(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブボディに形成されたポートに継手を接合する流体圧機器の製造方法において、
前記バルブボディの加熱温度が、前記継手の加熱温度よりも高い状態で、前記継手を押圧して前記ポート内に挿入する工程と、
前記バルブボディと前記継手とに温度差が生じるように加熱する工程と、
を有し、
前記継手と、前記バルブボディとを拡散接合することを特徴とする流体圧機器の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧機器の製造方法において、
前記継手の押圧方向の端部と前記ポートを形成するバルブボディの壁部との間に線材を配置し、前記継手によって、前記線材を押圧して拡散接合することを特徴とする流体圧機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブボディのポートに継手が接合される流体圧機器の製造方法に関し、一層詳細には、バルブボディに継手が拡散接合された流体圧機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、流体圧機器として、接続又は分離可能なソケット及びプラグを有する管継手が知られている。この管継手は、ソケット及びプラグが同軸上に設けられ、その内部には圧力流体の流通可能な流体通路が形成されると共に、前記ソケットにおける流体通路には、軸線方向に沿って変位自在な弁体が設けられる。また、ソケットには、該ソケットの内壁面と弁体との間にスプリングが設けられ、前記弁体をプラグ側に向かって付勢し、流体通路に臨む弁座に着座させている。そして、ソケットにプラグが接続されて弁体がスプリングの弾発力に抗して押圧され、弁座から離間して流体通路が連通する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の流体圧機器では、バルブボディに形成されたポートにねじ止めや溶融溶接やろう付けにより管継手が接合されている。図８に示す流体圧機器１００は、バルブボディ１０２に形成されたポート１０４に管継手１０６が挿入されて、ポート１０４の開口部で管継手１０６がバルブボディ１０２に溶融溶接され、溶融溶接部１０８が形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４４９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図８に示すように、ポート１０４の直径と管継手１０６の直径とが等しくない場合には、該ポート１０４に管継手１０６を挿入した際、ポート１０４の軸線と管継手１０６の軸線が一致することなく両者間に隙間１１０が生じてしまう。従って、この隙間１１０に流体が滞留したり、また、十分な強度を確保することが困難となる懸念がある。特に、バルブボディ１０２と管継手１０６とを溶融溶接する際には、ポート１０４内に心棒（図示せず）を入れて管継手１０６を位置決めすることが行われるが、斯様に心棒を用いたとしても隙間１１０が生じるのは避けられない。さらに、溶融溶接の場合には、ブローホールやピットが生じ、また、融合不良等の溶融溶接欠陥が生じてしまうという問題がある。さらにまた、溶融溶接用器具の火口を溶融溶接部１０８に接近させる必要があるが、この火口と溶融溶接部１０８との間にある程度の空間が必要となる。従って、プラグが短い管継手１０６をバルブボディ１０２に溶融接合する場合には、該バルブボディ１０２と管継手１０６を構成するプラグが接近しすぎてしまい溶接作業が困難となる問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、バルブボディに継手を拡散接合することにより流体の滞留が可及的に少なくなり、溶接欠陥の発生を回避できるとともにプラグの短い管継手であってもバルブボディに容易に接合できる流体圧機器の製造方法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】
【０００７】
本発明の流体圧機器の製造方法は、バルブボディに形成されたポートに継手を接合する流体圧機器の製造方法において、前記継手を前記ポート内に挿入する工程と、前記バルブボディと前記継手とに温度差が生じるように加熱する工程と、を有し、前記継手と、前記バルブボディとを拡散接合することを特徴とする。
