JPS6238592B2 - - Google Patents
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- JPS6238592B2 JPS6238592B2 JP53052624A JP5262478A JPS6238592B2 JP S6238592 B2 JPS6238592 B2 JP S6238592B2 JP 53052624 A JP53052624 A JP 53052624A JP 5262478 A JP5262478 A JP 5262478A JP S6238592 B2 JPS6238592 B2 JP S6238592B2
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/08—Casing joints
- E21B17/085—Riser connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
- F16L27/10—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
- F16L27/103—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations in which a flexible element, e.g. a rubber-metal laminate, which undergoes constraints consisting of shear and flexure, is sandwiched between partly curved surfaces
Landscapes
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Joints Allowing Movement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は密封型たわみ継手、更に詳しくは高圧
に耐えて気密性を保ちつつ流体用導管間の運動を
許容することのできる密封型たわみ管継手に関す
るものである。
に耐えて気密性を保ちつつ流体用導管間の運動を
許容することのできる密封型たわみ管継手に関す
るものである。
近年種々の燃料に対する要求が世界的に大巾に
高まつている。石油や天然ガス等の新たな供給源
を発見するために今や増々海底調査をすることが
必要になつて来ている。石油や天然ガスの探鉱が
沿岸地帯に移行し始めた頃には地上におけると同
じ様な堀削技術を使用していた。例えば堀削開始
前に海底にやぐらを組んでそのやぐらの上に固定
された堀削用プラツトフオームを築くのが普通で
あつた。しかしながら石油や天然ガスの探鉱が海
岸から遠く離れた深海部におよぶにつれて固定式
のプラツトフオームは実用できなくなり、浮き式
プラツトフオーム乃至バージを使用せざるを得な
くなつて来た。また浮き式プラツトフオームは石
油や天然ガスを吸い上げる設備を据え付けるのに
も使用されている。
高まつている。石油や天然ガス等の新たな供給源
を発見するために今や増々海底調査をすることが
必要になつて来ている。石油や天然ガスの探鉱が
沿岸地帯に移行し始めた頃には地上におけると同
じ様な堀削技術を使用していた。例えば堀削開始
前に海底にやぐらを組んでそのやぐらの上に固定
された堀削用プラツトフオームを築くのが普通で
あつた。しかしながら石油や天然ガスの探鉱が海
岸から遠く離れた深海部におよぶにつれて固定式
のプラツトフオームは実用できなくなり、浮き式
プラツトフオーム乃至バージを使用せざるを得な
くなつて来た。また浮き式プラツトフオームは石
油や天然ガスを吸い上げる設備を据え付けるのに
も使用されている。
浮き式プラツトフオーム、バージ等の構造物は
例え繋留されていたとしても波の運動によつて揺
れ動く。したがつて浮き式プラツトフオームから
行なわれる堀削作業や吸上作業はプラツトフオー
ムの水平方向の運動および垂直方向の運動の両方
を許容しなければならない。すなわち、その浮き
式の堀削用プラツトフオームから下方に向かつて
海底まで延びるドリルストリング、昇水管等の導
管はプラツトフオームが揺れ動いたときに破壊し
たりすることのないように充分曲がることができ
なければならない。例えばドリルストリングに使
用されているパイプは通常充分径が細く、かつ充
分な強度を有しており、プラツトフオームが水平
方向乃至垂直方向に動いても破壊されないように
撓むことができる。これに対して例えば昇水管や
吸上管は比較的径が太く、ドリルストリングに比
べて柔軟性が小さい。そのため、大径の昇水管や
吸上管は、容易に撓んで曲げ運動を許容すること
ができ、しかも高い内圧および外圧に耐えて密封
することのできるたわみ管継手手段を少なくとも
一つ含んでいる必要がある。
例え繋留されていたとしても波の運動によつて揺
れ動く。したがつて浮き式プラツトフオームから
行なわれる堀削作業や吸上作業はプラツトフオー
ムの水平方向の運動および垂直方向の運動の両方
を許容しなければならない。すなわち、その浮き
式の堀削用プラツトフオームから下方に向かつて
海底まで延びるドリルストリング、昇水管等の導
管はプラツトフオームが揺れ動いたときに破壊し
たりすることのないように充分曲がることができ
なければならない。例えばドリルストリングに使
用されているパイプは通常充分径が細く、かつ充
分な強度を有しており、プラツトフオームが水平
方向乃至垂直方向に動いても破壊されないように
撓むことができる。これに対して例えば昇水管や
吸上管は比較的径が太く、ドリルストリングに比
べて柔軟性が小さい。そのため、大径の昇水管や
吸上管は、容易に撓んで曲げ運動を許容すること
ができ、しかも高い内圧および外圧に耐えて密封
することのできるたわみ管継手手段を少なくとも
一つ含んでいる必要がある。
そのような昇水管等に使用されているたわみ管
継手には例えば精密に工作された球面を有する球
状部材とその球面と摺接する凹面を備えたソケツ
ト部材からなるものがある。この継手は球状部材
とソケツト部材の関節状の作用によつて曲がるこ
とができる。また弾性Oリングによつて両摺接面
間のインターフエースの密閉がなされる。しかし
ながらこのようなボール継手は高い圧力がかかる
と両摺接面の相対運動ができなくなる。さらにこ
のボール継手には両摺接面およびOリングの摩耗
および劣化があり、頻繁に修理乃至交換をしなけ
ればならないという問題がある。
継手には例えば精密に工作された球面を有する球
状部材とその球面と摺接する凹面を備えたソケツ
ト部材からなるものがある。この継手は球状部材
とソケツト部材の関節状の作用によつて曲がるこ
とができる。また弾性Oリングによつて両摺接面
間のインターフエースの密閉がなされる。しかし
ながらこのようなボール継手は高い圧力がかかる
と両摺接面の相対運動ができなくなる。さらにこ
のボール継手には両摺接面およびOリングの摩耗
および劣化があり、頻繁に修理乃至交換をしなけ
ればならないという問題がある。
また昇水管のような流体用導管を、両導管の対
向する端部にそれぞれ設けられたフランジの間に
環状の可撓性弾性材を挾んで接続する方法もあ
る。この弾性部材は通常非伸張性材料層と弾性材
料層を交互に積層してなつている。非伸張性材料
層は普通金属であり、弾性材料層は通常エラスト
マーである。その弾性部材の各層はジヨンソンの
米国特許第3168334号のパイプ継手におけるよう
に平らな表面を備えた環状でもよいし、あるいは
ハーバード等の米国特許第3680895号のたわみ継
手におけるように球面状の表面を有する環状であ
つてもよい。このような積層弾性部材は継手のた
わみ運動を許容するとともにシールとしても機能
する。この積層弾性部材を使用した継手は所謂
「運動部分」がないから、前記ボール継手におけ
るような摩耗の問題がない。積層弾性部材を使用
したたわみ管継手の例はハーバード等の米国特許
第3390899号、第3734546号、第3853337号等にも
記載されている。
向する端部にそれぞれ設けられたフランジの間に
環状の可撓性弾性材を挾んで接続する方法もあ
る。この弾性部材は通常非伸張性材料層と弾性材
料層を交互に積層してなつている。非伸張性材料
層は普通金属であり、弾性材料層は通常エラスト
マーである。その弾性部材の各層はジヨンソンの
米国特許第3168334号のパイプ継手におけるよう
に平らな表面を備えた環状でもよいし、あるいは
ハーバード等の米国特許第3680895号のたわみ継
手におけるように球面状の表面を有する環状であ
つてもよい。このような積層弾性部材は継手のた
わみ運動を許容するとともにシールとしても機能
する。この積層弾性部材を使用した継手は所謂
「運動部分」がないから、前記ボール継手におけ
るような摩耗の問題がない。積層弾性部材を使用
したたわみ管継手の例はハーバード等の米国特許
第3390899号、第3734546号、第3853337号等にも
記載されている。
上記のような積層弾性部材においては隣接する
2導管間の相対的な揺動乃至首振運動等の運動は
エラストマー等の弾性材料層のねじれ剪断変形に
よつて許容される。このような弾性材料層の剪断
変形によつて運動を許容する弾性部材において
は、その運動許容能力は変形されるエラストマー
の高さ乃至厚みによつて決定される。エラストマ
ー体はいつでも300%乃至それ以上、問題なく変
形することができる。例えば2インチの厚みのエ
ラストマー体の一端が他端に対して平行に6イン
チ以上移動してもエラストマー体が裂けたりする
ことはない。しかしながら、エラストマー体は
300%台の剪断変形を起こさせるような剪断荷重
を繰り返し(荷重と解除の連続的な繰り返し)か
けられると比較的短期間で疲れ破損してしまう。
したがつて積層弾性部材のエラストマー体に何百
万回というような繰り返し荷重がかかる昇水管の
継手に使用する場合等にはエラストマー体の変形
する最大限度を比較的低レベル、例えば25〜35%
内に抑えるのが望ましい。この最大限度を実際に
どの程度の範囲に抑えるかは弾性部材のデユテイ
ーサイクル(許容すべき運動の大きさおよびその
頻度)および使用される弾性材料の疲れ破損特性
によつて決められる。したがつて大きな運動を許
容するためには、エラストマー体の変形最大限度
を一定範囲に抑え疲労寿命が短くなるのを防止す
るためにエラストマー体の厚み乃至高さを増さな
ければならない。
2導管間の相対的な揺動乃至首振運動等の運動は
エラストマー等の弾性材料層のねじれ剪断変形に
よつて許容される。このような弾性材料層の剪断
変形によつて運動を許容する弾性部材において
は、その運動許容能力は変形されるエラストマー
の高さ乃至厚みによつて決定される。エラストマ
ー体はいつでも300%乃至それ以上、問題なく変
形することができる。例えば2インチの厚みのエ
ラストマー体の一端が他端に対して平行に6イン
チ以上移動してもエラストマー体が裂けたりする
ことはない。しかしながら、エラストマー体は
300%台の剪断変形を起こさせるような剪断荷重
を繰り返し(荷重と解除の連続的な繰り返し)か
けられると比較的短期間で疲れ破損してしまう。
したがつて積層弾性部材のエラストマー体に何百
