JP5279076B2 - 金属ベローズ式アキュムレータ - Google Patents

Description

本発明は、金属ベローズ式アキュムレータに関する。
また、本発明は、シェル内の容積可変の気体室を金属ベローズにて区画し、作動液を蓄圧する金属ベローズ式アキュムレータに関する。
更に、本発明は、液圧を用いる車両等の制御装置、例えば、アンチロックブレーキ装置の油圧源の作動液を高圧に蓄圧しておくのに有用な金属ベローズ式アキュムレータに関する。

従来、図１０乃至図１２に示す金属ベローズ式アキュムレータが知られている。
この種金属ベローズ式アキュムレータは、金属材製のシェル１０内には金属材製ベローズ４０が配置されている。

この金属材製ベローズ４０の一端はシェル本体１２０の下端に設けた環状のフランジ部１００に溶接一体化されている。
一方、金属材製ベローズ４０の他端は、キャップ５０が溶接固定されることにより塞がれている。

この結果、シェル１０内は、気体室２０と液体室３０とに仕切られる。
気体室２０には、図上上方に位置する注入孔１１０から窒素ガス、不活性ガス等が封入されている。注入孔１１０は気体を封入後、ガスプラグ１３０により塞がれる。
この結果、気体室２０には所定圧力のガスが封入される。

一方、液体室３０には、図上下方に位置する、液体を導入する導入孔６０が連通している。
この導入孔６０を介して、外部の作動流体を液体室３０に導いている。
また、この導入孔６０のシェル１０内側には、導入孔６０を囲む様に弾性材製環状シール部材７０が配置されている。

このシール部材７０は、ガス圧よりも作動流体の圧力が大幅に減少した場合、ベローズが過度に収縮することを防止するため、キャップ５０と密封接触する。
このことにより、液体室３０内の液体と導入孔６０側の液体とを遮断している。
一方、金属材製ベローズ４０の径方向振れの抑制および金属材製ベローズ４０の伸張・収縮作動時における前記シェル１０内の軸方向をガイドするために、キャップ５０には制振リング９０が保持されている。

そして、従来のシール部材７０は、図１１に示す様に、そのリップ部７１０がキャップ５０に接すると、液体室３０側の液体圧が逃げ場を失うため、リップ部７１０が導入孔６０側に押し出される作用を受ける。

この結果、図１２に示す様に、リップ部７１０の先端がオイルポート８０の内周側端部とキャップ５０との間隙８１に挟み込まれる形に変形する。
このため、更にキャップ５０がオイルポート８０側に降下すると、リップ部７１０が損傷するという問題を惹起した。
更に、リップ部７１０の先端がキャップ５０に密封接触している状態で、液体室３０内の液体の圧力が増大すると、更にリップ部７１０の先端がキャップ５０に強く押し付けられ、液体室３０内の液体の圧力が開放されることが無い。

この様な状態で、アキュムレータが火災等に遭遇したときに、液体室３０内の液体の圧力が過度に上昇して危険である。
特に、車両が火災になった際、液体室３０の液体が開放されず、さらにベローズ４０が破損しなければ、気体室２０の圧力が上昇し続けてシェル１０が破裂する。
そして、このシェル１０が破裂する際に、気体室２０内に体積調整液が存在するタイプのアキュムレータにおいては、この体積調整液が燃料となり、火炎爆発を誘発する危険性が有った。
この様な危険を回避するために、シール部材に埋設した金属材製補強環に溝を設け、流体をアキュムレータの外部に放出する方策が提案されている（下記特許文献１参照）。
しかし、シール部材の溶融焼失状態により、溝の機能が十分発揮されず、流体を放出する方策としては不十分であった。

特開２００６−１０００５号公報 特開２００７−１８７２２９号公報 特開２０００−３５６２０１号公報 特開２００７−２１８３５２号公報

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、金属材製ベローズが収縮した０ダウン状態において、火災等により、液体室内の液体の圧力が増大した際、液体室内の液体を開放して、金属材製ベローズの変形及び損傷を防止して、耐久性と安全性を向上させた金属ベローズ式アキュムレータを提供することを目的とする。

