JPH0137601B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、膜により、作動油用とガス用の２つ
の空室が画定されている油圧アキユムレータに関
する。上記空室を形成するシエルは、通常金属製
であり、膜は、弾性的に変形容易な材料からなつ
ている。

〔従来の技術〕

油圧アキユムレータは、高圧下において加圧減
圧を頻繁にく繰り返すと、金属疲労のために、急
速に劣化することが知られている。

油圧アキユムレータは、もしそれが、例えば
400Kg／cm²の圧力条件下で使用されるものである
場合には、通常その使用条件より３割乃至４割以
上苛酷な条件である600Kg／cm²程度の圧力下でテ
ストされ、その安全が確認された後に実用に供さ
れている。しかしながら、この際に非常に強い破
砕力が各シエルのねじが刻設されている部分（螺
合部分を含む）に働くので、油圧アキユムレータ
はこの様なテストによつて損傷を受けることが非
常に多いことが実験の結果から明らかになつてい
る。その損傷は肉眼では見えないような金属の内
部に生じた非常に細かい亀裂であり、然もこの亀
裂はねじ山の底部から生じ易く、アキユムレータ
が使用される際に大きくなつて行き、遂には破砕
現象を生じさせるものである。この亀裂を生じさ
せる力を動的応力と云う。従来技術による油圧ア
キユムレータは、以下に述べているように、２個
のシエルを互いに螺合させて空室を形成している
ので、上記したように、特にねじの谷底部分に金
属疲労、亀裂が発生し易くなる。通常、先ずクラ
ツクが発生し、その進行に伴つて、油圧アキユム
レータは破損する。

〔発明が解決しようとする課題〕

油圧アキユムレータにおいては、結合する部材
に動的応力が発生し、これが金属疲労の原因とな
つて、油圧アキユムレータを破損させる。

従つて、前記２個のシエルを結合する部材に発
生する動的応力を、静的応力に変換することが必
要である。

本発明の第１の目的は、前記半球シエルを結合
する部材において発生する動的応力、すなわち金
属疲労の原因を取り除くこと、即ち、動的応力を
静的応力に変換することができる油圧アキユムレ
ータを提供することである。

本発明の第２の目的は、両半球シエルの結合部
材において生ずる動的応力を制定広力に変換しう
る油圧アキユムレータを製造する方法を提供する
ことである。

本発明の第３の目的は、上記油圧アキユムレー
タを製造するに際し、両半球シエルを結合する部
材に、予め伸張力を与えるのに好適な器具を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の油圧アキユムレータは、２個の半球状
シエルと、２つの空室を形成するために、前記２
個のシエルの間に設けられた弾性的な膜とから成
つており、前記一方の空室は、圧縮ガスを有し、
かつ他の空室は加圧流体を収容しうるようになつ
ており、前記２個の半球型シエルは、当該アキユ
ムレータに対する最大圧力に応じた予張力が付与
された円筒状ベルトの弾性的復元力をもつて、互
いに強く圧接したものである。

本発明の方法は、２個の半球状シエルと、２つ
の空室を形成するため、前記２個のシエルの間に
設けられた弾性的な膜とから成り、前記一方の空
室が圧縮ガスを有し、かつ別の空室が加圧流体を
収容しうるようになつており、前記２個の半球型
シエルは、伸張可能な円筒状ベルトにより圧接さ
れている油圧アキユムレータを製造する方法にお
いて、 前記両シエルを組み付ける前に、通常の使用条
件下における最大の圧力値により発生する応力値
よりも大きな応力値が発生するように、前記ベル
トを伸張しておくことを特徴とするものである。

