CN104455648A - 控制阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有活塞部件的控制阀,通过简单的结构能够在保持于活塞部件的密封部件中避免压力的存积。活塞单元具备:能够移动地配置在阀主体部(10)的活塞单元容纳部(10A)内的活塞部件(36);保持于活塞部件(36)的第一凹部(36C)的作为密封部件的阀体(42);以及卡定于阀体(42)且将阀体(42)保持于活塞部件(36)的第一凹部(36C)的保持用环部件(44),保持用环部件(44)沿各环状面的圆周方向以90°的间隔在四个位置相对地具有槽(44G),并且在外周部的与槽(44G)对应的位置具有形成平坦面的倒角(44C)。
Description
技术领域
本发明涉及具有活塞部件的控制阀。
背景技术
对于作为用于空调装置等的控制阀的切换阀而言,例如,如专利文献1所示,在阀主体具备先导式电磁阀机构,该阀主体在腔室的开口端周缘具有阀座。该腔室与第一通路以及第二通路连通。该先导式电磁阀机构包括如下主要元素而构成:能够滑动地配置于柱塞管内的柱塞;配置于柱塞的下端部的内周部的针状件;具有一端与针状件的前端抵接的阀座且通过针状件而选择性地与上述的腔室的开口端周缘的阀座抵接的阀体;以及绕柱塞管的外周部配置的电磁线圈。
如专利文献1的图5(A)、图5(B)所示,提出了如下阀体,该阀体在下端部具有与腔室的开口端周缘的阀座抵接且对开口端进行密封的衬垫。作为这样的密封部件的衬垫通过金属片的两端而保持于阀体的下端部。另外,该金属片的两端的阀体外缘部构成为与腔室的开口端周缘的阀座的台阶部抵接。
这种结构中,在对电磁线圈进行励磁的情况下,通过压下柱塞以及针状件,来使针状件的下端一边抵接阀体的阀座一边下降,从而阀体的衬垫与腔室的开口端周缘的阀座抵接且第一通路与第二通路之间成为关闭状态。另一方面,在不对电磁线圈进行励磁的情况下,由于阀体的衬垫远离腔室的开口端周缘的阀座,所以第一通路与第二通路之间成为打开状态。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2001-124440号公报
专利文献2:日本特开2001-330167号公报
专利文献3:日本特开平2001-263527号公报
如上述的专利文献1所示的阀体那样,在衬垫以紧贴于阀体的下端部的状态由金属片的两端保持的情况下,当阀体取得上述的关闭状态的位置时,衬垫抵接于阀座并被按压后,金属片的两端的阀体外缘部与腔室的开口端周缘的阀座的台阶部抵接。
然而,衬垫以紧贴于阀体的下端部的状态由金属片的两端保持,由于相对于衬垫与阀体的下端部的缝隙不存在排出流体通路(排气孔),所以亦如专利文献2的第[0008]段中给出的启示那样,有在衬垫与阀体的下端部之间的缝隙产生压力的存积、所谓液封的可能。因此,有由该液封引起衬垫从阀体的下端部脱落的情况。
发明内容
考虑以上的问题点,本发明的目的在于提供具有活塞部件的控制阀,该控制阀通过简单的结构能够在保持于活塞部件的密封部件中避免压力的存积。
为了实现上述的目的,本发明的控制阀的特征在于,具备:阀主体部,其具有与第一通路连接的入口端口、和与第二通路连接的出口端口,并且具备容纳部,该容纳部与入口端口以及出口端口连通,且能够移动地容纳对出口端口进行开闭控制的活塞单元;以及活塞单元驱动机构,其使活塞单元进行开闭控制出口端口的动作,活塞单元具有:密封部件,其选择性地与形成于出口端口的周缘的阀座抵接;以及保持用环部件,其是与密封部件卡合且保持密封部件的保持用环部件,在与密封部件抵接的端部具有与阀主体部的容纳部以及形成于密封部件的周围的缝隙连通的槽、以及与槽相连的通路。
发明的效果如下。
根据本发明的控制阀,活塞单元具备保持用环部件,其是与密封部件卡合且保持密封部件的保持用环部件,在与密封部件抵接的端部具有与阀主体部的容纳部以及形成于密封部件的周围的缝隙连通的槽、以及与槽相连的通路,由此,使在形成于密封部件的周围的缝隙存积的压力穿过槽、以及与槽相连的通路而避免压力的存积,从而通过简单的结构能够在保持于活塞部件的密封部件中避免压力的存积。
