JP7315794B2

JP7315794B2 - 電動弁

Info

Publication number: JP7315794B2
Application number: JP2022524660A
Authority: JP
Inventors: レンワン、; リーシンワン、
Original assignee: 浙江三花汽車零部件有限公司
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2020-12-08
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2040-12-08
Also published as: JP2023503550A; EP4075032A1; US20230010390A1; EP4075032A4; WO2021115233A1; CN115769011A

Description

本出願は、２０１９年１２月０９日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１１２５０８８７．９であり、発明名称が「電動弁」である中国特許出願、および２０１９年１２月０９日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０１９１１２５０８８９．８であり、発明名称が「電動弁」である中国特許出願という２つの中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が援用されることで本出願に結合される。

本発明は、流量調節という技術分野に関し、特に電動弁に関する。

電動弁は、流体媒体管路システムに広く適用されることができ、媒体流量を調節するために使用可能である。
自動車分野での電動弁の適用を例として、電動弁は、空気調和システム、エンジン冷却システム、電池冷却システム、または、燃料供給システムに使用されることができる。

電動弁には、ハウジングに対して動くことができる弁体部材が含まれ、この弁体部材は、駆動部によって動かされ、いくつかの電動弁の適用には、流体は、駆動部を浸食することになり、弁室の流体の駆動部への内部漏れを防止する必要がある。

本発明は、内部に第１室と弁口とを有するハウジングと、エンドカバーと、を含み、ロータユニットと、ロッドユニットと、弁体ユニットとをさらに含む。
そして、ロータユニットは、ロッドユニットの一端に接続し、ロッドユニットの他端は、弁体ユニットに接続される電動弁であって、弁体ユニットに対して弁口から離れた封止部材をさらに含む。
さらに、この封止部材は、第１筒形部とダイヤフラム部とを含み、この第１筒形部は、第２通孔を有し、ロッドユニットの別の部分は、第２通孔を通り、第１筒形部は、ロッドユニットに対して接続されて接続箇所が封止され、前記ダイヤフラム部の外周側が、前記ハウジングおよび／またはエンドカバーと封止して設けられる電動弁を開示している。

そして、封止部材を設けることにより、第１筒形部がロッドユニットに対して接続されて接続箇所が封止され、ダイヤフラム部の外周側がハウジングおよび／またはエンドカバーと封止され、流体がロータユニットに接触することをよく防止でき、流体がロータユニットを腐食することを防止することができる。
しかも、ダイヤフラム部を設けることは、ロッドユニットの上下移動に影響を与えない。

具体的には、前記封止部材は、環形封止部をさらに含み、前記ダイヤフラム部は、環形封止部と第１筒形部との間に位置し、環形封止部は、エンドカバーとハウジングとの間に挟まれ、圧縮状態にあり、封止部材とカバー体、ハウジングとの箇所の封止をよく実現することができる。

本発明の実施形態の正面模式図。図１に示す電動弁のＥ－Ｅ線に沿う部分断面模式図。図２に示す電動弁の部分拡大模式図。図２に示す封止部材の断面模式図。図２に示す電動弁の一部の分解模式図。図２に示す電動弁の部分拡大模式図。

以下、図面を結合して実施例を具体的に説明する。

図２に示すように、電動弁は、その内に第１室１と弁口２６５とを有するハウジング２６と、エンドカバー１６と、を含み、電動弁は、ロッドユニット１４と弁体ユニット３３とをさらに含む。
そして、ロッドユニット１４は、一端が弁体ユニット３３に接続し、他端がロータユニット１０に接続し、ロッドユニット１４および弁体ユニット３３は、このロッドユニット１４の延伸方向で上下に動くことができることにより、弁口２６５を開閉する。
また、ハウジング２６は、第１通路２６１と第２通路２６２とを含み、この第１通路２６１が、第１室１と連通し、弁口２６５が、第２通路２６２と第１室１とを連通することができる。

