JP2700593B2 - アキュムレータおよびそれに用いるアキュムレータ用ブラダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車，産業車両等の
油圧装置等に利用されるアキュムレータおよびそれに用
いられるアキュムレータ用ブラダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アキュムレータは、蓄圧機能を持つもの
であり、一般に、金属製のシェルと、このシェル内に保
持され、シェル内を２室に区切るアキュムレータ用ブラ
ダとで構成されている。このようなアキュムレータ用ブ
ラダは、ゴム材料を所定の形状の薄膜状に形成して製造
されている。このようなゴム製薄膜からなるブラダは、
アキュムレータのシェルの内部に配設され、先に述べた
ように、シェルの内部空間を２室に区画する。そして、
その一方の部屋（ガス室）に、窒素ガス等のガスが封入
されて圧力伝達流体となり、他方の部屋（油室）に、液
体供給源の圧力に応じて液体が供給される。この場合、
一方の部屋に封入されたガスが、使用期間の経過ととも
に徐々にゴム製薄膜のブラダを透過するため、ガスの封
入圧力が低下し、その機能を果たさなくなるという問題
が生じていた。

【０００３】そこで、上記ブラダを構成するゴム材料に
添加剤を加えて耐ガス透過性を向上させる試みがなされ
ている。しかし、このようにすると、耐ガス透過性は向
上するものの、アキュムレータ用ブラダ自体の柔軟性が
乏しくなり、長期間の使用において亀裂等が入りやすい
という新たな問題が生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような新たな問
題を解決するため、２枚のゴム性薄膜の間に一枚のエチ
レン−ビニルアルコール共重合体（以下「ＥＶＯＨ」と
略す）膜を、接着剤層を介在して設けたゴム樹脂複合膜
が提案されている（特開平２−１６５９４８号公報）。
このような複合膜を用いてアキュムレータ用ブラダを構
成する場合には、上記ＥＶＯＨ膜が、耐ガス透過性に優
れていることから、ガスの封入圧力を長期に渡って保持
することが可能となる。しかしながら、上記ゴム樹脂複
合膜は、使用期間が長くなる（屈曲繰り返し回数が多く
なる）と、そのＥＶＯＨ膜に割れ，剥離を生じる。した
がって、そのようなアキュムレータ用ブラダを用いたア
キュムレータの寿命が低下するという問題が生じる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、耐久性が高く、しかも長寿命なアキュムレータ
およびそれに用いるアキュムレータ用ブラダの提供をそ
の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のアキュムレータは、シェルと、このシェル
の内部空間を２室に区切る弾性薄膜状のアキュムレータ
用ブラダを備え、上記弾性薄膜状のアキュムレータ用ブ
ラダが、下記の層（Ａ）の上下両面に、下記の層（Ｂ）
および（Ｃ）がこの順で積層された複合層であって、上
記各層（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の層厚が下記の式（１）
および（２）を満たしている複合層を膜形成要素として
含んでいるという構成をとる。 （Ａ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層。 （Ｂ）ＥＶＯＨからなる遮蔽層。 （Ｃ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性層。 （Ｃ）／（Ｂ）≧１．０ …（１） ０．１≦（Ａ）／（Ｂ）≦３．５ …（２）

【０００７】また、本発明のアキュムレータ用ブラダ
は、下記の層（Ａ）の上下両面に、下記の層（Ｂ）およ
び（Ｃ）がこの順で積層された複合層であって、上記各
層（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の層厚が下記の式（１）およ
び（２）を満たしている複合層を膜形成要素として含ん
でいるという構成をとる。 （Ａ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層。 （Ｂ）ＥＶＯＨからなる遮蔽層。 （Ｃ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性層。 （Ａ）／（Ｂ）≧１．０ …（１） ０．１≦（Ｃ）／（Ｂ）≦３．５ …（２）

