蓄能器是利用气囊将容器本体的内部划分成气体室和液体室,将盖 体拧接在其前端部,将给排筒拧接在其另一端。用于上述拧接是在JIS 规格或ISO规格中规定的螺纹、例如三
角螺纹,但是,该三角螺纹的间 隙齿侧面以及压
力齿侧面的倾斜角度分别为30度,螺纹螺纹牙角度为 60度。
在该蓄能器中,如果内压上升,则盖体被外方
挤压,因此,轴方向 以及周方向的负荷,即所谓变动负荷反复在0~最大负荷的范围内被施 加在上述螺纹上,但是,该负荷不是平均分担在各螺纹牙上,而是大大 偏向于拉伸方向。因此,在受到大的拉伸负荷的内螺纹基端部的螺纹螺 纹
牙根产生
应力集中,从该处开始受到损坏。
在此,为了解决该问题,使用锯齿内螺纹代替上述三角螺纹。
上述锯齿内螺纹是将方螺纹和三角螺纹组合的形状,在各内螺纹牙 的一个侧面上,设置有受到
外螺纹负荷的压力齿侧面,在另一个侧面上 设置间隙齿侧面。
上述锯齿内螺纹的压力齿侧面的倾斜角度形成7°,间隙齿侧面的 倾斜角度形成45°。
使用锯齿内螺纹的蓄能器中,如果内压上升,则盖体被推上,外螺 纹与内螺纹的压力齿侧面进行压力
接触,将该压力齿侧面推上。作用于 该压力齿侧面的推上力被分散、产生将容器本体向外方扩大的力,即扩 径力。
该扩径力是在压力齿侧面的倾斜角度小时变小。例如,上述倾斜角 度是7°时,与该倾斜角度是30°时相比较,扩径力大约是1/5。因此, 由于容器本体的前端部几乎不扩径,因此施加在内螺纹牙上的外螺纹牙 的负荷不能转移到下一个内螺纹牙上,形成破损。特别是,大的负荷施 加在基端侧的内螺纹牙第一个到第三个上,尤其在内螺纹螺纹牙根产生 大的
拉伸应力,因此,从该部分开始的破损居多。因此,蓄能器的使用 寿命缩短。本发明鉴于上述情况,以提高蓄能器的使用寿命为目的。另 外的目的是防止内螺纹的破损。
根据图1~图4就本发明的第一实施方式进行说明。
蓄能器ACC是将气囊2内藏在容器本体1内。该气囊2是褶裥气囊, 具有折印被折叠成规定的形状。该气囊2的凸缘部3被固定在容器本体 1的上部1a,通过盖体5固定。在该盖体5上设置有与气囊2连通的进 排气口6和与容器本体1的内螺纹20拧合的外螺纹21。该内螺纹20 是倒锯齿内螺纹,具有12个内螺纹牙F1~F12,内螺纹牙F1位于内螺 纹20的基端部20D侧,内螺纹牙F12位于前端部20W侧。
该倒锯齿内螺纹,是锯齿内螺纹、例如压力齿侧面的倾斜角度为 15°、间隙齿侧面的倾斜角度为45°的锯齿内螺纹的内螺纹牙F1~F12 的压力齿侧面的形状(倾斜角度)与间隙齿侧面的形状(倾斜角度)相 互倒置,间隙齿侧面的倾斜角度被形成为承受负荷的倒形压力齿侧面 20A的倾斜角度β,压力齿侧面的倾斜角度被形成为倒形间隙齿侧面20B 的倾斜角度θ。
即,倒形压力齿侧面20A的倾斜角度β为间隙齿侧面的倾斜角度 45°,并且,倒形间隙齿侧面的倾斜角度θ为压力齿侧面的倾斜角度15°。
倒形压力齿侧面20A和倒形间隙齿侧面20B是通过内螺纹牙根20C 连续,该螺纹牙根20C的半径r1形成为0.4mm。该螺纹螺纹牙根的半径 r1可以根据需要适当地选择,但是在螺纹
节距的1/10~1/3的范围最 好。
在容器本体1的底部1b上设置有贯通孔10,给排筒13通过O形圈 被插接在该贯通孔10上。该给排筒13的凸缘部14被与贯通孔10的承 受部11压力接触。具有缓冲盖15的提升
阀16被滑动自如地
支撑在给 排筒13上。该给排筒13通过
螺母17被固定在容器本体1上。
以下,就本
实施例的动作进行说明。
