CN106164548B - 阀装置 - Google Patents

Abstract

阀装置具备球阀(1)，具有呈凸形球面形状的球面(1a)；以及阀座(2)，呈凹形球面形状的座面(2a)被推压到所述球面。所述球阀被进行转动操作，形成于所述球阀的阀开口(1b)与形成于所述阀座的座开口(2b)连通，由此该阀装置进行开阀。座开口的开口径φ2比阀开口的开口径φ1小。球面的曲率半径R1为座面的曲率半径R2以下。

Description

阀装置

关联申请的相互参照：本申请基于2014年7月7日提交的日本申请2014-139702号、2014年7月7日提交的日本申请2014-139729号、2014年7月7日提交的日本申请2014-139759号、2014年7月7日提交的日本申请2014-139789号、2014年9月5日提交的日本申请2014-181346号、2015年4月21日提交的日本申请2015-86608号，在此援引其记载内容。

技术领域

本发明涉及凹形球面形状的阀座被推压到凸形球面形状的球面的阀装置，涉及适合用于控制例如作为流体的一个例子的冷却水的阀装置的技术。另外，凸形球面形状为向外侧鼓出的球面形状，凹形球面形状为向内侧凹陷的球面形状。

背景技术

已知一种阀装置，向球阀中的凸形球面形状的球面推压阀座中的凹形球面形状的座面，通过对球阀进行转动操作来进行球阀的阀开口与阀座的座开口的连通和非连通的切换(例如参照专利文献1)。

现有技术的阀装置中，座开口的开口径设置成与阀开口的开口径一致。或者，座开口的开口径设置成比阀开口的开口径大。其中，开口径为开口的内径尺寸。

阀座的座面被推压到球阀的球面。并且，球阀每当进行开闭操作以及开度调整时进行转动。因而，球面与座面以被压接的状态进行滑动。

在此，球阀的球面相对于座面移动。因而，开阀时与座面相接的球面和闭阀时与座面相接的球面为不同部位。与此相对，由于座面是不移动的，因此开阀时与球面相接的座面和闭阀时与球面相接的座面为相同部位。

即，闭阀时与座面相接的球面仅在闭阀时与座面相接，而闭阀时与球面相接的座面从闭阀时起到全开时为止的整个范围内与球面相接。这样，闭阀时与座面相接的部位的球面不易磨损。

与此相对，闭阀时与球面相接的部位的座面一直在球面上滑动，因此容易产生磨损。因而，阀装置长期使用后，与闭阀时确保密封性的球面相比，闭阀时确保密封性的座面的磨损更严重，可能会在闭阀时产生泄漏。

此外，专利文献1的阀座通过安装于该阀座周围的圆筒部而被组装到保持构件。专利文献1的圆筒部是用于将阀座安装到保持构件的独立部件，因此部件个数增加。

而且，专利文献1的圆筒部是形成将阀座嵌入内侧的环状槽的部件，因此，圆筒部的轴向的长度尺寸设置成比阀座的厚度尺寸长。如上述那样，在以往构造的阀装置中，阀座容易磨损。因而，当阀座的磨损进展而变薄时，可能会产生球阀与圆筒部直接接触的不良状况而导致阀座失去密封效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-232260号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够防止因滑动磨损引起的密封性变差的阀装置。

本发明的一个方式中，阀装置具备：球阀，具有呈凸形球面形状的球面；以及阀座，呈凹形球面形状的座面被推压到所述球面。球阀被进行转动操作，形成于球阀的阀开口与形成于阀座的座开口连通，由此该阀装置开阀。将座开口的开口径设置成与阀开口的开口径相比为小径，并且将球面的曲率半径设置成与座面的曲率半径相同或者比座面的曲率半径小。也就是说，阀装置设置成满足φ1＞φ2以及R1≤R2的关系。

由此，开阀时与球面相接的座面和闭阀时与球面相接的座面为不同部位。即，能够设置成使闭阀时与球面相接来确保密封性的部位的座面在开阀时不与球面相接。因而，能够抑制闭阀时与球面相接来确保密封性的部位的座面的磨损，能够长期地确保闭阀时的密封性。

附图说明

通过参照附图来进行下述的详细的描述，本发明的上述及其他目的、特征及优点将会更加清楚。

图1是开阀时的阀装置的截面图(实施例1)。

图2是闭阀时的阀装置的截面图(实施例1)。

图3是表示球面与座面的接触部位的说明图(实施例1)。

图4是开阀时的阀装置的截面图(实施例2)。

图5是闭阀时的阀装置的截面图(实施例3)。

图6是阀装置的沿着轴向的截面图(实施例4)。

图7是从轴向来观察阀装置时的图(实施例4)。

图8是发动机冷却装置的概略图(实施例5)。

图9是阀装置的截面图(实施例5)。

图10是图9的部分放大图(实施例5)。

图11是图10的XI-XI截面图(实施例5)。

图12是阀装置的截面图(实施例5的变形例)。

图13是阀装置的截面图(实施例5的变形例)。

具体实施方式

实施例公开了具体的一个例子，但是本发明不限于实施例。

[实施例1]

阀装置搭载于汽车，如图1～图3所示，将阀座2的座面2a向球阀1的球面1a推压，通过对球阀1进行转动操作来进行发动机冷却水的流量控制或者分配控制。

阀装置具备：

·外壳3，设置有从发动机导入冷却水的吸入口和排出由该阀装置进行了水量控制后的冷却水的排出口；

·转轴，转动自如地支承在外壳3上；

·电动促动器，用于对转轴进行转动操作；

·球阀1，与转轴一体地转动；

·环状的阀座2，被推压到球阀1。

具体而言，球阀1具备贯穿内外的阀开口1b，阀座2具备贯穿中央部的座开口2b。球阀1通过被进行转动操作、使阀开口1b与座开口2b连通而开阀，通过阀开口1b与座开口2b成为非连通而闭阀。

