JP2021089045A

JP2021089045A - アキュムレータ

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Publication number: JP2021089045A
Application number: JP2019220309A
Authority: JP
Inventors: 杉村　宣行; Nobuyuki Sugimura; 宣行杉村; 登夢杉村; Tomu Sugimura
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-06-10

Abstract

【課題】アキュムレータの作動を再開させる際に、閉鎖手段を押し上げるために必要となる媒体圧をより小さくし、ブラダの寿命を改善する。【解決手段】本体部と、ブラダ３と、を備え、本体部内にブラダ３によって区画された液圧室及び気圧室が設けられたアキュムレータにおいて、本体部を、液圧側接続部６と、閉鎖手段８と、を有するものとし、液圧側接続部６を、第１の当接面１３と、給排液用孔部７と、を有するものとし、閉鎖手段８を、給排液用孔部７を開閉可能に設け、第１の当接面１３と当接可能に設けられた第２の当接面１１を有するものとし、第１の当接面１３及び第２の当接面１１の少なくとも何れかに当接面積低減部１４を設け、閉鎖手段８によって給排液用孔部７が閉鎖された際に、当接面積低減部１４を、給排液用孔部７と連通可能に設ける。【選択図】図３

Description

本発明は、アキュムレータに関し、より詳細にはブラダを用いたアキュムレータに関する。

従来、アキュムレータがある。アキュムレータは、その内部が隔壁によって、２つの部屋に仕切られており、該２つの部屋の一方が気体室になっており、他方が、液体室となっている。該隔壁として、伸縮自在に設けられたブラダを用いるものがある（以下、ブラダ型アキュムレータという）。

ブラダ型アキュムレータは、ブラダ内が気体室となっており、ブラダの外側に液体室が位置する様に構成されている。該液体室は、例えば、油等の圧力伝達媒体（以下、単に媒体ともいう）が流出入可能に設けられており、該媒体の媒体圧に応じて、ブラダ、即ち、該気体室内の気体が圧縮・膨張する様になっている（例えば、特許文献１を参照）。

この様なブラダ型アキュムレータは、例えば、液圧回路（例えば、油圧回路等）に接続され、蓄圧や液圧回路の脈動の抑制等に用いられている。

国際公開第２０１７／１４１７１９号

ブラダ型アキュムレータは、その作動を停止させる際に、液圧室内の媒体の略全てをその外部に排出することがある。この媒体の排出は、ブラダを膨張させ、気体室内の気圧によって、液体室内の媒体を押し出すことによって行われる。この際に、ブラダが液圧室と液圧回路の配管とを接続する液圧側接続部の孔部内に入り込む等して、ブラダが破損することを防止するために該液圧側接続部には、通常、上下動するポペット等の閉鎖手段が設けられており、該閉鎖手段によって該孔部を塞ぐ様に構成されている。

その後、閉鎖手段と孔部とはブラダに押圧された状態で密着した状態で保持されることとなるが、液圧室からの媒体の排出が完了しても液圧回路の配管は、媒体が満たされているため該閉鎖手段と該孔部との間には常に媒体が介在していることとなる。そのため、該閉鎖手段と該孔部との間に媒質の表面張力等の吸着力が働き、該閉鎖手段が該孔部に吸着してしまうこととなる。

このため、ブラダ型アキュムレータの作動を再開させる際に、液体室に液圧回路内の媒体を供給することになるが、閉鎖手段が孔部に吸着しているため、ポート内の媒体圧が、ブラダ内の気圧に加え、該閉鎖手段と孔部との間の吸着力を超えなければ、閉鎖手段が開かないこととなる。通常、閉鎖手段を開くのに必要な媒体圧は、ブラダ内の気圧＋2乃至3 MPa程度必要となる。

