TWI355308B - Fluid pressure device and manufacturing method for - Google Patents

Description

1355308 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種流體壓力裝置以及用於製造一種流 . 體壓力裝置的方法，其中，接頭（joint)接合至闊體的口 、 （P〇rt)。更具體來說，本發明係關注一種流體壓裝置以及 其製造方法，其中，接頭係擴散接合至該閥體。 【先前技術】 在此之前，舉例來說，一個流體壓力裝置中，對管接 頭的瞭解是包含插座（socket)和聯結器（coupler)，該插座 與聯結益能互相聯接與分離。在這種的管接頭中，該插座 與聯結器係同軸（coaxially)配置，因此流體通路（fluid • passaSe)在它們的裡面形成，通過該流體通路，壓力流體 • 可以流動，而閥栓（valve plug)係配置在該插座中並且可 沿著S亥流體通道内.的軸方向移動。另外，在該插座中提供 彈簧於該閥栓與該插座的内牆表面之間，如此該閥栓被偏 Φ 移朝者該聯結器的側邊，並座落在面對該流體通道的閥座 上。在該聯結器連接入該插座之後，將該閥栓相對該彈簧 的彈力施壓，如此該閥栓會從該閥座分離並因此與該流體 通道相通（例如，參見曰本早期公開第2005-344918號專利 公開案）。 在這類型的流體壓力裝置中，管接頭是藉由任何的旋 接（screw attachment)、熔接（fusi〇n weiding)或銅焊 (brazing)以接合至形成於該閥體中的口。在顯示於第8圖 的流體壓力裝置1〇〇中，管接頭1〇6插入口 1〇4，該口 1〇4 320771 4 1355308 1 ^在1 m中’亚且該管接頭⑽*轉於該_ .102的該口刚的開口處，因而形成了溶接部份⑽。 . ，然而’就如第8圖所顯示’在該π 104的直徑血該管 .接頭1〇6的直徑不相等的情況時，當該管接-頭106.插入讓 .口 104時，該口刚與該管接頭-1〇6的個別轴無法互相舍 疊（comcule)，並且間隙（gap)u〇會形成在兩個構件之 間。所以，液體往往會殘留在該間隙UG Μ，此外還存有 籲難=確定足夠的接頭強度之顧慮。特別是當該闕體ι〇2與 該管接頭106是溶接時，心軸（spindle)(未顯示）可先插入 該口 104’從而執行該管接頭1〇6的定位。然而，即使使 用該類的心軸，仍無法避免產生間隙110。此外，在熔接 -的情況中，氣孔(blow hole)及凹坑(pit)會產生並且更導 .致其它問題，譬如包含異常溶化（fusing)等的焊接缺陷的 形成。更進-步的是，雖然某種程度上，燃燒器（_町） 與該熔接部份108之間仍存有並維持一空間，但溶接工具 鲁的燃燒器必需要靠近至該溶接部份1〇8。所以，在由短聯 結器所形成的管接頭106是要溶接至該閥體1〇2之上的情 況中，因為該管接頭106的該聯結器太靠近該閥體1〇2而 導致問題，因此變的很難實行這種焊接操作。 【發明内容】 本發明的一個目的是要提供一種流體壓力裝置以及一 種机體壓力裝置的製造方法，其考量了以上所述的問題， "、中液肢的殘留藉由擴散接合（diffusion bond)接頭至 閥之上而盡可能的減到最小，其中，可以避免焊接缺陷 320771 1355308 的發生並且該接頭可容易地接到該閥體，即使是藉由短聯 結器形成接頭的情況下。 依據本發明的用於製造流體壓力裝置的方法，其中， .--接頭接合至形成在閥體中的口 .，並包括以下-步驟：將該接· . 頭插入該口裡面並加熱以使得該閥體與該接頭之間產生溫 度差，從而使得該接頭變成與該閥體擴散接合。 