JPH0725302U - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量かつ小型で、防錆性能および耐ガス透過
性に優れ、しかも脈動減衰効果が高いアキュムレータを
提供する。 【構成】 シェル１と合成樹脂製エンドプレート２によ
り形成されるアキュムレータ室６内に、内部が液体室４
を構成する合成樹脂製ベローズ３を設け、前記ベローズ
３によって前記アキュムレータ室６内を液体室４と気体
室５とに区画する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、気体不透過性の樹脂材製ベローズおよび防錆性能に優れたエンドプ レートを用いたアキュムレータに関し、例えば飲料水の配管系などに用いて好ま しいアキュムレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、この種のアキュムレータとしては、可動に設けられたピストンによって シェル内を液体室と気体室とに区画するピストン型アキュムレータ、収縮膨張可 能なブラダ（空気袋）によってシェル内を液体室と気体室とに区画するブラダ型 アキュムレータ、および、蛇腹が形成されて伸縮可能な金属製のベローズをシェ ル内に設けることにより当該シェル内を液体室と気体室とに区画する金属製ベロ ーズ型アキュムレータが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来のピストン型アキュムレータでは、ピストンの移動により気体 室と液体室とを均圧状態にする構造であることからヒステリシスが大きく、液体 の脈動減衰率、すなわち応答性に乏しいという欠点がある。また、加工上の問題 としても、ピストンとシェル内面（シリンダ）との摺動面の加工精度やシェル内 面の円筒度，円芯度を高める必要がある。加えて、腐食環境に対する防錆処理が 必要であり、かつ重量も大きい。

【０００４】 また、従来のブラダ型アキュムレータでは、ブラダを収縮膨張可能な材料、例 えばゴムにより形成した場合、耐ガス透過性に乏しく気体室内に封入したガスの 漏洩が懸念される。また、シェル内面が液体室を構成するため腐食環境に対する 防錆処理が必要となる。

【０００５】 一方、従来の金属製ベローズ型アキュムレータの場合には、金属のヤング率Ｅ が約２１，０００Ｋｇ／ｍｍ² であることから、アキュムレータの作動範囲を広 げるためには、ベローズの山数を増やす必要があり、そのため、アキュムレータ の全長が長くなり重量も増加するという問題を有している。また、金属材料をベ ローズ状に加工するには極めて煩雑な工程を要し、加工精度の保証が困難である ばかりでなくコスト的にも不利である。加えて腐食環境に対する発錆の問題も懸 念される。

【０００６】 本考案は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、防錆性 能および耐ガス透過性に優れ、しかも脈動減衰効果が高いアキュムレータを提供 することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のアキュムレータは、シェル、前記シェル に一体結合して前記シェルの内部に室を形成するエンドプレート、前記エンドプ レートに開口端部が密封結合して前記室を気体室と水浸入室とに仕切る気体不透 過性で表面が樹脂材製のベローズを有し、前記エンドプレートには前記ベローズ 内に突出するストッパを有すると共に前記水浸入室に連通する水ポートを有する ことを特徴としている。

【０００８】

【作用】

本考案のアキュムレータでは、気体不透過性で表面が樹脂材製のベローズの内 部を水浸入室としているので、エンドプレートを樹脂材、ステンレス、黄銅など の防錆性能に富んだ材料により構成すれば、水浸入室内が極めて衛生的となり飲 料水などに適用して好ましい。特にベローズとエンドプレートとを同材質で構成 すれば、両者を一体化することが可能となるので、密封性能が向上するとともに 、取り付けも極めて簡単となる。 また、ベローズが収縮しても当該ベローズはストッパによって収縮位置が規制 されるのでベローズに作用する座屈応力をストッパによって支持することができ 、ベローズの寿命が向上する。また、このストッパによってベローズの収縮位置 が規制されるので応答性能も向上する。 さらに、ベローズをヤング率が比較的小さい樹脂で形成することによりベロー ズの山数が少なくても作動範囲が広がる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の一実施例に係るアキュムレータを示す断面図、図２（Ａ）〜（ Ｄ）は本考案に係るベローズ端部のシール構造を示す要部断面図である。

【００１０】 本実施例のアキュムレータは、気体不透過性を有する樹脂材製ベローズ型アキ ュムレータであって、図１に示されるように、シェル１とエンドプレート２とで 囲まれるアキュムレータ室６内に、樹脂材製ベローズ３が伸縮自在に装着されて いる。このようにアキュムレータ室６内に樹脂材製ベローズ３を取り付けること で、当該アキュムレータ室６は、ベローズ３内部に形成される水浸入室４と、当 該ベローズ３とシェル１とで囲まれた気体室５とに区画される。

【００１１】 この樹脂材製ベローズ３は、円盤状の頂部に末広がりの円錐面と上広がりの円 錐面とが交互に連続して一体に形成された、いわゆる蛇腹状に形成されており、 この樹脂材製ベローズ３に作用する内外の差圧により、樹脂材製ベローズの蛇腹 状部分が軸方向に伸縮することで、アキュムレータの機能を果たすようになって いる。また、樹脂材製ベローズ３の開口端部３ａは、シェル１とエンドプレート ２との接合部間に挟み込まれ、２つのＯリング７，８によりシールされる。これ により気体室５と水浸入室４とが密封される。 ちなみに、シェル１に対してエンドプレート２を接合するには、シェル１の開 口端部１ａをカシメ止めすれば良い。

