JP3844064B2 - ベローズ式液圧アキュムレータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧液体を蓄積する液圧アキュムレータに関し、特に、内部が伸縮自在なベローズにより、加圧ガスを封入したガス室と、外部に連通した液体室とに区画されるベローズ式液圧アキュムレータに関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のアキュムレータは、例えば、特開2000−356201、特開2000−320501、特開2000−249101、DE19954326A1等の各公報に示されていて、これらのアキュムレータにおいては、圧力空間を形成するシェルと、圧力空間を、加圧ガスを封入したガス室と、外部に連通した液体室とに区画するベローズにて液圧アキュムレータ構造が構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のアキュムレータにおいては、ベローズが破損したとき、アキュムレータ機能が消失することは勿論のこと、アキュムレータ内に封入した加圧ガスがアキュムレータ外に流出して当該アキュムレータを適用した液圧回路に流入するおそれがある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を加圧ガスが封入される外側のガス室と内側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの一端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シリンダ孔と前記液体室とを分離する底壁部を有して、前記シェルの一端壁に形成された液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記液体室内に配置し、
この補助シェルの内部を前記液体出入り口に連通する第1部分と前記補助シェルの底壁部に設けられた連通孔を介して前記液体室に連通する第2部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記補助シェルの底壁部に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記補助シェルの底壁部との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記補助シェルの底壁部に設けた前記連通孔と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第2部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記補助液体室から前記液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートと前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存し、前記最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記補助シェルの底壁部との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したこと(請求項1に係る発明)に特徴がある。
【0005】
この場合において、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであること(請求項2に係る発明)も可能である。また、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの一端壁とで制限されること(請求項3に係る発明)も可能である。
【0006】
また、本発明は、圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を、加圧ガスが封入される内側のガス室と、前記シェルの他端壁に形成された液体出入り口に連通する外側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの他端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シェルの他端壁から離れた底壁部を有して、前記液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記シェルの外側に配置し、
この補助シェルの内部を前記補助シェルの底壁部に形成された第2の液体出入り口に連通する第1部分と前記シェルの前記液体出入り口を介して前記液体室に連通する第2部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記シェルの他端壁に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記シェルの他端壁との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記液体出入り口と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第2部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したこと(請求項4に係る発明)に特徴がある。
【0007】
この場合において、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであること(請求項5に係る発明)も可能である。また、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの他端壁とで制限されること(請求項5に係る発明)も可能である。
【0008】
【発明の作用・効果】
