JP7124229B2 - 電動弁 - Google Patents

Description

本出願は、２０１９年０４月０２日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１０２５９７４０.Ｘであり、発明名称が「電動弁」であり、及び２０１９年０５月０８日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１０３８０５４１.４であり、発明名称が「電動弁」であるという２つの中国特許出願の優先権を主張して、その全ての内容は、援用されることで、本出願に結合される。

本発明は、流体制御という技術分野に関わり、特に、電動弁に関わる。

図１１は、背景技術の電動弁の一部構成を示す模式図である。
図１１の電動弁は、弁座０１と、流体入口０２と、流体出口０３とを含む。
弁座０１は、弁口部０１１を含み、弁体０４は、弁口部０１１に当接され、または、弁口部０１１から離れるように軸方向に移動することで、電動弁の弁口０１２を閉じて、または、開ける。
如何に電動弁の閉弁際の内部漏れを低減させるかということは、当業者が解决しようとする技術問題である。

本発明は、電動弁の閉弁際の内部漏れを低減させるための電動弁を提供することを、目的とする。

本発明の電動弁は、弁ボディ部材と、弁座部材と、弁体部材とを含み、前記弁体部材は、前記弁ボディ部材の内室に設けられており、略管状を呈する弁体を含み、前記弁体は、本体部と、略環状を呈する下段部とを含み、前記弁座部材は、第１密封部を含み、前記下段部の端部は、前記第１密封部に当接され、または、前記第１密封部から離れており、前記弁ボディ部材は、ブッシュ部材を含み、前記弁体部材は、第２密封部を含み、前記第２密封部を介して前記ブッシュ部材に摺り嵌めされ、前記第２密封部は、前記ブッシュ部材の内壁に貼合され、前記電動弁において、前記内室は、前記弁体部材の上方にある第１室を有し、前記弁体部材は、バランス流路を含み、前記下段部が前記第１密封部に当接される際、前記第１室は、前記バランス流路を介して前記電動弁の第１流体ポートと連通し、前記下段部の外径は、前記下段部の上端から前記下段部の下端へ漸減し、前記下段部の外壁と前記下段部の横断面とは、第１鈍角θを有し、且つ、９０＜θ≦１００°であり、及び／または、前記下段部の内径は、前記下段部の上端から、前記下段部の下端へ漸減し、前記下段部の縦断面で、前記下段部の内壁と前記下段部の横断面とは、第２鈍角γを有し、且つ、９０＜γ≦１００°であるように定義され、前記第２密封部の外縁の、前記下段部の横断面での軸方向投影ループの直径は、Ｄ_１であり、前記下段部の横断面で、前記軸方向投影ループの直径Ｄ_１、前記下段部の外径Ｄ_２及び前記下段部の内径Ｄ_３は、０.２ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２という関係を満たすように定義される。

本発明が提供する電動弁において、下段部の外径は、下段部の上端から、下段部の下端へ漸減し、下段部の外壁と下段部の横断面とは、第１鈍角θを有し、且つ、９０＜θ≦１００°であり、及び／または、下段部の内径は、下段部の上端から、下段部の下端へ漸減し、下段部の縦断面で、下段部の内壁と下段部の横断面とは、第２鈍角γを有し、且つ、９０＜γ≦１００°であり、第２密封部の外縁の、下段部での軸方向投影ループの直径は、Ｄ_１であり、下段部の横断面で、軸方向投影ループの直径Ｄ_１、下段部の外径Ｄ_２及び下段部の内径Ｄ_３は、０.２ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２という関係を満たすように定義されることで、電動弁の閉弁際の内部漏れを低減させる。

本発明が提供する電動弁の閉弁状態での構成を示す模式図である。 図１のＩ_１における一部拡大図である。 図１に示す弁体の構成を示す模式図である。 図３のＩ_２における一部を示す拡大図である。 図４ＡのＩ_３における第１変形例の構成を示す模式図である。 図４ＡのＩ_３における別の変形例の構成を示す模式図である。 流体が順方向で入る際の、弁体部材の受力分析の模式図である。 流体が逆方向で入る際の、弁体部材の受力分析の模式図である。 本発明の電動弁の実施例２の構成を示す模式図である。 図６の一部構成を示す模式図である。 図６に示す弁体の構成を示す模式図である。 本発明が提供する電動弁の実施例３の構成を示す模式図である。 図９に示す電動弁の一部構成を示す模式図である。 背景技術の電動弁の一部構成を示す模式図である。

当業者が本発明をよりよく理解するために、以下は、図面及び具体的な実施形態を結合して、本発明をさらに詳しく説明する。

ここで、本明細書の上、下などの方位用語は、部品が明細書の図面における位置にある際、定義され、ただ、発明を明らか且つ便利に表現するためのものである。
理解できるように、本明細書の方位用語は、本出願が保護を請求する範囲を限定していない。

本明細書に記載の「固定接続」は、２つの部品の直接的な固定接続であってもよいし、２つの部品の、他の部品による可能な固定接続、即ち、２つの部品の間接的な固定接続であってもよい。

