CN107407431B - 制冷剂控制阀装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抑制大型化并维持良好的密封性的制冷剂控制阀装置。该制冷剂控制阀装置构成为,将转子旋转自如地收容于形成有第一排出口和直径小于第一排出口的第二排出口的外壳,在转子的外壁部形成有对制冷剂针对第一排出口与第二排出口的流动进行控制的孔部,在转子被设定为将制冷剂向第二排出口送出的某个旋转姿势的情况下,第二排出口的第二密封件部也与孔部的边缘部抵接。

Description

制冷剂控制阀装置
技术领域
本发明涉及在具有排出口的外壳的内部旋转自如地收容有对制冷剂的流动进行控制的转子的制冷剂控制阀装置。
背景技术
作为制冷剂控制阀装置,专利文献1示出了在外壳的内部旋转自如地配置有转子(在文献中为截面调节部件)的技术。在该专利文献1中构成为,通过使形成于转子的外周的开口与形成于外壳的口部(在文献中为连接管的开口)重合,能够使制冷剂在转子的内部与口部之间流动。
在该专利文献1中,转子形成为球状,且形成有在沿旋转轴线的方向上敞口的开口和在球状的外壁面与口部对应的多个开口。
专利文献2示出了在外壳的内部旋转自如地配置有筒状的转子(在文献中为阀体)的技术。在该专利文献2的装置中,在外壳,在转子的周向上排列的位置(在沿旋转轴线的方向上重叠的位置)具备第一流体通路、第二流体通路,还具备在沿旋转轴线的方向上敞口的第三流路。进而,在转子形成有以常时与第三流路连通的方式向沿旋转轴线的方向敞口的开口和用于控制制冷剂向第一流体通路、第二流体通路的流动的开口。
根据该结构构成为,能够制作出如下两个状态:在通过对转子的旋转姿势的设定,而在封闭了第一流体通路、第二流体通路中的一个流体通路的状态下,使制冷剂流向另一个通路的状态;和在通过对转子的旋转姿势的设定,而在封闭了第一流体通路的状态下,减少流到第二流体通路的制冷剂量的状态。
专利文献1:日本特表2010-507762号公报
专利文献2:日本特开2002-98245号公报
作为构成为将转子收容为相对于外壳旋转自如的阀装置的一个例子,假定在外壳形成有供给制冷剂的单一的供给侧口和排出制冷剂的两个排出口的阀装置。针对这样的假定,如专利文献1所示,在沿旋转轴线排列的多个排出口形成于外壳的阀装置中,会引发阀装置整体在沿旋转轴线的方向上大型化。基于该理由,为了实现阀装置在沿旋转轴线的方向上小型化,与专利文献2所示的第一流体通路、第二流体通路相同,以沿周向排列两个排出口的方式(在转子的沿旋转轴线的方向上重叠的位置)形成于外壳这种做法是有效的。
在具备两个排出口的制冷剂控制阀装置中,还需要制作出如下多个状态,即,通过转子的旋转操作同时从两个排出口送出冷却水的状态,同时截断冷却水向两个排出口流动的状态,以及将冷却水从两个排出口中的一个送出的状态。与此相对地,与专利文献2的结构相同,在沿转子的周向配置有两个排出口的结构中,例如,还可考虑:沿周向在转子的外周形成用于控制制冷剂向两个排出口的流动的多个开口的结构、具备沿转子的外周排列的单一的开口的结构。
在制冷剂控制阀装置中,为了在各个排出口封闭的情况下,截断制冷剂的泄露,而在各个排出口具备密封件。另外,若假定两个排出口的内径不同,则考虑在转子上形成与直径大的排出口相对应的直径大的开口和与直径小的排出口相对应的直径小的开口。然而,在该结构中,有时也会在因转子的旋转,致使直径大的开口到达直径小的排出口的位置的情况下,陷入仅直径小的排出口的密封件的一部分与直径大的开口的边缘部接触的状态。在这样的接触状态下,也能考虑到,会因不均匀磨损导致密封件的性能降低,密封件陷入不当姿势、脱落的情况。为了消除该不良,扩大转子的周向上的尺寸进而扩大开口彼此的间隔是有效的,但也会导致转子的大径化。
另外,还能够假定在转子上形成有呈长孔状的开口,该开口为在周向上连续设置用于与直径大的排出口相对应的宽度大(在沿旋转轴线的方向上宽度大)的孔部和与直径小的排出口相对应的宽度小(在沿旋转轴线的方向上宽度小)的孔部而成。在该假定中,虽然能够使转子小径化,但会导致与前述相同的不良。即,有时会在因转子的旋转而致使直径小的排出口到达宽度大的孔部的位置的情况下,陷入仅直径小的排出口的密封件的局部与宽度大的孔部的边缘部接触的状态。在这样的接触状态下,也考虑了因不均匀磨损而导致密封性降低、密封件陷入不当的姿势、脱落的情况。
即,在这样的制冷剂控制阀装置中,要求抑制装置的大型化,并维持良好的密封性。
发明内容
本发明的制冷剂控制阀装置的特征结构在于,具备:外壳,其具备接收来自内燃机的制冷剂的导入口以及将该制冷剂分开送出的直径大的第一排出口和直径小的第二排出口至少这两个排出口;转子,其呈旋转体形状,在所述外壳的内部以旋转轴线为中心旋转来控制所述制冷剂的流动;环状的第一密封件,其设置于所述第一排出口,与所述转子的外表面抵接;环状的第二密封件,其设置于所述第二排出口,与所述转子的外表面抵接,所述转子具备:接收部,其接收来自所述导入口的所述制冷剂;内部空间,其收容所接收到的所述制冷剂;以及孔部,其具有沿所述旋转轴线的延伸方向形成为宽度大的第一孔部和沿所述延伸方向形成为宽度小的第二孔部,以将该制冷剂送出至所述第一排出口或所述第二排出口,所述制冷剂控制阀装置构成为,在通过所述转子的旋转,使所述第一孔部的至少局部与所述第二排出口连通时,所述第二密封件的至少局部与所述第一孔部的边缘部抵接。
根据该结构,在因转子的旋转,使形成得宽度大的第一孔部到达第二排出口的位置的情况下,维持第二密封件的外周的局部与第一孔部的边缘部抵接的状态,因此,不存在第二密封件的姿势不适当、脱落的情况。另外,因第一排出口的第一密封件的直径大于第二密封件,因此将转子设定在任何旋转位置,都必然能使该第一密封件的局部与转子的外壁面接触,从而将其稳定地支承。其结果是,能够构成为抑制装置的大型化并保持良好的密封性的制冷剂控制阀装置。
本发明的制冷剂控制阀装置的其它特征构成在于,具备:外壳,其具备分开接收来自内燃机的制冷剂的直径大的第一导入口与直径小的第二导入口至少这两个导入口以及送出该制冷剂的排出口;转子,其呈旋转体形状,在所述外壳的内部以旋转轴线为中心旋转来控制所述制冷剂的流动;环状的第一密封件,其设置于所述第一导入口,与所述转子的外表面抵接;环状的第二密封件,其设置于所述第二导入口,与所述转子的外表面抵接,所述转子具备:接收部,所述接收部具有接收来自所述第一导入口的所述制冷剂并沿所述旋转轴线的延伸方向形成为宽度大的第一接收部和沿所述延伸方向形成为宽度小的第二接收部;内部空间,其收容所接收到的所述制冷剂;以及孔状部,其形成为将该制冷剂向所述排出口送出,所述制冷剂控制阀装置构成为,在通过所述转子的旋转,使所述第一接收部的至少局部与所述第二导入口连通时,所述第二密封件的至少局部与所述第一接收部的边缘部抵接。
根据该结构,在因转子的旋转,使形成得宽度大的第一接收部到达第二导入口的位置的情况下,维持第二密封件的外周的局部与第一承接件的边缘部抵接的状态,所以,不存在第二密封件的姿势不适当、脱落的情况。另外,第一接收部的第一密封件的直径大于第二密封件,因此将转子设定于任何旋转位置,都必然能使该第一密封件的局部与转子的外壁面接触,从而将其稳定地支承。其结果是,能够构成抑制装置的大型化并维持良好的密封性的制冷剂控制阀装置。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,所述排出口的中心线通过所述转子的球体中心,并向所述排出口的排出侧端部远离所述导入口的方向倾斜。
