JP2003097709A - ねじれを吸収できる溶接ベローズ - Google Patents

ねじれを吸収できる溶接ベローズ

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JP2003097709A
JP2003097709A JP2001295737A JP2001295737A JP2003097709A JP 2003097709 A JP2003097709 A JP 2003097709A JP 2001295737 A JP2001295737 A JP 2001295737A JP 2001295737 A JP2001295737 A JP 2001295737A JP 2003097709 A JP2003097709 A JP 2003097709A
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bellows
torsion
twist
welded
displacement
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Takashi Mitsushiba
隆 三柴
Yusuke Suetsugu
祐介 末次
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MIRAPURO KK
Mirapro Co Ltd
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MIRAPURO KK
Mirapro Co Ltd
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/32Accessories

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の溶接ベローズが、各山および周方向の全
周にわたって、伸縮変位の均一性を求めているのに対
し、内径と外形の中心を相対的に偏心させることによっ
て、周方向の各伸縮変位を変化させることにより、回転
方向のねじれ成分を取り出すことができるので、1山で
は微少なねじれ量であるが、これを山数分乗することに
より、実用的に必要なねじれ変位量を確保することがで
きる溶接ベローズを提供することにある。 【解決手段】薄肉の金属板で製作する溶接ベローズであ
り、該ベローズの内径と外形のそれぞれの中心を偏心さ
せたベローズコアを組み合わせて配置し、軸心方向に対
して、ねじれを吸収できるように構成したことを特徴と
するねじれを吸収できる溶接ベローズ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はシール性を保ちな
がら軸心に対して、ねじれ方向の変位を吸収することが
可能な、ねじれを吸収できる溶接ベローズに関する。
【0002】
【従来の技術】これまでの溶接ベローズは、中心軸に対
して断面が波形で、内径と外形が同軸上にあり、多段に
重ねた形状になっていて、軸方向の伸縮変位と曲げに対
する変位を吸収することができるが、ねじれ方向の変位
は吸収できない。なお、特公平5−67835号公報に
おいて、ベローズの中心軸に対して所定の傾斜を有し、
かつ軸方向両端において交互に連続する凹凸の稜線が形
成されるねじりベローズが提案されている。しかしなが
らこのねじれベローズは、軸方向の伸縮変位と曲げに対
する変位を吸収することができない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】超高真空装置をはじめ
として、シール性を保ちながら、軸心に対してねじれ方
向の角度変位を吸収したいという要求は、以外に多い。
【0004】この発明は、このような要求に答えるべく
提案したもので、その要旨は、従来の溶接ベローズが、
各山および周方向の全周にわたって、伸縮変位の均一性
を求めているのに対し、内径と外形の中心を相対的に偏
心させることによって、周方向の各伸縮変位を変化させ
ることにより、回転方向のねじれ成分を取り出すことが
できるので、1山では微少なねじれ量であるが、これを
山数分乗ずることにより、実用的に必要なねじれ変位量
を確保することができるというものである。
