(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮自在なメタルベローズと、
メタルベローズを固定するベローズベースと、
メタルベローズの先端を閉塞するキャップ部材と、
キャップ部材とベローズベース部との間に張設され、ベローズの伸びを規制する線状部材又は薄肉の板状部材からなるストッパを備え、
ベローズベース部にガス封入栓を有し、ガス封入栓部からガスを封入したことを特徴とするメタルベローズアキュムレータ。
【請求項２】
流体回路中に設置される中空室を有する取付ベースと、この中空室内に一端が気密的に取付けられて収容される伸縮自在なメタルベローズと、メタルベローズを固定するベローズベースと、メタルベローズの先端を閉塞するキャップ部材と、キャップ部材とベローズベース部との間にベローズの伸びを規制するストッパとを有し、ベローズベース部にガス封入栓を有し、ガス封入栓部からガスを封入したメタルベローズアキュムレータにおいて、
キャップ部材のベローズ反対側にシール材を有し、
前記流体回路と液室に連通しキャップ部材と対向する位置に設けられ、液が出入する流通口を具備し、
メタルベローズが所定のストローク以上したストローク状態にて上記流通口を閉塞する自己シール手段を構成したことを特徴とするメタルベローズアキュムレータ。
【請求項３】
前記ストッパは、キャップ部材に固着されたストッパ軸が、ベローズベース部に摺動自在に挿入され、そのストッパ軸を規制することを特徴とする請求項２に記載のメタルベローズアキュムレータ。
【請求項４】
前記ストッパは、キャップ部材とベローズベース部との間に架設された線状部材であることを特徴とする請求項２に記載のメタルベローズアキュムレータ。
【請求項５】
前記ストッパは、キャップ部材とベローズベース部との間に架設された薄肉の板状部材であることを特徴とする請求項２に記載のメタルベローズアキュムレータ。
【請求項６】
前記線状部材又は板状部材は湾曲していることを特徴とする請求項１、請求項４又は請求項５のいずれか１項記載のメタルベローズアキュムレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧装置・エンジンの燃料系などにおける流体の脈動を吸収するために流体回路中に設置されるメタルベローズを使用したメタルベローズアキュムレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より各種用途に応じて様々な形状のアキュムレータが提案されている。例えば、中空の容器の内部を、メタルベローズによって液室とガス室に隔成し、ガス室に圧縮ガスを封入するとともに液室に油を満たしたものが知られている。上記メタルベローズは容器の軸線方向に伸縮自在であり、ベローズの内面または外面のいずれか一方側に上記液室が規定され、他方側にガス室が規定され、液室あるいはガス室の圧力変化に応じてベローズが伸縮するものである。
【０００３】
図８はその従来例の一例を示す断面図である。このアキュムレータ１００は、油圧ポンプ１１１とこのポンプ１１１によって動かされる油圧機器１１２との間に設けられる。このアキュムレータ１００は、取付ベース１０１に中空室１０４が形成され、この中空室１０４にはその開口１０５を閉塞する格好でベローズベース１１７が取付けられる。このベローズベース１１７には一体に容器１１７ａが形成され、この容器１１７ａが前記中空室１０４内にぴったり嵌入し密着して収納されている。この中空室１０４内には、ベローズベース１１７に取付けられてメタルベローズ１０３が中空室と同心状に設けられ、ベローズ１０３によって液室Ｌとガス室Ｇに隔成される。
【０００４】
また、中空室１０４の底部には、油圧ポンプ１１１と油圧機器１１２との流体通路１１８に連通する流通口１０６が設けられ、ベローズ１０３の一端を閉塞するキャップ部材１０９の外側にはシール材１１０が設けられる。このシール材１１０と前記流通口１０６とは対向しており、ベローズ１０３が所定のストローク以上伸長した時にベローズ１０３と中空室１０４との間の液室Ｌに油を閉込めるための自己シール手段を構成する。そして、液室Ｌには油が満され、ガス室Ｇには圧縮ガスが封入される。
【０００５】
しかして、油圧ポンプ１１１から吐出された油は、流体通路１１８を通って油圧機器１１２に送り込まれる。この時、流体通路１１８と液室Ｌとは流通口１０６で連通しているため、ポンプ１１１の回転によって生じる油圧の脈動成分は、液室Ｌに作用するとともに液室Ｌ内の油を介してガス室Ｇに作用する。従って、脈動成分はガス室Ｇ内のガスの圧縮・膨張によって吸収される。ガス室Ｇが圧縮される時にはベローズ１０３が縮む方向に撓み、ガス室Ｇが膨張する時にはベローズが伸びる方向に撓む。こうして、ポンプ１１１から吐出された油の体積変化がガス室Ｇ内のガスの体積変化に置換される。
【０００６】
