JPWO2015137371A1 - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

液体膨張時における圧力変動吸収機構の部品点数を削減し、組立てを簡単にし、部品コストを低減させる。この目的を達成するため、アキュムレータは、ベローズキャップに設けられたシールホルダと、シールホルダによって保持されたプレート状のシールとを有する。シールホルダは内向きフランジ状の外周側係合部を備え、シールはシール本体の外周面に設けられるとともに外周側係合部に係合するゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部を備える。液室閉塞状態で液室内の液体が膨張したとき、外周側係合部が内周側係合部を弾性変形させつつシールはその両面における受圧面積の差により着座面に着座したままでベローズキャップが液圧およびガス圧が均衡する位置まで移動する。

Description

本発明は、蓄圧装置または脈圧減衰装置等として用いられるアキュムレータに関する。本発明のアキュムレータは例えば、自動車等車両における油圧配管等に用いられる。

本願発明者らは先に図９ないし図１１に示すアキュムレータ５１を提案しており、この先行技術に係るアキュムレータ５１は以下のように構成されている（特許文献１参照）。

（ｉ）すなわち図９に示すようにアキュムレータ５１は、圧力配管に接続されるオイルポート５３を備えたアキュムレータハウジング５２と、ハウジング５２内におけるオイルポート５３より内側に配置されるとともに筒状部５４ａ先端の端面部５４ｂに液体出入口５４ｃを設けたステー５４と、ステー５４の外周側に配置されるとともにオイルポート５３に固定端を連結したベローズ５５と、ベローズ５５の遊動端に連結されたベローズキャップ５６と、ベローズキャップ５６におけるステー５４側の面に設けられたガスケットホルダ５７と、ガスケットホルダ５７によりベローズ５５の伸縮方向に相対移動可能な状態で保持された円盤状ガスケット５８とを有し、ベローズ５５の外周側にガス室５９が設定されるとともにベローズ５５の内周側に液室６０が設定されている。
（ｉｉ）圧力配管の定常作動時、円盤状ガスケット５８はベローズキャップ５６とともにベローズ５５の伸縮方向に移動し、液圧およびガス圧を均衡させる。
（ｉｉｉ）機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が極端に低下すると（いわゆるゼロダウン時）、図１０に示すように円盤状ガスケット５８はベローズキャップ５６とともに移動してステー端面部５４ｂの着座面５４ｄに着座し、液室６０を閉塞する。したがって閉塞された液室６０内に一部の液体が閉じ込められて液圧およびガス圧の均衡状態が維持されるので、圧力不均衡によりベローズ５５が破損するのが防止される。
（ｉｖ）上記ゼロダウン時であって液室６０に閉じ込められた液体が雰囲気温度の上昇等により膨張すると、図１１に示すように円盤状ガスケット５８はその上下両面における受圧面積の差によりステー端面部５４ｂの着座面５４ｄに着座したままでベローズキャップ５６が液圧およびガス圧が均衡する位置に向けて移動する。したがって液圧およびガス圧の均衡状態が依然として維持されるので、ベローズ５５の破損が防止される。
（ｖ）上記液体膨張時における圧力変動吸収機構としては、ガスケットホルダ５７および円盤状ガスケット５８のほかに、これらの間に円盤状ガスケット５８をベローズキャップ５６に向けて押し付ける方向に弾性付勢するウェーブスプリング６１およびスプリングプレート６２が介装されている。円盤状ガスケット５８のベローズキャップ５６側の面にはスペーサ部６３が設けられており、上記ゼロダウン時、ベローズキャップ５６はこのスペーサ部６３に当接し、ガス室５９に封入されたガスがその圧力（ガス圧）によりガスケット５８をステー５４に押し付けてシールさせている。尚、ベローズキャップ５６とスペーサ部６３との間に若干の隙間を有してゼロダウンする場合がある。そして何れにしてもこの状態から液室６０に閉じ込められた液体が膨張すると、ベローズキャップ５６がウェーブスプリング６１を圧縮しながら液圧およびガス圧が均衡する位置に向けて移動する。

上記構成のアキュムレータ５１は、上記したように圧力変動吸収機構を有しているので、ゼロダウン時であって液室６０に閉じ込められた液体が膨張したときに液圧およびガス圧を依然として均衡させることができ、よってベローズ５５の破損を防止することができるが、以下の点でなお改良の余地がある。

すなわち、上記したように圧力変動吸収機構がガスケットホルダ５７および円盤状ガスケット５８のほかにウェーブスプリング６１およびスプリングプレート６２を有しているため、部品点数が多く、組立てに手間がかかり、部品コストが高い。