【0005】さらに、スパンを連続的に変位させて、全
周の伸縮量が変化しやすいように誘導しているので、比
較的少ないトルクで、このねじれ変位が吸収できるこ
と、従来の3個のベローズを組み合わせてねじれを吸収
するタイプのものと比較して、この発明は1個のコンパ
クトベローズで済むこと、従来の溶接ベローズと同じよ
うに、寿命の長い設計ができることなども特徴としてい
る。
【0006】また、この発明に係る溶接ベローズは、回
転方向のねじれ変位を吸収するだけでなく、従来の溶接
ベローズと同様に、伸縮変位や曲げ変位を、同時に吸収
することが可能なので、画期的であり、応用範囲も広
い。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のねじれを吸収
できる溶接ベローズは前記の目的を達成するために、薄
肉の金属板で製作する溶接ベローズであり、該ベローズ
の内径と外形のそれぞれの中心を偏心させたベローズコ
アを組み合わせて配置し、軸心方向に対して、ねじれを
吸収できるように構成したことを特徴とするものであ
る。
【0008】この発明のねじれを吸収できる溶接ベロー
ズは、薄肉の金属板で製作する溶接ベローズであり、該
ベローズの内径と外形のそれぞれの中心を偏心させたベ
ローズコアを組み合わせて配置し、軸心方向に対して、
ねじれを吸収できるように構成したねじれを吸収できる
溶接ベローズにおいて、両端のフランジの中間に、中間
フランジを1ないし複数枚配置し、2ないし複数個に等
分したベローズの1個の偏心位置に対して、次のベロー
ズの偏心位置が等角の回転角度位置となるように配置し
たことによりねじれを吸収できるようにしたことをも特
徴とするものである。
【0009】この発明のねじれを吸収できる溶接ベロー
ズは、究極的には、両端のフランジの間のベローズを、
1山毎に内径と外形の中心を偏心させて、周方向に等間
隔に配置して、1周を構成する、例えば、周方向の角度
を10°間隔とすれば36山で1周、15°間隔では2
4山、20°間隔では18山で1周になる、必要に応じ
て、2周、3周というように山数を2倍、3倍にするこ
とによって、軸心方向に対するねじれ角度を、2倍、3
倍吸収できるようにしたことをも特徴とするものであ
る。
【0010】この発明のねじれを吸収できる溶接ベロー
ズによれば、従来の溶接ベローズが、各山および周方向
の全周にわたって、伸縮変位の均一性を求めているのに
対し、内径と外形の中心を相対的に偏心させることによ
って、周方向の各伸縮変位を変化させることにより、回
転方向のねじれ成分を取り出すことができるので、1山
では微少なねじれ量であるが、これを山数分乗ずること
により、実用的に必要なねじれ変位量を確保することが
できる。
【0011】さらに、スパンを連続的に変位させて、全
周の伸縮量が変化しやすいように誘導しているので、比
較的少ないトルクで、このねじれ変位が吸収できるこ
と、従来の3個のベローズを組み合わせてねじれを吸収
するタイプのものと比較して、この発明は1個のコンパ
クトベローズで済むこと、また従来の溶接ベローズと同
じように、寿命の長い設計ができる。
【0012】また、この発明に係る溶接ベローズは、回
転方向のねじれ変位を吸収するだけでなく、従来の溶接
ベローズと同様に、伸縮変位や曲げ変位を、同時に吸収
することが可能なので、画期的であり、応用範囲も広
い。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいてこの発明に
係るねじれを吸収できる溶接ベローズの実施の形態を詳
細に説明する。図1は溶接ベローズに使用する金属製ベ
ローズの偏心状態を示す正面図、図2(a)は1対の偏
心した金属製ベローズをフランジで連結した構造を示す
側面図、(b)はその正面図、図3(a)は3つの偏心
した金属製ベローズをフランジで連結した構造を示す側
面図、(b)はその正面図、図4(a)は1対の偏心し
た金属製ベローズをフランジなしで連結した構造を示す
側面図、(b)はその正面図、図5は図2の溶接ベロー
ズにねじりを加えた状態を示す側面図、図6は図3の溶
接ベローズにねじりを加えた状態を示す側面図、図7は
図4の溶接ベローズにねじりを加えた状態を示す側面
図、また図8(a)は1対のベローズコアの正面図、