在這種情況中，將該接頭插入該口裡面的步驟較佳地 復包含在該閥體的加熱溫度高於該接頭的加熱溫度的條件 下，施壓該接頭的步驟。 另外，線可配置在該接頭的該施壓方向中的末端與形 成該口的該閥體的牆之間，當經歷擴散接合時，該線藉由 - 該接頭予以施壓。 . 在本發明的流體壓力裝置中，接頭接合至形成在閥體 中的口，其中，插入該口的裡面的該接頭與該閥體擴散接 合。在這種情況中，因為該接頭是有效地接合至該閥體， φ 所以較佳地是該接頭的末端透過配置在該口中的線與該閥 體擴散接合。 依照一種流體壓力裝置和一種流體壓力裝置的製造方 法，該接頭插入該閥體中的該口並執行加熱以產生該閥體 與該接頭之間的溫度差，然後藉由擴散接合該接頭進入該 閥體，兩個構件可以高精度地接合。因此，可以增進接合 部份處的氣密（airtighiiness)或液密（1 iquidtightness) 並且液體的殘留也可盡可能的少。所以，可以獲得具有高 耐久性的流體壓力裝置。 6 320771 1355308 當以下描述與隨附的圖式一起考量時，本發明的以上 和其它的目的、特徵和優點將變的更明顯，其中，該圖式 中藉由說明範例的方式而顯示本發明的較佳實施例。 --- 【貫施方式】.. · · . 關於本發明的實施例的細節描述係藉由參照隨附的圖 式而呈現。第1圖是流體壓力裝置10的垂直剖面圖，而第 2圖是顯示在第1圖中所顯示的該流體壓力裝置的閥開啟 (open)狀態的垂直剖面圖。 * 如同第1與2圖所顯示，該流體壓力裝置10配備有閥 體12、外殼14、蓋子16和閥機構18。該閥機構18包含 活塞20、與該活塞20螺旋嗜和（screw-engaged)的閥栓22 - 以及用於引導該閥栓22的一部份之環體24。 該閥體 12 包含入口（inlet port)26、出口（outlet port)28、和交流通路30，其中，經由該入口 26，壓力流 體從未說明的壓力流體供應源引進，且經由該出口 28，該 φ 壓力流體予以排出，以及該交流通路30提供該入口 26與 該出口 28之間的交流。座落於該閥座32上的該閥栓22係 形成於該交流通路30中。 該入口 26和該出口 28係互相沿著一直線而形成並在 它們之間爽者該交流通路30。入孔（inlethole)34係形成 於該入口 26的外部底端上，而出孔（outlet hole)36係形 成於該出口 28的外部底端上。接頭38a擴散接合 (diffusion bonded)在該入孔34中，而另一個接頭38b擴 散接合在該出孔36中。 7 320771 1355308 該閥體12的上部是形成為管形狀（她心如⑹。 .藉由將該外殼14的環形下部末端40沿著該閥體12的内部 .周圍表面插入而互相連接該閥體12和該外殼14。 • 該外殼14的上部是形成為管形狀，偕同活塞室_ • (PiSt〇nchamber)42在其内（管形狀中）形成，在該活塞室 42中該活塞20是配置來用於沿著軸方向移動，以及振動 吸收構件44是經由環形溝槽安裝在面對該活塞室42的該 鲁外殼η的末端表面。具體來說，該配置在該活塞室a中 的該活塞20是朝著該閥體12的側邊移動（箭頭b的方 向），由此藉㈣活塞20的下部表㈣接界處倚靠著該振 動吸收構件44而緩衝振動。 • 該活塞20的戴面是形成為T形，並且該活塞2〇藉由 ' ，直控部份46而形成’該大直經部份46緊密倚靠在該外 =14中的該活塞t 42的内部牆表φ ’而小直徑部份5〇則 疋相對於該大直徑部份46朝下凸出（箭頭B的方向），並且 ♦插人通過實質上形成在該外殼14的中心的活塞孔48。活 塞襯墊（piston Packing)52是通過在該大直徑部份铛的 外部周圍表面上的環形溝槽而安置，因此該活塞室β的氣 ，，態（airtight state)可以藉由該活塞襯墊52的接界^ 倚靠該活塞室42的内部牆表面而維持。