図９は他の従来例で、液室Ｌとガス室Ｇが逆の場合であり、同じ部材は同一符号で示してある。
【０００７】
すなわち、このアキュムレータ１００は、油圧ポンプ１１１とこのポンプ１１１によって動かされる油圧機器１１２との間に設けられる。このアキュムレータ１００は、容器１２１の内部に内筒１０２とメタルベローズ１０３が同心状に設けられ、ベローズ１０３によって液室Ｌとガス室Ｇに隔成される。この液室Ｌとガス室Ｇは、前記従来例とは逆になっている。
【０００８】
また、内筒１０２には、ベローズ１０３の伸縮動作に伴って油が流通する流通口１０６が設けられ、ベローズ１０３の一端を閉塞するキャップ部材１０９の内面側にはシール材１１０が設けられる。このシール材１１０と前記流通口１０６の周りにある環状の弁座１０７とは対向しており、ベローズ１０３が所定のストローク以上縮んだ時に内筒１０２とベローズ１０３との間に油を閉込めるための自己シール手段１０８を構成する。そして、液室Ｌには油が満たされ、ガス室Ｇには圧縮ガスが封入される。
【０００９】
しかして、油圧ポンプ１１１から吐出された油は、流入側配管１１３およびポート１１４を経由して液室Ｌに流入し、液室Ｌに流入した油は、流出ポート１１５および流出側配管１１６を通って油圧機器１１２に送り込まれる。この時、ポンプ１１１の回転によって生じる油圧の脈動成分は、液室Ｌに作用するとともに液室Ｌ内の油を介してガス室Ｇに作用する。従って、脈動成分はガス室Ｇ内のガスの圧縮・膨張によって吸収される。ガス室Ｇが圧縮される時にはベローズ１０３が伸びる方向に撓み、ガス室Ｇが膨張する時にはベローズ１０３が縮む方向に撓む。こうして、ポンプ１１１から吐出された油の体積変化がガス室Ｇ内のガスの体積変化に置換される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そして、ガス室Ｇへのガスの封入は、プラグ孔１１９を介しておこなわれ、ガスプラグ１２０で密封される。従来、このガス室Ｇへのガスの封入は、ベローズ１０３のストロークを中空室１０４側または容器１２１側で規制した状態で高圧ガスを封入していた。
【００１１】
それは中空室１０４または容器１２１に装着して中空室１０４側または容器１２１側で規制しなくて高圧ガスを封入すると、ベローズ１０３が伸びきってしまい、応力の増大または塑性変形による耐久性の低下をきたす等の課題があるからである。
【００１２】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ベローズが中空室や容器などに入れて規制しなくても自由に高圧ガスの封入ができるメタルベローズアキュムレータを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項１の発明にかかるメタルベローズアキュムレータは、伸縮自在なメタルベローズと、メタルベローズを固定するベローズベースと、メタルベローズの先端を閉塞するキャップ部材と、キャップ部材とベローズベース部との間に架設され、ベローズの伸びを規制する線状部材又は薄肉の板状部材からなるストッパを備え、ベローズベース部にガス封入栓を有し、ガス封入栓部からガスを封入したことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２の発明にかかるメタルベローズアキュムレータは、流体回路中に設置される中空室を有する取付ベースと、この中空室内に一端が気密的に取付けられて収容される伸縮自在なメタルベローズと、メタルベローズを固定するベローズベースと、メタルベローズの先端を閉塞するキャップ部材と、キャップ部材とベローズベース部との間にベローズの伸びを規制するストッパを有し、ベローズベース部にガス封入栓を有し、ガス封入栓部からガスを封入したメタルベローズアキュムレータにおいて、
キャップ部材のベローズ反対側にシール材を有し、前記流体回路と液室に連通しキャップ部材と対向する位置に設けられ、液が出入する流通口を具備し、メタルベローズが所定のストローク以上したストローク状態にて上記流通口を閉塞する自己シール手段を構成することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項３の発明にかかるメタルベローズアキュムレータは、前記ストッパは、キャップ部材に固着されたストッパ軸が、ベローズベース部に摺動自在に挿入され、そのストッパ軸を規制することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項４の発明にかかるメタルベローズアキュムレータは、前記ストッパは、キャップ部材とベローズベース部との間に架設された線状部材であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項５の発明にかかるメタルベローズアキュムレータは、前記ストッパは、キャップ部材とベローズベース部との間に架設された薄肉の板状部材であることを特徴とする。
