JP6312520B2

JP6312520B2 - 流量制御弁

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Publication number: JP6312520B2
Application number: JP2014101027A
Authority: JP
Inventors: 振宇申
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2018-04-18
Anticipated expiration: 2034-05-15
Also published as: JP2015218763A

Description

本発明は、例えば自動車用冷却水の流量制御に供する流量制御弁に関する。

例えば自動車用冷却水の流量制御に適用される従来の流量制御弁としては、例えば以下の特許文献１に記載されたようなものが知られている。

すなわち、この流量制御弁は、ハウジングの内外を連通する連通口と、前記ハウジング内に回転自在に収容されたほぼ筒状の弁体の周壁に貫通形成された弁孔と、の重合量を制御することによって流体の流量制御を行うもので、連通口と弁体との間には、閉弁時（連通口と弁孔とが非重合時）における連通口と弁体との間をシールするシール部材が介装されている。

このシール部材は、連通口の内端側において摺動自在に収容され、付勢部材によって弁体側に付勢されることで、弁体と常時摺接する構成となっている。そして、かかる構成にあたり、シール部材の外周部には周知のＯリングが嵌着され、該Ｏリングによってシール部材の外周面と連通口の内周面との間に形成される微小隙間をシールすることで、該微小隙間を通じた流体の漏出の抑制が図られている。

特許第３１３０７８５号公報

しかしながら、前記従来の流量制御弁では、前記微小隙間にＯリングが配置されていることで、前記微小隙間内に流入した流体の液圧がＯリングを介してシール部材を外端側、すなわち弁体から離間する方向へと付勢するように作用してしまう結果、シール部材の付勢力が低減され、該シール部材による十分なシール性を確保できないおそれがあった。

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、連通口と弁体の間に介装されるシール部材の良好なシール性を確保し得る流量制御弁を提供することを目的としている。

本発明は、ハウジングの内外を連通する連通口と、前記ハウジング内に回転自在に収容された弁体の内外を連通する弁孔と、の重合状態を制御することにより、弁体の内周側に対して前記弁孔及び連通口を通じて流出又は流入する流体の流量を制御する流量制御弁であって、前記連通口の内端側に摺動自在に収容配置され、前記連通口と前記弁体との間をシールする第１シール部材と、前記連通口の外端側に前記第１シール部材と対向配置され、該第１シール部材の支持に供する支持部材と、前記第１シール部材と前記支持部材の対向部間に介装され、前記第１シール部材を前記弁体側に付勢する付勢部材と、前記連通口の内周面と前記第１シール部材の外周面との径方向間に形成され、前記ハウジング内からの流体の導入に供する流体導入部と、前記第１シール部材の前記支持部材との対向面に前記付勢部材の着座面とは別に設けられ、前記流体導入部から導入した流体の圧力が作用することで前記第１シール部材の前記弁体側への付勢に供する受圧面と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、流体導入部を通じて導入したハウジング内の流体を受圧面へと作用させることで、付勢部材の付勢力に加え、当該流体の圧力によっても第１シール部材を弁体側へと付勢可能になる。これにより、該第１シール部材による良好なシール性を確保することができる。

本発明に係る流量制御弁の第１実施形態を表した自動車用冷却水の循環系のシステム構成図である。本発明に係る流量制御弁の分解斜視図である。図２に示す流量制御弁の正面図である。図３のＡ−Ａ線断面図である。図３のＢ−Ｂ線断面図である。図２に示すフェールセーフ装置の縦断面図である。図６の要部拡大図である。図２に示す弁体単体を表した斜視図であって、（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ別の視点から見た状態を示す図である。本発明に係る流量制御弁の作動状態の説明する図であって、（ａ）は第２排出口のみが連通した状態、（ｂ）は全ての排出口が非連通となる状態、（ｃ）は第１排出口のみが連通した状態、（ｄ）は第１、第２排出口が連通した状態、（ｅ）は全ての排出口が連通した状態を示す弁体収容部の展開図である。従来の流量制御弁のシール構造を示し、（ａ）は当該シール構造を示す縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）の要部拡大図である。本発明の第１実施形態の第１変形例に係る要図である。本発明の第１実施形態の第２変形例に係る要図である。本発明の第２実施形態に係る要図である。本発明の第２実施形態の第１変形例に係る要図である。

以下、本発明に係る流量制御弁の各実施形態を図面に基づき説明する。なお、下記各実施形態では、本発明に係る流量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〕
図１〜図９は本発明に係る流量制御弁の第１実施形態を示し、この流量制御弁ＣＶは、図１に示すように、エンジンＥＧのシリンダヘッドＣＨ側部に配設され、ウォータポンプＷＰにより加圧されて前記シリンダヘッドＣＨから導入路Ｌ０を通じて導入された冷却水を、第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３を介して暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤ側へとそれぞれ分配すると共に、その各流量を制御するものである。

