JP6787990B2 - アキュムレータ - Google Patents

Description

本発明は、シェルの内周部にブラダを配設してシェルの内部空間をガス室と液体室とに区画するアキュムレータに関する。

従来、シェルの内周面にブラダの周縁部を密着させてシェルの内部空間をガス室と液体室とに区画するブラダ型のアキュムレータには、ブラダとして使用するゴム材は１種類を使用している。ガス室と液体室を分けるブラダは１種類のゴム材のため、耐液性、ガス透過性という異なる特性に対して、その１種のゴム材料の特性に依存することとなる。そのため、一方の特性に合わせると他の特性が十分に満たされないこともあった。

また、ガス室と液体室とに要求される特性に合わせて、耐液性のゴム材を液体室側、ガス遮蔽性の良いゴム材をガス室側に設置し、両特性を同時に満たす２材ゴムブラダ構造も提案されている。（例えば特許文献１）。

実願平１−９００２８号（実開平３−２９７０１号）のマイクロフィルム（第６頁、第１図）

特許文献１にあっては、２つのブラダの間に非ゴム層を介在させ、ブラダの周縁部をシェルの内周に沿って配置し、その周縁部に断面逆Ｌ字状のリング状のホルダを取り付け、シェルとブラダとの間を密封している。また、外周側のブラダにリング状の凸部を形成し、ホルダの取り付けによる前記凸部の圧縮変形を利用して高い密封性を得るようにしていた。

しかしながら、上述した特許文献１にあっては、ホルダないし固定部材の取り付けによるブラダの凸部の圧縮変形を利用して高い密封性を得るようにしているため、その密封性は当該凸部の圧縮変形に起因するため、シェルに対する密封性の向上には限界があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、シェルとブラダの間の密封性に優れるアキュムレータを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のアキュムレータは、
シェルの内側に弾性部材からなるブラダを配設してシェルの内部空間をガス室と液体室とに区画するアキュムレータであって、
前記シェルの内周面にその周縁部が配置される外径側ブラダと、
前記外径側ブラダの内径側にその周縁部が配設される内径側ブラダと、
前記外径側ブラダの周縁部と前記内径側ブラダの周縁部とを内径側から前記シェルの内周面に対向させて保持するホルダと、
前記外径側ブラダの周縁部と前記内径側ブラダの周縁部との間に配置され、前記外径側ブラダの周縁部と前記内径側ブラダの周縁部よりも剛性の高い剛性体と、
を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、内径側ブラダの周縁部と外径側ブラダの周縁部とにおいて、剛性体の配されない部分、即ち弾性体のみの締結に比べ、剛性体が配されている部分は各ブラダと剛性体との間に締め代を確保することができることから、各ブラダ同士をより強固に締結することができ、密封性に優れる。また、２つのブラダの間に別部材である剛性体を挿入することにより２つのブラダの間に入ろうとするための流体流路を複雑化することができ、内径側ブラダと外径側ブラダとの間への流体の流入を防止することができる。

前記剛性体は周方向に連続するリング形状であることを特徴としている。
この特徴によれば、内径側ブラダの周縁部と外径側ブラダの周縁部は周方向に渡って均等に圧縮されるため、高い密封性を確保できる。

前記剛性体は、前記内径側ブラダの周縁部と前記外径側ブラダの周縁部とが嵌合する嵌合部分に内包されて配されていることを特徴としている。
この特徴によれば、内径側ブラダの周縁部と外径側ブラダの周縁部との嵌合により剛性体が保持されて、これらが一体となるため、内径側ブラダの周縁部と外径側ブラダと剛性体のシェルへの組付けを容易に行うことができる。

前記剛性体は、その断面が略矩形であることを特徴としている。
この特徴によれば、剛性体に軸方向の幅を持たせることで、内径側ブラダの周縁部及び外径側ブラダの周縁部の変形代を確保するとともに、面圧の高い部分を広く形成することができる。

前記内径側ブラダにおける前記剛性体が配されている部分に内径方向に突出する環状凸部が設けられ、前記外径側ブラダにおける前記剛性体が配されている部分に外径方向に突出する環状凸部が設けられていることを特徴としている。
この特徴によれば、剛性体が配されている部分に環状凸部が設けられていることから、環状凸部の径方向における圧縮力が大きくなり、その部分の密封性が局所的に高められる。