例如,假定排出部的中心线以与旋转轴线正交的姿势形成,则在该假定中,需要确保外壳在沿旋转轴线的方向上具有与排出部的直径相对应的长度,而难以缩短外壳的尺寸。与此相比较,若设定为上述结构,则排出部的中心线相对于旋转轴线倾斜,其倾斜方向为向排出部的排出侧端部远离导入口的方向倾斜,因此能够使排出部的开口的外周中接近导入口的区域向远离导入口的方向变位。因此,能够构成小型化了的制冷剂控制阀装置。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,所述导入口的中心线通过所述转子的球体中心,所述导入口的导入侧端部向远离所述排出口的方向倾斜。
例如,若假定导入部的中心线以与旋转轴线正交的姿势形成,则在该假定中,需要确保外壳在沿旋转轴线的方向上具有与导入部的直径相对应的长度,而难以缩短外壳的尺寸。与此相比,若设定为上述结构,则导入部的中心线相对于旋转轴线倾斜,其倾斜方向为向导入部的导入侧端部远离导入口的方向倾斜,因此能够使导入部的开口的外周中接近排出部的区域向远离排出部的方向变位。因此,能够构成小型化的制冷剂控制阀装置。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,借助促动器的驱动力来设定所述转子的旋转姿势的控制盒安装于所述外壳的外部。
作为制冷剂控制阀装置,例如,在具备三个以上的口部的规格中,各个口部的密封件因作用力而与转子抵接,因此,由于密封件的抵接致使转子在旋转驱动时的阻力增大,而要求提高驱动力。针对这样的课题,在本结构中,为了将控制盒安装于外壳的外部,能够通过将获得与规格相对应的驱动力(具备对应的减速比、对应的驱动力的马达等)的控制盒安装于外壳的外部来应对。在此基础上,在本结构中,外壳与控制盒为独立的结构,因此在组装制冷剂控制阀装置的情况下,能够分别独立地实施将促动器、减速齿轮等预先组装于控制盒的工序和在外壳安装转子等的工序,还能够应对组装多个不同规格的装置的情况,制造工序得到简化。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,将位置关系设定为,在使所述转子以所述旋转轴线为中心旋转的情况下,所述第二孔部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上一侧的基准轨迹与所述第一孔部的外周重合,且所述第二孔部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上另一侧的中间轨迹到达所述第一孔部的中央部,在所述中间轨迹分割所述第一孔部的肋部形成于所述第一孔部。
由此,在因转子的旋转致使第一孔部到达第二密封件的位置的情况下,第二密封件的外周中在沿旋转轴线的方向上一侧,与第一孔部的靠基准轨迹侧的边缘部抵接,在沿旋转轴线的方向上另一侧,与肋部抵接,而能够使第二密封件的姿势稳定,不会导致不均匀磨损,从而稳定地支承第二密封件。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,将位置关系设定为,在使所述转子以所述旋转轴线为中心旋转的情况下,所述第二接收部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上一侧的基准轨迹与所述第一接收部的外周重合,且所述第二接收部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上另一侧的中间轨迹到达所述第一接收部的中央部,在所述中间轨迹分割所述第一接收部的肋部形成于所述第一接收部。
由此,在因转子的旋转致使第一接收部到达第二密封件的位置的情况下,在第二密封件的外周中,在沿旋转轴线的方向上一侧,与第一接收部的靠基准轨迹侧的边缘部抵接,在沿旋转轴线的方向上另一侧,与肋部抵接,而能够使第二密封件的姿势稳定,不会导致不均匀磨损,从而能够稳定地支承第二密封件。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以形成为,所述肋部比从将所述转子的外壁部延长而成的假想外壁面向所述旋转轴线的方向变位而形成,以抑制与所述第一密封件接触的接触压力。
由此,即使在随着转子的旋转,肋部与第一密封件接触的状态下,也能使肋部与第一密封件轻轻接触,从而能消除它们相互强烈接触而磨损的不良。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,所述肋部具备:中央区域,其在所述转子的周向上的中央比所述假想外壁面向沿所述旋转轴线的方向变位;和倾斜区域,其由所述肋部的外端部以平滑的倾斜与所述中央区域和所述转子的外壁部相连。
由此,在随着转子的旋转,移至第一密封间与肋部接触的状态的情况下,第一密封件从肋部的倾斜区域向中央区域相对移动,从而能够使转子平滑地旋转,还抑制第一密封件的磨损。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,所述转子具有以所述旋转轴线上的壁中心为中心的球状的外壁部。
由此,在处于转子封闭第一排出口的旋转姿势的情况下,使第一密封件的整周与转子的外壁部紧贴,在处于转子封闭第二排出口的旋转姿势的情况下,使第二密封件的整周与转子的外壁部紧贴,呈现出良好的密封性。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,所述孔部具有向随着所述转子的旋转而开始与所述排出口重叠一侧延伸的槽。
由此,在通过转子的旋转,孔部与排出口重叠之前,槽与排出口重叠,从而能够经由槽向排出口供给制冷剂。由此,例如,在开始向内燃机的散热器供给制冷剂的情况下,因为在经由排出口开始供给制冷剂之前,会经由槽供给少量的制冷剂,因此能够在从排出口供给制冷剂之前,稍微改变制冷剂温度,从而能够抑制内燃机的急剧温度变化。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,所述接收部具有向随着所述转子的旋转而开始与所述导入口重叠一侧延伸的槽。
由此,能够在通过转子的旋转,使接收部与导入口重叠之前,使槽与导入口重叠,而能够经由向导入口供给制冷剂。由此,例如,在开始从散热器向内燃机供给制冷剂的情况下,因为是在经由导入口开始供给制冷剂之前,经由槽供给少量的制冷剂,因此能够在从导入口供给制冷剂之前,使制冷剂温略微变化,从而能够抑制内燃机的急剧温度变化。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置可以是,决定所述转子的旋转极限的限位器,突出形成于所述转子的外周中与所述第一密封件和所述第二密封件都不抵接的区域。
