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JP4140872B2 - Bellows mounting structure - Google Patents

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JP4140872B2
JP4140872B2 JP35740498A JP35740498A JP4140872B2 JP 4140872 B2 JP4140872 B2 JP 4140872B2 JP 35740498 A JP35740498 A JP 35740498A JP 35740498 A JP35740498 A JP 35740498A JP 4140872 B2 JP4140872 B2 JP 4140872B2
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JP
Japan
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bellows
fixing member
mounting structure
flange
closest
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP35740498A
Other languages
Japanese (ja)
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JP2000179464A (en
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健 内田
正人 菅原
武儀 新堀
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NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Publication date
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  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプやアキュムレータ等の流体機器に用いられるベローズの取付構造に係り、特に、ベローズにおける応力集中を回避して耐久性を向上させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば、ベローズ式ポンプでは、ケーシング内に設けたベローズを軸線方向へ伸縮させることにより、その内部の容積を変化させ、流体を吸引、吐出するようになっている。図5はそのようなベローズ式ポンプのベローズの取付構造を示す図である。図5において符号1は図示しないケーシングに取り付けられたリング状のフランジであり、フランジ1にはベローズ2の一端部が固定されている。ベローズ2は、断面が逆U字状をなす山部3a,3b,…と、それら山部3a,3b,…の間に設けられた断面U字状の谷部4a,4b,…とから概略構成されている。また、ベローズの一端部には、谷部4a,4b,…と同径の筒部5が形成されている。筒部5は、フランジ1の孔1aに嵌合させられ、その端縁部Pで孔1aと溶接されている。さらに、ベローズ2の最もフランジ1側の山部3aの左下の平坦な腹部6は、フランジ1の内面1bと接触している。これにより、ベローズ2をフランジ1に溶接する際の位置決めがなされる。
【0003】
ところで、ベローズ2の内部に高圧流体が入って外部が大気圧という状態で使用されると、内圧によって山部3a,…は押し広げられ、谷部4a,…は圧縮される。また、ベローズ2が圧縮されると、山部3a,…と谷部4a,…の曲率半径が小さくなるような変形が生じ、それらの全体が図中矢印X方向へ変位する。ここで、最もフランジ1側の山部3aの左下の腹部6は、フランジ1によって拘束されているから、その山部3aの変位が最も少なくなる。したがって、この山部3aに隣接する谷部4aは、最も変位の少ない山部3aに押し付けられるから、動的な状態では他の谷部4b,…と比べて大きな圧縮力を受ける。このように、最もフランジ1側の谷部3aは、内圧による圧縮に加えて動的な大きな圧縮力を受けるため大きな応力が生じ、その部分の耐久性が低下する原因となっていた。本発明者の検討によれば、谷部4aに生じる応力は他の谷部4b,…と比較して30%程度大きいことが判明している。
【0004】
そこで、特開平10−148258号公報では、図6に示すように、ベローズ2の筒部4を段付き形状にしてフランジ1の段付き形状の孔1aに付き当て、これによりベローズ2の位置決めをするとともに、山部3aの左下の腹部6とフランジ1の間に隙間を設けたベローズの取付構造が提案されている。この構造によれば、山部3aの左下の腹部6がフランジ1に拘束されていないため、谷部4a,…が均等な変形を受け、応力の集中がなく耐久性の問題が生じないという利点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記提案に係るベローズの取付構造では、ベローズを位置決めするために、ベローズとフランジに段付き加工を施さなければならず、加工が複雑で製造コストの増大が避けられないという問題があった。
