特開 2015-25507 四方切換弁及び四方切換弁における固定ねじの溶接方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-25507(P2015-25507A)

(43)【公開日】2015年2月5日

(54)【発明の名称】四方切換弁及び四方切換弁における固定ねじの溶接方法

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/065 20060101AFI20150109BHJP

   F16B 39/02 20060101ALI20150109BHJP

   B23K 11/00 20060101ALI20150109BHJP

【ＦＩ】

   F16K11/065 Z

   F16B39/02 E

   B23K11/00 510

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-155374(P2013-155374)

(22)【出願日】2013年7月26日

(71)【出願人】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100070002

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100110733

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥野 正司

(74)【代理人】

【識別番号】100173978

【弁理士】

【氏名又は名称】朴 志恩

(72)【発明者】

【氏名】村田 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】木村 宏光

【テーマコード（参考）】

3H067

【Ｆターム（参考）】

3H067AA15

3H067CC22

3H067CC32

3H067CC33

3H067DD05

3H067DD12

3H067DD33

3H067EA16

3H067EA28

3H067FF11

3H067GG01

3H067GG23

3H067GG24

(57)【要約】      （修正有）

【課題】四方切換弁において、ピストンを連結金具に固定する固定ねじのゆるみを確実に防止するとともに、部品点数と製造上の手間を低減する。
【解決手段】弁ハウジング内にピストン弁を収容する。ピストン弁を第１及び第２のピストン１，２、連結金具３、弁体で構成する。ピストン１をパッキン１１、ガイド板１２、菊ばね１３及び補強板１４で構成する。ピストン２をパッキン２１、ガイド板２２、菊ばね２３及び補強板２４で構成する。ピストン１を固定ねじＮ１，Ｎ２により連結金具３の立板３１に固定する。ピストン２を固定ねじＮ３，Ｎ４により連結金具３の立板３２に固定する。固定ねじＮ１とガイド板１２との当接箇所、固定ねじＮ２とガイド板１２との当接箇所に抵抗溶接による溶融層Ｐ１，Ｐ２を形成する。固定ねじＮ３とガイド板２２との当接箇所、固定ねじＮ４とガイド板２２との当接箇所に抵抗溶接による溶融層Ｐ３，Ｐ４を形成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の弁ハウジングと、連結金具の両端にピストンが取り付けられるとともに前記連結金具の中央に椀状の弁体を保持して前記弁ハウジング内に収容されたピストン弁と、前記弁体に対向して前記弁ハウジング内に配置された弁座とを備え、前記２つのピストンにより、前記弁ハウジング内を中央部の主弁室と該主弁室の両側の２つの副弁室とを画定し、前記２つの副弁室のうち減圧された副弁室内と前記主弁室内との差圧により前記ピストン弁を移動して、前記弁座及び弁ハウジングに接続される配管を流れる流体の流路を切り換えるようにした四方切換弁において、
前記各ピストンは、前記弁ハウジングの内周に摺接するパッキンと、該パッキンを前記連結金具の端部の立板側に押圧する導電性のガイド板とを有し、該ピストンは、前記ガイド板及び前記パッキンを貫通して前記立板にねじ止めされる導電性の固定ねじにより前記連結金具に固定され、前記固定ねじと前記ガイド板との当接箇所、または、前記固定ねじと前記立板との螺合部が、抵抗溶接されていることを特徴とする四方切換弁。

【請求項2】

前記ピストンの同一ピストン側に２つの前記固定ねじを有し、前記固定ねじと前記ガイド板との当接箇所が前記抵抗溶接されている請求項１に記載の四方切換弁における固定ねじの溶接方法であって、前記同一ピストンにおける２つの固定ねじ間に溶接電流を通電して当該２つの固定ねじを抵抗溶接するようにしたことを特徴とする四方切換弁における固定ねじの溶接方法。

【請求項3】

前記抵抗溶接の前に、前記固定ねじと前記ガイド板との当接箇所の、前記固定ねじまたは前記ガイド板の何れか一方に凸部を形成することを特徴とする請求項２に記載の四方切換弁における固定ねじの溶接方法。

