(57)【要約】アキュムレータは、ガスチャンバ（２２）と液体チャンバ（２４）とを備えたハウジング（２０）を具備している。一次ピストン（３０）は、ハウジング内において移動可能とされるとともに、ガスチャンバを液体チャンバに対してシールしている一次ベローズ（３２）を介してハウジングに対して連結されている。二次ピストン（３４）は、一次ピストンに対して移動可能とされるとともに、この二次ピストンを一次ピストンに対してシールしている二次ベローズ（３４）を介して一次ピストンに対して連結されている。
2005500487.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
該ハウジング内において移動可能とされるとともに、前記ガスチャンバを前記液体チャンバに対してシールしている一次ベローズを介して前記ハウジングに対して連結された一次ピストンと；
前記一次ピストンに対して移動可能とされた二次ピストンであるとともに、この二次ピストンを前記ガスチャンバに対してシールしている二次ベローズを介して前記一次ピストンに対して連結された二次ピストンと；
を具備し、
前記一次ピストンと、前記一次ベローズと、前記二次ピストンと、前記二次ベローズとが、内部に液体を収容していて、前記液体チャンバを形成していることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】
請求項１記載のアキュムレータにおいて、
さらに、前記液体チャンバに連通した流体ポートを具備し、
この流体ポートが、前記二次ピストンによってシールされ得るものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項３】
請求項２記載のアキュムレータにおいて、
前記流体ポートが、前記ハウジングに対して一体とされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項４】
請求項２記載のアキュムレータにおいて、
前記流体ポートが、前記ハウジングに対して着脱可能なポート取付具を備えていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項５】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
該ハウジング内において移動可能とされるとともに、前記ガスチャンバを前記液体チャンバに対してシールしている一次シール機構を介して前記ハウジングに対して連結された一次ピストンと；
前記一次ピストンに対して移動可能とされた二次ピストンであるとともに、この二次ピストンを前記液体チャンバに対してシールしている二次シール機構を介して前記一次ピストンに対して連結された二次ピストンと；
を具備し、
前記一次ピストンと、前記一次シール機構と、前記二次ピストンと、前記二次シール機構とが、内部に液体を収容していて、前記液体チャンバを形成していることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項６】
請求項５記載のアキュムレータにおいて、
前記一次シール機構が、一次ベローズであることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項７】
請求項５記載のアキュムレータにおいて、
前記二次シール機構が、二次ベローズであることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項８】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
該ハウジング内において前記液体チャンバと連通している流体ポートと；
前記ガスチャンバと前記液体チャンバとの間に配置されたセパレータと；
該セパレータに対して移動可能とされた可動デバイスであるとともに、この可動デバイスを前記セパレータに対してシールしているベローズシールを介して前記セパレータに対して連結された可動デバイスと；
を具備し、
前記可動デバイスが、前記ハウジング内において動作可能に配置されていて、前記液体チャンバ内の液体圧力が前記ガスチャンバ内のガス圧力よりも低下したときには、前記流体ポートをシールし得るものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項９】
請求項８記載のアキュムレータにおいて、
前記セパレータが、前記ハウジング内において移動可能とされるとともに前記ガスチャンバを前記液体チャンバに対してシールしている一次ベローズを介して前記ハウジングに対して連結された一次ピストンを備えていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項１０】
請求項９記載のアキュムレータにおいて、
前記可動デバイスが、前記一次ピストンに対して移動可能とされるとともに二次ベローズを介して前記一次ピストンに対して連結された二次ピストンであることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項１１】
請求項１０記載のアキュムレータにおいて、