ウェーブスプリング６１の長さ分およびスプリングプレート６２の厚み分ガスケットホルダ５７を長くする必要があるため、ガスケットホルダ５７がステー５４と干渉する事態が起こり得る。そこでステー５４の肩部に図示するような逃げのための段差部５４ｅを設ける必要があり、このためステー５４の形状および製造が複雑化されている。

また上記圧力変動吸収機構は、ゼロダウン時であって液室６０に閉じ込められた液体が膨張したときには対応できるが、ゼロダウン時であって液室６０に閉じ込められた液体が収縮したときには対応することができない。

特開２０１０−１１２４３１号公報

本発明は以上の点に鑑みて、上記先行技術対比で液体膨張時における圧力変動吸収機構の部品点数を削減し、組立てを簡単にし、部品コストを低減させ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する。またこれに加えて、ゼロダウン時であって液室に閉じ込められた液体が膨張したときのみならず収縮したときにも対応することができ、液圧およびガス圧を均衡させ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する。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるアキュムレータは、圧力配管に接続されるオイルポートを備えたアキュムレータハウジングと、前記ハウジング内に配置されて前記ハウジング内の空間を前記オイルポートに連通する液室およびガスを封入したガス室に仕切るベローズおよびベローズキャップと、前記ベローズキャップに設けられたシールホルダと、前記シールホルダによって保持されたプレート状のシールと、を有し、前記シールホルダは、前記ベローズキャップに対する取付部と、内向きフランジ状の外周側係合部とを備え、前記シールは、前記外周側係合部の内径よりも小径のシール本体と、前記シール本体の外周面に設けられるとともに前記外周側係合部に係合するゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるアキュムレータは、上記した請求項１記載のアキュムレータにおいて、前記シールホルダは、前記外周側係合部のベローズキャップ側に同じく内向きフランジ状の第２外周側係合部を備え、前記シールは、前記内周側係合部が前記外周側係合部および前記第２外周側係合部間に配置され、前記シールおよび前記ベローズキャップ間に初期隙間が設定されたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３によるアキュムレータは、上記した請求項１または２記載のアキュムレータにおいて、前記内周側係合部は、前記シール本体よりも薄肉状に成形されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項４によるアキュムレータは、上記した請求項１、２または３記載のアキュムレータにおいて、前記内周側係合部は、円周上複数に分割されていることを特徴とする。

上記構成を備える本発明のアキュムレータにおいては、シールを構成するシール本体の外周面にゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部が設けられているため、この内周側係合部が上記先行技術におけるウェーブスプリングに代わってバネ手段として作用する。バネ手段はシールおよびベローズキャップを相対移動させ、作動後シールおよびベローズキャップを初動位置に復帰させるものである。したがって上記構成を備える本発明のアキュムレータによればシールホルダおよびシールを備える圧力変動吸収機構の構成からウェーブスプリングおよびスプリングプレートを省略することが可能とされる。

この内周側係合部は、シールホルダに備えられた内向きフランジ状の外周側係合部と組み合わされて以下のように作用する。

すなわち先ず、定常作動時、内周側係合部はあまり弾性変形することなくシールホルダの外周側係合部に係合している。したがってシールはシールホルダによって保持された状態でシールホルダおよびベローズキャップとともに移動する。尚このとき、シールはベローズキャップに接触しているが、シールおよびベローズキャップ間には少々の初期隙間を設定しても良い。

機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が極端に低下すると（いわゆるゼロダウン時）、シールがシールホルダおよびベローズキャップとともに移動して着座面に着座し、液室を閉塞する。このときベローズキャップはガス圧に押されるので、外周側係合部が内周側係合部から離れることになる。

上記ゼロダウン時であって液室に閉じ込められた液体が雰囲気温度の上昇等により膨張すると、シールはその上下両面における受圧面積の差により着座面に着座したままでシールホルダおよびベローズキャップが液圧およびガス圧が均衡する位置に向けて移動し、このときシールホルダおよびベローズキャップはシールホルダの外周側係合部がシールの内周側係合部を弾性変形させながら移動する。上記したようにシールおよびベローズキャップ間に初期隙間が設定されている場合にはシールホルダおよびベローズキャップが移動を開始すると外周側係合部が内周側係合部に接触し、接触後内周側係合部を弾性変形させながらシールホルダおよびベローズキャップが移動する。

内周側係合部はゴム状弾性体よりなり弾性変形するため、この内周側係合部に作用する負荷ないし圧力が除かれると弾性復帰する。したがってシールとシールホルダおよびベローズキャップは上記定常作動時の状態に復帰することになる。

