(57)【要約】      （修正有）【課題】ベローズ式圧力感応装置において、ベローズとベローリングの組み付け精度のばらつきを解消し、それらの接合強度の向上とベローズ動作性能の安定化を図る。【解決手段】受圧圧力によって伸縮可能なベローズ３の上端部３ａをベローリング４のベローズ取付孔に挿通させるとともに、ベローズ３の上端部３ａを折り曲げた折曲部３ｂにベローリング４の内周側端部４ｄを係合させ、ベローズ３とベローリング４とをろう付け接合するベローズ組付構造を含み、ベローリング４は、その内周側端部４ｄに、内周側端部４ｄとベローズ３の上端部３ａとの間にろう材を流し込む隙間を形成するための第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受圧圧力によって伸縮可能なベローズの端部をベローリングの貫通孔に挿通させるとともに、前記ベローズの端部を折り曲げた折曲部に前記ベローリングの内周側端部を係合させ、前記ベローズと前記ベローリングとをろう付け接合するベローズ組付構造を含み、
前記ベローリングは、その内周側端部に、該内周側端部と前記ベローズの端部との間にろう材を流し込む隙間を形成するための突起部を備えることを特徴とするベローズ式圧力感応装置。
【請求項２】
前記突起部は、前記内周側端部の上面に突設された第１の突起部と、前記内周側端部の下面に突設された第２の突起部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のベローズ式圧力感応装置。
【請求項３】
前記突起部は、所定の間隔を隔てて複数配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載のベローズ式圧力感応装置。
【請求項４】
前記複数の突起部は、前記貫通孔と同心円状に配列されることを特徴とする請求項３に記載のベローズ式圧力感応装置。
【請求項５】
前記第１の突起部の高さは、前記ベローズの折曲部に前記ベローリングの内周側端部を係合させた状態において、該ベローズの折曲部の上側表面が位置する高さと、該ベローリングの上面側の頂点が位置する高さとが実質的に同一となるように設定されることを特徴とする請求項２、３又は４に記載のベローズ式圧力感応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受圧圧力によって伸縮するベローズを備えるベローズ式圧力感応装置に関し、特には、ベローズをベローリングに組み付けるベローズ組付構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベローズ式圧力感応装置は、各種の自動制御機器に組み込まれている。例えば、冷凍サイクルにおいて、凝縮圧力（温度）を安定に制御することは、膨張弁への最適な冷媒流量の確保や圧縮機への過負荷を防止するなどの点で重要である。このため、水冷凝縮器においては、冷媒の負荷変動を抑え、絶えず安定した冷媒流量の供給を行う目的で、ベローズ式圧力感応装置を備える冷却水用制水弁（流量調整弁）が備え付けられる。
【０００３】
制水弁は、冷凍サイクルが運転されている間、凝縮圧力の負荷変動に応じて冷却水量を自動的に調整することで、凝縮圧力を一定範囲内に保持する役割を担うものであり、その一例として、凝縮圧力を検知して冷却水の流量を調整する圧力式制水弁が知られている。
【０００４】
この種の圧力式制水弁としては、例えば、特許文献１に記載されたものがあり、図６（ａ）に示すように、上下に昇降するステム２１と、ステム２１に連結された弁体２２とが配置された弁本体２３と、弁本体２３の上方に設けられ、ステム２１を下方に付勢するコイルばね２４を収納するばねケース２５と、弁本体２３の下方に設けられ、凝縮圧力Ｐｃに応じて収縮するベローズ２６を収納するベローケース２７とで構成されるベローズ式圧力感応装置を備える。
【０００５】
上記の圧力式制水弁２０におけるベローズ式圧力感応装置は、コイルばね２４のばね荷重Ｐｓを上回る凝縮圧力Ｐｃが付与されると、ベローズ２６が上方に収縮し、ベローズ２６内に配置されるカラー２８を介してステム２１が押し上げられる。その結果、ステム２１及び弁体２２が上方に移動するとともに、弁本体２３内の弁座３０から弁体２２が離間し、流路３１が開放されて冷却水が供給される。このとき、凝縮圧力Ｐｃとばね荷重Ｐｓとの差分に応じてステム２１の押し上げ量が増減され、流路３１を流れる冷却水の流量が調整される。なお、コイルばね２４のばね荷重Ｐｓは、ばねケース２５に付設された調節ねじ２９によって調節することが可能である。
【０００６】
一方、凝縮圧力Ｐｃがばね荷重Ｐｓを下回る場合には、コイルばね２４の付勢力によってステム２１が押し下げられ、ステム２１及び弁体２２が下方に移動し、弁体２２が弁座３０に当接する。これにより、流路３１が閉鎖され、冷却水の供給が停止される。
【０００７】
ところで、このベローズ式圧力感応装置におけるベローズ組付構造は、図６（ｂ）に示すように、ベローズ２６の上端部２６ａに形成される折曲部２６ｂによって、図７に示すベローリング３２の内周側端部３２ａをかしめるとともに、ベローズ２６及びベローリング３２の組付体をベローケース２７の内側に嵌合するように構成される。なお、ベローズ２６、ベローリング３２及びベローケース２７の最終的な接合は、半田等のろう材により、ろう付け部３５ａ〜３５ｃをろう付けすることによって行われる。