つまり、閉鎖手段が開く際に、閉鎖手段で仕切られた内と外とでは、相応の圧力差が生じることとなるため、勢いよく媒体が液体室へと流れ込み、ブラダに当たることとなる。それによって、ブラダが損傷乃至はダメージを受け、その寿命が短くなってしまう等の問題があった。

そこで、本発明は、アキュムレータの作動を再開させる際に、閉鎖手段を押し上げるために必要となる媒体圧をより小さくし、ブラダの寿命を改善することを目的とする。

本発明は、本体部と、ブラダと、を備え、該本体部内に該ブラダによって区画された液圧室及び気圧室が設けられたアキュムレータであって、該本体部は、液圧側接続部と、閉鎖手段と、を有し、該液圧側接続部は、第１の当接面と、給排液用孔部と、を有しており、該閉鎖手段は、該給排液用孔部を開閉可能に設けられ、該第１の当接面と当接可能に設けられた第２の当接面を有しており、該第１の当接面及び該第２の当接面の少なくとも何れかに当接面積低減部が設けられ、該閉鎖手段によって該給排液用孔部が閉鎖された際に、該当接面積低減部は、該給排液用孔部と連通可能に設けられていることを特徴とするアキュムレータである。

尚、本発明は、前記当接面積低減部に、該閉鎖手段によって該給排液用孔部が閉鎖された際に、前記給排液用孔部と該当接面積低減部とを連通可能に設けられた液圧供給部を設けることが可能である。又、本発明は、前記当接面積低減部を、溝部又は凹凸面として設けることが可能である。又、本発明は、前記当接面積低減部を、平面視渦巻状、平面視略環状又は平面視略矩形若しくはそれらの組合せに形成し、その少なくとも内端を、該閉鎖手段によって該給排液用孔部が閉鎖された際に、前記給排液用孔部と接するものとすることが可能である。又、本発明は、前記当接面積低減部を、周方向延在部と、周方向延在部より少なくとも前記当接面積低減部が設けられた前記当接面の内縁に至るまで径方向に延在する様に設けられた径方向延在部と、を有するものとし、該径方向延在部を、前記液圧供給部として設けることが可能である。

尚、本発明において、「第１の」及び「第２の」という表現を使用しているが、該表現は、本発明の各構成を区別するために使用しているに過ぎず、その数字や順番等に特に意味はないものである。

本発明は、液圧側接続部側の当接面及び閉鎖手段側に当接面の少なくとも何れかに当接面積低減部を設けると共に該当接面積低減部を、閉鎖手段によって給排液用孔部を閉鎖した際に給排液用孔部と連通可能に設けたので、該当接面間に圧力伝達媒体が介在したとしても、該当接面間に働く吸着力を低減することができると共に供給された圧力伝達媒体の媒体圧を該当接面積低減部を介して閉鎖手段に伝達することが可能であるため、より小さな媒体圧で閉鎖手段を押し上げることができ、ブラダの寿命を改善することが可能である。

本発明の第１実施形態を示す縦部分断面図である。図１の要部拡大図であり、給排液用孔部が開放された状態を示す図である。図１の要部拡大図であり、給排液用孔部が閉鎖された状態を示す図である。図２Ｂの要部拡大図である。本発明の第１実施形態における給排液用孔部の当接面の平面略図である。本発明の第２及び第３実施形態を示す給排液用孔部の当接面の平面略図であり、（ａ）が第２実施形態の図であり、（ｂ）第３実施形態の図である。本発明の第４実施形態を示す図であり、図３に相当する図である。本発明の第４実施形態における閉鎖部の当接面の底面略図である。本発明の第５実施形態における閉鎖部の当接面の底面略図である。

本発明の第１実施形態を図１乃至図４に基づき説明する。アキュムレータ１は、本体部２と、ブラダ３と、を備えている。ブラダ３は、伸縮自在に設けられており、本体部２内を気圧室４及び液圧室５に区画している。

