CN111750137A - 控制阀 - Google Patents

Abstract

控制阀具备壳、阀体、密封筒部件。壳具有流入口和流出口。阀体被能够旋转地配置于壳的内部，具有形成有将内外连通的阀孔的周壁部。密封筒部件的一端部与流出口连通，在另一端部设置有阀滑接面。在周壁部的阀孔的边缘部的阀体的旋转方向的前方侧和后方侧的至少某一方，设置有具有相对于周壁部的外周面凹陷且一端部与阀孔相连的底面的流量控制槽。

Description

控制阀

技术领域

本发明涉及用于车辆用冷却水的流路切换等的控制阀。

背景技术

在使用冷却水来冷却发动机的冷却系统中，有时除了在散热器和发动机之间循环的散热器流路以外，还一并设置将散热器旁路的旁路流路、通过油加热器的暖机流路等。这种冷却系统中，控制阀被夹装于流路的分岔部，借助该控制阀适当地切换流路。作为控制阀，已知圆筒状的阀体被能够旋转地配置于壳内而任意的流路与阀体的旋转位置对应地开闭的(例如参照日本特开2017-3064号(以下为专利文献1))。

专利文献1中记载的控制阀在壳处设置有冷却水等液体流入的流入口、使该流入的液体向外部流出的多个流出口。在阀体的周壁，将内外连通的阀孔与多个流出口对应地形成多个。在各流出口，大致圆筒状的密封筒部件的一端部侧被滑动自如地保持。各密封筒部件的一端部与对应的流出口的下游侧连通。此外，在各密封筒部件的另一端部设置有与阀体的外周面滑动自如地抵接的阀滑接面。各密封筒部件的阀滑接面在与阀体的对应的阀孔的旋转路径重叠的位置与阀体的外周面滑接。

上述控制阀的阀体在密封筒部件位于与对应的阀孔连通的位置时，允许液体从阀体的内侧区域向对应的流出口流出，在密封筒部件处于不与对应的阀孔连通的位置时，切断液体从阀体的内侧区域向对应的流出口流出。另外，阀体借助电动马达等致动器操作旋转位置。

这种控制阀通过阀体的旋转切换密封筒部件与阀孔的连通状态(连通和非连通)。并且，若基于阀体的旋转的连通状态的切换急剧地进行，则在流出口流动的液体的流量急剧变化，流出口侧的压力变动容易变大。作为该对策，已知密封筒部件与阀孔开始连通的连通开始初期等使来自阀孔侧的液体的流入量逐渐增大的(例如参照日本特开2016-138452号(以下称作专利文献2))。

专利文献2中记载的控制阀在阀体的周壁部的阀孔的边缘部的阀体的旋转方向的前方侧，形成有将周壁部贯通的狭缝。狭缝从阀孔沿阀体的旋转方向延伸，在密封筒部件与阀孔直接连通的之前的段階，将阀体的内侧区域的液体穿过狭缝向密封筒部件引导。

专利文献2中记载的控制阀构成为，在密封筒部件相对于阀孔的连通开始初期借助贯通阀体的周壁部的狭缝使流入密封筒部件的液体的流量逐渐增加。因此，若欲使连通开始初期的流量增加更平缓，则不得不使狭缝的间隔变窄。但是，若使狭缝的间隔变窄，则混入液体中的污染物容易冲入狭缝内，难以长期地维持所希望的性能。

发明内容

本发明的方案是鉴于这样的情况而作出的，其目的为，提供一种能够长期地维持密封筒部件和阀孔的连通状态切换时的流出口处的平缓的流量变化特性的控制阀。

为了解决上述问题，本发明采用以下的方案。

(1)本发明的一方案的控制阀具备具有从外部流入液体的流入口及使流入内部的液体向外部流出的流出口的壳、具有能够旋转地配置于前述壳的内部而形成有将内外连通的阀孔的周壁部的阀体、轴向的一端部与前述流出口的下游侧连通并且在轴向的另一端部设置有在至少一部分与前述阀体的前述阀孔的旋转路径重叠的位置滑动自如地抵接于前述周壁部的外周面的阀滑接面的密封筒部件，在前述周壁部的前述阀孔的边缘部的前述阀体的旋转方向的前方侧和后方侧的至少某一方，设置有相对于前述周壁部的外周面凹陷且具有一端部与前述阀孔相连的底面的流量控制槽。

根据上述方案(1)，若密封筒部件的轴向的另一端部被阀体的周壁部的外周面闭塞，则切断从阀体的内侧向流出口的液体的流出。若阀体从该状态旋转而密封筒部件的轴向的另一端部与阀体的阀孔连通(重叠)，则液体从阀体的内侧向流出口流出。

在阀孔的边缘部的阀体的旋转方向的前方侧设置有流量控制槽的情况下，随着阀体的旋转，密封筒部件的内部通路与阀孔直接连通前，流量控制槽逐渐与密封筒部件的内部通路重叠。由此，阀体的内侧的液体穿过阀孔和流量控制槽向流出口流出。此时，若开始流量控制槽和密封筒部件的重叠，则与其重叠的量的增大对应地，从阀体的内侧向流出口的液体的流出量逐渐增大。结果，抑制大量的液体急剧流入流出口而引起的流出口侧的急剧的压力变动。

此外，在阀孔的边缘部的阀体的旋转方向的后方侧设置有流量控制槽的情况下，随着阀体的旋转，若从阀孔和密封筒部件(的内部通路)直接连通的状态切断该连通，则仅流量控制槽与密封筒部件(的内部通路)重叠。此时，阀体的内部的液体经由阀孔和流量控制槽向流出口流出。流量控制槽和密封筒部件(的内部通路)的重叠量随着阀体的旋转渐渐地逐渐减少，朝向流出口的液体的流出量也随之逐渐减少。结果，抑制液体向流出口的流入急剧停止而引起的流出口侧的急剧地压力变动。

