JP7012566B2 - 制御バルブ - Google Patents

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本発明は、制御バルブに関するものである。
従来から、冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムが知られている。この種の冷却システムでは、ラジエータとエンジンとの間を循環するラジエータ流路とは別に、各種熱交換器との間で冷却水を循環させる複数の熱交換流路が設けられている場合がある。このような冷却システムでは、各流路(ラジエータ流路や熱交換流路等)への分岐部に、各流路への冷却水の流通を制御する制御バルブが設けられている。
上述した制御バルブとしては、冷却水の流出口が形成された流出ポートを有するケーシングと、ケーシング内に回転可能に収容され、冷却水が流通する流通路を有するロータと、を備えている。ロータには、ロータの回転に応じて流通路と上述した各流出口とを連通させる連通口が形成されている。
この構成によれば、ロータを回転させることで、流出口と連通口との連通及び遮断が切り替えられる。そして、制御バルブ内に流入した冷却水は、流通路を流通する過程で、連通口と連通状態にある流出口を通じて制御バルブから流出する。これにより、制御バルブに流入した冷却水が、ロータの回転に応じて1つ又は複数の流路に分配される。
上述した制御バルブにおいて、流出ポートには、流出ポート(流出口)と各流路との間を接続するジョイントが接合されている。流出ポート内には、ジョイントとロータとの間をシールするシール機構が設けられている。例えば下記特許文献1には、シール機構として、ロータの外周面に摺動可能な摺動リングと、摺動リングに外嵌された支持リングと、支持リングとジョイントとの間に密接するシールリングと、を備えた構成が開示されている。
特開2016-114125号公報
上述したジョイントは、流出ポートに対して例えば振動溶着によって接合される。この場合、溶着時に発生する振動に起因してジョイントが振動する。上述した従来技術にあっては、摺動リングがジョイントの側面に保持されているため、溶着時に発生する振動がジョイントを介して摺動リングに伝達される。摺動リングに伝達された振動により、摺動リングに傾きが生じると、ジョイントとロータとの間のシール性が不十分になるおそれがある。その結果、所望の流量特性が得られなくなる可能性がある。
そこで、本発明は、上述した事情に考慮してなされたもので、ジョイントとロータとの間のシール性を確保し、所望の流量特性を得ることができる制御バルブを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係る制御バルブは、第1方向に開口する流体の流出口が形成された流出ポートを有するケーシングと、前記流出ポートにおける前記流出口の開口端面に接合されたジョイントと、前記ケーシング内に回転可能に収容され、前記流出口に連通可能な連通口が形成されたロータと、前記流出ポート内に収容された状態で前記ロータの外周面に摺動する摺動面を有し、前記ロータの回転位置に応じて前記流出口と前記連通口とを連通させる摺動リングと、前記流出ポートの内周面、及び前記摺動リングの外周面との間に介在するシールリングと、前記流出ポートの内周面、及び前記摺動リングの外周面との間に配置され、前記シールリングに対して前記第1方向で前記ロータとは反対側から前記シールリングを保持するホルダと、を備え、前記ホルダは、前記ジョイント及び前記流出ポートの少なくとも何れかに対して離間可能に配置され、前記ホルダは、前記摺動リングの周囲を取り囲むホルダ筒部と、前記ホルダ筒部から外側に張り出すホルダフランジ部と、を有し、前記流出ポートは、前記ホルダフランジ部に前記第1方向で当接することで、前記ケーシングに対する前記ホルダの前記第1方向における前記ロータ側への移動を規制する第1規制部を有している。
本態様によれば、流出ポートの内周面と、摺動リングの外周面と、の間にホルダが介在しており、このホルダが、ジョイント及び流出ポートの少なくとも何れかに対して離間可能に配置されている構成とした。このため、ジョイントと流出ポートとの接合を原因として摺動リングが第1方向に交差する方向に位置ずれするのを抑制できる。この場合、例えばジョイントと流出ポートとの振動溶着時にジョイントに伝達される振動が摺動リングに伝達されるのを抑制し、摺動リングを所望の位置に組み付けることができる。
特に、本態様では、ジョイント及び流出ポートの少なくとも何れかに対して離間可能に配置されているホルダが、シールリングに対して第1方向でロータとは反対側からシールリングを保持する構成とした。そのため、例えばジョイントと流出ポートとの振動溶着時にジョイントに伝達される振動がホルダを介してシールリングに伝達されるのを抑制できる。これにより、シールリングの移動をホルダによって規制しつつ、シールリングを所望の位置に組み付けることができる。その結果、ジョイントとロータとの間のシール性を確保し、所望の流量特性を得ることができる。
また、ケーシングに対するホルダの第1方向のロータ側への移動を規制することで、ホルダを所望の位置に組み付けやすくなる。そのため、ホルダの組付時にシールリングが押し潰されたりするのを抑制できる。
上記態様の制御バルブにおいて、前記摺動リングは、前記シールリングが摺動する前記外周面を有する小径部と、前記小径部に対して前記第1方向で前記ロータ側に位置し、前記小径部に対して拡径された大径部と、を有し、前記大径部における前記第1方向で前記ロータを向く面は、前記摺動面を構成し、前記大径部における前記第1方向で前記ロータとは反対側を向く面は、前記シールリングに前記第1方向で対向する対向面を構成し、前記摺動面の面積が、前記対向面の面積よりも大きくなっていることが好ましい。
本態様によれば、ケーシング内の液圧が、摺動リングの対向面と摺動面に作用する。このとき、対向面には、ケーシング内の流体の圧力がそのまま作用する。一方で、摺動面には、ケーシング内の流体の圧力がそのまま作用しない。具体的に、流体の圧力は、摺動面とロータの間の微小な隙間を流体が外周縁から内周縁に向かって流れるときに圧力減少を伴いつつ作用する。このとき、流体の圧力は、内周縁に向かって漸減しつつ、摺動リングを第1方向の外側に押し上げようとする。そのため、対向面を通してシール筒部材に作用する液圧による第1方向の押し付け力が、摺動面とロータとの間の微少隙間から流体が漏れ出るときに摺動リングに作用するロータからの浮き上がり力以上の力であれば、摺動リングの摺動面をロータに当接させた状態に維持することができる。
ここで、本態様では、摺動リングの摺動面の面積が対向面の面積よりも大きいため、ケーシング内の液圧が大きくなっても、摺動リングがロータに過剰な力で押し付けられるのを抑制することができる。したがって、ロータを回転駆動する駆動ユニットの大型化及び高出力化を回避することができる上、摺動リング等の早期摩耗を抑制できる。
上記態様の制御バルブにおいて、前記ホルダは、前記ケーシング及び前記ジョイントに対して前記第1方向に移動可能に配置されていることが好ましい。
本態様によれば、流出ポートやジョイントにホルダを圧入等により固定する構成に比べて、寸法管理が容易になるとともに、ホルダの組付性を向上させることができる。
上記態様の制御バルブにおいて、前記ホルダは、前記摺動リングの周囲を取り囲むホルダ筒部と、前記ホルダ筒部から外側に張り出すホルダフランジ部と、を有し、前記流出ポートは、前記ホルダフランジ部に前記第1方向で当接することで、前記ケーシングに対する前記ホルダの前記第1方向における前記ロータ側への移動を規制する第1規制部を有していることが好ましい。
