JP3409431B2 - Fluid pressure device - Google Patents

Fluid pressure device

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JP3409431B2
JP3409431B2 JP10019294A JP10019294A JP3409431B2 JP 3409431 B2 JP3409431 B2 JP 3409431B2 JP 10019294 A JP10019294 A JP 10019294A JP 10019294 A JP10019294 A JP 10019294A JP 3409431 B2 JP3409431 B2 JP 3409431B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のサスペ
ンションや制動系の油圧配管システム用アキュムレー
タ、脈動吸収装置、アクチュエータ、または水道配管シ
ステム用アキュムレータ、脈動吸収装置、アクチュエー
タ、空気バネなどのように、少なくとも片側にガスを使
用し流体によって作動する流体圧装置に関し、特にガス
の浸透・漏洩が小さいことによる装置の小型化・長寿命
化・政策の容易化が図れ、また作動圧力の範囲を広げる
ことが可能である流体圧装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is applied to, for example, an accumulator, a pulsation absorbing device, an actuator for a hydraulic piping system of an automobile suspension or a braking system, or an accumulator, a pulsation absorbing device, an actuator, an air spring for a water pipe system. , Regarding fluid pressure device that uses gas on at least one side and operates by fluid, especially because of small gas permeation / leakage, it is possible to downsize the device, extend its service life, facilitate policy, and widen the operating pressure range. Fluid pressure device that is capable of

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の流体圧装置としてゴム材
製ダイアフラムまたは金属材製ベローズを使用するもの
が知られている。ゴム材製ダイアフラムを用いた流体圧
装置では、ゴムの柔軟性・易変形性によって応答性に優
れ、また軽量化を実現することもできる。しかしなが
ら、ゴム材製ダイアフラムで仕切られた圧力容器の一方
の室にガスを封入して使用する場合には、ゴム材がガス
遮蔽性に劣っているため、ダイアフラムの肉厚増加や充
填剤の添加によってある程度は改善できるものの、使用
時間とともに封入ガス圧が低下するという問題があっ
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a fluid pressure device of this type, there has been known a device using a rubber diaphragm or a metal bellows. A fluid pressure device using a rubber diaphragm is excellent in responsiveness due to the flexibility and deformability of rubber, and can also be made lightweight. However, when gas is used in one of the chambers of a pressure vessel partitioned by a rubber diaphragm, the rubber material is inferior in gas-shielding property, so the diaphragm thickness increases and the addition of filler is added. Although it can be improved to some extent by the above, there was a problem that the pressure of the enclosed gas drops with the time of use.

【0003】一方、ガス遮蔽性に優れた金属材製ベロー
ズを用いた流体圧装置では、通常金属のヤング率が2
0,000kgf/mm2 以上であることから、流体圧
装置の作動範囲を広げるためにはベローズの山数を増や
す必要があった。そのため流体圧装置の全長が長くなっ
て小型化の要請に反するだけでなく、重量的にも重いと
いう欠点を有していた。ところで、このような重量の問
題を解消するために樹脂材製ベローズを用いた流体圧装
置が提案されている。樹脂は金属に対して剛性が低いた
め、同じ作動圧力範囲であれば金属材製ベローズのもの
に比べてベローズの山数を少なくでき、結果として流体
圧装置の全長を短く、しかも重量を軽減することができ
るという長所を備えている。
On the other hand, in a fluid pressure device using a metal bellows having an excellent gas shielding property, the Young's modulus of a metal is usually 2
Since the pressure is 50,000 kgf / mm 2 or more, it is necessary to increase the number of peaks of the bellows in order to expand the operating range of the fluid pressure device. For this reason, the fluid pressure device has a drawback that it is heavy in terms of weight as well as being contrary to the demand for miniaturization due to the increase in the overall length of the fluid pressure device. By the way, in order to solve such a weight problem, a fluid pressure device using a resin bellows has been proposed. Since resin has low rigidity with respect to metal, the number of bellows can be reduced compared to metal bellows within the same operating pressure range, resulting in a shorter overall length of the fluid pressure device and a reduction in weight. It has the advantage of being able to.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
樹脂材製ベローズを用いた流体圧装置では、金属と異な
りベローズ自体からのガスの浸透・漏洩を無視すること
ができないため、流体圧装置の性能を長期間にわたって
維持するためには、気体室側のガスの浸透・漏洩を効果
的に防止する必要がある。このため、ベローズを形成す
る材料としてガス遮蔽性に富んだ樹脂を選択することが
必要となるが、一般にガス遮蔽層に優れた樹脂材料は弾
性率が高く、かつ変形に対する弾性限界が低いことか
ら、気体室にガスを封入する際や作動変形量が大きい場
合には、ベローズに座屈変形が生じるおそれがあり、加
えて、高い剛性ゆえに、圧力容器とのシール性を確保す
ることが困難であるという問題もあった。
However, in the fluid pressure device using the conventional resin bellows, unlike the metal, the permeation / leakage of gas from the bellows itself cannot be ignored, so that the performance of the fluid pressure device is high. In order to maintain the gas for a long period of time, it is necessary to effectively prevent permeation / leakage of gas on the gas chamber side. For this reason, it is necessary to select a resin having a high gas shielding property as a material forming the bellows. Generally, a resin material excellent in a gas shielding layer has a high elastic modulus and a low elastic limit against deformation. When the gas is filled in the gas chamber or when the amount of working deformation is large, the bellows may undergo buckling deformation, and in addition, due to the high rigidity, it is difficult to secure the sealing property with the pressure vessel. There was also the problem of being there.

【0005】本発明は、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、封入ガスの浸透・漏洩を
防止でき、しかも座屈変形を防止できる流体圧装置の提
供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a fluid pressure device capable of preventing permeation / leakage of enclosed gas and preventing buckling deformation. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る流体圧装置は、圧力容器(1,2)の内
部が樹脂材製ベローズ(3)により気体室(5)と液体
室(4)とに仕切られ、前記ベローズ(3)は少なくと
もガス遮蔽層(7)と弾性柔軟層(8)とを有する多層
構造をなす流体圧装置において、弾性率が300kgf
/mm2 以下の弾性柔軟層(8)が、少なくとも前記気
体室(5)側に設けられており、 前記ベローズの取付部
(3a)が圧力容器(1,2)の嵌合部に挟持され、
記ガス遮蔽層(7)のガス透過係数をP B ,前記弾性柔
軟層(8)のガス透過係数をP E ,前記取付部(3a)
の弾性柔軟層(8)の平均肉厚をd E ,前記取付部(3
a)の弾性柔軟層(8)の積層数をN,前記取付部(3
a)を除くベローズのガス遮蔽層(7)の平均肉厚をd
B ,前記取付部(3a)の最小内径をR,前記取付部
(3a)を除くベローズの気体室(5)側の有効表面積
をAとしたときに、前記取付部(3a)の軸方向の長さ
Lが、 L≧(P E ・R・d B ・d E )/(P B ・A・N) であることを特徴とする
In order to achieve the above object, in a fluid pressure device according to the present invention, the inside of a pressure vessel (1, 2) is a gas chamber (5) and a liquid by a bellows (3) made of a resin material. In a fluid pressure device having a multi-layer structure, which is partitioned into a chamber (4) and the bellows (3) has at least a gas shielding layer (7) and an elastic flexible layer (8), the elastic modulus is 300 kgf.
/ Mm 2 or less elastic soft layer (8) is provided at least in the gas chamber (5) side, the mounting portion of the bellows
(3a) is held in the fitting portion of the pressure vessel (1,2), before
The gas permeability coefficient of the gas shielding layer (7) is P B , and the elastic flexibility is
The gas permeability coefficient of the soft layer (8) is P E , and the attachment portion (3a) is
The average thickness of the elastic flexible layer (8) is d E , and the attachment portion (3
a), the number of laminated elastic flexible layers (8) is N,
The average thickness of the gas shielding layer (7) of the bellows excluding a) is d
B , the minimum inner diameter of the mounting portion (3a) is R, the mounting portion
Effective surface area of the bellows excluding (3a) on the gas chamber (5) side
Where A is the axial length of the mounting portion (3a)
L, characterized in that it is L ≧ (P E · R · d B · d E) / (P B · A · N).

