特開 2023-182969 弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023182969

(43)【公開日】2023-12-27

(54)【発明の名称】弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 41/06 20060101AFI20231220BHJP

【ＦＩ】

F16K41/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022096280

(22)【出願日】2022-06-15

(71)【出願人】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】弁理士法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】河井 伸二

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 衛

【テーマコード（参考）】

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H066AA01

3H066BA32

3H066DA03

(57)【要約】

【課題】シール部材からの流体の漏れを抑制できる弁装置を提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、弁装置１において、ダブルリップシール５１は、ハウジング１１の収容室１１ａ側に設けられる流路側シール部６１と、軸受４１側に設けられる軸受側シール部６２と、を備え、軸受側シール部６２は、シールリップ６２ａを備え、前記軸受側シール部６２のシールリップ６２ａは、収容室１１ａ側に向かって延び、シャフト１４またはハウジング１１と接している。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に流路を備えるハウジングと、
前記流路内に収容される弁部材と、
前記弁部材に接続し、前記弁部材を動作させるシャフトと、
前記シャフトを摺動可能に支持する軸受と、
前記流路と前記軸受との間の位置に設けられるシール部材と、を有し、
前記シャフトは、当該シャフトの中心軸方向であるスラスト方向に移動可能である弁装置において、
前記シール部材は、前記流路側に設けられる流路側シール部と、前記軸受側に設けられる軸受側シール部と、を備え、
前記軸受側シール部は、シールリップを備え、
前記軸受側シール部のシールリップは、前記流路側に向かって延び、前記シャフトまたは前記ハウジングと接していること、
を特徴とする弁装置。

【請求項2】

請求項１の弁装置において、
前記流路側シール部は、シールリップを備え、
前記流路側シール部のシールリップは、前記流路に向かって延び、前記シャフトまたは前記ハウジングと接していること、
を特徴とする弁装置。

【請求項3】

請求項２の弁装置において、
前記流路側シール部のシールリップは、前記軸受側シール部のシールリップよりも、前記シャフトまたは前記ハウジングに作用する圧力が高くなるように設定されていること、
を特徴とする弁装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１つの弁装置において、
前記シールリップは、前記シャフトと接していること、
を特徴とする弁装置。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか１つの弁装置において、
前記シール部材と前記軸受との間の空間の内部と外部とを連通させるシール部材軸受間連通孔を有すること、
を特徴とする弁装置。

【請求項6】

請求項１乃至３のいずれか１つの弁装置において、
前記流路側シール部と前記軸受側シール部との間の空間の内部と外部とを連通させるシール部間連通孔を有すること、
を特徴とする弁装置。

【請求項7】

請求項２の弁装置において、
前記流路側シール部のシールリップと前記軸受側シール部のシールリップとの間の距離であるリップ間の距離は、前記シャフトの移動可能距離よりも大きいこと、
を特徴とする弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ハウジングとシャフトとの間をシールするシール部材が設けられている弁装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－５４１２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示される弁装置において、シール部材は２つのシールリップを備えているが、各シールリップが延びる向きが逆である。そのため、外部環境によって２つのシールリップの間の空間と外部との間に差圧が生じると、２つのシールリップの間の空間内に入り込んでいた流体が、シール部材から漏れて、外部に流出するおそれがある。

【0005】

そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、シール部材からの流体の漏れを抑制できる弁装置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】

【0006】

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、内部に流路を備えるハウジングと、前記流路内に収容される弁部材と、前記弁部材に接続し、前記弁部材を動作させるシャフトと、前記シャフトを摺動可能に支持する軸受と、前記流路と前記軸受との間の位置に設けられるシール部材と、を有し、前記シャフトは、当該シャフトの中心軸方向であるスラスト方向に移動可能である弁装置において、前記シール部材は、前記流路側に設けられる流路側シール部と、前記軸受側に設けられる軸受側シール部と、を備え、前記軸受側シール部は、シールリップを備え、前記軸受側シール部のシールリップは、前記流路側に向かって延び、前記シャフトまたは前記ハウジングと接していること、を特徴とする。

【0007】

この態様によれば、軸受側シール部のシールリップが、流路側に向かって延びている。

【0008】

これにより、シール部材よりも軸受側の位置の温度が高い一方で、流路の流体の温度が低い場合には、軸受側から軸受側シール部のシールリップとシャフトまたはハウジングとの間を通って、流路側シール部と軸受側シール部との間の空間に空気が導入される。そのため、流路側シール部と軸受側シール部との間の空間が負圧になることを抑制できるので、流路側から流路側シール部と軸受側シール部との間の空間へ流体が入り難くなる。したがって、シール部材から軸受側への流体の漏れを抑制できる。