図２に示すように、電動弁は、コイルユニット３１とスリーブ３とをさらに含む。
そして、スリーブ３は、エンドカバー１６と固定され、接続箇所が封止して設けられ、このスリーブ３の内側に第２室３６が形成され、ロータユニット１０の少なくとも一部は第２室３６内に設けられる。
コイルユニット３１は、スリーブ３に外挿される。
エンドカバー１６は、エンドカバー１６を貫通する第１通孔１６３を含む。
ロッドユニット１４の一部は、エンドカバー１６の第１通孔１６３を通ってロータユニット１０と伝動接続される。
ロッドユニット１４は、第１通孔１６３の対応する内壁と滑り嵌める。
ロータユニット１０は、スクリュロッド８と永久磁石４とをさらに含み、ナット部材１２は、スクリュロッド８の周辺に外挿され、ナット部材１２とスクリュロッド８とは、ネジで係合し、ナット部材１２とエンドカバー１６とは固定され、スクリュロッド８は、ナット部材１２に対して上向きまたは下向きに運動することができ、スクリュロッド８は、ロッドユニット１４を動かして運動することができる。
ロッドユニット１４とスクリュロッド８との間に、弾性部品１１が設けられている。

電動弁の第１通路２６１および第２通路２６２は、高い圧力を有する燃料電池システムの管路に接することができ、第１室１内の高い圧力の流体がロータユニット１０部分に入ることを防止する。
または、外部漏れのリスクを低減するために、図２～図４に示すように、電動弁は、弁体ユニット３３に対して弁口２６５から離れた封止部材１９をさらに含む。
そして、封止部材１９は、第１筒形部１９２と環形のダイヤフラム部１９１とを含み、この第１筒形部１９２は、ダイヤフラム部１９１の内周側に位置し、第２通孔１９３を含み、ロッドユニット１４の別の部分は、封止部材１９の第２通孔１９３を通って弁体ユニット３３に接続され、ダイヤフラム部１９１の外周側がハウジング２６およびエンドカバー１６に接続され、接続箇所が封止して設けられる。
そして、封止部材１９は、ゴム材質または金属材質であってもよく、封止部材１９は、弾性を有する。
図４に示すように、ダイヤフラム部１９１は、環形封止部１９５に接続される第１平坦部１９６と、第１筒形部１９２に接続される第２平坦部１９７と、第１平坦部１９６と第２平坦部１９７との間に位置する波紋部１９８と、を含む。
そして、この波紋部１９８は、ロッドユニット１４の上下動きに適応するように、外力の作用で伸縮の効果を発生することができる。
図２～図４に示すように、封止部材１９におけるロッドユニット１４との接触部分は、ロッドユニット１４に対して動かず、封止部材１９におけるハウジング２６との接触部分は、ハウジング２６に対して動かず、動的封止を採用することに対して、静的封止を採用すれば、漏れのリスクを低減することができる。
他の実施形態において、ダイヤフラム部１９１の外周側は、ハウジング２６またはエンドカバー１６のみに接続され、接続箇所が封止して設けられることができる。

図３および図４に示すように、電動弁は、環形スリーブ２０をさらに含み、この環形スリーブ２０は、第１筒形部１９２の外周に取り囲まれて第２通孔１９３を取り囲み、第１筒形部１９２は、外壁部と、第２通孔１９３の内側に位置する内壁部とを含む。
そして、内壁部および外壁部が、第１筒形部１９２の内外両側に位置し、環形スリーブ２０は、第１筒形部１９２の外壁部と締まりばめ、環形スリーブ２０は、ロッドユニット１４への圧力を第１筒形部１９２に付与することができる。
これにより、第１筒形部１９２とロッドユニット１４の外周との間が比較的に緊密に貼り合わされ、第２通孔１９３箇所の漏れを減少することができ、さらに、第１室１内の高い圧力の流体がロータユニット１０部分に入ることを防止することができる。
これにより、流体がロータユニット１０を腐食することを防止することができ、流体が第２室３６に入った後に低温で凍ることでロータユニット１０が回動できなくなることも防止することができる。

