JPH035728Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔考案の従来技術〕 本考案はニードルバルブ、特に自動車の流体制
御に使用されるニードルバルブに関する。 〔考案の技術的背景〕 ニードルバルブ１は、第１図に示すようにニー
ドルバルブ１の本体を構成するソケツト２と円錐
体の弁体３より基本的に構成されるものであり、
流体の通路である流路４の開口部に形成される弁
座４１に前記弁体３を圧接−解除することによつ
て流体の制御を行うものである。 このように弁体３は前記金属製の弁座４１に圧
接−解除を繰り返し行うものであるために、耐摩
耗性が優れており、耐久性が良好なこと、熱によ
つて形状が変化しないように耐熱性があること、
また圧接−解除による機械的ストレスに対し、形
状が安定しているように弾性および剛性が適当な
値であることなどが要求される。さらに、前記ニ
ードルバルブ１を自動車用部品として使用する場
合においては、ガソリンや各種オイルに対して耐
性があることなど種々の条件を充足している必要
がある。 このため、従来、ニードルバルブ１は、金属製
のソケツト２に、耐摩耗性、弾性、硬さおよび耐
薬品性が良好であるフツ素ゴム製の弁体３を取り
つけたものが使用されている。 しかしながら、前記フツ素ゴムは周知のように
金属との接着剤による接着強度が劣悪であるため
に、金属製ソケツト２とフツ素ゴム製弁体３は接
着剤によつて充分な接着強度を保持することは困
難であつた。このためたとえば、第２図に一部断
面図を示すような構造のニードルバルブ１が実用
化されている。 すなわちソケツト２の弁体３取付部分に、首部
分５を形成するとともに、前記首部分５に截頭円
錐体６を接続して、前記截頭円錐体６の底面が顎
状に張り出すようにし、次いでこの截頭円錐体６
にフツ素ゴムを高温高圧下で成形して弁体３を形
成せしめるものであつた。このような構成にする
ことよつて前記截頭円錐体６の前記顎部分６１が
弁体３と干渉しあい、弁体３の脱落が防止できる
のである。 近年になつて、特に外国においては自動車燃料
としてガソリンに代わつてアルコール燃料を使用
したり、ガソリンに対しアルコールを混合した燃
料が使用されている。このため、前述のソケツト
２に耐アルコール性があることが要求される。さ
らに、アルコールは吸水性が高く、水分を多量に
吸着しているため、燃料中に水分が入り込み、金
属製のソケツトは腐蝕を受けやすく、耐久性に問
題がある。このため、金属製にかわつて耐蝕性の
高い合成樹脂製ソケツト２が希求されている。 しかしながら、フツ素ゴムを前記ソケツトに取
りつけるときには、高温、高圧に耐える必要があ
ることより、前記ソケツト２を構成する合成樹脂
としては圧縮強度が良好で、かつ成形温度（150
℃以上）において耐熱性を有する合成樹脂を使用
する必要がある。このような特性を充足する合成
樹脂としては、たとえばポリフエニレンサルフア
イドなどのような超耐熱性エンジニアリングプラ
スチツクがあるが、このような超耐熱性エンジニ
アリングプラスチツクは、金属と同様にフツ素ゴ
ムと接着剤によつて接着しにくいという欠点があ
る。このため、金属製の場合と同様に第２図に断
面を示すように成形して、首部分５と截頭円錐体
６を形成する必要がある。 しかしながら、前記ニードルバルブ１が１cm内
外の極めて小寸法のものであること、またソケツ
ト２にかなりの精度が要求されること、しかも、
前記超耐熱性エンジニアリングプラスチツクは、
成形性が悪いことなどの条件があいまつて、前述
のような首部分５ないし截頭円錐体６を精密成形
するのは困難であるという欠点があつた。 〔考案の概要〕 本考案は上述の点に鑑みなされたものであり、
接着性の悪い超耐熱性エンジニアリングプラスチ
ツクにフツ素ゴムを接着剤によつて良好な接着強
度で接着する方法を開発することによつて、前記
截頭円錐体および首部分のような複雑形状の弁体
取付部分を形成しないようにしたニードルバルブ
を提供することを目的とする。 したがつて、本考案によるニードルバルブは超
耐熱性エンジニアリングプラスチツク製で、かつ
弁体取付部分と軸部分とを有するソケツトの前記
弁体取付部分にフツ素ゴム製の弁体を取りつけた
ニードルバルブにおいて、前記弁体の傾斜と同一
角度の傾斜を有する傾斜面を備え、かつ少なくと
も一部の表面に無機繊維を露出させた弁体取付部
分にフツ素ゴム製弁体を無機繊維と反応し得る官
能基を有する接着剤で接着して設けたことを特徴
とするものである。 本発明によれば、超耐熱エンジニアリングプラ
スチツク製ソケツトの弁体取付部分の表面に無機
