JPS63219985A - 密封連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明はダブルカーブ延性ジヨイントを有する密封連結
装置、ならびにこのような装置の使用に関する。

〔従来技術と問題点〕

フランス国特許明細書ＦＲ１５４０９６は２つのサポー
ト間に具現化されるべき連結、継手又は接合を可能とす
るダブルカーブを有する金属製ジヨイントを開示してい
る。このような連結は少ないスペースで済み過酷な使用
状態（非常に高い又は非常に低い圧力、あるいは温度、
振動、曲げ・・・）の下で全てのタイプの流動体、特に
気体に関して優れたシールを保証する。

今までのところ、これらの公知の連結は連結が全ての種
類の流動体、特に気体に関して漏れのないことを保証す
るためにジヨイントに人工的な流れを得るようにサポー
トの大きな対向するクランプ力を用いて使用されてきた
。

しかしながら、これらの公知の連結はある種の欠点を有
する。公知の連結は突然の熱衝撃に全く耐えられないだ
けでなく偏向、圧縮又は牽引における示差的な膨張及び
変形に耐えられず、これらの全てはこれらのジヨイント
が利用されている状態に遭遇して比較的度々起きること
が特に確認されている。また、公知の連結は弾性的に変
形され得す、振動にさらされると直ちに悪化することが
注意されてきた。

英国特許明細書ＧＢ　９０８０４４　（ロッキードエヤ
クラフトコーポレーション（Ｌｏｃｋｈｅｅｄ　Ａｉｒ
ｃｒａｆｔ　Ｃｏｒｐ））はジヨイントが十字形状の断
面を有する密封装置を開示している。この文献は弾性領
域におけるジヨイントのクランプのみの可能性を提供し
ているが、十字形状のジヨイントに通用できるこの提案
はスペシャリストによっても機能が異なるダブルカーブ
を有するジヨイントに移植され得ない。更に、指摘され
た十字形状のアームの端部は特に装置が過酷な温度又は
機械的状態にさらされる利用においてサポートに浸透し
易い。

ドイツ国特許明細書１９３７３９９　（ガマ−コーポレ
ーション（ＧＡＭＡＨＣＯ１？Ｐ））は実際上具現化さ
れず低品質の矩形断面のジヨイントを有するシール装置
を開示している。

フランス国特許明細書２０３６５０２　（し　ジヨイン
ト　フランカイス（ＬＥ　ＪＯＩＮＴ　ＦＲＡＮＣ八ｌ
５）へ　　はダブルカーブを有するシールジヨイントを
開示しているが、それはクランプ状態においてジヨイン
ト及び傾斜サポート間に接触を提供することなく、フラ
ンス国特許明細書ＦＲ１５４０９４６のものとは全く異
なる状態で使用される。このようなジヨイントはその低
性能ゆえに苛酷な状態で使用され得ない。

更にまた、密封度、使用状態及び価格に関して従来より
優れた効果を奏する連結装置の要求が高まった。従って
、全てのタイプの流動体、特に１０−”Ｔｏｒｒ（１，
３３３２Ｘ　１０−’Ｐａ）又はそれ以上のオーダある
いは３００ｂａｒｓ　（３Ｘ　１０７Ｐａ）又はそれ以
上のオーダの圧力にある気体に関して、及び／又は＝２
５０℃又はそれ以下あるいは１２００℃又はそれ以上の
温度にさらされる場合、及び／又は猛裂な振動の下にお
いて、漏れのないジヨイントを製造することが望まれて
いた。

本発明は公知の連結の性能を改善することによりこれら
の問題を排除することを意図し、温度衝撃特に曲げにお
ける示差的な膨張・変形及び／又は圧縮及び／又は牽引
・猛裂振動に耐え得るフランス国特許明細書ＦＲ１５４
０９４６のタイプの公知の連結より優れた弾性を呈する
密封連結装置の高い性能を本目的として有する。

本発明の他の目的はこのような連結の価格を同時に低減
することにある。

本発明の別の目的は前記の状態における性能を相当に増
大するこのような連結装置の新しい利用を提案すること
になる。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために本発明は、一方にダブルカー
ブを有する延性ジヨイント他方に２つのサポートを有し
、ジヨイントは軸線に関して傾斜した唯二つの平行面を
それらの厚みの一方部分上に形成するクランプ軸線に関
して互いに向かって押圧された２つのサポート間に在り
、標準的クランプ状態において、各傾斜面及び単一の接
触ラインを部分的に介し、また雄サポート又は雌サポー
トの他面に各々対して支持されたジヨイントの各最端部
に部分的に介して、ジヨイント及び２つのサポート間の
接触が形成されるようなサポート及びジヨイントの幾何
学的特徴を有する密封連結装置を提供する。