さらに、前記一次ピストン内に、前記ガスチャンバと連通したポートを具備し、これにより、前記二次ピストンの移動が、前記ガスチャンバの圧力に依存するものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項１２】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
該ハウジング内において移動可能とされるとともに、前記ガスチャンバを前記液体チャンバに対してシールしている一次ベローズを介して前記ハウジングに対して連結された一次ピストンと；
前記一次ピストンに対して移動可能とされた二次ピストンであるとともに、この二次ピストンを前記ガスチャンバに対してシールしている二次ベローズを介して前記一次ピストンに対して連結された二次ピストンと；
前記液体チャンバに連通した流体ポートと；
を具備し、
前記流体ポートが、前記二次ピストンによってシールされ得るものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項１３】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
該ハウジング内において移動可能とされるとともに、前記ガスチャンバを前記液体チャンバに対してシールしている一次シール機構を介して前記ハウジングに対して連結された一次ピストンと；
前記一次ピストンに対して移動可能とされた二次ピストンと；
前記液体チャンバに連通した流体ポートと；
を具備し、
前記流体ポートが、前記二次ピストンによってシールされ得るものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項１４】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
該ハウジング内において前記液体チャンバと連通している流体ポートと；
前記ガスチャンバと前記液体チャンバとの間に配置されたセパレータと；
該セパレータに対して移動可能とされた可動デバイスであるとともに、この可動デバイスを前記セパレータに対してシールしているベローズシールを介して前記セパレータに対して連結された可動デバイスと；
を具備し、
前記可動デバイスが、動作可能に配置されていて、前記液体チャンバ内の液体圧力が前記ガスチャンバ内のガス圧力よりも低下したときには、前記流体ポートをシールし得るものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【請求項１５】
アキュムレータであって、
ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；
前記ガスチャンバと前記液体チャンバとの間に配置されたセパレータと；
該セパレータに対して移動可能とされた可動デバイスであるとともに、この可動デバイスを前記セパレータに対してシールしているベローズシールを介して前記セパレータに対して連結された可動デバイスと；
を具備し、
前記セパレータが、前記ハウジング内において移動可能とされるとともに前記ガスチャンバを前記液体チャンバに対してシールしている一次ベローズを介して前記ハウジングに対して連結された一次ピストンを備え、
前記可動デバイスが、前記一次ピストンに対して移動可能とされるとともに二次ベローズを介して前記一次ピストンに対して連結された二次ピストンであり、
さらに、前記一次ピストン内に、前記ガスチャンバと連通したポートを具備し、これにより、前記二次ピストンの移動が、前記ガスチャンバの圧力に依存するものとされていることを特徴とするアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、２００１年２月５日付けで出願された米国特許予備出願シリアル番号第６０／２６６，６１５号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、アキュムレータに関するものである。
【０００３】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
アキュムレータは、加圧流体の一時的な予備手段をもたらす。典型的には、圧力源は、アキュムレータハウジング内において拘束された体積をなすガスであり、流体からは隔離されている。加圧流体は、油圧システム内において使用することにより、油圧ポンプが励起されなかった場合に、ポンプからの出力を補完することができる、あるいは、固定流体源として機能することができる。これにより、例えば、航空機上のブレーキは、エンジンが起動していなくても、適切に動作する。
【０００４】
従来技術におけるあるアキュムレータにおいては、セパレータ（ベローズタイプのシールによってチャンバに対して連結されたチャンバ内におけるピストンの組合せ）が、圧縮されたガスと、非圧縮性油圧オイルと、を隔離する。油圧ポンプが動作しているときには、油圧オイルの圧力がピストンを駆動して、ガスを圧縮する。しかしながら、油圧システムの圧力がガス圧力以下にまで下降したときには、ガス圧力の作用によって、ピストンが移動して、貯蔵した油圧流体を必要に応じてシステム内に移送する。油圧システムが停止したときには、あるいは、油圧流体が漏洩したときには、ピストンは、フルストロークで停止したピストンとなり、ガス圧力だけが、ベローズおよびピストンに対して不利に作用することとなる。これについては、米国特許明細書第５，６３８，８６８号を参照されたい。この文献の記載内容は、参考のため、ここに組み込まれる。