よって、本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたもので、簡単な構成によりベローズへの応力集中を防止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している。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、ベローズの取付構造の改良を重ねた結果、図6に示すように、フランジ1に最も近接した山部3aを完全な自由状態にしなくても、谷部4aの応力は増大しないことを見出した。すなわち、有限要素法による応力の数値解析の結果、山部3aの基部が拘束されていても山部3aが変位可能であり、これにより、谷部4aの応力は増大せず、他の谷部4b,…とほぼ均等な応力になることが判明した。
【0007】
本発明のベローズの取付構造は上記知見に基づいてなされたもので、固定部材と、この固定部材に設けた孔に一端部が固定されて軸線方向に伸縮可能なベローズとを備え、ベローズは、固定部材に嵌合固定された筒部と、この筒部の端部から山部および谷部が交互に連続して延在してなる蛇腹部とを備え、ベローズは、流体の送出入を行う流体機器に適用されるとともに、流体機器の使用時に軸線方向に伸縮することにより、流体機器の内部の容積を変化させて流体の送出入を行うベローズの取付構造において、固定部材は、軸線方向に突出して固定部材に最も近接した山部の基部に当接する凸部を備え、この凸部よりも外周側の部分は、山部との間を開放する隙間であり、凸部は、筒部側の内テーパ部と、隙間側の外テーパ部と、筒部側の内テーパ部と隙間側の外テーパ部との間に形成された当接面を有し、筒部側の内テーパ部は、固定部材に最も近接した基部から離間するとともに、筒部側にテーパ状に拡開し、隙間側の外テーパ部は、固定部材に最も近接した基部から離間するとともに、隙間側にテーパ状に拡開し、当接面は、固定部材に最も近接した山部の基部に当接する平坦面であることを特徴としている。
【0008】
上記構成のベローズの取付構造にあっては、山部の基部を固定部材の凸部に当接させることにより、ベローズの位置決めを行うことができる。また、固定部材のみに凸部を設ければよいから、加工が簡単で製造コストを低減することができる。さらに、凸部よりも外周側の部分が開放されているため、ベローズが圧縮されたときに固定部材に最も近接した山部も固定部材側へ変位可能である。よって、その山部に隣接した谷部は固定部材側へ適正に変位し、その谷部に応力が集中するようなことがなく、耐久性を向上させることができる。ただし、凸部よりも外周側の隙間は、圧縮時に変位した山部が干渉しない程度の幅を有することが望ましい。
【0009】
ベローズでは、山部の頂部と谷部の底部は断面円弧状にするのが一般的である。たとえば、山部を断面逆U字状、谷部を断面U字状とすることができ、あるいは、本出願人が先に特願平10−132778号で開示したように、山部の基部がくびれるように軸線方向の幅が狭くなる形状であっても良い。また、山部と谷部との間に、断面視で直線状の腹部を設けることができる。
【0010】
上記のような構成では、固定部材に最も近接した山部の基部も断面円弧状とすることができ、その場合の凸部は、その基部に面接触するように凸曲面状にすることが望ましい。このように、凸部が基部にエッジ当たりしないような形状にすることにより、基部での局所的な応力集中を防止することができる。また、それと同じ目的から、凸部は、断面円弧状をなす基部のほぼ全体に亘って接触することが望ましい。さらに、凸部のうち基部と接触する凸曲面状の部分よりも外周側の部分は、山部の自由な変位を確実にするように軸線方向へ逃げた形状であることが望ましい。具体的には、凸部の外周部は、山部から離間するに従って末広がりとなるテーパ部にすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
A.ベローズの取付構造の構成
以下、図1および図2を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態のベローズの取付構造が適用されたベローズ式ポンプを示す断面図である。図1において符号10はケーシングである。ケーシング10は、図中左右方向に延在する横円筒部10aと、横円筒部10aどうしの中央部で縦方向に延在する縦円筒部10bとからなっている。横円筒部10aの開口部には、フランジ(固定部材)11が嵌合させられ、さらにその外側には蓋12が取り付けられている。フランジ11および蓋12には、吐出口13と吸引孔14が形成され、それらの内部にはチェック弁13a,14aがそれぞれ取り付けられている。そして、フランジ11には、ベローズ20の一端部が固定されている。
【0012】
図2はベローズ20およびフランジ11の詳細を示す図である。図2に示すように、ベローズ20の一端部には円筒状の筒部21が形成されている。筒部21はフランジ11の孔11aに嵌合させられ、その先端縁21aで孔11aと溶接されている。また、ベローズ20の他端部には、山部22a,…および谷部23a,…が交互に連続して延在する蛇腹部24が形成されている。山部22a,…は断面逆U字状をなし、谷部23a,…は断面U字状をなしている。また、山部22a,…と谷部23a,…の中間には、蛇腹部24の軸線O方向とほぼ直交する平坦な腹部25が形成されている。さらに、谷部23a,…の直径は、筒部21の直径と同一とされ、最もフランジ11側の山部3aの左下の基部26は、谷部23a,…と同じ曲率の断面円弧状とされている。このようなベローズ20は、例えばステンレス鋼製のチューブを塑性加工して製造することができる。
