JPS5926816B2 - 可変容積形液気圧併用式アキユムレ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、相対的に摺動するように装置してあり、一部
、液体、一部、気体から成るｉｉＪ変体変体体流体入し
た２つの要素にそれぞれ属した２つの作用点を有し、液
体部分と気体部分との間に隔離手段が設置しである可変
容量の液気圧併用式アギュムレータに関する。

このような装置はばねとして作用する。

２つの作用点に隔たった位置から充分な力が加わってこ
れらの作用点を接近させたとき、流体の体積は減少する
。

液体部分は気体部分を圧縮し、気体圧力による抵抗を克
服する。

加わる力が止むかあるいは減すると、この気体圧力が液
体部分を押しもどして流体の体積を増大させようとし、
２つの作用点を原位置にもどそうとする。

この種の公知装置は、一般的に、ふかつこうで、複雑、
高価な構造を有し、多数の構成部品、シール装置を伴う
。

本発明は、これらの欠点を持たず、構造簡単、がんじょ
うで小型であり、構成部品、シール装置の点数が少ない
、上述形式の可変容積形成気圧式アキュムレータに関す
る。

本発明によるアキュムレータは、２つの要素によって構
成された可変体積の剛性囲いを包含し、これらの要素の
一方が、液体が人っていて作用点の１つを与えるシリン
ダを構成する管状のケーシングから成り、他方の要素が
このケーシング内でグランジャのように全体的に摺動す
る挿入式の容器部材であり、この容器部材が２つの閉じ
た端を有し、一方の端がケーシング内にあって液体流れ
通路装置を提供し、他端は他方の作用点となると共にガ
ス充填用オリフィスを提供し、前記液体流れ通路装置と
ガス充填用オリフィスとの間に隔離手段が設置しである
ことを特徴とする。

これらの隔離手段は、たとえば、容器部材内に装着した
変形自在の袋から成る。

この配置によれば、取付けは特にがんじようであり、必
要空間が小さく、部品もほんの少しである。

ケーシングと容器部材の間には簡単なシール装置があれ
ば充分であり、容器部材はきわめて簡単で便利な構造の
ものとすることができる。

容器部材の液体流れ通路装置は、容器内部が最大膨張状
態のときに袋がそこを通過できなし・ようになっている
ものであることが望ましい。

満足できる解決策としては、複数個のかなり狭いオリフ
ィスを液体流れ通路装置として設けることがある。

これらのオリフィスの数あるいは横断面積または両方を
変えることによって、液体流出状態を変えることができ
、それによってこの液気圧式アキュムレータの反応速度
をその作用の関数として変えることができる。

また、本発明による液気圧式アキュムレータにおいては
、伸縮時のストローク制限を行う特別の手段を設ける必
要がないこともわかろう。

実際には、圧縮下でのスｌ−ｏ−り制限は、容器部材の
液体流れ通路装置を備えた端が管状ケーシングの底に衝
合するだけで行なわれ、伸長時のストローク制限は、袋
が最大膨張の状態にあるときに液体部分によって生じる
液体吸引効果によって行なわれ、容器部材が誤ってケー
シングから抜けるのを防ぐのである。

たとえば、この液気圧式アキュムレータをすえ付けた状
態によって伸長ストロークが制限される場合、アキュト
レーク内の液体敬を変えてその弾性曲線を変えることが
できることに注目されたい。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例について
説明する。

第１図乃至第３図に示した実施例において、液気圧式ア
キュムレータは２つの作用点１０．１１を包含し、これ
らの作用点は、それぞれ、互に摺動する関係に装着して
あて可変体積の剛性囲いを構成している２つの要素１２
，１３に所属している。

この囲いの中には可変体積の流体が入れてあり、この流
体は隔離手段１４によって液体部分１５と気体部分１６
に分げられている。

第１の要素１２は、内孔１８のところで内面加工した円
筒壁１７と溶接またはねじ止めで固定した平らな底１９
とを有するケーシングから成る。

閉じた端１９は液体供給装置２０を包含し、これは、た
とえば、囲い１２−１３に対する液体の出入を許すオリ
フィスから成る。

図示実施例では、この液体供給装置２０は、囲い１２−
１３内の液量を一定に留めるつもりであれば、ストッパ
２０Ａで閉ざしてもよい。

作用点１０は、たとえば、プレート２１を包含し、この
プレートは、閉じた端１９付近でケーシング１２に一体
に設けてあり、軸を受けて作用点１０を構成するように
なっている孔２２を備える。

