(57)【要約】容器本体（１）の貫通穴（１０）には受圧面（１１Ｆ）を有する受部（１１）が設けられ、該受圧面は受圧テーパ面（１１Ａ）と該受圧テーパ面（１１Ａ）の先端に連続する外側受圧調節Ｒ面（１１Ｂ）と、を備えており、該貫通穴に挿着される給排筒（１３）には加圧面（１４Ｆ）を有するフランジ部（１４）が設けられ、該加圧面は該受圧テーパ面に面接触する加圧テーパ面（１４Ａ）を備えている。
2003010447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧部材に貫通穴を設け、該貫通穴に加圧部材を嵌着し、該貫通穴の受圧部の受圧面に前記加圧部材のフランジ部の加圧面を当接させた内圧容器において；
前記受圧面は、外方向上向きに傾斜する受圧テーパ面と、該受圧テーパ面の先端に連続する外側受圧調節Ｒ面と、を備えており、
前記加圧面は、該受圧テーパ面に面接触する加圧テーパ面を備えていることを特徴とする内圧容器。
【請求項２】
受圧部材の貫通穴を設け、該貫通穴に加圧部材を嵌着し、該貫通穴の受圧部の受圧面に前記加圧部材のフランジ部の加圧面を当接させた内圧容器において；
前記加圧面は、内方向下向きに傾斜する加圧テーパ面と、該加圧テーパ面の後端に連続する内側加圧調節Ｒ面と、を備えており、
前記受圧面は、該加圧テーパ面に面接触する受圧テーパ面を備えていることを特徴とする内圧容器。
【請求項３】
受圧部材の貫通穴を設け、該貫通穴に加圧部材を嵌着し、該貫通穴の受圧部の受圧面に前記加圧部材のフランジ部の加圧面を当接させた内圧容器において；
前記受圧面は、外方向上向きに傾斜する受圧テーパ面と、該受圧テーパ面の先端に連続する外側受圧調節Ｒ面と、を備えており、
前記加圧面は、該受圧テーパ面に面接触する加圧テーパ面と、該加圧テーパ面の後端に連続する内側加圧調節Ｒ面と、を備えてことを特徴とする内圧容器。
【請求項４】
外側受圧調節Ｒ面の半径が、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１、又は、３記載の内圧容器。
【請求項５】
内側加圧調節Ｒ面の半径が、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２、又は、３記載の内圧容器。
【請求項６】
外側受圧調節Ｒ面の半径と内側加圧調節Ｒ面の半径とが、同一であることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項７】
外側受圧調節Ｒ面の半径と内側加圧調節Ｒ面の半径とが、相違することを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項８】
受圧テーパ面の後端に、Ｒ面、又は、テーパ面が連続していることを特徴とする請求項１、又は、２記載の内圧容器。
【請求項９】
加圧テーパ面の先端に、Ｒ面、又は、テーパ面が連続していることを特徴とする請求項２、又は、３記載の内圧容器。
【請求項１０】
受圧テーパ面の傾斜角度が、３０度〜６０度の範囲で選択されることを特徴とする請求項１、又は、３記載の内圧容器。
【請求項１１】
加圧テーパ面の傾斜角度が、３０度〜６０度の範囲で選択されることを特徴とする請求項２、又は、３記載の内圧容器。
【請求項１２】
受圧部材が、アキュムレータの容器本体の底部であり、加圧部材が給排筒のフランジ部であることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載の内圧容器。
【請求項１３】
受圧面の下方側の貫通穴と給排筒との間に、Ｏリングが配設されていることを特徴とする請求項１２記載の内圧容器。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、アキュムレータ等の、内圧容器に関するものであり、特に、アキュムレータの給排筒の加圧面と容器本体の受圧面に関するものである。
背景技術
アキュムレータの容器本体の底部は、圧力液体が出入りする給排筒を介して液圧回路に連結されている。この給排筒は、前記底部の貫通穴に嵌着され、そのフランジ部は該貫通穴に形成した段状受部に係止されている。
液圧回路の液圧の変動により、アキュムレータ内の液体圧力が上昇すると、該給排筒のフランジ部には大きな力が加わる。そのため、該フランジ部と係止している段状受部には、大きな荷重がかかる。
ところが、該フランジ部に当接する段状受部の受圧面は、ほぼ水平面状に形成されているため、フランジ部からの荷重は、この水平面状の受圧面で受けている。
そのため、引っ張り力が働くフランジ部の内側下面角部及び段状受部の外側角部には、大きな引張応力が発生するため、疲労破壊が発生する。
又、容器本体と給排筒との間には、Ｏリングを設けて両者間の隙間からの漏れを防止している。このＯリングは、前記隙間が一定以上になると、その一部がはみ出してむしれてしまうので、シール漏れが発生する。これを防止するには、該隙間が小さくなる加工公差で加工しなければならない。
ところが、該隙間を小さくする加工公差で加工するのは、難しく加工能率が良くない。
