JP2020143675A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】回転規制部と被回転規制部との衝突時における樹脂製の本体部と金属部との接続部分の耐久性を向上することができる制御弁を提供する。【解決手段】本発明に係る制御弁ＣＶは、弁体３が、樹脂材料によって形成された本体部３１と、金属材料によって本体部３１と一体に形成され、回転軸部材２と繋がる金属部３２と、金属部３２と同じ金属材料によって金属部３２と一体に形成され、回転軸部材２の回転位置に応じて、ハウジング１の内部に設けられた被回転規制部１１９に当接する回転規制部３２８と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、制御弁に関する。

従来の制御弁としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

この制御弁は、弁体が、樹脂製の本体部と、この本体部と一体にインサート成形され、回転軸との接続に供する金属部と、前記本体部と一体に形成され、ハウジング内部に設けられた被回転規制部に当接して弁体の回転規制に供する樹脂製の回転規制部と、で構成されている。

特開２０１５−５９６１５号公報

しかしながら、前記従来の制御弁では、弁体の回転規制に際して、樹脂製の回転規制部をハウジングの被回転規制部に当接させることで、弁体の回転範囲が規制されていた。このため、弁体の回転規制に際して、回転規制部と一体に形成された樹脂製の本体部と、この本体部と共にインサート成形される金属部との接続部分に、前記回転規制の衝突に伴う力が作用し、当該接続部分の耐久性が悪化するおそれがあった。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、回転規制部と被回転規制部との衝突時における樹脂製の本体部と金属部との接続部分の耐久性を向上することができる制御弁を提供することを目的としている。

本発明は、その一態様として、弁体が、樹脂材料によって形成された本体部と、金属材料によって前記本体部と一体に形成され、回転軸部材と繋がる金属部と、前記金属部と同じ金属材料によって前記金属部と一体に形成され、前記回転軸部材の回転位置に応じて、ハウジング内部に設けられた被回転規制部に当接する回転規制部と、を有する。

本発明によれば、回転規制部と被回転規制部との衝突時において、樹脂製の本体部と金属部との接続部分の耐久性を向上することができる。

本発明の第１実施形態に係る制御弁の分解斜視図である。 図１に示す制御弁の平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 （ａ）は図３の要部拡大図、（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は図３に示す弁体の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）に示す弁体の平面図である。 （ａ）は図５に示す金属部及び回転規制部の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）に示す金属部及び回転規制部の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る制御弁を示し、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する制御弁の縦断面図である。 （ａ）は図７の要部拡大図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ）は図７に示す弁体の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）に示す弁体の平面図である。 （ａ）は図９に示す金属部及び回転規制部の斜視図、（ｂ）は同図（ａ）に示す金属部及び回転規制部の平面図である。

以下、本発明に係る制御弁の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の実施形態では、本発明に係る制御弁を従来と同様の自動車用冷却水（以下、単に「冷却水」と略称する。）の循環系に適用したものを例に説明する。

〔第１実施形態〕
（制御弁の構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御弁ＣＶの分解斜視図を示している。また、図２は、制御弁ＣＶの平面図を示し、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断した制御弁ＣＶの縦断面図を示している。なお、各図の説明では、回転軸部材２の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、回転軸部材２の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、回転軸部材２の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図３中の上方を「一端側」、下方を「他端側」として説明する。

図１〜図３に示すように、制御弁ＣＶは、ハウジング１の内部において回転軸部材２を介して回転可能に支持された筒状の弁体３と、ハウジング１に収容され、弁体３を回転駆動するアクチュエータとしての電動モータ４と、ハウジング１に収容され、電動モータ４の回転を減速して伝達する減速機構５と、を有する。

ハウジング１は、軸方向に２分割に形成されていて、弁体３及び電動モータ４を収容する第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１の一端側の開口部を閉塞するように設けられ、減速機構５を収容する第２ハウジング１２と、から構成される。第１ハウジング１１と第２ハウジング１２は、共に合成樹脂材料によって成形されていて、複数のボルト１３ａにより固定されている。また、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２の接合面間（第１フランジ部１１５と第２フランジ部１２２の間）は、環状のシール部材１８により液密にシールされている。

第１ハウジング１１は、弁体３を収容する中空円筒状の弁体収容部１１１と、弁体収容部１１１に並列して付設され、電動モータ４のモータ本体４１を収容する中空円筒状のモータ収容部１１２と、を有する。そして、この第１ハウジング１１は、軸方向の一端部に設けられた取付部（具体的には、後述する第１フランジ部１１５）を介して図示外の自動車に搭載され、図示外の固定手段、例えば複数のボルトにより固定される。

弁体収容部１１１は、軸方向の一端側が、第１ハウジング１１と一体に形成される端壁１１３により閉塞されている。また、端壁１１３には、回転軸部材２が貫通する軸貫通孔１１４が、軸方向に沿って形成されている。一方、弁体収容部１１１の軸方向の他端側は、外部に開口形成され、この開口部１１１ａは、封止部材としてキャップ１４により閉塞されている。