本発明によるアキュムレータ(請求項1〜6に係る発明)においては、シェルとベローズにて液圧アキュムレータ構造が構成されるとともに、シェルと補助シェルと可動壁部材にても液圧アキュムレータ構造が構成される。このため、仮にベローズが破損しても、アキュムレータ機能が残存して機能することは勿論のこと、当該アキュムレータのガス室に封入した加圧ガスがアキュムレータ外に流出することを防ぐ(換言すれば、液圧回路へのガスの流入を防ぐ)ことが可能である。
【0009】
また、請求項1〜3に係る発明においては、シェル内のベローズ内に補助シェルと可動壁部材が配置されるため、当該アキュムレータをコンパクトに構成することが可能である。また、請求項4〜6に係る発明においては、シェルの外側に補助シェルが配置され、この補助シェル内に可動壁部材が配置されるため、シェルとベローズの既存の構成を活用して当該アキュムレータを構成することが可能である。
【0010】
また、本発明によるアキュムレータ(請求項1〜6に係る発明)においては、ベローズのストローク量を第2部分に流入・流出可能な液量で規定していて、ベローズの可動プレートとこれに対向する端壁との衝接を回避した状態にてベローズの過度なストロークを規制することができるため、ベローズを効果的に保護することが可能である。
【0011】
また、請求項2と5に係る発明においては、補助シェルおよび可動壁部材(ピストン)をシンプルかつ安価に構成することが可能である。また、請求項3と6に係る発明においては、ピストンのストロークを補助シェルの底壁部とシェルの端壁とで制限することができ、ピストンの摺動を低圧側にも高圧側にも機械的なストッパ(補助シェルの底壁部とシェルの端壁)にて的確に規制することが可能である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図1および図2は本発明によるベローズ式液圧アキュムレータの一実施形態を示していて、このアキュムレータAは、圧力空間11を形成するシェル12と、圧力空間11内に配設した蛇腹状のベローズ13とを備えている。シェル12は、上下2部材で構成されていて、これらの部材は液密的に接合連結されており、上端壁12aにはガス充填口を封止する栓部材14が気密的に取付けられている。
【0013】
ベローズ13は、円筒状で金属製の蛇腹状部13aと、この蛇腹状部13aの図示上端に気密且つ液密的に結合した金属製の可動プレート13bとから成り、蛇腹状部13aの図示下端をシェル12の下端壁12bに気密且つ液密的に固定されて、圧力空間11を、所定の加圧ガスが封入される外側のガス室15と、内側の液体室16とに区画している。また、このベローズ13内、すなわち、液体室16内には、補助シェル17とピストン18が配置されている。
【0014】
補助シェル17は、シリンダ孔17aを形成する円筒状壁部17bと、シリンダ孔17aと液体室16とを分離する上底の底壁部17cとを有していて、底壁部17cには連通路を形成する連通孔17dが形成されている。また、この補助シェル17は、図示下端にてシェル12の下端壁12bに液密的に固定されていて、シェル12の下端壁12bに形成された液体出入り口12cに連通する補助液体室19を内部に形成している。
【0015】
ピストン18は、補助シェル17の内部(補助液体室19)を、液体出入り口12cに連通する第1部分19aと、補助シェル17の連通孔17dを介して液体室16に連通する第2部分19bとに区画する可動壁部材であり、有底円筒容器形状に形成されていて、外周にはシールリング18aが装着されており、シリンダ孔17aに対して液密且つ摺動可能に嵌合されている。また、ピストン18は、そのストロークが補助シェル17の底壁部17cとの当接(図2の状態)とシェル12の下端壁12bとの当接(図1の状態)により制限されるように構成されている。
【0016】
また、この実施形態においては、ベローズ13と補助シェル17間の液体室16と補助液体室19の第2部分19bに液体が封入されていて、第2部分19bの最大容積(図2の状態の容積)から最小容積(図1の状態の容積)を差し引いた容積に相当する液量Qが補助液体室19から液体室16に送り込まれたとき図2に示したようにベローズ13の可動プレート13bとシェル12の上端壁12aとの間には両者の衝接を回避するために隙間が残存し、上記した液量Qが液体室16から補助液体室19に送り込まれたとき図1に示したようにベローズ13の可動プレート13bとこれに対向する補助シェル17の底壁部17cとの間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように、第2部分19bの最大容積と最小容積が設定されている。
【0017】
また、この実施形態においては、ベローズ13における可動プレート13bの下面、すなわち補助シェル17の底壁部17cとの対向面に、環状シール部材21が設けられている。環状シール部材21は、補助シェル17の底壁部17cに対して着座・離脱することが可能で、補助シェル17の底壁部17cの連通孔17dと液体室16とを分離・連通することが可能である。
【0018】
上記のように構成したこの実施形態のアキュムレータAは、シェル12の液体出入り口12cが液圧回路(例えば、車両用液圧ブレーキ配管)に連通するようにして使用され、その使用時において図1の状態から図2の状態に変化することで補助液体室19の第1部分19aに液圧回路からの圧液が蓄液され、また図2の状態から図1の状態に変化することで補助液体室19の第1部分19aから液圧回路に圧液が戻される。
【0019】
なお、アキュムレータAが図1の状態から図2の状態に変化するときには、補助液体室19の第2部分19bから連通孔17dを通してベローズ13と補助シェル17間の液体室16に液体が流れ、また、アキュムレータAが図2の状態から図1の状態に変化するときには、ベローズ13と補助シェル17間の液体室16から連通孔17dを通して補助液体室19の第2部分19bに液体が流れる。
