JP4437080B2 - 水力蓄積機 - Google Patents

Description

本発明は水力蓄積機、特にピストン式蓄積機に関し、縦方向軸を有する蓄積機ハウジングを備え、ハウジングはそのハウジングの中の少なくとも一端に縦方向軸と同心状の穴を有しており、その穴は、ハウジングのカバーを取り囲み且つ内側に向けて半径方向に変形を生じさせられている蓄積機ハウジング壁部材により軸方向力の作用に対して確実にロックされるカバーによって閉じられている。

この種の水力蓄積機は商業的に利用可能であり、水力システムと共に連携して幅広く利用されている。このタイプの水力蓄積機は、例えば、ＡＣＰシリーズ蓄積機という商標名でパーカーハイドロニクスにより販売されている。

カバーとそれを取り囲んでいる蓄積機ハウジングの部分との噛み合いを確実にロックする構造で蓄積機ハウジングを閉じているカバーは、ピストン式蓄積機におけるそれぞれのシリンダー状チューブにおけるカバーを取り囲んでいる壁に、シンプルで効果的な方法で、即ち、内側に向けて突出する環状リングがカバー外周の環状溝と共同して構成され且つ噛み合わされるように、カバーを取り囲んでいる壁が圧延によって変形させられるという方法で固定されるので、この種の水力蓄積機は比較的に低製作コストということに特徴付けられる。

従来型の水力蓄積機の、一つまたは両方のハウジングカバーを固定するタイプのものは、シンプル且つコスト効果的な工場生産という意味で利点を有するが、それにもかかわらず操作特性ということに関しては問題を生じまたこの種の蓄積機を取付ける場合の難しさを誘導している。カバーとそれを取り囲む蓄積機ハウジングの壁要素との明確なロッキングは変形を形成することによって達成されるが、圧延はカバーの複雑な軸方向保持力を確実にし、このカバーは、それにもかかわらず、縦方向軸に関係するある強さのトルクが発生する時には捩れてしまうかもしれない。例えば、液体サイドのカバーを例えば水力ポンプの吐き出し口に結合するスクリュー連結部を用いることによって水力システムにおけるこのような蓄積機の取付け部分にスクリュー連結部をしっかり締め付ける力の結果として、トルクがそれぞれのカバーに適用される時に、このような問題点に帰着する。運転中に発生する振動のような力が蓄積機ハウジングに関連するカバーの捩れを生じる。

このような技術水準に基づき、本発明の目的は、シンプル且つコスト面で効果的に生産される水力蓄積機を発展させることであり、ハウジングカバーに対する改良された蓄積機連結部によって識別されることができる。

この目的は、縦方向軸に関するカバーの捩れの防止を特徴づける明確なロッキングとして縦方向軸に関して横断的に変形させられるハウジングの穴及び/又はカバーの少なくともワンパートとして提供されている先に説明したタイプの水力蓄積機のケースで達成されていることが発明としてクレームされている。

以前に指摘された運転上の或いは設備上の問題点は、発明としてクレームされているように、各々のハウジングカバーが軸方向に固定されているだけでなく、カバーと蓄積機ハウジングの間で活躍するトルクに対してカバーを保護するための縦方向軸に対して横断的方向に付加された変形により捩れに対し蓄積機ハウジング及び/又はカバーをもまた固定されている。捩れに対しカバーを保護するために必要とされる付加的な変形は、工場生産において、困難性を伴わずに、例えば、付加された圧力適用或いはモールデイングサイクルの方法により成し遂げられる。その場合、生産コストにおける著しい増加は予想されない。

捩れに対する防護は、例えば、各々のカバー周囲の環状表面に形成され、且つ蓄積機ハウジングの穴の壁部材、例えば、ピストン式蓄積機におけるシリンダー状チューブの端部にプレスされる平坦部分を有する。
その形態は、関連するカバーの外周を囲んで提供されているいくつかの平坦部分であろう。これらの平坦部分は、多角形を形成する目的で、ある部分から他の部分への変移をもたらすように配列されるであろう。

