JP7099421B2 - バルブ装置、流体循環回路 - Google Patents
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Description
バルブ装置であって、
流体が通過する流路孔(141、142、722、723、724、725)が少なくとも1つ形成された流路形成部(14、720)が一体または別体に構成されるハウジング(12、701)と、
回転力を出力する駆動部(16)と、
駆動部が出力する回転力によって所定の軸心を中心に回転する回転部(18、730)と、を備え、
回転部は、
シャフト(20、740)と、
流路形成部のうち流路孔が開口する開口面(140、721)に相対して摺動する摺動面(220、751)を有し、シャフトの回転に伴って流路孔の開度を増減する回転子(22、750)と、を含み、
回転部の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されており、
シャフトは、駆動部から回転力が伝えられる一端側部位(20a)および一端側部位とはシャフトの軸心方向にて反対となる他端側部位(20b)を有し、他端側部位の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されており、
回転部は、他端側部位と回転子との間に隙間が形成されるように回転子をシャフトに連結する中間子(24)を含み、
ハウジングは、他端側部位の少なくとも一部を受け入れる端部受入部(127、128)を有している。
バルブ装置であって、
流体が通過する流路孔(141、142、145、722、723、724、725)が少なくとも1つ形成された流路形成部(14、720)が一体または別体に構成されるハウジング(12、701)と、
回転力を出力する駆動部(16)と、
駆動部が出力する回転力によって所定の軸心を中心に回転する回転部(18、730)と、を備え、
回転部は、
シャフト(20、740)と、
シャフトの回転に伴って流路孔の開度を増減する回転子(22、23、750)と、を含み、
回転部の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されており、
シャフトは、駆動部から回転力が伝えられる一端側部位(20a)および一端側部位とはシャフトの軸心方向にて反対となる他端側部位(20b)を有し、他端側部位の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されており、
回転部は、他端側部位と回転子との間に隙間が形成されるように回転子をシャフトに連結する中間子(24)を含み、
ハウジングは、他端側部位の少なくとも一部を受け入れる端部受入部(127、128)を有している。
流体循環回路であって、
流体が通過する複数の機器(303、304、403、BT)と、
複数の機器を通過する流体の流量を調整するバルブ装置(10、310、430、70)と、を備え、
バルブ装置は、
流体が通過する流路孔(141、142、722、723、724、725)が少なくとも1つ形成された流路形成部(14、720)が一体または別体に構成されるハウジング(12、701)と、
回転力を出力する駆動部(16)と、
駆動部が出力する回転力によって所定の軸心を中心に回転する回転部(18、730)と、を有し、
回転部は、
シャフト(20、740)と、
流路形成部のうち流路孔が開口する開口面(140、721)に相対して摺動する摺動面(220、751)を有し、シャフトの回転に伴って流路孔の開度を増減する回転子(22、750)と、を含み、
回転部の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されており、
シャフトは、駆動部から回転力が伝えられる一端側部位(20a)および一端側部位とはシャフトの軸心方向にて反対となる他端側部位(20b)を有し、他端側部位の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されており、
回転部は、他端側部位と回転子との間に隙間が形成されるように回転子をシャフトに連結する中間子(24)を含み、
ハウジングは、他端側部位の少なくとも一部を受け入れる端部受入部(127、128)を有している。
本実施形態について、図1~図6を参照して説明する。本実施形態では、本開示のバルブ装置10を、車両に搭載される車両用の制御バルブに適用した例について説明する。図1に示すバルブ装置10は、図示しないが、流体(本例では、冷却水)を走行用動力源およびラジエータ等に循環させる流体循環回路に適用され、流体循環回路を循環する流体が流れる。