【0009】

また、シール部材よりも軸受側の位置の温度が低い一方で、流路の流体の温度が高い場合には、流路側シール部と軸受側シール部との間の空間が正圧となる。しかしながら、軸受側シール部のシールリップが流路側に向かって延びているので、仮に流路側から流路側シール部と軸受側シール部との間の空間へ流体が入り込んだとしても、シール部材よりも軸受側に流体が漏れ難くなる。したがって、シール部材から軸受側への流体の漏れを抑制できる。

【0010】

上記の態様においては、前記流路側シール部は、シールリップを備え、前記流路側シール部のシールリップは、前記流路に向かって延び、前記シャフトまたは前記ハウジングと接していること、が好ましい。

【0011】

この態様によれば、流路側から流路側シール部と軸受側シール部との間の空間へ流体が入り難くなるので、より効果的に、シール部材から軸受側への流体の漏れを抑制できる。

【0012】

上記の態様においては、前記流路側シール部のシールリップは、前記軸受側シール部のシールリップよりも、前記シャフトまたは前記ハウジングに作用する圧力が高くなるように設定されていること、が好ましい。

【0013】

この態様によれば、流路側シール部のシールリップとシャフトまたはハウジングとの間のシール性を向上させるとともに、軸受側シール部のシールリップとシャフトまたはハウジングとの間の摺動抵抗を抑制できる。

【0014】

上記の態様においては、前記シールリップは、前記シャフトと接していること、が好ましい。

【0015】

この態様によれば、シールリップが外形精度が高く、周長の短いシャフトと接することで、シールリップにおけるシール性の確保および摺動摩耗を抑制できる。

【0016】

上記の態様においては、前記シール部材と前記軸受との間の空間の内部と外部とを連通させるシール部材軸受間連通孔を有すること、が好ましい。

【0017】

この態様によれば、仮にシール部材よりも軸受側に流体が漏れた場合でも、シール部材軸受間連通孔により流体を乾燥させることができる。また、シール部材軸受間連通孔により、シール部材と軸受との間の空間とシール部の間の空間との間に発生する差圧を抑制できる。

【0018】

上記の態様においては、前記流路側シール部と前記軸受側シール部との間の空間の内部と外部とを連通させるシール部間連通孔を有すること、が好ましい。

【0019】

この態様によれば、流路側から流路側シール部と軸受側シール部との間の空間へ入り込んだ流体を、シール部間連通孔により乾燥させることができる。

【0020】

上記の態様においては、前記流路側シール部のシールリップと前記軸受側シール部のシールリップとの間の距離であるリップ間の距離は、前記シャフトの移動可能距離よりも大きいこと、が好ましい。

【0021】

この態様によれば、シャフトがスラスト方向に移動しても、シール部材から軸受側への流体の漏れを抑制できる。

【発明の効果】

【0022】

本開示の弁装置によれば、シール部材からの流体の漏れを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】第１実施形態の弁装置の図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】ダブルリップシールとその周辺を示す図である。

【図4】第１実施形態の変形例を示す図である。

【図5】第２実施形態の弁装置の図（第１出口の全閉時）である。

【図6】第２実施形態の弁装置の図（第１出口の全開時）である。

【図7】第２実施形態の第１実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図8】第２実施形態の第２実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図9】第２実施形態の第２実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図であって、弁装置が傾斜して搭載された場合を示す図である。

【図10】第２実施形態の第２実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図であって、弁装置が傾斜して搭載された場合を示す図である。

【図11】第２実施形態の第３実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図12】第２実施形態の第６実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図13】第２実施形態の第６実施例の変形例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図14】第２実施形態の第７実施例において、メインリップシールとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図15】図１４のＢ－Ｂ断面図である。

【図16】第２実施形態の第７実施例の変形例を示す図である。

【図17】図１６のＣ－Ｃ断面図である。

【図18】第２実施形態の第８実施例において、ダイヤフラムとサブリップシールとその周辺を示す図である。

【図19】比較例のシール部材とその周辺を示す図（第１出口の全開時）である。

【図20】比較例のシール部材とその周辺を示す図（第１出口の全閉時）である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本開示の弁装置の実施形態について説明する。

【0025】

〔第１実施形態〕
まず、第１実施形態について説明する。

【0026】

（弁装置の概要説明）
本実施形態の弁装置１は、大流量または高水圧の環境下で使用可能な制御弁であって、流体（以下の説明では、一例として、冷却水を挙げて説明する）の流れの制御を行う制御弁である。そして、弁装置１は、流路の入口を１つ、流路の出口を２つ備えており、流体を排出する流路として２つの流路の出口を切り替える機能を有する制御弁である。

【0027】

図1と図２に示すように、弁装置１は、ハウジング１１と、バルブ１２と、第１弁座１３Ａと、第２弁座１３Ｂと、シャフト１４と、第１出口パイプ１６Ａと、第２出口パイプ１６Ｂを有する。

【0028】

ハウジング１１は、樹脂により形成され、バルブ１２と弁座１３とを収容し、弁座１３の弁座本体３１を保持している。ハウジング１１は、その内部に、バルブ１２と弁座１３を収容する収容室１１ａを備えている。この収容室１１ａは弁装置１の流路の一部でもあり、収容室１１ａには冷却水が存在する。なお、収容室１１ａは、本開示の「流路」の一例である。