ここで、キャップ１４は、弁体収容部１１１の開口部１１１ａに挿入可能な凸状を呈し、開口部１１１ａ側から端壁１１３側に向かって段差状に縮径形成されていて、複数のスクリュ１３ｃによって開口部１１１ａ（第１ハウジング１１）に取り付けられている。すなわち、キャップ１４は、開口部１１１ａの端面に当接可能に設けられ、キャップ１４の取り付けに供する大径部１４１と、大径部１４１から段差状に縮径し、開口部１１１ａの内周面に嵌合可能な中径部１４２と、中径部１４２からさらに段差状に縮径し、弁体３の内周側に臨む小径部１４３と、を有する。キャップ１４の中径部１４２の外周側には、環状のシール溝１４４が周方向に沿って形成されていて、シール溝１４４には、開口部１１１ａの内周面と弾性的に接触可能な、環状のシールリング１５が嵌め込まれている。すなわち、キャップ１４（中径部１４２）と開口部１１１ａの間は、シールリング１５によって液密にシールされることで、外部からの異物の侵入が抑制されている。また、キャップ１４の小径部１４３の外周側には、弁体３の軸方向他端部に有する開口端部３０ｂを内周側から軸受可能な、環状の軸受Ｂ２が配置されている。すなわち、小径部１４３の外周側に保持された軸受Ｂ２によって、弁体３の開口端部３０ｂが、回転支持されている。

また、第２ハウジング１２に接合される第１ハウジング１１の軸方向他端部の外周縁には、概ね一連の第１フランジ部１１５が、径方向に突出形成されている。この第１フランジ部１１５には、第２ハウジング１２との締結に供する複数の雌ねじ孔構成部１１６が形成されている。なお、雌ねじ孔構成部１１６は、ボルト１３ａと噛み合う雌ねじ部が内周面に直接形成されていてもよく、また当該雌ねじ孔構成部１１６内に金属製のスリーブがインサートされ、このスリーブによって雌ねじ部が形成されていてもよい。また、第１フランジ部１１５には、第２ハウジング１２（具体的には、後述する第２フランジ部１２２）との位置決めに供する位置決めピン１６が挿入される、複数の位置決めピン孔１１７が形成されている。さらに、第１フランジ部１１５には、制御弁ＣＶを自動車の車体等に取り付け可能な、複数の取付孔１１８が形成されている。

また、弁体収容部１１１の側壁（周壁）には、冷却水の導入、排出に供する一対の導入口Ｅ１及び排出口Ｅ２が、それぞれ径方向に沿って貫通形成されている。この導入口Ｅ１と排出口Ｅ２は、回転軸線Ｚを挟んで径方向に対向して設けられている。導入口Ｅ１には、直線状の導入管Ｌ１が複数のスクリュ１３ｂにより取り付けられていて、導入管Ｌ１を介して、例えば自動車に搭載される機関（エンジンやモータ、燃料電池など）の冷却水路と接続されている。他方、排出口Ｅ２には、二股状の排出管Ｌ２が複数のスクリュ１３ｃにより取り付けられていて、排出管Ｌ２を介して、例えば自動車に搭載される補機（ラジエータやオイルクーラ、ヒータなど）の冷却水路と接続されている。

また、導入口Ｅ１の内周側には、導入口Ｅ１と弁体３との間を液密にシール可能な、シール構成体が設けられている。このシール構成体は、合成樹脂材料からなる円筒状のシール部材Ｓ１と、シール部材Ｓ１を弁体３側へ付勢する金属製のコイルスプリングＳＰ１と、で構成される。さらに、シール部材Ｓ１の外周側には、導入口Ｅ１と摺接可能なシールリングＳＲ１が取り付けられる。すなわち、シールリングＳＲ１により、導入口Ｅ１とシール部材Ｓ１との間が液密にシールされている。

シール部材Ｓ１は、所定のフッ素樹脂（本実施形態では、いわゆるＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））によって形成され、導入口Ｅ１の内周側に収容されていて、弁体３側へ向けて進退移動可能に設けられている。コイルスプリングＳＰ１は、シール部材Ｓ１と導入管Ｌ１の間に所定のセット荷重が付与された状態で配置され、シール部材Ｓ１を弁体３側へ付勢する付勢部材である。

第２ハウジング１２は、弁体収容部１１１とモータ収容部１１２とに跨ってこれら弁体収容部１１１とモータ収容部１１２とを被覆可能に開口する縦断面凹形状に形成されている。そして、この凹形状の内部空間により、減速機構５を収容する減速機構収容部１２１が形成される。また、第１ハウジング１１に接合される第２ハウジング１２の軸方向他端部の外周縁には、複数の第２フランジ部１２２が、径方向に突出形成されている。第２フランジ部１２２には、第１ハウジング１１（第１フランジ部１１５）との締結及び位置決めに供する複数のボルト貫通孔１２３及び位置決めピン孔１２４が貫通形成されている。なお、ボルト貫通孔１２３には、それぞれボルト１３ａの軸力を受ける金属製のスリーブ１７がインサートされている。