上述の第1実施形態では、付勢部材26としてコイル状の圧縮バネ261を採用したものを例示したが、付勢部材26は圧縮バネ261に限定されない。付勢部材26は、例えば、シャフト20の軸心方向DRaに弾性変形する円筒状の弾性体で構成されていてもよい。このことは以降の実施形態でも同様である。
次に、第2実施形態について、図7を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
次に、第3実施形態について、図8、図9を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
上述の第3実施形態の端部受入部128は、先端部128cが中間子24の凹部240aに位置するように、シャフト20の軸心方向DRaに沿って延びているが、これに限定されない。端部受入部128は、例えば、図10に示すように、先端部128cが回転子22の内側に位置するように、シャフト20の軸心方向DRaに沿って延びていてもよい。なお、図10に示す端部受入部128は、軸心方向DRaの寸法が、固定子14の厚みよりも大きく、回転子22の厚みと固定子14の厚みとを足し合わせた値よりも小さくなっている。なお、図10に示す端部受入部128を採用する場合、中間ボス部240に凹部240aが設けられていなくてもよい。これによると、端部受入部128を回転子22の回転ガイドとして機能させることができる。
次に、第4実施形態について、図11、図12を参照して説明する。本実施形態は、第3実施形態と異なる部分について主に説明する。
上述の第4実施形態では、端部受入部128の底壁部128bがシャフト20の径方向DRrにおいて回転子22の摺動面220と重なる位置となるように構成されているが、端部受入部128はこれに限定されない。
また、端部受入部128は、例えば、図14に示すように、底壁部128bがシャフト20の径方向DRrにおいて回転子22の内側と重なる位置となるように構成されていてもよい。
端部受入部128の底壁部128bの位置は、上述した位置に限らず、例えば、シャフト20の径方向DRrにおいて固定子14の内側と重なる位置に設定されていてもよい。
次に、第5実施形態について、図15、図16を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
上述の第5実施形態では、バルブ装置10にトーションバネ29を追加したものを例示したが、バルブ装置10はこれに限定されない。バルブ装置10は、例えば、圧縮バネ261がトーションバネとしても機能するように、圧縮バネ261の一端側がハウジングに固定され、他端側が回転子22に対して固定されていてもよい。
次に、第6実施形態について、図17、図18を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
次に、第7実施形態について、図19を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
上述の第7実施形態のバルブ装置10は、シャフト20ではなく、回転子22がハウジング12に回転可能に保持されているが、これに限定されない。バルブ装置10は、例えば、シャフト20および回転子22それぞれがハウジング12に回転可能に保持されていてもよい。
次に、第8実施形態について、図20、図21を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
上述の第8実施形態で説明したバルブ装置10Aは、二方弁ではなく、例えば、三方弁として構成されていてもよい。バルブ装置10Aは、例えば、入口部121がハウジング12の底壁部120bに形成されていてもよい。
次に、第9実施形態について、図22を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。
次に、第10実施形態について、図23~図35を参照して説明する。本実施形態は、第1実施形態と異なる部分について主に説明する。本実施形態では、第1実施形態で説明したバルブ装置10を図23に示す温度調整装置1に搭載される制御バルブに適用した例について説明する。
機器冷却モードは、冷凍サイクル装置200を作動させて車室内の空調を行うとともに、冷凍サイクル装置200にて冷却された低温熱媒体によってバッテリBTの冷却を行う運転モードである。
外気冷却モードは、冷凍サイクル装置200を作動させて車室内の空調を行うとともに、外気にて冷却された低温熱媒体によってバッテリBTの冷却を行う運転モードである。
外気吸熱モードは、バッテリBTの冷却を行わず、冷凍サイクル装置200を作動させて車室内の暖房を行う運転モードである。外気吸熱モードは、低外気温時(例えば、10℃以下となっている時)に実行される運転モードである。
