JP3304488B2 - プランジャーの製造方法 - Google Patents

プランジャーの製造方法

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Valve Housings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は切換弁内に配設された複
数のポートを切換接続するプランジャーの製造方法に
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、図4に示すように、例えば電磁弁
51の内部にはプランジャー52が配設されている。そ
して、図4においては、電磁ソレノイド53が消磁され
た状態となり、コイルスプリング54の付勢力によりプ
ランジャー52は右側へ移動している。この場合、プラ
ンジャー52の右端面に取付固定されたボール55は第
1通路56を封鎖している。従って、第2通路57がプ
ランジャ室58を介して第3通路59と連通される。
【0003】一方、電磁ソレノイド53が励磁される
と、コイルスプリング54の付勢力に抗してプランジャ
ー52は左側へ移動する。この場合、プランジャー52
の左端面に取付固定されたボール60は第2通路57を
封鎖し、ボール55は第1通路56を開放する。従っ
て、第1通路56はプランジャ室58を介して第3通路
59と連通される。
【0004】又、プランジャー52両端のボール55,
60は次のようにして取り付け固定される。図4,図5
に示すように、プランジャー52端面には、該プランジ
ャー52の中心線L1に対応した凹部61が形成され、
この中心線L1は前記第1及び第2通路56,57の中
心線L2,L3と一致する。この凹部61にボール5
5,60を載置すると、ボール55,60の中心点は中
心線L1〜L3を通過する。そして、A矢印にて示す付
近から順に全周をレーザ溶接でプランジャー52、ボー
ル55,60を溶融させ、プランジャー52に対してボ
ール55,60を取付固定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
溶接では最初に溶融した溶接部が当然先に凝固を開始す
るため、その溶接部の凝固により引張応力によってボー
ル55,60が二点鎖線にて示す位置に移動してしま
う。
【0006】すると、ボール55,60の中心点は各中
心線L1〜L3を通過しなくなってしまう。この結果、
ボール55,60によって第1及び第2通路56,57
を確実に封鎖することができなくなってしまうという問
題がある。
【0007】又、レーザ溶接によりボール55,60は
加熱溶融されるため、この加熱によりボール55,60
が歪んで真円度が保てなくなり、変形してしまう問題が
ある。
【0008】更に、プランジャー52の全長公差をでき
るだけ小さくして第1及び第2通路56,57のシール
を確実に行うにはボール55,60をベアリングにする
ことが好ましい。しかし、ベアリングをボール55,6
0に使用すると、材質が高炭素鋼であるため、レーザ溶
接を行った溶接部が急冷されるとボール55,60にク
ラックが発生してしまうという問題がある。
【0009】上記問題点を解決するためになされたもの
であって、第1の目的は、プランジャーの予め定められ
た位置にボール部材を確実に取付固定ができるととも
に、ボール部材の変形を防止することができるプランジ
ャーの製造方法を提供することにある。
【0010】第2の目的は、プランジャーの予め定めら
れた位置にボール部材を確実に取付固定ができるととも
に、ボール部材の変形を防止することができ、しかもボ
ール部材にクラックが発生しないようにするプランジャ
ーの製造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、請求項1記載の発明は、流体通路を開閉す
る弁装置のプランジャーを本体とその端面に配設されて
前記ポートを開閉するボール部材とから構成し、この本
体とボール部材とを溶接したプランジャーの製造方法に
おいて、前記本体とボール部材とを溶接する際、本体に
形成された錐形の第1の凹部とボール部材との接触抵抗
を加圧電極に形成されたボール部材に対応する第2の凹
部とボール部材との接触抵抗より大きくし、前記加圧電
極によりボール部材及び本体を加圧して前記第1の凹部
の凹面部分とボール部材との接触部に電流を流し、この
接触部に固相接合部を形成したことをその要旨とする。
【0012】 請求項記載の発明は、溶接時における電
流の通電時間を制御してボール部材と本体とを溶接する
ことをその要旨とする。
【0013】
【作用】請求項1記載の発明は、加圧電極に形成された
ボール部材に対応する第2の凹部とボール部材との接触
抵抗より本体に形成された錐形の第1の凹部の凹面部分
とボール部材とが接触する接触部の接触抵抗を大きくし
たので、加圧電極によりボール部材と本体とを加圧した
状態で本体に形成された錐形の第1の凹部の凹面部分と
ボール部材との接触部に電流を流すと、この接触部が発
熱する。この発熱により本体に形成された錐形の第1の
凹部の凹面部分とボール部材との接触部に固相接合部が
