(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記挿入部を前記封止孔に挿入した状態において、前記封止孔の開口縁部に前記隆起部が当接して前記テーパ部が前記開口縁部に近接して支持されるように当該隆起部を構成したこと、
を特徴とする請求項1に記載の封止栓。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に記載されたアキュムレータでは、リフト治具の製作工数、生産ラインにおける設備工数、およびリフト治具によってプラグをリフトしたり、下降させたりする作業工数が増大するという問題があった。
【0008】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、圧力容器の製造工数を低減することができる封止栓、アキュムレータ、およびアキュムレータの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、圧力容器に形成された封止孔に挿入して封止する封止栓であって、前記封止孔に挿入される挿入部と、この挿入部に連続して形成され前記圧力容器よりも外側に向かうにつれて拡径されたテーパ部と、このテーパ部から前記挿入部に跨って形成された隆起部と、を備え
、前記隆起部は、前記挿入部の軸方向に沿って伸びる稜線をもつリブ部であり、前記リブ部は、前記テーパ部から前記挿入部に向かうにつれて前記挿入部の表面から前記稜線までの高さ寸法R3が小さくなること、を特徴とする。
【0010】
本発明に係る封止栓は、テーパ部
から挿入部に跨って形成された隆起部を備えたことで、前記挿入部を前記封止孔に挿入して封止栓を封止口に嵌合させた状態において、隆起部が封止孔の開口縁部に当接するため、テーパ部の表面から隆起した隆起部の高さだけ封止孔の開口縁部とテーパ部との間に隙間が形成される。
また、本発明に係る封止栓において、前記隆起部は、前記挿入部の軸方向(挿入方向)に沿って伸びる稜線をなしたリブ部であり、前記リブ部は、前記テーパ部から前記挿入部に向かうにつれて前記挿入部の表面から前記稜線までの高さ寸法R3が小さくなることで、隆起部に形成されたリブ部が前記開口縁部に当接するため、リブ部の稜線に沿って軸方向に伸びる隙間が形成されるため、隙間の幅を有効に確保して、軸方向に沿って高圧の圧力流体を円滑に充填することができる。
【0011】
この隙間は、圧力容器に圧力流体を封入する封入工程において、高圧ガス等の圧力流体の充填流路として機能するため、この隙間(圧力流体の充填流路)から円滑に圧力流体を封入することができる。
【0012】
このため、本発明に係る封止栓は、圧力容器の用途や封止栓の形状、種々の溶接方法等に応じて隙間の形状を適宜設定することで、圧力容器に高圧ガス等の圧力流体を円滑に封入することができる。また、封止栓を溶接する際に隙間を封止して圧力容器の密閉性を確保することができるため、種々の圧力容器の封止栓として適用可能である。
【0013】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の封止栓であって、前記挿入部を前記封止孔に挿入した状態において、前記封止孔の開口縁部に前記隆起部が当接して前記テーパ部が前記開口縁部に近接して支持されるように当該隆起部を構成したこと、を特徴とする。
【0014】
本発明に係る封止栓は、前記封止孔の開口縁部に前記隆起部が当接して前記テーパ部が前記開口縁部に近接して支持されることで、前記テーパ部と前記開口縁部との間に適切な深さの隙間を形成することができる。このため、圧力容器に圧力流体を円滑に封入した後に、容易に溶接して確実に封止することができる。
【0015】
例えば、前記テーパ部と前記開口縁部との間に適切な深さの隙間を形成した状態で、抵抗溶接によって隆起部を開口縁部に押圧しながら大電流を流すことで、前記隆起部を溶融させながら前記テーパ部を前記開口縁部に溶着させて接合し、かつ前記隙間を確実に封止することができる。
