(57)【要約】【課題】  圧力が２０〜３０ＭＰａにも達する高圧流体の制御に用いる場合に、流体通路の通路断面積を十分に確保しながら、流体の漏洩を完全に防止することができる、特に大型のロジックプレートを提供すること。【解決手段】  溝を有する溝板部材と該溝を覆って閉塞通路を形成する蓋板部材とを備えたロジックプレートにおいて、前記蓋板部材は前記溝板部材に沿って摩擦攪拌接合され、前記蓋板部材の上に機器が該蓋板部材を挟んで前記溝板部材に取付けられて該機器により前記通路に面する蓋板部材部分が補強される部分以外の通路に面する蓋板部材部分の上に補強板部材を前記蓋板部材を挟んで前記溝板部材に連結手段で連結した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溝を有する溝板部材と該溝を覆って閉塞通路を形成する蓋板部材とを備えたロジックプレートにおいて、前記蓋板部材は前記溝板部材に沿って摩擦攪拌接合され、前記蓋板部材の上に機器が取付けられて該機器により前記通路に面する蓋板部材部分が補強される部分以外の通路に面する蓋板部材部分の上に補強板部材を前記蓋板部材を挟んで前記溝板部材に連結手段で連結したことを特徴とする高圧流体用ロジックプレート。
【請求項２】
蓋板部材が摩擦攪拌接合により溝板部材の溝に沿って接合されて閉塞通路が形成されたロジックプレートにおいて、前記蓋板部材は前記溝板部材に沿って摩擦攪拌接合され、前記蓋板部材の上に取り付けられるべき機器の前記蓋板部材に接する外周面と該機器に隣接して取り付けられる前記補強板部材外周面との間の間隔が、該間隔部分における前記蓋板部材の前記溝板部材の溝に面する部分、特に摩擦攪拌接合部が該溝を通る高圧流体の圧力により破損することがないような間隔を保つように前記補強板部材が配置されたことを特徴とする高圧流体用ロジックプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロジックプレートに関し、特に高圧流体用のロジックプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流れを制御する装置においては、一般に電気や流体圧力等の信号を受けて作動する弁類と管路を組み合わせて複雑な制御回路が構成されていた。その場合、管路の接合や弁類の取付けを間違いなく行い、接合部における流体の漏洩を防止するには慎重な作業が要求されていた。そして従来では、それらの作業の容易化を図り、合わせて管路構成の小型化や保守の容易化を図るために、流体通路を内臓した回路部材に弁類を取り付けて流体制御装置を一体化する傾向にあった。しかしながら、複雑な流体通路を内臓した回路部材を高度の鋳造技術で注意深く鋳造しても、鋳巣、亀裂、気泡等ができて通路間が連通したり、また通路内の砂落しを完全に行なうことが困難なために弁や流体機器に故障を齎す虞があった。
【０００３】
これらを解決する手段として、板部材に流体通路となる溝を設け、該板部材に蓋板部材をネジ締めして溝を覆うことによって流体通路を形成し、板部材及び蓋板部材に前記流体通路に所要の箇所で連通する穴を設け、これらの穴に通じる各種弁類及び流体の流出用の管継ぎ手を設けた構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。また、複雑な形状の溝を設けた板部材と該板部材に蓋板部材を接着剤で接着して溝を覆うことによって流体通路を形成したものを積層して３次元の流体回路を形成する等の技術も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
また、溝を設けた板部材と蓋板部材との接合を強固なものとするとともに、板部材の溝と蓋板部材で形成された流体通路のシール性を確実にするために、前記溝に沿って蓋板部材を摩擦攪拌接合する方法が開示されている（例えば、特許文献３。）。
さらに、ロジックプレートを非金属材料で構成することによって、腐食性流体による流路の腐食や電食を防止することが提案されており、その場合、非金属材料の強度不足を補うために、金属材料或は剛性を保持できる非金属材料製の支持板を蓋板部材或は溝を設けた板部材の背面にネジ締めする技術も開示されている（例えば、特許文献４。）。
【０００５】
【特許文献１】特公昭４９−１３６５１号公報
【特許文献２】特開２００２−３０５０１０号公報
【特許文献３】特許第３５６４４３０号公報
【特許文献４】特開２００４−３１６６６３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなロジックプレートは、例えば鉄道車両用エアブレーキ装置、多くの配管を有する装置、電磁弁ユニット、クーリング或はホットプレート、空圧・油圧・蒸気配管、薄型圧力容器、車載用・定置型燃料電池等々、広い範囲の装置に用いられ、或は用いられようとしている。
