JP2019206995A

JP2019206995A - 制御弁

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Publication number: JP2019206995A
Application number: JP2018102065A
Authority: JP
Inventors: 佐伯　真司; Shinji Saeki; 真司佐伯; 佐藤　健治; Kenji Sato; 健治佐藤
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2038-05-29
Also published as: JP7083484B2

Abstract

【課題】弁体にパーティングラインが存在しても流体の漏れを抑えられる制御弁を提供する。【解決手段】制御弁１００は、ボディ２００と、弁座２３２に着脱して弁部を開閉する弁体４００を備え、弁体４００は、外周に沿って凹状の嵌合部４２２が周設された本体４２０と、嵌合部４２２に嵌着され、弁座２３２に着脱するシールリング４４０と、を含み、嵌合部４２２は、弁体４００の軸線方向に対向する第１の側面と第２の側面とを有し、シールリング４４０は、第１の側面に対向する第１の端面と、第２の側面に対向する第２の端面とを有し、第１の端面と第２の端面のうち少なくとも低圧側となる端面に、対向する側面に対して線接触態様で当接する環状当接部を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、弁体にシールリングを有する制御弁に関する。

従来、例えばガス給湯器の流量を制御する流量制御弁（以下、単に「制御弁」とよぶことがある）が知られている。（例えば特許文献１参照）。このような制御弁には、弁体に備えられ、閉弁状態において弁座に当接して弁部をシールするシール部材が備えられている。このシール部材は、例えばゴム製のシールリングであり、弁体の本体に設けられた環状溝に収まるように寸法設定され、緊縛力により固定される。

特開２００５−２８２６４９号公報

一般に、このような本体は樹脂材の射出成形で得られる。成形時には、いわゆる割型を構成する複数の金型が用いられる。そのため、成形後の本体には複数の金型の境界線に沿ってパーティングラインが形成される。

従来の構造では、シールリングと本体が接する面にこのパーティングラインが存在するため、パーティングライン近傍で本体とシールリングとの間に多少の隙間が生じ、流体の微小の漏れが発生していた。そのため、わずかな漏れも許されない制御弁の場合、本体に対し切削加工を行いパーティングラインによる段差を除去する必要があり、コスト高の原因となっていた。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、弁体の本体にパーティングラインが存在しても流体の漏れを抑えられる制御弁を提供することにある。

本発明のある態様の制御弁は、上流側から流体を導入する導入ポートと、下流側へ流体を導出する導出ポートと、導入ポートと導出ポートとをつなぐ通路に設けられる弁座とを有するボディと、弁座に着脱して弁部を開閉する弁体と、弁体を軸線方向に駆動して弁部を開閉させるアクチュエータと、を備え、弁体は、外周に沿って凹状の嵌合部が周設された本体と、嵌合部に嵌着され、弁座に着脱するシールリングと、を含み、嵌合部は、弁体の軸線方向に対向する第１の側面と第２の側面とを有し、シールリングは、第１の側面に対向する第１の端面と、第２の側面に対向する第２の端面とを有し、第１の端面と第２の端面のうち少なくとも低圧側となる端面に、対向する側面に対して線接触態様で当接する環状当接部を有する。

本発明の別の態様の制御弁は、上流側から流体を導入する導入ポートと、下流側へ流体を導出する導出ポートと、導入ポートと導出ポートとをつなぐ通路に設けられる弁座とを有するボディと、弁座に着脱して弁部を開閉する弁体と、弁体を軸線方向に駆動して弁部を開閉させるアクチュエータと、を備え、弁体は、外周に沿って凹状の嵌合部が周設された本体と、嵌合部に嵌着され、弁座に着脱するシールリングと、を含み、シールリングは、嵌合部に対向する面に、嵌合部と線接触態様で当接する環状当接部を有する。

