JPH02266101A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野］ 本発明は、各種油圧装置の脈動吸収用として、あるいは
気液圧式の車両用懸架装置などに使用されるアキュムレ
ータに関する。

［従来の技術］ 従来より各種用途に応じて様々な形式のアキュムレータ
が実用化されている。例えば中空のノ＼ウジングの内部
に液室と気室を設け、気室内に圧搾ガスを封入するとと
もに液室に油を満たしたものが知られている。こ−の種
のアキュムレータにおいて、気室と液室とを仕切るため
に金属ベローズを用いたものが開発された。このベロー
ズはハウジングの軸線方向に伸縮自在であり、ベローズ
の内面または外面のいずれか一方側に上記液室が規定さ
れ、他方側に気室が規定される。そして液室あるいは気
室の圧力変化に応じてベローズが伸縮するようになって
いる。

上記金属ベローズを用いたアキュムレータにおいて、本
発明者らは、気室内にガスを封入する際にベローズが許
容限度以上に変形することを防ぐために、いわゆる自己
シール手段を備えたアキュムレータを開発した。

すなわち第１１図に示される先行技術のアキュムレータ
１０１のように、ハウジング１０２の内部に内筒１０３
と金属ベローズ１０４を同心状に設け、ベローズ１０４
によって液室１０５と気室１０Ｂを仕切る。

また、ベローズ１０４の伸縮動作に伴って液が流通する
部位に流通口１０７を設けるとともに、この流通口１０
７を開閉可能に閉塞する自己シール手段１０Ｂを設けて
いる。自己シール手段１０８は、上記流通口１０７の周
りにある支持座１１０と、この支持座１１０と対向する
位置に設けられたゴム状弾性体からなるシール材１１１
とを備えて構成されている。

そしてガスの封入時にベローズ１０４が所定のストロー
ク以上に軸方向に撓んだ時に、同図に２点鎖線で示すよ
うに自己シール手段１０８によって流通口１０７が閉塞
され、ベローズ１０４と内筒１０３との間の隙間１０５
′に液が閉込められるようにしている。液体は実質的に
非圧縮性であるから、上記隙間１０５′　に閉込められ
た液がベローズ１０４の全面を均等にバックアップする
。このためベローズ１０４が過度に変形することを防止
できる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記アキュムレータｌＯ１を開発する過程で、次のよう
な改善すべき点が見出だされた。すなわち、気室１０６
にガスを封入する際に自己シール手段１０８が閉弁状態
に至ると、ガス圧によってシール材１１１が支持座１１
０に強く押圧され、シール材１１１が支持座１１０に貼
り付いてしまうことがある。

このように支持座１１０にシール材１１１が固着してい
ると、油圧ポンプ等から送られる液がハウジング１０２
の内部に導入されても、シール材１１１が支持座１１０
から瞬時に離れられなくなる。このため、自己シール手
段１０８が閉弁状態から開弁状態にスムーズに移行でき
ず、応答性が悪くなる。

従って本発明の目的は、自己シール手段を内蔵している
アキュムレータにおいて、自己シール手段が閉弁状態か
ら開弁状態に移る時にシール材が相手面から瞬時に離れ
ることのできるアキュムレタを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、上述した
ような気室と液室とを仕切るための金属製ベローズおよ
び自己シール手段を備えたアキュムレータであって、上
記自己シール手段は、支持座とベローズ端板との相互対
向部の少なくともいずれか一方に設けられたゴム状弾性
体からなる弾性シール材を備えている。そして、上記弾
性シール材とこのシール材が対向する相手面との間に、
液ガイド部が設けられていることを特徴とする。

この液ガイド部は、自己シール手段の閉弁時にハウジン
グ内に導入された液が弾性シール材と相手面との接触部
に進入することを促進する形状に作られている。

［作　用］ 上記気室にガスを封入する際には、予め液室に液を満た
しておく。気室にガスを供給することにより自己シール
手段が閉じると、液の一部がベローズの液室側に閉込め
られるため、ベローズが液によってバックアップされる
。このためガスの圧力によってベローズが過度に変形す
ることが防止される。

