JP3846559B2

JP3846559B2 - アキュムレータ

Info

Publication number: JP3846559B2
Application number: JP2001355462A
Authority: JP
Inventors: 俊明北原; 憲司佐々木; 龍嗣木村
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: JP2003156002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキの油圧系統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、あるいは脈圧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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアキュムレータには、外殻内室が、金属製のベローズを介して、導圧室とガス室とに分離された構造を有するベローズ式のアキュムレータがある。そして、このようなベローズ式のアキュムレータにおいては、油圧配管等から導圧孔を介して導圧室に導入される流体圧力の低下によって、ベローズがその制限された長さまで伸長した状態では、その可動端に設けられた端盤が、導圧孔の外周に配置されたシール部に密接されることによって、導圧室と導圧孔との間で圧力を遮断するようになっている。このため、ベローズがその制限された長さまで伸長するガス封入圧より油圧配管内の圧力が低くなっても、導圧室内はガス封入圧と同等の圧力に保たれ、ベローズに、差圧による過大な負荷が作用しない。
【０００３】
ここで、シール部におけるシール性を向上させ、かつシール部の変形による負荷を軽減するためには、複数のシール部を互いに同心的に設けることが有効である。そしてこのような構造を有するアキュムレータの典型的な従来の技術としては、例えば特開２０００−３５６２０１に開示されたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された従来のアキュムレータによれば、複数のシール部をそれぞれシールホルダで固定しているため、装着の際の工数が多くなり、しかもシール部の装着スペースが大きくなってしまう。したがって、多数のシール部を設けて、より一層のシール性向上及びシール部の変形による負荷の軽減を図ることが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、シールの装着の際の工数や装着スペースの増大を来すことなく、複数のシール部によるシール性向上及び負荷の軽減を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係るアキュムレータは、外殻の内室が、ベローズによって、導圧孔を介して流体圧力が導入される導圧室と、クッションガスが封入されるガス室とに分離され、環状の補強板及びこの補強板を埋設した状態にゴム状弾性材料で成形された弾性体からなるシール部材が、前記導圧孔の内端の外周側に固定され、前記弾性体は前記ベローズを向いた側に円周方向に互いに同心的に延びる複数のシールリップを有し、前記シールリップが前記ベローズの可動端の端盤と密接可能に対向されると共に、前記弾性体における前記シールリップと反対側の面が、前記外殻の内面と密接され、前記シール部材の内周部が、前記導圧孔に圧入嵌着されたシールホルダの一端に前記シール部材の補強板の内径より大径に形成されて前記端盤との接触により前記ベローズの伸長を制限する鍔部と前記外殻の内面との間に挟持されたものである。すなわち、ベローズがその制限長さまで伸長したときに、複数のシールリップが前記端盤と密接することによって、前記導圧室と導圧孔との間を確実に遮断し、導圧室内がガス封入圧と同等の圧力に保たれる。
【０００８】
請求項２の発明に係るアキュムレータは、請求項１に記載の構成において、シール部材の弾性体に、外殻の内面と密接される複数の第二シールリップが形成される。
【０００９】
