JP5771331B2 - Pressure vessel lid assembly and fluid shock absorber - Google Patents

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    • F16J13/12—Detachable closure members; Means for tightening closures attached by wedging action by means of screw-thread, interrupted screw-thread, bayonet closure, or the like

Description

本発明は、流体が封入される圧力容器の開口部を液密的に閉鎖する蓋組立体に関するものであり、限定するものではないが鉄道車両の連結器に設けられている流体緩衝器に好適な圧力容器の蓋組立体に関するものである。   The present invention relates to a lid assembly for liquid-tightly closing an opening of a pressure vessel in which a fluid is sealed, and is suitable for a fluid shock absorber provided in a railway vehicle connector, although not limited thereto. The present invention relates to a pressure vessel lid assembly.

鉄道車両を連結する連結器の多くには、他の車両から受ける衝撃を緩衝するための緩衝器が設けられており、そのような緩衝器の一種として流体緩衝器が周知である。流体緩衝器は概略的に、円筒状の圧力容器と、この圧力容器内に封入されているエラストマ等の粘性流体と、圧力容器を液密的に閉鎖している蓋と、ピストンとから構成されている。ピストンのピストンヘッドは、圧力容器内に設けられ、このピストンヘッドに固定されているロッドは圧力容器の底部あるいは蓋に明けられているボアを挿通して圧力容器の外部に突き出ている。そしてこの突き出ているロッドが連結器に固定されている。ピストンヘッドの外径は圧力容器の内径よりも若干小さくなっていて圧力容器の内壁とピストンヘッドとの間には若干の隙間が形成されている。連結器を介して他の車両から衝撃が伝達されると、ピストンが軸方向に駆動されて流体に高い圧力が作用し、流体がこの隙間を流れて摩擦等によって衝撃を緩衝することができる。   Many of the connectors that connect railway vehicles are provided with a shock absorber for buffering an impact received from another vehicle, and a fluid shock absorber is well known as a kind of such a shock absorber. The fluid shock absorber is generally composed of a cylindrical pressure vessel, a viscous fluid such as an elastomer enclosed in the pressure vessel, a lid for liquid-tightly closing the pressure vessel, and a piston. ing. A piston head of the piston is provided in the pressure vessel, and a rod fixed to the piston head is inserted through a bore opened in a bottom portion or a lid of the pressure vessel and protrudes outside the pressure vessel. The protruding rod is fixed to the coupler. The outer diameter of the piston head is slightly smaller than the inner diameter of the pressure vessel, and a slight gap is formed between the inner wall of the pressure vessel and the piston head. When an impact is transmitted from another vehicle via the coupler, the piston is driven in the axial direction so that a high pressure acts on the fluid, and the fluid can flow through this gap to buffer the impact by friction or the like.

このようにして流体緩衝器が衝撃を吸収するとき、流体には高い圧力がかかる。従って圧力容器を閉鎖する蓋は、高圧の流体が漏れないように圧力容器に対して液密的に締結される必要がある。このような圧力容器の蓋を締結するのに、非特許文献１に記載されている蓋組立体が広く適用されている。   Thus, when the fluid shock absorber absorbs an impact, a high pressure is applied to the fluid. Therefore, the lid that closes the pressure vessel needs to be liquid-tightly fastened to the pressure vessel so that high-pressure fluid does not leak. The lid assembly described in Non-Patent Document 1 is widely applied to fasten such a pressure vessel lid.

米国特許第３３１８２５０号公報U.S. Pat. No. 3,318,250

ＫＨＫＳ１２２２「ねじ構造の強度設計指針」、高圧ガス保安協会、２００７年８月発行、５７頁KHKS1222, “Strength Design Guidelines for Screw Structures”, High Pressure Gas Safety Association, August 2007, page 57

非特許文献１には、図４に示されているような、圧力容器５１と蓋組立体５２が記載されている。圧力容器５１は、所定の内径の円筒状に形成されており、所定の位置で拡径されて段部５３が形成され、そして開口部近傍において雌ネジ５４が形成されている。蓋組立体５２は、蓋本体５７と蓋ナット５８とから構成されている。蓋本体５７は、圧力容器５１の内径よりわずかに小さい外径に形成されて圧力容器５１になめらかに挿入されるようになっている底部６０と、若干拡径したフランジ部６１と、小径の頭部６２とから構成されている。蓋組立体５２が適切に圧力容器５１に締結されるとき、このフランジ部５６が段部５３に所定の押しつけ力で押しつけられることになる。蓋ナット５８は、中心に貫通孔が明けられて蓋本体５７の頭部６２が挿入されるようになっており、外周面には雄ネジ６４が設けられている。このような蓋組立体５２は、次のようにして圧力容器５１に締結されている。まず底部６０にＯリング６５を設けた蓋本体５７を圧力容器５１の開口部から挿入する。次いで、スラストリング６６を蓋本体５７の頭部６２から挿入する。締結用工具によって蓋ナット５８を締め付ける。そうすると雄ネジ６４が雌ネジ５４に螺合して蓋ナット５８が締め付けられ、スラストリング６６を介して蓋本体５７を軸方向に押し付けることができる。所定の締め付け力で蓋ナット５８を締め付けると、フランジ部５６が段部５３に押し付けられて、蓋組立体５２を締結することができる。   Non-Patent Document 1 describes a pressure vessel 51 and a lid assembly 52 as shown in FIG. The pressure vessel 51 is formed in a cylindrical shape having a predetermined inner diameter, is expanded in diameter at a predetermined position to form a stepped portion 53, and a female screw 54 is formed in the vicinity of the opening. The lid assembly 52 includes a lid body 57 and a lid nut 58. The lid main body 57 is formed with an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the pressure vessel 51 and is smoothly inserted into the pressure vessel 51, a flange portion 61 slightly enlarged in diameter, and a small-diameter head. Part 62. When the lid assembly 52 is appropriately fastened to the pressure vessel 51, the flange portion 56 is pressed against the step portion 53 with a predetermined pressing force. The lid nut 58 has a through hole at the center so that the head 62 of the lid body 57 can be inserted, and a male screw 64 is provided on the outer peripheral surface. Such a lid assembly 52 is fastened to the pressure vessel 51 as follows. First, the lid body 57 provided with the O-ring 65 on the bottom 60 is inserted from the opening of the pressure vessel 51. Next, the thrust ring 66 is inserted from the head 62 of the lid body 57. The lid nut 58 is tightened with a fastening tool. Then, the male screw 64 is screwed into the female screw 54, the lid nut 58 is tightened, and the lid body 57 can be pressed in the axial direction via the thrust ring 66. When the lid nut 58 is tightened with a predetermined tightening force, the flange portion 56 is pressed against the stepped portion 53 and the lid assembly 52 can be fastened.