【0029】

バルブ１２は、ハウジング１１の収容室１１ａ内に収容される弁部材である。そして、バルブ１２は、樹脂により形成されるボール形状のボールバルブであって、バルブ本体２１と、外壁面２２と、第１バルブ開口部２３Ａと、第２バルブ開口部２３Ｂと、バルブ軸端開口部２４と、内部流路２５とを備えている。

【0030】

バルブ本体２１は、ボール形状に形成され、所定の回転軸線Ｌを中心に回転可能に設けられている。外壁面２２は、バルブ本体２１の径方向外側の外壁に形成されている。第１バルブ開口部２３Ａと第２バルブ開口部２３Ｂは、バルブ本体２１の内部に形成される内部流路２５の出口であって、バルブ本体２１の外部と内部とを連通するようにして、外壁面２２に形成されている。なお、図２に示すように、第１バルブ開口部２３Ａと第２バルブ開口部２３Ｂは、９０度位相がずれた位置に形成されている。

【0031】

バルブ軸端開口部２４は、バルブ本体２１における回転軸線Ｌの延伸する方向の他端側の位置に形成され、バルブ本体２１の内部の内部流路２５と連通するものであって、内部流路２５の入口である。なお、図１に示すように、第１バルブ開口部２３Ａとバルブ軸端開口部２４は、９０度位相がずれた位置に形成されている。なお、同様に、第２バルブ開口部２３Ｂとバルブ軸端開口部２４も、９０度位相がずれた位置に形成されている。

【0032】

なお、バルブ１２は、ボールバルブの代わりに、回転軸線Ｌを中心に回転可能に設けられている円筒形状の円筒バルブであってもよい。また、同様に板形状であるディスクバルブであってもよい。

【0033】

第１弁座１３Ａはハウジング１１の上部の位置に設けられ、第２弁座１３Ｂはハウジング１１の下部の位置に設けられている。第１弁座１３Ａと第２弁座１３Ｂは、それぞれ、弁座本体３１と、弁孔３２と、シート面３３を備えている。

【0034】

弁座本体３１は、環状または筒状に形成されている。弁孔３２は、弁座本体３１の内側に形成されており、第１バルブ開口部２３Ａや第２バルブ開口部２３Ｂに連通可能である。シート面３３は、バルブ１２の外壁面２２に接触するようにして、環状に形成されている。

【0035】

シャフト１４は、金属または樹脂により形成され、バルブ１２のバルブ本体２１に接続し、バルブ１２を動作させるものであり、ハウジング１１に設けられた軸受４１によって回転可能に支持されている。シャフト１４は、当該シャフト１４の中心軸方向であるスラスト方向に若干移動可能になっている。なお、図１に示すように、シャフト１４は、図１の左側の位置で軸受４１により支持されているが、図１の右側の位置においても不図示の軸受により支持されている。

【0036】

第１出口パイプ１６Ａは樹脂により形成されハウジング１１の上部の位置にてハウジング１１と一体に形成され、第２出口パイプ１６Ｂは樹脂により形成されハウジング１１の下部の位置にてハウジング１１と一体に形成されている。また、第１出口パイプ１６Ａは第１弁座１３Ａの弁孔３２の内側に形成され第１バルブ開口部２３Ａに連通可能であり、第２出口パイプ１６Ｂは第２弁座１３Ｂの弁孔３２の内側に形成され第２バルブ開口部２３Ｂに連通可能である。

【0037】

また、弁装置１は、バルブ１２と軸受４１との間の位置、すなわち、収容室１１ａと軸受４１との間の位置において、ハウジング１１とシャフト１４との間を封止するゴム製のダブルリップシール５１を有する。なお、ダブルリップシール５１は、本開示の「シール部材」の一例であり、その詳細については後述する。

【0038】

以上のような構成の弁装置１は、バルブ１２のバルブ本体２１が回転軸線Ｌを中心にして回転することにより、第１バルブ開口部２３Ａが第１出口パイプ１６Ａに連通する状態と、第２バルブ開口部２３Ｂが第２出口パイプ１６Ｂに連通する状態に切り替えることができる。そして、これにより、弁装置１は、バルブ１２におけるバルブ軸端開口部２４と内部流路２５と第１バルブ開口部２３Ａ（または、第２バルブ開口部２３Ｂ）に流した冷却水を、第１出口パイプ１６Ａ（または第２出口パイプ１６Ｂ）に流して排出することができる。

【0039】

（ダブルリップシールとその周辺について）
次に、ダブルリップシール５１とその周辺について説明する。

【0040】

ダブルリップシール５１は、図３に示すように、ハウジング１１の収容室１１ａ側（すなわち、バルブ１２側）に設けられる流路側シール部６１と、流路側シール部６１よりも軸受４１側に設けられる軸受側シール部６２と、を備えている。

