JP3818353B2 - アキュムレータ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧あるいは空圧等の流体圧力ラインにおいて、圧力を一時的に貯蔵したり、あるいは圧力ラインに生じる圧力の脈動を吸収して平滑化するといった圧力制御に用いられるアキュムレータであって、特に金属ベローズが用いられたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アキュムレータの典型的な従来例としては、図４に示すように、筒状部材１０１の軸方向両端に第一及び第二のエンドカバー１０２，１０３が溶接ＷＤａ，ＷＤｂされた構造の外殻１００の内室が、軸方向に伸縮可能な金属製のベロース１０４を介して、第一のエンドカバー１０２側の導圧室１００Ａと第二のエンドカバー１０３側のガス室１００Ｂとに画成されてなる構造を有する金属ベローズ式アキュムレータがある。導圧室１００Ａは、第一のエンドカバー１０２に開設された導圧ポート１０２ａを通じて油圧等の圧力ライン（図示省略）に設けられ、ガス室１００Ｂには、第二のエンドカバー１０３に開設された封入口１０３ａからクッションガス（例えば空気あるいは窒素ガス、不活性ガスなど）が封入される。封入口１０３ａは、前記クッションガスの封入後、プラグ１０５又はバルブで密閉される。
【０００３】
この種のアキュムレータは、圧力ラインから導圧ポート１０２ａを介して導圧室１００Ａに導入される流体の圧力（ライン圧）と、ガス室１００Ｂに封入されたクッションガスの圧力及びベローズ１０４の弾性力の和が互いに平衡状態になるように、ベローズ１０４が伸縮変位する。すなわちライン圧が上昇した時には、ベローズ１０４がガス室１００Ｂを圧縮させる方向に変位することによって上昇圧力を貯蔵し、ライン圧が降下した時には、相対的に高圧になるガス室１００Ｂの内圧及びベローズ１０４自体の弾性によって、ベローズ１０４が導圧室１００Ａ側へ向けて復帰動作し、前記貯蔵圧力を圧力ラインへ放出するものである。このため、例えばポンプ等により発生した流体の脈圧を吸収して流れを平滑にする手段や、圧力の蓄積による補助エネルギ源、あるいは流体の熱膨張及び収縮による圧力変化を吸収してシステム内の圧力補償を行う手段としてなど、種々の用途に使用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によるアキュムレータは、その製造においては、まずベローズ１０４の固定端を第二のエンドカバー１０３の内側端面の外周部に溶接ＷＤｃしてから、筒状部材１０１の軸方向両端に、第一のエンドカバー１０２及び第二のエンドカバー１０３の外周部を溶接ＷＤａ，ＷＤｂすることによって組み立てられる。しかしながらこの場合は、３回の溶接工程ＷＤａ〜ＷＤｃを必要とするために製造コストが高くなるばかりでなく、先に溶接されたベローズ１０４と第二のエンドカバー１０３との溶接ＷＤｃ部分が、筒状部材１０１と第二のエンドカバー１０３とを溶接ＷＤｂする時の熱によって溶融したり、劣化して溶接強度が低下するおそれのあることが指摘されている。
【０００５】
本発明は、上記のような事情のもとになされたもので、その主な技術的課題とするところは、外殻とベローズとの溶接部の信頼性を向上させると共に、製造時の工程数を削減してコストの低下を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。すなわち請求項１の発明に係るアキュムレータは、底部側に導圧ポートが開設されたシェルと、このシェルの前記底部と反対側の開口端部の内周に配置されたエンドカバーと、前記シェルの内室を前記導圧ポートを介して圧力ラインに連通される導圧室と密閉状のガス室とに画成するベローズと前記ベローズ（３）の端壁部材（３ｂ）と前記導圧ポート（１４）との間をシールするシール手段（６）とを備え、前記シェルの開口端部と前記エンドカバーの外周端部と前記ベローズの固定端部が共通の溶接部を介して互いに一体化されるアキュムレータにおいて、前記シェルの開口端部に前記ベローズの一端のフランジの外周から軸方向に延びる固定端部及びエンドカバーの外周端部を位置決め可能な嵌合段差部が形成され、前記ベローズ（３）の前記固定端部（３４）は前記シェル（１）の内周より大径で前記嵌合段差部（１３ｂ）の内周面と対峙し、前記ベローズ（３）の前記フランジ（３３）は前記嵌合段差部（１３ｂ）に係止されると共に、前記エンドカバー（２）の前記外周端部（２１）は前記固定端部（３４）内周面と対峙し、前記エンドカバー（２）は前記フランジ（３３）を介して前記嵌合段差部（１３ｂ）に係止され、前記固定端部（３４）と前記開口端部（１３ａ）と前記外周端部（２１）が、共通の溶接部（ＷＤ）において互いに一体化された構造を有する。
