JP2002122101A - アキュムレータ - Google Patents
アキュムレータInfo
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- JP2002122101A JP2002122101A JP2000310486A JP2000310486A JP2002122101A JP 2002122101 A JP2002122101 A JP 2002122101A JP 2000310486 A JP2000310486 A JP 2000310486A JP 2000310486 A JP2000310486 A JP 2000310486A JP 2002122101 A JP2002122101 A JP 2002122101A
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- ellipse
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- forming
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
- F15B1/04—Accumulators
- F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
- F15B1/10—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
- F15B1/103—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means the separating means being bellows
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/20—Accumulator cushioning means
- F15B2201/205—Accumulator cushioning means using gas
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2201/00—Accumulators
- F15B2201/30—Accumulator separating means
- F15B2201/315—Accumulator separating means having flexible separating means
- F15B2201/3153—Accumulator separating means having flexible separating means the flexible separating means being bellows
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化・軽量化可能なアキュムレータ
を提供する。 【解決手段】 外部回路に接続された液室と、高圧気
体を密封し体積変化可能なガス室とに分離された圧力容
器が有底円筒形状をなし、その鏡板部の断面の外側及び
内側の輪郭が、周縁部で凸状をなすと共に中央部で凹状
をなすことで、デッドスペースを減らすことができ、軸
線方向長さを短くできる。また、応力集中箇所の応力を
低くできることから、圧力容器、即ちアキュムレータを
軽量化することができる。特に鏡板部の断面の外側及び
内側の輪郭が連続した滑らかな曲線状をなすことにより
応力集中を一層防止でき、前記曲線を円、楕円及び近似
円のいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせにより形
成することで設計が容易になる。
を提供する。 【解決手段】 外部回路に接続された液室と、高圧気
体を密封し体積変化可能なガス室とに分離された圧力容
器が有底円筒形状をなし、その鏡板部の断面の外側及び
内側の輪郭が、周縁部で凸状をなすと共に中央部で凹状
をなすことで、デッドスペースを減らすことができ、軸
線方向長さを短くできる。また、応力集中箇所の応力を
低くできることから、圧力容器、即ちアキュムレータを
軽量化することができる。特に鏡板部の断面の外側及び
内側の輪郭が連続した滑らかな曲線状をなすことにより
応力集中を一層防止でき、前記曲線を円、楕円及び近似
円のいずれか１つまたは２つ以上の組み合わせにより形
成することで設計が容易になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用ブレーキシ
ステムの油圧装置や各種産業用液圧システムなどで蓄圧
や脈動吸収を行うために用いられるアキュムレータに関
するものである。
ステムの油圧装置や各種産業用液圧システムなどで蓄圧