附图说明
图1是表示本发明的控制阀的一个例子所使用的活塞单元的外观的立体图。
图2是与配管用导管一起表示本发明的控制阀的一个例子的结构和的剖视图。
图3是放大表示图2所示的例子的主要部分的局部剖视图。
图4是图1所示的例子的分解立体图。
图5是放大表示图2所示的V部的局部放大图。
图6是用于说明图2所示的例子的保持用环部件的动作的局部放大图。
图7(A)、图7(B)以及图7(C)是分别表示图1所示的活塞单元所使用的保持用环部件的一个例子的立体图。
图8是表示本发明的控制阀的其它一个例子的结构和配管用导管的剖视图。
图中:
10—阀主体部,28—柱塞,36—活塞部件,42—阀体,44、54、64—保持用环部件。
具体实施方式
图2简要地表示本发明的控制阀的一个例子的结构和配管用导管。
图2中,控制阀例如是常闭型电磁阀,配置于空调设备内的制冷剂回路的配管。电磁阀包括如下主要元素而构成:具有球阀34且能够移动地配置在柱塞管26内的柱塞28;在内侧具有通过柱塞28的球阀34而开闭的排出通路36b的活塞单元;与柱塞管26的一端结合的阀主体部10;以及配置于柱塞管26的外周部且选择性地对柱塞28进行励磁的电磁线圈单元。
电磁线圈单元包括如下主要元素而构成:配置于柱塞管26的外周部的线圈部20;封闭柱塞管26的一端的吸引子24;以及覆盖线圈部20且将该线圈部20容纳在内侧的外壳16。线圈部20经由导线22而与图示省略的驱动控制部电连接。通过使小螺钉18经由外壳16的安装孔而拧入吸引子24的内螺纹孔,从而将外壳16固定于吸引子24。在由线圈部20对吸引子24进行励磁的情况下,利用磁力将后述的柱塞28吸引至吸引子24。
如图2所示,柱塞28配置为在柱塞管26内的吸引子24的端部与后述的活塞部件36之间能够移动。柱塞28在内部具有连通路28a。在与吸引子24的端部相对的连通路28a的一端的放大部,承接且容纳有螺旋弹簧30的一端。螺旋弹簧30向远离吸引子24的方向、即活塞单元侧对柱塞28进行施力。如图3中放大表示的那样,在连通路28a的另一端的放大部,承接且容纳有螺旋弹簧38的一端。螺旋弹簧38朝向保持球阀34的球形盖28A的开口端对球阀34进行施力。球形盖28A与柱塞28的端部接合。球形盖28A的开口端形成为与连通路28a的另一端相对。球形盖28A的开口端的直径设定为比球阀34的直径小。另外,球形盖28A具有多个与开口端的中心轴线大致正交的细孔。由此,连通路28a的另一端经由多个细孔而与球形盖28A的外周部和后述的活塞部件36的孔36A的内周部之间的缝隙连通。
阀主体部10由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金等制成,在内侧具有容纳球形盖28A和活塞单元的活塞单元容纳部10A。在活塞单元容纳部10A形成有:在与柱塞28的中心轴线大致正交的轴线上连接作为第一通路的高压侧配管用导管12的一端的入口端口10PI;以及在与柱塞28的中心轴线共用的轴线上连接作为第二通路的低压侧配管用导管14的一端的出口端口10PE。
在活塞单元容纳部10A的内周部的出口端口10PE的开口端部,形成有环状的阀座10V。作为后述的密封部件的阀体42选择性地抵接阀座10V的圆弧状的前端。如图6中放大表示的那样,在与阀座10V相连的周围,形成有平坦的限位部10S。限位部10S在与阀座10V的基端共用的平面上形成。由此,在压下活塞部件36的情况下,如图6中双点划线所示,通过将后述的保持用环部件44抵接于限位部10S,来将被压下的活塞部件36的下端定位于规定位置。
