JP6380073B2

JP6380073B2 - 冷媒制御バルブ装置

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Publication number: JP6380073B2
Application number: JP2014251990A
Authority: JP
Inventors: 弓指　直人; 直人弓指; 浩一丸山
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2034-12-12
Also published as: CN107110386B; EP3232099A1; JP2016114125A; US20170335750A1; EP3232099B1; EP3232099A4; CN107110386A; US10513968B2; WO2016092935A1

Description

本発明は、冷媒制御バルブ装置において、バルブハウジングに回転自在に収容された弁体と吐出ポートとの間に配置されるシール体のシール性能を向上させる技術に関する。

冷媒を対象とするものではないが、特許文献１には、バルブハウジングの内部に回転自在に弁体を収容し、流体流路を構成するガイド部材の筒状部分に外嵌するリング状のシール体（文献ではシート部材）を備え、シール体を弁体の外面に接する方向に付勢するバネ部材を備えた技術が示されている。

特許文献１では、弁体が球状の外面を有しており、この外面に接触するようにシール体がリング状に形成されている。また、特許文献１では、シール体のうち弁体に対向する受圧面と、これの反対側の受圧面とに流体の圧力を作用させるためにシール体の外周面に連通部が形成されている。

また、特許文献１では、各々の受圧面の面積を等しくしており、前述した連通部を形成することにより、バネ部材の付勢力に抗する方向に流体から受圧面に作用する圧力と、バネ部材の付勢力に沿う方向に流体から受圧面に作用する圧力とが相殺し、シール体に対して過剰な圧力が作用する不都合を抑制している。

特開２０１３‐２９１２７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、弁体が開放姿勢にある場合に一対の受圧面に対して流体から決まった圧力が作用するものの、弁体が閉じ姿勢にある場合には弁体が収容された空間に対して流体が供給されないため、弁体の操作時には、流体から一対の受圧面に作用する圧力が一時的にアンバランスになることも考えられた。

このようにシール機構の一対の受圧面に作用する圧力がアンバランスな状態に陥った場合には、シール体が弁体に接触する圧力も変動することになり、シール体の接触面に摩耗を招くことや、弁体の操作抵抗が増大する現象にも繋がり改善の余地がある。

本発明の目的は、弁体の操作に拘わらずシール体の接触圧を変動させずシール体を安定的に弁体に接触させる冷媒制御バルブ装置を構成する点にある。

本発明の特徴は、内燃機関からの冷媒が供給される流入ポート、及び、冷媒を送り出す吐出ポートが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの内部で回転軸芯を中心に回転自在に備えられ、前記流入ポートから冷媒が供給される内部空間、及び、球状の外面となるバルブ面を有し、前記回転軸芯を中心にした回転により前記内部空間を前記吐出ポートに連通させる孔部が前記バルブ面に形成されたロータリ型の弁体と、を備え、
前記バルブハウジングに形成され、前記吐出ポートから前記バルブハウジングの内部に突出する筒状の内部スリーブと、
前記内部スリーブの外周に支持され前記弁体の前記バルブ面に接触するシール機構と、を備えると共に、
前記シール機構が、前記吐出ポートで冷媒が排出される方向に沿う方向視でリング状であり前記弁体の前記バルブ面に接触可能なシール体と、前記バルブ面の球心に向かう押圧方向に前記シール体に付勢力を作用させる付勢機構とを有し、
前記シール機構が、前記シール体又は前記シール体を含め当該シール体と一体的に移動する移動体に対して前記付勢機構の付勢方向と同方向に冷媒から作用する圧力を受ける第１受圧面と、前記シール体又は前記移動体に対して前記付勢方向と逆方向に冷媒から作用する圧力を受ける第２受圧面とを等しい面積で形成し、当該シール機構を、前記流入ポートに連通するシール収容空間に収容することにより、前記第１受圧面と前記第２受圧面とに対して、前記流入ポートからの冷媒の圧力を作用させる点にある。