特許文献１には、ダイアフラム式圧縮機が記載されている。この圧縮機は、本発明の圧力容器の蓋組立体と直接的な関係はないが、ダイアフラムを液密的に締め付ける必要がある点で、本発明と技術的な課題が類似している。図５には、特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機７０の要部のみが示されている。圧縮機７０は、圧力を伝達するダイアフラム７２、円筒状を呈すると共に内部に雌ネジが形成されているメインボディー７３、メインボディー７３内でダイアフラム７２を上側から押さえる上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４、下側から押さえる下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５、外周面に形成されている雄ネジによってメインボディー７３の雌ネジに螺合して上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４を締め付けるようになっている締付ナット７６、同様に外周面に形成されている雄ネジによってメインボディー７３の雌ネジに螺合して下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５を締め付ける締付リング７７、等から構成されている。下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５の上面には円柱状の開口部が形成され、この開口部の底面に軸方向に貫通するボア７９が明けられている。このボア７９には、ピストン８０のピストンヘッド８１が摺動自在に設けられている。下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５の円柱状の開口部には、円柱状のダイアフラムリミットプレート８３が入れられている。ダイアフラムリミットプレート８３は、その上面が皿状に窪んでおりダイアフラム７２が変形したときにこれが着座できるようになっており、そして軸方向に多数の液体供給孔が明けられて作動流体が流れるようになっている。上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４の底面も皿状に窪んでおりダイアフラム７２が変形したときにこれが着座できるようになっている。上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４には、この皿状の窪みに連通する流路が設けられ、この流路には、被加圧流体が供給される流体供給管８４と、加圧された被加圧流体が外部に配送される流体配送管８５が接続されており、これらの管８４、８５には逆止弁８６、８７が介装されている。上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４の皿状の窪みと、ダイアフラムリミットプレート８３の皿状の窪みとから所定のチャンバーが形成されているが、このチャンバーはダイアフラム７２によって仕切られていると言える。この仕切られた上側のチャンバーには被加圧流体が入れられており、下側のチャンバーには作動流体が入れられている。作動流体はボア７９にも充填されている。従って、ピストン８０を軸方向に引くと、作動流体に負圧が作用してダイアフラム７２が下向きに変形してダイアルフラムリミットプレート８３の皿状の窪みに押し付けられ、被加圧流体が流体供給管８４から供給されて上側のチャンバーが膨れる。次いでピストン８０を軸方向に押し出すと、作動流体の圧力によってダイアフラム７２が上向きに変形して上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４の皿状の窪みに押し付けられ、被加圧流体が加圧されて流体配送管８５から外部に配送される。すなわち被加圧流体を加圧することができる。   Patent Document 1 describes a diaphragm compressor. Although this compressor is not directly related to the pressure vessel lid assembly of the present invention, the technical problem is similar to that of the present invention in that the diaphragm needs to be tightened in a liquid-tight manner. FIG. 5 shows only the main part of the diaphragm compressor 70 described in Patent Document 1. The compressor 70 includes a diaphragm 72 that transmits pressure, a main body 73 that has a cylindrical shape and has a female screw formed therein, an upper diaphragm mounting head 74 that presses the diaphragm 72 from the upper side in the main body 73, and a lower side. The lower diaphragm mounting head 75 to be pressed, the tightening nut 76 that is screwed into the female screw of the main body 73 by the male screw formed on the outer peripheral surface, and tightens the upper diaphragm mounting head 74, and similarly to the outer peripheral surface. A fastening ring 77 for fastening the lower diaphragm mounting head 75 by being screwed into a female screw of the main body 73 with a formed male screw, and the like. A cylindrical opening is formed on the upper surface of the lower diaphragm mounting head 75, and a bore 79 penetrating in the axial direction is opened on the bottom surface of the opening. In the bore 79, a piston head 81 of a piston 80 is slidably provided. A cylindrical diaphragm limit plate 83 is placed in the cylindrical opening of the lower diaphragm mounting head 75. The diaphragm limit plate 83 has a dished upper surface so that it can be seated when the diaphragm 72 is deformed, and a number of liquid supply holes are opened in the axial direction so that the working fluid flows. It has become. The bottom surface of the upper diaphragm mounting head 74 is also recessed in a dish shape so that it can be seated when the diaphragm 72 is deformed. The upper diaphragm mounting head 74 is provided with a flow path that communicates with the dish-shaped depression, and in this flow path, a fluid supply pipe 84 to which a pressurized fluid is supplied, and a pressurized pressurized fluid Are connected to the outside, and check valves 86 and 87 are interposed in these pipes 84 and 85, respectively. A predetermined chamber is formed by the dish-shaped depression of the upper diaphragm mounting head 74 and the dish-shaped depression of the diaphragm limit plate 83, and it can be said that this chamber is partitioned by the diaphragm 72. A pressurized fluid is placed in the partitioned upper chamber, and a working fluid is placed in the lower chamber. The working fluid is also filled in the bore 79. Therefore, when the piston 80 is pulled in the axial direction, negative pressure acts on the working fluid, the diaphragm 72 is deformed downward and pressed against the dish-shaped depression of the dial limit plate 83, and the fluid to be pressurized is supplied to the fluid supply pipe. 84, the upper chamber is expanded. Next, when the piston 80 is pushed out in the axial direction, the diaphragm 72 is deformed upward by the pressure of the working fluid and is pressed against the dish-shaped depression of the upper diaphragm mounting head 74, and the fluid to be pressurized is pressurized and the fluid delivery pipe 85. Delivered to the outside. That is, the pressurized fluid can be pressurized.

ダイアフラム式圧縮機７０では、ダイアフラム７２を介して流体の圧力を伝達するようになっているので、流体に高圧が作用しても漏れが発生しないようにダイアフラム７２を液密的に締め付ける必要がある。特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機７０においては、次のようにして作動流体によって締め付け力が得られるようになっている。ダイアフラム式圧縮機７０の下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５にはその底面に浅い環状溝８９が形成されている。締付リング７７の上面には凸部９０が形成され、この環状溝８９に嵌合している。このような環状溝８９と凸部９０とによって所定の空間が形成されシール９１によって液密的に閉鎖されている。この空間に作動流体供給管９２によって作動流体が所定の圧力で供給されている。従って環状溝８９の受圧面積に応じて発生する締め付け力によって、ダイアフラム７２が締め付けられることになる。   In the diaphragm compressor 70, the pressure of the fluid is transmitted through the diaphragm 72. Therefore, it is necessary to tighten the diaphragm 72 in a liquid-tight manner so that no leakage occurs even when a high pressure acts on the fluid. . In the diaphragm type compressor 70 described in Patent Document 1, a clamping force is obtained by the working fluid as follows. A shallow annular groove 89 is formed on the bottom surface of the lower diaphragm mounting head 75 of the diaphragm compressor 70. A convex portion 90 is formed on the upper surface of the tightening ring 77 and is fitted in the annular groove 89. A predetermined space is formed by the annular groove 89 and the projecting portion 90, and the seal 91 is liquid-tightly closed. A working fluid is supplied to this space by a working fluid supply pipe 92 at a predetermined pressure. Therefore, the diaphragm 72 is tightened by the tightening force generated according to the pressure receiving area of the annular groove 89.

