JP2016031139A - Fluid control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体制御弁に関し、詳しくは、ハウジングの内部に、筒状となるロータを回転自在に収容した流体制御弁の改良に関する。 The present invention relates to a fluid control valve, and more particularly, to an improvement in a fluid control valve in which a cylindrical rotor is rotatably accommodated inside a housing.
上記のように構成された流体制御弁として特許文献1には、円筒形本体(ハウジング)の端部壁に軸芯に沿う方向に開口する流体入口を形成し、円筒形本体の円筒形側壁に対して軸芯と直交する姿勢で形成される少なくとも2つの流体出口を備え、円筒形本体の内部には軸芯を中心に回転自在となる調節部材(ロータ)を備えた技術が示されている。 As a fluid control valve configured as described above, Patent Document 1 discloses that a fluid inlet opening in a direction along the axial center is formed in an end wall of a cylindrical main body (housing), and a cylindrical side wall of the cylindrical main body is formed. On the other hand, there is shown a technique in which at least two fluid outlets formed in a posture orthogonal to the axis are provided, and an adjustment member (rotor) that is rotatable around the axis is provided inside the cylindrical body. .
この特許文献1の流体制御弁では、調節部材が電動手段により駆動回転されるように構成され、この調節部材には軸芯に対して約45度の角度をなす端部が形成されている。また、調節部材の外周の一部が摩擦係数の低い材料で構成され、この調節部材には一部が開いた環状となるシールリングを備えており、流体入口から流入する流体の圧力によりシールリングが円筒形側壁に接触するように構成されている。 In the fluid control valve of Patent Document 1, the adjustment member is configured to be driven and rotated by electric means, and the adjustment member has an end portion that forms an angle of about 45 degrees with respect to the axis. In addition, a part of the outer periphery of the adjustment member is made of a material having a low friction coefficient, and the adjustment member is provided with a ring-shaped seal ring that is partially open. Is configured to contact the cylindrical side wall.
円筒状のハウジングの内部に、回転自在にロータを備える構成の流量制御弁では、流体の制御を確実に行うためハウジングの内壁面とロータとの間からの流体の漏出を抑制する必要がある。従って、特許文献1では、ロータにシールリングを備え、このシールリングに対して流体の圧力を作用させ、シールリングをハウジングの内壁面に密着させ、流体の漏出を抑制している。 In a flow control valve having a structure in which a rotor is rotatably provided inside a cylindrical housing, it is necessary to suppress leakage of fluid from between the inner wall surface of the housing and the rotor in order to reliably control the fluid. Therefore, in Patent Document 1, a rotor is provided with a seal ring, and fluid pressure is applied to the seal ring so that the seal ring is brought into close contact with the inner wall surface of the housing, thereby suppressing fluid leakage.
しかしながら、自動車等の内燃機関で駆動されるウォータポンプで供給される冷却水を制御する流量制御弁では、内燃機関がアイドリング状態にあり水圧が低下した場合には、シールリングのシール性が低下し、冷却水が漏出することも考えられ、改善の余地がある。特に、内燃機関の暖機運転時に内燃機関の冷却水がラジエータに漏出した場合には、内燃機関の温度が上昇するまでの時間が長くなり、暖機時間の短縮の観点から改善が求められる。 However, in a flow control valve that controls cooling water supplied by a water pump driven by an internal combustion engine such as an automobile, when the internal combustion engine is in an idling state and the water pressure decreases, the sealing performance of the seal ring decreases. Cooling water may leak and there is room for improvement. In particular, when the cooling water of the internal combustion engine leaks to the radiator during the warm-up operation of the internal combustion engine, the time until the temperature of the internal combustion engine rises becomes long, and improvement is required from the viewpoint of shortening the warm-up time.
本発明の目的は、流体の圧力に依存することなく良好なシール性を現出する流体制御弁を構成する点にある。 An object of the present invention is to constitute a fluid control valve that exhibits good sealing performance without depending on the pressure of the fluid.
