JP2014144469A - Manufacturing method of fluid-related function device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、冷媒などの流体が流れる配管等に接続される圧力スイッチ、圧力センサなどの圧力感応装置、及び、当該配管等を流れる流体の流量を制御する弁装置などの流体に関わる機能を有する流体関連機能装置の製造方法に関する。 The present invention relates to fluid-related functions such as a pressure switch connected to a pipe or the like through which a fluid such as a refrigerant flows, a pressure sensitive device such as a pressure sensor, and a valve device that controls the flow rate of the fluid flowing through the pipe or the like. The present invention relates to a method for manufacturing a fluid-related functional device.
従来、流体としての冷媒が流れる配管等に接続される圧力感応装置として、例えば、特許文献1に開示された圧力スイッチがある。この圧力スイッチは、ステンレス製の蓋部材(1)と黄銅製の接手(継手)(2)を備えており、蓋部材(1)と接手(2)はプロジェクション溶接(抵抗溶接)により拡散接合されている。そして、接手(2)が冷媒が流れる配管に接続され、接手(2)の中央部の内部穴(22)と蓋部材(1)の貫通穴(12)を介して蓋部材(1)内に流体を導入するよう構成されている。
Conventionally, as a pressure sensitive device connected to a pipe or the like through which a refrigerant as a fluid flows, there is a pressure switch disclosed in
しかしながら、このような圧力スイッチでは、蓋部材(1)がステンレス製であることからその表面に酸化皮膜が形成されているので、この酸化皮膜が絶縁体となり、蓋部材(1)と接手(2)との間に抵抗溶接のための電流を流すには高電圧が必要となる。そして、圧力スイッチでは、蓋部材(1)と接手(2)との間から流体が漏れないように接合箇所全周にわたって密封して溶接する必要があるところ、例えば、酸化皮膜のムラ等により蓋部材(1)と接手(2)との接合箇所において流れる電流量が異なる部分が生じることがあった。また、蓋部材(1)の接合箇所にゴミ等が付着していた場合、電流を流すことによりゴミ等が火花となって飛び散ることがあった。そのため、蓋部材(1)と接手(2)との接合箇所の溶接が不均一となってしまうことがあり、密封性や接合強度などの品質的に安定した接合状態を得るという点で改良の余地があった。また、配管等に接続される弁装置等、流体に関わる機能を有する各種の流体関連機能装置においても同様の点で改良の余地があった。 However, in such a pressure switch, since the lid member (1) is made of stainless steel, an oxide film is formed on the surface thereof. Therefore, the oxide film becomes an insulator, and the lid member (1) and the joint (2 ) Requires a high voltage to pass a current for resistance welding. In the pressure switch, it is necessary to seal and weld the entire circumference of the joining portion so that fluid does not leak from between the lid member (1) and the joint (2). In some cases, different portions of the amount of current flowing at the joints between the member (1) and the joint (2) are generated. In addition, when dust or the like is attached to the joint portion of the lid member (1), the dust or the like may be scattered as a spark by passing an electric current. For this reason, welding at the joint portion between the lid member (1) and the joint (2) may be uneven, which is an improvement in terms of obtaining a quality and stable joint state such as sealing performance and joint strength. There was room. In addition, there is room for improvement in the same point in various fluid-related functional devices having a function related to fluid, such as a valve device connected to a pipe or the like.
そこで、本発明は、ステンレス製又はアルミニウム製のケース部品と該ケース部品に抵抗溶接により接合される接続部材との接合状態がより安定した流体関連機能装置を得ることのできる流体関連機能装置の製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a fluid-related functional device capable of obtaining a fluid-related functional device with a more stable joining state between a stainless steel or aluminum case component and a connection member joined to the case component by resistance welding. It is an object to provide a method.
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、流体が流れる配管が接続される内孔が形成された金属製の接続部材と、前記接続部材が外側面に接合され、該接続部材の内孔と内側面側の空間とを連通させる前記外側面と前記内側面とを貫通する貫通孔が形成されたステンレス製又はアルミニウム製のケース部品と、を備えた流体に関わる機能を有する流体関連機能装置の製造方法であって、前記ケース部品の外側面における前記貫通孔を囲む環状の前記接続部材との接合箇所にレーザーを照射して、当該接合箇所全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程と、前記接続部材の内孔と前記ケース部材の貫通孔とを連通させた状態で、前記表面処理工程で前記表面処理が行われた前記接合箇所の全周にわたって前記接続部材を抵抗溶接によって接合する溶接工程と、
を含むことを特徴とする流体関連機能装置の製造方法である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
A method for manufacturing a fluid-related functional device.
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記表面処理工程では、前記接合箇所全体に複数の溝を形成するようにレーザーを複数回走査して照射することを特徴とする製造方法である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, in the surface treatment step, a laser is scanned a plurality of times so as to form a plurality of grooves in the entire joining portion. This is a featured manufacturing method.
請求項3に記載された発明は、請求項2に記載された発明において、前記表面処理工程では、前記接合箇所全体に互いに平行な直線状の複数の溝を形成するようにレーザーを照射することを特徴とする製造方法である。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, in the surface treatment step, the laser is irradiated so as to form a plurality of linear grooves parallel to each other in the entire joint portion. Is a manufacturing method characterized by
請求項4に記載された発明は、請求項2に記載された発明において、前記表面処理工程では、前記接合箇所全体に環状でかつ互いに交差しない同心状の複数の溝を形成するようにレーザーを照射することを特徴とする製造方法である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, in the surface treatment step, a laser is formed so as to form a plurality of concentric grooves that are annular and do not intersect with each other in the entire joint portion. It is a manufacturing method characterized by irradiating.
