(57)【要約】【課題】安価とし、且つ、安全性の向上が可能なアキュムレータを提供する。【解決手段】  アキュムレータ１は、油室Ｌに作動油を導入する通油孔３０に接続された円筒部材２６と、この円筒部材２６の油室と連通する連通孔３３の周囲に設けられたシール部材３４と、圧力容器１０に収容されたベローズ機構５０の金属ベローズ５１に取り付けられ、脆弱部５３を有するベローズキャップ５２とを備え、ベローズキャップ５２は、脆弱部５３が、圧力容器１０内のガス室Ｇのガス圧が増圧した場合に、ベローズキャップ５２が圧力容器１０より先に破断することで、ガス室Ｇと油圧回路とを連続させる。【選択図】      図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の外殻部材、及び、この外殻部材の開口部を閉塞し、且つ、液体を前記外殻部材内部へと流出入可能な流入孔を有する蓋体を具備する圧力容器と、
この圧力容器内壁面に沿って伸縮自在に形成された金属ベローズ、及び、金属ベローズに設けられ、前記圧力容器内壁面に沿って前記金属ベローズに追従して移動するとともに、その軸心上、又は、前記流入孔の延長上に形成された脆弱部を有する円板状の仕切板を有し、これら金属ベローズ及び仕切板により前記圧力容器内を、前記液体を流出入可能な液室及びガスを封入可能な気室に仕切るベローズ機構と、
前記蓋体に設けられ、前記仕切板と当接することで前記液室を前記流入孔と液封可能に形成されたシール部材と、を備えることを特徴とするアキュムレータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、液圧回路に用いられるアキュムレータ等の圧力容器に関し、特に、安価、且つ、精度を向上させるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧制御装置の油圧回路やショックアブソーバを用いた油圧回路等の液圧回路に金属ベローズ式のアキュムレータ（蓄圧・緩衝装置）が用いられている。金属ベローズ式のアキュムレータは、一般に、外殻部材と蓋体とを溶接等で接合することで形成された圧力容器に、ベローズ、及び、断面が台形形状のシール部材が加硫接着により接着された仕切板で構成されたベローズ機構が設けられている。このようなアキュムレータは、圧力容器の内部がベローズ機構によってガス室と液室（油室）とに区画される。また、圧力容器には、液圧回路とアキュムレータに流入する液体の圧力変動をベローズ機構の伸縮に伴うガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝する構成に形成されている。
【０００３】
アキュムレータは、液室内の圧力がガス室内の圧力より低圧となった場合に、シール部材は、液圧回路と液室とを連続させる連通部に設けられた開口部を覆い、且つ、開口部の周囲に密接することで、開口部を閉塞する。この、シール部材による開口部の閉塞により、液室内へ一定量の液体を密封し、この密封された液体と、ガス室のガスとの釣り合いにより、ベローズの液室内側への過度の変形を防止するものが知られている。なお、シール部材は、仕切板に設けるのではなく、開口部の周囲に設けられているものも知られている。
【０００４】
また、このようなアキュムレータは、例えば、火災等により、アキュムレータの温度が上昇すると、ガス室内のガス圧が異常上昇する。このガス圧の異常上昇により、アキュムレータの圧力容器が破壊する虞がある。特に、圧力容器内にガスを用いているため、圧力容器が破壊すると、破壊した圧力容器が飛散する等、外部への２次的被害を誘発する虞がある。
【０００５】
このため、火災等による圧力容器の破損を防止するために、ガス圧によりベローズ機構を介してシール部材により閉塞された液室内の、液圧回路と液室とを密閉させる部材、例えば連通部に座グリ等の脆弱部（リリーフ手段）を有するアキュムレータも知られている（例えば、特許文献１参照）。このような脆弱部を有する連通部は、液圧回路と液室とを密閉させるために、板材からプレス加工により円筒状に形成し、その円筒状に形成した連通部の側面に、脆弱部を加工して設けている。
