JP3889370B2

JP3889370B2 - accumulator

Info

Publication number: JP3889370B2
Application number: JP2003060055A
Authority: JP
Inventors: 千春梅津; 博嗣水上; 浩一郎山田
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP2004270763A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、各種油圧機器等のような流体の圧力を利用する設備において、圧力を蓄えたり油圧の脈動を吸収する用途等に好適なアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アキュムレータとしては、従来、容器本体の内部をベローズや弾性隔膜でガス室と液室とに区画するとともに、ガス室に高圧ガスを封入してなるものが知られている。このようなアキュムレータでは、万一火災によって長時間高温に晒されると、容器本体の内部の温度上昇とともにガス室内の圧力が上昇して容器本体が破損するおそれがあった。
【０００３】
こういった火災時の容器本体の破損を抑制するために、ガス室と容器本体の外部とを連通させる排気孔に所定温度で溶融するヒューズパッキンを設けたアキュムレータが提案されている。このようにすることにより、万一、このアキュムレータが火災等で長時間高温に晒されても、所定の温度でヒューズパッキンが溶融して、ガス室内のガスを容器本体外に排出させるため、容器本体の破損を抑制することが（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平６−６２４１号公報（第２頁〜第４頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載の技術では、通常使用時における圧力容器の密封性がヒューズパッキンのシール性に依存することになる。しかしながら、ヒューズパッキンに完全なシール性を求めることは実質的に不可能であるので、特許文献１に記載の技術では、通常使用時における排気孔からのガス漏れを防ぐことができない。したがって、長期間アキュムレータの圧力特性を維持することが困難である。
【０００６】
この発明は、このような事情にもとづいてなされたものであり、通常使用時においてガス漏れを抑止でき、しかも、火災で長時間高温に晒されてもハウジングの破損を抑制できるアキュムレータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第１の観点に基づく本発明のアキュムレータは、一端側に液導入口を有するハウジングと、このハウジングの内部に収容され、前記ハウジングの他端側に接合される固定端及びハウジングの軸線方向に変位自在な自由端を有するベローズ本体と、このベローズ本体の自由端に設けられたベローズキャップと、前記ベローズ本体の内面と前記ベローズキャップの内面とで囲まれて、ガスを気密に収容するガス室と、前記ベローズ本体の外面と前記ハウジングの内面とで囲まれて、前記液導入口から導入される液体を液密に収容する液室と、前記ベローズキャップの外面又は前記ハウジングの一端側の内面に設けられ、前記ベローズ本体が所定量伸びた状態において前記ベローズキャップと前記ハウジングの一端側の内面とを密接させることにより、前記液室に液を閉じ込めるシール部と、を具備しており、前記ベローズキャップに、前記ガス室内の圧力が所定値以上となると開くリリーフ手段を設けたことを特徴としている。
【０００８】
このアキュムレータによれば、ガス室内の圧力が所定値以上となると、リリーフ手段が開き、ガス室内のガスが液室を介して液導入口に流入するので、ガス室内の圧力が過度に上昇して起こるハウジングの破損が抑制される。しかも、ガス室内の圧力が所定値を下回る通常使用時には、リリーフ手段は閉じているので、ガス室からガスが漏れない。
【０００９】
第２の観点に基づく本発明のアキュムレータは、ベローズキャップに、ハウジング内の温度が所定値以上となると開くリリーフ手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
このアキュムレータによれば、ハウジング内の温度が所定値以上となると、リリーフ手段が開き、ガス室内のガスが液室を介して液導入口に流入するので、ガス室内の圧力が過度に上昇して起こるハウジングの破損が抑制される。しかも、ハウジング内の温度が所定値を下回る通常使用時には、リリーフ手段は閉じているので、ガス室からガスが漏れない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。
【００１２】
この実施形態のアキュムレータ１は、例えば、油圧機器に発生する油圧脈動を吸収したり圧力を蓄えるために使用される。
【００１３】
アキュムレータ１のハウジング２は、シェル３とボトムシェル４とを備えている。シェル３は、鍛造等によって有底円筒状に形成されている。ハウジング２の一端側となるシェル３の底部３ａには液導入口５が設けられている。
【００１４】
金属製のボトムシェル４は、シェル３の外径と略同径の円板状に形成されている。このボトムシェル４の一端面（図１において下面）には、シェル３の内部に嵌合する凸部６が一体に突設されている。ボトムシェル４は、ハウジング２の他端側となるシェル３の開口３ｂに凸部６を嵌合させた状態で溶接によりシェル３に固定されている。
【００１５】
ボトムシェル４にはガス供給口７が設けられている。ガス供給口７は、例えば溶接栓等のシール材を備えたガス封入栓８によって塞がれている。ハウジング２は、このアキュムレータ１に作用する油圧機器等の使用圧力に耐えられる剛性を持っている。
【００１６】
ハウジング２の内部には仕切り部材１０が設けられており、この仕切り部材１０によってハウジング２の内部がガス室２１と液室２２とに仕切られている。仕切り部材１０は、ハウジング２の軸線方向に伸縮自在なベローズ本体１１と、金属製のベローズキャップ１２と、シール部１３を備えている。
【００１７】
ベローズ本体１１としては、例えばステンレス鋼からなる金属ベローズを用いることができる。ベローズ本体１１は、ボトムシェル４の凸部６の先端面６ａに全周にわたって溶接等により気密且つ液密に接合される固定端１１ａと、ハウジング２の軸線方向に変位自在な自由端１１ｂとを有している。
【００１８】
ベローズキャップ１２は、ボトムシェル４側に凹むカップ部１４と、このカップ部１４の周縁から外側に向けて水平方向に張り出す縁部１５とを有している。カップ部１４と縁部１５とは一体に形成されている。なお、カップ部１４と縁部１５とは別体に形成して接合させてもよい。
【００１９】
ベローズ本体１１の自由端１１ｂは、ベローズキャップ１２の縁部１５の内面（図において上面）に溶接等により全周にわたって気密且つ液密に接合されている。また、ベローズキャップ１２には、ベローズ本体１１の伸縮移動をガイドするガイド部１６がその周縁に沿って取り付けられている。このガイド部１６は、ボトムシェル４側が内側に曲がった形状に成形されている。
