JP3118492U

JP3118492U - アキュムレータ

Info

Publication number: JP3118492U
Application number: JP2005009474U
Authority: JP
Inventors: 忠信竹内; 佐々木　憲司
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2015-11-11

Abstract

【課題】シェルの内部に圧力変動に応じて伸縮作動するベローズを設けるとともにベローズの遊動端部にベローズキャップを設けてなるベローズ型アキュムレータにおいて、ベローズの伸縮に伴ってシェル内において往復動するベローズキャップに傾きが発生するのを抑えることが可能なアキュムレータを提供する。
【解決手段】ベローズキャップ８の傾きを抑制すべく、ベローズキャップ８の外周部がシェル３の内面と摺動自在に接触するピストン構造３１を設ける。ベローズキャップ８の外周部は、この外周部に装着したウエアリング３２を介してシェル３の内面と摺動自在に接触する。また、フルード室１０とバックアップフルード室３４を連通させる連通路３５を設ける。
【選択図】図２

Description

本考案は、蓄圧装置または脈圧減衰装置等として用いられるアキュムレータに関するものである。本考案のアキュムレータは例えば自動車用、特に自動車ブレーキ用アキュムレータとして用いられる。

従来から、図１０に示す金属ベローズ型アキュムレータ５１が知られており、このアキュムレータ５１は、高圧の液（フルード）およびガスを保持するための圧力容器としてシェル５３、オイルポート５４およびガスエンドカバー５５よりなるハウジング５２を備え、このハウジング５２の内部にベローズ５６、ベローズキャップ５７、制振リング５８およびリップシール５９等を備え、液圧の変動によりベローズ５６が伸縮する構造とされている。

このうち、シェル５３は、圧力容器としての機能の他に、制振リング５８とともにベローズ５６の伸縮およびベローズキャップ５７の往復動をガイドする機能を有し、オイルポート５４は、ベローズゼロダウン時のストッパーとしての機能を有している。また、制振リング５８は、ベローズ５６の伸縮作動時にこのベローズ５６またはベローズキャップ５７がシェル５３の内面に対して接触することがないようこれらの作動をガイドする機能を有するが、従来は、図１１に示すように、この制振リング５８とシェル５３の内面との間に所定の大きさの径方向間隙ｃ_０が設定されている（特許文献１参照）。

したがって、上記構成のアキュムレータ５１によると、上記したように制振リング５８とシェル５３の内面との間に所定の大きさの径方向間隙ｃ_０が設定されているために、急激なシステム減圧が繰り返されると（減圧速度過大時）、図１２に示すように、制振リング５８を取り付けたベローズキャップ５７に傾きが発生する可能性があり、このようにベローズキャップ５７に傾きが発生すると、ベローズ１谷目に変形伸びが発生したり、あるいはベローズゼロダウン時のリップシール５９のはみ出し隙間が瞬間的に過大となり、よってリップシール５９が破損したりする虞がある。

第２５３９９０５号特許公報

本考案は以上の点に鑑みて、ベローズの伸縮に伴ってシェル内において往復動するベローズキャップに傾きが発生するのを抑えることが可能なアキュムレータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本考案の請求項１によるアキュムレータは、シェルの内部に圧力変動に応じて伸縮作動するベローズを設けるとともに前記ベローズの遊動端部にベローズキャップを設けたベローズ型アキュムレータにおいて、前記ベローズキャップの傾きを抑制すべく前記ベローズキャップの外周部が前記シェルの内面と摺動自在に接触するピストン構造を有することを特徴とする。

また、本考案の請求項２によるアキュムレータは、上記した請求項１のアキュムレータにおいて、ベローズキャップの外周部は、前記外周部に装着したウエアリングを介してシェルの内面と摺動自在に接触することを特徴とする。

更にまた、本考案の請求項３によるアキュムレータは、上記した請求項１または２のアキュムレータにおいて、ベローズキャップの外周部または前記外周部に装着したウエアリングには、フルード室とバックアップフルード室とを連通させる連通路を設けたことを特徴とする。