【0007】前記ベローズ(3)の液体室(4)側の弾
性柔軟層(8)とガス遮蔽層(7)との間に流体浸透防
止層(11)を有することが好ましい。
A fluid permeation preventive layer (11) is preferably provided between the elastic soft layer (8) on the liquid chamber (4) side of the bellows (3) and the gas shielding layer (7).

【0008】[0008]

【0009】また、圧力容器とベローズを構成する材質
の相違等によってベローズの取付部を圧力容器の嵌合部
に挟持する構造を採用すると、当該ベローズの取付部か
らガスが浸透・漏洩しようとする。特にガス遮蔽層に劣
る弾性柔軟層を通過して浸透・漏洩するおそれが大き
い。そのため、本発明では、ガス遮蔽層のガス透過係
数、弾性柔軟層のガス透過係数、取付部の弾性柔軟層の
平均肉厚、取付部の弾性柔軟層の積層数、取付部を除く
ベローズのガス遮蔽層の平均肉厚、取付部の最小内径、
取付部を除くベローズの気体室側の有効表面積の諸条件
を加味しながら、取付部の軸方向の長さLを規定してい
るので、ベローズの取付部におけるガスの流路が長くな
り、結果的にガスの漏洩量が少なくなり、アキュムレー
タの寿命が延びることになる。さらに、ベローズの液体
室側の弾性柔軟層とガス遮蔽層との間に流体浸透防止層
を設けると、液体室に流入する液体がガス遮蔽層の性能
を低下しようとしても液体に対する浸透防止効果に優れ
た樹脂により構成された当該流体浸透防止層によって制
御されることになる。
Further, if a structure is adopted in which the mounting portion of the bellows is sandwiched by the fitting portion of the pressure container due to the difference in the materials forming the pressure vessel and the bellows, gas tends to permeate and leak from the mounting portion of the bellows. . In particular, there is a high risk of permeation and leakage through the elastic and flexible layer, which is inferior to the gas shielding layer. Therefore, in the present invention, the gas permeability coefficient of the gas shielding layer, the gas permeability coefficient of the elastic flexible layer, the average thickness of the elastic flexible layer of the mounting portion, the number of laminated elastic flexible layers of the mounting portion, the gas of the bellows excluding the mounting portion Average thickness of the shielding layer, minimum inner diameter of the mounting part,
Since the axial length L of the mounting portion is specified while taking into consideration the conditions of the effective surface area of the bellows other than the mounting portion, the gas flow path in the mounting portion of the bellows becomes longer, resulting in As a result, the amount of gas leakage is reduced and the life of the accumulator is extended. Furthermore, if a fluid permeation preventive layer is provided between the elastic flexible layer on the liquid chamber side of the bellows and the gas shielding layer, even if the liquid flowing into the liquid chamber tries to deteriorate the performance of the gas shielding layer, the permeation preventing effect on the liquid is improved. It will be controlled by the fluid permeation preventive layer composed of an excellent resin.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。アキュムレータ 図1は本発明の流体圧装置を具体化したアキュムレータ
を示す半断面図、図2(A)〜(D)は同アキュムレー
タのベローズの他の態様を示す要部断面図、図3(A)
(B)は同ベローズの取付部の他の構造を示す要部断面
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Accumulator FIG. 1 is a half sectional view showing an accumulator embodying the fluid pressure device of the present invention, and FIGS. 2 (A) to 2 (D) are main part sectional views showing other aspects of the bellows of the accumulator, FIG. 3 (A). )
FIG. 3B is a sectional view of an essential part showing another structure of the attachment part of the bellows.

【0011】本実施例のアキュムレータは、樹脂材製ベ
ローズ型アキュムレータであって、例えば自動車のサス
ペンションや制動系の油圧配管システム用、または水道
配管システム用として用いることができるが、その用途
には特に限定されない。図1に示されるように、本実施
例のアキュムレータでは、シェル1とエンドプレート2
(これらが本発明の圧力容器に相当する)とで囲まれる
アキュムレータ室6内に、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。
The accumulator of this embodiment is a resin material bellows type accumulator, which can be used, for example, for a hydraulic piping system of a suspension or a braking system of an automobile, or for a water piping system. Not limited. As shown in FIG. 1, in the accumulator of this embodiment, the shell 1 and the end plate 2 are
(These correspond to the pressure vessel of the present invention) An accumulator chamber 6 surrounded by a bellows 3 made of a resin material is elastically mounted. By mounting the resin material bellows 3 in the accumulator chamber 6 as described above, the accumulator chamber 6 is formed in the liquid chamber 4 formed inside the bellows 3.
And a gas chamber 5 surrounded by the bellows 3 and the shell 1.

【0012】この樹脂材製ベローズ3は、円盤状の頂部
に末広がりの円錐面と上広がりの円錐面とが交互に連続
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、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状部分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。また、樹脂材製ベローズ3の開口端部である取付部
3aは、シェル1とエンドプレート2との接合部間に挟
み込まれている。これにより気体室5と液体室4とが密
封される。このベローズの取付構造については後述す
る。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。
The resin bellows 3 is formed in a so-called bellows shape in which a disk-shaped top portion is alternately and continuously formed with a divergent conical surface and a divergent conical surface. The bellows-like portion of the resin bellows expands and contracts in the axial direction by the pressure difference between the inside and the outside acting on the bellows 3 made of a material, so that it functions as an accumulator. The mounting portion 3a, which is the open end of the resin bellows 3, is sandwiched between the joints between the shell 1 and the end plate 2. As a result, the gas chamber 5 and the liquid chamber 4 are sealed. The mounting structure of this bellows will be described later. Incidentally, in order to join the end plate 2 to the shell 1, the open end 1a of the shell 1 may be caulked.

【0013】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か形成されており、樹脂材製ベローズ
3の最小圧縮装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。なお、ストッパ2aの麓部分にはベローズ
3の斜面に応じた傾斜面が形成されている一方、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23が形
成されており、このガス封入口23に、気体室5内を密
封するプラグ24がOリング25を介してめじ込まれて
いる。
The end plate 2 is provided with a stopper 2a which projects into the liquid chamber 4 so as to regulate the minimum compression device for the resin bellows 3. Also,
The end plate 2 is provided with a liquid inflow port 2b communicating with a liquid chamber 4 formed inside the resin bellows 3. An inclined surface corresponding to the inclined surface of the bellows 3 is formed at the foot of the stopper 2a, while a gas chamber formed between the resin bellows 3 and the inner surface of the shell 1 is formed at the top of the shell 1. 5 is formed with a gas charging port 23, and a plug 24 for sealing the inside of the gas chamber 5 is fitted into the gas charging port 23 via an O-ring 25.

