JP6278207B2 - Engine coolant control valve device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの冷却液制御バルブ装置に関する。 The present invention relates to an engine coolant control valve device.
従来、エンジンの暖機を促進するために、暖機時にエンジンとラジエータとの間の冷却液の循環を制限するためのエンジンの冷却液制御バルブ装置が知られている(例えば特許文献1を参照)。 Conventionally, in order to promote engine warm-up, an engine coolant control valve device for limiting circulation of coolant between the engine and a radiator during warm-up is known (see, for example, Patent Document 1). ).
特許文献1に記載のエンジンの冷却液制御バルブ装置は、エンジンとラジエータとを結ぶ冷却液の流路に設けられたロータリバルブ装置である。特許文献1に記載のロータリバルブ装置は、外周面に開口部を有する円筒状のロータと、当該ロータを収容するとともに、上記流路と連通する冷却液導出口が形成されたハウジングとを備えている。このロータリバルブ装置は、ロータの回転角度が冷却液導出口と上記開口部とが重なり合う角度となることにより開弁状態となり、ロータの回転角度が冷却液導出口と上記開口部とが重なり合わない角度となることにより閉弁状態となる。
The engine coolant control valve device described in
さらに、特許文献1に記載のロータリバルブ装置は、冷却液導出口に挿入され、かつ、先端部がロータの外周面に摺接する筒状のシール部材と、当該シール部材をロータ側に付勢することにより、閉弁状態においてシール部材の先端部とロータの外周面とを密着させる弾性部材とを備えている。
Furthermore, the rotary valve device described in
特許文献1に記載の冷却液制御装置によれば、エンジン始動時等の冷却液の温度が低いときに、ロータリバルブ装置を閉弁状態とすることにより、暖機を促進することができる。
According to the coolant control device described in
特許文献1に記載の冷却液制御装置は、シール部材が弾性部材によってロータ側に押圧されることでシール部材とロータとの接触圧を得ているが、シール部材のロータ側の面には冷却液の液圧が作用する(弾性部材による押圧力とは反対向きの液圧が作用する)ため、その液圧が作用する分、シール部材とロータとの接触圧が小さくなって、シール部材とロータとの間で十分なシール性能が得られず、閉弁状態においてロータから冷却液導出口へ冷却液が浸入する虞があった。
In the coolant control device described in
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、より高度なシール性能を確保して冷却液の流量制御をより適切に行うことができる、エンジンの冷却液制御バルブ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an engine coolant control valve device capable of ensuring a higher level of sealing performance and more appropriately controlling the coolant flow rate. For the purpose.
上記の問題を解消するために、本願発明者は、シール部材の外径を冷却液導出口の内径よりも小さく設定することで、シール部材の外周面と冷却液導出口の内周面との間に隙間を設けるとともに、このシール部材の内側に筒状の可撓性シール部材を予め設けておき(以下、前者のシール部材を「第1シール部材」、後者のシール部材を「第2シール部材」と称する)、さらに、この第2シール部材の内側に筒状のアダプタを嵌め込み、このアダプタを冷却液導出口の内周面にOリングを介して固定することにより、シール性能を高めることを考えた。 In order to solve the above problem, the inventor of the present application sets the outer diameter of the seal member to be smaller than the inner diameter of the coolant outlet port, so that the outer peripheral surface of the seal member and the inner peripheral surface of the coolant outlet port are A gap is provided between them, and a cylindrical flexible seal member is provided inside the seal member in advance (hereinafter, the former seal member is referred to as “first seal member”, and the latter seal member is referred to as “second seal”). In addition, a cylindrical adapter is fitted inside the second seal member, and the adapter is fixed to the inner peripheral surface of the cooling liquid outlet through an O-ring to enhance the sealing performance. Thought.
すなわち、この構成によれば、ロータリバルブ装置の閉弁状態において、ハウジングのロータ収容空間内の冷却液が、第1シール部材の外周面と冷却液導出口の内周面との間の隙間を通じて第2シール部材に到達する。そして、第2シール部材に到達した冷却液の液圧により第2シール部材がアダプタ側に弾性変形して第2シール部材とアダプタとの間の接触圧が上昇し、これらの間のシール性が確保されるとともに、第2シール部材がロータ側に押圧される。第2シール部材がロータ側に押圧されることで、第1シール部材をロータ側へ押圧する力として、液圧による押圧力と弾性部材の弾性力の合力が第1シール部材に作用するため、第1シール部材とロータとの間のシール性能を高めることができる。 That is, according to this configuration, when the rotary valve device is closed, the coolant in the rotor housing space of the housing passes through the gap between the outer peripheral surface of the first seal member and the inner peripheral surface of the coolant outlet. The second seal member is reached. Then, the second seal member is elastically deformed toward the adapter side due to the liquid pressure of the coolant that has reached the second seal member, and the contact pressure between the second seal member and the adapter is increased, and the sealing performance between these is increased. The second seal member is pressed toward the rotor while being secured. Since the second seal member is pressed toward the rotor side, the resultant force of the pressing force due to the hydraulic pressure and the elastic force of the elastic member acts on the first seal member as a force for pressing the first seal member toward the rotor side. The sealing performance between the first seal member and the rotor can be enhanced.
