專利名稱：球閥及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及安裝于冷熱水、空氣、燃?xì)獾鹊呐涔堋α黧w的流動進(jìn)行開閉或控制的球閥及其制造方法。
但是，這種球閥，由于加工工時(shí)多、材料價(jià)格高、零件件數(shù)多，所以材料費(fèi)很高；另外，用于切削加工與組裝作業(yè)的加工費(fèi)也高，成為價(jià)格高、重量也比較重的零件。尤其是加工零件原材料需要預(yù)先加工費(fèi)，僅此就需花費(fèi)多余的材料費(fèi)。
因此，為了解決這些問題，提出了采取利用管材的壓力加工技術(shù)的球閥的形態(tài)技術(shù)(參照日專利特開昭62-165081號公報(bào)、特開昭63-266276號公報(bào)、特開平10-122390號公報(bào))。
但是，利用管材的壓力加工技術(shù)的球閥，在組裝時(shí)，由于是在作為彈性體的球座等的閥座零件上壓緊球體來保持密封性的構(gòu)造，在將零件組裝進(jìn)管材內(nèi)部時(shí)，需要進(jìn)行使內(nèi)部零件單元化的臨時(shí)組裝工序。
因此，加上了臨時(shí)組裝工時(shí)和組裝后對臨時(shí)組裝的分解的工時(shí)，為此，有著作業(yè)工時(shí)增多、成本增高的問題。
另一方面，即使可回避內(nèi)部零件的臨時(shí)組裝工序，要想做出高精度、而且均一的球閥制品，也是極其困難的。
另外，一般為了小口徑的閥與配管的連接，多采用螺紋擰入連接，但在將利用管材的球閥通過螺紋擰入連接于配管的情況下，由于是將與閥座構(gòu)件分開的陰螺紋零件焊接于管材制閥體端部，或者采用結(jié)合于擴(kuò)徑的管制閥體的端部的構(gòu)造，制造工序變得復(fù)雜，同時(shí)存在閥的面間尺寸變長等的課題。
本發(fā)明是鑒于上述課題而開發(fā)的，其目的在于通過謀求成本的降低提供能夠制造出經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良、輕量具有信賴性、精度高而均一、面間尺寸短而緊湊的制品的球閥及其制造方法。
另外，其它的發(fā)明是如下的球閥的制造方法將管材切斷成規(guī)定長度，對該管材兩端部進(jìn)行擴(kuò)口加工·縮徑加工等的塑性加工形成閥體。在形成于該閥體大致中央位置的出座部形成軸桿插入孔；接著，在從該閥體的一側(cè)壓入一對的環(huán)形狀的插入構(gòu)件的一方之后，將球體非自由轉(zhuǎn)動地接合于插入軸桿插入孔的軸桿下端；再從閥體另一側(cè)壓入另一方的插入構(gòu)件，同時(shí)一邊壓縮成形閥體兩端面，一邊通過一對的插入構(gòu)件對于球體給予規(guī)定的過盈量并可自由轉(zhuǎn)動地支承球體。
再有，其它的發(fā)明是如下的球閥在規(guī)定長度的管材的大致中央位置形成軸桿插入孔，在插入該軸桿插入孔的軸桿下端以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合球體；在管材兩端內(nèi)周安裝一對的環(huán)形插入構(gòu)件，同時(shí)以該一對的插入構(gòu)件可自由轉(zhuǎn)動地從兩側(cè)支承前述球體，并將管材縮徑或壓縮、將一對的插入構(gòu)件與管材接合而構(gòu)成。
再有，其它的發(fā)明是如下的球閥的制造方法將管材切斷成規(guī)定長度，在形成于該管材大致中央位置的軸桿插入孔插入軸桿，且在軸桿下端以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合球體；在管材兩端內(nèi)周裝入一對的環(huán)形插入構(gòu)件并從兩側(cè)可自由轉(zhuǎn)動地支承球體；而后將管材縮徑或壓縮，將插入構(gòu)件與管材接合。
又一其它的發(fā)明是如下的球閥的制造方法將管材切斷成規(guī)定長度，在該管材大致中央位置形成軸桿插入孔，在管材一方側(cè)內(nèi)周裝入環(huán)形狀的插入構(gòu)件，將該管材縮徑或壓縮，固定插入構(gòu)件。接著，將軸桿插入軸桿插入孔，且以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)使球體接合于軸桿下端；而后在管材另一方側(cè)內(nèi)周裝入環(huán)形狀的插入構(gòu)件，以一對插入構(gòu)件可自由轉(zhuǎn)動地支承前述球體；在裝入另一方側(cè)的插入構(gòu)件上將管材縮徑或壓縮，使插入構(gòu)件與管材接合。
另一其它的發(fā)明是如下的球閥對規(guī)定長度的管材的一方縮徑形成密封保持部，在該密封保持部中裝入一對中一方的密封環(huán)，在插入開設(shè)于管材的軸桿插入孔的軸桿下端以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合球體，使該球體一方側(cè)對接前述密封環(huán)，同時(shí)使一對中另一方的密封環(huán)對接于球體的另一方側(cè)，將插入環(huán)組裝進(jìn)該密封環(huán)的后端側(cè)，通過將管材的另一方縮徑形成的密封保持部保持該密封環(huán)及插入環(huán)。
