JP4247612B2 - アキュムレータおよびアキュムレータ用スペーサー - Google Patents
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Description
本発明は、蓄圧装置または脈圧減衰装置等として用いられるアキュムレータと、その構成要素の一つをなすアキュムレータ用スペーサーとに関するものである。本発明のアキュムレータは例えば自動車用アキュムレータとして用いられる。
図５に示すように、従来からアキュムレータにおけるハウジング５１の内部にはガス室５２の容積を調整するためにスペーサー５３が組み込まれており、このスペーサー５３は、伸縮動作するベローズ５４と干渉しないようにベローズ５４との間に間隙（図示せず）を設定されている。また、このスペーサー５３はその外径寸法をガスエンドカバー５５の内径寸法と嵌合い公差の寸法に設定されており、よって組立当初はガスエンドカバー５５に対してガタツキを生じないように組み込まれている。
しかしながら、従来のこの構造によると、所定の樹脂材料にて円盤状に成形されたスペーサー５３に経年劣化によるクリープや熱サイクルによる熱収縮が生じたときに、このスペーサー５３にガスエンドカバー５５に対するガタツキが発生し、よってこれを原因として、異音が発生したりベローズ５４が破損したりすることがある。
本発明は以上の点に鑑みて、アキュムレータにおけるハウジングの内部に組み込まれる容積調整用のスペーサーに経年劣化や熱収縮によるガタツキが発生するのを抑えることができ、もってこのガタツキを原因として異音が発生したりベローズが破損したりするのを防止することができるアキュムレータおよびアキュムレータ用スペーサーを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるアキュムレータは、ハウジングの内部に容積調整用のスペーサーを設けたアキュムレータにおいて、前記スペーサーは、所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部を有し、円周上一箇所にスリット部を有し、前記ハウジングにおけるスペーサー挿入箇所の内径寸法よりも大きな外径寸法を有し、前記外径寸法を縮小した状態で前記ハウジングに挿入されその弾性復元力により前記ハウジングの内径側に固定されることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２によるアキュムレータは、シェルおよびガスエンドカバーを備えたハウジングと、前記ハウジングの内部に配置された金属ベローズと、前記ガスエンドカバーの内側に固定された容積調整用のスペーサーとを有する金属ベローズ型アキュムレータにおいて、前記スペーサーは、所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部を有し、円周上一箇所にスリット部を有し、前記ガスエンドカバーにおけるスペーサー挿入箇所の内径寸法よりも大きな外径寸法を有し、前記外径寸法を縮小した状態で前記ガスエンドカバーに挿入されその弾性復元力により前記ガスエンドカバーの内径側に固定されることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３によるアキュムレータ用スペーサーは、アキュムレータにおけるハウジングの内部に設置される容積調整用のスペーサーにおいて、所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部を有し、円周上一箇所にスリット部を有し、前記ハウジングにおけるスペーサー挿入箇所の内径寸法よりも大きな外径寸法を有し、前記外径寸法を縮小した状態で前記ハウジングに挿入されその弾性復元力により前記ハウジングの内径側に固定されることを特徴とするものである。
更にまた、本発明の請求項４によるアキュムレータ用スペーサーは、シェルおよびガスエンドカバーを備えたハウジングならびに前記ハウジングの内部に配置される金属ベローズとともに金属ベローズ型アキュムレータの構成要素をなし、前記ガスエンドカバーの内側に固定される容積調整用のスペーサーにおいて、所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部を有し、円周上一箇所にスリット部を有し、前記ガスエンドカバーにおけるスペーサー挿入箇所の内径寸法よりも大きな外径寸法を有し、前記外径寸法を縮小した状態で前記ガスエンドカバーに挿入されその弾性復元力により前記ガスエンドカバーの内径側に固定されることを特徴とするものである。
