弁
本発明は、ケーシング（１１０，１１１）、環状のシール要素（１４０，１４６）及び可動の閉鎖要素（１７０）を有する弁（１００，１０１）であって、シール要素（１４０，１４６）及び閉鎖要素（１７０）が、ケーシング（１１０，１１１）内に配置され、弁（１００，１０１）は、シール要素（１４０，１４６）への閉鎖要素（１７０）の当接により閉じられるようになっている形式のものに関する。本発明によれば、弁（１００，１０１）は、シール要素（１４０，１４６）の外側の領域に設けられた中空室（１３１，１３２）を有し、中空室内に、シール要素（１４０，１４６）の一部分（１４３，１４４）が熱膨張の際に受容されるようになっている。更に本発明は環状のシール要素としてＯ・リング（１５０）を有する別の弁（１０２）にも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング、環状のシール要素及び可動の閉鎖要素を有する弁に関する。
【０００２】
前記形式の弁は、ガス及び液体の容積流を制御するために使用される。可能な使用領域は、例えば自動車の冷却回路であり、自動車の冷却回路においては、冷却媒体により、エンジンが冷却され、熱せられた冷却媒体は、必要に応じて車両暖房装置に用いられる。冷却回路若しくは暖房回路又は加熱回路の分岐部における冷却媒体の分配は、電気制御式の弁を用いて制御されている。
【０００３】
自動車の冷却回路に用いられる従来の弁は、弁ケーシング、弁ケーシング内に配置された環状又はリング状のシール要素及びシール円錐体として形成された閉鎖要素を有している。弁座とも称されるシール要素は、スペーサースリーブを用いてケーシングのストッパーに対して締め付けられている。弁体とも称される閉鎖要素は、ケーシング内に移動可能又はスライド可能に支承された行程ロッドに結合されており、行程ロッドを用いて閉鎖要素が、弁の閉鎖のためにシール要素に当接されるようになっている。行程ロッドは、引張りばねに結合されており、引張りばねは、シール要素からの閉鎖要素の引き離しのための力を行程ロッドに作用させている。
【０００４】
弁の操作のために、ケーシング内に配置されたヨーク及び閉鎖要素に結合された接極子が設けられている。接極子とヨークとの間には、ばね力に抗しかつ（ポンプにより生ぜしめられる）媒体圧若しくは冷媒圧に抗して作用する電磁的な吸引力が形成され、これによって弁の開閉が制御されるようになっている。接極子とヨークとは、一般的に弁の閉鎖状態で接極子とヨークとの間に相互の間隙（残存隙間）を有している。
【０００５】
前述の弁において、高い冷媒温度は、閉鎖特性を低下させてしまうことになる。問題は、特に、環状のシール要素の熱膨張であり、シール要素の熱膨張の、弁の軸線方向の成分により、接極子とヨークとの間の、弁の閉鎖状態での間隙は広げられてしまっている。このことは、電磁的な閉鎖力の減少につながり、結果として弁の漏れが発生することになる。
【０００６】
本発明の課題は、改良された弁を提供し、該弁により、特に温度の高い場合の著しく安定した高い閉鎖特性を可能にすることである。
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の１つの構成によれば、ケーシング、環状若しくはリング状のシール要素及び可動の閉鎖要素を有する弁であって、シール要素及び閉鎖要素はケーシング内に配置されており、該弁は、シール要素への閉鎖要素の当接又は接触により閉じられるようになっている形式のものにおいて、シール要素の外側又は外周の領域に中空室が設けられており、中空室内には、熱膨張の際にシール要素の一部分、つまり膨張の際の膨らみ部分が受容され、換言すれば、シール要素の膨張若しくは膨らみが中空室へ逃がされるようになっている。
【０００８】
環状のシール要素の外側の領域、つまり、（半径方向で）外へ向けられた側の領域に中空室を有する形態の弁は、シール要素の温度に起因する半径方向の変形（体積増大）のための自由空間を提供し、これにより、シール要素の軸線方向の膨張（変形）が減少されることになる。このような構成により、軸線方向の変形に伴うシール問題は避けられ、若しくは小さくされ、その結果、弁は極めて安定した閉鎖特性を有している。
【０００９】
本発明の有利な形態によれば、中空室は、シール要素の外側と、ケーシングの、シール要素の外側と相対する内側との間に設けられている。このような形態において、シール要素は、有利には中空室の領域にシールリップを有しており、シールリップは、ケーシングの内側又は内周面に接触しており、これにより、弁の高いシール性が得られている。
【００１０】
本発明の有利な別の形態によれば、弁は更に、ケーシング内に配置されたシリンダー状若しくは中空円筒形のスペーサースリーブを有しており、スペーサースリーブは、シール要素に接触していて、シール要素をケーシングのストッパー又は端面壁部分に向けて押圧している。このような構成により、シール要素はケーシング内に確実に固定されている。
【００１１】
別の有利な形態によれば、スペーサースリーブは、シール要素の外周の領域とシール要素の内周の領域とでのみシール要素に接触している。このような構成により、スペーサースリーブの熱膨張が、（シール要素の熱膨張に加えて）、特に内周の領域でシール要素の閉鎖特性（シール特性）の低下につながる軸線方向の変形を惹起してしまうようなことを、避けることができるようになっている。
【００１２】
スペーサースリーブを、シール要素の外周の領域とシール要素の内周の領域とでのみシール要素に接触させる形態の有利な構成によれば、スペーサースリーブの、シール要素に隣接する領域は、縦断面で見て、段階的な断面形状若しくは階段状の断面形状を有している。この場合に、環状のシール要素も、対応して段階的な断面形状若しくは階段状の断面形状を有し、下側の区分と上側の区分とにより、例えば、断面で見て下側の幅（半径方向の寸法）の広い方の区分と上側の幅の狭い方の区分とにより形成されており、複数の中空室のうちの１つ（一方）の中空室は、下側の区分の外側又は外周の領域に設けられており、かつ別（他方）の中空室は、上側の区分の外側又は外周の領域に設けられている。
【００１３】
弁には、弁の操作又は作動のために、ケーシング内に配置（固定）されたヨーク及び閉鎖要素に結合された接極子が設けられており、接極子とヨークとの間に形成される電磁力（相互作用）により、接極子が、ヨークに向けて運動（移動）させられ、その結果、閉鎖要素がシール要素に当接されるようになっている。
【００１４】
本発明の別の構成に基づく弁は、同様に、ケーシング、環状（リング状）のシール要素及び可動の閉鎖要素を有しており、シール要素及び閉鎖要素は、ケーシング内に配置されており、弁は、シール要素への閉鎖要素の当接（接触）により閉じられるようになっており、シール要素はＯ・リングにより形成されている。
【００１５】
シール要素をＯ・リングにより構成する形態も、シール要素の熱に起因する軸線方向の膨張を減少させることができ、このような構成により、弁は、頑丈な閉鎖構造を有し、ひいては極めて高い閉鎖特性を有している、Ｏ・リングは、従来のシール要素に比べて比較的小さい体積しか有しておらず、従って、熱膨張も相応に小さくなっている。Ｏ・リングは、スペーサースリーブなしの取り付けを可能にしており、従って、スペーサースリーブの使用に伴う問題が避けられる。
【００１６】
本発明の有利な形態によれば、シール要素は、二色射出成形によりケーシングと一体成形されるＯ・リングとして形成されている。このような構成により、Ｏ・リングと弁ケーシングとの間の安定した確実な固定結合が行われている。
【００１７】
次に、本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】環状のシール要素及びシール要素の膨張のための中空室を有する弁の概略的な縦断面図である。
