JP4048616B2

JP4048616B2 - 流量制御弁

Info

Publication number: JP4048616B2
Application number: JP24753998A
Authority: JP
Inventors: 正則鎌倉; 基彦平松
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2018-09-01
Also published as: JP2000074235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体の出入口通路を有し、回動可能な弁体で流体流量を制御する流量制御弁に関し、例えば車両用空調装置における温水流量の制御弁に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開平１０−４４７４７号公報には、円柱状の弁体に３つの開口部（外周部に２つ、端面に１つ）を設け、その開口部に連通可能な穴部を有するシール部材を、それぞれの開口部に対向させて弁体の周囲に３つ配置し、弁体の回動により開口部と穴部の連通面積を変化させて、流体の出入口通路間の流体流量を制御する流量制御弁が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の流量制御弁では、独立して成形され個々に分離した、３つのシール部材を使用している。そして、これらのシール部材は、弁ハウジング内の狭いスペースに、個々にシール部材の組付け位置や組付け方向等を確認しつゝ組付ける必要があるため、組付けに多くの時間がかかるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、流体の出入口通路を３つ有し、シール部材がそれに対応して３つの穴部を有する流量制御弁において、シール部材の組付け時間の低減を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１ないし３に記載の発明では、弁ハウジング（１８）の３つの流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）に連通する３つの穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）を有するシール部材（２８）と、３つの穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）に連通可能な開口部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）を有する弁体（１７）とを備え、この弁体（１７）の回動により穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）と開口部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）との連通面積を変化させて、流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）間の流体流量を制御する流量制御弁において、
弁体（１７）は弁ハウジング（１８）の内部に回動可能に収納される円柱状に成形されており、
弁体（１７）の３つの開口部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）のうち、２つの開口部（１７ａ，１７ｃ）は円柱状の外周部に配置され、残余の１つの開口部（１７ｂ）は円柱状の軸方向一端部に配置され、
弁ハウジング（１８）の３つの流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）のうち、２つの流体出入口通路（５、１９ａ）は弁体（１７）の円柱状の外周部に対向するように配置され、残余の１つの流体出入口通路（２２ａ）は弁体（１７）の円柱状の軸方向一端部に対向するように配置され、
シール部材（２８）は、穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）を１つずつ有する３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）と、この３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）を連結して一体化する連結手段（２８ａ）とからなり、
連結手段（２８ａ）には、３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）相互間を連結する連結部（２８ｈ、２８ｉ）が折り曲げ可能に構成されており、
連結手段（２８ａ）の連結部（２８ｈ、２８ｉ）を折り曲げることにより、３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）のうち、２つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｄ）は弁体（１７）の円柱状の外周部に対向するように配置され、残余の１つのパッキン本体部（２８ｃ）は弁体（１７）の円柱状の軸方向一端部に対向するように配置されることを特徴としている。
【０００６】
このように、従来３つに分離していたシール部材を一体化したことにより、３５のパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）の相互の位置関係を予め決めておくことができるので、シール部材（２８）の組付け時には、３つの流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）と３つの穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）との位置合わせが容易で、シール部材（２８）の組付け時間を低減することができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明では、連結手段（２８ａ）を、パッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）とは別個に形成された、可撓性を有する１枚のシート状の連結部材（２８ａ）で構成して、その連結部材（２８ａ）を弁体（１７）と接する側に配置している。
これによれば、連結部材（２８ａ）の材質として低摩擦係数のものを選ぶことができ、弁体（１７）の回動時の摺動抵抗の低減が可能となる。従って、連結部材（２８ａ）に、パッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）を連結して一体化する機能と摺動抵抗低減の機能の、両方を持たせることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明のように、連結部材（２８ａ）をフッ素樹脂製にすることにより、弁体（１７）の回動時の摺動抵抗を特に小さくできる。
なお、上記した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
図１〜図３は本発明の実施形態を示すもので、自動車用空調装置の温水式暖房装置において、自動車走行用の水冷式エンジン１から暖房用熱交換器２へ供給される温水流量を制御するための流量制御弁に本発明を適用した例を示す。なお、暖房用熱交換器２は、エンジン１から供給される温水と送風空気とを熱交換して、送風空気を加熱するものである。また、エンジン１により駆動されるウォータポンプ（図示せず）により、エンジン１の冷却水回路（温水回路）に水を循環させるようになっている。
【００１０】