另一其它的發(fā)明是如下的球閥的制造方法將管材切斷成規(guī)定長度，在該管材上，將一方縮徑、形成錐形保持部和軸桿插入孔，在該密封保持部裝入一對中一方的密封環(huán)，接著，將球體接合于插入軸桿插入孔的軸桿，使球的一側(cè)對接于前述密封環(huán)之后，將一對中的另一方密封環(huán)安裝于球體的另一側(cè)，將插入環(huán)組裝進(jìn)密封環(huán)的后端側(cè)；而后通過將管材另一方縮徑的錐形狀的密封保持部安裝保持一對中另一方的密封環(huán)與插入環(huán)。
因此，如依照這些發(fā)明，由于本體等的材料是廉價(jià)的管材，與現(xiàn)有的鑄件或鑄造品相比重量減輕，可謀求制品的輕量化。另外，與現(xiàn)有技術(shù)中本體或蓋成各接合部分的切削工時(shí)相比，由于本發(fā)明制品沒有切削工時(shí)，可大幅度縮短制造時(shí)間，可供批量生產(chǎn)，其結(jié)果是，可大幅度降低制造成本變得廉價(jià)，可提供經(jīng)濟(jì)性極優(yōu)良的球閥。另外，閥體是一體制造，由于接合處及零件個(gè)數(shù)極少，故可有助于得到廉價(jià)、高信賴性的球閥。
另外，由于通過對管材進(jìn)行擴(kuò)口加工或縮徑加工等塑性加工而成形，可產(chǎn)生穩(wěn)定的封止力與操作力矩；同時(shí)由于在兩端推入插入構(gòu)件為了將球座壓接于球體施加均一的壓力，可得到高精度制品。
再有，由于不需對插入構(gòu)件、球體等各構(gòu)件在插入閥體前進(jìn)行臨時(shí)組裝，而可以良好的精度插入·組裝進(jìn)閥體內(nèi)，故可縮短組裝時(shí)間，同時(shí)由于不需要在插入構(gòu)件上設(shè)置用于確保插入構(gòu)件相互距離的部件，可得到輕量化的球閥；還有，將各插入構(gòu)件容易地做成各種的接合狀態(tài)，制品的對應(yīng)化容易。
還有，即使是利用了管材的球閥，不必將面間尺寸做長，可得到以少量的零件個(gè)數(shù)組成的緊湊的球閥。
在上述各發(fā)明中，對軸桿插入孔進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工，形成筒部和使該筒部的一部分突出的止動片；另一方面，在設(shè)置于軸桿的軸環(huán)部上形成用于限制轉(zhuǎn)動的缺口槽，將該止動片結(jié)合于缺口槽來限制球體轉(zhuǎn)動；或使安裝于軸桿安裝槽的O形環(huán)接觸上述筒部的內(nèi)周面；或在筒部上緣部形成臺階部，在該臺階部安裝密封件地構(gòu)成球閥。
因此，通過使閥體內(nèi)具有止動功能，可有助于緊湊化及成本降低，同時(shí)由于使球體與止動功能一體化，可提高開閉精度；另外，閥的手柄成為簡單構(gòu)造、成品率高，有極優(yōu)良的批量生產(chǎn)性。另外，可以得到適應(yīng)寬廣的流體特性(溫度或壓力等)、具有良好密封性的球閥。
圖2是表示第一發(fā)明的球閥的剖面圖。
圖3是圖2的閥體的俯視圖。
圖4是表示第一發(fā)明的球閥其他示例的剖面圖。
圖5是圖4的俯視圖。
圖6是表示在閥體上設(shè)置臺階部的示例的剖面圖。
圖7是表示軸桿部分的正視圖。
圖8是圖7的底面圖。
圖9是表示第一發(fā)明的球閥的其它示例的剖面圖。


圖10是圖9的俯視圖。
圖11是表示第二發(fā)明的球閥之制造工序的一例，是具有規(guī)定長度的管材的剖面圖。
圖12是將圖11的管材中央部附近縮徑的剖面圖。
圖13是表示在12的管材內(nèi)組裝進(jìn)內(nèi)部零件狀態(tài)的剖面圖。
圖14是表示第二發(fā)明的球閥的剖面圖。
圖15是表示第二發(fā)明的球閥其他示例剖面圖。
圖16是圖14局部放大剖面圖。
圖17是圖15的局部放大剖面圖。
圖18是圖14的閥體的俯視圖。
圖19是圖16的插入構(gòu)件的剖面圖。
圖20是表示第三發(fā)明的球閥的制造工序的一個(gè)示例，表示具有規(guī)定長度的管材的剖面圖。
圖21是將圖20的管材一方側(cè)縮徑的剖面圖。
圖22是表示在圖21管材內(nèi)組裝進(jìn)內(nèi)部零件的狀態(tài)的剖面圖。
圖23是表示通過夾具將圖22管材縮徑的狀態(tài)的剖面圖。
圖24是第三發(fā)明的密封環(huán)的放大剖面圖。
圖25是第三發(fā)明的插入環(huán)的放大剖面圖。
圖26是表示將插入環(huán)組裝進(jìn)密封環(huán)狀態(tài)的放大剖面圖。
圖27是表示軸桿插入孔與推力墊圈關(guān)系的、管材一部分切口的俯視圖。
圖28是在第三發(fā)明的球閥上設(shè)置可自由轉(zhuǎn)動的蓋形螺母的剖面圖。
圖29是在第三發(fā)明的球閥上設(shè)置釬焊狀態(tài)的蓋形螺母的剖面圖。
圖30是在管材端部進(jìn)行喇叭管加工而設(shè)置蓋形螺母的剖面圖。
圖31是表示在管材的端部設(shè)置接合部的一個(gè)示例的剖面圖。