【請求項4】

前記固定ねじと前記立板との螺合部が前記抵抗溶接されている請求項１に記載の四方切換弁における固定ねじの溶接方法であって、前記２つのピストンにおける一方のピストン側の固定ねじと他方のピストン側の固定ねじとの間に溶接電流を通電して当該２つの固定ねじを抵抗溶接するようにしたことを特徴とする四方切換弁における固定ねじの溶接方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、椀状の弁体を保持する連結金具の両端にピストンを有するピストン弁と、ピストン弁を収容する弁ハウジングとを有し、流体の圧力でピストン弁を移動して流路を切り換えるようにした四方切換弁に関し、詳細にはそのピストン弁の構造及びその固定ねじの溶接方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の四方切換弁におけるピストン弁として、例えば特開２００９−１４４８８０号公報（特許文献１）に開示されたピストン装置がある。この特許文献１には、従来のピストン装置は、補助ばねとパッキンを挟持プレートで挟み、プレート部材を当てがってリベットでかしめ固定することでピストン単体を組み立てている。そして、このピストン単体の２つを連結板（連結金具）の端部にそれぞれボルト（固定ねじ）にて締結したものである。また、他の例として、挟持プレート、パッキン、補助ばね及びプレート部材を備え、これらの部材をボルトにて連結板に締結したものが開示されている。そして、これら従来のピストン装置では、かしめプレートあるいはプレート部材により、ボルトの回り止めを行うようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−１４４８８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記従来のピストン弁（ピストン装置）では、ボルトの回り止めのために、かしめプレートやプレート部材を用いるようにしている。このようにボルトの回り止めは、ピストン装置の耐久性を高めるために必要であるが、かしめプレートやプレート部材を用いると、部品点数が増加するとともに組み付け作業に手間がかかり、コストアップになるという問題がある。

【0005】

本発明は、四方切換弁において、ピストンを連結金具に固定する固定ねじのゆるみを確実に防止して高耐久性を確保するとともに、部品点数と製造上の手間を低減することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１の四方切換弁は、筒状の弁ハウジングと、連結金具の両端にピストンが取り付けられるとともに前記連結金具の中央に椀状の弁体を保持して前記弁ハウジング内に収容されたピストン弁と、前記弁体に対向して前記弁ハウジング内に配置された弁座とを備え、前記２つのピストンにより、前記弁ハウジング内を中央部の主弁室と該主弁室の両側の２つの副弁室とを画定し、前記２つの副弁室のうち減圧された副弁室内と前記主弁室内との差圧により前記ピストン弁を移動して、前記弁座及び弁ハウジングに接続される配管を流れる流体の流路を切り換えるようにした四方切換弁において、前記各ピストンは、前記弁ハウジングの内周に摺接するパッキンと、該パッキンを前記連結金具の端部の立板側に押圧する導電性のガイド板とを有し、該ピストンは、前記ガイド板及び前記パッキンを貫通して前記立板にねじ止めされる導電性の固定ねじにより前記連結金具に固定され、前記固定ねじと前記ガイド板との当接箇所、または、前記固定ねじと前記立板との螺合部が、抵抗溶接されていることを特徴とする。

【0007】

請求項２の四方切換弁における固定ねじの溶接方法は、前記ピストンの同一ピストン側に２つの前記固定ねじを有し、前記固定ねじと前記ガイド板との当接箇所が前記抵抗溶接されている請求項１に記載の四方切換弁における固定ねじの溶接方法であって、前記同一ピストンにおける２つの固定ねじ間に溶接電流を通電して当該２つの固定ねじを抵抗溶接するようにしたことを特徴とする。

【0008】

請求項３の四方切換弁における固定ねじの溶接方法は、請求項２に記載の四方切換弁における固定ねじの溶接方法であって、前記抵抗溶接の前に、前記固定ねじと前記ガイド板との当接箇所の、前記固定ねじまたは前記ガイド板の何れか一方に凸部を形成しておくことを特徴とする。

【0009】

請求項４の四方切換弁における固定ねじの溶接方法は、前記固定ねじと前記立板との螺合部が前記抵抗溶接されている請求項１に記載の四方切換弁における固定ねじの溶接方法であって、前記２つのピストンにおける一方のピストン側の固定ねじと他方のピストン側の固定ねじとの間に溶接電流を通電して当該２つの固定ねじを抵抗溶接するようにしたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

