JPH0765704B2 - 二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手 - Google Patents
二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手Info
- Publication number
- JPH0765704B2 JPH0765704B2 JP1209754A JP20975489A JPH0765704B2 JP H0765704 B2 JPH0765704 B2 JP H0765704B2 JP 1209754 A JP1209754 A JP 1209754A JP 20975489 A JP20975489 A JP 20975489A JP H0765704 B2 JPH0765704 B2 JP H0765704B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bellows
- hinge
- type
- joint
- link
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Joints Allowing Movement (AREA)
- Diaphragms And Bellows (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱膨張および振動等によって発生する配管相
互間あるいは配管と容器間の相互の曲げ変位を吸収する
ベローズ継手に関する。
互間あるいは配管と容器間の相互の曲げ変位を吸収する
ベローズ継手に関する。
従来、原子力、化学および石油プラント等の各種プラン
ト配管系、ジェットエンジンにおける高温ダクト系等に
おいて、熱膨張および振動等による変形を吸収して引き
回しをコンパクトにするために、曲げ変位吸収式のヒン
ジ型ベローズ継手がしばしば用いられている。
ト配管系、ジェットエンジンにおける高温ダクト系等に
おいて、熱膨張および振動等による変形を吸収して引き
回しをコンパクトにするために、曲げ変位吸収式のヒン
ジ型ベローズ継手がしばしば用いられている。
第３図はヒンジ型ベローズ継手の従来例を示す図、第４
図はベローズのコラムスクワームを示す図で、21、27は
ベローズ、22、23、28、29はフランジ、24はヒンジピ
ン、25、26はヒンジ腕である。
図はベローズのコラムスクワームを示す図で、21、27は
ベローズ、22、23、28、29はフランジ、24はヒンジピ
ン、25、26はヒンジ腕である。
図において、ベローズ21の両側に配管接続用のフランジ
22および23が設けられており、ヒンジピン24を中心軸と
して回転することのできる同じ長さのヒンジ腕25および
26から構成されたヒンジ構造がフランジ22および23に18
0度対向して一対固定されている。
22および23が設けられており、ヒンジピン24を中心軸と
して回転することのできる同じ長さのヒンジ腕25および
26から構成されたヒンジ構造がフランジ22および23に18
0度対向して一対固定されている。
配管の熱膨張または振動等によりベローズ継手両端に曲
げの相対変位が生じた場合、ベローズ継手は点線で示す
ように変形して、曲げ変位を吸収している。
げの相対変位が生じた場合、ベローズ継手は点線で示す
ように変形して、曲げ変位を吸収している。
従来のヒンジ型ベローズ継手で配管の引き回しをよりコ
ンパクトにするためには、一つのベローズで吸収できる
変位角を大きくする必要があり、山数の多い長尺のベロ
ーズを用いることになる。
ンパクトにするためには、一つのベローズで吸収できる
変位角を大きくする必要があり、山数の多い長尺のベロ
ーズを用いることになる。
一方、強度の観点から考えると第４図に示すようにベロ
ーズ27は内圧によってコラムスクワームと呼ばれる特徴
的な座屈を生ずるため、これを防止する必要がある。座
屈を生ずる限界圧力はベローズの山数の二乗に反比例す
る。すなわち、山数が多い程座屈に対する強度は低下す
る。したがって、ベローズによる吸収変位量を大きくす
るために単純に山数を増すことはできず、座屈強度の点
から自ずと限界が生まれる。
