JP2007301577A - 筒製品 - Google Patents

Abstract

【課題】 短時間で接合することが可能で、かつ、良好な外観を有する円筒製品を提供する。
【解決手段】 第１筒１２は、側面１２ａの少なくとも一部に円曲面領域を有し、その第１筒の円曲面領域に第２筒１４の端面が抵抗溶接によって固定されている筒製品と、第２筒の端面が先細形状のリング状先端を有し、その先細形状のリング状先端が第１筒の側面の円曲面領域にリング状に抵抗溶接によって固定される筒製品の製造方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第１筒と第２筒を備えた筒製品及びその製造方法、例えば、第１円筒と第２円筒を備えた円筒製品とその製造方法に関する。

第１筒と第２筒を備えた筒製品は、例えば流体輸送や流体の分配集合に用いられる。第１筒の側面に第２筒の端面を固定する際には、加工に要する時間を低減し、高精度かつ良好な外観を得ることが求められる。

従来、第１筒の側面に第２筒の端面を固定するときは、例えばアルゴンガス溶接やアーク溶接により固定していた。

特許文献１には、主管部材の外周壁に設けられた管状突起に分岐管を外嵌してロー付けあるいは溶接した分岐管の接合構造が示されている。

特許文献２には、合流管の平面形状部分に分岐管の段付形状の端部を勘合させてロー付けあるいは溶接した分岐管接合構造が示されている。

他方、プロジェクションを用いた抵抗溶接方法が公知である。この方法はアーク溶接やろう付けに比べて消耗品がなく、溶接速度が速い利点を有する。とくにリングプロジェクションを用いた抵抗溶接法法は、溶接部に耐密性が要求される場合に使用されている。
実開昭５７−４４６１５号公報 特開２００２−１０６７７５号公報

しかしながら、例えばアルゴン溶接により第１筒の側面に第２筒の端面を固定しようとすると、溶接独特の盛り上がりやスパッターが生じ易い。

また、第１筒の側面は通常、円曲面として構成されているため、通常、平面として構成される第２筒の端面との間に隙間が生じ易る。

特許文献１による分岐管の接合構造は、分岐管の外周からロー付け又は溶接するため、良好な外観を得難い。また、主管部材と分岐管を隙間無く接合するため、主管部材に筒状突起を打出し形成する工程が必要となっている。

特許文献２による分岐管接合構造は、合流管の外周壁に分岐管をロー付けあるいは溶接するため、良好な外観を得難い。また、合流管と分岐管を隙間無く接合するため、合流管の外周壁を平面形状に成形する工程が必要となっている。

本発明は、第１筒と第２筒を短時間で接合することが可能で、かつ、接合部分が良好な外観を有する筒製品（とくに円筒製品）及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明の解決手段を例示すると、以下のとおりである。

（１） 第１筒は、側面の少なくとも一部に円曲面領域を有し、その第１筒の円曲面領域に第２筒の端面が抵抗溶接によって固定されていることを特徴とする筒製品。

（２） 第１筒が第１円筒で、第２筒が第２円筒であることを特徴とする先述の筒製品。

（３） 第１筒は、側面の少なくとも一部に円曲面領域を有し、第２筒の端面が先細形状のリング状先端を有し、その第２筒の端面の先細形状のリング状先端が抵抗溶接によって溶けて第１筒の側面の円曲面領域にリング状に固定されることを特徴とする筒製品の製造方法。

（４） 第２筒の端面の先細形状のリング状先端が、第２筒の内周面寄りに位置している形で溶接されることを特徴とする先述の筒製品の製造方法。

（５） 第１筒の側面の円曲面領域に貫通孔が形成されており、その貫通孔の周辺に第２筒の端面の先細形状のリング状先端が位置している形で溶接されることを特徴とする先述の筒製品の製造方法。

