JP4225396B2

JP4225396B2 - アキュムレータの製造方法

Info

Publication number: JP4225396B2
Application number: JP29379299A
Authority: JP
Inventors: 千春梅津; 博嗣水上; 宏二中村
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 1999-10-15
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2019-10-15
Also published as: JP2001116003A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば油圧制御装置の油圧回路等に用いられるアキュムレータの製造方法に係り、特に、内部に油およびガスを封入する容器を構成するシェルの接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記アキュムレータは、一般に、円筒状のシェル内部がベローズによってガス室と油室とに区画され、油室内に流入する油の圧力変動を、ベローズの伸縮に伴うガス室内のガスの膨縮作用によって緩衝するものであり、油圧回路を流れる油に生じる脈動を効果的に抑制する部品として、例えば自動車の油圧回路等に広く適用されている。このようなアキュムレータのシェルは、内部にベローズおよび他の必要部品を収納することから、少なくとも２つのシェル構成部材からなり、一方にベローズ等を取り付けた後、他方を被せて両者を接合するといった製造手順が採られている。そして、従来の接合手段は、両者の接合端部の外周部分を、ガス溶接やＴＩＧ溶接等の溶接方法により全周にわたって溶接していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような溶接方法では時間がかかり、それとともに量産性が劣ることからコストの高騰を招くという不満があり、より効率的にシェルを接合することのできる方法の開発が望まれていた。
よって本発明はこのような要求に応えるものであり、効率的なシェルの接合を可能として製造時間の短縮ならびにコストの低減が図られるアキュムレータの製造方法を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、筒状のシェル内部に、該内部をガス室と油室とに区画する緩衝材を組み込んだ後、シェルを密封してアキュムレータを製造するにあたり、前記シェルを、軸方向に分割されるシェル分割体で構成し、これらシェル分割体の互いの接合部に、外周側に突出する環状周縁部を全周にわたって形成し、かつ、各シェル分割体のうちの少なくとも一方の環状周縁部に、該周縁部から接合側に向かって突出する環状突起部を全周にわたって形成し、環状突起部どうしを突き合わせるか、または環状突起部を他方のシェル分割体の環状周縁部に突き合わせ、一対の電極により各環状周縁部を加圧して挟み込んだ状態で、電極に通電して接合部どうしを抵抗溶接することを特徴としている。
【０００５】
本発明によれば、接合すべきシェル分割体の接合部どうしを電極によって直接的に加圧して挟み込み、かつ電極を接合部により近接させるために、外周側に突出する周縁部を形成する。そして、これら周縁部の双方に環状突起部を形成した場合には環状突起部どうしを突き合わせ、また、一方に環状突起部を形成した場合には、その環状突起部を他方の周縁部に突き合わせる。このように突起部を突き合わせて抵抗溶接を行う形態は、いわゆるプロジェクション溶接と呼ばれ、電極に通電すると同時に、ほぼ一瞬で溶接が全周にわたって完了する。このため、シェル分割体を溶接するために要する時間は、従来の溶接方法と比較すると大幅に短縮され、その結果、量産性が向上するとともにコストの低減が図られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次いで、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るアキュムレータの縦断面を示しており、図中符合１０は円筒状のシェル、４０はシェル１０の内部を油室１１とガス室１２とに区画する金属製ベローズ（緩衝材）、５０は油室１１側の連通路を形成するポート、６０はガス室１２を封止するプラグが装着されるプラグリテーナである。
【０００７】
シェル１０は、主体をなすボトムシェル（シェル分割体）２０と、ボトムシェル２０よりも軸方向長さが短いキャップシェル（シェル分割体）３０とが接合されて密封容器を構成しており、各シェル２０，３０は、接合前は軸方向に分割されたものである。各シェル２０，３０は、鋼等の金属によってほぼ均一の肉厚にプレス成形されたものであり、軸方向に延びる胴部どうしが溶接により接合されている。
【０００８】