【０００８】

【作用】本発明者らは、上記ＥＶＯＨの優れた耐ガス透
過性（ガスバリアー性）に着目し、上記問題点を解決す
るために一連の研究を重ねた。その結果、ポリアミド樹
脂を主体とする弾性中心層の上下両面にＥＶＯＨからな
るガス遮蔽層を形成し、さらにそのガス遮蔽層にポリア
ミド樹脂を主体とする弾性層を（同時に）一体成形し、
上記弾性中心層（Ａ），ガス遮蔽層（Ｂ），弾性層
（Ｃ）の相互の層厚を上記式（１）および（２）を満た
すように設定すると、良好な結果が得られることを見い
だしこの発明に到達した。

【０００９】すなわち、上記ポリアミド樹脂を主体とす
る弾性中心層（弾性層）がゴム製薄膜とＥＶＯＨと中間
の弾性を有していることから緩衝層となり、使用期間が
長く（屈曲繰り返し回数が多く）なってもＥＶＯＨから
なるガス遮蔽層に割れや剥離が生じなくなる。特に、上
記の効果は、弾性中心層（弾性層）とガス遮蔽層との層
厚を上記（１）および（２）の式を満たすようにするこ
とにより一層効果的になる。そして、上記弾性中心層
（弾性層）の主体となるポリアミド樹脂は、ＥＶＯＨと
融点が近似していることから共押出により一体化するこ
とができ、かつこの押出の際に、ポリアミド樹脂とＥＶ
ＯＨとが、両者の接合界面で溶融接着するようになるこ
とから、両者を接着する接着剤は不要となり、接着剤の
使用にもとづく、前記複合層の弾性の低下も生じなくな
る。

【００１０】つぎに本発明を詳しく説明する。

【００１１】本発明のアキュムレータは、シェルとシェ
ルの内部を２室に区画するアキュムレータ用ブラダとを
用いて構成される。

【００１２】上記シェルは、金属製のものであれば特に
制限するものではないが、通常は、鉄製ないしはアルミ
ニウム系合金製等のものが用いられる。そして、シェル
の形状も特に制限するものではなく、略球殻状，筒状，
箱状等各種の形状のものが用いられる。好適なのは、略
半球殻状の２個の分割シェルを突き合わせて略球殻状に
仕上げたものである。このようにすることにより、一方
の半球殻状の分割シェルの開口部の内周縁に、アキュム
レータ用ブラダの周縁部を位置決めし、そこにリング状
保持材を装着し、分割部シェルの開口内周縁と、リング
状保持材の外周とでアキュムレータ用ブラダの周縁部を
挟持固定し、ついで、この一方の分割シェルの開口に他
方の分割シェルの開口を突き合わせて溶接しアキュムレ
ータに仕上げることができる。そのため、一枚の円板を
球殻状に成形してシェルをつくる従来法に比較してシェ
ルの製造が容易となる。また、両分割シェルを溶接する
前に、一方の半球殻状分割シェルの開口部に取り付けら
れたアキュムレータ用ブラダの取り付け状態を確認する
ことができ、アキュムレータ用ブラダの周縁部の取り付
け不良を確実に回避できるようになる。また、リング状
保持部の外周と分割シェルの開口部内周縁でアキュムレ
ータ用ブラダの周縁部を挟持固定することから、アキュ
ムレータ用ブラダの周縁部を強固に取り付けることがで
き、ガス，油洩れ等の発生も防止できるようになる。

【００１３】上記アキュムレータ用ブラダは、弾性中心
層（Ａ）および弾性層（Ｃ）を形成するポリアミド樹脂
と、ガス遮蔽層（Ｂ）を形成するＥＶＯＨと、場合によ
ってゴム層を形成するゴムとを用いて構成され、上記層
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の層厚が下記の式（１）および
（２）を満たすように設定これる。 （Ｃ）／（Ｂ）≧１．０ …（１） ０．１≦（Ａ）／（Ｂ）≦３．５ …（２） すなわち、上記（Ｃ）／（Ｂ）の値および（Ａ）／
（Ｂ）の値が上記の範囲を外れると、所期の効果が得ら
れなくなるからである。