【0014】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ズ)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。
A gas having a predetermined pressure (for example, an inert gas such as nitrogen gas) is sealed in the gas chamber 5 from the gas charging port 11, and the liquid inflow port 2b formed in the end plate 2 is connected to a liquid pipe or the like (not shown). For example, the resin material bellows 3 is axially expanded and contracted in a direction in which a pressure difference between the liquid chamber 4 inside and the gas chamber 5 outside acts on the resin bellows 3 to reduce the pressure fluctuation of the liquid pipe. Will move. As a result, it is possible to effectively prevent pressure fluctuations in the liquid piping and the like, such as water hammer.

【0015】本実施例のベローズ3は、図1に拡大して
示すように複数の樹脂からなる多層構造となっている。
すなわち、ガス遮蔽性に優れた材料からなるガス遮蔽層
7を低弾性率および高弾性変形限界の材料からなる弾性
柔軟層8によって挟み込んだ多層となっている。この場
合、ガス遮蔽層7は、気体室5に封入されたガスがベロ
ーズ3を透過して液体室4側に浸透するのを防止する機
能を有し、例えばガス遮蔽性に優れるとともに加工性の
良さを考慮して熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
The bellows 3 of this embodiment has a multi-layer structure made of a plurality of resins as shown in an enlarged view in FIG.
That is, the gas shielding layer 7 made of a material having an excellent gas shielding property is sandwiched between elastic flexible layers 8 made of a material having a low elastic modulus and a high elastic deformation limit. In this case, the gas shielding layer 7 has a function of preventing the gas enclosed in the gas chamber 5 from permeating the bellows 3 and permeating to the liquid chamber 4 side, and has, for example, excellent gas shielding property and workability. It is preferable to use a thermoplastic resin in consideration of goodness.

【0016】このような樹脂としては、例えばエチレン
ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン系樹
脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、セルロース樹脂など
を例示することができる。また、ガス遮蔽性や加工性、
耐久性を向上させるために適宜充填剤や安定剤などの各
種添加剤、または他のポリマーを配合してもよい。かか
るガス遮蔽層は、ガス透過性や温度・作動性などの使用
環境によって材料組成や形状、肉厚等が決定される。
Examples of such resins include ethylene vinyl alcohol copolymers, polyvinylidene chloride resins, polyacrylonitrile resins, and cellulose resins. Also, gas shielding and processability,
In order to improve durability, various additives such as fillers and stabilizers, or other polymers may be blended appropriately. The material composition, shape, wall thickness, etc. of the gas shielding layer are determined by the environment of use such as gas permeability, temperature and operability.

【0017】また、弾性柔軟層8は、上述したガス遮蔽
層7の表裏に設けられて、柔軟性が劣るガス遮蔽層7に
加わる剪断応力を緩和させベローズ3の座屈変形を防止
するとともに、ガス遮蔽層7を液体室4に流入する液体
から保護する機能を有している。このような弾性柔軟層
8を構成する樹脂としては、熱可塑性エラストマーや軟
質樹脂、あるいはゴムなどを用いることができ、加工性
の面からは熱可塑性の樹脂を用いることが好ましい。た
だし、ガス遮蔽層7と積層したのちに加熱したり放射線
を照射したり、あるいは化学反応などによって架橋して
も良い。
Further, the elastic flexible layer 8 is provided on the front and back sides of the above-mentioned gas shielding layer 7 to relieve the shear stress applied to the gas shielding layer 7 having poor flexibility and prevent the bellows 3 from buckling deformation. It has a function of protecting the gas shielding layer 7 from the liquid flowing into the liquid chamber 4. A thermoplastic elastomer, a soft resin, rubber, or the like can be used as the resin forming the elastic and flexible layer 8, and it is preferable to use the thermoplastic resin from the viewpoint of workability. However, after being laminated with the gas shielding layer 7, it may be crosslinked by heating, irradiation with radiation, or a chemical reaction.

【0018】この弾性柔軟層8は、使用される環境温度
下で弾性率がガス遮蔽層7を構成する樹脂よりも小さい
ことが必要であり、好ましくは弾性率が300kgf/
mm 2 以下、さらに好ましくは弾性率が150kgf/
mm2 以下である。
This elastic flexible layer 8 is used for the environmental temperature used.
The elastic modulus below is smaller than that of the resin forming the gas shielding layer 7.
It is necessary that the elastic modulus is 300 kgf /
mm 2Or less, more preferably the elastic modulus is 150 kgf /
mm2It is the following.

【0019】また、液体室4に流入する流体がガス遮蔽
層7の性能を低下させる場合には当該流体の浸透を阻止
することが必要となる。
When the fluid flowing into the liquid chamber 4 deteriorates the performance of the gas shielding layer 7, it is necessary to prevent the permeation of the fluid.

【0020】例えば、流体が鉱油系である場合にはポリ
ウレタン系やポリエステル系、ポリアミド系樹脂等のよ
うに耐油性に富んだ樹脂が有効である、あた、水系やブ
レーキ液などのように極性液体の場合には、ポリオレフ
ィン系、スチレン−ブタジエン系樹脂などのような非極
性樹脂が有効である。なかでも特に、ポリマーブレンド
型の熱可塑性エラストマー(例えばASEジャパン社製
サントプレン・ジオラストなどのように動的に加硫され
たエラストマー)や、軟性樹脂(例えば住友化学社製フ
レックスロイ、デュポン社製ザイテルFN、住友ベーク
ライト社製スミフレックスなど)は、ブレンド組成やブ
レンドさせる樹脂のグレードを変更することで弾性率や
加工性をある程度変更できるため好ましい。なお、この
弾性柔軟層8は接触する流体に対する耐性や温度・作動
性などの使用環境によって材料組成や肉厚等が適宜決定
される。
For example, when the fluid is a mineral oil type, a resin having a high oil resistance such as polyurethane type, polyester type, polyamide type resin, etc. is effective. In the case of a liquid, a non-polar resin such as a polyolefin resin or a styrene-butadiene resin is effective. In particular, polymer blend type thermoplastic elastomers (e.g., dynamically vulcanized elastomers such as Santoprene Diorast manufactured by ASE Japan) and soft resins (for example, Flexroy manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. and Zitel manufactured by DuPont). FN, Sumiflex manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) are preferable because the elastic modulus and workability can be changed to some extent by changing the blend composition or the grade of the resin to be blended. The material composition, the wall thickness, etc. of the elastic flexible layer 8 are appropriately determined depending on the use environment such as resistance to a fluid to be contacted and temperature and operability.

【0021】これらガス遮蔽層7と弾性柔軟層8とを積
層するにあったては、加工性の点からは共押し出し形成
や多層射出、あるいはコーティングなどの方法が有効で
あるが、積層界面の接着強度が弱い場合には接着剤(接
着剤層9)を用いることが望ましい。これは、剛性に高
いガス遮蔽層7が変形したときの応力集中を緩和するた
めには界面が確実に接着していることが望ましく、また
作動寿命の点でも必要だからである。本実施例に係る接
着剤はホットメルト型、ブロック共重合体やグラフト変
性樹脂が加工性の点から好ましいが、接着成分を弾性柔
軟層8に添加して接着性を付与する方法やコーティング
等でガス遮蔽層7の表面に直接塗布することも可能であ
る。
When laminating the gas shielding layer 7 and the elastic flexible layer 8, a method such as co-extrusion formation, multi-layer injection, or coating is effective from the viewpoint of workability, but at the laminated interface. When the adhesive strength is weak, it is desirable to use an adhesive (adhesive layer 9). This is because it is desirable that the interfaces are securely bonded to alleviate the stress concentration when the gas shielding layer 7 having high rigidity is deformed, and it is also necessary in terms of operating life. The adhesive according to the present embodiment is preferably a hot-melt type, block copolymer or graft modified resin from the viewpoint of workability, but a method of adding an adhesive component to the elastic flexible layer 8 to impart adhesiveness, coating, etc. It is also possible to apply directly to the surface of the gas shielding layer 7.