以上のようにシールの内周側係合部はシールホルダの外周側係合部と組み合わされてバネ手段として作用し、液室に閉じ込められた液体が膨張する場合に対応可能とされる。

また、液室に閉じ込められた液体が膨張する場合のみならず収縮する場合にも対応させるには、シールホルダに外周側係合部を２箇所設け、この２箇所の外周側係合部に対し内周側係合部を組み合わせることが考えられる。この場合、２箇所の外周側係合部は、第１外周側係合部とこの第１外周側係合部よりもベローズキャップの近くに配置される第２外周側係合部とよりなり、この両外周側係合部の間にシールの内周側係合部が配置される。またシールおよびベローズキャップ間に初期隙間が必須として設定される。作動としては以下のようになる。

すなわち先ず、定常作動時、内周側係合部はあまり弾性変形することなくシールホルダの両外周側係合部の間に位置している。したがってシールはシールホルダによって保持された状態でシールホルダおよびベローズキャップとともに移動する。

機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が極端に低下すると（いわゆるゼロダウン時）、シールがシールホルダおよびベローズキャップとともに移動して着座面に着座し、液室を閉塞する。

上記ゼロダウン時であって液室に閉じ込められた液体が雰囲気温度の上昇等により膨張すると、シールはその上下両面における受圧面積の差により着座面に着座したままでシールホルダおよびベローズキャップが液圧およびガス圧が均衡する位置に向けて移動し、このときシールホルダおよびベローズキャップはシールホルダの第１外周側係合部がシールの内周側係合部を弾性変形させながら移動する。また、上記ゼロダウン時であって液室に閉じ込められた液体が雰囲気温度の低下等により収縮すると、シールはその上下両面における受圧面積の差により着座面に着座したままでシールホルダおよびベローズキャップが液圧およびガス圧が均衡する位置に向けて移動し、このときシールホルダおよびベローズキャップはシールホルダの第２外周側係合部がシールの内周側係合部を弾性変形させながら移動する。

内周側係合部はゴム状弾性体よりなり弾性変形するため、この内周側係合部に作用する負荷ないし圧力が除かれると弾性復帰する。したがってシールとシールホルダおよびベローズキャップは上記定常作動時の状態に復帰する。

以上のように内周側係合部は第１および第２外周側係合部と組み合わされてバネ手段として作用し、液室に閉じ込められた液体が膨張する場合および収縮する場合の双方に対し対応可能とされる。

内周側係合部はこれを薄くすると弾性変形しやすくなるので、シール本体よりも薄肉状に成形するのが好ましい。また、内周側係合部は環状であるよりも環状でないほうが弾性変形しやすいので、これを円周上複数に分割したものとするのが好ましい。

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明においては以上説明したように、シールを構成するシール本体の外周面にゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部が設けられているため、このゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部がシールホルダの外周側係合部と組み合わされてバネ手段として作用する。したがってシールホルダおよびシールを備える圧力吸収機構の構成からウェーブスプリングおよびスプリングプレートを省略することが可能とされる。したがって本発明所期の目的どおり圧力変動吸収機構の部品点数を削減し、組立てを簡単にし、部品コストを低減させることができる。またこれに加えて、シールの内周側係合部をシールホルダの第１および第２外周側係合部と組み合わせることにより液体が膨張したときのみならず収縮したときにも対応するアキュムレータを提供することができる。また、内周側係合部を薄肉状に成形したり円周上複数に分割したりすることにより内周側係合部が一層弾性変形しやすくなり、よって圧力変動を円滑に吸収する圧力変動吸収機構を提供することができる。

本発明の第１実施例に係るアキュムレータの断面図 同アキュムレータの要部拡大断面図 同アキュムレータに備えられるシールの底面図 同アキュムレータの作動状態を示す断面図 同アキュムレータに備えられるステーの他の例を示す断面図 本発明の第２実施例に係るアキュムレータの要部拡大断面図 同アキュムレータの作動状態を示す断面図 同アキュムレータの作動状態を示す断面図 従来例に係るアキュムレータの要部断面図 同アキュムレータの作動状態を示す断面図 同アキュムレータの作動状態を示す断面図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）シール外周部に突起形状部を設け、この突起形状部にシールホルダのＬ部が当接または若干の隙間をもって配置されている。フルードが膨張した場合、ベローズキャップが上方向に移動し始めると、シールホルダのＬ部がシール外周部の突起形状部を上方向に曲げることにより、フルード膨張分だけベローズキャップが上方向に移動する。また、シールホルダのＬ部がシールの突起形状部に当接しているので、シールが脱落することがない。
（２）弾性体であるシール外周部に突起形状部を設ける。突起形状部は周上で一体であっても良いが、分割構造にして、より変形しやすくしても良い。また溝を設けたり、厚みの変化をつけたりなどして、さらに変形しやすい形状とすることも考えられる。
（３）シールホルダのＬ部はゴム部に当接することになるので、斜め形状、半円形状などで接触による摩擦抵抗の低減、擦り傷防止対策とする。
（４）フルード（バックアップフルード）が膨張した場合、ベローズキャップが上方向に移動し始めると、シールホルダのＬ部がシール外周部の突起形状部を上方向に曲げることにより、フルード膨張分だけベローズキャップが上方向に移動するが、シールホルダのＬ部がシールの突起形状部に当接しているので、シールが脱落することがない。
（５）フルードが収縮する場合には、シール外周部の突起形状部の下方にシールホルダのＬ部を設け、下方にもＬ部を設ける。下方のＬ部はシールが脱落するのを防ぐ目的である。ゼロダウン後にフルードが収縮してベローズキャップおよびシールホルダが下方向に移動を開始すると、上方のＬ部が突起形状部を下方向に曲げることによりベローズキャップが下方向に移動してフルード収縮量を吸収する。また、下方のＬ部はシールの脱落を防ぐ以外に、上述のようにフルードが膨張した際の吸収機能も有している。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１実施例・・・
図１は、本発明の第１実施例に係るアキュムレータ１１の全体断面を示し、その要部拡大断面が図２に示されている。

