(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を、加圧ガスが封入される外側のガス室と、前記一端壁に形成された液体出入り口に連通する内側の液体室とに区画する蛇腹状で伸縮自在な金属ベローズとを備えて、前記液体室に加圧液体を蓄積可能なベローズ式液圧蓄圧器において、前記金属ベローズを、筒状で金属製の蛇腹状部と、この蛇腹状部の可動端に気密且つ液密的に結合した可動プレートを備える構成とし、前記液体室内に前記金属ベローズの収縮量を規定するストッパを設け、このストッパを、前記金属ベローズの前記可動プレートと係合可能な底壁部と、前記シェルの端壁に固着された開口端部を有する有底筒状部材で構成し、この有底筒状部材によって、前記液体室を、前記液体出入り口が連通露呈する内部液室と、前記金属ベローズにおける前記蛇腹状部の内周面が露呈する外部液室とに区画し、前記内部液室と前記外部液室とを、前記有底筒状部材の前記底壁部に形成した連通路を通して常時連通させたことを特徴とするベローズ式液圧蓄圧器。
【請求項２】
請求項１に記載のベローズ式液圧蓄圧器において、前記金属ベローズの前記可動プレートと前記有底筒状部材の前記底壁部との間にゴムプレートが設けられており、このゴムプレートは、前記金属ベローズの前記可動プレートが前記有底筒状部材の前記底壁部に当接するようになっても、前記内部液室と前記外部液室の連通を維持するように設けられていることを特徴とするベローズ式液圧蓄圧器。
【請求項３】
請求項１または２に記載のベローズ式液圧蓄圧器において、前記ガス室に封入する加圧ガスのガス圧を２〜９ＭＰａの範囲で設定したことを特徴とするベローズ式液圧蓄圧器。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一つに記載のベローズ式液圧蓄圧器において、前記金属ベローズとして筒部を構成する部位の断面形状がＳ字タイプの金属ベローズを採用したことを特徴とするベローズ式液圧蓄圧器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧液体を蓄積する液圧蓄圧器（アキュムレータ）に関し、特に、内部が伸縮自在な金属ベローズにより、加圧ガスを封入したガス室と、外部に連通した液体室とに区画されるベローズ式液圧蓄圧器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液圧蓄圧器の一つとして、圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を、加圧ガスが封入される外側のガス室と、前記一端壁に形成された液体出入り口に連通する内側の液体室とに区画する蛇腹状で伸縮自在な金属ベローズとを備えて、前記液体室に加圧液体を蓄積可能なものがあり、例えば、特開２００１−１１６００３の公報に示されている。
【０００３】
上記した公報に示されている液圧蓄圧器においては、液体室側の圧力が大気圧に開放されたとき、縮んだ状態の金属ベローズの外側に封入ガス圧が作用するとともに内側に大気圧が作用するため、その差圧による金属ベローズの寿命低下を抑えるために、金属ベローズにおける蛇腹状部の内側に大気圧が作用しないようにするシール構造が採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したシール構造においては、液体室側の圧力が大気圧に開放されたときにシール座に着座するシール部材がシール座に固着して離座し難くなるおそれがある。かかる場合には、金属ベローズがスムーズに伸長作動しなくて、液体室に加圧液体が所定量蓄積されない状態にて、加圧液体の圧力が上限設定値となるおそれがあり、当該液圧蓄圧器への加圧液体の蓄積が的確に行われないおそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、圧力空間を形成するシェルと、前記圧力空間内に位置し且つ自己の一端を前記シェルの一端壁に固定されて前記圧力空間を、加圧ガスが封入される外側のガス室と、前記一端壁に形成された液体出入り口に連通する内側の液体室とに区画する蛇腹状で伸縮自在な金属ベローズとを備えて、前記液体室に加圧液体を蓄積可能