万回というような繰り返し荷重がかかる昇水管の
継手に使用する場合等にはエラストマー体の変形
する最大限度を比較的低レベル、例えば25〜35%
内に抑えるのが望ましい。この最大限度を実際に
どの程度の範囲に抑えるかは弾性部材のデユテイ
ーサイクル(許容すべき運動の大きさおよびその
頻度)および使用される弾性材料の疲れ破損特性
によつて決められる。したがつて大きな運動を許
容するためには、エラストマー体の変形最大限度
を一定範囲に抑え疲労寿命が短くなるのを防止す
るためにエラストマー体の厚み乃至高さを増さな
ければならない。
積層弾性部材のエラストマー層のねじれ運動に
よるせん断変形に対する許容度は、エラストマー
層の平行運動によるせん断変形に対する許容度と
全く同じ分けではないが、大体においてエラスト
マー体の厚みが大きければ、それだけ大きいねじ
れ運動を許容することができる。例えば昇水管に
使用するたわみ管継手としては、中心軸から全て
の方向への10〜15゜程度の揺動ないしねじれ運動
を許容することができるようにする必要がある。
このため、実際には、厚みおよび高さの相当大き
い積層弾性部材を使用したたわみ管継手が実用に
供されているしかしながら、たわみ管継手におい
て大きな揺動運動を許容するのに比較的厚い積層
弾性部材を使用するのは確かに大きな効果がある
が、それと同時にいくつかの重大な欠点がある。
よるせん断変形に対する許容度は、エラストマー
層の平行運動によるせん断変形に対する許容度と
全く同じ分けではないが、大体においてエラスト
マー体の厚みが大きければ、それだけ大きいねじ
れ運動を許容することができる。例えば昇水管に
使用するたわみ管継手としては、中心軸から全て
の方向への10〜15゜程度の揺動ないしねじれ運動
を許容することができるようにする必要がある。
このため、実際には、厚みおよび高さの相当大き
い積層弾性部材を使用したたわみ管継手が実用に
供されているしかしながら、たわみ管継手におい
て大きな揺動運動を許容するのに比較的厚い積層
弾性部材を使用するのは確かに大きな効果がある
が、それと同時にいくつかの重大な欠点がある。
まず、シユミツトの米国特許第3679197号に記
載されているように、揺動運動の中心から離れた
位置にあるエラストマー体の揺動運動に対するば
ね定数はそのエラストマー体に平行な力が作用し
た時のせん断変形に対するばね定数に中心からの
距離の2乗を掛けたものに比例することは従来か
らよく知られている。したがつて弾性層を同心的
に配列した積層弾性部材においてはその半径方向
外側の弾性層がその積層弾性部材の回転に対する
剛性に寄与する率は内側の弾性層がこの剛性に寄
与する率に比べて相当大きい。このように、回転
により生じるせん断変形に対して内側の弾性層が
外側の弾性層より実質的にばね定数が小さいた
め、ねじれ変形の大部分はその内側の弾性層に発
生することになる。したがつて積層弾性部材内の
エラストマー層の厚みを倍にしても、所定の最大
変形範囲内でその積層弾性部材が許容することの
できる回転運動は倍にならずせいぜい25%大きく
なる程度である。このように、エラストマー体の
厚み乃至高さを大きくしてより大きな回転運動を
許容するようにするのは可能ではあるが効果的で
ない。
載されているように、揺動運動の中心から離れた
位置にあるエラストマー体の揺動運動に対するば
ね定数はそのエラストマー体に平行な力が作用し
た時のせん断変形に対するばね定数に中心からの
距離の2乗を掛けたものに比例することは従来か
らよく知られている。したがつて弾性層を同心的
に配列した積層弾性部材においてはその半径方向
外側の弾性層がその積層弾性部材の回転に対する
剛性に寄与する率は内側の弾性層がこの剛性に寄
与する率に比べて相当大きい。このように、回転
により生じるせん断変形に対して内側の弾性層が
外側の弾性層より実質的にばね定数が小さいた
め、ねじれ変形の大部分はその内側の弾性層に発
生することになる。したがつて積層弾性部材内の
エラストマー層の厚みを倍にしても、所定の最大
変形範囲内でその積層弾性部材が許容することの
できる回転運動は倍にならずせいぜい25%大きく
なる程度である。このように、エラストマー体の
厚み乃至高さを大きくしてより大きな回転運動を
許容するようにするのは可能ではあるが効果的で
ない。
さらに厚み乃至高さの大きい積層弾性部材はパ
ターソンの米国特許第3292711号に記載されてい
るように不安定となり座屈し易い。厚み乃至高さ
の大きい積層弾性部材を使用した場合のもう1つ
の問題は回転運動を許容するためにその積層弾性
部材が曲がつたときに各層の相当大きな部分が径
方向荷重に対して支持されていない状態にされる
ということである。すなわち、回転運動をする2
つの支持部材間に弾性部材を配する時に、弾性部
材を介して外径側に一方の支持部材を配し内径側
に他方の支持部材を配して、両支持部材間の相対
回転を許容し、一方、両支持部材間で径方向に作
用する荷重(すなわち、弾性部材に引張・圧縮を
与える荷重)を両支持部材により受け止めるので
あるが、両支持部材の相対回転によつて両支持部
材の半径方向の位置がずれて、両支持部材が弾性
部材を介して径方向の荷重を支持する範囲が狭く
なるという問題がある。なおこの問題について
は、第2図から第4図において角度“A”および
“B”として支持する範囲を示しており、具体例
については後述する。その結果、積層弾性部材の
一部分が剛性支持部材によつて支持されていない
状態で例えば圧縮荷重がかかる可能性がある。支
持されていない状態で特に積層弾性部材の非伸張
性材料層に荷重がかかると非伸張性材料層が曲が
り、遂には破壊されてしまう。非伸張性材料層が
破壊されてしまうということは実質的には弾性部
材全体が破壊されてしまうことと同じである。
ターソンの米国特許第3292711号に記載されてい
るように不安定となり座屈し易い。厚み乃至高さ
の大きい積層弾性部材を使用した場合のもう1つ
の問題は回転運動を許容するためにその積層弾性
部材が曲がつたときに各層の相当大きな部分が径
方向荷重に対して支持されていない状態にされる
ということである。すなわち、回転運動をする2
つの支持部材間に弾性部材を配する時に、弾性部
材を介して外径側に一方の支持部材を配し内径側
に他方の支持部材を配して、両支持部材間の相対
回転を許容し、一方、両支持部材間で径方向に作
用する荷重(すなわち、弾性部材に引張・圧縮を
与える荷重)を両支持部材により受け止めるので
あるが、両支持部材の相対回転によつて両支持部
材の半径方向の位置がずれて、両支持部材が弾性
部材を介して径方向の荷重を支持する範囲が狭く
なるという問題がある。なおこの問題について
は、第2図から第4図において角度“A”および
“B”として支持する範囲を示しており、具体例
については後述する。その結果、積層弾性部材の
一部分が剛性支持部材によつて支持されていない
状態で例えば圧縮荷重がかかる可能性がある。支
持されていない状態で特に積層弾性部材の非伸張
性材料層に荷重がかかると非伸張性材料層が曲が
り、遂には破壊されてしまう。非伸張性材料層が
破壊されてしまうということは実質的には弾性部
材全体が破壊されてしまうことと同じである。
上記の座屈の問題は積層弾性部材の厚さ乃至高
さ方向の1ケ所乃至数ケ所に特に厚く剛性の大き
い層すなわちシムを挿入することによつてある程
度解決することができる。この方法はフランス特
許第934336号に示唆されている。このようなシム
の使用は前述の非伸長性材料層の支持されていな
い部分が曲がり破壊されるという問題を解決する
のにもある程度役立つが、厚いシムを入れるのは
弾性部材を厚くするので好ましくない。
さ方向の1ケ所乃至数ケ所に特に厚く剛性の大き
い層すなわちシムを挿入することによつてある程
度解決することができる。この方法はフランス特
許第934336号に示唆されている。このようなシム
の使用は前述の非伸長性材料層の支持されていな
い部分が曲がり破壊されるという問題を解決する
のにもある程度役立つが、厚いシムを入れるのは
弾性部材を厚くするので好ましくない。
このような事情に鑑みて本発明は可撓性弾性部
材を用いた密封型たわみ管継手において厚みの大
きい弾性部材を使用せずに、接続される2管間の
大きな相対運動を許容することができ、しかもそ
の弾性部材が短期間に疲れ破損してしまうことの
ないようにしたたわみ管継手を提供することを目
的とするものである。
材を用いた密封型たわみ管継手において厚みの大
きい弾性部材を使用せずに、接続される2管間の
大きな相対運動を許容することができ、しかもそ
の弾性部材が短期間に疲れ破損してしまうことの
ないようにしたたわみ管継手を提供することを目
的とするものである。
本発明のたわみ管継手は中空の環状ハウジング
とそのハウジングの最大内径より小さい外径を有
する管状部材からなつている。そのハウジングは
その両端にそれぞれ開口を有するとともに、半径
方向内側に延びる一対の環状フランジを備えてい
る。その一対のフランジは互いにハウジングの長
さ方向に間隔を置いて配されている。前記管状部
材の一端に隣接してその管状部材の半径方向外側
に延びる環状フランジが設けられている。その環
状フランジは前記ハウジングの一対の環状フラン
ジの間に位置せしめられている。管状部材の他端
はハウジングの一端の開口からハウジングの外側
に突出しており、接続すべき2本の流体用導管の
一方に取り付けられるようになつている。ハウジ
ング内において前記管状部材を剛性の大きいリン
グが取り巻いている。このリングはその管状部材
のフランジと、その管状フランジが外部へ突出す
る側のハウジングの前記開口に隣接したハウジン
グのフランジの間に配されている。その剛性リン
グの両側において一対の弾性部材が前記管状部材
を取り巻いている。すなわち、一方の弾性部材は
その剛性リングと管状部材のフランジの間に配さ
れており、他方の弾性部材はその剛性リングとハ
ウジングのその管状部材が突出する側のフランジ
の間に配されている。各弾性部材は少なくとも1
個のエラストマー体を含んでおり、両側面が環状
で外部に露出している。両弾性部材と剛性リング
は互いに共働して前記管状部材とハウジング間を
流体密にシールするシールの少なくとも一部をな
し、かつその管状部材とハウジングの間を両者が
共働して荷重を支持するように連結している。
とそのハウジングの最大内径より小さい外径を有
する管状部材からなつている。そのハウジングは
その両端にそれぞれ開口を有するとともに、半径
方向内側に延びる一対の環状フランジを備えてい
る。その一対のフランジは互いにハウジングの長
さ方向に間隔を置いて配されている。前記管状部
材の一端に隣接してその管状部材の半径方向外側
に延びる環状フランジが設けられている。その環
状フランジは前記ハウジングの一対の環状フラン
ジの間に位置せしめられている。管状部材の他端
はハウジングの一端の開口からハウジングの外側
に突出しており、接続すべき2本の流体用導管の
一方に取り付けられるようになつている。ハウジ
ング内において前記管状部材を剛性の大きいリン
グが取り巻いている。このリングはその管状部材
のフランジと、その管状フランジが外部へ突出す
る側のハウジングの前記開口に隣接したハウジン
グのフランジの間に配されている。その剛性リン