捩れに対する防護のための他の選択可能な形態は、カバーの周囲に提供される鋸歯状切り込みがあるということで、その鋸歯状切り込みは、蓄積機ハウジングの穴の壁、ピストン式蓄積機におけるシリンダー状チューブの壁にプレスされるであろう。

他の具体的事例においては、捩れに対する防護を達成するため、溝が各々のカバーの外周に作成されている。この溝は、縦方向軸に関して外周に沿って通され、且つ、例えばシリンダー状チューブの、半径方向内側に向かって突出部として提供される蓄積機ハウジングの穴の壁部材がこの溝の中にプレスされる。このような具体的事例は特にシンプルでコスト効率的な製造で特徴つけられ、以下により詳細に説明されるように、軸方向的結合のための圧延処理に加えてただ一つの必要とされる圧延或いは打ち出し用工具がカバーを取り囲む蓄積機ハウジング外周に使用される。工具が、ネジ山状のピッチを基本とするカバーの軸方向のエリアを越えて伸張するスパイラルな溝を動くならば、突出部分として内側に向かって拡がる壁部材がスパイラルな溝中にプレスされる。

本発明は、以下の図面に描かれている典型的な具体事例に関して詳細に説明される。
図１は普通のデザインのピストン式蓄積機を示し、図２，３は発明としてクレームされた水力蓄積機の１番目の典型的な具体事例であり、図４，５は発明としてクレームされた水力蓄積機の２番目の典型的な具体事例として描写されているが、ハウジングカバーと蓄積機ハウジングとの間のシーリングのために使用されている適切なシーリング要素は，描写の簡素化のために、その図面から省略されている。

描かれている具体的事例は全てピストン式蓄積機を表し、シリンダー状チューブ１が蓄積機ハウジングとして提供されている。典型的な具体事例において示されているシリンダー状チューブ１のために提供される材料はプレス又は圧延による変形のためにふさわしい延性のステイ―ルである。図１においてのみ見られるように、シリンダー状チューブ１は、蓄積機のガスサイド７から液体サイドを分離する要素としてのピストン３を含む。縦方向軸９と同心状のシリンダー状チューブ１の穴は、円筒上のハウジングカバー１１によって液体サイドの端部で閉じられている。縦方向軸９と同心状の、シリンダー状チューブ１のガスサイド７における穴は、ハウジングカバー１３によってその端部で閉じられている。後者はガスバルブのための中央穴１５を有している。液体サイド５のカバー１１はまた水力システムに連結する中央穴１７を有している。

各々のカバー１１，１３は、例えばOリングのような図示されていないシーリング要素のための座部としてのその外周を形成する環状溝をピストン３に面するその端部エリアに有している。他の環状溝２１が、カバーの多端部方向に環状溝１９から軸方向にずれて、カバーの外周に形成されている。この環状溝２１は、シリンダー状チューブ１へカバー１１，１３を軸周囲にしっかりと固定するために役立つ、すなわち、シリンダー状チューブ１と環状溝２１の確実な結合は、シリンダー状チューブ１の周囲に形成されている外周溝２３をプレス或いは圧延処理し、結果として環状溝２１と結合される環状ビーズ２５が形成されることによってもたらされる。

図２，３に描写されている典型的な事例において、カバー１１はその外側端部、特に軸方向外側端部２９に平坦部分２７を有する。平坦部分２７に向けて合わせたシリンダー状チューブ１の端部分３１はこの平坦部分にプレスされている。環状溝２１に環状ビーズ２５の結合によって軸方向に固定されているカバー１１は縦方向軸９に関する捩れに対し平坦部分で付加的に固定されている。