【図２】図１の弁の、シール要素の半径方向の膨張を示すための下側の領域の概略図である。
【図３】図１の弁の環状のシール要素の軸線方向の膨張を示すための概略図である。
【図４】環状のシール要素及びシール要素の膨張のための中空室を有する別の弁の概略的な縦断面図である。
【図５】シール要素としてＯ・リングを備えた別の弁の概略的な縦断面図である。
【図６】図５の弁の、Ｏ・リングの軸線方向の膨張を示すための下側の領域の概略図である。
【００１９】
以下において、本発明に係る電気制御式の弁を、図示の実施形態に基づき説明する。例えば自動車の冷媒回路に用いられる弁は、温度による弁構成部材の変形に際しても確実に保証される閉鎖特性を有するものである。
【００２０】
図１は、弁１００の縦断面を概略的に示している。弁１００はケーシング１１０を有しており、該ケーシングは、ほぼ中空円筒形の内室１０５を包囲している。例えばプラスチック材料から成っているケーシング１１０には、下方の接続開口部１２０と側方の接続開口部１２２とが設けられている。媒体が、非対称に配置された接続開口部１２０，１２２を経て、弁ケーシングの内室１０５内を流過するようになっている。自動車の冷媒回路に関連して、例えば下方の接続開口部１２０が、（ポンプにより吐出される）冷却液体の供給（流入）のために用いられ、側方の接続開口部１２２が冷却流体の排出（流出）のために用いられるようになっている。
【００２１】
弁１００は更に、内室１０５内にリング状のシール要素１４０（以下、シールリング１４０と称する）、及びシールリング１４０と協働する閉鎖要素１７０を有しており、該閉鎖要素はシール円錐体１７０として形成されている。シール円錐体１７０は、実施形態では金属材料、例えば黄銅を含んでいる。弾性変形可能な材料、例えば特にエラストマ材料から成るシールリング１４０は、断面で見て、各側にそれぞれ段状の形（輪郭）を有していて、下側の区分１４１と上側の狭い区分１４２とにより形成されている。上側の区分１４２は、シールリング１４０の内周の領域の上側に丸味の付けられた輪郭を有している。シールリング１４０の内周の領域で、シール円錐体１７０が、図１に示してあるように、シールリング１４０に接触するようになっており、これにより弁１００は閉じられる。シールリング１４０の下側の区分１４１は、内周の領域に、下方の接続開口部１２０に向かって広がる形状を有している。
【００２２】
ケーシング１１０内にシールリング１４０を固定するために、弁１００は、ケーシング１１０の内側に接する中空円筒形のスペーサースリーブ１６０を有しており、該スペーサースリーブは、例えばプラスチック材料から形成されている。スペーサースリーブ１６０を用いて、シールリング１４０が、ケーシング１１０の下方の接続開口部１２０の領域にあるストッパー１１５に対して締め付けられている。スペーサースリーブ１６０は、図１に示してあるように、側方の開口部１６２を有しており、該開口部は、ケーシング１００の側方の接続開口部１２２と合致しており、これにより、容積流がケーシング内室１０５から接続開口部１２２を経て流れるようになっている。更にスペーサースリーブ１６１は、シールリング１４０と接している区分に、断面で見て、シールリング１４０に向かって幅広くなる形を有している。
【００２３】
弁１００は、ケーシング１１０の上側に接続プレート１８５を有しており、該接続プレートは、固定手段、例えばねじ（図示省略）を用いてケーシング１１０に取り付けられている。接続プレート１８５の下側に、シール部材１８０が設けられており、該シール部材は、スペーサースリーブ１６０上に装着されていて、スペーサースリーブ１６０をシールリング１４０に向けて押圧しており、これにより、ストッパー１１５へのシールリング１４０の前述の締め付けが行われている。
【００２４】
シールリング１４０と協働するシール円錐体１７０は、行程ロッド１７１に結合され、若しくは行程ロッド１７１に一体成形されている。行程ロッド１７１は、移動可能若しくはスライド可能に支承されており、このような構成により、弁１００が開閉され、若しくは接続開口部１２０，１２２を経て弁１００を通って流れる容積流が制御されるようになっている。図１に示してある位置、つまり、シール円錐体１７０がシールリング１４０に当接又は接触している位置で、弁１００は閉じられており、従って、接続開口部１２０，１２２間に容積流は形成されていない。
【００２５】
行程ロッド１７１は、弁ケーシング１１０内からその上側でシール部材１８０を貫いて突出している。シール輪体若しくはシールつばとも称されるシール部材１８０は、行程ロッド１７１の案内部を密閉するために、行程ロッド１７１の領域でシールブッシュとして形成されていてよく、或いはシールブッシュを含んでいてよい。行程ロッド１７１は、その上方の端部で引張りばね１９５に結合されており、該引張りばねは、シール円錐体１７０をシールリング１４０から引き離して弁１００を開く力を、行程ロッド１７１に作用させている。
【００２６】
行程ロッド１７１を移動させ、これによりシール円錐体１７０をシールリング１４０に向けて移動させ、その結果、弁１００を閉じるために、弁１００は、ヨーク１９０及び接極子１９１を有しており、該ヨーク及び接極子は、実質的に円筒形に形成されていてよい。図示の実施形態では、行程ロッド１７１は、中間の部位でヨーク１９０内に通して案内されており、接極子１９１は、行程ロッド１７１の上側の領域で該行程ロッドの周囲に固定されている。ヨーク１９０が、ケーシング１１０に対して上側に設けられて、接続プレート１８５に配置され、若しくは固定されていて、該ヨークの上側に円錐形のくぼみを有しているのに対して、接極子１９１は、その下側に円錐形の区分を有しており、該円錐形の区分の輪郭は、ヨーク１９０の円錐形の領域（くぼみ）の輪郭に相応している。
【００２７】
接極子１９１とヨーク１９０とは、これらの構成部分間に電磁的な吸引力が発生して、行程ロッド１７１に固定された接極子１９１がヨーク１９０に向けて引っ張られ、結果として、シール円錐体１７１がシールリング１４０に向けて移動させられるように、構成されている。つまり、実施形態によれば、例えば接極子１９１が電気的に制御可能な電磁石として形成され、かつヨーク１９０が永久磁石として形成されている。この場合に逆の構成とすることも可能である。接極子１９１とヨーク１９０との間の電磁力（電磁的な吸引力）は、ばね１９５の引張り力に抗して、かつ（ポンプにより形成されかつ下側の接続開口部１２０に作用する）媒体若しくは冷媒の圧力に抗して作用するようになっている。電磁的な吸引力により若しくは該吸引力の変化に基づき、弁の開閉が制御されるようになっている。図１に示してあるように、弁を閉じた状態でも、接極子１９１とヨーク１９０との間には、例えば構成部分の製作誤差の補償のために、間隙（残存隙間）が設けられている。
【００２８】
弁１００は、頑丈であり、特に温度の高い場合若しくは温度変化、ひいてはシールリング１４０に発生する熱膨張（体積増加）に際して保証される極めて高い閉鎖特性を有している。高い温度は、弁１００を貫流する媒体により発生している。前に述べてある自動車用の冷媒回路の場合には、使用されている冷媒は、約１１０℃の温度まで熱せられる。
【００２９】
