JP2020165479A - 流路切替弁 - Google Patents

Abstract

【課題】流路切替弁において簡素な構成で部品点数及び組付工数の削減を図りつつ流路以外への異物等の浸入を防止する。【解決手段】流路切替弁１０を構成するボディ１２の内部にスリーブ４２が設けられ、その方向に沿った一端部及び他端部側には、弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４の外周が摺接する第１及び第２ガイド部５８、６０が形成される。この第１及び第２ガイド部５８、６０は、弁体１４が軸方向へ移動した際に常に当接するように軸方向に重複して形成される。一方、弁体１４には、軸方向に貫通した複数の連通路７４を有し、スリーブ４２の内部において、前記弁体１４の一端部側に形成された第１空間７０と前記弁体１４の他端部側に形成された第２空間７２とが前記連通路７４を介して連通している。【選択図】図１

Description

本発明は、弁体を変位させることで流体の流れる流路の流通状態を切り替える流路切替弁に関する。

従来から筒状のボディの内部に軸方向に沿って変位自在な弁体を備え、該ボディの内部を流通する流体の流路を切り替える流路切替弁が知られている。この流路切替弁は、例えば、特許文献１に開示されるように、円筒状のスリーブの内部に弁体となるスプールが変位自在に設けられたスプール弁と、該スプール弁の端部に設けられ前記スプールを軸方向に付勢するソレノイドとを備える。

また、スプール弁とソレノイドとの連結部位には、ゴム製で略リング状に形成されたダイヤフラムが設けられ、その外縁部がスリーブとソレノイドのステータとの間に挟持され、中心部にはスプールの端部から突出したシャフトが挿通され、該シャフトの外周面に形成された溝に対して嵌合されることで、前記スプール弁と前記ソレノイドとを隔離している。

そして、ソレノイドへの通電作用下に生じる磁力を利用してスプールが軸方向に移動し、スリーブ内に供給される流体の流路を切り替えると共に、前記スリーブ内におけるオイルや異物等のソレノイド側への浸入をダイヤフラムによって防いでいる。

特開２００７−１８２９６４号公報

上述した流路切替弁では、ソレノイド側への異物等の浸入を防止するためにダイヤフラム等の該ソレノイドとスリーブとを隔離するための部材を設けているため、部品点数及び組付工数の増加を招いて製造コストが増加してしまうと共に、前記ダイヤフラムがゴム製であるため長年の使用によって耐久性が低下してしまうという問題がある。

また、ゴム製のダイヤフラムは温度変化に伴って硬度が変化する特性を有しているため、前記ダイヤフラムの嵌合されたシャフト（スプール弁）を軸方向に変位させる際、前記硬度の変化を考慮してソレノイドの駆動力を設定する必要がある。例えば、ダイヤフラム（ゴム）の最も硬くなる低温時の硬さに合わせる場合、ソレノイドの駆動力を増加させる必要があり、出力の増加に伴って性能を高めたり消費電力等のランニングコストが増加してしまうという問題がある。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で部品点数及び組付工数の削減を図りつつ流路以外への異物等の浸入を防止することが可能な流路切替弁を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、流体の供給される導入ポート及び導出ポートを有したボディと、ボディの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられた弁体と、弁体を軸方向に付勢する駆動部とを備え、弁体が軸方向に移動することで導入ポートと導出ポートとの連通状態を切り替える流路切替弁において、
ボディの内部には、導入ポートと導出ポートとを連通する流路が形成されると共に、駆動部側となる弁体の軸方向一端との間に形成された一方の空間と、弁体の軸方向他端との間に形成された他方の空間とを備え、
ボディにおける軸方向両端の内周面に対して弁体の外周面が常に軸方向に重複した状態で摺接し、一方の空間と他方の空間との間に設けられた流路と一方及び他方の空間とを分離すると共に、弁体には、一方の空間と他方の空間とを連通する連通路を備える。

本発明によれば、流路切替弁を構成するボディの内部には、導入ポートと導出ポートとを連通する流路が形成されると共に、駆動部側となる弁体の軸方向一端との間に形成された一方の空間と、弁体の軸方向他端との間に形成された他方の空間とを備えている。一方、ボディの内部には弁体が軸方向に沿って移動自在に設けられ、この弁体は、ボディにおける軸方向両端の内周面に対して外周面が常に軸方向に重複した状態で摺接することで一方及び他方の空間と流路とを分離すると共に、一方の空間と他方の空間とを連通する連通路を備えている。

