內螺紋以及使用內螺紋的蓄能器的製作方法
2023-05-18 20:07:26 3
專利名稱：內螺紋以及使用內螺紋的蓄能器的製作方法
技術領域：
本發明涉及內螺紋以及使用內螺紋的蓄能器。
背景技術：
蓄能器是利用氣囊將容器本體的內部劃分成氣體室和液體室，將蓋體擰接在其前端部，將給排筒擰接在其另一端。用於上述擰接是在JIS規格或ISO規格中規定的螺紋、例如三角螺紋，但是，該三角螺紋的間隙齒側面以及壓力齒側面的傾斜角度分別為30度，螺紋螺紋牙角度為60度。
在該蓄能器中，如果內壓上升，則蓋體被外方擠壓，因此，軸方向以及周方向的負荷，即所謂變動負荷反覆在0～最大負荷的範圍內被施加在上述螺紋上，但是，該負荷不是平均分擔在各螺紋牙上，而是大大偏向於拉伸方向。因此，在受到大的拉伸負荷的內螺紋基端部的螺紋螺紋牙根產生應力集中，從該處開始受到損壞。
在此，為了解決該問題，使用鋸齒內螺紋代替上述三角螺紋。
上述鋸齒內螺紋是將方螺紋和三角螺紋組合的形狀，在各內螺紋牙的一個側面上，設置有受到外螺紋負荷的壓力齒側面，在另一個側面上設置間隙齒側面。
上述鋸齒內螺紋的壓力齒側面的傾斜角度形成7°，間隙齒側面的傾斜角度形成45°。
使用鋸齒內螺紋的蓄能器中，如果內壓上升，則蓋體被推上，外螺紋與內螺紋的壓力齒側面進行壓力接觸，將該壓力齒側面推上。作用於該壓力齒側面的推上力被分散、產生將容器本體向外方擴大的力，即擴徑力。
該擴徑力是在壓力齒側面的傾斜角度小時變小。例如，上述傾斜角度是7°時，與該傾斜角度是30°時相比較，擴徑力大約是1/5。因此，由於容器本體的前端部幾乎不擴徑，因此施加在內螺紋牙上的外螺紋牙的負荷不能轉移到下一個內螺紋牙上，形成破損。特別是，大的負荷施加在基端側的內螺紋牙第一個到第三個上，尤其在內螺紋螺紋牙根產生大的拉伸應力，因此，從該部分開始的破損居多。因此，蓄能器的使用壽命縮短。本發明鑑於上述情況，以提高蓄能器的使用壽命為目的。另外的目的是防止內螺紋的破損。
發明內容
本發明的蓄能器具有容器本體、給排筒以及內螺紋，容器本體內具有氣囊；給排筒被設置在該容器本體的一端；內螺紋被設置在該容器本體的另一端，與蓋體擰合，其特徵在於，上述內螺紋是將鋸齒內螺紋的間隙齒側面以及壓力齒側面倒置的倒鋸齒內螺紋，或者，是上述兩齒側面的傾斜角度分別相等的螺紋牙角度90度內螺紋。
本發明的內螺紋是具有間隙齒側面和壓力齒側面的內螺紋，其特徵在於，上述兩齒側面的傾斜角度是分別相等的螺紋牙角度90度內螺紋。
圖1～圖4是表示本發明的第一實施方式。
圖1是圖3的重要部位放大圖。
圖2是表示圖1的倒鋸齒內螺紋受到負荷的狀態的縱剖面圖。
圖3是圖4的重要部位放大圖。
圖4是表示蓄能器的縱剖面圖。
圖5是表示本發明的第二實施方式的縱剖面放大圖。
圖6是表示本發明的第三實施方式的縱剖面放大圖。
圖7是表示本發明的第四實施方式的縱剖面放大圖。
圖8～圖10是表示本發明的第五實施方式。
圖8是圖10的重要部位放大圖。
圖9是表示圖8的內螺紋受到負荷的狀態的縱剖面圖。
圖10是表示蓄能器的容器本體與蓋體的擰合部的縱剖面放大圖。
具體實施例方式
根據圖1～圖4就本發明的第一實施方式進行說明。