【0022】ただし、例えばガス遮蔽層7がエチレンビ
ニルアルコールからなり、弾性柔軟層8がポリアミドか
らなる場合には十分な接着強度が確保できるので、図2
(B)に示すように接着剤を省略することができる。な
お、樹脂材製ベローズ3の製造方法も熱可塑性樹脂の特
性を利用した各種成形方法が採用できるが、加工工程の
簡略化が図れる多層ブロー成形が好ましいといえる。
However, for example, when the gas shielding layer 7 is made of ethylene vinyl alcohol and the elastic flexible layer 8 is made of polyamide, a sufficient adhesive strength can be secured, so that FIG.
The adhesive can be omitted as shown in FIG. As the method of manufacturing the resin material bellows 3, various molding methods utilizing the characteristics of the thermoplastic resin can be adopted, but it can be said that multi-layer blow molding that can simplify the processing step is preferable.

【0023】一方、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。この場合、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。
On the other hand, as the material forming the end plate 2, synthetic resin can be adopted in addition to metal. The synthetic resin is not particularly limited, but it is possible to use a resin having excellent durability such as rigidity and heat resistance, and particularly when the accumulator is applied to a drinking water pipe or the like, there is no effect on the human body. It is preferable to use polypropylene that does not exist at all. In this case, if the bellows 3 and the end plate 2 are made of the same synthetic resin, it becomes possible to attach the bellows to the end plate and then to integrate the two by means such as welding, thereby sealing the liquid chamber and the gas chamber. The performance will increase.

【0024】ただし、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。このような金属材
製圧力容器とベローズとの接合は溶接により行うことが
できない。したがって、ベローズ3の開口部に取付部3
aを形成し、この取付部3aの少なくとも気体室5側に
弾性柔軟層8を積層することによりシール性を確保する
ように構成することが望ましい。
However, the end plate 2 does not necessarily have to be made of synthetic resin, and in addition to the above-mentioned resins, a material which is excellent in rust prevention and hygienic, such as stainless steel or brass, may be selected. Such joining of the metal pressure vessel and the bellows cannot be performed by welding. Therefore, the mounting portion 3 is attached to the opening of the bellows 3.
It is desirable to form a and to laminate the elastic flexible layer 8 on at least the gas chamber 5 side of the mounting portion 3a so as to ensure the sealing property.

【0025】この場合、一般的に弾性柔軟層8に使用さ
れるエラストマーはガス遮蔽性に劣ることから、特に本
実施例ではベローズの取付部3aにおけるガスの浸透・
漏洩を防止するために、ベローズの取付部3aの長さを
考慮している。すなわち、本発明者らが探究したところ
によれば、ベローズの取付部3a以外のベローズ部分を
透過して漏洩するガス量よりも、取付部3aの弾性柔軟
層8を透過(横漏れ)して漏洩するガス量の方が多い。
そこで、本実施例では取付部3aにおけるガス流路長を
長くすることでこの取付部3aの横漏れを防止するよう
に構成している。
In this case, since the elastomer generally used for the elastic flexible layer 8 is inferior in gas shielding property, in particular, in this embodiment, gas permeation in the bellows mounting portion 3a is prevented.
In order to prevent leakage, the length of the bellows mounting portion 3a is taken into consideration. That is, according to what the inventors of the present invention have sought, the elastic flexible layer 8 of the mounting portion 3a is permeated (sideways leaked) more than the amount of gas that permeates and leaks from the bellows portion other than the mounting portion 3a of the bellows. More gas leaks.
Therefore, in this embodiment, the gas passage length in the mounting portion 3a is increased to prevent lateral leakage of the mounting portion 3a.

【0026】具体的には、以下のように考えることがで
きる。すなわち、気体室からのガスの漏洩はガスに接し
ているベローズの表面積A、当該部位の平均肉厚dおよ
びベローズのガス透過係数Pによって決定される。つま
り、単位時間当たりの漏洩量は、 P×A×ガス圧/d … (1) で表される。このとき、上述した本実施例のように多層
構造をなすベローズにおいては、ガス遮蔽層のガス透過
係数PB と弾性柔軟層のガス透過係数PE は、 PB ≪PE であることから、ガス遮蔽層のガス透過係数と平均肉厚
に支配されると言える。したがって、単位時間当たりの
漏洩量は、 PB ×A×ガス圧/dB … (2) となる。ところが、弾性柔軟層をゴムなどの柔軟な材料
から構成した場合には、そのガス透過係数が大きくな
り、ベローズ取付部を通過するガスの単位時間当たりの
漏洩量は図1に示すカシメ構造を採用したとしても、 PE ×ガス圧×取付部のガス側弾性柔軟層の表面積/取
付部の長さ となり、この分がアキュムレータの外部へ漏洩すること
になる。ベローズ取付部の最小内径をR、ベローズ取付
部の弾性柔軟層の平均肉厚をdE 、ベローズ取付部の軸
方向の長さLとすると、上式は、 PE ×ガス圧×πRdE /L … (3) で表される。この場合、カシメ部分を溶接してアキュム
レータの外部へ漏洩するのを防止したとしても、結局液
体室側に漏洩することになり、気体室側と液体室側とに
弾性柔軟層を設けた場合にはガスの通過長さが2倍にな
るだけであるから、その単位時間当たりの漏洩量は、 PE ×ガス圧×πRdE /2L … (4) となる。なお、液体室側に弾性柔軟層がない場合には、
上記(3)式と同じになる。したがって、(3)式およ
び(4)式より、単位時間当たりの漏洩量は、取付部の
弾性柔軟層の積層数をNとしたときに、 PE ×ガス圧×πRdE /NL … (5) で表される。ここで、ベローズ取付部からのガスの漏洩
量(上記(5)式)をベローズを透過するガスの漏洩量
(上記(2)式)より小さくすればアキュムレータ全体
におけるガスの漏洩量が少なくなることから、上記
(2)式および(5)式より、 PB ×A×ガス圧/dB ≧PE ×ガス圧×πRdE /N
L となり、これをLについて整理すると、 L≧PE ・π・R・dE ・dB /PB ・A・N となる。この式においてベローズ取付部の弾性柔軟層の
平均肉厚dE は、ベローズがシェル内に組付けられたと
きに圧縮されて小さくなることから、 πdE ≒dE とみなせば、上式は、 L≧PE ・R・dE ・dB /PB ・A・N で表される。このような長さに規定された取付部3aを
形成することで横漏れを抑えたシール性が確保でき、圧
力容器に加わる内圧が比較的高くない場合には、圧力容
器1、2とベローズの取付部3aとの接合をかしめや合
わせ締めつけのみで行うことができ、加工工程の簡略化
が可能となる。
Specifically, it can be considered as follows. That is, the leakage of gas from the gas chamber is determined by the surface area A of the bellows which is in contact with the gas, the average thickness d of the site and the gas permeability coefficient P of the bellows. That is, the amount of leakage per unit time is expressed by P × A × gas pressure / d (1) At this time, since the bellows forming a multi-layer structure as in the present embodiment described above, the gas permeability coefficient P E of the gas permeability coefficient P B and the elastic flexible layer of gas blocking layer is a P B << P E, It can be said that it is governed by the gas permeability coefficient and average wall thickness of the gas shielding layer. Therefore, the amount of leakage per unit time is P B × A × gas pressure / d B (2) However, when the elastic flexible layer is made of a flexible material such as rubber, its gas permeation coefficient becomes large, and the leak amount of gas passing through the bellows mounting portion per unit time adopts the caulking structure shown in FIG. Even if this is done, P E × gas pressure × surface area of the elastic portion on the gas side of the mounting portion / length of the mounting portion, and this portion will leak to the outside of the accumulator. Assuming that the minimum inner diameter of the bellows mounting portion is R, the average thickness of the elastic soft layer of the bellows mounting portion is d E , and the axial length L of the bellows mounting portion is P E × gas pressure × πRd E / It is represented by L (3). In this case, even if the caulking portion is welded to prevent it from leaking to the outside of the accumulator, it will eventually leak to the liquid chamber side, and when the elastic flexible layer is provided on the gas chamber side and the liquid chamber side. Since the gas passage length only doubles, the leakage amount per unit time is P E × gas pressure × πRd E / 2L (4) If there is no elastic flexible layer on the liquid chamber side,
It becomes the same as the above formula (3). Therefore, from Equations (3) and (4), the leakage amount per unit time is P E × gas pressure × πRd E / NL (5) when the number of elastic flexible layers in the mounting portion is N. ) Is represented by. Here, if the amount of gas leakage from the bellows mounting portion (Equation (5) above) is made smaller than the amount of gas leakage through the bellows (Equation (2) above), the amount of gas leakage throughout the accumulator will be reduced. From the above equations (2) and (5), P B × A × gas pressure / d B ≧ P E × gas pressure × πRd E / N
L becomes, and when this is arranged about L, L ≧ P E · π · R · d E · d B / P B · A · N. The average thickness d E of the elastic flexible layer of the bellows attachment portion in this equation, since the bellows is reduced is compressed when assembled into the shell, is regarded as [pi] d E ≒ d E, above equation, L ≧ P E · R · d E · d B / P B · A · N By forming the mounting portion 3a having such a length, it is possible to secure a sealing property that suppresses lateral leakage, and when the internal pressure applied to the pressure vessel is not relatively high, the pressure vessels 1 and 2 and the bellows The joining with the mounting portion 3a can be performed only by caulking or fitting and tightening, and the working process can be simplified.