本体部２は、その一端に、油圧回路等の液圧回路（図示せず）の配管と接続可能に設けられた液圧側接続部６を有している。液圧側接続部６には、給排液用孔部７（以下、孔部７ともいう）が設けられており、アキュムレータ１は、孔部７を介して液圧室５と前記液圧回路との間で、油等の圧力伝達媒体（以下、単に媒体ともいう）の給排を可能としている。

又、本体部２には、孔部７を閉鎖するための閉鎖手段の一例であるポペット８が設けられている。ポペット８は、孔部７を開閉可能に設けられており、閉鎖部９と、ストッパ部１０と、を有している。

閉鎖部９は、その下面側に当接面１１を有しており、当接面１１は、液圧側接続部６の当接面１３と当接可能に設けられており、当接面１１及び当接面１３が当接することで、孔部７を閉鎖する様になっている。

ストッパ部１０は、バネ１２等の弾性部材によって、孔部７を開放する方向に付勢されており、閉鎖部９を上下動可能させるために設けられている。それによって、常時は、閉鎖部９を孔部７より離間させ、孔部７を開放状態で保持すると共に閉鎖部９が下方に押圧させた際に閉鎖部９によって孔部７を閉鎖できる様に設けられている。

液圧側接続部６には、ポペット８（閉鎖部９）の当接面１１と当接可能に設けられた当接面１３が設けられている。当接面１３には、当接面１１と当接面１３との当接面積を低減するための当接面積低減部が設けられている。又、当接面１３は、該当接面積低減部が設けられる部分を除いて、略平坦に形成されており、当接面１１と密着可能に設けられている。

前記当接面積低減部は、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、孔部７と連通可能に設けられており、本実施形態においては、該当接面積低減部は、当接面１３の外縁部内方より内縁に至る平面視略渦巻状の溝部１４として設けられている。溝部１４の内端１５は、開放端として設けられており、即ち、内端１５は、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、孔部７と接することとなる。尚、溝部１４は、その形状や巻数、配置等は、必要に応じて適宜選択可能であるが、ブラダ３が、溝部１４に入り込まない様に、当接面１３の外縁を除いて設けられるのが望ましい。

アキュムレータ１は、その作動を停止させる際に、液圧室５内の前記媒体をアキュムレータ１外に排出することがある。その際、ブラダ３を膨張させて気体室４内の気圧によって該媒体をアキュムレータ１外に押し出すこととなる。その際に、ブラダ３は、ポペット８の閉鎖部９を押し下げ、当接面１１が、液圧側接続部６の当接面１３に当接し、孔部７は閉鎖される。

その後、アキュムレータ１の作動を再開する際には、孔部７より前記媒体を供給し、その媒体圧によって閉鎖部９を押し上げ、液圧室５内に該媒体を供給することとなる。この際、当接面積低減部（溝部１４）には、その内端１５より該媒体が供給され、これによって、溝部１４を介して閉鎖部９の当接面１１に媒体圧が掛かることとなる。

この際に必要な媒体圧は、理想上は気体室４内の気圧に略等しくなるはずだが、実在上は、前記液圧回路の配管には、媒体で満たされているため、当接面１１と当接面１３との間に媒体が介在し、表面張力等の吸着力が働くこととなるため、該気圧よりも大きくなる。

本実施形態のアキュムレータ１においては、液圧側接続部６側の当接面１３に溝部１４が設けられているため、溝部１４が形成されていない場合と比較して、当接面１３とポペット８側の当接面１１との当接面積が低減されるので、当接面１１と当接面１３との間に前記媒体が介在したとしても、該媒体が介在できる面積が低減され、それに伴い、該媒体を介して働く表面張力等の吸着力が軽減されることとなる。又、それに加わり、溝部１４を介して、当接面１１に媒体圧が掛かるため、閉鎖部９に掛かる力をより大きくすることが可能となる。