根据上述方案(1)，密封筒部件和阀孔的连通状态的切换时，能够借助具有底面的流量控制槽使液体的流量平缓地变化，所以即使使流量控制槽的槽宽以某种程度地变宽也能够进行微小的流量控制。因此，能够防止混入液体的污染物冲入流量控制槽。

(2)在上述方案(1)中，也可以是，前述流量控制槽以朝向前述阀孔而开口面积增大的方案使前述底面倾斜。

该情况下，能够与流量控制槽和密封筒部件(的内部通路)的重叠量的变化对应地，使向流出口的液体的流量平滑地增减变化。

(3)在上述方案(1)或(2)中，也可以是，控制阀分别设置有多个前述阀体的前述阀孔、与前述阀孔对应的前述密封筒部件，前述流量控制槽设置于，前述阀孔的连通开始侧的边缘部，前述阀孔为，从前述密封筒部件都由于前述阀体的周壁部而呈非连通的状态起与对应的前述密封筒部件最先连通的前述阀孔。

若从密封筒部件都由于阀体的周壁部而呈非连通的状态起，一个密封筒部件最先与阀孔连通，则壳内的液体容易猛烈地穿过该阀孔向流出口流入。但是，上述方案(3)中，在最先连通的阀孔的连通开始侧的边缘部，设置有具有底面的流量控制槽，所以能够使连通开始时的朝向流出口的液体的流入平缓，抑制急剧的压力变动。

(4)在上述方案(1)~(3)的任一项中，也可以是，控制阀分别设置多个前述阀体的前述阀孔、与前述阀孔对应的前述密封筒部件，前述流量控制槽设置于，前述阀孔的连通结束侧的边缘部，前述阀孔为，从留下一个前述密封筒部件而剩余的前述密封筒部件由于前述阀体的周壁部而呈非连通的状态起最后使一个前述密封筒部件非连通的前述阀孔。

若从剩余的密封筒部件为非连通的状态至最后的一个密封筒部件呈非连通，则穿过最后的一个密封筒部件向流出口猛烈地流入的液体的流动容易急剧停止。上述方案(4)中，在使密封筒部件最后呈非连通的阀孔的连通结束侧的边缘部设置有具有底面的流量控制槽，所以能够使连通结束时朝向流出口的液体的流入停止平缓，能够抑制急剧的压力变动。

根据本发明的方案，在周壁部的阀孔的边缘部的阀体的旋转方向的前方侧和后方侧的至少一方，设置有流量控制槽，前述流量控制槽具有相对于周壁部的外周面凹陷且一端部与阀孔相连的底面。因此，借助流量控制槽的功能，能够抑制密封筒部件的连通开始时、连通结束时的流出口处的急剧的流量变化。并且，本发明的方案的流量控制槽具有相对于周壁部的外周面凹陷且一端部与阀孔相连的底面，所以在不使槽宽极端地变窄的情况下，能够抑制密封筒部件的连通开始时、连通结束时的流出口处的急剧的流量变化。

因此，根据本发明的方案，防止由污染物的冲入等引起的所希望的性能下降，并且能够长期地维持密封筒部件和阀孔的连通状态的切换时的流出口处的平缓的流量变化特性。

附图说明

图1是实施方式的冷却系统的框图。

图2是实施方式的控制阀的立体图。

图3是实施方式的控制阀的分解立体图。

图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。

图5是沿着图2的V-V线的放大图。

图6是图5的VI部放大图。

图7是表示实施方式的阀体的一部分和密封筒部件的立体图。

图8是沿着图7的VIII-VIII线的剖视图。

图9是图8的IX部放大图。

图10是表示阀体旋转的状态的与图8相同的剖视图。

图11是图10的XI部放大图。

图12是实施方式的阀体的周壁部的示意的展开图。

图13是表示基于实施方式的阀体的旋转控制的各流出口的流量变化的情况的图。

具体实施方式

接着，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，对在使用冷却水冷却发动机的冷却系统采用本实施方式的控制阀的情况进行说明。

＜冷却系统＞

图1是冷却系统1的框图。

如图1所示，冷却系统1搭载于车辆驱动源至少具备发动机的车辆。另外，作为车辆，除了仅具有发动机的车辆以外，也可以是混合动力车辆、插入式混合动力车辆等。

冷却系统1为，发动机2(ENG)、水泵3(W/P)、散热器4(RAD)、热交换器5(H/EX)、热核6(HTR)、EGR冷却器7(EGR)及控制阀8(EWV)被各种流路10~14连接而构成。

水泵3、发动机2及控制阀8在主流路10上被从上游至下游顺次连接。主流路10中，通过水泵3的动作，冷却水(液体) 顺次通过发动机2及控制阀8。

在主流路10分别连接有散热器流路11、暖机流路12、空调流路13及EGR流路14。这些散热器流路11、暖机流路12、空调流路13及EGR流路14将主流路10中的水泵3的上游部分和控制阀8连接。

在散热器流路11连接有散热器4。在散热器流路11中，在散热器4进行冷却水和外气的热交换。

在暖机流路12连接有热交换器5。在热交换器5和发动机2之间，发动机油穿过油流路18地循环。暖机流路12中，在热交换器5进行冷却水和发动机油的热交换。即，热交换器5在水温比油温高的情况下作为油加热器发挥功能，将发动机油加热。另一方面，热交换器5在水温比油温低的情况下作为油冷却器发挥功能，将发动机油冷却。

在空调流路13连接有热核6。热核6例如设置于空调装置的导管(无图示)内。在空调流路13中，在热核6进行冷却水与在导管内流通的空调空气的热交换。

在EGR流路14连接有EGR冷却器7。在EGR流路14，在EGR冷却器7进行冷却水和EGR气体的热交换。

在上述冷却系统1中，在主流路10通过发动机2的冷却水流入控制阀8内后，通过控制阀8的动作被选择性地分配至各种流路11~13。由此，能够实现早期升温、高水温(最佳温度)控制等，实现车辆的耗油率提高。