ベローズ４０は、軸方向に伸縮するベローズ本体４１と、ベローズ本体４１の一端に固着されたボトムシール４２と、ベローズ本体４１の他端に固着されたベローズキャップ４３とから構成されている。ベローズ本体４１に対するボトムシール４２とベローズキャップ４３の固着手段は、ＴＩＧまたはプラズマ等の溶接手段による。ベローズ４０は、ボトムシール４２がポート５０に溶接によって固着され、その内部空間が油室１１を構成しており、ベローズ４０とシェル１０との間に画成される空間がガス室１２を構成している。油室１１は図示せぬ油圧回路に連通され、また、ガス室１２には所定圧力で窒素ガス等の不活性ガスが封入される。ボトムシール４２の中心には油口４２ａが形成されており、また、ベローズキャップ４３の内面には、ベローズ本体４１の過剰な圧縮と、それに伴うベローズキャップ４３自身の損傷を防ぐゴム製のセルフシール４４が貼着されている。
【０００９】
ポート５０は、キャップシェル３０の中心に形成された透孔３０ａに嵌合する嵌合周部５１と、嵌合周部５１から外径側に延びてキャップシェル３０の内面に係合する環状段部５２とを備えた円筒体であり、その中心には、油圧回路に連通する油通路５０ａが形成されている。ポート５０は、キャップシェル３０の内側から透孔３０ａに挿入され、段部５２をキャップシェル３０の内面に係合させて嵌合周部５１を透孔３０ａに嵌合させてキャップシェル３０に対し溶接によって固着されている。
【００１０】
プラグリテーナ６０は、ボトムシェル２０の中心に形成された透孔２０ａに嵌合する嵌合周部６１と、嵌合周部６１から外径側に延びてボトムシェル２０の内面に係合する環状段部６２とを備えた円筒体であり、ボトムシェル２０に対し溶接によって固着されている。プラグリテーナ６０の中心にはガス導入口６０ａが形成されており、このガス導入口６０ａは、ガス室１２内にガスを封入した後、図示せぬプラグがねじ止めされることにより封止される。
【００１１】
以上の構成からなる本実施形態のアキュムレータによれば、ポート５０の油通路５０ａからボトムシール４２の油口４２ａを経て油室１１内に導入された圧油の圧力が、ガス室１２のガス圧を超えると、ベローズ本体４１が伸張してガス室１２内のガスが収縮し、一方、油室１１内の圧油の圧力がガス室１２内のガス圧を下回るとベローズ本体４１が収縮してガス室１２内のガス圧が膨張する。このようなガス室１２内のガスの膨縮作用により油圧回路の圧油の圧力変動が緩衝され、圧油の脈動が抑制される。
【００１２】
次いで、本発明に係る上記アキュムレータの製造方法を、工程順に説明する。
（Ａ）キャップシェルに対するベローズおよびポートの取り付け
まず、図１に示すように、ベローズ４０を構成するボトムシール４２に、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶接等によってベローズ本体４１を溶接する。次いで、ボトムシール４２をポート５０に溶接する。図２（ａ）に示すように、ボトムシール４２の下側の屈曲部の内面には、溶接前には断面ほぼ直角のエッジ４５が形成されており、このエッジ４５をポート５０の溶接部に突き当て、かつポート５０側に加圧した状態で、図２（ｂ）に示すように両者を抵抗溶接する。エッジ４５は突起であることから、この溶接はプロジェクション溶接であり、溶接に際しては主にボトムシール４２のエッジ４５が溶融して溶接される。
【００１３】
次いで、キャップシェル３０とポート５０とを同様にプロジェクション溶接する。図３（ａ）に示すように、溶接前においては、ポート５０をキャップシェル３０の透孔３０ａに内側から挿入した状態では、透孔３０ａの奥側（図３で上側）のエッジ３１がポート５０の嵌合周部５１に突き当たる状態となっている。この状態から、エッジ３１を奥側に加圧しながら、図３（ｂ）に示すように両者を抵抗溶接する。溶接に際しては、主にキャップシェル３０のエッジ３１が溶融して溶接される。次に、図１に示すように、ベローズ４０を構成するベローズキャップ４３を、ＴＩＧ溶接またはプラズマ溶接等によってベローズ本体４１に溶接する。
【００１４】
（Ｂ）ボトムシェルに対するプラグリテーナの取り付け
次いで、ボトムシェル２０にプラグリテーナ６０をプロジェクション溶接する。図４（ａ）に示すように、溶接前においては、プラグリテーナ６０をボトムシェル２０の透孔２０ａに内側から挿入した状態では、透孔２０ａの奥側（図４で下側）のエッジ２１がプラグリテーナ６０の嵌合周部６１に突き当たる状態となっている。この状態から、エッジ２１を奥側に加圧しながら、図４（ｂ）に示すように両者を抵抗溶接する。溶接に際しては、主にボトムシェル２０のエッジ２１が溶融して溶接される。
【００１５】
以上の（Ａ），（Ｂ）の工程により、キャップシェル３０にはベローズ４０およびポート５０が取り付けられ、ボトムシェル２０にはプラグリテーナ６０が取り付けられた。次に、ボトムシェル２０とキャップシェル３０とをプロジェクション溶接によって接合する。
【００１６】
（Ｃ）ボトムシェルとキャップシェルとの接合
図５に示すように、各シェル２０，３０の互いの接合部には、外周側に突出する環状周縁部２２，３２が全周にわたってそれぞれ形成されている。これら環状周縁部２２，３２は、軸方向に対して約４５゜の角度で突出する円錐部２２ａ，３２ａと、この円錐部２２ａ，３２ａの先端から接合側に向かって軸方向に延びる短い周部２２ｂ，３２ｂとから構成されている。そして、各シェル２０，３０においては、周部２２ｂ，３２ｂの先端に、接合側に向かって先細りとなる三角形状の環状突起部２３，３３が全周にわたってそれぞれ形成されている。
【００１７】