本明細書の「Ｄ_２－Ｄ_３」は、いずれも下段部の同一の横断面を基準とする。

図１は、本発明の電動弁の実施例１の構成を示す模式図であり、図２は、図１のＩ_１における一部拡大図であり、図３は、図１に示す弁体の構成の模式図であり、図４Ａは、図３のＩ_２における一部拡大図であり、図４Ｂは、図４ＡのＩ_３における第１変形例の構成を示す模式図である。

図１～図３及び図４Ａに示すように、この電動弁は、弁ボディ部材１０、弁座部材２０、弁体部材３０及び密封モジュールを含む。
弁ボディ部材１０は、第２流体ポートＡが開けられた弁ボディ１１を含む。
弁座部材２０は、第１流体ポートＢが設けられた弁座２１と、密封環２２とを含む。
弁体部材３０は、弁ボディ部材１０の内室に設けられており、略管状を呈する弁体３１を含み、弁体３１は、環状の下段部３１１を含み、密封環２２は、第１密封部２２１を含み、第２流体ポートＡと第１流体ポートＢとを遮断させまたは連通させるように、下段部３１１の端部は、第１密封部２２１に当接され、または、第１密封部２２１から離れて、弁ボディ部材１０は、さらにブッシュ部材１２を含み、弁体部材３０は、第２密封部３２１を含み、第２密封部３２１を介して、弁体３１は、ブッシュ部材１２に摺り嵌めされ、第２密封部３２１は、ブッシュ部材１２の内壁に貼合されている。
この電動弁において、弁ボディ部材１０の内室は、弁体部材３０の上方にある第１室５０を含み、弁体部材３０は、バランス流路Ｅを含み、弁体３１は、密封環２２に当接されると、第１室５０は、第２流体ポートＡと連通していなく、バランス流路Ｅを介して、第１室５０は、第１流体ポートＢと連通するように定義される。
図面を参照して理解できるように、このように設計すれば、弁体部材３０の受力のバランスに寄与する。

具体的に、図３に示すように、弁体３１は、本体部３１２を含み、弁体３１の本体部３１２は、小径段３１２１と大径段３１２２とを含み、即ち、大径段３１２２の外径は、小径段３１２１の外径より大きい。
ブッシュ部材１２は、ブッシュ１２１を含み、ブッシュ１２１の外壁は、弁ボディ部材１０に溶接固定され、ブッシュ１２１は、略円筒状を呈する第１筒状部１２１１を含み、第１筒状部１２１１の内径が略等しい。
さらに、弁体部材３０は、小径段３１２１の外壁と第１筒状部１２１１の内壁との間に当接される密封モジュールを含む。
具体的に、密封モジュールは、密封リング３５とパッド３６とを含み、本体部３１２の大径段３１２２は、第１筒状部１２１１の内壁に対して摺動でき、密封リング３５は、パッド３６と小径段３１２１との間に設けられ、その内壁が、小径段３１２１の外壁に当接され、弁体３１とブッシュ部材１２との間に活動密封を形成するように、パッド３６の外壁は、第１筒状部１２１１の内壁に当接され、活動密封は、密封モジュールはブッシュ１２１に対して摺動できることを指し、ただし、密封モジュールは、また、弁体部材３０とブッシュ１２１との間に密封を形成し、即ち、密封モジュールの上側と下側とは、該部位で連通していなく、パッド３６は、前記第２密封部３２１を含む。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、下段部３１１の外径は、下段部３１１の上端から下段部３１１の下端へ漸減し、下段部３１１の外壁と下段部３１１の横断面とは、第１鈍角θを有し、且つ、９０＜θ≦１００°であり、下段部３１１の内径は、下段部３１１の上端から下段部３１１の下端へ漸減し、下段部３１１の縦断面で、下段部３１１の内壁と下段部３１１の横断面とは、第２鈍角γを有し、且つ、９０＜γ≦１００°である。
第２密封部３２１の外縁の、下段部３１１での軸方向投影ループＭの直径は、Ｄ_１であり、下段部３１１の横断面で、軸方向投影ループＭの直径Ｄ_１、下段部３１１の外径Ｄ_２及び下段部３１１の内径Ｄ_３は、１ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２という関係を満たす。
ここで、実施例において、下段部３１１の外壁または下段部３１１の内壁は、不等径に配置されるから、本明細書のＤ_２及びＤ_３は、図４Ａ及び図４Ｂに示される位置に限定されていなく、下段部３１１の横断面で、いずれも前記関係を満たすことを指す。

また、ここで、図４Ａ及び図４Ｂに示される構成は、具体的な実施例のみである。
さらに、本発明において、下段部３１１の外壁は、略等径に配置される（即ち、図面において、θ＝９０°である）際、下段部３１１の内径は、下段部３１１の上端から下段部３１１の下端へ漸減し（且つ、９０＜γ≦１００°である）、または、下段部３１１の内壁は、略等径配置される際（即ち、図面において、γ＝９０°である）、下段部３１１の外径は、下段部３１１の上端から下段部３１１の下端へ漸減し（且つ、９０＜θ≦１００°である）てもよく、前記内容は、図４Ａ及び図４Ｂを参照して理解すればよく、ここで、図面で単独に示されていない。

