JP2007278346A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

【課題】シェルの開口部と側板と接合するために縮管加工を行う際に、シェルの縮管形状を安定化でき、耐久性を向上させるとともに軽量化を図ること。
【解決手段】内部に封入ガスと作動流体とが収容される筒状のシェル２０と、シェル２０の開口部２１Ｂを閉塞するとともに、そのテーパ面３１ｄがシェル２０の内部側から外部側にかけて漸次外径が小さく形成された側板３０と、側板３０に設けられるとともに、シェル２０に収容され、シェル２０内部を仕切り、封入ガスと作動流体とを分離する金属ベローズ４１と、シェル２０の開口部２１Ｂ側の内壁面はテーパ面３１ｄに沿って形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、自動車や産業機械に用いられるアキュームレータに関し、特に外殻部材と側板との接合強度を増大させる技術に関する。

油圧制御装置の油圧回路やショックアブソーバ等にアキュムレータが用いられている。アキュムレータは、一般に、圧力容器の内部がベローズによってガス室と油室とに区画され、油室内に流入する油の圧力変動をベローズの伸縮に伴うガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝する構成となっている（例えば、特許文献１参照）。アキュムレータは、油圧回路を流れる油に生じる脈動を効果的に抑制するための装置として、例えば自動車や産業機械に広く用いられている。

このようなアキュムレータを製造する場合、金属ベローズを溶接した側板部の金属ベローズ部分、及び、その溶接部分を、側板部と圧力容器を構成するシェル開放端部から中に入れ、シェルを内面からの形状拘束なしで縮管加工した後、シェル縮管部と側板部とを溶接して圧力容器を形成していた。

図４はこのようなアキュムレータの一例を示す図である。すなわち、アキュムレータ１００は、有底筒状のシェル（外殻部材）１１０と、このシェル１１０の開口部に嵌合する側板１２０と、シェル１１０に収容されたベローズ機構１３０とを備えている。なお、シェル１１０及び側板１２０により圧力容器が構成されている。

シェル１１０は、管部１１１と底部１１２とが一体的に結合して形成されている。底部１１２には、貫通孔１１２ａが形成されている。貫通孔１１２ａはガス封入栓１１３により気密に閉塞されている。さらに貫通孔１１２ａの外部にはカバー１１４が取り付けられている。

側板１２０は、円板状の側板本体１２１を備え、側板本体１２１の図４中上面には円筒部材１２２が設けられ、図４中下面にはポート１２３が形成されている。ポート１２３は、油圧回路等に接続され、油が出入り自在となっている。

側板本体１２１の図４中上面には、金属ベローズ１２４を介して円盤状のベローズキャップ１２５がシェル１１０の軸方向に沿って摺動自在に設けられている。なお、図４中１２６はベローズキャップ１２５の外周部に取り付けられたガイドを示している。ガイド１２６はベローズキャップ１２５の摺動を補助する機能を有している。

側板１２０、金属ベローズ１２４、ベローズキャップ１２５により形成された空間は油室Ｌとなる。また、底部１１２とベローズキャップ１２５と金属ベローズ１２４との間には、窒素ガス等が封入されたガス室Ｇが形成される。

このようなアキュムレータ１００は、金属ベローズ１２４を側板１２０に溶接した後、金属ベローズ１２４をシェル１１０の開口部から内部に入れ、シェル１１０の開放端部を縮管加工し、シェル縮管部分と側板１２０の外周縁とを溶接して圧力容器を形成していた。
特開２００５−１６３９１１号公報

上述したアキュムレータでは、次のような問題があった。すなわち、シェル１１０の開放端を縮管加工して側板１２０に接合する際、シェル１１０の内壁面は形状拘束されることなく加工されるため、その形状が不安定なものとなる。このため、溶接部分の強度が十分に得られず、耐久性が低いという問題があった。

また、耐久性を向上させようとすると、シェル１１０の肉厚を厚くする必要があるが、縮管加工が困難になることから、縮管形状がより不安定になり、期待する厚肉化の効果が得られないとともに軽量化に反するという問題があった。

一方側板１２０とシェル１１０を接合する際に、その相対的位置決めを側板固定用治具とシェル固定用治具とを用いて行う必要があることから、治具が複雑になること、取付けタクトを要すること、シェル１１０内部及び側板１２０、金属ベローズ１２４への異物が混入しやすいという問題があった。