为了决定转子的旋转极限,可考虑将从转子的外周突出的限位器与转子一体形成。然而,在使用金属模具的树脂成形中,树脂量多的限位器部分的散热所需的时间变得比树脂量少的外壁部分的散热所需的时间长。因此,基于这样的理由,也考虑了,在成形后,在转子的外壁部分,与散热相伴随的收缩结束之后,在限位器部分,与散热相伴随的收缩还在继续,因此,其结果是,使限位器附近的外壁部分的壁厚薄于必要的值,在转子的外周面制作出凹部,降低密封件的密封性。与此相对地,如上述结构所示,通过将限位器形成于不与第一密封件与第二密封件形成抵接的区域,即使在转子的外周中的限位器的附近形成凹部,也不会降低各自的密封性。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置优选为,在所述第二孔部设置有向旋转轴的延伸方向延伸的纵肋部,所述纵肋部比将所述转子的外壁部延长而成的假想外壁面向旋转轴的中心侧后退,以抑制与所述第一密封件接触的接触压力。
若设定为这样的结构,则能够通过纵肋部维持第二孔部的形状。因此,能够防止所希望的制冷剂的流动改变。另外,若设定为这样的结构,则在转子旋转时,能够在纵肋部与第一密封件之间设置缝隙。由此,能够减轻纵肋部对第一密封件的接触压力,抑制第一密封件的磨损,延长第一密封件的寿命。因此,能够维持所希望的密封性,故而能够防止制冷剂的泄露增加。另外,纵肋部不沿第一密封件滑动,因此能够减小滑动扭矩。
另外,本发明的制冷剂控制阀装置优选为,在所述第二孔部设置有向旋转轴的延伸方向延伸的纵肋部,所述纵肋部比将所述转子的外壁部延长而成的假想外壁面向旋转轴的中心侧后退,以抑制与所述第一密封件接触的接触压力。
若设定为这样的结构,则能够通过纵肋部维持第二接收部的形状。因此,能够防止所希望的制冷剂的流动改变。另外,若设定为这样的结构,则在转子旋转时,能够在纵肋部与第一密封件之间设置缝隙。由此,能够减轻纵肋部对第一密封件的接触压力,抑制第一密封件的磨损,延长第一密封件的寿命。因此,能够维持所希望的密封性,故而能够防止制冷剂的泄露增加。另外,因为纵肋部不沿第一密封件滑动,因此能够减小滑动扭矩。
附图说明
图1是示出第一实施方式的发动机冷却系统的图。
图2是向第二排出口输送冷却水的制冷剂控制阀装置的纵剖视图。
图3是向第一排出口输送冷却水的制冷剂控制阀装置的纵剖视图。
图4是制冷剂控制阀装置的横剖视图。
图5是处于全开姿势的转子的展开图。
图6是处于第二敞口姿势的转子的展开图。
图7是处于第一敞口姿势的转子的展开图。
图8是处于全闭姿势的转子的展开图。
图9是转子的立体图。
图10是示出假想外壁面与肋部间的关系的剖视图。
图11是说明转子与第一密封件间的关系的剖视图。
图12是示出第二实施方式的发动机冷却系统的图。
图13是向第二导入口输送冷却水的制冷剂控制阀装置的纵剖视图。
图14是制冷剂控制阀装置的横剖视图。
图15是处于全开姿势的转子的展开图。
图16是处于第二敞口姿势的转子的展开图。
图17是处于第一敞口姿势的转子的展开图。
图18是处于全闭姿势的转子的展开图。
图19是示出第三实施方式的发动机冷却系统的图。
图20是转子处于全闭姿势的制冷剂控制阀装置的纵剖视图。
图21是电动控制部的横剖视图。
图22是示出转子与口部间的位置关系的横剖视图。
图23是处于全闭姿势的转子的展开图。
图24是第三口部处于连通状态的转子的展开图。
图25是第三口部、第二口部处于连通状态的转子的展开图。
图26是处于全开姿势的转子的展开图。
图27是示出转子的旋转角与各口部的开度间的关系的图表。
图28是其它实施方式(a)的制冷剂控制阀装置的剖视图。
图29是其它实施方式(c)的转子的立体图。
图30是其它实施方式(c)的纵肋部附近的放大图。
图31是其它实施方式(d)的制冷剂控制阀装置的剖视图。
具体实施方式
下面基于附图说明本发明的实施方式。
〔第一实施方式:基本构成〕
如图1所示,制冷剂控制阀装置V设置于车辆,具备:导入口PS,其接受来自作为内燃机的发动机E的冷却水(制冷剂的一个例子);第一排出口P1,其将冷却水经由散热器软管1向散热器R送出;以及第二排出口P2,其将冷却水经由加热器软管2向暖风水箱H送出。发动机E具有缸盖Ea和缸体Eb,冷却水被从缸盖Ea供给到制冷剂控制阀装置V的导入口PS。另外,供给到散热器R的冷却水和供给到暖风水箱H的冷却水,被从进水阀3向水泵4(W/P)输送,并从水泵4返回发动机E的缸体Eb。
另外,在该第一实施方式中,是将来自制冷剂控制阀装置V的冷却水供给到散热器R和暖风水箱H,但也可以是,例如用在为了给发动机润滑油、自动变速器油等做热交换而进行的供给当中。在这样使用的情况下,也可以对制冷剂控制阀装置V形成第三排出口。
如图2~图4所示,制冷剂控制阀装置V具备:树脂制的外壳A;转子B,其具有以旋转轴线X为中心旋转自如地收容于该外壳A的内部的树脂制的球状的外壁部23;以及电动控制部C,其驱动转子B旋转。该制冷剂控制阀装置V构成为,将发动机E的冷却水(制冷剂的一个例子)向散热器R和作为需要热的装置的暖风水箱H中的至少一者供给,并且制作出不向散热器R和暖风水箱H中的任一者供给的状态。另外,旋转轴线X被设定为从导入口PS的中心位置、与该导入口PS的开口面正交的姿势。
〔外壳〕
外壳A以封闭呈筒状的外壳主体10的一个端部的方式具备盖状的外壳板11,在外壳主体10的敞口侧形成有导入口PS。
第一排出口P1具备:供散热器软管1连接的圆筒状的第一套筒部13(第一部件的一个例子)、在该第一套筒部13的外周呈凸缘状地形成的第一凸缘部14以及相对于第一套筒部13的内端形成外嵌的第一密封件部15。
第一凸缘部14在其外周整周上通过熔接与外壳主体10连接。另外,第一密封件部15由环状的第一密封件15a、第一衬垫15b、第一中间环15c以及第一弹簧15d构成。它们以外嵌的状态设置于第一套筒部13的内端位置。另外,也可以替代熔接,使用粘合剂将第一凸缘部14粘合于外壳主体10。
在转子B被设定为封闭第一排出口P1的姿势的情况下,第一密封件部15的整周紧贴球状的外壁部23,第一密封件部15发挥功能,截断冷却水在第一排出口P1与转子B的外壁部23之间流动。
第一密封件15a由PTFE(聚四氟乙烯)等柔性树脂成形为环状。该第一密封件15a能够在外嵌于第一套筒部13的状态下,沿该第一套筒部13的第一中心线Q1移动。第一衬垫15b是由柔性树脂形成的环状,在其内周侧形成有与第一套筒部13的外周面接触的唇部。该第一衬垫15b能够沿第一套筒部13的第一中心线Q1移动。
第一中间环15c由刚性高的金属、树脂形成,配置于外嵌于第一衬垫15b的位置。第一弹簧15d由金属材料形成,配置于一端与第一凸缘部14抵接,另一端与第一中间环15c抵接的位置。通过第一弹簧15d的作用力,第一密封件15a与转子B的外壁部23接触。
特别是,成为第一套筒部13的中心的第一中心线Q1相对于旋转轴线X倾斜。第一中心线Q1与旋转轴线X交叉,该交叉位置为壁中心T,该壁中心T与转子B的球状的外壁部23的中心一致。第一中心线Q1的倾斜方向被设定为越趋向冷却水在第一套筒部13中流动的下游,该第一套筒部13的外端侧就越远离旋转轴线X,并且越是远离导入口PS。
第二排出口P2具备:供加热器软管2连接的第二套筒部17(第二部件的一个例子)、在该第二套筒部17的外周呈凸缘状形成的第二凸缘部18以及外嵌于第二套筒部17内端的第二密封件部19。
第二凸缘部18在其外周整周上通过熔接与外壳主体10连接。另外,第二密封件部19由环状的第二密封件19a、第二衬垫19b、第二中间环19c以及第二弹簧19d构成。它们以外嵌的状态设置于第二套筒部17的内端位置。另外,也可以替代熔接,使用粘合剂将第二凸缘部18粘合于外壳主体10。