当該実施例に係るアキュムレータ１１は、ベローズ１７として金属ベローズを用いる金属ベローズ型アキュムレータであって、以下のように構成されている。

すなわち、図示しない圧力配管に接続されるオイルポート１４を備えたアキュムレータハウジング１２が設けられており、このハウジング１２の内部にベローズ１７およびベローズキャップ１８が配置されてハウジング１２の内部空間が高圧ガス（例えば窒素ガス）を封入するガス室１９と、オイルポート１４のポート穴１４ａに連通する液室２０とに仕切られている。ハウジング１２としては有底円筒状のシェル１３と、このシェル１３の開口部に固定（溶接）されたオイルポート１４との組み合わせよりなるものが描かれているが、ハウジング１２の部品割り構造は特に限定されるものではなく、例えばオイルポート１４とシェル１３は一体であっても良く、シェル１３の底部はシェル１３と別体のエンドカバーであっても良く、何れにしてもシェル１３の底部またはこれに相当する部品に、ガス室１９にガスを注入するためのガス注入口１５が設けられ、ガス注入後、ガスプラグ１６で閉じられている。

ベローズ１７は、その固定端１７ａをハウジング１２のポート側内面であるオイルポート１４の内面に固定（溶接）するとともにその遊動端１７ｂに円盤状のベローズキャップ１８を固定（溶接）しており、よって当該アキュムレータ１１はベローズ１７の外周側にガス室１９を設定するとともにベローズ１７の内周側に液室２０を設定する外ガスタイプのアキュムレータとされている。ベローズキャップ１８の外周部にはハウジング１２の内面に対しベローズ１７およびベローズキャップ１８が接触しないようガイド２１が取り付けられているが、このガイド２１はシール作用を奏するものではない。

ハウジング１２内であってオイルポート１４の内側にステー（内部台座）２２が配置され、このステー２２の外周側に上記ベローズ１７が配置されている。ステー２２は、筒状を呈する立ち上がり部２２ａの一端（上端）に段差部２２ｂを介し径方向内方へ向けて端面部２２ｃを一体成形したもので、立ち上がり部２２ａの他端（下端）をもってオイルポート１４の内面に固定（溶接）されている。端面部２２ｃの中央には液体出入口２２ｄが設けられ、端面部２２ｃのシール２４側の面（上面）はシール２４が接離自在に着座する着座面２２ｅとされている。

ベローズキャップ１８におけるオイルポート１４側の面（下面）にシールホルダ２３が固定されている。このシールホルダ２３は、筒状を呈する取付部２３ａの一端（下端）に径方向内方へ向けて内向きフランジ状の外周側係合部２３ｂを一体成形したもので、取付部２３ａの他端屈曲部（上端屈曲部）をもってベローズキャップ１８におけるオイルポート１４側の面に設けた凹部の周縁部に固定（嵌合）されている。

シールホルダ２３の内周側にプレート状であってかつ円盤状を呈するシール２４が保持されている。このシール２４は、シールホルダ２３の外周側係合部２３ｂの内径よりも小径に設定されたシール本体２４ａと、このシール本体２４ａの外周面に設けられるとともにシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂに係合するゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部（外周突起部とも称する）２４ｂとを備え、このシール２４の内周側係合部２４ｂの外径がシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂの内径よりも大径に設定され、シール２４の内周側係合部２４ｂがシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂに係合することによりシール２４がシールホルダ２３から脱落することなくシールホルダ２３によって保持されている。

シール本体２４ａは、金属または硬質樹脂等よりなる円盤状の剛性プレート２５の表面にゴム状弾性体よりなる被覆部２６を被着（加硫接着）したもので、この被覆部２６によって、シール２４のオイルポート１４側の面（下面）に、ステー端面部２２ｃの着座面２２ｅに接離自在に着座して着座時に液体出入口２２ｄを閉じ液室２０を閉塞するシール部２７が形成され、ベローズキャップ１８側の面（上面）に、ベローズキャップ１８に接離自在に当接して当接時にシール２４およびベローズキャップ１８間に圧力導入用間隙ｃ_１を設定するスペーサ部２８が形成されている。