請求項5に記載された発明は、請求項2に記載された発明において、前記表面処理工程では、前記接合箇所全体に、互いに平行な直線状の第1の複数の溝と、前記第1の複数の溝と交差する方向に互いに平行な直線状の第2の複数の溝と、を形成するようにレーザーを照射することを特徴とする製造方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, in the surface treatment step, the first plurality of linear grooves parallel to each other are formed in the entire joint portion, and the first It is a manufacturing method characterized by irradiating a laser so as to form a plurality of linear second grooves parallel to each other in a direction intersecting with the plurality of grooves.
請求項6に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記表面処理工程では、前記接合箇所の全面にレーザーを照射することを特徴とする製造方法である。
The invention described in claim 6 is the manufacturing method according to the invention described in
請求項1に記載された発明によれば、ケース部品の外側面に接続部材を抵抗溶接によって接合する溶接工程より前に、ケース部品の外側面におけるその貫通孔を囲む環状の接続部材との接合箇所にレーザーを照射して、当該接合箇所全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程を行う。そのため、抵抗溶接を行う時点で、ケース部品の外側面における接続部材との接合箇所の酸化皮膜が削減又は除去され、また、ゴミ等の付着物が除去されて、該接合箇所全体の状態が均一になる。これにより、接合箇所全体にわたって抵抗溶接を均一に行うことができ、ステンレス製又はアルミニウム製のケース部品と該ケース部品に抵抗溶接により接合される接続部材との接合状態がより安定した流体関連機能装置を得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, the joining with the annular connecting member surrounding the through hole in the outer surface of the case part is performed before the welding step of joining the connecting member to the outer surface of the case part by resistance welding. A surface treatment process is performed in which the surface is irradiated with a laser to perform a surface treatment so that the entire state of the joint is uniform. Therefore, when resistance welding is performed, the oxide film at the joint portion with the connection member on the outer surface of the case part is reduced or removed, and the deposits such as dust are removed, so that the state of the whole joint portion is uniform. become. Thereby, resistance welding can be performed uniformly over the entire joining portion, and the fluid-related functional device in which the joining state of the stainless steel or aluminum case part and the connecting member joined to the case part by resistance welding is more stable. Can be obtained.
請求項2に記載された発明によれば、表面処理工程では、ケース部品の接合箇所全体に複数の溝を形成するようにレーザーを複数回走査して照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御に比べて、簡易なレーザー制御によってケース部品の接合箇所の表面処理を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, in the surface treatment step, the laser is scanned and irradiated a plurality of times so as to form a plurality of grooves in the entire joint portion of the case parts. Thereby, compared with laser control which irradiates a laser intermittently, surface treatment of the joining location of case components can be performed by simple laser control, for example.
請求項3に記載された発明によれば、表面処理工程では、ケース部品の接合箇所全体に互いに平行な直線状の複数の溝を形成するようにレーザーを照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御や曲線状にレーザーを照射するレーザー制御に比べて、非常に簡易なレーザー制御によってケース部品の接合箇所の表面処理を行うことができる。 According to the invention described in claim 3, in the surface treatment step, the laser is irradiated so as to form a plurality of linear grooves parallel to each other in the entire joint portion of the case component. As a result, for example, compared to laser control that irradiates laser intermittently or laser control that irradiates laser in a curved shape, surface treatment of the joint part of the case parts can be performed by very simple laser control. .
請求項4に記載された発明によれば、表面処理工程では、ケース部品の接合箇所全体に環状でかつ互いに交差しない同心状の複数の溝を形成するようにレーザーを照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御に比べて、簡易なレーザー制御によってケース部品の接合箇所の表面処理を行うことができる。 According to the invention described in claim 4, in the surface treatment step, the laser is irradiated so as to form a plurality of concentric grooves that are annular and do not intersect with each other in the entire joint portion of the case parts. Thereby, compared with laser control which irradiates a laser intermittently, surface treatment of the joining location of case components can be performed by simple laser control, for example.
請求項5に記載された発明によれば、表面処理工程では、ケース部品の接合箇所全体に、互いに平行な直線状の第1の複数の溝と、該第1の複数の溝と交差する方向に互いに平行な直線状の第2の複数の溝と、を形成するようにレーザーを照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御や曲線状にレーザーを照射するレーザー制御に比べて、非常に簡易なレーザー制御によってケース部品の接合箇所の表面処理を行うことができる。また、ケース部品の接合箇所全体の状態をより均一にできる。 According to the fifth aspect of the present invention, in the surface treatment step, the first plurality of linear grooves parallel to each other and the direction intersecting with the first plurality of grooves are formed in the entire joint portion of the case parts. Are irradiated with a laser so as to form a plurality of linear grooves parallel to each other. As a result, for example, compared to laser control that irradiates laser intermittently or laser control that irradiates laser in a curved shape, surface treatment of the joint part of the case parts can be performed by very simple laser control. . Moreover, the state of the whole joining location of case parts can be made more uniform.
請求項6に記載された発明によれば、表面処理工程では、ケース部品の接合箇所の全面にレーザーを照射する。これにより、ケース部品の接合箇所の全面が隙間無く表面処理を施されるので、当該接合箇所全体の状態をより均一にできる。 According to the invention described in claim 6, in the surface treatment step, the entire surface of the joint part of the case part is irradiated with the laser. Thereby, since the whole surface of the joining location of case parts is surface-treated without a gap, the state of the whole joining location can be made more uniform.