【０００７】
しかしながら、圧力２０〜３０ＭＰａにも達する高圧流体の制御用に用いようとする場合、特許文献１に開示されたものは、そのような高圧に耐えるように構成することは可能ではあるが、溝板部材と蓋板部材をネジ締めするので、複雑で長い流路となる流体通路の全長に亘って高圧流体の漏出を完全に防止するように構成することは容易ではない。また、特許文献２に開示されたものは、溝板部材と蓋板部材とが接着剤で接合されており、高圧や高温に耐えることはできない。
【０００８】
特許文献３に記述されているように、蓋板部材を溝板部材の溝に沿って摩擦攪拌接合すれば、かなりの高圧や高温の流体に対して流体通路を通る流体の漏出を防止することは可能であるが、摩擦攪拌接合が可能な蓋板部材の厚さは４ｍｍ前後以下に限られるので、溝幅が大きい場合は蓋板部材に掛かる流体圧による力が大きくなって蓋板部材接合部や蓋板部材そのものの強度が不足することになる。溝幅を小さくすれば前記流体圧による力を低減することができるが、その場合流体通路の必要な通路面積を確保するためには溝の深さを増大する必要が生じ、そうすると溝板部材の厚さが増大することとなり、ロジックプレートが分厚いものとなり重量も増大する。特許文献４に開示されたものは、耐食性向上のために溝板部材と蓋板部材を非金属材で構成したもので、前記のような高圧に耐え得るように構成されるものではない。
【０００９】
したがって本発明の目的は、圧力が２０〜３０ＭＰａにも達する高圧流体の制御に用いる場合に、流体通路の通路断面積を十分に確保しながら、流体の漏洩を完全に防止することができるロジックプレートを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、溝を有する溝板部材と該溝を覆って閉塞通路を形成する蓋板部材とを備えたロジックプレートにおいて、前記蓋板部材は前記溝板部材に沿って摩擦攪拌接合され、前記蓋板部材の上に機器が取付けられて該機器により前記通路に面する蓋板部材部分が補強される部分以外の通路に面する蓋板部材部分の上に補強板部材を前記蓋板部材を挟んで前記溝板部材に連結手段で連結したことを特徴とする高圧流体用ロジックプレートを提案する。
摩擦攪拌接合はアルミ系材料の接合に多用されているが、このように構成すれば、比較的薄厚の蓋板部材を摩擦攪拌接合により安価、容易に接合して溝板部材の溝とそれを覆う蓋板部材で形成される流体通路を通る流体の漏洩を完全に防止することがでるが、蓋板部材は比較的薄厚で強度を十分に確保できないアルミ材となるので、流体が高圧の場合、蓋板部材の前記溝に面する部分、特に摩擦攪拌接合部の強度が不足することになる。蓋板部材の上面前面に補強板部材を取り付ければ、この強度不足を解消することができるが、大型のロジックプレートの場合は全面を補強板部材で覆うことは補強板部材の取付け作業、ロジックプレートの重量増加当に伴うコスト上昇の観点から好ましくない。本発明は、ロジックプレートに取り付けられる機器を可能な限り蓋板部材上面に取り付けて、それら機器が面接する蓋板部材の下を通る溝に面する該蓋板部材部分の補強をそれら機器に担わせ、それらの機器が蓋板部材に面接しない部分を補強板部材に担わせようとするものである。
【００１１】
そして、該補強板部材は前記機器で覆われない部分の全面を覆う必要はなく、それらの機器で覆われる部分と補強板部材で覆われる部分との間には間隙があってもよい。該間隙が長いと、流体圧力により蓋板部材の前記溝に面する部分に掛かる力が大きくなって蓋板部材の特に摩擦攪拌接合部が破損するので、その間隙は、該間隙における蓋板部材の下を通る溝に面する蓋板部材部分が溝内を通る流体の圧力により破損されないような間隙とする。即ち、本発明のロジックプレートは、溝板部材の溝に沿って摩擦攪拌接合された蓋板部材の上面に取り付けられるべき、補強板部材となり得る機器が占めるスペースに対して、前記のような間隔をおいて補強板部材を取り付けた状態で供給することができる。
したがって、ロジックプレートの蓋板部材は、その上面全面を補強板部材で覆わなくても、蓋板部材の上面に取り付ける機器と該機器と間隙をおいて取り付けられる補強板部材で補強されるので、前記溝板部材の溝幅を十分に大きくし溝深さはほどほどに抑えることができ、流路断面積を確保するための溝深さ増大に伴う溝板部材の厚さの増大を抑えることができる。また、一般に深い溝よりも浅い溝の方が加工は容易であり、加工費の低減も図れる。
【発明の効果】
【００１２】