ジヨイントの最端部とサポートの面との間の接触は２つ
のサポートが互いに向かって移動されるときのジヨイン
ト及び傾斜面間の接触と時を同じくして起きる。ジヨイ
ントの最端部は扁平且つ平行であり、サポートに対応す
る面は扁平且つクランプ軸線に垂直である。標準的クラ
ンプ状態においてジヨイントの抑制はジヨイントが形成
される材料の弾性限度より小さく、後者は一般的にその
ダブルカーブ形状を保持している。本装置は互いに関し
て２つのサポートをクランプする力を制御するための手
段を好ましくは有する。

また、本発明はジヨイントが互いに関してクランプされ
た２つのサポート間に配置されるタイプである本発明の
装置の利用に関し、標準的クランプ状態で一般的なダブ
ルカーブ形状を維持するジヨイントを構成する材料の弾
性限度よりジヨイント内で生じられた応力の方が小さい
ように、それらの間のジヨイントに関する２つのサポー
トをクランプするための力は制御され、ジヨイント及び
サポート間の接触はクランプにより変形されない。

従来技術と反対に驚くべきことに、クランプ力を制御す
ること、更に詳しくはフランス国特許出願ＦＲ１５４０
９４６に開示されたジヨイントをより強力でなくクラン
プすることによるこの力を制限することは本装置のシー
ル性能を向上させるということが理解された。更に、本
発明に係る装置は良好に機能するだけでなく幾つかの興
味ある利点を呈する、すなわち、熱的衝撃及び示差的膨
張、曲げ及び／又は圧縮及び／又は牽引での変形、強度
の振動に耐え且つ良好な弾性を有することが示された。

更に、ジヨイント及びサポートの幾何学的形状は従来の
連結に係るものより単純であり、これは明らかに本装置
の製造コストを低減するものである。

本発明は添付した図面に関する１つの好適実施例の次の
記載により更に良好に理解されよう。

〔実施例〕

本発明は中間延性ダブルカーブジヨイント３を介して２
つのサポート１．２を密封連結（ハーメチックコネクシ
ョン）するための装置に関する。

本発明に係る装置はジヨイント３及び２つのサポート１
．２を有する。２つのサポート１，２は密封連結、すな
わち全てのタイプの流動体特に気体に関して漏れない連
結が形成されるべきところの間の２つの部分の自由面４
，５，６．７により形成される。用語「ダブルカーブ」
はシールされたジヨイントにおけるスペシャリストにと
って公知である一般的な意味において、またフランス国
特許明細書第１５４０９４６号に記載された如く、本文
で使用される。ダブルカーブジヨイント３は弓状部の一
点■及び２つの枝部１３　、１４を有する断面を有し、
該枝部１３　、１４は弓状部の一点Ｉに関して対称であ
る。

ジヨイント３は図のクランプ軸線によって示されたクラ
ンプ方向に互いに向かってクランプされる２つのサポー
ト１，２の間に配置される。各サポート１，２は（クラ
ンプ軸線８に垂直な）厚みの唯一つの部分上に、クラン
プ方向に関して傾斜された面４．５を形成し、２つの傾
斜面４．５は互いに対して平行である。２つのサポート
１．２は重なる。

雄サポート１及び雌サポート２は一般的に形成され得る
。ａサポート１は軸方向に突出し、一方の雌サポート２
は対応する軸方向（すなわち、クランプ方向８）の窪み
を形成する。サポートは実際上及びある特定の実施例（
例えば直線的な構成要素の場合）において類似するが、
「雄」及び「雌」の用語はサポート１．２を区別するた
めに使用される。

サポート１．２の本質的形状と本発明に係る装置のジヨ
イント３との間の関係、すなわち面４゜５の傾斜とジヨ
イント３の厚さ及びカーブとの間の関係はフランス国特
許明細書第１５４０９６６号から公知であるが、より詳
細には記載されていない。

サポート１，２及びジヨイント３の幾何学的形状の複雑
さは２つのサポート１．２へのジヨイント３の接触が接
触点９．１０のラインに１つ１つ各々沿う各傾斜面によ
り部分的に具現化され、雄サポートｌ又は雌サポート２
の他の面６．７に各々対して支持されたジヨイント３の
各最端部により部分的に具現化される。更に、本発明に
従い、これらの幾可的特徴は、２つのサポートが互いに
向かって運ばれるときジヨイント３の最端部１１゜１２
とサポート１．２の面６．７との間の接触がジヨイント
３と傾斜面４．５との間の接触と時を同じくして起きる
ことである。