請求項３の発明に係るアキュムレータは、請求項１に記載の構成において、ベローズの端盤に、シールホルダの鍔部の外周に遊嵌可能な段差部が形成され、この段差部の外周側で、シール部材のシールリップと密接される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るアキュムレータの好ましい実施の形態を示す断面図で、この図１において、参照符号１０は当該アキュムレータの外殻、２０は外殻１０の内室を導圧室Ａとガス室Ｂに分離する金属製のベローズ、３０はシール部材である。
【００１１】
外殻１０は、円筒部１１１及びその一端に形成された底部１１２を有する筒体１１と、この筒体１１の底部１１２の内周に一体的に接合された導圧ポート１２と、筒体１１の底部１１２と反対側の端部に一体的に接合されたエンドカバー１３とを備える。これら筒体１１、導圧ポート１２及びエンドカバー１３は、いずれも鋼材等の金属で製作されている。
【００１２】
外殻１０における導圧ポート１２は、外周端部が筒体１１の底部１１２の内周にＣＯ_２レーザ溶接、ＴＩＧ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部Ｗ１によって密封的に接合された筒状基部１２１と、その外端内周から外側へ突出した継手部１２２とを有し、継手部１２２の内周孔１２３は、筒状基部１２１の内周空間に開口している。継手部１２２の外周面には配管への接続のための螺子部１２２ａが形成されている。導圧ポート１２における筒状基部１２１の内端は、筒体１１の底部１１２から導圧室Ａ内へ突出している。
【００１３】
外殻１０におけるエンドカバー１３は、湾曲した皿状に形成されたものであって、その外周部に形成された環状の嵌合部１３１が筒体１１の円筒部１１１における底部１１２と反対側の端部内周に密嵌されると共に、ＣＯ_２レーザ溶接、ＴＩＧ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部Ｗ２によって密封的に接合一体化されている。また、エンドカバー１３の中央部にはガス封入口１３２が開設されており、このガス封入口１３２は、ベローズ２０の内周のガス室ＢにＮ_２ガス等のクッションガスを封入するためのもので、ガスプラグ１３３によって密閉される。
【００１４】
ベローズ２０は、一端２１ａが筒体１１とエンドカバー１３との嵌合部に挟み込まれた状態で、ＣＯ_２レーザ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部Ｗ２によって、筒体１１及びエンドカバー１３に密封的に接合一体化されると共に、円周方向に連続した山部と谷部が反復形成された金属製のベローズ本体２１と、このベローズ本体２１の他端に、外周部がＴＩＧ溶接等による溶接部Ｗ３において密封的に接合一体化された端盤としての円盤状のベローズキャップ２２とからなるものであって、軸方向に対して伸縮変位可能である。ベローズ本体２１としては、円周方向に連続した山部と谷部が反復形成された中子の表面にめっき処理により所定の膜厚の金属薄膜を析出させてから前記中子を溶解除去することにより得られる電着ベローズや、薄肉の金属チューブを塑性加工することにより成形した成形ベローズや、あるいは内周孔を有する多数の薄肉金属円盤を軸方向に隣接配置してその内周縁と内周縁及び外周縁と外周縁を交互に溶接した溶接ベローズ等が採用される。
【００１５】
図２は、シール部材３０を示す断面斜視図、図３は、図１におけるシール部材３０の近傍部分を拡大して示す要部断面図である。これら図２及び図３にも示されるように、シール部材３０は、全体として環状を呈するものであって、金属板を環状に打ち抜いて製作された補強板３１と、この補強板３１を埋設した状態にゴム状弾性材料で成形された弾性体３２からなる。弾性体３２は、補強板３１に一体的に加硫接着されており、この補強板３１の厚さ方向両側に位置して、円周方向に互いに同心的に延びる複数のシールリップ３３及び複数の第二シールリップ３４がそれぞれ形成されている。
【００１６】