弁１００は、確実な閉鎖のために、シールリング１４０の外側の領域、つまり、（半径方向で）外へ向けられた側の領域において、下側のシールリング区分１４１に隣接する下側の中空室１３１と、上側のシールリング区分１４２に隣接する上側の中空室１３２とを有している。中空室１３１，１３２は、シールリング１４０の温度に起因する半径方向の変形のための自由空間若しくはスペースを提供するものであり、これにより、シールリング１４０の軸線方向の膨張が、従来の弁とは異なり、著しく抑制されることになる。下側の中空室１３１の形成のために、ケーシング１１０内にはストッパー１１５の領域に、（半径方向で）ケーシング内側を全周にわたって延びる切欠き若しくは溝（環状の切欠き若しくは溝）が形成されており、該切欠き若しくは溝には、下側のシールリング区分１４１の一部分が入り込んでいる。このような構成により、シールリング１４０の（部分的な）固定（スペーサースリーブ１６０の使用による締め付け固定に対して追加的な固定）が行われている。図示の実施形態では、下側の中空室１３１は、シールリング１４とケーシング１１０の内側とによって画定されている。これに対して、上側の中空室１３２は、シールリング１４０と、シールリング１４０若しくはシールリング区分１４２と相対するケーシング内側と、更に追加的にスペーサースリーブ１６０の一部分とによって画定されている。
【００３０】
下側のシールリング区分１４１は、外周に追加的に、全周にわたって延びるシールリップ１４９を備えており、該環状のシールリップは、弁１００の高い密閉性を保証するために、ケーシング１１０の内側に接触している。このような構成により、下側の中空室１３１は２つの部分室に区分けされている。シールリップは、上側のシールリング区分１４２にも設けられてよい、或いは上側のシールリング区分１４２にのみ設けられてよいものである。
【００３１】
中空室１３１，１３２は、前に述べてあるように、シールリング１４０の一部分を、温度に起因する半径方向の膨張に際して受容するために用いられ、換言すれば、シールリングの半径方向の膨張を吸収するために用いられるものである。この種の膨張は、弁１００の下側の領域を概略的に示す図２に、シールリング区分１４１，１４２の変形１４３，１４４によって示してあり、この場合に、シールリップ１４９の記入は省略してある。半径方向の変形１４３，１４４が、中空室１３１，１３２内に吸収され、これによってシールリング１４０の軸線方向の変形が比較的小さくなっている。
【００３２】
図３は、シールリング１４０の熱膨張の際にシールリング１４０に発生する膨出若しくは変形１４５を例示するものである。変形１４５は、上側において、スペーサースリーブ１６がシールリング１４０の外側（上側）に接触している、つまり外側からシールリング１４０を締め付けていることに基づき、特にシールリング１４０の内周の領域に発生し、つまり、（弁１００の閉鎖時に）シール円錐体１７０がシールリング１４０に当接する部位に発生している。変形１４５は、ずらして鎖線で描かれた円により示してあるように、軸線方向の膨張Ａを含んでいる。軸線方向の膨張Ａ（軸線方向のずれ又は移動）により、シールリング１４０に当接するシール円錐体１７０が、（ひいては行程ロッド１７１及び接極子１９１がヨーク１９０に対して）軸線方向に移動させられ、結果として、接極子１９１とヨーク１９０との間の間隙が広げられることになる。
【００３３】
シールリング１４０、中空室１３１，１３２により与えられる半径方向の熱膨張能力（熱膨張可能性又は熱膨張容量）に基づき、熱に起因する変形１４５、ひいては弁１００における軸線方向の移動Ａは小さくなっている。これとは逆に、中空室のない従来の弁においては、シールリングのための半径方向の熱膨張能力がなく、従って、軸線方向の極めて大きな変形、ひいては接極子とヨークとの間の間隙の増大が生じている。接極子とヨークとの間の間隙の増大は、電磁的な吸引力の減少をもたらし、電磁的な吸引力の減少の量は、従来の弁において弁の漏れが発生するほどに大きくなっている。
【００３４】
中空室１３１，１３２を設けることにより得られる効果は、従来の弁と図１の弁１００に相当する構造の弁とを用いて行った実験及びシミュレーションで得られた次の値により明らかである。空間温度が１１０℃の温度まで上昇した場合に、（中空室を有していない）従来の弁において発生する軸線方向の膨張は、０．１７ｍｍであるのに対して、中空室を備える弁における膨張は０．０６ｍｍだけである。軸線方向の変形のこのような最小化により、接極子とヨークとの間の磁力の約１．５Ｎの増加が達成される。
【００３５】
中空室１３１，１３２は、シールリング１４０に対する熱膨張能力の付与のほかに、例えば（特にスペーサースリーブ１６０の）製作誤差を補償し、ひいては該誤差に伴って発生するシールリング１４０の変形を減少させるためにも適している。シールリング１４０の、中空室１３１，１３２により与えられる熱膨張能力若しくは変形能力に基づき、シール円錐体１７０及び行程ロッド１７１の発生することのある傾倒も補償されるようになる。
【００３６】
図４は、別の実施形態の弁１０１の概略的な断面図である。弁１０１は、図１に示す弁１００と実質的に同じ構造を有している。弁１０１は、中空円筒形の内室１０５を包囲している弁ケーシング１１１を有しており、該弁ケーシングは、非対称的に配置された接続開口部１２０，１２２を備えている。内室１０５内には、弾性的に変形可能なシールリング１４６が配置されており、該シールリングは、ケーシング１１１内での固定のためにスペーサースリーブ１６１を用いてケーシング１１１のストッパー１１５に対して締め付けられている。スペーサースリーブ１６１には、接続開口部１２２と合致する開口部１６２が設けられている。シールリング１４６は、段階的な断面若しくは階段状の断面を有し、つまり、断面で見て、下側の広い方の区分１４７と上側の狭い方の区分１４８とを有している。同様に、シールリング１４６の外側には、シールリング１４０の半径方向の熱膨張能力を付与するため、その結果、図１の弁１００に相応してシールリング１４６の軸線方向の膨張をできるだけ抑制するために、中空室１３１，１３２が設けられている。
【００３７】
弁１０１のケーシング１１１は、弁１００とは異なり、ストッパー１１５の領域に、下側の中空室１３１のための環状の切欠きを有していない。従って、下側の中空室１３１は、シールリング１４６若しくはシールリング区分１４７と、ケーシング内側と、更にスペーサースリーブ１６１の一部分とによって画成されている。シールリング区分１４７は、図４に再び示してあるように、ケーシング内側に接触しかつ全周にわたって延びるシールリップ１４９を有していてよい。
【００３８】
更に、スペーサースリーブ１６１、より具体的には、スペーサースリーブ１６１の、シールリング１４６に向かって広がる下側の区分が、（断面図で見て）下側に段部を備えており、これにより、上側の中空室１３２が、シールリング１４６とスペーサースリーブ１６１とのみによって画成されている。スペーサースリーブ１６１の下側の階段状の区分並びにシールリング１４６の階段形状により、スペーサースリーブ１６１は、シールリング１４６の上面において、外周の領域と内周の領域とのみに接触している。このような構成により、スペーサースリーブ１６１の温度に起因する長手方向膨張が、シールリング１４６の内周領域における、閉鎖特性の低下につながる膨出若しくは軸線方向の変形を惹起してしまうようなことを、効果的に避けることができるようになっている。
【００３９】
図５は、更に別の実施形態の弁１０２の概略的な断面図である。弁１０２は、図１及び図４の弁１００，１０１とほぼ同じ構造を有している。
【００４０】
弁１０２は、中空円筒形の内室１０５を包囲している弁ケーシング１１２を有しており、該弁ケーシングは、非対称的に配置された接続開口部１２０，１２２を備えている。内室１０５内には、弾性的に変形可能な環状のシール要素１５０が設けられており、該シール要素は、弁の閉鎖のために行程ロッドに一体成形された、若しくは固定されたシール円錐体１７０と協働するようになっている。スライド可能に支承されている行程ロッド１７１は、ケーシング１１２の、接続プレート１８５及びシール部材１８０により閉鎖されている上側から突出している。行程ロッド１７１は、その上方の端部で引張りばね１９５に結合されている。弁１０２の作動のために、ケーシング上面に配置されたヨーク１９０と行程ロッド１７１に固定された接極子１９１とが設けられており、前記ヨークと前記接極子との間には、ばね１９５の引張り力に抗しかつ（ポンプにより形成されかつ下側の接続開口部１２０に作用する）媒体若しくは冷媒の圧力に抗して作用する電磁的な吸引力が形成されるようになっている。
