WO2015015873A1 - 金属ベローズ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a metal bellows for an accumulator.
- a metal bellows for an accumulator into which a pressure fluid is introduced wherein a bellows-like metal bellows in which a radially outer mountain fold portion and a radially inner valley fold portion are repeatedly formed through a middle portion.
- This metal bellows is provided in the shell of the accumulator, one end is fixed to the shell side, and the other end is closed with a bellows cap.
- the inside of the accumulator shell is partitioned by the bellows cap into a fluid chamber inside the bellows into which pressure fluid flows and a gas chamber outside the bellows in which pressure gas is enclosed.
- the metal bellows contracts by discharging the pressure fluid from the fluid chamber, and expands by flowing the pressure fluid into the fluid chamber.
- the mountain fold In the state where the bellows is contracted, if the width of the mountain fold is not changed and the adjacent middle abdomen contact each other, the mountain fold forms a bag shape and forms a sealed space.
- the pressure fluid or gas When the temperature changes in a state where the pressure fluid or gas has entered the sealed space having the bag shape, the pressure fluid or gas may expand and contract, and the stress of the metal bellows may increase. If the stress becomes excessively high, the bellows may be damaged. In addition, when the adjacent midsections come into contact with each other, the stress at the contact portion may increase, and the bellows may be damaged.
- the present invention aims to suppress damage to the metal bellows caused by temperature change and contact between adjacent middle abdomen, and to shorten the length of the metal bellows in the expansion / contraction direction at the time of the most contraction. .
- the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
- the metal bellows of the present invention is In the bellows shape in which the mountain fold part and the valley fold part are repeatedly formed through the middle part, and the pressure fluid or the pressure gas flows in, in the metal bellows for the accumulator,
- the middle abdomen adjoining through the common mountain fold A first middle abdomen extending from each of the common mountain folds and extending toward each of the adjacent valley folds;
- the first middle abdomen and the second middle abdomen are characterized in that the cross-sectional shape is connected via an inflection point.
- the adjacent middle abdomen via the common mountain folds are respectively separated from the common mountain folds toward the adjacent valley folds, the distance between the adjacent valley folds and The distance between the adjacent middle abdomen becomes wider toward the inner side of the metal bellows (from the mountain fold side to the valley fold side). Therefore, when the metal bellows contracts, the adjacent valley folds are less likely to contact each other, and the adjacent middle parts are also less likely to contact each other. Therefore, the pressure fluid or the pressure gas is not easily sealed in the space inside the metal bellows formed by the mountain folds.
- the width of the mountain fold is narrower as it approaches the tip, and the width of the valley fold is narrower as it approaches the tip. Therefore, the interval between adjacent mountain folds is wide, and the interval between adjacent valley folds is also wide. Therefore, the length of the metal bellows in the expansion / contraction direction when the metal bellows contracts can be shortened without increasing the number of bellows. That is, the length (contact length) of the metal bellows in the expansion / contraction direction in a state where adjacent mountain fold portions are in contact (contact) due to contraction of the metal bellows can be shortened.
- the space inside the metal bellows formed by the mountain fold becomes a tapered shape (bag shape). Hateful. Therefore, it is difficult for pressure fluid or pressure gas to accumulate in the space inside the metal bellows formed by the mountain folds. Therefore, the pressure fluid or pressure gas expands and contracts due to the temperature change, and the stress of the metal bellows does not increase excessively. As a result, damage to the metal bellows can be suppressed.
- adjacent mountain fold portions In the most contracted state, it is preferable that adjacent mountain fold portions abut. Furthermore, in the most contracted state, it is preferable that the adjacent middle abdomen do not contact. In this way, in the most contracted state, if the adjacent peak portions abut and the adjacent middle portion does not contact, the pressure fluid or pressure gas is sealed in the space inside the metal bellows formed by the mountain fold portion. It is hard to become a state to be. Furthermore, since the adjacent middle abdomen does not contact, an increase in stress at the contact part between the middle abdomen is also suppressed. As a result, damage to the metal bellows can be suppressed.
- the adjacent peak portions abut and the adjacent middle abdomen do not contact each other, the amount of change when the metal bellows changes from the state before contraction to the most contracted state can be greatly increased.
