JPH07197902A - ベローズ形アキュムレータ - Google Patents

ベローズ形アキュムレータ

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JPH07197902A
JPH07197902A JP5348958A JP34895893A JPH07197902A JP H07197902 A JPH07197902 A JP H07197902A JP 5348958 A JP5348958 A JP 5348958A JP 34895893 A JP34895893 A JP 34895893A JP H07197902 A JPH07197902 A JP H07197902A
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JP
Japan
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gas
bellows
liquid
chamber
accumulator
Prior art date
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Pending
Application number
JP5348958A
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English (en)
Inventor
Masahiro Shiraishi
雅博 白石
Kenji Hara
顕司 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nok Corp filed Critical Nok Corp
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Publication of JPH07197902A publication Critical patent/JPH07197902A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04Accumulators
    • F15B1/08Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
    • F15B1/10Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
    • F15B1/103Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means the separating means being bellows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 シェル1の内部空間10をベローズ7を備え
た可動部6により圧力導入ポート3に連通する第一室1
1とガス13および液体14を封入する第二室12とに
仕切ってなるベローズ形アキュムレータに、優れた脈動
吸収性能を発揮させる。 【構成】 ガス13に、オストワルド係数の小さなヘリ
ウムガスまたは窒素ガスを使用するとともに、液体14
に、粘度の大きな油圧サスペンション油を使用すること
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベローズ形アキュムレ
ータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車の油圧システムの高圧化に
伴い、高圧の油圧源として小型のプランジャポンプが開
発され、既に一部の車両で実用化されている。車載用の
プランジャポンプの実用化に当たっては、吐出脈動を吸
収して騒音または振動の発生を低減するために、アキュ
ムレータの設置が不可欠である。この種の用途に使用さ
れるアキュムレータのタイプとしては、耐ガス透過性に
優れたベローズ形アキュムレータが選定されているが、
この種のアキュムレータの設計諸元と脈動吸収性能との
関係は未だに十分に解明されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ベロ
ーズ形アキュムレータの第二室に封入されるガスおよび
液体の組み合わせと脈動吸収性能との関係を明らかに
し、設計的指針を見出すことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】結論から言うと、シェル
の内部空間をベローズを備えた可動部により圧力導入ポ
ートに連通する第一室とガスおよび液体を封入する第二
室とに仕切ってなるベローズ形アキュムレータにおい
て、ガスには、オストワルド係数の小さなヘリウムガス
または窒素ガスを使用するのが好ましく、またこれとの
組み合わせにおいて、液体には、粘度の大きな油圧サス
ペンション油を使用するのが望ましい。以下にその理由
を説明する。
【0005】
【作用】図1および図2はそれぞれベローズ形アキュム
レータの構造を示しており、シェル1の内部空間10
が、ベローズ7およびベローズキャップ8よりなる可動
部6により、圧力導入ポート3に連通する第一室(以
下、液体室とも称する)11と、ガス13および容積調
整用の液体14を封入する第二室(以下、ガス室とも称
する)12とに仕切られている。符号2は圧力導入ポー
ト3および円筒部4を備えるとともにシェル1の開口部
に固設されたポート部材、5は円筒部4の先端に固設さ
れたシールラバー、9はシェル1に設けられたガスプラ
グであり、また図2において、15は可動部6に設けら
れたガイドリングである。
【0006】上記ベローズ形アキュムレータをプランジ
ャポンプに取り付けた状態で、プランジャポンプが吐出
する液体の圧力が初期封入ガス圧以上の大きさになる
と、ベローズ7が伸び、ガス13が圧縮されて吐出脈動
が吸収される。しかしながらガス13の液体14への飽
和溶解量が、ガス13および液体14の種類により異な
り、かつ圧力の上昇とともに増大するために、使用圧力
範囲内でガス13が消失することがないように、それぞ
れの種類および封入量を設定する必要がある。
【0007】
【実施例】実験に用いたベローズ7、シェル1およびプ
