JP2003172301A - アキュムレータ - Google Patents

アキュムレータ

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千春 梅津
Hirotsugu Mizukami
博嗣 水上
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浩一郎 山田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 火災に遭遇した際に二次災害を引き起こすお
それが無く、しかも通常使用時にガス漏れする心配の無
いようにアキュムレータを改良する。 【解決手段】 液圧導入口が一端に設けられた圧力容器
と、高圧気体を密封した気室と加圧液が流入する液室と
に圧力容器内を区画する金属ベローズと、金属ベローズ
の収縮変位限度を規定するステーとを有するアキュムレ
ータにおいて、金属ベローズの耐圧強度を圧力容器の耐
圧強度よりも低く設定すると共に、ステーと金属ベロー
ズとの間の圧力が所定値以上になるか、或いは、圧力容
器の内部温度が所定値以上になると開くリリーフ手段
を、ステーの側壁に設ける。これにより、圧力容器自体
の密封性には何ら影響を及ぼさずに、高圧時或いは高温
時に開くリリーフ手段を設けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用液圧制動装
置や各種産業用液圧装置などにおいて脈動吸収や蓄圧を
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】圧力容器内をベローズで仕切り、一方の
空室に高圧気体を封入したアキュムレータが知られてい
る。このようなアキュムレータは、火災などで長時間高
温に曝されると、温度上昇と共に内圧が極度に上昇し、
また加熱によって耐圧強度が低下するため、圧力容器が
破裂するおそれがあった。
【０００３】このようなことのないようにするために、
実公平６−６２４１号公報には、気室を大気中に連通さ
せる排気孔を圧力容器に設け、この排気孔に所定温度で
溶失するヒューズパッキングを挟設した構造が提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
安全装置によると、通常使用時における圧力容器の密封
性はヒューズパッキングのシール性に依存しなければな
らないが、完全なシール性をヒューズパッキングに求め
ることは実質的に不可能であり、実際のところ、長期間
に亘って排気孔からのガス漏れを防止してその圧力特性
を不変に維持することは困難であった。
【０００５】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、特
に火災に遭遇した際に高圧気体が噴出して二次災害を引
き起こすおそれを皆無にした上で、通常使用時にガス漏
れする心配の無いように改良されたアキュムレータを提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、液圧導入口が一端に設けら
れた圧力容器と、高圧気体を密封した気室と加圧液が流
入する液室とに圧力容器内を区画すべくその一端が圧力
容器の一端側の内面に結合され且つその遊端面が閉塞さ
れた伸縮自在な金属ベローズと、該金属ベローズの収縮
変位限度を規定すべく液室内に設けられたステーとを有
するアキュムレータを、金属ベローズの耐圧強度を圧力
容器の耐圧強度よりも低く設定すると共に、ステーの側
壁に、ステーと金属ベローズとの間の圧力が所定値以上
になると開くリリーフ手段を設けたことを特徴とするも
の、或いは、ステーの側壁に、圧力容器の内部温度が所
定値以上になると開くリリーフ手段を設けたことを特徴
とするものとした。
【０００７】このようにすれば、圧力容器自体の密封性
には何ら影響を及ぼさずに、高圧時或いは高温時に開く
リリーフ手段を設けることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に添付の図面を参照して本発
明について詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明が適用されたアキュムレー
タの概略構造を示している。このアキュムレータ１は、
圧力容器２と、伸縮自在な金属ベローズ３と、概ね有底
円筒状をなすステー４とからなっている。
【００１０】圧力容器２は、各部品の溶接構造によって
形成されており、その一端には、液圧回路（図示せず）
と接続される液圧導入口５が設けられている。そして金
属ベローズ３は、圧力容器２における液圧導入口５が開
口した側の内面にその一端が固定され、かつ遊端が端板
６で閉塞されており、圧力容器２内を、圧縮気体が密封
された気室７と、液圧回路を流れる加圧液が流入する液
室８とに仕切っている。
【００１１】ステー４は、収縮した金属ベローズ３の端
板６の内面に当接するように、液室８内に設けられてお
り、金属ベローズ３の収縮変位限度を規定している。そ
してその上底４ａには、圧力容器２の液圧導入口５を通
じて液圧回路に液室８を連通させるための連通孔９が設
けられている。また、連通孔９は、金属ベローズ３の端
板６の内面に設けられた例えばエラストマ材からなる弾
性変形可能な弁体１０が、金属ベローズ３の収縮時にス
テー４の上壁４ａに密接することによって閉じられるよ
うになっている。
【００１２】このアキュムレータ１にあっては、液圧導
入口５から液室８内にもたらされる液圧と、気室７に封
入されたガス圧とのつり合いによって金属ベローズ３が
伸縮し、圧力容器２の内容積によってポンプの脈動を吸
収すると共に、過渡状態での液圧変動を抑制する作用を
発揮する。また液圧が低下して金属ベローズ３が収縮す
ると、ステー４に設けられた連通孔９の周囲に端板６に
設けられた弁体１０が押し当てられて連通孔９を閉塞
し、液室８の圧力が気室７の圧力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。
【００１３】さて、このアキュムレータ１の気室７は、
上記の通り、通常使用中のガス漏れを皆無にし得る溶接
構造なので、長期に亘って安定した性能を発揮すること
ができる、ところがその反面、火災などで高温に曝され
た場合には、この完全密封性が逆に不利な作用をする。
【００１４】と言うのは、圧力容器２は、通常使用時に
破損することのないように、また短時間ならば高温に曝
されても破裂することのないように、十分な安全率を考
慮した設計をとっている。しかしながら、ガソリンなど
の高カロリー燃料が長時間に亘って燃焼する車両火災の
場合には、加熱によって圧力容器２の耐圧強度が低下す
るため、設計上の安全率を維持できず、内圧の極度な上
昇に耐えられなくなって圧力容器２が破裂することが考
えられる。
【００１５】このような最悪の事態に至らないようにす
るために、圧力容器２が破壊する前に気室７内の高圧ガ
スを安全に解放する必要がある。
【００１６】そこで本発明においては、金属ベローズ３
の耐圧強度を圧力容器２の耐圧強度よりも低く設定する
と共に、液室８の内圧を液圧導入口５に逃がすためのリ
リーフ手段をステー４の側壁に設けることとした。
【００１７】図１に示したものは、このリリーフ手段と
して、ステー４の側壁に、残りの肉厚が１mmとなるよう
に直径１０mmのミーリング加工を施した脆弱部１１を設
けたものである。これによると、気室７の内圧が所定値
以上に上昇すると、液室８の内圧も上昇するので、この
圧力によって先ずステー４の側壁の脆弱部１１が破損
し、これに伴って金属ベローズ３も破壊を引き起こす。
これによって金属ベローズ３とステー４との間の自己シ
ール機能が喪失して高圧ガスが油圧回路側に安全に解放
されるので、圧力容器２が破壊に至らずに済む。
【００１８】この脆弱部１１の直径が過度に小さいと金
属ベローズ３が破壊しないために所期のリリーフ作用が
得られないので、この脆弱部１１の直径と肉厚との関係
は、金属ベローズ３の耐圧強度と圧縮ガスの封入圧力と
によって決定すると良い。
【００１９】この脆弱部の態様としては、図２に示した
ように、ステー４の全周に渡る環状溝からなる薄肉部１
４を形成し、金属ベローズ３内の液圧上昇でこの薄肉部
１４が破断するようにしても良い。この場合は、ステー
４が軸方向に圧潰された際にメタルコンタクトすると、
リリーフ機能が十分に確保できなくなることがあり得る
ので、軸線に対して適宜な角度で傾斜した環状溝とする
ことにより、薄肉部１４が破断した際に、金属ベローズ
３の端板６に設けられた弁体１０がステー４の上壁４ａ
から離間して連通孔９が開かれるようにすると良い。
【００２０】ステー４に設けるリリーフ手段としては、
上記の如き機械加工などによって部分的に低強度な脆弱
部を設けるほかに、図３に示したように、ステー４の側
壁に設けた孔１２を、例えば低融点金属や合成樹脂材を
利用した溶栓１３で塞いでおき、所定温度以上になると
この溶栓１３が溶失し、これによって開かれた孔１２か
ら高圧ガスが液圧導入口５へ逃げるような構造でも良
い。また、通常はばね力で閉じられた機械的な弁をステ
ー４の側壁に設けるようにしても良い。
【００２１】
【発明の効果】このように本発明によれば、圧力容器自
体の密封性には何ら影響を及ぼさずに高圧時或いは高温
時に開くリリーフ手段を設けることができ、火災に遭遇
した際にも圧力容器が破壊する以前に高圧ガスを解放す
ることができるので、通常使用時の信頼性を低下させず
により安全なアキュムレータを提供する上に多大な効果
を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたアキュムレータの概略構造
を示す縦断面図
【図２】本発明の別の実施形態を示す要部縦断面図
【図３】本発明のさらに別の実施形態を示す要部縦断面
図
【符号の説明】
１ アキュムレータ ２ 圧力容器 ３ 金属ベローズ ４ ステー ５ 液圧導入口 ６ 端板 ７ 高圧気室 ８ 液室 ９ 連通孔 １０ 弁体 １１ 脆弱部 １２ 孔 １３ 溶栓 １４ 薄肉部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 浩一郎 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地 日本発条株式会社内 Ｆターム(参考） 3H086 AA19 AB03 AD07 AD15 AD52 AD70

