(57)【要約】  【課題】液体変動にスムーズに対応できるピストン型アキュムレータを得る。  【解決手段】シリンダ１内が、ピストン３により第１気体室１Ｇと第１液体室１Ｌに仕切られているピストン型アキュムレータにおいて；前記ピストン３は、第２気体室２１Ｇと第２液体室２１Ｇとを隔膜で仕切った隔膜式アキュムレータを備えており、該第２液体２１Ｌは、前記第１液体室１Ｌに連通し、該第２気体室２１Ｇは、チェック弁２５を介して第１気体室１Ｇに連通している。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内が、ピストンにより第１気体室と第１液体室に仕切られているピストン型アキュムレータにおいて；
前記ピストンは、第２気体室と第２液体室とを隔膜で仕切った隔膜式アキュムレータを備えており、
該第２液体は、前記第１液体室に連通し、
該第２気体室は、給気弁を備えていることを特徴とするピストン型アキュムレータ。
【請求項２】
シリンダ内が、ピストンにより第１気体室と第１液体室に仕切られているピストン型アキュムレータにおいて；
前記ピストンは、第２気体室と第２液体室とを隔膜で仕切った隔膜式アキュムレータを備えており、
該第２液体は、前記第１液体室に連通し、
該第２気体室は、チェック弁を介して第１気体室に連通していることを特徴とするピストン型アキュムレータ。
【請求項３】
隔膜式アキュムレータは、ピストン内に設けられた容器部と、該容器部に被着される蓋部と、該蓋部に設けられたチェック弁と、該容器内部を第２気体室と第２液体室に仕切る隔膜と、を備えていることを特徴とする請求項２記載のピストン型アキュムレータ。
【請求項４】
第２液体室は、連通孔を介して第１液体室に連通していることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載のピストン型アキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エネルギーの蓄積、衝撃緩衝、脈動吸収等に用いられる、ピストン型アキュムレータに関するものである。
【０００２】
ピストン型アキュムレータは、シリンダ内がピストンにより気体室と液体室に仕切られているが、前記両室は気密に仕切られていなければならない。そこで、該ピストンには、気密性を確保するためのシール材と、該シール材の片減りを少なくするためのウエアリングが設けられている。
【０００３】
前記シール材やウエアチングは、シリンダの内壁面に圧接しているので、ピストンが摺動するときには、抵抗（初期抵抗）となる。そのため、前記ピストンは、気体室と液体室との圧力差が前記初期抵抗値より大きくならないと、摺動できない。この初期抵抗値を例示すると、ピストンの直径が１３０mmの場合には、０．０６ＭＰa〜０．０８ＭＰaであり、また、前記直径が２２０mmの場合には、０．０５ＭＰa〜０．０７ＭＰaである。
【０００４】
前記の様に、初期抵抗のためピストンが摺動できないとすると、液体は液体室へ出入りできなくなるので、アキュムレータとしての機能が果たせなくなる。
【０００５】
そこで、前記問題を解決するため、次のようなアキュムレータが用いられている（例えば、特許文献１、参照）。
摺動可能に収納されて油室とガス室とを画成するフリーピストンが、軸心部に油室側とガス室側との連通を可能にする連通孔を有するとともに,この連通孔を分離しながら油室における僅かな油圧の変化で伸縮するダイヤフラムを有してなるアキュムレータ。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１１８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、従来例のピストン型アキュムレータのガス容積が１０Ｌ（リットル）で、ガス封入圧力１０ＭＰaとし、ピストンが作動するまでの圧力差を０．０３ＭＰａとする。液体側の圧力上昇で隔膜が変形すると、１０Ｌのガスは、０．０１７Ｌ圧縮されるので、ガス側の圧力は１０．０３ＭＰａとなる。この状態では、ガス側と液体側の圧力が均衡して摩擦抵抗によりピストンは作動できない。