本発明の器具は、２個の半球状シエルと、２つ
の空室を形成するため、前記２個のシエルの間に
設けられ弾性的な膜とから成り、前記一方の空室
が圧縮ガスを有し、かつ他方の空室が加圧流体を
収容しうるようになつており、前記２個のシエル
は、当該アキユムレータに対する最大圧力に従つ
て選択された張力にまで予め伸張可能な円筒状ベ
ルトの弾性的復元力により、互いに強く圧接され
ている油圧アキユムレータの製造用器具であつ
て、 前記ベルトを予め伸張しておくために、油圧力
を利用するピストンとシリンダとを、前記アキユ
ムレータと同軸に配設してあることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明よる油圧式アキユムレータは、２個の半
球型シエルの結合部材間に発生して、金属疲労、
ひいては油圧式アキユムレータの破損の原因とな
る動的応力は、極めて容易に静的な応力に変えら
れる。即ち、本発明によれば、従来、互いに螺合
されていた２つのシエルは、予張されたベルトに
よつて組立てられている。これは、ベルトが例え
ば（前述の例において）400Kg／cm²＋εに等しい
張力で引つ張られていること；この時両方のシエ
ルがベルトのねじ部分の中へねじ込まれているこ
と；および次に張力が緩め得ること；を意味す
る。２つのシエルは、ベルトに与えられていた予
張力が緩められると互いに非常に強く圧されるよ
うになつている。

油圧流体が加えられる時、この油圧力は、２つ
のシエルを引き離す傾向を持つが、この力はベル
トによつて得られる保持力よりも小さい。例えば
400Kg／cm²の最大の力が加えられた時でさえも、
シエルを分離するために作用している力は、ベル
トによる保持力よりも僅かに小さい（εだけ）の
で、シエルのねじ部分上には何ら破裂力をも与え
ないので、アキユムレータは何等の損傷を生じな
いものであり、本発明のこの構成による効果は驚
くべきものである。この様に、本発明は、動的応
力を静的応力、即ち、２つ以上の部材に作用して
いるが外部に何等力を及ぼさない力に、変える、
と云う優れた長所を有している。

また、油圧アキユムレータの所定の最大許容圧
力を越えるような過大な圧力を受けても、安全弁
の役割を果たす。

また本発明の方法及び器具によると、ベルトに
対する予張力の付与が容易である。

〔実施例〕

第１図に示す本発明の油圧アキユムレータは、
２個の半球状のシエル１，２からなつており、組
み立てた時、その内部には、公知のように、弾性
的な膜５により分割された２個の空室３，４が画
定される。

一方のシエル１は、プラグ６により閉じられ、
他方のシエル２には、油圧管７が接続されてい
る。

空室３には、加圧ガスが充たされており、空室
４には、油圧管７から作動油が供給される。

弾性的な膜５は、両シエル１，２間にしつかり
と挾持して固定されるように、その周端縁にビー
ド５ａが付設されている。

公知の油圧アキユムレータにおいては、両シエ
ル１，２は、互いに螺合されている。しかし、そ
のような油圧アキユムレータに、激しく変化する
高圧が作用すると、ねじ溝の底部における金属部
分に、短時間内にクラツクが発生し、両シエル間
の結合が破壊される原因となることがある。

このような油圧アキユムレータに、試験台上
で、大気圧と、その最高作動圧との間を周期的に
変化する圧力を加えると、数10万回のオーダーの
比較的短い繰り返し周期の後に、アキユムレータ
を急速に破壊すうようなクラツクが発生する。

本発明によれば、そのようなクラツクの発生を
防止するために、両シエルは、プレスを与えた部
材をもつて結合されている。

第１図の実施例では、両シエル１，２は、直接
に螺合されておらず、アキユムレータを加圧した
時の圧力以上、或いは実用上最大の許容圧力を受
けた時に発生する以上の力の張力を予め与えたベ
ルト８によつて、互いに組み付けられている。

ベルト８には、シエル１の外ねじ部１ａと螺合
しうる内ねじ部８ａと、シエル２の外ねじ部２ａ
と螺合しうる内ねじ部８ｂとが切設されている。

ベルト８は、段９と、リング１１を嵌入するた
めの溝１０とを備えている。段９とリング１１と
による２つの突出部の間には、油圧ジヤツキの２
つの部分、すなわち、段９に当接する円環状ピス
トン１３の上端と、リング１１に当接するジヤツ
キ本体１２の底部とが位置している。

