JP2700590B2

JP2700590B2 - アキュームレータおよびそれに用いるアキュームレータ用ブラダ

Info

Publication number: JP2700590B2
Application number: JP4108687A
Authority: JP
Inventors: 成亮高松; 公洋村上
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1992-03-14
Filing date: 1992-03-31
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JPH05318662A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車，産業車両等の
油圧装置等に利用されるアキュムレータおよびそれに用
いられるアキュムレータ用ブラダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アキュムレータは、蓄圧機能を持つもの
であり、一般的に、金属製のシェルと、このシェル内に
保持され、シェル内を２室に区切るアキュムレータ用ブ
ラダとで構成されている。このようなアキュムレータ用
ブラダは、ゴム材料を所定の形状の薄膜状に形成して製
造されている。このようなゴム製薄膜からなるブラダ
は、アキュムレータのシェルの内部に配設され、先に述
べたように、シェルの内部空間を２室に区画する。そし
て、その一方の部屋（ガス室）に、窒素ガス等のガスが
封入されて圧力伝達流体となり、他方の部屋（油室）
に、液体供給源の圧力に応じて液体が供給される。この
場合、一方の部屋に封入されたガスが、使用期間の経過
とともに徐々にゴム製薄膜のブラダを透過するため、ガ
スの封入圧力が低下し、その機能を果たさなくなるとい
う問題が生じていた。

【０００３】そこで、上記ブラダを構成するゴム材料に
添加剤を加えて耐ガス透過性を向上させる試みがなされ
ている。しかし、このようにすると、耐ガス透過性は向
上するものの、アキュムレータ用ブラダ自体の柔軟性が
乏しくなり、長期間の使用において亀裂等が入りやすい
という新たな問題が生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような新たな問
題を解決するため、ゴム製薄膜の間にエチレン−ビニル
アルコール樹脂膜を、接着剤層を介在して設けたゴム樹
脂複合膜が提案されている（特開平２−１６５９４８号
公報）。このような複合膜を用いてアキュムレータ用ブ
ラダを構成する場合には、上記エチレン−ビニルアルコ
ール樹脂膜が、耐ガス透過性に優れていることから、ガ
スの封入圧力を長期に渡って保持することが可能とな
る。しかしながら、上記ゴム樹脂複合膜は、使用期間が
長くなる（屈曲繰り返し回数が多くなる）と、そのエチ
レン−ビニルアルコール共重合体（以下「ＥＶＯＨ」と
略す）膜に割れ，剥離を生じる。したがって、そのよう
なアキュムレータ用ブラダを用いたアキュムレータの寿
命が低下するという問題が生じる。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、耐久性が高く、しかも長寿命なアキュムレータ
およびそれに用いるアキュムレータ用ブラダの提供をそ
の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のアキュムレータは、シェルと、このシェル
の内部空間を２室に区切る弾性薄膜状のアキュムレータ
用ブラダを備え、上記弾性薄膜状のアキュムレータ用ブ
ラダが、下記の（Ａ）および（Ｂ）からなる複合層を膜
形成要素として含んでいる。（Ａ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層。（Ｂ）上記（Ａ）の上下両面に直接積層一体化されたエ
チレン−ビニルアルコール共重合体からなるガス遮蔽
層。

【０００７】また、本発明のアキュムレータ用ブラダ
は、ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層と、その上
下両面に直接一体化されたＥＶＯＨ樹脂製のガス遮蔽層
とからなる複合層が膜形成要素として含まれているとい
う構成をとる。

【０００８】

【作用】この発明者は、上記ＥＶＯＨの優れた耐ガス透
過性（ガスバリアー性）に着目し、上記問題点を解決す
るために一連の研究を重ねた。その結果、ポリアミド樹
脂を主体とする弾性中心層の上下両面にＥＶＯＨ膜を直
接形成すると、ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層
がゴム製薄膜とＥＶＯＨ膜との中間の弾性を有している
ことから緩衝層となり、使用期間が長く（屈曲繰り返し
回数が多く）なってもＥＶＯＨからなる膜（ガス遮蔽
層）に割れや剥離が生じなくなり、アキュムレータ用ブ
ラダの耐久性が向上することを見出した。この場合、弾
性中心層の主体となるポリアミド樹脂は、ＥＶＯＨと融
点が近似していることから共押出により一体化すること
ができ、かつこの押出の際に、ポリアミド樹脂とＥＶＯ
Ｈとが、両者の接合界面で反応接着するようになること
から、両者を接着する接着剤は不要となり、接着剤の使
用にもとづく、前記複合層の弾性の低下も生じなくな
る。

