CN107110386A - 制冷剂控制阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不使密封体相对于阀体的接触压变动的制冷剂控制阀装置。在形成有流入口与排出口的阀壳10的内部，以旋转轴心为中心自由旋转地收纳阀体，在排出口与阀体的阀面之间具备密封机构。密封机构具有密封体与施力机构。密封机构形成有：承受制冷剂的朝向与施力机构的作用力相同的方向发挥作用的压力的第一受压面；以及承受制冷剂的朝向其相反方向发挥作用的压力的第二受压面。第一受压面与第二受压面以相等的面积形成，将密封机构收纳于密封收纳空间，以使得来自流入口的制冷剂的压力作用于第一受压面与第二受压面。

Description

制冷剂控制阀装置
技术领域
本发明涉及在制冷剂控制阀装置中，提高在自由旋转地收纳于阀壳的阀体与排出口之间配置的密封体的密封性能的技术。
背景技术
虽然不是以制冷剂为对象，但在专利文献1示出了如下技术：在阀壳的内部自由旋转地收纳有阀体，具备外嵌于构成流体流路的引导部件的筒状部分的环状的密封体(在文献中为阀座部件)，并且具备将密封体向与阀体的外表面接触的方向施力的弹簧部件。
在专利文献1中，阀体具有球状的外表面，密封体以与该外表面接触的方式形成为环状。另外，在专利文献1中，为了使流体的压力作用于密封体中的与阀体对置的受压面、以及与之相反的一侧的受压面，在密封体的外周面形成有连通部。
另外，在专利文献1中，使各个受压面的面积相等，并通过形成上述的连通部，而使得从流体朝向克服弹簧部件的作用力的方向作用于受压面的压力、与从流体朝向沿着弹簧部件的作用力的方向作用于受压面的压力相抵，由此抑制对密封体作用过度的压力的不良状况。
专利文献1：日本特开2013-29127号公报
然而，在专利文献1的结构中，虽然在阀体处于打开姿势的情况下，针对一对受压面从流体作用有规定的压力，但在阀体处于关闭姿势的情况下，未对收纳有阀体的空间供给流体，因此在阀体的操作时，考虑到存在从流体作用于一对受压面的压力暂时不平衡的情况。
这样，在作用于密封机构的一对受压面的压力陷入不平衡状态的情况下，密封体与阀体接触的压力也发生变动，从而出现密封体的接触面产生磨损的现象、阀体的操作阻力增大的现象，由此存在改善的余地。
因此，希望提供一种制冷剂控制阀装置，不论对阀体进行怎样的操作，都不使密封体的接触压变动而使密封体稳定地与阀体接触。
发明内容
本发明的特征在于，制冷剂控制阀装置具备：阀壳，该阀壳形成有供来自内燃机的制冷剂流入的流入口以及送出制冷剂的排出口；旋转式的阀体，该阀体在上述阀壳的内部以旋转轴心为中心自由旋转地配置，并具有被从上述流入口供给制冷剂的内部空间以及构成球状的外表面的阀面，在上述阀面形成有通过上述阀体以上述旋转轴心为中心的旋转而使上述内部空间与上述排出口连通的孔部；以及密封机构，该密封机构支承于上述阀壳中的构成上述排出口的部件，并与上述阀体的上述阀面接触，上述密封机构具有：密封体，该密封体在沿着通过上述排出口排出制冷剂的方向观察的情况下呈环状，并能够与上述阀体的上述阀面接触；以及施力机构，该施力机构在朝向上述阀面的球心的按压方向上对上述密封体施加作用力，上述密封机构以相等的面积形成有第一受压面和第二受压面，其中，该第一受压面从制冷剂承受沿着与上述施力机构的施力方向相同的方向对上述密封体或者包括上述密封体的与该密封体一体移动的移动体作用的压力，该第二受压面从制冷剂承受沿着与上述施力方向相反的方向对上述密封体或者上述移动体作用的压力，通过将该密封机构收纳于与上述流入口连通的密封收纳空间，从而对上述第一受压面与上述第二受压面作用来自上述流入口的制冷剂的压力。
