JP2003156002A - アキュムレータ - Google Patents
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- F15B1/02—Installations or systems with accumulators
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- F15B1/08—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor
- F15B1/10—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means
- F15B1/103—Accumulators using a gas cushion; Gas charging devices; Indicators or floats therefor with flexible separating means the separating means being bellows
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- F15B2201/20—Accumulator cushioning means
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- F15B2201/30—Accumulator separating means
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Abstract
大を来すことなく、複数のシール部によるシール性向上
及び負荷の軽減を図る。 【解決手段】 導圧孔Cの内端の外周側に配置されたシ
ール部材30が、環状の補強板31及びこの補強板31
にゴム状弾性材料で一体的に成形された弾性体32から
なり、この弾性体32が、ベローズ20側を向いた複数
のシールリップ33と、外殻10の内面と密接される複
数の第二シールリップ34を有し、導圧ポート12に圧
入嵌着されたシールホルダ35の鍔部352によって固
定されている。配管内圧力がガス封入圧以下の低圧にな
った場合に、ベローズ20のベローズキャップ22に複
数のシールリップ33が密接することによって、導圧室
Aと導圧孔Cの間を確実に遮断して、導圧室Aとガス室
Bの均圧状態に保つ。
Description
の油圧系統等の流体圧力ラインにおいて、圧力を一時的
に貯蔵したり、あるいは脈圧を吸収して平滑化するとい
った圧力制御に用いられるアキュムレータに関する。
が、金属製のベローズを介して、導圧室とガス室とに分
離された構造を有するベローズ式のアキュムレータがあ
る。そして、このようなベローズ式のアキュムレータに
おいては、油圧配管等から導圧孔を介して導圧室に導入
される流体圧力の低下によって、ベローズがその制限さ
れた長さまで伸長した状態では、その可動端に設けられ
た端盤が、導圧孔の外周に配置されたシール部に密接さ
れることによって、導圧室と導圧孔との間で圧力を遮断
するようになっている。このため、ベローズがその制限
された長さまで伸長するガス封入圧より油圧配管内の圧
力が低くなっても、導圧室内はガス封入圧と同等の圧力
に保たれ、ベローズに、差圧による過大な負荷が作用し
ない。
させ、かつシール部の変形による負荷を軽減するために
は、複数のシール部を互いに同心的に設けることが有効
である。そしてこのような構造を有するアキュムレータ
の典型的な従来の技術としては、例えば特開2000−
356201に開示されたものが知られている。
報に開示された従来のアキュムレータによれば、複数の
シール部をそれぞれシールホルダで固定しているため、
装着の際の工数が多くなり、しかもシール部の装着スペ
ースが大きくなってしまう。したがって、多数のシール
部を設けて、より一層のシール性向上及びシール部の変
形による負荷の軽減を図ることが困難であった。
れたもので、その技術的課題は、シールの装着の際の工
数や装着スペースの増大を来すことなく、複数のシール
部によるシール性向上及び負荷の軽減を図ることにあ
る。
題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明
に係るアキュムレータは、外殻の内室が、ベローズによ
って、導圧孔を介して流体圧力が導入される導圧室と、
クッションガスが封入されるガス室とに分離され、環状
の補強板及びこの補強板を埋設した状態にゴム状弾性材
料で成形された弾性体からなるシール部材が、前記導圧
孔の内端の外周側に固定され、前記弾性体は前記ベロー
ズを向いた側に円周方向に互いに同心的に延びる複数の
シールリップを有し、前記シールリップが前記ベローズ
の可動端の端盤と密接可能に対向されると共に、前記弾
性体における前記シールリップと反対側の面が、前記外
殻の内面と密接され、前記シール部材の内周部及び外周
部のうち少なくとも一方において固定されたものであ