＜控制阀＞

图2是控制阀8的立体图。图3是控制阀8的分解立体图。

如图2、图3所示，控制阀8主要具备壳21、阀体22(参照图3)、驱动单元23。

＜壳＞

壳21具有有底筒状的壳主体25、将壳主体25的开口部闭塞的盖体26。另外，在以下的说明中，将沿着壳21的轴线O1的方向简称作罩轴向。在罩轴向上，将相对于壳主体25的罩周壁31朝向壳主体25的底壁部32的方向称作第1侧，将相对于壳主体25的罩周壁31朝向盖体26的方向称作第2侧。进而，将与轴线O1正交的方向称作罩径向，将绕轴线O1的方向称作罩周向。

在壳主体25的罩周壁31形成有多个安装片33。各安装片33被从罩周壁31向罩径向的外侧突出设置。控制阀8例如经由各安装片33固定于发动机室内。另外，各安装片33的位置、数量等能够适当改变。

图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。

如图3、图4所示，在罩周壁31的位于第2侧的部分形成有向罩径向的外侧膨出的流入端口37。在流入端口37，形成有将流入端口37沿罩径向贯通的流入口37a(参照图4)。流入口37a将壳21内外连通。在流入端口37的开口端面(罩径向的外侧端面)连接上述主流路10(参照图1)。

如图4所示，在罩周壁31，在将轴线O1夹于其间而与流入端口37在罩径向上相向的位置形成有向罩径向的外侧膨出的散热器端口41。在散热器端口41，故障开口41a及散热器流出口41b(流出口)被沿罩轴向排列地形成。故障开口41a及散热器流出口41b将散热器端口41分别沿罩径向贯通。在本实施方式中，故障开口41a与上述流入口37a在罩径向上相向。此外，散热器流出口41b相对于故障开口41a位于罩轴向的第1侧。

在散热器端口41的开口端面(罩径向的外侧端面)连接有散热器接头42。散热器接头42将散热器流出口41b和散热器流路11(参照图1)的上游端部之间连接。另外，散热器接头42被与散热器端口41的开口端面焊接(例如振动焊接等)。

在故障开口41a处设置有恒温器45。恒温器45与上述流入口37a在罩径向上相向。恒温器45与在壳21内流动的冷却水的温度对应地将故障开口41a开闭。

在盖体26的相对于轴线O1在罩径向上位于靠散热器端口41的位置的部分形成有EGR流出口51。EGR流出口51将盖体26在罩轴向上贯通。在本实施方式中，EGR流出口51与故障开口41a的开口方向(罩径向)交叉(正交)。此外，EGR流出口51在从罩轴向观察的主视时，至少一部分与恒温器45重合。

在盖体26，在EGR流出口51的开口边缘形成有EGR接头52。EGR接头52随着朝向罩轴向的第2侧而形成为向罩径向的外侧延伸的管状，将EGR流出口51与上述EGR流路14(参照图1)的上游端部之间连接。

如图3所示，在罩周壁31，在位于比散热器端口41靠罩轴向的第1侧的位置的部分，形成有向罩径向的外侧膨出的暖机端口56。在暖机端口56，形成有将暖机端口56沿罩径向贯通的暖机流出口56a(流出口)。在暖机端口56的开口端面连接有暖机接头62。暖机接头62将暖机流出口56a和上述暖机流路12(参照图1)的上游端部连接。另外，暖机接头62被与暖机端口56的开口端面焊接(例如振动焊接等)。

如图2、图3所示，在罩周壁31中的罩轴向上的散热器端口41与暖机端口56之间且相对于暖机端口56在罩周向上偏离180°左右的位置，形成有空调端口66。在空调端口66，形成有将空调端口66沿罩径向贯通的空调流出口66a(流出口)。在空调端口66的开口端面连接有空调接头68。空调接头68将空调流出口66a与上述空调流路13(参照图1)的上游端部连接。另外，空调接头68被与空调端口66的开口端面焊接(例如振动焊接等)。

＜驱动单元＞

如图2所示，驱动单元23被安装于壳主体25的底壁部32。驱动单元23的未图示的马达、减速机构、控制基板等被收纳于单元罩内。

＜阀体＞

如图3、图4所示，阀体22被容纳于壳21内。阀体22形成为圆筒状，在壳21的内部被与壳21的轴线O1同轴地配置。阀体22通过绕轴线O1旋转来将上述各流出口(散热器流出口41b、暖机流出口56a及空调流出口66a)开闭。

如图4所示，阀体22构成为，内侧轴部73被向转子主体72的内侧插入成形。内侧轴部73与轴线O1同轴地延伸。

内侧轴部73的第1侧端部穿过形成于底壁部32的贯通孔(大气开放部)32a将底壁部32在罩轴向上贯通。内侧轴部73的第1侧端部被能够旋转地支承于在上述底壁部32设置的第1衬套(第1轴承)78。

具体地，在底壁部32朝向罩轴向的第2侧地形成有第1轴容纳壁79。第1轴容纳壁79将上述贯通孔32a环绕。在第1轴容纳壁79的内侧嵌合有上述第1衬套78。

在内侧轴部73中的位于比第1衬套78靠罩轴向的第1侧的位置的部分(位于比底壁部32靠外侧的位置的部分)，形成有连结部73a。连结部73a在壳21的外部与上述驱动单元23连结。

由此，驱动单元23的动力被向内侧轴部73传递。

内侧轴部73的第2侧端部被能够旋转地支承于在上述盖体26设置的第2衬套(第2轴承)84。具体地，在盖体26，朝向罩轴向的第1侧形成有第2轴容纳壁86。第2轴容纳壁86与上述EGR流出口51相比在罩径向的内侧环绕轴线O1。在第2轴容纳壁86的内侧嵌合有上述第2衬套84。

