JP6389162B2

JP6389162B2 - 弁装置

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Publication number: JP6389162B2
Application number: JP2015252067A
Authority: JP
Inventors: 丸山　紀郎; 紀郎丸山; 慎二葛西; 昌宏松本
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2035-12-24
Also published as: CN106917904B; JP2017115988A; CN106917904A

Description

本発明は、弁ハウジング、弁体およびばね部材を備えた弁装置に関する。

従来、弁ハウジングと、弁体と、弁体を付勢する圧縮コイルばね（ばね部材）と、を備えた弁装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された弁装置では、弁体がその前後（上面側及び下面側）に生じる圧力差によって弁閉されるとともに、圧縮コイルばねによって弁体が弁開方向に付勢され、圧力差による弁閉力が小さくなった場合に圧縮コイルばねの復元力によって弁開するようになっている。

この圧縮コイルばねは、弁ハウジング内の流体の流路上に配置されており、弁体の逆テーパ軸状部によって保持されることにより、流体が流れた際に弁体から脱落することが抑制されている。また、圧縮コイルばねは弁体から離れるにしたがって拡径されている。

特開２００３−２６９５０４号公報

特許文献１の弁装置では、圧縮コイルばねは流体の流路上に配置されているため、流体の流れによって倒れや変形が生じてしまうことがあった。例えば、流体の流量が過大になった場合に、圧縮コイルばねの一部が弁座の開口（弁ポート）に吸い込まれるように嵌まりこんでしまい、弁装置が正常に動作できなくなってしまう可能性があった。このように圧縮コイルばねが移動することによる弁装置の動作異常を解消するために、圧縮コイルばねにおける弁体と反対側の端部（他端部）の直径を弁ポートに対して充分に大きくするという対応が考えられるものの、装置全体の大型化を招いてしまう。また、圧縮コイルばねを流体の流路上に配置しないようにする（特許文献１の図５参照）対応も考えられるが、この場合においても、装置の全長（圧縮コイルばねの軸方向に沿った寸法）が長くなってしまい、即ち大型化してしまう。

本発明の目的は、装置全体を小型化するとともに、ばね部材の他端部の移動による動作異常を抑制することができる弁装置を提供することにある。

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、弁座を有する弁ハウジングと、前記弁座に対して接離するように動作して着座及び離座する弁体と、前記弁ハウジングの内側における流体の流路上に配置されるとともに前記弁体を動作方向の弁開側に付勢するばね部材と、を備え、前記ばね部材は、前記動作方向を軸方向とする螺旋状に形成されたものであって、前記弁体に接続される一端部と、該一端部から前記弁座側に向かって延びるばね本体部と、前記弁ハウジングに接続される他端部と、を有し、前記他端部は、自由状態において前記ばね本体部に対して拡径され、前記弁ハウジングは、前記他端部を自由状態から圧縮変形させた状態で保持する他端保持部を有し、前記ばね本体部及び前記他端部は、前記一端部側を小径側として全体が円錐台状に形成され、前記他端部は、前記ばね本体部よりも前記動作方向に対する傾斜角度が大きいことを特徴とする弁装置である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記他端部は、連続する複数の円環部によって自由状態において円錐台状に形成され、前記他端保持部は、前記他端部における前記複数の円環部が径方向に並ぶように、前記他端部を前記動作方向の両側から挟持するように構成されていることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記弁体は、前記一端部を保持する一端保持部を有することを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記弁ハウジングは、前記弁座を有するハウジング本体と、前記弁体を収容するとともに前記ハウジング本体に取り付けられる円筒状のプラグ部材と、を有し、前記プラグ部材における前記動作方向の前記他端部側の先端部と、前記ハウジング本体のうち前記動作方向において前記先端部に対向する対向部と、によって前記他端保持部が構成されていることを特徴とするものである。

請求項１に記載された発明によれば、ばね部材の他端部が、弁ハウジングの他端保持部によって自由状態から圧縮変形した状態で保持されていることで、ばね部材に生じる復元力によって大きな保持力を得ることができる。従って、流体の流量が過大になった場合でもばね部材の他端部が移動しにくくなり、弁装置の動作異常を抑制することができる。このとき、他端部の直径を大きくする必要がなく、装置全体を小型化することができる。また、ばね本体部が円錐台状に形成されていることで、径方向に沿った外力による変形を抑制することができる。また、他端部の傾斜角度がばね本体部の傾斜角度よりも大きいことで、ばね本体部の円錐台の外側に他端保持部を配置することができ、他端部を保持しやすくすることができる。

