JP2001336502A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シェルにポートを溶接する際に発生する火花
によってアキュムレータの内部が汚染することが防止さ
れ、もって生産性の向上が図られるアキュムレータを提
供する。 【解決手段】 ボトムシェル２０およびキャップシェル
３０からなる筒状のシェル１０と、シェル１０の内部を
油室１１とガス室１２とに区画するベローズアッセンブ
リ７０と、シェル１０の外部と油室１１とを連通する油
通路５１を有するポート５０とを備える。ポート５０
を、キャップシェル３０に形成した円筒部３２に気密的
に圧入し、円筒部３２の外部側の周縁３２ａに対し溶接
によって接合する。溶接時に発生する火花はポート５０
によって遮られることによりキャップシェル３０の内部
に飛散せず、汚染が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧制御装
置の油圧回路等に用いられるアキュムレータに係り、特
に、油およびガスの密封容器（シェル）に対する油ポー
トの固定構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記アキュムレータは、一般に、円筒状
のシェルの内部がベローズによってガス室と油室とに区
画され、油室に流入する油の圧力変動を、ベローズの伸
縮に伴うガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝するも
のであり、油圧回路を流れる油に生じる脈動を効果的に
抑制する部品として、例えば自動車の油圧回路等に広く
適用されている。

【０００３】図３は、従来のアキュムレータの一例を示
しており、同図で符号８０はボトムシェル８１とキャッ
プシェル８２とが接合されて密封容器を構成する円筒状
のシェル、８３はシェル８０の内部を油室９１とガス室
９２とに区画する金属製のベローズアッセンブリ、９３
は図示せぬ油圧回路と油室９１とを連通する油通路９３
ａを備えたポートである。ベローズアッセンブリ８３
は、その内部が油室９１を構成するもので、シェル８０
の軸方向に伸縮するベローズ８４と、このベローズ８４
の端部にそれぞれ接合されたボトムシール８５およびベ
ローズキャップ８６とからなり、ボトムシール８５がキ
ャップシェル８２に接合されている。

【０００４】このアキュムレータによれば、油圧回路か
ら圧油がポート９３の油通路９３ａを通って油室９１に
流入し、その圧油の圧力がガス室９２内のガス圧を超え
ると、ベローズ８４が伸張してガス室９２内のガスが収
縮し、一方、油室９１内の圧油の圧力がガス室９２内の
ガス圧を下回ると、ベローズ８４が収縮してガス室９２
内のガス圧が膨張する。このようなガス室９２内のガス
の膨縮作用により、油圧回路の圧油の圧力変動が緩衝さ
れ、圧油の脈動が抑制される。なお、図３で二点鎖線
は、ベローズアッセンブリ７０の最長ストローク時のベ
ローズキャップ７３の位置を示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のアキュムレ
ータにおけるポート９３は、キャップシェル８２に対し
抵抗溶接の一種であるプロジェクション溶接等によって
接合されている。ところで、その溶接の際には火花が発
生することがあり、その場合には、火花の滓等が、例え
ばポート９３やキャップシェル８２の内面に付着し、汚
染してしまう。このように汚染したままの状態でアキュ
ムレータを組み立てると、圧油の汚染やアキュムレータ
自身の作動不良を招くことになる。そこで、組立前に汚
染を除去しているが、除去しにくい箇所もあるので完全
に除去することが難しく、かつ、その作業に手間がかか
ることから、生産性が低下するといった問題があった。

【０００６】したがって、本発明は、ポートの溶接時に
発生する火花によってアキュムレータの内部が汚染する
ことが防止され、もって生産性の向上が図られるアキュ
ムレータを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、筒状のシェル
と、該シェルの内部を油室とガス室とに区画する分離膜
と、シェルの外部と油室とを連通する油通路を有するポ
ートとを備え、油室内に流入する油の圧力変動を、分離
膜の伸縮に伴うガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝
するアキュムレータにおいて、ポートが、シェルに形成
された円筒部に略気密的に挿入され、かつ、この円筒部
の外部側の周縁に対し溶接手段により接合されているこ
とを特徴としている。

【０００８】本発明によれば、ポートがシェルの円筒部
に略気密的に挿入されていて円筒部の内面とポートの外
面とが密接していることから、ポートが溶接される円筒
部の外部側の周縁は、シェルの内部と遮断されている。
したがって、溶接時に発生する火花はシェルの内部に飛
散せず、シェルの内部が火花の滓等で汚染されることが
ない。その結果、シェル内部の汚染の管理が容易とな
り、生産性の向上が図られる。また、シェルの内部に火
花が飛散しても、その火花はガス室内にとどまって油室
には侵入しないので、当該アキュムレータが接続される
油圧回路を含むシステムが火花の滓等で汚染されること
がない。