すなわち、前記流量制御弁ＣＶは、特に図２〜図４に示すように、前記シリンダヘッドＣＨに対し反取付側となる一端側に幅方向へと延出する横断面長円状の減速機構収容部１４が形成され、該減速機構収容部１４の幅方向一端側に偏倚するかたちでその内側面にほぼ円筒状の弁体収容部１３が接続されてなるハウジング１と、前記弁体収容部１３と前記減速機構収容部１４との間に挿通配置され、前記両部１３，１４間に配設された軸受６によって回転自在に支持された回転軸２と、該回転軸２の一端部に一体回転可能に取付固定され、前記弁体収容部１３内において回転自在に収容されたほぼ円筒状の弁体３と、前記弁体収容部１３に対し並列に、かつその出力軸４ｂが前記減速機構収容部１４の幅方向他端側の内部へと臨むように該減速機構収容部１４の内側面に取付固定され、前記弁体３を駆動する電動モータ４と、該電動モータ４の出力軸４ｂと前記回転軸２の間に介装され、電動モータ４の出力軸４ｂの回転速度を減速して回転軸２へと伝達する減速機構５と、から主として構成されている。

前記ハウジング１は、アルミニウム合金材料により鋳造されてなるもので、主として前記弁体収容部１３を構成する第１ハウジング１１と、主として前記減速機構収容部１４を構成する第２ハウジング１２と、から構成され、これら両ハウジング１１，１２が外周縁部に嵌着されるコ字形状の複数のクリップ７によって挟持固定されている。

前記第１ハウジング１１は、その一端側に、前記シリンダヘッドＣＨ内と連通して該シリンダヘッドＣＨ内からの冷却水を導入する主連通口である導入口１０が開口形成され、その外周域に設けられる第１フランジ部１１ａを介して前記シリンダヘッドＣＨに取付固定される。また、この第１ハウジング１１の他端側は、前記減速機構収容部１４を隔成する端壁１１ｂによって閉塞されると共に、該端壁１１ｂと一体に構成される第２フランジ部１１ｃを介して前記第２ハウジング１２と接合される。なお、前記端壁１１ｂのうち幅方向一端側の領域には、回転軸２を挿通支持する軸挿通孔１１ｄが貫通形成され、他端側の領域には、電動モータ４の内端部（出力軸４ｂ側の端部）が嵌挿保持されるモータ嵌挿孔１１ｅが貫通形成されている。

前記弁体収容部１３は、図１〜図５に示すように、その外周部における所定の周方向位置に、それぞれ所定の内径に設定され、前記第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３との接続に供するほぼ円筒状の複数の連通口である第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３が径方向に突出形成されている。すなわち、前記暖房熱交換器ＨＴと連通する中径状の第１排出口Ｅ１と、前記オイルクーラＯＣと連通する小径状の第２排出口Ｅ２と、が弁体収容部１３の軸方向に沿って並列に隣設され、前記第１排出口Ｅ１が端壁１１ｂ側に、前記第２排出口Ｅ２が導入口１０側にそれぞれ偏倚して設けられている。一方、前記ラジエータＲＤと連通する大径状の第３排出口Ｅ３は、前記第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２とは異なる周方向位置であって、軸方向において該第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２と重合するように設けられている。

前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３には、それぞれの外周側の端部に、大径状の第１〜第３アダプタ保持部Ｅ１ａ〜Ｅ３ａが段差拡径状に設けられ、これら各アダプタ保持部Ｅ１ａ〜Ｅ３ａの内周面に、前記各配管Ｌ１〜Ｌ３との接続に供するほぼ円筒状の第１〜第３アダプタＡ１〜Ａ３が、各排出口Ｅ１〜Ｅ３の外端側より嵌挿（圧入）固定されている。そして、前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３の内周側の端部には、各排出口Ｅ１〜Ｅ３と弁体３の外周面、すなわち前記各アダプタＡ１〜Ａ３と弁体３（後述の第１〜第３軸方向領域Ｘ１〜Ｘ３）との間を液密にシールするシール手段ＳＸが設けられている。

なお、前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３における前記シール手段ＳＸの構成については全て共通であることから、以下では、説明の便宜上、図６、図７に基づいて、第３排出口Ｅ３におけるシール手段ＳＸのみを例示して構成の詳細を説明する。

このシール手段ＳＸは、前記第３排出口Ｅ３の内周側の端部に段差縮径状に設けられた第３シール収容部Ｅ３ｂ内にそれぞれ前記第３アダプタＡ３と対峙するかたちで摺動自在に収容配置され、該第３アダプタＡ３と弁体３との間をシールするほぼ円筒状のシール部材Ｓ１（本発明の第１シール部材に相当）と、該シール部材Ｓ１と第３アダプタＡ３との間に介装された付勢部材であるスプリングＳＰと、から構成され、前記スプリングＳＰによってシール部材Ｓ１を弁体３側へと付勢することで、該両者３，Ｓ１間のシール性の向上が図られている。

前記シール部材Ｓ１は、前述したようにほぼ円筒状を呈し、その内周部が冷却水の通流に供する流路構成部３１として構成され、弁体３側となる一端側の内周縁には、後述の第３軸方向領域Ｘ３と摺接するほぼテーパ状の弁体摺接部３２が設けられている。他方、このシール部材Ｓ１の他端側には、外周側に、前記スプリングＳＰの一端側の着座に供する平坦状の着座面３３が形成される一方、内周側には、周知のＯリングＳ２（本発明に係る第２シール部材に相当）の収容に供する段差状凹部３４が形成されると共に、該段差状凹部３４の第３アダプタＡ３との対向端面には、前記ＯリングＳ２が常時圧接して該ＯリングＳ２を介して後述する冷却水圧の受圧に供する受圧面３５が形成されている。