（６） 第１筒が第１円筒で、第２筒が第２円筒であることを特徴とする先述の筒製品の製造方法。

本発明によれば、第１筒と第２筒とを短時間で接合可能である。接合部分が良好な外観を有する筒製品（とくに円筒製品）を提供できる。

本発明においては、第１筒の側面の少なくとも一部が円曲面として構成されているが、そのまま、円曲面を変形せずに、第１筒の側面に第２筒の端面を抵抗溶接により固定できる。すなわち、本発明によれば、第１筒の側面の円曲面領域に特別な加工を追加的に施す必要がない。

筒製品の第２筒の端面がリング状先端を有する場合、そこを通じて小電流かつ低加圧力で所望の抵抗溶接を実現することができる。

請求項４に記載の筒製品の製造方法によれば、第１筒の円曲面領域と第２筒の端面との間の最大の隙間を小さくできるため、溶接部分の外観を良好にし、かつ、気密性が高く高精度な筒製品を得ることができる。とくに、第１筒よりも僅かに小さな直径を有する第２筒を用いる場合であっても、第２筒の先細形状のリング状先端を第１筒の側面に抵抗溶接する際に、第１筒と第２筒の間の最大の隙間が小さくできる。

本発明の最良の形態による筒製品の１例は、第１筒の側面の全体が円曲面である円筒製品である。以下、その円筒製品を例にして説明する。

第１円筒の側面に、第１円筒よりも小さな直径を有する第２円筒の端面が、抵抗溶接によって固定されている。

第１円筒と第２円筒の材質は、任意のもので良い。多くの場合、鉄、ステンレス等であるが、チタンとすることもできる。典型的には、第１円筒の側面は全体的に円曲面を構成している。ただし、本発明は、必要に応じて、第１円筒の側面が平坦な面を有する場合や、段部や溝部を有する場合を含む。

好ましくは、第２円筒の端面が先細形状のリング状先端を有し、その先細形状のリング状先端が第１円筒の側面にリング状に抵抗溶接によって固定されている。その際、先細形状のリング状先端のみが溶け、第１円筒の側面は溶けないようにする。

先細形状は、テーパー形状が最良であるが、その他、断面Ｕ形状、断面Ｖ形状、断面凸形状等種々の先細形状を含む。ただし、本発明は第２円筒の端面が突起を有する構成を含む。

好ましくは、第２円筒の先細形状のリング状先端が、第２円筒の内周面寄りに位置している。なお、本発明は、第２円筒の先細形状のリング状先端が第２円筒の内周面と外周面の中間に位置している構成や、第２円筒の外周面寄りに位置している構成を含む。

好ましくは、第１円筒の側面に貫通孔が形成されており、その貫通孔の周辺に、第２円筒の端面のリング状先端が位置している。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を説明する。

図１は、本発明による円筒製品の一例を示す概略斜視図である。

円筒製品１０は、シリンダーチューブ１２を有する。シリンダーチューブ１２は、本発明における第１円筒の典型例である。

円筒製品１０は、更にボス１４を有する。ボス１４は、本発明における第２円筒の典型例である。ボス１４は、シリンダーチューブ１２よりも小さな直径を有する。

シリンダーチューブ１２には多数のボス１４が固定されているが、１個又は数個のボス１４が固定されているものでもよい。

図２及び図３を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の円筒製品を製造する前の状態を示す説明図である。

シリンダーチューブ１２の側面１２ａ（図２には側面１２ａ円曲面の一部が示されている）に貫通孔１２ｂが形成されている。

図２においては、ボス１４の下面１４ａがシリンダーチューブ１２の側面１２ａの頂部（直線状）に接触しており、ボス１４の下面１４ａの両側には隙間Ａ、Ｂができている。

ボス１４は、先細形状のリング状先端１４ｂを有する。リング状先端１４ｂの下面１４ａは、軸心Ｘに垂直な平面内にあり、リング状をしている。

リング状先端１４ｂは、ボス１４の内周面１４ｅ寄りに位置している。換言すると、リング状先端１４ｂは、ボス１４の外周面１４ｇから最も離れた位置にある。

リング状先端１４ｂは、シリンダーチューブ１２の側面１２ａに接触している接触部分１４ｃと、シリンダーチューブ１２の側面１２ａから離れた離隔部分１４ｄとを有する。ボス１４の外周面１４ｇのところが、シリンダーチューブ１２の側面１２ａから最も離れた位置である。