另外,在阀主体部10的结合有柱塞管26的一端的结合端部的内侧,与柱塞管26的一端邻接地设有止动圈32。由此,通过将活塞部件36的一端抵接于止动圈32,来限制远离阀座10V的活塞部件36的位置。在活塞部件36的外周部与阀主体部10的内周部的阶差部之间,配置有向远离阀座10V的方向对活塞部件36进行施力的螺旋弹簧40。
因此,后述的活塞单元的驱动机构构成为包括电磁线圈单元、具备球阀34的柱塞28、以及螺旋弹簧40。
如图4所示,活塞单元构成为包括:能够移动地配置在上述的阀主体部10的活塞单元容纳部10A内的活塞部件36;保持于活塞部件36的第一凹部36C的作为密封部件的阀体42;以及卡定于阀体42且将阀体42保持于活塞部件36的第一凹部36C的保持用环部件44。
活塞部件36由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金而制成圆筒状,如图3所示,在内部具有供球形盖28A以及球阀34插入的孔36A。在孔36A的底部,开口有当球阀34处于打开状态时使孔36A内的高压侧的流体向出口端口10PE排出的排出通路36b的一个端部。在排出通路36b的一个端部,形成有承接球阀34的阀座。此外,图3中表示球阀34的关闭状态。
排出通路36b的另一端部朝向出口端口10PE开口。排出通路36b形成为配置在与上述的柱塞28的中心轴线共用的轴线上。另外,在排出通路36b的另一端部的周缘,形成有对阀体42进行定位的环状的突起部36B。另外,在突起部36B的周围,形成有供阀体42插入的环状的第一凹部36C。如图5中放大表示的那样,从与活塞部件36的中心轴线大致正交的形成第一凹部36C的内周面至沿该中心轴线设置的突起部36B的前端的高度H设定为比后述的阀体42的厚度T稍大。此时,第一凹部36C的内周部的最大直径Dc以具有规定的缝隙的方式设定为比阀体42的最大直径稍大。最大直径Dc设定为比阀主体部10的限位部10S的垂下部的绕阀主体部10的中心轴线的直径Db小。由此,活塞部件36的按压力不对保持用环部件44作用弯曲力矩,而是经由保持用环部件44由阀主体部10的限位部10S承接,从而不会使后述的铆接部36E破损,并且避免阀体42的蠕变的增大。
并且,如图5所示,在第一凹部36C的周缘,形成有环状的第二凹部36D,该环状的第二凹部36D具有比第一凹部36C的内周部的最大直径Dc大的直径。在第二凹部36D,插入有后述的保持用环部件44。第二凹部36D的沿活塞部件36的中心轴线的深度Hb设定为与保持用环部件44的厚度大致相同或比保持用环部件44的厚度小,并且设定为比第一凹部36C的深度Ha小。此外,深度Hb不限定于这种例子,也可以是与深度Ha相同的尺寸,或者也可以比深度Ha大。
保持用环部件44由形成于活塞部件36的前端变细部的铆接部36E卡定,从而保持于第二凹部36D。铆接部36E在整周范围形成。此外,对于铆接部36E而言,阀体42以及保持用环部件44在依次安装于第一凹部36C、第二凹部36D后,如图1中放大表示的那样,通过冲压加工而具有规定的铆接余量地形成。此时,铆接部36E的一部分被压入后述的保持用环部件44的各槽44G内。
铆接部36E的前端的绕活塞部件36的中心轴线的直径Da设定为比上述的直径Db大。由此,如图3所示,活塞单元在出口端口10PE为关闭状态的情况下,没有铆接部36E的前端与阀主体部10的限位部10S的垂下部干涉的可能。此外,铆接部36E不限定于这种例子,例如也可以在沿圆周方向分隔的多个位置分别独立地形成。
作为密封部件的阀体42由树脂材料、例如工程塑料或者作为弹性材料的橡胶材料而如图4中放大表示的那样成形为环状。阀体42在中央具有供上述的活塞部件36的突起部36B插入的圆形的贯通孔42a。阀体42由与形成第一凹部36C的内周面抵接的大径部42A、和与大径部42A形成为一体且与上述的阀座10V抵接的小径部42B构成。
小径部42B选择性地与上述的阀座10V抵接从而密封出口端口10PE的开口端。在小径部42B与大径部42A的边界部分,如图5以及图6中放大表示的那样,形成有由保持用环部件44的环状面承接的阶差部42S。