【０００８】
このようにガス圧を隔膜で圧縮できる間は、隔膜が変形しピストンが作動しないが、更に液圧が上昇し該隔膜が押し潰されて連通孔を塞ぐと、該隔膜によるガスの圧縮はできなくなる。そのため、液体側と気体側の圧力差が発生し、この圧力差が０．０３ＭＰａになると、ピストンが作動する。
【０００９】
更に述べると、この隔膜の容積を０．５Ｌとした場合、液体圧力が１１ＭＰａまで上昇すると、前記隔膜が連通孔を塞ぐので、ガス室の圧力も１１ＭＰａまで上昇する。この状態から液圧が更に上昇し、気体側と液体側との圧力差が０．０３ＭＰａになったとき、初めてピストンが作動する。従って、ピストンの作動迄の圧力差が大きくなるので、ピストンは圧力変動に対応してスムーズに摺動することができない。
【００１０】
この発明は、上記事情に鑑み、液圧変動にスムーズに対応できるピストン型アキュムレータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、シリンダ内が、ピストンにより第１気体室と第１液体室に仕切られているピストン型アキュムレータにおいて；
前記ピストンは、第２気体室と第２液体室とを隔膜で仕切った隔膜式アキュムレータを備えており、該第２液体は、前記第１液体室に連通し、該第２気体室は、給気弁を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この発明は、シリンダ内が、ピストンにより第１気体室と第１液体室に仕切られているピストン型アキュムレータにおいて；前記ピストンは、第２気体室と第２液体室とを隔膜で仕切った隔膜式アキュムレータを備えており、該第２液体は、前記第１液体室に連通し、該第２気体室は、チェック弁を介して第１気体室に連通していることを特徴とする。
【００１３】
この発明の隔膜式アキュムレータは、ピストン内に設けられた容器部と、該容器部に被着される蓋部と、該蓋部に設けられたチェック弁と、該容器内部を第２気体室と第２液体室に仕切る隔膜と、を備えていることを特徴とする。この発明の第２液体室は、連通孔を介して第１液体室に連通していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のピストンは、第２気体室と第２液体室とを隔膜で仕切った隔膜式アキュムレータを備えており、該第２液体は、前記第１液体室に連通しているので、前記隔膜は、前記ピストンが初期抵抗に抗して作動する迄の間、液圧変動に対応して変形し衝撃緩衝・脈動吸収等を行う。そのため、該ピストンの作動前の液圧変動に対してもスムーズに対応することができる。
【００１５】
又、第１気体室と第２気体室とは、チェック弁を介して連通しているので、両室の差圧がクラッキング圧に達するまで開弁しない。そのため、前記両室は、常時連通しておらず、互いに独立して作動するが、ガス封入時に、第１気体室と第２気体室との圧力差がクラッキング圧になると、チェック弁が開き、第１気体室のガスが第２気体室へ流入する。そのため、第１気体室に所定圧のガスを封入すると、自動的に第２気体室にも所定圧のガスが封入される。
【００１６】
また、従来のピストン型アキュムレータは、ピストンの摺動停止時に、液圧が一気に降下するため、ショックが大きいが、本発明では、液圧が徐々に降下するので、ショックが小さいという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の形態を図１〜３図により説明する。
ピストン型アキュムレータＰＡは、シリンダ１と、該シリンダ１内を第１気体室１Ｇと第１液体室１Ｌとに仕切るピストン３と、を備えている。シリンダ１の上端には、蓋体５が設けられ、その下端には、閉鎖部材６が設けられている。
【００１８】
