JP2606214Y2 - アキュムレータ - Google Patents

アキュムレータ

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    • F15B1/08Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
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    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、ベローズを有するアキ
ュムレータに関し、特にベローズが傾斜することなく円
滑に伸縮することができるアキュムレータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のアキュムレータとして
は、蛇腹状に形成されて伸縮可能な樹脂材製または金属
製のベローズをシェル内に設けることにより当該シェル
内を液体室と気体室とに区画するベローズ型アキュムレ
ータが利用されている。しかし、金属製ベローズは取付
部の密封性能に問題を有すること、および大きな収縮時
には破損し易いという問題を有することから、樹脂材製
のベローズ型アキュムレータが注目されている。
【0003】従来の樹脂材製のベローズ型アキュムレー
タでは、図3に示すように、山部、斜面および谷部から
なる蛇腹部3cが形成されたベローズ3の開口端部3a
がシェル1とエンドプレート2との間に挟持されてお
り、これによりシェル内が気体室5と液体室4とに仕切
られ、液体流入ポート2bから液体室4内に流入した液
圧と気体室5のガス圧との均衡に応じて、ベローズ3が
伸縮することとなる。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ベローズは山部と谷部が折れ曲がることによりベローズ
の伸縮性が機能するので、開口端部3aを支点としたベ
ローズの傾斜(揺動)方向の剛性に関しては極めて弱い
構造となっていた。そのため、液体室内に流入する液体
圧の分布状況や気体室の気体圧の分布状況あるいはこれ
らの組み合わせ如何では、図3に示すようにベローズ3
が傾いた状態で伸縮することも少なくなく、シェル内壁
との干渉によってベローズ3が損傷したり、ベローズの
上端部がシェル内壁に引っ掛かって円滑な伸縮が行えず
にアキュムレータ効果を十分に発揮できないという問題
があった。
【0005】尤も、この剛性に関する問題はベローズの
肉厚を厚くすれば解消されるものの、このようにする
と、ベローズの軸方向に対する剛性も高くなるので、特
に低圧の液体に対する応答性能が低下するという新たな
問題が生じる。
【0006】本考案は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであって、ベローズが円滑に軸方向
へ伸縮することによりシェル等との干渉を防止すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願考案のアキュムレー
タは、シェル(1)の内部を気体室(5)と液体室
(4)との仕切ると共に、山部(3c1 )と谷部(3c
2 )を有する蛇腹部(3c)が形成された樹脂材製ベロ
ーズ(3)を備えたアキュムレータにおいて、前記山部
(3c1 )と谷部(3c2 )の少なくとも何れかに括れ
部(14)が形成されており、前記シェル(1)に嵌合
されたエンドプレート(2)には、ベローズ(3)の最
も開口端寄りの斜面(3c 3 )を全面的に支持する長さ
を有する傾斜部(2c)が設けられている
【0008】
【0009】
【作用】山部と谷部を有する蛇腹部が形成された樹脂材
製ベローズによってシェルの内部を気体室と液体室とに
仕切るアキュムレータにおいては、気体室に封入された
ガス圧と液体室に流入した液体圧との均衡が保たれるよ
うに、開口端部を支点としてベローズが伸縮する。
【0010】この場合本考案のアキュムレータでは、ベ
ローズの上端部を蛇腹部より厚肉に形成し、しかも山部
と谷部の少なくとも何れかに括れ部を形成しているの
で、開口端部を支点としたベローズの傾斜(揺動)方向
の剛性が極めて高くなる。したがって、液体室の液体圧
が高くなってもベローズは傾くことなく軸方向に沿って
伸長することになり、シェル等との干渉を防止できる。
【0011】また、シェルに嵌合されたエンドプレート
にベローズの最下端の斜面が当接する傾斜部を形成する
ことにより、液体室の液体圧が高くなってベローズが軸
