(57)【要約】【課題】弁体の外面に対するシール部分の密着性が高く、部品点数が少なく、弁装置に対する組み付けが容易である密封装置を提供する。【解決手段】密封装置は、弁箱内に移動可能に配置されて流体の流れを制御する弁体と、弁箱に連結されているか弁箱の一部であって流体が流れる管との間を密封する。密封装置は、弁体の外面に密着させられる樹脂製の環状の板または膜である第１のシール部分と、第１のシール部分よりも柔軟な材料から形成されており、管の内面または外面に接触し、管からの流体の漏れを防止する筒状の第２のシール部分とを備える。第１のシール部分と第２のシール部分は一体に結合されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱内に移動可能に配置されて流体の流れを制御する弁体と、当該弁箱に連結されているか前記弁箱の一部であって流体が流れる管との間を密封する密封装置であって、
前記弁体の外面に密着させられる樹脂製の環状の板または膜である第１のシール部分と、
前記第１のシール部分よりも柔軟な材料から形成されており、前記管の内面または外面に接触し、前記管からの流体の漏れを防止する筒状の第２のシール部分とを備え、
前記第１のシール部分と前記第２のシール部分が一体に結合されていることを特徴とする密封装置。
【請求項２】
前記弁体の外面に密着させられる面と反対側の前記第１のシール部分の面の全体が、前記第２のシール部分に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
【請求項３】
前記第２のシール部分の端部には、前記第１のシール部分に結合されたフランジが形成されており、当該フランジは、前記第２のシール部分の半径方向内側に向けて突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の密封装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の密封装置と、
前記管に固定されて、前記第２のシール部分と前記第１のシール部分とを前記弁体に向けて押圧し、前記第１のシール部分を前記弁体の外面に密着させる押圧機構を備えることを特徴とする密封アセンブリ。
【請求項５】
前記押圧機構は、前記管の内周面または外周面に形成された周溝に嵌め込まれるリングを備えることを特徴とする請求項４に記載の密封アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁箱に連結されているか弁箱の一部である管と弁体との間を密封して、これらからの流体の漏れを防止する密封装置、およびこのような密封装置を有する密封アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、弁箱に連結される管と弁体との間を密封する密封機構として、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１は、冷媒制御バルブ装置に関するものであり、この冷媒制御バルブ装置は、図６に示されるように、バルブハウジング１００と、バルブハウジング１００内に回転軸線Ｘの周りを回転可能に配置されて冷媒の流れを制御する弁体１０２とを備える。バルブハウジング１００には、吐出筒１０４が連結されている。【０００３】
バルブハウジング（弁箱）１００と吐出筒（管）１０４との連結部分には、吐出筒１０４と弁体１０２との間を密封する密封機構が設けられている。この密封機構は、吐出筒１０４の中心軸線Ｙを中心とするリング状の３つの部材、シールリング１０６と、パッキン体１０８と、支持リング１１０を有する。また、密封機構はスプリング１１２を有する。【０００４】
シールリング１０６は、樹脂材料で形成され、弁体１０２の外面に接触する。パッキン体１０８は、樹脂材料で形成され、吐出筒１０４の先端のスリーブ１０４Ａの外面に接触する。支持リング１１０は、ステンレス等の金属材料で構成されている。スプリング１１２は支持リング１１０を介してシールリング１０６に付勢力を作用させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１１４１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種の密封機構については、弁体の外面にシール部分が常に密着することが望ましく、また密着機構の部品点数が少ないことが望ましく、弁装置に対する組み付けが容易であることが望ましい。【０００７】