蓋体５には、給気栓８が設けられており、この給気栓８には、キャップ１０が被着されている。閉鎖部材６には、図示しない液圧回路に連通する給排路１２と、固定ボルト穴１６とが設けられている。この固定ボルト穴１６には、該閉鎖部材６と前記液圧回路を連結する固定ボルト１４が挿着される。
【００１９】
ピストン３は、シリンダ１内に摺動自在に挿着され、その外周面のリング溝３ａには、シーリング１９が嵌着されている。ピストン３の中央部には、隔膜式アキュムレータＢＡが設けられている。
【００２０】
このアキュムレータＢＡは、ピストン３の肉厚部２０に形成された容器部２１と、該容器部２１に被着される蓋部２２と、該容器２１内を第２気体室２１Ｇと第２液体室２１Ｌとに仕切る隔膜２３と、を備えている。
【００２１】
蓋部２２には、チェック弁２５が設けられている。このチェック弁２５は、第１気体室１Ｇの圧力と第２気体室２１Ｇの圧力との差が所定値となったとき（クラッキング圧力）に開弁する。このクラッキング圧力は、必要に応じて適宜設定されるが、例えば、気体室１Ｇが１０ＭＰａの場合には０．５ＭＰａが採用される。このチェック弁としては、第１気体室１Ｇに封入するガス圧力の９０％〜６０％の差圧を保つものが好的である。なお、第１気体室１Ｇと第２気体室２１Ｇをチェック弁２５を介して連通せしめる代わりに、前記両室の連通を完全に遮断しても良い。この場合には、蓋部２２に第１気体室１Ｇと無関係な給気栓を設け、該給気栓を介して第２気体室２１Ｇにガス封入を行う。
【００２２】
隔膜２３は、ゴム等の弾性部材で形成されたダイヤフラムであり、その底部２３ａには、金属が埋設されている。前記ダイヤフラム２３の材料、性能等は必要に応じて適宜選択され、例えば、ダイヤフラム２３の初期変形圧力が、０．０１ＭＰａ以下であり、かつ、第２気体室２１Ｇの圧力と第２液体室２１Ｌの圧力との差が、０．０５ＭＰａ〜０．０３ＭＰａとなっても破損しない様に形成されている。前記の様に隔膜２３をピストン３の中に設けると、省スペース、小材料、製品のコストダウンを図ることができる。なお、隔膜としてダイヤフラムの代わりに、ブラダを用いても良いことは、勿論である。
【００２３】
容器部２１の底部は、連通孔２７を介して第１液体室１Ｌに連通している。この連通孔２７の位置や直径等は、必要に応じて適宜選択される。
【００２４】
次に、本実施の形態の作動について説明する。
気体室へのガス封入：
キャップ１０を外し、給気栓８からガスＧ、例えば、窒素ガス、を注入すると、第１気体室１Ｇ内の圧力が上昇し、第２気体室２１Ｇ内の圧力との差が、次第に大きくなる。そして、その差が所定値（クラッキング圧力）、例えば、０．５ＭＰａに達すると、チェック弁２５が開き第１気体室１Ｇ内のガスＧは、第２気体室２１Ｇに供給される。
【００２５】
更に給気を続けると、第２気体室２１Ｇの圧力が上昇し、第１気体室１Ｇの圧力との差が小さくなる。そして、第１気体室１Ｇの圧力が設定圧、例えば、１０ＭＰａ、になると、前記両室１Ｇ，２１Ｇの差圧が、０．５ＭＰａより小さくなる。そのため、チェック弁２５が閉じ、第２気体室２１Ｇへの給気は停止するので、第２気体室２１Ｇの圧力は、９．５ＭＰａとなる。
【００２６】
液圧回路への給液：
液圧回路に液体、例えば、油Ｏを供給すると、図１に示すように、該油Ｏは、給排路１２を通り、第１液体室１Ｌに入ってピストン３の下面を押圧するとともに、その一部は、連通路２７を通って第２液体室２１Ｌに入り、ダイヤフラム２３を押圧し変形させる。このダイヤフラム２３の変形に伴い第２液体室２１Ｌに油Ｏが出入するが、このダイヤフラム２３の変形は、第２気体室２１Ｇと第２液体室２１Ｌとの圧力がバランスするまで続けられる。
【００２７】
昇圧（ピストン作動圧力未満の液圧変動）
液圧回路内の液圧が高くなると、ダイヤフラム２３を押圧する力が強くなるため、ダイヤフラム２３が変形し、第２気体室２１Ｇ内のガスＧが圧縮されるので、該気体室２１Ｇの圧力が上昇するとともに、第２液体室２１Ｌ内に第１液体室１Ｌの油Ｏが流入する。この時、ピストン３は、初期抵抗のため作動しないが、この状態は、「ピストンの作動圧力」、即ち、第１気体室１Ｇと第１液体室１Ｌの圧力の差がピストン３の初期抵抗値を超え、ピストンが摺動できる圧力、が発生するまで続く。