ランジャポンプの仕様はそれぞれ以下のとおりである。 ベローズ7 内径 φ18mm 外径 φ25mm ピッチ 1.4mm 山数 40 板厚 0.15mm バネ定数 6.37N/mm 材質 SUS304 シェル1 外径 φ31mm 全長 103mm プランジャポンプ 形式 7シリンダ 固有吐出量 6.1cc/rev 制御流量 12l/min 最高油圧 11.2MPa(常用) 使用回転数 500〜7500rpm 温度範囲 −40〜120℃
【0008】図3は実験装置全体の回路を示している。
モータ16の回転によりプランジャポンプ17が作動す
ると、モータ16の回転数に応じた周波数の脈動が発生
する。アキュムレータ18内部の挙動を観察するため
に、シェル1の一部または全部を透明材により成形し、
ストロボスコープを用いて脈動の周波数と同期させた状
態でビデオカメラを使って撮影する。脈動吸収性能の測
定は、圧力変換器(キスラー社製)19を取り付けて圧
力変動を測定し、FFTアナライザ20を用いて周波数
分析を行なう。21はインバータ、22はアンプ、23
はスパイラルホース、24はタンク、25はストレーナ
である。
【0009】モータ16を回転させてポンプ17を作動
させると、作動圧力および脈動によりベローズ7が振動
(伸縮)し、回転数を徐々に増していくと、これに応じ
てベローズ7の振動数も上がっていく。この振動に伴っ
て、封入されているガス13が激しく撹拌されて液体1
4中に分散する。ガス室12に封入するガス13と液体
14をその種類について以下の組み合わせとし、これら
の挙動を観察した。 組み合わせ例1 ヘリウムガス+軽油 組み合わせ例2 ヘリウムガス+油圧サスペンション
油 組み合わせ例3 窒素ガス+軽油 組み合わせ例4 窒素ガス+油圧サスペンション油 組み合わせ例5 二酸化炭素+軽油 組み合わせ例6 二酸化炭素+油圧サスペンション油
【0010】尚、ヘリウムガス、窒素ガスおよび二酸化
炭素のオストワルド係数(at0℃)はそれぞれ以下の
とおりである。 ヘリウムガス 0.010 窒素ガス 0.075 二酸化炭素 1.0 また軽油および油圧サスペンション油の粘性係数(cs
t at40℃)はそれぞれ以下が代表値である。 軽油 6.3 油圧サスペンション油 2〜3
【0011】ガス13がヘリウムガスまたは窒素ガスで
ある場合、回転数の上昇とともにガス13が微細化さ
れ、軽油および油圧サスペンション油ともに白濁し、見
かけのガス量が徐々に減少する。ストロボスコープの周
波数を回転数×7×N倍にすると、ベローズ7の振動と
同期することから、高次の振動が重なったモードであ
り、これによりガス13が激しく撹拌され、微細化され
る。ガス13が微細化される様子は5000rpm近傍
で最大となるが、その理由は、この実験装置全体の振動
系の共振点が5000rpm近傍にあるためであると考
えられる。ヘリウムガス+軽油の組み合わせの場合、5
000rpm近傍(共振点)を超えると、白濁は状態は
軽微となり、見かけのガス量が回復してくる。ヘリウム
ガス+油圧サスペンション油、窒素ガス+軽油、窒素ガ
ス+油圧サスペンション油の組み合わせでは、何れも7
500rpm近傍で液体14の白濁が続き、ガス13が
僅かに残っているような状態が観察される。回転数を7
500rpmまで上げ、挙動を観察した後にポンプ17
の作動を止めると、ベローズ7も振動しなくなるために
微細化されていたガス13が元の状態に戻り始める。回
復の速度はヘリウムガス+軽油の場合が最も速く、上記
した現象と関係していることが分かる。ガス13が二酸
化炭素である場合、軽油および油圧サスペンション油と
もに3000rpm以下でガス13が消失し、白濁現象
も見られない。
【0012】上記したガス13および液体14の組み合
わせでそれぞれ脈動の周波数分析を行ない、アキュムレ
ータ18を取り付けていない状態のポンプ17の脈動圧
力状態と比較した。アキュムレータ18が無い場合の周
波数分析結果を図4に、またガス13と液体14の組み
合わせ例の順に、その結果を図5ないし図10に示し
た。
【0013】低回点数域でガス13が消失してしまう二
酸化炭素の場合は、ガスバネの機能が無くなってしまう
ために脈動減衰効果は認められず、アキュムレータ18
として封入するガス13の種類として、二酸化炭素は不
適であることが分かる。回転数の全範囲においてガス1
3の消失現象が無いヘリウムガスまたは窒素ガスの場
合、同一の液体14に対しては脈動減衰性能の差は認め
られないが、軽油と油圧サスペンション油で比較する
と、油圧サスペンション油の方が減衰効果が大きい。こ
れは液体の粘度の差によるものである。
【0014】したがって以上の結果から、アキュムレー
タ18に封入するガス13および液体14の種類として
は、ヘリウムガスまたは窒素ガスのようにオストワルド
係数の小さいガスと、油圧サスペンション油のように粘
度の大きい液体の組み合わせが適していると言うことが
できる。
【0015】また実使用回転数の全範囲でベローズ7の
耐久性を確保する必要がある。上記したように高回転数
域では見かけのガス量が減少するために、この現象がベ
ローズ7の耐久性能に及ぼす影響を、初期に封入するガ
ス13の量を変えて(封入する液体14の量を変えて)
耐久試験を行ない、調べてみた。耐久試験に用いたアキ
ュムレータの仕様は以下のとおりである。 ガス13の種類 窒素ガス 封入圧力 7.84MPa ガス封入量 5.0cm3 (試料) または7.0cm3 (試料) または8.0cm3 (試料) 液体14の種類 サスペンション油 また耐久試験の試験条件は以下のとおりである。 ポンプ回転数 7500rpm 作動圧力 9.80MPa 雰囲気温度 常温
【0016】下記表1に耐久試験結果を示すとおり、ガ
ス封入量が8.0cm3 であると1時間以内にベローズ
7が破損しており、この場合にのみシェル1の表面温度
が顕著に上昇している。これは、アキュムレータ内部の
挙動を可視化した際に、微細化された気泡がベローズ7
の山の間に閉じ込められることが観察されており、封入
したガス13の量が多い場合は、気泡がベローズ7全体
を被い、断熱効果を現わし、温度が顕著に上昇し、この
顕著な温度上昇によりガスの圧力が増大し、ベローズ7
が破損したものと推定される。したがってこの耐久試験
の結果から、ベローズ7の振動によりガス13が微細化
