JPH02195001A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば車両用の気液圧式懸架装置や各種油圧
機器の脈動防止用などに使われるアキュムレータに関す
る。

［従来の技術］ 例えば車両の懸架装置に使用される気液圧式のアキュム
レータの内部には、油とガスが収容されており、懸架装
置に負荷される荷重の大きさに応じて気室の容積が増減
するとともに、気室の容積に反比例した大きさのガス反
発力が生じるようになっている。従来のこの種のアキュ
ムレータにおいて、ガスと油を仕切るためにフリーピス
トンや袋状のゴム膜などが使われる場合がある。しかし
ながらフリーピストンは摺動抵抗が大きい上に摺動部か
らガスが油中に逃げやすい。また、ゴム膜を使用した場
合もガスのシール性に問題が残る。

このため従来の仕切り部材は、高圧のガスが封入される
アキュムレータには不向きなものであった。

そこで本発明者らは、ガスと油を仕切るための部材とし
て金属製のベローズを用いることに着目し、その開発に
取組んでいる。金属製のベローズを用いたアキュムレー
タは、円筒状のハウジング内にこれと同心にベローズを
収容したものであり、ベローズの内面側または外面側の
いずれか一方が油室として使われ、他方が気室として使
われる。

そして荷重の大きさに応じて気室の容積が増減すると、
この容積変動に対応してベローズが軸方向に伸縮するよ
うになっている。

上記ベローズはハウジングに対して相対的に伸縮を繰返
すため、ベローズとハウジングとの摺動部の摩耗を防ぐ
ために、ベローズとハウジングとの相互対向部に合成樹
脂製ベローズガイドを取付けることが提案されている。

第８図および第９図は従来のベローズガイド１を示して
いる。ベローズガイド１は、その基ｌｌ５２をベローズ
３の谷部に嵌合させることによりベローズ２に取付けら
れている。

［発明が解決しようとする課題］ ベローズ３が軸方向に伸縮する時、第８図および第９図
に２点鎖線で示したようにベローズ３が撓むため、ベロ
ーズ３の山の先端とベローズガイド１との接触部４にお
いて摩擦が生じる。ベローズガイド１は金属よりも柔ら
かい材料によって作られているが、その表面に例えば金
属微粉などの固形異物が付着しているとベローズ３の山
の先端が摩耗し、耐久性が悪化する原因になることがわ
かった。

従って本発明の目的は、ベローズとベローズガイドとの
接触部が摩耗することによる耐久性の悪化を防止できる
ようなアキュムレータを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために本発明者が開発したアキュムレ
ータのベローズガイドは、ベローズの谷部に嵌合させら
れるリング状の基部と、この基部の周方向に互いに間隔
をあけて基部と一体に成形されたガイド部とを有してお
り、これら複数のガイド部は、それぞれ上記基部の径方
向に放射状に突出する第１の部分と、ベローズの軸方向
に沿っていて上記ハウジングの内周面に摺接する第２の
部分とからなり、この第２の部分の内側にベローズ要素
の溶接接続部が位置するようにしてベローズガイドを取
付けたことを特徴とするものである。

〔作用］ 上記ベローズに取付けられたベローズガイドはハウジン
グの内周面に摺接する。このベローズガイドはベローズ
が伸縮する際にベローズと共にハウジングの軸方向に移
動する。こうしてベローズが伸縮する際には、ベローズ
が軸方向に撓むことに伴ってベローズガイドとベローズ
の山との接触位置が変化す（る。本発明のベローズガイ
ドの内側にはベローズ要素の溶接接続部が位置しており
、この溶接接続部には溶融金属が固まることによってベ
ローズの板厚よりも肉厚のある溶接ビードが存在するか
ら、ベローズとベローズガイドとが互いに擦れてもベロ
ーズの耐久性に悪影響を与えるようなことがない。

［実施例］ 以下に本発明の一実施例につき第１図ないし第７図を参
照して説明する。

第３図に示されたアキュムレータ１ｏは、円筒状の金属
製ハウジング１１と、このハウジング１１の内部にハウ
ジング１１と同心状に設けられた内筒１２と、金属ベロ
ーズ１３等を備えて構成されている。内筒１２の図示下
端側は開口している。