この発明の電動弁において、下段部３１１の外径は、下段部３１１の上端から下段部３１１の下端へ漸減し、下段部３１１の外壁と下段部３１１の横断面とは、第１鈍角θを有し、且つ、９０＜θ≦１００°であり、及び／または、下段部３１１の内径は、下段部３１１の上端から下段部３１１の下端へ漸減し、下段部３１１の縦断面で、下段部３１１の内壁と下段部３１１の横断面との間は、第２鈍角γを有し、且つ、９０＜γ≦１００°である。
第２密封部３２１の外縁の、下段部３１１の横断面での軸方向投影ループの直径は、Ｄ_１であり、Ｄ_１と下段部３１１の外径Ｄ_２及び下段部３１１の内径Ｄ_３とは、１ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２という関係を満たすことで、電動弁の閉弁際の内部漏れを低減させる。

前記構成に基づき、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）≧１ｍｍ^２であれば、軸方向投影ループの直径Ｄ_１が一定に維持される場合、下段部３１１の壁は、薄く過ぎることがなく、加工を便利にするとともに、弁体３１の強度の確実性も優れて、密封の確実性もよい。
また、弁を閉じるように、弁体３１は、以下に記載の密封環２２に当接される場合、密封環２２は、軟質材料、例えば、ゴム材料から製造されると、このような設計は、下段部３１１が密封環２２の材料耐荷重限度を超えるというリスクを低減させ、弁体３１の下段部３１１の、密封環２２に対する衝撃を減少させ、密封環の耐用年数を長くして、弁体３１と密封環２２とをよく係合させ、閉弁際の内部漏れを低減させ、電動弁の閉弁の確実性を向上させる。

以上は、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）の範囲を与えて、この範囲の下限値は、１ｍｍ^２であり、理解できるように、密封環２２の材質の変化に基づき、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）の下限値を調整でき、密封環２２が軟質材質である前提で、その材質の硬度は、より高く、そうすれば、下限値は、小さくなるように調整されることができ、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）の範囲は、大きくなり、材質の硬度は、より低いと、下限値は、大きくなるように調整されることができ、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）の範囲は、小さくなる。
下限値は、０.２ｍｍ^２まで調整されることができ、即ち、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）≧０.２ｍｍ^２であり、閉弁際の内部漏れを低減させるという目的に達することができる。
例えば、密封環２２の材質は、ＰＴＦＥプラスチックである場合、その硬度は、一般的なゴム材質より高く、そうすれば、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）の限界値は、０.２ｍｍ^２に調整されることができる。

軸方向投影ループの直径Ｄ_１は、一定に維持される場合、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）≦６ｍｍ^２であり、電動弁の開弁動作抵抗は、改良され、閉弁際の内部漏れを低減させ、電動弁の開弁の確実性に寄与する。
具体的に、以下で詳しく記載する。

密封環２２は、軟質材料から製造されることで、電動弁の閉弁際の密封性能を向上させ、具体的に、密封環２２は、ゴム材料、例えば、ニトリルゴムから製造される。
弁体３１の下段部３１１の端部は、第１密封部２２１に当接され、または、第１密封部２２１から離れることで、第２流体ポートＡと第１流体ポートＢとを連通させ、または、連通させていなく、ここで、連通しないということは、弁には、内部漏れが生じていない際、連通しないことを指す。
ただし、実際の製品において、プロセスなどの原因で、少しの内部漏れが生じることを排除できないから、内部漏れの低減は、本特許の効果の１つであり、内部漏れが生じないことを理想の目的とする。
弁体３１の下段部３１１の端部が第１密封部２２１に当接される場合、弁ボディ部材１０の内室は、弁体３１と弁ボディ部材１０との間にある第２室６０を含むように定義され、弁体３１は、第１密封部２２１に当接され、内部漏れが生じていない場合、第２室６０は、第１流体ポートＢと連通しない。

密封環２２の材料属性のため、弁体３１の下段部３１１の径方向のサイズが、０.１ｍｍ＜Ｄ_２－Ｄ_３＜０.６ｍｍであるように配置されると、Ｄ_２－Ｄ_３＞０.１ｍｍであり、弁体３１の加工を便利にして、弁を閉じるように、弁体３１の下段部３１１の端部が密封環２２に当接される際、密封環２２に対する損傷を改善する。