さらに、請求項６の発明にかかるメタルベローズアキュムレータは、前記線状部材および板状部材が湾曲していることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図について説明する。
図１は本発明の一実施の形態を示す断面図。図２は本発明の使用状態を示す断面図である。
【００１９】
同図において、メタルベローズアキュムレータは、取付ベース１が中空室１ａを備えており、この中空室１ａは一端に油などの流体の流通口２および他端に開口部３を有する。
【００２０】
前記開口部３の内側にはこれを気密的に塞ぐように外周にＯリング６を有するベローズベース７が嵌挿されている。このベローズベース７は中心部にガス封入口としてのプラグ孔８が貫通形成され、このプラグ孔８にガスプラグ９が装着されている。
前記ベローズベース７は、中空室１ａの開口部３に嵌挿された後、取付ベース１にボルト１４止めされた押え部材１３で押えられ抜け出ないように固定されている。なお、この押え部材１３における前記プラグ孔８およびガスプラグ９に位置する部分は開口１３ａされている。
【００２１】
メタルベローズ１０は、一端が上記ベローズベース７の周縁部に溶接などによって固着されており、中空室１ａの軸線方向に伸縮自在である。このメタルベローズ１０の他端は、キャップ部材１１によって閉塞されている。
【００２２】
このベローズ１０の他端を閉塞するキャップ部材１１の外面側にはシール材１２が設けられる。シール材１２は剛性確保の目的で金属プレート１２ａをゴムで包み込む構造としている。このシール材１２と前記流通口２とは対向しており、ベローズ１０が所定のストローク以上に伸びた時に流通口２を閉塞し、ベローズ１０と中空室１ａとの間（液室）に油などの流体を閉じ込めるための自己シール手段を構成する。
【００２３】
前記シール材１２のキャップ部材１１への取付け手段は特に限定されないが、本例においてはキャップ部材１１に溶接などで取付板１１ａが固設され、この取付板１１ａの押え片１１ｂで押圧されて取り付けられている。
【００２４】
また、前記キャップ部材１１の内面側には、ねじ部１５が設けられ、このねじ部１５に螺入してストッパとしてのストッパ軸１６が立設されている。このストッパ軸１６は、前記ベローズベース７のプラグ孔８内に摺動自在に挿入され、そのストッパ軸１６の大径部１６ａが、プラグ孔８を小径としたストッパ段部８ａに係止されることによって移動量が規制されるようになっている。
【００２５】
すなわち、ベローズ１０が一定量以上伸びた場合には、ストッパ軸１６の大径部１６ａがプラグ孔８のストッパ段部８ａに係止されて、それ以上伸びないように規制される。
【００２６】
しかして、中空室１ａ内はベローズ１０によって仕切られ、ベローズ１０の内面側にガス室Ｇが規定され、このガス室Ｇに例えば窒素などの不活性ガスが封入され、ベローズ１０の外面と中空室１ａの内面壁とによって規定される側に、液室Ｌが設けられ油で満たされる。前記流通口２が油圧回路１７側に連通するように接続され、油圧回路１７の油圧はその流通口２を通じて中空室１ａ内の液室Ｌに連通する。
【００２７】
そして、メタルベローズアキュムレータは、例えば図６に示す従来例と同様に油圧ポンプと、このポンプによって動かされる油圧機器との間に設けられる。
【００２８】
従って、前記油圧回路１７の油圧変動に応じて、前記キャップ部材１１を押し開き又は引き戻して、前記メタルベローズ１０を圧縮または圧縮解除（伸長）させることで、内部のガスも圧縮または膨張し、前記油圧回路１７の油圧変動や脈動を吸収することができる。
【００２９】
また、油圧がメタルベローズ１０内に封入されたガス圧以下に下がると、前記キャップ部材１１のシール材１２が前記流通口２をシールし、ガス室Ｇのガス圧力と等しい圧力の油を液室Ｌに閉じ込めて、メタルベローズ１０に差圧がかからないようにしている。
【００３０】
しかも、ベローズ１０のキャップ部材１１にはストッパとしてストッパ軸１６が設けられ、ベローズ１０が一定量以上に伸びた場合には、ストッパ軸１６の大径部１６ａがプラグ孔８のストッパ段部８ａに係止されてそれ以上伸びないようになっている。
従って、封入ガスによるベローズ１０の伸びを防止でき、ベローズ１０の伸びによるベローズの塑性変形を防止できることにより、ベローズ１０が中空室１ａや容器などに入っていない状態で高圧ガスを封入できる。
因に、外径Φ２５×内径Φ１８×板厚０．１３ｍｍのベローズで応力が４０ｋｇｆ／ｍｍ２となる封入圧力を示すと、図１に示す本発明品は１１ｋｇｆ／ｃｍ２であるのに対し従来品（図１からストッパを省いたもの）は０．５ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３１】
図３は本発明の他の実施の形態を示す断面図、図４はその部分斜視図、図５はベローズベース部分の底面図であり、前記実施の形態と同じ部材は同一符号で示し重複する説明は省略する。