【０００８】
この場合、前記継手を前記ポート内に挿入する工程は、前記バルブボディの加熱温度が、前記継手の加熱温度よりも高い状態で、前記継手を押圧する工程を含むことが好ましい。
【０００９】
さらに、前記継手の押圧方向の端部と前記ポートを形成するバルブボディの壁部との間に線材を配置し、前記継手によって、前記線材を押圧して拡散接合してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流体圧機器の製造方法によれば、継手をポート内に挿入し、バルブボディと継手とに温度差が生じるように加熱して、該バルブボディと継手とを拡散接合することにより、精度良く両者を接合することができるので、接合部における気密性又は液密性が向上し、流体の滞留も可及的に少なく、耐久性に富む流体圧機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、流体圧機器１０の縦断面図であり、図２は、図１に示す流体圧機器１０の弁開状態を示す縦断面図である。
【００１３】
図１、図２に示されるように、流体圧機器１０は、バルブボディ１２とハウジング１４とカバー１６と弁機構部１８とを備える。弁機構部１８は、ピストン２０と、該ピストン２０に螺合する弁体２２と、該弁体２２の一部をガイドするリング体２４とを有する。
【００１４】
バルブボディ１２は、図示しない圧力流体供給源から圧力流体が導入される入力ポート２６と、前記圧力流体が排出される出力ポート２８と、前記入力ポート２６と出力ポート２８とを連通する連通路３０とを有する。前記連通路３０には弁体２２が着座する弁座３２が形成されている。
【００１５】
この入力ポート２６と出力ポート２８は、連通路３０を挟んで互いに一直線上となるように形成され、入力ポート２６の外端部には入力孔３４が形成され、出力ポート２８の外端部には出力孔３６が形成される。入力孔３４には継手３８ａが拡散接合され、出力孔３６には継手３８ｂが拡散接合されている。
【００１６】
バルブボディ１２の上部は筒状に形成され、その内周面にハウジング１４の円環状の下端部４０が挿入されることにより、バルブボディ１２とハウジング１４とが連接されている。
【００１７】
ハウジング１４の上部は筒状に形成され、その内部にはピストン２０が軸線方向に変位自在に配設されるピストン室４２が形成され、該ピストン室４２に臨む端面に環状溝を介して緩衝部材４４が装着される。すなわち、ピストン室４２に配設されたピストン２０がバルブボディ１２側（矢印Ｂ方向）へと変位し、該ピストン２０の下面が緩衝部材４４に当接することによりその衝撃が緩衝される。
【００１８】
ピストン２０は、断面略Ｔ字状に形成され、ハウジング１４におけるピストン室４２の内壁面に当接する大径部４６と、大径部４６に対して下方（矢印Ｂ方向）へと突出し、前記ハウジング１４の略中央部に形成されたピストン孔４８に挿通される小径部５０とからなる。大径部４６の外周面には、環状溝を介してピストンパッキン５２が装着され、該ピストンパッキン５２がピストン室４２の内壁面に当接することによりピストン室４２の気密性が保持される。小径部５０の略中央部には弁体２２と螺合するためのねじ孔５４が形成され、また、その外周面には、環状溝を介してピストンパッキン５６とＯリング５７が装着され、該ピストンパッキン５６とＯリング５７がピストン孔４８に当接してピストン室４２の気密性が保持される。
【００１９】
弁体２２は、例えば、樹脂製材料から形成され、弁座３２に着座する円盤状の弁部５８と、該弁部５８の略中央部から矢印Ａ方向に延在し、外周面にねじ山が刻設されている軸部６０と、前記弁部５８の外縁部から半径外方向に向かって延在するスカート部６２とからなり、スカート部６２の外縁部がバルブボディ１２とハウジング１４との間に挟持されている。
【００２０】
リング体２４は、弁体２２とピストン２０の間であって、弁体２２の軸部６０の外周側となるように筒状部を有し、その下端部がスカート部６２と略平行に半径外方向に撓曲している。前記弁体２２が変位すれば前記リング体２４も一体的に変位可能である。
【００２１】
