JP2003156001A - アキュムレータ - Google Patents

アキュムレータ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導圧室Aへ導入される配管内圧力の降下によ
って、ベローズ20が伸長限度長さまで伸長した時に、
その可動端のベローズキャップ22に密接されるシール
リップ32によって、導圧室Aへの配管内圧力の導入を
確実に遮断可能とする。 【解決手段】 外殻10内を導圧室Aとガス室Bに分離
するベローズ20の可動端にベローズキャップ22を有
し、外殻10内に、導圧孔Cの内端外周に位置して設け
られたシール部材30のシールリップ32が、配管圧力
が降下する際の流体の流圧や、導圧室Aと導圧孔Cの差
圧によって内周側へ反転するのを、シールリップ32と
密接されるベローズキャップ22に形成された段差面2
2bによって防止し、シールリップ32の自己シール機
能によって、導圧室Aと導圧孔Cの間を確実に遮断す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のブレーキ
の油圧系統等の流体圧力ラインにおいて、圧力を一時的
に貯蔵したり、あるいは脈圧を吸収して平滑化するとい
った圧力制御に用いられるアキュムレータに関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の技術によるアキュムレータ
を示す断面図である。すなわち、アキュムレータには、
図4に示されるように、外殻100の内室が、金属製の
ベローズ102を介して、導圧室103とガス室104
とに分離されてなる構造を有するベローズ式アキュムレ
ータがある。導圧室103は、導圧ポート105を通じ
て油圧等の配管(図示省略)に接続され、ガス室104
には、Nガス等のクッションガスが封入されている。
外殻100における導圧ポート105側の端部には、シ
ール部材106が取り付けられている。
【0003】ベローズ102は、一端が外殻100にお
ける導圧ポート105と反対側の端部に密封的に固定さ
れた伸縮可能な金属ベローズ本体102aと、その他端
に封着された端盤102bとからなる。また、シール部
材106は、導圧ポート105における導圧孔105a
の内端開口の外周を囲むように設けられたゴム状弾性材
料からなるシールリップ106aと、これを支持する金
属プレート106bとからなる。
【0004】この種のアキュムレータは、油圧配管等か
ら導圧ポート105の導圧孔105aを介して導圧室1
03に導入される油圧等と、ガス室104に封入された
クッションガスの圧力及びベローズ102の弾性力の和
が互いに平衡状態になるように、ベローズ102が伸縮
変位する。すなわち油圧が上昇した時には、ベローズ1
02がガス室104を収縮させる方向に変位することに
よって上昇圧力を貯蔵し、油圧が降下した時には、相対
的に高圧になるガス室104の内圧及びベローズ102
自体の弾性によって、ベローズ102が導圧室103側
へ向けて復帰動作し、貯蔵圧力を油圧配管へ放出するも
のである。
【0005】図5は、ベローズ102の端盤102b
が、シール部材106のシールリップ106aに密接さ
れた状態を示すものである。すなわち、配管内の油圧が
ガス室104におけるクッションガスの封入圧と同等の
圧力まで降下(ゼロダウン)することによって、ベロー
ズ102が伸長限度長さまで伸長した状態では、その可
動端の端盤102bが、外周側へ開いた形状のシールリ
ップ106aに密接されて、導圧室103への油圧の導
入を遮断し、これによって、ベローズ102の金属ベロ
ーズ本体102aに、導圧室103とガス室104との
過大な差圧が作用するのを防止するようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
アキュムレータによれば、油圧が急激に降下した場合
は、導圧室103から導圧孔105aへ向かう流体
(油)の流れFが速くなるので、その流圧によって、シ
ールリップ106aが図中一点鎖線で示されるように内
周側へ反転するおそれがある。シールリップ106a
は、外周側へ開いた形状をなすことによって、相対的に
高圧となる導圧室103の圧力を背圧とする自己シール
