JP3008067B2 - 弁装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば調節弁として
用いて好適な単座弁である弁装置およびその製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の弁装置としては種々の構成
によるものが知られており、たとえば図４に概略構成を
示した単座型の調節弁がある。これを簡単に説明する
と、この調節弁は、図４から明らかなように、弁本体１
と、この弁本体１の上面開口部１ａに複数個のボルト２
によって取付けられた上蓋３とを備え、この上蓋３には
その内端にバルブプラグ５を有する弁軸４が軸封ユニッ
ト６を介して摺動自在に貫設されている。

【０００３】前記バルブプラグ５は、円柱状のガイドポ
スト部５Ａと特性部５Ｂとを一体に有し、そのうちのガ
イドポスト部５Ａは、前記弁本体１の上面開口部１ａに
嵌合して保持されかつ前記上蓋３によって固定された円
筒状のプラグガイド７によって摺動自在に支持されてい
る。

【０００４】このプラグガイド７は、上述した弁本体１
の上面開口部１ａに嵌合保持されるフランジを有するガ
イドリング７Ａと、このガイドリング７Ａ内に嵌挿され
て固定されているガイドブッシュ７Ｂとからなり、前記
バルブプラグ５のガイドポスト部５Ａが、このガイドブ
ッシュ７Ｂ内に摺動自在に保持されている。なお、図中
１７はガイドリング７Ａのフランジの両側に介在された
ガスケットである。

【０００５】また、前記弁本体１の内部中央には、略水
平な隔壁９が設けられており、これによって弁本体１内
を一次側，二次側流体室１０，１１に仕切っている。さ
らに、隔壁９の中央には前記一次側，二次側流体室１
０，１１を連通させる流体流通孔１３を有するシートリ
ング１２が、前記バルブプラグ５の特性部５Ｂに対応し
て配設されている。

【０００６】なお、二次側流体室１１の始端は、シート
リング１３を挾んで一次側流体室１０の終端上方に位置
し、前記バルブプラグ５およびプラグガイド７が上方か
ら差し込まれている。さらに、シートリング１２は、前
記流体流通孔１３と、上面側開口縁に設けられ全閉時に
前記バルブプラグ５の特性部５Ｂが着座する着座部１４
を有し、前記隔壁９に設けられたねじ孔１５にガスケッ
ト１６を介して螺合されている。

【０００７】このような構成による単座弁型調節弁にお
いて、弁軸４の外端を手動操作もしくは操作器によって
プラグガイド７に沿って下方に移動させてバルブプラグ
５の特性部５Ｂをシートリング１２の着座部１４に着座
させると、流体流通孔１３が閉鎖して全閉状態となる。

【０００８】また、これとは反対に、図に示すようにバ
ルブプラグ５をプラグガイド７に沿って上昇させて着座
部１４から離反させ流体流通孔１３を開くと、一次側流
体室１０内の被制御流体１８が特性部５Ａとシートリン
グ１２との隙間から二次側流体室１１に流れ込み、バル
ブプラグ５の上昇ストロークによって所望の流量制御が
行われるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな構成による単座弁型の調節弁において、バルブプラ
グ５をガイドするガイド部分は、被制御流体に直接さら
され、また流体からの力を直接受けるプラグをガイド
し、安定した流体の制御を行なううえで重要なところで
あり、上述したガイドブッシュ７Ｂの脱落等を防ぐ抜け
止めを確実に図ることは重要とされるものである。

【００１０】このため、このようなバルブプラグ５と直
接接するガイド部分には、特に硬度の高い耐蝕性を考慮
した高級材料を使用することが望まれる。したがって、
バルブガイド７としては、ガイドリング７Ａに一体化し
たガイド部を作らず、別部材であるガイドブッシュ７Ｂ
を、ガイドリング７Ａに組付け、ガイド部を形成するこ
とが従来から一般に行われている。

【００１１】しかし、上述したような弁本体１内で上蓋
３との間に介在して配置したプラグガイド７を構成する
ガイドリング７Ａ内でバルブプラグ５のガイドポスト部
５Ａを摺動自在に保持するガイドブッシュ７Ｂは、従来
一般には、たとえば図５の（ａ）および（ｂ）に示され
るようにして、ガイドリング７Ａに組付け固定されてい
た。