圖32是表示第三發(fā)明的在圖21所示閥體的其他示例。
圖33是表示本發(fā)明的軸桿的密封構(gòu)造的其他示例的局部放大剖面圖。
圖34是表示手柄的其他實(shí)施例的一部分切口俯視圖。
圖35是圖34的A-A線放大剖面圖。
圖36是用于從板材沖壓成型手柄的半成品的平面參考圖。
圖1～圖10形示第一發(fā)明的球閥及其制造方法。
在圖中，1是管材，該管材1，是銅合金或不銹鋼制等薄壁(非厚壁)型無縫管，或者也可以是將鋼板成形為滾筒狀后、以焊接等方法接合成筒狀的有接縫管材。將該管材1切斷成規(guī)定的長度、即切斷成構(gòu)成球閥閥箱的長度；在其兩端去毛刺；而后，對管材1兩側(cè)部進(jìn)行擴(kuò)口加工、形成球閥閥體2。在本例中的擴(kuò)口加工，是塑性加工呈圓弧面的多角形(例如六角形)的壓入保持部3。另外，將閥體2的中央位置進(jìn)行深沖或敲打成形、而形成平面狀的出座部4，在該出座部4的內(nèi)方區(qū)域形成軸桿插入孔5。
在圖2中，12是具有貫穿孔12a的球體，該球體12在軸桿安裝位置形成在閥全開或全閉時(shí)與流路平行的軸桿嵌合面14，該軸桿嵌合面14結(jié)合于軸桿15下端形成的非圓形的突設(shè)部16、使球體12與軸桿15接合為非轉(zhuǎn)動狀態(tài)。在軸桿15下部形成的軸環(huán)部17，防止軸桿15因流體壓力向外方飛出。
22是手柄，該手柄22非轉(zhuǎn)動狀態(tài)安裝于軸桿15上，夾置在設(shè)置于該手柄22上下部的彈簧墊圈24與墊圈23之間以螺母25旋緊固定。
另外，6、6表示一對環(huán)形狀插入構(gòu)件之一例，該插入構(gòu)件6，相對于球體12左右對稱組裝進(jìn)去。該插入構(gòu)件6，在其前端部內(nèi)周面?zhèn)缺３种哂忻芊庑缘淖h(huán)9，同時(shí)，以安裝于插入構(gòu)件6的外周的樹脂制等的密封構(gòu)件(O形環(huán))10起到與閥體2內(nèi)周面的襯墊作用。
該插入構(gòu)件6，厚壁管或?qū)⒑癖诎宄尚螢闈L筒狀后，經(jīng)焊接等方法接合起來的金屬制筒、由滾壓成形裝置進(jìn)行切削或壓力加工，或?qū)⒑癖诎宀囊詨毫庸だ罴庸こ蓤D示形狀，其他，也可以通過熔模鑄造等的精密鑄造、或燒結(jié)金屬粉末而成形。
另外，本發(fā)明的插入構(gòu)件6，具有在接合中保有足夠強(qiáng)度的厚度，同時(shí)，對于由壓入管材1所施加的力也具有足夠的強(qiáng)度。即，本發(fā)明的球閥，做為如下構(gòu)造謀求機(jī)能分擔(dān)，謀求輕量而緊湊化該構(gòu)造為在作為由薄壁部的管材1構(gòu)成的閥體2上主要具有作為壓力容器的強(qiáng)度；在作為厚壁部的插入構(gòu)件6上主要具有配管接合或?qū)τ谙蚬懿?的壓入的強(qiáng)度，或具有用于維持球體12與座環(huán)9的面壓的強(qiáng)度。在各插入構(gòu)件6、6，在與球體12側(cè)相反側(cè)的端部，具有沿多角形外周面8、8設(shè)置成適宜角度的錐部7。該插入構(gòu)件6，可采取適宜的接合形狀，在本實(shí)施例中，形成了陰螺紋6a。這樣，不改變由規(guī)定長度的管材構(gòu)成的閥體2的長度，可在閥體2上適當(dāng)配置陰螺紋等的接合部位。
另外，在圖3中示出了設(shè)于閥體內(nèi)的手柄的止動機(jī)構(gòu)的示例。在該圖中，對軸桿插入孔5進(jìn)行內(nèi)翻邊加工，形成短筒狀的使筒部11和在該筒部11一部分上一體突出的止動片13。另一方面，如圖8所示，在設(shè)于軸桿15的軸環(huán)部17上形成限制轉(zhuǎn)動用的缺口槽19，設(shè)計(jì)成通過將前述止動片13結(jié)合于該缺口槽19的止動機(jī)構(gòu)將球體12的轉(zhuǎn)動大致限制于90°的角度范圍內(nèi)。另外，如圖2所示，使安裝于軸桿15的安裝槽15a內(nèi)的O形環(huán)18接觸上述筒部11的內(nèi)周面，以緊湊的構(gòu)造確實(shí)保證密封。再者，如圖6所示，在筒部11的上緣部形成臺階部20，通過在該臺階部20中安裝著墊圈23、密封壓蓋3、以及密封壓蓋密封件42，來保持軸桿15的密封性、和提高其力矩性能。這種情況下，在圖8中的軸環(huán)部17點(diǎn)劃線表示的那樣，設(shè)置2個(gè)缺口槽19，在該缺口槽中結(jié)合著2個(gè)止動片13，通過手柄操作力矩使作用于止動機(jī)構(gòu)的力分散，也可以使止動機(jī)構(gòu)不發(fā)生變形。
下邊，參照附圖具體說明本發(fā)明的球閥的制造方法之一例。
在圖1中，將管材(管)1切斷成規(guī)定長度，通過對該管材1兩側(cè)部擴(kuò)口加工而進(jìn)行塑性加工，形成具有大致成六角形的壓入保持部3的閥體2。由在該閥體2大致中央位置進(jìn)行拉深加工形成出座部4，在該出座部4進(jìn)行孔加工形成軸桿插入孔5，進(jìn)行出座·孔加工工序。而后，對軸桿插入孔5進(jìn)行內(nèi)翻邊加工。通過該內(nèi)翻邊加工形成筒部11和使該筒部一部分突出出來的止動片13。