以上は、（Ｄ_２－Ｄ_３）の範囲を与えて、この範囲の下限値は、０.１ｍｍであり、前記のように、密封環２２の材質の変化に基づき、（Ｄ_２－Ｄ_３）の下限値を調整でき、密封環２２が軟質材質である前提で、その材質の硬度は、より高く、そうすれば、下限値は、小さくなるように調整されることができ、（Ｄ_２－Ｄ_３）の範囲は、大きくなり、材質硬度が、より低いと、下限値は、大きくなるように調整されることができ、（Ｄ_２－Ｄ_３）の範囲は、小さくなる。
下限値は、０.０５ｍｍまで調整されることができ、即ち、（Ｄ_２－Ｄ_３）≧０.０５ｍｍであり。
例えば、密封環２２の材質が、ＰＴＦＥプラスチックである場合、その硬度は、一般的なゴム材質より高く、そうすれば、（Ｄ_２－Ｄ_３）の限界値は、０.０５ｍｍに調整されることができる。

Ｄ_２－Ｄ_３＜０.６ｍｍであり、Ｄ_２－Ｄ_３＞０.６ｍｍの場合より、弁体部材１０が受けた差圧力を低減させ、下段部３１１の厚い厚肉による、電動弁の開弁の確実性に対する不利を避ける。
また、弁体３１が小開度位置（例えば、開弁パルスは、弁全開パルスの１０％以下である）にあるまで、弁体が開弁方向に動作することで、流体を下段部３１１と密封環２２との間に速く通過させ、弁の動作性能をさらに向上させる。
さらに、実施例において、Ｄ_１＝１６.２ｍｍ、Ｄ_２－Ｄ_３の最小値が、０.２ｍｍであると、電動弁が双方向電動弁である場合、電動弁の順方向及び逆方向際の動作性能、並び、密封環２２の耐用年数をよく配慮する。

密封環２２は、ゴムなどの軟質材料から製造されると、一定の弾性を有し、外力作用を受けた場合、弾性変形が生じる。
弁体３１は、下に移動して、第１密封部２２１に当接されることで、弁を閉じる際、弁体３１の下向きの移動過程で、接触面積の大きさが、下段部３１１の厚肉（即ち、Ｄ_２－Ｄ_３の値）により決定されるように、制御弁体３１の下段部３１１と密封環２２との係合の接触面積を制御するために、弁体３１の下段部３１１の高さＬ≧０.４ｍｍに設定される。

さらに、弁体３１は、本体部３１２と下段部３１１との間に設けられる遷移部３１３を含む。
前記弁体３１の下段部３１１と密封環２２との係合の接触面積を制御するために、遷移部３１３は、下段部３１１に連結され、縦断面が、略錐状を呈する第１遷移セクション３１３１を含み、図４Ａに示すように、第１遷移セクション３１３１の上端の内径は、第１遷移セクション３１３１の下端の内径より小さい。
具体的に、第１遷移セクション３１３１の内壁は、水平方向に対して第１鋭角の夾角αを有する。
第１遷移セクション３１３１の上端の外径は、第１遷移セクション３１３１の下端の外径より大きく、具体的に、第１遷移セクション３１３１の外壁は、水平方向に対して第２鋭角の夾角βを有する。
図３に示すように、遷移部３１３は、さらに、本体部３１２に連結される第２遷移セクション３１３２を含み、第２遷移セクション３１３２の上端の内径は、第２遷移セクション３１３２の下端の内径より小さく、第２遷移セクション３１３２の上端の外径は、第２遷移セクション３１３２の下端の外径より小さく、第２遷移セクション３１３２の上端部の外径は、下段部３１１の最小外径より大きい。
第２遷移セクション３１３２の上端の外径は、下段部３１１の最小外径より小さく、このように配置されると、第２密封部３２１の外縁の、弁体３１での軸方向投影ループＭは、下段部３１１の何れかの横断面に位置でき、弁体部材３０の受力のバランスに寄与する。
ここで、本明細書の「受力のバランス」は、必ず完全なバランスではなく、大体のバランスを指し、少しの受力の非バランスがあれば、電動弁の駆動部材の作用力を適切に変更することで、調節すればよい。

弁体３１の下段部３１１の縦断面の下端は、略円弧状を呈することで、弁体３１の、密封環２２に対する摩損を低減させ、密封環２２の耐用年数を向上させる。
ここで、本発明において、弁体３１の下端面は、この円弧状に配置されなくてもよく、例えば、弁体３１の下端面は、略小平面状であってもよい。
ここで、下段部３１１の縦断面の下端略が円弧状を呈する場合、この円弧状部分は、小さくて、下段部３１１の全体の外径及び内径は、依然として、それぞれ略等径に配置され、円弧部の、下段部３１１の構成全体に対する影響は小さい。

図４Ｃは、図４ＡのＩ_３における別の変形例の構成を示す模式図である。
この実施例の弁体において、遷移部３１３Ｃには、図４Ａの構成の第１遷移セクションが設けられていなく、遷移部３１３Ｃには、第２遷移セクション３１３２Ｃのみが設けられる。
第２遷移セクション３１３２Ｃは、直接的に下段部３１１Ｃに連結される。
その有益な効果は、前述した図４Ａの弁体構成と同じであるから、ここで、贅言していない。