しかしながら、冷却液の液圧をロータ側へ向けて作用させてシール性能を高める上記の方法では、第1シール部材と冷却液導出口の間に隙間が設けられているため、バルブ装置の組み立て作業において冷却液導出口内に第1シール部材を配置する際に、冷却液導出口の中心と第1シール部材の中心とを一致させる(位置合わせする)ことが難しい。このように、冷却液導出口の中心と第1シール部材の中心とが一致していない状態であると、第2シール部材の内側にアダプタを嵌め込む作業が難しくなってアダプタの組み付け性が低下するとともに、ロータと第1シール部材との接触圧が第1シール部材の周方向全体に亘って均一とならず、ロータと第1シール部材との間のシール性能が低下する虞がある。また、アダプタと第2シール部材との接触圧が第2シール部材の周方向全体に亘って均一とならず、アダプタと第2シール部材との間のシール性能が低下する虞がある。そのため、冷却液の流量制御を適切に行うことができない可能性がある。 However, in the above method of increasing the sealing performance by applying the coolant pressure toward the rotor side, a gap is provided between the first seal member and the coolant outlet, and therefore the assembly work of the valve device When the first seal member is disposed in the coolant outlet, it is difficult to align (align) the center of the coolant outlet with the center of the first seal member. As described above, when the center of the coolant outlet and the center of the first seal member do not coincide with each other, it becomes difficult to fit the adapter inside the second seal member, and the assembling property of the adapter is lowered. In addition, the contact pressure between the rotor and the first seal member is not uniform over the entire circumferential direction of the first seal member, and the sealing performance between the rotor and the first seal member may be reduced. Further, the contact pressure between the adapter and the second seal member is not uniform over the entire circumferential direction of the second seal member, and the sealing performance between the adapter and the second seal member may be reduced. For this reason, there is a possibility that the flow rate control of the coolant cannot be performed appropriately.
従って、冷却液の液圧を利用してシール性能を高める場合には、バルブ装置の組み立て作業性を損なわないようにする必要がある。 Therefore, when enhancing the sealing performance by utilizing the liquid pressure of the coolant, it is necessary not to impair the assembling workability of the valve device.
そこで、本発明は、エンジンと補機とを結ぶ冷却液の流路に設けられ、当該流路における冷却液の流量を制御するエンジンの冷却液制御バルブ装置であって、外周面に第1開口部を有する断面が円環状のロータと、前記ロータを回転可能に収容する収容空間および当該収容空間に連通するとともに前記流路が接続される少なくとも2つの第2開口部を有するハウジングと、前記第2開口部の内周面との間に隙間を有する状態で前記第2開口部に挿入され、先端部が前記ロータの外周面と摺接する筒状の第1シール部材と、前記第1シール部材を前記ロータ側に付勢する弾性部材と、前記第1シール部材の内側に設けられ、断面が環状の可撓性を有する第2シール部材と、前記第2シール部材の内周面に接するとともに前記第2開口部の内周面に対して間隔を隔てた状態で前記第2開口部に挿入される筒状部と、当該筒状部から径方向外側へ延出して前記第2開口部の内周面に固定され、前記第2開口部の内周面と前記筒状部との間に、前記隙間を通じて前記収容空間に連通して冷却液の液圧を前記第2シール部材に対して作用させる液圧作用空間を形成するフランジ部とを有する挿入部材と、前記第1シール部材の外周面における周方向の複数の位置で前記第1シール部材の外側から当接して、前記第2開口部に対して前記第1シール部材を位置決めする位置決め部と、を備えるエンジンの冷却液制御バルブ装置を提供する。 Accordingly, the present invention is an engine coolant control valve device that is provided in a coolant flow path that connects an engine and an auxiliary machine, and that controls the flow rate of the coolant in the flow path. A rotor having a circular section in section, a housing space for rotatably housing the rotor, a housing having at least two second openings connected to the housing space and connected to the flow path, and the first A cylindrical first seal member that is inserted into the second opening in a state having a gap between the inner periphery of the two openings, and a tip portion of which is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotor; and the first seal member In contact with the inner peripheral surface of the second seal member, an elastic member that urges the rotor toward the rotor, a second seal member that is provided inside the first seal member, and has an annular cross section. Inner peripheral surface of the second opening A cylindrical portion that is inserted into the second opening in a state of being spaced apart from the cylindrical portion, and extends radially outward from the cylindrical portion to be fixed to an inner peripheral surface of the second opening. A flange that forms a fluid pressure acting space that communicates with the housing space through the gap and causes the fluid pressure of the coolant to act on the second seal member between the inner peripheral surface of the opening and the cylindrical portion. An insertion member having a portion, and abutting from the outside of the first seal member at a plurality of circumferential positions on the outer peripheral surface of the first seal member, and the first seal member to the second opening An engine coolant control valve device including a positioning unit for positioning is provided.
本発明によれば、ロータの第1開口部からハウジング内に出た冷却液は、第1シール部材の外周面と第2開口部の内周面との間の隙間を通じて液圧作用空間に流入する。液圧作用空間に流入した冷却液の液圧が、可撓性を有する第2シール部材をロータ側および筒状部側へ押圧するため、第2シール部材は、第1シール部材をロータ側へ押圧して第1シール部材とロータの外周面との接触圧を高めるとともに、筒状部側へ変形して第2シール部材と筒状部との接触圧を高める。これにより、第1シール部材とロータとの間のシール性能および第2シール部材と筒状部との間のシール性能を高めることができるため、閉弁状態(ロータの第1開口部とハウジングの第2開口部とが重なり合っていない状態)において、冷却液がロータから挿入部材内へ流入するのを防止することができ、冷却液の流量制御を適切に行うことができる。 According to the present invention, the coolant that has flowed into the housing from the first opening of the rotor flows into the hydraulic pressure working space through the gap between the outer peripheral surface of the first seal member and the inner peripheral surface of the second opening. To do. Since the hydraulic pressure of the coolant flowing into the hydraulic pressure space presses the flexible second seal member toward the rotor side and the cylindrical portion side, the second seal member moves the first seal member toward the rotor side. The pressure is increased to increase the contact pressure between the first seal member and the outer peripheral surface of the rotor, and the contact pressure between the second seal member and the cylindrical portion is increased by deformation to the cylindrical portion side. As a result, the sealing performance between the first seal member and the rotor and the sealing performance between the second seal member and the cylindrical portion can be enhanced, so that the valve closed state (the first opening of the rotor and the housing In a state in which the second opening does not overlap, the coolant can be prevented from flowing into the insertion member from the rotor, and the coolant flow rate can be appropriately controlled.