図１および２において、４は本発明による流量制御弁で、温水の出入口通路を３つ有する三方弁タイプの弁構造を有するものであり、その詳細構造は後述する。５はエンジン１に対して暖房用熱交換器２と並列に設けられたバイパス出口通路、６は定差圧弁（圧力応動弁）であり、その前後の差圧が予め定めた所定値に達すると開弁するもので、エンジン１の回転数変動によりウオータポンプの吐出圧が変動しても、暖房用熱交換器２の前後圧を一定に近づける役割を果たすものである。この流量制御弁４は、暖房用熱交換器２に対して一体構造として組付られるようになっている。
【００１１】
樹脂製の弁ハウジング１８には、エンジン１からの温水が流入する第１の温水入口パイプ１９、エンジン１に温水を還流させる第１の温水出口パイプ２０、熱交換器２の出口からの温水が流入する第２の温水入口パイプ２１、前記第１の温水入口パイプ１９から流入した温水を熱交換器２に向けて流出させる第２の温水出口パイプ２２が一体成形されている。
【００１２】
また、第１の温水入口パイプ１９内に入口通路１９ａが形成され、第２の温水出口パイプ２２内に出口通路２２ａが形成され、さらにハウジング１８内には、入口通路１９ａから弁体１７を介して第１の温水出口パイプ２０側に温水をバイパスさせる上述のバイパス出口通路５が形成されている。
上記弁体１７は本例では樹脂材料（例えばポリアセタール）にて円柱状に成形され、弁ハウジング１８内に回動可能に配置され、収納されている。この弁体１７は第１〜第３の開口部１７ａ，１７ｂ，１７ｃを有する温水の通路が内部に形成され、その開口部１７ａ，１７ｂ，１７ｃは入口通路１９ａ、出口通路２２ａ、バイパス出口通路５と対向している。
【００１３】
なお、弁ハウジング１８内に形成されたバイパス出口通路５には、上述の定差圧弁６が配設されており、この定差圧弁６は樹脂によりカップ状に形成され、コイルばね６ｂにより図１の下方向（閉弁方向）に押されている。２７は弁座を形成する隔壁で、その中心部には定差圧弁６により開閉される円形穴２７ａを有している。
【００１４】
次に、図３にてシール部材２８について説明する。このシール部材２８は、１枚のシート状の連結部材（連結手段）２８ａと、この連結部材２８ａに接着された第１〜第３のパッキン本体部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとからなる。連結部材２８ａは、可撓性に優れかつ低摩擦係数のフッ素樹脂（例えば厚さ０．２ｍｍ）よりなり、略Ｌ字状に形成されている。パッキン本体部２８ｂ〜２８ｄは耐熱性に優れるゴム材（例えばＥＰＤＭ…エチレン−プロピレン−ジエンモノマー）よりなり、連結部材２８ａよりも十分厚く（例えば厚さ１．５〜４．５ｍｍ）成形されている。
【００１５】
第１および第３のパッキン本体部２８ｂ、２８ｄの平面形状は矩形状に成形されると共に、弁体１７側の面２８ｂ’，２８ｄ’は弁体１７の外周面に沿った湾曲形状に成形され、第２のパッキン本体部２８ｃの平面形状は扇状に成形される。そして、第１〜第３のパッキン本体部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは離して配置され、従って第１および第２のパッキン本体部２８ｂ、２８ｃ間の連結部２８ｈと、第２および第３のパッキン本体部２８ｃ、２８ｄ間の連結部２８ｉは、連結部材２８ａのみの薄板部で構成される。
【００１６】
シール部材２８には、温水の通路となる第１〜第３の穴部２８ｅ、２８ｆ、２８ｇが形成されている。また、各穴部２８ｅ，２８ｆ，２８ｇの縁部には、弁体１７に接する側の面に、環状のシール用突起部２８ｊ，２８ｋ，２８ｍが設けてあり、この突起部２８ｊ，２８ｋ，２８ｍは連結部材２８ａによって覆われている。
【００１７】
このシール用突起部２８ｊ，２８ｋ，２８ｍを設けたことにより、突起部２８ｊ，２８ｋ，２８ｍと弁体１７との接触面圧を高めてシール性を上げることができる。また、連結部材２８ａはフッ素樹脂製で低摩擦係数であるため、弁体１７の回動時の摺動抵抗も小さくできるという利点がある。
なお、シール部材２８は、連結部材２８ａと第１〜第３のパッキン本体部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとが所定の位置関係をもって接着剤で仮付けされ、ゴム材よりなる第１〜第３のパッキン本体部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの加硫時にその時の熱で接着剤が硬化し、これにより接着が完了して一体化される。
【００１８】
こうして一体化されたシール部材２８は、薄肉で可撓性に富む２つの連結部２８ｈ、２８ｉで折り曲げて、各パッキン本体部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを弁体１７の周囲に配置し、弁体１７と共に弁ハウジング１８に組付けられる。この時、シール部材２８の第１の穴部２８ｅが弁体１７の第１の開口部１７ａおよび入口通路１９ａと連通し、第２の穴部２８ｆが第２の開口部１７ｂおよび出口通路２２ａと連通し、第３の穴部２８ｇが第３の開口部１７ｃおよびバイパス出口通路５と連通するように位置決めして組付けられる。
【００１９】
この組付けの際、シール部材２８が一体化されて３つのパッキン本体部２８ｂ，２８ｃ，２８ｄの相互の位置関係が予め決まっているから、組付け時には３つの流体出入口通路５、１９ａ，２２ａと３つの穴部２８ｅ，２８ｆ，２８ｇとの位置合わせが容易である。従って、従来のように個々にシール部材の組付け位置や組付け方向等を確認しつゝ組付けるのに比して、シール部材２８の組付け時間の低減が可能になる。
【００２０】
なお、シール部材２８は、弁体１７内の温水通路を介することなく、直接入口通路１９ａ、出口通路２２ａ、バイパス出口通路５間で温水が流通してしまうことを防ぐために、弁体１７の周囲に配置される。
このように組付けられた流量制御弁は、弁体１７が図示しないサーボモータまたは手動操作で回動されることにより、第１〜第３の開口部１７ａ，１７ｂ，１７ｃと第１〜第３の穴部２８ｅ、２８ｆ、２８ｇとの連通面積、言い換えれば各開口部１７ａ，１７ｂ，１７ｃの開口面積が変化する。
【００２１】
この開口面積と弁体１７の回動量（開度）との関係については、特開平１０−４４７４７号公報に詳しく述べられているので簡単に説明する。エンジン１からの温水の入口となる第１の開口部１７ａおよび暖房用熱交換器２への温水の出口となる第２の開口部１７ｂは、弁体１７の開度の増加に伴って開口面積が増加する。一方、暖房用熱交換器２の温水出口側と連通する第３の開口部１７ｃは、弁体１７の開度の増加に伴って開口面積が減少する。従って、弁体１７の開度の調整により暖房用熱交換器２に流入する温水流量を制御して、暖房能力を調整することができる。
【００２２】
なお、上記実施形態では、本発明を車両用空調装置の温水流量制御弁に適用した例について説明したが、温水流量の制御に限定されることなく、種々な用途において本発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態において、弁ハウジングの上部のカバーを取り外した状態の流量制御弁の平面図である。
【図２】カバーを装着した状態の、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】（Ａ）は図１のシール部材の非組付け状態の斜視図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【符号の説明】
５、１９ａ，２２ａ…出入口通路、１７…弁体、
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ…第１〜第３の開口部、１８…弁ハウジング、
２８…シール部材、２８ａ…連結部材（連結手段）、
２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ…第１〜第３のパッキン本体部、
２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ…第１〜第３の穴部。

