JP7846653B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁装置に関する。

内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、弁本体を挿入する取付孔および弁ポートに連通する流路を有する流路ブロック（配管ボディ）と、を備える弁装置（電動弁）が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の弁装置では、弁本体が金属製の弁ハウジング（ボディ）を備え、弁ハウジング周面の環状溝にシール部材（シールリング）が設けられ、流路ブロックの取付孔の内周面および環状溝にシール部材が密接することで、流路がシールされている。

特開２０２０－１５３４８８号公報

従来の上記弁装置では、金属製の弁ハウジングの環状溝が切削加工によって成形されるため、製造コストが嵩むことになる。一方、図９に示すように、弁ハウジング２００をプレス加工により成形し、その外周面に樹脂２０１のインサート成形を行い、環状溝２０２全体を樹脂２０１で形成することも考えられるが、その場合には、弁ハウジング２００と樹脂２０１が剥離して流体が剥離部２０３から弁装置外部にリークする虞があった。

本発明は、低コストで流体の外部漏れを防止することができる弁装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の弁装置は、内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、前記弁本体が挿入される取付孔および前記弁ポートに連通する流路を有する流路ブロックと、を備える弁装置であって、前記弁本体は、金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングの外周面に設けられた樹脂成形部と、前記弁本体と前記流路ブロックとの間に配置されるシール部材が取り付けられる環状溝と、を有し、前記環状溝は、前記弁ハウジングの外周面で構成された底面と、前記樹脂成形部で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成され、前記シール部材は、前記環状溝の底面と、前記取付孔の内周面と、に密接して設けられ、前記弁ハウジングには、前記シール部材よりも前記弁ポート側で内外に貫通する貫通孔が設けられ、前記貫通孔には、前記樹脂成形部と連続する貫通樹脂部が設けられていることを特徴とする。

このような本発明によれば、樹脂成形部と弁ハウジングの外周面とで環状溝を構成したことにより、切削加工で環状溝を成形する必要がない。このため、環状溝の製造が容易となり、弁装置の製造コストを低減することができる。また、この構成によれば、環状溝における金属製の底面と、取付孔における金属製の内周面と、の間を直接シール部材で接続することができることから、樹脂成形部が金属製の弁ハウジングから剥離し樹脂成形部と弁ハウジングの接触部分に隙間等が生じたとしても弁本体の外周面と流路ブロックの内周面との間のシール性能を確実に確保することができ、外部に流体が漏れることがない。したがって、低コストで流体の外部漏れを防止することができる弁装置を提供することができる。このような構成によれば、弁ハウジングの貫通孔に設けられた貫通樹脂部に連続して樹脂成形部を設けることで、樹脂成形部の弁ハウジングに対する軸線方向や軸線まわりの回転方向への位置ずれを抑制することができる。また、貫通孔は、シール部材よりも弁ポート側に形成されている。このため、仮に貫通孔から貫通樹脂部が剥離し、貫通孔内周面と貫通樹脂部との隙間を通って弁ハウジングの内方から外方に流体が流れたとしても、その流体の流れをシール部材で止めることができる。したがって、弁ハウジング内方から弁ハウジングと流路ブロックの間を通って外部に流体が流出することを抑制することができる。

また、前記樹脂成形部は、前記環状溝の前記側面のうち一方を構成する第一樹脂成形部と、環状溝の前記側面のうち他方を構成する第二樹脂成形部と、を有し、前記第一樹脂成形部と前記第二樹脂成形部とが非連続であってもよい。

また、前記弁本体は、前記弁ハウジングの内部に設けられる樹脂製部材を有し、前記樹脂製部材と前記第一樹脂成形部とは、前記貫通樹脂部によって連続形成されていることが好ましい。このような構成によれば、貫通樹脂部を介して樹脂製部材と第一樹脂成形部とを連続形成したことで、樹脂製部材と第一樹脂成形部の弁ハウジングに対する軸線方向や軸線まわりの回転方向への位置ずれを抑制することができる。そして、弁ハウジングに対する樹脂製部材の位置ずれが抑制されるため、例えば、樹脂製部材が、モータ等の回転力を受けた弁体の軸線まわりの回転を規制する部材を備えていた場合、当該部材が、軸線まわりに回転しようとする弁体に合わせて軸線まわりに回転してしまうことを防止することができる。このため、弁体の回転規制の機能を確実に確保することができる。

また、内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、前記弁本体が挿入される取付孔および前記弁ポートに連通する流路を有する流路ブロックと、を備える弁装置であって、前記弁本体は、金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングの外周面に設けられた樹脂成形部と、前記弁本体と前記流路ブロックとの間に配置されるシール部材が取り付けられる環状溝と、を有し、前記環状溝は、前記弁ハウジングの外周面で構成された底面と、前記樹脂成形部で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成され、前記シール部材は、前記環状溝の底面と、前記取付孔の内周面と、に密接して設けられ、前記弁ハウジングと前記流路ブロックとは、前記樹脂成形部を介することで互いに非接触状態で取り付けられることが好ましい。弁装置では、弁ハウジングがステンレス等の金属で成形され、流路ブロックがアルミ合金等で成形される場合がある。この場合、弁ハウジングと流路ブロックとが接触するとイオン化傾向差により電蝕の発生が懸念される。しかしながら、本構成によれば、樹脂成形部を介して弁ハウジングと流路ブロックとを非接触状態にすることができる。このため、弁ハウジングがステンレス等で成形され、流路ブロックがアルミ合金等で成形されていたとしても、上述した電蝕の発生を抑制することができる。