【0013】
一方、フランジ11には、孔11aの周縁部に沿って軸線O方向へ突出する凸部11bが形成されている。凸部11bは、基部26と同じ曲率の断面半円状とされ、基部26と面接触している。また、凸部11bよりも外周側の部分には、山部22aとの間を開放する隙間11cが形成され、この隙間11cの幅Tは、ベローズ20が圧縮されたときの山部22aの変位よりも大きく設定されている。
【0014】
次に、図1に示すように、ベローズ20の他端部には、タペット15がケーシング10の縦円筒部11bを臨むように固定されている。図中符号16はタペット15を摺動自在に支持する軸受である。縦円筒部11bには、上端部を外部に突出させたシャフト17が回転自在に支持され、シャフト17の下部にはカム17aが形成されている。カム17aは、タペット15,15の間に配置され、ベローズ20の弾発力によりタペット15で押圧されている。なお、図中符号18はシャフト17を回転自在に支持する軸受、19はシャフト17のオイルシールである。また、ベローズ20の内部空間には、気体または液体もしくはそれらの混合物からなる高圧の流体30が入れられ、また、タペット15,15どうしの間およびベローズ20の外周側の空間には潤滑油31が充填され、大気圧となっている。
【0015】
B.ベローズの取付構造の動作
次に上記構成のベローズの取付構造の動作を説明する。図示しない駆動装置によってシャフト17が回転させられると、一方のタペット15はカム17の押圧力により、他方のタペット15はベローズ20の弾発力によって同一方向へ摺動する。たとえば、タペット15,15が図1に示す状態から左側へ摺動したとすると、左側のベローズ20が圧縮されて流体30は吐出口13から吐出し、右側のベローズ20は、その弾発力により伸長して吸引孔14から流体30を吸い込む。このように、カム17aが回転することによりベローズ20が伸縮し、流体30を圧送する。
【0016】
さて、ベローズ20が圧縮されると、図2に示すように、ベローズ20のそれぞれの山部22a,…および谷部23a,…は、フランジ11側へ変位する。図2において符号Xは谷部23bの変位を示す。それと同時に、流体30の圧力は、山部22a,…を押し広げるように、かつ、谷部23a,…を圧縮するように作用する。したがって、谷部23a,…は、変位に伴う圧縮と、流体30の圧力による圧縮の2つの圧縮作用を受け、山部22a,…よりも大きな応力が生じる。ここで、最もフランジ11側の山部22aの基部26は、フランジ11の凸部11bにより拘束されているが、基部26よりも上側の腹部25は、基部26の上端を支点としてフランジ11側へ撓むように変位することができる。すなわち、山部22aが全く拘束されていないときと殆ど同等の変位が生じる。これにより、山部22aに隣接する谷部23aにも適正な変位が生じ、他の谷部23b,…と同等の圧縮変形とそれに伴う応力が生じる。したがって、谷部23aに応力集中が生じず、耐久性が向上する。
【0017】
また、ベローズ20をフランジ11に取り付ける際には、筒部21をフランジ11の孔11aに挿入し、基部26を凸部11bに付き当てて位置決めをして溶接すれば良い。この位置決めの基準となる凸部11bは、フランジ11に旋盤加工を施して容易に加工することができる。あるいは、凸部11bをフランジとは別に製造しておき、両者を溶接やネジ止め等の適当な手段で一体化することもできる。このように、本実施の形態によれば、谷部23aに応力集中が生じず耐久性が高いことは勿論のこと、ベローズ20の位置決めのための加工をフランジ11のみに施せば良いから、加工が簡略化されて製造コストを低減することができる。
【0018】
C.他の実施の形態
図3は本発明の他の実施の形態を示す図である。この実施の形態は、フランジ40の凸部41の形状を変更したものであって、凸部41は、基部26と同じ曲率で断面四半分円状をなす曲面部41aと、この曲面部41aの外周縁部からフランジ40側へ向けてテーパ状に拡開するテーパ部41bとからなっている。テーパ部41bは、基部26と腹部25との境界(円弧状の部分の端)から延在し、その軸線Oとなす角度は45度とされている。また、テーパ部41bよりも外周側は開放されて隙間Tが設けられている。この隙間Tは、最もフランジ40側の山部22aの変位量よりも大きく設定されている。なお、凸部41以外の構成は前記した実施の形態と同等であり、それらについては同符号を付して説明を省略する。
【0019】
上記構成のベローズの取付構造においては、前記実施の形態と同等の効果を奏することは勿論のこと、曲面部41aの外周側がテーパ部41bとして逃がされているので、最もフランジ40側の山部22aは、より自由に変位することができる。すなわち、前記実施の形態では、凸部11bが断面半円状をなしているため、凸部11bの外周側の部分に腹部25が乗り上げるように変形するが、この実施の形態では、腹部25は殆ど拘束を受けずに変形することができる。よって、腹部25に局所的な応力が作用せず、耐久性をさらに高めることができる。さらに、凸部40の外周側の部分がテーパ加工で済むため、加工がさらに簡略化される。
【0020】