や脈動吸収を行うために用いられるアキュムレータに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両用ブレーキシステムの油圧装置や各
種産業用液圧システムなどに用いられるアキュムレータ
として、例えば圧力容器の内部に一端が固定され、他端
がキャップ部材により閉塞された伸縮自在な金属ベロー
ズを受容し、これにより外部回路に接続された液室と高
圧気体を密封したガス室とに分離したものがある。この
ようなアキュムレータの圧力容器としては有底筒状のも
のが用いられることが一般的であるが、その端面の鏡板
の形状としては、平板状、断面が半円状または半楕円状
をなすものなどがある。このうち、平板状のものは他の
形状のものに比較して厚肉にしなければならずアキュム
レータ全体が重量化するという問題があるため、応力を
分散し易い、断面が半円状または半楕円状をなすものが
鏡板として多く用いられている。
種産業用液圧システムなどに用いられるアキュムレータ
として、例えば圧力容器の内部に一端が固定され、他端
がキャップ部材により閉塞された伸縮自在な金属ベロー
ズを受容し、これにより外部回路に接続された液室と高
圧気体を密封したガス室とに分離したものがある。この
ようなアキュムレータの圧力容器としては有底筒状のも
のが用いられることが一般的であるが、その端面の鏡板
の形状としては、平板状、断面が半円状または半楕円状
をなすものなどがある。このうち、平板状のものは他の
形状のものに比較して厚肉にしなければならずアキュム
レータ全体が重量化するという問題があるため、応力を
分散し易い、断面が半円状または半楕円状をなすものが
鏡板として多く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ア
キュムレータにあってはその内部に受容された金属ベロ
ーズのストロークにより蓄圧量が決まることから、上記
圧力容器の円筒部が蓄圧に関与する有効な部分となり、
断面が半円状または半楕円状をなす鏡板の場合、その曲
面部分はデッドスペースとなる。従って、アキュムレー
タが特に軸線方向に大型化すると共にこのデッドスペー
ス分の液が必要となり、重量化するという問題があっ
た。特に車載用アキュムレータ等はできる限り小型化す
ることが望ましく、上記デッドスペースを少なくするこ
とが強く求められている。
キュムレータにあってはその内部に受容された金属ベロ
ーズのストロークにより蓄圧量が決まることから、上記
圧力容器の円筒部が蓄圧に関与する有効な部分となり、
断面が半円状または半楕円状をなす鏡板の場合、その曲
面部分はデッドスペースとなる。従って、アキュムレー
タが特に軸線方向に大型化すると共にこのデッドスペー
ス分の液が必要となり、重量化するという問題があっ
た。特に車載用アキュムレータ等はできる限り小型化す
ることが望ましく、上記デッドスペースを少なくするこ
とが強く求められている。
【０００４】本発明は上記したような従来技術の問題点
に鑑みなされたものであり、小型化・軽量化可能なアキ
ュムレータを提供することを目的とする。
に鑑みなされたものであり、小型化・軽量化可能なアキ
ュムレータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
によれば、圧力容器内を、外部回路に接続された液室
と、高圧気体を密封し体積変化可能なガス室とに分離し
てなるアキュムレータであって、前記圧力容器が有底円
筒形状をなし、その鏡板部の断面の外側及び内側の輪郭
が、周縁部で凸状をなすと共に中央部で凹状をなすこと
を特徴とするアキュムレータを提供することにより達成
される。特に鏡板部の断面の外側及び内側の輪郭が連続
した滑らかな曲線状をなすことにより応力集中を防止で
き、前記曲線を円、楕円及び近似円のいずれか１つまた
は２つ以上の組み合わせにより形成することで設計が容
易になる。
によれば、圧力容器内を、外部回路に接続された液室
と、高圧気体を密封し体積変化可能なガス室とに分離し
てなるアキュムレータであって、前記圧力容器が有底円
筒形状をなし、その鏡板部の断面の外側及び内側の輪郭
が、周縁部で凸状をなすと共に中央部で凹状をなすこと
を特徴とするアキュムレータを提供することにより達成
される。特に鏡板部の断面の外側及び内側の輪郭が連続
した滑らかな曲線状をなすことにより応力集中を防止で
き、前記曲線を円、楕円及び近似円のいずれか１つまた
は２つ以上の組み合わせにより形成することで設計が容
易になる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明が適用されたアキ
ュムレータの好適な実施形態について詳細に説明する。
ュムレータの好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００７】図１は本発明が適用されたアキュムレータ