【００４１】
弁１０２の環状（リング状）のシール要素１５０は、図１及び図４の弁１０１，１０２とは異なり、Ｏ・リング１５０として形成されている。Ｏ・リング１５０は、図示の実施形態では、ケーシング１１２の接続開口部１２０の上側の領域において減径部若しくは段部の縁部又は角部（面と面の交わる部分）に設けられている。Ｏ・リング１５０は、比較的小さい寸法、つまり比較的小さい体積で実施され得るものである。結果として、温度に起因する膨張、つまり熱膨張（これは体積にほぼ比例する）も比較的に小さくなり、ひいては軸線方向の変形が比較的に小さくなる。
【００４２】
Ｏ・リング１５０を用いる場合には、スペーサースリーブなしの取り付け（固定）が可能であり、その結果、スペーサースリーブの使用に伴う問題、例えば特に製作誤差の問題や熱に起因する長手方向の膨張の問題、ひいてはシール要素若しくはシールリングの（軸線方向の）変形の問題等が避けられる。Ｏ・リング１５０は、該Ｏ・リングの確実で安定した固定のために、有利には二色射出成形によりケーシング１１２と一緒に成形される。
この場合に、Ｏ・リング１５０のためには、例えばエラストマが用いられ、ケーシング１１２のためには、例えば熱可塑性樹脂が用いられる。
【００４３】
Ｏ・リング１５０の使用による作用効果を明らかにするために、図６に、Ｏ・リング１５０の熱膨張及びその軸線方向の成分Ａ（ずらされて鎖線で描かれた円）が示してある。図５の弁１０２の構成に相当する構成を有する弁の実験及びシミュレーションにおいて、空間温度又は室内温度（実験室温度又は実験スペース温度等）が１１０℃の温度に上昇した場合の当該Ｏ・リングの軸線方向の膨張は、０．０２ｍｍだけであり、該値は、従来の弁の場合に発生する変形量の０．１７よりも著しく小さいものである。従って、接極子とヨークとの間の磁力の温度に起因する低下が実質的に避けられる。
【００４４】
本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、環状のシール要素の外側に中空室を設ける弁若しくはＯ・リング形のシールを用いる弁の種々の形態で実施され得るものである。外側の中空室を設ける構成において、（断面で見て）シールリング１４０，１４６とは異なる形のシール要素（シールリング）を設けることも可能である。弁構成要素の前記材料は例として挙げたものであり、ほかの材料も用いられるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１００，１０１，１０２ 弁、 １０５ 内室、 １１０ ケーシング、 １１１ 弁ケーシング、 １１５ ストッパー、 １２０，１２２ 接続開口部、 １３１，１３２ 中空室、 １４０ シールリング又はシール要素、 １４１，１４２ 区分、 １４３，１４４，１４５ 変形、 １４６ シールリング、 １４９ シールリップ、 １５０ シール要素、 １７０ 閉鎖要素又はシール円錐体、 １６０，１６１ スペーサースリーブ、 １６２ 開口部、 １７１ 行程ロッド、 １８０ シール部材又はパッキン輪、 １８５ 接続プレート、 １９０ ヨーク、 １９１ 接極子、 １９５ 引張りばね
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシング、環状のシール要素及び可動の閉鎖要素を有する弁に関する。
【０００２】
前記形式の弁は、ガス及び液体の容積流を制御するために使用される。可能な使用領域は、例えば自動車の冷却回路であり、自動車の冷却回路においては、冷却媒体により、エンジンが冷却され、熱せられた冷却媒体は、必要に応じて車両暖房装置に用いられる。冷却回路若しくは暖房回路又は加熱回路の分岐部における冷却媒体の分配は、電気制御式の弁を用いて制御されている。
【０００３】
自動車の冷却回路に用いられる従来の弁は、弁ケーシング、弁ケーシング内に配置された環状又はリング状のシール要素及びシール円錐体として形成された閉鎖要素を有している。弁座とも称されるシール要素は、スペーサースリーブを用いてケーシングのストッパーに対して締め付けられている。弁体とも称される閉鎖要素は、ケーシング内に移動可能又はスライド可能に支承された行程ロッドに結合されており、行程ロッドを用いて閉鎖要素が、弁の閉鎖のためにシール要素に当接されるようになっている。行程ロッドは、引張りばねに結合されており、引張りばねは、シール要素からの閉鎖要素の引き離しのための力を行程ロッドに作用させている。
【０００４】
弁の操作のために、ケーシング内に配置されたヨーク及び閉鎖要素に結合された接極子が設けられている。接極子とヨークとの間には、ばね力に抗しかつ（ポンプにより生ぜしめられる）媒体圧若しくは冷媒圧に抗して作用する電磁的な吸引力が形成され、これによって弁の開閉が制御されるようになっている。接極子とヨークとは、一般的に弁の閉鎖状態で接極子とヨークとの間に相互の間隙（残存隙間）を有している。
【０００５】
前述の弁において、高い冷媒温度は、閉鎖特性を低下させてしまうことになる。問題は、特に、環状のシール要素の熱膨張であり、シール要素の熱膨張の、弁の軸線方向の成分により、接極子とヨークとの間の、弁の閉鎖状態での間隙は広げられてしまっている。このことは、電磁的な閉鎖力の減少につながり、結果として弁の漏れが発生することになる。
【０００６】
本発明の課題は、改良された弁を提供し、該弁により、特に温度の高い場合の著しく安定した高い閉鎖特性を可能にすることである。
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の１つの構成によれば、ケーシング、環状若しくはリング状のシール要素及び可動の閉鎖要素を有する弁であって、シール要素及び閉鎖要素はケーシング内に配置されており、該弁は、シール要素への閉鎖要素の当接又は接触により閉じられるようになっている形式のものにおいて、シール要素の外側又は外周の領域に中空室が設けられており、中空室内には、熱膨張の際にシール要素の一部分、つまり膨張の際の膨らみ部分が受容され、換言すれば、シール要素の膨張若しくは膨らみが中空室へ逃がされるようになっている。
【０００８】
環状のシール要素の外側の領域、つまり、（半径方向で）外へ向けられた側の領域に中空室を有する形態の弁は、シール要素の温度に起因する半径方向の変形（体積増大）のための自由空間を提供し、これにより、シール要素の軸線方向の膨張（変形）が減少されることになる。このような構成により、軸線方向の変形に伴うシール問題は避けられ、若しくは小さくされ、その結果、弁は極めて安定した閉鎖特性を有している。
【０００９】
本発明の有利な形態によれば、中空室は、シール要素の外側と、ケーシングの、シール要素の外側と相対する内側との間に設けられている。このような形態において、シール要素は、有利には中空室の領域にシールリップを有しており、シールリップは、ケーシングの内側又は内周面に接触しており、これにより、弁の高いシール性が得られている。
【００１０】
本発明の有利な別の形態によれば、弁は更に、ケーシング内に配置されたシリンダー状若しくは中空円筒形のスペーサースリーブを有しており、スペーサースリーブは、シール要素に接触していて、シール要素をケーシングのストッパー又は端面壁部分に向けて押圧している。このような構成により、シール要素はケーシング内に確実に固定されている。
