JPWO2017051753A1 - 金属ベローズ - Google Patents

金属ベローズ Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017051753A1
JPWO2017051753A1 JP2017541525A JP2017541525A JPWO2017051753A1 JP WO2017051753 A1 JPWO2017051753 A1 JP WO2017051753A1 JP 2017541525 A JP2017541525 A JP 2017541525A JP 2017541525 A JP2017541525 A JP 2017541525A JP WO2017051753 A1 JPWO2017051753 A1 JP WO2017051753A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
connection
abdomen
metal bellows
valley
peak
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017541525A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6800157B2 (ja
Inventor
孔治 佐藤
孔治 佐藤
三宅 邦明
邦明 三宅
達浩 有川
達浩 有川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eagle Industry Co Ltd
Original Assignee
Eagle Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eagle Industry Co Ltd filed Critical Eagle Industry Co Ltd
Publication of JPWO2017051753A1 publication Critical patent/JPWO2017051753A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6800157B2 publication Critical patent/JP6800157B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04Bellows
    • F16J3/047Metallic bellows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04Accumulators
    • F15B1/08Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F15B1/10Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
    • F15B1/103Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means the separating means being bellows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/36Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member
    • F16J15/363Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member the diaphragm or bellow being made of metal
    • F16J15/366Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member connected by a diaphragm or bellow to the other member the diaphragm or bellow being made of metal and comprising vibration-damping means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/50Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall
    • F16J15/52Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall by means of sealing bellows or diaphragms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04Accumulators
    • F15B1/08Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F15B1/10Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)

Abstract

金属ベローズの両端部における破損を防止することのできる耐久性の大きい金属ベローズを提供する。環状を呈し、軸方向の端部10cから腹部、谷部、腹部、山部及び腹部の順の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズであって、端部10cは、装着部材15に接続される第1接続腹部10d、第1接続腹部10dから軸方向の内側に向かって順に延びる接続谷部10e及び第2接続腹部10fを備え、自由状態における接続谷部10eの軸方向の幅b1は端部10c以外の部分における谷部10i、10m・・・又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅より大きく設定されていることを特徴としている。