ここで、前記受圧面３５の径方向幅Ｃ１と前記着座面３３の径方向幅Ｃ０の合計が、前記シール部材Ｓ１の先端側において水圧が作用する先端側作用面３７の径方向幅Ｃ２に対して相対的に大きくなるように設定されている。ここで、前記先端側作用面３７とは、弁体３に対するシール部材Ｓ１の接触点Ｐよりも径方向外側に構成される弁体収容部１３に臨んだ面をいう（図７参照）。

また、前記シール部材Ｓ１は、その外径が第３排出口Ｅ３の内径に対し若干小さく設定され、該第３排出口Ｅ３の内周面との径方向間に、所定の微小隙間であって前記ハウジング１（弁体収容部１３）内の冷却水の導入に供する流体導入部３６が構成されている。これにより、シール部材Ｓ１の弁体３（後述の第３軸方向領域Ｘ３）との摺接部へと作用した冷却水が、該摺接部からシール部材Ｓ１の外周面に沿って前記流体導入部３６内へと流入可能となっている。

前記第３アダプタＡ３は、前記第３排出口Ｅ３の外部に臨むように設けられ、前記第３配管Ｌ３との接続に供する管接続部４１と、該管接続部４１の基端側に段差拡径状に形成され、前記アダプタ保持部Ｅ３ｂに圧入固定される圧入部４２と、該圧入部４２からシール部材Ｓ１側に段差縮径状に形成され、スプリングＳＰの内周側の支持に供する支持部４３と、該支持部４３からさらに段差縮径状に延設されることによって前記シール部材Ｓ１の段差状凹部３４と重合するかたちで設けられ、該段差状凹部３４と共に前記ＯリングＳ２を保持するシール保持部４４と、から構成されている。

前記圧入部４２の外周面には、前記スプリングＳＰ（後述する着座面４６）の近傍となる軸方向位置に、当該圧入部４２の外周面とアダプタ保持部Ｅ３ｂとの間を液密にシールする周知のＯリングＳ３（本発明に係る第３シール部材に相当）を収容保持するシール保持部４５が、周方向に沿って切欠形成されている。すなわち、このシール保持部４５に収容された前記ＯリングＳ３がアダプタ保持部Ｅ３ｂへと圧接することで、後述する流体導入部３６より導入した冷却水の外部への流出が堰塞されるようになっている。

前記圧入部４２と前記支持部４３との間には、前記シール部材Ｓ１の着座面３３と対向するように、スプリングＳＰの他端側の着座に供する平坦状の着座面４６が形成され、該着座面４６とシール部材Ｓ１の着座面３３との対向面間には、前記流路構成部３１に臨むスプリングＳＰの収容空間を構成するばね収容空間４７が形成される構成となっている。さらに、前記支持部４３については、スプリングＳＰの内径よりも若干小さい外径に設定され、かつ前記段差状凹部３４に受容可能に構成されている。これにより、第３アダプタ部材Ａ３の取付（嵌挿）時に、前記支持部４３でもってＯリングＳ２を押し込むことが可能となり、前記段差状凹部３４内へのＯリングＳ２の嵌入に供されると共に、取付後は、スプリングＳＰの内周部を支持することにより、後述する冷却水圧が作用した際にもスプリングＳＰを適切に保持可能となっている。

前記シール保持部４４は、前記シール部材Ｓ１の内周面（流路構成部３１）よりも内周側にオフセット配置され、該シール部材Ｓ１の段差状凹部３４との間に、前記ばね収容空間４７に臨むＯリングＳ２の収容空間を構成するシール収容空間４８が形成される構成となっている。すなわち、このシール収容空間４８には、該シール収容空間４８とばね収容空間４７と流体導入部３６とからなる一連の流路５０を通じて前記弁体収容部１３側より冷却水が流入するようになっていて、この流入した冷却水が当該シール収容空間４８内にて収容保持されたＯリングＳ２でもって堰塞される構成となっている。

また、前記第１ハウジング１１における第３排出口Ｅ３の側部には、電気系の失陥時など弁体３を駆動できない非常時に弁体収容部１３と第３排出口Ｅ３とを連通可能にするフェールセーフ装置２０が設けられていて、弁体３の不動状態であっても、ラジエータＲＤに対しては冷却水の供給を確保することで、エンジンＥＧのオーバーヒートを防ぐことが可能となっている。このフェールセーフ装置２０は、図１、図６に示すように、主としてサーモエレメント２１、弁プレート部材２２、コイルスプリング２３及びプラグ２４により構成されてなるもので、周知のワックス・ペレット型などのサーモスタットと同様の原理で作動するものである。

具体的には、第１ハウジング１１における第３排出口Ｅ３の側部に、外端側となる一端側が外部に開口し、他端側に弁体収容部１３と連通する流入孔１５ａが貫通形成された円筒状のバルブ収容部１５が隣設されると共に、該バルブ収容部１５の側部に、前記第３排出口Ｅ３と連通する流出孔１５ｂが貫通形成されている。前記バルブ収容部１５の一端側開口部は前記プラグ２４によって閉塞され、当該バルブ収容部１５の他端側には、前記流出孔１５ｂよりも内端側の軸方向位置に、段差状に縮径形成されたサーモ収容部１５ｃが設けられていて、該サーモ収容部１５ｃ内に、前記サーモエレメント２１が収容配置されている。そして、前記サーモ収容部１５ｃの流出孔１５ｂ側の開口を閉塞するように前記弁プレート部材２２が配置されると共に、この弁プレート部材２２とプラグ２４との間にコイルスプリング２３が弾装され、所定温度を超えると前記サーモエレメント２１内部に充填されたワックスが膨張することによってロッド２１ａが突出作動し、これによって弁プレート部材２２がコイルスプリング２３の付勢力に抗して押し退けられることで、前記流入孔１５ａと流出孔１５ｂとが連通するようになっている。なお、かかる温度上昇のほか、冷却水の圧力が所定圧力を超えた場合にも、弁プレート部材２２がコイルスプリング２３の付勢力に抗して押し退けられることにより、前記流入孔１５ａと流出孔１５ｂとが連通するようになっている。

