| 【発明の名称】 |
ヒンジ付きベローズ |
| 【発明者】 |
【氏名】古谷 淳一
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| 【要約】 |
【課題】湾曲の繰り返しに対する耐久性を十分に確保しながら、内圧による座屈を防止することを可能にしたヒンジ付きベローズを提供する。
【解決手段】蛇腹円筒状に成形されたベローズ１の両端部を左右一対のヒンジ１１を介して互いに連結したヒンジ付きベローズにおいて、ベローズ１の中腹部にスプール５を装着し、該スプール５のベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束する。スプール５に左右一対のガイドプレート３１を取り付け、各ガイドプレート３１の両端部をヒンジ１１の両ラグ部１２，１３に連結し、これらガイドプレート３１によりスプール５の変位を拘束する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 蛇腹円筒状に成形されたベローズの両端部を左右一対のヒンジを介して互いに連結したヒンジ付きベローズにおいて、前記ベローズの中腹部にスプールを装着し、該スプールのベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束したヒンジ付きベローズ。
【請求項２】 前記ベローズの両端部と前記スプールとをそれぞれ複数組のリンク機構を介して互いに連結し、これらリンク機構により前記スプールの変位を拘束した請求項１に記載のヒンジ付きベローズ。
【請求項３】 前記スプールに左右一対のガイドプレートを取り付け、各ガイドプレートの両端部を前記ヒンジの揺動軸を跨いで両ラグ部に連結し、これらガイドプレートにより前記スプールの変位を拘束した請求項１に記載のヒンジ付きベローズ。
【請求項４】 前記ガイドプレートの両端部にそれぞれベローズ軸方向を長径とする長円形状又は楕円形状の開口部を設けると共に、前記ヒンジの両ラグ部にそれぞれ前記開口部内を摺動するガイドピンを設けた請求項３に記載のヒンジ付きベローズ。
【請求項５】 前記ヒンジの揺動軸の位置に該ヒンジの揺動軌道に沿う円弧溝を設けると共に、前記スプールと前記ガイドプレートとの交差位置に前記円弧溝内を摺動するセンタリングピンを設けた請求項３又は請求項４に記載のヒンジ付きベローズ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベローズの両端部を左右一対のヒンジを介して互いに連結したヒンジ付きベローズに関し、更に詳しくは、湾曲の繰り返しに対する耐久性を十分に確保しながら、内圧による座屈を防止することを可能にしたヒンジ付きベローズに関する。
【０００２】
【従来の技術】ヒンジ付きベローズは、蛇腹円筒状に成形されたベローズの両端部を左右一対のヒンジを介して互いに連結した構造を有し、これらヒンジを設けることによりベローズの湾曲を可能にしながらベローズ軸方向の伸長を抑制するようにしている。
【０００３】しかしながら、上述したヒンジ付きベローズにおいては、湾曲角度を大きくした使用環境では耐久性（寿命）と座屈防止とを両立することが困難になるという問題があった。すなわち、ベローズの剛性を低く設定した場合、湾曲の繰り返しに対する耐久性を向上することが可能であるものの、湾曲状態でベローズに高圧の流体を通過させると、その湾曲部が外側に膨らんでベローズが座屈し易くなってしまう。一方、ベローズの剛性を高く設定した場合、内圧による座屈は生じ難くなるものの、湾曲の繰り返しに対する耐久性が低下してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、湾曲の繰り返しに対する耐久性を十分に確保しながら、内圧による座屈を防止することを可能にしたヒンジ付きベローズを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明のヒンジ付きベローズは、蛇腹円筒状に成形されたベローズの両端部を左右一対のヒンジを介して互いに連結したヒンジ付きベローズにおいて、前記ベローズの中腹部にスプールを装着し、該スプールのベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束したことを特徴とするものである。
【０００６】このようにベローズの中腹部にスプールを装着し、該スプールのベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束したことにより、湾曲の繰り返しに対する耐久性を十分に確保しながら、内圧による座屈を防止することができる。
【０００７】より具体的には、ベローズの両端部とスプールとをそれぞれ複数組のリンク機構を介して互いに連結し、これらリンク機構によりスプールの変位を拘束することが可能である。また、スプールに左右一対のガイドプレートを取り付け、各ガイドプレートの両端部をヒンジの揺動軸を跨いで両ラグ部に連結し、これらガイドプレートによりスプールの変位を拘束することが可能である。特に、後者の場合にはスプールの拘束手段を簡単な構造にすることができる。
