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技術 弁装置の製造方法

出願人 株式会社鷺宮製作所
発明者 本藤壮英池田忠顕櫻井明
出願日 2017年10月31日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2017-210205
公開日 2018年2月15日 (1年7ヶ月経過) 公開番号 2018-025305
状態 特許登録済
技術分野 弁ハウジング 分岐管・ベンド等
主要キーワード 相手配管 アルミニウム青銅 溶融付着 外周面部分 りん銅 ニッケルろう 銅ろう 内部クラック
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月15日)のものです。
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図面 (10)

課題

筒形状の弁ハウジング周壁部にレーザー溶接を用いて配管部材をより容易に接合できる構成の弁装置の製造方法を提供する。

解決手段

電磁弁1は、ステンレス製プランジャチューブ10の周壁部12が、プランジャチューブ10の内外を連通しかつ銅製の第1継手81の一端部が嵌合される連通孔14が形成された1つの平面部分13を有している。そして、第1継手81を、それに対応する連通孔14に一端部を嵌合させるとともに、ニッケル製のチューブ材95を挟み込んだ状態で、平面部分13にレーザー溶接により接合する。

概要

背景

従来、弁装置として、例えば、特許文献1に開示された電磁弁がある。特許文献1に開示された電磁弁801は、図7に示すように、円筒形状の金属製のプランジャチューブ810と、金属製の流体入口継手881と、を有している。プランジャチューブ810は、弁室811を形成しており、その周壁部812には流体入口継手881がろう付けにより接合されている。

上述した電磁弁801において、プランジャチューブ810と流体入口継手881とのろう付け方法として、例えば、炉中ろう付けを用いた場合、温度上昇に時間を要するためろう付けされる部材の全体が高温に加熱されて、プランジャチューブ810及び流体入口継手881が鈍ってしまうことがある。これにより、プランジャチューブ810及び流体入口継手881が取り扱い時に変形しやすくなり、この変形により相手配管と接続できなくなってしまったり、プランジャチューブ810、並びに、これに収容されるプランジャ820、弁体830及び弁座部材840などの寸法変化が生じてしまったりするおそれがあった。特に、弁座部材840の寸法変化が生じると、弁座部材840と弁体830との密封性が低下してしまうおそれがあった。

そこで、このような問題を回避するために、ろう付けに代えて溶接を用いてプランジャチューブ810と流体入口継手881とを接合することにより、接合箇所及びその近傍のみ加熱されるようにして各部材の鈍りや寸法変化など回避することが考えられる。そして、溶接方法としてレーザー溶接を用いることで、レーザー光によって一点が集中して加熱されるので、効果的に各部材の鈍りや寸法変化など回避することができる。

概要

筒形状の弁ハウジングの周壁部にレーザー溶接を用いて配管部材をより容易に接合できる構成の弁装置の製造方法を提供する。電磁弁1は、ステンレス製のプランジャチューブ10の周壁部12が、プランジャチューブ10の内外を連通しかつ銅製の第1継手81の一端部が嵌合される連通孔14が形成された1つの平面部分13を有している。そして、第1継手81を、それに対応する連通孔14に一端部を嵌合させるとともに、ニッケル製のチューブ材95を挟み込んだ状態で、平面部分13にレーザー溶接により接合する。

目的

本発明は、筒形状の弁ハウジングの周壁部にレーザー溶接を用いて配管部材をより容易に接合できる構成の弁装置の製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

円筒形状且つ金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングとは異なる金属により構成されるとともに当該弁ハウジングの周壁部に接合された1つ又は複数の配管部材と、を備えた弁装置の製造方法において、前記弁ハウジングの周壁部が、前記弁ハウジングの内外を連通しかつ前記1つ又は複数の配管部材の一端部が嵌合される1つ又は複数の連通孔が形成された1つの平面部分を有したものであって、前記1つ又は複数の配管部材を、それぞれに対応する前記1つ又は複数の連通孔に一端部を嵌合するとともに、当該連通孔と当該配管部材との間にこれらと溶接により混ざり合う金属で構成されたチューブ材を挟み込んだ状態で、前記平面部分にレーザー溶接により接合することを特徴とする弁装置の製造方法。

請求項2

円筒形状且つ金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングとは異なる金属により構成されるとともに当該弁ハウジングの周壁部に接合された複数の配管部材と、を備えた弁装置の製造方法において、前記弁ハウジングの周壁部が、前記弁ハウジングの内外を連通しかつ前記複数の配管部材の一端部が嵌合される複数の連通孔が振り分けられて形成された複数の平面部分を有したものであって、前記複数の配管部材を、それぞれに対応する前記複数の連通孔に一端部を嵌合するとともに、当該連通孔と当該配管部材との間にこれらと溶接により混ざり合う金属で構成されたチューブ材を挟み込んだ状態で、前記複数の平面部分にレーザー溶接により接合することを特徴とする弁装置の製造方法。