【0041】

流路側シール部６１はシールリップ６１ａを備え、このシールリップ６１ａは、ハウジング１１の収容室１１ａ側に向かって延び、その先端がシャフト１４と接している。

【0042】

この流路側シール部６１のシールリップ６１ａは、冷却水の高い圧力が作用するため、厚さを大きくして長さを小さくすることにより、剛性を高くして変形することを防止しながら、シャフト１４との接触面の大きさを小さくしている。これにより、流路側シール部６１のシールリップ６１ａについて、シャフト１４との摺動抵抗を小さくするとともに、シャフト１４に作用させる圧力（すなわち、面圧）を大きくしてシール性を向上させている。

【0043】

軸受側シール部６２はシールリップ６２ａを備え、このシールリップ６２ａは、ハウジング１１の収容室１１ａに向かって延び、その先端がシャフト１４と接している。これにより、流路側シール部６１のシールリップ６１ａから冷却水（の水滴）が流路側シール部６１のシールリップ６１ａと軸受側シール部６２はシールリップ６２ａとの間の空間に入り込んでも、軸受側シール部６２のシールリップ６２ａにより軸受４１側に冷却水が漏れることを抑制できる。

【0044】

この軸受側シール部６２のシールリップ６２ａは、冷却水の圧力が作用しないため、シャフト１４との接触面を大きくし、シールする幅を大きくすることで、シール性を確保している。さらに、軸受側シール部６２のシールリップ６２ａは、厚さを小さくして長さを大きくすることにより剛性を低くして、シャフト１４との摺動抵抗を小さくしている。

【0045】

なお、シールリップ６１ａやシールリップ６２ａは、ハウジング１１と接していてもよい。すなわち、シールリップ６１ａやシールリップ６２ａは、内周側に向いていても、外周側に向いていてもよい。

【0046】

また、シャフト１４は、当該シャフト１４の中心軸方向であるスラスト方向に若干移動可能であるが、リップ間の距離Ｌａは、シャフト１４の移動可能距離よりも大きくなっている。なお、リップ間の距離Ｌａとは、流路側シール部６１のシールリップ６１ａと軸受側シール部６２のシールリップ６２ａとの間の距離である。

【0047】

変形例として、図４に示すように、弁装置１は、ハウジング１１にて、ダブルリップシール５１と軸受４１との間の空間の内部と外部とを連通させる呼吸孔６３を有していてもよい。なお、呼吸孔６３は、本開示の「シール部材軸受間連通孔」の一例である。

【0048】

これにより、ダブルリップシール５１から軸受４１側に冷却水が漏れたとしても、呼吸孔６３により冷却水を乾燥させることができる。そのため、ダブルリップシール５１と軸受４１との間の空間に冷却水が滞留して湿潤な状態になることにより軸受４１が劣化（例えば、腐食）することを防止できる。また、呼吸孔６３により、ダブルリップシール５１と軸受４１との間の空間が高温になり難くなるので、ハウジング１１の収容室１１ａ内の冷却水が低温である場合でも、ダブルリップシール５１と軸受４１との間の空間とリップ間の空間との間に発生する差圧を抑制できる。

【0049】

（本実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、軸受側シール部６２のシールリップ６２ａは、ハウジング１１の収容室１１ａ側に向かって延び、シャフト１４と接している。

【0050】

このようにして、ダブルリップシール５１における軸受側シール部６２のシールリップ６２ａが、ハウジング１１の収容室１１ａ側に向かって延びている。

【0051】

これにより、ダブルリップシール５１よりも軸受４１側の位置の温度が高い一方で、ハウジング１１の収容室１１ａの冷却水の温度が低い場合には、軸受４１側から軸受側シール部６２のシールリップ６２ａとシャフト１４との間を通って、ダブルリップシール５１におけるシールリップ６１ａとシールリップ６２ａとの間の空間（２つのシール部の間の空間）に空気が導入される。そのため、シールリップ６１ａとのシールリップ６２ａとの間の空間が負圧になることを抑制できるので、収容室１１ａ側からシールリップ６１ａとシールリップ６２ａとの間の空間へ冷却水が入り難くなる。したがって、ダブルリップシール５１から軸受４１側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0052】

また、ダブルリップシール５１よりも軸受４１側の位置の温度が低い一方で、ハウジング１１の収容室１１ａの冷却水の温度が高い場合には、シールリップ６１ａとのシールリップ６２ａとの間の空間が正圧となる。しかしながら、軸受側シール部６２のシールリップ６２ａが収容室１１ａ側に向かって延びているので、仮に収容室１１ａ側からリップ間の空間へ冷却水が入り込んだとしても、ダブルリップシール５１よりも軸受４１側に冷却水が漏れ難くなる。したがって、ダブルリップシール５１から軸受４１側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0053】

