(57)【要約】【課題】配管を容器間に溶接する際に、容器及び電極棒の向きを変えることなく、配管を溶接することができる溶接装置及びその方法を提供する。【解決手段】圧力容器１１，１２の貫通孔１１ａ，１２ａに導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂを溶接する溶接装置において、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂが差し込まれ、貫通孔１１ａ，１２ａに挿入される挿入部材２２ａ，２２ｂと、挿入された挿入部材２２ａ，２２ｂを加圧面４１によって軸方向に向けて加圧したときに、印加電流を挿入部材２２ａ，２２ｂに向けて流して、当該挿入部材２２ａ，２２ｂを溶融させて貫通孔１１ａ，１２ａに溶接する電極棒４０と、圧力容器１１，１２を固定して水平面内を移動する溶接治具３０と、加圧面４１から凹むように形成され、加圧時に導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂをこれらと接触することなく覆うように収納するスリット４２とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの容器の外壁をそれぞれ貫通する貫通孔に、配管の一端及び他端をそれぞれ溶接する溶接装置において、
前記配管の一端及び他端がそれぞれ差し込まれ、前記各貫通孔にそれぞれ挿入される挿入部材と、
前記各貫通孔に挿入された前記挿入部材を、軸方向に向けて加圧する加圧面を有し、前記挿入部材を前記加圧面によって加圧したときに、印加された電流を前記挿入部材に向けて流して、当該挿入部材を溶融させて前記貫通孔に溶接する電極棒と、
前記２つの容器を固定し、前記電極棒の軸方向と直交する水平面内を移動する溶接治具と、
前記加圧面から凹むように形成され、前記各挿入部材を前記加圧面が加圧したときに、前記配管の一端及び他端を、これらと接触することなく覆うように収納する収納部とを備える
ことを特徴とする溶接装置。
【請求項２】
前記収納部は、長さ方向中間部を境にして、長さ方向一方側形状を前記配管の一端側形状と対応し、長さ方向他方側形状を前記配管の他端側形状と対応する
ことを特徴とする請求項１記載の溶接装置。
【請求項３】
前記収納部は、前記加圧面を通り抜けるように形成されるスリットである
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の溶接装置。
【請求項４】
２つの容器の外壁をそれぞれ貫通する貫通孔に、配管の一端及び他端をそれぞれ溶接する溶接方法において、
前記配管の一端及び他端がそれぞれ差し込まれた各挿入部材を、前記各貫通孔に挿入し、
一方の貫通孔に挿入した一方の挿入部材を、電極棒の加圧面によって当該電極棒の軸方向に向けて加圧して、前記電極棒に印加された電流を前記一方の挿入部材に流して、当該挿入部材を溶融させて前記一方の貫通孔に溶接すると共に、前記配管の一端を、前記加圧面から凹むように形成された収納部によって、当該一端と接触することなく覆うように収納し、
前記電極棒の軸方向への移動と、前記２つの容器における前記電極棒の軸方向と直交する水平面内での移動とによって、前記加圧面に対して、前記一方の貫通孔に溶接させた前記一方の挿入部材に替えて、他方の貫通孔に挿入した他方の挿入部材を対向させ、
前記他方の貫通孔に挿入した前記他方の挿入部材を、前記加圧面によって前記電極棒の軸方向に向けて加圧して、前記電極棒に印加された電流を前記他方の挿入部材に流して、当該挿入部材を溶融させて前記他方の貫通孔に溶接すると共に、前記配管の他端を、前記収納部によって、当該他端と接触することなく覆うように収納する
ことを特徴とする溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、配管を容器間に溶接する溶接装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体の流量を測定する方法として、流路に設けた絞り部の上流側と下流側との間における圧力差を検出し、その検出した圧力差を流量に変換する方法がある。この流量測定方法は、絞り部の上流側と下流側との間の圧力差が流速に比例することを利用して、流量を求めるものである。また、このような流量測定を行うことができる圧力センサとしては、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２９５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の圧力センサは、絞り部の上流側と接続する高圧側圧力容器と、絞り部の下流側と接続する低圧側圧力容器とを備え、それらの室内同士を導圧管によって連通させた構成となっている。各室内には、オイルが充填されており、その充填されたオイルは、２つの圧力容器間に発生した内部圧力差に伴って、導圧管内を流動する。