非特許文献１に記載の蓋組立体５２のように従来の蓋構造によっても圧力容器５１を液密的に締結することができる。しかしながら解決すべき問題も見受けられる。具体的には、圧力容器５１内に作用する流体の圧力によっても流体漏れが生じないように蓋組立体５２を確実に締結するには、次に説明するように蓋ナット５８を非常に強い力で締め付けなければならず、これに伴って問題が生じている。強い締め付け力で締め付けなければならない理由は疲労破壊を防止するためである。圧力容器５１の雌ネジ５４には締め付けに必要な軸方向の力が常に作用しているが、蓋ナット５８の締め付け力がもし小さいと、圧力容器５１内の流体の圧力が変動すると直接この軸方向の力が変動してしまい、応力変動によって圧力容器５１が早期に疲労破壊してしまう。従って疲労破壊を防ぐには予め非常に大きな力で蓋ナット５８を締め付けて、蓋本体５７のフランジ部６１を圧力容器５１の段部５３に強い押しつけ力で押し付けておき、圧力容器５１内の流体の圧力の変動を押しつけ力の変化で吸収させるようにする。そうすると圧力容器５１の雌ネジ５４に作用する軸方向の力は一定に維持されて、疲労破壊を防止できる。このように予め強い押しつけ力でフランジ部６１と段部５３とを押し付ける必要があるが、この押しつけ力は、蓋ナット５８を締め付けることによってしか得ることができないという点で、従来の蓋構造は問題がある。まず、蓋ナット５８を締め付けるとき、雄ネジ５４と雌ネジ６４の間に作用する摩擦力、および蓋ナット５８とスラストリング６６の間に作用する摩擦力が問題になる。摩擦力は摩擦が作用する面に垂直な抗力に比例して増加するので、締め付けが進むほど摩擦力が大きくなる。高圧の流体が封入される圧力容器５１においてはフランジ部６１と段部５３の押しつけ力は非常に大きい力になるようにする必要があるが、締め付けに伴って摩擦力が増大してしまうので、通常の締め付け方法では所望の押しつけ力は得られない。そこで大きい押しつけ力を得るためには、雌ネジ５４が局所的に塑性変形するような過剰な締め付け力で蓋ナット５８を締め付ける必要がある。そうすると雌ネジ５４の近傍が劣化し易くなるという問題がある。仮に圧力容器５１の開口部分を、圧力容器５１の内径に比して大幅に拡径すると共に蓋ナット５８を拡径して雌ネジ５４と雄ネジ６４のネジ径を大きくするようにすると、雌ネジ５４に作用する軸方向の力を低減することができ、雌ネジ５４が塑性変形しないような締め付け力で締め付けても所望の押しつけ力を得ることはできる。しかしながらこのような蓋構造は実用的でなく採用できない。摩擦力の他の問題として、フランジ部６１と段部５３の押しつけ力を正確に調整できないという問題もある。すなわち蓋ナット５８を締め付けるときに摩擦力に抗して締め付けなければならず、この摩擦力の大きさを正確に評価することができないので、得られる押しつけ力の大きさも正確に評価することができない。つまり押しつけ力を正確に調整できない。さらには経年劣化の問題もある。圧力容器５１の内圧の変動は、フランジ部６１と段部５３の押しつけ力の変化によって吸収するように説明したが、押しつけ力が変化するのは蓋本体５７や圧力容器５１の一部が弾性変形するからである。つまり押しつけ力が発生しているとき、これらの部材は弾性変形により歪んでいることになる。しかしながらこれらは金属材料からなるので、歪み量は非常に小さい。歪み量は雌ネジ５４の伸び等によって変化してしまうこともある。そうすると初期に得られていた押しつけ力は容易に変化して低下してしまう。つまり、経年劣化してしまう問題がある。一般的に、このような従来の蓋組立体５２によって圧力容器５１を締結する場合には、圧力容器５１内の流体の圧力変動の回数、頻度、および使用期間等について許容可能な制限を設けておき、その制限を越えたら圧力容器５１や蓋組立体５２を交換したり、締結し直したりしており、必ずしも寿命は長くない。   Like the lid assembly 52 described in Non-Patent Document 1, the pressure vessel 51 can also be liquid-tightly fastened by a conventional lid structure. However, there are also problems to be solved. Specifically, in order to securely fasten the lid assembly 52 so that fluid leakage does not occur due to the pressure of the fluid acting in the pressure vessel 51, a very strong force is applied to the lid nut 58 as described below. There is a problem with this. The reason for tightening with a strong tightening force is to prevent fatigue failure. The axial force necessary for tightening is always applied to the female screw 54 of the pressure vessel 51. However, if the tightening force of the lid nut 58 is small, this shaft directly changes when the pressure of the fluid in the pressure vessel 51 fluctuates. The direction force fluctuates, and the pressure vessel 51 is fatigued early due to the stress fluctuation. Therefore, in order to prevent fatigue failure, the lid nut 58 is tightened with a very large force in advance, and the flange portion 61 of the lid body 57 is pressed against the step portion 53 of the pressure vessel 51 with a strong pressing force. The pressure fluctuation is absorbed by the change of the pressing force. Then, the axial force acting on the female screw 54 of the pressure vessel 51 is kept constant, and fatigue failure can be prevented. As described above, it is necessary to press the flange portion 61 and the stepped portion 53 with a strong pressing force in advance, but this pressing force can be obtained only by tightening the lid nut 58, and the conventional lid structure has a problem. There is. First, when the lid nut 58 is tightened, the frictional force acting between the male screw 54 and the female screw 64 and the frictional force acting between the lid nut 58 and the thrust ring 66 become problems. Since the frictional force increases in proportion to the drag perpendicular to the surface on which the friction acts, the frictional force increases as tightening proceeds. In the pressure vessel 51 in which a high-pressure fluid is sealed, it is necessary to make the pressing force of the flange portion 61 and the step portion 53 very large, but the frictional force increases with tightening, A normal pressing method cannot provide a desired pressing force. Therefore, in order to obtain a large pressing force, it is necessary to tighten the lid nut 58 with an excessive tightening force such that the female screw 54 is locally plastically deformed. If it does so, there exists a problem that the vicinity of the internal thread 54 becomes easy to deteriorate. If the opening portion of the pressure vessel 51 is greatly enlarged compared to the inner diameter of the pressure vessel 51 and the lid nut 58 is enlarged so that the screw diameters of the female screw 54 and the male screw 64 are increased, The axial force acting on the screw 54 can be reduced, and a desired pressing force can be obtained even if the female screw 54 is tightened with a tightening force that does not cause plastic deformation. However, such a lid structure is not practical and cannot be adopted. As another problem of the frictional force, there is also a problem that the pressing force between the flange portion 61 and the step portion 53 cannot be accurately adjusted. That is, when the lid nut 58 is tightened, it must be tightened against the frictional force, and the magnitude of this frictional force cannot be accurately evaluated, so the magnitude of the obtained pressing force cannot be accurately evaluated. . In other words, the pressing force cannot be adjusted accurately. There is also a problem of deterioration over time. Although it has been described that fluctuations in the internal pressure of the pressure vessel 51 are absorbed by changes in the pressing force of the flange portion 61 and the stepped portion 53, the pressing force changes because the lid body 57 and a part of the pressure vessel 51 are elastically deformed. Because it does. That is, when a pressing force is generated, these members are distorted by elastic deformation. However, since these are made of a metal material, the amount of strain is very small. The amount of distortion may change depending on the extension of the female screw 54 or the like. Then, the pressing force obtained in the initial stage easily changes and decreases. In other words, there is a problem of deterioration over time. In general, when the pressure vessel 51 is fastened by such a conventional lid assembly 52, an allowable limit is set for the number of times of pressure fluctuation of the fluid in the pressure vessel 51, the frequency, and the usage period. If the limit is exceeded, the pressure vessel 51 and the lid assembly 52 are replaced or refastened, and the lifetime is not necessarily long.

特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機７０の締め付け構造を、圧力容器の蓋組立体に適用することも考えられる。この締め付け力は、雄ネジと雌ネジの締め付け力によって得るのではなく、環状溝８９内の作動流体の圧力によって得るようにしているので、非特許文献１に記載の蓋組立体の問題は、ある程度解決するからである。しかしながら単純にこの締め付け構造を適用する場合においても問題が認められる。まず、特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機７０においては、下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５を作動流体によって上側に押し付けているが、図４に示されている蓋本体５７のフランジ部と圧力容器５１の段部５３のように互いに押しつけ合う構造は格別に設けられていない。そうすると圧力容器として利用した場合に、圧力容器内部の流体の圧力の変動を吸収することができず、変動が直接締付リング７７に作用してしまい、これと螺合しているメインボディー７３の雌ネジが疲労破壊してしまう。環状溝８９内の作動流体の漏れの問題もある。すなわち、締め付け力は環状溝８９に封入されている作動流体の圧力と、環状溝８９の面積とによって決定されるが、長期間使用すると作動流体は少しずつ漏れる。そうすると初期に得られていた締め付け力は小さくなってしまう。特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機７０においては、締め付け力が維持されるように、格別に作動流体供給管９２が設けられ、図には示されていないポンプ等によって作動流体が適宜供給されるようになっている。つまり締め付け力を維持するために、外部に複雑な装置が格別に必要になっている。さらには特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機７０は、圧力容器に適用するには構造が複雑でもある。つまり圧力容器に相当すると考えられるメインボディー７３内に、上部ダイアフラムマウンティングヘッド７４と下部ダイアフラムマウンティングヘッド７５が必要であり、これらを締付ナット７６と締付リング７７とによって締め付ける必要があり、構造が複雑になっている。そうすると製造やメンテナンスのコストが大きいという問題がある。   It is also conceivable to apply the tightening structure of the diaphragm compressor 70 described in Patent Document 1 to the lid assembly of the pressure vessel. Since this tightening force is not obtained by the tightening force of the male screw and the female screw but by the pressure of the working fluid in the annular groove 89, the problem of the lid assembly described in Non-Patent Document 1 is It is because it solves to some extent. However, problems are recognized even when this tightening structure is simply applied. First, in the diaphragm type compressor 70 described in Patent Document 1, the lower diaphragm mounting head 75 is pressed upward by the working fluid, but the flange portion of the lid main body 57 and the pressure vessel 51 shown in FIG. There is no special structure for pressing each other like the stepped portion 53. Then, when used as a pressure vessel, fluctuations in the pressure of the fluid inside the pressure vessel cannot be absorbed, and the fluctuations directly act on the tightening ring 77, and the main body 73 that is screwed with the fluctuations. The female screw will fatigue. There is also a problem of leakage of the working fluid in the annular groove 89. That is, the tightening force is determined by the pressure of the working fluid sealed in the annular groove 89 and the area of the annular groove 89, but the working fluid leaks little by little when used for a long period of time. Then, the tightening force obtained in the initial stage becomes small. In the diaphragm compressor 70 described in Patent Document 1, a working fluid supply pipe 92 is provided so as to maintain the tightening force, and the working fluid is appropriately supplied by a pump or the like not shown in the drawing. It has become so. In other words, in order to maintain the tightening force, a complicated device is required externally. Furthermore, the diaphragm compressor 70 described in Patent Document 1 has a complicated structure when applied to a pressure vessel. That is, the upper diaphragm mounting head 74 and the lower diaphragm mounting head 75 are required in the main body 73 that is considered to correspond to a pressure vessel, and these must be tightened by the tightening nut 76 and the tightening ring 77, and the structure is It is complicated. If it does so, there exists a problem that the cost of manufacture and a maintenance is large.

