JP6774210B2 - 耐圧機器及び流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、耐圧機器及び流体圧シリンダに関する。

特許文献１には、シリンダチューブと、シリンダチューブに固定された後蓋と、を備える油圧シリンダが開示されている。後蓋は環状に突出する周壁を備え、シリンダチューブと後蓋の周壁との端面どうしが溶接により接合される。溶接時には、シリンダチューブと後蓋の周壁とは、環状の当て板に外嵌されて位置合わせされる。シリンダチューブと後蓋の周壁とを溶接する際に、シリンダチューブと周壁がそれらの内周面まで溶融し、当て板の外周面がシリンダチューブと後蓋の周壁との接合部と接合される。

実開昭６０−１９６００３号公報

特許文献１に開示されるシリンダ（耐圧機器）では、当て板の外周面がシリンダチューブと後蓋との接合部と接合され、当て板の内周面は接合部と接合されていない。シリンダが引張荷重を受けると、当て板の外周面は接合部とともに伸びる一方で、当て板の内周面はほとんど伸びない。そのため、当て板は、軸方向における中央部が径方向外側に突出するように湾曲する。このとき、接合部は、シリンダチューブ及び後蓋から受ける軸方向の力に加えて、径方向の力を当て板から受ける。

接合部と当て板との接合面における軸方向の幅（接合幅）は、溶接時の条件によって変化する。接合幅が広いと、当て板はシリンダが受ける引張荷重によって大きく変形し、接合部には、より大きい径方向の力が作用する。径方向の力の増大によって、接合部における応力が増大し接合部が破損しやすくなる。その結果、耐圧機器の耐久性が低下する。

本発明は、耐圧機器の耐久性を向上させることを目的とする。

第１の発明は、筒状の本体部と、本体部と壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて本体部の開口を閉塞する蓋部と、本体部と蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、位置決め部の外周面の一部は、接合部と接合され、本体部の内周面と壁部の内周面との少なくとも一方には、周方向に延在する溝部が形成され、接合部は、溝部に臨み、溝部は、位置決め部の外周面によって封止されることを特徴とする。

第１の発明では、接合部が周方向に延在する溝部に臨むので、溝部によって、接合部と位置決め部との接合面の縁の位置が定められる。溶接時の条件に関わらず接合幅が拡大するのを防止することができ、接合部における応力の増大を防止することができる。また、位置決め部の外周面によって溝部が封止されるので、溶接時には、軸方向における位置決め部の両端が本体部及び壁部に接する。本体部と蓋部との径方向へのずれをより確実に防止することができ、本体部と壁部との間に意図しない段部が形成されるのを防ぐことができる。したがって、耐圧機器の耐久性を向上させることができる。

第２の発明は、溝部が、本体部の内周面と、壁部の内周面と、に形成されることを特徴とする。

第２の発明では、本体部の内周面と壁部の内周面とに形成された２つの溝部によって、接合部と位置決め部との接合面の両縁の位置が定められる。溶接時の条件に関わらず接合幅が拡大するのをより確実に防止することができ、接合部における応力の増大を防止することができる。また、溝部が本体部の内周面と壁部の内周面とに形成されるので、本体部及び蓋部に作用する軸方向の力は、接合面の両縁に伝わり難い。接合面の両縁に生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。したがって、耐圧機器の耐久性を向上させることができる。

第３の発明は、溝部が壁部の内周面に形成され、位置決め部の外周面のうち本体部と対向する領域には、周方向に延在する別の溝部が形成され、接合部は、位置決め部における溝部に臨むことを特徴とする。

第３の発明では、溝部が位置決め部の外周面のうち本体部と対向する領域に形成されるので、本体部に溝部を形成しなくてよく、本外部の肉厚を一定にすることができる。したがって、耐圧機器が大荷重を受けることにより生じる壁部の一発破壊を防止することができる。

第４の発明は、溝部が本体部の内周面に形成され、位置決め部の外周面のうち壁部と対向する領域には、周方向に延在する別の溝部が形成され、接合部は、位置決め部における溝部に臨むことを特徴とする。

第４の発明では、溝部が位置決め部の外周面のうち壁部と対向する領域に形成されるので、壁部に溝部を形成しなくてよく、壁部の肉厚を一定にすることができる。したがって、耐圧機器が大荷重を受けることにより生じる壁部の一発破壊を防止することができる。

