JP7522569B2 - 制御バルブ - Google Patents

Description

本発明は、制御バルブに関するものである。

冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムでは、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、ラジエータをバイパスするバイパス流路やオイルウォーマを通過する暖機流路等が設けられていることがある。この種の冷却システムでは、流路の分岐部に接続されて、液体の分配先を適宜切り替える制御バルブを備えた構成が知られている。制御バルブとしては、ケーシング内に円筒状の弁体が回転可能に配置され、弁体の回転位置に応じて任意の流路が開閉されるものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

下記特許文献１に記載の制御バルブにおいて、弁体には駆動軸が圧入されている。弁体は、電動モータ等のアクチュエータの駆動力によって、駆動軸と一体で回転する。

駆動軸は、シール部材（シールリング）を介在させてケーシングに支持されている。駆動軸は、シール部材に摺動可能に圧入されている。駆動軸は、シール部材との接触箇所が摩耗することを抑制するため、金属材料により形成されている。

特開２０１８－１９４１６７号公報

しかしながら金属材料は樹脂材料と比較して密度が大きいため、駆動軸の全体を金属材料で形成すると制御バルブ全体の重量が増加してしまう。また、金属材料は樹脂材料と比較して高価であるため、製造コストが増大することも懸念される。

そこで本発明は、耐久性を確保しつつ、軽量化し、製造コストを低減することができる制御バルブを提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る制御バルブは、液体が流通する流通口を有するケーシングと、前記ケーシングに形成された貫通孔を通じて前記ケーシングの内外を貫通する駆動軸と、前記ケーシングの外部に配置され、前記駆動軸を回転させるアクチュエータと、前記ケーシングの内部で前記駆動軸に連結されて、前記駆動軸とともに回転可能に構成されるとともに、前記駆動軸の回転に伴い前記流通口を通じた前記ケーシングの内外の連通及び遮断を切り替える弁体と、前記ケーシングと前記駆動軸との間に介在して、前記貫通孔を通じた前記ケーシングの内外の連通を遮断するシール部材と、を備え、前記駆動軸は、駆動軸本体と、前記駆動軸のうち少なくとも前記シール部材との摺動部分を金属材料により形成された摺動部と、を有し、前記駆動軸本体は、前記摺動部よりも密度が小さい材料により形成され、前記駆動軸本体は、前記摺動部に対して前記弁体側にある第１軸部と、前記摺動部に対して前記アクチュエータ側にある第２軸部と、を備え、前記摺動部は、前記第１軸部及び前記第２軸部と同軸に配置された柱状に形成され、前記第１軸部は、前記弁体と一体に形成され、前記ケーシングと前記弁体との間にスラスト受け部が介在している。

本態様によれば、シール部材との接触による摩耗を抑えるために高い耐久性を要とする摺動部を少なくとも金属材料により形成し、駆動軸本体を金属材料よりも密度の低い材料により形成した。これにより、駆動軸全体が金属材料により形成される場合と比較して、軽量化することができる。また、駆動軸のうち高価な金属材料により形成される箇所を摺動部に限定できるので、駆動軸全体を金属材料で形成する場合と比較して製造コストを低減することができる。
また、本態様によれば、シール部材を挟んで軸方向の両側に、駆動軸本体と摺動部との界面を位置させることができる。これにより、液体がこの界面を通ってアクチュエータの内部に浸入することを抑制できる。
また、本態様によれば、第１軸部と弁体とを別体に形成する場合と比較して、部品点数を削減できる。すなわち、第１軸部を弁体に組付ける必要がなくなるので、制御バルブの組立工数を削減できる。
また、本態様によれば、例えば、制御バルブの駆動時に、駆動軸の軸線と弁体の軸線との相対位置が変化することを抑制できる。すなわち、駆動軸と弁体との同軸度を確保しやすくなるので、弁体の駆動軸に対する振れ回りを抑制できる。
また、本態様によれば、ケーシングと弁体とが直接摺動することを抑制できるので、摺動抵抗を軽減できる。これにより、弁体の回転効率を向上できる。また、制御バルブの駆動時に、ケーシングと弁体とが摺動して、互いに摩耗することを抑制できる。したがって、ケーシングと弁体の耐久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、前記摺動部は、前記駆動軸本体と同径に形成されるとともに、前記駆動軸本体に同軸で連結されていてもよい。
本態様によれば、駆動軸を段差無く形成できる。これにより、駆動軸が例えば中間部に大径部を有する段付き形状に形成される場合と比較して、駆動軸を容易に製造できる。
また、本態様によれば、駆動軸が例えば中間部に大径部を有する段付き形状に形成される場合と比較して、駆動軸を小型化及び軽量化することができる。したがって、制御バルブを小型化及び軽量化することができる。

上記各態様によれば、本発明は、耐久性を確保しつつ、軽量化し、製造コストを低減することができる制御バルブを提供できる。

第一実施形態の冷却システムのブロック図。 第一実施形態の制御バルブの斜視図。 第一実施形態の制御バルブの分解斜視図。 第一実施形態の制御バルブの図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図。 第一実施形態における第一変形例の摺動部の周辺の拡大断面図。 第二実施形態の制御バルブの断面図。

