[发明专利]真空阀用波纹管

说明书

技术领域

本发明涉及一种为了在真空阀中对驱动阀构件的驱动部和设置在真空气氛中的主流路进行划分而使用的真空阀用波纹管。

背景技术

以往，作为高真空L型阀，例如公知如日本特许公开2004–340344号公报中公开的那样，利用成形波纹管划分阀构件的驱动部与设置在真空气氛中的主流路之间的真空阀。该高真空L型阀除波纹管的详细结构以外，与图3所示的真空阀实质相同。

进一步详细地说明该真空阀的结构，该真空阀包括：第1主接口和第2主接口，该第1主接口与真空泵及真空腔的一方相连接，该第2主接口与真空泵及真空腔的另一方相连接；圆环状的阀座，其形成于在外壳内连结上述两主接口的主流路中；盘形的阀构件，其抵接或离开该阀座而开闭上述主流路；驱动部，其通过沿轴线方向驱动与该阀构件相连结的杆，使上述阀构件进行开闭动作；为了划分上述阀构件的驱动部和设置在真空气氛中的上述外壳内的主流路，在上述外壳与上述盘形的阀构件的周边之间，以围绕上述杆的周围的方式设有伸缩自如的成形波纹管。

通常，在由液密地封闭了两端的金属筒构成的原料管的周围以等间隔配置许多个环状的模具，将高压的液体导入到该原料管内，使该原料管的外周的不与上述环状的模具抵接的部分向外侧鼓出，并且缩小上述许多个环状的模具间的间隔，从而制造上述已知的真空阀用波纹管，将利用该液压胀形使原料管向外侧呈环状鼓出的部分作为峰部，将不鼓出的环状的部分作为谷部。

该成形波纹管通常以同等程度形成上述峰部的截面处的曲率半径（称作峰R）和上述谷部的截面处的曲率半径（称作谷R），在将该成形波纹管安装在真空阀中而进行使用时，有随着该波纹管的伸缩，与作用于上述峰部的应力相比作用于谷部的应力成为疲劳破坏的原因的倾向，因此，通常在快到使用寿命的阶段，在该谷部的波纹管中心侧面（图1的部位a）发生龟裂。

发明内容

为了解决在上述的成形波纹管的谷部发生疲劳破坏的问题，本发明人对通过改变波纹管的峰部数量、构成波纹管的金属筒的板厚、波纹管的端部的保持部的板厚而进行的变形性的调整等各种参数的变更所对应产生的最大应力、该最大应力的分布的变化等，进行了实验或利用计算机进行了模拟，结果确定：为了使在上述真空阀用波纹管伸缩时作用于外侧的环状的峰部和内侧的环状的谷部的应力尽可能地均等化而谋求该波纹管的长寿命化，相互调整上述谷部和峰部的各截面上的曲率半径（谷R及峰R）是简单有效的方法。

本发明基于该见解，其技术性的课题在于，通过将上述谷部和峰部的各截面处的曲率半径设定在适当的范围内，使在上述真空阀用波纹管伸缩时作用于内侧的环状的谷部和外侧的环状的峰部的应力尽可能地均等化，谋求该波纹管的长寿命化。

另外，真空阀用波纹管本来将阀构件位于与阀座抵接了的位置时的该波纹管的轴线方向长度作为该波纹管的自由长度，或者将阀构件位于与阀座抵接了的位置时的上述波纹管的轴线方向长度用作从该自由长度伸长至上述阀构件与阀座抵接的位置的长度，所以在上述任一情况下，都优选使在波纹管伸缩时作用于该谷部和峰部的应力尽可能地均等化，研究了由本发明人进行的上述计算机模拟的结果，确定：在寻求使上述谷部和峰部的各截面处的曲率半径的比（谷R/峰R）适当的范围时，参照在阀构件进行开闭动作的期间的谷部和峰部的应力振幅的这一做法，如以下详述的那样无论在阀构件位于与阀座抵接了的位置时的波纹管的伸长的程度（后述的压缩比）如何，对由交变应力引发的金属疲劳的程度的均等化都是有效的。

本发明的另一技术性的课题在于，基于该见解获得上述谷R与上述峰R的适当的比。

为了解决上述课题，根据本发明，真空阀用波纹管为了划分主流路和驱动部而以围绕杆的周围的方式配设于真空阀中，该真空阀具备：上述主流路，盘形的阀构件通过抵接或离开阀座而开闭该主流路；驱动部，其借助上述杆驱动上述阀构件，该真空阀用波纹管的特征在于，在金属筒的周壁上沿该金属筒的轴线方向交替地连续形成向该金属筒的内侧鼓出的环状的谷部、和向该金属筒的外侧鼓出的环状的峰部，从而构成上述波纹管，在来自上述杆的外力未作用于该波纹管的状态下，在将上述谷部的截面的曲率半径设为谷R，将上述峰部的截面的曲率半径设为峰R时，作为该谷R与峰R的比的谷R/峰R处于1.15～1.70的范围内。

更优选在上述真空阀用波纹管中，上述R比率设定在1.20～1.55的范围内。