【0027】なお、図1に示す実施例では、シェル1と
エンドプレート2との間にベローズの取付部3aを挟持
した状態でシェル1をかしめる構造であるが、本発明の
流体圧装置ではこれ以外にも例えば図3(A)に示すよ
うにエンドプレート2に凸部10を形成したり、あるい
は図3(B)に示すようにシェルの先端1aとベローズ
の先端(取付部)3aをエンドプレート2に回り込ませ
るようにかしめても良い。要するに取付部3aにおける
ガス流路長が上式を満たす程度に長くすれば良い。
In the embodiment shown in FIG. 1, the shell 1 is crimped with the bellows mounting portion 3a held between the shell 1 and the end plate 2. However, in the fluid pressure device of the present invention, In addition to this, for example, as shown in FIG. 3 (A), the convex portion 10 is formed on the end plate 2, or as shown in FIG. 3 (B), the tip 1a of the shell and the tip (mounting portion) 3a of the bellows are formed. You may caulk so that it may go around the end plate 2. In short, it suffices that the length of the gas flow path in the mounting portion 3a be long enough to satisfy the above formula.

【0028】また、本発明に係るベローズ3の多層構造
は、図1に示された2つの弾性柔軟層、1つのガス遮蔽
層、およびこれらを接着するための接着層の都合5層か
ら構成する以外にも種々の態様が考えられる。図2
(A)〜(D)は本発明の他の多層構造を示す要部拡大
断面図であって、図2(A)は気体室5側に弾性柔軟層
8、液体室4側にガス遮蔽層7を配置し、これらの両層
7、8を接着剤層9により密着させている。また、図2
(B)に示すベローズ3は、弾性柔軟層8とガス遮蔽層
7とが接着剤を使用しなくとも十分な接着強度が得られ
る場合の態様である。
The multi-layer structure of the bellows 3 according to the present invention is composed of two elastic flexible layers shown in FIG. 1, one gas shielding layer, and five adhesive layers for adhering these layers. Besides, various modes are conceivable. Figure 2
FIGS. 2A to 2D are enlarged cross-sectional views of a main part showing another multilayer structure of the present invention, and FIG. 2A is an elastic flexible layer 8 on the gas chamber 5 side and a gas shielding layer on the liquid chamber 4 side. 7 is arranged, and both layers 7 and 8 are adhered to each other by the adhesive layer 9. Also, FIG.
The bellows 3 shown in (B) is an embodiment in which the elastic flexible layer 8 and the gas shielding layer 7 can obtain sufficient adhesive strength without using an adhesive.

【0029】さらに、図2(C)に示すベローズは、弾
性柔軟層8、ガス遮蔽層7および接着剤層9に加えて流
体浸透防止層11が設けられた多層構造である。これ
は、液体室4に流入した流体がガス遮蔽層7の性能を低
下させるおそれがある場合には、既述したように弾性柔
軟層8を耐流体性に優れた樹脂によって形成することが
好ましいが、本実施例では、このガス遮蔽層7の性能低
下をさらに抑制するために流体に対する浸透防止効果に
優れた樹脂によって流体浸透防止層11を形成してい
る。
Further, the bellows shown in FIG. 2C has a multilayer structure in which a fluid permeation preventive layer 11 is provided in addition to the elastic soft layer 8, the gas shielding layer 7 and the adhesive layer 9. This is because when the fluid flowing into the liquid chamber 4 may deteriorate the performance of the gas shielding layer 7, the elastic flexible layer 8 is preferably formed of a resin having excellent fluid resistance as described above. However, in the present embodiment, the fluid permeation preventive layer 11 is formed of a resin having an excellent effect of preventing permeation of a fluid in order to further suppress the performance deterioration of the gas shielding layer 7.

【0030】この流体浸透防止層11は弾性柔軟層8の
ように弾性率の低いことが特に要求されないので、液体
室4に流入する流体の種類に応じてその材質を選択すれ
ばよい。例えば、流体が鉱油系である場合にはポリウレ
タン系やポリエステル系、ポリアミド系樹脂等のように
耐油性に富んだ樹脂が有効である。また、水系やブレー
キ液などのように極性液体の場合には、ポリオレフィン
系、スチレン─ブタジエン系樹脂などのような非極性樹
脂が有効である。図2(D)は、流体の浸透防止効果を
さらに高めるためにガス遮蔽層7を中心にして接着剤層
9を介して流体浸透防止層11と弾性柔軟層8とを多層
に組み合わせたベローズである。
Since the fluid permeation preventive layer 11 is not required to have a low elastic modulus like the elastic flexible layer 8, its material may be selected according to the kind of fluid flowing into the liquid chamber 4. For example, when the fluid is a mineral oil-based resin, a resin having a high oil resistance such as a polyurethane-based resin, a polyester-based resin, or a polyamide-based resin is effective. Further, in the case of a polar liquid such as water-based or brake liquid, a non-polar resin such as a polyolefin-based resin or a styrene-butadiene-based resin is effective. FIG. 2D is a bellows in which a fluid permeation preventive layer 11 and an elastic flexible layer 8 are combined in multiple layers with an adhesive layer 9 around the gas shielding layer 7 in order to further enhance the fluid permeation preventive effect. is there.