請求項２に記載された発明によれば、複数の円環部が径方向に並ぶように、他端部が他端保持部によって動作方向から挟持されることで、他端部をより強固に保持することができ、弁装置の動作異常をさらに抑制することができる。尚、ばね部材は螺旋状であるため閉環状の部分は形成されないが、周方向において基準位置を定め、この基準位置から一周分を円環部と呼ぶものとする。

請求項３に記載された発明によれば、弁体の一端保持部によってばね部材の一端部が保持されることで、一端部が弁体から脱落することを抑制し、弁装置の動作異常をさらに抑制することができる。

請求項４に記載された発明によれば、プラグ部材の先端部とハウジング本体の対向部とによって他端保持部が構成されていることで、ハウジング本体にプラグ部材を取り付けることにより容易に他端部を保持させることができる。即ち、弁体を収容したプラグ部材をハウジング本体に取り付ける際に、プラグ部材の先端部によって他端部を対向部との間に挟み込むようにすれば、他端保持部によって容易に他端部を保持することができる。

本発明の第１実施形態に係る弁装置を示す断面図である。前記弁装置の要部を示す断面図である。前記弁装置のばね部材を示す断面図である。前記ばね部材の他端部の圧縮前及び圧縮後の様子を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る弁装置を示す断面図である。前記弁装置の要部を示す断面図である。変形例の弁装置の要部を示す断面図である。他の変形例の弁装置におけるばね部材の他端部を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、第２実施形態においては、第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の弁装置１Ａは、パイロット型電磁弁であって、図１に示すように、弁ハウジング２と、弁体としての主弁体３と、ばね部材４と、電磁コイル装置５と、を備える。弁装置１Ａは、例えば空気調和機において冷媒（流体）が通過する流路に設けられる。本実施形態において、主弁体３の動作方向をＺ方向とし、流体の流入及び流出方向をＸ方向とし、Ｚ方向及びＸ方向に略直交する方向をＹ方向とする。また、弁装置１Ａは、主弁体３が図１の上方側に移動することにより弁開し、下方側に移動することにより弁閉するように構成され、以下では図１の上方側を弁開側と呼び、下方側を弁閉側と呼ぶ。

弁ハウジング２は、Ｘ方向に延びる筒状のハウジング本体２１と、ハウジング本体２１の長手方向略中央部に略垂直に接続されるプラグ部材２２と、を有する。

ハウジング本体２１は、図１における右側の流入口２１１と、流入口２１１に連なる流入通路２１２と、左側の流出口２１３と、流出口２１３に連なる流出通路２１４と、流出通路２１４に連通して流入通路２１２と区画されるようにＺ方向に沿って延びて弁開側に開口する弁ポート２１５と、弁ポート２１５の端部に形成された弁座２１６と、プラグ部材２２を保持するためのプラグ保持部２１７と、を有する。

プラグ部材２２は、Ｚ方向に延びる円筒状に形成されるとともに、主弁体３を収容することによって一次側弁室２２１と背圧室２２２とに区画され、プラグ保持部２１７によってハウジング本体２１にカシメ固定されて取り付けられる。プラグ部材２２の内側の空間のうち主弁体３よりもＺ方向弁閉側が一次側弁室２２１となり、弁開側が背圧室２２２となる。

一次側弁室２２１は、常に流入通路２１２と連通するとともに、主弁体３が弁開することにより弁ポート２１５と連通するようになっている。また、プラグ部材２２の内周面と主弁体３との間には隙間が形成されており、背圧室２２２は一次側弁室２２１と連通している。従って、背圧室２２２は流入通路２１２と連通している。

図２に拡大して示すように、プラグ保持部２１７の内周面にＺ方向弁開側を向いたストッパ面２１７Ａが形成され、プラグ部材２２にＺ方向弁閉側を向いたストッパ面２２Ａが形成され、ストッパ面２１７Ａ、２２Ａ同士が当接することにより、プラグ部材２２がハウジング本体２１に対してＺ方向弁閉側に入り込みすぎないようになっている。

