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発明の名称 圧力容器の製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−12401(P2001−12401A)
公開日 平成13年1月16日(2001.1.16)
出願番号 特願平11−188519
出願日 平成11年7月2日(1999.7.2)
代理人 【識別番号】100071205
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 陽一
【テーマコード(参考)】
3H086
3J046
【Fターム(参考)】
3H086 AA27 AA28 AD01 AD15 AD32 AD44 
3J046 AA14 BC13 CA02 DA10 EA03
発明者 磯島 陽一 / 牛島 正彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 容器本体(3)と鏡板(4)との間にベローズ(6)の開口側端部(6b)を挟み込んで固定してなる圧力容器(2)を製造する方法であって、前記鏡板(4)と前記ベローズ(6)の開口側端部(6b)とを複数個のローラー状回転電極(21)を用いて回転圧接溶接する予備組立工程と、前記予備組立工程を終了した前記ベローズ(6)を前記容器本体(3)に挿入するとともに前記鏡板(4)を前記容器本体(3)に被せて前記容器本体(3)と前記鏡板(4)との間に前記ベローズ(6)の開口側端部(6b)を挟み込み、この状態で前記容器本体(3)と前記鏡板(4)とを気密溶接する組立工程とを有することを特徴とする圧力容器の製造方法。
【請求項2】 請求項1の圧力容器の製造方法において、回転圧接溶接時に鏡板(4)の上に載せるベローズ(6)の開口側端部(6b)に前記鏡板(4)の外周側に配置される筒状の被溶接部(6c)を予め設け、前記被溶接部(6c)を前記鏡板(4)の外周に配置した状態で、前記被溶接部(6c)にその外周上等配に配設された複数個のローラー状回転電極(21)を押圧することを特徴とする圧力容器の製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力容器の構成部品である容器本体、ベローズおよび鏡板を溶接しながら組み立てる圧力容器の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】圧力容器の一種である金属ベローズ型アキュムレータにおいては、その構成部品である有底筒状の容器本体の開放端部に鏡板が被せられ、この容器本体と鏡板との間にベローズの開口側端部が挟み込まれ、この容器本体、ベローズおよび鏡板よりなる三部品がその積層部の外周においてティグ溶接またはプラズマアーク溶接工法によって溶接されている。したがってこの積層部ないし溶接部は三層の積層構造であって、しかも厚板と薄板とが組み合わされたものである。
【0003】しかしながら、従来は、この三層の積層構造を溶接するのに初回ビード部を再溶接する方法が採られているために、初回のビードの状態如何によってピンホールが発生し、溶接部の気密性を確保することや入熱での熱履歴等で溶接部の耐久性を確保することが課題となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の点に鑑みて、溶接部の気密性および耐久性を向上させることができ、しかも圧力容器の製作を容易化することができる圧力容器の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、本発明の請求項1による圧力容器の製造方法は、容器本体と鏡板との間にベローズの開口側端部を挟み込んで固定してなる圧力容器を製造する方法であって、前記鏡板と前記ベローズの開口側端部とをローラー状回転電極を用いて回転圧接溶接する予備組立工程と、前記予備組立工程を終了した前記ベローズを前記容器本体に挿入するとともに前記鏡板を前記容器本体に被せて前記容器本体と前記鏡板との間に前記ベローズの開口側端部を挟み込み、この状態で前記容器本体と前記鏡板とを気密溶接する組立工程とを有することを特徴とするものである。
【0006】また、本発明の請求項2による圧力容器の製造方法は、上記した請求項1の圧力容器の製造方法において、回転圧接溶接時に鏡板の上に載せるベローズの開口側端部に前記鏡板の外周側に配置される筒状の被溶接部を予め設け、前記被溶接部を前記鏡板の外周に配置した状態で前記被溶接部にその外周上等配に配設された複数個のローラー状回転電極を押圧することを特徴とするものである。
【0007】上記構成を備えた本発明の請求項1による圧力容器の製造方法のように、鏡板とベローズとよりなる予備組立品をローラー状回転電極を用いて回転圧接溶接により製作すると、ピンホールが発生しにくいために、気密性に優れた予備組立品を比較的短時間のうちに製作することが可能となる。またベローズの開口側端部を最終的に容器本体と鏡板との間に挟み込んだ状態でこの容器本体と鏡板とを溶接するために、溶接部の耐久性を向上させることが可能となる。
【0008】上記構成を備えた本発明の請求項1による圧力容器の製造方法は、これを以下のように実施するのが好適である。