そのため、アキュムレータ１においては、溝部１４が設けられていないアキュムレータと比較して、閉鎖部９を押し上げるために必要な媒体圧は、気体室４内の気圧に近づくこととなる。従って、孔部７が開放された際に前記媒体が液圧室５内へと流れ込む勢いが軽減させることとなるためブラダ３の寿命を改善させることが可能となる。

尚、本実施形態の副次的な効果として、閉鎖部９が押し上げる際に必要な媒体圧が軽減されることによって、閉鎖部９に掛かる負荷も軽減され、よりゆっくりと閉鎖部８が移動することとなり、閉鎖部９が勢いよく開くことによって、ストッパ部１０が孔部７等に当たり破損してしまうことを防止することが可能となる。

尚、当接面積低減部は、液圧側接続部６とその閉鎖手段（ポペット８）との間の吸着力を必要な分だけ低減できればよく、溝部１４の外、様々なものを適宜適用可能である。例えば、本発明の第２実施形態（図５（ａ）を参照、当接面積低減部以外の構成は、第１実施形態と同様である）の様に、当接面積低減部として、当接面１３の外縁部内方より径方向へと延在する２つの平面視略矩形の溝部１６を径方向に並列して配置させる様に当接面１３に設けることが可能である。この際、溝部１６の内端１７は、溝部１４と同様に開放端となっており、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、孔部７と接する様になっている。

又、本発明の第３実施形態（図５（ｂ）を参照、尚、当接面積低減部以外の構成は、第１実施形態と同様である）の様に、当接面１３に前記当接面積低減部として、溝部１４の代わりに凹凸面１８を形成することも可能である。本実施形態において、凹凸面１８は、平面視略環状に設けられており、例えば、サンドブラストによって当接面１３の表面を荒らすことで形成することが可能である。又、凹凸面１８は、その凸部分が略同レベルとなる様に形成されており、該凸部分が、当接面１１と密着可能に設けられている。

凹凸面１８の内端１９は、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、孔部７と接する様になっており、それによって、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、孔部７から凹凸面１８の略全面に亘って微細な流路が形成され、該流路に媒体を供給可能であるため、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

次に、本発明の第４実施形態を、図６及び図７に基づき説明する。本実施形態と第１実施形態との相違は、前記当接面積低減部を閉鎖手段（ポペット８）側に設けた点である。該当接面積低減部以外の構成については、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

ポペット８（閉鎖部９）の当接面１１には、当接面積低減部が設けられている。本実施形態においては、当接面１１は、該当接面積低減部を除いて、略平坦に形成され、液圧側接続部６の当接面１３と密接可能に設けられている。又、当接面１１には、当接面積低減部として、溝部２０が設けられている。溝部２０には、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、溝部２０と孔部７とを連通する液圧供給部が設けられている。

本実施形態においては、溝部２０は、周方向延在部２１と、径方向延在部２２と、を有している。周方向延在部２１は、平面視略環状に形成されており、複数の周方向延在部２１が、略同心円上に配設されている。又、周方向延在部２１は、最も外方に位置する周方向延在部２１（以下、周方向延在部２１Ａという）が、それよりも内方に位置する周方向延在部（以下、周方向延在部２１Ｂという）よりも幅が広くなる様に形成されている。尚、周方向延在部２１Ａは、ブラダ３が入り込まない様に、当接面１１の外縁部内方に位置させることが望ましく、又、周方向延在部２１の幅等は適宜設定可能であり、全ての周方向延在部２１が同一の幅であってもよい。

径方向延在部２２は、前記液圧供給部として設けられており、各周方向延在部２１を径方向で繋げる様に少なくとも周方向延在部２１Ａから当接面１１の内縁若しくは該内縁よりも内方に至るまで径方向に延在している。つまり、径方向延在部２２は、孔部７をポペット８で閉鎖した際に、孔部７と連通していることとなる。

本実施形態においても、前記液圧供給部（径方向延在部２２）から、溝部２０全体に亘って、媒体を供給可能となっているため、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能となる。