根据该结构，密封机构收纳于密封收纳空间，因此对第一受压面与第二受压面作用从流入口供给的制冷剂的压力，并能够使朝向与施力机构的施力方向相同的方向对密封体作用的压力，与朝向其相反方向对密封体作用的压力相抵。另外，不论阀体的操作状态如何，都能够对密封机构的第一受压面与第二受压面作用来自流入口的制冷剂的压力，从而能够不使每次对阀体进行操作时作用于密封体的压力发生变动而使阀体变得稳定。因此，提供一种不论对阀体进行怎样的操作，都不使密封体的接触压变动，而使密封体稳定地与阀体接触的制冷剂控制阀装置。
作为另一特征结构，也可以构成为，在正交于上述旋转轴心且与通过上述阀面的球心的套筒轴心同轴的轴心上，形成有从上述排出口向上述阀壳的内部突出的筒状的内部套筒，并且该内部套筒的外周面形成为以上述套筒轴心为中心的圆柱外表面状，上述施力机构与上述密封体沿着上述套筒轴心移动自如地配置于包围上述内部套筒的外周的位置，具备衬垫，该衬垫与上述内部套筒的外周接触，从而将上述密封收纳空间与上述密封体的内周位置的空间隔绝，将通过使上述内部套筒的外周面在沿着上述套筒轴心的方向上延长而得的假想圆筒面与上述阀面相交的接触位置，设定为上述密封体与上述阀面接触的接触区域的最外周位置。
由此，衬垫阻止制冷剂在密封收纳空间与内部套筒的内周的空间之间流动的现象。另外，由于在比假想圆筒面与阀面相交的接触位置靠外侧的位置形成第一受压面与第二受压面，所以第一受压面与第二受压面以相等的面积形成。由此，内部套筒稳定地支承密封机构。并且，作用于在比内部套筒的外周面靠外侧的位置形成的第一受压面与第二受压面的制冷剂的压力不会向内部套筒的内周的空间逃散，从而能够使作用于第一受压面与第二受压面的流体的压力良好地平衡。
作为另一特征结构，也可以构成为，上述流入口在上述阀壳中在沿着上述旋转轴心的方向上供给制冷剂，上述阀体在上述内部空间中在沿着上述旋转轴心的方向上输送来自上述流入口的制冷剂。
由此，在阀体的内部空间中，在沿着旋转轴心的方向上输送从流入口供给的制冷剂。因此，例如能够将阀体构成为在沿着旋转轴心的方向上延伸的形状，并且也能够通过在其延伸的区域形成开口来进行制冷剂相对于排出口以外的口部的供排。因此，除了排出口之外，也能够通过该阀装置来实现制冷剂相对于加热器、各种器件等的供排。
另一特征结构在于，制冷剂控制阀装置具备：阀壳，该阀壳形成有被供给来自内燃机的制冷剂的流入口以及送出制冷剂的排出口；旋转式的阀体，该阀体在上述阀壳的内部以旋转轴心为中心自由旋转地配置，并具有与上述排出口连通的内部空间以及构成球状的外表面的阀面，在上述阀面形成有通过上述阀体以上述旋转轴心为中心的旋转而使上述内部空间与上述流入口连通的孔部；以及密封机构，该密封机构支承于上述阀壳中的构成上述流入口的部件，并与上述阀体的上述阀面接触，上述密封机构具有：密封体，该密封体在沿着由上述流入口供给制冷剂的方向观察的情况下呈环状，并能够与上述阀体的上述阀面接触；以及施力机构，该施力机构在朝向上述阀面的球心的按压方向上对上述密封体施加作用力，上述密封机构以相等的面积形成有第一受压面和第二受压面，其中，该第一受压面从制冷剂承受沿着与上述施力机构的施力方向相同的方向对上述密封体或者包括上述密封体的与该密封体一体移动的移动体作用的压力，该第二受压面从制冷剂承受沿着与上述施力方向相反的方向对上述密封体或者上述移动体作用的压力，通过将该密封机构收纳于与上述流入口连通的密封收纳空间，从而对上述第一受压面与上述第二受压面作用来自上述流入口的制冷剂的压力。
根据该结构，密封机构收纳于密封收纳空间，因此对第一受压面与第二受压面作用从流入口供给的制冷剂的压力，并能够使朝向与施力机构的施力方向相同的方向对密封体作用的压力、与朝向其相反方向对密封体作用的压力相抵。另外，不论阀体的操作状态如何，都能够对密封机构的第一受压面与第二受压面作用来自流入口的制冷剂的压力，从而能够不使每次对阀体进行操作时作用于密封体的压力发生变动地，使阀体变得稳定。因此，构成一种不论对阀体进行怎样的操作，都不使密封体的接触压变动，而使密封体稳定地与阀体接触的制冷剂控制阀装置。
