(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座（１０）と、前記弁座（１０）に固設されたハウジング（２０）とを含み、前記弁座（１０）は前記ハウジング（２０）に向かう第１嵌合端面を有し、前記ハウジング（２０）は前記弁座（１０）の第１嵌合端面に嵌合する第２嵌合端面を有する弁のハウジングアセンブリであって、
少なくとも一部が前記ハウジング（２０）に外挿するスリーブ（３０）と、
前記スリーブ（３０）の外側壁に設けられた補強部（４０）であって、前記第１嵌合端面の上方にある第１補強部（４１）を含む補強部（４０）と、をさらに含み、
前記スリーブ（３０）は前記弁座（１０）及び前記ハウジング（２０）に外挿し、前記スリーブ（３０）は前記第１嵌合端面及び前記第２嵌合端面を覆い隠し、
前記第１補強部（４１）は前記ハウジング（２０）の径方向に沿って前記スリーブ（３０）において突出する
ことを特徴とするハウジングアセンブリ。
【請求項２】
前記スリーブ（３０）と前記ハウジング（２０）との間に締まり嵌めが形成される、ことを特徴とする請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項３】
前記補強部（４０）は密閉型の環状構造をなしている、ことを特徴とする請求項１に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項４】
前記スリーブ（３０）は、前記弁座（１０）に嵌合する第１スリーブセグメント及び前記ハウジング（２０）に嵌合する第２スリーブセグメントを有し、前記第１スリーブセグメントの内径は前記第２スリーブセグメントの内径と等しい、ことを特徴とする請求項２に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項５】
前記第１嵌合端面、前記第２嵌合端面及び前記スリーブ（３０）の間に溶接継目が形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項６】
前記補強部（４０）は、前記第２嵌合端面の下方にある第２補強部（４２）をさらに含み、前記第１スリーブセグメントと前記弁座（１０）との間に第１溶接継目が形成され、前記第２スリーブセグメントと前記ハウジング（２０）との間に第２溶接継目が形成され、前記第１補強部（４１）及び前記第２補強部（４２）は前記第１溶接継目と前記第２溶接継目との間に位置する、ことを特徴とする請求項４に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項７】
前記第１補強部（４１）と前記第２補強部（４２）とは一体構造であり、前記第１補強部（４１）及び前記第２補強部（４２）は前記第１嵌合端面及び前記第２嵌合端面を覆い隠す、ことを特徴とする請求項６に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項８】
前記スリーブ（３０）は、前記弁座（１０）に嵌合する第１スリーブセグメント及び前記ハウジング（２０）に嵌合する第２スリーブセグメントを有し、前記第１スリーブセグメントの内径は前記第２スリーブセグメントの内径よりも大きく、前記第１スリーブセグメントの内側壁と前記第２スリーブセグメントの内側壁との間に、前記第１嵌合端面に貼りあわせた段差面が形成されており、前記第１嵌合端面、前記第２嵌合端面及び前記段差面の間に溶接継目が形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載のハウジングアセンブリ。
０）を形成する、ことを特徴とする請求項２に記載のハウジングアセンブリ。
【請求項９】
ハウジングアセンブリを含む弁であって、前記ハウジングアセンブリは、請求項１乃至８のうちのいずれかに記載のハウジングアセンブリである、ことを特徴とする弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハウジングアセンブリの技術分野に関し、具体的には、弁のハウジングアセンブリ及び弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子膨張弁のハウジングは、弁座１及びロータハウジング２からなり、両者は溶接によって接続されている。ロータハウジング２には、弁座１に突合せ溶接された溶接部２ａを有し、該溶接部２ａと弁座１との間に溶接継目が形成されている。電子膨張弁のロータの正常作業を保証するために、ロータハウジング２は一般的には薄肉部材(壁厚が０．２〜０．８ｍｍである)から作製される。一般的な応用場面において、上記薄肉構造のロータハウジング２と弁座１との間の溶接強度は保証されることが可能である。