前記第２ハウジング１２は、図２〜図４に示すように、前記第１ハウジング１１と対向する一端側が開口する横断面コ字状に形成されてなるもので、この開口部が前記第２フランジ部１１ｃの外周縁に立設された凸部と嵌合することによって第１ハウジング１１と接続され、前記減速機構収容部１４が構成されるようになっている。なお、前記両ハウジング１１，１２の接合に際しては、前記第１ハウジング１１の凸部と前記第２ハウジング１２の開口部との間に環状のシール部材ＳＬが介装されることによって、減速機構収容部１４内が液密に保持される構成となっている。

前記回転軸２は、その軸方向中間部に設けられる軸受部２ａを介して前記軸挿通孔１１ｄ内に収容配置される前記軸受６によって回転自在に支持される。また、この回転軸２の一端部は、前記軸受部２ａとほぼ同径に設定されて前記弁体３の取付固定に供する弁体取付部２ｂとして構成されると共に、他端部が、前記軸受部２ａに対し比較的小径に形成されて前記減速機構５のうち後述する第３ギヤＧ３の取付固定に供するギヤ取付部２ｃとして構成されている。さらに、前記軸受部２ａと前記弁体取付部２ｂの間は、段差状に拡径した大径状のシール部２ｄとして構成され、このシール部２ｄの外周には１対の第１、第２シールリングＲ１，Ｒ２が直列に配設され、これら両シールリングＲ１，Ｒ２によって、弁体収容部１３内の冷却水の減速機構収容部１４内への流入が抑止されている。

ここで、前記各シールリングＲ１，Ｒ２については、それぞれ各外周面にいわゆるフッ素樹脂加工など、摩擦抵抗（摺動抵抗）を低減する低摩擦処理が施されていることが望ましい。これにより、前記回転軸２の摺動抵抗の低減化が図れ、電動モータ４の消費電力を低減に供される。

なお、前記シール部２ｄにおける前記両シールリングＲ１，Ｒ２間は、第１ハウジング１１の軸挿通孔１１ｄに対し径方向に貫通形成されたドレン孔１１ｆに臨む構成となっていて、このドレン孔１１ｆによって、弁体収容部１３側から第１シールリングＲ１によるシール部を超えて前記両シールリングＲ１，Ｒ２間に漏出した冷却水が外部へと排出可能となっている。

前記弁体３は、図２、図４及び図８に示すように、その軸方向一端が、前記第１ハウジング１１の導入口１０からの冷却水をその内周側空間内に取り込む流入口３ａとして開口形成され、他端が端壁３ｂにより閉塞されている。そして、この弁体３の軸心に相当する端壁３ｂの中央部には、前記回転軸２への取付に供する筒状の軸固定部３ｃが軸方向に沿って貫通形成され、この軸固定部３ｂに一体に設けられる金属製のインサート部材３ｄを介して回転軸２の弁体取付部２ｂ外周に圧入固定されるようになっている。

また、前記弁体３は、約１８０°の角度範囲内で回動することによって機能するもので、その軸方向及び周方向の各領域に応じて異形に形成されている。すなわち、この弁体３の前記第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２に臨む第１半周領域Ｄ１では、その軸方向他端側（前記端壁３ｂ側）の第１軸方向領域Ｘ１における前記第１排出口Ｅ１と同一の軸方向中心となる第１軸方向位置Ｐ１に、軸方向にて前記第１排出口Ｅ１と過不足なく重合する軸方向幅に設定された長孔形状の第１開口部Ｍ１が周方向に沿って設けられ、その軸方向他端側（前記導入口１０側）の第２軸方向領域Ｘ２における前記第２排出口Ｅ２と同一の軸方向中心となる第２軸方向位置Ｐ２に、軸方向にて前記第２排出口Ｅ２と過不足なく重合する軸方向幅に設定された円形状の第２真円開口部Ｍ２ａ及び長孔形状の第２長円開口部Ｍ２ｂによって構成される第２開口部Ｍ１が設けられている。一方、前記弁体３の前記第３排出口Ｅ３に臨む第２半周領域Ｄ２では、その軸方向中間部に存する第３軸方向領域Ｘ３における前記第３排出口Ｅ３と同一の軸方向中心となる第３軸方向位置Ｐ３に、前記第３排出口と過不足なく重合する円形状の第３開口部Ｍ３が設けられている。そして、前記第１〜第３軸方向領域Ｘ１〜Ｘ３は、いずれも縦断面が球面状、すなわち同一の曲率Ｃを有する曲面状であって、かつ該曲率Ｃが前記弁体３の回転半径と同一となるように構成されている。

ここで、本実施形態では、前記第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３によって本発明に係る弁孔が構成され、これら開口部Ｍ１〜Ｍ３の各形状及び周方向位置は、弁体３の回動に伴って図９に示した後述する第１〜第５状態の順に前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３との連通状態が切り替わるように設定され、かかる設定とすることによって、弁体３の周長、すなわち該弁体３の外径を最小化が実現されている。