また、内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、前記弁本体が挿入される取付孔および前記弁ポートに連通する流路を有する流路ブロックと、を備える弁装置であって、前記弁本体は、金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングの外周面に設けられた樹脂成形部と、前記弁本体と前記流路ブロックとの間に配置されるシール部材が取り付けられる環状溝と、を有し、前記環状溝は、前記弁ハウジングの外周面で構成された底面と、前記樹脂成形部で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成され、前記シール部材は、前記環状溝の底面と、前記取付孔の内周面と、に密接して設けられ、前記弁ハウジングを前記流路ブロックに固定する固定部が、前記弁ハウジングと別体に設けられ、前記固定部の少なくとも一部が前記樹脂成形部に覆われていることが好ましい。このような構成によれば、固定部の少なくとも一部が前記樹脂成形部に覆われていることで、固定部と流路ブロックとが直接接触することを防止することができる。このため、例えば、固定部がステンレス等の金属で成形され、流路ブロックがアルミ合金等で形成されていた場合、固定部と流路ブロックの接触による電蝕の発生を抑制することができる。

また、前記弁ハウジングと前記流路ブロックとの取り付け状態を維持する樹脂製の留め具を備え、前記留め具は、弾性変形した状態で前記取付孔における前記弁ハウジングと前記流路ブロックとの間に挿入され、復元力によって前記取付孔に係止されることが好ましい。このような構成によれば、留め具を用いて弁ハウジングと流路ブロックとの取り付け状態を維持することができる。この際、留め具は、弾性変形後の復元力により取付孔に係止されるため、弁ハウジングと流路ブロックとの固定に際し、ねじ止め等の煩雑な作業をする必要がない。したがって、留め具を取付孔に容易に固定することができる。そして、取付孔に留め具が係止された状態では、弁ハウジングと流路ブロックとの間に留め具が介在することとなるため、当該留め具により、弁ハウジングと流路ブロックとが直接接触することを防止することができる。このため、例えば、弁ハウジングがステンレス等の金属で成形され、流路ブロックがアルミ合金等で形成されていた場合、弁ハウジングと流路ブロックの接触による電蝕の発生を抑制することができる。

また、本発明の電動弁は、上述した弁装置として用いられていることを特徴とする。このような構成によれば、低コストで流体の外部漏れを防止することができる電動弁を提供することができる。

本発明によれば、低コストで流体の外部漏れを防止することができる弁装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る弁装置の断面図。 図１に示す弁装置の弁本体および駆動部を示す断面図。 図１に示す弁装置の流路ブロックを示す断面図。 図１に示す弁装置の領域Ａにおける拡大断面図。 第２実施形態の弁装置の断面図。 図５に示す弁装置の領域Ｂにおける拡大断面図。 図５に示す弁装置が備える留め具の平面図。 第２実施形態の変形例に係る弁装置の拡大断面図。 従来の弁装置の断面図。

以下、本発明に係る弁装置の第１実施形態を、図１～４に基づいて説明する。弁装置は、例えば車両等に搭載される電動弁１であり、弁本体１０と、弁体４０と、駆動部５０と、流路ブロック７０と、を備えている。なお、以降の説明では、図において弁本体１０の軸線Ｌに沿う方向を「軸線Ｌ方向」と記し、軸線Ｌ方向の一方側を「上側Ｌ１」、他方側を「下側Ｌ２」と記す。また、軸線Ｌ方向に直交する方向を「径方向Ｘ」と記す。これらの方向の定義はあくまでも説明の便宜のためのものであり、必ずしも電動弁１の実際の使用状態における各方向と一致するとは限らず、電動弁１の実際の使用状態における各方向を限定するものではない。

図２に示すように、弁本体１０は、筒状の弁ハウジング１１を備えている。弁ハウジング１１は、例えばＳＵＳ（ステンレス）等の金属製の材料をプレス成形等することにより円筒状に形成され、軸線Ｌ方向に延びている。弁ハウジング１１の側壁には、板厚方向（弁ハウジング１１の内外）に貫通する貫通孔１２が形成されている。貫通孔１２は、弁ハウジング１１の外周面を一周しない範囲で、軸線Ｌまわりの周方向に亘って断続的または連続的に形成されている。貫通孔１２の内部には、インサート成形により弁ハウジング１１と一体となった樹脂が埋め込まれており、この樹脂は、貫通樹脂部１３を構成している。弁ハウジング１１の側壁の外周面には、環状の樹脂成形部１４が、インサート成形により一体に成形されている。樹脂成形部１４は、貫通樹脂部１３の径方向Ｘ外方側の端部に連続する第一樹脂成形部１５と、第一樹脂成形部１５と軸線Ｌ方向に間隔をあけて上側Ｌ１に配置される第二樹脂成形部１６と、を備えている。

すなわち、樹脂成形部１４は、軸線Ｌ方向に非連続の第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６と、を備えている。第一樹脂成形部１５は、貫通樹脂部１３に連続することで貫通孔１２周縁に位置決めされている。第二樹脂成形部１６は、その上端面が後述するフランジ部２４の下端面に当接しており、この当接によって、第二樹脂成形部１６の上側Ｌ１への変位が規制されている。なお、第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６は、弁ハウジング１１に対して同時にインサート成形されてもよいし、第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６とのうち、一方をインサート成形により成形した後に、他方をインサート成形してもよい。

そして、この場合、第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６の樹脂材料を同一としてもよいし、異なるものとしてもよい。例えば、第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６のうち一方は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）とＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）とを混合した樹脂材料等で成形し、他の部材との摺動性を向上させてもよい。また、例えば、第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６のうち他方は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）にＧＦ（グラスファイバー）を加えた樹脂材料等で形成し、強度と絶縁性を向上させてもよい。

ここで、第一樹脂成形部１５を上記の様にＰＰＳとＰＴＦＥとを混合した樹脂材料で成形することで、後述のホルダガイド部３１の弁ホルダガイド孔３２ａと弁ホルダ４３との摺動性を向上させることができるため、電動弁１の作動時の摺動抵抗が減り、摺動部分の摩耗を低減し、電動弁１の作動安定性が維持される。この様に、第一樹脂成形部１５に用いる摺動性を向上させることができる樹脂材料としては、ＰＰＳとＰＴＦＥとを混合した樹脂材料を挙げたが、この樹脂材料以外にも、ＰＰＳとＰＴＦＥにＣＦ（カーボンファイバー）を混合した樹脂材料を用いてもよく、また、これ以外にも、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等の樹脂材料を用いてもよく、上記と同様に摩耗低減、作動安定性維持の効果がある。