Description

本発明は、金属ベローズに関する。さらに詳しくは、本発明の金属ベローズは車載用のアキュムレータ等の構成要素として好適に用いられる成形ベローズに関する。
従来の金属ベローズ、例えば、成形された金属ベローズにおいては、山部及び谷部がU字形をしたU形ベローズが知られている(例えば、特許文献1及び2参照。以下、「従来技術1」という。)。
また、蛇腹状の管壁において、山部の断面形状が管外側へ凸のU字状となっており、谷部の断面形状が管内側へ凸のV字状となっていることを特徴とする金属製ベローズも知られている(例えば、特許文献3参照。以下、「従来技術2」という。)。
特許第2539905号公報 特開2005−48902号公報 特開2009−8184号公報
しかしながら、上記した従来技術1及び従来技術2においては、金属ベローズの山から山、あるいは、谷から谷の寸法を示すピッチは全長において一定であるため、その両端部をカラー部材に溶接などにより固定してアキュムレータなどの装置に使用する場合、カラー部材に接続される両端部において特に大きな応力が作用し、両端部が破損するという問題があった。
また、金属ベローズは、アキュムレータなどの装置に使用される場合、その一方の自由側端部に制振リングが装着されるが、従来技術1及び従来技術2のように全長においてピッチが一定であると、制振リングの挟着される谷の部分の幅もピッチに連動して一定であるため、制振リングの軸方向の幅が谷の部分の幅内に制限されたり、あるいは、制振リングと谷の部分の両側の腹部との隙間が少ない場合、制振リングが腹部に当接し、該腹部が破損するという問題もあった。
本発明は、第一に、金属ベローズの両端部における破損を防止することのできる耐久性の大きい金属ベローズを提供することを目的とするものである。
また、本発明は、第二に、金属ベローズの両端部に制振リングなどの部材が装着される場合、そのスペースの確保及び両端部の破損防止の可能な金属ベローズを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するため本発明の金属ベローズは、第1に、環状を呈し、軸方向の端部から腹部、谷部、腹部、山部及び腹部の順の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズであって、
前記端部は、装着部材に接続される第1接続腹部、前記第1接続腹部から軸方向の内側に向かって順に延びる接続谷部及び第2接続腹部を備え、自由状態における前記接続谷部の軸方向の幅は前記端部以外の部分における谷部又は山部の軸方向の幅より大きく設定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属ベローズの端部における接続谷部の変形量、ひいては端部の変形量を小さくすることができ、端部に発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部の応力による破壊を防止することができるため金属ベローズの寿命を延ばすことができる。
また、金属ベローズの端部における接続谷部に制振リングを装着するための幅方向のスペースを確保でき、制振リングの取り付けを確実にできると共に、金属ベローズが収縮した場合でも、第1接続腹部及び第2接続腹部が制振リングの取付部に衝突することがないため、第1接続腹部及び第2接続腹部の破損を防止することができ、金属ベローズの寿命を延ばすことができる。
また、本発明の金属ベローズは、第2に、環状を呈し、軸方向の端部から腹部、山部、腹部、谷部及び腹部の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズであって、
前記端部は、装着部材に接続される第1接続腹部、前記第1接続腹部から軸方向の内側に向かって順に延びる接続山部及び第2接続腹部を備え、自由状態における前記接続山部の軸方向の幅は前記端部以外の部分における山部又は谷部の軸方向の幅より大きく設定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属ベローズの端部における接続谷部の変形量、ひいては端部の変形量を小さくすることができ、端部に発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部の応力による破壊を防止することができるため金属ベローズの寿命を延ばすことができる。
また、本発明の金属ベローズは、第3に、第1または第2の特徴において、前記接続谷部または前記接続山部は、軸方向に平行な直線状の部分を含むことを特徴としている。
この特徴によれば、自由状態における前記接続谷部または前記接続山部の軸方向の幅を容易に拡大することができる。
また、本発明の金属ベローズは、第4に、第1または第2の特徴において、前記接続谷部または前記接続山部は、前記端部以外の部分における谷部または山部の曲率半径より大きい曲率半径の円弧部から形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、自由状態における前記接続谷部または前記接続山部の軸方向の幅を拡大する際、前記接続谷部または前記接続山部の全体を滑らかな曲線で形成することができ、前記接続谷部または前記接続山部における応力集中を防止できる。
また、本発明の金属ベローズは、第5に、第1の特徴において、前記金属ベローズの遊動端側の端部における接続谷部には、前記金属ベローズの伸張・収縮動作時におけるシェル内の軸方向の移動をガイドするための制振リングが設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、制振リングが確実に取り付けられるため、制振リングのガイド機能を十分に発揮することができる。
本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
(1)金属ベローズの軸方向の端部は、装着部材に接続される第1接続腹部、第1接続腹部から軸方向の内側に向かって順に延びる接続谷部及び第2接続腹部を備え、自由状態における前記接続谷部の軸方向の幅は端部以外の部分における谷部又は山部の軸方向の幅より大きく設定されていることにより、金属ベローズの端部における接続谷部の変形量、ひいては端部の変形量を小さくすることができ、端部に発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部の応力による破壊を防止することができるため金属ベローズの寿命を延ばすことができる。
また、金属ベローズの端部における接続谷部に制振リングを装着するための幅方向のスペースを確保でき、制振リングの取り付けを確実にできると共に、金属ベローズが収縮した場合でも、第1接続腹部及び第2接続腹部が制振リングの取付部に衝突することがないため、第1接続腹部及び第2接続腹部の破損を防止することができ、金属ベローズの寿命を延ばすことができる。
