特許 7557456 ベローズの取付構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-18

(45)【発行日】2024-09-27

(54)【発明の名称】ベローズの取付構造

(51)【国際特許分類】

   F16J 3/04 20060101AFI20240919BHJP

   F16J 15/52 20060101ALI20240919BHJP

   F16F 15/08 20060101ALI20240919BHJP

【ＦＩ】

F16J3/04 C

F16J15/52 Z

F16F15/08 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021208517

(22)【出願日】2021-12-22

(65)【公開番号】P2023093103

(43)【公開日】2023-07-04

【審査請求日】2024-06-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】新堀 武儀

(72)【発明者】

【氏名】中山 壮一

【審査官】正木 裕也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１７９５７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭４８－４１９４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１０－２８１４４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｊ ３／０４

Ｆ１６Ｊ １５／５２

Ｆ１６Ｆ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状のベローズを固定部材に取り付けたベローズの取付構造であって、
前記ベローズは、
両端部に設けられる直管部と、
前記直管部の間に設けられ、凹凸形状を繰り返してなる蛇腹部と、
前記直管部および前記蛇腹部に連なる連結部と、
を備え、
前記蛇腹部は、
屈曲してなる谷部と、
前記谷部とは逆の態様で屈曲してなる山部と、
前記山部から該山部と同じ態様でそれぞれ屈曲して延びる腹部と、
からなる一組の突起形状を繰り返してなり、
複数の前記腹部のうち、前記連結部に連なる腹部は、前記固定部材に当接し、
前記固定部材と前記連結部との間には、空間が形成され、
前記谷部には、粘弾性リングが設けられる、
ことを特徴とするベローズの取付構造。

【請求項2】

前記固定部材と前記連結部との間には、粘弾性リングが設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載のベローズの取付構造。

【請求項3】

筒状のベローズを固定部材に取り付けたベローズの取付構造であって、
前記ベローズは、
両端部に設けられる直管部と、
前記直管部の間に設けられ、凹凸形状を繰り返してなる蛇腹部と、
前記直管部および前記蛇腹部に連なる連結部と、
を備え、
前記蛇腹部は、
屈曲してなる谷部と、
前記谷部とは逆の態様で屈曲してなる山部と、
前記谷部および前記山部の間に設けられる腹部と、
からなる一組の突起形状を繰り返してなり、
前記谷部には、第１粘弾性リングが設けられ、
前記固定部材と前記連結部との間には、第２粘弾性リングが設けられる、
ことを特徴とするベローズの取付構造。

【請求項4】

前記腹部は、前記山部と同じ態様で屈曲して延びる、
ことを特徴とする請求項３に記載のベローズの取付構造。

【請求項5】

同一の前記谷部から延びる一対の前記腹部同士が接触する、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のベローズの取付構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベローズの取付構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、空気ばねや、防振装置、車両用懸袈装置、アキュムレータ、高圧ポンプ等において、気密性および伸縮性を有する流体分離膜または流体密封膜としてベローズが用いられている（例えば、特許文献１、２を参照）。ベローズは、中央部が蛇腹状をなし、加わる荷重に応じて伸縮する。また、ベローズは、端部が筒状をなして固定板に取り付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１０－１４８２５８号公報

【文献】特許第４１４０８７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、ベローズの中央部の最も端部（最端部）側を固定板に接触させることによって固定板に対してベローズを位置決めする構成では、圧縮時に中央部の端部側に圧縮応力が加わり、ベローズが破損するおそれがあった。一方、この圧縮応力を低減するために、固定板とベローズの中央部の最端部とを接触させない構成が挙げられる。しかしながら、この構成にすると、固定板に対するベローズの位置決め精度が低下するため、位置決めするための手段が必要となり、構成が複雑化してしまう場合があった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減することができるベローズの取付構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るベローズの取付構造は、筒状のベローズを固定部材に取り付けたベローズの取付構造であって、前記ベローズは、両端部に設けられる直管部と、前記直管部の間に設けられ、凹凸形状を繰り返してなる蛇腹部と、前記直管部および前記蛇腹部に連なる連結部と、を備え、前記蛇腹部は、屈曲してなる谷部と、前記谷部とは逆の態様で屈曲してなる山部と、前記山部から該山部と同じ態様でそれぞれ屈曲して延びる腹部と、からなる一組の突起形状を繰り返してなり、複数の前記腹部のうち、前記連結部に連なる腹部は、前記固定部材に当接し、前記固定部材と前記連結部との間には、空間が形成され、前記谷部には、粘弾性リングが設けられる、ことを特徴とする。