請求項3

前記弁ハウジングとしてステンレスにより構成されたものを用いるとともに、前記配管部材として、銅、又は、銅を主成分とする銅合金により構成されたものを用いることを特徴とする請求項1又は2に記載の弁装置の製造方法。

請求項4

前記チューブ材として、ニッケルリチウムビスマス、金及び白金からなる群より選ばれる1つの金属を主成分とするものを用いることを特徴とする請求項3に記載の弁装置の製造方法。

技術分野

0001

本発明は、弁ハウジングとそれに接合される配管部材とを備えた弁装置の製造方法に関する。

背景技術

0002

従来、弁装置として、例えば、特許文献1に開示された電磁弁がある。特許文献1に開示された電磁弁801は、図7に示すように、円筒形状の金属製のプランジャチューブ810と、金属製の流体入口継手881と、を有している。プランジャチューブ810は、弁室811を形成しており、その周壁部812には流体入口継手881がろう付けにより接合されている。

0003

上述した電磁弁801において、プランジャチューブ810と流体入口継手881とのろう付け方法として、例えば、炉中ろう付けを用いた場合、温度上昇に時間を要するためろう付けされる部材の全体が高温に加熱されて、プランジャチューブ810及び流体入口継手881が鈍ってしまうことがある。これにより、プランジャチューブ810及び流体入口継手881が取り扱い時に変形しやすくなり、この変形により相手配管と接続できなくなってしまったり、プランジャチューブ810、並びに、これに収容されるプランジャ820、弁体830及び弁座部材840などの寸法変化が生じてしまったりするおそれがあった。特に、弁座部材840の寸法変化が生じると、弁座部材840と弁体830との密封性が低下してしまうおそれがあった。

0004

そこで、このような問題を回避するために、ろう付けに代えて溶接を用いてプランジャチューブ810と流体入口継手881とを接合することにより、接合箇所及びその近傍のみ加熱されるようにして各部材の鈍りや寸法変化など回避することが考えられる。そして、溶接方法としてレーザー溶接を用いることで、レーザー光によって一点が集中して加熱されるので、効果的に各部材の鈍りや寸法変化など回避することができる。

先行技術

0005

特開2011−236937号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、レーザー溶接では溶接箇所焦点を合わせることが必要であるところ、上述した電磁弁801ではプランジャチューブ810が円筒形状であるので、図8(a)、(b)に示すように、プランジャチューブ810の周壁部812に開口して設けられた連通孔814の周縁が一平面上になく三次元湾曲している。そのため、プランジャチューブ810と流体入口継手881との接合箇所の周縁Sについても、図9(a)、(b)に示すように、一平面上になく三次元に湾曲しており、そのため、レーザー光の焦点を合わせるためにレーザーを三次元方向に移動させる必要があり、レーザー溶接を用いた接合は製作工数が増加して、コストが上がるという問題があった。

0007

そこで、本発明は、筒形状の弁ハウジングの周壁部にレーザー溶接を用いて配管部材をより容易に接合できる構成の弁装置の製造方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0008

請求項1に記載された発明は、上記課題を解決するために、円筒形状且つ金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングとは異なる金属により構成されるとともに当該弁ハウジングの周壁部に接合された1つ又は複数の配管部材と、を備えた弁装置の製造方法において、前記弁ハウジングの周壁部が、前記弁ハウジングの内外を連通しかつ前記1つ又は複数の配管部材の一端部が嵌合される1つ又は複数の連通孔が形成された1つの平面部分を有したものであって、前記1つ又は複数の配管部材を、それぞれに対応する前記1つ又は複数の連通孔に一端部を嵌合するとともに、当該連通孔と当該配管部材との間にこれらと溶接により混ざり合う金属で構成されたチューブ材を挟み込んだ状態で、前記平面部分にレーザー溶接により接合することを特徴とする弁装置の製造方法である。

