(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻（１０）の内室が、ベローズ（２０）によって、導圧孔（Ｃ）を介して流体圧力が導入される導圧室（Ａ）と、クッションガスが封入されるガス室（Ｂ）とに分離され、前記外殻（１０）内に、ゴム状弾性材料からなるシール部材（３０）が前記導圧孔（Ｃ）の内端外周に位置して設けられ、このシール部材（３０）は前記ベローズ（２０）側を向くと共に外周側へ開いた形状のシールリップ（３２）を有し、前記ベローズ（２０）の可動端に設けられて前記シールリップ（３２）と密接可能な端盤（２２）に、前記シールリップ（３２）との密接時にこのシールリップ（３２）の内周側への変位を制限する段差面（２２ｂ）が形成されたことを特徴とするアキュムレータ。
【請求項２】
端盤（２２）とシールリップ（３２）との密接状態において、前記端盤（２２）の段差面（２２ｂ）と前記シールリップ（３２）との間に、隙間（Ｇ）が形成され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】
シール部材（３０）の固定部（３１）が、導圧孔（Ｃ）となる導圧ポート（１２）の内周孔（１２３）の内端外周に同心的に形成された凹部（１２４）内に収容されると共に、前記内周孔（１２３）に嵌着された筒状のシールホルダ（３４）の一端に形成された鍔部（３４ａ）と前記凹部（１２４）との間に挟持された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４】
シール部材（３０）の固定部（３１）内に補強環（３３）が埋設され、シールリップ（３２）内に達する前記補強環（３３）の端部（３３ｃ）が、シールリップ（３２）と対応して外周側へ開いた形状をなすことを特徴とする請求項１又は３に記載のアキュムレータ。
【請求項５】
シール部材（３０）の固定部（３１）が固定される凹部（１２４）の外周縁（１２４ａ）が、Ｒ状に面取りされていることを特徴とする請求項３に記載のアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のブレーキの油圧系統等の流体圧力ラインにおいて、圧力を一時的に貯蔵したり、あるいは脈圧を吸収して平滑化するといった圧力制御に用いられるアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は従来の技術によるアキュムレータを示す断面図である。すなわち、アキュムレータには、図４に示されるように、外殻１００の内室が、金属製のベローズ１０２を介して、導圧室１０３とガス室１０４とに分離されてなる構造を有するベローズ式アキュムレータがある。導圧室１０３は、導圧ポート１０５を通じて油圧等の配管（図示省略）に接続され、ガス室１０４には、Ｎ２ガス等のクッションガスが封入されている。外殻１００における導圧ポート１０５側の端部には、シール部材１０６が取り付けられている。
【０００３】
ベローズ１０２は、一端が外殻１００における導圧ポート１０５と反対側の端部に密封的に固定された伸縮可能な金属ベローズ本体１０２ａと、その他端に封着された端盤１０２ｂとからなる。また、シール部材１０６は、導圧ポート１０５における導圧孔１０５ａの内端開口の外周を囲むように設けられたゴム状弾性材料からなるシールリップ１０６ａと、これを支持する金属プレート１０６ｂとからなる。
【０００４】
この種のアキュムレータは、油圧配管等から導圧ポート１０５の導圧孔１０５ａを介して導圧室１０３に導入される油圧等と、ガス室１０４に封入されたクッションガスの圧力及びベローズ１０２の弾性力の和が互いに平衡状態になるように、ベローズ１０２が伸縮変位する。すなわち油圧が上昇した時には、ベローズ１０２がガス室１０４を収縮させる方向に変位することによって上昇圧力を貯蔵し、油圧が降下した時には、相対的に高圧になるガス室１０４の内圧及びベローズ１０２自体の弾性によって、ベローズ１０２が導圧室１０３側へ向けて復帰動作し、貯蔵圧力を油圧配管へ放出するものである。