(第1の実施形態)
以下に、本発明の一実施形態の製造方法で製造される圧力スイッチ及びその製造方法について、図1〜図3を参照して説明する。この圧力スイッチは、流体に関する機能を有する流体関連機能装置としての圧力感応装置の一例であり、検出対象の流体が流れる配管に接続されて、流体の圧力に応じてスイッチ接点を開閉するものである。
(First embodiment)
Below, the pressure switch manufactured with the manufacturing method of one Embodiment of this invention and its manufacturing method are demonstrated with reference to FIGS. 1-3. This pressure switch is an example of a pressure-sensitive device as a fluid-related functional device having a fluid-related function, and is connected to a pipe through which a fluid to be detected flows, and opens and closes a switch contact according to the pressure of the fluid. .
図1は、本発明の一実施形態の製造方法で製造される圧力スイッチの縦断面図である。図2は、図1の圧力スイッチが備えるキャップ部材の構成を示す図であって、(a)は、平面図であり、(b)は、(a)の粗面化部の一部を拡大した図である(粗面化部が、キャップ部材の外側面の接合箇所に形成された互いに平行な直線状の複数の溝で構成されている)。図3は、図1の圧力スイッチが備える継手及びキャップ部材の溶接工程を説明する図であって、(a)は、溶接前の状態を示す縦断面図であり、(b)は、溶接後の状態を示す縦断面図である。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。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pressure switch manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B are diagrams illustrating a configuration of a cap member included in the pressure switch of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a plan view, and FIG. 2B is an enlarged view of a part of the roughened portion of FIG. (The roughened portion is composed of a plurality of linear grooves parallel to each other formed at the joint portion of the outer surface of the cap member). FIG. 3 is a diagram for explaining a welding process of the joint and cap member provided in the pressure switch of FIG. 1, wherein (a) is a longitudinal sectional view showing a state before welding, and (b) is after welding. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state. In addition, the concept of “upper and lower” in the following description corresponds to the upper and lower sides in FIG. 1 and indicates the relative positional relationship between the members, and does not indicate the absolute positional relationship.
図1に示すように、本実施形態の圧力スイッチ(図中、符号1で示す)は、接続部材としての継手10と、ケース部品としてのキャップ部材20と、円板30と、ストッパ40と、スイッチ部50と、外カバー60と、ハウジング61と、を有している。これら部材は、軸心が軸線Lに重なるように配置されている。
As shown in FIG. 1, the pressure switch of the present embodiment (indicated by
継手10は、例えば、黄銅などの金属を材料として構成されている。継手10を構成する材料は、黄銅以外にも、ステンレス、アルミ、銅、銅合金など後述するキャップ部材20を構成する材料(ステンレス又はアルミニウム)と抵抗溶接が可能な金属であれば、その種類は任意である。継手10は、継手本体部11と、壁部12と、円筒部13と、プロジェクション14と、を一体に有している。
The joint 10 is made of, for example, a metal such as brass. If the material which comprises the
継手本体部11は、例えば、ナット状の六角筒状に形成されており、その内周面には、図示しない流体が流れる配管と螺合される雌ねじ11aが形成されている。
The
壁部12は、継手本体部11の図中上端を塞ぐように当該継手本体部11と一体に設けられている。壁部12には、後述するキャップ部材20と対向される平坦面12aが設けられており、また、壁部12の中央付近には、壁部12の外側と継手本体部11の内側空間11bとを貫通する導通路12bが設けられている。
The
円筒部13は、継手本体部11と同軸に配置されて壁部12の平坦面12aに一端13aが連接されている。円筒部13の内側空間13bは、壁部12の導通路12bと連通されている。なお、継手10は、円筒部13を省略した構成でもよい。
The
プロジェクション14は、壁部12の平坦面12aに、円筒部13を囲む円環状で断面が山型となるように形成された突部である。プロジェクション14は、その中心が軸線Lに重なるように配置されている。プロジェクション14の先端は、その全周にわたって後述するキャップ部材20に溶接により接合されている。
The
継手10では、継手本体部11の内側空間11b、壁部12の導通路12b及び円筒部13の内側空間13bが互いに連通されて継手10の内孔10Aを構成する。
In the joint 10, the
キャップ部材20は、例えば、ステンレスを材料として構成されている。キャップ部材20を構成する材料は、ステンレス以外にも、アルミニウム(アルミニウム合金含む)であってもよい。キャップ部材20は、お椀状の椀状部21と、その外周の円環状のフランジ部22とを一体に有している。椀状部21の中心には、その外側面21aと内側面21bとを貫通する貫通孔23が開口されている。キャップ部材20の貫通孔23には、継手10の円筒部13が挿通されている。これにより、継手10の内孔10Aと後述する圧力室24(つまり、キャップ部材20の内側面21b側の空間)とが連通される。
The
