(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内側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの一端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シリンダ孔と前記液体室とを分離する底壁部を有して、前記シェルの一端壁に形成された液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記液体室内に配置し、
この補助シェルの内部を前記液体出入り口に連通する第１部分と前記補助シェルの底壁部に設けられた連通孔を介して前記液体室に連通する第２部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記補助シェルの底壁部に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記補助シェルの底壁部との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記補助シェルの底壁部に設けた前記連通孔と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第２部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記補助液体室から前記液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートと前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存し、前記最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記補助シェルの底壁部との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したことを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
【請求項２】
請求項１に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
【請求項３】
請求項２に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの一端壁とで制限されることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
【請求項４】
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内側のガス室と、前記シェルの他端壁に形成された液体出入り口に連通する外側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの他端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シェルの他端壁から離れた底壁部を有して、前記液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記シェルの外側に配置し、
この補助シェルの内部を前記補助シェルの底壁部に形成された第２の液体出入り口に連通する第1部分と前記シェルの前記液体出入り口を介して前記液体室に連通する第２部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記シェルの他端壁に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記シェルの他端壁との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記液体出入り口と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第２部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したことを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
【請求項５】
請求項４に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
【請求項６】
請求項５に記載のベローズ式液圧アキュムレータであって、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの他端壁とで制限されることを特徴とするベローズ式液圧アキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧液体を蓄積する液圧アキュムレータに関し、特に、内部が伸縮自在なベローズにより、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アキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアキュムレータは、例えば、特開２０００−３５６２０１、特開２０００−３２０５０１、特開２０００−２４９１０１、ＤＥ１９９５４３２６Ａ１等の各公報に示されていて、これらのアキュムレータにおいては、圧力空間を形成するシェルと、圧力空間を、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するベローズにて液圧アキュムレータ構造が構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来のアキュムレータにおいては、ベローズが破損したとき、アキュムレータ機能が消失することは勿論のこと、アキュムレータ内に封入した加圧ガスがアキュムレータ外に流出して当該アキュムレータを適用した液圧回路に流入するおそれがある。