【０００６】
このように、脆弱部を有する連通部を用いることで、火災等により、液室が密封された状態でガス圧が高圧となった場合を説明する。まず液圧回路に設けられたリリーフ等により、液圧回路の圧力が０又は低圧、所謂ゼロダウンとなる。このとき、熱によりガス室内のガスが膨張し、ガス圧が高圧となる。また、ベローズ機構を介してガス圧により押圧されるとともに、熱により液室内の油圧も高圧となる。この高圧となった油圧により脆弱部が破壊される。また、ガス圧によりベローズ機構が破壊される。ガス室内のガスは、ガス室から、破壊されたベローズ機構、液室及び破壊された脆弱部を通過して液圧回路内へと逃げることで、圧力容器の破壊が防止される。
【特許文献１】特開２００４−２７０７６３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したアキュムレータでは、次のような問題があった。すなわち、ガス室内のガスを液圧回路に逃がすためには、ガス圧が高圧になった後に、脆弱部が油室Ｌの油圧により破壊され、さらに、ガス圧により金属ベローズが破壊される必要がある。しかし、脆弱部が破壊されても、金属ベローズが破壊されないと、ガス室内の圧力が油圧回路内に開放されないため、万が一金属ベローズが破壊されない場合にはガス室と液圧回路が連通しない虞もある。このため、より直接的にガス室内の圧力を逃す方法が求められている。
【０００８】
また、連通部に脆弱部を設けるためには、連通部の加工後に、脆弱部を加工する加工工程が必要となる。また、連通部は円筒状であるため、脆弱部を例えばフライス加工等により加工する場合には、脆弱部部位の厚さが不均一になり加工精度が必要となることや、加工が容易でない、等の問題もある。このため、製造コストが大きくなる。
【０００９】
そこで本考案は、安価、且つ、安全性の向上が可能なアキュムレータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決し目的を達成するために、本考案のアキュムレータは次のように構成されている。
【００１１】
有底筒状の外殻部材、及び、この外殻部材の開口部を閉塞し、且つ、液体を前記外殻部材内部へと流出入可能な流入孔を有する蓋体を具備する圧力容器と、この圧力容器内壁面に沿って伸縮自在に形成された金属ベローズ、及び、金属ベローズに設けられ、前記圧力容器内壁面に沿って前記金属ベローズに追従して移動するとともに、その軸心上、又は、前記流入孔の延長上に形成された脆弱部を有する円板状の仕切板を有し、これら金属ベローズ及び仕切板により前記圧力容器内を、前記液体を流出入可能な液室及びガスを封入可能な気室に仕切るベローズ機構と、前記蓋体に設けられ、前記仕切板と当接することで前記液室を前記流入孔と液封可能に形成されたシール部材と、を備えることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、圧力容器の破損を防止し、アキュムレータを安価、且つ、安全性の向上とすることが可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本考案の一実施の形態に係るアキュムレータ１の構成を示す縦断面図、図２は同アキュムレータ１のベローズ機構５０の移動を示す縦断面図である。なお、図１、２中Ｇはガス室（気室）、Ｌは油室（液室）を、Ｓは圧力容器１０の溶接部（接合部）をそれぞれ示している。
【００１４】
図１，２に示すように、アキュムレータ１は、圧力容器１０と、圧力容器１０に収容されたベローズ機構５０とを備えている。このようなアキュムレータ１は、例えば車両のブレーキ用油圧回路上に接続されている。
【００１５】
圧力容器１０は、外殻部材である有底筒状の鋼材で形成された鋼管１１と、鋼管１１が有する開口部１２と結合する蓋体１３とを備えている。また、圧力容器１０は、例えば、鋼管１１と蓋体１３とを溶接部（接合部）Ｓで溶接させることで構成されている。圧力容器１０は、その内部に、鋼管１１とベローズ機構５０とにより形成されたガス室Ｇと、蓋体１３とベローズ機構５０とにより形成された油室Ｌとを有している。