この構成によると、シール機構がシール収容空間に収容されているため、第１受圧面と第２受圧面とに対して流入ポートから供給される冷媒の圧力を作用させ、シール体に対して付勢機構の付勢方向と同方向に作用する圧力と、この反対方向に作用する圧力とを相殺することが可能となる。また、弁体の操作状態に拘わらずシール機構の第１受圧面と第２受圧面とに対して流入ポートからの冷媒の圧力を作用させることが可能となり、弁体が操作される毎にシール体に作用する圧力を変動させることがなく、弁体を安定させることが可能となる。
従って、弁体の操作に拘わらずシール体の接触圧を変動させず、シール体を安定的に弁体に接触させる冷媒制御バルブ装置が構成された。

本発明は、前記内部スリーブは、前記回転軸芯に直交し、前記バルブ面の球心を通過するスリーブ軸芯と同軸芯上に形成されると共に、当該内部スリーブの外周面が前記スリーブ軸芯を中心とする円柱外面状に形成され、
前記付勢機構と前記シール体とが、前記スリーブ軸芯に沿って移動自在に前記内部スリーブの外周を取り囲む位置に配置され、
前記シール機構は、前記内部スリーブの外周に接触することにより、前記シール収容空間と前記シール体の内周位置の空間とを隔絶するパッキン体を更に備え、
前記内部スリーブの外周面を前記スリーブ軸芯に沿う方向に延長した仮想円筒面と、前記バルブ面とが交わる接触位置を、前記シール体が前記バルブ面に接触する接触領域の最外周位置に設定しても良い。

これによると、シール収容空間と内部スリーブの内周の空間との間に冷媒が流動する現象をパッキン体が阻止することになる。また、仮想円筒面とバルブ面とが交わる接触位置より外方側に第１受圧面と第２受圧面とが形成されるため、第１受圧面と第２受圧面とが等しい面積で形成される。これにより、内部スリーブがシール機構を安定的に支持することになり、しかも、内部スリーブの外周面より外側に形成される第１受圧面と第２受圧面とに作用する冷媒の圧力を内部スリーブの内周の空間に逃がすことなく、第１受圧面と第２受圧面とに作用する流体の圧力を良好にバランスさせることが可能となる。

本発明は、前記流入ポートが、前記バルブハウジングにおいて前記回転軸芯に沿う方向に冷媒を供給し、前記弁体が前記流入ポートからの冷媒を前記内部空間において前記回転軸芯に沿う方向に送っても良い。

これによると、流入ポートから供給される冷媒を、弁体の内部空間において回転軸芯に沿う方向に送るため、例えば、弁体を回転軸芯に沿う方向に延びる形状に構成し、この延びた領域に開口を形成することにより吐出ポート以外のポートに対する冷媒の給排も可能となる。従って、吐出ポートの他にヒータや各種デバイス等に対する冷媒の給排も当該バルブ装置で実現可能となる。

本発明は、前記バルブハウジングは、前記吐出ポートとして吐出筒を有し、前記内部スリーブは、前記吐出筒から前記バルブハウジングの内部に突出して形成されても良い。

冷却システムの構成を示す図である。バルブ装置の全体構成を示す斜視図である。主制御弁を閉塞した状態でのバルブ装置の縦断面図である。主制御弁を閉塞した状態でのバルブ装置の横断面図である。主制御弁を開放した状態でのバルブ装置の縦断面図である。主制御弁を開放した状態でのバルブ装置の横断面図であるシール機構の断面図である。バルブ装置の分解斜視図である。別実施形態（ａ）のシールリングを示す断面図である。別実施形態（ｂ）のシールリングを示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

〔基本構成〕
図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１の冷却水（冷媒の一例）をラジエータ２に供給するバルブ装置Ｖ（冷媒制御バルブ装置の具体例）を備えると共に、ラジエータ２からの冷却水をエンジン１に戻すウォータポンプ３（同図ではＷ／Ｐと略記）を備えてエンジンの冷却システムが構成されている。

この冷却システムは、エンジン１の内部の冷却水の温度（水温）を計測する水温センサの計測結果に基づいてバルブ装置Ｖを制御し、この制御によりエンジン１とラジエータ２との間に循環する冷却水の水量を設定するように機能する。つまり、エンジン１の始動直後のように暖機を必要とする場合にはエンジン１からラジエータ２への冷却水の供給を停止し、暖機の後にはエンジン１の温度を適正に維持するように冷却水（冷媒）の流量を設定する制御が行われる。