さらに、図２に示すように、弁座部材２０は、内部ブシュ２５とブロック２６とを含む。
弁座２１は、軸方向貫通孔２７を含み、内部ブシュ２５は、部分的に軸方向貫通孔２７に設けられるとともに、弁座２１に溶接固定され、密封環２２は、具体的に、内部ブシュ２５の外側と弁座２１との間に設けられ、弁座２１は、第１段差部２１５を含み、弁座２１の上端は、ブロック２６を、弁座２１の第１段差部２１５の段階面にリベット締め固定する。
さらに、ブロック２６の下端面は、密封環２２の上端面と対向配置されることで、密封環２２に対してさらなる軸方向の位置制限を行う。
無論、理解できるように、ブロック２６の下端面は、密封環２２に当接されてもよいし、当接されなくてもよい。
ブロック２６は、基部２６１とガイド部２６２とを含む。
ガイド部２６２の内径は、基部２６１の内径より大きく、下段部３１１の端部が密封環２２の第１密封部２２１に当接される場合、弁体３１の下段部３１１は、内部ブシュ２５及びブロック２６の基部２６１に隙間嵌めされることができる。
ここで、隙間嵌めすることができるということは、理想状態の場合、干渉を避けるために、弁体３１は、内部ブシュ２５及びブロック２６に、いずれも隙間嵌めされることを指し、ところが、組立及びプロセスなどの要因を考慮すると、弁体３１は、内部ブシュ２５または外部ブシュ２６に隙間嵌めされていなく、干渉が生じるという不所望の状況が存在する恐れがある。
さらに、ガイド部２６２の内径は、略、下から上へ漸増するように配置され、即ち、ガイド部２６２の内孔は、下から上へ、略拡径状に配置され、そうすれば、ガイド部の内側で、弁体３１の軸方向の運動にガイドを提供する上に、弁体３１の下段部３１１の端部は、密封環２２の第１密封部に当接される場合、弁体３１の外部とブロック２６の内壁との間に、流体の流動に寄与するための導流空間Ｑを形成できる。

本明細書の各実施例の電動弁は、双方向流通機能を有する電動弁であってもよい（即ち、電動弁の開弁の際、流体の流れ方向は、第２流体ポートＡから入って、第１流体ポートＢから流出してもよいし（以下は、順方向と略称され）、または、電動弁の開弁の際、流体の流れ方向は、第１流体ポートＢから入って、第２流体ポートＡから流出してもよい（以下は、逆方向と略称される））。
無論、各実施例の電動弁は、ただ単方向の流通のためのものであってもよい。

図５Ａは、流体が順方向で入る際の、弁体部材の受力分析の模式図であり、図５Ｂは、流体が逆方向で入る際の、弁体部材の受力分析の模式図である。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、圧力がＰである流体は、順方向で入る際、閉弁状態で、弁体部材３０が主に受けた差圧力Ｆ_順＝Ｐπ（Ｄ_２ ^２－Ｄ_１ ^２）であり、力の作用方向は、下向きであり、圧力がＰである流体は、逆方向で入る際、閉弁状態で、弁体部材３０が、主に受けた差圧力Ｆ_逆＝Ｐπ（Ｄ_１ ^２－Ｄ_３ ^２）であり、力の作用方向は、下向きであり、電動弁の閉弁際の内部漏れを低減させ、閉弁の動作の確実性に寄与する。

電動弁の、弁体以外の構成サイズが一定、即ち、Ｄ_１が一定に維持される場合、Ｄ_１×（Ｄ_２－Ｄ_３）≧６ｍｍ^２であれば、Ｄ_２－Ｄ_３が大きくなり、そうすれば、Ｄ_２が一定に維持され、Ｄ_３が小さくなることと、Ｄ_２が大きくなり、Ｄ_３が一定に維持されることと、Ｄ_２及びＤ_３がいずれも大きくなることと、という３つの状況がある。

Ｄ_２が一定に維持され、Ｄ_３が小さくなると、Ｆ_順がほとんど変化しなく、Ｆ_逆が大きくなり、即ち、流体は、順方向で流入する場合、開弁及び閉弁動作に対する影響が小さくて、流体は、逆方向で流入する場合、開弁抵抗が大きくなり、流体が逆方向で流入する際の、電動弁の開弁の確実性には不利であり、Ｄ_２－Ｄ_３の値が大きいほど、その不利の影響が大きくなる。

Ｄ_２が大きくなり、Ｄ_３が一定に維持されると、Ｆ_順が大きくなり、Ｆ_逆がほとんど変化しなく、流体は、順方向で流入する場合、開弁抵抗が大きくなり、流体が順方向で流入する際の、電動弁の開弁の確実性には不利であり、Ｄ_２－Ｄ_３の値が大きいほど、その不利の影響が大きくなる。
流体が逆方向で流入する場合、開弁及び閉弁動作に対する影響が小さい。

Ｄ_２及びＤ_３がいずれも大きくなると、Ｆ_順が大きくなり、Ｆ_逆が小さくなり、流体は、順方向で流入する場合、開弁抵抗が大きくなり、流体が順方向で流入する際の、電動弁の開弁の確実性には不利であり、Ｄ_２－Ｄ_３の値が大きいほど、その不利の影響が大きくなる。
流体が逆方向で流入する場合、開弁の動作に寄与する。