【０００９】つぎに本発明を詳しく説明する。

【００１０】本発明のアキュムレータは、シェルとシェ
ルの内部を２室に区画するアキュムレータ用ブラダとを
用いて構成される。

【００１１】上記シェルは、金属製のものであれば特に
制限するものではないが、通常は、鉄製ないしはアルミ
ニウム系合金製等のものが用いられる。そして、シェル
の形状も特に制限するものではなく、略球殻状，筒状，
箱状等各種の形状のものが用いられる。好適なのは、略
半球殻状の２個の分割シェルを突き合わせて略球殻状に
仕上げたものである。このようにすることにより、一方
の半球殻状の分割シェルの開口部の内周縁に、アキュム
レータ用ブラダの周縁部を位置決めし、そこにリング状
保持材を装着し、分割シェルの開口内周縁と、リング状
保持材の外周とでアキュムレータ用ブラダの周縁部を挟
持固定し、ついで、この一方の分割シェルの開口に他方
の分割シェルの開口を突き合わせて溶接しアキュムレー
タに仕上げることができる。そのため、一枚の円板を球
殻状に成形してシェルをつくる従来法に比較してシェル
の製造が容易となる。また、両分割シェルを溶接する前
に、一方の半球殻状分割シェルの開口部に取り付けられ
たアキュムレータ用ブラダの取り付け状態を確認するこ
とができ、アキュムレータ用ブラダの周縁部の取り付け
不良を確実に回避できるようになる。また、リング状保
持部の外周と分割シェルの開口部内周縁でアキュムレー
タ用ブラダの周縁部を挟持固定することから、アキュム
レータ用ブラダの周縁部を強固に取り付けることがで
き、ガス，油洩れ等の発生も防止できるようになる。

【００１２】上記アキュムレータ用ブラダは、弾性中心
層の主体となるポリアミド樹脂と、その上下両面のガス
遮蔽層を形成するＥＶＯＨと、場合によってゴム層を形
成するためのゴム等を用いて構成されている。

【００１３】上記ＥＶＯＨとしては、特に制限するもの
ではないが、エチレン含有量が２０〜６５重量％（以下
「％」と略す）で、残りがビニルアルコールからなるも
のを用いることが好ましい。好適には、エチレン含有量
が３２％のものである。すなわち、エチレン含有量が２
０％を下回る（ビニルアルコール含有量が８０％を超え
る）とガスバリアー性は向上するが、ＥＶＯＨ自体が固
くなり柔軟性が低下し、屈曲運動を有する用途に適さな
くなる傾向がみられる。逆に、エチレン含有量が６５％
を上回ると、これと逆の現象が生ずる傾向がみられるか
らである。

【００１４】上記ポリアミド樹脂としては、ナイロン
６，ナイロン６６，ナイロン６−１０，ナイロン６−１
２等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。こ
のようなポリアミド樹脂は、上記ナイロン６もしくはナ
イロン６６がベースに入っていれば、ＥＶＯＨの融点と
近似するようになることから、ナイロン６と他のナイロ
ン樹脂等との各種の混合物を使用することが可能であ
る。特に、上記ポリアミド樹脂と、ポリオレフィン樹脂
とをブレンドして用いることが好ましい。このようにす
ると、ポリオレフィン樹脂が、吸水性に乏しいことか
ら、ＥＶＯＨに対する吸水を防止するようになる。すな
わち、ＥＶＯＨは吸水すると、耐ガスバリアー性が低下
するのであり、ポリオレフィン樹脂はこれを防止する。

【００１５】上記ゴム層を形成するゴムとしては特に制
限するものではなく、アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム（ＮＢＲ）等の従来公知のゴムが用いられる。

【００１６】先に述べたポリアミド樹脂を主体とする弾
性中心層は、ゴム層を形成するゴムと、ガス遮蔽層を形
成するＥＶＯＨとの中間の曲げ弾性率を有するものであ
り、これを曲げ弾性率の高い順に式で表すと下記の式
（１）のようになる。