キャップ部材20の椀状部21の継手10側を向く外側面21aにおける当該継手10との接合箇所Sには、図2(a)に示すように、レーザー照射によって表面処理された円環状の粗面化部25が形成されている。この粗面化部25は、貫通孔23を囲む上記プロジェクション14の径と略同一の径となる円環状に形成されている。粗面化部25と接合箇所Sとは重複している。
As shown in FIG. 2 (a), an annular rough surface that has been surface-treated by laser irradiation is provided at the joint S with the joint 10 on the
本実施形態において、粗面化部25は、図2(b)に示すように、キャップ部材20の椀状部21の外側面21aに互いに平行な直線状に形成された複数の溝26で構成されている。これら複数の溝26は、レーザー照射位置を溝ピッチ分ずつずらしながら所定の一方向に複数回走査して形成されている。複数の溝26の深さは、1μm〜5μm程度とされている。キャップ部材20はステンレス製(又はアルミニウム製)であるため表面に酸化皮膜が形成されているが、粗面化部25では、全体にわたって酸化皮膜が均一に削減されまたゴミ等の付着物が除去されており、粗面化部25全体の状態が均一にされている。この粗面化部25は、継手10のプロジェクション14の先端と溶接により接合される。継手10のプロジェクション14とキャップ部材20の粗面化部25との間に二点鎖線で示す溶接部αが形成されている。
In the present embodiment, the roughened
円板30は、例えば、薄膜状のステンレス等の金属で構成されており、その中央部分が大きな曲率半径の球面形状に形成され、外周部が平坦にされた円板状に形成されている。円板30は、その中央部分がキャップ部材20側に凸となるようにして、キャップ部材20の図中上側に重ねて配置されている。また、円板30がキャップ部材20に重ねられることにより、円板30の椀状部21と円板30との間に圧力室24が形成される。
The
ストッパ40は、例えば、ステンレスなどの金属を材料として構成されており、円板30と外径が略同一で中央に開口41が設けられた円環状に形成されている。ストッパ40は、円板30の図中上側に重ねて配置されている。圧力室24内の圧力が予め設定された設定圧力未満であるとき、円板30はその中央部分の球面形状を保ち、これによりストッパ40と円板30との間には隙間が形成される。また、圧力室24内の圧力が上記設定圧力以上であるとき、円板30はその中央部分の球面形状が変形してストッパ40と重なり、ストッパ40と円板30との間の隙間が無くなる。即ち、ストッパ40は、円板30の変形を規制する。キャップ部材20、円板30及びストッパ40は、順次重ねて配置されるとともに、それぞれの外周部が全周にわたって互いに一体溶接されている。
The
スイッチ部50は、中央に軸孔51aが形成されたガイド51と、ガイド51の軸孔51aに嵌挿された軸52と、ガイド51の周囲に嵌合する円筒状の端子台53とを有している。端子台53には、第1端子54と第2端子55が固定され、第1端子54には接点板54aが取り付けられている。そして、接点板54aには第1接点54bが、第2端子55には第2接点55aが取り付けられている。スイッチ部50は、ストッパ40の図中上側に重ねて配置されている。また、スイッチ部50の軸52は、図1に示す圧力スイッチ1の設置状態(具体的には、軸52に対して、接点板54aが鉛直方向上方にあり、円板30が鉛直方向下方にある設置状態)において、図中上側の一端が接点板54aに若干のクリアランス(間隔)を設けて近接されており、図中下側の他端が円板30の中央に当接されている。
The
外カバー60は、例えば、ステンレス製又は銅製の薄板からなり、キャップ部材20、円板30、ストッパ40及び端子台53のそれぞれの外周部をかしめにより固着している。
The
ハウジング61は、例えば、合成樹脂などを材料として構成されており、スイッチ部50における外カバー60から突出された部分が嵌め込まれる。ハウジング61には、一対のリード線62、63が設けられており、スイッチ部50が嵌め込まれることで、スイッチ部50の第1端子54及び第2端子55がこれら一対のリード線62、63に接続される。
The
以上の構成により、圧力スイッチ1は、継手10を介して流体がキャップ部材20の圧力室24内に導入され、流体の圧力に応じて円板30が変形して軸52を押す。そして、圧力が予め設定された設定圧力になると、軸52に連動して第1接点54bが第2接点55aから離間し、スイッチがOFFとなる。これにより、流体の圧力が設定圧力に達したことを検知できる。
With the above configuration, in the
次に、上述した圧力スイッチの製造方法の一例について、図2、図3を参照して説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the pressure switch described above will be described with reference to FIGS.
(1:表面処理工程)まず、図2(a)、(b)に示すように、キャップ部材20のキャップ部材20の椀状部21の継手10側を向く外側面21aにおける当該継手10との接合箇所Sにレーザーを照射して、円環状の粗面化部25を形成する。具体的には、レーザー照射位置を溝ピッチ分ずつずらしながら所定の一方向に複数回走査して、接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝26を形成して、これら複数の溝26からなる粗面化部25を形成する。
(1: Surface treatment step) First, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
上記表面処理工程で形成された粗面化部25では、全体にわたって酸化皮膜が均一に削減されまたゴミ等の付着物が除去されており、粗面化部25全体の状態が均一にされている。
In the roughened
(2:溶接工程)次に、図3(a)に示すように、継手10の円筒部13をキャップ部材20の貫通孔23に挿通し、継手10のプロジェクション14の先端を、キャップ部材20の粗面化部25に当接させる。そして、この状態で継手10及びキャップ部材20に電圧を印加する。これにより、継手10のプロジェクション14の先端及びキャップ部材20の粗面化部25を通じて継手10及びキャップ部材20に電流が流れ、この電流による発熱によって、継手10のプロジェクション14の先端とキャップ部材20の粗面化部25とが溶融して互いに溶接(即ち、抵抗溶接)して接合される。
(2: Welding Step) Next, as shown in FIG. 3A, the
上記溶接工程では、それに先立つ表面処理工程において粗面化部25全体の状態が均一にされているので、継手10のプロジェクション14の先端とキャップ部材20の粗面化部25との間に均一に電流が流れて溶接が行われる。これにより、継手10のプロジェクション14とキャップ部材20の粗面化部25との間に溶接部αが形成される。
In the welding process, since the entire roughened
(3:組立工程)それから、外カバー60内に、キャップ部材20と円板30とストッパ40とが互いに一体溶接されてなる溶接体及びスイッチ部50の一部を順次重ねて収容するとともに、外カバー60の両端部をかしめて、これら部材を固定する。そして、ハウジング61内にスイッチ部50における外カバー60から突出された部分を嵌め込み、スイッチ部50の第1端子54及び第2端子55がこれら一対のリード線62、63を接続する。このようにして、圧力スイッチ1が完成する。
