JPS63252723A

JPS63252723A - 部材の組付け方法

Info

Publication number: JPS63252723A
Application number: JP62259276A
Authority: JP
Inventors: Junsuke Kyomen; 京免　純輔; Masayuki Sakaguchi; 真幸坂口; Hideki Kajiwara; 梶原　秀貴; Keiji Matsumoto; 圭司松本; Kenzo Nishitani; 憲三西谷
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1988-10-19
Also published as: JPH0440180B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は、熱可塑性合成樹脂の熱的特性を利用した部材
の組付は方法に関し、詳細には少なくとも開口端部が熱
可塑性合成樹脂製である雌体部材内に雄体部材な挿嵌組
付ける方法に関するものである。

［従来の技術］各種の複合機器等においては、該複合機器を構成する部
材や部品を組付けることによって夫々に必要とされる機
能をもった製品を得るのが通常である。例えば合成樹脂
製のパイプ部材においては、熱可塑性合成樹脂の熱軟化
特性を利用した接合方法が、特公昭２６−７２３７、特
公昭３８−２５５１７及び特開昭５４−９４５７６に開
示されている。これらは、バイブ端部な加熱軟化させて
拡径部を形成し、この拡径部内にパイプ又は継手を挿入
して接合する方法であり、拡径部は必然的に薄肉となり
接合部の強度保持の点で不安がある。また組付部には溶
接又は接着等の処理を必要とするので、これらの方法は
複雑な形状を有する部材の組付は方法としては不適当で
ある。また、熱可塑性合成樹脂の熱的特性を利用した合
成樹脂製ユニオン継手の製造方法が特開昭５９−２１７
０８９及び国際出願公開ＷＯ３６１０２８ＢＯに開示さ
れ、これらには部材端部に設けられたユニオン鍔部に合
成樹脂製の袋ナツトをその熱的特性を利用して冠設遊嵌
する方法が記載されているが、袋ナツトのユニオン鍔部
への遊嵌であって、部材同士が強く結合するような剛構
造の組付ではなく、複雑な形状を有する部材を剛構造に
組付る方法としては不適当である。

本発明は、熱可塑性合成樹脂の熱的特性を利用した部材
の組付は方法であり、後述する実施例の詳細な説明から
一層明らかなものとなるが、従来技術の例として、本発
明の発端となった合成樹脂製ゲートバルブにおける構成
部材の組付は方法について以下説明する。

まず第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は従来の合
成樹脂製ゲートバルブの構造を示す断面説明図である。

本ゲートバルブ１は合成樹脂製弁箱２の内部に、矢印Ｍ
−Ｌ方向に摺動自在な弁体５を配設し、該弁箱２の上部
にキャップ３を固着させたものであり、キャップ３に遊
嵌した雄ねじ４ａ付弁棒４を、同一高さ位置において矢
印Ｘ−Ｙ方向に回転させることによって、弁体５に固着
され内周面に雌ねじの刻設された駒体８が矢印Ｍ−Ｌ方
向へ移動せしめられる。即ち該駒体８は弁体５とは不回
転となるよう嵌合一体化されているので駒体８が矢印Ｍ
方向に下降した時は弁体５も下降して弁箱２の水平方向
管路が遮断され、駒体８が矢印り方向に上昇した時は弁
体５も上昇して管路が開放される。尚弁体５の弁箱２当
接部にはゴム製パツキン６が設けられ弁箱２内面との密
着性（バルブの遮断性）を確保できる様に構成される。

前記駒体８の弁体５への固定手段については、■第６図
（ａ）に示す様にボルト３１及び環状押え部材３２を使
用するボルト止めタイプＦのもの、■第６図（ｂ）に示
す様にねじ付押えリング３３を使用するねじ結合止めタ
イプＧのもの、■第６図（ｃ）に示す様にＣ型の一部切
欠環状部材３４を駒体上部に設けた嵌合溝１１ａへ配設
してなるリング止めタイプＲをのものが知られている。

［発明が解決しようとする問題点］上記第６図に示した固定手段では、ボルト止めタイプＦ
１ねじ結合止めタイプＧ又はリング止めタイプＲが利用
されているが、これらの固定部材は強度面において弱点
があり、例えば弁棒４を強い力で終端（全閉）まで回転
して締上げたときや閉時から開時への容性における弁体
５の引上げ時には上記固定部材に大きな力がかかって破
損を生じ易く、高価な高強度の材料を使用せざるを得な
いといフた問題があフた。