如图3所示，该实施例的阀开口1b设置成沿着球阀1的转动方向的长孔形状。具体而言，阀开口1b设置成与球阀1的转动方向平行的开口缘延伸的长孔形状。

球阀1经由转轴、通过电动促动器而被进行转动操作。球阀1作为一个例子，呈大致杯形状。另外，冷却水的流动方向没有限定，作为辅助理解的一个例子，从吸入口供给的冷却水从杯开口部向球阀1的内侧供给。并且，若球阀1开阀，则供给至球阀1的内侧的冷却水经过阀开口1b与座开口2b的重叠部位而被向排出口引导。

球阀1通过例如PPS等树脂来形成，至少与阀座2滑动接触的面设置成呈凸形球面形状的平滑的球面1a。即，球阀1具有呈凸形球面形状的球面1a，通过电动促动器而被进行转动操作。

阀座2是在中心部形成有贯穿的座开口2b的环状体，通过例如PTFE等树脂来形成。阀座2中，呈凹形球面形状的座面2a被推压到球阀1的球面1a，与球面1a滑动接触的座面2a设置为平滑。

阀座2被支承于外壳3，在外壳3设置有支承阀座2的支承部。

该支承部具备：

·隔离件5，固定于外壳3的流路壁；

·弹簧6，配置在阀座2与隔离件5之间；

·板构件7，配置在弹簧6与隔离件5之间；

·套筒8，支承阀座2。

隔离件5例如通过压入等而被固定于通向排出口的流路的内壁，呈大致圆筒形状。弹簧6例如是压缩螺旋弹簧，以压缩的状态被组装。板构件7是金属制的弹簧座，呈环状圆板形状。

套筒8是大致圆筒状的通路构件，在与球阀1接近的一端侧支承阀座2，远离球阀1的另一端侧被插入至隔离件5的内部，将经过座开口2b后的冷却水向通向排出口的流路内引导。

具体而言，套筒8由耐腐蚀性优良的不锈钢等金属材料形成，在呈筒状的套筒8的一端，作为支承阀座2的手段一体地设置有从径向的外侧约束阀座2的外端的筒体8a、以及压接到座背面的环状板8b。另外，座背面是阀座2的与座面2a相反侧的面。

说明更具体的一个例子。该实施例的阀座2的外端是在呈环状的阀座2的外周缘形成的圆筒面。筒体8a用于约束阀座2的外端而防止阀座2的延展，呈轴向比径向短的圆筒形状。并且，阀座2的外端的圆筒面通过压入等而被推压到筒体8a的内周面，筒体8a抑制阀座2向外径方向的延展。

另一方面，阀座2的座背面是环状的平面，环状板8b也设置成环状的平面。具体而言，环状板8b形成为比插通于弹簧6内侧的范围的套筒8的筒径更向外径侧扩径的台阶形状。并且，阀座2的外端的圆筒面被筒体8a的内周面约束，由此，保持座背面与环状板8b压接的状态，通过保持座背面压接于环状板8b的状态来抑制阀座2的翘曲等变形。

另外，在套筒8与隔离件5之间，配置有密封唇等密封部件9，在外壳3与隔离件5之间，配置有O型垫圈等密封部件10。

阀装置中，开阀时与球面1a相接的座面2a和闭阀时与球面1a相接的座面2a为不同部位。下面具体地说明该构成。

阀装置中，作为用于使开阀时与球面1a相接的座面2a和闭阀时与球面1a相接的座面2a成为不同部位的手段，在座面2a的内侧设置开阀时不与球面1a接触的范围。

具体而言，在该实施例的座面2a，在比座开口2b靠外径侧，设置与阀开口1b的平行的开口缘进行滑动接触的部位。该滑动接触的部位是由于因长期使用引起的磨损而产生台阶D的部位。

作为如上述那样设置的具体的手段，将座开口2b的开口径φ2与阀开口1b的开口径φ1相比设为小径。即，该实施例的阀装置设置成，在将阀开口1b的开口径设为φ1、将座开口2b的开口径设为φ2的情况下，满足φ1＞φ2的关系。

在此，该实施例的阀开口1b如上述那样，呈沿着球阀1的转动方向的长孔形状，具有沿转动方向延伸的平行的开口缘。因而，阀开口1b的开口径φ1如图3所示那样由球阀1的旋转轴向的宽度来决定。

此外，该实施例的阀装置中，作为用于使开阀时与球面1a相接的座面2a和闭阀时与球面1a相接的座面2a成为不同部位的手段，需要设置成座面2a的在开阀中不与球面1a相接的部位在闭阀时与球面1a相接，来确保密封性。具体地说，需要设置成在闭阀时使座面2a的内径侧与球面1a可靠地相接。

于是，将球面1a的曲率半径R1设为与座面2a的曲率半径R2相同。或者比座面2a的曲率半径R2小。即，该实施例的阀装置设置成，在将球面1a的曲率半径设为R1、将座面2a的曲率半径设为R2的情况下，满足R1≤R2的关系。

作为具体的一个例子，在该实施例中，在座面2a的内径方向的端部，设置仅闭阀时与球面1a接触的接触圈A。该接触圈A是由构成球面1a的凸形球面形状与构成座面2a的凹形球面形状之间的曲率差形成的密封环。

对此具体地进行说明，如上述那样，球面1a设置成凸形球面形状，座面2a设置成凹形球面形状。并且，在该实施例中，将球面1a的曲率半径R1设置成比座面2a的曲率半径R2小。