【０００７】
請求項１において、シェルは先の従来技術における第一のエンドカバー１０２に相当する底部と、筒状部材１０１に相当する外周壁部とからなる容器状を呈するものであるため、従来に比較して部品数が少なくなる。しかもこのアキュムレータは、有底容器状に製作したシェルの開口端部と、この開口端部の内周に配置したエンドカバーの外周端部とを、前記シェルの内室に配置したベローズの固定端部と共に溶接することによって製造することができ、溶接部は一箇所だけであるため、製造コストを低下することができる。また、ベローズとシェル又はエンドカバーの溶接後にシェルとエンドカバーの溶接を行う場合のように、先に溶接された部分が後の溶接工程での熱によって溶融したり、溶接強度が低下するといったことが生じ得ない。
【０００８】
また、シェルの開口端部の内周面に嵌合段差部を形成することによって、前記シェルの開口端部にベローズの固定端部及びエンドカバーの外周端部を溶接する際にこれらを互いに位置決め状態に嵌合できるので、溶接が容易になり、その精度も向上することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
図１は、本発明に係るアキュムレータの好ましい実施形態をベローズ３の軸心を通る平面で切断して示す断面図、図２はこの実施形態の外観を示すものである。この実施形態のアキュムレータは、有底円筒容器状を呈するシェル１と、このシェル１の開口部を塞ぐように設けられたエンドカバー２と、前記シェル１の内室を導圧室１Ａとガス室１Ｂとに画成するベローズ３とを備え、ベローズ３の一端のフランジ３３の外周から軸方向に延びる固定端部３４と、シェル１の外周壁部１３の開口端部１３ａと、エンドカバー２の外周端部２１が、共通の溶接部ＷＤにおいて互いに一体化された構造を有する。
【００２１】
ベローズ３は、蛇腹状をなすベローズ本体３ａと、その他端（フランジ３３及び固定端部３４と反対側の端部）に溶接した端壁部材３ｂからなり、このベローズ３の偏心動作を規制する制振リング５は、前記ベローズ本体３ａの他端と端壁部材３ｂとの間に保持されている。
【００２２】
エンドカバー２は略円盤状のものであって、その外面には、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、六角ボルトの頭部のような六角柱状の治具嵌合部２３が同心的に形成されており、ガス封入口２２はその端面中央に開口している。この治具嵌合部２３は、スパナ等の螺子回し治具を嵌合するためのものである。
【００２３】
図３は、シェル１における外周壁部１３の開口端部１３ａと、エンドカバー２の外周端部２１及びベローズ３の固定端部３４を溶接ＷＤする前の状態を示すものである。この図３に示すように、溶接ＷＤを行う前の前記開口端部１３ａの内周面は、円周方向に連続した嵌合段差部１３ｂが拡張形成された形状となっており、ベローズ３の固定端部３４は、前記嵌合段差部１３ｂとエンドカバー２の外周端部２１との間に嵌合されるようになっている。
【００２４】
オイルシールアッセンブリ６は、伸長限度長さまで伸長したベローズ３の端壁部材３ｂと密接されるシールリップ６１ａを有するオイルシール本体６１が、基部６１ｂをシェル１のシール装着凹部１５に密接状態に収容されると共に、導圧ポート１４に圧入された金属パイプ６２によって内周側から保持されている。前記金属パイプ６２の一端には、ラッパ状に開いた形状であって前記シールリップ６１ａの内周基部を押さえる抜け止め部６２ａが形成されている。
【００２５】
上記構成のアキュムレータは、それぞれ所定の成形工程等により製作されたシェル１、エンドカバー３及びベローズ３を組み合わせ、前記シェル１の開口端部１３ａと、その内周に配置したエンドカバー２の外周端部２１と、その間に位置するベローズ３の固定端部３４とを溶接ＷＤすることによって製作される。したがって、溶接工程は１回で済み、先に溶接された部分が後の溶接時の熱で劣化するようなことはない。
【００２６】
シェル１の開口端部１３ａと、ベローズ３の固定端部３４及びエンドカバー２とを溶接ＷＤするに際しては、シェル１の開口端部１３ａの内周に形成された嵌合段差部１３ｂに、ベローズ３の固定端部３４及びエンドカバー２の外周端部２１を位置決め状態に嵌合することができるので、溶接作業が容易になると共に組立精度も向上する。
【００２７】
また、シェル１、エンドカバー３及びベローズ３を組み合わせて溶接ＷＤするのに先行して、シェル１の導圧ポート１４の内端開口部にはオイルシールアッセンブリ６を取り付ける。その取り付けに際しては、金属パイプ６２を、オイルシール本体６１の内周に通してシェル１の内側から導圧ポート１４に圧入するが、この実施形態の構成によれば、前記圧入によって抜け止め部６２ａがオイルシール本体６１のシールリップ６１ａの内周基部を押さえるので、オイルシール本体６１は確実に抜け止め固定される。
