JPH0142774B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、伸縮管継手やフレキシブル継手に用
いられるベローズのフランジ取付け方法に関す
る。

［従来の技術］ 伸縮管継手やフレキシブル継手は、配管等が熱
膨張や曲げ荷重を受けた場合にこれらを吸収する
もので、蛇腹形状のベローズが多用されている。

ベローズの両端には通常フランジが設けられ、
このフランジに配管が接続できるようになつてい
る。また、内部流体の流速が大きくなると、ベロ
ーズに振動や乱流が生ずるため、ベローズの内側
に内筒を設けて安定性を図つた伸縮管継手も現わ
れている。

従来、ベローズとフランジは溶接によつて取付
けられており、この他ベローズの山の一部をつぶ
してフランジに圧接させる手段も採用されてい
る。

これらのフランジ取付け手段を第１０図〜第１
５図に示す。第１０図は、フランジ１０とベロー
ズ１１を端部で溶接したもので、第１１図ではベ
ローズ１１の山部１１ａを１個潰してフランジ１
０に圧接させ、第１２図は割りリング１２と保持
バンド１３を併用してフランジ１０を固定した例
である。

第１３図は内筒１４がベローズ１１及びフラン
ジ１０と端部で一体に溶接された例であり、第１
４図ではリング板１５の内側端部をベローズ１１
及び内筒１４に溶接し、このリング板１５とベロ
ーズ１１の山とでフランジ１０を挾着している。
第１５図は第１１図のタイプに内筒１４の端部を
パツキング１６を介して圧接させた例である。

尚、内筒１４の他端は、ベローズ１１の伸縮動
作を妨げないようにフリー、即ち未固定とされ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、溶接による取付け方法にあつて
は、溶接に伴なう熱変形や腐食、溶接部にピンホ
ール、クラツク等が生ずるおそれがある。また、
ベローズの一部を潰した嵌合手段を採取した場合
には、ベローズ１１とフランジ１０との間に充分
な接合強度が得られないという問題があつた。更
に、第１５図の場合には、パツキング１６部分か
ら内部流体が漏洩するおそれがあり、竪型配管の
場合内筒１４が落下するので施工に手間を要する
難点があつた。

［発明の目的］ 本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、内筒の有無に拘らず、ベロー
ズの両端にフランジを強固に接合し得る非溶接式
ベローズのフランジ取付け方法を提供することに
ある。

［目的を達成するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明におけるベロ
ーズのフランジ取付け方法では、直管部を有する
ベローズにフランジを嵌合する工程と、ベローズ
の一端に芯金を挿入すると共に第１の金型でフラ
ンジを固定する工程と、第１の金型と所定間隔を
おいて配置された第２の金型でベローズの端部を
支持する工程と、前記芯金の２箇所に設けられた
シール手段にてベローズの直管部に密封空間を形
成する工程と、この密封空間に高圧流体を導入し
て直管部を膨張させる工程と、前記金型の少なく
とも一方を他方に接近させて膨張した直管部をフ
ランジに圧接させる工程と、を含む構成としてい
る。

また、ベローズの内側に内筒が設けられる場合
には、内筒の端部をベローズ直管部の内面に重ね
合わせた状態で、前述の各工程を行なう構成にし
ている。

［作用］ 上記構成により、ベローズの直管部は高圧流体
によつて一旦膨張し、移動する金型で膨張部分が
重ね合わせられた後、ベローズの山部と重ね合わ
せ部分がフランジを軸方向両側から強固に挾着す
ることとなる。重ね合わせ部分の外径は、山部を
潰した場合より大きく形成でき、従つてフランジ
の挾着力が増大する。

また、ベローズ直管部と内筒を重ね合わせてフ
ランジに圧接させると、その挾着力は更に増大す
る。

［実施例］ 第１図及び第２図には、本発明のフランジ取付
け方法に用いられる成形装置２０が示されてい
る。

成形装置２０の中央には、芯金２１が図中右方
向に突出して設けられ、芯金２１にベローズ２２
の直管部２３及び内筒２４が嵌合している。この
実施例においては、山部２２ａのΩ形のものを用
いているが、Ｕ字形のベローズも使用可能であ
る。