さらに、第2開口部に対して第1シール部材を位置決めする位置決め部が設けられているため、本発明に係るバルブ装置を組み立てる際に、第2開口部内で第1シール部材を適正な位置に容易に位置決めすることができる。すなわち、冷却液を液圧作用空間に導入するために、第1シール部材の外周面と第2開口部の内周面との間には隙間が設けられているが、本発明では、位置決め部が設けられているため、第2開口部内における第1シール部材の位置決めが容易となり、しかも、第1シール部材が適正な位置に配置されるため、第1シール部材の内側に設けられる第2シール部材に対して挿入部材を容易かつ適正に挿入することができ、挿入部材の組み付け性が向上し、その結果、バルブ装置の組み立て作業性が良好なものとなる。さらに、位置決め部は、第1シール部材の外周面における周方向の複数の位置に当接する状態で設けられているため、互いに隣接する当接箇所の間に冷却液が通過する隙間が確保され、位置決め部は冷却液の液圧作用空間への流入を阻害しない。 Furthermore, since the positioning part which positions a 1st seal member with respect to a 2nd opening part is provided, when assembling the valve apparatus which concerns on this invention, a 1st seal member is made into an appropriate position in a 2nd opening part. It can be easily positioned. That is, a gap is provided between the outer peripheral surface of the first seal member and the inner peripheral surface of the second opening in order to introduce the coolant into the hydraulic pressure action space. Since the first seal member is easily positioned in the second opening and the first seal member is disposed at an appropriate position, the second seal provided inside the first seal member is provided. The insertion member can be easily and properly inserted into the member, the assembling property of the inserting member is improved, and as a result, the assembling workability of the valve device is improved. Furthermore, since the positioning portion is provided in a state of contacting with a plurality of positions in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the first seal member, a gap through which the coolant passes is ensured between the contact portions adjacent to each other. The positioning part does not hinder the inflow of the coolant into the hydraulic pressure action space.
本発明においては、前記位置決め部は、前記周方向の複数の位置で前記第2開口部の軸方向に延び、かつ、前記第1シール部材の外周面に当接する複数の突条部を有することが好ましい。 In the present invention, the positioning portion has a plurality of protrusions extending in the axial direction of the second opening at a plurality of positions in the circumferential direction and abutting on the outer peripheral surface of the first seal member. Is preferred.
この構成によれば、複数の突条部により、第1シール部材の外周面をさらに安定した状態で支持することができる。さらに、各突条部が、第1シール部材を第2開口部に挿入する際のガイドの役割を果たすため、第1シール部材の第2開口部への挿入作業をスムースに行うことができる。 According to this configuration, the outer peripheral surface of the first seal member can be supported in a more stable state by the plurality of protrusions. Furthermore, since each protrusion serves as a guide when the first seal member is inserted into the second opening, insertion of the first seal member into the second opening can be performed smoothly.
本発明においては、前記ロータは、中空かつ球状に形成されていることが好ましい。 In the present invention, the rotor is preferably formed in a hollow and spherical shape.
この構成によれば、ロータの外周面に摺接する第1シール部材の先端部を円形状に形成することができる。これにより、第1シール部材とロータとの接触圧を、第1シール部材の周方向全体に亘って均一とすることができ、より高く安定したシール性能を確保することができる。 According to this structure, the front-end | tip part of the 1st seal member which slidably contacts with the outer peripheral surface of a rotor can be formed in circular shape. Thereby, the contact pressure between the first seal member and the rotor can be made uniform over the entire circumferential direction of the first seal member, and higher and more stable sealing performance can be ensured.
本発明においては、前記第2シール部材は、前記第1シール部材の内側に一体的に設けられていることが好ましい。 In this invention, it is preferable that the said 2nd sealing member is integrally provided inside the said 1st sealing member.
この構成によれば、第2シール部材に作用する冷却液の液圧が第1シール部材に確実に伝わるため、第1シール部材とロータとの間のシール性能をさらに高めることができる。 According to this configuration, since the hydraulic pressure of the coolant acting on the second seal member is reliably transmitted to the first seal member, the sealing performance between the first seal member and the rotor can be further enhanced.
以上説明したように、本発明によれば、良好な組み立て作業性を確保しつつ、より高度なシール性能を確保して冷却液の流量制御をより適切に行うことができる、エンジンの冷却液制御バルブ装置を得ることができる。 As described above, according to the present invention, an engine coolant control that can ensure a higher level of sealing performance and more appropriately control the coolant flow rate while ensuring good assembly workability. A valve device can be obtained.
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
なお、図1〜3においては、ロータリバルブ装置2を、展開した状態で模式的(機能的)に示している。
1 to 3 schematically show the
図1〜3に示されるように、本実施形態におけるエンジン3は、シリンダブロック3Aと、シリンダブロック3Aの上側(図1では下側に図示)に設けられたシリンダヘッド3Bとを有している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図1〜3は、シリンダブロック3Aおよびシリンダヘッド3Bを、各々、上方から見たものとして表している。
1 to 3 show the
なお、図1〜3において、冷却水(本発明の「冷却液」に相当)の流路に矢印が記載されている場合には、その流路に冷却水が流れていることを表し、流路に矢印が記載されていない場合には、その流路に冷却水が流れていないことを表している。 1 to 3, when an arrow is written in the flow path of the cooling water (corresponding to “cooling liquid” of the present invention), this means that the cooling water is flowing through the flow path. When an arrow is not described on the path, it indicates that cooling water is not flowing through the flow path.
