(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製材料からなり、流体が流通する流体通路が形成された流体機器のボデイと、
樹脂製材料によって前記ボデイと別体からなる略筒状に形成され、ねじ部を介して前記ボデイの孔部内に螺入される流体通路取り出し部材と、
を備え、前記ボデイの孔部内壁面と該ボデイの孔部に螺入される流体通路取り出し部材の一端部には、該流体通路取り出し部材の軸線と交叉し、前記ボデイに形成された傾斜面と当接するテーパ部からなる一次シール部と、該流体通路の取り出し部材の軸線と略平行な環状平面部に設けられ、前記傾斜面の外周側に形成され前記孔部に対して半径内方向に膨出した前記ボデイの環状段部と当接する環状突起部からなる二次シール部とが設けられるとともに、前記テーパ部と前記環状平面部との間に設けられ、前記ボデイの鉛直面に対して略平行に形成された平面部を備えることを特徴とする流体機器の流体通路取り出し口の構造。
【請求項２】
請求項１記載の構造において、
前記流体通路取り出し部材の外周面とボデイとの間に樹脂製材料が溶着された樹脂溶接部を形成することを特徴とする流体機器の流体通路取り出し口の構造。
【請求項３】
請求項１記載の構造において、
前記ボデイの環状突起部を加圧して流体通路取り出し部材の外周面を囲繞する加締め部を形成することを特徴とする流体機器の流体通路取り出し口の構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体が導入、導出する流体通路に連通する流体通路取り出し口が形成された流体機器の流体通路取り出し口の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、バルブやポンプ等の流体機器に、例えば、管継手等を用いてチューブを接続することにより、流体圧回路を構築している。前記流体機器の内部には、流体が流通するための流体通路が形成され、前記流体通路に連通する流体通路取り出し口が外部に向かって突出して形成される。この場合、前記流体通路取り出し口に対してチューブを直接的に接続し、あるいは管継手を介してチューブを接続することにより、流体機器の流体通路と他の流体機器の流体通路とが連通接続される。
【０００３】
ここで、従来技術に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造を図７に示す。
【０００４】
図７から諒解されるように、流体機器１は、内部に流体通路２が形成された本体部３を有し、前記本体部３の一端部および他端部には、外方に向かって同軸状に突出する一組の流体通路取り出し口４ａ、４ｂが設けられている。この場合、前記一組の流体通路取り出し口４ａ、４ｂは、本体部３と一体的に形成されている。
【０００５】
あるいは、図８に示されるように、本体部５の側面に形成された孔部６内に管体状に形成された流体通路取り出し口７ａ、７ｂの一端部を嵌挿し、前記流体通路取り出し口７ａ、７ｂの挿入部分と本体部５との間を樹脂溶接して樹脂溶接部８を形成することにより、両者を連結する構造が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示される従来技術に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造では、本体部と流体通路取り出し口とが切削加工によって一体的に形成されるため、切削加工時に生ずるバリが欠け落ちて塵埃等が発生するという不具合があり、また切削加工された加工面の表面粗さの低下によって液溜まりとなる凹部が形成されるという不具合がある。
【０００７】
切削加工による前記の不具合を解決するために、本体部と流体通路取り出し口を金型を用いた樹脂成形によって一体的に製造する方法が考えられるが、流体通路取り出し口が長尺であるために金型の製造が困難であり、また樹脂成形された流体通路取り出し口が変形して寸法精度が劣化するという他の問題がある。
【０００８】
さらに、図８に示される従来技術に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造では、樹脂溶接部が流体通路を流通する流体の漏洩防止機能と流体通路取り出し口の離脱防止機能とを併有しているため、前記樹脂溶接部に負荷が集中し、接続強度の不足や耐久性の劣化が発生するという不具合がある。
【０００９】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、簡素な機構によって塵埃や液溜まりの発生を阻止し、しかも十分な接続強度を有し、耐久性を向上させることが可能な流体機器の流体通路取り出し口の構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、樹脂製材料からなり、流体が流通する流体通路が形成された流体機器のボデイと、
樹脂製材料によって前記ボデイと別体からなる略筒状に形成され、ねじ部を介して前記ボデイの孔部内に螺入される流体通路取り出し部材と、