本発明は、上記したような問題点を解決した圧力容器の蓋組立体を提供することを目的としている。具体的には、高圧の流体を封入することができると共に、封入されている流体の圧力が変動しても疲労破壊しにくく、複雑な装置を格別に必要としないにも拘わらず経年劣化による問題がほとんどない、圧力容器の蓋組立体を提供することを目的としている。またこのような蓋組立体によって圧力容器が締結されている鉄道車両用の流体緩衝器を提供することも目的としている。   An object of the present invention is to provide a pressure vessel lid assembly in which the above-described problems are solved. Specifically, it is possible to enclose high-pressure fluid, and even if the pressure of the encapsulated fluid fluctuates, it is not easily damaged by fatigue. The object is to provide a pressure vessel lid assembly. It is another object of the present invention to provide a railway vehicle fluid damper in which a pressure vessel is fastened by such a lid assembly.

本発明は、上記目的を達成するために、圧力容器を締結する蓋組立体を、圧力容器の開口部を閉鎖する蓋本体と、圧力容器のネジ部に螺合して締め付けて蓋本体を押さえる蓋ナットとから構成する。圧力容器にはその内周面を拡径した段部を設けておき、蓋本体にはこの段部に着座する着座面を設ける。蓋本体と蓋ナットは、これらが当接するとき、液密的あるいは気密的に閉鎖された圧力室が当接部分に形成されるようにし、流体を注入できるようにする。具体的には、蓋ナットに圧力室に連通する流体注入路を設け、流体流入路に逆止弁を介装する。あるいは蓋本体には圧力容器と圧力室とに連通する流体供給路を設け、流体供給路に逆止弁を介装させる。圧力容器への蓋組立体の締結は、圧力容器の開口部を蓋本体で閉鎖し、次いで蓋ナットによって締め付ける。ある程度の締め付けが完了したら流体を圧力室に注入する。この流体の圧力によって蓋組立体の締結力を得る。流体供給路が設けられている場合には、圧力室の流体が減少しても、圧力容器に封入されている流体が圧力室に供給されるので、締結力を維持することができる。   In order to achieve the above object, the present invention presses a lid assembly for fastening a pressure vessel by screwing and tightening a lid main body for closing an opening of the pressure vessel and a screw portion of the pressure vessel. It consists of a lid nut. The pressure vessel is provided with a stepped portion having an enlarged inner peripheral surface, and the lid body is provided with a seating surface for seating on the stepped portion. When the lid body and the lid nut come into contact with each other, a pressure chamber closed in a liquid-tight or air-tight manner is formed in the contact portion so that fluid can be injected. Specifically, a fluid injection path communicating with the pressure chamber is provided in the lid nut, and a check valve is interposed in the fluid inflow path. Alternatively, the lid main body is provided with a fluid supply path communicating with the pressure vessel and the pressure chamber, and a check valve is interposed in the fluid supply path. To fasten the lid assembly to the pressure vessel, the opening of the pressure vessel is closed with the lid body and then tightened with the lid nut. When a certain amount of tightening is completed, fluid is injected into the pressure chamber. A fastening force of the lid assembly is obtained by the pressure of the fluid. When the fluid supply path is provided, even if the fluid in the pressure chamber decreases, the fluid sealed in the pressure vessel is supplied to the pressure chamber, so that the fastening force can be maintained.

かくして、請求項１記載の発明は、上記目的を達成するために、流体が封入される圧力容器に締結される蓋組立体であって、前記蓋組立体は、前記圧力容器の開口部を閉鎖する蓋本体と、前記圧力容器のネジ部に螺合して締め付けられて前記蓋本体を押さえるようになっている蓋ナットとから構成され、前記蓋本体は、前記圧力容器内に内周面を拡径して形成されている段部に着座する着座面を備え、前記蓋本体と前記蓋ナットは、これらが当接するとき、液密的あるいは気密的に閉鎖された圧力室が当接部分に形成されて流体が注入できるようになっていることを特徴とする圧力容器の蓋組立体として構成される。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の圧力容器の蓋組立体において、前記蓋ナットには、逆止弁が介装されていると共に前記圧力室に連通する流体注入路が設けられ、外部から前記圧力室に流体を注入できるようになっていることを特徴とする圧力容器の蓋組立体として構成される。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の圧力容器の蓋組立体において、前記蓋本体には、逆止弁が介装されていると共に前記圧力容器内と前記圧力室とを連通する流体供給路が設けられ、前記圧力容器内に封入されている流体が前記圧力室に供給されるようになっていることを特徴とする圧力容器の蓋組立体として構成される。
請求項４に記載の発明は、鉄道車両用の連結器に接続されて鉄道車両からの衝撃を吸収するようになっている流体緩衝器であって、流体緩衝器を構成していると共に緩衝用流体が封入されている圧力容器が請求項１〜３のいずれかに記載の蓋組立体によって閉鎖されていることを特徴とする流体緩衝器として構成される。Thus, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a lid assembly fastened to a pressure vessel in which a fluid is sealed, and the lid assembly closes an opening of the pressure vessel. And a lid nut that is screwed and tightened into a threaded portion of the pressure vessel to hold the lid body, and the lid body has an inner peripheral surface in the pressure vessel. The lid body and the lid nut are provided with a seating surface for seating on a step portion formed with an enlarged diameter. When the lid body and the lid nut come into contact with each other, a pressure chamber closed in a liquid-tight or air-tight manner is formed in the contact portion. It is formed as a pressure vessel lid assembly, which is formed so that fluid can be injected.
According to a second aspect of the present invention, in the lid assembly for the pressure vessel according to the first aspect, the lid nut is provided with a check valve and a fluid injection path communicating with the pressure chamber. The pressure vessel lid assembly is configured such that fluid can be injected into the pressure chamber from the outside.
According to a third aspect of the present invention, in the lid assembly of the pressure vessel according to the first or second aspect, a check valve is interposed in the lid body, and the inside of the pressure vessel, the pressure chamber, A fluid supply path that communicates with the pressure vessel is provided, and the fluid sealed in the pressure vessel is supplied to the pressure chamber, and is configured as a pressure vessel lid assembly.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fluid shock absorber that is connected to a coupler for a railway vehicle and absorbs an impact from the railway vehicle. A pressure vessel in which a fluid is sealed is configured as a fluid shock absorber, which is closed by the lid assembly according to any one of claims 1 to 3.