【０００５】
導圧管は、その両端が各圧力容器に向けて折り曲げられた形状となっている。これにより、導圧管を圧力容器間に溶接する場合には、その溶接作業が煩雑になるおそれがある。
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するものであって、配管を容器間に溶接する際に、容器及び電極棒の向きを変えることなく、配管を溶接することができる溶接装置及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る装置は、２つの容器の外壁をそれぞれ貫通する貫通孔に、配管の一端及び他端をそれぞれ溶接する溶接装置において、配管の一端及び他端がそれぞれ差し込まれ、各貫通孔にそれぞれ挿入される挿入部材と、各貫通孔に挿入された挿入部材を、軸方向に向けて加圧する加圧面を有し、挿入部材を加圧面によって加圧したときに、印加された電流を挿入部材に向けて流して、当該挿入部材を溶融させて貫通孔に溶接する電極棒と、２つの容器を固定し、電極棒の軸方向と直交する水平面内を移動する溶接治具と、加圧面から凹むように形成され、各挿入部材を加圧面が加圧したときに、配管の一端及び他端を、これらと接触することなく覆うように収納する収納部とを備えるものである。
【０００８】
この発明に係る方法は、２つの容器の外壁をそれぞれ貫通する貫通孔に、配管の一端及び他端をそれぞれ溶接する溶接方法において、配管の一端及び他端がそれぞれ差し込まれた各挿入部材を、各貫通孔に挿入し、一方の貫通孔に挿入した一方の挿入部材を、電極棒の加圧面によって当該電極棒の軸方向に向けて加圧して、電極棒に印加された電流を一方の挿入部材に流して、当該挿入部材を溶融させて一方の貫通孔に溶接すると共に、配管の一端を、加圧面から凹むように形成された収納部によって、当該一端と接触することなく覆うように収納し、電極棒の軸方向への移動と、２つの容器における電極棒の軸方向と直交する水平面内での移動とによって、加圧面に対して、一方の貫通孔に溶接させた一方の挿入部材に替えて、他方の貫通孔に挿入した他方の挿入部材を対向させ、他方の貫通孔に挿入した他方の挿入部材を、加圧面によって電極棒の軸方向に向けて加圧して、電極棒に印加された電流を他方の挿入部材に流して、当該挿入部材を溶融させて他方の貫通孔に溶接すると共に、配管の他端を、収納部によって当該他端と接触することなく覆うように収納するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、配管を容器間に溶接する際に、容器及び電極棒の向きを変えることなく、配管を溶接することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る溶接装置を用いて溶接された圧力センサの外観斜視図である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る溶接装置の概略構成図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る溶接装置を構成する溶接治具の外観斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る溶接装置を構成する電極棒の詳細図である。図５Ａは一部を軸方向に破断した電極棒の外観図である。図５Ｂは電極棒を加圧面側から見たときの外観図である。
【図６】抵抗溶接を行うときの様子を示した図である。図６Ａは抵抗溶接を上方から見たときの図である。図６Ｂは抵抗溶接を横方向から見たときの図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る溶接装置を用いて溶接される導圧管の平面図である。
【図８】この発明の実施の形態２に係る溶接装置を構成する電極棒の先端横断面図である。図８Ａは電極棒の加圧面にスリットが形成されたときの図である。図８Ｂは電極棒の先端突部によって収納部が形成されたときの図である。図８Ｃは電極棒の先端突部によって他の収納部が形成されたときの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
先ず、実施の形態１に係る溶接装置及びその方法について、図１から図６を用いて説明する。
【００１３】
