JPH039194A

JPH039194A - アキュムレータ

Info

Publication number: JPH039194A
Application number: JP1143244A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Tanabe; 田辺　総一郎
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1991-01-17

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］この発明は、流体経路に生ずる脈動を吸収するアキュム
レータの改良に関し、特に、脈動の吸収効率を低下させ
ることなく、弾性膜が共振するような高周波数の脈動が
生じた時の弾性膜の破損を防止できるようにしたもので
ある。

〔従来の技術〕

従来のアキュムレータとしては、例えば第５図（ａ）及
び（ｂ）に示すものがあり、同図（ａ）はアキュムレー
タ１の一部破断正面図、同図（ｂ）はアキュムレータ１
の右側面図である。

このアキュムレータｌは、円筒形状のケース２内に、こ
のケース２と二重構造をなす内筒体３がその基端部３ａ
において固定されると共に、これらケース２内周面及び
内筒体３外周面間に弾性膜としてのベローズ４が配設さ
れている。

ベローズ４は、軸方向に伸縮自在の蛇腹状の筒体であっ
て、その一方の開口部側か内筒体３のフランジ状の基端
部３ａに溶接等により固着され、その他方の開口部側に
は、ケース２内を軸方向に摺動自在の円板５が溶接等に
より固着されている。

また、円板５０両面には、弾性体６ａ及び６ｂが固着し
である。

そして、ケース２の左側面に設けられ且つ栓体８によっ
て封止される気体封入孔７から、所定封入圧の気体（例
えば、窒素）をケース２内に封入することにより、ベロ
ーズ４の外側（円板５の左方）に気体室１０が構成され
、ケース２の右側面に設けられた流体の流入孔１１ａ及
び流出孔１１ｂを図示しない流体経路（例えば、油圧配
管）に接続（即ち、流入孔１１ａをポンプ側に、流出孔
１１ｂを機器側に接続）することにより、ベローズ４の
内側（円板５の右方）に流体室１２が構成される。

さらに、内筒体３には、その内外部を連通ずる連通孔３
ｂが多数穿設されていて、これにより、円筒体３の内部
に流入する流体がベローズ４の内側に流入し易いように
なっている。

そして、ベローズ４に固着された円板５は、ベローズ４
の伸縮を伴い、気体室１０の内圧及び流体室１２の内圧
が釣り合う位置に移動する。但し、円板５は、弾性体６
ａが気体室１０の端面１０ａに当接する位置と、弾性体
６ｂが内筒体３の先端面３ｃに当接する位置との間で進
退可能である。

このような構成であると、流体経路に例えばポンプの回
転速度に起因する脈動が発生しても、その脈動は、流体
室１２に伝達されてベローズ４の伸縮によって吸収され
るため、流出孔１１ｂからは脈動の少ない流体が流出す
るようになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のアキュムレータにあっては、
ベローズ４の伸縮によって脈動を吸収する構成であるた
め、ベローズ４の剛性を大きくしてしまうと、振幅の大
きな（例えばポンプの低速回転域等において生ずる比較
的低周波数の）脈動が生じた場合に、ベローズ４が充分
伸縮できず、その結果、脈動を吸収しきれなくなってし
まうという欠点がある。

そこで、従来はベローズ４に比較的剛性の小さいものを
使用して上記欠点を解決していたが、これでは、例えば
ポンプの回転数が上昇して、高周波数の脈動が生じてベ
ローズ４が共振した場合に、ベローズ４が破損する危険
が高いという未解決の課題があった。

この発明は、このような従来の技術が有する未解決の課
題に着目してなされたものであり、低周波数域における
大きな脈動の吸収効率を低下させることなく、高周波数
域の脈動が生じた時の破損の危険性を低減することがで
きるアキュムレータを提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、この発明は、気体室と流体
室とを弾性膜で仕切り、前記気体室に所定封入圧の気体
を封入し、前記流体室を流体経路に接続するアキュムレ
ータにおいて、前記弾性膜を高剛性弾性膜及び低剛性弾
性膜から構成すると共に、前記流体室内の流体に伝わる
脈動が所定周波数領域にあることを検出する周波数検出
手段と、この周波数検出手段が前記脈動が所定周波数領
域にあることを検出した時に前記低剛性弾性膜の伸縮を
拘束する伸縮拘束手段と、を設けた。

〔作用〕

本発明のアキュムレータにあっては、流体室内の流体に
伝達される脈動が所定周波数領域になければ、低剛性弾
性膜は伸縮自在であるので、その脈動は、主に低剛性弾
性膜の伸縮によって吸収される。

