JP2019157953A - Fluid control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体の流通する流路上に設けられ該流体の流量を制御するための流体制御バルブに関する。 The present invention relates to a fluid control valve that is provided on a flow path through which fluid flows and controls the flow rate of the fluid.
従来から、例えば、車両用の内燃機関を冷却するための冷却水回路に用いられ、冷却水等の流体の流量を制御する流体制御バルブが知られている。この流体制御バルブは、例えば、特許文献1に開示されるように、弁箱における弁収納室の内部に略円柱状の弁体が回転自在に設けられ、前記弁体には、その径方向に貫通する流量制御穴が形成される。また、弁箱の両端部には入口側パイプ及び出口側パイプがそれぞれ接続され、この出口側パイプに隣接するように弁収納室の内部には、弁体に摺接するシール用のパッキンが設けられている。 Conventionally, for example, a fluid control valve that is used in a cooling water circuit for cooling an internal combustion engine for a vehicle and controls the flow rate of a fluid such as cooling water is known. In this fluid control valve, for example, as disclosed in Patent Document 1, a substantially cylindrical valve body is rotatably provided inside a valve storage chamber in a valve box, and the valve body has a radial direction. A flow control hole is formed therethrough. In addition, an inlet side pipe and an outlet side pipe are respectively connected to both ends of the valve box, and a seal packing that slides on the valve body is provided inside the valve storage chamber so as to be adjacent to the outlet side pipe. ing.
そして、弁体がパッキンに摺接しながら回転し、その流量制御穴が入口側パイプ及び出口側パイプと一直線状となることで互いに連通し、前記入口側パイプからの流体が流量制御穴を通じて出口側パイプへと流れる。 The valve body rotates while being in sliding contact with the packing, and its flow rate control hole communicates with the inlet side pipe and the outlet side pipe so that the fluid from the inlet side pipe communicates with the outlet side through the flow rate control hole. It flows into the pipe.
しかしながら、上述した特許文献1の流体制御バルブでは、流体中に含まれる異物が弁収納室内へと進入した際、重力作用下に前記異物が弁収納室の底部へと溜まってしまい流体の流れが弱い部位に堆積してしまうことがある。そして、この堆積した異物が、弁体とボディとの間や前記弁体とパッキンとの間に噛み込まれて作動不良の原因となったり、シール性の低下を招くという問題が生じる。 However, in the fluid control valve of Patent Document 1 described above, when foreign matter contained in the fluid enters the valve storage chamber, the foreign matter accumulates in the bottom of the valve storage chamber under the action of gravity, and the flow of the fluid occurs. May accumulate in weak areas. Then, the accumulated foreign matter is caught between the valve body and the body or between the valve body and the packing, causing a problem of malfunction or causing a problem that the sealing performance is deteriorated.
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ボディ内における異物の堆積を防止し、弁体の作動性を高めると同時にシール性の低下を防止することが可能な流体制御バルブを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and is a fluid control valve capable of preventing foreign matter from accumulating in the body, improving the operability of the valve body, and at the same time preventing deterioration of the sealing performance. The purpose is to provide.
前記の目的を達成するために、本発明は、流体の導入される導入口と流体の導出される導出口とを有したボディと、ボディの弁室に回転自在に設けられる弁体とを備え、弁体には、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔を有し、弁体の回転作用下に導入口と導出口との連通状態を切り替える流体制御バルブにおいて、
弁体には、弁室に臨む外周面と弁孔とを連通する連通路を有し、導入口と導出口とが弁孔を通じて連通した弁開時において、連通路は、弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention includes a body having an inlet for introducing fluid and an outlet for discharging fluid, and a valve body rotatably provided in a valve chamber of the body. In the fluid control valve, the valve body has a valve hole penetrating in a direction orthogonal to the rotation center thereof, and switches the communication state between the inlet and the outlet under the rotational action of the valve body.