シール部材３０は、導圧ポート１２における筒状基部１２１の内端１２１ａの外周に嵌め込まれている。このため、シール部材３０の一側のシールリップ３３はベローズ２０側を向き、他側の第二シールリップ３４は外殻１０における筒体１１の底部１１２側を向いている。
【００１７】
外殻１０における導圧ポート１２の筒状基部１２１には、シール部材３０を抜け止め固定するシールホルダ３５が固定されている。このシールホルダ３５は、金属板をプレス成形して製作されたものであって、導圧ポート１２の筒状基部１２１に圧入された円筒状の圧入部３５１と、その端部から円盤状に展開して内周部が導圧ポート１２の筒状基部１２１の端面に当接された鍔部３５２とを有する。そして導圧ポート１２における筒状基部１２１の内端１２１ａに外挿されたシール部材３０は、その内周部が、前記筒状基部１２１の外周側へ突出したシールホルダ３５の鍔部３５２と、外殻１０における筒体１１の底部１１２の内面との間に挟持されている。
【００１８】
詳しくは、図３に示されるように、シールホルダ３５の鍔部３５２の外周部が、シール部材３０の、ベローズ２０側を向いたシールリップ３３のうち、最も内周に位置するシールリップ３３ａに、これを圧縮した状態で密接しており、これによって、複数の第二シールリップ３４が、外殻１０における筒体１１の底部１１２の内面と適当な面圧で押し付けられている。
【００１９】
ベローズ２０のベローズキャップ２２には、ベローズ本体２１の内径よりも内周側となる部分に、ガス室Ｂ側へ凹んだ円形の凹部２２ａが段付き形成されている。この凹部２２ａの外周段差部２２ｂは、シールホルダ３５の鍔部３５２より僅かに大径であって、すなわち鍔部３５２の外周に遊嵌可能であり、凹部２２ａより外周側に形成されたシールフランジ２２ｃは、シール部材３０の、ベローズ２０側を向いたシールリップ３３のうち、鍔部３５２よりも外周側に位置する複数のシールリップ３３ｂと軸方向に対向している。また、このシールリップ３３ｂは、シールホルダ３５の鍔部３５２の端面と同等またはそれ以上の突出高さを有する。
【００２０】
このシール構造によれば、単一のシールホルダ３５によって固定される単一のシール部材３０に、複数のシールリップ３３及び複数の第二シールリップ３４を有するため、複数のシール部材をそれぞれ同心的に固定する場合のように、装着スペースが大きくなることはない。しかも、シール部材３０は、導圧ポート１２の筒状基部１２１の内端１２１ａに外挿した後、シールホルダ３５の圧入部３５１を導圧ポート１２の筒状基部１２１に圧入することによって、その鍔部３５２で筒体１１の底部１１２に押し付けるだけで、しっかりと固定されるので、複数のシール部材をそれぞれ同心的に固定する場合に比較して、工数も少ないものとなる。
【００２１】
図３に示されるように、ベローズ２０の外周には、そのベローズキャップ２２寄りに位置して制振リング２３が配置されている。この制振リング２３は、外殻１０における筒体１１の円筒部１１１の内周面との接触によって、径方向へのベローズ２０の変位を制限し、ベローズ本体２１が円筒部１１１の内周面と接触するのを防止するものであり、導圧室Ａの一部であるベローズ本体２１の外周空間が密閉されることがないように、筒体１１の内周面とは密接しない形状となっている。
【００２２】
上記構成を備えるアキュムレータは、導圧ポート１２の継手部１２２を、図示されていない油圧ラインの配管から分岐した状態に接続して用いられる。そして、油圧配管内を流れる作動油の圧力がガス室Ｂ内のクッションガスの封入圧より高圧になった場合は、導圧ポート１２の内周の導圧孔Ｃを通じて導圧室Ａに作動油が流入し、ベローズ２０は、ガス室Ｂの容積が縮小してその圧力とベローズ本体２１の弾性力が導圧室Ａの作動油の圧力と均衡する位置まで収縮変位し、これによって、油圧配管内の油圧の上昇が緩和される。
【００２３】
また、この状態から、油圧配管内の油圧が低下した場合は、ガス室Ｂ内のクッションガス圧及びベローズ本体２１の弾性によって、ベローズ２０は、ガス室Ｂの容積が拡大してその圧力とベローズ本体２１の弾性力が導圧室Ａの作動油の圧力と均衡する位置まで伸長変位し、導圧室Ａ内の作動油を油圧配管へ放出するので、油圧配管内の油圧の低下が緩和される。