図1〜3に示されるように、シリンダブロック3Aおよびシリンダヘッド3Bの内部には、各々、ピストン(図示略)が嵌挿された複数の気筒#1〜#4が形成されている。具体的には、図1の左から順に第1気筒#1,第2気筒#2,第3気筒#3,第4気筒#4が形成されている。エンジン3は、4つの気筒#1〜#4がクランク軸方向に直列に並ぶ直列4気筒エンジンである。シリンダヘッド3Bにおける第4気筒#4側の端部に、後述のロータリバルブ装置(本発明の「冷却液制御バルブ装置」に相当)2が設けられている。エンジン3は、車両前部に設けられたエンジンルーム内に配置されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a plurality of
シリンダブロック3Aは、気筒#1〜#4の周囲に設けられたメインウォータジャケット13を有している。メインウォータジャケット(以下、「ブロック側流路」と称する)13は、シリンダブロック3Aを第1気筒#1側から第4気筒#4側を回って第1気筒#1側まで一巡するように通過する。ブロック側流路13の上流端は、後述のエンジン側ポンプ4の吐出口に接続されている。
The
シリンダヘッド3Bには、メインウォータジャケット14が形成されている。メインウォータジャケット(以下、「ヘッド側流路」と称する)14は、燃焼室の周囲の部分を第1気筒#1側から第4気筒#4側まで気筒列方向に通過する。ヘッド側流路14の上流端はブロック側流路13の下流端に接続され、ヘッド側流路14の下流端はロータリバルブ装置2に接続されている。
A
次に、エンジン3の冷却システム1について説明する。
Next, the
図1〜3に示されるように、エンジン3の冷却システム1は、冷却水の循環経路60と、ラジエータ6と、水温センサ23,24と、吸気温センサ9と、クランク角センサ10と、アクセル開度センサ11と、ヒータ側ポンプ22と、エンジン側ポンプ4と、ロータリバルブ装置2と、ECU8(Electronic Control Unit)とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
循環経路60は、冷却水が循環する経路であり、ブロック側流路13、ヘッド側流路14、ラジエータ側流路20、リターン流路17、ヒータ側流路18、ATF側流路19、水温検知用流路16、および連絡流路21を有している。
The
ラジエータ側流路20は、ラジエータ6(本発明の「補機」に含まれる)を通過する流路である。ラジエータ側流路20の上流端部はロータリバルブ装置2に接続され、ラジエータ側流路20の下流端部はリターン流路17に接続されている。
The radiator-
リターン流路17は、ラジエータ側流路20、水温検知用流路16、ヒータ側流路18、およびATF側流路19から流出した冷却水をエンジン側ポンプ4に戻すための流路である。リターン流路17の上流部または中流部に、ラジエータ側流路20、水温検知用流路16、ヒータ側流路18、およびATF側流路19の下流端部が接続されている。リターン流路17の下流端部は、エンジン側ポンプ4の吸込口に接続されている。
The
ヒータ側流路18は、空調装置のヒータコア5(本発明の「補機」に含まれる)を通過する流路である。ヒータ側流路18の上流端部はロータリバルブ装置2に接続されている。
The heater-
ATF(Automatic Transmission Fluid)側流路19は、ATFウォーマ7(本発明の「補機」に含まれる)を通過する流路である。ATF側流路19の上流端部は、ヒータ側流路18におけるヒータ側ポンプ4とロータリバルブ装置2との間の区間に接続されている。
The ATF (Automatic Transmission Fluid)
連絡流路21は、ロータリバルブ装置2における後述のサーモスタット45とラジエータ側流路20とを連絡する流路である。連絡流路21の上流端部はサーモスタット45の下流側に接続され、連絡流路21の下流端部はラジエータ側流路20におけるラジエータ6の下流側に接続されている。
The
水温センサ23は、水温検知用流路16に設けられており、ロータリバルブ装置2から流出した直後の冷却水の温度を検出する。水温センサ24は、ラジエータ側流路20におけるラジエータ6の下流側に設けられており、ラジエータ6から流出した冷却水の温度を検出する。吸気温センサ9は、エンジン3に流入する吸入空気の温度を検出する。クランク角センサ10は、クランクシャフトの回転角度を検出する。アクセル開度センサ11は、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度として検出する。
The
ECU8は、CPU、RAM、ROM等により構成されている。ECU8は、水温センサ23、吸気温センサ9、クランク角センサ10、およびアクセル開度センサ11から受けた検出値を示す信号に基づいて、ロータリバルブ装置2およびヒータ側ポンプ22の動作を制御するための制御信号を生成し、その制御信号をロータリバルブ装置2およびヒータ側ポンプ22に送信する。
The ECU 8 is constituted by a CPU, a RAM, a ROM, and the like. The ECU 8 controls operations of the
ヒータ側ポンプ22は、電子制御式の電動ポンプである。ヒータ側ポンプ22は、後述のヒータ側流路18におけるヒータコア5の上流側に設けられている。
The
エンジン側ポンプ4は、機械式ポンプであり、エンジン3の駆動力を受けて作動する。
The engine-
図1〜3に示されるように、ロータリバルブ装置2は、エンジン3と補機5,6,7とを結ぶ冷却水の流路に設けられ、当該流路における冷却水の流量を制御するものである。具体的には、ロータリバルブ装置2の冷却水取入口(後述の第2開口部36c)がヘッド側流路14の下流端に接続され、ロータリバルブ装置2の4つの冷却水排出口(後述の第2開口部36a,36b,36d,36e)がラジエータ側流路20、ヒータ側流路18、水温検知用流路16、および連絡流路21の各上流端に接続されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図4に示されるように、ロータリバルブ装置2は、回転軸32と、回転軸32と共に回転する中空かつ球状のロータ33と、ロータ33を回転可能に収容するハウジング30と、回転軸32を介してロータ33を回転駆動する電子制御式の電動モータ(図示略)と、第1シール部材38と、第2シール部材39と、弾性部材42と、挿入部材37,44と、サーモスタット45とを備えている。
As shown in FIG. 4, the
ロータ33は、球状の周壁部33gと、周壁部33gの内壁面により囲まれる中空部33fと、回転軸32から放射状に延びて周壁部33gを内側から支持する複数のスポーク部31とを有する。
The
周壁部33g(ロータ33の外周面)は、5つの第1開口部33a〜33eを有する(図1参照)。5つの第1開口部33a〜33eは、中空部33fを介して互いに連通している。
The
5つの第1開口部の1つ目は、回転軸32の側方に位置する第1開口部33a(図1,4参照)であり、2つ目は、回転軸32の側方に位置し、かつ、回転軸32の周方向において第1開口部33aに隣接して設けられる第2開口部33b(図1,4参照)であり、3〜5つ目は、回転軸32における電動モータとは反対側の端部付近に設けられる第1開口部33c,33d,33e(図1参照)である。