【００１１】
別の有利な形態によれば、スペーサースリーブは、シール要素の外周の領域とシール要素の内周の領域とでのみシール要素に接触している。このような構成により、スペーサースリーブの熱膨張が、（シール要素の熱膨張に加えて）、特に内周の領域でシール要素の閉鎖特性（シール特性）の低下につながる軸線方向の変形を惹起してしまうようなことを、避けることができるようになっている。
【００１２】
スペーサースリーブを、シール要素の外周の領域とシール要素の内周の領域とでのみシール要素に接触させる形態の有利な構成によれば、スペーサースリーブの、シール要素に隣接する領域は、縦断面で見て、段階的な断面形状若しくは階段状の断面形状を有している。この場合に、環状のシール要素も、対応して段階的な断面形状若しくは階段状の断面形状を有し、下側の区分と上側の区分とにより、例えば、断面で見て下側の幅（半径方向の寸法）の広い方の区分と上側の幅の狭い方の区分とにより形成されており、複数の中空室のうちの１つ（一方）の中空室は、下側の区分の外側又は外周の領域に設けられており、かつ別（他方）の中空室は、上側の区分の外側又は外周の領域に設けられている。
【００１３】
弁には、弁の操作又は作動のために、ケーシング内に配置（固定）されたヨーク及び閉鎖要素に結合された接極子が設けられており、接極子とヨークとの間に形成される電磁力（相互作用）により、接極子が、ヨークに向けて運動（移動）させられ、その結果、閉鎖要素がシール要素に当接されるようになっている。
【００１４】
本発明の別の構成に基づく弁は、同様に、ケーシング、環状（リング状）のシール要素及び可動の閉鎖要素を有しており、シール要素及び閉鎖要素は、ケーシング内に配置されており、弁は、シール要素への閉鎖要素の当接（接触）により閉じられるようになっており、シール要素はＯ・リングにより形成されている。
【００１５】
シール要素をＯ・リングにより構成する形態も、シール要素の熱に起因する軸線方向の膨張を減少させることができ、このような構成により、弁は、頑丈な閉鎖構造を有し、ひいては極めて高い閉鎖特性を有している、Ｏ・リングは、従来のシール要素に比べて比較的小さい体積しか有しておらず、従って、熱膨張も相応に小さくなっている。Ｏ・リングは、スペーサースリーブなしの取り付けを可能にしており、従って、スペーサースリーブの使用に伴う問題が避けられる。
【００１６】
本発明の有利な形態によれば、シール要素は、二色射出成形によりケーシングと一体成形されるＯ・リングとして形成されている。このような構成により、Ｏ・リングと弁ケーシングとの間の安定した確実な固定結合が行われている。
【００１７】
次に、本発明を図示の実施形態に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】環状のシール要素及びシール要素の膨張のための中空室を有する弁の概略的な縦断面図である。
【図２】図１の弁の、シール要素の半径方向の膨張を示すための下側の領域の概略図である。
【図３】図１の弁の環状のシール要素の軸線方向の膨張を示すための概略図である。
【図４】環状のシール要素及びシール要素の膨張のための中空室を有する別の弁の概略的な縦断面図である。
【図５】シール要素としてＯ・リングを備えた別の弁の概略的な縦断面図である。
【図６】図５の弁の、Ｏ・リングの軸線方向の膨張を示すための下側の領域の概略図である。
【００１９】
以下において、本発明に係る電気制御式の弁を、図示の実施形態に基づき説明する。例えば自動車の冷媒回路に用いられる弁は、温度による弁構成部材の変形に際しても確実に保証される閉鎖特性を有するものである。
【００２０】
図１は、弁１００の縦断面を概略的に示している。弁１００はケーシング１１０を有しており、該ケーシングは、ほぼ中空円筒形の内室１０５を包囲している。例えばプラスチック材料から成っているケーシング１１０には、下方の接続開口部１２０と側方の接続開口部１２２とが設けられている。媒体が、非対称に配置された接続開口部１２０，１２２を経て、弁ケーシングの内室１０５内を流過するようになっている。自動車の冷媒回路に関連して、例えば下方の接続開口部１２０が、（ポンプにより吐出される）冷却液体の供給（流入）のために用いられ、側方の接続開口部１２２が冷却流体の排出（流出）のために用いられるようになっている。
【００２１】
弁１００は更に、内室１０５内にリング状のシール要素１４０（以下、シールリング１４０と称する）、及びシールリング１４０と協働する閉鎖要素１７０を有しており、該閉鎖要素はシール円錐体１７０として形成されている。シール円錐体１７０は、実施形態では金属材料、例えば黄銅を含んでいる。弾性変形可能な材料、例えば特にエラストマ材料から成るシールリング１４０は、断面で見て、各側にそれぞれ段状の形（輪郭）を有していて、下側の区分１４１と上側の狭い区分１４２とにより形成されている。上側の区分１４２は、シールリング１４０の内周の領域の上側に丸味の付けられた輪郭を有している。シールリング１４０の内周の領域で、シール円錐体１７０が、図１に示してあるように、シールリング１４０に接触するようになっており、これにより弁１００は閉じられる。シールリング１４０の下側の区分１４１は、内周の領域に、下方の接続開口部１２０に向かって広がる形状を有している。
【００２２】
ケーシング１１０内にシールリング１４０を固定するために、弁１００は、ケーシング１１０の内側に接する中空円筒形のスペーサースリーブ１６０を有しており、該スペーサースリーブは、例えばプラスチック材料から形成されている。スペーサースリーブ１６０を用いて、シールリング１４０が、ケーシング１１０の下方の接続開口部１２０の領域にあるストッパー１１５に対して締め付けられている。スペーサースリーブ１６０は、図１に示してあるように、側方の開口部１６２を有しており、該開口部は、ケーシング１００の側方の接続開口部１２２と合致しており、これにより、容積流がケーシング内室１０５から接続開口部１２２を経て流れるようになっている。更にスペーサースリーブ１６１は、シールリング１４０と接している区分に、断面で見て、シールリング１４０に向かって幅広くなる形を有している。
【００２３】
弁１００は、ケーシング１１０の上側に接続プレート１８５を有しており、該接続プレートは、固定手段、例えばねじ（図示省略）を用いてケーシング１１０に取り付けられている。接続プレート１８５の下側に、シール部材１８０が設けられており、該シール部材は、スペーサースリーブ１６０上に装着されていて、スペーサースリーブ１６０をシールリング１４０に向けて押圧しており、これにより、ストッパー１１５へのシールリング１４０の前述の締め付けが行われている。
【００２４】
シールリング１４０と協働するシール円錐体１７０は、行程ロッド１７１に結合され、若しくは行程ロッド１７１に一体成形されている。行程ロッド１７１は、移動可能若しくはスライド可能に支承されており、このような構成により、弁１００が開閉され、若しくは接続開口部１２０，１２２を経て弁１００を通って流れる容積流が制御されるようになっている。図１に示してある位置、つまり、シール円錐体１７０がシールリング１４０に当接又は接触している位置で、弁１００は閉じられており、従って、接続開口部１２０，１２２間に容積流は形成されていない。
【００２５】
行程ロッド１７１は、弁ケーシング１１０内からその上側でシール部材１８０を貫いて突出している。シール輪体若しくはシールつばとも称されるシール部材１８０は、行程ロッド１７１の案内部を密閉するために、行程ロッド１７１の領域でシールブッシュとして形成されていてよく、或いはシールブッシュを含んでいてよい。行程ロッド１７１は、その上方の端部で引張りばね１９５に結合されており、該引張りばねは、シール円錐体１７０をシールリング１４０から引き離して弁１００を開く力を、行程ロッド１７１に作用させている。
