JPH10288270A - 制御弁等の真空中の溶接方法及び装置 - Google Patents

制御弁等の真空中の溶接方法及び装置

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JPH10288270A
JPH10288270A JP11177597A JP11177597A JPH10288270A JP H10288270 A JPH10288270 A JP H10288270A JP 11177597 A JP11177597 A JP 11177597A JP 11177597 A JP11177597 A JP 11177597A JP H10288270 A JPH10288270 A JP H10288270A
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welding
chamber
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pressure
valve
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JP11177597A
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Ichiro Ogawara
一郎 大河原
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Saginomiya Seisakusho Inc
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 弁の密封室を所定の圧力に確実に保持した状
態で、安価な溶接接装置によって短時間で容易に溶接し
密封することができるようにした制御弁等の真空中の溶
接方法及び装置を提供する。 【解決手段】 調整バネ力調整用ねじ52とを備えた制
御弁5を、大気中において仮設定圧が制御弁本設定圧力
+大気圧−溶接時溶接室内規定圧力となるように調整ね
じにより設定した後、制御弁の密封室を密封された溶接
室内に収納し、制御弁設定圧力が仮設定圧−大気圧の圧
力になるように溶接室4を真空にした後、溶接室内に不
活性ガスを供給して溶接室内を規定圧力に保持したと
き、制御弁設定圧力が本設定圧力となったことを確認し
つつ、調整ねじの直上部からティグ溶接を行い、弁の密
封室を規定真空状態に封止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧力制御あるいは
流量制御に用いる制御弁等において、弁の密封室を所定
の真空度にて封止するための溶接方法及び装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車用エアコンに用いる容量可
変コンプレッサにおける容量制御機構が提案されており
(特開平5−39876号公報)、容量制御機構に容量
制御弁が設けられている。この容量制御弁において、本
体に庄力応動部が設けられている.圧力応動部は、大気
圧力の影響を受けないように圧力応動部の内部密封室を
真空にしている。そして、圧力応動部材で区画された密
封室内に封入する気体の圧力を圧力設定バネ系の温度変
化による弾力の低下を補償する圧力に設定することも提
案されており、制御弁における密封室内の圧力を所定圧
力に保持することはきわめて重要なこととなっている。
【0003】このような制御弁において、上記密封室内
を所定の真空に保持する手段としては、図3に示される
ような真空中テイグ溶接装置101が用いられている。
この装置においては、密封室を形成するバネ箱102の
外側にキャップ103を真空中で被覆し、開口端部を上
蓋104にテイグ溶接するようにした例を示しており、
そのために上側容器105と下側容器106間に制御弁
107を所定位置に狭持し、内部の溶接室108を真空
ポンプ110で所定の真空状態に維持し、制御弁107
のキャップ103の開口部と上蓋104の当接部111
に近接して溶接トーチ112の電極113を位置させ、
別設したテイグ溶接機114からアルゴンガスをその周
囲に供給し、高圧電流によって上記当接部111を溶接
している。このとき下側容器106をモータ115によ
