專利名稱：工作流體用接頭的承口及具有該承口的閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在化學(xué)工廠、或半導(dǎo)體制造領(lǐng)域、液晶制造領(lǐng)域、食品領(lǐng)域等各種產(chǎn)業(yè)中使用的工作流體用接頭的承口及具有該承口的閥，更詳細(xì)的說，涉及具有優(yōu)良的耐破壞強(qiáng)度，且耐蝕性好的工作流體用接頭的承口及具有該承口的閥。
背景技術(shù)：
目前，如圖6所示，用于空氣驅(qū)動閥的樹脂制缸主體為在樹脂制缸主體44的周側(cè)面一體地設(shè)置具有與缸主體44內(nèi)部連通的陰螺紋部45的承口46。由圖可知，陰螺紋部45的陰螺紋設(shè)置到樹脂制缸主體44的內(nèi)部。樹脂制缸主體44通過射出成型制造，為降低成本，而需要無加工成型缸主體44。為實(shí)現(xiàn)無加工的成型，要求樹脂的尺寸穩(wěn)定，但除此以外，作為閥用途，還要求耐熱性、耐藥品性。滿足這些要求的樹脂列舉加入了玻璃的聚亞苯基硫醚(下面記作PPS-G)、聚偏二氟乙烯(下面記作PVDF-G)、聚丙烯(下面記作PP-G)等，從尺寸穩(wěn)定性方面考慮，特別優(yōu)選使用PPS-G。但是，由于PPS-G是鋼性強(qiáng)而脆的樹脂，故通常在將工作流體用接頭與承口46的陰螺紋部45連接時(shí)，在陰螺紋部45設(shè)有錐度的情況下，在緊固工作流體用接頭時(shí)，由于錐度而向承口46增寬的方向施加力，另外，即使在陰螺紋部45為直邊的情況下，由于將密封帶卷繞到工作流體用接頭上，故為向承口46增寬的方向施加力，而以0.4N·m～0.5N·m的緊固扭矩進(jìn)行緊固，以不損壞缸主體44的承口46的部分，但根據(jù)操作者的不同而存在有不使用扭矩扳手而以規(guī)定緊固扭矩以上的力進(jìn)行緊固的情況，因此，存在鋼性強(qiáng)而脆的樹脂即PPS-G不能承受規(guī)定以上的緊固扭矩而使承口46的部分破損，并且一直破損到與承口46一體的缸主體44的問題。另外，在射出成型缸主體44的情況下，設(shè)有與缸主體44內(nèi)部連通的孔的結(jié)構(gòu)上，在承口46的陰螺紋部45附近產(chǎn)生焊接線，由于焊接線部分的強(qiáng)度比其它部分的強(qiáng)度低，因此，在將工作流體用接頭與承口46連接時(shí)，當(dāng)以規(guī)定以上的扭矩進(jìn)行緊固時(shí)，容易從焊接線部分破損，另外，即使在將工作流體用接頭連接后，當(dāng)對工作流體用接頭的連接部分施加外部的負(fù)荷時(shí)，也存在從承口46破損至缸主體44的問題。
圖7所示的結(jié)構(gòu)是解決該問題的方法(例如參照專利文獻(xiàn)1)。該結(jié)構(gòu)為，在形成于塑料制主體47上的連接孔48(陰螺紋部)周圍設(shè)置環(huán)狀槽49，并將圓筒形金屬插件50插入到環(huán)狀槽49的內(nèi)部。其作用是，通過由金屬插件50進(jìn)行增強(qiáng)來強(qiáng)化設(shè)于連接孔48內(nèi)的塑料螺絲51。
