JP2006083913A - Flexible tube and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flexible tube suppressing leak from a boundary part of a bellows pipe and a fitting, and a method for manufacturing the same. <P>SOLUTION: The flexible tube including the bellows pipe part 1 and the fitting 2 is formed out of one metal tubular material including a part 1a to be the bellows pipe part and a part 2a to be the fitting part continuously. Consequently, the flexible tube is obtained in which a joining structure does not exist at the boundary part 3 of the bellows pipe part 1 and the fitting part 2. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、金属製のベローズ管の管端部に口金が付与された構成を有するフレキシブルチューブとその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a flexible tube having a configuration in which a base is provided at a tube end portion of a metal bellows tube, and a method for manufacturing the flexible tube.

金属製のベローズ管は、一本の金属管の管壁を蛇腹状に加工されたものであって、その蛇腹構造によって、金属管でありながら可撓性を備えたものである(例えば、非特許文献1など)。以下、金属製のベローズ管を単に「ベローズ管」とも呼ぶ。
ベローズ管を用いたフレキシブルチューブは、種々の産業分野における配管等に用いられており、特に、金属管であるが故の高い機械的強度と気密性から、例えば、水素燃料電池などにおける高圧流体を移送するための配管用や、強い振動を受ける部分における振動吸収配管用などとしても期待されている。以下、金属製のベローズ管を用いたフレキシブルチューブを単に「フレキシブルチューブ」とも呼ぶ。
A metal bellows tube is obtained by processing a wall of a single metal tube into a bellows shape, and is flexible while being a metal tube due to its bellows structure (for example, non- Patent Document 1). Hereinafter, the metal bellows pipe is also simply referred to as “bellows pipe”.
Flexible tubes using bellows pipes are used for piping in various industrial fields, and in particular, because of high mechanical strength and airtightness due to being metal pipes, for example, high-pressure fluids in hydrogen fuel cells and the like are used. It is also expected to be used for piping for transport and for vibration absorbing piping in parts that receive strong vibrations. Hereinafter, a flexible tube using a metal bellows tube is also simply referred to as a “flexible tube”.

図4は、従来のフレキシブルチューブの構成を示す図である。同図に示すように、ベローズ管100の両端部(図では、一方の端部だけを示している)には、他の配管と接続するための口金101として、直管状の金属パイプが溶接またはロウ付けによって接合されている。この口金101の最外端部には、さらに、ネジや管継手構造など、外部管路との接続のための構造102が適宜設けられる。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional flexible tube. As shown in the figure, straight pipe metal pipes are welded or welded to both ends of the bellows pipe 100 (only one end is shown in the figure) as a base 101 for connection to another pipe. Joined by brazing. Further, a structure 102 for connection to an external pipe line such as a screw or a pipe joint structure is appropriately provided at the outermost end portion of the base 101.

ベローズ管100と口金101との端部同士の接合部分Sは、十分な機械的強度を有し、かつ、その接合部分から内部の流体が漏洩しないような気密性を有することが必要である。そのような接合構造を得るために接合方法としては、タングステン・イナート・ガス・アーク溶接(TIG溶接)などの種々の溶接や、ロウ付けなどが挙げられる。このような口金を端部に備えたベローズ管については、特許文献1などに詳細に説明されている。   The joining portion S between the end portions of the bellows tube 100 and the base 101 needs to have sufficient mechanical strength and airtightness so that an internal fluid does not leak from the joining portion. In order to obtain such a joint structure, various welding methods such as tungsten / inert / gas / arc welding (TIG welding), brazing, and the like can be used. A bellows tube having such a base at its end is described in detail in Patent Document 1 and the like.

また、ベローズ管と口金との接合の加工性を鑑みると、口金の外径または内径は、少なくとも接合部分においては、ベローズ管端部との溶接が可能なように、ベローズ管の蛇腹の外径〜内径の範囲内とすることが好ましい。図4の例では、口金101は、内径がベローズ管の内径と略同じであり、外径は、ベローズ管の蛇腹の振幅にあわせて接合部分Sの側だけがフランジの如く大きくなっている。   In view of the workability of joining the bellows pipe and the base, the outer diameter or inner diameter of the base is at least at the joined portion so that the bellows pipe end can be welded to the outer diameter of the bellows pipe. It is preferable to be within the range of the inner diameter. In the example of FIG. 4, the inner diameter of the base 101 is substantially the same as the inner diameter of the bellows tube, and the outer diameter of the base 101 is enlarged like a flange only on the joint portion S side in accordance with the bellows amplitude of the bellows tube.

しかしながら、本発明者等が、上記のようなベローズ管端部における口金の接合構造を検討したところ、ベローズ管と口金との接合加工の良否によっては該接合部分からリークが生じるという問題が存在し、該リーク不良を抑制するために、常に高い品質の接合加工が必要であり、また、使用目的によっては、溶接による変色の除去加工や、漏れ検出感度の高いリーク試験が必要であり、加工コストが高くなっているなどの問題が存在することがわかった。またさらに、溶接によって、金属組織が変化し、材料の劣化が生じる場合があることもわかった。
WO 2004/023017 塑性と加工(日本塑性加工学会誌)第32巻第366号(1991-7)第818〜823頁
However, when the present inventors have examined the joint structure of the base at the end of the bellows pipe as described above, there is a problem that leakage occurs from the joint depending on whether the joint process between the bellows pipe and the base is good or bad. In order to suppress the leakage failure, high quality joining processing is always required, and depending on the purpose of use, discoloration removal processing by welding and a leak test with high leakage detection sensitivity are required. It has been found that there is a problem such as increasing. Furthermore, it has also been found that welding may change the metal structure and cause material deterioration.
WO 2004/023017 Plasticity and processing (Journal of Japan Society for Technology of Plasticity) Vol. 32, No. 366 (1991-7), 818-823