本態様によれば、ケーシングに対するホルダの第1方向のロータ側への移動を規制することで、ホルダを所望の位置に組み付けやすくなる。そのため、ホルダの組付時にシールリングが押し潰されたりするのを抑制できる。
上記態様の制御バルブにおいて、前記流出ポートは、外周部分に位置するポート接合部と、前記ポート接合部に対して内周側に位置し、前記シールリングが摺動する前記内周面を有するシール壁と、を有し、前記ジョイントは、前記ポート接合部に接合されたジョイント接合部を有し、前記シール壁と、前記ポート接合部及び前記ジョイント接合部と、の間には、前記ポート接合部及び前記ジョイント接合部の接合時に発生するバリを収容するバリ収容部が形成されていることが好ましい。
本態様によれば、流出ポート及びジョイントの接合時に発生するバリをバリ収容部内に収容できるので、バリが流体中に混入してコンタミになるのを抑制できる。
しかも、本態様では、シール壁によってバリの飛散を規制できるので、シール壁とは別にバリ規制壁を設ける場合に比べて小型化及び簡素化を図ることができる。
本発明の一態様によれば、ジョイントとロータとの間のシール性を確保し、所望の流量特性を得ることができる。
実施形態に係る冷却システムのブロック図である。 実施形態に係る制御バルブの斜視図である。 実施形態に係る制御バルブの分解斜視図である。 図2のIV-IV線に沿う断面図である。 図2のV-V線に沿う拡大図である。 図5のVI部拡大図である。 第1変形例に係る図5に対応した断面図である。 第2変形例に係る図5に対応した断面図である。 第3変形例に係る図5に対応した断面図である。
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムに、本実施形態の制御バルブを採用した場合について説明する。
[冷却システム]
図1は、冷却システム1のブロック図である。
図1に示すように、冷却システム1は、車両駆動源に少なくともエンジンを具備する車両に搭載される。なお、車両としては、エンジンのみを有する車両の他に、ハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両等であっても構わない。
冷却システム1は、エンジン2(ENG)、ウォータポンプ3(W/P)、ラジエータ4(RAD)、ヒートエクスチェンジャ5(H/EX)、ヒータコア6(HTR)、EGRクーラ7(EGR)及び制御バルブ8(EWV)が各種流路10~14により接続されて構成されている。
ウォータポンプ3、エンジン2及び制御バルブ8は、メイン流路10上で上流から下流にかけて順に接続されている。メイン流路10では、ウォータポンプ3の動作により冷却水がエンジン2及び制御バルブ8を順に通過する。
メイン流路10には、ラジエータ流路11、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14がそれぞれ接続されている。これらラジエータ流路11、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14は、メイン流路10のうちウォータポンプ3の上流部分と制御バルブ8とを接続している。
ラジエータ流路11には、ラジエータ4が接続されている。ラジエータ流路11では、ラジエータ4において、冷却水と外気との熱交換が行われる。
暖機流路12には、ヒートエクスチェンジャ5が接続されている。ヒートエクスチェンジャ5とエンジン2との間には、オイル流路18を通してエンジンオイルが循環している。暖機流路12では、ヒートエクスチェンジャ5において、冷却水とエンジンオイルとの熱交換が行われる。すなわち、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも高い場合にオイルウォーマとして機能し、エンジンオイルを加熱する。一方、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも低い場合にオイルクーラとして機能し、エンジンオイルを冷却する。
空調流路13には、ヒータコア6が接続されている。ヒータコア6は、例えば空調装置のダクト(不図示)内に設けられている。空調流路13では、ヒータコア6において、冷却水とダクト内を流通する空調空気との熱交換が行われる。
EGR流路14には、EGRクーラ7が接続されている。EGR流路14では、EGRクーラ7において、冷却水とEGRガスとの熱交換が行われる。
上述した冷却システム1では、メイン流路10においてエンジン2を通過した冷却水が、制御バルブ8内に流入した後、制御バルブ8の動作によって各種流路11~13に選択的に分配される。これにより、早期昇温や高水温(最適温)制御等を実現でき、車両の燃費向上が図られている。
<制御バルブ>
図2は、制御バルブ8の斜視図である。図3は、制御バルブ8の分解斜視図である。
図2、図3に示すように、制御バルブ8は、ケーシング21と、ロータ22(図3参照)と、駆動ユニット23と、を主に備えている。
(ケーシング)
ケーシング21は、有底筒状のケーシング本体25と、ケーシング本体25の開口部を閉塞する蓋体26と、を有している。なお、以下の説明では、ケーシング21の軸線O1に沿う方向を単にケース軸方向という。ケース軸方向において、ケーシング本体25の周壁部31に対してケーシング本体25の底壁部32に向かう方向を第1側といい、ケーシング本体25の周壁部31に対して蓋体26に向かう方向を第2側という。さらに、軸線O1に直交する方向をケース径方向といい、軸線O1回りの方向をケース周方向という。
ケーシング本体25の周壁部31には、複数の取付片33が形成されている。各取付片33は、周壁部31からケース径方向の外側に突設されている。制御バルブ8は、例えば各取付片33を介してエンジンルーム内に固定される。なお、各取付片33の位置や数等は、適宜変更が可能である。
図4は、図2のIV-IV線に沿う断面図である。
図3、図4に示すように、周壁部31における第2側に位置する部分には、ケース径方向の外側に膨出する流入ポート37が形成されている。流入ポート37には、流入ポート37をケース径方向に貫通する流入口37a(図4参照)が形成されている。流入口37aは、ケーシング21内外を連通している。流入ポート37の開口端面(ケース径方向の外側端面)には、上述したメイン流路10(図1参照)が接続される。
図4に示すように、周壁部31において、軸線O1を間に挟んで流入ポート37にケース径方向で対向する位置には、ケース径方向の外側に膨出するラジエータポート41が形成されている。ラジエータポート41には、フェール開口41a及びラジエータ流出口41bがケース軸方向に並んで形成されている。フェール開口41a及びラジエータ流出口41bは、ラジエータポート41をそれぞれケース径方向に貫通している。本実施形態において、フェール開口41aは、上述した流入口37aにケース径方向で対向している。また、ラジエータ流出口41bは、フェール開口41aに対してケース軸方向の第1側に位置している。
ラジエータポート41の開口端面(ケース径方向の外側端面)には、ラジエータジョイント42が接続されている。ラジエータジョイント42は、ラジエータポート41とラジエータ流路11(図1参照)の上流端部との間を接続している。なお、ラジエータジョイント42は、ラジエータポート41の開口端面に溶着(例えば、振動溶着等)されている。
フェール開口41aには、サーモスタット45が設けられている。すなわち、サーモスタット45は、上述した流入口37aにケース径方向で対向している。サーモスタット45は、ケーシング21内を流れる冷却水の温度に応じてフェール開口41aを開閉する。