【００２４】
そしてこのアキュムレータは、上述のような動作によって、例えばポンプの駆動に伴って油圧ラインに与えられる油圧のリップルを除去して平滑化し、あるいはシステム内の温度変化による油圧の変動を吸収する、といった機能を奏するものである。
【００２５】
上述の動作において、油圧配管内、ひいては導圧室Ａ内の油圧の低下に伴って伸長するベローズ２０の可動端のベローズキャップ２２は、油圧がガス室Ｂのクッションガスの封入圧（設定圧）まで低下した時点で、導圧ポート１２の筒状基部１２１に圧入嵌着されたシールホルダ３５の鍔部３５２と接触し、それ以上のベローズ２０の伸長が不可能となる。図４は、このようにしてベローズ２０が制限長さまで伸長することによって、そのベローズキャップ２２の外周部２２ｃがシール部材３０に密接された状態を拡大して示す要部断面図である。
【００２６】
すなわち、ベローズ２０は、制振リング２３によって同心的に案内されているため、ベローズ２０が制限長さまで伸長すると、図４に示されるように、ベローズ２０のベローズキャップ２２は、その円形の凹部２２ａがシールホルダ３５の鍔部３５２と嵌合した状態となる。このため、ベローズキャップ２２は、その凹部２２ａの外周段差部２２ｂより外周側のシールフランジ２２ｃが、シール部材３０におけるベローズ２０側を向いた複数のシールリップ３３ｂを適当に圧縮した状態で、このシールリップ３３ｂに密接する。そして、これによって反対側の各第二シールリップ３４も、外殻１０における筒体１１の底部１１２の内面に対する密接力が増大する。
【００２７】
したがってこの状態では、シール部材３０によって導圧室Ａと導圧孔Ｃとの間が確実に遮断されるので、その後更に油圧配管側の油圧が低下しても、導圧室Ａの圧力は低下せず、ガス室Ｂとほぼ均圧した状態に保たれるので、ベローズ２０のベローズ本体２１に差圧による過大な負荷が作用することはない。
【００２８】
そして、シール部材３０の弾性体３２は、両側にそれぞれ複数のシールリップ３３及び複数の第二シールリップ３４を有するため、例えば作動油中に含まれる異物が、いずれかのシールリップに噛み込まれるようなことがあっても、他のシールリップは、ベローズ２０のベローズキャップ２２又は外殻１０における筒体１１の底部１１２との密接状態を保つため、優れた密封性が確保される。また、シールリップ３３及び第二シールリップ３４の圧縮量は、ベローズ２０のベローズキャップ２２の凹部２２ａがシールホルダ３５の鍔部３５２と嵌合することによって制限され、しかもベローズ２０のベローズキャップ２２と筒体１１の底部１１２との間での圧縮荷重は、シールリップ３３及び第二シールリップ３４で分担して受けるため、各シールリップ３３，３４に作用する負荷が軽減される。しかも、弾性体３２は、補強板３１を埋設した状態に成形一体化されているため、シールリップ３３，３４に繰り返し負荷が作用しても、補強板３１からの弾性体３２の剥離が生じにくい。
【００２９】
また、ベローズ２０が制限長さまで伸長する過程では、ベローズキャップ２２は、内周側の凹部２２ａがシールホルダ３５の鍔部３５２と接触するのに先行して、外周側のシールフランジ２２ｃがシールリップ３４ｂと接触することになる。このため、ベローズ２０のベローズキャップ２２がシールホルダ３５の鍔部３５２と接触するときの衝撃は、ゴム状弾性材料で成形された弾性体３２（シールリップ３３及び第二シールリップ３４）の弾性によって緩和される。
【００３０】
なお、本発明は図示の形態に限定されるものではない。例えば、シール部材３０の弾性体３２に形成されるシールリップの数は任意であり、シールホルダ３５の鍔部３５２が密接するシールリップ３３ａの数も任意である。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るアキュムレータによれば、導圧孔の内端の外周側に固定されたシール部材が、環状の補強板及びこの補強板を埋設した状態にゴム状弾性材料で成形された弾性体からなり、この弾性体に、ベローズ側を向いた複数のシールリップを有するものであるため、配管圧力がガス封入圧以下の低圧になった場合に、ベローズの端盤に複数のシールリップが密接することによって、導圧室と導圧孔の間を確実に遮断して、導圧室とガス室の均圧状態に保ち、ベローズへの圧力負荷の発生を有効に防止することができる。