0009

請求項2に記載された発明は、上記課題を解決するために、円筒形状且つ金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングとは異なる金属により構成されるとともに当該弁ハウジングの周壁部に接合された複数の配管部材と、を備えた弁装置の製造方法において、前記弁ハウジングの周壁部が、前記弁ハウジングの内外を連通しかつ前記複数の配管部材の一端部が嵌合される複数の連通孔が振り分けられて形成された複数の平面部分を有したものであって、前記複数の配管部材を、それぞれに対応する前記複数の連通孔に一端部を嵌合するとともに、当該連通孔と当該配管部材との間にこれらと溶接により混ざり合う金属で構成されたチューブ材を挟み込んだ状態で、前記複数の平面部分にレーザー溶接により接合することを特徴とする弁装置の製造方法である。

発明の効果

0010

請求項1に記載された発明によれば、弁ハウジングの周壁部が、弁ハウジングの内外を連通しかつ1つ又は複数の配管部材の一端部が嵌合される1つ又は複数の連通孔が形成された1つの平面部分を有している。そして、1つ又は複数の配管部材が、それぞれに対応する1つ又は複数の連通孔に一端部を嵌合された状態で前記平面部分にレーザー溶接により接合される。このようにしたことから、配管部材の一端部が嵌合される連通孔が平面部分に設けられているので、連通孔の周縁が一平面に含まれることになる。そのため、配管部材の一端部が当該連通孔に嵌合されると、配管部材の外周面と連通孔の内周面とが接する接合箇所の周縁についても一平面に含まれるので、溶接において、レーザー光の焦点を合わせるためにレーザーを三次元方向に移動させる必要がなく、一旦レーザー光の焦点を合わせたのちレーザーを当該一平面に沿う二次元方向に移動させるだけでよい。これにより、円筒形状の弁ハウジングの周壁部にレーザー溶接を用いて配管部材をより容易に接合できる。

0011

請求項2に記載された発明によれば、弁ハウジングの周壁部が、弁ハウジングの内外を連通しかつ複数の配管部材の一端部が嵌合される複数の連通孔が振り分けられて形成された複数の平面部分を有している。そして、複数の配管部材が、それぞれに対応する複数の連通孔に一端部を嵌合された状態で前記複数の平面部分にレーザー溶接により接合される。このようにしたことから、配管部材の一端部が嵌合される連通孔が平面部分に設けられているので、連通孔の周縁が一平面に含まれることになる。そのため、配管部材の一端部が当該連通孔に嵌合されると、配管部材の外周面と連通孔の内周面とが接する接合箇所の周縁についても一平面に含まれるので、溶接において、レーザー光の焦点を合わせるためにレーザーを三次元方向に移動させる必要がなく、一旦レーザー光の焦点を合わせたのちレーザーを当該一平面に沿う二次元方向に移動させるだけでよい。これにより、円筒形状の弁ハウジングの周壁部にレーザー溶接を用いて配管部材をより容易に接合できる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の一実施形態の電磁弁の縦断面図である。
(a)は、図1の電磁弁が備えるプランジャチューブの一部分を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X線に沿う断面図である。
(a)は、図2(a)のプランジャチューブに第1継手が嵌合された状態を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X線に沿う断面図である。
(a)は、図1の電磁弁が備えるプランジャチューブ及び弁座部材と第1継手及び第2継手の溶接前の状態を示す部分断面図であり、(b)は、溶接後の状態を示す部分断面図である。
(a)は、図1の電磁弁の第1の変形例の構成を示す部分斜視図であり(1つの平面部分に複数の連通孔が形成された構成)、(b)は、図1の電磁弁の第2の変形例の構成を示す部分斜視図である(複数の平面部分のそれぞれに1つの連通孔が形成された構成)。
(a)は、図1の電磁弁の参考例の構成を示す部分斜視図であり(1つの平面部分に1つの連通孔が形成された構成)、(b)は、図1の電磁弁の参考例の構成を示す部分斜視図であり(1つの平面部分に複数の連通孔が形成された構成)、(c)は、図1の電磁弁の第5の変形例の構成を示す部分斜視図である(複数の平面部分のそれぞれに1つの連通孔が形成された構成)。
従来の電磁弁の縦断面図である。
(a)は、図7の電磁弁が備えるプランジャチューブの一部分を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X線に沿う断面図である。
(a)は、図8(a)のプランジャチューブに第1継手が嵌合された状態を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X線に沿う断面図である。

実施例

0013

以下、本発明の一実施形態の電磁弁について、図1図4を参照して説明する。

0014

図1は、本発明の一実施形態の電磁弁の縦断面図である。図2(a)は、図1の電磁弁が備えるプランジャチューブの一部分の斜視図であり、(b)は、(a)のX−X線に沿う断面図である。図3(a)は、図2(a)のプランジャチューブに第1継手が嵌合された状態を示す斜視図であり、(b)は、(a)のX−X線に沿う断面図である。図4(a)は、図1の電磁弁が備えるプランジャチューブ及び弁座部材と第1継手及び第2継手の溶接前の状態を示す部分断面図であり、(b)は、溶接後の状態を示す部分断面図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は、図1における上下に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。