【０００５】
このような状況において引き起こされる応力を軽減するために、上記特許文献においては、バルブ機構を使用することを提案している。このバルブ機構は、内部に接触ピンを有した矢印形状のポペットと、圧縮ピンに対して連結されるとともにアキュムレータ内の十分な流体を捕獲する圧縮可能な内部スプリングと、を備え、ピストンが底に着いてしまうことを防止する。しかしながら、この構成は、特に、ポペットとハウジングとの間の摩擦力によって、いささか制限される。つまり、バルブを閉塞するためには、そのような摩擦力は、スプリング力よりも小さくなければならない。状況によっては、汚染や表面劣化により摩擦力が大きくなり、それにより、ポペットが引っかかってしまうこととなる。また、アキュムレータが動作状態であるときには、バルブは、開放されており、油圧流体の需要が大きくなった場合に、バルブが閉塞されてしまう傾向があり、このことは、アキュムレータの性能・能力を制限してしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の目的は、シール機構を駆動する力がスプリングに依存しないようなアキュムレータを提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、単一のシールを使用することができ、大きな閉塞力をもたらし得るような、そのようなアキュムレータを提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、動作時に、シールシステムが流体ポートから離間しており、油圧流体の需要が大きくなった場合であっても、アキュムレータの性能に影響をもたらすことがないような、そのようなアキュムレータを提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、スライド面を一切含有しておらず、そのため、摩擦力が存在していないような、そのようなアキュムレータを提供することである。
【００１０】
本発明の他の目的は、交換可能なシール座を有することができるような、そのようなアキュムレータを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、信頼性が高く、メンテナンスの必要がなく、構成が単純であり、製造が容易であるような、そのようなアキュムレータを提供することである。
【００１２】
本発明は、二次ベローズを介して一次ピストンに対して連結された二次ピストンを設け、その際、油圧流体ポート上に着座し得るようにして二次ピストンを設けることによって、従来技術におけるアキュムレータにおいて使用されているバルブ機構を排除することができ、そのバルブ機構に伴う欠点を排除することができるという着想に起因するものである。
【００１３】
本発明は、アキュムレータに関するものであって、ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；このハウジング内において移動可能とされるとともに、ガスチャンバを液体チャンバに対してシールしている一次ベローズを介してハウジングに対して連結された一次ピストンと；一次ピストンに対して移動可能とされた二次ピストンであるとともに、この二次ピストンをガスチャンバに対してシールしている二次ベローズを介して一次ピストンに対して連結された二次ピストンと；を具備することを特徴としている。
【００１４】
典型的には、液体チャンバに連通した流体ポートが設けられ、この流体ポートは、二次ピストンによってシールされ得るものとされる。ある実施形態においては、流体ポートは、ハウジングに対して一体とされる。他の実施形態においては、流体ポートは、ハウジングに対して着脱可能なポート取付具を備える。
【００１５】
本発明によるアキュムレータは、ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；このハウジング内において移動可能とされるとともに、ガスチャンバを液体チャンバに対してシールしている一次シール機構を介してハウジングに対して連結された一次ピストンと；一次ピストンに対して移動可能とされた二次ピストンであるとともに、この二次ピストンをシールしている二次シール機構を介して一次ピストンに対して連結された二次ピストンと；を具備することを特徴としている。
【００１６】
好ましい実施形態においては、一次シール機構は、一次ベローズとされ、二次シール機構は、二次ベローズとされる。
【００１７】