ここで、温度調整装置1は、上述した各種運転モードによらず、車載機器CEの温度が適切な温度範囲内に維持されるように、制御装置600が各種制御対象機器の作動を制御する。具体的には、制御装置600は、上述した各種運転モードによらず、機器用ポンプ411を予め定めた圧送能力を発揮するように作動させる。
上述の第10実施形態では、高温側切替弁310、低温側切替弁430、および流路切替弁70が本開示のバルブ装置10と同様の構成を備える旨を説明したが、温度調整装置1はこれに限定されない。温度調整装置1は、高温側切替弁310、低温側切替弁430、および流路切替弁70の少なくとも1つが本開示のバルブ装置10と同様の構成を備えていてもよい。また、本開示のバルブ装置10は、第1流体循環回路300および第2流体循環回路400とは異なる流体循環回路(例えば、冷凍サイクル装置200)にも適用可能である。
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、バルブ装置は、ハウジングと、駆動部と、回転部と、を備える。回転部は、シャフトと、摺動面を有し、シャフトの回転に伴って流路孔の開度を増減する回転子と、を含み、回転部の少なくとも一部がハウジングに回転可能に保持されている。
14 固定子(流路形成部)
140 開口面
16 駆動部
20 シャフト
22 回転子
220 摺動面
24 中間子(連結構造)
26 付勢部材
Claims (12)
- バルブ装置であって、
流体が通過する流路孔(141、142、722、723、724、725)が少なくとも1つ形成された流路形成部(14、720)が一体または別体に構成されるハウジング(12、701)と、
回転力を出力する駆動部(16)と、
前記駆動部が出力する回転力によって所定の軸心を中心に回転する回転部(18、730)と、を備え、
前記回転部は、
シャフト(20、740)と、
前記流路形成部のうち前記流路孔が開口する開口面(140、721)に相対して摺動する摺動面(220、751)を有し、前記シャフトの回転に伴って前記流路孔の開度を増減する回転子(22、750)と、を含み、
前記回転部の少なくとも一部が前記ハウジングに回転可能に保持されており、
前記シャフトは、前記駆動部から回転力が伝えられる一端側部位(20a)および前記一端側部位とは前記シャフトの軸心方向にて反対となる他端側部位(20b)を有し、前記他端側部位の少なくとも一部が前記ハウジングに回転可能に保持されており、
前記回転部は、前記他端側部位と前記回転子との間に隙間が形成されるように前記回転子を前記シャフトに連結する中間子(24)を含み、
前記ハウジングは、前記他端側部位の少なくとも一部を受け入れる端部受入部(127、128)を有している、バルブ装置。 - 前記端部受入部の内側には、前記他端側部位を回転自在に支持する他端側軸受部(129)が設けられている、請求項1に記載のバルブ装置。
- 前記端部受入部は、前記回転部の回転をガイドする回転ガイドとして機能するように、前記シャフトの径方向において前記回転部の少なくとも一部と重なり合う位置に配置されている、請求項1または2に記載のバルブ装置。
- 前記端部受入部は、前記シャフトの軸心方向に沿って延びるとともに前記他端側部位の端面(20d)に対向する底壁部(128b)および前記他端側部位の外周を囲む側壁部(128a)を有する有底筒状に形成され、前記シャフトの径方向において前記回転子および前記中間子の少なくとも一方と重なり合うように前記回転部の内側に配置されている、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のバルブ装置。
- 前記中間子は、前記回転子よりも前記シャフトの軸心方向において前記一端側部位に近い位置に設けられ、
前記シャフトは、前記他端側部位の端面が前記シャフトの径方向において前記中間子の内側と重なる位置となるように構成されている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載のバルブ装置。 - 前記ハウジングの内側には、前記一端側部位を回転自在に支持する一端側軸受部(126)が設けられている、請求項1ないし5のいずれか1つに記載のバルブ装置。
- 前記回転子は、セラミックによって構成されている、請求項1ないし6のいずれか1つに記載のバルブ装置。
- 前記流体と車室外の空気とを熱交換させる室外熱交換器(303)および前記車室内へ流れる空気と前記流体とを熱交換させる室内熱交換器(304)を含む流体循環回路(300)に適用されるバルブ装置であって、
前記ハウジングは、
前記室外熱交換器の流体入口側に接続され、前記室外熱交換器へ前記流体を流出させる第1出口部(312)と、
前記室内熱交換器の流体入口側に接続され、前記室内熱交換器へ前記流体を流出させる第2出口部(313)と、