以上のように本発明は、流体が封入される圧力容器に締結される蓋組立体であって、蓋組立体は、圧力容器の開口部を閉鎖する蓋本体と、圧力容器のネジ部に螺合して締め付けられて蓋本体を押さえるようになっている蓋ナットとから構成されている。そして蓋本体は、圧力容器内に内周面を拡径して形成されている段部に着座する着座面を備え、蓋本体と蓋ナットは、これらが当接するとき、液密的あるいは気密的に閉鎖された圧力室が当接部分に形成されて流体が注入できるようになっている。従って、圧力容器に蓋組立体を締結するとき、蓋本体によって圧力容器の開口部を閉鎖し、次いで蓋ナットを締め付けて蓋ナットによって蓋本体を押さえ、その後流体を圧力室に注入して蓋組立体を圧力容器に締結することができる。このとき蓋本体の着座面は圧力容器内の段部に強く押し付けられることになる。着座面を段部に押し付ける押しつけ力は、圧力室に注入する流体の圧力と圧力室の軸方向の投影面積の積によって与えられるので、流体の圧力を調整するだけで正確に調整することができる。そして、この押しつけ力を発生させるときに、蓋ナットは回転させて締め付ける必要がない。つまり圧力容器のネジ部が部分的に塑性変形してしまうような締め付けをする必要がなく、圧力容器は劣化しない。さらには、圧力室に注入されるのは流体であり、圧縮性が非常に小さい機械油のような液体だとしても、金属材料に比してある程度の圧縮性は備えている。本発明の蓋本体が締結された圧力容器は、圧力容器内の流体の圧力が変動すると蓋本体の着座面と圧力容器内の段部の押しつけ力が変動して圧力容器のネジ部に作用する軸方向の力を一定に保つようになっているが、圧力室内の流体の圧縮性によって、この押しつけ力の変動が滑らかに変化することが保証される。また押しつけ力は、圧力室の流体が圧縮されることによって維持されているが、圧縮性がある程度あるので、押しつけ力が長期間維持されることになる。他の発明によると、蓋本体には、逆止弁が介装されていると共に圧力容器内と圧力室とを連通する流体供給路が設けられ、圧力容器内に封入されている流体が圧力室に供給されるようになっている。圧力室に注入されている流体は、長期間経過すると外部に漏れてしまうこともあり、そうすると蓋本体の着座面と圧力容器内の段部の押しつけ力は初期に比べて低下してしまう。しかしながら、この発明によると圧力容器内と圧力室とは逆止弁が介装された流体供給路によって連通している。従って圧力容器内の流体の圧力が高くなったら、自動的に圧力容器内の流体が圧力室内に補充されることになる。これによって押しつけ力をある程度回復させることができる。つまり、圧力容器は押しつけ力が自動的に回復するので、長期間にわたって圧力容器内の流体の変動を確実に吸収することができ、経年劣化がない。   As described above, the present invention is a lid assembly fastened to a pressure vessel in which a fluid is sealed, and the lid assembly is screwed onto a lid body that closes an opening of the pressure vessel and a screw portion of the pressure vessel. And a lid nut that is tightened together to hold the lid body. The lid body includes a seating surface that sits on a step portion formed by expanding the inner peripheral surface of the pressure vessel, and the lid body and the lid nut are liquid-tight or air-tight when they come into contact with each other. A pressure chamber that is closed is formed in the contact portion so that fluid can be injected. Therefore, when the lid assembly is fastened to the pressure vessel, the opening of the pressure vessel is closed by the lid body, and then the lid nut is tightened and the lid body is pressed by the lid nut, and then the fluid is injected into the pressure chamber to close the lid assembly. A solid can be fastened to the pressure vessel. At this time, the seating surface of the lid body is strongly pressed against the stepped portion in the pressure vessel. The pressing force that presses the seating surface against the stepped portion is given by the product of the pressure of the fluid injected into the pressure chamber and the projected area in the axial direction of the pressure chamber, so that it can be accurately adjusted only by adjusting the pressure of the fluid. . And when this pressing force is generated, it is not necessary to rotate and tighten the lid nut. That is, there is no need to tighten such that the screw portion of the pressure vessel is partially plastically deformed, and the pressure vessel is not deteriorated. Furthermore, fluid is injected into the pressure chamber, and even if it is a liquid such as machine oil having a very low compressibility, it has a certain degree of compressibility as compared with a metal material. In the pressure vessel to which the lid main body of the present invention is fastened, when the pressure of the fluid in the pressure vessel fluctuates, the pressing force of the seating surface of the lid main body and the step portion in the pressure vessel fluctuates and acts on the screw portion of the pressure vessel. Although the axial force is kept constant, the compressibility of the fluid in the pressure chamber ensures that the fluctuation of the pressing force changes smoothly. In addition, the pressing force is maintained by compressing the fluid in the pressure chamber, but since the compressibility is to some extent, the pressing force is maintained for a long time. According to another invention, the lid body is provided with a check valve and a fluid supply passage that communicates the inside of the pressure vessel and the pressure chamber, and the fluid sealed in the pressure vessel is placed in the pressure chamber. To be supplied. The fluid injected into the pressure chamber may leak to the outside after a long period of time, so that the pressing force between the seating surface of the lid body and the stepped portion in the pressure vessel is reduced compared to the initial stage. However, according to the present invention, the inside of the pressure vessel and the pressure chamber communicate with each other through the fluid supply path in which the check valve is interposed. Therefore, when the pressure of the fluid in the pressure vessel increases, the fluid in the pressure vessel is automatically refilled into the pressure chamber. As a result, the pressing force can be recovered to some extent. That is, since the pressing force of the pressure vessel automatically recovers, the fluid in the pressure vessel can be reliably absorbed over a long period of time and there is no deterioration over time.

本発明の実施の形態に係る流体緩衝器を備えた車両用連結器を一部断面で示す平面図である。It is a top view which shows the coupler for vehicles provided with the fluid buffer which concerns on embodiment of this invention in a partial cross section. 本発明の実施の携帯に係る蓋組立体を備えた圧力容器の一部を示す平面断面図である。It is a plane sectional view showing a part of pressure vessel provided with the lid assembly concerning carrying of the present invention. 本発明の実施の形態に係る蓋組立体を備えた圧力容器の色々な変形例を示す図で、その（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれの実施の形態に係る圧力容器を示す平面断面図である。It is a figure which shows the various modifications of the pressure vessel provided with the lid assembly which concerns on embodiment of this invention, The (A)-(D) is a plane sectional view which shows the pressure vessel which concerns on each embodiment. is there. 従来技術を示す図で、非特許文献１に記載の圧力容器と蓋組立体を示す平面断面図である。It is a figure which shows a prior art and is a top sectional view which shows the pressure vessel and cover assembly of a nonpatent literature 1. 従来技術を示す図で、特許文献１に記載のダイアフラム式圧縮機を一部断面で示す平面図である。It is a figure which shows a prior art and is a top view which shows the diaphragm type compressor of patent document 1 in a partial cross section.