そこで、本発明は、弁体の外面に対するシール部分の密着性が高く、部品点数が少なく、弁装置に対する組み付けが容易である密封装置、およびこのような密封装置を有する密封アセンブリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係る密封装置は、弁箱内に移動可能に配置されて流体の流れを制御する弁体と、当該弁箱に連結されているか前記弁箱の一部であって流体が流れる管との間を密封する密封装置であって、前記弁体の外面に密着させられる樹脂製の環状の板または膜である第１のシール部分と、前記第１のシール部分よりも柔軟な材料から形成されており、前記管の内面または外面に接触し、前記管からの流体の漏れを防止する筒状の第２のシール部分とを備え、前記第１のシール部分と前記第２のシール部分が一体に結合されていることを特徴とする。【０００９】
本発明に係る密封装置では、弁体の外面に密着させられる板または膜である第１のシール部分と、管の内面または外面に接触する筒状の第２のシール部分とが一体に結合されている。第２のシール部分は、第１のシール部分よりも柔軟な材料から形成されているので、筒状の第２のシール部分を介して環状の第１のシール部分を押圧して、第１のシール部分を弁体の外面に対して接触させることができ、弁体の外面に対する第１のシール部分の密着性が高い。第１のシール部分と第２のシール部分とが一体に結合されているため、部品点数が少なくて済む。さらに、弁装置に対する組み付けにあたっては、密封装置を管の内側または外側に配置し、第２のシール部分を介して第１のシール部分を押圧して、第１のシール部分を弁体の外面に対して密着させ、その状態で密封装置を固定すればよい。したがって、弁装置に対する組み付けが容易である。【００１０】
本発明の一態様における密封装置においては、前記弁体の外面に密着させられる面と反対側の前記第１のシール部分の面の全体が、前記第２のシール部分に結合されている。この場合には、板状または膜状の第１のシール部分の全体が、第１のシール部分よりも柔軟な第２のシール部分に支持される。したがって、弁体の外面に対する第１のシール部分の密着性が高く、弁体の外面がたとえ粗い場合であっても、第１のシール部分は広い面積で弁体の外面に接触することが可能である。また、弁体が弁箱内で移動するときに、第１のシール部分は常に弁体の外面に密着する。【００１１】
本発明の一態様における密封装置においては、前記第２のシール部分の端部には、前記第１のシール部分に結合されたフランジが形成されており、当該フランジは、前記第２のシール部分の半径方向内側に向けて突出している。筒状の第２のシール部分の内部には流体が流れうる。このとき、第２のシール部分の半径方向内側に向けて突出しているフランジは、流体によって弁体に向かう方向に高い圧力を受ける。第２のシール部分のフランジがこのように圧力を受けることによって、フランジに結合された第１のシール部分も弁体に向かって押圧される。したがって、弁体の外面に対する第１のシール部分の密着性がより高められる。【００１２】
本発明に係る密封アセンブリは、上記の密封装置と、前記管に固定されて、前記第２のシール部分と前記第１のシール部分とを前記弁体に向けて押圧し、前記第１のシール部分を前記弁体の外面に密着させる押圧機構を備える。このような密封アセンブリによれば、弁装置に対する密封装置の組み付けにあたっては、密封装置を管の内側または外側に配置し、押圧機構によって第２のシール部分を介して第１のシール部分を押圧して、第１のシール部分を弁体の外面に対して密着させ、その状態で押圧機構を管に固定することにより、密封装置を固定することが可能である。したがって、密封装置の組み付けが容易である。【００１３】