本発明の別の態様の制御弁は、上流側から流体を導入する導入ポートと、下流側へ流体を導出する導出ポートと、導入ポートと導出ポートとをつなぐ通路に設けられる弁座とを有するボディと、弁座に着脱して弁部を開閉する弁体と、弁体を軸線方向に駆動して弁部を開閉させるアクチュエータと、を備え、弁体は、外周に沿って凹状の嵌合部が周設された本体と、嵌合部に嵌着され、弁座に着脱するシールリングと、を含み、嵌合部は、弁体の軸線方向に対向する第１の側面と第２の側面とを有し、シールリングは、第１の側面に対向する第１の端面と、第２の側面に対向する第２の端面を有し、第１の端面および第２の端面のうち少なくとも一方の端面に向けて横断面が狭小化された環状の低剛性部を含み、低剛性部が位置する部分の高さが、嵌合部への嵌着前において第１の側面と第２の側面との間隔よりも大きくなるように設定されている。

本発明によれば、弁体にパーティングラインが存在しても流体の漏れを抑えられる制御弁を提供できる。

第１実施形態に係る制御弁の全体構成を表す断面図である。弁体の斜視図である。本実施形態におけるシールリングである。嵌合部近傍の断面図である。図５（ａ）は図４（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。図５（ｂ）は図４（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面である。図６（ａ）は図５（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図６（ｂ）は図６（ａ）のうちシールリングの断面外周を示す図である。図７（ａ）は比較例のシールリングを嵌着した場合のＣ−Ｃ断面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のうちシールリングの断面外周を示す図である。第１実施形態のシールリングの変形例断面図である。図９（ａ）は、第２実施形態で使用されるシールリングの中央断面図である。図９（ｂ）は第２実施形態におけるシールリングを使用した場合の嵌合部近傍の断面図である。図１０（ａ）は、上端部と下端部に環状のビード設けたシールリングの中央縦断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のシールリングを嵌着させた場合の嵌合部近傍の断面図である。図１１（ａ）はシールリングの内周面にビードを設けた場合の中央縦断面図である。図１１（ｂ）は図１１（ａ）のシールリングを嵌着させた場合の嵌合部近傍の断面図である。図１２（ａ）は、シールリングの下端面の外周縁近傍にテーパに代えてＲ部を設けた場合の中央縦断面図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のシールリングを嵌着させた場合の嵌合部近傍の断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る制御弁１００の全体構成を表す断面図である。制御弁１００は、給湯装置に使用される流量制御弁である。制御弁１００は、ボディ２００、駆動ユニット３００、弁体４００を含む。

ボディ２００は、第１ボディ２２０と第２ボディ２４０を有する。第１ボディ２２０は、円筒状の本体２２１と、本体２２１の側部に連設された導入管部２２２と、本体２２１の下方に連設された導出管部２２６とを有する。導入管部２２２は本体２２１の側面に対して直角に設けられ、導出管部２２６は本体２２１に同軸状に設けられている。導入管部２２２は上流側から湯水（流体）を導入する導入ポート２２４を有し、導出管部２２６は下流側へ流体を導出する導出ポート２２８を有する。本体２２１の導出管部２２６との境界部には、その内周部により弁孔２３０が形成されている。弁孔２３０の端部に弁座２３２が形成されている。弁体４００と弁座２３２により、導入ポート２２４と導出ポート２２８とをつなぐ通路を開放又は遮断する「弁部」が形成される。流体は導入ポート２２４から導入され、弁部を通り、導出ポート２２８から導出される。弁体４００が弁座２３２に着脱することにより弁部を開閉する。第２ボディ２４０は段付円筒状をなし、その下半部がＯリング２４１を介して第１ボディ２２０に組みつけられている。第２ボディ２４０の内周面には、弁体４００を摺動可能に支持するガイド孔２４２が形成されている。

弁体４００は、段付円筒状の本体４２０を有する。本体４２０の下端部および上端部の外周には、それぞれ凹状の嵌合部４２２、４２３が設けられている。嵌合部４２２には、弁部をシールするためのシールリング４４０が嵌着されている。シールリング４４０は、リング状の弾性体（例えばゴム）からなる。嵌合部４２３には、摺動部をシールするためのシールリング４６０が嵌着されている。本実施形態ではシールリング４６０としてＯリングが採用されている。シールリング４４０が弁座２３２に着脱して弁部を開閉し、閉弁時にはその弁部のシール性能を確保する。
第２ボディ２４０と弁体４００を軸線方向に貫通するように長尺状の作動ロッド１２０が設けられており、下端部にて弁体４００を下方から支持している。弁体４００と第２ボディ２４０との間には、弁体４００を閉弁方向に付勢するスプリング１４０（「付勢部材」として機能する）が介装されている。本体４２０は、その上端部がガイド孔２４２に摺動可能に支持されている。本体４２０の下端部には、弁孔２３０に摺動しつつ支持される複数の脚部４２１が延設されている。弁体４００は、その下端部が弁孔２３０に沿って摺動し、上端部がガイド孔２４２に沿って摺動することにより、軸線方向に安定に動作することができる。