上記構成を備えた本考案の請求項１によるアキュムレータにおいては、ベローズキャップの外周部にピストン構造が設けられ、このピストン構造はベローズキャップの外周部がシェルの内面と摺動自在接触するものとされているために、このピストン構造によりベローズキャップの傾きを抑制することが可能となる。すなわち上記従来技術では、制振リングとシェルの内面との間に径方向間隙が設定され、この間隙によりベローズキャップが浮遊状態にあったことから、ベローズキャップが傾く可能性があったが、本考案のアキュムレータでは、このような間隙が設定されておらずベローズキャップの姿勢がシェルによって規制されるために、ベローズキャップは傾くことがない。したがって、シェルの内側に所定の厚みを備えてピストン構造とされたベローズキャップを内挿することにより、ベローズキャップに傾きが発生するのを抑制することが可能となる。

但し、ベローズキャップの材質によっては、ベローズキャップがシェルの内面に直接接触するのが相応しくない場合があるので、この場合には、ベローズキャップの外周部にウエアリングを装着して、このウエアリングを介してシェルの内面に接触させる。ウエアリングは一般に低摩擦系の樹脂材料等によって成形されているために、シェルの内面に対して円滑に摺動する（請求項２）。

また、ベローズキャップの外周部またはこの外周部に装着したウエアリングがシェルの内面と接触する構造であると、この外周部またはウエアリングの介在によりシェル内のフルード室とバックアップフルード室との連通が遮断され、その結果として、バックアップフルード室とガス室との圧力バランスが崩れてしまうことがある。そこで、ベローズキャップの外周部またはウエアリングに連通路を設けて、フルード室とバックアップフルード室とを連通させ、これによりバックアップフルード室とガス室との圧力バランスを均衡させることにした（請求項３）。

本考案は、以下の効果を奏する。

すなわち、本考案の請求項１によるアキュムレータにおいては、ベローズキャップの外周部がシェルの内面と摺動自在に接触するピストン構造が設けられているために、このピストン構造よりベローズキャップはシェルの内面に対して円滑に摺動し、傾きが発生することがない。したがって、ベローズキャップに傾きが発生してベローズ１谷目に変形伸びが発生したり、あるいはベローズゼロダウン時のリップシールのはみ出し隙間が瞬間的に過大となってリップシールが破損したりするのを未然に防止することができる。

またこれに加えて、本考案の請求項２によるアキュムレータにおいては、ウエアリングの介装によりピストン構造のストローク作動を一層円滑化することができ、本考案の請求項３によるアキュムレータにおいては、連通路の設置によりシェル内の圧力バランスを均衡させることができる。

尚、本考案には、以下の実施形態が含まれる。

（１）ベローズキャップをピストン形状にし、シェル内面をスライドさせることで、ベローズキャップがベローズのガイドとして機能し、急激なシステム減圧が繰り返される場合でも、ベローズの傾きを抑制できる構造。ベローズキャップをピストン形状とすることで、ベローズキャップ自体にベローズガイド機能を持たせることから、従来品の構成部品の一つである制振リングを廃止できる構造。ベローズの傾きを抑制することにより、ベローズ変形伸び防止、リップシール破損防止、および従来品の構成部品の一つである制振リングを廃止できる。

（２）ベローズキャップにウエアリング等を設置し、シェル内面をスライドさせることで、ベローズキャップのベローズガイド機能が向上し、急激なシステム減圧が繰り返される場合（高周波でベローズが作動する場合）でも、ベローズの傾きを抑制できる構造。ベローズの傾きを抑制することにより、リップシール破損防止、ベローズ変形伸び防止効果が向上する。

（３）上記（１）または（２）において、バックアップフルード室の圧力をシステム圧力（Ｎ_２ガス圧力）とバランスさせるため、１つまたは複数の均圧口を設置する。均圧口の形状は、図３に示すように、作動時流体抵抗とならないような流通面積を確保したものとする。または、図７および図８に示すように、ウエアリング保持径を小さくして、ウエアリングに流体流通口を加工しても良い。