0015

図1に示すように、本実施形態の電磁弁1は、プランジャチューブ10と、プランジャ20と、弁体30と、弁座部材40と、吸引子50と、コイルばね60と、電磁コイル70と、第1継手81と、第2継手82と、第1溶接部91と、第2溶接部92と、を備えている。

0016

プランジャチューブ10は、例えば、オーステナイト系ステンレスなどの非磁性体の金属を材料として円筒状に形成されている。プランジャチューブ10は、その内側に弁室11を形成する。プランジャチューブ10の周壁部12には、図2(a)、(b)に示すように、その一部が平面状に形成された1つの平面部分13が設けられている。この平面部分13の中央部分には、プランジャチューブ10の内外を連通する連通孔14が設けられている。連通孔14は、プランジャチューブ10の内側に向けて突出するバーリング加工がなされている。プランジャチューブ10は、弁ハウジングの一例に相当する。

0017

プランジャチューブ10の連通孔14は平面部分13に設けられている。つまり、この連通孔14の周縁は一平面に含まれる。そのため、図3(a)、(b)に示すように、プランジャチューブ10の平面部分13に設けられた連通孔14に後述する第1継手81の一端部が嵌合されると、それらの接合箇所の周縁Sについても一平面に含まれることになる。なお、図3(b)において、説明の便宜上、連通孔14の内周面とプランジャチューブ10の外周面との間に挟まれる後述のチューブ材95は省略している。

0018

プランジャ20は、例えば、鉄などの磁性体の金属を材料として円柱状に形成されている。プランジャ20は、プランジャチューブ10内にその軸線L方向(図中上下方向)に摺動可能に配設されている。

0019

プランジャ20の下端部には弁体保持部21が形成されている。弁体保持部21は、略円筒形をなしており、その下端の爪部21aは内側に曲げられている。弁体保持部21の内部には、後述する弁体30が軸線L方向に若干の移動を可能として収容されており、爪部21aによって下方への抜けを防いでいる。また、プランジャ20の上端部には、当該プランジャ20を軸線L方向にくり抜いて形成された、後述するコイルばね60を収容するコイルばね収容部22が設けられている。プランジャ20は、その外周面の一部に平面状のDカット面23が形成されている。このDカット面23は、軸線L方向に平行な面を断面としてカットして形成されたものである。

0020

弁体30は、例えば、金属を材料として球状に形成されている。弁体30は、プランジャ20の弁体保持部21に保持されており、プランジャ20の移動に伴い軸線L方向に移動する。

0021

弁座部材40は、例えば、オーステナイト系のステンレスなどの金属を材料として構成されている。弁座部材40は、円筒形状の小径部41と、小径部41の下端に連接された円筒形状の大径部42と、大径部の下端に外側に張り出して形成されたフランジ部43と、が一体に設けられている。小径部41の上端には弁ポート44が形成されている。弁座部材40は、プランジャ20内に位置づけられるとともに弁ポート44がプランジャ20に保持された弁体30と相対するように、その軸が軸線Lに重ねられてプランジャチューブ10内に配置されている。また、弁座部材40は、フランジ部43の周縁が、プランジャチューブ10の内周面の下端部に嵌合されるともに溶接により接合されている。

0022

吸引子50は、例えば、鉄などの磁性体の金属を材料として円柱状に形成されている。吸引子50は、プランジャチューブ10の上端部に一部が挿入され、当該上端部の周縁と吸引子50の外周面における当該周縁に接触する部分とをレーザー溶接により接合することによって取り付けられている。

0023

コイルばね60は、図中下方の端部がプランジャ20に形成されたコイルばね収容部22の底部に突き当てられ、図中上方の端部が吸引子50の下面に突き当てられて、圧縮状態で配置されている。コイルばね60は、プランジャ20が吸引子50によって吸引されていないときに弁体30によって弁ポート44が塞がれるように、プランジャ20を図中下方に向けて押圧している。

0024

電磁コイル70は、導線巻き付けられた円筒状のボビン樹脂により封止して構成されたコイル体71と、コイル体71を収容する外函72と、を有している。電磁コイル70は、コイル体71の内側にプランジャチューブ10の一部と吸引子50とが収容されるように配置されており、外函72がネジNにより吸引子50にネジ止めされている。電磁コイル70は、通電されることにより磁力を発して吸引子50を磁化し、これにより、プランジャ20が吸引子50の磁力によって吸引されて図中上方に移動される。