第５の発明は、筒状の本体部と、本体部と壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて本体部の開口を閉塞する蓋部と、本体部と蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、位置決め部の外周面の一部は、接合部と接合され、本体部の内周面と壁部の内周面とには、周方向に延在する溝部が形成され、接合部は、本体部における溝部と、壁部における溝部と、の両方に臨むことを特徴とする。

第５の発明では、溝部が本体部の内周面と壁部の内周面とに形成されるので、本体部及び蓋部に作用する軸方向の力は、接合面の両縁に伝わり難い。接合面の両縁に生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部の疲労破壊を防止することができる。したがって、耐圧機器の耐久性を向上させることができる。

第６の発明は、筒状の本体部と、本体部と壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて本体部の開口を閉塞する蓋部と、本体部と蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、位置決め部の外周面の一部は、接合部と接合され、壁部の内周面と、位置決め部の外周面のうち本体部と対向する領域と、には、周方向に延在する溝部が形成され、接合部は、壁部における溝部と、位置決め部における溝部と、の両方に臨むことを特徴とする。

第６の発明では、壁部の内周面に溝部が形成されるので、蓋部に作用する軸方向の力は、接合部と位置決め部との接合面の縁に伝わり難い。したがって、接合面の縁に生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部の疲労破壊を防止することができる。また、溝部が位置決め部の外周面に形成されるので、本体部の内周面に溝部を形成しなくてよく、本体部の肉厚を一定にすることができる。したがって、耐圧機器が大荷重を受けることにより生じる本体部の一発破壊を防止することができる。

第７の発明は、筒状の本体部と、本体部と壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて本体部の開口を閉塞する蓋部と、本体部と蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、位置決め部の外周面の一部は、接合部と接合され、本体部の内周面と、位置決め部の外周面のうち壁部と対向する領域と、には、周方向に延在する溝部が形成され、接合部は、本体部における溝部と、位置決め部における溝部と、の両方に臨むことを特徴とする。

第７の発明では、本体部の内周面に溝部が形成されるので、本体部に作用する軸方向の力は、接合部と位置決め部との接合面の縁に伝わり難い。したがって、接合面の縁に生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部の疲労破壊を防止することができる。また、溝部が位置決め部の外周面に形成されるので、壁部の内周面に溝部を形成しなくてよく、壁部の肉厚を一定にすることができる。したがって、耐圧機器が大荷重を受けることにより生じる壁部の一発破壊を防止することができる。

第８の発明は、シリンダに作動流体が給排されることによって伸縮作動する流体圧シリンダであって、シリンダは、前述の耐圧機器であることを特徴とする。

第８の発明では、シリンダが前述の耐圧機器であるので、シリンダは高い耐久性を有する。したがって、流体圧シリンダの耐久性を向上させることができる。

本発明によれば、耐圧機器の耐久性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るシリンダを備えた油圧シリンダの部分断面図である。 図１におけるＡ部の拡大図である。 シリンダが引張荷重を受けたときに位置決め部に生じる変形を説明するための図である。 本発明の実施形態の変形例に係るシリンダの拡大断面図である。 本発明の実施形態の別の変形例に係るシリンダの拡大断面図である。 本発明の実施形態の別の変形例に係るシリンダの拡大断面図である。 本発明の実施形態の別の変形例に係るシリンダの拡大断面図である。 本発明の実施形態の別の変形例に係るシリンダの拡大断面図である。 本発明の実施形態の別の変形例に係るシリンダの拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る耐圧容器について説明する。耐圧容器は流体を貯留し、耐圧容器には流体の圧力が内側から作用する。以下では、耐圧容器が、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）１に用いられるシリンダ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６である場合について説明する。

図１に示すように、油圧シリンダ１は、中空のシリンダ１００と、シリンダ１００内に挿入されるピストンロッド２０と、ピストンロッド２０の端部に設けられシリンダ１００の内周面に沿って摺動するピストン３０と、を備える。

シリンダ１００の内部は、ピストン３０によって、ロッド側室４と反ロッド側室５とに区画される。ロッド側室４及び反ロッド側室５には、作動流体としての作動油が充填される。

油圧シリンダ１は、作動油が反ロッド側室５に供給されるとともにロッド側室４内の作動油が排出されることで伸長作動する。また、油圧シリンダ１は、作動油がロッド側室４に供給されるとともに反ロッド側室５内の作動油が排出されることで収縮作動する。ロッド側室４及び反ロッド側室５に作動油が給排される際に、シリンダ１００には作動油の圧力が作用する。