- the expansion / contraction width of the metal bellows is increased, and the length of the metal bellows in the expansion / contraction direction at the time of the most contraction can be shortened.
- the metal bellows is prevented from being damaged due to temperature change and contact between adjacent middle abdomen, and the length of the metal bellows in the expansion / contraction direction is shortened. can do.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the accumulator of the present embodiment.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the bellows of the metal bellows according to the present embodiment, in which the metal bellows is in a free length state.
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the bellows of the metal bellows according to the present embodiment, and is a diagram showing the most compressed state of the metal bellows.
- FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the accumulator of the present embodiment.
- the shape of the metal bellows is simply shown for convenience of showing the overall configuration of the accumulator 100, and details of the shape of the bellows of the metal bellows of the present embodiment are shown in FIGS. 2 and 3. Will be described later.
- the accumulator 100 includes a metal bellows 110, a shell 120, an oil port 130, a seal portion 140, a gas plug 150, and a hexagon nut 160 as main components. ing.
- an attachment portion 121 for a system (not shown) is provided at one end side (lower side in FIG. 1) of the cylindrical shell 120.
- the attachment portion 121 is formed with an inflow port 121a for allowing the pressure fluid on the system side to flow into the shell.
- an enclosure port 120 a for enclosing a pressure gas (pressure gas) inside the shell 120 is formed on the other end side (the upper side in FIG. 1) of the shell 120.
- a gas plug 150 that closes the sealing port 120a is provided so as to be covered with a hex nut 160 that is used when the accumulator 100 is fixed to the system.
- a cylindrical metal bellows 110 is provided inside the shell 120.
- One end of the metal bellows 110 is fixed to the oil port 130 by welding, and the other end is fixed by welding to a cap 111 (hereinafter referred to as a bellows cap) movable in the vertical direction in FIG. Yes.
- the inside of the shell 120 is inside the metal bellows 110 by the bellows cap 111 and inside the metal bellows 110 from the bellows cap 111, and is outside the metal bellows 110 by the bellows cap 111. Is partitioned into a gas chamber A in which is sealed. As the pressure fluid is stored and discharged into the fluid chamber L, the metal bellows 110 expands and contracts (reciprocates) in the vertical direction in FIG.
- the pressure of the pressure fluid in the fluid chamber L becomes smaller than the pressure of the pressure gas in the gas chamber A, and the gas chamber A
- the metal bellows 110 contracts due to the internal pressure gas.
- one end side (lower side in FIG. 1) of the oil port 130 is welded to the shell 120, and a groove portion 130a is formed on the other end side (upper side in FIG. 1).
- a metal seal holder 141 that holds the seal portion 140 is fixed to the groove portion 130a by welding or the like.
- the seal 140 remains inside the metal bellows 110 when the metal bellows 110 contracts and the bellows cap 111 is fully lowered in FIG. 1, that is, when the metal bellows 110 is most contracted (the most compressed state). Seals fluid from leaking from the inlet 121a.
- FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the bellows of the metal bellows according to the present embodiment, in which the metal bellows is in a free length state.
- the metal bellows 110 of the present embodiment has a radially outer mountain fold 110a and a radially inner valley fold 110b.
- the mountain fold 110a and the valley fold 110b pass through the middle part 110c. It is a bellows-like cylindrical member formed repeatedly.
- the interval between the adjacent mountain folds 110a is Y1, and the width of the mountain folds 110a is Y2.
- the interval between the adjacent valley folds 110b is T1
- the width of the valley folds 110b is T2.
- the metal bellows 110 expands and contracts when the interval Y1 and the interval T1 change. Changes in the width Y2 and the width T2 are small even if the metal bellows 110 expands and contracts.
- FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the bellows of the metal bellows according to the present embodiment, and is a diagram showing the most compressed state of the metal bellows.
- the pressure fluid filled in the metal bellows 110 expands and contracts due to temperature changes.
- the metal bellows 110 contracts, the middle abdomen contact each other as in Patent Documents 1 and 2, and when the space L1 of the mountain fold 110a is a sealed space, the pressure fluid expands and contracts due to a temperature change.