請求項１の四方切換弁によれば、ピストン弁の各ピストンは、弁ハウジングの内周に摺接するパッキンと、パッキンを連結金具の端部の立板側に押圧する導電性のガイド板とを有し、ピストンは、ガイド板及びパッキンを貫通して立板にねじ止めされる導電性の固定ねじにより連結金具に固定され、固定ねじとガイド板との当接箇所、または、固定ねじと立板との螺合部が、抵抗溶接されているので、この抵抗溶接による溶融層により固定ねじのゆるみを確実に防止することができ、また、ゆるみ防止のために他の部材を要せず、組み付け作業も容易になる。

【0011】

請求項２の四方切換弁における固定ねじの溶接方法によれば、請求項１の四方切換弁が得られるとともに、同一ピストンにおける２つの固定ねじ間に溶接電流を通電して当該２つの固定ねじを抵抗溶接するので、同じ側の固定ねじに電極を接続すればよいので、溶接作業が容易になる。

【0012】

請求項３の四方切換弁における固定ねじの溶接方法によれば、請求項２の効果が得られるとともに、凸部の箇所での電気抵抗が高くなり固定ねじとガイド板とをより確実に溶接することができる。

【0013】

請求項４の四方切換弁における固定ねじの溶接方法によれば、請求項１の四方切換弁が得られるとともに、連結金具を挟む２つのピストン側の固定ねじに対して２極の電極を挟みこむように接続するので、電極と固定ねじとを容易に確実に接続できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態における四方切換弁の一部破砕側面図である。

【図2】第１実施形態の四方切換弁におけるピストン弁の一部破砕要部拡大図である。

【図3】第１実施形態のピストン弁における固定ねじの溶接方法を示す図である。

【図4】第１実施形態における凸部の例を示す図である。

【図5】第２実施形態の四方切換弁におけるピストン弁の一部破砕要部拡大図である。

【図6】第２実施形態のピストン弁における固定ねじの溶接方法を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明の実施形態について説明する。図１は実施形態における四方切換弁の一部破砕側面図である。この実施形態の四方切換弁は、円筒状の主弁室Ａ、第１及び第２の副弁室Ｂ１，Ｂ２を構成する弁ハウジング１０と、弁ハウジング１０内に収容されたピストン弁２０と、弁ハウジング１０内に配置された弁座３０とを備えている。ピストン弁２０は、第１のピストン１と、第２のピストン２と、ステンレス製の連結金具３と、椀状の弁体４とで構成されている。第１及び第２のピストン１，２は連結金具３の両端にそれぞれ取り付けられ、弁体４は連結金具３の中央の嵌合孔３ａ内に嵌め込まれて連結金具３に保持されている。

【0016】

第１及び第２のピストン１，２は、弁ハウジング１０内を中央部の主弁室Ａとその両側の２つの副弁室Ｂ１，Ｂ２とを画定している。この四方切換弁には図示しない例えばパイロット弁が接続されており、このパイロット弁により高圧流体が副弁室Ｂ１または副弁室Ｂ２に供給される。このとき、他方の副弁室Ｂ２または副弁室Ｂ１は低圧側に導通される。これにより、一方の副弁室Ｂ１または副弁室Ｂ２が高圧になるとともに、他方の副弁室Ｂ２または副弁室Ｂ１が減圧される。そして、ピストン１及びピストン２に加わる圧力の差圧によりピストン弁２０が移動して弁体４の位置が切り換えられ、弁座３０及び弁ハウジング１０に接続される配管４０ａ〜４０ｄを流れる流体の流路が切り換わる。

【0017】

図２は第１実施形態の四方切換弁におけるピストン弁２０の一部破砕要部拡大図である。第１のピストン１は、弁ハウジング１０の内周に摺接するパッキン１１、ガイド板１２、菊ばね（板ばね）１３及び補強板１４で構成されている。パッキン１１は弾性素材であり、ガイド板１２、菊ばね１３及び補強板１４はそれぞれステンレス製である。パッキン１１と菊ばね１３はガイド板１２と補強板１４に挟まれ、図示しないリベットによりこれらパッキン１１、菊ばね１３、ガイド板１２、補強板１４が一体に組み付けられている。連結金具３の立板３１にはねじ孔３１１，３１２が形成されており、固定ねじＮ１と固定ねじＮ２が、ガイド板１２、パッキン１１、菊ばね１３及び補強板１４を貫通して立板３１のねじ孔３１１，３１２にそれぞれねじ止めされている。これにより、ピストン１が連結金具３の端部に固定されている。