蓋体26のうち、軸線O1に対してケース径方向でラジエータポート41寄りに位置する部分には、EGR流出口51が形成されている。EGR流出口51は、蓋体26をケース軸方向に貫通している。本実施形態において、EGR流出口51は、フェール開口41aの開口方向(ケース径方向)に交差(直交)している。また、EGR流出口51は、ケース軸方向から見た正面視において、サーモスタット45に少なくとも一部が重なり合っている。
蓋体26において、EGR流出口51の開口縁には、EGRジョイント52が形成されている。EGRジョイント52は、ケース軸方向の第2側に向かうに従いケース径方向の外側に延びる管状に形成され、EGR流出口51と上述したEGR流路14(図1参照)の上流端部との間を接続している。本実施形態において、EGRジョイント52は、蓋体26に一体に形成されている。但し、EGRジョイント52は、蓋体26と別に形成されていてもよい。また、EGR流出口51やEGRジョイント52は、周壁部31等に設けても構わない。
図3に示すように、周壁部31において、ラジエータポート41よりもケース軸方向の第1側に位置する部分には、ケース径方向の外側に膨出する暖機ポート56が形成されている。暖機ポート56には、暖機ポート56をケース径方向に貫通する暖機流出口56aが形成されている。暖機ポート56の開口端面には、暖機ジョイント62が接続されている。暖機ジョイント62は、暖機ポート56と上述した暖機流路12(図1参照)の上流端部とを接続している。なお、暖機ジョイント62は、暖機ポート56の開口端面に溶着(例えば、振動溶着等)されている。
図2に示すように、周壁部31のうち、ケース軸方向におけるラジエータポート41と暖機ポート56との間であって、かつ暖機ポート56に対してケース周方向で180°程度ずれた位置には、空調ポート66が形成されている。空調ポート66には、空調ポート66をケース径方向に貫通する空調流出口66aが形成されている。空調ポート66の開口端面には、空調ジョイント68が接続されている。空調ジョイント68は、空調ポート66と上述した空調流路13(図1参照)の上流端部とを接続している。なお、空調ジョイント68は、空調ポート66の開口端面に溶着(例えば、振動溶着等)されている。
(駆動ユニット)
図2に示すように、駆動ユニット23は、ケーシング本体25の底壁部32に取り付けられている。駆動ユニット23は、図示しないモータや減速機構、制御基板等が収納されて構成されている。なお、図4に示すように、駆動ユニット23と底壁部32との間において、駆動ユニット23と底壁部32との締結部分以外の部分には隙間C1が設けられている。
(ロータ)
図3、図4に示すように、ロータ22は、ケーシング21内に収容されている。ロータ22は、ケーシング21の軸線O1と同軸に配置された円筒状に形成されている。ロータ22は、軸線O1回りに回転することで、上述した各流出口(ラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66a)を開閉する。
図4に示すように、ロータ22は、ロータ本体72の内側に内側軸部73がインサート成形されて構成されている。
内側軸部73は、ロータ本体72(例えば、樹脂材料)よりも剛性が高い材料(例えば、金属材料)により形成されている。内側軸部73は、軸線O1と同軸で延在している。なお、ロータ22は、例えば樹脂材料等により一体で形成しても構わない。
内側軸部73の第1側端部は、底壁部32に形成された貫通孔(大気開放部)32aを通して底壁部32をケース軸方向に貫通している。内側軸部73の第1側端部は、上述した底壁部32に設けられた第1ブッシュ(第1軸受)78に回転可能に支持されている。具体的に、底壁部32には、ケース軸方向の第2側に向けて第1軸収容壁79が形成されている。第1軸収容壁79は、上述した貫通孔32aを取り囲んでいる。第1軸収容壁79の内側には、上述した第1ブッシュ78が嵌合されている。
内側軸部73のうち、第1ブッシュ78よりもケース軸方向の第1側に位置する部分(底壁部32よりも外側に位置する部分)には、連結部73aが形成されている。連結部73aは、内側軸部73における連結部73a以外の部分(大径部73b)よりも小径に形成されるとともに、外周面にスプラインが形成されている。連結部73aは、ケーシング21の外部において、上述した駆動ユニット23に連結されている。これにより、駆動ユニット23の動力が内側軸部73に伝達される。
内側軸部73の第2側端部は、上述した蓋体26に設けられた第2ブッシュ(第2軸受)84に回転可能に支持されている。具体的に、蓋体26には、ケース軸方向の第1側に向けて第2軸収容壁86が形成されている。第2軸収容壁86は、上述したEGR流出口51よりもケース径方向の内側で、軸線O1を取り囲んでいる。第2軸収容壁86の内側には、上述した第2ブッシュ84が嵌合されている。
ロータ本体72は、上述した内側軸部73の周囲を取り囲んでいる。ロータ本体72は、内側軸部73を覆う外側軸部81と、外側軸部81を囲繞する弁筒部82と、外側軸部81及び弁筒部82同士を連結するスポーク部83と、を主に有している。
外側軸部81は、内側軸部73におけるケース軸方向の両端部を露出させた状態で、内側軸部73の周囲を全周に亘って取り囲んでいる。本実施形態では、外側軸部81及び内側軸部73によってロータ22の回転軸85を構成している。
上述した第1軸収容壁79内において、第1ブッシュ78に対してケース軸方向の第2側に位置する部分には、第1リップシール87が設けられている。第1リップシール87は、第1軸収容壁79の内周面と回転軸85(外側軸部81)の外周面との間をシールする。したがって、第1軸収容壁79内において、第1リップシール87よりもケース軸方向の第1側に位置する部分は、貫通孔32aを通じて大気に開放されている。
一方、上述した第2軸収容壁86内において、第2ブッシュ84に対してケース軸方向の第1側に位置する部分には、第2リップシール88が設けられている。第2リップシール88は、第2軸収容壁86の内周面と回転軸85(外側軸部81)の外周面との間をシールする。蓋体26には、蓋体26をケース軸方向に貫通する貫通孔(大気開放部)98が形成されている。具体的に、貫通孔98は、蓋体26において軸線O1と同軸に位置している。なお、蓋体26において、貫通孔98に対してケース径方向の外側に位置する部分には、樹脂成形時のピンゲートの跡である外側貫通孔99が形成されている。本実施形態において、外側貫通孔99は、軸線O1回りのケース周方向で間隔をあけて複数形成されている。上述した貫通孔98及び外側貫通孔99の内径は、ケーシング21と弁筒部82との間の後述する隙間C2,C3よりも小さいことが好ましい。これにより、仮に貫通孔98及び外側貫通孔99を通じてケーシング21内にコンタミが進入したとしても、ケーシング21と弁筒部82との間にコンタミを噛み込んでロータ22の回転が阻害されるのを抑制できる。
なお、貫通孔98及び外側貫通孔99の数や形状、位置等は、適宜設計変更が可能である。第2軸収容壁86内において、回転軸85と第2リップシール88とのシール部分よりもケース軸方向の第2側に画成された空間は、貫通孔98を通じて大気に開放されている。したがって、回転軸85のケース軸方向における第2側端部(回転軸85のうち、第2リップシール88にシールされる外側軸部81よりもケース軸方向の第2側に位置する部分)には、貫通孔98を通じて大気圧が作用している。すなわち、回転軸85の両端部に作用する圧力に差圧が生じないようになっている。なお、貫通孔98は、軸線O1と同軸に限らず、蓋体26のうち内側軸部73(大径部73b)に少なくとも一部がケース軸方向で対向する位置に形成され、蓋体26、第2ブッシュ84、及び大径部73bにおける第2側端面で画成された部分に連通していれば構わない。