- the stress in the portion forming the space L1 in the metal bellows 110 is increased, and the metal bellows 110 may be damaged. Therefore, the metal bellows 110 of the present embodiment is configured such that when contracted, the pressure fluid is not sealed in the space L1 inside the metal bellows 110 formed by the mountain fold 110a.
- adjacent middle abdomen portions 110c extend from the common mountain fold portion 110a via the common mountain fold portion 110a, and each other as they move toward the adjacent valley fold portion 110b. It was set as the structure which has the 1st middle abdominal part 110c1 where a space
- the middle abdomen 110c extends from the first middle abdomen 110c1 extending from the common mountain fold 110a, and the second middle is wider than the first middle abdomen 110c1 toward the adjacent valley fold 110b. It was set as the structure which has the middle part 110c2. As shown in FIG.
- the adjacent first middle abdominal portions 110c1 extend so as to be spaced apart from each other in a parallel manner, and the adjacent second middle abdominal portions 110c2 are inclined more greatly than the adjacent first middle abdominal portions 110c1.
- the distance between each other extends greatly.
- the first middle abdomen 110c1 and the second middle abdomen 110c2 are configured such that the cross-sectional shapes are connected via an inflection point P, and the cross-sectional shapes are both substantially straight.
- the cross-sectional shape is a shape in a cross section including the center line of the metal bellows 110.
- the 1st middle abdominal part 110c1 each extended from the common mountain fold part 110a is not restricted to the structure which a space
- adjacent mountain folds 110a abut against each other in the most compressed state (abutment A).
- the adjacent valley folds 110b do not contact each other (non-contact part B), and the adjacent middle abdomen 110c do not contact each other (non-contact part). C).
- the adjacent valley folds 110b do not contact each other, and the adjacent middle abdomen 110c do not contact each other, thereby forming a space inside the metal bellows 110 formed by the mountain folds 110a.
- the L1 pressure fluid is not sealed. Therefore, even if a temperature change occurs in a state where the pressure fluid has entered the space L1 inside the metal bellows 110 formed by the mountain fold 110a, the stress in the portion of the metal bellows 110 that forms the space L1 is excessive. There is no increase. Furthermore, since the adjacent middle part 110c does not contact
- the width Y2 of the mountain fold 110a is narrower as it approaches the tip
- the width T2 of the valley fold 110b is narrower as it approaches the tip. ing. Therefore, the interval Y1 between the adjacent mountain folds 110a increases toward the radially outer side, and the interval T1 between the adjacent valley folds 110b increases toward the radially inner side. Therefore, the stroke of the metal bellows 110 can be increased without increasing the number of bellows (that is, the expansion / contraction width of the metal bellows 110 can be increased).
- the metal bellows 110 contracts, the middle abdomen 110c is accommodated in the mountain fold 110a, so that the maximum compression length of the metal bellows 110 is determined by the width dimension of the mountain fold 110a.
- the compression length can be shortened.
- the metal bellows 110 contracts, so that the length (contact length) of the metal bellows 110 in the expansion / contraction direction can be shortened in a state where the adjacent mountain fold portions 110a are in contact (contact).
- variety Y2 of the mountain fold part 110a is so narrow that it approaches the front-end
- the width Y2 of the mountain fold 110a and the width T2 of the valley fold 110b are substantially the same.
- the present invention is not limited to this, and the width Y2 may be wider than the width T2.
- the width Y2 may be narrower than the width T2.
- the inside of the metal bellows 110 is the fluid chamber L and the outside of the metal bellows 110 is the gas chamber A.
- the same is true if the inside of the metal bellows 110 is the gas chamber A and the outside of the metal bellows 110 is the fluid chamber L. An effect is obtained.