このような密封連結装置の本発明に係る１つの利用にお
いて、ジヨイント３を間に介して互いに向かう２つのサ
ポート１．２のクランプ力は制御され、更に詳しくはジ
ヨイント３の応力がダブルカーブ形状を維持するジヨイ
ント３を構成する材料の弾性限度を下回る如く制限され
る。

本発明に係る連結装置はジヨイント３を間に介して互い
に向かって２つのサポート１，２のクランプ力を制御す
る手段を有する。

ジヨイント３の最端部１１　、１２に対応する各面６゜
７はこれらの端部１１　、１２を包含するジヨイント３
の枝部１３　、１４に対応する傾斜面５．４の鋭角θを
形成する。

好ましくはジヨイント３の最端部１１　、１２は互いに
対して面内に平行であり、それらが対応するサポートの
面６，７はクランプ軸線８に対して少なくとも面内に垂
直である。ジヨイントの端部１１゜１２も本装置が標準
的クランプ状態にあるときクランプ軸線８に対して垂直
である。更に、ジヨイント３の最端部１１　、１２は端
部１１　、１２に隣接するジヨイント３の正接Ｔの方向
に対して垂直である。

ジヨイント３の最端部１１に対応する雄サポートｌの面
６は雄傾斜面４との窪んだ鋭い交差縁部１５を形成し、
ジヨイント３の他の最端部１２に対応する雌サポート２
の面７は雌傾斜面５との窪んだ鋭い交差縁部１６を形成
する。

本発明に係る連結装置は度々円形断面を有するパイプの
ような中空円筒構成要素のために度々利用される。しか
しながら、このような装置は他の構成要素の形状（直線
的、多面体・・・）に適合され得ることが明白である。

サポート１．２及びジヨイント３の形状は結果として適
合される。パイプの場合（フランス国特許明細書第１５
４０９４６号参照）、以下に更に詳細に記載される如く
サポート１．２及びジヨイント３はクランプ軸線８に関
して対称である。傾斜面４．５は先を切り取られ、最端
部１１　、１２に対応する面６，７は少なくとも半径方
向に環状であり、先を切り取られた面４，５へのジヨイ
ント８の接触部９，１０のラインは少なくとも円形仕様
において閉じられる。

突出体が雌サポート２に向かう雄サポート１の方向に減
少する厚みを有し雌サポート２の傾斜面５が傾斜される
如く雄サポート１の傾斜面４は傾斜され、これらにより
相補的窪みは雄サポート１に向かう雌サポート２の方向
に広がり、ジヨイント３とサポート１．２との間の接触
は枝部１３　、１４の最端部１１　、１２を部分的に介
し、該サポート１゜２の傾斜面４，５に対する接触部９
，１０の唯１つのラインに沿う他の枝部１４　、１３の
部分的に近傍にある。

図示された実施例は本装置が軸線８のまわりの回転円筒
であることを非躍定仕様により仮定しながら以下記載さ
れよう。

既に記載した如く、ジヨイント３は「Ｓ」字形断面を有
し、半径Ｒの湾曲部を具えた２つの枝部１３　、１４を
有する。２つの最端部１１　、１２はジヨイント３の高
さでもある距離Ｈにあり、本連結装置の本質である。２
つの枝部１３　、１４は弓Ｉを形成するため接線方向に
結合される。ジヨイント３はＩを貫通する円に関して対
称であり、軸線８が中心に置かれ直径ｄｍを有する。ジ
ヨイント３の最外部の２つの円１７　、１８は本連結装
置の特徴であるジヨイント３の傾斜角度を形成する。端
部１１　、１２の中間の円１９　、２０の間の距離であ
るオフセットδ、並びにジヨイント３の厚みは本連結装
置の特徴でもある。しかしながら、オフセット２は次の
如く表わされ得る。

δ＝Ｈｔａｎ　α−ｅ 本発明に従い、関係Ｈ／ｅは好ましくは４及び１８から
成り、これは更に特別には８．８のオーダである。試験
においては最適値として８．８４が示された。