【００１７】ＥＶＯＨ＞ポリアミド樹脂＞ゴム ……… （１）

【００１８】本発明は、例えばつぎのようにしてアキュ
ムレータ用ブラダを製造し、これを用いてアキュムレー
タを製造する。すなわち、ＥＶＯＨとポリアミド樹脂と
を押出成形機を用い、共押出してポリアミド樹脂を主体
とする弾性中心層を中心に、その上下両面に、それぞれ
ＥＶＯＨからなるガス遮蔽層と、ポリアミド樹脂からな
る弾性層をこの順で一体形成し複合層化する。この場
合、ＥＶＯＨからなるガス遮蔽層とポリアミド樹脂から
なる弾性中心層（弾性層）との接合界面は、先に述べた
ように、両者の反応によって接着することから、接着剤
は不要となる。つぎに、この複合層における弾性層の上
下両面に、従来公知の接着剤を塗布する。つぎに層状に
形成したゴム層をその上に重ね合わせたのち、加硫接着
する。このようにして、図１に示すような層構造のアキ
ュムレータ用ブラダ２２が得られる。図において、１は
ポリアミド樹脂からなる弾性中心層、１′はポリアミド
樹脂からなる弾性層、２はＥＶＯＨからなるガス遮蔽
層、３はゴム層である。このアキュムレータ用ブラダを
装着したアキュムレータを図２に示す。図において、２
０はアキュムレータ、２１はシェル、２２はアキュムレ
ータ用ブラダ、２３はポペットである。より詳しく述べ
ると、上記のようにして得られたアキュムレータ用ブラ
ダは、図２に示すように、シェル２１を構成する略半球
殻状の２個の分割シェル２０ａ，２０ｂのうち下側の分
割シェル２０ｂの開口部の内周縁に、その周縁部を位置
決めし、その周縁部を、リング状保持材２１ａの外周部
と下側の分割シェル２０ｂの開口部内周部とで挟持固定
することより下側の分割シェル２０ｂに取り付けられ
る。そして、この下側の分割シェル２０ｂの開口に、上
側の分割シェル２０ａの開口を突き合わし、電子ビーム
溶接等することによってアキュムレータ２０が構成され
る。

【００１９】つぎに実施例と比較例を合わせて説明す
る。

【００２０】まず、アキュムレータ用ブラダを実施例
１，２のようにして作製した。

【００２１】

【実施例１，２、比較例１，２】弾性中心層形成材料お
よび弾性層形成材料としてポリアミド樹脂（デュポン社
製，スーパータフナイロンＳＴ８１１ＨＳ）を準備する
とともに、ガス遮蔽層形成材料としてＥＶＯＨ（エチレ
ン含有量３２％，クラレ社製Ｆ−１０１）を準備した。
また、ゴム層形成用材料としてＮＢＲを準備した。つぎ
に、上記ポリアミド樹脂およびＥＶＯＨを押出成形機か
ら後記の表１に示す厚みに共押出して、弾性中心層の上
下両面にガス遮蔽層が位置し、さらにその上下両面に弾
性層が積重した五層構造の複合層を作製した。

【００２２】つぎに、上記複合層の各上下両面に従来公
知の接着剤を塗布し、さらに、ＮＢＲを後記の表１に示
す厚みに層状にプレス成形したのち、加硫接着した。こ
のようにして、図１に示すように、七層構造の弾性薄膜
状アキュムレータ用ブラダ２２を得た。図１において、
１は弾性中心層、２はガス遮蔽層、１′は弾性層、３は
ゴム層である。

【００２３】なお、比較例１，２では、ＥＶＯＨからな
る中心層を、後記の表１に示す厚みに押出成形し、これ
の上下両面に従来公知の接着剤を塗布したのち、ＮＢＲ
からなるゴム層を、後記の表１に示す厚みに層状にプレ
ス成形したのち、加硫接着して三層構造のアキュムレー
タ用ブラダ２２を製造した。比較例１，２のものはＥＶ
ＯＨからなる中心層の上下両面にゴム層が積重した三層
構造になっている。

【００２４】

【表１】

【００２５】つぎに、上記のようにして得られたアキュ
ムレータ用ブラダ２２について柔軟性を手指で曲げて調
べるとともに、それを屈曲試験機にかけ、図３（Ａ）お
よび（Ｂ）に示す状態に交互に変化させ、アキュムレー
タ用ブラダ２２のＥＶＯＨ層に生じた亀裂の発生を測定
した。また、上記アキュムレータ用ブラダ２２の初期な
らびに耐久試験後の窒素ガス透過性を測定した。この場
合、窒素ガス透過量が小さかったものを○、大きかった
ものを×として評価した。これらの試験結果を表１に示
した。表１から、実施例では、ＥＶＯＨ層に亀裂が全く
生じていないことがわかる。