（４）ベローズキャップをピストン形状にすることで、ベローズキャップの傾きを抑制する。
（５）従来技術においてシェルと制振リングの間に設けていたクリアランスを、本考案では、素材の線膨張、膨潤を加味した場合にゼロとなるように設定する。すなわち、ベローズキャップないしウエアリングのシェルとのクリアランスを素材の線膨張、膨潤を加味した場合、「０」となるように設定する。
（６）ベローズキャップ（金属）に樹脂材（ウエアリング）を配置（樹脂と金属の一体成形が可能であればその方法も採用可）し、シェルに接触させることでガイド機能を持たせる構造。
（７）ウエアリングについては、ウエアリングを部分的に切り取ったものを巻き付ける方法（図９）や、ベローズキャップに部分的に配置する方法（図１０）もある。
（８）ウエアリングは、シェル内面と完全に接触するため、シェル内面と非接触の制振リングに比べ、ベローズキャップの傾きを抑制する効果（ベローズガイド機能）が高い。

つぎに本考案の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本考案の実施例に係るアキュムレータ１の縦断面を示しており、そのＤ部拡大図が図２に示されている。当該実施例に係るアキュムレータ１は金属ベローズ型アキュムレータであって、以下のように構成されている。

すなわち先ず、略円筒状を呈するシェル３の両端部にガスエンドカバー４およびオイルポート５が固定されて、これらによって当該アキュムレータ１のハウジング２が構成されており、このハウジング２の内部に、ベローズ７およびベローズキャップ８を備えた作動部材６が収容されている。シェル３、ガスエンドカバー４、オイルポート５およびベローズキャップ８はそれぞれ所定の金属材料によって成形されている。

ベローズ７は、その一端（固定端部）をガスエンドカバー４に固定されるとともに他端（遊動端部）をベローズキャップ８に固定されており、よってこのベローズ７およびベローズキャップ８よりなる作動部材６によってハウジング２の内部が作動部材６の内側のガス室９と外側のフルード室（液室）１０とに区分けされている。ベローズ７としては、電着ベローズ、成形ベローズまたは溶接ベローズ等よりなる金属ベローズが用いられるが、アキュムレータ１の仕様や用途等によっては、その他の材質のベローズを用いることも可能である。ベローズキャップ８はベローズ７に対して一体に成形されたものであっても良い。

上記ハウジング２の一部を構成するガスエンドカバー４に、ガス室９にガスを注入するためのガス注入口１２が設けられており、この注入口１２に、これを閉塞するためのガスプラグ１３が取り付けられて六角ナット１４により覆われている。したがって、ガスプラグ１３および六角ナット１４を固定する前に注入口１２からガス室９に所定圧力のガスを注入し、注入後にガスプラグ１３および六角ナット１４を固定することにより、所定圧力のガスをガス室９に封入する。封入するガスの種類としては、窒素ガス等が好適である。ガス室９の内部であってガスエンドカバー４の内側には、ガス室９の容積を調整するためのスペーサー１５が組み込まれている。

また、同じくハウジング２の一部を構成するオイルポート５に、当該アキュムレータ１を図示しない油圧システム側の圧力配管等に接続するためのねじ部１７を備えた筒状の取付部１６が設けられており、この取付部１６に、配管側の圧力流体をフルード室１０に導入するための圧力流入口１８が設けられている。したがって、当該アキュムレータ１を取付部１６において配管側に接続し、この配管側の圧力を圧力流入口１８からフルード室１０に導入する。

オイルポート５の内面（上面）に環状凹部状のシール装着部２１が設けられて、このシール装着部２１にゴム状弾性材製のシール部材であるリップシール２２が装着されている。また、このシール装着部２１の内周側であってシール装着部２１と圧力流入口１８との間に環状凹部状のホルダ装着部２３が設けられて、このホルダ装着部２３に断面略Ｌ字形の金属環よりなるシールホルダ２４が装着されている。ゴム状弾性材製のリップシール２３は、基部の一端（上端）に外向きのシールリップを一体成形したものであって、ベローズ７の伸張によりベローズキャップ８が下降して来ると、ベローズキャップ８がその端面（下面）をもってシールリップに当接し、バックアップフルードをシールする。したがって、リップシール２２とベローズキャップ８との組み合わせにより内周側のシール機構が構成されており、この内周側のシール機構は、組み合わせ片方のリップシール２２がゴム製であることから、ゴムシールとされている。

また、オイルポート５の内面におけるシール装着部２１の外周側に環状のストッパ部２５が設けられており、ベローズ７の伸張によりベローズキャップ８が下降して来ると、ベローズキャップ８がその端面をもってストッパ部２５の端面（上面）に当接し、バックアップフルードをシールする。したがって、ストッパ部２５を設けたオイルポート５とベローズキャップ８との組み合わせにより外周側のシール機構が構成されており、この外周側のシール機構は、組み合わせ双方の部品が金属製であることから、メタルシールとされている。