そして、例えばポンプの回転速度が上昇する等して所定
周波数領域の脈動が発生すると、周波数検出手段（ポン
プの回転速度センサ等）がそれを検出し、伸縮拘束手段
が低剛性弾性膜の伸縮を拘束する。従って、低剛性弾性
膜の破損が防止されると共に、流体室内の流体に伝達さ
れる脈動は高剛性弾性膜の伸縮によって吸収される。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図及び第２図は、本発明の第１実施例を示す図であ
る。

先ず、第１図に従って構成を説明する。なお、従来技術
の説明で用いた第５図と同等の部材及び部位には、同じ
符号を付し、その重複する説明は省略する。

即ち、本実施例では、ケース２内周面及び内筒体３外周
面間に、軸方向に進退自在で且つ強磁性体製の進退筒１
３を配設すると共に、この進退筒１３のフランジ部１３
ａを介してベローズ１４及び１５が直列に結合されてい
る。

ベローズ１４及び１５は、軸方向に伸縮自在の蛇腹状の
筒体であって、それらの対向する開口部がフランジ１３
ａに溶接等により固着される一方、ベローズ１４の他方
の開口部が円板５に溶接等により固着され、ベローズ１
５の他方の開口部がケース２の一部を構成する筒体１６
に溶接等により固着されている。

そして、円板５側に位置するベローズ１４は比較的剛性
が大きく、他方のベローズ１５は比較的剛性が小さい。

つまり、ベローズ１４が本発明における高剛性弾性膜に
対応し、ベローズ１５が本発明における低剛性弾性膜に
対応する。

但し、各ベローズ１４及び１５の剛性は、アキュムレー
タ１を使用する流体圧回路のポンプ性能等に基づいて決
定されるものである。

筒体１６は、その軸方向中央部が小径部１６ａとなって
いて、この小径部１６ａの外周にコイル１７が巻き付け
られ、小径部１６ａの内周面と内筒体３との間に進退筒
１３が進退自在に挿入されている。

また、進退筒１３には、ベローズ１５の内側にも流体が
流入し易いように、連通孔１３．ｂが多数穿設されてい
る。

そして、コイル１７は、コントローラ２０から供給され
る励［電流Ｉによって作動する電磁ソレノイド１８を構
成しており、この電磁ソレノイド１８がオン状態（励磁
状態）となると、進退筒１３は先端１３ｃが内筒体３の
基端部３ａに当接する位置に変位するが、電磁ソレノイ
ド１８がオフ状態（非励磁状態）であると、進退筒１３
は、自由に移動することができる。

コントローラ２０は、図示しないマイクロコンピュータ
やソレノイド駆動回路等を備えていて、後に詳細に説明
するように、図示しないポンプの回転速度を検出する周
波数検出手段としての回転速度センサ１９から供給され
る回転数検出信号Ｎに基づき、ポンプの回転速度が所定
回転速度に達していない時には電磁ソレノイド１８をオ
フ状態とする一方、その回転速度が所定回転速度以上で
ある時には電磁ソレノイド１８をオン状態とする処理を
実行する。

次に、上記実施例のアキュムレータ１を、車両の油圧回
路（例えば、油圧式パワーステアリング装置）に適用し
た場合について、その動作を説明する。なお、このアキ
ュムレータ１は、油圧回路の特に脈動の大きい場所、つ
まり、油圧ポンプの吐出口の近傍に配設することが望ま
しい。

第２図は、コントローラ２０において実行される処理の
概要を示したフローチャートであり、車両のイグニッシ
ョンスイッチがオン状態となり、回転速度センサ１９及
びコントローラ２０に電源が供給されると処理を開始す
る。

先ずステップ■において、回転速度センサ１９から供給
される回転速度検出信号Ｎを読み込み、回転速度Ｎとし
て記憶する。

次いで、ステップ■に移行し、回転速度Ｎと所定回転速
度Ｎ０とを比較し、Ｎ＜Ｎ、である場合にはステップ■
に移行し、Ｎ２Ｈ，である場合にはステップ■に移行す
る。

なお、所定回転速度Ｎ、は、その所定回転速度Ｎ０によ
って生ずる脈動の周波数が、直列状態であるベローズ１
４及び１５の共振周波数よりも小さくなるように選定す
る。

つまり、本実施例では、上記所定回転速度Ｎ０によって
生ずる脈動の周波数よりも高い周波数領域が、本発明の
所定周波数領域である。

そして、ステップ■では、励磁電流■を出力せず電磁ソ
レノイド１８をオフ状態とし、進退筒１３が、自由に移
動できるようにする。

すると、ベローズ１５の伸縮を拘束する力は発生しない
から、流体室１２に伝達される脈動は、比較的剛性の小
さいベローズ１５の伸縮によって吸収することができる
。従って、油圧ポンプが低速回転状態にあり、生ずる脈
動の振幅が大きい場合であっても、確実に脈動を吸収す
ることができるし、この場合の脈動の周波数は、ベロー
ズ１４及び１５の直列状態の共振周波数に達していない
ため、ベローズ１４及び１５が共振して（特に、剛性の
小さなベローズ１５が）破損するようなことはない。