機能によって、密封性を発揮するものであるため、内周
側への反転状態で端盤102bと密接した場合は、導圧
室103と導圧孔105aの間を確実に遮断することが
できなくなり、したがって、シールリップ106aへの
端盤102bの密接後、更に油圧が降下していくと、導
圧室103の圧力も低下し、金属ベローズ本体102a
に作用する導圧室103とガス室104との差圧が過大
になって、金属ベローズ本体102aへの負荷が増大す
るおそれがあった。
【0007】本発明は、上述のような問題に鑑みてなさ
れたもので、その技術的課題は、油圧等配管内圧力の降
下によってベローズが伸長限度長さまで伸長した時に、
その可動端の端盤に密接されるシールリップによって、
導圧室への配管内圧力の導入を確実に遮断可能とするこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術的課
題は、本発明によって有効に解決することができる。す
なわち請求項1の発明に係るアキュムレータは、外殻の
内室が、ベローズによって、導圧孔を介して流体圧力が
導入される導圧室と、クッションガスが封入されるガス
室とに分離され、前記外殻内に、ゴム状弾性材料からな
るシール部材が前記導圧孔の内端外周に位置して設けら
れ、このシール部材は前記ベローズ側を向くと共に外周
側へ開いた形状のシールリップを有し、前記ベローズの
可動端に設けられて前記シールリップと密接可能な端盤
に、前記シールリップとの密接時にこのシールリップの
内周側への変位を制限する段差面が形成されたものであ
る。このため、シールリップの内周側への反転が、前記
段差面によって防止される。
【0009】請求項2の発明に係るアキュムレータは、
請求項1に記載の構成において、端盤とシールリップと
の密接状態では、前記端盤の段差面と前記シールリップ
との間に、隙間が形成されるものである。そしてこの隙
間の存在によって、導圧室の圧力を背圧とするシールリ
ップの自己シール機能が確保される。
【0010】請求項3の発明に係るアキュムレータは、
請求項1に記載の構成において、シール部材の固定部
が、外殻の一端をなす導圧ポートの内周孔の内端外周に
同心的に形成された凹部内に収容されると共に、前記内
周孔に嵌着された筒状のシールホルダの一端に形成され
た鍔部と前記凹部との間に挟持されたものである。この
ため、シール部材が確実に抜け止め固定される。
【0011】請求項4の発明に係るアキュムレータは、
請求項1又は3に記載の構成において、シール部材の固
定部内に補強環が埋設され、シールリップ内に達する前
記補強環の端部が、シールリップと対応して外周側へ開
いた形状をなすものである。したがって、この補強環
も、シール部材の抜けを防止し、シールリップの内周側
への反転を防止するのに有効に機能する。
【0012】請求項5の発明に係るアキュムレータは、
請求項3に記載の構成において、シール部材の固定部が
固定される凹部の外周縁が、R状に面取りされる。この
面取り部は、シール部材を損傷させることなくそのシー
ルリップをバックアップするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るアキュムレ
ータの好ましい実施の形態を示す断面図、図2は、図1
の一部を拡大して示す要部断面図、図3は、図1に示さ
れるアキュムレータにおいて、ベローズがその伸長限度
まで伸長した状態を示す要部断面図で、まず図1におい
て、参照符号10は当該アキュムレータの外殻、20は
外殻10の内室を導圧室Aとガス室Bに分離する金属製
のベローズ、30はシール部材である。
【0014】外殻10は、円筒状を呈する筒体11と、
この筒体11の一端に設けられた導圧ポート12と、筒
体11の他端に設けられたエンドカバー13とを備え
る。これら筒体11、導圧ポート12及びエンドカバー
13は、いずれも鋼材等の金属で製作されたものであ
る。
【0015】外殻10における導圧ポート12は、外周
端部が筒体11の一端にCOレーザ溶接、TIG溶接
又は電子ビーム溶接等による溶接部W1によって密封的
に接合されたフランジ部121と、その内周から外側へ
突出した継手部122とを有し、継手部122の内周孔
123は、フランジ部121の中央に開口している。ま
た、フランジ部121の内側面には、内周孔123の内
