JPH06117549A - 圧力制御弁の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 球状弁体の凸状球面形状に倣った凹状球面の
弁座面をハウジングに形成する。 【構成】 ハウジング１１に燃料導入路１４と燃料排出
路１５とが形成され、燃料排出路１５に球状弁体装着部
３７が形成され、球状弁体装着部３７に球状弁体１３が
装着されている圧力制御弁の製造方法において、ハウジ
ング１１の球状弁体装着部３７のテーパ部３９にうねり
矯正用治具４７をポンチングすることにより、うねりＡ
を矯正した整地面５０を成形する。その後、球状弁体装
着部３７に装着された球状弁体１３に押力を与えて整地
面５０をポンチングし、球状弁体１３の凸状球面に倣っ
た凹状球面の弁座面４３を形成する。 【効果】 テーパ部３９に形成されたうねりＡが治具４
７により整形されるため、球状弁体１３に倣った凹状球
面の弁座面４３を成形できる。うねりＡがないので、球
状弁体１３と弁座面４３とを密接させて漏洩を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力制御弁の製造方法
に関し、特に、この圧力制御弁における弁座面について
の製造工程の改良に係り、例えば、内燃機関の燃料圧力
を制御する燃料圧力制御弁を製造する技術に利用して有
効な圧力制御弁の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の車両において、燃料
タンク内の燃料をエンジンへ送給するための燃料供給路
にダイカスト製のハウジングを備えた燃料圧力制御弁が
用いられている。

【０００３】このような燃料圧力制御弁におけるハウジ
ングには、ダイヤフラムと共に制御弁室を形成するハウ
ジングに制御弁室に連通する燃料導入路と燃料排出路と
が形成されており、燃料排出路の入口側に弁体が装着さ
れている。そして、この弁体として、ボール（鋼球）を
使用した球状弁体が用いられたものが知られている（例
えば、実開平３−１７４８６号公報参照。）。

【０００４】このように弁体としてボールが使用される
燃料圧力制御弁においては、燃料排出路内に弁体として
のボールを装着するに際して、ボールを弁座面に密着さ
せてシール性を確保するため、流体排出路の弁体装着部
に凹状球面状の弁座面を形成することが必要になる。

【０００５】そこで、このような圧力制御弁の製造方法
においては、燃料排出路に弁座面を形成するに際して、
ボールと同じ形状の球体の治具をハウジングの弁体装着
部に挿入し、治具をポンチングして治具と弁体装着部と
の接触面に凹状球面の弁座面を形成することが、一般的
に考えられる。

【０００６】しかし、このような圧力制御弁の製造方法
においては、治具が磨耗すると、治具の形状が球状弁体
としてのボールの形状と異なってしまうため、治具によ
りポンチングしてもシール性が低下する危惧がある。こ
のため、治具の形状を常に測定しながら、ポンチングし
なければならず、治具のメンテナンスにコストがかか
る。また、治具そのものを何回も製作するためのコスト
がかかる。

【０００７】そこで、球状弁体そのものを弁座面形成用
の治具として用い、弁体装着部に装着された球状弁体に
押力を与えてポンチングし、アルミニウム製ハウジング
の球状弁体装着部の壁面における弁座形成床に球状弁体
の凸状球面に倣った凹状球面の弁座面を形成する方法が
提案されている。この製造方法によれば、治具を用いる
必要がないため、治具そのものを製作するためにコスト
がかったり、治具のメンテナンスにコストがかかるのを
防止することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、球状弁体その
ものを治具として用いる圧力制御弁の製造方法において
は、アルミニウム製ハウジングのダイカスト表面にうね
りＡ（図３参照）が生じているため、ボールのポンチン
グ押力が小さいと、ボールと弁座面との間に間隙Ｂが形
成され、この間隙Ｂから流体が漏洩する危惧があり、う
ねりの影響を無視できる程度にボールのポンチング押力
が大きいと、流体排出路を構成するポールが変形する危
惧がある。