シリンダ１００は、シリンダチューブ（筒状の本体部）１１０と、シリンダチューブ１１０の一方の開口を閉塞するシリンダボトム（蓋部）１２０と、シリンダチューブ１１０とシリンダボトム１２０との相対位置を定める環状の位置決め部１４０と、を備える。ピストンロッド２０は、シリンダチューブ１１０の他方の開口を通じてシリンダ１００から延出する。シリンダチューブ１１０の他方の開口は、ピストンロッド２０を摺動自在に支持するシリンダヘッド５０によって閉塞される。

以下において、シリンダチューブ１１０の中心軸に沿う方向を「軸方向」と称し、シリンダチューブ１１０の中心軸を中心とする放射方向を「径方向」と称し、シリンダチューブ１１０の中心軸の周りに沿う方向を「周方向」と称する。

図２は、図１におけるＡ部の拡大図である。図２に示すように、シリンダボトム１２０は、シリンダチューブ１１０の開口を覆うボトム本体１２１と、ボトム本体１２１から軸方向に延在する環状の壁部１２２と、を有する。ボトム本体１２１には、油圧シリンダ１を他の機器に取り付けるための取付部１２３（図１参照）が設けられる。

壁部１２２の先端部１２２ａは、シリンダチューブ１１０の開口端部１１０ａと溶接によって接合される。シリンダチューブ１１０と壁部１２２との溶接には、プラズマ溶接及びＴＩＧ溶接を含むアーク溶接、ガス溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接、並びに摩擦圧接など任意の方法を用いることができる。

図２における破線は、溶接前のシリンダチューブ１１０及びシリンダボトム１２０の形状を示す。シリンダチューブ１１０の開口端部１１０ａと壁部１２２の先端部１２２ａとが溶接されることにより、接合部１３０が形成される。シリンダチューブ１１０と壁部１２２との溶接によって、シリンダチューブ１１０とシリンダボトム１２０とが接合部１３０を介して一体化される。

環状の位置決め部１４０は、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂと壁部１２２の内周面１２２ｂに沿って配置される。位置決め部１４０は、シリンダチューブ１１０と壁部１２２とが接合される前では、シリンダチューブ１１０と壁部１２２とは別体に形成される。

シリンダチューブ１１０と壁部１２２とを接合する際には、まず、シリンダチューブ１１０及び壁部１２２を位置決め部１４０の外周面１４０ａに嵌合し、シリンダチューブ１１０の開口端部１１０ａと壁部１２２の先端部１２２ａとを互いに突き当てる。次に、シリンダチューブ１１０と壁部１２２とに熱を加え、開口端部１１０ａと先端部１２２ａを接合する。このとき、位置決め部１４０の外周面１４０ａが接合部１３０と接合される。

シリンダチューブ１１０と壁部１２２との溶接時にシリンダチューブ１１０と壁部１２２との相対位置が位置決め部１４０によって定められるので、シリンダチューブ１１０と壁部１２２とのずれを防止することができる。シリンダチューブ１１０の軸と壁部１２２との軸を一致させた状態でシリンダチューブ１１０と壁部１２２とを溶接することができる。シリンダチューブ１１０と壁部１２２との溶接には、プラズマ溶接及びＴＩＧ溶接を含むアーク溶接、ガス溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接並びに摩擦圧接など任意の方法を用いることができる。

接合部１３０は、位置決め部１４０の外周面１４０ａの一部のみと接合される。つまり、接合部１３０と位置決め部１４０との接合面１３１は、位置決め部１４０の外周面１４０ａの一部であり、軸方向における接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂは位置決め部１４０の外周面１４０ａ上に位置する。

シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂには、周方向に延在する環状の溝部１１４が形成される。壁部１２２の内周面１２２ｂには、周方向に延在する環状の溝部１２４が形成される。溝部１１４，１２４の断面は、弓形に形成される。溝部１１４及び溝部１２４は、周方向に全周に形成されていてもよいし、周方向における一部に形成されていてもよい。

溝部１１４の底面の一部は、接合部１３０によって形成される。つまり、接合部１３０は、溝部１１４に臨む。そのため、接合面１３１の一方の縁１３１ａの位置は、溝部１１４によって定められる。