端開口の外周に位置して円形の凹部124が同心的に形
成され、継手部122の外周面には配管への接続のため
の螺子部122aが形成されている。
【0016】外殻10におけるエンドカバー13は、湾
曲した皿状に形成されたものであって、その外周部に形
成された環状の嵌合部131が筒体11の他端内周に密
嵌されると共に、この筒体11に、COレーザ溶接又
は電子ビーム溶接等による溶接部W2によって密封的に
接合一体化されている。また、エンドカバー13の中央
部にはガス封入口132が開設されており、このガス封
入口132は、ベローズ20の内周のガス室BにN
ス等のクッションガスを封入するためのもので、ガスプ
ラグ133によって密閉される。
【0017】ベローズ20は、一端21aが筒体11と
エンドカバー13との嵌合部に挟み込まれた状態で、C
レーザ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部W2
によって、筒体11及びエンドカバー13に密封的に接
合一体化されると共に、円周方向に連続した山部と谷部
が反復形成された金属製のベローズ本体21と、このベ
ローズ本体21の他端に、外周部がTIG溶接等による
溶接部W3において密封的に接合一体化された端盤とし
ての円盤状のベローズキャップ22とからなるものであ
って、軸方向に対して伸縮変位可能である。ベローズ本
体21としては、円周方向に連続した山部と谷部が反復
形成された中子の表面にめっき処理により所定の膜厚の
金属薄膜を析出させてから前記中子を溶解除去すること
により得られる電着ベローズや、薄肉の金属チューブを
塑性加工することにより成形した成形ベローズや、ある
いは内周孔を有する多数の薄肉金属円盤を軸方向に隣接
配置してその内周縁と内周縁及び外周縁と外周縁を交互
に溶接した溶接ベローズ等が採用される。
【0018】ベローズ20の外周には、そのベローズキ
ャップ22寄りに位置して制振リングが配置されてい
る。この制振リングは、図示を省略してあるが、外殻1
0の筒体11との接触によって径方向へのベローズ20
の変位を制限し、ベローズ本体21が外殻10の筒体1
1の内周面と接触するのを防止するものであり、導圧室
Aの一部であるベローズ本体21の外周空間が密閉され
ることがないように、筒体11の内周面とは密接しない
形状となっている。
【0019】シール部材30は、ゴム状弾性材料で成形
されたものであって、内径が外殻10における導圧ポー
ト12の内周孔123とほぼ同等の円盤状の固定部31
と、この固定部31の外周部から連続して延びて、ベロ
ーズ側を向くと共に外周側へ開いた形状のシールリップ
32と、固定部31に埋設された金属製の補強環33を
有する。図2に拡大して示されるように、シールリップ
32の先端には、円周方向へ連続して延びる溝によっ
て、内外周二段のシール突条32a,32bが互いに同
心的に形成されている。シール部材30の固定部31に
埋設された補強環33は、円盤部33aと、その外周か
ら屈曲して延びる円筒部33bと、その先端に形成さ
れ、シールリップ32の基部内に達して、このシールリ
ップ32と対応して外周側へ開いた形状をなす先端部3
3cとを有する。
【0020】外殻10における導圧ポート12の内周孔
123の内端外周には、シール部材30の固定部31を
圧入可能な円形の凹部124が同心的に形成されてい
る。導圧ポート12の内周孔123には、円筒状の金属
からなるシールホルダ34が嵌着されており、その内端
には、シール部材30の固定部31に埋設された補強環
33の内径よりも大径の鍔部34aが形成されている。
また、導圧室Aへ油圧配管内の油圧等を導入する導圧孔
Cは、シールホルダ34の内周を通って形成されてい
る。
【0021】そして、シール部材30は、その固定部3
1を導圧ポート12の凹部124に圧入した後、固定部
31の内周を通してシールホルダ34の筒状部を導圧ポ
ート12の内周孔123に圧入し、その鍔部34aで固
定部31を凹部124の底面に押し付けた状態とするこ
とによって、しっかりと固定されている。
【0022】導圧ポート12のフランジ部121の外周
部には、ベローズ20におけるベローズキャップ22の
外周部と対向するストッパ125が円周方向へ連続して
