(57)【要約】      （修正有）【課題】シート部材が別体として構成された制御弁において、簡単な構成でもって、弁口での流体漏れを抑制でき、精緻な流量制御を行うことのできる制御弁及び該制御弁に用いられるシート部材を提供する。【解決手段】弁室５と該弁室５に開口する弁口８ａを有する弁座部８とを備えた弁本体と、弁室５内で移動自在に配置される弁体１０と、該弁体１０を移動させるための駆動部と、弁座部８にかしめにより固着されると共に弁体１０に対する弁座７ｃを有する環状のシート部材７とを備え、シート部材７は、弁体１０の移動方向且つ弁体１０側の側面７ａに環状溝７ｅが形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁室と該弁室に開口する弁口を有する弁座部とを備えた弁本体と、前記弁室内で移動自在に配置される弁体と、該弁体を移動させるための駆動部と、前記弁座部に圧入もしくはかしめにより固着されると共に前記弁体に対する弁座を有する環状のシート部材とを備えた制御弁であって、
前記シート部材は、前記弁体の移動方向且つ前記弁体側の側面に環状溝が形成されていることを特徴とする制御弁。
【請求項２】
前記シート部材は、前記弁口の開口端に環状に形成された段差部に圧入もしくはかしめにより固着されていることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
【請求項３】
前記シート部材は断面四角形状を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁。
【請求項４】
前記環状溝が形成された前記側面に対向する側面に別途の環状溝が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の制御弁。
【請求項５】
前記シート部材の前記環状溝は、前記弁座部への固着部分と前記弁座との間の側面に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の制御弁。
【請求項６】
前記弁座部は前記弁本体と一体に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の制御弁。
【請求項７】
前記シート部材は、前記弁座部よりも硬度の高い材料から形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の制御弁。
【請求項８】
上下方向で対向する側面を有する環状のシート部材であって、
前記対向する側面の少なくとも一方に環状溝が形成されていることを特徴とするシート部材。
【請求項９】
前記シート部材は断面四角形状を有していることを特徴とする請求項８に記載のシート部材。
【請求項１０】
前記対向する側面の双方に環状溝が形成されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のシート部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御弁及びシート部材に係り、例えばシート部材が別体として構成された制御弁及び該制御弁に用いられるシート部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、弁開閉動作の不良や流量制御の精度劣化を抑制するための技術として、特許文献１に開示される電動弁の構造が知られている。
【０００３】
特許文献１に開示されている電動弁は、ステッピングモータと、そのロータの回転により弁体を弁本体に形成されたオリフィスに接離させる弁作動機構とからなり、前記オリフィスのシート部材が別体として構成され、弁本体のオリフィスの入り口に嵌装された前記シート部材が、弁本体の縁部を内側に折り曲げるかしめ加工により固着されているものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１７８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シート部材を弁本体にかしめ加工により固着する場合、一般に弁本体が銅合金等の硬度の低い材料で形成され、シート部材がステンレス等といった前記弁本体の構成材料よりも硬度の高い材料で形成され、かしめ加工時のかしめ圧により弁本体が変形しても弁座部分を有するシート部材が変形し難いように配慮されている。
【０００６】
しかしながら、シート部材を弁本体に確実に固着させるべく弁本体及びシート部材にかしめ力を付与すると、かしめ加工時の弁本体の変形に伴ってシート部材も変形する場合がある。そのようにオリフィスの入り口に嵌装されたシート部材、特にシート部材の弁座部分が変形すると、例えば弁体をシート部材に接触させて閉弁してもオリフィスから流体漏れが発生するといった問題や、弁体とシート部材との間で精緻に流量を制御し得ないといった問題が生じ得る。
