JPS6231701A - アキユムレ−タのブラダ挙動検出装置 - 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〕 本発明はアキュムレータのブラダ挙動検出装置に係り、
詳しくは、流体圧回路に作動流体の緩衝装置として設け
られるアキュムレータの分野において利用され、作動流
体によるブラダの拡縮挙動を検出できるようにしたブラ
ダ挙動検出装置に関するものである。

〔従来技術〕

アキュムレータは、流体圧回路における作動流体の緩衝
をとるために採用され、例えば、油圧モータなどのアク
チュエータにロックが掛かったとき、ポンプなどからの
作動流体を一時的に貯留し、また、そのロックが解放さ
れたときにはポンプからの作動流体の到達を待つまでも
なく、直ちに貯留している流体を導出して、アクチュエ
ータへ補給することができるように機能する。

コノヨウなアキュムレータには、円筒状のシェルに袋を
形成するゴム製のブラダが内蔵され、そのブラダの内部
に例えば２００　ｋｇ／−程度の窒素ガスが封入されて
いる。流体圧回路における圧力３５０ｋｇ／ｃｄ程度の
作動流体が、シェルとブラダとの空間に導入されると、
ブラダが収縮すると共にその内圧が上昇した状態で、作
動流体の緩衝がとられる。逆に、アキュムレータに貯留
された作動流体が導出して完全放出状態になると、その
内圧は２００　ｋｇ／ａＪ程度に戻ると共にブラダは復
元されるのである。

ところで、アクチュエータがロックされた状態にないに
も拘わらず、アキュムレータに作動流体が導入されると
いった異常事態が発生することがある。その場合には、
流体圧回路に何らかの事情で閉塞が生じている訳であり
、ブラダが所定外の時期に収縮することになる。また、
アキュムレータに作動流体が導入されねばならない時期
に、アキュムレータがそのように作動しないことがある
。

その場合には、回路の配管系のいずれかで漏れが発生し
ていたり、各部に設けられた弁頻にトラブルがあったり
、ときにはフ゛ラダ自体にガス漏れの欠陥が生じていた
り、最も甚だしくはブラダ内に所定圧のガスが封入され
ていなかったりするのである。

しかし、現状では、ブラダの拡縮挙動を検出するための
装置が設けられていないので、アキュムレータの挙動を
通じて各種の故障原因を知ることができず、故障の影響
が流体圧回路やそのアクチュエータや弁類などの他の部
分もしくは全体に及んで初めて異常のあったことに気付
くことが多い。

その結果、故障の度合が大きく進展するなどして、その
復旧に多大の時間や手間を要する問題がある。

また、アクチュエータなどで駆動される機械やプラント
設備の円滑な稼働が阻害されることになり、その生産性
が大幅に低下するなどの問題が発生する。

〔発明の目的〕

本発明は上述した問題を解決するためになされたもので
、その目的は、アキュムレータに内蔵されたブラダの拡
縮挙動を検出することにより、その検出信号によって、
アクチュエータ、配管、弁類もしくはアキュムレータな
どに故障が生じたことを逸早（知ることができ、また、
場合によってはその検出信号に基づいて、流体圧回路系
における自動制御をも可能にするアキュムレータのブラ
ダ挙動検出装置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明のアキュムレータのブラダ挙動検出装置の特徴を
、第１図に引用した符号を参照して、以下に説明する。

シェル２にブラダ３が内蔵されたアキュムレータ１であ
って、流体圧回路からアキュムレータｌに導入出する作
動流体によって拡縮するブラダ３の挙動を検出する検出
手段４が、アキュムレータ１内に設けられている。その
検出手段は、光センサ４Ａ、８Ａでありまた近接スイッ
チなどで、ブラダ３の内部やポペット部１１に取り付け
られている。

〔作　　　用〕

アキュムレータ１ヘプラダ３の内圧より高い流体圧力が
作用すると、ポペット９が開いて、作動流体はアキュム
レータ１内に導入される。その作動流体圧によりブラダ
３が収縮し、作動流体量の緩衝が図られる。ブラダ３が
所定以上に収縮すると、検出手段４（４Ａ）の受光部に
ブラダ３の内面で反射された発光部からの光が届き、オ
ン信号が出力される。それにより、ブラダ３がある程度
以上に収縮したことを知らせる。一方、作動流体が導出
され、ブラダ３が復元してポペット９が閉じられると、
検出手段４（８Ａ）はオン信号を出力し、ブラダ３が完
全に復元したことを知らせる。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例を示す図面に基づいて、詳細
に説明する。