【００１４】そして、上記ポリアミド樹脂としては、ナ
イロン６，ナイロン６６，ナイロン６−１０，ナイロン
６−１２等があげられ、単独でもしくは併せて用いられ
る。このようなポリアミド樹脂は、上記ナイロン６もし
くはナイロン６６がベースに入っていれば、ＥＶＯＨの
融点と近似するようになることから、ナイロン６と他の
ナイロン樹脂等との各種の混合物を使用することが可能
である。特に、上記ポリアミド樹脂と、ポリオレフィン
樹脂とをブレンドして用いることが好ましい。このよう
にすると、ポリオレフィン樹脂が、吸水性に乏しいこと
から、ＥＶＯＨに対する吸水を防止するようになる。す
なわち、ＥＶＯＨは吸水すると、ガス遮蔽性が低下する
のであり、ポリオレフィン樹脂はこれを防止する。

【００１５】上記ＥＶＯＨとしては、特に制限するもの
ではないが、エチレン含有量が２０〜６５重量％（以下
「％」と略す）で、残りがビニルアルコールからなるも
のを用いることが好ましい。好適には、エチレン含有量
が３２％のものである。すなわち、エチレン含有量が２
０％を下回る（ビニルアルコール含有量が８０％を超え
る）とガスバリアー性は向上するが、ＥＶＯＨ自体が固
くなり柔軟性が低下し、屈曲運動を有する用途に適さな
くなる傾向がみられる。逆に、エチレン含有量が６５％
を上回ると、これと逆の現象が生ずる傾向がみられるか
らである。

【００１６】また、先に述べたポリアミド樹脂を主体と
する弾性中心層（弾性層）は、ゴム層を形成するゴム
と、ガス遮蔽層を形成するＥＶＯＨとの中間の曲げ弾性
率を有するものであり、これを曲げ弾性率の高い順に式
で表すと下記の式（３）のようになる。

【００１７】 ＥＶＯＨ＞ポリアミド樹脂＞ゴム …… （３）

【００１８】上記ゴム層を形成するゴムとしては特に制
限するものではなく、アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム（ＮＢＲ）等の従来公知のゴムが用いられる。

【００１９】本発明は、例えばつぎのようにしてアキュ
ムレータ用ブラダを製造し、これを用いてアキュムレー
タを製造する。すなわち、アキュムレータ用ブラダは、
ＥＶＯＨとポリアミド樹脂とを押出成形機を用い、共押
出してポリアミド樹脂からなる弾性中心層を中心に、そ
の上下両面に、それぞれＥＶＯＨからなるガス遮蔽層と
ポリアミド樹脂からなる弾性層を一体成形し、各層が前
記式（１）および（２）を満たすような層厚に形成し複
合層化することにより製造される。この場合、ＥＶＯＨ
からなるガス遮蔽層とポリアミド樹脂からなる弾性中心
層（弾性層）との接合界面は、先に述べたように、両者
の溶融によって接着することから、接着剤は不要とな
る。つぎに、この複合層における弾性層の上下両面に、
従来公知の接着剤を塗布する。つぎに層状に形成したゴ
ム層をその上に重ね合わせたのち、加硫接着する。この
ようにして、図１に示すような七層構造のアキュムレー
タ用ブラダ２２が得られる。図において、Ａはポリアミ
ド樹脂からなる弾性中心層、ＢはＥＶＯＨからなるガス
遮蔽層、Ｃはポリアミド樹脂からなる弾性層、Ｄはゴム
層である。

【００２０】このようにして得られたアキュムレータ用
ブラダは、図２に示すように、略半球殻状の２個の分割
シェルのうち下側の分割シェル２１の開口部の内周縁
に、その周縁部を位置決めし、その周縁部を、リング状
保持材２１ａの外周部と下側の分割シェル２１の開口部
内周部とで挟持固定することより下側の分割シェル２１
に取り付けられる。そして、この下側の分割シェル２１
の開口に、上側の分割シェル２０ａの開口を突き合わ
し、電子ビーム溶接等することによってアキュムレータ
２０が構成される。図において、２３はポペットであ
る。

