JP2767628B2 - 多層蛇腹管及びそれに用いる素材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多層蛇腹管およびそれに用いる素材に関する
ものである。

（従来の技術） 多層の金属製蛇腹管は可撓性に富んでいて、外部から
の衝撃を吸収し、同時に振動吸収の機能をも有するため
に、自動車の排気装置の配管、船舶のエンジン廻りの配
管、空調関係のポンプ、コンプレッサの配管などに広く
使用されている。

従来の多層蛇腹管は、例えば実開昭62−62086号公報
に提案されているように、１枚の金属薄板を多層に巻回
し、その最外周巻終端部を溶接して円筒体を形成し、こ
の円筒体の周面に波付け成形を施して製作されている。

第10図はこのようにして製作される従来の多層の金属
製蛇腹管の断面部分を含む正面図であり、多層蛇腹管１
の軸方向に、同一板厚で同一形状の山部２が等間隔に形
成されている。

（発明が解決しようとする課題） 前述の従来の多層の金属製蛇腹管に曲げ変位が加えら
れると、第10図の多層蛇腹管１の固定部４の近傍の蛇腹
端末部３にかかる曲げモーメントが大きくなるので、こ
の部分に応力が集中して発生し、蛇腹端末部３で折損事
故が発生しがちであった。

また、従来の多層の金属製蛇腹管では、全体に壁厚、
すなわち層数が一定で、かつ等間隔に蛇腹が形成されて
いるために、多層蛇腹管が全長にわたって同一の共振周
波数を有し、この共振周波数において多層蛇腹管全体が
共振して、破損事故を発生することもあった。

本発明は、前述しようとした多層の金属製蛇腹管の現
状に鑑みてなされたものであり、その目的は曲げ変位が
与えられても固定部近傍において折損事故が発生せず、
また、共振による破損を防ぎ耐振強度も向上した多層蛇
腹管を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明の第１の実施態様に
係る多層蛇腹管は、一枚の金属薄板を複数回巻回するか
或いは金属薄板からなる管体を複数個重合して形成され
た多層管体の周面に波付け成形を施してなる多層蛇腹管
において、その周方向において少くとも１つの巻回層又
は重合層の数と異なる層数の部分を設けたことを特徴と
するものである。

外層蛇腹管。

また本発明の第２の実施態様に係る多層蛇腹管のため
の素材は、その一部を欠落した方形状の金属薄板、及び
／又はその一部を欠落した薄肉金属筒体を用いることを
特徴とし、さらに前記欠落部は金属薄板の少なくとも一
長辺の切落し部又は略中間部の切落し孔からなるもので
ある。

（作用） 本発明では、方形状の板面に切落し部から成る欠落部
が形成された金属薄板を、管壁が複数層になるように巻
回して、またはこの金属薄板により形成した管体を重合
して得た多層管体の周面に波付け成形が施されて多層蛇
腹管が構成されている。

このために、金属薄板の欠落部の位置や形状を選択す
ることにより、多層蛇腹管の周方向において少なくとも
１つの巻回層又は重合層の数と層数が異なるため管壁の
厚みに所望の変化を持たせることが出来る。

従って、多層蛇腹管の固定部近傍の管壁を厚くするこ
とにより、曲げモーメントによる応力集中で固定部近傍
での折損事故が防止される。

また、多層蛇腹管の管壁厚が、周方向の各位置で異っ
ているために、多層蛇腹管が同一の共振周波数で振動し
て破損事故が誘起されることもなくなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図乃至第３図は第１の実施例を説明する図で、第
１図は縦断面図、第２図は製造過程の斜視図、第３図は
多層管体に巻回される前の素材としての金属薄板であ
る。

第１の実施例は、第３図に示すように、長方形の例え
ばステンレス薄板の一長辺側に軸方向にほぼ円弧状に切
落し部6aが形成された金属薄板5aを素材として使用して
多層管体が巻回構成されている。

即ち、第２図に示すように、円柱状の拡縮芯体７の囲
りに前記金属薄板5aを密に巻回し、必要に応じてその最
外周巻終端部の一点を溶接し、拡縮芯体７を縮小して抜
き取って、多層管体が得られる。

なお、前記説明では金属薄板5aを巻回して多層管体を
製造する例を示したが、前記のような形状の金属薄板5a
より複数個の管体を製造しこれら管体を重合してもよ
く、さらにこのような重合管のうち少くとも１つを本発
明の素材より形成した管体として多層管体を形成するこ
ともできる。

