(フィラメント)巻き管、特に、かかる管の間の接続具に関する。[0002]【従来の技術】フィラメントワインディング法は、熱硬化性、又は熱可塑性樹脂と共に、ガラス繊維及び炭素(グラファイト)のような高強度のフィラメントを使用して、複合管、又はパイプ(本明細書で「パイプ」及び「管」という語は、相互に言い換え可能に使用する)を製造する周知の積層技術である。鋼のような金属から成る管と比較して、この方法で形成したフィラメント巻き管は、重量が著しく軽く、同等の強度を有し、更に、全体的に優れた疲労抵抗性を備えている。これら管は耐食性がある。接続部は、金属対金属の接触部分を使用しない構造とする必要がある。この目的上、複合管に直接、切って形成したねじが使用されている。[0003]【発明が解決しようとする課題】しかし、積層複合フィラメント巻き管の層間のせん断強さは全体的に小さいため、このようにして接続された複合管は、低圧の用途にしか適用することが出来ない。積層部分にねじを切ることは、各ねじの谷底部分を層間面にてせん断力に露呈させる結果となる。threaded,荷重の増大に伴ない、この弱体面に傷が生じる。複合管に穴を開け、リベット又はピンのような接続具でその管を接続することは望ましくないことが多い。油製造用管において、管は、極めて高圧の流体を通さないものでなければならないが、その管の穴を効果的に密封することは困難である。effectively.【0004】複合管にねじを形成する従来の技術において、全てのヘリカル層は、ねじ領域の端部で端末接続される。その結果、横せん断力によるねじ式継手からの荷重は、極めて少数のヘリカル層にしか伝達されないため、圧力機能は制限される。残りのヘリカル層には、著しく小さい強さの層間せん断力による荷重が加えられる。横せん断力による荷重を受ける層の比率は、管の肉厚の関数ではなく、ねじの深さの関数である。forces1/4の軸方向強度しか得られない。ねじの深さを増すことは、継手の穴の大きさが管の外径に対して小さくなるため、望ましいことではない。desirable.【0005】米国特許第2,751,237号は、繊維がねじの外形に略適合するようにした、雌ねじ式の強化繊維樹脂管の接続具の成形方法を教示している。powder,樹脂及び短かいガラスロービングの混合体から成る、雌ねじを有するガラス強化樹脂管を教示している。[0007]【課題を解決するための手段】故に、本発明は、極めて高圧の用途用として、極めて耐食性に富んだ複合材料の使用を許容する、現在の管のねじの設計及び製造方法の改良を実現するものである。intended.【0008】この設計の主たる適用例は、耐食性を必要とし、又極めて高圧の流体流に耐えることを要する分野である。流体噴出管、及び地熱流用管等がある。like.【0009】本発明は、流体移送用フィラメント巻き管を対象とする。管の長さに沿って伸長する中心縦軸線を有する管は、この管を別の物体に接続するための少なくとも一端部を有する。上記端部分の少なくとも一方とを備える。[0010]【作用】本発明の特徴は、上記端部分の少なくとも一方に雌ねじが形成され、上記フィラメントが上記軸方向部分から上記傾斜部分を通って上記端部分の一方の第1の部分、第2の部分、及びその他の箇所まで伸長することである。本発明の更に別の特徴は、張力を加えた単一のストランド、又はトウの一部がねじピッチに等しい角度及び方向にてフィラメント上に部分的に巻かれることである。本発明の更に別の特徴は、上記管の内径が上記傾斜部分上の位置から該傾斜部分より遠方の上記端部分の一端まで、上記中心縦軸線に沿って増大することである。axis.【0011】図1に示した本発明は、終端となる管状のヘリカル層をねじ付き管の領域に沿って使用し、ねじの荷重が管の全ての軸方向(ヘリカル)層に直接、伝達されるが、層間のせん断強さの比較的弱い部分を経て間接的にのみ伝達されるようにし且つ荷重が少数のねじにのみ付与されるず、全てのねじに増分的に伝達されるのを許容するものである。to.【0012】本発明の複合パイプは、金属、又は成形プラスチック製とすることが出来、その外径が継手の端部に向けて縮小するねじ式継手を介して、相互に結合される。