(b)はねじり変化前の切断端面図、(c)はねじり変
位のときの切断端面図である。
【0014】図1はこの発明のねじれを吸収できる溶接
ベローズに使用する金属製ベローズの偏心状態を示す正
面図で、11は薄肉の金属製ベローズであり、この金属
製ベローズ11は円形の輪郭を備えており、金属製ベロ
ーズ11は円形輪郭の軸心より外れた位置に開口部12
の中心が位置している。この金属製ベローズ11の開口
部12の中心位置は、要求されるねじれ変位や金属製ベ
ローズ11の輪郭と開口部12のサイズの比率等に応じ
て適宜位置決めされる。
【0015】金属製ベローズ11の長さは、フランジ間
の長さのみならず、要求される回転変位ならびに角度変
位の大きさや、伸縮の範囲等を勘案して適宜決定するこ
とができる。また金属製ベローズ11の直径は、円筒部
分を連結する位置の確保の観点から自動的に決定され
る。
【0016】図2(a),(b)ないし図4(a),
(b)は、それぞれ図1の金属製ベローズ11の使用方
法を説明するための図である。図2(a),(b)の例
では、1対の金属製ベローズ11を連結した構造の溶接
ベローズを示し、それぞれの金属製ベローズ11の外側
端部にはフランジ13が取り付けられている。また、1
対の金属製ベローズ11は内側端部が中間フランジ14
を介して連結されている。そして、上記1対の金属製ベ
ローズ11は、それぞれ円形輪郭の軸心より外れた位置
の開口部12中心が、円形輪郭の軸心を中心とする対称
位置に配置されている。
【0017】図3(a),(b)の例では、3つの金属
製ベローズ11を連結した構造の溶接ベローズを示し、
両側の金属製ベローズ11−1の外側端部にはフランジ
13が取り付けられている。そして、中間の金属製ベロ
ーズ11−2との間はそれぞれ中間フランジ14を介し
て連結されている。そして、上記3つの金属製ベローズ
11は、それぞれ円形輪郭の軸心より外れた位置の開口
部12中心が、両側の金属製ベローズ11−1において
は円形輪郭の軸心を中心とする対称位置に、中間の金属
製ベローズ11−2においてはそれらと直角をなす位置
に配置されている。
【0018】図4(a),(b)の例では、単一の金属
製ベローズ11からなる溶接ベローズを示し、金属製ベ
ローズ11の外側端部にはフランジ13が取り付けられ
ている。そして、上記金属製ベローズ11は、それぞれ
円形輪郭の軸心より外れた位置の開口部12中心が、円
形輪郭の軸心を中心とする周辺位置に、徐々にその回転
角が変わるよう配置されている。すなわちその回転角
は、金属製ベローズ11の一端から他端までの間で36
0度回っている。すなわち、両端のフランジ13の間の
金属製ベローズ11を、1山毎に内径と外形の中心を偏
心させて、周方向に等間隔に配置して、1周を構成す
る。例えば、周方向の角度を10°間隔とすれば36山
で1周、15°間隔では24山、20°間隔では18山
で1周になる。もちろん必要に応じて、2周、3周とい
うように山数を2倍、3倍にすることによって、軸心方
向に対するねじれ角度を、2倍、3倍吸収できるように
なる。
【0019】上記各溶接ベローズは、図2の溶接ベロー
ズをねじると図5のように、図3の溶接ベローズをねじ
ると図6のように、図4の溶接ベローズをねじると図7
のようにそれぞれ金属製ベローズ11が変形しながら、
そのねじれを吸収する。すなわち、図8(a)の正面図
に示す金属製ベローズ11は、ねじれ変位前は(b)の
ような全周において均一な間隔であるのに対し、ねじれ
変位したときには(c)のように回転角において間隔が
狭くなったり(図の下部)、広くなったり(図の上部)
している。
【0020】以上説明したように、上記図2および図3
に示す実施例では、中心が偏心位置にある金属製ベロー
ズ11を組み合わせて使用しており、そして中心が偏心
位置にある金属製ベローズ11は簡単に量産することが
できるので、ねじれを吸収できる溶接ベローズを低コス
トで作製することができる。
【0021】また、図4の実施例では、金属製ベローズ
11の開口部12中心が、円形輪郭の軸心を中心とする
周辺位置に徐々にその回転角が変わるよう配置されてい
るので、金属製ベローズが変位するときに生じる面間の
変化を順次、無理なく吸収することができ、スムーズな
変位を持つねじれを吸収した溶接ベローズを提供するこ