実施例１におけるアキュムレータを示す一部側断面図である。 実施例１におけるブラダを示す一部拡大分解図である。 実施例１におけるブラダとホルダを示す一部拡大分解図である。 実施例１におけるブラダとホルダとがシェルに取付けられた状態を示す一部拡大図である。 実施例２におけるアキュムレータを示す斜視図である。 実施例２におけるブラダを示す一部拡大分解図である。 実施例２におけるブラダとホルダとがシェルに取付けられた状態を示す一部拡大図である。

本発明に係るアキュムレータを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るアキュムレータにつき、図１から図５を参照して説明する。以下、図１の紙面左右方向をアキュムレータの幅方向とし、紙面上下方向をアキュムレータの上下方向として説明する。

図１の符号１は、本発明の適用されたアキュムレータであり、略中空球状のシェル２の内周面２ａにブラダ３の周縁部が密着されてシェル２の内部空間をガス室Ｇと液体室Ｒとに区画されている。

ブラダ３は、ガス室Ｇと液体室Ｒとに要求される特性に合わせて、耐液性のゴム材により形成された第１ブラダ４が液体室側に設置され、気体遮蔽性の良いゴム材により形成された第２ブラダ５がガス室側に設置されている。また、シェル２の底部には開口部２ｂが形成され、該開口部２ｂには液体ポート２５が溶接して固定されている。一方、開口部２ｂに対向するシェル２の上部には、ガスプラグ２６が着脱可能に配設されている。

図１及び図２に示されるように、第１ブラダ４は、その周縁部６が内径側に位置する第２ブラダ５の周縁部７の外径側に位置するように配されている。そして、図１及び図３に示されるように、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが、更に内径側に配されたリング状のホルダ８が配され、図１に示されるように、シェル２の内面２ａに押圧されて取付けられている。

また、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７との間には、周方向に連続するリング９（剛性体）が配されている。このリング９は第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７よりも剛性の高い剛性体（例えば金属製）で形成され、断面が略矩形状となっている。

第２ブラダ５の周縁部７には、第１ブラダ４の周縁部６から下方に連続する面部１０と対向する面部１１の上端縁から内径方向に略直角に延出する底部１２と、この底部１２の内径側端部から上方に略直角に延出する側部１３と、この側部１３の上端から外径方向に延出する上部１４と、から構成される断面略コ字状の嵌合凹部１５が形成されている。

第１ブラダ４の周縁部６には、シェル２の内周面２ａに沿う面部１０の上端縁から内径方向に略直角に延出する凸条１６を有しており、凸条１６が第２ブラダ５の嵌合凹部１５内に入り込む構造となっている。

図３に示されるように、第２ブラダ５の嵌合凹部１５と第１ブラダ４の凸条１６との間隙を埋めるように前述したリング９が内包されるようになっている。また、これら３つの部材が組み合わせられることで、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが嵌合状態となり、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７との上下方向の相対移動が規制されている。また、これら第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが嵌合状態となることで、第１ブラダ４の面部１０の内周面１０ａと凸条１６の下面１６ａと、第２ブラダ５の嵌合凹部１５の底部１２の上面１２ａと側部１３の外周面１３ａと、にリング９の４面がそれぞれ当接する。

このように、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが嵌合状態となることで、第１ブラダ４の面部１０の外周面１０ｂと凸条１６の下面１６ａと、第２ブラダ５の嵌合凹部１５の底部１２の上面１２ａと側部１３の外周面１３ａと、にリング９の４面がそれぞれ当接するように嵌合部分にリング９が内包されることになり、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とリング９とをシェル２の段２３へ容易に組付けることができる。

第１ブラダ４の周縁部６の上端縁から僅かに下方側の面部１０の外周面１０ｂには、外径方向に突出する第１環状突部１７が形成されている。

また、第２ブラダ５における嵌合凹部１５の側部１３の内周面１３ｂの略上下方向中央に第２環状突部１８が形成され、更に嵌合凹部１５の上部１４の外径方向端縁は、第１ブラダ４のシェル２の内周面２ａに沿う外周面１０ｂより外径方向に突出する第３環状突部１９を構成している（図３参照）。

図３及び図４に示されるように、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが嵌合された状態で、リング状のホルダ８を第２ブラダの内径側に取り付ける。ホルダ８は、例えば金属などの剛体で形成されており、第２ブラダ５の側部１３の内周面１３ｂに面接する側部２０を有し、側部２０の下端は外径側上方向に折曲され下部片２１が形成されており、この下部片２１の端部２１ａが第２ブラダ５の底部１２の下面１２ｂに当接する構造であるため、第１ブラダ４の周縁部６と嵌合された第２ブラダ５の周縁部７の下方向への移動が規制されている。また、ホルダ８は、側部２０の上端から外径方向に略直角に延出する上部片２２を有し、この上部片２２の下面２２ａが第２ブラダ５の上部１４の上面１４ａに面接するようになっており、これにより、第１ブラダ４の周縁部６と嵌合された第２ブラダ５の周縁部７の上方向への移動が規制されている。

