項のいずれか一
   項に記載の接続部材。
6. 【請求項６】前記内側固定管が一連の溝穴を有し、該溝
   穴を介して十字形工具により、ネジ山を備えた前記内側
   固定管が該中空管状部品に設けられたネジ山にネジ止め
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５
   項のいずれか一項に記載の接続部材。
7. 【請求項７】前記締付けツバが２つの半ツバからなり、
   該半ツバが面取りされた縁を有し、内径が対応可撓管の
   外径以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   から第６項のいずれか一項に記載の接続部材。