【００１２】すなわち、ガイドブッシュ７Ｂは、図５の
（ａ）に示されるように、ガイドリング７Ａ内に圧入さ
れる。そして、この圧入状態でガイドリング７Ａの軸孔
内壁部分とガイドブッシュ７Ｂの端部とを、図５の
（ｂ）から明らかなように、周方向の複数個所を点溶接
等で溶接接合したり、あるいはガイドブッシュ７Ｂの反
圧入側の端部を、ガイドリング７Ａの軸孔周縁部分（図
中７Ｄで示す部分）の少なくとも数カ所をかしめること
により係止して固定するような構成が、従来から一般に
採用されていた。

【００１３】しかしながら、このような従来構造では、
ガイドブッシュ７Ｂをガイドブッシュ７Ａに組付け固定
するにあたって、上述したように図５の（ａ）に示すよ
うな圧入工程と、同図の（ｂ）に示すような点溶接また
はかしめ工程との二工程を行なうことが必要で、組付け
時の作業が面倒かつ煩雑で、非常に手間がかかり、また
自動化も困難で、作業性が悪いという不具合を避けられ
ないものであった。

【００１４】さらに、上述した構成では、ガイドブッシ
ュ７Ｂのガイドリング７Ａへの適切な組付け状態を得に
くく、弁開閉動作に伴なうバルブプラグ５の動きに伴っ
てガイドブッシュ７Ｂがガイドリング７Ａ内から脱落す
る等といった問題を招くおそれもあった。

【００１５】さらに、前述したようにバルブプラグ５と
接するガイド部分となるガイドブッシュ７Ｂは、特に硬
度の高い耐蝕性を有する高級材料で形成されているた
め、上述した従来例のように点溶接を採用する場合、ガ
イドブッシュ７Ｂが高硬度のために割れ易いという問題
を生じてしまうおそれもあった。

【００１６】なお、上述した点溶接とかしめとの抜け止
めを同時に行なうことで、ガイドブッシュ７Ｂをガイド
リング７Ａに固定することも行なわれているが、この場
合にも上述したと同様の不具合を生じることを避けられ
ないものであった。

【００１７】また、上述した弁装置にあっては、ガイド
ブッシュ７Ｂを、弁本体１上に組み付けられる上蓋３に
形成した軸孔部分に直接圧入して固定する場合もある
が、このような場合にも上述したと同様の不具合を生じ
るものであり、このような点にも配慮し、上述した種々
の不具合を一掃し得るような何らかの対策を講じること
が望まれている。

【００１８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、弁本体内でバルブプラグを摺動自在に保持
するガイド部材を構成するガイドリングへのガイドブッ
シュの組込みを簡単に行ない、かつその組込み後の脱落
を確実に防止できる弁装置およびその製造方法を得るこ
とを目的としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係る弁装置は、弁本体内の隔壁に形成し
た開口を開閉するバルブプラグを摺動自在に保持するガ
イドブッシュをガイドリングに嵌挿することにより構成
されているガイド部材を備え、このガイド部材を構成す
るガイドブッシュの嵌挿側端面を、ガイドリングに当接
させるとともに、ガイドリングにおける当接面のガイド
ブッシュ側に、これらガイドリングとガイドブッシュと
を摩擦溶接したときの突起部が収納される拡径部を設け
たものである。

【００２０】また、本発明に係る弁装置の製造方法は、
弁本体内の隔壁に形成した開口を開閉するバルブプラグ
を摺動自在に保持するガイドブッシュをガイドリングに
嵌挿して保持させることにより構成されるガイド部材を
備えており、そのガイドリング内に、ガイドブッシュを
嵌挿した後に、このガイドブッシュの嵌挿側端面を、ガ
イドリング側に当接させた状態でその当接部分を摩擦溶
接により接合し、かつこの摩擦溶接によってガイドブッ
シュの当接面部分に生じる突起部を、ガイドリングに設
けた拡径部に収納させることにより、ガイドリングとガ
イドブッシュとを、ガイド部材として一体的に組立てる
ものである。