【０００９】本発明では、アキュムレータの全長を短縮
することができる等の観点から、シェルの円筒部が、シ
ェルの内部側に突設されていることを好ましい形態とし
ている。円筒部の形成方法は種々挙げられるが、シェル
に形成した孔に、孔よりも径の大きい直径のポンチを押
し込んで孔の縁を円筒状に成形するバーリング加工が好
適である。

【００１０】また、本発明の分離膜は、固定部と、該固
定部に伸縮部材を介して取り付けられた可動部とを備え
ており、図３で説明した従来のアキュムレータのベロー
ズアッセンブリ８３に相当する。固定部、伸縮部材およ
び可動部は、それぞれボトムシール、ベローズおよびベ
ローズキャップに相当する。そして本発明では、固定部
がポートと一体に成形されていることを好ましい形態と
している。固定部（ボトムシール）は、従来キャップシ
ェルの内面に溶接によって接合されていたが、そのた
め、ポートと同様に、溶接時に発生する火花による汚染
が問題となる場合がある。ところが、固定部をポートと
一体化することにより、固定部をキャップシェルに溶接
する必要がなくなり、よって火花による汚染の問題も解
消する。

【００１１】さらに本発明は、シェルが複数のシェル分
割体を接合してなるもので、分離膜にはシェルの内面に
摺動して分離膜の伸縮を軸方向にガイドするガイドが設
けられ、この構成において、シェル分割体の接合部が分
離膜の可動領域外に存し、かつ、ガイドが単一のシェル
分割体の内面を摺動するようになされていることを含
む。この構成によれば、シェル分割体の接合部（両者の
境界部分）に段差等があっても、ガイドはそれに何ら影
響を受けずスムーズに移動するとともに、接合部から損
傷を受けることがないので、耐久性の向上が図られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次いで、図面を参照して本発明の
実施形態を説明する。 （１）第１実施形態 図１は本発明の第１実施形態に係るアキュムレータの縦
断面を示しており、同図で符号１０は密封容器を構成す
る円筒状のシェルである。

【００１３】シェル１０は、主体をなすボトムシェル
（シェル分割体）２０と、ボトムシェル２０よりも軸方
向長さが短いキャップシェル（シェル分割体）３０とが
溶接によって接合されてなるもので、各シェル２０，３
０は、接合前は軸方向に分割されるものである。ボトム
シェル２０とキャップシェル３０の軸方向長さは、ボト
ムシェル２０がキャップシェル３０よりも長い。各シェ
ル２０，３０は、鋼等の金属によってほぼ均一の肉厚に
プレス成形されたものであり、軸方向に延びる胴部どう
しがプロジェクション溶接により接合されている。

【００１４】各シェル２０，３０の互いの接合端部に
は、外周側に膨出する環状周縁部２１，３１が全周にわ
たってそれぞれ形成されている。これら環状周縁部２
１，３１の端面どうしが接合されているわけであるが、
両者の内側に形成される断面台形状の環状凹所には、こ
の凹所に嵌合する状態で環状のベローズプロテクタ４０
が配置されている。このベローズプロテクタ４０は、絶
縁性を有する樹脂等からなるもので、その内径はシェル
１０の内径と等しく、また、その外周面には、全周にわ
たって溝４１が形成されている。

【００１５】キャップシェル３０の端部中央には、バー
リング加工により、内部側（図１で上側）に突出する円
筒部３２が形成されている。そして、この円筒部３２の
孔３３に、内部側からポート５０が気密的に圧入されて
いる。ポート５０は油通路５１を有し、円筒部３２の孔
３３から外部に突出している。その突出端には、図示せ
ぬ油圧回路への接続部として利用されるネジ部５２が形
成されている。

【００１６】ポート５０は、その外周面が円筒部３２の
外部側の周縁３２ａに隅肉溶接されることにより、キャ
ップシェル３０に接合されている。図１の符号６０は溶
接によって形成されるビードであり、このビード６０
は、ポート５０の全周にわたって施されている。なお、
隅肉溶接は、アーク溶接等が採用される。ポート５０の
内部側の端部には、次に説明するベローズアッセンブリ
（分離膜）７０のボトムシール７２が一体に成形されて
いる。このボトムシール７２は、円筒部３２の内側端面
に当接している。