ガス封入後、閉弁状態にある自己シール手段に、加圧さ
れた液が導入されると、液の一部は上記液ガイド部にお
いて、弾性シール材と相手面との接触部を押し広げるよ
うにして進入する。このため、導入された液の圧力が気
室内のガスの圧力よりも高ければ、弾性シール材は瞬時
に相手面から離れることができ、自己ンール手段が直ち
に開弁状態に移る。

［実施例〕 以下に本発明の第１実施例について、第１図ないし第３
図を参照して説明する。

第１図に示されたアキュムレータ１０は、油圧ポンプ１
１と、このポンプ１１によって動かされる油圧機器１２
との間に設けられている。このアキュムレータ１０は、
中空のハウジング１５を備えており、ハウジング］５の
内部にハウジング１５と同心状に内筒部１６が設けられ
ている。内筒部１６の図示下端に位置する端部材１７の
中央に流通口１８が開口している。

ハウジング１５の図示上端部に流入ポート２１と流出ポ
ート２２が設けられている。流入ポート２１に設けられ
た雌ねじ２３に、図示しない管継手を介して流入側配管
２４の一端側が接続される。

配管２４の他端はポンプ１１の吐出口に接続される。流
出ポート２２に設けられた雌ねじ２５には、図示しない
管継手を介して流出側配管２６の一端側が接続される。

配管２６の他端は油圧機器１２の流入口に接続される。

ハウジング１５の内部に、金属ベローズ３０が収容され
ている。このベローズ３０は、ハウジング１５の軸線方
向に伸縮自在なベローズボディ３１と、このベローズボ
ディ３１の一端（自由端）を閉塞するベローズ端板３２
を備えている。ベローズボディ３１は、金属の一例とし
てのステンレス鋼の薄板を液圧成形あるいはロール成形
等の塑性加工によって所定の蛇腹形状に成形したもので
ある。但しステンレス鋼以外の金属が用いられてもよい
。ベローズボディ３１の他端（固定端）３３はハウジン
グ１５の端壁３４に気密に固定されている。

ベローズ端板３２の内面側に弾性シール材３５が設けら
れている。このシール材３５は、例えばウレタンエラス
トマあるいはニトリルゴムのようにゴム状弾性をもつ利
料からなり、硬さはＪ　ｌ５Ｋ６３０１に準拠するＨ３
８０〜９５が適しており、前述した流通口１８の周りに
ある環状の支持座３６に対向している。ベローズ端板３
２と弾性シール材３５と支持座３６は、後述するように
自己シール手段３７を構成する。

ベローズボディ３１の外周部に樹脂製ガイド部材３８が
取着されている。このガイド部材３８は、ベローズボデ
ィ３１とハウジング１５の内面との間に所定のクリアラ
ンスを確保するためと、ベローズボディ３１とハウジン
グ１５との間の摺動抵抗を減らすために使われる。

上記ベローズ３０によって仕切られるハウジング１５の
内部空間のうち、ベローズ３０の内面側に液室４１が設
けられ、この液室４１に油が満だされる。また、ベロー
ズ３０の外面とハウジング１５の内壁とによって気室４
５が規定されている。

この気室４５に、例えば窒素などの不活性ガスが封入さ
れている。このガスは、栓４６によって閉塞可能なガス
供給口４７を通じて気室４５に供給される。ガスの封入
圧力はこのアキュムレータ１０の脈動吸収特性等に応じ
て決定されるが、例えば数ｋｇ　／　ｃｄ以上の圧力で
封入される。封入されたガスの圧力は、ベローズ３０を
縮める方向に作用する。