前記室外熱交換器の流体出口側と前記室内熱交換器の流体出口側に接続され、前記室外熱交換器および前記室内熱交換器から前記流体が流入する入口部(311)と、を含み、
前記回転子を回転変位させることで前記室外熱交換器を通過する前記流体と前記室内熱交換器を通過する前記流体の流量割合が調整される、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のバルブ装置。 - 前記流体と車室外の空気とを熱交換させる室外熱交換器(403)、前記流体によって発熱機器(CE)の温度を調整する温調部(406)、および前記室外熱交換器をバイパスして前記流体を流すバイパス部(420)を含む流体循環回路(400)に適用されるバルブ装置であって、
前記ハウジングは、
前記室外熱交換器の流体入口側に接続され、前記室外熱交換器へ前記流体を流出させる第1出口部(432)と、
前記バイパス部の流体入口側に接続され、前記バイパス部へ前記流体を流出させる第2出口部(433)と、
前記温調部の流体出口側に接続され、前記温調部から前記流体が流入する入口部(431)と、を含み、
前記回転子を回転変位させることで前記バイパス部を通過する前記流体と前記室外熱交換器を通過する前記流体の流量割合が調整される、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のバルブ装置。 - 前記ハウジングは、
前記流体が流入する第1入口部(700A)と、
前記流体が流入する第2入口部(700C)と、
外部へ前記流体を流出させる少なくとも1つの出口部(700B、700D、700E)と、を含み、
前記第1入口部に連通する第1入口側空間(711a)および前記第2入口部に連通する第2入口側空間(712c)が内側に形成されており、
前記回転子は、前記第1入口側空間の圧力および前記第2入口側空間の圧力が互いに逆方向に作用するように前記ハウジングの内側に配置されている、請求項1ないし7のいずれか1つに記載のバルブ装置。 - バルブ装置であって、
流体が通過する流路孔(141、142、145、722、723、724、725)が少なくとも1つ形成された流路形成部(14、720)が一体または別体に構成されるハウジング(12、701)と、
回転力を出力する駆動部(16)と、
前記駆動部が出力する回転力によって所定の軸心を中心に回転する回転部(18、730)と、を備え、
前記回転部は、
シャフト(20、740)と、
前記シャフトの回転に伴って前記流路孔の開度を増減する回転子(22、23、750)と、を含み、
前記回転部の少なくとも一部が前記ハウジングに回転可能に保持されており、
前記シャフトは、前記駆動部から回転力が伝えられる一端側部位(20a)および前記一端側部位とは前記シャフトの軸心方向にて反対となる他端側部位(20b)を有し、前記他端側部位の少なくとも一部が前記ハウジングに回転可能に保持されており、
前記回転部は、前記他端側部位と前記回転子との間に隙間が形成されるように前記回転子を前記シャフトに連結する中間子(24)を含み、
前記ハウジングは、前記他端側部位の少なくとも一部を受け入れる端部受入部(127、128)を有している、バルブ装置。 - 流体循環回路であって、
流体が通過する複数の機器(303、304、403、BT)と、
前記複数の機器を通過する前記流体の流量を調整するバルブ装置(10、310、430、70)と、を備え、
前記バルブ装置は、
前記流体が通過する流路孔(141、142、722、723、724、725)が少なくとも1つ形成された流路形成部(14、720)が一体または別体に構成されるハウジング(12、701)と、
回転力を出力する駆動部(16)と、
前記駆動部が出力する回転力によって所定の軸心を中心に回転する回転部(18、730)と、を有し、
前記回転部は、
シャフト(20、740)と、
前記流路形成部のうち前記流路孔が開口する開口面(140、721)に相対して摺動する摺動面(220、751)を有し、前記シャフトの回転に伴って前記流路孔の開度を増減する回転子(22、750)と、を含み、
前記回転部の少なくとも一部が前記ハウジングに回転可能に保持されており、
前記シャフトは、前記駆動部から回転力が伝えられる一端側部位(20a)および前記一端側部位とは前記シャフトの軸心方向にて反対となる他端側部位(20b)を有し、前記他端側部位の少なくとも一部が前記ハウジングに回転可能に保持されており、
前記回転部は、前記他端側部位と前記回転子との間に隙間が形成されるように前記回転子を前記シャフトに連結する中間子(24)を含み、
前記ハウジングは、前記他端側部位の少なくとも一部を受け入れる端部受入部(127、128)を有している、流体循環回路。
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