次に、図4は本発明のさらに他の実施の形態を示す図である。この実施の形態では、フランジ50の凸部51は、内周側の内テーパ部51aと、外周側の外テーパ部51bと、これら内、外テーパ部51a,51bの間に設けられた当接面51cとから構成されている。当接面51cは、軸線Oに対して直交する平坦な面であり、山部22aの基部26に当接している。なお、当接面51cは、基部26寄りに位置していれば足り、その一部または全部が腹部25に当接していても差し支えない。
【0021】
この実施の形態では、凸部51の加工が2つのテーパ加工で済むので、加工がより一層簡略化される。なお、腹部25が変形したときの凸部51のエッジ当たりを緩和するために、当接面51cを凸曲面に形成することもできる。あるいは、当接面51cと内、外テーパ部51a,51bとの境界を丸く面取りすることもできる。また、ベローズ20を合成樹脂で構成することもでき、その最には、ベローズ20はフランジに接着剤によって接着される。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のベローズの取付構造によれば、ベローズの最も固定部材側の山部を変位させることができるので、それに隣接する谷部にも適正な変位を与えることができ、よって、その谷部への応力集中を回避して耐久性を高めることができる。また、ベローズを固定部材に取り付ける際の位置決めのための加工が簡略化され、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態のベローズの取付構造が適用されたベローズポンプを示す断面図である。
【図2】 実施の形態のベローズの取付構造の詳細を示す断面図である。
【図3】 本発明の他の実施の形態のベローズの取付構造の詳細を示す断面図である。
【図4】 本発明のさらに他の実施の形態のベローズの取付構造の詳細を示す断面図である。
【図5】 従来のベローズの取付構造の詳細を示す断面図である。
【図6】 従来のベローズの取付構造の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
11…フランジ(固定部材)、11b…凸部、11c…隙間、
20…ベローズ、21…筒部、 22a,…山部、23a,…谷部、
24…蛇腹部、25…腹部、 26…基部、O…軸線。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mounting structure for a bellows used in a fluid device such as a pump or an accumulator, and more particularly to a technique for improving durability by avoiding stress concentration in the bellows.
[0002]
[Prior art]
For example, in a bellows type pump, a bellows provided in a casing is expanded and contracted in the axial direction, thereby changing the volume of the inside and sucking and discharging fluid. FIG. 5 is a view showing a bellows mounting structure of such a bellows type pump. In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a ring-shaped flange attached to a casing (not shown), and one end of a bellows 2 is fixed to the flange 1. The bellows 2 is schematically composed of crests 3a, 3b,... Whose cross section is an inverted U shape, and troughs 4a, 4b,... Provided between the crests 3a, 3b,. It is configured. Moreover, the cylindrical part 5 of the same diameter as trough part 4a, 4b, ... is formed in the one end part of a bellows. The cylindrical portion 5 is fitted into the hole 1a of the flange 1 and is welded to the hole 1a at the edge portion P thereof. Further, the flat left lower abdomen 6 of the peak portion 3 a closest to the flange 1 of the bellows 2 is in contact with the inner surface 1 b of the flange 1. Thereby, the positioning at the time of welding the bellows 2 to the flange 1 is made.