〔バルブ装置〕
図２〜４及び図８に示すように、バルブ装置Ｖは、樹脂製のバルブハウジング１０と、ロータリ型となる樹脂製の弁体２０と、弁体２０の回転姿勢を設定する姿勢設定ユニット３０と、冷却水の温度が設定値を超えた場合に開放するフェイルセーフ機構４０とを備えて構成されている。更に、このバルブ装置Ｖは、弁体２０と吐出ポートＤとしての吐出筒１２の内端との間にシール機構５０を備えている。

バルブハウジング１０は、フランジ部１１Ｆを有するハウジング本体１１と、吐出筒１２と、感温室Ｂ（図４を参照）を閉じる感温室カバー１３と、感温室Ｂの冷却水を吐出筒１２に送るバイパス流路１４と、姿勢設定ユニット３０を収容するユニット収容部１５とを備えている。図面では、ユニット収容部１５の蓋体を省略しているが、このユニット収容部１５は蓋体で覆われることにより密封構造となる。

このバルブ装置Ｖでは、弁体２０を収容するバルブ室Ａが、ハウジング本体１１の内部に形成され、フェイルセーフ機構４０を収容する感温室Ｂがバルブ室Ａと連通する位置に形成されている。また、フランジ部１１Ｆのフランジ面には流入ポートＣが形成されている。この構成から、フランジ部１１Ｆをエンジン１の外壁に連結固定することにより、ウォータジャケットの冷却水が流入ポートＣに直接的に供給することが可能となる。また、吐出筒１２は、吐出ポートＤとして機能するものであり、この吐出筒１２にはラジエータ２に冷却水を送るラジエータホースが接続する。

ハウジング本体１１には吐出ポートＤに連通する主筒状部１１Ａと、感温室Ｂを形成する副筒状部１１Ｂとが樹脂材により一体形成されている。また、吐出筒１２と感温室カバー１３とバイパス流路１４とは一体物として構成され、吐出筒１２に連なる位置に内部スリーブ１２Ａが形成され、吐出筒１２と内部スリーブ１２Ａと境界位置にフランジ状の連結部１２Ｂが形成されている。

この構成から、吐出筒１２の内部スリーブ１２Ａを主筒状部１１Ａに内挿し、連結部１２Ｂを主筒状部１１Ａの外端部に接触させ、この接触部位を溶着する。また、感温室カバー１３を、副筒状部１１Ｂを閉塞する位置に配置して溶着する。これにより、吐出筒１２が突設状態で形成され、感温室Ｂと吐出筒１２とがバイパス流路１４を介して連通する。

弁体２０は、全体的に回転軸芯Ｘを中心とする筒状であり、回転軸芯Ｘに沿う方向での一方側に主制御弁２１が形成され、他方側に感温制御弁２２が形成されている。主制御弁２１は、外周にバルブ面として球状面２１Ａに成形され、この球状面２１Ａ（バルブ面の一例）と弁体２０の内部空間２１Ｓとを連通させる主孔部２１Ｂが穿設されている。感温制御弁２２は、外周が円柱状面２２Ａに成形され、この円柱状面２２Ａと弁体２０の内部空間２１Ｓとを連通させる感温孔部２２Ｂが穿設されている。

つまり、弁体２０の内部空間２１Ｓはバルブ室Ａと連通する状態にあり、この内部空間２１Ｓに対して流入ポートＣからの冷却水が流入可能な状態にある。また、主制御弁２１は、吐出ポートＤへの冷却水の給排を制御し、感温制御弁２２は感温室Ｂへの冷却水の給排を制御するように機能し、この主制御弁２１と感温制御弁２２は弁体２０と一体的に回転する。

また、弁体２０の内部にはサポート部２３が一体形成されている。このサポート部２３は、冷却水の流動を可能にする開口が形成されると共に、中央位置に連結部を形成しており、サポート部２３に対して回転軸２４の中間部分が連結する。これにより回転軸２４が回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置される。

ハウジング本体１１の流入ポートＣに嵌め込む形態で軸受体２５を備えている。この軸受体２５は冷却水の流入を可能にする開口が形成されると共に、中央位置に軸受部が形成され、この軸受部に対して回転軸２４の一端が回転自在に支持されている。また、ハウジング本体１１のうち流入ポートＣと反対側に軸受部２６を備え、この軸受部２６に対して回転軸の他端が回転自在に支持されている。