一方、ステップ■からステップ■に移行した場合は、励
磁電流Ｉを電磁ソレノイド１８のコイル１７に供給し、
進退筒１３を第１図右方向に付勢する。

すると、ベローズ１５は、進退筒１３のフランジ部１３
ａと筒体１６との間においてその伸縮が拘束されるから
、流体室１２内の流体に伝達される高周波数の脈動によ
ってベローズ１５が破損するようなことはないし、その
脈動は、高周波数であるから比較的振幅が小さいので、
剛性の大きなベローズ１４の伸縮によって充分吸収する
ことができる。また、剛性が大きい分ベローズ１４の共
振周波数も高いので、ベローズ１４が共振して破損する
危険性は小さい。

但し、ステップ■において電磁ソレノイド１８に発生さ
せる磁力は、流体室１２内の流体の静圧にベローズ１５
の反力（復元力）を加えた力よりも大きくする必要があ
る。

ここで、上記実施例では、進退筒１３．コイル１７　（
電磁ソレノイド１日）及びコントローラ２０によって、
本発明における伸縮拘束手段が構成される。

また、上記実施例によれば、ベローズ１４及び１５を直
列状態として本発明に係るアキュムレータ１を構成して
いるため、アキュムレータ１の取り付けが従来のアキュ
ムレータと同様に一箇所で済むため、取り付は作業等が
面倒になるようなことはない。

さらに、ベローズ１４及び１５を直列状態としたことに
より、アキュムレータ１は、ベローズ１５の状態（拘束
状態又は非拘束状態）に関わらず常に流体路の同一個所
に接続されたことになるから、そのベローズ１５の状態
を切り換えた際に、アキュムレータ１の脈動吸収特性が
大きく変動するようなこともない。

第３図は本発明の第２実施例を示す図であり、第１図と
同等の部材及び部位には、同じ符号を付し、重複する説
明は省略する。

即ち、この第２実施例では、ケース２内周面及び内筒体
３外周面間を軸方向に進退自在なピストン２１を設ける
と共に、このピストン２１の筒部２１ａの端面にベロー
ズ１５の他方の開口部を固着し、さらに、筒部２１ａの
外周部にコイル１７を巻き付けたものであり、進退筒１
３は、ピストン２１の筒部２１ａの内側に挿入されてい
る。なお、２１ｂはシール部材であり、ピストン２１と
内筒体３との間には適度な間隔を設けである。

このような構成であると、円板５．進退筒１３ベローズ
１４．及びピストン２１は、気体室１０の内圧と流体室
１２内の流体の静圧とが釣り合う位置に移動するため、
ベローズ１５の伸縮を拘束するのに必要な力、即ち進退
筒１３とピストン２１とを接触させるのに必要な磁力は
、ベローズ１５の反力よりも大きければよいことになる
。

従って、上記第１実施例に比べて、コイル１７を小さく
　（安価に）できるという利点がある。

第４図は本発明の第３実施例を示す図であり、コントロ
ーラ２０で実行される処理の概要を示したフローチャー
トである。なお、第１実施例で説明した第２図と同様の
処理を実行するステップには、同じ番号を付した。

即ち、この実施例では、上述したステップ■においてｒ
ＹＥＳ、と判定された場合には、ステップ■に移行し、
アキュムレータ１の流入孔１１ａの直上流部における脈
動Ｐを求める。

ここで、流体圧回路における脈動Ｐは一般に正弦波であ
るため、下記の（１）式のように表現できる。

Ｐ　＝Ａ（ω）Ｘ　ｓ　ｉ　ｎ　ωｔ　　　　　　・・
・・・・（１）そして、角速度ωはポンプの次数及び回
転速度Ｎから一義的に決まるし、振幅Ａ（ω）も実験等
から求めることができる。そこで、予備実験等を行い、
ポンプの回転速度Ｎと脈動Ｐとの関係を記憶テーブル等
に記憶させておくことが望ましい。