図３及び図４に示されるように、ブラダ３が配されるシェル２の内周面２ａの上下方向略中央には、段２３が形成されており、この段２３を挟んだ上方が下方よりも若干小径となっている。ホルダ８の上部片２２の外径側端部２２ｂは、その外径がシェルの内周面の段２３の上方より太径となっているため、上部片２２の上面２２ｃが段２３の下面２３ａに当接してホルダ８の上方向への移動が規制されている。

また、ホルダ８の上部片２２の外径側端部の外径は、シェル２の段２３を挟んだ下方の内径と略同径となっている。これによれば、シェル２は略中空球状であることから、その内周面２ａは段２３を挟んだ下方は、下方向に漸次小径となっている。そのため、段２３を挟んだ下方の内径とホルダ８の上部片２２の外径側端部が略同径であるホルダ８の下方向への移動が実質的に規制されている。

自然状態における第１ブラダ４の周縁部６の面部１０の外周面１０ｂは、シェル２の内周面２ａと比べて若干小径に形成されており、かつホルダ８の側部２０の外周面２０ａは、自然状態における第２ブラダの側部１３の内周面１３ｂと比べて、若干小径に形成されている。そのため、ホルダ８が取付けられた状態では、第１ブラダ４の周縁部６及び第２ブラダ５の周縁部７が、シェル２の内周面２ａとホルダ８の側部２０の外周面２０ａにより圧縮された状態となる。そのため、弾性体である第１ブラダ４及び第２ブラダ５の反発力により、シェル２、第１ブラダ４、第２ブラダ５、ホルダ８が一体的に保持されるようになっている。

図４に示されるように、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７との間、かつシェル２の内周面２ａとホルダ８の側部２０の外周面２０ａとの間にはリング９が配されているため、シェル２の内周面２ａとホルダ８の側部２０の外周面２０ａとの距離（即ち、リング９が配されていない第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７との嵌合状態における第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７の水平方向の合計の厚みＴ１）よりも、リング９が配されている部分における第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７の厚みの合計（即ち、第１ブラダ４の周縁部６における面部１０の厚みＴ２と、第２ブラダ５の周縁部７における側部１３の厚みＴ３との合計）が小さくなっている。

アキュムレータ１は、液体室Ｒ側とガス室Ｇ側から圧力を受け、ブラダ３が上下に動作する構造であるため、この動作に対してブラダ３を保持する高い保持力が必要とされる。そのため、ホルダ８の下部片２１が第２ブラダ５の底部１２の下面１２ｂに係止される構造とするために、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７に厚みを持たせている。

このような構造であることから、上記構成とすることにより、リング９が配されている部分における第１ブラダ４の周縁部６及び第２ブラダ５の周縁部７の締め代を確保することができ、第１ブラダ４の面部１０の外周面１０ｂ（強密封領域）とシェル２の内周面２ａとの間に生じる面圧が高くなる。加えて、第２ブラダ５の側部１３の内周面１３ｂとホルダ８の外周面２０ａとの間に生じる面圧が高くなり、厚みのある第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７であっても密封性を高めることができ、液体室Ｒ側からガス室Ｇ側に液体が流れ込まないようになっている。
また、第１ブラダ４の周縁部６及び第２ブラダ５の周縁部７におけるホルダ８の側部２０の外周面２０ａにより押圧される部分に比べ、リング９の軸方向の厚みが小さく形成されていることから、リング９が配されている部分における第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７の厚みは、リング９が配されていない部分の第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７全体の径方向の厚みよりも薄く、当該箇所は圧縮量の割合が大きくなる。そのため、当該箇所の第１ブラダ４の面部１０の外周面１０ｂ（強密封領域）とシェル２の内周面２ａとの間に生じる面圧が局所的に高められており、密封性が極めて高い。

また、図３に示されるように、リング９が配されている部分と水平方向に一部重なるように、第１ブラダ４の面部１０の外周面１０ｂには、第１環状突部１７が形成されており、この第１環状突部１７とシェル２の内周面２ａとの間に生じる面圧が局所的に更に高められていることにより、液体が第１環状突部１７とシェル２の内周面２ａとの間から第２ブラダ５側に滲み出ることが防止されている。