【0007】

また、本発明に係るベローズの取付構造は、上記発明において、前記固定部材と前記連結部との間には、粘弾性リングが設けられることを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係るベローズの取付構造は、筒状のベローズを固定部材に取り付けたベローズの取付構造であって、前記ベローズは、両端部に設けられる直管部と、前記直管部の間に設けられ、凹凸形状を繰り返してなる蛇腹部と、前記直管部および前記蛇腹部に連なる連結部と、を備え、前記蛇腹部は、屈曲してなる谷部と、前記谷部とは逆の態様で屈曲してなる山部と、前記谷部および前記山部の間に設けられる腹部と、からなる一組の突起形状を繰り返してなり、前記谷部には、第１粘弾性リングが設けられ、前記固定部材と前記連結部との間には、第２粘弾性リングが設けられることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係るベローズの取付構造は、上記発明において、前記腹部は、前記山部と同じ態様で屈曲して延びることを特徴とする。

【0010】

また、本発明に係るベローズの取付構造は、上記発明において、同一の前記谷部から延びる一対の前記腹部同士が接触することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１にかかる圧力調整装置の構成を示す断面図である。

【図2】図２は、図１に示す領域Ｒの構成を拡大したベローズ取付構造を示す図である。

【図3】図３は、実施の形態２にかかるベローズ取付構造を示す図である。

【図4】図４は、実施の形態３にかかるベローズ取付構造を示す図である。

【図5】図５は、実施の形態４にかかるベローズ取付構造を示す図である。

【図6】図６は、実施の形態４にかかるベローズ取付構造における荷重－撓みの計測結果の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。なお、図面は模式的なものであって、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合があり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれる場合がある。

【0014】

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる圧力調整装置の構成を示す断面図である。図２は、図１に示す領域Ｒの構成を拡大したベローズ取付構造を示す図である。図１に示すベローズ取付構造１は、下側固定板１１と、上側固定板１２と、下側固定板１１および上側固定板１２の間に設けられるベローズ１３と、第１フランジ１４と、第２フランジ１５と、第１Ｏリング１６と、第２Ｏリング１７と、内筒ガイド１８と、ボルト１９と、平座金２０と、ばね座金２１と、ガイドベローズ２２と、空圧継手２３と、粘弾性リング２４とを備える。本実施の形態１においては、下側固定板１１および第１フランジ１４、または上側固定板１２および第２フランジ１５によって固定部材が構成される。

【0015】

ベローズ取付構造１では、下側固定板１１と上側固定板１２との間にベローズ１３が介在し、内部空間Ｓ₁を形成する。この内部空間Ｓ₁は、空圧継手２３の孔２３ａを経て外部と連通する。

【0016】

ベローズ１３は、両端部に設けられる筒状の直管部１３ａと、直管部１３ａ間に設けられ、凹凸形状を繰り返してなる蛇腹状の蛇腹部１３ｂと、直管部１３ａおよび蛇腹部１３ｂを連結する連結部１３ｃとを有する。蛇腹部１３ｂは、湾曲してなる谷部１３ｄと、谷部１３ｄとは湾曲態様が逆の湾曲態様で湾曲してなる山部１３ｅと、山部１３ｅから谷部１３ｄ側にそれぞれ延び、山部１３ｅと同じ湾曲態様で湾曲してなる腹部１３ｆとを有し、谷部１３ｄ、山部１３ｅ、および、山部１３ｅを経て対向する二つの腹部１３ｆを一組の突起形状とし、該突起形状を繰り返してなる（図２参照）。突起形状は、直管部１３ａに対して、外部側に突出する。山部１３ｅを経て対向する腹部１３ｆ同士は、蛇腹部１３ｂが直管部１３ａに対して突出する突出方向（ここでは図２の左右方向）における蛇腹部１３ｂの中央部において互いに離れるように湾曲してなる。蛇腹部１３ｂは、筒の中心軸と平行かつこの中心軸を通過する平面を切断面とする断面において、中央部が凸状に膨らんだΩ状をなす突起形状を繰り返してなる。なお、ベローズ１３の貫通方向を長手方向とする。