尚、本発明の第５実施形態（図８を参照、当接面積低減部以外の構成は、第４実施形態と同様である）の様に、当接面積低減部を凹凸面２３として設けた場合にも前記液圧供給部を設けることが可能である。

本実施形態においては、当接面積低減部として凹凸面２３が設けられている。凹凸面２３は、平面視略環状に形成され、周方向に延在する周方向延在部２４及び周方向延在部２４から径方向内方に延在する径方向延在部２５を有している。又、凹凸面２３は、その凸部分が、当接面１１の内、凹凸面２３が設けられていない部分と略同レベルとなる様に形成されており、凹凸面２３が設けられていない該部分と共に液圧側接続部６の当接面１３と密着可能となる様に設けられている。

径方向延在部２４は、当接面１１の内縁若しくは該内縁よりも内方に至るまで径方向に延在している。そのため、第３実施形態と同様に孔部７から周方向延在部２４を連通する微細な流路が形成されることとなり、本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を奏することが可能である。

本発明を上記実施形態に基づき説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。

（１）上記第１乃至第３実施形態と同様の当接面積低減部１４，１６，１８を当接面１１に設けることができ、又、その逆に上記第４及び第５実施形態と同様の当接面積低減部２０，２３を当接面１３に設けることが可能である。又、当接面積低減部１４，１６，１８，２０，２３を、当接面１１及び当接面１３の両方に設けることも可能である。そして、複種類の当接面積低減部１４，１６，１８，２０，２３を組み合わせることも可能である。

（２）上記第４及び第５実施形態と同様の液圧供給部を上記第１乃至第３実施形態の当接面１３に設けることも可能である。その場合、該液圧供給部は、当接面１３の内縁に至る様に延在すると共に該液圧供給部として径方向延在部２２が採用される場合には、その内端が開放端として形成されることとなる。

１アキュムレータ２本体部３ブラダ
４気圧室５液圧室６液圧側接続部
７給排液用孔部８ポペット９閉鎖部
１０ストッパ部１１当接面１２バネ
１３当接面１４溝部１５内端
１６溝部１７内端１８凹凸面
１９内端２０溝部２１周方向延在部
２２径方向延在部２３凹凸面２４周方向延在部
２５径方向延在部

Claims

本体部と、ブラダと、を備え、
該本体部内に該ブラダによって区画された液圧室及び気圧室が設けられたアキュムレータであって、
該本体部は、液圧側接続部と、閉鎖手段と、を有し、
該液圧側接続部は、第１の当接面と、給排液用孔部と、を有しており、
該閉鎖手段は、該給排液用孔部を開閉可能に設けられ、該第１の当接面と当接可能に設けられた第２の当接面を有しており、
該第１の当接面及び該第２の当接面の少なくとも何れかに当接面積低減部が設けられ、
該閉鎖手段によって該給排液用孔部が閉鎖された際に、該当接面積低減部は、該給排液用孔部と連通可能に設けられていることを特徴とするアキュムレータ。
前記当接面積低減部には、該閉鎖手段によって該給排液用孔部が閉鎖された際に、前記給排液用孔部と該当接面積低減部とを連通可能に設けられた液圧供給部が設けら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。
前記当接面積低減部は、溝部又は凹凸面として設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のアキュムレータ。
前記当接面積低減部は、平面視渦巻状、平面視略環状又は平面視略矩形若しくはそれらの組合せに形成されており、その少なくとも内端は、該閉鎖手段によって該給排液用孔部が閉鎖された際に、前記給排液用孔部と接していることを特徴とする請求項３記載のアキュムレータ。
前記当接面積低減部は、周方向延在部と、該周方向延在部より少なくとも前記当接面積低減部が設けられた前記当接面の内縁に至るまで径方向に延在する様に設けられた径方向延在部と、を有しており、
該径方向延在部は、前記液圧供給部として設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項２を引用する請求項３に記載のアキュムレータ。