従って、弁体がボディに沿って軸方向に移動する際、弁体の外周面を常にボディのおける軸方向両端の内周面に対して摺接させるという簡素な構成で、一方及び他方の空間と流路とをそれぞれ確実に分離することができるため、従来の流路切替弁のようにボディと駆動部との間にダイヤフラム等の隔離部材を設ける必要がなく、流体中に含まれる異物等が流路以外となる一方及び他方の空間へと浸入することを確実に防止できる。

その結果、ダイヤフラムを設けてソレノイド側への異物等の浸入を防止していた従来の流路切替弁と比較し、ダイヤフラム等の隔離するための部材を不要とすることで部品点数及び組付工数を削減することができ、それに伴って、製造コストの削減を図ることが可能となる。また、ゴム製のダイヤフラムを用いる必要がないため、従来の流路切替弁と比較して耐久性を向上させることが可能となり、しかも、硬度変化に応じた駆動部の出力設定も不要となる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、弁体がボディに沿って軸方向に移動する際、弁体の外周面をボディのおける軸方向両端の内周面に対して常に摺接させることで、一方及び他方の空間と流路とを確実に分離することができるため、従来の流路切替弁のようにボディと駆動部との間にダイヤフラム等の隔離部材を設けることなく、流体中に含まれる異物等の一方及び他方の空間側への浸入を確実に防止できる。その結果、ダイヤフラムを設けてソレノイド側への異物等の浸入を防止していた従来の流路切替弁と比較し、部品点数及び組付工数を削減することができ、それに伴って、製造コストの削減を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る流路切替弁の全体断面図である。 図２Ａは、図１に示す流路切替弁における第１ガイド部近傍の拡大断面図であり、図２Ｂは、図１に示す流路切替弁における第２ガイド部近傍の拡大断面図である。

本発明に係る流路切替弁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路切替弁を示す。

この流路切替弁１０は、図１〜図２Ｂに示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられる弁体１４と、該ボディ１２の一端部に接続されたセンサユニット（検出手段）１６と、前記ボディ１２の他端部に接続された駆動部１８とを含む。

ボディ１２は、例えば、樹脂製材料から軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って長尺な円筒状に形成され、その外周面が軸方向に沿って同一径で形成されると共に、該軸方向に沿った一端部側（矢印Ａ方向）の内部には係止壁２０が形成され、他端部側（矢印Ｂ方向）が開口している。この係止壁２０の中央には、後述するセンサユニット１６の検出体８２の挿通されるロッド孔２２（図２Ａ参照）が軸方向に貫通して形成されると共に、該ロッド孔２２の径方向外側にはバルブスプリング２４の一端部が保持される第１環状溝２６が形成される。

また、ボディ１２の外周面には、径方向外側に向かって突出した管状の導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２が形成され、前記導入ポート２８が、軸方向略中央で径方向一方側へ突出し、第１及び第２導出ポート３０、３２は、前記導入ポート２８とは反対方向となる径方向他方側へと突出すると共に、前記第１導出ポート３０がボディ１２の一端部側（矢印Ａ方向）、前記第２導出ポート３２が他端部側（矢印Ｂ方向）となるように軸方向に所定距離だけ離間して形成されている。

そして、導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２には、それぞれ図示しない配管が接続され、例えば、前記導入ポート２８には図示しない供給源から配管を通じて流体が供給され、第１及び第２導出ポート３０、３２にはそれぞれ前記流体の供給される図示しない機器が接続される。

一方、ボディ１２の内部には、略一定径で軸方向に沿って延在する第１収納孔３４が形成され、該第１収納孔３４は、導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２とそれぞれ第１〜第３開口部３６、３８、４０を介して連通すると共に、その内部には円筒状に形成されたスリーブ４２が収納される。

スリーブ４２は、例えば、アルミ合金等の金属製材料から円筒状に形成され、ボディ１２の第１収納孔３４に対応した同一外周径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って形成され、ボディ１２の第１〜第３開口部３６、３８、４０に臨む位置にそれぞれ第１〜第３連通孔４４、４６、４８が形成される。この第１〜第３連通孔４４、４６、４８は、スリーブ４２の径方向に貫通することで、第１〜第３開口部３６、３８、４０を介して導入ポート２８、第１及び第２導出ポート３０、３２と連通している。