また、流路側シール部６１はシールリップ６１ａを備えている。そして、流路側シール部６１のシールリップ６１ａは、ハウジング１１の収容室１１ａに向かって延び、シャフト１４と接している。

【0054】

これにより、ハウジング１１の収容室１１ａ側からシールリップ６１ａとのシールリップ６２ａとの間の空間へ冷却水が入り難くなるので、より効果的に、ダブルリップシール５１から軸受４１側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0055】

また、リップ間の距離Ｌａは、シャフト１４の移動可能距離よりも大きい。

【0056】

これにより、シャフト１４がスラスト方向に移動して、仮にハウジング１１の収容室１１ａ側から冷却水がダブルリップシール５１のリップ間に入り込んだとしても、冷却水が軸受側シール部６２のシールリップ６２ａから軸受４１側に漏れることを抑制できる。このようにして、シャフト１４がスラスト方向に移動しても、ダブルリップシール５１から軸受４１側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0057】

また、弁装置１は、呼吸孔６３を有していてもよい。

【0058】

これにより、仮にダブルリップシール５１よりも軸受４１側に冷却水が漏れた場合でも、呼吸孔６３により冷却水を乾燥させることができる。また、呼吸孔６３により、ダブルリップシール５１と軸受４１との間の空間とリップ間の空間との間に発生する差圧を抑制できる。

【0059】

また、変形例として、流路側シール部６１のシールリップ６１ａは、軸受側シール部６２のシールリップ６２ａよりも、シャフト１４またはハウジング１１に作用する圧力が高くなるように設定されていてもよい。

【0060】

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の弁装置１０１について説明する。

【0061】

（弁装置の概要説明）
図５と図６に示すように、弁装置１０１は、流路１０２を備えるハウジング１０３と、弁座１０４と、弁体１０５と、シャフト１０６と、駆動部１０７と、軸受１０８と、シール部材１０９と、を有する。

【0062】

流路１０２の両端には、冷却水が導入される入口１０２ａと、冷却水が導出される第１出口１０２ｂおよび第２出口１０２ｃとが設けられている。

【0063】

ハウジング１０３は、金属または樹脂により形成され、内部に流路１０２を備えている。

【0064】

弁座１０４は、流路１０２に設けられており、本実施形態では、弁座１０４として、第１弁座１０４Ａと第２弁座１０４Ｂが設けられている。

【0065】

弁体１０５は、ハウジング１０３の内部にてシャフト１０６に固定され、弁座１０４に当接（着座）可能に設けられている。本実施形態では、弁体１０５として、第１弁体１０５Ａと第２弁体１０５Ｂが設けられている。第１弁体１０５Ａは、第１弁座１０４Ａに対して当接および離間する。また、第２弁体１０５Ｂは、第２弁座１０４Ｂに対して当接および離間する。

【0066】

シャフト１０６は、金属または樹脂により形成され、第１弁体１０５Ａと第２弁体１０５Ｂに接続し、第１弁体１０５Ａと第２弁体１０５Ｂを動作させるものである。シャフト１０６は、駆動部１０７と第２弁体１０５Ｂとの間に設けられ、図５と図６において、ハウジング１０３を垂直に貫通して形成された組付孔１０３ａの内部を通るようにして配置されている。組付孔１０３ａには、シャフト１０６を中心にして軸受１０８とシール部材１０９が配置されている。シャフト１０６は、当該シャフト１０６の中心軸方向であるスラスト方向に移動可能である。

【0067】

駆動部１０７は、樹脂製のケーシング１１１の内部に収容されており、固定コア１０７ａと、可動コア１０７ｂと、スプリング１０７ｃと、ソレノイドコイル１０７ｄと、Ｏリング１０７ｅとを備えている。固定コア１０７ａは、ケーシング１１１に固定されている。可動コア１０７ｂは、シャフト１０６の上端に固定されており、ソレノイドコイル１０７ｄで発生する磁力が調整されることによってスプリング１０７ｃの付勢力に対抗して上下に移動する。そして、このようにして可動コア１０７ｂが上下に移動することにより、可動コア１０７ｂに固定されるシャフト１０６が上下に移動する。なお、ケーシング１１１には、コネクタ１１２が形成されている。

【0068】

軸受１０８は、駆動部１０７とシール部材１０９との間の位置にて、ハウジング１０３とシャフト１０６との間に設けられており、シャフト１０６を往復運動（ストローク運動）可能、すなわち、摺動可能に支持している。

【0069】

シール部材１０９は、流路１０２（弁体１０５）と軸受１０８との間の位置にて、ハウジング１０３とシャフト１０６との間に設けられており、流路１０２と軸受１０８（駆動部１０７）との間を封止している。なお、シール部材１０９の詳細については後述する。

