特許 7391906 金属－ゴム複合体及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-27

(45)【発行日】2023-12-05

(54)【発明の名称】金属－ゴム複合体及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/70 20060101AFI20231128BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20231128BHJP

   B29C 35/02 20060101ALI20231128BHJP

   F16K 1/36 20060101ALN20231128BHJP

【ＦＩ】

B29C65/70

B29C45/14

B29C35/02

F16K1/36 E

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021040018

(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公開番号】P2022139569

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2022-03-14

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003263

【氏名又は名称】三菱電線工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】牧野 大介

(72)【発明者】

【氏名】深澤 新平

(72)【発明者】

【氏名】池原 潤一郎

【審査官】関口 貴夫

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－１０９３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３００１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４５０１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ６５／７０

Ｂ２９Ｃ ４５／１４

Ｂ２９Ｃ ３５／０２

Ｆ１６Ｋ １／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

有底のネジ穴が形成された金属部材と、前記金属部材の前記ネジ穴に充填されるとともに前記ネジ穴の雌ネジの凹凸に係合した加硫ゴムで形成されたゴム部材と、を備えた金属-ゴム複合体であって、
前記金属-ゴム複合体が電磁弁のプランジャーである金属-ゴム複合体。

【請求項2】

請求項１に記載された金属-ゴム複合体において、
前記金属部材がステンレスで形成されている金属-ゴム複合体。

【請求項3】

請求項１又は２に記載された金属-ゴム複合体において、
前記ネジ穴の止まり孔穴深さが１．８ｍｍ以上２．２ｍｍ以下である金属-ゴム複合体。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載された金属-ゴム複合体において、
前記ゴム部材を形成する前記加硫ゴムのゴム成分が水素化ニトリルゴムである金属-ゴム複合体。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載された金属-ゴム複合体において、
前記ゴム部材を形成する前記加硫ゴムのＪＩＳ Ｋ６２５３-３：２０１２に基づいてタイプＤのデュロメータで測定される硬さが８５以上９５以下である金属-ゴム複合体。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれかに記載された金属-ゴム複合体において、
前記ゴム部材が物理的固定手段のみにより前記金属部材と複合している金属-ゴム複合体。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかに記載された金属-ゴム複合体の製造方法であって、
前記金属部材に形成された有底のネジ穴に、前記ゴム部材を形成するための未加硫ゴムを、前記未加硫ゴムが前記ネジ穴の雌ネジの凹凸に係合するように充填し、前記未加硫ゴムを架橋させる金属-ゴム複合体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属-ゴム複合体及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電磁弁等に組み付けられる弁開閉のための部品であるプランジャーとして、金属部材とゴム部材との金属-ゴム複合体が用いられている。例えば、特許文献１には、金属部材のプランジャー本体の先端部に、ゴム部材のシール部が設けられたプランジャーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－３００１６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の課題は、ゴム部材が金属部材から脱落するのを抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、有底のネジ穴が形成された金属部材と、前記金属部材の前記ネジ穴に充填されるとともに前記ネジ穴の雌ネジの凹凸に係合した加硫ゴムで形成されたゴム部材とを備えた金属-ゴム複合体であって、前記金属-ゴム複合体が電磁弁のプランジャーである。

【0006】

本発明は、本発明の金属-ゴム複合体の製造方法であって、前記金属部材に形成された有底のネジ穴に、前記ゴム部材を形成するための未加硫ゴムを、前記未加硫ゴムが前記ネジ穴の雌ネジの凹凸に係合するように充填し、前記未加硫ゴムを架橋させるものである。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ゴム部材が金属部材に形成されたネジ穴の雌ネジの凹凸に係合しているので、ゴム部材が金属部材から脱落するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係るプランジャーの断面図である。

【図2A】電磁石がオフのときの空気圧電磁弁の内部構造を示す図である。

【図2B】電磁石がオンのときの空気圧電磁弁の内部構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、実施形態について詳細に説明する。

【0010】

図１は、実施形態に係るプランジャー１０（金属-ゴム複合体）を示す。このプランジャー１０は、例えば、空気圧電磁弁等に組み付けられる弁開閉のための部品である。

【0011】

実施形態に係るプランジャー１０は、金属部材のプランジャー本体１１と、ゴム部材のゴムシール１２とを備える。

【0012】

プランジャー本体１１は、円柱状に形成されている。プランジャー本体１１は、先端部分がネック形状に形成され、それにより先端部に環状のフランジ１１１が構成されている。

【0013】

プランジャー本体１１は、磁性を帯びた金属で形成されている。プランジャー本体１１は、軽量であることによる可動性及び防錆性の観点から、ステンレスで形成されていることが好ましく、ＳＵＳ４３０Ｆのステンレスで形成されていることがより好ましい。