このようにストッパ面２１７Ａ、２２Ａ同士が当接すると、プラグ部材２２のＺ方向弁閉側の先端部２２３は、ハウジング本体２１における弁座２１６の周囲の部分（対向部２１８）とＺ方向において対向するとともに、先端部２２３と対向部２１８とが離隔した状態となる。先端部２２３と対向部２１８との間にばね部材４の後述する他端部４３が配置されて保持されるようになっており、先端部２２３と対向部２１８とが他端保持部２３を構成する。即ち、他端保持部２３は、他端部４３をＺ方向の両側から挟み込むような位置に設けられている。尚、先端部２２３と対向部２１８との間隔Ｇは、ばね部材４を構成する線材の直径と略等しく、先端部２２３の幅（径方向寸法）は、線材の直径の３倍（他端部４３を構成する円環部の個数）程度とする。

主弁体３は、Ｚ方向を軸方向とする円柱状の弁本体３１と、円筒状に形成されて内側に弁本体３１が圧入される外筒体３２と、を有し、プラグ部材２２の内側に収容される。

弁本体３１の略中心部には、軸方向に沿って延びるとともに上面（弁開側の面）から下面（弁閉側の面）まで貫通したパイロット通路３１１が形成されている。また、弁本体３１の下面が弁座２１６に当接することにより、主弁体３が弁座２１６に着座し、弁本体３１の下面が弁座２１６から離れることにより、主弁体３が弁座２１６から離座する。

外筒体３２は、弁開側においてその外周面がプラグ部材２２の内周面に対して摺動するように設けられ、ばね部材４の後述する一端部４１を保持する一端保持部３２１が弁閉側に形成されている。一端保持部３２１は、小径な溝部３２１Ａと、溝部３２１Ａの弁閉側に形成された大径な係止部３２１Ｂと、で構成され、くびれ形状を有している。

主弁体３には、その前後（上面側及び下面側）の圧力差や各部（主弁体３自身や後述するプランジャ５２等）の重量、後述するプランジャばね５３の弾性力等によって弁閉力が加えられ、これに抗するようにばね部材４によって弁開側に付勢されるようになっている。

ばね部材４は、図３にも示すように、金属製の線材がＺ方向を軸方向として螺旋状に巻き回されることによって、弁開側から順に、主弁体３に接続される一端部４１と、一端部４１から弁座２１６側に向かって延びるばね本体部４２と、弁ハウジング２における主弁体３よりも弁座２１６側（弁閉側）に接続される他端部４３とを有する。ばね部材４は、連続する複数の円環部によって形成されたものとみなすことができる。尚、図３は自由状態のばね部材４を示し、図１、２には、自由状態から変形したばね部材４が示されている。

一端部４１は、例えばばね部材４の一端側に形成された座巻であって、軸方向に互いに当接又は近接した３巻程度（３個程度の円環部）によって構成され、自由状態においてＺ方向を軸方向とする円筒状に形成されている。一端部４１を構成する円環部が主弁体３の溝部３２１Ａに設けられることにより、これらの円環部が係止部３２１Ｂによって係止されて弁閉側への移動が規制され、一端部４１が一端保持部３２１に保持される。

ばね本体部４２は、例えばばね部材４のうち圧縮されて主弁体３を付勢するための部分であって、軸方向に互いに離隔した５巻程度（５個程度の円環部）によって構成され、自由状態において、Ｚ方向を軸方向とするとともに弁開側を小径側とする円錐台状に形成されている。ばね本体部４２の巻数がばね部材４の有効巻数となる。ばね本体部４２のＺ方向に対する傾斜角度θ１は２５〜３５°程度である。ばね本体部４２を構成する円環部が軸方向に離隔していることで、軸方向に圧縮されたばね本体部４２には、軸方向に伸長しようとする復元力が生じる。

他端部４３は、例えばばね部材４の他端側に形成された座巻であって、軸方向に互いに当接又は近接した３巻程度（３個程度の円環部）によって構成され、自由状態において、Ｚ方向を軸方向とするとともに弁開側を小径側とする円錐台状に形成されている。他端部４３のＺ方向に対する傾斜角度θ２は４０〜５０°程度である。従って、ばね本体部４２および他端部４３のＺ方向に対する傾斜角度θ１、θ２は、θ１＜θ２の関係を有している。尚、一端部４１、ばね本体部４２及び他端部４３の巻数は、上記の数に限定されず、線材の線径や制御する流体の圧力等に応じて適宜に設定されればよい。