(3: Assembly process) Then, in the
以上説明したように、本実施形態の圧力スイッチ1の製造方法は、流体が流れる配管が接続される内孔10Aが形成された黄銅製の継手10と、継手10が外側面21aに接合され、該継手10の内孔10Aと内側面21b側の圧力室24とを連通させる外側面21aと内側面21bとを貫通する貫通孔23が形成されたステンレス製のキャップ部材20と、を備えた圧力スイッチの製造方法である。そして、この製造方法は、キャップ部材20の外側面21aにおける貫通孔23を囲む環状の継手10との接合箇所Sにレーザーを照射して、当該接合箇所S全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程と、継手10の内孔10Aとキャップ部材20の貫通孔23とを連通させた状態で、表面処理工程で上記表面処理が行われた接合箇所Sの全周にわたって継手10を抵抗溶接によって接合する溶接工程と、を含む。
As described above, the manufacturing method of the
また、表面処理工程では、接合箇所S全体に複数の溝26を形成するようにレーザーを複数回走査して照射して粗面化部25を形成する。
In the surface treatment process, the roughened
また、表面処理工程では、接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝26からなる粗面化部25を形成する。
Further, in the surface treatment step, the roughened
以上より、本実施形態によれば、キャップ部材20に継手10を抵抗溶接によって接合する溶接工程より前に、キャップ部材20における継手10との接合箇所Sにレーザーを照射して、当該接合箇所S全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程を有している。そのため、抵抗溶接を行う時点で、キャップ部材20における継手10との接合箇所Sの酸化皮膜が削減又は除去され、また、ゴミ等の付着物が除去されて、該接合箇所S全体の状態が均一になる。これにより、接合箇所S全体にわたって抵抗溶接を均一に行うことができ、ステンレス製のキャップ部材20とこのキャップ部材20に抵抗溶接により接合される継手10との接合状態がより安定した圧力スイッチ1を得ることができる。
As mentioned above, according to this embodiment, before the welding process which joins the joint 10 to the
また、表面処理工程では、キャップ部材20の接合箇所S全体に複数の溝26を形成するようにレーザーを複数回走査して照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御に比べて、簡易なレーザー制御によってキャップ部材20の接合箇所Sの表面処理を行うことができる。
Further, in the surface treatment step, the laser is scanned and irradiated a plurality of times so as to form a plurality of
また、表面処理工程では、キャップ部材20の接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝26を形成するようにレーザーを照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御や曲線状にレーザーを照射するレーザー制御に比べて、非常に簡易なレーザー制御によってキャップ部材20の接合箇所Sの表面処理を行うことができる。
Further, in the surface treatment step, laser is irradiated so as to form a plurality of
(第2の実施形態)
以下に、本発明の一実施形態の製造方法で製造される弁装置及びその製造方法について、図4、図5を参照して説明する。この流体関連機能装置としての弁装置は、流体が流れる配管に接続されて、当該配管を流れる流体の流量を制御するものである。
(Second Embodiment)
Below, the valve apparatus manufactured with the manufacturing method of one Embodiment of this invention and its manufacturing method are demonstrated with reference to FIG. 4, FIG. The valve device as the fluid-related functional device is connected to a pipe through which fluid flows, and controls the flow rate of the fluid flowing through the pipe.
図4は、本発明の他の一実施形態の製造方法で製造される弁装置の縦断面図である。図5は、図4の弁装置が備えるケース部品の構成を示す図であって、(a)は、平面図であり、(b)は、(a)の粗面化部の一部を拡大した図である(粗面化部が、ケース部品の外側面の接合箇所に形成された互いに平行な直線状の複数の溝で構成されている)。なお、以下の説明における「上下」の概念は、図4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。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a valve device manufactured by the manufacturing method according to another embodiment of the present invention. FIGS. 5A and 5B are diagrams showing a configuration of a case component included in the valve device of FIG. 4, wherein FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is an enlarged view of a part of the roughened portion of FIG. (The roughened portion is constituted by a plurality of linear grooves parallel to each other formed at the joint portion of the outer surface of the case component). Note that the concept of “upper and lower” in the following description corresponds to the upper and lower in FIG. 4, and indicates the relative positional relationship between the members, and does not indicate the absolute positional relationship.
