JP2825185B2 - メタルシール弁及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は電磁切換弁その他の流体切換弁として適用可
能なメタルシール弁とその製造方法に係り、特にスリー
ブにより摺動自在に保持されたスプールを往復動させな
がらスリーブ外周側に位置する弁本体の流体通路の切換
え動作を行うメタルシール弁との製造方法に関する。

「従来の技術」 従来より、ソレノイドのON/OFF作動によりスプールを
往復動させながら流体通路の切換え動作を行う電磁切換
弁は公知であり、この種の切換弁は例えば第７図に示す
ように、等間隔に穿設した流体通路Ａ〜Ｅに連通する環
状溝Ａ′〜Ｅ′を内周面に形成した円筒状の弁本体と、
前記環状溝Ａ′〜Ｅ′と対応する部位に周方向に沿って
複数の通孔103を穿設すると共に、外周面側に環装した
Ｏリング104を利用して隣接する環状溝Ａ′〜Ｅ′間を
気密的に封止可能に前記弁本体内周面に嵌装させたスリ
ーブ105と、該スリーブ105内に摺動自在に嵌装させたス
プール21、該スプール21に背面側よりバネ力を付勢する
コイルバネ20及び蓋体23と、該蓋体23の反対側に配置
し、前記スプール21より突設する接触子21aに当接する
可動鉄心22aを駆動させるソレノイド22からなり、前記
ソレノイド22のON/OFF作動によりスプール21を往復動さ
せながら弁本体102側の流体通路Ａ〜Ｅの切換え動作を
行う様に構成している。

「発明が解決しようとする技術的課題」 さてかかる切換弁においては、前記通孔103に供給／
排出される流体の通過量の増大に対応させるためには、
その通過面積、特にスリーブ105の通孔103直径を大にす
るか若しくは各環状溝Ａ′〜Ｅ′に沿って周方向に穿設
した通孔103数量を大にする必要があるが、スプール21
の移動量はソレノイド22のストロークに依存するもので
ある為に、スリーブ105の通孔103直径を少なくとも前記
ストローク長より小に設定しなければ円滑な流体通路Ａ
〜Ｅの切換えが不可能になり、この為、前記スリーブ10
5の通孔103直径の拡大には限界がある。

また通孔103数量を増大する事もスリーブ105の外径が
決っている以上限界がある。

かかる欠点を解消する為に、例えば実公昭48−43628
号においては、前記通孔103を周方向に長円状にした技
術が開示されているが、このように構成すると前記長円
間に形成されるリブ数が少なくなり、結果としてその分
リブ幅を大にしなければならず、結果としてそれほどの
有効断面積の拡大につながらない。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記スリーブ
105の強度性を低下させる事なく、容易に前記有効断面
積の拡大を図る事の出来るメタルシール弁とその製造方
法を提供する事を目的とする。

「課題を解決する為の技術手段」 請求項１）に記載した本発明は、前記スプール21を摺
動自在に保持するスリーブ105を１の部材で形成する事
なく、同軸上に所定間隔存して配列した複数のスリーブ
リング２により形成した点、 前記夫々のスリーブリング２を、弁本体１側の隣接す
る流体通路Ａ〜Ｅ間に挟まれる区域に配設した点、前記
スリーブを弁本体１に一体的に固着させた点を特徴とす
るメタルシール弁を提案する。

尚、スリーブリング２を弁本体１に一体的に固着させ
る手段は後記実施例に示すように、樹脂成形が好ましい
が、これのみに限定されず接着剤や熱溶着により固定し
てもよい。

又材質においてもスプール21の摺動自在性を保証する
為に、スリーブリング２は金属材で形成する必要がある
が、弁本体１においては該スリーブと同種又は異種の金
属材で形成しても又後記実施例に示すように樹脂材で形
成してもよい。

かかる発明によれば前記スリーブを複数のスリーブリ
ング２として分割して形成し、而も夫々のスリーブリン
グ２を、弁本体１側の隣接する流体通路Ａ〜Ｅ間に挟ま
れる区域に配設したために、前記隣接するスリーブリン
グ２間の環状空隙を弁本体１側に形成される流体通路Ａ
〜Ｅ（環状溝Ａ′〜Ｅ′）と連通させる事が出来、言い
換えれば従来の通孔103に対応する通路Ａ〜Ｅをリング
２状に形成する事が出来る。