【0009】すなわち先ず、鏡板の外方にベローズを被せたベローズの組立前品の鏡板を下方向きに位置させ、圧接溶接位置で、ローラー状回転電極間に挟み、加圧、回転および電流印加を行なうことにより回転圧接溶接し、ベローズ予備組立品を製作する。次いで、この予備組立品のベローズの外方に制振リングを装着し、容器本体に予備組立品を挿入し、気密継手となる位置を全周に亙ってティグ溶接またはプラズマアーク溶接工法等によって溶接することにより圧力容器を製作する。尚、アキュムレータとしては、その後、鏡板の気体供給口から気体を封入し、盲板を溶接することになる。
【0010】また、上記構成を備えた本発明の請求項2による圧力容器の製造方法においては、ベローズの開口側端部に予め設けた筒状の被溶接部にその外周上等配に配設された複数個のローラー状回転電極により加圧・回転および電流印加が行なわれるために、全周に亙って均一で、気密性に優れた溶接状態を実現することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施形態を図面にしたがって説明すると、当該実施形態に係る圧力容器の製造方法は、図1に示す金属ベロース型アキュムレータ1を製造するものである。
【0012】図1のアキュムレータ1は、以下のように構成されている。
【0013】すなわち先ず、有底筒状の容器本体(シェルとも称する)3の開放端部3aの内周側に鏡板(蓋、エンドカバーまたはガスエンドカバーとも称する)4が溶接固定されて、この容器本体3と鏡板4とによって圧力容器(ハウジングとも称する)2が設けられており(符号13が溶接痕を示している)、この圧力容器2の内部にベローズ6よりなる作動部材5が収容されている。
【0014】ベローズ6は、その蛇腹部6aの開口側端部(図上上端部)6bに筒状の被溶接部6cが一体に設けられて、この被溶接部6cが鏡板4の外周面に溶接固定されており、更に溶接後にこの被溶接部6cが鏡板4の外周面と容器本体3の開放端部3aの内周面との間に挟み込まれることにより、鏡板4と容器本体3との間に気密的に挟持されている。またベローズ6の他端部(図上下端部)6dにはその一部としてベローズキャップ(端部材とも称する)7が一体成形されており、よってこのベローズ6により圧力容器2の内部がベローズ6の内側の気体室(ガス室とも称する)8と、外側の圧力室(液体室またはフルード室とも称する)9とに区分けされている。ベローズ6には、電着ベローズ、成形ベローズまたは溶接ベローズ等よりなる金属ベローズが用いられるが、アキュムレータ1の使用や用途によっては、その他の材質や種類のベローズを用いることも可能である。また、ベローズキャップ7はベローズ6に対して別体に成形されて後付けされるものであっても良い。
【0015】図上上側の鏡板4に、気体室8に気体(ガスとも称する)を注入するための気体供給口(ガス注入口とも称する)10が設けられており、この気体供給口10に、この気体供給口10を気体注入後に閉塞するための盲板(閉塞部材とも称する)11が設けられており、この盲板11が圧接溶接工法等によって気体供給口10の周縁部に対して強固に固定されている。したがってこの盲板11を固定する以前に気体供給口10から気体室8に所定圧力の気体を注入し、注入後、気体供給口10を盲板11によって閉塞することにより所定圧力の気体を気体室8に封入する。封入する気体の種類としては、窒素ガスまたは不活性ガス等が好適である。
【0016】また、図上下側の容器本体3の端壁部3bに、図示しない油圧配管等の圧力配管に接続されて圧力配管内の圧力を圧力室9に導入するための圧力供給口12が設けられている。したがって当該アキュムレータ1を図示しない取付部において圧力配管に接続し、この圧力配管内の圧力を圧力導入口12から圧力室9に導入する。圧力媒体は一般に圧油であるが、その他の液体または気体等であっても良い。
【0017】圧力容器2内に配置されたベローズ6の他端部6d近傍の外周側に制振リング13が設けられており、ベローズ6の伸縮作動時にこの制振リング13がその外周部をもって容器本体3の内周面に対して摺動する。したがってこの制振リング13の摺動による案内によって、ベローズキャップ7が容器本体3の内周面と平行に移動するとともにベローズ6が容器本体3の内周面と平行に伸縮し、これによりベローズキャップ7ないしベローズ6が容器本体3の内周面に対して噛るのが防止される。尚、この制振リング13はベローズ6の外周に後付けできるように円周上の一箇所で分断されており、またこの制振リング13によって圧力室9が二つの空間9a,9bに分断されることがないよう、この制振リング13には図示しない切欠等による圧力連通部が設けられている。
【0018】また、ベローズキャップ7の端面部(図上下面部)にパッキン等よりなる環状の密封要素(図示せず)が設けられており、ベローズ6の伸長時であってベローズキャップ7の下降時にこの密封要素が容器本体3の端壁部3bの内面に密接して圧力室9と圧力供給口12とを遮断する。したがってこの遮断後は圧力配管内の圧力が更に低下しても圧力室9内の圧力は低下せず、よって気体室8内の封入気体圧と圧力室9内の圧力とが均衡状態を保ってベローズ6が膨らむのが防止され、これによりベローズ6が容器本体3の内面に対して噛るのが防止される。
【0019】上記構成を備えたアキュムレータ1を製造するに際しては、各部品を製作してから、以下のような予備組立工程を実施し、更に組立工程を実施する。