溝部１２４の底面の一部は、接合部１３０によって形成される。つまり、接合部１３０は、溝部１２４に臨む。そのため、接合面１３１の他方の縁１３１ｂの位置は、溝部１２４によって定められる。

図３は、シリンダ１００が軸方向の力として引張荷重を受けたときに位置決め部１４０に生じる変形を説明するための図であり、図２に対応して示す。引張荷重は、例えば、シリンダ１００内の作動油の圧力、及び油圧シリンダ１に連結される負荷によって、シリンダ１００に作用する。

位置決め部１４０の外周面１４０ａの一部は、接合部１３０と接合され、位置決め部１４０の内周面１４０ｂは、接合部１３０と接合されていない。シリンダ１００が引張荷重を受けると、位置決め部１４０の外周面１４０ａの一部は接合部１３０とともに伸びる一方で、位置決め部１４０の内周面１４０ｂはほとんど伸びない。そのため、位置決め部１４０は、軸方向における中央部が径方向外側に突出するように湾曲する。

位置決め部１４０の湾曲に伴って、接合部１３０は、位置決め部１４０から径方向の力を受ける。具体的には、位置決め部１４０の両端部がシリンダチューブ１１０及び壁部１２２から離れるように位置決め部１４０が変形するので、接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂには、径方向内向きの力が作用する。

仮に、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂ及び壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１１４及び溝部１２４が形成されていない場合、溶接条件によっては接合面１３１が軸方向に拡大し、位置決め部１４０の外周面１４０ａが意図した範囲を超えて接合部１３０と接合することがある。軸方向における接合面１３１の幅（接合幅）Ｌが拡大すると、位置決め部１４０は、シリンダ１００が受ける引張荷重によって大きく変形する。その結果、接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂには、より大きい径方向内向きの力が作用する。径方向の力の増大によって、接合面１３１の両縁１３１ａ、１３１ｂにおける応力が増大し接合部１３０が破損しやすくなる。その結果、シリンダ１００の耐久性が低下する。

シリンダ１００では、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４が形成され接合部１３０が溝部１１４に臨むので、接合面１３１の縁１３１ａの位置は、溝部１１４によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１がシリンダチューブ１１０の側に拡大せず、位置決め部１４０の変形量が増大しない。接合面１３１の縁１３１ａに作用する径方向内向きの力が増大するのを防止することができ、接合面１３１の縁１３１ａにおける応力が増大するのを防止することができる。したがって、接合部１３０が破損するのを防止することができ、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

同様に、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成され接合部１３０が溝部１２４に臨むので、接合面１３１の縁１３１ｂの位置は、溝部１２４によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１がシリンダボトム１２０の側に拡大せず、位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

シリンダ１００では、溝部１１４，１２４が軸方向における接合部１３０の両側に設けられるので、溝部１１４，１２４によって、接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂの位置が定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１が拡大するのをより確実に防止することができ、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂにおける応力の増大を防止することができる。したがって、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

図２を参照する。シリンダ１００では、接合部１３０は、位置決め部１４０と接合されるとともに、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに形成される溝部１１４に臨む。シリンダチューブ１１０の溝部１１４における最大内径Ｄ１（以下、「溝部１１４の内径Ｄ１」と称する）は、接合面１３１の縁１３１ａの内径Ｄ２よりも大きくなる。

同様に、接合部１３０は、位置決め部１４０と接合されるとともに、壁部１２２の内周面１２２ｂに形成される溝部１２４に臨む。壁部１２２の溝部１２４における最大内径Ｄ３（以下、「溝部１２４の内径Ｄ３」と称する）は、接合面１３１の縁１３１ｂの内径Ｄ４よりも大きくなる。

シリンダ１００が軸方向の力を受けたとき、シリンダチューブ１１０及びシリンダボトム１２０に作用する力は、接合部１３０のうち溝部１１４，１２４の底面よりも径方向外側に位置する部分を主に経てシリンダボトム１２０及びシリンダチューブ１１０に伝わる。溝部１１４，１２４の内径Ｄ１，Ｄ３が接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂの内径Ｄ２，Ｄ４よりも大きいので、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂには力が伝わり難い。接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。したがって、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

