JP5116155B2 - 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６乃至図８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１０内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７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８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、シール部材７０は、ゴム状弾性材単体で出来ているため、液体室３０側と導入孔６０側との差圧が極端に大きくなった場合や、シール部材７０近傍を流れる作動流体の流速が早いと、シール部材７０自体がオイルポート８０の保持溝から飛び出す危険性があった。

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、キャップとオイルポートとの間隙にシール部材のリップ部が挟み込まれることを回避し、シール部材の耐久性と安定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、他端がキャツ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、前記オイルポート端面に配置され、前記キャツプと接することにより、前記液体室と前記導入孔との間をシールするシール部材とよりなる金属ベローズ式アキュムレータにおいて、
前記シール部材が、シール部材を前記オイルポート側に保持するための保持手段と、前記キャップと前記オイルポートとの間に配置された金属補強環と、前記金属補強環に一体的に設けられた前記キャップ側に突出した弾性材製の第１のシール突起と、前記金属補強環に一体的に設けられた前記オイルポート側に突出した弾性材製の第２のシール突起とを有し、前記第１のシール突起の最外周にあるものが、前記第２のシール突起の最外周にあるものよりも径方向内方に位置する構成とすることにより、前記シール部材の前記液体室内の液圧を受ける面積を、前記オイルポート側に比べ前記キャップ側を大きくして、前記シール部材が前記液体室内の液圧により前記オイルポート側に押し付けられる様にした。

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、シール部材の第１のシール突起の最外周にあるものが、第２のシール突起の最外周にあるものよりも径方向内方に位置する構成とすることにより、シール部材の前記液体室内の液圧を受ける面積を、オイルポート側に比べキャップ側を大きくして、シール部材が液体室内の液圧によりオイルポート側に押し付けられる。
この様に、液体室の圧力は、シール部材をオイルポート側に押し付ける作用をするため、シール部材がオイルポート側から離脱することがない。
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、シール部材を確実にオイルポート側に保持できる。
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、シールホルダがオイルポートに直接嵌合しているため、シール部材を確実にオイルポート側に保持できる。

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、シール部材とシールホルダとの一体化をより確実に達成出来る。
また更に、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、シール部材の浮き上がりを確実に阻止できる。

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、シールホルダがオイルポート直接嵌合しているため、シール部材を確実にオイルポート側に保持できる。
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、シールホルダを確実にオイルポート側に固定出来るため、シール部材の保持が安定する。
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、金属補強環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ない。
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、シール部材のシール性能が安定する。
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、作動流体の液体室側から導入孔側への漏洩を確実に阻止できる。
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、開弁時に保持手段に加わる衝撃を緩和できるため、保持手段の変形・破損が防止できる。

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４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、本発明の他の実施例を図２と同様に示した図である。
図４は、本発明の更なる他の実施例を図２と同様に示した図である。
図５は、本発明の更なる別の実施例を図４と同様に示した図である。

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、この導入孔６のシェル1内側には、導入孔６を囲む様に、オイルポート８の軸方向端部（図上上方）には、シール部材７が配置されている。
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。

そして、本発明に係る制振リング９は、金属材製ベローズ４の谷部４１に嵌め込まれる爪部９１と、キャップ５に設けた環状の鍔部５１に当接する固定部９２とにより、鍔部５１を挟持する形でキャップ５側に保持されている。
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の爪部９１と同じ材質で、かつ同じ厚みのプロテクションリング１４が嵌め込まれている。

一方、シール部材７は、シール部材７をオイルポート８側に保持するための保持手段７４と、キャップ５とオイルポート８との間に配置された金属補強環７１と、この金属補強環７１に一体的に設けられたキャップ５側に突出した弾性材製の第１のシール突起７２と、この金属補強環７１に一体的に設けられたオイルポート８側に突出した弾性材製の第２のシール突起７３とを有している。

そして、第１のシール突起７２は、第２のシール突起７３よりも径方向内方に位置する構成としている。
このため、シール部材７に液体室３の圧力が作用する受圧面積は、第１のシール突起７２側の方が大きい。
この結果、液体室３内の圧力は、シール部材７をオイルポート８側に押し付ける作用をする。