【0016】
このようにして、本発明に係る圧力容器の封止栓は、圧力流体の充填流路として使用した隙間を確実に封止して圧力容器の密閉性を確保するとともに、かつ圧力容器の製造工数をより低減することができる。
【0019】
請求項
3に係る発明は、請求項
1又は請求項2に記載の封止栓であって、前記リブ部は、前記テーパ部から前記挿入部にかけて周方向に複数が配設されていること、を特徴とする。
【0020】
本発明に係る封止栓において、前記リブ部は、前記テーパ部から前記挿入部にかけて配設されていることで、前記テーパ部から前記挿入部に渡る領域で好適に封止栓を支持することができる。また、前記リブ部は、周方向に複数が配設されていることで、周方向において隙間の深さ(間隙の高さ)を適宜設定することができるため、圧力流体の充填を円滑にするとともに、封止栓の溶接を容易にかつ確実に行うことができる。
【0021】
請求項
4に係る発明は、請求項
3に記載の封止栓であって、前記リブ部は、3個以上が周方向に等間隔に配置されていること、を特徴とする。
【0022】
本発明に係る封止栓において、前記リブ部は、周方向に3個以上が等間隔に配設されていることで、周方向において隙間の深さ(間隙の高さ)を均等に形成することができるため、より圧力流体の充填を円滑にするとともに、かつ封止栓の溶接を容易にかつ確実に行うことができる。
【0023】
請求項
5に係る発明は、前記圧力容器からなるシェルと、このシェルに形成された前記封止孔と、この封止孔を封止する請求項1から請求項
4のいずれか1項に記載の封止栓と、を有するアキュムレータあって、前記挿入部が前記封止孔に挿入された状態で、前記封止孔の開口縁部に前記隆起部が溶融され、前記テーパ部が前記開口縁部に溶着されている
こと、を特徴とする。
【0024】
本発明に係るアキュムレータは、前記開口縁部に前記隆起部が溶融して前記テーパ部が前記開口縁部に溶着されていることで、溶接によって確実に隙間を封止して圧力容器の密閉性を確保することができる。
【0025】
請求項
6に係る発明は、前記圧力容器からなるシェルと、このシェルに形成された前記封止孔と、この封止孔を封止する請求項1から請求項
4のいずれか1項に記載の封止栓と、を有するアキュムレータの製造方法あって、前記挿入部を前記封止孔に挿入し前記封止孔の開口縁部に前記隆起部を当接させて、前記テーパ部と前記開口縁部との間に隙間を形成した状態で支持する封止栓の挿入工程と、前記隙間から高圧ガスを封入するガス充填工程と、前記隙間を形成した状態で、前記隆起部を溶融させながら前記テーパ部を前記開口縁部に溶着させて前記隙間を封止する封止工程と、を含むことを特徴とする。
【0026】
本発明に係るアキュムレータの製造方法は、ガス充填工程においては前記隙間から高圧ガスを封入し、封止工程においては前記テーパ部と前記封止孔の開口縁部との間に隙間を形成した状態で、前記隆起部を溶融させながら前記テーパ部を前記開口縁部に溶着させて前記隙間を封止することができる。
【0027】
このため、別途リフト治具等を使用して封止栓をリフトしてから圧力流体を封入したり、封止栓を下降させたりする必要がないので、アキュムレータの製造工数を低減し、かつ製造設備を簡素化して、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【0028】
本発明は、圧力容器の製造工数を低減することができる封止栓、アキュムレータ、およびアキュムレータの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0030】
本発明の実施形態に係るアキュムレータ1の構成について適宜
図1から
図4を参照しながら詳細に説明する。なお、参照する
図1から
図4において、説明の便宜上、隆起部84の形状は単純化して図示するものとする。また、
図4から
図6は断面図としたが、封止栓8に対しては、隆起部84や溶接の状態を図示するため、断面では表示しないものとする。