【００２１】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２２】まずアキュムレータ用ブラダをつぎのよう
にして作製した。

【００２３】

【実施例１，２、比較例１〜３】弾性中心層Ａおよび弾
性層Ｃを形成する材料としてポリアミド樹脂（デュポン
社製，スーパータフナイロンＳＴ８１１ＨＳ）を準備す
るとともに、ガス遮蔽層Ｂ形成材料としてＥＶＯＨ（エ
チレン含有量３２％，クラレ社製，Ｆ−１０１）を準備
した。また、ゴム層形成用材料としてＮＢＲを準備し
た。つぎに、上記ＥＶＯＨおよびポリアミド樹脂を、後
記の表１，表２に示す厚みに押出成形機から共押出し
て、図３に示す五層構造の複合層を作製した。図３にお
いて、Ａはポリアミド樹脂からなる弾性中心層、Ｃはポ
リアミド樹脂からなる弾性層、ＢはＥＶＯＨからなるガ
ス遮蔽層である。

【００２４】つぎに、上記複合層の各上下両表面に従来
公知の接着剤を塗布し、さらに、ＮＢＲを後記の表１，
表２に示す厚みに層状にプレス成形したのち、加硫接着
した。このようにして、目的とする七層構造のアキュム
レータ用ブラダ（図１参照）を得た。

【００２５】なお、比較例１〜３は、実施例１，２と同
様にして図１に示す七層構造のアキュムレータ用ブラダ
を製造したのであるが、比較例１では、ガス遮蔽層Ｂと
弾性中心層Ａが前記式（２）の値を外れており、比較例
２および３はガス遮蔽層Ｂと弾性層Ｃとの相互の層厚が
前記式（１）の範囲を外れている。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】つぎに、上記のようにして得られたアキュ
ムレータ用ブラダについて柔軟性を手指で曲げて調べる
とともに、それを屈曲試験機にかけ、図４（Ａ）および
（Ｂ）に示す状態に交互に変化させ、アキュムレータ用
ブラダのガス遮蔽層のＥＶＯＨに生じた亀裂の発生を測
定した。また、上記アキュムレータ用ブラダの初期なら
びに屈曲試験後の窒素ガス透過性を測定した。この場
合、窒素ガス透過量が小さかったものを○、大きかった
ものを×として評価した。これらの試験結果を表１，表
２に併せて示した。表１から、比較例ではＥＶＯＨに亀
裂の発生が認められるが、実施例では、ＥＶＯＨに亀裂
が全く生じていないことがわかる。

【００２９】上記屈曲試験での測定条件は、８０℃で１
００万回のサイクルで変化させた。なお、封入ガスはＮ
₂ ガスを用い、ガス封入圧の２．５倍〜３倍の範囲でオ
イルの圧力を変化させて、図４（Ａ）および（Ｂ）の状
態を発生させた。耐久試験はつぎのようにして行った。 ・封入ガス圧：Ｐ₀ ・使用圧力 ：Ｐ₁ 耐久試験条件：Ｐ₁ ／Ｐ₀ が２．５〜３の間で８０℃×
１００万回作動させる。

【００３０】なお、以上の実施例では、複合層の上下両
面にゴム層を設けているが、ゴム層を取り除いて複合層
のみでアキュムレータ用ブラダを構成してもよい。さら
に、層構造は、上記実施例に例示したものに留まらず、
図３のものにさらにガス遮蔽層Ｂ，弾性層Ｃを交互に任
意の数積重し、必要に応じて最外層をゴム層に形成した
多層構造のものとしても差し支えはない。