通过这样设置，通过球面1a与座面2a的曲率差，能够设置在闭阀时仅座面2a的内径方向的端部与球面1a接触的接触圈A。

该实施例的阀装置中，开阀时与球面1a相接的座面2a和闭阀时与球面1a相接的座面2a为不同部位。即，闭阀时与球面1a相接来确保密封性的部位的座面2a在开阀时不与球面1a相接。

因而，能够长期地抑制闭阀时与球面1a相接来确保密封性的部位的座面2a的磨损，能够长期地确保闭阀时的密封性。由此，能够提高阀装置的长期可靠性。

该实施例的阀开口1b如上述那样，呈沿着球阀1的转动方向的长孔形状。因而，若球阀1被进行转动操作，则长孔的开口缘局部地抵接于座面2a的一部分，被座面2a的一部分磨损而导致产生局部的台阶D。

但是，即使在座面2a产生了台阶D，也由于台阶D形成的部位是确保闭阀时的密封性的接触圈A的外径侧，因此台阶D不会影响到闭阀时的密封性。

这样，该实施例中，即使由构成阀开口1b的长孔的开口缘在座面2a产生了台阶D，也能够长期地确保闭阀时的密封性。

该实施例的阀装置如上述那样，在座面2a的径向的内端，设置仅闭阀时与球面1a接触的接触圈A。

该接触圈A除了不易产生因滑动引起的磨损的上述效果之外，还能够通过球面1a与座面2a的曲率的差异来控制球面1a与座面2a的接触宽度。由此，能够对接触圈A施加弹簧6的集中载荷，从而能够提高球面1a与座面2a的密封性能。

此外，即使因长期使用而由于磨损导致接触圈A的接触宽度稍微延展的情况下，也能够将闭阀时与球面1a接触的座面2a的部位限定为座面2a的内径侧，能够确保闭阀时的密封性。

[实施例2]

基于图4对实施例2进行说明。

另外，以下的各实施例以上述实施例1的方式为基础，仅对上述实施例1的不同方式进行说明。并且，以下的各实施例中，与上述实施例1相同的符号表示相同的功能物。

该阀装置构成为具备用于防止阀座2的变形的刚性体。该刚性体用于约束至少阀座2的外端来抑制阀座2向径向外侧延展的变形，与套筒8一体地设置。具体而言，包括刚性体的套筒8由不锈钢等金属形成，例如通过冲压加工或切削加工等来形成。

在此，刚性体对阀座2的外端的圆筒面和座背面的双方进行约束。具体而言，阀座2的座背面设置成平整的环状面，刚性体通过对阀座2的外周的圆筒面进行覆盖的圆筒形状的筒体8a、以及与平整的座背面的整面压接的平整的环状板8b来设置。另外，筒体8a和环状板8b的具体的一个例子在实施例1中已有记载，省略详细的说明。

这样，刚性体用于对阀座2进行约束，阀座2固定于刚性体。另外，阀座2相对于刚性体的结合技术没有限定，作为一个例子，采用压入技术。

阀装置如上述那样，至少阀座2的外端的圆筒面被筒体8a约束。因而，即使由树脂等形成阀座2，也不会产生座面2a的外径侧受到球面1a的影响而向外侧延展的不良状况。即，能够防止阀座2向外侧延展的变形，能够长期地避免因阀座2的变形引起的泄漏。

阀装置如上述那样，至少阀座2的外端的圆筒面被筒体8a约束，阀座2的变形被抑制。因而，即使球阀1所设置的阀开口1b呈长孔形状，也不会产生阀座2变形为椭圆状的不良状况，能够长期地避免因阀座2的变形引起的泄漏。

阀装置中，球面1a的曲率半径设置成比座面2a的曲率半径小。于是，座面2a与球面1a的接触部位极为局部，很可能因局部的应力集中导致阀座2产生翘曲等变形。

然而，该实施例2的刚性体如上述那样，对阀座2的外端的圆筒面和座背面均进行约束。具体地说，在座背面压接于环状板8b的状态下，阀座2的外端的圆筒面被筒体8a约束。因而，即使座面2a与球面1a的接触部位只是局部，也能够防止阀座2产生翘曲等变形，能够长期地避免因阀座2的变形引起的泄漏。

阀装置中，球面1a和座面2a均被精加工成平滑，刚性体的环状板8b与阀座2之间的摩擦系数μ1比球阀1与阀座2之间的摩擦系数μ2大。

由此，在球阀1转动时，能够在球阀1与阀座2相接的部位可靠地滑动，能够抑制阀座2相对于环状板8b的滑移。

筒体8a与环状板8b一体地设置。由此，即使筒体8a由比较薄的材料形成，环状板8b也能够防止筒体8a的变形。因而，例如筒体8a的壁厚较薄地设置、仅凭借筒体8a单体而强度不足的情况下，也能够通过环状板8b来防止筒体8a的变形。

即，在由较薄的板厚来形成刚性体的情况下，也能够通过筒体8a和环状板8b的组合来有效地防止阀座2的变形。

上述专利文献1中公开了对阀座2的周围进行覆盖的圆筒部。但是，专利文献1的圆筒部是用于将阀座2组装到保持构件的独立部件，导致了部件个数的增加。

与此相对，该实施例的阀装置所采用的筒体8a与起到弹簧6的导向功能的套筒8一体地设置。具体而言，该实施例的套筒8中一体地设置：插入至弹簧6内侧而起到弹簧6的导向功能的部位；起到阀座2的引导功能的筒部8a；以及起到承接阀座2的支承功能的环状板8b。由此，能够减少阀装置的部件个数，并且能够通过部件的减少来提高阀装置的组装性。

此外，专利文献1所公开的圆筒部是用于形成供阀座2嵌入的环状槽的部件，因此，圆筒部的筒方向的长度尺寸设置成比阀座2的厚度尺寸长。因而，若阀座2由于球阀1的滑动而磨损，则很可能球阀1与圆筒部接触而阀座2无法起到密封效果。