リング体２４と前記弁体２２のスカート部６２との間に保護部材６４が配設され、この保護部材６４は、例えば、ゴム等の弾性材料から形成され、薄肉状に形成されたスカート部６２に密着している。そのため、弁体２２の変位に伴って前記スカート部６２が撓曲する場合に、該スカート部６２が保護される。
【００２２】
弁体２２は、矢印Ｂ方向に変位することによりバルブボディ１２の弁座３２に対して弁部５８が着座して、入力ポート２６と出力ポート２８との連通が遮断された弁閉状態となり、反対に、矢印Ａ方向に変位することにより前記弁部５８が弁座３２から離間して連通路３０を通じて入力ポート２６と出力ポート２８とが連通し弁開状態となる。
【００２３】
ハウジング１４の外周面には、ピストン室４２と連通する第１ポート６６と、リング体２４が設けられた室６８に連通する第２ポート７０が形成されている。
【００２４】
カバー１６には、その内側に筒状部７２が形成され、該筒状部７２がハウジング１４の上部の内周面に挿入されることにより、ハウジング１４とカバー１６とが連接される。前記筒状部７２の下端部には、緩衝部材７４が装着される。従って、ピストン２０が矢印Ａ方向へと変位し、該ピストン２０の上面が緩衝部材７４に当接することによりその衝撃が緩衝される。さらに、筒状部７２の外周面は、環状溝を介してパッキン７６が装着され、該パッキン７６がハウジング１４の内壁面と当接して、室７８の気密性が保持される。該室７８には、カバー１６とピストン２０との間にピストン２０を付勢するばね８０が配設されている。
【００２５】
本発明の実施形態の流体圧機器１０は、基本的には以上のように構成されるものであるが、さらに、入力ポート２６の入力孔３４には継手３８ａが拡散接合され、出力ポート２８の出力孔３６には継手３８ｂが拡散接合されている。
【００２６】
バルブボディ１２に対する継手３８の拡散接合は、バルブボディ１２を継手３８ａ（３８ｂ）（以下「継手３８」と称する）に対して高温に加熱した状態で行う場合と、継手３８をバルブボディ１２に対して高温に加熱した状態で行う場合がある。図３は、高周波誘導加熱によりバルブボディ１２を継手３８に対して高温に加熱する場合の説明図であり、図４は、高周波誘導加熱により継手３８をバルブボディ１２に対して高温に加熱する場合の説明図である。また、図５Ａ、図５Ｂは、バルブボディ１２に継手３８が接合された状態の一部省略拡大断面図である。
【００２７】
図３に示すバルブボディ１２を継手３８に対して高温に加熱する場合は、高周波誘導加熱のコイル８２ａ内に、ハウジング１４が接合される前のバルブボディ１２が挿入される。コイル８２ａの巻き線は、入力ポート２６の底面部から出力孔３６の底面部までの距離Ｌ１の部分の単位長さ当りの巻数が、バルブボディ１２に挿入されている継手３８の距離Ｌ２の部分の単位長さ当りの巻数よりも大きい。このように巻数を変えることにより、距離Ｌ１内のバルブボディ１２に発生するうず電流が、距離Ｌ２内の継手３８に発生するうず電流よりも多く発生し、バルブボディ１２を継手３８よりも高温に加熱することができる。
【００２８】
バルブボディ１２が継手３８に対して高温に加熱されると、バルブボディ１２に形成された入力孔３４（出力孔３６）の拡径が、継手３８の拡径よりも大きくなり、入力孔３４（出力孔３６）の内周面と継手３８の外周面との間に生じうる熱応力が小さくなる。その結果、入力孔３４（出力孔３６）の内周面と継手３８の外周面との間では、拡散接合があまり進行しない。そのために、継手３８を矢印Ｃ方向に押圧することにより、継手３８の矢印Ｃ方向の端部と入力孔３４（出力孔３６）の底面との間で接合面８４ａが形成されるように拡散接合が生じ、バルブボディ１２に対して、継手３８が接合されることとなる（図５Ａ参照）。
【００２９】
図４に示す継手３８をバルブボディ１２に対して高温に加熱する場合は、高周波誘導加熱のコイル８２ｂでは、距離Ｌ２の部分の巻数は、距離Ｌ１の部分の巻数よりも多い。このように巻数を変えることにより、距離Ｌ２内の継手３８に発生するうず電流が、距離Ｌ１内のバルブボディ１２に発生するうず電流よりも多く発生し、継手３８をバルブボディ１２よりも高温に加熱することができる。
【００３０】