【０００５】
図５は、ベローズ１０２の端盤１０２ｂが、シール部材１０６のシールリップ１０６ａに密接された状態を示すものである。すなわち、配管内の油圧がガス室１０４におけるクッションガスの封入圧と同等の圧力まで降下（ゼロダウン）することによって、ベローズ１０２が伸長限度長さまで伸長した状態では、その可動端の端盤１０２ｂが、外周側へ開いた形状のシールリップ１０６ａに密接されて、導圧室１０３への油圧の導入を遮断し、これによって、ベローズ１０２の金属ベローズ本体１０２ａに、導圧室１０３とガス室１０４との過大な差圧が作用するのを防止するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のアキュムレータによれば、油圧が急激に降下した場合は、導圧室１０３から導圧孔１０５ａへ向かう流体（油）の流れＦが速くなるので、その流圧によって、シールリップ１０６ａが図中一点鎖線で示されるように内周側へ反転するおそれがある。シールリップ１０６ａは、外周側へ開いた形状をなすことによって、相対的に高圧となる導圧室１０３の圧力を背圧とする自己シール機能によって、密封性を発揮するものであるため、内周側への反転状態で端盤１０２ｂと密接した場合は、導圧室１０３と導圧孔１０５ａの間を確実に遮断することができなくなり、したがって、シールリップ１０６ａへの端盤１０２ｂの密接後、更に油圧が降下していくと、導圧室１０３の圧力も低下し、金属ベローズ本体１０２ａに作用する導圧室１０３とガス室１０４との差圧が過大になって、金属ベローズ本体１０２ａへの負荷が増大するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、油圧等配管内圧力の降下によってベローズが伸長限度長さまで伸長した時に、その可動端の端盤に密接されるシールリップによって、導圧室への配管内圧力の導入を確実に遮断可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した従来の技術的課題は、本発明によって有効に解決することができる。
すなわち請求項１の発明に係るアキュムレータは、外殻の内室が、ベローズによって、導圧孔を介して流体圧力が導入される導圧室と、クッションガスが封入されるガス室とに分離され、前記外殻内に、ゴム状弾性材料からなるシール部材が前記導圧孔の内端外周に位置して設けられ、このシール部材は前記ベローズ側を向くと共に外周側へ開いた形状のシールリップを有し、前記ベローズの可動端に設けられて前記シールリップと密接可能な端盤に、前記シールリップとの密接時にこのシールリップの内周側への変位を制限する段差面が形成されたものである。このため、シールリップの内周側への反転が、前記段差面によって防止される。
【０００９】
請求項２の発明に係るアキュムレータは、請求項１に記載の構成において、端盤とシールリップとの密接状態では、前記端盤の段差面と前記シールリップとの間に、隙間が形成されるものである。そしてこの隙間の存在によって、導圧室の圧力を背圧とするシールリップの自己シール機能が確保される。
【００１０】
請求項３の発明に係るアキュムレータは、請求項１に記載の構成において、シール部材の固定部が、外殻の一端をなす導圧ポートの内周孔の内端外周に同心的に形成された凹部内に収容されると共に、前記内周孔に嵌着された筒状のシールホルダの一端に形成された鍔部と前記凹部との間に挟持されたものである。このため、シール部材が確実に抜け止め固定される。
【００１１】
請求項４の発明に係るアキュムレータは、請求項１又は３に記載の構成において、シール部材の固定部内に補強環が埋設され、シールリップ内に達する前記補強環の端部が、シールリップと対応して外周側へ開いた形状をなすものである。したがって、この補強環も、シール部材の抜けを防止し、シールリップの内周側への反転を防止するのに有効に機能する。
【００１２】