る。すなわち、ベローズがその制限長さまで伸長したと
きに、複数のシールリップが前記端盤と密接することに
よって、前記導圧室と導圧孔との間を確実に遮断し、導
圧室内がガス封入圧と同等の圧力に保たれる。
請求項1に記載の構成において、シール部材の内周部
が、導圧孔に圧入嵌着されたシールホルダの一端に形成
された鍔部によって、前記シール部材の弾性体が外殻の
内面と密接されるように固定される。
請求項1又は2に記載の構成において、シール部材の弾
性体に、外殻の内面と密接される複数の第二シールリッ
プが形成される。
請求項2に記載の構成において、ベローズの端盤に、シ
ールホルダの鍔部の外周に遊嵌可能な段差部が形成さ
れ、この段差部の外周側で、シール部材のシールリップ
と密接される。
ータの好ましい実施の形態を示す断面図で、この図1に
おいて、参照符号10は当該アキュムレータの外殻、2
0は外殻10の内室を導圧室Aとガス室Bに分離する金
属製のベローズ、30はシール部材である。
形成された底部112を有する筒体11と、この筒体1
1の底部112の内周に一体的に接合された導圧ポート
12と、筒体11の底部112と反対側の端部に一体的
に接合されたエンドカバー13とを備える。これら筒体
11、導圧ポート12及びエンドカバー13は、いずれ
も鋼材等の金属で製作されている。
端部が筒体11の底部112の内周にCO2レーザ溶
接、TIG溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部W1
によって密封的に接合された筒状基部121と、その外
端内周から外側へ突出した継手部122とを有し、継手
部122の内周孔123は、筒状基部121の内周空間
に開口している。継手部122の外周面には配管への接
続のための螺子部122aが形成されている。導圧ポー
ト12における筒状基部121の内端は、筒体11の底
部112から導圧室A内へ突出している。
曲した皿状に形成されたものであって、その外周部に形
成された環状の嵌合部131が筒体11の円筒部111
における底部112と反対側の端部内周に密嵌されると
共に、CO2レーザ溶接、TIG溶接又は電子ビーム溶
接等による溶接部W2によって密封的に接合一体化され
ている。また、エンドカバー13の中央部にはガス封入
口132が開設されており、このガス封入口132は、
ベローズ20の内周のガス室BにN2ガス等のクッショ
ンガスを封入するためのもので、ガスプラグ133によ
って密閉される。
エンドカバー13との嵌合部に挟み込まれた状態で、C
O2レーザ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部W2
によって、筒体11及びエンドカバー13に密封的に接
合一体化されると共に、円周方向に連続した山部と谷部
が反復形成された金属製のベローズ本体21と、このベ
ローズ本体21の他端に、外周部がTIG溶接等による
溶接部W3において密封的に接合一体化された端盤とし
ての円盤状のベローズキャップ22とからなるものであ
って、軸方向に対して伸縮変位可能である。ベローズ本
体21としては、円周方向に連続した山部と谷部が反復
形成された中子の表面にめっき処理により所定の膜厚の
金属薄膜を析出させてから前記中子を溶解除去すること
により得られる電着ベローズや、薄肉の金属チューブを
塑性加工することにより成形した成形ベローズや、ある
いは内周孔を有する多数の薄肉金属円盤を軸方向に隣接
配置してその内周縁と内周縁及び外周縁と外周縁を交互
に溶接した溶接ベローズ等が採用される。
図、図3は、図1におけるシール部材30の近傍部分を
拡大して示す要部断面図である。これら図2及び図3に
も示されるように、シール部材30は、全体として環状
を呈するものであって、金属板を環状に打ち抜いて製作
された補強板31と、この補強板31を埋設した状態に
ゴム状弾性材料で成形された弾性体32からなる。弾性
体32は、補強板31に一体的に加硫接着されており、
この補強板31の厚さ方向両側に位置して、円周方向に
互いに同心的に延びる複数のシールリップ33及び複数
の第二シールリップ34がそれぞれ形成されている。
る筒状基部121の内端121aの外周に嵌め込まれて
いる。このため、シール部材30の一側のシールリップ
33はベローズ20側を向き、他側の第二シールリップ
34は外殻10における筒体11の底部112側を向い
ている。
部121には、シール部材30を抜け止め固定するシー
ルホルダ35が固定されている。このシールホルダ35
は、金属板をプレス成形して製作されたものであって、
導圧ポート12の筒状基部121に圧入された円筒状の
圧入部351と、その端部から円盤状に展開して内周部
が導圧ポート12の筒状基部121の端面に当接された
鍔部352とを有する。そして導圧ポート12における
筒状基部121の内端121aに外挿されたシール部材
30は、その内周部が、前記筒状基部121の外周側へ
突出したシールホルダ35の鍔部352と、外殻10に
おける筒体11の底部112の内面との間に挟持されて
いる。
ホルダ35の鍔部352の外周部が、シール部材30