用於與該閥栓& 做螺紋嚙和（threaded engagement)的螺旋孔54是形成在 該小直徑部份50的實質中心部位中。另外，活塞概塾％ 和〇環（0-ring)57通過在該小直徑部份5〇的外部周圍表 面上的環形溝槽而安置，因此該活塞室.42的氣密狀態可以 32077] 8 1355308 ==塞则及謂57_界⑽㈣μ 舉例來說，該閥栓22是由樹脂（resin)材料步 由以下構件相形成：可絲.在該_犯上的碟亚 實質上從該闕58的中心出發而在箭頭A的方向延伸 伤（shaft portion)60，該桿部份6〇的外干口 =旋紋;以及，從麵的外部邊緣朝二 q(sklrt port刚）62。該裙部62的外

留在該閥體12和該外殼14之間。 策牛握亚V 該環體2 4包含在該閥栓2 2和該活塞2 〇之間的圓 =份’該環體24形成在該_22_桿部份6q的外 Γ 1及該環體24的下部末端'f折成放射狀朝外方 口 I’、貝上”該裙部62平行。當該閥栓22移動時，該 體24能與該閥栓22—起移動。 X义 保護構# 64配置在該環體24與該闕检22的該祿部 之間。舉例來說，該保護構件64是由譬如橡勝等的彈 ^材料所形成’該賴構件64是放置成能薄牆形的 ittUn—㈣led)裙部62有緊密接觸。因此，在該裙部62隨 者該，栓22的移動而彎折的情況時，該裙部⑽被保護。 藉由。玄閥检22在前頭β的方向移動，該閥58會相對 該閥體12的該閥座32而座落，導致闕關閉（ci〇se)狀態， 在該關閉（ClQSe)狀態中該人π26和該出口28之間的交流 會中斷。相反地，藉由該閥检22在箭頭α的方向移動，該 閥58仗該間體！2的該間座32分離，導致間開啟狀態，在 320771 9 1355308 該開啟狀態中該入口 26和該出口 28經由該交流通路30而 相通。 與該活塞室42相通的第一口 66和與該環體24配置在 • 内的腔室68·相通的第二口 70，是形成在該外殼-14 -的外部-. 周圍表面中。 圓柱部份72是形成在該蓋子16的内部側邊上。藉由 沿著該外殼14的上部份上的内部周圍表面插入該圓柱部 份72而互相連接該外殼14與該蓋子16。振動吸收構件74 ® 是安裝在該圓柱部份72的下部末端部份中。所以，該活塞 20是在箭頭A的方向移動，並且所產生的振動的緩衝是藉 由將該活塞20的上部表面的接界處倚靠該振動吸收構件 - 74。另外，襯墊（packing)76是通過在該圓柱部份72的外 . 部周圍表面上的環形溝槽而安置。該襯墊76緊靠該外殼 14的該内部牆表面，因此維持腔室78的氣密條件。偏移 該活塞20的彈簧80是配置在該腔室78中的該蓋子16與 φ 該活塞20之間。 依據本發明的實施例之該流體壓力裝置10基本上是 如上述般所建構。除此之外，接頭38a擴散接合在該入口 26的該入孔34中，並且接頭38b擴散接合在該出口 28的 出孔36中。 關於該接頭38a、38b針對該閥體12的擴散接合，存 有一實行條件的情況，其中，該閥體12相對該接頭38a(38b) (此後簡稱為接頭38)加熱至高溫，且又存有一實行條件的 另外情況，其中，該接頭38相對該間體12加熱至高溫。 10 320771 1355308 第3圖是一情況的說明圖，其中，該闊體12藉由高頻感應 . 加熱（high frequency induction heating)的方式而相對 • 於接頭38加熱至高溫，而第4圖是一情j兄的說明圖，其中， 接頭38藉由高頻感應-加熱的-方式而相對於閥體12加熱至 焉〉皿此外’弟5A與5B圖是部份省略的放大剖面圖，其 中’顯示接頭38接（接合）至閥體12的狀態。 