在转子B被设定为封闭第二排出口P2的姿势的情况下,第二密封件部19的整周紧贴球状的外壁部23,由此第二密封件部19发挥功能,截断冷却水在第二排出口P2与转子B的外壁部23之间的流动。
构成第二密封件部19的第二密封件19a、第二衬垫19b、第二中间环19c以及第二弹簧19d,使用与在第一密封件部15中所对应的部件相同的材料,与第一密封件部15同样发挥功能。
特别是,成为第二套筒部17的中心的第二中心线Q2的姿势被设定为与旋转轴线X正交。另外,第二中心线Q2被配置于在壁中心T与旋转轴线X交叉的位置,该第二中心线Q2被配置于与转子B的外壁部23中以旋转轴线X为中心的外径中直径最大的位置相重叠的位置。
进而,以第一密封件15a中的靠导入口PS侧的外周部与第二密封件19a中的靠导入口PS侧的外周部在沿旋转轴线X的方向上一致的方式,设定第一排出口P1与第二排出口P2的相对位置关系。
〔转子〕
如图2~图4、图9所示,转子B具有与配置于与旋转轴线X相同的轴线上的轴27一体旋转的转子主体20。
转子主体20具有:开口部21,其向沿旋转轴线X的方向敞口并作为从导入口PS接收冷却水的接收部;转子内壁部22,其与该开口部21连接且在内部形成内部空间20S;外壁部23,其呈以壁中心T为中心的球状;以及控制孔部24(孔部的具体例),其以将来自转子B的内部空间20S的冷却水向第一排出口P1或者第二排出口P2送出的方式形成于该外壁部23。
另外,在转子主体20,在与开口部21相反一侧形成有供轴27以贯通状态配置的敞口部25。形成于轴27的突出端的多个连结体28与转子主体20的转子内壁部22连结,由此构成为与转子B一体旋转。
上述转子内壁部22具备:导入内壁部22a,其沿旋转轴线X的方向上与开口部21连续;和弯曲内壁部22b,其与该导入内壁部22a平滑地连接,并且越趋向与开口部21相反一侧越向使该导入内壁部22a变窄的方向延伸。由此,转子B的内部空间20S的弯曲内壁部22b的部位形成为与外壁部23平行,导入内壁部22a的部位以规定的壁厚形成为筒状。另外,在弯曲内壁部22b形成有前述的敞口部25。
如图5~图9所示,控制孔部24以第一孔部24a和第二孔部24b沿转子主体20的外周延伸的方式形成一列,其中,第一孔部24a的宽度略窄于第一排出口P1的第一密封件15a的内径,第二孔部24b的宽度略窄于第二排出口P2的第二密封件19a的内径。另外,在该控制孔部24的第一孔部24a的外周形成有向随着转子B的旋转而开始与第一排出口P1重叠的一侧延伸的槽24T。该槽24T以将构成第一孔部24a的主长孔部Ga的外周边的局部切掉的方式形成。另外,该槽24T也可以形成于构成第一孔部24a的副长孔部Gb的外周。
即,将位置关系设定为,在使转子B以旋转轴线X为中心旋转的情况下,第二孔部24b的外周中在沿旋转轴线X的方向上一侧的基准轨迹Ka(在图5中为下侧、接近开口部21一侧)与第一孔部24a的外周重合,且第二孔部24b的外周中在沿旋转轴线X的方向上另一侧(在图5中为上侧)的中间轨迹Kb到达第一孔部24a的沿旋转轴线X的方向上的中央部。
另外,第一孔部24a的第一宽度W1(沿旋转轴线X的方向上的宽度)被设定为第二孔部24b的第二宽度W2(沿旋转轴线X的方向上的宽度)的大致2倍。进而,通过沿前述的中间轨迹Kb形成,而在第一孔部24a形成有沿宽度方向将第一孔部24a两等分的肋部24r。
如前所述,该肋部24r构成为沿宽度方向将第一孔部24a两等分,因此在第一排出口P1敞口的情况下,冷却水沿着该肋部24r中的形成主长孔部Ga的外边缘部的端面24rs与形成副长孔部Gb的外缘的端面24rs流动。各个端面24rs形成为处于顺着冷却液的水流延伸的姿势的平滑面,以免成为该冷却水流动的阻力。
这样,通过形成肋部24r,即使在因转子B的旋转姿势的设定,致使第二排出口P2的第二密封件19a到达第一孔部24a的情况下,该第二密封件19a也处于与第一孔部24a的开口缘、肋部24r接触的状态,能够稳定地支承第二密封件19a。这样,通过形成肋部24r,主长孔部Ga(在图5中比肋部24r靠上侧)与长于该主长孔部Ga的副长孔部Gb(图5中比肋部24r靠下侧)并列形成。另外,在冷却水在肋部24r的附近流动的情况下,肋部24r的端面24rs也以顺着冷却液的水流延伸的姿势平滑地形成,因此能够使冷却水顺利地流动。
特别是,如图9、图10所示,肋部24r比将外壁部23延长而成的假想外壁面S向旋转轴线X的方向变位,以免局部接触压力作用于第一排出口P1的第一密封件15a。另外,该肋部24r的周向上的中央区域24ra比假想外壁面S向旋转轴线X的方向最大程度地变位。另外,以该肋部24r的周向上的外端部以平滑的倾斜连接中央区域24ra与转子B的外壁部(第一孔部24a的边缘部)的方式,在肋部24r的外端部形成有倾斜区域24rb。根据该结构,减轻肋部24r对第一密封件15a的接触压力,抑制第一密封件15a的磨损,第一密封件15a的寿命变长。并且,通过在肋部24r的中央区域24ra的两端形成倾斜区域24rb,转子B顺利地旋转,使第一密封件15a的寿命进一步延长。
〔电动控制部〕
轴27在贯通外壳A的外壳板11的状态下,被旋转自如地支承于该外壳板11,在轴27与外壳板11的轴套部之间,具备阻止冷却水的泄露的密封件29。
电动控制部C将设置于轴27的端部的轮齿轮31、与该轮齿轮31咬合的蜗杆32、驱动该蜗杆32旋转的电动马达33(促动器的一个例子)以及根据蜗杆32的旋转姿势对转子B的旋转姿势进行检测的非接触型的旋转角传感器34收容于控制盒35而构成。
控制盒35通过连结固定于外壳主体10而构成为水密构造,电动马达33由外部的控制装置控制。控制装置基于对发动机E的冷却水的温度进行计量的水温传感器的检测结果和需要暖风水箱H的信息设定转子B的目标姿势,并根据旋转角传感器34的检测信号,控制转子B的旋转姿势达到目标姿势。
控制盒35独立于外壳主体10而形成,构成为连结固定于外壳主体10的外表面,因此,即使在例如制造规格不同的制冷剂控制阀装置V的情况下,通过单独制造外壳主体10与电动控制部,也防止了部件个数增加。
〔冷却水的控制〕
电动控制部C实现将转子B的旋转姿势设定为同时敞口第一排出口P1和第二排出口P2的全开姿势、仅敞口第二排出口P2的第二敞口姿势、仅敞口第一排出口P1的第一敞口姿势以及同时封闭第一排出口P1和第二排出口P2的全闭姿势的控制。
即,如图5所示,在转子B的旋转姿势被设定为全开姿势的情况下,第一排出口P1和第二排出口P2与内部空间20S连通,在将冷却水从第一排出口P1向散热器R供给的同时,将冷却水从第二排出口P2向暖风水箱H供给。另外,在该全开姿势下,第一密封件15a与第一孔部24a的一对边缘部抵接,第二密封件19a与第二孔部24b的一对边缘部抵接,因此第一密封件15a与第二密封件19a都姿势稳定。
另外,如图6所示,在转子B以全开姿势为基准,被向一侧实施旋转操作而设定为第二敞口姿势的情况下,第二排出口P2与内部空间20S连通,因此能够向暖风水箱H供给冷却水。另外,在该第二敞口姿势下,第二密封件19a沿副长孔部Gb移动,而到达第一孔部24a的位置,该第二密封件19a的外周的一侧与第一孔部24a的边缘部抵接,外周的另一侧与肋部24r接触,因此第二密封件19a的姿势稳定。