The first of the five first openings is a
図4,7〜11に示されるように、ハウジング30は、中空かつ球状の収容空間側外壁部36Aと、収容空間側外壁部36Aの内壁面により囲まれ、ロータ33を回転可能に収容する収容空間36fと、収容空間側外壁部36Aと一体に形成される流路側外壁部36Bと、流路側外壁部36Bに形成され、内側端部が収容空間36fに連通するとともに外側端部に流路14,16,18,20,21が接続される5つの第2開口部36a〜36e(図1参照)とを有する。
As shown in FIGS. 4 and 7 to 11, the
5つの第2開口部の1つ目は、ラジエータ側流路20の上流端部が接続される第2開口部36a(図1〜4,7,8参照)であり、2つ目は、ヒータ側流路18の上流端部が接続される第2開口部36b(図1〜4,10参照)であり、3つ目は、ヘッド側流路14の下流端部が接続される第2開口部36c(図1〜3参照)であり、4つ目は、水温検知用流路16の上流端部が接続される第2開口部36d(図1〜3参照)であり、5つ目は、連絡流路21の上流端部が接続される第2開口部36e(図1〜4参照)である。第2開口部36eには、サーモスタット45(図1〜4参照)が設けられている。
The first of the five second openings is a
サーモスタット45は、図外の水温センサおよびバルブ装置を有しており、水温センサの検出温度が所定温度以上になるとバルブ装置が開弁状態となり(図3参照)、水温センサの検出温度が所定温度未満であるとバルブ装置が閉弁状態となる(図1,2参照)。バルブ装置が開弁状態になることで、第2開口部36eが開放されて第1開口部33eと連通し、バルブ装置が閉弁状態になることで、第2開口部36eが閉鎖されて第1開口部33eと非連通状態となる。
The
第2開口部36aは、ロータ33の回転角度に応じて、第1開口部33aと連通状態または非連通状態となる。つまり、第2開口部36aと第1開口部33aとが重なり合うと、第2開口部36aと第1開口部33aは連通状態となり、第2開口部36aと第1開口部33aとが重なり合わないと、第2開口部36aと第1開口部33aは非連通状態となる。
The
第2開口部36bは、ロータ33の回転角度に応じて、第1開口部33bと連通状態または非連通状態となる。つまり、第2開口部36bと第1開口部33bとが重なり合うと、第2開口部36bと第1開口部33bは連通状態となり、第2開口部36bと第1開口部33bとが重なり合わないと、第2開口部36bと第1開口部33bは非連通状態となる。
The
第2開口部36cは、ロータ33の回転角度に拘わらず、第1開口部33cと常に連通状態である。第2開口部36dは、ロータ33の回転角度に拘わらず、第1開口部33dと常に連通状態である。
The
収容空間側外壁部36Aの内壁面と、周壁部33gの外周面との間には、隙間36g(図5,6参照)が設けられている。
A
第1シール部材38、第2シール部材39、および弾性部材42は、第2開口部36a,36b内に各々配置されるが、これらの部材の第2開口部36a内での配置状態と、第2開口部36b内での配置状態とはほぼ同様である。まず、これらの部材の第2開口部36a内での配置状態について説明する。
The
第1シール部材38は、第2開口部36aの内周面との間に隙間43(図6参照)を有する状態で第2開口部36aに挿入され、先端部がロータ33の外周面と摺接する円筒状の部材である。
The
第1シール部材38は、図8(b)に示されるように、ロータ33側の先端部がロータ33の外周面に摺接する環状の摺接部38aと、摺接部38aの反ロータ側の面における径方向外側部分から反ロータ側へ延び、かつ、内周面で第2シール部材39を保持する環状の保持部38bとを有する部材である。第1シール部材38は、径方向に沿った断面が環状であり、軸方向に沿った断面がL字状である。第1シール部材38の素材は、特に限定されるものでははいが、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の合成樹脂で構成される。
As shown in FIG. 8B, the
第2シール部材39は、図8(b)に示されるように、外周面が第1シール部材38の保持部38bに保持(嵌合固定)される環状の被保持部39aと、被保持部39aのロータ33側の端部から反ロータ側へ内側斜め向きに延び、かつ、挿入部材37の外周面に当接する環状の当接部39bとを有する部材である。第2シール部材39は、径方向に沿った断面が環状であり、軸方向に沿った断面がV字状である。第2シール部材39の素材は、特に限定されるものでははいが、例えば、ゴム等の可撓性材料(弾性材料)で構成される。
As shown in FIG. 8B, the
第2シール部材39は、第2開口部36aに挿入される前に、予め第1シール部材38に嵌合固定されている(図8(a)参照)。
The
弾性部材42は、第1シール部材38をロータ33側に付勢する部材であり、円筒状に形成されている。弾性部材42は、例えば、図8(a)に示されるように、第2開口部36aの軸方向に伸縮可能なバネにより構成される。図8(a)に示される弾性部材42は、波状に形成された複数の板バネを組み合わせることにより構成されている。弾性部材42のロータ33側の端部は、第1シール部材38(保持部38b)の反ロータ側の端部に当接し、弾性部材42の反ロータ側の端部は、挿入部材37の後述するフランジ部37aに当接する。
The
図5,6に示されるように、挿入部材37は、筒状部37bと、フランジ部37aとを有する円筒状部材であり、その軸方向一端部から他端部に延びる貫通孔37Aを有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
筒状部37bは、第2シール部材39の内周面に接するとともに第2開口部36aの内周面360(図6,8参照)に対して間隔を隔てた状態で第2開口部36aに挿入される。
The
フランジ部37aは、筒状部37bから径方向外側へ延出して第2開口部36aの内周面に固定される。フランジ部37aにはOリング37dが外嵌されており、このOリング37dにより、フランジ部37aが第2開口部36aの内周面360に固定されるとともに、フランジ部37aと第2開口部36aの内周面360との間がシールされる(図5,6参照)。
The
フランジ部37aは、第2開口部36aの内周面と筒状部37bとの間に、液圧作用空間37cを形成する(図5,6参照)。液圧作用空間37cは、第2開口部36aの内周面360と、フランジ部37aのロータ33側の面と、筒状部37bの外周面と、第2シール部材39の反ロータ側の面と、第1シール部材38の反ロータ側の面とにより囲まれる環状の空間であり、上記の隙間43(図6参照)を通じて収容空間36fに連通している。液圧作用空間37cは、隙間43を通じて導入された冷却液の液圧を、第2シール部材39に対して作用させる。具体的には、液圧作用空間37cに導入された冷却水は、第1シール部材38および第2シール部材39をロータ33側へ押圧するとともに、第2シール部材39の当接部39bを挿入部材37側へ押圧する。これにより、第1シール部材38とロータ33の外周面との接触圧が高まって、第1シール部材38とロータ33との間のシール性が向上するとともに、第2シール部材39と挿入部材37との接触圧が高まって、第2シール部材39と挿入部材37との間のシール性が確保される。