【００２０】
このアキュムレータ１では、ベローズ本体１１の内面とベローズキャップ１２の内面とボトムシェル４の凸部６の先端面６ａとで気密に囲まれた領域がガス室２１として使われる。ガス室２１には、窒素或いはヘリウム等の不活性ガスが大気圧よりも高い圧力で封入されているとともに、ガス室２１の体積を調整するための体積調整液２３（例えば、グリコールエーテル）が封入されている。ガス供給口７は、不活性ガス及び体積調整液２３を供給した後にガス封入栓８によって気密に塞がれる。一方、ベローズ本体１１の外面とハウジング２の内面との間は液室２２として使われる。また、カップ部１４で囲まれる領域は液室２２となる。液室２２には、液導入口５を通じて油が導入される。
【００２１】
ベローズキャップ１２の縁部１５の外面（図において下面）には、リング状のシール部１３が設けられている。シール部１３は、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＥＰＤＭ、またはウレタンエラストマ等のゴム状弾性体により形成されている。なお、図１では、シール部１３として断面略台形状のシール部材を用いているが、シール部１３としては断面略Ｖ字状のシール部材を用いることもできる。
【００２２】
このアキュムレータ１では、ガス室２１にガスが供給される際にガス圧によって仕切り部材１０が伸長すると、シール部１３がベローズキャップ１２の縁部１５の外面とハウジング２の一端側の内面とを密接させて、ベローズ本体１１の外面とシェル３の内面との間にバックアップ用の油を閉じ込めるようになっている。図１は、ベローズ本体１１の外面とシェル３の内面との間にバックアップ用の油が閉じ込められた状態で、このアキュムレータ１を示している。
【００２３】
すなわち、ベローズキャップ１２、シール部１３、及びシェル３の底部３ａの内面等によって自己シール機構が構成されている。この自己シール機構により、液室２２の圧力が低下しても、液室２２内の圧力とガス室２１内の圧力が同じ圧力で保たれ、液室２２内の圧力がガス室２１内の圧力を下回らない。したがって、ベローズ本体１１は、過度な差圧に晒されることなく保護される。なお、シール部１３は、ハウジング２の一端側であるシェル３の底部３ａの内面に設けてもよい。その場合、シール部１３は、底部３ａの内面のベローズキャップ１２の縁部１５と対応する位置に設けておけばよい。
【００２４】
さらに、ベローズキャップ１２には、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると開くリリーフ手段が設けられている。この実施形態では、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると破損するリリーフ手段としての脆弱部３０ａを、カップ部１４の周壁の一部に設けている。脆弱部３０ａは、カップ部１４の他の領域よりも薄肉に形成されている。このような脆弱部３０ａは、例えば、カップ部１４の一部にミーリング加工等の機械加工を施すことで実現できる。
【００２５】
脆弱部３０ａの肉厚は、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると破損するように設定すればよく、カップ部１４をなす材料の耐圧強度或いはガス室２１内のガスの封入圧力等を考慮して決定すると良い。
【００２６】
なお、シール部１３が設けられているベローズキャップ１２の縁部１５は、その肉厚をカップ部１４（脆弱部３０ａを除く）の肉厚と同程度或いはそれよりも厚くする等して、通常使用時において自己シール機能に発揮させることができる程度の強度を持たせおくのが好ましい。この実施形態では、縁部１５の肉厚をカップ部１４（脆弱部３０ａを除く）の肉厚と同程度に形成している。
【００２７】
このアキュムレータ１は、ガス室２１内の圧力が所定値を下回る通常使用時には、脆弱部３０ａは破壊されることなくガス室２１と液室２２とを気密且つ液密に区画している。つまり、ガス室２１はベローズ本体１１の内面とベローズキャップ１２の内面とボトムシェル４の凸部６の先端面６ａとで気密に囲まれているため、ガス室２１からガスが漏れることはない。
【００２８】
一方、ガス室２１内の圧力が所定値以上となったときには、脆弱部３０ａが破壊され、ガス室２１内のガスが液室２２を介して液導入口５に流入する。これにより、ガス室２１内のガスを液導入口５に逃すようになる。
【００２９】
以上のように、このアキュムレータ１によれば、通常使用時においては、ガス室２１はベローズ本体１１の内面とベローズキャップ１２の内面とボトムシェル４の凸部６の先端面６ａとで気密に囲まれている。つまり、ガス室２１からのガス漏れが抑止されているので、長期間にわたってアキュムレータ１の圧力特性を維持することができる。
【００３０】
しかも、一方、ガス室２１内の圧力が所定値以上となったときには、リリーフ手段としての脆弱部３０ａが破壊されて開く。したがって、０リング等のシール部材を使用せずに、シェル３とボトムシェル４とを溶接により接合するようなハウジングを有する本実施形態のようなアキュムレータ１であっても、ガス室２１内の圧力が過度に上昇して起こるハウジング２の破損を抑制できる。
【００３１】
さらに、リリーフ手段としての脆弱部３０ａをベローズキャップ１２のカップ部１４に設けているため、ガス室２１内の圧力が所定値を下回る通常使用時においては、周縁から外側に向けて水平方向に張り出す縁部１５によって自己シール機能を保持させることができ、ガス室２１内の圧力が所定値以上となったときには、カップ部１４に設けられた脆弱部３０ａにリリーフ機能を持たせることができる。
【００３２】
また、リリーフ手段を、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると破損する脆弱部３０ａとしているので、簡単な構成で且つ安価にリリーフ手段を実現できる。
【００３３】
なお、脆弱部３０ａは、上記のように、肉厚を薄くすることで実現させてもよいが、カップ部１４の全部或いは一部を、ガス室２１内の圧力が所定値以上となったときに破壊されるような低強度・低剛性の材料で形成することで実現させてもよい。
【００３４】
以下、図２を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。
【００３５】
この実施形態のアキュムレータ１では、ベローズキャップ１２のカップ部１４の周壁の全周にわたる環状溝からなる脆弱部３０ｂを備えている。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。リリーフ手段を上述のように環状溝からなる脆弱部３０ｂとしても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
