JP4938757B2 - 軽量低透過性ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーター - Google Patents
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Description
ハイブリッド・パワートレインは、車の燃料利用率を改善するためのよく知られた手法の一つである。用語「ハイブリッド」は、一以上の通常の内燃機関と第二のパワーシステムとの結合について言及している。
高圧アキュムレーターの設計において、ガス状媒質が作動流体と混合して溶解する程度を最小限に抑えることに注意を払う必要がある。
本技術分野の現状において、通常利用できるアキュムレーターは、弾性ブラダを用いている。ブラダの一側の作動流体の圧力は、ブラダの他の側の圧縮ガスの圧力と通常は同じであるが、ガス分子は、平衡濃度を求めてブラダを通って透過し流体内へ溶解する傾向にある。
さらに具体的にいうと、同一の容量(即ち、サイズ)及び圧力定格のピストン型アキュムエーターは、アキュムレーター重量が問題であるような適用において好ましいとされているような軽量複合圧力容器構造を備えたアキュムレーターよりも何倍(例えば、最大10倍)も重い。それ故、その潜在的に優れたガス非透過性にもかかわらず、ピストン型アキュムレーターは、自動車への適用に対しては、概して実用的ではない。
例えば、軍用機への適用が考慮される、一つのピストン型アキュムレーターの概念は、圧力容器の内壁と分離している円筒状スリーブ内に配置され、このスリーブと接触してシールするピストン及びスリーブのアセンブリを用いている。
このスリーブ内蔵ピストンは、高圧アキュムレーターの従来技術よりも少なくとも二つの利点を備えている。即ち、
(i)容器の圧力密閉作用がピストンのシール作用と分離しており、圧力容器の構造に関連する問題とは関係なく、有効なシールがスリーブで遂行される。
(ii)圧力容器が破裂したときの爆発に対してセーフティ・ファクターとなる充填ガスで満たされたスリーブと容器壁の間の挟まれた(即ち、間隙)空間を備えている。
採用している。ピストン14は、シール19及び20により囲まれており、これらは同様にピストンを囲む油又はグリース充填スペース21により分離されている。この二重のシールは、前の実施例の単一シールの上方に非透過性シールを更に備えている。
成形用ポリマー等のこれまでスリーブに対して不適当な材料の選択を可能とし、又は従来技術で用いられている金属スリーブよりも優れたシール特性を与える。
完全に複合構造を持つ容器の使用もまた可能になる。
12・・・ライナー
12a、12b・・・金属端部ボス
13・・・非透過性スリーブユニット
14・・・ピストン
15・・・溶接部
16・・・間隙空間
19、20・・・ピストンシール
21・・・油又はグリース充填スペース
22・・・圧力平衡通路
23・・・充填ガス注入口
24・・・作動ガスチャンバー
25・・・作動媒体チャンバー
26・・・油圧流体口
27・・・閉止弁
29・・・バルブ緩衝器
30・・・圧力平衡ピストン
31、32・・・スライドベアリング
35・・・応力緩和部
40・・・泡状物質
Claims (19)
- 円筒状の複合容器壁及び丸い複合容器端部からなる複合容器本体と、
アキュムレーター外部の流体源と連通するために、容器本体の一側端部内に配置された密閉可能な流体口と、
容器本体内に配置され円筒状複合容器壁と同心状の円筒状非透過性スリーブと、
前記円筒状非透過性スリーブ内を圧力下で圧縮するのに適したガスを含む第一のチャンバーと密閉可能な流体口及び円筒状非透過性スリーブと円筒状容器壁との間の挟まれた容積と連通する加圧流体を含む第二のチャンバーとに分離する円筒状非透過スリーブ内にスライド可能に配置されたピストンとを備えたアキュムレーター。 - 円筒状非透過性スリーブは、容器壁の半径方向の動きとは独立に配置されるように構成されている請求項1記載のアキュムレーター。
- 円筒状非透過性スリーブは、さらに耐屈曲疲労性のドーム端部からなる請求項2記載のアキュムレーター。
- 円筒状非透過性スリーブは、薄い非金属性材料で形成されている請求項2記載のアキュムレーター。
- 間隙空間が、円筒状非透過性スリーブと容器壁の間で設けられている請求項4記載のアキュムレーター。
- 円筒状非透過性スリーブは半硬質プラスチックからなる変形可能な材料で形成され、ピストンは円形成形ピストンである請求項4記載のアキュムレーター。
