(57)【要約】【課題】  火災等により高温となったときにシェル内部の圧力を逃がすことができるアキュムレータを提供する。【解決手段】  アキュムレータ１０は、シェル１１と、ベローズ４０と、セルフシール部材５５とを有している。シェル１１の内部は、ベローズ４０によって、気室５１と液室５０とに仕切られている。セルフシール部材５５は、金属製の基材５６と、基材５６の外面を覆う弾性部材５７とを有している。基材５６のシール面３５ａと対応する側に、平坦な第１の部分６１と、溝からなる第２の部分６２が形成されている。アキュムレータ１０が火災等により高温にさらされ、弾性部材５７が熱分解等を生じると、第１の部分６１と第２の部分６２の間に隙間が生じ、シール機能が喪失することにより、シェル１１の内部の圧力が液流入口側に徐々に逃がされる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液流入口を有するシェルと、
前記シェルの内部に軸方向に伸縮自在に収容され、該シェルの内部を気室と液室とに仕切るベローズと、
前記液室と前記液流入口とを連通させる連通孔を有する隔壁と、
前記ベローズが前記気室内のガスの圧力によって所定の軸方向長さに至った状態において、前記隔壁のシール面に密接することによって前記連通孔を閉塞して前記液室の内部に液を閉じ込めるセルフシール部材と、
を有するアキュムレータにおいて、
前記セルフシール部材は、
金属製の基材と、
該基材の少なくとも前記シール面と対応する側を覆う弾性部材とを有し、
前記基材の前記シール面と対応する側に、
前記シール面からの距離が互いに異なる第１の部分と第２の部分を形成し、該第１の部分または第２の部分が、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成されていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】
前記弾性部材がゴムからなり、該弾性部材が前記基材に接着されていることを特徴とする請求項１に記載のアキュムレータ。
【請求項３】
前記第１の部分が平坦な面であり、前記第２の部分は、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成された溝であることを特徴とする請求項１または２に記載のアキュムレータ。
【請求項４】
前記第１の部分が平坦な面であり、前記第２の部分が前記シール面に向かって突出する凸部であり、該凸部を除く部位が、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアキュムレータ。
【請求項５】
前記第１の部分と前記第２の部分とが、前記シール面までの距離が異なる凹凸面であり、該凹面または凸面のいずれか一方が、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば液圧制御装置の液圧回路等に用いられるアキュムレータに係り、特に、気室と液室が金属ベローズによって仕切られたアキュムレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の液圧回路等に用いられるアキュムレータの一例は、円筒状のシェルと、シェルの内部に収容されたベローズを有している。このベローズによってシェルの内部が液室と気室とに仕切られている。気室には圧縮されたガスが封入され、液室に流入する液の圧力変動に応じて、前記ベローズが軸方向に伸縮するようになっている。
【０００３】
この種のアキュムレータにおいて、ベローズが過度に伸長又は収縮することを防ぐために、ベローズの端部にセルフシール部材を設けることがある。このセルフシール部材は、ベローズが気室内のガスの圧力によって所定の軸方向長さに至った状態において、シェル内部の隔壁のシール面に密接することによって隔壁の連通孔を閉塞し、液室の内部に液を閉じ込めるようになっている。（下記特許文献１参照）
また、アキュムレータが火災等に遭遇したときに、気室の圧力が過度に上昇してシェルが破損することを防ぐために、液室を構成する壁の一部に薄肉部や、溶栓による脆弱部を設け、この脆弱部をアキュムレータ内部の圧力によって破壊させるリリーフ手段が提案されている（下記特許文献１参照）。また、ガス封入口や液室のシール部に熱溶融部材を設けることも提案されている（下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１７２３０１号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のアキュムレータは、圧力が過剰になったときの圧力トリガーによって脆弱部が破壊され、また温度の上昇により溶栓が溶融するようにしているが、脆弱部分の加工に手数を要し、溶栓の場合は部品点数が増加するという課題がある。