形成され、このストッパ125の突出高さは、自由状態
でのシールリップ32の先端高さよりも適宜低く、かつ
シールリップ32の肉厚以上の高さとなっている。ま
た、シール部材30の固定部31が収容される凹部12
4の外周縁124aは、R状に面取りされている。
【0023】ベローズ20におけるベローズキャップ2
2は、その内周部22aが段差面22bによって導圧ポ
ート12側へ突出している。段差面22bは、シール部
材30におけるシールリップ32の形状とほぼ対応する
テーパ状に形成されていて、シール突条32a,32b
よりも内周側に位置しており、図3に示されるように、
シール突条32a,32bがベローズキャップ22と密
接された状態では、シールリップ32の内周テーパ面と
段差面22bの間には適当な隙間Gが形成されるように
なっている。
【0024】上記構成を備えるアキュムレータは、導圧
ポート12の継手部122を、図示されていない油圧ラ
インの配管から分岐した状態に接続して用いられる。そ
して、油圧配管内を流れる作動油の圧力がガス室B内の
クッションガスの封入圧より高圧になった場合は、導圧
ポート12の内周の導圧孔Cを通じて導圧室Aに作動油
が流入し、ベローズ20は、ガス室Bの容積が縮小して
その圧力とベローズ本体21の弾性力が導圧室Aの作動
油の圧力と均衡する位置まで収縮変位し、これによっ
て、油圧配管内の油圧の上昇が緩和される。
【0025】また、この状態から、油圧配管内の油圧が
低下した場合は、ガス室B内のクッションガス圧及びベ
ローズ本体21の弾性によって、ベローズ20は、ガス
室Bの容積が拡大してその圧力とベローズ本体21の弾
性力が導圧室Aの作動油の圧力と均衡する位置まで伸長
変位し、導圧室A内の作動油を油圧配管へ放出するの
で、油圧配管内の油圧の低下が緩和される。
【0026】そしてこのアキュムレータは、上述のよう
な動作によって、例えばポンプの駆動に伴って油圧ライ
ンに与えられる油圧のリップルを除去して平滑化し、あ
るいはシステム内の温度変化による油圧の変動を吸収す
る、といった機能を奏するものである。
【0027】上述の動作において、導圧室A内の導入油
圧の低下に伴って伸長するベローズ20の可動端のベロ
ーズキャップ22は、導入油圧がガス室Bのクッション
ガスの封入圧(設定圧)まで低下した時点で、導圧ポー
ト12のフランジ部121に形成されたストッパ125
の端面と接触するので、それ以上のベローズ20の伸長
が不可能となる。また、シール部材30におけるシール
リップ32の先端のシール突条32a,32bは、スト
ッパ125よりも突出高さが高いので、ベローズキャッ
プ22は、ストッパ125との接触に先行して、シール
リップ32と接触することになる。このため、ベローズ
キャップ22がストッパ125と接触するときの衝撃
は、ゴム状弾性材料で成形されたシールリップ32の弾
性によって緩和される。
【0028】ベローズ20のベローズキャップ22がス
トッパ125と接触することによって、ベローズ20が
伸長限度長さに達した状態では、図3に示されるよう
に、シール部材30におけるシールリップ32のシール
突条32a,32bが、ベローズキャップ22と密接さ
れ、これによって導圧室Aと導圧孔Cとの間が遮断され
るので、その後更に油圧が低下しても、導圧室Aの圧力
は低下せず、ガス室Bとほぼ均圧した状態に保たれる。
したがって、ベローズ20のベローズ本体21に差圧に
よる過大な負荷が作用することはない。
【0029】ここで、例えばベローズ20のベローズキ
ャップ22が、シール部材30におけるシールリップ3
2のシール突条32a,32bに密接する過程で、導圧
室Aから導圧孔Cへ向かう作動油の流れによる大きな流
圧が作用しても、シールリップ32の内周側には、ベロ
ーズキャップ22に形成された段差面22bが存在する
ので、この段差面22bによって、内周側へのシールリ
ップ32の反転が有効に防止される。また、シール部材
30の固定部31に埋設された補強環33は、シールリ
ップ32の基部内に達する先端部33cがこのシールリ
ップ32と対応して外周側へ開いた形状をなすことによ
って、シールリップ32を外周側へ開いた形状に保持す
る保形作用を有するため、これによっても、内周側への
シールリップ32の反転が有効に防止される。