また、スリーブ４２の内部には、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在し軸方向両端の開口した第２収納孔５０が形成され、該第２収納孔５０は、軸方向中央に形成され第１連通孔４４の開口した着座部５２と、該着座部５２に対して一端部側（矢印Ａ方向）に形成された第１拡径部５４と、前記着座部５２に対して他端部側（矢印Ｂ方向）に形成された第２拡径部５６とを備える。

さらに、第２収納孔５０は、第１拡径部５４の下方（矢印Ａ方向）に弁体１４の摺接する第１ガイド部５８が形成されると共に、前記第２拡径部５６の上方（矢印Ｂ方向）に前記弁体１４の摺接する第２ガイド部６０が形成される。

着座部５２は、略一定径で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定長さで形成され、その軸方向中央に第１連通孔４４が開口すると共に、後述する弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４が前記着座部５２に対して摺接可能に形成される。

第１拡径部５４は、着座部５２に対してセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）に設けられ、軸方向に沿って所定長さを有すると共に、該着座部５２に対して径方向に拡径して形成されている。

第２拡径部５６は、着座部５２に対して駆動部１８側（矢印Ｂ方向）に設けられ、軸方向に沿って所定長さを有すると共に、該着座部５２に対して径方向に拡径し、且つ、第１拡径部５４と同一の内周径で形成されている。

第１及び第２ガイド部５８、６０は、スリーブ４２の一端部及び他端部において着座部５２と同一内周径で形成され、後述する弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４がそれぞれ摺接可能に形成されている。

すなわち、第２収納孔５０は、軸方向中央に形成された着座部５２、一端部及び他端部に形成された第１及び第２ガイド部５８、６０が小径となり、一端部側及び他端部側に形成された第１及び第２拡径部５４、５６がそれぞれ大径となるように段付状に形成されている。

そして、スリーブ４２は、ボディ１２の第１収納孔３４に対して軸方向に沿って挿入され、その一端部が係止壁２０へと当接することでセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）への位置決めがなされ、他端部がボディ１２の他端部と略同一面となるように配置される。なお、スリーブ４２の外周面には複数のОリングが設けられ、該スリーブ４２とボディ１２との間を通じた流体の漏出を防止している。

弁体１４は、例えば、金属製材料から断面円形状に形成されたスプール形の軸体からなり、スリーブ４２の内部において軸方向に沿って上下方向に移動自在に設けられる。

詳細には、弁体１４は、駆動部１８の駆動作用下に該バルブスプリング２４の弾発力に抗して下方（矢印Ａ方向）へと押圧され移動した下端位置Ｐ１から、該駆動部１８の駆動力が滅勢され前記バルブスプリング２４の弾発力によって上方（矢印Ｂ方向）へと移動した上端位置Ｐ２までの間で軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に所定ストローク量Ｌ（図２Ａ及び図２Ｂ参照）だけ移動可能に形成されている。

この弁体１４には、その軸方向に沿った一端部側（矢印Ａ方向）の外周に形成される第１ランド部６２と、他端部側（矢印Ｂ方向）の外周に形成される第２ランド部６４と、前記第１ランド部６２と前記第２ランド部６４との間で外周側に設けられる連通凹部６６とを有する。

第１及び第２ランド部６２、６４は同一直径で形成され、軸方向に沿ってそれぞれ略同一長さで形成されると共に、前記第１ランド部６２がスリーブ４２の着座部５２及び第１ガイド部５８の少なくともいずれか一方に摺接し、前記第２ランド部６４が前記スリーブ４２の着座部５２及び第２ガイド部６０の少なくともいずれか一方に摺接した状態で、弁体１４が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に変位自在に設けられる。この際、スリーブ４２の第２収納孔５０と弁体１４の外周面との間に形成され第１連通孔４４と連通した空間が流体の流れる流路６８（図１参照）となる。

そして、弁体１４は、該弁体１４の移動位置に関わらず、第１ランド部６２が常に第１ガイド部５８に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に重複して摺接すると共に（図２Ａ参照）、第２ランド部６４が常に第２ガイド部６０に対して軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に重複して摺接するように設けられている（図２Ｂ参照）。