ベローズ１３は、ハウジング１１の内周面と内筒１２と
の間の隙間を利用して収容されている。

従ってベローズ１３の外径Ｄｌはハウジング１１の内径
り。よりも小さい。このベローズ１３は、複数のベロー
ズ要素としてのベローズボディ１５とベローズキャップ
１６とを溶接によってベローズ１３の軸方向に連結した
ものである。ベローズボディ１５とベローズキャップ１
６の材質は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属が使用さ
れるが、場合によっては黄銅、燐青銅等やアルミニウム
合金板を使用できる場合もある。ベローズボディ１５の
板厚は、−例として０．１ないし０．３ｍｍであるが、
これ以外の板厚であってもかまわない。

第１図に示されるように、互いに溶接される上下２つの
ベローズボディ１５．１５は、互いに対向する端面同志
を突合わせるとともに、その接続部１７の外周縁を円周
方向の全周にわたって溶接したものである。溶接接続部
１７には、溶融金属が固まることによってベローズボデ
ィ１５の板厚よりも肉厚のある溶接ビード１８が生じて
いる。

溶接は例えばＴＩＧ溶接によるが、それ以外の溶接（例
えばレーザ溶接）が適用されてもよい。

また第２図に示されるように、ベローズボディ１５とベ
ローズキャップ１６も互いに対向する端面同志を突合わ
せるとともに、その接続部１７の外周縁を円周方向の全
周にわたって溶接している。

この溶接接続部１７にもベローズボディ１５の板厚より
も肉厚のある溶接ビード１８ができている。

ベローズ１３はハウジング１１および内筒１２と同心状
に設けられており、ハウジング１１の軸方向にストロー
クＳにわたって伸縮自在である。

ベローズ１３の一端すなわち図示上端は、ハウジング１
１の端部材２５に気密に固定されている。

ベローズ１３の他端はベローズキャップ１６によって気
密に閉塞されている。ベローズ１３の内部空間には液室
２６があり、この液室２６に作動液の一例として油が満
たされる。液室２６に連なる接続口２７は、図示しない
油圧回路の配管に接続される。

また、ベローズ１３の外面とハウジング１１の内面とに
よって囲まれる気室３０に、窒素等の高圧の不活性ガス
が大気圧以上の圧力で封入される。

なお、必要に応じて気室３０の内部に気室容量調整用の
液体が適宜量入れられる。３１はガス供給口であり、こ
の供給口３１は栓３２によって塞がれている。

そしてベローズ１３の軸方向中間部と図示下端部に、そ
れぞれベローズガイド３５が取付けられている。これら
ベローズガイド３５は、ベローズ１３とハウジング１１
との間、すなわち本実施例の場合は気室３０側に設けら
れている。ベローズガイド３５は合成樹脂の一体成形品
であり、その材質としてはベローズ１３の材料よりも摩
擦係数が小さい合成樹脂であって、しかも耐熱性、耐油
性、耐摩耗性に優れたものが適する。例えば４ふっ化エ
チレン、エチレン−４ぶつ化エチレンの重合体、ブロン
ズ充填材入り樹脂、アセタール樹脂。

ナイロン、ポリエチレン、ポリエチレンエラストマなど
が使用可能であるが、これら以外であってもかまわない
。

ベローズガイド３５は、ベローズボディ１５の谷部３７
に嵌合させられるリング状の基部４０と、この基部４０
の周方向に互いに間隔をあけて設けられた複数のガイド
部４１とを備えて構成されている。ベローズガイド３５
が自由状態にある時の基部４０の内径り、（第、５図参
照）は、ベローズボディ１５の谷径よりも若干大きくし
である。

また、基部４０の周方向の途中１箇所にカット溝４３が
設けられている。従って基部４０はおおむねＣリング状
をなしており、カット溝４３のところを広げれば径方向
に弾性的に変形させることができる。

第１図に示されるように、ガイド部４１は、基部４０の
径方向に長さＣだけ放射状に突出する第１の部分４５と
、ベローズ１３の軸方向に沿う第２の部分４６とからな
り、断面り状に形成されている。ガイド部４１における
第２の部分４６の径方向の厚みｔは、第１の部分４５の
突出長さＣよりも小さい。

第２の部分４６の外周面は、ハウジング１１の内周面に
摺接する。ハウジング１１と第２の部分４６との間には
僅かなりリアランス、すなわちノ１ウジング１１に対し
て軸方向に円滑に摺動できる程度の必要最小限のクリア
ランスが確保されている。

第４図ないし第６図に示されるように、円周方向に隣合
うガイド部４１．４１間には、気室３０内に封入された
ガスあるいは気室容！［移用の液体が流動できるように
隙間部４７が設けられている。