図１及び図２に示した圧力センサ１は、流路を流れる流体の流量を測定するセンサであって、流路に設けられた絞り部の上流側と下流側との間における圧力差から、流量を測定可能としている。この圧力センサ１は、高圧側圧力容器１１、低圧側圧力容器１２、高圧側ポート部材１３、低圧側ポート部材１４、取付板１５、導圧管２１、及び、挿入部材２２ａ，２２ｂを有している。
【００１４】
高圧側圧力容器１１は、高圧側ポート部材１３と連通しており、更に、その高圧側ポート部材１３は、絞り部の上流側と連通している。また、低圧側圧力容器１２は、低圧側ポート部材１４と連通しており、更に、その低圧側ポート部材１４は、絞り部の下流側と連通している。そして、高圧側ポート部材１３及び低圧側ポート部材１４は、取付板１５を貫通して、これに支持されている。
【００１５】
高圧側圧力容器１１は、貫通孔１１ａを有している。この貫通孔１１ａは、高圧側圧力容器１１の外壁を貫通して、その容器内部と連通している。また、低圧側圧力容器１２は、貫通孔１２ａを有している。この貫通孔１２ａは、低圧側圧力容器１２の外壁を貫通して、その容器内部と連通している。そして、挿入部材２２ａ，２２ｂは、金属製の環状部材となっており、貫通孔１１ａ，１２ａに挿入可能となっている。
【００１６】
導圧管２１は、高圧側圧力容器１１と低圧側圧力容器１２との間を連通する配管であって、長さ方向中間部２１ｃの両端に２つの折れ曲がり部を有している。導圧管２１の一端２１ａ側と導圧管２１の他端２１ｂ側とは、共に直線状をなしており、平行に配置されている。つまり、導圧管２１は、長さ方向中間部２１ｃを境にして、一端２１ａ側と他端２１ｂ側とが同じ方向に向けて直線状に延びると共に、一端２１ａ側及び他端２１ｂ側と長さ方向中間部２１ｃとが直交する形状となっている。
【００１７】
導圧管２１の一端２１ａは、当該導圧管２１における高圧側圧力容器１１側に向けて折り曲げられた部位であって、挿入部材２２ａの中心孔に圧入されている。その挿入部材２２ａは、貫通孔１１ａに挿入されて溶接されている。また、導圧管２１の他端２１ｂは、当該導圧管２１における低圧側圧力容器１２側に向けて折り曲げられた部位であって、挿入部材２２ｂの中心孔に圧入されている。その挿入部材２２ｂは、貫通孔１２ａに挿入されて溶接されている。挿入部材２２ａ，２２ｂは、金属製の環状部材となっている。
【００１８】
高圧側圧力容器１１の室内は、導圧管２１の一端２１ａが連通するオイル充填空間、高圧側ポート部材１３が連通する受圧空間、及び、高圧側ダイアフラムを有している。オイル充填空間と受圧空間とは、高圧側ダイアフラムによって仕切られている。オイル充填空間には、オイルが充填されている。
【００１９】
また、低圧側圧力容器１２の室内は、導圧管２１の他端２１ｂが連通するオイル充填空間、低圧側ポート部材１４が連通する受圧空間、及び、低圧側ダイアフラムを有している。オイル充填空間と受圧空間とは、低圧側ダイアフラムによって仕切られている。オイル充填空間には、オイルが充填されている。
【００２０】
従って、高圧側ダイアフラムは、高圧の被測定圧力を受ける一方、低圧側ダイアフラムは、低圧の被測定圧力を受ける。これに伴って、充填されたオイルは、高圧側圧力容器１１のオイル充填空間から、低圧側圧力容器１２のオイル充填空間に向けて、導圧管２１を通って流動する。このとき、圧力センサ１は、高圧側ダイアフラム及び低圧側ダイアフラムのうち、いずれか一方側のダイアフラムの歪量を、圧力容器１１，１２間の圧力差として検出し、その検出した圧力差に基づいて流量を求める。
【００２１】
ここで、実施の形態１に係る溶接装置及びその方法は、導圧管２１を圧力容器１１，１２に溶接するための溶接に、抵抗溶接を採用しており、溶接治具３０及び電極棒４０を使用する。次に、溶接治具３０及び電極棒４０の構成について、図３から図６を用いて説明する。
【００２２】
図３及び図４に示した溶接治具３０は、圧力センサ１を固定するための治具であって、電極棒４０の軸方向と直交する水平面内において、移動可能となっている。この溶接治具３０は、容器嵌合部３１、板嵌合部３２、及び、ポート支持部３３を有している。
【００２３】
容器嵌合部３１は、治具上面から下方に向けて円弧状に凹んだ凹部が２つ並んだ構成となっており、圧力容器１１，１２の外周部における一部分と嵌合可能となっている。ポート支持部３３は、治具上面から上方に向けて突出しており、ポート部材１３，１４を下方から支えることができる。板嵌合部３２は、容器嵌合部３１とポート支持部３３との間に形成された隙間であって、その隙間の幅寸法が取付板１５の板厚よりも若干大きくなっている。これにより、板嵌合部３２は、取付板１５の一部分と嵌合可能となっている。
【００２４】
よって、圧力センサ１は、圧力容器１１，１２、取付板１５、及び、ポート部材１３，１４が、溶接治具３０における容器嵌合部３１、板嵌合部３２、及び、ポート支持部３３に、嵌め込まれることにより、水平方向において位置決めされる。