上記ベローズキャップ８の作動時における傾きの発生を抑制すべく、ベローズキャップ８の外周部にピストン構造３１が設けられており、このピストン構造３１は、ベローズキャップ８の外周部がシェル３の内面と常に摺動自在に接触することによりベローズキャップ８の傾きを抑制するように構成されている。また図２に拡大して示すように、ベローズキャップ８の外周部にはウエアリング３２が装着されており、ベローズキャップ８の外周部はこのウエアリング３２を介してシェル３の内面と常に摺動自在に接触することによりベローズキャップ８の傾きを抑制するように構成されている。ベローズキャップ８の外周部に代わってシェル３の内面に対して摺動するウエアリング３２は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはＰＡ（ポリアミド）等の低摩擦系樹脂材料によって断面矩形状の環状体として成形され、円筒状の摺動面３２ａを有し、またベローズキャップ８の外周面に設けた環状の装着溝３３に装着されている。ベローズキャップ８の外周部はこのウエアリング３２を介してシェル３の内面と接触するので、直接には非接触とされ、ベローズキャップ８の外径寸法はシェル３の内径寸法よりも少々小さく形成されている。

また、装着溝３３の内周側に位置してベローズキャップ８の外周部には、上記フルード室１０とベローズ８外周側のバックアップフルード室３４とを常に連通させる連通路３５が設けられている。この連通路３５は、ベローズキャップ８の上下両面に開口する貫通穴状のものとして形成され、かつ流量を十分に確保するよう図３に示すように、多数の丸穴（図３（Ａ））または円弧穴（図３（Ｂ））が円周上等配状に形成されている。

上記構成のアキュムレータ１は、上記オイルポート５をもって例えば自動車ブレーキ系統の油圧配管に接続され、この油圧配管に生じる圧力変動をガス室９とフルード室１０との圧力均衡によって吸収するよう作動するものであって、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。

すなわち先ず、上記構成のアキュムレータ１においては、ベローズキャップ８の外周部にピストン構造３１が設けられて、ベローズキャップ８の外周部はシェル３の内面と常に摺動自在に接触し、またベローズキャップ８の外周部はこの外周部に装着したウエアリング３２を介してシェル３の内面と常に摺動自在に接触することから、このピストン構造３１ないしウエアリング３２によってベローズキャップ８の傾きが抑制されることになる。すなわち上記従来技術では、制振リングとシェルの内面との間に所定の大きさの径方向間隙が設定され、この間隙によりベローズキャップが一種の浮遊状態にあったために、ベローズキャップが傾く可能性があったが、上記構成のアキュムレータ１では、このような間隙が設定されておらずベローズキャップ８の姿勢がシェル３によって規制されるため、ベローズキャップ８は傾くことがない。したがって、シェル３の内側に所定の厚みを備えたベローズキャップ８を内挿し、ウエアリング３２を装着し、これをピストン構造３１とすることにより、ベローズキャップ８に傾きが発生するのを抑制することが可能となる。したがって、ベローズキャップ８に傾きが発生してベローズ１谷目に変形伸びが発生したり、あるいはベローズゼロダウン時のリップシール２２のはみ出し隙間が瞬間的に過大となってリップシール２２が破損したりするのを未然に防止することができる。

また、上記構成のアキュムレータ１においては、ガス室９の圧力とフルード室１０の圧力が均衡するようベローズ７が伸縮するが、ベローズキャップ８に連通路３５が設けられてフルード室１０とバックアップフルード室３４が常に連通せしめられているために、バックアップフルード室３４の圧力はフルード室１０の圧力と常に等しくなり、その結果としてバックアップフルード室３４の圧力がガス室９の圧力とが均衡する。したがって、バックアップフルード室３４の圧力がガス室９の圧力と不均衡となってベローズ７が径方向に変形し、破損するのを未然に防止することができる。