第１図に示すアキュムレータ１は、シェル２と、それに
内蔵されたブラダ３、ブラダ３の内部に取り付けられた
検、出手段４から構成される。シェル２は一体物の厚鋼
管や鋳鋼層であり、中央部が円筒形に形成されると共に
、上部や下部は半球形を有するように形成され、上方の
端部２Ａにおいて、それに内蔵されるゴム製の拡縮自在
なブラダ３が取り付けられている。本例では、ブラダ３
のゴム袋３ａに金具３ｂが固着され、それがもう１つの
端部である基部２Ｂの開口から挿入され、シェル２の外
部からねし止めされる。そのブラダ３は、図示しない流
体圧回路からアキュムレータ１に導入出する作動流体に
よって拡縮するようになっている。金具３ｂの内部には
、検出手段４である後述する光センサ４Ａを保持するパ
イプ状の棒体５が装着され、ブラダ３に封入される窒素
ガスやアルゴンガスなどの注入出用の開口や配線用の開
口を形成するための金具３Ｃが、上方に取り付けられて
いる。したがって、ブラダ３であるゴム袋３ａの上部が
シェル２の内面に沿うような状態で、ブラダ３はシェル
２に内蔵される。上述の棒体５は金具３ｃ、３ｂを介し
てシェル２に取り付けられ、ブラダ３内の中心部に突入
していて、その先端でシェル２のほり中央の位置に、光
センサ４Ａが、ジヨイント４ａを介して固着されている
。なお、光センサ４Ａ用の電気配線が棒体５内に挿通さ
れている。

検出手段４である光センサ４Ａは、ブラダ３の拡縮挙動
を、オン・オフ信号などで検出するもので、図示しない
が発光部と、それに隣合った受光部で構成される。その
発光部から発せられる光は、その光束が拡がり傾向を有
しかつ比較的微弱な光量のものが採用される。そのため
、ブラダ３の完全な拡大後または実線で示す拡大中もし
くは収縮中のブラダ３では、受光部に反射光が届かず、
検出手段４からオン信号が出力されることはない。

一方、ブラダ３のゴム袋３ａが二点鎖線で示すように所
定限度まで収縮すれば、受光部はブラダ３の内面からの
反射光を受けてオン信号を出力するようになっている。

上述したシェル２の基部２Ｂには、シェル２内に装着さ
れた部材２ａ、　　２ｂに当接するようにして、導入出
口６が形成されている金具７がねじ止めされ、金具７は
作動流体の配管に接続される一方、金具７には、光セン
サ８Ａの発光部８ｍと受光部８ｎが向き合うようにして
取り付けられている。さらに、金具７の内部に、ガイド
孔７ａを有する筒体７ｂが形成され、筒体７ｂに上述の
導入出口６に連通ずる複数の流通孔７Ｃが設けられてい
る。ガイド孔７ａにはポペット９の軸９ａが摺動自在に
嵌挿され、筒体７ｂとポペット９の間にポペット９を常
時上方に付勢するためのスプリング１０が介装されてい
る。すなわち、検出手段４である光センサ８Ａは、ブラ
ダ３の復元により押圧されて変位するポペット部１１に
も取り付けられているのである。なお、ポペット９は、
ゴム袋３ａの下方外面で下方向に押圧されない限り、導
入出口６を開状態に維持する。

このような構成のブラダ挙動検出装置によれば、以下の
ようにしてブラダ３の拡縮挙動を検出することができる
。

第１図に示すアキュムレータ１では、金具３ｃの注入出
口からブラダ３の内部に、不活性ガスである窒素ガスや
アルゴンガスが注入され、ゴム袋３ａは内圧２００　ｋ
ｇ／ｃｄに保持されると共に拡大され、その外面がシェ
ル２の内面に張り付き、下方外面がポペット９を押圧す
る。そのポペット９はスプリング１０の弾発力に抗して
下降し、その先端部９ｂが発光部８ｍの位置に下った状
態となる。

その結果、光が遮られるので、受光部８ｎは受光できず
、検出手段４はオフ信号を出力することになる。したが
って、ブラダ３がシェル２内に最大限に拡大されたこと
が検出されると共に導入出口６が閉止され、作業者はア
キュムレータ内に作動流体が貯留されていないことを知
る。一方、前述した光センサ４Ａの発光部は常時光を発
射しているが、光の拡散と減衰で反射光は受光部に届か
ず、オフ信号が出力される。