請求項５の発明に係るアキュムレータは、請求項３に記載の構成において、シール部材の固定部が固定される凹部の外周縁が、Ｒ状に面取りされる。この面取り部は、シール部材を損傷させることなくそのシールリップをバックアップするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るアキュムレータの好ましい実施の形態を示す断面図、図２は、図１の一部を拡大して示す要部断面図、図３は、図１に示されるアキュムレータにおいて、ベローズがその伸長限度まで伸長した状態を示す要部断面図で、まず図１において、参照符号１０は当該アキュムレータの外殻、２０は外殻１０の内室を導圧室Ａとガス室Ｂに分離する金属製のベローズ、３０はシール部材である。
【００１４】
外殻１０は、円筒状を呈する筒体１１と、この筒体１１の一端に設けられた導圧ポート１２と、筒体１１の他端に設けられたエンドカバー１３とを備える。これら筒体１１、導圧ポート１２及びエンドカバー１３は、いずれも鋼材等の金属で製作されたものである。
【００１５】
外殻１０における導圧ポート１２は、外周端部が筒体１１の一端にＣＯ２レーザ溶接、ＴＩＧ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部Ｗ１によって密封的に接合されたフランジ部１２１と、その内周から外側へ突出した継手部１２２とを有し、継手部１２２の内周孔１２３は、フランジ部１２１の中央に開口している。また、フランジ部１２１の内側面には、内周孔１２３の内端開口の外周に位置して円形の凹部１２４が同心的に形成され、継手部１２２の外周面には配管への接続のための螺子部１２２ａが形成されている。
【００１６】
外殻１０におけるエンドカバー１３は、湾曲した皿状に形成されたものであって、その外周部に形成された環状の嵌合部１３１が筒体１１の他端内周に密嵌されると共に、この筒体１１に、ＣＯ２レーザ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部Ｗ２によって密封的に接合一体化されている。また、エンドカバー１３の中央部にはガス封入口１３２が開設されており、このガス封入口１３２は、ベローズ２０の内周のガス室ＢにＮ２ガス等のクッションガスを封入するためのもので、ガスプラグ１３３によって密閉される。
【００１７】
ベローズ２０は、一端２１ａが筒体１１とエンドカバー１３との嵌合部に挟み込まれた状態で、ＣＯ２レーザ溶接又は電子ビーム溶接等による溶接部Ｗ２によって、筒体１１及びエンドカバー１３に密封的に接合一体化されると共に、円周方向に連続した山部と谷部が反復形成された金属製のベローズ本体２１と、このベローズ本体２１の他端に、外周部がＴＩＧ溶接等による溶接部Ｗ３において密封的に接合一体化された端盤としての円盤状のベローズキャップ２２とからなるものであって、軸方向に対して伸縮変位可能である。ベローズ本体２１としては、円周方向に連続した山部と谷部が反復形成された中子の表面にめっき処理により所定の膜厚の金属薄膜を析出させてから前記中子を溶解除去することにより得られる電着ベローズや、薄肉の金属チューブを塑性加工することにより成形した成形ベローズや、あるいは内周孔を有する多数の薄肉金属円盤を軸方向に隣接配置してその内周縁と内周縁及び外周縁と外周縁を交互に溶接した溶接ベローズ等が採用される。
【００１８】
ベローズ２０の外周には、そのベローズキャップ２２寄りに位置して制振リングが配置されている。この制振リングは、図示を省略してあるが、外殻１０の筒体１１との接触によって径方向へのベローズ２０の変位を制限し、ベローズ本体２１が外殻１０の筒体１１の内周面と接触するのを防止するものであり、導圧室Ａの一部であるベローズ本体２１の外周空間が密閉されることがないように、筒体１１の内周面とは密接しない形状となっている。
【００１９】