また、第二樹脂成形部１６を上記の様にＰＰＳにＧＦを加えた樹脂材料で形成することで強度が向上し、絶縁性も向上するため、流路ブロック７０の取付孔７１に弁本体１０を挿入する際に、第二樹脂成形部１６が削れにくく、弁ハウジング１１と流路ブロック７０とが絶縁され、弁ハウジング１１と流路ブロック７０との間の電蝕を抑制することができる。この様に、第二樹脂成形部１６に用いる強度と絶縁性を向上させることができる樹脂材料としては、ＰＰＳにＧＦを加えた樹脂材料を挙げたが、この樹脂材料以外にも、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）や、ＰＣ（ポリカーボネート）や、ＰＡ（ポリアミド）や、ＰＳ（ポリスチレン）等の樹脂材料を用いてもよく、上記と同様に電蝕抑制の効果がある。

第一樹脂成形部１５と第二樹脂成形部１６の成形により、弁ハウジング１１の外周面には、径方向Ｘに凹む断面凹状の環状溝１７が形成されている。環状溝１７の底面は、弁ハウジング１１の外周面で構成されており、環状溝１７の下側Ｌ２の側面は、第一樹脂成形部１５の上側Ｌ１の端面で構成されており、環状溝１７の上側Ｌ１の側面は、第二樹脂成形部１６の下側Ｌ２の端面で構成されている。すなわち、環状溝１７は、弁ハウジング１１の外周面で構成された底面と、樹脂成形部１４で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成されている。環状溝１７には、環状のシール部材１８が取り付けられている。シール部材１８は、例えば、ゴム等の弾性を有する樹脂製の材料で形成されたＯリングである。そして、弁ハウジング１１の外周面における貫通孔１２よりも下側Ｌ２部分には、板厚方向に貫通する第一ポート１９（弁ポート）が形成されている。

第一ポート１９は、弁ハウジング１１内部と、後述する流路ブロック７０の第一流路７５と、を連通している。なお、この第一ポート１９の配置、および、貫通孔１２の配置、によれば、貫通孔１２は、シール部材１８よりも第一ポート１９側で内外に貫通していることとなる。弁ハウジング１１の下端部は、軸線Ｌ方向に開口し、その開口部分には、弁座部材２０が嵌合し、嵌合状態で溶接やろう付け等により弁ハウジング１１に固定されている。弁座部材２０は、例えば、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属製の材料で円柱状に形成され、軸線Ｌ方向に延びている。弁座部材２０の中心には、軸線Ｌ方向に貫通する第二ポート２１（弁ポート）が形成されている。第二ポート２１は、弁ハウジング１１内部と、後述する流路ブロック７０の第二流路７７と、を連通している。弁座部材２０の外周面には、径方向に凹む凹部２２が形成されている。凹部２２には、第二シール部材２３が装着されている。第二シール部材２３は、例えば、ゴム等の弾性を有する樹脂製の材料で形成されたＯリングである。

弁ハウジング１１の上端部は、軸線Ｌ方向に開口し、その開口縁部には、径方向外方に突出するフランジ部２４が形成されている。フランジ部２４の上端面には、ＳＵＳ（ステンレス）等の金属製の材料で有底筒状に形成されたケース２５が、その開口端縁を溶接等によって固定することで気密に固定されている。ケース２５の固定と、上述した弁座部材２０の固定と、により、弁本体１０は、内部が気密の圧力容器となっている。ケース２５の底部中央（図２では、電動弁１の上端部内側の内壁面に相当する部分）には、支持部２６が取り付けられている。支持部２６は、ケース２５の上部内壁面に沿って延びて、ケース２５に固定される傘部２６ａと、傘部２６ａの中央から軸線Ｌに沿って下側Ｌ２に突出する筒部２６ｂと、を備えている。筒部２６ｂは、下側Ｌ２に開口して形成されており、筒部２６ｂの内周には、軸受２６ｃが固定されている。この軸受２６ｃの内周には、後述する駆動軸５６の上端部５７が挿入されている。弁ハウジング１１の内部には、樹脂製筒状の支持部材３０（樹脂製部材）が、インサート成形により一体に成形されている。

支持部材３０は、軸線Ｌ方向に延びる筒状のホルダガイド部３１を備えている。ホルダガイド部３１の中心には、下側Ｌ２に延びる弁ホルダガイド孔３２ａと、弁ホルダガイド孔３２ａに連続し下側Ｌ２に開口する弁体ガイド孔３２ｂが形成されている。弁ホルダガイド孔３２ａには、弁ホルダ４３が挿入され、弁体ガイド孔３２ｂには、弁体４０の大径部４２が挿入されている。ホルダガイド部３１の下側Ｌ２部分は、弁ハウジング１１の内周面に密着している。ホルダガイド部３１の下端部３３の外周面の一部は、上述した貫通樹脂部１３に連続している。ホルダガイド部３１の上端部には、上側Ｌ１に突出する筒状の軸ガイド部３４が形成されている。軸ガイド部３４はホルダガイド部３１と同軸に形成され、その内周面には、駆動軸５６の外周面に形成された雄ねじ５８に螺合する雌ねじ３５が形成されている。

弁体４０は、第二ポート２１に近接または離間するニードル弁である。弁体４０は、第二ポート２１に挿入されるニードル部４１を備えている。ニードル部４１は、軸線Ｌ方向に延びる柱状に形成され、その下端部は下側Ｌ２に向かうにしたがって縮径した略円錐状に形成されている。ニードル部４１の上端部には、円柱状の大径部４２が形成されている。大径部４２は、ニードル部４１よりも大径かつ、弁体ガイド孔３２ｂよりも小径に形成され、軸線Ｌ方向に延びている。これによって、弁体４０の大径部４２の外周面が弁体ガイド孔３２ｂの内周面に摺動可能となっている。大径部４２の上端部は、筒状に形成された弁ホルダ４３の下端部に挿入されて固定されている。

