JP6475197B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍サイクルなどに使用する弁装置に関し、詳細には、ガイド部に沿って移動して流体の流れを制御する弁を備えた移動部材と、前記移動部材に設けられてガイド部内に嵌合されたシール部とを備えた弁装置に関する。

従来、この種の弁装置として、例えば特開２０００−３２０７１１号公報（特許文献１）、特開２０１２−２２９８８６号公報（特許文献２）及び特開２０１５−２５５０７号公報（特許文献３）に開示されたものがある。

特許文献１のものは、冷凍サイクルにおいて、流体の双方向の流れに対してその流量を制御するコントロール弁であり、円筒状の固定スリーブ部材（ガイド部）に可動スリーブ部材（移動部材）を設け、この可動スリーブ部材に備えられた弁本体により弁ポートを開閉するものである。そして、可動スリーブ部材に設けたパッキンとばねからなるシール部により、圧力バランス用の背圧室と弁室との間の圧力流体漏れを防止するものである。

特許文献２のものは、冷凍サイクルにおいて、蒸発器の出口側配管の温度と冷媒の蒸発圧力とに応じて弁ポートの開度を変化させることで過熱度制御を行う温度膨張弁である。そして、弁ポートを開閉する弁体（移動部材）は、弁ハウジングのガイド孔内に配設されるとともに、弁体にはシール部材が設けられ、このシール部材は、ガイド孔内にて蒸発圧力を導入する均圧室と第１ポートとの間をシールしている。また、シール部材は、パッキンと板バネとで構成されている。

特許文献３のものは、冷凍サイクルにおいて冷媒の流れ方向を切り換える四方切換弁（流路切換弁）であり、円筒状の弁ハウジング内で移動可能にしたピストン弁（移動部材）に、弁座に対向する弁体（弁）を備えており、ピストン弁に冷媒の差圧を作用させることでピストン弁を移動して、流路を切り換える。また、ピストン弁のピストンは、弁ハウジングの内周に摺接するパッキン及び菊ばね（板ばね）等で構成されている。

特開２０００−３２０７１１号公報 特開２０１２−２２９８８６号公報 特開２０１５−２５５０７号公報

上述した従来の弁装置は、いずれも円筒状のガイド部内で、弁を備えた移動部材を移動させるもので、かつ、移動部材に設けたシール部の両側の空間の流体の差圧を移動部材に作用させる構造である。そして、シール部が、ガイド部の内周面に摺接するものである。したがって、このような弁装置では、シール部におけるシール性を確保するとともに、ガイド部に対するシール部の摺動抵抗を移動部材の作動に支障のない程度にする必要がある。

なお、特許文献２には、放射状に拡がった凸歯形状部を有する板バネが開示され、この凸歯形状部の弾性力によりパッキンのリム部をガイド孔の内周面に押圧するようにしている。しかしながら、この特許文献２における板バネの凸歯形状部の幅は、この凸歯形状部の間の隙間の幅より小さいため、パッキンのリム部に十分な弾性力を加えることが困難であり、シール性という点で改良の余地がある。また、板バネの押圧力が強すぎるとガイド孔に対するパッキンの摺動抵抗が大きくなって作動しなくなる虞がある。

本発明は、ガイド部に沿って移動して流体の流れを制御する弁を備えた移動部材と、移動部材に設けられてガイド部内に嵌合されたシール部とを備えた弁装置において、ガイド部に対する、シール部のシール性と、摺動抵抗を最適化することを課題とする。

請求項１の弁装置は、円筒形状のガイド部と、前記ガイド部の軸線に沿って移動して流体の流れを制御する弁を備えた移動部材と、前記移動部材に設けられるとともに前記ガイド部内に嵌合されたシール部と、を備え、前記ガイド部内における前記シール部の軸線方向の両側の空間の前記流体の差圧を前記移動部材に作用させる弁装置において、前記シール部が、前記ガイド部の内周面に摺接するリム部と前記移動部材により保持される基部とからなるＬパッキンと、前記Ｌパッキンの内側に配設されて前記リム部を前記ガイド部の内周面側に押圧する板ばねと、を備え、前記板ばねは、前記移動部材に保持される基板部と、前記基板部の外周に放射状に形成されて前記Ｌパッキンの前記リム部を内側から押圧する複数枚の羽根部とから構成されるとともに、前記羽根部と前記基板部との境界の部分の第１曲げ部と、前記第１曲げ部より外側で前記リム部に当接する第２曲げ部とを有し、前記羽根部が１２枚乃至２０枚であり、かつ、前記羽根部の幅が前記羽根部の間の隙間部の幅より大きく、ｎ枚の前記羽根部の前記第２曲げ部の端点がなす２ｎ角形の頂点により前記Ｌパッキンの前記リム部を押圧していることを特徴とする。