各シェル２０，３０を接合するには、図５に示すように、両者の環状突起部２３，３３を突き合わせ、環状周縁部２２，３２を一対の環状の電極７０Ａ，７０Ｂで挟み込み、さらにこれら電極７０Ａ，７０Ｂによって加圧することにより環状突起部２３，３３どうしを強く突き合わせ、この状態を保持して電極７０Ａ，７０Ｂに通電しプロジェクション溶接する。溶接に際しては、各環状突起部２３，３３が溶融して溶接される。なお、環状突起部２３，３３を突き合わせた状態での開先角度（図５の角度θ）は、約９０゜となる。
【００１８】
このようにしてボトムシェル２０とキャップシェル３０とを接合する方法にあっては、プロジェクション溶接により、ほぼ一瞬で両者の接合部の溶接が全周にわたって完了する。このため、シェル２０，３０どうしを溶接するために要する時間は、従来の溶接方法と比較すると大幅に短縮され、その結果、量産性が向上するとともにコストの低減が図られる。
【００１９】
ところで、プロジェクション溶接は、溶接する母材の熱容量に大きな差異があると良好に行うことができないものであるが、本実施形態の場合はボトムシェル２０とキャップシェル３０の肉厚がほぼ均一であることから熱容量もほぼ等しい。したがって、プロジェクション溶接が良好に行われ、シェル１０の密封状態が確実かつ強固なものとなる。また、ボトムシェル２０とキャップシェル３０の肉厚をほぼ均一にするには、切削や鍛造といった加工を要さずプレス成形によって好適になされ、この成形方法によって、製造コストの低減が助長される。
【００２０】
上記アキュムレータは、ベローズ４０の内部が油室１１を構成する形式であったが、本発明の製造方法は、図６に示すベローズ４０の内部がガス室１２を構成する形式のアキュムレータにも適用することができる。同図においては、図１と同一の構成要素には同一の符合を付してある。この場合、プラグリテーナ６０にベローズ４０のボトムシール４２が溶接され、ボトムシール４２にはガス導入口４２ｂが形成されている。また、ベローズキャップ４３の外面にセルフシール４４が貼着されている。そして、ベローズ４０の内部空間がガス室１２を構成しており、ベローズ４０とシェル１０との間に画成される空間が油室１１を構成している。組立の手順は、ボトムシール４２をポート５０に溶接する代わりにプラグリテーナ６０に溶接する以外は上記実施形態と同様であり、溶接方法も同様に行って当該アキュムレータを製造することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態のアキュムレータにおいては、シェル１０の内部を油室１１とガス室１２とに区画する緩衝材として金属製ベローズ４０を用いているが、ベローズ４０は金属以外の材料からなるものであってもよい。また、緩衝材としてはベローズに限られるものではなく、ピストン、ダイヤフラム、風船等を用いることもできる。また、圧油の経路はポート５０の油通路５０ａを出入りする形式であったが、油室１１への圧油の入口と出口とをそれぞれ別個に有し、圧油の経路が軸方向に沿ったインライン式のアキュムレータにも本発明を適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、プロジェクション溶接によってシェル分割体を接合するので、その接合に要する時間が大幅に短縮され、その結果、量産性が向上するとともにコストの低減が図られるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るアキュムレータの縦断面図である。
【図２】ベローズのボトムシールとポートとをプロジェクション溶接する工程を示す縦断面図であって、（ａ）は溶接前、（ｂ）は溶接後である。
【図３】キャップシェルとポートとをプロジェクション溶接する工程を示す縦断面図であって、（ａ）は溶接前、（ｂ）は溶接後である。
【図４】キャップシェルとプラグリテーナとをプロジェクション溶接する工程を示す縦断面図であって、（ａ）は溶接前、（ｂ）は溶接後である。
【図５】ボトムシェルとキャップシェルとをプロジェクション溶接する前の状態を示す接合部の縦断面図である。
【図６】本発明に係るアキュムレータの変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０…シェル、１１…油室、１２…ガス室、２０…ボトムシェル（シェル分割体）、２２，３２…環状周縁部、２３，３３…環状突起部、３０…キャップシェル（シェル分割体）、４０…ベローズ（緩衝材）、７０Ａ，７０Ｂ…電極。

Claims

筒状のシェル内部に、該内部をガス室と油室とに区画する緩衝材を組み込んだ後、シェルを密封してアキュムレータを製造するにあたり、
前記シェルを、軸方向に分割されるシェル分割体で構成し、
これらシェル分割体の互いの接合部に、外周側に突出する環状周縁部を全周にわたって形成し、かつ、各シェル分割体のうちの少なくとも一方の環状周縁部に、該周縁部から接合側に向かって突出する環状突起部を全周にわたって形成し、環状突起部どうしを突き合わせるか、または環状突起部を他方のシェル分割体の環状周縁部に突き合わせ、一対の電極により各環状周縁部を加圧して挟み込んだ状態で、電極に通電して接合部どうしを抵抗溶接することを特徴とするアキュムレータの製造方法。