JP4025201B2 - 液圧アキュムレータ、特にブラダ型アキュムレータ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前文の特徴を有する液圧アキュムレータ、特にブラダ型アキュムレータに関するものである。
【０００２】
このタイプの液圧アキュムレータは市販されている。マンネスマンレックスロス（Mannesmann Rexroth）会社により刊行された技術参考文献の「液圧訓練マニュアル」（“Der Hydrauliktrainer”）の第１巻の１６５ページに、前述のタイプのブラダ型アキュムレータが記載されている。開示されたブラダ型アキュムレータでは、バルブ装置はシート弁として作られており、流体チャンバに向き合う接続用短管の末端に、静止した弁座として、可動弁本体の弁皿上の対応する円錐面と協働する円錐面が形作られている。それは、弁制御内燃機関において常套的である制御弁と同様に作られており、即ち弁皿はシャフトに配置され、前記シャフトは、弁のリフト動作のための弁サポートとしての弁ガイドの中で案内され、開放位置と閉鎖位置との間を移動し、又、弁ガイドは接続用短管の構成要素である。
【０００３】
その際の欠点は、この弁の構成の結果として複数の個別部品の生産及び機械加工に必要な費用の故に、高製造コストを招くことである。弁装置の適正な作動を保証するために、接続用短管の中に組み込まれる弁ガイドは、製造公差に関して、並びに心合わせ及び嵌め合いの両方に関して慎重に製造されなければならない。更に、弁座を形作る円錐面にふさわしい機械加工が必要である。このことは、例えば弁本体の少なくとも弁皿が鍛造により作り出されること等の事実によって同様に製造コストも増大させる。
【０００４】
独国特許出願公開第１９９０６８００号が、膜隔離要素によって二つの室に分割された内部をもったハウジングを有する液圧アキュムレータを開示しており、第一室がガスを充填されて第二室が液体を充填されており、そしてスプリングベローズの作動プレートの形をした膜隔離要素によって作動されることが可能な閉鎖本体をもった底部弁が流体接続部にあり、前記底部弁は、第二室が液体で満たされることを可能にしさらに第二室が完全に空にされることを防ぐ。
【０００５】
底部弁の損傷及び液体の意図的ではない漏出の両方を防ぐために、従って動作の信頼性の相当の向上を保証するために、公知の解決策では、膜隔離要素によって、液圧ピストンの機能が果たされるところの位置へ閉鎖本体を移動させることができることが提案されている。閉鎖本体は、スプリングベローズアキュムレータの隔離プレートに向き合っている閉鎖本体の片面に球状作動部を有しており、その結果この点で、点状の力のピークをもった力の作用が膜隔離要素を手段として閉鎖本体上に生じる。接続用短管の中で完全に案内される公知の弁本体は更に、接続用短管に対する弁本体の密閉のために外周縁側面にゴム弾性密封手段を必要とし、前記ゴム弾性密封手段は基本的に損耗を受けるものであり、その結果それらは、液圧アキュムレータの動作信頼性を保証するために時々新しいものと交換されなければならない。
仏国特許発明第１１５４１８７号明細書が一般的な液圧アキュムレータ、特にブラダ型アキュムレータを開示しており、前記ブラダ型アキュムレータは、アキュムレータハウジングと、アキュムレータハウジングの中に配置された隔離要素と、弁サポートとを有しており、前記隔離要素が、ガス側入口に隣接しているガス室を流体接続用短管を有する流体側入口に隣接している流体室からアキュムレータハウジングの中で隔離しており、前記弁サポートが、接続用短管に配置されていて、流体通路と皿状の弁本体とを有しており、前記弁本体が、弁サポートに向かい合った弁本体の片面によって弁シャフトの方に向かって先が細くなっていて、弁本体が、圧縮ばねの形をしたエネルギ蓄積器を手段として、流体通路を開放する弁本体の開放位置へ付勢され、又、隔離要素の動きによって弁本体の閉鎖位置へ移動させられることが可能であり、及び弁本体が上記の開放位置において流体室の中に突き出していて、弁本体が、接続用短管に囲まれた弁サポートの外周縁に沿って接続用短管の中で縦方向に移動できるように案内される弁サポートの統合された特に一体形の構成要素である。行程を制限するために、弁サポートは、可動に案内されて接続用短管の中の確保リングからなるストッパに接触する。公知の解決法では、弁サポートは、ただ一つの流体通路を有しており、前記流体通路は、その他の点では圧縮ばねの形をしたエネルギ蓄積器に貫入されている。