また、これらのバルブでは構成する部品点数が多く、組
立てに多くの工数と労力を費やさなければならず、それ
が製品コスト及び作業コストを上昇させる要因ともなっ
ていた。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
って、その主たる目的は、熱可塑性合成樹脂の熱的特性
を利用することにより、従前不可能とされていた突起と
溝との直接嵌挿結合を機械的な緊締手段なしに実現する
ことにあり、製品の構成部品数を少なくし、雌体部材内
に雄体部材を強固に固定嵌合して組付は得る理想的な部
材組付は方法を提供することである。

［問題点を解決するだめの手段］本発明は、少なくとも開口端部が合成樹脂製とされた雌
体の開口端部内周面に溝部を形成し、雄体外周面には前
記溝部と最終的に嵌合する突起部を形成し、前記雄体を
前記雌体内に押入する際に当接する前記雌体の開口端内
周縁及び前記雄体の突起部外周縁のうち少なくとも前記
雄体の突起部外周縁に面取りテーバを形成し、前記雌体
の開口端部を加熱軟化して該雌体の開口端部を拡径しつ
つ前記雄体を内方に挿入して前記溝部に前記突起部を挿
嵌組付ることを特徴とするものである。

し作用〕本発明の方法によれば、内周面に溝部を形成した熱可塑
性合成樹脂製雌体の開口端部を加熱軟化してゴム弾性状
態とし、外周面に突起部を形成した雄体を前記雌体の開
口端部を拡径しつつ挿嵌しこれらを直接嵌合組付けされ
るが、押入時に当接する前記雌体の開口端部内周縁及び
前記雄体の突起部外周縁の少なくとも雄体の突起部外周
縁に面取りテーバが形成されていることにより、前記雌
体の開口端部が雄体の押入によって受ける拡径変形を制
御すると共に、嵌合に要求される精度の高い溝対突起部
の挿嵌を可能にし、スムーズに前記雄体が前記雌体内に
挿入されて前記溝部に前記突起部が挿嵌される。また挿
嵌後、温度降下により開口端部が原形に復元収縮して前
記溝部内に突起部が押圧状態に組付けられて固定される
。

［実施例］第１図は本発明の方法を適用して製造された合成樹脂製
ゲートバルブの実施例を示す断面図である。第１図にお
いて２は弁箱、３はキャップ、４は外周に雄ねじ４ａを
形成した弁棒、５は弁体、６は弁体５に取付けられたパ
ツキンであり、上記弁体５には弁棒４の雄ねじ４ａと螺
合する駒体８が本発明方法によって組付けられている。

即ち前項の雌体は弁体５に相当し、雄体は駒体８に相当
する。

第２図（ａ）〜（ｃ）は、前記弁体５に前記駒体８を本
発明の方法によって組付ける工程を時系列的に示す要部
拡大断面図である。第２図（ａ）　において、５は射出
成形により製造されたポリ塩化ビニル樹脂製の弁体であ
り、開口端部１０の内周面には環状の溝部１２が形成さ
れており、開口端部内周縁には面取りテーバ１５が形成
されている。一方雄体である駒体８は、金属製の雌ねじ
刻設部材８ａの外周面にポリ塩化ビニル樹脂製部材８ｂ
を一体成形して固着させたものであり、該駒体８の外周
面には環状の突起部９が形成され、該突起部９の外周縁
には面取りテーバ１４が形成されている。また駒体８が
弁体５内に組付けられた状態で回転しないよう、駒体８
の下端１８外周に嵌合用凹部１Ｂ、１Ｂ・・・が設けら
れ、これに対応して弁体５の嵌合部１１の内周下端部に
嵌合用凸部１７．１７・・・が設けられている。

駒体８を弁体５内に挿嵌組付けるに際し、まず弁体５の
開口端部１０を１２０〜１５０℃に加熱して軟化させゴ
ム弾性状態とする。この加熱は環状の凹溝形状とされた
ヒータの凹溝内に開口端部１０を挿入する等公知の方法
で行われるが、開口端面２０から環状溝部１２の奥部ま
で均一な温度に加熱することが望ましい。尚加熱温度は
熱可塑性樹脂の種類によって選定される。

次に、駒体８を弁体５の開口端から矢印方向に押し込ん
で行くと、環状突部９の面取りテーバ１４と弁体５の開
口端部の面取りテーバ１５が当接し、これらは互いに摺
擦して第２図（ｂ）　に示す様にゴム弾性状態の開口端
部１０を拡径させる。