弁ホルダ４３は、軸線Ｌ方向に延びて形成されている。弁ホルダ４３の外径は、弁ホルダガイド孔３２ａの内径よりもやや小さく形成されており、これによって、弁ホルダ４３の外周面が弁ホルダガイド孔３２ａの内周面に摺動可能となっている。なお、弁ホルダ４３の外周面と弁ホルダガイド孔３２ａの内周面との摺動可能部分における径方向Ｘの隙間は、弁体４０の大径部４２の外周面と弁体ガイド孔３２ｂの内周面との摺動部分における径方向Ｘの隙間よりも広くなっている。したがって、弁体４０は、電動弁１の作動時に、主に、弁体４０の大径部４２の外周面と弁体ガイド孔３２ｂの内周面との間の摺動部分で摺動することで、軸線Ｌ方向にガイドされる。弁ホルダ４３の上端部には、軸線Ｌ方向に貫通する貫通孔４４が形成され、貫通孔４４には、駆動軸５６の下端部５９が挿通されている。弁ホルダ４３の内部には、軸線Ｌ方向に延びる柱状のばね受け４５が設置されている。ばね受け４５の下端部は、大径部４２の上端部と軸線Ｌ方向に対向しており、このばね受け４５と大径部４２の上端部との間には、ばね４６が介在している。ばね４６の設置により、ニードル部４１は、第二ポート２１側に付勢されている。

駆動部５０は、弁体４０を軸線Ｌ方向に駆動する部分であり、モータ５１を備えている。モータ５１は、ケース２５の外部に配置されたステータコイル５２と、ケース２５の内部でステータコイル５２に囲まれる位置に配置されるマグネットロータ５３と、を備えている。ステータコイル５２は、巻線部５２ａと、不図示のヨークや外装部材等を備えている。ステータコイル５２は、不図示の制御部に接続され、制御部からパルス信号を受信することで、当該パルス信号に応じた所定の回転角度分、軸線Ｌを中心として左回りまたは右回りにマグネットロータ５３を回転させる。なお、ステータコイル５２のケース２５への固定手段は、公知のものを用いることができる。

例えば、ケース２５上端を跨ぐブラケットや、ケース下端外周面に接するブラケットをステータコイル５２に設置し、当該ブラケットに凸部を設け、ケース２５の凸部に対応する位置にディンプルを設け、凸部とディンプルの係合によりケース２５とステータコイル５２とを固定してもよい。例えば、第１実施形態の図１の構造では、ケース２５上端を跨ぐブラケット（不図示）の凸部をケース２５の上方外周の凹部２５ａ（ディンプル）に係合させる構成であり、後述する第２実施形態の図５の構造では、ケース２５下端外周面に接するブラケット（不図示）の凸部をケース２５の下方外周の凹部２５ｂ（ディンプル）に係合する構成である。また、上記ブラケットを、後述する固定板７９や流路ブロック７０本体にボルト固定等してもよい。

マグネットロータ５３は、磁性粉を混入した樹脂材でブッシュ５５をインサート成形して、筒状に形成されている。マグネットロータ５３の上側Ｌ１の内周面の一部には、径方向Ｘ内方に突出する突状としてのマグネット突出部５４が形成されている。マグネットロータ５３の中心部には、ブッシュ５５がインサート成形にて設置され、ブッシュ５５の中心には、軸線Ｌ方向に延びる駆動軸５６が挿通している。駆動軸５６は、マグネットロータ５３とともに軸線Ｌ周りに回転する軸部である。駆動軸５６の上端部５７は、上述した支持部２６の筒部２６ｂ内の軸受２６ｃの内部に挿入され、軸線Ｌ周りに回転可能かつ軸線Ｌ方向に進退移動可能に支持されている。駆動軸５６の外周面には、支持部材３０の雌ねじ３５に螺合する雄ねじ５８が形成されている。駆動軸５６の下端部５９は、弁ホルダ４３の貫通孔４４に挿通して弁ホルダ４３内に位置しており、その外周面には、径方向Ｘ外方に突出するフランジ６０が形成されている。フランジ６０の上側Ｌ１には、ワッシャ６１が設置され、ワッシャ６１とばね受け４５とでフランジ６０が軸線Ｌ方向に挟まれることで駆動軸５６が弁ホルダ４３に接続されている。

駆動部５０は、マグネットロータ５３の回転を規制するストッパ機構６２を更に備えている。ストッパ機構６２は、上述したケース２５の支持部２６における筒部２６ｂを備えている。筒部２６ｂの外周面には、螺旋状の溝を構成するガイド部６４が形成されている。ガイド部６４には、螺旋状の溝に螺合するスライダ６５が設置されている。スライダ６５には、径方向外方に突出する爪部６６が形成されており、爪部６６は、マグネットロータ５３のマグネット突出部５４に対して軸線Ｌ周りに当接可能となっている。この構成により、マグネットロータ５３が回転すると、その回転に追従してスライダ６５が軸線Ｌ周りに回転し、ガイド部６４に案内されて上側Ｌ１または下側Ｌ２にスライダ６５が移動することとなっている。そして、スライダ６５がガイド部６４の上端部に位置する支持部２６の切り起こし部またはガイド部６４の下端部に当接すると、それ以上回転できなくなることで、マグネットロータ５３の回転が停止することとなっている。