アキュムレータ１が設置されている図示しない流体圧回
路において、アクチュエータがロックされたり、配管系
に閉塞があったりして、ポンプなどからの３５０ｋｇ／
−の作動流体がアキュムレータ１に作用すると、ポペッ
ト９が上昇して流通孔７Ｃおよび導入出口６を経てシェ
ル２とブラダ３の間の空間に作動流体が導入され、ゴム
袋３ａが収縮する。その収縮が進んでブラダ３が二点鎖
線で示すような形状となると、ゴム袋３ａの内面が光セ
ンサ４Ａに近接するので、発光部から発射された光は、
発光部の下方や側方におけるゴム袋３ａの内面で乱反射
され、その反射光が受光部で受けられて、出力がオン信
号に変わる。アクチュエータのロックが解放されるなど
して作動流体が導出されるときにブラダ３が拡大するが
、その際、再度オフ信号に戻る。したがって、検出手段
４はアキュムレータ１における作動流体の導入出に伴っ
て変形するブラダ３の拡縮挙動を確実に検出することが
できる。

なお、検出手段４がブラダ３の挙動を検出するにあたっ
て、ゴム袋３ａが最大限に収縮すると受光部がオン信号
を出力するように設定されたり、ある中間程度の収縮状
態を越えるとオン信号を出力させるように設定すること
ができる。後者によれば、封入ガスの注入忘れ、°ガス
漏れまたはブラダ３の損傷などの発見に役立ち、また、
ブラダ３の挙動を中間的な状態で検出して、流体圧回路
における他の機器類を自動制御するための指標とするこ
とができる。さらには、受光部における受光量の多少に
対応した信号を得るようにすれば、ブラダ３の拡縮の程
度を無段階的に検出することができる。

一方、ポペット部１１の検出手段４にあっては、ブラダ
３が収縮したときオン信号を出し、完全に復元するとオ
フ信号を出力する。これによって、ブラダ３の復元が完
全か否かが確認される。例えば、ガス漏れなどで封入ガ
ス圧が降下していると、検出手段４（８Ａ：１がオフと
ならないので、その欠陥を知ることができる。

第２図は異なる構造の検出装置で、プラダ３内の棒体５
に光センサ４Ａを位置調整可能に内蔵させたものである
。そして、中空の棒体５にはマグネットなどの磁力体２
１を支持した摺動子２２が４外嵌され、その摺動子２２
の変位により、棒体５内の磁性体２３が移動し、その端
面と光センサ４Ａの発光部からの距離が変わるようにな
っている。

すなわち、ブラダ３が収縮すれば、摺動子２２の位置を
拘束している数本の鋼線２４ａからなるエキスパンダ２
４が、ブラダ３の内面で押さえ付けられ、図示よりも曲
がりが少なくなり、摺動子２２が矢印２５方向に移動す
るのである。したがって、ブラダ３の収縮程度により摺
動子２２の移動量が異なることになり、それに引き付け
られるようにして棒体５内を変位する磁性体２３で光の
反射度合が変化し、ブラダ３の変形に応じた信号が発せ
られる。光センサ４Ａを棒体５内で別途移動させれば、
受信レベルを変更することができるなど、信号の取り出
しに柔軟性を持たせたり、信号の一部をカットするよう
なこともできる。この例においては、第１図のものに比
べれば、光センサ４Ａが高圧ガスに接触することなく、
また、電気配線を容易にアキュムレータ１外に取り出す
ことができる利点がある。なお、エキスパンダ２４はゴ
ムリング２４ｂなどで相互の間隔が保持され、ブラダ３
が膨れたときにエキスパンダ２４が復元する際にも追従
できるようになっている。

第３図は真なる実施例で、前述した第１図のものとは、
以下の点で異なる。ブラダ３のゴム袋３ａは外面あるい
は内面に、図示しない分割された薄型の磁力体が貼着さ
れたり、そのゴム材に細分された磁力体が倉入されてい
る。磁力体が有する磁力は、それが後述する近接スイッ
チ１２に極めて近く位置したときに、それがオン信号を
出力するような強さに設定される。また、複数個（図示
は８個）の近接スイッチ１２が、シェル２の上部からほ
り中央に位置するように、棒体５中に装着されていて図
示しないその配線が挿通されている。

一方、基部２Ｂの金具７にも近接スイッチ１３が装着さ
れ、ボペヮト９の軸９ａに磁力体１４が取り付けられ、
近接スイッチ１２と磁力体１４が対となって信号を出力
するようになっている。このような例にあっても、前述
の実施例と全く同様にして、所定の検出がなされる。