【0031】
アキュムレータ1は、
図1に示すように、圧力容器であるシェル2と、シェル2の内部に形成された気室3および液室4と、シェル2に伸縮自在に収容されたベローズ5と、液室4に開口する圧液流入口41と、圧液流入口41を覆うように配設されたステーセルフシール42と、シェル2に形成された封止孔6と、封止孔6を封止する封止栓8と、を備えている。
【0032】
なお、アキュムレータ1は、封止孔6に封止栓8を溶接した完成状態(
図1と
図5(c)参照)で使用されるが、以下の説明においては、封止孔6に封止栓8を溶接する前の製造過程における半完成状態(
図1と
図5(a)参照)のものも、混同する恐れがない場合には「アキュムレータ1」と表記するものとする。
【0033】
シェル2は、
図1に示すように、密閉構造の圧力容器であり、底部21aを有する円筒形状からなる胴部21と、胴部21の開口端に溶接された蓋板22と、蓋板22に配設された封止孔6と、を備えている。
【0034】
なお、本実施形態における一部の部材において、「底部21a」や「蓋板22」のように上下関係を意味する用語を使用するが、説明の便宜上、図における位置関係を意味するものであって、使用形態における位置関係を特定する趣旨ではない。
【0035】
気室3は、シェル2の軸方向に対して主として蓋板22側(圧液流入口41に対する反対の端部側)に形成され、封止孔6から高圧ガスGが封入できるようになっている。
【0036】
液室4は、シェル2の軸方向に対して主として圧液流入口41側(蓋板22に対する反対の端部側)に形成されている。液室4には、図示しないブレーキ回路等の液圧回路から圧液流入口41を通って圧液Qが導入されるようになっている。
【0037】
ベローズ5は、気室3と液室4との境界をなして仕切る部材である。ベローズ5は、蛇腹状の伸縮部50と、伸縮部50の先端に固定された先端部51と、伸縮部50を摺動自在に支持する駒形状のベローズガイド52と、先端部51(
図1の下面側)に配設されたシール部材53と、を備えている。
【0038】
ステーセルフシール42は、筒状の胴部42aと蓋状の頭部42bからなる高さが低いキャップ形状をなし、頭部42bの中心部には、貫通孔42cが形成されている。
ステーセルフシール42は、頭部42bにベローズ5の先端部51を当接させて気室3の拡張容積を規制するとともに、ベローズ5が過度に圧縮されないように支持する機能を有する。
【0039】
かかる構成により、アキュムレータ1は、ベローズ5が伸縮することで、気室3と液室4の圧力がバランスしてブレーキ回路等の液圧回路(不図示)の脈動を抑制し適切な液圧に調整する。
【0040】
さらに、アキュムレータ1は、液圧回路(不図示)の液圧が低下して、気室3の圧力に対して液室4の圧力が予め設定した所定圧力よりも低い場合には、シール部材53をステーセルフシール42の頭部42bに当接させてステーセルフシール42の頭部42bに形成された貫通孔42cを閉塞して液圧回路(不図示)の液圧の低下を防止するようになっている。
アキュムレータ1の全体構成は、封止孔6や封止栓8に関して特に限定されるものではないので、詳細な説明は省略する。
【0041】
封止孔6は、外側に開口する開口部と、開口部に形成された開口縁部6aと、を有し、シェル2の蓋板22を貫通するように形成された高圧ガスGを充填して封入するための孔である。
【0042】
封止栓8は、
図2に示すように、封止孔6に挿入される挿入部81と、この挿入部81に連続して形成されたテーパ部82と、テーパ部82に連続して形成された頭部83と、テーパ部82から挿入部81にかけて形成された隆起部84と、を備えている。
なお、特に限定されるものではないが、封止栓8は、プレス成形や鍛造成形等によって好適に製作される。
【0043】