姿勢設定ユニット３０は、密封空間のユニット収容部１５に収容される。この姿勢設定ユニット３０は、電動アクチュエータとしての電動モータ３１の駆動力を、減速ギヤ３２で減速してウォームギヤ３３に伝え、このウォームギヤ３３で駆動されるホイールギヤ３４を備えている。このホイールギヤ３４が回転軸２４の端部に連結する。

姿勢設定ユニット３０は、ホイールギヤ３４の回転姿勢から弁体２０の姿勢を検出する回転角センサ３５を備えている。この回転角センサ３５は、ホイールギヤ３４に備えた永久磁石の磁束から回転角度を検出する非接触型であるが、例えば、ポテンショメータのように接触型のものを用いても良い。

この構成から、外部からの駆動信号で電動モータ３１（電動アクチュエータ）が作動すると共に、回転角センサ３５の信号をフィードバックすることにより、回転軸２４を回転させ、主制御弁２１の開度を目標とする値に設定することが可能となる。

〔フェイルセーフ機構〕
図４、図６に示すように、フェイルセーフ機構４０は、ワックス等の熱感知体４１と、この熱感知体４１の端部に支持された開閉弁４２と、開閉弁４２を閉じ方向に付勢するバルブスプリング４３とを備えて構成されている。

このバルブ装置Ｖでは、弁体２０が図３に示す閉塞姿勢に設定された場合には、主制御弁２１が、バルブ室Ａと吐出筒１２との間での冷却水の流れを遮断すると共に、図４に示すように、感温制御弁２２が、バルブ室Ａと感温室Ｂとを連通させる。これとは逆に、弁体２０が図５に示す開放姿勢に設定された場合には、主制御弁２１が、バルブ室Ａと吐出筒１２とを連通させると共に、図６に示すように、感温制御弁２２が、バルブ室Ａと感温室Ｂとの間での冷却水の流れを遮断する。

前述したように、フェイルセーフ機構４０は感温室Ｂに収容されている。また、主制御弁２１が閉塞姿勢にある場合にのみ、感温制御弁２２の感温孔部２２Ｂを介してバルブ室Ａから冷却水がフェイルセーフ機構４０に供給される。つまり、感温室Ｂは感温制御弁２２が開放する状態で、この感温制御弁２２の感温孔部２２Ｂと、感温室Ｂとが直線的に結ぶ位置関係となるように各々が対向する位置に配置されている。

そして、冷却水の温度が設定値を超えることで図４に示す如く、熱感知体４１が膨張し、バルブスプリング４３の付勢力に抗して開閉弁４２が開放する。これにより、流入ポートＣからの冷却水をバルブ室Ａと感温室Ｂとを介してバイパス流路１４に送り、吐出ポートＤから排出できる。フェイルセーフ機構４０の作動形態は後述する。

〔シール機構〕
図７に示すように、シール機構５０は、シール体としてのシールリング５１と、パッキン体５２と、支持リング５３と、付勢機構としてのスプリング５４とで構成され、これらは、吐出筒１２のうち主筒状部１１Ａの内部に配置される内部スリーブ１２Ａの外周に配置されている。

内部スリーブ１２Ａは、回転軸芯Ｘと直交し、且つ、バルブ面としての球状面２１Ａの球心を通過するスリーブ軸芯Ｔと同軸芯に形成されている。また、内部スリーブ１２Ａの外周面はスリーブ軸芯Ｔを中心とする円柱外周面状に形成されている。

シールリング５１（シール体）は、その内径が主孔部２１Ｂの孔径より僅かに大きく形成された樹脂材料で形成され、主制御弁２１の球状面２１Ａに接触することによりシール性を現出する。パッキン体５２は、内部スリーブ１２Ａの外面に接触するリップ部を有する樹脂製のリング状に形成され、内部スリーブ１２Ａの外周との水密性を維持し、シール機構５０を収容する収容空間と内部スリーブ１２Ａの内部空間とを隔絶する。支持リング５３は、スプリング５４（付勢機構）の付勢力をシールリング５１に作用させるステンレス等の金属材料で構成されている。スプリング５４は支持リング５３を介してシールリング５１に付勢力を作用させる。