溝部１１４は、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂのうち位置決め部１４０に対向する領域内に形成される。つまり、シリンダ１００が引張荷重を受けていない状態では、溝部１１４は位置決め部１４０の外周面１４０ａによって封止される。同様に、溝部１２４は、壁部１２２の内周面１２２ｂのうち位置決め部１４０に対向する領域内に形成される。つまり、シリンダ１００が引張荷重を受けていない状態では、溝部１２４は位置決め部１４０の外周面１４０ａによって封止される。

溝部１１４及び溝部１２４が位置決め部１４０の外周面１４０ａによって封止されるので、溶接時には、軸方向における位置決め部１４０の両端がシリンダチューブ１１０及び壁部１２２に接する。接合時にシリンダチューブ１１０と壁部１２２とが径方向によりずれるのをより確実に防止することができ、シリンダチューブ１１０と壁部１２２との間に意図しない段部が形成されるのを防ぐことができる。したがって、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

図４は、本実施形態の変形例に係るシリンダ１０１を示す拡大断面図である。シリンダ１０１では、位置決め部１４０の外周面１４０ａに環状の溝部１４４，１４５が形成される。溝部１４４，１４５の断面は、弓形に形成される。溝部１４４及び溝部１４５は、周方向に全周に形成されていてもよいし、周方向における一部に形成されていてもよい。

溝部１４４は、シリンダチューブ１１０及び接合部１３０によって覆われる。つまり、接合部１３０は、溝部１４４に臨む。そのため、接合面１３１の一方の縁１３１ａの位置は、溝部１４４によって定められる。

同様に、溝部１４５は、壁部１２２及び接合部１３０によって覆われる。つまり、接合部１３０は、溝部１４５に臨む。そのため、接合面１３１の他方の縁１３１ｂの位置は、溝部１４５によって定められる。

シリンダ１０１においても、シリンダ１００と同様に、溶接条件に関わらず接合面１３１が拡大せず、シリンダ１０１が引張荷重を受けたときの位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１０１の耐久性を向上させることができる。

シリンダ１０１では、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４（図２参照）が形成されておらず、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４（図２参照）が形成されていない。そのため、シリンダチューブ１１０及び壁部１２２の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０１が大荷重を受けることにより生じるシリンダチューブ１１０及び壁部１２２の一発破壊を防止することができる。

図５は、本実施形態の別の変形例に係るシリンダ１０２を示す拡大断面図である。シリンダ１０２では、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成され、位置決め部１４０の外周面１４０ａに溝部１４４が形成される。

シリンダ１０２においても、シリンダ１００と同様に、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂの位置は、溝部１２４，１４４によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１が拡大せず、シリンダ１０２が引張荷重を受けたときの位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１０２の耐久性を向上させることができる。

シリンダ１０２では、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４（図２参照）が形成されていない。そのため、シリンダチューブ１１０の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０２が大荷重を受けることにより生じるシリンダチューブ１１０の一発破壊を防止することができる。

また、シリンダ１０２では、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成される。そのため、シリンダ１０２が軸方向の力を受けたとき、シリンダボトム１２０に作用する力は、壁部１２２のうち溝部１２４の底面よりも径方向外側に位置する部分を主に経てシリンダチューブ１１０に伝わる。

シリンダボトム１２０のボトム本体１２１には、反ロッド側室５（図１参照）内の作動油の圧力が軸方向に作用する。仮に壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成されていない場合、接合面１３１の縁１３１ａと比較して、接合面１３１の縁１３１ｂに大きい力が作用し、シリンダボトム１２０が破損しやすい。

シリンダ１０２では、溝部１２４が壁部１２２の内周面１２２ｂに形成される一方で、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂには溝部１１４（図２参照）が形成されていない。接合面１３１の縁１３１ａと比較して、接合面１３１の縁１３１ｂに力がより伝わり難い。接合面１３１の縁１３１ｂに生じる応力集中をより確実に緩和することができ、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。

図６は、本実施形態の別の変形例に係るシリンダ１０３を示す拡大断面図である。シリンダ１０３では、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４が形成され、位置決め部１４０の外周面１４０ａに溝部１４５が形成される。

シリンダ１０３においても、シリンダ１００と同様に、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂの位置は、溝部１１４，１４５によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１が拡大せず、シリンダ１０３が引張荷重を受けたときの位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１０３の耐久性を向上させることができる。