以下、図３を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。
【００３７】
この実施形態のアキュムレータ１では、カップ部１４の周壁および先端壁の全部の肉厚を縁部１５の肉厚と比べて薄く形成することでカップ部１４の全体を脆弱部３０ｃとしている。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００３８】
リリーフ手段を上述のような脆弱部３０ｃとしても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３９】
なお、図示していないが、カップ部１４の先端壁の一部または全部の肉厚を縁部１５の肉厚と比べて薄く形成して脆弱部としてもよく、また、カップ部１４の先端壁に第１の実施形態で示した脆弱部３０ａのような脆弱部を設けてもよい。すなわち、脆弱部は、カップ部１４の所望の一部または全部の肉厚を縁部１５の肉厚と比べて薄くすることで形成できる。
【００４０】
以下、図４を参照して本発明の４実施形態を説明する。
【００４１】
この実施形態のアキュムレータ１では、カップ部１４の開放端を閉塞させて、その一部に液室２２と連通する連通口１８を設けるようにしている。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００４２】
この実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。しかも、連通口１８の大きさを調整することで、特定の周波数に合わせた脈動吸収効果を得ることができる。
【００４３】
なお、図４では、リリーフ手段をカップ部１４の周壁の一部に第１の実施形態で示した脆弱部３０ａとしているが、リリーフ手段の位置、形状、或いは種類によらず、カップ部１４の開放端を閉塞させて、その一部に液室２２と連通する連通口１８を設けることで脈動吸収効果を得ることができる。また、連通口１８の大きさを調整することで特定の周波数に合わせた脈動吸収効果を得ることができる。
【００４４】
以下、図５を参照して本発明の第５の実施形態を説明する。
【００４５】
この実施形態のアキュムレータ１では、ベローズキャップ１２のカップ部１４の周壁の一部に、ガス室２１と液室２２とを連通させる孔部１７が形成されているとともに、この孔部１７に、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると開くリリーフ手段としてのリリーフ弁３１が設けられている。
【００４６】
このようなリリーフ弁３１は、例えば、コイルばね３１ａと球体３１ｂとにより構成することができる。コイルばね３１ａは孔部１７に挿入されている。コイルばね３１ａの液室２２側の一端部はカップ部１４に固定されて固定端となっている。コイルばね３１ａの他端部である自由端には球体３１ｂに固定されている。球体３１ｂは、孔部１７に嵌ってこの孔部１７を気密且つ液密に塞ぐように、その材質及び大きさが決定されている。この球体３１ｂは、カップ部１４の外側、すなわち、ガス室２１側に露出している。また、このリリーフ弁３１は、ガス室２１内の圧力が所定値以上となったときにコイルばね３１ａが伸縮するように、球体３１ｂの重さやコイルばね３１ａのばね定数等が設定されている。なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００４７】
このアキュムレータ１によれば、ガス室２１内の圧力が所定値を下回る通常使用時には、リリーフ弁３１の球体３１ｂがカップ部１４の孔部１７を閉塞して、ガス室２１と液室２２とを気密且つ液密に区画している。つまり、ガス室２１はベローズ本体１１の内面とベローズキャップ１２の内面とボトムシェル４の凸部６の先端面６ａとで気密に囲まれているため、ガス室２１からガスが漏れることはない。一方、ガス室２１内の圧力が所定値以上となったときには、ガス室２１内のガスが球体３１ｂをカップ部１４の内側に押して孔部１７を開口させるので、ガス室２１内のガスは、この孔部１７を通過し、液室２２を介して液導入口５に流入する。そのため、ガス室２１内の圧力を過度に上昇させることがない。したがって、このアキュムレータ１によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
以下、図６を参照して本発明の第６の実施形態を説明する。
【００４９】
この実施形態のアキュムレータ１では、ベローズキャップ１２のカップ部１４が省略されている。すなわち、ベローズキャップ１２は円板状に形成されている。そして、このベローズキャップ１２の内面（ガス室２１側の面、図５において上面）には、その略中心部分に位置して、リリーフ手段としての脆弱部３２が形成されている。この脆弱部３２は、例えば、機械加工等により、ベローズキャップ１２を湾曲面状に凹ませることで形成することができる。
【００５０】
シール部１３は、脆弱部３２に対応する領域を避け、この脆弱部３２に対応する領域を囲むようにして、ベローズキャップ１２の外面に設けるのが好ましい。これは、通常使用時において自己シール機能に発揮させることができる程度の強度を有する部分にシール部１３を設ける必要があるためである。なお、シール部１３をハウジング２の一端側の内面に設ける際も、ベローズキャップ１２の脆弱部３２に対応する領域を避け、ベローズキャップ１２の周囲に対応する領域に設けるのが好ましい。
【００５１】
なお、他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。このアキュムレータ１によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
以下、図７を参照して本発明の第７の実施形態を説明する。
【００５３】
この実施形態のアキュムレータ１では、ベローズキャップ１２のカップ部１４の周壁の一部に、ガス室２１と液室２２とを連通するように孔部１７が開けられているとともに、この孔部１７に、ハウジング２内の温度が所定値以上となると開くリリーフ手段が設けられている。このようなリリーフ手段としては、例えば所定の温度で融解する溶栓３３を用いることができる。この溶栓３３は、孔部１７を塞ぐように設けられている。溶栓３３は、所定の温度で溶解するものであればよく、金属や樹脂等で形成することができる。
【００５４】
なお、溶栓３３を設ける位置は、カップ部１４の周壁に限定されない。溶栓３３は、カップ部１４の先端壁に設けてもよい。さらに、溶栓３３は１つであっても複数設けてもよい。他の構成は、図示しない部分を含めて上述した第１の実施形態と同じであるから、重複する説明は図に同符号を付して省略する。
【００５５】
このアキュムレータ１によれば、ガス室２１内の温度が所定値を下回る通常使用時には、溶栓３３がカップ部１４の孔部１７を閉塞して、ガス室２１と液室２２とを気密且つ液密に区画している。つまり、ガス室２１はベローズ本体１１の内面とベローズキャップ１２の内面とボトムシェル４の凸部６の先端面６ａとで気密に囲まれているため、ガス室２１からガスが漏れることはない。