請求項２の弁装置は、請求項１に記載の弁装置であって、前記隙間部の幅［α′］と前記羽根部の幅［β］とが、
α′≦β≦２．１・α′
の関係にあることを特徴とする。

請求項３の弁装置は、請求項１または２に記載の弁装置であって、前記第１曲げ部が前記羽根部の側部の直線部に形成されていることを特徴とする。

請求項４の弁装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の弁装置であって、前記羽根部の付け根の間の前記隙間部の低部が円弧部となっていることを特徴とする。

請求項５の弁装置は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の弁装置であって、前記羽根部の枚数が奇数枚であることを特徴とする。

請求項６の弁装置は、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の弁装置であって、前記移動部材が、弁体と連結部とから構成され、前記Ｌパッキンの前記基部及び前記板ばねの前記基板部が、前記弁体と前記連結部とにより挟まれて、前記シール部が前記移動部材に挟持されていることを特徴とする。

請求項７の弁装置は、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の弁装置であって、前記シール部が、一対の前記板ばねと、一対の前記Ｌパッキンと、前記一対のＬパッキンの間に介在される補強板とを備え、前記一対のＬパッキンは、一対の前記リム部が前記軸線方向の互いに外側に向けて配置されるとともに、一対の前記基部により前記補強板を挟むようにして、前記シール部が前記移動部材に挟持されていることを特徴とする。

請求項１または２の弁装置によれば、板ばねはｎ枚の羽根部により２ｎ角形の頂点でＬパッキンのリム部を押圧している。第２曲げ部の各端点は、Ｌパッキンのリム部の内面に対して、円周上の略均等に位置する押圧点となるとともに、羽根部の幅が隙間部の幅より大きくなり、かつ、羽根部の枚数が１２枚乃至２０枚であるので、羽根部の幅［β］を確保して、リム部に対して十分な押圧力を得ることができ、シール性を確保できる。

請求項３の弁装置によれば、請求項１または２の効果に加えて、シール部の摺動時にＬパッキンから抗力を受けても羽根部にねじり等の応力がかからず、繰り返し摺動しても耐久性を維持できる。

請求項４の弁装置によれば、請求項１乃至３のいずれか一項の効果に加えて、隙間部の低部が円弧部となっているので、この隙間部から亀裂等が生じることもなく、板ばねの強度を確保することができる。

請求項５の弁装置によれば、請求項１乃至４のいずれか一項の効果に加えて、羽根部の枚数が奇数枚であるので、羽根部が当接する位置と当接しない位置とが軸線に対して対称にならない３点支持構造となり、ガイド部内でシール部が傾き難く、均一にシールすることができる。

請求項６の弁装置によれば、請求項１乃至５のいずれか一項の効果に加えて、シール部が弁体と連結部とにより挟持されているので、移動部材に対して、シール部を簡単な構造で保持することができる。

請求項７の弁装置によれば、請求項１乃至６のいずれか一項の効果に加えて、シール部の一対のＬパッキンにより、ガイド部の内周面と弁部材の外周面との間を確実にシールすることができる。

本発明の実施形態の弁装置としての電動弁の弁閉状態の縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 実施形態における第１実施例の板ばねの展開状態の平面図である。 第１実施例の板ばねとＬパッキンとの組み付け状態の平面図及び断面図である。 実施形態における第２実施例の板ばねの展開状態の平面図である。 第２実施例の板ばねとＬパッキンとの組み付け状態の平面図及び断面図である。 実施形態における第３実施例の板ばねの展開状態の平面図である。 第３実施例の板ばねとＬパッキンとの組み付け状態の平面図及び断面図である。 第１乃至第３実施例の板ばねの第１曲げ部と円弧部を説明する図である。