【００１７】シェル１０の内部には、シェル１０の内部
を油室１１とガス室１２とに区画する金属製のベローズ
アッセンブリ７０が収納されている。このベローズアッ
センブリ７０は、軸方向に伸縮する略円筒状のベローズ
（伸縮部材）７１と、ベローズ７１の一端に接合された
ボトムシール（固定部）７２と、ベローズ７１の他端に
接合されたベローズキャップ（可動部）７３と、ボトム
シール７２に接合されて油室１１内に設けられた共鳴箱
７４とを備え、その内部空間が油室１１を構成してい
る。そして、ベローズアッセンブリ７０とシェル１０と
の間に画成される空間がガス室１２を構成している。ベ
ローズ７１に対するボトムシール７２とベローズキャッ
プ７３の接合手段、およびボトムシール７２に対する共
鳴箱７４の接合手段は、ＴＩＧやプラズマ等の溶接手段
による。

【００１８】ベローズキャップ７３は、油室１１側に突
出する凹所７３ａを有し、鍔状の周縁には、環状のベロ
ーズガイド７５が装着されている。このベローズガイド
７５は、ボトムシェル２０の内周面と摺動可能に嵌合し
ており、ベローズ７１が伸縮する際に、ベローズキャッ
プ７３が振れないように軸方向にガイドする。ベローズ
ガイド７５には、ベローズガイド７５自身が仕切る両側
のガス室１２を連通する図示せぬ溝が形成されており、
この溝を通じてガス室１２内のガス圧が均一化されるよ
うになっている。

【００１９】ベローズガイド７５が内側に固定されたシ
ェル２０，３０の接合部は、ベローズ７１がもっとも収
縮した状態であっても、そのベローズ７１に対向する位
置でに存している。すなわち、シェル２０，３０の接合
部は、ボトムシェル２０の内周面のみを摺動するベロー
ズガイド７５の可動領域外に存している。なお、図１で
二点鎖線は、ベローズアッセンブリ７０の最長ストロー
ク時のベローズキャップ７３の位置を示している。

【００２０】共鳴箱７４の中央には、共鳴箱７４の内外
を連通する孔７４ａが形成されている。さらに、ベロー
ズキャップ７３の油室１１側の内面には、共鳴箱７４の
孔７４ａを塞ぐゴム製のセルフシール７６が貼着されて
いる。このセルフシール７６は、ベローズ７１の過剰な
圧縮と、それに伴うベローズキャップ７３の損傷を防ぐ
機能を有している。

【００２１】油室１１内には、油圧回路からポート５０
の油通路５１を通って圧油が流入し、一方、ガス室１２
には、所定圧力で窒素ガス等の不活性ガスが封入されて
いる。不活性ガスは、ボトムシェル２０の端部中央に形
成されたガス注入孔２２からガス室１２内に注入され
る。ガス注入孔２２は、ボトムシェル２０に接合される
プラグ２３によって密封される。また、ボトムシェル２
０の端部中央には、プラグ２３を被う横断面六角形状の
ヘッド２４が接合されている。ボトムシェル２０に対す
るプラグ２３およびヘッド２４の接合手段は、プロジェ
クション溶接等の溶接手段による。

【００２２】以上の構成からなる第１実施形態のアキュ
ムレータによれば、ポート５０の油通路５２から油室１
１内に導入された圧油の圧力が、ガス室１２のガス圧を
超えると、ベローズ７１が伸張してガス室１２内のガス
が収縮し、一方、油室１１内の圧油の圧力がガス室１２
内のガス圧を下回るとベローズ７１が収縮してガス室１
２内のガス圧が膨張する。このようなガス室１２内のガ
スの膨縮作用により油圧回路の圧油の圧力変動が緩衝さ
れ、圧油の脈動が抑制される。圧油の圧力が当該アキュ
ムレータの作動する圧力よりも低い場合には、共鳴箱７
４内の油によって脈動が吸収される。

【００２３】また、共鳴箱７４内の油圧が下がると、共
鳴箱７４内の油圧を保持するためにベローズ７１が収縮
する。そして、共鳴箱７４内の油圧がガス室１２のガス
圧よりも低くなると、セルフシール７６が共鳴箱７４に
密着して孔７４ａが閉塞され、油室１１の圧力がガス室
１２と同圧以下にならないよう自己シールされる。