保持用环部件44由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金或者陶瓷而制成环状。此外,保持用环部件44的材质不限定于这种例子,例如,当由形成于活塞部件36的前端变细部的铆接部36E卡定时,具有不会破损的强度并且相对于工作流体具有耐腐蚀性的材质即可。
如图7(A)中放大表示,保持用环部件44在中央部具有供阀体42的小径部42B插入的贯通孔44a。另外,保持用环部件44在厚度方向的两端面分别具有环状面。沿各环状面的圆周方向并以90°的间隔,在四个位置相对地形成有沿径向横跨环状面的槽44G。另外,在保持用环部件44的外周部的与槽44G对应的位置,实施了作为切口部的圆弧状的倒角44C。此外,倒角44C的形状不限定于这种例子,例如也可以是平坦状、矩形、V型。由此,如图5以及图6所示,在保持用环部件44保持阀体42的情况下,阀体42的小径部42B的一部分被压入各槽44G的一部分,并且阀体42的外周部与第一凹部36C的内周部之间的缝隙和槽44G的其它部分连通。由此,如图5中箭头所示,在阀体42的外周部与第一凹部36C的内周部之间的缝隙中存在的工作流体、或气体穿过槽44G、倒角44C与第二凹部36D的内周部之间而释放出。其结果,避免所谓液封。另外,如图5所示,由于阀体42的小径部42B的一部分被压入各槽44G的一部分,所以防止阀体42的松动。并且,如图6中双点划线所示,在保持用环部件44的环状面抵接于限位部10S的情况下,防止阀体42的过度的变形所引起的蠕变。此时,利用各槽44G,也避免保持用环部件44与环状面的限位部10S的贴附。
这种结构中,在不由线圈部20对吸引子24、柱塞28进行励磁的情况下,如图3所示,通过将阀体42抵接于阀座10V,来阻挡来自高压侧配管用导管12的流体。另一方面,在由线圈部20对吸引子24、柱塞28进行励磁的情况下,通过使柱塞28远离活塞部件36,从而球阀34使排出通路36b成为打开状态,活塞单元容纳部10A内的高压的流体向出口端口10PE排出。由此,活塞单元容纳部10A内的压力降低,从而活塞部件36的阀体42由于螺旋弹簧40的作用力而远离阀座10V。此时,向活塞单元容纳部10A内供给工作流体。因此,来自高压侧配管用导管12的工作流体沿图3的箭头F所示的方向供给至低压侧配管用导管14。之后,在不对吸引子24、柱塞28进行励磁的情况下,柱塞28的球阀34因螺旋弹簧30的作用力而与排出通路36b的开口端抵接,从而阀体42与阀座10V抵接,进而阻挡来自高压侧配管用导管12的工作流体。
保持用环部件44不限定于这种例子,例如,如图7(B)中放大表示,也可以形成具有槽54GA以及54GB的保持用环部件54。图7(A)所示的保持用环部件44具有相对形成的槽44G,但在图7(B)所示的例子中,形成于一方环状面的槽54GA和形成于另一方环状面的槽54GB不相对,而是以具有规定的圆周角的方式形成于偏置的位置。由此,保持用环部件54的与槽54GA以及54GB对应的位置的厚度与图7(A)所示的例子相比较大,从而提高保持用环部件54的弯曲刚性。
保持用环部件54由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金或者陶瓷而制成环状。保持用环部件54在中央部具有供阀体42的小径部42B插入的贯通孔54a。另外,保持用环部件54在厚度方向的两端面分别具有环状面。沿各环状面的圆周方向并以120°间隔,在三个位置形成有沿径向横跨各环状面的槽54GA以及54GB。另外,在保持用环部件54的外周部的与槽54GA以及54GB对应的位置,在三个位置实施了形成平坦面的倒角54C。
并且,保持用环部件不限定于图7(A)以及图7(B)所示的例子,例如,也可以是图7(C)中放大表示的那样的保持用环部件64。