【００１６】
鋼管１１は、管部１５と端部（以下「底部」なお、図１，２中では上部に位置）１６とが例えばプレスによる深絞り加工により形成されている。なお、鋼管１１は、深絞り加工後に焼鈍等の熱処理を行なう場合がある。鋼管１１は、管部１５の一端（底部１６とは他方）側に開口部１２が位置する。
【００１７】
鋼管１１は、管部１５の内周面１５ａ及び底部１６の内面１６ａにより内壁面１７が形成されている。蓋体１３の一部、内壁面１７及びベローズ機構５０によりガス室Ｇが形成されている。なお、開口部１２には、蓋体１３が挿入されるとともに、溶接部Ｓで蓋体１３が溶接される。
【００１８】
底部１６には、円形状の貫通孔１８が形成されている。この貫通孔１８はガスの封入後にガス封入栓１９に溶接等の手段を用いて気密に閉塞されている。また、底部１６は、貫通孔１８の外部に、例えばその横断面が六角形状のカバー２０が取り付けられている。
【００１９】
蓋体１３は、円盤状に形成された蓋体本体２１と、この蓋体本体２１の軸心上に設けられたポート部２２と、蓋体本体２１のポート部２２が設けられている第１面２３と、第１面２３と相対する第２面２４と、を備えている。また、蓋体１３は、蓋体本体２１の軸心上、且つ、第２面２４側に、例えば溶接により接合された円筒部材２６を備えている。
【００２０】
蓋体本体２１は、少なくともその外径が、開口部１２に挿入されることで第２面２４側が鋼管１１の内側に位置し、第１面２３が鋼管１１の外部に露出する位置となる外径を有している。また、蓋体本体２１の側面部２７の第２面２４側には、樹脂材料等により形成されたリング状の遮断シール２８を挿入するシール溝２９が設けられている。
【００２１】
詳しく述べると、蓋体本体２１は、第１面２３側が管部１５の内周径よりも大径に形成され、第２面２４側が管部１５の内周径よりも小径に形成されている。また、蓋体本体２１の側面のシール溝２９よりも第１面２３側に設けられ、溶接時に溶解することで、鋼管１１の曲面部１２ａと溶接される溶接部Ｓが設けられている。なお、ここで、遮断シール２８は、曲面部１２ａと溶接部Ｓとが溶接されるときに発生するスパッタ（溶接片等）を遮断可能に形成されており、これにより、スパッタは、ガス室Ｇへと進入することはない。なお、遮断シール２８及びシール溝２９は、ガス室Ｇに露出する。
【００２２】
ポート部２２は、この内部に、油室Ｌと作動油の流出入を行なう通油孔３０が設けられている。また、ポート部２２は、例えば図示しない油圧回路の配管上に接続されている。  
円筒部材２６は、内部に空洞部３１が形成されており、通油孔３０と連続している。また、円筒部材２６の端面部３２には、空洞部３１と油室Ｌとを連続させる連通孔（流入孔）３３が設けられている。また、円筒部材２６は、端面部３２の外面、即ち、ベローズ機構５０と対向する面にシール部材３４が設けられている。
【００２３】
シール部材３４は、円環状（リング状）、且つ、その断面が方形状に、弾性を有する樹脂材料で形成されている。シール部材３４は、端面部３２の外面、且つ、連通孔３３の周囲に例えば加硫接着剤等により接着されている。
【００２４】
なお、シール部材３４に用いられる樹脂材料は、例えば、ブレーキの油圧回路に用いられる作動油に対して耐性を有するものであり、弾性変形することで、シール性を示すものであれば良い。また、樹脂材料は、アキュムレータ１の用途により、適宜樹脂材料は変更可能である。
【００２５】
ベローズ機構５０は、筒状に形成され開口端の一方が、蓋体本体２１の第２面２４に配置された金属ベローズ５１と、この金属ベローズ５１の開口端の他方に取り付けられた円板状のベローズキャップ（仕切板）５２とを備えている。また、ベローズ機構５０は、ベローズキャップ５２の外周部に取り付けられた摺動移動可能に形成されたガイド５２ａを備えている。