(2)金属ベローズの軸方向端部は、装着部材に接続される第1接続腹部、第1接続腹部から軸方向の内側に向かって順に延びる接続山部及び第2接続腹部を備え、自由状態における接続山部の軸方向の幅は端部以外の部分における山部又は谷部の軸方向の幅より大きく設定されていることにより、金属ベローズの端部における接続谷部の変形量、ひいては端部の変形量を小さくすることができ、端部に発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部の応力による破壊を防止することができるため金属ベローズの寿命を延ばすことができる。
(3)接続谷部または接続山部は、軸方向に平行な直線状の部分を含むことにより、自由状態における接続山部の軸方向の幅を容易に拡大することができる。
(4)接続谷部または接続山部は、端部以外の部分における谷部または山部の曲率半径より大きい曲率半径の円弧部から形成されていることにより、自由状態における接続谷部または接続山部の軸方向の幅を拡大する際、接続谷部または接続山部の全体を滑らかな曲線で形成することができ、接続谷部または接続山部における応力集中を防止できる。
(5)金属ベローズの遊動端側の端部における接続谷部には、金属ベローズの伸張・収縮動作時におけるシェル内の軸方向の移動をガイドするための制振リングが設けられることにより、制振リングが確実に取り付けられるため、制振リングのガイド機能を十分に発揮することができる。
本発明の実施例1に係る金属ベローズを備えるアキュムレータの縦断面図である。 本発明の実施例1に係る金属ベローズの伸長も収縮もしていない組み込み初期における自由長状態を示す要部の軸半裁断面図である。 本発明の実施例1に係る金属ベローズの密着長状態を示す要部の軸半裁断面図である。 本発明の実施例2に係る金属ベローズの伸長も収縮もしていない組み込み初期における自由長状態を示す要部の軸半裁断面図である。 本発明の実施例3に係る金属ベローズの伸長も収縮もしていない組み込み初期における自由長状態を示す要部の軸半裁断面図である。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、特に明示的な記載がない限り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1は、本発明の実施例1に係る金属ベローズ10を備えるアキュムレータ1の断面を示しており、図の左側は金属ベローズ10が収縮された状態を、図の右側は金属ベローズ10が伸張された状態を示している。
図1に示すアキュムレータ1は、ベローズとして成形加工された金属ベローズ10を用いる金属ベローズ型アキュムレータであって、以下のように構成されている。
先ず、図示しない圧力配管に接続されるオイルポート4を備えたアキュムレータハウジング2が設けられており、このハウジング2の内部に金属ベローズ10およびベローズキャップ11が配置されてハウジング2の内部空間が高圧ガス(例えば窒素ガス)を封入するガス室12と、オイルポート4のポート穴5に連通する液室13とに仕切られている。ハウジング2としては、有底円筒状のシェル3と、このシェル3の開口部に固定(溶接)されたオイルポート4との組み合わせよりなる。シェル3の底部には、ガス室12にガスを注入するためのガス注入口6が設けられ、ガス注入後、ガスプラグ7で閉じられている。
金属ベローズ10は、その固定端10aをハウジング2のポート側内面であるオイルポート4の内面にカラーなどの装着部材15を介して固定(溶接)されるとともにその遊動端10bをカラーなどの装着部材15を介して円盤状のベローズキャップ11に固定(溶接)されている。
また、金属ベローズ10の径方向振れの抑制及び金属ベローズ10の伸張・収縮動作時におけるシェル3内の軸方向の移動をガイドするためにベローズキャップ11の外周端と遊動端10bとに跨るように制振リング16が装着されている。
図1において、アキュムレータ1は金属ベローズ10の外周側にガス室12を配置するとともに金属ベローズ10の内周側に液室13を配置する外ガスタイプのアキュムレータとされている。
ハウジング2のポート側内面すなわちオイルポート4の内面に位置して環状ないし筒状のステー14が固定(溶接)されており、このステー14の先端(図では上端)に、ベローズキャップ11が接離自在に当接する。またステー14の内周面には内向きフランジ部14aが設けられ、フランジ部14aの内周は連通孔14bとされている。
次に、金属ベローズ10について説明する。
図2は、金属ベローズ10が伸長も収縮もしていない組み込み初期における自由長状態を示すもので、紙面下方の水平方向に延びる一点鎖線が金属ベローズ10の中心を示しており、紙面左側が遊動端10b側、同右側が固定端10a側である。
図2において、金属ベローズ10は、環状を呈し、軸方向の端部から腹部、谷部、腹部、山部及び腹部の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズである。
今、金属ベローズ10の遊動端10b側について説明すると、端部10cは、カラーなどの装着部材15に接続される第1接続腹部10d、第1接続腹部10dから軸方向の他端に位置する固定端10a側に向かって順に延びる接続谷部10e及び第2接続腹部10fを備えている。
そして、第2接続腹部10fに続いて、固定端10aに向かって順に、山部10g、腹部10h、谷部10i、腹部10j、山部10k、腹部10l、谷部10m・・・と続いている。
図2においては、金属ベローズ10の谷部の内径di、山部の外径doは、それぞれ、同一に設定されている。
また、金属ベローズ10は、伸長も収縮もしていない組み込み初期における自由長状態において、谷部10i、10m、・・・は、それぞれ、断面U字状をなして反転し、山部10g、10k、・・・はそれぞれ断面円弧状をなして反転している。
さらに、山部10g、10k、・・・は、それぞれ、当該山部に隣接する両側の谷部、例えば、山部10kにおいては、隣接する両側の谷部10i及び10mのピッチの中央17に対して腹部10j、10lの円弧状の凸側と反対方向(図2の左側方向。以下「オフセット側」ということがある。)にオフセットされた位置に位置するように形成されている。
本発明の金属ベローズ10の特徴は、端部10cの接続谷部10eの軸方向の幅b1が端部10c以外の部分における谷部10i、10m・・・の軸方向の幅b2、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅b3より大きく設定されているところにある。
一例を挙げると、接続谷部10eの軸方向の幅b1は、谷部10i、10m・・・の軸方向の幅b2、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅b3の1.5倍〜5倍の範囲に設定される。