次に流路ブロック７０について説明する。流路ブロック７０は、流体の流路を構成する部材であり、その全体形状は図示しないが、例えば、アルミ合金等の金属で箱状に形成されている。図３に示すように、流路ブロック７０の中央には、軸線Ｌ方向に延びて上側Ｌ１に開口する取付孔７１が形成されている。取付孔７１は、弁本体１０を挿入するための部分である。取付孔７１の内周面上端には、下側Ｌ２に凹む段部７２が形成されている。段部７２の下側Ｌ２には、段部７２よりも縮径した縮径部７３が連続して形成されている。縮径部７３の下側Ｌ２には、下側Ｌ２に向かうにしたがって縮径するテーパ部７３ａが形成され、この下側Ｌ２には、円筒状の第一被シール部７４が形成されている。第一被シール部７４の一部には、径方向Ｘに延びる第一流路７５（流路）が形成されている。

第一流路７５は、径方向Ｘ内方側の端部が取付孔７１に連通し、径方向Ｘ外方側の端部が流路ブロック７０の外部に連通している。第一被シール部７４の下側Ｌ２には、円筒状の第二被シール部７６が形成されている。第二被シール部７６は、第一被シール部７４よりも縮径し、軸線Ｌ方向に延びている。第二被シール部７６の一部には、径方向Ｘに延びる第二流路７７（流路）が形成されている。第二流路７７は、径方向Ｘ内方側の端部が取付孔７１に連通し、径方向Ｘ外方側の端部が流路ブロック７０の外部に連通している。流路ブロック７０の上面の中心から径方向Ｘ外方に離れた位置には、上側Ｌ１に開口する雌ねじ部７８が形成されている。

上述のように構成された弁本体１０および駆動部５０と、流路ブロック７０とは、本実施形態では、図１に示すように固定板７９とボルト８２を用いて接続される。固定板７９は、弁本体１０のフランジ部２４の上端面および流路ブロック７０の上端面に当接する板部材である。固定板７９の中心には、弁本体１０のケース２５を挿通可能な貫通孔８０が、軸線Ｌ方向に貫通形成されている。また、固定板７９の上面において、上述した流路ブロック７０の雌ねじ部７８に対応する位置には、ボルト８２を挿通可能なボルト孔８１が、軸線Ｌ方向に貫通形成されている。弁本体１０を流路ブロック７０に接続する際には、まず、ステータコイル５２を取り付けていない弁本体１０を流路ブロック７０の取付孔７１に挿入する。これにより、弁本体１０のフランジ部２４の下端面を流路ブロック７０の段部７２上端面に当接させる。

次に、貫通孔８０にケース２５を通しながら、固定板７９を流路ブロック７０の上端面およびフランジ部２４の上端面に載置する。そして、この状態で、ボルト８２をボルト孔８１に挿通させ、雌ねじ部７８に螺合させていく。この螺合の際、フランジ部２４が固定板７９によって段部７２に押し付けられることにより、弁本体１０と流路ブロック７０とが一体となり、弁本体１０が流路ブロック７０に固定される。弁本体１０が流路ブロック７０に固定された状態では、図４に示すように、第二樹脂成形部１６の径方向Ｘ外方側の端面と、流路ブロック７０の縮径部７３、および、テーパ部７３ａの径方向Ｘ内面と、の間に外部に連通する空間が生じており、フランジ部２４下端と、流路ブロック７０の段部７２上面との間、および、フランジ部２４上面と固定板７９下面との間は接してはいるが、密封されておらず流体（大気）は流通するため、上記空間は大気圧部８３を構成している。また、この状態では、第一流路７５、第一ポート１９、弁本体１０内部、第二ポート２１、および第二流路７７が連通して空間を形成しており、この空間は、大気圧部８３よりも高圧の流体高圧部８４となっている。

また、この状態では、弁ハウジング１１の外周面と、流路ブロック７０の第一被シール部７４と、によって、シール部材１８が径方向Ｘに圧縮されている。これにより、シール部材１８は、弁ハウジング１１の外周面と、第一被シール部７４と、に密接している。すなわち、シール部材１８は、環状溝１７の底面と、取付孔７１の内周面と、に密接している。そして、このシール部材１８の配置により、流体高圧部８４を流れる流体が、大気圧部８３側に漏れることが防止されている。また、この状態では、図１に示すように、弁座部材２０の凹部２２底面と、流路ブロック７０の第二被シール部７６と、によって第二シール部材２３が径方向Ｘに圧縮されている。これにより、第二シール部材２３は、凹部２２底面と、第二被シール部７６と、に密接している。そして、このような第二シール部材２３の配置により、流体高圧部８４を流れる流体が、弁本体１０外部を通って第二流路７７側に漏れることが防止されている。

なお、この状態では、図１に示すように、弁ハウジング１１の外周面と第一被シール部７４との間には、第一樹脂成形部１５と、第二樹脂成形部１６と、が介在しており、弁ハウジング１１と第一被シール部７４とが直接接触していない。また、図１では、弁座部材２０の外周面と、第二被シール部７６と、の間に隙間が生じていないように見えるが、実際は、当該部分に隙間が生じている。この構成により、弁ハウジング１１と流路ブロック７０とは、樹脂成形部１４を介することで互いに非接触状態で取り付けられていることとなる。ここで、例えば、弁ハウジング１１がステンレス等で構成され、流路ブロック７０がアルミ合金等で構成され、互いに接触状態で取り付けられている場合、異種金属間のイオン化傾向差により電蝕が発生する場合がある。しかしながら、本実施形態では、弁ハウジング１１と流路ブロック７０とが互いに非接触状態で取り付けられているため、この電蝕の発生が抑制されることとなる。

次に、電動弁１の動作について説明する。本実施形態の電動弁１は、例えば、車両等に設けられた冷媒の流路に設置され、冷媒の流量を制御することに用いられる。まず、図１に示す状態では、弁体４０のニードル部４１が弁座部材２０に着座して第二ポート２１を閉塞している。この状態では、第二ポート２１の部分で第一流路７５、第二流路７７間に流れる冷媒の流路が遮断されることで、冷媒の流れが止まる。次に、モータ５１を駆動する。モータ５１が駆動されると、マグネットロータ５３および駆動軸５６が軸線Ｌ周りに回転する。この回転により、駆動軸５６の雄ねじ５８が、支持部材３０の雌ねじ３５にねじ送りされ、マグネットロータ５３および駆動軸５６が上側Ｌ１に移動する。そして、駆動軸５６が上側Ｌ１に移動することにより、弁ホルダ４３が弁ホルダガイド孔３２ａ内で上側Ｌ１に引き上げられ、その際、弁体４０の大径部４２の外周面が、弁ガイド孔３２ｂの内周面に摺動しながら上側Ｌ１に引き上げられ、これに合わせてニードル部４１が第二ポート２１から離座して上側Ｌ１に移動する。