0025

第1継手81は、例えば、銅などの金属を材料として管状に形成されている。第1継手81は、その一端部がプランジャチューブ10の連通孔14に嵌合され、溶接により接合されている。第1継手81とプランジャチューブ10の周壁部12の平面部分13との間には、それらを互いに接合する第1溶接部91が設けられている。第1継手81は、配管部材の一例に相当する。

0026

第2継手82は、例えば、銅などの金属を材料として管状に形成されている。第2継手82は、その一端部が弁座部材40の大径部42内側に嵌合され、溶接により接合されている。第2継手82と弁座部材40の大径部42との間には、それらを互いに接合する第2溶接部92が設けられている。

0027

第1溶接部91は、プランジャチューブ10の平面部分13と第1継手81との間で、プランジャチューブ10を構成するステンレスと、第1継手81を構成する銅と、ニッケル(Ni)と、がそれぞれレーザー溶接により溶融されて混ざり合ったのち固化された部位である。この第1溶接部91を介して、プランジャチューブ10と第1継手81とが互いに接合されている。

0028

第2溶接部92は、弁座部材40の大径部42と第2継手82との間で、弁座部材40の大径部42を構成するステンレスと、第2継手82を構成する銅と、ニッケル(Ni)と、がそれぞれレーザー溶接により溶融されて混ざり合ったのち固化された部位である。この第2溶接部92を介して、弁座部材40と第2継手82とが互いに接合されている。

0029

電磁弁1は、以上の構成を有することにより、電磁コイル70に通電されていない非通電状態では、電磁コイル70が磁力を発生していないため吸引子50が磁化されず、コイルばね60の押圧力により、プランジャ20が吸引子50から離れた位置となる。このとき、弁体30は弁座部材40に着座されて弁閉状態となる。

0030

そして、電磁コイル70に通電されている通電状態では、電磁コイル70が磁力を発生しているため吸引子50が磁化されて、コイルばね60の押圧力に抗して吸引子50の発する磁力によりプランジャ20が吸引子50に接した位置となる。このとき、弁体30は弁座部材40から離座されて弁開状態となる。

0031

次に、上述した電磁弁1の製造方法の一例について、図4(a)、(b)を参照して説明する。

0032

(1:溶接工程)
プランジャチューブ10には弁座部材40が溶接により予め接合されている。そして、図4(a)に示すように、プランジャチューブ10の連通孔14に第1継手81の一端部を挿入して嵌合し、プランジャチューブ10の連通孔14の内周面と第1継手81の外周面との間に、厚みが0.1mm〜0.5mm程度のニッケル(Ni)製のチューブ材95を圧入する。または、先にチューブ材95をプランジャチューブ10の連通孔14に嵌め合わせた後、チューブ材95の内側に第1継手81の一端部を圧入して嵌合してもよい。つまり、プランジャチューブ10の連通孔14に第1継手81が嵌合され、プランジャチューブ10と第1継手81との間にチューブ材95が挟まれている。

0033

次に、プランジャチューブ10の外側から連通孔14の周方向に沿うように全周にわたって、連通孔14の内周面部分(即ち、プランジャチューブ10の周壁部)、チューブ材95及び第1継手81の外周面部分が同時に溶融するようにレーザーLを照射した後、照射を停止する。これにより、図4(b)に示すように、プランジャチューブ10の連通孔14の内周面部分を構成するステンレス、チューブ材95を構成するニッケル及び第1継手81を構成する銅が、それぞれ溶融されて混ざり合ったのち固化されて、プランジャチューブ10と第1継手81との間に連通孔14の全周にわたって、第1溶接部91が形成される。この第1溶接部91によって、プランジャチューブ10と第1継手81とが互いに接合される。

0034

また、図4(a)に示すように、弁座部材40の大径部42に第2継手82の一端部を挿入して嵌合し、弁座部材40の大径部42の内周面と第2継手82の外周面との間に、厚みが0.1mm〜0.5mm程度のニッケル(Ni)製のチューブ材96を圧入する。または、先にチューブ材96を弁座部材40の大径部42に嵌め合わせたのち、チューブ材96の内側に第2継手82を圧入して嵌合してもよい。つまり、弁座部材40の大径部42に第2継手82が嵌合され、弁座部材40の大径部42と第2継手82との間にチューブ材96が挟まれている。