本発明によるあるアキュムレータは、ガスチャンバと液体チャンバとを備えたハウジングと；ガスチャンバと液体チャンバとの間に配置されたセパレータと；セパレータに対して移動可能とされた可動デバイスであるとともに、この可動デバイスをセパレータに対してシールしているベローズシールを介してセパレータに対して連結された可動デバイスと；を具備することを特徴としている。典型的には、セパレータは、ハウジング内において移動可能とされるとともにガスチャンバを液体チャンバに対してシールしている一次ベローズを介してハウジングに対して連結された一次ピストンを備えている。ある実施形態においては、可動デバイスは、一次ピストンに対して移動可能とされるとともに二次ベローズを介して一次ピストンに対して連結された二次ピストンとされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の他の目的や特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ、好ましい実施形態に関する以下の説明を読むことにより、当業者には明瞭となるであろう。
【００１９】
従来技術の説明の項において上述したように、図１におけるアキュムレータ（１０）は、油圧駆動デバイス（１４）（例えば、ブレーキ）のために、バルブ（１２）を介して、加圧流体の予備的供給源をもたらす。
【００２０】
ある実施形態においては、図２に示すように、アキュムレータ（１０）は、ハウジング（２０）を具備しており、ハウジング（２０）は、ガスチャンバ（２２）と、液体（例えば、油圧流体）チャンバ（２４）と、を規定している。すべてのアキュムレータの場合と同様に、ある種のタイプのセパレータ機構（２６）が設けられている。このセパレータ機構（２６）は、図２においては、流体ポート（２８）のところにおけるシステム圧力（Ｐｓ ）および対応液体チャンバ圧力（Ｐｈ ）がガス圧力（Ｐｇ ）を下回り始めたときには、ガスチャンバ（２２）内の供給ガス圧力（Ｐｇ ）の効果により、下方移動する。これにより、ガスチャンバ（２２）内の圧力（Ｐｇ ）の影響によって、油圧流体の予備手段が提供されるようになっている。
【００２１】
好ましい実施形態においては、セパレータ機構（２６）は、ハウジング（２０）内において可動とされた一次ピストン（３０）を備えている。この一次ピストン（３０）は、典型的には一次ベローズ（３２）とされる一次シール機構を介して、ハウジング（２０）に対して連結されている。ここで、一次ベローズ（３２）は、ハウジング（２０）内において、液体チャンバ（２４）に対してガスチャンバ（２２）をシールしている、あるいは逆に、ガスチャンバ（２２）に対して液体チャンバ（２４）をシールしている。アキュムレータ（１０）は、さらに、一次ピストン（３０）に対して可動とされた二次ピストン（３４）を備えている。この二次ピストン（３４）は、一次ピストンに対して、典型的には二次ベローズ（３６）とされる二次シール機構を介して、連結されている。ここで、二次ベローズ（３６）は、液体チャンバ（２４）に対して二次ピストン（３４）をシールしている。二次ベローズは、一次ピストン（３０）内のオリフィス（３７）に対して、二次ピストン（３４）をシールしている。
【００２２】
二次ピストン（３４）および二次ベローズ（３６）は、一次ピストン（３０）および一次ベローズ（３２）に対し、ガス圧力が、一次ベローズ（３２）とハウジング（２０）の内壁との間といったような一次ベローズ（３２）の外部に対して作用し得るようにおよび二次ベローズ（３６）の内部に対して作用し得るように、構成されている。油圧圧力（Ｐｈ ）は、一次ベローズ（３２）の内部においておよび二次ベローズ（３６）の外部において、液体チャンバ（２４）内に存在している。
【００２３】
この構成は、二次ピストン（３４）が、アキュムレータ液体チャンバシール機構として直接的に機能することを可能とする。これにより、米国特許明細書第５，６３８，８６８号に開示されているようなスプリング駆動型ポペットの必要性が排除される。全体的結果として、構成が単純化され、自由度が向上する。
【００２４】
図２においては、油圧システム圧力（Ｐｓ ）は、この油圧システム圧力（Ｐｓ ）が液体チャンバ圧力（Ｐｈ ）と等しいというような通常値とされている。ピストン（３０）は、ハウジング（２０）内において自由に移動することができ、液体チャンバ圧力（Ｐｈ ）の影響により、Ｐｇ がＰｈ と平衡化するまでガスチャンバ（２２）内のガスを圧縮するような位置にまで移動することができる。
【００２５】
油圧システム圧力（Ｐｓ ）が減少したときには、液体チャンバ圧力（Ｐｈ ）も、また、減少し、一次ピストン（３０）は、Ｐｈ とＰｇ との間の平衡を維持するように移動する。二次ピストン（３４）が、図３に示すように流体ポート（２８）に到達したときには、二次ピストンと流体ポート（２８）の上面（２７）との間に、シールが形成される。この場合、所定容積の流体が、一次ベローズ（３２）と二次ベローズ（３６）との間に拘束される、このため、システム圧力（Ｐｓ ）がさらに減少したにしても、Ｐｈ に対してもまたＰｇ に対しても、何の影響もなく、Ｐｈ とＰｇ とは、平衡関係を維持する。一次ピストン（３０）の移動距離を制限するための係止体（図示せず）を設けることができる。油圧システムの圧力が再加圧されたときには、Ｐｓ が、Ｐｇ にほぼ等しくなるまで、増大する。その場合、二次ピストン（３４）は、二次ベローズ（３６）のフレキシブルさのために、流体ポートから離間して自由に移動することができるようになり、流体は、流体ポートから油圧チャンバ（２４）内へと流入することができる。システム圧力（Ｐｓ ）がさらに増大したときには、一次ピストン（３０）が、ガスを圧縮する向きに移動することとなり、先の図示のような状態へと、アキュムレータ（１０）が復帰する。
