JP4645959B2

JP4645959B2 - 防振用の管継手部材

Info

Publication number: JP4645959B2
Application number: JP2006319290A
Authority: JP
Inventors: 誠石井; 振作種子田
Original assignee: Showa Rasenkan Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Showa Rasenkan Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP2008051333A

Description

この発明は、ベローズを有する比較的短い軸方向長さの管継手部材で、特に被覆部には少なくとも軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部を有し、ベローズを他部材からの影響を排除することが可能であり、振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材に関する。

従来、管継手部材は様々な振動や伸縮を受けており、振動や伸縮が複合的に、また、経年にわたり継続することによって、様々な箇所に破損が生じていた。また、管継手部材が受ける振動の被害も大きくその静粛性（消音など）も課題となっている。

比較的に短い軸方向長さの管継手部材として、例えば、図１２に示すような複数山のベローズからなる管継手部材（特許文献１）や、図１３に示すような１山のベローズからなる管継手部材（特許文献２）などがある。

このような管継手部材１は、様々な振動や伸縮を変位吸収するために、ベローズ３（山部：３ａ，谷部：３ｂ）からなる円筒状の管本体２と、その両端に設けられた一対のフランジ４，４とからなり、両端のフランジ４，４を介して他部材（図示略）と接続されると共に、円筒状の管本体２を介して水などの流体やガスなどの気体を漏れなく流通するものである。なお、４ａ，４ａはフランジ４，４に開設された取付孔である。

そして、管継手部材１としては使用目的や使用場所によっても異なるが、例えば複数山のベローズ３，・・を有するものは、振動などによる変形を受ける他、温度差による伸縮や地盤沈下など配管系統のずれなどを吸収するための変形も激しい。また、１山のベローズ３のものは、特に１山の左右部２ａ，２ａにおいて振動などによる変形を受ける他、偏心や伸縮などを吸収するための変形も激しい。

また、このような管継手部材１は、金属部材であるために材質的な問題として腐蝕（防食）という問題があり、且つ、可撓性を長く保たなければならないなどの理由から金属疲労や薬品など劣化の問題もある。

このように、本願の発明者らは、金属製の部材による優れた性質を維持すると共に、相まってこれを補完し合う部材、及び、これを補完し合う部材の形状などの研究を鋭意行い、これにより本願発明を知り得たものである。すなわち、防振性や制振性に優れると共に、自らの影響あるいはベローズを他部材からの影響（腐蝕性，金属疲労性，耐薬品性，消音性，温度性，変形性など）を防ぐことが可能な管継手部材を知り得たものである。

この発明は、そのような事情によりなされたものであり、ベローズを他部材からの影響を排除し保護することが可能であり、特にベローズの外周の被覆部には、少なくとも軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部を有すると共に、振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材の提供を目的とする。

この発明は、そのような目的を達成するために、請求項１記載のように、管本体が山部と谷部を有するベローズで比較的短い軸方向長さの管継手部材であって、
上記ベローズの外周には、上記管本体の山部よりも高い一定肉厚のゴム部材による被覆部を形成すると共に、上記被覆部の外周側には、少なくとも軸心方向における管本体の伸縮を吸収すべく、径方向に延びるＶ字状切り込みあるいはそれよりも薄いＶ字状切り込みであるノッチ部を複数の伸縮吸収部として形成したことを特徴とする防振用の菅継手部材。
また、請求項２のように、上記ベローズは、上記管本体の山部が１山として形成されていることを特徴とする請求項１記載の防振用の菅継手部材。

請求項１、２記載の発明によれば、比較的に短い防振用の菅継手部材として、比較的に短い管本体の軸心方向の外周には、管本体の山部よりも高い一定肉厚のゴム部材の被覆部を形成してなるため、ベローズを他部材からの影響を排除することが可能であり、金属製の部材による優れた性質と相まってゴム部材の補完をし合うことができ、径方向からの保護も行うことができる。
しかも、ベローズの外周の形成した被覆部は、少なくとも軸心方向における伸縮を吸収すべく、径方向に延びるＶ字状切り込みあるいはそれよりも薄いＶ字状切り込みであるノッチ部を伸縮吸収部として外周側から複数形成したので、軸心方向における伸縮を吸収することができ、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、ベローズの山部の被覆部外周にＵ字状のノッチ部を設けた防振用の管継手部材を示す断面図、図２は、ベローズの山部と谷部の被覆部外周一定肉厚部を形成した防振用の管継手部材を示す断面図である。なお、従来と同一部材は同一の符号を付して説明する。