0035

次に、弁座部材40の外側から大径部42の内周面の周方向に沿うように全周にわたって、大径部42の内周面部分(即ち、弁座部材40)、チューブ材96及び第2継手82の外周面部分が同時に溶融するようにレーザーLを照射した後、照射を停止する。これにより、図4(b)に示すように、弁座部材40の大径部42を構成するステンレス、チューブ材96を構成するニッケル及び第2継手82を構成する銅が、それぞれ溶融されて混ざり合ったのち固化されて、弁座部材40と第2継手82との間に大径部42の内周面の全周にわたって第2溶接部92が形成される。この第2溶接部92によって、弁座部材40と第2継手82とが互いに接合される。

0036

(2:組立工程)
次に、プランジャチューブ10に、弁体30を保持したプランジャ20を挿入したのち、プランジャ20のコイルばね収容部22にコイルばね60の一部を収容する。それから、プランジャチューブ10の上端部に吸引子50の一部を挿入し、プランジャチューブ10上端部の周縁と吸引子50の外周面における当該周縁に接触する部分とをレーザー溶接により接合して互いに取り付ける。そして、電磁コイル70のコイル体71の内側に、互いに固定されたプランジャチューブ10及び吸引子50を挿入するとともに、電磁コイル70の外函72をネジNによって吸引子50にネジ止めにより固定して取り付ける。これら溶接工程及び組立工程を順次経て、電磁弁1が完成する。

0037

上より、本実施形態の電磁弁1によれば、プランジャチューブ10の周壁部12が、プランジャチューブ10の内外を連通しかつ第1継手81の一端部が嵌合される連通孔14が形成された1つの平面部分13を有している。そして、第1継手81が、それに対応する連通孔14に一端部を嵌合された状態で平面部分13にレーザー溶接により接合されている。このようにしたことから、第1継手81の一端部が嵌合される連通孔14が平面部分13に設けられているので、連通孔14の周縁が一平面に含まれることになる。そのため、第1継手81の一端部が当該連通孔14に嵌合されると、第1継手の外周面と連通孔14の内周面とが接する接合箇所の周縁Sについても一平面に含まれるので、溶接において、レーザー光の焦点を合わせるためにレーザーを三次元方向に移動させる必要がなく、一旦レーザー光の焦点を合わせたのちレーザーを当該一平面に沿う二次元方向に移動させるだけでよい。これにより、円筒形状のプランジャチューブ10の周壁部12にレーザー溶接を用いて第1継手81をより容易に接合できる。

0038

また、電磁弁1において、プランジャチューブ10と第1継手81との間、及び、弁座部材40と第2継手82との間に、ステンレスと、銅と、これらと溶接により混ざり合うニッケルとのそれぞれがレーザー溶接により溶融固化されて形成された第1溶接部91及び第2溶接部92が設けられ、プランジャチューブ10と第1継手81とが第1溶接部91を介して互いに接合され、弁座部材40と第2継手82とが、第2溶接部92を介して互いに接合されている。このようにしたことから、ステンレスと銅とを直接溶接した構成に比べて、ステンレス及び銅と溶接により混ざり合うニッケルを介在することによりステンレスと銅とが互いに混ざり合うので、ステンレスと銅とが混ざり合わずに分離した状態で固まってしまうことを抑制することができる。そのため、ステンレスと銅とが混ざり合わないことにより発生する内部クラックなどの溶接不良を抑制することができる。これにより、レーザー溶接により形成された第1溶接部91及び第2溶接部92によってステンレス製のプランジャチューブ10及び弁座部材40と銅製の第1継手81及び第2継手82との溶接による接合箇所の接合強度を効果的に確保できる。

0039

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明の弁装置はこれらの実施形態の構成に限定されるものではない。

0040

例えば、上述した実施形態では、円筒形状のプランジャチューブ10の周壁部12に、1つの平面部分13が設けられ、この平面部分13に1つの連通孔14が形成された構成であったが、これに限定されるものではない。ここで、図5(a)、(b)に、上述した実施形態の電磁弁の変形例の構成を示す。図5(a)は、図1の電磁弁の第1の変形例の構成を示す斜視図であり(1つの平面部分に複数の連通孔が形成された構成)、(b)は、図1の電磁弁の第2の変形例の構成を示す斜視図である(複数の平面部分のそれぞれに1つの連通孔が形成された構成)。