上記構成を備えた本発明の請求項１によるアキュムレータまたは請求項３によるスペーサーにおいては、孔部およびスリット部を設けた円盤状のスペーサーがその外径寸法を縮小した状態でハウジングに挿入されてその弾性復元力によりハウジングの内径側に固定されるものとされているために、このスペーサーは比較的硬質な樹脂製でありながら、これ自体にハウジングに対する弾性的な嵌合代が設定され、換言するとスペーサーがハウジングの内径側にスナップ嵌合されることになる。したがって、この嵌合代ないしスナップ嵌合の有効範囲内においてはスペーサーに経年劣化や熱収縮等が発生してもスペーサーがハウジングの内径側に固定された状態が維持されることになり、よってスペーサーにハウジングに対するガタツキが発生するのを抑えることが可能となる。
また、上記構成を備えた本発明の請求項２によるアキュムレータまたは請求項４によるスペーサーにおいては、金属ベローズ型アキュムレータにおいて、孔部およびスリット部を設けた円盤状のスペーサーがその外径寸法を縮小した状態でハウジングのガスエンドカバーに挿入されてその弾性復元力によりガスエンドカバーの内径側に固定されるものとされているために、このスペーサーは比較的硬質な樹脂製でありながら、これ自体にガスエンドカバーに対する弾性的な嵌合代が設定され、換言するとスペーサーがガスエンドカバーの内径側にスナップ嵌合される。したがって、この嵌合代ないしスナップ嵌合の有効範囲内においてはスペーサーに経年劣化や熱収縮等が発生してもスペーサーがガスエンドカバーの内径側に固定された状態が維持され、よってスペーサーにガスエンドカバーに対するガタツキが発生するのを抑えることが可能となる。
本発明は、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の請求項１によるアキュムレータまたは請求項３によるスペーサーにおいては、上記したように孔部およびスリット部を設けた円盤状のスペーサーがその外径寸法を縮小した状態でハウジングに挿入されてその弾性復元力によりハウジングの内径側に固定されるために、スペーサーは比較的硬質な樹脂製でありながら、スペーサー自体にハウジングに対する弾性的な嵌合代が設定され、スペーサーがハウジングの内径側にスナップ嵌合される。したがって、この嵌合代ないしスナップ嵌合の有効範囲内においてはスペーサーに経年劣化や熱収縮等が発生してもスペーサーがハウジングの内径側に固定された状態が維持されるため、スペーサーにハウジングに対するガタツキが発生するのを抑えることができる。したがって、このガタツキを原因としてアキュムレータに異音が発生したりベローズが破損したりするのを防止することができるため、静粛性および耐久性に優れたアキュムレータを提供することができる。また、スペーサーの装着作業がスペーサーを弾性的に縮小した状態でハウジングの内径側に挿入する手順となることから、スペーサーの芯出しが容易であり、装着作業が容易である特徴がある。
また、本発明の請求項２によるアキュムレータまたは請求項４によるスペーサーにおいては、上記したように金属ベローズ型アキュムレータにおいて、孔部およびスリット部を設けた円盤状のスペーサーがその外径寸法を縮小した状態でハウジングのガスエンドカバーに挿入されてその弾性復元力によりガスエンドカバーの内径側に固定されるために、スペーサーは比較的硬質な樹脂製でありながら、スペーサー自体にガスエンドカバーに対する弾性的な嵌合代が設定され、スペーサーがガスエンドカバーの内径側にスナップ嵌合される。したがって、この嵌合代ないしスナップ嵌合の有効範囲内においてはスペーサーに経年劣化や熱収縮等が発生してもスペーサーがガスエンドカバーの内径側に固定された状態が維持されるため、スペーサーにガスエンドカバーに対するガタツキが発生するのを抑えることができる。したがって、このガタツキを原因としてアキュムレータに異音が発生したりベローズが破損したりするのを防止することができるため、静粛性および耐久性に優れた金属ベローズ型アキュムレータを提供することができる。また、スペーサーの装着作業がスペーサーを弾性的に縮小した状態でガスエンドカバーの内径側に挿入する手順となることから、スペーサーの芯出しが容易であり、装着作業が容易である特徴がある。
本発明において、スペーサーは所定の樹脂材料によって成形される。樹脂材料の種類は特に限定されないが、これを熱硬化性樹脂（例えばフェノール樹脂）とすると、ガスエンドカバーのレーザー溶接時の熱の影響を受けずに済ますことが可能となる。これに対して、従来一般に使用されているポリアミド樹脂（ＰＡ６６）等によると、ガスエンドカバーのレーザー溶接時の熱の影響を受けてスペーサーがガスエンドカバーから溶け落ちる可能性がある。レーザー溶接は、ガスエンドカバーにベローズやシェル等を固定する際に行なわれる。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の実施例に係るアキュムレータ１の断面を示している。当該実施例に係るアキュムレータ１は金属ベローズ型のアキュムレータであって、以下のように構成されている。