本発明は、圧力容器に締結される蓋組立体に関するものである。本発明に係る蓋組立体は色々な圧力容器に適用できるが、その一つの応用例として、鉄道車両用の連結装置に設けられている流体緩衝器について説明する。本実施の形態に係る連結装置１は、図１に示されているように、連結器２と、この連結器２の軸部に接続されている所定の継ぎ手構造３と、継ぎ手構造３に接続されている流体緩衝器４とから構成されている。継ぎ手構造３によって連結器２と流体緩衝器４は揺動自在に接続され、連結器２に作用する軸方向の衝撃が流体緩衝器４に伝達されるようになっている。流体緩衝器４は、圧力容器５と、この圧力容器５に設けられているピストン６と、圧力容器５内に封入されているエラストマ等の緩衝用流体７とから構成されている。圧力容器５は、本実施の形態に係る蓋組立体９によって締結されているが、これらについては次に詳しく説明する。流体緩衝器４においてはピストン６のヘッドは圧力容器５の内径よりも小さい。従ってピストン６が軸方向に駆動されると、緩衝用流体７はピストン６のヘッドと圧力容器５の内壁との隙間を通って流動することになり、緩衝用流体７の粘性によって摩擦が生じる。これによって衝撃が吸収される。またピストン６が軸方向の駆動されると圧力容器内に進入するピストン６のロッド６ａの体積分だけ圧力容器内の体積が変化する。緩衝用流体７は圧縮され、これによっても衝撃が吸収される。   The present invention relates to a lid assembly fastened to a pressure vessel. The lid assembly according to the present invention can be applied to various pressure vessels. As one application example thereof, a fluid shock absorber provided in a connecting device for a railway vehicle will be described. As shown in FIG. 1, the coupling device 1 according to the present embodiment is coupled to a coupler 2, a predetermined joint structure 3 connected to a shaft portion of the coupler 2, and the joint structure 3. It is comprised from the fluid buffer 4 currently made. The coupling 2 and the fluid shock absorber 4 are swingably connected by the joint structure 3, and an axial impact acting on the coupler 2 is transmitted to the fluid shock absorber 4. The fluid buffer 4 includes a pressure vessel 5, a piston 6 provided in the pressure vessel 5, and a buffer fluid 7 such as an elastomer enclosed in the pressure vessel 5. The pressure vessel 5 is fastened by the lid assembly 9 according to the present embodiment, which will be described in detail next. In the fluid shock absorber 4, the head of the piston 6 is smaller than the inner diameter of the pressure vessel 5. Therefore, when the piston 6 is driven in the axial direction, the buffer fluid 7 flows through the gap between the head of the piston 6 and the inner wall of the pressure vessel 5, and friction is generated by the viscosity of the buffer fluid 7. This absorbs the impact. When the piston 6 is driven in the axial direction, the volume in the pressure vessel changes by the volume of the rod 6a of the piston 6 that enters the pressure vessel. The buffer fluid 7 is compressed and the shock is absorbed by this.

図２によって、圧力容器５と本実施の形態に係る蓋組立体９について詳しく説明する。所定の内径で円筒状に形成されている圧力容器５は、開口部に近い所定の位置において内周面が拡径され、それによって圧力容器５内には環状の段部１１が形成されている。この段部１１に蓋組立体９の所定の部分が着座するようになっている。さらに圧力容器５の内周面には、この段部１１から開口部まで雌ネジ１２が形成されている。   The pressure vessel 5 and the lid assembly 9 according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG. In the pressure vessel 5 formed in a cylindrical shape with a predetermined inner diameter, the inner peripheral surface is enlarged in a predetermined position near the opening, and thereby an annular step portion 11 is formed in the pressure vessel 5. . A predetermined portion of the lid assembly 9 is seated on the step portion 11. Furthermore, a female screw 12 is formed on the inner peripheral surface of the pressure vessel 5 from the step 11 to the opening.

蓋組立体９は、圧力容器５を閉鎖する蓋本体１４と、この蓋本体１４を押さえる蓋ナット１５とから構成されている。蓋本体１４は軸方向に貫通孔が明けられており、貫通孔には円筒状のガイドリング１７が内嵌され、このガイドリング１７によってピストン６のロッド６ａが滑らかに挿通されている。また、この貫通孔には円筒状のパッキングセット１８と、このパッキングセット１８を保持するためのリテイナーリング１９が設けられ、圧力容器５内に封入されている流体が蓋本体１４とロッド６ａの隙間から漏出しないようになっている。さらに貫通孔の上部にはロッド６ａとの間にダストシール２０が設けられ、外部からの塵の進入が防止されている。蓋本体１４は、下方から順に、圧力容器５の内径よりわずかに小さい外径で圧力容器５内に挿入される底部２１、拡径されたフランジ部２２、フランジ部２２からテーパ状に縮径している第１のテーパ部２３、外径が一定の第１の円柱部２４、テーパ状に縮径している第２のテーパ部２５、外径が一定の第２の円柱部２６になっている。フランジ部２２の下面は圧力容器５の段部２１に着座する着座面になっており、第２のテーパ部は後で説明する圧力室を構成している。蓋本体１４の底部２１にはシーリングセット２８が設けられ、蓋本体１４と圧力容器５の隙間から圧力容器５内の流体が漏れないようにシールされている。   The lid assembly 9 includes a lid main body 14 that closes the pressure vessel 5 and a lid nut 15 that holds the lid main body 14. The lid body 14 has a through hole in the axial direction, and a cylindrical guide ring 17 is fitted into the through hole, and the rod 6 a of the piston 6 is smoothly inserted through the guide ring 17. In addition, a cylindrical packing set 18 and a retainer ring 19 for holding the packing set 18 are provided in the through hole, and the fluid sealed in the pressure vessel 5 is placed between the lid body 14 and the rod 6a. Is not leaking from. Further, a dust seal 20 is provided between the upper portion of the through hole and the rod 6a to prevent dust from entering from the outside. The lid main body 14 is reduced in diameter in a tapered manner from the bottom 21 inserted into the pressure vessel 5 with an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the pressure vessel 5, the enlarged flange portion 22, and the flange portion 22 in order from the bottom. The first tapered portion 23, the first cylindrical portion 24 having a constant outer diameter, the second tapered portion 25 having a reduced diameter in a tapered shape, and the second cylindrical portion 26 having a constant outer diameter. Yes. The lower surface of the flange portion 22 is a seating surface for seating on the stepped portion 21 of the pressure vessel 5, and the second taper portion constitutes a pressure chamber described later. A sealing set 28 is provided at the bottom 21 of the lid body 14 and is sealed so that fluid in the pressure vessel 5 does not leak from the gap between the lid body 14 and the pressure vessel 5.

蓋ナット１５は、その外周面に雄ネジ３０が形成されており、圧力容器５の雌ネジ１２に螺合して、蓋ナット１５を締め付けられるようになっている。蓋ナット１５は内部が所定の形状にくり抜かれている。つまり、この蓋ナット１５の内周面は、それぞれ蓋本体１４の第１のテーパ部２３、第１の円柱部２４、第２のテーパ部２５、第２の円柱部２６に対応するように、下から順に、内径が縮径している第３のテーパ部３１、内径が一定の第１のシリンダ部３２、外径が縮径している第４のテーパ部３３、内径が一定の第２のシリンダ部３４になるようにくり抜かれている。第１のシリンダ部３２、第２のシリンダ部３４の内径は、それぞれ第１の円柱部２４、第２の円柱部２６の外径よりわずかに大きく、蓋本体１４に蓋ナット１５を被せるとき第１のシリンダ部３２が第１の円柱部２４に、および第２のシリンダ部３４が第２の円柱部２６に滑らかにガイドされる。蓋本体１４に蓋ナット１５を完全に嵌めると、第３のテーパ部３１は第１のテーパ部２３に着座するが、このとき第４のテーパ部３３と第２のテーパ部２５の間には若干の隙間が確保される。この第４のテーパ部３３と第２のテーパ部２５とからなる隙間つまり空間は、シーリングセット３６によって液密的あるいは気密的に閉鎖されており、流体が注入される圧力室３７になっている。   The cap nut 15 has a male screw 30 formed on the outer peripheral surface thereof, and is screwed into the female screw 12 of the pressure vessel 5 so that the cap nut 15 can be tightened. The inside of the lid nut 15 is cut into a predetermined shape. That is, the inner peripheral surface of the lid nut 15 corresponds to the first tapered portion 23, the first cylindrical portion 24, the second tapered portion 25, and the second cylindrical portion 26 of the lid main body 14, respectively. In order from the bottom, the third taper part 31 whose inner diameter is reduced, the first cylinder part 32 whose inner diameter is constant, the fourth taper part 33 whose outer diameter is reduced, and the second taper part 33 whose inner diameter is constant It is cut out so as to become a cylinder part 34 of The inner diameters of the first cylinder part 32 and the second cylinder part 34 are slightly larger than the outer diameters of the first cylinder part 24 and the second cylinder part 26, respectively. The first cylinder portion 32 is smoothly guided to the first cylindrical portion 24, and the second cylinder portion 34 is smoothly guided to the second cylindrical portion 26. When the lid nut 15 is completely fitted into the lid main body 14, the third taper portion 31 is seated on the first taper portion 23. At this time, between the fourth taper portion 33 and the second taper portion 25, the third taper portion 31 is seated on the first taper portion 23. Some clearance is secured. A gap formed by the fourth taper portion 33 and the second taper portion 25, that is, a space, is closed in a liquid-tight or air-tight manner by the sealing set 36, thereby forming a pressure chamber 37 into which fluid is injected. .

