(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
山部及び谷部を交互に繰り返し形成してなるベローズと、該ベローズの外周側を覆う筒状のブレードと、前記ベローズ及び前記ブレード間に介在されて前記ベローズの端部の谷部に係止され、外周側が前記ベローズの山部よりも半径方向で外向きに突出する係止リングと、該係止リングに前記ブレードを介して中心軸方向で中央側から係止され、前記係止リングの外面形状に沿わせるよう前記ブレードの外周面を押える断面Ｌ字形の押えリングとを備え、前記ブレードの中心軸方向の端縁が係止リング及び押えリングに溶接された金属製可撓管を製造する方法であって、
前記ベローズの外周側にブレードを配置し、前記係止リングをベローズ及びブレード間に介在させてベローズの端部の谷部に係止し、前記押えリングをブレードの端部の外周側に配置すると共に、前記ブレードの端部を係止リングよりも中心軸方向で外側に突出する長さに設定し、
次いで、金属製可撓管を支持する支持具の中央穴に金属製可撓管の中心軸方向中央部を貫通させて前記支持具の上面側内周縁で前記押えリングを受け、前記ベローズの端部を押圧具で中心軸方向に押圧することにより、前記ベローズの端部を中心軸方向に押し潰しつつ、その押圧力を前記係止リング、ブレード及び押えリングを介して前記支持具に伝え、該支持具から押えリングに作用する反力によって押えリングで前記ブレードの端部を押えて、該ブレードの端部を係止リングの外面形状に沿わせるよう形付けし、さらに、前記ベローズの端部を押圧したまま、前記ブレードの端部を溶断して余剰部分を除去しながら、前記ブレードを係止リング及び押えリングに溶接することを特徴とする金属製可撓管の製造方法。
【請求項２】
前記ブレードを係止リング及び押えリングに溶接する際、溶接トーチからシールドガスを吹き出すと共に、溶接トーチとは別のガス吹出部から溶接部位にシールドガスを吹き出すことを特徴とする請求項１に記載の金属製可撓管の製造方法。
【請求項３】
前記ガス吹出部を進行方向前端が溶接トーチと並走して進行方向後端が溶接トーチよりも遅れるよう進行させ、溶接ビードが酸化を生じない程度に冷却するまでガスシールドすることを特徴とする請求項２に記載の金属製可撓管の製造方法。
【請求項４】
前記ブレードを係止リング及び押えリングに溶接する際、前記ベローズの端部開口を前記押圧具で塞ぎ、該押圧具からベローズの端部の内周面にシールドガスを吹き出すことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の金属製可撓管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば流体を送る各種管類のフレキシブルジョイントとして用いられ、ベローズの外周側を覆うブレードの端縁が可撓管端部で溶接された構造の金属製可撓管を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、流体を送る各種管類のフレキシブルジョイントとして用いられる金属製可撓管は、山部及び谷部を交互に形成してなるベローズの外周側を、金属線を編成してなるブレードで覆って保護した構造とされる。ブレードは、その端縁をベローズの端部に配置されたリングに溶接するなどして、ブレードの軸方向への抜け出しが阻止されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０１１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の金属製可撓管は、そのブレードをベローズの外周側に配置する際に、ブレードの端部に長さの余裕を持たせておき、余った部分を挟みやバリカンなどを用いて手作業で切断すると共に、ブレードの端部を可撓管の端部形状に沿うよう形付けし、その後、ブレードの端縁をベローズ側に溶接するようにしている。
【０００５】