【０００４】
【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内側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの一端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シリンダ孔と前記液体室とを分離する底壁部を有して、前記シェルの一端壁に形成された液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記液体室内に配置し、
この補助シェルの内部を前記液体出入り口に連通する第１部分と前記補助シェルの底壁部に設けられた連通孔を介して前記液体室に連通する第２部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記補助シェルの底壁部に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記補助シェルの底壁部との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記補助シェルの底壁部に設けた前記連通孔と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第２部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記補助液体室から前記液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートと前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存し、前記最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記補助シェルの底壁部との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００５】
この場合において、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであること（請求項２に係る発明）も可能である。また、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの一端壁とで制限されること（請求項３に係る発明）も可能である。
【０００６】
また、本発明は、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内側のガス室と、前記シェルの他端壁に形成された液体出入り口に連通する外側の液体室とに区画するベローズとを備えたベローズ式液圧アキュムレータにおいて、
前記シェルの他端壁に対して固定関係にあり、且つ、シリンダ孔を形成する筒状壁部と、前記シェルの他端壁から離れた底壁部を有して、前記液体出入り口と連通する補助液体室を内部に形成する補助シェルを前記シェルの外側に配置し、
この補助シェルの内部を前記補助シェルの底壁部に形成された第２の液体出入り口に連通する第1部分と前記シェルの前記液体出入り口を介して前記液体室に連通する第２部分とに区画する可動壁部材を前記補助シェル内に設け、
前記ベローズを円筒状の蛇腹状部とこの蛇腹状部の端部に結合されて前記シェルの他端壁に対向する可動プレートにより構成して、この可動プレートと前記シェルの他端壁との対向面の少なくとも一方には、その他方に着座・離脱することで前記液体出入り口と前記液体室とを分離・連通する環状シール部材を設け、
前記第２部分の最大容積および最小容積を、その最大容積から前記最小容積を差し引いた容積に相当する液量が前記液体室から前記補助液体室に送り込まれたとき前記ベローズの前記可動プレートとこれに対向する前記シェルの他端壁との間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように設定して、前記ベローズが正常に機能している状態で、前記可動壁部材が正常に機能するときには前記環状シール部材が離座状態に維持され、前記可動壁部材の機能が損なわれたときには前記環状シール部材が着座可能に構成したこと（請求項４に係る発明）に特徴がある。
【０００７】
この場合において、前記可動壁部材が前記補助シェルのシリンダ孔にシールリングを介して液密且つ摺動可能に嵌合するピストンであること（請求項５に係る発明）も可能である。また、前記ピストンのストロークが前記補助シェルの底壁部と前記シェルの他端壁とで制限されること（請求項５に係る発明）も可能である。
【０００８】
【発明の作用・効果】
本発明によるアキュムレータ（請求項１〜６に係る発明）においては、シェルとベローズにて液圧アキュムレータ構造が構成されるとともに、シェルと補助シェルと可動壁部材にても液圧アキュムレータ構造が構成される。このため、仮にベローズが破損しても、アキュムレータ機能が残存して機能することは勿論のこと、当該アキュムレータのガス室に封入した加圧ガスがアキュムレータ外に流出することを防ぐ（換言すれば、液圧回路へのガスの流入を防ぐ）ことが可能である。
【０００９】
また、請求項１〜３に係る発明においては、シェル内のベローズ内に補助シェルと可動壁部材が配置されるため、当該アキュムレータをコンパクトに構成することが可能である。また、請求項４〜６に係る発明においては、シェルの外側に補助シェルが配置され、この補助シェル内に可動壁部材が配置されるため、シェルとベローズの既存の構成を活用して当該アキュムレータを構成することが可能である。
【００１０】