の側断面図である。圧力容器としてのハウジング１は有
底円筒形状をなし、その内部は金属ベローズアセンブリ
２によってガス室３と液室４とに仕切られている。金属
ベローズアセンブリ２は、一端がハウジング１に固定さ
れ、かつ多数のひだが形成されてハウジング１の軸方向
に伸縮自在な金属ベローズ５と、この金属ベローズ５の
自由端に取り付けられたキャップ部材６と、このキャッ
プ部材６の金属ベローズ５内側に取り付けられたゴム等
のエラストマ材からなる弁体７とから構成されている。
金属ベローズ５内の液室３はハウジング１の一方の端面
に設けられた開口８ａから流路８を通じて外部回路と連
通し、ハウジング１の内部であってかつ金属ベローズ５
の外部のガス室４には圧縮ガスが密封されている。
の側断面図である。圧力容器としてのハウジング１は有
底円筒形状をなし、その内部は金属ベローズアセンブリ
２によってガス室３と液室４とに仕切られている。金属
ベローズアセンブリ２は、一端がハウジング１に固定さ
れ、かつ多数のひだが形成されてハウジング１の軸方向
に伸縮自在な金属ベローズ５と、この金属ベローズ５の
自由端に取り付けられたキャップ部材６と、このキャッ
プ部材６の金属ベローズ５内側に取り付けられたゴム等
のエラストマ材からなる弁体７とから構成されている。
金属ベローズ５内の液室３はハウジング１の一方の端面
に設けられた開口８ａから流路８を通じて外部回路と連
通し、ハウジング１の内部であってかつ金属ベローズ５
の外部のガス室４には圧縮ガスが密封されている。
【０００８】ハウジング１の他方の端面、即ち鏡板の部
分は、その断面の外側及び内側の輪郭が、周縁部で凸状
をなすと共に中央部で凹状をなす連続した滑らかな曲線
状をなしている。より具体的には、内側の曲線が、中央
凹部の長径：短径＝４：１の半楕円Ａと、周縁凸状部の
長径と短径との関係が任意の１／４楕円Ｂとを部分円Ｃ
で滑らかに連続させた曲線からなる。外側の曲線は上記
内側の曲線をベースに均一な肉厚となるように定められ
ている。図２に示すように、ハウジング１の円筒部の半
径をＲ、楕円Ａの長径をＲ1、楕円Ａの短径をＲ2、楕円
Ｂの長径をＲ3、楕円Ｂの短径をＲ4、部分円Ｃの半径を
Ｒ5とし、Ｒ＝３６ｍｍ、Ｒ3＝９、Ｒ5＝１として、内
圧１０Ｍｐａで、Ｒ1及びＲ4を変化させた場合のＲ1／
Ｒと点Ｓ及び点Ｔに発生する応力との関係を有限要素法
で解析した結果を図３に示す。ここで、Ｒ1＝Ｒ−Ｒ4−
Ｒ5＝３５−Ｒ4、Ｒ2＝Ｒ3−Ｒ5＝８となっており、実
際にはＲ1を変化させればＲ4は一義的に定まることとな
る。尚、点Ｓ及び点Ｔはこの形状に於ける最も応力の集
中し易い箇所である。
分は、その断面の外側及び内側の輪郭が、周縁部で凸状
をなすと共に中央部で凹状をなす連続した滑らかな曲線
状をなしている。より具体的には、内側の曲線が、中央
凹部の長径：短径＝４：１の半楕円Ａと、周縁凸状部の
長径と短径との関係が任意の１／４楕円Ｂとを部分円Ｃ
で滑らかに連続させた曲線からなる。外側の曲線は上記
内側の曲線をベースに均一な肉厚となるように定められ
ている。図２に示すように、ハウジング１の円筒部の半
径をＲ、楕円Ａの長径をＲ1、楕円Ａの短径をＲ2、楕円
Ｂの長径をＲ3、楕円Ｂの短径をＲ4、部分円Ｃの半径を
Ｒ5とし、Ｒ＝３６ｍｍ、Ｒ3＝９、Ｒ5＝１として、内
圧１０Ｍｐａで、Ｒ1及びＲ4を変化させた場合のＲ1／
Ｒと点Ｓ及び点Ｔに発生する応力との関係を有限要素法
で解析した結果を図３に示す。ここで、Ｒ1＝Ｒ−Ｒ4−
Ｒ5＝３５−Ｒ4、Ｒ2＝Ｒ3−Ｒ5＝８となっており、実
際にはＲ1を変化させればＲ4は一義的に定まることとな
る。尚、点Ｓ及び点Ｔはこの形状に於ける最も応力の集
中し易い箇所である。
【０００９】例えばＲ1／Ｒが０．０６乃至０．１６の
範囲では、点Ｔの応力が３４０Ｍｐａを越えず、点Ｓの
応力も３６０Ｍｐａを越えない望ましい範囲であること
が分かる。ここで、ハウジング１の円筒部から曲面状の
鏡板になる点Ｐから鏡板の頂点までの距離ＬはＲ3（＝
９）にハウジング１の肉厚を加えたものであり、これは
従来の１／４半楕円鏡板と同等である。ところが１／４
半楕円鏡板では内圧１０Ｍｐａでの応力は４００Ｍｐａ
となり、本発明による構造の方が応力を低くすることが
可能となってる。従って、ハウジング１の肉厚を薄くす
ることができ、アキュムレータを軽量化することが可能
となる。また、１／２半楕円鏡板とした場合にはハウジ
ング１の円筒部から曲面状の鏡板になる点Ｐから鏡板の
頂点までの距離ＬがＲ／２（＝１８）にハウジング１の
肉厚を加えたものとなり、本発明による構造に比較して
軸線方向長さが長くなり、装置が大型になると共に重量
化する。
範囲では、点Ｔの応力が３４０Ｍｐａを越えず、点Ｓの