挿入部81は、挿入部81の軸方向に伸びる円柱形をなした軸部81aと、軸部81aの先端に形成された先細りの導入部81bと、を備えている。軸部81aは、封止孔6に対して好適に位置決めする機能を有し、封止孔6の形状に適合するように少し小さな直径にしてクリアランスを設け、円滑に挿入でき、かつ軸心がずれないようになっている。
挿入部81の軸方向は、封止栓8の挿入方向であり、具体的には、封止孔6の開口部が形成する円形状に対して垂直な方向である。
【0044】
なお、本実施形態においては、製作性を考慮して略円柱形の軸部81aによって構成したが、封止孔6に挿入できる形状であれば特に限定されるものではなく、軸部81aをテーパ形状で構成してもよいし、断面が矩形等の角柱形状であってもよい。
【0045】
また、本実施形態においては、
図4(a)に示すように、挿入部81は、挿入部81を封止孔6に挿入した状態において、挿入部81の上部が封止孔6の開口縁部6aよりも上方に位置するように構成したが、これに限定されるものではなく、
図6(a)に示す封止栓8Aのように、封止孔6との関係において挿入部81の全体が封止孔6の内部に位置するように構成してもよい。
【0046】
図2に示すように、テーパ部82は、シェル2の蓋板22(
図1参照)よりも外側に向かうにつれて拡径され、挿入部81に連続する部分の小径部82aの直径が頭部83に連続する部分の大径部82bの直径よりも小さい先細りのテーパ形状をなしている。つまり、小径部82aの直径は、軸部81aの直径と同じであり、大径部82bの直径は軸部81aの直径よりも大きくなるように構成されている。
【0047】
かかる構成により、
図4(a)に示すように、挿入部81を封止孔6に挿入し隆起部84を封止孔6の開口縁部6aに当接させて封止孔6に封止栓8を載置した状態において、テーパ部82が開口縁部6aに近接して対面する位置に支持されるようになっている。
【0048】
隆起部84は、
図2(a)に示すように、テーパ部82の周方向において等間隔で4箇所に配設されている(
図2(b)参照)。各隆起部84は、それぞれ位置が異なるが同様の形状である。隆起部84は、軸部81aの軸方向に沿って伸びる稜線をなしたリブ部であり、テーパ部82の表面から径方向外側に突出するように細長く軸方向に長く沿って伸びるリブ形状をなしている。
【0049】
なお、本実施形態においては、隆起部84を等間隔で4箇所に配設したが、これに限定されるものではなく、封止孔6aの形状等を考慮して適宜設定することができ、例えば隆起部84と隆起部84との間隔は等間隔でなくてもよいし、隆起部84の数量についても構成を簡素化するために3箇所でもよいし、溶接強度等を考慮して5箇所以上であってもよい。また、開口縁部の形状により、封止栓を挿入状態で安定して保持できるのであれば、隆起部84の数は、1個ないし2個でもよい
【0050】
また、隆起部84の形状は、リブ形状に限定されるものではなく、凸形状を有するものであれば種々の形状を採用することができ、要するに封止孔6の開口縁部6a(
図4(a)参照)に当接させて封止孔6に封止栓8を載置した状態において、テーパ部82が開口縁部6aに近接して対面する位置に支持されるようになっていればよい。
【0051】
ここで、隆起部84の形状は、説明の便宜上、高圧ガスG(
図5(a)参照)の流れ方向を基準として、以下のように定めるものとする。隆起部84の幅R1は、
図2(a)に示すように、軸部81aの軸方向に直交する方向の長さをいい、隆起部84の長さR2は、軸方向長さをいう。また、隆起部の高さR3は、
図2(b)に示すように、テーパ部82ないし軸部81aの表面からの高さをいう。
【0052】
図4(b)に示すように、隆起部84は、挿入部81を封止孔6に挿入した状態において、封止孔6の開口縁部6aに隆起部84を当接させると、テーパ部82と開口縁部6aとの間に所定の隙間δを形成できるようになっている。
【0053】
<隙間>
隙間δは、互いに隣接する隆起部84と隆起部84の間に形成され、テーパ部82の周方向に対して4箇所の隙間δが等間隔に配設されている。各隙間δ,δ,δ,δは、位置が異なるが同様の構成であり、それぞれの隙間δが高圧ガスGを充填する流路としての機能を有するとともに、全体としてガス充填流路Δ(δ,δ,δ,δ)を構成する(
