JPH0728202U - ピストン型アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体室１０Ａの流体圧力の変化が流体室１０
Ａ側のウエアリング４０の切断部隙間を介してピストン
２０の外周のシール部へ伝播されることによるシール部
材３０の耐久性の低下を防止する。 【構成】 シール部材３０の流体室１０Ａ側に位置する
ウエアリング４０が軸方向に複数の分割リング４１，４
２に分割され、この分割リング４１，４２の切断部４１
ａ，４２ａが互いに円周方向異なる位置に形成されるこ
とによって、切断部４１ａ，４２ａによる圧力伝播経路
を遮断する。また、好ましくは、ウエアリング４０の分
割面は、この分割面において衝合された分割リング４
１，４２の軸方向幅が円周方向不均一となる形状とする
ことによって、切断部４１ａ，４２ａを互いに異なる円
周方向位置に保持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、油圧等の圧力機器において、圧力を一時的に貯蔵したり、あるいは 圧力ラインに生じる脈動を吸収して平滑化するといった、圧力制御に用いられる ピストン型のアキュムレータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種のピストン型アキュムレータの典型的な従来例としては、図５に示すよ うに、軸方向両端にボトムカバー１０１及びヘッドカバー１０２が封着されたシ リンダ１００の内周空間に、この内周空間をボトムカバー１０１側の流体室１０ ０Ａとヘッドカバー１０２側のガス室１００Ｂとに画成するピストン１０３が軸 方向移動自在に配置された構造を有するものがある。流体室１００Ａは、ボトム カバー１０１に開設された導圧孔１０１ａを通じて油圧等の圧力ライン（図示省 略）に連通される一方、ガス室１００Ｂには、ヘッドカバー１０２に開設された 封入口１０２ａからクッションガス（例えば窒素ガスなど）が封入される。封入 口１０２ａは、クッションガスの封入後、プラグ１０４で密閉される。

【０００３】 すなわちこのピストン型アキュムレータは、圧力ライン側から流体室１００Ａ に導入される流体の圧力上昇時には、ピストン１０３がガス室１００Ｂを圧縮す ると共に流体室１００Ａを膨張させる方向に移動することによって上昇圧力を貯 蔵し、ライン圧の降下時に、ピストン１０３が流体室１００Ａ側へ向けて移動す ることによって、貯蔵圧力を放出するものである。このため、例えば圧力の蓄積 による補助エネルギ源や、流体の熱膨張や収縮による圧力変化を吸収してシステ ム内の圧力補償を行う手段や、あるいは流体の脈圧やサージ圧を吸収する手段な ど、種々の用途に利用される。

【０００４】 ピストン１０３の外周面には、エンドレスの円周溝１０３ａ〜１０３ｄが形成 されており、このうち内側の円周溝１０３ａ，１０３ｂには、それぞれ両側を一 対のバックアップリング１０６，１０７に挟み込まれ、シリンダ１００の内周面 と密封的に摺接することによって流体室１００Ａとガス室１００Ｂとの間を遮断 するシール部材としてのＯリング１０５が装着されている。またその外側の円周 溝１０３ｃ，１０３ｄには、シリンダ１００の内周面に摺接することによってピ ストン１０３に対する軸受機能を奏し、Ｏリング１０５の耐久性を向上させるた めのウエアリング１０８がそれぞれ装着されている。

【０００５】 ウエアリング１０８は摺動性に優れた合成樹脂材料からなるものであって、円 周方向一か所で切断されており、その切断部Ｃの形状としては、図６（Ａ）に示 すように、円周方向に対して直角な方向に切断されたストレートカットや、同（ Ｂ）に示すように、円周方向に対して非直角な方向に切断されたバイアスカット などが一般的である。また、切断部Ｃには、温度上昇時のウエアリング１０８の 体積膨張を考慮して、常温時に適当な隙間δが形成されるようになっている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来例によれば、次のような問題が指摘される。 すなわち、常温もしくはそれほど温度が高くない条件下では、ウエアリング１ ０８の切断部Ｃに隙間δが存在する状態でピストン１０３が動作されることにな る。この場合、流体室１００Ａにおける圧力変化が緩慢である限りは、さほどの 問題はないが、サージ圧のような急激な圧力変化や、流体室１００Ａへの流体の 流入速度の急上昇があると、ピストン１０３は、その慣性や、シリンダ１００の 内周面に対するＯリング１０５及びウエアリング１０８の摩擦抵抗によって、あ る程度の動作の遅れが生じるため、流体室１００Ａの流体圧力が瞬間的に大きく なる。したがって、その圧力衝撃が流体室１００Ａ側のウエアリング１０５の切 断部隙間δを介してＯリング１０５に伝播され、その結果、Ｏリング１０５の耐 久性が低下してしまうのである。