これにより、スリーブ４２の内部において、弁体１４の一端部側（矢印Ａ方向）に形成された第１空間（他方の空間）７０と流体の流入する第１拡径部５４とが第１ランド部６２によって常に分離され、前記弁体１４の他端部側（矢印Ｂ方向）に形成された第２空間（一方の空間）７２と前記流体の流入する第２拡径部５６とが第２ランド部６４によって常に分離されている。

なお、第１及び第２空間７０、７２は、弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４と第１及び第２ガイド部５８、６０との間に設けられたわずかなクリアランスを介して第１及び第２拡径部５４、５６とそれぞれ連通している。

また、連通凹部６６は、第１及び第２ランド部６２、６４に対して径方向内側へと窪んで環状に形成され、スリーブ４２における着座部５２及び第１連通孔４４に臨むように配置されると共に、前記着座部５２の軸方向に沿った長さよりも長く形成されている。

一方、弁体１４には、その一端部から他端部まで軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って内部を貫通する複数の連通路７４が形成され、前記連通路７４は、弁体１４の軸中心から径方向外側となる位置に形成されると共に、前記軸中心に対して周方向に等間隔離れて形成される。そして、スリーブ４２の内部において、弁体１４の一端部側の第１空間７０と他端部側の第２空間７２とが常に連通路７４を介して連通した状態となり同圧となっている。

また、弁体１４の一端部には、軸方向に沿って他端部側（矢印Ｂ方向）に向かって窪んだ第２環状溝７６が形成され、該第２環状溝７６は連通路７４の外周側となり、且つ、係止壁２０の第１環状溝２６に臨むように形成される。そして、第２環状溝７６と第１環状溝２６との間には、コイルスプリングからなるバルブスプリング２４が介装され、このバルブスプリング２４は弁体１４を常に駆動部１８側（矢印Ｂ方向）へと付勢する弾発力を有している。

センサユニット１６は、弁体１４の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿った位置を検出可能な位置検出装置として機能し、例えば、センサケース７８と、該センサケース７８の内部に収納される基板８０と、該基板８０に沿って移動自在に設けられる検出体８２と、該検出体８２を弁体１４側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢するセンサスプリング８４と、前記基板８０に対して電気的に接続されるターミナル８６と、前記センサケース７８の開口部を塞ぐ蓋部材８８とを含む。

センサケース７８は、例えば、樹脂製材料から中空状に形成され、その開口した他端部がボディ１２の一端部側（矢印Ａ方向）へと挿入され、幅方向外側へと突出した第１フランジ部９０が前記ボディ１２の一端部に対して当接した状態でねじ９２によって固定される。これにより、開口したボディ１２の一端部がセンサユニット１６によって塞がれる。

また、センサケース７８の内部には、基板８０の収納される基板収納室９４と、検出体８２の収納される検出体収納室９６とを有し、前記基板収納室９４及び前記検出体収納室９６は、その間に設けられた仕切壁９８によって分離されている。

一方、センサケース７８の外部には、軸方向と直交するように突出した第１カプラ部１００を有し、その内部にターミナル８６の先端が露出し、図示しないコネクタが接続されることでコントローラ（図示せず）からの制御信号がターミナル８６へと通電されると共に、センサユニット１６で検出された検出信号が前記コントローラへと出力される。

基板収納室９４は、開口した一端部側（矢印Ａ方向）から仕切壁９８に沿って基板８０が内部へと挿入され収納される。そして、基板収納室９４は、その内部に基板８０が収納された状態で開口部に蓋部材８８が装着されることで塞がれる。

基板８０は、例えば、板状に形成され第１カプラ部１００を構成する３本のターミナル８６が図示しない電極部へと接触することで電気的に接続されると共に、近接配置される検出体８２の接近を検知するためのセンサコイル（センサ）Ｓが設けられ、後述するターミナル８６からの制御信号に基づいて磁界を発生させる。

検出体収納室９６は、仕切壁９８を介して基板収納室９４と隣接するように形成され、その内部には検出体８２が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って移動自在に設けられる。この検出体８２は、例えば、ブロック状に形成された本体部１０４と、該本体部１０４に対して軸方向にそれぞれ突出した第１及び第２ロッド部１０６、１０８と、前記本体部１０４の側面に装着される検出片１１０とを含む。