本発明の管は、継手のねじと同様のねじ付き端部を有するその他のパイプにも接続することも可能である。[0013]【実施例】図1の管10は、高強度のフィラメント(例えば、炭素、ガラス、アラミド、又はその他の繊維)をマンドレルの周囲に巻く段階を含む方法により製造される。tows,エポキシ熱硬化樹脂であることが望ましい熱硬化性、又は熱可塑性樹脂で被覆し、又、硬化させて管10のフィラメント巻き部分を形成する。cured.【0014】図1には、図2に更に拡大して示したその前方四分の一部分12に沿った、本発明によるフィラメント巻き管10が一部断面で図示されている。16と、ねじ付き端部18とを備えている。16は、中央縦軸線20に沿って増大する内径及び外径を有する。ねじ付き端部分18は、軸線20から端部22に沿って増大する内径を有し、これにより、その後の挿入、及び金属又は成形複合材から成るねじ式継手(図示せず)とのねじ係合を容易にする。elastomers)層を備えることが出来る。2は、トウを巻いて層24、26、28、30、32を形成することにより製造される。図示するように、これら層は、伸長し、ねじ付き端部18に入り、層32、及びその上方の層が管10の端部22まで伸長する。全ての層は、チェースストランド、又はトウ34によってねじの形状に形成される。screw.【0016】傾斜部分16から遠方の管10の大きい径は、継手(図示せず)の挿入、及び管10と別の管との結合を許容し、又は同様の形状のねじ付き端部を有する別の管との直接的な接続を許容する。10の内側に伝達する。本発明の継手接続部を保持する円筒状管は、レシプロ式方法、又は連続方法の何れによるフィラメントワインディング法により製造することが出来る。layer,ワインディングカートリッジが前後に動く間に樹脂を含浸させた多数のファイババンド回路を積層することにより完成される。連続方法において、長手方向層の各々は、通常、並進するマンドレル装置上に一回、通すことにより完成される。両方法は、共に、本発明の継手構造体を保持する管の層を形成するために使用することが出来る。tube,これら管は典型的に、9.14m乃至12.19m(30乃至40フィート)の長さのときに有用である。25.4mm(約1インチ)から、15.24m(50フィート)以上の極めて大きい径に至る範囲で可能である。20インチ)の範囲である。inch).【0017】本発明の主たる方法は、ヘリカル層の各々が接続ねじの領域内のある長手方向位置の管の端部で端末となるような方法で、ヘリカル状角度を付けた多数のフィラメント層をマンドレル上に巻き且つ切断する段階を含む。該管のヘリカルパターン層は、小さい角度、及び大きい角度を混ぜるか、又は、全て単一の中間角度の何れかとすることが出来る。これら2つの角度パターンの層は、一般に、高圧の用途に使用され、内圧荷重が加わるときに生ずる軸方向及び外周方向歪みの双方を独立的に制御する。単一角度のパターンの層は、軸方向長さの伸長程度を望ましい零に維持し、又は、加圧状態下にて軸方向長さを短くするために使用されるような特別な用途がある。本発明は、これら両型式のパターンの層に対する接続ねじの形成に適用することが出来る。マンドレルは、組み立て工程中に相互に組み立て(図4)且つ分解することの出来る3つの部分(図3)から形成される。これら3つの部分は、管の中央穴部分を形成するマンドレルの本体部分42と、管の各端部に一つずつ存在する2つのねじ形成部分44、46とである。42に取り付けられる。ワインディング及び硬化後、これらねじ形成部分44、46は、中央本体42を取り外す前に、硬化した管のねじ領域からねじを緩める等して取り外される。tube.【0018】図5には、多数のファイバトウスプールからファイバトウ48のヘリカル層を巻く状態が示してある。52,回転するマンドレル上に引き出される。該マンドレルを支持し且つ回転させる手段、及びトウの供給機構を支持する走行キャリッジは、レシプロ型式のフィラメントワインディング機械を構成する。