ニードル部４１が離座すると、第二ポート２１が開口し、第一流路７５、第一ポート１９、弁本体１０内、第二ポート２１、第二流路７７が連通し、この連通部分に冷媒が流れる。なお、この際、ニードル部４１が第二ポート２１内に位置するうちは、ニードル部４１が第二ポート２１から離れるほど、ニードル部４１外周面と第二ポート２１内周面との隙間が増大し、徐々に冷媒の流量が増加する。そして、ニードル部４１が第二ポート２１外に位置すると、第二ポート２１の開度は最大となり、その後は弁体４０が上昇しても冷媒の流量が一定となる。そして、ストッパ機構６２のスライダ６５がガイド部６４の上端部に位置する支持部２６の切り起こし部に当接すると、マグネットロータ５３の回転が規制されることで、弁体４０の上昇が止まる。その後、マグネットロータ５３を逆回転させると、マグネットロータ５３および駆動軸５６が軸線Ｌ周りに回転しながら下側Ｌ２に移動し、これに合わせて弁体４０が下側Ｌ２に移動し、ニードル部４１が弁座部材２０に着座する。この着座により、再び第二ポート２１が閉塞させられる。

以上、上述した第１実施形態によれば、樹脂成形部１４と弁ハウジング１１の外周面とで環状溝１７を構成したことにより、切削加工で環状溝１７を成形する必要がない。このため、環状溝１７の製造が容易となり、電動弁１（弁装置）の製造コストを低減することができる。また、この構成によれば、環状溝１７における金属製の底面と、取付孔７１における金属製の内周面と、の間を直接シール部材１８で接続することができることから、樹脂成形部１４の一部が金属製の弁ハウジング１１から剥離し樹脂成形部１４と弁ハウジング１１の接触部分に隙間等が生じたとしても弁本体１０の外周面と流路ブロック７０の内周面との間のシール性能を確実に確保することができ、外部に流体が漏れることがない。したがって、低コストで流体の外部漏れを防止することができる電動弁１（弁装置）を提供することができる。

また、弁ハウジング１１の貫通孔１２に設けられた貫通樹脂部１３に連続して樹脂成形部１４を設けることで、樹脂成形部１４の弁ハウジング１１に対する軸線Ｌ方向や軸線Ｌまわりの回転方向への位置ずれを抑制することができる。また、貫通孔１２は、シール部材１８よりも第一ポート１９（弁ポート）側に形成されている。このため、仮に貫通孔１２から貫通樹脂部１３が剥離し、貫通孔１２内周面と貫通樹脂部１３との隙間を通って弁ハウジング１１の内方から外方に流体が流れたとしても、その流体の流れをシール部材１８で止めることができる。したがって、弁ハウジング１１内方から弁ハウジング１１と流路ブロック７０の間を通って外部に流体が流出することを抑制することができる。

また、貫通樹脂部１３を介して支持部材３０（樹脂製部材）と第一樹脂成形部１５とを連続形成したことで、支持部材３０と第一樹脂成形部１５の弁ハウジング１１に対する軸線Ｌ方向や軸線Ｌまわりの回転方向への位置ずれを抑制することができる。そして、弁ハウジング１１に対する支持部材３０の位置ずれが抑制されるため、例えば、支持部材３０が、モータ等の回転力を受けた弁体４０の軸線Ｌまわりの回転を規制するホルダガイド部３１等を備えていた場合、軸線Ｌまわりに回転しようとする弁体４０に合わせてホルダガイド部３１等が軸線Ｌまわり回転してしまうことを防止することができる。このため、弁体４０の回転規制の機能を確実に確保することができる。

また、本実施形態では、弁ハウジング１１と流路ブロック７０とは、樹脂成形部１４を介することで互いに非接触状態で取り付けられていた。電動弁１では、弁ハウジング１１がステンレス等の金属で成形され、流路ブロック７０がアルミ合金等で成形される場合がある。この場合、弁ハウジング１１と流路ブロック７０とが接触するとイオン化傾向差により電蝕の発生が懸念される。しかしながら、本構成によれば、樹脂成形部１４を介して弁ハウジング１１と流路ブロック７０とを非接触状態にすることができる。このため、弁ハウジング１１がステンレス等で成形され、流路ブロック７０がアルミ合金等で成形されていたとしても、上述した電蝕の発生を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態の電動弁１００（弁装置）の断面図である。図６は、図５に示す電動弁１００の領域Ｂにおける拡大断面図である。図７は、第２実施形態の電動弁１００が備えるプッシュナット９０（留め具）の平面図である。電動弁１００は、弁ハウジング１１’と別体に設けられたフランジ部材２７（固定部）を備えている。フランジ部材２７は、弁ハウジング１１を流路ブロック７０に固定するための部分であり、図５に示すように、弁ハウジング１１の外周面を周方向に覆う筒状部２８と、筒状部２８の上端に連続し、径方向Ｘ外方に突出するフランジ部２９と、で構成されている。フランジ部材２７は、溶接またはろう付け等によって弁ハウジング１１に固定されている。そして、第２実施形態では、弁ハウジング１１へのフランジ部２９の固定が完了した状態で、第一樹脂成形部１５’と第二樹脂成形部１６’とがインサート成形される。第一樹脂成形部１５’は、貫通樹脂部１３に連続し、筒状部２８の下端面から筒状部２８の径方向Ｘ外方側の端面に亘って成形されている。

