JPH11505313A - 管系のための金属製の伸縮継手兼振動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明による装置は、ベローズエレメント（１）と、ほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１３）を備えた第１の保護スリーブエレメント（８）と、ほぼ半径方向に曲げられた端部（１７）を備えた第２の保護スリーブエレメント（６）とを有している。ベローズエレメント（１）は、両側でネック（２，３）において終わっている。第１の保護スリーブエレメント（８）の円筒状部分（１２）は、円筒状部分（１０）とほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１１）とを有する包囲部材（９）によって取り囲まれている。同様に、第２の保護スリーブエレメント（６）の円筒状部分（２５）は、円筒状部分（１５）とほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１６）とを有する包囲部材（１４）によって取り囲まれている。ベローズエレメント（１）のネック（２，３）は、各包囲部材（９，１４）の円筒状部分（１０，１５）と、各保護スリーブエレメント（６，８）の円筒状部分（１２，２５）との間に挟まれており、第１の保護スリーブエレメント（８）と第２の保護スリーブエレメント（６）とが、この部分に溶接されている。各包囲部材（９，１４）と第１および第２の保護スリーブエレメント（８，６）との曲げられた端部（１１，１３；１６，１７）は、互いに接して装置のフランジ（４，５）を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】 管系のための 金属製の伸縮継手兼振動吸収装置 本発明は、管系のための金属製の伸縮継手兼振動吸収装置であって、少なくと も１つの金属製のベローズエレメントが設けられており、この金属製のベローズ エレメントが、第１のネックと、この第１のネックとは反対側に位置した第２の ネックとを有しており、また、第１のフランジ構造と、この第１のフランジ構造 とは反対側に位置した第２のフランジ構造とが設けられており、さらに、第１の 保護スリーブエレメントと第２の保護スリーブエレメントとが設けられており、 この第２の保護スリーブエレメントが、金属製のベローズエレメントの内部に位 置しかつこの金属製のベローズエレメントと同軸的に延びた管片を有しており、 この管片内に、前記第１の保護スリーブエレメントの一部が収容されているもの に関する。 管系で用いられる金属製の伸縮継手および振動吸収装置は、２つの適用例にお いて広く使用されている。第１の適用例は、このような装置の、伸縮継手として の使用例であり、第２の適用例は振動吸収装置としての使用例である。両明細書 では基本的に同一の装置構成が使用されているので、伸縮継手の場合には、装置 の主な働きは管系における管の変位を吸収することであり、この場合、このよう な装置は、金属製ベローズエレメントを有するその構成により二次的効果として 、管系に起こり得る振動をも吸収する。振動吸収装置の場合には、装置の主な働 きは管系における振動を吸収することであり、この場合、このような装置は二次 的効果として管系における管の変位を吸収する。変位を吸収し、同時に振動を吸 収するために装置が使用されるような適用例も可能である。これらの装置の基本 的な動作部材は金属製のベローズであり、このベローズは、主要な目的に応じて 、すなわち、管の変位を吸収するためまたは振動を吸収するために、材料や寸法 等に関して計算および設計される。 このような装置が管変位吸収装置として使用される場合、このような装置は伸 縮継手と呼ばれる。 一般的に、伸縮継手は、管路、管路系およびたとえば管を通って流れる物質の 高温または低温により管自体の温度が上昇または低下しこれにより熱膨張または 熱収縮をそれぞれ招くような回路において使用されている。一般的に、これらの 膨張および収縮はそれぞれ、管の軸線方向寸法の変化、角度方向の移動および横 方向変位を引き起こす。このような変位を吸収するために、管区分の間に伸縮継 手が挿入され、この場合、これらの継手の金属製ベローズが収縮および膨張して 、前記寸法変化を吸収する。 振動吸収装置の目的は、管系に生じる振動を吸収することであり、この管系に おいて、金属製のベローズが、管系内を流れる物質（乱流）によって生ぜしめら れる振動もしくは揺動、またはたとえばコンプレッサまたは内燃機関のような、 管が連結された機械から生じる振動を吸収する。後者の場合には、排気管または 排気マニホルドは、このような振動吸収装置を介して機械に連結されている。 金属製の伸縮継手および振動吸収装置は、一般的に、薄い金属薄板から成って いて屈曲部が形成された１つまたは複数のベローズエレメントを有しており、こ の金属薄板ベローズエレメントは、たとえば溶接、ろう接または締付けによって 両端部で個々のフランジエレメントに取り付けられている。