【００２６】
金属ベローズ５１は、第２面２４と当接する一端部が、蓋体本体２１の第２面２４と溶接により接合されている。この金属ベローズ５１と蓋体本体２１との接合点は、油室Ｌ及びガス室Ｇ間の液（気）密性を有している。
【００２７】
ベローズキャップ５２は、蓋体１３と対向する面（油室Ｌ側の面）に、金属ベローズ５１の他端部が溶接される。この接続により、ベローズキャップ５２と金属ベローズ５１との接続部（溶接部）は、油室Ｌ及びガス室Ｇ間の液（気）密性を有している。
【００２８】
ベローズキャップ５２は、金属ベローズ５１の伸縮にあわせベローズキャップ５２が移動する際に内壁面１７をスムースに摺動可能に形成されている。なお、ベローズキャップ５２の外周部にガイド５２ａを有する構成としたが、ベローズキャップ５２の外周部が、内壁面１７に沿ってスムースに移動可能とし、直接１７に接しなければよい。なお、ベローズキャップ５２は、内壁面１７をスムースに摺動可能に形成されているだけであり、ガス室Ｇと、内壁面１７及び金属ベローズ５１の空間とは連通している。
【００２９】
また、ベローズキャップ５２は、ベローズキャップ５２の軸心上に設けられ、金属材料で形成されるとともに、その軸心上、又は、連通孔３３の軸心の延長上に設けられた脆弱部５３を有している。ベローズキャップ５２は、例えばプレス加工により、脆弱部５３を含めて一工程により形成されている。即ち、ベローズキャップ５２は、その外形形状及び脆弱部５３を形成する金型によりプレス成型により製造される。
【００３０】
脆弱部５３は、ベローズキャップ５２のガス室Ｇ側の面が薄肉に形成されている。この脆弱部５３の厚みは、ベローズキャップ５２が圧力容器１０の破壊圧力より低い圧力で破壊する厚みとなる深さに形成されている。
【００３１】
即ち、ベローズキャップ５２は、圧力容器１０の破壊圧力より低い圧力で破壊するように、脆弱部５３として、その一部が薄肉に形成さることで、圧力容器１０の破壊圧力より破壊圧力が低い部位を有している。なお、ここで、脆弱部５３の厚みは、通常のアキュムレータ１の使用上において、ベローズキャップ５２が破壊せず、且つ、圧力容器１０の破壊圧力よりも低い圧力で破壊する厚さであれば、適宜設定可能である。
【００３２】
このように構成されたアキュムレータ１では、油圧回路の圧力が上昇し、ガス室Ｇの圧力より空洞部３１の圧力が高くなると、ポート部２２の通油孔３０、円筒部材２６内の空洞部３１及び連通孔３３を介して油室Ｌ内に油圧回路内の作動油が流入する。この作動油の流入により、油室Ｌ内の圧力（油圧）は油圧回路の圧力と同圧となり、アキュムレータ１は、油圧回路内の圧力を蓄圧するとともに、油圧回路内の脈動を緩衝することとなる。このとき、ガス室Ｇのガス圧は、油室Ｌ内の油圧と同圧となるように、圧縮されることとなる。
【００３３】
即ち、油圧回路の圧力が上昇し、油室Ｌの油圧が上昇すると、図１に示すように、金属ベローズ５１は伸張しガス室Ｇ内のガスが油圧により収縮する（圧縮される）。このガス室Ｇ内のガスの収縮により、所定の位置で、作動油とガスとの釣り合いが取れることとなる。
【００３４】
次に、油圧回路内の圧力が増圧すると、油室Ｌ内の圧力が増圧し、さらにガスを収縮させ、金属ベローズ５１が伸張する。このとき、油圧回路内の使用圧力や温度等のアキュムレータ１の仕様によってガス室Ｇ内のガスの圧力及び体積の少なくとも一方が調整されており、金属ベローズ５１は、ガイド５２ａが管部１５の内周面１５ａを摺動する範囲のみを伸縮することとなる。
【００３５】
次に、油圧回路内の圧力が低下すると、油室Ｌ内の作動油の圧力も低下し、ガス室Ｇ内のガスが膨張する。これにより、金属ベローズ５１は収縮することとなる。これによりガス室Ｇ内のガスが膨張する。このとき、油室Ｌ内の油圧が所定の圧力より低くなり、所定の圧力よりも低下した場合には、図２に示すように、ベローズキャップ５２とシール部材３４とが当接する位置まで、金属ベローズ５１が収縮し、ベローズキャップ５２が移動する。
【００３６】