この多層管体に対して従来公知の波付け成形機を使用
して、その周囲に波付け成形を施すと、第１図に断面形
状を示す多層蛇腹管10aが得られる。

第１の実施例に係る多層蛇腹管10aは、第３図に示す
ような形状の金属薄板5aが巻回された多層管体、又は金
属薄板5aから形成された管体を少くとも１つ有する重合
管体から加工されるので、蛇腹端末部３と周面に等間隔
で形成される円環状の山部２のうち、多層蛇腹管10aの
両端部分側の山部２の周面の一部が、その周方向におい
て他部分よりも層数が多いため肉厚に形成されている。

このため、第１の実施例では第１図に示すように、多
層蛇腹管10aの両端部分を固定部４に固定して使用する
場合、外力により曲げモーメントが生じて蛇腹端末部３
に応力が集中しても、この部分の強度が大きく折損事故
の発生が防止されるのである。

また、多層蛇腹管10aの管壁が両端部分側で周方向に
おける層数が多いため厚くなっているので、多層蛇腹管
10aの共振周波数が、中央部分と両端部分とで異なり、
多層蛇腹管10a全体が共振して破損事故を起すことがな
い。

さらに、多層蛇腹管10a内を伝播する音の減衰効果
が、両端部分の周方向に層数の多い部分によって高めら
れると共に、可撓性による応力の低下によって振動の吸
収力をも向上させることが出来る。

第４図乃至第７図は、それぞれ第２乃至第５の実施例
を示す素材としての金属薄板の平面図である。

第２の実施例は、第４図に示すように長方形状の薄板
の一長辺部が軸方向の２個所でほぼ円弧状に切落されて
略波形状に形成された切落し部6bを有する金属薄板5bを
示し、この素材を巻回するか、あるいは重合管体の少く
とも一部に使用して多層蛇腹管が作成される。

このような形状の金属薄板5bが巻回された、またはこ
のような薄板から形成された管体を重合した多層管体に
波付け成形を施して得られる第２の実施例に係る多層蛇
腹管は、両端部分と中央部で周方向における管壁が厚く
なっている。従って、両端部分或いは中央部を固定して
使用する場合に曲げモーメントに対する強度が大きい。

第３の実施例は、第５図に示すように、長方形状の薄
板の両長辺側が、軸方向に対称に大径の円弧状に切り込
まれた切落し部6cを有する金属薄板5cが巻回されて作成
される。

このような形状の金属薄板5cを巻回するか、あるいは
このような薄板により形成された管体を少くとも１つを
用いて重合した多層管体を形成し、この多層管体に波付
け成形が施されて得られる第３の実施例に係る多層蛇腹
管は、一端側から他端側に向って管壁が次第に厚くな
り、従って周方向において巻回層又は重合層の数が異な
る層数の部分が設けられることになる。

このため、他端側を固定して使用すると、曲げモーメ
ントに対する強度が大きくなる。

第４の実施例は、第６図に示すように、長方形状の薄
板の両長辺側が、軸方向に対称に切り込まれて帯状とさ
れ帯状部の両端部分が円弧状に次第に幅が広くされた切
落し部6dを有する金属薄板5dが素材として作成される。

このような形状の金属薄板5cが巻回またはこの薄板を
管体に形成してこれを重合して多層管体が形成され、こ
の多層管体に波付け成形が施されて得られる第３の実施
例に係る多層蛇腹管は、両端部分側で周方向における管
壁が厚くなっている。

このため第４の実施例では、両端部分側を固定して使
用すると、曲げモーメントに対する強度が大きくなる。

第５の実施例は、第７図に示すように、長方形状の薄
板の中央にほぼ楕円状の切り欠き6eを有する金属薄板5e
が巻回されて作成される。

このような形状の金属薄板5eが巻回されて多層管体が
形成され、この多層管体に波付け成形が施されて得られ
る第５の実施例に係る多層蛇腹管は、両端部分側で周方
向における管壁が厚くなっている。

このため第５の実施例は、両端部分側を固定して使用
すると曲げモーメントに対する強度が大きくなる。

なお、前述の第２乃至第５の実施例のいずれも、多層
蛇腹管の管壁を構成する周方向における巻回層又は重合
層の数が一様でないために、共振周波数が部分的に異な
って全体が共振して破損事故を起すことがなく、また音
の減衰効果も高められる。さらに可撓性も増大し応力の
低下によって振動の吸収力も向上する。