本体部１０４は、検出体８２の移動方向と直交する一側面が検出体収納室９６の内壁面に当接することで軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って変位自在に案内される。また、本体部１０４の他側面が仕切壁９８に臨むように設けられ検出片１１０が装着されている。

第１ロッド部１０６は、本体部１０４の軸方向一端面から軸方向（矢印Ａ方向）に沿って突出し、その外周側にはコイルスプリングからなるセンサスプリング８４が挿通される。そして、センサスプリング８４は、第１ロッド部１０６を介して一端が本体部１０４の軸方向端面に当接し、他端が検出体収納室９６のスプリング座に係合されることで、その弾発力によって検出体８２を常に弁体１４側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢している。

第２ロッド部１０８は、本体部１０４を挟んで第１ロッド部１０６と一直線上に形成され、該本体部１０４の軸方向端面から軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って所定長さだけ突出し、ボディ１２における係止壁２０のロッド孔２２へと挿通されると共に、その先端が弁体１４の一端部中央へと当接している。この際、検出体８２は、センサスプリング８４の弾発力によって常に弁体１４側（矢印Ｂ方向）へと付勢されているため、第２ロッド部１０８の先端が常に弁体１４の一端部へ当接した状態となる。

検出片１１０は、例えば、金属製材料から形成されたプレートであり、本体部１０４の他側面と略平行となり、且つ、仕切壁９８に対しても略平行となるように装着される。そして、検出片１１０は、検出体８２と共に仕切壁９８に沿って軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に移動自在に設けられ、前記仕切壁９８を介して基板８０のセンサコイルＳの周辺に生じた磁界に前記検出片１１０が接近することで過電流が流れインダクタンス（静電容量）が変化し、このインダクタンス変化が検出されて検出信号としてターミナル８６から図示しないコントローラへと出力される。

ターミナル８６は、例えば、断面Ｌ字状に形成された一対の電源端子と、該電源端子の間に設けられる信号端子とから３本で構成され、幅方向に沿って互いに等間隔離間して配置されると共に、その先端が第１カプラ部１００の内部で露呈し、該先端とは反対側となる基端が基板収納室９４内で露呈した状態でセンサケース７８にモールドされている。

また、ターミナル８６の基端にはジョイント部材１１４が電気的に接続され、該ジョイント部材１１４を介してターミナル８６と基板８０の電極部とが電気的に接続される。そして、図示しないコントローラからの制御信号がターミナル８６を介して基板８０に供給されると共に、該基板８０で検出された検出体８２の位置が検出信号として前記ターミナル８６から前記コントローラへと出力される。

駆動部１８は、図１に示されるように、例えば、コイル１１８への通電作用下に磁力を発生して軸方向の推力を得るソレノイドであり、ケーシング１１６と、該ケーシング１１６の内部に収納されコイル１１８の巻回されるボビン１１９と、該ボビン１１９の下部に設けられる固定コア１２０と、前記ボビン１１９の内側に設けられ前記コイル１１８の励磁作用下に固定コア１２０側へと付勢されるプランジャ（可動体）１２２と、該プランジャ１２２の中心に連結されるシャフト１２４と、前記ボビン１１９及びコイル１１８の外周側を覆う樹脂モールド部１２６とを含む。

ケーシング１１６は有底円筒状に形成され、その開口した一端部には固定部材１２８が一体的に加締められ塞がれている。そして、固定部材１２８の一端部に形成された第２フランジ部１３０がボディ１２の他端部に当接した状態で複数のねじ９２によって連結される。

ボビン１１９は、その一端部及び他端部が径方向外側に拡径した円筒状に形成され、その外周面にはコイル１１８が巻回されている。そして、ケーシング１１６の内部において、コイル１１８及びボビン１１９の外周側が後述する樹脂モールド部１２６によってモールドされる。

固定コア１２０は、金属製材料から略円筒状に形成され、その一部がボビン１１９の内部に挿通されると共に、外周面から径方向外側に延在した鍔部１３２が樹脂モールド部１２６と固定部材１２８の他端部との間に挟持されている。