特别是,在转子B从图6所示的第二敞口姿势向图5所示的全开姿势的方向旋转的情况下,随着该旋转,槽24T与第一排出口P1重叠,由此能够在旋转的初始,经由槽24T,将少量的冷却水供给到第一排出口P1。由此,在第一孔部24a达到与第一排出口P1重叠的状态之前,使发动机E的温度略微变化,因此经由第一排出口P1供给冷却水的情况下的温度变化变小,从而能够抑制发动机E的温度急剧变化。
另外,如图7所示,在转子B以全开姿势为基准,被向另一侧实施旋转操作而被设定为第一敞口姿势的情况下,第一排出口P1与内部空间20S连通,因此能够向散热器R供给冷却水。另外,在该第一敞口姿势下,第一密封件15a位于第一孔部24a,因此第一密封件15a与第一孔部24a的一对边缘部(主长孔部Ga的边缘部和副长孔部Gb的边缘部)抵接,由此第一密封件15a的姿势稳定。
进而,如图8所示,在转子B被设定为全闭姿势的情况下,第一排出口P1与第二排出口P2都与内部空间20S处于非连通状态,冷却水不被供给到散热器R与暖风水箱H。在如发动机E刚启动后那样,需要提前暖机的情况下,设定该全闭姿势。另外,在该全闭姿势下,第一密封件15a紧贴转子B的外壁部23,第二密封件19a紧贴转子B的外壁部23。
另外,电动控制部C构成为还能实施如下控制,即,通过转子B的旋转姿势的设定,第一排出口P1与第二排出口P2都是在限制冷却水的流动的状态(不全开的状态)下,任意设定冷却水的供给量。
例如,如图11所示,假定通过以壁中心T为中心向箭头的方向摆动的方式,使第一排出口P1的第一中心线Q1的姿势变位,而将第一中心线Q1的姿势设定为与旋转轴线X正交的姿势。在该假定中,第一中心线Q1与转子B的外壁部23中直径最大的位置相交。与以实线表示的第一密封件15a的位置相比,第一密封件15a的位置如该图中假想线(双点划线)所示向接近开口部21的方向(在该图中为下侧)变位。
在像这样变位了的情况下,第一密封件15a的局部与转子B的外壁部23中比以旋转轴线X为中心直径最大的部位靠开口部21的方向上的部位接触。在这样的接触位置,需要将用于供第一密封件15a接触的区域沿旋转轴线X向开口部21的方向扩大,成为转子B的外壁部23沿旋转轴线X延伸的结构。其结果是,在该图中,如假想线(双点划线)所示,扩大转子B在沿旋转轴线X的方向上的尺寸,从而导致转子内壁部22的导入内壁部22a的内径缩小。
与此相对地,在本实施方式的第一排出口P1中,使第一中心线Q1的姿势以越趋向冷却水的流动的下游侧越远离开口部21的方式相对于旋转轴线X倾斜。由此,使第一排出口P1的第一密封件15a中接近开口部21的部位,接近转子B的外壁部23中以旋转轴线X为中心直径最大的位置。其结果是,转子B在沿制冷剂控制阀装置V的旋转轴线X的方向上的尺寸变短,实现小型化。另外,通过导入内壁部22a的大径化,能够增加冷却水的导入量。
进而,因为将第一排出口P1和第二排出口P2配置为在外壳A沿周向排列,因此例如,与将第一排出口P1和第二排出口P2在沿旋转轴线X的方向上排列的情况相比,上述结构也缩短了外壳A与转子B在沿旋转轴线X的方向上的尺寸。
在该制冷剂控制阀装置V中,导入口PS的开口的截面积被设定得大于第一排出口P1的截面积与第二排出口P2的截面积的合计值。另外,在构成转子B的内部空间20S的转子内壁部22,将来自导入口PS的冷却水沿导入内壁部22a直线性输送,并在弯曲内壁部22b,以沿旋转轴线X引导的方式输送,因此冷却水中不会产生沉淀,流动并不勉强。另外,在该制冷剂控制阀装置V中,从导入口PS供给的冷却水不仅填满转子B的内部空间20S,还填满转子B的外部。
〔第二实施方式〕
在该第二实施方式中,使用与前述实施方式共用结构的制冷剂控制阀装置V,但冷却水(制冷剂的一个例子)的流动方向相反,第一密封件部15与第二密封件部19的结构不同。另外,在该第二实施方式中,提取与第一实施方式不同的结构进行说明,对与前述实施方式共用的结构标注与第一实施方式共用的附图标记。
〔第二实施方式:基本构成〕
如图12所示,制冷剂控制阀装置V设置于车辆,具备:排出口US(排出部的一个例子),其使来自作为内燃机的发动机E的冷却水(制冷剂的一个例子)返回发动机E;第一导入口U1(导入口的一个例子),其被经由散热器软管1供给散热器R的冷却水;以及第二导入口U2(导入口的一个例子),其被经由加热器软管2供给暖风水箱H的冷却水。发动机E具有缸盖Ea和缸体Eb,冷却水被从缸盖Ea向出水阀5供给。该出水阀5构成为能够将冷却水向散热器R与暖风水箱H分流。另外,来自排出口US的冷却水被输送到水泵4(W/P),并从水泵4返回到发动机E的缸体Eb。
另外,在该第二实施方式中,冷却水从散热器R与暖风水箱H的制冷剂控制阀装置V返回发动机E,但也可以是,例如,在出水阀5,构成为供给冷却水以用于发动机润滑油、自动变速器油等的热交换的情况下,也可以针对用于接收来自实施发动机润滑油、自动变速器油等的热交换的设备的冷却水的制冷剂控制阀装置V,形成第三导入口。
如图13、图14所示,制冷剂控制阀装置V与第一实施方式相同,具备:树脂制的外壳A;转子B,其具有以旋转轴线X为中心旋转自如的树脂制的球状的外壁部23;以及电动控制部C,其驱动转子B旋转。该制冷剂控制阀装置V构成为制作出接收来自散热器R或者暖风水箱H中任一者的冷却水的状态和不能接收来自散热器R和暖风水箱H中任一者的冷却水的状态。另外,旋转轴线X被设定为从排出口US的中心位置与该排出口US的开口面正交的姿势。
〔外壳〕
在外壳A的外壳主体10的敞口侧形成有排出口US。另外,在外壳A,形成有具有向外侧突出的筒状的第一套筒部13的第一导入口U1和具有向外侧突出的第二套筒部17的第二导入口U2。第一套筒部13的内径形成得大于第二套筒部17的内径。
第一密封件部15由环状的第一密封件15a、第一衬垫15b、第一中间环15c以及第一弹簧15d构成。它们被以内嵌于第一套筒部13的内端位置的状态设置。
第一密封件15a能够在内嵌于第一套筒部13的状态下,沿该第一套筒部13的第一中心线Q1移动。第一衬垫15b为由柔性树脂形成的环状,在外周侧形成有与第一套筒部13的内周面接触的唇部。该第一衬垫15b构成为能够沿第一套筒部13的第一中心线Q1移动。
特别是,成为第一套筒部13的中心的第一中心线Q1相对于旋转轴线X倾斜,第一中心线Q1与旋转轴线X交叉。该交叉位置为壁中心T,该壁中心T与转子B的球状的外壁部23的中心一致。第一中心线Q1的倾斜方向被设定为越趋向冷却水在第一套筒部13流动的上游(靠导入侧的端部),该第一套筒部13的外端侧越远离旋转轴线X,并且远离排出口US。
构成第二密封件部19的第二密封件19a、第二衬垫19b、第二中间环19c以及第二弹簧19d使用与第一密封件部15中的相对应的部件相同的材料,并与第一密封件部15同样发挥功能。它们以内嵌于第二套筒部17的内端位置的状态设置。
〔转子〕
转子B具有转子主体20,该转子主体20与配置于与旋转轴线X相同的轴线上的轴27一体旋转。
转子主体20具备:开口部21(孔状部的一个例子),其向沿旋转轴线X的方向敞口并从排出口US送出冷却水;转子内壁部22,其与该开口部21相连,并在内部形成内部空间20S;外壁部23,其呈以壁中心T为中心的球状;以及控制孔部24,其以在转子B的内部空间20S接收来自第一导入口U1或者第二导入口U2的冷却水方式形成于该外壁部23。