The
図7に示されるように、第2開口部36aの内周面360には、第2開口部36aの軸方向に延びて第1シール部材38の外周面における周方向の4つの位置で第1シール部材38の外側から当接して、第2開口部36aに対して第1シール部材38を位置決めする4本の突条部(本発明の「位置決め部」に相当)361が形成されている。
As shown in FIG. 7, the inner
突条部361は、第2開口部36aの内周面から径方向内側に突出しており、その突出方向の先端部が第1シール部材38の外周面に当接する(図5,7参照)。4本の突条部361は、周方向にほぼ等間隔に配置されている。
The protruding
第2開口部36aの内周面(突条部361が形成されていない部分)と、第1シール部材38の外周面との間には、上記の隙間43が確保されている(図6参照)。
The
これら4本の突条部361により、第1シール部材38は第2開口部36a内に位置決めされ、第2開口部36a内に固定される。また、4本の突条部361は、第2開口部36a内に第1シール部材38を挿入する際のスライドガイドとして機能する。
By these four
次に、第2開口部36b内における第1シール部材38、第2シール部材39、および弾性部材42の配置状態について説明する。
Next, the arrangement state of the
図4,10,11に示されるように、第2開口部36bには、上記挿入部材37に代えて、ヒータ側流路18の先端部に一体に設けられた円筒状の挿入部材44が挿入される。図4に示されるように、挿入部材44は、筒状部44bと、フランジ部44aとを有する円筒状部材であり、その軸方向一端部から他端部に亘って延びる貫通孔44Aを有している。挿入部材44は、ヒータ側流路18の先端部に、ヒータ側流路18と同一材料で一体成形されている。
As shown in FIGS. 4, 10, and 11, a
筒状部44bは、第2シール部材39の内周面に当接するとともに第2開口部36bの内周面に対して間隔を隔てた状態で第2開口部36bに挿入される。
The
フランジ部44aは、筒状部44bから径方向外側へ延出して第2開口部36bの内周面に固定される。フランジ部44aにはOリング44dが外嵌されており、このOリング44dにより、フランジ部44aが第2開口部36bの内周面に固定されるとともに、フランジ部44aと第2開口部36bの内周面との間がシールされる。
The
フランジ部44aは、第2開口部36bの内周面と筒状部44bとの間に、上記液圧作用空間37cと同様の液圧作用空間44cを形成する。
The
図4に示されるように、第2開口部36bの内周面には、第2開口部36bの軸方向に延びて第1シール部材38の外周面における周方向の4つの位置で第1シール部材38の外側から当接して、第2開口部36bに対して第1シール部材38を位置決めする4本の突条部(本発明の「位置決め部」に相当)362が形成されている。
As shown in FIG. 4, the inner surface of the
突条部362は、第2開口部36bの内周面から径方向内側に突出しており、その突出方向の先端部が第1シール部材38の外周面に当接する。4本の突条部362は、周方向にほぼ等間隔に配置されている。
The protruding
第2開口部36bの内周面(突条部362が形成されていない部分)と、第1シール部材38の外周面との間には、隙間(図示略)が設けられている。
A gap (not shown) is provided between the inner peripheral surface of the
これら4本の突条部362により、第1シール部材38は第2開口部36b内に位置決めされ、第2開口部36b内に固定される。また、4本の突条部362は、第2開口部36b内に第1シール部材38を挿入する際のスライドガイドとして機能する。
By these four
次に、本実施形態に係るロータリバルブ装置2の作用効果について説明する。
Next, the effect of the
なお、水温センサ24の検出値は、ECU8によってロータリバルブ装置2およびヒータ側ポンプ22が制御されている間、ラジエータ6が適切に機能しているかどうかを判断するために用いられる。以下の説明では、水温センサ24の検出値を用いたロータリバルブ装置2およびヒータ側ポンプ22の制御動作の説明は省略する。
The detected value of the
吸気温センサ9、クランク角センサ10、アクセル開度センサ11、および水温センサ23の検出結果に基づいて、ECU8によりエンジン3の状態が判断される。そして、その判断結果に応じて、ECU8により、ロータリバルブ装置2の各流路に対する弁の開閉が制御される。
Based on the detection results of the intake
具体的には、エンジン始動直後で冷却水の水温が低いと判断された場合には、ECU8は、挿入部材37の貫通孔37Aとロータ33の第1開口部33a,33bとが重なり合わず、かつ、挿入部材37近傍の第1シール部材38がロータ33の外周面に当接する状態にロータ33の回転角度を制御する(図4参照)。これにより、ロータリバルブ装置2は、ラジエータ側流路20に対して閉弁状態となり、ラジエータ側流路20には冷却水が流れない(図1,2参照)。さらに、ECU8は、挿入部材44の貫通孔44Aとロータ33の第1開口部33a,33bとが重なり合わず、かつ、挿入部材44近傍の第1シール部材38がロータ33の外周面に当接する状態にロータ33の回転角度を制御する(図4参照)とともに、ヒータ側ポンプ22を停止させる制御を行う。これにより、ロータリバルブ装置2は、ヒータ側流路18に対して閉弁状態となり、ヒータ側流路18およびATF側流路19には冷却水が流れない(図1参照)。ラジエータ側流路20、ヒータ側流路18、およびATF側流路19に冷却水を流さないことで、エンジン3の暖機が促進される。
Specifically, when it is determined that the coolant temperature is low immediately after the engine is started, the ECU 8 does not overlap the through
ラジエータ側流路20に対して閉弁された状態では、冷却水が隙間43を通じて液圧作用空間37cに流入し、この冷却水が第1シール部材38および第2シール部材39を押圧する。液圧作用空間37cに流入した冷却水の液圧が、可撓性を有する第2シール部材39をロータ33側および筒状部37b側へ押圧するため、第2シール部材39は、弾性部材42と協働して第1シール部材38をロータ33側へ押圧して第1シール部材38とロータ33の外周面との接触圧を高めるとともに、筒状部37b側へ変形して第2シール部材39と筒状部37bとの接触圧を高める。これにより、第1シール部材38とロータ33との間のシール性能および第2シール部材39と筒状部37bとの間のシール性能を高めることができるため、閉弁状態において、冷却水がロータ33から筒状部37bへ流入するのを防止することができ、冷却水の流量制御を適切に行うことができる。