弁筒部82は、軸線O1と同軸に配置されている。弁筒部82は、ケーシング21内において、流入口37aよりもケース軸方向の第1側に位置する部分に配置されている。具体的に、弁筒部82は、ケース軸方向において、フェール開口41aを回避し、かつラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aに跨る位置に配置されている。弁筒部82の内側は、流入口37aを通してケーシング21内に流入した冷却水がケース軸方向に流通する流通路91を構成している。一方、ケーシング21内において、弁筒部82よりもケース軸方向の第2側に位置する部分は、流通路91に連通する接続流路92を構成している。なお、弁筒部82の外周面と、周壁部31の内周面と、の間には、ケース径方向に隙間C2が設けられている。また、弁筒部82におけるケース軸方向の第1側端面と、底壁部32におけるケース軸方向の第2側端面と、の間には、軸方向に隙間C3が設けられている。
弁筒部82において、上述したラジエータ流出口41bとケース軸方向の同位置には、弁筒部82をケース径方向に貫通するラジエータ連通口95が形成されている。ラジエータ連通口95は、ケース径方向から見てラジエータ流出口41bに挿入された摺動リング131と少なくとも一部が重なり合う場合に、ラジエータ連通口95を通じてラジエータ流出口41bと流通路91内とを連通させる。
弁筒部82において、上述した暖機流出口56aとケース軸方向の同位置には、弁筒部82をケース径方向に貫通する暖機連通口96が形成されている。暖機連通口96は、ケース径方向から見て暖機流出口56aに挿入された摺動リング131と少なくとも一部が重なり合う場合に、暖機連通口96を通じて暖機流出口56aと流通路91内とを連通させる。
弁筒部82において、上述した空調流出口66aとケース軸方向の同位置には、弁筒部82をケース径方向に貫通する空調連通口97が形成されている。空調連通口97は、ケース径方向から見て空調流出口66aに挿入された摺動リング131と少なくとも一部が重なり合う場合に、空調連通口97を通じて空調流出口66aと流通路91内とを連通させる。
ロータ22は、軸線O1回りの回転に伴い、流通路91内と各流出口41b,56a,66aとの連通及び遮断を切り替える。なお、流出口と連通口との連通パターンは、適宜設定が可能である。そして、流出口と連通口とのレイアウトは、設定した連通パターンに応じて切り替えることができる。なお、対応する流出口及び連通口同士は、少なくとも一部がケース軸方向でラップする位置に配置されていれば構わない。
続いて、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の接続部分の詳細について説明する。なお、ラジエータポート41とラジエータジョイント42との接続部分、及び空調ポート66と空調ジョイント68との接続部分については、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の接続部分と同等の構成であるため、説明を省略する。
図5は、図2のV―V線に相当する拡大断面図である。以下の説明では、暖機流出口56aの軸線O2に沿う方向をポート軸方向(第1方向)という場合がある。この場合、ポート軸方向において、暖機ポート56に対して軸線O1に向かう方向を内側といい、暖機ポート56に対して軸線O1から離間する方向を外側という。また、軸線O2に直交する方向をポート径方向(第2方向)といい、軸線O2回りの方向をポート周方向という場合がある。
図5に示すように、暖機ポート56は、ポート軸方向に延びるシール筒部(シール壁、第1規制部)101と、シール筒部101からポート径方向の外側に張り出すポートフランジ部102と、を有している。
シール筒部101の内側は、上述した暖機流出口56aを構成している。本実施形態において、シール筒部101の内径は、ポート軸方向の外側端部の除く領域で一様に設定されている。
ポートフランジ部102の外周部分には、ポート軸方向の外側に突出する囲繞壁105が形成されている。囲繞壁105は、ポートフランジ部102の全周に亘って形成されている。
ポートフランジ部102において、囲繞壁105に対してポート径方向の内側に位置する部分には、ポート軸方向の外側に突出するポート接合部106が形成されている。ポート接合部106は、ポートフランジ部102の全周に亘って形成されている。
図5の例において、ポート接合部106の高さ(ポート軸方向での寸法)は、シール筒部101及び囲繞壁105よりも低くなっている。ポート接合部106の幅(ポート径方向での寸法)は、シール筒部101及び囲繞壁105よりも広くなっている。
暖機ジョイント62は、軸線O2と同軸に配置されたジョイント筒部110と、ジョイント筒部110におけるポート軸方向の内側端部からポート径方向の外側に張り出すジョイントフランジ部111と、を有している。
ジョイントフランジ部111は、外径がポートフランジ部102と同等で、かつ内径がシール筒部101の外径よりも大きい環状に形成されている。ジョイントフランジ部111の内周部分には、ポート軸方向の内側に突出するジョイント接合部113が形成されている。ジョイント接合部113は、ポート接合部106にポート軸方向で対向している。暖機ポート56及び暖機ジョイント62は、ポート接合部106とジョイント接合部113との対向面同士が振動溶着されることで、互いに接合されている。
暖機ポート56及び暖機ジョイント62が接合された状態において、上述した囲繞壁105は、ジョイントフランジ部111の外周部分にポート軸方向で近接又は当接している。各接合部106,113に対してポート径方向の外側の領域には、各接合部106,113、各フランジ部102,111及び囲繞壁105により画成された第1バリ収容部116が形成されている。第1バリ収容部116は、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の接合時に発生するバリを収容する。この場合、囲繞壁105は、接合時に発生するバリがポート径方向の外側(ケーシング21の外部)に飛散するのを規制する。
ジョイント筒部110は、ジョイントフランジ部111の内周縁からポート軸方向の外側に延在している。ジョイント筒部110は、ポート軸方向の外側に向かうに従い段々と縮径する多段筒状に形成されている。具体的に、ジョイント筒部110は、大径部121、中径部122及び小径部123がポート軸方向の外側に向けて順に連なっている。
大径部121は、上述したシール筒部101に対してポート径方向の外側に間隔をあけた状態で、シール筒部101を囲繞している。各接合部106,113に対してポート径方向の内側の領域には、各接合部106,113、シール筒部101、ポートフランジ部102、ジョイント筒部110により画成された第2バリ収容部126が形成されている。第2バリ収容部126は、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の接合時に発生するバリを収容する。この場合、シール筒部101は、接合時に発生するバリがポート径方向の内側(ケーシング21の内部)に飛散するのを規制する。
中径部122は、シール筒部101に対してポート軸方向に隙間Q1をあけて対向している。
本実施形態において、暖機ポート56及び暖機ジョイント62で囲まれた部分には、シール機構130が設けられている。シール機構130は、摺動リング131と、付勢部材132と、シールリング133と、ホルダ134と、を有している。なお、図3に示すように、上述したラジエータポート41内及び空調ポート66内にも、暖機ポート56内に設けられたシール機構130と同様の構成からなるシール機構130が設けられている。本実施形態では、ラジエータポート41内及び空調ポート66内に設けられたシール機構130は、暖機ポート56内に設けられたシール機構130と同様の符号を付して説明を省略する。