なベローズ式液圧蓄圧器において、前記金属ベローズを、筒状で金属製の蛇腹状部と、この蛇腹状部の可動端に気密且つ液密的に結合した可動プレートを備える構成とし、前記液体室内に前記金属ベローズの収縮量を規定するストッパを設け、このストッパを、前記金属ベローズの前記可動プレートと係合可能な底壁部と、前記シェルの端壁に固着された開口端部を有する有底筒状部材で構成し、この有底筒状部材によって、前記液体室を、前記液体出入り口が連通露呈する内部液室と、前記金属ベローズにおける前記蛇腹状部の内周面が露呈する外部液室とに区画し、前記内部液室と前記外部液室とを、前記有底筒状部材の前記底壁部に形成した連通路を通して常時連通させたこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００６】
この場合において、前記金属ベローズの前記可動プレートと前記有底筒状部材の前記底壁部との間にゴムプレートが設けられており、このゴムプレートは、前記金属ベローズの前記可動プレートが前記有底筒状部材の前記底壁部に当接するようになっても、前記内部液室と前記外部液室の連通を維持するように設けられていること（請求項２に係る発明）が望ましい。また、前記ガス室に封入する加圧ガスのガス圧を２〜９ＭＰａの範囲で設定すること（請求項３に係る発明）が望ましく、また、前記金属ベローズとして筒部を構成する部位の断面形状がＳ字タイプの金属ベローズを採用すること（請求項４に係る発明）が望ましい。
【０００７】
【発明の作用・効果】
本発明による液圧蓄圧器（請求項１に係る発明）においては、液体室内に金属ベローズの収縮量を規定するストッパを設けたため、金属ベローズの無用の収縮を防いで金属ベローズの寿命低下を抑えることが可能であり、金属ベローズの要求寿命を確保することが可能である。
【０００８】
また、金属ベローズの蛇腹状部内周面が露呈する液室と液体出入り口を連通路を通して常時連通させたものであり、金属ベローズの蛇腹状部内側に大気圧が作用しないようにするシール構造を採用する必要はない。このため、如何なる場合においても、シール構造による上記した不具合（シール部材のシール座への固着に起因する不具合）は生じなくて、金属ベローズはスムーズに伸長作動し、液体室に加圧液体が所定量蓄積されない限り、加圧液体の圧力が設定値とならず、当該液圧蓄圧器への加圧液体の蓄積は的確に行われる。
【０００９】
また、本発明による液圧蓄圧器（請求項２に係る発明）においては、上記した作用効果が得られるとともに、金属ベローズの可動プレートとストッパの底壁部との当接をゴムプレートによって緩衝することが可能である。また、本発明による液圧蓄圧器（請求項３に係る発明）においては、上記した作用効果が得られるとともに、ガス室に封入する加圧ガスのガス圧を２〜９ＭＰａの範囲で設定したため、当該液圧蓄圧器を自動車のブレーキ用として採用する場合において、初期のブレーキ力の確保（ガス圧を２ＭＰａ以上とすることで可能）と金属ベローズの要求寿命の確保（ガス圧を９ＭＰａ以下とすることで可能）を両立することが可能である。
【００１０】
また、本発明による液圧蓄圧器（請求項４に係る発明）においては、上記した作用効果が得られるとともに、金属ベローズとして筒部を構成する部位の断面形状がＳ字タイプの金属ベローズを採用したため、金属ベローズとして筒部を構成する部位の断面形状がＵ字タイプの金属ベローズを採用した場合に比して、金属ベローズの筒部を構成する部位での最小ピッチ（圧縮状態のピッチ）を小さくすることが可能であり、当該液圧蓄圧器をコンパクトとすることが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるベローズ式液圧蓄圧器Ａを自動車のブレーキ用として採用した実施形態を概略的に示していて、この実施形態においては、電動モータＭによって駆動される液圧ポンプＰからチェック弁Ｖを通して液圧蓄圧器Ａに蓄積された加圧液体がブレーキペダルＢＰの踏込に応答して作動する液圧ブースタＨ／Ｂに供給されてマスタシリンダＭ／Ｃの助勢圧として使用される。
【００１２】