与此相对，该实施例中，在套筒8的端部设置的筒体8a为，其筒方向的长度尺寸设置成比阀座2的外周缘的厚度尺寸短。即，设置成阀座2的外周缘的一部分比筒体8a更向球阀1侧伸出。

由此，即使阀座2由于球阀1的滑动而磨损，也能够防止球阀1与套筒8接触，能够提高阀装置的长期可靠性。

更具体地说明上述的效果。

该实施例2的阀装置如实施例1所说明的那样，满足φ1＞φ2及R1≤R2的关系，作为具体的一个例子，设定为φ1＞φ2及R1＜R2的关系。

因而，如实施例1的效果1所示，开阀时与球面1a相接的座面2a和闭阀时与球面1a相接的座面2a为不同部位，能够长期抑制阀座2的磨损。

除了该效果之外，在该实施例2中，将筒体8a的长度尺寸设置成比阀座2的外周缘的厚度尺寸短，将阀座2的外周缘的一部分设置成比筒体8a向球阀1侧伸出。

因而，即使通过实施例1的效果抑制了磨损的阀座2经长期使用而产生了磨损，也能够通过较短地设置筒体8a来防止球阀1与套筒8接触，能够确保阀装置的长期可靠性。

[实施例3]

基于图5说明实施例3。阀装置采用在闭阀时向阀座2的座面2a和座背面的两面有意地导入水压的构成。下面具体地说明该构成。在座背面侧，设置有导入从吸入口向阀装置的内部流入的冷却水的背压空间α。

具体的背压空间α是配置有弹簧6的套筒8周围的空间，更详细地说，背压空间α是由外壳3中通向排出口的流路壁、套筒8、板构件7及环状板8b围起的空间。该背压空间α经由在外壳3与环状板8b之间形成的间隙，与在外壳3内容纳球阀1的空间相连通。容纳球阀1的空间与吸入口始终连通。因而，在背压空间α，如图中的虚线箭头X所示那样，经由吸入口从发动机导入冷却水。

在此，在套筒8的一端设置的环状板8b设置成比套筒8的筒径更向外径侧扩径的台阶形状。因而，向背压空间α导入的水压被施加至环状板8b中的弹簧6所落座的面上。

结果，若水压上升，则通过水压将阀座2向球阀1推压的力变大。

另一方面，在闭阀时球面1a与座面2a相对置的部位，设置有仅使座面2a的内径侧与球面1a接触的接触圈A。

该接触圈A的形状及接触宽度等没有限定，说明接触圈A的具体的一个例子。在该实施例中，将球面1a的曲率半径设置成比座面2a的曲率半径小。通过这样设置，通过球面1a与座面2a的曲率差，形成了在闭阀时仅座面2a的内径方向的端部与球面1a接触的接触圈A。

通过设置该接触圈A，在闭阀时，在接触圈A的外周侧且球阀1与阀座2之间，形成有冷却水能够流入的环状间隙β。该环状间隙β与在外壳3内容纳球阀1且通向吸入口的空间相连通。因而，在环状间隙β，如图中的虚线箭头Y所示那样，被导入与导入背压空间α的冷却水共用的冷却水。

向环状间隙β导入的水压被施加至座面2a。其结果，若水压上升，则通过水压使阀座2从球阀1远离的力变大。

搭载于车辆的发动机冷却水的循环系统采用公知的封闭加压冷却式，若发动机运转而水温上升，则水压上升到例如散热器盖的开阀压等。即，从发动机向阀装置的吸入口供给的冷却水的压力变动。

该实施例的阀装置如上述那样，设置背压空间α和环状间隙β，在闭阀时，采用向阀座2的座面2a和座背面有意图地导入水压的构成。

由此，能够将从座背面向阀座2作用的力与从座面2a向阀座2作用的力相互抵消。

因而，能够使阀座2对球阀1的推压力接近于仅为弹簧6的作用力，即使水压增减，也能够抑制阀座2对球阀1的推压力的变化。由此，能够将球阀1与阀座2的滑动阻力保持为大致恒定。

具体地说，能够抑制使球阀1转动的驱动力，因此，能够使对球阀1进行转动操作的电动促动器小型化。此外，能够抑制滑动磨损，因此，能够提高阀装置的长期可靠性。

阀装置将球面1a的曲率半径设置成比座面2a的曲率半径小，通过球面1a与座面2a的曲率差，来在座面2a的内径方向的端部设置与球面1a接触的接触圈A。因而，无需将接触圈A加工成环状的肋形状等，能够抑制环状间隙β的形成成本。

阀装置采用将向背压空间α导入的水压施加至在套筒8的一端扩径的环状板8b并经由环状板8b作用于座背面的构成。

通过该构成，能够从背压空间α的外周侧向背压空间α导入冷却水，并且能够从环状间隙β的外周侧向环状空间导入冷却水。具体地说，能够从在外壳3内容纳球阀1的空间向背压空间α和环状间隙β的双方直接导入冷却水。

阀装置中，将从背压空间α向座背面侧施加水压的受压投影面积和从环状间隙β向座面2a施加水压的受压投影面积设为大致相同。

由此，能够使得作用于阀座2的座背面的水压和作用于座面2a的水压的压差接近零，能够使水压作用于阀座2的力大致为零。

因而，能够将球阀1与阀座2的滑动阻力保持得更加恒定，能够可靠地抑制因水压的增加引起的球阀1的驱动力的增加。

[实施例4]

基于图6、图7对实施例4进行说明。阀装置的外壳3具备3个冷却水出口，将3个冷却水出口分别区分为第1～第3排出口11～13。其中，第1排出口11是将经过发动机后的冷却水向散热器引导的冷却水出口。第2排出口12是将经过发动机后的冷却水向空调用的加热器芯引导的冷却水出口。第3排出口13是将经过发动机后的冷却水向油冷却器或者变速器的油加热器等引导的冷却水出口。