【0018】

同様に、第２のピストン２は、弁ハウジング１０の内周に摺接するパッキン２１、ガイド板２２、菊ばね２３及び補強板２４で構成されている。パッキン２１は弾性素材であり、ガイド板２２、菊ばね２３及び補強板２４はそれぞれステンレス製である。パッキン２１と菊ばね２３はガイド板２２と補強板２４に挟まれ、図示しないリベットによりこれらパッキン２１、菊ばね２３、ガイド板２２、補強板２４が一体に組み付けられている。連結金具３の立板３２側に押圧されている。立板３２にはねじ孔３２１，３２２が形成されており、固定ねじＮ３と固定ねじＮ４が、ガイド板２２、パッキン２１、菊ばね２３及び補強板２４を貫通して立板３２のねじ孔３２１，３２２にそれぞれねじ止めされている。これにより、ピストン２が連結金具３の端部に固定されている。

【0019】

固定ねじＮ１とガイド板１２との当接箇所、固定ねじＮ２とガイド板１２との当接箇所には、それぞれ抵抗溶接による溶融層Ｐ１，Ｐ２が形成されている。また、固定ねじＮ３とガイド板２２との当接箇所、固定ねじＮ４とガイド板２２との当接箇所には、それぞれ抵抗溶接による溶融層Ｐ３，Ｐ４が形成されている。この溶融層Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４により、固定ねじＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４のゆるみ（回転）が防止される。

【0020】

図３は第１実施形態のピストン弁２０における固定ねじＮ１，Ｎ２の溶接方法を示す図である。この第１実施形態では、固定ねじＮ１と固定ねじＮ２とを立板３１にねじ止めして第１のピストン１を固定した後、図３(A) に示すように、固定ねじＮ１と固定ねじＮ２とに電極を接触させ、溶接電源により固定ねじＮ１と固定ねじＮ２との間に溶接電流を通電する。これにより、図３(B) に矢印で示すように固定ねじＮ１→ガイド板１２→固定ねじＮ２と溶接電流を流し、前記溶融層Ｐ１，Ｐ２を形成する。なお、固定ねじＮ３，Ｎ４についても同様に、固定ねじＮ３と固定ねじＮ４の間に溶接電流を通電し、固定ねじＮ３→ガイド板２２→固定ねじＮ４と溶接電流を流し、前記溶融層Ｐ３，Ｐ４を形成する。

【0021】

固定ねじＮ１，Ｎ２とガイド板１２との接触部の抵抗、固定ねじＮ３，Ｎ４とガイド板２２との接触部の抵抗をそれぞれ高めるために、固定ねじＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４またはガイド板１２，２２の接触面に凸部を設けるようにしてもよい。例えば、図４(A) のような点状の凸部ａ、図４(B) のような線状の凸部ｂ、あるいは図４(C) のような曲線状の凸部ｃを設けるようにしてもよい。また、固定ねじＮ１，Ｎ２とガイド板１２との間、固定ねじＮ３，Ｎ４とガイド板２２との間に、ワッシャを設けて接触部の抵抗を高めるようにしてもよい。

【0022】

なお、ピストン弁２０において、固定ねじＮ１，Ｎ２あるいは固定ねじＮ３，Ｎ４をねじ止めして溶接する際には、図１に示すキャップ部１０ａ，１０ｂを外した弁ハウジング１０内に、弁体４を保持した連結金具３を配置した状態で作業をする必要がある。これは、ピストン弁２０を先に組み付けてしまうと、弁座３０があるためピストン弁２０を弁ハウジング１０内に配置することができないためである。少なくとも両方のピストン１，２を連結金具３に取り付けておくことはできない。したがって、少なくとも一方のピストンについては内側からの加工等を行うことができない。しかしながら、本発明による抵抗溶接によれば、いずれの固定ねじＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４も弁ハウジング１０の端部から露出させることができるので、容易に作業を行うことができる。