シール部材３０は、ゴム状弾性材料で成形されたものであって、内径が外殻１０における導圧ポート１２の内周孔１２３とほぼ同等の円盤状の固定部３１と、この固定部３１の外周部から連続して延びて、ベローズ側を向くと共に外周側へ開いた形状のシールリップ３２と、固定部３１に埋設された金属製の補強環３３を有する。図２に拡大して示されるように、シールリップ３２の先端には、円周方向へ連続して延びる溝によって、内外周二段のシール突条３２ａ，３２ｂが互いに同心的に形成されている。シール部材３０の固定部３１に埋設された補強環３３は、円盤部３３ａと、その外周から屈曲して延びる円筒部３３ｂと、その先端に形成され、シールリップ３２の基部内に達して、このシールリップ３２と対応して外周側へ開いた形状をなす先端部３３ｃとを有する。
【００２０】
外殻１０における導圧ポート１２の内周孔１２３の内端外周には、シール部材３０の固定部３１を圧入可能な円形の凹部１２４が同心的に形成されている。導圧ポート１２の内周孔１２３には、円筒状の金属からなるシールホルダ３４が嵌着されており、その内端には、シール部材３０の固定部３１に埋設された補強環３３の内径よりも大径の鍔部３４ａが形成されている。また、導圧室Ａへ油圧配管内の油圧等を導入する導圧孔Ｃは、シールホルダ３４の内周を通って形成されている。
【００２１】
そして、シール部材３０は、その固定部３１を導圧ポート１２の凹部１２４に圧入した後、固定部３１の内周を通してシールホルダ３４の筒状部を導圧ポート１２の内周孔１２３に圧入し、その鍔部３４ａで固定部３１を凹部１２４の底面に押し付けた状態とすることによって、しっかりと固定されている。
【００２２】
導圧ポート１２のフランジ部１２１の外周部には、ベローズ２０におけるベローズキャップ２２の外周部と対向するストッパ１２５が円周方向へ連続して形成され、このストッパ１２５の突出高さは、自由状態でのシールリップ３２の先端高さよりも適宜低く、かつシールリップ３２の肉厚以上の高さとなっている。また、シール部材３０の固定部３１が収容される凹部１２４の外周縁１２４ａは、Ｒ状に面取りされている。
【００２３】
ベローズ２０におけるベローズキャップ２２は、その内周部２２ａが段差面２２ｂによって導圧ポート１２側へ突出している。段差面２２ｂは、シール部材３０におけるシールリップ３２の形状とほぼ対応するテーパ状に形成されていて、シール突条３２ａ，３２ｂよりも内周側に位置しており、図３に示されるように、シール突条３２ａ，３２ｂがベローズキャップ２２と密接された状態では、シールリップ３２の内周テーパ面と段差面２２ｂの間には適当な隙間Ｇが形成されるようになっている。
【００２４】
上記構成を備えるアキュムレータは、導圧ポート１２の継手部１２２を、図示されていない油圧ラインの配管から分岐した状態に接続して用いられる。そして、油圧配管内を流れる作動油の圧力がガス室Ｂ内のクッションガスの封入圧より高圧になった場合は、導圧ポート１２の内周の導圧孔Ｃを通じて導圧室Ａに作動油が流入し、ベローズ２０は、ガス室Ｂの容積が縮小してその圧力とベローズ本体２１の弾性力が導圧室Ａの作動油の圧力と均衡する位置まで収縮変位し、これによって、油圧配管内の油圧の上昇が緩和される。
【００２５】
また、この状態から、油圧配管内の油圧が低下した場合は、ガス室Ｂ内のクッションガス圧及びベローズ本体２１の弾性によって、ベローズ２０は、ガス室Ｂの容積が拡大してその圧力とベローズ本体２１の弾性力が導圧室Ａの作動油の圧力と均衡する位置まで伸長変位し、導圧室Ａ内の作動油を油圧配管へ放出するので、油圧配管内の油圧の低下が緩和される。
【００２６】
そしてこのアキュムレータは、上述のような動作によって、例えばポンプの駆動に伴って油圧ラインに与えられる油圧のリップルを除去して平滑化し、あるいはシステム内の温度変化による油圧の変動を吸収する、といった機能を奏するものである。
【００２７】