図4に示すように、本実施形態の弁装置(図中、符号2で示す)は、接続部材としてのハウジング70と、ケース80と、を有している。これら部材は軸心が軸線Lに重なるように配置されている。
As shown in FIG. 4, the valve device of the present embodiment (indicated by
ハウジング70は、例えば、黄銅などの金属を材料として略円柱状に構成されている。ハウジング70を構成する材料は、黄銅以外にも、ステンレス、アルミ、銅、銅合金など後述するケース80を構成する材料(ステンレス又はアルミニウム)と抵抗溶接が可能なものであれば、その種類は任意である。ハウジング70は、ハウジング本体部71と、円筒部73と、プロジェクション74と、を有している。
The
ハウジング本体部71は、例えば、円筒状に形成されており、内側に弁室75が形成されている。また、ハウジング本体部71の周壁71aには、第1配管H1が第1ポート76を通じて弁室75に連通するように固定して取り付けられている。ハウジング本体部71の図中下方の壁部71bには、第2配管H2が第2ポート77を通じて弁室75に連通するように固定して取り付けられている。また、ハウジング本体部71の図中上方の端面71cは平坦面とされている。
The housing
円筒部73は、ハウジング本体部71と同軸に配置されて端面71cに一端73aが連接されている。円筒部73の内側空間73bは、弁室75と連通されている。なお、ハウジング70は、円筒部73を省略した構成でもよい。
The
プロジェクション74は、ハウジング本体部の端面71cに、円筒部73を囲む円環状で断面が山型となるように形成された突部である。プロジェクション74は、その中心が軸線Lに重なるように配置されている。プロジェクション74の先端は、その全周にわたって後述するケース部品81に溶接により接合されている。
The
ハウジング70では、ハウジング本体部71の弁室75、第1ポート76及び第2ポート77、並びに、円筒部73の内側空間73bが、ハウジング70の内孔70Aを構成する。
In the
ケース80は、例えば、ステンレスを材料として略円筒状に構成されている。ケース80を構成する材料は、ステンレス以外にも、アルミニウム(アルミニウム合金含む)であってもよい。ケース80は、円板状のケース部品81と、コップ形状のケース本体82と、を有している。ケース本体82は、図中上方にコップ形状の底部が位置し、図中下方の端部の開口を塞ぐように当該端部にケース部品81が溶接等により固定して取り付けられている。ケース部品81の中心には、その外側面81aと内側面81bとを貫通する貫通孔83が開口されている。ケース部品81の貫通孔83には、ハウジング70の円筒部73が挿通されている。これにより、ハウジング70の内孔70Aとケース本体82の内側空間84(つまり、ケース部品81の内側面81b側の空間)とが連通される。
The
ケース部品81のハウジング70側を向く外側面81aにおける当該ハウジング70との接合箇所Sには、図5(a)に示すように、レーザー照射によって表面処理された円環状の粗面化部85が形成されている。この粗面化部85は、貫通孔83を囲む上記プロジェクション74の径と略同一の径となる円環状に形成されている。粗面化部85と接合箇所Sとは重複している。
As shown in FIG. 5 (a), an annular roughened
本実施形態において、粗面化部85は、図5(b)に示すように、互いに平行な直線状に形成された複数の溝86で構成されている。これら複数の溝86は、レーザー照射位置を溝ピッチ分ずつずらしながら所定の一方向に複数回走査して形成されている。複数の溝86の深さは、1μm〜5μm程度とされている。ケース部品81はステンレス製(又はアルミニウム製)であるため表面に酸化皮膜が形成されているが、粗面化部85では、全体にわたって酸化皮膜が均一に削減されまたゴミ等の付着物が除去されており、粗面化部85全体の状態が均一にされている。この粗面化部85は、ハウジング70のプロジェクション74の先端と溶接により接合される。ハウジング70のプロジェクション74とケース部品81の粗面化部85との間に二点鎖線で示す溶接部αが形成されている。
In the present embodiment, the roughened
また、弁装置2は、ハウジング70の弁室75内に図示しない弁体が配設されており、ケース80のケース本体82内に弁体を駆動する図示しない駆動機構等が配設されている。
In the
以上の構成により、弁装置2は、図示しない駆動機構により弁体が駆動される。そして、当該弁体が弁ポートとしての第2ポート77を閉じる弁閉位置にあるとき、第1配管H1からハウジング70の弁室75内に導入された流体は、弁室75内に留まり第2配管H2への流動を阻止される。また、弁体が第2ポート77を開く弁開位置にあるとき、第1配管H1からハウジング70の弁室75内に導入された流体は、第2ポート77を通じて第2配管H2へ流動する。
With the above configuration, the valve body of the
次に、上述した弁装置の製造方法の一例について、図5(a)、(b)を参照して説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the valve device described above will be described with reference to FIGS.
(1:表面処理工程)まず、図5(a)、(b)に示すように、ケース部品81のハウジング70側を向く外側面81aにおける当該ハウジング70との接合箇所Sにレーザーを照射して、円環状の粗面化部85を形成する。具体的には、レーザー照射位置を溝ピッチ分ずつずらしながら所定の一方向に複数回走査して、接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝26を形成して、これら複数の溝86からなる粗面化部85を形成する。
(1: Surface treatment step) First, as shown in FIGS. 5A and 5B, a laser is applied to the joint portion S with the
上記表面処理工程で形成された粗面化部85では、全体にわたって酸化皮膜が均一に削減されまたゴミ等の付着物が除去されており、粗面化部85全体の状態が均一にされている。
In the roughened
(2:溶接工程)次に、ハウジング70の円筒部73をケース本体82に取り付けられる前のケース部品81の貫通孔83に挿通し、ハウジング70のプロジェクション74の先端を、ケース部品81の粗面化部85に当接させる。そして、この状態でハウジング70及びケース部品81に電圧を印加する。これにより、ハウジング70のプロジェクション74の先端及びケース部品81の粗面化部85を通じてハウジング70及びケース部品81に電流が流れ、この電流による発熱によって、ハウジング70のプロジェクション74の先端とケース部品81の粗面化部85とが溶融して互いに溶接(即ち、抵抗溶接)して接合される。
(2: Welding Step) Next, the
上記溶接工程では、それに先立つ表面処理工程において粗面化部85全体の状態が均一にされているので、ハウジング70のプロジェクション74の先端とケース部品81の粗面化部85との間に均一に電流が流れて溶接が行われる。これにより、ハウジング70のプロジェクション74とケース部品81の粗面化部85との間に溶接部αが形成される。
In the welding process, since the entire roughened
(3:組立工程)それから、ケース本体82内に図示しない駆動機構を配設したのち、当該駆動機構に図示しない弁体を取り付ける。そして、ケース本体82の開口を塞ぐようにケース本体82にケース部品81をレーザー溶接などにより溶接する。このようにして、弁装置2が完成する。
(3: Assembly process) Then, after arranging a drive mechanism (not shown) in the
