JPH0828501A - アキュムレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】広い圧力範囲で脈動吸収性能が得られるアキュ
ムレータを提供する。 【構成】中空室１ａと中空室１ａと連通する液体作動室
１ｂとを有するシェル１と、シェル１に周縁部が固定さ
れ、中空室１ａを窒素ガスが封入されたガス室２ａと液
体作動室１ｂから流入する作動油により形成される液室
とに仕切る主ダイヤフラム２と、主ダイヤフラム２に装
着され液体作動室１ｂを開閉する剛体製ポペット３と、
ポペット３との間に密閉空間４ａを形成してポペット３
の液体作動室１ｂ側に取付けられた副ダイヤフラム４
と、密閉空間４ａ内に封入されたガス室２ａのガス封入
圧より低圧で圧縮変形する弾性体５とで構成する。ガス
室２ａの窒素ガス封入圧よりも小さいライン圧力での脈
動は、副ダイヤフラム４の変形に伴う弾性体５の圧縮、
膨張作用により吸収し、大きいライン圧力での脈動は、
さらに主ダイヤフラム２の変形に伴う窒素ガスの圧縮、
膨張作用により吸収するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のパワー
ステアリングシステムなどの油圧回路において脈動吸収
用に使用されるアキュムレータに関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、油圧回路において脈動吸収用に
使用されるアキュムレータとして図４に示すものが知ら
れている。このアキュムレータは、中空室１０１ａを有
するシェル１０１と、シェル１０１に周縁部が固定さ
れ、中空室１０１ａを窒素ガスが封入されたガス室１２
１と油ポート１１７ａから流入する作動油により形成さ
れる液室（図４には図示されない。）とに仕切るダイヤ
フラム１０２と、ダイヤフラム１０２に装着され油ポー
ト１１７ａを開閉するポペット１０３とを備えている。

【０００３】このアキュムレータでは、油圧回路に接続
された油ポート１１７ａの圧力が増大すると、これに応
じて油ポート１１７ａを開放しつつダイヤフラム１０２
が変形する。すなわち、油ポート１１７ａの圧力がガス
室１２１の圧力よりも増すと、油ポート１１７ａから中
空室１０１ａに流入する作動油によって形成される液室
の容積を大きくしガス室１２１の容積を小さくするよう
にダイヤフラム１０２が変形する。そして、油ポート１
１７ａの圧力がガス室１２１の圧力よりも小さくなる
と、液室の容積を小さくしガス室１２１の容積を大きく
するようにダイヤフラム１０２が変形し、元の状態に復
帰する。

【０００４】このようにして、油圧回路に生じる脈動の
圧力変化に対応してダイヤフラム１０２が変形するとと
もに、ガス室１２１の窒素ガスが圧縮及び膨張すること
により脈動が吸収される。なお、ガス室１２１に封入さ
れる窒素ガスの封入圧は、通常、油圧回路の圧力の１／
２程度に設定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車のパ
ワーステアリングシステムにおいては、アイドル時の圧
力（１０kgf/cm² 以下）からハンドル据え切り時の圧力
（５０kgf/cm² 以上）までの範囲で脈動吸収性能が要求
される。しかし、上記従来のアキュムレータでは、ガス
室１２１に封入される窒素ガスの封入圧によってのみ脈
動吸収範囲が決まるため、アイドル時の脈動吸収を狙っ
てガス封入圧を低く設定すると、据え切り時の脈動吸収
効果が小さくなり、逆に、据え切り時の脈動吸収を狙っ
てガス封入圧力を高く設定すると、アイドル時の脈動吸
収効果が小さくなるという問題がある。

【０００６】本発明は上記問題に鑑み案出されたもので
あり、広い圧力範囲で大きな脈動吸収性能が得られるア
キュムレータを提供することを解決すべき課題とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のアキュムレータは、中空室と該中空室と連通する液
体作動室とを有するシェルと、該シェルに周縁部が固定
され、前記中空室をガスが封入されたガス室と前記液体
作動室から流入する液体により形成される液室とに仕切
る主ダイヤフラムと、該主ダイヤフラムに装着され前記
液体作動室を開閉する剛体製ポペットと、該ポペットと
の間に密閉空間を形成して前記ポペットの前記液体作動
室側に取付けられた副ダイヤフラムと、前記密閉空間内
に封入された前記ガス室のガス封入圧より低圧で圧縮変
形する弾性体と、から構成されていることを特徴とする
ものである。

【０００８】

【作用】本発明のアキュムレータでは、油圧回路中にガ
ス室のガス封入圧よりも小さい圧力の脈動が発生する
と、その脈動の圧力変化に対応して副ダイヤフラムが変
形し、密閉空間内の弾性体が圧縮及び膨張することによ
り、その脈動が吸収される。また、油圧回路中にガス室
のガス封入圧よりも大きい圧力の脈動が発生すると、そ
の脈動の圧力変化に対応して副ダイヤフラム及び主ダイ
ヤフラムが変形し、密閉空間内の弾性体及びガス室のガ
スが圧縮及び膨張することにより、その脈動が吸収され
る。