そのため、ブレードを切断した後に形付けしようとすると、形付け後に端縁が所定の位置に合うようにブレードを切断するのが難しくなりやすい。一方、ブレードを形付けした後に切断しようとすると、ブレードを形付けする際に金属製可撓管を保持する保持具から金属製可撓管を一旦取り外して、手作業でブレードを切断した後、金属製可撓管を再び保持してブレードの端縁を溶接する必要があり、ブレードの端部処理に要する工数が多くなる。
【０００６】
本発明は、ブレードを容易に形付け、切断及び溶接して金属製可撓管を製造することのできる方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る金属製可撓管の製造方法は、山部及び谷部を交互に繰り返し形成してなるベローズと、このベローズの外周側を覆う筒状のブレードと、ベローズ及びブレード間に介在されてベローズの端部の谷部に係止され、外周側がベローズの山部よりも半径方向で外向きに突出する係止リングと、この係止リングにブレードを介して中心軸方向で中央側から係止され、係止リングの外面形状に沿わせるようブレードの外周面を押える断面Ｌ字形の押えリングとを備え、そのブレードの中心軸方向の端縁が係止リング及び押えリングに溶接された金属製可撓管を製造するためのものである。
【０００８】
具体的には、ベローズの外周側にブレードを配置し、係止リングをベローズ及びブレード間に介在させてベローズの端部の谷部に係止し、押えリングをブレードの端部の外周側に配置すると共に、ブレードの端部を係止リングよりも中心軸方向で外側に突出する長さに設定する。
【０００９】
次いで、金属製可撓管を支持する支持具の中央穴に金属製可撓管の中心軸方向中央部を貫通させて前記支持具の上面側内周縁で押えリングを受け、ベローズの端部を押圧具で中心軸方向に押圧することにより、ベローズの端部を中心軸方向に押し潰しつつ、その押圧力を係止リング、ブレード及び押えリングを介して支持具に伝え、この支持具から押えリングに作用する反力によって押えリングでブレードの端部を押えて、このブレードの端部を係止リングの外面形状に沿わせるよう形付けする。さらに、ベローズの端部を押圧したまま、ブレードの端部を溶断して余剰部分を除去しながら、ブレードを係止リング及び押えリングに溶接する。
【００１０】
上記構成によれば、押えリングを支持してベローズの端部を中心軸方向に押圧するので、ベローズの端部を中心軸方向に押し潰して平らなパッキン面を形成しつつ、ブレードの端部を押えリングで押えて係止リングの外面形状に沿うよう形付けすることができ、パッキン面の形成とブレード端部の形付けとを１つの工程で行うことができる。
【００１１】
さらに、ブレードを形付けするようベローズの端部を押圧したまま、ブレードの端部を溶断しながら溶接するので、ブレードの端縁を所定の位置に確実に合わせることができる。しかも、ブレードを形付けした金属製可撓管を一旦取り外して、ブレードを切断した後、ブレードの端縁を溶接する前に金属製可撓管を再び保持するという工程を不要にすることができ、ブレードの端部処理に要する工数を少なくすることができる。
【００１２】
また、ブレードを係止リング及び押えリングに溶接する際、溶接トーチからシールドガスを吹き出すと共に、溶接トーチとは別のガス吹出部から溶接部位にシールドガスを吹き出すようにする構成も採用可能である。
【００１３】
この構成によれば、溶接トーチから吹き出すシールドガスに加えて、別のガス吹出部から吹き出すシールドガスによって、溶接部位をガスシールすることができ、ブレードを溶断できる程度に溶接トーチの電流値を高めることによる溶接ビードの酸化を防止することができる。
【００１４】
また、ガス吹出部を進行方向前端が溶接トーチと並走して進行方向後端が溶接トーチよりも遅れるよう進行させ、溶接ビードが酸化を生じない程度に冷却するまでガスシールドするようにする構成も採用可能である。
【００１５】