【０００８】上記ガイドプレートを採用する場合、ガイドプレートの両端部にそれぞれベローズ軸方向を長径とする長円形状又は楕円形状の開口部を設けると共に、ヒンジの両ラグ部にそれぞれ開口部内を摺動するガイドピンを設けることが好ましい。また、ヒンジの揺動軸の位置に該ヒンジの揺動軌道に沿う円弧溝を設けると共に、スプールとガイドプレートとの交差位置に円弧溝内を摺動するセンタリングピンを設けることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】図１〜図６は本発明の第１実施形態からなるヒンジ付きベローズを例示するものである。図において、ベローズ１は蛇腹円筒状に成形され、その両端部にそれぞれフランジ２を備えている。フランジ２には所定の間隔をおいて複数のボルト孔３が開孔され、これらボルト孔３を用いて他の部材との連結が可能になっている。
【００１１】ベローズ１の両端部は左右一対のヒンジ１１，１１を介して互いに連結されている。図１及び図４に示すように、各ヒンジ１１はラグ部１２，１３の一端をそれぞれベローズ１の両端部に固定し、これらラグ部１２，１３の他端を互いに重ね合わてピン１４からなる揺動軸により連結した構成になっている。より具体的には、ラグ部１２の他端は二股に分岐しており、その二股間にラグ部１３の他端を挟み込むようになっている。左右一対のヒンジ１１，１１は互いに反対側の位置に取り付けられ、ベローズ１の一方向への揺動を可能にしている。
【００１２】ベローズ１の中腹部にはスプール５が装着されている。このスプール５はベローズ１を分割し、その中腹部に溶接して組み込んだものであっても良く、或いはベローズ１の中腹部に外挿したものであっても良い。スプール５とベローズ１の両端部とはそれぞれベローズ周方向に等間隔に配置された３組のリンク機構２１を介して互いに連結されている。
【００１３】図２及び図３に示すように、各リンク機構２１はリンク棒２２の一端をスプール５に設けられたブラケット６にピン２３を介して枢支すると共に、リンク棒２４の一端をベローズ１の端部に設けられたブラケット４にピン２５を介して枢支し、これらリンク棒２２，２４の他端を互いに重ね合わせてピン２６からなるリンク軸で連結した構成になっている。図５に示すように、ピン２６で連結されたリンク棒２２，２４の相互間には隙間ｄが設けられている。そのため、リンク棒２２，２４はピン２６の軸廻りの揺動のみならず、隙間ｄに基づいてピン２６の軸方向へ僅かに捩じれることが可能である。
【００１４】上記ヒンジ付きベローズを湾曲状態で使用する場合は、図６に示すように、ヒンジ１１を屈曲させながらベローズ１を所定の曲げ角度で湾曲させ、そのフランジ２を他のパイプ等に連結する。このとき、３組のリンク機構２１はそれぞれベローズ１の湾曲に追従しながら屈曲するが、ヒンジ１１と屈曲方向を異にするもの（図３の下側２組）にはピン２６の軸方向へ捩じれ変位を生じる。このとき、下側２組のリンク機構２１はスプール５のベローズ軸直角方向への変位を常に拘束する。捩じれ変位の最大値は隙間ｄの設定に基づいて決まり、その上限値に到達したときリンク機構２１はそれ以上は屈曲しなくなる。
【００１５】上述のようにベローズ１の中腹部にスプール５を装着し、複数組のリンク機構２１によりスプール５のベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束したことにより、ベローズ全体の曲げ角度はスプール５の両側に曲げ角度θ1 ，θ2 として等配されるので、ベローズ全体の曲げ角度を大きく設定した場合であっても座屈性能を向上することができる。また、複数組のリンク機構２１によりスプール５の変位を拘束しているため、ベローズ１の剛性を低く設定することが可能になり、その結果として湾曲の繰り返しに対する寿命性能を向上することができる。
【００１６】図７〜図１２は本発明の第２実施形態からなるヒンジ付きベローズを例示するものである。図において、ベローズ１は蛇腹円筒状に成形され、その両端部にそれぞれフランジ２を備えている。
【００１７】ベローズ１の両端部は左右一対のヒンジ１１，１１を介して互いに連結されている。図７及び図１０に示すように、各ヒンジ１１はラグ部１２，１３の一端をそれぞれベローズ１の両端部に固定し、これらラグ部１２，１３の他端を互いに重ね合わてピン１４からなる揺動軸により連結した構成になっている。より具体的には、ラグ部１２の他端は二股に分岐しており、その二股間にラグ部１３の他端を挟み込むようになっている。左右一対のヒンジ１１，１１は互いに反対側の位置に取り付けられ、ベローズ１の一方向への揺動を可能にしている。
【００１８】ベローズ１の中腹部にはスプール５が装着されている。このスプール５はベローズ１を分割し、その中腹部に溶接して組み込んだものであっても良く、或いはベローズ１の中腹部に外挿したものであっても良い。スプール５にはベローズ軸方向に延長する左右一対のガイドプレート３１，３１がそれぞれ支柱３２を介して取り付けられている。