本発明が解決しようとする課題は、ベローズ管と口金との接合構造に存在する上記問題点を解消し、ベローズ管と口金との境界部分からのリークを抑制し得る構造が付与されたフレキシブルチューブおよびその製造方法を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems existing in the joint structure between a bellows tube and a base, and to provide a flexible tube having a structure capable of suppressing leakage from the boundary portion between the bellows tube and the base And providing a manufacturing method thereof.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ベローズ管と口金とを1本の金属直管から製造することによって継ぎ目を無くせば、より接合加工の不具合に起因するリーク不良を低減できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は、次の特徴を有するものである。
(1)金属製のベローズ管部を有し、かつ、その少なくとも一方の管端部に該ベローズ管部よりも肉厚の厚い金属製の管状部分を口金部として有するフレキシブルチューブであって、
口金部とベローズ管部とが、ベローズ管部になる部分と口金部になる部分とを連続して有する1本の金属製の管状素材から、互いに連続するように形成されたものであり、それによって口金部とベローズ管部との境界部に接合構造が存在しないことを特徴とする、フレキシブルチューブ。
(2)口金部が、ベローズ管部の両方の管端部に設けられている、上記(1)記載のフレキシブルチューブ。
(3)ベローズ管部の両端間の中間部分に、該ベローズ管部よりも肉厚の厚い中間管状部分が存在しており、
ベローズ管部と中間管状部分とが、ベローズ管部になる部分と中間管状部分になる部分とを連続して有する1本の金属製の管状素材から、互いに連続するように形成されたものであり、それによってベローズ管部と中間管状部分の境界部に接合構造が存在しないものである、上記(1)または(2)記載のフレキシブルチューブ。
(4)口金部に、外部の配管系との接続を行うための接続用構造が設けられている、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のフレキシブルチューブ。
(5)金属製のベローズ管部を有し、かつ、その少なくとも一方の管端部に該ベローズ管部よりも肉厚の厚い金属製の管状部分を口金部として有するフレキシブルチューブを製造するための方法であって、
ベローズ管部になる部分とその少なくとも一方の端部に口金部になる部分とを連続して有する1本の金属製の管状素材を用意し、該管状素材は、口金部になる部分の肉厚がベローズ管部になる部分の肉厚よりも厚いものであり、
前記ベローズ管部になる部分の管壁を蛇腹状に加工してベローズ管部とし、それによって、ベローズ管部と口金部とが互いに連続し両者の境界部に接合構造が存在しないフレキシブルチューブを得ることを特徴とする、フレキシブルチューブの製造方法。
(6)上記管状素材が、ベローズ管部になる部分の両方の端部に口金部になる部分を有するものである、上記(5)記載の製造方法。
(7)さらに、上記管状素材が、ベローズ管部になる部分の両端間の中間部分に、該ベローズ管部になる部分よりも肉厚の厚い中間管状部分を有しており、
中間管状部分をそのままにして、その両側のベローズ管部になる部分の管壁を蛇腹状に加工してベローズ管部とし、それによって、ベローズ管部と中間管状部分とが互いに連続し両者の境界部に接合構造が存在しないフレキシブルチューブを得るものである、上記(5)または(6)記載の製造方法。
(8)切削および/または引き抜きによって、上記管状素材を形成するものである、上記(5)〜(7)のいずれかに記載の製造方法。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has reduced the leakage failure caused by the bonding process failure by eliminating the joint by manufacturing the bellows tube and the base from one metal straight tube. The present invention has been completed by finding out what can be done. That is, the present invention has the following characteristics.
(1) A flexible tube having a metal bellows tube portion, and having a metal tubular portion thicker than the bellows tube portion as a base at at least one tube end thereof,
The base part and the bellows pipe part are formed so as to be continuous with each other from a single metal tubular material having a part that becomes the bellows pipe part and a part that becomes the base part continuously, The flexible tube is characterized in that no joining structure exists at the boundary between the base portion and the bellows tube portion.
(2) The flexible tube according to the above (1), wherein the base part is provided at both pipe end parts of the bellows pipe part.
(3) There is an intermediate tubular part thicker than the bellows pipe part at the intermediate part between both ends of the bellows pipe part,
The bellows tube portion and the intermediate tubular portion are formed so as to be continuous with each other from one metal tubular material having a portion that becomes the bellows tube portion and a portion that becomes the intermediate tubular portion continuously. The flexible tube according to the above (1) or (2), wherein no joining structure is present at the boundary between the bellows tube portion and the intermediate tubular portion.
(4) The flexible tube according to any one of (1) to (3), wherein a connection structure for connecting to an external piping system is provided in the base part.
(5) To manufacture a flexible tube having a metal bellows tube portion and having a metal tubular portion thicker than the bellows tube portion as a base at at least one tube end thereof A method,
One metal tubular material having a portion that becomes a bellows tube portion and a portion that becomes a base portion at least at one end thereof is prepared, and the tubular material is a thickness of a portion that becomes a base portion Is thicker than the thickness of the part that becomes the bellows tube part,
The bellows tube portion is processed into a bellows shape to form a bellows tube portion, thereby obtaining a flexible tube in which the bellows tube portion and the base portion are continuous with each other and no joining structure exists at the boundary between them. The manufacturing method of a flexible tube characterized by the above-mentioned.
(6) The manufacturing method according to the above (5), wherein the tubular material has a portion that becomes a cap portion at both ends of a portion that becomes a bellows tube portion.
(7) Further, the tubular material has an intermediate tubular part thicker than a part to be the bellows pipe part at an intermediate part between both ends of the part to be the bellows pipe part,
Leave the intermediate tubular part as it is and process the bellows pipe part of the part that becomes the bellows pipe part on both sides to make a bellows pipe part, so that the bellows pipe part and the intermediate tubular part are continuous with each other and the boundary between them The manufacturing method according to the above (5) or (6), wherein a flexible tube having no joining structure in the part is obtained.
(8) The manufacturing method according to any one of (5) to (7), wherein the tubular material is formed by cutting and / or drawing.