如第3圖所示’在該閥體12相對該接頭38加熱至高 鲁溫的情況中，沒有接合外殼14的該閥體12插入高頻感應 加熱線圈（high frequency induction heating coil)82a。 關於該線圈82a的繞線（winding)，具有距離li(從該入口 26的該底部表面部份至該出口 28的該底部表面部份）的部 • 份的每單位長度的繞線數是大於具有距離L2(插入該闕體 • 12的該接頭38的距離）的部份的每單位長度的繞線數。藉 由依照此方法改變繞線的數目，產生在該閥體12並在該距 離L1内的渦流（eddy current)，比起產生在各接頭38並 鲁在該距離内的渦流是產生成較大的量，使得該閥體J2 可以加熱至比該接頭38較高的溫度。 當該閥體12相對於該接頭38加熱至高溫時，形成在 該閥體12中的該入孔34(出孔36)的擴張直徑變成大於該 接頭38的擴張直徑，導致產生在該入孔34(；出孔36)的該 内部周圍表面與該接頭38的外部周圍表面之間的小的熱 應力。因此’在該入孔34(出孔36)的該内部周圍表面與該 接頭38的外部周圍表面之間不會明顯地發展擴散接合。因 此藉由在箭頭C的方向施壓該接頭38，擴散接合發生，從 320771 11 而形成接頭表面84a於該接頭38的末 向）與該人孔34(出孔⑹的底㈣貝C的方 接合至該龍職見第心因此該接頭％ =.4騎示，顧麵3δ _於關體12加教至 ^皿的情況中，在高頻感應加熱線圈82b處，具有距離L2 勃日疋大於，、词距雄LI的該部份的繞線 數^錯由依照此方法改變繞線的數目，產生在該接頭邡 f在該距離L2 _雌，比起產生在該_ 12並在該距 =U内㈣流是產生成較大的量，使得該接頭犯可以加 熱至比該閥體12較高的溫度。 當該接頭38相對於該閥體12加熱至高溫時，該接頭 38的擴張直徑變成大於形成在該間體12中的該入孔34(出 孔36)的擴張直徑，導致產生在該入孔％(出孔36)的該内 部周圍表面與該接頭38的外部周圍表面之間的大的熱應 力因此’擴散接合發生以在該入孔34(出孔36)的該内部 周圍表面與該接頭38的外部周圍表面之間形成接頭表面 84b /、巾豸接頭38以高度密封閉緊狀態接合至該閥體 12(蒼見帛5B圖）。因此’該接頭38能在該箭頭c的方向 不施壓該接頭38(在上述的方法中，關體12係相對該接 頭38加熱至高溫）而接合至該閥體12。 此外’在該接頭38相對於該閥體12加熱至高溫的方 法中不須夤这便可知道，藉由如第5A圖所顯示，在箭頭 c的方向施壓該接頭38，有可能引起接頭表面 84a形成在 a玄接頭38在前頭c的方向的末端和該人孔34(出孔36)的 320771 丄 底部表面之間。 在該接頭38接合至該閱體12期間，藉由提 如上述關於該間體12與該接頭38的加熱溫度差:、=琴 擇性地形成擴散接合.表面.的類 = 、 置10的目的__途。 反應到該流紐力裝 盥兮接m熱該閥體12與該接頭38，在該閥體12 敎;^。= _成的情形時，兩個構件都需要加 土戰的範圍内’以進-步使得它們之間的 /皿度差旎帶來效用。 此外，關於用來加熱該閥體12和該接頭38的加教方 要它們之間的溫度差可以帶來效果，本發明不限於 刖&到的南頻感應加熱。舉例來說，如同第6圖所頻示， :閥體12和該接頭38也可藉由能產生不同加熱輸出的加 熱器86a、86b予以加熱。在該_12相對於該接頭38加 熱至而溫的情形中，配置於接近該閥體12的該加熱器_ ，加熱輸出被調整成大於配置於接近該接頭38的該加熱 益j6b的加熱輸出’而在該接頭38相對於該間體12加熱 至南温的情形令’配置於接近該接頭38的該加熱器_的 加熱輸出被調整成大於配置於接近該閥體12的該加熱器 86a的加熱輸出。 依據本發明的實施例的該流體壓力裝置1 〇基本上係 依照以上描述而建構。接下來，將解釋關於該流體壓力裝 置10的操作。 