【００２５】
図５Ａ及び図５Ｂ示した電極棒４０は、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂが圧入された挿入部材２２ａ，２２ｂを、貫通孔１１ａ，１２ａ内に抵抗溶接する際に使用する電極である。この電極棒４０は、その軸方向に昇降可能に支持されており、加圧面４１及びスリット４２を有している。
【００２６】
加圧面４１は、電極棒４０の先端面を形成しており、挿入部材２２ａ，２２ｂの環状端面を加圧するものである。電極棒４０は、加圧面４１を用いて挿入部材２２ａ，２２ｂを加圧したときに、その加圧面４１から挿入部材２２ａ，２２ｂに向けて、印加された電流を流す。これにより、電極棒４０は、挿入部材２２ａ，２２ｂにおける通電による発熱を利用して、当該挿入部材２２ａ，２２ｂを溶融して貫通孔１１ａ，１２ａに溶接する。
【００２７】
スリット４２は、加圧面４１による加圧時において、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂを、これらと接触することなく覆うように収容可能とするものであって、加圧面４１をその径方向において通り抜けるように形成されている。スリット４２のスリット幅は、スリット長さ方向において均一になっている。スリット４２のスリット深さは、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂにおける折り曲げ長さよりも深くなっている。
【００２８】
そして、スリット４２は、長さ方向中間部を境にして、長さ方向一方側形状を、導圧管２１の一端側形状と対応し、長さ方向他方側形状を、導圧管２１の他端側形状と対応している。つまり、スリット４２は、導圧管２１の一端２１ａ側と導圧管２１の他端２１ｂ側とが共に同じ方向への直線形状となっているため、全体として、直線形状となっている。
【００２９】
次に、実施の形態１に係る溶接方法について、図３、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。
【００３０】
先ず、図３に示すように、圧力センサ１は、溶接治具３０に嵌め込まれて固定される。これにより、圧力センサ１は、水平方向において位置決めされた状態となる。また、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂは、予め挿入部材２２ａ，２２ｂ内に圧入されて接合されている。その後、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂに設けられた挿入部材２２ａ，２２ｂは、貫通孔１１ａ，１２ａに挿入される。
【００３１】
次いで、溶接装置は、溶接治具３０を水平移動させて、貫通孔１１ａに挿入された挿入部材２２ａを、電極棒４０の加圧面４１における直下に向けて移動させた後、電極棒４０を下方に向けて移動させる。これにより、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、電極棒４０の加圧面４１は、貫通孔１１ａに挿入された挿入部材２２ａを上方から加圧し、その加圧された挿入部材２２ａは、貫通孔１１ａに密着する。このとき、導圧管２１の一端２１ａは、電極棒４０のスリット４２内に、当該スリット４２と接することなく収納される。
【００３２】
続いて、溶接装置は、電極棒４０に電流を印加する。この印加された電流は、電極棒４０から挿入部材２２ａに向けて流れる。これにより、挿入部材２２ａは、電極棒４０からの通電によって発熱し、外周部が溶融して、貫通孔１１ａに溶接される。この結果、導圧管２１の一端２１ａは、高圧側圧力容器１１の貫通孔１１ａに溶接されたことになる。
【００３３】
そして、溶接装置は、電極棒４０を上方に移動させて、その加圧面４１を、貫通孔１１ａに溶接された挿入部材２２ａから上方に向けて切り離す。次いで、溶接装置は、溶接治具３０を水平移動させて、貫通孔１２ａに挿入された挿入部材２２ｂを、電極棒４０の加圧面４１における直下に向けて移動させた後、電極棒４０を下方に向けて移動させる。
【００３４】
つまり、溶接装置は、電極棒４０の軸方向への移動と、溶接治具３０の水平面内における水平移動とによって、電極棒４０の加圧面４１に対して、貫通孔１１ａに溶接された挿入部材２２ａに替えて、貫通孔１１ｂに挿入された挿入部材２２ｂを、軸方向において対向させる。溶接装置は、電極棒４０における軸周りの回転及び水平方向への移動と、溶接治具３０の回転とを行わない。
【００３５】