継手３８がバルブボディ１２に対して高温に加熱されると、継手３８の拡径がバルブボディ１２に形成された入力孔３４（出力孔３６）の拡径よりも大きくなり、入力孔３４（出力孔３６）の内周面と継手３８の外周面との間に生じうる熱応力が大きくなる。その結果、入力孔３４（出力孔３６）の内周面と継手３８の外周面との間で接合面８４ｂが形成されるように拡散接合が生じ、密閉性が高い状態でバルブボディ１２に対して継手３８が接合される（図５Ｂ参照）。従って、上述したバルブボディ１２を継手３８に対して高温に加熱する方法のように継手３８を矢印Ｃ方向に押圧することなくバルブボディ１２に対して、継手３８を接合することが可能となる。
【００３１】
さらに、継手３８をバルブボディ１２に対して高温に加熱する方法において、継手３８を図５Ａのように矢印Ｃ方向に押圧することにより、継手３８の矢印Ｃ方向の端部と入力孔３４（出力孔３６）の底面との間で接合面８４ａを生じさせることが可能であることは言うまでもない。
【００３２】
バルブボディ１２への継手３８の接合では、上述したようにバルブボディ１２、継手３８に対する加熱温度差を設けることにより、流体圧機器１０の用途に応じて、拡散接合面を選択して形成することができる。
【００３３】
なお、バルブボディ１２、継手３８の加熱は、バルブボディ１２、継手３８が鉄鋼材料で形成される場合には、摂氏８００度〜１１００度の範囲内で両者を加熱し、且つ、温度差を生じさせることが必要である。
【００３４】
また、バルブボディ１２、継手３８の加熱手段としては、温度差を生じさせることができれば、上述した高周波誘導加熱に限定されるものではない。例えば、図６に示すように異なる加熱出力のヒータ８６ａ、８６ｂによって、バルブボディ１２、継手３８を加熱してもよい。バルブボディ１２を継手３８に対して高温に加熱する場合には、バルブボディ１２の近くに載置されるヒータ８６ａの加熱出力を継手３８の近くに載置されるヒータ８６ｂの加熱出力よりも大きくし、継手３８をバルブボディ１２に対して高温に加熱する場合には、ヒータ８６ｂの加熱出力をヒータ８６ａの加熱出力よりも大きくして加熱すればよい。
【００３５】
本発明の実施形態の流体圧機器１０は、基本的には以上のように構成されるものである。次にその動作について説明する。
【００３６】
図１は、弁体２２が弁座３２側（矢印Ｂ方向）に向かって変位して該弁座３２に着座し、入力ポート２６と出力ポート２８との連通が遮断された弁閉状態を示している。なお、入力ポート２６と出力ポート２８には、予めそれぞれ配管（図示せず）が接続されている。
【００３７】
このような弁閉状態において、第１ポート６６からピストン室４２に流体を供給すると、ばね８０によって矢印Ｂ方向に押圧されているピストン２０が矢印Ａ方向に変位する。ピストン２０の変位に伴い弁体２２がスカート部６２を撓曲させながら矢印Ａ方向へと変位し、弁部５８が弁座３２から離間して、入力ポート２６と出力ポート２８が連通路３０を通じて連通した弁開状態となる。
【００３８】
そして、さらに第１ポート６６からピストン室４２に流体を供給し続けることによりピストン２０の上面が筒状部７２に形成された緩衝部材７４に当接され、前記ピストン２０及び弁体２２の矢印Ａ方向への変位が規制された全開状態となる。
【００３９】
次に、上述した弁開状態（図２参照）で、ピストン室４２内の流体を第１ポート６６から排気すると、ばね８０によるピストン２０に対する付勢によりピストン２０が矢印Ｂ方向に変位する。ピストン２０の変位に伴い弁体２２がスカート部６２を撓ませながら矢印Ｂ方向へと変位し、弁部５８が弁座３２に対して着座して連通路３０を通じた入力ポート２６と出力ポート２８との連通が遮断された弁閉状態となる。
【００４０】
以上説明したように、本発明の実施形態に係る流体圧機器１０は、継手３８ａを入力ポート２６内に、継手３８ｂを出力ポート２８内に挿入し、バルブボディ１２と継手３８ａ（３８ｂ）とに温度差が生じるように加熱させて、バルブボディ１２と継手３８ａ（３８ｂ）とを拡散接合させている。すなわち、継手３８ａを入力ポート２６内に、継手３８ｂを出力ポート２８内に挿入させるインロー構造とし、さらにバルブボディ１２と継手３８ａ（３８ｂ）とを拡散接合させることにより、両者を精度良く接合することができる。このため、一層、気密性又は液密性を高めることが可能となり、流体の滞留も回避可能である。さらにまた、継手３８を入力孔３４（出力孔３６）に挿入して拡散接合するために、プラグが短い継手３８であっても容易にバルブボディ１２に接合することができる。このために、継手３８として、例えば、フランジが形成された継手や、プラグの短い継手等種々の形状の継手をバルブボディ１２に接合することが可能となる。