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液圧導入口が一端に設けられた圧力容器
    と、該圧力容器内を高圧気体を密封した気室と加圧液が
    流入する液室とに区画すべくその一端が前記圧力容器の
    一端側の内面に結合され且つその遊端面が閉塞された伸
    縮自在な金属ベローズと、該金属ベローズの収縮変位限
    度を規定すべく前記液室内に設けられたステーとを有す
    るアキュムレータであって、 前記金属ベローズの耐圧強度を前記圧力容器の耐圧強度
    よりも低く設定すると共に、 前記ステーの側壁に、該ステーと前記金属ベローズとの
    間の圧力が所定値以上になると開くリリーフ手段を設け
    たことを特徴とするアキュムレータ。
  2. 【請求項２】 前記リリーフ手段は、前記金属ベローズ
    の耐圧強度と同等以下の部分的な脆弱部であることを特
    徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
  3. 【請求項３】 液圧導入口が一端に設けられた圧力容器
    と、該圧力容器内を高圧気体を密封した気室と加圧液が
    流入する液室とに区画すべくその一端が前記圧力容器の
    一端側の内面に結合され且つその遊端面が閉塞された伸
    縮自在な金属ベローズと、該金属ベローズの収縮変位限
    度を規定すべく前記液室内に設けられたステーとを有す
    るアキュムレータであって、 前記ステーの側壁に、前記圧力容器の内部温度が所定値
    以上になると開くリリーフ手段を設けたことを特徴とす
    るアキュムレータ。
  4. 【請求項４】 前記リリーフ手段は、前記ステーに設け
    た孔を塞ぐ所定融点の溶栓であ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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