また、前記弁体３は、前記第１〜第３軸方向領域Ｘ１〜Ｘ３がそれぞれ球面形状となるように構成されていることで、前記各半周領域Ｄ１，Ｄ２の境界部には、それぞれ段差部３ｅ，３ｅが形成されている。これにより、当該弁体３を回動させるにあたって、前記各段差部３ｅ，３ｅをいわゆるストッパとして回転規制を行うことが可能となる。これら各段差部３ｅ，３ｅは前記弁体３の構成にあたって必然的に設けられるものであり、これを利用することで、前記ストッパを別途設ける必要もなく、コスト低減等に供される。

前記電動モータ４は、図２、図４に示すように、その外装たるモータハウジング４ａの内端部（出力軸４ｂ側の端部）が前記モータ嵌挿孔１１ｅへと嵌挿されることにより、第１ハウジング１１に取付固定されている。そして、この電動モータ４は、車載の電子コントローラ（図示外）によって駆動制御され、車両運転状態に応じて前記弁体３を回動制御することにより、前記ラジエータＲＤ等に対しての冷却水の適切な分配を実現する。

前記減速機構５は、電動モータ４の出力軸４ｂの外周に一体回転可能に固定され、その外周に所定の第１歯部Ｇ１ａが形成された円形状の駆動ギヤである第１ギヤＧ１と、第１ハウジング１１の幅方向中間位置に回転自在に支持される支持軸９の外周に一体回転可能に固定され、その外周に前記第１歯部Ｇ１ａと噛合可能な所定の第２歯部Ｇ２ａが形成された円形状の中間ギヤである第２ギヤＧ２と、前記回転軸２のギヤ取付部２ｃの外周に一体回転可能に固定され、その外周に前記第２歯部Ｇ２ａと噛合可能な所定の第３歯部Ｇ３ａが形成されたほぼ半円形状の従動ギヤである第３ギヤＧ３と、によって構成されている。かかる構成から、前記第１ギヤＧ１により伝達される電動モータ４の駆動力に基づいて第２ギヤＧ２が回転駆動され、該第２ギヤＧ２により伝達される駆動力でもって第３ギヤＧ３が所定角度範囲で回動することとなる。この際、前記第３ギヤＧ３については、その周方向各端が前記端壁１１ｂにおける第２ハウジング１２との対向面に突出形成された円弧状のストッパ部１１ｇと当接することによって、それ以上の回動が規制されるようになっている。

以下、前記流量制御弁ＣＶの具体的な作動状態を、図９に基づいて説明する。なお、当該説明にあたり、図９では、弁体３の第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３については破線で示す一方、第１ハウジング１１の第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３についてはハッチングを施し、これら両者Ｅ１〜Ｅ３，Ｍ１〜Ｍ３が連通した状態を塗り潰して表示することによって、便宜上、前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３と前記各開口部Ｍ１〜Ｍ３の相対的な識別を図っている。

すなわち、前記流量制御弁ＣＶは、車両運転状態に基づいて演算され、出力される前記図示外の電子コントローラからの制御電流によって電動モータ４が駆動制御されることにより、前記車両運転状態に応じて前記排出口Ｅ１〜Ｅ３と前記各開口部Ｍ１〜Ｍ３との相対関係が以下の状態となるように、弁体３の回転位置（位相）が制御されることとなる。

図９（ａ）に示す第１状態では、第２開口部Ｍ２（Ｍ２ａ）のみが連通状態となって、第１、第３開口部Ｍ１，Ｍ３については非連通状態となる。よって、当該第１状態では、かかる連通状態に基づいて、第２排出口Ｅ２から第２配管Ｌ２を通じてオイルクーラＯＣに対してのみ冷却水が供給され、前記両者Ｅ２，Ｍ２をずらしてそれぞれの重合量を変化させることにより、その供給量を変化させることができる。

前記第１状態の後、図９（ｂ）に示す第２状態では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のいずれもが前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３に対して非連通状態となる。これによって、当該第２状態では、暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤのいずれに対しても冷却水が供給されないこととなる。

前記第２状態の後、図９（ｃ）に示す第３状態では、第１開口部Ｍ１のみが連通状態となり、第２、第３開口部Ｍ２，Ｍ３については非連通状態となる。よって、当該第３状態では、かかる連通状態に基づいて、第１排出口Ｅ１から第１配管Ｌ１を通じて暖房熱交換器ＨＴに対してのみ冷却水が供給され、前記両者Ｅ１，Ｍ１をずらしてそれぞれの重合量を変化させることにより、その供給量を変化させることができる。

前記第３状態の後、図９（ｄ）に示す第４状態では、第３開口部Ｍ３のみが非連通状態となって、第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２（Ｍ２ｂ）については連通状態となる。よって、当該第４状態では、かかる連通状態に基づいて、第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２から第１、第２配管Ｌ１，Ｌ２を通じてそれぞれ暖房熱交換器ＨＴ及びオイルクーラＯＣに対して冷却水が供給され、これら両者Ｅ１〜Ｅ２，Ｍ１〜Ｍ２をずらしてそれぞれの重合量を変化させることによって、その供給量を変化させることができる。

