JP3215214U - アキュムレータの開口部補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に開口部の補強ができるアキュムレータの開口部補強構造を提供する。【解決手段】容器本体１の上端側開口部８の内周面及び下端側開口部９の内周面に、雌ねじｆｓを形成し、上側開口部に蓋体１１を螺着し、下側開口部に給排筒１３を螺着したアキュムレータＡＣＣにおいて、上側開口部の外側に、補強円筒体２０、環状溝付補強円筒体、補強円環体、補強円錐台体、又は、段付補強円筒体等の、補強部材ＲＦが焼き嵌めされている。【選択図】図１

Description

この考案は、ショックアブソーバ、衝撃緩衝、脈動吸収などに用いられるアキュムレータに関するもので、更に述べると、アキュムレータの開口部補強構造に関するものである。

アキュムレータは、容器本体の両端部に開口部を設け、前記開口部に内ねじ（雌ねじ）を形成し、一方の開口部に蓋体を螺着し、他方の開口部に給排筒（オイルポート）を螺着している。この開口部には大きな繰返し荷重がかかるので、通常圧力容器の設計基準で規定されている補強よりも多くの補強が必要となる。前記ねじは、JIS規格やISO規格に定められているねじが用いられるが、例えば、プレッシャフランク及びクリアランスフランクの傾斜角度が、それぞれ30度で、山角度が60度の三角ねじ、が用いられる。

国際公開第２００４／０４８７８５公報

液圧回路に配設されたアキュムレータでは、図８に示すように、容器本体の上端側開口部１００の雌ねじｆｓと蓋体１０１の雄ねじｍｓはその傾斜面同士が接触しているので、内圧により軸方向の外向きの荷重Ｆが作用するが、前記荷重Ｆは、斜面に対して垂直な分力Ｆ_１と斜面に沿った分力Ｆ_２に分かれる。分力Ｆ_１は更に周方向（Ｘ方向）の分力Ｗ_１と軸方向（Ｙ方向）の分力Ｗ_２に分けられる。そのため、開口部１００には、周方向の分力Ｗ_１が働くので、該開口部１００は微小ながらラッパ状に開こうとする。

この時、開口部１００に十分な肉厚があれば、周方向の分力Ｗ_１に反発することができ、開口部１００がラッパ状に開く変形を抑えることができる。そのため、雌ねじｆｓの谷部ｒｔは軸方向に引っ張られるだけであり、前記谷部ｒｔに亀裂が発生し難い。しかし、肉厚が十分でなく変形を抑えられない場合には、周方向の分力Ｗ_１によりねじ山が押圧され、雌ねじｆｓの谷部ｒｔが拡げられる。そのため、前記谷部ｒｔに発生する応力が大きくなり、雌ねじｆｓの谷部ｒｔに亀裂が発生するとともに、繰返しの圧力変動により疲労破壊する。

そこで、アキュムレータの容器本体の鏡部及び開口部１００の肉厚を厚くすることが、補強としての有効な対策となるが、スピニング加工で絞り成形する場合には、鏡部及び開口部の肉厚を厚くすることは難しい。更に、ピストン型アキュムレータの様に、鋼管の両端に内ねじ（雌ねじ）を設ける設計では、前記鋼管の素材によって開口部の肉厚が支配されるため、それ以上に肉厚を厚くすることはできない。

この考案は、上記事情に鑑み、簡単に定位置に開口部の補強ができる様にすることを目的とする。

この考案は、容器本体の端部に開口部が設けられ、該開口部の内周面に雌ねじが設けられているアキュムレータにおいて、前記開口部の外周面に補強部材が嵌着されていることを特徴とする。

この考案の前記補強部材は、前記開口部に焼嵌めされていることを特徴とする。この考案の前記補強部材は、補強円筒体であることを特徴とする。この考案の補強部材は、円筒体の外周面に環状溝が形成された環状溝付補強円筒体であることを特徴とする。この考案の前記補強部材は、中心方向に間隔をおいて配設された複数の補強円環体からなることを特徴とする。

この考案の前記複数の補強円環体の外径は、それぞれ同一か、又は、異なることを特徴とする。この考案の前記補強部材は、円筒体の外周面を円錐台状に形成した補強円錐台体であることを特徴とする。この考案の前記補強部材は、ストッパーを備えていることを特徴とする。

この考案は、以上の様に構成したので、簡単に開口部の適切な位置に補強を行う事ができる。そのため、開口部の雌ねじに周方向の荷重（分力）がかかっても、前記補強部材により反発されてキャンセルされるので、該雌ねじの谷部の疲労破損を防止することができる。

本考案の第１実施形態の要部を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 本考案の第２実施形態の要部拡大縦断面図である。 本考案の第３実施形態の要部拡大縦断面図である。 本考案の第４実施形態の要部拡大縦断面図である。 本考案の第５実施形態の要部拡大縦断面図である。 本考案の第６実施形態の要部拡大縦断面図である。 従来例を示す要部拡大縦断面図である。