第二樹脂成形部１６’は、フランジ部２９の径方向Ｘ外方側の端面からフランジ部２９の下面および筒状部２８の径方向Ｘ外方側の端面に亘って成形されている。なお、このように、第二樹脂成形部１６’は、フランジ部２９の一部を覆うように成形されてもよいが、第二樹脂成形部１６’の構造はこれに限られない。図８は、第２実施形態の変形例に係る電動弁１００の拡大断面図である。図８に示すように、第二樹脂成形部１６’ａは、フランジ部２９の上面、フランジ部２９の径方向Ｘ外方側の端面、およびフランジ部２９の下面に亘って成形されている。このように、フランジ部材２７（固定部）の外面の少なくとも一部が樹脂成形部１４に覆われていればよい。

そして、筒状部２８の径方向Ｘ外方側の端面（弁ハウジング１１の外周面）と、第一樹脂成形部１５’の上面と、第二樹脂成形部１６’の下端面と、で環状溝１７’が形成されている。環状溝１７’は第１実施形態の環状溝１７に相当し、環状溝１７’には、シール部材１８が取り付けられている。第２実施形態の支持部材３０’には、ホルダガイド部３１の上端部から上側Ｌ１に延びる軸ガイド部３４’が形成されている。軸ガイド部３４’は、第１実施形態の軸ガイド部３４に相当するが、第２実施形態では、軸ガイド部３４’の外周面には、螺旋状のガイド部６４’が形成されている。ガイド部６４’には、スライダ６５が設置されている。スライダ６５の爪部６６は、マグネットロータ５３のマグネット突出部５４に当接している。すなわち、第２実施形態では、支持部材３０に上述したストッパ機構６２が設けられている。

図６に示すように、第２実施形態の流路ブロック７０’における取付孔７１’には、取付凹部８５と、取付突起８６と、が形成されている。取付凹部８５は、段部７２の上端部に連続し、軸線Ｌ周りの全周に亘って径方向Ｘ外方に凹んでいる。取付突起８６は、取付凹部８５の上端部から軸線Ｌ周りの全周に亘って径方向Ｘ内方に突出している。第２実施形態の電動弁１００は、プッシュナット９０（留め具）を備えている。プッシュナット９０は、弁本体１０’と流路ブロック７０’との取り付け状態を維持するための部品であり、例えば、本実施形態では、樹脂製の材料を用いて筒状に形成されている。プッシュナット９０は、弁ハウジング１１を周方向に覆う円筒状の胴部９１と、胴部９１の上端部から径方向Ｘ外方に突出するフランジ部９２と、を備えている。胴部９１には、径方向Ｘ外方に突出する係止突起９３が形成されている。

図７に示すように、フランジ部９２の一部には、軸線Ｌ方向から見て胴部９１にまで亘る割り部９４が形成されている。割り部９４は、フランジ部９２を軸線Ｌ方向から見た場合に、軸線Ｌ周りに所定角度θ分、形成されている。割り部９４の形成により、胴部９１は、径方向Ｘ内方に弾性変形可能となっている。係止突起９３は、胴部９１が弾性変形する前の状態で、流路ブロック７０の取付突起８６の内径よりも大きな外径を備えて形成されている。弁本体１０’は、以下のように流路ブロック７０に取り付けられる。まず、ステータコイル５２を取り付けていない弁本体１０’を流路ブロック７０’の取付孔７１’に挿入する。これにより、図６に示すように、第二樹脂成形部１６’のうちフランジ部２９の下面を覆う部分を、流路ブロック７０’の段部７２上端面に当接させる。

そして、この状態で、プッシュナット９０の胴部９１を、径方向Ｘ内方に弾性変形させながら、弁ハウジング１１と流路ブロック７０との間に挿入する。この際、弾性変形により、係止突起９３の径方向Ｘ外方側の端部が、流路ブロック７０の取付突起８６を乗り越える。その後、プッシュナット９０の挿入が完了すると、胴部９１は復元して弾性変形前の状態に戻る。この復元により、係止突起９３が、流路ブロック７０の取付凹部８５に嵌まり込むとともに、復元力によって取付凹部８５に押し付けられる。そして、この状態で、係止突起９３と取付突起８６とが噛合って係止されることで、プッシュナット９０の上側Ｌ１への変位が規制される。そして、プッシュナット９０の取り付けが完了すると、フランジ部材２７（弁ハウジング１１）の外周面と、流路ブロック７０の第一被シール部７４と、によって、シール部材１８が径方向Ｘに圧縮されることとなる。これにより、シール部材１８は、フランジ部材２７の外周面と、第一被シール部７４と、に密接している。

そして、この際、第一樹脂成形部１５’と、第二樹脂成形部１６’とが、フランジ部材２７と流路ブロック７０との間に介在しており、弁ハウジング１１と流路ブロック７０とが直接接触していない。これにより、弁ハウジング１１がステンレス等で構成され、流路ブロック７０がアルミ合金等で構成されていたとしても、上述した異種金属管のイオン化傾向差による電蝕を防止することができる。なお、この際、図６に示す第２実施形態のように、フランジ部材２７の外面の全てを第二樹脂成形部１６で覆っていない場合は、プッシュナット９０を樹脂製の材料で形成すると、第一樹脂成形部１５の下端からプッシュナット９０の上端までの部分で、弁ハウジング１１と流路ブロック７０との間に樹脂が介在することとなる。このため、当該部分で弁ハウジング１１と流路ブロック７０とが直接接触することを確実に防止することができ、上記電蝕を防止することができる。