The valve body has a communication path that communicates the outer peripheral surface facing the valve chamber and the valve hole. When the valve is opened when the introduction port and the discharge port communicate with each other through the valve hole, the communication path is an extension of the valve hole. It is characterized by being formed at a position on the upstream side of the center along the direction.
本発明によれば、ボディに回転自在に収納された弁体には、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔が形成されると共に、この弁孔と弁室に臨む外周面とを連通する連通路が形成され、導入口と導出口とが弁孔を通じて連通した弁開時において、この連通路が弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成される。 According to the present invention, the valve body rotatably accommodated in the body is formed with a valve hole penetrating in a direction orthogonal to the rotation center, and the valve hole and an outer peripheral surface facing the valve chamber are formed. A communicating passage is formed, and at the time of valve opening when the introduction port and the outlet port communicate with each other through the valve hole, the communication passage is formed at a position upstream of the center along the extending direction of the valve hole. .
従って、弁体を弁閉状態から弁開状態へと切り替える回転途中の状態において、連通路が弁孔における上流側の開口を介して導入口と連通し、且つ、略直線状となるように配置されるため、弁孔へ流入する流体の一部を、連通路へと流通させて弁体の外周面から弁室内へと導出させることができる。 Therefore, in a state where the valve body is rotating from the valve closed state to the valve open state, the communication path is arranged so as to communicate with the inlet through the upstream opening in the valve hole and to be substantially linear. Therefore, a part of the fluid flowing into the valve hole can be circulated through the communication path and led out from the outer peripheral surface of the valve body into the valve chamber.
その結果、連通路から導出された流体によって弁室内の異物を押し流すことで、弁室内における異物の堆積が抑制され、この異物がボディと弁体との間やシール部材と弁体との間に噛み込まれてしまうことがないため、弁体の作動性を向上できると共にシール性の低下を防止できる。 As a result, the foreign matter in the valve chamber is pushed away by the fluid led out from the communication passage, so that the accumulation of the foreign matter in the valve chamber is suppressed, and this foreign matter is placed between the body and the valve body or between the seal member and the valve body. Since it is not bitten, the operability of the valve body can be improved and the sealing performance can be prevented from being lowered.
本発明によれば、以下の効果が得られる。 According to the present invention, the following effects can be obtained.
すなわち、弁体において、その弁孔と弁室に臨む外周面とを連通する連通路を形成し、導入口と導出口とが弁孔を通じて連通した弁開時において、この連通路が弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成することで、弁閉状態から弁開状態へと切り替える回転途中の状態において、弁孔における上流側の開口を介して連通路が導入口と連通し、且つ、略直線状となるように配置されるため、弁孔へ流入する流体の一部を、連通路を通じて弁体の外周面から弁室内へと導出させることができる。その結果、連通路から導出された流体によって弁室内の異物が好適に押し流されることで異物の堆積が抑制され、ボディと弁体との間やシール部材と弁体との間への異物の噛み込みが防止されることで、弁体の作動性を向上できると同時にシール性の低下を防止できる。 That is, in the valve body, a communication passage that communicates the valve hole and the outer peripheral surface facing the valve chamber is formed, and when the valve is opened and the introduction port and the discharge port communicate with each other through the valve hole, the communication passage serves as the valve hole. By forming it at a position upstream of the center along the extending direction, a communication path is introduced through the upstream opening in the valve hole in the middle of rotation when switching from the valve closed state to the valve open state. Since it communicates with the opening and is arranged so as to be substantially linear, a part of the fluid flowing into the valve hole can be led out from the outer peripheral surface of the valve element into the valve chamber through the communication passage. As a result, the foreign matter in the valve chamber is preferably pushed away by the fluid led out from the communication passage, thereby suppressing the accumulation of foreign matter, and the foreign matter is caught between the body and the valve body or between the seal member and the valve body. By preventing the insertion, the operability of the valve body can be improved and at the same time the deterioration of the sealing performance can be prevented.