【００２６】上記屈曲試験での測定条件は、８０℃で１
００万回のサイクルで変化させた。なお、封入ガスはＮ
₂ガスを用い、ガス封入圧の２．５倍〜３倍の範囲でオ
イルの圧力を変化させて、図３（Ａ）および（Ｂ）の状
態を発生させた。耐久試験はつぎのようにして行った。・封入ガス圧：Ｐ₀ ・使用圧力：Ｐ₁ 耐久試験条件：Ｐ₁／Ｐ₀が２．５〜３の間を０．３Ｈ
_Zで８０℃×１００万回作動させる。

【００２７】図４は、この発明に用いるアキュムレータ
用ブラダの他の実施例（実施例３）を示している。すな
わち、この実施例は、複合層を九層構造にし、その上下
両面に接着剤層を介してゴム層を設けている。このよう
に、多層構造にすると、全体の厚みが同じでも耐ガス透
過性（ガスバリアー性）が向上するようになるととも
に、耐屈曲性も向上する。

【００２８】つぎに、上記実施例１〜３のアキュムレー
タ用ブラダを用い、つぎのようにしてアキュムレータを
作製した。

【００２９】

【実施例４】すなわち、図５に示すように、略半球殻状
の２個の分割シェルとして、上分割シェル１１０と下分
割シェル１１２を準備するとともに、上記実施例で得ら
れたアキュムレータ用ブラダ２２については周縁部を厚
肉部に形成した。そして、図示のように、下分割シェル
１１２内に、アキュムレータ用ブラダ２２を配置し、そ
の周縁部を、下分割シェル１１２の開口部内周面にリン
グ状保持材１０３で固定する。この場合、図６に示すよ
うに、下分割シェル１１２の開口部内周面には、予め、
円周方向に溝１１３が形成されているとともに、その下
側に段部１１４が形成されている。上記リング状保持材
１０３は、リング状の上部側が大径で下部側が小径にな
った段付構造になっており、その上部側を図６に示すよ
うに上記下分割シェル１１２の開口部内周面に位置決め
し、段部をアキュムレータ用ブラダ２２の厚肉部の端面
に位置決めするとともに、下部をアキュムレータ用ブラ
ダ２２の厚肉部の上に位置決めする。ついで、その状態
で、かしめ装置（図示せず）を用い、リング状保持材１
０３を図７に示すようにかしめる。これによりアキュム
レータ用ブラダ２２の周縁厚肉部が、リング状保持材１
０３の下部外周部と、下分割シェル１１２の開口部内周
面とで挟持固定される。このかしめにより、リング状保
持材１０３の上部側の中央部は、下分割シェル１１２の
開口部内周面に円周方向に沿って形成された溝１１３内
にくい込んだ状態になる。そのため、リング状保持材１
０３の固定度が向上するとともに、リング状保持材１０
３と下分割シェル１１２との間のシール度が向上する。
したがって、下分割シェル１１２とリング状保持材１０
３との間からの、ガスおよび作動油の浸透，洩れが阻止
されるようになる。また、下分割シェル１１２の開口部
内周面に設けた段部１１４によって、リング状保持材１
０３の位置ずれ等が生じなくなり、リング状保持材１０
３の位置決め精度の向上効果が得られるようになる。こ
のようにして、下分割シェル１１２に、アキュムレータ
ブラダ２２を取り付け、ついで、この下分割シェル１１
２の開口に、上分割シェル１１０の開口を図５に示すよ
うに合わせ、全体として略球殻状のシェルに仕上げる。
この場合、上分割シェル１１０の取り付け前に、アキュ
ムレータ用ブラダ２２の取り付け状態を肉眼で確認する
ことができ、それによってアキュムレータ用ブラダ２の
取り付け不良の発生を防止することが可能となる。そし
て、上記上分割シェル１１０の開口と下分割シェル１１
２の開口の接合は、両開口の接合部を、電子ビーム溶接
等することによって行う。これにより、溶け込み幅を狭
くすることができることから、アキュムレータ用ブラダ
２２の周縁厚肉部に対する熱影響を軽減または回避する
ことが可能となる。このようにして、図５に示すような
アキュムレータ１００が得られる。図５において、１０
１ｅは電子ビーム溶接部、１２１はポペット、１５１は
油ポート１５０を持つプラグ、１５３はガスプラグであ
る。このアキュムレータ１００では、アキュムレータ用
ブラダ２２によってシェルの内部空間がガス室１０１ａ
と油室１０１ｂに分けられている。一点鎖線はアキュム
レータ用ブラダ２２が弾性変形した状態を示している。
このようにして得られた３種類のアキュムレータ（それ
ぞれアキュムレータ用ブラダ２２の膜構造が異なる）
は、いずれも耐久性が大きく、長寿命である。