作为另一特征结构，也可以构成为，在正交于上述旋转轴心且与通过上述阀面的球心的套筒轴心同轴的轴心上，形成有从上述流入口向上述阀壳的内部突出的筒状的内部套筒，并且该内部套筒的内周面形成为以上述套筒轴心为中心的圆柱内表面状，上述施力机构与上述密封体沿着上述套筒轴心移动自如地配置于上述内部套筒的内周，具备衬垫，该衬垫与上述内部套筒的内周接触，从而将上述密封收纳空间与上述内部套筒的外侧空间隔绝，将通过使上述内部套筒的内周面在沿着上述套筒轴心的方向上延长而得的假想圆筒面与上述阀面相交的接触位置，设定为上述密封体与上述阀面接触的接触区域的最内周位置。
由此，衬垫阻止制冷剂在供来自流入口的制冷剂流通的密封收纳空间与内部套筒的外侧空间之间流动的现象。另外，由于在比假想圆筒面与阀面相交的接触位置靠内侧的位置形成第一受压面与第二受压面，所以第一受压面与第二受压面以相等的面积形成。由此，作用于在比内部套筒的外周面靠外侧的位置形成的第一受压面与第二受压面的制冷剂的压力不会向内部套筒的外侧空间逃散，从而能够使作用于第一受压面与第二受压面的流体的压力良好地平衡。
作为另一特征结构，也可以构成为，具备使上述阀体以上述旋转轴心为中心旋转的电动致动器。
由此，借助电动致动器的驱动力使阀体以旋转轴心为中心旋转，从而能够通过电控制来实现将来自流入口的制冷剂向排出口排出的状态与截断的状态之间的切换。
附图说明
图1是表示冷却系统的结构的图。
图2是表示阀装置的整体结构的立体图。
图3是将主控制阀封闭的状态下的阀装置的纵剖视图。
图4是将主控制阀封闭的状态下的阀装置的横剖视图。
图5是将主控制阀打开的状态下的阀装置的纵剖视图。
图6是将主控制阀打开的状态下的阀装置的横剖视图
图7是密封机构的剖视图。
图8是阀装置的分解立体图。
图9是表示另一实施方式(a)的密封圈的剖视图。
图10是表示另一实施方式(b)的密封圈的剖视图。
图11是另一实施方式(c)的阀装置的纵剖视图。
图12是另一实施方式(c)的阀装置的横剖视图。
图13是另一实施方式(c)的密封机构的剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
〔基本结构〕
如图1所示，具备将作为内燃机的发动机1的冷却水(制冷剂的一个例子)供给至散热器2的阀装置V(制冷剂控制阀装置的具体例子)，并且具备使来自散热器2的冷却水返回至发动机1的水泵3(在该图中简述为W/P)，从而构成发动机的冷却系统。
该冷却系统以下述方式发挥功能：基于对发动机1的内部的冷却水的温度(水温)进行测量的水温传感器的测量结果来控制阀装置V，并通过该控制来设定在发动机1与散热器2之间循环的冷却水的水量。即，在像发动机1的启动紧后那样需要进行暖机的情况下，停止从发动机1朝向散热器2的冷却水的供给，并且在暖机后，以适当维持发动机1的温度的方式进行设定冷却水(制冷剂)的流量的控制。
〔阀装置〕
如图2～4以及图8所示，阀装置V具备：树脂制的阀壳10；旋转式的树脂制的阀体20；设定阀体20的旋转姿势的姿势设定单元30；以及在冷却水的温度超过设定值的情况下打开的故障安全机构40。并且，该阀装置V在阀体20与作为排出口D的排出筒12的内端之间具备密封机构50。
阀壳10具备：具有凸缘部11F的壳体主体11；排出筒12；将感温室B(参照图4)关闭的感温室盖13；将感温室B的冷却水输送至排出筒12的旁通流路14；以及收纳姿势设定单元30的单元收纳部15。在附图中，虽然省略了单元收纳部15的盖体，但该单元收纳部15被盖体覆盖而成为密封构造。
在该阀装置V中，收纳阀体20的阀室A形成于壳体主体11的内部，收纳故障安全机构40的感温室B形成于与阀室A连通的位置。另外，在凸缘部11F的凸缘面形成有流入口C。根据该结构，通过将凸缘部11F连结固定于发动机1的外壁，从而能够将水套的冷却水直接向流入口C供给。另外，排出筒12作为排出口D而发挥功能，在该排出筒12连接有向散热器2输送冷却水的散热器软管。