第２の要素１３は、側壁２３が円筒形であって、閉鎖端
２４．２５を有する容器部材から成る。

容器部材１３は、全体的にプランジャのように摺動させ
るべくケーシング１２の機械加工した内孔１８に挿入し
である。

容器部材１３とケーシング１２との間にはシール装置２
６が設けてあり、ケーシング１２の開いた、閉じた端１
９と反対側の端２８の付近に設けた環状の溝２７に納め
である。

このシール装置２６は容器部材１３の側面２３と協働す
る。

容器部材１３の閉鎖端２４は、側壁２３と一体でケーシ
ング１２内に位置する平らな底から成る。

この平らな底２３は図示のように溶接で固定するか、あ
るいは、後述するように液気圧式アキュムレータの特性
を変更できるように容易に交換できるやり方、たとえば
ねじで止めて固定する。

この底には、複数の細いオリフィス２９から成る絞り液
体流れ通路装置が設けである。

容器部材１３の他方の閉じた端２５はほぼ半球形あって
、ケ・−シンク１２の外部にある。

そこには気体充填用オリフィス３０が設けてあり、これ
は気体圧力弁３１を包含する。

隔離手段１４は容器部材１３内に広がる変形自在の袋か
ら成り、３２のところで弁３１に取付けである。

この袋は絞り液体流れ通路装置と気体充填用オリフィス
３０との間に位置している。

弁３１は外ねじが切ってあり、そこにロックナツト３３
とカウンタ・ナツト３４が螺合しである。

ロックナツト３３は容器部材に固定してあり、カウンタ
ナツト３４には外ねじが切ってあってキャンプ３５が螺
合しである。

キャンプ３５の端にはくぼみ３６が設けてあり、このく
ぼみはスイベル・ジヨイントの形態にある作用点１１を
構成するボール３７と協働する。

弁３１の端はシール装置３９を入れたねじカバー３８で
閉ざすとよい。

本発明による液気圧式アキュムレータを使用するには、
気体、たとえは窒素を、容器部材１３内で隔離手段１４
が最大膨張状態に充填される。

（第３図）圧力で弁３１を通して隔離手段１４内に導入
する。

このとき、隔離手段１４はこの容器部材１３の内壁画の
輪郭に完全に一致し、特に底２４と接触してオリフィス
に作用する。

これらのオリフィスは、隔離手段１４が絞り込まれるの
を防ぐに充分な細さとなっている。

次に、ケーシング１２内に液体供給孔２０を通して所定
量の液体、たとえばオイルを導入してからストッパ２Ｏ
Ａを挿入して液体供給孔２０を閉ざす。

こうして、液気圧式アキュムレータが作動状態になる。

原位置（第３図）で充分な力が作用点１０゜１１に加わ
ってアキュムレータを縮めると、流体１５−１６の体積
が減少しようとし、液体１５が袋１４を圧縮し、袋１４
内の気体の圧力によって与えられる抵抗を克服する（第
２図）。

この力が市むかあるいは減じると、隔離手段１４内の気
体の圧力が液体を押しもどそうとする。

これは作用点１０．１１を原位置にもどそうとする。

オリフィスが隔離手段１４０入り込みを防ぐに充分な細
さに選定しであることに注目されたい、−、オリフィス
の数を増減するか、あるいは隔離手段１４の入り込みを
制限する限度以内で横断面積を変更するか、またはこれ
ら両方を採用することによって、絞り液体流れ通路装置
を通過する液体流の圧力降下を増減し、所定の気体加圧
に必要な、液気圧式アキュムレータの反応特性を変更す
ることができる。

また、１つまたはそれ以りのオリフィスとボールその他
の均等手段を組合わせて底２４を通しての流出方向に応
じて流はを異ならせるようにしてもよい。

図示実施例のアキュムレータがそのストロークを底２４
と閉じた端１９との衝合（第１図）によって圧縮方向に
おいて制限され、液体１５の吸引効果（第３図）によっ
て伸長方向において制限されることに注目されたい。