これにより、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、電極棒４０の加圧面４１は、貫通孔１２ｂに挿入された挿入部材２２ｂを上方から加圧し、その加圧された挿入部材２２ｂは、貫通孔１２ｂに密着する。このとき、導圧管２１の他端２１ｂは、電極棒４０のスリット４２内に、当該スリット４２と接することなく収納される。
【００３６】
続いて、溶接装置は、電極棒４０に電流を印加する。この印加された電流は、電極棒４０から挿入部材２２ｂに向けて流れる。これにより、挿入部材２２ｂは、電極棒４０からの通電によって発熱し、外周部が溶融して、貫通孔１２ａに溶接される。この結果、導圧管２１の他端２１ｂは、高圧側圧力容器１２の貫通孔１２ａに溶接されたことになる。
【００３７】
以上より、実施の形態１に係る溶接装置及びその方法は、導圧管２１の一端２１ａ及び他端２１ｂを、圧力容器１１，１２の貫通孔１１ａ，１２ａにそれぞれ溶接する際に、圧力容器１１，１２及び電極棒４０の向きを変えることなく、導圧管２１を溶接することができる。
【００３８】
実施の形態２．
次に、実施の形態２に係る溶接装置及びその方法について、図７及び図８を用いて説明する。この実施の形態２に係る溶接装置及びその方法は、実施の形態１に係る溶接装置及びその方法における導圧管２１及びスリット４２に替えて、導圧管２３及びスリット４３または収納部４４を適用したものである。
【００３９】
図７に示した導圧管２３は、高圧側圧力容器１１と低圧側圧力容器１２との間を連通する配管であって、長さ方向中間部２３ｃが折れ曲がり部となっている。導圧管２３の一端２３ａ側と導圧管２３の他端２３ｂ側とは、共に直線状をなすものの、長さ方向中間部２３ｃにおいて交差している。つまり、導圧管２３は、長さ方向中間部２３ｃを境にして、一端２３ａ側と他端２３ｂ側とが、直線状に延びるものの、長さ方向中間部２３ｃにおいて交差する形状となっている。
【００４０】
これに対して、図８Ａに示したスリット４３は、加圧面４１による加圧時において、導圧管２３の一端２３ａ及び他端２３ｂを収容可能とするものであって、加圧面４１を通り抜けるように形成されている。スリット４３のスリット幅は、スリット長さ方向において均一になっている。スリット４２のスリット深さは、導圧管２１の一端２３ａ及び他端２３ｂにおける折り曲げ長さよりも深くなっている。
【００４１】
そして、スリット４３は、長さ方向中間部を境にして、長さ方向一方側形状を、導圧管２３の一端側形状と対応し、長さ方向他方側形状を、導圧管２３の他端側形状と対応している。つまり、スリット４３は、導圧管２３の一端２３ａ側と導圧管２３の他端２３ｂ側とが異なる方向への直線形状となっているため、全体として、中間部折り曲げ形状となっている。
【００４２】
但し、上述した実施の形態２の収納部として、スリット４３を例示しているが、加圧面４１から凹むように形成され、挿入部材２２ａ，２２ｂをその加圧面４１が加圧するときに、導圧管２３の一端２３ａ及び他端２３ｂを、これらと接触することなく覆うように収納することができるのでなれば、どのような形状であっても構わない。
【００４３】
例えば、図８Ｂ及び図８Ｃに示した収納部４４は、電極棒４０から突出した複数の先端突部４５によって形成されている。先端突部４５の先端面は、加圧面４１を構成している。
【００４４】
以上より、実施の形態２に係る溶接装置及びその方法は、導圧管２３の一端２３ａ及び他端２３ｂを、圧力容器１１，１２の貫通孔１１ａ，１２ａにそれぞれ溶接する際に、圧力容器１１，１２及び電極棒４０の向きを変えることなく、導圧管２３を溶接することができる。
【００４５】
なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは、各実施の形態における任意の構成要素の変形、もしくは、各実施の形態における任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  圧力センサ
１１  高圧側圧力容器
１１ａ  貫通孔
１２  低圧側圧力容器
１２ａ  貫通孔
１３  高圧側ポート部材
１４  低圧側ポート部材
１５  取付板
２１，２３  導圧管
２１ａ，２３ａ  一端
２１ｂ，２３ｂ  他端
２１ｃ，２３ｃ  中間部
２２ａ，２２ｂ  挿入部材
３０  溶接治具
３１  容器嵌め込み部
３２  板嵌め込み部
３３  ポート支持部
４０  電極棒
４１  加圧面
４２，４３  スリット
４４  収納部
４５  先端突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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