って所定の速度で回転することにより、上記当接部11
1を全周にわたって溶接している。また、溶接トーチ1
12から供給されるアルゴンガスによって溶接室108
内の圧力が変化しないように真空ポンプ110で内部の
ガスを吸引しており、その状態は真空圧力計116で監
視されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の溶接装置に
おいては、その溶接に際してキャップの開口部と上蓋の
当接部を全周にわたって溶接しなければならないので、
溶接される制御弁をモータによって所定速度で回転させ
なければならず、その設備費が高価なものとなり、且
つ、このような装置において、真空中では電極の先端が
最も近接している部分が溶接され易く、この部分は、上
記キャップの開口部と上蓋の当接部ではなく、キャップ
の側壁及び上蓋の上面であること、また溶接部が円周上
であるので、アルゴンガスが流れてしまい、アルゴンガ
スが溶接部に安定した状態で存在しにくいため、全周を
均一に溶接することが困難であった。
【0005】なお、溶接装置としては、上記テイグ溶接
のほか従来から各種のものが種々の分野で用いられてい
るが、例えば、ガス溶接ではアセチレンを用いるので、
真空中で行うことができず、また、ビーム溶接は、真空
中で行うようにするにはその設備が大がかりとなり、作
業性も悪く設備も高価なものとならざるを得ない。更
に、レーザー溶接もその設備が大がかりとなり、製品が
高価なものとなる。一方、テイグ溶接は、アークを発生
させて行うので、真空中では安定したアークが得にく
い。そこで、時間のかかるダイヤフラム外周等の溶接、
仮設定等は大気中で行った後、密封室を密封された溶接
室内に入れ、小径の調節ネジ部隙間を利用し密封室を不
活性ガスにより所定の真空度にした後、瞬時にこの隙間
を溶接するものである。
【0006】従って、本発明は、弁の密封室を所定の圧
力に確実に保持した状態で、安価な溶接接装置によって
短時間で容易に溶接し密封することができるようにした
制御弁等の真空中の溶接方法及び装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、閉弁方向に付勢された弁を開弁方向に付勢
する調整バネと、ダイヤフラムと上蓋で形成され、前記
調整バネを収納する密封室と、前記上蓋の中央部に調整
バネ力調整用ねじとを備えた制御弁を、大気中において
仮設定圧が「制御弁本設定圧力+(1−溶接時溶接室内
規定圧力)」となるように調整ねじにより設定した後、
前記制御弁の密封室を密封された溶接室内に収納し、制
御弁設定圧力が「仮設定圧−1」の圧力になるように溶
接室を真空にした後、溶接室内に不活性ガスを供給して
溶接室内を規定圧力に保持したとき、制御弁設定圧力が
本設定圧力となったことを確認しつつ、調整ねじの直上
部からティグ溶接を行い、弁の密封室を規定真空状態に
封止する制御弁等の真空中での溶接方法としたものであ
り、また、閉弁方向に付勢された弁を開弁方向に付勢す
る調整バネと、ダイヤフラムと上蓋で形成され、前記調
整バネを収納する密封室と、前記上蓋の中央部に調整バ
ネ力調整用ねじとを備えた制御弁の真空中の溶接装置に
おいて、前記密封室を収納する密封された溶接室と、弁
体を収納する収納部と、弁体の設定圧力を測定する圧力
測定装置と、前記溶接室内を所定の真空度に保持する真
空ポンプと、電極先端が調整バネ力調整用ねじの先端に
対向し不活性ガスを供給する溶接トーチとからなる制御
弁等の真空中の溶接装置を構成したものである。
【0008】本発明は、上記のように構成したので、制
御弁等の弁体の密封室を所定の真空状態に密封するに際
して、大気中において仮設定圧が「制御弁本設定圧力+
(1−溶接時溶接室内規定圧力)」となるように調整ね
じにより設定し、その後、この弁の密封室を溶接室内に
収納するとともに弁体を溶接装置の収納室に収納し、溶
接室内圧力を真空ポンプにて引き、制御弁設定圧力を、
「仮設定圧−1」とした後、次に溶接室を真空ポンプに
より吸引しながら、溶接室に不活性ガスを供給して溶接
室内を規定圧力に保持し、制御弁設定圧力が本設定圧力
となったことを確認しつつ、調整ねじの直上部からティ
グ溶接を1秒間行う。それによりねじの頭部は溶融して
ねじと上蓋の螺合部は一度に溶接され、密封室は所定の