図２～図３に示すように、電動弁は、第１位置制限部材２１をさらに含み、第１位置制限部材２１は、環形スリーブ２０の第１通孔１６３から離れた一端に位置し、第１位置制限部材２１の少なくとも一部の外径が環形スリーブ２０の内径よりも大きく、第１位置制限部材２１は、環形スリーブ２０に突き当たり、第１位置制限部材２１は、ロッドユニット１４と固定される。
これにより、第１位置制限部材２１に突き当たる環形スリーブ２０の一端が軸方向で位置制限される。
本実施例において、第１位置制限部材２１は、止め輪であり、ロッドユニット１４は、ロッドユニット１４の外周面に凹んだ凹溝１４２を有し、この凹溝１４２が第１位置制限部材２１に対応し、第１位置制限部材２１の一部が凹溝１４２に入り込む。
これにより、第１位置制限部材２１は、軸方向の方向で位置制限され、第１位置制限部材２１の別の部分は、ロッドユニット１４の径方向に沿って外へ延伸するとともにスリーブ２０の一端に当接する。
止め輪は、Ｅ字型の止め輪であってもよく、止め輪の内径が変化可能であることにより、装着時に、ロッドユニット１４の太い部分を経て凹溝１４２箇所に到達することができる。
他の実施形態において、第１位置制限部材２１は、ナットであってもよく、第１位置制限部材２１は、内部のネジを介してロッドユニット１４に固定されることができる。
しかし、止め輪の構造は、ナット構造に対してより簡単であり、それにコストが低い。
他の実施形態において、第１位置制限部材２１は、ロッドユニット１４の一部であってもよい。

図３に示すように、電動弁は、第２位置制限部材１８をさらに含み、この第２位置制限部材１８は、封止部材１９における第１通孔１６３に近い一端に位置し、第２位置制限部材１８の少なくとも一部の外径が第２通孔１９３の直径よりも大きく、封止部材１９は、第２位置制限部材１８に当接する。
そして、この第２位置制限部材１８は、ロッドユニット１４と固定接続され、または、一体構造である。
これにより、第１筒形部１９２の一端は、軸方向の方向で位置制限される。
第２位置制限部１８は、ロッドユニット１４の第５段階部１４１を介して軸方向で位置制限されることができる。
他の実施形態において、第２位置制限部材１８は、ロッドユニット１４の一部であってもよい。

図３および図４に示すように、環形スリーブ２０は、ロッドユニット１４の径方向に沿って外へ延伸する延出部２０１と、このロッドユニット１４の軸方向に沿って延伸する第２筒形部２０２と、を含む。
そして、この第２筒形部２０２が第１筒形部１９２に外挿され、第２位置制限部１８の外径は、第２筒形部２０２の外径よりも大きく、ダイヤフラム部１９１の第２平坦部１９７は、第２位置制限部１８と延出部２０１との間に挟まれる。
そして、ロッドユニット１４の径方向に沿って外へ延伸する延出部２０１及び第２位置制限部材１８は、封止部材１９の挟まれた部分の面積を大きくすることができ、さらに引っ張ることによる第１筒形部１９２の変形を小さくし、同時に、封止面の面積も増加し、第２通孔１９３箇所の漏れを小さくすることができる。
環形スリーブ２０は、延出部２０１と第２筒形部２０２との接続箇所に位置するラッパ状フレアまたは面取り２０３をさらに有し、このラッパ状フレアまたは面取り２０３が、第２位置制限部材１８に向けて徐々に拡大する。
第１筒形部１９２の外周に環形スリーブ２０が設けられる前に、この第１筒形部１９２の外径は、環形スリーブ２０の内径よりわずかに大きくしてもよい。
そして、このフレアまたは面取りは、第１筒形部１９２が環形スリーブ２０の内側に嵌着される時にガイド作用を奏することができることにより、第１筒形部１９２が環形スリーブ２０の内側により容易に嵌着される。
この面取りは、円弧形であってもよい。
環形スリーブ２０は、プレスで製造されてもよく、コストが低い。