将蓄能器Acc通过给排筒13连接在无图示的液压回路上。该液压 回路的液压是变化的,如果容器本体1内的压力上升,则盖体5被向箭 头A5方向挤压,如图2所示,外螺纹21的外螺纹牙M1与内螺纹20的 倒形压力齿侧面20A压力接触。
此时,由于施加在内螺纹牙F1上的负荷被分散、产生向箭头A20 方向的压紧力即扩径力,因此,倒形压力齿侧面20A一面在外螺纹21 的外螺纹牙M1的侧面滑动、一面弹性
变形向外方扩大。由于该倒形压 力齿侧面20A的倾斜角度β为45°,是现有例的压力齿侧面的倾斜角度 15°的三倍,因此周方向位移量大幅度增加。并且,内螺纹牙F1负担 不了的负荷被转移、施加在下一个内螺纹牙F2上的同时,该内螺纹牙 F2负担不了的负荷被转移、施加在下一个内螺纹牙F3上。反复这样的 过程,施加在外螺纹上的全部负荷被传送到F1~F12上。
根据图5就本发明的第二实施例进行说明。
该实施例与第一实施例(图1~图4)所不同的是倒锯齿内螺纹的 内螺纹螺纹牙根20C的半径是0.21mm。
根据图6就本发明的第三实施例进行说明。
该实施例与第一实施例(图1~图4)所不同的是,倒锯齿内螺纹 的倒形压力齿侧面20A的倾斜角度β为50°,倒形间隙齿侧面20B的倾 斜角度β为10°,内螺纹螺纹牙根20C的半径r1是0.21mm。
根据图7就本发明的第四实施例进行说明。
该实施例与第一实施例(图1~图4)所不同的是,倒锯齿内螺纹 是阶梯锥形内螺纹。该内螺纹具有阶梯部20X和锥形部20Y。该阶梯部 20X的内螺纹牙F1~F3的牙顶被削掉,连接这些牙顶的线是与蓄能器的 中心线10C平行的直线L。上述锥形部20Y的内螺纹牙F3~F12的牙顶 被削掉,连接这些牙顶的线是从基端部20D侧到前端部20W侧,向靠近 中心线10C的方向倾斜的锥形线T。
本发明的实施例不仅限于上述形式,例如也可以是以下形式。
将标准设置状态的锯齿内螺纹设置为倒设置状态,标准设置状态是 例如将前端设置在上侧、基端设置在下侧,倾斜角度小的齿侧面(承受 负荷面)作为内螺纹牙的下侧的面,倾斜角度大的齿侧面作为内螺纹牙 的上侧的面,倒设置状态是例如将该锯齿内螺纹的上下倒置的状态,前 端为下侧、基端为上侧,这样,倾斜角度的齿侧面成为倒形压力齿侧面, 并且,倾斜角度小的齿侧面成为倒形间隙齿侧面。这样,也可以通过使 锯齿内螺纹成为倒置状态,形成倒锯齿内螺纹。
另外,除了将倒形压力齿侧面的倾斜角度β形成与锯齿内螺纹的间 隙齿侧面的倾斜角度相等的角度以外,也可以在30°~60°的范围内选 择。
而且,除了倒形间隙齿侧面的倾斜角度θ形成与锯齿内螺纹的压力 齿侧面的倾斜角度相等的角度以外,也可以形成与此不同的倾斜角度。 另外,上述倾斜角度θ比倒形压力齿侧面的倾斜角度β小地形成,该角 度θ适合在0°~15°的范围内选择,例如,倒形压力齿侧面的倾斜角 度β为45°的情况下,倒形间隙齿侧面的倾斜角度θ采用0°。
实验例:
以下,就上述实施例的内螺纹、60°三角内螺纹、锯齿内螺纹,施 加在外螺纹上的全部负荷为332620N,利用有限元素法计算拉伸负荷, 调查各内螺纹牙F1~F12的内螺纹螺纹牙根的最大拉伸应力(N/mm2), 得出了下述表1所示的结果。
该表1中,F no是内螺纹牙的号码,
A是倒形间隙齿侧面的倾斜角度为15°、倒形压力齿侧面的倾斜角 度为45°、内螺纹螺纹牙根的半径为0.4mm的倒锯齿内螺纹(第一实施 例);
B是倒形间隙齿侧面的倾斜角度为15°、倒形压力齿侧面的倾斜角 度为45°、内螺纹螺纹牙根的半径为0.21mm的倒锯齿内螺纹(第二实 施例);
