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アキュムレータ - エヌオーケー株式会社
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発明の名称 アキュムレータ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−20901(P2001−20901A)
公開日 平成13年1月23日(2001.1.23)
出願番号 特願平11−194174
出願日 平成11年7月8日(1999.7.8)
代理人 【識別番号】100071205
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
【テーマコード(参考)】
3H086
【Fターム(参考)】
3H086 AA01 AD01 AD07 AD15 AD33 AD38 AD58 
発明者 佐々木 憲司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 アキュムレータ(1)を接続するシステム側で発生する脈動を吸収する絞り機構(20)およびチャンバ室(22)を設けたことを特徴とするアキュムレータ。
【請求項2】 アキュムレータ(1)を接続するシステム側で発生する脈動を、システム圧力が零からガス封入圧力の範囲で吸収する絞り機構(20)およびチャンバ室(22)を設けたことを特徴とするアキュムレータ。
【請求項3】 ハウジング(2)の内部にベローズ(6)を含む作動部材(5)を配置して前記ハウジング(2)の内部を圧力封入室(8)と圧力流入室(9)とに仕切るとともに、前記ハウジング(2)に前記圧力流入室(9)に対してシステム側から流体を導入する流体流入口(14)を設けたアキュムレータ(1)において、前記流体流入口(14)の周りに設けた絞り形成壁(19)に前記作動部材(5)が近付いたときに前記絞り形成壁(19)と前記作動部材(5)との間に絞り間隙(21)を形成する絞り機構(20)と、前記絞り形成壁(19)に前記作動部材(5)が近付いたときに前記絞り形成壁(19)の周りであって前記ハウジング(2)の内面と前記作動部材(5)との間に形成されるチャンバ室(22)とを有することを特徴とするアキュムレータ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄圧装置または脈圧吸収装置等として用いられるアキュムレータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、図3に示すアキュムレータ51が知られており、以下のように構成されている。
【0003】すなわち先ず、筒状のシェル53の両端部に蓋部材54,55が溶接固定されてハウジング52が設けられており、このハウジング52の内部に、ベローズ57および端部材58を備えた作動部材56が収容されている。ベローズ57はその一端部を一方の蓋部材54に固定されるとともに他端部を端部材58に固定されており、よってこのベローズ57および端部材58によりハウジング52の内部がベローズ57および端部材58の内側の圧力封入室(ガス室)59と、外側の圧力流入室(液室)60とに区分けされている。
【0004】図上左側の一方の蓋部材54に、圧力封入室59にガスを注入するための圧力注入口61が設けられており、この圧力注入口61に、この注入口61を閉塞するための栓部材62が取り付けられている。したがってこの栓部材62を外して注入口61から封入室59に所定圧力のガスを注入し、注入後、注入口61を栓部材62で閉塞することにより、所定圧力のガスを封入室59に封入する。
【0005】また、図上右側の他方の蓋部材55に、当該アキュムレータ51を図示しないシステム側の圧力配管等に接続するためのねじ部64を備えた取付部63が設けられており、この取付部63に、システム側の圧力流体を圧力流入室60に導入するための流体流入口65が設けられている。したがって当該アクチュエータ51を取付部63においてシステム側に接続し、システム側の圧力を流入口65から流入室60に導入する。