【０００８】
上記のろう付け工程において、図６に示すように、折曲部２６ｂと内周側端部３２ａとの間にろう材を流し込む必要があるため、ベローズ２６の上端部２６ａの折り曲げ具合を適切に調節しなければ、次のような問題を引き起こすことになる。
【０００９】
例えば、ベローズ２６の上端部２６ａを折り曲げ過ぎた場合には、折曲部２６ｂと内周側端部３２ａとが密着し、それらの間にフラックス及びろう材が流れ込む空間が存在しなくなるため、ろう付け工程において、かしめ部の全周にろう材が行き渡らなくなり、接合不良や気密漏れ等を招く不都合が生じる。一方、上端部２６ａの折り曲げが不足した場合には、折曲部２６ｂと内周側端部３２ａとの隙間が大きくなり、ろう付け工程において、フラックス及びろう材が過剰に流れるようになる。その結果、ベローズ２６のひだ部分（収縮可動部）にまでろう材が流れ込み、ベローズ２６の性能が損なわれたり、ろう材の引っ張り強度が低下するなどの問題が発生する。
【００１０】
このため、両者のかしめにあたっては、図８（ａ）に示すように、適切な大きさの隙間３８ａ、３８ｂを内周側端部３２ａの上下全周に亘って均一に確保することが要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１４１７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、かしめ後の状態において、内周側端部３２ａの上下に隙間３８ａ、３８ｂを確保したとしても、図８（ｂ）に示すように、ベローズ２６の自重によってベローズ２６が下降し、内周側端部３２ａの上側の隙間３８ａが消滅することがある。
【００１３】
このため、かしめ作業にあたっては、図８（ｃ）に示すように、ベローズ２６の上端部２６ａの折り曲げ度合いを適度に緩め、所定の高さの浮き上がり２６ｄが残るような手加減が要求される。しかし、そうした手加減は、かしめ作業を担当する作業員の勘に頼らざるを得ないため、適切な加減を施すことが困難であったり、個人差が生じて品質のばらつきを招くといった問題がある。
【００１４】
また、従来の組み付け方法においては、ベローズ２６の浮き上がり２６ｄの高さがばらつき易いため、場合によっては、図９に示すように、ベローズ２６の頂点２６ｃがベローリング３２に設けられる補強用の突出部３２ｂの頂点３２ｃよりも下側に位置する状態で組み付けられることがある。
【００１５】
こうした状態で、ベローケース２７の上部にケース蓋３３を設置すると、ケース蓋３３の下面３３ａが突出部３２ｂに当接し、ケース蓋３３の下面３３ａとろう付け部３５ａの上面との間に空間が形成されるようになる。その結果、凝縮圧力Ｐｃによる荷重が作用した際に、かしめ部やその周辺部分が変形し、ろう付け部３５ａ〜３５ｃの剥がれやひび割れを招くことがあった。
【００１６】
これらの問題は、圧力式制水弁（流量調整弁）２０でのベローケース２７に限られるものではなく、ベローズをベローリングに組み付けるベローズ組付構造であれば、概ね同様に生じ得る。このため、ベローズ式の圧力制御弁、流量調整弁、圧力スイッチ等の様々な分野において、ベローズ組み付けにあたっての精度のばらつきを解消することが強く求められている。
【００１７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、ベローズとベローリングとの組み付け精度を均一化し、接合強度及びベローズ動作性能の安定化を図ることが可能なベローズ式圧力感応装置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】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、ベローズ式圧力感応装置であって、受圧圧力によって伸縮可能なベローズの端部をベローリングの貫通孔に挿通させるとともに、前記ベローズの端部を折り曲げた折曲部に前記ベローリングの内周側端部を係合させ、前記ベローズと前記ベローリングとをろう付け接合するベローズ組付構造を含み、前記ベローリングは、その内周側端部に、該内周側端部と前記ベローズの端部との間にろう材を流し込む隙間を形成するための突起部を備えることを特徴とする。
【００１９】
そして、本発明によれば、ベローズとベローリングとの組み付けに際して、ベローリングの内周側端部とベローズの端部との間に、一定の大きさの隙間を容易に形成することができるため、作業員の熟練度や勘に依存することなく、均一な精度で隙間を形成することが可能になる。このため、ろう付けにあたって、ベローリングの内周側端部とベローズの端部との間に適切にろう材を流し込むことができ、両者の接合強度を安定させることが可能になり、延いては、ベローズ動作性能を安定させることができる。
【００２０】
前記ベローズ組付構造において、前記突起部が、前記内周側端部の上面に突設された第１の突起部と、前記内周側端部の下面に突設された第２の突起部とを備えることができる。これによれば、ベローリングの内周側端部の上下において、ベローズの端部との間に適切な隙間を容易に形成することが可能になる。
【００２１】
前記ベローズ組付構造において、前記突起部を、所定の間隔を隔てて複数配置することができ、また、これらの突起部を前記貫通孔と同心円状に配列することができる。これによれば、バランス良く隙間を形成することができ、ろう付けにあたってのろう材の良好な流通性を確保することが可能になる。