本発明の金属ベローズ式アキュムレータは、シェルと、前記シェル内に配置され、一端が前記シェル側に固着され、他端がキャップにより塞がれることにより、前記シェルを気体室と液体室とに分離している金属材製ベローズと、前記液体室内に液体を導入する導入孔を取り囲む様に配置され、前記金属材製ベローズの収縮限度を規定するオイルポートと、前記オイルポートと前記キャップとの間に配置され、前記液体室と前記導入孔との間をシールするシール手段とよりなる金属ベローズ式アキュムレータにおいて、前記シール手段が、金属材製の補強環が埋設された弾性材製シール部材と、前記シール部材を軸方向移動可能に前記オイルポート側に保持しているホルダーとよりなり、焼失前の補強環が埋設された前記シール部材であるときは、前記ホルダーの前記キャップ側端部が前記キャップに当接することは無いが、前記前記シール部材が焼失した際、前記ホルダーの前記キャップ側端部が前記キャップに当接することにより、前記液体室側と前記導入孔側とを連通する連通手段を備える構成とした。

本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、火災等により液体室内の液体の圧力が増大した際、液体室内の液体を開放して、金属材製ベローズの変形及び損傷を防止し、アキュムレータの耐久性と安全性を確保出来ると共に、更に気体室の圧力が上昇した場合は、金属材製ベローズが損傷して、気体室の圧力を外部に放出できる為、シェルが破裂したり、たとえ気体室に体積調整液が存在するタイプのアキュムレータであっても、この体積調整液が燃料となり、火炎爆発を誘発する危険性を回避出来る。
また、請求項２記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、火災等によりシール部材が焼失した際、ホルダーによりキャップを支持して、液体室内の液体を開放する流路を確保出来る。

更に、請求項３記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、ホルダーのキャップ側端部に設けた切欠部により、液体室内の液体を開放する流路を、より確実に確保出来る。
更に、請求項４記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、ホルダーのキャップ側に設けた連通孔により、液体室内の液体を開放する流路を、より確実に確保出来る。

また、請求項５記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、補強環に設けた貫通孔により、液体室内の液体を開放する流路を確保出来る。
また、請求項６記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、補強環の外周側に設けた折曲部の存在により、より確実に液体室内の液体を開放する流路を確保出来る。

また、請求項７記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、通常時の液体室内の液体の圧力を確実に閉じ込めることが出来る。
また、請求項８記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、火災等により液体室内の液体の圧力が増大した際、液体室内の液体を開放して、金属材製ベローズの変形及び損傷を防止し、アキュムレータの耐久性と安全性を確保出来ると共に、更に気体室の圧力が上昇した場合は、金属材製ベローズが損傷して、気体室の圧力を外部に放出できる為、シェルが破裂したり、たとえ気体室に体積調整液が存在するタイプのアキュムレータであっても、この体積調整液が燃料となり、火炎爆発を誘発する危険性を回避出来る。

また、請求項９記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、火災等によりシール部材が焼失した際、ホルダーによりキャップを支持して、液体室内の液体を開放する流路を確保出来る。
また、請求項１０記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、火災等によりシール部材が焼失した際、補強環に特別の流路を形成することなく、液体室内の液体を開放する流路を確保出来る。

また、請求項１１記載の発明の金属ベローズ式アキュムレータによれば、火災等によりシール部材が焼失した際、ホルダーに設けた連通孔により、液体室内の液体を開放する流路を、より確実に確保出来る。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
本発明に係る金属ベローズ式アキュムレータを、図１乃至図７に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る金属ベローズ式アキュムレータの縦断面図である。
図２は、図１の部分拡大図である。
図３は、図２のシール部材が焼失して、ホルダーの先端がキャップに当接している状態の図である。
図４は、他の実施例を図１と同様に示した図である。
図５は、図４の部分拡大図である。
図６は、図５に示したシール部材の拡大図である。
図７は、図５のシール部材が焼失して、補強環によりキャップを支持している状態の図である。
図８は、更なる他の実施例を図２と同様に示した図である。
図９は、図８のシール部材が焼失して、ホルダーの先端がオイルポートに当接している状態の図である。