英国特許第２１０４９６４号明細書が、前述のフランスの引用例に類似の一般の液圧アキュムレータ特にブラダ型アキュムレータを開示しており、しかしそこでは、弁本体の下に配置された圧縮ばねの形をしたエネルギ蓄積器が、弁本体と接続用短管との間に延在している。更に、公知の解決法は確保リングを放棄していて、この公知の解決法におけるピストン状弁本体は、接続用短管の中で接続用短管のストッパを使ってしっかりと保持されている。
米国特許第４３３５７５１号明細書が液圧アキュムレータとしての隔膜アキュムレータを開示しており、そこでは流体を通すための接続用短管の中に流体ガイド部品がねじ込まれていて、前記流体ガイド部品はその縦軸に関して正反対に数個の流体通路を備えている。流体ガイド部品は、その頂部に、流体の流れを流体通路から液圧アキュムレータの流体側へそらす皿状のガイド面を有している。当該の流体ガイド面は、隔膜アキュムレータの接続用短管に固定されている流体ガイド部品の、不動に一体化した構成要素である。
【０００６】
技術のこの状態に基づいて、本発明の目的は、向上した動作信頼性と長い保守間隔とを同時にもっていて、比較的により簡単に且つより経済的に作り出すことが可能な液圧アキュムレータを創り出すことである。
【０００７】
上記のタイプの液圧アキュムレータにおいて、本発明によるこの目的は、いくつかの流体通路が、弁サポートの縦軸と弁本体の縦軸とに関して正反対に対向して弁サポートの中にあるという点、及び流体通路が、内側の方で弁本体の弁シャフトによって境界を作られているという点、及びエネルギ蓄積器が、ピストン状弁本体の下でピストン状本体と接続用短管との間に配置されるという点で達成される。
接続用短管の中に取り付けられるべき隔離弁構造を削除することにより、生産、機械加工、及び組立についてのコストが大きく削減される。本発明による解決策を使って、弁本体を弁サポートの構成要素として挿入モジュールの方式で作ることが可能であり、そして当該のモジュール構成要素は、流体接続用短管に迅速且つ容易に挿入することが可能であり、又流体接続用短管で縦方向に動くことが可能なように固定することができる。モジュール構造に関して、モジュールの方式では、液圧アキュムレータについての、特に接続用短管に対する別のサイズ比率への適合が迅速且つ容易になされることが可能である。更に、弁サポートの中の流体通路の必要な数量を構造的に容易且つ経済的に備えることが可能である。
エネルギ蓄積器の配置も本解決法のモジュール構造を支持し、エネルギ蓄積器を容易に且つ経済的に接続用短管の中に挿入することができる。
弁サポートが外周縁側面で接続用短管の内周に沿って案内されるので、案内面は、確実にフィットした案内が実現できるように拡大可能である。このことは、本発明による解決法の動作信頼性を向上させる。更に、損耗を受ける密封システムを完全にやめることが可能である。
【０００８】
弁本体の皿状の実施態様に基づいて、前述の隔離要素の均一な接触が生じ、その結果この点で均一な作動が注意深く生じる。このことも同様に損耗を低減させるのに役立ちそれ故に本発明による液圧アキュムレータ解決策の動作信頼性に有利に働く。
【００１０】
更に、弁本体の最大可能開放位置では、弁サポートが接続用短管の中のストッパに打ち当たり、そして弁本体の完全閉鎖位置では、弁本体が少なくともその皿の縁を接続用短管と接触することが提供されることが好ましい。
【００１１】
本発明による液圧アキュムレータの一つの好適な実施態様において、ストッパが、接続用短管の内周縁に設けられた溝に嵌まり込む確保リングであるなら、確保リングを、弁サポートの外周縁に設けられた取付溝を手段として接続用短管の溝に確実に挿入することが可能であり、その結果挿入モジュールを単純な受け留めによって、圧縮ばねの作用に対抗してただ一つの工程で完全に取り付けることができる。ストッパと取付溝の末端側出口との間の経路は、弁本体の最大可能開放位置から完全閉鎖位置までの自由行程より特に長く作られていて、そのため後で弁サポートをもった弁本体の妨害されない作動を達成し、又、取付を可能にする。