このバルブ装置Ｖでは、ハウジング本体１１の内壁面と主制御弁２１の球状面２１Ａの外周との間に隙間が形成されているため、内部スリーブ１２Ａの外周に対して流入ポートＣからの冷却水がバルブ室Ａを介して流入する。この内部スリーブ１２Ａの外周の空間をシール収容空間としており、このシール収容空間にシール機構５０が収容されている。このシール収容空間では、冷却水を介して流入ポートＣと等しい圧力が作用する。

このシール機構５０では、スプリング５４の付勢力が作用する方向に沿って一体的に移動する移動体（シールリング５１とパッキン体５２と支持リング５３とスプリング５４の一部）が冷却水に取り囲まれる位置に配置されるため、この移動体に対して冷却水の圧力が作用する。つまり、スプリング５４の付勢力の作用方向と同方向に冷却水から移動体に作用する圧力を受ける面を第１受圧面Ｓ１とし、この逆方向に冷却水から移動体に作用する圧力を受ける面を第２受圧面Ｓ２とすると、第１受圧面Ｓ１の面積と第２受圧面Ｓ２の面積が等しく設定されている。尚、第１受圧面Ｓ１の面積と第２受圧面Ｓ２の面積は厳密に一致する必要はなく、冷却水から作用する圧力を相殺することが目的であるため多少の誤差が含まれても良い。

この構成から、各々の圧力が相殺し、シールリング５１に対してスプリング５４の付勢力だけが作用することになり、シールに必要な圧力だけを作用させ、良好なシール性を実現する。また、この構成では、スプリング５４の付勢力を高めずとも良好なシール性を得るため、弁体２０の回転操作時の抵抗を増大させずに済み、シールリング５１の摩耗の抑制も可能となる。

具体的には、内部スリーブ１２Ａの外周面をスリーブ軸芯Ｔに沿う方向に延長した仮想円筒面Ｐを想定し、この仮想円筒面Ｐと球状面２１Ａとが交わる接触位置Ｑ（スリーブ軸芯Ｔを中心とする環状となる）を、シールリング５１が球状面２１Ａに接触する接触領域の最外周位置に設定している。このように、シール機構５０では、移動体のうち、仮想円筒面Ｐより外方の領域で、スプリング５４の一部とパッキン体５２の一部で第１受圧面Ｓ１が構成される。これと同様に仮想円筒面Ｐより外方の領域でシールリング５１の一部と、支持リング５３の一部とで第２受圧面Ｓ２が構成される。尚、第１受圧面Ｓ１と第２受圧面Ｓ２とは、スリーブ軸芯Ｔに直交する姿勢の仮想投影面に投影した場合にリング状で等しい面積となる。

図７に示すシール機構５０では、シールリング５１において接触位置Ｑより内周側を弁体２０の球状面２１Ａに接触させており、前述したように仮想円筒面Ｐより外側に第２受圧面Ｓ２が形成される。従って、シールリング５１と球状面２１Ａとが接触する領域が、接触位置Ｑを基準にしてスリーブ軸芯Ｔに近い領域に設定されるものであれば、シールリング５１と球状面２１Ａとの接触面積を任意に設定することも可能となる。

〔バルブ装置の制御形態〕
このバルブ装置Ｖでは、弁体２０が図３、図４に示す閉塞姿勢に設定された場合には、主制御弁２１が、バルブ室Ａと吐出筒１２との間での冷却水の流れを遮断し、感温制御弁２２が、バルブ室Ａと感温室Ｂとを連通させ、これらの間での冷却水の流れを許容する。

この構成のバルブ装置Ｖでは、主制御弁２１の主孔部２１Ｂが吐出筒１２に冷却水を供給できない何れの姿勢でも閉塞姿勢となる。しかしながら、本発明のバルブ装置Ｖでは、吐出筒１２に冷却水が供給されない閉塞姿勢でもフェイルセーフ機構４０に冷却水を供給することが必要となる。従って、本発明のバルブ装置Ｖで弁体２０の閉塞姿勢では、図３、図４に示す如く、主制御弁２１が閉塞状態にあり、感温制御弁２２の感温孔部２２Ｂが全開となる姿勢に設定される。