また、本発明によるアキュムレータ（請求項１〜６に係る発明）においては、ベローズのストローク量を第２部分に流入・流出可能な液量で規定していて、ベローズの可動プレートとこれに対向する端壁との衝接を回避した状態にてベローズの過度なストロークを規制することができるため、ベローズを効果的に保護することが可能である。
【００１１】
また、請求項２と５に係る発明においては、補助シェルおよび可動壁部材（ピストン）をシンプルかつ安価に構成することが可能である。また、請求項３と６に係る発明においては、ピストンのストロークを補助シェルの底壁部とシェルの端壁とで制限することができ、ピストンの摺動を低圧側にも高圧側にも機械的なストッパ（補助シェルの底壁部とシェルの端壁）にて的確に規制することが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は本発明によるベローズ式液圧アキュムレータの一実施形態を示していて、このアキュムレータＡは、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。
【００１３】
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、所定の加圧ガスが封入される外側のガス室１５と、内側の液体室１６とに区画している。また、このベローズ１３内、すなわち、液体室１６内には、補助シェル１７とピストン１８が配置されている。
【００１４】
補助シェル１７は、シリンダ孔１７ａを形成する円筒状壁部１７ｂと、シリンダ孔１７ａと液体室１６とを分離する上底の底壁部１７ｃとを有していて、底壁部１７ｃには連通路を形成する連通孔１７ｄが形成されている。また、この補助シェル１７は、図示下端にてシェル１２の下端壁１２ｂに液密的に固定されていて、シェル１２の下端壁１２ｂに形成された液体出入り口１２ｃに連通する補助液体室１９を内部に形成している。
【００１５】
ピストン１８は、補助シェル１７の内部（補助液体室１９）を、液体出入り口１２ｃに連通する第１部分１９ａと、補助シェル１７の連通孔１７ｄを介して液体室１６に連通する第２部分１９ｂとに区画する可動壁部材であり、有底円筒容器形状に形成されていて、外周にはシールリング１８ａが装着されており、シリンダ孔１７ａに対して液密且つ摺動可能に嵌合されている。また、ピストン１８は、そのストロークが補助シェル１７の底壁部１７ｃとの当接（図２の状態）とシェル１２の下端壁１２ｂとの当接（図１の状態）により制限されるように構成されている。
【００１６】
また、この実施形態においては、ベローズ１３と補助シェル１７間の液体室１６と補助液体室１９の第２部分１９ｂに液体が封入されていて、第２部分１９ｂの最大容積（図２の状態の容積）から最小容積（図１の状態の容積）を差し引いた容積に相当する液量Ｑが補助液体室１９から液体室１６に送り込まれたとき図２に示したようにベローズ１３の可動プレート１３ｂとシェル１２の上端壁１２ａとの間には両者の衝接を回避するために隙間が残存し、上記した液量Ｑが液体室１６から補助液体室１９に送り込まれたとき図１に示したようにベローズ１３の可動プレート１３ｂとこれに対向する補助シェル１７の底壁部１７ｃとの間には両者の衝接を回避するために隙間が残存するように、第２部分１９ｂの最大容積と最小容積が設定されている。
【００１７】
また、この実施形態においては、ベローズ１３における可動プレート１３ｂの下面、すなわち補助シェル１７の底壁部１７ｃとの対向面に、環状シール部材２１が設けられている。環状シール部材２１は、補助シェル１７の底壁部１７ｃに対して着座・離脱することが可能で、補助シェル１７の底壁部１７ｃの連通孔１７ｄと液体室１６とを分離・連通することが可能である。
【００１８】
上記のように構成したこの実施形態のアキュムレータＡは、シェル１２の液体出入り口１２ｃが液圧回路（例えば、車両用液圧ブレーキ配管）に連通するようにして使用され、その使用時において図１の状態から図２の状態に変化することで補助液体室１９の第１部分１９ａに液圧回路からの圧液が蓄液され、また図２の状態から図１の状態に変化することで補助液体室１９の第１部分１９ａから液圧回路に圧液が戻される。
【００１９】
なお、アキュムレータＡが図１の状態から図２の状態に変化するときには、補助液体室１９の第２部分１９ｂから連通孔１７ｄを通してベローズ１３と補助シェル１７間の液体室１６に液体が流れ、また、アキュムレータＡが図２の状態から図１の状態に変化するときには、ベローズ１３と補助シェル１７間の液体室１６から連通孔１７ｄを通して補助液体室１９の第２部分１９ｂに液体が流れる。
【００２０】
ところで、この実施形態のアキュムレータＡにおいては、シェル１２とベローズ１３にて液圧アキュムレータ構造が構成されるとともに、シェル１２と補助シェル１７とピストン１８にても液圧アキュムレータ構造が構成される。このため、仮にベローズ１３が破損しても、アキュムレータ機能が残存して機能することは勿論のこと、当該アキュムレータＡのガス室１５に封入した加圧ガスがアキュムレータ外に流出することを防ぐ（換言すれば、液圧回路へのガスの流入を防ぐ）ことが可能である。
【００２１】
また、このアキュムレータＡにおいては、シェル１２内のベローズ１３内に補助シェル１７とピストン１８が配置されるため、当該アキュムレータＡをコンパクトに構成することが可能である。また、ベローズ１３のストローク量を補助液体室１９の第２部分１９ｂに流入・流出可能な液量Ｑで規定していて、ベローズ１３の可動プレート１３ｂこれに対向するシェル１２の上端壁１２ａまたは補助シェル１７の底壁端１７ｃとの衝接を回避した状態にてベローズ１３の過度なストロークを規制することができるため、ベローズ１３を効果的に保護することが可能である。
【００２２】