【0070】

このような構成の弁装置１０１は、駆動部１０７によってシャフト１０６を上下に移動させることにより、図５に示す第１出口１０２ｂの全閉状態と図６に示す第１出口１０２ｂの全開状態とに切り換えることができる。そして、図５に示す第１出口１０２ｂの全閉状態では、第１弁体１０５Ａが第１弁座１０４Ａに対して当接し、かつ、第２弁体１０５Ｂが第２弁座１０４Ｂに対して離間しており、入口１０２ａから導入される冷却水は、第２出口１０２ｃから導出される。また、図６に示す第１出口１０２ｂの全開状態では、第１弁体１０５Ａが第１弁座１０４Ａに対して離間し、かつ、第２弁体１０５Ｂが第２弁座１０４Ｂに対して当接しており、入口１０２ａから導入される冷却水は、第１出口１０２ｂから導出される。

【0071】

（シール部材とその周辺について）
次に、シール部材１０９とその周辺について説明する。

【0072】

比較例として、図１９や図２０に示すように、シール部材１０９として１つのリップシール１０９Ｘのみ設けられている場合を考える。この場合、第１出口１０２ｂの全開時には、図１９に示すように、シャフト１０６における位置１０６ａまで冷却水に浸かっている。すると、第１出口１０２ｂの全閉時には、シャフト１０６に付着した冷却水はリップシール１０９Ｘのシールリップ１０９Ｘａにより水切りが行われるが、図２０に示すように、シャフト１０６の表面に薄い膜のように付着した冷却水（薄膜水）が、リップシール１０９Ｘよりも軸受１０８側に漏れてしまうおそれがある。このとき、開閉弁動作の１回あたりの冷却水の漏れ量は少しであっても、開閉弁動作を繰り返すことにより冷却水の漏れ量が多くなって軸受１０８や駆動部１０７へ影響を及ぼすおそれがある。

【0073】

そこで、本実施形態では、このようなシール部材１０９から軸受１０８側への冷却水の漏れを抑制する。

【0074】

（第１実施例）
まず、第１実施例について説明する。

【0075】

図５と図６に示すように、シール部材１０９は、流路１０２側に設けられるメインリップシール１０９Ａと、メインリップシール１０９Ａよりも軸受１０８側に設けられるサブリップシール１０９Ｂと、を備えている。メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂは、それぞれ、ハウジング１０３の組付孔１０３ａの内面に圧入されて固定されている。なお、メインリップシール１０９Ａは本開示の「流路側シール部」の一例であり、サブリップシール１０９Ｂは本開示の「軸受側シール部」の一例である。

【0076】

そして、図７に示すように、メインリップシール１０９Ａはシールリップ１０９Ａａを備え、このシールリップ１０９Ａａは、流路１０２側（図７の下側）に向かって延び、シャフト１０６と接している。

【0077】

また、サブリップシール１０９Ｂはシールリップ１０９Ｂａを備え、このシールリップ１０９Ｂａは、流路１０２側（図７の下側）に向かって延び、シャフト１０６と接している。

【0078】

また、弁装置１０１は、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間の内部と外部とを連通させる大気孔１２１を有する。なお、大気孔１２１は、本開示の「シール部間連通孔」の一例である。

【0079】

そして、弁装置１０１はこのような構成を有することにより、弁装置１０１が図６に示す第１出口１０２ｂの全開状態から図５に示す第１出口１０２ｂの全閉状態に移行したときに、図７に示すように、シャフト１０６の表面に付着した冷却水がメインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａからメインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間に入り込んだ場合でも、シャフト１０６に付着した冷却水を大気孔１２１により大気に排出させて蒸発させることができる。

【0080】

そして、距離Ｌ１≧０とする。ここで、距離Ｌ１は、図６に示す第１出口１０２ｂの全開時にてシャフト１０６における冷却水に浸かる上端の位置１０６ａ（すなわち、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａと接する位置）と、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａの下端（すなわち、流路１０２側の端部）の位置との間の距離である。このようにして、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａの下端を、シャフト１０６にて冷却水が付着した領域に接触させないようにする。これにより、シャフト１０６に付着した冷却水が、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａから漏れない。そのため、シール部材１０９から軸受１０８側に冷却水が漏れることを抑制できる。

【0081】

また、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａが、流路１０２側に向かって延びているので、サブリップシール１０９Ｂから軸受１０８側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0082】

すなわち、サブリップシール１０９Ｂよりも軸受１０８側の位置の温度が高い一方で、流路１０２の冷却水の温度が低い場合には、軸受１０８側からサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａとシャフト１０６の間を通って、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間へ空気が導入される。そのため、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間が負圧になることを抑制できるので、流路１０２側からメインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間へ冷却水が入り難くなる。したがって、サブリップシール１０９Ｂから軸受１０８側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0083】

また、サブリップシール１０９Ｂよりも軸受１０８側の位置の温度が低い一方で、流路１０２の冷却水の温度が高い場合には、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間が正圧となる。しかしながら、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａが流路１０２側に向かって延びているので、仮に流路１０２側からメインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間へ冷却水が入り込んだとしても、サブリップシール１０９Ｂよりも軸受１０８側に冷却水が漏れ難くなる。したがって、サブリップシール１０９Ｂから軸受１０８側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0084】