转子主体72环绕上述内侧轴部73的周围。转子主体72具有覆盖内侧轴部73的外侧轴部81、围绕外侧轴部81的周壁部82、将外侧轴部81和周壁部82连结的辐条部83。

外侧轴部81在使内侧轴部73的罩轴向的两端部露出的状态下，将内侧轴部73的周围遍及整周地环绕。在本实施方式中，由外侧轴部81及内侧轴部73构成阀体22的旋转轴85。

在上述第1轴容纳壁79内，在相对于第1衬套78位于罩轴向的第2侧的部分，设置有第1唇密封件87。第1唇密封件87将第1轴容纳壁79的内周面和旋转轴85(外侧轴部81)的外周面之间密封。在第1轴容纳壁79内，位于比第1唇密封件87靠罩轴向的第1侧的位置的部分穿过贯通孔32a向大气开放。

另一方面，在上述第2轴容纳壁86内，在相对于第2衬套84位于罩轴向的第1侧的位置的部分设置有第2唇密封件88。第2唇密封件88将第2轴容纳壁86的内周面和旋转轴85(外侧轴部81)的外周面之间密封。在盖体26，形成有将盖体26沿罩轴向贯通的贯通孔(大气开放部)98。

阀体22的周壁部82被与轴线O1同轴地配置。周壁部82在壳21内被配置于位于比流入口37a靠罩轴向的第1侧的位置的部分。具体地，周壁部82在罩轴向上避让故障开口41a，且被配置于跨散热器流出口41b、暖机流出口56a及空调流出口66a的位置。周壁部82的内侧构成穿过流入口37a流入壳21内的冷却水沿罩轴向流通的流通路91。另一方面，在壳21内，位于比周壁部82靠罩轴向的第2侧的位置的部分构成与流通路91连通的连接流路92。另外，在周壁部82的外周面和罩周壁31的内周面之间在罩径向上设置有间隙C2。

在周壁部82，在与上述散热器流出口41b在罩轴向上相同的位置，形成有将周壁部82沿罩径向贯通的阀孔95。阀孔95在从罩径向观察至少一部分与插入散热器流出口41b的密封筒部件131重合的情况下，穿过阀孔95使周壁部82内(流通路91)和散热器流出口41b连通。

在周壁部82，在与上述暖机流出口56a在罩轴向上相同的位置，形成有将周壁部82在罩径向上贯通的另外的阀孔96。阀孔96在从罩径向观察至少一部分与插入暖机流出口56a的密封筒部件131重合的情况下，穿过阀孔96使周壁部82内(流通路91)和暖机流出口56a连通。

在周壁部82，在与上述空调流出口66a在罩轴向上相同的位置，形成有将周壁部82在罩径向上贯通的又一另外的阀孔97。阀孔97在从罩径向观察至少一部分与插入空调流出口66a的密封筒部件131重合的情况下，穿过阀孔97使周壁部82内(流通路91)与空调流出口66a连通。

另外，关于形成于周壁部82的空调流路用的阀孔97和暖机流路用的阀孔96的周边缘部的详细构造在后说明。

阀体22随着绕轴线O1的旋转，将阀孔95、96、97和与它们对应的各流出口41b、56a、66a的连通及切断切换。另外，阀孔95、96、97与流出口41b、56a、66a的连通模式能够适当设定。

接着，对暖机端口56及暖机接头62的连接部分的详细情况进行说明。另外，关于散热器端口41与散热器接头42的连接部分、及空调端口66与空调接头68的连接部分，为与暖机端口56及暖机接头62的连接部分相同的结构，所以省略说明。

图5为沿图2的V―V线的放大剖视图。以下的说明中，有将沿着暖机流出口56a的轴线O2的方向称作端口轴向(第1方向)的情况。该情况下，端口轴向上，将相对于暖机端口56朝向轴线O1的方向称作内侧，将相对于暖机端口56从轴线O1离开的方向称作外侧。此外，有将与轴线O2正交的方向称作端口径向(第2方向)，将绕轴线O2的方向称作端口周向的情况。

如图5所示，暖机端口56具有沿端口轴向延伸的密封筒部101、从密封筒部101向端口径向的外侧伸出的端口凸缘部102。密封筒部101的内侧构成上述暖机流出口56a(流出口)。在本实施方式中，密封筒部101的内径在除了端口轴向的外侧端部地区域被相同地设定。

在端口凸缘部102的外周部分，形成有向端口轴向的外侧突出的围绕壁105。围绕壁105被遍及端口凸缘部102的整周地形成。在端口凸缘部102，在相对于围绕壁105位于端口径向的内侧的部分形成有向端口轴向的外侧突出的端口接合部106。

端口接合部106被遍及端口凸缘部102的整周地形成。

暖机接头62具有与轴线O2同轴地配置的接头筒部110、从接头筒部110的端口轴向的内侧端部向端口径向的外侧伸出的接头凸缘部111。

接头凸缘部111的外径与端口凸缘部102相同，且内径形成为比密封筒部101的外径大的环状。在接头凸缘部111的内周部分形成有向端口轴向的内侧突出的接头接合部113。接头接合部113与端口接合部106在端口轴向上相向。

暖机端口56及暖机接头62通过端口接合部106与接头接合部113的相向面彼此被振动焊接而被互相接合。

接头筒部110从接头凸缘部111的内周边缘向端口轴向的外侧延伸。接头筒部110形成为随着朝向端口轴向的外侧而阶段性地缩径的多级筒状。具体地，接头筒部110的大径部121、中径部122及小径部123朝向端口轴向的外侧顺次相连。