上述の動作において、導圧室Ａ内の導入油圧の低下に伴って伸長するベローズ２０の可動端のベローズキャップ２２は、導入油圧がガス室Ｂのクッションガスの封入圧（設定圧）まで低下した時点で、導圧ポート１２のフランジ部１２１に形成されたストッパ１２５の端面と接触するので、それ以上のベローズ２０の伸長が不可能となる。また、シール部材３０におけるシールリップ３２の先端のシール突条３２ａ，３２ｂは、ストッパ１２５よりも突出高さが高いので、ベローズキャップ２２は、ストッパ１２５との接触に先行して、シールリップ３２と接触することになる。このため、ベローズキャップ２２がストッパ１２５と接触するときの衝撃は、ゴム状弾性材料で成形されたシールリップ３２の弾性によって緩和される。
【００２８】
ベローズ２０のベローズキャップ２２がストッパ１２５と接触することによって、ベローズ２０が伸長限度長さに達した状態では、図３に示されるように、シール部材３０におけるシールリップ３２のシール突条３２ａ，３２ｂが、ベローズキャップ２２と密接され、これによって導圧室Ａと導圧孔Ｃとの間が遮断されるので、その後更に油圧が低下しても、導圧室Ａの圧力は低下せず、ガス室Ｂとほぼ均圧した状態に保たれる。したがって、ベローズ２０のベローズ本体２１に差圧による過大な負荷が作用することはない。
【００２９】
ここで、例えばベローズ２０のベローズキャップ２２が、シール部材３０におけるシールリップ３２のシール突条３２ａ，３２ｂに密接する過程で、導圧室Ａから導圧孔Ｃへ向かう作動油の流れによる大きな流圧が作用しても、シールリップ３２の内周側には、ベローズキャップ２２に形成された段差面２２ｂが存在するので、この段差面２２ｂによって、内周側へのシールリップ３２の反転が有効に防止される。また、シール部材３０の固定部３１に埋設された補強環３３は、シールリップ３２の基部内に達する先端部３３ｃがこのシールリップ３２と対応して外周側へ開いた形状をなすことによって、シールリップ３２を外周側へ開いた形状に保持する保形作用を有するため、これによっても、内周側へのシールリップ３２の反転が有効に防止される。
【００３０】
しかも、シール部材３０におけるシールリップ３２のシール突条３２ａ，３２ｂがベローズ２０のベローズキャップ２２と密接された後、更に油圧が低下して行くと、これによって生じる導圧室Ａと導圧孔Ｃとの差圧は、シールリップ３２をベローズキャップ２２に押し付ける背圧として作用する。そして、シールリップ３２の内周テーパ面とベローズキャップ２２の段差面２２ｂとの間には、適当な隙間Ｇが形成されていることから、前記背圧による自己シール作用によって、シールリップ３２がベローズキャップ２２との面圧を増す方向へ変位することができ、その結果、優れた密封性能を発揮する。
【００３１】
加えて、シール部材３０のシールリップ３２は、シール突条３２ａ，３２ｂによって、内外周に二つの密封面を形成するため、これによっても、密封効果が向上される。そして例えば作動油中に含まれる異物が、シール突条３２ａ，３２ｂのうちの一方と、ベローズキャップ２２との間に噛み込まれるようなことがあっても、他方のシール突条は、その全周がベローズ２０のベローズキャップ２２と密接するため、優れた密封性が確保される。
【００３２】
また、上記導圧室Ａと導圧孔Ｃとの差圧は、シール部材３０を導圧ポート１２の凹部１２４から抜き出す方向へも作用するが、このシール部材３０は、補強環３３が埋設された固定部３１が、導圧ポート１２の内周孔１２３に圧入嵌着したシールホルダ３４の鍔部３４ａによって、凹部１２４の底部との間に強固に挟持されているため、しっかり抜け止めされる。
【００３３】
更に、ベローズ２０のベローズキャップ２２がストッパ１２５との接触位置まで移動する過程で、このベローズキャップ２２に押圧されるシール部材３０のシールリップ３２の背面は、導圧ポート１２に形成された凹部１２４の、Ｒ状に面取りされた外周縁１２４ａにバックアップされるため、シールリップ３２のシール突条３２ａ，３２ｂとベローズキャップ２２との密封面圧が良好に保持される。しかも、凹部１２４の外周縁１２４ａがＲ状に面取りされていることによって、シール部材３０の固定部３１を凹部１２４内に嵌め込む際の固定部３１の損傷を防止することができる。