蓄能器ACC是將氣囊2內藏在容器本體1內。該氣囊2是褶襉氣囊，具有折印被摺疊成規定的形狀。該氣囊2的凸緣部3被固定在容器本體1的上部1a，通過蓋體5固定。在該蓋體5上設置有與氣囊2連通的進排氣口6和與容器本體1的內螺紋20擰合的外螺紋21。該內螺紋20是倒鋸齒內螺紋，具有12個內螺紋牙F1～F12，內螺紋牙F1位於內螺紋20的基端部20D側，內螺紋牙F12位於前端部20W側。
該倒鋸齒內螺紋，是鋸齒內螺紋、例如壓力齒側面的傾斜角度為15°、間隙齒側面的傾斜角度為45°的鋸齒內螺紋的內螺紋牙F1～F12的壓力齒側面的形狀(傾斜角度)與間隙齒側面的形狀(傾斜角度)相互倒置，間隙齒側面的傾斜角度被形成為承受負荷的倒形壓力齒側面20A的傾斜角度β，壓力齒側面的傾斜角度被形成為倒形間隙齒側面20B的傾斜角度θ。
即，倒形壓力齒側面20A的傾斜角度β為間隙齒側面的傾斜角度45°，並且，倒形間隙齒側面的傾斜角度θ為壓力齒側面的傾斜角度15°。
倒形壓力齒側面20A和倒形間隙齒側面20B是通過內螺紋牙根20C連續，該螺紋牙根20C的半徑r1形成為0.4mm。該螺紋螺紋牙根的半徑r1可以根據需要適當地選擇，但是在螺紋節距的1/10～1/3的範圍最好。
在容器本體1的底部1b上設置有貫通孔10，給排筒13通過O形圈被插接在該貫通孔10上。該給排筒13的凸緣部14被與貫通孔10的承受部11壓力接觸。具有緩衝蓋15的提升閥16被滑動自如地支撐在給排筒13上。該給排筒13通過螺母17被固定在容器本體1上。
以下，就本實施例的動作進行說明。
將蓄能器Acc通過給排筒13連接在無圖示的液壓迴路上。該液壓迴路的液壓是變化的，如果容器本體1內的壓力上升，則蓋體5被向箭頭A5方向擠壓，如圖2所示，外螺紋21的外螺紋牙M1與內螺紋20的倒形壓力齒側面20A壓力接觸。
此時，由於施加在內螺紋牙F1上的負荷被分散、產生向箭頭A20方向的壓緊力即擴徑力，因此，倒形壓力齒側面20A一面在外螺紋21的外螺紋牙M1的側面滑動、一面彈性變形向外方擴大。由於該倒形壓力齒側面20A的傾斜角度β為45°，是現有例的壓力齒側面的傾斜角度15°的三倍，因此周方向位移量大幅度增加。並且，內螺紋牙F1負擔不了的負荷被轉移、施加在下一個內螺紋牙F2上的同時，該內螺紋牙F2負擔不了的負荷被轉移、施加在下一個內螺紋牙F3上。反覆這樣的過程，施加在外螺紋上的全部負荷被傳送到F1～F12上。
根據圖5就本發明的第二實施例進行說明。
該實施例與第一實施例(圖1～圖4)所不同的是倒鋸齒內螺紋的內螺紋螺紋牙根20C的半徑是0.21mm。
根據圖6就本發明的第三實施例進行說明。
該實施例與第一實施例(圖1～圖4)所不同的是，倒鋸齒內螺紋的倒形壓力齒側面20A的傾斜角度β為50°，倒形間隙齒側面20B的傾斜角度β為10°，內螺紋螺紋牙根20C的半徑r1是0.21mm。
根據圖7就本發明的第四實施例進行說明。
該實施例與第一實施例(圖1～圖4)所不同的是，倒鋸齒內螺紋是階梯錐形內螺紋。該內螺紋具有階梯部20X和錐形部20Y。該階梯部20X的內螺紋牙F1～F3的牙頂被削掉，連接這些牙頂的線是與蓄能器的中心線10C平行的直線L。上述錐形部20Y的內螺紋牙F3～F12的牙頂被削掉，連接這些牙頂的線是從基端部20D側到前端部20W側，向靠近中心線10C的方向傾斜的錐形線T。
本發明的實施例不僅限於上述形式，例如也可以是以下形式。