本発明の特徴は、ハウジング軸芯を中心とするシリンダ状の内壁面を有する内部空間が形成され、前記ハウジング軸芯に沿う方向で前記内部空間に流体を流入させる流入口が形成され、前記ハウジング軸芯に直交する方向への流体の流れにより前記内部空間から流体を排出する排出口が前記内壁面に形成されたハウジングと、
前記ハウジングの前記内部空間に収容され、前記内壁面に接触可能となるように拡径変形自在となる素材で構成され、前記ハウジング軸芯を中心に回転することにより前記排出口から排出される流体の流量を制御する制御開口が形成された筒状のロータと、
前記ロータを回転作動させる回転作動機構と、を備えると共に、
前記ロータの外壁面を前記内壁面に密着させる付勢機構を有している点にある。
A feature of the present invention is that an internal space having a cylindrical inner wall surface around a housing axis is formed, and an inflow port is formed to allow fluid to flow into the internal space in a direction along the housing axis. A housing in which a discharge port for discharging fluid from the internal space by a flow of fluid in a direction perpendicular to the axis is formed in the inner wall surface;
A fluid that is housed in the internal space of the housing and is made of a material that can be expanded and deformed so as to be in contact with the inner wall surface, and is discharged from the discharge port by rotating about the housing axis. A cylindrical rotor formed with a control opening for controlling the flow rate of
A rotation operating mechanism for rotating the rotor, and
The biasing mechanism has an outer wall surface of the rotor in close contact with the inner wall surface.
この構成によると、流体の圧力が低い状態でも付勢機構の付勢力でロータが拡径変形してハウジングの内壁面に接触する。これにより、ハウジングの内壁面とロータの外壁面との密着性を高め、ハウジングの排出口が比較的大きい開口であっても、ハウジングの内壁面とロータの外壁面との間での流体の流れを抑制できる。
従って、流体の圧力に依存することなく良好なシール性を現出する流体制御弁が構成された。
According to this configuration, even when the pressure of the fluid is low, the rotor is expanded in diameter by the urging force of the urging mechanism and contacts the inner wall surface of the housing. This enhances the adhesion between the inner wall surface of the housing and the outer wall surface of the rotor, and the flow of fluid between the inner wall surface of the housing and the outer wall surface of the rotor even if the discharge port of the housing is a relatively large opening. Can be suppressed.
Therefore, a fluid control valve that exhibits good sealing performance without depending on the pressure of the fluid has been constructed.
本発明は、前記流体が、流体圧ポンプの駆動により内燃機関とラジエータとの間に循環する熱媒体であり、前記ロータが前記ハウジングの前記排出口を閉じる状況で前記内燃機関の始動に伴い前記流体に圧力が作用して前記排出口に負圧が作用する場合に、前記ハウジングの内壁面と前記ロータの外壁面との密着状態を維持するように前記付勢機構の付勢力の値が設定されても良い。 In the present invention, the fluid is a heat medium that circulates between the internal combustion engine and the radiator by driving a fluid pressure pump, and the rotor closes the discharge port of the housing in a situation where the rotor closes the discharge port. When the pressure acts on the fluid and the negative pressure acts on the discharge port, the value of the urging force of the urging mechanism is set so that the inner wall surface of the housing and the outer wall surface of the rotor are maintained in close contact with each other. May be.
これによると、内燃機関の始動に伴う熱媒体の流動により排出口に負圧が作用した場合でも、付勢機構の付勢力によってロータの外壁面とハウジングの内壁面との密着状態が維持されるため、ハウジングの内部の熱媒体が排出口に漏出することがない。 According to this, even when a negative pressure acts on the discharge port due to the flow of the heat medium accompanying the start of the internal combustion engine, the contact state between the outer wall surface of the rotor and the inner wall surface of the housing is maintained by the biasing force of the biasing mechanism. Therefore, the heat medium inside the housing does not leak to the discharge port.
本発明は、前記付勢機構が、前記ロータのうち前記ハウジング軸芯に沿う方向での少なくとも一方の端部側で前記排出口より外端位置において、前記ロータの端部を拡径させる方向に付勢力を作用させても良い。 In the present invention, the biasing mechanism is configured to increase the diameter of the end of the rotor at an outer end position from the discharge port on at least one end side in the direction along the housing axis of the rotor. An urging force may be applied.