- 第一のチャンバーは、さらに泡状物質を含む請求項1記載のアキュムレーター。
- さらに容器本体の内側に直接隣接して耐疲労性のプラスチックライナーを備える請求項1記載のアキュムレーター。
- さらに容器本体の第二の端部内に位置する充填ガス注入孔を備える請求項1記載のアキュムレーター。
- 複合容器本体は、5000psi以上の高圧においてガス透過性である請求項1記載のアキュムレーター。
- さらに第一のチャンバーと第二のチャンバーとの間の伝達を最小化するために、ピストン上に第一の環状シールを備える請求項1記載のアキュムレーター。
- さらに第一のチャンバーと第二のチャンバーとの間の伝達を除去するために、ピストン上に第二の環状シールを備える請求項11記載のアキュムレーター。
- さらに第一の環状シールと第二の環状シールとの間に圧力を平衡させるための圧力平衡手段を備える請求項12記載のアキュムレーター。
- さらに第一の環状シールと第二のチャンバーとの間に双方とも位置して、ピストン上に2つの環状ベアリングを備える請求項11記載のアキュムレーター。
- 車体フレームと、
車体フレームに回転可能に搭載された駆動輪と、
車を運転するための第一の動力源となる車体フレームに搭載された主動力源と、
少なくとも主動力源によって供給された動力の一部を受け取り、その部分の動力を加圧流体の形で貯蔵可能なエネルギーに変換するように構成されている車体フレームに搭載されたポンプと、
ポンプから加圧流体を受け取り、車の運転中に使用するために、加圧流体からエネルギーを貯蔵するように構成されている車体フレームに搭載されたピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターとを備え、
前記ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターは、円筒状の容器壁を有する複合容器本体と、アキュムレーター内へ又はアキュムレーターから加圧流体を移送するための容器本体内に配置された密閉可能な流体口と、容器本体内に同心状に配置された円筒状スリーブと、前記円筒状スリーブの内部を加圧下で圧縮するのに適したガスを含む第一のチャンバーと加圧流体を含む第二のチャンバーとに分離する前記円筒状スリーブ内にスライド可能に配置されたピストンとを備え、
ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターから加圧流体を受け取り、車の運転中に動力を供給するために加圧流体からエネルギーを用いるように構成されている車体フレームに搭載された油圧モーターと、油圧モーターから回転用駆動輪に動力を伝達するための機械的接続部とを備えた油圧ハイブリッド車。 - ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターの容器本体は、2つの丸い複合容器端部を有する請求項15記載の油圧ハイブリッド車。
- アキュムレーターのスリーブは、5000psi以上の圧力下においてガス非透過性である請求項15記載の油圧ハイブリッド車。
- アキュムレーターの第二のチャンバー内の加圧流体は、スリーブとアキュムレーターの円筒状容器壁の間の挟まれた容積と連通した状態にある請求項15記載の油圧ハイブリッド車。
- ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターの容器本体内で流体口を通じて、ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーター内に低圧流体を導入し、それにより第二のチャンバーとピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターの内部ピストンスリーブと容器壁の間の間隙空間を流体で満たすステップと、
ピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターの第一のチャンバーをアキュムレーターの容器本体内で充填口を通じて圧縮ガスで満たし、事前に決定されたレベルまで低下している第二のチャンバー内の流体に応じて流体口を密閉させるステップと、
充填口を密閉するステップとを備えるピストン内蔵スリーブ型アキュムレーターを使用可能状態とするために予充填する方法。
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