(57)【要約】【課題】シェル１１とオイルポート１２との溶接部の強度を向上させることのできるアキュムレータの組立方法を提供する。【解決手段】有底の金属筒体１１０の筒状部を絞り加工することによるシェル１１の成形工程において、その絞り端部１１５ａをオイルポート１２のフランジ部１２１と掛合させると共に前記絞り端部１１５ａに筒状突縁部１１２を形成して前記オイルポート１２に外嵌させる。次に前記筒状突縁部１１２の先端と前記オイルポート１２とを溶接する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底の金属筒体（１１０）の筒状部（１１５）を絞り加工することによってその絞り端部（１１５ａ）をオイルポート（１２）と掛合させると共に前記絞り端部（１１５ａ）に筒状突縁部（１１２）を形成して前記オイルポート（１２）に外嵌させるシェル（１１）の成形工程と、前記筒状突縁部（１１２）の先端と前記オイルポート（１２）とを溶接（ＷＤ）する工程とを備えることを特徴とするアキュムレータの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば建設機械の油圧ラインなどのような流体圧力機器の配管に設けられて、配管流路内の流体圧力を一時的に蓄圧し、あるいはポンプ等により配管内に発生する流体圧力の脈動を吸収するアキュムレータの組立方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、アキュムレータの一種として、球形の外殻シェルを持つブラダ式のアキュムレータが知られている。図８は、この種のアキュムレータ１００を示す断面図で、すなわち略球形のシェル１０１と、このシェル１０１の端部１０１ａの内周に溶接ＷＤされたオイルポート１０２と、シェル１０１の内部空間をオイルポート１０２側の油室１００Ａ及びその反対側のガス室１００Ｂに仕切る膜状のブラダ１０３とを備える。
【０００３】
そしてこのアキュムレータ１００は、油圧回路内の油圧が、オイルポート１０２の内周の導圧孔１０２ａを介して油室１００Ａに導入されることによって、ブラダ１０３が、油室１００Ａの油圧と、ガス室１００Ｂ内に封入されたクッションガス（Ｎ２ガス等）の圧力が均衡する方向へ変位し、これによって、例えば建設機械等の油圧回路に発生する衝撃圧力を吸収したり、あるいはシステム油圧の脈動を吸収して平滑化するものである（例えば下記の特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−３３８４０１号公報
【０００４】
図９〜図１１は、図８に示される構造のアキュムレータ１００の組立方法を、順を追って示すもので、このうち図９は、シェル１０１のカシメ前の状態を示す説明図、図１０は、シェル１０１のカシメ過程を示す説明図、図１１は、シェル１０１のカシメ完了状態を示す説明図、図１２は、シェル１０１とオイルポート１０２の溶接工程を示す説明図である。
【０００５】
これらの図において、参照符号２００は下型２０１及び上型２０２を備えるカシメ金型である。下型２０１には、シェル１０１となる金属筒体１０１’における椀状底部１０１ｂと嵌合される球面状凹面２０１ａが形成されており、上型２０２には、前記球面状凹面２０１ａと対向して、球面状絞りガイド面２０２ａが形成されており、内周に磁力によってオイルポート１０２を吸着するオイルポートホルダ２０３が設けられている。
【０００６】
図８に示されるアキュムレータ１００の組立においては、まず図９に示されるように内周にブラダ１０３を装着した金属筒体（シェル）１０１’を、カシメ金型２００における下型２０１にセットすると共に、オイルポート１０２を、カシメ金型２００における上型２０２にセットする。次に、下型２０１と上型２０２を互いに近接させて行くことによって、図１０に示されるように、金属筒体１０１’の開口端部１０１ａ’が、上型２０２における球面状絞りガイド面２０２ａへ挿入されると共に、図１１に示されるように、この球面状絞りガイド面２０２ａに沿って、前記開口端部１０１ａ’がオイルポート１０２の鍔部１０２ａに掛かる位置まで内周側へ絞られ、略球形のシェル１０１が成形される。そして、このようなカシメ絞り加工の後、図１２に示されるように、シェル１０１の端部１０１ａとオイルポート１０２の外周面とを溶接ＷＤする。
【０００７】
しかしながら、上述のような従来の組立方法によると、図１２に示されるように、絞り加工されたシェル１０１の端部１０１ａとオイルポート１０２の外周面とを溶接ＷＤするための開先角θが鋭角をなしていて、言い換えれば溶接ＷＤのための隙間が小さく、このため、溶接深さが浅くなって、十分な溶接強度が得られにくくなるおそれがあった。したがって、所要の溶接強度を確保するためには、溶接条件を厳しく管理する必要があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題とするところは、シェルとオイルポートとの溶接部の強度を向上させることのできるアキュムレータの組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、本発明に係るアキュムレータの組立方法は、有底の金属筒体の筒状部を絞り加工することによってその絞り端部をオイルポートと掛合させると共に前記絞り端部に筒状突縁部を形成して前記オイルポートに外嵌させるシェルの成形工程と、前記筒状突縁部の先端と前記オイルポートとを溶接する工程とを備えるものである。
