JP4265712B2 - アキュムレータの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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、製造工程の効率化およびコストの低減を図る技術に関する。
【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。アキュムレータの構成としては、有底円筒状のシェル本体の開口部にキャップを螺合させる形式のものがあるが、この場合、キャップは鍛造や切削等の加工手段を用いて成形され、しかも両者にねじを形成する必要があるので、コストの上昇を招いていた。そこで、プレス成形によって成形した２つのシェル分割体どうしを溶接により接合したアキュムレータが提供されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにシェル分割体どうしを溶接するには、従来、ガス溶接やＴＩＧ溶接等の溶接方法が採られていた。また、シェル内部には、油圧回路への連通路が形成されたポートや、ガス室を封止するプラグが装着されるプラグリテーナといった付属部品が固着される場合があるが、その固着手段も、同様の溶接方法によっていた。しかしながら、このような溶接方法は、時間がかかるとともに量産性に劣ることからコストの高騰を招き、このため、プレス成形によってシェル分割体を成形することによるコスト低減効果が薄れてしまうという問題があった。
よって本発明は、効率的な製造手順ならびに好適な溶接方法に基づき、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】
本発明に係る第１の発明は、軸方向に分割される２つのシェル分割体が接合されてなるシェル内部に、該内部を油圧回路に連通する油室とガスが封入されるガス室とに区画する緩衝材が組み込まれたアキュムレータを製造する方法であって、前記油圧回路への連通路が形成されたポートに、連通路に連通してその内部を油室に、また外部をガス室に区画する緩衝材を取り付けるとともに、このポートを、一方のシェル分割体に抵抗溶接によって固着する第１の工程と、他方のシェル分割体に、ガス室に連通するガス導入口が形成された栓部材を抵抗溶接によって固着する第２の工程と、各シェル分割体を抵抗溶接により互いに接合して緩衝材を内部に収納したシェルを構成する第３の工程とを備え、シェル分割体の互いの接合部には、外周側に突出する環状周縁部がシェル分割体の全周にわたって形成され、互いの環状周縁部の外周部は、外側に向かうに従って接近する傾斜面が形成された円錐部を有し、第３の工程において、シェル分割体の抵抗溶接は、互いの環状周縁部の円錐部の傾斜面を電極により加圧して互いの接合部を突き合わせることにより行うことを特徴としている。
【０００５】
上記第１の発明に係るアキュムレータは、緩衝材の内部が油室を構成し、緩衝材とシェルとの間の空間がガス室を構成するタイプである。本発明によれば、ポートおよび栓部材を抵抗溶接によって各シェル分割体に固着し、この後、シェル分割体どうしを抵抗溶接によって接合する。抵抗溶接は、溶接する２部材に接触させた電極に通電すると同時に、ほぼ一瞬で溶接が完了するため、作業時間は大幅に短縮され、もって、量産性が向上するとともにコストの低減が図られる。
【０００６】
本発明に係る第２の発明は、軸方向に分割される２つのシェル分割体が接合されてなるシェル内部に、該内部を油圧回路に連通する油室とガスが封入されるガス室とに区画する緩衝材が組み込まれたアキュムレータを製造する方法であって、一方のシェル分割体に、前記油圧回路への連通路が形成されたポートを抵抗溶接によって固着する第１の工程と、ガス室に連通するガス導入口が形成された栓部材に、ガス導入口に連通してその内部をガス室に、また外部を油室に区画する緩衝材を取り付けるとともに、この栓部材を、他方のシェル分割体に抵抗溶接によって固着する第２の工程と、各シェル分割体を抵抗溶接により互いに接合して緩衝材を内部に収納したシェルを構成する第３の工程とを備えることを特徴としている。
【０００７】
上記第２の発明に係るアキュムレータは、緩衝材の内部がガス室を構成し、緩衝材とシェルとの間の空間が油室を構成するタイプであり、奏される効果は上記第１の発明と同様である。
上記各発明における第１の工程と第２の工程は、この順序で行ってもよいし、順序を逆にしてもよい。また、双方を平行して行ってもよい。抵抗溶接の種類としては、接合部の少なくとも一方に突起を形成するいわゆるプロジェクション溶接が、接合強度が十分に確保される観点から好ましい。
【０００８】
また、上記各発明においては、ポートと栓部材が、シェル分割体の内部側から嵌合され、かつこれらポートおよび栓部材に、その嵌合状態で、シェル分割体の内面に係合してシェル外部側への自身の移動を規制する段部が形成されていることを好ましい形態としている。この形態によれば、段部がシェル分割体の内面に係合することにより、ポートと栓部材のシェルからの抜け止めが確実になされ、シェルの内圧の上昇によるポートおよび栓部材の万一の抜けが防止される。
【０００９】
【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（栓部材）である。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
［第１の工程］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。
【００１６】
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。
【００１７】
［第２の工程］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。
【００１８】
以上の第１，第２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。
【００１９】
［第３の工程］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。
【００２０】
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。
【００２１】
上記実施形態は、ポート５０およびプラグリテーナ６０をプロジェクション溶接によって各シェル２０，３０に固着し、この後、シェル２０，３０どうしをプロジェクション溶接によって接合するものである。プロジェクション溶接は、ほぼ一瞬で溶接が完了するため、きわめて短時間でアキュムレータを製造することができ、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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、ポート５０は透孔３０ａにキャップシェル３０の内側から嵌合され、環状段部５２がキャップシェル３０の内面に係合している。また、プラグリテーナ６０は透孔６０ａにボトムシェル２０の内側から嵌合され、環状段部６２がボトムシェル２０の内面に係合している。これにより、ポート５０およびプラグリテーナ６０は嵌合状態でシェル１０の外部側への自身の移動が規制され、シェル１０からの抜け止めが確実になされている。このため、シェル１０の内圧の上昇によるポート５０およびプラグリテーナ６０の万一の抜けが防止される。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ポートおよび栓部材を抵抗溶接によって各シェル分割体に固着し、この後、シェル分割体どうしを抵抗溶接によって接合するので、製造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）、３０…キャップシェル（シェル分割体）、４０…ベローズ（緩衝材）、５０…ポート、５０ａ…連通路、５２，６２…環状段部、６０…プラグリテーナ（栓部材）、６０ａ…ガス導入口。