ハウジングの内部空間にロータを収容し、ハウジングの一方の端部側の流入口から内部空間に流体を流入させる構成では、ロータの端部から、ロータの外壁面とハウジングの内壁面との間に流体が浸入しやすい。特に、外壁面と内壁面との間に流体が浸入した場合には、ロータが排出口を閉じる姿勢にある場合にも、浸入した流体が排出口から排出されることになる。
これに対して、排出口より外端位置を付勢機構の付勢力で拡径させることにより、シール性を向上させロータの端部からロータの外壁面とハウジングの内壁面との間に流体が浸入する現象を阻止し、排出口に冷媒を漏出させる不都合も抑制される。
In the configuration in which the rotor is accommodated in the internal space of the housing and fluid is allowed to flow into the internal space from the inlet on one end side of the housing, from the end of the rotor, between the outer wall surface of the rotor and the inner wall surface of the housing. Easy to get fluid. In particular, when fluid enters between the outer wall surface and the inner wall surface, the intruded fluid is discharged from the discharge port even when the rotor is in a posture of closing the discharge port.
On the other hand, the outer end position is expanded from the discharge port by the urging force of the urging mechanism, thereby improving the sealing performance and allowing fluid to flow between the rotor outer wall surface and the housing inner wall surface from the end of the rotor. The intrusion phenomenon is prevented and the inconvenience of the refrigerant leaking to the discharge port is also suppressed.
本発明は、前記ロータが、当該ロータを前記ハウジング軸芯に沿う方向に切り開くスリットを有し、前記付勢機構が、前記ロータの外壁面を、前記ハウジングの前記内壁面に向けて押し出す方向に付勢力を作用させても良い。 In the present invention, the rotor has a slit that cuts the rotor in a direction along the axis of the housing, and the urging mechanism pushes the outer wall surface of the rotor toward the inner wall surface of the housing. An urging force may be applied.
これによると、ロータにスリットを形成することにより、ロータの拡径が容易となり、付勢機構が、ロータの外壁面をハウジングの内壁面に対して押し付ける付勢力を作用させることにより、ロータを柔軟に弾性変形させ、その外壁面をハウジングの内壁面に確実に密着させることが可能となる。 According to this, by forming a slit in the rotor, the diameter of the rotor can be easily increased, and the urging mechanism can flex the rotor by applying an urging force that presses the outer wall surface of the rotor against the inner wall surface of the housing. Thus, the outer wall surface can be securely brought into close contact with the inner wall surface of the housing.
本発明は、前記ロータが、当該ロータを前記ハウジング軸芯に沿う方向に切り開くスリットを有し、前記付勢機構が、前記スリットの開口縁同士の距離を拡大する方向に付勢力を作用させても良い。 In the present invention, the rotor includes a slit that cuts the rotor in a direction along the housing axis, and the biasing mechanism applies a biasing force in a direction that increases a distance between the opening edges of the slit. Also good.