【０００７】 本考案は、上記のような事情のもとになされたもので、その技術的課題とする ところは、流体室の流体圧力の変化が流体室側のウエアリングの切断部隙間を介 してピストン外周のシール部へ伝播されることによるシール部材の耐久性の低下 を防止することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上述した技術的課題は、本考案によって有効に解決することができる。 すなわち本考案に係るピストン型アキュムレータは、ピストンの外周面の円周 溝に装着されたウエアリングのうち、少なくとも前記シール部材の流体室側に位 置するウエアリングが軸方向に複数の分割リングに分割され、これら各分割リン グの円周方向一か所に形成された切断部が、互いに円周方向異なる位置にあるこ とを特徴とするものである。 また、この場合一層好ましくは、前記ウエアリングの分割面は、この分割面で 衝合された分割リングの軸方向幅が円周方向不均一となる形状に形成される。

【０００９】

【作用】

ピストンの軸受部となるウエアリングは、その各分割リングの円周方向一か所 に形成された切断部が互いに円周方向異なる位置となるように、分割面同士で互 いに衝合された状態で組み合わされ、ピストンの外周面の円周溝に装着される。 すなわち、この装着状態において、各分割リングの切断部に形成される隙間は、 軸方向に互いに不連続であり、互いに衝合された分割面で堰き止められた状態に なっている。このため、流体室の流体の圧力が急激に変化しても、切断部隙間を 介してのシール部材への圧力伝播が有効に防止される。

【００１０】 ウエアリングの分割面を、分割リングの軸方向幅が円周方向不均一となる形状 としたものにあっては、各分割リングの相対回転が有効に阻止されるため、ピス トンの作動に伴って各分割リングに回転方向の力が作用しても、各分割リングの 切断部の円周方向位置が相対的に変位することがない。したがって、分割面にお ける各切断部の隙間の不連続状態が維持され、軸方向に連続した圧力伝播経路が 形成されることがない。この場合の分割面の具体的な形状としては、例えば軸心 と非直角な傾斜面や、軸方向に起伏した波状面などが考えられる。

【００１１】

【実施例】

図１は、本考案に係るピストン型アキュムレータの第一実施例を示すもので、 参照符号１０はシリンダ、２０はシリンダ１０の内周に軸方向移動自在に配置さ れてその内周空間を流体室１０Ａとガス室１０Ｂとに画成するピストンである。 ピストン２０の外周面には、円周方向に連続した円周溝２１〜２４が形成されて おり、このうち内側の円周溝２１，２２には、それぞれ両側を一対のバックアッ プリング３１，３２に挟み込まれ、シリンダ１０の内周面と密封的に摺接するシ ール部材として、Ｏリング３０が装着されている。またその外側の円周溝２３， ２４には、シリンダ１０の内周面に摺接することによってピストン２０に対する 軸受機能を奏するウエアリング４０がそれぞれ装着されている。

【００１２】 ウエアリング４０は摺動性に優れた合成樹脂材料からなるものであって、図２ （Ａ）に示すように、軸方向に二つの分割リング４１，４２に分割されている。 この分割リング４１，４２は、互いに円周方向異なる位置にそれぞれ一つの切断 部４１ａ，４２ａを有する。この切断部４１ａ，４２ａは、円周方向に対してほ ぼ直角な方向、すなわちほぼ軸方向に延在されている。

【００１３】 ウエアリング４０の分割面（分割リング４１，４２の衝合面）４１ｂ，４２ｂ は、軸心に対して非直角な面で切断された互いに対応する傾斜形状に形成されて おり、すなわち、分割リング４１，４２の軸方向幅は、円周方向に漸次変化して いる。そして、図２（Ｂ）に示すように、切断部４１ａ，４２ａが互いに円周方 向１８０°異なる位置となるように分割面４１ｂ，４２ｂを衝合させることによ って、ウエアリング４０の軸方向両端面（分割面４１ｂ，４２ｂと背反する面） ４１ｃ，４２ｃが互いに平行になり、この状態でピストン２０の外周面の円周溝 ２３，２４に装着される。