【００１２】
弁サポートをもった弁本体が旋削部品として機械加工されるように設計されるのが好ましければ、本発明による弁手段は、普通の自動旋盤を使って特に経済的な方式で棒状素材から実現されるが、今まで普通に用いられていた鍛造工程は、弁皿に関するはっきりしたコスト増加を伴う。流体通路が、弁サポートの中で個別の穴の形で実現されることが更に提供されることが好ましい。
【００１３】
本発明による液圧アキュムレータは、概略形の、縮尺に従わずに描かれた添付図に示される一つの実施態様を使って以下に詳述される。
【００１４】
図１は、従来技術において見ることができる在来のブラダ型アキュムレータを示しており、前記ブラダ型アキュムレータは、加圧ハウジングとして作られたアキュムレータハウジング１０をもっている。伸縮自在に弾力性のある隔離要素１２がアキュムレータハウジング１０の中にあり、前記隔離要素１２は、ガス側入口１４に隣接するガス室１６を流体側入口２０に隣接する流体室１８から隔離している。図示された流体側入口２０は、中空円筒のように作られた流体接続用短管２２を有している。図１への視野方向で見て、接続用短管２２はその下方内側に雌ねじをもっている接続点２４を有しており、前記接続点２４に流体配管を接続することができる。接続用短管２２はその反対側の端部に拡大領域２６を有しており、前記拡大領域２６は内側周縁面に、弁本体３２の閉鎖状態（図示されない）において弁本体３２の下側の皿の縁３０と接触するための接触ベベル２８を備えている。接続用短管２２をアキュムレータハウジング１０の下側開放端に固定するために固定リング３４があり、この固定リング３４は、一方でアキュムレータハウジング１０の中に見出され、又図１によると他方で外側に見出される。固定リング３４を互いに引き締めて、接続用短管２２をアキュムレータハウジングの下側端部に固定する目的のために、接続用短管２２の雄ねじ３８にねじ込み可能なロックナット３６がある。
【００１５】
互いに正反対に対向する流体通路４２をもった弁サポート４０が、液圧アキュムレータの流体送達部の領域の中の接続用短管２２の中間部にある。当該の流体通路４２は、接続点２４を液圧アキュムレータの流体室１８に接続して流体を通す。縦中心軸４４に沿った弁サポート４０は中心穴を備えていて、皿状の弁本体３２の弁シャフト４６が前記中心穴を通って延びていて、図１に示されるように弁シャフト４６の自由端がねじ接続部４８を備えている。弁本体３２の作動弁皿５０の下側端部と弁サポート４０の上接触面との間に、圧縮ばね５２の形をしたエネルギ蓄積器が延在している。当該の圧縮ばね５２は、流体が通過する図１による弁本体３２の開放位置に弁本体３２を伸張させ、又、隔離要素１２の流体側入口２０の方向への動きにより、弁本体３２がその閉鎖位置に移動し、前記閉鎖位置において弁本体３２の皿の縁３０が流体接続用短管２２の接触ベベル２８と密封接触を作り出す。更に、接続用短管２２の領域において、アキュムレータハウジング１０内部の周囲環境に対する流体密封防護手段が、詳述されない従来の方式の密封ポイント５４によって達成されている。
【００１６】
液圧アキュムレータに関する当該の構造は在来型のものであり又従来技術である。上述されたことから、一体にされた弁サポート４０をもつ接続用短管２２と、ねじ接続によって弁本体３２を弁サポート４０に固定することとに関するコストがかなりなものであることが明らかになる。このことは高製造コストを招く。さらに、弁本体３２の少なくとも弁皿５０が鍛造部品として作られることも高製造コストの一因となっている。それに対して、図２及び３に示される本発明による解決策によってより経済的な実施が達成され、又、本発明の説明に関して、上述のものと同一の参照符号が、構成要素の機能に関して互いに一致する場合の構成要素に対して用いられる。
【００１７】