この構成によれば、ガス吹出部の進行方向前端を溶接トーチと並走させるので、溶接トーチから吹き出すシールドガスに加えて、ガス吹出部の進行方向前端から吹き出すシールドガスによって、溶接部位の酸化を防止することができる。しかも、ガス吹出部の進行方向後端を溶接トーチよりも遅れるよう進行させるので、ガス吹出部の進行方向前端から後端に至る範囲から吹き出すシールドガスによって、溶接ビードが冷えるまでに酸化するのを防止すると共に、溶接ビードの温度が低下するのを促進することができる。
【００１６】
ここで、ガス吹出部の進行方向前端を溶接トーチと並走させるとは、ガス吹出部の進行方向前端から吹き出されるシールドガスと、溶接トーチから吹き出されるシールドガスとが、ともに同じ溶接部位に吹き付けられるよう、ガス吹出部及び溶接トーチを位置決めして溶接線の方向に進行させることをいう。
【００１７】
また、ブレードを係止リング及び押えリングに溶接する際、ベローズの端部開口を押圧具で塞ぎ、この押圧具からベローズの端部の内周面にシールドガスを吹き出すようにする構成も採用可能である。
【００１８】
この構成によれば、ベローズの端部の内周面にシールドガスを吹き出すので、直接には溶接されないベローズの端部が外周側のブレードを溶接・溶断する際の熱によって酸化するのを防止することができる。しかも、ベローズの端部を押し潰すための押圧具で、ベローズの端部開口を塞ぐと共に、その押圧具からシールドガスを吹き出すので、押圧具を、ベローズの内部からシールドガスが逃げるのを阻止するための蓋、及びシールドガスの吹き出し装置としても兼用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のとおり、本発明によると、押えリングを支持してベローズの端部を押圧するので、１つの工程で、ベローズの端部にパッキン面を形成しつつ、ブレードの端部を形付けすることができる。しかも、ベローズの端部を押圧した状態のまま、ブレードを溶断しながら溶接するので、ブレード端縁の位置合わせを容易にすると共に、ブレードを切断するための金属製可撓管の保持具への着脱を不要にすることができ、ブレードを容易に形付け、切断及び溶接して金属製可撓管を製造することができる。
【００２０】
また、溶接トーチから吹き出すシールドガスに加えて、別のガス吹出部から吹き出すシールドガスで、溶接部位をガスシールすることにより、溶接ビードが酸化するいわゆる溶接焼けを防止することができ、特に、ブレードを溶断可能な熱で溶接することによる溶接焼けをも防止することができる。これにより、手作業による溶接部のバフ研磨や塗装を不要にして、金属製可撓管の製造をより容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る製造方法で製造する金属製可撓管を示す図で、右半分は断面図、左半分は側面図
【図２】金属製可撓管の正面図で、左半分のみを示す図
【図３】金属製可撓管の端部を示す拡大図で、右半分は断面図、左半分は側面図
【図４】金属製可撓管の端部加工装置の模式図
【図５】金属製可撓管を装着した端部加工装置を示す図で、右半分は断面図、左半分は側面図
【図６】金属製可撓管の端部を加工する手順を説明する図
【図７】金属製可撓管の端部を加工する別の形態を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る金属製可撓管の製造方法を実施するための形態について、図面を用いて説明する。まず、本発明に係る製造方法で製造する金属製可撓管の構成について説明する。
【００２３】
図１〜図３に示すように、金属製可撓管１は、例えば流体を送る各種管類のフレキシブルジョイントとして用いられるものであり、山部２及び谷部３を交互に繰り返し形成してなるベローズ４と、ベローズ４の外周側を覆うブレード５と、ベローズ４及びブレード５間に介在されてベローズ４の端部の谷部３ａに係止された係止リング６と、係止リング６の外面形状に沿わせるようブレード５の外周面を押える押えリング７とを備え、その端部に他の管に接続するためのフランジ８が係止されている。
【００２４】
