JPH0735801U - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベローズのスティックを防止することによりベ
ローズの磨耗や損傷を防止する。 【構成】シェル１の内部を気体室５と液体室４とに仕切
ると共に、山部３ｃ₁と谷部３ｃ₂ を有する蛇腹部３ｃ
が形成された樹脂材製ベローズ３を備えたアキュムレー
タであり、少なくともベローズの山部３ｃ₁ の外周面と
谷部３ｃ₂ の内周面にフッ素系またはポリイミド系樹脂
層１４が形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ベローズを有するアキュムレータに関し、特にベローズのスティッ ク防止することにより耐ガス透過性能を向上させた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、蛇腹状に形成されて伸縮可能な樹脂 材製または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ベローズ型アキュムレータが利用されている。しかし、 金属製ベローズは取付部の密封性能に問題を有すること、および大きな収縮時に は破損し易いという問題を有することから、樹脂材製のベローズ型アキュムレー タが注目されている。

【０００３】 従来の樹脂材製のベローズ型アキュムレータでは、図５に示すように、山部、 斜面および谷部からなる蛇腹部３ｃが形成されたベローズ３の開口端部３ａがシ ェル１とエンドプレート２との間に挟持されており、これによりシェル内が気体 室５と液体室４とに仕切られ、液体流入ポート２ｂから液体室４内に流入した液 圧と気体室５のガス圧との均衡に応じて、ベローズ３が伸縮することとなる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来のベローズは山部と谷部が折れ曲がることによりベローズ の伸縮性が機能するので、開口端部３ａを支点としたベローズの傾斜（揺動）方 向の剛性に関しては極めて弱い構造となっていた。

【０００５】 そのため、液体室内に流入する液体圧の分布状況や気体室の気体圧の分布状況 あるいはこれらの組み合わせ如何では、図５に示すようにベローズ３がシェルの 内壁にスティックしたままベローズ３の内部圧力が上昇し、蛇腹部の山部または 谷部にクリープ現象による部分的な永久変形が生じることも少なくない。 そうすると、スティックが解除されたとしても、このような部分的永久変形に よってベローズは何れかの方向に倒れた状態が安定状態となるため、伸縮動作を 行う場合には常にシェルの内壁やエンドプレートと干渉することになる。したが って、経時的にベローズが磨耗したり損傷を受けたりして、耐ガス透過性が低下 するという問題があった。 また、クリープ現象により部分的に永久変形した部分は樹脂が有する本来の機 械的特性が確保できないので、円滑な伸縮挙動を行うことができずにアキュムレ ータ効果を充分に発揮できないという問題もあった。

【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って、ベロ ーズのスティックを防止することによりベローズの磨耗や損傷を防止することを 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、第１の考案に係るアキュムレータは、シェルの内 部を気体室と液体室とに仕切ると共に、山部と谷部を有する蛇腹部が形成された 樹脂材製ベローズを備えたアキュムレータにおいて、少なくとも前記ベローズの 山部の外周面と谷部の内周面にフッ素系またはポリイミド系樹脂材製の層が形成 されていることを特徴としている。

【０００８】 また、シェルの内部を気体室と液体室とに仕切る伸縮可能な樹脂材製ベローズ を備えたアキュムレータにおいて、前記ベローズに、前記シェルの内壁と接触し て前記ベローズの伸縮方向を規制するフッ素系またはポリイミド系樹脂材製のガ イド部材が設けられていることを特徴とする第２の考案に係るアキュムレータに よっても上記目的を達成することができる。

【０００９】

【作用】

山部と谷部を有する蛇腹部が形成された樹脂材製ベローズによってシェルの内 部を気体室と液体室とに仕切るアキュムレータにおいては、気体室に封入された ガス圧と液体室に流入した液体圧との均衡が保たれるように、開口端部を支点と してベローズが伸縮する。

【００１０】 この場合、第１の考案のアキュムレータでは、仮にベローズが傾斜（揺動）し たまま伸縮してシェルの内壁またはエンドプレートと干渉しても、少なくともベ ローズの山部の外周面と谷部の内周面に摺動性能に富んだフッ素系またはポリイ ミド系樹脂材製の層が形成されているので、ベローズがスティックすることなく 、かつ磨耗を防止できる。また、特にベローズが伸長したときに山部と谷部の耐 ガス透過性能が低下するものの、本考案のフッ素系またはポリイミド系樹脂材製 の層は、この透過を防止する作用も司る。