の、ベローズ20側を向いたシールリップ33のうち、
最も内周に位置するシールリップ33aに、これを圧縮
した状態で密接しており、これによって、複数の第二シ
ールリップ34が、外殻10における筒体11の底部1
12の内面と適当な面圧で押し付けられている。
は、ベローズ本体21の内径よりも内周側となる部分
に、ガス室B側へ凹んだ円形の凹部22aが段付き形成
されている。この凹部22aの外周段差部22bは、シ
ールホルダ35の鍔部352より僅かに大径であって、
すなわち鍔部352の外周に遊嵌可能であり、凹部22
aより外周側に形成されたシールフランジ22cは、シ
ール部材30の、ベローズ20側を向いたシールリップ
33のうち、鍔部352よりも外周側に位置する複数の
シールリップ33bと軸方向に対向している。また、こ
のシールリップ33bは、シールホルダ35の鍔部35
2の端面と同等またはそれ以上の突出高さを有する。
ルダ35によって固定される単一のシール部材30に、
複数のシールリップ33及び複数の第二シールリップ3
4を有するため、複数のシール部材をそれぞれ同心的に
固定する場合のように、装着スペースが大きくなること
はない。しかも、シール部材30は、導圧ポート12の
筒状基部121の内端121aに外挿した後、シールホ
ルダ35の圧入部351を導圧ポート12の筒状基部1
21に圧入することによって、その鍔部352で筒体1
1の底部112に押し付けるだけで、しっかりと固定さ
れるので、複数のシール部材をそれぞれ同心的に固定す
る場合に比較して、工数も少ないものとなる。
周には、そのベローズキャップ22寄りに位置して制振
リング23が配置されている。この制振リング23は、
外殻10における筒体11の円筒部111の内周面との
接触によって、径方向へのベローズ20の変位を制限
し、ベローズ本体21が円筒部111の内周面と接触す
るのを防止するものであり、導圧室Aの一部であるベロ
ーズ本体21の外周空間が密閉されることがないよう
に、筒体11の内周面とは密接しない形状となってい
る。
ポート12の継手部122を、図示されていない油圧ラ
インの配管から分岐した状態に接続して用いられる。そ
して、油圧配管内を流れる作動油の圧力がガス室B内の
クッションガスの封入圧より高圧になった場合は、導圧
ポート12の内周の導圧孔Cを通じて導圧室Aに作動油
が流入し、ベローズ20は、ガス室Bの容積が縮小して
その圧力とベローズ本体21の弾性力が導圧室Aの作動
油の圧力と均衡する位置まで収縮変位し、これによっ
て、油圧配管内の油圧の上昇が緩和される。
低下した場合は、ガス室B内のクッションガス圧及びベ
ローズ本体21の弾性によって、ベローズ20は、ガス
室Bの容積が拡大してその圧力とベローズ本体21の弾
性力が導圧室Aの作動油の圧力と均衡する位置まで伸長
変位し、導圧室A内の作動油を油圧配管へ放出するの
で、油圧配管内の油圧の低下が緩和される。
な動作によって、例えばポンプの駆動に伴って油圧ライ
ンに与えられる油圧のリップルを除去して平滑化し、あ
るいはシステム内の温度変化による油圧の変動を吸収す
る、といった機能を奏するものである。
は導圧室A内の油圧の低下に伴って伸長するベローズ2
0の可動端のベローズキャップ22は、油圧がガス室B
のクッションガスの封入圧(設定圧)まで低下した時点
で、導圧ポート12の筒状基部121に圧入嵌着された
シールホルダ35の鍔部352と接触し、それ以上のベ
ローズ20の伸長が不可能となる。図4は、このように
してベローズ20が制限長さまで伸長することによっ
て、そのベローズキャップ22の外周部22cがシール
部材30に密接された状態を拡大して示す要部断面図で
ある。
3によって同心的に案内されているため、ベローズ20
が制限長さまで伸長すると、図4に示されるように、ベ
ローズ20のベローズキャップ22は、その円形の凹部
22aがシールホルダ35の鍔部352と嵌合した状態
となる。このため、ベローズキャップ22は、その凹部
22aの外周段差部22bより外周側のシールフランジ
22cが、シール部材30におけるベローズ20側を向
いた複数のシールリップ33bを適当に圧縮した状態
で、このシールリップ33bに密接する。そして、これ
によって反対側の各第二シールリップ34も、外殻10
における筒体11の底部112の内面に対する密接力が
増大する。
によって導圧室Aと導圧孔Cとの間が確実に遮断される
ので、その後更に油圧配管側の油圧が低下しても、導圧
室Aの圧力は低下せず、ガス室Bとほぼ均圧した状態に
保たれるので、ベローズ20のベローズ本体21に差圧
による過大な負荷が作用することはない。
両側にそれぞれ複数のシールリップ33及び複数の第二
シールリップ34を有するため、例えば作動油中に含ま
れる異物が、いずれかのシールリップに噛み込まれるよ
うなことがあっても、他のシールリップは、ベローズ2
0のベローズキャップ22又は外殻10における筒体1
1の底部112との密接状態を保つため、優れた密封性
が確保される。また、シールリップ33及び第二シール
リップ34の圧縮量は、ベローズ20のベローズキャッ