第８図は、第６の実施例を作成する素材としての金属
薄板の平面図である。

第６の実施例は、第８図（イ）および（ロ）に示すよ
うに長方形状の薄板の両長辺側が、軸方向に対称に大径
の円弧状に切り込まれた切落し部6fを有する金属薄板5f
と、長方形状の薄板の中央部にほぼ楕円状の切落し孔6g
を有する金属薄板5gとが、互いに重合して素材として作
成される。

このように異なる形状の金属薄板5f、5gが重合して巻
回されて多層管体が形成され、この多層管体に波付け成
形が施されて得られる第６の実施例に係る多層蛇腹管
は、中央部分で周方向における管壁が薄い構造となり、
両端部分側を固定して使用すると曲げモーメントに対す
る強度が大きくなる。

また、多層蛇腹管の管壁が両端部分側で周方向におい
て厚くなっているために、多層蛇腹管の共振周波数が中
央部分と両端部分側とで異なり、多層蛇腹管全体が共振
して破損事故を起すことがない。さらに、音の減衰効果
も高められると共に可撓性による応力の低下によって振
動の吸収力をも向上させることが出来る。

この第６の実施例では、第８図（イ）および（ロ）に
示すように２枚の金属薄板を重合して巻回する場合に限
らず、それぞれ別個に素材として用いることもでき、さ
らに一般的には複数枚の各種の形状の金属薄板を重合し
て巻回することも出来、また第９図のようにその周壁の
一部が欠落して例えばほぼ楕円状の欠落し孔6hが形成さ
れた薄肉金属筒体5hを複数個重合するか、あるいは前記
した実施例に示す金属薄板と組合せて素材とし、波付け
成形を施すこともできる。要するに、その周方向におい
て少くとも１つの巻回層又は重合層の数と異なる層数の
部分を設けるように構成できれば所望の組み合わせを適
宜選択できるのである。このため、金属薄板の形状とそ
れらの重合状態から、得られる多層蛇腹管の管壁厚の周
方向における分布を、定量的に設定することが容易とな
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によると、簡単に
その一部を切落すことにより形成される素材を用いて、
多層蛇腹管の管壁の周方向における厚み分布を所望に設
定して固定部近傍での折損事故を防止し、共振周波数で
の振動による破損事故を避け、さらに音の減衰効果を高
めることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第８図は、本発明の実施例を説明する図で、
第１図は第１の実施例の縦断面図、第２図は第１の実施
例の製造過程の斜視図、第３図は第１の実施例の素材と
しての金属薄板の平面図、第４図乃至第８図（イ）およ
び（ロ）は、それぞれ第２乃至第６の実施例の素材とし
ての金属薄板の平面図、第９図はさらに他の実施例の素
材として斜視図、第10図は従来の多層蛇腹管の断面部分
を含む正面図である。 １、10a……多層蛇腹管、２……山部、３……蛇腹端末
部、４……固定部、5a〜5g……金属薄板、6a〜6f……切
落し部、6g……切落し孔、７……拡縮芯体

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一枚の金属薄板を複数回巻回するか或いは
   金属薄板からなる管体を複数個重合して形成された多層
   管体の周面に波付け成形を施してなる多層蛇腹管におい
   て、その周方向において少くとも１つの巻回層又は重合
   層の数と異なる層数の部分を設けたことを特徴とする多
   層蛇腹管。
2. 【請求項２】その一部を欠落した方形状の金属薄板を用
   いることを特徴とする請求項１記載の多層蛇腹管用素
   材。
3. 【請求項３】その一部を欠落した薄肉金属筒体を用いる
   ことを特徴とする請求項１記載の多層蛇腹管用素材。
4. 【請求項４】その一部を欠落した方形状の金属薄板と、
   該薄板に重合してその周壁の一部を欠落した薄肉金属筒
   体とを用いることを特徴とする請求項１記載の多層蛇腹
   管用素材。
5. 【請求項５】前記欠落部は金属薄板の少くとも一長辺の
   切落し部又は略中間部の切落し孔からなることを特徴と
   する請求項２又は４記載の多層蛇腹管用の素材。