応力も３６０Ｍｐａを越えない望ましい範囲であること
が分かる。ここで、ハウジング１の円筒部から曲面状の
鏡板になる点Ｐから鏡板の頂点までの距離ＬはＲ3（＝
９）にハウジング１の肉厚を加えたものであり、これは
従来の１／４半楕円鏡板と同等である。ところが１／４
半楕円鏡板では内圧１０Ｍｐａでの応力は４００Ｍｐａ
となり、本発明による構造の方が応力を低くすることが
可能となってる。従って、ハウジング１の肉厚を薄くす
ることができ、アキュムレータを軽量化することが可能
となる。また、１／２半楕円鏡板とした場合にはハウジ
ング１の円筒部から曲面状の鏡板になる点Ｐから鏡板の
頂点までの距離ＬがＲ／２（＝１８）にハウジング１の
肉厚を加えたものとなり、本発明による構造に比較して
軸線方向長さが長くなり、装置が大型になると共に重量
化する。
【００１０】上記アキュムレータにあっては、流路８内
がアキュムレータに封入されたガス圧力よりも高い液圧
となっている場合、流路８内の圧力とガス室４内圧力と
が同圧となるまで金属ベローズ５が伸張し、その過程で
開口８ａから弁体７が離れ、液室３と流路８とが連通す
ると共に金属ベローズ５の収縮分だけ蓄圧される。図示
されないポンプの脈動、停止、負荷の変動などにより流
路８の液圧が下がると、流路８の液圧を保持しようとす
る方向で金属ベローズ５が収縮する。そして、流路８の
液圧がアキュムレータに封入されたガス圧力より低くな
ると、想像線に示すように弁体７が開口８ａの周縁に押
し付けられ、これに密着して開口８ａを閉塞し、液室３
の圧力をガス室４と同圧以下にならないように自己シー
ルするようになっている。
がアキュムレータに封入されたガス圧力よりも高い液圧
となっている場合、流路８内の圧力とガス室４内圧力と
が同圧となるまで金属ベローズ５が伸張し、その過程で
開口８ａから弁体７が離れ、液室３と流路８とが連通す
ると共に金属ベローズ５の収縮分だけ蓄圧される。図示
されないポンプの脈動、停止、負荷の変動などにより流
路８の液圧が下がると、流路８の液圧を保持しようとす
る方向で金属ベローズ５が収縮する。そして、流路８の
液圧がアキュムレータに封入されたガス圧力より低くな
ると、想像線に示すように弁体７が開口８ａの周縁に押
し付けられ、これに密着して開口８ａを閉塞し、液室３
の圧力をガス室４と同圧以下にならないように自己シー
ルするようになっている。
【００１１】尚、上記構成では金属ベローズ５内を液室
３とし、ハウジング１の内部であってかつ金属ベローズ
５の外部をガス室４としたが、その逆に金属ベローズ５
内をガス室とし、ハウジング１の内部であってかつ金属
ベローズ５の外部を液室としても良いことはいうまでも
ない。
３とし、ハウジング１の内部であってかつ金属ベローズ
５の外部をガス室４としたが、その逆に金属ベローズ５
内をガス室とし、ハウジング１の内部であってかつ金属
ベローズ５の外部を液室としても良いことはいうまでも
ない。
【００１２】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明によるアキュムレータによれば、外部回路に接続さ
れた液室と、高圧気体を密封し体積変化可能なガス室と
に分離された圧力容器が有底円筒形状をなし、その鏡板
部の断面の外側及び内側の輪郭が、周縁部で凸状をなす
と共に中央部で凹状をなすことで、デッドスペースを減
らすことができ、軸線方向長さを短くできる。また、応
力集中箇所の応力を低くできることから、圧力容器、即
ちアキュムレータを軽量化することができる。特に鏡板
部の断面の外側及び内側の輪郭が連続した滑らかな曲線
状をなすことにより応力集中を一層防止でき、前記曲線
を円、楕円及び近似円のいずれか１つまたは２つ以上の
組み合わせにより形成することで設計が容易になる。
発明によるアキュムレータによれば、外部回路に接続さ
れた液室と、高圧気体を密封し体積変化可能なガス室と
に分離された圧力容器が有底円筒形状をなし、その鏡板
部の断面の外側及び内側の輪郭が、周縁部で凸状をなす
と共に中央部で凹状をなすことで、デッドスペースを減
らすことができ、軸線方向長さを短くできる。また、応
力集中箇所の応力を低くできることから、圧力容器、即
ちアキュムレータを軽量化することができる。特に鏡板
部の断面の外側及び内側の輪郭が連続した滑らかな曲線
状をなすことにより応力集中を一層防止でき、前記曲線
を円、楕円及び近似円のいずれか１つまたは２つ以上の
組み合わせにより形成することで設計が容易になる。
【図１】本発明が適用された第１の実施形態を示すアキ
ュムレータの側断面図。
ュムレータの側断面図。
【図２】ハウジング１の鏡板の部分のみを示す側断面
図。
図。
【図３】本発明が適用されたアキュムレータの鏡板の曲
線部分の寸法と所定箇所の応力との関係を示すグラフ。
線部分の寸法と所定箇所の応力との関係を示すグラフ。