図１及び図２において、金属材製のシェル１は、カップ形状の本体１２と、本体１２の図上下方を塞いでいる流体の導入孔６を設けたオイルポート８とより構成されている。
そして、オイルポート８は、そのフランジ部１０が本体１２と溶接により一体化されている。

一方、シェル１内には金属材製ベローズ４が配置されている。
この種金属材製ベローズ４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圧の金属薄膜を析出させてから前記中子を溶解除去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および外周縁を交互に溶接した溶接ベローズ等が採用される。
この金属材製ベローズ４の一端はシェル１内に設けた環状のフランジ部１０に溶接一体化されている。

一方、金属材製ベローズ４の他端は、キャップ５が溶接固定されることにより塞がれている。
この結果、シェル１内は、気体室２と液体室３とに仕切られる。
気体室２には、図上上方に位置する注入孔１１から窒素ガス、不活性ガス等が封入されている。
注入孔１１は気体を封入後、ガスプラグ１３により塞がれる。
この結果、気体室２には所定圧力のガスが封入される。

一方、液体室３には、オイルポート８に設けた、液体を導入するための導入孔６が連通している。
この導入孔６を介して、外部の作動流体を液体室３に導いている。
また、オイルポート８とキャップ５との間には、液体室３と導入孔６との間をシールするシール手段７が配置されている。

このシール手段７は、ゴム状弾性材製のシール部材７１と、このシール部材７１を軸方向移動可能に前記オイルポート８側に保持しているホルダー７２とより構成されている。
また、ホルダー７２は、そのキャップ５側端部に設けた折り曲げ部７７により、シール部材７１の外周縁部を支持しており、その環状突起がオイルポート８外周面に設けた環状溝８１に嵌合している。
この折り曲げ部７７には、円周方向等配に、複数の切欠部７２１が設けられている。
更に、シール部材７１は、オイルポート８と密封接触する環状の第１シール突起７３と、キャップ５と密封接触する環状の第２シール突起７４とを備えている。

また、シール部材７１の内部には、板状の金属材製の補強環７６が埋設されている。
そして、第１シール突起７３と第２シール突起７４の断面形状は、略台形を呈している。
一方、ホルダー７２は、その折り曲げ部７７によりシール部材７１の外周縁部を軸方向移動可能に支持している。
また図３に示す様に、シール部材７１が焼失した際、ホルダー７２のキャップ５側端部が、キャップ５に当接して、液体室３側と導入孔６側とを連通する連通手段０を設けている。
すなわち、この連通手段０は、ホルダー７２の折り曲げ部７７が、キャップ５に当接し、この折り曲げ部７７に設けた、複数の切欠部７２１を介して、液体室３側と導入孔６側とを連通する通路を確保する。

図４乃至図７は、本発明の他の実施例を示すものである。
上述した実施例と相違する点は、シール部材７１に埋設された補強環７６の形状と、ホルダー７２の端部に設けた折り曲げ部７７とキャップ５との間隙の大きさである。
すなわち、補強環７６の外周には、オイルポート８側に向って伸びる折曲部７６２が形成されている。
また、この折曲部７６２の基部近傍には貫通孔７６１が設けられている。

そして、図７に示す様に、シール部材７１が焼失した際、補強環７６が、キャップ５とオイルポート８との間に挟まれるように介在する。
この結果、補強環７６とオイルポート８端面との間隙及び貫通孔７６１とにより、液体室３側と導入孔６側とを連通する通路を確保できる。
この段階において、ホルダー７２の端部に設けた折り曲げ部７７とキャップ５とが接触しない設計となっている。
尚、本実施例では、補強環７６の折曲部７６２を外周側に設けたが、内周側に設ける態様としてもよい。