この個々のフランジ エレメントを介して、伸縮継手または振動吸収装置は、隣接した、管系または機 械の管区分にたとえばボルトまたはクランプを介して両端部で連結される。装置 を通って流れる物質または流体からベローズを保護しかつ流体に乱流が生じるの を回避するために、ベローズと同軸的に延びた保護スリーブをベローズ内に配置 することができる。一般的にこの保護スリーブは、１つのまたは別の方法でフラ ンジの一方に取り付けられている。保護スリーブは、伸縮継手または振動吸収装 置それぞれのフランジと、たとえば管のような隣接した構造のフランジとの間に 挟まれた、曲げられた端部 を有していてもよいし、または、伸縮継手のフランジに溶接することもできる。 したがって、公知の伸縮継手または振動吸収装置はそれぞれ、様々な構造的お よび物理的特性を有する複数の部材から組み立てられている。すなわち、製造者 は、このような装置を組み立てるためのかなり多数の部品を用意しなければなら ず、装置の組立には、複数の個々の部品を組み立てなければならないために時間 がかかり、さらに、特に中実なフランジにより、公知の伸縮継手および振動吸収 装置はそれぞれ比較的大きな重量を有している。 請求された本発明は、改良を提供しようとするものである。本発明は、最大限 の部材が同一のシート材料から形成されているような、管系のための金属製ジョ イント兼振動吸収装置をどのように構成するかという問題を解決した。 本発明によって得られる利点は、主に、このような装置が、極度に軽量であり 、より効率的にひいては低コストで製造することができるか、または択一的に、 主要な動作条件に対処するために、異なる厚さおよび物理的特性を備えた複数の 個々の部材から組み立てることができるということである。 以下に本発明を実施する１つの形式を詳しく説明する。図面は１つの特定の実 施例しか示していない。 第１図は、本発明の有利な実施例の、上半分の概略 的な縦断面図である。 第２図は、第１図に示した実施例の、左側のフランジ領域を拡大して示す、概 略的な縦断面図である。 図示の装置は、金属製のベローズエレメント１を有しており、この金属製のベ ローズエレメント１は、図示された屈曲部を有するように形成された、薄くフレ キシブルな金属薄板から成っている。選択される金属は、変形されたときに必要 不可欠な柔軟性を有しかつ圧力、温度、および金属が接触する流体の可能な化学 的攻撃にできるだけ耐えるように選択された、あらゆる種類の金属であることが できる。 図面に示したベローズエレメント１は、単一層構成である。もちろん、このベ ローズエレメント１は、汎用の技術において公知のような複数層構成であること もできる。ベローズエレメント１は、ベローズの公知の構成により、左側の端部 では第１のネック２において、右側の端部では第２のネック３において終わって いる。 第１の保護スリーブエレメント８は、円筒状部分１２を有しており、この円筒 状部分１２は、別の、ほぼ半径方向に曲げられた環状の端部１３へ移行している 。 第２の保護スリーブエレメント６は、第１図に基づき、装置の右側に位置して おり、この第２の保護スリーブエレメント６は、ベローズエレメント１の内部へ ベローズエレメントと同軸的に延びた管片エレメント７を有している。この管片 エレメント７は、保護スリーブエレメント６の円筒状部分２５へ移行しており、 この円筒状部分２５は、ほぼ半径方向に曲げられた環状の端部１７で終わってい る。すなわち、この曲げられた端部１７は、ほぼ、装置の長手方向軸線に対して 垂直に位置した環状リングの形状を有している。 第１の保護スリーブエレメント８は、一方の端部において管片エレメント７内 へ同軸的に突入している。 環状の包囲部材９は、第１の保護スリーブエレメント８の円筒状部分１２を取 り囲んだ円筒状部分１０を有している。この円筒状部分１０も、ほぼ半径方向に 曲げられた環状の端部１１において終わっている。この端部１１は以下で詳しく 説明する。 別の環状の包囲部材１４は、別の円筒状部分１５を有している。この円筒状部 分１５は、第２の保護スリーブエレメント６の円筒状部分２５を取り囲んでおり 、ほぼ半径方向に曲げられた環状の端部１６において終わっている。 図示したように、ベローズエレメント１のネック２は、包囲部材９の円筒状部 分１０と、第１の保護スリーブエレメント８の円筒状部分１２とに挟まれている 。この構成においては、これらの３つの部材は溶接１８によって互いに結合され ている。もちろん、様々な種類の溶接、たとえばスポット溶接、細長い溶接シー ム、またはリベット締めのような別の種類の技術を、この結合を行うために選択 することができる。 同様に、ベローズエレメント１の、反対側の端部のネック３は、包囲部材１４ の円筒状部分１５と、第２の保護スリーブエレメント６の円筒状部分２５との間 に挟まれている。