金属ベローズの種類

金属ベローズは、柔軟なシール、動作調整、圧力感知を必要とするアプリケーションに不可欠なコンポーネントです。金属ベローズの製造プロセスと形状の範囲は、独自の機能を提供する一方で、設計者やエンジニアにとって複雑さも増します。

この記事では、成形、溶接、電気成形、多層、エッジ溶接の 5 つの主な金属ベローズの種類について説明し、それぞれの特徴、利点、制限について詳しく説明します。各種類の微妙な違いを理解することで、アプリケーションに最適な金属ベローズを自信を持って指定できます。

金属ベローズとは

金属ベローズは、圧縮、伸長、曲げて動きや振動に対応できる柔軟な薄壁金属部品です。さまざまな用途で圧力、真空、または機械的な力を封じ込めるように設計されています。金属ベローズは、ステンレス鋼、ニッケル合金、チタン、銅などの延性金属で作られており、柔軟性を可能にする一連の渦巻きや波形が特徴です。

金属ベローズの種類

成形ベローズ

成形ベローズは、ハイドロフォーミングまたは深絞り加工によって製造されます。ハイドロフォーミングでは、金属管を金型内に配置し、高圧流体にさらして金属を金型の形状に合わせます。一方、深絞りでは、平らな金属シートを金型に押し込んで目的の形状を作ります。これらの製造方法により、成形ベローズは大量生産においてコスト効率に優れています。

成形ベローズの利点の 1 つは、適度な柔軟性があり、軸方向、横方向、角度方向の動きに対応できることです。ただし、他の種類のベローズに比べて機械的強度が低いため、高圧または高応力の用途では使用が制限される可能性があります。

溶接ベローズ

溶接ベローズは、個々のダイヤフラムを溶接して作られます。ダイヤフラムは通常、金属板から打ち抜かれるか成形され、その後、レーザー、電子ビーム、抵抗溶接などのさまざまな溶接技術を使用して接合されます。この製造プロセスにより、高精度で耐久性の高いベローズの製造が可能になります。

溶接ベローズは強度が高いため、高温、高圧、腐食性媒体などの厳しい環境に適しています。ただし、溶接プロセスにより溶接接合部に潜在的な弱点が生じ、疲労や腐食の影響を受けやすくなる可能性があります。

電気鋳造ベローズ

電気鋳造ベローズは、精密に機械加工されたマンドレルまたは金型に金属を電気メッキして製造されます。電気メッキのプロセスでは、ニッケルや銅などの金属の薄い層をマンドレルに堆積させ、必要な厚さになるまで続けます。その後、マンドレルを取り外し、継ぎ目のない薄壁のベローズを残します。

電気鋳造ベローズは壁が薄いため、柔軟性が非常に高く、高いレベルの運動や振動の遮断を必要とする用途に最適です。また、軽量で高精度に製造できます。ただし、電気鋳造プロセスでは使用できる材料の選択肢が制限されるため、結果として得られるベローズの耐久性は溶接設計に比べて低くなる可能性があります。

多層ベローズ

多層ベローズは、薄い金属板を複数層重ねて構成されています。通常、層は接着剤またはろう付けを使用して接合されます。層の数と各層の厚さは、必要な強度と柔軟性を実現するために変更できます。

多層構造により、これらのベローズの強度と柔軟性が向上し、高圧または周期的な負荷がかかる用途に適しています。また、多層構造により冗長性も確保され、1 つの層が損傷しても故障のリスクが軽減されます。

エッジ溶接ベローズ

エッジ溶接ベローズは、薄い金属ダイヤフラムをエッジに沿って溶接して渦巻きを作ることで作られています。このプロセスにより、渦巻きの数が多くピッチが小さいベローズが生まれ、優れた柔軟性が得られます。

エッジ溶接プロセスにより、漏れのないシールを作成できるため、これらのベローズは真空または高純度ガスを使用する用途に最適です。エッジ溶接ベローズは柔軟性が高いため、軸方向、横方向、角度方向の大きな変位にも対応できます。