本発明のフレキシブルチューブは、口金がベローズ管よりも厚い肉厚でありながら、ベローズ管と口金との間に接合構造が存在せず、両者が一本の直管素材から加工されてなる一体の連続構造物となっているために、接合加工に起因するリーク不良、材料劣化、変色などがない。
また、本発明の製造方法では、互いに別部品のベローズ管と口金とを1本に接合するのではなく、一本の管素材に、口金となる厚肉部分と、ベローズ管となる薄肉部分とを設けておき、これを用いてベローズ管と口金とが互いに連続した一体物へと加工しているので、高度な技術を要する接合工程が省略され、コストを低減させることも可能である。
In the flexible tube of the present invention, the base is thicker than the bellows pipe, but there is no joint structure between the bellows pipe and the base, and both are processed from a single straight pipe material. Since it is a continuous structure, there is no leakage failure, material deterioration, or discoloration due to bonding.
In the manufacturing method of the present invention, the bellows pipe and the base, which are separate parts, are not joined to each other, but a thick part serving as a base and a thin part serving as a bellows pipe are combined into one pipe material. Since the bellows tube and the base are processed into an integrated body using the same, a joining process that requires high technology is omitted, and the cost can be reduced.

以下、本発明の製造方法に言及しながら、本発明によるフレキシブルチューブの構成を説明する。
図1は、当該フレキシブルチューブおよびその製造工程を模式的に示す断面図である。当該チューブは、図1(a)に示すようにベローズ管部1を有し、かつ、その少なくとも一方の管端部に金属製の管状部分を口金部2として有する。このベローズ管部1と口金部2とは、図1(b)に例示する1本の金属製の管状素材を加工することによって形成されたものであって、図1(a)に示すように、ベローズ管部1と口金部2との間の境界部3には、溶接やロウ付けのような接合構造が存在せず、両者は、1本の金属製の素材から形成された連続した組織として1つにつながっている。
Hereinafter, the configuration of the flexible tube according to the present invention will be described with reference to the production method of the present invention.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the flexible tube and its manufacturing process. The tube has a bellows tube portion 1 as shown in FIG. 1A, and has a metallic tubular portion as a cap portion 2 at at least one tube end. The bellows tube portion 1 and the cap portion 2 are formed by processing one metal tubular material illustrated in FIG. 1B, and as shown in FIG. In the boundary portion 3 between the bellows tube portion 1 and the base portion 2, there is no joining structure such as welding or brazing, and both are continuous structures formed from a single metal material. Is connected to one.

このようなフレキシブルチューブを製造するには、先ず、図1(b)に示す金属製の管状素材を用意する。該管状素材は、少なくとも一方の端部に口金部になる部分2aを有し、その残りの部分にベローズ管部になる部分1aを有する1本の管であって、これらの間の境界部分は、1本の素管として形成された連続した金属組織となっており、溶接やロウ付けなどの接合構造が存在しないものである。
前記の管状素材のうち、ベローズ管部になる部分1aの管壁部に対してベローズ化加工を施すことによって、図1(a)に示すフレキシブルチューブが得られる。これが本発明による製造方法である。
To manufacture such a flexible tube, first, a metallic tubular material shown in FIG. 1B is prepared. The tubular material is a single tube having a portion 2a which becomes a cap portion at at least one end portion and a portion 1a which becomes a bellows tube portion in the remaining portion, and a boundary portion between them is It has a continuous metal structure formed as a single element tube, and does not have a joint structure such as welding or brazing.
A flexible tube shown in FIG. 1A is obtained by subjecting the tubular wall portion of the portion 1a to be the bellows tube portion to the bellows processing. This is the manufacturing method according to the present invention.

当該フレキシブルチューブでは、口金部2は、該ベローズ管部の少なくとも一方の端部に設けられていればよいが、溶接などの接合構造を排除する点からは、ベローズ管部の両方の端部に設けられることが好ましい態様である。その場合には、管状素材として、ベローズ管部となる部分の両端に口金部となる部分を有するものを用意し、ベロース化加工を施し、当該フレキシブルチューブを得ればよい。   In the flexible tube, the base portion 2 may be provided at at least one end portion of the bellows tube portion. However, from the point of eliminating a joining structure such as welding, it is provided at both end portions of the bellows tube portion. It is a preferable aspect that it is provided. In that case, what has a part which becomes a cap part at the both ends of the part used as a bellows pipe part as a tubular material should be prepared, a bellows process should be given, and the said flexible tube should just be obtained.

本発明では、口金部はベローズ管部よりも肉厚が厚い。口金部は、他の配管との接続に係る構造部分として十分な機械的強度が必要であり、ベローズ管部は、可撓性と気密性とを有する最小限の肉厚とすべきことから、口金部の肉厚をベローズ管部の肉厚よりも厚くするのが好ましい態様である。   In the present invention, the base is thicker than the bellows tube. The base part needs to have sufficient mechanical strength as a structural part related to connection with other pipes, and the bellows pipe part should have a minimum thickness having flexibility and airtightness. In a preferred embodiment, the thickness of the base portion is made thicker than the thickness of the bellows tube portion.