大径部121在相对于上述密封筒部101向端口径向的外侧隔开间隔的状态下，围绕密封筒部101。中径部122相对于密封筒部101在端口轴向上隔开间隙Q1地相向。

在被暖机端口56及暖机接头62包围的部分设置有密封机构130。密封机构130具有密封筒部件131、施力部件132、密封环133、保持件134。另外，如图3所示，在上述散热器端口41内及空调端口66内，也设置有由与设置于暖机端口56内的密封机构130相同的结构构成的密封机构130。本实施方式的说明中，对于设置于散热器端口41内及空调端口66内的密封机构130，标注与设置于暖机端口56内的密封机构130相同的附图标记而省略说明。

如图5所示，密封筒部件131被插入暖机流出口56a内。密封筒部件131具有与轴线O2同轴地延伸的周壁。密封筒部件131的周壁形成为，随着朝向端口轴向的外侧而外径台阶状地缩径的多级筒状。具体地，密封筒部件131的周壁具有位于端口轴向的外侧(轴向的一端侧)而与暖机流出口56a的下游侧连通的第1筒部142、位于端口轴向的内侧(轴向的另一端侧)而与第1筒部142相比内径及外径较大的第2筒部141。

密封筒部件131的大径的第2筒部141被向密封筒部101的内周面能够滑动地插入。第2筒部141的端口轴向的内侧端面构成滑动自如地抵接于阀体22的周壁部82的外周面的阀滑接面141a。另外，在本实施方式中，阀滑接面141a为，仿照周壁部82的外周面的曲率半径形成的弯曲面。

第1筒部142的外周面相对于第2筒部141的外周面经由台阶面143相连。台阶面143随着朝向端口轴向的内侧而向端口径向的外侧倾斜后，被进一步向端口径向的外侧延伸地设置。因此，在小径的第1筒部142的外周面和密封筒部101的内周面之间，在端口径向上设置有密封间隙Q2。

第1筒部142的端口轴向的外侧端面(以下称作“座面142a”。)为与端口轴向正交的平坦面。第1筒部142的座面142a在端口轴向上配置于与密封筒部101的外侧端面相同的位置。另外，密封筒部件131相对于暖机接头62在端口径向及端口轴向上离开。

施力部件132介于密封筒部件131的座面142a、暖机接头62的小径部123的端口轴向的内侧端面之间。施力部件132例如是波形弹簧。施力部件132将密封筒部件131向端口轴向的内侧(朝向周壁部82)施力。

密封环133例如是Y型垫片。密封环133在将开口部(两股部)朝向端口轴向的内侧的状态下被向密封筒部件131的第1筒部142外插。具体地，密封环133在配置于上述密封间隙Q2内的状态下，两股部的各末端部分别能够相对于第1筒部142的外周面及密封筒部101的内周面滑动地密接。另外，在密封间隙Q2内，相对于密封环133，端口轴向的内侧区域穿过密封筒部101的内周面和密封筒部件131的第2筒部141的间隙导入壳21的液压。台阶面143向端口轴向上的与密封筒部件131的阀滑接面141a相反的朝向形成。台阶面143构成承受壳21内的冷却水的液压而被向端口轴向的内侧推压的受压面。

图6是图5的VI部放大图。

这里，在密封筒部件131，台阶面143的面积S1和阀滑接面141a的面积S2设定成满足以下的式(1)、(2)。

S1＜S2≤S1/k…(1)

α≤k＜1…(2)

k：在阀滑接面141a和阀体22的周壁部82之间的微少间隙流动的冷却水的压力减少常数

α：由冷却水的物性确定的压力减少常数的下限值。

另外，台阶面143的面积S1和阀滑接面141a的面积S2意味着向端口轴向投影时的面积。

式(2)的α是根据冷却水的种类、使用环境(例如温度)等确定的压力减少常数的标准值。例如，通常使用条件下，水的情况下α＝1/2。使用的冷却水的物性变化的情况下，变化成α＝1/3等。

此外，式(2)的压力减少常数k在阀滑接面141a从端口径向的外侧端边缘向内侧端边缘均匀地与周壁部82相接时，为压力减少常数的标准值即α(例如1/2)。但是，由于密封筒部件131的制造误差、装配误差等，有阀滑接面141a的外周部分和周壁部82之间的间隙相对于阀滑接面141a的内周部分稍微增大的情况。该情况下，式(2)的压力减少常数k逐渐接近k=1。

在本实施方式中，密封筒部件131的阀滑接面141a和周壁部82的外周面之间，以为了允许滑动而有微小的间隙为前提，台阶面143和阀滑接面141a的各面积S1、S2的关系被根据式(1)、(2)确定。

即，对于密封筒部件131的台阶面143，如上所述，壳21内的冷却水的压力原样地作用。另一方面，对于阀滑接面141a，壳21内的冷却水的压力不会原样地作用。具体地，冷却水的压力为，冷却水在阀滑接面141a和周壁部82之间的微小的间隙从端口径向的外侧端边缘流向内侧端边缘时随着压力减少地作用。此时，冷却水的压力朝向端口径向的内侧逐渐减少，并且将密封筒部件131向端口轴向的外侧推起。

结果，对于密封筒部件131的台阶面143，原样地作用台阶面143的面积S1乘以壳21内的压力P的力。另一方面，对于密封筒部件131的阀滑接面141a，作用阀滑接面141a的面积S2乘以壳21内的压力P和压力减少常数k的力。

本实施方式的控制阀8从式(1)可知设定面积S1、S2来使得k×S2≤S1成立。因此，P×k×S2≤P×S1的关系也成立。

因此，作用于密封筒部件131的台阶面143的推压方向的力F1(F1＝P×S1)，变大至作用于密封筒部件131的阀滑接面141a的上浮方向的力F2(F2＝P×k×S2)以上。由此，在本实施方式的控制阀8，仅根据壳21内的冷却水的压力的关系，也能够将密封筒部件131和周壁部82之间密封。