[0003]
By the way, when a high-pressure fluid enters the inside of the bellows 2 and the outside is used in an atmospheric pressure state, the crests 3a,... Are expanded by the internal pressure, and the troughs 4a,. Further, when the bellows 2 is compressed, deformation occurs such that the radii of curvature of the crests 3a,... And the troughs 4a,. Here, since the lower left abdomen 6 of the peak portion 3a closest to the flange 1 is restrained by the flange 1, the displacement of the peak portion 3a is minimized. Therefore, the trough 4a adjacent to this crest 3a is pressed against the crest 3a with the least displacement, so that it receives a larger compressive force than the other troughs 4b in a dynamic state. As described above, the valley portion 3a closest to the flange 1 receives a large dynamic compressive force in addition to the compression by the internal pressure, so that a large stress is generated and the durability of the portion is reduced. According to the study of the present inventors, it has been found that the stress generated in the valley 4a is about 30% larger than that of the other valleys 4b.
[0004]
Therefore, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-148258, as shown in FIG. 6, the cylindrical portion 4 of the bellows 2 is stepped and applied to the stepped hole 1 a of the flange 1, thereby positioning the bellows 2. In addition, a bellows mounting structure in which a gap is provided between the flange portion 1 and the lower left abdomen 6 of the mountain portion 3a has been proposed. According to this structure, since the lower left abdominal part 6 of the peak part 3a is not restrained by the flange 1, the trough parts 4a,... Receive uniform deformation, there is no concentration of stress, and there is no problem of durability. There is.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the bellows mounting structure according to the above proposal, in order to position the bellows, the bellows and the flange have to be stepped, and there is a problem that the processing is complicated and an increase in manufacturing cost is inevitable. .
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a bellows mounting structure capable of preventing stress concentration on the bellows with a simple configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated improvements to the bellows mounting structure, the inventor does not increase the stress of the valley 4a even if the peak 3a closest to the flange 1 is not completely free as shown in FIG. I found out. That is, as a result of the numerical analysis of the stress by the finite element method, even if the base part of the peak part 3a is constrained, the peak part 3a can be displaced. Thereby, the stress of the valley part 4a does not increase, and other valley parts It was found that the stress was almost equal to 4b,.
[0007]
The mounting structure of the bellows of the present invention is based on the above knowledge, and includes a fixing member, and a bellows having one end fixed to a hole provided in the fixing member and capable of expanding and contracting in the axial direction. A cylindrical portion fitted and fixed to the fixing member, and a bellows portion in which peaks and troughs alternately and continuously extend from the end of the cylindrical portion, and the bellows sends and receives the fluid. In the mounting structure of a bellows that is applied to a fluid device and expands and contracts in the axial direction when the fluid device is used to change the internal volume of the fluid device to send and receive the fluid, the fixing member is in the axial direction. with abutting projections on the base of the nearest crest to the fixing member protrudes, the outer peripheral side portions than the convex portions, Ri gap der to open between the crest, the convex portion, the cylindrical portion Side inner taper part, gap side outer taper part, cylinder part side It has an abutment surface formed between the taper part and the outer taper part on the gap side, and the inner taper part on the cylinder part side is separated from the base part closest to the fixing member and is tapered on the cylinder part side. The outer taper portion on the gap side is spaced apart from the base portion closest to the fixing member, and expands in a tapered shape on the gap side, and the contact surface is the base portion of the peak portion closest to the fixing member. It is characterized by being a flat surface abutting on the surface .
[0008]
In the bellows mounting structure configured as described above, the bellows can be positioned by bringing the base portion of the peak portion into contact with the convex portion of the fixing member. Moreover, since it is sufficient to provide the convex portions only on the fixing member, the processing is simple and the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the part on the outer peripheral side with respect to the convex part is open, the peak part closest to the fixing member can be displaced toward the fixing member when the bellows is compressed. Therefore, the valley portion adjacent to the peak portion is appropriately displaced toward the fixing member, and stress is not concentrated on the valley portion, so that the durability can be improved. However, it is desirable that the gap on the outer peripheral side than the convex portion has a width that does not interfere with the crests displaced during compression.