回転軸部材２は、一定の外径を有する金属製の丸棒であって、軸貫通孔１１４を貫通して弁体収容部１１１と減速機構収容部１２１とに跨って配置され、軸貫通孔１１４の内周側に収容保持された軸受Ｂ１によって回転可能に支持されている。また、回転軸部材２と軸貫通孔１１４の間は、環状のシール部材２０によって液密にシールされている。すなわち、このシール部材２０によって、軸貫通孔１１４を通じた弁体収容部１１１内の冷却水の第２ハウジング１２側への流出が抑止されている。

弁体３は、軸方向の一端側が底壁３０ｂにより閉塞された有底円筒状を呈し、底壁３０ｂに設けられた軸接続孔３２５を介して、回転軸部材２の軸方向の他端部に一体回転可能に接続されている。また、弁体３は、かかる片持ち構造に基づき、軸方向の他端側が、キャップ１４に保持された軸受Ｂ２によって回転可能に支持されている。

電動モータ４は、出力軸４２が第２ハウジング１２側へ臨むかたちでモータ本体４１がモータ収容部１１２内に収容される。そして、この電動モータ４は、モータ本体４１の出力軸４２側の端部に径方向の外側へと延びるように設けられたフランジ部４３を介して、モータ収容部１１２の開口縁部に複数のボルト４４により固定される。なお、電動モータ４は、図示しない車載の電子コントローラ（ＥＣＵ）によって駆動制御され、例えば車両の運転状態に応じて弁体３を回転駆動することによって、ラジエータ等の補機に対する冷却水の適切な送給が実現される。

減速機構５は、２組の平歯車である第１歯車Ｇ１及び第２歯車Ｇ２によって構成される。第１歯車Ｇ１は、電動モータ４の出力軸４２と同軸上に設けられ、出力軸４２と一体となって回転する第１駆動ギヤＧ１１と、第１ハウジング１１の幅方向の中間位置（弁体収容部１１１とモータ収容部１１２の間）に配置される支持軸５０によって回転支持され、第１駆動ギヤＧ１１と噛み合う第１従動ギヤＧ１２と、で構成される。第２歯車Ｇ２は、支持軸５０によって支持され、第１従動ギヤＧ１２と一体となって回転する第２駆動ギヤＧ２１と、回転軸部材２に固定され、第２駆動ギヤＧ２１と噛み合う第２従動ギヤＧ２２と、で構成される。このような構成から、電動モータ４の出力軸４２から出力された回転駆動力が、第１歯車Ｇ１及び第２歯車Ｇ２を介して２段階に減速されて回転軸部材２（弁体３）へと伝達される。

図４（ａ）は図３の要部拡大図を示し、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図を示している。図５（ａ）は弁体３の斜視図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）中に示す弁体３を底壁側から見た矢視図（平面図）を示している。図６（ａ）は金属部３２の斜視図を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）中に示す金属部３２を回転規制部３２８の突出方向から見た矢視図（平面図）を示している。なお、各図の説明では、回転軸部材２の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、回転軸部材２の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、回転軸部材２の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図４（ａ）中の上方を「一端側」、下方を「他端側」として説明する。

図４に示すように、第１ハウジング１１は、軸方向に沿ってほぼ一定の内径を有する円筒状の空間であり、弁体３を回転可能に収容する弁体収容部１１１を内部に有する。弁体収容部１１１には、軸方向の一端側の端壁１１３に貫通形成された軸貫通孔１１４を介して、弁体３の回転駆動に供する回転軸部材２の軸方向の他端側が挿入されている。また、弁体収容部１１１の軸方向他端側の開口部１１１ａは、樹脂製のキャップ１４により閉塞されている。

キャップ１４は、開口部１１１ａの端面に当接可能な大径部１４１と、大径部１４１から段差状に縮径し、開口部１１１ａの内周面に嵌合可能な中径部１４２と、中径部１４２からさらに段差状に縮径し、弁体３の内周側に臨む小径部１４３と、を有する。中径部１４２の外周側には、環状のシール溝１４４が周方向に沿って形成され、このシール溝１４４には、開口部１１１ａの内周面と弾性的に接触可能な、環状のシールリング１５が嵌め込まれている。また、小径部１４３の外周側には、弁体３と小径部１４３との径方向間に、弁体３の開口端部３０ｂを内周側から軸受する、円環状の軸受Ｂ２が配置され、この軸受Ｂ２によって、弁体３の開口端部３０ｂが回転可能に支持されている。換言すれば、キャップ１４は支持部材として機能し、軸受部材としての軸受Ｂ２と共に、回転支持部材を構成している。なお、軸受Ｂ２は、低摩擦の樹脂材料、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）によって形成されている。