如图15~图18所示,控制孔部24(接收部的一个例子)以宽度略窄于第一导入口U1的第一密封件15a的内径的作为第一接收部的第一孔部24a和宽度略窄于第二导入口U2的第二密封件19a的内径的作为第二接收部的第二孔部24b沿转子主体20的外周延伸的方式形成为一列。另外,在该控制孔部24的第一孔部24a的外周,形成有向随着转子B的旋转而开始与第一导入口U1重叠的一侧延伸的槽24T。该槽24T以将构成第一孔部24a的主长孔部Ga的外周边的局部切掉的方式形成。另外,该槽24T也可以形成于构成第一孔部24a的副长孔部Gb的外周。
另外,将位置关系设定为,在使转子B以旋转轴线X为中心旋转的情况下,第二孔部24b的外周中在沿旋转轴线X的方向上一侧的基准轨迹Ka(参见图9,在图15中为下侧)与第一孔部24a的外周重合,且第二孔部24b的外周中在沿旋转轴线X的方向上另一侧(在图15中为上侧)的中间轨迹Kb到达第一孔部24a的沿旋转轴线X的方向上的中央部。
另外,第一孔部24a的第一宽度W1(沿旋转轴线X的方向上的宽度)被设定为第二孔部24b的第二宽度W2(沿旋转轴线X的方向上的宽度)的大致2倍。进而,通过沿前述的中间轨迹Kb形成,在第一孔部24a形成有沿宽度方向将第一孔部24a两等分的肋部24r。
〔冷却水的控制〕
电动控制部C具有与第一实施方式相同的结构。另外,电动控制部C实现将转子B的旋转姿势设定为同时敞口第一导入口U1和第二导入口U2的全开姿势、仅敞口第二导入口U2的第二敞口姿势、仅敞口第一导入口U1的第一敞口姿势、同时封闭第一导入口U1和第二导入口U2的封闭的全闭姿势的控制。
即,如图15所示,在将转子B的旋转姿势设定为全开姿势的情况下,第一密封件15a与第一孔部24a的一对边缘部抵接,第二密封件19a与第二孔部24b的一对边缘部抵接,因此第一密封件15a与第二密封件19a都姿势稳定。
另外,如图16所示,在转子B以全开姿势为基准,被向一侧实施旋转操作而被设定为第二敞口姿势的情况下,第二密封件19a沿副长孔部Gb移动,由此到达第一孔部24a的位置,该第二密封件19a的外周的一侧与第一孔部24a的边缘部抵接,外周的另一侧与肋部24r接触,因此第二密封件19a的姿势稳定。
特别是,在转子B从图16所示的第二敞口姿势向图15所示的全开姿势的方向旋转的情况下,通过随着该旋转,槽24T与第一导入口U1重叠,而能够在旋转的初始,经由槽24T,将少量的冷却水供给到第一导入口U1。由此,在第一孔部24a达到与第一导入口U1重叠的状态之前,使发动机E的温度略微变化,因此使经由第一导入口U1供给冷却水的情况下的温度变化变小,从而能够抑制发动机E的温度的急剧变化。
另外,如图17所示,在以全开姿势为基准,转子B被向另一侧实施旋转操作而被设定为第一敞口姿势的情况下,第一密封件15a位于第一孔部24a,因此第一密封件15a与第一孔部24a的一对边缘部(主长孔部Ga的边缘部与副长孔部Gb的边缘部)抵接,从而第一密封件15a的姿势稳定。
进而,如图18所示,在转子B被设定为全闭姿势的情况下,第一密封件15a紧贴转子B的外壁部23,第二密封件19a紧贴转子B的外壁部23。
〔第三实施方式〕
该第三实施方式的制冷剂控制阀装置V具备与前述第一实施方式共用的结构,但转子B的结构不同于第一实施方式。另外,在该第三实施方式中,对与实施方式共用的结构标注与第一实施方式共用的附图标记。
〔第三实施方式:基本构成〕
如图19所示,制冷剂控制阀装置V具备:导入口PS,其接收来自发动机E的冷却水(制冷剂的一个例子);和第一排出口P1,其将冷却水经由散热器软管1向散热器R送出。另外,该制冷剂控制阀装置V具备:第二排出口P2,其将冷却水经由润滑油冷却器软管6a向润滑油冷却器6供给;和第三排出口P3,其将冷却水经由EGR软管7a向EGR冷却器7供给。在该实施方式中,作为被供给冷却水的装置,例举出润滑油冷却器6和EGR冷却器7,但装置并不局限于此,也可以是暖风水箱等。
发动机E具有缸盖Ea和缸体Eb,冷却水被从缸盖Ea向制冷剂控制阀装置V的导入口PS供给。被供给到散热器R的冷却水以及被供给到润滑油冷却器6和EGR冷却器7的冷却水,从进水阀3输送到水泵4(W/P),并从该水泵4返回发动机E的缸体Eb。
如图20~图22所示,制冷剂控制阀装置V具备:树脂制的外壳A;转子B,其具有以旋转轴线X为中心旋转自如地收容于该外壳A的内部的树脂制的球状的外壁部23;以及电动控制部C,其驱动转子B旋转。
〔外壳〕
外壳A以封闭呈筒状的外壳主体10的一个端部的方式具备盖状的外壳板11,在外壳主体10的敞口侧形成有导入口PS。在外壳主体10形成有第一排出口P1、第二排出口P2以及第三排出口P3。第二排出口P2与第三排出口P3的内径被设定为相等的值。
在第一排出口P1的内端设置有第一密封件部15,在第二排出口P2的内端设置有第二密封件部19,在第三排出口P3的内端设置有第三密封部43。这些密封件具有共用的结构,因此,仅说明第一排出口P1的结构。第一排出口P1具备:供散热器软管1连接的圆筒状的第一套筒部13(第一部件的一个例子)、在该第一套筒部13的外周呈凸缘状形成的第一凸缘部14以及内嵌于第一套筒部13的内端位置的第一密封件部15。
第一密封件部15由内嵌于第一套筒部13的第一密封件15a、第一衬垫15b、第一中间环15c以及第一弹簧15d构成。在该结构中,第一弹簧15d配置于第一中间环15c与突出设置于第一套筒部13的内表面的多个突出片之间。
第一密封件15a、第一衬垫15b及第一中间环15c形成为环状,它们以能够沿第一套筒部13的第一中心线Q1移动的方式被支承。根据该结构,第一密封件15a因第一弹簧15d的作用力而保持与转子B的外壁部23接触的状态。
图22示出第一排出口P1、第二排出口P2及第三排出口P3的配置以及各口部的结构。在该图中,将各个排出口的中心线作为第一中心线Q1、第二中心线Q2、第三中心线Q3示出。第二排出口P2具有第二套筒部17与第二凸缘部18,并且具备第二密封件部19。第三排出口P3具有第三套筒部41与第三凸缘部42,并且具备第三密封部43。
第二密封件部19具备第二密封件19a、第二衬垫19b、第二中间环19c以及第二弹簧19d。第三密封部43具备第三密封43a、第三衬垫43b、第三中间环43c以及第三弹簧43d。
另外,在第二套筒部17的内表面与第三套筒部41的内表面,与第一套筒部13的内表面同样,形成有承接弹簧的突出片。
〔转子〕
转子B具有与配置于与旋转轴线X相同的轴线上的轴27一体旋转的转子主体20。
转子主体20具备:开口部21,其向沿旋转轴线X的方向敞口并作为从导入口PS接收冷却水的接收部;转子内壁部22,其与该开口部21相连且在内部形成内部空间20S;外壁部23,其呈以壁中心T为中心的球状;以及控制孔部24,其以将来自转子B的内部空间20S的冷却水向第一排出口P1、第二排出口P2或者第三排出口P3送出的方式形成于该外壁部23(孔部的具体例)。
如图23~图26能够表示控制孔部24与第一排出口P1、第二排出口P2以及第三排出口P3间的位置关系。