【０００５】
特許文献２のアキュムレータは、設定温度を越えたときに熱溶融部材が軟化あるいは溶融することにより、圧力を逃がすものであるが、通常の使用時にアキュムレータの使用圧力が常に熱溶融部材に加わるため、熱溶融部材を設けた部位がガス漏れあるいは液漏れの原因になることがある。このため、アキュムレータの内部からガスあるいは液が漏れてしまうことにより、アキュムレータが所定の性能を発揮することができないおそれがある。
【０００６】
従ってこの発明の目的は、火災等により高温となったときにアキュムレータの使用圧力を逃がすことができ、また、通常使用時に液漏れあるいはガス漏れの懸念のないアキュムレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、液流入口を有するシェルと、前記シェルの内部に軸方向に伸縮自在に収容され、該シェルの内部を気室と液室とに仕切るベローズと、前記液室と前記液流入口とを連通させる連通孔を有する隔壁と、前記ベローズが前記気室内のガスの圧力によって所定の軸方向長さに至った状態において、前記隔壁のシール面に密接することによって前記連通孔を閉塞して前記液室の内部に液を閉じ込めるセルフシール部材と、を有するアキュムレータにおいて、前記セルフシール部材は、金属製の基材と、該基材の少なくとも前記シール面と対応する側を覆う弾性部材とを有し、前記基材の前記シール面と対応する側に、前記シール面からの距離が互いに異なる第１の部分と第２の部分を形成し、該第１の部分または第２の部分が、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の好ましい形態では、前記弾性部材がゴムからなり、該弾性部材が前記基材に接着されている。前記第１の部分の一例は平坦な面であり、前記第２の部分の一例は、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成された溝である。
【０００９】
また、前記第１の部分が平坦な面であり、前記第２の部分が前記シール面に向かって突出する凸部であり、該凸部を除く部位が、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成されていてもよい。また、前記第１の部分と前記第２の部分とが、前記シール面までの距離が異なる凹凸面であり、該凹面または凸面のいずれか一方が、前記液室と対応する位置から前記連通孔と対応する位置にわたって連続して形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ベローズが所定の軸方向長さに至ったときに、セルフシール部材の弾性部材が隔壁のシール面に密接することにより、自己シール機能が発揮される。アキュムレータが火災等により高温にさらされ、セルフシール部材の弾性部材が熱分解等を生じ、大部分の弾性部材が焼失するとともに、気室内のガスの圧力によってセルフシール部材が隔壁のシール面に押し付けられると、セルフシール部材の基材のシール面と対応する側とシール面との間に隙間が生じ、シール機能が喪失するという簡単な構造により、圧力をシェルの外部につながる液流入口側に徐々に逃がすことができる。さらに本発明では、アキュムレータの使用圧力（２０ＭＰａ相当）ではなく、ガス封入圧（１０ＭＰａ相当）のみがセルフシール部材に負荷される構造となっているため、従来技術のような溶融部材を設けた部位がガス漏れ、液漏れの原因となることがなく、アキュムレータが所定の性能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。  
図１は、例えば自動車の液圧回路等に用いられるアキュムレータ１０を示している。このアキュムレータ１０は、密閉された円筒状の圧力容器であるシェル１１と、シェル１１の内部に収容されたベローズアセンブリ１２などを具備している。
【００１２】