駆動ユニット３００は、アクチュエータとしてのモータ３２０およびウォームギア３４０を備える。ウォームギア３４０は、モータ３２０の出力軸に設けられたウォーム３４２と、そのウォーム３４２と噛合するウォームホイール３４４から構成される。作動ロッド１２０は、ウォームホイール３４４の回転軸をなしている。第２ボディ２４０と作動ロッド１２０との間には、「シールリング」としてのＯリング２４５が介装されている。また、第２ボディ２４０の上半部を覆うようにハウジング１６０が取り付けられている。モータ３２０およびウォームギア３４０は、ハウジング１６０と第２ボディ２４０とに囲まれる空間に収容されている。

ウォームホイール３４４は、その上端面に上部ストッパ３４６が突設され、下端面には、下部ストッパ（図には現れていない）が設けられている。上部ストッパ３４６は、ハウジング１６０の内側に突設されたストッパと協働して、ウォームホイール３４４が回動できる可動範囲の一方、つまり弁体４００のリフト上限を規制する。下部ストッパは、第２ボディ２４０のストッパと協働して、ウォームホイール３４４が回動できる可動範囲の他方、つまり弁体４００のリフト下限を規制する。

ウォームホイール３４４の下半部には小径の雄ねじ部３４８が形成されており、第２ボディ２４０に突設された雌ねじ部２４４と螺合している。ウォームホイール３４４の回転運動は、これら雄ねじ部３４８と雌ねじ部２４４によるねじ機構により並進運動に変換される。すなわち、モータ３２０の駆動によりウォームホイール３４４が回動すると、そのウォームホイール３４４とともに作動ロッド１２０が軸線方向に並進する。

弁体４００は、作動ロッド１２０の下端部に設けられたストッパ１２２にて下方から支持される一方、スプリング１４０によって下方に付勢されている。一方、作動ロッド１２０の上部には段部１２１が設けられている。ウォームホイール３４４は作動ロッド１２０に挿通され、段部１２１に係止される。作動ロッド１２０の上端部にストッパ１２４が設けられ、ウォームホイール３４４は、段部１２１とストッパ１２４との間に挟まれるように作動ロッド１２０に組み付けられている。ウォームホイール３４４の上面とストッパ１２４との間に滑り軸受１２３が介装されている。このような構造により、ウォームホイール３４４の並進運動（上下動）は作動ロッド１２０に伝達されるが、回転運動は伝達されない。つまり、ウォームホイール３４４の回転が作動ロッド１２０を介して弁体４００に伝わることはない。弁体４００が弁座２３２から離間した開弁状態においては、弁体４００と作動ロッド１２０とが突っ張った状態で一体変位するが、弁体４００が弁座２３２に着座した閉弁状態になると、弁体４００と作動ロッド１２０とは相対変位可能となる。

図２は、弁体４００の斜視図である。図２（ａ）は、弁体４００の一部を切り欠いた状態を表す斜視図である。図２（ｂ）は、弁体４００の分解斜視図である。
シールリング４４０は、閉弁状態において弁体４００による弁部のシール性能を確保するための部材である。流体は導入ポート２２４から導入され、弁部を通り、導出ポート２２８から導出されるため、シールリング４４０のシール機能は特に重要である。
本体４２０は、樹脂材の射出成形により得られる。本体４２０の成形時には割型を構成する複数の金型が用いられる。本体４２０には、その成形時にパーティングライン４２４が形成される。パーティングライン４２４は、図２（ａ）に示すように本体４２０の縦断面を一周するように形成される。以下、本体４２０およびシールリング４４０について詳細に説明する。