在壳体主体11，由树脂材料一体形成有与排出口D连通的主筒状部11A、以及形成感温室B的副筒状部11B。另外，排出筒12、感温室盖13、旁通流路14构成为一体件，在与排出筒12相连的位置形成有内部套筒12A，在排出筒12与内部套筒12A的边界位置形成有凸缘状的连结部12B。
根据该结构，将排出筒12的内部套筒12A内插于主筒状部11A，使连结部12B与主筒状部11A的外端部接触，并对该接触部位进行熔敷。另外，将感温室盖13配置于封闭副筒状部11B的位置并对其进行熔敷。由此，在突出设置的状态下形成排出筒12，感温室B与排出筒12经由旁通流路14而连通。
阀体20整体上是以旋转轴心X为中心的筒状，在沿着旋转轴心X的方向上的一侧形成有主控制阀21，在另一侧形成有感温控制阀22。对于主控制阀21而言，在外周作为阀面而成形为球状面21A，并且贯穿设置有使该球状面21A(阀面的一个例子)与阀体20的内部空间21S连通的主孔部21B。对于感温控制阀22而言，其外周成形为圆柱状面22A，并且贯穿设置有使该圆柱状面22A与阀体20的内部空间21S连通的感温孔部22B。
即，阀体20的内部空间21S处于与阀室A连通的状态，来自流入口C的冷却水处于能够相对于该内部空间21S流入的状态。另外，主控制阀21控制冷却水相对于排出口D的供排，感温控制阀22以控制冷却水相对于感温室B的供排的方式发挥功能，该主控制阀21以及感温控制阀22与阀体20一体旋转。
另外，在阀体20的内部一体地形成有支撑部23。该支撑部23形成能够实现冷却水的流动的开口，并且在中央位置形成连结部，旋转轴24的中间部分与支撑部23连结。由此，旋转轴24配置在与旋转轴心X相同的轴心上。
以嵌入壳体主体11的流入口C的方式具备轴承体25。该轴承体25形成能够实现冷却水的流入的开口，并且在中央位置形成轴承部，旋转轴24的一端相对于该轴承部以自由旋转的方式被支承。另外，在壳体主体11中的与流入口C相反的一侧具备轴承部26，旋转轴的另一端相对于该轴承部26以自由旋转的方式被支承。
姿势设定单元30收纳于密闭空间的单元收纳部15。该姿势设定单元30具备齿轮34，该齿轮34使作为电动致动器的电动马达31的驱动力借助减速齿轮32而减速并传递至蜗轮33，从而借助该蜗轮33来驱动。该齿轮34与旋转轴24的端部连结。
姿势设定单元30具备根据齿轮34的旋转姿势对阀体20的姿势进行检测的旋转角传感器35。该旋转角传感器35是根据齿轮34所具备的永久磁铁的磁通来检测旋转角度的非接触型，但也可以使用例如像电位计那样的接触型传感器。
根据该结构，电动马达31(电动致动器)通过来自外部的驱动信号而执行动作，并反馈旋转角传感器35的信号，从而使旋转轴24旋转，由此能够将主控制阀21的开度设定为目标值。
〔故障安全机构〕
如图4、图6所示，故障安全机构40具备：蜡等热感知体41；支承于该热感知体41的端部的开闭阀42；以及将开闭阀42朝关闭方向施力的阀簧43。
在该阀装置V中，在阀体20被设定为图3所示的封闭姿势的情况下，主控制阀21将阀室A与排出筒12之间的冷却水的流动截断，并且如图4所示，感温控制阀22使阀室A与感温室B连通。反之，在阀体20被设定为图5所示的打开姿势的情况下，主控制阀21使阀室A与排出筒12连通，并且如图6所示，感温控制阀22将阀室A与感温室B之间的冷却水的流动截断。
如上所述，故障安全机构40收纳于感温室B。另外，仅在主控制阀21处于封闭姿势的情况下，经由感温控制阀22的感温孔部22B而从阀室A向故障安全机构40供给冷却水。即，对于感温室B而言，在感温控制阀22打开的状态下，该感温控制阀22的感温孔部22B与感温室B以成为直线连结的位置关系各自配置于对置的位置。
而且，在冷却水的温度超过设定值的情况下，如图4所示，热感知体41膨胀，从而开闭阀42克服阀簧43的作用力而打开。由此，能够使来自流入口C的冷却水经由阀室A与感温室B而向旁通流路14输送，从而能够从排出口D排出。在后面对故障安全机构40的动作方式进行叙述。