口金部の肉厚をベローズ管部の肉厚よりも厚くする場合、管状素材の段階では、両者の内径、外径のいずれに差を設けてもよい。例えば、図2(a)の例では、両者の外径を同じにして、口金部になる部分2aの内径だけを、ベローズ管部になる部分1aの内径よりも小さくすることによって、口金部の肉厚をベローズ管部の肉厚よりも厚くしている。また、図2(b)の例では、ベローズ管部になる部分1aに対して、口金部になる部分2aの内径を小さくしかつ外径を大きくすることによって、口金部の肉厚をベローズ管部の肉厚よりも厚くしている。   When making the wall thickness of the base part thicker than the wall thickness of the bellows pipe part, at the stage of the tubular material, either the inner diameter or the outer diameter may be different. For example, in the example of FIG. 2A, the outer diameter of both is the same, and only the inner diameter of the portion 2a that becomes the base portion is made smaller than the inner diameter of the portion 1a that becomes the bellows tube portion. The wall thickness is thicker than the wall thickness of the bellows tube. Further, in the example of FIG. 2B, the thickness of the base part is reduced by reducing the inner diameter and the outer diameter of the part 2a that becomes the base part relative to the part 1a that becomes the bellows pipe part. It is thicker than the wall thickness.

図1(b)、図2(a)、(b)に示すような、口金部の肉厚がベローズ管部の肉厚よりも厚くなっている管状素材を形成するには、管の内面および/または外面に対する切削(研磨を含む)加工、熱間または冷間においてダイスを用いた引き抜き加工(必要なさらなる熱処理は適宜施してよい)などが挙げられる。   In order to form a tubular material in which the thickness of the base part is thicker than the thickness of the bellows pipe part as shown in FIGS. 1 (b), 2 (a), and (b), And / or a cutting process (including polishing) on the outer surface, a drawing process using a die in hot or cold conditions (necessary further heat treatment may be appropriately performed), and the like.

図1(b)に示すように、管状素材の境界部分3は、切り欠きによる応力集中が生じないよう、肉厚が滑らかに変化する態様が好ましい。一例を挙げると、口金部の肉厚を1mmとし、ベローズ管部の肉厚を0.1mmとする場合には、2mm〜3mm程度の長手方向の区間において、肉厚を1mmから0.1mmへと変化させる態様が好ましい。肉厚の変化率は、管の口径や肉厚の値に応じて適宜選択してよい。   As shown in FIG.1 (b), the boundary part 3 of a tubular raw material has a preferable aspect in which thickness changes smoothly so that the stress concentration by notch may not arise. For example, when the thickness of the base part is 1 mm and the thickness of the bellows tube part is 0.1 mm, the thickness is changed from 1 mm to 0.1 mm in the longitudinal section of about 2 mm to 3 mm. A mode of changing is preferable. The change rate of the wall thickness may be appropriately selected according to the diameter of the tube and the value of the wall thickness.

管状素材、またはそれを加工して得た本発明によるフレキシブルチューブにおいて、「境界部に接合構造が存在しない」ことについては、例えば、100倍〜400倍程度の金属顕微鏡を用いて、口金部から境界部分を経てベローズ管部にいたる金属組織を観察すれば、溶接やロウ付けを行った場合に観察される金属組織が存在せず、両者が連続していることを明確に確認することができる。
管状素材を切削によって形成した場合には、口金部から境界部分を経てベローズ管部にいたるまでの金属組織はほぼ均一である。また、管状素材を引き抜きによって形成した場合には、金属組織は、口金部とベローズ管部とでは、ダイスによって加えられる圧縮などに起因する差異が生じるが、境界部分において連続的に変化する態様となる。
これに対して、異なる2つの部品(互いに同じ金属材料)を接合した場合には、たとえ直接的な溶着を行い、また同じ金属材料からなる溶接材やロウ材を用いた接合を行い、さらにその後に十分な熱処理を施したとしても、材料組成の点ではどの部分も等しくなるが、金属組織は境界部において明らかに不連続となる。
In the flexible tube according to the present invention obtained by processing the tubular material or the tube material, “no joint structure is present at the boundary portion”, for example, using a metal microscope of about 100 to 400 times, from the base part By observing the metal structure leading to the bellows pipe part through the boundary part, there is no metal structure observed when welding or brazing is performed, and it can be clearly confirmed that both are continuous. .
When the tubular material is formed by cutting, the metal structure from the base part to the bellows pipe part through the boundary part is almost uniform. In addition, when the tubular material is formed by drawing, the metal structure has a difference between the base portion and the bellows tube portion due to compression applied by the die, etc., but continuously changes at the boundary portion. Become.
On the other hand, when two different parts (same metal materials as each other) are joined, direct welding is performed, and welding using a welding material or brazing material made of the same metal material is performed. Even if a sufficient heat treatment is applied, all the parts are equal in terms of material composition, but the metal structure is clearly discontinuous at the boundary.

口金部は、通常の態様では肉厚が一定の直管状であるが、用途に応じて任意の曲管状であってもよく、肉厚が変化していてもよい。
また、口金部には、図4に示すように、さらに、ネジや管継手構造など、外部管路との接続のためのあらゆる構造を必要に応じて適宜設ければよい。そのような外部との接続のための構造は、口金部に対して溶接やロウ付けなどによって付加したものであってもよいし、口金部の外周や内周に直接加工されたメネジや溝などであってもよい。
The base part is a straight tube having a constant wall thickness in a normal mode, but may be an arbitrary curved tube depending on the application, and the wall thickness may be changed.
Moreover, what is necessary is just to provide suitably all structures for connection with an external pipeline, such as a screw and a pipe joint structure, as shown in FIG. Such a structure for connection to the outside may be added to the base part by welding, brazing or the like, or a female screw or groove directly processed on the outer periphery or inner periphery of the base part. It may be.