其次，如該圖所示，從該閥體2一側(cè)，壓入和壓入保持部3具有相似形狀的一對環(huán)形插入構(gòu)件6的一方之后，在插入軸桿插入孔5的軸桿15的下端非自由轉(zhuǎn)動地接合球體12。在這種情況下，在設(shè)于軸桿15的軸環(huán)部17上形成限制大致轉(zhuǎn)90°角度范圍用的缺口槽19，將前述止動片13結(jié)合于缺口槽19來限制球體12的轉(zhuǎn)動地組裝進(jìn)去。另外，從閥體2另一側(cè)的壓入保持部3壓入另一方插入構(gòu)件6。而后，用夾具47同時(shí)敲擊閥體2兩方端面部(縮徑部)端面，一邊沿插入構(gòu)件6的錐部7壓縮成形，一邊以一對插入構(gòu)件6、6的座環(huán)9對球體12給予規(guī)定的過盈量，一邊可自由轉(zhuǎn)動地支承著球體12地制造球閥。這樣，球體12一邊支承于座環(huán)9，一邊保持規(guī)定的密封性和力矩性能。
如圖2與圖4所示，閥體2成直線型的球閥，經(jīng)上述工序制造，而如圖9所示，在將擴(kuò)口工序落實(shí)于擴(kuò)大加工工序時(shí)，首先，將管材1兩側(cè)部擴(kuò)口為圓形，而后經(jīng)擴(kuò)口成六角形工序，即成形為圖9所示閥體2的形狀。其他和上述加工工序相同。
在實(shí)施本發(fā)明的球閥時(shí)，根據(jù)孔徑尺寸(球孔直徑)其構(gòu)造不同，關(guān)于滿孔形的球閥最好適用圖2所示的構(gòu)造而關(guān)于縮孔形的球閥最好適用圖4所示的構(gòu)造。
圖11～圖19表示了第二發(fā)明的球閥及其制造方法。
本發(fā)明的球閥與其制造方法和上述發(fā)明的同一部分給予同一符號而省略其說明。
在圖12中，3a是將管材1大致中央位置通過模鍛或壓力加工等塑性加工而縮徑形成的錐形密封保持部，在該密封保持部3a附近位置的管材1內(nèi)外通過拉深加工等形成平面形狀的出座部4，同時(shí)在出座部4的內(nèi)方區(qū)域形成軸桿插入孔5。
其次說明第二發(fā)明的球閥與其制造方法。首先，如圖11所示，將管材(管)1切斷成構(gòu)成球閥的閥體2的長度，其次，如圖12所示，使管材1的中央部附近縮徑、形成錐形密封保持部3a、3a，在該密封保持部3a、3a附近位置，在管材1的中央部加工平面狀的出座部4，而且在該出座部4的內(nèi)方區(qū)域進(jìn)行沖孔加工，形成圓形狀的軸桿插入孔5。
而后，從閥體2的內(nèi)側(cè)將軸桿15插入軸桿插入孔，同時(shí)，使軸桿嵌合面14以與流路平行的方向?qū)⑶蝮w12從管材1任何一側(cè)插入，并保持將軸桿15的突設(shè)部16以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合于嵌合面14的狀態(tài)。
如圖14所示，將座環(huán)9、9密封構(gòu)件(O形環(huán))10、10分別裝于插入構(gòu)件6、6上，將該插入構(gòu)件6、6從管材1兩端側(cè)插入，以作為插入構(gòu)件6的前端部的座環(huán)9將球體12從兩側(cè)可自由轉(zhuǎn)動地支承，同時(shí)，密封構(gòu)件10密貼于密封保持部3a，成密封狀態(tài)組入。
接下來，使座環(huán)9的貫穿孔9a相對于球體12的貫穿孔12a大致成在同一軸心上，以模鍛或壓力加工等方法將管材1縮徑或壓縮、設(shè)置錐形狀的密封保持部3b、3b，使插入構(gòu)件6、6與管材1相接合而構(gòu)成。
密封保持部3b，由于沿插入構(gòu)件6的錐部7形成，對插入構(gòu)件6、6作用斜楔效果，插入構(gòu)件6、6稍稍向球體12側(cè)移動，一對座環(huán)9、9相互間距離被調(diào)整到規(guī)定值，即被正確定位。另外，在密封構(gòu)件10、10推壓密封保持部3a、3a時(shí)，由密封保持部3a、3a的錐形形狀的斜楔作用對插入構(gòu)件6施加軸心方向的力，因此插入構(gòu)件6得以更正確的調(diào)心。
這時(shí)的縮徑或壓縮加工，最好是沿錐部7并沿密封保持部3b全周進(jìn)行；保持部3b如沿錐部7至少設(shè)置1處以上地加工的情況下，由于各密封構(gòu)件10、10向球體側(cè)移動、與密封保持部3a、3a對接，可確保插入構(gòu)件6與閥體2的密封性。而且，上述工序，最好是由適當(dāng)?shù)膴A具等裝置自動化進(jìn)行。另外，在使用閥時(shí)，閥體2的錐體部7也可以防止由內(nèi)壓引起插入構(gòu)件6向閥的外方拔出。
上述縮徑加工，也可以由多次拉深加工縮徑到規(guī)定值，由于分成多次，而產(chǎn)生了縮徑部分強(qiáng)度增大的效果，作為球閥的強(qiáng)度也增加，同時(shí)，也更有效地實(shí)現(xiàn)插入構(gòu)件6、6的正確定位。這種情況下的縮徑拉深量與成形次數(shù)，也適當(dāng)根據(jù)實(shí)施需要任意決定。
圖15是表示第二發(fā)明的球閥的制造方法的其他示例的剖面圖。而且，本例中與上述例子相同部分由同一符號表示，省略其說明。