【００２２】
前記ベローズ組付構造において、前記第１の突起部の高さを、前記ベローズの折曲部に前記ベローリングの内周側端部を係合させた状態において、該ベローズの折曲部の上側表面が位置する高さと、該ベローリングの上面側の頂点が位置する高さとが実質的に同一となるように設定することができる。これによれば、ベローズが収縮する方向への圧力を受けた際に、ベローズとベローリングとの係合部やその周辺部分が変形するのを防止でき、ろう付け部の剥がれやひび割れを防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、ベローズとベローリングとの組み付け精度を均一化し、接合強度及びベローズ動作性能を安定させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明にかかるベローズ式圧力感応装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のベローリングを示す図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ１−Ａ２−Ａ３線断面図である。
【図３】ベローズとベローリングとの組付構造を示す断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は、各々、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面、Ｃ−Ｃ線断面、Ｄ−Ｄ線断面に相当する部分を示す。
【図４】ベローズの上端部とベローリングの内周側端部とを示す拡大断面図である。
【図５】ベローズとベローリングとの組付工程を示す図である。
【図６】圧力式制水弁の一例を示す図であり、（ａ）は、断面図、（ｂ）は、（ａ）の領域Ｆの拡大図である。
【図７】図６（ｂ）のベローリングを示す図であり、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、（ａ）のＧ−Ｇ線断面図である。
【図８】従来のベローズとベローリングとの組付工程におけるベローズの上端部とベローリングの内周側端部との関係を示す拡大断面図である。
【図９】従来のベローズ組付構造におけるケース蓋との関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明にかかるベローズ式圧力感応装置の一実施形態を示し、このベローズ組付構造１は、ベローケース２と、ベローケース２内に収納されたベローズ３と、ベローズ３の上端部に連結されたベローリング４と、ベローズ３内に設置され、ステム（不図示）を下方から支持するカラー５と、ベローケース２の上部に載置されるケース蓋６と、ベローケース２の下部に連結され、凝縮圧力Ｐｃをベローケース２内に伝達するユニオン７とから構成される。
【００２７】
ベローズ３は、側周面が断面視蛇腹状に形成された有底の略円筒状を有し、凝縮圧力Ｐｃに応じて軸線方向に収縮可能に構成される。このベローズ３は、ユニオン７の貫通孔を通じて作用する凝縮圧力Ｐｃに応じてステムを上方に押し上げるために設けられる。
【００２８】
ベローリング４は、ベローズ３とベローケース２を連結するためのものであり、図２に示すように、上面視円環状に形成され、その中央部には、ベローズ３の上端部を挿通させるベローズ取付孔４ａが穿設される。ベローリング４の上面４ｂには、ベローリング４の強度を補うための複数の突出部４ｃが形成され、また、内周側端部４ｄには、上方に突出する第１の突起部４ｅと、下方に突出する第２の突起部４ｆとが形成される。
【００２９】
これら第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆは、いずれも、所定の間隔を隔てて複数形成されるとともに、ベローズ取付孔４ａと同心円状に配置される。また、第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆは、第１の突出部４ｅと第２の突出部４ｆとが交互に位置するように配列される。なお、図２（ａ）においては、第１及び第２の突出部４ｅ、４ｆを６個ずつ形成しているが、個数はこれに限られるものではない。また、突出部は、全周に亘ってリング状に整列したものであってもよい。
【００３０】
次に、ベローズ３とベローリング４との組付構造について、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００３１】
ベローズ３とベローリング４との組み付けは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ベローズ３の上端部３ａに形成される折曲部３ｂの内側に、ベローリング４の内周側端部４ｄを係合させることによって行う。なお、ベローズ３とベローリング４との接合は、ベローズ３の折曲部３ｂとベローリング４の内周側端部４ｄとの間に、半田等のろう材を流し込み、ろう付け部８ａ、８ｂをろう付けすることによって行う。
【００３２】