図３は、シールリング４４０を表す図である。図３（ａ）はシールリング４４０を下方から見た斜視図、図３（ｂ）はシールリング４４０の中央縦断面図である。図３（ｃ）は図３（ｂ）のＹ部拡大図である。
シールリング４４０は、長方形状の断面を有し、その上端面４４１および下端面４４３がそれぞれ「第１の端面」、「第２の端面」に対応する。下端面４４３の外周縁近傍は、弁座２３２と相補形状のテーパ面４５６とされている。弁体４００は、そのテーパ面４５６にて弁座２３２に着脱する。
シールリング４４０の下端面４４３には、環状のビード４４２が設けられている。このビード４４２は、シールリング４４０の他の部分よりも低剛性である。このため、ビード４４２を特に「低剛性部」とよぶことがある。ビード４４２は、「環状当接部」として機能する。

図４は、図１のＸ部に対応する部分拡大図である。図４（ａ）は、パーティングライン４２４がない断面を示す。図４（ｂ）は、パーティングライン４２４上の断面を示す。
シールリング４４０は本体４２０の嵌合部４２２に嵌合される。嵌合部４２２は、上側面４２６と下側面４２８、底面４３０を有する。上側面４２６と下側面４２８は、弁体４００の軸線方向に対向し、それぞれ「第１の側面」、「第２の側面」に対応する。閉弁状態では、シールリング４４０は弁座２３２に着座する。このとき、弁部の上流側が高圧、下流側が低圧となる。このため、その上流側圧力と下流側圧力との差圧が、シールリング４４０に作用する。図４（ａ）に示されるようにパーティングライン４２４がない箇所では、シールリング４４０は下側面４２８および底面４３０に接する。

一方、図４（ｂ）に示すように、嵌合部４２２においてパーティングライン４２４が存在する箇所では、シールリング４４０はパーティングライン４２４の箇所で浮いてしまう。すなわち、パーティングライン４２４の頂点近傍で、シールリング４４０と下側面４２８との間に隙間が発生する。以下、シールリング４４０におけるビード４４２を含まない断面と、ビード４４２を含む断面について、特にパーティングライン４２４近傍を詳細に説明する。

図５（ａ）は図４（ｂ）におけるＡ−Ａ断面、つまりビード４４２を含まない断面を表す図である。図５（ｂ）は図４（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面、つまりビード４４２を含む断面を表す図である。図５の点線は、パーティングライン４２４の幅を示すパーティングライン幅４２５である。また、図５（ｂ）の破線は、パーティングライン４２４の基端（シールリング４４０の下端平坦面につながる部分）を示す。ビード高さＢＨは、平坦面とビード４４２の頂点との距離を示す。

上流側圧力と下流側圧力との差圧により、シールリング４４０の下端面４４３は、嵌合部４２２の下側面４２８に押し付けられる。しかし、図５（ａ）に示すように、シールリング４４０の下端平坦面は、パーティングライン４２４の箇所で局所的に押し上げられて浮いてしまう。このため、シールリング４４０と下側面４２８との間に隙間Ｇができる。これは、シールリング４４０が平坦面において局所的に変形し難く、パーティングライン４２４の斜面にシールリング４４０が沿うことができないからである。

一方、図５（ｂ）に示すように、シールリング４４０の下端面４４３には、ビード４４２が設けられている。ビード４４２は小断面を有するため低剛性であり、変形しやすい。ビード高さＢＨは、パーティングライン４２４の高さよりも大きい。環状のビード４４２は、線接触態様で下側面４２８と当接するため、パーティングライン４２４に対しても高い面圧で隙間なく密着できる。一方、上流側圧力と下流側圧力との差圧により、シールリング４４０が軸線方向に圧縮される。このため、本実施形態では、シールリング４４０の上端面４４１と嵌合部４２２の上側面４２６との間に隙間ができる。