第４図はさらに異なる実施例で、端部２Ａにおいて、金
具３ｄ−／Ｊ（シェル２にねし止めされ、その金具３ｄ
内に金具３ｅ、３ｆが挿入され、金具３ｅが金具３ｄに
ねじ止めされることにより、両金具３ｅ、３ｆは固定さ
れる。ポペット１５の軸１５ａが金具３ｆに昇降自在に
挿入される一方、金具３ｆとポペット１５の間にスプリ
ング１６が介在され、常にポペット１５が下降状態を維
持するようになっている。金具３ｆには、ポペット１５
がゴム袋３ａの収縮に伴って押圧され、上昇する際にポ
ペット１５が当接され上昇位置を制限するための弁座３
ｇが設けられている。金具３ｅには、近接スイッチ１７
が装着され、軸１５ａには磁力体１８が取り付けられて
いる。

図中の二点鎖線で示す形状にゴム袋３ａが収縮する場合
のアキュムレータ１にあっては、このような例が適用さ
れる。３５０　ｋｇ／　ｃｒＡの作動流体が貯留された
状態で、ゴム袋３ａはポペット１５を押圧し、ポペット
１５がスプリング１６の弾発力に抗して上昇する。ポペ
ット１５が弁座３ｇに当接した時点で、磁力体１８が近
接スイッチ１７の近傍に位置し、近接スイッチ１’７が
作動してオン信号が発せられ、ブラダ３の完全なる収縮
が検出される。

第５図は近接スイッチ１２が採用された異なる構造の検
出装置で、ブラダ３内の棒体５に近接スイッチ１２を位
置調整可能に内蔵させたものである。そして、中空の棒
体５にはマグネットなどの磁力体２６を支持した摺動子
２７が外嵌され、その摺動子２７の変位により磁力体２
６が移動し、近接した磁力体２６により近接スイッチ１
２がオンするようになっている。すなわち、ブラダ３が
収縮すれば、摺動子２７の位置を拘束しているエキスパ
ンダ２４が、ブラダ３の内面で押さえ付けられ、摺動子
２７が矢印２５方向に移動する。ブラダ３の収縮程度に
より１ｇ動子２７の移動量が異なり、それと共に変位す
る磁力体２６からの磁力を受けて近接スイッチ１２が作
動する。近接スイッチＩ２を棒体５内で別途移動させれ
ば、ブラダ３の収縮状態によってオン信号が出力される
時期を、変更させるなどのことができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上の実施例の詳細な説明から判るように、ア
キュムレータの内部にブラダの拡縮挙動を検出する検出
手段を設けたので、検出手段が出力する信号で、アキュ
ムレータの挙動を逐一探知することができる。その結果
、アキュムレータの故障が未然に防止され、また、配管
系、アクチュエータや弁類など他の機器などにおけるト
ラブルの発生を、アキュムレータを通じて速やかに知る
ことができ、故障の進展を抑制できる。もちろん、その
補修作業などに要する時間や手間も軽減され、機械やプ
ラント設備の稼働効率を高く維持することができる。ま
た、検出手段の出力信号に基づいて、アクチュエータが
備えられた流体圧回路系を自動的に制御することもでき
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のブラダ挙動検出装置が設けられている
アキュムレータの断面図、第２図はブラダ内に光センサ
を設置した場合の他例の断面図、第３図は近接スイッチ
を採用した場合のアキュムレータの縦断面図、第４図°
はその異なる実施例の要部断面図、第５図はブラダ内に
近接スイッチを設置した場合の他例の断面図である。 １−アキュムレータ、２・・・シェル、２　Ａ　一端部
、３−ブラダ、４・＝−検出手段（４Ａ、８Ａ・−・光
センサ、１２，１３．１７−・近接スイッチ）、５−棒
体、１１−ポペット部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）シェルにブラダが内蔵されたアキュムレータにお
   いて、 流体圧回路からアキュムレータに導入出される作動流体
   によって拡縮する前記ブラダの挙動を検出する検出手段
   が、アキュムレータ内に設けられていることを特徴とす
   るアキュムレータのブラダ挙動検出装置。
2. （２）前記検出手段は、シェル端部より前記ブラダ内の
   中心部に突入された棒体に、取り付けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアキュムレータ
   のブラダ挙動検出装置。
3. （３）前記検出手段は、前記ブラダの復元により押圧さ
   れて変位するポペット部に、取り付けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアキュムレータ
   のブラダ挙動検出装置。
4. （４）前記検出手段は、光センサであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載のア
   キュムレータのブラダ挙動検出装置。
5. （５）前記検出手段は、近接スイッチであることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載
   のアキュムレータのブラダ挙動検出装置。