【００２６】
行程ロッド１７１を移動させ、これによりシール円錐体１７０をシールリング１４０に向けて移動させ、その結果、弁１００を閉じるために、弁１００は、ヨーク１９０及び接極子１９１を有しており、該ヨーク及び接極子は、実質的に円筒形に形成されていてよい。図示の実施形態では、行程ロッド１７１は、中間の部位でヨーク１９０内に通して案内されており、接極子１９１は、行程ロッド１７１の上側の領域で該行程ロッドの周囲に固定されている。ヨーク１９０が、ケーシング１１０に対して上側に設けられて、接続プレート１８５に配置され、若しくは固定されていて、該ヨークの上側に円錐形のくぼみを有しているのに対して、接極子１９１は、その下側に円錐形の区分を有しており、該円錐形の区分の輪郭は、ヨーク１９０の円錐形の領域（くぼみ）の輪郭に相応している。
【００２７】
接極子１９１とヨーク１９０とは、これらの構成部分間に電磁的な吸引力が発生して、行程ロッド１７１に固定された接極子１９１がヨーク１９０に向けて引っ張られ、結果として、シール円錐体１７１がシールリング１４０に向けて移動させられるように、構成されている。つまり、実施形態によれば、例えば接極子１９１が電気的に制御可能な電磁石として形成され、かつヨーク１９０が永久磁石として形成されている。この場合に逆の構成とすることも可能である。接極子１９１とヨーク１９０との間の電磁力（電磁的な吸引力）は、ばね１９５の引張り力に抗して、かつ（ポンプにより形成されかつ下側の接続開口部１２０に作用する）媒体若しくは冷媒の圧力に抗して作用するようになっている。電磁的な吸引力により若しくは該吸引力の変化に基づき、弁の開閉が制御されるようになっている。図１に示してあるように、弁を閉じた状態でも、接極子１９１とヨーク１９０との間には、例えば構成部分の製作誤差の補償のために、間隙（残存隙間）が設けられている。
【００２８】
弁１００は、頑丈であり、特に温度の高い場合若しくは温度変化、ひいてはシールリング１４０に発生する熱膨張（体積増加）に際して保証される極めて高い閉鎖特性を有している。高い温度は、弁１００を貫流する媒体により発生している。前に述べてある自動車用の冷媒回路の場合には、使用されている冷媒は、約１１０℃の温度まで熱せられる。
【００２９】
弁１００は、確実な閉鎖のために、シールリング１４０の外側の領域、つまり、（半径方向で）外へ向けられた側の領域において、下側のシールリング区分１４１に隣接する下側の中空室１３１と、上側のシールリング区分１４２に隣接する上側の中空室１３２とを有している。中空室１３１，１３２は、シールリング１４０の温度に起因する半径方向の変形のための自由空間若しくはスペースを提供するものであり、これにより、シールリング１４０の軸線方向の膨張が、従来の弁とは異なり、著しく抑制されることになる。下側の中空室１３１の形成のために、ケーシング１１０内にはストッパー１１５の領域に、（半径方向で）ケーシング内側を全周にわたって延びる切欠き若しくは溝（環状の切欠き若しくは溝）が形成されており、該切欠き若しくは溝には、下側のシールリング区分１４１の一部分が入り込んでいる。このような構成により、シールリング１４０の（部分的な）固定（スペーサースリーブ１６０の使用による締め付け固定に対して追加的な固定）が行われている。図示の実施形態では、下側の中空室１３１は、シールリング１４とケーシング１１０の内側とによって画定されている。これに対して、上側の中空室１３２は、シールリング１４０と、シールリング１４０若しくはシールリング区分１４２と相対するケーシング内側と、更に追加的にスペーサースリーブ１６０の一部分とによって画定されている。
【００３０】
下側のシールリング区分１４１は、外周に追加的に、全周にわたって延びるシールリップ１４９を備えており、該環状のシールリップは、弁１００の高い密閉性を保証するために、ケーシング１１０の内側に接触している。このような構成により、下側の中空室１３１は２つの部分室に区分けされている。シールリップは、上側のシールリング区分１４２にも設けられてよい、或いは上側のシールリング区分１４２にのみ設けられてよいものである。
【００３１】
中空室１３１，１３２は、前に述べてあるように、シールリング１４０の一部分を、温度に起因する半径方向の膨張に際して受容するために用いられ、換言すれば、シールリングの半径方向の膨張を吸収するために用いられるものである。この種の膨張は、弁１００の下側の領域を概略的に示す図２に、シールリング区分１４１，１４２の変形１４３，１４４によって示してあり、この場合に、シールリップ１４９の記入は省略してある。半径方向の変形１４３，１４４が、中空室１３１，１３２内に吸収され、これによってシールリング１４０の軸線方向の変形が比較的小さくなっている。
【００３２】
図３は、シールリング１４０の熱膨張の際にシールリング１４０に発生する膨出若しくは変形１４５を例示するものである。変形１４５は、上側において、スペーサースリーブ１６がシールリング１４０の外側（上側）に接触している、つまり外側からシールリング１４０を締め付けていることに基づき、特にシールリング１４０の内周の領域に発生し、つまり、（弁１００の閉鎖時に）シール円錐体１７０がシールリング１４０に当接する部位に発生している。変形１４５は、ずらして鎖線で描かれた円により示してあるように、軸線方向の膨張Ａを含んでいる。軸線方向の膨張Ａ（軸線方向のずれ又は移動）により、シールリング１４０に当接するシール円錐体１７０が、（ひいては行程ロッド１７１及び接極子１９１がヨーク１９０に対して）軸線方向に移動させられ、結果として、接極子１９１とヨーク１９０との間の間隙が広げられることになる。
【００３３】
シールリング１４０、中空室１３１，１３２により与えられる半径方向の熱膨張能力（熱膨張可能性又は熱膨張容量）に基づき、熱に起因する変形１４５、ひいては弁１００における軸線方向の移動Ａは小さくなっている。これとは逆に、中空室のない従来の弁においては、シールリングのための半径方向の熱膨張能力がなく、従って、軸線方向の極めて大きな変形、ひいては接極子とヨークとの間の間隙の増大が生じている。接極子とヨークとの間の間隙の増大は、電磁的な吸引力の減少をもたらし、電磁的な吸引力の減少の量は、従来の弁において弁の漏れが発生するほどに大きくなっている。
【００３４】
中空室１３１，１３２を設けることにより得られる効果は、従来の弁と図１の弁１００に相当する構造の弁とを用いて行った実験及びシミュレーションで得られた次の値により明らかである。空間温度が１１０℃の温度まで上昇した場合に、（中空室を有していない）従来の弁において発生する軸線方向の膨張は、０．１７ｍｍであるのに対して、中空室を備える弁における膨張は０．０６ｍｍだけである。軸線方向の変形のこのような最小化により、接極子とヨークとの間の磁力の約１．５Ｎの増加が達成される。
【００３５】
中空室１３１，１３２は、シールリング１４０に対する熱膨張能力の付与のほかに、例えば（特にスペーサースリーブ１６０の）製作誤差を補償し、ひいては該誤差に伴って発生するシールリング１４０の変形を減少させるためにも適している。シールリング１４０の、中空室１３１，１３２により与えられる熱膨張能力若しくは変形能力に基づき、シール円錐体１７０及び行程ロッド１７１の発生することのある傾倒も補償されるようになる。
【００３６】