【００１０】
上記構成において、シェルの絞り端部に形成された筒状突縁部の先端面は、オイルポートの外周面に対して略直角をなし、これが、両者を溶接する際の開先角となるため、従来に比較して大きな開先角が形成される。したがって、溶接による溶け込みを深くでき、しかも、前記筒状突縁部の形成によって、内圧に対する機械的強度が増大する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るアキュムレータの組立方法によれば、シェルとオイルポートを溶接する際の十分な開先角が確保されるので、溶接強度を向上させると共に、溶接条件の管理を簡素化することができ、しかもシェルとオイルポートの溶接部分を筒状部によって補強することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の方法によって組み立てられたアキュムレータ１０を示す断面図である。このアキュムレータ１０は、例えば建設機械等の油圧回路にに設けられるもので、シェル１１と、このシェル１１を図示されていない前記油圧回路に接続するオイルポート１２と、シェル１１の内部空間をオイルポート１２側の油室１０Ａ及びその反対側のガス室１０Ｂに仕切るブラダ１３とを備える。
【００１３】
シェル１１は、鉄系あるいはアルミニウム系合金等の金属からなるものであって、略球形をなす。シェル１１とブラダ１３で画成されたガス室１０Ｂには、クッションガスとして例えばＮ２ガスが封入されている。このクッションガスは、シェル１１におけるオイルポート１２と反対側に開設されたガス封入口１１１から圧入されたもので、このガス封入口１１１は、クッションガスの圧入後、パッキン１４ａを有するガスプラグ１４によって密栓される。また、ガス室１０Ｂのクッションガスの圧入量は、油室１０Ａに導入される油圧の大きさを考慮して適切に決定される。
【００１４】
オイルポート１２は、鉄系などの磁性体金属からなるものであって、シェル１１の筒状突縁部１１２の内側の球状内面と掛合されたフランジ部１２１と、前記筒状突縁部１１２に挿入された本体部１２２と、その内周部から外側へ突出した継手部１２３と、本体部１２２におけるフランジ部１２１と反対側の端部外周面に段付き形成された環状突部１２４とを有し、環状突部１２４及びその近傍が、シェル１１の筒状突縁部１１２の先端と、全周にわたって溶接ＷＤされている。また、継手部１２３から本体部１２２を貫通して油室１０Ａに達する導圧孔１２ａが開設され、継手部１２３の外周面には配管への接続のための螺子部１２３ａが形成されている。
【００１５】
ブラダ１３は、ゴム及び／又は合成樹脂等からなるものであって、その外周縁１３ａが金属からなる環状ホルダ１５によってシェル１１の内周段差部１１３に密接状態に固定されており、油室１０Ａ及びガス室１０Ｂの圧力によって、この油室１０Ａ側又はガス室１０Ｂ側へ自在に撓み変位可能な椀状（半球状）に形成されている。
【００１６】
ブラダ１３における油室１０Ａ側の面の中央部には、ガス室１０Ｂのクッションガス圧力よりも油室１０Ａ側に導入された油圧が低圧になった時に、ブラダ１３がオイルポート１２の導圧孔１２ａへ押し出されるのを防止するため、この導圧孔１２ａを閉塞する金属あるいは合成樹脂からなるポペット１６が、半埋設状態で一体的に設けられている。
【００１７】
上記構成を備えるアキュムレータ１０は、オイルポート１２の継手部１２３を、不図示の油圧ラインの配管から分岐した状態に接続して用いられる。そして、油圧配管内の油圧がガス室１０Ｂ内のクッションガスの圧力より高圧になると、オイルポート１２の導圧孔１２ａを通じて前記油圧配管から油室１０Ａへ作動油が流入し、ブラダ１３は、ガス室Ｂのクッションガス圧が油室１０Ａの油圧と均衡する位置までガス室Ｂの容積を縮小させる方向へ変位し、これによって、油圧配管内の油圧の上昇が吸収される。
【００１８】
また、この状態から、油圧配管内の油圧が低下した場合は、ガス室Ｂのクッションガス圧によって、ブラダ１３は、油室１０Ａ内の作動油を油圧配管へ放出しながら、ガス室Ｂの容積を拡大する方向へ変位するので、油圧配管内の油圧の低下が緩和される。
【００１９】
そしてこのアキュムレータ１０は、上述のような動作によって、例えばポンプの駆動に伴って油圧ラインに与えられる油圧のリップルを除去して平滑化し、あるいは衝撃によるシステム内の油圧の急激な変動を吸収するといった機能を奏するものである。
【００２０】