第1圖顯示閥關閉狀態，其中，該閥栓22朝著該閥座 320771 1355308 32的側邊移動（在箭頭B的方向）並且中斷該入口 26和該 出口 28之間的交流。此外，管（未顯示）先個別連接到該入 口 26和該出口 28。 ' 在這種閥關閉狀態中，-當液體從該第一口.-66-供應至該 活塞室42時，該彈簧8〇在箭頭B的方向施壓該活塞2〇, 叩該/〇基20在前頭A的方向移動。隨著該活塞2〇的移動， 该閥栓22在箭頭A的方向移動，而該裙部犯則受到彎折， 眷亚且該閥58從該閥座32分離，導致閥開啟狀態，其中， 該入口 26和該出口 28放置成通過該交流通路30而相通。 另外，接者繼續從該第一口 66供應液體至該活塞室 42，該活塞2〇的該上部表面緊靠形成在該圓柱部份乃上 2雜動吸收構件74,導致了完全開啟狀態，其中，該活 -塞20和該閥栓22在箭頭A的方向的移動受到調節。 -下步，在以上描述的閥開啟狀態中（參見第2圖）， 在該活塞至42裡面的液體從該第—σ⑽排出，使得該活 _塞20由於從該彈簧8〇施加在該活塞2〇上的驅動力而在箭 頭β的方向移動。隨著該活塞20的移動，該闊栓22在箭 頭β的方向移動，而該裙部62則受到f折，並且該閥58 座落至該閥座32，導致閥關閉狀態，其中，該人口 26和 該出口 28之間通過交流通路3〇的相通被中斷。 、所述，在依知、本發明的實施例的該流體堡力裝 置二中，該接頭38a插入該入口 26裡面而該接頭咖插 入°玄出口 28禋面，同時藉由加熱使得該閥體12與該接頭 a(38b)之間發展出溫差，而擴散接合關體a和該接頭 320771 14 1355308 •38a(38b)。具體上，提供插承接合（spigot joint)結構， 其中，該接頭38a插入該入口 26裡面而該接頭38b插入該 出口 28裡面，並且進一步，藉由引起該閥體12和該接頭 • - 38a(38b)之間的擴散接合，該兩構件可以可靠地連搔在一 • 起並具有高精確度。因此，可以進一步強化氣密或液密， 並且可以避免液體的殘留。更進一步的，因為該接頭38是 插入該入孔34(出孔36)並且實行了擴散接合，即便在藉由 短聯結器形成接頭38的情形中，該接頭38可以輕易地連 接到該閥體12。結果是，關於該接頭38，接頭可具有各種 形狀，譬如形成具有凸緣之接頭，或藉由短聯結器等形成 之接頭，都能接合至該閥體12。 - 對於上述的流體壓力裝置10，擴散接合是直接執行在 . 該閥體12和該接頭38上。另一方面，線可以先安排於該 入口 26内的該入孔34的該底部表面（在該闊體12的該牆 部份上）與該閥體12的該出口. 28内的該出孔36以及該接 φ 頭38之間，然後實行擴散接合。第7A圖顯示一情形，其 中，如此安排了具有圓形截面的線88a，而第7B圖則顯示 一情形，其中，如此安排了具有矩形截面的線88b。藉由 這個方法安排該線並在箭頭C的方向施壓該接頭38，該閥 體12和該接頭38經由該線88a、88b擴散接合。如此安排 具有圓形截面的線88a之情形中，因為該線88a、該閥體 12和該接頭38之間的接觸面積變小，所以提升了應力並 形成更可靠的擴散接合。 另外，雖然以上描述的流體壓力裝置10運行如雙向閥 15 320771 1355308 (two-way valve)，但流體壓力裝置中的該閥體和接頭是 散接合’所以本發明並不限於雙㈣。舉例來說，調= (regulator)或過濾器（mter)也可依照本發明的^ =