を備え、前記ボデイの孔部内壁面と該ボデイの孔部に螺入される流体通路取り出し部材の一端部には、該流体通路取り出し部材の軸線と交叉する一次シール部と、該流体通路の取り出し部材の軸線と略平行な二次シール部とが設けられることを特徴とする。
【００１１】
この場合、前記流体通路取り出し部材の外周面とボデイとの間に樹脂製材料が溶着された樹脂溶接部を形成し、あるいは、前記ボデイの環状突起部を加圧して流体通路取り出し部材の外周面を囲繞する加締め部を形成するとよい。
【００１２】
本発明によれば、流体機器のボデイとは別体で流体通路取り出し部材を形成し、前記流体通路取り出し部材を前記ボデイの孔部内に螺入してねじ締結することにより、該流体通路取り出し部材の軸線と交叉する一次シール部と略平行な二次シール部とによってその結合部位が確実にシールされる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１４】
図１において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造が適用されたオン／オフ弁を示す。
【００１５】
このオン／オフ弁１０は、同軸状に相互に反対方向に向かって突出する一組の流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂがそれぞれねじ締結され、内部に前記一組の流体通路取り出し部材の通路１４をそれぞれ連通させる流体通路１６が形成された第１バルブボデイ１８と、環状の第１シール部材２０を介して前記第１バルブボデイ１８の上部に気密に連結され、所定間隔離間する一組の圧力流体出入ポート２２ａ、２２ｂが形成された第２バルブボデイ２４と、環状の第２シール部材２７を介して前記第２バルブボデイ２４の上部に気密に装着されるカバー部材２６とを有する。
【００１６】
なお、前記一組の流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂは、第１バルブボデイ１８と別体でそれぞれ同一構成に形成され、前記第１バルブボデイ１８と着脱自在に設けられている。
【００１７】
この場合、第１バルブボデイ１８、第２バルブボデイ２４およびカバー部材２６をフッ素樹脂によってそれぞれ形成し、また、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂをポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）によって形成すると好適である。
【００１８】
流体通路取り出し部材１２ａ（１２ｂ）は、図２に示されるように、略円筒状を呈し、軸線方向に沿って貫通する通路１４の一端部には流体通路取り出し口として機能するポート２８が形成されている。前記流体通路取り出し部材１２ａの一端部には外方に向かって膨出する環状凸部３０が形成され、前記環状凸部３０の外周面には雄ねじ部３２が形成される。前記雄ねじ部３２に近接する部位には環状段部３４が形成され、前記環状段部３４には、断面略半円状に形成された環状突起部３６が形成されている。なお、前記環状突起部３６を流体通路取り出し部材１２ａの軸線と略平行に複数条形成してもよい。
【００１９】
また、前記流体通路取り出し部材１２ａの軸線方向に沿った一端面は、半径内方向に向かって開口部の口径が徐々に縮小するように形成されたテーパ面３８と、鉛直面に対して略平行に形成された第１環状平面部４０とを有する。
【００２０】
図２に示されるように、第１バルブボデイ１８は、相互に対向する側面に、それぞれ、前記流体通路取り出し部材１２ａの雄ねじ部３２に螺合する雌ねじ部４２が内周面に形成された孔部４４と、前記孔部４４に連続し半径内方向に向かって所定長だけ膨出して形成された環状段部４６と、前記環状段部４６に連続し前記流体通路取り出し部材１２ａの第１環状平面部４０と所定のクリアランスを介して略平行に対向するように形成された第２環状平面部４８と、前記第２環状平面部４８に連続し前記流体通路取り出し部材１２ａの軸線と交叉するように所定角度傾斜して形成された傾斜面５０とを有する。
【００２１】
雄ねじ部３２と雌ねじ部４２との螺合作用下に、第１バルブボデイ１８の孔部４４内に流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂがねじ締結された際、第１バルブボデイ１８の傾斜面５０と流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂのテーパ面３８とが圧接して一次シール部５２が形成され、第１バルブボデイ１８の環状段部４６の壁面に対して流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂの環状突起部３６の頂部が圧接することにより二次シール部５４が形成される。
【００２２】
換言すると、前記一次シール部５２は、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂの軸線に対して所定角度交叉するように形成され、前記二次シール部５４は、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂの軸線と略平行となるように形成される。