図１において、管本体２は山部３ａと谷部３ｂを有するベローズ３からなり、比較的短い軸方向長さの管継手部材１からなる。また、管本体２の両端部２ａ，２ａには一対のフランジ４，４が設けられている。そして、この管継手部材１は、管本体２の軸方向の防振性や制振性を向上し振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れ、ベローズ３を他部材の影響を排除し金属製の部材による優れた性質と相まって、管本体２の径方向からの影響も排除できることが必要である。

このため、ベローズ３の外周には、肉厚のゴム部材による被覆部５を形成すると共に、この被覆部５には少なくとも軸心方向における管本体２の伸縮を吸収すべく伸縮吸収部６を有している。具体的には、軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部６は、ベローズ３の谷部３ｂの被覆部５外周にＵ字状のノッチ部７を設けてなる。

このゴム部材は、加硫によってゴム状弾性を示すものであればよく、天然ゴム，合成ゴムとがあり、合成ゴムとしてポリイソブチレン、ブチルゴム、再生ブチルゴムブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ＥＰＴ、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ＢＲ、ＳＢＲ、ＮＢＲ、クロロブレンゴム（ＣＲ）、塩化ポリエチレン、クロルスルフォン化ポリエチレン、アクリルゴム（ＡＣＭ）、エピクロルヒドリンゴムなど、また液状ゴムなどがある。

ベローズ３の外周には、ゴム状弾性が層形成されるのであるが、好適に接着されるシリコンゴムなど異なる種類のゴム状弾性としてもよいし、一対のフランジ４，４間に沿う面も好適に接着されるシリコンゴムなど異なる種類のゴム状弾性体としてもよい。また、管本体２を挿通する挿通孔が開設される部分２ａと最先端のフレア端部（図示略）の部分もゴム状弾性としてもよい。

このように、管本体２の軸心方向の外周には、ベローズ３の外周よりも肉厚のゴム部材の被覆部５を形成してなるため、防振性や制振性に優れる。また、ゴム部材の被覆部５により、ベローズ３を他部材（図示略）からの影響を排除することが可能となり、金属製の部材による優れた性質と相まってゴム部材の補完し合うことができ、管本体２を径方向から保護もすることができる。いずれにしても、ベローズ３の外周の被覆部５には、少なくとも軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部６を設け、具体的にベローズ３の谷部３ｂの被覆部５外周にＵ字状のノッチ部７を設けたので、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができる。

図２に示すものは、ベローズ３の外周に設けた被覆部５に一定肉厚部を形成したものである。すなわち、軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部６は、ベローズ３の山部３ａと谷部３ｂの被覆部５外周に沿った一定肉厚部７ａを形成してある。このため、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができ、特に伸縮強度を良好とすることができる。

図３に示すものは、軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部６は、被覆部５に径方向に延びる切り込み部７ｂを形成したものであり、この管本体２の径方向に延びるＶ字状あるいはそれより薄い切り込みにより、軸心方向における伸縮を吸収することができる。このため、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができる。

管本体２は、地盤沈下や管本体２の変位やねじれなどにも追従することができるように、軸線方向における伸縮を阻止すると共に、管本体２の径方向における伸縮を阻止し、且つ、管本体２の径方向からの傷付け，破損など他部材からの干渉を防ぎ保護する。

図４は、管本体２が１山のベローズ３を有する比較的短い軸方向長さの管継手部材１を示している。山部３ａ及びその端部３ｂには、一定肉厚の被覆部５を形成すると共に、この被覆部５には、少なくとも軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部７を切り込みとして形成したもので、径方向に延びる切り込みにより軸心方向における伸縮を吸収する。このため、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができる。

図５は、山部３ａ及びその端部３ｂには、少なくとも軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部６を一定肉厚部として形成したものである。このため、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができる。

なお、管継手部材１の成形に際しては、ベローズ３の成形に際して単層のベローズを示したが、図８に示すように、２層あるいは多層のベローズでもよい。２層あるいは多層のベローズの場合には、溶接による熱の影響性を与えないことが必要である。この場合には、平板状の第１鋼板と第２鋼板を準備する。そして、第１鋼板を巻回した内層パイプ２Ｘと、第２鋼板を巻回した外層パイプ２Ｙとを各別に作成する。

各別に作成された内層パイプ内層パイプ２Ｘは内層パイプの外表面に制振作用を有する、例えば、粉体静電塗装を施す。そして、外表面に一体的に制振作用を有する樹脂粉体で粉体静電塗装を施した内層パイプは、外層パイプ２Ｙを外嵌して重なり合わせされ、内層パイプと外層パイプとの間隙に樹脂粉体を介在した３層の制振鋼板製パイプを形成する。その後に、３層の制振鋼板製パイプをベローズ加工するものである。Ｚ２は外層側を示し、Ｚ１は外層側を示す。