在本例中，將管材1切斷成規(guī)定長度，在該管材1的大致中央位置形成軸桿插入孔5，在管材1的一方側(cè)內(nèi)周裝入環(huán)形插入構(gòu)件6，將該管材1縮徑或壓縮，將插入構(gòu)件6固定于管材1；而后，將軸桿15插入軸桿插入孔5，且將球體以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合于軸桿15的下端。
接下來，在管材的另一方側(cè)內(nèi)周裝入環(huán)形狀的插入構(gòu)件6，以一對插入構(gòu)件6、6可自由轉(zhuǎn)動地支承著球體12；再在裝入另一方側(cè)內(nèi)側(cè)的插入構(gòu)件6對管材1縮徑或壓縮、將插入構(gòu)件6與管材1接合來制造。在縮徑或壓縮時(shí)，在沿插入構(gòu)件6、6外周設(shè)置于適當(dāng)位置的凹部26a上，固定使管材1縮徑的縮徑部26，使插入構(gòu)件6、6不轉(zhuǎn)動地固定于管材1。
凹部26a，如圖17所示，在插入構(gòu)件6的管連接部側(cè)設(shè)有適當(dāng)角度的斜坡26b，而在球體12側(cè)，形成大致垂直形，設(shè)置成凹狀缺口。
使管材任一方的端部附近縮徑或壓縮，而后對余下的端部附近進(jìn)行同樣的縮徑或壓縮，由于斜楔效果，插入構(gòu)件6、6向球體12側(cè)移動，一邊對軸心調(diào)心，一邊可使座環(huán)9密貼于球體12上。
這樣，在實(shí)施本發(fā)明的球閥時(shí)，依孔徑尺寸(球孔直徑)而構(gòu)造不同，對于本例這樣的直孔形球閥最好適用于圖15所示構(gòu)造；而對于縮孔型球閥，則最好適用于圖14所示構(gòu)造。
另外，在第一發(fā)明與第二發(fā)明的任何示例中，在使閥體2外周縮徑或壓縮時(shí)，如圖19所示，預(yù)先使裝入的插入構(gòu)件6、6的兩端部位設(shè)置相互平行的平坦部6b，并設(shè)置成大致六角形狀；或至少2處以上的偶數(shù)處形成相互平行的平坦部位，如圖3及圖18所示，可在閥體2兩端附近形成相互平行的把持部2a，將該把持部2a以板手等固定用夾具固定，并可進(jìn)行管接頭的安裝作業(yè)等作業(yè)。
圖20～圖32表示了第三發(fā)明的球閥及其制造方法。
本發(fā)明的球閥與其制造方法和上述發(fā)明相同部分使用同一符號省略其說明。
在圖21中，3a是對管材1一方端部模鍛或壓力加工等塑性加工，縮徑形成的錐形密封保持部，在該密封保持部3a附近沒有縮徑的部位上，經(jīng)拉深加工等在管材1內(nèi)外形成平面形狀的出座部4，同時(shí)在出座部4內(nèi)方區(qū)域形成軸桿插入孔5。
在圖24中，27是兼有座環(huán)與閥體2的襯墊作用的樹脂制等圓環(huán)狀密封環(huán)，該密封環(huán)27為一對，將內(nèi)周側(cè)的角部分在球面的密封部27a上密封、將外周側(cè)27b在閥體2的密封保持部3a內(nèi)周面上密封，起著密封襯墊作用。
在圖25中，28是金屬制等的圓環(huán)形狀插入環(huán)，在該插入環(huán)28上，在其外周面形成錐部28a和直線部28b，該錐部28a根據(jù)對管材1縮徑時(shí)的斜楔效果，可提高密封環(huán)27對球體12的定位精度。
另外，直線部分28b，在對管材1縮徑時(shí)，可起到防止因拉深負(fù)荷而使管材1與密封環(huán)27變形的作用。這種情況下，如圖26所示，在將插入環(huán)28的錐部28a嵌合在形成于密封環(huán)27后端面的截面呈圓錐形的嵌合部27c的同時(shí)，將密封環(huán)27的臺階部27d與插入環(huán)28的突起部28c嵌合，當(dāng)插入環(huán)28被調(diào)心時(shí)，密封環(huán)27隨應(yīng)，以同心狀態(tài)組入密封環(huán)27。
還有，在軸桿15下部形成的軸環(huán)部17與出座部4之間夾裝著推力墊圈18a，該推力墊圈18a的直徑，如圖27所示，設(shè)定為預(yù)見了由管材1的縮徑加工引起的橢圓偏差(d+Δd)的直徑D(D＞d+Δd)，其大小作成不給軸桿的圓滑動作帶來障礙的尺寸。
在圖23中，由夾具29a支承著形成于管材1一方端部的密封保持部3a側(cè)，而由夾具29b支承密封環(huán)27，在管材1另一方端部側(cè)設(shè)置成形夾具30a、30b，其中將成形夾具30a邊向箭頭方向推壓，邊通過模鍛或壓力加工等塑性加工使管材1縮徑，而且形成錐形狀的密封保持部3c。這種情況下，通過將成形夾具30a推壓L部分的距離，將一對密封環(huán)27、27的相互距離調(diào)整到規(guī)定值，正確定位。
在圖28與圖29中，22是手柄，該手柄22，以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)安裝于軸桿15，圖中雖未示但設(shè)有在大約90°間隔停止的止動器；通過夾設(shè)于該手柄22的上下部的彈簧墊圈24與墊圈23以螺母25連結(jié)固定。