次に、本発明の弁装置の実施形態を図面を参照して説明する。図１は実施形態の弁装置としての電動弁の弁閉状態の縦断面図、図２は図１の要部拡大図である。なお、以下の説明における「上下」の概念は図１の図面における上下に対応する。この実施形態の電動弁は、略円筒形状の弁ハウジング１を有しており、弁ハウジング１には弁室１Ａが形成されている。また、弁ハウジング１には、側面から弁室１Ａに連通する継手管１１が取り付けられるとともに、下端部に弁座部材１３が取り付けられている。弁座部材１３の中央には円形の弁ポート１３ａが形成されるとともに、弁ポート１３ａの開口周囲にすり鉢状の着座面１３ｂが形成されている。また、弁座部材１３には弁ポート１３ａに連通するように弁室１Ａの軸線Ｘ方向に継手管１２が取り付けられている。

弁室１Ａ内には、弁ハウジング１の上端から内挿された中空多段円筒状の弁ガイド部材２が配設されている。この弁ガイド部材２は、軸線Ｘを中心軸として、弁ポート１３ａ側に位置する小径で円筒形状のガイド部２１と、ガイド部２１より径の大きな中径円筒部２２と、弁ハウジング１の上端に嵌め込まれた大径の取付け部２３とが、一体に形成されたものである。ガイド部２１内には「移動部材」としてのピストン状の弁部材３が軸線Ｘ方向に移動可能に配設されている。そして、弁部材３の一部が弁ガイド部材２内に収容されることにより、弁ガイド部材２の内空間が区画され、弁ガイド部材２内に弁部材３に対する背圧室２Ａが形成されている。

弁部材３は、全体として略円柱形状に形成されており、この弁部材３は、略円柱状の「弁」としての弁体３Ａと後述のステッピングモータ７に連結する連結部３Ｂとを有している。弁体３Ａは、着座面１３ｂと対向する円柱形状の円柱部３１と、円柱部３１より径の小さなボス部３２とを有している。そして、この弁体３Ａには、その中央に連結穴３ａが形成されている。連結部３Ｂは、弁体３Ａの連結穴３ａに嵌合する連結軸３３と、ボス部３２と同径で略円柱形状をしたボス部３４とを有している。そして、弁体３Ａと連結部３Ｂとは、ボス部３２とボス部３４との間に後述のシール部４を挟み込んだ状態で、固着されている。すなわち、弁体３Ａの連結穴３ａ内に連結部３Ｂの連結軸３３が嵌合され、連結軸３３の下端部と円柱部３１の下端部において溶接することにより、互いに固着されている。また、連結部３Ｂには、連結軸３３の中央に弁ポート１３ａ側から上方に延びる均圧路３ｂと、この縦の均圧路３ｂに連なって背圧室２Ａに開口する均圧路３ｃとを有している。そして、この均圧路３ｂ，３ｃは、弁ポート１３ａと背圧室２Ａとを導通している。

弁ガイド部材２の上部にはフランジ金具５１によって支持部材５が固着されており、この支持部材５には軸線Ｘ方向に挿通孔５２が形成されるとともに、挿通孔５２と後述のケース７２内とを導通する導通孔５３が形成されている。挿通孔５２には円筒状の弁ホルダ６が軸線Ｘ方向に移動可能に挿通され、この弁ホルダ６の下端部に弁部材３が固着されている。また、弁ホルダ６は、後述するステッピングモータ７のロータ軸７１に係合している。すなわち、ロータ軸７１の下端部のフランジ部７１ａが弁ホルダ６の上端の保持部６１と共にワッシャ６２を挟み込み、ロータ軸７１の下端部に弁ホルダ６が回転可能に係合されている。これにより、弁ホルダ６及び弁部材３がロータ軸７１によって回転可能に吊り下げた状態で支持されている。なお、弁ホルダ６内には、バネ受け６３と連結部３Ｂのボス部３４との間に圧縮コイルバネ６４が配設されている。ロータ軸７１には雄ねじ部７１ｂが形成されており、この雄ねじ部７１ｂは支持部材５に形成された雌ねじ部５ａに螺合されている。これにより、ロータ軸７１は回転に伴って軸線Ｘ方向に移動する。