なお、本発明において谷部(接続谷部も含む。)又は山部の軸方向の幅とは、それぞれの谷部における当該谷部とこの両側の腹部との接続部、又はそれぞれの山部における当該山部とこの両側の腹部との接続部を結ぶ径方向の位置での軸方向の幅を意味するが、谷部又は山部とこの両側の腹部との接続部の位置が一概に決められない場合もあることから、便宜的に、接続谷部10e及び谷部10i、10m・・の最下点から外方に一定距離αだけ離れた位置X、又は山部10g、10k・・の最高点から内方に一定の距離αだけ離れた位置Yにおける軸方向の幅をもって、それぞれの、軸方向の幅としてもよい。
端部10cの接続谷部10eは、該接続谷部10eの軸方向の中央部が軸方向に平行な直線状の部分sを有し、該直線状の部分sの両側はそれぞれ円弧状のr、rを介して第1接続腹部10d、及び、第2接続腹部10fに滑らかに接続されている。
接続谷部10eの軸方向の幅b1に対する直線状の部分sの割合は設計的に決められるが、例えば、s/b1=0.1〜0.9の範囲が好ましい。より好ましくは、s/b1=0.65〜0.68の範囲である。
金属ベローズ10の遊動端10b側の端部10cにおける接続谷部10eには、制振リング16の取付部16aが接続谷部10eの面に当接するようにして嵌入されている。このように、制振リング16の取付部16aが接続谷部10eの面に当接するようにして嵌入されると、制振リング16を確実に取り付けることができ、制振リング16が金属ベローズ10の伸張・収縮動作時におけるシェル3内の軸方向の移動をガイドする際、シェル3側から外力を受けた場合にも制振リング16の離脱等を防止することができる。
図2においては、固定端10a側の端部10cも、遊動端10b側の端部10cと同様に形成されているが、本発明はこれに限らず、一方の側だけでもよい。
また、本発明において、金属ベローズ10は、図2に示すようなオフセット型に限らず、従来技術1のような山部及び谷部がU字形をしたU形ベローズ、または、従来技術2のような山部の断面形状が管外側へ凸のU字状、谷部の断面形状が管内側へ凸のV字状のベローズなど、他の型の金属ベローズにも適用できることはいうまでもない。
今、金属ベローズ10の内径側に圧力Pinが作用し、外径側に圧力Poutが作用するとする。
Pout>Pin の場合、腹部10f、10h、10j、10l・・・は軸方向に押しつぶされて、図3に示すような軸方向に圧縮された状態になる。この際、固定端10a側の端部10c及び遊動端10b側の端部10cにおいては、接続谷部10eの軸方向の幅b1が谷部10i、10m・・・の軸方向の幅b2、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅b3よりも大きく設定されているため、端部10cの変形量は小さくなる。すなわち、谷部10i、10m・・・は断面U字状をなし軸方向の幅b2が小さく、また、山部10g、10k・・・は断面円弧状をなし軸方向の幅b3が小さいため、軸方向に伸縮変形しやすいのに対し、接続谷部10eは直線状の部分sを有し、軸方向の幅b1が大きいため軸方向の伸縮変形に強くなり、接続谷部10eの変形量、ひいては端部10cの変形量は小さくなるものである。
端部10cの変形量が小さくなると、端部10cに発生する曲げ応力は小さくなり、比較的、応力の集中する端部10cの応力による破壊を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
また、金属ベローズ10の遊動端10b側の端部10cにおける接続谷部10eに、制振リング16の取付部16aが接続谷部10eの面に当接するようにして嵌入されていると制振リング16の取り付けが確実になり、制振リング16が金属ベローズ10の伸張・収縮動作時においてシェル3内を軸方向に移動する際、シェル3に接触して外力を受けるような場合でも、制振リング16の離脱等を防止することができる。
また、接続谷部10eは直線状の部分sを有し、軸方向の幅b1が大きいため、金属ベローズ10が図3に示すように収縮した場合でも、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fが制振リング16の取付部16aに衝突することがないため、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fの破損を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
上記した実施例1においては、環状を呈し、軸方向の端部10cから腹部、谷部、腹部の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズ10であって、端部10cは、装着部材15に接続される第1接続腹部10d、第1接続腹部10dから軸方向の内側に向かって順に延びる接続谷部10e及び第2接続腹部10fを備え、接続谷部10eの軸方向の中央部が軸方向に平行な直線状の部分sを有し、自由状態における接続谷部10eの軸方向の幅b1は端部10c以外の部分における谷部10i、10m・・・、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅より大きく設定されていることにより、以下のような効果を奏する。
(1)金属ベローズ10の端部10cにおける接続谷部10eの変形量、ひいては端部10cの変形量を小さくすることができ、端部10cに発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部10cの応力による破壊を防止することができるため金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
(2)金属ベローズ10の端部10cにおける接続谷部10eに制振リング16を装着するための幅方向のスペースを確保でき、制振リング16の取り付けを確実にできると共に、金属ベローズ10が収縮した場合でも、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fが制振リング16の取付部16aに衝突することがないため、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fの破損を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
(3)また、接続谷部10eは、軸方向に平行な直線状の部分sを含むことにより、自由状態における接続山部10eの軸方向の幅を容易に拡大することができる。