制振部材Ｘとしては、例えば、制振作用を有する樹脂粉体を粉体静電塗装を施してなるものである。この場合には、樹脂粉体は、ナイロン・エポキシ樹脂やポリエチレン・エポキシ樹脂などを適宜選択することができる。この樹脂粉体は、所定幅および径は外層パイプおよび内層パイプの板厚０．３ｔよりも薄いものが想定される。

また、粉体塗装などは、塗装工程で有機溶剤などの触媒を使用せず、主としてポリエステル系の粉末塗料を使用するもので、静電塗装あるいは液体塗装がある。静電塗装は、粉体状態にある原材料を加温し、溶融状態として焼き付け、冷却して硬化させて塗膜を形成する。また、液体塗装は、液体状態にある原材料を溶媒で蒸発させ、融合焼付けを行って塗膜を形成する。

アーク溶接機は、図示しないが、ステンレス鋼板が溶接できるものなら種類を問わない。例えば、「直流パルスＴＩＧ」溶接機などがある。溶接鋼管は、所定幅にスリットされた鋼帯を多段配置された成形スタンドで、板幅方向に順次折り曲げてオープンパイプにロール成形し、板幅方向両端部を溶接することにより製造されている。また、高周波誘導加熱コイルによる加熱で、鋼版の板幅方向の両端部を加熱してもよい。

パイプ成形装置は、図９及び図１０と図１１に示すベローズ液圧成形法やベローズロール成形法など、公知のパイプ成形装置を用いることができる。ベローズ液圧成形法では、ベローズ用素材管の外側に成形金型Ａ，Ｂを装着し、素材管の内部に液体を注入し、液体に所定の圧力をかけ素材管を膨張させ、同時にプレス機で圧縮し成形する。また、ベローズロール成形法では、ベローズ用素材管の外側・内側にロール型Ｃ，Ｄを装着し、素材管にロール型を押し付け成形する。

この実施例のように、１山と複数山のベローズを有してなる比較的短い長さの管継手部材において、管本体の外周にベローズより外周以上の肉厚のゴム部材を被覆してなるため、防振性や制振性に優れると共に、ベローズを他部材からの影響を排除することが可能であり、金属製の部材による優れた性質と相まってゴム部材により補完し合うことができる。

また、管継手部材の内圧による延びを阻止し、管本体の径方向からの伸縮やあるいは傷付け，破損など他部材からの干渉を防ぐことができ、消音などにも効果的で変位吸収に優れた管継手部材とすることができる。そして、ベローズ外周の被覆部には、少なくとも軸心方向における伸縮を吸収する伸縮吸収部を設けたので、軸心方向における振幅強度や伸縮強度あるいは曲げ強度などに優れた防振用の管継手部材とすることができる。

なお、被覆部５は、図６及び図７のように、管本体２の内側に形成するなど種々の形態が考えられ、この発明の範囲内で適宜設計変更が可能である。

ベローズの谷部の被覆部外周にＵ字状のノッチ部を設けた防振用の管継手部材を示す断面図である。ベローズの山部と谷部の被覆部外周に一定肉厚部を形成した管継手部材を示す断面図である。ベローズの外周に設けた被覆部に切り込み部を設けた管継手部材を示す断面図である。１山のベローズの外周に肉厚の被覆部と切り込み部を設けた管継手部材を示す断面図である。１山のベローズの外周に一定肉厚の被覆部を設けた管継手部材を示す断面図である。ベローズの内周に被覆部を設けた管継手部材を示す断面図である。ベローズの内周に被覆部を設けた第２の実施例の管継手部材を示す断面図である。２層のベローズの場合を示す断面図である。開かれた時のベローズ液圧成形法を示す説明図である。閉じた時のベローズ液圧成形法を示す説明図である。ベローズロール成形法を示す説明図である。従来の複数山のベローズを示す断面図である。従来の１山のベローズを示す断面図である。

符号の説明

１管継手部材
２管本体
３ベローズ
３ａ山部
３ｂ谷部
４フランジ
５被覆部
６伸縮吸収部

Claims

管本体が山部と谷部を有するベローズで比較的短い軸方向長さの管継手部材であって、
上記ベローズの外周には、上記管本体の山部よりも高い一定肉厚のゴム部材による被覆部を形成すると共に、上記被覆部の外周側には、少なくとも軸心方向における管本体の伸縮を吸収すべく、径方向に延びるＶ字状切り込みあるいはそれよりも薄いＶ字状切り込みであるノッチ部を複数の伸縮吸収部として形成したことを特徴とする防振用の菅継手部材。
上記ベローズは、上記管本体の山部が１山として形成されていることを特徴とする請求項１記載の防振用の菅継手部材。