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Abstract
温度変化や隣り合う中腹部同士の当接を原因とする金属ベローズの破損を抑制し、さらに金属ベローズの最収縮時の伸縮方向における長さを短くする。 山折り部１１０ａと、谷折り部１１０ｂとが中腹部１１０ｃを介して繰り返し形成される蛇腹形状であって、圧力流体が流入される、アキュムレータ１００用の金属ベローズ１１０において、共通の山折り部１１０ａを介して隣り合う中腹部１１０ｃが、該共通の山折り部１１０ａからそれぞれ延びており、隣り合う谷折り部１１０ｂへ向かうにつれて互いの間隔が広がる第１中腹部１１０ｃ１と、第１中腹部１１０ｃ１からそれぞれ延びており隣り合う谷折り部１１０ｂへ向かうにつれて第１中腹部１１０ｃ１よりも互いの間隔が大きく広がる第２中腹部１１０ｃ２と、を有し、第１中腹部１１０ｃ１と第２中腹部１１０ｃ２は、断面形状が変曲点Ｐを介して繋がっている。
Description
本発明は、アキュムレータ用の金属ベローズに関する。
従来、圧力流体が流入される、アキュムレータ用の金属ベローズであって、径方向外側の山折り部と、径方向内側の谷折り部とが中腹部を介して繰り返し形成される蛇腹状の金属ベローズが知られている。この金属ベローズは、アキュムレータのシェル内に設けられ、一端がシェル側に固定され、他端がベローズキャップで閉じられている。そして、ベローズキャップによって、アキュムレータのシェル内は、圧力流体が流入されるベローズ内側の流体室と、圧力ガスが封入されるベローズ外側の気体室とに仕切られる。そして、金属ベローズは、流体室内から圧力流体を吐出することにより収縮し、流体室内に圧力流体を流入することにより伸長する。
ここで、特許文献１の図３や特許文献２の図２（Ｂ）に示すように、金属ベローズは、自由長から収縮する際、山折り部の幅はほぼ変化することなく、隣り合う中腹部の間隔が狭まることにより収縮する。
ベローズが収縮した状態において、山折り部の幅が変化せずに、かつ隣り合う中腹部が互いに当接すると、山折り部が袋だまり形状となり、密封空間を形成する。この袋だまり形状となった密封空間に圧力流体又は気体が侵入した状態で、温度が変化すると、圧力流体、気体が膨張収縮して、金属ベローズの応力が高くなる場合がある。そして、応力が過度に高くなるとベローズの破損が生じる虞がある。また、隣り合う中腹部同士が当接すると当接部の応力が高くなる場合があり、ベローズの破損が生じる虞がある。
そこで、本発明は、温度変化や隣り合う中腹部同士の当接を原因とする金属ベローズの破損を抑制し、さらに金属ベローズの最収縮時の伸縮方向における長さを短くすることを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明の金属ベローズは、
山折り部と、谷折り部とが中腹部を介して繰り返し形成される蛇腹形状であって、圧力流体又は圧力気体が流入される、アキュムレータ用の金属ベローズにおいて、
共通の前記山折り部を介して隣り合う前記中腹部が、
該共通の山折り部からそれぞれ延びており、隣り合う前記谷折り部へ向かうにつれて互いの間隔が広がる、又は互いの間隔が一定のまま延びる第１中腹部と、
該共通の山折り部から延びる前記第１中腹部からそれぞれ延びており、隣り合う前記谷折り部へ向かうにつれて前記第１中腹部よりも互いの間隔が大きく広がる第２中腹部と、有し、
前記第１中腹部と前記第２中腹部は、断面形状が変曲点を介して繋がっていることを特徴とする。
山折り部と、谷折り部とが中腹部を介して繰り返し形成される蛇腹形状であって、圧力流体又は圧力気体が流入される、アキュムレータ用の金属ベローズにおいて、
共通の前記山折り部を介して隣り合う前記中腹部が、
該共通の山折り部からそれぞれ延びており、隣り合う前記谷折り部へ向かうにつれて互いの間隔が広がる、又は互いの間隔が一定のまま延びる第１中腹部と、
該共通の山折り部から延びる前記第１中腹部からそれぞれ延びており、隣り合う前記谷折り部へ向かうにつれて前記第１中腹部よりも互いの間隔が大きく広がる第２中腹部と、有し、