本実施例の弾性シール材３５は、平面視において円板状
をなしているとともに、その中心部に第１の凹部５０と
、この凹部５０よりも径が大きくかつ第１の凹部５０よ
りも浅い第２の四部５１が、第１の凹部５０と同心円状
に設けられている。凹部５１の周壁５２はシール材３５
の端面５３側に向って内径が漸増するようなテーパ状に
形成されている。この実施例においては、シール材３５
が対向する相手面は支持座３６である。シール材３５は
接着剤あるいは加硫接着によって端板３２に接着される
。但し接着以外の手段によって端板３２に固定されても
かまわない。

第３図に示されるように、自己シール手段３７が閉弁状
態にある時、弾性シール材３５の端面５３が支持座３６
に密接する。シール材３５と支持座３６との接触部分は
円環状をなしている。そして上記凹部５１の周壁５２は
テーパ状に傾斜しているから、自己シール手段３７が閉
弁している時の弾性シール材３５と支持座３６との相互
対向部には、流通口１８側にいわば「くさび」のような
形の液ガイド部５５が凹部５１の全周にわたって形成さ
れる。従って自己シール手段３７の閉弁時に、流通口１
８から導入された油の圧力が液ガイド部５５に作用する
と、シール材３５と支持座３６との接触部を剥がす方向
に油が流れることが促進される。

シール材３５は、耐へたり性と支持座３６からの離脱性
を考慮すると、ＪＩＳＫ６３０１で規定される硬度Ｈ８
８０〜９５のものが適している。

しかもこのシール材３５は、支持座３６との接触部分の
内径をＡ、外径をＢとした時、１．５く（Ｂ／Ａ）＜７
．０となるようにＡ、Ｂの寸法を定める。更に好ましく
は、２．０＜　（Ｂ／Ａ）＜３．５がよい。Ｂ／Ａが１
，５以下になると、シール材３５と支持座３６との面圧
が高くなり過ぎることにより、シール材３５に許容限度
を越える永久変形（へたり）を生じる。Ｂ／Ａが７．０
以上になると、自己シール手段３７が開弁する時にシー
ル材３５と支持座３６との密接部に油が入り込みにくく
なり、シール材３５が支持座３６から離脱しにくくなる
。

次に、気室４５にガスを封入する工程について説明する
。気室４５にガスを供給する前に、予め液室４１に油を
満たしておく。そののち、第２図に示されるようにガス
供給口４７に高圧ガス供給源５７を接続することにより
、気室４５にガスを供給する。気室４５内のガスの量が
増えるにつれて、ベローズボディ３１が軸方向に縮んで
ゆく。

従って液室４１内の余剰の油はハウジング１５の外に排
出される。ベローズ３０が所定のストロークまで撓むと
、弾性シール材３５が支持座３６に密接することにより
、流通口１８が塞がれる。この状態に至ると、ベローズ
ボディ３１は軸方向にそれ以上撓めなくなるとともに、
ベローズボディ３１の内面と内筒部１６との間の隙間５
８（液室４１の一部）に油が閉込められる。

弾性シール材３５が支持座３６に密接したのちも気室４
５にガスが供給され続けるから、気室４５の圧力は次第
に高くなってゆく。上記隙間５８に閉込められた油は実
質的に非圧縮性である。

従ってベローズボディ３１の内面は隙間５８に閉込めら
れた油によって全面が均等にバックアップされる。この
ため、高い圧力でガスが供給され続けても、ガスの圧力
によってベローズボディ３１が許容限度以上に変形する
ことが阻止される。気室４５の圧力が所定の値に達した
ところで、ガスの供給がストップされ、供給口４７が栓
４６によって塞がれる。

上記工程によりガスが封入されたアキュムレタ〕０は、
自己シール手段３７が閉弁している。

油圧ポンプ１］が作動することにより、加圧された油が
流入側配管２４を経由してハウジング１５の内部に導入
されると、弾性シール材３５と支持座３６との間の液ガ
イド部５５に油圧が作用する。