更に、段状受部の受圧面が、水平面状なので、給排筒と容器本体の中心軸が一致しないことがある。そのため、該受圧面に偏った荷重がかかり、最大引張応力が増加して、破壊の原因となることがある。
この発明は、上記事情に鑑み、疲労破壊が発生しないようにすることを目的とする。他の目的は、加工公差を広くとってもＯリングのむしりが発生しないようにすることである。
発明の開示
この発明は、受圧部材に貫通穴を設け、該貫通穴に加圧部材を嵌着し、該貫通穴の受圧部の受圧面に前記加圧部材のフランジ部の加圧面を当接させた内圧容器において；前記受圧面は、外方向上向きに傾斜する受圧テーパ面と、該受圧テーパ面の先端に連続する外側受圧調節Ｒ面と、を備えており、前記加圧面は、該受圧テーパ面に面接触する加圧テーパ面と、該加圧テーパ面の後端に連続する内側加圧調節Ｒ面と、を備えていることを特徴とする。この調節Ｒ面は、受圧面又は加圧面のいずれか一方に設けても良い。
発明を実施するための最良の形態
従来のアキュムレータでは、面圧を計算して塑性変形を起こさない面積で受圧面を計算している。又、応力集中を防止するため、互いに当接する加圧面と受圧面とをＲ面にすることが考えられているが、このＲ面を加工公差を少なくして設計通りに精密に加工することは困難である。
そこで、本発明者は、前記両面を傾斜面に加工することを考え、前記受圧面を外方上向きに傾斜させ、加圧面を該受圧面に対応させて内方下向きに傾斜させて、前記両面を面接触するようにした。この様にすることにより、加圧面には常に受圧面に沿って滑り落ちる様な力が働く。そのため、給排筒の中心軸と容器主体の中心軸とが、常に一致するので、受圧面には偏った荷重がかからなくなるとともに、従来の水平面状の受圧面に比べ、前記外側角部及び前記内側下面角部での最大引張応力が減少した。しかし、まだ、その最大引張応力は大きすぎる。
そこで、傾斜している受圧面の先端に外側受圧調節Ｒ面を設けたり、又は、加圧面の後端に内側加圧調節Ｒ面を設けたり、更には、前記両調節Ｒ面を設けたところ、最大引張応力が大きく減少することがわかった。
この発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
第１実施例：
この発明の実施例を図１〜図３により説明する。
アキュムレータＡＣＣは、容器本体１内にブラダ２を内蔵している。このブラダ２は、プリーツブラダであり、所定形状に折り畳まれるように折り癖がつけられている。
このブラダ２のフランジ３は、容器本体１の上部１ａに係止され、蓋体５により固定されている。この蓋体５には、ブラダ２内に連通する給排気口６が設けられている。
容器本体１の底部１ｂには、貫通穴１０が設けられ、この貫通穴１０には、ＯリングＳを介して給排筒１３が挿着されている。この給排筒１３のフランジ部１４は、貫通穴１０の受部１１に圧接されている。
前記受部１１の受圧面１１Ｆの受圧テーパ面１１Ａは、外方向上向き、即ち、先端側が該給排筒１０の中心軸１０ｃから次第に離れる方向、に傾斜している。この傾斜角度θは３０度〜６０度の範囲で適宜選択され、例えば、傾斜角度θは、４５度が採用される。
該受圧テーパ面１１Ａの先端は、後端よりも大径に形成されている。この先端は、外側受圧調節Ｒ面１１Ｂに滑らかに連続している。このＲ面１１Ｂは、通常機械加工で行われる面取りよりも大きな半径ｒ１に形成され、例えば、ｒ１として９ｍｍが採用される。
受圧テーパ面１１Ａの後端は、内側受圧Ｒ面１１Ｃに滑らかに連続している。このＲ面１１Ｃは、前記外側受圧調節Ｒ面１１Ｂの半径ｒ１と同径、又は、それより小さく形成されるが、必ずしもＲ面にする必要はなく、テーパ面であってもよい。
前記給排筒１３のフランジ部１４の下部には、加圧部が設けられ、該加圧部の加圧面１４Ｆの加圧テーパ面１４Ａは、内方向下向き、即ち、後端側が該給排筒の中心軸１０ｃに近づく方向、に傾斜している。
この傾斜角度βは、前記両面１１Ａ、１４Ａが互いに面接触できる様に、前記受圧面１１Ｆの傾斜角度θに対応して決定される。
従って、この傾斜角度βは、３０度〜６０度の範囲で適宜選択され、例えば、傾斜角度βは、４５度が採用される。
なお、傾斜角度β、θを４５度にすると、傾斜面の先端側及び後端側が同一角度になるので、他の傾斜角度に比べ、機械加工が容易となる。
前記加圧テーパ面１４Ａの後端は、先端より小径に形成されている。この後端は、内側加圧調節Ｒ面１４Ｂに滑らかに連続している。このＲ面１４Ｂは、通常機械加工で行われる面取りの半径よりも大きな半径ｒ２に形成され、例えば、ｒ２として９ｍｍが採用される。この半径ｒ２は、必ずしも半径ｒ１と同一にする必要はなく、例えば、ｒ１より小さく形成しても良い。
加圧テーパ面１１Ａの先端、即ち、大径側の端、は、外側加圧Ｒ面１４Ｃに滑らかに連続している。このＲ面１４Ｃは、前記内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの半径ｒ２と同径、又は、それより小さく形成されるが、必ずしもＲ面にする必要はなく、テーパ面であってもよい。