尚、このように後者のスペーサ部２８によってシール２４およびベローズキャップ１８間に間隙ｃ_１を設定するのは、ゼロダウン時、液体が膨張したときに液体がシール２４およびベローズキャップ１８間に浸入しやすくするためである（スペーサ部２８が設けられていないとゼロダウン時、シール２４およびベローズキャップ１８が密着した状態となり、密着した状態であると、液体が膨張したときに両者１８，２４の間に浸入しにくい。したがってシール２４がステー２２の着座面２２ｅに着座したままの状態でベローズキャップ１８のみが移動すると云う作動が生じにくくなる）。

シール部２７は、所定の高さおよび径方向幅を有する環状の突起として形成され、環状であるので、ステー２２の着座面２２ｅに着座したときにシール作用を奏して液体出入口２２ｄを閉じ液室２０を閉塞する。一方、スペーサ部２８は、所定の高さおよび径方向幅を有する環状の突起として形成されているが、円周上一部に切欠部（図示せず）が設けられ、よって環状のままではないので、ベローズキャップ１８に当接してもシール作用を奏しない。したがってシール２４がそのシール部２７でステー２２の着座面２２ｅに着座した状態で、シール２４におけるベローズキャップ１８側の面（上面）の受圧面積はオイルポート１４側の面（下面）の受圧面積よりも大きく設定されている。

シール２４の内周側係合部２４ｂは、シール本体２４ａの被覆部２６と一体に成形されている。またシール２４の内周側係合部２４ｂは、シール本体２４ａよりも薄肉状に成形され、シール本体２４ａの剛性プレート２５よりも薄肉状に成形され、シール本体２４ａの厚み方向略中央に配置されている。またシール２４の内周側係合部２４ｂは図３に示すように、円周上複数（図では１２片）に分割され、互いに隣り合う分割片同士の間には液体が通過しやすい切欠部２９が設けられている。

図２に示すようにシール２４の内周側係合部２４ｂがシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂに接触し係合した状態で、シール２４のスペーサ部２８はベローズキャップ１８に接触している。したがってシール２４のスペーサ部２８およびベローズキャップ１８間に初期隙間は設定されていないが、上記したようにここには初期隙間を設定しても良い。

また、シールホルダ２３およびシール２４は、この２部品のみをもって圧力変動吸収機構を構成している。したがってこの圧力変動吸収機構に上記先行技術のようなウェーブスプリングやスプリングプレートは設けられていない。

つぎに、上記構成のアキュムレータ１１の作動を説明する。

定常作動時・・・
アキュムレータ１１は、オイルポート１４において図示しない機器の圧力配管に接続されている。この機器の圧力配管の定常作動時において、シール２４はシールホルダ２３に保持された状態でシールホルダ２３およびベローズキャップ１８とともに移動することによりステー２２の着座面２２ｅから離れているので、ステー２２の端面部２２ｃに設けられた液体出入口２２ｄは開いている。したがってこの液体出入口２２ｄを通してオイルポート１４のポート穴１４ａと液室２０とが連通し、オイルポート１４のポート穴１４ａから液室２０へそのときどきの圧力を備えた液体が随時導入されるので、ベローズキャップ１８はシールホルダ２３およびシール２４とともに液圧およびガス圧が均衡するよう随時移動することが可能とされている。

ゼロダウン時・・・
上記定常作動時の状態から機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が略ゼロとなるまで極端に低下していわゆるゼロダウン状態になると、液室２０内の液体がオイルポート１４のポート穴１４ａから徐々に排出され、これに伴って図１および図２に示すようにベローズキャップ１８がベローズ１７の収縮方向へ移動する。ベローズキャップ１８のステー２２側の面にはシールホルダ２３によってシール２４が保持されているので、このシール２４がそのシール部２７でステー２２の着座面２２ｅに着座し、液体出入口２２ｄが閉じられる。したがって液室２０が閉塞され、液室２０に一部の液体（バックアップフルード）が閉じ込められるので、液室２０の更なる圧力低下が発生しなくなり、よってベローズ１７内外で液圧およびガス圧が均衡する。したがってベローズ１７の破損が防止される。