これによると、ロータにスリットを形成することにより、ロータの拡径が容易となると共に、付勢機構からの付勢力が、スリットの開口縁同士の距離を拡大する方向に作用することにより、この付勢力がロータの周方向に作用し、ロータ全体を撓ませるように弾性変形させる。この弾性変形は、ロータの外壁面をハウジングの内壁面に密着させる方向に変位させる形態で拡径することになり、結果として、ロータの外壁面をハウジングの内壁面に対して均一に密着させることが可能となる。 According to this, by forming the slit in the rotor, the diameter of the rotor can be easily increased, and the urging force from the urging mechanism acts in the direction of increasing the distance between the opening edges of the slit. The urging force acts in the circumferential direction of the rotor and elastically deforms the entire rotor to bend. This elastic deformation increases the diameter in such a manner that the outer wall surface of the rotor is displaced in a direction in close contact with the inner wall surface of the housing, and as a result, the outer wall surface of the rotor is uniformly adhered to the inner wall surface of the housing. Is possible.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図2〜図7に示すように、ハウジング軸芯Xを中心とするシリンダ状の内壁面10Sを有する内部空間Sが形成されるハウジング10と、内部空間Sに対してハウジング軸芯Xを中心に回転自在に収容されるロータ20と、ロータ20を回転作動機構Tにより駆動回転する電動モータMと備えて流体制御弁Vが構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Basic configuration]
As shown in FIGS. 2 to 7, the
この流体制御弁Vは、乗用車等の車両のエンジンE(内燃機関の一例)において熱媒体として機能する冷却水(流体の一例)の流れを制御するために用いられる。つまり、図1に示すように、エンジンEの冷却水がウォータポンプ1(流体圧ポンプの一例)により循環する流路中に流体制御弁Vが配置され、この流体制御弁Vから第1供給流路L1を介してラジエータ2に冷却水を送り出し、第2供給流路L2を介してヒータコア3に冷却水を送り出すように冷却水の循環系が構成されている。この構成では、エンジンEで駆動されるウォータポンプ1を想定しているが、電動モータで駆動されるものでも良い。
The fluid control valve V is used to control the flow of cooling water (an example of fluid) that functions as a heat medium in an engine E (an example of an internal combustion engine) of a vehicle such as a passenger car. That is, as shown in FIG. 1, the fluid control valve V is disposed in a flow path through which the cooling water of the engine E circulates by the water pump 1 (an example of a fluid pressure pump), and the first supply flow from the fluid control valve V The cooling water circulation system is configured to send the cooling water to the radiator 2 via the path L1 and to send the cooling water to the
流体制御弁Vは、ロータ20の回転角の設定により、ヒータコア3とラジエータ2とに対する冷却水の供給を阻止する状態と、エンジンEからの冷却水をヒータコア3にのみ供給する状態と、ラジエータ2にのみ供給する状態と、ヒータコア3及びラジエータ2各々に供給する状態とに設定自在な三方弁として機能する。
The fluid control valve V has a state in which the cooling water supply to the
〔具体構成〕
ハウジング10は、シリンダ状の内壁面10Sとなる内部空間Sが形成される主ハウジング11と、これに対しハウジング軸芯Xに沿う方向から連結する副ハウジング12とで構成されている。副ハウジング12にはハウジング軸芯Xに沿う方向への冷却水(流体の一例)の流れにより内部空間Sへ冷却水を流入させる流入口13が形成され、この流入口13に冷却水を案内する導入管14が外面に備えられている。
[Specific configuration]
The
主ハウジング11には、ハウジング軸芯Xに対して直交する方向への流体の流れにより内部空間Sからの冷却水(流体の一例)を排出する第1排出口16aと第2排出口16bとが形成されている。この主ハウジング11には、第1排出口16aからの冷却水を第1供給流路L1に送り出す第1排出管17aと、第2排出口16bからの冷却水を第2供給流路L2排出する第2排出管17bとが外面に備えられている。尚、ハウジング10に形成される排出口は1つであっても良く、3つ以上であっても良い。
The