給排筒１３には、クッションカップ１５の付いたポペット弁１６が摺動自在に支持されている。この給排筒１３は、ナット１７により容器本体１に固定されている。
次に、本実施例の作動について説明する。
給排筒１３を介して図示しない液圧回路にアキュムレータＡｃｃを接続する。
該液体回路の液圧が変化し、容器主体１内の圧力が上昇すると、該給排筒１３は、矢印Ａ１３方向に押圧され、第２図に示すように、受圧面１１Ｆは、加圧面１４Ｆにより押圧され大きな荷重を受ける。
この時、前記両テーパ面１１Ａ、１４Ａは、面接触しているので、受部１１は、矢印Ａ１１方向に拡がろうとするとともに、加圧面１４Ａは受圧面１１Ａに沿って摺動しようとする。そのため、該受部１１に過大な荷重が加わると、該受部１１は矢印Ａ１１方向、即、外向きの力を受けて拡径し、その荷重を逃がそうとするので、応力集中が防止される。また、加圧テーパ面１４Ａは受圧テーパ面１１Ａに沿って変位するので、容器本体１の中心軸は常に給排筒１３の中心軸１０ｃ上に位置するように作用する。
そのため、受圧面に偏った荷重がかかるのを防止することができると共に、容器本体１と給排筒１３が接するシール部の隙間は、円周上一定となり、前記隙間に偏りが無くなるので、はめ合い公差を大きくしても、ＯリングＳのはみだしを防止することができる。
実験例：
この実施例のアキュムレータについて、有限要素法で引っ張り荷重の計算を行うと、フランジ部１４にかかる全荷重を３３２，６２０Ｎとした場合、フランジ部１４の加圧面１４Ｆの内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、１０６Ｎ／ｍｍ２であり、又、受部１１の受圧面１１Ｆの外側受圧調節Ｒ面１１Ｂの最大引張荷重は、２１２Ｎ／ｍｍ２であった。
これに対し、図３に示す様な、水平面の両端にＲ面を連続させた従来例では、フランジ部１４に前記と同一の荷重をかけて有限要素法で分析すると、フランジ部１４の内側加圧Ｒ面１４ｂの最大引張応力は、２５９Ｎ／ｍｍ２であり、又、受部の外側受圧Ｒ面１１ｂの最大引張応力は、２８８Ｎ／ｍｍ２であった。
以上から明らかなように、本実施例では従来例に比べ、前記受圧面及び加圧面に発生するそれぞれの最大引張応力は、大幅に減少していることがわかる。
第２実施例：
この発明の第２実施例を第４図〜第７図に基づいて説明する。
この実施例は、外側受圧調節Ｒ面１１Ｂ及び内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの半径ｒ１，ｒ２を変化させ、第１実施例で示した要領で、各面の最大引張応力を計算した実験例である。
第４図に示す調圧Ｒ面１１Ｂ，１４Ｂの半径ｒ１，ｒ２は、０．４ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２４６Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、３２２Ｎ／ｍｍ２であった。
第５図に示す調圧Ｒ面１１Ｂ，１４Ｂの半径ｒ１，ｒ２は、１．０ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２１２Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、３１７Ｎ／ｍｍ２であった。
第６図に示す調圧Ｒ面１１Ｂ，１４Ｂの半径ｒ１，ｒ２は、３．０ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２１１Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、１９８Ｎ／ｍｍ２であった。
第７図に示す調圧Ｒ面１１Ｂ，１４Ｂの半径ｒ１，ｒ２は、６．０ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２０７Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、１６５Ｎ／ｍｍ２であった。
以上の実験の結果から、半径ｒ１．ｒ２が大きくなればなる程、最大引張応力が減少する傾向にあり、又、前記半径ｒ１．ｒ２が１ｍｍ以上の場合は、半径０．４ｍｍの場合に比べ大幅に最大引張応力が減少することがわかった。このことより、該半径ｒ１．ｒ２は、１ｍｍ以上、特に、１ｍｍ〜９ｍｍ、であることが好適である。
第３実施例：
この発明の第３実施例を第８図〜第１１図により説明する。
この実施例は、両調節Ｒ面の半径ｒ１．ｒ２を３ｍｍに固定し、テーパ面１１Ａ，１４Ａの幅Ｌを変化させ、第１実施例に示した実験の要領で、最大引張応力を計算した実験例である。
第８図に示す両テーパ面１１Ａ，１４Ａの幅Ｌは、２．０ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２４４Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、２３６Ｎ／ｍｍ２であった。
第９図に示す両テーパ面１１Ａ，１４Ａの幅Ｌは、３．１ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２３０Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、２３０Ｎ／ｍｍ２であった。