上記ベローズガイド３５は、基部４０をベロズ１３の谷
部３７に嵌合させることによってベローズ１３に保持さ
れるが、この場合、第２の部分４６の内側に溶接ビード
１８が位置するようにベローズ１３に取付けられる。従
って、溶接ビード１８を介してベローズ１３の外周部と
ベローズガイド３５とが接する。なお、第１図中に２点
鎖線で示されるように、基部４０の図示上側に第３の部
分４８を設けることによって断面Ｔ形にすることも許さ
れるが、この場合には第３の部分４８の内面がベローズ
１３の山の先端に接触しないようにする。

ベローズガイド３５をベローズ１３に取付ける際には、
カット溝４３のところを広げることによりベローズガイ
ド３５を弾性的に拡径させる。所定の位置に取付けられ
たベローズガイド３５は、それ自身の弾性復元力によっ
て元の径に戻るが、基部４０の内径Ｄ３はベローズ１３
の外径Ｄ１よりも充分小さいため、ベローズ１３に取付
けておくことができる。

ベローズガイド３５にカット溝４３を設けない場合には
、ベローズガイド３５を加熱φ軟化させ、径を広げた状
態にするとともにベローズ１３に嵌合させてから冷却し
てもよい。但しこの場合は、ベローズガイドの材質が例
えば４ふっ化エチレンのように加熱により軟化するもの
に限る。

本実施例においては、前記隙間部４７にハウジング１１
内の流体が流動しやすくするために、次のような対策が
講じられている。

第５図に示されるように、ガイド部４１の周方向の長さ
を８１隙間部４７の周方向の長さをｂとした時、ｂ−２
ａとすることにより、隙間部４７をガイド部４１よりも
広くとる。ガイド部４１の長さａは、ベローズ１３のサ
イズやアキュムレータの使用条件、すなわちガイド部４
１に加わる力の大小等によって異なるが、一般的には、
１．５ａ≦ｂ≦２．５ａ　となるようなａ、　　ｂの値
が推奨される。

また、ハウジング１１の内径をＤｏ、ベローズ１３の外
径をＤ　Ｉ　＋ガイド部４１における第１の部分４５の
径方向の長さすなわち隙間部４７の幅をＣ２第２の部分
４６の径方向の厚みを【とした時、 Ｃ≧（Ｄｏ−ＤＩ−ｔ）となるように多値が設定されて
いる。このような寸法関係にした場合、第６図および第
７図に示されるようにベローズ１３が図示右側のガイド
部４１に当るまでいっばいに移動することによりベロー
ズ１３の中心Ｏ２がベローズガイド３５の中心０１に対
して片側（図示例では右側）に最大に偏ったとしても、
径方向の反対側の部位（図示例では左側）において基部
４０の外縁がベローズ１３の外径り、よりも内側に引込
んで位置するから、充分な広さの隙間部４７を確保でき
る。

つまり第７図に示されるように、ハウジング１１とベロ
ーズ１３との間の距離りが最大になる箇所においても基
部４０を谷部３７の内側に収めておくことができるよう
になる。このため、ベローズ１３が伸縮する際にベロー
ズガイド３５付近に生じる矢印方向の流体の流れが基部
４０によって妨げられることがなくなり、ベローズ１３
の動きがスムーズになる。もし、第７図中に２点鎖線ｍ
で示すように基部４０の縁がべａ−ズ１゛３の外径Ｄ１
よりも外側に突出していたとすると、流体の流れが妨げ
られるようになり、ベローズ１３の動きが滑らかではな
くなる。

上記構成のベローズガイド３５を備えたアキュムレー　
タ１０において、接続口２７を通じて液室２６に油が入
り込む時には、ベローズ１３が伸びるとともに気室３０
が圧縮されるため、気室３０内のガスの反発力が増加す
る。逆に、液室２６内の油の一部が出る時には、ベロー
ズ１３が縮むとともに気室３０の容積が拡大するため、
気室３０内のガスの反発力が減少する。

このように、気室３０の容積変化に伴ってベローズ１３
が軸方向に伸縮する。この時のベローズ１３の動きはベ
ローズガイド３５によって案内される。このため、ベロ
ーズ１３はノ１ウジング１１に対して軸方向にまっすぐ
かつスムーズに伸縮できる。