グの両側において一対の弾性部材が前記管状部材
を取り巻いている。すなわち、一方の弾性部材は
その剛性リングと管状部材のフランジの間に配さ
れており、他方の弾性部材はその剛性リングとハ
ウジングのその管状部材が突出する側のフランジ
の間に配されている。各弾性部材は少なくとも1
個のエラストマー体を含んでおり、両側面が環状
で外部に露出している。両弾性部材と剛性リング
は互いに共働して前記管状部材とハウジング間を
流体密にシールするシールの少なくとも一部をな
し、かつその管状部材とハウジングの間を両者が
共働して荷重を支持するように連結している。
本発明の効果は前記両弾性部材の形状および組
合せ、特に弾性部材の両端面の輪郭に帰因するも
のである。その両端面は弾性部材の一方の側面か
ら他方の側面にかけて延びている。各端面は半径
方向の断面(ハウジングの中心軸を含む平面に沿
つた断面)で見た場合、それぞれほぼハウジング
の長さ方向の中心軸上の点を基準とする曲線をな
している。前記管状部材が突出する側のハウジン
グの一端に近い方に位置する弾性部材の両端面が
なす曲線が基準とする点はその弾性部材に対して
ハウジングの他端側に位置している。他方の弾性
部材の両端面に関する曲線の基準点はその弾性部
材に対してハウジングの前記一端側に位置してい
る。両弾性部材の両端面に関する前記点は一致し
ておらず、前記一方の弾性部材の両端面に関する
その点は前記他方の弾性部材の両端面に関するそ
の点よりハウジングの前記一端から遠い位置にあ
る。回転の中心の異なる2つの別々の弾性部材を
用いることによつて最小のスペース内でまたエラ
ストマーの最小の変形で比較的大きな揺動運動を
許容することができる。
合せ、特に弾性部材の両端面の輪郭に帰因するも
のである。その両端面は弾性部材の一方の側面か
ら他方の側面にかけて延びている。各端面は半径
方向の断面(ハウジングの中心軸を含む平面に沿
つた断面)で見た場合、それぞれほぼハウジング
の長さ方向の中心軸上の点を基準とする曲線をな
している。前記管状部材が突出する側のハウジン
グの一端に近い方に位置する弾性部材の両端面が
なす曲線が基準とする点はその弾性部材に対して
ハウジングの他端側に位置している。他方の弾性
部材の両端面に関する曲線の基準点はその弾性部
材に対してハウジングの前記一端側に位置してい
る。両弾性部材の両端面に関する前記点は一致し
ておらず、前記一方の弾性部材の両端面に関する
その点は前記他方の弾性部材の両端面に関するそ
の点よりハウジングの前記一端から遠い位置にあ
る。回転の中心の異なる2つの別々の弾性部材を
用いることによつて最小のスペース内でまたエラ
ストマーの最小の変形で比較的大きな揺動運動を
許容することができる。
本発明のたわみ管継手は単一の厚みの大きいエ
ラストマー体を使用した似たような従来のたわみ
管継手に比べて、そのエラストマー体が積層され
たものであるなしにかかわらず、2本の導管間の
与えられた揺動運動を許容するのに優れている。
本発明の管継手においては2つの異なる弾性部材
が管状部材とハウジングの間に直列に並べられて
いるから、各弾性部材は継手に加わる運動全体の
約半分ずつを許容すればよいことになる。したが
つて各弾性部材はそれだけ厚さ乃至高さが小さく
てよいことになる。直列に並べることによつて両
弾性部材のエラストマー層をそれぞれの回転の中
心に近づけることができ、回転中心からの距離が
短くなつて弾性部材の厚み乃至高さ全体に亘るせ
ん断変形が小さくなりエラストマー体をより有効
に使用することができる。さらに両弾性部材の端
面がなす曲線の基準となる前記点を互いにずらす
ことによつて、両弾性部材が同心円状の端面を有
する場合に比べて小さなスペース内に両弾性部材
を配することができる。また両弾性部材間に剛性
リングを挾むことによつて、その弾性部材内に必
要に応じて使用されるシムを径方向の荷重に対し
て支持し、それによつてそのシムが曲げられてし
まうのを防止することができる。
ラストマー体を使用した似たような従来のたわみ
管継手に比べて、そのエラストマー体が積層され
たものであるなしにかかわらず、2本の導管間の
与えられた揺動運動を許容するのに優れている。
本発明の管継手においては2つの異なる弾性部材
が管状部材とハウジングの間に直列に並べられて
いるから、各弾性部材は継手に加わる運動全体の
約半分ずつを許容すればよいことになる。したが
つて各弾性部材はそれだけ厚さ乃至高さが小さく
てよいことになる。直列に並べることによつて両
弾性部材のエラストマー層をそれぞれの回転の中
心に近づけることができ、回転中心からの距離が
短くなつて弾性部材の厚み乃至高さ全体に亘るせ
ん断変形が小さくなりエラストマー体をより有効
に使用することができる。さらに両弾性部材の端
面がなす曲線の基準となる前記点を互いにずらす
ことによつて、両弾性部材が同心円状の端面を有
する場合に比べて小さなスペース内に両弾性部材
を配することができる。また両弾性部材間に剛性
リングを挾むことによつて、その弾性部材内に必
要に応じて使用されるシムを径方向の荷重に対し
て支持し、それによつてそのシムが曲げられてし
まうのを防止することができる。
本発明の一実施例においては各弾性部材はエラ
ストマー体の中に間隔をおいて埋め込まれた非伸
張性のシムを有している。そのシムはエラストマ
ー体の耐圧縮性を大きくする。各弾性部材の曲面
状の両端面の形状に合わせるために各シムは半径
方向の断面で見た場合にそのシムが埋め込まれて
いる弾性部材の両端面がなす曲線の基準となる前
記点と一致するかもしくは少なくともその近傍に
ある点を基準とする曲線をなしている。各弾性部
材の両端面およびこのシムの半径方向の断面のな
す曲線が全て円弧であり、また全ての前記点が弾
性部材ごとに一致しているのが望ましい。前記管
状部材の環状フランジはハウジングの前記他端側
のフランジと係合し得るような寸法および位置に
することができる。それによつてその管状部材
の、ハウジングの前記他端方向への軸方向の運動
が両フランジの係合によつて制限される。また前
記環状の剛性リングは互いに流体密に係合する2
つの環状部分乃至2つの環状端板部材に分割して
形成してもよい。これによつて各弾性部材を別々
に組立て、別々に一方の環状部分乃至端板に接着
することができる。継手を組み立てる際に2つの
弾性部材および環状部分を一体化することができ
る。
ストマー体の中に間隔をおいて埋め込まれた非伸
張性のシムを有している。そのシムはエラストマ
ー体の耐圧縮性を大きくする。各弾性部材の曲面
状の両端面の形状に合わせるために各シムは半径
方向の断面で見た場合にそのシムが埋め込まれて
いる弾性部材の両端面がなす曲線の基準となる前
記点と一致するかもしくは少なくともその近傍に
ある点を基準とする曲線をなしている。各弾性部
材の両端面およびこのシムの半径方向の断面のな
す曲線が全て円弧であり、また全ての前記点が弾
性部材ごとに一致しているのが望ましい。前記管
状部材の環状フランジはハウジングの前記他端側
のフランジと係合し得るような寸法および位置に
することができる。それによつてその管状部材
の、ハウジングの前記他端方向への軸方向の運動
が両フランジの係合によつて制限される。また前
記環状の剛性リングは互いに流体密に係合する2
つの環状部分乃至2つの環状端板部材に分割して
形成してもよい。これによつて各弾性部材を別々
に組立て、別々に一方の環状部分乃至端板に接着
することができる。継手を組み立てる際に2つの
弾性部材および環状部分を一体化することができ
る。
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。
明する。
第1図は本発明の一実施例のたわみ管継手の一
部断面側面図である。第1図において本実施例の
継手10はその上下の端部をそれぞれ流体用導管
12,14に流体密に接続されるようになつてい
る。この接続は従来公知のどのような方法を用い
てもよい。例えば導管12乃至14と継手10の
互いに対向する端部にフランジをそれぞれ設けそ
の両フランジを貫通するボルトを用いて締めつけ
てもよいし、両フランジを適当な締付手段で外側
から圧着するようにしてもよいし、さらに両フラ
ンジを溶接してもよい。導管12,14は石油、
天然ガス、堀削泥、水等の流体を内部に完全に密
閉して通すことができるようになつている。継手
10および導管12,14はともに流体中(通常
水中)に潜つた状態で使用される。もちろん空気
中に露出している場合もあり得る。通常、導管1
2,14および継手10の内圧と外圧は通常異な
る。後述するように継手10はその圧力差に耐え
て両導管12,14を密閉接続できるような構造
になつている。また継手10はその長さ方向の軸
16に直角な軸を中心とする導管12,14間の
相対的な揺動運動を許容するようになつている。
部断面側面図である。第1図において本実施例の
継手10はその上下の端部をそれぞれ流体用導管
12,14に流体密に接続されるようになつてい
る。この接続は従来公知のどのような方法を用い
てもよい。例えば導管12乃至14と継手10の
互いに対向する端部にフランジをそれぞれ設けそ
の両フランジを貫通するボルトを用いて締めつけ
てもよいし、両フランジを適当な締付手段で外側
から圧着するようにしてもよいし、さらに両フラ
ンジを溶接してもよい。導管12,14は石油、
天然ガス、堀削泥、水等の流体を内部に完全に密
閉して通すことができるようになつている。継手
10および導管12,14はともに流体中(通常
水中)に潜つた状態で使用される。もちろん空気
中に露出している場合もあり得る。通常、導管1
2,14および継手10の内圧と外圧は通常異な
る。後述するように継手10はその圧力差に耐え
て両導管12,14を密閉接続できるような構造
になつている。また継手10はその長さ方向の軸
16に直角な軸を中心とする導管12,14間の
相対的な揺動運動を許容するようになつている。
継手10はスチール等の気密性の材料で形成さ
れた中空の環状ハウジング18を備えている。ハ
ウジング18はほぼ管状の本体部20とその本体
部20から半径方向内側に延びる第1、第2のフ
ランジ22,24を備えている。第1のフランジ
22は環状をしており、本体部20の一端に位置
せしめられている。その第1のフランジ22はそ
の外縁に近い部分において複数のボルト26によ
つて本体部20に固定されている。ボルト26は
第1のフランジ22の外縁に近い部分に円をなす
ように配列して設けられた複数の穴28を貫通
し、その穴28と一致するように本体部20の端
面に刻設されたねじ穴に螺入されている。ボルト
26は六角レンチで締め付けることができるよう
に頭部に六角形の凹部(図示せず)を備えてい
る。第1のフランジ22と本体部20の間の流体
密性を確保するために、2個のOリング32,3
4が第1のフランジ22の軸方向突出部に嵌めら
れている。両Oリング32,34は本体部20内
に嵌入されている、第1のフランジ22の軸方向
突出部に平行に刻設された2つの環状溝内に入れ
られている。Oリング32,34は本体部20の
内壁と気密に係合している。ハウジング18の端
部をなす第1のフランジ22は開口を有してい
る。
れた中空の環状ハウジング18を備えている。ハ