図5に示すように、摺動リング131は、暖機流出口56a内に挿入されている。摺動リング131は、軸線O2と同軸に延びるとともに、ポート軸方向の外側に向かうに従い外径が段々を縮径する多段筒状に形成されている。具体的に、ポート軸方向の内側に位置する大径部141と、大径部141に対してポート軸方向の外側に連なる小径部142と、を有している。
大径部141の外周面は、シール筒部101の内周面に摺動可能に構成されている。すなわち、大径部141は、暖機ポート56に対するポート径方向への移動がシール筒部101により規制されている。大径部141におけるポート軸方向の内側端面は、弁筒部82の外周面に摺動する摺動面141aを構成している。なお、本実施形態において、摺動面141aは、弁筒部82の曲率半径に倣って形成された湾曲面とされている。
小径部142の外周面は、大径部141の外周面に対して段差面(対向面)143を介して連なっている。段差面143は、ポート軸方向の内側に向かうに従いポート径方向の外側に傾斜した後、ポート径方向の外側にさらに延設されている。したがって、小径部142の外周面と、シール筒部101の内周面と、の間には、ポート径方向にシール隙間Q2が設けられている。
一方、小径部142の内周面は、大径部141の内周面に滑らかに連なっている。小径部142におけるポート軸方向の外側端面(以下、「座面142a」という。)は、ポート軸方向に直交する平坦面に形成されている。小径部142の座面142aは、ポート軸方向においてシール筒部101の外側端面と同等の位置に配置されている。なお、摺動リング131は、暖機ジョイント62に対してポート径方向及びポート軸方向で離間している。
付勢部材132は、摺動リング131の座面142aと、暖機ジョイント62における小径部123のポート軸方向の内側端面と、の間に介在している。付勢部材132は、例えばウェーブスプリングである。付勢部材132は、摺動リング131をポート軸方向の内側に向けて(弁筒部82に向けて)付勢している。
シールリング133は、例えばYパッキンである。シールリング133は、開口部(二股部)をポート軸方向の内側に向けた状態で、摺動リング131の小径部142に外挿されている。具体的に、シールリング133は、上述したシール隙間Q2内に配置された状態で、二股部の各先端部が小径部142の外周面及びシール筒部101の内周面にそれぞれ摺動可能に密接している。なお、シール隙間Q2内において、シールリング133に対してポート軸方向の内側領域は、シール筒部101の内周面と摺動リング131との間を通じてケーシング21の液圧が導入される。この場合、段差面143は、摺動リング131上で摺動面141aとポート軸方向で対向し、ケーシング21内の冷却水の液圧を受けてポート軸方向の内側に押圧される受圧面を構成している。
図6は、図5のVI部拡大図である。
ここで、摺動リング131において、段差面143の面積S1と、摺動面141aの面積S2とは、以下の式(1),(2)を満たすように設定されている。
S1<S2≦S1/k …(1)
α≦k<1 …(2)
k:摺動面141aと弁筒部82との間の微少隙間を流れる冷却水の圧力減少定数
α:冷却水の物性によって決まる圧力減少定数の下限値
なお、段差面143の面積S1と摺動面141aの面積S2は、ポート軸方向に投影したときの面積を意味する。
式(2)におけるαは、冷却水の種類や、使用環境(例えば、温度)等によって決まる圧力減少定数の標準値である。例えば、通常使用条件下において、水の場合にはα=1/2となる。使用する冷却水の物性が変化した場合には、α=1/3等に変化する。
また、式(2)における圧力減少定数kは、摺動面141aがポート径方向の外側端縁から内側端縁にかけて均一に弁筒部82に接しているときには、圧力減少定数の標準値であるα(例えば、1/2)となる。但し、摺動リング131の製造誤差や組付け誤差等によって、摺動面141aの外周部分と弁筒部82との間の隙間が摺動面141aの内周部分に対して僅かに増大することがある。この場合、式(2)における圧力減少定数kは、次第にk=1に近づくことになる。
本実施形態では、摺動リング131の摺動面141aと弁筒部82の外周面との間に、摺動を許容するために微小な隙間があることを前提として、段差面143と摺動面141aの各面積S1,S2の関係が式(1),(2)によって決められている。
すなわち、摺動リング131の段差面143には、上述したようにケーシング21内の冷却水の圧力がそのまま作用する。一方で、摺動面141aには、ケーシング21内の冷却水の圧力がそのまま作用しない。具体的に、冷却水の圧力は、摺動面141aと弁筒部82の間の微小な隙間を冷却水がポート径方向の外側端縁から内側端縁に向かって流れるときに圧力減少を伴いつつ作用する。このとき、冷却水の圧力は、ポート径方向の内側に向かって漸減しつつ、摺動リング131をポート軸方向の外側に押し上げようとする。
その結果、摺動リング131の段差面143には、段差面143の面積S1にケーシング21内の圧力Pを乗じた力がそのまま作用する。一方、摺動リング131の摺動面141aには、摺動面141aの面積S2にケーシング21内の圧力Pと圧力減少定数kとを乗じた力が作用する。
本実施形態の制御バルブ8は、式(1)からも明らかなようにk×S2≦S1が成り立つように面積S1,S2が設定されている。このため、P×k×S2≦P×S1の関係も成り立つ。
したがって、摺動リング131の段差面143に作用する押し付け方向の力F1(F1=P×S1)は、摺動リング131の摺動面141aに作用する浮き上がり方向の力F2(F2=P×k×S2)以上に大きくなる。よって、本実施形態の制御バルブ8においては、ケーシング21内の冷却水の圧力の関係のみによっても、摺動リング131と弁筒部82との間をシールすることができる。
一方、本実施形態では、上述したように摺動リング131の段差面143の面積S1が摺動面141aの面積S2よりも小さい。そのため、ケーシング21内の冷却水の圧力が大きくなっても、摺動リング131の摺動面141aが過剰な力で弁筒部82に押し付けられるのを抑制できる。したがって、本実施形態の制御バルブ8を採用した場合には、ロータ22を回転駆動する駆動ユニット23の大型化及び高出力化を回避することができる上、摺動リング131や各ブッシュ78,84(図4参照)の早期摩耗を抑制できる。
このように、本実施形態では、摺動リング131に作用するポート軸方向の内側への押し付け力が、摺動リング131に作用するポート軸方向の外側への浮き上がり力を下回らない範囲で、摺動面141aの面積S2が段差面143の面積S1よりも大きく設定されている。そのため、弁筒部82に対する摺動リング131の過剰な力での押し付けを抑制しつつ、摺動リング131と弁筒部82との間をシールできる。
上述したホルダ134は、シール隙間Q2内において、暖機ポート56及び暖機ジョイント62に対してポート軸方向に移動可能に構成されている。また、ホルダ134は、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の少なくとも何れかにポート軸方向で離間可能に(離間するように)配置されている。具体的に、ホルダ134は、ホルダ筒部151、ホルダフランジ部152と、規制部153を有している。
ホルダ筒部151は、ポート軸方向に延在している。ホルダ筒部151は、上述したシール隙間Q2内にポート軸方向の外側から挿入されている。ホルダ筒部151におけるポート軸方向の内側端面には、上述したシールリング133の底部が当接可能に構成されている。すなわち、ホルダ筒部151は、シールリング133のポート軸方向の外側への移動を規制する。