【００５６】
一方、ガス室２１内の温度が所定値以上となったときには、溶栓３３が溶融してカップ部１４の孔部１７を開口させるので、ガス室２１内のガスは、この孔部１７を通過し、液室２２を介して液導入口５に流入する。そのため、ガス室２１内の圧力を過度に上昇させることがない。
【００５７】
したがって、このアキュムレータ１によれば、通常使用時においてガス漏れを抑止でき、しかも、火災で長時間高温に晒されてもハウジング２の破損を抑制できる。
【００５８】
なお、溶栓３３と置換して、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると破損する破壊栓を設けてもよい。その場合、破壊栓を設ける位置は、カップ部１４の周壁に限定されない。破壊栓は、カップの先端壁に設けてもよい。さらに破壊栓は１つであっても複数であってもよい。また、破壊栓は、ガス室２１内の圧力が所定値以上となると破損するものであればよく、例えば樹脂等で形成することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれは、通常使用時においてガス漏れを抑止でき、しかも、火災等で長時間高温に晒されてもハウジングの破損を抑制できるアキュムレータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアキュムレータを示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るアキュムレータが備えるベローズキャップを一部断面して示す側面図。
【図３】本発明の第３の実施形態に係るアキュムレータが備えるベローズキャップを示す断面図。
【図４】本発明の第４の実施形態に係るアキュムレータが備えるベローズキャップを示す断面図。
【図５】本発明の第５の実施形態に係るアキュムレータが備えるベローズキャップを示す断面図。
【図６】本発明の第６の実施形態に係るアキュムレータの一部を示す断面図。
【図７】本発明の第７の実施形態に係るアキュムレータが備えるベローズキャップを示す断面図。
【符号の説明】
１…アキュムレータ、２…ハウジング、５…液導入口、１１…ベローズ本体、１１ａ…固定端、１１ｂ…自由端、１２…ベローズキャップ、１３…シール部、１４…カップ部、２１…ガス室、２２…液室、３０ａ〜３０ｃ，３２…脆弱部（リリーフ手段）、３１…リリーフ弁（リリーフ手段）、３３…溶栓（リリーフ手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an accumulator suitable for an application that stores pressure or absorbs pulsation of hydraulic pressure, for example, in equipment using fluid pressure, such as various hydraulic devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an accumulator is known in which the inside of a container body is partitioned into a gas chamber and a liquid chamber by a bellows or an elastic diaphragm, and a high pressure gas is sealed in the gas chamber. In such an accumulator, if it is exposed to a high temperature for a long time due to a fire, the pressure inside the gas chamber increases with the temperature inside the container body, and the container body may be damaged.
[0003]
In order to suppress such damage to the container body during a fire, an accumulator has been proposed in which a fuse packing that melts at a predetermined temperature is provided in an exhaust hole that allows the gas chamber to communicate with the outside of the container body. In this way, even if this accumulator is exposed to a high temperature for a long time due to a fire or the like, the fuse packing melts at a predetermined temperature and the gas in the gas chamber is discharged out of the container body. It is possible to suppress damage to the main body (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 6-6241 (pages 2 to 4, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the technique described in Patent Document 1, the sealing performance of the pressure vessel during normal use depends on the sealing performance of the fuse packing. However, since it is practically impossible to obtain a perfect sealing property for the fuse packing, the technique described in Patent Document 1 cannot prevent gas leakage from the exhaust hole during normal use. Therefore, it is difficult to maintain the pressure characteristics of the accumulator for a long time.