(4)また、金属ベローズ10の遊動端10b側の端部10cにおける接続谷部10eには、金属ベローズ10の伸張・収縮動作時におけるシェル3内の軸方向の移動をガイドするための制振リング16が設けられることにより、制振リング16が確実に取り付けられるため、制振リング16のガイド機能を十分に発揮することができる。
図4を参照して、本発明の実施例2に係る金属ベローズ10について説明する。
実施例2に係る金属ベローズ10は、接続谷部の形状が実施例1と相違するが、その他の基本構成は実施例1と同じであり、同じ部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
図4において、金属ベローズ10の遊動端10b側について説明すると、端部10cは、カラーなどの装着部材15に接続される第1接続腹部10d、第1接続腹部10dから軸方向の他端に位置する固定端10a側に向かって順に延びる接続谷部10e−1及び第2接続腹部10fを備えている。
そして、実施例1と同様に、第2接続腹部10fに続いて、固定端10aに向かって順に、山部10g、腹部10h、谷部10i、腹部10j、山部10k、腹部10l、谷部10m・・・と続いている。
図4においては、実施例1と同様に、金属ベローズ10の谷部の内径di、山部の外径doは、それぞれ、同一に設定されている。
本発明の金属ベローズ10の特徴は、端部10cの接続谷部10e−1の軸方向の幅b1が端部10c以外の部分における谷部10i、10m・・・の軸方向の幅b2、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅b3より大きく設定されているところにある。
一例を挙げると、接続谷部10e−1の軸方向の幅b1は、谷部10i、10m・・・の軸方向の幅b2、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅b3の1.5倍〜5倍の範囲に設定される。
端部10cの接続谷部10e−1は、端部10c以外の谷部10i、10m・・・、又は山部10g、10k・・・の円弧より大きい曲率半径Rを有する円弧部から構成されている。
金属ベローズ10の遊動端10b側の端部10cにおける接続谷部10e−1には、制振リング16の取付部16aが接続谷部10e−1の面に当接するようにして嵌入されている。このように、制振リング16の取付部16aが接続谷部10e−1の面に当接するようにして嵌入されていると、制振リング16を確実に取り付けることができ、制振リング16が金属ベローズ10の伸張・収縮動作時におけるシェル3内の軸方向の移動をガイドする際、シェル3側から外力を受けた場合にも制振リング16の離脱等を防止することができる。
図4においては、固定端10a側の端部10cも、遊動端10b側の端部10cと同様に形成されているが、本発明はこれに限らず、一方の側だけでもよい。
今、金属ベローズ10の内径側に圧力Pinが作用し、外径側に圧力Poutが作用するとする。
Pout>Pin の場合、腹部10f、10h、10j、10l・・・は軸方向に押しつぶされて、軸方向に圧縮された状態になる。この際、固定端10a側の端部10c及び遊動端10b側の端部10cにおいては、接続谷部10e−1の軸方向の幅b1が谷部10i、10m・・・、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅b3よりも大きく設定されているため、端部10cの変形量は小さくなる。すなわち、谷部10i、10m・・・は断面U字状をなし軸方向の幅b2が小さく、また、山部10g、10k・・・は断面円弧状をなし軸方向の幅b3が小さいいため軸方向に伸縮変形しやすいのに対し、接続谷部10e−1は曲率半径Rの大きい円弧部から形成され、軸方向の幅b1が大きいため軸方向の伸縮変形に強くなり、接続谷部10e−1の変形量、ひいては端部10cの変形量は小さくなるものである。
端部10cの変形量が小さくなると、端部10cに発生する曲げ応力は小さくなり、比較的応力の集中する端部10cの応力による破壊を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
また、金属ベローズ10の遊動端10b側の端部10cにおける接続谷部10e−1に、制振リング16の取付部16aが接続谷部10e−1の面に当接するようにして嵌入されていると制振リング16の取り付けが確実になり、制振リング16が金属ベローズ10の伸張・収縮動作時においてシェル3内を軸方向に移動する際、シェル3に接触して外力を受けるような場合でも、制振リング16の離脱等を防止することができる。
また、接続谷部10e−1は曲率半径Rの大きい円弧部から形成され、軸方向の幅b1が大きいため、金属ベローズ10が収縮した場合でも、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fが制振リング16の取付部16aに衝突することがないため、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fの破損を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
上記した実施例2においては、環状を呈し、軸方向の端部10cから腹部、谷部、腹部、山部及び腹部の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズ10であって、端部10cは、装着部材15に接続される第1接続腹部10d、第1接続腹部10dから軸方向の内側に向かって順に延びる接続谷部10e−1及び第2接続腹部10fを備え、接続谷部10e−1は曲率半径Rの大きい円弧部から形成され、自由状態における接続谷部10e−1の軸方向の幅b1は端部10c以外の部分における谷部10i、10m・・・、又は山部10g、10k・・・の軸方向の幅より大きく設定されていることにより、以下のような効果を奏する。
(1)金属ベローズ10の端部10cにおける接続谷部10e−1の変形量、ひいては端部10cの変形量を小さくすることができ、端部10cに発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部10cの応力による破壊を防止することができるため金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
(2)金属ベローズ10の端部10cにおける接続谷部10e−1に制振リング16を装着するための幅方向のスペースを確保でき、制振リング16の取り付けを確実にできると共に、金属ベローズ10が収縮した場合でも、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fが制振リング16の取付部16aに衝突することがないため、第1接続腹部10d及び第2接続腹部10fの破損を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