【００１４】 ピストン２０の円周溝２３，２４に装着されたウエアリング４０の各分割リン グ４１，４２の切断部４１ａ，４２ａには、常温時において、適当な隙間が形成 されるようになっている。これは、先の従来技術において述べたように、温度上 昇時のウエアリング４０（分割リング４１，４２）熱膨張を考慮したことによる ものである。この隙間は、図２（Ｂ）に明瞭に示されるように、ウエアリング４ ０の軸方向両端面４１ｃ，４２ｃ側では開放されているが、１８０°異なる位置 にあるため、分割面４１ｂ，４２ｂ側では、互いに衝合されたこの分割面４１ｂ ，４２ｂによって閉鎖されており、互いに不連続となっている。

【００１５】 この実施例のピストン型アキュムレータによれば、常温もしくはそれほど温度 が高くない条件下では、流体室１０Ａの流体圧力の変化に伴うピストン２０の軸 方向移動は、ウエアリング４０における各分割リング４１，４２の切断部４１ａ ，４２ａに隙間が存在する状態で行われる。したがって、流体室１０Ａの流体圧 力が急激に上昇した場合、これによる圧力衝撃は、ピストン２０の流体室１０Ａ 側の面に作用すると同時に、ピストン２０の外周面における流体室１０Ａ側の端 部と、シリンダ１０の内周面との間を通じて、ピストン２０の外周面における最 も流体室１０Ａ寄りの円周溝２３に装着されたウエアリング４０のうち、図１の 装着状態において流体室１０Ａ側に位置する分割リング４１の切断部４１ａによ る隙間内に及ぶ。

【００１６】 ところが、流体室１０Ａ側に開放されたこの切断部４１ａの隙間は、分割リン グ４１の分割面４１ｂ側の端部が他方の分割リング４２の分割面４２ｂによって 閉鎖されていて、この分割リング４２の切断部４２ａによる隙間とは不連続であ り、しかも、言うまでもなく、この隙間の外周側及び内周側はシリンダ１０の内 周面とピストン２０の円周溝２３の底面とで閉鎖されているのであるから、ここ でＯリング３０側への圧力衝撃の伝播が有効に遮断される。このため、Ｏリング ３０が、流体室１０Ａの急激な圧力変化による衝撃を受けることがない。

【００１７】 また、ピストン２０の作動に伴って各分割リング４１，４２に回転方向の力が 作用しても、この分割リング４１，４２同士が相対的に回転することはない。こ れは、互いに衝合された分割面４１ｂ，４２ｂは、軸心に対して非直角な傾斜形 状に形成されているため、分割リング４１，４２同士が相対的に回転させようと すると、ウエアリング４０の軸方向幅は、円周方向一部が増大するように変化す るが、円周溝２３の一端に押し付けられるウエアリング４０は、このような軸方 向幅の変化が規制されるからである。したがって、分割リング４１，４２同士が 徐々に相対回転することによって切断部４１ａ，４２ａの隙間が円周方向に重な り合うようなことがなく、軸方向に連続した圧力伝播経路の形成が確実に防止さ れる。

【００１８】 また、この実施例においては、Ｏリング３０のガス室１０Ｂ側のウエアリング ４０、すなわちピストン２０の外周面における最もガス室１０Ｂ寄りの円周溝２ ４に装着されたウエアリング４０も、上記と同一の構成としたため、ピストン２ ０が急速に移動した時のガス室１０Ｂの封入ガス圧の急激な変化がＯリング３０ に作用するのを有効に防止することができる。

【００１９】 次に、図３は、本考案に係るピストン型アキュムレータの第二実施例を示すも のである。すなわちこの実施例において、上述の第一実施例と異なる点は、ウエ アリング４０を構成する分割リング４１，４２が、軸方向に反復的に起伏した波 状の分割面４１ｄ，４２ｄにおいて互いに衝合されることにある。

【００２０】 各分割リング４１，４２の切断部４１ａ，４２ａは、図４に示すように、好ま しくは双方とも、波状分割面４１ｄ，４２ｄによって分割リング４１，４２の軸 方向幅が広くなっている部分に形成するか、もしくは双方とも分割リング４１， ４２の軸方向幅が狭くなっている部分に形成される。これは、分割面４１ｄ，４ ２ｄはその凸部と凹部同士で衝合されるため、切断部４１ａ，４２ａの円周方向 の位置を考慮せずに分割リング４１，４２を組み合わせた場合でも、この切断部 ４１ａ，４２ａ同士が軸方向に重なり合うことはなく、連続した圧力伝播経路の 形成が確実に防止されるからである。