また、本発明による液気圧式アキュムレータが液体供給
装置２０によって液体量を変えることによって、二重機
能を果せることにも注目されたい。

すなわち、要素を第１位置から第２位置に変位させるこ
とができると共に、第２位置から第１位置への要素の運
動を減衰させることもできるのである。

本発明による液気圧式アキュムレータはあらゆる用途に
用いることができる。

とりわけ、電車４１のパンタグラフ４０に応用できる。

その場合、このパンタグラフ４０のプレート４２の、オ
ーバヘッド・ケーブル４３との接触を維持することがで
きる。

４４はパンタグラフ４０の持上げジヤツキであり、４５
はパンタグラフを低位置にもどすばねである。

この維持作用を得るために、アーム４６０１つがスライ
ド４７を介して本発明による液気圧式アキュムレータ１
２−１３に連結しである。

このアキュムレータ１２−１３によって生じた力はパン
タグラフのプレーグ４２に伝えられる。

レール床のころがり平面とオーバヘッドケーブル４３０
間の高さ変化はこのような融通性のある、独立した装置
によって補正される。

こうして、電車が高速走行しているときでも４２−４３
のところでの常時摩擦接触が保証される。

第４図の場合、スイベル・ジヨイント１１を剛性結合部
１１′に替えである。

この液気圧式アキュムレータが好ましくは細長い目穴（
図示せず）を介してアーム４６に作用し、パンタグラフ
４０の下降時、アキュムレータに引張応力が生じるのを
防ぐようになっていることに注目されたい。

以上説明したように本発明はすぐれた液気圧式ばねを提
供する。

構造が簡単であるが普通のばね（スプリング）に非常に
良（似た性能を持っているが、耐久性がすぐれている点
や緊急な緩衝作用を行う点においてより進歩している。

本発明に最も類似している従来のものとしてはピストン
がシリンダの中を往復動し、該ピストンとシリンダの間
にピストンリングのような密封装置（シール）を介在さ
せた気圧式のものが考えられ力がピストンに作用したと
き中のガスが圧縮される。

また力がなくなるとガスの膨張力がピストンを元の位置
に復帰させようとする。

このような従来のものに比較して本発明は広範囲の圧力
にわたりよりすぐれた制御と作動を行うことができ、ま
たオリフィス２９の大きさを変えることによって、ケー
シング１２と容器１３とが相対的に移動する速度を変え
ることができる特徴を備えている。

また隔離手段すなわち袋１４の中の圧力を変えることに
よって本発明のアキュムレータを調節自在の圧力範囲に
おいて作動させ、前述のケーシング１２と容器１３とに
相対的運動を行わせるに必要な力を得ることができる。

袋１４にガスを容れ且つケーシング１２と容器１３とを
相対的に滑り運動させるので、溝２７とその中のシール
ジヨイント２６は液体の漏洩を防止できれば良いことに
なる。

一般に液体の漏洩を防止することは気体の漏洩を防止す
ることにより容易であるから、本発明の構成にすること
によって袋の中のガスの大きな弾性復帰力と大きな緩衝
力を得ることができ、その時ケーシング１２と容器１３
との間には気密シールを必要としないのが特徴である。

結論として本発明のアキュムレータは袋の中の圧力とオ
リフィスの大きさを変えることによって完全な調節を行
うことができ、また可動部品間からガスが漏洩するのを
防止するためのシールの必要もな（、また金属の疲労現
象も発生しない。