在图23中,在转子主体20,形成有作为控制孔部24、宽度比第一排出口P1的第一密封件15a的内径略窄的第一孔部24a。另外,还形成有宽度比第二排出口P2的第二密封件19a和第三排出口P3的第三密封43a的内径略窄的第二孔部24b。该第一孔部24a和第二孔部24b以沿转子主体20的外周延伸的方式形成一列。进而,形成有沿宽度方向将第一孔部24a两等分的肋部24r。
从这样的结构出发,通过对转子B实施旋转操作,使之从图23所示的全闭姿势到达图26所示的全开姿势,则各个口按照第三排出口P3、第二排出口P2、第一排出口P1的顺序与转子主体20的内部连通。
如图27所示,在该制冷剂控制阀装置V中,通过将转子B组装为规定的封闭姿势,则能够设定为将第一排出口P1、第二排出口P2及第三排出口P3全部封闭的全闭姿势。另外,还构成为,通过从该全闭姿势向敞口方向实施旋转操作,起初第三排出口P3的开度扩大,在其开度达到100%后,第二排出口P2的开度扩大,在其开度达到100%后,第一排出口P1的开度扩大,能够将其开度设定为100%。
根据该结构,在如发动机E刚启动后那样,需要暖机的情况下,制冷剂控制阀装置V维持为全闭姿势。在像这样,维持为全闭姿势的状态下,在冷却水的水温升高到在EGR冷却器7能够进行热交换的温度的情况下,扩大第三排出口P3的开度,开始向EGR冷却器7供给冷却水。之后,冷却水的水温进一步升高,由此扩大第二排出口P2的开度,向润滑油冷却器6供给冷却水,实施热交换。
进而,在升高到需要对冷却水散热的水温的情况下,扩大第一排出口P1的开度,实施在散热器R的散热。即,通过使转子B向规定的方向旋转,能够依次扩大第三排出口P3、第二排出口P2、第一排出口P1各自开度,供给冷却水。
另外,在转子主体20,在与开口部21相反一侧,形成有供轴27以贯通状态配置的敞口部25。形成于轴27的突出端的多个连结体28与转子主体20的转子内壁部22连结,由此构成为与转子B一体旋转。
〔转子:连结体〕
转子主体20是使用金属模具的树脂成形物,因此在转子主体20的内周中供连结体28连结的部位,在成形时,因被称为“气孔”的现象,有时与连结体28所连结部位对置的外壁部23凹陷,而形成凹状部。该“气孔”因在成形时树脂量多的连结体28的散热时间长于树脂量少的外壁部23的散热时间而产生。具体而言,在外壁部23的散热结束后,连结体28的散热还在继续,因此由于与该散热相伴随的收缩而在与连结体28连结的连结位置28a的外表面侧形成凹状部。在像这样,在外壁部23形成凹状部的情况下,即使密封件(例如第一密封件15a)形成抵接,也会在密封件与外壁部23之间形成间隙,导致从该间隙漏水而无法实施适当的流量控制。
为了消除这样的不良,如图20所示,通过将连结体28与转子主体20形成连结的连结位置28a设置于偏离了供密封件抵接的区域的区域,不会在外壁部23的表面形成凹状部,而高精度地形成为以壁中心T为中心的球状,将密封件的密封性维持得高。
即,在该结构中,多个连结体28的基端部分与轴27中的位于开口部21的内部的端部连结,多个连结体28的中间部分以与旋转轴线X平行的姿势向与开口部21相反一侧延伸。使该连结体28的延伸端与转子B中偏离了球状的外壁部23的位置处的壁部连结,将该位置作为连结位置28a。由此,即使通过使用金属模具成形转子主体20,在连结位置28a的外侧产生凹陷,也不会影响密封件的密封性。
在这种制冷剂控制阀装置V中,在转子B处于全闭姿势的る状态下,转子主体20的内部空间20S的冷却水的水压变得最高,因此在处于该全闭姿势的状况下,以高精度抑制冷却水的泄露也很重要。另外,在向任一排出口供给冷却水的状况下,不易因为内部空间20S的水压降低而引发漏水,因此允许各密封件的密封性的精度降低。
出于这样的理由,如图22所示,相对于在转子B的外壁部23中除在转子B处于全闭姿势下第一密封件15a、第二密封件19a及第三密封43a抵接的区域以外的可连结区域Z并且避开控制孔部24的位置,设定有连结位置28a。
〔转子:限位器〕
另外,在转子B的外周突出形成有决定转子B的旋转极限的限位器26。如图23~图26所示,该限位器26形成于转子B的外壁部23中非抵接区域Y所包括的区域。
在将转子B的旋转姿势保持为像全闭姿势那样规定的姿势的情况下,优选通过在转子B突出形成限位器26,来机械式地决定旋转极限。然而,由于限位器26的壁厚大于转子主体20的壁厚,因此在通过使用金属模具的树脂成形来形成限位器26的情况下,出于与前述的“气孔”相同的理由,也考虑会对限位器26的周边处的外壁部23的表面精度造成影响。出于这样的理由,通过在任何密封件都不抵接的非抵接区域Y形成限位器26,不对转子B的外壁部23的表面精度造成影响,其结果是,不降低密封性。
〔电动控制部〕
轴27在贯通外壳A的外壳板11的状态下,被旋转自如地支承于该外壳板11,在轴27与外壳板11的轴套部之间,具备阻止冷却水的泄露的密封件29。
电动控制部C是将设置于轴27的端部的轮齿轮31、与该轮齿轮31咬合的蜗杆32、驱动该蜗杆32旋转的电动马达33(促动器的一个例子)以及根据蜗杆32的旋转姿势对转子B的旋转姿势进行检测的非接触型的旋转角传感器34收容于控制盒35而构成。
在该第三实施方式中,在将电动马达33的驱动力向蜗杆32传递的传动系统中设置有齿轮减速机构36。另外,在控制盒35上形成有多个凸缘部35A,通过将插通于该凸缘部35A的贯通孔的螺栓与外壳A螺纹配合,将控制盒35连结固定于外壳A。
控制盒35通过连结固定于外壳主体10并被构成为水密构造,电动马达33由外部的控制装置控制。控制装置基于计量发动机E的冷却水的温度的水温传感器的检测结果,设定转子B的目标姿势,并根据旋转角传感器34的检测信号进行控制,以使转子B的旋转姿势达到目标姿势。
控制盒35是独立于外壳主体10形成并连结固定于外壳主体10的外表面的结构,因此,即使在例如制造规格不同的制冷剂控制阀装置V的情况下,也能通过分别单独制造外壳主体10与电动控制部C,来抑制部件数量的增多。
〔冷却水的控制〕
如前面基于图27说明的那样,电动控制部C通过转子B的旋转姿势的设定,从全闭姿势向敞口方向实施旋转操作,由此实现如下控制:最初,第三排出口P3的开度扩大,在其开度达到100%后,第二排出口P2的开度扩大,在其开度达到100%后,第一排出口P1的开度扩大,将其开度设定为100%。这样,将第一排出口P1的开度设定为100%的状态与转子B的全开姿势对应。
通过像这样控制转子B的旋转姿势,能够将冷却水供给到EGR冷却器7,接下来,向润滑油冷却器6供给冷却水,最后向散热器R供给冷却水。
另外,通过对转子B的控制孔部24的形状的设定以及对第一排出口P1、第二排出口P2及第三排出口P3的配置,只需将转子B向规定方向实施旋转操作,就能按照第三排出口P3、第二排出口P2、第一排出口P1的顺序扩大各个排出口的开度,并且还能调节各个排出口的各自开度。
〔其它实施方式〕
本发明除了上述实施方式以外,也可以如下构成。
(a)如图28所示,制冷剂控制阀装置V构成为,使用一个端部由外壳板11封闭的筒状的外壳主体10作为外壳A,使用圆筒状的转子主体20作为转子B。进而,在外壳主体10形成第一排出口P1和第二排出口P2,并具备与实施方式相同的套筒部、凸缘部及密封件(在与第一实施方式共用的结构中标注与第一实施方式共用的附图标记)。
在该其它实施方式(a)中,在转子主体20形成有控制孔部24,与跟转子主体20的圆筒状的外壁部23形成接触的第一密封件15a、第二密封件19a相对应地形成控制孔部24,在分割第一孔部24a的位置,形成有肋部24r。由此,在控制孔部24形成主长孔部Ga和副长孔部Gb。