此外，雖然以上的描述中該閥體12和該接頭38都專 由同樣的金屬材料所形成’但是也可使用不同類形的： 屬。至於使用的金屬類形，在此沒有特別地限制，、然而較 t的疋鋼、銅合金和錄合金（nickei aii〇y)。 本發明並沒有受限於上述實施例，並且理所當然地， 可以在不從本發明的本質和要點上偏離而採用各種的其它 結構。 【圖式簡單說明】 ' 第1圖疋依據本發明的一實施例的流體壓力裳置的Φ 直剖面圖； — 第2圖是如第1圖所顯示的該流體壓力裝置的閥開啟 # 狀態的垂直剖面圖； 第3圖是閥體藉由高頻感應加熱（high 1 nduct i on heat i ng)的方式而相對於接頭加熱至高溫的情 況的說明圖； 第4圖是接頭藉由高頻感應加熱的方式而相對於閥體 加熱至高溫的情況的說明圖； 第5A圖及第5B圖是顯示接頭擴散接合至閥體的狀態 的部份省略的放大剖面圖； 第6圖是涉及利用加熱器加熱接頭與閥體的說明圖； 320771 16 胃？A圖是具有環形剖面的線係安排用於閥體與接頭 之間的擴散接合的情況的部份省略的放大剖面圖； 第7B圖是具有矩形剖面的線係安排用於闊體與接頭 之間的擴散接合的情況的部份省略的放大剖面圖；以及 第8圖是在習知流體壓力裝置中接頭接到閥體的狀態 的部份省略的放大剖面圖。 w

【主要元件符號說明】 10、 100流體壓力裝 14 外殼 18 閥機構 22 閥拴 26 入口 30 交流通路 34 入孔 38、 38a、38b 接頭 42 活塞室 46 大直徑部份 50 小直徑部份 54 螺旋孔 58 閥 62 裙部 66 第一口 70 第二口 76 襯墊 12 、 102 閥體 16 蓋子 20 活塞 24 環體 28 出σ 32 閥座 36 出孔 40 下部末端 44、74 振動吸收構件 48 活塞孔 52、56 活塞襯墊 57 0環 60 桿部份 64 保護構件 68、78 腔室 72 圓柱部份 80 彈簧 320771 17 1355308 82a、 82b線圈 84a 86a ' 86b加熱器 88a 104 口 106 108 熔接部份 - 110 A ' B 、C箭頭 LI、 、84b接頭表面 、88b 線 管接頭 間隙 L2 距離

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Claims (1)

1355308 七、申請專利範圍： 1. 一種甩於製造流體壓力裝置（10)的方法，在該方法中， 接頭（38a、38b)接合至形成在閥體（12)中的口（26、 28)，並包括以下步驟： ...... 將該接頭（38a、38b)插入該口（26、28)的裡面；以 及 加熱使得該閥體（12)與該接頭（38a、38b)之間產生 溫度差， 其中，該接頭（38a、38b)與該閥體（12)為擴散接合。 2. 如申請專利範圍第1項之用於製造流體壓力裝置（10) 的方法，其中，將該接頭（38a、38b)插入該口（26、28) 的裡面的該步驟，復包含在該閥體（12)的加熱溫度高於 該接頭（38a、38b)的加熱溫度的條件下，施壓該接頭 (38a、38b)的步驟。 3. 如申請專利範圍第2項之用於製造流體壓力裝置（10) 的方法，其中，線（88a、88b)配置在該接頭（38a、38b) 的該施壓方向中的末端與形成該口（26、28)的該閥體 (12)的牆之間，當經歷擴散接合時，該線（88a、88b) 藉由該接頭（38a、38b)予以施壓。 4. 一種流體壓力裝置（10)，在該裝置中，接頭（38a、38b) 接合至形成在閥體（12)中的口（26、28)，其中，插入該 口（26、28)的裡面的該接頭（38a、38b)與該闊體（12) 擴散接合。 如申請專利範圍第4項之流體壓力裝置（10)，其中，該 19 320771 5. 1355308 接頭（38a、38b)的末端透過配置在該口（26、28)中的線 (88a、88b)與該閥體（12)擴散接合。

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