【０００９】本発明の目的は、球状弁体装着部の弁座形
成床にうねりが生じていても、この弁座形成床に球状弁
体の形状に合った弁座面を形成することができる圧力制
御弁の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る圧力制御弁
の製造方法は、ダイヤフラムと共に制御弁室を形成する
ハウジングに制御弁室に連通する流体導入路と流体排出
路とが形成されており、流体排出路に球状弁体装着部が
ハウジングのダイヤフラム装着用開口部を臨む位置に形
成され、球状弁体装着部に弁座面が形成されているとと
もに、この弁座面にダイヤフラムと連動する球状弁体が
装着されている圧力制御弁の製造方法において、前記ハ
ウジングに前記弁座面を成形するに際して、前記ハウジ
ングのダイヤフラム装着用開口部側から球状弁体装着部
内に球状弁体よりも大径の円形リング形状面部を有する
治具が挿入されて、ハウジングの弁座面形成床がポンチ
ングされることにより、うねりを矯正した整地面が形成
され、次いで、治具が球状弁体装着部内からハウジング
外に取り出され、その後、前記球状弁体自体が前記流体
排出路の球状弁体装着部内に挿入され、続いて、ハウジ
ングのダイヤフラム装着用開口部側から球状弁体に押力
が加えられて前記整地面がポンチングされ、このポンチ
ングにより凹状球面の弁座面が形成されることを特徴と
する。

【００１１】

【作用】前記した手段によれば、球状弁体自体によって
弁座形成床に正規の弁座面を形成するのに先立って、球
状弁体よりも大径の円形リング面部を有する治具がうね
り矯正用の治具として用いられるため、弁座形成床にう
ねりが生じていても、このうねりがこの治具のポンチン
グによって予め除去される。

【００１２】次に、球状弁体そのものが補助治具として
用いられて、流体排出路の球状弁体装着部に挿入された
球状弁体に押力が加えられて、弁座形成床においてうね
りが除去された整地面がポンチングされることにより、
整地面に凹状球面の正規の弁座面が形成されるため、球
状弁体の形状に合わせた弁座面を正確に形成することが
できる。

【００１３】図１は本発明の一実施例である燃料圧力制
御弁の製造方法のうち整地工程の要部を示す図であり、
（ａ）は整地前を示す拡大側面断面図、（ｂ）は整地作
業を示す拡大側面断面図である。図２はハウジングを示
す図であり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）はハウジング
を示す背面図である。図３は整地工程前のうねりを有す
る弁座形成床を示す図であり、（ａ）は拡大した平面
図、（ｂ）はｂ−ｂ線に沿う拡大した展開断面図であ
る。図４（ａ）は整地面を示す拡大側面断面図であり、
（ｂ）は整地面の曲率が小さい場合を示す拡大側面断面
図である。図５は弁座面形成工程を示す図であり、
（ａ）は側面断面図、（ｂ）は形成後の弁座面を示す拡
大部分断面図である。図６はダイヤフラムユニット組付
工程を示す側面断面図である。図７はかしめ工程を示す
側面断面図である。図８は製造された燃料圧力制御弁を
示す側面断面図である。

【００１４】本実施例において、本発明に係る製造方法
によって製造された燃料圧力制御弁１０は、ダイカスト
製のハウジング１１、ダイヤフラム１２、球状弁体１３
を備えており、ハウジング１１には燃料導入路１４およ
び燃料排出路１５が開設されているとともに、両通路１
４と１５との間に制御弁室１６が形成されている。燃料
排出路１５の出口側にはパイプ圧入口１５ａが形成され
ており、このパイプ圧入口１５ａには燃料タンクに連結
されるリターンパイプ１７が圧入されている。そして、
燃料排出路１５の中間部にはコイルスプリングから成る
バルブスプリング１８が嵌挿され、入口側には球状弁体
１３が装入されている。この球状弁体１３は鋼球（以
下、ボールということがある。）を用いられて構成され
ており、後述するように形成される凹状球面の弁座面４
３に離着座されるようになっている。

【００１５】ダイヤフラム１２は制御弁室１６の壁面の
一部を構成し、ハウジング１１のフランジ部１９に、大
気室２０を構成するケース２１と共に固着されている。
このダイヤフラム１２の中央部には保持孔２２が開設さ
れており、この保持孔２２内には受け具２３が装着され
ている。受け具２３の一端は球状弁体１３に当接されて
おり、受け具２３の他端側はダイヤフラム１２に当接さ
れた支持板２４に固着されている。支持板２４とケース
２１の端面壁との間にはコイルスプリングから成るリタ
ーンスプリング２５が蓄力状態で介設されており、ダイ
ヤフラム１２はリターンスプリング２５の付勢力により
球状弁体１３側に常時付勢され、リターンスプリング２
５の付勢力により球状弁体１３を燃料排出路１５の入口
側を閉塞する方向へ常時押すようになっている。

【００１６】そして、制御弁室１６内に燃料が供給され
て、制御弁室１６内の圧力が高くなると、ダイヤフラム
１２がリターンスプリング２５の付勢力に抗して大気室
２０側へ移動するようになっている。このとき、球状弁
体１３はバルブスプリング１８の付勢力によってダイヤ
フラム１２側に移動されて弁座面４３から離れるため、
燃料排出路１５の入口側が開かれる。すなわち、燃料導
入路１４と燃料排出路１５とが制御弁室１６を介して連
通された開弁状態になる。