溝を有する溝板部材と該溝に沿って摩擦攪拌接合された蓋分材を有するロジックプレートにおいて、溝内を高圧の流体が通る場合、前記蓋板部材の上面に取り付ける機器に蓋板部材の補強の役目の一部を担わせ、前記機器で補強できない部分に補強板部材を取り付けることにより、補強板部材で補強する面積を節約することができる。特に大型のロジックプレートの場合、補強板部材を要する面積はロジックプレートの全面面積に較べて大幅に減少されるので、ロジックプレートのコスト、重量の削減ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１４】
図１は溝を有する溝板部材と該溝に沿って摩擦攪拌接合された蓋板部材からなるロジックプレートの部分斜視図であり、図２は図１のロジックプレートの蓋板部材上面に部分的に補強板部材を取り付けてなる本発明のロジックプレートの前記蓋板部材上面に機器を取り付けた状態を示す部分斜視図である。
【００１５】
図１において、符号１０は溝板部材１の溝１ａ、１ａ、・・・に沿って蓋板部材２が摩擦攪拌接合されたロジックプレートで、前記蓋板部材２には前記溝１ａ、１ａ、・・・に連通する連通孔１５、１５、・・・が設けられている。これら連通孔は、前記蓋板部材２の上面に取り付けられる機器に前記溝（溝と溝を覆う蓋板部材により形成される流体通路）を通る流体が導入される孔である。図２において、符号１１は補強板部材、１２は該補強板部材１１を前記蓋板部材２の上面に前記蓋板部材２を挟んで前記溝板部材１に取付けられる機器である。前記溝板部材に取り付ける締付けボルトである。符号１３は機器、１４は該機器１３を前記蓋板部材２の上面に前記蓋板部材２を挟んで前記溝板部材１に取付けるボルトである。
【００１６】
摩擦攪拌接合はアルミ系材料の接合に多用されているが、接合される蓋板部材の厚さが限られ、現状では厚さ４ｍｍ程度が限度とされている。したがって、溝板部材の溝１ａ、・・・を蓋板部材で覆って該溝に沿って蓋板部材を摩擦攪拌接合で接合して形成される流路は、蓋板部材の厚さが限られるので、圧力２０〜３０ＭＰａにも達する高圧流体の圧力に耐えることができず、蓋板部材が破損する。このような高圧に耐えるようにするために、蓋板部材の上面前面に該蓋板部材を挟んで溝板部材に連結される補強板部材で覆うのも1つの方法であるが、大型のロジックプレートの場合には補強板部材の取付け作業、ロジックプレートの重量増加等に伴うコスト上昇等の点から好ましくない。
【００１７】
本発明では、図２に示すように、蓋板部材２の上面に機器を取付ければ、該機器を取り付けた部分は該機器で流路が補強されることになるので、機器を取り付けない部分のみに補強板部材を取り付けるようにした。そして、補強板部材と機器の間には補強されない部分があっても、その長さが流路を流れる流体圧力によって流路を形成する蓋板部材、特に摩擦攪拌接合部分が破損しないような長さであれば許容される。許容間隔は、溝幅、蓋板部材の厚さ、溝を流れる流体の圧力等によって決まる。
【００１８】
なお、図２では機器１３が蓋板部材２の表面のみに取り付けられているが、溝板部材１の背面面に取り付ける機器があってもよいことは勿論である。機器と溝（流路）とは連通孔で連通されるので、機器の取付け面とロジックプレートの面との間はＯリングやパッキン等のシール手段でシールされるが、前記補強板部材は１１は単に取り付けるだけで、蓋板部材との間にシール部材を設ける必要はない。また、図２では機器１３のみが示されているが、複数の機器、弁類、及び出入口コネクター等が連通孔１５、・・・に対応して取付けられてよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
特に大型で、圧力２０〜３０ＭＰａにも達する高圧流体の制御用に用いるのに適したロジックプレートを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】溝を有する溝板部材と該溝に沿って摩擦攪拌接合された蓋板部材からなるロジックプレートの部分斜視図である。
【図２】図１のロジックプレートの蓋板部材上面に部分的に補強板部材を取り付けてなる本発明のロジックプレートの前記蓋板部材上面に機器を取り付けた状態を示す部分斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１    溝板部材
１ａ    溝
２    蓋板部材
１０    ロジックプレート
１１    補強板部材
１２、１４    ボルト
１３    機器
１５    連通孔
【図１】
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【図２】
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