【０００９】これにより、低圧の脈動と高圧の脈動との
両方に対応して良好に脈動が吸収され、広い圧力範囲で
の脈動吸収が可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本実施例に係るアキュムレータの断面図であ
り、図２はそのアキュムレータの低圧脈動発生時の作動
状態を示す断面図であり、図３はそのアキュムレータの
高圧脈動発生時の作動状態を示す断面図である。

【００１１】本実施例のアキュムレータは、図１に示す
ように、シェル１と、主ダイヤフラム２と、ポペット３
と、副ダイヤフラム４と、弾性体５とを主要素として構
成されている。シェル１は、有底円筒状で底部中央に連
通孔１１ａを有する中間シェル１１と、中間シェル１１
の上端開口部に溶接で固定された蓋状の上シェル１２
と、有底円筒状で底部中央に円孔１３ａをもち中間シェ
ル１１の連通孔１１ａ周縁部に溶接で固定された下シェ
ル１３とからなる。中間シェル１１と上シェル１２とで
区画される部分には中空室１ａが形成され、下シェル１
３により区画される部分には流体作動室１ｂが形成され
ている。上シェル１１の中央部にはガス注入孔１５が形
成され、ガス注入孔１５はプラグ１６により閉止されて
いる。また、下シェル１３の円孔１３ａ周縁部には、液
体作動室１ｂと連通する油ポート１７ａをもつ筒体１７
が溶接で固定されている。

【００１２】主ダイヤフラム２は、ゴム材により略ドー
ム形状に形成されている。この主ダイヤフラム２は、中
間シェル１１の内面に沿うように配置され、その周縁端
部が中間シェル１１の内面と上シェル１２の周縁部に形
成されたリング状係合部１２ａとで挟持されて固定され
ている。これにより主ダイヤフラム２は、中空室１ａ内
を上側のガス室２ａと下側の液室２ｂ（図１の状態では
形成されていないが、主ダイヤフラム２が変形して液体
作動室１ｂから流入する液体により形成される（図３参
照）。）とに仕切っている。ガス室２ａには、上シェル
１２のガス注入孔１５を介して窒素ガスが封入されてお
り、その封入圧力は目的とする脈動吸収の圧力範囲の高
圧側となるように設定されている。

【００１３】ポペット３は、硬質樹脂あるいは金属によ
り形成されており、中間シェル１１の連通孔１１ａを閉
鎖するように主ダイヤフラム２の中央部外面側に埋設さ
れている。このポペット３は、主ダイヤフラム２の変形
に伴って液体作動室１ｂを開閉する。 副ダイヤフラム
４は、ゴム材によりドーム形状に形成されており、ポペ
ット３との間に密閉空間４ａを形成するようにその周縁
部がポペット３に取付けられている。これにより副ダイ
ヤフラム４は、液体作動室１ｂ内に膨出した状態に配設
されている。

【００１４】弾性体５は、軟質発泡ウレタンで構成さ
れ、ポペット３と副ダイヤフラム４との間に形成された
密閉空間４ａに封入されている。軟質発泡ウレタンは、
ガス室２ａに封入された窒素ガスの封入圧よりも低圧で
圧縮変形し、目的とする脈動吸収圧力範囲の低圧側で効
果を出すように設定されている。以上のように構成され
た本実施例のアキュムレータは、例えば自動車のパワー
ステアリングシステムの油圧回路に油圧ポート１７ａを
接続して好適に使用に供される。

【００１５】そして、アイドリング時等において、油圧
回路中にガス室２ａの窒素ガス封入圧よりも小さい圧力
の脈動が発生した場合には、図２に示すように、脈動に
より油ポート１７ａから液体作動室１ｂに作動油が流入
して液体作動室１ｂの圧力が増大し、これに応じて副ダ
イヤフラム４及び弾性体５が変形する。すなわち、液体
作動室１ｂの圧力が密閉空間４ａ内の弾性体５の変形圧
力よりも増すと、密閉空間４ａの容積を小さくし液体作
動室１ｂの容積を大きくするように副ダイヤフラム４が
変形するとともに弾性体５が圧縮される。

【００１６】逆に、液体作動室１ｂの圧力が密閉空間４
ａ内の弾性体５の変形圧力よりも小さくなると、密閉空
間４ａの容積を大きくし液体作動室１ｂの容積を小さく
するように副ダイヤフラム４が変形し、これにより弾性
体５が膨張して元の状態に復帰する。このようにして、
油圧回路に生じる脈動の圧力変化に対応して副ダイヤフ
ラム４が変形するとともに、密閉空間４ａ内の弾性体５
が圧縮及び膨張することにより、油圧回路に発生するガ
ス室２ａの窒素ガス封入圧よりも小さいライン圧力での
脈動が吸収される。