図４は、別の実施形態の弁１０１の概略的な断面図である。弁１０１は、図１に示す弁１００と実質的に同じ構造を有している。弁１０１は、中空円筒形の内室１０５を包囲している弁ケーシング１１１を有しており、該弁ケーシングは、非対称的に配置された接続開口部１２０，１２２を備えている。内室１０５内には、弾性的に変形可能なシールリング１４６が配置されており、該シールリングは、ケーシング１１１内での固定のためにスペーサースリーブ１６１を用いてケーシング１１１のストッパー１１５に対して締め付けられている。スペーサースリーブ１６１には、接続開口部１２２と合致する開口部１６２が設けられている。シールリング１４６は、段階的な断面若しくは階段状の断面を有し、つまり、断面で見て、下側の広い方の区分１４７と上側の狭い方の区分１４８とを有している。同様に、シールリング１４６の外側には、シールリング１４０の半径方向の熱膨張能力を付与するため、その結果、図１の弁１００に相応してシールリング１４６の軸線方向の膨張をできるだけ抑制するために、中空室１３１，１３２が設けられている。
【００３７】
弁１０１のケーシング１１１は、弁１００とは異なり、ストッパー１１５の領域に、下側の中空室１３１のための環状の切欠きを有していない。従って、下側の中空室１３１は、シールリング１４６若しくはシールリング区分１４７と、ケーシング内側と、更にスペーサースリーブ１６１の一部分とによって画成されている。シールリング区分１４７は、図４に再び示してあるように、ケーシング内側に接触しかつ全周にわたって延びるシールリップ１４９を有していてよい。
【００３８】
更に、スペーサースリーブ１６１、より具体的には、スペーサースリーブ１６１の、シールリング１４６に向かって広がる下側の区分が、（断面図で見て）下側に段部を備えており、これにより、上側の中空室１３２が、シールリング１４６とスペーサースリーブ１６１とのみによって画成されている。スペーサースリーブ１６１の下側の階段状の区分並びにシールリング１４６の階段形状により、スペーサースリーブ１６１は、シールリング１４６の上面において、外周の領域と内周の領域とのみに接触している。このような構成により、スペーサースリーブ１６１の温度に起因する長手方向膨張が、シールリング１４６の内周領域における、閉鎖特性の低下につながる膨出若しくは軸線方向の変形を惹起してしまうようなことを、効果的に避けることができるようになっている。
【００３９】
図５は、更に別の実施形態の弁１０２の概略的な断面図である。弁１０２は、図１及び図４の弁１００，１０１とほぼ同じ構造を有している。
【００４０】
弁１０２は、中空円筒形の内室１０５を包囲している弁ケーシング１１２を有しており、該弁ケーシングは、非対称的に配置された接続開口部１２０，１２２を備えている。内室１０５内には、弾性的に変形可能な環状のシール要素１５０が設けられており、該シール要素は、弁の閉鎖のために行程ロッドに一体成形された、若しくは固定されたシール円錐体１７０と協働するようになっている。スライド可能に支承されている行程ロッド１７１は、ケーシング１１２の、接続プレート１８５及びシール部材１８０により閉鎖されている上側から突出している。行程ロッド１７１は、その上方の端部で引張りばね１９５に結合されている。弁１０２の作動のために、ケーシング上面に配置されたヨーク１９０と行程ロッド１７１に固定された接極子１９１とが設けられており、前記ヨークと前記接極子との間には、ばね１９５の引張り力に抗しかつ（ポンプにより形成されかつ下側の接続開口部１２０に作用する）媒体若しくは冷媒の圧力に抗して作用する電磁的な吸引力が形成されるようになっている。
【００４１】
弁１０２の環状（リング状）のシール要素１５０は、図１及び図４の弁１０１，１０２とは異なり、Ｏ・リング１５０として形成されている。Ｏ・リング１５０は、図示の実施形態では、ケーシング１１２の接続開口部１２０の上側の領域において減径部若しくは段部の縁部又は角部（面と面の交わる部分）に設けられている。Ｏ・リング１５０は、比較的小さい寸法、つまり比較的小さい体積で実施され得るものである。結果として、温度に起因する膨張、つまり熱膨張（これは体積にほぼ比例する）も比較的に小さくなり、ひいては軸線方向の変形が比較的に小さくなる。
【００４２】
Ｏ・リング１５０を用いる場合には、スペーサースリーブなしの取り付け（固定）が可能であり、その結果、スペーサースリーブの使用に伴う問題、例えば特に製作誤差の問題や熱に起因する長手方向の膨張の問題、ひいてはシール要素若しくはシールリングの（軸線方向の）変形の問題等が避けられる。Ｏ・リング１５０は、該Ｏ・リングの確実で安定した固定のために、有利には二色射出成形によりケーシング１１２と一緒に成形される。
この場合に、Ｏ・リング１５０のためには、例えばエラストマが用いられ、ケーシング１１２のためには、例えば熱可塑性樹脂が用いられる。
【００４３】
Ｏ・リング１５０の使用による作用効果を明らかにするために、図６に、Ｏ・リング１５０の熱膨張及びその軸線方向の成分Ａ（ずらされて鎖線で描かれた円）が示してある。図５の弁１０２の構成に相当する構成を有する弁の実験及びシミュレーションにおいて、空間温度又は室内温度（実験室温度又は実験スペース温度等）が１１０℃の温度に上昇した場合の当該Ｏ・リングの軸線方向の膨張は、０．０２ｍｍだけであり、該値は、従来の弁の場合に発生する変形量の０．１７よりも著しく小さいものである。従って、接極子とヨークとの間の磁力の温度に起因する低下が実質的に避けられる。
【００４４】
本発明は、図示の実施形態に限定されるものではなく、環状のシール要素の外側に中空室を設ける弁若しくはＯ・リング形のシールを用いる弁の種々の形態で実施され得るものである。外側の中空室を設ける構成において、（断面で見て）シールリング１４０，１４６とは異なる形のシール要素（シールリング）を設けることも可能である。弁構成要素の前記材料は例として挙げたものであり、ほかの材料も用いられるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１００，１０１，１０２ 弁、 １０５ 内室、 １１０ ケーシング、 １１１ 弁ケーシング、 １１５ ストッパー、 １２０，１２２ 接続開口部、 １３１，１３２ 中空室、 １４０ シールリング又はシール要素、 １４１，１４２ 区分、 １４３，１４４，１４５ 変形、 １４６ シールリング、 １４９ シールリップ、 １５０ シール要素、 １７０ 閉鎖要素又はシール円錐体、 １６０，１６１ スペーサースリーブ、 １６２ 開口部、 １７１ 行程ロッド、 １８０ シール部材又はパッキン輪、 １８５ 接続プレート、 １９０ ヨーク、 １９１ 接極子、 １９５ 引張りばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁であって、ケーシング（１１０，１１１）、環状のシール要素（１４０，１４６）及び可動の閉鎖要素（１７０）を有しており、前記シール要素（１４０，１４６）及び前記閉鎖要素（１７０）は、前記ケーシング（１１０，１１１）内に配置されており、該弁は、前記シール要素（１４０，１４６）への前記閉鎖要素（１７０）の当接により閉じられるようになっている形式のものにおいて、
前記シール要素（１４０，１４６）の外側の領域に中空室（１３１，１３２）が設けられており、該中空室内に、前記シール要素（１４０，１４６）の一部分（１４３，１４４）が熱膨張の際に受容されるようになっていることを特徴とする、弁。
【請求項２】
前記中空室（１３１，１３２）は、前記シール要素（１４０，１４６）の外側と、前記ケーシング（１１０，１１１）の、前記シール要素（１４０，１４６）の外側と相対する内側との間に設けられている請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記シール要素（１４０，１４６）は、前記中空室（１３１，１３２）の領域にシールリップ（１４９）を有しており、該シールリップは、前記ケーシング（１１０，１１１）の内側に接触している請求項１又は２に記載の弁。