図３および図４に示すように、封止部材１９は、第１筒形部１９２の内側からロッドユニット１４へ突起してロッドユニット１４を取り囲む環形突起部１９４をさらに含む。
そして、ロッドユニット１４は、このロッドユニット１４の外周面に凹んでロッドユニット１４を取り囲む環形凹溝１４４を有し、この環形凹溝１４４が環形突起部１９４に対応し、環形突起部１９４の少なくとも一部が環形凹溝１４４に入り込み、且つ、環形突起部１９４が環形凹溝１４４に当接することにより、第１筒形部１９２が軸方向の方向で位置制限されることができるだけでなく、さらに封止性能を向上させることもできる。
圧力が加えられない場合、第１筒形部１９２の内側から突出する環形突起部１９４の高さは、環形凹溝１４４の深さよりも大きく、第１筒形部１９２がロッドユニット１４の外周に外挿される時に環形突起部１９４は、圧縮状態を呈することができ、第２通孔１９３箇所の漏れを比較的減少させることができる。
他の実施形態において、ロッドユニット１４は、このロッドユニット１４の外周面から突出してロッドユニット１４を取り囲む環形突起部を有してもよい。
そして、封止部材１９は、第１筒形部１９２の内側面に凹んでロッドユニット１４を取り囲む環形凹溝を有し、環形突起部の少なくとも一部が環形凹溝に入り込み、環形突起部が環形凹溝に当接する。

図４および図６に示すように、封止部材１９は、ダイヤフラム部１９１の外周縁に位置する環形封止部１９５をさらに含む。
そして、環形封止部１９５がエンドカバー１６の第１通孔１６３を取り囲み、この環形封止部１９５の厚さがダイヤフラム部１９１と環形封止部１９５との接続箇所の厚さよりも大きく、エンドカバー１６は、第１段階部１６５を含む。
そして、ハウジング２６は、第２段階部２６３を含み、第１段階部１６５と第２段階部２６３とがいずれも第１通孔１６３を取り囲み、第１段階部１６５と第２段階部２６３とが相対して設けられ、且つ、両者の間に収容室が形成され、環形封止部１９５は、第１段階部１６５と第２段階部２６３との間に位置し且つ圧縮状態にあり、第１室１から封止部材１９の外周縁箇所を経てロータユニット１０に入った流体の漏れを減少させることができ、環形封止部１９５も、第１室１からエンドカバー１６とハウジング２６との間を経て外部および／またはステータユニット３１部位に到達した流体の漏れを減少させることができる。
第１平坦部１９６は、第１段階部１６５と第２段階部２６３との間に挟まれ、、第１平坦部１９６は、圧縮状態にあることができ、漏れをさらに小さくすることができる。

そして、封止部材１９のダイヤフラム部１９１の外周側が、ハウジング２６、エンドカバー１６の少なくとも１つと封止して設けられると、第１室１からエンドカバー１６とハウジング２６との間を経て外部および／またはステータユニット３１部位に到達した流体の漏れを減少させることができるという目的を実現し、さらに、ダイヤフラム部１９１は、伸縮可能であり、封止部材１９に接続されるロッドユニット１４の上下移動に影響を与えない。
本実施例において、エンドカバー１６とハウジング２６との間にしっかりと押し付けるように、ダイヤフラム部１９１の外周に環形封止部１９５がさらに設けられる。
そして、ダイヤフラム部１９１とエンドカバー１６、ハウジング２６との封止を間接的に実現し、ダイヤフラム部１９１の外周側が、直接にエンドカバー１６、ハウジング２６と接続封止を実現してもよい。