また、軸受１０８の摩耗により粉塵が発生した場合に、この粉塵をサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａにて捉えることができる。そのため、軸受１０８の摩耗により発生した粉塵がメインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａに噛み込むことを抑制できる。したがって、メインリップシール１０９Ａにおける冷却水のシール性が低下することを抑制できる。

【0085】

また、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａは流路１０２に向かって延びているので、流路１０２側からメインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間に冷却水が入り込むことを抑制できる。そのため、より確実に、シール部材１０９から軸受１０８側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0086】

また、弁装置１０１は、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間の内部と外部とを連通させる大気孔１２１を有している。

【0087】

これにより、シャフト１０６に付着した冷却水がメインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間に入り込んでも、冷却水を大気孔１２１により大気に排出させて蒸発させることができる。そのため、より確実に、シール部材１０９から軸受１０８側への冷却水の漏れを抑制できる。

【0088】

また、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａとサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａとの間の距離であるリップ間の距離Ｌｂは、シャフト１０６の移動可能距離よりも大きい。

【0089】

これにより、シャフト１０６がスラスト方向に移動して、流路１０２側からシャフト１０６に付着した冷却水がメインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間の空間に入り込んでも、冷却水がサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａから、軸受１０８側に漏れることを抑制できる。

【0090】

なお、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａやサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａは、ハウジング１０３と接していてもよい。すなわち、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａやサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａは、内周側に向いていても、外周側に向いていてもよい。

【0091】

以下、第２実施例～第８実施例を説明するが、第１実施例と異なる点のみ説明し、第１実施例と共通する点の説明は省略する。

【0092】

（第２実施例）
本実施例では、図８に示すように、メインリップシール１０９Ａの上端とサブリップシール１０９Ｂの下端との間の中央の位置１１３よりも、サブリップシール１０９Ｂ側の位置に大気孔１２１を設ける。具体的には、距離Ｌ２≧０とする。ここで、距離Ｌ２は、中央の位置１１３と大気孔１２１の中心線の位置との間の距離である。これにより、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間に入り込んだ冷却水を、溜めておき、大気孔１２１からハウジング１０３の外部へ蒸発させるようにする。

【0093】

なお、図９や図１０に示すように、弁装置１０１が傾斜して搭載された状態においても、大気孔１２１を２箇所以上設けることで、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間に入り込んだ冷却水を、溜めておき、大気孔１２１を介してハウジング１０３の外部へ蒸発させることができる。

【0094】

（第３実施例）
弁装置１０１の第１出口１０２ｂの全開時に、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂとの間に冷却水が入り込んだ場合には、大気孔１２１の下端の位置までシャフト１０６が冷却水に濡れるおそれがある。すると、その後の弁装置１０１の第１出口１０２ｂの全閉時には、図１１に示すように、シャフト１０６において位置１０６ｂまで冷却水が付着するおそれがある。

【0095】

そこで、本実施例では、図１１に示すように、弁装置１０１の第１出口１０２ｂの全閉時に、シャフト１０６おける冷却水が付着した領域がサブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａに接しないような位置に、サブリップシール１０９Ｂを配置する。

【0096】

具体的には、距離Ｌ３≧０とする。ここで、距離Ｌ３は、シャフト１０６の位置１０６ｂと、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａの下端（流路１０２側の端部）との間の距離である。

【0097】

（第４実施例）
本実施例では、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａは、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａよりも、シャフト１０６に作用する圧力（面圧）が高くなるように設定されている。

【0098】

具体的には、（メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａの締め代）＞（サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａの締め代）としている。ここで、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａの締め代とは、シャフト１０６の外径とメインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａの内径との差であり、詳しくは、シャフト１０６の外径からメインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａの内径を減算した値である。

【0099】

（第５実施例）
本実施例においても、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａは、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａよりも、シャフト１０６に作用する圧力が高くなるように設定されている。

【0100】

具体的には、（メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａを形成するゴム材の硬度）＞（サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａを形成するゴム材の硬度）としている。

【0101】

ここで、サブリップシール１０９Ｂは、万が一、メインリップシール１０９Ａに異物が噛み込み、メインリップシール１０９Ａとサブリップシール１０９Ｂの間の空間に冷却水が入り込んだときに、冷却水が軸受１０８側へ漏れることを防止するものである。そのため、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａは、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａほど、シャフト１０６に付着した冷却水を掻き落とす（拭き取る）必要はないので、シャフト１０６に作用する圧力を低くしておく。そして、これにより、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａとシャフト１０６との間の摺動トルクを低減できるので、駆動部１０７の小型化を図ることができる。