ロータ20は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の摩擦係数が低く、摺動性に優れた樹脂板を円筒状に成形して構成されたものが使用されている。このロータ20は、スリット21が形成されることで拡径変形自在に構成され、図4及び図7に示す如く拡径する方向にコイルスプリング30で付勢されている。これにより、ハウジング10(具体的には主ハウジング11)の内部空間Sに収容された状態では、その外壁面20Sがハウジング10の内壁面10Sに密着する。また、このロータ20は、ハウジング軸芯Xと共通する軸芯を有する。
For example, the
ロータ20は、コイルスプリング30の付勢力や外力が作用しない状態において、外壁面20Sの半径が、ハウジング10の内壁面10Sの半径より僅かに大きくなる値に設定されている。これにより、ロータ20をハウジング10の内部空間Sに収容した状態では、ロータ20の外壁面20Sがハウジング10の内壁面10Sに密着する。
In the
ロータ20は金属で構成することができ、その場合には、ハウジング10の内壁面10Sに対する摺動性を高めるために、低摩擦係数の樹脂を外壁面20Sにコーティングしても良い。
The
このロータ20では、ハウジング軸芯Xに沿う方向に切り開くようにスリット21が形成されている。このスリット21を挟む位置にはロータ20を形成する素材を内方に折り曲げた一対の屈曲片21aが形成されている。このロータ20には第1排出口16a及び第2排出口16bに対応する第1制御開口22aと第2制御開口22bとが形成されている。
In the
この流体制御弁Vは、エンジンEの始動時には、ラジエータ2とヒータコア3とに対する冷却水の供給と、供給の阻止とを各種組み合わせて実現するために第1制御開口22aと第2制御開口22bとは長孔状に形成されている。
When the engine E is started, the fluid control valve V includes a first control opening 22a and a second control opening 22b in order to realize various combinations of cooling water supply to the radiator 2 and the
主ハウジング11において、流入口13の反対側の端面には、ハウジング軸芯Xと同軸芯上に配置される制御軸25が、主ハウジング11を上下に貫通する状態で回転自在に支持されている。この制御軸25の内端に操作部材26が嵌合支持され、ナット27により固定されている。この制御軸25と、操作部材26と、ナット27とを備えて回転作動機構Tが構成されている。
In the
操作部材26には、ロータ20のスリット21に挿入される操作片26aがハウジング軸芯Xに沿う方向に延出する形態で一体的に形成されている。また、制御軸25のうち、主ハウジング11から外方に突出する部位に電動モータMの駆動回転力が伝えられる。この流体制御弁Vでは、制御軸25の回転角を検知するロータリエンコーダを備えており、このロータリエンコーダからの検知信号が制御装置にフィードバックされる。これにより、電動モータMの駆動により操作部材26を回転させ、操作片26aと共にロータ20を回転させることで、このロータ20の回転姿勢が決まる。
An
〔漏出抑制のための構成〕
この流体制御弁Vでは、流体制御弁Vが、第1排出口16aと第2排出口16bとを閉じる状態でも、内部空間Sの冷却水は第1制御開口22aと第2制御開口22bとを介してハウジング10の内壁面10Sに達する。従って、ロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に間隙が僅かに形成されている場合には、冷却水が第1排出口16a又は第2排出口16bから漏出する不都合を招く。本発明の流体制御弁では、冷却水の漏出を抑制する構成を備えている。
[Configuration for leakage control]
In the fluid control valve V, the cooling water in the internal space S passes through the first control opening 22a and the second control opening 22b even when the fluid control valve V closes the
この漏出を抑制する密着付勢構成として、図4に示すように、一対の屈曲片21aに対しスリット21を挟んで対向する位置にスプリング受部21sが一体形成され、これらに形成したスプリング保持凹部21tに対し付勢機構としての圧縮型のコイルスプリング30を嵌め込み保持した構成を備えている。特に、一対のスプリング受部21sは、第1制御開口22a及び第2制御開口22bよりロータ20の外端側で、ハウジング軸芯Xに沿う方向での両端部近くとなる2箇所に備えられている。
As shown in FIG. 4, as a close-contact urging configuration for suppressing this leakage, a
この密着付勢構成により、ロータ20の両端部近くにおいてスリット21を拡大する方向に付勢力を作用させ、この付勢力によりロータ20を積極的に拡径させ、このロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに密着させ冷却水の漏出の抑制を実現している。特に、この構成ではコイルスプリング30の付勢力を、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに向けて押し付ける方向に作用させると同時に、ロータ20の周方向に沿って作用させ、ロータ20の全体を撓ませるように弾性変形させている。その結果として、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに密着させている。
With this close biasing configuration, a biasing force is applied in the direction of expanding the
また、2つのコイルスプリング30からの付勢力が作用する位置が、ロータ20の両端部近くであるため、ロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に冷却水が浸入する不都合を抑制するだけでなく、第1制御開口22aと第2制御開口22bとを介した漏出を良好に抑制する。
In addition, since the positions where the urging forces from the two