ベローズ直管部２３の外周には、フランジ２５
が嵌合し、その片面が山部２２ａに当接してい
る。フランジ２５は、第１の金型２６によつて外
側から固定されており、第１の金型２６は、割型
形状でフレーム２７に接近方向へ移動可能に設置
されている。

芯金２１は、先端部２８、ロツド２９、円筒３
０及び可動ストツパ３１から構成されている。先
端部２８は一部テーパ状に形成されており、ベロ
ーズ２２が嵌合し易い形状である。一方、内筒２
４にもテーパ部２４ａが形成されているので、ベ
ローズ２２を芯金２１に挿入するとベローズ２２
は第２図の位置で停止する。

先端部２８は、ボルト３２によつてロツド２９
に連結されている。ロツド２９の中央軸方向には
高圧流体導入用の通路３３が形成され、通路３３
の出口側（図中右側）は90゜屈曲し、半径方向に
延びて開口している。ロツド２９の後端には、ナ
ツト３１ａによつて可動ストツパ３１が固着され
ている。

円筒３０は、ロツド２９に対してスライド可能
に嵌合し、その外経は、内筒２４の内径よりもわ
ずかに小さく形成されている。また、円筒３０の
半径方向には、ロツド２９の通路３３と連通する
複数の孔３４が設けられている。円筒３０の外面
には、２個所にわたつてリングシール３５，３６
が嵌込まれ、リングシール３５，３６は通常状態
（第１図）では円筒３０から軸方向に突出してい
る。

ロツド２９の後方にはシリンダ３７が嵌合し、
シリンダ３７の前端はリングシール３６に当接し
ている。シリンダ３７の側壁には切欠き３８が形
成され、芯金２１の可動ストツパ３１が切欠き３
８を通じて外側に突出している。シリンダ３７の
内側には隔壁３９が設けられ、隔壁３９の中央の
孔４０は外部の油圧装置６０に接続されている。

シリンダ３７の後端はキヤツプ４１で閉塞さ
れ、キヤツプ４１の孔４２をロツド４３が貫通し
ている。ロツド４３の先端には固定ピストン４４
が連結さ、ロツド４３の後端は支持板４５にボル
ト４６で固着されている。ロツド４３の中央軸方
向には作動油の通路４７が穿設され、この通路４
７はピストン連結部で90゜屈曲してシリンダ３７
の内部に通じている。また、フレーム４５の中央
にもロツド４３の通路４７と連通する孔４８が形
成され、孔４８も外部の油圧装置６０に接続され
ている。

このため、油圧装置６０が作動油を隔壁３９の
孔４０から供給すると、第２図に示すようにシリ
ンダ３７は右側に移動し、孔４８側に供給すると
シリンダ３７は左側に移動する。シリンダ３７が
右側に移動した場合、芯金２１のリングシール３
５，３６は、第２図に示すように半径方向に膨張
し、内筒２４の内側に圧接して所定の密封空間４
９が形成される。

芯金２１の周囲には、第１の金型２６と所定間
隔をおいて第２の金型５０が配置されている。第
２の金型５０はリング形状で、芯金２１との間に
一定の間隔を保つており、第２図に示すようにこ
の隙間にベローズ２２及び内筒２４の端部が挿入
される。

第２の金型５０は、ボルト５１によつて油圧シ
リンダ５２のロツド５３に連結され、油圧シリン
ダ５２は固定ストツパ５４に固定されている。油
圧シリンダ５２には、２個の作動油供給孔５５
ａ，５５ｂが設けられているので、各孔５５ａ，
５５ｂに作動油を交互に供給することにより、第
２の金型５０は軸方向に移動する。第２の金型５
０の押圧力をバランスさせるため、油圧シリンダ
５０は複数設置するのが望ましい。

固定ストツパ５４は、第２の金型や油圧シリン
ダ５２を支持するのみならず、第２図から分るよ
うに芯金２１が右側に移動した際に、可動ストツ
パ３１が当接して芯金２１の位置決めをも行な
う。固定ストツパ５４の端部は、周囲のフレーム
５６に固着されている。

成形装置２０の外部には、油圧装置６０、高圧
発生器７０及び制御装置８０が設置されている。
油圧装置６０は、矢印で示すように中央のシリン
ダ３７及び油圧シリンダ５２に作動油を供給す
る。また、高圧発生器７０は、芯金２１の通路３
３に高圧流体を供給する。制御装置８０は、油圧
装置６０及び高圧発生器７０のシーケンス制御を
行なう。

