2．4．金属ベローズ

（１）種類と特長

（ａ）ダイナミックベローズ
ダイナミックベローズとは、当社独自の極薄板溶接技術（厚さ0.03～１mm）によって、 日本で初めて開発された純国産の溶接ベローズである。 このベローズは、円環板状に打ち抜かれた精密な波形プレートの内外径を交互に溶接 して製作されるため、従来の常識をこえた精密で、伸縮率が大きくコンパクトなネス ティングタイプ（密着形）の溶接ベローズである。

（ｂ）断面形状（基本）と各部の名称

波形形状の代表的なものはＳ、Ｙ、Ｖがある。


（ｃ）ダイナミックベローズの特長

　 ダイナミックベローズ 備   考
材   質 溶接可能なものは、 すべて可能。 ダイナミックベローズに使用される主な材料は 表2．4．1を参照。
スパン 構造からも大きな値が とれる。 　
山   数 無制限 　
ピッチ 小 　
バネ定数 直線性がよく、 小さくできる。 ダイナミックベローズは、内外径の比を大きくしたり、板厚を薄くする等の自由度が高いため、 バネ定数をきわめて小さくすることができる。 また、ベローズ１山当りの歪み量を弾性領域内で設計することにより、直線性にすぐれ、ヒステリシスも小さくできる。
単位長さ あたりの 伸縮量 大 ダイナミックベローズは、ベローズコアを１枚１枚 重ねて溶接しているため、密着時における長さが 非常に短くなり、伸長との差である変位量はきわ めて大きくとることができる。
体積変化率 全密着が可能なため大 　
耐圧力 特殊設計の場合
49MPa
｛500kgf/cm2G｝		 耐圧性は、材料の板厚を増すことはもとより、二重構造や高強度材を用いることで、向上させることができる。
耐熱性 材料の耐熱性で決まる 　
耐久性 特殊設計の場合、 １×109回以上。 耐久性は、スパン、変位量、山数等により大きく左右される。 強度の高い柔軟性のある材料と特殊な製造により、従来になかった長寿命のベローズが製作できる。
清浄度 すぐれている。 特殊表面研磨および洗浄により、従来にない低ガス 放出の極高真空用クリーンベローズの対応ができる。（例）150℃×24時間ベーキング後、10時間後のガス 放出量
2×10－12Pa･m3/sec/cm2
｛1.5×10－11Torr･r/sec/cm2｝
気密性 すぐれている。 溶接部の気密に対する信頼性が高いため、極高真空 に対応できる気密性を有している。 気密性の確認は、ヘリウムリークディテクタにて 漏洩試験を実施している。
標 準 リ ー ク 量：1×10－9Pa･m3/sec
｛1×10－8atm･cc/sec｝以下
最小可検リーク量：5×10－12Pa･m3/sec
｛5×10－11atm･cc/sec｝以下


備　考　このダイナミックベローズの特長は、「成形ベローズ」と比較したものである。



（ｄ）ダイナミックベローズの波形形状による特長


（ｅ）主な材料と特長

＜技・製＞表2．4．1
分類 材料名称 引張強さ
Mpa{kgf/mm2}		 耐力
Mpa{kgf/mm2}		 高温耐力
Mpa{kgf/mm2}		 使用頻度 標準在庫 特徴
オーステナイト系
ステンレス鋼		 SUS 304 520{53} 205{21} 538℃
108{11}		 多い ○ 耐食性、加工性、溶接性、靱性がよく、信頼性が高いためベローズ材として使用頻度の多い材料である。また、合金成分量の組み合わせの範囲が広いので、それぞれの特長を優先した鋼種の選択ができる。
SUS 304L 480{49} 175{18} 538℃
92{9.4}		 多少 △
SUS 316 520{53} 205{21} 538℃
118{12}		 多少 △
SUS 316L 480{49} 175{18} 538℃
85{8.7}		 多い ○
SUS 347 520{53} 205{21} 538℃
138{14.1}		 多少 △
セミオーステナイト系
ステンレス鋼		 AM 350 1270{130} 1034{105} 427℃
719{73.4}		 多い ○ ステンレス鋼としての耐食性に加えて、析出硬化による強度を付与した高張力ステンレス鋼で、バネ特性、長寿命等の用途に使用されている。
ニッケル合金 インコネル718 1240{126.6} 1034{105.5} 704℃
931{95}		 多い ○ ベローズ材料としては耐食性、耐熱性に最もすぐれた材料で、モネルは耐酸用、ハステロイC22は耐酸、高温用として使用されている。インコネル718は、耐食性に加え強度にすぐれた材料で、高圧用等の用途に使用されている。
ハステロイC22 800{81.8} 400{41.1} 760℃
240{24.3}		 多い ○
モネル 500{53.4} 279{28.5} 538℃
157{16}		 多少 △
チタン 390{40} 295{30} 500℃
78{8}		 多少 △ 軽量で、中性、アルカリ性、酸化性溶液、および有機溶液に対する耐食性にすぐれた材料である。


   

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