次に、図１に示されるアキュムレータ１０を組み立てるための、本発明の実施の形態について、図２〜図７を参照しながら説明する。このうち図２は、金属筒体にブラダを組み込んだ状態を示す説明図、図３は、金属筒体及びオイルポートをカシメ金型にセットした状態を示す説明図、図４は、金属筒体のカシメ絞りによるシェルの成形過程を示す説明図、図５は、金属筒体のカシメ絞りによるシェルの成形完了状態を示す説明図、図６は、図５の要部拡大図、図７は、シェルとオイルポートの溶接工程を示す説明図である。
【００２１】
まず図２において、参照符号１１０は、カシメ絞りによって、先に説明した図１のアキュムレータ１０における略球形のシェル１１となる金属筒体である。この金属筒体１１０は、中央にガス封入口１１１が開設されドーム状に膨出した椀状底部１１４と、その外周から立ち上がる筒状部１１５とを有する。なお、筒状部１１５の高さｈは、後述するカシメ絞りによって、図５又は図６に示されるように、上端（絞り端部１１５ａ）が、オイルポート１２の環状突部１２４による段差部と略掛合状態となるように適切に設定されている。
【００２２】
金属筒体１１０には、まずブラダ１３を、ポペット１６が椀状底部１１４と反対側を向くように組み込み、その外周縁１３ａを、椀状底部１１４と筒状部１１５の間に位置して形成された内周段差部１１３に、金属製の環状ホルダ１５を介して固定すると共に、筒状部１１５の内周面に密接させる。
【００２３】
次に図３において、参照符号２０は、下型２１と、上型２２とを備えるカシメ金型である。下型２１は、その上面に、金属筒体１１０の椀状底部１１４を嵌合した状態で保持可能な球面状凹面２１１と、その外周に同心的に形成された環状の位置決め凸段部２１２を有し、上型２２は、前記球面状凹面２１１と対向する球面状絞りガイド面２２１と、その外周に同心的に形成されて前記位置決め凸段部２１２と対応する環状の位置決め凹段部２２２と、前記球面状絞りガイド面２２１の内周に形成された円筒状ガイド面２２３を有する。
【００２４】
上型２２における球面状絞りガイド面２２１は、その下端開口縁２２１ａの内径が、金属筒体１１０の筒状部１１５の外径よりも僅かに大径に形成されており、円筒状ガイド面２２３は、オイルポート１２の本体部１２２及び環状突部１２４の外径よりも大径に形成されている。
【００２５】
上型２２には、オイルポートホルダ３０が設けられている。このオイルポートホルダ３０は、上型２２における円筒状ガイド面２２３の上部に挿脱自在に配置された押え治具３１と、この押え治具３１の内周孔３１ａの上部に取り付けられて、鉄系などの磁性体金属からなるオイルポート１２を吸着するための磁石３２とを備える。押え治具３１の内周孔３１ａの下部には、オイルポート１２の継手部１２３を緩く嵌挿可能となっている。
【００２６】
すなわち、ブラダ１３を組み込んだ金属筒体１１０は、図３に示されるように、椀状底部１１４を球面状凹面２１１と嵌合させることによって下型２１にセットする。一方、オイルポート１２は、継手部１２３をオイルポートホルダ３０における押え治具３１の内周孔３１ａに挿入すると共に、前記継手部１２３を磁石３２で吸着することによって、上型２２の上部内周にセットする。
【００２７】
そして、オイルポート１２のセット状態では、そのフランジ部１２１は、上型２２における円筒状ガイド面２２３の下端よりも下側に位置しており、上型２２の球面状絞りガイド面２２１及び円筒状ガイド面２２３とオイルポート１２のフランジ部１２１及び本体部１２２との間、ほぼ金属筒体１１０の肉厚に相当する大きさの連続した隙間Ｇが形成されるようになっている。
【００２８】
次に、カシメ金型２０における下型２１と上型２２とを互いに近接させて行くと、図４に示されるように、金属筒体１１０の筒状部１１５が、上型２２の球面状絞りガイド面２２１に挿入されると共に、この球面状絞りガイド面２２１に沿って内周側へ絞られながら、その絞り端部１１５ａが、上型２２の球面状絞りガイド面２２１及び円筒状ガイド面２２３とオイルポート１２のフランジ部１２１及び本体部１２２との間の隙間Ｇへ進入して行く。
【００２９】
そして図５に示されるように、下型２１と上型２２が、その位置決め凸段部２１２と位置決め凹段部２２２が互いに嵌合した状態で衝合することによって、カシメ絞りによるシェル１１の成形が完了する。
【００３０】
上述のカシメ絞りにおいて、金属筒体１１０の筒状部１１５は、スプリングバックによって広がろうとするので、その絞り端部１１５ａが、図６に示されるように上型２２とオイルポート１２の間の隙間Ｇへ進入して行く過程では、上型２２の球面状絞りガイド面２２１における最小径部（上端部）２２１ａを乗り越えた時点で、前記スプリングバック作用によって前記絞り端部１１５ａが円筒状ガイド面２２３にへばりつくようにして円筒状に押し出され、これによってシェル１１における筒状突縁部１１２が成形される。また、カシメ絞りが完了した状態では、この筒状突縁部１１２が、オイルポート１２の本体部１２２に対して外嵌状態になると共に、その先端（絞り端部１１５ａ）が、オイルポート１２の環状突部１２４による段差部と当接又は近接対向して略掛合状態になる。
【００３１】