自動車では、エンジンEの始動時に流体制御弁Vは冷却水の供給を阻止する状態に設定されている。しかしながら、エンジンEの始動時にはエンジンEの回転速度が一時的に上昇し、第1排出口16a、あるいは、第2排出口16bを介して作用する負圧も一時的に上昇する。このように作用する負圧が上昇した場合には、内部空間Sの冷却水が漏出することも考えられた。
In an automobile, the fluid control valve V is set in a state in which the supply of cooling water is blocked when the engine E is started. However, when the engine E is started, the rotational speed of the engine E temporarily increases, and the negative pressure acting via the
このように負圧が作用する状況にも冷却水の漏出を阻止するためロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに対して適度の圧力で密着させるようにコイルスプリング30の付勢力の値が設定されている。このように付勢力の値を設定することにより、例えば、過剰な付勢力を作用させるものと比較して、ロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に作用する摩擦力の増大を抑制し、ロータ20の回転を軽快に行える。
Thus, in order to prevent leakage of cooling water even in a situation where negative pressure acts, the biasing force of the
また、漏出を抑制するシール構成として、図6に示すように、流入口13の内径となる流入口径Dtを、ロータ20のロータ内径Dsより小さく設定している。この構成では、流入口13の内面がロータ20の内周にオーバハング(突出)することになり、ロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に冷却水の圧力が直接作用しない構造となる。
Further, as shown in FIG. 6, an inlet diameter Dt that is an inner diameter of the
このシール構成では、流入口13を介して冷却水が内部空間Sに流入する際に、冷却水の一部がハウジング10の内壁面10Sとロータ20の外壁面20Sとの間に直接流れ込む現象が阻止されるため、冷却水の漏出が抑制される。
In this seal configuration, when the cooling water flows into the internal space S through the
〔実施形態の効果〕
このように、本実施形態の流体制御弁Vでは、ハウジング軸芯Xに沿う方向でのロータ20の両端部にコイルスプリング30の付勢力を作用させることによりロータ20を拡径させてロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに密着させている。これにより、第1制御開口22aと第2制御開口22bとを閉じ状態に設定しても冷却水が第1排出口16aや第2排出口16bから漏出する不都合を招くことがない。
[Effect of the embodiment]
As described above, in the fluid control valve V of the present embodiment, the
ロータ20の両端部を積極的に拡径することにより、これらに対応する部位においてロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに対して密着させ、内部空間Sの冷却水がロータ20の両端部からハウジング10の内壁面10Sに回り込む形態で浸入する不都合も抑制される。
By actively expanding the diameters of both ends of the
また、流入口13の内面をロータ20の内径側にオーバハングさせ、ロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に冷却水の圧力が直接作用しない状態を作り出している。これにより、ロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に冷却水が流入する不都合も抑制される。
Further, the inner surface of the
更に、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに密着させるコイルスプリング30の付勢力を適正に設定するにより、エンジンEの始動時に負圧が作用することがあっても冷却水が第1排出口16aや第2排出口16bから漏出することがない。しかも、コイルスプリング30の付勢力が過剰に作用するものでもないため、ロータ20を駆動回転する電動モータMに高出力のものを必要とすることもない。
Further, by appropriately setting the urging force of the
この構成の流体制御弁Vでは、内部空間Sに流入する冷却水の圧力をロータ20の内壁面に作用することになるため、この圧力を、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに密着させる付勢力の補助として利用することも可能となる。
In the fluid control valve V having this configuration, the pressure of the cooling water flowing into the internal space S acts on the inner wall surface of the
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
[Another embodiment]
The present invention may be configured as follows in addition to the embodiment described above.