この結果前記通孔103を円孔や長穴で形成した従来装
置に比較して周方向に空気の流通を制約するリブ等の部
材が存在しない為に、有効断面積が飛躍的に増大する。

而も前記スリーブリング２はその外周を弁本体１側に
固着させているために、該リング２を同軸上に位置決め
保持されスプール21の摺動自在性を容易に保証し得る。

従ってかかる発明の作用を円滑に達成するには前記リ
ング２を同軸上に位置決め保持する事が前提となるが、
分割したリング２を個々に弁本体１側に固着させる製法
を採用すると、その位置決め固着が中々困難である。

そこで請求項２）に記載した発明において前記リング
２を同軸上に精度よく弁本体１に固着させる事の出来る
製造方法を提案する。

即ち本発明は、前記弁本体１を樹脂体で、前記スリー
ブリング２を金属材で夫々形成すると共に、前記弁本体
１の樹脂成形時に前記スリーブリング２を弁本体１に一
体的に固着させる事を特徴とするものである。

かかる製造方法によれば、弁本体１を樹脂体で形成し
た為に軽量化が達成されるとともに、樹脂成形により複
数のスリーブリング２を同時に一体的に弁本体１に固着
するものである為に、容易にスリーブリング２の同軸性
を維持出来る。

このような具体的な構成は例えば前記流体通路Ａ〜Ｅ
型を櫛歯状に立設して形成される第１の型治具４と、ス
プール21挿通穴を形成する第２の型治具12とを有し、前
記第１の型治具４の隣接する櫛歯間に排泄した複数のス
リーブリング２を前記第２の型治具12により一体的に位
置保持させた状態で樹脂成形を行う事により、複数のス
リーブリング２を同時に且つ同軸に一体的に弁本体１に
固着する出来る。

尚、前記第２の型治具12は、スリーブリング２を同軸
状に密着保持する油圧マンドレルにより形成する事によ
り樹脂成形後のスリーブリング２の脱離を容易に行う事
が出来る。

「実施例」 以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示的に詳し
く説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品
の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な
記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定す
る趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

第１図は本発明の実施例に係る電磁切換弁で前記実施
例との差異を中心に説明するに、スリーブは６本のスリ
ーブリング２に分割され、隣接する流体通路Ａ〜Ｅ間に
きっちり嵌合可能に該通路Ａ〜Ｅ間幅と同一に設定して
いる。又前記流体通路Ａ〜Ｅの反対側に位置する半円状
の環状溝Ａ′〜Ｅ′はその両側周縁部に半円状の鍔部1b
を設け、該鍔部1bにより前記リング２を挟持可能に構成
する。

一方前記弁本体１は樹脂体で成形され、該成形時にス
リーブリング２を一体的に固着させている。

次に前記スリーブリング２を一体的に固着させた弁本
体１の製造方法を示す。

第２図は前記流体通路型を櫛歯状に立設して形成させ
る第１の型治具４で、底板５の両端側に一対の側板６を
対向して立設すると共に、該側板６間に流体通路型７を
櫛歯状に立設する。

流体通路型７は通路形成部7aの上面側に環状溝Ａ′〜
Ｅ′に対応する半円部7bを設け、該半円部7b両周縁7cを
僅かに段差状に削成して前記鍔部型を形成する。そして
前記型治具４はその長手方向中央部に側板６と流体通路
Ａ〜Ｅ間を貫通する穴８を設けると共に、該貫通穴８の
直径をスリーブリング２内径と同一に設定する。

第３図はスプール挿通穴を形成する第２の型治具12
で、外径がスリーブリング２内径と等しい円柱型をな
し、本体16と殻部材16との間の空隙に油を注入し、締め
付けねじ18を締め付けて発生する油圧により薄肉の殻部
材16が拡径する、いわゆる油圧マンドレルとして機能す
る。

第４図に示す治具９はスリーブリング２位置決め用の
治具で、前記第１の型治具４の流体通路型７間に挿入可
能に横方向に延設する櫛歯状をなし、その底部をＬ字状
に削成して第１の型治具４の底板５側端面に当接して位
置決めする為の段差部10を設けると共に、前記櫛歯部上
面基側11をスリーブリング２外径と同一曲率の円弧状に
形成する。

第５図に示す型治具は前記第１の型治具４の外周囲を
囲繞閉塞させる外枠13である。

次にかかる型治具を用いた弁本体１の製造方法につい
て説明する。先ず治具９の櫛歯を第１の型治具４の流体
通路型７間に挿入してその底部段差部10を底板５側端面
5aに当接して位置決めする。

次にスリーブリング２を第１の型治具４の流体通路型
７間に落とし込むと、該リング２の外径が治具９の円弧
部11に当接してスリーブリング２の内径2aと第１の型治
具４の貫通穴８はの軸心が一致して実質的に１つの穴と
なる。