また、弁体収容部１１１には、軸方向の一端部の周壁に、弁体３の後述する回転規制部３２８と当接して弁体３の回転規制に供する被回転規制部１１９が、径方向の内側に向かって突出形成されている。被回転規制部１１９は、図４（ｂ）に示すように、先端側がやや先細る横断面ほぼ台形状を呈し、後述する回転規制部３２８に対して周方向から当接可能となるように、弁体収容部１１１の周壁と一体に形成されている。すなわち、被回転規制部１１９は、後述する回転規制部３２８と対向する第１、第２回転規制面１１９ａ，１１９ｂが後述する回転規制部３２８の第１、第２周方向端面３２８ａ，３２８ｂに当接（面接触）することで、弁体３の回転を規制する。この際、被回転規制部１１９は、第１、第２回転規制面１１９ａ，１１９ｂのほぼ全体が、後述する回転規制部３２８の第１、第２周方向端面３２８ａ，３２８ｂと当接する。

また、被回転規制部１１９は、弁体収容部１１１の周壁との接続部が、それぞれ隅アール１１９ｃ、１１９ｄによって接続されている。この隅アール１１９ｃ、１１９ｄは、被回転規制部１１９が後述する回転規制部３２８と当接したときの、被回転規制部１１９と弁体収容部１１１の周壁との接続部における応力集中の発生が抑制されている。すなわち、隅アール１１９ｃ、１１９ｄにより、被回転規制部１１９と後述する回転規制部３２８とが繰り返し当接することによる被回転規制部１１９の耐久性の低下を抑制可能となっている。

図４、図５に示すように、弁体３は、軸方向の一端側が回転軸部材２との接続に供する底壁により閉塞され、かつ他端側が開口する有底円筒状に形成されている。具体的には、弁体３は、主として、樹脂材料により形成された本体部３１と、前記底壁を構成して回転軸部材２と繋がる、金属材料（例えばアルミニウム合金）により形成された金属部３２と、を備える。

本体部３１は、軸方向に沿って延びる概ね円筒状を呈し、弁体３の周壁を構成する。本体部３１の周壁には、回転軸部材２（弁体３）の回転位置に応じて導入口Ｅ１と重なり合う（径方向に対向する）導入部Ｍ１と、回転軸部材２（弁体３）の回転位置に応じて排出口Ｅ２と重なり合う（径方向に対向する）排出部Ｍ２と、を有する。導入部Ｍ１及び排出部Ｍ２は、いずれも周方向に延びる長孔に形成されていて、それぞれ導入口Ｅ１及び排出口Ｅ２の周方向幅よりも大きく形成されている。また、導入部Ｍ１及び排出部Ｍ２の軸方向幅は、それぞれ導入口Ｅ１及び排出口Ｅ２の軸方向幅とほぼ同じ大きさに設定されている。

図４〜図６に示すように、金属部３２は、外部に露出して弁体３の底壁及び周壁の一部を構成する基部３２１と、基部３２１の外周側において周方向に沿って扇状に延び、本体部３１に包み込まれるインサート部３２２と、が鍛造によって一体に形成されている。換言すれば、金属部３２は、基部３２１が本体部３１と共に弁体３の一連の壁面（底壁面及び周壁面）を構成し、インサート部３２２が本体部３１に包み込まれることで、金属部３２と本体部３１とが一体に接続されている。

基部３２１は、回転軸部材２との接続に供する円筒状の筒状基部３２３と、筒状基部３２３の外周側に設けられ、弁体３の底壁及び周壁の一部を構成する扇形状の側壁構成部３２４と、を有する。筒状基部３２３は、中央部に、回転軸部材２に対して圧入可能な内径を有する軸接続孔３２５が、軸方向に沿って貫通形成されている。側壁構成部３２４は、筒状基部３２３の外周側における一部の周方向領域に周方向へ沿って延びる扇状を呈し、弁体３の一部の周方向領域において、筒状基部３２３と共に弁体３の底壁の一部を構成しつつ、弁体３の周壁の一部を構成する。

インサート部３２２は、基部３２１よりも薄肉（軸方向幅が小さい）に形成され、軸方向及び周方向において、それぞれ段部３２６ａ，３２６ｂを介して基部３２１と接続される。また、インサート部３２２の外周部には、複数の凹部３２７ａと凸部３２７ｂが周方向において交互に連続して配置される凹凸部３２７が形成されている。そして、インサート部３２２は、各段部３２６ａ，３２６ｂを埋めるように全体が本体部３１に包み込まれ、基部３２１と本体部３１とがほぼ段差なく連続する。また、本体部３１がインサート部３２２を包み込む際、本体部３１を構成する樹脂がインサート部３２２の凹部３２７ａ内に入り込むことにより、凹部３２７ａの段差分だけ本体部３１と金属部３２との接触面積が増大して、本体部３１と金属部３２がより強固に接続される。換言すれば、凹部３２７ａ内に入り込んだ樹脂が凸部３２７ｂの周方向端部に引っかかることによって、本体部３１と金属部３２の周方向における相対移動が規制され、回転軸部材２から金属部３２に入力されたトルクが、本体部３１に対して良好に伝達可能となっている。