【０００７】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、シート部材が別体として構成された制御弁において、簡単な構成でもって、弁口での流体漏れを抑制でき、精緻な流量制御を行うことのできる制御弁及び該制御弁に用いられるシート部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記する課題を解決するために、本発明に係る制御弁は、弁室と該弁室に開口する弁口を有する弁座部とを備えた弁本体と、前記弁室内で移動自在に配置される弁体と、該弁体を移動させるための駆動部と、前記弁座部に圧入もしくはかしめにより固着されると共に前記弁体に対する弁座を有する環状のシート部材とを備えた制御弁であって、前記シート部材は、前記弁体の移動方向且つ前記弁体側の側面に環状溝が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
好ましい形態では、前記シート部材は、前記弁口の開口端に環状に形成された段差部に圧入もしくはかしめにより固着されていることを特徴としている。
【００１０】
更に好ましい形態では、前記シート部材は断面四角形状を有していることを特徴としている。
【００１１】
更に好ましい形態では、前記環状溝が形成された前記側面に対向する側面に別途の環状溝が形成されていることを特徴としている。
【００１２】
更に好ましい形態では、前記シート部材の前記環状溝は、前記弁座部への固着部分と前記弁座との間の側面に形成されていることを特徴としている。
【００１３】
別の好ましい形態では、前記弁座部は前記弁本体と一体に形成されていることを特徴としている。
【００１４】
別の好ましい形態では、前記シート部材は、前記弁座部よりも硬度の高い材料から形成されていることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係るシート部材は、上下方向で対向する側面を有する環状のシート部材であって、前記対向する側面の少なくとも一方に環状溝が形成されていることを特徴としている。
【００１６】
好ましい形態では、前記シート部材は断面四角形状を有していることを特徴としている。
【００１７】
更に好ましい形態では、前記対向する側面の双方に環状溝が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シート部材の弁体の移動方向且つ弁体側の側面に環状溝が形成されることで、圧入もしくはかしめにより弁座部にシート部材を固定する際、圧入もしくはかしめ加工時の弁本体の弁座部の変形に伴ってシート部材の弁座部との当接部分が変形しても、その当接部分の変形が弁体の移動方向且つ弁体側の側面を介して弁座に伝播し難くなり、当該シート部材の弁座の変形が抑制される。そのため、例えばシート部材に弁体を接触させて閉弁した際に弁口での流体漏れが抑制されると共に、弁体とシート部材との間で精緻に流量制御を行うことができる。また、シート部材の当接部分の変形が弁座に伝播し難くなるため、シート部材自体を小型化できるといった利点もある。
【００１９】
また、シート部材が断面四角形状を有し、前記環状溝が形成された側面に対向する側面に別途の環状溝が形成される場合には、弁座部に対するシート部材の組み付け性を格段に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る制御弁としての制水弁の一実施形態の全体構成を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ部の拡大断面図。
【図３】図１に示すシート部材を拡大して示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）は上面図。
【図４】図１に示す弁座部及びシート部材の配置構成の変形形態を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下では、制御弁として、冷凍循環系の水冷コンデンサ圧力を制御するための冷却水量を制御する冷却水用の制水弁、特に水冷式凝縮器の冷媒圧力（凝縮圧力）を検知して冷却水量を制御する圧力式制水弁を採用した形態について説明するが、例えば水冷式凝縮器の出口水温を検知して冷却水量を制御する温度式制水弁、アクチュエータとしてステッピングモータやノレノイド等を用いた電動弁や電磁弁等といった各種の制御弁を採用し得ることは勿論である。
【００２２】