作為其他例子，也可以設(shè)置與上述各發(fā)明同樣的止動機(jī)構(gòu)。即，如圖32所示，對軸桿插入孔5進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工，形成短筒狀筒部11和與該筒部11的一部分一體突出來的止動片13。另一方面，在設(shè)置于軸桿15的軸環(huán)17上形成限制轉(zhuǎn)動用的缺口槽19，通過將該止動片13結(jié)合于缺口槽19的止動機(jī)構(gòu)，將球體12設(shè)置成限制在大約90°角度內(nèi)轉(zhuǎn)動。另外，如圖6所示，由于在筒部11的上緣部安裝著墊圈23、密封壓蓋43和密封壓蓋密封件42，可保持軸桿15的密封性與提高其力矩性能。
在圖28至圖31中，表示出設(shè)置于第三發(fā)明的球閥兩端部的接合部的各示例。
圖28中，在管材1兩端部形成喇叭管加工部31，使蓋形螺母32、32的前端突起部32a與該喇叭管加工部31相吻合，通過滾壓加工等，使蓋形螺母32的前端突起部32a傾斜，形成相互接合的構(gòu)造。
圖29是將蓋形螺母33插入管材1的兩端部，通過由釬焊等的焊接33a接合的構(gòu)造；圖30是預(yù)先在管材1兩端組裝進(jìn)蓋形螺母34，而后通過將管材1的兩端部進(jìn)行喇叭管加工形成擴(kuò)管部35，如圖所示將蓋形螺母34可自由轉(zhuǎn)動地設(shè)于接合位置的示例。
圖31是，將管材1兩端部進(jìn)行喇叭管加工，擴(kuò)至大致直角，設(shè)置結(jié)合部36，而且將接合構(gòu)件37的安裝部37a與系固部36通過特殊的夾子38使其接合的構(gòu)造。
下面說明第三發(fā)明的球閥制造方法之一例。
首先，如圖20所示，將管材(管)1切斷成構(gòu)成球閥閥體2的長度，而后，如圖21所示，使管材1的一方端部縮徑、形成錐形狀的密封保持部3a，在該密封保持部3a附近位置，在管材1的中央部加工出平面狀出座部4，而且在該出座部4的內(nèi)方區(qū)域進(jìn)行沖孔加工，形成圓形軸桿插入孔5。
而后，向管材1內(nèi)插入密封環(huán)27、在密封保持部3a的位置安裝該密封環(huán)27。這時(shí)，密封環(huán)27，使其外周側(cè)27b密封在密封保持部3a的內(nèi)周面上，起著與閥體2的襯墊的作用。
其次，在軸桿15的軸環(huán)部17上保持著推力墊圈18a的狀態(tài)下，從閥體2內(nèi)側(cè)將軸桿15插入軸桿插入孔4中，同時(shí)在使軸桿嵌合面14成平行于流路的方向，將球體12從管材1未縮徑側(cè)插入，將軸桿15的突設(shè)部16以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)連結(jié)于軸桿嵌合面14，球體12即以稍具彈性的狀態(tài)對接于密封環(huán)6。這時(shí)，密封環(huán)6兼有座環(huán)與襯墊的作用，有助于減少零件個(gè)數(shù)。
下面，如圖22所示，在從管材1的未縮徑側(cè)插入成對的另一密封環(huán)27的同時(shí)，以將插入環(huán)28插入管材1、將插入環(huán)28的錐部28a嵌合于密封環(huán)27的嵌合部27c的狀態(tài)組裝進(jìn)去。另外，上述各種工序，最好是根據(jù)適當(dāng)?shù)臉?gòu)造實(shí)現(xiàn)自動化。
而后，如圖23所示，由夾具29a支承形成于管材1一方端部的密封保持部3a，而且，由夾具29b支承密封環(huán)27，將成形夾具30a、30b設(shè)定于管材1另一方端部側(cè)。其中成形夾具30b支承插入環(huán)28的后端，同時(shí)使夾具前端部內(nèi)插于插入環(huán)28的貫穿孔28d、密封環(huán)27的貫穿孔27e、球體12的貫穿孔12a中，調(diào)心·支承各構(gòu)件。
下面，將成形夾具30a一邊向箭頭方向推壓，通過模鍛或壓力加工等塑性加工使管材1縮徑，且一邊形成錐形狀的密封保持部3c。這時(shí)，如果將成形夾具30a推壓L部分的距離，根據(jù)錐形密封保持部3c形成時(shí)的斜楔作用，插入環(huán)28、密封環(huán)27向球體12側(cè)有一些移動，一對密封環(huán)27、27的相互距離被調(diào)整到規(guī)定值，可實(shí)現(xiàn)正確定位。
上述各工序的縮徑加工，也可以經(jīng)數(shù)次拉深工序，縮徑到規(guī)定值，由于分成數(shù)次，可起到增大縮徑部分強(qiáng)度的作用，故也增加了球閥強(qiáng)度；同時(shí)，對密封環(huán)27或插入環(huán)28的零件的正確定位也很有效。這種情況下的縮徑拉深量與成形次數(shù)、可適當(dāng)根據(jù)實(shí)施需要任意決定。
圖32是圖21所示閥體2的其他示例，是對第一發(fā)明及第二發(fā)明所示軸桿插入孔5進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工、將軸桿(手柄)的止動機(jī)構(gòu)設(shè)置于閥體內(nèi)部的示例，其他零件構(gòu)造與上述例子相同。