[0009]
In the bellows, the top of the peak and the bottom of the valley are generally arcuate in cross section. For example, the peak can have an inverted U-shaped cross section and the valley can have a U-shaped cross section. Alternatively, as disclosed in Japanese Patent Application No. 10-132778, the base of the peak is It may have a shape in which the width in the axial direction becomes narrow so as to be constricted. Moreover, a linear abdominal part can be provided between the peak part and the valley part in a sectional view.
[0010]
In the configuration as described above, the base portion of the peak portion closest to the fixing member can also have an arc shape in cross section, and the convex portion in that case is desirably a convex curved surface shape so as to make surface contact with the base portion. . In this way, by forming the convex portion so as not to contact the edge of the base portion, local stress concentration at the base portion can be prevented. Further, for the same purpose, it is desirable that the convex portion is in contact with substantially the entire base portion having a circular arc cross section. Further, it is desirable that a portion of the convex portion on the outer peripheral side with respect to the convex curved portion contacting the base portion has a shape that escapes in the axial direction so as to ensure free displacement of the peak portion. Specifically, the outer peripheral portion of the convex portion can be a tapered portion that becomes wider as the distance from the peak portion increases.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A. Configuration of bellows mounting structure An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a bellows pump to which the bellows mounting structure of the embodiment is applied. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a casing. The casing 10 includes a horizontal cylindrical portion 10a extending in the left-right direction in the drawing, and a vertical cylindrical portion 10b extending in the vertical direction at the center between the horizontal cylindrical portions 10a. A flange (fixing member) 11 is fitted into the opening of the horizontal cylindrical portion 10a, and a lid 12 is attached to the outside thereof. A discharge port 13 and a suction hole 14 are formed in the flange 11 and the lid 12, and check valves 13 a and 14 a are respectively attached to these. One end of the bellows 20 is fixed to the flange 11.
[0012]
FIG. 2 shows details of the bellows 20 and the flange 11. As shown in FIG. 2, a cylindrical tube portion 21 is formed at one end portion of the bellows 20. The cylindrical portion 21 is fitted into the hole 11a of the flange 11, and is welded to the hole 11a at the tip edge 21a. Further, a bellows portion 24 is formed at the other end portion of the bellows 20 in which crest portions 22a,... And trough portions 23a,. The peaks 22a,... Have a reverse U-shaped cross section, and the valleys 23a,. Further, a flat belly portion 25 that is substantially orthogonal to the direction of the axis O of the bellows portion 24 is formed between the peak portions 22a,... And the valley portions 23a,. Further, the diameter of the troughs 23a,... Is the same as the diameter of the cylindrical part 21, and the lower left base 26 of the peak part 3a on the most flange 11 side has a circular arc shape with the same curvature as that of the troughs 23a. ing. Such a bellows 20 can be manufactured by plastic working a stainless steel tube, for example.
[0013]
On the other hand, the flange 11 is formed with a protrusion 11b that protrudes in the direction of the axis O along the peripheral edge of the hole 11a. The convex portion 11 b has a semicircular cross section with the same curvature as the base portion 26, and is in surface contact with the base portion 26. In addition, a gap 11c that opens between the ridges 22a is formed on the outer peripheral side of the convex portion 11b, and the width T of the gap 11c is the displacement of the ridges 22a when the bellows 20 is compressed. Is set larger than.
[0014]
Next, as shown in FIG. 1, the tappet 15 is fixed to the other end portion of the bellows 20 so as to face the vertical cylindrical portion 11 b of the casing 10. Reference numeral 16 in the drawing denotes a bearing that slidably supports the tappet 15. A shaft 17 having an upper end projecting to the outside is rotatably supported by the vertical cylindrical portion 11 b, and a cam 17 a is formed at the lower portion of the shaft 17. The cam 17 a is disposed between the tappets 15 and 15 and is pressed by the tappet 15 by the elastic force of the bellows 20. In the figure, reference numeral 18 denotes a bearing that rotatably supports the shaft 17, and 19 denotes an oil seal of the shaft 17. A high-pressure fluid 30 made of gas, liquid, or a mixture thereof is placed in the inner space of the bellows 20, and lubricating oil 31 is placed between the tappets 15 and 15 and in the outer peripheral side of the bellows 20. Filled and atmospheric pressure.