ゼロダウン状態における液体膨張時・・・
図１および図２に示したゼロダウン状態すなわちシール２４がステー２２の着座面２２ｅに着座して液室２０が閉塞された状態で、雰囲気温度の上昇等によって液室２０に閉じ込められた液体およびガス室１９に封入されたガスが膨張すると、液体のほうがガスよりも圧力の上昇度合いが大きいので、圧力差が発生する。すると図４に示すように、この圧力差を受けてシールホルダ２３およびベローズキャップ１８がベローズ１７の伸長方向へ向け液圧およびガス圧が均衡する位置まで移動する。したがって液圧およびガス圧の均衡状態が維持されるので、ベローズ１７の破損が防止される。尚、この液体膨張時、シール２４はその両面における受圧面積の差によりステー２２の着座面２２ｅに着座したままで移動しない。したがって液体出入口２２ｄは閉じたままとされ、またシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂがシール２４の内周側係合部２４ｂを斜め上方へ向け弾性変形させながらシールホルダ２３およびベローズキャップ１８が移動する。

ゼロダウン状態の解消時・・・
上記ゼロダウン状態が解消されてオイルポート１４のポート穴１４ａから液体が流入すると、この液体の圧力がシール２４に作用してシール２４をステー２２の着座面２２ｅから離間させる。引きつづき液体は液体出入口２２ｄから液室２０に導入されるので、ベローズキャップ１８に直接作用し、シールホルダ２３およびベローズキャップ１２をベローズ１７の伸長方向へ向け液圧およびガス圧が均衡する位置まで移動させる。したがって初期状態に復することになる。

上記構成のアキュムレータ１１によれば、ゼロダウン時に液室２０に閉じ込められた液体およびガス室１９に封入されたガスが膨張したときに膨張率の差で発生する圧力差を、シール２４は移動せずシールホルダ２３およびベローズキャップ１８のみが移動することにより、低減させることが可能とされている。したがってベローズ１７内外の圧力差によってベローズ１７が破損するのを抑制することができ、よってベローズ１７延いてはアキュムレータ１１の耐久性を向上させることができる。

また、シール２４を構成するシール本体２４ａの外周面にゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部２４ｂが設けられているため、このゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部２４ｂがシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂと組み合わされることによりバネ手段として作用する。したがってシールホルダ２３およびシール２４を備える圧力吸収機構の構成からウェーブスプリングおよびスプリングプレートを省略することができ、よって圧力変動吸収機構の部品点数を削減し、組立てを簡単にし、部品コストを低減させることができる。

また、このようにウェーブスプリングおよびスプリングプレートが省略されると、シールホルダ２３はその長さを減じることが可能され、ステー２２と干渉しなくなる。したがってステー２２として図５に示すように、段差部２２ｂを有さず筒状の立ち上がり部２２ａの一端（上端）に直接、径方向内方へ向けて端面部２２ｃを一体成形したものを使用することが可能とされ、よってステー２２の形状および製造を簡素化することができる。

また、内周側係合部２４ｂがシール本体２４ａより薄肉状に成形され、更にシール本体２４ａの剛性プレート２５より薄肉状に成形されているため、この内周側係合部２４ｂは弾性変形しやすいものである。また内周側係合部２４ｂは円周上複数に分割されていることからしても弾性変形しやすいものである。したがってこのように弾性変形しやすい内周側係合部２４ｂが外周側係合部２３ｂと組み合わされているため、これら内周側係合部２４ｂおよび外周側係合部２３ｂの組み合わせを備える圧力変動吸収機構は、圧力変動を円滑に吸収することができるものである。

第２実施例・・・
図６ないし図８は、本発明の第２実施例に係るアキュムレータ１１を示し、この第２実施例に係るアキュムレータ１１は以下の点で上記第１実施例に係るアキュムレータ１１と異なる構成を備えている。

すなわち図６に示すように、シールホルダ２３の構成において、内向きフランジ状の外周側係合部（第１外周側係合部）２３ｂのベローズキャップ１８側（上側）に同じく内向きフランジ状の第２外周側係合部２３ｃが設けられ、この両外周側係合部２３ｂ，２３ｃの間にシール２４の内周側係合部２４ｂが配置されている。

シールホルダ２３は、筒状を呈する取付部２３ａの一端（下端）に径方向内方へ向けて内向きフランジ状の外周側係合部２３ｂを一体成形するとともに外周側係合部２３ｂのベローズキャップ１８側（上側）に同じく内向きフランジ状の第２外周側係合部２３ｃを一体成形したもので、取付部２３ａの他端屈曲部（上端屈曲部）をもってベローズキャップ１８におけるオイルポート１４側の面に設けた凹部の周縁部に固定（嵌合）されている。外周側係合部２３ｂおよび第２外周側係合部２３ｃはプレス加工などにより舌片状のものが円周上交互に設けられている。