將標準設置狀態的鋸齒內螺紋設置為倒設置狀態，標準設置狀態是例如將前端設置在上側、基端設置在下側，傾斜角度小的齒側面(承受負荷面)作為內螺紋牙的下側的面，傾斜角度大的齒側面作為內螺紋牙的上側的面，倒設置狀態是例如將該鋸齒內螺紋的上下倒置的狀態，前端為下側、基端為上側，這樣，傾斜角度的齒側面成為倒形壓力齒側面，並且，傾斜角度小的齒側面成為倒形間隙齒側面。這樣，也可以通過使鋸齒內螺紋成為倒置狀態，形成倒鋸齒內螺紋。
另外，除了將倒形壓力齒側面的傾斜角度β形成與鋸齒內螺紋的間隙齒側面的傾斜角度相等的角度以外，也可以在30°～60°的範圍內選擇。
而且，除了倒形間隙齒側面的傾斜角度θ形成與鋸齒內螺紋的壓力齒側面的傾斜角度相等的角度以外，也可以形成與此不同的傾斜角度。另外，上述傾斜角度θ比倒形壓力齒側面的傾斜角度β小地形成，該角度θ適合在0°～15°的範圍內選擇，例如，倒形壓力齒側面的傾斜角度β為45°的情況下，倒形間隙齒側面的傾斜角度θ採用0°。
實驗例以下，就上述實施例的內螺紋、60°三角內螺紋、鋸齒內螺紋，施加在外螺紋上的全部負荷為332620N，利用有限元素法計算拉伸負荷，調查各內螺紋牙F1～F12的內螺紋螺紋牙根的最大拉伸應力(N/mm2)，得出了下述表1所示的結果。
該表1中，F no是內螺紋牙的號碼，A是倒形間隙齒側面的傾斜角度為15°、倒形壓力齒側面的傾斜角度為45°、內螺紋螺紋牙根的半徑為0.4mm的倒鋸齒內螺紋(第一實施例)；B是倒形間隙齒側面的傾斜角度為15°、倒形壓力齒側面的傾斜角度為45°、內螺紋螺紋牙根的半徑為0.21mm的倒鋸齒內螺紋(第二實施例)；C是倒形間隙齒側面的傾斜角度為10°、倒形壓力齒側面的傾斜角度為50°、內螺紋螺紋牙根的半徑為0.21mm的倒鋸齒內螺紋(第三實施例)；D是倒形間隙齒側面的傾斜角度為15°、倒形壓力齒側面的傾斜角度為45°、內螺紋螺紋牙根的半徑為0.4mm的階梯錐形倒鋸齒內螺紋(第四實施例)；E是間隙齒側面的傾斜角度為7°、壓力齒側面的傾斜角度為45°、內螺紋螺紋牙根的半徑為0.21mm的現有的鋸齒內螺紋；F是60°壓力齒側面的傾斜角度和間隙齒側面的傾斜角度分別形成30°的三角內螺紋。
表1 內螺紋牙根的最大拉伸應力(N/mm2)
從該表1表明了以下內容。
①基端部側的內螺紋牙F1～F3的螺紋牙根拉伸應力比其他的內螺紋牙F4～F12的大。②倒鋸齒內螺紋A、B、C、D的內螺紋牙的螺紋牙根拉伸應力比其他的內螺紋E、F的小。③倒鋸齒內螺紋A、B、C、D中，A的內螺紋牙的螺紋牙根拉伸應力最小。④倒鋸齒內螺紋A的內螺紋牙的螺紋牙根拉伸應力大約是鋸齒內螺紋E的1/2.8，非常小。
實驗例2以下，對上述B(第二實施例的倒鋸齒內螺紋)、C(第三實施例的倒鋸齒內螺紋)以及F(通常的米制內螺紋)中的各內螺紋牙F1～F12的周方向位移量(mm)的測定結果如表2。
表2 周方向位移量(mm)
從該表2表明了以下內容。
①周方向位移量是隨著內螺紋號碼的增大而增大的趨勢。②倒鋸齒內螺紋B、C的周方向位移量通常比內螺紋F大。③倒鋸齒內螺紋C比倒鋸齒內螺紋B的周方向位移量大。
根據圖8～圖10就本發明的第五實施例進行說明。
本實施例與第一實施例的不同點是，作為容器本體與蓋體的擰接手段，使用兩齒側面的傾斜角度分別相等的螺紋牙角度90度內螺紋來代替倒鋸齒內螺紋。