また、シール部材７をオイルポート８側保持しておくための保持手段７４は、金属補強環７１の径方向外方からオイルポート８の外周面に沿って図上下方に伸びる筒状部分７１１を備えており、この筒状部分７１１の下方端部に、オイルポート８の外周面に設けた窪み部８１に入り込む縮径部分７１２を設ける態様とした。
このことにより、シール部材７は、オイルポート８側に確実に保持される。
また、シール突起７２、７３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。

第１のシール突起７２は、キャップ５と接した後（ベローズゼロダウン時）液体室3側の液体が導入孔６側へ流出することを効果的に防止できる。
このため、第１のシール突起７２のキャップ５と接する面は、キャップ５の面と略平行な平坦面７２１となっている。
更に、第１のシール突起７２を形成する内周側傾斜面７２２が外周側傾斜面７２３に比べ緩やかな傾斜面となっている。
このことにより、液体室3側の液体が導入孔６側へ流出することをより効果的に防止できる。
また、第２のシール突起７３は、シール部材７とオイルポート８との間隙から流体が漏洩することを阻止する役目をする。

尚、金属補強環７１が、弾製材により全体が覆われる態様としているため、金属補強環７１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。
ついで、 本発明の他の実施例を図３に基づき説明する。
本実施例における保持手段７４は、オイルポート８の内周面側に固定されたシールホルダ８２である。
このシールホルダ８２は、金属補強環７１の径方向内方端部７１３を保持する保持フランジ８２１を備えている。

そして、シールホルダ８２が、オイルポート８の内周面に嵌合固定されことにより、保持フランジ８２１が径方向内方端部７１３をオイルポート８側に押圧して、シール部材７をオイルポート８側に固定する。
更に、保持手段７４として、金属補強環７１の径方向外方からオイルポート８の外周面に沿って伸びる筒状部分７１４を備える構成としているため、シール部材７がオイルポート８側から浮き上がることをより確実に阻止できる。

更に、本発明の更なる他の実施例を図４に基づき説明する。
本実施例における保持手段７４は、金属補強環７１の径方向外方からオイルポート８の外周面に沿って伸びる筒状部分７１５と、この筒状部７１５の軸方向端部から径方向外方に伸びる径方向フランジ７１６を、オイルポート８の外周面側に保持されたシールホルダ８３の保持フランジ８２２により、オイルポート８側に押圧することにより、シール部材７をオイルポート８側に保持する態様としている。
そして、このシールホルダ８３は、シールホルダ８３の一端に設けた縮径部分８３１がオイルポート８の外周面に設けた窪み部８４と係合してオイルポート８側に固定されている。
更に、本発明の更なる他の実施例を図５に基づき説明する。
図４と異なる点は、シールホルダ８３の保持フランジ８２２と径方向フランジ７１６との間に０．５ｍｍ程度の隙間Ｗを設けた点と、保持フランジ８２２の径方向内端から、シール部材７の筒状部分７１５の外周面に沿って上方に伸びる筒状のガイド８２３を設けた点である。
この様な構造としたのは以下の理由による。
シール部材７は、開弁時の圧力により、開弁するまでの間は、シール部材７が開弁方向（図上上方）に力を受けるため、図４に示した構造では、シール部材７の径方向フランジ７１６に当接している保持フランジ８２２に開弁圧がただちに加わる。
この結果、保持フランジ８２２が変形・破損する懸念がある。
しかし、シールの径方向フランジ７１６と保持フランジ８２２の間に隙間Ｗ（今回の場合は０．５ｍｍ程度）を設けることにより、開弁するまでの間、シールが開弁方向に力を受けても、保持フランジ８２２と径方向フランジ７１６との間に隙間Ｗがあるので、保持フランジ８２２に開弁圧による力が加わらない。
そして、開弁時の圧力によりシール部材７が、軸方向に移動すると、シール底面のリップ７３がオイルポート８から離れることになり、開弁圧がシール外周部にも回り込むため、スムースに開弁出来、保持フランジ８２２の変形・破損の心配もないものである。
同様に、図１乃至図３に示した他の態様の実施例においても、保持手段７４が、シール部材７をオイルポート８に対し軸方向移動可能に保持する態様（間隙Ｗを設ける態様）が好ましい。
尚、図３及び図５に示した第１のシール突起７２及び第２のシール突起７３の形状は、図２に示したものと同一である。