【0006】上記構成を備えたアキュムレータ51は、例えば脈圧吸収装置として、システム側に発生する圧力の脈動を、圧力封入室59に封入された封入ガス圧と圧力流入室60に導入される流体圧力とを均衡させることによって吸収する作用をなすが、作動中に圧力流入室60内の圧力すなわちシステム側の圧力が極端に低下すると、ベローズ57がハウジング52の内部で伸び切ってしまい、よってそれ以下の低圧状態においてシステム側に発生する脈動を吸収することができないと云う不都合がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑み、システム側の圧力変動に応じてベローズ等の内部作動部材が作動しないような状況であっても、システム側に発生する脈動を吸収することができ、もって優れた脈圧吸収効果ないし脈圧減衰効果を発揮することが可能なアキュムレータを提供することを目的とし、また、システム側の圧力変動に応じてベローズ等の内部作動部材が作動する状況であっても、その作動の開始に際して別途絞り機構およびチャンバ室により、システム側に発生する脈動を吸収することができ、もって優れた脈圧吸収効果ないし脈圧減衰効果を発揮することが可能なアキュムレータを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】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、アキュムレータを接続するシステム側で発生する脈動を吸収する絞り機構およびチャンバ室を設けたことを特徴とするものである。
【0009】また、本発明の請求項2によるアキュムレータは、アキュムレータを接続するシステム側で発生する脈動を、システム圧力が零からガス封入圧力の範囲で吸収する絞り機構およびチャンバ室を設けたことを特徴とするものである。
【0010】また、本発明の請求項3によるアキュムレータは、ハウジングの内部にベローズを含む作動部材を配置して前記ハウジングの内部を圧力封入室と圧力流入室とに仕切るとともに、前記ハウジングに前記圧力流入室に対してシステム側から流体を導入する流体流入口を設けたアキュムレータにおいて、前記流体流入口の周りに設けた絞り形成壁に前記作動部材が近付いたときに前記絞り形成壁と前記作動部材との間に絞り間隙を形成する絞り機構と、前記絞り形成壁に前記作動部材が近付いたときに前記絞り形成壁の周りであって前記ハウジングの内面と前記作動部材との間に形成されるチャンバ室とを有することを特徴とするものである。
【0011】上記構成を備えた本発明の各請求項によるアキュムレータに対して脈動を伴った流体が流入すると、絞り機構により脈動エネルギーが縮流・絞りによる損失エネルギーに変換され、またチャンバ室を設けることにより動圧損失として使用されるために、脈動を減衰させることが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
【0013】図1は、当該実施形態に係るアキュムレータ1の断面を示しており、その作動状態を示す一部拡大断面が図2に示されている。
【0014】当該実施形態に係るアキュムレータ1は金属ベローズ型のアキュムレータであり、以下のように構成されている。
【0015】すなわち先ず、有底筒形のシェル3の開放端部に蓋部材(エンドカバーまたはガスエンドカバーとも称する)4が溶接固定されてハウジング2が設けられており、このハウジング2の内部に、ベローズ6および端部材(ベローズキャップとも称する)7を備えた作動部材5が収容されている。ベローズ6はその一端部を蓋部材4に固定されるとともに他端部を端部材7に固定されており、よってこのベローズ6および端部材7によりハウジング2の内部がベローズ6および端部材7の内側の圧力封入室(ガス室とも称する)8と、外側の圧力流入室(液室またはフルード室とも称する)9とに区分けされている。ベローズ7には、電着ベローズ、成形ベローズまたは溶接ベローズ等の金属ベローズが用いられるが、アキュムレータ1の仕様や用途によっては、その他の材質のベローズを用いることも可能である。また端部材7はベローズ6に対して一体に成形されたものであっても良い。
【0016】上記ハウジング2の一部を構成する蓋部材4に、圧力封入室8にガスを注入するための圧力注入口10が設けられており、この圧力注入口10に、この注入口10を閉塞するための栓部材(ガスプラグとも称する)11が取り付けられている。したがってこの栓部材11を外して注入口10から封入室8に所定圧力のガスを注入し、注入後、注入口10を栓部材11で閉塞することにより、所定圧力のガスを封入室8に封入する。封入するガスの種類としては、窒素ガス、不活性ガス等が好適である。
【0017】また、同じくハウジング2の一部を構成するシェル3の端壁部3aに、当該アキュムレータ1を図示しない油圧システム側の圧力配管等に接続するためのねじ部13を備えた取付部12が設けられており、この取付部12に、システム側の圧力流体を圧力流入室9に導入するための流体流入口(圧力導入口または流体流路とも称する)14が設けられている。したがって当該アクチュエータ1を取付部12においてシステム側に接続し、システム側の圧力を流入口14から流入室9に導入する。