【００３０】なお、図５では上分割シェル１１０と下分
割シェル１１２とで略球殻状のシェルを構成している
が、シェルの形状は球殻状に限定されるものではなく、
筒状，箱状等各種の形状に変えることが可能である。ま
た、図５では、球殻状のシェルを、２個の半球殻状の分
割シェル１１０，１１２を用いて構成しているが、従来
のように一枚の板を用いて球殻状等のシェルを作り、こ
れにアキュムレータ用ブラダ２２を装着するようにして
も差し支えはない。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明のアキュムレータ
は、ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層の上下両面
に、ＥＶＯＨからなるガス遮蔽層が直接一体形成されて
なる複合層を膜構成成分として含むアキュムレータ用ブ
ラダを用いて構成されている。したがって、そのブラダ
のゴム層等とＥＶＯＨとの曲げ弾性の差が、両者の中間
の曲げ弾性を有するポリアミド樹脂弾性層によって緩和
される。その結果、屈曲を繰り返しても、上記ブラダに
おいて、ＥＶＯＨからなるガス遮蔽層に亀裂等が生じな
くなり、その結果、アキュムレータの寿命が大幅に長く
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２】この発明の一実施例を組み込んだアキュムレー
タの部分断面図である。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）はいずれもアキュムレータ
用ブラダの屈曲試験説明図である。

【図４】この発明の他の実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図５】本発明のアキュムレータの一実施例の断面図で
ある。

【図６】図５においてリング状保持材を下分割シェルに
かしめ付ける前の状態の要部断面図である。

【図７】図５においてリング状保持材を下分割シェルに
かしめ付けた後の状態の要部断面図である。

【符号の説明】

１弾性中心層１′ 弾性層２ガス遮蔽層３ゴム層２０，１００アキュムレータ２２アキュムレータ用ブラダ２１ａ，１０３リング状保持材２０ａ，１１０上分割シェル２０ｂ，１１２下分割シェル１０１ａガス室１０１ｂ油室

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シェルと、このシェルの内部空間を２室
に区切る弾性薄膜状のアキュムレータ用ブラダを備え、
上記弾性薄膜状のアキュムレータ用ブラダが、下記の
（Ａ）および（Ｂ）からなる複合層を膜形成要素として
含んでいることを特徴とするアキュムレータ。（Ａ）ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層。（Ｂ）上記（Ａ）の上下両面に直接積層一体化されたエ
チレン−ビニルアルコール共重合体からなるガス遮蔽
層。
【請求項２】上記シェルが、略半球殻状の２個の分割
シェルを合わせて略球殻状に仕上げられ、上記アキュム
レータ用ブラダが、その周縁部を、上記一方の略半球殻
状分割シェルの開口部内側に位置決めし、リング状保持
材で固定することにより取着され、この取着状態の一方
の略半球殻状シェルの開口に、他方の略半球殻状分割シ
ェルの開口が突き合わされ溶接されている請求項１記載
のアキュムレータ。
【請求項３】ポリアミド樹脂を主体とする弾性中心層
と、その上下両面に直接一体化されたエチレン−ビニル
アルコール共重合体樹脂製のガス遮蔽層とからなる複合
層が膜形成要素として含まれていることを特徴とするア
キュムレータ用ブラダ。
【請求項４】上記ガス遮蔽層の上下両面に、ポリアミ
ド樹脂を主体とする弾性中心層が積層一体化され、さら
に上記弾性層の上下両面にゴム層が接着剤層を介して積
層形成されている請求項３記載のアキュムレータ用ブラ
ダ。
【請求項５】上記弾性中心層とその上下両面に一体化
された上記ガス遮蔽層とからなる複合層の上下両面に、
さらにポリアミド樹脂樹脂を主体とする弾性層と上記ガ
ス遮蔽層とが任意の数積層されている請求項３記載のア
キュムレータ用ブラダ。