專利文獻(xiàn)1特開平5-203078號公報(bào)(第5-6頁、圖6)但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)的連接孔48中，由于插入的金屬插件50在主體47表面露出，故在腐蝕性氣體的環(huán)境中圓筒形金屬插件50被腐蝕，增強(qiáng)效果減小，連接孔48破損，因此，存在有不能在使用腐蝕金屬這種藥液的半導(dǎo)體制造領(lǐng)域等中進(jìn)行使用的問題。另外，在主體使用PPS-G等剛性強(qiáng)而脆的樹脂時(shí)，由于塑料螺絲51和主體47為一體，故當(dāng)將工作流體用接頭用力緊固時(shí)，在塑料螺絲51上產(chǎn)生裂紋，裂紋一直影響到主體47，存在可能使連接孔48破損的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)而構(gòu)成的，其目的在于提供一種具有優(yōu)良的耐破壞強(qiáng)度，且耐腐蝕性好的工作流體用接頭的承口及具有該承口的閥。
參照圖1說明本發(fā)明第一方面的工作流體用接頭的承口的結(jié)構(gòu)，其特征在于，與樹脂制缸主體9的內(nèi)部連通的陰螺紋部4以從樹脂制缸主體的外表面突出的狀態(tài)固定。
本發(fā)明第二方面的工作流體用接頭的承口，在第一方面的基礎(chǔ)上，承口1、2通過插入成形而固定在樹脂制缸主體9上。
本發(fā)明第三方面的工作流體用接頭的承口，在第一方面或第二方面的基礎(chǔ)上，承口由拉伸率為50％～400％，且拉伸強(qiáng)度為50MPa～200MPa的樹脂構(gòu)成。
另外，本發(fā)明第二方面的閥具有含所述特征的承口。
用于本發(fā)明工作流體用接頭的承口(下面簡記作承口)的樹脂的拉伸率優(yōu)選在50％～400％的范圍內(nèi)，最好在50％～150％的范圍內(nèi)。由于拉伸率降低時(shí)樹脂變脆，因此，拉伸率需要大于或等于50％。另外，由于拉伸率升高時(shí)樹脂的拉伸強(qiáng)度降低，因此，拉伸率需要小于或等于400％。另外，拉伸強(qiáng)度優(yōu)選在50MPa～200MPa的范圍內(nèi)，最好在50MPa～150MPa的范圍內(nèi)。由于當(dāng)拉伸強(qiáng)度降低時(shí)，在連接工作流體用接頭時(shí)承口的強(qiáng)度不足且破損，故拉伸強(qiáng)度需要大于或等于50MPa。另外，由于拉伸強(qiáng)度升高時(shí)伸縮率減小，故拉伸強(qiáng)度需要小于或等于200MPa。滿足這些條件的樹脂最好使用氯醚醚酮(下面記作PEEK)、聚偏二氟乙烯(下面記作PVDF)、聚亞苯基硫醚(下面記作PPS)等。另外，承口不在腐蝕性環(huán)境下使用時(shí)，承口的材質(zhì)不限于樹脂，也可以為不銹鋼、鐵、銅等金屬。


下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明不限于本實(shí)施例。
圖1是表示具有本發(fā)明的承口的閥的關(guān)閉狀態(tài)的縱剖面圖；圖2是表示圖1的承口的立體圖；圖3是圖1中連接工作流體用接頭時(shí)的主要部分的放大縱剖面圖；圖4是表示圖1的閥的關(guān)閉狀態(tài)的縱剖面圖；圖5是表示本發(fā)明的承口的其它實(shí)施例的主要部分的放大縱剖面圖；圖6是具有現(xiàn)有的一體成形的承口的閥的縱剖面圖；圖7是現(xiàn)有的被金屬增強(qiáng)的承口的主要部分的放大縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照圖1說明本發(fā)明實(shí)施例的承口及具有該承口的閥。