本発明の一態様における密封アセンブリにおいては、前記押圧機構は、前記管の内周面または外周面に形成された周溝に嵌め込まれるリングを備える。この場合には、リングを管の周溝に嵌め込んで、容易に密封装置を固定することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、弁体の外面に対する第１のシール部分の密着性が高い。また、部品点数が少なくて済む。さらに、弁装置に対する組み付けが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る密封アセンブリの一部の断面図である。
【図２】第１実施形態に係る密封アセンブリの組み付けの一工程を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る密封アセンブリの一部の断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る密封アセンブリの一部の断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る密封アセンブリの一部の断面図である。
【図６】従来の冷媒制御バルブ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る密封アセンブリ１の一部の断面図である。この密封アセンブリ１は、図６に示された冷媒制御バルブ装置と類似の弁装置２に適用される。弁装置２は、弁箱３（図６のバルブハウジング１００に相当する）と、弁箱３に連結されているか弁箱３の一部であって流体が流れる管４（図６の吐出筒１０４に相当する）と、弁箱３内に配置されて流体の流れを制御する弁体６（図６の弁体１０２に相当する）を備える。
【００１７】
密封アセンブリ１が適用される弁装置２は、例えば、内燃機関の冷却水（冷媒）をラジエータに供給する弁装置であってもよいが、他の弁装置であってもよい。弁装置２が制御する流体は、冷却水のような冷媒であってもよいが、他の流体であってもよい。また、図示の管４は弁箱３の下流に設けられ、弁箱３を通った流体が管４を通過するが、管４は弁箱３の上流に設けられ、管４を通った流体が弁箱３を通過してもよい。
【００１８】
弁体６は、弁箱３内で移動可能、例えば回転可能であって、その移動に伴って、弁装置２を通過する流体の流量が調節される。図１においては、弁箱３と弁体６の一部のみを示すが、弁体６は、図６の弁体１０２と同様に、弁箱３内に配置されて、回転軸線Ｘと同様の回転軸線（図示しないが、図１の上方において横方向に延びている）の周りを回転可能である。
【００１９】
密封アセンブリ１は、管４と弁体６との間を密封してこれらからの流体の漏れを防止する密封装置１０と、密封装置１０を弁体６に向けて押圧する押圧機構（この実施形態ではリング２２およびコイルバネ２４）を有する。
【００２０】
密封装置１０はほぼ円環状であって、円筒形の管４に係合されるが、図１においては、それらの左側部分のみが示されている。リング２２およびコイルバネ２４も左側部分のみが示されている。密封装置１０は、樹脂製の環状の板または膜である第１のシール部分１１と、第１のシール部分１１よりも柔軟な材料から形成された円筒状の第２のシール部分１２とを有する。第１のシール部分１１は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されている。第２のシール部分１２は、弾性体、例えばエラストマーから形成されている。
【００２１】
第１のシール部分１１は、弁体６の外面に密着させられる。第２のシール部分１２は、管４の内側に配置され、管４の内周面に接触し、管４からの流体の漏れを防止する。かくして、密封装置１０は、弁体６および管４を通過する流体を漏れないように封止する。
【００２２】
第１のシール部分１１と第２のシール部分１２は一体に結合されている。一体化の手法は、任意であり、例えば、接着剤で接着してもよいし、第２のシール部分１２の材料の架橋を利用して第１のシール部分１１と第２のシール部分１２とを結合してもよい。
【００２３】
第２のシール部分１２の弁体６側の一端部には、フランジ１４が形成されており、フランジ１４は、第２のシール部分１２の半径方向内側に向けて突出している。弁体６の外面に密着させられる面と反対側の第１のシール部分１１の面の全体が、第２のシール部分１２のフランジ１４に結合されている。
【００２４】