また、側壁構成部３２４の軸方向外側の端面には、弁体収容部１１１に設けられた被回転規制部１１９と当接することによって弁体３の回転規制に供する回転規制部３２８が、軸方向外側へ向かって突出形成されている。回転規制部３２８は、弁体３の周方向に沿って延びる円弧状を呈し、第１、第２周方向端面３２８ａ，３２８ｂが、それぞれ被回転規制部１１９の第１、第２回転規制面１１９ａ，１１９ｂに当接することにより、弁体３の回転（回転範囲）が規制される。すなわち、図４（ｂ）に示すように、弁体３が時計方向に回転する場合は、回転規制部３２８の第１周方向端面３２８ａが、被回転規制部１１９の第１回転規制面１１９ａに当接する。一方、弁体３が反時計方向に回転する場合は、回転規制部３２８の第２周方向端面３２８ｂが、被回転規制部１１９の第２回転規制面１１９ｂに当接する。

（本実施形態の作用効果）
従来の制御弁によれば、弁体の回転規制に際して、弁体の本体部と一体に形成された樹脂製の回転規制部をハウジングの被回転規制部に当接させることで、弁体の回転（回転範囲）を規制していた。このため、弁体の回転規制に際して、回転規制部と被回転規制部との衝突に伴う力（トルク）が、回転規制部と一体に形成された樹脂製の本体部と、該本体部と共にインサート成形される金属部との接続部分（界面）に作用してしまう。より具体的には、金属部には、回転軸部材を介して周方向一方のトルクが入力されるのに対して、本体部には、被回転規制部から回転規制部を介して周方向他方のトルクが入力され、本体部と金属部との接続部分（界面）に剪断力が作用することになる。その結果、本体部と金属部との接続部分（界面）に、ひび割れ等が発生してしまうおそれがあった。

これに対して、本実施形態に係る制御弁ＣＶでは、以下の効果が奏せられることで、前記従来の制御弁の課題を解決することができる。

すなわち、制御弁ＣＶは、自動車の冷却回路に設けられる制御弁であって、回転軸部材２が挿入される弁体収容部１１１と、弁体収容部１１１に設けられた第１連通口（導入口Ｅ１）と、弁体収容部１１１に設けられ、第１連通口（導入口Ｅ１）とは異なる位置に形成された第２連通口（排出口Ｅ２）と、弁体収容部１１１に設けられた被回転規制部１１９と、を有するハウジング１と、回転軸部材２を回転駆動するアクチュエータ（電動モータ４）と、弁体収容部１１１に収容され、回転軸部材２と繋がる弁体であって、回転軸部材２の回転位置に応じて第１連通口（導入口Ｅ１）と第２連通口（排出口Ｅ２）の接続状態を変化させ、樹脂材料によって形成された本体部３１と、金属材料によって、少なくとも一部が本体部３１に包み込まれるように本体部３１と一体に設けられ、回転軸部材２と繋がる金属部３２と、金属部３２と同じ金属材料によって金属部３２と一体に形成され、回転軸部材２の回転位置に応じて被回転規制部１１９と当接する回転規制部３２８と、を有する弁体３と、を備えている。

このように、本実施形態に係る制御弁ＣＶでは、回転規制部３２８が金属部３２に一体に形成され、この金属製の回転規制部３２８をハウジング１（弁体収容部）１１１に設けられた被回転規制部１１９に当接させることで、弁体３の回転（回転範囲）を規制する。このため、弁体３の回転規制時に、回転規制部３２８と被回転規制部１１９との衝突に伴う力（トルク）が作用しても、この衝突に伴う力（トルク）は、回転軸部材２と繋がる金属部３２に直接入力されることになる。これにより、弁体３の回転規制時に生ずる、回転規制部３２８と被回転規制部１１９との衝突に伴う力（トルク）が、弁体３の本体部３１と金属部３２との接続部分（界面）に作用するおそれがなくなる。その結果、弁体３の回転規制に起因する、弁体３の本体部３１と金属部３２との接続部分（界面）の損傷を抑制することができる。

また、本実施形態では、回転規制部３２８は、回転軸部材２の回転軸線Ｚに関する周方向において、弁体３の外周に沿って設けられている。

このように、回転規制部３２８が弁体３の外周に沿って設けられていることにより、弁体３を比較的簡素に、かつコンパクトに形成することが可能となる。これにより、制御弁ＣＶの大型化を抑制することができる。

また、本実施形態では、回転規制部３２８は、回転軸線Ｚの方向に突出している。

このように、回転規制部３２８が回転軸線Ｚの方向（軸方向）に突出していることにより、弁体３の径方向の大型化を抑制することが可能となる。これにより、制御弁ＣＶの径方向の大型化が抑制され、制御弁ＣＶの自動車への搭載性を向上させることができる。