また、この実施形態においては、液圧ポンプＰがリザーバＲに接続され、マスタシリンダＭ／ＣがリザーバＲとホイールシリンダＷ／Ｃにそれぞれ接続されている。また、電動モータＭの駆動が、イグニッションＯＮの状態にて液圧蓄圧器Ａに蓄積される加圧液体の圧力を検出する圧力センサＳからの信号に応じて電気制御装置ＥＣＵにより制御される（具体的には、図５のポンプＯＦＦ圧で駆動停止、ポンプＯＮ圧で駆動再開される）ようになっている。
【００１３】
液圧蓄圧器Ａは、図２に示したように、圧力空間１１を形成するシェル１２と、圧力空間１１内に配設した蛇腹状の金属ベローズ１３とを備えている。シェル１２は、上下２部材で構成されていて、これらの部材は液密的に接合連結されており、上端壁１２ａにはガス充填口を封止する栓部材１４が気密的に取付けられている。
【００１４】
金属ベローズ１３は、円筒状で金属製の蛇腹状部１３ａと、この蛇腹状部１３ａの図示上端に気密且つ液密的に結合した金属製の可動プレート１３ｂとから成り、蛇腹状部１３ａの図示下端をシェル１２の下端壁１２ｂに気密且つ液密的に固定されて、圧力空間１１を、所定値（２〜９ＭＰａの範囲で設定されている封入ガス圧）の加圧ガスが封入される外側のガス室１５と、シェル１２の下端壁１２ｂに形成された液体出入り口１２ｃに連通する内側の液体室１６とに区画している。
【００１５】
また、この金属ベローズ１３内、すなわち、液体室１６内には、補助シェル１７が配置されていて、この補助シェル１７と可動プレート１３ｂの当接を緩衝するとともに両者間に隙間Ｄを常時形成するために、可動プレート１３ｂの下面には４個のゴムプレート１８が周方向にて等間隔に固着されている（図３および図４参照）。
【００１６】
補助シェル１７は、図２の仮想線で示した状態が自由状態である金属ベローズ１３の収縮量を規定するストッパとしても機能するものであり、図示下端の開口端部にてシェル１２の下端壁１２ｂに固着された円筒状壁部１７ａと金属ベローズ１３の可動プレート１３ｂにゴムプレート１８を介して係合可能な上底の底壁部１７ｂとを有した有底筒状部材であり、上記した液体室１６を、液体出入り口１２ｃが連通露呈する内部液室１６ａと、金属ベローズ１３における蛇腹状部１３ａの内周面が露呈する外部液室１６ｂとに区画している。
【００１７】
内部液体室１６ａは、補助シェル１７の底壁部１７ｂに形成した連通孔１７ｃと上記した隙間Ｄからなる連通路を通して、外部液室１６ｂに常時連通している。このため、図１の液圧ポンプＰからチェック弁Ｖを通して液体出入り口１２ｃに供給される加圧液体の圧力は、連通孔１７ｃと上記した隙間Ｄを通して可動プレート１３ｂのゴムプレート１８を除く部位の全体に作用して可動プレート１３ｂを図２の上方に向けて押圧し、金属ベローズ１３のスムーズな伸長作動を保証する。
【００１８】
上記のように構成したこの実施形態においては、イグニッションＯＮにより電動モータＭが駆動を開始して、液圧蓄圧器Ａに蓄積される加圧液体の圧力が図５に示したようにａ点を経てｂ点に向けて上昇する。このとき、液圧蓄圧器Ａでは、図５のａ点からｂ点への移行に伴って金属ベローズ１３が図２の実線で示した状態から仮想線で示した状態に向けて伸長作動する。
【００１９】
また、液圧蓄圧器Ａに蓄積される加圧液体の圧力がポンプＯＦＦ圧に達してｂ点に至ると、電動モータＭが駆動を停止して、その後はポンプＯＮ圧に向けて下降する。この圧力の下降は、液圧蓄圧器Ａに蓄積される加圧液体がチェック弁Ｖ等を通して漏れること、或いは液圧ブースタＨ／Ｂに供給されて使用されること等によるものであり、このときには、金属ベローズ１３が図２の実線で示した状態に向けて収縮作動する。なお、液圧蓄圧器Ａに蓄積される加圧液体の圧力がポンプＯＮ圧にまで下降すると、電動モータＭが駆動を再開して、その後はポンプＯＦＦ圧に向けて上昇する。
【００２０】
ところで、この実施形態の液圧蓄圧器Ａにおいては、液体室１６内に金属ベローズ１３の収縮量を規定する補助シェル１７を設けたため、金属ベローズ１３の無用の収縮を防いで金属ベローズ１３の寿命低下を抑えることが可能であり、金属ベローズ１３の要求寿命を確保することが可能である。
【００２１】