管４の内周面には、周溝２０が形成されており、周溝２０にはリング２２、好ましくはスナップリングが嵌め込まれる。リング２２は、管４に固定されて、第２のシール部分１２と第１のシール部分１１とを弁体６に向けて押圧し、第１のシール部分１１を弁体６の外面に密着させる押圧機構を構成する。好ましくは、リング２２の内径は、管４内の流体の流れを乱すことが少ない大きさに設定されている。
【００２５】
この実施形態では、押圧機構はさらにコイルバネ２４を有する。コイルバネ２４は、リング２２と第２のシール部分１２との間に配置されて、その復元力によって、密封装置１０を弁体６に向けて押圧する。第２のシール部分１２の第１のシール部分１１とは反対側の端部１６には、コイルバネ２４が嵌め込まれる切欠きが形成されている。密封装置１０と押圧機構（この実施形態ではリング２２およびコイルバネ２４）は、一つの密封アセンブリ１を構成すると考えることができる。
【００２６】
第２のシール部分１２の管４に対向する外周面には、管４の内周面に全周にわたって接触するリップすなわち突起１８が形成されている。突起１８は、周方向に連続している環状の薄板であって、半径方向内側において第２のシール部分１２の端部１６に支持されており、半径方向外側の自由端に向けて延びている。突起１８の自由端が管４の内周面に全周にわたって接触する。突起１８は、管４内の流体によって圧力を受けると管４の内周面に強く押し付けられ、流体を封止する機能が高まるようになっている。この実施形態では、突起１８は、管４内の流体によって圧力を受けない時でも管４の内周面に接触する。
【００２７】
但し、突起１８を修正し、管４内の流体によって圧力を受けない時には、突起１８が管４に接触せず、管４内の流体によって圧力を受けると弾性変形により突起１８が管４の内周面に全周にわたって接触するようにしてもよい。この場合には、弁装置２に対する密封装置１０の組み付けにあたっては、第２のシール部分１２が管４に接触せず、摩擦抵抗が少ない状態で、第２のシール部分１２を管４の内側に配置することが可能である。
【００２８】
この密封装置１０を弁装置２に組み付けるにあたっては、図２に示すように、密封装置１０を管４の内側に配置し、第１のシール部分１１を弁体６の外面に対して接触させる。この状態では、第２のシール部分１２のフランジ１４の大部分は、フランジ１４の外側の縁部から図示の上方に斜めに延びている。
【００２９】
次に、コイルバネ２４を第２のシール部分１２の端部１６の切欠きに嵌め込んだ状態で、コイルバネ２４および第２のシール部分１２を介して第１のシール部分１１を押圧して、第１のシール部分１１の外面全体を弁体６の外面に対して密着させる。さらに、その状態で図１に示すように、リング２２を管４の周溝２０に嵌め込み、密封装置１０を固定することが可能である。図１に示すように、密封装置１０を配備した状態では、第２のシール部分１２のフランジ１４の大部分は、弁体６の外面に押圧されて、フランジ１４の外側の縁部から図示の下方に斜めに延びている。
【００３０】
この実施形態に係る密封装置１０では、弁体６の外面に密着させられる第１のシール部分１１と、管４の内面に接触する第２のシール部分１２とが一体に結合されている。第２のシール部分１２は、第１のシール部分１１よりも柔軟な材料から形成されているので、筒状の第２のシール部分１２を介して環状の第１のシール部分１１を押圧して、第１のシール部分１１を弁体６の外面に対して接触させることができ、弁体６の外面に対する第１のシール部分１１の密着性が高い。また、板状または膜状の第１のシール部分１１の全体が、第１のシール部分１１よりも柔軟な第２のシール部分１２に支持される。したがって、弁体６の外面に対する第１のシール部分１１の密着性が高く、弁体６の外面がたとえ粗い場合であっても、第１のシール部分１１は広い面積で弁体６の外面に接触することが可能である。また、弁体６が弁箱３内で移動するときに、第１のシール部分１１は常に弁体６の外面に密着する。
【００３１】
筒状の第２のシール部分１２の内部には流体が流れうる。このとき、第２のシール部分１２の半径方向内側に向けて突出しているフランジ１４は、流体によって弁体６に向かう方向に高い圧力を受ける。第２のシール部分１２のフランジ１４がこのように圧力を受けることによって、フランジ１４に結合された第１のシール部分１１も弁体６に向かって押圧される。したがって、弁体６の外面に対する第１のシール部分１１の密着性がより高められる。