真空状態で密封される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面に沿って説
明する。溶接装置本体1を構成する上側容器2と下側容
器3間には溶接室4を形成しており、下側容器3内には
前記従来例として述べたものと同様の制御弁5の弁本体
部6が嵌合している。下側容器3の上端面から延びる支
持壁7には、上部にフランジ8を有するとともに支持壁
7の外周に形成したねじに螺合するねじ部を内周に備え
た押さえ部材10を有し、この押さえ部材10のフラン
ジ8の下面と制御弁5の上蓋51間に円筒状の固定部材
12を挟持することにより制御弁5を強固に固定してい
る。
【0010】下側容器3には、制御弁5の高圧導入口1
3に対応する位置に導孔14を設け、出口15に対応す
る位置に導孔16を設け、制御圧孔17に対応する位置
に導孔18をそれぞれ設けている。また、各導孔が下側
容器3の外周に連通する外周面20に第1環状溝21、
第2環状溝22、第3環状溝23を形成している。各環
状溝の両側に位置するようにOリング25が配置されて
いる。制御弁5はこの状態で下側容器3と共に上側容器
2内に挿入される。
【0011】上側容器2の上壁26の中央部には溶接ト
ーチ27が固定され、その電極28の先端は、上記のよ
うに制御弁5を固定した状態で上側容器2内に挿入され
るとき、制御弁5の上蓋51の中央に設けた調整ねじ5
2の中央部に位置すると共に、その間隔が所定の間隔と
なるようにされる。この電極28の周囲からは別設した
ティグ溶接機29からアルゴンガスが供給される。ま
た、電極にはティグ溶接機から高圧の電流が供給され
る。
【0012】図2に示すように、制御弁5は、上蓋51
と本体6側に設けた下蓋54との間にダイヤフラム55
を挟持している。上蓋51の内部には密封室56が形成
され、上蓋51内に螺着した調整ねじ52を支承する上
バネ受57と上当金58に溶接されたボール61に当接
するバネ受け59との間に調節バネ60が設けられてい
る。
【0013】ダイヤフラム55の下側には連結棒62の
下当金63が当接している。連結棒62は本体6の摺動
孔64を貫通して延長しており、連結棒62の上部と下
当金63とは受圧室65に位置しており、制御圧孔17
に連通している。摺動孔64を通って延長している連結
棒62は弁座66に達し、連結棒62の先端に固着され
たボール弁体67が弁座66を開閉する。下当金63と
本体との間には中バネ74が設けられ、ボール弁体67
に当接するボール受け68と本体6に螺着された下バネ
受け69との間に弁バネ70が設けられている。なお、
71は0リング、72は弁フィルタ、73はストッパで
ある。
【0014】下側容器3の収納用円筒部32には、下側
容器3の前記第1環状溝21、第2環状溝22、第3環
状溝23に対向する位置に形成した第1導孔33、第2
導孔34、第3導孔35を形成すると共に、溶接室4に
真空ポンプ36と連通する連結孔37と、真空圧力計3
8と連通する連結孔39を形成している。第1導孔33
には制御弁40を介して空気が供給され、その空気圧は
第1圧力計P1によって測定される。また、第2導孔3
4には第1オリフイス41を介し第3導孔35に連通
し、また第3導孔35には第2オリフイス42を介して
大気解放されており、その圧力は第2圧力計P2によっ
て測定される。
【0015】上記装置において、図示状態にセットする
前に、大気中で各圧力計によってその圧力を監視しなが
ら、「制御弁本設定圧力+(1−溶接時溶接室内規定圧
力)」[kgf/cm2 ]となるように調整ねじ52に
よって仮設定しておく。この調整ねじ52を調整するこ
とにより、上バネ受け57を介してボール弁67を開弁
方向に作用させる調整バネ60のバネ荷重を可変調整す
る。従って、例えば制御弁本設定圧力を1.6kgf/
cm2 とし、溶接時溶接室内規定圧力を0.15kgf
/cm2 とすると、上記式により制御弁設定圧力P2
2.45kgf/cm2 となるように調整ねじで仮設定
する。
【0016】このように調整した後、図示状態に溶接装
置にセットし、設定圧力測定回路に制御弁40を介して
空気を供給する。次に真空ポンプ36により溶接室4内
の空気を抜いて圧力を引き、制御弁設定圧力P2 が「仮
設定圧力−1(大気圧)」即ち上記例においては、2.