管状素材のうちベローズ管部となるべき部分を蛇腹状に加工する方法自体については、公知のベローズ管加工技術を参照してもよく、例えば、液圧成形法、エラストマー成形法、連続ダイス成形法などが挙げれる。これらの加工法の詳細は、上記の非特許文献1に記載されている。
またさらに、上記特許文献1に示すように、加工された蛇腹状部分をさらに長手方向に圧縮し、内部の高圧により耐えることが可能なベローズ管部としてもよい。
For the method itself of processing the bellows tube portion of the tubular material into a bellows shape, a known bellows tube processing technique may be referred to. For example, a hydraulic molding method, an elastomer molding method, a continuous die molding method Etc. Details of these processing methods are described in Non-Patent Document 1 described above.
Furthermore, as shown in the above-mentioned Patent Document 1, the processed bellows-like portion may be further compressed in the longitudinal direction to form a bellows pipe portion that can withstand high pressure inside.

管状素材の好ましい態様は直管(ただし、口金部になる部分と、ベローズ管部になる部分とを有するので、肉厚は部位によって異なる)あるが、用途に応じて任意の曲管であってもよい。
管状素材の材料、即ち、当該フレキシブルチューブの材料は、特に限定されないが、良好な耐食性と、高い機械的強度とを有する材料が好ましく、例えば、ステンレス、チタン、アルミニウム、銅、ニッケルなど、従来の金属ベローズに用いられている一般材料が挙げられる。また用途に応じて、銀、白金、金、耐熱性と耐食性とを有する種々の特殊合金(例えば、ハステロイ(登録商標)、インコネル(登録商標))などを用いてもよい。
A preferred embodiment of the tubular material is a straight pipe (however, since it has a part that becomes a base part and a part that becomes a bellows pipe part, the wall thickness varies depending on the part), it is an arbitrary curved pipe depending on the application. Also good.
The material of the tubular material, that is, the material of the flexible tube is not particularly limited, but a material having good corrosion resistance and high mechanical strength is preferable. For example, conventional materials such as stainless steel, titanium, aluminum, copper, nickel, etc. Examples include general materials used for metal bellows. Further, depending on the application, silver, platinum, gold, various special alloys having heat resistance and corrosion resistance (for example, Hastelloy (registered trademark), Inconel (registered trademark)), and the like may be used.

ベローズ管部の全長(自然長)、肉厚、蛇腹のピッチ、山の外径(最大外径)、谷の外径、蛇腹の平均径、谷の内径(最少内径)、など、蛇腹の寸法諸元は限定されず、用途や要求に応じて決定すればよい。
汎用的な数値例を次に挙げるが、それらは本発明を限定するものではない。
ベローズ管部の肉厚としては0.1mm〜0.3mm程度、蛇腹のピッチとしては0.5mm〜5mm程度、山の外径(最大外径)としては5mm〜50mm程度、谷の外径としては3mm〜40mm程度が挙げられる。同じ肉厚・ピッチの蛇腹であっても、長さについては、適用箇所に応じて適当な寸法を選択すればよく、例えば、10mm〜10000mmなど、任意である。
Bellows pipe length (natural length), wall thickness, bellows pitch, peak outer diameter (maximum outer diameter), valley outer diameter, bellows average diameter, valley inner diameter (minimum inner diameter), bellows dimensions, etc. The specifications are not limited, and may be determined according to the use and request.
Examples of general numerical values are given below, but they do not limit the present invention.
The bellows tube thickness is about 0.1 mm to 0.3 mm, the bellows pitch is about 0.5 mm to 5 mm, the mountain outer diameter (maximum outer diameter) is about 5 mm to 50 mm, and the valley outer diameter. Is about 3 mm to 40 mm. Even for the bellows having the same thickness and pitch, an appropriate dimension may be selected according to the application location, for example, 10 mm to 10000 mm.

口金部の肉厚、内径(外径)、長さも、用途や要求に応じて、また、ベローズ管部の寸法諸元に適合するように適宜決定すればよい。
汎用的な数値例を次に挙げるが、それらは本発明を限定するものではない。
口金部の肉厚としては1mm〜5mm程度、内径としては3mm〜40mm程度、長さは10mm〜100mm程度が挙げられる。
The thickness, the inner diameter (outer diameter), and the length of the base part may be appropriately determined according to the application and requirements and so as to conform to the dimensions of the bellows pipe part.
Examples of general numerical values are given below, but they do not limit the present invention.
The thickness of the base part is about 1 mm to 5 mm, the inner diameter is about 3 mm to 40 mm, and the length is about 10 mm to 100 mm.