【0030】しかも、シール部材30におけるシールリ
ップ32のシール突条32a,32bがベローズ20の
ベローズキャップ22と密接された後、更に油圧が低下
して行くと、これによって生じる導圧室Aと導圧孔Cと
の差圧は、シールリップ32をベローズキャップ22に
押し付ける背圧として作用する。そして、シールリップ
32の内周テーパ面とベローズキャップ22の段差面2
2bとの間には、適当な隙間Gが形成されていることか
ら、前記背圧による自己シール作用によって、シールリ
ップ32がベローズキャップ22との面圧を増す方向へ
変位することができ、その結果、優れた密封性能を発揮
する。
【0031】加えて、シール部材30のシールリップ3
2は、シール突条32a,32bによって、内外周に二
つの密封面を形成するため、これによっても、密封効果
が向上される。そして例えば作動油中に含まれる異物
が、シール突条32a,32bのうちの一方と、ベロー
ズキャップ22との間に噛み込まれるようなことがあっ
ても、他方のシール突条は、その全周がベローズ20の
ベローズキャップ22と密接するため、優れた密封性が
確保される。
【0032】また、上記導圧室Aと導圧孔Cとの差圧
は、シール部材30を導圧ポート12の凹部124から
抜き出す方向へも作用するが、このシール部材30は、
補強環33が埋設された固定部31が、導圧ポート12
の内周孔123に圧入嵌着したシールホルダ34の鍔部
34aによって、凹部124の底部との間に強固に挟持
されているため、しっかり抜け止めされる。
【0033】更に、ベローズ20のベローズキャップ2
2がストッパ125との接触位置まで移動する過程で、
このベローズキャップ22に押圧されるシール部材30
のシールリップ32の背面は、導圧ポート12に形成さ
れた凹部124の、R状に面取りされた外周縁124a
にバックアップされるため、シールリップ32のシール
突条32a,32bとベローズキャップ22との密封面
圧が良好に保持される。しかも、凹部124の外周縁1
24aがR状に面取りされていることによって、シール
部材30の固定部31を凹部124内に嵌め込む際の固
定部31の損傷を防止することができる。
【0034】なお、本発明は、図示された形態に限定さ
れるものではない。例えば、ベローズ20のベローズキ
ャップ22に形成された段差面22bは、必ずしもテー
パ状である必要はなく、シールリップ32とほぼ対応す
るような面をなすものであれば良い。また、シールリッ
プ32に形成されるシール突条も、二段には限定され
ず、それ以上形成しても良い。
【0035】
【発明の効果】請求項1の発明に係るアキュムレータに
よれば、外殻内に導圧孔の内端外周に位置して設けられ
たシール部材のシールリップが、配管圧力が降下する際
の流体の流圧や、導圧室と導圧孔の差圧によって内周側
へ反転するのを、シールリップと密接されるベローズ端
盤に形成された段差面によって防止することができる。
このため、配管圧力がガス封入圧以下の低圧になった場
合に、シールリップの自己シール機能によって、導圧室
と導圧孔の間を確実に遮断して、導圧室とガス室の均圧
状態に保ち、ベローズへの圧力負荷の発生を有効に防止
することができる。
【0036】請求項2の発明に係るアキュムレータによ
れば、ベローズの端盤とシールリップとの密接状態にお
いて、端盤の段差面とシールリップとの間に隙間が形成
されるので、導圧室の圧力を背圧とするシールリップの
シール動作が確保され、自己シール機能による優れた密
封性を維持することができる。
【0037】請求項3の発明に係るアキュムレータによ
れば、シール部材の固定部が、導圧ポートに形成された
凹部内に、その内周孔に圧入嵌着されたシールホルダの
鍔部によって挟持されているため、導圧室と導圧孔との
差圧によるシール部材の抜け方向の移動を確実に阻止し
て、良好な密封性を維持することができる。
【0038】請求項4の発明に係るアキュムレータによ
れば、シール部材の固定部内に埋設された補強環が、シ
ールホルダによるシール部材の固定を一層強固にすると
共に、シールリップ内に達する前記補強環の端部が、シ
ールリップと対応して外周側へ開いているため、その保
形作用によって、内周側へのシールリップの反転を一層
起こりにくくすることができる。