図１は、本発明に係る制御弁としての制水弁の一実施形態の全体構成を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ部の拡大断面図であり、図３は、図１に示すシート部材を拡大して示す図であって、図３（ａ）は斜視図、図３（ｂ）は縦断面図、図３（ｃ）は上面図である。なお、図３は、弁本体の弁座部に装着される前のシート部材を示している。
【００２３】
図示する制水弁１は、例えば水冷式圧縮機からの圧縮気体を凝縮液化する水冷コンデンサの冷却水通路に配設され、主に、弁室５を有する弁本体２と弁室５内で移動自在に配置される弁体１０が形成されたステム１５とを有する弁部２０と、弁部２０の下方に配設されたベローズ受圧部３０と、弁部２０の上方に配設されたバネ受圧部４０とを備えている。
【００２４】
ベローズ受圧部３０は、主に有底且つ略円筒状のベローズケース本体３５と該ベローズケース本体３５の上部開口を覆う天板３４とからなるベローズケース３１と、該ベローズケース３１内に配置されるベローズ３２と、該ベローズ３２内に載置されるカラー３３とを有している。ベローズケース本体３５と天板３４とは、天板３４の外縁部を折り曲げることにより、ベローズケース本体３５の上端部に形成された径方向外側へ延びる延設部を把持することで一体とされている。なお、天板３４の略中央には、後述するステム１５の弁軸１４の外径に対応する開口３４ａが設けられている。また、ベローズケース本体３５の底部の略中央には開口３５ａが形成され、該開口３５ａに、水冷式凝縮器の冷媒圧力を検知するためのキャピラリーチューブ（不図示）を接続する段付き円筒状の継手部材３７が溶接等により固着されている。
【００２５】
ベローズケース本体３５と天板３４とで形成されるベローズケース３１の内側角部には、ベローズ３２の外形に対応する開口を有する接続部材３６がはんだ付け等により固着されている。ベローズ３２は、その接続部材３６により上端部が支持された状態でベローズケース３１内に配置されている。
【００２６】
ベローズ３２の底部に載置されたカラー３３は例えばアルミ製であり、そのカラー３３の上端には、ステム１５の弁軸１４の下端部が嵌挿される凹部３３ａが形成されている。なお、この凹部３３ａの底面は下方に向かって先細となるテーパ形状を有している。
【００２７】
前記ベローズ受圧部３０の上方に配設される弁部２０の弁本体２は、例えば黄銅等の銅系金属材料から形成され、その内部には、略水平方向に並んで設けられた流入通路３及び流出通路４と、流入通路３に連設するように弁本体２の中央部に設けられた連通室９と、該連通室９の上方に設けられ且つ該連通室９よりも大径の弁室５とが形成されている。なお、弁室５は、傾斜通路６を介して流出通路４と連通している。
【００２８】
また、弁本体２の下部の略中央には、連通室９に連通するように挿通孔１１が形成されており、該挿通孔１１にステム１５の弁軸１４が挿通するようになっている。なお、その挿通孔１１の内周面には環状の凹溝１１ａが形成され、該凹溝１１ａにシール部材としての０リング１２が装着されている。
【００２９】
また、弁本体２の上部には、上方に向かって段付きで拡径する開口２ａが形成されており、ステム１５の弁軸１４を挿通する挿通孔１６が中央に形成されたガイド部材１７が前記開口２ａに嵌挿されることによって前記弁室５が画成されている。後述するバネケース本体４７と枠部材４６とを嵌合したバネケース４１をガイド部材１７の上部に配設し、ネジ等の締結部材４９によってバネケース４１と弁本体２とを上下方向で締め付けることにより、前記ガイド部材１７は弁本体２に押圧されて固定される。なお、その挿通孔１６の内周面には環状の凹溝１６ａが形成され、該凹溝１６ａにシール部材としての０リング１８が装着されており、さらに、弁本体２の開口２ａとガイド部材１７の下面との間にも０リング１９が装着されている。
【００３０】
このような構成の弁本体２では、弁本体２の連通室９と弁室５とから形成される段部によって弁座部８が構成されると共に、連通室９の内周面から前記弁座部８の弁口８ａが形成されている。その弁座部８の弁口８ａの開口端（上端）には環状の段差部８ｂが形成され、その段差部８ｂに環状のシート部材７が固定されている。このシート部材７は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属材料（弁本体２の弁座部８よりも硬度の高い材料）から形成され、図２に示すように、前記段差部８ｂにシート部材７を比較的小さな力で圧入した後、段差部８ｂの上端部付近を軸心Ｌ方向に対して僅かにシート部材７方向に変形させてかしめることにより、シート部材７は弁座部８の段差部８ｂに固着される。
【００３１】