【0020】予備組立工程・・・図2(A)および(B)に示すように、鏡板4を上下反対向きとして図示しない回転駆動装置にセットし、この鏡板4の上に開口部を下向きとしたベローズ6を載せ、このときベローズ6の蛇腹部6aの開口側端部6bに予め形成した筒状の被溶接部6cを鏡板4の外周側に正確に配置する。または鏡板4とベローズ5とを予めこのように組み合わせてから、これらを纏めて図示しない回転駆動装置にセットする。
【0021】次いで、少なくとも二つよりなる複数のローラー状回転電極21を被溶接部6bと同じ高さ位置にセットして、このローラー状電極21によって鏡板4およびベローズ6を挟み込み、加圧(矢印C)・回転(矢印D)させながら溶接電流を印加して被溶接部6cを全周に亙って回転圧接溶接し、これにより鏡板4およびベローズ6を一体に備えた予備組立品を製作する。なお、複数個のローラー状回転電極21は被溶接部6cの円周に対して等配に配置すると、電極21間の加圧のバランスがとれる利点がある。
【0022】組立工程・・・次いで、本組立を行なう。すなわち先ず、上記予備組立を終了したベローズ6の外周に制振リング13を装着してから、図3に示すように、このベローズ6を容器本体3に挿入するとともに鏡板4を容器本体3に被せて容器本体3と鏡板4との間にベローズ6の溶接済みの被溶接部6cを挟み込み、この状態で容器本体3と鏡板4とを全周に亙ってティグ溶接またはプラズマアーク溶接工法等によって溶接し、これにより容器本体3、鏡板4およびベローズ6を一体に備えた組立品を製作して圧力容器の製作を終了する。符号14はアーク溶接トーチを示している。尚、容器本体3と鏡板4とを全周に亙って溶接する場合、溶け込み深さは、ベローズ6の開口部端まで溶け込ませ、圧接溶接部には入熱量が少ない溶接条件を設定する。
【0023】また引き続き、上記組立を終了した圧力容器をアキュムレータ用として仕上げるときには、上記したように鏡板4に予め形成した気体供給口10から気体室8に所定圧力の気体を注入し、注入後、気体供給口10を盲板11によって閉塞することにより所定圧力の気体を気体室8に封入する。
【0024】上記製造方法は、以下の作用効果を奏することが可能である。
【0025】すなわち先ず、上記製造方法によれば、その予備組立工程において、鏡板4とベローズ6とよりなる予備組立品をローラー状回転電極21を用いて回転圧接溶接により製作するようにしたために、ピンホールが発生しにくいと云う利点を活かして、気密性に優れた予備組立品を製作することができる。また一対のローラー状回転電極21をもって回転しながら溶接を行なうために、比較的短時間のうちに溶接を完了することができる。また組立工程において、ベローズ6の開口側端部6bを最終的に容器本体3と鏡板4との間に挟み込んだ状態でこの容器本体3と鏡板4とを溶接するようにしたために、溶接部の耐久性を向上させることができる。したがってこれらのことから溶接部の気密性および耐久性を向上させることができ、しかも圧力容器の製作を容易化することができる。
【0026】またこれに加えて、予備組立の段階で、ベローズ6の開口側端部6bに予め形成した筒状の被溶接部6cに、その外周上等配に配設された複数個のローラー状回転電極21により加圧・回転および電流印加が行なわれるために、全周に亙って均一で気密性に優れた溶接状態を形成することができる。
【0027】尚、上記の実施形態においては、鏡板4の外周面を平滑な円筒面としたが、図4に示すように、この鏡板4の外周面に予め断面半円状ないし円弧形の窪み4aを設けても良く、このように鏡板4の外周面に予め窪み4aを設けると、溶接が一層強固となる利点がある。
【0028】また、上記実施形態による製造方法は、他の例として図5に示すような金属ベローズ型アキュムレータ1にも適用することが可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明は、以下の効果を奏する。
【0030】すなわち先ず、上記構成を備えた本発明の請求項1による圧力容器の製造方法においては、その予備組立工程において、鏡板とベローズの開口側端部とを複数個のローラー状回転電極を用いて回転圧接溶接するようにしたために、ピンホールが発生しにくいと云う利点を活かして、気密性に優れた予備組立品を製作することができる。また回転しながら溶接を行なうために、比較的短時間のうちに溶接を完了することができる。またその組立工程において、容器本体と鏡板との間にベローズの一端部を挟み込んだ状態で容器本体と鏡板とを気密溶接するようにしたために、溶接部の耐久性を向上させることができる。したがってこれらのことから溶接部の気密性および耐久性を向上させることができ、しかも圧力容器の製作を容易化することができる。
【0031】またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項2による圧力容器の製造方法においては、予備組立工程において、回転圧接溶接時に鏡板の上に載せるベローズの開口側端部に鏡板の外周側に配置される筒状の被溶接部を予め設け、この被溶接部を鏡板の外周に配置した状態でこの被溶接部にその外周側から複数個のローラー状回転電極を押し付けて加圧、回転および電流印加を行なうようにしたために、全周に亙って均一で気密性に優れた溶接状態を実現することができる。




 

 


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