【００３１】つぎに、上記アキュムレータ用ブラダを用
い、つぎのようにしてアキュムレータを作製した。

【００３２】

【実施例３】すなわち、図５に示すように、略半球殻状
の２個の分割シェルとして、上分割シェル１１０と下分
割シェル１１２を準備するとともに、上記実施例で得ら
れたアキュムレータ用ブラダ２２については周縁部を厚
肉部に形成した。そして、図示のように、下分割シェル
１１２内に、アキュムレータ用ブラダ２２を配置し、そ
の周縁部を、下分割シェル１１２の開口部内周面にリン
グ状保持材１０３で固定する。この場合、図６に示すよ
うに、下分割シェル１１２の開口部内周面には、予め、
円周方向に溝１１３が形成されているとともに、その下
側に段部１１４が形成されている。上記リング状保持材
１０３は、リング状の上部側が大径で下部側が小径にな
った段付構造になっており、その上部側を図６に示すよ
うに上記下分割シェル１１２の開口部内周面に位置決め
し、段部をアキュムレータ用ブラダ２２の厚肉部の端面
に位置決めするとともに、下部をアキュムレータ用ブラ
ダ２２の厚肉部の上に位置決めする。ついで、その状態
で、かしめ装置（図示せず）を用い、リング状保持材１
０３を図７に示すようにかしめる。これによりアキュム
レータ用ブラダ２２の周縁厚肉部が、リング状保持材１
０３の下部外周部と、下分割シェル１１２の開口部内周
面とで挟持固定される。このかしめにより、リング状保
持材１０３の上部側中央部は、下分割シェル１１２の開
口部内周面に円周方向に沿って形成された溝１１３内に
くい込んだ状態になる。そのため、リング状保持材１０
３の固定度が向上するとともに、リング状保持材１０３
と下分割シェル１１２との間のシール度が向上する。し
たがって、下分割シェル１１２とリング状保持材１０３
との間からの、ガスおよび作動油の浸透，洩れが阻止さ
れるようになる。また、下分割シェル１１２の開口部内
周面に設けた段部１１４によって、リング状保持材１０
３の位置ずれ等が生じなくなり、リング状保持材１０３
の位置決め精度の向上効果が得られるようになる。この
ようにして、下分割シェル１１２に、アキュムレータブ
ラダ２２を取り付け、ついで、この下分割シェル１１２
の開口に、上分割シェル１１０の開口を図５に示すよう
に合わせ、全体として略半球殻状のシェルに仕上げる。
この場合、上分割シェル１１０の取り付け前に、アキュ
ムレータ用ブラダ２２の取り付け状態を肉眼で確認する
ことができ、それによってアキュムレータ用ブラダ２２
の取り付け不良の発生を防止することが可能となる。そ
して、上記上分割シェル１１０の開口と下分割シェル１
１２の開口の接合は、両開口の接合部を、電子ビーム溶
接等することによって行う。これにより、溶け込み幅を
狭くすることができることから、アキュムレータ用ブラ
ダ２２の周縁厚肉部に対する熱影響を軽減または回避す
ることが可能となる。このようにして、図５に示すよう
なアキュムレータ１００が得られる。図５において、１
０１ｅは電子ビーム溶接部、１２１はポペット、１５１
は油ポート１５０を持つプラグ、１５３はガスプラグで
ある。このアキュムレータ１００では、アキュムレータ
用ブラダ２２によってシェルの内部空間がガス室１０１
ａと油室１０１ｂに分けられている。一点鎖線はアキュ
ムレータ用ブラダ２２が弾性変形した状態を示してい
る。このようにして得られたアキュムレータは、いずれ
も耐久性が大きく、長寿命である。