【００２１】

【作用】本発明によれば、弁装置でのバルブプラグを摺
動自在に保持するガイド部材を構成するガイドリングと
その内部に嵌挿されるガイドブッシュとを、同軸上で対
向させて、それぞれを治具にチャックして保持し、ガイ
ドリング側を固定した状態で、ガイドブッシュを回転さ
せながらガイドリングに押し付ける。すると、これらガ
イドリングとガイドブッシュとの当接面部分での温度が
上昇し、当接面近傍での金属材料が溶融し、再び冷却さ
れると、ガイドリングとガイドブッシュとが摩擦圧接面
にて、いわゆる摩擦溶接によって接合されることにな
る。

【００２２】ここで、この摩擦溶接時において、ガイド
ブッシュの溶融した部分が、ガイドリング内に予め加工
されている拡径部内に入り込み、冷却後にバリとして残
り、このバリによる突起部が、ガイドリングに引掛け係
止されることによって、ガイドブッシュのガイドリング
からの脱落防止機能を得て、両部材を一体的に組付け固
定することになる。

【００２３】

【実施例】図１、さらに図２および図３は本発明に係る
弁装置およびその製造方法の一実施例を示すものであ
り、これらの図においては、本発明を特徴づけるガイド
リング２１とガイドブッシュ２２とからなるガイド部材
２０のみを示し、それ以外の弁装置全体の構成等につい
ては省略している。

【００２４】さて、本発明によれば、前述したような構
成による弁装置において、弁本体１内の隔壁９に形成し
た開口部１ａを開閉するバルブプラグ５のガイドポスト
部５Ａを摺動自在に保持するガイドブッシュ２２をガイ
ドリング２１に嵌挿することにより構成されているガイ
ド部材２０を備えている。

【００２５】そして、このガイド部材２０を構成するガ
イドブッシュ２２の嵌挿側端面２２ａを、ガイドリング
２１内に嵌挿し内壁部の一部に形成した段差部２１ａに
当接させるとともに、ガイドリング２１における段差部
２１ａによる当接面のガイドブッシュ２２側に、これら
ガイドリング２１とガイドブッシュ２２とを摩擦溶接し
たときのバリによる突起部２４が収納される環状溝部に
よる拡径部２３を設けている。

【００２６】また、このような構成による弁装置におい
て、その製造方法は、次の通りである。すなわち、弁本
体１内の隔壁９に形成した開口部１ａを開閉するバルブ
プラグ５を摺動自在に保持するガイドブッシュ２２とこ
れに嵌挿して保持されるガイドリング２１とからなるガ
イド部材２０を構成するガイドリング２１内に、ガイド
ブッシュ２２を嵌挿した後に、このガイドブッシュ２２
の嵌挿側端面２２ａを、ガイドリング２１側の段差部２
１ａに当接させた状態でその当接部分を摩擦溶接により
接合し、かつこの摩擦溶接によってガイドブッシュ２２
の当接面部分にばりによって生じる突起部２４を、ガイ
ドリング２１に設けた拡径部２３に張り出させて収納さ
せることにより、ガイドリング２１とガイドブッシュ２
２とを、ガイド部材２０として一体的に組立てるもので
ある。

【００２７】換言すれば、本発明によれば、弁装置での
バルブプラグ５を摺動自在に保持するガイド部材２０を
構成するガイドリング２１とその内部に嵌挿されるガイ
ドブッシュ２２とを、図２に示すように、同軸上で対向
させて、それぞれを治具３０，３１にチャックして保持
し、ガイドリング２１側を固定した状態で、ガイドブッ
シュ２２を回転させながらガイドリング２１に所定の加
圧状態で押付ける。

【００２８】すると、この回転および加圧によって、こ
れらガイドリング２１とガイドブッシュ２２との当接面
部分での温度が上昇し、ブッシュ嵌挿側端面２２ａと段
差部２１ａとによる当接面近傍での両部材の金属材料が
溶融し、再び冷却されると、ガイドリング２１とガイド
ブッシュ２２とが摩擦圧接面にて、いわゆる摩擦溶接に
よって接合されることになる。