另一方面，在本实施方式中，如上所述，密封筒部件131的台阶面143的面积S1比阀滑接面141a的面积S2小。因此，即使壳21内的冷却水的压力变大，也能够抑制密封筒部件131的阀滑接面141a被过剩的力向周壁部82推压。因此，采用本实施方式的控制阀8的情况下，能够避免将阀体22旋转驱动的驱动单元23的大型化及高输出化，并且能够抑制密封筒部件131、各衬套78、84(参照图4)的早期磨损。

这样，在本实施方式中，在作用于密封筒部件131的朝向端口轴向的内侧的推压力不低于作用于密封筒部件131的朝向端口轴向的外侧的上浮力的范围，设定成阀滑接面141a的面积S2比台阶面143的面积S1大。因此，能够抑制密封筒部件131相对于周壁部82的过剩的力的推压，并且将密封筒部件131和周壁部82之间密封。

上述保持件134构成为，在间隙Q1内，相对于暖机端口56及暖机接头62能够沿端口轴向移动。此外，保持件134配置成与暖机端口56及暖机接头62的至少某个在端口轴向上能够离开。保持件134具有保持件筒部151、保持件凸缘部152、限制部153。

保持件筒部151沿端口轴向延伸。保持件筒部151被从端口轴向的外侧插入密封间隙Q2内。上述密封环133的底部能够抵接于保持件筒部151的端口轴向的内侧端面。即，保持件筒部151限制密封环133向端口轴向的外侧的移动。

保持件凸缘部152被从保持件筒部151的端口轴向的外侧端部向端口径向的外侧突出设置。保持件凸缘部152配置于密封筒部101的端口轴向的外侧端面、中径部122的端口轴向的内侧端面之间的间隙Q1。保持件134向端口轴向的内侧的移动被密封筒部101限制，保持件134向端口轴向的外侧的移动被中径部122限制。

限制部153从保持件筒部151的内周部分向端口轴向的外侧筒状地突出地形成。限制部153与保持件筒部151一同限制施力部件132的端口径向的移动。

[控制阀的基本动作]

接着，对上述控制阀8的基本动作进行说明。

如图1所示，在主流路10，由水泵3送出的冷却水在发动机2热交换后，向控制阀8流通。如图4所示，在主流路10，通过发动机2的冷却水穿过流入口37a流入壳21内的连接流路92。

流入连接流路92内的冷却水的一部分冷却水流入EGR流出口51内。流入EGR流出口51内的冷却水被穿过EGR接头52向EGR流路14内供给。被向EGR流路14内供给的冷却水在EGR冷却器7进行冷却水和EGR气体的热交换后返回主流路10。

另一方面，流入连接流路92内的冷却水的未流入EGR流出口51内的冷却水从罩轴向的第2侧流入流通路91内。流入流通路91内的冷却水在流通路91内沿罩轴向流通的过程中被向各流出口分配。即，流入流通路91内的冷却水穿过各流出口的与对应的阀孔连通的流出口被向各流路11~13分配。

在控制阀8，为了切换阀孔和流出口的连通模式，使阀体22绕轴线O1旋转。并且，在与欲设定的连通模式对应的位置使阀体22的旋转停止，由此，在与阀体22的停止位置对应的连通模式下阀孔和流出口被连通。

＜绕阀体的阀孔的详细构造＞

图7是阀体22的一部分和密封筒部件131的立体图，图8是沿图7的VIII-VIII线的剖视图。另外，图7中表示将轴向的一部分剖切的阀体22。图9是图8的IX部放大图。此外，图10是表示阀体22的旋转进行的状态的与图8相同的剖视图，图11是图10的XI部放大图。

图7~图11表示阀体22的周壁部82的包括空调流路用的阀孔97的部分、借助阀孔97进行连通和切断的密封筒部件131。阀体22的周壁部82在阀孔97的边缘部的阀体22的旋转方向R的前方侧形成有流量控制槽57。

流量控制槽57具有相对于周壁部82的外周面向阀体22的轴心O1方向凹陷且一端部与阀孔97相连的底面57a。底面57a主视时形成为大致矩形，仅面对阀孔97的边由于阀孔97的内周面形成为大致圆弧形状。即，流量控制槽57的底面57a具有与阀体22的轴线O1平行的直线状的第1端边57a-1、在与第1端边57a-1相向的位置面对阀孔97的第2端边57a-2、将第1端边57a-1与第2端边57a-2的端部彼此连结的一对侧边57a-3。本实施方式的情况下，流量控制槽57的底面57a以越接近阀孔97凹陷深度越深的方式倾斜。流量控制槽57朝向阀孔97而开口面积逐渐增大。本实施方式的情况下，底面57a的第1端边57a-1为与周壁部82的外周面(未凹陷的外周面)的边界部。另外，在本实施方式中，面对阀孔97的第2端边57a-2形成为大致圆弧状，但第2端边57a-2无需一定为大致圆弧状，例如也可以是直线状。

图12是阀体22的周壁部82的示意的展开图。

如图12所示，散热器流路用的阀孔95为将周壁部82的圆周方向设为长轴方向的长圆形状。与此相对，暖机流路用的阀孔96例如为圆孔形状。暖机流路用的阀孔96在周壁部82的圆周方向上隔开间隔地形成有多个。在图示的例子中，暖机流路用的阀孔96的大径孔在周壁部82的圆周方向上排列两个，比大径孔小的小径孔在周壁部82的圆周方向上排列两个。