従って、本発明の電動弁において、１ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２に設計され、電動弁は、双方向電動弁である場合、内部漏れの性能及び閉弁の確実性を改良するとともに、電動弁の、順方向及び逆方向際の開弁の確実性をいずれもよい程度に制御できる。

さらに、前記設計は、製品のシリアル化に寄与し、即ち、Ｄ_１が決定された場合、前記数値関係を介して、Ｄ_２－Ｄ_３の数値範囲を計算でき、即ち、弁体３１の下段部３１１の厚肉範囲を取得できる。
同じように、Ｄ_２－Ｄ_３の範囲が決定された場合、前記数値関係を介してＤ_１の数値範囲を計算できる。

ここで、前記発明の説明に基づき、理解できるように、前記各実施例の電動弁は、流体の流量を調節できる電子膨張弁であってもよいし、電磁弁、または、双方向電磁弁のような開閉弁であってもよい。

図６は、本発明の電動弁である実施例２の構成を示す模式図である。
図７は、図６の一部構成を示す模式図であり、図８は、図６に示す弁体の構成を示す模式図である。

本実施例の電動弁と前述した実施例の電動弁との相違点は、密封モジュールが密封座部材の一部であり、弁体部材が密封モジュールに摺り嵌めされ、弁体が第２密封部を含むことにある。

具体的な説明は、以下の通り、図６～図８に示すように、弁座部材は、内部ブシュ２５Ｅとブロック２６Ｅとを含む。
ブッシュ部材１２Ｅは、ブッシュ１２１Ｅと密封モジュールとを含み、ブッシュ１２１Ｅは、第２筒状部１２１１Ｅ（図面は、一部のみを示す）を含み、密封モジュールは、ブッシュ１２１Ｅに固定され、または、位置制限されており、密封リング３５Ｅとパッド３６Ｅとを含み、弁体３１Ｅは、本体部３１２Ｅと下段部３１１Ｅとを含み、パッド３６Ｅの少なくとも一部は、本体部３１２Ｅの内壁に貼合当接され、密封リング３５Ｅは、ブッシュ１２１Ｅの内壁に当接される。
本体部３１２Ｅは、密封モジュールに対して摺動できる。
本体部３１２Ｅの外径は、略同様であり、本体部３１２Ｅの外壁は、第２密封部３２１Ｅを含む。
本体部３１２Ｅの外壁の、弁体３１Ｅの下段部３１１Ｅでの軸方向投影ループＮの直径は、Ｄ_１である。
下段部３１１Ｅの横断面で、下段部３１１Ｅの外径は、Ｄ_２であり、下段部３１１Ｅの内径は、Ｄ_３であり、直径Ｄ_１、下段部３１１Ｅの外径Ｄ_２、及び、下段部の内径Ｄ_３の関係は、１ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２を満たすように定義される。
本実施例の他の構成について、実施例１を参照して理解すればよく、実施例１の、下段部の各種の変形及びその受力関係は、同じように本実施例に適用されることができ、相応するように、本実施例も、実施例１の有益な効果を具備して、実施例１を参照して理解すればよく、ここで、贅言していない。
より具体的に、実施例において、Ｄ_１＝９.２ｍｍである場合、Ｄ_２－Ｄ_３の最小値を０.５ｍｍに設定する。
電動弁が双方向電動弁である場合、電動弁の順方向、及び、逆方向際の動作性能、並び密封環２２の耐用年数をよく配慮する。

図９は、本発明の電動弁である実施例３の構成を示す模式図であり、図１０は、図９に示す電動弁の一部構成を示す模式図である。

図に示すように、この電動弁は、具体的に電磁弁であり、封止ヘッド１００と可動鉄芯１０１とを含み、封止ヘッド１００と可動鉄芯１０１とは、駆動部材の構成部分であり、弁ボディ部材１０２は、弁座部材１０３に溶接固定され、弁体３１Ｆは、本体部３１２Ｆと下段部３１１Ｆとを含む。
弁座部材は、内部ブシュ２５Ｆとブロック２６Ｆとを含む。
実施例において、本体部３１２Ｆの外壁は、等径に設計され、その外壁を第２密封部とし、第２密封部の直径Ｄ_１、下段部３１１Ｆの外径Ｄ_２及び下段部３１１Ｆの内径Ｄ_３は、１ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２という関係を満たし、実施例１の、下段部の構成及び変形例も、同じように、この電磁弁に適用されることができ、この電磁弁も同じように、前記実施例の電動弁による、閉弁際の内部漏れを低減させるという作用を実現でき、この電磁弁の他の構成について、前記実施例を参照して設計すればよく、本出願の原理から逸脱しない範囲内で、変更設計を行ってもよく、ここで、贅言していない。