やはり、この構成の相互結合も、溶接１９によって行われてい る。 次に、第１図および第２図の左側の部分について説明する。第１の包囲部材９ の曲げられた環状の端部１１は、第１の保護スリーブエレメント８の曲げられた 環状の端部１３に接している。これらの端部１１および１３は、今や相俟って装 置のフランジ構造４、すなわち２つのフランジのうちの一方を形成している。端 部１１および１３は、溶接２０によって互いに結合することができるが、必ずし も溶接２０によって結合する必要はない。使用時には、装置は、このフランジ、 すなわちフランジ構造４を介して、隣接した管またはポンプ等のプラントの別の 部分（図示せず）に連結される。この連結は、様々な技術によって達成すること ができる。たとえば、連結は（公知技術により）Ｕ字形横断面を備えたリングに よって行うことができ、この場合、このリングは、フランジ構造４と、隣接した 、たとえば管のフランジとがＵ字形の２つの脚部の間に挿入されるように、フラ ンジ構造４とフランジとに被せられて締め付けられる。曲げられた環状の端部１ ３は、ベローズエレメント１に面していない側の面において平坦であるか、また はこの実施例に示したように環状の溝２２を有するように変形されていてよい。 この溝２２には、シールリング（図示せず）を配置することができる。 左側の包囲部材９の曲げられた環状の端部１１は、第１の保護スリーブエレメ ント８の曲げられた端部１３に対して鋭角に延びている。したがって、包囲部材 ９の端部１１は、ほぼ円錐台形状を有している。この端部は、複数の凹んだ領域 ２４を有している。したがって、端部１１は、ベローズエレメント１に面してい ない側の面において、第１の保護スリーブエレメント８の曲げられた端部１３と 、凹んだ領域２４で面接触している。これらの凹んだ領域２４は、曲げられた端 部１１の接触部および補強部として働く。２つの屈曲させられた端部１１および １３は、円周に沿って付加的に互いに接しており、この円周において、これらの 端部は、溶接２０によって示したように溶接することもできる。 右側においては（第１図によれば）、装置、すなわち装置のコンポーネントは 、左側に関連して前述したものと同じ構成である。したがって、第２の包囲部材 １４の曲げられた環状の端部１６は、第２の保護スリーブエレメント６の曲げら れた環状の端部１７に接している。これらの端部１６および１７は、相俟って装 置のフランジ構造５を形成しており、溶接２１によって互いに結合することがで きるが、必ずしも溶接２１によって結合する必要はない。曲げられた環状の端部 １７に設けられた溝は、符号２３によって示されている。第２の包囲部材１４の 曲げられた環状の端部１６は、第２の保護スリーブエレメント６の曲げられた端 部１７に対して鋭角に延びており、やはり円錐台形状を有しており、接触部およ び補強部を形成した凹んだ領域２６を有しており、第２の保護スリーブエレメン ト６の曲げられた端部１７と面接触している。この実施例では、これらの２つの 端部１６および１７は、溶接２１によって互いに結合されている。 したがって、前記の有利な実施例の詳細な説明から、金属製の伸縮継手兼振動 吸収装置が、溶接によって互いに結合された、取り囲まれた交換可能な薄い部材 から成っていることが判る。第１の保護スリーブエレメント８と第２の保護スリ ーブエレメント６とは、２つの包囲部材９および１４とは異なる材料から形成す ることができ、このことが、材料選択の自由度を増す。したがって、前記装置は 、著しく軽量な構成であるだけでなく、低コストで製造することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年３月４日 【補正内容】 したがって、公知の伸縮継手または振動吸収装置はそれぞれ、様々な構造的お よび物理的特性を有する複数の部材から組み立てられている。すなわち、製造者 は、このような装置を組み立てるためのかなり大量の部品を用意しなければなら ず、装置の組立には、複数の個々の部品を組み立てなければならないために時間 がかかり、さらに、特に中実なフランジにより、公知の伸縮継手および振動吸収 装置はそれぞれ比較的大きな重量を有している。 米国特許第４１０６７９８号明細書には、中実のフランジを有する伸縮継手の 代表的な実施例が開示されている。米国特許第４１０６７９８号明細書に開示さ れた金属製のベローズエレメントのネックは、それぞれのフランジと、金属薄板 の短い円筒状部分との間に挟まれているが、この円筒状部分とネックとは、比較 的肉厚で重量の重いフランジに溶接されている。 米国特許第５１５９８１１号明細書には、金属製ベローズを有する連結装置が 開示されており、金属製ベローズのネックは、大きなフランジ部分と、重くて大 きな締付けリングとの間に締め付けられている。 前記両構成は、重量が重い上に、著しい製造コストを生ぜしめる。 