【００１７】ここで、組立前のハウジング１１の構成に
ついて説明する。図２に示されているように、ハウジン
グ１１の外部にはこの燃料圧力制御弁１０を機枠等に取
付けるための取付フランジ２６が、ダイカストにより一
体的に成形されており、この取付フランジ２６は燃料導
入路１４の外部に配されて一体的に突設されている。こ
の取付フランジ２６は略長円形の平板状に形成されて、
燃料導入路１４の中心線と直交するように、かつ、左右
対称形に突設されている。取付フランジ２６の中央部に
は燃料導入路１４を実質的に構成する貫通孔２７が開設
されており、取付フランジ２６の貫通孔２７の両脇には
取付孔２８、２９がそれぞれ開設されている。取付フラ
ンジ２６の貫通孔２７の縁には接続口部３０が、この取
付フランジ２６と直交する方向に突出されて円筒形状に
一体成形されており、この接続口部３０の先端部にはシ
ールリング（図示せず）を嵌着するための止めリング部
３１が一体的に成形されている。

【００１８】そして、取付フランジ２６のダイヤフラム
側端面には、第１座面３２が前記パイプ圧入口１５ａの
軸心と略直交するように平板状に形成されている。ま
た、ハウジング１１における取付フランジ２６と反対側
の背面にはボス３３が膨出形成されており、このボス３
３のダイヤフラム側端面には第２座面３４が取付フラン
ジ２６の第１座面３２と同様に、パイプ圧入口１５ａの
軸心と略直交するように平板状に形成されている。さら
に、これら第１座面３２と第２座面３４とは略同一平面
を構成するように形成されている。

【００１９】他方、アルミダイカストで製作されたハウ
ジング１１の内部には、前記燃料排出路１５を構成する
ためのポール部３５がダイヤフラム装着用開口部３６を
臨む位置に形成されている。このポール部３５の内周側
には、球状弁体装着部３７とバルブスプリング装着部３
８が燃料排出路１５を実質的に形成するように併設され
ている。球状弁体装着部３７の内径は球状弁体（ボー
ル）１３が挿入可能なボール径と略等しい寸法に設定さ
れており、球状弁体装着部３７のバルブスプリング装着
部３８との境界領域には、弁座形成床としてのテーパ部
３９が形成されている。

【００２０】そして、このテーパ部３９には図３に示さ
れているようにうねりＡが発生している。このうねりＡ
はアルミダイカストに際して、成形材料であるアルミニ
ウムが冷却する時の収縮率の差や、金型に固化しようと
している材料が粘着することによって発生する。このう
ねりＡが残留したまま、テーパ部３９に弁座面４３が形
成されると、ボールと弁座面との間に間隙Ｂが形成さ
れ、この間隙Ｂから流体が漏れる危惧がある。

【００２１】他方、アルミダイカストで一体成形された
ハウジング１１のフランジ部１９における表面には、ダ
イヤフラム１２のリブ４０を圧入可能な円形リング形状
の環状溝４１が形成されている。ちなみに、ダイヤフラ
ム１２のリブ４０は略円板形状に一体成形されたダイヤ
フラム１２における内側主面の外周辺部において同心円
に配されて、円形リング形状に一体的に突設されてい
る。

【００２２】次に、前記構成に係るアルミダイカスト製
のハウジング１１における弁座形成床であるテーパ部３
９に凹状球面の弁座面を形成し、その後、ハウジング１
１にケース２１およびリターンパイプ１７を組み付ける
ことにより、前記構成に係る燃料圧力制御弁１０を製造
して行く各工程について説明する。

【００２３】まず、図１（ｂ）に示されているように、
ハウジング１１のダイヤフラム装着用開口部３６側から
球状弁体装着部３７内に、テーパ部３９に発生したうね
りＡを除去するための治具４７が挿入される。この治具
４７は球面部４８と円柱部４９とを備えて構成されてい
る。球面部４８の球径は球状弁体１３の球径よりも大径
で、テーパ部３９に外接可能に形成されている。また、
円柱部４９の直径は球状弁体１３の球径よりも小径に形
成されている。

【００２４】続いて、球面部４８がテーパ部３９に外接
された状態で、この治具４７の頂部に押力が加えられる
と、治具４７の球面部４８によってテーパ部３９に圧力
が加えられてテーパ部３９の表面にポンチング加工が施
される。次に、図４（ａ）に示されているように、治具
４７が球状弁体装着部３７内からハウジング１１外に抜
き出される。このポンチング加工により、うねりＡが地
ならしされ、図４（ａ）に示されているように、テーパ
部３９には治具４７の球面部４８に倣う凹状球面の整地
面５０が形成される。