〔密封机构〕
如图7所示，密封机构50由作为密封体的密封圈51、衬垫52、支承环53、以及作为施力机构的弹簧54构成，它们配置于排出筒12中的在主筒状部11A的内部配置的内部套筒12A的外周。
内部套筒12A形成于与套筒轴心T相同的轴心，其中该套筒轴心T与旋转轴心X正交，且通过作为阀面的球状面21A的球心。另外，内部套筒12A的外周面形成为以套筒轴心T为中心的圆柱外周面状。
密封圈51(密封体)形成为其内径比主孔部21B的孔径稍大，且由树脂材料形成，并且通过与主控制阀21的球状面21A接触而展现密封性。衬垫52形成为具有与内部套筒12A的外表面接触的唇部的树脂制的环状，其维持与内部套筒12A的外周的水密性，并将收纳密封机构50的收纳空间与内部套筒12A的内部空间隔绝。支承环53由使弹簧54(施力机构)的作用力作用于密封圈51的不锈钢等金属材料构成。弹簧54经由支承环53而对密封圈51施加作用力。
在该阀装置V中，在壳体主体11的内壁面与主控制阀21的球状面21A的外周之间形成有间隙，因此来自流入口C的冷却水经由阀室A而流入内部套筒12A的外周。将该内部套筒12A的外周的空间设为密封收纳空间，在该密封收纳空间收纳有密封机构50。在该密封收纳空间中，经由冷却水而作用有与流入口C相等的压力。
在该密封机构50中，沿着弹簧54的作用力所作用的方向一体移动的移动体(密封圈51、衬垫52、支承环53以及弹簧54的一部分)配置于被冷却水包围的位置，因此针对该移动体作用有冷却水的压力。即，若将从冷却水承受朝向与弹簧54的作用力的作用方向相同的方向作用于移动体的压力的面作为第一受压面S1，将从冷却水承受朝向与弹簧54的作用力的作用方向相反方向作用于移动体的压力的面作为第二受压面S2，则第一受压面S1的面积与第二受压面S2的面积被设定为相等。此外，第一受压面S1的面积与第二受压面S2的面积不需要严格地一致，其目的在于使从冷却水作用的压力相抵，因此可以包含一些误差。
根据该结构，各个压力相抵，从而仅对密封圈51作用有弹簧54的作用力，仅使密封所需的压力发挥作用，由此实现良好的密封性。另外，在该结构中，即便不提高弹簧54的作用力也能得到良好的密封性，因此只要不使阀体20的旋转操作时的阻力增大即可，也能够抑制密封圈51的磨损。
具体而言，假定出将内部套筒12A的外周面在沿着套筒轴心T的方向上延长而得的假想圆筒面P，将该假想圆筒面P与球状面21A相交的接触位置Q(形成为以套筒轴心T为中心的环状)设定为密封圈51与球状面21A接触的接触区域的最外周位置。这样，在密封机构50中，在移动体中的比假想圆筒面P靠外侧的区域，由弹簧54的一部分与衬垫52的一部分构成第一受压面S1。与之相同地，在比假想圆筒面P靠外侧的区域，由密封圈51的一部分与支承环53的一部分构成第二受压面S2。此外，第一受压面S1与第二受压面S2在投影于与套筒轴心T正交的姿势的假想投影面的情况下，呈环状且成为相等的面积。
在图7所示的密封机构50中，使密封圈51中的比接触位置Q靠内周侧的部位与阀体20的球状面21A接触，并如上述那样在比假想圆筒面P靠外侧的部位形成第二受压面S2。因此，只要密封圈51与球状面21A接触的区域被设定为以接触位置Q为基准接近套筒轴心T的区域，就能够任意地设定密封圈51与球状面21A的接触面积。
〔阀装置的控制方式〕
在该阀装置V中，在将阀体20设定为图3、图4所示的封闭姿势的情况下，主控制阀21将阀室A与排出筒12之间的冷却水的流动截断，感温控制阀22使阀室A与感温室B连通，从而允许阀室A与感温室B之间的冷却水的流动。
在该结构的阀装置V中，主控制阀21的主孔部21B无法向排出筒12供给冷却水的任一姿势均为封闭姿势。然而，在本实施方式的阀装置V中，即便在不向排出筒12供给冷却水的封闭姿势下，也需要向故障安全机构40供给冷却水。因此，在本实施方式的阀装置V中，在阀体20的封闭姿势下，如图3、图4所示，主控制阀21处于封闭状态，感温控制阀22的感温孔部22B被设定为全开姿势。