弁ハウジング１の上部には、ステッピングモータ７が取り付けられている。ステッピングモータ７は、前記ロータ軸７１、ケース７２、マグネットロータ７３、ステータコイル７４で構成されている。ケース７２内には、外周部を多極に着磁されたマグネットロータ７３が回転可能に設けられ、このマグネットロータ７３にはロータ軸７１が固着されている。なお、ケース７２の天井部にはマグネットロータ７３の突起７３ａに連動してマグネットロータ７３の回転を規制する回転ストッパ機構８が設けられている。また、ケース７２の外周には、ステータコイル７４が配設されており、ステッピングモータ７は、ステータコイル７４にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてマグネットロータ７３を回転させる。

以上の構成により、ステッピングモータ７の駆動により、マグネットロータ７３及びロータ軸７１が回転し、ロータ軸７１の雄ねじ部７１ｂと支持部材５の雌ねじ部５ａとのネジ送り機構により、ロータ軸７１が軸線Ｘ方向に移動する。これにより、弁部材３が軸線Ｘ方向に移動し、弁部材３は弁ガイド部材２のガイド部２１にガイドされて、この弁部材３が着座面１３ｂに対して離座／着座する。これにより、弁ポート１３ａが開閉される。そして、弁部材３の軸線Ｘ方向の位置（リフト量）に応じて弁ポート１３ａの開度が制御され、弁ポート１３ａを流れる流体の流量が制御される。このように、弁部材３がガイド部２１にガイドされるとき、シール部４はガイド部２１のガイド面２１ａに沿って摺動する。

この実施形態の電動弁は、流体（冷媒）が継手管１１から流入して継手管１２から流出する第１の流れ（図１の実線の矢印の流れ）と、流体が継手管１２から流入して継手管１１から流出する第２の流れ（図１の破線の矢印の流れ）との、２通りの流れの制御に用いられる。継手管１１に連通する弁室１Ａの圧力は、弁部材３の円柱部３１とガイド部２１とのクリアランスを介してガイド部２１内のシール部４の下方の空間に導入される。また、継手管１２に連通する弁ポート１３ａの圧力は、弁部材３の均圧路３ｂ，３ｃを介して背圧室２Ａ（シール部４の上方の空間）に導入される。シール部４は、このシール部４の下方の空間と背圧室２Ａとの間をシールしている。

そして、第１の流れのときは、弁ポート１３ａの低圧が均圧路３ｂ，３ｃを介して背圧室２Ａに導入される。また、第２の流れのときは、弁ポート１３ａ側の高圧が均圧路３ｂ，３ｃを介して背圧室２Ａに導入される。したがって、弁部材３に対して弁ポート１３ａと背圧室２Ａとの両側から同じ圧力が作用する。これにより、流体の高圧と低圧との差圧による力は弁部材３に対して軸線Ｘ方向で相殺され、圧力バランスが保たれる。

このように、実施形態の電動弁は、円筒形状のガイド部２１と、ガイド部２１の軸線Ｘに沿って移動する弁部材３（移動部材）と、弁部材３に設けられるとともにガイド部２１内に嵌合されたシール部４とを備えている。また、弁部材３が備えている円柱部３１（弁）は、弁ポート１３ａの開度を制御することで流体の流量、すなわち、流体の流れを制御している。そして、この電動弁は、ガイド部２１内におけるシール部４の軸線Ｘ方向の両側の空間の流体の差圧を弁部材３に作用させる弁装置である。

図２に示すように、シール部４は、薄手の金属板からなる一対の第１実施例の板ばね４１，４１と、フッ素樹脂、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡ製の一対のＬパッキン４５，４５と、金属板からなる円環状の補強板４６とで構成されている。そして、Ｌパッキン４５，４５の間に補強板４６を挟み込んで、Ｌパッキン４５，４５の内側に板ばね４１，４１が嵌め込まれている。また、板ばね４１、Ｌパッキン４５、補強板４６は、それぞれ中央に開口を有しており、その開口に連結部３Ｂの連結軸３３が貫通され、弁部材３の弁体３Ａ側のボス部３２と連結部３Ｂ側のボス部３４とで、板ばね４１，４１を押さえ付けるようにして、シール部４が弁部材３に取り付けられている。

Ｌパッキン４５は、切削加工により形成されており、円環状の基部４５ａと、基部４５ａの外周からこの基部４５ａと略直角となる方向（軸線Ｘ方向）に立設されたリム部４５ｂとで構成されている。リム部４５ｂはガイド部２１のガイド面２１ａに押圧されて摺接する部分であり、このシール部４とガイド面２１ａとの間をシールする。基部４５ａは板ばね４１と補強板４６（及びボス部３２またはボス部３４）によって挟み込まれる部分である。

