| 【発明の名称】 |
圧力容器およびその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】丸山 久直
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| 【要約】 |
【課題】この発明は、有底の筒状体を組合せて、溶着部分を全て筒状体の外周に沿う環状に設定して、圧力に対する強度と、信頼性を高める圧力容器に関する。
【解決手段】この発明の圧力容器は、負圧または加圧された物質を蓄える圧力容器において、プレス加工やスピニング加工などの一体成形加工で形成された有底の筒状体を複数組合せて１または複数の圧力室を形成し、その接合個所を外周に沿って環状に溶着した構成からなっている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 負圧または加圧された物質を蓄える圧力容器において、プレス加工やスピニング加工などの一体成形加工により形成された有底の筒状体を複数組合せて１または複数の圧力室を形成し、その接合個所を筒状体の外周に沿って環状に溶着してなることを特徴とする圧力容器。
【請求項２】 有底の筒状体を同一の向きに組合せて固着し、後方の筒状体の底部を前方の筒状体との隔壁となし、２以上の独立した圧力室を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の圧力容器。
【請求項３】 有底の筒状体の底部外周に沿って環状の段差部を形成し、または有底の筒状体の開口端に沿って環状の段差部を形成し、一方の有底の筒状体の段差部に、組合せる他方の有底の筒状体の開口端または底部外周を重ねて接合個所とし、該接合個所を溶着してなることを特徴とする請求項１または２に記載の圧力容器。
【請求項４】 圧力容器が、車両用のエアータンクであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の圧力容器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、車両用のエアータンクのように負圧または加圧された物質を蓄える圧力容器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のトラック用エアータンク１０は、図８に示すように、平板を円筒状に巻いて直線状の継ぎ部を直線継ぎ溶接Ｗ１して両端が開口する筒状部材１２とし、その両開口部に半球状の蓋体１９を円周溶接Ｗ２した構造からなっている。更に、２部屋以上の独立した圧力室を有する場合は、前記蓋体１９を溶接するに先立って、蓋体１９と同形状の隔壁１３を前記筒状部材１２の内部に挿入し、その円形状の継ぎ部１７を内側から溶接して一体に形成する構造となっている（図９参照）。これらの構造は、いずれも圧力を内部に蓄えた際に発生する最大主応力方向である円筒部の円周方向と直交する方向に溶接線があり、強度的信頼性が低い。また、複数の圧力室を形成する場合は、前記筒状部材の内側で隔壁の溶接を行うので多量のスパッターがタンクの内壁面に付着してしまう。そのためスパッターの除去に手間がかかるだけでなく、除去が不十分だとエアーの流通に伴い配管途中の各種バルブ等に詰まり、圧力制御機器の作動に重大な不具合を発生させる虞れがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記事情に鑑みて創案されたものであって、その主たる課題は、有底の筒状体を組合せて、溶接する接合個所を全て筒状体の外周に沿う環状に設定して、内部に蓄えられる圧力に対する強度を高め、また信頼性を向上することのできる圧力容器を提供することにある。この発明の別の課題は、複数の圧力室を有する場合であっても溶着部分を筒状体の外周に設けたので、溶接する際にスパッターが容器の内部に付着することがない圧力容器を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、請求項１の発明では、負圧または加圧された物質を蓄える圧力容器において、プレス加工やスピニング加工などの一体成形加工で形成された有底の筒状体を複数組合せて１または複数の圧力室を形成し、その接合個所を外周に沿って環状に溶着してなる、という技術的手段を講じている。また、請求項２の発明では、有底の筒状体を同一の向きに組合せて固着し、後方の筒状体の底部を前方の筒状体との隔壁となし、２以上の独立した圧力室を形成してなる、という技術的手段を講じている。更に、請求項３の発明では、有底の筒状体の底部外周に沿って環状の段差部を形成し、または有底の筒状体の開口端に沿って環状の段差部を形成し、該段差部に、組合せる他方の有底の筒状体の開口端または底部外周を重ねて接合個所とし、該接合個所を溶着してなる、という技術的手段を講じている。請求項４の発明では、圧力容器が、車両用のエアータンクである、という技術的手段を講じている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の圧力容器をトラックのエアータンクに適用した場合の好適実施例について図面を参照しながら説明する。第１実施例のエアータンク１は、図１および図２に示すように、プレス加工やスピニング加工などの一体成形加工で成形された有底の筒状体２を複数用いて組合せており、この筒状体２、２の接合個所７に溶接を施して環状の溶着部分８を形成し、１つの圧力室１ａを有する１部屋タイプのエアータンクからなっている。
【０００６】即ち、筒状体２は金属製からなっており、図２で明瞭なように、プレス加工やスピニング加工などにより一体成形されるものであって、底部３が略球面状に形成されており、該底部３の外周に沿って周壁４側がその板厚分だけ大径になるような段差部５が形成されている。更に図示例の場合、一方（図中左側）の筒状体２の周壁４の端部には、先端が周壁の板厚分だけ拡開する端部側の段差部６が一体に形成されている。