實(shí)施例圖中，符號1及2是拉伸率為60％、拉伸強(qiáng)度為97MPa的PEEK制的承口，兩者都具有相同的結(jié)構(gòu)和作用(下面以承口1為代表進(jìn)行說明)。符號3是設(shè)于承口1一端部的、在內(nèi)部具有與后述的樹脂制缸主體(下面記作缸主體)9的內(nèi)部連通的陰螺紋部4的頭部。陰螺紋部4以從缸主體9外表面突出的狀態(tài)，即，使陰螺紋部4比缸主體9的外表面靠外側(cè)地固定在缸主體9上。
符號5是設(shè)于承口1的另一端部的基部，其直徑比頭部3的直徑小，該部分以內(nèi)包在缸主體9上的狀態(tài)下由插入成形進(jìn)行固定。在基部5的端部，在設(shè)成圓環(huán)狀的凸?fàn)畈康耐庵茉O(shè)有止轉(zhuǎn)部8，其沿其軸線方向設(shè)有多個(gè)切口部7。該止轉(zhuǎn)部8在向缸主體9插入成形時(shí)，由充填于切口部7的樹脂來抑制承口1的轉(zhuǎn)動，另外，防止工作流體用接頭向陰螺紋部4擰合時(shí)承口1隨該擰合而轉(zhuǎn)動，同時(shí)，防止承口1從缸主體9脫離。
在承口1的內(nèi)部，設(shè)有與陰螺紋部3連接，且直徑比陰螺紋部3小的空隙部6，在空隙部6內(nèi)充填并嵌合有在中心具有與陰螺紋部3連通的第一工作流體用供給口13的缸主體9的一部分。另外，承口1的形狀不限于本實(shí)施例，如圖5所示，也可以代替基體5的空隙部6，形成設(shè)有與缸主體9的第一工作流體用供給口13連通的連通孔43的形狀。另外，承口1也可以為使金屬不在陰螺紋部3周圍的表面露出而埋入金屬的結(jié)構(gòu)。
在本實(shí)施例中，將PEEK用作承口1，但如若為由如下這樣的樹脂構(gòu)成，即拉伸率大于或等于50％，最好為50％～400％，且拉伸強(qiáng)度大于或等于50MPa，最好為50MPa～200MPa，則沒有特別限制。另外，本實(shí)施例的承口1通過插入成形進(jìn)行固定，但也可以以不能轉(zhuǎn)動地密封固定在缸主體9上的狀態(tài)進(jìn)行固定，還可以通過粘接、擰合、焊接等進(jìn)行固定。
符號9是玻璃含有率為65％的PPS-G制缸主體，由螺栓、螺母(未圖示)固定在后述的主體32上部。在缸主體9內(nèi)部，從上開始在各自的空間內(nèi)臺階狀地形有上部空隙10、下部空隙11，另外，在下部設(shè)有隔膜按壓件嵌合部12，在缸主體9的側(cè)面，通過插入成形而固定有承口1、2，且形成有將承口1和上部空隙10連通的第一工作流體供給口13、及將承口2和下部空隙11連通的第二工作流體供給口14。在本實(shí)施例中，缸主體9為PPS-G制樹脂，但也可以使用PVDF-G、PP-G等樹脂。
符號15是活塞，在上部外周面設(shè)置具有用于保持O環(huán)的環(huán)狀槽部16的凸部17，其上下滑動自如地配置在缸主體9的下部空隙12的內(nèi)周面。在下部，從凸部17垂下而一體設(shè)置并在下端部形成有陽螺紋部18的軸部19，貫通后述的隔膜按壓件21的貫通孔23，在軸部19的側(cè)面設(shè)有用于保持O環(huán)的環(huán)狀槽部20。
符號21是隔膜按壓件，在其下側(cè)形成有有底圓筒狀的凹部22。在凹部22的上面中央形成有嵌插活塞的軸部19的貫通孔23，在隔膜按壓件21下面設(shè)有朝向凹部22縮徑的錐部24。在隔膜按壓件22的外周嵌合有O環(huán)25。在該隔膜按壓件下部外周面形成有環(huán)狀突起部26，且嵌插到缸主體9的隔膜按壓件嵌合部12。