カシメ絞りによるシェル１１の成形が終わったら、カシメ金型２０における下型２１と上型２２とを互いに上下に分離させることによって、シェル１１（アキュムレータ１０）を離型する。このとき、上述のように、シェル１１における筒状突縁部１１２の先端は、オイルポート１２の環状突部１２４と掛合しているので、磁石３２による吸着を解除しても、オイルポート１２がシェル１１内へ脱落するようなことはない。
【００３２】
次に図７に示されるように、シェル１１における筒状突縁部１１２の先端と、オイルポート１２の上部外周面とを互いに溶接ＷＤする。そして、これによって図１に示されるアキュムレータ１０の組立が完了する。
【００３３】
溶接ＷＤは、図７に太矢印で示すようにオイルポート１２を相対的に引っ張ることによって、フランジ部１２１をシェル１１の内面と密接させた状態で行う。このようにすれば、オイルポート１２が安定した状態でシェル１１と一体化することができ、しかもシェル１１とオイルポート１２の間に何らかの荷重が作用した場合に、溶接ＷＤに応力が集中するのを防止することができる。
【００３４】
また、シェル１１における筒状突縁部１１２の先端とオイルポート１２の上部外周面とを溶接ＷＤする際の開先角αは略直角となり、図１２に示されるように開先角θが鋭角だった従来技術に比較して十分に大きな開先角が確保されるため、溶接深さを深くして、溶接強度を向上させることができる。したがって、溶接条件の管理を簡素化することができる。
【００３５】
しかも、シェル１１は、筒状突縁部１１２によってオイルポート１２を抱持しているため、図１２に示される従来技術のようにシェル１０１におけるテーパ状の開口端部１０１ａに比較して、オイルポート１２に対する支持強度が高いものとなる。このため、オイルポート１２の溶接ＷＤ部を有効に補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の方法によって組み立てられたアキュムレータを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態において、金属筒体にブラダを組み込んだ状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態において、金属筒体及びオイルポートをカシメ金型にセットした状態を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態において、金属筒体のカシメ絞りによるシェルの成形過程を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態において、金属筒体のカシメ絞りによるシェルの成形完了状態を示す説明図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【図７】本発明の実施の形態において、シェルとオイルポートの溶接工程を示す説明図である。
【図８】従来技術によるアキュムレータを示す断面図である。
【図９】従来技術によるアキュムレータの組立方法において、シェルのカシメ前の状態を示す説明図である。
【図１０】従来技術によるアキュムレータの組立方法において、シェルのカシメ過程を示す説明図である。
【図１１】従来技術によるアキュムレータの組立方法において、シェルのカシメ完了状態を示す説明図である。
【図１２】従来技術によるアキュムレータの組立方法において、シェルとオイルポートの溶接工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０    アキュムレータ
１１    シェル
１１０    金属筒体
１１１    ガス封入口
１１２    筒状突縁部
１１３    内周段差部
１１４    椀状底部
１１５    筒状部
１１５ａ    絞り端部
１２    オイルポート
１２１    フランジ部
１２２    本体部
１２３    継手部
１２４    環状突部
１３    ブラダ
１４    ガスプラグ
１５    環状ホルダ
１６    ポペット
２０    カシメ金型
２１    下型
２１１    球面状凹面
２１２    位置決め凸段部
２２    上型
２２１    球面状絞りガイド面
２２２    位置決め凹段部
２２３    円筒状ガイド面
３０    オイルポートホルダ
３１    押え治具
３２    磁石
Ｇ    隙間
ＷＤ    溶接
【図１】
2007100853.tif 000003
【図２】
2007100853.tif 000004
【図３】
2007100853.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007100853.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007100853.tif 000011
【図１０】
2007100853.tif 000012
【図１１】
2007100853.tif 000013
【図１２】
2007100853.tif 000014