本実施形態のホルダ134は、ホルダ筒部151が小径部142にポート軸方向でラップした状態で、小径部142を囲繞している。この場合、ホルダ134は、暖機ジョイント62及び摺動リング131から離間した状態で、暖機ポート56及び暖機ジョイント62と摺動リング131との間を仕切り、かつ摺動リング131のポート径方向の移動を規制する。なお、ホルダ筒部151は、シールリング133にポート軸方向で当接可能な構成であれば、シール筒部101に圧入される構成であっても、シール筒部101や摺動リング131に対して摺動する構成であっても構わない。
ホルダフランジ部152は、ホルダ筒部151におけるポート軸方向の外側端部からポート径方向の外側に突設されている。ホルダフランジ部152は、シール筒部101におけるポート軸方向の外側端面と、中径部122におけるポート軸方向の内側端面と、の間の隙間Q1に配置されている。ホルダフランジ部152におけるポート軸方向の厚さは、隙間Q1よりも薄くなっている。したがって、ホルダ134は、隙間Q1とホルダフランジ部152のポート軸方向の厚さの差分だけポート軸方向に移動可能に構成されている。この場合、ホルダ134のポート軸方向の内側への移動は、シール筒部101により規制される。一方、ホルダ134のポート軸方向の外側への移動は、中径部122により規制される。したがって、シールリング133が所望の位置(小径部142の外周面及びシール筒部101の内周面の間)に保持される。
暖機ポート56と暖機ジョイント62との接合時等(シールリング133に液圧が作用していない状態)において、ポート軸方向の内側を重力方向の下方にして制御バルブ8を載置した場合には、ホルダフランジ部152がシール筒部101にポート軸方向で支持される。また、ホルダフランジ部152は、暖機ジョイント62から離間して保持される。なお、ホルダ134は、上述したように暖機ポート56と暖機ジョイント62との接合時において、少なくとも暖機ジョイント62から離間していれば構わない。ここでいう「離間」とは、ホルダ134(ホルダフランジ部152)と暖機ジョイント62(中径部122)との間がポート軸方向で50μm以上の隙間を有することを言う。但し、シールリング133に液圧が作用した際に、ホルダ134が暖機ジョイント62に対してポート軸方向の外側に移動した場合には、ホルダフランジ部152が中径部122にポート軸方向で当接しても構わない。
規制部153は、ホルダ筒部151の内周部分からポート軸方向の外側に突設された筒状に形成されている。規制部153は、付勢部材132のポート径方向の移動を、ホルダ筒部151とともに規制する。規制部153は、上述した中径部122におけるポート軸方向の内側端面よりもポート軸方向の外側に突出している。規制部153は、ジョイント筒部110の中径部122に対してポート径方向に離間し、小径部123に対してポート軸方向に離間している。なお、規制部153は、筒状に限らず、ポート周方向に間欠的に形成されていても構わない。
上述した暖機ポート56及び暖機ジョイント62は、例えば以下の方法で組み付られる。
まず、暖機流出口56a内に摺動リング131を挿入した後、シールリング133、ホルダ134、付勢部材132を順次セットする。この際、ホルダ134のホルダフランジ部152が、シール筒部101にポート軸方向で当接する位置まで、ホルダ134及びシールリング133を押し込むことが好ましい。
続いて、暖機ジョイント62のジョイント接合部113と、暖機ポート56のポート接合部106と、が当接するように、暖機ジョイント62を暖機ポート56にセットし、両接合部106,113同士を振動溶着する。この際、ホルダ134と暖機ジョイント62が離間した状態で、両接合部106,113が振動溶着される。なお、ラジエータポート41とラジエータジョイント42との接続部分、及び空調ポート66と空調ジョイント68との接続部分についても、上述した方法と同様の方法により組み付けることが可能である。
[制御バルブの動作方法]
次に、上述した制御バルブ8の動作方法を説明する。
図1に示すように、メイン流路10において、ウォータポンプ3により送出される冷却水は、エンジン2で熱交換された後、制御バルブ8に向けて流通する。図4に示すように、メイン流路10においてエンジン2を通過した冷却水は、流入口37aを通してケーシング21内の接続流路92内に流入する。
接続流路92内に流入した冷却水のうち、一部の冷却水はEGR流出口51内に流入する。EGR流出口51内に流入した冷却水は、EGRジョイント52を通ってEGR流路14内に供給される。EGR流路14内に供給された冷却水は、EGRクーラ7において、冷却水とEGRガスとの熱交換が行われた後、メイン流路10に戻される。
一方、接続流路92内に流入した冷却水のうち、EGR流出口51内に流入しなかった冷却水は、ケース軸方向の第2側から流通路91内に流入する。流通路91内に流入した冷却水は、流通路91内をケース軸方向に流通する過程で各流出口に分配される。すなわち、流通路91内に流入する冷却水は、各流出口のうち連通口に連通している流出口を通して各流路11~13に分配される。
制御バルブ8において、流出口と連通口との連通パターンを切り替えるには、ロータ22を軸線O1回りに回転させる。そして、設定したい連通パターンに対応する位置でロータ22の回転を停止させることで、ロータ22の停止位置に応じた連通パターンで流出口と連通口とが連通する。
このように、本実施形態では、暖機ポート56の内周面と、摺動リング131の外周面との間にホルダ134が介在し、かつホルダ134が、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の少なくとも何れかに対してポート軸方向で離間可能に配置されている構成とした。
この構成によれば、暖機ジョイント62と暖機ポート56との振動溶着時に暖機ジョイント62に伝達される振動が摺動リング131に伝達されるのを抑制できる。そのため、ポート径方向への摺動リング131の移動をホルダ134によって規制しつつ、摺動リング131を所望の位置に組み付けることができる。その結果、暖機ジョイント62とロータ22との間のシール性を確保し、所望の流量特性を得ることができる。
特に、本実施形態では、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の少なくとも何れかに対して離間可能に配置されているホルダ134が、ポート軸方向の外側からシールリング133を保持する構成とした。
この構成によれば、暖機ジョイント62と暖機ポート56との振動溶着時に暖機ジョイント62に伝達される振動がホルダ134を介してシールリング133に伝達されるのを抑制できる。そのため、ポート軸方向の外側へのシールリング133の移動をホルダ134によって規制しつつ、シールリング133を所望の位置に組み付けることができる。その結果、暖機ジョイント62とロータ22との間のシール性を確保し、所望の流量特性を得ることができる。
本実施形態では、ホルダ134が、シール隙間Q2内において、暖機ポート56及び暖機ジョイント62に対してポート軸方向に移動可能な構成とした。
この構成によれば、シール筒部101にホルダ134を圧入等により固定する構成に比べて、寸法管理が容易になるとともに、ホルダ134の組付性を向上させることができる。
本実施形態では、暖機ポート56がホルダフランジ部152にポート軸方向の内側から当接するシール筒部101を有する構成とした。
この構成によれば、ケーシング21に対するホルダ134のポート軸方向の内側への移動を規制することができる。これにより、シール隙間Q2内において、ホルダ134を所望の位置に組み付けやすくなる。そのため、ホルダ134の組付時にシールリング133が押し潰されたりするのを抑制できる。