【0031】なお、図1に示す実施例ではベローズ内を
液体室4とし、ベローズ3とシェル1との間を気体室5
としたが、図4に示すようにベローズ内を気体室5と
し、ベローズ3とシェル1との間を液体室4とすること
も可能である。
In the embodiment shown in FIG. 1, the interior of the bellows is the liquid chamber 4, and the space between the bellows 3 and the shell 1 is the gas chamber 5.
However, as shown in FIG. 4, the inside of the bellows may be a gas chamber 5 and the space between the bellows 3 and the shell 1 may be a liquid chamber 4.

【0032】緩衝器 以上の実施例は流体圧装置としてアキュムレータを例に
挙げて本発明を説明したが、本発明は上述した実施例に
のみ限定されるものではなく、他の流体圧装置にも適用
することができる。図5(A)および(B)は本発明を
緩衝器(ショックアブソーバ)に応用した実施例を示す
半断面図である。
Shock Absorber Although the present invention has been described by taking the accumulator as an example of the fluid pressure device in the above embodiment, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and may be applied to other fluid pressure devices. Can be applied. 5A and 5B are half sectional views showing an embodiment in which the present invention is applied to a shock absorber (shock absorber).

【0033】図5(A)に示す緩衝器は、シリンダケー
ス12に対して摺動可能なロッド13を有しており、ロ
ッド13の上端にはベローズ3の取付部3aを挟持した
状態でエンドプレート14がネジ止めされている。エン
ドプレート14にはガスを封入するためのガス封入口2
3が開設されており、このガス封入口23に取り付けら
れたガス導入バルブ15を介してベローズ3で形成され
た気体室5内にガスを封入する。一方、ロッド13の下
端とシリンダケース12の内面とで区画された室、さら
にロッド13の下端に開設された通孔16を介して連通
されたロッド13の内面とベローズ3とで区画された室
が例えば液体等の液体室4となる。そして、この種の緩
衝器のベローズ3として図1および図2に示す各種の多
層構造のものを適用することができ、またベローズの取
付部3aの構造や取付部3aの長さLに、図1および図
3に示す各種の構成が採用できる。このように構成され
た緩衝器では、シリンダケース12とロッド13に相対
的な圧縮方向の外力が作用すると液体室4内に封入され
た流体が圧縮されながらガスが封入されたベローズ3を
圧縮する。これにより、シリンダケース12とロッド1
3に作用する圧縮方向の外力を緩和することができる。
The shock absorber shown in FIG. 5 (A) has a rod 13 slidable with respect to the cylinder case 12. The rod 13 has an upper end that holds the mounting portion 3a of the bellows 3 therebetween. The plate 14 is screwed. Gas filling port 2 for filling gas in end plate 14
3 is opened, and gas is enclosed in the gas chamber 5 formed by the bellows 3 through the gas introduction valve 15 attached to the gas inlet 23. On the other hand, a chamber defined by the lower end of the rod 13 and the inner surface of the cylinder case 12, and a chamber defined by the bellows 3 and the inner surface of the rod 13 communicated via a through hole 16 formed in the lower end of the rod 13. Serves as a liquid chamber 4 for liquid, for example. Various types of multilayer structures shown in FIGS. 1 and 2 can be applied to the bellows 3 of this type of shock absorber, and the structure of the mounting portion 3a of the bellows and the length L of the mounting portion 3a can be changed as shown in FIG. 1 and various configurations shown in FIG. 3 can be adopted. In the shock absorber thus configured, when the external force in the relative compression direction acts on the cylinder case 12 and the rod 13, the fluid sealed in the liquid chamber 4 is compressed while the bellows 3 in which the gas is sealed is compressed. . Thereby, the cylinder case 12 and the rod 1
The external force in the compression direction acting on 3 can be relaxed.

【0034】また図5(B)に示す緩衝器も基本的な動
作は図5(A)に示した緩衝器と同様であるが、本実施
例ではシリンダケース12内にピストン13aを有する
ロッド13が摺動可能に設けられており、シリンダケー
ス12の下端にはベローズ3の取付部3aを挟持した状
態でエンドプレート14が溶接接合されている。エンド
プレート14にはガスを封入するためのガス封入口23
が開設されており、ベローズ3の内部とエンドプレート
14で仕切られた室が気体室5となる。一方、ピストン
3a下面とシリンダケース12の内面とで区画された室
が例えば液体等の液体室4となる。この種の緩衝器のベ
ローズ3としても、図1および図2に示す各種の多層構
造のものを適用することができ、またベローズの取付部
3aの構造や取付部3aの長さLに、図1および図3に
示す各種の構成が採用できる。
The basic operation of the shock absorber shown in FIG. 5 (B) is similar to that of the shock absorber shown in FIG. 5 (A), but in this embodiment, the rod 13 having the piston 13a in the cylinder case 12 is used. Is slidably provided, and an end plate 14 is welded to the lower end of the cylinder case 12 with the mounting portion 3a of the bellows 3 being sandwiched therebetween. The end plate 14 has a gas filling port 23 for filling gas.
Is opened, and the chamber partitioned by the inside of the bellows 3 and the end plate 14 becomes the gas chamber 5. On the other hand, a chamber defined by the lower surface of the piston 3a and the inner surface of the cylinder case 12 becomes a liquid chamber 4 such as a liquid. As the bellows 3 of this type of shock absorber, various multi-layered structures shown in FIGS. 1 and 2 can be applied, and the structure of the mounting portion 3a of the bellows and the length L of the mounting portion 3a are different from those shown in FIG. 1 and various configurations shown in FIG. 3 can be adopted.

【0035】流体アクチュエータおよび流体ポンプ 本発明の流体圧装置は、上述したアキュムレータや緩衝
器以外にも、例えばアクチュエータや流体ポンプに応用
することができる。図6および図7は本発明の流体圧装
置をアクチュエータや流体ポンブ(駆動側と従動側を入
れ替えることにより何れにも応用できる)に応用した実
施例を示す断面図である。図6に示すものは、シリンダ
ケース17、ピストン18およびエンドプレート19で
形成される圧力容器内をベローズ3で二室に仕切り、ベ
ローズ内を液体室4としベローズ外を気体室5としてい
る。逆に、図7に示すものはベローズ3内を気体室5と
しベローズ外を液体室4としている。なお、図7に示す
「21」は逆止弁である。
Fluid Actuator and Fluid Pump The fluid pressure device of the present invention can be applied to, for example, actuators and fluid pumps in addition to the accumulators and shock absorbers described above. 6 and 7 are cross-sectional views showing an embodiment in which the fluid pressure device of the present invention is applied to an actuator or a fluid pump (which can be applied to either of the driving side and the driven side by exchanging them). In FIG. 6, the inside of the pressure vessel formed by the cylinder case 17, the piston 18 and the end plate 19 is partitioned into two chambers by the bellows 3, the inside of the bellows is the liquid chamber 4 and the outside of the bellows is the gas chamber 5. On the contrary, the one shown in FIG. 7 has a gas chamber 5 inside the bellows 3 and a liquid chamber 4 outside the bellows. In addition, "21" shown in FIG. 7 is a check valve.