図5(a)参照)。
【0054】
ガス充填流路Δは、4箇所の隙間δからなる高圧ガスGの流路であり、高圧ガスGを気室3に充填するための流路である。
【0055】
隙間δの大きさは、説明の便宜上、隆起部84と同様に、高圧ガスG(
図5(a)参照)の流れ方向を基準として、隙間の幅S1、長さS2、および深さS3で表す。隙間の幅S1は、隣接する隆起部84と隆起部84との間の距離から隆起部84の幅R1を除外した距離であり、隙間δの長さS2は、隆起部84の長さR2である。隙間δの高さS3は、隆起部84の高さR3である。
【0056】
隙間δの大きさは、隆起部84の形状を適宜設定することで、種々の形状(隙間δの幅S1、長さS2、深さS3)を採用することができる。例えば、隙間の幅S1は、隆起部の幅R1(
図2参照)によって適宜設定でき、長さS2は、隆起部84の長さR2(
図2参照)で設定される。隙間の深さS3は隆起部84の高さR3(
図2(b)参照)によって適宜設定することができる。
【0057】
以上のように構成された本発明の実施形態に係るアキュムレータ1の製造方法について、主として
図5を参照しながら説明する。参照する
図5では、封止孔6と封止栓8との関係を説明するため、
図1のアキュムレータ1における封止孔6の周りのみを拡大して図示する。
【0058】
本発明の実施形態に係るアキュムレータ1の製造方法は、挿入部81を封止孔6に挿入し開口縁部6aに隆起部84を当接させて、テーパ部82と開口縁部6aとの間に隙間δを形成した状態で支持する封止栓8の挿入工程(
図5(a)参照)と、隙間δからなるガス充填流路Δから隙間δからなるガス充填流路Δに封入するガス充填工程と、挿入工程によってテーパ部82と開口縁部6aとの間に隙間δを形成した状態で、隆起部84を溶融させながらテーパ部82を開口縁部6aに溶着させて隙間δを封止する封止栓8の溶接工程と、を含んでいる。
【0059】
[挿入工程]
図5(a)に示すように、図示しない搬送ロボット等によって封止孔6の上方に封止栓8を搬送して位置決めしてから、封止栓8を所定の位置まで下降させて封止栓8の挿入部81を封止孔6に挿入する。このとき、封止孔6の開口縁部6aに4箇所の隆起部84を当接させながら、封止孔6に対する封止栓8の位置合わせを行う。
【0060】
開口縁部6aに4箇所の隆起部84を当接させると、テーパ部82と開口縁部6aとの間に隙間δが形成されて、テーパ部82が開口縁部6aに近接して対面する位置に支持されるため、隙間δが全体としてガス充填流路Δを形成する。このとき、封止栓8は、封止孔6に対して自重で載置される。
このようにして、挿入工程では、テーパ部82と開口縁部6aとの間に高圧ガスGを充填するためのガス充填流路Δを形成する。
【0061】
[ガス充填工程]
ガス充填工程では、挿入工程によってテーパ部82と開口縁部6aとの間にガス充填流路Δが形成されているため、このガス充填流路Δに高圧ガスGを供給して、高圧ガスGを気室3(
図1参照)に封入する。
具体的には、高圧ガスGが貯留されたガスタンク(不図示)に連通するガスホース(不図示)をガス充填流路Δに接続して所定の圧力で高圧ガスGを気室3(
図1参照)へ充填する。
なお、ガス充填工程は、封止孔6および封止栓8の構成において、特に限定されるものではないので、詳細な説明は省略する。
【0062】
[封止工程]
封止工程では、プロジェクション溶接等の抵抗溶接によって、気室3(
図1参照)に高圧ガスGを封入した状態で、隙間δからなるガス充填流路Δを封止して気室3を密閉する。
具体的には、
図5(b)に示すように、挿入工程によってテーパ部82と開口縁部6aとの間に隙間δが形成されている。隙間δが形成された状態で、抵抗溶接機Mによって、下側の溶接チップT2でシェル2の胴部21の下部を支持し、上側の溶接チップT1を封止栓8に押圧しながら溶接チップT1と溶接チップT2の間に電流を流す。