【0017】

また、ベローズ１３は、内筒ガイド１８との間に設けられ、当該内筒ガイド１８とベローズ１３との間の間隔を維持するガイドベローズ２２を設けることによって、円滑に伸縮動作を行うことができる。

【0018】

内筒ガイド１８は、内部空間Ｓ₁に設けられ、内筒ガイド１８は、平座金２０およびばね座金２１を介してボルト１９によって下側固定板１１に固定される。

【0019】

続いて、ベローズ１３の固定板（下側固定板１１および上側固定板１２）への取り付け態様について図２を参照して説明する。図２では、上側固定板１２とベローズ１３との取り付け部分の一部を示している。以下、上側固定板１２とベローズ１３との取り付け態様について説明するが、下側固定板１１とベローズ１３との取り付け態様も同様である。

【0020】

ベローズ１３の直管部１３ａは、上側固定板１２および第２フランジ１５の内壁に沿って延びる。図２において、直管部１３ａは、第２フランジ１５の角部の一部と接触している。また、上側固定板１２、ベローズ１３および第２フランジ１５によって形成される空間には、第２Ｏリング１７が設けられ、上側固定板１２およびベローズ１３における気密状態が確保される。
第１Ｏリング１６および第２Ｏリング１７は、弾性体を用いて形成される。

【0021】

また、ベローズ１３の蛇腹部１３ｂにおいて、連結部１３ｃに連なる腹部１３ｆは、第２フランジ１５の壁面１５ａに当接している。この際、第２フランジ１５の連結部１３ｃと対向する角部は面取りされており、連結部１３ｃは、第２フランジ１５には接触しておらず、連結部１３ｃと第２フランジ１５との間には空間Ｓ₂が形成される。

【0022】

蛇腹部１３ｂの谷部１３ｄの外部側には、粘弾性リング２４が設けられる。この粘弾性リング２４の弾性力によって、谷部１３ｄの屈曲（潰れ）や、対向する腹部１３ｆ間の距離が制御される。粘弾性リング２４は、ベローズ１３の谷部１３ｄを長手方向と直交する方向には荷重を加えないようにしてもよいし、長手方向の距離が小さくなるように締め付ける荷重を加えるようにしてもよい。

【0023】

ベローズ取付構造１では、空圧継手２３を介して内部空間Ｓ₁の圧力を高めると、ベローズ１３の蛇腹部１３ｂが広がって長手方向に延び、下側固定板１１と上側固定板１２とが離れる方向に移動する。ベローズ取付構造１は、この固定板の移動によって、例えば下側固定板１１と接触する対象に対して加える荷重を調整する空気ばねとして機能する。

【0024】

本実施の形態１では、ベローズ取付構造１では、腹部１３ｆがフランジ（第１フランジ１４および第２フランジ１５）に接触し、連結部１３ｃとフランジとの間に空間（例えば空間Ｓ₂）が形成され、谷部１３ｄに粘弾性リング２４が設けられることによって、蛇腹部１３ｂの伸長等によって作用する応力が腹部１３ｆに分散し、ベローズ１３の損傷が抑制される。また、ベローズ取付構造１は、谷部１３ｄに粘弾性リング２４を配設し、蛇腹部１３ｂの腹部１３ｆをフランジに当接させ、連結部１３ｃとフランジの角部とが接触しないように空間（空間Ｓ₂）を形成させるのみで上述した効果を得ることができる。本実施の形態１によれば、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減することができる。

【0025】

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について、図３を参照して説明する。図３は、実施の形態２にかかるベローズ取付構造を示す図である。なお、実施の形態１にかかるベローズ取付構造１と同じ部分には同じ符号が付してある。実施の形態２にかかるベローズ取付構造は、第２フランジ１５に代えて第２フランジ１５Ａを備え、第２粘弾性リング２５をさらに備える。なお、実施の形態２では、粘弾性リング２４は、第１粘弾性リングに相当する。