C是倒形间隙齿侧面的倾斜角度为10°、倒形压力齿侧面的倾斜角 度为50°、内螺纹螺纹牙根的半径为0.21mm的倒锯齿内螺纹(第三实 施例);
D是倒形间隙齿侧面的倾斜角度为15°、倒形压力齿侧面的倾斜角 度为45°、内螺纹螺纹牙根的半径为0.4mm的阶梯锥形倒锯齿内螺纹 (第四实施例);
E是间隙齿侧面的倾斜角度为7°、压力齿侧面的倾斜角度为45°、 内螺纹螺纹牙根的半径为0.21mm的现有的锯齿内螺纹;
F是60°压力齿侧面的倾斜角度和间隙齿侧面的倾斜角度分别形成 30°的三角内螺纹。
表1 内螺纹牙根的最大拉伸应力(N/mm2) F no A B C D E F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 317 355 262 171 173 140 146 138 139 148 138 134 449 373 458 166 192 161 160 151 137 148 127 126 435 467 319 264 259 247 197 191 134 161 139 137 355 349 393 287 243 364 169 138 141 145 142 135 846 385 393 299 257 199 185 201 136 105 94 85 629 466 458 264 254 222 194 191 142 124 129 96
从该表1表明了以下内容。
①基端部侧的内螺纹牙F1~F3的螺纹牙根拉伸应力比其他的内螺 纹牙F4~F12的大。②倒锯齿内螺纹A、B、C、D的内螺纹牙的螺纹牙 根拉伸应力比其他的内螺纹E、F的小。③倒锯齿内螺纹A、B、C、D中, A的内螺纹牙的螺纹牙根拉伸应力最小。④倒锯齿内螺纹A的内螺纹牙 的螺纹牙根拉伸应力大约是锯齿内螺纹E的1/2.8,非常小。
实验例2:
以下,对上述B(第二实施例的倒锯齿内螺纹)、C(第三实施例的 倒锯齿内螺纹)以及F(通常的米制内螺纹)中的各内螺纹牙F1~F12的 周方向位移量(mm)的测定结果如表2。
表2 周方向位移量(mm) F no B C F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0.0212 0.0211 0.0210 0.0209 0.0213 0.0218 0.0225 0.0231 0.0240 0.0253 0.0264 0.0280 0.0245 0.0245 0.0245 0.0245 0.0248 0.0254 0.0260 0.0266 0.0273 0.0286 0.0300 0.0314 0.0144 0.0134 0.0130 0.0132 0.0133 0.0137 0.0141 0.0144 0.0150 0.0157 0.0166 0.0179
从该表2表明了以下内容。
①周方向位移量是随着内螺纹号码的增大而增大的趋势。②倒锯齿 内螺纹B、C的周方向位移量通常比内螺纹F大。③倒锯齿内螺纹C比 倒锯齿内螺纹B的周方向位移量大。
根据图8~图10就本发明的第五实施例进行说明。
本实施例与第一实施例的不同点是,作为容器本体与盖体的拧接手 段,使用两齿侧面的倾斜角度分别相等的螺纹牙角度90度内螺纹来代 替倒锯齿内螺纹。
即,如图4所示,蓄能器ACC是将气囊2内藏在容器本体1内。该 气囊2是褶裥气囊,具有褶子印被折叠成规定的形状。该气囊2的凸缘 部3被固定在容器本体1的上部1a,通过盖体5固定。在该盖体5上设 置有与气囊2连通的进排气口6和与容器本体1的内螺纹20拧合的外 螺纹21。该内螺纹20是倒锯齿内螺纹,具有12个内螺纹牙F1~F12, 内螺纹牙F1位于内螺纹20的基端部20D侧,内螺纹牙F12位于前端部 20W侧。