繊維を露出せしめ、前記露出した無機繊維とフツ
素ゴムを接着剤によつて接着するため、従来と異
なりソケツトと弁体を接着剤によつて接着可能に
なる。このため、従来のように首部分ないし截頭
円錐体を弁体取付部分に形成する必要がなくな
り、前記ニードルバルブを簡便に、かつ精密に製
造可能になるという利点を生じる。 〔考案の具体的説明〕 第３図は本考案によるニードルバルブの一実施
例の断面図、第４図は本考案によるニードルバル
ブの一実施例に使用されたソケツトの斜視図であ
るが、これらの図より明らかなように本発明によ
るニードルバルブ１は、ソケツト２と円錐体形状
の弁体３を有している。前記ソケツト２は円柱状
の軸部分２１と弁体取付部分２２とを有し、前記
弁体取付部分２２は弁体３の傾斜Θと同一の傾斜
Θを有した傾斜面２３を備えている。また、この
実施例においては、前記弁体取付部分２２は前記
傾斜面２３に接続する立ち上がり部分２４を有
し、この立ち上がり部分２４で軸部分２１と接続
している。 この実施例においては前記弁体３は、円錐体形
状をしているため、弁体３の傾斜Θと弁体取付部
分２２の傾斜面２３の角度Θを同一にするために
は、前記傾斜面２３は円錐体かあるいは截頭円錐
体となるようにする。 このように弁体３の傾斜Θと弁体取付部分２２の
傾斜面２３の角度Θが同一とするのは、前記弁体
３をソケツト２に取りつけたのち、前記弁体３の
表面を研磨する必要があるからである。 前記ニードルバルブ１の弁体取付部分２２の表
面には無機繊維２５を露出せしめている。この無
機繊維２５は、接着剤による接着の足ががりおよ
びソケツト２の補強のために超耐熱性エンジニア
リングプラスチツクに添加されるものである。 このような無機繊維２５は、弁体取付部分２２
の表面の少なくとも一部において露出せしめれば
足りる。すなわち、前記傾斜面２３、立ち上がり
部２４および軸部分上面２６のいずれかに無機繊
維２５を露出せしめればよい。 前記無機繊維２５は、前記弁体３を接着剤によ
つて充分な接着強度で接着できる密度、面積で露
出していればよい。通常、接着強度は0.5Kgｆ／
cm²以上あれば充分であるため、前記露出密度は弁
体取付部分２２の表面積の20％以上であればよ
い。 前記無機繊維は、前記超耐熱性エンジニアリン
グプラスチツク製ソケツトの表面より露出して接
着の足ががりになるものであり、かつ前記超耐熱
エンジニアリングプラスチツクの圧縮強度を向上
せしめるために添加されるものである。このた
め、接着剤と良好に接着し、かつ補強効果のある
繊維であることが好ましい。 このような無機繊維としては、たとえばガラス
繊維、アスベスト繊維、チタン酸カリ繊維、鉱物
繊維、ケイ酸カルシウム繊維およびアパタイト系
繊維などの一種以上を挙げることができる。 このように無機繊維２５を露出せしめたソケツ
ト２の弁体取付部分２２に無機繊維と反応し得る
官能基を有する接着剤を塗布する。 この接着剤は、前記フツ素ゴムおよび前記無機
繊維に接着するものである必要があるが、このよ
うな接着剤としては、官能基にエポキシ基、イソ
シアネート基、イミド基、水酸基、アミド基など
の一種以上を有する接着剤である。すなわち前記
官能基はフツ素ゴムと良好に反応するとともに、
前述の無機繊維とも良好な反応性を有しているか
らである。このような接着剤の具体例としては、
エポキシ基、イミド基、イソシアネート基の少な
くとも一種の官能基を有するエポキシ系接着剤、
イミド系接着剤、ウレタン系接着剤などの一種以
上、また、官能基として、アミド基、水酸基など
の一種以上を有するカツプリング剤の一種以上を
挙げることができる。 このように弁体取付部分に接着剤を塗布したの
ち、従来のように高温高圧下でフツ素ゴムを成形
すると同時に前記弁体取付部分に弁体３を取りつ
けて、本考案のニードルバルブとする。 次ぎに、前記のようなソケツト２の製造方法に
ついて述べる。 このニードルバルブ１のソケツト２は、前述の
ようにフツ素ゴム製弁体を成形と同時に取りつけ
るときの条件下で、破壊、変形などを生じないよ
うな樹脂を使用する必要がある。すなわち、前記
ソケツトにフツ素ゴムを成形取りつける場合に
は、150〜200℃の温度、5t／cm²以上の圧力下にお
いて成形されるため、前記高温高圧下で、破壊、
変形を生じないような充分な耐熱性および圧縮強
度を有している必要がある。このような条件を充
足する合成樹脂としては、ポリフエニレンサルフ
アイド、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、
ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミ
ド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの超耐熱
性エンジニアリングプラスチツクの一種以上を使
用する必要がある。 このような超耐熱性エンジニアリングプラスチ
ツクに前述のような無機繊維を超耐熱性エンジニ
アリングプラスチツクの樹脂分100重量部に対し、
５〜150重量部添加する。前記無機繊維が５重量
部未満であると、充分な接着強度で接着されない
虞があり、また圧縮強度の充分な向上を望めな
い。また、無機繊維の添加量が150重量部を超え
ると、脆性が大きくなつて前記フツ素ゴム製弁体
を取りつけるときに破壊される虞がある。 このような無機繊維の繊維長は、好ましくは
0.1〜10mmであるのがよい。0.1mm未満であると、
前記超耐熱性エンジニアリングプラスチツクの圧
縮強度の向上が充分でない虞を生じると同時に、
前記接着剤の足ががりになる繊維が樹脂表面に露
出しにくくなり、接着強度に問題を生じるからで
ある。一方、10mmより大きいと、射出成形時に樹
脂の流れが阻害され、充分な成形ができなくなる
虞があるからである。 このような無機繊維を添加して超耐熱性エンジ
ニアリングプラスチツクを使用して、前記ソケツ
ト２の弁体取付部分２２にのみ、無機繊維２５を
露出せしめる方法は、基本的に限定されるもので
はなく、たとえば、弁体取付部分２２の表面を研
磨することにより、前記無機繊維を露出せしめる
ことができる。 また、たとえば下記の方法によつて、弁体取付
部分２２に無機繊維２５を露出させることができ
る。すなわち、ソケツト２は無機繊維を前記超耐
熱性エンジニアリングプラスチツク中に添加し、
射出成形により製造される。射出成形において
は、特に金型温度が成形品の外観、性能に重要な
因子となる。すなわち、金型温度が高温になる
と、樹脂中の無機繊維は樹脂内部に集中する傾斜
があり、一方金型温度が低すぎると、前記無機繊
維がソケツト表面に露出しすぎて平滑性がなくな
るからである。前述のソケツトは弁体取付部分の
み充分に繊維が露出し、一方軸部分においては充
分に平滑であるようにする必要があるために、前
記ソケツトは弁体取付部分のみ比較的低温の金型
で成形し、かつ軸部分は平滑性があるように比較
的高温の金型で成形を行う。したがつて、たとえ
ば、第５図に示すような成形金型を使用して行う
ことができる。 すなわち、前記ソケツト２の弁体取付部分２２
（第４図参照）を成形するための弁体取付部分成
形金型７と軸部分成形金型８とを有する二分割可
能な成形金型Ｍを使用し、前記成形金型Ｍの弁体
取付部分成形金型７の上端部に形成された樹脂注
入口７１より、前述の超耐熱性エンジニアリング
プラスチツク融液を圧入することにより行う。こ
のとき、前記成形金型Ｍの弁体取付部分成形金型
７の温度を低くし、上記軸部分成形金型８の温度
を高くすることによつて、前記弁体取付部分２２
の表面に無機繊維が露出し、かつ軸部分２１には
露出しないようなソケツト２を製造可能になる。 このときの弁体取付部分２２の金型温度と軸部
分２１の金型温度は使用する樹脂の成形可能な金
型温度範囲内で少なくとも10℃の温度差を設け、
弁体取付部分２２の金型温度を低温とする。この
温度差が10℃未満であると、弁体取付部分２２と
軸部分２１の成形の差が顕著に表れず、弁体の接
着が悪いか軸部分の平滑性が悪いかのいずれかの
欠点を生じる。 以下本考案の具体例について説明する。 具体例 １〜３ 超耐熱性エンジニアリングプラスチツクと無機
繊維を第１表に示す組成および比率で２軸混練押
出機で混練し、ホツトカツトによりペレタイジン
グした。 製造された各ペレツトを用いて、第４図に示す
ようなニードルバルブ用ソケツトを射出成形によ
り成形した。すなわち、ほぼ円筒系の軸部分２１
に弁体３の取付部分として前記軸部分２１より最
大直径が小さい直径の円錐体２３を形成した。こ
の成形における金型温度を第１表に示す。 製造されたソケツトは、軸部分２１が平滑性に
優れ、奇麗な外観を示したが、円錐体２３は表面
に無機繊維が多く露出し、平滑性に劣る外観を呈
していた。前記無機繊維の露出密度は円錐体表面
積の35％であつた。 次ぎに、この無機繊維の露出した円錐体部分を
有機溶剤（フロン）により脱脂し、エポキシ系接
着剤（シクソン300／301）をハケ塗りにて塗布
し、乾燥予備熱処理を行い、弁体３の成形金型中
に装着し、フツ素ゴムを170℃、10分間の条件で
成形し弁体を取りつけた。このときの圧力は