ウジング18はほぼ管状の本体部20とその本体
部20から半径方向内側に延びる第1、第2のフ
ランジ22,24を備えている。第1のフランジ
22は環状をしており、本体部20の一端に位置
せしめられている。その第1のフランジ22はそ
の外縁に近い部分において複数のボルト26によ
つて本体部20に固定されている。ボルト26は
第1のフランジ22の外縁に近い部分に円をなす
ように配列して設けられた複数の穴28を貫通
し、その穴28と一致するように本体部20の端
面に刻設されたねじ穴に螺入されている。ボルト
26は六角レンチで締め付けることができるよう
に頭部に六角形の凹部(図示せず)を備えてい
る。第1のフランジ22と本体部20の間の流体
密性を確保するために、2個のOリング32,3
4が第1のフランジ22の軸方向突出部に嵌めら
れている。両Oリング32,34は本体部20内
に嵌入されている、第1のフランジ22の軸方向
突出部に平行に刻設された2つの環状溝内に入れ
られている。Oリング32,34は本体部20の
内壁と気密に係合している。ハウジング18の端
部をなす第1のフランジ22は開口を有してい
る。
第2のフランジ24は管状の本体部20と一体
に形成されている。その第2のフランジ24は環
状をしており、長さ方向の軸16に沿つて第1の
フランジ22と離間せしめられている。第2のフ
ランジ24は下方に延びる管状延長部36を有し
ており、この延長部36に前記導管14が接続さ
れるようになつている。
に形成されている。その第2のフランジ24は環
状をしており、長さ方向の軸16に沿つて第1の
フランジ22と離間せしめられている。第2のフ
ランジ24は下方に延びる管状延長部36を有し
ており、この延長部36に前記導管14が接続さ
れるようになつている。
スチールのような気密性材料で形成された管状
部材38の一端がハウジング18内に挿入されて
いる。この管状部材38は前記第1のフランジ2
2によつて形成されているハウジング18の開口
を通つて外側に突出している。この管状部材38
の外側への突出端に前記導管12が流体密に接続
される。管状部材38のハウジング18内に挿入
されている端部には環状のフランジ40が設けら
れている。このフランジ40は管状部材38の本
体部41と一体に形成されており、その本体部4
1から半径方向外方に延びている。またそのフラ
ンジ40はハウジング18の第1、第2のフラン
ジ22,24の間に位置されている。フランジ4
0のハウジング18の第2のフランジ24と対向
する側の外面42は半径方向の断面で見て円弧状
をしており、その円弧と補完し合うような形状に
形成されているフランジ24の内面と当接してい
る。
部材38の一端がハウジング18内に挿入されて
いる。この管状部材38は前記第1のフランジ2
2によつて形成されているハウジング18の開口
を通つて外側に突出している。この管状部材38
の外側への突出端に前記導管12が流体密に接続
される。管状部材38のハウジング18内に挿入
されている端部には環状のフランジ40が設けら
れている。このフランジ40は管状部材38の本
体部41と一体に形成されており、その本体部4
1から半径方向外方に延びている。またそのフラ
ンジ40はハウジング18の第1、第2のフラン
ジ22,24の間に位置されている。フランジ4
0のハウジング18の第2のフランジ24と対向
する側の外面42は半径方向の断面で見て円弧状
をしており、その円弧と補完し合うような形状に
形成されているフランジ24の内面と当接してい
る。
第1、第2の環状の弾性部材46,48がハウ
ジング18の第1のフランジ22と管状部材38
のフランジ40の間に配されている。第1の弾性
部材46はエラストマー体54を備えており、そ
のエラストマー体54は一端をハウジング18の
第1のフランジ22に固着され、比較的質量が大
きく剛性の高い環状の第1の端板50に他端が固
着されている。その第1の端板50は金属で形成
されるのが望ましい。第1のフランジ22と第1
の端板50の対向する面はともに球面状をしてい
る。その両球面はハウジング18の長さ方向の軸
16上にある共通の中心52を有している。な
お、その対向する両面は必らずしも共通の中心を
有している必要もないし、球面である必要もな
い。第1の弾性部材46のエラストマー体54は
第1のフランジ22の内面と密着する端面53と
第1の端板50の外面と密着する端面55を備え
ており、その端面53,55に沿つて第1のフラ
ンジ22および第1の端板50に接着されてい
る。なお、エラストマー体54の両端面53,5
5は第1の弾性部材46の両端面でもある。エラ
ストマー体54はエラストマーに比べて殆ど伸張
性のない材料で形成された複数のシム56を有し
ている。すなわち、第1の弾性部材46は複数の
エラストマー層と非伸張性材料層を交互に積層接
着してなつている。
ジング18の第1のフランジ22と管状部材38
のフランジ40の間に配されている。第1の弾性
部材46はエラストマー体54を備えており、そ
のエラストマー体54は一端をハウジング18の
第1のフランジ22に固着され、比較的質量が大
きく剛性の高い環状の第1の端板50に他端が固
着されている。その第1の端板50は金属で形成
されるのが望ましい。第1のフランジ22と第1
の端板50の対向する面はともに球面状をしてい
る。その両球面はハウジング18の長さ方向の軸
16上にある共通の中心52を有している。な
お、その対向する両面は必らずしも共通の中心を
有している必要もないし、球面である必要もな
い。第1の弾性部材46のエラストマー体54は
第1のフランジ22の内面と密着する端面53と
第1の端板50の外面と密着する端面55を備え
ており、その端面53,55に沿つて第1のフラ
ンジ22および第1の端板50に接着されてい
る。なお、エラストマー体54の両端面53,5
5は第1の弾性部材46の両端面でもある。エラ
ストマー体54はエラストマーに比べて殆ど伸張
性のない材料で形成された複数のシム56を有し
ている。すなわち、第1の弾性部材46は複数の
エラストマー層と非伸張性材料層を交互に積層接
着してなつている。
シム56はスチールで形成するのが望ましく、
エラストマー体はニトリルゴムで形成するのが望
ましい。ニトリルゴムは耐油性に優れている。ス
チールとニトリルゴム以外の適当な非伸張性材料
およびエラストマー材料でシムとエラストマー体
を形成してもさしつかえない。例えばニトリルゴ
ムの替りに他の合成ゴムや、天然ゴムを使用して
もよいし、スチールの替りに他の金属、フアイバ
ーグラス、強化プラスチツク、高張力繊維強化樹
脂等を使用することができる。シム56は前記端
面53,55、第1のフランジ22の内面、端板
50の外面と球面と共通の中心を有する球面状の
表面を有している。このように第1の弾性部材4
6は全体的に球状をしており、ユニバーサルジヨ
イントのような機能をする。エラストマー体以外
の部材(すなわちシム56、第1のフランジ2
2、端板50)間の相対的回転運動はエラストマ
ー体54が変形することによつて許容される。エ
ラストマー体54の端面53,55の場合と同
様、シム56の曲面状の表面は必らずしも球面で
ある必要もなく、また各シムが必らずしも上記球
面の中心と同心である必要はない。端面53,5
5およびシム56の表面が全てほぼ同じ形状をし
ており、その形状をなす曲線の基準となる点が大
体近い位置にあればよい。
エラストマー体はニトリルゴムで形成するのが望
ましい。ニトリルゴムは耐油性に優れている。ス
チールとニトリルゴム以外の適当な非伸張性材料
およびエラストマー材料でシムとエラストマー体
を形成してもさしつかえない。例えばニトリルゴ
ムの替りに他の合成ゴムや、天然ゴムを使用して
もよいし、スチールの替りに他の金属、フアイバ
ーグラス、強化プラスチツク、高張力繊維強化樹
脂等を使用することができる。シム56は前記端
面53,55、第1のフランジ22の内面、端板
50の外面と球面と共通の中心を有する球面状の
表面を有している。このように第1の弾性部材4
6は全体的に球状をしており、ユニバーサルジヨ
イントのような機能をする。エラストマー体以外
の部材(すなわちシム56、第1のフランジ2
2、端板50)間の相対的回転運動はエラストマ
ー体54が変形することによつて許容される。エ
ラストマー体54の端面53,55の場合と同
様、シム56の曲面状の表面は必らずしも球面で
ある必要もなく、また各シムが必らずしも上記球
面の中心と同心である必要はない。端面53,5
5およびシム56の表面が全てほぼ同じ形状をし
ており、その形状をなす曲線の基準となる点が大
体近い位置にあればよい。
第2の弾性部材48は第1の弾性部材46と殆
ど同じ構造である。第2の弾性部材48はエラス
トマー体62を備えており、そのエラストマー体
62は一端を前記管状部材38のフランジ40に
固着され、他端を比較的質量が大きく剛性の高い
環状の第2の端板58に固着されている。その第
2の端板58も金属で形成されるのが望ましい。
フランジ40と第2の端板58の対向する面にと
もに球面状をしており、その両球面は共通の中心
60を有している。第2の弾性部材48のエラス
トマー体62はフランジ40の内面と密着する端
面61と第2の端板58の外面と密着する端面6
3を備えており、その端面61,63に沿つてス
リーブ40および第2の端板58に接着されてい
る。エラストマー体62も複数のシム64を備え
ている。この第2の弾性部材48のエラストマー
体62およびシム64は第1の弾性部材46のエ
ラストマー体54およびシム56と同じ材料で形
成することができる。また第2の弾性部材48の
シム64、端面61,63はそれぞれ第1の弾性
部材46のシム56、端面53,55とほぼ同じ
形状をしている。すなわちシム64は半径方向の
断面で見た場合に円弧状をなしており、その円弧
の中心は端面61,63の半径方向の断面のなす
円弧の中心と一致している。ここでも、シム6
4、端面61,63の半径方向の断面がなす曲線
は必らずしも円弧である必要はなく、それらがほ
ぼ同様な形状であり、その形状の基準となる点が
互いに近い位置にあればよい。
ど同じ構造である。第2の弾性部材48はエラス
トマー体62を備えており、そのエラストマー体
62は一端を前記管状部材38のフランジ40に
固着され、他端を比較的質量が大きく剛性の高い
環状の第2の端板58に固着されている。その第
2の端板58も金属で形成されるのが望ましい。
フランジ40と第2の端板58の対向する面にと
もに球面状をしており、その両球面は共通の中心
60を有している。第2の弾性部材48のエラス
トマー体62はフランジ40の内面と密着する端
面61と第2の端板58の外面と密着する端面6
3を備えており、その端面61,63に沿つてス
リーブ40および第2の端板58に接着されてい
る。エラストマー体62も複数のシム64を備え
ている。この第2の弾性部材48のエラストマー
体62およびシム64は第1の弾性部材46のエ
ラストマー体54およびシム56と同じ材料で形
成することができる。また第2の弾性部材48の
シム64、端面61,63はそれぞれ第1の弾性
部材46のシム56、端面53,55とほぼ同じ
形状をしている。すなわちシム64は半径方向の
断面で見た場合に円弧状をなしており、その円弧