また、複数のシールリップを有することによって、各シールリップに作用する負荷が軽減されるので、長期間にわたって優れた密封性が維持される。また、弾性体が補強板を埋設した状態に成形されているので、補強板からの弾性体の剥離を生じにくく、リップ部が複数形成されているにも拘らず、固定箇所が一箇所で済み、装着性が良いといった効果を奏する。また、シール部材の内周部が、導圧孔に圧入嵌着されたシールホルダの一端に形成された鍔部によって固定されるので、複数のシール部材をそれぞれ同心的に固定する場合に比較して、部品数も工数も少ないものとなり、安価に提供することができる。
【００３３】
請求項２の発明に係るアキュムレータによれば、シール部材が、外殻の内面と密接される複数の第二シールリップを有するため、外殻の内面との間での密封性も高まり、これによって一層優れた密封性能を奏することができる。
【００３４】
請求項３の発明に係るアキュムレータによれば、ベローズの端盤に形成された段差部によって、シールリップへの圧縮量が制限されるので、シールリップの過大変形が防止され、しかもベローズの端盤とシールリップとの密接が、ベローズの制限長さまでの伸長に先行するため、制限長さまで伸長した時の衝撃を有効に緩和することができる。
【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の形態を示す断面図である。
【図２】図１の形態において装着されるシール部材３０を示す断面斜視図である。
【図３】図１の形態におけるシール部材３０の近傍部分を拡大して示す要部断面図である。
【図４】図１の形態において、ベローズ２０のベローズキャップ２２がシール部材３０に密接された状態を拡大示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０外殻
１１筒体
１２導圧ポート
２０ベローズ
２１ベローズ本体
２２ベローズキャップ（端盤）
２２ａ凹部
２２ｂ段差部
２２ｃシールフランジ
２３制振リング
３０シール部材
３１補強板
３２弾性体
３３シールリップ
３４第二シールリップ
３５シールホルダ
３５２鍔部
Ａ導圧室
Ｂガス室
Ｃ導圧孔

Claims

外殻（１０）の内室が、ベローズ（２０）によって、導圧孔（Ｃ）を介して流体圧力が導入される導圧室（Ａ）と、クッションガスが封入されるガス室（Ｂ）とに分離され、環状の補強板（３１）及びこの補強板（３１）を埋設した状態にゴム状弾性材料で成形された弾性体（３２）からなるシール部材（３０）が、前記導圧孔（Ｃ）の内端の外周側に固定され、前記弾性体（３２）は前記ベローズ（２０）を向いた側に円周方向に互いに同心的に延びる複数のシールリップ（３３）を有し、前記シールリップ（３３）が前記ベローズ（２０）の可動端の端盤（２２）と密接可能に対向されると共に、前記弾性体（３２）における前記シールリップ（３３）と反対側の面が、前記外殻（１０）の内面と密接され、前記シール部材（３０）の内周部が、前記導圧孔（Ｃ）に圧入嵌着されたシールホルダ（３５）の一端に前記シール部材（３０）の補強板（３１）の内径より大径に形成されて前記端盤（２２）との接触により前記ベローズ（２０）の伸長を制限する鍔部（３５２）と前記外殻（１０）の内面との間に挟持されたことを特徴とするアキュムレータ。
シール部材（３０）の弾性体（３２）に、外殻（１０）の内面と密接される複数の第二シールリップ（３４）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
ベローズ（２０）の端盤（２２）に、シールホルダ（３５）の鍔部（３５２）の外周に遊嵌可能な段差部（２２ｂ）が形成され、この段差部（２２ｂ）の外周側で、シール部材（３０）のシールリップ（３３）と密接可能であることを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。