同一の側に配置された縁部１１　、１２の２つの円１７
゜２２又は２１　、１８を結ぶ角度α′はα’　”　ａ
ｒｃｔａｎ　δ／Ｈによって表わされる。

従って湾曲部の半径Ｒは次の如く表わされる。

Ｈｅ 先を切られた傾斜面４．５との枝部１３　、１４の接触
部９．１０の円はこの枝部１３　、１４の最端部１１゜
１２のｈ′で配置され、ｈ′は次の如く表わされる。

Ｈｅ 各すポート１，２はジヨイント３０円９．１０を有する
先を切られた接触面４．５と、ジヨイント３の縁部１１
　、１２を有する扁平な半径方向接触面６．７と、扁平
な半径方向接触面６．７に平行な自由面２１　、２２と
により、サポート１，２の特徴的高さである半径方向接
触面６．７からの距Ｍｈで構成される。サポート１．２
の自由面２１　、２２及び２つの半径方向接触面６，７
は先を切られた面４゜５の範囲を決定する。

２つのサポート１．２は同一の高さｈを存する。

高さｈは２つの分離されたサポート１．２の相対する半
径方向面６　、２２３び７，２１間の接触を回避するた
めにジヨイント３の高さＨより低い。

１．２及び１．４間に相互関係があることは有益的であ
り、更に詳しくは１．２７１のオーダである。

先が切られた雄面４の大径はｄｍ＋６−〇の値を有し、
先が切られた雄面の小径はｄｍ−δ＋ｅの値を有する。

先が切られた雄面４の小径はこの面４との接触部９の円
の直径ｄ１より小さく、先が切られた雄面５の大径は面
５との接触部１ｏの円の直径ｄ２より大きい。

クランプの目的のためにジヨイント３に加えられた軸方
向の力Ｗ（第３図）は接触部９．１０の円上に反作用Ｒ
ｊを引き起こす。これらの力の結である。

ジヨイント３上の理論的制約はジヨイント３の流れを防
止するために制御されるべきクランプ力Ｗを可能とする
次の式により与えられる。

軸方向圧縮：Ｃｊａ＝□ ｄｍＸＨＸｔａｎα 従ってジヨイント３のクランプ力Ｗはジヨイント３を構
成する材料の特質の知識により実際的に計算され証明さ
れ得る。クランプのＩＩ　？Ｂの手段は調整され得る。

これらの制御の手段は公知であり要求（ねじの端部で停
止、捕獲、・・・）に依存して適合され得る０本装置は
装置内に調和された制御手段を適合する必要性を防止し
、動力測定的キー、超音波制御工具、液圧クランブ工具
その他のような特別の工具によりクランプされ得る。例
の如くの軸方向の押圧の手段はねじ付ロッド２３及びナ
ツト２４　、２５により構成される。

実施された試験は得られた気密度が殆ど完全であり従来
技術で得られたものより価れていることを示した。また
、同じかあるいは少ないコストで得られる。

試験１ 本発明に係るジヨイントは３００バール（３，７０７Ｐ
ａ）までの二次的真空（１０−”　ｔｏｒｒすなわち１
３３．３２　Ｘ　１０−”Ｐａ）に亘る過酷な圧力状態
の下で試験された。漏れは２０℃テＢＡＬＺＢＲＨＬＴ
　１００のヘリテストベンチ（ｈｅｌｉｔｅｓｔ　ｂｅ
ｎｃｈ）の検出により測定される。得られた結果は次の
Ｌｏｒｒ、　ｌ　／　Ｓ　（すなわち、１．３３３２／
ａｔｎ＋　ｃ＋Ｊ／　Ｓ又は１．３３３２　Ｘ　１０−
　”　Ｐａ　ｒｒｒ　／　Ｓ　）での表に記載される。

最小漏れレートは３　Ｘｌ０−”ｔｏｒｒ　ｌ　／　Ｓ
である。

以下余白 試験２ ２０℃で１０”’ｔｏｒｒ　（１３３，３２Ｘ１０−’
Ｐａ）の二次的真空におけるフランス国特許明細＠ＦＲ
１５４０９４６（マーチン（Ｍ＾ＲＴＩＮ）　”）に係
るジヨイントに関する比較試験を行った。ｔｏｒｒ、　
　ｌ　／　Ｓ　（１，３３３２Ｘ１０−’Ｐａ　ｒｔ？
　／　Ｓ　）での得られた結果は次の表に記載される。