【0018】上記端部材7に固定されたベローズ6の他端部の外周側または端部材7の外周側に環状の摺動部材(制振リングとも称する)15が装着されており、ベローズ6の伸縮作動時であって端部材7の移動時に、この摺動部材15がその外周部をもってシェル3の内周面に対して摺動する。したがってこの摺動部材15の摺動による案内によって、端部材7がシェル3の内周面と平行に移動するとともにベローズ6がシェル3の内周面と平行に伸縮し、これにより端部材7またはベローズ6がシェル3の内周面に対して噛るのが防止される。尚、この摺動部材15によって圧力流入室9がベローズ6の外周側の空間9aと、端部材7の図上下側の空間9bとに分断されることがないよう、この摺動部材15には図示しない圧力連通部が設けられている。
【0019】また、シェル3の端壁部3aの内面すなわちシェル3の端面部3bであって圧力流入口10の開口周縁部に、凹部状ないし段差状を呈する装着部3cが設けられており、この装着部3cに、シール16、ホルダ17およびパイプ18が外周側から順に装着されている。
【0020】このうち先ず、シール16は、当該アキュムレータ1の使用時、圧力流入室9内の圧力すなわちシステム側の圧力が極端に低下したときにベローズ6がその内外の圧力差によって膨らんで破損することがないよう、圧力流入室9の圧力を所定値以上に維持するために設けられており、以下のように構成されている。
【0021】すなわち、このシール16は所定のゴム状弾性材により成形されたリップシールとして形成されており、図2に拡大して示すように先ず、上記装着部3cに非接着で圧入される環状の基部16aを備えており、この基部16aの端部材7側の端面に、この端部材7の端面7aに接離自在に接触する環状のシールリップ(内周側シールリップまたは第一シールリップとも称する)16bが一体に成形されている。またこのシールリップ16bの外周側に環状の凹部16cが形成されており、この凹部16cの更に外周側に、上記装着部3cの内面に常時密接する環状の外周側シールリップ(第二シールリップとも称する)16dが一体に成形されている。
【0022】シールリップ16bは、図示したように、その基端部から先端部にかけて径方向外方へ向けて径寸法が拡大する外向き形状のシールリップとして形成されており、端部材7の端面7aに接触したときに密封流体圧である圧力流入室9内の圧力に押されて端面7aに押し付けられて密接する。したがってこのシールリップ16bはその外周面が受圧面とされている。またこのシールリップ16bの先端部には、それぞれ環状を呈する二条のシール突起16e,16fが同心状に設けられており、このシール突起16e,16fがそれぞれ端部材7の端面7aに密接する。これは何れか一方のシール突起16e,16fと端部材7の端面7aとの間にフルード中の異物が噛み込まれてこのシール突起16e,16fと端面7aとの間のシール性が損なわれても、他方のシール突起16e,16fが全周に亙って端面7aに密接することによりシール性が確保されるようにしたものであり、このようなシール突起16e,16fの複層構造が備えられることにより、シールリップ16b全体としてのシール性能が向上せしめられている。シール突起16e,16fの形成数は二条に限らず、三条以上であっても良い。またこのシールリップ16bは、端部材7が移動して来てシェル3の端面部3bやその他のストッパ(図示せず)等に当接して停止したときにシール突起16e,16fが端部材7の端面部7aに接触するようになっており、すなわちこのシールリップ16bは、移動して来た端部材7を自ら停止させるストッパとしての作用ないし負担を負わないものとされている。
【0023】上記シール16の内周側に配置されるホルダ17は、金属または樹脂等の剛材によって環状に成形されており、平板環状ないし蛇の目状を呈する平面部17aと、この平面部17aの外周端部から端部材7側に向けて一体に成形された円筒状を呈する立ち上がり部17bとを有して、断面L字状ないし略L字状に形成されている。
【0024】平面部17aはその内周端部において、パイプ18の外周面に設けられた環状段差状の係合部18aに係合しており、よって後記するようにパイプ18が流体流入口14に差込み固定されることにより、このホルダ17がシェル3に対して固定されている。立ち上がり部17bはシール16のすぐ内周側に配置されるとともにその先端部をラッパ状ないしテーパ状に拡大されており、よってこの立ち上がり部17bはシール16が装着部3cから外れることがないように、これを保持している。またこの立ち上がり部17bにはシール16のシールリップ16bをバックアップする機能もある。またこの立ち上がり部17bは、図2に示したように端部材7が移動して来てシェル3の端面部3bやその他のストッパ等に当接して停止したときにこの端部材7の端面7aとの間に間隙が形成され、よって端部材7とは常時非接触とされている。