【００１７】一方、ハンドル据え切り時等において、油
圧回路中にガス室２ａの窒素ガス封入圧よりも大きいラ
イン圧力での脈動が発生した場合には、脈動により油ポ
ート１７ａから液体作動室１ｂに多量の作動油が流入し
て液体作動室１ｂの圧力が大きく増大する。このとき、
初期の段階では、図２に示す場合と同様に、密閉空間４
ａの容積が小さくなるように副ダイヤフラム４が変形し
て弾性体５が圧縮されることにより液体作動室１ｂの増
大圧力が吸収される。

【００１８】そしてさらに、液体作動室１ｂの圧力がガ
ス室２ａの圧力よりも増すと、図３に示すように、ポペ
ット３を押上げて液体作動室１ｂから中空室１ａに作動
油が流入するとともに、流入した作動油によって形成さ
れる液室２ｂの容積を大きくしガス室２ａの容積を小さ
くするように主ダイヤフラム２が変形するとともにガス
室２ａの窒素ガスが圧縮される。逆に、液室２ｂの圧力
がガス室２ａの圧力よりも小さくなると、液室２ｂの容
積を小さくしガス室２ａの容積を大きくするように主ダ
イヤフラム２が変形する。これにより、ガス室２ａの窒
素ガスが膨張するとともに、液室２ｂから液体作動室１
ｂに作動油が流出してポペット３が液体作動室１ｂを閉
鎖する状態となる。その後、液体作動室１ｂの圧力が密
閉空間４ａ内の弾性体５の圧力よりも小さくなると、密
閉空間４ａの容積が大きくなるように副ダイヤフラム４
が弾性変形して弾性体５が膨張し、元の状態に復帰す
る。

【００１９】このようにして、油圧回路に生じる脈動の
圧力変化に対応して副ダイヤフラム４及び主ダイヤフラ
ム２が変形し、密閉空間４ａ内の弾性体５及びガス室２
ａの窒素ガスが圧縮及び膨張することにより、油圧回路
に発生するガス室２ａの窒素ガス封入圧よりも大きい圧
力の脈動が吸収される。以上のように、本実施例のアキ
ュムレータによれば、ガス室２ａの窒素ガス封入圧より
も小さいライン圧力での脈動は、副ダイヤフラム４の変
形に伴う弾性体５の圧縮、膨張作用により吸収し、ガス
室２ａの窒素ガス封入圧よりも大きいライン圧力での脈
動は、さらに主ダイヤフラム２の変形に伴う窒素ガスの
圧縮、膨張作用により吸収するように構成されているた
め、低圧での脈動と高圧での脈動との両方に対応して良
好に脈動を吸収することが可能となり、これにより広い
圧力範囲で脈動を吸収することができる。

【００２０】なお、上記実施例では、密閉空間４ａに封
入される弾性体５として軟質発泡ウレタンを用いたが、
例えば空気、窒素ガス、発泡ゴムなど、ガス室２ａに封
入されるガスの封入圧よりも低圧で圧縮変形するもので
あれば種々のものを選択して用いることができる。これ
ら弾性体は、目的とする低圧側の脈動吸収範囲に応じて
変形圧を設定して密閉空間４ａに封入すればよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明のアキュムレータによれば、中空
室と該中空室と連通する液体作動室とを有するシェル
と、該シェルに周縁部が固定され、前記中空室をガスが
封入されたガス室と前記液体作動室から流入する液体に
より形成される液室とに仕切る主ダイヤフラムと、該主
ダイヤフラムに装着され前記液体作動室を開閉する剛体
製ポペットと、該ポペットとの間に密閉空間を形成して
前記ポペットの前記液体作動室側に取付けられた副ダイ
ヤフラムと、前記密閉空間内に封入された前記ガス室の
ガス封入圧より低圧で圧縮変形する弾性体と、から構成
されているため、低圧での脈動と高圧での脈動との両方
に対応して良好に脈動を吸収することが可能となり、こ
れにより広い圧力範囲で脈動を吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るアキュムレータの断面図
である。

【図２】本発明の実施例に係るアキュムレータの低圧脈
動発生時の作動状態を示す断面図である。

【図３】本発明の実施例に係るアキュムレータの高圧脈
動発生時の作動状態を示す断面図である。

【図４】従来のアキュムレータの断面図である。

【符号の説明】

１…シェル １ａ…中空室 １ｂ…液体作動室
１１…中間シェル １２…上シェル １３…下シェル ２…主ダイヤフ
ラム ２ａ…ガス室 ２ｂ…液室 ３…ポペット ４…
副ダイヤフラム ４ａ…密閉空間 ５…弾性体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空室と該中空室と連通する液体作動室
   とを有するシェルと、 該シェルに周縁部が固定され、前記中空室をガスが封入
   されたガス室と前記液体作動室から流入する液体により
   形成される液室とに仕切る主ダイヤフラムと、 該主ダイヤフラムに装着され前記液体作動室を開閉する
   剛体製ポペットと、 該ポペットとの間に密閉空間を形成して前記ポペットの
   前記液体作動室側に取付けられた副ダイヤフラムと、 前記密閉空間内に封入された前記ガス室のガス封入圧よ
   り低圧で圧縮変形する弾性体と、 から構成されていることを特徴とするアキュムレータ。