図８及び図９は、本発明の更なる他の実施例を示すものである。
上述した実施例と相違する点は、シール手段７がキャップ５側に保持される態様と成っている点である。

図８に示す様に、通常は、シール部材７１がオイルポート８に当接した状態においても、ホルダー７２のオイルポート８側端部が、オイルポート８に設けた段部８２に当接することはないが、火災等によりシール部材７１が焼失した際、図９に示す様に、ホルダー７２のオイルポート８側端部が、オイルポート８に設けた段部８２に当接して、液体室３側と導入孔６側とを連通する構成となっている。

シール部材７１は、ホルダー７２の先端折り曲げ部とシール部材側に設けたバネ受との間に配置されたバネ手段７８を介して軸方向移動可能に保持されている。
このため、図９に示す様に、シール部材７１のゴム部分が焼失した状態においては、補強環７６は、キャップ５側に押し上げられている。

この結果、補強環７６に特別の流路を形成することなく、液体室３側と導入孔６側とを連通する連通手段が確実に確保出来る。
また、ホルダー７２の円筒部には、連通孔７２２が形成されている。
このことにより、火災等によりシール部材７１が焼失した際、図９に示す様に、ホルダー７２のオイルポート８側端部が、オイルポート８に設けた段部８２に当接した状態においても、液体室３側と導入孔６側とを連通する連通手段が確実に確保できる。

一方、金属材製ベローズ４の径方向振れ径方向振れの抑制および金属材製ベローズ４の伸張・収縮作動時における前記シェル１内の軸方向をガイドするために、キャップ５には制振リング９が保持されている。

また、金属材製ベローズ４とフランジ１０との谷部４１には、制振リング９と同じ材質のプロテクションリング１４が嵌め込まれている。
また、シール部材７１の材質としては、ＥＰＤＭ，ＮＢＲ，ＣＲ等のゴム状弾性体、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂状弾性体が、使用される雰囲気により、適宜選択して用いられるが、シール性能からゴム状弾性材が好ましい。

尚、補強環７６が、弾製材により全体が覆われる態様としているため、補強環７６の弾性材との接着界面が、作動流体により侵食される危険性が無い。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明に係る金属ベローズ式アキュムレータの縦断面図である。 図１の部分拡大図である。 図２のシール部材が焼失して、ホルダーの先端がキャップに当接している状態の図である。 他の実施例を図１と同様に示した図である。 図４の部分拡大図である。 図５に示したシール部材の拡大図である。 図５のシール部材が焼失して、補強環によりキャップを支持している状態の図である。 更なる他の実施例を図２と同様に示した図である。 図８のシール部材が焼失して、ホルダーの先端がオイルポートに当接している状態の図である。 従来技術に係る金属ベローズ式アキュムレータの縦断面図である。 図１０の部分拡大図である。 図１１のリップ部が間隙に挟み込まれた状態を示した図である。

符号の説明

０ 連通手段
１ シェル
２ 気体室
３ 液体室
４ 金属ベローズ
５ キャップ
６ 導入孔
７ シール手段
８ オイルポート
９ 制振リング
１０ フランジ部
１１ 注入孔
１２ 本体
１３ ガスプラグ
１４ プロテクションリング
７１ シール部材
７２ ホルダー
７３ 第１シール突起
７４ 第２シール突起
７６ 補強環
７７ 折り曲げ部
７８ バネ手段
７２１ 切欠部
７２２ 連通孔
７６１ 貫通孔
７６２ 折曲部

Claims (8)