また、このアキュムレータＡにおいては、補助シェル１７を、シリンダ孔１７ａを形成する筒状壁部１７ｂとシリンダ孔１７ａと液体室１６を分離する底壁部１７ｃとを有する構成とし、補助液体室１９を第１部分１９ａと第２部分１９ｂに区画する可動壁部材を、シリンダ孔１７ａに対して液密且つ摺動可能に嵌合したピストン１８で構成しているため、補助シェル１７および可動壁部材（ピストン１８）をシンプルかつ安価に構成することが可能である。
【００２３】
また、ピストン１８のストロークを補助シェル１７の底壁部１７ｃとシェル１２の下端壁１２ｂとで制限することができ、ピストン１８の摺動を低圧側（図１の状態時）にも高圧側（図２の状態時）にも機械的なストッパ（補助シェル１７の底壁部１７ｃとシェル１２の下端壁１２ｂ）にて的確に規制することが可能である。
【００２４】
また、このアキュムレータＡにおいては、ピストン１８が補助シェル１７の内部を区画しなくなった場合（例えば、シールリング１８ａがそのシール機能を消失した場合）において、ベローズ１３と補助シェル１７間の液体室１６が低圧となったときに、環状シール部材２１が補助シェル１７の底壁部１７ｃの連通孔１７ｄと上記した液体室１６とを分離（補助シェル１７の底壁部１７ｃの連通孔１７ｄと液体室１６との連通を遮断）して、ベローズ１３の過度な収縮（潰れ）を防ぐ。
【００２５】
また、このアキュムレータＡにおいては、ピストン１８が有底円筒容器形状に形成されているため、ピストン１８にて必要な外周面ガイド長さを確保する上で軽量化が可能である。また、ベローズ１３の蛇腹状部１３ａは金属製であるため、液体室１６に高圧の加圧液体を蓄積することが可能である。
【００２６】
上記実施形態においては、図１および図２に示したように、シェル１２内のベローズ１３内に補助シェル１７とピストン１８を配置して本発明のアキュムレータＡを構成したが、図３および図４に示したように、シェル１１２外に補助シェル１１７とピストン１１８を配置して本発明のアキュムレータＢを構成することも可能である。
【００２７】
図３および図４に示したアキュムレータＢにおいては、シェル１１２の圧力空間１１１内に配設されたベローズ１１３が、円筒状で金属製の蛇腹状部１１３ａと、この蛇腹状部１１３ａの図示下端に気密且つ液密的に結合した金属製の可動プレート１１３ｂとから成り、蛇腹状部１１３ａの図示上端をシェル１１２の上端壁１１２ａに気密且つ液密的に固定されて、圧力空間１１１を、所定の加圧ガスが封入される内側のガス室１１５と、シェル１１２の下端壁１１２ｂに形成された液体出入り口１１２ｃに連通する外側の液体室１１６とに区画している。
【００２８】
また、シェル１１２の外側に、シェル１１２に対して液密的に固定関係にあり且つ内部に液体出入り口１１２ｃと連通する補助液体室１１９を形成する補助シェル１１７が配置されている。また、補助シェル１１７の内部を同補助シェル１１７のシェル１１２から離れた底壁部１１７ｃに形成された第２の液体出入り口１１７ｄに連通する第1部分１１９ａとシェル１１２の液体出入り口１１２ｃを介して液体室１１６に連通する第２部分１１９ｂとに区画するピストン１１８が設けられている。ピストン１１８は、補助シェル１１７の円筒状壁部１１７ｂに形成されたシリンダ孔１１７ａに液密且つ摺動可能に嵌合されている。
【００２９】
このアキュムレータＢにおいては、シェル１１２の外側に補助シェル１１７が配置され、この補助シェル１１７内に可動壁部材としてのピストン１１８が配置されるため、シェル１１２とベローズ１１３の既存の構成を活用して当該アキュムレータＢを構成することが可能である。
【００３０】
また、このアキュムレータＢにおいては、上記実施形態のアキュムレータＡと同様に、シェル１１２に栓部材１１４が気密的に組付けられ、ピストン１１８にシールリング１１８ａが装着され、ベローズ１１３の可動プレート１１３ｂに環状シール部材１２１が設けられている。このため、上記実施形態のアキュムレータＡと実質的に同等の作用効果を期待することが可能である。
【００３１】
上記各実施形態においては、可動壁部材としてピストン１８，１１８を採用したが、可動壁部材として、例えば、ベローズやダイアフラムを採用して実施することも可能である。また、上記各実施形態においては、補助シェル１７，１１７を円筒シリンダ形状として実施したが、これの形状は角筒状としても実施可能である。また、上記各実施形態においては、ベローズ１３，１１３の可動プレート１３ｂ、１１３ｂに環状シール部材２１，１２１を設けて実施したが、可動プレート１３ｂ、１１３ｂの対向側、補助シェル１７の底壁部１７ｃ、シェル１１２の下端壁１１２ｂに設けて実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるアキュムレータの一実施形態を示す断面図である。
【図２】  図１に示したアキュムレータの作動状態（蓄液状態）での断面図である。
【図３】  本発明のよるアキュムレータの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】  図３に示したアキュムレータの作動状態（蓄液状態）での断面図である。
【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…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、１７…補助シェル、１７ａ…シリンダ孔、１７ｂ…筒状壁部、１７ｃ…底壁部、１７ｄ…連通孔、１８…ピストン（可動壁部材）、１８ａ…シールリング、１９…補助液体室、１９ａ…第１部分、１９ｂ…第２部分、２１…環状シール部材、Ａ…アキュムレータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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