【請求項４】
前記ケーシング（１１０，１１１）内に、中空円筒形のスペーサースリーブ（１６０，１６１）が設けられており、該スペーサースリーブは、前記シール要素（１４０，１４６）に接触していて、該シール要素（１４０，１４６）を前記ケーシング（１１０，１１１）のストッパー（１１５）に向けて押圧している請求項１から３のいずれか１項に記載の弁。
【請求項５】
前記スペーサースリーブは、前記シール要素（１４６）の外周の領域と内周の領域とにおいてのみ、該シール要素（１４６）に接触している請求項４に記載の弁。
【請求項６】
前記環状のシール要素（１４０，１４６）は、階段状の断面形状を有し、下側の区分（１４１，１４７）と上側の区分（１４２，１４８）とにより形成されており、複数の前記中空室（１３１，１３２）が設けられており、前記１つの中空室（１３１）が、前記下側の区分（１４１，１４７）の外側の領域に設けられており、かつ前記別の中空室（１３２）が、前記上側の区分（１４２，１４８）の外側の領域に設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の弁。
【請求項７】
前記弁は、前記ケーシング（１１０，１１１）内に配置されたヨーク（１９０）及び前記閉鎖要素（１７０）に結合された接極子（１９１）を有しており、前記接極子（１９１）と前記ヨーク（１９０）との間の電磁力の相互作用により、前記接極子（１９１）が、前記ヨーク（１９０）に向けて運動させられ、これにより、前記閉鎖要素（１７０）が前記シール要素（１４０，１４６）に当接されるようになっている請求項１から６のいずれか１項に記載の弁。
【請求項８】
弁であって、ケーシング（１１２）、環状のシール要素（１５０）及び可動の閉鎖要素（１７０）を有しており、前記シール要素（１５０）及び前記閉鎖要素（１７０）は、前記ケーシング（１１２）内に配置されており、該弁は、前記シール要素（１５０）への前記閉鎖要素（１７０）の当接により閉じられるようになっている形式のものにおいて、
前記環状のシール要素がＯ・リング（１５０）であることを特徴とする、弁。
【請求項９】
前記シール要素が、二色射出成形により前記ケーシング（１１２）と一体成形されたＯ・リング（１５０）である請求項８に記載の弁。
【請求項１０】
前記ケーシング（１１２）に配置されたヨーク（１９０）及び前記閉鎖要素（１７０）に結合された接極子（１９１）を有しており、前記接極子（１９１）と前記ヨーク（１９０）との間の電磁力の相互作用により、前記接極子（１９１）が、前記ヨーク（１９０）に向けて運動させられ、これにより、前記閉鎖要素（１７０）が前記シール要素（１５０）に当接されるようになっている請求項８又は９に記載の弁。
【請求項１】
弁であって、ケーシング（１１０，１１１）、環状のシール要素（１４０，１４６）及び可動の閉鎖要素（１７０）を有しており、前記シール要素（１４０，１４６）及び前記閉鎖要素（１７０）は、前記ケーシング（１１０，１１１）内に配置されており、該弁は、前記シール要素（１４０，１４６）への前記閉鎖要素（１７０）の当接により閉じられるようになっている形式のものにおいて、
前記シール要素（１４０，１４６）の外側の領域に中空室（１３１，１３２）が設けられており、該中空室内に、前記シール要素（１４０，１４６）の一部分（１４３，１４４）が熱膨張の際に受容されるようになっていることを特徴とする、弁。
【請求項２】
前記中空室（１３１，１３２）は、前記シール要素（１４０，１４６）の外側と、前記ケーシング（１１０，１１１）の、前記シール要素（１４０，１４６）の外側と相対する内側との間に設けられている請求項１に記載の弁。
【請求項３】
前記シール要素（１４０，１４６）は、前記中空室（１３１，１３２）の領域にシールリップ（１４９）を有しており、該シールリップは、前記ケーシング（１１０，１１１）の内側に接触している請求項１又は２に記載の弁。
【請求項４】
前記ケーシング（１１０，１１１）内に、中空円筒形のスペーサースリーブ（１６０，１６１）が設けられており、該スペーサースリーブは、前記シール要素（１４０，１４６）に接触していて、該シール要素（１４０，１４６）を前記ケーシング（１１０，１１１）のストッパー（１１５）に向けて押圧している請求項１から３のいずれか１項に記載の弁。
【請求項５】
前記スペーサースリーブは、前記シール要素（１４６）の外周の領域と内周の領域とにおいてのみ、該シール要素（１４６）に接触している請求項４に記載の弁。
【請求項６】
前記環状のシール要素（１４０，１４６）は、階段状の断面形状を有し、下側の区分（１４１，１４７）と上側の区分（１４２，１４８）とにより形成されており、複数の前記中空室（１３１，１３２）が設けられており、前記１つの中空室（１３１）が、前記下側の区分（１４１，１４７）の外側の領域に設けられており、かつ前記別の中空室（１３２）が、前記上側の区分（１４２，１４８）の外側の領域に設けられている請求項１から５のいずれか１項に記載の弁。
【請求項７】
前記弁は、前記ケーシング（１１０，１１１）内に配置されたヨーク（１９０）及び前記閉鎖要素（１７０）に結合された接極子（１９１）を有しており、前記接極子（１９１）と前記ヨーク（１９０）との間の電磁力の相互作用により、前記接極子（１９１）が、前記ヨーク（１９０）に向けて運動させられ、これにより、前記閉鎖要素（１７０）が前記シール要素（１４０，１４６）に当接されるようになっている請求項１から６のいずれか１項に記載の弁。
【請求項８】
弁であって、ケーシング（１１２）、環状のシール要素（１５０）及び可動の閉鎖要素（１７０）を有しており、前記シール要素（１５０）及び前記閉鎖要素（１７０）は、前記ケーシング（１１２）内に配置されており、該弁は、前記シール要素（１５０）への前記閉鎖要素（１７０）の当接により閉じられるようになっている形式のものにおいて、
前記環状のシール要素がＯ・リング（１５０）であることを特徴とする、弁。
【請求項９】
前記シール要素が、二色射出成形により前記ケーシング（１１２）と一体成形されたＯ・リング（１５０）である請求項８に記載の弁。
【請求項１０】
前記ケーシング（１１２）に配置されたヨーク（１９０）及び前記閉鎖要素（１７０）に結合された接極子（１９１）を有しており、前記接極子（１９１）と前記ヨーク（１９０）との間の電磁力の相互作用により、前記接極子（１９１）が、前記ヨーク（１９０）に向けて運動させられ、これにより、前記閉鎖要素（１７０）が前記シール要素（１５０）に当接されるようになっている請求項８又は９に記載の弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１２−５３２２９９（Ｐ２０１２−５３２２９９Ａ）
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１８８８７（Ｐ２０１２−５１８８８７）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９１６９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００３７６９
【国際公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０５９１６９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００３７６９
【国際公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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