(a)図8、図9に示すように、ロータ20の内周壁に接触することにより、ロータ20を全体的に撓ませると同時に、スリット21の開口縁を構成する屈曲片21aの各々の距離(開口縁同士の距離)を拡大する方向に付勢力を作用させるリング状のトーションスプリング31(付勢機構の一例)を備える。この別実施形態(a)ではトーションスプリング31がロータ20の内径より僅かに大きい外径であり、ロータ20の内周の複数の支持部材21cにより支持されるように構成される。
(A) As shown in FIGS. 8 and 9, by contacting the inner peripheral wall of the
これにより、ロータ20は、トーションスプリング31の付勢力により全体的に撓む形態で弾性変形して拡径し、その結果として、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに平均的に密着させる。この別実施形態(a)は、実施形態の密着付勢構成に代わるものであり、ロータ20の内部に対してハウジング軸芯Xの方向での中央位置となる1箇所だけに備えても良く、ハウジング軸芯Xの方向で両端部となる2箇所に備えることや、3箇所以上に備えても良い。
As a result, the
また、別実施形態(a)の変形例を図10、図11に示している。この変形例では、トーションスプリング31の端部に係合片31aを形成している。この変形例では、一対の係合片31aをロータ20の屈曲片21aに当接させることにより、ロータ20を全体的に撓ませると同時に、スリット21の屈曲片21aの各々の距離(開口縁同士の距離)を拡大する方向に積極的に付勢力を作用させている。
Moreover, the modification of another embodiment (a) is shown in FIG. 10, FIG. In this modification, an
この変形例においても、トーションスプリング31をロータ20の内周の支持部材21cで支持する構成を有しており、スリット21の開口縁を構成する屈曲片21aの各々の距離(開口縁同士の距離)を拡大し、別実施形態(a)と同様の作用効果を奏する。この変形例でも、ロータ20の内部に対してハウジング軸芯Xの方向での中央位置となる1箇所だけに備えても良く、ハウジング軸芯Xの方向で両端部となる2箇所に備えることや、3箇所以上に備えても良い。
This modification also has a configuration in which the
(b)図12、図13に示すように、スリット21の開口縁を構成する屈曲片21aの各々の距離を拡大する方向に付勢力を作用させるロッド状スプリング32(付勢機構の一例)を備える。この別実施形態(b)ではロッド状スプリング32がバネ材を「Z」字状に折り曲げたものが採用されている。また、一対の屈曲片21aのうちハウジング軸芯Xに沿う方向での両端部においてスリット21を挟んで対向する位置にスプリング受部21sを一体形成している。
(B) As shown in FIGS. 12 and 13, a rod-shaped spring 32 (an example of an urging mechanism) that applies an urging force in a direction in which each distance of the
この構成からロッド状スプリング32の一対のロッド部32aを、スプリング受部21sに係合させることにより、ロッド状スプリング32の付勢力を、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに向けて押し付ける方向に作用させると同時に、ロータ20の周方向に作用させることになる。
By engaging the pair of
この別実施形態(b)は、実施形態の密着付勢構成に代わるものであり、付勢力が作用することによりロータ20は全体的に撓む形態で弾性変形して拡径し、その結果として、ロータ20の外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに平均的に密着させている。尚、ロッド状スプリング32の形状は「Z」字状に限るものではなく、例えば「U」字状や「W」字状等の形状であっても良い。
This alternative embodiment (b) is an alternative to the close-contact urging configuration of the embodiment, and when the urging force acts, the
(c)ロータ20の素材にバネ板材を用いることや、素材に樹脂を用いると共に内部にループ状のバネ材をインサートすることにより、外力が作用しない状態でロータ20の外壁面20Sの半径が、ハウジング10の内壁面10Sの半径より僅かに大きくなる値に設定する。
(C) By using a spring plate material for the material of the
この別実施形態(c)では、ロータ20そのものが付勢機構として機能するものであり、このロータ20が付勢力により拡径方向に変形することにより外壁面20Sを平均的にハウジング10の内壁面10Sに対して均一な圧力で接触させて密着状態を維持することが可能となる。
In this other embodiment (c), the
(d)図14に示すように、流入口13の内径となる流入口径Dtを、ロータ20のロータ内径Dsより小さく設定すると同時に、流入口13の内周に第1スリーブ13sを形成し、これをロータ20の内周に密着する位置に配置する。これと同様に、流入口13と反対側に主ハウジング11の内面に第2スリーブ11sを形成し、これをロータ20の内周に密着する位置に配置する。
(D) As shown in FIG. 14, the inlet diameter Dt that is the inner diameter of the