板ばね４１は、ＳＵＳ等の金属板のプレス加工により形成されており、略円環状の基板部４１ａと、基板部４１ａの外周からこの基板部４１ａと略直角となる方向（軸線Ｘ方向）に立設された羽根部４１ｂとで構成されている。羽根部４１ｂはＬパッキン４５のリム部４５ｂを内側から押圧する部分である。基板部４１ａはＬパッキン４５の基部４５ａとボス部３２またはボス部３４によって挟み込まれる部分である。

図３は第１実施例の板ばね４１の展開状態の平面図、図４は第１実施例の板ばね４１とＬパッキン４５の組み付け状態を示す平面図及び一部断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）におけるＡ−Ａ断面である。図に示すように、板ばね４１は、基板部４１ａの外周に１２枚の羽根部４１ｂを有している。この羽根部４１ｂは基板部４１ａの外周に放射状に形成されており、それぞれ隣接する羽根部４１ｂ，４１ｂの間に１２個の隙間部４１ｃを有している。そして、図３に示す第１折り曲げ線と第２折り曲げ線で羽根部４１ｂをそれぞれ折り曲げることにより、羽根部４１ｂと基板部４１ａとの境界の部分の第１曲げ部４１ｂ１と、この第１曲げ部４１ｂ１より外側の第２曲げ部４１ｂ２とが形成されている。なお、図３は展開状態を示しているが、第１曲げ部４１ｂ１と第２曲げ部４１ｂ２を太実線で図示してある。

図４に示す板ばね４１の組み付け状態では、組み付け前の状態から第１曲げ部４１ｂ１の箇所がさらに曲がるようにして、当該板ばね４１の弾性復元力に抗して板ばね４１はＬパッキン４５内に組み付けられている。そして、図４（Ａ）に示すように、第２曲げ部４１ｂ２の両端の端点Ｐ，ＰがＬパッキン４５のリム部４５ｂの内面に当接されている。また、第１曲げ部４１ｂ１はＬパッキン４５のリム部４５ｂより内側（軸線Ｘ側）で基部４５ａ上に位置している。

ここで、図３に示すように、隙間部４１ｃにおける隣接する２つの第２曲げ部４１ｂ２，４１ｂ２の端点Ｐ，Ｐの距離を「隙間部４１ｃの幅」とし、第２曲げ部４１ｂ２の長さを「羽根部４１ｂの幅」とする。そして、この第１実施例では、隙間部４１ｃの幅［α１］と羽根部４１ｂの幅［β１］とは、
α１＝０．７７ｍｍ、
β１＝１．１５ｍｍ＝１．５・α１
であり、
α１≦β１≦１．５・α１
の関係にある。すなわち、羽根部４１ｂの幅［β１］と隙間部４１ｃの幅［α１］は略同程度となっている。さらに、羽根部４１ｂは第１曲げ部４１ｂ１で折り曲げられているので、図４の状態では、隙間部４１ｃの幅は［α１］より僅かに小さな［α１′］となる。もちろん［β１］は変化しない。

この折り曲げられた状態でも、隙間部４１ｃの幅［α１′］と羽根部４１ｂの幅［β１］とは略同程度となっている。この第１実施例では、
α１′＝０．５８ｍｍ、
β１＝１．１５ｍｍ＝１．９８・α１′
であり、
α１′≦β１≦２．１・α１′
の関係にある。
そして、各第２曲げ部４１ｂ２の端点Ｐは、２４角形の２４個の頂点となって、Ｌパッキン４５のリム部４５ｂの内面に当接している。これにより、１２枚の羽根部４１ｂは、このリム部５４ｂを内側から略均等に半径方向外側に押圧する。すなわち、板ばね４１は周回りに略均等な位置にある２４個の多数点でリム部５４ｂを押圧する。

図５は第２実施例の板ばね４２の展開状態の平面図、図６は第２実施例の板ばね４２とＬパッキン４５の組み付け状態を示す平面図及び一部断面図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）におけるＡ−Ａ断面である。なお、以下の第２実施例の板ばね４２及び第３実施例の板ばね４３と第１実施形態の板ばね４１との違いは、羽根部の枚数と羽根部の幅（第２曲げ部の長さ）であり、その他の構造は第１乃至第３実施例で共通である。例えば、第１折り曲げ線の位置（中心からの半径）は、第１乃至第３実施例で同一である。