ベローズ４は、例えばステンレス製で肉厚が０．２ｍｍ〜０．３５ｍｍ程度の直管の内側又は外側に荷重を加えて所定間隔ごとに山部２を膨出させることにより、山部２及び谷部３が交互に繰り返し連続する襞付き管構造とされる。ベローズ４の端部は、山部２の一つ分が中心軸方向に押し潰され、ベローズ４の端面に平らなパッキン面９が形成されている。
【００２５】
ブレード５は、例えばステンレス製でφ０．３ｍｍ程度の金属線を編成してなる円筒状とされ、ベローズ４を外周側から覆って可撓性を保持しつつ保護するようになっている。ブレード５の中心軸方向の端縁は、係止リング６及び押えリング７に溶接され、ブレード５の中心軸方向への抜け出しが阻止されている。
【００２６】
係止リング６は、例えばステンレス製で５ｍｍ程度の外側辺長を有し、その一片が半径方向で内向きに突出する内向き片６ａとされた断面Ｌ字形のリング状とされる。この係止リング６は、２つ割り構造とされ、ベローズ４の端部を外周側から挟むようにして内向き片６ａを谷部３ａに挿入することにより、ベローズ４の端部に係止される。係止リング６の外周側は、ベローズ４の山部２よりも半径方向で外向きに突出すると共に、ブレード５で覆われ、金属製可撓管１の端部にフランジ８を係止するための段差を形成している。
【００２７】
押えリング７は、例えばステンレス製で０．８ｍｍ程度のリング状の板をプレス加工してなる断面Ｌ字形のリング状とされ、その端縁がブレード５の端縁及び係止リング６の周縁に溶接されている。この押えリング７は、ブレード５の端部を押えて係止リング６の外面形状に沿わせると共に、フランジ８を受ける受け部として機能する。
【００２８】
フランジ８は、例えば鋼製で、金属製可撓管１を貫通させる中央穴を有するドーナツ形の円板とされ、その内周縁の切欠を金属製可撓管１の端部の押えリング７に中心軸方向の中央側から係止して、ボルト孔８ａを貫通するボルトによって他の管に接続するようになっている。
【００２９】
次に、金属製可撓管１の製造方法を説明する。まず、ベローズ４の外周側にブレード５を配置し、係止リング６をベローズ４及びブレード５間に介在させて、係止リング６の内向き片６ａをベローズ４の端部の谷部３ａに係止し、さらに、押えリング７をブレード５の端部の外周側に配置する。この状態において、ブレード５の端部が係止リング６よりも中心軸方向で外側に突出するよう、あらかじめブレード５の端部に長さの余裕を持たせておく。
【００３０】
次いで、端部加工装置１０を用いて、ベローズ４の端面にパッキン面９を形成すると共に、ブレード５の端部を係止リング６の外面形状に沿わせて形付けし、さらに、ブレード５の端部を係止リング６及び押えリング７に溶接する。
【００３１】
ここで、金属製可撓管１の端部を加工するための端部加工装置１０について説明する。図４及び図５に示すように、端部加工装置１０は、金属製可撓管１を支持する支持具１１と、ベローズ４の端部を押圧する押圧具１２と、ブレード５の端部を係止リング６及び押えリング７に溶接する溶接トーチ１３と、溶接トーチ１３の吹出孔１３ａから吹き出すシールドガスに加えて追加のシールドガスを吹き出すガス吹出部１４とを備えている。
【００３２】
支持具１１は、装置本体１５の開口１６の周縁に支持される断面略正方形のリング状とされ、その中央穴１７に金属製可撓管１の中心軸方向中央部を貫通させつつ、上面側内周縁の切欠１８で押えリング７を受けるようになっている。支持具１１が押えリング７を受けることにより、押えリング７、ブレード５の端部及び係止リング６を介してベローズ４の端部が支持され、金属製可撓管１の全体が支持される。
【００３３】
押圧具１２は、支持具１１の上方に中心軸を合わせて配置された円柱状とされ、支持棒１９によって上下動自在に支持されている。押圧具１２の直径は係止リング６の外径と同程度に設定され、ブレード５の端部の内側に侵入可能、かつ、ベローズ４の端部開口を塞ぎつつ、ベローズ４の端部を中心軸方向に押圧可能とされる。
【００３４】