プランジャ１２２は、例えば、磁性材料から円筒状に形成され、ボビン１１９の内周側に配置されると共に固定コア１２０の他端部に臨むように設けられている。

また、プランジャ１２２の軸中心にはシャフト１２４が連結され、前記シャフト１２４はプランジャ１２２の一端部に対して所定長さだけ弁体１４側（矢印Ａ方向）に向かって突出し、シャフト１２４の一部が固定コア１２０の内部に挿通されると共に、その一端部が弁体１４の他端部中央へと当接している。この際、弁体１４がバルブスプリング２４の弾発力によって常にシャフト１２４側（矢印Ｂ方向）へと付勢されているため、前記シャフト１２４の一端部が常に弁体１４に当接した状態となる。

樹脂モールド部１２６は、例えば、樹脂製材料から形成され、ケーシング１１６の内部でコイル１１８及びボビン１１９の外周側を覆うようにモールドすると共に、その側方から突出して接続端子１３４の収納される第２カプラ部１３６を備える。そして、接続端子１３４がコイル１１８と電気的に接続されると共に、前記第２カプラ部１３６は、図示しないコネクタが接続されることで図示しないコントローラからの制御信号が接続端子１３４からコイル１１８へと入力される。

なお、センサユニット１６における検出体８２の検出方式は、検出片１１０の接近に伴って生じる誘導電流の変化に基づいて位置を検出可能なインダクティブ式のセンサに限定されるものではなく、例えば、ホール素子等を用いた非接触式のセンサや、接触式のセンサを用いるようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る流路切替弁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。なお、図１に示されるように、バルブスプリング２４の弾発力によって弁体１４が駆動部１８側（矢印Ｂ方向）へ移動した状態を初期位置として説明すると共に、流体として冷却水の流通する冷却水回路に流路切替弁１０が用いられる場合について説明する。

この図１に示される初期位置では、弁体１４の連通凹部６６が導入ポート２８に臨み、且つ、第１ランド部６２が着座部５２及び第１ガイド部５８に当接すると共に、第２ランド部６４が第２ガイド部６０のみに当接し、第２拡径部５６と前記連通凹部６６とが連通した状態にある。

そして、図示しない供給源から導入ポート２８へと供給された冷却水が、第１開口部３６及び第１連通孔４４を通じてスリーブ４２の内部へと流通し、その第２拡径部５６と弁体１４の連通凹部６６との間に生じた間隙を含む流路６８を通じて該第２拡径部５６内へと流入する。

この際、第２ランド部６４は、第２ガイド部６０に対して軸方向に所定長さで重複するように摺接しているため（図２Ｂ参照）、冷却水がクリアランスを通じて第２拡径部５６から第２空間７２側（矢印Ｂ方向）へと流入する際に、該冷却水の内部に含まれる異物等が前記第２空間７２へ浸入してしまうことが確実に防止され、さらに該第２空間７２から駆動部１８側（矢印Ｂ方向）へと浸入することが防止される。

一方、第１拡径部５４は、弁体１４の第１ランド部６２が着座部５２に対して当接しているため、連通凹部６６と連通することがなく、冷却水は前記第１拡径部５４へ流通することがない。

この第２拡径部５６へと流れた冷却水は、該第２拡径部５６に臨む第３連通孔４８及び第３開口部４０を通じて第２導出ポート３２から冷却の必要とされる図示しない機器へと導出される。

また、センサユニット１６では、上述した初期位置において弁体１４に当接した検出体８２がセンサスプリング８４による弾発作用下に該弁体１４と共に上昇し、図示しないコントローラから第１カプラ部１００のターミナル８６を介して基板８０へと通電され、センサコイルＳにおいて生じる磁界に対して検出片１１０の接近距離に応じたインダクタンス変化が検出される。

そして、このインダクタンス変化に基づいた検出信号が基板８０からターミナル８６を通じて図示しないコントローラへと出力されることで、検出片１１０を有した検出体８２、該検出体８２が当接した弁体１４の軸方向位置が検知され、前記弁体１４がボディ１２及びスリーブ４２の内部で上昇して導入ポート２８と第２導出ポート３２とが連通した初期位置であることが確認される。

次に、導入ポート２８に供給される冷却水を第１導出ポート３０側へと流通させる場合には、図示しないコントローラからの制御信号が配線を介して駆動部１８の第２カプラ部１３６へと入力されることで、コイル１１８が通電して励磁することで磁束が生じる。