この第２実施例の板ばね４２は、基板部４２ａの外周に１５枚の羽根部４２ｂを有している。この羽根部４２ｂは基板部４２ａの外周に放射状に形成されており、それぞれ隣接する羽根部４２ｂ，４２ｂの間に１５個の隙間部４２ｃを有している。そして、図５に示す第１折り曲げ線と第２折り曲げ線で羽根部４２ｂをそれぞれ折り曲げることにより、図６（Ｂ）に示すように、羽根部４２ｂと基板部４２ａとの境界の部分の第１曲げ部４２ｂ１と、この第１曲げ部４２ｂ１より外側の第２曲げ部４２ｂ２とが形成されている。また、板ばね４２はＬパッキン４５内に組み付けられ、図６（Ａ）に示すように、第２曲げ部４２ｂ２の両端の端点Ｐ，ＰがＬパッキン４５のリム部４５ｂの内面に当接されている。また、第１曲げ部４２ｂ１はＬパッキン４５のリム部４５ｂより内側（軸線Ｘ側）で基部４５ａ上に位置している。

この第２実施例の板ばね４２は、図５に示すように、隙間部４２ｃの幅［α２］と、羽根部４２ｂの幅［β２］（第２曲げ部４２ｂ２の長さ）とは、
α２＝０．７６ｍｍ、
β２＝０．９３ｍｍ＝１．２２・α２
であり、
α２≦β２≦１．５・α２
の関係にある。すなわち、羽根部４２ｂは略［β２］の幅を有し、隙間部４２ｃは略［α２］の幅を有している。そして、この羽根部４２ｂの幅と隙間部４２ｃの幅は略同程度となっている。さらに、羽根部４２ｂは第１曲げ部４２ｂ１で折り曲げられているので、図６の状態では、隙間部４２ｃの幅は［α２］より僅かに小さな［α２′］となる。

この折り曲げられた状態でも、隙間部４２ｃの幅［α２′］と羽根部４２ｂの幅［β２］とは略同程度となっている。この第２実施例では、
α２′＝０．４５ｍｍ、
β２＝０．９３ｍｍ＝２．０７・α２′
であり、
α２′≦β２≦２．１・α２′
の関係にある。
そして、各第２曲げ部４２ｂ２の端点Ｐは、３０角形の３０個の頂点となって、Ｌパッキン４５のリム部４５ｂの内面に当接している。これにより、１５枚の羽根部４２ｂは、このリム部４５ｂを内側から略均等に半径方向外側に押圧する。すなわち、板ばね４２は周回りに略均等な位置にある３０個の多数点でリム部４５ｂを押圧する。

図７は第３実施例の板ばね４３の展開状態の平面図、図８は第３実施例の板ばね４３とＬパッキン４５の組み付け状態を示す平面図及び一部断面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）におけるＡ−Ａ断面である。

この第３実施例の板ばね４３は、基板部４３ａの外周に２０枚の羽根部４３ｂを有している。この羽根部４３ｂは基板部４３ａの外周に放射状に形成されており、それぞれ隣接する羽根部４３ｂ，４３ｂの間に２０個の隙間部４３ｃを有している。そして、図７に示す第１折り曲げ線と第２折り曲げ線で羽根部４３ｂをそれぞれ折り曲げることにより、図８（Ｂ）に示すように、羽根部４３ｂと基板部４３ａとの境界の部分の第１曲げ部４３ｂ１と、この第１曲げ部４３ｂ１より外側の第２曲げ部４３ｂ２とが形成されている。また、板ばね４３はＬパッキン４５内に組み付けられ、図８（Ａ）に示すように、第２曲げ部４３ｂ２の両端の端点Ｐ，ＰがＬパッキン４５のリム部４５ｂの内面に当接されている。また、第１曲げ部４３ｂ１はＬパッキン４５のリム部４５ｂより内側（軸線Ｘ側）で基部４５ａ上に位置している。