前記第４状態の後、図９（ｅ）に示す第５状態では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のいずれもが前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３に対して連通状態となる。よって、当該第５状態では、暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤのいずれに対しても冷却水が供給され、これら両者Ｅ１〜Ｅ３，Ｍ１〜Ｍ３をずらしてそれぞれの重合量を変化させることにより、その供給量を変化させることができる。

以下、本実施形態に係る前記流量制御弁ＣＶの特徴的な作用効果について、比較例として図１０に示す従来の流量制御弁の構成と比較するかたちで、図６、図７に基づいて説明する。なお、従来構造を示す図１０においても、対比説明の便宜上、前記流量制御弁ＣＶと同様の構成については同一の符号を付して説明する。また、以下においても、前記第３排出口Ｅ３に係るシール手段ＳＸを例に説明するが、他の排出口Ｅ１，Ｅ２についても同様のことが言えるため、第３排出口Ｅ３や第３アダプタＡ３等について、単に「排出口Ｅ３」や「アダプタＡ３」等として説明する。

まず、図１０に示す従来の流量制御弁におけるシール構造では、前述したように、スプリングＳＰにより弁体３側へと付勢されたシール部材Ｓ１と排出口Ｅ３の間に環状シールＳ４が介装され、該環状シールＳ４によってハウジング１内部からの冷却水の侵入を抑制し、シール部材Ｓ１と排出口Ｅ３との径方向隙間ＣＸを通じた冷却水の漏出を防止していた。

このため、径方向隙間ＣＸを通じて流入した冷却水（同図中の太矢印参照）が前記環状シールＳ４により堰塞されることで、該環状シール部材Ｓ４が冷却水圧により外周側（アダプタＡ３側）へと押圧される結果、該環状シール部材Ｓ４を介してシール部材Ｓ１全体がアダプタＡ３側、すなわち弁体３から離間する側へと押圧され、該シール部材Ｓ１のシール性の悪化を招来してしまっていた。

これに対し、本実施形態に係る前記流量制御弁ＣＶでは、図６、図７に示すように、シール部材Ｓ１と排出口Ｅ３の径方向間には何らのシール手段も配置することなく、前記ばね収容空間４７及びシール収容空間４８と共に前記一連の流路を構成する流体導入部３６として構成されていることから、ハウジング１（弁体収容部１３）の内部から流体導入部３６へと流入した冷却水は、図７中に太矢印で示すように、前記ばね収容空間４７及びシール収容空間４８へと及んで、前記各ＯリングＳ２，Ｓ３によって堰塞されることとなる。

すると、この堰塞に基づく冷却水の圧力がＯリングＳ２へと作用することで、該ＯリングＳ２が受圧面３５を押圧することとなって、前記スプリングＳＰによる付勢力に加えて、当該冷却水圧によってもシール部材Ｓ１を弁体３側へと押圧させることが可能となる。これにより、シール部材Ｓ１と弁体３（軸方向領域Ｘ３）との密着性が向上し、前記従来構造のようなシール性の低下を伴うことなく、所望とするシール性を確保することが可能となる。

なお、本シール構造では、前述したように、少なくとも前記受圧面３５の径方向幅Ｃ１と前記着座面３３の径方向幅Ｃ０との合計が前記先端側作用面３７の径方向幅Ｃ２よりも大きくなるように構成されていることから、シール部材Ｓ１を、前記先端側作用面３７に作用する水圧に抗して弁体３側へと付勢することができ、当該シール部材Ｓ１に対する前記水圧付勢作用の実効が確保されている。

このように、前記流量制御弁ＣＶによれば、シール部材Ｓ１と排出口Ｅ３との間にシール手段を設けず、冷却水をシール部材Ｓ１の基端側（弁体３の反対側）に回り込ませて、その水圧を当該基端側に着座面３３とは別に設けた受圧面３５に作用させる構成としたことで、スプリングＳＰの付勢力に加え、当該水圧によってもシール部材Ｓ１を弁体３側へと付勢することが可能となる結果、該シール部材Ｓ１の良好なシール性を確保することができる。

また、かかる構成とすることで、前記ＯリングＳ２（受圧面３５）に対する水圧作用にあたり、当該水圧は受圧面３５のみならず、前記スプリングＳＰの着座する着座面３３に対しても作用することになることから、実質的には着座面３３と受圧面３５との両面によって水圧を受けることができ、前記シール性を一層向上させることができる。

さらに、前記流量制御弁ＣＶの場合、前記ＯリングＳ３を前記着座面４６の近傍となる軸方向位置に配置したことで、前記ばね収容空間４７（一連の流路５０）内における水圧の低下が最小限に抑えられ、前記シール部材Ｓ１に対しより大きな（最大限の）付勢力を作用させることが可能となる結果、該シール部材Ｓ１の一層良好なシール性の確保に供される。

また、前記第２、第３シール部材として、それぞれ前記ＯリングＳ２，Ｓ３のような汎用品を用いることで、前記流量制御弁ＣＶをより安価に構成できるメリットもある。

なお、本実施形態では、前記ＯリングＳ２，Ｓ３を採用したものを例示して説明したが、当該第２、第３シール部材としては、他にもＸリングなど、あらゆる環状シール部材が適用可能である。

（第１変形例）
図１１は、前記第１実施形態についての第１変形例を示したものであって、前記アダプタ部材Ａ３につき、それぞれ前記支持部４３を削除することにより、前記ばね収容空間４７を拡大構成したものである。