請求された本発明は、改良を提供しようとするものである。本発明は、最大限 の部材が同一のシート材料から形成されているような、管系のための金属性ジョ イント兼振動吸収装置をどのように構成するかという問題を解決した。 請求の範囲 １．金属性の伸縮継手兼振動吸収装置であって、 少なくとも１つの金属性のベローズエレメント（１）が設けられており、該 ベローズエレメント（１）が、一方の端部から軸線方向に延びた第１のネック（ ２）と、前記ベローズエレメント（１）の他方の端部から延びた第２のネック（ ３）とを備えており、 第１のフランジ構造（４）と、第２のフランジ構造（５）とが設けられてお り、 第１の保護スリーブエレメント（８）が設けられており、該第１の保護スリ ーブエレメント（８）が、円筒状部分（１２）と、別の、連続的でほぼ半径方向 に曲げられた環状の端部（１３）とを有しており、 第２の保護スリーブエレメント（６）が設けられており、該第２の保護スリ ーブエレメント（６）が、前記金属性のベローズエレメント（１）の内部に位置 しかつ該ベローズエレメントと同軸的に延びた管片エレメント（７）を有してお り、該管片エレメント（７）内に前記第１の保護スリーブエレメント（８）の一 部が収容されており、さらに、円筒状部分（２５）と、別の連続的でほぼ半径方 向に曲げられた環状の端部（１７）とを有しており、 第１の包囲部材（９）が設けられており、該第１の包囲部材（９）が、円筒 状部分（１０）と、該円筒状部分に対して連続的でかつほぼ半径方向に曲げられ た環状の端部（１１）とを有しており、 前記第１の包囲部材（９）の前記曲げられた環状の端部（１１）が、前記第 １の保護スリーブエレメント（８）の曲げられた環状の端部（１３）に接してお り、これにより前記２つの端部（１１，１３）が、前記第１のフランジ構造（４ ）を形成しており、 第２の包囲部材（１４）が設けられており、該第２の包囲部材（１４）が、 円筒状部分（１５）と、該円筒状部分（１５）に連続的でかつほぼ半径方向に曲 げられた環状の端部（１６）を有しており、 前記第２の包囲部材（１４）の前記曲げられた環状の端部（１６）が、第２ の保護スリーブエレメント（６）の曲げられた環状の端部（１７）に接しており 、これによりこれらの２つの端部（１６，１７）が、前記第２のフランジ構造（ ５）を形成しており、 前記金属性のベローズエレメント（１）の第１のネック（２）が、前記第１ の包囲部材（９）の円筒状部分（１０，１２）と、第１の保護スリーブエレメン ト（８）との間に挟まれて取り付けられており、 前記金属性のベローズエレメント（１）の第２のネック（２）が、前記第２ の包囲部材（１４）の円筒状部分（１５）と、第２の保護スリーブエレメント（ ６）の円筒状部分（２５）との間に挟まれて取り付けられている形式のものにお いて、 前記第１の包囲部材（９）と前記第２の包囲部材（１４）とのほぼ半径方向 に曲げられた端部（１１，１６）がそれぞれ、前記第１の保護スリーブエレメン ト（８）と前記第２の保護スリーブエレメント（６）とのほぼ半径方向に曲げら れた端部（１３，１７）に対して鋭角に延びており、さらに、複数の凹んだ領域 （２４，２６）を有しており、ベローズエレメント（１）に面していない側の面 が、ベローズエレメント（１）に面した、第１および第２の保護スリーブエレメ ント （８，６）の、ほぼ半径方向に曲げられた端部（１３，１７）の面と面接 触していることを特徴とする、金属性の伸縮継手兼振動吸収装置。 ２．前記ベローズエレメント（１）の第１および第２のネック（２，３）がそれ ぞれ、円筒状部分（１０，１２；１５，２５）に溶接されている、請求項１記載 の装置。 ３．前記第１の包囲部材（９）のほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１１） が、前記第１の保護スリーブエレメント（８）の第２のほぼ半径方向に曲げ られた環状の端部（１３）に溶接されており、前記第２の包囲部材（１４）のほ ぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１５）が、前記第２の保護スリーブエレメ ント（６）のほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１７）に溶接されている、 請求項１または２項記載の装置。 ４．前記第１および第２の両保護スリーブエレメント（６，８）のほぼ半径方向 に曲げられた環状の端部（１３，１７）が、ベローズエレメント（１）に面して いない側の、半径方向に延びた面に、環状の溝（２２，２３）を有している、請 求項１から３までのいずれか１項記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 材（９，１４）と第１および第２の保護スリーブエレメ ント（８，６）との曲げられた端部（１１，１３；１ ６，１７）は、互いに接して装置のフランジ（４，５） を形成している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．