この第３実施例の板ばね４３は、図７に示すように、隙間部４３ｃの幅［α３］と、羽根部４３ｂの幅［β３］（第２曲げ部４３ｂ２の長さ）とは、
α３＝０．５１ｍｍ、
β３＝０．６３ｍｍ＝１．２４・α３
であり、
α３≦β３≦１．５・α３
の関係にある。すなわち、羽根部４３ｂは略［β３］の幅を有し、隙間部４３ｃは略［α３］の幅を有している。そして、この羽根部４３ｂの幅と隙間部４３ｃの幅は略同程度となっている。さらに、羽根部４３ｂは第１曲げ部４３ｂ１で折り曲げられているので、図８の状態では、隙間部４３ｃの幅は［α３］より僅かに小さな［α３′］となる。

この折り曲げられた状態でも、隙間部４３ｃの幅［α３′］と羽根部４３ｂの幅［β３］とは略同程度となっている。この第３実施例では、
α３′＝０．４０ｍｍ、
β３＝０．６３ｍｍ＝１．５８・α３′
であり、
α３′≦β３≦２．１・α３′
の関係にある。
そして、各第２曲げ部４３ｂ２の端点Ｐは、４０角形の４０個の頂点となって、Ｌパッキン４５のリム部４５ｂの内面に当接している。これにより、２０枚の羽根部４３ｂは、このリム部４５ｂを内側から略均等に半径方向外側に押圧する。すなわち、板ばね４３は周回りに略均等な位置にある４０個の多数点でリム部４５ｂを押圧する。

以下、各実施例の［β１，β２，β３］を［β］、［α１′，α２′，α３′］を［α′］とする。各実施例の板ばね４１，４２，４３は、ｎ枚の羽根部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂにより、２ｎ角形の頂点でＬパッキン４５のリム部４５ｂを押圧している。すなわち、第２曲げ部４１ｂ２，４２ｂ２，４３ｂ２の各端点Ｐ，Ｐは、Ｌパッキン４５のリム部４５ｂの内面に対して、円周上の押圧点となっている。そして、α′≦β≦２．１・α′とすることで、各押圧点は、円周上において略均等に位置し、これにより、シール性が確保される。すなわち、端点Ｐ，Ｐの間隔（多角形の辺の長さ）が極端に大きくなると、この端点Ｐ，Ｐの中央の位置でリム部４５ｂがガイド面２１ａから浮いて漏れを生じる可能性があるが、各実施例では、このようなことを防止できている。

また、各実施例では、羽根部の幅［β］は隙間部の幅［α′］に対して、
β＞α′
となっている。すなわち、羽根部４１ｂ，４２ｂ，４３ｂの幅は隙間部４１ｃ，４２ｃ，４３ｃの幅より広くなっている。このように、α≦βで、かつ、羽根部の枚数を１２枚乃至２０枚とすることで、羽根部の幅［β］を確保して、リム部４５ｂに対して十分な押圧力（弾性力）を得ることができ、シール性を確保できる。

また、例えば第１実施例について説明すると、図９に示すように、板ばね４１において、基板部４１ａ及び羽根部４１ｂと、隙間部４１ｃとの境界線は、円弧部と直線部とで構成されている。そして、第１曲げ部４１ｂ１は、円弧部から外れて直線部に形成されている。したがって、摺動時にＬパッキン４５から抗力を受けても羽根部４１ｂにねじり等の応力がかからず、繰り返し摺動しても耐久性を維持できる。さらに、隙間部４１ｃの低部（羽根部４１ｂ，４１ｂの付け根の間）が円弧部となっているので、この隙間部４１ｃから亀裂等が生じることもなく、板ばね４１の強度を確保することができる。

また、第２実施例の板ばね４２のように羽根部の枚数を奇数枚とすると、羽根部４２ｂが当接する位置と当接しない位置とが軸線Ｘに対して対称にならない３点支持構造となる。すなわち、羽根部４２ｂがリム部４５ｂを押圧する力はリム部４５ｂの多少の弾性変形により端点Ｐから第２曲げ部４２ｂ２の中側にも多少分散するので、軸線Ｘに対する複数の羽根部４２ｂによる当接位置が対称にならず、ガイド部２１内でシール部４が傾き難く、均一にシールすることができる。

また、実施形態では、シール部４を、弁体３Ａと連結部３Ｂとにより挟持されているので、「移動部材」としての弁部材３に対して、シール部４を簡単な構造で保持することができる。