【００２３】
前記一次シール部５２と二次シール部５４との共働作用によって流体通路１６を流通する圧力流体の外部に対する漏洩を確実に阻止することができる。
【００２４】
なお、第１バルブボデイ１８の底面部には、軽量化を図るために複数の切欠部５６が形成されている。
【００２５】
図１に示されるように、第１バルブボデイ１８と第２バルブボデイ２４の間にダイヤフラム５８が挟持され、前記ダイヤフラム５８は、略円形状の中心部に形成された厚肉部６０と、前記厚肉部６０の外周面に形成された薄肉部６２と、前記厚肉部６０の上部に突出し爪部を介してピストン６４に連結される突起部６６とから構成される。
【００２６】
第１バルブボデイ１８の略中央部には、前記ダイヤフラム５８の厚肉部６０の下面が着座する着座部６８が形成され、前記着座部６８の下方側には、下方側に向かって徐々に縮径する孔部７０が形成されている。前記ダイヤフラム５８の薄肉部６２の上面部には、例えば、ゴム製材料から形成されたリング状の弾性部材７２が係合するように設けられている。
【００２７】
第２バルブボデイ２４の略中央部には、一組の圧力流体出入ポート２２ａ、２２ｂのいずれか一方から供給される圧力流体の作用下に該第２バルブボデイ２４の内壁面に沿って上下方向に摺動変位するピストン６４が設けられている。前記ピストン６４の上部には、半径外方向に向かって拡径したフランジ部７４が形成され、前記フランジ部７４の外周面にはピストンパッキン７６が装着されている。また、ピストン６４のロッド部７８の外周面にはリング状の一組のシール部材８０ａ、８０ｂが環状溝を介して装着されている。
【００２８】
前記ピストン６４のフランジ部７４の上部にはカバー部材２６によって閉塞された第１室８２が形成され、前記第１室８２は一方の圧力流体出入ポート２２ａに連通するように設けられる。また、前記フランジ部７４とカバー部材２６との間には、直径がそれぞれ異なる一組のばね部材８４ａ、８４ｂが介装され、前記ばね部材８４ａ、８４ｂの弾発力によってピストン６４が、常時、着座部６８に着座するように、下方側に向かって付勢されている。なお、前記カバー部材２６の下面部には、ピストン６４が上昇したときにフランジ部７４に当接する凸部８６が周方向に沿って所定角度離間して複数個形成されている。
【００２９】
前記フランジ部７４の下部には第２バルブボデイ２４の内壁面によって閉塞された第２室８８が形成され、前記第２室８８は他方の圧力流体出入ポート２２ｂに連通するように設けられる。なお、前記第２バルブボデイ２４の内壁面には、ピストン６４が下降したときにフランジ部７４に当接して、その衝撃を吸収するための弾性部材９０が装着されている。
【００３０】
ピストン６４の下端部には、ラッパ状に拡径する保持部材９２が固定され、前記保持部材９２は、弾性部材７２の上面に係合してダイヤフラム５８の薄肉部６２に対して弾性部材７２を保持する機能を営む。
【００３１】
第２バルブボデイ２４の内部には、該第２バルブボデイ２４の内壁面とダイヤフラム５８とによって閉塞された第３室９４が形成され、この第３室９４は、通路を介して給排ポート９６と連通するように形成されている。この場合、ピストン６４と一体的にダイヤフラム５８が上下方向に沿って変位する際、給排ポート９６を通じて大気中に第３室９４内の空気が排気され、あるいは、第３室９４内に外部の空気が供給される。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造が適用されたオン／オフ弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３３】
先ず、配管作業について説明する。
【００３４】
第１バルブボデイ１８の側面に形成された一組の孔部４４に対し、それぞれ、前記第１バルブボデイ１８と別体で形成された一組の流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂをねじ込んで締結する。この場合、雄ねじ部３２と雌ねじ部４２との螺合作用下に流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂのテーパ面３８が第１バルブボデイ１８の傾斜面５０に圧接するまでねじ込まれる。
【００３５】
従って、第１バルブボデイ１８の傾斜面５０と流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂのテーパ面３８とが圧接して一次シール部５２が形成されるとともに、第１バルブボデイ１８の環状段部４６の壁面と流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂの環状突起部３６とが圧接して二次シール部５４が形成され、前記一次シール部５２および二次シール部５４の共働作用下にシール機能が発揮される。このシール機能により流体通路１６を流通する圧力流体が外部に漏洩することが確実に阻止される。