の中心は端面61,63の半径方向の断面のなす
円弧の中心と一致している。ここでも、シム6
4、端面61,63の半径方向の断面がなす曲線
は必らずしも円弧である必要はなく、それらがほ
ぼ同様な形状であり、その形状の基準となる点が
互いに近い位置にあればよい。
第1の端板50と第2の端板58は互いに係合
することができるようになつている。第2の端板
部材58に軸方向に延びる環状突部66が設けら
れており、その突部66が第1の端板50に設け
られた環状の段部に係合しそれによつて両端板部
材50,58の半径方向の相対的な運動が防止さ
れるようになつている。2個のOリング68,7
0が第1の端板50の前記段部の側面および底面
に設けられた溝内に挿入され、それによつて両端
板間を流体が通過するのを防止している。この両
端板50,58は互いに組み合わされて1個の比
較的質量の大きい剛性リングを形成している。
することができるようになつている。第2の端板
部材58に軸方向に延びる環状突部66が設けら
れており、その突部66が第1の端板50に設け
られた環状の段部に係合しそれによつて両端板部
材50,58の半径方向の相対的な運動が防止さ
れるようになつている。2個のOリング68,7
0が第1の端板50の前記段部の側面および底面
に設けられた溝内に挿入され、それによつて両端
板間を流体が通過するのを防止している。この両
端板50,58は互いに組み合わされて1個の比
較的質量の大きい剛性リングを形成している。
第1図に示すような組立状態においては、第
1、第2の弾性部材46,48および第1、第2
の端板50,58はハウジング18と管状部材3
8の間を流体密にシールする。このシールによつ
て、継手10を通つて一方の導管12と他方の導
管14の間を流体が流れても、その流体が継手1
0の外に漏れるのが防止される。また、両弾性部
材46,48によつて形成されるそのシールは内
圧と外圧の差による荷重に耐えるのにも適してい
る。油井、ガス井乃至それらの井戸を堀削する設
備においては導管12,14には通常その長さ全
体に亘つて張力がかかつている。継手10に伝達
される張力は第1、第2の弾性部材46,48お
よび第1、第2の端板50,58を圧縮する荷重
として働く。両弾性部材46,48にかかる圧縮
荷重は両弾性部材46,48内のエラストマーを
変形すなわち圧縮するから管状部材38のフラン
ジ40はハウジング18の第2のフランジ24か
ら遠去かる方向に僅かに動こうとする。管状部材
38のフランジ40とハウジング18の第2のフ
ランジ24間のこのような相対的運動は両弾性部
材46,48によつて形成されるシールを破壊す
ることはないが、以下に説明するように両フラン
ジ24,40間の相対運動を許すように作用す
る。継手10内の各部分の寸法は、継手10が組
み立てられた際に両弾性部材46,48のエラス
トマー体がハウジング18の第2のフランジ24
と管状部材38のフランジ40の間で予めわずか
に荷重をかけられ、わずかに変形した状態となる
ような寸法にされているのが望ましい。管状部材
38をハウジング18内に押し込むような軸方向
の荷重が導管12,14にかかつた場合には、管
状部材38のフランジ40とハウジング18の第
2のフランジ24の係合によつて両弾性部材4
6,48に引張荷重がかかるのが防止される。引
張荷重は両弾性部材46,48内のエラストマー
体54,62の疲労寿命に特に悪影響を与える。
1、第2の弾性部材46,48および第1、第2
の端板50,58はハウジング18と管状部材3
8の間を流体密にシールする。このシールによつ
て、継手10を通つて一方の導管12と他方の導
管14の間を流体が流れても、その流体が継手1
0の外に漏れるのが防止される。また、両弾性部
材46,48によつて形成されるそのシールは内
圧と外圧の差による荷重に耐えるのにも適してい
る。油井、ガス井乃至それらの井戸を堀削する設
備においては導管12,14には通常その長さ全
体に亘つて張力がかかつている。継手10に伝達
される張力は第1、第2の弾性部材46,48お
よび第1、第2の端板50,58を圧縮する荷重
として働く。両弾性部材46,48にかかる圧縮
荷重は両弾性部材46,48内のエラストマーを
変形すなわち圧縮するから管状部材38のフラン
ジ40はハウジング18の第2のフランジ24か
ら遠去かる方向に僅かに動こうとする。管状部材
38のフランジ40とハウジング18の第2のフ
ランジ24間のこのような相対的運動は両弾性部
材46,48によつて形成されるシールを破壊す
ることはないが、以下に説明するように両フラン
ジ24,40間の相対運動を許すように作用す
る。継手10内の各部分の寸法は、継手10が組
み立てられた際に両弾性部材46,48のエラス
トマー体がハウジング18の第2のフランジ24
と管状部材38のフランジ40の間で予めわずか
に荷重をかけられ、わずかに変形した状態となる
ような寸法にされているのが望ましい。管状部材
38をハウジング18内に押し込むような軸方向
の荷重が導管12,14にかかつた場合には、管
状部材38のフランジ40とハウジング18の第
2のフランジ24の係合によつて両弾性部材4
6,48に引張荷重がかかるのが防止される。引
張荷重は両弾性部材46,48内のエラストマー
体54,62の疲労寿命に特に悪影響を与える。
両弾性部材46,48の球状の形状によつて導
管12と14の継手10のいずれの方向への角度
的なずれも許容される。シム56,64等の非伸
張性部材間の相対的な回転と、両弾性部材46,
48内のエラストマー体54,56のねじれ変形
によつて両導管12,14の角度的なずれが許容
される。両弾性部材46,48のエラストマー体
は両導管間のその軸を中心とする相対的な回転を
許容する際にもねじれ変形される。両導管12,
14が継手10に軸16に直角な軸を中心にして
相対的に揺動したときに生ずる弾性部材46,4
8の変形を第2図および第4図を参照して以下に
説明する。第2図および第4図に示されているよ
うに両導管12,14に角度的な不一致を生じさ
せる運動は前記点52,60の中間の点72を中
心として生ずる。第2図は継手10の右側部分の
変形前の状態を示す半径方向の概略断面図であ
る。第4図は導管12が導管14および継手10
の軸に対して10゜傾いたときの状態を示す、第2
図と同様な図である。前記したようにその傾射運
動の約半分は第1の弾性部材46のエラストマー
体54の剪断変形によつて許容され、残りの半分
は第2の弾性部材48のエラストマー体62の剪
断変形によつて許容される。完全には図示されて
いないが、管状部材38がハウジング18に2点
で当接することよつて、エラストマー体が予め決
定された最大傾斜角度以上の傾斜運動によつて変
形されることのないようになつている。第4図に
示した状態では管状部材3の右側部分はハウジン
グ18の第1のフランジ22で当接しており、一
方その管状部材38のフランジ40の左側部分は
ハウジング18の本体部分20と接触している。
管12と14の継手10のいずれの方向への角度
的なずれも許容される。シム56,64等の非伸
張性部材間の相対的な回転と、両弾性部材46,
48内のエラストマー体54,56のねじれ変形
によつて両導管12,14の角度的なずれが許容
される。両弾性部材46,48のエラストマー体
は両導管間のその軸を中心とする相対的な回転を
許容する際にもねじれ変形される。両導管12,
14が継手10に軸16に直角な軸を中心にして
相対的に揺動したときに生ずる弾性部材46,4
8の変形を第2図および第4図を参照して以下に
説明する。第2図および第4図に示されているよ
うに両導管12,14に角度的な不一致を生じさ
せる運動は前記点52,60の中間の点72を中
心として生ずる。第2図は継手10の右側部分の
変形前の状態を示す半径方向の概略断面図であ
る。第4図は導管12が導管14および継手10
の軸に対して10゜傾いたときの状態を示す、第2
図と同様な図である。前記したようにその傾射運
動の約半分は第1の弾性部材46のエラストマー
体54の剪断変形によつて許容され、残りの半分
は第2の弾性部材48のエラストマー体62の剪
断変形によつて許容される。完全には図示されて
いないが、管状部材38がハウジング18に2点
で当接することよつて、エラストマー体が予め決
定された最大傾斜角度以上の傾斜運動によつて変
形されることのないようになつている。第4図に
示した状態では管状部材3の右側部分はハウジン
グ18の第1のフランジ22で当接しており、一
方その管状部材38のフランジ40の左側部分は
ハウジング18の本体部分20と接触している。
本実施例の継手10の特徴は従来の同型の継手
と比較して見ると良くわかる。第3図および第5
図は従来の継手100の右側部分を示しており、
第2図および第4図に示す本発明の継手10の状
態とそれぞれ同じ状態を示している。
と比較して見ると良くわかる。第3図および第5
図は従来の継手100の右側部分を示しており、
第2図および第4図に示す本発明の継手10の状
態とそれぞれ同じ状態を示している。
継手100は前記本発明の一実施例の継手10
と同様に、管状の本体部104と第1、第2の環
状フランジ106,108からなるハウジング1
02を備えている。両フランジ106,108は
継手100の長さ方向の軸110に沿つて互いに
間隔をおいて配され、本体部104から半径方向
内側に延びている。ハウジング102内に管状部
材112の一端が挿入されている。管状部材11
2のその一端に半径方向外側に延びる環状フラン
ジ114が設けられており、そのフランジ114
がハウジング102の両フランジ106,108
の間に配されている。ハウジング102の第1の
フランジ106と管状部材112のフランジ11
4の間に環状の弾性部材116が流体密なシール
を形成するように配されている。その弾性部材1
16は図に示してないが、複数のエラストマー材
料層と、エラストマー材料に比して殆ど伸張性の
ない材料層を交互に積層して互いに接着してなつ
ている。ハウジング102の第1のフランジ10
6と管状部材112のフランジ114の相対向す
る面および弾性部材116の両端面は全て半径方
向の断面で見たとき、軸110上の点118を共通
の中心とする円の一部をなしている。これによつ
て、継手100は2本の導管間の相対的揺動運動
を非伸張性部分の点118を中心とする相対的運
動および弾性部材116のエラストマー体のねじ
れ変形によつて許容する。
と同様に、管状の本体部104と第1、第2の環
状フランジ106,108からなるハウジング1
02を備えている。両フランジ106,108は
継手100の長さ方向の軸110に沿つて互いに
間隔をおいて配され、本体部104から半径方向
内側に延びている。ハウジング102内に管状部
材112の一端が挿入されている。管状部材11
2のその一端に半径方向外側に延びる環状フラン
ジ114が設けられており、そのフランジ114
がハウジング102の両フランジ106,108
の間に配されている。ハウジング102の第1の
フランジ106と管状部材112のフランジ11
4の間に環状の弾性部材116が流体密なシール
を形成するように配されている。その弾性部材1
16は図に示してないが、複数のエラストマー材