され、その気泡がベローズ7全体を被ってしまうと断熱
効果が現われて耐久性能に良くない影響を及ぼすため
に、ガス13の封入量には限界があることが確認され
た。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明のように、シェルの内部空間をベ
ローズを備えた可動部により圧力導入ポートに連通する
第一室とガスおよび液体を封入する第二室とに仕切って
なるベローズ形アキュムレータにおいて、ガスに、オス
トワルド係数の小さなヘリウムガスまたは窒素ガスを使
用するとともに、液体に、粘度の大きな油圧サスペンシ
ョン油を使用することにより、この種のアキュムレータ
に、優れた脈動吸収性能を発揮させることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るベローズ形アキュムレー
タの断面図
【図2】本発明の他の実施例に係るベローズ形アキュム
レータの断面図
【図3】実験装置の回路図
【図4】周波数分析結果を示すグラフ図
【図5】周波数分析結果を示すグラフ図
【図6】周波数分析結果を示すグラフ図
【図7】周波数分析結果を示すグラフ図
【図8】周波数分析結果を示すグラフ図
【図9】周波数分析結果を示すグラフ図
【図10】周波数分析結果を示すグラフ図
【符号の説明】
1 シェル 2 ポート部材 3 圧力導入ポート 4 円筒部 5 シールラバー 6 可動部 7 ベローズ 8 ベローズキャップ 9 ガスプラグ 10 内部空間 11 第一室(液体室) 12 第二室(ガス室) 13 ガス 14 液体 15 ガイドリング 16 モータ 17 プランジャポンプ 18 アキュムレータ 19 圧力変換器 20 FFTアナライザ 21 インバータ 22 アンプ 23 スパイラルホース 24 タンク 25 ストレーナ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年9月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】また実使用回転数の全範囲でベローズ7の
耐久性を確保する必要がある。上記したように高回転数
域では見かけのガス量が減少するために、この現象がベ
ローズ7の耐久性能に及ぼす影響を、初期に封入するガ
ス13の量を変えて(封入する液体14の量を変えて)
耐久試験を行ない、調べてみた。耐久試験に用いたアキ
ュムレータの仕様は以下のとおりである。 ガス13の種類 窒素ガス 封入圧力 7.84MPa ガス封入量 5.0cm3 (試料) または7.0cm3 (試料) または8.0cm3 (試料) 液体14の種類 サスペンション油 また耐久試験の試験条件は以下のとおりである。 ポンプ回転数 7500rpm 作動圧力 9.80MPa 雰囲気温度 常温またこの耐久試験中、シェル1のA部(ポート部材2の
取付座面2aから15mmの位置)とシェル1のB部
(ポート部材2の取付座面2aから50mmの位置)に
それぞれ熱電対をセットし、シェル1の表面温度を同時
に計測した。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】変更
【補正内容】
【図8】
【手続補正8】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】
【手続補正9】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図10
【補正方法】変更
【補正内容】
【図10】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シェル(1)の内部空間(10)をベロ
    ーズ(7)を備えた可動部(6)により圧力導入ポート
    (3)に連通する第一室(11)とガス(13)および
    液体(14)を封入する第二室(12)とに仕切ってな
    るベローズ形アキュムレータにおいて、前記ガス(1
    3)が、オストワルド係数の小さなヘリウムガスまたは
    窒素ガスであり、前記液体(14)が、粘度の大きな油
    圧サスペンション油であることを特徴とするベローズ形
    アキュムレータ。
JP5348958A 1993-12-28 1993-12-28 ベローズ形アキュムレータ Pending JPH07197902A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5348958A JPH07197902A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 ベローズ形アキュムレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5348958A JPH07197902A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 ベローズ形アキュムレータ

Publications (1)

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JPH07197902A true JPH07197902A (ja) 1995-08-01

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ID=18400543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5348958A Pending JPH07197902A (ja) 1993-12-28 1993-12-28 ベローズ形アキュムレータ

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JP (1) JPH07197902A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014005882A (ja) * 2012-06-25 2014-01-16 Toyota Motor Corp 金属ベローズ型アキュムレータ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031210