還有，再說明其他發(fā)明的球閥之一例。本例對從上述第一發(fā)明到第三發(fā)明的示例也可應(yīng)用。另外，對相同部分給予同一符號而省略其說明。
在圖33中，1是管材，該管材1是銅合金或不銹鋼制等的薄壁管的管材，或也可以將鋼板成形為滾筒狀后，以焊接等方法接合成筒狀的管材1。將該管材1切斷成規(guī)定的長度、即切斷成構(gòu)成球閥閥體的長度，將兩端去毛刺，而后對管材1兩側(cè)部進(jìn)行塑性加工，形成球閥的閥體2。通過對薄板材進(jìn)行塑性加工或鑄造、熱鍛。噴射模塑成形加工法等成形保持容體39以及保持環(huán)40，其中保持容體39具有不轉(zhuǎn)動地使軸桿15貫穿的多角形狀的貫穿孔39a。下面，如該圖所示，將插入閥體2的軸桿插入孔5的軸桿15的軸環(huán)部17放入保持容器39；在該軸環(huán)部17上面的保持容體39中內(nèi)藏推力墊圈41，該推力墊圈41夾裝在閥體2的出座部4的背面與軸環(huán)部17之間。另一方面，使插入保持環(huán)40中的密封壓蓋密封件42位于出座部4的上面，安裝軸桿15，將螺母螺合于軸桿15，通過密封壓蓋43、墊圈23等擰緊固定。
由此，不受流體特性(溫度·壓力)的影響，在使用推力墊圈41與密封壓蓋密封件42時(shí)，不僅可防止變形與破損、提高密封效果，而且有著能經(jīng)受長期使用等的效果。
另外，圖34是表示在閥體內(nèi)不設(shè)置手柄的止動機(jī)構(gòu)的情況下可應(yīng)用于各發(fā)明的手柄的其他實(shí)施例的圖，通過板材44沖裁出手柄45的中間件45a，在該中間件45a上經(jīng)塑性加工沖裁形成止動突片46。
由此，可不產(chǎn)生廢品、具有批量生產(chǎn)效果、能夠有助于降低成本，其實(shí)用價(jià)值很大。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的球閥及其制造方法，適用于安裝在冷熱水、空氣、燃?xì)獾扰涔苤杏脕黹_閉或控制流體流動的球閥，比現(xiàn)有的鑄件與鑄造品重量輕，因此可謀求制品的輕量化，在可大幅度縮短制造時(shí)間的同時(shí)，可供批量生產(chǎn)，其結(jié)果可使制造成本大幅下降，提供經(jīng)濟(jì)性極其優(yōu)良的球閥。另外，本發(fā)明雖然以球閥與其制造方法作為對象，也可適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于蝶形閥等的閥體成形。
權(quán)利要求
1.一種球閥，其特征在于，在對規(guī)定長度的管材的兩側(cè)部進(jìn)行擴(kuò)口加工·縮徑加工等的塑性加工而成的閥體的中央位置的出座部上形成軸桿插入孔，從該閥體兩側(cè)壓入一對環(huán)形狀的插入構(gòu)件，在插入前述軸桿插入孔的軸桿下端非自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置球體的同時(shí)，將前述閥體兩端面壓縮成形，通過一對的插入構(gòu)件可自由轉(zhuǎn)動地支承著前述球體。
2.如權(quán)利要求1所述的球閥，其特征在于，在進(jìn)行了多角形狀的擴(kuò)口加工的閥體的兩側(cè)部，壓入具有相似形狀的多角形外周面的插入構(gòu)件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的球閥，其特征在于，對上述軸桿插入孔進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工而形成筒部和使該筒部的一部分突出的止動片；另一方面，在設(shè)置于軸桿的軸環(huán)部上形成用于限制轉(zhuǎn)動的缺口槽，將該止動片結(jié)合于缺口槽來限制球體轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求3所述的球閥，其特征在于，使安裝于軸桿安裝槽中的O形環(huán)接觸上述筒部的內(nèi)周面。
5.一種球閥，其特征在于，在權(quán)利要求3或4所述的筒部的上緣部形成臺階部，在該臺階部上安裝密封件。
6.一種球閥的制造方法，其特征在于，將管材切斷成規(guī)定長度，對該管材兩側(cè)部進(jìn)行擴(kuò)口加工·縮徑加工等塑性加工而形成閥體，在該閥體大致中央位置形成的出座部上形成軸桿插入孔；接著，從該閥體的一側(cè)壓入一對環(huán)形插入構(gòu)件的一方之后，在插入軸桿插入孔的軸桿下端非自由轉(zhuǎn)動地接合球體。再從閥體的另一側(cè)壓入另一方插入構(gòu)件，同時(shí)對閥體兩端面壓縮成形，并以一對的插入構(gòu)件一邊對球體給予規(guī)定的過盈量、一邊可自由轉(zhuǎn)動地支承球體。