45−1=1.45kgf/cm2 とする。この状態で
溶接機のアルゴンガス供給スイッチをONさせ、真空ポ
ンプ36によって吸引している状態のままアルコンガス
等を規定量流すことにより、溶接室4内の圧力を規定値
に保持したとき、制御弁設定圧力P2 が本設定圧力とな
ったことを確認した後、ティグ溶接を1秒間行い、密封
室56を前記の規定真空度のまま封止する。
【0017】このティグ溶接の際、調節ねじ52の上端
部から2〜4mm程度離した部分に電極28の先端が位
置するように設置されているので、溶接部にアルゴンガ
スが安定して存在する状態となる。ここで電極28に高
圧電流を1秒間アルゴンガスを規定量の供給元に流す
と、調整ねじ52の頭部が溶融して山状となり、密封室
56内と唯一溶接室54と連通していた調整ねじ52の
周囲部分が上蓋51の部分と溶着し、完全に密封され
る。
【0018】なお、上記と類似の各種の方法により溶接
を行った結果、例えば、真空中で設定値を設定し、シー
ルドガスなしで溶接を行ったものにおいては、シールド
ガスなしのためアークが安定して飛ばず溶接できなかっ
た。また、真空中で調整ピンを圧入設定し、大気中で溶
接を行ったものにおいては、圧入荷重が大きすぎ設定が
不可能であり、また、無理に圧入すると削り粉が出るの
で不適切であった。
【0019】上記実施例においては、本発明を自動車用
エアコンに用いる容量可変コンプレッサにおける容量制
御機構の制御弁に用いたものを示したが、そのほか各種
エアコンの制御弁、あるいはGISセンサや各種圧力ス
イッチ等において、所定のガスを封入して使用する弁、
さらには感温筒等広範囲の分野に使用することができ
る。
【0020】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成し、真空中
でティグ溶接を1秒間行ったため、簡単な装置で短時間
で容易に溶接することができる。したがって、従来の上
記テイグ溶接を行ったもののように、その溶接に際して
溶接される制御弁をモータによって回転させる必要がな
く、その設備費を安価なものとすることができる。ま
た、ビーム溶接、レーザー溶接、プラズマ溶接等のよう
に、溶接設備を大がかりなものとする必要はなく、従っ
て製品は安価なものとなる。
【0021】本発明は、弁の密封室を所定の圧力に確実
に保持した状態で、安価な溶接装置によって容易に溶接
し密封することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の断面図である。
【図2】本発明の実施例の制御弁を示す側面図である。
【図3】従来の溶接装置の断面図である。
【符号の説明】
1 溶接装置本体 2 上側容器 3 下側容器 4 溶接室 5 制御弁 6 弁本体部 7 支持壁 8 フランジ 10 押さえ部材 12 固定部材 13 高圧導入口 14 導孔 15 出口 16 導孔 17 制御圧孔 18 導孔 20 外周面 21 第1環状溝 22 第2環状溝 23 第3環状溝 27 溶接トーチ 28 電極 29 ティグ溶接機 32 下側容器収納用円筒部 33 第1導孔 34 第2導孔 35 第3導孔 36 真空ポンプ 37 連結孔 38 真空圧力計 40 制御弁 41 第1オリフイス 42 第2オリフイス 51 上蓋 52 調整用ねじ 55 ダイヤフラム 56 密封室 60 調整バネ P1 第1圧力計 P2 第2圧力計

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 閉弁方向に付勢された弁を開弁方向に付
    勢する調整バネと、ダイヤフラムと上蓋で形成され、前
    記調整バネを収納する密封室と、前記上蓋の中央部に調
    整バネ力調整用ねじとを備えた制御弁を、大気中におい
    て仮設定圧が「制御弁本設定圧力+(1−溶接時溶接室
    内規定圧力)」となるように調整ねじにより設定した
    後、前記制御弁の密封室を密封された溶接室内に収納
    し、制御弁設定圧力が「仮設定圧−1」の圧力になるよ
    うに溶接室を真空にした後、溶接室内に不活性ガスを供
    給して溶接室内を規定圧力に保持したとき、制御弁設定
    圧力が本設定圧力となったことを確認しつつ、調整ねじ
    の直上部からティグ溶接を行い、弁の密封室を規定真空
    状態に封止することを特徴とする制御弁等の真空中の溶
    接方法。
  2. 【請求項2】 閉弁方向に付勢された弁を開弁方向に付
    勢する調整バネと、ダイヤフラムと上蓋で形成され、前
    記調整バネを収納する密封室と、前記上蓋の中央部に調
    整バネ力調整用ねじとを備えた制御弁の真空中の溶接装
    置において、前記密封室を収納する密封された溶接室
    と、弁体を収納する収納部と、弁体の設定圧力を測定す
    る圧力測定装置と、前記溶接室内を所定の真空度に保持
    する真空ポンプと、電極先端が調整バネ力調整用ねじの
    先端に対向し不活性ガスを供給する溶接トーチとからな
    ることを特徴とする制御弁等の真空中の溶接装置。
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