[0015]
B. Operation of the bellows mounting structure Next , the operation of the bellows mounting structure having the above configuration will be described. When the shaft 17 is rotated by a driving device (not shown), one tappet 15 slides in the same direction by the pressing force of the cam 17 and the other tappet 15 by the elastic force of the bellows 20. For example, if the tappets 15, 15 slide to the left from the state shown in FIG. 1, the left bellows 20 is compressed and the fluid 30 is discharged from the discharge port 13, and the right bellows 20 is caused by its elasticity. The fluid 30 is sucked from the suction hole 14 by extending. Thus, when the cam 17a rotates, the bellows 20 expands and contracts, and the fluid 30 is pumped.
[0016]
Now, when the bellows 20 is compressed, as shown in FIG. 2, each peak part 22a, ... and trough part 23a, ... of the bellows 20 will be displaced to the flange 11 side. In FIG. 2, the symbol X indicates the displacement of the valley 23b. At the same time, the pressure of the fluid 30 acts to expand the peaks 22a,... And compress the valleys 23a,. Therefore, the valleys 23a,... Undergo two compression actions, compression due to displacement and compression due to the pressure of the fluid 30, and a greater stress than the peaks 22a,. Here, the base portion 26 of the peak portion 22a closest to the flange 11 is constrained by the convex portion 11b of the flange 11, but the abdominal portion 25 above the base portion 26 is directed to the flange 11 side with the upper end of the base portion 26 as a fulcrum. It can be displaced to bend. That is, a displacement almost equal to that when the peak portion 22a is not restrained at all occurs. As a result, an appropriate displacement also occurs in the valley portion 23a adjacent to the peak portion 22a, and compressive deformation equivalent to the other valley portions 23b,. Therefore, stress concentration does not occur in the valley portion 23a, and durability is improved.
[0017]
Further, when attaching the bellows 20 to the flange 11, the cylindrical portion 21 may be inserted into the hole 11a of the flange 11 and the base portion 26 may be abutted against the convex portion 11b for positioning and welding. The convex portion 11b serving as a positioning reference can be easily machined by turning the flange 11 with a lathe. Or the convex part 11b can be manufactured separately from a flange, and both can also be integrated by suitable means, such as welding and screwing. Thus, according to the present embodiment, stress concentration does not occur in the valley 23a and the durability is high, as well as the processing for positioning the bellows 20 only needs to be performed on the flange 11. Can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
[0018]
C. Other Embodiments Fig. 3 is a diagram showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the shape of the convex portion 41 of the flange 40 is changed. The convex portion 41 has a curved surface portion 41a having the same curvature as that of the base portion 26 and a quadrilateral cross section, and the curved surface portion 41a. It consists of a tapered portion 41b that expands in a tapered shape from the outer peripheral edge toward the flange 40 side. The tapered portion 41b extends from the boundary between the base portion 26 and the abdominal portion 25 (the end of the arc-shaped portion), and the angle formed with the axis O is 45 degrees. Moreover, the outer peripheral side is open | released rather than the taper part 41b, and the clearance gap T is provided. The gap T is set larger than the displacement amount of the peak portion 22a closest to the flange 40. Note that the configuration other than the convex portion 41 is the same as that of the above-described embodiment, and the same reference numerals are given to those and description thereof is omitted.
[0019]
In the bellows mounting structure having the above-described configuration, the outermost side of the curved surface portion 41a is escaped as the tapered portion 41b, as well as the effects equivalent to those of the above-described embodiment. 22a can be displaced more freely. That is, in the above-described embodiment, since the convex portion 11b has a semicircular cross section, the abdomen 25 is deformed so that the abdomen 25 rides on the outer peripheral portion of the convex portion 11b. It can be deformed with almost no restraint. Therefore, local stress does not act on the abdomen 25, and durability can be further enhanced. Further, since the outer peripheral portion of the convex portion 40 only needs to be tapered, the processing is further simplified.
[0020]
Next, FIG. 4 is a diagram showing still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the convex portion 51 of the flange 50 has an inner tapered portion 51a on the inner peripheral side, an outer tapered portion 51b on the outer peripheral side, and an abutment provided between these inner and outer tapered portions 51a and 51b. It is comprised from the surface 51c. The contact surface 51c is a flat surface orthogonal to the axis O, and is in contact with the base portion 26 of the peak portion 22a. Note that it is sufficient that the contact surface 51 c is positioned closer to the base portion 26, and a part or all of the contact surface 51 c may be in contact with the abdomen 25.