【００２８】
この様にして、隔膜式アキュムレータＢＡは、前記ピストンの作動圧力が発生する迄、脈動吸収等の作用をすることになるが、ダイヤフラム２３を用いているので、小さな液圧変動に対してもスムーズに対応することができる。
【００２９】
昇圧（ピストン作動圧力以上の液圧変動）
液圧回路の液圧が高くなり、第１液体室１Ｌの液圧が１０．３ＭＰａになったとき、即ち、第２液体室２１Ｌに油Ｏが０．０１６Ｌ入ると、第１気体室１Ｇと第１液体室１Ｌとの差圧が、０．０３ＭＰａ（ピストン作動圧力）になるので、図３に示すように、ピストン３は、初期抵抗に抗して摺動する。そうすると、第１気体室１Ｇ内のガスは、圧縮されるので、圧力が上昇するとともに、第１液体室１Ｌ内に液圧回路の油Ｏが流入する。
【００３０】
同時に第１液体室１Ｌから第２液体室２１Ｌにも油Ｏが入り込み、ダイヤフラム２３を押し第２気体室２１Ｇ内のガス圧を上昇させる。第１液体室１Ｌの圧力が１８ＭＰａ迄、上昇するとき、第２液体室２１Ｌには０．１４Ｌの油Ｏが入り、それ以上ダイヤフラム２３は潰されないで済む。そのため、該ダイヤフラム２３は、破損することはない。
【００３１】
そして、第１液体室１Ｌと第１気体室１Ｇとの圧力がバランスすると（例えば、１８ＭＰａ）、ピストン３の上昇は停止し、第１液体室１Ｌへの油の流入は停止する。
【００３２】
降圧（ピストン作動圧力以上の液圧変動）
液圧回路の油が、ピストン作動圧力以上の範囲内で低下すると、ピストン３を押圧している力が低下し、第１気体室１Ｇ内のガスＧは、膨張し、ピストン３を押下げる。そのため、第１液体室１Ｌ内の油Ｏは、給排路を通って液圧回路内に流れ込む。
【００３３】
同時に第２液体室２１Ｌの油Ｏは、第１液体室１Ｌに流出し、第２液体室２１Ｌの圧力が下がるとともに、ダイヤフフラム２３を押していた圧力が低下するので、第２気体室２１Ｇの圧力も低下する。
【００３４】
ピストン３を押圧する力が、前記ピストン作動差力圧力未満になると、初期抵抗のためピストン３の下降は停止する。
【００３５】
降圧（ピストン作動圧力未満の液圧変動）
ピストンの摺動停止後、更に液圧回路の液圧が低下し、ピストン作動圧力未満の範囲内になると、ダイヤフラム２３を押圧している圧力が低下し、第２気体室２１Ｇ内のガスＧは膨張しダイヤフラム２３を押し拡げるとともに、第２液体室２１Ｌ内の油Ｏは連通路２７，第１液体室１Ｌ、給排路１２を通って液圧回路内に流れ込む。
【００３６】
液圧回路の液圧が低下し、図１に示すように、第２液体室２１Ｌと第２気体室２１Ｇとの圧力がバランスすると、ダイヤフラム２３は膨張しなくなるので、第２液体室２１Ｌの油０は液圧回路に流れ込まなくなる。
【００３７】
更に液圧回路の液圧が下がると、油Ｏは液圧回路に流れ出し、ダイヤフラム２３は膨張して容器部２内壁に密着するので、油Ｏは第２液体室２１Ｌから完全に排出される。
【００３８】
このように液圧回路の圧力変動に対応して、ピストン型アキュムレータＰAと隔膜式アキュムレータＢＡとを使い分けることにより、脈動吸収等をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１と異なる状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      シリンダ
１Ｇ    第１気体室
１Ｌ    第１液体室
３      ピストン
２１    容器部
２１Ｇ  第２気体室
２１Ｌ  第２液体室
２３    ダイヤフラム
２５    チェック弁
２７    連通孔
【図１】
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【図２】
2006029496.tif 000004
【図３】
2006029496.tif 000005