しかしながら、ＣＯ2のような超臨界高圧システムにおいて、薄肉構造のロータハウジング２は、高圧衝撃が加わって変形しやすいため、ロータハウジング２と弁座１との間の溶接継目に疲労破損が発生しやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の主な目的は、従来技術における、ハウジングアセンブリの溶接継目に疲労破損が発生しやすい問題を解決するように弁のハウジングアセンブリ及び弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、弁のハウジングアセンブリが提供され、弁座と、弁座に固設されたハウジングとを含み、弁座はハウジングに向かう第１嵌合端面を有し、ハウジングは弁座の第１嵌合端面に嵌合する第２嵌合端面を有し、ハウジングアセンブリは、少なくとも一部がハウジングに外挿するスリーブと、スリーブの外側壁に設けられた補強部とをさらに含み、補強部は、第１嵌合端面の上方にある第１補強部を含む。
【０００５】
さらに、スリーブは弁座及びハウジングに外挿し、スリーブは第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠す。
【０００６】
さらに、スリーブとハウジングとの間に締まり嵌めが形成される。
【０００７】
さらに、補強部は密閉型の環状構造をなしている。
【０００８】
さらに、スリーブは、弁座に嵌合する第１スリーブセグメント及びハウジングに嵌合する第２スリーブセグメントを有し、第１スリーブセグメントの内径は第２スリーブセグメントの内径と等しい。
【０００９】
さらに、第１補強部はハウジングの径方向に沿ってスリーブにおいて突出し、第１嵌合端面、第２嵌合端面及びスリーブの間に溶接継目が形成されている。
【００１０】
さらに、補強部は、第２嵌合端面の下方にある第２補強部をさらに含み、第１スリーブセグメントと弁座との間に第１溶接継目が形成され、第２スリーブセグメントとハウジングとの間に第２溶接継目が形成され、第１補強部及び第２補強部は第１溶接継目と第２溶接継目との間に位置する。
【００１１】
さらに、第１補強部と第２補強部とは一体構造であり、第１補強部及び第２補強部は第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠す。
【００１２】
さらに、スリーブは、弁座に嵌合する第１スリーブセグメント及びハウジングに嵌合する第２スリーブセグメントを有し、第１スリーブセグメントの内径は第２スリーブセグメントの内径よりも大きく、第１スリーブセグメントの内側壁と第２スリーブセグメントの内側壁との間に、第１嵌合端面に貼りあわせた段差面が形成されており、第１嵌合端面、第２嵌合端面及び段差面の間に溶接継目が形成されている。
【００１３】
さらに、弁座は、ハウジングに向かって延び、ハウジングの外側にある筒状構造を有し、筒状構造がスリーブを形成する。
【００１４】
本発明の他の一態様によれば、ハウジングアセンブリを含む弁がさらに提供され、ハウジングアセンブリは上述したハウジングアセンブリである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の技術案を応用すれば、少なくともハウジングにスリーブが外挿するとともに、スリーブの外側壁に、第１嵌合端面の上方にある第１補強部が設けられている。上記第１補強部は、ハウジングに対して耐圧補強の役割を果たすことができ、つまり、高圧衝撃が加わっても、ハウジングを効果的に保護することができ、ハウジングの溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損を防止し、溶接継目の信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本願の一部を構成する明細書用図面は、本発明をさらに理解させるためのものであり、本発明における模式的な実施例及びその説明は本発明を説明するものであり、本発明を不当に限定するものではない。
【００１７】
【図１】従来技術の電子膨張弁の構造を示す図。
【図２】図１の電子膨張弁のハウジングアセンブリの構造を示す図。
【図３】本発明による弁のハウジングアセンブリの実施例１の構造を示す図。
【図４】図３のハウジングアセンブリの部分拡大図。
【図５】図３のハウジングアセンブリのスリーブの構造を示す図。
【図６】本発明による弁のハウジングアセンブリの実施例２の構造を示す図。
【図７】図６のハウジングアセンブリの部分拡大図。
【図８】図６のハウジングアセンブリのスリーブの構造を示す図。
【図９】本発明による弁のハウジングアセンブリの実施例３の構造を示す図。
【図１０】図９のハウジングアセンブリの部分拡大図。
【図１１】図９のハウジングアセンブリのスリーブの構造を示す図。
【図１２】本発明による弁のハウジングアセンブリの実施例４の構造を示す図。
【図１３】図１２のハウジングアセンブリの部分拡大図。
【図１４】図１２のハウジングアセンブリの弁座及びスリーブの構造を示す図。