すなわち先ず、略円筒状を呈するシェル３の両端部にガスエンドカバー４およびオイルポート（オイルポート部材）５が固定（溶接）されて、これらによってハウジング２が設けられており、このハウジング２の内部に、ベローズ７およびベローズキャップ８を備えた作動部材６が収容されている。ガスエンドカバー４はシェル３に対して一体に成形されたものであっても良く、オイルポート５もシェル３に対して一体に成形されたものであっても良い。
上記ベローズ７は、その一端部（固定端部）をガスエンドカバー４に固定（溶接）されるとともに他端部（遊動端部）をベローズキャップ８に固定（溶接）されており、よってこのベローズ７およびベローズキャップ８よりなる作動部材６によってハウジング２の内部が作動部材６の内側のガス室９と外側の圧力室（液室）１０とに区分けされている。ベローズ７の他端部外周には、ベローズ７がシェル３に対してかじることがないよう、シェル３の内面に摺動自在に接触する制振リング１１が取り付けられている。ベローズ７には、電着ベローズ、成形ベローズまたは溶接ベローズ等よりなる金属ベローズが用いられるが、アキュムレータ１の仕様や用途等によっては、その他の材質のベローズを用いることも可能である。ベローズキャップ８はベローズ７に対して一体に成形されたものであっても良い。また、ベローズ７はその一端部が、ガスエンドカバー４の外周縁部に設けられた内向きフランジ部４ａの下面に固定されているが、このフランジ部４ａに代えてここに環状の取付部材（図示せず）が固定される場合には、この取付部材に対してベローズ７の一端部が固定される。
上記ハウジング２の一部を構成するガスエンドカバー４に、ガス室９にガスを注入するためのガス注入口１２が設けられており、この注入口１２に、これを閉塞するためのガスプラグ１３が取り付けられて六角ナット１４により覆われている。したがって、ガスプラグ１３および六角ナット１４を固定する前に注入口１２からガス室９に所定圧力のガスを注入し、注入後にガスプラグ１３および六角ナット１４を固定（共に溶接）することにより、所定圧力のガスをガス室９に封入する。封入するガスの種類としては、窒素ガス等が好適である。
また、同じくハウジング２の一部を構成するオイルポート５に、当該アキュムレータ１を図示しない油圧システム側の圧力配管等に接続するためのねじ部１６を備えた筒状の取付部１５が設けられており、この取付部１５に、配管側の圧力流体を圧力室１０に導入するための圧力流入口（狭義のオイルポート）１７が設けられている。したがって、当該アキュムレータ１を取付部１５において配管側に接続し、この配管側の圧力を圧力流入口１７から圧力室１０に導入する。
上記オイルポート５の内面であって圧力流入口１７の開口周縁部には、環状の段差を備えた凹部状を呈する環状の装着部１８が設けられており、この装着部１８の内周側段差部分にシールホルダー１９が装着されるとともに、このシールホルダー１９の外周側であって装着部１８の外周側段差部分に、シール部材であるパッキン（シール）２０が装着されている。
シールホルダー１９は、板金等の金属材料によって環状に形成されており、また平面中央に透孔１９ｂを設けた円盤状の平面部１９ａの外周縁部に筒状部１９ｃを一体成形することによりその半裁断面を略Ｌ字形に形成されている。このシールホルダー１９は、圧入、溶接、接着またはその他の手段によって上記装着部１８に固定されており、この固定状態においてシールホルダー１９の内側すなわち筒状部１９ｃの内周側には、異音発生防止用のチャンバー空間２１が形成されている。
パッキン２０は、所定のゴム状弾性体によって環状に形成されており、またその基部２０ａの一端に外向きのシールリップ２０ｂを一体成形したリップシールとして形成されている。このパッキン２０は圧入等の手段により非接着で上記装着部１８に装着されており、シールホルダー１９の筒状部１９ｃの先端（シールホルダー１９の先端部）が径方向外方に向けて斜め（ラッパ状）に曲げられることにより、抜け止めされている。
このパッキン２０は、圧力室１０の圧力が低下してベローズ７が伸張したときにベローズキャップ８がこのパッキン２０に当接してシール作用をなすことにより、圧力室１０の圧力が更に低下するのを抑え、よってベローズ７が径方向に膨張してシェル３に対してかじるのを抑えるために設けられている。
また、上記ハウジング２内部のガス室９において、ガスエンドカバー４の内側には、ガス室９の容積を調整するためのスペーサー２２が組み付けられており、当該実施例ではこのスペーサー２２が以下のように構成されている。尚、図１では作図の都合上、このスペーサー２２を外観で描いている。図２ないし図４はスペーサー２２の単品図である。