１ ハウジング ２ 金属ベローズアセンブリ ３ 液室 ４ ガス室 ５ 金属ベローズ ６ キャップ部材 ７ 弁体 ８ 流路 ８ａ 開口
Claims (4)
- 【請求項１】 圧力容器内を、外部回路に接続された
液室と、高圧気体を密封し体積変化可能なガス室とに分
離してなるアキュムレータであって、 前記圧力容器が有底円筒形状をなし、その鏡板部の断面
の外側及び内側の輪郭が、周縁部で凸状をなすと共に中
央部で凹状をなすことを特徴とするアキュムレータ。 - 【請求項２】 鏡板部の断面の外側及び内側の輪郭が
連続した滑らかな曲線状をなすことを特徴とする請求項
１に記載のアキュムレータ。 - 【請求項３】 前記曲線が、円、楕円及び近似円のい
ずれか１つまたは２つ以上の組み合わせにより形成され
ていることを特徴とする請求項２に記載のアキュムレー
タ。 - 【請求項４】 前記中央凹部の曲線が前記圧力容器の
径方向に長い楕円からなり、 前記周縁凸状部の曲線が前記圧力容器の軸線方向に長い
楕円からなり、 前記圧力容器の半径に対する前記周縁凸状部の楕円の長
径の比が、０．０６乃至０．１６となっていることを特
徴とする請求項３に記載のアキュムレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310486A JP2002122101A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | アキュムレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000310486A JP2002122101A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | アキュムレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122101A true JP2002122101A (ja) | 2002-04-26 |
Family
ID=18790439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000310486A Pending JP2002122101A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | アキュムレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002122101A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7318452B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-01-15 | Nok Corporation | Accumulator |
| US11761507B2 (en) | 2021-02-10 | 2023-09-19 | DRiV Automotive Inc. | Weight optimized bellow accumulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55145801A (en) * | 1979-03-16 | 1980-11-13 | Mercier Jacques H | Pressure container |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000310486A patent/JP2002122101A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55145801A (en) * | 1979-03-16 | 1980-11-13 | Mercier Jacques H | Pressure container |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7318452B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-01-15 | Nok Corporation | Accumulator |
| US11761507B2 (en) | 2021-02-10 | 2023-09-19 | DRiV Automotive Inc. | Weight optimized bellow accumulator |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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