その後さらに駒体８を矢印方向へ押入し続けると突起部
９が溝部１２に挿嵌されると共に駒体８の前記嵌合用凹
部１６，１６・・・が、弁体Ｓの嵌合用凸部１７．１７
・・・と嵌合し、駒体８の下端１８が弁体５の壁１９に
当接して押入が完了する。このとき弁体５の前記開口端
部１０はゴム弾性状態とされているので、前記突起部９
０通過時の拡径状態から嵌合と同時に拡径前の形状に復
元され、射出成形の際に規制されていた収縮の内部応力
が開放された状態となっているので、温度降下によって
若干の収縮が発生し、弁体５と駒体８は強固に組付けら
れる。

尚第２図（ｂ）の例では開口端部１０がラッパ状に拡が
る様に模式的に示しているが、実際は突起部９に当接す
る部分が拡径され、開口端部１０をすり抜ける様に移動
して溝部１２に嵌合される。

即ち蛇が獲物を呑み込む様にして拡径が進行することを
実験にて確認しており、開口端部１０の壁面が径方向ば
かりではなく軸方向にも弾性的な変形を許容しているこ
とが明らかとなった。また前記開口端部１０は変形前の
形状にほぼ一致して復元するので、前記溝部１２と突起
部９の嵌合精度は非常に高いものとすることができる。

例えば第２図（Ｃ）に示す駒体８の下側嵌合面Ｚ２と上
側嵌合面Ｚ１の嵌合精度は嵌合前の設計値に対して±０
．５ｍｍ以下の誤差範囲とすることができる。

第３図は前記実施例における弁体５の開口端部１０と駒
体８の突起部９の要部拡大断面図である。木実流側では
前述のように開口端部１０の内周縁に面取りテーパ１５
、突起部９の外周縁に面取りテーパ１４が形成され、そ
れぞれの面取りテーパの角度θ１及びＣ２は共に２０°
とされている。また、該溝部１２の溝深さＡ、前記溝底
面と弁体５の外周面の間の厚さＢ及び開口端部１０の開
口端面２０から溝部１２側面までの厚さＣ１の関係は３
Ａ≧Ｂ＞％Ａ及び５Ａ≧Ｃ≧坏Ａを満足する範囲で形成
されている。このような形状とすることにより前記駒体
８を弁体５に押入するに際し、ゴム弾性状態とされた開
口端部１０に対する変形制御が好適となり、潰れ等を生
じない確実な直接嵌合を達成し得るが、条件式を２Ａ≧
Ｂ＞％Ａ及び２Ａ≧Ｃ≧Ａを満足する範囲の形状とする
ことが望ましい。

本発明方法の実施においては、ゴム弾性状態とされた開
口端部が雄体の押入によって受ける変形をいかに制御す
るかが重要な点であり、この点についてさらに説明する
。

第４図（ａ）〜（ｅ）は前記深さＡ、厚さＢ、Ｃの寸法
比率を変更して本発明方法により組付は実験を行なった
ときの状態を示し、第４図（ａ）はＡ：Ｂ：Ｃ＝１：１
：１を示し、以下（ｂ）　〜（ｅ）の順に１：１：ｙ２
．１＝１＝局、１：ｙ２：１及び１′：掻：掻の比率で
ある。この結果、第４図（ａ）　、　（ｂ）の場合は問
題なく嵌合できたが厚さＢを深さＡの局とした場合には
開口端部１０の壁面に屈曲状の変形を発生して溝部が潰
れてしまい突起部９との嵌合はできなった［第４図（ｄ
）　、　（ｅ）　］。さらに厚さＣを深さＡの％とした
場合には第４図（Ｃ）　　に示す様に溝部１２の上側（
厚さＣに相当する部分）に異常な潰れ変形を発生した。

上記の様に開口端部１０の内周面に溝部１２を形成した
ことにより、開口端部１０に肉厚の薄い箇所（厚さＢに
相当する部分）ができ、これによってゴム弾性状態とさ
れた開口端部１０のたわみ変形、屈み変形を助長するこ
ととなるが、このたわみ変形、屈み変形を制御するため
に上記深さＡ、厚さＢ及び厚さＣを上記条件式の関係に
すればスムーズな嵌合が達成される。また面取りテーパ
な形成することによって挿入のと包に作用される押込み
力が外側へ分力されることになるので、開口端部】０に
対する変形を円滑に変遷させ得ることになる。

なお上記実験により、雌体に面取りテーパな形成しなく
とも嵌合させることは可能であるが、雄体に面取りテー
パを形成しない場合は雌体に潰れ変形を発生させてしま
うことが明らかとなった。