形成され、本体にボール部材が取付固定される。接触部
に形成された固相接合部は溶融させないで形成されるた
め、ボール部材の移動が防止される。
【0014】請求項記載の発明は、ボール部材と本体
との接触部に流す電流の通電時間を制御することによ
り、ボール部材と本体との材質が変更されても接触部に
良好な固相接合部が形成される。
【0015】
【0016】
【実施例】以下、本発明を電磁弁のプランジャーの製造
方法に具体化した一実施例を図1に基づいて説明する。
【0017】図1に示すように、電磁弁の複数のポート
を切換接続するプランジャー1は軟磁性ステンレス材に
より円柱形状に形成された本体1aと、その上端面2a
及び下端面2bに取付固定されたボール部材4a,4b
とから構成されている。このボール部材4a,4bは高
炭素鋼となるベアリングを使用している。この本体1a
の上端面2a及び下端面2bには該本体1aの中心線L
と一致させた円錐形状を成す第1の凹部としての位置決
め凹部3a,3bが形成されている。本体1aの位置決
め凹部3a,3bにはボール部材4a,4bが配設され
ている。従って、ボール部材4a,4bと位置決め凹部
3a,3bにおける本体1aとは線接触してリング状と
なる接触部7が形成されている。
【0018】前記プランジャー1の上方及び下方にはイ
ンバータ式の抵抗溶接装置の加圧電極5a,5bが配設
されている。加圧電極5a,5bはクロム銅によって円
柱形状に形成されている。そして、加圧電極5aの下面
には転造成形によりボール部材4aと同一球面となる
2の凹部としての当接凹部6aが形成されている。同様
に、加圧電極5bの上面には転造成形によりボール部材
4bと同一球面となる第2の凹部としての当接凹部6b
が形成されている。又、接触部7の接触抵抗は、ボール
部材4a,4bが当接凹部6a,6bにおける加圧電極
5a,5bと接触したときの接触抵抗より大きくなって
いる。
【0019】さて、加圧電極5a,5bをプランジャー
1における本体1aの上端面2a及び下端面2bに接近
させる。そして、位置決め凹部3a,3bに配設された
ボール部材4a,4bを加圧電極5a,5bの当接凹部
6a,6b内に配設する。
【0020】その後、加圧電極5a,5bによりボール
部材4a,4b及び本体1aを加圧し、インバータ式の
抵抗溶接装置により設定された数msの時間だけ3kA
の定電流を流す。尚、このときの電圧は4V以下であ
る。この電流は加圧電極5aからボール部材4a、本体
1a及びボール部材4bを介して加圧電極5bに流れ
る。
【0021】このとき、加圧電極5a,5bとボール部
材4a,4bの接触抵抗より接触部7の接触抵抗の方が
大きいため接触部7が発熱する。又、定電流を時間制御
により数msの間だけしか流さないため、接触部7が発
熱してもボール部材4a,4bや本体1aは溶融しな
い。そして、図2に示すように、この発熱により接触部
7のボール部材4a,4bと本体1aは接合され、固相
接合部8が形成される。尚、図2において、説明の便宜
上、固相接合部8を斜線にて示す。
【0022】又、リング状となる接触部7全体を発熱さ
せることができるので、接触部7全体に均一な固相接合
部8を形成することができる。この結果、接触部7を溶
融させないで1aの上端面2a及び下端面2bに対して
精度よくボール部材4a,4bを取付固定することがで
きる。そのため、本体1aの上端面2a及び下端面2b
に取付固定されたボール部材4a,4bによって電磁弁
のポートを確実にシールすることができる。
【0023】ところで、通常、高炭素鋼となるベアリン
グをボール部材4a,4bとして使用し、このボール部
材4a,4bと軟磁性ステンレスとなる本体1aとは溶
接に適していない材質である。しかし、ボール部材4
a,4bの寸法精度は高いため、プランジャー1の切換
動作によるポートの切換接続の精度を優先すると、この
ボール部材4a,4bを使用することになる。
【0024】そのため、インバータ式の溶接装置により
電流の通電時間を制御して接触部7に流す電流の時間を
長くすれば接触部7が発熱して固相接合部8を形成した
後、該固相接合部8が急冷されないようにすることがで
きる。この結果、固相接合部8が形成されたボール部材
4a,4bや本体1aにクラック等を発生させないよう
にすることができる。
【0025】更に、接触部7の局部的な発熱のため、ボ
ール部材4a,4bがレーザ溶接のように高温に加熱さ
れることはない。この結果、ボール部材4a,4bの歪
みを防止して真円度を保持することができ、確実にポー
トをシールすることができる高精度なプランジャー1を
製造することができる。
【0026】又、本体1aの接触部7に固相接合部8を
形成するための電流の通電時間は数msであるため、従
来のレーザ溶接を行う時間に比べ短時間でプランジャー
の製造を行うことができ、生産性を向上させることがで
きる。
【0027】そして、ボール部材4a,4b及び本体1
aに流す電流を定電流としているので、ボール部材4
a,4bと本体1aを抵抗溶接する場合、加圧電極5
a,5b間でこれらの電圧を検出して接触抵抗を算出す
ることができる。この結果、算出された接触抵抗に基づ