方向に沿って伸長するときに、気体室内のガス圧がベロ
ーズの最下端の斜面を傾斜部に向けて押圧することにな
る。これにより、ベローズの下端が安定するのでベロー
ズは傾くことなく軸方向に沿ってより円滑に伸長するこ
とになる。
【0012】ちなみに、本考案ではベローズ全体の肉厚
を厚くするのではなく上端部のみ厚肉とし、その余の剛
性は山部および/または谷部に形成された括れ部によっ
て付与する構成としているので、ベローズの軸方向に対
する剛性は蛇腹部の肉厚を選択することにより調節する
ことが可能となり、特に低圧の液体に対する応答性能が
低下することはない。
【0013】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1は本考案の一実施例に係るアキュムレータ
を示す半断面図、図2は図1のA部拡大断面図である。
【0014】本実施例のアキュムレータは、例えば樹脂
材製ベローズ型アキュムレータであって、図1に示され
るように、シェル1とエンドプレート2とで囲まれるア
キュムレータ室6内に、気体不透過性を有する樹脂材製
ベローズ3が伸縮自在に装着されている。このようにア
キュムレータ室6内に樹脂材製ベローズ3を取り付ける
ことで、当該アキュムレータ室6は、ベローズ3内部に
形成される液体室4と、当該ベローズ3とシェル1とで
囲まれた気体室5とに区画される。
【0015】この樹脂材製ベローズ3は、円盤状の山部
3c1 と谷部3c2 との間に斜面3c3 が連続して一体
に形成された、いわゆる蛇腹状に形成されており(以
下、蛇腹部3cという)、この樹脂材製ベローズ3に作
用する内外の差圧により、樹脂材製ベローズの蛇腹部3
cが軸方向に伸縮することで、アキュムレータの機能を
果たすようになっている。
【0016】本実施例に係るベローズ3では、上端部3
bの肉厚tを蛇腹部3cの肉厚Tに対して厚く形成して
いる。また、上端部3bの第1山部の外径φdをそれ以
下の山部の外径φDより小さく形成している。このよう
に構成することにより、第1山部の傾斜方向に対する剛
性が高くなるので、特に上端部3bがシェル1の内壁に
干渉して引っ掛かることもない。
【0017】さらに、上述した肉厚と外径との構成以外
にも、本実施例では蛇腹部3cを構成する山部3c1
谷部3c2 にそれぞれ括れ部14を形成している。具体
的には、図2に示されるように山部3c1 においては液
体室4側に点線で示す一般面より内側に括れた括れ部1
4を山部3c1 の全周にわたって形成し、谷部3c2
おいては気体室5側に点線で示す一般面より内側に括れ
た括れ部14を谷部3c2 の全周にわたって形成する。
このような括れ部14は山部3c1 と谷部3c2 それぞ
れの傾斜方向に対する剛性を高める効果を発揮するの
で、上述した上端部3bの剛性向上と相まってベローズ
3の倒れを防止できる。なお、本実施例では山部3c1
と谷部3c2 の両方に括れ部14を形成したが、括れ部
14の機能は蛇腹部3cの剛性向上であるため少なくと
も何れか一方に形成してもよい。
【0018】ベローズ3を構成する樹脂としては、ゴム
や合成樹脂など特に限定されないが、例えば耐ガス透過
性および剛性や耐熱性などの耐久性に優れた熱可塑性エ
ラストマーを例示することができる。特に、アキュムレ
ータを飲料水の配管等に適用する場合には、人体への影
響が全くないエチレンビニルアルコールなどを用いるこ
とが好ましい。なお、樹脂材製ベローズ3の製造方法も
特に限定されないが、例えばブロー成形や液圧成形、射
出成形などが例示される。
【0019】また、このベローズ3は一種類の樹脂によ
って形成してもよいが、図2に示すように複数の樹脂か
らなる多層構造とすることもできる。例えばエチレンビ
ニルアルコールからなるガスバリア層9の表裏に、例え
ばポリプロピレンあるいはポリアミドからなる軟質緩和
層10を形成することにより多層構造とすることができ
る。ガスバリア層9は耐ガス透過性能を発揮して気体室
5からのガスの透過を遮断する。一方、軟質緩和層10
は、ガスバリア層9が吸水しないように保護する機能
と、ガスバリア層9が硬質であるために山谷部3c1,
2 の歪みを緩和させる機能とを有している。これらガ
スバリア層9と軟質緩和層10とを接着するためには、
例えば両層間に両層を構成する材質に対し相溶性に優れ
た接着剤が用いられる。ただし、ガスバリア層9がエチ
レンビニルアルコールからなり、軟質緩和層10がポリ
アミドからなる場合にはこのような接着剤を用いて接着
する必要はない。
【0020】樹脂材製ベローズ3の開口端部3aは、シ