ーズ27は内圧によってコラムスクワームと呼ばれる特徴
的な座屈を生ずるため、これを防止する必要がある。座
屈を生ずる限界圧力はベローズの山数の二乗に反比例す
る。すなわち、山数が多い程座屈に対する強度は低下す
る。したがって、ベローズによる吸収変位量を大きくす
るために単純に山数を増すことはできず、座屈強度の点
から自ずと限界が生まれる。
本発明は上記課題を解決するためのもので、曲げ変位吸
収量が大きく、しかも、内圧に対して十分な座屈強度を
有する二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手を提供するこ
とを目的とする。
収量が大きく、しかも、内圧に対して十分な座屈強度を
有する二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手を提供するこ
とを目的とする。
本発明は、ベローズの両端をそれぞれ少なくとも一組の
ヒンジ腕で固定するとともに、各ヒンジ腕を中央部でヒ
ンジピンにより結合して所定方向の曲げ変位を吸収する
ようにしたヒンジ型ベローズ継手において、ベローズ中
央部を円周にわたって支持する支持手段と、中央部が前
記支持手段に固定され、各ヒンジ腕に設けられた長孔に
嵌合してベローズ長手方向に沿って移動可能なピンを両
端側に有する中間リンク構造とを備えたことを特徴とす
る。
ヒンジ腕で固定するとともに、各ヒンジ腕を中央部でヒ
ンジピンにより結合して所定方向の曲げ変位を吸収する
ようにしたヒンジ型ベローズ継手において、ベローズ中
央部を円周にわたって支持する支持手段と、中央部が前
記支持手段に固定され、各ヒンジ腕に設けられた長孔に
嵌合してベローズ長手方向に沿って移動可能なピンを両
端側に有する中間リンク構造とを備えたことを特徴とす
る。
本発明は、ヒンジ型ベローズ継手の中央部をベローズの
中央部円周にわたってコントロールリングにより支持す
るとともに、中央部をリンク腕に固定し、両端に設けた
ピンをヒンジ構造に設けた長孔に嵌合させた中間リンク
構造を設けることにより、ベローズの変位状態において
もベローズ中央部を完全に拘束して大きな座屈強度を確
保することを可能とする。
中央部円周にわたってコントロールリングにより支持す
るとともに、中央部をリンク腕に固定し、両端に設けた
ピンをヒンジ構造に設けた長孔に嵌合させた中間リンク
構造を設けることにより、ベローズの変位状態において
もベローズ中央部を完全に拘束して大きな座屈強度を確
保することを可能とする。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図は本発明による二重リンク式ヒンジ型ベローズ継
手の一実施例を示す図で、同図（Ａ）は側面図、同図
（Ｂ）は平面図、同図（Ｃ）は長孔の拡大図、第２図は
本ベローズ継手の変形状態を説明するための図である。
図中、１はベローズ、２はコントロールリング、３、４
はフランジ、５はヒンジ構造、６、７はヒンジ腕、８は
ヒンジピン、９は中間リンク構造、10はリンク腕、11、
12はリンクピン、13、14は長孔である。
手の一実施例を示す図で、同図（Ａ）は側面図、同図
（Ｂ）は平面図、同図（Ｃ）は長孔の拡大図、第２図は
本ベローズ継手の変形状態を説明するための図である。
図中、１はベローズ、２はコントロールリング、３、４
はフランジ、５はヒンジ構造、６、７はヒンジ腕、８は
ヒンジピン、９は中間リンク構造、10はリンク腕、11、
12はリンクピン、13、14は長孔である。
図において、ベローズ１の両端に配管接続用のフランジ
３及び４が接続されている。また、コントロールリング
２はベローズ１の長さ方向の中心にベローズ１の中心軸
Ｘ−Ｘ′に直交して設けられている。
３及び４が接続されている。また、コントロールリング
２はベローズ１の長さ方向の中心にベローズ１の中心軸
Ｘ−Ｘ′に直交して設けられている。
ヒンジ構造５（第１図Ｂ）はヒンジピン８で自由に回転
するように嵌合された同じ長さのヒンジ腕６及び７から
構成され、ヒンジピン８がベローズ１の長さ方向の中心
に位置しコントロールリング２の側面中央に一致するよ
うにヒンジ構造５がフランジ３および４の側面に180度
対向して一対固定されている。