液ガイド部５５に入り込んだ油は、シール材３５を支持
座３６から剥離させる方向に進入するため、気室４５の
圧力よりも油の圧力の方が高ければ、弾性シール材３５
は瞬時に支持座３６から離れることができる。このため
、自己シール手段３７はポンプ１１の起動と同時に、直
ちに開弁状態に移行する。シール材３５が支持座３６か
ら離れやすくするには、Ｂ／Ａの値を小さくするほどよ
いが、前述したようにＢ／Ａが小さ過ぎると、シール材
３５と支持座３６との面圧が高くなり過ぎて、シール材
３５のへたりが顕著になる。Ｂ／Ａは１．５以下になら
ないようにすることが肝要である。

ポンプ１１から液室４１に流入した油は、流出ポート２
２を通って油圧機器１２に送り込まれる。

ポンプ１１の回転によって生じる油圧の脈動成分は、液
室４１に作用するとともに液室４１内の油を介して気室
４５に作用する。従って脈動成分は気室４５内のガスの
圧縮・膨張によって吸収される。気室４５が圧縮される
時にはベローズ３０が伸びる方向に撓み、気室４５が膨
張する時にはベローズ３０が縮む方向に撓む。こうして
、ポンプ］１から吐出された油の体積変化が気室４５内
のガスの体積変化に有効に置換され、浦の脈動成分が吸
収される。

何らかの原因によって液室４１の圧力が低下した場合、
気室４５内のガスの圧力によってベローズ３０が縮む方
向に撓む。ベローズ３０が所定のストロークまで撓むと
、自己シール手段３７のシール祠３５が支持座３６に密
接することにより流通口１８が閉塞される。このため、
内筒部１６とベローズボディ３１との間の隙間５８に油
が閉込められる。浦は実質的に非圧縮性である。このた
めベローズボディ３１の内面は、」１記隙間５８に閉込
められた油によって全面が内側から均等に支えられる。

従ってベローズボディ３］が過度に撓むことを防止でき
る。このためベローズボディ３］に要求される耐圧性が
緩和され、ベローズボデイ３１の板厚を薄くすることが
可能となる。金属製のベローズ３０は板厚が薄くてもき
わめて良好なガスバリヤ性を発揮する。

なお、弾性シール４１３５の形状は前記実施例以外であ
ってもよい。例えば第４図に示されるように、弾性シー
ル材３５の端面５３が凹部５１に向って低くなる傾斜し
た形状であってもよい。あるいは第５図に示されるシー
ル材３５のように、傾斜した周壁５２をもつ凹部５１が
設けられていてもよい。第４図、第５図のいずれの場合
も、自己シール手段３７が閉弁している時に、シール材
３５と支持座３６との相互対向部に、両者の密接部への
浦の進入を促進できるような液ガイド部５５がつくりだ
される。

第６図に示された実施例においては、円環状の弾性シー
ル材３５が端部材１７に取付けられている。この実施例
において、シール材３５に対向する相手面はベローズ端
板３２である。

第７図に示された実施例においては、流通口１８の内周
部１８ａの形状を、シール月３５と接する側の内径が広
がるような形状（曲面状あるいはテーパ状）にしている
。こうすることにより、閉弁時においてシール材３５と
支持座３６との間に、流通口１８の全周にわたる「くさ
び」状の液ガイド部５５をつくりだすことかできる。