以上は、本発明が提供する電動弁を詳しく紹介する。
本明細書において、具体的な例示を利用して、本発明の原理及び実施形態を記載し、以上の実施例の説明は、本発明の方法及びその中心思想を理解するためのものである。
指摘すべきは、当業者にとって、本発明の原理から逸脱しない前提で、本発明に対して複数の改良及び修飾を行ってもよく、これらの改良及び修飾も、本発明の請求項の保護範囲に該当する。

１０・・・弁ボディ部材
１１・・・弁ボディ
１２・・・ブッシュ部材
１２１・・・ブッシュ
１２１１・・・第１筒状部
２０・・・弁座部材
２１・・・弁座
２１５・・・第１段差部
２２・・・密封環
２２１・・・第１密封部
２５・・・内部ブシュ
２６１・・・基部
２６２ガイド部
２７・・・軸方向貫通孔
３０・・・弁体部材
３１・・・弁体
３１１・・・環状の下段部
３１２・・・本体部
３１２１・・・小径段
３１２２・・・大径段
３１３・・・遷移部
３１３１・・・第１遷移セクション
３１３２・・・第２遷移セクション
３２１・・・第２密封部
３５・・・密封リング
３６・・・パッド
５０・・・第１室
６０・・・第２室
１００・・・封止ヘッド
１０１・・・可動鉄芯
１０２・・・弁ボディ部材
１０３・・・弁座部材
Ａ・・・第２流体ポート
Ｂ・・・第１流体ポート
Ｅ・・・バランス流路
θ・・・第１鈍角
γ・・・第２鈍角
α・・・第１鋭角の夾角
β・・・第２鋭角の夾角
Ｄ_１・・・下段部３１１での軸方向投影ループＭの直径
Ｄ_２・・・下段部３１１の外径
Ｄ_３・・・下段部３１１の内径
Ｍ・・・下段部３１１での軸方向投影ループ

Claims (19)