シェル１１は、図１において下側に位置する第１のシェル要素２１と、上側に位置する第２のシェル要素２２とによって構成され、これらのシェル要素２１，２２の端部２３，２４どうしを、図１に２点鎖線で示す溶接箇所２５において溶接によって接合することにより、円筒状に構成されている。溶接箇所２５の内側には、溶接時に生じるスパッタや溶接バリなどからベローズアセンブリ１２を保護するためにプロテクタリング２６が設けられている。
【００１３】
第１のシェル要素２１の中央部に形成された孔３０に、液流入口３１を有するポート部材３２が挿入されている。ポート部材３２は、溶接部３３において第１のシェル要素２１に溶接されている。ポート部材３２に形成された液流入口３１は、図示しない液圧制御装置の液圧回路に接続される。ポート部材３２には、シェル１１の内部において共鳴箱を構成する筒状の壁３４と、筒状の壁３４の先端部に形成された隔壁３５が設けられている。隔壁３５に連通孔３６が形成されている。隔壁３５の端面は、下記弾性部材５７が液密に接することが可能なシール面３５ａとなっている。
【００１４】
ベローズアセンブリ１２は、シェル１１の軸方向に伸縮自在な金属製ベローズ４０と、図１においてベローズ４０の下端側に設けられたボトムシール部材４１と、図１においてベローズ４０の上端側に設けられたベローズキャップ４２と、ベローズキャップ４２の近傍に取付けられたベローズガイド４３などを有している。ボトムシール部材４１はポート部材３２に設けられている。ベローズガイド４３はシェル１１の内周面に接することが可能であり、ベローズ４０がシェル１１の軸方向に円滑に直線移動できるように、ベローズ４０の伸縮を案内する機能を有している。
【００１５】
ベローズアセンブリ１２の内側に液室５０が形成される。また、シェル１１の内面とベローズアセンブリ１２の外面との間に気室５１が形成される。液室５０には、ポート部材３２の液流入口３１と隔壁３５の連通孔３６を介して、液圧回路で使用される液が出入りするようになっている。すなわちこの液室５０は、連通孔３６を介して液流入口３１と連通する。
【００１６】
気室５１には、第２のシェル要素２２に形成されたガス封入孔５２から、不活性なガス（例えば圧縮された窒素ガス）が封入される。ガス封入孔５２は、シェル１１の内部に前記ガスが封入されたのち、栓部材５３によって閉鎖される。
【００１７】
図２に拡大して示すように、ベローズ４０の端部に設けられたベローズキャップ４２の内面側に、セルフシール部材５５が取付けられている。セルフシール部材５５は、例えば鉄系金属のように剛性と耐熱性を有する芯材としての基材５６と、基材５６の外面全体を覆う弾性部材５７とを有している。
【００１８】
弾性部材５７の一例は合成ゴムであるが、使用条件によっては合成樹脂のエラストマが使用されてもよい。なお、本実施形態の弾性部材５７は基材５６の全周面を覆っているが、場合によっては、弾性部材５７は基材５６の一面、すなわち隔壁３５のシール面３５ａと対応する側のみに設けられていてもよい。要するにこの弾性部材５７は、少なくともシール面３５ａと対応する側に設けられていればよい。
【００１９】
図３に示すように基材５６は円板形をなし、金属製であり、前記シール面３５ａと対応する側に、シール面３５ａからの距離が互いに異なる第１の部分６１と第２の部分６２とを有している。
【００２０】
第１の部分６１は、実質的に平坦な面である。第２の部分６２は、第１の部分６１に形成された溝である。溝からなる第２の部分６２は、例えば基材５６をその平面方向から見て、放射状（例えば十字形）に形成されている。この第２の部分６２は、連通孔３６と対応する位置から、液室５０と対応する位置にわたって連続している。
【００２１】
このように構成されたアキュムレータ１０のベローズ４０は、液室５０に流入する液の圧力変動に応じて、軸方向に伸縮する。弾性部材５７の弁部５７ａは隔壁３５のシール面３５ａに対して接離可能である。
【００２２】
図１に示すように、ベローズ４０が気室５１内のガスの圧力によって軸方向に縮み、弾性部材５７の弁部５７ａが隔壁３５のシール面３５ａに当接した状態において、筒状の壁３４の外面とベローズ４０の内面との間の液室５０に液Ｑ（図２に示す）が閉じ込められる。すなわちこのベローズ４０は、所定の軸方向長さに至った状態において、弾性部材５７の弁部５７ａが隔壁３５のシール面３５ａに密接する。このことによって連通孔３６が閉塞され、液室５０の内部に液Ｑが閉じ込められる。
【００２３】