(3)また、接続谷部10e−1は、端部10c以外の部分における谷部10i、10m・・・または山部10g、10h・・・の曲率半径より大きい曲率半径の円弧部から形成されていることにより、自由状態における接続谷部10e−1の軸方向の幅を拡大する際、接続谷部10e−1の全体を滑らかな曲線で形成することがで、接続谷部10e−1の応力集中を防止することができる。
(4)また、金属ベローズ10の遊動端10b側の端部10cにおける接続谷部10e−1には、金属ベローズ10の伸張・収縮動作時におけるシェル3内の軸方向の移動をガイドするための制振リング16が設けられることにより、制振リング16が確実に取り付けられるため、制振リング16のガイド機能を十分に発揮することができる。
図5を参照して、本発明の実施例3に係る金属ベローズ30について説明する。
実施例3に係る金属ベローズ30は、端部の形状が実施例1と相違するが、その他の基本構成は実施例1と同じであり、重複する説明は省略する。
図5において、金属ベローズ30の遊動端30b側について説明すると、端部30cは、カラーなどの装着部材15に接続される第1接続腹部30d、第1接続腹部30dから軸方向の他端に位置する固定端30a側に向かって順に延びる接続山部30e及び第2接続腹部30fを備えている。
そして、実施例1と同様に、第2接続腹部30fに続いて、固定端30aに向かって順に、谷部30g、腹部30h、山部30i、腹部30j、谷部30k、腹部30l、山部30m・・・と続いている。
図5においては、実施例1と同様に、金属ベローズ30の谷部の内径di、山部の外径doは、それぞれ、同一に設定されている。
本発明の金属ベローズ30の特徴は、端部30cの接続山部30eの軸方向の幅b1が端部30c以外の部分における谷部30g、30k・・・の軸方向の幅b2、又は山部30i、30m・・・の軸方向の幅b3より大きく設定されているところにある。
一例を挙げると、接続山部30eの軸方向の幅b1は、谷部30g、30k・・・の軸方向の幅b2、又は山部30i、30m・・・の軸方向の幅b3の1.5倍〜5倍の範囲に設定される。
端部30cの接続山部30eは、該接続山部30eの軸方向の中央部が軸方向に平行な直線状の部分sを有し、該直線状の部分sの両側はそれぞれ円弧状のr、rを介して第1接続腹部30d、及び、第2接続腹部30fに滑らかに接続されている。
接続山部30eの軸方向の幅b1に対する直線状の部分sの割合は、設計的に決められるが、例えば、s/b1=0.1〜0.9の範囲が好ましい。より好ましくは、s/b1=0.65〜0.68の範囲である。
今、金属ベローズ30の内径側に圧力Pinが作用し、外径側に圧力Poutが作用するとする。
Pout>Pin の場合、腹部30h、30j、30l、・・・は軸方向に押しつぶされて、軸方向に圧縮された状態になる。この際、固定端30a側の端部30c及び遊動端30b側の端部30cにおいては、接続山部30eの軸方向の幅b1が谷部30g、30k・・・、又は山部30i、30m・・・の軸方向の幅b3よりも大きく設定されているため、端部10cの変形量は小さくなる。すなわち、谷部30g、30k・・・は断面U字状をなし軸方向の幅b2が小さく、また、山部30i、30m・・・は断面円弧状をなし軸方向の幅b3が小さいいため軸方向に伸縮変形しやすいのに対し、接続山部30eは直線状の部分sを有し、軸方向の幅b1が大きいため軸方向の伸縮変形に強くなり、接続谷部10eの変形量、ひいては端部10cの変形量は小さくなるものである。
端部10cの変形量が小さくなると、端部10cに発生する曲げ応力は小さくなり、比較的応力の集中する端部10cの応力による破壊を防止することができ、金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
上記した実施例3においては、環状を呈し、軸方向の端部10cから腹部、山部、腹部、谷部及び腹部の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズ30であって、端部30cは、装着部材15に接続される第1接続腹部30d、第1接続腹部30dから軸方向の内側に向かって順に延びる接続山部30e及び第2接続腹部30fを備え、接続山部30eの軸方向の中央部が軸方向に平行な直線状の部分sを有し、自由状態における接続山部30eの軸方向の幅は端部30c以外の部分における山部30i、30m・・・又は谷部30g、30k・・・の軸方向の幅より大きく設定されていることにより、以下のような効果を奏する。
(1)金属ベローズ30の端部30cにおける接続山部30eの変形量、ひいては端部30cの変形量を小さくすることができ、端部30cに発生する曲げ応力を小さくすることができ、比較的応力の集中する端部30cの応力による破壊を防止することができるため金属ベローズ10の寿命を延ばすことができる。
(2)また、接続谷部10eは、軸方向に平行な直線状の部分sを含むことにより、自由状態における接続山部10eの軸方向の幅を容易に拡大することができる。
以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
例えば、前記実施例では、本発明に係る金属ベローズ10、30がアキュムレータに装着される場合を説明したが、これに限らず、パイプライン等、他の産業分野にも用いることもできる。
また、例えば、前記実施例では、金属ベローズ10、30がオフセット型である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、従来技術1のような山部及び谷部がU字形をしたU形ベローズ、または、従来技術2のような山部の断面形状が管外側へ凸のU字状、谷部の断面形状が管内側へ凸のV字状のベローズなど、他の型の金属ベローズにも適用できる。
1 アキュムレータ
2 ハウジング
3 シェル
4 オイルポート
5 ポート穴
6 ガス注入口
7 ガスプラグ
10、30 金属ベローズ
10a、30a 固定端
10b、30b 遊動端
10c、30c 端部
10d、30d 第1接続腹部
10f、30f 第2接続腹部
10e、10e−1 接続谷部
30e 接続山部
10g、10k、30i、30m 山部
10i、10m、30g、30k 谷部
10h、10j、10l、30h、30j、30l 腹部
11 ベローズキャップ
12 ガス室
13 液室
14 ステー
15 装着部材(カラー)
16 制振リング
17 谷部のピッチの中央
di 谷部の内径
do 山部の外径
X 谷部の最下点から外方に一定距離αだけ離れた位置
Y 山部の最高点から内方に一定の距離αだけ離れた位置 s 接続谷部直線状の部分
Pin 内径側の圧力
Pout 外径側の圧力