前記第１中腹部と前記第２中腹部は、断面形状が変曲点を介して繋がっていることを特徴とする。
この構成によれば、共通の山折り部を介して隣り合う中腹部が、該共通の山折り部から隣り合う谷折り部へそれぞれ向かうにつれて、互いに離れることより、隣り合う谷折り部の間隔及び隣り合う中腹部の間隔が、金属ベローズの内側（山折り部側から谷折り部側）へ向かうほど広くなっている。そのため、金属ベローズが収縮した際に、隣り合う谷折り部同士が当接しにくく、隣り合う中腹部同士も当接しにくい。したがって、山折り部によって形成される金属ベローズ内部の空間内に圧力流体又は圧力気体が密封される状態になりにくい。すなわち、山折り部によって形成される金属ベローズ内部の空間内に圧力流体又は圧力気体が侵入した状態で、温度変化によって圧力流体や圧力気体が膨張収縮をしても、金属ベローズの応力が過度に高まることはない。その結果、金属ベローズの破損を抑制することができる。
また、上記構成により、山折り部の幅はその先端に近づく程狭くなっており、谷折り部の幅もその先端に近づく程狭くなっている。そのため、隣り合う山折り部の間隔は広くなっており、隣り合う谷折り部の間隔も広くなっている。そのため、蛇腹の数を増やすことなく、金属ベローズが収縮した際の伸縮方向における金属ベローズの長さを短くすることができる。すなわち、金属ベローズが収縮することにより隣り合う山折り部が当接（密着）した状態での、伸縮方向における金属ベローズの長さ（密着長）を短くすることができる。また、山折り部の幅が先端に近づく程狭くなっているため、金属ベローズが収縮した際に、山折り部によって形成される金属ベローズ内部の空間が先太りの形状（袋だまり形状）になりにくい。そのため、圧力流体や圧力気体が山折り部によって形成される金属ベローズ内部の空間に溜まりにくい。したがって、温度変化によって圧力流体や圧力気体が膨張収縮し、金属ベローズの応力が過度に高まることはない。その結果、金属ベローズの破損を抑制することができる。
また、最も収縮した状態において、隣り合う山折り部が当接すると好適である。さらに、最も収縮した状態において、隣り合う中腹部が当接しないと好適である。このように、最も収縮した状態において、隣り合う山部が当接し、隣り合う中腹部が当接しないと、山折り部によって形成される金属ベローズ内部の空間内に圧力流体や圧力気体が密封される状態になりにくい。さらに、隣り合う中腹部が当接しないことより、中腹部同士の当接部の応力が高まることも抑制される。その結果、金属ベローズの破損を抑制することが出来る。また、隣り合う山部が当接して隣り合う中腹部が当接しないことより、収縮前の状態から最も収縮した状態に金属ベローズが変化する際の変化量を大きくとることができるため、金属ベローズの伸縮の幅が大きくなり、最収縮時の伸縮方向における金属ベローズの長さも短くすることができる。
以上説明したように、本発明によれば、温度変化や隣り合う中腹部同士の当接を原因とする金属ベローズの破損を抑制し、さらに金属ベローズの最収縮時の伸縮方向における長さを短くすることができる。
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、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
（実施例）
＜アキュムレータの全体構成＞
まず、図１を参照して、本実施例に係る金属ベローズを備えるアキュムレータの全体構成について説明する。図１は、本実施例のアキュムレータの全体構成を示す模式的断面図である。なお、図１においては、アキュムレータ１００の全体構成を示す都合上、金属ベローズの形状については簡略して記載しており、本実施例の金属ベローズの蛇腹の形状の詳細については図２、図３を用いて後述する。
＜アキュムレータの全体構成＞