本発明の説明を明確にすべく、マンドレル、及び管の継手部分についてのみ説明するため、本発明のこのフィラメントワインディング機械は図示していない。difference,負の角度となるように配置される。この「ヘリックス角度」は、その機能に必要とされる荷重及び圧力を考慮して、管を設計するときに決定され、製造中、マンドレルの回転速度、及び供給キャリッジの線速度を選択することにより決定される。中心縦軸線に対して平行に引いた線に対する絶対角度で縦軸線に沿って巻かれるフィラメントの角度は、5,°乃至85°の範囲である。°.各ヘリカル層の完成後、張力を加えた単一のストランド、又はトウ54の一部は、図6に示すようなねじピッチに等しい角度、及び方向にて、ヘリカル層上に巻かれる。各ヘリカル層の端末形成は、2つの角度パターンの小さい方の角度であるか、又は、単一角度パターンの単一の中間角度であるかどうかを問わず、少量生産の場合には、層を手で切断し、又、大量生産の場合には、層を自動的に切断して、ねじ領域内の選択された位置で行われる。ヘリカル層を切断した後、上記層は、張力を加えた単一のストランド、又はファイバトウを連続的に巻くことにより、引き出されてマンドレルのねじ形態となる。and,ねじ付き端部分が完成される。図5、図6及び図7に示した方法は、各ヘリカル層の形成にも再度、実施した。out.【0019】各ヘリカル層は、異なる長手方向位置で端末形成され、図2の示すように、各連続的なヘリカル層をねじ内面に増分的に接触させる。一例として、本発明により形成する場合、典型的な12のヘリカル層から成る管の12のヘリカル層の全ては、軸荷重を直接的に支承することが出来、又、その荷重は、より著しく大きい横せん断強さで伝達される。全ての層が完成した後(図8)、樹脂は硬化させ、部品をトリム処理し、マンドレルを除去する(図9)。その結果、本発明のねじ式の管接続部分が完成する(図10)。DRAWINGS【図1】前方四分の一部分を切り欠いて管を示す概略図である。quarter.【図2】ねじ付き管領域に沿った管のヘリカル層の端末を示す、図1の管の左側部分の拡大図である。1.【図3】本発明の実施に使用されるマンドレルの図である。invention.【図4】組み立てたマンドレルの図である。mandrel.【図5】ヘリカル層を巻いたマンドレルの図である。layer.【図6】各ヘリカル層を巻いた後、張力を加えた単一のストランド、又はファイバトウを巻く状態を示す図である。tow.【図7】増分的に切断したヘリカル層の図である。cut.【図8】多層巻きの完成状態の図である。wound.【図9】マンドレルを取り外したときの図である。mandrel.【図10】ねじ式管継手が完成したときの図である。前記端部分の少なくとも一方に雌ねじが形成され、前記フィラメントが前記軸方向部分から前記傾斜部分を経て前記1つの端部分の第1、第2、又はその他の位置に伸長し、張力を加えた単一のストランド、又はトウの一部が、ねじピッチに等しい角度及び方向にてフィラメント上に巻かれ、前記管の内径が、前記傾斜部分上の位置から前記傾斜部分の遠方の前記端部分の一端まで、前記中心縦軸線に沿って増大することを特徴とするフィラメント巻き管。前記管が、内側部及び外側部を有し、前記管の外側部に巻かれた前記フィラメントの一部が、前記軸方向部分と前記端部分との間を連続的に伸長し、前記軸方向部分から遠方の前記管の先端の位置に達することを特徴とするフィラメント巻き管。アラミド繊維から成る群から選択されることを特徴とするフィラメント巻き管。請求項3に記載のフィラメント巻き管にして、前記フィラメントが熱硬化性又は熱可塑性樹脂マトリックスであることを特徴とするフィラメント巻き管。請求項4に記載のフィラメント巻き管にして、前記管が前記継手の縦軸線に沿ってその一端に向けて縮小する外径を有する中空のねじ式継手と組み合わされることを特徴とするフィラメント巻き管。請求項1に記載のフィラメント巻き管にして、前記中心縦軸線に対し平行に引いた線に対する絶対角度で前記縦軸線の周囲に巻かれる前記フィラメントの角度が5°乃至85°の範囲にあることを特徴とするフィラメント巻き管。