符號27是聚四氟乙烯(下面記作PTFE)制的隔板。在隔板27的中央設(shè)有上部收納于隔膜按壓件21的凹部22中，且下面與后述閥座40壓接并離開的閥體28。在閥體28的上面設(shè)有陰螺紋部29，其擰合在活塞15的軸部19的陽螺紋部18上。即，閥體28隨著活塞的上下動作可上下移動，與后述主體32的閥座40壓接并離開，可進(jìn)行流路的關(guān)閉或開放。另外，在閥體的周邊部設(shè)有薄壁地形成的隔膜部30。在隔膜部30外周設(shè)有剖面矩形的環(huán)狀嵌合部31，其以嵌合于后述的主體32的環(huán)狀槽34內(nèi)的狀態(tài)被本體32和隔膜按壓件21的下面夾持固定。
符號32是PTFE制的主體。在主體32上部具有與缸主體9的下部接合的環(huán)狀突部33，且在環(huán)狀突部33內(nèi)周具有環(huán)狀槽34，在環(huán)狀突部33內(nèi)部設(shè)有與隔板27一起形成的閥室35。在閥室35底部設(shè)有連通口36、37，且連通口36與流體流入口38連通，連通口38與流體流出口39連通。另外，連通口36的開口部設(shè)于閥室35的底部中央，且開口部的周邊部構(gòu)成閥座40。
其次，參照圖3說明在本發(fā)明實(shí)施例的承口連接工作流體用接頭的方法。
首先，在工作流體用接頭41的陽螺紋部42上卷繞PTFE制的密封帶。然后，利用扭力扳手以0.5N.m的緊固扭力將卷繞有密封帶的陽螺紋部42擰合到承口1的陰螺紋部4上。在承口2上也以同樣的順序擰合工作流體用接頭41。此時(shí)，在工作流體用接頭41的陽螺紋部42上使用錐形螺紋進(jìn)行擰合時(shí)，向承口1的陰螺紋部4擴(kuò)寬的方向施加應(yīng)力。與此相對，與缸主體9內(nèi)部連通的陰螺紋部4以從缸主體9的外表面露出的狀態(tài)固定，因此，在連接工作流體用接頭41時(shí)，即使向承口1的陰螺紋部4擴(kuò)寬的方向施加應(yīng)力，也可以通過使陰螺紋部4稍微朝外擴(kuò)寬來緩和應(yīng)力。另外，由于使陰螺紋部4從缸主體9的外表面露出的狀態(tài)下進(jìn)行固定，故僅對頭部3施加應(yīng)力，因此，不會對缸主體9施加應(yīng)力，即使在以假設(shè)規(guī)定以上的扭力緊固工作流體用接頭41時(shí)，缸主體9本身也不會破損。另外，承口1的材質(zhì)由于使用拉伸率為60％，且拉伸強(qiáng)度為97MPa的PEEK，即使向承口1的陰螺紋部4擴(kuò)寬的方向施加應(yīng)力，也可以維持不使頭部3破損的強(qiáng)度。
其次，參照圖1～圖4說明本發(fā)明實(shí)施例的閥的作用。
在閥關(guān)閉的狀態(tài)(圖1的狀態(tài))下，閥體28壓接在閥座40上，將流路關(guān)閉。當(dāng)從該狀態(tài)將作為工作流體的空氣注入到第二工作流體供給口14時(shí)，由于空氣被注入向形成于活塞15和隔膜按壓件21之間的下部空隙11，由空氣的壓力將活塞15壓起，故與活塞15連接的閥體28也從閥座40離開，被提向上方，使閥構(gòu)成打開狀態(tài)(圖4的狀態(tài))，流體從流體流入口38流入，通過連通口36、閥室37、連通口37，從流體流出口39流出。在閥打開的狀態(tài)(圖4的狀態(tài))下，當(dāng)從該狀態(tài)將作為工作流體的空氣注入第一工作流體供給口13時(shí)，由于空氣被注入向在活塞15上部和缸主體9內(nèi)周面形成的上部空隙，由空氣的壓力將活塞15壓下，故與活塞15連接的閥體28也被壓向下方，與閥座40壓接，從而使閥構(gòu)成關(guān)閉狀態(tài)(圖1的狀態(tài))。
本發(fā)明的閥的實(shí)施例是空氣驅(qū)動的截止閥，但也可以為液壓驅(qū)動等閥，還可以為隔膜閥或套筒節(jié)流閥等，沒有特別限制。另外，本發(fā)明的承口不限于閥，在泵等中使用也可以得到相同的效果。