これらジヤツキ本体１２と円環状ピストン１３
とは、ベルト８と同心円をなしている。

油圧アキユムレータを組み立てるにあたつて
は、まず、ピストン１３を、ベルト８の回りに配
置し、次いで、ジヤツキ本体１２とリング１１と
を、その順序で組み付ける。

そして、加圧された作動油を、ジヤツキ本体１
２とピストン１３との間に、孔１４から注入す
る。すると、ベルト８には、F₁及びF₂により示
すような、互いに逆向きの力が作用し、ベルト８
は長手方向に引張られる。

この際、下側のシエル２を、その外ねじ部２ａ
により、ベルト８の内ねじ部８ａに螺合し、次い
で膜５を取付け、両シエル１，２同士が互いにし
つかりと接合するまで、シエル１を、そのねじ部
１ａとベルト８の外ねじ部８ａとにより、ベルト
８に螺入する。

そして、孔１４からの油圧力の供給を停止さ
せ、リング１１を抜き、最後に、ジヤツキ本体１
２とピストン１３とを取りはずす。

ベルト８の与えられた張力に対する復元力によ
り、両シエル１，２は互いにしつかりと圧接させ
られる。

本発明の異なる実施例の左半分のみを示す第２
図においては、段９と、リング１１を嵌入するた
めの溝１０とは、場所が互いに入れ変わつている
が、それらの機能は、前記実施例と全く同様であ
る。

ただ、この実施例の場合、シエル２のみが、ベ
ルト８と螺合されており、前記ねじ部１ａの代り
に、シエル１の外周面に形成された段１５が、ベ
ルト８の内面に形成された段１６に係止されてい
る。

ベルト８には、図示しない、第１図におけるも
のと同様なジヤツキ本体１２及びピストン１３に
より、予め張力が与えられる。

シエル１を、その段１５が、ベルト８の段１６
に当接するまで、ベルト８の底の方から上向きに
挿入し、膜５を取付け、次いで、シエル２を、そ
の外ねじ部２ａとベルト８の内ねじ部８ｂとを利
用して、シエル１に密着するまで、ベルト８内に
螺入し、最後に、ジヤツキへの油圧力の供給を停
止し、ジヤツキを取りはずす。

いずれの場合にも、両シエル１，２は、ベルト
８に予め与えておいた張力により、互いに緊密に
結合される。

前記予張力の大きさは、アキユムレータに、試
験台上での最大許容圧力、或いは、実用上の最大
許容圧力を加えた時に、当該ベルトに発生する応
力よりも大きくするのが好ましい。

第３図に示したさらに別の実施例においては、
ベルト８は、両シエルのいずれか、例えばシエル
１と一体的に形成されている。

この実施例においては、シエル１の周縁から、
第１図及び第２図のベルト８と概ね等しい長さを
有するスカート１７が垂下しており、該スカート
１７の下端部には、内ねじ１７ａが切設されてい
る。また、スカート１７の基端部内周面の下向き
の段１９には、ビード５ａを収容するための溝が
設けられている。

シエル２には、前記スカート１７と概ね等しい
長さを有し、かつ、前記スカート１７の内側に挿
入しうる若干小径のスカート１８が立設されてい
る。

スカート１８の下部には、前記スカート１７の
内ねじ部１７ａと螺合しうる外ねじ部１８ａが切
設されている。また、スカート１８の上端には、
第１のシエル１の段１９と当接し、かつ、膜５の
ビード５ａを収容するための溝を備える平坦な端
面２０が形成されている。

スカート１７には、前記実施例におけるベルト
８と同様に、段９と、リング２２を嵌入するため
の溝１０とが設けられており、図示しないジヤツ
キ（第１図の１２，１３と同様のもの）を、スカ
ート１７の回りに取付け得るようになつている。

第１図と第２図とについて前に説明したのと同
様に、ジヤツキを用いて、スカート１７に予め張
力を与えておき、次いで、シエル２を、膜５を挾
むように、シエル１にしつかりと螺入する。その
後、ジヤツキの油圧力を抜き、ジヤツキを取りは
ずす。