いてボール部材4a,4b及び本体1aの異常を判断し
て不良品の検査を行うことができる。
【0028】
【0029】本実施例においては、インバータ式の抵抗
溶接装置を使用したが、要は接触部7に流す電流の通電
時間を制御することができればよく、この他にトランジ
スタ式の抵抗溶接装置を使用することも可能である。
【0030】又、本実施例においては、高炭素鋼となる
ベアリングをボール部材4a,4bとして使用し、この
ボール部材4a,4bと軟磁性ステンレスとなる本体1
aとを抵抗溶接により接合した。この他に、プランジャ
ー1の切換接続の精度をあまり重要視しない場合など
は、ボール部材4a,4bの材質を変更したり本体1a
の材質を変更することも可能である。
【0031】但し、各材質の変更を行っても、ボール部
材4a,4bと本体1aの接触抵抗を加圧電極5a,5
bの接触抵抗より必ず大きくすることが必須である。
又、ボール部材4a,4bと本体1aとの材質が抵抗溶
接に適している材質で、接触部7に固相接合部8を形成
したとき急冷しても固相接合部8にクラックが発生しな
い場合はコンデンサ式の抵抗溶接装置を使用することも
可能である。
【0032】この他に、本体1aに接合固定されたボー
ル部材4a,4bがポートをシールする部分を加圧電極
5a,5bにより加圧しないよう、図3に示すように、
加圧電極5a,5bのその長さ方向に回避部としての貫
通孔10を形成してもよい。この貫通孔10を形成する
ことにより放熱性を良くすることができる。
【0033】又、貫通孔10に代えて逃げ凹部を形成す
ることも可能である。本実施例においては、電磁弁のプ
ランジャー1の製造方法に具体化したが、この他に、油
圧弁、空気圧弁等のプランジャー1の製造方法に具体化
することも加納である。
【0034】更に、本体1aの一方の端面2aのみに位
置決め凹部3aを形成し、この位置決め凹部3aにボー
ル部材4aを配設して取付固定する場合、本体1aの他
方の端面2bをテーブル状の平面電極に立設させる。こ
の状態で、加圧電極5aによりボール部材4aを上方か
ら加圧してボール部材4aを本体1aに対して取付固定
するように構成することも可能である。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載の発
明によれば、プランジャーの予め定められた位置にボー
ル部材を確実に取付固定ができるとともに、ボール部材
の変形を防止することができる優れた効果がある。
【0036】請求項記載の発明によれば、プランジャ
ーの予め定められた位置にボール部材を確実に取付固定
ができるとともに、ボール部材の変形を防止することが
でき、しかもボール部材にクラックが発生しないように
することができる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るプランジャーの構造及び加圧電極
の構造を示す断面図である。
【図2】抵抗溶接により接合部に固相接合部が形成され
た状態を示す部分断面図である。
【図3】加圧電極の構造の別例を示す断面図である。
【図4】電磁弁及びその内部に配設されたプランジャー
の構造を示す断面図である。
【図5】プランジャーの端面にボール部材を取付固定し
た状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1…プランジャー、1a…本体、2a…上端面、2b…
下端面、3a,3b…第1の凹部としての位置決め凹
部、4a,4b…ボール部材、5a,5b…加圧電極、
6a,6b…第2の凹部としての当接凹部、7…接触
部、8…固相接合部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−8307(JP,A) 特開 平6−23557(JP,A) 実開 平1−149569(JP,U) 実開 昭58−70559(JP,U) 特公 平3−29514(JP,B2) 特公 昭60−7139(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23K 11/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体通路を開閉する弁装置のプランジャ
    ーを本体とその端面に配設されて前記流体通路を開閉す
    るボール部材とから構成し、この本体とボール部材とを
    溶接したプランジャーの製造方法において、 前記本体とボール部材とを溶接する際、本体に形成され
    た錐形の第1の凹部とボール部材との接触抵抗を加圧電
    極に形成されたボール部材に対応する第2の凹部とボー
    ル部材との接触抵抗より大きくし、前記加圧電極により
    ボール部材及び本体を加圧して前記第1の凹部の凹面部
    分とボール部材との接触部に電流を流し、この接触部に
    固相接合部を形成したプランジャーの製造方法。
  2. 【請求項2】 溶接時における電流の通電時間を制御し
    てボール部材と本体とを溶接する請求項1に記載のプラ
    ンジャーの製造方法。
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