【００２９】しかも、この摩擦溶接時において、ガイド
ブッシュ２２の溶融した部分が、ガイドリング２１内に
予め加工されている溝状の拡径部２３内に入り込み、冷
却後にバリとして残り、このバリによる突起部２４が、
ガイドリング２１に引掛け係止されることによって、ガ
イドブッシュ２２のガイドリング２１からの脱落防止機
能を得て、両部材を簡単かつ確実に一体的に組付け固定
することになる。

【００３０】なお、このような脱落防止機能（抜け止め
機能）を得ている摩擦溶接時に生じるバリによる突起部
２４として、図１や図３では環状溝部である拡径部２３
内の殆どに係入される状態で図示しているが、これは誇
張して図示しているものであって、バリによる突起部２
４が一部であっても拡径部２３内に係止されれば、所要
の脱落防止機能が得られることは容易に理解されよう。

【００３１】このような構成によれば、ガイドリング２
１とガイドブッシュ２２との一体化を、両部材を対向さ
せた状態での回転および加圧による摩擦溶接加工工程と
いう一工程によって、簡単かつ確実に行なえるものであ
り、従来に比べて加工工程数が少なくなり、組付け性の
面で優れ、その自動組立化も可能となる。

【００３２】特に、このような構成では、従来のような
点溶接等による場合とは異なり、高硬度材料からなるガ
イドブッシュ２２であっても、ガイドリング２１への組
付け時において割れ等の問題を生じるおそれはなく、組
付け時の信頼性の面で優れている。

【００３３】さらに、このような構成によれば、ガイド
リング２１へのガイドブッシュ２２の組付けを、摩擦溶
接加工工程という一つの工程で簡単に行なうことができ
るばかりでなく、その組付け状態での脱落防止について
も、充分に機能を発揮し得るもので、バルブプラグ５の
ガイドポスト部５Ａを所要の状態で摺動自在に保持する
ことができる。

【００３４】すなわち、上述した構成では、ガイドリン
グ２１内に設けた拡径部２３に、図３、さらに図１から
明らかなように、摩擦溶接加工時に生じるガイドブッシ
ュ２２側のばりによる突起部２４を張り出させて収納さ
せることにより、抜け止め係止状態を簡単にしかも確実
に得られるものであり、その利点は容易に理解されよ
う。

【００３５】なお、本発明は上述した実施例構造には限
定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得る
ことは言うまでもない。たとえばガイド部材２０を構成
するガイドリング２１やガイドブッシュ２２の形状、構
造等としては、用途に応じて適宜変更することは自由で
ある。

【００３６】さらに、上述した実施例では、弁本体１と
上蓋３との間に介在されるガイド部材２０として、ガイ
ドリング２１内にガイドブッシュ２２を嵌挿して組込み
固定する場合を説明したが、本発明はこれに限定され
ず、このガイドブッシュ２２を上蓋３の軸孔部分に直接
嵌挿して組付ける場合にあたっても採用して効果を発揮
し得ることは言うまでもない。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る弁装置
によれば、弁本体内の隔壁に形成した開口を開閉するバ
ルブプラグを摺動自在に保持するガイドブッシュをガイ
ドリングに嵌挿することにより構成されているガイド部
材を備え、このガイド部材を構成するガイドブッシュの
嵌挿側端面を、ガイドリングに当接させるとともに、ガ
イドリングにおける当接面のガイドブッシュ側に、これ
らガイドリングとガイドブッシュとを摩擦溶接したとき
のバリによる突起部が収納される拡径部を設けるように
したので、簡単な構成であるにもかかわらず、以下に列
挙する種々優れた効果を奏する。

【００３８】すなわち、本発明によれば、ガイド部材を
構成するガイドリングに対し、ガイドブッシュを嵌挿し
て、その当接面部分を摩擦圧接することにより、いわゆ
る摩擦溶接加工により接合するようにしているので、簡
単な構成であるにもかかわらず、ガイドリングへのガイ
ドブッシュの組付けを一つの工程で行なうことができ、
その自動組立化も可能で、組立性の面で優れている等の
利点を奏する。特に、本発明によれば、従来の点溶接等
による場合とは異なり、高硬度材料からなるガイドブッ
シュであっても、割れ等の問題はなく、組立状態での信
頼性の面で優れている。