Claims (5)

  1. 環状を呈し、軸方向の端部から腹部、谷部、腹部、山部及び腹部の順の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズであって、
    前記端部は、装着部材に接続される第1接続腹部、前記第1接続腹部から軸方向の内側に向かって順に延びる接続谷部及び第2接続腹部を備え、自由状態における前記接続谷部の軸方向の幅は前記端部以外の部分における谷部又は山部の軸方向の幅より大きく設定されていることを特徴する金属ベローズ。
  2. 環状を呈し、軸方向の端部から腹部、山部、腹部、谷部及び腹部の順に一連に一体成形した構造を軸方向に繰り返し有する金属ベローズであって、
    前記端部は、装着部材に接続される第1接続腹部、前記第1接続腹部から軸方向の内側に向かって順に延びる接続山部及び第2接続腹部を備え、自由状態における前記接続山部の軸方向の幅は前記端部以外の部分における山部又は谷部の軸方向の幅より大きく設定されていることを特徴する金属ベローズ。
  3. 前記接続谷部または前記接続山部は、軸方向に平行な直線状の部分を含むことを特徴する請求項1又は2に記載の金属ベローズ。
  4. 前記接続谷部または前記接続山部は、前記端部以外の部分における谷部または山部の曲率半径より大きい曲率半径の円弧部から形成されていることを特徴する請求項1又は2に記載の金属ベローズ。
  5. 前記金属ベローズの遊動端側の端部における接続谷部には、前記金属ベローズの伸張・収縮動作時におけるシェル内の軸方向の移動をガイドするための制振リングが設けられることを特徴する請求項1に記載の金属ベローズ。
JP2017541525A 2015-09-23 2016-09-14 アキュムレータ Active JP6800157B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015186171 2015-09-23
JP2015186171 2015-09-23
PCT/JP2016/077047 WO2017051753A1 (ja) 2015-09-23 2016-09-14 金属ベローズ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017051753A1 true JPWO2017051753A1 (ja) 2018-07-05
JP6800157B2 JP6800157B2 (ja) 2020-12-16