第1～第3排出口11～13的进行开闭的构造与实施例1所公开的阀装置相同，构成为具备：

·外壳3；

·转轴14，转动自如地支承到该外壳3；

·电动促动器15，对该转轴14进行转动操作；

·球阀1，与转轴14一体地转动；

·环状的阀座2，被推压到该球阀1。

外壳3作为一个例子而被直接组装到发动机，在发动机安装面设置有将冷却水向外壳3的内部引导的吸入口16。具体而言，在外壳3的内部，设置有与吸入口16连通并且容纳球阀1的阀室17，该阀室17与球阀1之间的空间充满着从吸入口16供给的冷却水。

在外壳3形成有：从阀室17向第1排出口11引导冷却水的第1排出口通路11a；从阀室17向第2排出口12引导冷却水的第2排出口通路12a；以及从阀室17向第3排出口13引导冷却水的第3排出口通路(未图示)。

另外，没有特别的限定，但在外壳3中，第1排出口通路11a设置于远离吸入口16的一侧，第2排出口通路12a和第3排出口通路设置于与吸入口16接近的一侧。

此外，第1排出口通路11a是供从发动机朝向散热器的冷却水流动的流路。因而，第1排出口通路11a的流路径与第2排出口通路12a及第3排出口通路的流路径相比设置为大径，以便能够流动大流量的冷却水。

转轴14穿过阀室17的中心部而配置，一端经由组装于外壳3的滚珠轴承18被旋转自如地支承，并且，另一端经由安装于吸入口16的轴承板19被旋转自如地支承。另外，轴承板19具备允许冷却水经过的开口部。

电动促动器15采用公知的构成，作为一个例子，组合下述各部分而构成：电动马达，将电力变换为旋转扭矩；减速机构，对该电动马达的旋转输出进行减速，使转轴14的驱动扭矩增大；以及非接触型的旋转角度传感器，检测转轴14的旋转角度。

球阀1经由转轴14而被电动促动器15进行转动操作。该球阀1呈大致杯形状。说明冷却水的流动方向，从吸入口16供给的冷却水被从杯开口部向球阀1的内侧供给。并且，若球阀1被进行转动操作而阀开口1b与座开口2b重叠，则冷却水经过该重叠的部位而流动。即，该实施例的阀装置通过对球阀1进行转动操作来使吸入口16与第1～第3排出口13的连通程度变化。

在此，将从球阀1的外部向杯内引导流体的流路的中心设为吸入口轴jα。此外，将从球阀1的杯内向第1排出口通路11a排出流体的流路的中心设为排出口轴jβ。

在该实施例中，吸入口轴jα或者排出口轴jβ的一方设置成与球阀1的转动轴相同方向，并且排出口轴jβ相对于吸入口轴jα设置成钝角。

即，球阀1在与球阀1的转动轴相同方向具有杯开口。并且，球阀1的转动轴相对于排出口轴jβ或者吸入口轴jα设置成钝角。

具体地说明上述情况。在球阀1中成为流体的入口的杯开口，朝向转动轴向开口。并且，在外壳3形成的吸入口16也沿球阀1的转动轴向而设置。这样，吸入口轴jα设置成与球阀1的转动轴相同方向。

在该实施例中，第1排出口通路11a、第2排出口通路12a及未图示的第3排出口通路当中流路径最大的是能够将大量的冷却水导入散热器的第1排出口通路11a。

在该实施例中，将向流路径最大的第1排出口通路11a引导冷却水的排出口轴jβ，相对于球阀1的转动轴设置成钝角(例如100°～150°等)。

另外，从球阀1的内部经由阀开口1b向第2排出口通路12a引导流体的流路中心为第2排出口轴jγ，虽没有特别限定，但第2排出口轴jγ相对于转动轴设置成直角。

阀装置中，向球阀1的内部引导冷却水的杯开口朝向球阀1的转动轴向开口。并且，将球阀1的转动轴与排出口轴jβ之间设为钝角。即，排出口轴jβ相对于吸入口轴jα设置成钝角。

由此，能够使从吸入口16经由球阀1的内部朝向第1排出口通路11a的冷却水的转弯角度变得平缓，能够减少从球阀1朝向第1排出口通路11a的冷却水的压力损失。

这样，能够使从吸入口16朝向第1排出口通路11a的转弯角度平缓而减少压力损失，因此，能够缩小向第1排出口通路11a以及该第1排出口通路11a引导冷却水的阀开口1b的开口径，能够使阀装置小型化。即，阀装置能够实现小型化，并且实现压力损失的减少。

球阀1在阀座2上滑动的部位为凸形球面形状，因此，能够自由地设定排出口轴jβ和第2排出口轴jγ相对于转动轴的角度。

因而，在第1排出口通路11a、第2排出口通路12a的一方或者双方受到搭载方面的制约的情况下，能够将第1排出口通路11a、第2排出口通路12a的朝向变更为不构成妨碍的角度方向，能够提高阀装置的车辆搭载性。

第1排出口通路11a、第2排出口通路12a及未图示的第3排出口通路之中流路径最大的是能够将大量的冷却水向散热器引导的第1排出口通路11a。

因此，在该实施例中，将流路径大的第1排出口通路11a的排出口轴jβ相对于吸入口轴jα设置成钝角。

由此，能够平缓地设置朝向从吸入口16向散热器引导冷却水的第1排出口通路11a转弯的转弯角度。因而，能够可靠地抑制从发动机朝向散热器大量地流动的冷却水的压力损失。

[实施例5]