【００３９】また、このような本発明によれば、調節弁
等といった弁装置の運転中においてバルブプラグが摺動
動作していても、これを保持するガイドブッシュがガイ
ドリングから外れて脱落するといった不具合を一掃し、
確実な脱落防止機能を図った確実でしかも充分な一体化
組付けが可能となるという利点を奏する。

【００４０】さらに、本発明によれば、弁装置の製造方
法として、バルブプラグを摺動自在に保持するガイド部
材を構成するガイドリング内に、ガイドブッシュを嵌挿
した後に、このガイドブッシュの嵌挿側端面を、ガイド
リング側に当接させた状態でその当接部分を摩擦溶接に
より接合し、かつこの摩擦溶接によってガイドブッシュ
の当接面部分に生じる突起部を、ガイドリングに設けた
拡径部に収納させることにより、ガイドリングとガイド
ブッシュとを、ガイド部材として一体的に組立てるよう
にしているので、簡単な製造方法であるにもかかわら
ず、上述したような種々優れた効果を発揮できるガイド
部材を簡単かつ確実に製造することができるという優れ
た利点を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る弁装置およびその製造方法の一
実施例を示し、要部となるガイド部材の要部断面図であ
る。

【図２】 本発明に係る弁装置においてプラグガイドの
製造工程を説明するための概略分解図である。

【図３】 図２の次工程を示す概略断面図である。

【図４】 本発明を適用して好適な弁装置としての単座
弁型調節弁の概略構成を示す概略断面図である。

【図５】 ガイドブッシュのガイドリングへの組込み固
定工程を、（ａ），（ｂ）により説明するための概略説
明図である。

【符号の説明】

１…弁本体、３…上蓋、４…弁軸、５…バルブプラグ、
５Ａ…ガイドポスト部、５Ｂ…特性部、６…軸封ユニッ
ト、９…隔壁、１０…一次側流体室、１１…二次側流体
室、１２…シートリング、１３…流体流通孔、１４…着
座部、１８…被制御流体、２０…ガイド部材としてのプ
ラグガイド、２１…ガイドリング、２１ａ…当接面とな
る段差部、２２…ガイドブッシュ、２２ａ…当接面とな
る嵌挿側端面、２３…環状溝部による拡径部、２４…摩
擦溶接時に生じるばりによる突起部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−79872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−96267（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−45973（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−169465（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−32670（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−62989（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−37051（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 1/00 - 1/54 B23P 19/00 - 21/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体の隔壁に形成した開口を開閉する
   バルブプラグを有し、かつこのバルブプラグを摺動自在
   に保持するガイドブッシュをガイドリングに嵌挿して保
   持させることにより構成されるガイド部材を備えている
   弁装置において、 前記ガイド部材を構成するガイドブッシュの嵌挿側端面
   を、ガイドリングに当接させるとともに、 このガイドリングにおける当接面の前記ガイドブッシュ
   側に、これらガイドリングとガイドブッシュとを摩擦溶
   接したときの突起部が収納される拡径部を設けたことを
   特徴とする弁装置。
2. 【請求項２】 弁本体の隔壁に形成した開口を開閉する
   バルブプラグを有し、このバルブプラグを摺動自在に保
   持するガイドブッシュをガイドリングに嵌挿して保持さ
   せることにより構成されるガイド部材を備えている弁装
   置の製造方法において、 前記ガイドリング内に、前記ガイドブッシュを嵌挿した
   後に、 このガイドブッシュの嵌挿側端面を、ガイドリング側に
   当接させた状態で、この当接部分を摩擦溶接により接合
   し、 この摩擦溶接によって前記ガイドブッシュの当接面部分
   に生じる突起部を、前記ガイドリングに設けた拡径部に
   収納させることにより、 前記ガイドリングとガイドブッシュとを一体的に組立て
   ることを特徴とする弁装置の製造方法。