【００２８】
当該アキュムレータは、継手部１１を図示されていない圧力ラインの配管に形成された接続端部に、継手部１１の螺子部１１ａをねじ込むことによって取り付けられる。そして、この取付に際しては、前記接続端部に前記螺子部１１ａをねじ込んでから、エンドカバー３に形成された治具嵌合部２３にスパナ等の治具を嵌合し、前記エンドカバー３を介して当該アキュムレータ全体を前記螺子部１１ａのねじ込み方向へ回転させることによって、しっかりと締め付けて取り付けることができる。
【００２９】
なお、本発明は図示の実施形態に限定されるものではない。例えばライン圧の上昇によるベローズ３の過度の収縮を規制するために、ベローズ３の内周のガス室１Ｂ内には、クッションガスのほか、非圧縮性の液体等を適量（ベローズ３の収縮限度の体積に相当する量）封入した構成とすることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアキュムレータによると、部品数が削減されると共に、シェル、エンドカバー及びベローズが共通の溶接部で接合されているので、製造の際の溶接工程が一回だけとなって、安価な製品を提供することができ、しかも、ベローズとシェル又はエンドカバーの溶接後にシェルとエンドカバーの溶接を行う場合のように、先に溶接された部分が後の溶接工程での熱によって溶融したり、溶接強度が低下するといったことが生じ得ないので、品質を向上させることができる。
【００３１】
また、シェルの開口端部とベローズの固定端部及びエンドカバーの外周端部を互いに位置決め可能とすることによって、これらの溶接が容易になると共に、その精度も向上するので、品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るアキュムレータの好ましい実施形態をベローズの軸心を通る平面で切断して示す断面図である
【図２】 上記実施形態の外観を示すもので、（Ａ）はエンドカバー側から見た図、（Ｂ）はシェルの外周側から見た図、（Ｃ）はシェルの外周のうち（Ｂ）の視点と９０°異なる位相上から見た図、（Ｄ）は導圧ポート側から見た図である。
【図３】 上記実施形態におけるシェル、エンドカバー及びベローズの一部を拡大して示す部分断面図である。
【図４】 アキュムレータの典型的な従来例をベローズの軸心を通る平面で切断して示す断面図である。
【符号の説明】
１ シェル
１Ａ 導圧室
１Ｂ ガス室
１１ 継手部
１１ａ 螺子部
１２ 底部
１３ 外周壁部
１３ａ 開口端部
１３ｂ 嵌合段差部
１４ 導圧ポート
１５ シール装着凹部
２ エンドカバー
２１ 外周端部
２２ ガス封入口
２３ 治具嵌合部
３ ベローズ
３ａ ベローズ本体
３ｂ 端壁部材
３３ フランジ
３４ 固定端部
４ ガスプラグ
５ 制振リング
６ オイルシールアッセンブリ
６１ オイルシール本体
６１ａ シールリップ
６１ｂ 基部
６２ 金属パイプ
６２ａ 抜け止め部
ＷＤ 溶接（溶接部）

Claims (1)

1. 底部（１２）側に導圧ポート（１４）が開設されたシェル（１）と、このシェル（１）の前記底部（１２）と反対側の開口端部（１３ａ）の内周に配置されたエンドカバー（２）と、前記シェル（１）の内室を前記導圧ポート（１４）を介して圧力ラインに連通される導圧室（１Ａ）と密閉状のガス室（１Ｂ）とに画成するベローズ（３）と前記ベローズ（３）の端壁部材（３ｂ）と前記導圧ポート（１４）との間をシールするシール手段（６）とを備え、前記シェル（１）の開口端部（１３ａ）と前記エンドカバー（２）の外周端部（２１）と前記ベローズ（３）の固定端部（３４）が共通の溶接部（ＷＤ）を介して互いに一体化されるアキュムレータにおいて、 前記シェル（１）の開口端部（１３ａ）に前記ベローズ（３）の一端のフランジ（３３）の外周から軸方向に延びる固定端部（３４）及びエンドカバー（２）の外周端部（２１）を位置決め可能な嵌合段差部（１３ｂ）が形成され、前記ベローズ（３）の前記固定端部（３４）は前記シェル（１）の内周より大径で前記嵌合段差部（１３ｂ）の内周面と対峙し、前記ベローズ（３）の前記フランジ（３３）は前記嵌合段差部（１３ｂ）に係止されると共に、前記エンドカバー（２）の前記外周端部（２１）は前記固定端部（３４）内周面と対峙し、前記エンドカバー（２）は前記フランジ（３３）を介して前記嵌合段差部（１３ｂ）に係止され、前記固定端部（３４）と前記開口端部（１３ａ）と前記外周端部（２１）が、共通の溶接部（ＷＤ）において互いに一体化された構造を有することを特徴とするアキュムレータ。

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