試験１と同一のヘリテストベンチが使用され、最小漏れ
検出可能レートは３　Ｘ　１０−”ｔｏｒｒ　ｌ　／　
Ｓである。

以下余白 従って、従来技術と本発明との間には１０−”ｔｏｒｒ
。

！！／Ｓの平均的改善が確立された。

【図面の簡単な説明】

第１図は標準的クランプ状態にある本発明に係る装置の
クランプ軸線を包含する平面を介した図解的断面図、第
２図は標準的クランプ状態にある本発明に係るジヨイン
トのクランプ軸線を包含する平面を介した図解的断面図
、第３図は標準的クランプ状態にある本発明に係る装置
がクランプされるときのジヨイント上の応力を示す図解
的部分断面図である。 １・・・（雄）サポート、　２・・・（雌）サポート、
３・・・ジヨイント、　　　　２３・・・ねじ付ロンド
、２４　、２５・・・ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ）２つの最端部を具えたダブルカーブ延性ジョイ
   ントと、ｂ）１つのクランプ方向に沿い互いに向かって
   押圧された２つのサポート間に配置されたジョイントを
   有する２つのサポートとを有し、サポートはそれらの厚
   さの一方の側上にクランプ方向に関する２つの平行な傾
   斜面を形成し、これによりジョイント及びサポート間に
   、ａ）クランプ方向に対して少なくとも垂直に延びる唯
   一の接触部のラインを各々通る各傾斜面を介して、ｂ）
   サポート、すなわち夫々他方のサポートの一方の他の面
   に対して支持されたジョイントの各最端部を介して、接
   触部が形成されるタイプの密封連結装置であって、ジョ
   イントは２つのサポート間に配置され、２つのサポート
   はクランプすることにより互いに向かって押圧され、間
   にジョイントを有する互いに向かう２つのサポートのク
   ランプ力は制御され、よってジョイントに発生された抑
   制は通常のクランプ状態の一般的なダブルカーブ形状を
   維持するジョイントを構成する材料の弾性限度より小さ
   く保持し、ジョイント及びサポート間の接触はクランプ
   の間変更されないことを特徴とする密封連結装置の使用
   。 ２、ジョイントの最端部に対応するサポートの各面はこ
   の端部を具えたジョイントの１つの枝部に対応する傾斜
   面で鋭角θを形成することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３、ａ）２つの最端部を有するダブルカーブ延性ジョイ
   ントとｂ）２つのサポートとを有し、ジョイントは１つ
   のクランプ方向に沿い互いに向かって押圧される２つの
   サポート間に配置され、サポートはそれらの厚さの一部
   分上にクランプ方向に関して二つの平行な傾斜面を形成
   し、これによりジョイントの標準的なクランプ状態にお
   いて、ａ）クランプ方向に少なくとも垂直に延びる唯一
   つの接触ラインに各々沿う各傾斜面を介して、及びｂ）
   サポート、すなわち夫々他方のサポートの一方の他の面
   に対して支持されるジョイントの各最端部を介して、ジ
   ョイント及びサポート間の接触が形成されるタイプの密
   封連結装置において、２つのサポートが互いに向かって
   移動されるときジョイント及び傾斜面の接触が起きると
   同時にジョイントの最端部がサポートの面と接触し始め
   るという如くのサポート及びジョイントの幾何的特徴を
   有することを特徴とする密封連結装置。 ４、間に配置されたジョイントを介して互いに向かって
   ２つのサポートをクランプする力を制御するための手段
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   装置。 ５、ジョイントの最端部に対応する各サポートの面はこ
   のサポートの傾斜面との湾曲交差縁部を形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ６、ジョイントの最端部は互いに関して平面的に平行で
   あり、それゆえにそれらが対応するサポートの２つの表
   面は扁平であり且つクランプ方向に垂直であることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ７、ジョイントの最端部はこれらの端部の近傍にあるジ
   ョイントの正接Ｔの方向に対して垂直であることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ８、サポート及びジョイントは特に回転時に、クランプ
   方向を形成する軸線に関して対称であり、傾斜面は先が
   切り取られ、最端部に対応する面は半径方向環状である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ９、雄サポートの傾斜面は雌サポートに向かう雄サポー
   トの方向の厚さを低減する突出体を形成するために傾斜
   され、雌サポートの傾斜面は雄サポートに向かう雌サポ
   ートの方向に幅が広がる相補的窪みを形成するため傾斜
   され、それゆえにジョイントは一方が枝部の一方の最端
   部を介して、他方がサポートの傾斜面に対する唯１つの
   接触ラインに沿う他方の枝部を介して、一方のサポート
   に接触することを特徴とする特許請求の範囲第８項記載
   の装置。