此外，空调流路用的阀孔97为将周壁部82的圆周方向设为长轴方向的长圆形状。

如图12所示，在暖机流路用的四个阀孔96中的一个阀孔96A的边缘部，设置有与上述空调流路用的阀孔97的边缘部的相同的流量控制槽57。但是，设置于周壁部82上的暖机流路用的阀孔96A的边缘部的流量控制槽57被配置于阀孔96A的边缘部的阀体22的旋转方向R的后方侧。暖机流路用的阀孔96A的边缘部的流量控制槽57为，底面57a以朝向阀孔96A开口面积逐渐增加的方式倾斜。

另外，在本实施方式中，流量控制槽57设置于阀体22的周壁部82的空调流路用的阀孔97的旋转方向R的前方侧的边缘部、暖机流路用的阀孔96A的旋转方向R的后方侧的边缘部，但设置流量控制槽57的阀孔不限于这些阀孔。流量控制槽57能够在任意的阀孔设置于阀孔的旋转方向R的前方侧和后方侧的至少一方。但是，本实施方式的说明中例示的控制阀8的情况如以下说明，在密封筒部件131开始与空调流路用的阀孔97连通时、密封筒部件131和暖机流路用的阀孔96A的连通结束时，流出口处的冷却水的流量变化容易变大，所以在上述的部位设定流量控制槽57特别有效。

图13是表示基于阀体22的旋转控制的各流出口(暖机流出口56a、空调流出口66a、散热器流出口41b)的流量变化的情况的图。本实施方式的情况下，基于阀体22的旋转控制的四个流出口的开度变化具有以下的三个模式。

(1)加热停止（ヒータカット）模式

将空调流出口66a关闭的状态下打开散热器流出口41b的模式。

(2)加热通水（ヒータ通水）模式

将空调流出口66a打开的状态下打开散热器流出口41b的模式。

(3)全闭模式

将暖机流出口56a、散热器流出口41b、空调流出口66a都关闭的模式。

(4)切换模式

将散热器流出口41b及暖机流出口56a打开的状态下切换空调流出口66a的开闭的模式。

图13中，横轴表示控制阀8的动作范围，纵轴表示各流出口的开度(从0%至100%)。图13的(a)表示暖机流出口56a的开度。图13的(b)表示空调流出口66a的开度。图13(c)表示散热器流出口41b的开度。

控制阀8的动作范围区分为9个区域A、B、C、D、E、F、G、H、I。

全闭模式仅由区域A构成。区域A中，暖机流出口56a、空调流出口66a、散热器流出口41b的开度都为0%。

加热通水模式由4个区域B、C、D、E构成。区域B中，暖机流出口66a和散热器流出口41b的开度为0%的状态下，空调流出口66a的开度在从0%至100%的范围变化。区域C中，散热器流出口41b的开度为0%且空调流出口66a的开度为100%的状态下，暖机流出口56a的开度在从0%至100%的范围变化。区域D中，空调流出口66a的开度为100%的状态下，暖机流出口56a的开度在从100%至0%的范围变化，散热器流出口41b的开度在从0%至约80%的范围变化。区域E中，空调流出口66a的开度为100%的状态下，暖机流出口56a的开度在从0%至100%的范围变化，散热器流出口41b的开度在从约80%至100%的范围变化。

切换模式仅由区域I构成。区域I中，暖机流出口56a和散热器流出口41b的开度为100%的状态下，空调流出口66a的开度在从100%至0%的范围变化。

加热停止模式由3个区域H、G、F构成。区域H中，空调流出口66a的开度为0%的状态下，暖机流出口56a的开度在从100%至0%的范围变化，散热器流出口41b的开度在从100%至约80%的范围变化。区域G中，空调流出口66a的开度为0%的状态下，暖机流出口56a的开度在从0%至100%的范围变化，散热器流出口41b的开度在从约80%至0%的范围变化。区域F中，空调流出口66a和散热器流出口41b的开度为0%的状态下，暖机流出口56a的开度在从100%至0%的范围变化。

如图13所示，从全闭模式向加热通水模式过渡时，从暖机流出口56a、空调流出口66a、散热器流出口41b的开度都为0%的状态(对应的密封筒部件131都为非连通的状态)，空调流出口66a的开度单独从0%变化成100%(参照图13中的P1点)。即，与空调流出口66a对应的密封筒部件131最先开始与阀孔97的连通。此时，阀体22的内侧(壳21内)的冷却水容易猛烈地穿过阀孔97地流入空调流出口66a内。因此，在阀体22的周壁部82的空调流路用的阀孔97的旋转方向R的前方侧的边缘部配置流量控制槽57特别有效。

此外，如图13所示，从加热停止模式向全闭模式的过渡时，从空调流出口66a和散热器流出口41b的开度为0%的状态(对应的两个密封筒部件131为非连通的状态)，暖机流出口56a的开度从100%变化成0%(参照图13中的P2)。即，与暖机流出口56a对应的密封筒部件131最后结束与阀孔95的连通(不与阀孔95连通)。因此，在阀体22的周壁部82的暖机流路用的阀孔96A的旋转方向R的前方侧的边缘部配置流量控制槽57特别有效。

＜密封筒部件的连通开始动作和连通结束动作＞

在阀体22的周壁部82的空调流路用的阀孔97的旋转方向R的前方侧的边缘部，如上所述地设置有流量控制槽57。因此，阀体22的周壁部82的外周面若欲从将与空调流路13连通的密封筒部件131闭塞的状态(参照图7~图9、图13的全闭模式)通过阀体22的旋转向加热通水模式过渡，则密封筒部件131的内部通路与阀孔97直接连通前流量控制槽57逐渐与密封筒部件131的内部通路重叠(参照图10、图11)。

由此，阀体22的内侧的冷却水经由阀孔97和流量控制槽57从密封筒部件131向空调流出口66a流出。这样，若流量控制槽57和密封筒部件131的内部通路的重叠量增大，则与其重叠量的增大对应地，从阀体22的内侧向空调流出口66a的冷却水的流出量逐渐增加。结果，密封筒部件131的内部通路与阀孔97直接连通时，大量的冷却水不会急剧地流入空调流出口66a。