まず、図１を参照して、本実施例に係る金属ベローズを備えるアキュムレータの全体構成について説明する。図１は、本実施例のアキュムレータの全体構成を示す模式的断面図である。なお、図１においては、アキュムレータ１００の全体構成を示す都合上、金属ベローズの形状については簡略して記載しており、本実施例の金属ベローズの蛇腹の形状の詳細については図２、図３を用いて後述する。
図１に示すように、本実施例のアキュムレータ１００は、主な構成として、金属ベローズ１１０と、シェル１２０と、オイルポート１３０と、シール部１４０と、ガスプラグ１５０と、六角ナット１６０とを備えている。
円筒状のシェル１２０の一端側（図１中の下側）には、不図示のシステムへの取り付け部１２１が設けられている。取り付け部１２１には、システム側の圧力流体をシェルの内部に流入するための流入口１２１ａが形成されている。シェル１２０の他端側（図１中の上側）には、シェル１２０の内部に圧力ガス（圧力気体）を封入するための封入口１２０ａが形成されている。そして、封入口１２０ａを塞ぐガスプラグ１５０が、アキュムレータ１００をシステムに固定する時に用いる六角ナット１６０に被覆されて設けられている。
シェル１２０の内部には、筒状の金属ベローズ１１０が設けられている。金属ベローズ１１０は、一端側がオイルポート１３０に溶接で固定され、他端側が図１中の上下方向に可動可能なキャップ（以下、ベローズキャップという）１１１に溶接で固定されることにより塞がれている。そして、シェル１２０の内部は、ベローズキャップ１１１によって、ベローズキャップ１１１より金属ベローズ１１０の内側であり、圧力流体が流入される流体室Ｌと、ベローズキャップ１１１より金属ベローズ１１０の外側であり、圧力ガスが封入される気体室Ａとに仕切られる。流体室Ｌ内への圧力流体の蓄液・吐出により金属ベローズ１１０が図１中の上下方向に伸縮（往復）運動をする。例えば、蓄液された圧力流体を流体室Ｌ内からシステム側へ吐出することで、流体室Ｌ内の圧力流体の圧力が、気体室Ａ内の圧力ガスの圧力よりも小さくなり、気体室Ａ内の圧力ガスにより金属ベローズ１１０は収縮する。
なお、オイルポート１３０の一端側（図１中の下側）は、シェル１２０に溶接されており、他端側（図１中の上側）には溝部１３０ａが形成されている。溝部１３０ａには、シール部１４０を保持する金属製のシールホルダ１４１が溶接等によって固定されている。シール部１４０は、金属ベローズ１１０が収縮しベローズキャップ１１１が図１中の下方側に下がりきった状態、すなわち金属ベローズ１１０が最も収縮した状態（最圧縮状態）において、金属ベローズ１１０内部に残存する流体が流入口１２１ａから漏れるのをシールする。
＜金属ベローズの構成＞
次に、図２を参照して、本実施例に係る金属ベローズの構成について説明する。図２は、本実施例に係る金属ベローズの蛇腹を示す拡大断面図であって、金属ベローズが自由長の状態を示す図である。
次に、図２を参照して、本実施例に係る金属ベローズの構成について説明する。図２は、本実施例に係る金属ベローズの蛇腹を示す拡大断面図であって、金属ベローズが自由長の状態を示す図である。
本実施例の金属ベローズ１１０は、径方向外側の山折り部１１０ａと径方向内側の谷折り部１１０ｂとを有しており、これら山折り部１１０ａと谷折り部１１０ｂが中腹部１１０ｃを介して繰り返し形成される蛇腹状の筒部材である。
ここで、図２に示すように、隣り合う山折り部１１０ａの間隔をＹ１とし、山折り部１１０ａの幅をＹ２とする。また、隣り合う谷折り部１１０ｂの間隔をＴ１とし、谷折り部１１０ｂの幅をＴ２とする。金属ベローズ１１０は、間隔Ｙ１、間隔Ｔ１が変化することにより伸縮する。幅Ｙ２や幅Ｔ２は、金属ベローズ１１０が伸縮しても変化は小さい。
＜本実施例の優れた点＞
次に、図２、図３を参照して、本実施例の優れた点について説明する。図３は、本実施例に係る金属ベローズの蛇腹を示す拡大断面図であって、金属ベローズの最圧縮状態を示す図である。
次に、図２、図３を参照して、本実施例の優れた点について説明する。図３は、本実施例に係る金属ベローズの蛇腹を示す拡大断面図であって、金属ベローズの最圧縮状態を示す図である。