该内螺纹是螺纹牙角度90度内螺纹,螺纹牙角度δ为90度,该螺 纹牙角度δ是标准三角螺纹,例如,形成比ISO规格的三角螺纹(ISO261) 大,另外,该压力齿侧面20a的倾斜角度α以及间隙齿侧面20b的倾斜 角度γ相等,分别形成45°。这样,两齿侧面20a、20b,由于其倾斜 角度α、γ相等,因此成为对称形,比倒锯齿内螺纹容易进行切削加工。 即没有必要准备特殊形状的
切削刀具,另外,也可以进行高效率的切削 加工。
另外,虽然上述齿侧面20a、20b的倾斜角度α、γ相等地形成, 但螺纹牙角度δ不是准确的90度也可以,包括其前后的角度。即,螺 纹牙角度δ是90度,或在大致90度的范围内适当地选择,例如,形成 倾斜角度α、γ分别为44.5度,螺纹牙角度δ是89度也可以。
压力齿侧面20a和间隙齿侧面20b是通过内螺纹牙根20c连接,该 螺纹牙根20c的半径r1形成为0.4mm。该螺纹牙根的半径r1可以根据 需要适当地选择,但是在螺纹节距的1/10~1/3的范围最好。
在容器本体1的底部1b上设置有贯通孔10,给排筒13通过O形圈 被插接在该贯通孔10上。该给排筒13的凸缘部14被与贯通孔10的承 受部11进行压力接触。具有缓冲盖15的
提升阀16被滑动自如地支撑 在给排筒13上。该给排筒13通过螺母17被固定在容器本体1上。
以下,就本实施例的动作进行说明。
将蓄能器Acc通过给排筒13连接在无图示的液压回路上。该液压 回路的液压是变化的,如果容器本体1的压力上升,则盖体5被向箭头 A5方向挤压,如图9所示,外螺纹21的外螺纹牙M1与内螺纹20的压 力齿侧面20a进行压力接触。
由于施加在上述内螺纹牙F1上的负荷被分散、产生向箭头A20方 向的压紧力即扩径力,因此,压力齿侧面20a一面在外螺纹21的外螺 纹牙M1的侧面上滑动、一面弹性变形向外方扩大。
此时,由于上述内螺纹的压力齿侧面20a的倾斜角度α为45°,是 现有例的标准三角内螺纹的压力齿侧面的倾斜角度30°的1.5倍,因此 周方向位移量大幅度增加。
并且,由于该内螺纹的两齿侧面20a、20b的倾斜角度α、γ分别 为45度,螺纹牙角度δ为90度,因此,与标准三角螺纹相比较,基部 粗、强度大。
并且,内螺纹牙F1负担不了的负荷被转移、施加在下一个内螺纹 牙F2上的同时,该内螺纹牙F2负担不了的负荷被转移、施加在下一个 内螺纹牙F3上。反复这样的过程,施加在外螺纹上的全部负荷被传送 到F1~F12上。
本发明的实施例不限定于上述形式,例如,与上述第四实施例(图 7)相同,也可以在上述螺纹牙角度为90度内螺纹上设置阶梯部和锥形 部,形成阶梯锥形螺纹。
另外,由于上述螺纹牙角度为90度内螺纹与标准三角螺纹相比较, 基部粗、强度大,因此可以利用于
石膏等脆弱材料形成的螺纹。
本发明的蓄能器由于具有将锯齿内螺纹的压力齿侧面和间隙齿侧 面的倒置的倒锯齿内螺纹,并且上述两齿侧面的倾斜角度是分别相等的 螺纹牙角度为90度内螺纹,因此,与锯齿内螺纹相比较,承受负荷的 面的倾斜角度大幅度增大。因此,与现有例相比较,扩径力增大,内螺 纹牙所负担的负荷减轻。因此,可以防止内螺纹的破损,可以提高蓄能 器的使用寿命。
本发明的内螺纹由于间隙齿侧面的倾斜角度和压力齿侧面的倾斜 角度是分别相等的螺纹牙角度为90度内螺纹,因此,与标准三角螺纹 相比较强度加大,不容易损坏。另外,与倒锯齿内螺纹相比较,容易进 行切削加工,可以提高加工效率。