【0020】
ところで、この実施形態のアキュムレータAにおいては、シェル12とベローズ13にて液圧アキュムレータ構造が構成されるとともに、シェル12と補助シェル17とピストン18にても液圧アキュムレータ構造が構成される。このため、仮にベローズ13が破損しても、アキュムレータ機能が残存して機能することは勿論のこと、当該アキュムレータAのガス室15に封入した加圧ガスがアキュムレータ外に流出することを防ぐ(換言すれば、液圧回路へのガスの流入を防ぐ)ことが可能である。
【0021】
また、このアキュムレータAにおいては、シェル12内のベローズ13内に補助シェル17とピストン18が配置されるため、当該アキュムレータAをコンパクトに構成することが可能である。また、ベローズ13のストローク量を補助液体室19の第2部分19bに流入・流出可能な液量Qで規定していて、ベローズ13の可動プレート13bこれに対向するシェル12の上端壁12aまたは補助シェル17の底壁端17cとの衝接を回避した状態にてベローズ13の過度なストロークを規制することができるため、ベローズ13を効果的に保護することが可能である。
【0022】
また、このアキュムレータAにおいては、補助シェル17を、シリンダ孔17aを形成する筒状壁部17bとシリンダ孔17aと液体室16を分離する底壁部17cとを有する構成とし、補助液体室19を第1部分19aと第2部分19bに区画する可動壁部材を、シリンダ孔17aに対して液密且つ摺動可能に嵌合したピストン18で構成しているため、補助シェル17および可動壁部材(ピストン18)をシンプルかつ安価に構成することが可能である。
【0023】
また、ピストン18のストロークを補助シェル17の底壁部17cとシェル12の下端壁12bとで制限することができ、ピストン18の摺動を低圧側(図1の状態時)にも高圧側(図2の状態時)にも機械的なストッパ(補助シェル17の底壁部17cとシェル12の下端壁12b)にて的確に規制することが可能である。
【0024】
また、このアキュムレータAにおいては、ピストン18が補助シェル17の内部を区画しなくなった場合(例えば、シールリング18aがそのシール機能を消失した場合)において、ベローズ13と補助シェル17間の液体室16が低圧となったときに、環状シール部材21が補助シェル17の底壁部17cの連通孔17dと上記した液体室16とを分離(補助シェル17の底壁部17cの連通孔17dと液体室16との連通を遮断)して、ベローズ13の過度な収縮(潰れ)を防ぐ。
【0025】
また、このアキュムレータAにおいては、ピストン18が有底円筒容器形状に形成されているため、ピストン18にて必要な外周面ガイド長さを確保する上で軽量化が可能である。また、ベローズ13の蛇腹状部13aは金属製であるため、液体室16に高圧の加圧液体を蓄積することが可能である。
【0026】
上記実施形態においては、図1および図2に示したように、シェル12内のベローズ13内に補助シェル17とピストン18を配置して本発明のアキュムレータAを構成したが、図3および図4に示したように、シェル112外に補助シェル117とピストン118を配置して本発明のアキュムレータBを構成することも可能である。
【0027】
図3および図4に示したアキュムレータBにおいては、シェル112の圧力空間111内に配設されたベローズ113が、円筒状で金属製の蛇腹状部113aと、この蛇腹状部113aの図示下端に気密且つ液密的に結合した金属製の可動プレート113bとから成り、蛇腹状部113aの図示上端をシェル112の上端壁112aに気密且つ液密的に固定されて、圧力空間111を、所定の加圧ガスが封入される内側のガス室115と、シェル112の下端壁112bに形成された液体出入り口112cに連通する外側の液体室116とに区画している。
【0028】
また、シェル112の外側に、シェル112に対して液密的に固定関係にあり且つ内部に液体出入り口112cと連通する補助液体室119を形成する補助シェル117が配置されている。また、補助シェル117の内部を同補助シェル117のシェル112から離れた底壁部117cに形成された第2の液体出入り口117dに連通する第1部分119aとシェル112の液体出入り口112cを介して液体室116に連通する第2部分119bとに区画するピストン118が設けられている。ピストン118は、補助シェル117の円筒状壁部117bに形成されたシリンダ孔117aに液密且つ摺動可能に嵌合されている。
【0029】
このアキュムレータBにおいては、シェル112の外側に補助シェル117が配置され、この補助シェル117内に可動壁部材としてのピストン118が配置されるため、シェル112とベローズ113の既存の構成を活用して当該アキュムレータBを構成することが可能である。
【0030】
また、このアキュムレータBにおいては、上記実施形態のアキュムレータAと同様に、シェル112に栓部材114が気密的に組付けられ、ピストン118にシールリング118aが装着され、ベローズ113の可動プレート113bに環状シール部材121が設けられている。このため、上記実施形態のアキュムレータAと実質的に同等の作用効果を期待することが可能である。
【0031】
上記各実施形態においては、可動壁部材としてピストン18,118を採用したが、可動壁部材として、例えば、ベローズやダイアフラムを採用して実施することも可能である。また、上記各実施形態においては、補助シェル17,117を円筒シリンダ形状として実施したが、これの形状は角筒状としても実施可能である。また、上記各実施形態においては、ベローズ13,113の可動プレート13b、113bに環状シール部材21,121を設けて実施したが、可動プレート13b、113bの対向側、補助シェル17の底壁部17c、シェル112の下端壁112bに設けて実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるアキュムレータの一実施形態を示す断面図である。