そしてベローズ１３が伸縮する際に、ベローズボディ１
５の撓みに伴ってベローズガイド３５とベローズボディ
１５の山とが互いに擦れても、肉厚の厚い溶接ビード１
８のところでベローズ１３とベローズガイド３５とが接
するため、ベローズ１３の摩耗が問題になるほど進行す
ることはない。

また、ベローズガイド３５に対してベローズ１３が径方
向に偏心した状態で伸縮しても、前述した理由により、
充分な広さの隙間部４７が確保されているからベローズ
ガイド３５に対する流体の抵抗が小さく、ベローズ１３
が滑らかに伸縮することができ、アキュムレータとして
の所定の性能を充分に発揮できるようになる。

なお本発明は、車両の気液圧式懸架装置に利用できるほ
か、各種油圧装置における脈動吸収用アキュムレータに
も同様に適用できる。また前記実施例ではベローズの内
側を液室として使うようにしているが、これとは逆にベ
ローズの外側を液室として使うアキュムレータにも同様
に適用できる。

また、ベローズ１３の軸方向長さが大で山数が多い場合
には、３つ以上のベローズボディ１５を軸方向に順次溶
接するようにし、各々の溶接接続部を利用してベローズ
ガイド３５を取付けるようにすれば、前記実施例と同様
の効果が発揮される。

また、単一のベローズボディの場合にはベローズボディ
とベローズキャップとの溶接接続部のみにベローズガイ
ド３５を設けるようにしてもよい。

［発明の効果］ 本発明によれば、ベローズが伸縮する際にベローズとベ
ローズガイドが互いに擦れ合うことによる耐久性の悪化
を防止できる。また、ベローズが伸縮する際にベローズ
ガイドがハウジング内の流体によって受ける抵抗が小さ
くなり、ベローズの伸縮動作をより円滑なものにするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の一実施例を示し、第１図
はベローズの軸方向中間部に設けられたベローズガイド
を示す縦断面図、第２図はベローズ（Ｄ　端部１：　設
けられたベローズガイドを示す縦断面図、第３図はベロ
ーズガイドを備えたアキュムレータの縦断面図、第４図
はベローズガイドの斜視図、第５図はベローズガイドの
平面図、第６図はベローズが偏心した状態を示す平面図
、第７図はベローズが撓む時の流体の流れを示す断面図
、第８図および第９図はそれぞれ先行技術によるベロー
ズガイドを示す断面図である。 １０・・・アキュムレータ、１１・・・ハウジング、１
３・・・ベローズ、１５・・・ベローズボディ（ベロー
ズ要素）、１６・・・ベローズ要素・ノブ（ベローズ要
素）　１７・・・溶接接続部、１８・・・溶接ビード、
３５−＝ベローズガイド、４０・・・基部、４１・・・
ガイド部、４５・・・第１の部分、４６・・・第２の部
分。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）円筒状のハウジングと、このハウジング内にこれ
   と同心状に収容されかつハウジングの軸方向に伸縮自在
   なベローズと、このベローズに取着され上記ハウジング
   の内周面と上記ベローズとの間に介在するベローズガイ
   ドとを備えたアキュムレータにおいて、 上記ベローズは複数の金属製ベローズ要素を互いに突合
   わせてその接続部を円周方向の全周にわたって溶接して
   あり、 また上記ベローズガイドは、上記ベローズの谷部に嵌合
   させられるリング状の基部と、この基部の周方向に互い
   に間隔をあけて基部と一体に成形されたガイド部とを有
   しており、これら複数のガイド部は、それぞれ上記基部
   の径方向に放射状に突出する第１の部分と、ベローズの
   軸方向に沿っていて上記ハウジングの内周面に摺接する
   第２の部分とからなり、この第２の部分の内側に上記ベ
   ローズ要素の溶接接続部が位置するようにしてベローズ
   ガイドを取付けたことを特徴とするアキュムレータ。 （２）上記ベローズガイドのガイド部の周方向の長さを
   ａ、ガイド部間の隙間部の周方向の長さをｂとした時、 １．５ａ≦ｂ≦２．５ａとなるようにａ、ｂの値を設定
   し、かつ上記ハウジングの内径をＤ＿０、ベローズの外
   径をＤ＿１、上記第１の部分の径方向の突出長さをｃ、
   上記第２の部分の径方向の厚みををとした時、 ｃ≧（Ｄ＿０−Ｄ＿１−ｔ）となるように各値を設定し
   たことを特徴とする請求項１記載のアキュムレータ。