【0102】

また、メインリップシール１０９Ａのシールリップ１０９Ａａは、シャフト１０６に付着した冷却水により、シャフト１０６との間の摩擦抵抗が低くなる。しかしながら、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａは、そのシャフト１０６との接触面がドライのため、シャフト１０６との間の摩擦抵抗が高くなる。そのため、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａとシャフト１０６との間の摺動トルクを低減するためには、サブリップシール１０９Ｂのシールリップ１０９Ｂａによりシャフト１０６に作用する圧力を低下させることが望まれる。

【0103】

（第６実施例）
本実施例では、ハウジング１０３が金属製である場合に、図１２に示すように、メインリップシール１０９Ａは、そのハウジング１０３側（外側）に金属により環状に形成される金環１２２を備えている。これにより、メインリップシール１０９Ａがハウジング１０３に保持される力が増大するので、メインリップシール１０９Ａに高圧の冷却水の圧力が作用しても、メインリップシール１０９Ａがサブリップシール１０９Ｂ側に移動することが防止される。

【0104】

なお、高圧の冷却水の圧力が作用しないサブリップシール１０９Ｂは、そのハウジング１０３側（外側）に金環を備えていない。これにより、コストの低減を図ることができる。

【0105】

ここで、ハウジング１０３が樹脂製である場合には、メインリップシール１０９Ａに金環１２２を設けてハウジング１０３に圧入すると、ハウジング１０３の樹脂が座屈などを起こすおそれがあるので、メインリップシール１０９Ａに金環１２２を設けることができない。

【0106】

そこで、変形例として、図１３に示すように、ハウジング１０３に段付き部１２３を設けておき、この段付き部１２３により、メインリップシール１０９Ａに高圧の冷却水の圧力が作用しても、メインリップシール１０９Ａがサブリップシール１０９Ｂ側に移動することを防止してもよい。

【0107】

（第７実施例）
本実施例では、図１４と図１５に示すように、大気孔１２１に対向するハウジング１０３の外側の位置に、冷却水の受け皿となるトラップカバー１２４を設ける。これにより、大気孔１２１から放出される冷却水を、トラップカバー１２４に溜めておき、蒸発させることができる。また、変形例として、図１６と図１７に示すように、トラップカバー１２４の内側に凹凸１２４ａを設けて面積を増加させてもよい。これにより、トラップカバー１２４に溜まった冷却水の蒸発を促進できる。

【0108】

（第８実施例）
本実施例では、図１８に示すように、メインリップシール１０９Ａの代わりにダイヤフラム１２５が設けられている。この場合においても、ダイヤフラム１２５と軸受１０８との間にサブリップシール１０９Ｂを設ける。これにより、ダイヤフラム１２５とシャフト１０６との間からの冷却水の漏れや、ダイヤフラム１２５に発生した孔からの冷却水の漏れが発生しても、サブリップシール１０９Ｂから軸受１０８側への冷却水の侵入を防止できる。

【0109】

また、ダイヤフラム１２５とサブリップシール１０９Ｂとの間に大気孔１２１を設けることにより、ダイヤフラム１２５の作動に伴って発生するダイヤフラム１２５とサブリップシール１０９Ｂとの間の圧力を開放できるので、駆動部１０７の負荷を低減できる。すなわち、弁動作時にシャフト１０６を上側に移動する場合、大気孔１２１が無いと、ダイヤフラム１２５とサブリップシール１０９Ｂとの間の空間が加圧状態になり、駆動部１０７の駆動トルクを大きくする必要があるが、大気孔１２１を設けることにより、ダイヤフラム１２５とサブリップシール１０９Ｂとの間の空間が加圧状態になり難く、駆動部１０７の駆動トルクを大きくする必要がない。

【0110】

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0111】

１ 弁装置
１１ ハウジング
１１ａ 収容室
１２ バルブ
１３Ａ 第１弁座
１３Ｂ 第２弁座
１４ シャフト
１６Ａ 第１出口パイプ
１６Ｂ 第２出口パイプ
４１ 軸受
５１ ダブルリップシール
６１ 流路側シール部
６１ａ シールリップ
６２ 軸受側シール部
６２ａ シールリップ
６３ 呼吸孔
１０１ 弁装置
１０２ 流路
１０３ ハウジング
１０３ａ 組付孔
１０４ 弁座
１０４Ａ 第１弁座
１０４Ｂ 第２弁座
１０５ 弁体
１０５Ａ 第１弁体
１０５Ｂ 第２弁体
１０６ シャフト
１０７ 駆動部
１０８ 軸受
１０９ シール部材
１０９Ａ メインリップシール
１０９Ａａ シールリップ
１０９Ｂ サブリップシール
１０９Ｂａ シールリップ
１１３ 中央の位置
１２１ 大気孔
Ｌ 回転軸線
Ｌａ リップ間の距離
Ｌ１ 距離
Ｌ２ 距離
Ｌ３ 距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】