【０００７】そして、一方の筒状体２の上記端部側の段差部６の内側に、これと対向させた他方の筒状体２の周壁４の端部４ａを嵌込む。これにより、一方の筒状体２の端部側の段差部６と、他方の筒状体２の周壁４の端部４ａとが内外に重合して、接合個所７となる。この接合個所７は、筒状体２の外周に沿って環状に形成されるので、この接合個所に沿って溶接を行った溶着部分８（図１参照）も外周に沿った環状に形成される。
【０００８】従って、図８に示す従来構造では、円筒部１２の直線継ぎ溶接Ｗ１と、蓋体１９の円周溶接Ｗ２の２ヶ所とが必要であるのに対し、本実施例では、上記中央１ヶ所の円周溶接となる溶着部分８だけで完了するので、溶接長をほぼ１／３程度に削減することができる。また、この溶着部分８は、エアータンク１の内部に圧力を蓄えた際の最大主応力と平行になるので、従来構造と同じ条件であれば、素材の板厚を約半分に低減でき、約５０％の軽量化を図ることができる。
【０００９】図３および図５に示す第２実施例のエアータンク１は、内部を２つに仕切って２つの圧力室１ａ、１ｂを形成した２部屋タイプを示す。このエアータンク１では、筒状体２は底部３の外周に沿って段差部５を有する構造からなっている。
【００１０】この２つの筒状体２は直列につないで、一方の筒状体２の周壁４の端部４ａを、他方の筒状体２の段差部５に外から掛止めて、環状の接合個所７を形成し、外から接合個所７を溶接して環状の溶着部分を形成する（図５参照）。また、他方の筒状体２の周壁４の端部には、底部３と同様に球面状に形成された蓋体９が開口を塞ぐように嵌め込まれ、接合個所７’が環状に溶着されてエアータンク１が形成される。
【００１１】図４に示す第３実施例のエアータンク１では、内部を３つに仕切って３つの圧力室１ａ、１ｂ、１ｃを形成した３部屋タイプを示す。このエアータンク１では、３つの筒状体２、２、２を直列につないでおり、前方の筒状体２の周壁４の端部４ａを、後方の筒状体２の段差部６に外から掛止めて、それぞれ環状の接合個所７を形成し、外から接合個所７を溶接する。そして、最後方の筒状体２の周壁４の端部には、底部３と同様に球面状に形成された蓋体９が開口を塞ぐよう外側から環状に溶着してエアータンク１が形成される。４つ以上に仕切る場合も、上記に準じて形成すればよい。
【００１２】このように２部屋以上の独立した圧力室を有するタイプにおいて、従来構造では隔壁を溶接する際に発生するスパッターがタンクの内壁面に付着する虞れがあったが、本実施例では、有底の筒状体２を同じ方向に並べて、該筒状体２の外側から溶接を施すため、筒状体２の内部に溶接スパッターが付着しない。
【００１３】次ぎに、図６に示す第４実施例では、筒状体２に段差部５、６を設けていない。このエアータンク１では、一方（内側）の筒状体２に板厚分の段差部を形成しなくとも、他方（外側）の筒状体２との接合は可能であり、前記実施例と同様に筒状体２の外周に沿って溶着が行われる。
【００１４】この場合、一方（内側）の筒状体２の開口端部（図示せず）に取付けられる蓋体９（図示せず）は、その外径を板厚の２倍に相当する分だけ小径に設定する必要があるので、プレス加工で成形する場合に限り専用の成形型が必要となるが、その他の作用、効果は前記実施例と同様である。
【００１５】また、図７に示す第５実施例では、筒状体２が、底部３に段差部５を設けずに周壁４の端部に板厚分の段差部６を形成している。この場合も、図示例のように他方（内側）の筒状体２との接合は可能であるが、圧力室となる部屋数の違いや隔壁の位置の違いにより、一方（外側）の筒状体２の絞り深さが異なる場合には、プレス加工で成形する場合に限りそれぞれ専用の成形型が必要となるが、この場合もその他の作用、効果は前記実施例と同様である。
【００１６】この発明の圧力容器は、トラック用エアータンク以外に、建設機械のエアータンク、ベビーコンプレッサ用エアータンクなどに適用することができ、特にその用途を問わない。また、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で種々設計変更しうる。
【００１７】
【発明の効果】この発明によれば、有底の筒状体の組み合わからなるので、従来のエアー圧を蓄えた際に発生する最大主応力を横切る溶接（直線溶接）を廃止することができ、溶着部分が全て筒状体の外周に沿う環状に設定されると共に従来より溶接長が短縮されるので、内部に蓄えられる圧力に対する強度を高め、信頼性を向上することができる。また、同一条件であれば従来に比べて素材の板厚を薄くすることができると共に、有底の筒状体からなるので蓋体の一方や隔壁の溶接が不要となり、タンクの重量を軽量化しうる。従って、車両へ取付ける場合には、取付作業が軽減され、車両の積載重量を増加できる。また、部品点数を減らすと共に溶接長を大幅に短縮化することができ、素材の薄型化や組立作業の簡略化と相俟って製造コストの低減を図ることができる。更に、複数の圧力室を有する場合であっても溶着部分を筒状体の外周に設けたので、溶接する際にスパッターが容器の内部に付着することがなく圧力回路の信頼性が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９０００１５７９
【氏名又は名称】プレス工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月６日（１９９９．１０．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３１８３
【弁理士】
【氏名又は名称】西 良久
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１０８１０１（Ｐ２００１−１０８１０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２０日（２００１．４．２０） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２８５９６９ |
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