この磁束は、固定コア１２０、コイル１１８、ケーシング１１６及びプランジャ１２２を回るように流れ、発生する磁力によって前記プランジャ１２２がシャフト１２４と共に固定コア１２０側（矢印Ａ方向）へと吸引され、それに伴って、前記シャフト１２４の一端部が当接した弁体１４がバルブスプリング２４の弾発力に抗してセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）へと押圧されて移動する。

これにより、弁体１４の連通凹部６６が導入ポート２８に臨み、且つ、第１ランド部６２が着座部５２から離間して第１ガイド部５８のみに当接し、該連通凹部６６と第１拡径部５４とが連通すると共に、第２ランド部６４が着座部５２及び第２ガイド部６０に当接することで、前記連通凹部６６と第２拡径部５６との連通が遮断される。

そして、導入ポート２８に供給された冷却水が、第１開口部３６及び第１連通孔４４を通じてスリーブ４２の内部へと流通した後、第１拡径部５４と弁体１４の連通凹部６６との間に生じた間隙を含む流路６８を通じて該第１拡径部５４内へと流入する。

この際、第１ランド部６２は、第１ガイド部５８に対して軸方向に所定長さで重複するように摺接しているため（図２Ａ参照）、冷却水がクリアランスを通じて第１拡径部５４から第１空間７０側（矢印Ａ方向）へと流入する際に、該冷却水の内部に含まれる異物等が第１空間７０側へと浸入してしまうことが防止される。これにより、冷却水中の異物等が第１空間７０を通じてセンサユニット１６側（矢印Ａ方向）へ浸入してしまうことが確実に防止され、前記センサユニット１６の信頼性及び検出精度を高めることができる。

また、第１空間７０内に設けられたバルブスプリング２４に対しても異物等が接触してしまうことを回避できるため、前記バルブスプリング２４の弾発力によって弁体１４を駆動部１８側（矢印Ｂ方向）へと確実且つ円滑に移動させることができる。一方、第２拡径部５６は連通凹部６６との連通が遮断されているため、冷却水は前記第２拡径部５６へ流通することがない。

この第１拡径部５４へと流れた冷却水は、該第１拡径部５４に臨む第２連通孔４６及び第２開口部３８を通じて第１導出ポート３０から冷却の必要とされる図示しない別の機器へと導出される。

また、センサユニット１６では、弁体１４の下降に伴って検出体８２がセンサスプリング８４の弾発力に抗して一端部側（矢印Ａ方向）へと押し下げられて移動し、基板８０のセンサコイルＳにおいて生じる磁界に対して検出片１１０の接近距離が変化することでインダクタンスが変化し、このインダクタンス変化に基づいた検出信号がターミナル８６を通じて図示しないコントローラへと出力される。

その結果、検出片１１０を有した検出体８２、該検出体８２が当接した弁体１４の軸方向位置が検知され、前記弁体１４がボディ１２及びスリーブ４２の内部で下降して導入ポート２８と第１導出ポート３０とが連通した状態であることが確認される。

また、弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４を、スリーブ４２の第１及び第２ガイド部５８、６０に対して常に摺接させる構成とした場合でも、密閉された第１空間７０と第２空間７２とが前記弁体１４の連通路７４を介して互いに連通しているため、前記弁体１４がスリーブ４２の内部で軸方向に移動する際に第１及び第２空間７０、７２における冷却水が圧縮されることがなく動作抵抗になることがないため円滑に変位させることができる。

このように上述した流路切替弁１０では、弁体１４をボディ１２及びスリーブ４２に沿って上下方向に移動させ、その連通凹部６６を介して導入ポート２８と第１及び第２導出ポート３０、３２との連通状態を切り替えることで、冷却水の供給経路を切り替えることが可能となる。

以上のように、本実施の形態では、流路切替弁１０を構成するボディ１２の内部に円筒状のスリーブ４２が設けられると共に、前記スリーブ４２の第２収納孔５０に沿って弁体１４が軸方向に移動自在に設けられており、前記弁体１４における一端部の外周に形成された第１ランド部６２が前記スリーブ４２の第１ガイド部５８に摺接し、該弁体１４における他端部の外周に形成された第２ランド部６４が前記スリーブ４２の第２ガイド部６０に摺接し、前記弁体１４が軸方向に移動した際に、前記第１及び第２ランド部６２、６４が前記第１及び第２ガイド部５８、６０に常に摺接するように軸方向に重複させている。