【００１１】 また、第２の考案に係るアキュムレータでは、ベローズが傾斜して伸縮しよう としても、ベローズにシェルの内壁と接触してベローズの伸縮方向を規制するフ ッ素系またはポリイミド系樹脂材製のガイド部材が設けられているので、ベロー ズはその軸方向に沿って伸縮し、シェルの内壁やエンドプレートと干渉すること はない。したがって、ベローズの磨耗や損傷が防止され、耐ガス透過性能が向上 することになる。またこのように、ベローズは軸方向に沿って収縮するので、ベ ローズは液体流入ポートに安定して着座することになり、その結果アキュムレー タの応答性能が向上する。

【００１２】 ちなみに、第１の考案ではベローズがシェル内壁やエンドプレートに干渉する ことを前提としてスティックを防止するように構成され、これに対して第２の考 案ではベローズがシェル内壁やエンドプレートに干渉すること自体を防止するよ うに構成されている。

【００１３】

【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半断面図、図２は図１の Ａ部拡大断面図である。

【００１４】 本実施例のアキュムレータは、例えば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、気体不透過性を有する樹脂材製ベローズ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内部に形成される液体室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。

【００１５】 この樹脂材製ベローズ３は、円盤状の山部３ｃ₁ と谷部３ｃ₂ との間に斜面３ ｃ₃ が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（以下、蛇 腹部３ｃという）、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部３ｃ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。

【００１６】 ベローズ３を構成する樹脂としては、ゴムや合成樹脂など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、射出成形などが例示される。

【００１７】 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２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。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９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１０を形成することにより多層構造とすることがで きる。ガスバリア層９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１０は、ガスバリア層９が吸水しないように保護す る機能と、ガスバリア層９が硬質であるために山谷部３ｃ_1,３ｃ₂ 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９と軟質緩和層１０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。ただし、ガス バリア層９がエチレンビニルアルコールからなり、軟質緩和層１０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。

【００１８】 特に本実施例のベローズ３では、図１に×印で示すように山部３ｃ₁ の外周面 と谷部３ｃ₂ の内周面には摺動性能に優れた材料からなる薄膜層１４が形成され ている。この薄膜層１４は、例えばフッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂から構成す ることができ、ベローズ３をブロー成形するとき、またはベローズ３を成形した のち塗布及び焼き付けにより形成することができる。

【００１９】 フッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テ トラフルオロエチレン−パ−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）， エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等、四弗化系、三弗化 系などの各種フッ素系樹脂を例示することができる。またポリイミド系樹脂とし ては、全芳香族ポリイミド（ポリピロメリットイミド），熱硬化性ポリアミドイ ミド，熱可塑性ポリアミドイミド，ポリアミノビスマレイミド等の各種ポリイミ ドを例示することができる。

【００２０】 このようなフッ素系樹脂もしくはポリイミド系樹脂により薄膜層１４を形成す る場合は、図１に示すように少なくとも山部３ｃ₁ の外周面と谷部３ｃ₂ の内周 面とに形成すればよく、したがってベローズ３の外周面と内周面の全面にわたっ て薄膜層を成形してもよい。特にブロー成形により薄膜層を形成する場合には、 ベローズの内外周面の全面に薄膜層を形成したほうが生産性もよい。

【００２１】 このような薄膜層１４により、仮にベローズ３が傾斜（揺動）したまま伸縮し てシェル１の内壁またはエンドプレート２と干渉してもベローズ３がスティック することなく、かつ磨耗を防止できる。また、特にベローズ３が伸長したときに 山部３ｃ₁ と谷部３ｃ₂ の耐ガス透過性能が低下するものの、フッ素系またはポ リイミド系樹脂層１４は、この透過を防止する作用も司る。

【００２２】 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、さらにシート状に形成された断面がＬ字状のシール部材７が ベローズの開口端部３ａとシェル２との間に設けられてカシメ部８でかしめられ ている。これにより気体室５と液体室４とが密封される。