また、Ｌパッキン４５は、シール部４において背合わせ状に一対設けられている。そして、このＬパッキン４５のリム部４５ｂ内が高圧となるとき、この高圧の圧力はリム部４５ｂをガイド面２１ａに押しつけるように作用するため、シール部４は前記第１の流れの時も第２の流れのときも、このシール部４の両側の空間を確実にシールする。

以上の実施例では、羽根部が１２枚、１５枚、２０枚の場合について説明したが、１２枚乃至２０枚の範囲であれば何枚でも、各実施例と同様な作用効果が得られる。

以上の実施形態では電動弁に本発明を適用した例について説明したが、例えば特許文献２に記載の温度膨張弁におけるシール部、あるいは、特許文献３の四方切換弁における、ピストンの菊ばね及びＬパッキンに対して、各実施例の板ばね４１，４２，４３及びＬパッキン４５を適用し、それぞれ本発明の弁装置を構成することもできる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１ 弁ハウジング
２ 弁ガイド部材
２１ ガイド部
２Ａ 背圧室
３ 弁部材
３ｂ 均圧路
３ｃ 均圧路
３Ａ 弁体
３Ｂ 連結部
３１ 円柱部
３２ ボス部
３３ 連結軸
３４ ボス部
４ シール部
４１ 板ばね
４１ａ 基板部
４１ｂ 羽根部
４１ｂ１ 第１曲げ部
４１ｂ２ 第２曲げ部
４２ 板ばね
４２ａ 基板部
４２ｂ 羽根部
４２ｂ１ 第１曲げ部
４２ｂ２ 第２曲げ部
４３ 板ばね
４３ａ 基板部
４３ｂ 羽根部
４３ｂ１ 第１曲げ部
４３ｂ２ 第２曲げ部
４５ Ｌパッキン
４５ａ 基部
４５ｂ リム部
４６ 補強板
Ｘ 軸線

Claims (7)

1. 円筒形状のガイド部と、前記ガイド部の軸線に沿って移動して流体の流れを制御する弁を備えた移動部材と、前記移動部材に設けられるとともに前記ガイド部内に嵌合されたシール部と、を備え、前記ガイド部内における前記シール部の軸線方向の両側の空間の前記流体の差圧を前記移動部材に作用させる弁装置において、
   前記シール部が、前記ガイド部の内周面に摺接するリム部と前記移動部材により保持される基部とからなるＬパッキンと、前記Ｌパッキンの内側に配設されて前記リム部を前記ガイド部の内周面側に押圧する板ばねと、を備え、
   前記板ばねは、前記移動部材に保持される基板部と、前記基板部の外周に放射状に形成されて前記Ｌパッキンの前記リム部を内側から押圧する複数枚の羽根部とから構成されるとともに、前記羽根部と前記基板部との境界の部分の第１曲げ部と、前記第１曲げ部より外側で前記リム部に当接する第２曲げ部とを有し、
   前記羽根部が１２枚乃至２０枚であり、かつ、前記羽根部の幅が前記羽根部の間の隙間部の幅より大きく、ｎ枚の前記羽根部の前記第２曲げ部の端点がなす２ｎ角形の頂点により前記Ｌパッキンの前記リム部を押圧している
   ことを特徴とする弁装置。
2. 前記隙間部の幅［α′］と前記羽根部の幅［β］とが、
   α′≦β≦２．１・α′
   の関係にある
   ことを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
3. 前記第１曲げ部が前記羽根部の側部の直線部に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の弁装置。
4. 前記羽根部の付け根の間の前記隙間部の低部が円弧部となっていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の弁装置。
5. 前記羽根部の枚数が奇数枚であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の弁装置。
6. 前記移動部材が、弁体と連結部とから構成され、前記Ｌパッキンの前記基部及び前記板ばねの前記基板部が、前記弁体と前記連結部とにより挟まれて、前記シール部が前記移動部材に挟持されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の弁装置。
7. 前記シール部が、一対の前記板ばねと、一対の前記Ｌパッキンと、前記一対のＬパッキンの間に介在される補強板とを備え、
   前記一対のＬパッキンは、一対の前記リム部が前記軸線方向の互いに外側に向けて配置されるとともに、一対の前記基部により前記補強板を挟むようにして、前記シール部が前記移動部材に挟持されている
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の弁装置。

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