リング状先端１４ｂがボス１４の内周面１４ｅ寄りに位置していると、離隔部分１４ｄは、後述する図６の第２円筒３４の場合と比較して、シリンダーチューブ１２の側面１２ａに近くなる。つまり、最も離れた位置（つまりボス１４の外周面１４）における、シリンダーチューブ１２の側面１２ａからの距離が小さい。

そのため、リング状先端１４ｂは、抵抗溶接時の図２における所定の下向きの押圧力（加圧力）により、シリンダーチューブ１２の側面１２ａと容易に抵抗溶接されるようになっている。

図３は、本発明の円筒製品を製造した後、つまり抵抗溶接後の状態を示す概略部分断面図である。

貫通孔１２ｂの周辺にリング状先端１４ｂの全周が溶着されている。つまり、ボス１４のリング状端面１４ｈの全体が、抵抗溶接によって溶けて、シリンダーチューブ１２の側面１２ａに固定されている。先細形状のリング状先端１４ｂは、シリンダーチューブ１２の側面１２ａにリング状の全体にわたって気密状態に固定される。

貫通孔１２ｂの直径とボス１４の内周面の直径は、ほぼ等しい。

図４は、第２円筒の別の例を示す断面図である。図５は、図４の第２円筒の上面図である。

図４及び図５において、第２円筒はソケット２４として構成されている。ソケット２４に抵抗溶接される第１円筒（図示省略）は、図１及び図２に示されたものと同様のものを用いることができる。

ソケット２４は、第１円筒よりも小さな直径を有する。

ソケット２４は、先細形状のリング状先端２４ｂを有する。リング状先端２４ｂの下面２４ａは、軸心Ｘに垂直な平面内にあり、リング形状をしている。リング状先端２４ｂは、ソケット２４の内周面２４ｅ寄りに位置している。換言すると、リング状先端２４ｂは、ソケット２４の外周面２４ｇから最も離れている。

リング状先端２４ｂは、第１円筒の側面（図示省略）に設定したときに、そこに接触する接触部分２４ｃと、第１円筒の側面と最も離れた離隔部分２４ｄを有する。リング状先端２４ｂがソケット２４の内周面２４ｅ寄りに位置しているため、離隔部分２４ｄは、後述する図６の第２円筒３４の場合と比較して、第１円筒の側面に近くなる。つまり、最も離れた位置における距離が小さい。

リング状先端２４ｂは、抵抗溶接時の所定の押圧力により、リング状の全体にわたって気密状態に、第１円筒の側面と容易に抵抗溶接される。

また、ソケット２４は内部に流通孔２４ｆを有する。リング状先端２４ｂの内周面２４ｅの直径ｄ１は、流通孔２４ｆの直径ｄ２よりも大きい。そのため、リング状先端２４ｂが抵抗溶接の結果多少変形して内向きに張り出したとしても、流通孔２４ｆを通る流体の流量に影響を与えないようになっている。

図６は、第２円筒の更に別の例を示す部分断面図である。

図６において、第２円筒３４に抵抗溶接される第１円筒（図示省略）は、図１及び図２に示されたものと同様のものを用いることができる。

第２円筒３４は、全体として第１円筒よりも小さな直径を有する。

第２円筒３４は、先細形状のリング状先端３４ｂを有する。リング状先端３４ｂの下面３４ａは、軸心Ｘに垂直な平面内にあり、リング形状をしている。リング状先端３４ｂは、第２円筒３４の内周面３４ｅと外周面３４ｇの中間に位置している。