金属製の伸縮継手兼振動吸収装置であって、 少なくとも１つの金属製のベローズエレメント（１）が設けられており、該 ベローズエレメント（１）が、一方の端部から軸線方向に延びた第１のネック（ ２）と、ベローズエレメント（１）の他方の端部から延びた第２のネック（３） とを備えており 第１のフランジ構造（４）と、第２のフランジ構造（５）とが設けられてお り、 第１の保護スリーブエレメント（８）が設けられており、該第１の保護スリ ーブエレメント（８）が、円筒状部分（１２）と、別の、連続的でほぼ半径方向 に曲げられた環状の端部（１３）とを有しており、 第２の保護スリーブエレメント（６）が設けられており、該第２の保護スリ ーブエレメント（６）が、前記金属製のベローズエレメント（１）の内部に位置 しかつ該ベローズエレメントと同軸的に延びた管片エレメント（７）を有してお り、該管片エレメント（７）内に前記第１の保護スリーブエレメント（８）の一 部が収容されている形式にものにおいて、 前記伸縮継手兼振動吸収装置に、 第１の包囲部材（９）が設けられており、該第１ の包囲部材（９）が、円筒状部分（１０）と、該円筒状部分に対して連続的でか つほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１１）とを有しており、 前記第１の包囲部材（９）の前記曲げられた環状の端部（１１）が、前記第 １の保護スリーブエレメント（８）の曲げられた環状の端部（１３）に接してお り、これにより前記２つの端部（１１，１３）が、前記第１のフランジ構造（４ ）を形成しており、 前記金属製のベローズエレメント（１）の第１のネック（２）が、前記第１ の包囲部材（９）の円筒状部分（１０）と、第１の保護スリーブエレメント（８ ）の円筒状部分（１２）との間に挟まれて取り付けられていることを特徴とする 、金属製の伸縮継手兼振動吸収装置。 ２．第２の包囲部材（１４）が設けられており、該第２の包囲部材（１４）が、 円筒状部分（１５）と、該円筒状部分（１５）に連続的でかつほぼ半径方向に曲 げられた環状の端部（１６）とを有しており、 前記第２の保護スリーブエレメント（６）が、さらに円筒状部分（２５）と 、別の連続的でかつほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１７）とを有してお り、 前記第２の包囲部材（１４）の曲げられた環状の端部（１６）が、第２の保 護スリーブエレメント（ ６）の曲げられた環状の端部（１７）に接しており、これによりこれらの２つの 端部（１６，１７）が、前記第２のフランジ構造（５）を形成しており、 前記金属製のベローズエレメント（１）の第２のネック（２）が、前記第２ の包囲部材（１４）の円筒状部分（１５）と、第２の保護スリーブエレメント（ ６）の円筒状部分（２５）との間に挟まれて取り付けられている、請求項１記載 の装置。 ３．前記ベローズエレメント（１）の第１および第２のネック（２，３）が、そ れぞれの円筒状部分（１０，１２；１５，２５）に溶接されている、請求項１ま たは２記載の装置。 ４．前記第１の包囲部材（９）のほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１１） が、前記第１の保護スリーブエレメント（８）の第２のほぼ半径方向に曲げられ た環状の端部（１３）に溶接されており、前記第２の包囲部材（１４）のほぼ半 径方向に曲げられた環状の端部（１５）が、前記第２の保護スリーブエレメント （６）のほぼ半径方向に曲げられた環状の端部（１７）に溶接されている、請求 項１から３までのいずれか１項記載の装置。 ５．前記第１および第２の両保護スリーブエレメント（６，８）のほぼ半径方向 に曲げられた環状の端部（１３，１７）が、ベローズエレメント（１）に面して いない側の、半径方向に延びた面に、環状の溝 （２２，２３）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。 ６．前記第１の包囲部材（９）と前記第２の包囲部材（１４）とのほぼ半径方向 に曲げられた端部（１１，１６）が、前記第１の保護スリーブエレメント（８） と前記第２の保護スリーブエレメント（６）とのそれぞれのほぼ半径方向に曲げ られた端部（１３，１７）に対して鋭角に延びており、さらに、複数の凹んだ領 域（２４，２６）を有しており、ベローズエレメント（１）に面していない側の 面が、ベローズエレメント（１）に面した、第１および第２の保護スリーブエレ メント（８，６）の、ほぼ半径方向に曲げられた端部（１３，１７）の面と面接 触している、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。