本発明に係る流体制御バルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図1において、参照符号10は、本発明の実施の形態に係る流体制御バルブを示す。なお、以下の説明では、この流体制御バルブ10が、内燃機関等の冷却水回路に適用される場合について説明する。
A preferred embodiment of a fluid control valve according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1,
この流体制御バルブ10は、図1A及び図1Bに示されるように、ボディ12と、該ボディ12に対して回転自在に設けられる弁体14と、前記ボディ12に設けられ前記弁体14を回転駆動させる駆動部16とを含み、このボディ12は、例えば、樹脂製材料から形成され、前記弁体14の収納される本体部18と、該本体部18から突出して流体の供給される導入部(導入口)20と、前記本体部18に対して前記導入部20とは反対方向に突出し前記流体の排出される導出部(導出口)22とを含む。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
本体部18は、例えば、断面矩形状に形成され、その中央部には弁体14の収納される収納室(弁室)24が形成されると共に、該収納室24の下方(図1A中、矢印A方向)に開口した開口部にはカバー部材26が装着されることで閉塞される。このカバー部材26の中央には、さらに下方に向かって窪んだ支持孔28が設けられる。
The
また、本体部18には、収納室24の上部に軸方向(矢印B方向)に沿って延在したシャフト孔30が形成され、該シャフト孔30の内部には環状溝を介してパッキン32及びダストシール34が設けられる。
The
一方、本体部18の内壁面には、上流側(矢印C方向)に開口して後述する導入部20と連通する第1開口(導入口)36と、下流側(矢印D方向)に開口して後述する導出部22と連通する第2開口(導出口)38とが形成され、それぞれ収納室24と連通している。
On the other hand, on the inner wall surface of the
さらに、本体部18の収納室24には、第1開口36の開口した内壁面にシール部材40が設けられ、このシール部材40は、例えば、ゴム等の弾性材料から断面矩形状に形成され、中央部に断面円形状の貫通孔42が形成され厚さ方向(矢印C、D方向)に貫通すると共に、該貫通孔42の外周側には弁体14の外周面が摺接可能なシール面44が形成される。
Further, the
導入部20は、例えば、管状に形成され、本体部18の一側部から該本体部18の軸方向と直交する水平方向(矢印C方向)に沿って所定長さだけ突出し、その内部には導入流路46が形成されると共に、本体部18の第1開口36と連通することで導入部20と収納室24とが連通する。そして、導入部20の端部には図示しないチューブが接続され、図示しない流体供給源から導入流路46へと流体が供給される。
The
導出部22は、導入部20と同様に管状に形成され、本体部18の他側部から導入部20とは反対方向となるように水平方向(矢印D方向)に沿って所定長さだけ突出している。
The lead-out
また、導出部22の内部には、その端部から収納室24まで一直線状に延在する導出流路48が形成され、本体部18の第2開口38と連通することで導出部22と収納室24とが連通している。そして、導出部22の端部には図示しないチューブが接続され、導入部20から収納室24へと流れた流体が導出部22の導出流路48を通じて図示しない内燃機関の冷却水回路へと排出される。
In addition, a lead-out
弁体14は、例えば、収納室24に収納される弁部50と、該弁部50の上端部中央から軸方向(矢印B方向)に沿って延在した第1軸部52と、前記弁部50の下端部中央から軸方向(矢印A方向)に突出した第2軸部54とを有する。
The
弁部50は、例えば、第1及び第2軸部52、54の軸方向から見て断面円形状に形成された円柱体からなり、前記軸方向と直交する水平方向に貫通した弁孔56と、該弁孔56に対して直交するように延在した連通孔(連通路)58とを備える。
The
この弁孔56は、例えば、断面円形状に形成され弁部50の外周面を貫通するように形成されると共に、軸方向に沿って一定径で延在している。また、弁孔56は、図1Aに示される弁開時において上流側となる第1開口36に臨む上流側開口60と、下流側となる第2開口38に臨む下流側開口62とを有している。
The
連通孔58は、例えば、弁孔56よりも小径で形成され、前記弁部50の外周面と前記弁孔56との間を貫通するように一定径で形成されると共に、弁孔56における長手方向中央よりも上流側開口60側(図1A中、矢印C方向)となる位置に形成される。換言すれば、連通孔58は、弁孔56の長手方向において中央部から上流側となる位置に設けられている。
The
また、連通孔58は、弁体14の弁閉状態において、該弁体14の下流側となる外周面、すなわち、ボディ12の第2開口38に臨む位置に開口し、且つ、図1Bに示される弁閉状態と弁開状態とを切り替える弁体14の回転途中の状態において、弁孔56の上流側開口60を通じてボディ12の第1開口36に臨む位置となるように形成される。