[0006]
The present invention has been made based on such circumstances, and provides an accumulator capable of suppressing gas leakage during normal use and suppressing damage to the housing even when exposed to a high temperature for a long time in a fire. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an accumulator according to a first aspect of the present invention includes a housing having a liquid inlet on one end side, and a fixed member that is accommodated in the housing and joined to the other end side of the housing. A bellows body having a free end that is displaceable in the axial direction of the end and the housing, a bellows cap provided at the free end of the bellows body, an inner surface of the bellows body, and an inner surface of the bellows cap, A gas chamber, which is enclosed by an outer surface of the bellows main body and an inner surface of the housing, and stores a liquid introduced from the liquid introduction port in a liquid-tight manner, an outer surface of the bellows cap, or The bellows cap is provided on an inner surface of one end side of the housing, and the bellows cap and one end side of the housing are in a state where the bellows body is extended by a predetermined amount. A sealing portion for confining the liquid in the liquid chamber by bringing the surface into close contact, and the bellows cap is provided with relief means that opens when the pressure in the gas chamber exceeds a predetermined value. It is said.
[0008]
According to this accumulator, when the pressure in the gas chamber exceeds a predetermined value, the relief means opens and the gas in the gas chamber flows into the liquid inlet through the liquid chamber, so that the pressure in the gas chamber increases excessively. Damage to the housing that occurs is suppressed. In addition, during normal use when the pressure in the gas chamber is lower than a predetermined value, the relief means is closed, so that no gas leaks from the gas chamber.
[0009]
The accumulator of the present invention based on the second aspect is characterized in that the bellows cap is provided with relief means that opens when the temperature in the housing reaches a predetermined value or more.
[0010]
According to this accumulator, when the temperature in the housing reaches a predetermined value or more, the relief means opens, and the gas in the gas chamber flows into the liquid inlet through the liquid chamber, so that the pressure in the gas chamber increases excessively. Damage to the housing that occurs is suppressed. Moreover, during normal use when the temperature in the housing is below a predetermined value, the relief means is closed, so that no gas leaks from the gas chamber.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0012]
The accumulator 1 of this embodiment is used, for example, to absorb hydraulic pulsation generated in a hydraulic device or to store pressure.
[0013]
The housing 2 of the accumulator 1 includes a shell 3 and a bottom shell 4. The shell 3 is formed in a bottomed cylindrical shape by forging or the like. A liquid inlet 5 is provided at the bottom 3 a of the shell 3 which is one end side of the housing 2.
[0014]
The metal bottom shell 4 is formed in a disk shape having substantially the same diameter as the outer diameter of the shell 3. On one end surface (the lower surface in FIG. 1) of the bottom shell 4, a convex portion 6 that fits inside the shell 3 is integrally projected. The bottom shell 4 is fixed to the shell 3 by welding in a state where the convex portion 6 is fitted in the opening 3b of the shell 3 on the other end side of the housing 2.
[0015]
The bottom shell 4 is provided with a gas supply port 7. The gas supply port 7 is closed by a gas sealing plug 8 provided with a sealing material such as a welding plug, for example. The housing 2 has a rigidity capable of withstanding the working pressure of a hydraulic device or the like that acts on the accumulator 1.
[0016]
A partition member 10 is provided inside the housing 2, and the interior of the housing 2 is partitioned into a gas chamber 21 and a liquid chamber 22 by the partition member 10. The partition member 10 includes a bellows body 11 that can expand and contract in the axial direction of the housing 2, a metal bellows cap 12, and a seal portion 13.
[0017]
As the bellows body 11, for example, a metal bellows made of stainless steel can be used. The bellows body 11 includes a fixed end 11a that is joined to the tip surface 6a of the convex portion 6 of the bottom shell 4 in a gas-tight and liquid-tight manner by welding or the like, and a free end 11b that is displaceable in the axial direction of the housing 2. Have.
[0018]
The bellows cap 12 includes a cup portion 14 that is recessed toward the bottom shell 4 side, and an edge portion 15 that protrudes in the horizontal direction from the periphery of the cup portion 14 toward the outside. The cup part 14 and the edge part 15 are integrally formed. The cup part 14 and the edge part 15 may be formed separately and joined.
[0019]
The free end 11b of the bellows body 11 is joined to the inner surface (upper surface in the drawing) of the edge portion 15 of the bellows cap 12 by airtight and liquid-tight over the entire circumference. The bellows cap 12 is attached with a guide portion 16 for guiding the expansion and contraction movement of the bellows main body 11 along its peripheral edge. The guide portion 16 is formed in a shape in which the bottom shell 4 side is bent inward.
[0020]
In this accumulator 1, a region that is airtightly surrounded by the inner surface of the bellows body 11, the inner surface of the bellows cap 12, and the tip surface 6 a of the convex portion 6 of the bottom shell 4 is used as the gas chamber 21. An inert gas such as nitrogen or helium is sealed in the gas chamber 21 at a pressure higher than atmospheric pressure, and a volume adjusting liquid 23 (for example, glycol ether) for adjusting the volume of the gas chamber 21 is sealed in the gas chamber 21. Has been. The gas supply port 7 is airtightly closed by the gas sealing plug 8 after supplying the inert gas and the volume adjusting liquid 23. On the other hand, the space between the outer surface of the bellows body 11 and the inner surface of the housing 2 is used as a liquid chamber 22. A region surrounded by the cup portion 14 is a liquid chamber 22. Oil is introduced into the liquid chamber 22 through the liquid inlet 5.