また、シール２４およびベローズキャップ１８間に初期隙間ｃ_２が設定されている。その他の構成は上記第１実施例と同じとされている。

つぎに、上記構成のアキュムレータ１１の作動を説明する。

定常作動時・・・
アキュムレータ１１は、オイルポート１４において図示しない機器の圧力配管に接続されている。この機器の圧力配管の定常作動時において、シール２４はシールホルダ２３に保持された状態でシールホルダ２３およびベローズキャップ１８とともに移動することによりステー２２の着座面２２ｅから離れているので、ステー２２の端面部２２ｃに設けられた液体出入口２２ｄは開いている。したがってこの液体出入口２２ｄを通してオイルポート１４のポート穴１４ａと液室２０とが連通し、オイルポート１４のポート穴１４ａから液室２０へそのときどきの圧力を備えた液体が随時導入されるので、ベローズキャップ１８はシールホルダ２３およびシール２４とともに液圧およびガス圧が均衡するよう随時移動することが可能とされている。

ゼロダウン時・・・
上記定常作動時の状態から機器の運転が停止する等して圧力配管の圧力が略ゼロとなるまで極端に低下していわゆるゼロダウン状態になると、液室２０内の液体がオイルポート１４のポート穴１４ａから徐々に排出され、これに伴ってベローズキャップ１８がベローズ１７の収縮方向へ移動する。ベローズキャップ１８のステー２２側の面にはシール２４が保持されているので、このシール２４が図６に示すようにそのシール部２７でステー２２の着座面２２ｅに着座し、液体出入口２２ｄが閉じられる。したがって液室２０が閉塞され、液室２０に一部の液体が閉じ込められるので、液室２０の更なる圧力低下が発生しなくなり、よってベローズ１７内外で液圧およびガス圧が均衡する。したがってベローズ１７の破損が防止される。

ゼロダウン状態における液体膨張時・・・
上記ゼロダウン状態すなわちシール２４がステー２２の着座面２２ｅに着座して液室２０が閉塞された状態で、雰囲気温度の上昇等によって液室２０に閉じ込められた液体およびガス室１９に封入されたガスが膨張すると、液体のほうがガスよりも圧力の上昇度合いが大きいので、圧力差が発生する。すると図７に示すように、この圧力差を受けてシールホルダ２３およびベローズキャップ１８がベローズ１７の伸長方向へ向け液圧およびガス圧が均衡する位置まで移動する。したがって液圧およびガス圧の均衡状態が維持されるので、ベローズ１７の破損が防止される。尚、この液体膨張時、シール２４はその両面における受圧面積の差によりステー２２の着座面２２ｅに着座したままで移動しない。したがって液体出入口１７ｄは閉じたままとされ、またシールホルダ２３の外周側係合部２３ｂがシール２４の内周側係合部２４ｂを図示するように斜め上方へ向け弾性変形させながらシールホルダ２３およびベローズキャップ１８が移動する。

ゼロダウン状態における液体収縮時・・・
また、上記ゼロダウン状態すなわちシール２４がステー２２の着座面２２ｅに着座して液室２０が閉塞された状態で、雰囲気温度の低下等によって液室２０に閉じ込められた液体およびガス室１９に封入されたガスが収縮すると、液体のほうがガスよりも圧力の低下度合いが大きいので、圧力差が発生する。すると図８に示すように、この圧力差を受けてシールホルダ２３およびベローズキャップ１８がベローズ１７の収縮方向へ向け液圧およびガス圧が均衡する位置まで移動する。したがって液圧およびガス圧の均衡状態が維持されるので、ベローズ１７の破損が防止される。尚、この液体収縮時、シール２４はその両面における受圧面積の差によりステー２２の着座面２２ｅに着座したままで移動しない。したがって液体出入口１７ｄは閉じたままとされ、またシールホルダ２３の第２外周側係合部２３ｃがシール２４の内周側係合部２４ｂを図示するように斜め下方へ向け弾性変形させながらシールホルダ２３およびベローズキャップ１８が移動する。

ゼロダウン状態の解消時・・・
上記ゼロダウン状態が解消されてオイルポート１４のポート穴１４ａから液体が流入すると、この液体の圧力がシール２４に作用してシール２４をステー２２の着座面２２ｅから離間させる。引きつづき液体は液体出入口２２ｄから液室２０に導入されるので、ベローズキャップ１８に直接作用し、シールホルダ２３およびベローズキャップ１２をベローズ１７の伸長方向へ向け液圧およびガス圧が均衡する位置まで移動させる。したがって初期状態に復することになる。

上記構成を備えるアキュムレータによれば、第１実施例と同じ効果を発揮するほか、シール２４の内周側係合部２４ｂがシールホルダ２３の第１および第２外周側係合部２３ｂ，２３ｃの双方に組み合わされているため、液室２０に閉じ込められた液体が膨張したときのみならず収縮したときにも圧力変動を吸収することができる。