0041

例えば、図5(a)に示すように、プランジャチューブ10Aの周壁部12Aに、1つの平面部分13Aが設けられ、この平面部分13Aに複数の連通孔14A、14Bが形成されて、これら連通孔14A、14Bのそれぞれに継手81A、81Bが嵌合されてレーザー溶接により接合された構成を有する電磁弁2としてもよい。つまり、プランジャチューブ10Aの周壁部12Aが、プランジャチューブ10Aの内外を連通しかつ複数の継手81A、81Bの一端部が嵌合される複数の連通孔14A、14Bが形成された1つの平面部分13Aを有している。そして、複数の継手81A、81Bが、それぞれに対応する複数の連通孔14A、14Bに一端部を嵌合された状態で平面部分13Aにレーザー溶接により接合されている。このような構成としてもよい。

0042

または、例えば、図5(b)に示すように、プランジャチューブ10Cの周壁部12Cに、複数の平面部分13C、13Dが設けられ、それぞれに連通孔14C、14Dが形成されて、これら連通孔14C、14Dのそれぞれに継手81C、81Dが嵌合されてレーザー溶接により接合された構成を有する電磁弁3としてもよい。つまり、プランジャチューブ10Cの周壁部12Cが、プランジャチューブ10Cの内外を連通しかつ複数の継手81C、81Dの一端部が嵌合される複数の連通孔14C、14Dが振り分けられて形成された複数の平面部分13C、13Dを有している。そして、複数の継手81C、81Dが、それぞれに対応する複数の連通孔14C、14Dに一端部を嵌合された状態で複数の平面部分13C、13Dにレーザー溶接により接合されている。このような構成としてもよい。

0043

図5(a)、(b)に示すような構成としても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、継手の一端部が嵌合される連通孔が平面部分に設けられているので、連通孔の周縁が一平面に含まれることになる。そのため、継手の一端部が当該連通孔に嵌合されると、継手の外周面と連通孔の内周面とが接する接合箇所の周縁についても一平面に含まれるので、溶接において、レーザー光の焦点を合わせるためにレーザーを三次元方向に移動させる必要がなく、一旦レーザー光の焦点を合わせたのちレーザーを当該一平面に沿う二次元方向に移動させるだけでよい。これにより、円筒形状のプランジャチューブの周壁部にレーザー溶接を用いて継手をより容易に接合できる。

0044

または、例えば、図6(a)に示すように、プランジャチューブ10Eが、角筒形状に形成された周壁部12Eを備え、周壁部12Eにおける軸方向(図中上下方向)に延在する稜線Rを当該軸方向に分ける(分断する)ように平面部分13Eが設けられ、当該平面部分13Eに形成された連通孔14Eに継手81Eが嵌合されてレーザー溶接により接合された構成を有する電磁弁4が参考例として考えられる。つまり、角筒形状のプランジャチューブ10Eの周壁部が12E、プランジャチューブ10Eの内外を連通しかつ1の継手81Eの一端部が嵌合される1の連通孔14Eが形成された1つの平面部分13Eを有している。この平面部分13Eが、プランジャチューブ10Eの周壁部12Eにおける稜線Rについて該稜線Rの延在方向に並ぶように配設され、継手81Eが、それに対応する連通孔14Eに一端部を嵌合された状態で平面部分13Eにレーザー溶接により接合されている。

0045

または、例えば、図6(b)に示すように、プランジャチューブ10Fが、角筒形状に形成された周壁部12Fを備え、周壁部12Fにおける軸方向(図中上下方向)に延在する稜線Rを当該軸方向に並ぶように平面部分13Fが設けられ、当該平面部分13Fに形成された連通孔14F、14Gに継手81F、81Gが嵌合されてレーザー溶接により接合された構成を有する電磁弁5が参考例として考えられる。つまり、プランジャチューブ10Fの周壁部12Fが、プランジャチューブ10Fの内外を連通しかつ複数の継手81F、81Gの一端部が嵌合される複数の連通孔14F、14Gが形成された1つの平面部分13Fを有している。この平面部分13Fが、プランジャチューブ10Fの周壁部12Fにおける稜線Rについて該稜線Rの延在方向に並ぶように配設され、複数の継手81F、81Gが、それぞれに対応する複数の連通孔14F、14Gに一端部を嵌合された状態で平面部分13Fにレーザー溶接により接合されている。