次に前記第２の型治具12を前記貫通穴８に挿入した
後、締め付けねじ18を締め付けると各スリーブリング２
の内径2aと殻部材16が完全に密着して夫々のスリーブリ
ング２の穴2aが同軸状に保持される。

そして治具９を取り外す事により第１の型治具４にス
リーブがセットされた状態となる。この状態で外枠13に
より前記第１の型治具４の外周囲を囲繞閉塞させた後、
固定ねじ15により両者間の固定を行う。

最後に前記型枠内にプラスチックを流し込み、固化さ
せた後、前記各型治具を取除くとスリーブリング２がイ
ンサート成形された弁本体１が得られる。

次にスリーブリング２の若干の同軸誤差と寸法誤差を
修正するために、該リング２内面のホーニング加工とラ
ッピング加工を施した後、前記電磁切換弁内に組込む事
により洩れのない又本発明の作用効果を円滑に達成し得
る弁本体１を得る事が出来る。

尚、本実施例においては直動形の電磁切換弁について
本発明を適用した場合について説明したが、これのみに
限定される事なく、パイロット型の切換弁でも適用で
き、又流体通路Ａ〜Ｅの数も特に限定されない。

「効果」 以上記載した如く本発明によれば、弁本体１の流体通
路（環状溝）に連通するスリーブの通孔が全周が開口さ
れたリング状通路となる為に、有効断面積を飛躍的に増
大でき、より大きなアクチュエータの駆動が可能となる
と共に、同じ有効断面積で前記リング状通路の幅厚を従
来に比して小に設定する事が可能となるために、弁本体
１自体を短縮化出来、その分装置の小型化と省取り付け
スペース化につながる。

又弁本体の短縮化が可能である事はスプール側のスト
ローク、言い換えればソレノイドのストロークを短くす
る事が出来るために、消費電力を少なくする事が出来
る。

又本発明によれば、スリーブと弁本体を別体に形成す
るのではなく、両者が一体的に形成されているために、
両者間を気密封止するためのＯリング等が不要になるた
めに部品点数の削減と、組み付け時間の短縮及び構成の
簡単化につながる。

而も請求項２に記載した発明の様に弁本体１を樹脂体
で且つスリーブリングを一体成形する構成を取ると、気
密性の一層の向上とスリーブリングの同軸化の維持、及
び軽量化が達成される。

等の種々の著効を有し、特に請求項３）及び４）に記
載した発明により一層容易に且つ精度よく弁本体の製造
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る電磁切換弁の断面図、第
７図は従来技術に係る電磁切換弁の断面図、第２図は流
体通路型を櫛歯状に立設して形成される第１の型治具の
正面図、第３図はスプール挿通穴を形成する第２の型治
具の断面図、第４図は各型治具の組立て前の配置状態を
示す分解斜視図、第５図はその組み立て後の状態を示す
正面図、第６図は外枠を取り付けた状態を示す側面図で
ある。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スリーブにより摺動自在に保持されたスプ
   ールを往復動させながら、スリーブ外周側に位置する弁
   本体の、スプール移動方向に沿って配設された複数の流
   体通路の切換え動作を行うメタルシール弁において、前
   記スプールを摺動自在に保持するスリーブを、同軸上に
   所定間隔存して配列した複数のスリーブリングにより形
   成すると共に、該夫々のスリーブリングを、弁本体側の
   隣接する流体通路間に挟まれる区域に位置せしめた状態
   で、該スリーブリングと弁本体とを一体的に固着させた
   事を特徴とするメタルシール弁
2. 【請求項２】所定間隔存して同軸上に配設した複数のス
   リーブリングにより摺動自在に保持されたスプールを往
   復動させながら、前記スリーブリング外周を囲繞する弁
   本体側に形成した複数の流体通路の切換え動作を行うメ
   タルシール弁の製造方法において、前記弁本体を樹脂体
   で、前記スリーブリングを金属材で夫々形成すると共
   に、前記弁本体の樹脂成形時に前記スリーブリングを弁
   本体に一体的に固着させる事を特徴とするメタルシール
   弁の製造方法
3. 【請求項３】前記流体通路型を櫛歯状に立設して形成さ
   れる第１の型治具と、スプール挿通穴を形成する第２の
   型治具とを有し、前記第１の型治具の隣接する櫛歯間に
   配設した複数のスリーブリングを前記第２の型治具によ
   り一体的に位置保持させた状態で樹脂成形を行う事を特
   徴とする請求項２）記載のメタルシール弁の製造方法
4. 【請求項４】前記第２の型治具が、スリーブリングを同
   軸状に密着保持する油圧マンドレルからなる請求項３）
   記載のメタルシール弁の製造方法