以上のように構成された成形装置２０の作動順
序及び操作手順は、次のようになる。

まず、ベローズ２２の内側に内筒２４を挿入す
ると共にフランジ２５を外側に嵌込んで、成形装
置２０の芯金２１に挿入する。ここで、成形装置
２０の所定のスイツチを入れて、第２図に示すよ
うに第１の金型２６にてフランジ２５を固定す
る。

次いで、油圧装置６０からシリンダ３７内の孔
４０に作動油が供給されて、シリンダ３７は第２
図右方向に移動する。このとき、芯金２１の可動
ストツパ３１は若干動いてすぐ固定ストツパ５４
にて阻止されるが、シリンダ３７は更にリングシ
ール３５，３６を押圧する。従つて、リングシー
ル３５，３６は、半径方向外側に膨張して内筒２
４の内面に圧接し、両リングシール３５，３６間
に一定の密封空間４９が形成される。また、リン
グシール３５の外側にはフランジ２５及び第１の
金型２６、リングシール３６の外側には第２の金
型５０が当接しているので、ベローズ直管部２３
と内筒２４は強く固定されることとなる。

続いて、高圧発生器７０から芯金２１の通路３
３に高圧流体が圧入されると、第３図に示すよう
にこの流体は通路３３、孔３４を通つて密封空間
４９へ流入するので、ベローズ直管部２３が内筒
２４と共に外側へ膨張する。直管部２３が所定量
でけ膨張したら、高圧流体を抜くか減圧する。

次に、油圧装置６０（第１図）から油圧シリン
ダ５２の供給孔５５ａに作動油が供給され、第４
図に示すように第２の金型５０が第１の金型２６
に当接するまで矢印方向へ移動する。このため、
膨張した直管部２３及び内筒２４は、重ね合わせ
状態でフランジ２５の外面に圧接し、フランジ２
５は重ね合わせ部分２３ａとベローズの山部２２
ａとで強固に挾持される。第２の金型５０には、
重ね合わせ部分２３ａを受容するだけの切欠き５
０ａを予め形成しておくのが望ましい。

成形工程が終わると、油圧装置６０は油圧シリ
ンダ５２の供給孔５５ｂに作動油を供給するので
（第１図）、第２の金型５０は第５図に示すように
後退する。

続いて、油圧装置６０から支持板４５の孔４８
に作動油を供給すると、作動油は通路４７を通つ
て固定ピストン４４の左側へ流入し（第１図）、
シリンダ３７も第６図に示すように後退する。ま
た、第１の金型２６も移動してフランジ２５の固
定を解除する。従つて、芯金２１のリングシール
３５，３６は、元の形状に復帰して内筒１４から
離れ、フランジ取付け後のベローズ２２を芯金２
１から引抜くことができる。

次に、引抜いたベローズ２２を逆にして取付
け、他端を同様の工程でフランジ２５を取付け
る。但し、第７図から分るように他端はベローズ
直管部２３のみを成形加工し、内筒２４の方はフ
リーの状態にしておく。この構成により、ベロー
ズ２２は内筒２４があつても伸縮動作を妨げられ
ることがない。

ベローズ２２のフランジ取付けを終えたら、第
８図に示すように残余の直管部２３を切除する。
ベローズ２２の使用に当たつては、図中矢印方向
へ流体が流れるように配管等に連結する。

第９図には、内筒２４のないベローズ２２にフ
ランジ２５を取付けた実施例が示されている。こ
の場合には、ベローズ両端の直管部２３のみを前
述と同様に加工してフランジ２５を取付け、残余
の直管部２３を切除する。このベローズ２２は、
流体の方向とは関係なく配管等に接続できる。

上述のように形成されたベローズ２２の重ね合
わせ部分２３ａは、山部２２ａを潰した場合より
も半径方向に大きく形成できる。つまり、フラン
ジ２５に圧接する重ね合わせ部分２３ａの面積が
大きくなるので、フランジ２５はベローズ２２に
対して強固に接合されることとなる。また、内筒
２４もベローズ直管部２３と共に成形加工される
から、パツキングは不要となり、内筒２４がベロ
ーズ２２から抜ける心配もない。