こうして、スカート１７に予め与えておいた張
力により、両シエルは、互いに緊密に圧接され
る。

本発明による油圧アキユムレータは、通常のア
キユムレータと同様の容量であつても、5000000
回の繰返し圧力に対して、クラツクを起こすこと
なく耐えた。これに対し、普通のアキユムレータ
では、たつた150000回の繰返し圧力を加えただけ
で、クラツクが発生した。

組み立て前に予張力を加えられた部材（ベルト
８もしくはスカート１７）の必要な長さ及び厚さ
は、所望の予張力の大きさとは無関係である。

また、本発明において、ベルト８もしくはスカ
ート１７に予張力を加える手段は、前記したジヤ
ツキの例のみに限定されるものではない。

第４図と第５図とに示すように、両シエル１，
２を組立てる前に、短管状の部材等からなる円筒
状楔２１を挾み込んでもよい。

この楔の上下端には、面取り２１ａ，２１ｂが
施こされているが、これらは、それぞれ、シエル
１，２の、接合面の外周縁に突設された段の斜面
と適合するようになつている。

膜５の周縁には、上側のシエル１の接合面に設
けた溝に嵌入しうるビード５ａが形成されてお
り、このビード５ａは、シエル１と楔２１の上端
面との間に挾持される。

楔２１の下端面は、下側のシエル２の接合面に
直接当接している。

予張力が加えられるベルト２２は、あたかも引
張り試験片のように、その中間部２２ｃが若干薄
肉となつており、かつ上下両端部２２ａ，２２ｂ
は、内ねじ部８ａ，８ｂが切設された厚肉部とな
つている。

このような構造の油圧アキユムレータを組立て
るには、まず、下側のシエル２を、そのねじ部２
ａとベルト８のねじ部８ｂとにより、ベルト８の
下部に螺入し、楔２１を、前記シエル２の接合面
上に載置し、次いで、膜５を、該シエル２の上端
面上に置く。

次いで、前記したような、或いは、第６図につ
いて後記するようなジヤツキを用いて、ベルト８
に予張力を加える。

予張力が所望の値となつたら、上側のシエル１
を、そのねじ部１ａとベルト８のねじ部８ａとに
より、ベルト２２に螺入し、最後に、ジヤツキの
油圧力を抜き、ジヤツキを取りはずす。

こうして、両シエル１，２は、ベルト２２に与
えておいた予張力により、互いに強く圧接され
る。この際、ベルト２２の中央部２２ｃは薄肉で
あるため、好適な弾性的条件を得ることができ
る。

膜５は、そのビード５ａがシエル１と楔２１と
により挾持されることにより、固定される。

高圧の作動油は、油圧管７を経て、空室３内の
ガスを圧縮しつつ、膜５を持ち上げる。この油圧
とガス圧とは、その大きさが等しくなり、両シエ
ル１，２及び楔３を、互いに分離しようとする向
きに作用する。

しかし、この圧力が、ベルト２２に加えられて
いる予張力以上とならない限り、これらの部品
は、互いに強く圧接されたままである。

この圧力が、所定の最大値を越えると、シエル
１，２及び楔２１を分離しようとする力は、それ
を互いに強く圧接しようとする力を上回り、シエ
ル２と楔２１との間に空隙が生じ、作動油が洩れ
出る。

所定の圧力最大値と空室４内の実際の圧力値と
の差が大きければ大きい程、楔２１とシエル２と
の間隙は大となり、洩れ出る作動油の量も多くな
る。

従つて、本発明の油圧アキユムレータは、過大
な圧力によつて、アキユムレータが破損するのを
防ぐ安全弁を具備していることになる。

楔２１とベルト２２との間から流れ出た作動油
は、ベルト２２に穿設された１個もしくは複数の
通孔２３から抜け出る。それにより、洩れのある
ことを発見することができる。