なお、本実施形態では、少なくとも暖機ポート56と暖機ジョイント62との接合時に、ホルダ134と暖機ジョイント62とが離間していれば構わない。すなわち、シールリング133にケーシング21内の液圧が作用し、シールリング133がホルダ134とともにポート軸方向の外側に移動した場合に、ホルダ134と暖機ジョイント62とが接触しても構わない。
本実施形態では、ホルダ134が付勢部材132のポート径方向の移動を規制する規制部153を有する構成とした。
この構成によれば、付勢部材132の位置ずれを抑制し、摺動リング131と弁筒部82との間を長期に亘って安定してシールできる。
特に、規制部153が隙間Q1よりもポート軸方向の外側に突出しているため、付勢部材132の位置ずれを抑制できる。そのため、ポートフランジ部102と中径部122とをポート軸方向に確実に離間させることができる。
本実施形態では、各接合部106、113とシール筒部101との間に第2バリ収容部126が画成された構成とした。
この構成によれば、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の接合時に発生するバリがポート径方向の内側(ケーシング21の内部)に飛散するのを規制する。これにより、バリが冷却水中に混入してコンタミになるのを抑制できる。
しかも、本実施形態では、シール筒部101によってバリの飛散を規制できるので、シール筒部101とは別にバリ規制壁を設ける場合に比べて小型化及び簡素化を図ることができる。
(変形例)
続いて、上述した実施形態の変形例について説明する。図7~図9は、実施形態の変形例に係る断面図であって、実施形態の図5に対応する図である。以下の説明では、上述した実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、説明を適宜省略する。
<第1変形例>
図7に示す制御バルブ8では、上述した規制部153に替えて、摺動リング131に規制部210を形成している点で上述した実施形態と相違している。具体的に、規制部210は、摺動リング131において、小径部142(座面142a)の内周部分からポート軸方向の外側に突出する筒状に形成されている。規制部210は、付勢部材132のポート径方向の内側に進入している。これにより、規制部210は、摺動リング131に対する付勢部材132のポート径方向の移動を規制している。なお、規制部210の内周面は、小径部142の内周面に滑らかに連なっている。
本変形例においても、付勢部材132のポート径方向の位置ずれを抑制し、摺動リング131と弁筒部82との間を長期に亘って安定してシールできる。
しかも、本変形例では、規制部210の内周面が小径部142の内周面に滑らかに連なっている。そのため、シール機構130を通過する冷却水に乱流が生じるのを抑制し、冷却水をスムーズに流通させることができる。
<第2変形例>
図8に示す制御バルブ8のように、摺動リング131において、小径部142の外周部分に規制部220を形成しても構わない。この場合、規制部220は、付勢部材132をポート径方向の外側から取り囲むことで、摺動リング131に対する付勢部材132のポート径方向の移動を規制している。
<第3変形例>
図9に示す制御バルブ8では、ホルダ134がホルダ筒部151のみを有している(ホルダフランジ部152や規制部153を有していない)点で、上述した実施形態と相違している。ホルダ筒部151は、暖機ポート56及び暖機ジョイント62に対してポート軸方向に移動可能に構成されている。また、ホルダ134は、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の双方に対してポート軸方向で離間可能に保持されている。ホルダ筒部151は、摺動リング131の小径部142及び付勢部材132の周囲を取り囲んでいる。この場合、ホルダ筒部151は、中径部122の内周面に対してポート径方向に離間するとともに、小径部123のポート軸方向の内側端面に対してポート軸方向に離間している。
本変形例では、ホルダフランジ部152や規制部153を形成する場合に比べて、ホルダ134の簡素化を図ることができる。
また、ホルダ134のポート軸方向での向きに関わらず、ホルダ134を組み付けることができるので、組付性の更なる向上を図ることができる。
さらに、ホルダフランジ部152を有する構成に比べてポート径方向の小型化を図ることができる。
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、制御バルブ8がエンジン2の冷却システム1に搭載された構成について説明したが、この構成のみに限らず、その他のシステムに搭載しても構わない。
上述した実施形態では、制御バルブ8に流入した冷却水を、ラジエータ流路11、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14に分配する構成について説明したが、この構成のみに限られない。制御バルブ8は、制御バルブ8内に流入する冷却水を少なくとも2つの流路に分配する構成であれば構わない。
また、各連通口や流出口のレイアウトや種類、形状等についても適宜変更が可能である。
上述した実施形態では、例えば流入口、各連通口及び各流出口が弁筒部82及びケーシング21をそれぞれケース径方向に貫通している構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば各連通口及び各流出口は、弁筒部82及びケーシング21をそれぞれケース軸方向に貫通していても構わない。
上述した実施形態では、流出ポート及びジョイントの接合に、振動溶着を用いた場合について説明したが、この構成のみに限らず、種々の溶着方法や接着等であっても構わない。振動溶着以外の方法(超音波溶着等)により接合した場合においても、上述した実施形態を採用することで、接合を原因として摺動リング及びシールリングが位置ずれするのを抑制できる。例えば、流出ポート及びジョイントを接着する場合には、余剰の接着剤がジョイントを伝って摺動リングまで到達するのを抑制することができる。
上述した実施形態では、シール筒部101がシール壁及び第1規制部を兼ねる構成について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、シール壁及び第1規制部を別々に有する構成であっても構わない。
上述した実施形態では、ホルダ134が、暖機ジョイント62に対してポート軸方向で離間可能に配置された構成、並びに暖機ポート56及び暖機ジョイント62の双方に対してポート軸方向で離間可能に配置された構成について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、ホルダ134は、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の少なくとも何れかに離間可能に配置されていればよい。この場合、ホルダ134は、暖機ポート56のみに離間可能に配置(暖機ジョイント62に当接)されていても構わない。また、ホルダ134と、暖機ポート56及び暖機ジョイント62の少なくとも何れかと、はポート径方向に離間可能に配置していても構わない。
上述した実施形態では、ロータ22(弁筒部82)及びケーシング21(周壁部31)をそれぞれ円筒状(軸方向の全体に亘って一様な径)に形成した場合について説明したが、この構成に限られない。すなわち、弁筒部82が周壁部31内を回転可能な構成であれば、弁筒部82の外径及び周壁部31の内径を軸方向で変化させてもよい。この場合、弁筒部82及び周壁部31は、例えば球状(軸方向の中央部から両端部に向かうに従い径が縮小する形状)や、球状が軸方向に複数連なった形状、テーパ状(軸方向の第1側から第2側にかけて漸次径が変化する形状)、階段状(軸方向の第1側から第2側にかけて段々と径が変化する形状)等、種々の形状を採用することが可能である。