押圧具１２の中央部下面側には、金属製可撓管１の内側に挿入される小径部２０が設けられ、この小径部２０に、ベローズ４の端部の内周面にシールドガスを吹き出すための複数の吹出孔２１が周方向に間隔をあけて形成されている。ここで、シールドガスには、溶接におけるシールドガスとして従来から用いられているアルゴンガスなどの周知の不活性ガスを使用することができる。
【００３５】
溶接トーチ１３は、ＴＩＧ溶接に用いられる周知の溶接トーチと同様のものであり、ブレード５の外周側を周方向に移動して、ブレード５の端部を溶断しながら、ブレード５を係止リング６及び押えリング７に溶接するようになっている。この溶接トーチ１３は、ブレード５を溶断できる程度に電流値を高く設定され、付加の溶接棒を用いることなく、ブレード５自体を溶接材料とするようにしている。
【００３６】
ガス吹出部１４は、その本体に、シールドガスを吹き出すための複数の吹出孔２２を金属製可撓管１の周方向に沿って配列してなり、溶接トーチ１３の移動方向で後方に設けられる。このガス吹出部１４は、進行方向前端の吹出孔２２ａが溶接トーチ１３と並走して進行方向後端の吹出孔２２ｂが溶接トーチ１３よりも遅れるよう、ブレード５の外周側を周方向に移動しながら、追加のシールドガスを吹き出すようになっている。
【００３７】
次に、端部加工装置１０を用いて金属製可撓管１の端部を加工する手順をより具体的に説明する。
【００３８】
まず、図６（ａ）に示すように、ブレード５の端部の外周側に位置する押えリング７を支持具１１に掛けて支持する。この状態では、支持具１１に金属製可撓管１の自重のみが作用し、ブレード５を形付けする程度の反力を押えリング７に作用させることなく、金属製可撓管１の全体を支持する。
【００３９】
次いで、図６（ｂ）に示すように、押圧具１２を下動させてブレード５の端部内側に侵入させ、押圧具１２の小径部２０をベローズ４の端部の内側に挿入する。押圧具１２をさらに下動させて、押圧具１２の下面側周縁部でベローズ４の端部開口を塞ぎつつ、例えば最大６ｋｇ程度の力でベローズ４の端部を中心軸方向に押圧し、ベローズ４の端部の山部２の一つ分を中心軸方向に押し潰して、ベローズ４の端面にパッキン面９を形成する。
【００４０】
押圧具１２の押圧力は、ベローズ４の端部に係止された係止リング６とブレード５及び押えリング７とを介して、支持具１１に伝えられ、この支持具１１から押えリング７に作用する反力によって、押えリング７がブレード５を押え、ブレード５の端部を係止リング６の外面形状に沿わせるよう形付けする。
【００４１】
さらに、ベローズ４の端部を押圧したまま、溶接トーチ１３をブレード５の外周側を周方向に移動させ、ブレード５の端部を溶断しながら、ブレード５の端部を係止リング６及び押えリング７に溶接する。これにより、図６（ｃ）に示すように、ブレード５の端縁が押えリング７の端縁及び係止リング６の周縁に溶接されると共に、ブレード５の端部の余剰部分が除去される。
【００４２】
また、ブレード５を係止リング６及び押えリング７に溶接する際、溶接トーチ１３の吹出孔１３ａからシールドガスが吹き出されると共に、ガス吹出部１４が、進行方向前端が溶接トーチ１３と並走して進行方向後端が溶接トーチ１３よりも遅れるようブレード５の周方向に進行する。このガス吹出部１４から溶接部位及び溶接ビードにシールドガスを吹き出すことにより、溶接ビードが酸化を生じない程度に冷却するまでガスシールドする。
【００４３】
また、押圧具１２でベローズ４の端部開口を塞いだ状態で、ベローズ４の端部の内側に挿入した小径部２０の吹出孔２１からベローズ４の端部の内周面にシールドガスを吹き出すことにより、直接に溶接しないベローズ４の内部をガスシールし、ブレード５を溶接する際の熱によってベローズ４の内部が酸化するのを防止する。
【００４４】
その後、図６（ｄ）に示すように、押えリング７に係止するようフランジ８を装着して、金属製可撓管１の端部の加工が完了する。
【００４５】
上記構成によれば、押圧具１２でベローズ４の端部を押圧することにより、ベローズ４の端部を押し潰してパッキン面９を形成すると同時に、ブレード５の端部を係止リング６の外面形状に沿わせるよう形付けすることができる。