第６図は、ベルト２２を伸張させるための器具
の一例を示している。

スタンド３３には、冠状体２４が螺合されてい
る。この冠状体２４に突設されたブラケツト２４
ａには、枢軸２７をもつてアーム２６が枢支され
ている。アーム２６の遊端部は、半円弧状のフオ
ーク２５となつている。

第６図には、フオーク２５、アーム２６、枢軸
２７及びブラケツト２４ａが、それぞれ１つずつ
示されているが、実際には、もう１つの同様の構
成が、対称の位置に設けられている。

スタンド３３の下部は、ピストン３３ａとなつ
ており、該ピストン３３ａは、通路２９を有する
空室３０を備えるジヤツキ本体２８に嵌入されて
いる。

ジヤツキ本体２８の左右からは、２本のアーム
３２が上方に向かつて突出しており、各アーム３
２の遊端部は、前記フオーム２５と同様のフオー
クとなつていて、半円弧状のカラー３１を支持し
ている。

この場合の油圧アキユムレータを組立てる要領
は次の如くである。

まず、下側のシエル２を、タンド３３上へ起
き、その上に、楔２１と膜５とを、その順序で置
いてから、ベルト２０を下側のシエル２へ螺合す
る。

次いで、２本のアーム２６を起こし、そのフオ
ーク２５を、ベルトの２つの部分２２ｃ，２２ｂ
間に形成された凹部へ係合させる。

アーム３２の遊端に係止されたカラー３１も、
ベルト２２の２つの部分２２ａ，２２ｂとの間に
形成された凹部へ係止させる。

このまま、孔２９から空室３０内に高圧の作動
油を導入すると、アーム３２及びカラー３１は、
第６図のf₁の方向に付勢され、他方、アーム２６
及びフオーク２５は、逆方向に付勢される。