リング状先端３４ｂは、第１円筒の側面（図示省略）に設定したときに、そこと接触する接触部分３４ｃと、第１円筒の側面と最も離れた離隔部分３４ｄを有する。リング状先端３４ｂが第２円筒３４の内周面３４ｅと外周面３４ｇの中間に位置しているため、離隔部分３４ｄは、図２〜図５に示された例と比較して、第１円筒の側面から遠くなっている。

リング状先端３４ｂの離隔部分３４ｄは、第１円筒よりもかなり小さな直径を有する第２円筒３４を用いる場合に、第１円筒の側面と容易に抵抗溶接されるようになっている。

また、第２円筒３４は内部に流通孔３４ｆを有する。下面３４ａにおけるリング状先端３４ｂの内周面３４ｃの直径ｄ３は、流通孔３４ｆの直径ｄ４よりも大きい。そのため、リング状先端３４ｂが抵抗溶接の結果多少変形して内向きに張り出しても、流通孔３４ｆを通る流体の流量に影響を与えないようになっている。この例によれば、単純な構成で可能な限り流量を多くすることができる。

図７は、円筒製品の一例を示す写真である。円筒製品の左側部分が本発明による円筒製品１０として構成されている。円筒製品の右側部分が従来の円筒製品４０として構成されている。従来の円筒製品には溶接独特の盛り上がりとスパッターが見られるが、本発明による円筒製品はスパッターが無くシンプルな仕上がりで良好な外観となっている。

本発明は図示された実施例に限定されない。

本発明による円筒製品の一例を示す概略斜視図である。 本発明の円筒製品を製造する前の状態を示す説明図である。 本発明の円筒製品を製造した後の状態を示す概略部分断面図である。 第２円筒の別の例を示す断面図である。 図４の上面図である。 第２円筒の更に別の例を示す部分断面図である。 円筒製品の一例を示す写真である。

符号の説明

１０ 円筒製品
１２ シリンダーチューブ（第１円筒）
１２ａ 側面
１２ｂ 貫通孔
１４ ボス（第２円筒）
１４ａ、２４ａ、３４ａ 下面
１４ｂ、２４ｂ、３４ｂ リング状先端
１４ｃ、２４ｃ、３４ｃ 接触部分
１４ｄ、２４ｄ、３４ｄ 離隔部分
１４ｅ、２４ｅ、３４ｅ 内周面
１４ｈ 端面
２４ ソケット（第２円筒）
２４ｆ、３４ｆ 流通孔
３４ 第２円筒
１４ｇ、２４ｇ、３４ｇ 外周面
Ｘ 軸心

Claims (6)

1. 第１筒は、側面の少なくとも一部に円曲面領域を有し、その第１筒の円曲面領域に第２筒の端面が抵抗溶接によって固定されていることを特徴とする筒製品。
2. 第１筒が第１円筒で、第２筒が第２円筒であることを特徴とする請求項１に記載の筒製品。
3. 第１筒は、側面の少なくとも一部に円曲面領域を有し、第２筒の端面が先細形状のリング状先端を有し、その第２筒の端面の先細形状のリング状先端が抵抗溶接によって溶けて第１筒の側面の円曲面領域にリング状に固定されることを特徴とする筒製品の製造方法。
4. 第２筒の端面の先細形状のリング状先端が、第２筒の内周面寄りに位置している形で溶接されることを特徴とする請求項３に記載の筒製品の製造方法。
5. 第１筒の側面の円曲面領域に貫通孔が形成されており、その貫通孔の周辺に第２筒の端面の先細形状のリング状先端が位置している形で溶接されることを特徴とする請求項３〜４のいずれか１項に記載の筒製品の製造方法。
6. 第１筒が第１円筒で、第２筒が第２円筒であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の筒製品の製造方法。