其次，代替樹脂的材料，制作承口1、2，進(jìn)行破壞扭力試驗(yàn)。根據(jù)以下所示的方法，評價(jià)各樹脂的物理特性。表1表示結(jié)果。
破壞扭力試驗(yàn)將管用錐形螺絲作為工作流體用接頭41擰合在承口1、2的陰螺紋部4上，由扭力扳手提高緊固力，直至看到在承口1、2乃至缸主體9上出現(xiàn)破損，計(jì)測看到破損時(shí)的緊固扭力。
另外，在不使用扭力扳手，而由人力用力緊固管用錐形螺絲時(shí)，由于設(shè)想緊固到3.0N·m程度的緊固扭力，故在本試驗(yàn)中以破壞扭力3.0N·m以上為合格基準(zhǔn)。
試驗(yàn)例1使用PEEK，通過進(jìn)行射出成形來制作承口，對缸主體進(jìn)行插入成形，制作試驗(yàn)樣品，由得到的試驗(yàn)樣品進(jìn)行破壞扭力試驗(yàn)。
試驗(yàn)例2使用聚偏二氟乙烯(下面記作PVDF)，通過進(jìn)行射出成形來制作承口，對缸主體進(jìn)行插入成形，制作試驗(yàn)樣品，由得到的試驗(yàn)樣品進(jìn)行破壞扭力試驗(yàn)。
試驗(yàn)例3使用天然聚亞苯基硫醚(下面記作PPS)，通過進(jìn)行射出成形來制作承口，對缸主體進(jìn)行插入成形，制作試驗(yàn)樣品，由得到的試驗(yàn)樣品進(jìn)行破壞扭力試驗(yàn)。
比較例1使用PPS-G(玻璃添加量65質(zhì)量％)，將一體設(shè)于缸主體上的承口射出成形，制作試驗(yàn)樣品，由得到的試驗(yàn)樣品進(jìn)行破壞扭力試驗(yàn)。
比較例2使用四氟乙烯-乙烯共聚體(下面記作ETFE)，通過切削加工來制作承口，對缸主體進(jìn)行插入成形，制作試驗(yàn)樣品，由得到的試驗(yàn)樣品進(jìn)行破壞扭力試驗(yàn)。
表1

下面，參照表1評價(jià)各樹脂的物理特性。
(1)在試驗(yàn)例1的PEEK中，拉伸率為60％，拉伸強(qiáng)度為97MPa，在進(jìn)行破壞時(shí)，陰螺紋部的螺槽被破壞，但作為母體的缸主體未破損。另外，破壞扭力為6.0N·m，具有3.0N·m的兩倍強(qiáng)度，大大超過合格基準(zhǔn)，因此，非常適合作承口的材質(zhì)。
(2)在試驗(yàn)例2的PVDF中，拉伸率為50％，拉伸強(qiáng)度為55MPa，在進(jìn)行破壞時(shí)，陰螺紋部的螺槽被破壞，但缸主體未破損。另外，由于破壞扭力為3.0N·m，與合格基準(zhǔn)相同，故適合作承口的材質(zhì)。
(3)在試驗(yàn)例3的PPS中，拉伸率為50％，拉伸強(qiáng)度為75MPa，在進(jìn)行破壞時(shí)，陰螺紋部的螺槽被破壞，但缸主體未破損。另外，由于破壞扭力為5.0N·m，大大超過合格基準(zhǔn)，故適合作承口的材質(zhì)。
(4)在比較例1的PPS-G中，拉伸率為1.3％，拉伸強(qiáng)度為142MPa，拉伸率低，在進(jìn)行破壞時(shí)，缸主體被破壞。另外，破壞時(shí)的扭力為1.5N·m，在以規(guī)定的扭力進(jìn)行緊固時(shí)是沒有問題的，但不能滿足合格基準(zhǔn)，缸主體被破壞，因此，不適合作承口的材質(zhì)。
(5)在比較例2的ETFE中，拉伸率為250％，拉伸強(qiáng)度為46MPa，拉伸強(qiáng)度稍低，在進(jìn)行破壞時(shí)，承口被破壞。另外，破壞扭力為2.5N·m，在以規(guī)定的扭力進(jìn)行緊固時(shí)是沒有問題的，但由于不能滿足合格基準(zhǔn)，因此，不適合作承口的材質(zhì)。