自由状態における他端部４３の高さＨは、他端保持部２３を構成する先端部２２３と対向部２１８との間隔Ｇよりも大きい。さらに、図４（Ａ）に示すように、他端部４３を構成する各円環部４３１〜４３３は、それぞれ弁開側に隣り合う円環部の外径と略等しい内径を有する。即ち、他端部４３をＺ方向から見たときに、隣り合う円環部の内周と外周とが重なり合う。尚、図４は、他端部４３のＸ方向入口側の様子を示しているが、他端部４３は、線材の端部を除き、他の周方向位置においてもほぼ同様の構成を有している。

先端部２２３と対向部２１８との間隔Ｇが、他端部４３の高さＨよりも小さいことから、他端保持部２３は、他端部４３を自由状態から圧縮変形させた状態で保持する。さらに、間隔Ｇがばね部材４の線材の線径と略等しいことから、円環部４３１〜４３３が径方向に並び、他端部４３が他端保持部２３によってＺ方向から挟持される。即ち、他端部４３が先端部２２３及び対向部２１８の両方に当接する。

以上のようなばね部材４は主弁体３及び弁ハウジング２に接続される。主弁体３が弁座２１６から離座した状態において、ばね部材４は自由状態からやや圧縮されるとともにさらに圧縮可能であり、弁閉時にはばね部材４がさらに圧縮され、復元力によって主弁体３を弁開側に付勢するようになっている。

電磁コイル装置５は、主弁体３の背圧室２２２を形成するとともにＺ方向を軸方向とする円筒部５１と、円筒部５１に収容されたプランジャ５２と、プランジャ５２を弁閉側に付勢するプランジャばね５３と、円筒部５１の外側に配置されてプランジャ５２を弁開側に移動させるためのコイル５４と、プランジャ５２よりも弁開側に配置された吸引子５５と、を有する。

プランジャ５２の先端（弁閉側端部）には、パイロット弁としてのボール弁５２１が設けられている。プランジャ５２が弁閉側に移動することで、主弁体３に形成されたパイロット通路３１１の開口がボール弁５２１によって閉塞されるようになっている。

ここで、ハウジング本体２１にプラグ部材２２を取り付ける手順について説明する。まず、ばね部材４の一端部４１を主弁体３に接続し、主弁体３をプラグ部材２２に収容する。このとき、ばね部材４の他端部４３がプラグ部材２２の先端部２２３に対してＺ方向に重なり合うようにする。このようなプラグ部材２２をハウジング本体２１に対してＺ方向に接近させ、先端部２２３とハウジング本体２１の対向部２１８との間に他端部４３を配置させ、上記のように圧縮変形させる。その後、ハウジング本体２１のプラグ保持部２１７によってプラグ部材２２をカシメ固定するとともにろう付けし、取り付けが完了する。ろう付けを行うことにより、弁内部の気密性を確保するとともに、他端部４３の弁開側への復元力によってプラグ部材２２が持ち上げられてしまったり、ばね部材４が移動してしまったりすることが抑制される。

以下、弁装置１Ａ全体の弁開及び弁閉動作について説明する。まず、コイル５４がオフとなっている場合、プランジャばね５３によってプランジャ５２が弁閉側に移動することにより、主弁体３のパイロット通路３１１が閉塞されるとともに、主弁体３がばね部材４の弾性力に抗して弁閉側に移動させられて弁座２１６に着座し、弁装置１Ａは弁閉状態となる。

このとき、流出通路２１４は、主弁体３によって一次側弁室２２１と区画されるとともに、ボール弁５２１によって背圧室２２２と区画される。一次側弁室２２１及び背圧室２２２が流入通路２１２と略同圧であり、流入通路２１２の方が流出通路２１４及び弁ポート２１５よりも高圧であることから、主弁体３は弁閉側への力を受ける。

このような弁閉状態においてコイル５４がオンとなり、プランジャ５２と吸引子５５とが磁力によって互いに引き合うことにより、プランジャ５２が弁開側に移動すると、ボール弁５２１が主弁体３の上面から離れ、パイロット通路３１１が背圧室２２２に対して開放される。これにより、背圧室２２２内の圧力が低下して流出通路２１４の圧力と略等しくなる。主弁体３の上面に加わる力が下面に加わる力と等しくなるか又は小さくなり、さらにばね部材４の復元力によって主弁体３が弁開側に移動して弁座２１６から離座し、弁装置１Ａは図１に示すような弁開状態となる。