基于图8～图11对实施例5进行说明。发动机冷却装置具有强制地使冷却水在发动机21中循环而对发动机21进行冷却的冷却水回路。该冷却水回路具有：使冷却水按照发动机21→散热器22→水泵23的顺序循环的第1回路；使冷却水按照发动机21→空调机的加热器芯24→水泵23的顺序循环的第2回路；以及使冷却水按照发动机21→器件25→水泵23的顺序循环的第3回路。

冷却水例如使用含有乙二醇的LLC等。加热器芯24使空气与从发动机21流出的冷却水进行热交换来对空气进行加热。器件25例如是油冷却器或涡轮增压器等，需要与从发动机21流出的冷却水之间进行热交换。

发动机21具备气缸盖26和气缸体27，在气缸盖26以及气缸体27，形成有冷却水流通的水套28。

在冷却水回路内，配置有用于控制冷却水的流量的阀装置29。该阀装置29配置于水套28的出口。阀装置29成为用于调整冷却水向第1回路、第2回路、第3回路的流量的三向流量调整阀。另外，阀装置29也可以是三向以上的多通流量调整阀。

在冷却水回路中，在对回路整体进行抽真空的抽真空工序之后，由于其负压而注入冷却水，从而被填充冷却水。在第1回路中，设置有使散热器22旁通的流路，从在该流路的中途设置的贮存箱22a进行抽真空以及冷却水的注入。

阀装置29具备：

·外壳3，在内侧容纳球阀1；

·转轴14，贯穿该外壳3并与球阀1一体地转动；

·密封构件31，将外壳3与转轴14之间密封；

·迂回(labyrinth)部32，在外壳3的内侧使朝向密封构件31的流体的动能衰减。

在外壳3，形成有用于贯穿外壳3来对转轴14进行轴支承的轴承孔33。该轴承孔33贯穿外壳3，具有向阀室17的开口。另外，以下，将轴承孔33的向阀室17的开口部位称作轴承开口33a。

此外，将轴承孔33的轴向作为阀轴向，将朝向阀室17的一侧作为阀轴向一端侧，将其相反侧作为阀轴向另一端侧。

轴承孔33的阀轴另一端侧朝向在安装于外壳3的罩34与外壳3之间形成的促动器室35开口。另外，促动器室35是容纳有构成减速机构的齿轮36等的空间。

向轴承孔33的阀轴向另一端侧突出的转轴14的部分在促动器室35内被固定于齿轮36。

在本实施例中，在相对于轴承开口33a的形成位置而隔着球阀1在阀轴向上对置的位置，设置有球阀1的杯开口。

转轴14被插入轴承孔33，通过介于外壳3与转轴14之间的滚珠轴承18而被转动自如地支承。

球阀1被容纳于阀室17并且被保持于转轴14，通过转轴14的转动而转动，变更从杯开口向各阀开口1b流动的冷却水的流量。

球阀1与转轴14通过将转轴14插入固定于球阀1所形成的转轴孔14a而被固定。

因而，转轴孔14a的开口与轴承开口33a在阀轴向上对置。

密封构件31配置在轴承孔33的内周面与转轴14的外周面之间，将比自身更靠阀室17相反侧的空间相对于阀室17密封为液密。密封构件31为了防止从阀室17向促动器室35的冷却水的泄漏而设置。

密封构件31是具有环状的金属部31a和以该金属部31a为芯的环状的橡胶部31b的通常的轴密封部件。此外，橡胶部31b由橡胶材料形成，具有与转轴14的外周面弹性接触的密封唇。

该密封唇具有：朝向阀轴向一端侧突出的第1唇44a；朝向阀轴向另一端侧突出的第2唇44b；以及设置在第1唇44a与第2唇44b之间的第3唇44c。另外，也可以仅设置第1唇44a。

轴承孔33从阀轴向另一端侧朝向阀轴向一端侧使内径以两个阶段扩大，将第1段称为中径后部33b，将第2段称作大径后部33c。密封构件31配置于大径后部33c。并且，密封构件31的阀轴向另一端面与位于中径后部33b与大径后部33c之间的台阶面抵接。并且，中径后部33b的内侧空间经由滚珠轴承18的轴承间隙稍微与促动器室35连通，但是通过密封构件31防止了从阀室17向促动器室35的冷却水的泄漏。

迂回部32设置于从阀室17经由轴承开口33a朝向密封构件31的间隙，使朝向密封构件31的冷却水的动能衰减。

该迂回部32使用筒部50和周壁51来形成，该筒部50从轴承开口33a的开口缘朝向阀室17突出，并且隔着间隙C1包围转轴14的外周面，该周壁51设置于球阀1，与筒部50的外周面50a隔着间隙C2在径向上对置。

外壳3具有使轴承开口33a的开口缘朝向阀室17突出的筒部50。该筒部50从阀室17的内壁面向阀轴向一端侧突出，呈与转轴14同轴的圆筒状。具体而言，大径后部33c的阀轴向一端成为轴承开口33a。并且，筒部50的内周面50b成为与大径后部33c的内周面相同的面。

球阀1在与轴承开口33a对置的部位形成有凹部53。该凹部53具有：与转轴14的外周面在径向上对置的周壁51；以及相对于转轴14垂直且与筒部50的端面对置的平面部54。

筒部50向凹部53内突出。即，成为筒部50与凹部53在阀轴向上重叠、筒部50与周壁51在径向上重叠的配置。

由此，从阀室17朝向密封构件31的冷却水的流动必须从周壁51与筒部50的外周面50a之间的间隙C2、平面部54与筒部50的阀轴向一端面之间的间隙C3通过。即，从阀室17经由轴承开口33a朝向密封构件31的流路蜿蜒曲折，使得朝向密封构件31的冷却水的动能衰减。