Further, the
そして、弁部50の外周面が、ボディ12に設けられたシール部材40のシール面44に当接し摺接しながら回転動作する。
Then, the outer peripheral surface of the
第1軸部52は、ボディ12のシャフト孔30へと挿通され、その外周面にパッキン32及びダストシール34が摺接することで、前記シャフト孔30に対して回転自在に支持されると共に、その上端部が前記シャフト孔30を通じて本体部18の外側へと突出している。
The
第2軸部54は、弁部50を挟んで第1軸部52と同軸上に形成され、カバー部材26の支持孔28へと挿入されることで回転自在に支持される。
The
駆動部16は、例えば、DCモータやステッピングモータ等の回転駆動源からなり、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、所定方向に所定角度だけ回転する。そして、駆動部16は、ボディ12における本体部18の上部に設けられ、第1軸部52の上端部が連結されることで、その通電作用下に第1軸部52を介して弁体14が収納室24内において所定方向且つ所定角度だけ回転する。
The
本発明の実施の形態に係る流体制御バルブ10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
The
先ず、流体制御バルブ10において、弁体14の弁孔56を導入流路46及び導出流路48と直交した位置とすることで、シール部材40に当接した前記弁体14の外周面によって前記導入流路46と前記導出流路48との連通が遮断された弁閉状態となる。この場合、連通孔58は、ボディ12の第2開口38に臨むように配置され、シール部材40が弁体14の上流側に臨む外周面に当接しているため、弁孔56及び前記連通孔58を介して上流側と下流側とが連通することがない。
First, in the
これにより、図示しない流体供給源から導入部20の導入流路46へと供給された流体は、ボディ12の収納室24を通じて導出部22の導出流路48へと流れることがない。
As a result, the fluid supplied from the fluid supply source (not shown) to the
次に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき駆動部16が駆動することで、弁体14は、第1軸部52と共に弁部50が所定方向(図1B中、矢印E方向)に回転し始め、その上流側開口60が第1開口36に向かい、下流側開口62が第2開口38に向かうように回転していく。そして、図1Bに示されるように、上流側開口60の一部がシール部材40のシール面44を越えることで、弁孔56を通じて導入流路46と導出流路48とが連通し始める。これにより、導入流路46からの流体がシール部材40の貫通孔42を通じて弁孔56へと流入し、収納室24を通じて導出流路48へと流れ始める。
Next, when the
この弁体14の弁閉状態から弁開状態へと向かう回転途中において、弁孔56の上流側開口60を介して導入流路46(第1開口36)と連通孔58とが略直線状となることで、前記弁孔56に流入する流体の一部が、該弁孔56から前記連通孔58へと流れることで弁部50の外周面から収納室24内へと導出される。この弁部50の外周面から導出された流体は、収納室24の内壁面に沿って下流側(矢印D方向)へと流れることで、該収納室24内に溜まっている異物が、その流れによって下流側へと押し流されて導出流路48から排出される。
During the rotation of the
そして、さらに弁体14が回転することで弁閉状態から約90°回転した状態となり、図1Aに示されるように前記弁体14における弁孔56の上流側開口60が第1開口36に臨み、下流側開口62が第2開口38に臨んで前記弁孔56が導入流路46及び導出流路48と一直線状となった弁開状態となる。
Further, when the
これにより、導入流路46に供給されていた流体が、弁孔56における上流側開口60から下流側開口62へと弁体14の弁孔56を通じて下流側(矢印D方向)へとさらに流通し、第2開口38を介して導出流路48へと流通することで図示しない内燃機関の冷却水回路へと導出される。
Thereby, the fluid supplied to the
以上のように、本実施の形態では、流体制御バルブ10を構成する弁体14の弁部50に、弁孔56に対して略直交した連通孔58が形成され、この連通孔58は、弁孔56において上流側となる上流側開口60側となるように形成されると共に、前記弁孔56と前記弁部50の外周面とを貫通している。これにより、弁体14が弁閉状態から弁開状態へと向かう回転途中において、弁孔56の上流側開口60を介して連通孔58が導入流路46と連通し、且つ、略直線状となるように配置されるため、前記弁孔56に流入する流体の一部を、該弁孔56から前記連通孔58へと流すことで弁部50の外周面から収納室24内へと導出させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