これにより、流入通路２１２が一次側弁室２２１及び弁ポート２１５を介して流出通路２１４と連通し、流入口２１１から流出口２１３まで流体が流れることができるようになる。このとき、ばね部材４は、弁ハウジング２の内側における流体の流路上に配置されている。

このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、ばね部材４の他端部４３が、弁ハウジング２の他端保持部２３によって自由状態から圧縮変形した状態で保持されていることで、ばね部材４に生じる復元力によって大きな保持力を得ることができる。従って、流体の流量が過大になった場合でも他端部４３が移動しにくくなり、弁装置１Ａの動作異常を抑制することができる。このとき、他端部４３の直径を大きくする必要がなく、弁装置１Ａ全体を小型化することができる。

また、主弁体３の一端保持部３２１によってばね部材４の一端部４１が保持されることで、一端部４１が主弁体３から脱落することを抑制し、主弁体３の動作異常をさらに抑制することができる。

また、ハウジング本体２１のストッパ面２１７Ａとプラグ部材２２のストッパ面２２Ａとが当接するように構成されていることで、ストッパ面同士が当接するようにハウジング本体２１にプラグ部材２２を組み付けることにより、これらの相対位置のずれを抑制することができる。また、他端部４３が他端保持部２３によって正常に保持されない場合にはストッパ面同士が当接しにくく、作業者が組み付け不良に気付きやすい。さらに、このようにハウジング本体２１とプラグ部材２２との相対位置のずれが抑制されていることから、ばね部材４が主弁体３に加える弁開力のばらつきを抑制することができる。

また、ばね本体部４２が円錐台状に形成されていることで、径方向に沿った外力による変形を抑制することができる。さらに、他端部４３の傾斜角度θ２がばね本体部４２の傾斜角度θ１よりも大きいことで、ばね本体部４２の円錐台の外側に他端保持部２３を配置することができ、他端部４３を保持しやすくすることができる。

さらに、プラグ部材２２の先端部２２３とハウジング本体２１の対向部２１８とによって他端保持部２３が構成されていることで、ハウジング本体２１にプラグ部材２２を取り付けることにより容易に他端部４３を保持させることができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の弁装置１Ｂは、パイロット型電磁弁であって、図５に示すように、弁ハウジング６と、弁体としての主弁体３Ｂと、ばね部材７と、電磁コイル装置５と、を備える。本実施形態において、主弁体３Ｂの動作方向をＺ方向とし、Ｚ方向に略直交する方向をＸ方向及びＹ方向とする。また、弁装置１Ｂは、主弁体３Ｂが図５の上方側に移動することにより弁開し、下方側に移動することにより弁閉するように構成され、以下では図５の上方側を弁開側と呼び、下方側を弁閉側と呼ぶ。

弁ハウジング６は、Ｚ方向に延びるとともに弁座６１１を有する筒状のハウジング本体６１と、Ｘ方向に延びて流入通路を形成するとともにハウジング本体６１に接続される流入管部材６２と、Ｚ方向に延びて流出通路を形成するとともにハウジング本体６１に接続される流出管部材６３と、ハウジング本体６１に取り付けられるリング部材６４と、を有する。

リング部材６４は、図６にも示すように、ばね部材７の後述する他端部７３を保持することができるように円環状に形成され、ハウジング本体６１における対向面６１２に対してＺ方向において対向するとともに離隔し、ハウジング本体６１に固定される。リング部材６４は、ハウジング本体６１のうち弁座６１１を構成する円筒部６１３の外周に圧入固定される。このとき、リング部材６４の上面と円筒部６１３の上面とが一致する（同じ高さになる）ようすることで、リング部材６４がＺ方向において位置決めされる。他端部７３に対してＺ方向の両側に配置されたリング部材６４及び対向面６１２によって他端保持部６５が構成され、他端保持部６５によって他端部７３が保持される。

本実施形態の弁装置１Ｂでは、主弁体３Ｂがハウジング本体６１に収容されるとともに、電磁コイル装置５がプラグ部材を介さずにハウジング本体６１に直接接続されている。また、主弁体３Ｂは、外筒体を備えず弁本体のみで構成され、その外周面には、ハウジング本体６１の内周面に対して摺動する部分と、第１実施形態の主弁体３と同様の一端保持部と、が形成されている。