シリンダ１０３では、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４（図２参照）が形成されていない。そのため、壁部１２２の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０３が大荷重を受けることにより生じる壁部１２２の一発破壊を防止することができる。

また、シリンダ１０３では、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１２４が形成される。そのため、シリンダ１０３が軸方向の力を受けたとき、シリンダチューブ１１０に作用する力は、シリンダチューブ１１０のうち溝部１１４の底面よりも径方向外側に位置する部分を主に経てシリンダボトム１２０に伝わる。接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに力が伝わり難く、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに生じる応力集中を緩和することができる。したがって、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。

図７は、本実施形態の別の変形例に係るシリンダ１０４を示す拡大断面図である。シリンダ１０４では、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成される。シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂ及び位置決め部１４０の外周面１４０ａには、溝部１１４，１４４，１４５（図２及び図４参照）が形成されていない。

シリンダ１０４では、接合面１３１の縁１３１ｂの位置は、溝部１２４によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１がシリンダボトム１２０の側に拡大せず、シリンダ１０４が引張荷重を受けたときの位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１０４の耐久性を向上させることができる。

また、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４（図２参照）が形成されていないので、シリンダチューブ１１０の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０４が大荷重を受けることにより生じるシリンダチューブ１１０の一発破壊を防止することができる。

また、シリンダ１０４では、シリンダ１０４が軸方向の力を受けたとき、シリンダボトム１２０に作用する力は、壁部１２２のうち溝部１２４の底面よりも径方向外側に位置する部分を主に経てシリンダチューブ１１０に伝わる。接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに力が伝わり難く、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに生じる応力集中を緩和することができる。したがって、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。

シリンダ１０４は、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成された形態に限られない。シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂにのみ溝部１１４が形成され壁部１２２の内周面１２２ｂには溝部１２４が形成されていなくてもよい。位置決め部１４０は、シリンダボトム１２０と一体に形成されていてもよい。

図８は、本実施形態の別の変形例に係るシリンダ１０５を示す拡大断面図である。シリンダ１０５では、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成される。溝部１２４の一部は、壁部１２２の内周面１２２ｂのうち位置決め部１４０と対向する領域の外側に形成される。つまり、シリンダ１０５が引張荷重を受けていない状態でも、溝部１２４は位置決め部１４０の外周面１４０ａによって封止されていない。

シリンダ１０５においても、シリンダ１０４と同様に、接合面１３１の縁１３１ｂの位置は、溝部１２４によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１がシリンダボトム１２０の側に拡大せず、シリンダ１０５が引張荷重を受けたときの位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１０５の耐久性を向上させることができる。

また、シリンダ１０５が軸方向の力を受けたとき、シリンダボトム１２０に作用する力は、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに力が伝わり難く、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂに生じる応力集中を緩和することができる。したがって、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。

図９は、本実施形態の別の変形例に係るシリンダ１０６を示す拡大断面図である。シリンダ１０６では、位置決め部１４０の外周面１４０ａに溝部１４４，１４５が形成される。溝部１４４，１４５の断面は、三角形に形成される。

シリンダ１０６においても、シリンダ１０１と同様に、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂの位置は、溝部１４４，１４５によって定められる。溶接条件に関わらず接合面１３１が拡大せず、シリンダ１０６が引張荷重を受けたときの位置決め部１４０の変形量が増大しない。したがって、接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂにおける応力の増大を防止することができ、シリンダ１０６の耐久性を向上させることができる。

溝部１１４，１２４（図１等参照）の断面形状が三角形であってもよい。また、溝部１１４，１２４，１４４，１４５の断面形状は、弓形及び三角形に限られず、四角形及び五角形等、他の形状であってもよい。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

本実施形態では、シリンダ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６は、筒状のシリンダチューブ１１０と、環状の壁部１２２を有しシリンダチューブ１１０の開口端部１１０ａと壁部１２２の先端部１２２ａとが接合部１３０を介して接合されてシリンダチューブ１１０の開口を閉塞するシリンダボトム１２０と、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂと壁部１２２の内周面１２２ｂに沿って配置され、シリンダチューブ１１０とシリンダボトム１２０との相対位置を定める環状の位置決め部１４０と、を備え、位置決め部１４０の外周面１４０ａの一部は、接合部１３０と接合され、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂ、壁部１２２の内周面１２２ｂ、及び位置決め部１４０の外周面１４０ａの少なくとも１つには、周方向に延在する溝部１１４，１２４，１４４，１４５が形成され、接合部１３０は、溝部１１４，１２４，１４４，１４５に臨むことを特徴とする。