一方、第２実施形態の変形例のように、フランジ部材２７の外面の全てを第二樹脂成形部１６で覆う場合は、プッシュナット９０を金属製の材料で形成したとしても、特にフランジ部材２７と流路ブロック７０とが直接接触することがないため、プッシュナット９０は必ずしも樹脂製の材料で形成しなくてもよい。このように、プッシュナット９０は、弁本体１０’等の他の構成との兼ね合いを考慮しつつ、様々な材料で形成することができる。例えば、プッシュナット９０は、金属製の材料で形成してもよいし、樹脂製の材料で構成してもよいし、金属製の材料で形成した後に樹脂でコーティングする、樹脂をインサート成形する等の方法で形成してもよい。

第２実施形態および第２実施形態の変形例によれば、フランジ部材２７（固定部）の少なくとも一部が樹脂成形部１４に覆われていることで、フランジ部材２７と流路ブロック７０とが直接接触することを防止することができる。このため、例えば、フランジ部材２７がステンレス等の金属で成形され、流路ブロック７０’がアルミ合金等で形成されていた場合、フランジ部材２７と流路ブロック７０’の接触による電蝕の発生を抑制することができる。また、本構成によれば、プッシュナット９０（留め具）を用いて弁ハウジング１１’と流路ブロック７０’との取り付け状態を維持することができる。この際、プッシュナット９０は、弾性変形後の復元力により取付孔７１’に係止されるため、弁ハウジング１１’と流路ブロック７０’との固定に際し、ねじ止め等の煩雑な作業をする必要がない。したがって、プッシュナット９０を取付孔７１’に容易に固定することができる。

そして、取付孔７１’にプッシュナット９０が係止された状態では、弁ハウジング１１’と流路ブロック７０’との間にプッシュナット９０が介在することとなるため、当該プッシュナット９０により、弁ハウジング１１’と流路ブロック７０’とが直接接触することを防止することができる。このため、例えば、弁ハウジング１１’がステンレス等の金属で成形され、流路ブロック７０’がアルミ合金等で形成されていた場合、弁ハウジング１１’と流路ブロック７０’の接触による電蝕の発生を抑制することができる。

以上、弁装置の実施形態および変形例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。例えば、本実施形態では、弁装置の例として電動弁１および電動弁１００を例示したが、電動弁１および電動弁１００には、例えば、ステッピングモータで第二ポート２１を開閉する電子膨張弁も含まれる。また、弁装置は、電動弁１および電動弁１００に限られず、電磁コイルでプランジャを進退移動させる電磁弁であってもよいし、弁体を手動で移動させる手動弁であってもよい。

１ 電動弁（弁装置）
１０ 弁本体
１１ 弁ハウジング
１４ 樹脂成形部
１７ 環状溝
１８ シール部材
１９ 第一ポート（弁ポート）
２１ 第二ポート（弁ポート）
４０ 弁体
７０ 流路ブロック
７１ 取付孔
７５ 第一流路（流路）
７７ 第二流路（流路）

Claims (7)

1. 内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、前記弁本体が挿入される取付孔および前記弁ポートに連通する流路を有する流路ブロックと、を備える弁装置であって、
   前記弁本体は、金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングの外周面に設けられた樹脂成形部と、前記弁本体と前記流路ブロックとの間に配置されるシール部材が取り付けられる環状溝と、を有し、
   前記環状溝は、前記弁ハウジングの外周面で構成された底面と、前記樹脂成形部で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成され、
   前記シール部材は、前記環状溝の底面と、前記取付孔の内周面と、に密接して設けられ、
   前記弁ハウジングには、前記シール部材よりも前記弁ポート側で内外に貫通する貫通孔が設けられ、前記貫通孔には、前記樹脂成形部と連続する貫通樹脂部が設けられていることを特徴とする弁装置。
2. 前記樹脂成形部は、前記環状溝の前記側面のうち一方を構成する第一樹脂成形部と、前記環状溝の前記側面のうち他方を構成する第二樹脂成形部と、を有し、前記第一樹脂成形部と前記第二樹脂成形部とが非連続であることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
3. 前記弁本体は、前記弁ハウジングの内部に設けられる樹脂製部材を有し、前記樹脂製部材と前記第一樹脂成形部とは、前記貫通樹脂部によって連続形成されていることを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
4. 内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、前記弁本体が挿入される取付孔および前記弁ポートに連通する流路を有する流路ブロックと、を備える弁装置であって、
   前記弁本体は、金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングの外周面に設けられた樹脂成形部と、前記弁本体と前記流路ブロックとの間に配置されるシール部材が取り付けられる環状溝と、を有し、
   前記環状溝は、前記弁ハウジングの外周面で構成された底面と、前記樹脂成形部で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成され、
   前記シール部材は、前記環状溝の底面と、前記取付孔の内周面と、に密接して設けられ、
   前記弁ハウジングと前記流路ブロックとは、前記樹脂成形部を介することで互いに非接触状態で取り付けられることを特徴とする弁装置。
5. 内部に弁ポートおよび弁体を有する弁本体と、前記弁本体が挿入される取付孔および前記弁ポートに連通する流路を有する流路ブロックと、を備える弁装置であって、
   前記弁本体は、金属製の弁ハウジングと、前記弁ハウジングの外周面に設けられた樹脂成形部と、前記弁本体と前記流路ブロックとの間に配置されるシール部材が取り付けられる環状溝と、を有し、
   前記環状溝は、前記弁ハウジングの外周面で構成された底面と、前記樹脂成形部で構成された一対の側面と、で断面凹状に形成され、
   前記シール部材は、前記環状溝の底面と、前記取付孔の内周面と、に密接して設けられ、
   前記弁ハウジングを前記流路ブロックに固定する固定部が、前記弁ハウジングと別体に設けられ、前記固定部の少なくとも一部が前記樹脂成形部に覆われていることを特徴とする弁装置。
6. 前記弁ハウジングと前記流路ブロックとの取り付け状態を維持する樹脂製の留め具を備え、
   前記留め具は、弾性変形した状態で前記取付孔における前記弁ハウジングと前記流路ブロックとの間に挿入され、復元力によって前記取付孔に係止されることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の弁装置。
7. 請求項１～５のいずれか一項に記載の弁装置として用いられる電動弁。