従って、駆動部１８からの駆動力によって弁体１４がスリーブ４２に沿って下降する場合、該駆動力が滅勢されバルブスプリング２４の弾発力によって前記弁体１４が前記スリーブ４２に沿って上昇する場合のいずれの場合においても、前記弁体１４の第１及び第２ランド部６２、６４が前記スリーブ４２の第１及び第２ガイド部５８、６０へと摺接し、該弁体１４の一端部側に形成された第１空間７０及び他端部側に形成された第２空間７２と流路６８とを確実に分離することができる。

そのため、ボディ１２及びスリーブ４２と駆動部１８及びセンサユニット１６との間に、従来の流路切替弁のようにダイヤフラム（隔離部材）を設けることなく、弁体１４の外周面とスリーブ４２の内周面とを常に摺接させるという簡素な構成で、流体中に含まれる異物等の第１及び第２空間７０、７２側への浸入を確実に防止することができる。

その結果、ダイヤフラムを設けて異物等の浸入を防止していた従来の流路切替弁と比較し、部品点数及び組付工数を削減することができ、それに伴って、製造コストの削減を図ることが可能となる。

また、温度によって硬度の変化するゴム製のダイヤフラムを用いる必要がないため、硬度変化に応じた駆動部１８の駆動力の設定を行う必要がなく、前記駆動部１８を最適な駆動力で駆動させることで、従来の流路切替弁に対して消費電力等のランニングコストの削減を図ることができると共に、耐久性の向上を図ることも可能となる。

さらに、上述した構成によって第１空間７０側に設けられるセンサユニット１６への異物等の浸入を確実に防止することで、前記センサユニット１６による弁体１４の移動位置の検出精度及び信頼性を高めることができ、一方、第２空間７２側に設けられる駆動部１８側への異物等の浸入を確実に防止することで、前記駆動部１８の信頼性を高めることができる。

また、上述した駆動部１８は、コイル１１８の通電作用下に磁力を発生して軸方向の推力を得るソレノイドを用いる構成に限定されるものではなく、例えば、通電作用下に回転するステップモータ等を利用するようにしてもよい。

さらに、上述した流路切替弁１０においては、流体として冷却水を用い、その供給先を切り替える場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、流体としてオイルや冷媒等を流通させ、その供給先を切り替えるために用いるようにしてもよい。

なお、本発明に係る流路切替弁は、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。

１０…流路切替弁 １２…ボディ
１４…弁体 １６…センサユニット
１８…駆動部 ４２…スリーブ
５２…着座部 ５８…第１ガイド部
６０…第２ガイド部 ６２…第１ランド部
６４…第２ランド部 ６６…連通凹部
６８…流路 ７０…第１空間
７２…第２空間 ７４…連通路

Claims (3)

1. 流体の供給される導入ポート及び導出ポートを有したボディと、該ボディの内部に軸方向に沿って移動自在に設けられた弁体と、前記弁体を前記軸方向に付勢する駆動部とを備え、前記弁体が軸方向に移動することで前記導入ポートと前記導出ポートとの連通状態を切り替える流路切替弁において、
   前記ボディの内部には、前記導入ポートと前記導出ポートとを連通する流路が形成されると共に、前記駆動部側となる前記弁体の軸方向一端との間に形成された一方の空間と、前記弁体の軸方向他端との間に形成された他方の空間とを備え、
   前記ボディにおける軸方向両端の内周面に対して前記弁体の外周面が常に軸方向に重複した状態で摺接し、前記一方の空間と前記他方の空間との間に設けられた前記流路と前記一方及び他方の空間とを分離すると共に、前記弁体には、前記一方の空間と前記他方の空間とを連通する連通路を備える、流路切替弁。
2. 請求項１記載の流路切替弁において、
   前記他方の空間には、前記弁体の軸方向位置を検出可能な検出手段を備える、流路切替弁。
3. 請求項１又は２記載の流路切替弁において、
   前記駆動部は、コイルに対する通電作用下に励磁させ可動体を軸方向に変位可能なソレノイドである、流路切替弁。

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