この構成では、接合部１３０が周方向に延在する溝部１１４，１２４，１４４，１４５に臨むので、溝部１１４，１２４，１４４，１４５によって、接合部１３０と位置決め部１４０との接合面１３１の縁１３１ａ，１３１ｂの位置が定められる。溶接時の条件に関わらず接合幅Ｌが拡大するのを防止することができ、接合部１３０における応力の増大を防止することができる。したがって、シリンダ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、溝部１１４，１２４，１４４，１４５は、軸方向における接合部１３０の両側に設けられることを特徴とする。

この構成では、溝部１１４，１２４，１４４，１４５が接合部１３０の両側に設けられるので、２つの溝部１１４，１２４，１４４，１４５によって、接合部１３０と位置決め部１４０との接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂの位置が定められる。溶接時の条件に関わらず接合幅Ｌが拡大するのをより確実に防止することができ、接合部１３０における応力の増大を防止することができる。したがって、シリンダ１００，１０１，１０２，１０３，１０６の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、溝部１１４，１２４は、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂと、壁部１２２の内周面１２２ｂと、に形成されることを特徴とする。

この構成では、溝部１１４がシリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに形成され溝部１２４が壁部１２２の内周面１２２ｂに形成されるので、シリンダチューブ１１０及びシリンダボトム１２０に作用する軸方向の力は、接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂに伝わり難い。接合面１３１の両縁１３１ａ，１３１ｂに生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。したがって、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、溝部１１４，１２４は、位置決め部１４０の外周面１４０ａによって封止されることを特徴とする。

この構成では、位置決め部１４０の外周面１４０ａによって溝部１１４，１２４が封止されるので、溶接時には、軸方向における位置決め部１４０の両端がシリンダチューブ１１０及び壁部１２２に接する。シリンダチューブ１１０とシリンダボトム１２０との径方向へのずれをより確実に防止することができ、シリンダチューブ１１０と壁部１２２との間に意図しない段部が形成されるのを防ぐことができる。したがって、シリンダ１００の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、溝部１４４，１４５は、位置決め部１４０の外周面１４０ａに形成されることを特徴とする。

この構成では、溝部１４４，１４５が位置決め部１４０の外周面１４０ａに形成されるので、シリンダチューブ１１０及び壁部１２２に溝部１１４，１２４を形成しなくてよく、シリンダチューブ１１０及び壁部１２２の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０１，１０６が大荷重を受けることにより生じるシリンダチューブ１１０及び壁部１２２の一発破壊を防止することができる。

また、本実施形態では、溝部１２４，１４４は、壁部１２２の内周面１２２ｂと、位置決め部１４０の外周面１４０ａと、に形成されることを特徴とする。

この構成では、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４が形成されるので、シリンダボトム１２０に作用する軸方向の力は、接合部１３０と位置決め部１４０との接合面１３１の縁１３１ｂに伝わり難い。したがって、接合面１３１の縁１３１ｂに生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。また、溝部１４４が位置決め部１４０の外周面１４０ａに形成されるので、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４を形成しなくてよく、シリンダチューブ１１０の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０２が大荷重を受けることにより生じるシリンダチューブ１１０の一発破壊を防止することができる。

また、本実施形態では、溝部１１４，１４５は、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂと、位置決め部１４０の外周面１４０ａと、に形成されることを特徴とする。

この構成では、シリンダチューブ１１０の内周面１１０ｂに溝部１１４が形成されるので、シリンダチューブ１１０に作用する軸方向の力は、接合部１３０と位置決め部１４０との接合面１３１の縁１３１ａに伝わり難い。したがって、接合面１３１の縁１３１ａに生じる応力集中を緩和することができ、繰り返し荷重による接合部１３０の疲労破壊を防止することができる。また、溝部１４５が位置決め部１４０の外周面１４０ａに形成されるので、壁部１２２の内周面１２２ｂに溝部１２４を形成しなくてよく、壁部１２２の肉厚を一定にすることができる。したがって、シリンダ１０３が大荷重を受けることにより生じる壁部１２２の一発破壊を防止することができる。

また、本実施形態は、シリンダに作動油が給排されることによって伸縮作動する油圧シリンダ１に係る。本実施形態では、シリンダは、シリンダ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６であることを特徴とする。