尚、上記実施例に係るアキュムレータ１は、以下のようにその構成を変更することが可能である。

（１）上記実施例では、ベローズキャップ８の外周部に設けた装着溝３３にウエアリング３２が隙間なく嵌合されているが、該部はシール作用をなす部位ではないので、いわゆる隙間嵌めであっても良い。したがって、図４に示すように、ウエアリング３２の内周側には、装着溝３３の内面との間に径方向間隙ｃ_１が設定されても良く、あるいは図５に示すように、ウエアリング３２の軸方向一方に軸方向間隙ｃ_２が設定されても良い。また図６に示すように、ウエアリング３２の内周側および軸方向一方にそれぞれ間隙ｃ_１，ｃ_２が設定されても良い。

（２）上記実施例では、フルード室１０とバックアップフルード室３４とを連通させる連通路３５はベローズキャップ８に設けられているが、ウエアリング３２に設けても良い。

図７の例では、連通路３５は、ウエアリング３２の外周面に設けた切欠状のものとして形成されており、この切欠状の連通路３５が複数等配状に形成されている。

図８の例では、ウエアリング３２は、装着溝３３に嵌着されるリング部３２ｂとその外周側に一体成形された複数の凸部３２ｃとよりなり、リング部３２ｂの外周側であって凸部３２ｃ同士の間に連通路３５が設定されている。凸部３２ｃは複数が等配状に形成され、連通路３５は複数が等配状に設定されている。

また、図９の例では、ウエアリング３２は、円周上複数に分割された分割体３２ｄよりなり、ベローズキャップ８の外周側であって分割体３２ｄ同士の間に連通路３５が設定されている。分割体３２ｄは複数が等配状に配置され、連通路３５は複数が等配状に設定されている。またこの例では、装着溝３３も複数が等配状に配置されている。

本考案の実施例に係るアキュムレータの縦断面図図１におけるＤ部拡大図（Ａ）および（Ｂ）ともそれぞれ、連通路の開口形状を示すベローズキャップの一部底面図ピストン構造の他の例を示すアキュムレータの要部縦断面図ピストン構造の他の例を示すアキュムレータの要部縦断面図ピストン構造の他の例を示すアキュムレータの要部縦断面図（Ａ）はウエアリングの他の例を示すアキュムレータの要部縦断面図、（Ｂ）は同ウエアリングの一部底面図（Ａ）はウエアリングの他の例を示すアキュムレータの要部縦断面図、（Ｂ）は同アキュムレータの横断面図（Ａ）はウエアリングの他の例を示すアキュムレータの要部縦断面図、（Ｂ）は同アキュムレータの横断面図従来例に係るアキュムレータの縦断面図従来例に係るアキュムレータの要部縦断面図従来例に係る不具合発生状態を示すアキュムレータの要部縦断面図

符号の説明

１アキュムレータ
２ハウジング
３シェル
４ガスエンドカバー
５オイルポート
６作動部材
７ベローズ
８ベローズキャップ
９ガス室
１０フルード室
１２ガス注入口
１３ガスプラグ
１４六角ナット
１５スペーサー
１６取付部
１７ねじ部
１８圧力流入口
２１シール装着部
２２リップシール
２３ホルダ装着部
２４シールホルダ
２５ストッパ部
３１ピストン構造
３２ウエアリング
３２ａ摺動面
３２ｂリング部
３２ｃ凸部
３２ｄ分割体
３３装着溝
３４バックアップフルード室
３５連通路

Claims

シェル（３）の内部に圧力変動に応じて伸縮作動するベローズ（７）を設けるとともに前記ベローズ（７）の遊動端部にベローズキャップ（８）を設けたベローズ型アキュムレータ（１）において、
前記ベローズキャップ（８）の傾きを抑制すべく前記ベローズキャップ（８）の外周部が前記シェル（３）の内面と摺動自在に接触するピストン構造（３１）を有することを特徴とするアキュムレータ。
請求項１のアキュムレータにおいて、
ベローズキャップ（８）の外周部は、前記外周部に装着したウエアリング（３２）を介してシェル（３）の内面と摺動自在に接触することを特徴とするアキュムレータ。
請求項１または２のアキュムレータにおいて、
ベローズキャップ（８）の外周部または前記外周部に装着したウエアリング（３２）には、フルード室（１０）とバックアップフルード室（３４）とを連通させる連通路（３５）を設けたことを特徴とするアキュムレータ。