ばね部材７は、図６にも示すように、主弁体３Ｂに接続される円筒形状の一端部７１と、円筒形状のばね本体部７２と、弁ハウジング６における主弁体３Ｂよりも弁閉側（弁座６１１側）に接続される他端部７３と、を有する。

他端部７３は、自由状態において、一端部７１及びばね本体部７２に対して縮径され、Ｚ方向弁閉側に向かうにしたがって直径が小さくなるような傾斜を有し、弁閉側を小径側とする円錐台状に形成されている。即ち、他端部７３を保持するためのリング部材６４は、ばね部材７の内側に配置される。また、リング部材６４と対向面６１２との間に配置された他端部７３は、前記第１実施形態のばね部材４の他端部４３と同様に、円環部が径方向に並ぶように圧縮される。

このような本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果が奏される。さらに、ばね部材７の他端部７３がばね本体部７２よりも縮径され、リング部材６４がばね部材７の内側に配置されていることで、ばね部材７の内側のスペースを有効利用することができる。さらに、ばね部材を流体の流路上に配置しないようにする構成と比較して、弁装置１Ｂの全長（Ｚ方向寸法）を短くすることができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。

例えば、前記第１及び第２実施形態では、円筒状のプラグ部材２２の先端部２２３や円環状のリング部材６４が他端保持部を構成し、周方向全体に亘ってばね部材の他端部を保持するものとしたが、他端保持部は流体の流れに対して充分な保持力を有するものであればよく、他端部を周方向全体に亘って保持するものでなくてもよい。

例えば図７に示すように、第２実施形態のリング部材６４に代えてＺ方向視Ｃ字状の押さえ部材６６を用いてもよい。このとき、ハウジング本体６１の内周面にザグリ溝６１４が形成されることにより、押さえ部材６６が嵌め込み固定される。即ち、押さえ部材６６の外周側の部分が保持されるようになっている。さらに、押さえ部材６６は、その上面がザグリ溝６１４の下面に当接することでＺ方向において位置決めされる。尚、リング部材や押さえ部材をハウジング本体に固定する方法は、第２実施形態のような圧入や、上記のような溝への嵌め込みに限定されず、ばね部材の他端部の復元力によって移動してしまわないような固定力を得られる適宜な方法であればよい。

また、前記第１及び第２実施形態では、ばね部材の一端部を保持する一端保持部が主弁体に設けられるものとしたが、例えば一端部の軸方向寸法が大きい場合や、主弁体への接続時に一端部を大きく弾性変形させて復元力によって大きな保持力が得られる場合等、一端部が主弁体から脱落しにくい場合、或いは、例えば一端部が流体の流路上に配置されず、一端部と主弁体との相対位置がずれにくい場合には、主弁体に一端保持部が設けられずに一端部が接続されていてもよい。ここでの「接続」とは互いに固定されていない構成も含む概念であり、主弁体の特定の位置に対して一端部が当接して押圧するようになっていればよい。例えば、主弁体の下面に位置決め用の溝等が形成され、一端部が単にこの溝部内に位置することにより、一端部が主弁体に接続される構成であってもよい。

また、前記第１実施形態では、ばね部材４の他端部４３を形成する複数の円環部４３１〜４３３がＺ方向から見て重なり合うものとしたが、ばね部材の弾性力が大きく、他端保持部によって充分な保持力が得られる場合には、これらの円環部は重なり合っていなくてもよい。

また、前記第１及び第２実施形態では、他端保持部が他端部を挟持し、他端部における複数の円環部が径方向に並ぶものとしたが、他端保持部は他端部を挟持しなくてもよく、少なくとも弁開側から他端部に当接して保持するものであればよい。さらに、他端部が保持された際に複数の円環部が径方向に並んでいなくてもよいし、１つの円環部のみを有する他端部が保持されてもよい。

また、前記第１実施形態では、ばね部材４の他端部４３を構成する各円環部４３１〜４３３がそれぞれ弁開側に隣り合う円環部の外径と略等しい内径を有するものとしたが、隣り合う円環部同士の内径と外径との関係は、適宜に設定されていればよい。即ち、各円環部がそれぞれ弁開側に隣り合う円環部の外径よりも小さい内径を有することにより、Ｚ方向から見て円環部同士が重なり合ってもよいし、各円環部がそれぞれ弁開側に隣り合う円環部の外径よりも大きい内径を有することにより、Ｚ方向から見て円環部同士が離れていてもよい。