第８図に示された実施例は、ベローズ３０の外面側に液
室４１が設けられ、ベローズ３０の内面側に気室４５が
設けられている。そして流通口１８と対向するベローズ
端板３２に、前述した各実施例と同様の材質および形状
の弾性シール材３５が設けられている。この実施例のア
キュムレータコ−０にガスを封入する工程は、前述した
実施例と同様である。すなわち第９図に示されるように
気室４５に加圧ガス供給源５７を接続し、気室４５に圧
搾ガスを供給する。気室４５の圧力が所定値に達すると
、自己シール手段３７が閉じることにより、隙間５８（
液室４１の一部）に油が閉込められる。このため、ベロ
ーズボディ３］が過度に変形することを防止できる。こ
の実施例のシール材３５には、支持座３６と対向する側
の面に、平面視において円形の凹部５１がシール材３５
と同心円状に設けられており、シール材３５と支持座３
６との密接部に油を進入しやすくするための液ガイド部
５５がつくりだされている。このため、自己シール手段
３７が閉弁している時に、気室４５内のガス圧よりも大
きな圧力の油か流通口１８から導入されると、シール材
３５が瞬時に支持座３６から離れ、開弁状態に移行する
ことができる。

次に、第１０図に示された更に別の実施例について説明
する。

この実施例は、気液圧式の車両用懸架装置６０に金属ベ
ローズ３０を内蔵した例である。第１のハウジング６１
は外筒６２と内筒６３とからなり、このハウジング６１
に中空のロッド６５が軸線方向に移動自在に挿入されて
いる。ハウジング６１には、オイルシール６６とシール
固定用部材６７と軸受６８，６９等が設けられている。

ロッド６５の図示上端側は、連結用の部品７１を用いて
車体側の部材（図示せず）に連結される。ノ＼ウジング
６１の下端側は連結用部品７２によって車軸側の部材に
連結される。ハウジング６１の内部に液室７５があり、
この液室７５に油が満たされている。液室７５に油を供
給する際に用いられる送液ロアロには、図示しない油圧
回路が接続される。

ロッド６５とハウジング６１との摺動部分は、蛇腹状の
ダストカバー８０によって包囲されている。ロッド６５
の下部に、プレート弁などを用いた減衰力発生機構８１
が設けられている。

この懸架装置６０は第２のハウジング８５を備えている
。ハウジング８５の内部は、金属ベローズ３０によって
液室８６と気室８７とに仕切られている。この気室８７
に、例えば窒素などの不活性ガスが封入される。ガスは
、栓９０によって閉塞可能なガス供給口９１を通じて気
室８７に供給される。ガスの封入圧力は例えば数１０ｋ
ｇ／ｃ−以上であり、ガスの圧力はベローズ３０を縮め
る方向に作用する。第２のハウジング８５の液室８６は
流通口９３と流通路９４を介して第１のハウジング６１
内の液室７５に連通している。

ベローズ３０は、前述した各実施例と同様にハウジング
８５の軸線方向に伸縮自在なベローズボディ３１と、こ
のベローズボディ３１の一端を閉塞するベローズ端板３
２を備えている。ベローズボディ３１は、金属板（例え
ばステンレス鋼の薄板）を塑性加工等によって成形した
ものである。

但しステンレス鋼以外の金属が用いられてもよい。

ベローズボディ３１の他端３３はハウジング８５の端壁
９５に気密に固定されている。

ベローズ端板３２の内面側に前記実施例と同様の弾性シ
ール材３５が設けられているとともに、流通口９３の周
りに環状の支持座３６が設けられている。これらシール
材３５と支持座３６は自己シール手段３７を構成する。

この懸架装置６０の気室８７にガスを供給する手順は、
前述した実施例において気室４５にガスを封入する場合
と同様である。ガス封入時には自己シール手段３７が閉
じることによってベローズボディ３１が過度に変形する
ことを防止できる。

この実施例においても、シール材３５と支持座３６との
密接部に油を進入しやすくするための前記液ガイド部５
５が設けられている。自己シール手段３７が閉弁してい
る時に、気室８７よりも高い圧力の油圧が作用すると、
液ガイド部５５に入り込んだ油がシール４Ａ３５を押し
開けるため、開弁状態に移行する際にシール材３５が支
持座３６に固着したまま動けなくなるといった不具合を
防止できる。