[0021]
In this embodiment, since the processing of the convex portion 51 can be performed by two taper processing, the processing is further simplified. In addition, in order to relieve per edge of the convex part 51 when the abdominal part 25 deform | transforms, the contact surface 51c can also be formed in a convex curved surface. Alternatively, the boundary between the contact surface 51c and the inner and outer tapered portions 51a and 51b can be rounded. Moreover, the bellows 20 can also be comprised with a synthetic resin, and the bellows 20 is adhere | attached on the flange by the adhesive agent at the end.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the bellows mounting structure of the present invention, it is possible to displace the peak portion on the most fixed member side of the bellows, and therefore, it is possible to give an appropriate displacement to the valley portion adjacent to it. The durability can be enhanced by avoiding stress concentration in the valley. Moreover, the process for positioning at the time of attaching a bellows to a fixing member is simplified, and manufacturing cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a bellows pump to which a bellows mounting structure according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the bellows mounting structure of the embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of a bellows mounting structure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing details of a bellows mounting structure according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing details of a conventional bellows mounting structure.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of a conventional bellows mounting structure.
[Explanation of symbols]
11 ... Flange (fixing member), 11b ... Projection, 11c ... Gap,
20 ... Bellows, 21 ... Tube part, 22a, ... Mountain part, 23a, ... Valley part,
24 ... bellows, 25 ... abdomen, 26 ... base, O ... axis.

Claims (1)

固定部材と、この固定部材に設けた孔に一端部が固定されて軸線方向に伸縮可能なベローズとを備え、上記ベローズは、上記固定部材に嵌合固定された筒部と、この筒部の端部から山部および谷部が交互に連続して延在してなる蛇腹部とを備え、上記ベローズは、流体の送出入を行う流体機器に適用されるとともに、上記流体機器の使用時に上記軸線方向に伸縮することにより、上記流体機器の内部の容積を変化させて上記流体の送出入を行うベローズの取付構造において、
上記固定部材は、上記軸線方向に突出して同固定部材に最も近接した上記山部の基部に当接する凸部を備え、この凸部よりも外周側の部分は、上記山部との間を開放する隙間であり、
上記凸部は、上記筒部側の内テーパ部と、上記隙間側の外テーパ部と、上記筒部側の内テーパ部と上記隙間側の外テーパ部との間に形成された当接面を有し、
上記筒部側の内テーパ部は、上記固定部材に最も近接した上記基部から離間するとともに、上記筒部側にテーパ状に拡開し、
上記隙間側の外テーパ部は、上記固定部材に最も近接した上記基部から離間するとともに、上記隙間側にテーパ状に拡開し、
上記当接面は、上記固定部材に最も近接した上記山部の上記基部に当接する平坦面であることを特徴とするベローズの取付構造。
A fixing member and a bellows having one end fixed to a hole provided in the fixing member and capable of expanding and contracting in an axial direction, the bellows being fitted and fixed to the fixing member; and a bellows portion which peaks and valleys are formed by extending alternately and continuously from the end portion, the bellows, while being applied to a fluid device that performs input fluid delivery, the in use of the fluid device In the mounting structure of the bellows that sends and receives the fluid by changing the internal volume of the fluid device by expanding and contracting in the axial direction,
The fixing member, protrudes the axis direction with abutting projections on the base of the ridges closest to the fixing member, the outer peripheral-side portion than the convex portion, opening a between the ridges gap der that is,
The convex portion is an abutting surface formed between the inner tapered portion on the cylindrical portion side, the outer tapered portion on the gap side, and the inner tapered portion on the cylindrical portion side and the outer tapered portion on the gap side. Have
The inner tapered portion on the cylindrical portion side is spaced apart from the base portion closest to the fixing member, and is expanded in a tapered shape on the cylindrical portion side,
The outer taper portion on the gap side is spaced apart from the base portion closest to the fixing member and expands in a tapered shape on the gap side,
The bellows mounting structure , wherein the abutting surface is a flat surface that abuts on the base portion of the peak portion closest to the fixing member .
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