1. 弁ボディ部材と、弁座部材と、前記弁ボディ部材の内室に設けられる弁体部材とを含む電動弁であって、
   前記弁体部材は、略管状を呈する弁体を含み、
   前記弁体は、本体部と、略環状を呈する下段部とを含み、
   前記弁座部材は、第１密封部を含み、
   前記下段部の端部は、前記第１密封部に当接可能であり、または、前記第１密封部から分離可能であり、
   前記弁ボディ部材は、ブッシュ部材を含み、
   前記弁体部材は、第２密封部を含み、前記第２密封部を介して前記ブッシュ部材に摺り嵌めされ、
   前記第２密封部は、前記ブッシュ部材の内壁に貼合され、
   前記電動弁において、前記内室は、前記弁体部材の上方にある第１室を有し、
   前記弁体部材は、バランス流路を含み、前記下段部が前記第１密封部に当接される際、前記第１室は、前記バランス流路を介して前記電動弁の第１流体ポートと連通するように定義され、
   前記下段部の外径は、前記下段部の上端から前記下段部の下端へ漸減し、
   前記下段部の外壁と前記下段部の横断面とは、第１鈍角θを有し、且つ、９０＜θ≦１００°であり、及び／または、前記下段部の内径は、前記下段部の上端から前記下段部の下端へ漸減し、前記下段部の縦断面で、前記下段部の内壁と前記下段部の横断面とは、第２鈍角γを有し、且つ、９０＜γ≦１００°であり、
   前記第２密封部の外縁の、前記下段部の横断面での軸方向投影ループの直径は、Ｄ_１であり、
   前記下段部の横断面で、前記軸方向投影ループの直径Ｄ_１、前記下段部の外径Ｄ_２及び前記下段部の内径Ｄ_３は、０.２ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ２－Ｄ３）≦６ｍｍ^２という関係を満たすように定義されることを特徴とする電動弁。
2. １ｍｍ^２≦Ｄ１×（Ｄ_２－Ｄ_３）≦６ｍｍ^２という関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
3. 前記弁座部材は、軟質材料から製造される密封環を含み、
   前記密封環は、前記第１密封部を含み、前記電動弁の第２流体ポートと前記第１流体ポートとを遮断させ、または、連通させるように、前記下段部の端部は、前記第１密封部に当接され、または、前記第１密封部から離れており、且つ、０.１ｍｍ＜Ｄ_２－Ｄ_３＜０.６ｍｍという関係を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動弁。
4. 前記弁座部材は、軟質材料から製造される密封環を含み、
   前記密封環は、前記第１密封部を含み、前記電動弁の第２流体ポートと前記第１流体ポートとを遮断させ、または連通させるように、前記下段部の端部は、前記第１密封部に当接され、または、前記第１密封部から離れており、
   前記下段部の高さは、Ｌであると定義されば、Ｌ≧０.４ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動弁。
5. 前記弁座部材は、軟質材料から製造される密封環を含み、
   前記密封環は、前記第１密封部を含み、前記電動弁の第２流体ポートと前記第１流体ポートとを遮断させ、または連通させるように、前記下段部の端部は、前記第１密封部に当接され、または、前記第１密封部から離れており、
   前記下段部の高さは、Ｌであると定義されば、Ｌ≧０.４ｍｍ、０.１ｍｍ＜Ｄ_２－Ｄ_３＜０.６ｍｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動弁。
6. ０.０５ｍｍ≦Ｄ_２－Ｄ_３＜０.６ｍｍという関係を満たすことを特徴とする請求項３または請求項５に記載の電動弁。
7. 前記本体部と前記下段部との間には、遷移部を含み、
   前記遷移部は、前記下段部に連結される第１遷移セクションを含み、
   前記第１遷移セクションの上端の内径は、前記第１遷移セクションの下端の内径より小さいことを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
8. 前記本体部と前記下段部との間には、遷移部を含み、
   前記遷移部は、前記下段部に連結される第１遷移セクションを含み、
   前記第１遷移セクションの上端の外径は、前記第１遷移セクションの下端の外径より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
9. 前記本体部と前記下段部との間には、遷移部を含み、
   前記遷移部は、前記下段部に連結される第１遷移セクションを含み、
   前記第１遷移セクションの内壁の上端の内径は、前記第１遷移セクションの下端の内径より小さく、
   前記第１遷移セクションの上端の外径は、前記第１遷移セクションの下端の外径より大きいことを特徴とする請求項４に記載の電動弁。
10. 前記本体部と前記下段部との間には、遷移部を含み、
    前記遷移部は、前記本体部に連結される第２遷移セクションを含み、
    前記第２遷移セクションの上端の内径は、前記第２遷移セクションの下端の内径より小さく、
    前記第２遷移セクションの上端の外径は、前記第２遷移セクションの下端の外径、及び前記下段部の外径より小さく、
    前記第２遷移セクションの上端の外径は、前記下段部の内径より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電動弁。
11. 前記弁体部材は、さらに密封モジュールを含み、
    前記ブッシュ部材は、略円筒状を呈する第１筒状部を含み、
    前記密封モジュールは、前記弁体の外壁と前記第１筒状部の内壁との間に当接され、
    前記密封モジュールは、前記第１筒状部の内壁に摺動して貼合される前記第２密封部を含むことを特徴とする請求項１～請求項１０の何れかの１項に記載の電動弁。
12. 前記密封モジュールは、密封リングとパッドとを含み、
    前記本体部は、小径段と大径段とを含み、
    前記密封リングは、前記パッドと前記小径段との間に設けられ、
    前記パッドは、前記第２密封部を含み、
    前記弁ボディ部材は、さらに弁ボディを含み、
    前記ブッシュ部材は、前記弁ボディに溶接固定されるブッシュを含み、
    前記ブッシュは、内径が略等しい前記第１筒状部を含み、
    前記第１筒状部の内壁の、前記弁体での軸方向投影ループの直径は、Ｄ_１であることを特徴とする請求項１１に記載の電動弁。
13. 前記ブッシュ部材は、ブッシュと密封モジュールとを含み、
    前記弁ボディ部材は、さらに弁ボディを含み、
    前記ブッシュは、前記弁ボディに溶接固定されており、第２筒状部を含み、
    前記密封モジュールは、前記第２筒状部の内壁と前記本体部の外壁との間に当接され、
    前記本体部の外径は、略等しく、
    前記本体部は、前記第２密封部を含み、
    前記本体部の外壁の、前記弁体での軸方向投影ループの直径は、Ｄ_１であることを特徴とする請求項１～請求項１０の何れかの１項に記載の電動弁。
14. 前記密封モジュールは、密封リングとパッドとを含み、
    前記密封リングは、前記パッドと前記第２筒状部との間に設けられ、
    前記パッドの少なくとも一部は、前記本体部の外壁に貼合されることを特徴とする請求項１３に記載の電動弁。
15. 前記弁座部材は、さらに内部ブシュとブロックとを含み、
    前記弁座は、軸方向貫通孔を含み、
    前記内部ブシュは、少なくとも部分的に前記軸方向貫通孔に設けられ、
    前記密封環は、前記内部ブシュの外側と前記弁座との間に設けられ、
    前記弁座は、第１段差部を含み、
    前記ブロックの下端面は、前記第１段差部及び／または前記密封環に当接されることを特徴とする請求項１～請求項１０の何れかの１項に記載の電動弁。
16. 前記弁座は、前記ブロックにリベット締め固定され、
    前記ブロックは、前記密封環に当接される基部と前記基部の上方に設けられるガイド部とを含み、
    前記ガイド部の内径は、大体、下から上へ漸増するように配置され、
    前記下段部の端部が前記密封環に当接されると、前記下段部は、前記内部ブシュ及び前記基部に隙間嵌めされることができることを特徴とする請求項１５に記載の電動弁。
17. 前記下段部の縦断面の下端は、略円弧状を呈することを特徴とする請求項１～請求項１０の何れかの１項に記載の電動弁。
18. 前記電動弁は、電子膨張弁または電磁弁であることを特徴とする請求項１～請求項１０の何れかの１項に記載の電動弁。
19. 前記電子膨張弁は、双方向電子膨張弁であり、
    前記電磁弁は、双方向電磁弁であることを特徴とする請求項１８に記載の電動弁。

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