以上説明したように、本実施形態の弁装置2の製造方法は、流体が流れる配管が接続される内孔70Aが形成された黄銅製のハウジング70と、ハウジング70が外側面81aに接合され、該ハウジング70の内孔70Aと内側面81b側のケース本体82の内側空間84とを連通させる外側面81aと内側面81bとを貫通する貫通孔83が形成されたステンレス製のケース部品81と、を備えた弁装置2の製造方法である。そして、この製造方法は、ケース部品81の外側面81aにおける貫通孔83を囲む環状のハウジング70との接合箇所Sにレーザーを照射して、当該接合箇所S全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程と、ハウジング70の内孔70Aとケース部品81の貫通孔83とを連通させた状態で、表面処理工程で上記表面処理が行われた接合箇所Sの全周にわたってハウジング70を抵抗溶接によって接合する溶接工程と、を含む。
As described above, the manufacturing method of the
また、表面処理工程では、接合箇所S全体に複数の溝を形成するようにレーザーを複数回走査して照射して粗面化部85を形成する。
In the surface treatment step, the roughened
また、表面処理工程では、接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝26からなる粗面化部85を形成する。
Further, in the surface treatment process, the roughened
以上より、本実施形態によれば、ケース部品81にハウジング70を抵抗溶接によって接合する溶接工程より前に、ケース部品81におけるハウジング70との接合箇所Sにレーザーを照射して、当該接合箇所S全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程を有している。そのため、抵抗溶接を行う時点で、ケース部品81におけるハウジング70との接合箇所Sの酸化皮膜が削減又は除去され、また、ゴミ等の付着物が除去されて、該接合箇所S全体の状態が均一になる。これにより、接合箇所S全体にわたって抵抗溶接を均一に行うことができ、ステンレス製のケース部品81とこのケース部品81に抵抗溶接により接合されるハウジング70との接合状態がより安定した弁装置2を得ることができる。
As mentioned above, according to this embodiment, before the welding process which joins the
また、表面処理工程では、ケース部品81の接合箇所S全体に複数の溝26を形成するようにレーザーを複数回走査して照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御に比べて、簡易なレーザー制御によってケース部品81の接合箇所Sの表面処理を行うことができる。
Further, in the surface treatment step, the laser is scanned and irradiated a plurality of times so as to form a plurality of
また、表面処理工程では、ケース部品81の接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝26を形成するようにレーザーを照射する。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御や曲線状にレーザーを照射するレーザー制御に比べて、非常に簡易なレーザー制御によってケース部品81の接合箇所Sの表面処理を行うことができる。
Further, in the surface treatment step, the laser is irradiated so as to form a plurality of
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、本発明の流体関連機能装置の製造方法は上記実施形態の構成に限定されるものではない。 Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiment, the method for manufacturing the fluid-related functional device of the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment.
例えば、上述した第1の実施形態では、表面処理工程において、接合箇所S全体に互いに平行な直線状の複数の溝を形成するようにレーザーを照射する製造方法であったが、これに限定されるものではない。 For example, in the first embodiment described above, in the surface treatment step, the manufacturing method is such that a laser is irradiated so as to form a plurality of linear grooves that are parallel to each other in the entire joining portion S, but is not limited thereto. It is not something.
上述した表面処理工程において、接合箇所S全体に環状でかつ互いに交差しない同心状の複数の溝を形成するようにレーザーを照射するようにしてもよい。このようにすることで、図6(a)、(b)に示すように、環状でかつ互いに交差しない同心状の複数の溝26Aからなる粗面化部25Aが形成される。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御に比べて、簡易なレーザー制御によって接合箇所Sの表面処理を行うことができる。
In the surface treatment step described above, the laser may be irradiated so that a plurality of concentric grooves that are annular and do not intersect with each other are formed on the entire joint S. By doing so, as shown in FIGS. 6A and 6B, a roughened
または、表面処理工程において、接合箇所S全体に、互いに平行な直線状の第1の複数の溝261と、第1の複数の溝261と交差する方向に互いに平行な直線状の第2の複数の溝262と、を形成するようにレーザーを照射するようにしてもよい。このようにすることで、図7(a)、(b)に示すように、互いに平行な直線状の第1の複数の溝261と、第1の複数の溝261と交差する方向に互いに平行な直線状の第2の複数の溝262と、からなる粗面化部25Bが形成される。これにより、例えば、断続的にレーザーを照射するようなレーザー制御や曲線状にレーザーを照射するレーザー制御に比べて、非常に簡易なレーザー制御によって接合箇所Sの表面処理を行うことができる。また、接合箇所S全体の状態をより均一にできる。
Alternatively, in the surface treatment step, the first plurality of
または、表面処理工程において、表面処理工程において、接合箇所Sの全面にレーザーを照射するようにしてもよい。このようにすることで、図8に示すように、接合箇所Sの全面が削られた粗面化部25Cが形成される。これにより、接合箇所Sの全面が隙間無く表面処理を施されるので、当該接合箇所S全体の状態をより均一にできる。 Alternatively, in the surface treatment process, the entire surface of the joint portion S may be irradiated with laser in the surface treatment process. By doing in this way, as shown in FIG. 8, the roughening part 25C by which the whole surface of the joining location S was shaved is formed. Thereby, since the whole surface of the joining location S is subjected to surface treatment without a gap, the state of the entire joining location S can be made more uniform.