するように嵌合された同じ長さのヒンジ腕６及び７から
構成され、ヒンジピン８がベローズ１の長さ方向の中心
に位置しコントロールリング２の側面中央に一致するよ
うにヒンジ構造５がフランジ３および４の側面に180度
対向して一対固定されている。
また、一対のヒンジ構造５のそれぞれに設けられた一対
の中間リンク構造９（第１図Ｂ）はリンク腕10とその両
端部に設けたリンクピン11及び12から構成され、リンク
ピン11と12の距離の中心に当たるリンク腕10の中心はコ
ントロールリング２の側面に固定されている。また、リ
ンクピン11及び12はヒンジ腕６及び７に設けた長孔13及
び14に嵌合されている。
の中間リンク構造９（第１図Ｂ）はリンク腕10とその両
端部に設けたリンクピン11及び12から構成され、リンク
ピン11と12の距離の中心に当たるリンク腕10の中心はコ
ントロールリング２の側面に固定されている。また、リ
ンクピン11及び12はヒンジ腕６及び７に設けた長孔13及
び14に嵌合されている。
本ベローズ継手が第１図（Ａ）の実線で示す無変形状態
ではリンクピン11及び12は長孔13及び14内でヒンジピン
８の方向に寄っており、ベローズ１が点線で示す変形状
態になるにしたがって、ヒンジピン８から離れる方向に
長孔13及び14内を移動する。本ベローズ継手が設計曲げ
角２θまで変形すると、長孔13及び14の外側面に接触し
て移動を停止する。
ではリンクピン11及び12は長孔13及び14内でヒンジピン
８の方向に寄っており、ベローズ１が点線で示す変形状
態になるにしたがって、ヒンジピン８から離れる方向に
長孔13及び14内を移動する。本ベローズ継手が設計曲げ
角２θまで変形すると、長孔13及び14の外側面に接触し
て移動を停止する。
このようにコントロールリング２は中間リンク構造９と
一体となっており、中間リンク構造９は両端部のリンク
ピン11及び12を介して外側のヒンジ構造５と嵌合されて
いるので、本ベローズ継手の無変形状態においても、曲
げ変位が負荷された変形状態においてもコントロールリ
ング２を完全に拘束することになる。
一体となっており、中間リンク構造９は両端部のリンク
ピン11及び12を介して外側のヒンジ構造５と嵌合されて
いるので、本ベローズ継手の無変形状態においても、曲
げ変位が負荷された変形状態においてもコントロールリ
ング２を完全に拘束することになる。
第２図において、無変形状態における本ベローズ継手の
中心軸Ｘ−Ｘ′とフランジ３及び４のベローズ側の面の
交点をＡ及びＢとし、中心軸Ｘ−Ｘ′上のコントロール
リング２の中心をＤとすると、設計曲げ角２θの変形状
態ではＢ及びＤはそれぞれＢ′及びＤ′に移動する。ま
た、無変形状態における中間リンク構造９の中心軸Ｘ−
Ｘ′上に投影したリンクピン11及び12の中心Ｐ及びＱは
それぞれＰ′及びＱ′に移動する。
中心軸Ｘ−Ｘ′とフランジ３及び４のベローズ側の面の
交点をＡ及びＢとし、中心軸Ｘ−Ｘ′上のコントロール
リング２の中心をＤとすると、設計曲げ角２θの変形状
態ではＢ及びＤはそれぞれＢ′及びＤ′に移動する。ま
た、無変形状態における中間リンク構造９の中心軸Ｘ−
Ｘ′上に投影したリンクピン11及び12の中心Ｐ及びＱは
それぞれＰ′及びＱ′に移動する。
ここで、Ｐ′とフランジ３との距離AP′をａとし、リン
クピン11と12の間の距離PQを2aにすると、設計曲げ状態
においては、 Ｐ′Ｄ′＝ａ＝AP′ となり、直角三角形AP′Ｏと直角三角形Ｄ′Ｐ′Ｏとは
合同となり、 OA＝OD′ ここに、点Ｏは曲げ角２θの中心である。また、 AD＝DB＝DB′ 直角三角形ADOと直角三角形Ｂ′DOは合同となり、 OA＝OB′ ∴OA＝OD′＝OB′ したがって、設計曲げ変位状態ではフランジ３、４及び
コントロールリング２のそれぞれの中心Ａ、Ｂ′及び
Ｄ′は設計曲げ角の中心Ｏから等距離にあり、ベローズ
１の中心軸は設計曲げ角で規定される円弧上に拘束さ
れ、ベローズ１は円弧を画くように変形することにな
る。
クピン11と12の間の距離PQを2aにすると、設計曲げ状態
においては、 Ｐ′Ｄ′＝ａ＝AP′ となり、直角三角形AP′Ｏと直角三角形Ｄ′Ｐ′Ｏとは