図６（ａ）は、図５（ｂ）のＣ−Ｃ断面図、すなわち、パーティングライン４２４の頂部近傍位置における断面図である。図６（ｂ）は、シールリング４４０に作用する圧力分布を模式的に表す図である。太線領域Ｒ１が高圧領域、中線領域Ｒ２が低圧領域を示す。
図７は図６の比較例としてビードがない場合を示す図である。比較例のシールリング５００は、使用される素材がシールリング４４０と同様であり、寸法や形状についてはシールリング４４０のビード４４２を除いたものと同様である。図７（ａ）はシールリング５００周辺を表す部分拡大断面図である。図７（ｂ）は、シールリング５００に作用する圧力分布を模式的に表す図である。

図６および図７において、流体は右方向から導入され下方向へと導出される。閉弁状態において、シールリング４４０とシールリング５００は、それぞれ弁座２３２に着座する。このときのシールリング４４０およびシールリング５００にかかる流体からの圧力について説明する。

まず、本実施形態におけるシールリング４４０にかかる圧力について説明する。図６（ａ）に示すように、パーティングライン４２４の近傍が平坦面である箇所においては、嵌合部４２２とシールリング４４０との間に隙間ができる。このため、上流側の高圧流体がパーティングライン４２４に沿ってシールリング４４０の周囲に回り込む。しかし、ビード４４２の箇所でその隙間が閉じられるため、流体を堰き止めることができる。その結果、図６（ｂ）に示すような圧力分布となる。シールリング４４０の上端面４４１に対して下端面４４３が低圧となるため、シールリング４４０には下方向の差圧が作用する。その結果、ビード４４２がパーティングライン４２４の位置でも下側面４２８にしっかりと密着し、流体の漏れを抑制する。

次に、比較例のシールリング５００にかかる圧力について説明する。図７（ａ）に示すように、シールリング５００にはビードが設けられていない。このため、上流側の高圧流体がパーティングライン４２４に沿ってシールリング４４０の周囲に回り込み、そのまま弁部を通過する。このとき、図７（ｂ）に示すような圧力分布となる。シールリング４４０には下方向の差圧は小さく、押し付けられるべき低剛性部もないため、パーティングライン４２４に沿った隙間を閉じることができない。その結果、上流側から下流側への流体の漏れを生じさせてしまう。

以上のように、本実施形態のシールリング４４０は、上端面４４１および下端面４４３のうち、低圧側となる端面（本実施形態では下端面４４３）に低剛性のビード４４２を備える。このため、弁体４００がパーティングライン４２４を有していても、閉弁時にはビード４４２が下側面４２８に密着し、流体の漏れを防ぐことができる。なお、ビード高さＢＨについては、パーティングライン４２４の高さやシールリング４４０に使用する樹脂材の剛性等に応じて、閉弁時に流体の漏れがないように適宜設計すればよい。樹脂材そのものの剛性が比較的低い場合、ビード高さＢＨをパーティングライン４２４の高さと同等又は小さくしてもよい。

図８は、変形例に係るシールリングを表す中央縦断面図である。図８（ａ）は第１変形例を示し、図８（ｂ）は第２変形例を示す。第１変形例のシールリング４４４は、下端面に向けて横断面が狭小化されたテーパ部４４５を有する。テーパ部４４５の先端部は、環状の低剛性部となっている。このようなシールリング４４４を用いた場合であっても、低剛性部が変形してパーティングライン４２４に密着することで、閉弁状態において流体の漏れを抑制できる。
一方、第２変形例のシールリング４４６は、ビード４４２の径方向内側にもう一つのビード４４７を備える。このような二重シール構造とすることで、シール性能をより高めることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態は、制御弁における流体の流れ方向が第１実施形態と異なる。以下、第１実施形態との相異点を中心に説明する。
図９（ａ）は、第２実施形態で使用されるシールリング４４８の中央断面図である。図９（ｂ）はシールリング４４８周辺を表す部分拡大断面図である。図９（ａ）に示すように、シールリング４４８にはその上端面４４１に環状のビード４４９が設けられている。