【００１２】 エンドプレート２には、水浸入室４内に突出するストッパ２ａが形成されてお り、樹脂材製ベローズ３の最小圧縮位置を規制するようになっている。また、エ ンドプレート２には、樹脂材製ベローズ３の内部に形成される水浸入室４に連通 する水ポート２ｂが形成されている。また、ストッパ２ａの上面にベローズ３が 当接したときに水浸入室４内への水の浸入を容易にするために、複数の横孔２ｃ が開設されている。この横孔２ｃは必ずしも必須ではないが、ベローズの応答性 能を高めるためには極めて効果的である。 一方、シェル１の頂部には、樹脂材製ベローズ３とシェル１内面との間に形成 される気体室５に連通するガス封入口９が形成されており、このガス封入口９に 気体室５内を密封するプラグ１０がＯリング１１を介してねじ込まれている。

【００１３】 ガス封入口９から気体室５に所定圧の気体（例えば窒素ガスなどの不活性ガス ）を封入し、エンドプレート２に形成された水ポート２ｂを図示しない液体配管 等に接続すれば、樹脂材製ベローズ３には、内部の水浸入室４と外部の気体室５ との差圧が作用し、液体配管の圧力変動を緩和する方向に、樹脂材製ベローズ３ が軸方向に伸縮移動することになる。その結果、液体配管等の圧力変動、例えば ウォータハンマを有効に防止することができる。

【００１４】 特に、本実施例のアキュムレータでは、ベローズ３とエンドプレート２とを合 成樹脂により形成している。 ベローズ３を構成する合成樹脂としては、特に限定されないが、例えば耐ガス 透過性および剛性や耐熱性などの耐久性に優れた熱可塑性エラストマーを例示す ることができる。特に、アキュムレータを飲料水の配管等に適用する場合には、 人体への影響が全くないエチレンビニルアルコールなどを用いることが好ましい 。なお、樹脂材製ベローズ３の製造方法も特に限定されないが、例えばブロー成 形や液圧成形などが例示される。

【００１５】 また、このベローズ３は一種類の樹脂によって形成してもよいが、図３に示す ように複数の樹脂からなる多層構造とすることもできる。図３に示すベローズ３ では、例えばエチレンビニルアルコールからなるガスバリア層２０の表裏に、例 えばポリプロピレンあるいはポリアミドからなる軟質緩和層２１が形成されてい る。ガスバリア層２０は耐ガス透過性能を発揮して気体室５からのガスの透過を 遮断する。一方、軟質緩和層２１は、ガスバリア層２０が吸水しないように保護 する機能と、ガスバリア層２０が硬質であるために山谷部の歪みを緩和させる機 能とを有している。 これらガスバリア層２０と軟質緩和層２１とを接着するためには、例えば両層 間に両層を構成する材質に対し相溶性に優れた接着剤が用いられる（図示は省略 する）。ただし、ガスバリア層２０がエチレンビニルアルコールからなり、軟質 緩和層２１がポリアミドからなる場合にはこのような接着剤を用いて接着する必 要はない。

【００１６】 一方、エンドプレート２を構成する合成樹脂としては、特に限定されないが、 剛性や耐熱性などの耐久性に優れた樹脂をもちいることができ、特に、アキュム レータを飲料水の配管等に適用する場合には、人体への影響が全くないポリプロ ピレンなどを用いることが好ましい。また、エンドプレートは必ずしも合成樹脂 によって構成する必要はなく、上述した樹脂以外にも例えばステンレスや黄銅な どのように防錆性能に優れ衛生的である材料を選択してもよい。

【００１７】 このように、水に接する部品を全て合成樹脂により形成するか、一部を防錆性 能に優れた金属を選択すれば、極めて衛生的であるアキュムレータとなる。また 、ベローズ３をエチレンビニルアルコール等の比較的ヤング率が小さい材料によ り構成すれば、蛇腹の山数が少なくても作動範囲を拡大することが可能となり、 アキュムレータの全長を短くすることができる。 加えて、ベローズ３とエンドプレート２を同じ合成樹脂により構成すると、エ ンドプレートにベローズを取り付けたのち両者を溶着などの手段によって一体化 することが可能となり、これによって水浸入室と気体室との密封性能が高まるこ とになる。

【００１８】 なお、ベローズ３の開口端部３ａをシェル１およびエンドプレート２に挟持す る構造としては種々のものが考えられる。 例えば、図１に示される樹脂材製ベローズ３では、まずベローズの開口端部３ ａをベローズの内面に突出して形成し、このベローズの開口端部３ａの内面と外 面とにそれぞれＯリング装着用の環状凹部１２，１３を形成する（図１（Ａ）に 詳示）。 そして、この環状凹部１２，１３にそれぞれＯリング７，８を装着した状態で 、ベローズの開口端部３ａをエンドプレート２に形成された凹部１４に嵌合させ ことにより、ベローズの開口端部３ａとシェル１およびエンドプレート２とのシ ール性能、すなわち気体室５と水浸入室４との密封性能を確保している。