【0039】請求項5の発明に係るアキュムレータによ
れば、ベローズの端盤に押し付けられるシール部材のシ
ールリップが、R状に面取りされた凹部の外周縁でバッ
クアップされるため、良好な密封状態を得ることができ
ると共に、シール部材を装着する際の損傷を有効に防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアキュムレータの好ましい実施の
形態を示す断面図である。
【図2】図1の一部を拡大して示す要部断面図である。
【図3】図1に示されるアキュムレータにおいて、ベロ
ーズがその伸長限度まで伸長した状態を示す要部断面図
である。
【図4】従来の技術によるアキュムレータを示す断面図
である。
【図5】従来の技術によるアキュムレータにおいて、ベ
ローズの端盤がシール部材のシールリップに密接された
状態を示す説明図である。
【符号の説明】
10 外殻 11 筒体 12 導圧ポート 123 内周孔 124 凹部 124a 外周縁 125 ストッパ 13 エンドカバー 20 ベローズ 21 ベローズ本体 22 ベローズキャップ(端盤) 22b 段差面 30 シール部材 31 固定部 32 シールリップ 32a,32b シール突条 33 補強環 33c 先端部 34 シールホルダ 34a 鍔部 A 導圧室 B ガス室 C 導圧孔 G 隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保庭 洋 愛知県安城市箕輪町蝮畔188 エヌオーケ ー株式会社内 Fターム(参考) 3H086 AA14 AB03 AD07 AD15 AD35 AD51 3J040 BA03 EA01 EA15 EA43 FA01 FA05 HA15

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外殻(10)の内室が、ベローズ(2
    0)によって、導圧孔(C)を介して流体圧力が導入さ
    れる導圧室(A)と、クッションガスが封入されるガス
    室(B)とに分離され、前記外殻(10)内に、ゴム状
    弾性材料からなるシール部材(30)が前記導圧孔
    (C)の内端外周に位置して設けられ、このシール部材
    (30)は前記ベローズ(20)側を向くと共に外周側
    へ開いた形状のシールリップ(32)を有し、前記ベロ
    ーズ(20)の可動端に設けられて前記シールリップ
    (32)と密接可能な端盤(22)に、前記シールリッ
    プ(32)との密接時にこのシールリップ(32)の内
    周側への変位を制限する段差面(22b)が形成された
    ことを特徴とするアキュムレータ。
  2. 【請求項2】 端盤(22)とシールリップ(32)と
    の密接状態において、前記端盤(22)の段差面(22
    b)と前記シールリップ(32)との間に、隙間(G)
    が形成されることを特徴とする請求項1に記載のアキュ
    ムレータ。
  3. 【請求項3】 シール部材(30)の固定部(31)
    が、導圧孔(C)となる導圧ポート(12)の内周孔
    (123)の内端外周に同心的に形成された凹部(12
    4)内に収容されると共に、前記内周孔(123)に嵌
    着された筒状のシールホルダ(34)の一端に形成され
    た鍔部(34a)と前記凹部(124)との間に挟持さ
    れたことを特徴とする請求項1に記載のアキュムレー
    タ。
  4. 【請求項4】 シール部材(30)の固定部(31)内
    に補強環(33)が埋設され、シールリップ(32)内
    に達する前記補強環(33)の端部(33c)が、シー
    ルリップ(32)と対応して外周側へ開いた形状をなす
    ことを特徴とする請求項1又は3に記載のアキュムレー
    タ。
  5. 【請求項5】 シール部材(30)の固定部(31)が
    固定される凹部(124)の外周縁(124a)が、R
    状に面取りされ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。
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