本実施形態では、図９（ｂ）の下方から上方へ向けて流体が流れる。閉弁状態において、シールリング４４８は流体から圧力を上方向に受ける。この圧力により、ビード４４９がその周方向に隙間なく上側面４２６に密着する。高圧流体が嵌合部４２２とシールリング４４８との間に回り込んだとしても、ビード４４９がその流れをせき止める。よって、閉弁時における流体の漏れを抑制できる。
本実施形態においても、シールリング４４８の上端面４４１および下端面４４３のうち、低圧側となる端面（本実施形態では上端面４４１）にビード４４９を設けている。この点で第１実施形態と共通する。このような構成により、嵌合部にパーティングラインが存在していても、上流側圧力と下流側圧力との差圧を利用してビードをしっかりと押し付けることができ、そのシール性能を確保することができる。

なお、第１実施形態の場合と同様に、シールリング４４８に環状のビードを設けるのではなく、シールリング４４８の上端面をテーパ状にしてもよい。また、シールリング４４８の上端面に径の異なる環状のビードを２つ設けてもよい。シールリングの上端面と下端面の両方に環状ビードを設けてもよい。いずれの場合においても、シールリングの低剛性部がパーティングラインの位置にかかわらず嵌合部４２２に密接し、閉弁状態での流体の漏れを抑制できる。

［第３実施形態］
第３実施形態は、シールリングの構造が第１実施形態と異なる。
図１０（ａ）は、第３実施形態に係るシールリング４５０の中央縦断面図である。図中のＨ１は、シールリング４５０の本体の高さ（上端平坦面と下端平坦面との距離：以下「本体高さ」ともいう）を示す。Ｈ２は、シールリング４５０の嵌合部への嵌着前における低剛性部が位置する部分の高さ（以下「全体高さ」ともいう）を示す。図１０（ｂ）は、シールリング４５０周辺を表す部分拡大断面図である。図中のＷは、嵌合部４２２の上側面４２６と下側面４２８との間隔（以下「嵌合部幅」ともいう）を示す。
上記第１、第２実施形態では、上流側圧力と下流側圧力との差圧によってシールリングが軸線方向に圧縮されることも考慮し、低圧側となる端面にビードを設ける構成とした。その差圧を利用して低剛性のビードを嵌合部の対向面に押し付けるようにしたものである。ただし、そのような構成により、シールリングの高圧側となる端面と嵌合部の対向面との間の隙間が大きくなり、高圧流体の進入を促してしまうことにもなる。
一方で、シールリングはそもそもつぶし代を利用してシール性能を発揮するものであるから、本来、嵌合部幅に対してつぶし代を有する程度に高さを設定するのが好ましいとも言える。しかし、このような高さの設定は、嵌合部へのシールリングの組み付け作業を困難にする。
そこで、本実施形態では、シールリングの全体高さについてつぶし代を確保しつつ、剛性の高い本体の高さを嵌合部幅より小さくすることで、シール性能の向上を実現する。すなわち、シールリング４５０は、上端面４４１と下端面４４３にそれぞれ環状のビード４５１、４５２を備える。本実施形態では、ビード４５１、４５２が位置する部分の高さが全体高さＨ２となる。本体高さＨ１は嵌合部幅Ｗより小さく、全体高さＨ２は嵌合部幅Ｗより大きい。

このような構成により、シールリング４５０において低剛性のビード４５１、４５２が嵌合部４２２に対するつぶし代として機能する。ビード４５１、４５２が、嵌合部４２２の上側面４２６および下側面４２８の双方に密着するため、閉弁時における流体の漏れを抑制できる。

なお、変形例においては、シールリングの上端面および下端面の一方にビード等の低剛性部を設けつつ、つぶし代を確保する態様としてもよい。すなわち、低剛性部を環状に有して嵌合部４２２と線接触態様で密接でき、本体高さＨ１＜嵌合部幅Ｗ＜全体高さＨ２の順に大きくなるシールリングであればよい。また、第１実施形態の場合のように、シールリングに下端面に向けて横断面が狭小化されたテーパ部を設け、テーパ部の先端部を環状の低剛性部とする態様としてもよい。このような態様のシールリングであれば、パーティングライン４２４の有無にかかわらず、嵌合部４２２とシールリングとを弁体４００の軸線方向に密接させることができ、閉弁状態の流体の漏れを防止できる。

［第４実施形態］
第４実施形態は、シールリングの構造が第１実施形態と異なる。
図１１（ａ）は、第４実施形態に係るシールリング４５４の中央縦断面図である。図１１（ｂ）は、シールリング４５４周辺を表す部分拡大断面図である。