[0021]
A ring-shaped seal portion 13 is provided on the outer surface (lower surface in the drawing) of the edge 15 of the bellows cap 12. The seal portion 13 is formed of a rubber-like elastic body such as NBR, SBR, EPDM, or urethane elastomer. In FIG. 1, a seal member having a substantially trapezoidal cross section is used as the seal portion 13, but a seal member having a substantially V-shaped cross section can also be used as the seal portion 13.
[0022]
In this accumulator 1, when the partition member 10 extends due to gas pressure when gas is supplied to the gas chamber 21, the seal portion 13 closely contacts the outer surface of the edge portion 15 of the bellows cap 12 and the inner surface of one end side of the housing 2. Thus, backup oil is confined between the outer surface of the bellows body 11 and the inner surface of the shell 3. FIG. 1 shows the accumulator 1 with backup oil confined between the outer surface of the bellows body 11 and the inner surface of the shell 3.
[0023]
That is, a self-seal mechanism is constituted by the bellows cap 12, the seal portion 13, the inner surface of the bottom portion 3a of the shell 3, and the like. Even if the pressure in the liquid chamber 22 is reduced by this self-sealing mechanism, the pressure in the liquid chamber 22 and the pressure in the gas chamber 21 are maintained at the same pressure, and the pressure in the liquid chamber 22 is maintained at the pressure in the gas chamber 21. Not less than Therefore, the bellows body 11 is protected without being exposed to an excessive differential pressure. The seal portion 13 may be provided on the inner surface of the bottom portion 3 a of the shell 3 that is one end side of the housing 2. In that case, what is necessary is just to provide the seal part 13 in the position corresponding to the edge 15 of the bellows cap 12 of the inner surface of the bottom part 3a.
[0024]
Furthermore, the bellows cap 12 is provided with a relief means that opens when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value. In this embodiment, a fragile portion 30a as a relief means that breaks when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value is provided in a part of the peripheral wall of the cup portion 14. The fragile portion 30a is formed thinner than other regions of the cup portion 14. Such a weak part 30a is realizable by performing machining, such as milling, on a part of cup part 14, for example.
[0025]
The wall thickness of the fragile portion 30a may be set so as to be damaged when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value. The pressure strength of the material forming the cup portion 14 or the gas sealing pressure in the gas chamber 21 is determined. It is good to decide in consideration.
[0026]
The edge portion 15 of the bellows cap 12 provided with the seal portion 13 is usually made to have the same thickness as the cup portion 14 (excluding the fragile portion 30a) or thicker than that. It is preferable to have a strength that allows the self-sealing function to be exhibited during use. In this embodiment, the thickness of the edge portion 15 is formed to be approximately the same as the thickness of the cup portion 14 (excluding the fragile portion 30a).
[0027]
The accumulator 1 divides the gas chamber 21 and the liquid chamber 22 in an airtight and liquid-tight manner without breaking the fragile portion 30a during normal use in which the pressure in the gas chamber 21 is lower than a predetermined value. That is, the gas chamber 21 is hermetically surrounded by the inner surface of the bellows body 11, the inner surface of the bellows cap 12, and the tip surface 6 a of the convex portion 6 of the bottom shell 4, so that no gas leaks from the gas chamber 21.
[0028]
On the other hand, when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value, the fragile portion 30 a is destroyed, and the gas in the gas chamber 21 flows into the liquid inlet 5 through the liquid chamber 22. As a result, the gas in the gas chamber 21 escapes to the liquid inlet 5.
[0029]
As described above, according to the accumulator 1, during normal use, the gas chamber 21 is hermetically surrounded by the inner surface of the bellows body 11, the inner surface of the bellows cap 12, and the tip surface 6 a of the convex portion 6 of the bottom shell 4. It is. That is, since gas leakage from the gas chamber 21 is suppressed, the pressure characteristics of the accumulator 1 can be maintained over a long period of time.
[0030]
On the other hand, when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value, the fragile portion 30a as the relief means is broken and opened. Therefore, even in the accumulator 1 having the housing in which the shell 3 and the bottom shell 4 are joined by welding without using a seal member such as an O-ring, the pressure in the gas chamber 21 is The housing 2 can be prevented from being damaged by excessively rising.
[0031]
Further, since the fragile portion 30a as a relief means is provided in the cup portion 14 of the bellows cap 12, in normal use when the pressure in the gas chamber 21 is lower than a predetermined value, it is stretched horizontally from the periphery toward the outside. The self-sealing function can be maintained by the protruding edge 15, and when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value, the fragile part 30 a provided in the cup part 14 can have a relief function.
[0032]
Further, since the relief means is the fragile portion 30a that breaks when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value, the relief means can be realized with a simple configuration and at low cost.
[0033]
In addition, although the weak part 30a may be implement | achieved by making thickness thin as mentioned above, when the pressure in the gas chamber 21 becomes more than predetermined value, all or a part of the cup part 14 It may be realized by forming it with a material having low strength and low rigidity that can be destroyed.
[0034]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0035]
In the accumulator 1 of this embodiment, the weak part 30b which consists of an annular groove over the perimeter of the surrounding wall of the cup part 14 of the bellows cap 12 is provided. Note that other configurations are the same as those in the first embodiment described above including the portions not shown, and therefore, duplicate descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings. Even if the relief means is the weakened portion 30b formed of the annular groove as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0036]
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
[0037]
In the accumulator 1 of this embodiment, the entire thickness of the peripheral wall and the tip wall of the cup portion 14 is formed thinner than the thickness of the edge portion 15, thereby making the entire cup portion 14 a weak portion 30 c. Note that other configurations are the same as those in the first embodiment described above including the portions not shown, and therefore, duplicate descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.