另外，在阀体20被设定为图5、图6所示的打开姿势的情况下，主控制阀21使阀室A与排出筒12连通，感温控制阀22将阀室A与感温室B之间的冷却水的流动截断。该打开姿势并不限定于全开状态，也包含冷却水从主孔部21B的一部分流动的姿势，这样，即使在主控制阀21未达到全开状态的姿势下，感温控制阀22也被维持于封闭姿势。
因此，在发动机1暖机时，姿势设定单元30将阀体20设定为封闭姿势。由此，从流入口C流入至阀室A的冷却水朝向散热器2的供给被截断，阀室A的冷却水能够向感温室B流入。
特别是在姿势设定单元30等发生故障、且主控制阀21固定为封闭姿势的状况下冷却水的温度超过设定值时，开闭阀42借助热感知体41的膨胀而打开(参照图4)。通过如此地打开，从而将发动机1的冷却水从阀室A输送至感温室B，进而能够将来自感温室B的冷却水从旁通流路14供给至排出筒12，由此抑制发动机1的过热。
另外，在结束暖机运转后，姿势设定单元30使阀体20旋转并将主控制阀21设定为打开姿势。具体而言，在冷却水的温度较低的状态下，主控制阀21的开度被设定得较低，随着温度上升，开度被设定得较大。由此，从流入口C流入至阀室A的冷却水从排出筒12向散热器2供给。
在该打开姿势下，感温控制阀22阻止阀室A与感温室B之间的冷却水的流动，直至主控制阀21从稍微打开的状态达到全开的状态为止。因此，即便冷却水的温度上升，也能够抑制故障安全机构40打开的现象。并且，即使在冷却水的温度暂时上升，因该温度上升而使得热感知体41膨胀从而将开闭阀42打开的情况下，冷却水也不会从阀室A向感温室B流动。由此，不会增大朝向散热器2供给的冷却水的水量，能够适当地进行发动机1的热管理。
特别是在该阀装置V中，如上述那样，密封机构50收纳于供来自流入口C的冷却水流入的收纳空间。例如，在收纳空间的压力与阀体20的旋转操作联动地发生变动的情况下，在阀体20的操作时在收纳空间中产生冷却水的流动，从而第一受压面S1与第二受压面S2之间有时也产生压力差。与此相对，在本实施方式的阀装置V中，构成为针对收纳空间始终作用有从流入口C供给的冷却水的压力，因此在第一受压面S1与第二受压面S2常时作用有与作用于流入口C的压力相等的压力。由此，即便阀体20被旋转操作，也能够对收纳空间的密封圈51作用规定的压力，从而能够维持良好的密封状态。
〔另外的实施方式〕
除了上述实施方式以外，也可以如下地构成。由于基本结构与上述实施方式相同，所以使用附图仅对不同的结构进行说明。此外，为了便于附图的理解，使用与上述实施方式相同的部件名称以及附图标记来进行说明。
(a)如图9所示，作为密封圈51，使用简单的筒状部件，并构成为使阀体20的球状面21A与密封圈51的内周缘接触。在该结构中，作为密封圈而能够使用简单的形状的筒状部件，从而能够实现密封圈51的低价化。
(b)如图10所示，作为密封圈51，在与阀体20接触的方向上的端部形成直径比密封圈51的外径稍小的筒状部51a，以使该筒状部51a的外周侧与阀体20的球状面21A接触的方式，将筒状部51a的内周侧成形为倾斜面。在该结构中，即便密封圈51的筒状部51a磨损，也能够使接触位置Q与假想圆筒面P一致，从而能够将密封性能维持为较高。
(c)在图11～图13中，示出了相对于上述的实施方式，将流入口C与排出口D的位置进行了对调的实施方式。在该情况下，例如将形成于排出口D的凸缘部11F与发动机1的外壁连结，从而配置阀装置V，以使得来自发动机1的冷却水经由散热器2而流入至流入口C，并将冷却水从排出口D输送至水套。
如图11所示，在壳体主体11形成有与流入口C连通的主筒状部11A，在阀体20与作为流入口C的流入筒12a的内端之间具备密封机构50。另外，阀体20的内部空间21S与排出口D连通，并且在阀体20被设定为打开姿势的情况下，该内部空间21S与流入口C连通。