この考案の第１実施形態を図１、図２により説明する。アキュムレータＡＣＣは、ブラダ型アキュムレータであり、容器本体１の内部を気体室３と液体室５とに仕切るブラダ７と、該容器本体１の上端部及び下端部に設けられ、内周面に雌ねじｆｓが設けられている開口部８，９と、外周面に雄ねじｍｓが設けられ、前記上端側の開口部８に螺着される蓋体１１と、外周面に雄ねじｍｓが設けられ、前記下端側の開口部９に螺着される給排筒（オイルポート）１３と、を備えている。前記ねじは、JIS規格やISO規格に定められているねじが用いられるが、例えば、プレシャフランク及びクリアランスフランクの傾斜角度が、それぞれ30度で、山角度が60度の三角ねじ、が用いられる。

なお、図１、図２において、１５はブラダ７にガスを供給又は排出させる弁付給排気口、１９はガスを逃がす安全孔、２３は吊り具を螺着するためのねじ穴、２５はブラダ７の破損を防止するポぺット弁、をそれぞれ示す。

前記開口部８，９の外周面には、開口部を補強するための補強部材ＲＦが嵌着されている。前記両開口部８，９の補強部材ＲＦは、原則として、同一なので、ここでは、前記開口部８の補強部材ＲＦについて説明し、前記開口部９の補強部材ＲＦについての説明は、省略する。補強部材ＦＲは、パイプ状の補強円筒体２０であり、容器本体１の開口部８の素材と同一素材（金属）で形成されている。前記円筒体２０は、内周面の先端部に設けられ、補強部材ＦＲの軸方向への差し込み位置を規制するストッパーＳと、安全孔１９に連通するガス抜き孔２１と、が設けられている。前記円筒体２０の肉厚ｔ１は、該開口部８の肉厚ｔ２より厚く形成されているが、その肉厚ｔ１は、必要に応じて適宜調整される。

前記円筒体２０は、前記開口部８の外側に焼嵌めされるが、この焼嵌めを行う際には、前記円筒体２０を所定温度に加熱して熱膨張させ、前記開口部８の外側に嵌め込むと、ストッパーＳが開口部８の端部に当接する。そうすると、円筒体２０の軸方向への移動は規制され、設計通りの位置に差し込まれるとともに、温度低下に伴って該円筒体２０が収縮する際に、前記開口部８の外周面８ａと前記円筒体２０の内周面２０ａが密着し一体となる。

前記円筒体２０が開口部８から外れない様に、残留圧縮応力が作用していれば足りるのであるが、残留圧縮応力を大きくして抜け難くするには、前記円筒体２０の内径を小さくするとともに、膨張させるための温度上昇も大きくする必要がある。本実施形態では、雌ねじｆｓの周方向の分力よりも大きい、内圧相当の外力（残留圧縮応力）が作用する様に設定されており、焼嵌めの際には、前記円筒体２０を220 ℃に加熱し熱膨張させた。

焼嵌めは、モーターの軸にベアリングを取り付ける際などに、部品の固定用として使用されるのが一般的であるが、本実施形態では、構造強度を上げるための補強手段としてアキュムレータＡＣＣの開口部８に適用したものである。なお、圧力容器（アキュムレータＡＣＣ）の素材は、設計の段階で、圧力容器としての補強の強度計算をクリアしており、焼嵌めする前記円筒体２０は、強度計算には含めないものとする。

次に、本実施形態の作動について説明する。図示しない液圧回路にアキュムレータＡＣＣを接続すると、該液圧回路の液圧が変化し、容器本体１内の圧力が上昇する。そうすると、蓋体１１は矢印Ａ１方向に押圧されるが、蓋体１１の雄ねじｍｓの傾斜面は前記開口部８の雌ねじｆｓの傾斜面と圧接するので、前記雌ねじｆｓに荷重がかかる。この荷重は、周方向の分力と軸方向の分力に分けられ、前記周方向の分力は該開口部８を軸方向外側に押圧し、該開口部８をラッパ状に変形させようとする。

この時、前記開口部８の外周面８ａには、補強円筒体２０が嵌着されているので、前記周方向の分力は、反発を受けキャンセルされる。そのため、雌ねじｆｓの谷部は軸方向に引っ張られるだけであるので、雌ねじｆｓの谷部の亀裂を防止することができる。

この考案の第２実施形態を図３により説明するが、第１実施形態と同一符号はその名称も機能も同一である。第１実施形態のアキュムレータは、ブラダ型アキュムレータであるのに対し、本実施形態のアキュムレータは、ピストン型アキュムレータである点で、両者は相違するが、開口部８に焼嵌めされる補強部材ＲＦである補強円筒体２０は、第１実施形態の補強円筒体２０と同一である。