その結果、連通孔58を通じて弁体14の外側へと導出させた流体によって収納室24内に溜まっている異物を下流側へと好適に押し流すことができ、前記収納室24への異物の堆積が抑制されると共に、この異物が前記ボディ12と弁体14との間、シール部材40と弁体14との間に噛み込んでしまうことを回避できるため、前記弁体14の作動性を向上できると共にシール性の低下も防止可能となる。
As a result, the foreign matter accumulated in the
また、連通孔58を、弁孔56の長手方向中央よりも上流側に設けることで、弁体14の回転途中において前記連通孔58における弁孔56側の開口部位を、導入流路46(第1開口36)に対峙させることができる。そのため、例えば、連通孔58を弁孔56における下流側に設けた場合と比較し、前記導入流路46から前記弁孔56へと流入した流体を、前記連通孔58へと円滑に取り込んで流通させることができる。
In addition, by providing the
さらに、弁体14に設けられた連通孔58は、上述したように弁孔56の延在方向に対して直交方向に貫通する構成に限定されるものではなく、該弁孔56に対して任意の角度で傾斜するように設けることで、前記弁孔56から連通孔58を通じて弁部50の外部へと流出させる流体の流出方向を適宜変更することが可能となる。
Further, the
すなわち、収納室24において異物の堆積しやすい位置に応じて、弁孔56に対する連通孔58の角度を設定することで、前記連通孔58から導出される流体によって堆積している前記異物を好適に排出することができる。
In other words, by setting the angle of the
さらにまた、上述した流体制御バルブ10は、内燃機関等の冷却水回路に適用される場合に限定されるものではなく、例えば、モータを冷却するための冷却水回路やバッテリーを冷却するための冷却水回路に用いてもよいし、冷却水等の液体の代わりにガス等の気体の流れを制御する目的で用いるようにしてもよい。
Furthermore, the
なお、本発明に係る流体制御バルブは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 In addition, the fluid control valve according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…流体制御バルブ 12…ボディ
14…弁体 16…駆動部
24…収納室 36…第1開口
38…第2開口 40…シール部材
50…弁部 56…弁孔
58…連通孔 60…上流側開口
62…下流側開口
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記弁体には、前記弁室に臨む外周面と前記弁孔とを連通する連通路を有し、前記導入口と前記導出口とが前記弁孔を通じて連通した弁開時において、前記連通路は、前記弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成されることを特徴とする流体制御バルブ。 A body having an inlet through which fluid is introduced and an outlet through which the fluid is led out, and a valve body provided rotatably in a valve chamber of the body, the valve body at the center of rotation A fluid control valve having a valve hole penetrating in a direction orthogonal to the valve body and switching the communication state between the inlet and the outlet under the rotational action of the valve body;
The valve body has a communication passage that communicates the outer peripheral surface facing the valve chamber and the valve hole, and the communication passage is open when the introduction port and the discharge port communicate with each other through the valve hole. Is formed at a position upstream of the center along the extending direction of the valve hole.
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