【００３２】
第１のシール部分１１と第２のシール部分１２とが一体に結合されているため、部品点数が少なくて済む。したがって、弁装置２に対する組み付けにあたって、部品を探したり、配置の向きを確認したりする手間を省くことができる。
【００３３】
さらに、弁装置２に対する密封装置１０の組み付けにあたっては、密封装置１０を管４の内側に配置し、押圧機構によって第２のシール部分１２を介して第１のシール部分１１を押圧して、第１のシール部分１１を弁体６の外面に対して密着させ、その状態で押圧機構を管４に固定することにより、密封装置１０を固定することが可能である。したがって、密封装置１０の組み付けが容易である。
【００３４】
押圧機構は、管４の内周面に形成された周溝２０に嵌め込まれるリング２２を備えるので、リング２２を管４の周溝２０に嵌め込んで、容易に密封装置１０を固定することが可能である。リング２２がスナップリングである場合には、リング２２が全周にわたって連続的ではないので、リング２２の変形量が大きく、容易にリング２２を管４の周溝２０に嵌め込むことが可能である。
【００３５】
第２のシール部分１２に形成された突起１８は、管４に全周にわたって接触し、流体によって圧力を受けると管４の内周面に強く押し付けられるので、管４に対する第２のシール部分１２の密着性が高められる。特に管４に対して第２のシール部分１２が偏心していても、突起１８によって管４に対する第２のシール部分１２の密着が確実になる。
【００３６】
一方、突起１８を除く第２のシール部分１２の外径は管４の内径より小さく設定されている。このため、弁装置２に対する密封装置１０の組み付けにあたっては、突起１８を除く第２のシール部分１２が管４に接触することを避けて、摩擦抵抗が少ない状態で、第２のシール部分１２を管４の内側に配置することが可能である。
【００３７】
第２実施形態
図３は、本発明の第２実施形態に係る密封アセンブリ３１を示す。図３以降の図面において、第１実施形態と共通する構成要素を示すため、同一の符号が使用され、それらの構成要素については詳細には説明しない。
【００３８】
密封アセンブリ３１は、管４と弁体６との間を密封してこれらからの流体の漏れを防止する密封装置３０と、密封装置３０を弁体６に向けて押圧する押圧機構（この実施形態ではリング２２およびコイルバネ２４）を有する。
【００３９】
第１実施形態では密封装置１０およびコイルバネ２４が管４の内側に配置されるのに対して、第２実施形態では密封装置３０およびコイルバネ２４は管４の外側に配置される。したがって、この実施の形態では、管４の外周面に周溝２０が形成されており、その周溝２０にリング２２、好ましくはスナップリングが嵌め込まれる。
【００４０】
第２のシール部分１２の管４に対向する内周面には、管４の外周面に全周にわたって接触するリップすなわち突起１８が形成されている。突起１８は、周方向に連続している環状の薄板であって、半径方向外側において第２のシール部分１２の端部１６に支持されており、半径方向内側の自由端に向けて延びている。突起１８の自由端が管４の外周面に全周にわたって接触する。突起１８は、管４内の流体によって圧力を受けると管４の外周面に強く押し付けられ、流体を封止する機能が高まるようになっている。この実施形態では、突起１８は、管４内の流体によって圧力を受けない時でも管４の外周面に接触する。
【００４１】
但し、突起１８を修正し、管４内の流体によって圧力を受けない時には、突起１８が管４に接触せず、管４内の流体によって圧力を受けると弾性変形により突起１８が管４の外周面に全周にわたって接触するようにしてもよい。この場合には、弁装置２に対する密封装置１０の組み付けにあたっては、第２のシール部分１２が管４に接触せず、摩擦抵抗が少ない状態で、第２のシール部分１２を管４の外側に配置することが可能である。
【００４２】