In a state where the valve is closed with respect to the radiator-
さらに、第2開口部36aに対して第1シール部材38を位置決めする突条部361が設けられているため、ロータリバルブ装置2を組み立てる際に、第2開口部36a内で第1シール部材38を適正な位置に容易に位置決めすることができる。すなわち、冷却水を液圧作用空間37cに導入するために、第1シール部材38の外周面と第2開口部36aの内周面との間には隙間43が設けられているが、本実施形態では、突条部361が設けられているため、第2開口部36a内における第1シール部材38の位置決めが容易となり、しかも、第1シール部材38が適正な位置に配置されるため、第1シール部材38の内側に設けられる第2シール部材39に対して挿入部材37を容易かつ適正に挿入することができ、挿入部材37の組み付け性が向上し、その結果、ロータリバルブ装置2の組み立て作業性が良好なものとなる。
Furthermore, since the
さらに、突条部361は、第1シール部材38の外周面における周方向の複数の位置に当接する状態で設けられているため、互いに隣接する当接箇所の間に冷却水が通過する隙間43が確保され、突条部361は冷却水の液圧作用空間37cへの流入を阻害しない。
Furthermore, since the
また、周方向の複数の位置で第2開口部36aの軸方向に延びる複数の突条部361により、第1シール部材38の外周面を安定した状態で支持することができる。さらに、各突条部361が、第1シール部材38を第2開口部36aに挿入する際のガイドの役割を果たすため、第1シール部材38の第2開口部36aへの挿入作業をスムースに行うことができる(図8,9参照)。
Further, the outer peripheral surface of the
また、ロータ33は、中空かつ球状に形成されているため、ロータ33の外周面に摺接する第1シール部材38の先端部を円形状に形成することができる。これにより、第1シール部材38とロータ33との接触圧を、第1シール部材38の周方向全体に亘って均一とすることができ、安定したシール性能を確保することができる。
Further, since the
また、第2シール部材39は、第1シール部材38の内側に一体的に設けられているため、第2シール部材39に作用する冷却水の液圧が第1シール部材38に確実に伝わり、第1シール部材38とロータ33との間のシール性能を高めることができる。
Further, since the
液圧作用空間37cと同様の作用効果が、液圧作用空間44cにも生じる。さらに、突条部361と同様の作用効果が、突条部362にも生じる。
The same effect as that of the
エンジン始動からある程度時間が経過して、冷却水の水温がある程度高まった後、ヒータのスイッチ(図示略)がオンされた場合には、ECU8は、ロータリバルブ装置2のラジエータ側流路20への閉弁状態を維持しつつ、挿入部材44の貫通孔44Aとロータ33の第1開口部33bとが重なり合う状態にロータ33の回転角度を制御するとともに、ヒータ側ポンプ22を作動させる制御を行う。これにより、ロータリバルブ装置2は、ヒータ側流路18に対して開弁状態となり、その結果、ヒータ側流路18およびATF側流路19に冷却水が流れる(図2,3参照)。ヒータ側流路18にある程度温まった冷却水を流すことで、ヒータコア5を介して車室内の空気を暖めることができる。
When a certain amount of time has elapsed from the start of the engine and the water temperature of the cooling water has increased to some extent, and the heater switch (not shown) is turned on, the ECU 8 connects the
さらに、冷却水の水温が所定温度に達して、暖機運転が完了したと判断された場合には、ECU8は、ロータリバルブ装置2のヒータ側流路18に対する開弁状態を維持しつつ、挿入部材37の貫通孔37Aとロータ33の第1開口部33aとが重なり合う状態にロータ33の回転角度を制御する。これにより、ロータリバルブ装置2は、ラジエータ側流路20に対して開弁状態となり、その結果、ラジエータ側流路20に冷却水が流れる(図3参照)。ラジエータ側流路20に冷却水が流れることにより、エンジン3が冷却される。
Further, when it is determined that the temperature of the cooling water has reached a predetermined temperature and the warm-up operation has been completed, the ECU 8 is inserted while maintaining the valve open state with respect to the heater-
なお、上記実施形態では、ロータ33を中空かつ球状に形成しているが、これに限られず、ロータ33を円筒状に形成してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、突条部361,362を、各々、4本設けているが、これに限られず、各々、3本あるいは5本以上設けてもよい。いずれの場合も、突条部361,362は、周方向にほぼ等間隔で設けられる。
Moreover, in the said embodiment, although the four
また、上記実施形態では、第2開口部の内壁面から内側に突出する4本の突条部により本発明の位置決め部が構成されているが、これに限られず、例えば、第2開口部の内側に第2開口部の内周面に当接する状態で挿入される円筒状部と、この円筒状部の内周面から内側に突出して周方向の複数の位置で第2開口部の軸方向に延び、かつ、第1シール部材の外周面に当接する複数の突条部とを有するスペーサ部材(図示略)により、位置決め部を構成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the positioning part of this invention is comprised by four protrusions protruding inside from the inner wall face of a 2nd opening part, it is not restricted to this, For example, a 2nd opening part A cylindrical portion that is inserted in a state where it abuts against the inner peripheral surface of the second opening, and an axial direction of the second opening at a plurality of positions in the circumferential direction that protrudes inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion The positioning portion may be constituted by a spacer member (not shown) that has a plurality of protrusions that extend to the outer periphery of the first seal member and abut against the outer peripheral surface of the first seal member.