また、本実施形態では、回転規制部３２８は、回転軸線Ｚに直交する平面から見たときに、回転軸線Ｚに関する周方向において円弧状に形成されている。

このように、回転規制部３２８が、回転軸線Ｚに直交する平面から見たときに、回転軸線Ｚに関する周方向において円弧状に形成されていることにより、当該回転規制部３２８の剛性を高めることが可能となる。これにより、弁体３の回転規制に係る当該弁体３の耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、弁体３は、回転軸線Ｚに関する径方向において回転規制部３２８の反対側に設けられ、金属部３２と同じ金属材料によって金属部３２と一体に形成され、連続した凹部３２７ａと凸部３２７ｂを有し、本体部３１に包み込まれる凹凸部３２７を有する。

このように、本実施形態では、金属部３２のうち本体部３１に包み込まれる部分に、凹部３２７ａと凸部３２７ｂからなる凹凸部３２７が設けられている。かかる構成により、金属部３２が本体部３１に包み込まれる際に、本体部３１を構成する樹脂が凹部３２７ａに入り込んで、この凹部３２７ａに入り込んだ樹脂が凸部３２７ｂに引っかかることになる。これにより、本体部３１と金属部３２の相互間において、トルク伝達を良好に行うことが可能となり、弁体３の適切な回転位置制御に供する。

また、本実施形態では、第１連通口（導入口Ｅ１）及び第２連通口（排出口Ｅ２）は、回転軸線Ｚに関する周方向の位置に設けられている。

このように、第１連通口（導入口Ｅ１）及び第２連通口（排出口Ｅ２）が周方向に配置されていることにより、各連通口（導入口Ｅ１及び排出口Ｅ２）を軸方向に配置する場合に比べて、弁体３の軸方向寸法を小さく設定することが可能となり、制御弁ＣＶの大型化を抑制することができる。

また、本実施形態では、弁体３は、回転軸部材２と繋がる底部（底壁３０ｂ）を有する筒状に形成され、回転軸線Ｚの方向において前記底部（底壁３０ｂ）と対向する位置であって、弁体３の内周側に、弁体３の回転を支持する回転支持部材（キャップ１４及び軸受Ｂ２）が設けられている。

このように、本実施形態では、弁体３が、軸方向の一端側（底壁３０ｂ側）が回転軸部材２によって支持され、他端側が回転支持部材（キャップ１４及び軸受Ｂ２）によって支持されている。かかる両持ち支持により、弁体３の安定した回転支持が可能となり、制御弁ＣＶの適切な回転制御や耐久性の向上に供する。

また、本実施形態では、前記回転支持部材は、弁体収容部１１１に設けられた支持部材（キャップ１４）と、回転軸線Ｚに関する径方向において弁体３と支持部材（キャップ１４）の間に設けられた軸受部材（軸受Ｂ２）と、を備えている。

このように、本実施形態では、回転支持部材が、支持部材（キャップ１４）と軸受部材（軸受Ｂ２）とからなる２ピース構造となっている。これにより、支持部材（キャップ１４）と軸受部材（軸受Ｂ２）とを、それぞれ別の材質で形成することが可能となる。すなわち、支持部材（キャップ１４）と軸受部材（軸受Ｂ２）とを、それぞれ最適な材質、例えば軸受部材（軸受Ｂ２）については低摩擦の樹脂材料によって形成することが可能となる。その結果、弁体３のより良好な回転支持を得ることができる。

〔第２実施形態〕
図７〜図１０は、本発明に係る制御弁の第２実施形態を示し、前記第１実施形態に係る回転規制部３２８の形態を変更したものである。なお、かかる変更点以外の基本的な構成については、前記第１実施形態と同様である。そのため、第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことによって、その説明を省略する。

図７は、本実施形態に係る制御弁ＣＶ２の縦断面を表示した図３に相当する図を示している。図８（ａ）は図８の要部拡大図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図を示している。図９（ａ）は弁体３の斜視図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）中に示す弁体３を底壁側から見た矢視図（平面図）を示している。図１０（ａ）は金属部３２の斜視図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）中に示す金属部３２を回転規制部３２８の突出方向から見た矢視図（平面図）を示している。なお、各図の説明では、回転軸部材２の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、回転軸部材２の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、回転軸部材２の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図８（ａ）中の上方を「一端側」、下方を「他端側」として説明する。

図７〜図８に示すように、弁体収容部１１１には、軸方向の一端側の周壁に、弁体３の回転規制部３２８が当接可能な被回転規制部１１９が、径方向の内側に向かって突出形成されている。なお、この被回転規制部１１９は、弁体収容部１１１の軸方向の一端部から回転規制部３２８と径方向に対向する位置まで、軸方向に沿って延びるように設けられている。そして、被回転規制部１１９は、図８（ｂ）に示すように、先端側がやや先細る横断面ほぼ台形状を呈し、回転規制部３２８に対して周方向から当接可能となるように、弁体収容部１１１の周壁と一体に形成されている。すなわち、被回転規制部１１９は、回転規制部３２８と周方向において対向する第１、第２回転規制面１１９ａ，１１９ｂが回転規制部３２８の第１、第２周方向端面３２８ａ，３２８ｂに当接（面接触）することで、弁体３の回転を規制する。この際、被回転規制部１１９は、第１、第２回転規制面１１９ａ，１１９ｂのほぼ全体が、回転規制部３２８の第１、第２周方向端面３２８ａ，３２８ｂと当接する。