料層と、エラストマー材料に比して殆ど伸張性の
ない材料層を交互に積層して互いに接着してなつ
ている。ハウジング102の第1のフランジ10
6と管状部材112のフランジ114の相対向す
る面および弾性部材116の両端面は全て半径方
向の断面で見たとき、軸110上の点118を共通
の中心とする円の一部をなしている。これによつ
て、継手100は2本の導管間の相対的揺動運動
を非伸張性部分の点118を中心とする相対的運
動および弾性部材116のエラストマー体のねじ
れ変形によつて許容する。
比較のために、前記実施例の継手10の両弾性
部材46,48の高さ乃至厚さの和が継手100
の弾性部材116の高さ乃至厚さに等しいものと
する。各弾性部材の厚さ乃至高さは各端面の球面
に直角に測定した。また弾性部材46,48に含
まれるシム56,64の数の和と厚さの和は弾性
部材116内に含まれるシムの数とその厚さの和
に等しいものとする。すなわち、継手10の第
1、第2の弾性46,48内のエラストマー体の
厚さの和は継手100のエラストマー体の厚さの
和に等しいものとする。さらに、第1、第2の弾
性部材46,48内の各エラストマー層の厚みお
よび剪断弾性は弾性部材116の各エラストマー
層の厚みおよび剪断弾性と等しいものとする。
部材46,48の高さ乃至厚さの和が継手100
の弾性部材116の高さ乃至厚さに等しいものと
する。各弾性部材の厚さ乃至高さは各端面の球面
に直角に測定した。また弾性部材46,48に含
まれるシム56,64の数の和と厚さの和は弾性
部材116内に含まれるシムの数とその厚さの和
に等しいものとする。すなわち、継手10の第
1、第2の弾性46,48内のエラストマー体の
厚さの和は継手100のエラストマー体の厚さの
和に等しいものとする。さらに、第1、第2の弾
性部材46,48内の各エラストマー層の厚みお
よび剪断弾性は弾性部材116の各エラストマー
層の厚みおよび剪断弾性と等しいものとする。
継手100の弾性部材116中のエラストマー
体が傾斜運動を許容するために第5図に示すよう
に剪断変形するとき、各エラストマー層の回転に
対する剛性は回転の中心118とそのエラストマ
ー層間の半径方向の距離の2乗に依存する。例え
ばハウジング102の第1のフランジ106に最
も近い(最外側の)エラストマー層の回転の中心
118からの距離が管状部材112のフランジ1
14に最も近い(最内側の)エラストマー層の回
転の中心118からの距離の2倍であるとすると
ハウジング102に対する管状部材112の揺動
に対する最外側のエラストマー層の作用上乃至見
掛け上のこわさは、(全てのエラストマー層の厚
み、剪断弾性および表面積が等しいとすると)最
内側のエラストマー層のそれの4倍となる。その
見掛けのこわさの差のために、最内側のエラスト
マー層は、揺動運動の角度の大きさやエラストマ
ー層の最大変形をどう設定したかにかかわらず最
外側のエラストマー層の約4倍大きく変形する。
また、最外側のエラストマー層が最内側のエラス
トマー層の4分の1しか変形しないということ
は、層の厚みが等しいのにもかかわらず、継手1
00の運動許容作用に対して前者が後者の25%し
か寄与しないということである。さらに弾性部材
116内の各エラストマー層の主な表面の半径方
向の断面のなす曲線の半径が異なるため、最外側
のエラストマー層の表面積は通常最内側のエラス
トマー層の表面積より大きくなる。表面積が大き
くなるとねじれ運動に対する抵抗も大きくなり、
したがつて弾性部材116の全体的な運動許容作
用内でそのエラストマー層が占める率が小さくな
る。
体が傾斜運動を許容するために第5図に示すよう
に剪断変形するとき、各エラストマー層の回転に
対する剛性は回転の中心118とそのエラストマ
ー層間の半径方向の距離の2乗に依存する。例え
ばハウジング102の第1のフランジ106に最
も近い(最外側の)エラストマー層の回転の中心
118からの距離が管状部材112のフランジ1
14に最も近い(最内側の)エラストマー層の回
転の中心118からの距離の2倍であるとすると
ハウジング102に対する管状部材112の揺動
に対する最外側のエラストマー層の作用上乃至見
掛け上のこわさは、(全てのエラストマー層の厚
み、剪断弾性および表面積が等しいとすると)最
内側のエラストマー層のそれの4倍となる。その
見掛けのこわさの差のために、最内側のエラスト
マー層は、揺動運動の角度の大きさやエラストマ
ー層の最大変形をどう設定したかにかかわらず最
外側のエラストマー層の約4倍大きく変形する。
また、最外側のエラストマー層が最内側のエラス
トマー層の4分の1しか変形しないということ
は、層の厚みが等しいのにもかかわらず、継手1
00の運動許容作用に対して前者が後者の25%し
か寄与しないということである。さらに弾性部材
116内の各エラストマー層の主な表面の半径方
向の断面のなす曲線の半径が異なるため、最外側
のエラストマー層の表面積は通常最内側のエラス
トマー層の表面積より大きくなる。表面積が大き
くなるとねじれ運動に対する抵抗も大きくなり、
したがつて弾性部材116の全体的な運動許容作
用内でそのエラストマー層が占める率が小さくな
る。
これに対して本発明の一実施例の継手10の各
弾性部材46,48の厚み(高さ)は継手100
の弾性部材116の厚みの2分の1である。以
下、第1の弾性部材46を例にとつて説明する。
第1の弾性部材46の前記第1の端板50に最も
近い(最内側の)エラストマー層と前記回転の中
心52間の距離が継手100の弾性部材116の
最内側のエラストマー層と回転の中心118間の
距離に等しいとすると、第1の弾性部材46の前
記第1のフランジ22に最も近い(最外側の)エ
ラストマー層と回転の中心52間の距離は最内側
のエラストマー層のそれのわずかに1.5倍であ
る。したがつてハウジング18に対する管状部材
38の傾斜運動に対する最外側のエラストマー層
の見掛けのこわさは最内側のエラストマー層の
2.25倍となるに過ぎない。継手10および100
がそれぞれエラストマー体の最大変形を同じ割合
に抑えるように設計されているとすると、継手1
0の最外側のエラストマー層は継手100の最外
側のエラストマー層に比べて、それぞれの最内側
のエラストマー層が許容限度一杯まで変形された
ときに約2倍も変形する、すなわち約2倍も働く
ことになる。継手10の第1の弾性部材46のエ
ラストマー体は継手100の弾性部材116の半
径方向内側部分のエラストマー体と同じ程度に働
くが、第2の弾性部材48のエラストマー体は弾
性部材116の半径方向外側部分のエラストマー
体より相当大きく働く。したがつて、本発明の一
実施例である継手10の2つの弾性部材46,4
8は従来の継手100の弾性部材116に比べて
エラストマー体の各部分の最大変形の限度を等し
く設定した場合により大きな角度の揺動運動を許
容することができる。逆に言えば、所定の最大揺
動角度に対して継手10の場合には継手100よ
りそのエラストマー体の最大変形を小さく設定す
ることができる。約25%の変形においては両弾性
部材46,48の疲労寿命は変形率の5乗に反比
例すると考えられるから、最大変形の限度をほん
の僅かでも小さくできるのは重要なことである。
例えば変形の限度を20%小さくできれば疲労寿命
を205%延ばすことができる。
弾性部材46,48の厚み(高さ)は継手100
の弾性部材116の厚みの2分の1である。以
下、第1の弾性部材46を例にとつて説明する。
第1の弾性部材46の前記第1の端板50に最も
近い(最内側の)エラストマー層と前記回転の中
心52間の距離が継手100の弾性部材116の
最内側のエラストマー層と回転の中心118間の
距離に等しいとすると、第1の弾性部材46の前
記第1のフランジ22に最も近い(最外側の)エ
ラストマー層と回転の中心52間の距離は最内側
のエラストマー層のそれのわずかに1.5倍であ
る。したがつてハウジング18に対する管状部材
38の傾斜運動に対する最外側のエラストマー層
の見掛けのこわさは最内側のエラストマー層の
2.25倍となるに過ぎない。継手10および100
がそれぞれエラストマー体の最大変形を同じ割合
に抑えるように設計されているとすると、継手1
0の最外側のエラストマー層は継手100の最外
側のエラストマー層に比べて、それぞれの最内側
のエラストマー層が許容限度一杯まで変形された
ときに約2倍も変形する、すなわち約2倍も働く
ことになる。継手10の第1の弾性部材46のエ
ラストマー体は継手100の弾性部材116の半
径方向内側部分のエラストマー体と同じ程度に働
くが、第2の弾性部材48のエラストマー体は弾
性部材116の半径方向外側部分のエラストマー
体より相当大きく働く。したがつて、本発明の一
実施例である継手10の2つの弾性部材46,4
8は従来の継手100の弾性部材116に比べて
エラストマー体の各部分の最大変形の限度を等し
く設定した場合により大きな角度の揺動運動を許
容することができる。逆に言えば、所定の最大揺
動角度に対して継手10の場合には継手100よ
りそのエラストマー体の最大変形を小さく設定す
ることができる。約25%の変形においては両弾性
部材46,48の疲労寿命は変形率の5乗に反比
例すると考えられるから、最大変形の限度をほん
の僅かでも小さくできるのは重要なことである。
例えば変形の限度を20%小さくできれば疲労寿命
を205%延ばすことができる。
両弾性部材46,48のエラストマー体54,
62の間に2つの端板50,58で形成された比
較的質量の大きい剛性リングを配することによつ
て、エラストマー体54,62内に埋め込まれた
シム56,64を、継手100の弾性部材116
のシムに比べてより良く支持することができるの
であるが、これを以下に説明する。弾性部材4
6,48の両端面が弧状をなしているから、両弾
性部材46,48にかかる圧縮力はその両端面に
ほぼ直角な方向すなわち回転の中心52乃至62
から半径方向に引いた線に沿つて働く。第2図を
参照すると、例えば第1の弾性部材46の場合
に、第1のフランジ22および第1の端板50を
経て圧縮力が加わつたとき、シム56は、図中角
度Aで示す範囲内で第1のフランジ22および第
1の端板50によつて完全に支持される。この角
度Aに含まれる範囲外ではシム56は完全には支
持されない。例えば第2図に示す第1の弾性部材
46の右半分の下側部分を考えると、シム56の
この部分は端板50から加えられる圧縮荷重に対
して第1のフランジ22によつて支えられない。
したがつてシム56はその一部分のみを押えられ
て両縁部が押圧されることになる。したがつてシ
ム56の縁部は半径方向外側すなわち回転の中心
52から上方へ曲げられようとする。そのため、
時によつてはシムが破壊されてしまうような荷重
や内部応力がシム56に作用することになる。こ
のようなシムの両縁部が支持されていない状態は
第4図に示すように弾性部材46が揺動運動を許
容して変形したときに更に悪化する。この場合に
は前記角度AはA′で示すように小さくなる。し
たがつてシム56の完全に押えられる部分が小さ
くなる。したがつて一層大きな応力および荷重が
シム56に作用することになる。
62の間に2つの端板50,58で形成された比
較的質量の大きい剛性リングを配することによつ