第１０図に示す両テーパ面１１Ａ，１４Ａの幅Ｌは、４．１ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２１７Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、２１０Ｎ／ｍｍ２であった。
第１１図に示す両テーパ面１１Ａ，１４Ａの幅Ｌは、６．２ｍｍであり、この時の容器本体１の外側受圧調整Ｒ面１１Ｂの最大引張応力は、２１１Ｎ／ｍｍ２であり、又、給排筒１３の内側加圧調節Ｒ面１４Ｂの最大引張応力は、１９８Ｎ／ｍｍ２であった。
以上の実験の結果から、テーパ面１１Ａ，１４Ａの幅Ｌが、大きくなればなる程、最大引張応力が小さくなり、又、前記半径ｒ１．ｒ２とテーパ面の幅Ｌとの比、即ち、ｒ／Ｌが小さくなるほど、最大引張応力が減少する傾向にあることがわかった。このｒ／Ｌの値は、１以下、特に、１〜０．５の範囲で決定することが好ましい。
この発明は、アキュムレータのみならず、受圧部材に貫通穴を設け、該貫通穴に加圧部材を嵌着し、該貫通穴の受圧部の受圧面に前記加圧部材のフランジ部の加圧面を当接させた内圧容器、に用いることができる。
発明の効果
本発明は、テーパ面及び該テーパ面に連続する調節Ｒ面を備えているので、従来例に比べ、最大引張応力を大幅に減少させることができる。
又、テーパ面を備えているので、常に加圧部材と受圧部材の中心軸が一致する様に作用する。そのため、偏った荷重が受圧部材にかかるのを防止することができると共に、両部材の接するシール部の隙間は円周上、一定になるので、該隙間に偏りが無い。従って、はめ合い公差を大きくしても、Ｏリングのはみだしを防止できるので、シール性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図は第１図の要部拡大図である。第３図は、従来例を示す縦断面図であり、第２図に相当する図である。
第４図〜第７図は、本発明の第２実施例を示す図であり、外側受圧調節Ｒ面の半径を変化させ、その最大引張応力を実験した時の図である。
第８図〜第１１図は、本発明の第３実施例を示す図であり、外側受圧調節Ｒ面の半径を同一にし、その受圧テーパ面の幅を変化させ、その最大引張応力を実験した時の図である。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月20日(2002.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
削除
【請求項２】
削除
【請求項３】
受圧部材の貫通穴を設け、該貫通穴に加圧部材を嵌着し、該貫通穴の受圧部の受圧面に前記加圧部材のフランジ部の加圧面を当接させた内圧容器において；
前記受圧面は、外方向上向きに傾斜する受圧テーパ面と、該受圧テーパ面の先端に連続する外側受圧調節Ｒ面と、を備えており、
前記加圧面は、該受圧テーパ面に面接触する加圧テーパ面と、該加圧テーパ面の後端に連続する内側加圧調節Ｒ面と、を備えていることを特徴とする内圧容器。
【請求項４】
外側受圧調節Ｒ面の半径が、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項５】
内側加圧調節Ｒ面の半径が、１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項６】
外側受圧調節Ｒ面の半径と内側加圧調節Ｒ面の半径とが、同一であることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項７】
外側受圧調節Ｒ面の半径と内側加圧調節Ｒ面の半径とが、相違することを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項８】
受圧テーパ面の後端に、Ｒ面、又は、テーパ面が連続していることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項９】
加圧テーパ面の先端に、Ｒ面、又は、テーパ面が連続していることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項１０】
受圧テーパ面の傾斜角度が、３０度〜６０度の範囲で選択されることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項１１】
加圧テーパ面の傾斜角度が、３０度〜６０度の範囲で選択されることを特徴とする請求項３載の内圧容器。
【請求項１２】
受圧部材が、アキュムレータの容器本体の底部であり、加圧部材が給排筒のフランジ部であることを特徴とする請求項３記載の内圧容器。
【請求項１３】
受圧面の下方側の貫通穴と給排筒との間に、Ｏリングが配設されていることを特徴とする請求項１２記載の内圧容器。
【国際調査報告】
2003010447.tif 000014
2003010447.tif 000015