【0014】

プランジャー本体１１の先端面の中央には、ネジ穴１１２が形成されている。ネジ穴１１２としては、例えばＭ１乃至Ｍ３（典型的にはＭ１．６、Ｍ１．８、Ｍ２、又はＭ２．２）のメートルネジ用のものが挙げられる。ネジ穴１１２の雌ネジの内径Ｄは、例えば０．７２９ｍｍ以上２．６２１ｍｍ以下である。ネジ穴１１２の雌ネジのピッチＰは、例えば０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。ネジ穴１１２の止まり孔穴深さＦは、後述するゴムシール１２がプランジャー本体１１から脱落するのを抑制する観点から、好ましくは１．８ｍｍ以上、より好ましくは１．９ｍｍ以上である。ネジ穴１１２の止まり孔穴深さＦは、ゴムシール１２の収縮によるヒケを抑制するとともに、ネジ穴１１２の深い部分でゴムシール１２の架橋が不十分となって収縮にばらつきが生じるのを抑制して高い寸法精度を得る観点から、好ましくは２．２ｍｍ以下、より好ましくは２．１ｍｍ以下である。ここで、ネジ穴１１２の止まり孔穴深さＦは、ネジ穴１１２の開口から底部の円錐孔部分の始点までの深さである。

【0015】

ゴムシール１２は、プランジャー本体１１のネジ穴１１２に充填されるとともに、ネジ穴１１２の雌ネジの凹凸に係合している。実施形態に係るプランジャー１０によれば、このようにゴムシール１２がプランジャー本体１１に形成されたネジ穴１１２の雌ネジの凹凸に係合しているので、ゴムシール１２のネジ穴１１２の雌ネジの凹凸への係合によりゴムシール１２のネジ穴１１２の開口側への移動が規制され、それによりゴムシール１２がプランジャー本体１１から脱落するのを抑制することができる。ゴムシール１２は、高いシール性を得る観点から、プランジャー本体１１の先端面から僅かに突出するように形成されていることが好ましい。

【0016】

ゴムシール１２は、加硫ゴムで形成されている。この加硫ゴムのゴム成分としては、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。この加硫ゴムのゴム成分は、高いシール性を得る観点から、水素化ニトリルゴムであることが好ましい。この加硫ゴムのＪＩＳ Ｋ６２５３-３：２０１２に基づいてタイプＤのデュロメータで測定される硬さは、ゴムシール１２がプランジャー本体１１から脱落するのを抑制する観点から、好ましくは８５以上９５以下である。

【0017】

ゴムシール１２は、ネジ穴１１２の雌ネジの凹凸への係合による物理的固定手段のみによりプランジャー本体１１と複合していることが好ましい。接着剤による化学的固定手段も併用した場合、接着剤の塗布のための工数を要する、接着剤により金型が汚れる、接着剤を失活させないための管理が必要となる等の問題がある。しかしながら、物理的固定手段のみを用いる場合、これらの問題は生じないので、金型が接着剤で汚れることもなく、また、短いリードタイムで製造することができる。

【0018】

実施形態に係るプランジャー１０は、プランジャー本体１１に形成されたネジ穴１１２に、ゴムシール１２を形成するための未加硫ゴムを、その未加硫ゴムがネジ穴１１２の雌ネジの凹凸に係合ように充填したものを金型のキャビティにセットした後、それを加熱及び加圧して未加硫ゴムを架橋させることにより製造することができる。

【0019】

図２Ａ及びＢは、実施形態に係るプランジャー１０を組み付けた空気圧電磁弁２０を示す。

【0020】

この空気圧電磁弁２０では、ハウジング２１内において、エア流通孔２１１に対向するように有底円筒孔のプランジャー収容部２１２が形成されている。このプランジャー収容部２１２には、実施形態に係るプランジャー１０が、先端のゴムシール１２がエア流通孔２１１側に配置されるように設けられている。プランジャー収容部２１２の外側には、図示しない電磁石が設けられている。プランジャー収容部２１２の中間部には段差２１３が形成されており、この段差２１３とプランジャー本体１１のフランジ１１１との間にコイルスプリング２２が圧縮状態で介設されている。これにより、プランジャー１０がプランジャー収容部２１２の開口側に付勢されている。

【0021】

この空気圧電磁弁２０では、電磁石がオフのとき、プランジャー１０には電磁力が作用しないので、図２Ａに示すように、プランジャー１０は、コイルスプリング２２によりプランジャー収容部２１２の開口側に付勢され、ゴムシール１２がエア流通孔２１１の開口に当接して封止することによりエアの流通を遮断する。一方、電磁石がオンのとき、プランジャー１０には電磁力が作用し、図２Ｂに示すように、プランジャー１０は、電磁力が作用してコイルスプリング２２の付勢に抗してプランジャー収容部２１２の底側に移動し、ゴムシール１２がエア流通孔２１１の開口から離間してエア流通孔２１１が連通することによりエアを流通させる。

【0022】

なお、上記実施形態では、金属-ゴム複合体として、空気圧電磁弁２０のプランジャー１０を示したが、特にこれに限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0023】

本発明は、金属-ゴム複合体及びその製造方法の技術分野について有用である。

【符号の説明】

【0024】

１０ プランジャー（金属-ゴム複合体）
１１ プランジャー本体（金属部材）
１１１ フランジ
１１２ ネジ穴
１２ ゴムシール（ゴム部材）
２０ 空気圧電磁弁
２１ ハウジング
２１１ エア流通孔
２１２ プランジャー収容部
２１３ 段差
２２ コイルスプリング

【図1】

【図2A】

【図2B】