ェル1とエンドプレート2との接合部間に挟み込まれ、
さらにシート状に形成された断面がL字状のシール部材
7がベローズの開口端部3aとシェル2との間に設けら
れてカシメ部8でかしめられている。これにより気体室
5と液体室4とが密封される。
【0021】このベローズの取付構造は本実施例にのみ
限定されることはないが、特に本実施例のシール部材7
は気体不透過性に優れた材料を用いることが好ましく、
例えばブチルゴム(IIR)などを例示することができ
る。このベローズの取付構造では、ベローズの開口端部
3aが蛇腹部3cとほぼ等しい肉厚に形成されており、
このベローズの取付部3aの外周、内周および端面とを
覆うようにシール部材7が配置されている。シール部材
7は少なくともベローズの開口端部3aとシェル1との
間に挟持されることが必要であるが、僅かに蛇腹部3c
の方向に向かって長く形成してもよい。また、同図に示
すようにベローズの開口端部3aの端面を覆うように設
けることがより望ましいといえる。
【0022】このようにベローズの開口端部3aの外周
にシート状のシール部材7を周面軸方向に対して長手に
配置すると、気体室5に封入されたガスがシェル1とベ
ローズ開口端部3aとの間を通過して外部に漏洩しよう
としても、シール部材7はガスの透過方向に長く配置さ
れているため当該ガスの透過を効果的に防止することが
できる。また、ベローズの開口端部3aの内周にもシー
ト状のシール部材7を周面軸方向に対して長手に配置す
ると、上記作用効果に加えて、液体室4に流入した液体
がベローズの開口端部3aとエンドプレート2との隙間
を通過して外部へ漏洩するのを防止することができる。
なお、シール部材7をベローズの開口端部3aの外周側
と内周側とに2分割して外周側に気体不透過性に優れた
例えばブチルゴムなどを用い、一方、内周側に耐吸水性
に優れたエチレンプロピレンゴム(EPDM)等を用い
ても良い。
【0023】ちなみに、シェル1に対してエンドプレー
ト2を接合するには、シェル1の開口端部1aをカシメ
止めすれば良い。
【0024】エンドプレート2には、液体室4内に突出
するストッパ2aが形成されており、樹脂材製ベローズ
3の最小圧縮位置を規制するようになっている。また、
エンドプレート2には、樹脂材製ベローズ3の内部に形
成される液体室4に連通する液体流入ポート2bが形成
されている。
【0025】さらに本実施例に係るエンドプレート2で
は、ストッパ2aの麓部分にベローズ3の最下端の斜面
3c3 に応じた傾斜部2cが形成されており、液体室4
の液体圧が高くなってベローズ3が軸方向に沿って伸長
するときに、気体室5内のガス圧がベローズの最下端の
斜面3c3 を傾斜部2cに向けて押圧することになる
(図1に矢印Pで示す)。これにより、ベローズ3の下
端が安定するのでベローズは傾くことなく軸方向に沿っ
てより円滑に伸長することになる。
【0026】エンドプレート2を構成する材料は金属の
他にも合成樹脂を採用できる。合成樹脂としては、特に
限定されないが、剛性や耐熱性などの耐久性に優れた樹
脂をもちいることができ、特に、アキュムレータを飲料
水の配管等に適用する場合には、人体への影響が全くな
いポリプロピレンなどを用いることが好ましい。また、
エンドプレート2は必ずしも合成樹脂によって構成する
必要はなく、上述した樹脂以外にも例えばステンレスや
黄銅などのように防錆性能に優れ衛生的である材料を選
択してもよい。
【0027】このように、液体(例えば水)に接する部
品を全て合成樹脂により形成するか、一部を防錆性能に
優れた金属を選択すれば、極めて衛生的であるアキュム
レータとなる。また、ベローズ3をエチレンビニルアル
コール等の比較的ヤング率が小さい材料により構成すれ
ば、蛇腹の山数が少なくても作動範囲を拡大することが
可能となり、アキュムレータの全長を短くすることがで
きる。加えて、ベローズ3とエンドプレート2を同じ合
成樹脂により構成すると、エンドプレートにベローズを
取り付けたのち両者を溶着などの手段によって一体化す
ることが可能となり、これによって液体室と気体室との
密封性能が高まることになる。
【0028】一方、シェル1の頂部には、樹脂材製ベロ
ーズ3とシェル1内面との間に形成される気体室5に連
通するガス封入口11が形成されており、このガス封入
口11に、気体室5内を密封するプラグ12がOリング
13を介してねじ込まれている。
【0029】そして、ガス封入口11から気体室5に所
定圧の気体(例えば窒素ガスなどの不活性ガス)を封入
し、エンドプレート2に形成された液体流入ポート2b