【００４６】
さらに、ベローズ４の端部を押圧したまま、ブレード５の端部を溶断しながら、係止リング６及び押えリング７に溶接するので、一旦、端部加工装置１０から金属製可撓管１を取り外して、手作業でブレード５を切断することなく、ブレード５の端部の余剰部分を除去することができる。これにより、端部加工の工数を少なくすることができると共に、ブレード５を正確な位置で切断することができる。
【００４７】
また、溶接トーチ１３の吹出孔１３ａからシールドガスを吹き出すと共に、ガス吹出部１４から追加のシールドガスを吹き出すので、ブレード５を溶断できる程度に溶接トーチ１３の電流値を高めることによる溶接焼けを防止することができる。しかも、ガス吹出部１４からのシールドガスによって、溶接ビードが冷却されるまでの間における溶接焼けをも防止することができるので、溶接焼けに対するバフ研磨や塗装を不要にすることができる。
【００４８】
また、シールドガスによって、溶接ビードの冷却を促進することもでき、例えば、溶接完了直後の溶接ビードの表面温度を測定したところ、ガス吹出部１４によるガスシールをしない場合、金属製可撓管１の口径が１５Ａでは１７０℃、口径が５０Ａでは３３２℃であったのに対し、ガス吹出部１４によるガスシールをした場合、口径が１５Ａでは１３１℃、口径が５０Ａでは２０１℃であった。
【００４９】
また、押圧具１２の吹出孔２１からベローズ４の内側に、シールドガスを吹き出すので、直接溶接しないベローズ４がブレード５の溶接熱によって溶接焼けするのを防止することができる。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、金属製可撓管１の端部を加工するのに、支持具１１で押えリング７を受ける代わりに、図７に示すように、フランジ８を利用して押えリング７を受けることもできる。また、ガス吹出部１４や押圧具１２からシールドガスを吹き出すことなく、溶接トーチ１３の吹出孔１３ａのみからシールドガスを吹き出すようにすることもできる。
【符号の説明】
【００５１】
１      金属製可撓管
２      山部
３      谷部
３ａ    端部の谷部
４      ベローズ
５      ブレード
６      係止リング
６ａ    内向き片
７      押えリング
８      フランジ
８ａ    ボルト孔
９      パッキン面
１０    端部加工装置
１１    支持具
１２    押圧具
１３    溶接トーチ
１３ａ  吹出孔
１４    ガス吹出部
１５    装置本体
１６    開口
１７    中央穴
１８    切欠
１９    支持棒
２０    小径部
２１    吹出孔
２２    吹出孔
２２ａ  進行方向前端の吹出孔
２２ｂ  進行方向後端の吹出孔
【要約】
【課題】ブレードを容易に形付け、切断及び溶接して金属製可撓管を製造することのできる方法の提供。
【解決手段】ベローズ４の外周側にブレード５を配置する。係止リング６をベローズ４及びブレード５間に介在させる。係止リング６をベローズ４の端部の谷部３ａに係止する。押えリング７をブレード５の端部の外周側に配置する。ブレード５の端部を係止リング６よりも中心軸方向で外側に突出する長さに設定する。押えリング７を支持具１１で支持する。ベローズ４の端部を押圧具１２で中心軸方向に押圧して、ベローズ４の端部を押し潰す。これと同時に、ブレード５の端部を係止リング６の外面形状に沿わせるよう形付けする。ベローズ４の端部を押圧したまま、ブレード５の端部を溶断して余剰部分を除去する。これと同時に、ブレード５を係止リング６及び押えリング７に溶接する。
【選択図】  図６【図１】
0004700137.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004700137.tif 000007
【図７】
0004700137.tif 000008