JPH0673401U - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】平衡室にガスのみを封入することにより伴う問
題を解消して、低コスト化及び耐久性の向上に貢献し得
るアキュムレータを提供する。 【構成】中空室１ａをもつシェル１と、周縁部２１がシ
ェル１に固定され、中空室１ａ内を平衡室３０と油圧回
路に接続される作動室３１とに仕切り、平衡室３０と作
動室３１との差圧に応じて弾性変形する膜状のダイヤフ
ラム２とを有するアキュムレータにおいて、平衡室３０
には、軟質樹脂多孔質体４が充填されている。軟質樹脂
多孔質体４は、樹脂自体のゴム状弾性による弾性反力
と、収縮された気泡部内のガス圧による反力とにより、
作動室３１内の圧力と対抗する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は蓄圧機能や脈動吸収機能をもつアキュムレータに関する。このアキュ ムレータは例えば自動車、産業車両の油圧機器に利用できる。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、油圧機器の脈動吸収装置としてアキュムレータが用いられている。 このアキュムレータは、例えば図４に示すように、鋼板のプレス加工により形成 されたほぼ球状をなすシェル８０１と、膜状のダイヤフラム９００とをもつもの が知られている。ダイヤフラム９００の周縁部９０２は係合リング８０５とシェ ル８０１とで挟持され、これによりシェル８０１の中空室８００は平衡室として のガス室８０２と作動室としての油室８０３とに仕切られている。ここで、ガス 室８０２に窒素等のガスが封入されている。

【０００３】 上記したアキュムレータでは、油圧機器等の油圧回路に接続された油室８０３ の圧力が脈動により増大すると、これに応じてダイヤフラム９００が弾性変形す る。つまり、上記脈動により、油室８０３の圧力がガス室８０２の圧力よりも増 すと、油室８０３の容積を大きくガス室８０２の容積を小さくするようにダイヤ フラム９００が弾性変形し、これにより油圧の脈動を吸収することができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来のアキュムレータでは、ガス室８０２内の窒素ガスがダイヤフラム９ ００を透過して油室８０３に進入し、これによりガス室８０２内の圧力が低下し て、アキュムレータとしての機能を果たさなくなったり、油圧機器の油中に窒素 ガスが気泡として混入したりする不都合がある。このため、ダイヤフラム９００ は、ガス不透過性を高めるために、図５に示すように、最外層のゴム層９０３、 ９０４の間にガス透過性の樹脂フィルム層９０５が挟持された構造とする等の工 夫がなされている。このような多層構造のダイヤフラム９００は高価であり、ま た樹脂がゴムに比べて伸縮性に劣ることからダイヤフラム９００の耐久性が低下 するといった問題がある。

【０００５】 本考案は上記実情に鑑みてなされたものであり、平衡室にガスを封入して、こ のガス圧のみによって作動室との圧力と平衡させることにより伴う上記種々の問 題を解消して、低コスト化及び耐久性向上に貢献し得るアキュムレータを提供す ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決する本考案のアキュムレータは、中空室をもつシェルと、周縁 部が該シェルに固定され、該中空室内を平衡室と油圧回路に接続される作動室と に仕切り、該作動室と該平衡室との差圧に応じて弾性変形する膜状のダイヤフラ ムとを有するアキュムレータにおいて、前記平衡室には、軟質樹脂多孔質体が充 填されていることを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

本考案のアキュムレータでは、油圧機器等の油圧回路に接続された作動室の圧 力が変動して、作動室の圧力が平衡室の圧力よりも増すと、これに応じて作動室 の容積を大きく、かつ、平衡室の容積を小さくするようにダイヤフラムが弾性変 形する。このとき、平衡室に充填する軟質樹脂多孔質体は、それ自体の発泡倍率 に応じた圧縮性を示すので、樹脂自体のゴム状弾性による弾性変形を伴いながら 軟質樹脂多孔質体に内在、分散する気泡部が収縮され、全体として圧縮される。 そして、油圧回路に接続された作動室の圧力が平衡室の圧力よりも小さくなれば 、各室の容積が元に戻るようにダイヤフラムが弾性復元する。このとき、平衡室 に充填された軟質樹脂多孔質体も、樹脂自体の弾性反力と収縮された気泡部のガ ス圧の反力とにより、収縮された気泡部を復元しながら全体として復元する。こ れにより、本考案のアキュムレータは、油圧回路における脈動吸収作用や蓄圧作 用を果たす。