【図１５】本発明による弁の実施例の構造を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
なお、衝突しない限り、本願の実施例及び実施例中の構成要件を互いに組み合わせることができる。以下、図面を参照しつつ実施例を結合して本発明を詳しく説明する。
【００１９】
従来技術において、溶接箇所に疲労破損が発生しやすい現象をある程度緩和できる特殊なハウジング構造が存在する。具体的には、図１及び図２に示すように、ロータハウジング２における弁座１に突合せ溶接された溶接部２ａの壁厚がｔｓ'であり、ロータハウジング２のコイル装着部の壁厚がｔｓであり、ｔｓ'がｔｓよりも大きい。上記ロータハウジング２は、厚さが溶接部２ａの壁厚に対応する材料をプレス加工したプレス成形ワークピースである。溶接部２ａの壁厚の増大により、溶接端面の母材の溶融範囲幅及び溶融深さを保証することができ（溶接継目は、ロータハウジング２の溶接部２ａの下端面と弁座１の上端面との間に形成されたものである）、そのうえ、溶接強度をある程度保証する。しかし、上記ハウジング構造は、高圧環境下で長時間にわたって疲労衝撃が加わると、依然として溶接継目に疲労破損が発生する現象が生じやすい。
【００２０】
また、上記従来のハウジング構造は、以下の問題もある。
【００２１】
１、ロータハウジング２は、厚さが溶接部２ａの壁厚に対応する材料をプレス成形したものであり、溶接部２ａの壁厚とロータハウジング２上部のコイル装着部の壁厚とが一致しておらず、延伸加工プロセスが比較的複雑であり、モールドへの要求が相対的に高い。
【００２２】
２、溶接部２ａの壁厚とロータハウジング２のコイル装着部との接続遷移部位に応力が集中し、高圧環境下での疲労衝撃が加わって破断しやすい。
【００２３】
図３乃至図５に示すように、実施例１の弁のハウジングアセンブリは電子膨張弁のハウジングアセンブリである。該ハウジングアセンブリは、弁座１０と、弁座１０に固設されたハウジング２０とを含み、該ハウジング２０はロータハウジングである。弁座１０はハウジング２０に向かう第１嵌合端面を有する。ハウジング２０は、弁座１０の第１嵌合端面に嵌合する第２嵌合端面を有する。本実施例のハウジングアセンブリは、スリーブ３０と第１補強部４１とをさらに含む。スリーブ３０は、弁座１０及びハウジング２０に外挿する。スリーブ３０は第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠す。第１補強部４１はスリーブ３０の外側壁に設けられるとともに、第１補強部４１は第１嵌合端面の上方にある。
【００２４】
本実施例のハウジングアセンブリを応用することで、弁座１０及びハウジング２０にスリーブ３０が外挿するとともに、スリーブ３０が第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠すようにする。同時に、スリーブ３０の外側壁に第１補強部４１が設けられている。上記第１補強部４１は第１嵌合端面の上方にある。ハウジングアセンブリの溶接時に、スリーブ３０の第１嵌合端面及び第２嵌合端面に対応する位置Ａに対してレーザー溶接を行う。このようにして、スリーブ３０自体の壁厚により溶接面（第１嵌合端面、第２嵌合端面及びスリーブ３０の内側面）の母材の溶融範囲幅及び溶融深さを保証することができ、そのうえ、ハウジング２０の溶接部の壁厚を増大しなくても、溶接強度を保証することができ、ハウジング２０の加工プロセスの複雑化及び破断しやすい現象を回避する。また、第１補強部４１がスリーブ３０の外側壁に設けられ、かつ第１嵌合端面の上方にあり、このようにして、ハウジング２０に対して耐圧補強の役割を果たすことができ、つまり、高圧衝撃が加わっても、ハウジング２０を効果的に保護することができ、ハウジング２０の溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損を防止し、溶接継目の信頼性を向上させる。
【００２５】
なお、本実施例において、スリーブ３０が弁座１０及びハウジング２０に外挿し、スリーブ３０が第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠し、スリーブ３０の第１嵌合端面及び第２嵌合端面に対応する位置Ａに対してレーザー溶接を行う。もちろん、スリーブ３０の配置位置はこれには限定されず、未図示の他の実施形態において、スリーブ３０はハウジング２０のみに設けられ、ハウジング２０と弁座１０とを直接溶接してもよく（つまり、第１嵌合端面及び第２嵌合端面が溶接面となる）、これによっても、ハウジング２０と弁座１０との接続を実現することができるとともに、スリーブ３０がハウジング２０を効果的に保護することができ、ハウジング２０の溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損を防止し、溶接継目の信頼性を向上させる。
【００２６】