を図示しない液体配管等に接続すれば、樹脂材製ベロー
ズ3には、内部の液体室4と外部の気体室5との差圧が
作用し、液体配管の圧力変動を緩和する方向に、樹脂材
製ベローズ3が軸方向に伸縮移動することになる。その
結果、液体配管等の圧力変動、例えばウォータハンマを
有効に防止することができる。
【0030】ちなみに、本考案ではベローズ全体の肉厚
を厚くするのではなく上端部3bのみ厚肉とし、その余
の剛性は山部3c1 および/または谷部3c2 に形成さ
れた括れ部14によって付与する構成としているので、
ベローズの軸方向に対する剛性は蛇腹部3cの肉厚Tを
選択することにより調節することが可能となり、特に低
圧の液体に対する応答性能が低下することはない。
【0031】なお、本考案は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本考案の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、ベローズ3の開校端部3aの取
付構造やベローズの材質、シール部材の有無等は上述し
た実施例にのみ限定されることはない。また、シェル1
とエンドプレート2との接合手段も特に限定されず、上
述したようなカシメ止めに限らず、溶接その他の接合手
段を採用しても良い。また、シェル1の頂部に取り付け
られるガスプラグ12はネジ込み式以外にも、例えばプ
レートを溶接するようにしてもよい。
【0032】
【考案の効果】本考案のアキュムレータは、ベローズの
上端部を蛇腹部より厚肉に形成し、しかも山部と谷部の
少なくとも何れかに括れ部を形成しているので、開口端
部を支点としたベローズの傾斜(揺動)方向の剛性が極
めて高くなる。したがって、液体室の液体圧が高くなっ
てもベローズは傾くことなく軸方向に沿って伸長するこ
とになり、シェル等との干渉を防止できる。
【0033】また、シェルに嵌合されたエンドプレート
にベローズの最下端の斜面が当接する傾斜部を形成する
ことにより、液体室の液体圧が高くなってベローズが軸
方向に沿って伸長するときに、気体室内のガス圧がベロ
ーズの最下端の斜面を傾斜部に向けて押圧することにな
る。これにより、ベローズの下端が安定するのでベロー
ズは傾くことなく軸方向に沿ってより円滑に伸長するこ
とになる。
【0034】このように、シェルと干渉することなくベ
ローズは軸方向に伸縮するので優れたアキュムレータ効
果が期待でき、また破損するおそれもない。また、ベロ
ーズ全体の肉厚を厚くするのではなく上端部のみ厚肉と
し、その余の剛性は山部および/または谷部に形成され
た括れ部によって付与する構成としているので、ベロー
ズの軸方向に対する剛性は蛇腹部の肉厚を選択すること
により調節することが可能となり、特に低圧の液体に対
する応答性能が低下することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例に係るアキュムレータを示す
半断面図である。
【図2】図1に示すA部拡大断面図である。
【図3】従来のアキュムレータを示す半断面図である。
【符号の説明】
1…シェル 1a…開口端部 2…エンドプレート 2a…ストッパ 2b…液体流入ポート 3…ベローズ 3a…開口端部 3b…上端部 3c…蛇腹部 3c1 …山部 3c2 …谷部 3c3 …斜面 4…液体室 5…気体室 6…アキュムレータ室 7…シール部材 8…カシメ部 9…ガスバリア層 10…軟質緩和層 11…ガス封入孔 12…プラグ 13…Oリング 14…括れ部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F15B 1/08 F16J 3/04 F16L 55/04

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】1.シェル(1)の内部を気体室(5)と
    液体室(4)とに仕切ると共に、山部(3c1 )と谷部
    (3c2 )を有する蛇腹部(3c)が形成された樹脂材
    製ベローズ(3)を備えたアキュムレータにおいて、 前記山部(3c1 )と谷部(3c2 )の少なくとも何れ
    かに括れ部(14)が形成されており、前記シェル(1)に嵌合されたエンドプレート(2)に
    は、ベローズ(3)の最も開口端寄りの斜面(3c 3
    を全面的に支持する傾斜部(2c)が設けられている
    キュムレータ。
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