そこで本発明は、シェルの開口部と側板と接合するために縮管加工を行う際に、シェルの縮管形状を安定化でき、耐久性を向上させるとともに軽量化を図ることができるアキュムレータを提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のアキュムレータは次のように構成されている。

内部に封入ガスと作動流体とが収容される筒状の外殻部材と、この外殻部材の開口部を閉塞するとともに、その外周壁面が上記外殻部材の内部側から外部側にかけて漸次外径が小さく形成された側板と、この側板に設けられるとともに、上記外殻部材内に収容され、上記外殻部材内部を仕切り、上記封入ガスと上記作動流体とを分離するベローズと、上記外殻部材の開口部側の内壁面は上記側板の外周壁面に沿って形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、シェルの開口部と側板と接合するために縮管加工を行う際に、シェルの縮管形状を安定化でき、耐久性を向上させるとともに軽量化を図ることが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係るアキュムレータ１０を示す上面図、図２はアキュムレータ１０を示す縦断面図、図３はアキュムレータ１０の製造工程における縮管加工を示す縦断面図である。なお、これらの図中Ｇはガス室、Ｌは油室を示している。

アキュムレータ１０は、有底筒状のシェル（外殻部材）２０と、このシェル２０の開口部２１Ｂに嵌合する側板３０と、側板３０に取り付けられるとともに、シェル２０に収容されたベローズ機構４０とを備えている。なお、シェル２０及び側板３０により圧力容器が構成されている。

シェル２０は、管部２１と底部２２とが一体的に結合して形成されている。図２中２１Ａは胴部、２１Ｂは開口部を示している。底部２２には、六角ヘッド２３が形成されている。六角ヘッド２３の中央部にはガス封入口２３ａが設けられており、ガス封入口２３ａはガス封入栓２４により気密に閉塞されている。

管部２１の開口部２１Ｂ側の内壁面には段差部２１ａが切削加工、又は、プレス成形にて形成されている。段差部２１ａには、後述する側板本体３１の係止部３１ｃが係合する。

なお、管部２１の胴部２１Ａの肉厚はプレスしごき加工により薄肉化する一方、開口部２１Ｂ側は厚肉化することで、段差部２１ａから開放端部２１ｂにかけて強度を増すことができ、接合部Ｂの耐久性を向上させることができた。

側板３０は、円盤状に形成された側板本体３１と、この側板本体３１の中央部に設けられ内部に貫通孔を有するポート部３２と、側板本体３１の後述する上面３１ａに接合された円筒状のスティ３３とを備えている。

側板本体３１はその上面３１ａ側をシェル２０の内側、下面３１ｂ側をシェル２０の外側となるように配置されている。上面３１ａには段差部２１ａに係合するための係止部３１ｃが設けられ、下面３１ｂから係止部３１ｃにかけてテーパ面３１ｄが形成されている
ベローズ機構４０は、筒状に形成された金属ベローズ４１と、この金属ベローズ４１の一方の開口部に取り付けられた円板状のベローズキャップ４２と、このベローズキャップ４２に取り付けられたゴム材製のシール機能部材４３と、ベローズキャップ４２の外周部４２ｂに取り付けられたガイド４４とを備えている。また、ガイド４４は管部２１の内周面を摺動するため、ベローズキャップ４２はスムーズに移動することが可能となる。

金属ベローズ４１の他方の開口部は、上述した側板本体３１の上面３１ａに気密に取り付けられている。シール機能部材４３は、金属ベローズ４１がもっとも縮んだ状態でその下面が上述したスティ３３の上面に当接するように配置されている。

このように構成されたアキュムレータ１０では、ポート部３２の貫通孔３２ａを介して油室Ｌ内に導入された圧油の圧力が、ガス室Ｇのガス圧を超えると、金属ベローズ４１が伸張してガス室Ｇ内のガスが収縮する。一方、油室Ｌ内の油の圧力がガス室Ｇ内のガス圧を下回ると金属ベローズ４１が収縮してガス室Ｇ内のガスが膨張する。このようなガス室Ｇ内のガスの膨縮作用により油圧回路の圧油の圧力変動が緩衝され、圧油の脈動が抑制される。

次に、アキュムレータ１０の製造工程を説明する。最初に、異物混入防止キャップＣをポート部３２に被せる。側板本体３１の上面３１ａに円筒部材３３を溶接する。金属ベローズ４１とベローズキャップ４２を溶接した後で側板本体３１の上面３１ａに溶接する。