この構成は、実施形態でシール構成として説明した構成に代わるものである。この別実施形態(d)では、第1スリーブ13sが第1重複量H1だけロータ20の端部に重複しており、第2スリーブ11sが第2重複量H2だけロータ20の端部に重複している。これによりロータ20の外壁面20Sとハウジング10の内壁面10Sとの間に冷却水の圧力が直接作用せず、良好なシール性を現出する。尚、このシール構成は、ロータ20の一方の端部側にだけ備えるものであっても良い。
This configuration replaces the configuration described as the seal configuration in the embodiment. In this alternative embodiment (d), the
(e)図15に示すように、ロータ20を、外周部分の一部をハウジング軸芯Xの方向に突出させるように折曲げて屈曲部23を形成しても良い。この別実施形態(e)は、実施形態の密着付勢構成に代わるものであり、屈曲部23が形成されるロータ20の素材は、樹脂と金属との何れでも良く、外壁面20Sに摩擦係数が低い樹脂をコーティングしても良い。また、屈曲部23をロータ20の外周部分より薄く形成しても良い。
(E) As shown in FIG. 15, the
このようにロータ20を構成することにより、柔軟な拡径変形を可能にするだけではなく、この屈曲部23を付勢機構として機能させることも可能となる。特に、屈曲部23を付勢機構として機能させた構成では、付勢機構を特別に備えずとも、外壁面20Sをハウジング10の内壁面10Sに対して良好に密接させることが可能となる。
By configuring the
本発明は、ハウジングの内部空間に筒状のロータを収容した流体制御弁に利用することができる。 The present invention can be used for a fluid control valve in which a cylindrical rotor is accommodated in an internal space of a housing.
1 流体圧ポンプ(ウォータポンプ)
2 ラジエータ
10 ハウジング
10S 内壁面
13 流入口
16a 排出口(第1排出口)
16b 排出口(第2排出口)
20 ロータ
20S 外壁面
21 スリット
22a 制御開口(第1制御開口)
22b 制御開口(第2制御開口)
30 付勢機構(コイルスプリング)
31 付勢機構(トーションスプリング)
32 付勢機構(ロッド状スプリング)
E 内燃機関(エンジン)
S 内部空間
T 回転作動機構
X ハウジング軸芯
1 Fluid pressure pump (water pump)
2
16b outlet (second outlet)
20
22b Control opening (second control opening)
30 Biasing mechanism (coil spring)
31 Biasing mechanism (torsion spring)
32 Biasing mechanism (rod spring)
E Internal combustion engine
S Internal space T Rotation mechanism X Housing shaft core
Claims (5)
前記ハウジングの前記内部空間に収容され、前記内壁面に接触可能となるように拡径変形自在となる素材で構成され、前記ハウジング軸芯を中心に回転することにより前記排出口から排出される流体の流量を制御する制御開口が形成された筒状のロータと、
前記ロータを回転作動させる回転作動機構と、を備えると共に、
前記ロータの外壁面を前記内壁面に密着させる付勢機構を有している流体制御弁。 An internal space having a cylindrical inner wall surface centered on the housing axis is formed, an inflow port is formed to allow fluid to flow into the internal space in a direction along the housing axis, and a direction orthogonal to the housing axis A housing in which a discharge port for discharging the fluid from the internal space by the flow of fluid to the inner wall surface is formed;
A fluid that is housed in the internal space of the housing and is made of a material that can be expanded and deformed so as to be in contact with the inner wall surface, and is discharged from the discharge port by rotating about the housing axis. A cylindrical rotor formed with a control opening for controlling the flow rate of
A rotation operating mechanism for rotating the rotor, and
A fluid control valve having an urging mechanism for bringing the outer wall surface of the rotor into close contact with the inner wall surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014155193A JP2016031139A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Fluid control valve |
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