本実施形態では、シールリング４５４の内周面４５７に環状のビード４５５が設けられている。シールリング４５４は、その緊縛力により嵌合部４２２に固定される。この緊縛力は、シールリング４５４の向心方向に作用し、ビード４５５をパーティングライン４２４に対して押し付ける。その結果、ビード４５５がパーティングライン４２４の位置でも嵌合部４２２の底面４３０にしっかりと密着し、流体の漏れを抑制する。

［第５実施形態］
第５実施形態は、シールリングの構造が第１実施形態と異なる。
図１２（ａ）は、第５実施形態に係るシールリング４５８の中央縦断面図である。図１２（ｂ）は、シールリング４５８周辺を表す部分拡大断面図である。シールリング４５８の下端面には、環状のビード４５９が設けられている。シールリング４５８は、断面概略長方形状をなし、外周縁下部に角部４６２を有する。角部４６２は、曲率半径が比較的小さいＲ形状を有する。本実施形態では、その角部４６２の曲率半径が、内周縁側の角部４６３の曲率半径よりも小さくされている。なお、変形例においては、角部はエッジとしてもよいし、Ｃ面取りその他の面取りとしてもよい。

本実施形態では、シールリング４５８に対する流体の上流側圧力と下流側圧力との差圧により、ビード４５９が嵌合部４２２に密着する。本実施形態のシールリング４５８は、テーパに代えて角部４６２を設けることで、弁座２３２との接触点を外周縁の下端面近傍にした。これにより、本実施形態のシールリング４５８はビード４５９と嵌合部４２２との密着を十分なものにする程度の差圧による密着力を確保することができる。なお、本実施形態では、弁座２３２に対する角部４６２の着座点の一例を示したが、その着座点を弁座２３２の径方向外側に位置させるほど、差圧による密着力を大きくできる。

なお、本実施形態では、シールリング４５８の角部４６２が弁座２３２と線接触態様で環状に当接する。よってシールリングと弁座とが面接触態様で当接する場合にくらべ、シールリング４５８は弁座とより高いシール性能で密着できる。
また、本実施形態では、弁座をテーパ面とする例を示したが、弁孔の軸線に対して垂直な面としてもよい。その場合、シールリングの外周縁又はその近傍に、弁座に向けて突出するビード（突条）を設け、弁座と線接触態様で環状に当接するようにしてもよい。そのビードの着座点を弁座の径方向外側に位置させるほど、差圧による密着力を大きくできる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

実施形態においては、パーティングライン４２４を有する弁体についてシールリングを有効に機能させる構成を例示した。変形例においては、パーティングラインに限らず、弁体の成形時に残存した痕跡（加工痕）に対して上記シールリングを適用してもよい。加工痕は、たとえば、キズやバリによって生じる突状部分であってもよい。シールリングの低剛性部が嵌合部４２２の加工痕と密接し、閉弁時における流体の漏れを抑制できる。

実施形態において、シールリングとして断面略四角形状のものを例示した。シールリングの形状についてはこれに限らず、例えばＯリングなど断面円形状としてもよい。円形断面を有するシールリングの側面に沿ってビード（突条）等の低剛性部を設けてもよい。嵌合部４２２のいずれかの面と周方向に密接する低剛性部を有するシールリングであればよい。

実施形態においては、ビードと嵌合部４２２とが線接触する態様を例示したが、ビードに限らず、低剛性部がその周方向に嵌合部４２２と密接できる態様であればよい。シールリングの上端面および下端面のうち少なくとも一方の端面に向けて横断面が狭小化された環状の低剛性部を含むようにしてもよい。上端面および下端面のうち高圧側となる端面から低圧側となる端面に向けて横断面が狭小化する形状としてもよい。例えばシールリングの上端面から下端面に向けてテーパを設け、縦断面形状が台形状あるいは段形状となるようにしてもよい。

実施形態においては制御弁の弁座に接離するシールリングについて説明したが、上記シールリングを、シール機能を要する他の箇所に適用してもよい。例えば、シールリング４６０等の摺動部に使用される箇所に適用してもよい。