【図2】 図1に示したアキュムレータの作動状態(蓄液状態)での断面図である。
【図3】 本発明のよるアキュムレータの他の実施形態を示す断面図である。
【図4】 図3に示したアキュムレータの作動状態(蓄液状態)での断面図である。
【符号の説明】
11…圧力空間、12…シェル、12a…上端壁、12b…下端壁、12c…液体出入り口、13…ベローズ、13a…蛇腹状部、13b…可動プレート、14…栓部材、15…ガス室、16…液体室、17…補助シェル、17a…シリンダ孔、17b…筒状壁部、17c…底壁部、17d…連通孔、18…ピストン(可動壁部材)、18a…シールリング、19…補助液体室、19a…第1部分、19b…第2部分、21…環状シール部材、A…アキュムレータ。
Claims (6)
- 圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を加圧ガスが封入される外側のガス室と内側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの一端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シリンダ孔と前記液体室とを分離する底壁部を有して、前記シェルの一端壁に形成された液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記液体室内に配置し、
この補助シェルの内部を前記液体出入り口に連通する第1部分と前記補助シェルの底壁部に設けられた連通孔を介して前記液体室に連通する第2部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記補助シェルの底壁部に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記補助シェルの底壁部との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記補助シェルの底壁部に設けた前記連通孔と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第2部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記補助液体室から前記液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートと前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存し、前記最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記補助シェルの底壁部との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したことを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。 - 請求項1に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
- 請求項2に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの一端壁とで制限されることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
- 圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を、加圧ガスが封入される内側のガス室と、前記シェルの他端壁に形成された液体出入り口に連通する外側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの他端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シェルの他端壁から離れた底壁部を有して、前記液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記シェルの外側に配置し、
この補助シェルの内部を前記補助シェルの底壁部に形成された第2の液体出入り口に連通する第1部分と前記シェルの前記液体出入り口を介して前記液体室に連通する第2部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記シェルの他端壁に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記シェルの他端壁との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記液体出入り口と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第2部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したことを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。 - 請求項4に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
- 請求項5に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの他端壁とで制限されることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
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