【００３４】
なお、本発明は、図示された形態に限定されるものではない。例えば、ベローズ２０のベローズキャップ２２に形成された段差面２２ｂは、必ずしもテーパ状である必要はなく、シールリップ３２とほぼ対応するような面をなすものであれば良い。また、シールリップ３２に形成されるシール突条も、二段には限定されず、それ以上形成しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係るアキュムレータによれば、外殻内に導圧孔の内端外周に位置して設けられたシール部材のシールリップが、配管圧力が降下する際の流体の流圧や、導圧室と導圧孔の差圧によって内周側へ反転するのを、シールリップと密接されるベローズ端盤に形成された段差面によって防止することができる。このため、配管圧力がガス封入圧以下の低圧になった場合に、シールリップの自己シール機能によって、導圧室と導圧孔の間を確実に遮断して、導圧室とガス室の均圧状態に保ち、ベローズへの圧力負荷の発生を有効に防止することができる。
【００３６】
請求項２の発明に係るアキュムレータによれば、ベローズの端盤とシールリップとの密接状態において、端盤の段差面とシールリップとの間に隙間が形成されるので、導圧室の圧力を背圧とするシールリップのシール動作が確保され、自己シール機能による優れた密封性を維持することができる。
【００３７】
請求項３の発明に係るアキュムレータによれば、シール部材の固定部が、導圧ポートに形成された凹部内に、その内周孔に圧入嵌着されたシールホルダの鍔部によって挟持されているため、導圧室と導圧孔との差圧によるシール部材の抜け方向の移動を確実に阻止して、良好な密封性を維持することができる。
【００３８】
請求項４の発明に係るアキュムレータによれば、シール部材の固定部内に埋設された補強環が、シールホルダによるシール部材の固定を一層強固にすると共に、シールリップ内に達する前記補強環の端部が、シールリップと対応して外周側へ開いているため、その保形作用によって、内周側へのシールリップの反転を一層起こりにくくすることができる。
【００３９】
請求項５の発明に係るアキュムレータによれば、ベローズの端盤に押し付けられるシール部材のシールリップが、Ｒ状に面取りされた凹部の外周縁でバックアップされるため、良好な密封状態を得ることができると共に、シール部材を装着する際の損傷を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るアキュムレータの好ましい実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す要部断面図である。
【図３】図１に示されるアキュムレータにおいて、ベローズがその伸長限度まで伸長した状態を示す要部断面図である。
【図４】従来の技術によるアキュムレータを示す断面図である。
【図５】従来の技術によるアキュムレータにおいて、ベローズの端盤がシール部材のシールリップに密接された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０  外殻
１１  筒体
１２  導圧ポート
１２３  内周孔
１２４  凹部
１２４ａ  外周縁
１２５  ストッパ
１３  エンドカバー
２０  ベローズ
２１  ベローズ本体
２２  ベローズキャップ（端盤）
２２ｂ  段差面
３０  シール部材
３１  固定部
３２  シールリップ
３２ａ，３２ｂ  シール突条
３３  補強環
３３ｃ  先端部
３４  シールホルダ
３４ａ  鍔部
Ａ  導圧室
Ｂ  ガス室
Ｃ  導圧孔
Ｇ  隙間
【図１】
0003794316.tif 000002
【図２】
0003794316.tif 000003
【図３】
0003794316.tif 000004
【図４】
0003794316.tif 000005
【図５】
0003794316.tif 000006