【００２４】ベローズ７１がもっとも縮小した上記自己
シールの状態では、ベローズガイド７５はボトムシェル
２０とキャップシェル３０との接合部よりもボトムシェ
ル２０側に位置し、ベローズプロテクタ４０で被われた
両シェル２０，３０の接合部は、ベローズ７１に対向し
ている。したがって、ベローズ７１の伸縮時には、ベロ
ーズガイド７５はボトムシェル２０の内周面のみを摺動
する。

【００２５】次いで、上記アキュムレータの組立手順を
説明する。まず、ポート５０と一体のボトムシール７２
に共鳴箱７４を溶接し、次いで、ボトムシール７２にベ
ローズ７１を溶接し、ベローズ７１にベローズキャップ
７３を溶接する。これらの溶接は、ＴＩＧ溶接またはプ
ラズマ溶接等による。次に、キャップシェル３０の円筒
部３２の孔３３に、内側からポート５０を圧入し、円筒
部３２の外部側の周縁３２ａとポート５０とをアーク溶
接する。この後、ベローズキャップ７３にベローズガイ
ド７５を装着する。

【００２６】次に、ベローズプロテクタ４０を内側に嵌
合し、キャップシェル３０にボトムシェル２０を合わせ
てプロジェクション溶接する。このとき、溶接部分で火
花が発生することがあるが、その火花はベローズプロテ
クタ４０に遮られる。これにより、ベローズ７１の損傷
が防止されるとともに、ベローズ７１の寿命が確保され
る。また、内外周に突出するビードが形成されるが、内
周側に突出するビードはベローズプロテクタ４０の溝４
１に収容される。また、外周側のビードは、切削加工等
により除去されることが望ましい。なお、他の手順とし
て、ポート５０を円筒部３２の孔３３に圧入してベロー
ズアッセンブリ７０をキャップシェル３０に組み込んだ
状態から、各シェル２０，３０を溶接し、この後、ポー
ト５０とキャップシェル３０を溶接してもよい。

【００２７】続いて、油通路５１から油室１１にバック
アップ油を注入して完全に油室１１内の空気を油と置換
し、次いで、ガス体積を調整するためにガス室１２に液
体を注入してから、ガス注入孔２２よりガス室１２に不
活性ガスを注入する。この後、ガス注入孔２２にプラグ
２３を挿入してボトムシェル２０に溶接し、最後にヘッ
ド２４をボトムシェル２０に溶接する。

【００２８】上記第１実施形態のアキュムレータによれ
ば、ポート５０がキャップシェル３０に形成された円筒
部３２に気密的に圧入されていて円筒部３２の内面とポ
ート５０の外面とが密接していることから、ポート５０
が溶接される円筒部３２の外部側の周縁は、キャップシ
ェル３０の内部と遮断されている。したがって、ポート
５０をキャップシェル３０に溶接する際に火花が発生し
ても、その火花はキャップシェル３０の内部に飛散せ
ず、キャップシェル３０の内部が火花の滓等で汚染され
ることがない。このため、シェル１０内の汚染の管理が
容易となり、生産性の向上が図られる。

【００２９】また、円筒部３２はキャップシェル３０の
内部側に突設されているので、外側に突設された場合と
比べるとアキュムレータの全長が短くなり、コンパクト
化が図られる。その円筒部３２を形成するにあたって
は、種々の方法が挙げられるが、容易かつ高精度で形成
することができる観点から、本実施形態のようにバーリ
ング加工が好適である。

【００３０】また、ベローズアッセンブリ７０を構成す
るボトムシール７２がポート５０と一体化されているの
で、ボトムシール７２をキャップシェル３０に溶接する
必要がなくなり、火花による汚染の問題が起こらない。

【００３１】さらに、ベローズガイド７５はボトムシェ
ル２０の内周面を摺動するので、各シェル２０，３０と
ベローズプロテクタ４０との間（両者の境界部分）に段
差等があっても、ベローズガイド７５はそれに何ら影響
を受けずスムーズに移動する。したがって、ベローズ７
１は常に正常に作動するとともに、ベローズガイド７５
に損傷が発生せず耐久性の向上が図られる。

【００３２】（２）第２実施形態 次いで、図２を参照して本発明の第２実施形態を説明す
る。なお、図２において図１と同一構成要素には同一の
符号を付してあり、それらの説明を省略する。