図４，５に描写されている典型的な事例において、カバー１１は、環状溝２１と軸方向外側端部２９の間に、スパイラルの形式、即ち、縦方向軸９に関しネジ山ピッチで広がっている環状溝３５を有する。第５図で見られるように、シリンダー状チューブ１の壁部材がスパイラル環状溝３５の中に突出部３９でプレスされている他の溝３７が、スパイラル環状溝３５が広がる軸方向部分のシリンダー状チューブ１上に実行されるプレス処理或いは圧延処理により形成される。突出部３９は、シリンダーチューブ１の連続した円周をオーバーしないように刻み目が作られ、しかもプレス工具或いは圧延工具がスパイラル環状溝３５を通過するエリアにおいてのみ作られるように構成される。結果として、このポイントでのみ作られる突出部３９は、突出部３９に関する環状溝３５のネジ山ピッチに近傍する傾斜表面により生ずる捩れを防ぐため突出部のロックとして行動する切れ目を形成する。突出部３９を含んでいないスパイラル環状溝３５の部分は、４１に見られるように、端部２９に近接するスパイラル環状溝の端部に見られるように、なにもない状態のままである。そのようなギザギザをつける構成において、切り込みが、図に描写される捩れに対する防護物としての二つの形態に代えて各々のカバーに提供されるであろう。複数の平坦部分がまた各々のカバーの周囲に提供され、それは、多角形の構成における部分のように、各々のカバーを一周する部分よりもむしろ外形において結果として望まれるいかなる形をも提供することを可能にする。

ピストン式蓄積機として設計された最新式の水力蓄積機の非常に単純化した縦軸方向断面図。 ピストン式蓄積機の形式の発明としてクレームされた水力蓄積機の典型的な具体事例の流体サイドの非常に単純化した端部正面図。 図２に示される典型的な具体事例の端部エリアに限定的に対応したIII ―III ラインに沿う部分。 発明としてクレームされた水力蓄積機の他の典型的な具体事例のハウジングカバーを１〜３図に比べてより拡大した側面図。 内蔵された図４のカバーに対応する典型的な具体事例の流体サイド端部エリアに限定した、図４よりもやや縮小した部分図。

Claims (7)

1. 縦方向軸（９）を有する蓄積機ハウジング（１）を備え、
   蓄積機ハウジング（１）は、縦方向軸（９）と同心状に少なくとも一端にハウジングの穴を有し、そのハウジングの穴は、カバー（１１，１３）を取り囲み半径方向内向きに変形されている壁部分によって軸方向に作用する力に対抗して固定されているカバー（１１，１３）により閉じられており、
   壁部分は、蓄積機ハウジング（１）から半径方向内側に向けて突出する突出部（３９）を含み、
   少なくとも一つのカバー（１１，１３）は、螺旋状に延びるスパイラル環状溝（３５）を外周面に有し、
   突出部（３９）がスパイラル環状溝（３５）に嵌め込まれていることにより、縦方向軸（９）の周りにカバー（１１，１３）が捩れることを妨げることを特徴とする、水力蓄積機。
2. 蓄積機ハウジング（１）の内部をガスサイド（７）と液体サイド（５）とに分離する移動可能なピストン（３）を備え、蓄積機ハウジング（１）は、両サイドがカバー（１１，１３）によって閉じられているシリンダー状チューブを有するピストン式の蓄積機であって、
   少なくとも液体サイドに（５）に配置されているカバー（１１）にスパイラル環状溝（３５）が形成されて、蓄積機ハウジング（１）に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の水力蓄積機。
3. カバー（１１）は、外側の環状表面に形成されている少なくとも一つの平坦部分（２７）を含み、
   蓄積機ハウジング（１）は、平坦部分（２７）に向かって押圧されることにより平坦部分（２７）に沿って変形している部分を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の水力蓄積機。
4. 平坦部分（２７）がカバー（１１）の軸方向外側の端部（２９）のエリアに提供され、且つ、蓄積機ハウジング（１）の穴の端部が平坦部分（２７）に押圧されていることを特徴とする、請求項３に記載の水力蓄積機。
5. カバー（１１）は、複数の平坦部分（２７）を有し、複数の平坦部分（２７）がカバー（１１）の外周面に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載の水力蓄積機。
6. カバー（１１）の端部（２９）を平面視したときの形状が多角形になるように平坦部分（２７）が形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の水力蓄積機。
7. カバー（１１，１３）は、蓄積機ハウジング（１）の縦方向軸の内側の端部周辺にシーリング要素の座部となる第１の外周環状溝（１９）と、第１の外周環状溝（１９）とスパイラル環状溝（３５）との間に、蓄積機ハウジング（１）が押圧されることにより軸方向に作用する力に対抗するように形成されている第２の外周環状溝（２１）とを含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の水力蓄積機。

Images