上述した実施形態では、ロータ22の弁筒部82が軸方向の両側に開口している構成について説明したが、この構成のみに限られない。ロータ22は、弁筒部82内に冷却水が進入可能であれば適宜設計変更が可能である。例えばロータ22が、弁筒部82における軸方向の両端開口部を閉塞する閉塞部を有する構成でもよい。この場合には、閉塞部にロータ22の内外を連通させる連通孔等を形成してもよい。また、閉塞部は、弁筒部82のうち、軸方向における少なくとも一方の開口部を閉塞する構成でもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。
8…制御バルブ
21…ケーシング
22…ロータ
41…ラジエータポート(流出ポート)
41b…ラジエータ流出口(流出口)
42…ラジエータジョイント(ジョイント)
56…暖機ポート(流出ポート)
56a…暖機流出口(流出口)
62…暖機ジョイント(ジョイント)
66…空調ポート(流出ポート)
66a…空調流出口(流出口)
68…空調ジョイント(ジョイント)
95…ラジエータ連通口(連通口)
96…暖機連通口(連通口)
97…空調連通口(連通口)
101…シール筒部(シール壁、第1規制部)
126…第2バリ収容部(バリ収容部)
131…摺動リング
132…付勢部材
133…シールリング
134…ホルダ
141…大径部
141a…摺動面
142…小径部
143…段差面(対向面)
151…ホルダ筒部
152…ホルダフランジ部
153…規制部(第2規制部)

Claims (5)

  1. 第1方向に開口する流体の流出口が形成された流出ポートを有するケーシングと、
    前記流出ポートにおける前記流出口の開口端面に接合されたジョイントと、
    前記ケーシング内に回転可能に収容され、前記流出口に連通可能な連通口が形成されたロータと、
    前記流出ポート内に収容された状態で前記ロータの外周面に摺動する摺動面を有し、前記ロータの回転位置に応じて前記流出口と前記連通口とを連通させる摺動リングと、
    前記流出ポートの内周面、及び前記摺動リングの外周面との間に介在するシールリングと、
    前記流出ポートの内周面、及び前記摺動リングの外周面との間に配置され、前記シールリングに対して前記第1方向で前記ロータとは反対側から前記シールリングを保持するホルダと、を備え、
    前記ホルダは、前記ジョイント及び前記流出ポートの少なくとも何れかに対して離間可能に配置され
    前記ホルダは、
    前記摺動リングの周囲を取り囲むホルダ筒部と、
    前記ホルダ筒部から外側に張り出すホルダフランジ部と、を有し、
    前記流出ポートは、前記ホルダフランジ部に前記第1方向で当接することで、前記ケーシングに対する前記ホルダの前記第1方向における前記ロータ側への移動を規制する第1規制部を有していることを特徴とする制御バルブ。
  2. 前記摺動リングは、
    前記シールリングが摺動する前記外周面を有する小径部と、
    前記小径部に対して前記第1方向で前記ロータ側に位置し、前記小径部に対して拡径された大径部と、を有し、
    前記大径部における前記第1方向で前記ロータを向く面は、前記摺動面を構成し、
    前記大径部における前記第1方向で前記ロータとは反対側を向く面は、前記シールリングに前記第1方向で対向する対向面を構成し、
    前記摺動面の面積が、前記対向面の面積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の制御バルブ。
  3. 前記ホルダは、前記ケーシング及び前記ジョイントに対して前記第1方向に移動可能に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の制御バルブ。
  4. 前記ジョイントと前記摺動リングとの間には、前記摺動リングを前記ロータに向けて付勢する付勢部材が介在し、
    前記ホルダには、前記ホルダ筒部から前記第1方向に突出して前記付勢部材の前記第1方向に交差する第2方向への移動を規制する第2規制部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の制御バルブ。
  5. 前記流出ポートは、
    外周部分に位置するポート接合部と、
    前記ポート接合部に対して内周側に位置し、前記シールリングが摺動する前記内周面を有するシール壁と、を有し、
    前記ジョイントは、前記ポート接合部に接合されたジョイント接合部を有し、
    前記シール壁と、前記ポート接合部及び前記ジョイント接合部と、の間には、前記ポート接合部及び前記ジョイント接合部の接合時に発生するバリを収容するバリ収容部が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項の何れか1項に記載の制御バルブ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020195320A1 (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社山田製作所 制御バルブ
JP7319845B2 (ja) * 2019-06-28 2023-08-02 日立Astemo株式会社 制御弁
JP7167900B2 (ja) * 2019-11-07 2022-11-09 株式会社デンソー バルブ装置
JP7409929B2 (ja) 2020-03-19 2024-01-09 株式会社山田製作所 制御バルブ
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JP7406422B2 (ja) 2020-03-19 2023-12-27 株式会社山田製作所 制御バルブ
KR102577720B1 (ko) * 2021-10-19 2023-09-12 지엠비코리아 주식회사 밸브 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030111631A1 (en) 2001-06-08 2003-06-19 Frank Gosling Leakproof ball valve structure
WO2016182066A1 (ja) 2015-05-13 2016-11-17 株式会社キッツ トラニオン型ボールバルブ並びにバルブのシール構造とバルブ用パッキン
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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MC1123A1 (fr) * 1976-07-20 1977-08-12 G Grandclement Electrovanne

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030111631A1 (en) 2001-06-08 2003-06-19 Frank Gosling Leakproof ball valve structure
WO2016182066A1 (ja) 2015-05-13 2016-11-17 株式会社キッツ トラニオン型ボールバルブ並びにバルブのシール構造とバルブ用パッキン
US10648577B2 (en) 2017-06-28 2020-05-12 Yamada Manufacturing Co., Ltd. Control valve

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