より具体的には、前記シート部材７は、図２及び図３に示すように、断面略四角形状の円環状を呈しており、外周側の上端角部及び下端角部が面取りされ、内周側の上端角部及び下端角部がＲ付けされており、その内周側の上端角部からステム１５の弁体１０に対する弁座７ｃが構成されている。シート部材７の側面のうち、弁座部８の段差部８ｂとの当接部分７ｄと弁座７ｃとの間の表面、より詳細にはステム１５の弁体１０の移動方向（鉛直方向）の側面（上下面）であって弁体１０側の側面（上面）７ａに環状溝７ｅが形成されている。また、環状溝７ｅが形成された側面（上面）７ａに対向する側面（下面）７ｂの略中央にも別途の環状溝７ｆが形成されている。このように、ステム１５の弁体１０の移動方向の側面であって弁体１０側の側面（上面）７ａに環状溝７ｅが形成されることにより、かしめ加工時に段差部８ｂの上端部付近をシート部材７方向に変形させた際に、その変形に伴ってシート部材７の当接部分７ｄ（特に、シート部材７の外周側の上端角部近傍）が変形しても、シート部材７の環状溝７ｅよりも当接部分７ｄ側（図示例では外側）のみが変形し、その当接部分７ｄの変形が弁座７ｃ側に伝播し難くなり、シート部材７の弁座７ｃの変形が抑制される。
【００３２】
なお、シート部材７の環状溝７ｅは、図２に示すように、弁体１０側の側面（上面）７ａのうち、かしめによる弁座部８への固着部分と弁座７ｃとの間の側面、すなわち段差部８ｂの上端部の変形部分で覆われていない部分に形成されていることにより、シート部材７の弁座７ｃの変形をより確実に抑制することができる。
【００３３】
弁部２０のステム１５は、下方に向かって開口する空洞部を有する略円筒状を呈する弁軸１４と、該弁軸１４の弁室５に対応する部分に環状に突設された弁体１０とを有している。弁軸１４の下部は、上記したように、弁本体２の挿通孔１１に摺動自在に挿通され、その上部は、ガイド部材１７の挿通孔１６に摺動自在に挿通されている。弁体１０の下面は軸心Ｌ方向（鉛直方向）に対して傾斜しており、その弁体１０の下面がシート部材７の弁座７ｃ（内周側の上端角部）と接離するようになっている。また、弁軸１４の下端部は、上記したように弁本体２の下部の挿通孔１１及びベローズケース３１の天板３４の開口３４ａを通ってカラー３３の上端の凹部３３ａ内に嵌挿され、弁軸１４の上端部は、ガイド部材１７の挿通孔１６を通ってガイド部材１７の上方に配設されたバネケース４１内まで突出している。
【００３４】
弁部２０の上方に配設されるバネ受圧部４０は、主に、略コの字状の断面形状を有しかつ下方に開口するバネケース本体４７と該バネケース本体４７の下部開口を覆い且つガイド部材１７に当接する枠部材４６とからなるバネケース４１と、該バネケース４１内に圧縮状態で配置されるコイルバネ４２と、該コイルバネ４２の上端部及び下端部を受ける上側バネ受座４３及び下側バネ受座４４と、コイルバネ４２の付勢力（長さ）を調節するための調節ネジ４５とを有している。
【００３５】
枠部材４６の底部の略中央には開口４６ａが形成され、該開口４６ａにガイド部材１７の上端部が嵌挿されており、該開口４６ａを通って弁軸１４の上端部が枠部材４６の内部まで延設している。枠部材４６内に延設された弁軸１４の上端部は、断面略ハット状の下側バネ受座４４の中央部に設けられた窪みと当接している。
【００３６】
一方、断面略逆ハット状の上側バネ受座４３の中心部には雌ネジが形成され、その上側バネ受座４３の雌ネジが調節ネジ４５の雄ネジと螺合している。調節ネジ４５の雄ネジの上側には環状のフランジ４８が突設され、該フランジ４８の上側部分がバネケース本体４７の天井部に設けられた開口４７ａの周囲に当接している。そして、ネジ等の締結部材４９によってバネケース４１が弁本体２に固定されている。すなわち、調節ネジ４５は、コイルバネ４２の付勢力によりバネケース４１に押圧された状態で支持されている。これにより、所定の回転部材を用いて調節ネジ４５を回動させると、調節ネジ４５の回転に伴い上側バネ受座４３が軸心Ｌ方向へ上下動し、コイルバネ４２の付勢力（長さ）、すなわちステム１５に対する押圧力が調整されるようになっている。
【００３７】
上記した構成の圧力式制水弁１において、キャピラリーチューブ（不図示）を介して付与される冷媒圧力（凝縮圧力）によりベローズケース３１の内圧が上昇すると、ベローズ３２が収縮し、そのベローズ３２の収縮に伴ってカラー３３が上方へ移動し、該カラー３３の凹部３３ａに下端部が嵌挿されたステム１５が押し上げられる。そのステム１５の押し上げ力が調節ネジ４５により調節されたコイルバネ４２の付勢力を上回ると、ステム１５は下側バネ受座４４を介してコイルバネ４２を収縮させながら且つ弁本体２の挿通孔１１及びガイド部材１７の挿通孔１６によってガイドされながら軸心Ｌ方向上方へ押し上げられる。そして、そのステム１５の移動に伴い、ステム１５の弁軸１４に突設された弁体１０の下面がシート部材７の弁座７ｃ（内周側の上端角部）から離れると（開弁動作）、流入通路３から流入する冷却水がステム１５の弁体１０とシート部材７の弁座７ｃとの間を通り、弁室５及び傾斜通路６を介して流出通路４（ひいては水冷コンデンサ）に供給される。
【００３８】