Claims (3)

1. 軸方向に分割される２つのシェル分割体が接合されてなるシェル内部に、該内部を油圧回路に連通する油室とガスが封入されるガス室とに区画する緩衝材が組み込まれたアキュムレータを製造する方法であって、
   前記油圧回路への連通路が形成されたポートに、連通路に連通してその内部を前記油室に、また外部を前記ガス室に区画する前記緩衝材を取り付けるとともに、このポートを、一方のシェル分割体に抵抗溶接によって固着する第１の工程と、
   他方のシェル分割体に、前記ガス室に連通するガス導入口が形成された栓部材を抵抗溶接によって固着する第２の工程と、
   前記各シェル分割体を抵抗溶接により互いに接合して前記緩衝材を内部に収納したシェルを構成する第３の工程と
   を備え、
   前記シェル分割体の互いの接合部には、その外周側に突出する環状周縁部が前記シェル分割体の全周にわたって形成され、互いの前記環状周縁部の外周部は、外側に向かうに従って接近する傾斜面が形成された円錐部を有し、
   前記第３の工程において、前記シェル分割体の抵抗溶接は、互いの前記環状周縁部の円錐部の傾斜面を電極により加圧して互いの前記接合部を突き合わせることにより行うことを特徴とするアキュムレータの製造方法。
2. 軸方向に分割される２つのシェル分割体が接合されてなるシェル内部に、該内部を油圧回路に連通する油室とガスが封入されるガス室とに区画する緩衝材が組み込まれたアキュムレータを製造する方法であって、
   一方のシェル分割体に、前記油圧回路への連通路が形成されたポートを抵抗溶接によって固着する第１の工程と、
   前記ガス室に連通するガス導入口が形成された栓部材に、ガス導入口に連通してその内部を前記ガス室に、また外部を前記油室に区画する前記緩衝材を取り付けるとともに、この栓部材を、他方のシェル分割体に抵抗溶接によって固着する第２の工程と、
   前記各シェル分割体を抵抗溶接により互いに接合して前記緩衝材を内部に収納したシェルを構成する第３の工程と
   を備えることを特徴とするアキュムレータの製造方法。
3. 前記ポートと前記栓部材は、前記シェル分割体の内部側から嵌合され、かつこれらポートおよび栓部材には、その嵌合状態で、シェル分割体の内面に係合してシェル外部側への自身の移動を規制する段部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のアキュムレータの製造方法。

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