ベローズ管部と口金部とをどのような寸法同士で組合わせるかについても限定はないが、両者を一本の管状素材から形成する点や、一本の管状素材に肉厚の異なる部分を形成しておく点からは、好ましい組合わせが存在する。
例えば、口金部の肉厚t2を、ベローズ管部の肉厚t1以上の厚さとする場合、口金部の肉厚t2は、ベローズ管部の肉厚t1の1倍を越え20倍程度以下、特に、1倍を越え10倍程度以下とするのが、管状素材を加工する点からは好ましい範囲である。なお、厚さの数値が変わると、両者の肉厚の比率は同じではない場合があるので、それぞれの場合に応じて適宜好ましい肉厚の組合わせを選択すればよい。
また、口金部の内径と、ベローズ管部の内径とを同一寸法とする態様は、管内の流体の流れに対して抵抗が小さくなる好ましい態様である。
There is no limitation on the dimensions of the bellows tube part and the base part, but the point that both parts are formed from a single tubular material, and the parts with different thicknesses are formed on a single tubular material In view of this, there are preferred combinations.
For example, when the thickness t2 of the base part is set to be equal to or greater than the thickness t1 of the bellows pipe part, the thickness t2 of the base part is more than about 1 times the wall thickness t1 of the bellows pipe part, and about 20 times or less. From the point of processing the tubular material, it is preferable to set it to more than 1 time and about 10 times or less. In addition, when the numerical value of thickness changes, since the ratio of thickness of both may not be the same, the combination of preferable thickness should just be selected suitably according to each case.
Moreover, the aspect which makes the internal diameter of a nozzle | cap | die part and the internal diameter of a bellows pipe part the same dimension is a preferable aspect with which resistance with respect to the flow of the fluid in a pipe | tube becomes small.

本発明のフレキシブルチューブは、口金部に加えてさらに、図3に示すように、ベローズ管部1の中間部分に、該ベローズ管部よりも肉厚の厚い中間管状部分4が存在していてもよい。中間部分とは、中央部分のみならず、ベローズ管部の両端間の任意の位置であってよい。
この態様においても、中間管状部分4とベローズ管部1との境界部分5には、口金部の場合と同様、接合構造は存在せず、ベローズ管部と中間管状部分とは、図3(b)に例示するような1本の金属製の管状素材から、互いに連続するように形成されたものである。
このような中間管状部分は、支持用部材台や保持器具などを用いて当該フレキシブルチューブを直接支持する場合に有用となる。即ち、ベローズ管部は肉厚が薄いために支持や保持のための力を加えると容易に変形する恐れがあるが、中間管状部分は厚い管であるために変形し難い。従って、このような中間管状部分を支持や保持のための力を加える部分として利用すれば、当該フレキシブルチューブを、より強固に好ましく支持または保持することができるようになる。
上記のような態様のフレキシブルチューブを製作するには、図3(b)に示すように、管状素材の段階で、ベローズ管部になる部分1aの中間部分に、該ベローズ管部になる部分よりも肉厚の厚い中間管状部分4aを設けておき、中間管状部分4aをそのままにして、その両側のベローズ管部になる部分の管壁を蛇腹状に加工してベローズ管部とすればよい。
In the flexible tube of the present invention, in addition to the base portion, as shown in FIG. 3, even if an intermediate tubular portion 4 thicker than the bellows tube portion is present in the intermediate portion of the bellows tube portion 1. Good. The intermediate portion may be an arbitrary position between both ends of the bellows pipe portion as well as the central portion.
Also in this embodiment, the boundary portion 5 between the intermediate tubular portion 4 and the bellows tube portion 1 does not have a joining structure as in the case of the cap portion, and the bellows tube portion and the intermediate tubular portion are not shown in FIG. ) Are formed so as to be continuous with each other from one metal tubular material as exemplified in FIG.
Such an intermediate tubular portion is useful when the flexible tube is directly supported using a support member base or a holding device. That is, the bellows tube portion is thin and may be easily deformed when a force for supporting or holding is applied, but the intermediate tubular portion is a thick tube and is difficult to deform. Therefore, if such an intermediate tubular portion is used as a portion for applying a force for supporting or holding, the flexible tube can be supported or held more firmly and preferably.
In order to manufacture the flexible tube having the above-described aspect, as shown in FIG. 3 (b), at the stage of the tubular material, the intermediate portion of the portion 1a that becomes the bellows tube portion is more than the portion that becomes the bellows tube portion. Alternatively, a thick intermediate tubular portion 4a may be provided, and the intermediate tubular portion 4a may be left as it is, and the tube walls of the portions that become the bellows tube portions on both sides thereof may be processed into a bellows shape to form a bellows tube portion.

中間管状部分の肉厚は、管状素材の段階では、上述の口金部の場合と同様、両者の内径・外径のいずれに差を設けてもよい(図1(b)、図2(a)、図2(b))。
また、中間管状部分の肉厚がベローズ管部の肉厚よりも厚くなるような管状素材を形成するには、管の内面および/または外面に対する切削(研磨を含む)加工、熱間または冷間においてダイスを用いた引き抜き加工(必要なさらなる熱処理は適宜施してよい)などが挙げられる。
また、中間管状部分4とベローズ管部1との境界部分5は、上記口金部の場合と同様に、切り欠きによる応力集中が生じないよう、肉厚が滑らかに変化する態様が好ましい。肉厚の変化率は、管の口径や肉厚の値に応じて適宜選択してよい。
As for the thickness of the intermediate tubular portion, at the stage of the tubular material, as in the case of the above-described base portion, a difference may be provided in either of the inner diameter and the outer diameter (FIG. 1 (b), FIG. 2 (a)). FIG. 2 (b)).
In addition, in order to form a tubular material in which the thickness of the intermediate tubular portion is greater than the thickness of the bellows tube portion, cutting (including polishing) processing, hot or cold on the inner surface and / or outer surface of the tube And drawing using a die (necessary further heat treatment may be performed as appropriate).
In addition, the boundary portion 5 between the intermediate tubular portion 4 and the bellows tube portion 1 preferably has a mode in which the wall thickness changes smoothly so that stress concentration due to the notch does not occur as in the case of the cap portion. The change rate of the wall thickness may be appropriately selected according to the diameter of the tube and the value of the wall thickness.