このように、前記支持部４３を削除したことによって、該支持部４３を構成していた段部を１つ削除できる分、前記アダプタ部材Ａ３の形成（加工）が容易になるメリットがある。

（第２変形例）
図１２は、前記第１実施形態についての第２変形例を示したものであって、前記シール部材Ｓ１につき、前記段差状凹部３４を２段構成とすることにより、この２段目を前記アダプタ部材Ａ３の収容に供するアダプタ収容部３８として構成したものである。

なお、図示の通り、本構造においても、前記第１実施形態と同様に、少なくとも前記受圧面３５の径方向幅Ｃ１と前記着座面３３の径方向幅Ｃ０との合計が、前記先端側作用面３７の径方向幅Ｃ２よりも大きくなるように構成されている。

すなわち、本実施形態では、前記シール部材Ｓ１に設けられたアダプタ収容部３８内に前記アダプタ部材Ａ３のシール保持部４４が収容されることで、該シール保持部４４の内径、すなわちアダプタ部材Ａ３の内径Ｒ２がシール部材Ｓ１の流路構成部３１の内径Ｒ１以上（本実施形態ではほぼ同径）となるように構成されている。

このように、前記アダプタ部材Ａ３の内径Ｒ２がシール部材Ｓ１の流路構成部３１の内径Ｒ１以上となるように設定されていることで、アダプタ部材Ａ３における必要な内径（流路断面積）を確保できると共に、該アダプタ部材Ａ３による絞りの形成に基づく流動抵抗の発生を抑制できるメリットがある。

〔第２実施形態〕
図１３は、本発明に係る流量制御弁の第２実施形態を示したものであって、前記第１実施形態におけるＯリングＳ２を廃止して、代わりに、いわゆるラビリンス構造に基づくシール手段により冷却水の漏出を抑制する構成としたものである。なお、当該シール手段以外の構成については前記第１実施形態と同様である。

すなわち、本実施形態では、前記シール部材Ｓ１及びアダプタ部材Ａ３の各基端側に、それぞれ径方向において互い違いに多段状に重合するシール構成部３９，４９が設けられ、該両シール構成部３９，４９間に形成される複数の径方向隙間Ｃ３を調整することによって前記流体導入部３６より流入した冷却水を堰塞するようになっている。

このように、径方向に重合する多数の径方向隙間Ｃ３によってシール機能を発揮させる構成とすることで、前記重合部（両シール構成部３９，４９）の軸方向の重合量を比較的短縮することが可能となる。その結果、当該重合部の軸方向の大型化が抑制され、流量制御弁ＣＶの小型化に寄与することができる。

また、前記アダプタ部材Ａ３の内径が、シール部材Ｓ１の流路構成部３１の内径以上となるように設定されていることで、アダプタ部材Ａ３における必要な内径（流路断面積）を確保できると共に、該アダプタ部材Ａ３による絞りの形成に基づく流動抵抗の発生を抑制できるメリットがある。

（変形例）
図１４は、前記第２実施形態の変形例を示したものであって、前記各シール構成部３９，４９を軸方向において階段状に多段重合する構成としたもので、該両シール構成部３９，４９間に形成される複数の径方向隙間Ｃ４を調整することによって前記流体導入部３６より流入した冷却水を堰塞させるものである。

このように、軸方向に形成される多数の径方向隙間Ｃ４によってシール機能を発揮させる構成とすることで、前記重合部（両シール構成部３９，４９）の径方向幅を比較的短縮することが可能となる。その結果、当該重合部の径方向の大型化が抑制され、流量制御弁ＣＶの小型化に寄与することができる。

本発明は、前記各実施形態等の構成に限定されるものではなく、例えば第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の大きさや第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の形状、数量及び配置（周方向位置）等は勿論のこと、前記一連の流路５０の具体的構成や前記各ＯリングＳ２，Ｓ３の配置など、前記作用効果を奏し得る形態であれば、搭載する車両などの適用対象の仕様等に応じて自由に変更可能である。

さらに、前記各実施形態等では、前記流量制御弁ＣＶの適用の一例として、冷却水の循環系への適用例について説明したが、前記流量制御弁ＣＶは、当該冷却水のみならず、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。

以下、前記各実施形態等から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について説明する。

（ａ）請求項５に記載の流量制御弁において、
前記第２シール部材及び前記第３シール部材は、共にＯリングによって構成されていることを特徴とする流量制御弁。

このように、汎用品を用いることで、より安価に構成することが可能となる。

（ｂ）請求項５に記載の流量制御弁において、
前記支持部材の先端側に、前記第２シール部材と対向するように、かつ前記付勢部材の内周部を支持可能に構成された段部が設けられていることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、段部によって付勢部材を安定して保持できるうえ、該段部によって第２シール部材の装入にも供されることとなる。

（ｃ）請求項５に記載の流量制御弁において、
前記支持部材は、前記付勢部材の着座面よりも先端側がストレート状に形成されていることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、支持部材の形状を簡素化でき、製造コストの低減化に供される。

（ｄ）請求項６に記載の流量制御弁において、
前記支持部材の内径は、前記第１シール部材の内径以上となる大きさに設定されていることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、内周側を通流する流体に必要な流路断面積の確保に供されるうえ、絞りの形成に基づく流動抵抗の抑制が図れるメリットがある。