ベローズキャップ５２とシール部材３４とが当接することで、円筒部材２６の連通孔３３の周囲をシール部材３４によりシールすることとなり、油室Ｌは、ポート部２２の通油孔３０から円筒部材２６の空洞部３１を介して連通孔３３迄の空間と閉塞（液封）されることとなる。この油室Ｌの閉塞により、ベローズキャップ５２から円筒部材２６の外周面と金属ベローズ５１との間に位置する作動油は、連通孔３３から油圧回路内へ移動することがない。このため、ガス圧による金属ベローズ５１の中心方向への変形をガス圧と作動油の油圧とにより規制することが可能となる。
【００３７】
ここで、例えば、アキュムレータ１が火災等により、高温に晒された場合を説明する。  
アキュムレータ１が高温に晒されると、アキュムレータ１の温度が上昇し、これに伴い、アキュムレータ１内のガス及び作動油の温度が上昇することとなる。
【００３８】
このとき、火災による温度上昇のため、油圧回路のリリーフ機構等が作動し、油圧回路内の油圧が略０又は低圧、所謂ゼロダウンとなる。なお、ガス室Ｇのガス圧は、温度上昇により増圧することとなる。図２に示すように、アキュムレータ１は、ガス室Ｇのガス圧が油圧回路の油圧より高くなるため、金属ベローズ５１が収縮し、ベローズキャップ５２が円筒部材２６に設けられたシール部材３４に押圧されることとなる。
【００３９】
ガス圧及び油室Ｌの油圧は、アキュムレータ１による温度上昇のため、通常の使用圧力よりも高くなる。圧力容器１０及びベローズキャップ５２には、ガス室Ｇから高圧のガス圧が印加されることとなる。これにより、ベローズキャップ５２は、この高圧のガス圧により、脆弱部５３で破断することとなる。
【００４０】
アキュムレータ１は、破断したベローズキャップ５２を介して、ガス室Ｇと、連通孔３３、空洞部３１及び通油孔３０とが連続することとなる。これにより、ガス室Ｇと油圧回路とが連続し、ガスが油圧回路内へと侵入することになり、ガス室Ｇ内のガス圧が低下する。
【００４１】
このように構成されたアキュムレータ１によれば、火災等の高温に晒され、アキュムレータ１の温度が上昇した場合に、油圧回路の圧力は、各部シールの焼損や、リリーフ機構の作動により略ゼロとなる。また、高圧となったガス室Ｇ内のガス圧は上昇し、その結果ベローズキャップ５２の脆弱部５３が破断することとなる。このベローズキャップ５２の破断により、ガス室Ｇと油圧回路とが連続するため、ガス室Ｇ内のガスが油圧回路内へと移動し、高温時に増圧したガス室Ｇ内のガス圧を低下させることが可能となる。このガス室Ｇ内のガス圧の低下により、圧力容器１０の破壊を防止することが可能となり、圧力容器１０の破壊による二次災害を防止することが可能となる。
【００４２】
なお、脆弱部５３を有さない構成のために発生する虞がある圧力容器１０の破壊による二次災害について説明する。圧力容器１０内に溜まった高圧ガスは、圧力容器１０が破壊すると、急激に膨張するため、圧力容器１０を勢い良く破裂させることとなる。この破裂により破壊された圧力容器１０の部品は、アキュムレータ１を中心に四方に飛散することとなる。
【００４３】
このような、圧力容器１０の破壊部品の飛散は、アキュムレータ１の破壊だけではなく、例えば、車体構成品、車体の搭乗者及び車体周囲に位置する人や物品に当たると、怪我や破損等の原因となる。
【００４４】
しかし、本考案のように脆弱部５３を設けることで、ガス室Ｇ内のガス圧の増大時に脆弱部５３からガス圧を逃すことにより、圧力容器１０の破壊を防止することを可能とすることで、このような二次災害を防止することが可能となる。即ち、アキュムレータ１の安全性を向上させることが可能となる。
【００４５】
さらに、脆弱部５３をベローズキャップ５２に設けることで、ガス圧による破壊は脆弱部５３だけでよく、ガス圧により直接的に脆弱部５３を破壊可能となる。このため、ガス圧が増大した際には、ガス圧により直接的に脆弱部５３を破壊し、確実にガスを油圧回路内へ放出することが可能となり、信頼性を向上させることが可能となる。
【００４６】