本例は、ベローズ１０が所定量以上伸びるのを防止するストッパが、キャップ部材１１とベローズベース７との間に張設された線状部材１８で構成されているもので、他は前記実施の形態と同様である。
【００３２】
しかして、本例においては、ベローズ１０が所定量以上伸びようとしても線状部材１８で規制され、それ以上伸びることはできない。従って、本例においてもベローズ１０を中空室１ａなどに入れて規制しなくても伸びきってしまうことがないので、高圧ガスの封入が自由に可能となる。
【００３３】
また、ストッパとして前記線状部材１８にかえて薄肉の板状部材としてもよい。本例においてもベローズ１０が所定量以上伸びようとしても板状部材で規制され、それ以上伸びることはできない。従って、本例においてもベローズ１０を中空室１ａや容器などに入れて規制しなくても伸びきってしまうことがないので、高圧ガスの封入が自由に可能となる。
前記線状部材１８および板状部材は、例えば図７に示すように同一円周上に等間隔で均等に配置されることが好ましい。均等な位置配置にすることにより急激な圧力変動とその作用でキャップ部材が傾くことなく対応できる。
【００３４】
なお、前記線状部材１８および板状部材は、図７に示すように湾曲させてもよい。このようにすると圧力が衝撃的に上った場合、線状部材１８の曲り方向を一定にできるし、キャップ部材１１のわずかな傾きを防止できる。
【００３５】
図６はさらに他の実施の形態を示す断面図であり、前記実施の形態と同じ部材は同一符号で示し重複する説明は省略する。
本例はストッパは、図１および図２に示す実施の形態と同様であるが、キャップ部材１１にシール材１２が設けられていない。
これはシール材１２に相当する部材が中空室１ａ側にあってもよく、封入圧が低い場合、シールしない状態でベローズ１０に差圧がかかっても問題ないし、また、一度取り付けると液圧が常時かかっている場合、自己シールは不要だからシール材はつけない場合もあるからである。しかして、本例によればシール材を不要とする効果がある。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、本発明によればベローズにベローズの伸びを所定量に規制するストッパ（ストッパ軸，線状部材，板状部材）が設けられているので、ベローズを容器などに入れて規制しなくても伸びきってしまうことがなく、高圧ガスの封入が自由に可能となるし、ベローズが伸びきってしまい、応力の増大または塑性変形による耐久性の低下等を防止できる効果を奏する（請求項１，２，３，４および５）。
因に、外径Φ２５×内径Φ１８×板厚０．１３ｍｍのベローズで応力が４０ｋｇｆ／ｍｍ２となる封入圧力を示すと、図１に示す本発明品は１１ｋｇｆ／ｃｍ２であるのに対し従来品（図１からストッパを省いたもの）は０．５ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００３７】
また、請求項２の発明にかかるメタルベローズアキュムレータによれば、前記効果の他にシール材が不要となり、部品点数が減少したり、その分製造が容易となる、等の効果を奏する。
【００３８】
さらに、請求項６の発明にかかるメタルベローズアキュムレータによれば、線状部材および板状部材の曲り方向を一定にできるし、キャップ部材のわずかな傾きを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】本発明の使用状態を示す断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示す断面図である。
【図４】図３に示す実施の形態のベローズベースの部分斜視図である。
【図５】ベローズベースの底面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態を示す断面図である。
【図７】本発明のさらに他の実施の形態を示す部分断面図である。
【図８】従来例を示す断面図である。
【図９】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  取付ベース
１ａ  中空室
２  流通口
７  ベローズベース
８  プラグ孔
１０  メタルベローズ
１２  シール材
１５  ねじ部
１６  ストッパ軸（ストッパ）
１７  油圧回路
１８  線状部材（ストッパ）
Ｇ  ガス室
Ｌ  液室
【図１】
0003823263.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0003823263.tif 000006
【図６】
0003823263.tif 000007
【図７】
0003823263.tif 000008
【図８】
0003823263.tif 000009
【図９】
0003823263.tif 000010