また、弁体２０が、図５、図６に示す開放姿勢に設定された場合には、主制御弁２１が、バルブ室Ａと吐出筒１２とを連通させ、感温制御弁２２が、バルブ室Ａと感温室Ｂとの間での冷却水の流れを遮断する。この開放姿勢は、全開状態に限らず、主孔部２１Ｂの一部から冷却水が流れる姿勢も含むものであり、このように主制御弁２１が全開状態に達しない姿勢でも感温制御弁２２は閉塞姿勢に維持される。

従って、エンジン１の暖機時には、姿勢設定ユニット３０が弁体２０を閉塞姿勢に設定する。これにより、流入ポートＣからバルブ室Ａに流入した冷却水のラジエータ２への供給が遮断され、感温室Ｂにはバルブ室Ａの冷却水の流入が可能となる。

特に、姿勢設定ユニット３０等が故障し、主制御弁２１が閉塞姿勢に固定された状況で冷却水の温度が設定値を超えた場合には、熱感知体４１の膨張により開閉弁４２が開放する（図４を参照）。このように開放することでエンジン１の冷却水をバルブ室Ａから感温室Ｂに送り、更に、感温室Ｂからの冷却水をバイパス流路１４から吐出筒１２から供給することが可能となり、エンジン１のオーバーヒートが抑制される。

また、暖機運転を終えた後には、姿勢設定ユニット３０が弁体２０を回転させ主制御弁２１を開放姿勢に設定する。具体的には、冷却水の温度が低い状態では主制御弁２１の開度が低く設定され、温度上昇に従って、開度が大きく設定される。これにより、流入ポートＣからバルブ室Ａに流入した冷却水が吐出筒１２からラジエータ２に供給される。

この開放姿勢では主制御弁２１が僅かに開いた状態から全開に至る状態まで、感温制御弁２２が、バルブ室Ａと感温室Ｂとの間での冷却水の流れを阻止する。従って、冷却水の温度が上昇してもフェイルセーフ機構４０が開放する現象を抑制できる。更に、冷却水の温度が一時的に上昇し、この温度上昇により熱感知体４１が膨張して開閉弁４２が開放した場合でも、バルブ室Ａから感温室Ｂに冷却水が流れることはない。これにより、ラジエータ２へ供給される冷却水の水量を増大させることがなく、エンジン１の熱管理を適正に行える。

特に、このバルブ装置Ｖでは、前述したようにシール機構５０が流入ポートＣからの冷却水が流入する収容空間に収容されている。例えば、弁体２０の回転操作に連動して収容空間の圧力が変動するものでは、弁体２０の操作時に収容空間において冷却水の流れを生じ第１受圧面Ｓ１と第２受圧面Ｓ２との間に圧力差を生ずることもある。これに対して、本発明のバルブ装置Ｖでは、収容空間に対して流入ポートＣから供給される冷却水の圧力が常に作用する構成であるため、第１受圧面Ｓ１と第２受圧面Ｓ２とには流入ポートＣに作用する圧力と等しい圧力が常時作用する。これにより、弁体２０が回転操作されても収容空間のシールリング５１に対して決まった圧力を作用させ良好なシール状態の維持が可能となる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

（ａ）図９に示すように、シールリング５１として、単純な筒状材を用い、シールリング５１の内周縁に弁体２０の球状面２１Ａを接触させるように構成する。この構成では、シールリングとして単純な形状の筒状材の使用が可能となりシールリング５１の低廉化が可能となる。

（ｂ）図１０に示すように、シールリング５１として、弁体２０に接触する方向の端部にシールリング５１の外径より少し小径となる筒状部５１Ａを形成し、この筒状部５１Ａの外周側を弁体２０の球状面２１Ａに接触させるように、筒状部５１Ａの内周側を傾斜面に成形する。この構成では、シールリング５１の筒状部５１Ａが摩耗しても接触位置を仮想円筒面Ｐと一致させることが可能となり、シール性能を高く維持できる。