【０００８】 このように本考案のアキュムレータは、平衡室に窒素ガス等を封入する代わり に軟質樹脂多孔質体を充填したものである。この軟質樹脂多孔質体中には、多数 の独立した気泡部にガスが封入されていたり、あるいは連続した気泡部にガスが 充填されている。ここで、軟質樹脂多孔質体において、連続した気泡部にあるガ スは、ダイヤフラムがガスバリヤ層を埋設していないと、ダイヤフラムを透過し て作動室へ進入することがあるが、この場合でも軟質樹脂多孔質体の樹脂自体の ゴム状弾性による弾性反発力が作動室の圧力と対抗する。このため、上記のよう に連続した気泡部に充填されたガスがたとえ作動室へ進入したとしても、特に低 荷重域においては、良好にアキュムレータとしての機能を果たす。一方、独立し た気泡部に封入されたガスが、軟質樹脂多孔質体の外部に放出されるは困難で長 時間を要する。このため、平衡室中のガスがダイヤフラムを透過して作動室へ進 入することが抑制される。したがって、軟質樹脂多孔質体として多数の独立した 気泡部を有するものを用いれば、平衡室中の圧力を長期にわたって維持すること が可能となり、特に高荷重域で使用されるアキュムレータとして好適に利用する ことができる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案のアキュムレータの実施例を説明する。 （実施例１） 本実施例のアキュムレータは、油圧脈動吸収用に用いるものである。中空室１ ａをもつシェル１は、溶接で連結された上シェル１０と下シェル１２とからなる 。上シェル１０は「おわんのふたに近似した形状」をなしており、下シェル１２ は「おわんに近似した形状」をなしている。上シェル１０の天井部には注入孔１ ７が形成され、注入孔１７はプラグ１８で閉止されている。下シェル１２には油 ポート１９ａをもつ筒体１９が溶接で固定されている。

【００１０】 ダイヤフラム２はゴム単体よりなり、広面積の膜部２０と周縁部２１とからな る。ダイヤフラム２の周縁部２１は係合リング１５と下シェル１２とで挟持され て固定されている。これによりダイヤフラム２は、中空室１ａ内を上側の平衡室 ３０と下側の作動室としての油室３１とに仕切る。なお、膜部２０の中央部には ポペット２２が埋設されている。

【００１１】 平衡室３０内には、軟質樹脂多孔質体４が充填されている。この軟質樹脂多孔 質体４は、上シェル１０の内周面との接触面は非接着状態とされ、ダイヤフラム ２との接触面は接着状態とされている。軟質樹脂多孔質体として、軟質発泡ウレ タンを用いている。この軟質発泡ウレタンはポリエステル系のもので、その密度 は０．０８ｇ／ｃｍ³ 、発泡倍率は１０倍のものである。そして、この軟質樹脂 多孔質体４を圧縮した際の荷重反力は１〜３ｋｇｆ／ｃｍ² とされている。なお 、この軟質樹脂多孔質体４は、独立した気泡部を多数有するものである。

【００１２】 本実施例のアキュムレータは以下のように製造することができる。まず、上シ ェル１０及び下シェル１２をプレス加工により形成し、係合リング１５を介して 下シェル１２にダイヤフラム２をかしめ固定する。このダイヤフラム２の上面全 面に接着剤を塗布したあと、下シェル１２と上シェル１０とを電子ビーム溶接に より接合する。そして、上シェル１０の注入孔１７から、ポリオール成分、触媒 、発泡剤、シリコン系界面活性剤、及びイソシアネートを混合したものを所定量 注入した後、注入孔１７をプラグ１８により閉止して、本実施例のアキュムレー タを完成する。

【００１３】 このアキュムレータの使用の際には油ポート１９ａを油圧回路に接続する。油 圧回路中の脈動により、油室３１の圧力が増すと、これに応じて油室３１の容積 を大きく、かつ平衡室３０の容積を小さくするようにダイヤフラム２が弾性変形 する。このとき、平衡室３０に充填された軟質樹脂多孔質体４は、それ自体の発 泡倍率に応じた圧縮性を示すので、樹脂自体のゴム状弾性による弾性変形を伴い ながら軟質樹脂多孔質体４に内在、分散する気泡部が収縮され、全体として圧縮 される。そして、油圧回路に接続された油室３１の圧力が平衡室３０の圧力より も小さくなれば、各室の容積が元に戻るようにダイヤフラム２が弾性復元する。 このとき、平衡室３０に充填された軟質樹脂多孔質体４も、樹脂自体の弾性反力 と収縮された気泡部のガス圧の反力とにより、収縮された気泡部を復元しながら 全体として復元する。これにより本実施例のアキュムレータは、油圧回路におけ る脈動吸収作用を良好に果たす。

【００１４】 また、本実施例のアキュムレータでは、軟質樹脂多孔質体４がダイヤフラム２ に接着されているので、平衡室３０が元の容積に戻るようにダイヤフラム２が弾 性復元し、これに応じて平衡室３０に充填された軟質樹脂多孔質体４が復元する 際、ダイヤフラム２の弾性復元力の助長により軟質樹脂多孔質体４の応答性が向 上する。