【００２５】ちなみに、治具４７の外径が球状弁体１３
の球径よりも小さいと、図４（ｂ）に示されているよう
に、曲率が小さい整地面５１から球状弁体１３の球状面
がはみ出て、弁座面４３のはみ出た所５２にうねりＡが
残る。

【００２６】しかし、本実施例においては、治具４７の
外径が球状弁体１３の球径よりも大きいため、弁座面４
３よりも整地面５０が大きくなるため、弁座面４３にう
ねりＡが残留するのを防止することができる。

【００２７】その後、図５（ａ）に示されているよう
に、バルブスプリング装着部３８内にバルブスプリング
１８が挿入される。続いて、球状弁体装着部３７内に球
状弁体１３としてのボール（鋼球）が挿入される。

【００２８】次に、図５（ａ）に示されているように、
球状弁体装着部３７内にダイヤフラム装着用開口部３６
側から円柱形状の押力治具４２が挿入され、押力治具４
２の先端が球状弁体１３の上面に押圧される。そして、
押力治具４２を介して球状弁体１３に押し下げ力が加え
られて、テーパ部３９に予め形成された整地面５０にポ
ンチング加工が施される。

【００２９】このポンチング加工により、図５（ｂ）に
示されているように、テーパ部３９に形成された整地面
５０には凹状球面の弁座面４３が形成される。すなわ
ち、球状弁体１３としてのボール（鋼球）自体が弁座面
形成用の治具として用いられ、球状弁体１３のポンチン
グによってテーパ部３９の整地面５０内に凹状球面の弁
座面４３が形成される。これにより、テーパ部３９には
球状弁体１３の凸状球面形状に倣った凹状球面の弁座面
４３が正確に形成されることになる。このとき、球状弁
体１３は鋼球により形成され、ハウジング１１がアルミ
ニウムにより形成されているため、球状弁体１３が損傷
されることはない。

【００３０】次に、図６に示されているように、燃料排
出路１５の出口側が適当な閉塞部材４６により閉塞さ
れ、燃料吸入口１４から真空吸引された状態で、ダイヤ
フラム１２のリブ４０をハウジング１１の環状溝４１内
に嵌入するようにしてダイヤフラムユニット４４が載置
される。このとき、ハウジング１１の内部が減圧される
ので、ダイヤフラムユニット４４はダイヤフラム１２が
ハウジング１１のフランジ部９に密着して位置ずれが防
止される。

【００３１】このダイヤフラムユニット４４は、ダイヤ
フラム１２に受け具２３および支持板２４が固定され、
かつ、支持板２４にリターンスプリング２５が固定され
て成るユニットであって、予め、別工程において組み立
てられている。

【００３２】次に、図７に示されているように、ダイヤ
フラムユニット４４が装着されたハウジング１１のフラ
ンジ部１９上にケース２１がダイヤフラムユニット４４
を上から被覆するように被せられる。

【００３３】続いて、ケース２１の開口端側端部が径方
向内向きにかしめ加工され、ケース２１がハウジング１
１のフランジ部１９に固定される。

【００３４】前記ケース２１の被せ工程およびかしめ工
程においては、燃料導入口１４から真空吸引してダイヤ
フラム１２のリブ４０をハウジング１１の環状溝４１に
嵌入してダイヤフラム１２をフランジ部１９に吸着させ
た状態で、ケース２１が被せられ、かつ、かしめ加工さ
れるため、被せ作業およびかしめ加工時にバルブスプリ
ング１８の弾性力がダイヤフラム１２に作用することが
防止される。その結果、ダイヤフラム１２がケース２１
とフランジ部１９との間に噛み込まれる現象が発生する
のを防止することができ、安定した状態でかしめ加工が
行われることになる。

【００３５】以上のようにしてケース２１がハウジング
１１に固定された後、真空吸引が停止される。そして、
図７に想像線で示されているように、取付フランジ２６
の第１座面３２およびボス部３３の第２座面３４に治具
４５が当てられ、ハウジング１１のパイプ圧入口１５ａ
にリターンパイプ１７が圧入される。