また、金属ベローズ１３における蛇腹状部１３ａの内周面が露呈する外側液室１６ｂと液体出入り口１２ｃを連通孔１７ｃと隙間Ｄを通して常時連通させたものであり、金属ベローズ１３の蛇腹状部１３ａ内側に大気圧が作用しないようにするシール構造（例えば、可動プレート１３ｂの下面に４個のゴムプレート１８に代えて環状のシール部材を固着して構成するシール構造）を採用する必要はない。このため、如何なる場合においても、シール構造において採用するシール部材のシール座（補助シェル１７の上面）への固着は生じなくて、金属ベローズ１３はスムーズに伸長作動し、液体室１６に加圧液体が所定量蓄積されない限り、加圧液体の圧力がポンプＯＦＦ圧（上限設定値）とならず、当該液圧蓄圧器Ａへの加圧液体の蓄積は的確に行われる。
【００２２】
なお、上記したシール構造において採用するシール部材がシール座に固着した場合には、イグニッションＯＮによる電動モータＭの駆動開始時において、液圧蓄圧器Ａの金属ベローズ１３が図２の実線で示した状態から伸長し難くて、液圧蓄圧器Ａに蓄積される加圧液体の圧力が図５に仮想線にて示したようにａ点を経てｃ点に向けて急上昇する。このため、液体室１６に加圧液体が殆ど蓄積されない状態にて、加圧液体の圧力がポンプＯＦＦ圧に達して電動モータＭが駆動を停止し、当該液圧蓄圧器Ａへの加圧液体の蓄積は的確に行われない。したがって、このときには、イグニッションＯＮの初期において液圧蓄圧器Ａから液圧ブースタＨ／Ｂに加圧液体を供給することができないおそれがある。
【００２３】
また、この実施形態の液圧蓄圧器Ａにおいては、ガス室１５に封入するガス圧（図２の実線で示した状態のガス圧）を２〜９ＭＰａの範囲で設定したため、当該液圧蓄圧器Ａを自動車のブレーキ用として採用する場合において、初期のブレーキ力（ガス圧を２ＭＰａ以上とすることで可能）と金属ベローズ１３の要求寿命の確保（ガス圧を９ＭＰａ以下とすることで可能）を両立することが可能である。
【００２４】
上記実施形態においては、図２および図３に示したように、金属ベローズ１３における金属製の蛇腹状部１３ａとして、その断面形状がＵ字タイプのものを採用して実施したが、図６に示したように、金属製の蛇腹状部１３ａとして、その断面形状がＳ字タイプのものを採用して実施することも可能である。
【００２５】
この場合には、上記した作用効果が得られるとともに、金属製の蛇腹状部１３ａとして、その断面形状がＳ字タイプのものを採用したため、金属製の蛇腹状部１３ａとして、その断面形状がＵ字タイプのものを採用した場合に比して、金属ベローズ１３の筒部を構成する部位（蛇腹状部１３ａ）での最小ピッチ（圧縮状態のピッチ）を小さくすることが可能であり、当該液圧蓄圧器Ａをコンパクトとすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるベローズ式液圧蓄圧器を自動車のブレーキ用として採用した実施形態を概略的に示す構成図である。
【図２】  図１に示した液圧蓄圧器に加圧液体が蓄積されていない状態の断面図である。
【図３】  図２の要部拡大断面図である。
【図４】  図２および図３に示した可動プレートとこれの下面に固着した４個のゴムプレートを示す斜視図である。
【図５】  図１に示した液圧蓄圧器に加圧液体が蓄積されるときの作動説明図である。
【図６】  本発明によるベローズ式液圧蓄圧器における金属ベローズの他の実施形態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１１…圧力空間、１２…シェル、１２ａ…上端壁、１２ｂ…下端壁、１２ｃ…液体出入り口、１３…金属ベローズ、１３ａ…蛇腹状部、１３ｂ…可動プレート、１４…栓部材、１５…ガス室、１６…液体室、１６ａ…内部液体室、１６ｂ…外部液体室、１７…補助シェル（ストッパ）、１７ａ…筒状壁部、１７ｂ…底壁部、１７ｃ…連通孔、１８…ゴムプレート、Ｄ…隙間、Ａ…液圧蓄圧器、Ｐ…液圧ポンプ、Ｍ…電動モータ、Ｖ…チェック弁、Ｓ…圧力センサ、ＥＣＵ…電気制御装置、Ｒ…リザーバ、ＢＰ…ブレーキペダル、Ｈ／Ｂ…液圧ブースタ、Ｍ／Ｃ…マスタシリンダ、Ｗ／Ｃ…ホイールシリンダ。
【図１】
0004131130.tif 000002
【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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