【0023】

図５は第２実施形態の四方切換弁におけるピストン弁２０の一部破砕要部拡大図である。この第２実施形態と第１実施形態との違いは、固定ねじＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４に対する溶接箇所の違いだけである。その他の構成は同様でああり、重複する説明は省略する。

【0024】

この第２実施形態では、固定ねじＮ１と固定ねじＮ２を立板３１のねじ孔３１１，３１２にそれぞれねじ止めした螺合部には、それぞれ抵抗溶接による溶融層Ｐ５，Ｐ６が形成されている。また、固定ねじＮ３と固定ねじＮ４を立板３２のねじ孔３２１，３２２にそれぞれねじ止めした螺合部には、それぞれ抵抗溶接による溶融層Ｐ７，Ｐ８が形成されている。そして、この溶融層Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８により、固定ねじＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４のゆるみ（回転）が防止される。

【0025】

図６は第２実施形態のピストン弁２０における固定ねじＮ１，Ｎ３の溶接方法を示す図である。この第２実施形態では、図６(A) に示すように、固定ねじＮ１と固定ねじＮ３とに電極を接触させ、溶接電源により固定ねじＮ１と固定ねじＮ３との間に溶接電流を通電する。これにより、図６(B) に矢印で示すように固定ねじＮ１→立板３１→連結金具３→立板３２→固定ねじＮ３と溶接電流を流し、前記溶融層Ｐ５，Ｐ７を形成する。なお、固定ねじＮ２，Ｎ４についても同様に、固定ねじＮ２と固定ねじＮ４の間に溶接電流を通電し、固定ねじＮ２→立板３１→連結金具３→立板３２→固定ねじＮ４と溶接電流を流し、前記溶融層Ｐ６，Ｐ８を形成する。このように、第２実施形態におけるピストン弁２０はステンレス製の連結金具３を介して抵抗溶接している。

【0026】

なお、固定ねじＮ１と固定ねじＮ４に通電して、溶融層Ｐ５，Ｐ８を形成し、固定ねじＮ２と固定ねじＮ３に通電して、溶融層Ｐ６，Ｐ７を形成するようにしてもよい。さらに、ピストン１側の二つの螺合部間、あるいはピストン２側の二つの螺合部間での抵抗のバラツキがすくない場合は、固定ねじＮ１と固定ねじＮ２に同一電極を接続し、固定ねじＮ３と固定ねじＮ４に同一電極を接続し、溶融層Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８を一度に形成するようにしてもよい。

【0027】

以上の実施形態では、パッキン、菊ばね、ガイド板及び補強板をリベットにより一体に組み付け、それを固定ねじで連結金具に固定するようにしているが、組み付けるためのリベットを用いずに、固定ねじにより連結金具に固定するようにしてもよい。

【0028】

以上の実施形態では固定ねじでピストンを連結金具に固定及び溶接するようにしているが、参考例として、固定ねじの代わりにリベット等の溶接片をもちい、この溶接片を介して電流を流して溶接片と連結金具とを抵抗溶接し、その溶融層によりピストンを連結金具に固定するようにしてもよい。なお、従来は、リベットで固定する場合にリベットのピストンの裏側を潰す必要があるが、四方切換弁の構造上、裏側を潰すのは極めて困難であるが、このように溶接片と連結金具とを溶接で固定するのでその必要がない。

【符号の説明】

【0029】

Ａ 主弁室
Ｂ１ 第１の副弁室
Ｂ２ 第２の副弁室
１０ 弁ハウジング
２０ ピストン弁
３０ 弁座
１ 第１のピストン
１１ パッキン
１２ ガイド板
１３ 菊ばね
１４ 補強板
２ 第２のピストン２
２１ パッキン
２２ ガイド板
２３ 菊ばね
２４ 補強板
３ 連結金具
３ａ 嵌合孔
３１ 立板
３１１ ねじ孔
３１２ ねじ孔
３２ 立板
３２１ ねじ孔
３２２ ねじ孔
４ 弁体
Ｎ１ 固定ねじ
Ｎ２ 固定ねじ
Ｎ３ 固定ねじ
Ｎ４ 固定ねじ
Ｐ１ 溶融層
Ｐ２ 溶融層
Ｐ３ 溶融層
Ｐ４ 溶融層
Ｐ５ 溶融層
Ｐ６ 溶融層
Ｐ７ 溶融層
Ｐ８ 溶融層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】