1. シェル（１）と、前記シェル（１）内に配置され、一端が前記シェル（１）側に固着され、他端がキャップ（５）により塞がれることにより、前記シェル（１）を気体室（２）と液体室（３）とに分離している金属材製ベローズ（４）と、前記液体室（３）内に液体を導入する導入孔（６）を取り囲む様に配置され、前記金属材製ベローズ（４）の収縮限度を規定するオイルポート（８）と、前記オイルポート（８）と前記キャップ（５）との間に配置され、前記液体室（３）と前記導入孔（６）との間をシールするシール手段（７）とよりなる金属ベローズ式アキュムレータにおいて、前記シール手段（７）が、金属材製の補強環（７６）が埋設された弾性材製シール部材（７１）と、前記シール部材（７１）を軸方向移動可能に前記オイルポート（８）側に保持しているホルダー（７２）とよりなり、焼失前の補強環（７６）が埋設された前記シール部材（７１）であるときは、前記ホルダー（７２）の前記キャップ（５）側端部が前記キャップ（５）に当接することは無いが、前記シール部材（７１）が焼失した際、前記ホルダー（７２）の前記キャップ（５）側端部が前記キャップ（５）に当接することにより、前記液体室（３）側と前記導入孔（６）側とを連通する連通手段（０）を備えることを特徴とする金属ベローズ式アキュムレータ。
2. 前記連通手段（０）が、前記ホルダー（７２）の前記キャップ（５）側端部に設けた切欠部（７２１）であることを特徴とする請求項１記載の金属ベローズ式アキュムレータ。
3. 前記連通手段（０）が、前記ホルダー（７２）の前記キャップ（５）側に設けた連通孔であることを特徴とする請求項１記載の金属ベローズ式アキュムレータ。
4. シェル（１）と、前記シェル（１）内に配置され、一端が前記シェル（１）側に固着され、他端がキャップ（５）により塞がれることにより、前記シェル（１）を気体室（２）と液体室（３）とに分離している金属材製ベローズ（４）と、前記液体室（３）内に液体を導入する導入孔（６）を取り囲む様に配置され、前記金属材製ベローズ（４）の収縮限度を規定するオイルポート（８）と、前記オイルポート（８）と前記キャップ（５）との間に配置され、前記液体室（３）と前記導入孔（６）との間をシールするシール手段（７）とよりなる金属ベローズ式アキュムレータにおいて、前記シール手段（７）が、金属材製の補強環（７６）が埋設された弾性材製シール部材（７１）と、前記シール部材（７１）を軸方向移動可能に前記オイルポート（８）側に保持しているホルダー（７２）とよりなり、前記前記シール部材（７１）が焼失した際、前記液体室（３）側と前記導入孔（６）側とを連通する連通手段（０）が、前記補強環（７６）の外周側に設けた折曲部（７６２）に設けた貫通孔（７６１）であることを特徴とする金属ベローズ式アキュムレータ。
5. 前記弾性材がゴム状弾性材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の金属ベローズ式アキュムレータ。
6. シェル（１）と、前記シェル（１）内に配置され、一端が前記シェル（１）側に固着され、他端がキャップ（５）により塞がれることにより、前記シェル（１）を気体室（２）と液体室（３）とに分離している金属材製ベローズ（４）と、前記液体室（３）内に液体を導入する導入孔（６）を取り囲む様に配置され、前記金属材製ベローズ（４）の収縮限度を規定するオイルポート（８）と、前記オイルポート（８）と前記キャップ（５）との間に配置され、前記液体室（３）と前記導入孔（６）との間をシールするシール手段（７）とよりなる金属ベローズ式アキュムレータにおいて、前記シール手段（７）が、金属材製の補強環（７６）が埋設された弾性材製シール部材（７１）と、前記シール部材（７１）を軸方向移動可能に前記キャップ（５）側に保持しているホルダー（７２）とよりなり、前記シール部材（７１）が焼失した際、前記液体室（３）側と前記導入孔（６）側とを連通する連通手段（０）が、前記ホルダー（７２）の前記オイルポート（８）側端部が前記オイルポート（８）に設けた段部（８２）に当接する構成であることを特徴とする金属ベローズ式アキュムレータ。
7. 前記シール部材（７１）が、前記ホルダー（７２）にバネ手段（７８）を介して軸方向移動可能に保持されていることを特徴とする請求項６記載の金属ベローズ式アキュムレータ。
8. 前記ホルダー（７２）に連通孔（７２２）が形成されていることを特徴とする請求項７記載の金属ベローズ式アキュムレータ。

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