また、ベローズキャップ５２に脆弱部５３を設けることで、脆弱部５３をベローズキャップ５２の加工時に同じ工程で成形することが可能となり、加工工程の低減となる。また、ベローズキャップ５２は、円板状であり、この円板状に脆弱部５３を設けるため、脆弱部５３の深さ（脆弱部５３でのベローズキャップ５２の厚さ）は一定となるため、加工精度を容易に得ることが可能となる。これにより、製造コストを低減することが可能となる。さらに、加工精度を容易に得ることが可能となる、即ち、容易な加工で寸法精度を向上させることが可能となる。
【００４７】
上述したように、本実施の形態に係るアキュムレータ１によれば、ベローズキャップ５２の一部に、圧力容器１０よりも破壊圧力が低い脆弱部５３を設けることで、圧力容器１０の破裂を防止することが可能となる。また、この圧力容器１０の破裂を防止することで、二次災害を防止し、アキュムレータ１の安全性を向上することも可能となる。また、脆弱部５３の加工工程及び加工精度を低減することが可能となり、アキュムレータ１の製造コストを低減することも可能となる。
【００４８】
なお、本考案は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、アキュムレータ１は、車体のブレーキ用油圧回路に用いるとしたが、その他、各油圧回路に適用可能である。また、油圧回路だけではなく、他の圧力回路にも用いることが可能となる。さらに、上述した脆弱部５３は、プレス加工により一工程で形成するとしたが、これに限定されるわけではない。プレス加工を二工程としてもよい。プレス加工を二工程としても、プレス加工を同一ラインで加工すれば、工程の増加に伴う製造コストの影響も殆どなく、また、プレス加工時に使用する金型が単純となるため、金型のコストを低減することが可能となる。また、脆弱部５３はプレス加工であるほうが望ましいが、脆弱部５３をフライス等による切削加工や座繰り加工等で形成してもよい。ベースプレート５２は、円板状であるため、切削加工も容易に可能であるとともに、加工による寸法精度も容易に高い精度で出すことが可能となる。このため、円筒状の部材（円筒部材２６）の側面に脆弱部５３を設けるよりも加工コストを低減することが可能となる。また、円板状のベースプレート５２に脆弱部５３を設けることから、寸法精度を向上させることが可能となり、信頼性の向上にもなる。
【００４９】
また、脆弱部５３は、円板凹状に加工するとしたが、円板凹状に限定されるものではない。例えば、角形でも良いし、十字状の溝でもよい。即ち、アキュムレータ１のガス室Ｇ内の圧力が高圧となった場合に、圧力容器１０の破断よりも先に、ベローズキャップ５２が破損することで、必要とされる耐久性（疲労強度）を満足し、圧力容器１０の破裂を防止可能であれば、その形状は適宜設定可能である。
【００５０】
さらに、上述したシール部材３４は、その断面形状が方形状としたが、これに限定されるものではなく、適宜変更可能である。この他、本考案の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本考案の一実施の形態に係るアキュムレータの構成を示す断面図。
【図２】同アキュムレータの構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００５２】
１…アキュムレータ、１０…圧力容器、１１…鋼管、１２…開口部、１２ａ…曲面部、１３…蓋体、１５…管部、１５ａ…内周面、１６…端部、１６…底部、１６ａ…内面、１７…内壁面、１８…貫通孔、１９…ガス封入栓、２０…カバー、２１…蓋体本体、２２…ポート部、２３…第１面、２４…第２面、２６…円筒部材、２７…側面部、２８…遮断シール、２９…シール溝、３０…通油孔、３１…空洞部、３２…端面部、３３…連通孔（流入孔）、３４…シール部材、５０…ベローズ機構、５１…金属ベローズ、５２…ベローズキャップ（仕切板）、５３…脆弱部、Ｇ…ガス室、Ｌ…油室、Ｓ…溶接部。
【図１】
0003148351.tif 000003
【図２】
0003148351.tif 000004