合同となり、 OA＝OD′ ここに、点Ｏは曲げ角２θの中心である。また、 AD＝DB＝DB′ 直角三角形ADOと直角三角形Ｂ′DOは合同となり、 OA＝OB′ ∴OA＝OD′＝OB′ したがって、設計曲げ変位状態ではフランジ３、４及び
コントロールリング２のそれぞれの中心Ａ、Ｂ′及び
Ｄ′は設計曲げ角の中心Ｏから等距離にあり、ベローズ
１の中心軸は設計曲げ角で規定される円弧上に拘束さ
れ、ベローズ１は円弧を画くように変形することにな
る。
長孔13または14内のリンクピン11または12の中心の移動
量ｃとリンクピン11及び12の距離2aは次のようにして規
定することができる。AB＝2lとすると、 リンクピン11及び12の中心の移動量ｃを上述の式を満足
させるように長孔13及び14をそれぞれヒンジ腕６及び７
に設けることにより、長孔13及び14で許容される変位以
上になることを防止することができる。
量ｃとリンクピン11及び12の距離2aは次のようにして規
定することができる。AB＝2lとすると、 リンクピン11及び12の中心の移動量ｃを上述の式を満足
させるように長孔13及び14をそれぞれヒンジ腕６及び７
に設けることにより、長孔13及び14で許容される変位以
上になることを防止することができる。
また、上述の説明では１個のベローズとその中心に設け
たコントロールリングを用いたが、コントロールリング
の代りに中間フランジを使用し、中間フランジの両側に
固定された同一仕様による半分の長さのベローズを用い
ることができることは言うまでもない。
たコントロールリングを用いたが、コントロールリング
の代りに中間フランジを使用し、中間フランジの両側に
固定された同一仕様による半分の長さのベローズを用い
ることができることは言うまでもない。
さらに、本ベローズ継手には一対のヒンジ構造に一対の
中間リンク構造を設けたが、座屈強度が十分得られれば
一組のヒンジ構造に設けた１組のリンク構造でもよいこ
とは勿論である。
中間リンク構造を設けたが、座屈強度が十分得られれば
一組のヒンジ構造に設けた１組のリンク構造でもよいこ
とは勿論である。
以上のように本発明によれば、ベローズの中央で動きを
拘束することができるため、半分の山数で座屈を評価す
ればよいことになる。座屈に対する強度は山数の二乗に
反比例するので、従来のヒンジ型ベローズ継手に対して
４倍の強度を有する。したがって、座屈を低下させるこ
となく山数を増して大きな吸収変位角をとることができ
るとともに、中間リンク構造によってベローズの中央が
曲げ角のθ/2の位置の円弧上に拘束されるために、ベロ
ーズが不揃に変形することが抑制される。
拘束することができるため、半分の山数で座屈を評価す
ればよいことになる。座屈に対する強度は山数の二乗に
反比例するので、従来のヒンジ型ベローズ継手に対して
４倍の強度を有する。したがって、座屈を低下させるこ
となく山数を増して大きな吸収変位角をとることができ
るとともに、中間リンク構造によってベローズの中央が
曲げ角のθ/2の位置の円弧上に拘束されるために、ベロ
ーズが不揃に変形することが抑制される。
また、ベローズは山数が多く長尺になるほど自重や地震
等によって発生する応力が顕著となるが、本ベローズ継
手では従来のヒンジ型ベローズ継手の半分の長さのベロ
ーズに発生する応力に過ぎない。従って、自重及び地震
による応力が同じ山数の従来のヒンジ型ベローズ継手の
場合の1/2〜1/4に軽減することができる。
等によって発生する応力が顕著となるが、本ベローズ継
手では従来のヒンジ型ベローズ継手の半分の長さのベロ
ーズに発生する応力に過ぎない。従って、自重及び地震
による応力が同じ山数の従来のヒンジ型ベローズ継手の
場合の1/2〜1/4に軽減することができる。
また、低い振動数でベローズが共振する恐れがある場合
も中間リンク構造でベローズの中央の動きを拘束してい
るので、この問題を回避することができる。
も中間リンク構造でベローズの中央の動きを拘束してい
るので、この問題を回避することができる。
さらに、中間リンク構造によって長孔で許容される曲げ
角以上にヒンジ構造の動きは拘束されるため過大変形防
止機構も兼ねているので新たにストッパ等の過大変形防
止機構を設ける必要がない。
角以上にヒンジ構造の動きは拘束されるため過大変形防
止機構も兼ねているので新たにストッパ等の過大変形防