本実施の形態においては、この圧力室３７には２つの流路が外部から連通して流体が供給されるようになっている。すなわち第１の流路である流体注入路３９は蓋ナット１５に明けられており、圧力容器５外から圧力室３７内に流体を注入できるようになっている。また第２の流路である流体供給路４０は蓋本体１４に明けられており、圧力容器５内から流体が圧力室３７に供給されるようになっている。流体注入路３９にも流体供給路４０にも逆止弁４１、４２が設けられ、流体が圧力室３７から外部に漏れないようになっている。なお、流体注入路３９には、開口部にプラグ４４が挿入されるようになっており、これによっても流体の漏れが防止されている。   In the present embodiment, fluid is supplied to the pressure chamber 37 through the communication of two flow paths from the outside. That is, the fluid injection path 39 as the first flow path is opened in the lid nut 15 so that the fluid can be injected into the pressure chamber 37 from the outside of the pressure vessel 5. A fluid supply path 40 that is a second flow path is opened in the lid body 14 so that fluid is supplied from the pressure vessel 5 to the pressure chamber 37. The fluid injection path 39 and the fluid supply path 40 are provided with check valves 41 and 42 so that the fluid does not leak from the pressure chamber 37 to the outside. Note that a plug 44 is inserted into the opening of the fluid injection path 39, thereby preventing fluid leakage.

本実施の形態に係る圧力容器５と蓋組立体９の作用を説明する。流体、つまり流体緩衝器４における緩衝用流体７が入れられている圧力容器５に次のようにして蓋組立体９を締結する。最初に蓋本体１４にピストン６が組み込まれた状態にする。すなわちガイドリング１７、パッキングセット１８等を備えた状態でピストン６のロッド６ａが蓋本体１４の貫通孔に挿通された状態にする。この状態で蓋本体１４を圧力容器５の開口部に挿入し、フランジ部２２の底面を段部１１に着座させる。次いで蓋ナット１５を圧力容器５の雌ネジ１２に雄ネジ３０を螺合させて、所定の工具によって締め付ける。なお蓋ナット１５には工具の爪部が差し込まれる係合穴が設けられているが図２には示されていない。蓋ナット１５の締め付けは、蓋ナット１５の第３のテーパ部３１が蓋本体１４の第１のテーパ部２３に着座する程度でよい。プラグ４４を外して流体注入路３９から流体を圧力室３７に注入する。本実施の形態においては、圧力室３７に注入する流体は、圧力容器５内に封入されている緩衝用流体７と同じ流体である。圧力室３７に注入された流体の圧力によって蓋組立体９が締結され、蓋本体１４のフランジ部２２が圧力容器５の段部１１に押し付けられる。この押しつけ力は、圧力室３７の受圧面積つまり軸方向の投影面積と流体の圧力の積で与えられる。従って所定の押しつけ力が得られるように、圧力室３７に注入する流体の圧力を調整する。プラグ４４を流体注入路３９に嵌める。圧力容器５への蓋組立体９の締結が完了する。   The operation of the pressure vessel 5 and the lid assembly 9 according to the present embodiment will be described. The lid assembly 9 is fastened to the pressure vessel 5 in which the fluid, that is, the buffering fluid 7 in the fluid buffer 4 is placed, as follows. First, the piston 6 is set in the lid main body 14. That is, the rod 6 a of the piston 6 is inserted into the through hole of the lid body 14 with the guide ring 17, the packing set 18, and the like. In this state, the lid body 14 is inserted into the opening of the pressure vessel 5 and the bottom surface of the flange portion 22 is seated on the step portion 11. Next, the male nut 30 is screwed into the female screw 12 of the pressure vessel 5 and the lid nut 15 is tightened with a predetermined tool. The lid nut 15 is provided with an engagement hole into which the claw portion of the tool is inserted, but is not shown in FIG. The lid nut 15 may be tightened to such an extent that the third tapered portion 31 of the lid nut 15 is seated on the first tapered portion 23 of the lid body 14. The plug 44 is removed and the fluid is injected from the fluid injection path 39 into the pressure chamber 37. In the present embodiment, the fluid injected into the pressure chamber 37 is the same fluid as the buffer fluid 7 enclosed in the pressure vessel 5. The lid assembly 9 is fastened by the pressure of the fluid injected into the pressure chamber 37, and the flange portion 22 of the lid body 14 is pressed against the step portion 11 of the pressure vessel 5. This pressing force is given by the product of the pressure receiving area of the pressure chamber 37, that is, the axial projected area and the fluid pressure. Therefore, the pressure of the fluid injected into the pressure chamber 37 is adjusted so that a predetermined pressing force can be obtained. The plug 44 is fitted into the fluid injection path 39. Fastening of the lid assembly 9 to the pressure vessel 5 is completed.

連結装置１において連結器２から衝撃が伝達されると流体緩衝器４によって衝撃が吸収される。このとき流体緩衝装置４、すなわち緩衝用流体７が封入された圧力容器５において、ピストン６が駆動されて圧力容器５内の流体の圧力が変動する。圧力容器５内の圧力が高くなるとき蓋本体１４の下面に圧力が作用して蓋本体１４を押し上げる。そうするとフランジ部２２の段部１１に対する押しつけ力がその分だけ減少する。このとき蓋ナット１５と圧力容器５の雌ネジ１２と雄ネジ３０に作用する締め付け力は一定に維持される。つまりフランジ部２２の段部１１に対する押しつけ力が変化することによって圧力容器５内の圧力変動によるネジ部１２、３０への影響を吸収することができる。長期間経過すると、蓋組立体９を締結している圧力室３７内の流体がわずかに漏れてフランジ部２２の段部１１に対する押しつけ力が低下してしまう。本実施の形態においては、圧力室３７には流体供給路４０も連通している。従って圧力容器５内の流体の圧力が高くなったときに、圧力容器５内の流体が流体供給路４０を介して圧力室３７に供給される。このようにして圧力室３７の流体の圧力が自動的に復元される。つまり長期間可動しても圧力容器５は蓋組立体９によって適切に締結状態が維持されることになる。   When an impact is transmitted from the coupler 2 in the coupling device 1, the shock is absorbed by the fluid buffer 4. At this time, in the pressure buffer 5 in which the fluid buffer 4, that is, the buffer fluid 7 is sealed, the piston 6 is driven and the pressure of the fluid in the pressure container 5 varies. When the pressure in the pressure vessel 5 increases, pressure acts on the lower surface of the lid body 14 to push up the lid body 14. If it does so, the pressing force with respect to the step part 11 of the flange part 22 will reduce by that much. At this time, the fastening force acting on the lid nut 15, the female screw 12 of the pressure vessel 5 and the male screw 30 is kept constant. That is, when the pressing force of the flange portion 22 against the step portion 11 changes, the influence on the screw portions 12 and 30 due to the pressure fluctuation in the pressure vessel 5 can be absorbed. After a long period of time, the fluid in the pressure chamber 37 that fastens the lid assembly 9 slightly leaks, and the pressing force of the flange portion 22 against the step portion 11 decreases. In the present embodiment, the fluid supply path 40 also communicates with the pressure chamber 37. Therefore, when the pressure of the fluid in the pressure vessel 5 becomes high, the fluid in the pressure vessel 5 is supplied to the pressure chamber 37 via the fluid supply path 40. In this way, the pressure of the fluid in the pressure chamber 37 is automatically restored. In other words, the pressure vessel 5 is properly maintained in the fastened state by the lid assembly 9 even if it is movable for a long time.