または、表面処理工程において、接合箇所S全体に、レーザーランプを定速で移動させながら断続的にレーザを照射するようにしてもよい。このようにすることで、互いに間隔をあけて設けられた水玉模様状の複数の穴で構成された粗面化部が形成される。 Alternatively, in the surface treatment step, the entire joining portion S may be irradiated with laser intermittently while moving the laser lamp at a constant speed. By doing in this way, the roughening part comprised by the several polka dot-shaped hole provided mutually spaced apart is formed.
また、これら表面処理工程のバリエーションについては、上述した第2の実施形態にも同様に適用可能である。 Moreover, the variations of these surface treatment steps can be similarly applied to the second embodiment described above.
また、上述した第1の実施形態では、接続部材としての継手10をキャップ部材20に抵抗溶接するものであったが、これに限定されるものではなく、図9に一例を示すように、継手10に代えて、接続部材としての銅管90をキャップ部材20に抵抗溶接するようにしてもよい。この銅管90は、銅管本体91と、その図中上方の端部に設けられたフランジ部92と、当該端部に設けられた円筒部93と、フランジ部92のキャップ部材20側を向く面に設けられたプロジェクション94と、を有している。
Further, in the first embodiment described above, the joint 10 as the connecting member is resistance welded to the
そして、銅管90の円筒部93をキャップ部材20の貫通孔23に挿通し、銅管90のプロジェクション94の先端を、キャップ部材20の粗面化部25に当接させる。そして、この状態で銅管90及びキャップ部材20に電圧を印加する。これにより、銅管90のプロジェクション94の先端及びキャップ部材20の粗面化部25を通じて銅管90及びキャップ部材20に電流が流れ、この電流による発熱によって、銅管90のプロジェクション94の先端とキャップ部材20の粗面化部25とが溶融して互いに溶接(即ち、抵抗溶接)して接合される。このように、本発明の目的に反しない限り、接続部材の構成は任意である。
Then, the
また、第1の実施形態では、流体関連機能装置としての圧力感応装置の一例として、圧力スイッチについて説明したが、例えば、圧力センサにおいても継手10とキャップ部材20を備えた同様な構造であり、本発明を圧力感応装置である圧力センサに適用することもできる。
In the first embodiment, the pressure switch has been described as an example of the pressure-sensitive device as the fluid-related functional device. For example, the pressure sensor has a similar structure including the joint 10 and the
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。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流体関連機能装置の製造方法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。 In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to embodiment. That is, those skilled in the art can implement various modifications in accordance with conventionally known knowledge without departing from the scope of the present invention. Of course, such modifications are included in the scope of the present invention as long as the configuration of the manufacturing method of the fluid-related functional device of the present invention is provided.
1 圧力スイッチ(圧力感応装置、流体関連機能装置)
2 弁装置(流体関連機能装置)
10 継手(接続部材)
10A 継手の内孔
11 継手本体部
12 壁部
13 円筒部
14 プロジェクション
20 キャップ部材(ケース部品)
21a 外側面(ケース部品の外側面)
21b 内側面(ケース部品の内側面)
23 貫通孔
24 圧力室(ケース部品の内側面側の空間)
25、25A、25B、25C 粗面化部
26、26A 複数の溝
30 円板
40 ストッパ
50 スイッチ部
60 外カバー
61 ハウジング
70 ハウジング(接続部材)
70A ハウジングの内孔
71 ハウジング本体部
73 円筒部
74 プロジェクション
75 弁室
80 ケース
81 ケース部品
81a ケース部品の外側面
81b ケース部品の内側面
82 ケース本体
83 貫通孔
84 内側空間(ケース部品の内側面側の空間)
85 粗面化部
90 銅管(接続部材)
91 銅管本体
92 フランジ部
93 円筒部
94 プロジェクション
S 接合箇所
1 Pressure switch (pressure-sensitive device, fluid-related functional device)
2 Valve device (fluid-related functional device)
10 Fitting (connection member)
DESCRIPTION OF
21a Outer side (outer side of case parts)
21b Inner surface (inner surface of case parts)
23 Through
25, 25A, 25B,
70A Housing
85
91 Copper tube
Claims (6)
前記ケース部品の外側面における前記貫通孔を囲む環状の前記接続部材との接合箇所にレーザーを照射して、当該接合箇所全体の状態が均一になるように表面処理を行う表面処理工程と、
前記接続部材の内孔と前記ケース部材の貫通孔とを連通させた状態で、前記表面処理工程で前記表面処理が行われた前記接合箇所の全周にわたって前記接続部材を抵抗溶接によって接合する溶接工程と、
を含むことを特徴とする流体関連機能装置の製造方法。 A metal connecting member formed with an inner hole to which a pipe through which a fluid flows is connected, and the outer surface that joins the connecting member to the outer surface and communicates the inner hole of the connecting member with the space on the inner surface side. And a stainless steel or aluminum case part formed with a through-hole penetrating the inner surface, and a method for producing a fluid-related functional device having a function related to fluid,
A surface treatment step of performing a surface treatment so that the state of the whole joint portion is uniform by irradiating a laser to a joint portion with the annular connection member surrounding the through hole on the outer surface of the case component;
Welding that joins the connection member by resistance welding over the entire circumference of the joint where the surface treatment is performed in the surface treatment step in a state where the inner hole of the connection member communicates with the through hole of the case member. Process,
The manufacturing method of the fluid related functional apparatus characterized by the above-mentioned.
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