Family

ID=58386700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017541525A Active JP6800157B2 (ja) 2015-09-23 2016-09-14 アキュムレータ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10520084B2 (ja)
EP (1) EP3354944B1 (ja)
JP (1) JP6800157B2 (ja)
CN (1) CN108138957B (ja)
WO (1) WO2017051753A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107184364B (zh) * 2017-07-07 2018-04-17 北京恒通信佳科技发展有限公司 一种波纹管
CN117759794B (zh) * 2024-02-22 2024-05-24 沈阳欧施盾新材料科技有限公司 无缝s形摇摆软管及火箭发动机

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1731130A (en) * 1921-10-17 1929-10-08 Fulton Sylphon Co Flexible corrugated tubular wall and method for making the same
US2942838A (en) * 1955-03-18 1960-06-28 Melville F Peters Vibration damping in fluid seals
US3469502A (en) * 1967-02-09 1969-09-30 Robert I Gardner Bellows
JPS5776240U (ja) * 1980-10-30 1982-05-11
JP2539905B2 (ja) 1989-01-20 1996-10-02 日本発条株式会社 アキュムレ―タ
GB8909289D0 (en) * 1989-04-24 1989-06-07 Crane John Uk Ltd Mechanical face seals
FR2671844B1 (fr) * 1991-01-17 1994-12-30 Eg G Soufflet a ondes courbes.
EP1052412B1 (en) * 1999-05-12 2005-03-09 NHK Spring Co., Ltd. Accumulator and manufacturing process thereof
JP2003148616A (ja) * 2001-11-14 2003-05-21 Saginomiya Seisakusho Inc 溶接金属ベローズ
JP2005048902A (ja) 2003-07-30 2005-02-24 Nippon Valqua Ind Ltd 成形ベローズの製造方法、および該方法により得られた成形ベローズ
JP4311639B2 (ja) * 2003-11-07 2009-08-12 日本発條株式会社 金属ベローズの製造方法
JP2005155835A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Saginomiya Seisakusho Inc 金属ベローズ、金属ベローズ・金属部材接合品およびその製造方法
JP4735811B2 (ja) 2005-04-15 2011-07-27 Nok株式会社 アキュムレータ
JP2009008184A (ja) 2007-06-28 2009-01-15 Osaka Rasenkan Kogyo Kk 金属製ベローズ
JP5535743B2 (ja) * 2009-05-01 2014-07-02 イーグル工業株式会社 金属ベローズ
CN201875305U (zh) * 2010-02-10 2011-06-22 沈阳海为电力设备有限公司 异型金属波纹管
DE102011053131A1 (de) * 2010-11-23 2012-05-24 Westfalia Metallschlauchtechnik Gmbh & Co. Kg Membranbalg aus profilierten Metallstreifen
JP5715845B2 (ja) * 2011-02-15 2015-05-13 イーグル工業株式会社 アキュムレータ
JP4882033B1 (ja) * 2011-06-03 2012-02-22 株式会社Welcon 金属ベローズの製造方法及び金属ベローズ
JP5838227B2 (ja) * 2011-09-16 2016-01-06 ケーエスエム カンパニー リミテッド 金属粉じん発生の少ないベローズ溶接用冷却リング
JP6345667B2 (ja) * 2013-08-02 2018-06-20 イーグル工業株式会社 金属ベローズ
KR101570921B1 (ko) 2014-01-22 2015-11-20 주식회사 에스제이엠 자동차 배기관용 플렉시블 튜브
CN107110354B (zh) * 2014-11-05 2019-03-12 伊格尔工业股份有限公司 金属波纹管
US10323746B2 (en) * 2015-05-29 2019-06-18 Eagle Industry Co., Ltd. Metal bellows type accumulator

Also Published As

Publication number Publication date
CN108138957A (zh) 2018-06-08
JP6800157B2 (ja) 2020-12-16
EP3354944B1 (en) 2023-05-10
CN108138957B (zh) 2020-05-12
WO2017051753A1 (ja) 2017-03-30
EP3354944A4 (en) 2019-05-22
US20180259068A1 (en) 2018-09-13
US10520084B2 (en) 2019-12-31
EP3354944A1 (en) 2018-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6078033B2 (ja) 自動車の排気管用可撓性導管
CN102410368B (zh) 密封垫片
US9920509B2 (en) Flexible conduit element
JP2011513663A (ja) 管連結用の連結要素
WO2017051753A1 (ja) 金属ベローズ
JP5025076B2 (ja) 樹脂管の接続構造
JP6657188B2 (ja) アキュムレータ
JP4781220B2 (ja) 管継手およびそれに用いられるバックアップリング
JP6587257B2 (ja) 金属ベローズ
KR100745964B1 (ko) 터보 과급기용 소음저감 연결구조
JP6286310B2 (ja) ガスケット
KR101335923B1 (ko) 스프링으로 지지되는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부
JP5013904B2 (ja) パイプ端末継手及びパイプ端末接続構造
JP2017009076A (ja) ガスケットユニットおよび球面継手ユニット
CN104075061A (zh) 耐负压、耐腐蚀钢衬四氟膨胀节
CN112968404A (zh) 电缆管道孔封堵器
WO2018159523A1 (ja) ベローズ
US20210116064A1 (en) Pipe connection structure
KR101378143B1 (ko) 자동차 배기관용 인터락형 플렉시블 튜브
KR20070000858U (ko) 익스팬션 조인트
KR200313052Y1 (ko) 엔진 배기가스 충격흡수용 튜브
JP2005133918A (ja) メタルタッチフレキシブルチュ−ブ
JP2008196436A (ja) フレキシブルチューブ
JP2012228911A (ja) 燃料タンクへの部材接続構造
JP2005214386A (ja) 管継手

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200206

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201124

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6800157

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250