第５図は、開口端部１０と突起部９の形状に関する他の
実施例を示す要部拡大断面図である。この例では突起部
９の外周縁にのみ面取りテーパ１４を形成し、開口端部
１０の内周縁には面取りテーパを形成しない。該実施例
においても第３図に示した実施例と同様深さＡ、及び厚
さＢ、Ｃの関係がゴム弾性状態とされた開口端部１０に
対する変形制御のための必要条件式を満足する範囲で形
成される。

なお、これら第３図及び第５図に示した実施例の面取り
テーパの角度θ１．θ２は、開口端部１０のたわみ変形
、屈み変形をスムーズに行なうため、５０度未満とし、
押入力の外方への分力を増大させることが望ましい。

上述の実施例では本発明方法をゲートバルブの弁体に適
用した実施例について説明したが、本発明は該実施例に
限定されるものではない。即ち、少なくとも雌体の開口
端部が加熱によって軟化してゴム弾性状態となる性質を
有するポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボネー
ト、ポリプロピレン等の熱可塑性の樹脂材であれば適用
でき、ゲートバルブの弁体に限らず各種形状の部材の組
付けに適用することが可能であると共に、挿嵌する雄体
についてもその材質、形状が何ら限定されるものではな
い。また、雌体の開口端部の溝部及び雄体の突起部は必
ずしも環状に連続するものでなくとも、雄体の外周面に
複数個の突起を間欠的に形成して環状の溝部に挿嵌する
ことや開口端部の内周面に複数の溝を間欠的に形成し、
これに対応して雄体の外周面に複数個の突起を形成して
挿嵌することを妨げるものではない。

さらには、雌体の開口端部の形状が円筒形状に限定され
るものではなく、６角形又は８角形の筒状等の形状であ
っても本発明の方法が適用される。

［発明の効果コ本発明の方法を適用することにより、過去実現できなか
った溝と突起の直接嵌挿による理想的な嵌合組付けが実
行できるようになり、部材の組付けにおいて構成部品数
を少なくすることができると共に、雌体開口端径より雄
体突起部径の方が大きいという寸法的に組付は不能な雌
体部材内に雄体部材を強固に固定嵌合して組付けること
ができる。この組付けであれば工数が少なく簡便であり
生産性において従来品を陵駕することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を適用して製造された合成樹脂製
ゲートバルブの実施例を示す断面図、第２図（ａ）〜（
ｃ）は本発明の実施例の工程を時系列的に示す要部拡大
断面図、第３図は本発明の実施例における要部拡大断面
図、第４図（ａ）〜（ｅ）は深さＡ及び厚さＢ、Ｃの寸
法比率の違いによる嵌合実験結果を示す断面説明図、第
５図は本発明の他の実施例における要部拡大断面図、第
６図（ａ）〜　（ｃ）は従来技術を示す断面説明図であ
る。１・・・ゲートバルブ　　２・・・弁箱３・・・キャッ
プ　　　　４川弁棒５・・・弁体　　　　　　６・・・パツキン８・・・駒
体　　　　　　９・・・突起部１０・・・開口端部　　
　　１１・・・嵌合部１２・・・溝部　　　　　　１４
．１５・・・面取りテーバ第１図第４図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも開口端部が合成樹脂製とされた雌体の
開口端部内周面に溝部を形成し、雄体外周面には前記溝
部と最終的に嵌合する突起部を形成し、前記雄体を前記
雌体内に押入する際に当接する前記雌体の開口端内周縁
及び前記雄体の突起部外周縁のうち少なくとも前記雄体
の突起部外周縁に面取りテーパを形成し、前記雌体の開
口端部を加熱軟化して該雌体の開口端部を拡径しつつ前
記雄体を内方に挿入して前記溝部に前記突起部を挿嵌組
付けることを特徴とする部材の組付け方法。
（２）前記雌体の開口端部の原形への復元収縮により前
記雄体を押圧状態に組付ける特許請求の範囲第１項に記
載の部材の組付け方法。
（３）前記雌体の開口端部は、溝部の深さをＡ、該溝部
の底面と当該溝部形成部の雌体外周面との間の厚さをＢ
、前記溝部における開口端側の内側面と開口端々面との
間の厚さをＣとしたとき、３Ａ≧Ｂ＞１／２Ａ及び５Ａ
≧Ｃ≧１／２Ａの条件式を満たす特許請求の範囲第１項
又は第２項に記載の部材の組付け方法。
（４）条件式が、２Ａ≧Ｂ＞１／２Ａ及び２Ａ≧Ｃ≧Ａである特許請求の範囲第３項に記載の部材の組付け方法
。
（５）前記雌体の間口端内周縁に面取りテーパを形成し
た特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の部
材の組付け方法。
（６）前記面取りテーパの角度が５０°未満である特許
請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の部材の組
付け方法。