本発明による解決策では、弁本体３２は、弁サポート４０の統合化された特に一体形の構成要素であり、前記弁サポート４０は、接続用短管２２に囲まれたその外周縁５６に沿って接続用短管２２の中で縦方向に移動することが可能である。ピストン状の弁サポート４０を接続用短管２２に沿って案内するために、その二つの構成要素は、制限されない動きを可能にするように適切に作られた円筒状案内面を有している。弁サポート４０に関する構造寸法は、高さがその直径と同等であるようになっており、このように選択された寸法が信頼性と直線状の案内とを保証する。本発明による解決策では、弁サポート４０には四つの流体通路４２（図２参照）が、弁サポート４０の縦中心軸４４と更に弁本体３２の縦軸とに関して互いに正反対に対向してある。上記の流体通路４２は、外側の方では弁サポート４０の外壁によって境界を作られており、残っている残壁厚は図が示すように薄くなる。内側の方では、流体通路４２は弁シャフト４６によって境界を作られており、前記弁シャフト４６は弁サポート４０の他方の本体ハウジングの中に一体で入っている。
【００１８】
本発明による解決策では、圧縮ばねの形をしたエネルギ蓄積器５２が、ピストン状弁サポート４０の下に配置されていて、圧縮ばねは、その下端を接続用短管２２で支持されており、又その他方の対向する端部を弁サポート４０で支持されている。圧縮ばね５２をその下端で支持するために、接続用短管２２は、内側に突き出た接触ショルダ５８を有しており、又圧縮ばね５２はその上端を弁サポート４０の環状境界壁６０で支持され、その結果四つの流体通路４２は、流体接続のための接続点２４（非図示）の方向に空間が確保される。
【００１９】
図２及び３に示される弁本体３２の最大可能開放位置において、弁サポート４０は接続用短管２２にあるストッパ６２に突き当たり、その結果弁サポート４０の動きの経路がこのストッパ６２によって上方に制限される。弁本体３２の完全閉鎖位置（非図示）では、弁本体３２の下側の皿の縁３０が接続用短管２２の接触ベベル２８に隣接する。この閉鎖位置において、縦方向の穴の形をした流体通路４２としての、流体室１８から接続点２４の方向への流体通路は閉塞される。ストッパ６２は、在来のスナップリングの方式で作られた確保リング６４によって形成されている。取り付け状況において、当該の環状の弾性的に柔軟な確保リング６４は、接続用短管２２の内周縁６８に設けられた半円状の溝６６の中に嵌め込まれる。
【００２０】
当該の接続を生み出すために、最初に確保リング６４が、弁サポート４０の外周縁７２に沿って環状に延在する取付溝７０を手段として、接続用短管２２の外側で弁サポート４０に嵌め込まれる。圧縮ばね５２を接続用短管２２の内側に挿入した後、次いで弁本体３２をもつ弁サポート４０と確保リング６４とが、確保リング６４をもつ取付溝７０が溝６６の高さで接続用短管２２の内周縁６８に到達するまで、圧縮ばね５２の作用に対抗して接続用短管２２の中に押し込められることが可能である。そして確保リング６４は、特有の弾性に起因して、外側にぱちんと開いて溝６６の中に嵌め込まれ、かくして自由に移動できないストッパ６２を形成する。当該の組立位置において、次に弁ユニットが接続用短管２２の中に確実に固定され、そして最大可能開放位置において弁サポート４０が圧縮ばね５２によってストッパ６２に押し付けられ、その結果このようにして弁サポート４０は接続用短管２２の中で動かないように保持される。しかし、ストッパ６２と取付溝７０の端部側延長路との間の自由行程は、弁本体３２の、上記の最大可能開放位置から、弁本体３２の皿の縁３０が接続用短管２２の上自由端の接触ベベル２８に接触するところの、弁本体３２の完全閉鎖位置までの動きの自由行程より大であるように選択されている。確保リング６４の特有の弾性の結果として、確保リング６４が取付溝７０の中に跳ね戻る危険性は更にない。
【００２１】
弁本体３２と従って弁皿５０とをもつ弁サポート４０は、在来の自動旋盤を使った機械加工によって、所謂旋削部品として得ることができる。当該の機械加工は、鍛造のような他の在来の製造と比較して非常に経済的である。弁サポート４０の中の流体通路４２は、弁皿５０とは反対側で弁サポート４０に作られる個別の穴の形で実施される。確保リング６４は、流体通路４２を経由したアクセスにより接続用短管２２の溝６６から普通に取り外すことができ、その結果この点でモジュール構成要素としての弁ユニットは、交換等が必要となった場合、新しいものに容易に交換することが可能である。本発明による説明された解決策は、経済的に作り出されて容易に取り付けられうる。このことは液圧アキュムレータの製造コストをはっきりと低減させる。本発明による弁システムの説明された利用は、液圧アキュムレータとしてのブラダ型アキュムレータに限定されるものではなく、例えば隔離要素１２が隔離ピストン（非図示）から作られるピストンアキュムレータにおいても使用されうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、ブラダ型アキュムレータの形をした公知の液圧アキュムレータの、部分的に示された図であって部分的に示された縦断面図である。