此外，筒部50具有挡块56，该挡块56将球阀1在转动方向上卡止，限制球阀1相对于外壳3的转动范围。该挡块56作为从筒部50的外周面50a朝向外周突出的突出部而设置。

并且，挡块56能够与在周壁51朝向内周突出地设置的突出部57在转动方向上抵接。由此，球阀1在挡块56与突出部57抵接的位置停止转动。

阀装置29具备使从阀室17经由轴承开口33a朝向密封构件31的冷却水的动能衰减的迂回部32。

由此，通过迂回部32，使从阀室17经由轴承开口33a朝向密封构件31的冷却水的动能衰减，因此，冷却水碰撞密封构件31时的冲击力变小，能够防止第1唇44a产生卷曲。

因此，能够可靠地防止冷却水经由轴承孔33从阀室17泄漏。

具体而言，在冷却水回路的抽真空工序之后注入冷却水，由此向阀装置29填充冷却水。由此，在填充冷却水的工序中向阀室17内以恰当的水势流入冷却水。因而，以往的构造存在受到水压的大冲击力而第1唇44a卷曲的可能性，但是，在该实施例中，通过设置迂回部32，能够防止第1唇44a的卷曲。

迂回部32使用隔着间隙C1包围转轴14外周的筒部50、以及与筒部50的外周面50a隔着间隙C2在径向上对置的周壁51而形成。由此，能够容易地形成迂回部32。

筒部50具有限制球阀1的转动范围的挡块56。

一般而言，限制球阀1的转动范围的挡块以将齿轮36卡止的方式设置于外壳3。但是，该情况下，在转轴14与球阀1的固定部位产生了破损的情况下，仅转轴14被限制转动范围，而球阀1进行空转。

与此相对，在本实施例中，通过挡块56来直接阻止球阀1的转动，在转轴14与球阀1的固定部位产生了破损的情况下也能够阻止球阀1的转动。

(实施例5的变形例)

迂回部32的方式不限于上述实施例。例如也可以如图12所示那样，除了周壁51之外，还在球阀1设置与筒部50的内周面50b隔着间隙C4在径向上对置的周壁59。

由此，周槽60的内周侧的槽侧面构成与筒部50的内周面50b隔着间隙C4在径向上对置的周壁59，周槽60的外周侧的槽侧面构成与筒部50的外周面50a隔着间隙C2在径向上对置的周壁51。

通过该图12的迂回部32，也能够使从阀室17经由轴承开口33a朝向密封构件31的流路蜿蜒曲折，能够使朝向密封构件31的冷却水的动能衰减。

此外，也可以设置成，使筒部50的筒内径如图12所示那样与轴承开口33a的开口径相比更大，由筒部50包围轴承开口33a的外侧。

作为图12所示的构成的变形例，可以想到删除周壁51的构成。即，在该构成中，通过在球阀1设置与筒部50的内周面50b隔着间隙C4在径向上对置的周壁59来形成迂回部32。

也可以与上述不同，如图13所示那样，通过在球阀1设置向轴承孔33的内部插入的筒部62来形成迂回部32。

该情况下，也可以是，以使第1唇44a位于筒部62的内侧的方式配置筒部62。此外，也可以是，在筒部62的阀轴向另一端设置向外周延展的凸缘62a，在比凸缘62a更靠阀轴向一端侧的轴承孔33的内周面设置向内周突出的内凸缘63。

另外，在图13所示的构造中，使密封构件31压缩变形的同时从内凸缘63的内侧通过，来组装密封构件31。或者，也可以是，组装了密封构件31后，再组装由另外的构件设置的内凸缘63。

通过图13所示的迂回部32，也能够使从阀室17经由轴承开口33a朝向密封构件31的流路蜿蜒曲折，能够使朝向密封构件31的冷却水的动能。

在上述的实施例中示出了球阀1设置成杯形状的例子，但是只要是在阀座2上滑动的面为凸形球面形状即可，球阀1不限于杯形状。

在上述的实施例中示出了由树脂来形成球阀1、阀座2的例子，但是球阀1以及阀座2的材料没有限定。

在上述的实施例中示出了球面1a的曲率半径R1与座面2a的曲率半径R2相比更小地设置，但是球面1a的曲率半径R1也可以与座面2a的曲率半径R2相等。

在上述的实施例中示出了通过球面1a与座面2a的曲率差来设置接触圈A的例子，但是接触圈A的形成手段没有限定，例如在球面1a与座面2a的曲率相同的情况下，也可以通过在座面2a的内径侧形成环状的肋等来设置接触圈A。

在上述的实施例中示出了作为套筒8与阀座2的固定技术而使用压入的例子，但是也可以使用例如粘合剂等来进行结合。

在上述的实施例中示出了开阀时流体从球阀1的内侧朝向外侧流动的例子，但是使流体流动的方向也可以是相反的。

在上述的实施例中示出了通过电动促动器15来对球阀1进行转动操作的例子，但是球阀1的驱动手段没有限定。

在上述的实施例中，作为弹簧6的一个例子而使用了压缩螺旋弹簧，但是球阀1和阀座2的施压手段没有限定。

在上述的实施例中示出了在进行发动机冷却水的控制的阀装置中应用本发明的例子，但是也可以在进行不搭载发动机的车辆的冷却水的控制的阀装置中应用本发明。

在上述的实施例中示出了在进行液体的控制的阀装置中应用本发明的例子，但是流体不限于液体，也可以在进行气体的控制的阀装置中应用本发明。

也可以组合上述的多个实施例来使用。

Claims (13)