（ｃ）吐出ポートＤを基準に、流入ポートＣと反対側に、ＥＧＲクーラや、ヒータコア等に供給するためのポートを、バルブハウジング１０に形成する。このように構成する場合には弁体２０の主制御弁２１を基準にして回転軸芯Ｘに沿う方向で流入ポートＣと反対側にバルブ面を形成し、これに対応するポートをバルブハウジング１０に形成することになる。

本発明の弁体２０は、内部空間２１Ｓを有し、流入ポートＣから流入する冷却水を回転軸芯Ｘに沿って送ることが可能であるため、この別実施形態（ｃ）のように構成した場合でも各ポートに対して冷却水を無理なく供給することが可能となる。

本発明は、内燃機関の冷媒を給排する冷媒制御バルブ装置に利用することができる。

１０バルブハウジング
１２Ａ内部スリーブ
２０弁体
２１Ａバルブ面（球状面）
２１Ｂ孔部（主孔部）
２１Ｓ内部空間
３１電動アクチュエータ（電動モータ）
５０シール機構
５１シール体（シールリング）
５２パッキン体
５４付勢機構（スプリング）
Ｃ流入ポート
Ｄ吐出ポート
Ｅ内燃機関（エンジン）
Ｐ仮想円筒面
Ｑ接触位置
Ｓ１第１受圧面
Ｓ２第２受圧面
Ｔスリーブ軸芯
Ｘ回転軸芯

Claims

内燃機関からの冷媒が供給される流入ポート、及び、冷媒を送り出す吐出ポートが形成されたバルブハウジングと、
前記バルブハウジングの内部で回転軸芯を中心に回転自在に備えられ、前記流入ポートから冷媒が供給される内部空間、及び、球状の外面となるバルブ面を有し、前記回転軸芯を中心にした回転により前記内部空間を前記吐出ポートに連通させる孔部が前記バルブ面に形成されたロータリ型の弁体と、を備え、
前記バルブハウジングに形成され、前記吐出ポートから前記バルブハウジングの内部に突出する筒状の内部スリーブと、
前記内部スリーブの外周に支持され前記弁体の前記バルブ面に接触するシール機構と、を備えると共に、
前記シール機構が、前記吐出ポートで冷媒が排出される方向に沿う方向視でリング状であり前記弁体の前記バルブ面に接触可能なシール体と、前記バルブ面の球心に向かう押圧方向に前記シール体に付勢力を作用させる付勢機構とを有し、
前記シール機構が、前記シール体又は前記シール体を含め当該シール体と一体的に移動する移動体に対して前記付勢機構の付勢方向と同方向に冷媒から作用する圧力を受ける第１受圧面と、前記シール体又は前記移動体に対して前記付勢方向と逆方向に冷媒から作用する圧力を受ける第２受圧面とを等しい面積で形成し、当該シール機構を、前記流入ポートに連通するシール収容空間に収容することにより、前記第１受圧面と前記第２受圧面とに対して、前記流入ポートからの冷媒の圧力を作用させる冷媒制御バルブ装置。
前記内部スリーブは、前記回転軸芯に直交し、前記バルブ面の球心を通過するスリーブ軸芯と同軸芯上に形成されると共に、当該内部スリーブの外周面が前記スリーブ軸芯を中心とする円柱外面状に形成され、
前記付勢機構と前記シール体とが、前記スリーブ軸芯に沿って移動自在に前記内部スリーブの外周を取り囲む位置に配置され、
前記シール機構は、前記内部スリーブの外周に接触することにより、前記シール収容空間と前記シール体の内周位置の空間とを隔絶するパッキン体を更に備え、
前記内部スリーブの外周面を前記スリーブ軸芯に沿う方向に延長した仮想円筒面と、前記バルブ面とが交わる接触位置を、前記シール体が前記バルブ面に接触する接触領域の最外周位置に設定している請求項１記載の冷媒制御バルブ装置。
前記流入ポートが、前記バルブハウジングにおいて前記回転軸芯に沿う方向に冷媒を供給し、前記弁体が前記流入ポートからの冷媒を前記内部空間において前記回転軸芯に沿う方向に送る請求項１又は２に記載の冷媒制御バルブ装置。
前記バルブハウジングは、前記吐出ポートとして吐出筒を有し、
前記内部スリーブは、前記吐出筒から前記バルブハウジングの内部に突出して形成される請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷媒制御バルブ装置。