ここで、Ｚ方向から見て円環部４３１〜４３３同士が重なり合う構成について、図８に示す。他端部４３は自由状態において、図８（Ａ）に示すように、弁開側から２番目の円環部４３２の内径ＤＩ２が１番目の円環部４３１の外径ＤＯ１よりも小さく、３番目の円環部４３３の内径ＤＩ３が２番目の円環部４３２の外径ＤＯ２よりも小さく、隣り合う円環部４３１〜４３３同士がＺ方向から見て重なり合う。

このような他端部４３が他端保持部によって保持されると、図８（Ｂ）に示すように、他端部４３が自由状態からＺ方向において圧縮され、円環部４３１〜４３３が径方向に並ぶ。このとき、自由状態の他端部４３において、円環部４３１〜４３３同士がＺ方向から見て重なり合うことで、変形した他端部４３において、各円環部４３１〜４３３が隣り合う円環部と干渉することによって直径が拡大または縮小され、隣り合う円環部４３１〜４３３同士が復元力によって径方向において押し付け合う。

図示の例では、簡単のため、中央に位置する２番目の円環部４３２が自由状態からほとんど変位せず、出口側（内側）に位置する１番目の円環部４３１が自由状態から出口側及び弁閉側に変位し、入口側（外側）に位置する３番目の円環部４３３が自由状態から入口側及び弁開側に変位するものとする。このとき、１番目の円環部４３１がＺ方向の復元力によって弁開側に位置する先端部２２３に押し付けられるとともに、３番目の円環部４３３がＺ方向の復元力によって弁閉側に位置する対向部２１８に押し付けられる。先端部２２３と対向部２１８との間隔Ｇがばね部材４の線材の直径よりも大きいことから、円環部４３１〜４３３はＺ方向において互いにずれた状態となる。

さらに、１番目の円環部４３１及び３番目の円環部４３３が径方向の復元力によって２番目の円環部４３２に押し付けられる。このとき、１番目の円環部４３１は、円環部４３２よりも弁開側にずれていることから、２番目の円環部４３２によって受けた反力により、さらに先端部２２３に押し付けられる。３番目の円環部４３３も同様に、２番目の円環部４３２によって受けた反力により、さらに対向部２１８に押し付けられる。従って、Ｚ方向に重ならない円環部を有する他端部を圧縮する場合と比較して、円環部４３１、４３３は他端保持部２３に対してより強く押し付けられ、保持力を大きくすることができる。

その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

１Ａ、１Ｂ弁装置
２、６弁ハウジング
２１ハウジング本体
２２プラグ部材
２１８対向部
２２３先端部
３、３Ｂ主弁体（弁体）
４、７ばね部材
２３、６５他端保持部
３２１一端保持部
４１、７１一端部
４２、７２ばね本体部
４３、７３他端部
４３１〜４３３円環部

Claims

弁座を有する弁ハウジングと、
前記弁座に対して接離するように動作して着座及び離座する弁体と、
前記弁ハウジングの内側における流体の流路上に配置されるとともに前記弁体を動作方向の弁開側に付勢するばね部材と、を備え、
前記ばね部材は、前記動作方向を軸方向とする螺旋状に形成されたものであって、前記弁体に接続される一端部と、該一端部から前記弁座側に向かって延びるばね本体部と、前記弁ハウジングに接続される他端部と、を有し、
前記他端部は、自由状態において前記ばね本体部に対して拡径され、
前記弁ハウジングは、前記他端部を自由状態から圧縮変形させた状態で保持する他端保持部を有し、
前記ばね本体部及び前記他端部は、前記一端部側を小径側として全体が円錐台状に形成され、
前記他端部は、前記ばね本体部よりも前記動作方向に対する傾斜角度が大きいことを特徴とする弁装置。
前記他端部は、連続する複数の円環部によって自由状態において円錐台状に形成され、
前記他端保持部は、前記他端部における前記複数の円環部が径方向に並ぶように、前記他端部を前記動作方向の両側から挟持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
前記弁体は、前記一端部を保持する一端保持部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の弁装置。
前記弁ハウジングは、前記弁座を有するハウジング本体と、前記弁体を収容するとともに前記ハウジング本体に取り付けられる円筒状のプラグ部材と、を有し、
前記プラグ部材における前記動作方向の前記他端部側の先端部と、前記ハウジング本体のうち前記動作方向において前記先端部に対向する対向部と、によって前記他端保持部が構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の弁装置。