図３乃至図５に示すように、本実施例のハウジングアセンブリにおいて、スリーブ３０とハウジング２０との間に締まり嵌めが形成される。第１補強部４１は、密閉型の環状構造をなしている。上記スリーブ３０とハウジング２０との間に締まり嵌めが形成されるように設けられることで、スリーブ３０がハウジング２０をしっかりとクランプすることができ、これにより、ハウジング２０の溶接部位に高圧衝撃が加わって変形してしまうことを防止するようにハウジング２０をさらに保護することができ、そのうえ、溶接継目を保護する役割を果す。第１補強部４１がスリーブ３０のハウジング２０に対応する位置に設けられているため、スリーブ３０とハウジング２０との間の締まり嵌めによっても、第１補強部４１とハウジング２０との間の嵌合をより密にし、溶接継目における疲労破損をさらに防止することができる。
【００２７】
図３乃至図５に示すように、本実施例のハウジングアセンブリにおいて、スリーブ３０は、弁座１０に嵌合する第１スリーブセグメント及びハウジング２０に嵌合する第２スリーブセグメントを有する。第１スリーブセグメントの内径は第２スリーブセグメントの内径と等しい。第１補強部４１は、ハウジング２０の径方向に沿ってスリーブ３０において突出し、第１嵌合端面、第２嵌合端面及びスリーブ３０の位置Ａの間に溶接継目が形成されている。
【００２８】
ハウジングアセンブリの溶接時に、まず、スリーブ３０を弁座１０及びハウジング２０に締まり嵌めするように、スリーブ３０を弁座１０及びハウジング２０に圧入する。この間、第１補強部４１より下方のスリーブ３０の位置Ａを、重なり合う第１嵌合端及び第２嵌合端面に合わせる。その後、スリーブ３０の位置Ａに対してレーザー溶接を行う。このようにして、スリーブ３０の位置Ａにおける壁厚により溶接面（第１嵌合端面、第２嵌合端面及びスリーブ３０の位置Ａの内側面）の母材の溶融範囲幅及び溶融深さを保証することができる。突出した第１補強部４１は、スリーブ３０の径方向に沿う厚さが大きいため、それ自体が変形しにくい。高圧衝撃が加わっても、突出した第１補強部４１によりハウジング２０をより効果的に保護することができ、ハウジング２０の溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損をさらに防止する。
【００２９】
なお、レーザー溶接時に、具体的な溶接継目の要求に従ってレーザー溶接用のレーザー源を選択する必要があり、溶接位置のスリーブ３０の壁厚はレーザー溶接用のレーザー源（レーザーエネルギー）に対応しているべきである。溶接位置のスリーブ３０の壁厚がレーザー源に対して厚すぎれば、溶接効果を損ない、さらには第１嵌合端面と第２嵌合端面とを効果的に溶接することができない。
【００３０】
図６乃至図８に示すように、実施例２の弁のハウジングアセンブリは、主として、ハウジングアセンブリがスリーブ３０と、スリーブ３０の外側壁に設けられた補強部４０とをさらに含む点で実施例１と異なる。スリーブ３０は弁座１０及びハウジング２０に外挿する。また、スリーブ３０は第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠す。補強部４０は、第１嵌合端面より上方の第１補強部４１及び第２嵌合端面より下方の第２補強部４２を含む。第１スリーブセグメントと弁座１０の位置Ｂとの間に第１溶接継目が形成され、第２スリーブセグメントとハウジング２０の位置Ｃとの間に第２溶接継目が形成されている。第１補強部４１及び第２補強部４２は第１溶接継目と第２溶接継目との間に位置する（つまり、位置Ｂと位置Ｃとの間に位置する）。
【００３１】
ハウジングアセンブリの溶接時に、まず、スリーブ３０を弁座１０及びハウジング２０に締まり嵌めするように、スリーブ３０を弁座１０及びハウジング２０に圧入する。この間、第１補強部４１より上方の第１スリーブセグメントの位置Ｂをハウジング２０に対応させ、第２補強部４２より下方の第２スリーブセグメントの位置Ｃを弁座１０に対応させる。同時に、第１補強部４１及び第２補強部４２を、重なり合う第１嵌合端面及び第２嵌合端面に近づくように設ける。その後、スリーブ３０の位置Ｂ及び位置Ｃに対してレーザー溶接を行う。このようにして、第１スリーブセグメントの位置Ｂ及び第２スリーブセグメントの位置Ｃにおける壁厚により溶接面（第１スリーブセグメントの位置Ｂにおける内側面とハウジング２０の外側面及び第２スリーブセグメントの位置Ｃにおける内側面と弁座１０の外側面）の母材の溶融範囲幅及び溶融深さを保証することができる。高圧衝撃が加わっても、第１補強部４１及び第２補強部４２により第１嵌合端面及び第２嵌合端面を補強することができ、ハウジング２０及び弁座１０をより効果的に保護することができ、ハウジング２０の溶接部位及び弁座１０の溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損をさらに防止する。
【００３２】