【００３６】
また、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂは、雄ねじ部３２と雌ねじ部４２とが嵌合して強固に締結されるため、前記流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂに負荷がかかった場合であっても接合強度が低下することがない。
【００３７】
次に、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂのポート２８に図示しない治具を介して管継手９８を連結して使用する場合について説明する。
【００３８】
この管継手９８は、図４に示されるように、流体通路として機能する貫通孔が軸線方向に沿って形成され、外周面に雄ねじ部１００が形成された継手ボデイ１０２と、内周面に形成された図示しない雌ねじ部を前記雄ねじ部１００に螺合させ、前記継手ボデイ１０２の一端部に嵌合することにより、該継手ボデイ１０２に対して流体通路取り出し部材１２ａを保持するナット部材１０４と、流体通路取り出し部材１２ａのポート２８にその一部が嵌挿されるインサートブッシュ１０６とを有する。
【００３９】
前記インサートブッシュ１０６は、外周方向へと膨出することによって断面山形状を呈して環状に形成され、流体通路取り出し部材１２ａのポート２８内に挿入される挿入部１０８と、この挿入部１０８と一体的に形成され前記流体通路取り出し部材１２ａの端部から外部に向かって突出する環状の膨出部１１０とを含む。
【００４０】
流体通路取り出し部材１２ａに対して管継手９８を挿入する場合、先ず、前記流体通路取り出し部材１２ａのポート２８内にインサートブッシュ１０６の挿入部１０８を図示しない治具を用いて圧入する。この結果、流体通路取り出し部材１２ａの端部が挿入部１０８の形状に沿って拡径し、流体通路取り出し部材１２ａの内周面と挿入部１０８の外周面とが液密に保持される。
【００４１】
続いて、インサートブッシュ１０６が圧入された流体通路取り出し部材１２ａの端部を継手ボデイ１０２の開口部１１２に沿って挿入するとともに、予め、流体通路取り出し部材１２ａに遊嵌されているナット部材１０４の雌ねじ部を継手ボデイ１０２の雄ねじ部１００に沿って螺回させ、前記ナット部材１０４を締め付けることにより、流体通路取り出し部材１２ａの端部に管継手９８が接続される。
【００４２】
なお、前記管継手９８の詳細については、本出願人の提案に係る特開平１０−２６７１７６号公報を参照するとよい。
【００４３】
次に、オン／オフ弁１０の動作について説明する。
【００４４】
他方の圧力流体出入ポート２２ｂから圧力流体（例えば、圧縮空気）を供給し、前記圧力流体をフランジ部７４の下部側の第２室８８に導入する。この場合、一方の圧力流体出入ポート２２ａは大気に連通した状態にある。
【００４５】
第２室８８に導入された圧力流体の作用下にピストン６４が上方に向かって押圧され、前記ピストン６４はばね部材８４ａ、８４ｂの弾発力に抗して上昇する。従って、ピストン６４の下端部に連結されたダイヤフラム５８が該ピストン６４と一体的に上昇し、前記ダイヤフラム５８が着座部６８から離間してオン状態となる。この結果、ダイヤフラム５８と着座部６８との間隙を通じて圧力流体が流体通路１６に沿って流通する。
【００４６】
なお、圧力流体の供給を切り換えてフランジ部７４の上部側の第１室８２に圧力流体を供給することにより、ばね部材８４ａ、８４ｂの弾発力の作用下に、ピストン６４およびダイヤフラム５８が一体的に下降し、該ダイヤフラム５８が着座部６８に着座することにより、オフ状態となる。
【００４７】
本実施の形態では、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂを第１バルブボデイ１８とは別体で形成し、前記流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂを第１バルブボデイ１８の孔部４４にねじ締結することによって着脱自在に設けている。従って、本実施の形態では、切削加工作業が不要となるため、バリ等が発生することがなく、しかも表面粗さによって液溜まりとなる凹部が形成されることがない。
【００４８】
また、本実施の形態では、第１バルブボデイ１８の孔部４４の内周面に形成された雌ねじ部４２と流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂの雄ねじ部３２とを螺合させてねじ締結することにより、前記流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂを支持しているため、接続強度の不足や耐久性の劣化が発生するという不具合を回避することができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態では、例えば、前述したように管継手９８を接続する際、例えば、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂのポート２８に対してインサートブッシュ１０６を挿入するときに、流体通路取り出し部材１２ａ、１２ｂの端部を誤って変形あるいは損傷させた場合であっても、流体機器全体を交換する必要がなく、新たな他の流体通路取り出し部材と交換するだけでよいため、作業効率を向上させコストダウンを図ることができる。