【0025】上記ホルダ17の更に内周側に配置されるパイプ18は、金属または樹脂等の剛材によって筒状に成形されており、流体流入口14に差し込まれる外径寸法が比較的小径の差込み部18bと、この差込み部18bの端部材7側に一体に成形された外径寸法が比較的大径の立ち上がり部18cとを有しており、この差込み部18bと立ち上がり部18cとの境に上記した環状段差状の係合部18aが設けられている。
【0026】差込み部18bは、流体流入口14に圧入されることによりシェル3に対して固定されるが、図1に示したように、この差込み部18bを流体流入口14に差し込んでからこの差込み部18bの先端部(図上下端部)をラッパ状ないしテーパ状に拡大することによってシェル3に対して固定するようにしても良く、この場合には、流体流入口14の内面の一部に予めラッパ状ないしテーパ状の係合部14aを設けておく。
【0027】立ち上がり部18cは、図2に示したように端部材7が移動して来てシェル3の端面部3bやその他のストッパ等に当接して停止したときにこの端部材7の端面7aとの間に間隙が形成され、よって端部材7とは常時非接触とされており、本発明では特に、この立ち上がり部18cが流体流入口14の周りに設けられた絞り形成壁19とされて、この絞り形成壁19に作動部材5の端部材7が近付いたときに、この絞り形成壁19と先端面と端部材7の端面7aとの間に環状の絞り間隙21を形成する絞り機構20が設けられている。絞り形成壁19に作動部材5の端部材7が近付いたときとは、上記したように端部材7が移動して来てシェル3の端面部3bやその他のストッパ等に当接して停止したときである。
【0028】また同じく、このように絞り形成壁19に作動部材5の端部材7が近付いたときに、絞り形成壁19の周りに環状のチャンバ室22が設けられるようになっており、図では、このチャンバ室22が、ハウジング2の内面の一部をなすホルダ17の平面部17aの上面および筒状部17bの内周面と、パイプ18の立ち上がり部18cの外周面と、端部材7の端面7aと、シール16のシールリップ16bとによって囲まれる空間として形成されており、このチャンバ室22が絞り間隙21を介して流体流入口14に連通している。
【0029】上記構成のアキュムレータ1は、例えば脈圧吸収装置として、システム側に発生する圧力の脈動を、圧力封入室8に封入される封入ガス圧と圧力流入室9に導入される流体圧力とを均衡させることによって吸収する作用を奏するものであって、特に、作動中にシステム側の圧力が極端に低下し、これにより圧力流入室9内の圧力が極端に低下し、ベローズ6が伸び、端部材7がシェル3の端面部3bやその他のストッパ等に当接して停止すると、上記したように絞り形成壁19の先端面と端部材7の端面7aとの間に絞り機構20の絞り間隙21が形成されるとともに、この絞り間隙21の外周側にこの絞り間隙21に連なるチャンバ室22が形成されるために、以下の作用効果を奏することが可能となる。
【0030】すなわち、当該アキュムレータ1に対してシステム側の脈動を伴った圧力流体が流入すると、この流体ないしその圧力が上記絞り間隙21を通過ないし伝播するときに脈動エネルギーが縮流・絞りによる損失エネルギーに変換され、また上記チャンバ室22に達することにより動圧損失として使用され消費される。したがってこのような減衰作用によりシステム側の脈動を有効に減衰させることができる。この絞り間隙21およびチャンバ室22による減衰機構は、システム圧力が零からガス封入圧力までの範囲で作用するものである。
【0031】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0032】すなわち、各請求項に共通して、上記構成により、アキュムレータに対してシステム側の脈動を伴った流体が流入すると、この流体ないしその圧力が絞り機構の絞り間隙を通過ないし伝播するときに脈動エネルギーが縮流・絞りによる損失エネルギーに変換され、またチャンバ室に達することにより動圧損失として使用されるために、このような減衰作用によりシステム側の脈動を有効に減衰させることができる。請求項2によれば、この絞り間隙およびチャンバ室による減衰機構はシステム圧力が零からガス封入圧力までの範囲で作用する。したがってベローズがハウジング内で伸び切ったとき等、システム側の圧力変動に応じてベローズ等の作動部材が作動しないような状況であっても、システム側に発生する脈動を有効に吸収することができるとともに、システム側の圧力変動に応じてベローズ等の内部作動部材が作動する状況であっても、その作動の開始に際して別途絞り機構およびチャンバ室により、システム側に発生する脈動を有効に吸収することができる。したがって、このような作用により、優れた脈圧吸収効果ないし脈圧減衰効果を発揮するアキュムレータを提供することができる。




 

 


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