【００２３】 このベローズの取付構造は本実施例にのみ限定されることはないが、特に本実 施例のシール部材７は気体不透過性に優れた材料を用いることが好ましく、例え ばブチルゴム（ＩＩＲ）などを例示することができる。このベローズの取付構造 では、ベローズの開口端部３ａが蛇腹部３ｃとほぼ等しい肉厚に形成されており 、このベローズの取付部３ａの外周、内周および端面とを覆うようにシール部材 ７が配置されている。シール部材７は少なくともベローズの開口端部３ａとシェ ル１との間に挟持されることが必要であるが、僅かに蛇腹部３ｃの方向に向かっ て長く形成してもよい。また、同図に示すようにベローズの開口端部３ａの端面 を覆うように設けることがより望ましいといえる。

【００２４】 このようにベローズの開口端部３ａの外周にシート状のシール部材７を周面軸 方向に対して長手に配置すると、気体室５に封入されたガスがシェル１とベロー ズ開口端部３ａとの間を通過して外部に漏洩しようとしても、シール部材７はガ スの透過方向に長く配置されているため当該ガスの透過を効果的に防止すること ができる。また、ベローズの開口端部３ａの内周にもシート状のシール部材７を 周面軸方向に対して長手に配置すると、上記作用効果に加えて、液体室４に流入 した液体がベローズの開口端部３ａとエンドプレート２との隙間を通過して外部 へ漏洩するのを防止することができる。 なお、シール部材７をベローズの開口端部３ａの外周側と内周側とに２分割し て外周側に気体不透過性に優れた例えばブチルゴムなどを用い、一方、内周側に 耐吸水性に優れたエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）等を用いても良い。

【００２５】 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。

【００２６】 エンドプレート２には、液体室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液体室４に連通する 液体流入ポート２ｂが形成されている。

【００２７】 さらに本実施例に係るエンドプレート２では、ストッパ２ａの麓部分にベロー ズ３の最下端の斜面３ｃ₃ に応じた傾斜部２ｃが形成されており、液体室４の液 体圧が高くなってベローズ３が軸方向に沿って伸長するときに、気体室５内のガ ス圧がベローズの最下端の斜面３ｃ₃ を傾斜部２ｃに向けて押圧することになる 。これにより、ベローズ３の下端が安定するのでベローズは傾くことなく軸方向 に沿ってより円滑に伸長することになる。

【００２８】 エンドプレート２を構成する材料は金属の他にも合成樹脂を採用できる。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２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。

【００２９】 このように、液体（例えば水）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、これによって液体室と気体室との密封性能が高まること になる。

【００３０】 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１１が形成されており、このガス封入口１ １に、気体室５内を密封するプラグ１２がＯリング１３を介してねじ込まれてい る。

【００３１】 そして、ガス封入口１１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に形成された液体流入ポート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、内部の液体室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。

【００３２】 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。 図３は本考案の他の実施例に係るアキュムレータを示す半断面図、図４は本考 案の更に他の実施例に係るアキュムレータを示す半断面図である。なお、以下に おいては、図１および図２に示す実施例と共通する構成については同一の符号を 付することによりその説明を一部省略する。

【００３３】 上述した実施例では、ベローズ３がシェル内壁やエンドプレートに干渉するこ とを前提としてベローズのスティックを防止するように構成されているが、図３ および図４に示す実施例では、ベローズ３がシェル内壁やエンドプレートに干渉 すること自体を防止するように構成されている。

【００３４】 すなわち、図３に示すアキュムレータでは、シェル１の内部に設けられたベロ ーズ３の上端部３ｂにフッ素系樹脂またはポリイミド系樹脂からなるガイドリン グ（ガイド部材）１５ａが固定されている。このガイドリング１５ａはシェル１ の内壁に応じた（例えば円盤）形状であり、連通用切り欠き部１６ａを除いてシ ェル１の内壁に遊嵌されている。連通用切り欠き部１６ａは、気体室５における ガイドリング１５ａの上領域と下領域とを連通させる機能を司るので、その形状 や大きさ、数等に制限はない。また、ガイドリング１５ａを構成するフッ素系樹 脂やポリイミド系樹脂は上述した各種のものを用いることができる。

【００３５】 このようなガイドリングは、ベローズの上端部３ｂのみならず、例えば図４に 示すように蛇腹部３ｃに設けてもよい。図４に示す実施例では、ガイドリング１ ５ｂをベローズの谷部３ｃ₂ に嵌合するように固定し、当該ガイドリング１５ｂ の外周縁が連通用切り欠き部１６ｂを除いてシェル１の内壁に遊嵌するように形 成されている。なお、連通用切り欠き部１６ｂは図３に示すものと同じ機能を有 する。