なお、脈動Ｐは、アキュムレータ１の流入孔１１ａの直
上流部に脈動針を設けることにより検出することもでき
る。

そして、ステップ■からステップ■に移行し、電磁ソレ
ノイド１８に発生する力Ｆが脈動Ｐを相殺するように、
即ちＦ＝−Ｐとなるように、励磁電流Ｉをコイル１７に
供給する。

この場合、脈動Ｐは正弦波であるから、コイル１６には
、交流電流が供給されることになる。

この実施例によれば、ベローズ１５の伸縮を拘束する際
には、脈動Ｐを相殺するような力Ｆが電磁ソレノイド１
８に発生するため、ベローズ１５に無駄な力が加わるこ
とがない。

ちなみに、ベローズ１５に常に同じ大きさの力を加える
ような制御であると、脈動Ｐの谷間において電磁ソレノ
イド１８による力Ｆと脈動Ｐとが重畳されることになる
から、瞬間的に過大な力が進退筒１３やベローズ１５等
の部材に加わり、各部材の耐久性に悪影響を与えてしま
う。

なお、上記各実施例では、所定周波数領域を、所定回転
数Ｎ。に対応する所定周波数を下限値とする領域とした
が、これに限定されるものではなく、例えば下限値と共
に上限値を設定し、それらの範囲内を所定周波数領域と
してもよい。

つまり、ベローズ１５の破損の主な原因は、脈動の周波
数がベローズ１５の共振周波数に一敗することであるか
ら、脈動の周波数が充分高くなって、ベローズの共振周
波数から充分離れている場合には、比較的剛性の弱いベ
ローズ１５を非拘束状態としても差し支えない。

また、上記各実施例では、本発明に係るアキュムレータ
１を、車両の油圧回路に適用した場合についてその動作
を説明したが、このアキュムレータ１の適用対象は車両
以外であってもよい。

さらに、上記各実施例では、周波数検出手段としてポン
プの回転速度を検出する回転速度センサ１９を用いた場
合について説明したが、これに限定されるものではなく
、ポンプの回転駆動源（車両であればエンジン）の回転
数から脈動の周波数を求めてもよいし、或いは、ポンプ
を電動モータで駆動する場合には、電動モータへの供給
電流から求めることも可能である。

また、上記各実施例では、高剛性弾性体としてのへロー
ズ１４と、低剛性弾性体としてのベローズ１５とを直列
に結合した場合について説明したが、例えば、両者を結
合せず、独立に気体室１゜及び流体室１２を仕切るよう
にし、そして、低剛性弾性体に上記実施例のような伸縮
拘束手段を設ければ、上記各実施例と同等の作用効果を
得ることができる。

〔発明の効果］以上説明したように、本発明のアキュムレータによれば
、流体室内の流体に伝達する脈動が所定周波数領域にな
い場合には低剛性弾性膜を非拘束状態とする一方、その
脈動が所定周波数領域にある場合には低剛性弾性膜の伸
縮を拘束するようにしたため、アキュムレータにおける
脈動の吸収効率を低減することなく、弾性膜の破損の危
険性を低減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す断面図、第２
図はこの第１実施例におけるコントローラで実行される
処理の概要を示したフローチャート、第３図は本発明の
第２実施例の構成を示す断面図、第４図は本発明の第３
実施例の処理手順の概要を示したフローチャート、第５
図は従来のアキュムレータの構成を示す図であり、同図
（ａ）は−部破断正面図、同図（ｂ）は右側面図である
。１・・・アキュムレータ、１０・・・気体室、１２・・
・流体室、１３・・・進退筒、１４・・・ベローズ（高
剛性弾性膜）、１５・・・ベローズ（低剛性弾性膜）、
１７・・・コイル、１８・・・電磁ソレノイド、１９・
・・回転速度センサ（周波数検出手段）、２０・・・コ
ントローラ、２１・・・ピストン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）気体室と流体室とを弾性膜で仕切り、前記気体室
に所定封入圧の気体を封入し、前記流体室を流体経路に
接続するアキュムレータにおいて、前記弾性膜を高剛性
弾性膜及び低剛性弾性膜から構成すると共に、前記流体
室内の流体に伝わる脈動が所定周波数領域にあることを
検出する周波数検出手段と、この周波数検出手段が前記
脈動が所定周波数領域にあることを検出した時に前記低
剛性弾性膜の伸縮を拘束する伸縮拘束手段と、を設けた
ことを特徴とするアキュムレータ。