在像这样构成为气缸状的制冷剂控制阀装置V中,也能使第二密封件19a的局部与控制孔部24的边缘部抵接,从而良好地维持第二密封件19a的姿势,抑制脱落。
在该结构中,也可以与第二实施方式相同,在将冷却水的流动方向像第二实施方式那样设定为相反方向的方式下使用。
(b)第一密封件部15、第二密封件部19及第三密封部43并不局限于前述结构,也可以将它们中的至少一者例如构成为不具备弹簧而仅将唇与转子B的外壁部23接触的密封件。
(c)如图29所示,在第二孔部24b也能够设置向作为旋转轴的轴27的延伸方向延伸的纵肋部50。通过像这样构成,能够通过纵肋部50维持第二孔部24b的形状。因此,能够防止所希望的制冷剂的流动改变。
另外,如图30的纵肋部50的附近的放大图所示,纵肋部50可以构成为,比将转子主体20的外壁部23延长而成的假想外壁面S向旋转轴的中心侧后退,以抑制与第一密封件15a接触的接触压力。通过像这样构成纵肋部50,在转子主体20旋转时,能够在纵肋部50与第一密封件15a之间设置缝隙。由此,能够减轻纵肋部50对第一密封件15a的接触压力,抑制第一密封件15a的磨损,从而延长第一密封件15a的寿命。因此,能够保持所希望的密封性,故而能够防止制冷剂的泄露增加。另外,由于纵肋部50不会沿第一密封件15a滑动,因此能够减小滑动扭矩。
另外,虽未图示,但也可以是,第二接收部24b也构成为具备向作为旋转轴的轴27的延伸方向延伸的纵肋部50,纵肋部50构成为比将转子主体20的外壁部23延长而成的假想外壁面S向旋转轴的中心侧后退,以抑制与第一密封件15a接触的接触压力。通过像这样构成,能够起到与在上述第二孔部24b设置纵肋部50的情况相同的效果。
(d)对图2所示的制冷剂控制阀装置V具有第一排出口P1和第二排出口P2的情况进行了说明,但如图31所示,制冷剂控制阀装置也能够构成为仅具有第一排出口P1。当然,虽未图示,但在图13所示的制冷剂控制阀装置V中,也能够构成为仅具有第一导入口U1。
工业实用性
本发明能够用于在具有排出口的外壳的内部旋转自如地收容有转子的制冷剂控制阀装置。
附图标记说明
13…第一部件(第一套筒部);15a…第一密封件;17…第二部件(第二套筒部);19a…第二密封件;20S…内部空间;21…接收部、孔状部(开口部);23…外壁部;24…孔部·接收部;24a…第一孔部、第一接收部;24b…第二孔部、第二接收部;24r…肋部;24ra…中央区域;24rb…倾斜区域;26…限位器;33…促动器(电动马达);35…控制盒;A…外壳;B…转子;E…内燃机(发动机);Ka…基准轨迹;Kb…中间轨迹;PS…导入口;P1…排出口、第一排出口;P2…排出口、第二排出口;S…假想外壁面;US…排出口;U1…导入口、第一导入口;U2…导入口、第二导入口;T…壁中心;X…旋转轴线。

Claims (8)

1.一种制冷剂控制阀装置,其中,具备:
外壳,其具备接收来自内燃机的制冷剂的导入口、以及将该制冷剂分开送出的直径大的第一排出口和直径小的第二排出口至少这两个排出口;
转子,其呈旋转体形状,在所述外壳的内部以旋转轴线为中心旋转来控制所述制冷剂的流动;
环状的第一密封件,其设置于所述第一排出口,与所述转子的外表面抵接;以及
环状的第二密封件,其设置于所述第二排出口,与所述转子的外表面抵接,
所述转子具备:接收部,其接收来自所述导入口的所述制冷剂;内部空间,其收容所接收到的所述制冷剂;以及孔部,其具有沿所述旋转轴线的延伸方向形成为宽度大的第一孔部和沿所述延伸方向形成为宽度小的第二孔部,以将该制冷剂送出至所述第一排出口或所述第二排出口,
所述制冷剂控制阀装置构成为,在通过所述转子的旋转,使所述第一孔部的至少局部与所述第二排出口连通时,所述第二密封件的至少局部与所述第一孔部的边缘部抵接,
将位置关系设定为,在使所述转子以所述旋转轴线为中心旋转的情况下,所述第二孔部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上一侧的基准轨迹与所述第一孔部的外周重合,且所述第二孔部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上另一侧的中间轨迹到达所述第一孔部的中央部,
在所述中间轨迹分割所述第一孔部的肋部形成于所述第一孔部,
所述肋部比将所述转子的外壁部延长而成的假想外壁面向沿所述旋转轴线的方向变位而形成,以抑制与所述第一密封件接触的接触压力。
2.一种制冷剂控制阀装置,其中,具备:
外壳,其具备分开接收来自内燃机的制冷剂的直径大的第一导入口与直径小的第二导入口至少这两个导入口以及送出该制冷剂的排出口;
转子,其呈旋转体形状,在所述外壳的内部以旋转轴线为中心旋转来控制所述制冷剂的流动;
环状的第一密封件,其设置于所述第一导入口,与所述转子的外表面抵接;以及
环状的第二密封件,其设置于所述第二导入口,与所述转子的外表面抵接,
所述转子具备:接收部,所述接收部具有接收来自所述第一导入口的所述制冷剂并沿所述旋转轴线的延伸方向形成为宽度大的第一接收部和沿所述延伸方向形成为宽度小的第二接收部;内部空间,其收容所接收到的所述制冷剂;以及孔状部,其形成为将该制冷剂向所述排出口送出,
所述制冷剂控制阀装置构成为,在通过所述转子的旋转,使所述第一接收部的至少局部与所述第二导入口连通时,所述第二密封件的至少局部与所述第一接收部的边缘部抵接,
将位置关系设定为,在使所述转子以所述旋转轴线为中心旋转的情况下,所述第二接收部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上一侧的基准轨迹与所述第一接收部的外周重合,且所述第二接收部的外周中在沿所述旋转轴线的方向上另一侧的中间轨迹到达所述第一接收部的中央部,
在所述中间轨迹分割所述第一接收部的肋部形成于所述第一接收部,
所述肋部比将所述转子的外壁部延长而成的假想外壁面向沿所述旋转轴线的方向变位而形成,以抑制与所述第一密封件接触的接触压力。
3.根据权利要求1或2所述的制冷剂控制阀装置,其中,
所述肋部具备:中央区域,其在所述转子的周向上的中央比所述假想外壁面向沿所述旋转轴线的方向变位;和倾斜区域,其由所述肋部的外端部以平滑的倾斜与所述中央区域和所述转子的外壁部相连。
4.根据权利要求1或2所述的制冷剂控制阀装置,其中,
所述转子具有以所述旋转轴线上的壁中心为中心的球状的外壁部。
5.根据权利要求3所述的制冷剂控制阀装置,其中,
所述转子具有以所述旋转轴线上的壁中心为中心的球状的外壁部。
6.根据权利要求1或2所述的制冷剂控制阀装置,其中,
决定所述转子的旋转极限的限位器突出形成于所述转子的外周中与所述第一密封件和所述第二密封件都不抵接的区域。
7.根据权利要求4所述的制冷剂控制阀装置,其中,
决定所述转子的旋转极限的限位器突出形成于所述转子的外周中与所述第一密封件和所述第二密封件都不抵接的区域。
8.根据权利要求5所述的制冷剂控制阀装置,其中,
决定所述转子的旋转极限的限位器突出形成于所述转子的外周中与所述第一密封件和所述第二密封件都不抵接的区域。
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