[0038]
Even if the relief means is the fragile portion 30c as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0039]
Although not shown in the drawing, the wall thickness of a part or the whole of the tip wall of the cup portion 14 may be formed thinner than the thickness of the edge portion 15 to form a weakened portion. A weak portion such as the weak portion 30a shown in the first embodiment may be provided. That is, the fragile portion can be formed by making a desired part or all of the thickness of the cup portion 14 thinner than the thickness of the edge portion 15.
[0040]
Hereinafter, four embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
[0041]
In the accumulator 1 of this embodiment, the open end of the cup portion 14 is closed, and a communication port 18 that communicates with the liquid chamber 22 is provided in a part thereof. Note that other configurations are the same as those in the first embodiment described above including the portions not shown, and therefore, duplicate descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.
[0042]
In this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. In addition, by adjusting the size of the communication port 18, a pulsation absorption effect that matches a specific frequency can be obtained.
[0043]
In FIG. 4, the relief means is the weakened portion 30 a shown in the first embodiment on a part of the peripheral wall of the cup portion 14, but regardless of the position, shape, or type of the relief means, A pulsation absorbing effect can be obtained by closing the open end and providing a communication port 18 communicating with the liquid chamber 22 in a part thereof. Further, by adjusting the size of the communication port 18, a pulsation absorbing effect that matches a specific frequency can be obtained.
[0044]
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0045]
In the accumulator 1 of this embodiment, a hole 17 that allows the gas chamber 21 and the liquid chamber 22 to communicate with each other is formed in a part of the peripheral wall of the cup portion 14 of the bellows cap 12. A relief valve 31 is provided as a relief means that opens when the pressure in the chamber 21 exceeds a predetermined value.
[0046]
Such a relief valve 31 can be comprised by the coil spring 31a and the spherical body 31b, for example. The coil spring 31 a is inserted in the hole 17. One end portion of the coil spring 31a on the liquid chamber 22 side is fixed to the cup portion 14 to be a fixed end. The free end which is the other end of the coil spring 31a is fixed to the sphere 31b. The material and size of the sphere 31b are determined so that the sphere 31b fits into the hole 17 and closes the hole 17 in an airtight and liquid-tight manner. The spherical body 31b is exposed to the outside of the cup portion 14, that is, the gas chamber 21 side. Further, the weight of the sphere 31b, the spring constant of the coil spring 31a, and the like are set in the relief valve 31 so that the coil spring 31a expands and contracts when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value. Note that other configurations are the same as those in the first embodiment described above including the portions not shown, and therefore, duplicate descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.
[0047]
According to this accumulator 1, the spherical body 31b of the relief valve 31 closes the hole 17 of the cup portion 14 during normal use when the pressure in the gas chamber 21 falls below a predetermined value, and the gas chamber 21 and the liquid chamber 22 are connected. Airtight and liquid-tight compartments. That is, the gas chamber 21 is hermetically surrounded by the inner surface of the bellows body 11, the inner surface of the bellows cap 12, and the tip surface 6 a of the convex portion 6 of the bottom shell 4, so that no gas leaks from the gas chamber 21. On the other hand, when the pressure in the gas chamber 21 becomes a predetermined value or more, the gas in the gas chamber 21 pushes the sphere 31b to the inside of the cup portion 14 to open the hole portion 17, so that the gas in the gas chamber 21 is It passes through the hole 17 and flows into the liquid inlet 5 through the liquid chamber 22. Therefore, the pressure in the gas chamber 21 is not increased excessively. Therefore, according to this accumulator 1, the effect similar to 1st Embodiment is acquired.
[0048]
Hereinafter, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0049]
In the accumulator 1 of this embodiment, the cup part 14 of the bellows cap 12 is omitted. That is, the bellows cap 12 is formed in a disc shape. And the weak part 32 as a relief means is formed in the inner surface (surface by the side of the gas chamber 21, the upper surface in FIG. 5) of this bellows cap 12 in the approximate center part. The fragile portion 32 can be formed by denting the bellows cap 12 into a curved surface by, for example, machining.
[0050]
The seal portion 13 is preferably provided on the outer surface of the bellows cap 12 so as to avoid the region corresponding to the fragile portion 32 and surround the region corresponding to the fragile portion 32. This is because it is necessary to provide the seal portion 13 in a portion having a strength that can be exhibited by the self-sealing function during normal use. In addition, when providing the seal part 13 in the inner surface of the one end side of the housing 2, it is preferable to avoid the area | region corresponding to the weak part 32 of the bellows cap 12, and to provide in the area | region corresponding to the circumference | surroundings of the bellows cap 12.
[0051]
Note that other configurations are the same as those in the first embodiment described above including the portions not shown, and therefore, duplicate descriptions are omitted by attaching the same reference numerals to the drawings. According to this accumulator 1, the same effect as the first embodiment can be obtained.
[0052]
Hereinafter, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0053]
In the accumulator 1 of this embodiment, a hole 17 is formed in a part of the peripheral wall of the cup portion 14 of the bellows cap 12 so as to communicate the gas chamber 21 and the liquid chamber 22. Relief means is provided that opens when the temperature in the housing 2 reaches a predetermined value or more. As such a relief means, for example, a melting plug 33 that melts at a predetermined temperature can be used. The melting plug 33 is provided so as to close the hole 17. The melting plug 33 may be formed of metal or resin as long as it melts at a predetermined temperature.