（ｅ）請求項７に記載の流量制御弁において、
前記重合部間の各径方向隙間は、径方向に多段重合するかたちで構成されていることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、重合部の軸方向の大型化が抑制され、流量制御弁の小型化に寄与できる。

（ｆ）請求項７に記載の流量制御弁において、
前記重合部間の各径方向隙間は、軸方向に多段重合するかたちで構成されていることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、重合部の径方向の大型化が抑制され、流量制御弁の小型化に寄与できる。

１…ハウジング
３…弁体
３３…着座面
３５…受圧面
３６…流体導入部
Ａ１〜Ａ３…第１〜第３アダプタ部材（支持部材）
Ｅ１〜Ｅ３…第１〜第３排出口（連通口）
Ｍ１〜Ｍ３…第１〜第３開口部（弁孔）
Ｓ１…シール部材（第１シール部材）
ＳＰ…スプリング（付勢部材）

Claims

ハウジングの内外を連通する連通口と、前記ハウジング内に回転自在に収容された弁体の内外を連通する弁孔と、の重合状態を制御することにより、弁体の内周側に対して前記弁孔及び連通口を通じて流出又は流入する流体の流量を制御する流量制御弁であって、
前記連通口の内端側に摺動自在に収容配置され、前記連通口と前記弁体との間をシールする第１シール部材と、
前記連通口の外端側に前記第１シール部材と対向配置され、該第１シール部材の支持に供する支持部材と、
前記第１シール部材と前記支持部材の対向部間に介装され、前記第１シール部材を前記弁体側に付勢する付勢部材と、
前記連通口の内周面と前記第１シール部材の外周面との径方向間に形成され、前記ハウジング内からの流体の導入に供する流体導入部と、
前記第１シール部材の前記支持部材との対向面に前記付勢部材の着座面とは別に設けられ、前記流体導入部から導入した流体の圧力が作用することで前記第１シール部材の前記弁体側への付勢に供する受圧面と、
を備え、
前記受圧面と前記着座面の径方向幅の合計が、前記第１シール部材の前記弁体との接触点よりも径方向外側部分の径方向幅に対して相対的に大きくなるように設定されていることを特徴とする流量制御弁。
前記支持部材の先端側が前記第１シール部材の内周側と重合するように構成され、
該重合部間に、前記流体導入部から導入した流体を堰塞する第２シール部材が介装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。
前記第１シール部材の前記支持部材との対向面は、前記流体導入部から導入した流体の圧力が作用する前記着座面及び受圧面の両面により形成されていることを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。
前記連通口の内周面と前記支持部材の外周面との間に、前記流体導入部から導入した流体を堰塞する第３シール部材が介装されると共に、
前記第３シール部材は、前記付勢部材の近傍となる軸方向位置に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の流量制御弁。
前記支持部材の先端側は、前記重合部間に所定の隙間が形成されるように、内周側にオフセット配置されていることを特徴とする請求項４に記載の流量制御弁。
ハウジングの内外を連通する連通口と、前記ハウジング内に回転自在に収容された弁体の内外を連通する弁孔と、の重合状態を制御することにより、弁体の内周側に対して前記弁孔及び連通口を通じて流出又は流入する流体の流量を制御する流量制御弁であって、
前記連通口の内端側に摺動自在に収容配置され、前記連通口と前記弁体との間をシールする第１シール部材と、
前記連通口の外端側に前記第１シール部材と対向配置され、該第１シール部材の支持に供する支持部材と、
前記第１シール部材と前記支持部材の対向部間に介装され、前記第１シール部材を前記弁体側に付勢する付勢部材と、
前記連通口の内周面と前記第１シール部材の外周面との径方向間に形成され、前記ハウジング内からの流体の導入に供する流体導入部と、
前記第１シール部材の前記支持部材との対向面に前記付勢部材の着座面とは別に設けられ、前記流体導入部から導入した流体の圧力が作用することで前記第１シール部材の前記弁体側への付勢に供する受圧面と、
を備え、
前記支持部材の先端側が前記第１シール部材の内周側と重合するように構成され、かつ該重合部間の隙間により前記流体導入部から導入した流体の漏れ量を制御するように構成されていることを特徴とする流量制御弁。
横断面ほぼ円形の弁体収容部に設けられ、冷却水の導入又は排出に供する主連通口と、前記弁体収容部と径方向から連通して当該弁体収容部内の冷却水の導入又は排出に供する複数の連通口とを有するハウジングと、
前記ハウジング内に回転自在に支持され、その回転位置に応じて前記各連通口との重合状態が変化する複数の開口部を有するほぼ筒状の弁体と、
前記弁体の回転位置を制御するアクチュエータと、
前記各連通口の内端側にそれぞれ摺動自在に収容配置され、前記各連通口と前記弁体との間をシールする第１シール部材と、
前記各連通口の外端側にそれぞれ前記第１シール部材と対向配置され、該第１シール部材の支持に供する支持部材と、
前記第１シール部材と前記支持部材の対向部間に介装され、前記第１シール部材を前記弁体側に付勢する付勢部材と、
前記各連通口の内周面と前記第１シール部材の外周面との径方向間に形成され、前記ハウジング内からの流体の導入に供する流体導入部と、
前記第１シール部材の前記支持部材との対向面に前記付勢部材の着座面とは別に設けられ、前記流体導入部から導入した流体の圧力が作用することで前記第１シール部材の前記弁体側への付勢に供する受圧面と、
を備えたことを特徴とする流量制御弁。