【００３３】なお、図５では上分割シェル１１０と下分
割シェル１１２とで略球殻状のシェルを構成している
が、シェルの形状は球殻状に限定されるものではなく、
筒状，箱状等各種の形状に変えることが可能である。ま
た、図５では、球殻状のシェルを、２個の半球殻状の分
割シェル１１０，１１２を用いて構成しているが、従来
のように一枚の板を用いて球殻状等のシェルを作り、こ
れにアキュムレータ用ブラダ２２を装着するようにして
も差し支えはない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明のアキュムレータ
は、ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層Ａの上下両
面に、ＥＶＯＨからなるガス遮蔽層およびポリアミド樹
脂を主体とする弾性層Ｃがこの順で積層されてなる複合
層を膜構成要素として含むアキュムレータ用ブラダを用
いて構成されている。そして、上記弾性中心層Ａ，ガス
遮蔽層Ｂ，弾性層Ｃが前記式（１）および（２）の値を
満たすように相互の層厚が設定されている。その結果、
ゴム層等とＥＶＯＨとの曲げ弾性の差が、両者の中間の
曲げ弾性を有するポリアミド樹脂からなる弾性中心層
（弾性層）によって緩和される。その結果、屈曲を繰り
返しても、ＥＶＯＨからなるガス遮蔽層に亀裂等が生じ
なくなり、これを用いたアキュムレータの耐久性が大幅
に向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアキュムレータ用ブラダの一実施例の
構成を示す断面図である。

【図２】図１のアキュムレータ用ブラダを組み込んだア
キュムレータの部分断面図である。

【図３】本発明のアキュムレータ用ブラダに用いる複合
層の弾性中心層とガス遮蔽層との層構造を示す断面図で
ある。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）はいずれもアキュムレータ
用ブラダの屈曲試験説明図である。

【図５】本発明のアキュムレータの一実施例の断面図で
ある。

【図６】図５において、リング状保持材を下分割シェル
にかしめ付ける前の状態の要部断面図である。

【図７】図５において、リング状保持材を下分割シェル
にかしめ付けた後の状態の要部断面図である。

【符号の説明】

Ａ 弾性中心層 Ｂ ガス遮蔽層 Ｃ 弾性層 Ｄ ゴム層 ２０ アキュムレータ ２２ アキュムレータ用ブラダ １１０ 上分割シェル １１２ 下分割シェル １０１ａ ガス室 １０１ｂ 油室

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェルと、このシェルの内部空間を２室
   に区切る弾性薄膜状のアキュムレータ用ブラダを備え、
   上記弾性薄膜状のアキュムレータ用ブラダが、下記の層
   （Ａ）の上下両面に、下記の層（Ｂ）および（Ｃ）がこ
   の順で積層された複合層であって、上記各層（Ａ），
   （Ｂ），（Ｃ）の層厚が下記の式（１）および（２）を
   満たしている複合層を膜形成要素として含んでいること
   を特徴とするアキュムレータ。 （Ａ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層。 （Ｂ）エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる遮
   蔽層。 （Ｃ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性層。 （Ｃ）／（Ｂ）≧１．０ …（１） ０．１≦（Ａ）／（Ｂ）≦３．５ …（２）
2. 【請求項２】 上記シェルが、略半球殻状の２個の分割
   シェルを合わせて略球殻状に仕上げられ、上記アキュム
   レータ用ブラダが、その周縁部を、上記一方の略半球殻
   状分割シェルの開口部内側に位置決めし、リング状保持
   材で固定することにより取着され、この取着状態の一方
   の略半球殻状シェルの開口に、他方の略半球殻状分割シ
   ェルの開口が突き合わされ溶接されている請求項１記載
   のアキュムレータ。
3. 【請求項３】 下記の層（Ａ）の上下両面に、下記の層
   （Ｂ）および（Ｃ）がこの順で積層された複合層であっ
   て、上記各層（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の層厚が下記の式
   （１）および（２）を満たしている複合層を膜形成要素
   として含んでいることを特徴とするアキュムレータ用ブ
   ラダ。 （Ａ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層。 （Ｂ）エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる遮
   蔽層。 （Ｃ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性層。 （Ｃ）／（Ｂ）≧１．０ …（１） ０．１≦（Ａ）／（Ｂ）≦３．５ …（２）
4. 【請求項４】 上記各弾性層に、さらにゴム層が接着剤
   層を介して積層形成されている請求項３記載のアキュム
   レータ用ブラダ。