【００１９】 これに対して、図２（Ａ）に示す構造は、ベローズの開口端部３ａに角リング １５を装着したもので、２つのＯリングによるシール構造を１つの角リング１５ により達成している。また、図２（Ｂ）に示す構造は、角リングに代えて環状ゴ ムシート１６を装着したものである。

【００２０】 また、樹脂材製ベローズ３をブロー成形法や射出成形法にて成形するに際し、 型抜き性や成形品の離型性等を考慮した形状とすることが好ましいが、図２（Ａ ）や（Ｂ）に示された開口端部３ａの構造で問題が生じる場合には、例えばベロ ーズの開口端部３ａの形状を図２（Ｃ）に示すように構成することもできる。 この場合、同図に示されるように角リング１７によってシール性能を確保して もよく、また角リング１７に代えてＯリングや環状ゴムシート、あるいはこれら を併用してもよい。なお、この場合にはエンドプレート２には段部１８を形成す る。

【００２１】 さらに、ベローズの開口端部３ａとシェル１およびエンドプレート２とのシー ル性能を高めるために、図２（Ｄ）に示すように、ベローズの開口端部３ａに適 当数の環状凸部１９を形成することもできる。

【００２２】 ちなみに、図１に示されるアキュムレータを組み立てるには、まず、ベローズ の開口端部３ａの環状凹部１２，１３にＯリング７，８を装着し、このベローズ の開口端部３ａをエンドプレート２に形成された凹部１４に嵌合させる。次に、 Ｏリング７，８およびベローズ３が装着されたエンドプレート２をシェル１の開 口端部１ａから挿入して、ここをカシメ止めすれば良い。したがって、組み立て が著しく容易である。

【００２３】 なお、本考案は、上述した実施例に限定されるものではなく、本考案の範囲内 で種々に改変することができる。 たとえば、シェル１とエンドプレート２との接合手段は、特に限定されず、上 述したようなカシメ止めに限らず、溶接その他の接合手段を採用しても良い。ま た、シェル１の頂部に取り付けられるガスプラグ１０はネジ込み式以外にも、例 えばプレートを溶接するようにしてもよい。

【００２４】

【考案の効果】

本考案のアキュムレータは、水浸入室を形成するベローズの表面を樹脂材製と し、その開口端部を樹脂材、ステンレス、黄銅などの防錆性能に富んだ材料製の エンドプレートと結合したので、水がシェルと接触することがない。したがって 、水浸入室内が極めて衛生的となり、特に飲料水などに適用して好ましいアキュ ムレータを提供できる。また、シェルは水と接触しないから安価な材料で製作可 能となる。 また、シェルの気体室に気体を入れると、ベローズは極端に収縮してベローズ の山部、谷部が破損し易い原因となるが、ストッパが設けられているので、これ が防止される。また、使用中、ベローズが収縮して流入口を塞ぐとストッパとベ ローズとの間に水が閉じ込められて、これがベローズの収縮挙動を抑制すること から、ベローズの収縮による破損を防止することができる。したがって、ベロー ズの寿命が向上する。 さらに、上述したようにストッパにより破損が防止できるから、ベローズの肉 厚を薄くすることを可能とし、ベローズは伸縮応答性に優れ、かつ小型のアキュ ムレータを得ることができる。しかも、ストッパによってベローズの収縮位置が 規制されるので、その後にベローズが伸長しようとするときの応答性能も相乗的 に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係るアキュムレータを示す
断面図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は本考案に係るベローズ端部の
シール構造を示す要部断面図である。

【図３】同実施例のベローズの層構造の一例を示す要部
断面図である。

【符号の説明】

１…シェル １ａ…開口端部 ２…エンドプレート ２ａ…ストッパ ２ｂ…水ポート ３…ベローズ ３ａ…開口端部 ４…水浸入室 ５…気体室 ６…アキュムレータ室（室） ７，８…Ｏリング ９…ガス封入孔 １０…プラグ １１…Ｏリング １２，１３…環状凹部 １４…凹部 １５，１７…角リング １６…環状ゴムシート １８…段部 １９…環状凸部 ２０…ガスバリア層 ２１…軟質緩和層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シェル（１）、前記シェルに一体結合して
   前記シェルの内部に室（６）を形成するエンドプレート
   （２）、前記エンドプレートに開口端部（３ａ）が密封
   結合して前記室を気体室（５）と水浸入室（４）とに仕
   切る気体不透過性で表面が樹脂材製のベローズ（３）を
   有し、前記エンドプレート（２）には前記ベローズ内に
   突出するストッパ（２ａ）を有すると共に前記水浸入室
   に連通する水ポート（２ｂ）を有することを特徴とする
   アキュムレータ。