【0063】
このとき、隆起部84の頂部84a(
図4(b)参照)とテーパ部82とが狭い範囲で接触しているため、電気抵抗の小さい隆起部84の頂部84aとテーパ部82との間に最初に大電流が流れるので、隆起部84の頂部84aがテーパ部82に溶融するとともに、上側の溶接チップT1を封止栓8に押圧することで、隆起部84または開口縁部6aが変形する。そうすると、隆起部84の高さR3(
図2(b)参照)が小さくなって隙間δの深さS3(
図4(b)参照)が低くなるので開口縁部6aとテーパ部82とが当接する。
【0064】
なお、本実施形態においては、抵抗溶接機Mによって、「封止栓8を押圧しながら溶接チップT1と溶接チップT2の間に電流を流す」という表現をしたが、限定的に解釈されるものではなく、押圧してから電流を流してもよく、「下側の溶接チップT2でシェル2の胴部21の下部を支持し、上側の溶接チップT1を封止栓8に押圧して隆起部84の頂部84aが潰れるようにして開口縁部6aに密着させてから(押圧工程)、溶接チップT1と溶接チップT2の間に電流を流す」ようにしてもよい(溶接工程)。
【0065】
その後は、開口縁部6aとテーパ部82とが当接した状態で抵抗溶接機Mによって、上側の溶接チップT1と下側の溶接チップT2との間に大電流が流れるので、
図5(c)に示すように、開口縁部6aとテーパ部82とが溶融した状態で溶着接合される。
このようにして、隆起部84を溶融させながらテーパ部82を開口縁部6aに溶着させて隙間δからなるガス充填流路Δを封止して気室3を密閉する。
【0066】
[封止栓を溶接して封止孔を封止した状態]
図5(c)に示すように、アキュムレータ1は、ガス充填流路Δを封止して気室3を密閉した状態では、挿入部81が封止孔6に挿入され開口縁部6aに隆起部84が溶融された状態で、テーパ部82の全周が開口縁部6aに溶着されている。
【0067】
以上のように構成した本発明の実施形態に係るアキュムレータ1は、以下のような作用効果を奏する。
本発明の実施形態に係るアキュムレータ1における封止栓8は、シェル2に高圧ガスGを封入する封入工程において、封止栓8を封止孔6に挿入して嵌合させた状態で高圧ガスGを充填し、そのまま隙間δからなるガス充填流路Δを溶接して封止することで、気室3に高圧ガスGを封入して気室3を密閉することができる。
【0068】
このため、本発明の実施形態に係るアキュムレータ1は、別途リフト治具等を使用して封止栓8をリフトしてから高圧ガスGを封入したり、封止栓8を下降させてから封止栓8を溶接したりする必要がないので、製造工数を低減し、かつ製造設備を簡素化することができる。
【0069】
また、本発明の実施形態に係るアキュムレータ1は、封止孔6の開口縁部6aに隆起部84が溶融してテーパ部82が開口縁部6aに溶着されていることで、溶接によって隙間δからなるガス充填流路Δを確実に封止して圧力容器としての密閉性を確保することができる。
【0070】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されず、適宜変形して実施することが可能である。例えば、本実施形態においては、テーパ部82から挿入部81にかけて隆起部84を形成したが(
図2(a)を参照)、これに限定されるものではなく、
図6(b)に示す封止栓8Bにおける隆起部84Bように、隆起部84Bが開口縁部6aに当接するように構成すればよく、テーパ部82から挿入部81にかけて少なくともテーパ部82に形成されていればよい。
【0071】
また、本実施形態においては、プロジェクション溶接等の抵抗溶接を行う抵抗溶接機Mによって封止工程を実行したが、これに限定されるものではなく、隆起部84を溶融させながらテーパ部82を開口縁部6aに溶着させて隙間δを封止することができればよく、隙間δの大きさを適宜設定することで、アーク溶接やプラズマ溶接等の種々の溶接方法を採用してもよい。