本実施例では、ベローズ管部の両端に口金部を有する管状素材を切削によって加工し、さらにベローズ管部に対して蛇腹化加工を施して、本発明によるフレキシブルチューブを製作した。
管状素材を形成するための素管の材料:SUS304。
素管の肉厚(=口金部の肉厚):1mm。
素管の外径(=口金部の外径):10mm。
素管の全長:450mm。
図1(b)に示すように、素管の外側を旋盤によって切削し、ベローズ管部となる部分の外径を8.3mm(内径は8mm)とした。即ち、ベローズ管部となる部分の肉厚は0.15mmである。また、両端の口金部となる部分のそれぞれの実効長さを40mmとし、外径が連続的に変化する境界部として2.5mmを確保した。結果、ベローズ管部となる部分の長さは約365mmである。
In this example, a flexible tube according to the present invention was manufactured by processing a tubular material having a base at both ends of a bellows tube portion by cutting, and then applying bellows processing to the bellows tube portion.
Material of raw tube for forming a tubular material: SUS304.
The thickness of the tube (= the thickness of the base): 1 mm.
The outer diameter of the raw tube (= the outer diameter of the base): 10 mm.
Total length of the raw tube: 450 mm.
As shown in FIG.1 (b), the outer side of the raw pipe was cut with a lathe, and the outer diameter of the part which becomes a bellows pipe part was 8.3 mm (inner diameter was 8 mm). That is, the thickness of the portion that becomes the bellows tube portion is 0.15 mm. Moreover, each effective length of the part used as the cap part of both ends was 40 mm, and 2.5 mm was ensured as a boundary part from which an outer diameter changes continuously. As a result, the length of the portion that becomes the bellows tube portion is about 365 mm.

ベローズ管部となる部分(図1(b)に示すとおり、外径8.3mmとなっている)を、外径10mmとなるまで膨らませた後、蛇腹化加工を施し、山部の管外径10.8mm、谷部の管内径7.6mm、ピッチ2.4mm、蛇腹の有効全長230mmのベローズ管部とし、本発明によるフレキシブルチューブを得た。   After inflating the bellows tube portion (having an outer diameter of 8.3 mm as shown in FIG. 1 (b)) to an outer diameter of 10 mm, the bellows tube is subjected to bellows processing, and the tube outer diameter of the peak portion A flexible tube according to the present invention was obtained with a bellows tube portion having a tube inner diameter of 10.8 mm, a valley tube inner diameter of 7.6 mm, a pitch of 2.4 mm, and an effective bellows length of 230 mm.

上記加工によって得られたフレキシブルチューブを観察したところ、ベローズ管部と口金部との間に接合部が無いために、リークが発生するような原因自体が無く、リーク試験を省略できることが確認された。また、ベローズ管部と口金部との境界部分が、溶接等による熱的な影響を受けていないため、この部分に材料の劣化が無いことが確認された。   When observing the flexible tube obtained by the above processing, it was confirmed that there was no cause for the occurrence of a leak because there was no joint between the bellows tube part and the base part, and the leak test could be omitted. . Moreover, since the boundary part of a bellows pipe part and a nozzle | cap | die part has not received the thermal influence by welding etc., it was confirmed that there is no deterioration of material in this part.

以上のとおり、本発明のフレキシブルチューブは、ベローズ管と口金とが接合構造を介さず直接的に一本の管から形成されたものである。よって、溶接やロウ付けに係る技術が必要なく、接合不良が根本的に存在しないので、金属組織の変化に起因する材料の劣化が無く、接合不良に起因するリーク不良も存在せず気密性が高い。また、困難な接合加工が省略される結果、加工コストを抑えることも可能である。
当該フレキシブルチューブは、一般的な配管用途の他、半導体製造装置、原子力発電設備、航空宇宙分野の設備や装置など、高度な密閉性を要求される設備や装置における配管用途、さらには水素燃料電池など高圧流体を取り扱う設備や装置における配管用途、強い振動を受ける部分における振動吸収配管用途などとしても有用である。
As described above, in the flexible tube of the present invention, the bellows tube and the base are formed directly from a single tube without a joint structure. Therefore, there is no need for techniques related to welding and brazing, and there is no fundamentally poor bonding, so there is no material degradation due to changes in the metal structure, no leakage defects due to poor bonding, and airtightness. high. Further, as a result of the difficult joining process being omitted, the processing cost can be reduced.
In addition to general piping applications, the flexible tube is used for piping in facilities and equipment that require a high degree of sealing, such as semiconductor manufacturing equipment, nuclear power generation equipment, aerospace equipment and equipment, and hydrogen fuel cells. It is also useful as a piping application in facilities and devices that handle high-pressure fluids, and as a vibration-absorbing piping application in parts that receive strong vibrations.

本発明によるフレキシブルチューブの構造、および本発明による製造方法の工程における製品の変化を模式的に示す断面図である。同図では管の断面を中心線の片側(図では上側)だけを示し、下側は省略している。図2、図3も同様である。It is sectional drawing which shows typically the change of the product in the process of the structure of the flexible tube by this invention, and the manufacturing method by this invention. In the drawing, the cross section of the tube is shown only on one side (upper side in the figure) of the center line, and the lower side is omitted. The same applies to FIGS. 2 and 3. 口金部の肉厚をベローズ管部の肉厚よりも厚くする場合の、管状素材の態様を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the aspect of the tubular raw material in the case of making thickness of a nozzle | cap | die part thicker than the thickness of a bellows pipe part. ベローズ管部の中間部に管状部分が設けられた態様を示した部分断面図である。端部の口金部は図示を省略している。It is the fragmentary sectional view which showed the aspect by which the tubular part was provided in the intermediate part of the bellows pipe part. The end cap portion is not shown. 従来のフレキシブルチューブの構成を模式的に示した部分断面図である。It is the fragmentary sectional view which showed the structure of the conventional flexible tube typically.