【0026】

第２フランジ１５Ａは、蛇腹部１３ｂに対向する壁面１５ｂのうち、連結部１３ｃと対向する部分に傾斜面１５ｃを有する。ベローズ１３と傾斜面１５ｃとによって形成される空間Ｓ₃には、第２粘弾性リング２５が設けられる。
なお、第１フランジ側も同様に粘弾性リングが設けられる。

【0027】

実施の形態２にかかるベローズ取付構造では、ベローズ取付構造１と同様に、空圧継手２３を介して内部空間Ｓ₁の圧力を高めると、ベローズ１３の蛇腹部１３ｂが広がって下側固定板１１と上側固定板１２とが離れる方向に移動する。この際、谷部１３ｄに粘弾性リング２４が設けられ、連結部１３ｃとフランジとの間に第２粘弾性リング２５が介在することによって、蛇腹部１３ｂの伸長等によって作用する応力が分散し、ベローズ１３の損傷が抑制される。また、実施の形態２にかかるベローズ取付構造は、谷部１３ｄに粘弾性リング２４を配設し、連結部１３ｃとフランジの間に粘弾性リングを介在させるのみで上述した効果を得ることができる。本実施の形態２によれば、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減することができる。

【0028】

なお、実施の形態２において、ベローズ１３の腹部１３ｆは、図３に示すように、山部１３ｅと同じ態様で湾曲している例について説明したが、これに限らず、例えば直線状に延びるものであってもよいし、谷部１３ｄと同じ湾曲態様で湾曲してなるものであってもよい。この際、腹部１３ｆが、山部１３ｅと同じ湾曲態様で湾曲していれば、腹部１３ｆ間で粘弾性リング２４を挟み込むことによって、該粘弾性リング２４の抜け止め効果が得られるため好ましい。

【0029】

（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について、図４を参照して説明する。図４は、実施の形態３にかかるベローズ取付構造を示す図である。なお、実施の形態１にかかるベローズ取付構造１と同じ部分には同じ符号が付してある。実施の形態３にかかるベローズ取付構造は、第２フランジ１５に代えて第２フランジ１５Ｂを備え、第２粘弾性リング２６をさらに備える。

【0030】

第２フランジ１５Ａは、蛇腹部１３ｂに対向する壁面１５ｄのうち、連結部１３ｃと対向する部分に傾斜面１５ｅを有する。ベローズ１３と傾斜面１５ｅとによって形成される空間Ｓ₄には、第２粘弾性リング２６が設けられる。
また、連結部１３ｃに連なる腹部１３ｆは、第２フランジ１５の壁面１５ｄに当接している。
なお、第１フランジ側も同様に粘弾性リングが設けられる。

【0031】

実施の形態３にかかるベローズ取付構造では、ベローズ取付構造１と同様に、空圧継手２３を介して内部空間Ｓ₁の圧力を高めると、ベローズ１３の蛇腹部１３ｂが広がって下側固定板１１と上側固定板１２とが離れる方向に移動する。この際、谷部１３ｄに粘弾性リング２４が設けられ、腹部１３ｆがフランジに接触し、かつ連結部１３ｃとフランジとの間に第２粘弾性リング２６が介在することによって、蛇腹部１３ｂの伸長等によって作用する応力が分散し、ベローズ１３の損傷が抑制される。また、実施の形態３にかかるベローズ取付構造は、蛇腹部１３ｂの腹部１３ｆをフランジに当接させ、谷部１３ｄに粘弾性リング２４（第１粘弾性リング）を配設するとともに、連結部１３ｃとフランジの間に第２粘弾性リングを介在させるのみで上述した効果を得ることができる。本実施の形態３によれば、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減することができる。

【0032】

（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４について、図５および図６を参照して説明する。図５は、実施の形態４にかかるベローズ取付構造を示す図である。なお、実施の形態１にかかるベローズ取付構造１と同じ部分には同じ符号が付してある。実施の形態４にかかるベローズ取付構造は、実施の形態１と同じ構成要素を備え、実施の形態１にかかる蛇腹部１３ｂとはその当接態様が異なる。