図６乃至図８に示すように、本実施例のハウジングアセンブリにおいて、第１補強部４１と第２補強部４２とは一体構造である。第１補強部４１及び第２補強部４２は第１嵌合端面及び第２嵌合端面を覆い隠す。上記構造により、第１補強部４１及び第２補強部４２による補強効果をより優れたものにすることができ、構造がシンプルであり、加工しやすい。
【００３３】
図９乃至図１１に示すように、実施例３の弁のハウジングアセンブリは、主として、スリーブ３０が、弁座１０に嵌合する第１スリーブセグメント及びハウジング２０に嵌合する第２スリーブセグメントを有する点で実施例１と異なる。第１スリーブセグメントの内径は第２スリーブセグメントの内径よりも大きい。第１スリーブセグメントの内側壁と第２スリーブセグメントの内側壁との間に段差面が形成されている。段差面を第１嵌合端面に合わせる。第１嵌合端面、第２嵌合端面及び段差面の間に溶接継目が形成されている。
【００３４】
ハウジングアセンブリの溶接時に、まず、スリーブ３０を弁座１０及びハウジング２０に締まり嵌めするように、スリーブ３０を弁座１０及びハウジング２０に圧入する。この間、スリーブ３０の段差面により、第１補強部４１より下方のスリーブ３０の位置Ｄを、重なり合う第１嵌合端及び第２嵌合端面に直接合わせることができ、手動アライメント又は治工具によるアライメントを行う必要がない。その後、スリーブ３０の位置Ｄに対してレーザー溶接を行う。このようにして、スリーブ３０の位置Ｄにおける壁厚により溶接面（第１嵌合端面、第２嵌合端面及びスリーブ３０の段差面）の母材の溶融範囲幅及び溶融深さを保証することができる。高圧衝撃が加わっても、第１補強部４１によりハウジング２０をより効果的に保護することができ、ハウジング２０の溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損をさらに防止する。
【００３５】
図１２乃至図１４に示すように、実施例４の弁のハウジングアセンブリは、主として、弁座１０が、ハウジング２０に向かって延び、ハウジング２０の外側にある筒状構造を有する点で実施例１と異なる。該筒状構造がスリーブ３０を形成する。このようにして、ハウジングアセンブリ構造を簡素化することができ、スリーブ構造を単独に設ける必要がなく、加工製造が容易になる。
【００３６】
ハウジングアセンブリの溶接時に、まず、ハウジング２０を弁座１０に圧入する。この間、弁座１０の筒状構造（すなわち、スリーブ３０）の外側におけるハウジング２０の溶接端面に対応する位置は、位置Ｅである。その後、筒状構造の位置Ｅに対してレーザー溶接を行う。このようにして、弁座１０の筒状構造の位置Ｅにおける壁厚により溶接面（第１嵌合端面、第２嵌合端面及び筒状構造の位置Ｅにおける内側面）の母材の溶融範囲幅及び溶融深さを保証することができる。高圧衝撃が加わっても、筒状構造の上部の第１補強部４１によりハウジング２０をより効果的に保護することができ、ハウジング２０の溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損をさらに防止する。
【００３７】
図１５に示すように、本願において、ハウジングアセンブリを含む弁がさらに提供される。ハウジングアセンブリは上述した実施例１のハウジングアセンブリである。弁の溶接強度が保証されることができるとともに、疲労破損が発生しにくく、使用寿命が長い。なお、弁は、実施例１のハウジングアセンブリを用いることに限定されず、未図示の他の実施形態において、弁は、実施例２乃至実施例４のハウジングアセンブリを用いてもよい。
【００３８】
以上説明したように、本発明の上述した実施例は以下の技術効果を達成している。
【００３９】
本願のハウジングアセンブリは、ハウジングの溶接部の壁厚を増大しなくても、溶接強度を保証することができ、ハウジングの加工プロセスの複雑化や破断しやすい現象を回避する。また、第１補強部がスリーブの外側壁に設けられ、かつ第１嵌合端面の上方にあり、このようにして、ハウジングに対して耐圧補強の役割を果たすことができる。つまり、高圧衝撃が加わっても、ハウジングを効果的に保護することができ、ハウジングの溶接部位の変形量を低減したうえで、溶接継目における疲労破損を防止し、溶接継目の信頼性を向上させる。
【００４０】
以上は、本発明の好適な実施例に過ぎず、本発明を限定することは意図していない。当業者であれば、本発明に様々な変更や変化が可能である。本発明の思想や原則内の如何なる修正、均等の置き換え、改良なども、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１…弁座、２…ロータハウジング、２ａ…溶接部、１０…弁座、２０…ハウジング、３０…スリーブ、４０…補強部、４１…第１補強部、４２…第２補強部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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