プ22の凹部22aがシールホルダ35の鍔部352と
嵌合することによって制限され、しかもベローズ20の
ベローズキャップ22と筒体11の底部112との間で
の圧縮荷重は、シールリップ33及び第二シールリップ
34で分担して受けるため、各シールリップ33,34
に作用する負荷が軽減される。しかも、弾性体32は、
補強板31を埋設した状態に成形一体化されているた
め、シールリップ33,34に繰り返し負荷が作用して
も、補強板31からの弾性体32の剥離が生じにくい。
る過程では、ベローズキャップ22は、内周側の凹部2
2aがシールホルダ35の鍔部352と接触するのに先
行して、外周側のシールフランジ22cがシールリップ
34bと接触することになる。このため、ベローズ20
のベローズキャップ22がシールホルダ35の鍔部35
2と接触するときの衝撃は、ゴム状弾性材料で成形され
た弾性体32(シールリップ33及び第二シールリップ
34)の弾性によって緩和される。
のではない。例えば、シール部材30の弾性体32に形
成されるシールリップの数は任意であり、シールホルダ
35の鍔部352が密接するシールリップ33aの数も
任意である。
よれば、導圧孔の内端の外周側に固定されたシール部材
が、環状の補強板及びこの補強板を埋設した状態にゴム
状弾性材料で成形された弾性体からなり、この弾性体
に、ベローズ側を向いた複数のシールリップを有するも
のであるため、配管圧力がガス封入圧以下の低圧になっ
た場合に、ベローズの端盤に複数のシールリップが密接
することによって、導圧室と導圧孔の間を確実に遮断し
て、導圧室とガス室の均圧状態に保ち、ベローズへの圧
力負荷の発生を有効に防止することができる。また、複
数のシールリップを有することによって、各シールリッ
プに作用する負荷が軽減されるので、長期間にわたって
優れた密封性が維持される。また、弾性体が補強板を埋
設した状態に成形されているので、補強板からの弾性体
の剥離を生じにくく、リップ部が複数形成されているに
も拘らず、固定箇所が一箇所で済み、装着性が良いとい
った効果を奏する。
れば、複数のシールリップを有するシール部材の内周部
が、導圧孔に圧入嵌着されたシールホルダの一端に形成
された鍔部によって固定されるので、複数のシール部材
をそれぞれ同心的に固定する場合に比較して、部品数も
工数も少ないものとなり、安価に提供することができ
る。
れば、シール部材が、外殻の内面と密接される複数の第
二シールリップを有するため、外殻の内面との間での密
封性も高まり、これによって一層優れた密封性能を奏す
ることができる。
れば、ベローズの端盤に形成された段差部によって、シ
ールリップへの圧縮量が制限されるので、シールリップ
の過大変形が防止され、しかもベローズの端盤とシール
リップとの密接が、ベローズの制限長さまでの伸長に先
行するため、制限長さまで伸長した時の衝撃を有効に緩
和することができる。
形態を示す断面図である。
を示す断面斜視図である。
を拡大して示す要部断面図である。
キャップ22がシール部材30に密接された状態を拡大
示す要部断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 外殻(10)の内室が、ベローズ(2
0)によって、導圧孔(C)を介して流体圧力が導入さ
れる導圧室(A)と、クッションガスが封入されるガス
室(B)とに分離され、環状の補強板(31)及びこの
補強板(31)を埋設した状態にゴム状弾性材料で成形
された弾性体(32)からなるシール部材(30)が、
前記導圧孔(C)の内端の外周側に固定され、前記弾性
体(32)は前記ベローズ(20)を向いた側に円周方
向に互いに同心的に延びる複数のシールリップ(33)
を有し、前記シールリップ(33)が前記ベローズ(2
0)の可動端の端盤(22)と密接可能に対向されると
共に、前記弾性体(32)における前記シールリップ
(33)と反対側の面が、前記外殻(10)の内面と密
接され、前記シール部材(30)の内周部及び外周部の
うち少なくとも一方において固定されたことを特徴とす
るアキュムレータ。 - 【請求項2】 シール部材(30)の内周部が、導圧孔
(C)に圧入嵌着されたシールホルダ(35)の一端に
形成された鍔部(352)によって、前記シール部材
(30)の弾性体(32)が外殻(10)の内面と密接
されるように固定されたことを特徴とする請求項1に記
載のアキュムレータ。 - 【請求項3】 シール部材(30)の弾性体(32)
に、外殻(10)の内面と密接される複数の第二シール
リップ(34)が形成されたことを特徴とする請求項1
又は2に記載のアキュムレータ。 - 【請求項4】 ベローズ(20)の端盤(22)に、シ
ールホルダ(35)の鍔部(352)の外周に遊嵌可能
な段差部(22b)が形成され、この段差部(22b)
の外周側で、シール部材(30)のシールリップ(3
3)と密接可能であることを特徴とする請求項2に記載
のアキュムレータ。
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