【００１９】各ガイドプレート３１の両端部にはそれぞれベローズ軸方向を長径とする長円形状又は楕円形状の開口部３３，３３が設けられている。一方、ヒンジ１１のラグ部１２，１３にはそれぞれ開口部３３内を摺動するガイドピン３４が立設されている。これらガイドピン３４とガイドプレート３１とは、ガイドピン３４に外挿された保持部材３５により互いに摺動可能に保持されている。これにより、各ガイドプレート３１の両端部がヒンジ１１の揺動軸を跨いで両ラグ部１２，１３に連結されている。
【００２０】また、図１０及び図１１に示すように、ヒンジ１１のラグ部１２には揺動軸の位置にガイド部材３６が取り付けられている。このガイド部材３６のガイドプレート側の面には、ヒンジ１１の揺動軌道（ラグ部１２に対するラグ部１３の揺動軌道）に沿う円弧溝３７が形成されている。一方、スプール５とガイドプレート３１との交差位置にはセンタリングピン３８が支柱３２から延長するように突設されており、このセンタリングピン３８が円弧溝３７内を摺動するようになっている。
【００２１】上記ヒンジ付きベローズを湾曲状態で使用する場合は、図１２に示すように、ヒンジ１１を屈曲させながらベローズ１を所定の曲げ角度で湾曲させ、そのフランジ２を他のパイプ等に連結する。このとき、ヒンジ１１のガイドピン３４はガイドプレート３１の開口部３３内で摺動可能であるので、ヒンジ１１の屈曲に伴ってガイドプレート３１は湾曲半径方向内側へ移動する。但し、開口部３３はベローズ軸方向を長径とする長円形状又は楕円形状であるため、ヒンジ１１の屈曲角度を固定した状態ではガイドプレート３１は湾曲半径方向外側へ移動することができない。そのため、ガイドプレート３１によりスプール５のベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束することができる。
【００２２】また、スプール５とガイドプレート３１との交差位置に設けたセンタリングピン３８は、ヒンジ１１の揺動軌道に沿う円弧溝３７内を摺動するので、スプール５の両側でのベローズ１の曲げ変位がいずれか一方に偏ることはなく、これら両側の曲げ角度θ1 ，θ2 を均等に保持することができる。
【００２３】上述のようにベローズ１の中腹部にスプール５を装着し、左右一対のガイドプレート３１によりスプール５のベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束したことにより、ベローズ全体の曲げ角度はスプール５の両側に曲げ角度θ1 ，θ2 として等配されるので、ベローズ全体の曲げ角度を大きく設定した場合であっても座屈性能を向上することができる。また、左右一対のガイドプレート３１によりスプール５の変位を拘束しているため、ベローズ１の剛性を低く設定することが可能になり、その結果として湾曲の繰り返しに対する寿命性能を向上することができる。
【００２４】しかも、第２実施形態は第１実施形態に比べて構成が簡単であるため、上述した優れた機能を有するヒンジ付きベローズを小型軽量かつ低コストで製作することが可能になる。
【００２５】本発明において、ベローズは金属製のパイプ材を複数プライ積層して蛇腹状に成形することにより得られる。上記パイプ材の構成材料としては、ニッケル合金（例えば、INCO 718）等を使用することができる。本発明によれば、ベローズの剛性を低く設定することが可能であるので、パイプ材の板厚を小さくし、そのプライ数を削減することができる。このようにパイプ材を薄肉化し、或いはプライ数を削減することにより、ベローズの成形を容易に行うことが可能になる。
【００２６】なお、本発明のヒンジ付きベローズはベローズ全体の曲げ角度を２０°〜４０°の範囲で大きく設定する場合に好適である。このようなヒンジ付きベローズにおいて、スプールの両側における曲げ角度（θ1 ，θ2 ）を１０°〜２０°の範囲に設定することが好ましい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、蛇腹円筒状に成形されたベローズの両端部を左右一対のヒンジを介して互いに連結したヒンジ付きベローズにおいて、ベローズの中腹部にスプールを装着し、該スプールのベローズ軸方向に対する直角方向への変位を拘束したことにより、湾曲の繰り返しに対する耐久性を十分に確保しながら、内圧による座屈を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７１４
【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月９日（１９９９．９．９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６８６５
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 信一 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−８２６０４（Ｐ２００１−８２６０４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月３０日（２００１．３．３０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２５６０２９ |
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