図６に示すように、エンドカバー１６は、第３段階部１６４を含む。
そして、第３段階部１６４がハウジング２６の第４段階部２６４に対応し、この第３段階部１６４と第４段階部２６４とが相対して設けられ、且つ、両者の間に収容室が形成される。
電動弁は、第３段階部１６４と第４段階部２６４との間に設けられ、且つ、圧縮状態にある環形封止材１７をさらに含み、第３段階部１６４が第１段階部１６５に対して第１室１から離れた。
環形封止材１７は、第１室１の外部漏れを減少し、環形封止部１９５と二重封止を形成することができる。
エンドカバー１６は、ハウジング２６に溶接固定して接続箇所が封止されることができ、溶接固定を採用すると、第１室１の外部漏れをさらに小さくすることができる。

Claims

内部に第１室（１）と弁口（２６５）とを有するハウジング（２６）と、エンドカバー（１６）と、を含み、ロータユニット（１０）とロッドユニット（１４）と弁体ユニット（３３）とをさらに含み、前記ロータユニット（１０）は、前記ロッドユニット（１４）の一端に接続し、前記ロッドユニット（１４）の他端は、前記弁体ユニット（３３）に接続される電動弁であって、
前記エンドカバー（１６）は、第１通孔（１６３）を有し、
前記ロッドユニット（１４）の一部は、前記第１通孔（１６３）を通って前記第１通孔（１６３）の対応する内壁と滑り嵌め、
前記弁体ユニット（３３）に対して前記弁口（２６５）から離れた封止部材（１９）をさらに含み、
前記封止部材（１９）は、第２通孔（１９３）を有する第１筒形部（１９２）と、ダイヤフラム部（１９１）と、を含み、
前記ロッドユニット（１４）の別の部分は、前記第２通孔（１９３）を通り、
前記第１筒形部（１９２）は、前記ロッドユニット（１４）に対して接続されて接続箇所が封止され、
前記ダイヤフラム部（１９１）の外周側は、前記ハウジング（２６）および／またはエンドカバー（１６）と封止して設けられ、
前記封止部材（１９）は、環形封止部（１９５）をさらに含み、前記ダイヤフラム部（１９１）は、前記環形封止部（１９５）と前記第１筒形部（１９２）との間に位置し、前記環形封止部（１９５）は、前記エンドカバー（１６）とハウジング（２６）との間に挟まれ、圧縮状態にあることにより、前記ダイヤフラム部（１９１）の外周側は、前記ハウジング（２６）およびエンドカバー（１６）と封止して設けられていることを特徴とする電動弁。
前記ロッドユニット（１４）の別の部分は、前記第２通孔（１９３）を通り、
前記第１筒形部（１９２）は、前記ロッドユニット（１４）に対して固定または位置制限されていることを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記封止部材（１９）は、ゴム材質であり、
前記環形封止部（１９５）の厚さが、前記ダイヤフラム部（１９１）と前記環形封止部（１９５）との接続箇所の厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動弁。
前記封止部材（１９）は、前記第１筒形部（１９２）の内側から前記ロッドユニット（１４）へ突起して前記ロッドユニット（１４）を取り囲む環形突起部（１９４）をさらに含み、
前記ロッドユニット（１４）は、前記ロッドユニット（１４）の外周に凹んで前記ロッドユニット（１４）を取り囲む環形凹溝（１４４）を有し、
前記環形凹溝（１４４）が、前記環形突起部（１９４）に対応し、
前記環形突起部（１９４）の少なくとも一部が、前記環形凹溝（１４４）に入り込み、
前記環形突起部（１９４）が、前記環形凹溝（１４４）に当接し、
前記環形突起部（１９４）が圧縮状態を呈し、あるいは、前記封止部材は、前記第１筒形部の内側面に凹んで前記ロッドユニットを取り囲む環形凹溝を有し、
前記ロッドユニットは、前記ロッドユニットの外周から突出して前記ロッドユニットを取り囲む環形突起部を有し、
前記環形突起部の少なくとも一部が、前記環形凹溝に入り込み、
前記環形突起部が、前記環形凹溝に当接していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動弁。