上記実施例では、第２の金５０を移動させて成
形加工しているが、金型はどちらを移動させても
よい。また、リングシール３５，３６をシリンダ
３７で押圧して密封空間４９を形成したが、他の
シール手段及び押圧手段も採用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のフランジ取付け
方法では、直管部を有するベローズにフランジを
嵌合する工程と、ベローズの一端に芯金を挿入す
ると共に第１の金型でフランジを固定する工程
と、第１の金型と所定間隔をおいて配置された第
２の金型でベローズの端部を支持する工程と、前
記芯金の２箇所に設けられたシール手段にてベロ
ーズ直管部に密封空間を形成する工程と、この密
封空間に高圧流体を導入して直管部を膨張させる
工程と、前記金型の少なくとも一方を他方に接近
させて膨張した直管部を前記フランジに圧接させ
る工程と、を含む構成としたから、溶接を用いる
ことなくベローズとフランジを強固に接合できる
効果がある。

また、内筒付きのベローズにあつては、両者の
端部を重ね合わせてフランジの外面に圧接させる
構成としたから、溶接等を要せずにフランジとベ
ローズ及び内筒を強固に接合できると共に、ベロ
ーズの施工時に内筒が落下する心配もなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフランジ取付け方法に用い
られる成形装置の縦断面図、第２図はベローズを
取付けた状態を示す縦断面図、第３図〜第６図は
成形装置の作動状態を示す拡大断面図、第７図は
成形後の内筒付きベローズを示す縦断面図、第８
図は完成した内筒付きベローズの縦断面図、第９
図は内筒のないベローズの縦断面図、第１０図〜
第１５図は従来品のベローズを示す拡大断面図で
ある。 ２０…成形装置、２１…芯金、２２…ベロー
ズ、２３…直管部、２３ａ…重ね合わせ部分、２
４…内筒、２５…フランジ、２６…第１の金型、
３３…高圧流体用通路、３５，３６…リングシー
ル、３７…シリンダ、４９…密封空間、５０…第
２の金型、５２…油圧シリンダ、６０…油圧装
置、７０…高圧発生器、８０…制御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直管部を有するベローズにフランジを嵌合す
   る工程と、ベローズの一端に芯金を挿入すると共
   に第１の金型でフランジを固定する工程と、第１
   の金型と所定間隔をおいて配置された第２の金型
   でベローズの端部を支持する工程と、前記芯金の
   ２箇所に設けられたシール手段にてベローズ直管
   部に密封空間を形成する工程と、この密封空間に
   高圧流体を導入して直管部を膨張させる工程と、
   前記金型の少なくとも一方を他方に接近させて膨
   張した直管部を前記フランジに圧接させる工程
   と、を含むベローズのフランジ取付方法。 ２ 直管部を有するベローズに内筒及びフランジ
   を嵌合する工程と、ベローズ及び内筒の一端に芯
   金を挿入すると共に第１の金型でフランジを固定
   する工程と、第１の金型と所定間隔において配置
   された第２の金型でベローズの端部を支持する工
   程と、前記芯金の２箇所に設けられたシール手段
   にて内筒の内側に密封空間を形成する工程と、こ
   の密封空間に高圧流体を導入して直管部及び内筒
   を一体に膨張させる工程と、前記金型の少なくと
   も一方を他方に接近させて膨張した直管部及び内
   筒を前記フランジに圧接させる工程と、を含むベ
   ローズのフランジ取付け方法。 ３ 前記シール手段が前記芯金に嵌込まれたリン
   グシールであり、このリングシールが軸方向に圧
   縮されて外側に膨張し、内筒の内面に圧接して前
   記密封空間が形成される特許請求の範囲第２項に
   記載のベローズのフランジ取付け方法。 ４ 前記第２の金型は、油圧手段によつて軸方向
   へ移動し、直管部及び内筒が重ね合わされた状態
   で押し潰される特許請求の範囲第２項に記載のベ
   ローズのフランジ取付け方法。 ５ 前記高圧流体が芯金の内部に形成された通路
   を通じて前記密封空間に導入される特許請求の範
   囲第２項に記載のベローズのフランジ取付け方
   法。