一方、図７〜図１０に示すように、弁体３のインサート部３２２には、所定の周方向領域（前記第１実施形態において回転規制部３２８が設けられる領域に相当する領域）に、被回転規制部１１９と当接可能な回転規制部３２８が、径方向外側へ向かって突出形成されている。回転規制部３２８は、弁体３の周方向に沿って延びる扇状を呈し、第１、第２周方向端面３２８ａ，３２８ｂが、それぞれ被回転規制部１１９の第１、第２回転規制面１１９ａ，１１９ｂに当接することにより、弁体３の回転（回転範囲）を規制する。すなわち、図８（ｂ）に示すように、弁体３が時計方向に回転する場合は、回転規制部３２８の第１周方向端面３２８ａが、被回転規制部１１９の第１回転規制面１１９ａに当接する。一方、弁体３が反時計方向に回転する場合は、回転規制部３２８の第２周方向端面３２８ｂが、被回転規制部１１９の第２回転規制面１１９ｂに当接する。

以上のように、本実施形態に係る制御弁ＣＶ２では、回転規制部３２８は、回転軸線Ｚに関する径方向に突出している。

このように、回転規制部３２８が回転軸線Ｚに関する径方向に突出していることによって、弁体３の軸方向の大型化を抑制することが可能となる。これにより、制御弁ＣＶの軸方向の大型化が抑制され、制御弁ＣＶの自動車への搭載性を向上させることができる。

さらに、回転規制部３２８を回転軸線Ｚに関する径方向に突出させることで、弁体３を鍛造する際の成型性が良好となり、制御弁ＣＶ２の製造コストの低廉化等に供されるメリットがある。

また、本実施形態では、回転規制部３２８は、回転軸線Ｚに直交する平面から見たときに、回転軸線Ｚに関する周方向に扇状に形成されている。

このように、回転規制部３２８が、回転軸線Ｚに直交する平面から見たときに、回転軸線Ｚに関する周方向において扇状に形成されていることによって、当該回転規制部３２８の剛性を高めることが可能となる。これにより、弁体３の回転規制に係る当該弁体３の耐久性を向上させることができる。

〔その他の実施形態〕
本発明に係る制御弁は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏し得る形態であれば、適用する自動車の仕様等に応じて自由に変更可能である。

特に、前記各実施形態では、制御弁の適用の一例として、冷却水の循環系に適用したものを例示したが、当該制御弁は、冷却水のみならず、例えば潤滑油など様々な流体について適用可能であることは言うまでもない。

また、前記各実施形態では、本発明に係る第１連通口として、ハウジング１に対して径方向に開口する導入口Ｅ１を設けた態様を例示したが、かかる態様に限定されるものではない。すなわち、導入口Ｅ１は、ハウジング１に対して径方向に開口する態様のものに限られず、例えば前記各実施形態においてキャップ１４により閉塞される開口部１１１ａのように、軸方向に開口する態様であってもよい。同様に、弁体３に設けられる導入部Ｍ１についても、上記導入口Ｅ１の配置変更に応じて、弁体３の周壁に開口する態様から弁体３の軸方向に開口する態様に変更することができる。

また、前記各実施形態では、本発明に係る第２連通口として、単一の排出口Ｅ２を設けた態様を例示したが、かかる態様に限定されるものではない。すなわち、排出口Ｅ２については、制御弁ＣＶ，ＣＶ２に接続される機器の数量に応じて増やすことができる。同様に、弁体３に設けられる排出部Ｍ２についても、単一の態様に限定されるものではなく、上記排出口Ｅ２の数量や制御弁の制御パターン（弁体３の制御ポジション数）等に応じて増やすことができる。

以上説明した実施形態に基づく制御弁としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

すなわち、当該制御弁は、その１つの態様において、自動車の冷却回路に設けられる制御弁であって、回転軸部材が挿入される弁体収容部と、前記弁体収容部に設けられた第１連通口と、前記弁体収容部に設けられ、前記第１連通口とは異なる位置に形成された第２連通口と、前記弁体収容部に設けられた被回転規制部と、を有するハウジングと、前記回転軸部材を回転駆動するアクチュエータと、前記弁体収容部に収容され、前記回転軸部材と繋がる弁体であって、前記回転軸部材の回転位置に応じて前記第１連通口と前記第２連通口の接続状態を変化させ、樹脂材料によって形成された本体部と、金属材料によって、少なくとも一部が前記本体部に包み込まれるように前記本体部と一体に設けられ、前記回転軸部材と繋がる金属部と、前記金属部と同じ金属材料によって前記金属部と一体に形成され、前記回転軸部材の回転位置に応じて前記被回転規制部と当接する回転規制部と、を有する前記弁体と、を備えている。