【0036】図6に示す実施例において、ベローズ3内
に導入される流体側を駆動源とし、ピストン18側を従
動側として使用する場合には、予め気体室5に一定圧力
のガスを封入した状態でエンドプレート19に開設され
た流体出入口20から液体室4内に高圧の流体を循環さ
せる。これによりベローズ3が伸長して気体室5内のガ
スを圧縮し、ピストン18が上昇する(逆の動作をすれ
ばピストンが下降する)。また逆に、図6に示す実施例
において、ピストン18側を駆動側とし、ベローズ3内
に導入される流体側を従動源として使用する場合には、
予め気体室5に一定圧力のガスを封入した状態でピスト
ン18を下降させる。これにより気体室5内のガスが圧
縮されてベローズ3を押し下げることにより、液体室4
内の流体がエンドプレート19に開設された流体出入口
20から吐出する。なお、このような流体ポンプとして
使用する場合には流体出入口20に逆止弁を設けておく
ことが望ましい。また、図6に示すようにベローズ頭部
の伸縮を円滑に行うためにシリンダケース17の内面に
沿って摺動するガイドリング22をベローズ頭部に設け
てもよい。
In the embodiment shown in FIG. 6, when the fluid side introduced into the bellows 3 is used as the drive source and the piston 18 side is used as the driven side, the gas chamber 5 is filled with gas at a constant pressure in advance. In this state, a high-pressure fluid is circulated in the liquid chamber 4 from the fluid inlet / outlet port 20 formed in the end plate 19. As a result, the bellows 3 expands to compress the gas in the gas chamber 5, and the piston 18 moves up (the piston moves down if the operation is reversed). On the contrary, in the embodiment shown in FIG. 6, when the piston 18 side is used as the driving side and the fluid side introduced into the bellows 3 is used as the driven source,
The piston 18 is moved down in a state where the gas chamber 5 is filled with a gas having a constant pressure in advance. As a result, the gas in the gas chamber 5 is compressed and the bellows 3 is pushed down, so that the liquid chamber 4
The fluid inside is discharged from a fluid inlet / outlet port 20 formed in the end plate 19. When used as such a fluid pump, it is desirable to provide a check valve at the fluid inlet / outlet port 20. Further, as shown in FIG. 6, a guide ring 22 that slides along the inner surface of the cylinder case 17 may be provided on the bellows head in order to smoothly expand and contract the bellows head.

【0037】一方、図7に示す実施例においても、ベロ
ーズ3内に導入されるガス側を駆動源とし、ピストン1
8側を従動側として使用する場合には、予め液体室4に
一定容量の流体を封入した状態でエンドプレート19に
開設されたガス出入口20a、20bから気体室5内に
高圧の流体を循環させる。これによりベローズ3が伸長
して液体室4内の流体を圧縮し、ピストン18が図中左
側に移動する(逆の動作をすればピストンが図中右側に
移動する)。また逆に、図7に示す実施例において、ピ
ストン18側を駆動側とし、ベローズ3内に導入される
ガス側を従動源として使用する場合には、予め液体室4
に一定容量の流体を封入した状態でピストン18を図中
右側に移動させる。これにより液体室4内の流体が圧縮
されてベローズ3を圧縮することにより、気体室5内の
ガスがエンドプレート19に開設されたガス出口20b
から吐出する(逆の動作をすればエンドプレート19に
開設されたガス入口20aから気体室5内にガスが吸引
される。)
On the other hand, also in the embodiment shown in FIG. 7, the gas side introduced into the bellows 3 is used as the drive source and the piston 1
When the 8 side is used as a driven side, a high-pressure fluid is circulated in the gas chamber 5 from the gas inlets / outlets 20a, 20b opened in the end plate 19 in a state where a fixed amount of fluid is sealed in the liquid chamber 4 in advance. . As a result, the bellows 3 expands and compresses the fluid in the liquid chamber 4, and the piston 18 moves to the left side in the figure (if the operation is reversed, the piston moves to the right side in the figure). On the contrary, in the embodiment shown in FIG. 7, when the piston 18 side is used as the driving side and the gas side introduced into the bellows 3 is used as the driven source, the liquid chamber 4
The piston 18 is moved to the right side in the drawing in a state where a fixed amount of fluid is sealed in. As a result, the fluid in the liquid chamber 4 is compressed and the bellows 3 is compressed, so that the gas in the gas chamber 5 is opened in the end plate 19 and the gas outlet 20b is opened.
(If the reverse operation is performed, the gas is sucked into the gas chamber 5 from the gas inlet 20a formed in the end plate 19.)

【0038】なお、以上説明した各実施例は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の各実施例に開示された各要素は本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。
It should be noted that the above-described embodiments have been described for facilitating the understanding of the present invention, and not for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in each of the above-described embodiments is intended to include all design changes and equivalents within the technical scope of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の流体圧装置のベローズは、30
0kgf/mm2 以下の低弾性率および高弾性変形限界
の特性を有する樹脂からなる弾性柔軟層を設けているの
で、ガス遮蔽層を柔軟性に劣る樹脂から構成してガスの
透過を阻止するようにしても、ベローズ全体としての弾
性率が小さく、しかも弾性変形限界を大きくできる。そ
の結果、ガス遮蔽層に加わる剪断応力を緩和させること
ができ、ベローズの座屈変形が防止できる。またこれに
より、ガス遮蔽層をガス不透過性に優れた樹脂から形成
できるので、気体室に封入したガスが液体室側に浸透・
漏洩しようとしてもガス遮蔽層によって阻止され、長期
間使用してもガス圧低下等の問題は解消される。また、
圧力容器とベローズを構成する材質の相違等によってベ
ローズの取付部を圧力容器の嵌合部に挟持する構造を採
用すると、当該ベローズの取付部からガスが浸透・漏洩
しようとし、特にガス遮蔽性に劣る弾性柔軟層を通過し
て浸透・漏洩するおそれが大きいが、本発明では、ガス
遮蔽層のガス透過係数、弾性柔軟層のガス透過係数、取
付部の弾性柔軟層の平均肉厚、取付部の弾性柔軟層の積
層数、取付部を除くベローズのガス遮蔽層の平均肉厚、
取付部の最小内径、取付部を除くベローズの気体室側の
有効表面積の諸条件を加味しながら、取付部の軸方向の
長さLを長くしている。その結果、ベローズの取付部に
おけるガスの流路途中でガスの透過が抑制され、このベ
ローズ取付部におけるガスの浸透・漏洩が著しく低減さ
れる。
The bellows of the fluid pressure device of the present invention comprises 30
Since an elastic flexible layer made of a resin having a low elastic modulus of 0 kgf / mm 2 or less and a high elastic deformation limit is provided, the gas shielding layer should be made of a resin having poor flexibility to prevent gas permeation. However, the elastic modulus of the bellows as a whole is small, and the elastic deformation limit can be increased. As a result, the shear stress applied to the gas shielding layer can be relieved and buckling deformation of the bellows can be prevented. Further, as a result, the gas shielding layer can be formed from a resin having excellent gas impermeability, so that the gas enclosed in the gas chamber permeates the liquid chamber side.
Even if it tries to leak, it is blocked by the gas shielding layer, and problems such as a decrease in gas pressure are solved even after long-term use. Also,
If a structure is adopted in which the mounting part of the bellows is sandwiched between the fitting parts of the pressure container due to the difference in the materials that make up the pressure vessel and the bellows, gas will try to permeate and leak from the mounting part of the bellows. Although there is a high possibility of permeation / leakage through an inferior elastic flexible layer, in the present invention, the gas permeability coefficient of the gas shielding layer, the gas permeability coefficient of the elastic flexible layer, the average thickness of the elastic flexible layer of the mounting portion, the mounting portion Number of laminated elastic and flexible layers, average thickness of gas shield layer of bellows excluding mounting part,
The axial length L of the mounting portion is increased while taking into consideration various conditions such as the minimum inner diameter of the mounting portion and the effective surface area of the bellows excluding the mounting portion on the gas chamber side. As a result, gas permeation is suppressed in the middle of the gas passage in the bellows mounting portion, and gas permeation / leakage in the bellows mounting portion is significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の流体圧装置をアキュムレータに応用し
た一実施例を示す半断面図である。
FIG. 1 is a half sectional view showing an embodiment in which a fluid pressure device of the present invention is applied to an accumulator.