【００３６】 このようなガイドリング１５ｂによれば、ベローズ３が傾斜して伸縮しようと してもベローズはその軸方向に沿って伸縮し、シェル１の内壁やエンドプレート ２と干渉することはない。したがって、ベローズ３の磨耗や損傷が防止され、耐 ガス透過性能が向上することになる。またこのように、ベローズ３は軸方向に沿 って収縮するので、該ベローズ３はエンドプレートのストッパ２ａに安定して着 座することになり、その結果アキュムレータの応答性能が向上する。

【００３７】 なお、以上説明した実施例は、本考案の理解を容易にするために記載されたも のであって、本考案を限定するために記載されたものではない。したがって、上 記の実施例に開示された各要素は、本考案の技術的範囲に属する全ての設計変更 や均等物をも含む趣旨である。 たとえば、ベローズ３の開校端部３ａの取付構造やベローズの材質、シール部 材の有無等は上述した実施例にのみ限定されることはない。また、シェル１とエ ンドプレート２との接合手段も特に限定されず、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１２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。

【００３８】

【考案の効果】

第１の考案に係るアキュムレータは、少なくともベローズの山部の外周面と谷 部の内周面に摺動性能に富んだフッ素系またはポリイミド系樹脂層が形成されて いるので、仮にベローズが傾斜（揺動）したまま伸縮してシェルの内壁またはエ ンドプレートと干渉しても、ベローズがスティックすることなく、かつ磨耗を防 止できる。また、特にベローズが伸長したときに山部と谷部の耐ガス透過性能が 低下するものの、本考案のフッ素系またはポリイミド系樹脂層は、この透過を防 止する効果もある。

【００３９】 また、第２の考案に係るアキュムレータは、ベローズにシェルの内壁と接触し てベローズの伸縮方向を規制するフッ素系またはポリイミド系樹脂材製のガイド 部材が設けられているので、ベローズが傾斜して伸縮しようとしても、ベローズ はその軸方向に沿って伸縮し、シェルの内壁やエンドプレートと干渉することは ない。したがって、ベローズの磨耗や損傷が防止され、耐ガス透過性能が向上す ることになる。またこのように、ベローズは軸方向に沿って収縮するので、ベロ ーズは液体流入ポートに安定して着座することになり、その結果アキュムレータ の応答性能が向上する。

【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
半断面図である。

【図２】図１に示すＡ部拡大断面図である。

【図３】本考案の他の実施例に係るアキュムレータを示
す半断面図である。

【図４】本考案の更に他の実施例に係るアキュムレータ
を示す半断面図である。

【図５】従来のアキュムレータを示す半断面図である。

【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…液体流入ポート ３…ベローズ ３ａ…開口端部 ３ｂ…上端部 ３ｃ…蛇腹部 ３ｃ₁ …山部 ３ｃ₂ …谷部 ３ｃ₃ …斜面 ４…液体室 ５…気体室 ６…アキュムレータ室 ７…シール部材 ８…カシメ部 ９…ガスバリア層 １０…軟質緩和層 １１…ガス封入孔 １２…プラグ １３…Ｏリング １４…薄膜層（フッ素系樹脂またはポリイミド系樹脂材
製の層） １５ａ，１５ｂ…ガイドリング（ガイド部材） １６ａ，１６ｂ…連通用切り欠き部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 55/04

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シェル（１）の内部を気体室（５）と液体
   室（４）とに仕切ると共に、山部（３ｃ₁ ）と谷部（３
   ｃ₂ ）を有する蛇腹部（３ｃ）が形成された樹脂材製ベ
   ローズ（３）を備えたアキュムレータにおいて、少なく
   とも前記ベローズの山部（３ｃ₁ ）の外周面と谷部（３
   ｃ₂ ）の内周面にフッ素系またはポリイミド系樹脂材製
   の層（１４）が形成されていることを特徴とするアキュ
   ムレータ。
2. 【請求項２】シェル（１）の内部を気体室（５）と液体
   室（４）とに仕切る伸縮可能な樹脂材製ベローズ（３）
   を備えたアキュムレータにおいて、前記ベローズ（３）
   に、前記シェル（１）の内壁と接触して前記ベローズ
   （３）の伸縮方向を規制するフッ素系またはポリイミド
   系樹脂材製のガイド部材（１５ａ，１５ｂ）が設けられ
   ていることを特徴とするアキュムレータ。