１００制御弁、１２０作動ロッド、１２１段部、１２２ストッパ、１２３滑り軸受、１２４ストッパ、１４０スプリング、１６０ハウジング、２００ボディ、２２０第１ボディ、２２１本体、２２２導入管部、２２４導入ポート、２２６導出管部、２２８導出ポート、２３０弁孔、２３２弁座、２４０第２ボディ、２４１Ｏリング、２４２ガイド孔、２４４雌ねじ部、２４５Ｏリング、３００駆動ユニット、３２０モータ、３４０ウォームギア、３４２ウォーム、３４４ウォームホイール、３４６上部ストッパ、３４８雄ねじ部、４００弁体、４２０本体、４２１脚部、４２２嵌合部、４２３嵌合部、４２４パーティングライン、４２５パーティングライン幅、４２６上側面、４２８下側面、４３０底面、４４０シールリング、４４１上端面、４４２ビード、４４３下端面、４４４シールリング、４４５テーパ部、４４６シールリング、４４７ビード、４４８シールリング、４４９ビード、４５０シールリング、４５１ビード、４５４シールリング、４５５ビード、４５６テーパ面、４５７内周面、４５８シールリング、４５９ビード、４６０シールリング、４６２角部、４６３角部。

Claims

上流側から流体を導入する導入ポートと、下流側へ流体を導出する導出ポートと、前記導入ポートと前記導出ポートとをつなぐ通路に設けられる弁座とを有するボディと、
前記弁座に着脱して弁部を開閉する弁体と、
前記弁体を軸線方向に駆動して前記弁部を開閉させるアクチュエータと、を備え、
前記弁体は、
外周に沿って凹状の嵌合部が周設された本体と、
前記嵌合部に嵌着され、前記弁座に着脱するシールリングと、を含み、
前記嵌合部は、
前記弁体の軸線方向に対向する第１の側面と第２の側面とを有し、
前記シールリングは、
前記第１の側面に対向する第１の端面と、前記第２の側面に対向する第２の端面とを有し、
前記第１の端面と前記第２の端面のうち少なくとも低圧側となる端面に、対向する側面に対して線接触態様で当接する環状当接部を有することを特徴とする制御弁。
前記環状当接部は、前記端面に設けられた突条であることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
前記本体に成形の痕跡が残存し、
前記環状当接部が、前記側面に現れた前記痕跡と交わるように前記側面に当接することを特徴とする請求項１または２に記載の制御弁。
上流側から流体を導入する導入ポートと、下流側へ流体を導出する導出ポートと、前記導入ポートと前記導出ポートとをつなぐ通路に設けられる弁座とを有するボディと、
前記弁座に着脱して弁部を開閉する弁体と、
前記弁体を軸線方向に駆動して前記弁部を開閉させるアクチュエータと、を備え、
前記弁体は、
外周に沿って凹状の嵌合部が周設された本体と、
前記嵌合部に嵌着され、前記弁座に着脱するシールリングと、を含み、
前記シールリングは、
前記嵌合部に対向する面に、前記嵌合部と線接触態様で当接する環状当接部を有することを特徴とする制御弁。
上流側から流体を導入する導入ポートと、下流側へ流体を導出する導出ポートと、前記導入ポートと前記導出ポートとをつなぐ通路に設けられる弁座とを有するボディと、
前記弁座に着脱して弁部を開閉する弁体と、
前記弁体を軸線方向に駆動して前記弁部を開閉させるアクチュエータと、を備え、
前記弁体は、
外周に沿って凹状の嵌合部が周設された本体と、
前記嵌合部に嵌着され、前記弁座に着脱するシールリングと、を含み、
前記嵌合部は、
前記弁体の軸線方向に対向する第１の側面と第２の側面とを有し、
前記シールリングは、
前記第１の側面に対向する第１の端面と、前記第２の側面に対向する第２の端面を有し、
前記第１の端面および前記第２の端面のうち少なくとも一方の端面に向けて横断面が狭小化された環状の低剛性部を含み、
前記低剛性部が位置する部分の高さが、前記嵌合部への嵌着前において前記第１の側面と前記第２の側面との間隔よりも大きくなるように設定されていることを特徴とする制御弁。