由以上可知，特別是對試驗(yàn)例3和比較例1的兩PPS進(jìn)行比較可知，通過使用滿足拉伸率大于或等于50％，且拉伸強(qiáng)度大于或等于50MPa的條件的材質(zhì)，可得到具有優(yōu)良的耐破壞強(qiáng)度的承口。另外，這些試驗(yàn)中使用的樹脂是耐蝕性及耐藥品性非常優(yōu)良的樹脂，可不必?fù)?dān)心在腐蝕性環(huán)境下腐蝕造成的破壞，而放心地使用。特別是在使用PEEK時(shí)，可得到具有非常高的耐破壞強(qiáng)度，且耐蝕性、耐藥品性優(yōu)良的承口。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性(1)由于承口在使與樹脂制缸主體內(nèi)部連通的陰螺紋部露出的狀態(tài)下固定在樹脂制缸主體上，故在以高的緊固扭力連接工作流體用接頭時(shí)，即使向承口擴(kuò)寬的方向施加應(yīng)力，也可以通過使承口的陰螺紋部稍微擴(kuò)寬來緩和應(yīng)力，因此，破損不會波及到樹脂制缸主體。
(2)在拉伸率大于或等于50％，且拉伸強(qiáng)度大于或等于50MPa的樹脂制承口中，即使以規(guī)定以上的緊固扭力進(jìn)行擰合，承口也不會破壞。
(3)在承口為樹脂制的情況下，與金屬制的情況相比，在腐蝕性環(huán)境下不會被腐蝕，承口不會破損。
即，由于本發(fā)明的承口在使與樹脂制缸主體連通的陰螺紋部露出的狀態(tài)下固定在樹脂制缸主體上，故在擰合工作流體用接頭時(shí)，樹脂制缸主體不會破損。另外，由于承口使用樹脂，故在腐蝕性環(huán)境下承口也不會破損，因此，被用在空氣驅(qū)動及液壓驅(qū)動的截止閥、及隔膜閥、套筒節(jié)流閥等中。另外，本發(fā)明的承口不限于閥，在泵等中使用也可以得到相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種工作流體用接頭的承口，其特征在于，與樹脂制缸主體的內(nèi)部連通的陰螺紋部以從樹脂制缸主體的外表面突出的狀態(tài)固定。
2.如權(quán)利要求1所述的工作流體用接頭的承口，其特征在于，承口通過插入成形而固定在樹脂制缸主體上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工作流體用接頭的承口，其特征在于，承口由拉伸率為50％～400％，且拉伸強(qiáng)度為50MPa～200MPa的樹脂構(gòu)成。
4.一種閥，其特征在于，其具有權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的工作流體用接頭的承口。
全文摘要
一種具有優(yōu)良的耐破壞強(qiáng)度，且耐蝕性好的工作流體用接頭的承口及具有該承口的閥。將與樹脂制缸主體(9)內(nèi)部連通的陰螺紋部(4)以從缸主體(9)的外表面突出的狀態(tài)，即，使陰螺紋部(4)位于缸主體(9)的外表面的外側(cè)而固定在缸主體(9)上。以拉伸率為50％～400％、且拉伸強(qiáng)度為50MPa～200MPa的樹脂將承口(1、2)插入成形，并固定到缸主體(9)上。
文檔編號F16K31/122GK1833134SQ20048002261
公開日2006年9月13日 申請日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者萩原俊一郎 申請人:旭有機(jī)材工業(yè)株式會社