0046

または、例えば、図6(c)に示すように、プランジャチューブ10Hが、角筒形状に形成された周壁部12Hを備え、周壁部12Hにおける軸方向(図中上下方向)に延在する稜線Rを当該軸方向に分ける(分断する)ように平面部分13H、13Jが設けられ、当該平面部分13H、13Jに形成された連通孔14H、14Jに継手81H、81Jが嵌合されてレーザー溶接により接合された構成を有する電磁弁6が参考例として考えられる。つまり、プランジャチューブ10Hの周壁部12Hが、プランジャチューブ10Hの内外を連通しかつ複数の継手81H、81Jの一端部が嵌合される複数の連通孔14H、14Jが振り分けられて形成された複数の平面部分13H、13Jを有している。複数の平面部分13H、13Jが、プランジャチューブ10Hの周壁部12Hにおける稜線Rについて該稜線Rの延在方向に並ぶように配設され、複数の継手81H、81Jが、それぞれに対応する複数の連通孔14H、14Jに一端部を嵌合された状態で複数の平面部分13H、13Jにレーザー溶接により接合されている。

0047

図6(a)〜(c)に示すような構成としても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。即ち、プランジャチューブの周壁部における稜線が延在していた部分について当該稜線を無くして平面状にした平面部分が配設され、そして、当該平面部分に継手の一端部が嵌合される連通孔が設けられているので、連通孔の周縁が一平面に含まれることになる。そのため、継手の一端部が当該連通孔に嵌合されると、継手の外周面と連通孔の内周面とが接する接合箇所の周縁についても一平面に含まれるので、溶接において、レーザー光の焦点を合わせるためにレーザーを三次元方向に移動させる必要がなく、一旦レーザー光の焦点を合わせたのちレーザーを当該一平面に沿う二次元方向に移動させるだけでよい。これにより、角筒形状のプランジャチューブの周壁部にレーザー溶接を用いて継手をより容易に接合できる。

0048

また、上述した実施形態において、各継手の溶接にニッケルからなるチューブ材を用いていたが、これに限定されるものではない。例えば、プランジャチューブ及び弁座部材と各継手とが、それぞれ同一種類の金属を材料として構成されているなど、溶接不良がおきにくい金属の組み合わせである場合、上述したようなチューブ材を用いることなく、プランジャチューブ及び弁座部材と各継手とを直接レーザー溶接により接合する構成としてもよい。

0049

また、上述した実施形態において、プランジャチューブ及び弁座部材と各継手との間に挟む金属材であるチューブ材として、ニッケルを材料として構成されたものを用いていたが、これに限定されるものではない。このような金属材を構成する材料として、ステンレス及び銅と溶接により混ざり合う金属であればよく、その材料となる金属の種類は任意である。金属材を構成する材料として、特にニッケル、リチウムビスマス、金及び白金の中から選択される1つの金属を主成分(重量比で50%超含む)とするものあることが好ましく、これら金属を用いることにより、溶接性を高めて溶接不良を抑制することができる。または、金属材を構成する材料として、りん銅ろう、銀ろう又はニッケルろうを用いてもよい。リン銅ろう(JISZ3264)は、銅に5%〜8%程度のリンを添加してなるろう材である。銀ろうは(JISZ3261)は、銀、銅、亜鉛を高い割合で含むろう材であり、用途により、カドミウム、錫、ニッケルなどが添加されることがある。ニッケルろう(JISZ3265)は、ニッケルを主成分として含むろう材であり、クロムホウ素、珪素などが添加されている。

0050

また、上述した実施形態において、第1継手及び第2継手等が、純銅を材料として構成されていたが、これに限定されるものではない。このような配管部材の材料として、銅又は銅を主成分(重量比で50%超含む)とする銅合金であればよい。配管部材の材料として、特に、純銅、無酸素銅タフピッチ銅、リン脱酸銅及びアルミニウム青銅の中から選択される1つの銅(銅合金を含む)であることが好ましい。

0051

また、上述した各実施形態において、第1継手及び第2継手等の外周面におけるプランジャチューブ又は弁座部材と溶接により接合される箇所には、ニッケルメッキ層又はニッケル系部材溶融付着されたニッケル付着部が設けられていてもよい。このようにすることで、弁ハウジング及び弁座部材と各継手との溶接性をさらに高めることができる。

0052

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。本発明の実施形態の例として上述した電磁弁を示したが、本発明は他の様々な種類の弁装置、例えば、絞り弁装置、流路切換弁逆止弁圧力調整弁などにも適用できる。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の弁装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

0053

1〜6電磁弁(弁装置)
10、10A、10C、10E、10F、10Hプランジャチューブ(弁ハウジング)
11弁室
12、12A、12C、12E、12F、12H周壁部
13、13A、13C、13D、13E、13F、13H、13J平面部分
14、14A〜14H連通孔
20プランジャ
30弁体
40弁座部材
50吸引子
60コイルばね
70電磁コイル
81 第1継手(配管部材)
81A〜81H 継手(配管部材)
82 第2継手
91 第1溶接部
92 第2溶接部
95、96 チューブ材

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