如图13所示，密封机构50由密封圈51、衬垫52、支承环53、以及弹簧54构成，它们配置于流入筒12a中的在主筒状部11A的内部配置的内部套筒12A的内周。该内部套筒12A的内周面形成为以套筒轴心T为中心的圆柱内周面状。衬垫52具有与内部套筒12A的内表面接触的唇部而维持与内部套筒12A的内周的水密性，并将收纳密封机构50的收纳空间经由内部套筒12A的外侧空间55而与阀体20的内部空间21S的连通隔绝。
在本实施方式中，将内部套筒12A的内周的空间设为密封收纳空间，因此移动体(密封圈51、衬垫52、支承环53以及弹簧54的一部分)被来自流入口C的冷却水包围。其结果是，在以相等的面积构成的第一受压面S1与第二受压面S2常时作用有与作用于流入口C的压力相等的压力。由此，即便阀体20被旋转操作，也能够针对收纳空间的密封圈51作用规定的压力，从而能够维持良好的密封状态。
另外，设想将内部套筒12A的内周面在沿着套筒轴心T的方向上延长而成的假想圆筒面P，将该假想圆筒面P与球状面21A相交的接触位置Q设定为密封圈51与球状面21A接触的接触区域的最内周位置。由此，在比假想圆筒面P与球状面21A相交的接触位置Q靠内侧的位置形成第一受压面S1和第二受压面S2，因此第一受压面S1与第二受压面S2以相等的面积形成。
如图12所示，感温室B经由旁通流路14而与流入口C连通，来自流入口C的冷却水被朝向故障安全机构40供给。由此，在冷却水的温度超过设定值时，热感知体41膨胀，从而使开闭阀42克服阀簧43的作用力地打开。而且，在感温控制阀22的感温孔部22B被设定为全开姿势的情况下，来自流入口C的冷却水经由旁通流路14与感温室B而向阀室A输送，并从排出口D排出。
其结果是，即使在姿势设定单元30等发生故障、且主控制阀21固定为封闭姿势的状况下冷却水的温度超过设定值时，由于感温孔部22B处于打开状态，所以也抑制发动机1过热。另一方面，感温控制阀22阻止阀室A与感温室B之间的冷却水的流动，直至主控制阀21从稍微打开的状态达到全开的状态为止。因此，即便冷却水的温度上升，也抑制故障安全机构40打开的现象。
〔其他的实施方式〕
以排出口D为基准，在与流入口C相反的一侧，将用于向EGR冷却器、加热器芯部等进行供给的口部形成于阀壳10。在如此构成的情况下，以阀体20的主控制阀21为基准，在沿着旋转轴心X的方向且在与流入口C相反的一侧形成阀面，并将与之对应的口部形成于阀壳10。另外，也可以以阀体20的主控制阀21为基准，在沿着套筒轴心T的方向且与流入口C相反的一侧形成阀面，并将与之对应的口部形成于阀壳10。
阀体20具有内部空间21S，能够将从流入口C流入的冷却水沿着旋转轴心X或者沿着套筒轴心T输送，因此即使在像本实施方式那样构成的情况下，也能够容易地对各口部供给冷却水。
工业上的利用可能性
本发明能够在对内燃机的制冷剂进行供排的制冷剂控制阀装置中加以利用。
附图标记的说明
10…阀壳；12A…内部套筒；20…阀体；21A...阀面(球状面)；21B...孔部(主孔部)；21S...内部空间；31...电动致动器(电动马达)；50...密封机构；51...密封体(密封圈)；52...衬垫；54...施力机构(弹簧)；55...外侧空间；C...流入口；D...排出口；E...内燃机(发动机)；P...假想圆筒面；Q...接触位置；S1...第一受压面；S2...第二受压面；T...套筒轴心；X...旋转轴心。

Claims (6)

1.一种制冷剂控制阀装置，其中，具备：
阀壳，该阀壳形成有供来自内燃机的制冷剂流入的流入口以及送出制冷剂的排出口；
旋转式的阀体，该阀体在所述阀壳的内部以旋转轴心为中心自由旋转地配置，并具有被从所述流入口供给制冷剂的内部空间以及构成球状的外表面的阀面，在所述阀面形成有通过所述阀体以所述旋转轴心为中心的旋转而使所述内部空间与所述排出口连通的孔部；以及
密封机构，该密封机构支承于所述阀壳中的构成所述排出口的部件，并与所述阀体的所述阀面接触，