【００５０】
次に、他の実施の形態に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造を図５および図６に示す。
【００５１】
図５に示される流体機器の流体通路取り出し口の構造では、流体通路取り出し部材１２２ａ、１２２ｂの環状凸部３０と第１バルブボデイ１８とを樹脂製材料によって溶着することにより、樹脂溶接部１２４を形成し、あるいは、図６に示される流体機器の流体通路取り出し口の構造では、第１バルブボデイ１８の環状突起部１３０を加圧して流体通路取り出し部材１３２ａ、１３２ｂの外周面を囲繞するように加締めることにより加締め部１３４を形成している。
【００５２】
このように樹脂溶接部１２４または加締め部１３４を形成することにより、ねじ締結された流体通路取り出し部材１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂのねじの緩みを防止し、しかも、三次シール部としてシール機能を発揮させることができる。
【００５３】
また、流体通路取り出し部材１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂに負荷がかかった場合、前記負荷がねじ部と樹脂溶接部１２４（または加締め部１３４）とに分散されるため、該流体通路取り出し部材１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂの変形による亀裂や破損等の懸念を回避することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５５】
すなわち、流体通路取り出し部材をボデイとは別体で形成し、前記流体通路取り出し部材をボデイの孔部にねじ締結するように設けている。従って、切削加工作業が不要となるため、バリ等が発生することがなく、しかも表面粗さによって液溜まりとなる凹部が形成されることがない。
【００５６】
また、ボデイと流体通路取り出し部材とを螺合させてねじ締結することにより、前記流体通路取り出し部材を支持しているため、接続強度の不足および耐久性の劣化という問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造が適用されたオン／オフ弁の軸線方向に沿った縦断面図である。
【図２】前記オン／オフ弁を構成する流体通路取り出し部材を示す一部省略拡大縦断面図である。
【図３】図１のオフ状態からダイヤフラムが上昇してオン状態を示す動作説明図である。
【図４】前記流体通路取り出し部材に管継手を接続する状態を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造が適用された流体通路取り出し部材を示す一部省略拡大縦断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施の形態に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造が適用された流体通路取り出し部材を示す一部省略拡大縦断面図である。
【図７】従来技術に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造を示す一部縦断面図である。
【図８】他の従来技術に係る流体機器の流体通路取り出し口の構造を示す一部縦断面図である。
【符号の説明】
１０…オン／オフ弁
１２ａ、１２ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１３２ａ、１３２ｂ…流体通路取り出し部材
１４…通路                    １６…流体通路
１８、２４…バルブボデイ      ２８…ポート
３０…環状凸部                ３２、１００…雄ねじ部
３４、４６…環状段部          ３６、１３０…環状突起部
３８…テーパ面                ４０、４８…環状平面部
４２…雌ねじ部                ４４、７０…孔部
５０…傾斜面                  ５２…一次シール部
５４…二次シール部            ５８…ダイヤフラム
６４…ピストン
【図１】
0004632162.tif 000002
【図２】
0004632162.tif 000003
【図３】
0004632162.tif 000004
【図４】
0004632162.tif 000005
【図５】
0004632162.tif 000006
【図６】
0004632162.tif 000007
【図７】
0004632162.tif 000008
【図８】
0004632162.tif 000009