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。 本発明の他の実施例を図２と同様に示した図である。 本発明の更なる他の実施例を図２と同様に示した図である。 本発明の更なる別の実施例を図４と同様に示した図である。 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６の部分拡大図である。 図７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

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 シール部材
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 金属補強環
７２ 第１のシール突起
７３ 第２のシール突起
７４ 保持手段

Claims (11)

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、他端がキャツプ（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）端面に配置され、前記キャ
   ツプ（５）と接することにより、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部材（７）とよりなる金属ベローズ式アキュムレータにおいて、前記シール部材（７）が、シール部材（７）を前記オイルポート（８）側に保持するための保持手段（７４）と、前記キャップ（５）と前記オイルポート（８）との間に配置された金属補強環（７１）と、前記金属補強環（７１）に一体的に設けられた前記キャップ（５）側に突出した弾性材製の第１のシール突起（７２）と、前記金属補強環（７１）に一体的に設けられた前記オイルポート（８）側に突出した弾性材製の第２のシール突起（７３）とを有し、前記第１のシール突起（７２）の最外周にあるものが、前記第２のシール突起（７３）の最外周にあるものよりも径方向内方に位置する構成とすることにより、前記シール部材（７）の前記液体室（３）内の液圧を受ける面積を、前記オイルポート（８）側に比べ前記キャップ（５）側を大きくして、前記シール部材（７）が前記液体室（３）内の液圧により前記オイルポート（８）側に押し付けられる様にしたことを特徴とする金属ベローズ式アキュムレータ。
2. 前記保持手段（７４）が、前記金属補強環（７１）の径方向外方から前記オイルポート（８）の外周面に沿って伸びる筒状部分（７１１）を備えており、前記筒状部分（７１１）の端部に前記オイルポート（８）の外周面に設けた窪み部（８１）と係合する縮径部（７１２）を設けた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. 前記保持手段（７４）が、前記オイルポート（８）の内周面側に固定されたシールホルダ（８２）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. 前記シールホルダ（８２）が、前記金属補強環（７１）の径方向内方端部（７１３）を保持する保持フランジ（８２１）を備えていることを特徴とする請求項３記載の金属ベローズ式アキュムレータ。
5. 前記保持手段（７４）が、前記金属補強環（７１）の径方向外方から前記オイルポート（８）の外周面に沿って伸びる筒状部分（７１４）を備えていることを特徴とする請求項４記載の金属ベローズ式アキュムレータ。
6. 前記保持手段（７４）が、前記金属補強環（７１）の径方向外方から前記オイルポート（８）の外周面に沿って伸びる筒状部分（７１５）と、前記筒状部（７１５）の軸方向端部から径方向外方に伸びる径方向フランジ（７１６）を、前記オイルポート（８）の外周面側に保持されたシールホルダ（８３）により保持してい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。
7. 前記シールホルダ（８３）が、前記シールホルダ（８３）の一端に設けた縮径部分（８３１）が前記オイルポート（８）の外周面に設けた窪み部（８４）と係合して前記オイルポート（８）側に固定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. 前記金属補強環（７１）が、弾製材により全体が覆われていることを特徴とする請求項１〜７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。
9. 前記第１のシール突起（７２）の前記キャップ（５）と接する面が、前記キャップ（５）の面と略平行な平坦面（７２１）であることを特徴とする請求項１〜８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。
10. 前記第１のシール突起（７２）を形成する内周側傾斜面（７２２）が外周側傾斜面（７２３）に比べ緩やかな傾斜面であることを特徴とする請求項１〜９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。
11. 前記保持手段（７４）が、前記シール部材（７）を前記オイルポート（８）に対し軸方向移動可能に保持していることを特徴とする請求項１〜１０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。

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