【００４１】
上述した流体圧機器１０では、バルブボディ１２と継手３８を直接に拡散接合している。一方、バルブボディ１２の入力ポート２６内の入力孔３４、出力ポート２８内の出力孔３６の各底面（バルブボディ１２の壁部）と継手３８との間に線材を配置して拡散接合してもよい。図７Ａは、円断面の線材８８ａを配置した場合であり、図７Ｂは、矩形断面の線材８８ｂを配置した場合である。線材を配置して、矢印Ｃ方向に継手３８を押圧することにより、線材８８ａ、８８ｂを介して、バルブボディ１２と継手３８が拡散接合される。図７Ａの円形状の断面の線材８８ａを配置した場合には、線材８８ａとバルブボディ１２、継手３８との接触面積が小さくなることから、応力が大きくなり、より確実に拡散接合される。
【００４２】
また、上記の流体圧機器１０は２方弁として機能するが、バルブボディと継手とを拡散接合する流体圧機器としては２方弁に限られるものではなく、例えば、レギュレータやフィルタであってもよい。
【００４３】
さらに、バルブボディ１２、継手３８は同一金属であっても、異種金属であってもよい。金属の種類としては、限定されるものではないが、鉄鋼、銅合金、ニッケル合金で形成するのが好ましい。
【００４４】
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態の流体圧機器の縦断面図である。
【図２】図１に示す流体圧機器の弁開状態を示す縦断面図である。
【図３】高周波誘導加熱によりバルブボディを継手に対して高温に加熱する場合の説明図である。
【図４】高周波誘導加熱により継手をバルブボディに対して高温に加熱する場合の説明図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂは、バルブボディに継手が拡散接合された状態の一部省略拡大断面図である。
【図６】ヒータを用いたバルブボディと継手の加熱の説明図である。
【図７】図７Ａは、バルブボディと継手との間に円形状の断面の線材を配置した場合であり、図７Ｂは、矩形断面の線材を配置した場合に両者間に拡散接合する状態の一部省略拡大断面図である。
【図８】従来の流体圧機器でバルブボディに継手が接合された状態の一部省略拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０、１００…流体圧機器    １２、１０２…バルブボディ
１４…ハウジング            １６…カバー
１８…弁機構部              ２０…ピストン
２２…弁体                  ２４…リング体
２６…入力ポート            ２８…出力ポート
３０…連通路                ３２…弁座
３４…入力孔                ３６…出力孔
３８、３８ａ、３８ｂ…継手  ４０…下端部
４２…ピストン室            ４４、７４…緩衝部材
４６…大径部                ４８…ピストン孔
５０…小径部                ５２、５６…ピストンパッキン
５４…ねじ孔                ５７…Ｏリング
５８…弁部                  ６０…軸部
６２…スカート部            ６４…保護部材
６６…第１ポート            ６８、７８…室
７０…第２ポート            ７２…筒状部
７６…パッキン              ８０…ばね
８２ａ、８２ｂ…コイル      ８４ａ、８４ｂ…接合面
８６ａ、８６ｂ…ヒータ      ８８ａ、８８ｂ…線材
１０４…ポート              １０６…管継手
１０８…溶融溶接部          １１０…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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