金属ベローズ１１０内に満たされた圧力流体は温度変化により膨張収縮する。金属ベローズ１１０が収縮した際、特許文献１、２のように中腹部同士が当接し、山折り部１１０ａの空間Ｌ１が密封空間となっている場合において、温度変化により圧力流体が膨張収縮をすると、金属ベローズ１１０のうち空間Ｌ１を形成する部分の応力が高くなり、金属ベローズ１１０が破損してしまう虞がある。そこで、本実施例の金属ベローズ１１０は、収縮した際に、圧力流体が山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１に密封されない構成とした。
具体的には、自由長の状態において、共通の山折り部１１０ａを介して隣り合う中腹部１１０ｃが、共通の山折り部１１０ａからそれぞれ延びており、隣り合う谷折り部１１０ｂへ向かうにつれて互いの間隔が広がる第１中腹部１１０ｃ１を有する構成とした。さらに、中腹部１１０ｃが、共通の山折り部１１０ａから延びる第１中腹部１１０ｃ１からそれぞれ延びており、隣り合う谷折り部１１０ｂへ向かうにつれて第１中腹部１１０ｃ１よりも互いの間隔が大きく広がる第２中腹部１１０ｃ２を有する構成とした。図２に示すように、隣り合う第１中腹部１１０ｃ１は平行に近い形で互いの間隔が広がるように延びており、隣り合う第２中腹部１１０ｃ２は隣り合う第１中腹部１１０ｃ１よりも大きく傾斜して互いの間隔が大きく広がるように延びている。また、図２に示すように、第１中腹部１１０ｃ１と第２中腹部１１０ｃ２は、断面形状が変曲点Ｐを介して繋がっており、共に断面形状が略直線となるように構成した。なお、ここでの断面形状とは、金属ベローズ１１０の中心線を含む断面における形状のことである。なお、共通の山折り部１１０ａからそれぞれ延びる第１中腹部１１０ｃ１は、互いに間隔が広がる構成に限られず、互いの間隔が一定のまま隣り合う谷折り部１１０ｂへと延びる構成であってもよい。
このような構成によって、図３に示すように、最圧縮状態において、隣り合う山折り部１１０ａは互いに当接する（当接部Ａ）。一方、図３に示すように、最圧縮状態において、隣り合う谷折り部１１０ｂは互いに当接せず（非当接部Ｂ）、互いに隣り合う中腹部１１０ｃも互いに当接しない（非当接部Ｃ）。
このように、最圧縮状態において、隣り合う谷折り部１１０ｂは互いに当接せず、互いに隣り合う中腹部１１０ｃも互いに当接しないことにより、山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１の圧力流体は密封されない。したがって、圧力流体が山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１に侵入した状態で、温度変化が生じたとしても、金属ベローズ１１０のうち空間Ｌ１を形成する部分の応力が過度に高まることはない。さらに、隣り合う中腹部１１０ｃが当接しないため、中腹部１１０ｃ同士の当接部の応力が高まることも抑制される。その結果、金属ベローズ１１０の破損を抑制することができる。
また、図２に示すように、本実施例の構成においては、山折り部１１０ａの幅Ｙ２はその先端に近づく程狭くなっており、谷折り部１１０ｂの幅Ｔ２もその先端に近づく程狭くなっている。そのため、互いに隣り合う山折り部１１０ａの間隔Ｙ１は径方向外側に向かうにつれて広くなっており、互いに隣り合う谷折り部１１０ｂの間隔Ｔ１は径方向内側に向かうにつれて広くなっている。そのため、蛇腹の数を増やすことなく金属ベローズ１１０のストロークを大きくとることができる（すなわち、金属ベローズ１１０の伸縮幅を大きくすることができる）。また、金属ベローズ１１０が収縮した際は、中腹部１１０ｃが山折り部１１０ａ部内に納まることから、金属ベローズ１１０の最圧縮長は山折り部１１０ａの幅寸法で決められるため、金属ベローズ１１０の最圧縮長を短くすることができる。