【００２６】
図４に示すような代替可能な構成においては、流体ポート（２８）は、部材（４１）によってハウジング（２０）に対してシールされたポート取付具（４０）を備えている。他の代替可能な構成においては、座（３７）が、二次ピストン（３４）に対して取り付けられる（図５）。座（３７）の直径は、流体ポート（２８）よりも小さいものとされ、これにより、着脱が可能とされている。他の代替可能な構成においては、図６に示すように、弾性材料すなわちソフトな材料から形成されたシールインサート（３７）が、ポート取付具（４０’）内に組み込まれる。
【００２７】
いずれの実施形態においても、図２に示すような二次ベローズ（３６）の構成における着想は、二次ベローズが、通常状態においては、小さな圧力差しか受けることがなく、そのため、一次ベローズ（３２）が伸びるときには二次ベローズが圧縮される傾向があり、かつ、一次ベローズが圧縮されるときには二次ベローズが伸びる傾向があることである。アキュムレータが圧力放出するときには、一次ベローズが圧縮状態とされる。このことは、二次ベローズがわずかに伸長状態とされて、二次ピストンと流体ポートとの間にシールが形成されることを意味する。この場合、二次ピストン上における閉塞力は、圧力（ＰｈおよびＰｇ）によるものであって、流体ポートシール領域に対して作用する。圧力平衡は、拘束された流体の収縮や膨張に無関係に、また、一次ベローズと二次ベローズとのフレキシブルさのために流体漏洩時においても、一次ベローズと二次ベローズとの双方を横断して維持される。本発明に基づいて二次ベローズを使用することにより、単一のシールの使用が可能となり、スライド式シールや個別バルブの必要性が排除され、大きな閉塞力がもたらされる。よって、二次ベローズの圧縮や伸長による二次ピストンの移動は、従来技術との比較の観点から、明確な利点である。
【００２８】
本発明の特定の特徴点がいくつかの図面に図示され、他の図面には図示されていないとしても、それは便宜上のことであり、本発明においては、各特徴点は、他の任意の特徴点に対してあるいは他のすべての特徴点に対して、組み合わせることができる。ここで使用した『備える』、『具備する』、『有する』、および、『有した』といった用語は、広義にかつ総合的に理解されるべきであり、物理的な相互連結に限定されるものではない。さらに、本明細書中に開示されたすべての実施形態は、唯一の可能な実施形態として見なされるべきではない。
【００２９】
他の実施形態は、特許請求の範囲により、当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるアキュムレータを備えた油圧システムの一例を示す概略的なブロック図である。
【図２】本発明によるアキュムレータを示す断面図であって、油圧システムが完全に加圧された時点におけるアキュムレータの主要構成要素の状態を示している。
【図３】本発明によるアキュムレータを示す断面図であって、油圧システムが完全に圧力解除された時点におけるアキュムレータの主要構成要素の状態を示している。
【図４】本発明における流体ポートの他の実施形態を概略的に示す断面図であって、個別の交換可能なポート取付具が追加された場合に油圧システムが完全に圧力解除された時点における二次ピストンの状態を示している。
【図５】本発明における流体ポートのさらに他の実施形態を概略的に示す断面図であって、交換可能なシール面を有する場合に油圧システムが完全に圧力解除された時点における二次ピストンの状態を示している。
【図６】本発明における流体ポートのなおもさらに他の実施形態を概略的に示す断面図であって、個別のシールインサートの追加を示している。
【符号の説明】
１０  アキュムレータ
２０  ハウジング
２２  ガスチャンバ
２４  液体チャンバ
２６  セパレータ機構（セパレータ）
２８  流体ポート
３０  一次ピストン
３２  一次ベローズ（一次シール機構）
３４  二次ピストン
３６  二次ベローズ（二次シール機構）
【図１】
2005500487.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2005500487.tif 000004
2005500487.tif 000005
2005500487.tif 000006
2005500487.tif 000007
2005500487.tif 000008
2005500487.tif 000009
2005500487.tif 000010
2005500487.tif 000011
2005500487.tif 000012
2005500487.tif 000013
2005500487.tif 000014
2005500487.tif 000015
2005500487.tif 000016
2005500487.tif 000017
2005500487.tif 000018
2005500487.tif 000019
【国際調査報告】
2005500487.tif 000020