即，如圖4所示，蓄能器ACC是將氣囊2內藏在容器本體1內。該氣囊2是褶襉氣囊，具有褶子印被摺疊成規定的形狀。該氣囊2的凸緣部3被固定在容器本體1的上部1a，通過蓋體5固定。在該蓋體5上設置有與氣囊2連通的進排氣口6和與容器本體1的內螺紋20擰合的外螺紋21。該內螺紋20是倒鋸齒內螺紋，具有12個內螺紋牙F1～F12，內螺紋牙F1位於內螺紋20的基端部20D側，內螺紋牙F12位於前端部20W側。
該內螺紋是螺紋牙角度90度內螺紋，螺紋牙角度δ為90度，該螺紋牙角度δ是標準三角螺紋，例如，形成比ISO規格的三角螺紋(ISO261)大，另外，該壓力齒側面20a的傾斜角度α以及間隙齒側面20b的傾斜角度γ相等，分別形成45°。這樣，兩齒側面20a、20b，由於其傾斜角度α、γ相等，因此成為對稱形，比倒鋸齒內螺紋容易進行切削加工。即沒有必要準備特殊形狀的切削刀具，另外，也可以進行高效率的切削加工。
另外，雖然上述齒側面20a、20b的傾斜角度α、γ相等地形成，但螺紋牙角度δ不是準確的90度也可以，包括其前後的角度。即，螺紋牙角度δ是90度，或在大致90度的範圍內適當地選擇，例如，形成傾斜角度α、γ分別為44.5度，螺紋牙角度δ是89度也可以。
壓力齒側面20a和間隙齒側面20b是通過內螺紋牙根20c連接，該螺紋牙根20c的半徑r1形成為0.4mm。該螺紋牙根的半徑r1可以根據需要適當地選擇，但是在螺紋節距的1/10～1/3的範圍最好。
在容器本體1的底部1b上設置有貫通孔10，給排筒13通過O形圈被插接在該貫通孔10上。該給排筒13的凸緣部14被與貫通孔10的承受部11進行壓力接觸。具有緩衝蓋15的提升閥16被滑動自如地支撐在給排筒13上。該給排筒13通過螺母17被固定在容器本體1上。
以下，就本實施例的動作進行說明。
將蓄能器Acc通過給排筒13連接在無圖示的液壓迴路上。該液壓迴路的液壓是變化的，如果容器本體1的壓力上升，則蓋體5被向箭頭A5方向擠壓，如圖9所示，外螺紋21的外螺紋牙M1與內螺紋20的壓力齒側面20a進行壓力接觸。
由於施加在上述內螺紋牙F1上的負荷被分散、產生向箭頭A20方向的壓緊力即擴徑力，因此，壓力齒側面20a一面在外螺紋21的外螺紋牙M1的側面上滑動、一面彈性變形向外方擴大。
此時，由於上述內螺紋的壓力齒側面20a的傾斜角度α為45°，是現有例的標準三角內螺紋的壓力齒側面的傾斜角度30°的1.5倍，因此周方向位移量大幅度增加。
並且，由於該內螺紋的兩齒側面20a、20b的傾斜角度α、γ分別為45度，螺紋牙角度δ為90度，因此，與標準三角螺紋相比較，基部粗、強度大。
並且，內螺紋牙F1負擔不了的負荷被轉移、施加在下一個內螺紋牙F2上的同時，該內螺紋牙F2負擔不了的負荷被轉移、施加在下一個內螺紋牙F3上。反覆這樣的過程，施加在外螺紋上的全部負荷被傳送到F1～F12上。
本發明的實施例不限定於上述形式，例如，與上述第四實施例(圖7)相同，也可以在上述螺紋牙角度為90度內螺紋上設置階梯部和錐形部，形成階梯錐形螺紋。
另外，由於上述螺紋牙角度為90度內螺紋與標準三角螺紋相比較，基部粗、強度大，因此可以利用於石膏等脆弱材料形成的螺紋。
本發明的蓄能器由於具有將鋸齒內螺紋的壓力齒側面和間隙齒側面的倒置的倒鋸齒內螺紋，並且上述兩齒側面的傾斜角度是分別相等的螺紋牙角度為90度內螺紋，因此，與鋸齒內螺紋相比較，承受負荷的面的傾斜角度大幅度增大。因此，與現有例相比較，擴徑力增大，內螺紋牙所負擔的負荷減輕。因此，可以防止內螺紋的破損，可以提高蓄能器的使用壽命。