少なくとも一部が、前記第１筒形部（１９２）に外挿される環形スリーブ（２０）をさらに含み、
前記環形スリーブ（２０）は、前記第１筒形部（１９２）の外壁部と締まりばめされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動弁。
第１位置制限部材（２１）をさらに含み、
前記第１位置制限部材（２１）は、前記環形スリーブ（２０）における前記第１通孔（１６３）から離れた一端に位置し、
前記第１位置制限部材（２１）の少なくとも一部の外径が、前記環形スリーブ（２０）の内径よりも大きく、
前記第１位置制限部材（２１）の一部が、前記環形スリーブ（２０）または第１筒形部（１９２）に突き当たり、
前記第１位置制限部材（２１）は、前記ロッドユニット（１４）と固定され、または、前記ロッドユニット（１４）の一部であることを特徴とする請求項５に記載の電動弁。
第２位置制限部材（１８）をさらに含み、
前記ロッドユニット（１４）は、前記第２位置制限部材（１８）を通り、
前記第２位置制限部材（１８）は、前記封止部材（１９）における前記第１通孔（１６３）に近い一端に位置し、
前記第２位置制限部材（１８）の少なくとも一部の外径が前記第２通孔（１９３）の直径よりも大きく、
前記第２位置制限部材（１８）は、前記ロッドユニット（１４）と固定され、または、前記ロッドユニット（１４）の一部であり、
前記封止部材（１９）は、前記第２位置制限部材（１８）に当接していることを特徴とする請求項６に記載の電動弁。
前記ダイヤフラム部（１９１）は、前記環形封止部（１９５）に接続される第１平坦部（１９６）と、前記第１筒形部（１９２）に接続される第２平坦部（１９７）と、前記第１平坦部（１９６）と第２平坦部（１９７）との間に位置する波紋部（１９８）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電動弁。
前記ダイヤフラム部（１９１）は、最外側に位置する第１平坦部（１９６）と、前記第１筒形部（１９２）に接続される第２平坦部（１９７）と、前記第１平坦部（１９６）と第２平坦部（１９７）との間に位置する波紋部（１９８）とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動弁。
第２位置制限部材（１８）と、少なくとも一部が前記第１筒形部（１９２）に外挿される環形スリーブ（２０）とをさらに含み、
前記環形スリーブ（２０）は、前記第１筒形部（１９２）の外壁部と締まりばめされ、
前記環形スリーブ（２０）は、前記ロッドユニット（１４）の径方向に沿って延伸する延出部（２０１）と前記ロッドユニット（１４）の軸方向に沿って延伸する第２筒形部（２０２）とを含み、
前記第２位置制限部材（１８）の外径は、前記第２筒形部（２０２）の外径よりも大きく、
前記ダイヤフラム部（１９１）の第２平坦部（１９７）は、前記第２位置制限部材（１８）と前記延出部（２０１）との間に挟まれていることを特徴とする請求項９に記載の電動弁。
前記エンドカバー（１６）は、第１段階部（１６５）を含み、
前記ハウジング（２６）は、第２段階部（２６３）を含み、
前記第１段階部（１６５）と前記第２段階部（２６３）とが相対して設けられ、且つ、前記第１段階部（１６５）と前記第２段階部（２６３）との間に収容室が形成され、
前記環形封止部（１９５）は、前記収容室に位置し、
前記第１平坦部（１９６）は、前記第１段階部（１６５）と前記第２段階部（２６３）との間に挟まれ、圧縮状態にあることを特徴とする請求項８に記載の電動弁。
スリーブ（３）を含み、
前記スリーブ（３）は、前記エンドカバー（１６）と固定されて接続箇所が封止して設けられ、
前記スリーブ（３）内に第２室（３６）を有し、
前記ロータユニット（１０）は、前記第２室（３６）内に位置し、
前記第１通孔（１６３）の一端は、前記第１室（１）に連通し、
前記第１通孔（１６３）の他端は、前記第２室（３６）に連通していることを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれかの１項に記載の電動弁。