すなわち、金属ベローズ１１０が収縮することにより隣り合う山折り部１１０ａが当接（密着）した状態での、伸縮方向における金属ベローズ１１０の長さ（密着長）を短くすることができる。そして、山折り部１１０ａの幅Ｙ２がその先端に近づく程狭くなっているため、山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１が先太り形状（袋だまり形状）になりにくい。そのため、山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１に圧力流体が溜まりにくい。したがって、温度変化によって圧力流体が膨張収縮し、金属ベローズ１１０の応力が過度に高まることはない。
すなわち、金属ベローズ１１０が収縮することにより隣り合う山折り部１１０ａが当接（密着）した状態での、伸縮方向における金属ベローズ１１０の長さ（密着長）を短くすることができる。そして、山折り部１１０ａの幅Ｙ２がその先端に近づく程狭くなっているため、山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１が先太り形状（袋だまり形状）になりにくい。そのため、山折り部１１０ａによって形成される金属ベローズ１１０内部の空間Ｌ１に圧力流体が溜まりにくい。したがって、温度変化によって圧力流体が膨張収縮し、金属ベローズ１１０の応力が過度に高まることはない。
（その他）
本実施例においては、山折り部１１０ａの幅Ｙ２と谷折り部１１０ｂの幅Ｔ２をほぼ同じとしたが、これに限られるものではなく、幅Ｙ２を幅Ｔ２よりも広くしてもよいし、幅Ｙ２を幅Ｔ２よりも狭くしてもよい。
本実施例においては、山折り部１１０ａの幅Ｙ２と谷折り部１１０ｂの幅Ｔ２をほぼ同じとしたが、これに限られるものではなく、幅Ｙ２を幅Ｔ２よりも広くしてもよいし、幅Ｙ２を幅Ｔ２よりも狭くしてもよい。
また、本実施例においては、金属ベローズ１１０内を流体室Ｌ、金属ベローズ１１０外を気体室Ａとしたが、金属ベローズ１１０内を気体室Ａ、金属ベローズ１１０外を流体室Ｌとしても同様の効果が得られる。
１００ アキュムレータ
１１０ 金属ベローズ
１１０ａ 山折り部
１１０ｂ 谷折り部
１１０ｃ 中腹部
１１０ｃ１ 第１中腹部
１１０ｃ２ 第２中腹部
１１１ ベローズキャップ
１２０ シェル
１２０ａ 封入口
１２１ 取付け部
１２１ａ 流入口
１３０ オイルポート
１３０ａ 溝部
１４０ シール部
１４１ シールホルダ
１５０ ガスプラグ
１６０ 六角ナット
Ｙ１ 隣り合う山折り部の間隔
Ｙ２ 山折り部の幅
Ｔ１ 隣り合う谷折り部の間隔
Ｔ２ 谷折り部の間隔
１１０ 金属ベローズ
１１０ａ 山折り部
１１０ｂ 谷折り部
１１０ｃ 中腹部
１１０ｃ１ 第１中腹部
１１０ｃ２ 第２中腹部
１１１ ベローズキャップ
１２０ シェル
１２０ａ 封入口
１２１ 取付け部
１２１ａ 流入口
１３０ オイルポート
１３０ａ 溝部
１４０ シール部
１４１ シールホルダ
１５０ ガスプラグ
１６０ 六角ナット
Ｙ１ 隣り合う山折り部の間隔
Ｙ２ 山折り部の幅
Ｔ１ 隣り合う谷折り部の間隔
Ｔ２ 谷折り部の間隔
Claims (3)
- 山折り部と、谷折り部とが中腹部を介して繰り返し形成される蛇腹形状であって、圧力流体又は圧力気体が流入される、アキュムレータ用の金属ベローズにおいて、
共通の前記山折り部を介して隣り合う前記中腹部が、
該共通の山折り部からそれぞれ延びており、隣り合う前記谷折り部へ向かうにつれて互いの間隔が広がる、又は互いの間隔が一定のまま延びる第１中腹部と、
該共通の山折り部から延びる前記第１中腹部からそれぞれ延びており、隣り合う前記谷折り部へ向かうにつれて前記第１中腹部よりも互いの間隔が大きく広がる第２中腹部と、有し、
前記第１中腹部と前記第２中腹部は、断面形状が変曲点を介して繋がっていることを特徴とする金属ベローズ。 - 最も収縮した状態において、隣り合う前記山折り部が当接することを特徴とする請求項１に記載の金属ベローズ。
- 最も収縮した状態において、隣り合う前記中腹部が当接しないことを特徴とする請求項１又は２に記載の金属ベローズ。
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