【図２】 図２は、接続用短管をもつ本発明による弁手段の断面斜視図である。
【図３】 図３は、図２で示された装置に関する、対応する縦断面図である。

Claims (8)

1. アキュムレータハウジング（１０）と、アキュムレータハウジング（１０）の中に配置された隔離要素と、弁サポート（４０）とを有する特にブラダ型アキュムレータの液圧アキュムレータであって；
   前記隔離要素が、流体接続用短管（２２）を有する流体側入口（２０）に隣接している流体室（１８）からガス側入口（１４）に隣接しているガス室（１６）をアキュムレータハウジングの中で隔離しており、前記弁サポート（４０）が、流体接続用短管（２２）に配置されていて、複数の流体通路（４２）と皿状の弁本体（３２）とを有しており、前記弁本体（３２）が、弁サポート（４０）に向かい合った弁本体（３２）の片面によって弁シャフト（４６）の方に向かって先が細くなっていて、弁本体（３２）が、圧縮ばね（５２）を手段として、流体通路を開放する弁本体（３２）の開放位置へ付勢され、又、隔離要素（１２）の動きによって弁本体（３２）の閉鎖位置へ移動させられることが可能であり、及び弁本体（３２）が、上記の開放位置において流体室（１８）の中に突き出していて、弁本体（３２）が、流体接続用短管（２２）に囲まれた弁サポート（４０）の外周縁（５６）に沿って流体接続用短管（２２）の中で縦方向に移動できるように案内される弁サポート（４０）の統合された特に一体形の構成要素である、液圧アキュムレータにおいて；
   複数の流体通路（４２）が、弁サポート（４０）の縦軸（４４）と弁本体（３２）の縦軸（４４）とに関して互いに正反対に対向して弁サポート（４０）の中にあることと、流体通路（４２）が、内側の方で弁本体（３２）の弁シャフト（４６）によって境界を作られていることと、圧縮ばね（５２）が、ピストン状弁本体（４０）の下でピストン状弁本体（４０）と流体接続用短管（２２）との間に配置されることとを特徴とする、液圧アキュムレータ。
2. 圧縮ばね（５２）が、該圧縮ばね（５２）の一方の端を流体接続用短管（２２）で支持され、他方の端を弁サポート（４０）で支持されるところの、請求項１に記載の液圧アキュムレータ。
3. 弁本体（３２）の最大可能開放位置において弁サポート（４０）が、流体接続用短管（２２）の中のストッパ（６２）に打ち当たり、弁本体（３２）の完全閉鎖位置において弁本体（３２）が、弁本体（３２）の少なくとも皿の縁（３０）で流体接続用短管（２２）に接触するところの、請求項１又は２に記載の液圧アキュムレータ。
4. ストッパ（６２）が、流体接続用短管（２２）の内周縁（６８）に設けられた溝（６６）の中に嵌り込む確保リング（６４）により形作られているところの、請求項３に記載の液圧アキュムレータ。
5. 確保リング（６４）が、弁サポート（４０）の外周縁（７２）に設けられた取付溝（７０）を手段として流体接続用短管（２２）に設けられた溝（６６）の中に挿入可能であるところの、請求項４に記載の液圧アキュムレータ。
6. 弁本体（３２）が流体接続用短管（２２）に取り付けられたとき、ストッパ（６２）に縦軸（４４）方向で対向する取付溝（７０）の端縁とストッパ（６２）との間の距離が、弁本体（３２）の最大可能開放位置から完全閉鎖位置までの自由行程より大であるところの、請求項５に記載の液圧アキュムレータ。
7. 弁サポート（４０）をもつ弁本体（５２）が旋削部品として機械加工されるように構成されているところの、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液圧アキュムレータ。
8. 流体通路（４２）が、弁サポート（４０）の中に個別の穴の形で実現されるところの、請求項７に記載の液圧アキュムレータ。

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