この考案の第３実施形態を図４により説明するが、第１実施形態と同一符号はその名称も機能も同一である。本実施形態の補強部材ＲＦが第１実施形態の補強部材である補強円筒体２０と異なるのは、溝環状付補強円筒体、即ち、円筒体３０の外周面３０ａに、軸方向に間隔をおいて複数の環状溝３１が設けられていることである。この様に補強部材を形成することにより、補強部材ＲＦの軽量化を図ることができる。なお、環状溝３１の数や深さ等は、必要に応じて適宜選択される。

この考案の第４実施形態を図５により説明するが、第１実施形態と同一符号はその名称も機能も同一である。本実施形態の補強部材ＲＦが第１実施形態の補強部材である補強円筒体２０と異なるのは、補強部材ＲＦが軸方向に間隔ａをおいて配設された複数の補強円環体４０により構成されていることである。この様に補強部材を形成することにより、補強部材ＲＦの軽量化を図ることができる。なお、補強円環体４０の数、材質、間隔、外径等は、必要に応じて適宜選択される。

この考案の第５実施形態を図６により説明するが、第１実施形態と同一符号はその名称も機能も同一である。本実施形態の補強部材ＲＦが第１実施形態の補強部材である補強円筒体２０と異なるのは、円筒体の外周面５０ａが円錐台状に形成されている補強円錐台体５０である点である。この様に補強部材を形成すると、雌ねじｆｓの根元部８ｂ側の肉厚ｔ３が先端部８ｃ側の肉厚ｔ４より厚くなるので、前記根元部８ｂにかかる大きな周方向の分力に対応することができる。前記補強円錐台体５０の上底５０ｂの肉厚ｔ４は下底５０ｃの肉厚ｔ３の半分に形成されているが、前記肉厚の割合は、必要に応じて適宜選択することができる。

この考案の第６実施形態を図７により説明するが、第１実施形態と同一符号はその名称も機能も同一である。本実施形態の補強部材ＲＦが第１実施形態の補強部材である補強円筒体２０と異なるのは、上段筒部６０ａと、該上段筒部６０ａよりも大きな外径を有する下段筒部６０ｂと、からなる段付補強円筒体６０である点である。この様に補強部材を形成すると、雌ねじｆｓの根元部８ｂ側の肉厚ｔ５が先端部８ｃ側の肉厚ｔ６より厚くなるので、前記根元部８ｂにかかる大きな周方向の分力に対応することができる。前記段付補強円筒体６０の下段筒部６０ｂの肉厚ｔ５は上段筒部６０ｃの肉厚ｔ６の半分に形成されているが、その肉厚の割合は、必要に応じて適宜選択することができる。

この考案の実施形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、下記の様にすることも可能である。
（１）補強部材の材質を、開口部の材質よりも強度の大きい素材を用いること。
（２）補強部材の形状を、前記実施形態と異なる形態に変更すること。

（３）複数の補強円環体の幅（直径方向の長さ）及び厚さ（外径）、材質等を、それぞれ異ならしめること。
（４）上端側の開口部８の補強部材ＲＦと下端側の開口部９の補強部材は、互いに異なるタイプ、例えば、前記開口部８には補強円筒体２０、前記開口部９には補強円環体４０を用いること。
（５）必ずしも補強部材ＲＦのストッパーは必要ではなく、適宜省略することもできる。

１ 容器本体
８ 上端側開口部
８ａ 開口部の外周面
８ｂ 雌ねじの根元部
８ｃ 雌ねじの先端部
９ 下端側開口部
２０ 補強円筒体
３０ 溝付補強円筒体
４０ 補強円環体
５０ 補強円錐台体
６０ 段付補強円筒体
ＡＣＣ アキュムレータ
ｆｓ 雌ねじ
ｍｓ 雄ねじ

Claims (8)

1. 容器本体の端部に開口部が設けられ、該開口部の内周面に雌ねじが設けられているアキュムレータにおいて、
   前記開口部の外周面に補強部材が嵌着されていることを特徴とするアキュムレータの開口部補強構造。
2. 前記補強部材は、前記開口部に焼嵌め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の開口部補強構造。
3. 前記補強部材は、補強円筒体であることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータの開口部補強構造。
4. 前記補強部材は、円筒体の外周面に環状溝が形成された環状溝付補強円筒体であることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータの開口部補強構造。
5. 前記補強部材は、中心方向に間隔をおいて配設された複数の補強円環体からなることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータの開口部補強構造。
6. 前記複数の補強円環体の外径は、それぞれ同一、又は、異なることを特徴とする請求項５記載のアキュムレータの開口部補強構造。
7. 前記補強部材は、円筒体の外周面を円錐台状に形成した補強円錐台体であることを特徴とする請求項１記載のアキュムレータの開口部補強構造。
8. 前記補強材は、ストッパーを備えていることを特徴とする請求項１〜７何れかに記載のアキュムレータの開口部構造。

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