JP2008045702A - アキュムレータ - Google Patents

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Morihiko Matsubara
守彦 松原
Atsushi Wada
篤志 和田
Keisuke Shironi
啓介 白仁
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Caterpillar Japan Ltd
Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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Abstract

【課題】アキュムレータ１の油室Ｌに油を供給してエネルギーの蓄積をするにあたり、ガス室Ｇとなるブラダ５内のガスが前記油の供給を受けて断熱圧縮されて昇温したときの熱エネルギーが、前記蓄積されたエネルギーの保存時に放熱によりエネルギー損失してしまうことを抑制する。
【解決手段】シェル２を外層２ａと内層２ｂとの二重層構造とすると共に、内外層２ｂ、２ａとのあいだに形成される間隙Ｓを真空にし、かつ内層２ｂの内面を鏡面にして放熱を抑制するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラダ型あるいはピストン型のアキュムレータの技術分野に属するものである。
今日、エネルギの蓄積手段としてアキュムレータを用いることがあるが、このようなアキュムレータは、外筐となるシェルと、該シェル内をガス室と液体室とに二室に分割するブラダまたはピストンと、シェルに設けられ、ガス室にガスを給排する給気弁と、液体室への液体の出入り口となるポートとを備えて構成されている（例えば特許文献１参照）。
特許第３１１８５９０号公報
そしてこのようなアキュムレータをエネルギ蓄積用に用いた場合、エネルギ蓄積時、つまり液体注入時、ガス室は断熱圧縮状態となってガス温度が上昇することになる。液体注入を停止して蓄積したエネルギを保持しているあいだ、前記従来のものはシェルが一枚構造であったので容易に放熱し、この結果、蓄積エネルギが熱エネルギとなって放出され、エネルギ蓄積効率が低下するという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、油圧エネルギーを蓄圧することができるアキュムレータであって、該アキュムレータを、外筐となるシェルと、該シェル内をガス室と液体室とに分割するブラダまたはピストンと、シェルに設けられ、ガス室にガスを給排する給気弁と、液体室への液体の出入り口となるポートとを設けて構成するにあたり、シェルは、内層と外層が間隙を存して形成された二重層構造とし、内外層のあいだの間隙は断熱層になっていることを特徴とするアキュムレータである。
請求項２の発明は、断熱層は真空で形成されていることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータである。
請求項３の発明は、断熱層は断熱材が充填されて形成されていることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータである。
請求項４の発明は、内層の内面は鏡面になっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載のアキュムレータである。
請求項１の発明とすることにより、蓄積されたエネルギの保存時の放熱作用が低減してエネルギ損失を抑制することができる。
請求項２または３の発明とすることで、内外層間の断熱が簡単にできることになる。
請求項４の発明とすることにより、エネルギ損失の抑制効果をさらに高めることができる。
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図面において、１はブラダ式のアキュムレータであって、該アキュムレータ１は、断面略長円形状で両端側に開口３、４が開設された後述するシェル２と、該シェル２に内蔵され、シェル２内を内側のガス室Ｇと外側の油室Ｌとに二分割するブラダ５と、シェル２の一端側開口３に組付けられ、ブラダ５内のガス室Ｇにガス（本実施の形態では、窒素ガス）を給排する給気弁６と、シェル２の他端側開口４に組み付けられ、油（液体）の出入口となって油室Ｌに油の給排をするためのポート７が形成されたポートボディ８と、ブラダ２がポート７から外部にはみ出してしまうことを防止するべく上記ポート７内に組付けられるポペット弁９等を備えており、そして、ブラダ５内に封入されたガスの圧力と、ポート７からシェル２内に流入、流出する油の圧力とのバランスによってブラダ５が縮んだり膨らんだりするように構成されている。そしてアキュムレータ１は、油がポート７を介してシェル２内に注入されると、ブラダ５内のガスは断熱圧縮されて蓄圧され、これによってエネルギの蓄積ができ、そしてブラダ５内のガス圧によって前記注入された油が圧力を持った状態で放出されることでエネルギとして利用されるようになっている。
前記シェル２は、間隙Ｓを存して構成される外層２ａと内層２ｂとの内外二重層構造になっており、そして内外層２ｂ、２ａの間隙Ｓは真空になっている。さらに内層２ｂの内面２ｃは鏡面となっている。
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、アキュムレータ１は、油の注入によってエネルギを蓄積し、該蓄積したエネルギを油の放出でエネルギとして利用されるが、シェル２は、内外二重層構造になっていると共に、層２ａ、２ｂ間の間隙Ｓは真空になっていて放熱しづらい断熱層構造になっている。この結果、油が供給されるエネルギ蓄積過程で断熱圧縮されてガス室Ｇ内のガスが温度上昇したときの熱エネルギーの保存が図れることになってエネルギ損失を抑制してエネルギ効率の向上が図れる。
しかもこのものでは、内層２ｂの内面に鏡面加工が施されているため、さらなる放熱抑制が達成できることになって一層のエネルギ損失の抑制が図れ、エネルギ効率のさらなる向上が達成できる。
尚、本発明は前記ブラダ式のアクチュエータに限定されず、シェル内をピストンが移動するピストン式のものにおいても採用できることは言うまでもない。
また、前記実施の形態では内外層の間隙を真空にして断熱層を形成したが、本発明はこれに限定されること無く、図２に示す第二の実施の形態のように、発泡ポリスチレン、発泡ポリウレタン等の断熱性の優れた断熱材１０を充填しても断熱層を形成することができる。
ブラダ式アキュムレータの第一の実施の形態を示す断面図である。 ブラダ式アキュムレータの第二の実施の形態を示す断面図である。
符号の説明
１ アキュムレータ
２ シェル
２ａ 外層
２ｂ 内層
５ ブラダ
７ ポート
１０ 断熱材
Ｇ ガス室
Ｌ 油室
Ｓ 間隙

Claims (4)

  1. 油圧エネルギーを蓄圧することができるアキュムレータであって、該アキュムレータを、外筐となるシェルと、該シェル内をガス室と液体室とに分割するブラダまたはピストンと、シェルに設けられ、ガス室にガスを給排する給気弁と、液体室への液体の出入り口となるポートとを設けて構成するにあたり、シェルは、内層と外層が間隙を存して形成された二重層構造とし、内外層のあいだの間隙は断熱層になっていることを特徴とするアキュムレータ。
  2. 断熱層は真空で形成されていることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータ。
  3. 断熱層は断熱材が充填されて形成されていることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータ。
  4. 内層の内面は鏡面になっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載のアキュムレータ。
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