本実施の形態に係る蓋組立体９、圧力容器５は色々は変形が可能であり、図３には色々な実施の形態が示されている。これらの実施の形態において、前記実施の形態に係る蓋組立体９、圧力容器５と同様の作用を奏する部材には同じ符号にダッシュを加えた符号を付して詳しくは説明しない。図３の（Ａ）にはピストンが設けられていない蓋組立体９’が示されている。また、図３の（Ｂ）には圧力容器５’内に流体を封入するための流体封入路４５を備えた蓋組立体９’が示されている。このようにすると蓋組立体９’によって圧力容器５’を締結した後で流体を封入することができる。さらに、図３の（Ｃ）には中心にくり抜きが形成されていない蓋ナット１５’と、この蓋ナット１５’によって全体が押さえられるようになっている蓋本体１４’が示されている。この実施例においては圧力室３７’の軸方向の投影面積が大きいので、強い押し力が得られ強い締結力が得られる。図３の（Ｄ）には、圧力容器５の外周面に雄ネジ４６が形成され、蓋ナット１５’の内周面に雌ネジ４７が形成されている実施例が示されている。これらのような実施例以外にも変形が可能である。例えば、上記の説明では、圧力室３７には２本の流路が連通しているように説明したが、１本の流路から構成することもできる。例えば、流体注入路３９を省略して流体供給路４０のみを設けることができる。このように構成されている場合には、圧力室３７には圧力容器５内に流体を封入するときに流体が供給されることになる。また、１本の流路から構成する場合に、流体注入路３９のみにして流体供給路４０を省略することもできる。この場合、圧力室３７への流体の供給は外部からのみとなり、圧力容器５内からの流体の供給はない。従って、圧力室３７に注入する流体は圧力容器５内に封入される流体と異なる種類の流体にすることができるという利点がある。なお、本実施の形態に係る圧力容器５の説明では、圧力容器５や圧力室３７に封入される流体は、緩衝用流体７であるとして説明した。つまりエラストマ等の流体であるとして説明した。しかしながら流体は、液体であってもよいし気体であってもよく、例えば水素ガスを貯蓄する水素ガス蓄圧容器に適用する場合には、圧力容器５と圧力室３７には水素ガスが封入される。   The lid assembly 9 and the pressure vessel 5 according to the present embodiment can be variously modified, and various embodiments are shown in FIG. In these embodiments, members having the same functions as those of the lid assembly 9 and the pressure vessel 5 according to the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals with a dash added, and will not be described in detail. FIG. 3A shows a lid assembly 9 'without a piston. FIG. 3B shows a lid assembly 9 ′ having a fluid sealing passage 45 for sealing a fluid in the pressure vessel 5 ′. In this way, the fluid can be sealed after the pressure vessel 5 'is fastened by the lid assembly 9'. Further, FIG. 3C shows a lid nut 15 ′ that is not hollowed out at the center and a lid body 14 ′ that is entirely pressed by the lid nut 15 ′. In this embodiment, since the projected area in the axial direction of the pressure chamber 37 'is large, a strong pressing force can be obtained and a strong fastening force can be obtained. FIG. 3D shows an embodiment in which a male screw 46 is formed on the outer peripheral surface of the pressure vessel 5 and a female screw 47 is formed on the inner peripheral surface of the lid nut 15 ′. Other than these embodiments, modifications are possible. For example, in the above description, the pressure chamber 37 is described as having two flow paths communicating with each other, but the pressure chamber 37 may be configured with a single flow path. For example, the fluid injection path 39 can be omitted and only the fluid supply path 40 can be provided. In the case of such a configuration, the fluid is supplied to the pressure chamber 37 when the fluid is sealed in the pressure vessel 5. In the case of a single flow path, only the fluid injection path 39 can be used and the fluid supply path 40 can be omitted. In this case, the fluid is supplied to the pressure chamber 37 only from the outside, and no fluid is supplied from the pressure vessel 5. Therefore, there is an advantage that the fluid injected into the pressure chamber 37 can be a different type of fluid from the fluid sealed in the pressure vessel 5. In the description of the pressure vessel 5 according to the present embodiment, the fluid sealed in the pressure vessel 5 and the pressure chamber 37 is described as the buffer fluid 7. That is, it was described as a fluid such as an elastomer. However, the fluid may be a liquid or a gas. For example, when applied to a hydrogen gas pressure storage container that stores hydrogen gas, the pressure container 5 and the pressure chamber 37 are filled with hydrogen gas. .

１ 連結装置 ２ 連結器
４ 流体緩衝器 ５ 圧力容器
６ ピストン ７ 緩衝用流体
９ 蓋組立体 １１ 段部
１２ 雌ネジ １４ 蓋本体
１５ 蓋ナット １７ ガイドリング
２２ フランジ部 ２５ 第２のテーパ部
３０ 雄ネジ ３４ 第４のテーパ部
３７ 圧力室 ３８ 流体注入路
４０ 流体供給路 ４１ 逆止弁
４２ 逆止弁 ４５ 流体封入路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Connection apparatus 2 Connector 4 Fluid buffer 5 Pressure vessel 6 Piston 7 Buffer fluid 9 Lid assembly 11 Step part 12 Female screw 14 Lid body 15 Lid nut 17 Guide ring 22 Flange part 25 2nd taper part 30 Male screw 34 Fourth taper portion 37 Pressure chamber 38 Fluid injection path 40 Fluid supply path 41 Check valve 42 Check valve 45 Fluid sealing path

Claims (4)

流体が封入される圧力容器に締結される蓋組立体であって、
前記蓋組立体は、前記圧力容器の開口部を閉鎖する蓋本体と、前記圧力容器のネジ部に螺合して締め付けられて前記蓋本体を押さえるようになっている蓋ナットとから構成され、
前記蓋本体は、前記圧力容器内に内周面を拡径して形成されている段部に着座する着座面を備え、
前記蓋本体と前記蓋ナットは、これらが当接するとき、液密的あるいは気密的に閉鎖された圧力室が当接部分に形成されて流体が注入できるようになっていることを特徴とする圧力容器の蓋組立体。A lid assembly fastened to a pressure vessel in which a fluid is enclosed,
The lid assembly is composed of a lid body that closes the opening of the pressure vessel, and a lid nut that is screwed into a screw portion of the pressure vessel and is tightened to hold the lid body.
The lid body includes a seating surface for seating on a step formed by expanding the inner peripheral surface of the pressure vessel,
When the lid body and the lid nut come into contact with each other, a pressure chamber closed in a liquid-tight or air-tight manner is formed in the contact portion so that fluid can be injected. Container lid assembly. 請求項１に記載の圧力容器の蓋組立体において、前記蓋ナットには、逆止弁が介装されていると共に前記圧力室に連通する流体注入路が設けられ、外部から前記圧力室に流体を注入できるようになっていることを特徴とする圧力容器の蓋組立体。   2. The lid assembly for a pressure vessel according to claim 1, wherein the lid nut is provided with a check valve and a fluid injection path communicating with the pressure chamber. A pressure vessel lid assembly characterized by being capable of injecting water. 請求項１または２に記載の圧力容器の蓋組立体において、前記蓋本体には、逆止弁が介装されていると共に前記圧力容器内と前記圧力室とを連通する流体供給路が設けられ、前記圧力容器内に封入されている流体が前記圧力室に供給されるようになっていることを特徴とする圧力容器の蓋組立体。 3. The pressure vessel lid assembly according to claim 1, wherein the lid body is provided with a check valve and a fluid supply path for communicating the inside of the pressure vessel and the pressure chamber. The pressure vessel lid assembly is characterized in that fluid sealed in the pressure vessel is supplied to the pressure chamber. 鉄道車両用の連結器に接続されて鉄道車両からの衝撃を吸収するようになっている流体緩衝器であって、流体緩衝器を構成していると共に緩衝用流体が封入されている圧力容器が請求項１〜３のいずれかに記載の蓋組立体によって閉鎖されていることを特徴とする流体緩衝器。 A fluid shock absorber connected to a railway vehicle coupler to absorb a shock from a rail vehicle, and constituting a fluid shock absorber and containing a buffer fluid A fluid shock absorber, which is closed by the lid assembly according to claim 1.
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