すなわち、このスペーサー２２は、熱硬化性樹脂の一種であるフェノール樹脂によって円盤状に形成されており、その平面中央に孔部２５が形成されるとともに円周上一箇所にスリット部２６が形成されており、これによりこのスペーサー２２はその径寸法を変化させるよう径方向に弾性変形可能とされている。また、このスペーサー２２は自由状態（装着前）における外径寸法ｄ１（図２（Ｂ）参照）を、ガスエンドカバー４のスペーサー挿入箇所であるフランジ部４ａの内径寸法ｄ２（図１参照）よりも少々大きく形成されており、これによりその外径寸法ｄ１を縮小した状態でガスエンドカバー４に挿入されることにより、その弾性復元力によってガスエンドカバー４の内径側に弾性的に嵌合されるように構成されている。この嵌合は、いわゆるスナップ嵌合である。
また、全体として円盤状を呈するこのスペーサー２２には、ガスエンドカバー４の内径側に固定される比較的大径の大径円盤部（固定部）２３の下面側に、ベローズ７の内径側に配置される比較的小径の小径円盤部（容積調整部）２４が同軸上に一体成形されており、この小径円盤部２４は図示するようにベローズ７の内径寸法よりも小径に形成され、両者の間には径方向間隙が形成されている。したがって、この小径円盤部２４はベローズ７と干渉することなく下方へ向けて延長可能とされているために、その上下方向の長さ（高さ）を成形時に調節することによって、大径円盤部２３の体積が一定であっても当該スペーサー２２の体積ないしガス室９の容積を調整することが可能とされている。
上記孔部２５は、図２（Ａ）に示すように平面円形状の孔として設けられており、スペーサー２２を上下方向（厚さ方向）に貫通するように形成されている。この孔部２５は上記したようにスペーサー２２を弾性変形可能とするほか、装着状態においてガス注入口１２とガス室９とを連通させることになり、よってガス注入時のガス注入路として機能する。
上記スリット部２６は、孔部２５の形成により環状とされたスペーサー２２をその円周上一箇所で分断するように形成されており、図１または図２（Ｂ）に示すように、大径円盤部２３に形成された部分（上方スリット部）２６ａにおいては、その幅が上方へ向けて漸次拡大するように形成されており、小径円盤部２４に形成された部分（下方スリット部）２６ｂにおいては、反対にその幅が下方へ向けて漸次拡大するように形成されている。このスリット部２６は上記したようにスペーサー２２を弾性変形可能とするほか、装着状態においてスペーサー２２によって密閉されるスペーサー外周空間２７とガス室９および孔部２５とを連通させて圧力を均衡させるための連通路として機能する。
また、図２（Ａ）および（Ｂ）等に示すように、スリット部２６の１８０度対称位置であってスペーサー２２の上面には溝部２８が半径方向に沿って設けられており、この溝部２８もスペーサー外周空間２７とガス室９および孔部２５とを連通させて圧力を均衡させるための連通路として機能する。
上記構成のアキュムレータ１は例えば、上記したように油圧システムの圧力配管に接続されて、この圧力配管に生じる圧力の脈動を吸収するように作動するものであって、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
すなわち、上記したようにハウジング２におけるガスエンドカバー４の内側に設置されるガス室容積調整用のスペーサー２２において、このスペーサー２２が熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂によって円盤状に形成され、平面中央に孔部２５が設けられ、円周上一箇所にスリット部２６が設けられ、ガスエンドカバー４のスペーサー挿入箇所であるフランジ部４ａの内径寸法ｄ２よりも大きな外径寸法ｄ１に設定され、この外径寸法ｄ１を縮小した状態でガスエンドカバー４に挿入されてその弾性復元力によりガスエンドカバー４の内径側に固定されるように構成されているために、この構成によれば、スペーサー２２にガスエンドカバー４に対する弾性的な嵌合代が設定され、スペーサー２２はガスエンドカバー４の内径側にスナップ嵌合されることになる。したがって、この嵌合代ないしスナップ嵌合の有効範囲内においてはスペーサー２２に経年劣化や熱収縮等が発生してもスペーサー２２はガスエンドカバー４の内径側に固定された状態が維持されるため、スペーサー２２にガスエンドカバー４に対するガタツキが発生するのを抑えることができる。したがって、このガタツキを原因としてアキュムレータ１に異音が発生したりベローズ７が破損したりするのを防止することができる。また、スペーサー２２の装着作業が、このスペーサー２２を弾性的に縮小した状態でガスエンドカバー４の内径側に挿入する手順となるために、スペーサー２２の芯出し作業を容易化することができ、装着作業を容易化することができる。