【００３３】本実施形態のアキュムレータは、上記第１
実施形態の共鳴箱７４を有していない点以外は第１実施
形態と基本構成を同じくしており、異なる構成として
は、ベローズキャップ７３の凹所７３ｂの深さが、第１
実施形態の凹所７３ａよりも深い点にある。この構成に
より、ベローズ７１がもっとも縮小すると、ベローズキ
ャップ７３の内面に貼着されたセルフシール７６が、ポ
ート５０の油通路５１を直接塞ぐようになされている。
なお、図２で二点鎖線は、ベローズアッセンブリ７０の
最長ストローク時のベローズキャップ７３の位置を示し
ている。

【００３４】本実施形態のアキュムレータにおいても、
ポート５０がキャップシェル３０に形成された円筒部３
２に気密的に圧入され、円筒部３２の外部側の周縁とポ
ート５０の外周面とがアーク溶接等により隅肉溶接され
ており、このため、その溶接時に発生する火花によって
シェルの内部が汚染することが防止される。また、円筒
部３２がキャップシェル３０の内部側に突設されている
ことによるコンパクト化や、ボトムシール７２がポート
５０と一体化されていることよる汚染の解消といった効
果も、第１実施形態と同様に奏される。

【００３５】なお、上記各実施形態のアキュムレータに
おいては、シェル１０の内部を油室１１とガス室１２と
に区画する分離膜として金属製のベローズアッセンブリ
７０を用いているが、ベローズアッセンブリ７０は金属
以外の材料からなるものであってもよい。また、分離膜
としてはベローズアッセンブリに限られるものではな
く、ピストン、ダイヤフラム、風船等を用いることもで
きる。その場合には、それら分離膜の種類に応じた手段
でシェルに対し気密的な接合がなされる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ポ
ートがシェルに形成された円筒部に略気密的に挿入さ
れ、かつ、この円筒部の外部側の周縁に対し溶接手段に
より接合されているので、ポートの溶接時に発生する火
花がシェルの内部に飛散せず、シェルの内部が火花の滓
等で汚染されることがない。その結果、シェル内部の汚
染の管理が容易となり、生産性の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係るアキュムレータ
の縦断面図である。

【図２】 本発明の第２実施形態に係るアキュムレータ
の縦断面図である。

【図３】 従来のアキュムレータの一例を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１０…シェル １１…油室 １２…ガス室 ２０…ボトムシェル（シェル分割体） ３０…キャップシェル（シェル分割体） ３２…円筒部 ３２ａ…円筒部の外部側の周縁 ５０…ポート ５１…油通路 ７０…ベローズアッセンブリ（分離膜） ７１…ベローズ（伸縮部材） ７２…ボトムシール（固定部） ７３…ベローズキャップ（可動部） ７５…ベローズガイド

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月１９日（２０００．７．１
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【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】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水上 博嗣 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地 日本発条株式会社内 (72)発明者 山田 浩一郎 神奈川県横浜市金沢区福浦３丁目10番地 日本発条株式会社内 Ｆターム(参考） 3H086 AA27 AB03 AD07 AD15 AD34 AD38 AD42

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状のシェルと、 該シェルの内部を油室とガス室とに区画する分離膜と、 前記シェルの外部と前記油室とを連通する油通路を有す
   るポートとを備え、 前記油室内に流入する油の圧力変動を、前記分離膜の伸
   縮に伴う前記ガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝す
   るアキュムレータにおいて、 前記ポートは、前記シェルに形成された円筒部に略気密
   的に挿入され、かつ、この円筒部の外部側の周縁に対し
   溶接手段により接合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】 前記円筒部は、前記シェルの内部側に突
   設されていることを特徴とする請求項１に記載のアキュ
   ムレータ。
3. 【請求項３】 前記円筒部は、前記シェルをバーリング
   加工することにより形成されていることを特徴とする請
   求項１または２に記載のアキュムレータ。
4. 【請求項４】 前記分離膜は、固定部と、該固定部に伸
   縮部材を介して取り付けられた可動部とを備え、固定部
   が、前記ポートと一体に成形されていることを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれかに記載のアキュムレータ。
5. 【請求項５】 前記シェルは、複数のシェル分割体が接
   合されてなり、 前記分離膜には、前記シェルの内面に摺動して分離膜の
   伸縮を軸方向にガイドするガイドが設けられ、 シェル分割体の接合部が分離膜の可動領域外に存し、か
   つ、ガイドが単一のシェル分割体の内面を摺動するよう
   になされていることを特徴とする請求項１〜４に記載の
   アキュムレータ。