Claims

３つの流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）を有する弁ハウジング（１８）と、
この弁ハウジング（１８）の内部に収納され、前記３つの流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）に連通する３つの穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）を有するシール部材（２８）と、
前記シール部材（２８）と接するようにして前記弁ハウジング（１８）の内部に収納され、前記３つの穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）に連通可能な３つの開口部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）を有する弁体（１７）とを備え、
この弁体（１７）の回動により前記穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）と前記開口部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）との連通面積を変化させて、前記流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）間の流体流量を制御する流量制御弁において、
前記弁体（１７）は前記弁ハウジング（１８）の内部に回動可能に収納される円柱状に成形されており、
前記弁体（１７）の前記３つの開口部（１７ａ，１７ｂ，１７ｃ）のうち、２つの開口部（１７ａ，１７ｃ）は前記円柱状の外周部に配置され、残余の１つの開口部（１７ｂ）は前記円柱状の軸方向一端部に配置され、
前記弁ハウジング（１８）の前記３つの流体出入口通路（５、１９ａ，２２ａ）のうち、２つの流体出入口通路（５、１９ａ）は前記弁体（１７）の前記円柱状の外周部に対向するように配置され、残余の１つの流体出入口通路（２２ａ）は前記弁体（１７）の前記円柱状の軸方向一端部に対向するように配置され、
前記シール部材（２８）は、前記穴部（２８ｅ，２８ｆ，２８ｇ）を１つずつ有する３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）と、この３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）を連結して一体化する連結手段（２８ａ）とからなり、
前記連結手段（２８ａ）には、前記３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）相互間を連結する連結部（２８ｈ、２８ｉ）が折り曲げ可能に構成されており、
前記連結手段（２８ａ）の前記連結部（２８ｈ、２８ｉ）を折り曲げることにより、前記３つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）のうち、２つのパッキン本体部（２８ｂ，２８ｄ）は前記弁体（１７）の前記円柱状の外周部に対向するように配置され、残余の１つのパッキン本体部（２８ｃ）は前記弁体（１７）の前記円柱状の軸方向一端部に対向するように配置されることを特徴とする流量制御弁。
前記連結手段（２８ａ）は、前記パッキン本体部（２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）とは別個に形成された、可撓性を有する１枚のシート状の連結部材（２８ａ）で構成され、かつ前記連結部材（２８ａ）が前記弁体（１７）と接する側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
前記連結部材（２８ａ）はフッ素樹脂よりなることを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。