金属ベローズ４１がシェル２０の内部に位置するように、側板３０をシェル２０の開口部２１Ｂを蓋する。このとき、側板本体３１の係止部３１ｃを段差部２１ａに係合させて位置決めを行う。

次に、図３に示すように、シェル２０をホルダＨ内に固定し、シェル２０を回転させる。スピニングロールＳを図３中Ｐ方向に移動させ、シェル２０の開放端側に押し当てて図３中矢印Ｑ方向に縮管加工を行う。図２に示すように、シェル２０の開口部２１Ｂが側板３０のテーパ面３１ｄに沿って形成された時点で縮管加工を終了する。そして、シェル２０の開放端部２１ｂと側板本体３１のテーパ面３１ｄとを溶接接合し、接合部Ｂとする。

次に、異物混入防止キャップＣを外し、ポート部３２から脱気した作動液体を注入して油室Ｌ内部を圧油で満たす。一方、ガス封入口２３ａからガス室Ｇの体積調整と熱伝導性向上を図った液体を規定量注入した後、ガス封入口２３ａから窒素ガスをシール機能部材４３がスティ３３の頭部に接しシール機能を発揮させるまで注入し、その状態にて規定圧力の窒素ガスを注入する。そして、規定圧力を保った状態にてガス封入栓２４がガス封入口２３ａを気密に塞ぐように溶接する。

このようにして、金属ベローズ４１の外面には規定の封入ガス圧力が作用し、内面にはシール機能部材４３により密封され昇圧した作動液体によるガス圧力と同等の圧力が加わる。したがって、金属ベローズ４１に差圧が加わらない状態でガス封入されたアキュムレータ１０が形成される。

上述したように、本実施の形態に係るアキュムレータ１０によれば、シェル２０の開口部２１Ｂと側板３０と接合するために縮管加工を行う際に、側板本体３１のテーパ面３１に沿って加工を行うため、シェル２０の縮管形状を安定化でき、耐久性を向上させることができる。このため、全体的な厚肉化が不要となり、軽量化を図ることができる。

また、管部２１の胴部２１Ａの肉厚はプレスしごき加工により薄肉化する一方、開口部２１Ｂ側は厚肉化することで、段差部２１ａから開放端部２１ｂにかけて強度を増すことができ、接合部Ｂの耐久性を向上させることができる。

なお、シェル２０をプレス成形する場合において、シェル２０のボトム頭部を六角に成形し、その六角部分にガス封入口を形成することにより、ねじ込み用の六角形状部品を別途設ける必要がなくなり、構造の簡素化、低価格化を図ることができる。

また、段差部２１ａが設けられているので、シェル２０に側板３０を組み込む際の治具による位置決めが不要となり、取付けタクトを省略でき、異物等の混入を防止できる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、ガス封入口を有するシェルと、金属ベローズを予め接合したポート部を有する側板の構成としたが、ポート部を有するシェルと、ベローズを予め接合したガス封入口を有する側板の構成とし、ガス室をベローズ内面、作動液体室をベローズ外面側としてもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。

本発明の一実施の形態に係るアキュムレータを示す上面図。 同アキュムレータを示す縦断面図。 同アキュムレータの製造工程における縮管加工を示す縦断面図。 一般的なアキュムレータの一例を示す縦断面図。

符号の説明

１０…アキュムレータ、２０…シェル（外殻部材）、２１Ａ…胴部、２１Ｂ…開口部、３０…側板、３１ｄ…テーパ面、４０…ベローズ機構、４１…金属ベローズ、Ｂ…接合部。

Claims (4)

1. 内部に封入ガスと作動流体とが収容される筒状の外殻部材と、
   この外殻部材の開口部を閉塞するとともに、その外周壁面が上記外殻部材の内部側から外部側にかけて漸次外径が小さく形成された側板と、
   この側板に設けられるとともに、上記外殻部材内に収容され、上記外殻部材内部を仕切り、上記封入ガスと上記作動流体とを分離するベローズと、
   上記外殻部材の開口部側の内壁面は上記側板の外周壁面に沿って形成されていることを特徴とするアキュムレータ。
2. 上記外殻部材の内壁面には、上記側板の外周縁部が係合する段差部が設けられていることを特徴とするアキュムレータ。
3. 上記外殻部材は、プレスしごき加工により、その胴部が薄肉化、開口部側が厚肉化されていることを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
4. 上記外殻部材の開口部は、スピニング加工により縮管されていることを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。

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