とができる。
【0022】
【発明の効果】この発明のねじれを吸収できる溶接ベロ
ーズによれば、従来の溶接ベローズが、各山および周方
向の全周にわたって、伸縮変位の均一性を求めているの
に対し、内径と外形の中心を相対的に偏心させることに
よって、周方向の各伸縮変位を変化させることにより、
回転方向のねじれ成分を取り出すことができるので、1
山では微少なねじれ量であるが、これを山数分乗するこ
とにより、実用的に必要なねじれ変位量を確保すること
ができる。
【0023】さらに、スパンを連続的に変位させて、全
周の伸縮量が変化しやすいように誘導しているので、比
較的少ないトルクで、このねじれ変位が吸収できるこ
と、従来の3個のベローズを組み合わせてねじれを吸収
するタイプのものと比較して、この発明は1個のコンパ
クトベローズで済むこと、また従来の溶接ベローズと同
じように、寿命の長い設計ができる。
【0024】また、この発明に係る溶接ベローズは、回
転方向のねじれ変位を吸収するだけでなく、従来の溶接
ベローズと同様に、伸縮変位や曲げ変位を、同時に吸収
することが可能なので、画期的であり、応用範囲も広
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶接ベローズに使用する金属製ベローズの偏心
状態を示す正面図である。
【図2】(a)は1対の偏心した金属製ベローズをフラ
ンジで連結した構造を示す側面図、(b)はその正面図
である。
【図3】(a)は3つの偏心した金属製ベローズをフラ
ンジで連結した構造を示す側面図、(b)はその正面図
である。
【図4】(a)は1対の偏心した金属製ベローズをフラ
ンジなしで連結した構造を示す側面図、(b)はその正
面図である。
【図5】図2の溶接ベローズにねじりを加えた状態を示
す側面図である。
【図6】図3の溶接ベローズにねじりを加えた状態を示
す側面図である。
【図7】図4の溶接ベローズにねじりを加えた状態を示
す側面図である。
【図8】(a)は1対のベローズコアの正面図、(b)
はねじり変化前の切断端面図、(c)はねじり変位のと
きの切断端面図である。
【符号の説明】
11,11−1,11−2 金属製ベローズ 12 開口部 13 フランジ 14 中間フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3J045 AA04 AA06 AA14 BA04 CB04 CB06 CB09 CB21 DA03 DA05 EA10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】薄肉の金属板で製作する溶接ベローズであ
    り、該ベローズの内径と外形のそれぞれの中心を偏心さ
    せたベローズコアを組み合わせて配置し、軸心方向に対
    して、ねじれを吸収できるように構成したことを特徴と
    するねじれを吸収できる溶接ベローズ。
  2. 【請求項2】薄肉の金属板で製作する溶接ベローズであ
    り、該ベローズの内径と外形のそれぞれの中心を偏心さ
    せたベローズコアを組み合わせて配置し、軸心方向に対
    して、ねじれを吸収できるように構成したねじれを吸収
    できる溶接ベローズにおいて、両端のフランジの中間
    に、中間フランジを1ないし複数枚配置し、2ないし複
    数個に等分したベローズの1個の偏心位置に対して、次
    のベローズの偏心位置が等角の回転角度位置となるよう
    に配置したことによりねじれを吸収できるようにしたこ
    とを特徴とするねじれを吸収できる溶接ベローズ。
  3. 【請求項3】究極的には、両端のフランジの間のベロー
    ズを、1山毎に内径と外形の中心を偏心させて、周方向
    に等間隔に配置して、1周を構成する、例えば、周方向
    の角度を10°間隔とすれば36山で1周、15°間隔
    では24山、20°間隔では18山で1周になる、必要
    に応じて、2周、3周というように山数を2倍、3倍に
    することによって、軸心方向に対するねじれ角度を、2
    倍、3倍吸収できるようにした、ねじれを吸収できる溶
    接ベローズ。
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