【0033】

実施の形態４において、内部空間Ｓ₁の圧力に応じて、同一の谷部１３ｄからそれぞれ延びる腹部１３ｆ同士が互いに当接するとともに、連結部１３ｃに連なる腹部１３ｆが第２フランジ１５の壁面１５ａに当接する。なお、内部空間Ｓ₁の圧力が減圧されると、腹部１３ｆ同士が離間した状態となり得る。また、連結部１３ｃは、第２フランジ１５には接触しておらず、連結部１３ｃと第２フランジ１５との間には空間Ｓ₂が形成される。

【0034】

蛇腹部１３ｂの谷部１３ｄの外部側には、粘弾性リング２４が設けられる。この粘弾性リング２４の弾性力によって、谷部１３ｄの屈曲（潰れ）等が制御される。

【0035】

実施の形態４にかかるベローズ取付構造では、ベローズ取付構造１と同様に、空圧継手２３を介して内部空間Ｓ₁の圧力を高めると、ベローズ１３の蛇腹部１３ｂが広がって下側固定板１１と上側固定板１２とが離れる方向に移動する。この際、谷部１３ｄに粘弾性リング２４が設けられ、最も直管部１３ａ側に位置する腹部１３ｆがフランジに接触するとともに、他の隣り合う腹部１３ｆ同士が接触することによって、蛇腹部１３ｂの伸長等によって作用する応力が分散し、ベローズ１３の損傷が抑制される。また、実施の形態４にかかるベローズ取付構造は、谷部１３ｄに粘弾性リング２４を配設し、蛇腹部１３ｂの腹部１３ｆをフランジに当接させ、他の腹部１３ｆ同士を接触のみで上述した効果を得ることができる。本実施の形態４によれば、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減することができる。

【0036】

また、実施の形態４では、腹部１３ｆ同士を接触させることによって圧縮方向の許容ストロークが増大するため、ベローズ１３の取付長（筒の中心軸方向の長さ）を短くすることができる。

【0037】

図６は、実施の形態４にかかるベローズ取付構造における荷重－撓みの計測結果の一例を示す図である。図６では、ベローズ１３の撓みが０．５ｍｍとなった状態において腹部１３ｆ同士が接触し始め、撓みの増加とともに荷重が非線形的に増加することが示されている。これは、ベローズ１３の圧縮方向の撓みの増加とともに、腹部１３ｆ同士の接触面積が増加し、発生荷重が非線形的に増加することによる。この荷重曲線の非線形性は、ベローズ１３における応力の分散を示し、ベローズ１３に加わる応力が低減されているといえる。この非線形性によって、耐久性を一層向上することができるとともに、上述した取付長の短小化と合わせて小型軽量化を実現することができる。

【0038】

ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。また、ベローズ１３は、摩擦の軽減等のために、コーティング処理や研磨処理等の表面加工を施してもよい。また、粘弾性リングやＯリングは、図示した断面形状に限らず、設計を変更することが可能である。

【0039】

なお、実施の形態２、３の構成において、実施の形態４のように、腹部１３ｆ同士を接触させた構成とすることが可能である。

【0040】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含みうるものであり、特許請求の範囲により特定される技術的思想を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を施すことが可能である。

【0041】

以上説明したように、本発明に係るベローズの取付構造は、簡易な構成でベローズに加わる応力を低減するのに好適である。

【符号の説明】

【0042】

１ ベローズ取付構造
１１ 下側固定板
１２ 上側固定板
１３ ベローズ
１３ａ 直管部
１３ｂ 蛇腹部
１３ｃ 連結部
１３ｄ 谷部
１３ｅ 山部
１３ｆ 腹部
１４ 第１フランジ
１５、１５Ａ、１５Ｂ 第２フランジ
１６ 第１Ｏリング
１７ 第２Ｏリング
１８ 内筒ガイド
１９ ボルト
２０ 平座金
２１ ばね座金
２２ ガイドベローズ
２３ 空圧継手
２４ 粘弾性リング
２５、２６ 第２粘弾性リング

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】