従来のスプリングを使用した場合はこのような欠点が発
生していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による液気圧式アキュムレータを最大圧
縮状態で示す縦断面図、第２図、第３図は第１図に類似
した図で、それぞれ、中間位置および最大伸長位置を示
す図、第４図は電車のパンタグラフの制御に本発明を応
用した例を示す図である。 １０．１１・・・・・・作用点、１２，１３−・・−・
・要素、１４−・・・・・隔離手段、２６・・・・−・
シール装置、２７・・・・−・環状溝、２９・・・・・
・絞り液体流れ通路装置、３０・・・・・・気体充填用
オリフィス、３１・・・・・・弁、３５・・・・−キャ
ップ、３７・・・・・・ボール、３９・・・・・・シー
ル・ジヨイント、４０・・・−・・パンタグラフ、４４
・・°−・・持上げジヤツキ、４５・・・・・・もどし
ばね、４７・−・・・スライド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端が開口した円筒形の孔１８を有しかつ平らな閉
   じた端１９を有する管状ケーシング１２と、前記閉じた
   端にある第１の力作用点１０と、前記ケーシング１２と
   接触した状態で前記孔１８内に軸線方向摺動自在に装着
   され、前記孔１８の内部に配置した第１の平らな閉じた
   端２４および前記孔１８の外方に延びる第２の閉じた端
   ２５を包含する円筒形中空の容器部材１３と、前記ケー
   シング１２と前記容器部材１３との間に設けたシール装
   置２６と、前記容器部材１３の前記第２の端２５に形成
   した第２の力作用点１１と、アキュムレータのストロー
   クは前記第１と第２の力作用点１０．１１が近づいたり
   遠ざかったりする動く距離であり、前記容器部材１３の
   前記第２の端２５に形成した気体充填用オリフィス３０
   と、前記容器部材１３の前記第１の平らな端２４の壁に
   形成した絞った液体流れ通路装置２９と、前記容器部材
   １３内で前記端２４．２５間に配置され、それぞれ前記
   液体流れ通路装置２９および前記気体充填用オリフィス
   ３０と連通ずる液体室１５と気体室１６を備えた変形自
   在の袋式隔離手段１４とからなり、前記隔離手段１４が
   前記容器部材１３内で最大限膨張して前記孔１８の直径
   および前記容器部材１３の長さをほぼ満たすことができ
   、それによって、前記隔離手段１４が充分に膨張した状
   態での前記隔離手段１４０１部が前記絞った液体流れ通
   路装置２９を塞ぐように位置付けされ、かようにして前
   記ケーシング１２から前記容器部材１３がさらに伸びる
   ことを防ぎ、前記ケーシング１２の前記閉じた端１９と
   前記容器部材１３の前記第１の端２４間の前記ケーシン
   グ１２内の液体の容積であって、前記液体の容積は前記
   容器部材１３が前記ケーシング１２の前記閉じた端１９
   の方向に動かされたときに前記通路装置２９を通して前
   記隔離手段１４を圧縮するように前記容器部材１３内に
   流入し、前記容器部材１３が前記ケーシング１２に対し
   て外側に動かされたとき前記容器部材１３から前記ケー
   シング１２内に流出するようにされ、前記ケーシング１
   ２と前記容器部材１３が圧縮されたときのストロークは
   前記容器部材１３の前記第１の平らな端２４が前記ケー
   シング１２の前記閉じた端１９と衝合することにより制
   限され、伸長時の前記ストロークはすべての液体が前記
   容器部材から排出されかつ前記隔離手段１４が前記絞っ
   た液体流れ通路装置２９を閉ざすときに液体吸引効果に
   よって制限されるようになっていることを特徴とする可
   変容積形成気圧併用式アキュムレータ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のアキュムレータにおい
   て、前記気体充填用オリフィス３０が前記隔離手段を変
   化自在に充填するための気体圧力弁３１を包含すること
   を特徴とするアキュムレータ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のアキュムレータにおい
   て、前記ケーシングの前記閉じた端に液体供給装置２０
   が形成しであることを特徴とするアキュムレータ。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のアキュムレータにおい
   て、前記容器部材の前記第１の端に、前記液体流れ通路
   装置の流れ能力を変えてアキュムレータの作動特性を変
   えるための交換自在の装置２４を設けたことを特徴とす
   るアキュムレータ。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のアキュムレータにおい
   て、前記液体流れ通路装置２９の少なくとも１つが一方
   向弁装置を包含することを特徴とするアキュムレータ。 ６ 特許請求の範囲第３項記載のアキュムレータにおい
   て、前記液体供給装置２０を閉ざすストッパ装置２ＯＡ
   を包含し、それによって前記ケーシング内の前記液体の
   容積がｆ・め定められ、ストローク時に変化しないこと
   を特徴とするアキュムレータ。