上記組付構造において、ベローリング４の内周側端部４ｄに第１の突起部４ｅが形成された領域では、図３（ａ）に示すように、第１の突起部４ｅとベローズ３の折曲部３ｂの上側裏面３ｃとが当接し、また、第２の突起部４ｆが形成された領域では、図３（ｂ）に示すように、第２の突起部４ｆとベローズ３の折曲部３ｂの下側表面３ｄとが当接する。
【００３３】
このため、図３（ｃ）に示すように、第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆが形成されていない領域において、ベローリング４の内周側上面４ｇとベローズ３の折曲部３ｂの上側裏面３ｃとの間、及びベローリング４の内周側下面４ｈとベローズ３の折曲部３ｂの下側表面３ｄとの間の各々に、ろう付け部８ａ、８ｂが確保される。
【００３４】
なお、図４に示すように、第１の突起部４ｅの高さＨ１は、組み付け後の状態で、ベローズ３の折曲部３ｂの上側表面３ｅが、ベローリング４に形成された突出部４ｃの頂点４ｉと実質的に同一高さに位置するように設定される。
【００３５】
上記の構成により、図３（ａ）に示すように、ベローケース２の上部にケース蓋６を取り付けた状態において、ケース蓋６の下面とろう付け部８ａの上面との間に、無用な空間が形成されるのを防止することができる。このため、凝縮圧力Ｐｃによる荷重が作用した場合でも、かしめ部やその周辺部分がベローズ３の内側に変形することがなく、ろう付け部８ａ、８ｂの剥がれやひび割れを防止することが可能になる。
【００３６】
一方、図４に示す第２の突起部４ｆの高さＨ２は、ろう付け部８ｂ（図３（ｃ）参照）が適度な大きさとなる（ろう付け時のろう材の流通性が適当になる）ように設定すればよく、第１の突起部４ｅの高さＨ１と同一の高さに設定してもよいし、異なる高さに設定してもよい。
【００３７】
次に、ベローズ３とベローリング４との組み付け方法について、図５を参照しながら説明する。
【００３８】
ベローズ３とベローリング４との組み付けにあたっては、先ず、図５（ａ）に示すように、上端部３ａを立ち上げた状態のベローズ３に、上方からベローリング４を被せ、その状態から、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、ベローズ３の上端部３ａを折り曲げてベローリング４の内周側端部４ｄをかしめる。
【００３９】
折り曲げの際、第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆが形成された領域においては、図５（ｂ）に示すように、第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆがベローズ３に当接し、ベローズ３の上端部３ａの折り曲げ度合いが制限される。このため、かしめ時の押し込み加減に依存することなく、一定の折り曲げ角度で上端部３ａを折り曲げることができる。
【００４０】
これにより、作業員の熟練度の如何に拘わらず、図５（ｃ）に示すように、第１及び第２の突起部４ｅ、４ｆが形成されていない領域において、常時、一定の大きさの隙間９ａ、９ｂを形成することが可能になる。従って、均一な精度で隙間９ａ、９ｂを形成することができ、隙間９ａ、９ｂの一方又は双方が確保されなかったり、隙間９ａ、９ｂの大きさにばらつきが生じるのを防止することが可能になる。
【００４１】
また、組み付け後の状態においても、第１の突起部４ｅによりベローズ３が支持されるため、ベローズ３の自重によってベローズ３が下降することがなく、事後的に隙間９ａが消滅するのを回避することが可能になる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態によれば、簡単に隙間９ａ、９ｂを形成することができるため、後のろう付け工程において、適切にろう材を流し込むことが可能になる。これにより、ベローズ３とベローリング４の接合強度を安定させることができ、接合不良や気密漏れ等が発生するのを防止することが可能になる。
【００４３】
なお、上記実施の形態においては、圧力式制水弁（流量調整弁）に適用した場合を例示したが、本発明は、ベローズをベローリングに組み付けるベローズ式圧力感応装置であれば、圧力式制水弁以外の装置（例えば、圧力制御弁や圧力スイッチ等）にも広く適用することが可能である。
【００４４】
また、上記実施の形態においては、上方に突出する第１の突起部４ｅと、下方に突出する第２の突起部４ｆとを別個に形成するが、上方と下方の双方に突出する突起部を形成してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１  ベローズ組付構造
２  ベローケース
３  ベローズ
３ａ  上端部
３ｂ  折曲部
３ｃ  上側裏面
３ｄ  下側表面
３ｅ  上側表面
４  ベローリング
４ａ  ベローズ取付孔
４ｂ  上面
４ｃ  突出部
４ｄ  内周側端部
４ｅ  第１の突起部
４ｆ  第２の突起部
４ｇ  内周側上面
４ｈ  内周側下面
４ｉ  突出部の頂点
５  カラー
６  ケース蓋
７  ユニオン
８ａ、８ｂ  ろう付け部
９ａ、９ｂ  隙間
【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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【図９】
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