【００２１】 この実施例においても、第一実施例と同様、分割リング４１の切断部４１ａに よる隙間と、分割リング４２の切断部４２ａによる隙間が、円周方向に異なる位 置にあり、互いに衝合される分割面４１ｄ，４２ｄによって不連続になっている ため、Ｏリング３０側への圧力衝撃の伝播が有効に遮断される。また、分割リン グ４１，４２の相対回転は、波状分割面４１ｄ，４２ｄが互いに嵌合状態に衝合 されることによって防止される。

【００２２】 なお、上述の実施例はいずれも、流体室１０Ａ側及びガス室１０Ｂ側の双方の ウエアリング４０を分割リング４１，４２に分割した構造としたが、流体室１０ Ａ側のウエアリング４０のみを図示の分割構造としても良い。また、互いに衝合 される分割面の形状も、分割リング４１，４２の相対回転を阻止可能であれば良 く、種々の変更が可能である。

【００２３】

【考案の効果】

本考案に係るピストン型アキュムレータによれば、ピストンの軸受部となるウ エアリングが複数の分割リングが衝合されたものであり、各分割リングの切断部 が互いに円周方向異なる位置にあって、この切断部に形成される隙間は軸方向に 互いに不連続となっているため、流体室の流体の圧力が急激に変化しても、切断 部隙間を介して圧力衝撃が伝播されることによるシール部材の破損や耐久性低下 を有効に防止できる。また、ウエアリングの分割面を、分割リングの軸方向幅が 円周方向不均一となる形状とすることによって、各分割リングの相対的な回転が 阻止され、分割面における各切断部隙間の不連続状態が維持されるので、上記効 果が損なわれない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るピストン型アキュムレータの第一
実施例を示す部分的な断面図である。

【図２】上記第一実施例におけるウエアリングの斜視図
で、（Ａ）は分離状態、（Ｂ）は組み合わせ状態を示す
ものである。

【図３】本考案に係るピストン型アキュムレータの第二
実施例を示す部分的な断面図である。

【図４】上記第二実施例におけるウエアリングの斜視図
で、（Ａ）は分離状態、（Ｂ）は組み合わせ状態を示す
ものである。

【図５】ピストン型アキュムレータの典型的な従来例を
軸心を通る平面で切断した断面図である。

【図６】上記従来例におけるウエアリングの斜視図で、
（Ａ）はストレートカットされたもの、（Ｂ）はバイア
スカットされたものである。

【符号の説明】

１０ シリンダ １０Ａ 流体室 １０Ｂ ガス室 ２０ ピストン ２１〜２４ 円周溝 ３０ Ｏリング（シール部材） ３１，３２ バックアップリング ４０ ウエアリング ４１，４２ 分割リング ４１ａ，４２ａ 切断部 ４１ｂ，４２ｂ，４１ｄ，４２ｄ 分割面 ４１ｃ，４２ｃ 軸方向両端面

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ（１０）と、 このシリンダ（１０）内に軸方向移動自在に配置されシ
   リンダ（１０）の内周空間を圧力ライン側に接続される
   流体室（１０Ａ）及びクッションガスが封入されるガス
   室（１０Ｂ）に画成するピストン（２０）と、 このピストン（２０）の外周面に形成された円周溝（２
   １）〜（２４）に装着され前記シリンダ（１０）の内周
   面と摺接されるシール部材（３０）及びその軸方向両側
   のウエアリング（４０）と、 を備え、 少なくとも前記シール部材（３０）の流体室（１０Ａ）
   側に位置するウエアリング（４０）が軸方向に複数の分
   割リング（４１）（４２）に分割され、これら各分割リ
   ング（４１）（４２）の円周方向一か所に形成された切
   断部（４１ａ）（４２ａ）が、互いに円周方向異なる位
   置にあることを有することを特徴とするピストン型アキ
   ュムレータ。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 ウエアリング（４０）の分割面は、この分割面において
   衝合された分割リング（４１）（４２）の軸方向幅が円
   周方向不均一となる形状に形成されたことを特徴とする
   ピストン型アキュムレータ。