また、上記したように併せて、スペーサー２２がフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂によって成形されているために、ガスエンドカバー４のレーザー溶接時の熱の影響を受けてスペーサー２２がガスエンドカバー４から溶け落ちるのを防止することができる。熱硬化性樹脂は熱劣化しても硬くなるだけである。レーザー溶接は、ガスエンドカバー４のフランジ部４ａの下面に金属ベローズ７を固定する際に行なわれる。
１ アキュムレータ
２ ハウジング
３ シェル
４ ガスエンドカバー
４ａ フランジ部
５ オイルポート
６ 作動部材
７ ベローズ
８ ベローズキャップ
９ ガス室
１０ 圧力室
１１ 制振リング
１２ ガス注入口
１３ ガスプラグ
１４ 六角ナット
１５ 取付部
１６ ねじ部
１７ 圧力流入口
１８ 装着部
１９ シールホルダー
２０ パッキン
２１ チャンバー空間
２２ スペーサー
２３ 大径円盤部
２４ 小径円盤部
２５ 孔部
２６ スリット部
２６ａ 上方スリット部
２６ｂ 下方スリット部
２７ スペーサー外周空間
２８ 溝部
２ ハウジング
３ シェル
４ ガスエンドカバー
４ａ フランジ部
５ オイルポート
６ 作動部材
７ ベローズ
８ ベローズキャップ
９ ガス室
１０ 圧力室
１１ 制振リング
１２ ガス注入口
１３ ガスプラグ
１４ 六角ナット
１５ 取付部
１６ ねじ部
１７ 圧力流入口
１８ 装着部
１９ シールホルダー
２０ パッキン
２１ チャンバー空間
２２ スペーサー
２３ 大径円盤部
２４ 小径円盤部
２５ 孔部
２６ スリット部
２６ａ 上方スリット部
２６ｂ 下方スリット部
２７ スペーサー外周空間
２８ 溝部
Claims (4)
- ハウジング（２）の内部に容積調整用のスペーサー（２２）を設けたアキュムレータ（１）において、
前記スペーサー（２２）は、所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部（２５）を有し、円周上一箇所にスリット部（２６）を有し、前記ハウジング（２）におけるスペーサー挿入箇所の内径寸法（ｄ２）よりも大きな外径寸法（ｄ１）を有し、前記外径寸法（ｄ１）を縮小した状態で前記ハウジング（２）に挿入されその弾性復元力により前記ハウジング（２）の内径側に固定されることを特徴とするアキュムレータ。 - シェル（３）およびガスエンドカバー（４）を備えたハウジング（２）と、前記ハウジング（２）の内部に配置された金属ベローズ（７）と、前記ガスエンドカバー（４）の内側に固定された容積調整用のスペーサー（２２）とを有する金属ベローズ型アキュムレータ（１）において、
前記スペーサー（２２）は、所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部（２５）を有し、円周上一箇所にスリット部（２６）を有し、前記ガスエンドカバー（４）におけるスペーサー挿入箇所の内径寸法（ｄ２）よりも大きな外径寸法（ｄ１）を有し、前記外径寸法（ｄ１）を縮小した状態で前記ガスエンドカバー（４）に挿入されその弾性復元力により前記ガスエンドカバー（４）の内径側に固定されることを特徴とするアキュムレータ。 - アキュムレータ（１）におけるハウジング（２）の内部に設置される容積調整用のスペーサー（２２）において、
所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部（２５）を有し、円周上一箇所にスリット部（２６）を有し、前記ハウジング（２）におけるスペーサー挿入箇所の内径寸法（ｄ２）よりも大きな外径寸法（ｄ１）を有し、前記外径寸法（ｄ１）を縮小した状態で前記ハウジング（２）に挿入されその弾性復元力により前記ハウジング（２）の内径側に固定されることを特徴とするアキュムレータ用スペーサー。 - シェル（３）およびガスエンドカバー（４）を備えたハウジング（２）ならびに前記ハウジング（２）の内部に配置される金属ベローズ（７）とともに金属ベローズ型アキュムレータ（１）の構成要素をなし、前記ガスエンドカバー（４）の内側に固定される容積調整用のスペーサー（２２）において、
所定の樹脂材料にて円盤状に成形され、平面中央に孔部（２５）を有し、円周上一箇所にスリット部（２６）を有し、前記ガスエンドカバー（４）におけるスペーサー挿入箇所の内径寸法（ｄ２）よりも大きな外径寸法（ｄ１）を有し、前記外径寸法（ｄ１）を縮小した状態で前記ガスエンドカバー（４）に挿入されその弾性復元力により前記ガスエンドカバー（４）の内径側に固定されることを特徴とするアキュムレータ用スペーサー。
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