本發明的內螺紋由於間隙齒側面的傾斜角度和壓力齒側面的傾斜角度是分別相等的螺紋牙角度為90度內螺紋，因此，與標準三角螺紋相比較強度加大，不容易損壞。另外，與倒鋸齒內螺紋相比較，容易進行切削加工，可以提高加工效率。
權利要求
1.一種蓄能器，具有容器本體、給排筒以及內螺紋，該容器本體內藏氣囊；該給排筒被設置在該容器本體的一端；該內螺紋被設置在該容器本體的另一端、與蓋體擰合，其特徵在於，上述內螺紋是將鋸齒內螺紋的間隙齒側面以及壓力齒側面倒置的倒鋸齒內螺紋，或者，是上述兩齒側面的傾斜角度分別相等的螺紋牙角度90度內螺紋。
2.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒鋸齒內螺紋具有間隙齒側面以及壓力齒側面，將標準設置狀態的鋸齒內螺紋形成倒設置狀態，是將該間隙齒側面作為承受負荷的倒壓力齒側面、或將該壓力齒側面作為倒形間隙齒側面的螺紋，該倒形間隙齒側面受到擠壓力時，向外方擴展。
3.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒鋸齒內螺紋是將鋸齒內螺紋的壓力齒側面與間隙齒側面倒置，形成倒形間隙齒側面和承受負荷的倒形壓力齒側面的螺紋，該倒形壓力齒側面受到擠壓力時，向外方擴展。
4.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒鋸齒內螺紋是將鋸齒內螺紋的間隙齒側面的傾斜角度作為承受負荷的倒形壓力齒側面的傾斜角度，並且，將間隙齒側面做成小於上述倒形壓力齒側面的傾斜角度的倒形間隙齒側面的螺紋，該倒形壓力齒側面受到擠壓力時，向外方擴展。
5.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒形壓力齒側面的傾斜角度是30°～60°。
6.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒形間隙齒側面和倒形壓力齒側面通過內螺紋牙根連續，該內螺紋牙根的半徑在螺紋節距的1/10～1/3的範圍內。
7.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒形間隙齒側面的傾斜角度是0°～15°。
8.如權利要求1所述的蓄能器，其特徵在於，倒鋸齒內螺紋具有階梯部和錐形部。
9.一種內螺紋，具有間隙齒側面和壓力齒側面，其特徵在於，上述內螺紋是上述兩齒側面的傾斜角度分別相等的螺紋牙角度90度內螺紋。
10.如權利要求9所述的內螺紋，其特徵在於，具有階梯部和錐形部。
全文摘要
一種將容器本體(1)和蓋體(5)擰合的蓄能器(ACC)上，作為擰合部的內螺紋使用以下內螺紋，即將鋸齒內螺紋的間隙齒側面的傾斜角度(β)作為承受負荷的倒形壓力齒側面(20A)的傾斜角度(β)，將壓力齒側面的傾斜角度(θ)作為倒形間隙齒側面(20B)的傾斜角度(θ)的倒鋸齒內螺紋，並且，兩齒側面的傾斜角度(α)(γ)是分別相等的螺紋牙角度(δ)形成大致90度的螺紋牙角度90度內螺紋。
文檔編號F16B33/02GK1623041SQ0282840
公開日2005年6月1日 申請日期2002年11月22日 優先權日2002年11月22日
發明者杉村宣行, 和田泰通 申請人:日本蓄能器股份有限公司, 杉村宣行