保持用环部件64由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金或者陶瓷制成环状。保持用环部件64在中央部具有供阀体42的小径部42B插入的贯通孔64a。保持用环部件64在厚度方向的两端面且分别在三个位置相对形成有宽度比槽44G的宽度宽的槽64G。槽64G沿各环状面的圆周方向以120°的间隔形成,并沿径向横跨环状面。在槽64G形成有贯通孔64H。
因此,图7(A)~图7(C)所示的保持用环分别具有防止所谓液封、防止阀体42的蠕变(防止松动)、防止与限位部10S的贴附等多种功能。
图8中简要表示本发明的控制阀的另外一个例子的结构和配管用导管。
图8中,控制阀例如是常闭型电磁阀,配置于空调设备内的制冷剂回路的配管。图2所示的电磁阀的活塞单元构成为具备圆筒形的活塞部件36、阀体42、以及保持用环部件44,但在图8所示的例子中,电磁阀的活塞单元具备作为实心轴的活塞部件48、阀体42、以及保持用环部件44。此外,图8中,对于图2所示的例子的相同的构成要素标注相同的符号进行表示,并省略其重复说明。
电磁阀包括如下主要元素而构成:能够移动地配置在柱塞管26内的活塞单元;与柱塞管26的一端结合的阀主体部50;以及配置于柱塞管26的外周部且选择性地对后述的吸引子24以及活塞单元进行励磁的电磁线圈单元。
电磁线圈单元包括如下主要元素而构成:配置于柱塞管26的外周部的线圈部20;封闭柱塞管26的一端的吸引子24;以及覆盖线圈部20且将该线圈部20容纳在内侧的外壳16。线圈部20经由导线22而与图示省略的驱动控制部电连接。在吸引子24的一方的端面,承接有螺旋弹簧30的一端。螺旋弹簧30配置在吸引子24的一方的端面与活塞部件48的凹部的底部之间,向远离吸引子24的方向、即阀主体侧对活塞部件48进行施力。
阀主体部50由金属材料、例如黄铜、不锈钢、铝合金等制成,在内侧具有容纳活塞单元的活塞单元容纳部50A。在活塞单元容纳部50A,形成有:在与活塞部件48的中心轴线大致正交的轴线上连接作为第一通路的高压侧配管用导管12的一端的入口端口50PI;以及在与活塞部件48的中心轴线共用的轴线上连接作为第二通路的低压侧配管用导管14的一端的出口端口50PE。
在活塞单元容纳部50A的内周部的出口端口50PE的开口端部,形成有环状的阀座50V。作为密封部件的阀体42选择性地抵接阀座50V的圆弧状的前端。在与阀座50V相连的周围,形成有平坦的限位部50S。限位部50S在与阀座50V的基端共用的平面上形成。由此,在压下活塞部件48的情况下,通过将保持用环部件44抵接于限位部50S,来将被压下的活塞部件48的下端定位于规定位置。
因此,后述的活塞单元的驱动机构构成为包括电磁线圈单元和螺旋弹簧30。
活塞单元构成为包括:能够移动地配置在上述的阀主体部50的活塞单元容纳部50A内的活塞部件48;保持于活塞部件48的第一凹部48C的作为密封部件的阀体42;以及卡定于阀体42且将阀体42保持于活塞部件48的第一凹部48C的保持用环部件44。
实心轴的活塞部件48例如由磁性材料制成,如图8所示,在一方的端部的内部具有供螺旋弹簧30的另一端插入的孔。
在活塞部件48的另一个端部,形成有供阀体42插入的环状的第一凹部48C。第一凹部48C的内周部的最大直径Dc以具有规定的缝隙的方式设定为比阀体42的最大直径稍大。最大直径Dc设定为比阀主体部50的限位部50S的垂下部的绕阀主体部50的中心轴线的直径Db小。由此,活塞部件48的按压力不对保持用环部件44作用弯曲力矩,而是经由保持用环部件44由阀主体部50的限位部50S承接,从而不会使后述的铆接部48E破损,并且避免阀体42的蠕变的增大。
并且,在第一凹部48C的周缘,形成有具有比第一凹部48C的内周部的最大直径Dc大的直径的环状的第二凹部48D。在第二凹部48D,插入有保持用环部件44。