止機構を設ける必要がない。
第１図は本発明による二重リンク式ヒンジ型ベローズ継
手の一実施例を示す図で、同図（Ａ）は側面図、同図
（Ｂ）は平面図、同図（Ｃ）は長孔の拡大図、第２図は
本ベローズ継手の変形状態を説明するための図、第３図
はヒンジ型ベローズ継手の従来例を示す図、第４図はベ
ローズのコラムスクワームを示す図である。 １…ベローズ、２…コントロールリング、３、４…フラ
ンジ、５…ヒンジ構造、６、７、ヒンジ腕、８…ヒンジ
ピン、９…中間リンク構造、10…リンク腕、11、12…リ
ンクピン、13、14…長孔、21、27…ベローズ、22、23、
28、29…フランジ、24…ヒンジピン、25、26…ヒンジ
腕。
手の一実施例を示す図で、同図（Ａ）は側面図、同図
（Ｂ）は平面図、同図（Ｃ）は長孔の拡大図、第２図は
本ベローズ継手の変形状態を説明するための図、第３図
はヒンジ型ベローズ継手の従来例を示す図、第４図はベ
ローズのコラムスクワームを示す図である。 １…ベローズ、２…コントロールリング、３、４…フラ
ンジ、５…ヒンジ構造、６、７、ヒンジ腕、８…ヒンジ
ピン、９…中間リンク構造、10…リンク腕、11、12…リ
ンクピン、13、14…長孔、21、27…ベローズ、22、23、
28、29…フランジ、24…ヒンジピン、25、26…ヒンジ
腕。
Claims (2)
- 【請求項１】ベローズの両端をそれぞれ少なくとも一組
のヒンジ腕で固定するとともに、各ヒンジ腕を中央部で
ヒンジピンにより結合して所定方向の曲げ変位を吸収す
るようにしたヒンジ型ベローズ継手において、ベローズ
中央部を円周にわたって支持する支持手段と、中央部が
前記支持手段に固定され、各ヒンジ腕に設けられた長孔
に嵌合してベローズ長手方向に沿って移動可能なピンを
両端側に有する中間リンク構造とを備えたことを特徴と
する二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手。 - 【請求項２】ベローズの中央部を円周にわたって支持す
る支持手段が中間フランジからなり、ベローズが同一仕
様の２個からなることを特徴とする請求項１記載の二重
リンク式ヒンジ型ベローズ継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209754A JPH0765704B2 (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209754A JPH0765704B2 (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0384296A JPH0384296A (ja) | 1991-04-09 |
| JPH0765704B2 true JPH0765704B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16578080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209754A Expired - Lifetime JPH0765704B2 (ja) | 1989-08-14 | 1989-08-14 | 二重リンク式ヒンジ型ベローズ継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765704B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59164886U (ja) * | 1983-04-19 | 1984-11-05 | 住友電気工業株式会社 | ヒンン形ベロ−ズ |
| JPS6112467U (ja) * | 1984-06-28 | 1986-01-24 | 大黒工業株式会社 | 洗浄具 |
-
1989
- 1989-08-14 JP JP1209754A patent/JPH0765704B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0384296A (ja) | 1991-04-09 |
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