一方、流入通路３から流出通路４を介して供給された冷却水による冷却により、前記冷媒圧力（凝縮圧力）が低下してステム１５の押し上げ力がコイルバネ４２の付勢力を下回ると、ステム１５がコイルバネ４２の付勢力によって軸心Ｌ方向下方へ押し下げられる。そして、そのステム１５の移動に伴い、ステム１５の弁軸１４に突設された弁体１０の下面がシート部材７の弁座７ｃ（内周側の上端角部）に当接すると（閉弁動作）、流入通路３から流出通路４への前記冷却水の供給が停止される。
【００３９】
このように、本実施形態においては、シート部材７の弁座部８との当接部分７ｄと弁座７ｃとの間の表面、より詳細にはステム１５の弁体１０の移動方向（鉛直方向）の側面であって弁体１０側の側面（上面）７ａに環状溝７ｅが形成されることにより、かしめにより弁座部８にシート部材７を固定する際、かしめ加工時の弁本体２の弁座部８の変形に伴ってシート部材７の当接部分７ｄが変形しても、その当接部分７ｄの変形が弁座７ｃに伝播し難くなり、当該シート部材７の弁座７ｃの変形が抑制される。そのため、例えばシート部材７にステム１５の弁体１０を接触させて閉弁した際に弁口８ａでの流体漏れが抑制されると共に、弁体１０とシート部材７との間で精緻に流量制御を行うことができる。また、シート部材７の当接部分７ｄの変形が弁座７ｃに伝播し難くなるため、シート部材７自体を小型化（薄肉化）できるといった利点もある。
【００４０】
なお、上記した実施形態では、シート部材７が弁本体２に一体に形成された弁座部８の内周側に設けられた段差部８ｂに内挿されているが、シート部材７の弁座部８に対する配置構成は適宜に変更できる。例えば、図４に示すように、弁座部８Ａの外周側に設けられた段差部８ｂＡに対して、上面７ａＡ及び下面７ｂＡに環状溝７ｅＡ、７ｆＡが形成されたシート部材７Ａを外装し、段差部８ｂＡの上端部付近を軸心方向に対して僅かにシート部材７Ａ方向（外側方向）に変形させてかしめることにより、シート部材７Ａを弁座部８Ａの段差部８ｂＡに固着してもよい。なお、図４に示す変形形態においては、シート部材７Ａの外周側の上端角部が弁体に対する弁座を構成することとなる。
【００４１】
また、上記した実施形態では、環状のシート部材７が断面略四角形状を呈しているが、シート部材の断面形状は、該シート部材が配置される弁座部の形状等に応じて適宜に設計できる。また、シート部材の表面に形成される環状溝の断面形状や位置、個数等も適宜に設計することができる。
【００４２】
また、上記した実施形態では、シート部材７が固着される弁座部８が弁本体２と一体に形成されているが、例えば弁座部は弁本体２と別体に形成してもよいことは勿論である。
【００４３】
また、上記した実施形態では、弁座部８に対するシート部材７の組み付け性を向上させるためにシート部材７の下面７ｂに対し上面７ａに形成された環状溝７ｅと同様の環状溝７ｆを形成しているが、当該環状溝７ｆは省略してもよい。
【００４４】
さらに、上記した実施形態では、弁座部８の段差部８ｂにシート部材７を比較的小さな力で圧入した後、段差部８ｂの一部をシート部材７方向に変形させてかしめることにより、シート部材７を弁座部８の段差部８ｂに固着したが、例えば弁座部８の段差部８ｂにシート部材７を圧入により固着させる場合であっても、上記した効果と同様の効果を得ることできる。
【符号の説明】
【００４５】
１      制水弁（制御弁）
２      弁本体
３      流入通路
４      流出通路
５      弁室
６      傾斜通路
７      シート部材
７ａ    シート部材の側面（上面）
７ｂ    シート部材の側面（下面）
７ｃ    弁座
７ｄ    当接部分
７ｅ、７ｆ    環状溝
８      弁座部
８ａ    弁口
８ｂ    段差部
９      連通室
１０    弁体
１１    挿通孔
１２、１８、１９    Ｏリング
１４    弁軸
１５    ステム
１６    挿通孔
１７    ガイド部材
２０    弁部
３０    ベローズ受圧部（駆動部）
３１    ベローズケース
３２    ベローズ
３３    カラー
３４    天板
３５    ベローズケース本体
３６    接続部材
４０    バネ受圧部
４１    バネケース
４２    コイルバネ
４３    上側バネ受座
４４    下側バネ受座
４５    調節ネジ
４６    枠部材
４７    バネケース本体
４８    フランジ
４９    締結部材
Ｌ      軸心
【図１】
2015132302.tif 000003
【図２】
2015132302.tif 000004
【図３】
2015132302.tif 000005
【図４】
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