所述密封机构具有：密封体，该密封体在沿着通过所述排出口排出制冷剂的方向观察的情况下呈环状，并能够与所述阀体的所述阀面接触；以及施力机构，该施力机构在朝向所述阀面的球心的按压方向上对所述密封体施加作用力，
所述密封机构以相等的面积形成有第一受压面和第二受压面，其中，所述第一受压面从制冷剂承受沿着与所述施力机构的施力方向相同的方向对所述密封体或者包括所述密封体且与该密封体一体移动的移动体作用的压力，所述第二受压面从制冷剂承受沿着与所述施力方向相反的方向对所述密封体或者所述移动体作用的压力，通过将该密封机构收纳于与所述流入口连通的密封收纳空间，从而对所述第一受压面与所述第二受压面作用来自所述流入口的制冷剂的压力。
2.根据权利要求1所述的制冷剂控制阀装置，其中，
在正交于所述旋转轴心且与通过所述阀面的球心的套筒轴心同轴的轴心上，形成有从所述排出口向所述阀壳的内部突出的筒状的内部套筒，并且该内部套筒的外周面形成为以所述套筒轴心为中心的圆柱外表面状，
所述施力机构与所述密封体沿着所述套筒轴心移动自如地配置于包围所述内部套筒的外周的位置，
所述制冷剂控制阀装置具备衬垫，该衬垫与所述内部套筒的外周接触，从而将所述密封收纳空间与所述密封体的内周位置的空间隔绝，
将通过使所述内部套筒的外周面在沿着所述套筒轴心的方向上延长而得的假想圆筒面与所述阀面相交的接触位置，设定为所述密封体与所述阀面接触的接触区域的最外周位置。
3.根据权利要求1或2所述的制冷剂控制阀装置，其中，
所述流入口在所述阀壳中在沿着所述旋转轴心的方向上供给制冷剂，所述阀体在所述内部空间中在沿着所述旋转轴心的方向上输送来自所述流入口的制冷剂。
4.一种制冷剂控制阀装置，其中，具备：
阀壳，该阀壳形成有供来自内燃机的制冷剂流入的流入口以及送出制冷剂的排出口；
旋转式的阀体，该阀体在所述阀壳的内部以旋转轴心为中心自由旋转地配置，并具有与所述排出口连通的内部空间以及构成球状的外表面的阀面，在所述阀面形成有通过所述阀体以所述旋转轴心为中心的旋转而使所述内部空间与所述流入口连通的孔部；以及
密封机构，该密封机构支承于所述阀壳中的构成所述流入口的部件，并与所述阀体的所述阀面接触，
所述密封机构具有：密封体，该密封体在沿着通过所述流入口供给制冷剂的方向观察的情况下呈环状，并能够与所述阀体的所述阀面接触；以及施力机构，该施力机构在朝向所述阀面的球心的按压方向上对所述密封体施加作用力，
所述密封机构以相等的面积形成有第一受压面和第二受压面，其中所述第一受压面从制冷剂承受沿着与所述施力机构的施力方向相同的方向对所述密封体或者包括所述密封体且与该密封体一体移动的移动体作用的压力，所述第二受压面从制冷剂承受沿着与所述施力方向相反的方向对所述密封体或者所述移动体作用的压力，通过将该密封机构收纳于与所述流入口连通的密封收纳空间，从而对所述第一受压面与所述第二受压面作用来自所述流入口的制冷剂的压力。
5.根据权利要求4所述的制冷剂控制阀装置，其中，
在正交于所述旋转轴心且与通过所述阀面的球心的套筒轴心同轴的轴心上，形成有从所述流入口向所述阀壳的内部突出的筒状的内部套筒，并且该内部套筒的内周面形成为以所述套筒轴心为中心的圆柱内表面状，
所述施力机构与所述密封体沿着所述套筒轴心移动自如地配置于所述内部套筒的内周，
所述制冷剂控制阀装置具备衬垫，该衬垫与所述内部套筒的内周接触，从而将所述密封收纳空间与所述内部套筒的外侧空间隔绝，
将通过使所述内部套筒的内周面在沿着所述套筒轴心的方向上延长而得的假想圆筒面与所述阀面相交的接触位置，设定为所述密封体与所述阀面接触的接触区域的最内周位置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的制冷剂控制阀装置，其中，
具备使所述阀体以所述旋转轴心为中心旋转的电动致动器。
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