また、リング９が配されている部分における第２ブラダ５の周縁部７における側部１３の内周面１３ｂ（強密封領域）とホルダ８の側部２０の外周面２０ａとの間に生じる面圧が高くなっており、密封性が高くガス室Ｇ側から液体室Ｒ側に気体が流れ込まないようになっている。

更に、リング９が配されている部分と水平方向に一部重なるように、第２ブラダ５の側部１３の内周面１３ｂには、第２環状突部１８が形成されており、この第２環状突部１８とホルダ８の側部２０の外周面２０ａとの間に生じる面圧が局所的に更に高められていることにより、気体が第２環状突部１８とホルダ８の側部２０の外周面２０ａとの間から第１ブラダ４側に滲み出ることが防止されている。

また、第２ブラダ５の嵌合凹部１５の上部１４の外径方向端縁には、第３環状突部１９が形成されており、特に流体粒子の小さい気体が第３環状突部１９とシェル２の内周面２ａとの間から第１ブラダ４側に滲み出ることが防止されている。

また、リング９は、周方向に連続する無端状であることから、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７が周方向に渡って均等に圧縮されるため、高い密封性を確保できる。尚、リング９を有端の略Ｃ字状とすることで、第１ブラダ４の周縁部６及び第２ブラダ５の周縁部７とを段２３への取付けを容易に行うことのできる構造としてもよい。

また、リング９の断面が略矩形であるため、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７との嵌合部分には、リング９の軸方向幅程度の強密封領域が形成されるため、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７のリング９が配されている部分に充分な変形代を設けることができる。更に、強密封領域をリング９の軸方向に広く形成することができることから、高い密封性を確保できる。

また、ホルダ８の側部２０の下端に形成された下部片２１の外周面からシェルの内周面までの距離Ｔ４に比べ、嵌合状態の第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７の水平方向の合計の厚みＴ１が大きくなっていることから、ホルダ８の側部２０の外周面２０ａとシェル２の内周面２ａとの間から嵌合状態の第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが抜けづらくなっている。

更に、第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とは、その嵌合部分にリング９が内包されていることから、シェル２の内周面２ａとホルダ８の側部２０の外周面２０ａとにそれぞれ当接する部分の摩擦係数が高いことに加え、リング９の鉛直方向下方にホルダ８の側部２０の下部片２１の一部が重なるように位置することから、ホルダ８の側部２０の外周面２０ａとシェル２の内周面２ａとの間から嵌合状態の第１ブラダ４の周縁部６と第２ブラダ５の周縁部７とが抜けづらくなっている。

更に、第１ブラダ４の面部１０の内周面１０ａと凸条１６の下面１６ａと、第２ブラダ５の嵌合凹部１５の底部１２の上面１２ａと側部１３の外周面１３ａと、にリング９の４面がそれぞれ当接し、リング９と当接する各面との間に生じる面圧が高められていることから、第１ブラダ４と第２ブラダ５との間への気体及び液体の侵入が防止されている。

次に、実施例２に係るアキュムレータにつき、図５から図７を参照して説明する。尚、前記実施例と同一構成で重複する構成の説明を省略する。

図５及び図６に示されるように、第１ブラダ３４と第２ブラダ３５とは、その面部４０，４１が周縁部３６，３７に亘り対向面４０ａ，４１ａが面接するようになっており、これら対向面４０ａ，４１ａにそれぞれ外径側，内径側に凹む凹部４５，４６が形成されており、これら凹部４５，４６同士を合わせて構成される断面略矩形状の空洞部分にリング３９が嵌合され、第１ブラダ３４の周縁部３６と第２ブラダ３５の周縁部３７内にリング３９が内包されるようになっている。

このような構造とすることで第１ブラダ３４の周縁部３６と第２ブラダ３５の周縁部３７の接合時に、リング３９を第１ブラダ３４の周縁部３６と第２ブラダ３５の周縁部３７とのいずれかの凹部４５，４６に嵌合させておくことで、仮保持が可能であるため、接合作業が容易となる。

図７に示されるように、シェル２の内周面２ａとホルダ８の側部２０の外周面２０ａとの距離Ｔ１１に対し、第１ブラダ３４の周縁部３６における面部４０のリング３９が配されている部分の厚みＴ１２と、第２ブラダ３５の面部４１のリング３９が配されている部分の厚みＴ１３との合計が小さくなっている。