【００１５】 そして、本実施例のアキュムレータは、平衡室３０に窒素ガス等を封入する代 わりに軟質樹脂多孔質体４を充填したものである。この軟質樹脂多孔質体４中に は、独立した多数の気泡部内にガスが封入されている。この独立した気泡部内に 封入されたガスが軟質樹脂多孔質体４の外部に放出されることは、困難で長時間 を要する。このため、平衡室３０中のガスがダイヤフラム２を透過して油室３１ へ進入することが抑制される。

【００１６】 したがって、本実施例のアキュムレータは、平衡室３０内の圧力を長期にわた って維持することが可能であり、耐久性が向上する。また、油室３１の油中にガ スが気泡として混入する不都合を回避することができる。さらにダイヤフラム２ として樹脂よりなるガスバリヤ層を埋設することなく、平衡室３０から作動室３ １へのガスの進入を効果的に抑制することができるので、ダイヤフラム２の低コ スト化及び耐久性向上に貢献し得る。

【００１７】 （評価） 上記本実施例のアキュムレータについて、ポンプ、パワーステアリングホース 、ラックアンドピニオン、リターンホース、及びタンクが順に配設された循環油 圧回路中における脈動吸収効果を評価した。これは、上記循環油圧回路のポンプ とパワーステアリングホースとの間に本実施例のアキュムレータとセンサーを設 置し、ポンプ回転数が７００ｒｐｍの時の負荷圧力が５ｋｇｆ／ｃｍ² となる条 件で調べた。その結果を、アキュムレータを設置しなかった場合の結果とともに 図２に示す。なお、図２中、実線が本実施例のアキュムレータを設置した場合の 結果を示し、点線が本実施例のアキュムレータを設置しなかった場合の結果を示 す。

【００１８】 図２からも明らかなように、本実施例のアキュムレータは、油圧回路中の脈動 吸収作用を良好に果たすことがわかる。 （実施例２） 図３に示す本実施例２のアキュムレータは、上記実施例１のアキュムレータに おいて、軟質樹脂多孔質体４中にコイルスプリング５を埋設したもので、その他 の構成は上記実施例１と同様である。このコイルスプリング５は、上シェル１０ の天井部の内周面に一端が固定され、他端側の自由端に押圧板５１が固定されて いる。

【００１９】 本実施例２のアキュムレータも上記実施例１と同様に良好な脈動吸収作用を果 たす。そして、本実施例２のアキュムレータでは、平衡室３０が元の容積に戻る ようにダイヤフラム２が弾性復元し、これに応じて平衡室３０に充填された軟質 樹脂多孔質体４が復元する際、ダイヤフラム２の弾性復元力とともにコイルスプ リング５の弾性復元力が軟質樹脂多孔質体４に作用するので、軟質樹脂多孔質体 ４の応答性がさらに向上する。

【００２０】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案のアキュムレータは、平衡室に窒素ガス等を封入す る代わりに軟質樹脂多孔質体を充填したものである。この軟質樹脂多孔質体とし て、連続した気泡部を多数有するものを用いた場合は、たとえ該気泡部内のガス がダイヤフラムを介して作動室へ進入することにより平衡室内の圧力が低下して も、軟質樹脂多孔質体を構成する樹脂自体がもつゴム状弾性による弾性反発力に より、特に低荷重域におけるアキュムレータとして良好に機能を果たすことがで きる。

【００２１】 一方軟質樹脂多孔質体として、独立した気泡部を多数有するものを用いた場合 は、該気泡部内のガスが軟質樹脂多孔質体の外部に放出され難いことから、平衡 室内の圧力を長期にわたって維持することができ、特に高荷重域におけるアキュ ムレータとして長期にわたって良好に機能を果たすことができる。また、ダイヤ フラムとして樹脂よりなるガスバリヤ層を埋設することなく、平衡室から作動室 へのガスの進入を効果的に抑制することができるので、ダイヤフラムの低コスト 化及び耐久性向上に貢献し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例１のアキュムレータの右半分を断面に
して示す正面図である。

【図２】本実施例１に係るアキュムレータの脈動吸収の
評価結果を示す線図である。

【図３】本実施例２のアキュムレータの右半分を断面に
して示す正面図である。

【図４】従来のアキュムレータの右半分を断面にして示
す正面図である。

【図５】従来のアキュムレータのダイヤフラムを示す拡
大断面図である。

【符号の説明】

１はシェル、１０は上シェル、１２は下シェル、２はダ
イヤフラム、２０は膜部、２１は周縁部、４は軟質樹脂
多孔質体である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中空室をもつシェルと、周縁部が該シェル
   に固定され、該中空室内を平衡室と油圧回路に接続され
   る作動室とに仕切り、該作動室と該平衡室との差圧に応
   じて弾性変形する膜状のダイヤフラムとを有するアキュ
   ムレータにおいて、 前記平衡室には、軟質樹脂多孔質体が充填されているこ
   とを特徴とするアキュムレータ。