【００３６】このとき、パイプ圧入に伴う反力は第１座
面３２および第２座面３４を介して治具４５に作用する
ので、リターンパイプ１７を圧入するときの応力がダイ
ヤフラム１２等に作用するのは回避されることになる。
このため、ケース２１がハウジング１１のフランジ部１
９に固定された後に、リターンパイプ１７がハウジング
１１のパイプ圧入口１５ａに圧入される場合であって
も、ダイヤフラム１２に設定された設定圧力が変動する
のを防止することができる。

【００３７】以上の製造方法により、前記構成に係る燃
料圧力制御弁が製造されることになる。

【００３８】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々
変更可能であることはいうまでもない。

【００３９】例えば、うねりを地ならしするための治具
としては、凸状球面部を有する治具を使用するに限ら
ず、円錐面部を有する治具を使用してもよい。

【００４０】前記実施例においては、燃料圧力制御弁の
製造方法について説明したが、本発明は、その他の用途
に使用される圧力制御弁の製造方法全般に適用すること
ができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
球状弁体よりも大径の治具をうねり矯正用の治具として
用いてポンチングすることにより、ハウジングの弁座形
成床にうねりを矯正した整地面を形成し、その後、球状
弁体自体をポンチングしてこの整地面に球状弁体の凸状
球面に倣う凹状球面の弁座面を形成するように構成した
ため、弁座形成床にうねりが生じていても球状弁体の凸
状球面形状に正確に倣った凹状球面の弁座面をきわめて
容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である燃料圧力制御弁の製造
方法のうち整地工程の要部を示す図であり、（ａ）は整
地前を示す側面断面図、（ｂ）は整地作業を示す拡大側
面断面図である。

【図２】ハウジングを示す図であり、（ａ）は側面断面
図、（ｂ）は背面図である。

【図３】整地工程前のうねりを有する弁座形成床を示す
図であり、（ａ）は拡大した平面図、（ｂ）はｂ−ｂ線
に沿う拡大した展開断面図である。

【図４】（ａ）は整地面を示す拡大側面断面図であり、
（ｂ）は整地面の曲率が小さい場合を示す拡大側面断面
図である。

【図５】弁座面形成工程を示す図であり、（ａ）は側面
断面図、（ｂ）は形成後の弁座面を示す拡大部分断面図
である。

【図６】ダイヤフラムユニット組付工程を示す側面断面
図である。

【図７】かしめ工程を示す側面断面図である。

【図８】製造された燃料圧力制御弁を示す側面断面図で
ある。

【符号の説明】

１０…燃料圧力制御弁、１１…ハウジング、１２…ダイ
ヤフラム、１３…球状弁体（鋼球、ボール）、１４…燃
料導入路、１５…燃料排出路、１５ａ…パイプ圧入口、
１６…制御弁室、１７…リターンパイプ、１８…バルブ
スプリング、１９…フランジ部、２０…大気室、２１…
ケース、２２…保持孔、２３…受け具、２４…支持板、
２５…リターンスプリング、２６…フランジ部、２７…
貫通孔、２８、２９…取付孔、３０…接続口部、３１…
止めリング部、３２…第１座面、３３…ボス部、３４…
第２座面、３５…ポール部、３６…ダイヤフラム装着用
開口部、３７…球状弁体装着部、３８…バルブスプリン
グ装着部、３９…テーパ部（弁座形成床）、４０…リ
ブ、４１…環状溝、４２…押力治具、４３…弁座面、４
４…ダイヤフラムユニット、４５…治具、４６…閉塞部
材、４７…うねり整形用治具、４８…球面部、４９…円
柱部、５０…整地面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイヤフラムと共に制御弁室を形成する
   ハウジングに制御弁室に連通する流体導入路と流体排出
   路とが形成されており、流体排出路に球状弁体装着部が
   ハウジングのダイヤフラム装着用開口部を臨む位置に形
   成され、球状弁体装着部に弁座面が形成されているとと
   もに、この弁座面にダイヤフラムと連動する球状弁体が
   装着されている圧力制御弁の製造方法において、 前記ハウジングに前記弁座面を成形するに際して、前記
   ハウジングのダイヤフラム装着用開口部側から球状弁体
   装着部内に球状弁体よりも大径の円形リング形状面部を
   有する治具が挿入されて、ハウジングの弁座面形成床が
   ポンチングされることにより、うねりを矯正した整地面
   が形成され、次いで、治具が球状弁体装着部内からハウ
   ジング外に取り出され、 その後、前記球状弁体自体が前記流体排出路の球状弁体
   装着部内に挿入され、続いて、ハウジングのダイヤフラ
   ム装着用開口部側から球状弁体に押力が加えられて前記
   整地面がポンチングされ、このポンチングにより凹状球
   面の弁座面が形成されることを特徴とする圧力制御弁の
   製造方法。