この液Ｑによってベローズ４０が内側からバックアップされるため、ベローズ４０が塑性変形したり損傷したりすることが防止されるとともに、ベローズ４０が軸方向に過剰に縮むことが防止される。シール面３５ａと基材５６との間には、充分な肉厚の弾性部材５７が存在するから、シール面３５ａと基材５６との間の面圧はほぼ均一となる。
【００２４】
図４はこのアキュムレータ１０が火災等により高温にさらされた状態を示している。このような高温状態では、気室５１内で上昇したガスの圧力Ｐによって、セルフシール部材５５が隔壁３５のシール面３５ａに押付けられるとともに、セルフシール部材５５の弾性部材５７が熱分解等を生じるため、シール面３５ａと基材５６との間に、弾性部材５７が炭化することなどによって生じた滓物質５７´がわずかに残っている。
【００２５】
ここで、もし、基材５６に溝からなる第２の部分６２が形成されていないとすると、基材５６の表面にはわずかな滓物質５７´が密着しているだけなので、シール面３５ａと基材５６の隙間は小さなものとなる。このため、アキュムレータの使用圧力をシェル１１の外部に十分に逃がすことができなくなる。
【００２６】
しかるに本実施形態のセルフシール部材５５では、シール面３５ａからの距離が互いに異なる第１の部分６１と溝からなる第２の部分６２が基材５６に形成されているため、溝からなる第２の部分６２内部の弾性部材が炭化した後に滓物質５７´が存在していても流通口６２´が確保できる。
【００２７】
すなわち図５に示すように、第２の部分６２内部の弾性部材が炭化した後に液室５０内の液Ｑおよびベローズが破壊（破壊個所は図示せず）することによりガス室外へ出る高圧ガスを通すのに十分な隙間が確保されるのでシール機能が喪失し、図４に矢印Ｆで示すように、液室５０内の液Ｑが連通孔３６側に排出される。このため、液室５０の圧力をシェル１１の外部（図１の液流入口３１側）に逃がすことができ、ひいては気室５１の圧力を徐々に下げることができ、ガスの突然の高速噴出が防止され、シェル１１の破壊を防止できる。なお、液室５０の圧力低下によりベローズ４０が破損することは避けられない。
【００２８】
図６は本発明の第２の実施形態の基材５６を示している。本実施形態では、第１の部分６１が平坦な面である。第２の部分６３は、前記シール面３５ａに向かって突出する複数の凸部である。それ以外の基本的な構成と作用については第１の実施形態と同様である。
【００２９】
このような凸形の第２の部分６３を設けた場合、弾性部材５７が高熱にさらされて炭化等を生じたときに、凸形の第２の部分がシール面３５ａと接する。第１の部分６１の表面には、所々に滓物質５７´が付着しているが凸形の第２部分６３により、第１の部分６１の表面と第２のシール面３５ａの間には液室５０内の液Ｑおよび高圧ガスを連通孔３６側へ排出するのに、十分な隙間が確保できる。
【００３０】
また、第１の部分と第２の部分の他の形態として、前記シール面３５ａまでの距離が、場所によって異なる波形あるいは山谷等の凹凸面（図示せず）とし、弾性部材が高熱にさらされて炭化等を生じたときに第１の部分と第２の部分に隙間を生じさせることでシール機能が喪失するようにしてもよい。
【００３１】
なお本発明を実施するに当たって、前記実施形態以外にも、シェルやベローズ、隔壁、セルフシール部材等をはじめとして、本発明の構成要素を、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態のアキュムレータを示す断面図。
【図２】図１に示されたアキュムレータに使われるセルフシール部材の一部を拡大して示す断面図。
【図３】前記セルフシール部材の基材の斜視図。
【図４】図２に示されたセルフシール部材が高温にさらされた状態の断面図。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線に沿う断面図。
【図６】本発明の第２の実施形態を示すセルフシール部材の基材の斜視図。
【符号の説明】
【００３３】
１０…アキュムレータ
１１…シェル
３１…液流入口
３５…隔壁
３５ａ…シール面
３６…連通孔
４０…ベローズ
５０…液室
５１…気室
５５…セルフシール部材
５６…基材
５７…弾性部材
６１…第１の部分
６２，６３…第２の部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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