1.一种阀装置，具备：

球阀(1)，具有呈凸形球面形状的球面(1a)；以及

阀座(2)，该阀座(2)的呈凹形球面形状的座面(2a)被推压到所述球面；

通过对所述球阀进行转动操作，使形成于所述球阀的阀开口(1b)与形成于所述阀座的座开口(2b)连通，从而使该阀装置开阀，

将所述阀开口的开口径设为φ1，将所述座开口的开口径设为φ2，将所述球面的曲率半径设为R1，将所述座面的曲率半径设为R2，该情况下，满足如下关系：

φ1＞φ2，R1≤R2，

所述阀开口呈沿着所述球阀的转动方向的长孔形状。

2.如权利要求1所述的阀装置，

将所述球面的曲率半径设置成比所述座面的曲率半径小，从而在所述座面的内径方向的端部设置出在闭阀时与所述球面(1a)接触的接触圈(A)。

3.如权利要求1或2所述的阀装置，

还具备刚性体(8a、8b)，该刚性体(8a、8b)至少约束所述阀座的外端，抑制所述阀座向径向的外侧延展的变形。

4.如权利要求3所述的阀装置，

将所述阀座的与所述座面相反侧的面设为座背面的情况下，

所述刚性体具备：筒体(8a)，约束所述阀座的外端的圆筒面；以及环状板(8b)，压接到所述座背面。

5.如权利要求4所述的阀装置，

所述筒体的轴向的尺寸设置成比所述阀座的外周缘的厚度尺寸更短。

6.如权利要求4所述的阀装置，

所述环状板与所述阀座之间的摩擦系数(μ1)设置成比所述球阀与所述阀座之间的摩擦系数(μ2)大。

7.一种阀装置，具备：

球阀(1)，具有呈凸形球面形状的球面(1a)；以及

阀座(2)，该阀座(2)的呈凹形球面形状的座面(2a)被推压到所述球面；

通过对所述球阀进行转动操作，使形成于所述球阀的阀开口(1b)与形成于所述阀座的座开口(2b)连通，从而使该阀装置开阀，

将所述阀开口的开口径设为φ1，将所述座开口的开口径设为φ2，将所述球面的曲率半径设为R1，将所述座面的曲率半径设为R2，该情况下，满足如下关系：

φ1＞φ2，R1≤R2，

在将所述阀座的与所述座面相反侧的面设为座背面的情况下，

在所述座背面侧设置有背压空间(α)，该背压空间(α)被导入向该阀装置的内部流入的流体，

在闭阀时所述球面与所述座面对置的部位，设置有仅所述座面的内径侧与所述球面接触的接触圈，

在所述接触圈的外周侧、且所述球阀与所述阀座之间，形成有在闭阀时流体能够流入的环状间隙(β)，

所述环状间隙中被导入与被导向所述背压空间的流体相同的流体。

8.如权利要求7所述的阀装置，

从所述背压空间(α)向所述座背面侧施加流体压的受压投影面积与从所述环状间隙(β)向所述座面施加流体压的受压投影面积相同。

9.一种阀装置，具备：

球阀(1)，具有呈凸形球面形状的球面(1a)；

阀座(2)，该阀座(2)的呈凹形球面形状的座面(2a)被推压到所述球面；以及

外壳(3)，该外壳(3)具有流体流入的吸入口(16)和流体流出的排出口(11)，

通过对所述球阀进行转动操作，使形成于所述球阀的阀开口(1b)与形成于所述阀座的座开口(2b)连通，从而使该阀装置开阀，

将所述阀开口的开口径设为φ1，将所述座开口的开口径设为φ2，将所述球面的曲率半径设为R1，将所述座面的曲率半径设为R2，该情况下，满足如下关系：

φ1＞φ2，R1≤R2，

所述球阀在所述外壳内被进行转动操作，呈大致杯形状，

通过对所述球阀进行转动操作，使所述吸入口与所述排出口的连通程度变化，

将从所述吸入口向所述球阀的杯内引导流体的流路中心设为吸入口轴(jα)，将从所述球阀的杯内朝向所述排出口引导流体的流路中心设为排出口轴(jβ)，在该情况下，

所述球阀在与所述球阀的转动轴相同的方向上具有开口，

所述转动轴相对于所述排出口轴或者所述吸入口轴设置成钝角。

10.如权利要求9所述的阀装置，

所述排出口为多个排出口(11、12、13)之一，

所述外壳具备分别独立地通向多个所述排出口的多个排出口通路(11a、12a)，

多个所述排出口通路之中至少开口径最大的所述排出口通路的排出口轴相对于所述转动轴设置成钝角。

11.一种阀装置，具备：

球阀(1)，具有呈凸形球面形状的球面(1a)；

阀座(2)，该阀座(2)的呈凹形球面形状的座面(2a)被推压到所述球面；

外壳(3)，在内侧容纳所述球阀；

转轴(14)，贯穿所述外壳，与所述球阀一体地转动；

密封构件(31)，将所述外壳与所述转轴之间密封；以及

迂回部(32)，在所述外壳的内侧使朝向所述密封构件的流体的动能衰减，

通过对所述球阀进行转动操作，使形成于所述球阀的阀开口(1b)与形成于所述阀座的座开口(2b)连通，从而使该阀装置开阀，

将所述阀开口的开口径设为φ1，将所述座开口的开口径设为φ2，将所述球面的曲率半径设为R1，将所述座面的曲率半径设为R2，该情况下，满足如下关系：

φ1＞φ2，R1≤R2。

12.如权利要求11所述的阀装置，

所述迂回部具有：

筒部(50)，从所述外壳的所述转轴的插通孔的开口缘朝向容纳所述球阀的阀室(17)突出，并且隔着间隙包围所述转轴的外周；以及

周壁(51、59)，设置于所述球阀，与所述筒部的外周面或者内周面的至少任意一方隔着间隙(C2、C4)在径向上对置。

13.如权利要求12所述的阀装置，

所述筒部具有限制所述球阀的转动范围的挡块(56)。