この密封装置３０を弁装置２に組み付けるにあたっては、密封装置３０を管４の外側に配置し、第１のシール部分１１を弁体６の外面に対して接触させる。次に、コイルバネ２４を第２のシール部分１２の端部１６の切欠きに嵌め込んだ状態で、コイルバネ２４および第２のシール部分１２を介して第１のシール部分１１を押圧して、第１のシール部分１１の外面全体を弁体６の外面に対して密着させる。さらに、その状態でリング２２を管４の周溝２０に嵌め込み、密封装置３０を固定することが可能である。
【００４３】
この実施形態によっても、密封装置およびコイルバネ２４の位置に相違はあっても、第１実施形態と同様の効果を達成することが可能である。突起１８とフランジ１４を除く第２のシール部分１２（管４の外周面に近接する可能性がある第２のシール部分１２の箇所のうちフランジ１４を除く箇所）の内径は管４の外径より大きく設定されている。このため、弁装置２に対する密封装置１０の組み付けにあたっては、突起１８を除く第２のシール部分１２が管４に接触することを避けて、摩擦抵抗が少ない状態で、第２のシール部分１２を管４の外側に配置することが可能である。
【００４４】
第３実施形態
図４は、本発明の第３実施形態に係る密封アセンブリ４１を示す。密封アセンブリ４１は、第１実施形態のものと同じ密封装置１０と、密封装置１０を弁体６に向けて押圧する押圧機構（この実施形態ではリング２２および筒状弾性体４２）を有する。
【００４５】
この実施形態では、コイルバネ２４の代わりに筒状弾性体４２が設けられている。筒状弾性体４２は例えばエラストマーから形成されている。筒状弾性体４２は、リング２２と第２のシール部分１２との間に配置されて、その復元力によって、密封装置１０を弁体６に向けて押圧する。第２のシール部分１２の第１のシール部分１１とは反対側の端部１６には、筒状弾性体４２が嵌め込まれる切欠きが形成されている。
【００４６】
第２の実施形態（図３）のコイルバネ２４の代わりに、筒状弾性体４２を設けてもよい。
【００４７】
第４実施形態
図５は、本発明の第４実施形態に係る密封アセンブリ５１を示す。密封アセンブリ５１は、第１実施形態の密封装置１０と類似の密封装置５０と、密封装置５０を弁体６に向けて押圧する押圧機構（この実施形態ではリング２２のみ）を有する。
【００４８】
この実施形態では、コイルバネ２４または筒状弾性体４２を設けずに、管４の内周面の周溝２０に嵌め込まれたリング２２のみで密封装置５０を弁体６に向けて押圧する。密封装置５０の第２のシール部分１２は、弾性体であり、リング２２と弁体６の間で圧縮される。第２のシール部分１２の復元力によって、密封装置５０の第１のシール部分１１は弁体６に向けて押圧される。
【００４９】
この実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果を達成することが可能である。第２実施形態も、第４実施形態のように修正してもよい。
【００５０】
他の変形
上記の実施の形態においては、弁体６は球の一部に類似した外面を有する。しかし、弁体６が円筒状であってもよい。この場合には、弁体６の外面に第１のシール部分１１が密着するように、密封装置は、弁体６の外面の形状に応じた形状および寸法を有するように修正されるであろう。
【００５１】
出願人は、流体が流れる管に連結されているか前記管を有する弁箱と、前記弁箱内に移動可能に配置されて流体の流れを制御する弁体と、前記弁体と前記管との間を密封する本発明に係る密封装置とを備える弁装置も本発明の態様であると認識している。
【符号の説明】
【００５２】
１，３１，４１，５１  密封アセンブリ
１０，３０，５０  密封装置
２  弁装置
３  弁箱
４  管
６  弁体
１１  第１のシール部分
１２  第２のシール部分
１４  フランジ
１６  端部
１８  突起
２０  周溝
２２  リング
２４  コイルバネ
４２  筒状弾性体
【図１】
2018066424.tif 000003
【図２】
2018066424.tif 000004
【図３】
2018066424.tif 000005
【図４】
2018066424.tif 000006
【図５】
2018066424.tif 000007
【図６】
2018066424.tif 000008
【国際調査報告】
2018066424.tif 000009
2018066424.tif 000010
2018066424.tif 000011
2018066424.tif 000012