て、エラストマー体54,62内に埋め込まれた
シム56,64を、継手100の弾性部材116
のシムに比べてより良く支持することができるの
であるが、これを以下に説明する。弾性部材4
6,48の両端面が弧状をなしているから、両弾
性部材46,48にかかる圧縮力はその両端面に
ほぼ直角な方向すなわち回転の中心52乃至62
から半径方向に引いた線に沿つて働く。第2図を
参照すると、例えば第1の弾性部材46の場合
に、第1のフランジ22および第1の端板50を
経て圧縮力が加わつたとき、シム56は、図中角
度Aで示す範囲内で第1のフランジ22および第
1の端板50によつて完全に支持される。この角
度Aに含まれる範囲外ではシム56は完全には支
持されない。例えば第2図に示す第1の弾性部材
46の右半分の下側部分を考えると、シム56の
この部分は端板50から加えられる圧縮荷重に対
して第1のフランジ22によつて支えられない。
したがつてシム56はその一部分のみを押えられ
て両縁部が押圧されることになる。したがつてシ
ム56の縁部は半径方向外側すなわち回転の中心
52から上方へ曲げられようとする。そのため、
時によつてはシムが破壊されてしまうような荷重
や内部応力がシム56に作用することになる。こ
のようなシムの両縁部が支持されていない状態は
第4図に示すように弾性部材46が揺動運動を許
容して変形したときに更に悪化する。この場合に
は前記角度AはA′で示すように小さくなる。し
たがつてシム56の完全に押えられる部分が小さ
くなる。したがつて一層大きな応力および荷重が
シム56に作用することになる。
この状態は従来の継手100の場合には一層深
刻である。第3図に示すように、その弾性部材1
16内のシム(図示せず)が完全に支持される部
分は角度Bに含まれる範囲であるが、一部に弾性
部材116の高さによるものであるが、この角度
Bが既に前記継手10における角度Aより小さ
い。管状部材112というハウジング102間の
揺動を許容するために弾性部材116が第4図に
示すように同角度(10゜)だけ変形すると角度B
は全くなくなつてしまう。実際にはB′で示すよう
にマイナスの角度になつてしまう。したがつて弾
性部材116内のシムのどの部分も全く支えられ
ないことになり、シムが圧縮荷重によつて曲げら
れる傾向が一層強くなり、シムの疲れ寿命が大巾
に短くなる。これはすなわち弾性部材116ひい
ては継手100全体の寿命が短いということであ
る。弾性部材46,48,116の半径方向最外
側の面すなわちフランジ22,40あるいは10
6に沿つた面の寸法を大きくすることによつて継
手10あるいは100の作用的な前記角度(A、
B)を拡げることができる。しかしながら、その
面の寸法を大きくすると、ハウジングの外形を大
きくしなければならず、したがつて継手全体のサ
イズおよび重量が大きくなる。しかしながら継手
10の弾性部材46,48はそれぞれ継手10で
許容すべき揺動運動の半分だけを許容すればよい
から、しかもそれぞれの高さ(厚み)が継手10
0の弾性部材116の約半分であるから、弾性部
材116に比べて小さな率で前記面の寸法を大き
くすることによつて作用的な前記角度を拡げるこ
とができる。
刻である。第3図に示すように、その弾性部材1
16内のシム(図示せず)が完全に支持される部
分は角度Bに含まれる範囲であるが、一部に弾性
部材116の高さによるものであるが、この角度
Bが既に前記継手10における角度Aより小さ
い。管状部材112というハウジング102間の
揺動を許容するために弾性部材116が第4図に
示すように同角度(10゜)だけ変形すると角度B
は全くなくなつてしまう。実際にはB′で示すよう
にマイナスの角度になつてしまう。したがつて弾
性部材116内のシムのどの部分も全く支えられ
ないことになり、シムが圧縮荷重によつて曲げら
れる傾向が一層強くなり、シムの疲れ寿命が大巾
に短くなる。これはすなわち弾性部材116ひい
ては継手100全体の寿命が短いということであ
る。弾性部材46,48,116の半径方向最外
側の面すなわちフランジ22,40あるいは10
6に沿つた面の寸法を大きくすることによつて継
手10あるいは100の作用的な前記角度(A、
B)を拡げることができる。しかしながら、その
面の寸法を大きくすると、ハウジングの外形を大
きくしなければならず、したがつて継手全体のサ
イズおよび重量が大きくなる。しかしながら継手
10の弾性部材46,48はそれぞれ継手10で
許容すべき揺動運動の半分だけを許容すればよい
から、しかもそれぞれの高さ(厚み)が継手10
0の弾性部材116の約半分であるから、弾性部
材116に比べて小さな率で前記面の寸法を大き
くすることによつて作用的な前記角度を拡げるこ
とができる。
また継手10の両弾性部材46,48の回転の
中心52,60を継手10の中心72に一致させ
ることもできるが、そうすると前記両端板50,
58によつて形成されるリングを大きくしなけれ
ばならなくなる。リングを大きくすれば、継手1
0の全体的な長さが大きくなる。
中心52,60を継手10の中心72に一致させ
ることもできるが、そうすると前記両端板50,
58によつて形成されるリングを大きくしなけれ
ばならなくなる。リングを大きくすれば、継手1
0の全体的な長さが大きくなる。
また、本実施例の継手10にはその機能に影響
を与えずに種々の変更を施すことができる。例え
ば、シム56,64の厚みがテーパー状に変化す
るようにしてもよい。さらに、シユミツトの米国
特許第3679197号に示されているように各弾性部
材46,48の各層の厚みおよび剪断弾性を変化
させてもよい。また両弾性部材46,48を完全
にエラストマーだけで形成してもよい。そのよう
な弾性部材を使用できるかどうかはその継手によ
つて接続される2本の導管にかかる張力によつて
その弾性部材に与えられる圧縮荷重の大きさおよ
びその弾性部材の側面にかかる流体の圧力の大き
さによる。また各弾性部材46,48をフランジ
22,40とは別の端板をつけた状態で形成して
もよい。その場合にはその端板とフランジ22,
40の間の当接面にOリングを配する必要が生じ
るが、組立および弾性部材46,48の成形が大
巾に楽になる。また前記両端板50,58を一体
のリングとして形成することもできるが、そうす
ると弾性部材46,48の成形がより困難にな
る。また第1のフランジ22を本体部20にボル
ト以外の方法、例えばフランジ22および本体部
20に直接互いに螺合する螺条を設けて螺着する
ようにしてもよい。
を与えずに種々の変更を施すことができる。例え
ば、シム56,64の厚みがテーパー状に変化す
るようにしてもよい。さらに、シユミツトの米国
特許第3679197号に示されているように各弾性部
材46,48の各層の厚みおよび剪断弾性を変化
させてもよい。また両弾性部材46,48を完全
にエラストマーだけで形成してもよい。そのよう
な弾性部材を使用できるかどうかはその継手によ
つて接続される2本の導管にかかる張力によつて
その弾性部材に与えられる圧縮荷重の大きさおよ
びその弾性部材の側面にかかる流体の圧力の大き
さによる。また各弾性部材46,48をフランジ
22,40とは別の端板をつけた状態で形成して
もよい。その場合にはその端板とフランジ22,
40の間の当接面にOリングを配する必要が生じ
るが、組立および弾性部材46,48の成形が大
巾に楽になる。また前記両端板50,58を一体
のリングとして形成することもできるが、そうす
ると弾性部材46,48の成形がより困難にな
る。また第1のフランジ22を本体部20にボル
ト以外の方法、例えばフランジ22および本体部
20に直接互いに螺合する螺条を設けて螺着する
ようにしてもよい。
第1図は本発明の一実施例のたわみ管継手の一
部断面側面図、第2図はその右半分を示す概略
図、第3図は従来のたわみ管継手の右半分の概略
図、第4図は第1図の継手が変形した状態を示す
第2図と同じ図、第5図は従来の継手が変形した
状態を示す第3図と同様な図である。 18……ハウジング、20……本体部、22,
24……フランジ、38……管状部材、40……
フランジ、46,48……弾性部材、50,58
……端板。
部断面側面図、第2図はその右半分を示す概略
図、第3図は従来のたわみ管継手の右半分の概略
図、第4図は第1図の継手が変形した状態を示す
第2図と同じ図、第5図は従来の継手が変形した
状態を示す第3図と同様な図である。 18……ハウジング、20……本体部、22,
24……フランジ、38……管状部材、40……
フランジ、46,48……弾性部材、50,58
……端板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 外圧と異なる圧力を有する流体を通す2本の
導管12,14を接続する管継手10において、 一端から他端に貫通する貫通孔と、その貫通孔
の長さ方向に間隔をおいて配された半径方向内側
に延びる第1、第2の環状フランジ手段22,2
4とを備えており、その第1の環状フランジ手段
22が第2の環状フランジ手段24より前記一端
に近い位置にある中空の環状ハウジング18、 その環状ハウジング18の前記貫通孔の最大直
径部より小さい外径を有するとともに一端部に半
径方向外側に延びる環状フランジ手段40を備え
ており、その環状フランジ手段40が前記ハウジ
ング18の第1、第2の環状フランジ手段22,
24の間に位置し、他端部がハウジングの貫通孔
の前記一端から外側に突出するようにして前記貫
通孔内に挿入され、その突出した他端部に一方の
導管12が接続されるようになつている管状部材
38、 前記管状部材38の環状フランジ手段40と前
記第1の環状フランジ手段22の間において前記
管状部材38を取り巻くように前記貫通孔内に配
された剛性リング手段50,58、 少なくとも1個のエラストマー体54を有し、
両側面が環状で外部に露出するとともに前記ハウ
ジングの第1の環状フランジ手段22と前記剛性
リング手段50,58との間において前記管状部
材38を取り巻くように前記貫通孔内に配された
第1の弾性部材46、および 少なくとも1個のエラストマー体62を有し、
両側面が環状で外部に露出するとともに前記管状
部材38の環状フランジ手段40と前記剛性リン
グ手段50,58との間において前記管状部材3
8を取り巻くように前記貫通孔内に配され、前記
第1の弾性手段46および前記剛性リング手段5
0,58と共働して前記管状部材38と前記環状
ハウジング18の間を流体密にシールするシール
として作用し、かつ前記管状部材38と前記環状
ハウジング18の間に働く荷重を支えて該両者を
連結する第2の弾性部材48からなり、 前記第1、第2の弾性部材46,48が前記両
側面の一方の側から他方の側へ延びる一対の環状
の端面53,55;61,63をそれぞれ有して
おり、その各端面が半径方向の断面で見た場合
に、ほぼハウジング18の前記貫通孔の長さ方向
の軸16上の点52,60を基準とする曲線をな
しており、前記長さ方向の軸16を含む半径方向
の面に沿つた断面において、前記第1の弾性部材
46の両端面53,55をなす曲線の基準となる
前記点52がその第1の弾性部材46に対してハ
ウジング18の前記他端方向に位置しており、前
記第2の弾性部材48の両端面61,63をなす