【図2】(A)〜(D)は図1に示すベローズの多層構
造の態様を示す要部断面図である。
2 (A) to (D) are cross-sectional views of a main part showing an aspect of a multilayer structure of the bellows shown in FIG.

【図3】(A)および(B)はそれぞれ図1に示すベロ
ーズの取付部の構造の他の実施例を示す要部断面図であ
る。
3 (A) and 3 (B) are cross-sectional views of essential parts showing another embodiment of the structure of the mounting portion of the bellows shown in FIG. 1, respectively.

【図4】本発明の流体圧装置をアキュムレータに応用し
た他の実施例を示す半断面図である。
FIG. 4 is a half cross-sectional view showing another embodiment in which the fluid pressure device of the present invention is applied to an accumulator.

【図5】(A)および(B)は本発明の流体圧装置を緩
衝器に応用した実施例を示す半断面図である。
5 (A) and 5 (B) are half sectional views showing an embodiment in which the fluid pressure device of the present invention is applied to a shock absorber.

【図6】本発明の流体圧装置を流体アクチュエータまた
は流体ポンプに応用した一実施例を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing an embodiment in which the fluid pressure device of the present invention is applied to a fluid actuator or a fluid pump.

【図7】本発明の流体圧装置を流体アクチュエータまた
は流体ポンプに応用した他の実施例を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another embodiment in which the fluid pressure device of the present invention is applied to a fluid actuator or a fluid pump.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シェル(圧力容器) 1a…開口端部 2…エンドプレート(圧力容器) 2a…ストッパ 2b…液体流入ポート 3…ベローズ 3a…取付部 4…液体室 5…気体室 6…アキュムレータ室(室) 7…ガス遮蔽層 8…弾性柔軟層 9…接着剤層 10…凸部 11…流体浸透防止層 12…シリンダケース(圧力容器) 13…ロッド(圧力容器) 14…エンドプレート(圧力容器) 15…ガス導入バルブ 16…通孔 17…シリンダケース(圧力容器) 18…ピストン(圧力容器) 19…エンドプレート(圧力容器) 20…流体出入口 20a…流体入口 20b…流体出口 21…逆止弁 22…ガイドリング 23…ガス封入孔 24…プラグ 25…Oリング 1 ... Shell (pressure vessel) 1a ... Open end 2 ... End plate (pressure vessel) 2a ... Stopper 2b ... Liquid inflow port 3 ... Bellows 3a ... Mounting part 4 ... Liquid chamber 5 ... Gas chamber 6 ... Accumulator room (room) 7 ... Gas shielding layer 8 ... Elastic flexible layer 9 ... Adhesive layer 10 ... Convex part 11 ... Fluid permeation preventive layer 12 ... Cylinder case (pressure vessel) 13 ... Rod (pressure vessel) 14 ... End plate (pressure vessel) 15 ... Gas introduction valve 16 ... Through hole 17 ... Cylinder case (pressure vessel) 18 ... Piston (pressure vessel) 19 ... End plate (pressure vessel) 20 ... Fluid inlet / outlet 20a ... fluid inlet 20b ... Fluid outlet 21 ... Check valve 22 ... Guide ring 23 ... Gas sealing hole 24 ... Plug 25 ... O-ring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F15B 1/00 - 1/26 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) F15B 1/00-1/26

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圧力容器(1,2)の内部が樹脂材製ベロ
ーズ(3)により気体室(5)と液体室(4)とに仕切
られ、前記ベローズ(3)は少なくともガス遮蔽層
(7)と弾性柔軟層(8)とを有する多層構造をなす流
体圧装置において、弾性率が300kgf/mm2 以下
の弾性柔軟層(8)が、少なくとも前記気体室(5)側
に設けられており、 前記ベローズの取付部(3a)が圧力容器(1,2)の
嵌合部に挟持され、 前記ガス遮蔽層(7)のガス透過係数をP B ,前記弾性
柔軟層(8)のガス透過係数をP E ,前記取付部(3
a)の弾性柔軟層(8)の平均肉厚をd E ,前記取付部
(3a)の弾性柔軟層(8)の積層数をN,前記取付部
(3a)を除くベローズのガス遮蔽層(7)の平均肉厚
をd B ,前記取付部(3a)の最小内径をR,前記取付
部(3a)を除くベローズの気体室(5)側の有効表面
積をAとしたときに、前記取付部(3a)の軸方向の長
さLが、 L≧(P E ・R・d B ・d E )/(P B ・A・N) であることを特徴とする 流体圧装置。
1. A pressure chamber (1, 2) is partitioned into a gas chamber (5) and a liquid chamber (4) by a resin bellows (3), and the bellows (3) is at least a gas shielding layer (3). In a fluid pressure device having a multilayer structure having 7) and an elastic flexible layer (8), an elastic flexible layer (8) having an elastic modulus of 300 kgf / mm 2 or less is provided at least on the gas chamber (5) side. And the mounting portion (3a) of the bellows of the pressure vessel (1, 2)
The gas permeation coefficient of the gas shielding layer (7), which is sandwiched between the fitting portions, is P B , and the elasticity is
The gas permeability coefficient of the flexible layer (8) is P E , and the attachment portion (3
a), the average thickness of the elastic flexible layer (8) is d E , and the attachment portion is
(3a) the number of laminated elastic flexible layers (8) is N, and the attachment portion is
Average thickness of gas shield layer (7) of bellows excluding (3a)
The d B, the attachment portion minimum inner diameter of the (3a) R, the attachment
Effective surface on the gas chamber (5) side of the bellows excluding the part (3a)
When the product is A, the axial length of the mounting portion (3a)
A fluid pressure device characterized in that L is L ≧ (P E · R · d B · d E ) / (P B · A · N) .
【請求項2】前記ベローズ(3)の液体室(4)側の弾
性柔軟層(8)とガス遮蔽層(7)との間に流体浸透防
止層(11)を有することを特徴とする請求項1に記載
の流体圧装置。
2. A fluid permeation preventive layer (11) between the elastic flexible layer (8) on the liquid chamber (4) side of the bellows (3) and the gas shielding layer (7). Item 2. A fluid pressure device according to item 1.
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