こうして、ベルト２２が伸張されたら、シエル
１をベルト２２に螺合し、作動油の圧力を抜く。

〔発明の効果〕

本発明によると、金属疲労が小さくなるように
改良された油圧アキユムレータが得られ、しか
も、その製造を、きわめて容易かつ能率的になし
うる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の油圧アキユムレータ及びそ
の組立て器具の好適実施例を示す縦断面図、第２
図は、本発明の油圧アキユムレータの別の実施例
の左半分のみを示す縦断面図、第３図は、本発明
の油圧アキユムレータのさらに別の実施例の左半
分のみを示す縦断面図、第４図は、本発明の油圧
アキユムレータのさらに別の実施例の左半分のみ
を示す縦断面図、第５図は、第４図の一部を拡大
して示す縦断面図、第６図は、ベルトに予張力を
加えるための器具で、第１図のものとは異なる態
様のものの左半分のみを示す図である。 １，２……シエル、１ａ，２ａ……ねじ部、
３，４……空室、５……膜、５ａ……ビード、６
……プラグ、７……油圧管、８……ベルト、８
ａ，８ｂ……ねじ部、９……段、１０……溝、１
１……リング、１２……ジヤツキ本体、１３……
ピストン、１４……孔、１５，１６……段、１７
……ベルト、１７ａ……ねじ部、１８……スカー
ト、１８ａ……ねじ部、１９……段、２０……端
面、２１……楔、２１ａ，２１ｂ……面取り、２
２……ベルト、２２ａ，２２ｂ……端部、２２ｃ
……中央部、２３……通孔、２４……冠状体、２
４ａ……ブラケツト、２５……フオーク、２６…
…アーム、２７……枢軸、２８……ジヤツキ本
体、２９……孔、３０……空室、３１……カラ
ー、３２……アーム、３３……スタンド、３３ａ
……ピストン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２個の半球状シエル１，２と、２つの空室を
   形成するために、前記２個のシエル１，２の間に
   設けられた弾性的な膜５とから成つており、前記
   一方の空室は、圧縮ガスを有し、かつ他の空室は
   加圧流体を収容しうるようになつており、前記２
   個の半球型シエルは、当該アキユムレータに対す
   る最大圧力に応じた予張力が付与された円筒状ベ
   ルト８，８′，１７，２２のの弾性的復元力をも
   つて、互いに強く圧接されていることを特徴とす
   る油圧アキユムレータ。 ２ 一方の半球状シエル１と弾性的な膜５との間
   に、円筒状の楔１８，２１が挾設されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の油圧
   アキユムレータ。 ３ 両シエル１，２の外面に、円筒状ベルト８，
   ２２の内面に切設されたねじ部８ａ，８ｂと螺合
   しうるねじ部１ａ，２ｂを設けてあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   油圧アキユムレータ。 ４ 一方のシエル１が、円筒状ベルト８′の一端
   の内面に突設された段１６と係合しうる段１５を
   有し、他方のシエル２が、前記ベルト８′の他方
   の端部に内面に切設された内ねじ部８ｂと螺合し
   うる外ねじ部２ａを有していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の油圧ア
   キユムレータ。 ５ 円筒状ベルト１７が、一方の半球状シエル１
   と一体的に形成され、かつその遊端の内周にねじ
   部１７ａが切設されており、該ねじ部が、他方の
   半球状シエル２の外周に切設されたねじ部１８ａ
   と螺合し得るようになつていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の油圧ア
   キユムレータ。 ６ 円筒状ベルト２２の中央部２２ｃを薄肉にし
   てあり、かつ該中央部の両端部２２ａ，２２ｂ
   に、互いに対向する段を形成してあることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
   かに記載の油圧アキユムレータ。 ７ 円筒状ベルト８の一端に、内向きの段を形成
   してあり、かつ同じく他端に、リング１１を嵌入
   するための溝１０を設けてあることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記
   載の油圧アキユムレータ。 ８ ２個の半球状シエル１，２と、２つの空室を
   形成するため、前記２個のシエル１，２の間に設
   けられた弾性的な膜５とから成り、前記一方の空
   室が圧縮ガスを有し、かつ別の空室が加圧流体を
   収容しうるようになつており、前記２個の半球型
   シエルは、伸張可能な円筒状ベルト８，８′，１
   ７，２２により圧接されている油圧アキユムレー
   タを製造する方法において、 前記両シエルを組み付ける前に、通常の使用条
   件下における最大の圧力値により発生する広力値
   よりも大きな広力値が発生するように、前記ベル
   トを伸長しておくことを特徴とする方法。 ９ 両シエル１，２の一方のみを、予め伸張して
   おいたベルト８′，１７の内部に螺入することに
   より、互いに組付けることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項に記載の方法。 １０ 両シエル１，２を、予め伸張しておいたベ
   ルト８，２２の内部に螺入することにより、互い
   に組付けることを特徴とする特許請求の範囲第８
   項に記載の方法。 １１ ２個の半球状シエル１，２と、２つの空室
   を形成するため、前記２個のシエル１，２の間に
   設けられ弾性的な膜５とから成り、前記一方の空
   室が圧縮ガスを有し、かつ他方の空室が加圧流体
   を収容しうるようになつており、前記２個のシエ
   ルは、当該アキユムレータに対する最大圧力に従
   つて選択された張力にまで予め伸張可能な円筒状
   ベルト８，８′，１７，２２の弾性的復元力によ
   り、互いに強く圧接されている油圧アキユムレー
   タの製造用器具であつて、 前記ベルトを予め伸張しておくために、油圧力
   を利用するピストン１３とシリンダ１２とを、前
   記アキユムレータと同軸に配設してあることを特
   徴とする器具。 １２ ピストン１３が円筒状をなし、かつベルト
   ８，８′，１７を囲繞するように配設されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載
   の器具。 １３ ピストン２４に枢支されたフオークによ
   り、ベルト２２段２２ｂ，２２ｃのいずれか一方
   を、その段を押圧する向きに付勢し得るようにな
   つており、しかも、シリンダー２８のアーム３２
   に係合するカラー３１により、前記段の他方を、
   相対的に前記方向とは逆方向に付勢し得るように
   なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   １項に記載の器具。