7.一種球閥，其特征在于，在規(guī)定長度的管材大致中央位置上形成軸桿插入孔，在插入該軸桿插入孔的軸桿下端以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合球體，在管材的兩端內(nèi)周安裝一對的環(huán)形插入構(gòu)件，同時(shí)通過該一對的插入構(gòu)件可自由轉(zhuǎn)動地從兩側(cè)支承前述球體，同時(shí)對管材縮徑或壓縮、將一對插入構(gòu)件與管材接合而構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求7所述的球閥，其特征在于，以上述軸桿插入孔進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工，形成筒部和使該筒部的一部分突出而成的止動片；另一方面，在設(shè)置于軸桿的軸環(huán)部上形成用于限制轉(zhuǎn)動的缺口槽，將該止動片結(jié)合于缺口槽來限制球體轉(zhuǎn)動。
9.如權(quán)利要求8所述的球閥，其特征在于，使安裝于軸桿安裝槽的O形環(huán)接觸在上述筒部的內(nèi)周面上。
10.一種球閥，其特征在于，在如權(quán)利要求8或9所述的筒部的上緣部形成臺階部，在該臺階部安裝密封件。
11.一種球閥的制造方法，其特征在于，將管材切斷成規(guī)定長度，在形成于該管材的大致中央位置的軸桿插入孔中插入軸桿，且在該軸桿下端以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合球體，在管材兩端內(nèi)周裝入一對的環(huán)形插入構(gòu)件并從兩側(cè)自由轉(zhuǎn)動地支承球體；而后將管材縮徑或壓縮，將插入構(gòu)件與管材接合。
12.一種球閥制造方法，其特征在于，將管材切斷成規(guī)定長度，在該管材的大致中央位置上形成軸桿插入孔，在管材一方側(cè)內(nèi)周上裝入環(huán)形狀的插入構(gòu)件，將該管材縮徑或壓縮、固定插入構(gòu)件；接著，將軸桿插入軸桿插入孔，且將球體以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合于軸桿下端；其后，在管材另一方側(cè)內(nèi)周上裝入環(huán)形狀的插入構(gòu)件，通過一對的插入構(gòu)件可自由轉(zhuǎn)動地支承前述球體，再在裝入另一方側(cè)內(nèi)側(cè)的插入構(gòu)件上，將管材縮徑或壓縮，將插入構(gòu)件與管材接合。
13.一種球閥，其特征在于，將規(guī)定長度的管材的一方縮徑并形成密封保持部，在該密封保持部上安裝一對中的一方的密封環(huán)，在插入開設(shè)在管材上的軸桿插入孔的軸桿下端以非轉(zhuǎn)動狀態(tài)接合球體，將該球體的一方側(cè)與前述密封環(huán)對接，同時(shí)將球體另一方側(cè)與一對中另一方密封環(huán)相對接，將插入環(huán)組裝進(jìn)該密封環(huán)的后端側(cè)，通過使管材另一方縮徑形成的密封保持部保持該密封環(huán)與插入環(huán)。
14.如權(quán)利要求13所述的球閥，其特征在于，對上述軸桿插入孔進(jìn)行內(nèi)緣翻邊加工，形成筒部和使該筒部的一部分突出的止動片；另一方面，在設(shè)置于軸桿的軸環(huán)部上形成用于限制轉(zhuǎn)動的缺口槽，將該止動片結(jié)合于缺口槽來限制球體轉(zhuǎn)動。
15.如權(quán)利要求14所述的球閥，其特征在于，使安裝于軸桿安裝溝的O形環(huán)接觸上述筒部的內(nèi)周面。
16.一種球閥，其特征在于，在如權(quán)利要求14或15中所述的筒部的上緣部形成臺階部，在該臺階部安裝密封件。
17.一種球閥制造方法，其特征在于，將管材切斷成規(guī)定長度，在該管材上，將一方縮徑，形成錐形狀的密封保持部和軸桿插入孔，在該密封保持部安裝一對中的一方的密封環(huán)；接著，在插入軸桿插入孔的軸桿上接合球體，并使球體一側(cè)與前述密封環(huán)對接之后，將一對中的另一方的密封環(huán)安裝于球體另一側(cè)，在密封環(huán)的后端側(cè)組裝進(jìn)插入環(huán)；而后，通過將管材的另一方縮徑的錐形狀的密封保持部安裝保持一對中另一方的密封環(huán)及插入環(huán)。
全文摘要
通過謀求成本的削減，提供可制造出經(jīng)濟(jì)性優(yōu)秀、輕量并具有信賴性、精度高而均一、面間尺寸短而緊湊的制品的球閥及其制造方法，本發(fā)明的球閥為，在對規(guī)定長度的管材的兩側(cè)部進(jìn)行擴(kuò)口加工。縮徑加工等塑性加工而成的閥體的中央位置的出座部上形成軸桿插入孔，從該閥體的兩側(cè)壓入一對的環(huán)形插入構(gòu)件，在插入前述軸桿插入孔的軸桿下端非自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置球體，同時(shí)將前述閥體兩端面壓縮成形，通過一對的插入構(gòu)件可自由轉(zhuǎn)動地支承前述球體。
文檔編號F16K27/06GK1398333SQ01804518
公開日2003年2月19日 申請日期2001年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者北澤茂男, 五味知佳士 申請人:株式會社基茨