[0054]
The position at which the melt plug 33 is provided is not limited to the peripheral wall of the cup portion 14. The fusing plug 33 may be provided on the tip wall of the cup portion 14. Further, one or more plugs 33 may be provided. Since other configurations are the same as those of the first embodiment described above including a portion not shown, overlapping descriptions will be omitted by attaching the same reference numerals to the drawings.
[0055]
According to this accumulator 1, during normal use when the temperature in the gas chamber 21 is lower than a predetermined value, the fusing plug 33 closes the hole 17 of the cup portion 14 so that the gas chamber 21 and the liquid chamber 22 are airtight and liquid. It is densely partitioned. That is, the gas chamber 21 is hermetically surrounded by the inner surface of the bellows body 11, the inner surface of the bellows cap 12, and the tip surface 6 a of the convex portion 6 of the bottom shell 4, so that no gas leaks from the gas chamber 21.
[0056]
On the other hand, when the temperature in the gas chamber 21 becomes equal to or higher than a predetermined value, the melting plug 33 is melted to open the hole portion 17 of the cup portion 14, so that the gas in the gas chamber 21 passes through the hole portion 17. Then, it flows into the liquid inlet 5 through the liquid chamber 22. Therefore, the pressure in the gas chamber 21 is not increased excessively.
[0057]
Therefore, according to the accumulator 1, gas leakage can be suppressed during normal use, and damage to the housing 2 can be suppressed even when exposed to a high temperature for a long time due to a fire.
[0058]
Instead of the plug 33, a breaker plug may be provided that breaks when the pressure in the gas chamber 21 exceeds a predetermined value. In that case, the position where the break plug is provided is not limited to the peripheral wall of the cup portion 14. The break plug may be provided on the tip wall of the cup. Furthermore, the number of break plugs may be one or plural. Moreover, the destruction plug should just be what breaks when the pressure in the gas chamber 21 becomes more than predetermined value, for example, can be formed with resin etc.
[0059]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an accumulator that can suppress gas leakage during normal use and can suppress damage to the housing even when exposed to a high temperature for a long time due to a fire or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an accumulator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a partial cross section of a bellows cap included in an accumulator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a bellows cap included in an accumulator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a bellows cap provided in an accumulator according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a bellows cap provided in an accumulator according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a part of an accumulator according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a bellows cap provided in an accumulator according to a seventh embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Accumulator, 2 ... Housing, 5 ... Liquid inlet, 11 ... Bellows main body, 11a ... Fixed end, 11b ... Free end, 12 ... Bellows cap, 13 ... Seal part, 14 ... Cup part, 21 ... Gas chamber, 22 ... Liquid chamber, 30a to 30c, 32 ... Fragile part (relief means), 31 ... Relief valve (relief means), 33 ... Melting plug (relief means)

Claims

A housing having a liquid inlet on one end side;
A bellows body housed in the housing and having a fixed end joined to the other end of the housing and a free end freely displaceable in the axial direction of the housing;
A bellows cap provided at the free end of the bellows body;
A gas chamber surrounded by the inner surface of the bellows body and the inner surface of the bellows cap, and containing gas in an airtight manner;
A liquid chamber which is surrounded by the outer surface of the bellows body and the inner surface of the housing, and which stores liquid introduced from the liquid introduction port in a liquid-tight manner;
The bellows cap is provided on the outer surface of the bellows cap or the inner surface of the one end side of the housing, and the bellows cap and the inner surface of the one end side of the housing are brought into close contact with each other in a state where the bellows body is extended by a predetermined amount. A seal portion for confining
An accumulator characterized in that the bellows cap is provided with relief means that opens when the pressure in the gas chamber reaches a predetermined value or more.

The accumulator according to claim 1, wherein the bellows cap has a cup portion that is recessed toward the gas chamber, and the relief means is provided in the cup portion.

2. The accumulator according to claim 1, wherein the relief means is a fragile portion that is damaged when the pressure in the gas chamber becomes a predetermined value or more.

2. The accumulator according to claim 1, wherein the relief means is a breaker plug that closes a hole provided in the bellows cap and breaks when a pressure in the gas chamber exceeds a predetermined value.

2. The accumulator according to claim 1, wherein the relief means is a relief valve that opens when the pressure in the gas chamber becomes a predetermined value or more.

A housing having a liquid inlet on one end side;
A bellows body housed in the housing and having a fixed end joined to the other end of the housing and a free end freely displaceable in the axial direction of the housing;
A bellows cap provided at the free end of the bellows body;
A gas chamber surrounded by the inner surface of the bellows body and the inner surface of the bellows cap, and containing gas in an airtight manner;
A liquid chamber which is surrounded by the outer surface of the bellows body and the inner surface of the housing, and which stores liquid introduced from the liquid introduction port in a liquid-tight manner;
The bellows cap is provided on the outer surface of the bellows cap or the inner surface of the one end side of the housing, and the bellows cap and the inner surface of the one end side of the housing are brought into close contact with each other in a state where the bellows body is extended by a predetermined amount. A seal portion for confining
An accumulator characterized in that the bellows cap is provided with relief means that opens when the temperature in the housing reaches a predetermined value or more.

The accumulator according to claim 6, wherein the relief means is a plug that closes a hole provided in the bellows cap and melts at a predetermined temperature.