前記制御弁の好ましい態様において、前記回転規制部は、前記回転軸部材の回転軸線に関する周方向において、前記弁体の外周に沿って設けられている。

別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記回転規制部は、前記回転軸線の方向に突出している。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記回転規制部は、前記回転軸線に直交する平面から見たときに、前記回転軸線に関する周方向において円弧状に形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記回転規制部は、前記回転軸線に関する径方向に突出している。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記回転規制部は、前記回転軸線に直交する平面から見たときに、前記回転軸線に関する周方向に扇状に形成されている。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体は、前記回転軸線に関する径方向において前記回転規制部の反対側に設けられ、前記金属部と同じ金属材料によって前記金属部と一体に形成され、連続した凹部と凸部を有し、前記本体部に包み込まれる凹凸部を有する。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記第１連通口及び前記第２連通口は、前記回転軸線に関する周方向の位置に設けられている。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体は、前記回転軸部材と繋がる底部を有する筒状に形成され、前記回転軸線の方向において前記底部と対向する位置であって、前記弁体の内周側に、前記弁体の回転を支持する回転支持部材が設けられている。

さらに別の好ましい態様では、前記制御弁の態様のいずれかにおいて、前記回転支持部材は、前記弁体収容部に設けられた支持部材と、前記回転軸線に関する径方向において前記弁体と前記支持部材の間に設けられた軸受部材と、を備えている。

１…ハウジング、１１１…弁体収容部、１１９…被回転規制部、２…回転軸部材、３…弁体、３１…本体部、３２…金属部、３２８…回転規制部、４…電動モータ（アクチュエータ）、Ｅ１…導入口（第１連通口）、Ｅ２…排出口（第２連通口）、ＣＶ，ＣＶ２…制御弁

Claims (10)

1. 自動車の冷却回路に設けられる制御弁であって、
   回転軸部材が挿入される弁体収容部と、前記弁体収容部に設けられた第１連通口と、前記弁体収容部に設けられ、前記第１連通口とは異なる位置に形成された第２連通口と、前記弁体収容部に設けられた被回転規制部と、を有するハウジングと、
   前記回転軸部材を回転駆動するアクチュエータと、
   前記弁体収容部に収容され、前記回転軸部材と繋がる弁体であって、
   前記回転軸部材の回転位置に応じて前記第１連通口と前記第２連通口の接続状態を変化させ、樹脂材料によって形成された本体部と、
   金属材料によって、少なくとも一部が前記本体部に包み込まれるように前記本体部と一体に設けられ、前記回転軸部材と繋がる金属部と、
   前記金属部と同じ金属材料によって前記金属部と一体に形成され、前記回転軸部材の回転位置に応じて前記被回転規制部と当接する回転規制部と、
   を有する前記弁体と、
   を備えたことを特徴とする制御弁。
2. 請求項１に記載の制御弁において、
   前記回転規制部は、前記回転軸部材の回転軸線に関する周方向において、前記弁体の外周に沿って設けられたことを特徴とする制御弁。
3. 請求項２に記載の制御弁において、
   前記回転規制部は、前記回転軸線の方向に突出していることを特徴とする制御弁。
4. 請求項３に記載の制御弁において、
   前記回転規制部は、前記回転軸線に直交する平面から見たときに、前記回転軸線に関する周方向において円弧状に形成されたことを特徴とする制御弁。
5. 請求項２に記載の制御弁において、
   前記回転規制部は、前記回転軸線に関する径方向に突出していることを特徴とする制御弁。
6. 請求項５に記載の制御弁において、
   前記回転規制部は、前記回転軸線に直交する平面から見たときに、前記回転軸線に関する周方向に扇状に形成されたことを特徴とする制御弁。
7. 請求項２に記載の制御弁において、
   前記弁体は、前記回転軸線に関する径方向において前記回転規制部の反対側に設けられ、前記金属部と同じ金属材料によって前記金属部と一体に形成され、連続した凹部と凸部を有し、前記本体部に包み込まれる凹凸部を有することを特徴とする制御弁。
8. 請求項１に記載の制御弁において、
   前記第１連通口及び前記第２連通口は、前記回転軸線に関する周方向の位置に設けられたことを特徴とする制御弁。
9. 請求項８に記載の制御弁において、
   前記弁体は、前記回転軸部材と繋がる底部を有する筒状に形成され、
   前記回転軸線の方向において前記底部と対向する位置であって、前記弁体の内周側に、前記弁体の回転を支持する回転支持部材が設けられていることを特徴とする制御弁。
10. 請求項９に記載の制御弁において、
    前記回転支持部材は、前記弁体収容部に設けられた支持部材と、前記回転軸線に関する径方向において前記弁体と前記支持部材の間に設けられた軸受部材と、を備えたことを特徴とする制御弁。

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