曲線の基準となる前記点60がその第2の弾性部
材48に対してハウジング18の前記一端方向に
位置しており、かつ第2の弾性部材48の両端面
61,63に関する前記点60が第1の弾性部材
46の両端面53,55に関する前記点52より
ハウジングの前記一端に近い方にあることを特徴
とする密封型たわみ管継手。 2 前記各弾性部材46,48のエラストマー体
54,62が前記環状ハウジング18、前記管状
部材38および前記剛性リング手段50,58の
3種の剛性部材のうち、前記剛性リング手段5
0,58を含む2つの剛性部材の間に両者の互い
に相対向する面と流体密に係合するように配され
ており、前記エラストマー体54,62の側面が
前記各弾性部材46,48の側面を形成している
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の管
継手。 3 前記各弾性部材46,48が前記エラストマ
ー体54,62の中に間隔を置いて埋め込まれた
複数の環状の殆ど伸張性のないシム56,64を
備えていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の管継手。 4 前記各シム56,64が半径方向の断面で見
た場合に、そのシム56,64が含まれている弾
性部材46,48の前記両端面が半径方向の断面
においてなす曲線の基準となる前記点52,60
に少なくとも隣接する点を基準とする曲線をなし
ていることを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の管継手。 5 前記第1、第2の弾性部材46,48の前記
両端面53,55;61,63が半径方向の断面
においてなす前記曲線がともに円弧であることを
特徴とする特許請求の範囲第4項記載の管継手。 6 前記第1の弾性部材46の前記一対の環状の
端面が半径方向の断面においてなす2つの円弧の
中心が一致しており、前記第2の弾性部材48の
前記一対の環状の端面が、半径方向の断面におい
てなす2つの円弧の中心が一致しており、さらに
前記シム56,64の半径方向の断面がなす曲線
の基準となる前記点がそのシム56,64が含ま
れる弾性部材46,48の前記一対の環状の端面
に関する前記点と一致していることを特徴とする
特許請求の範囲第4項記載の管継手。 7 前記剛性リング手段50,58が、互いに流
体密に係合する2つの還状端板部材50,58か
らなつていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の管継手。 8 前記管状部材38の管状フランジ手段40が
前記ハウジング18の第2のフランジ手段24と
係合し、前記管状部材38が前記ハウジング18
の長さ方向の軸16に沿つて該ハウジングの他端
方向へ移動するのを前記第2のフランジ手段24
によつて制限するように前記管状部材38の環状
フランジ手段40の寸法および位置が定められて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の管継手。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/792,431 US4121861A (en) | 1977-04-29 | 1977-04-29 | Flexible sealing joint |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS549017A JPS549017A (en) | 1979-01-23 |
JPS6238592B2 true JPS6238592B2 (ja) | 1987-08-18 |
Family
ID=25156864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5262478A Granted JPS549017A (en) | 1977-04-29 | 1978-05-01 | Sealed flexible pipe fitting |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4121861A (ja) |
JP (1) | JPS549017A (ja) |
DE (1) | DE2818904C2 (ja) |
FR (1) | FR2389064B1 (ja) |
GB (1) | GB1591483A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0186270U (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-07 |
Families Citing this family (24)
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---|---|---|---|---|
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GB2190970B (en) * | 1986-05-27 | 1990-04-11 | Dunlop Ltd | Flexible joint means |
JPS6392433U (ja) * | 1986-12-05 | 1988-06-15 | ||
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US5248168A (en) * | 1992-02-02 | 1993-09-28 | Aeroquip Corporation | Flexible quick disconnect coupling with vibration absorbing member |
DE69323188T2 (de) * | 1992-04-02 | 1999-05-27 | Aeroquip Corp., Maumee, Ohio | Biegsame rohrverbindung |
US5363920A (en) * | 1993-03-05 | 1994-11-15 | Westinghouse Electric Corporation | Elastomeric passive tensioner for oil well risers |
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US8038177B2 (en) * | 2008-02-25 | 2011-10-18 | Oil States Industries, Inc. | Pressure isolation system for flexible pipe joints |
FR2932840B1 (fr) * | 2008-06-19 | 2010-08-27 | Techlam | Connecteur demontable pour installation petroliere sous-marine |
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US9957769B2 (en) | 2013-04-23 | 2018-05-01 | Lord Corporation | Elevated temperature riser bearing |
EP2913268B1 (en) | 2014-02-26 | 2018-08-01 | AIRBUS HELICOPTERS DEUTSCHLAND GmbH | Bearing arrangement with a first bearing layer and a second bearing layer |
CN104499955B (zh) * | 2014-11-24 | 2016-12-07 | 宝鸡石油机械有限责任公司 | 一种推块复合锁紧型快接式钻井隔水管连接器 |
WO2016193888A1 (en) | 2015-05-29 | 2016-12-08 | Oil States Industries, Inc. | Flexible pipe joint having an annular flexible boot thermally or chemically insulating an annular elastomeric flexible element |
WO2017031295A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | Lord Corporation | Flexible pipe joint |
CN109209683A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-15 | 内蒙古工业大学 | 固体火箭发动机喷管双柔性接头结构设计 |
RU2705496C1 (ru) * | 2019-01-21 | 2019-11-07 | Андрей Павлович Рябков | Сопло ракетного двигателя на цилиндрических эластичных шарнирах |
CN112824729B (zh) * | 2019-11-20 | 2023-01-06 | 深圳市大族数控科技股份有限公司 | 薄膜密封件、光路密封装置及其密封方法 |
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-
1977
- 1977-04-29 US US05/792,431 patent/US4121861A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-04-11 GB GB14085/78A patent/GB1591483A/en not_active Expired
- 1978-04-28 DE DE2818904A patent/DE2818904C2/de not_active Expired
- 1978-04-28 FR FR787812702A patent/FR2389064B1/fr not_active Expired
- 1978-05-01 JP JP5262478A patent/JPS549017A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Also Published As
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---|---|
FR2389064A1 (fr) | 1978-11-24 |
JPS549017A (en) | 1979-01-23 |
GB1591483A (en) | 1981-06-24 |
DE2818904A1 (de) | 1978-11-02 |
FR2389064B1 (fr) | 1985-07-26 |
DE2818904C2 (de) | 1984-08-30 |
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