この懸架装置６０は、車両に取付けられた状態において
、第１のハウジング６１に対して中空ロッド６５が押込
まれる方向に相対移動する時には、気室８７内のガスが
更に圧縮されることによってガスの反発力が高まるとと
もに、この圧力変化に応じてベローズ３０が軸方向に伸
びる。逆に、ハウジング６１に対してロッド６５が突き
出る方向に移動する時には、気室８７内のガスの体積が
増加するとともに、ベローズ３０が縮む方向に撓む。

また、減衰力発生機構８１に油が流れることによって、
ロッド６５の動きが抑制される。このためこの懸架装置
６０は、ガスばねとしての機能とショックアブソーバと
しての機能を発揮できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、自己シール手段を内蔵しているアキュ
ムレータにおいて、自己シール手段が閉弁状態にある時
、ポンプ等によって加圧された液がハウジングに導入さ
れた際に弾性シール材が瞬時に相手面から離れることが
できるため、自己シール手段の閉弁状態から開弁状態へ
の移行がきわめてスムーズに行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるアキュムレータを示す
縦断面図、第２図は第１図に示されたアキュムレータに
ガスを供給する時の様子を示す断面図、第３図は第１図
中の自己シール手段が閉じた状態の拡大断面図、第４図
ないし第７図は本発明の互いに異なる他の実施例を示す
自己シール手段のそれぞれ断面図、第８図は本発明の更
に別の実施例を示すアキュムレータの断面図、第９図は
第８図に示されたアキュムレータにガスを封入する時の
様子を示す断面図、第１０図は更に本発明の別の実施例
を示す断面図、第１１図は従来のアキュムレータの断面
図である。 １０・・・アキュムレータ、１５・・・ハウジング、１
８・・・流通口、３０・・・金属ベローズ、３１・・ベ
ローズボディ、３２・・・ベローズ端板、３５・・・弾
性シール材、３６・・・支持座、３７・・・自己シール
手段、４１・・・液室、４５・・・気室、５５・・・液
ガイド部、５８・・・隙間（液室の一部）、６０・・・
車両用懸架装置（アキュムレータ）　８５・・ハウジン
グ、８６・・・液室、８７・・・気室、９３・・・流通
口。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　中空のハウジングと、このハウジングの内部に
   収容され一端がハウジング側に固定されるとともに他端
   側がハウジングの軸線方向に伸縮自在な金属製のベロー
   ズボディおよびこのベローズボディの上記他端を閉塞す
   るベローズ端板とを有する金属ベローズと、このベロー
   ズの内面側または外面側のいずれか一方に位置していて
   液が満たされる液室と、他方側に位置していて圧縮され
   たガスが封入される気室と、上記液室に連通しかつベロ
   ーズ端板と対向する位置に設けられていて上記ベローズ
   の伸縮に伴って上記液室内の液が出入りする流通口と、
   この流通口の周りにある支持座を有していて上記気室に
   供給されたガスの圧力によって上記流通口が閉じる閉弁
   位置まで上記ベローズが撓んだ時にベローズの上記液室
   側に液を閉込める自己シール手段とを具備したアキュム
   レータであって、 上記自己シール手段は上記支持座とベローズ端板との相
   互対向部の少なくともいずれか一方に設けられたゴム状
   弾性体からなる弾性シール材を備えているとともに、こ
   の弾性シール材とこのシール材が対向する相手面との相
   互対向部には、上記自己シール手段が閉弁状態にある時
   に上記流通口に導入される加圧された液が上記弾性シー
   ル材と相手面との接触部の間に入り込むことを促進する
   形状の液ガイド部が設けられていることを特徴とするア
   キュムレータ。
2. （２）上記弾性シール材は平面視において円形をなして
   おり、この弾性シール材と相手面とが接する円環状の部
   分における内径をＡ，外径をＢとした時、Ｂ／Ａが１．
   ５から７．０の間となるようにＡ，Ｂの値を定めた請求
   項１記載のアキュムレータ。