保持用环部件44由形成于活塞部件48的前端变细部的铆接部48E卡定,从而保持于第二凹部48D。铆接部48E在整周范围形成。此外,对于铆接部48E而言,阀体42以及保持用环部件44在依次安装于第一凹部48C、第二凹部48D后,通过冲压加工而具有规定的铆接余量地形成。此时,铆接部48E的一部分被压入保持用环部件44的各槽44G内。
铆接部48E的前端的绕活塞部件48的中心轴线的直径Da设定为比上述的直径Db大。由此,如图8所示,活塞单元在出口端口50PE为关闭状态的情况下,没有铆接部48E的前端与阀主体部50的限位部50S的垂下部干涉的可能。此外,铆接部48E不限定于这种例子,例如也可以在沿圆周方向分隔的多个位置分别独立地形成。
这种结构中,在不由线圈部20对吸引子24、活塞部件48进行励磁的情况下,如图8所示,通过将阀体42抵接于阀座50V,来阻挡来自高压侧配管用导管12的流体。另一方面,在由线圈部20对吸引子24、活塞部件48进行励磁的情况下,吸引子24以及活塞部件48因相互的吸引力而接近,活塞部件48的阀体42克服螺旋弹簧30的作用力而远离阀座50V。此时,向活塞单元容纳部50A内供给工作流体。因此,来自高压侧配管用导管12的工作流体沿图8的箭头F所示的方向供给至低压侧配管用导管14。之后,在不对吸引子24、活塞部件48进行励磁的情况下,阀体42因螺旋弹簧30的作用力而与阀座50V抵接,从而阻挡来自高压侧配管用导管12的工作流体。
此外,上述的图7(A)~图7(C)所示的例子中,保持用环部件的槽在环状面中形成于三个位置或者四个位置,但并不限定于这种例子,槽也可以设于至少一个位置或者五个位置以上。
另外,上述的例子中,本申请发明的控制阀的一个例子应用于具备活塞部件的电磁阀,但并不限定于这种例子,例如也可以应用于专利文献3所示的具有阀体支架的先导式电磁阀,该阀体支架在轴心部具有先导式孔。
Claims (7)
1.一种控制阀,其特征在于,具备:
阀主体部,其具有与第一通路连接的入口端口、和与第二通路连接的出口端口,并且具备容纳部,该容纳部与该入口端口以及该出口端口连通,且能够移动地容纳对该出口端口进行开闭控制的活塞单元;以及
活塞单元驱动机构,其使上述活塞单元进行开闭控制上述出口端口的动作,
上述活塞单元具有:密封部件,其选择性地与形成于上述出口端口的周缘的阀座抵接;以及保持用环部件,其是与该密封部件卡合且保持该密封部件的保持用环部件,在与该密封部件抵接的端部具有与上述阀主体部的容纳部以及形成于该密封部件的周围的缝隙连通的槽、以及与该槽相连的通路。
2.根据权利要求1所述的控制阀,其特征在于,
上述保持用环部件在外周部具有在相对的端面分别形成的沿径向延伸的至少一个槽、以及与在周围形成通路的该槽相连的倒角部。
3.根据权利要求1所述的控制阀,其特征在于,
上述保持用环部件在相对的端面分别具有沿径向延伸的至少一个槽,并在该槽具有沿厚度方向贯通的贯通孔。
4.根据权利要求2或3所述的控制阀,其特征在于,
上述活塞单元具备活塞部件,该活塞部件与形成于上述出口端口的周缘的阀座相对地具有分别容纳上述密封部件以及上述保持用环部件的第一凹部以及第二凹部,上述密封部件的外周部与该活塞部件的第一凹部的内周部之间的缝隙与上述保持用环部件的槽以及上述倒角部连通。
5.根据权利要求4所述的控制阀,其特征在于,
上述密封部件的环状部的一部分插入于上述保持用环部件的槽的一部分,并且上述活塞部件的第二凹部的周缘的一部分被压入与该保持用环部件的槽的一部分相连的其它部分。
6.根据权利要求4所述的控制阀,其特征在于,
在上述活塞单元使上述出口端口成为关闭状态的情况下,上述保持用环部件与限位部抵接,该限位部与形成于上述出口端口的周缘的阀座相连。
7.根据权利要求6所述的控制阀,其特征在于,
上述阀主体部的限位部的垂下部的绕该阀主体部的中心轴线的直径设定为比上述活塞部件的第一凹部的内周部的最大直径大。
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