更にまた、上記第１および第２実施例に共通するところとして、アキュムレータ１１は以下の構成を備えるものであっても良い。

シール２４の内周側係合部２４ｂにおけるベローズキャップ１８側の面（上面）または／およびオイルポート１４側の面（下面）に環状の、または円周方向に延びる溝（凹み）を設けることにより、内周側係合部２４ｂを一層弾性変形しやすくする。上記第１実施例では図２に示すように、内周側係合部２４ｂにおけるベローズキャップ１８側の面（上面）に溝３０が設けられており、第２実施例では図６に示すように、内周側係合部２４ｂにおけるベローズキャップ１８側の面（上面）およびオイルポート１４側の面（下面）にそれぞれ溝３０が設けられている。

また、シールホルダ２３の外周側係合部２３ｂにおけるベローズキャップ１８側の面（上面）または／および第２外周側係合部２３ｃにおけるオイルポート１４側の面（下面）に断面円弧形の凸形状または円錐面状の斜面形状を設けることにより、内周側係合部２４ｂとの接触時における摩擦抵抗を低減させ、また内周側係合部２４ｂに擦り傷が付くのを防止する。上記第１実施例では図２に示すように、外周側係合部２３ｂにおけるベローズキャップ１８側の面（上面）に断面円弧形の凸形状３１が設けられており、第２実施例では図６に示すように、外周側係合部２３ｂにおけるベローズキャップ１８側の面（上面）および第２外周側係合部２３ｃにおけるオイルポート１４側の面（下面）にそれぞれ斜面形状３２が設けられている。

膨張または収縮した液体がシールホルダ２３の外周側と内周側とを流動しやすくするためにシールホルダ２３に穴や溝などよりなる流路を設けても良い。

また、上記第２実施例では図６に示すように、シールホルダ２３の第１および第２外周側係合部２３ｂ，２３ｃ間の間隔がシール２４の内周側係合部２４ｂの厚みより大きく設定されることによりここにも初期隙間が設定されているが、この初期隙間は設定されなくても良い。

また、上記第１および第２実施例ではアキュムレータ１１を、ベローズ１７の外周側にガス室１９を設定するとともにベローズ１７の内周側に液室２０を設定する外ガスタイプのアキュムレータとしたが、アキュムレータ１１のタイプとしては反対に、ベローズ１７の内周側にガス室１９を設定するとともにベローズ１７の外周側に液室２０を設定する内ガスタイプのアキュムレータであっても良い。

更にまた、ベローズ１７がハウジング１２の天井部から吊設される構造の場合、ステー２２が省略されることがある。この場合には、オイルポート１４の内面（シール２４側の面（上面））が着座面とされることもある。

１１ アキュムレータ
１２ ハウジング
１３ シェル
１４ オイルポート
１７ ベローズ
１８ ベローズキャップ
１９ ガス室
２０ 液室
２２ ステー
２２ａ 立ち上がり部
２２ｂ 段差部
２２ｃ 端面部
２２ｄ 液体出入口
２２ｅ 着座面
２３ シールホルダ
２３ａ 取付部
２３ｂ 外周側係合部
２３ｃ 第２外周側係合部
２４ シール
２４ａ シール本体
２４ｂ 内周側係合部
２５ 剛性プレート
２６ 被覆部
２７シール部
２８ スペーサ部
２９ 切欠部
３０ 溝
３１ 凸形状
３２ 斜面形状

Claims (4)

1. 圧力配管に接続されるオイルポートを備えたアキュムレータハウジングと、前記ハウジング内に配置されて前記ハウジング内の空間を前記オイルポートに連通する液室およびガスを封入したガス室に仕切るベローズおよびベローズキャップと、前記ベローズキャップに設けられたシールホルダと、前記シールホルダによって保持されたプレート状のシールと、を有し、
   前記シールホルダは、前記ベローズキャップに対する取付部と、内向きフランジ状の外周側係合部とを備え、
   前記シールは、前記外周側係合部の内径よりも小径のシール本体と、前記シール本体の外周面に設けられるとともに前記外周側係合部に係合するゴム状弾性体よりなる外向き突起状の内周側係合部とを備えたことを特徴とするアキュムレータ。
2. 請求項１記載のアキュムレータにおいて、
   前記シールホルダは、前記外周側係合部のベローズキャップ側に同じく内向きフランジ状の第２外周側係合部を備え、
   前記シールは、前記内周側係合部が前記外周側係合部および前記第２外周側係合部間に配置され、
   前記シールおよび前記ベローズキャップ間に初期隙間が設定されたことを特徴とするアキュムレータ。
3. 請求項１または２記載のアキュムレータにおいて、
   前記内周側係合部は、前記シール本体よりも薄肉状に成形されていることを特徴とするアキュムレータ。
4. 請求項１、２または３記載のアキュムレータにおいて、
   前記内周側係合部は、円周上複数に分割されていることを特徴とするアキュムレータ。

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