2 ロータリバルブ装置
3 エンジン
5 ヒータコア(補機)
6 ラジエータ(補機)
7 ATFウォーマ(補機)
16 水温検知用流路
17 リターン流路
18 ヒータ側流路
19 ATF側流路
20 ラジエータ側流路
21 連絡流路
30 ハウジング
33 ロータ
33a〜33e 第1開口部
36a〜36e 第2開口部
37,44 挿入部材
37a,44a フランジ部
37b,44b 筒状部
37c,44c 液圧作用空間
38 第1シール部材
39 第2シール部材
42 弾性部材
43 隙間
361,362 突条部
2
6 Radiator (auxiliary machine)
7 ATF warmer (auxiliary machine)
16 Water temperature
Claims (4)
外周面に第1開口部を有する断面が円環状のロータと、
前記ロータを回転可能に収容する収容空間および当該収容空間に連通するとともに前記流路が接続される少なくとも2つの第2開口部を有するハウジングと、
前記第2開口部の内周面との間に隙間を有する状態で前記第2開口部に挿入され、先端部が前記ロータの外周面と摺接する筒状の第1シール部材と、
前記第1シール部材を前記ロータ側に付勢する弾性部材と、
前記第1シール部材の内側に設けられ、断面が環状の可撓性を有する第2シール部材と、
前記第2シール部材の内周面に接するとともに前記第2開口部の内周面に対して間隔を隔てた状態で前記第2開口部に挿入される筒状部と、当該筒状部から径方向外側へ延出して前記第2開口部の内周面に固定され、前記第2開口部の内周面と前記筒状部との間に、前記隙間を通じて前記収容空間に連通して冷却液の液圧を前記第2シール部材に対して作用させる液圧作用空間を形成するフランジ部とを有する挿入部材と、
前記第1シール部材の外周面における周方向の複数の位置で前記第1シール部材の外側から当接して、前記第2開口部に対して前記第1シール部材を位置決めする位置決め部と、を備えるエンジンの冷却液制御バルブ装置。 A coolant control valve device for an engine that is provided in a coolant flow path connecting the engine and the auxiliary device and controls the flow rate of the coolant in the flow path,
A rotor having an annular cross section having a first opening on the outer peripheral surface;
A housing that rotatably accommodates the rotor, and a housing that communicates with the housing space and has at least two second openings to which the flow path is connected;
A cylindrical first seal member that is inserted into the second opening in a state having a gap with the inner peripheral surface of the second opening, and the tip end portion is in sliding contact with the outer peripheral surface of the rotor;
An elastic member for urging the first seal member toward the rotor;
A second seal member provided on the inner side of the first seal member and having a flexible cross section in cross section;
A cylindrical portion that is in contact with the inner peripheral surface of the second seal member and is spaced from the inner peripheral surface of the second opening portion, and a diameter from the cylindrical portion. Extending outward in the direction and fixed to the inner peripheral surface of the second opening, and communicated with the accommodating space through the gap between the inner peripheral surface of the second opening and the cylindrical portion. An insertion member having a flange portion that forms a hydraulic pressure acting space that causes the hydraulic pressure of the second sealing member to act on the second seal member;
A positioning portion that contacts from the outside of the first seal member at a plurality of circumferential positions on the outer peripheral surface of the first seal member and positions the first seal member with respect to the second opening. Engine coolant control valve device.
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