此外，在阀体22的周壁部82的暖机流路用的阀孔96A的旋转方向R的后方侧的边缘部，如上所述地设置有流量控制槽57。因此，若欲从阀体22的暖机流路用的阀孔96A与密封筒部件131的内部通路(暖机流出口56a)直接连通的状态(图13的加热停止模式参照。)通过阀体22的旋转向全闭模式过渡，则暖机流路用的阀孔96A结束与密封筒部件131的内部通路的直接的连通后，仅流量控制槽57与密封筒部件131的内部通路重叠。此时，阀体22的内部的冷却水经由阀孔96A和流量控制槽57向暖机流出口56a流出。

这样，若流量控制槽57和密封筒部件131的内部通路的重叠量增大，则与该重叠量的增大对应地，从阀体22的内侧向暖机流出口56a的冷却水的流出量逐渐增加。结果，向暖机流出口56a的冷却水的流入不会急剧停止。

＜实施方式的效果＞

如上所述，本实施方式的控制阀8在阀体22的周壁部82的阀孔的边缘部的阀体22的旋转方向的前方侧和后方侧的至少某一方，设置有流量控制槽57，前述流量控制槽57具有相对于周壁部82的外周面凹陷且一端部与阀孔相连的底面57a。因此，通过流量控制槽57的功能，能够抑制在密封筒部件131的连通开始时、连通结束时在流出口处发生冷却水的急剧的流量变化。

并且，本实施方式的控制阀8的流量控制槽57具有相对于周壁部82的外周面凹陷且一端部与阀孔相连的底面57a，所以在不使槽宽极端地变窄的情况下，能够抑制在密封筒部件131的连通开始时、连通结束时在流出口处发生冷却液的急剧的流量变化。

因此，本实施方式的控制阀8中，能够防止所希望的性能由于污染物的冲入等下降。由此，能够长期地维持密封筒部件131和阀孔97、96A的连通状态的切换时的流出口处的平缓的流量变化特性。

此外，本实施方式的控制阀8中，流量控制槽57的底面57a倾斜，使得朝向阀孔97、96A，流量控制槽57的开口面积逐渐增大。因此，能够与流量控制槽57和密封筒部件131的内部通路的重叠量的变化对应地，使向流出口的冷却水的流量平滑地增减变化。

此外，本实施方式的控制阀8中，在从密封筒部件131都由于阀体22的周壁部82而呈非连通的状态最先与密封筒部件131开始连通的空调流路用的阀孔97的连通开始侧的边缘部，设置有流量控制槽57。因此，冷却水容易最急剧地向空调流出口66a流入的条件下，能够使连通开始时的空调流出口66a的冷却水的流入变缓。因此，采用本实施方式的控制阀8的情况下，能够抑制密封筒部件131的连通开始时的空调流出口66a处的急剧的压力变动。

进而，本实施方式的控制阀8，在从散热器流出口41b和与空调流出口66a对应的各密封筒部件为非连通的状态使对应的密封筒部件最后非连通的暖机流路用的阀孔的连通结束侧的边缘部，设置有流量控制槽57。

因此，在猛烈地流入的冷却水的流动容易急剧停止的条件下，能够使连通结束时的暖机流出口56a处的冷却液的急剧的流入停止变缓。采用本实施方式的控制阀8的情况下，能够抑制密封筒部件131的连通结束时的空调流出口66a处的急剧的压力变动。

另外，本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种的设计改变。例如，上述的实施方式中，流量控制槽57的底面57a朝向阀孔倾斜地形成，但流量控制槽57的底面57a无需一定倾斜，也可以以朝向阀孔侧开口面积增大的方式台阶状地形成。

此外，上述的实施方式中，将阀体形成为圆筒状(遍及轴向的整体直径相同)的情况进行了说明，但不限于该结构。即，也可以使阀体的周壁部的外径在轴向上变化。该情况下，阀体的周壁部例如也可以是具有球状(随着从轴向的中央部朝向两端部而直径缩小的形状)、鞍形(随着从轴向的中央部朝向两端部而直径扩大的形状)、多个球状或鞍形沿轴向相连的形状等三维曲面的形状。

Claims (4)

1.一种控制阀，具备壳、阀体、密封筒部件，

前述壳具有液体从外部流入的流入口及使流入内部的液体向外部流出的流出口，

前述阀体被能够旋转地配置于前述壳的内部，具有形成有将内外连通的阀孔的周壁部，

前述密封筒部件为，轴向的一端部与前述流出口的下游侧连通，并且在轴向的另一端部，设置有在至少一部分与前述阀体的前述阀孔的旋转路径重叠的位置与前述周壁部的外周面滑动自如地抵接的阀滑接面，其特征在于，

在前述周壁部的前述阀孔的边缘部的前述阀体的旋转方向的前方侧和后方侧的至少某一方，设置有具有相对于前述周壁部的外周面凹陷且一端部与前述阀孔相连的底面的流量控制槽。

2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

前述流量控制槽为，前述底面以朝向前述阀孔而开口面积增大的方式倾斜。

3.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，

前述阀体的前述阀孔、与前述阀孔对应的前述密封筒部件被分别设置多个，

前述流量控制槽设置于，从所有的前述密封筒部件由于前述阀体的周壁部而呈非连通的状态与对应的前述密封筒部件最先连通的前述阀孔的连通开始侧的边缘部。

4.如权利要求1至3中任一项所述的控制阀，其特征在于，

前述阀体的前述阀孔、与前述阀孔对应的前述密封筒部件被分别设置多个，

前述流量控制槽设置于，从留下一个前述密封筒部件而剩余的前述密封筒部件由于前述阀体的周壁部而呈非连通的状态使一个前述密封筒部件最后呈非连通的前述阀孔的连通结束侧的边缘部。

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