20t／cm²であつた。成形後、さらに200℃、24時間
の二次加硫を行つた。このようにして製造したニ
ードルバルブの弁体およびソケツトの接着強度を
第１表に示す。 なお比較例として、金型温度に差を設けなかつ
た成形品で同様の製法で製造したものの接着強度
も第１表に併せて示した。

【表】 具体例 ４〜６ 超耐熱性エンジニアリングプラスチツクと無機
繊維を第２表に示す組成および比率で２軸混練押
出機で混練し、ホツトカツトによりペレタイジン
グした。 製造された各ペレツトを用いて、第４図に示す
ようなニードルバルブ用ソケツトを射出成形によ
り成形した。すなわち、ほぼ円筒系の軸部分２１
に弁体３の取付部分として前記軸部分２１より最
大直径が小さい直径円錐体２３を形成した。この
円錐体２３の表面をサンドブラストにより研削し
て無機繊維を一部露出せしめた。前記無機繊維の
露出密度は円錐体２３の表面積の53％であつた。 この露出した円錐体２３の表面部分にエポキシ
系接着剤（シクソン300／301）をハケ塗りにて塗
布し、乾燥予備熱処理を行い、弁体３の成形金型
中に装着し、フツ素ゴムを170℃、10分間の条件
で成形し弁体を取りつけた。このときの圧力は
20t／cm²であつた。成形後、さらに200℃、24時間
の二次加硫を行つた。このようにして製造したニ
ードルバルブの弁体およびソケツトの接着強度を
第２表に示す。 なお比較例として、サンドブラストによる研削
工程を行わなかつた他は具体例４〜６と同様操作
で製造したものの接着強度も第２表に併せて示し
た。

【表】

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によるニードルバ
ルブは、接着性の劣悪な超耐熱性エンジニアリン
グプラスチツクに無機繊維を混入するとともに、
前記弁体取付部分にのみ前記無機繊維を露出せし
めて、この繊維露出部分を接着の足がかりとして
いるため、フツ素ゴムと接着可能な接着剤によつ
て容易に接着可能になる。したがつて、実施例で
示したように弁体取付部分を円錐体ないし截頭円
錐体に形成するだけで、フツ素ゴム弁体を取付可
能になる。したがつて、截頭円錐体、首部分など
の複雑形状を成形性の劣悪な超耐熱性エンジニア
リングプラスチツクで成形する必要がなくなり、
このため、製造が容易になり、精度も良好にな
る。さらにコストも著しく低減できるという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はニードルバルブの構成を示す一部断面
図、第２図は従来のニードルバルブの弁体取付部
分の一部断面図、第３図は本考案によるニードル
バルブの一実施例の断面図、第４図は前記実施例
に使用されたソケツトの斜視図、第５図は本発明
を実施するための成形金型の断面図である。 １……ニードルバルブ、２……ソケツト、２１
……軸部分、２２……弁体取付部分、２３……傾
斜面、２５……無機繊維、３……弁体、５……首
部分、６……截頭円錐体、６１……顎部分、７…
…弁体取付部分成形金型、７１……樹脂注入口、
８……軸部分成形金型。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 超耐熱性エンジニアリングプラスチツク製
   で、かつ弁体取付部分と軸部分とを有するソケ
   ツトの前記弁体取付部分にフツ素ゴム製の弁体
   を取りつけたニードルバルブにおいて、前記弁
   体の傾斜と同一角度の傾斜を有する傾斜面を備
   え、かつ少なくとも一部の表面に無機繊維を露
   出させた弁体取付部分にフツ素ゴム製弁体を無
   機繊維と反応し得る官能基を有する接着剤で接
   着して設けたことを特徴とするニードルバル
   ブ。 (2) 前記傾斜面部分は円錐体あるいは截頭円錐体
   であることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項によるニードルバルブ。 (3) 前記接着剤は、官能基にエポキシ基、イソシ
   アネート基、イミド基の一種以上を有するエポ
   キシ系接着剤、ウレタン系接着剤、イミド系接
   着剤の一種以上であることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項又は第２項によるニー
   ドルバルブ。 (4) 前記接着剤は、官能基に水酸基、アミド基の
   一種以上を有するカツプリング剤の一種以上で
   あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項又は第２項によるニードルバルブ。