この構成では、シリンダが前述のシリンダ１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６であるので、シリンダは高い耐久性を有する。したがって、油圧シリンダ１の耐久性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記各実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

上記実施形態では、耐圧機器として、油圧シリンダ１に用いられるシリンダについて説明した。耐圧機器は、これに限らず、液体や気体を保管するためのボンベなどの圧力容器でもよい。

１・・・油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６・・・シリンダ（耐圧機器）、１１０・・・シリンダチューブ（筒状の本体部）、１１０ａ・・・開口端部（端部）、１１０ｂ・・・内周面、１１４・・・溝部、１２０・・・シリンダボトム（蓋部）、１２２・・・壁部、１２２ａ・・・先端部（端部）、１２２ｂ・・・内周面、１２４・・・溝部、１３０・・・接合部、１３１・・・接合面、１３１ａ，１３１ｂ・・・縁、１４０・・・位置決め部、１４０ａ・・・外周面、１４０ｂ・・・内周面、１４４・・・溝部、１４５・・・溝部

Claims (8)

1. 筒状の本体部と、
   環状の壁部を有し、前記本体部と前記壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて前記本体部の開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体部と前記壁部の内周面に沿って配置され、前記本体部と前記蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、
   前記位置決め部の外周面の一部は、前記接合部と接合され、
   前記本体部の内周面と前記壁部の内周面との少なくとも一方には、周方向に延在する溝部が形成され、
   前記接合部は、前記溝部に臨み、
   前記溝部は、前記位置決め部の外周面によって封止されることを特徴とする耐圧機器。
2. 前記溝部は、前記本体部の内周面と、前記壁部の内周面と、に形成されることを特徴とする請求項１に記載の耐圧機器。
3. 前記溝部は、前記蓋部の内周面に形成され、
   前記位置決め部の外周面のうち前記本体部と対向する領域には、前記周方向に延在する別の溝部が形成され、
   前記接合部は、前記位置決め部における前記溝部に臨むことを特徴とする請求項１に記載の耐圧機器。
4. 前記溝部は、前記本体部の内周面に形成され、
   前記位置決め部の外周面のうち前記壁部と対向する領域には、前記周方向に延在する別の溝部が形成され、
   前記接合部は、前記位置決め部における前記溝部に臨むことを特徴とする請求項１に記載の耐圧機器。
5. 筒状の本体部と、
   環状の壁部を有し、前記本体部と前記壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて前記本体部の開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体部と前記壁部の内周面に沿って配置され、前記本体部と前記蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、
   前記位置決め部の外周面の一部は、前記接合部と接合され、
   前記本体部の内周面と前記壁部の内周面とには、周方向に延在する溝部が形成され、
   前記接合部は、前記本体部における前記溝部と、前記壁部における前記溝部と、の両方に臨むことを特徴とする耐圧機器。
6. 筒状の本体部と、
   環状の壁部を有し、前記本体部と前記壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて前記本体部の開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体部と前記壁部の内周面に沿って配置され、前記本体部と前記蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、
   前記位置決め部の外周面の一部は、前記接合部と接合され、
   前記壁部の内周面と、前記位置決め部の外周面のうち前記本体部と対向する領域と、には、周方向に延在する溝部が形成され、
   前記接合部は、前記壁部における前記溝部と、前記位置決め部における前記溝部と、の両方に臨むことを特徴とする耐圧機器。
7. 筒状の本体部と、
   環状の壁部を有し、前記本体部と前記壁部の端部どうしが接合部を介して接合されて前記本体部の開口を閉塞する蓋部と、
   前記本体部と前記壁部の内周面に沿って配置され、前記本体部と前記蓋部との相対位置を定める環状の位置決め部と、を備え、
   前記位置決め部の外周面の一部は、前記接合部と接合され、
   前記本体部の内周面と、前記位置決め部の外周面のうち前記壁部と対向する領域と、には、周方向に延在する溝部が形成され、
   前記接合部は、前記本体部における前記溝部と、前記位置決め部における前記溝部と、の両方に臨むことを特徴とする耐圧機器。
8. シリンダに作動流体が給排されることによって伸縮作動する流体圧シリンダであって、
   前記シリンダは、請求項１から７のいずれか１項に記載の耐圧機器であることを特徴とする流体圧シリンダ。

Images