符号の説明Explanation of symbols

1 ベローズ管部
1a ベローズ管部になる部分
2 口金部
2a 口金部になる部分
3 境界部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bellows pipe part 1a The part used as a bellows pipe part 2 Base part 2a The part used as a base part 3 Boundary part

Claims (8)

金属製のベローズ管部を有し、かつ、その少なくとも一方の管端部に該ベローズ管部よりも肉厚の厚い金属製の管状部分を口金部として有するフレキシブルチューブであって、
口金部とベローズ管部とが、ベローズ管部になる部分と口金部になる部分とを連続して有する1本の金属製の管状素材から、互いに連続するように形成されたものであり、それによって口金部とベローズ管部との境界部に接合構造が存在しないことを特徴とする、フレキシブルチューブ。
A flexible tube having a metal bellows tube portion, and having a metal tubular portion thicker than the bellows tube portion as a base at at least one tube end thereof,
The base part and the bellows pipe part are formed so as to be continuous with each other from one metal tubular material having a part that becomes the bellows pipe part and a part that becomes the base part continuously, The flexible tube is characterized in that no joining structure exists at the boundary between the base portion and the bellows tube portion.
口金部が、ベローズ管部の両方の管端部に設けられている、請求項1記載のフレキシブルチューブ。   The flexible tube according to claim 1, wherein the base part is provided at both pipe end parts of the bellows pipe part. ベローズ管部の両端間の中間部分に、該ベローズ管部よりも肉厚の厚い中間管状部分が存在しており、
ベローズ管部と中間管状部分とが、ベローズ管部になる部分と中間管状部分になる部分とを連続して有する1本の金属製の管状素材から、互いに連続するように形成されたものであり、それによってベローズ管部と中間管状部分の境界部に接合構造が存在しないものである、請求項1または2記載のフレキシブルチューブ。
In the middle part between both ends of the bellows pipe part, there is an intermediate tubular part thicker than the bellows pipe part,
The bellows tube portion and the intermediate tubular portion are formed so as to be continuous with each other from one metal tubular material having a portion that becomes the bellows tube portion and a portion that becomes the intermediate tubular portion continuously. The flexible tube according to claim 1, wherein no joining structure is present at the boundary between the bellows tube portion and the intermediate tubular portion.
口金部に、外部の配管系との接続を行うための接続用構造が設けられている、請求項1〜3のいずれかに記載のフレキシブルチューブ。   The flexible tube in any one of Claims 1-3 by which the structure for a connection for connecting with an external piping system is provided in the nozzle | cap | die part. 金属製のベローズ管部を有し、かつ、その少なくとも一方の管端部に該ベローズ管部よりも肉厚の厚い金属製の管状部分を口金部として有するフレキシブルチューブを製造するための方法であって、
ベローズ管部になる部分とその少なくとも一方の端部に口金部になる部分とを連続して有する1本の金属製の管状素材を用意し、該管状素材は、口金部になる部分の肉厚がベローズ管部になる部分の肉厚よりも厚いものであり、
前記ベローズ管部になる部分の管壁を蛇腹状に加工してベローズ管部とし、それによって、ベローズ管部と口金部とが互いに連続し両者の境界部に接合構造が存在しないフレキシブルチューブを得ることを特徴とする、フレキシブルチューブの製造方法。
This is a method for producing a flexible tube having a metal bellows tube portion and having a metal tubular portion thicker than the bellows tube portion at the end of at least one tube as a base portion. And
One metal tubular material having a portion that becomes a bellows tube portion and a portion that becomes a base portion at least at one end thereof is prepared, and the tubular material is a thickness of a portion that becomes a base portion Is thicker than the thickness of the part that becomes the bellows tube part,
The bellows tube portion is processed into a bellows shape to form a bellows tube portion, thereby obtaining a flexible tube in which the bellows tube portion and the base portion are continuous with each other and no joining structure exists at the boundary between them. The manufacturing method of a flexible tube characterized by the above-mentioned.
上記管状素材が、ベローズ管部になる部分の両方の端部に口金部になる部分を有するものである、請求項5記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein the tubular material has a portion that becomes a cap portion at both ends of a portion that becomes a bellows tube portion. さらに、上記管状素材が、ベローズ管部になる部分の両端間の中間部分に、該ベローズ管部になる部分よりも肉厚の厚い中間管状部分を有しており、
中間管状部分をそのままにして、その両側のベローズ管部になる部分の管壁を蛇腹状に加工してベローズ管部とし、それによって、ベローズ管部と中間管状部分とが互いに連続し両者の境界部に接合構造が存在しないフレキシブルチューブを得るものである、請求項5または6記載の製造方法。
Furthermore, the tubular material has an intermediate tubular portion that is thicker than the portion that becomes the bellows tube portion at the intermediate portion between both ends of the portion that becomes the bellows tube portion,
Leave the intermediate tubular part as it is and process the bellows pipe part of the part that becomes the bellows pipe part on both sides to make a bellows pipe part, so that the bellows pipe part and the intermediate tubular part are continuous with each other and the boundary between them The manufacturing method of Claim 5 or 6 which obtains the flexible tube in which a junction structure does not exist in a part.
切削および/または引き抜きによって、上記管状素材を形成するものである、請求項5〜7のいずれかに記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein the tubular material is formed by cutting and / or drawing.
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