また、リング３９が配されている部分と水平方向に一部重なるように、第１ブラダ３４の面部４０の外周面４０ｂには、第１環状突部４７が形成されている。同様にリング３９が配されている部分と水平方向に一部重なるように、第２ブラダ３５の面部４１の内周面４１ｂには、第２環状突部４８が形成されている。更に、第１ブラダ３４の面部４０の外周面４０ｂの第１環状突部４７の上方に第３環状凸部４９が形成されている。

尚、リング３９は第１ブラダ３４の周縁部３６の凹部４５と第２ブラダ３５の周縁部３７の凹部４６とにそれぞれ嵌合される構成に限らず、例えば第１ブラダ３４の周縁部３６と第２ブラダ３５の周縁部３７とのいずれかにのみ凹部を設け、この凹部に嵌合される構成であってもよい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例におけるリングは、第１ブラダの周縁部と第２ブラダの周縁部との間に環状のリングが１つ内包される構成となっているが、これに限らず、例えば第１ブラダの周縁部及び第２ブラダの周縁部の周方向に複数個点在して内包される構成であってもよい。また、リングの断面形状は略矩形状に限らず、例えば略円形、５角以上の多角形状等であってもよい。

また、リングは当該リングを内包する前において第１ブラダの周縁部と第２ブラダの周縁部との嵌合部分に形成された当該リングの外形と略同内形の隙間に収まるような構成で説明したが、当該リングの外形を当該隙間よりも大きく構成してもよく、さらにこれらに限らず、例えば当該隙間が実質的に存在せずリング内包第１ブラダの周縁部と第２ブラダの周縁部との嵌合部分が隙間なく面接するように構成し、当該嵌合部分の変形代にリングが内包されるようになっていてもよい。

また、前記実施例における第１環状凸部，第２環状凸部，第３環状凸部は、無端状に限らず、例えば複数に分断されて構成されていてもよい。更に、第２環状凸部と第３環状凸部とは、密封性が充分に確保できる場合には、いずれか一方が省略されてもよい。

また、シェル２の形状は略球状に限らず、例えば円筒形状等であってもよい。

１ アキュムレータ
２ シェル
２ａ 内周面
３ ブラダ
４ 第１ブラダ
５ 第２ブラダ
６ 第１ブラダの周縁部
７ 第２ブラダの周縁部
８ ホルダ
９ リング
１０ 第１ブラダ面部
１０ａ 第１ブラダ面部内周面
１０ｂ 第１ブラダ面部外周面
１１ 第２ブラダ面部
１２ 嵌合凹部底部
１２ａ 底部上面
１２ｂ 底部下面
１３ 嵌合凹部側部
１３ａ 底部外周面
１３ｂ 底部外周面
１４ 上部
１５ 嵌合凹部
１６ 嵌合凹部凸条
１７ 第１環状突部
１８ 第２環状突部
１９ 第３環状突部
２０ ホルダ側部
２０ａ 側部外周面
２１ ホルダ下部片
２２ ホルダ上部片
２３ 段
２３ａ 段下面
３４ 第１ブラダ
３５ 第２ブラダ
３６ 第１ブラダ周縁部
３７ 第２ブラダ周縁部
３９ リング
４５，４６ 凹部
４７ 第１環状突部
４８ 第２環状突部
Ｇ ガス室
Ｒ 液体室

Claims (4)

1. シェルの内側に弾性部材からなるブラダを配設してシェルの内部空間をガス室と液体室とに区画するアキュムレータであって、
   前記シェルの内周面にその周縁部が配置される外径側ブラダと、
   前記外径側ブラダの内径側にその周縁部が配設される内径側ブラダと、
   前記外径側ブラダの周縁部と前記内径側ブラダの周縁部とを内径側から前記シェルの内周面に対向させて保持するホルダと、
   前記外径側ブラダの周縁部と前記内径側ブラダの周縁部との間に配置され、前記外径側ブラダの周縁部と前記内径側ブラダの周縁部よりも剛性の高い剛性体と、
   を備え、
   前記剛性体は、前記内径側ブラダの周縁部と前記外径側ブラダの周縁部とが嵌合する嵌合部分に内包されて配されることを特徴とするアキュムレータ。
2. 前記剛性体は周方向に連続するリング形状であることを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
3. 前記剛性体は、その断面が略矩形であることを特徴とする請求項１または２に記載のアキュムレータ。
4. 前記内径側ブラダにおける前記剛性体が配されている部分に内径方向に突出する環状凸部が設けられ、前記外径側ブラダにおける前記剛性体が配されている部分に外径方向に突出する環状凸部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアキュムレータ。

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