［第一実施形態］
次に、本発明の第一実施形態を図１から図４に基づいて説明する。以下の説明では、冷却液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、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の動作により冷却液（請求項の液体に相当）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、バイパス流路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、バイパス流路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、冷却液と外気との熱交換が行われる。バイパス流路１２は、制御バルブ８を通過した冷却液を、ラジエータ４（ラジエータ流路１１）を迂回してウォータポンプ３の上流部分に戻す。

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、冷却液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、冷却液と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を通過した冷却液が、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。

［制御バルブ］
図２は、制御バルブ８の斜視図であり、図３は、制御バルブ８の分解斜視図である。図４は、制御バルブの図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。
図２、図３に示すように、制御バルブ８は、ケーシング２１と、駆動ユニット２３（本願のアクチュエータに相当）と、弁体２２と、駆動軸２７と、を主に備えている。

［ケーシング］
ケーシング２１は、冷却液が流通する流通口（後述するラジエータ流出口６０、バイパス流出口６５及び空調流出口６８）が形成された部材である。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の開口側の端部に取り付けられる端部カバー２６と、を有している。ケーシング２１の内部には、弁体２２が回転可能に収容されている。ケーシング２１のうちの、弁体２２の回転軸線と合致する軸線をケーシング２１の軸線Ｏ１と言う。また、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言う。また、ケース軸方向において、ケーシング本体２５のケース周壁３１に対してケーシング本体２５の底壁部３２に向かう方向をケース軸方向の一端側と言い、ケーシング本体２５のケース周壁３１に対して端部カバー２６に向かう方向をケース軸方向の他端側と言う。さらに、ケーシング２１の軸線Ｏ１に直交する方向をケース径方向と言う。また、ケーシング２１の軸線Ｏ１回りの方向をケース周方向と言う。

図３、図４に示すように、底壁部３２は、端部カバー２６とケース軸方向で対向する底壁本体３２ａと、底壁本体３２ａの外周縁部からケース軸方向の一端側に突出する囲み壁３２ｂと、を有している。
底壁本体３２ａには、底壁本体３２ａをケース軸方向に貫通する貫通孔２８が形成されている。貫通孔２８の軸線は、軸線Ｏ１上に位置している。底壁本体３２ａは、径方向の外側から内側に向かうに従い厚さが増大していることで、底壁本体３２ａのケース周壁３１内への膨出量が増大している。貫通孔２８は、底壁本体３２ａの肉厚の最も厚い部分を貫通するように形成されている。貫通孔２８の内部には、駆動軸２７の外周面を摺動可能に支持するための円筒状の滑り軸受２９が保持されている。また、貫通孔２８の弁体２２側（ケース軸方向の他端側）の端縁には、貫通孔２８の他の部位の内周面よりも内径の大きい拡径溝３０が形成されている。拡径溝３０の内部には、後述するシールリング３５（請求項のシール部材に相当）が保持されている。

ケーシング本体２５は、樹脂材料によって外面形状が略直方体状に形成されている。ケース周壁３１のケース軸方向の他端側の端部には、複数の取付片３３が延設されている。制御バルブ８は、取付片３３を介して図示しないエンジンブロック等に固定される。

端部カバー２６は、円環状のフレーム２６ａの軸線位置にボス部２６ｃが配置されている。ボス部２６ｃは、複数のスポーク部２６ｂによってフレーム２６ａに支持されている。ボス部２６ｃには、有底円筒状の滑り軸受１６が取り付けられている。端部カバー２６のうちの、フレーム２６ａと、ボス部２６ｃと、隣接するスポーク部２６ｂとに囲まれた開口部分は、ケーシング２１の内部に冷却液を流入させる流入口１７とされている。流入口１７は、冷却システム１のメイン流路１０（図１参照）のエンジン２の下流側に接続されている。端部カバー２６は、ケーシング本体２５と同様に樹脂材料によって形成されている。

ケース周壁３１の一面を成す壁には、ケース径方向の外側に膨出するラジエータポート４１（図４参照）が形成されている。ラジエータポート４１には、図示しないフェール開口とラジエータ流出口６０（請求項の流通口に相当）がケース軸方向と直交する方向に並んで形成されている。フェール開口とラジエータ流出口６０は、ラジエータポート４１を貫通して形成されている。また、フェール開口とラジエータ流出口６０とは、ケース周壁３１の一面を成す壁のうちの、ケース軸方向の他端側に偏った位置に形成されている。

ラジエータポート４１の開口端面には、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、一部がラジエータ流出口６０に挿入され、ラジエータ流出口６０とラジエータ流路１１（図１参照）の上流開口部との間を接続している。
また、ラジエータ流出口６０には、シール機構３６が設けられている。シール機構３６は、シール筒部材３７と、付勢部材３８と、シール３９，４０と、を備えている。シール筒部材３７は、ラジエータ流出口６０の内部に、軸方向をラジエータ流出口６０の開口方向に沿わせた状態で配置されている。シール筒部材３７は、軸方向の他端開口部が弁体２２によって開閉されることで、弁体２２内とラジエータジョイント４２内との連通及び遮断が切り替えられる。付勢部材３８は、例えばウェーブスプリイング等によって構成されている。付勢部材３８は、シール筒部材３７とラジエータジョイント４２との間に介在してシール筒部材３７を弁体２２に向かって付勢している。

シール３９は、ＸパッキンやＹパッキン等の環状の部材である。シール３９は、シール筒部材３７の周囲を取り囲んでいる。シール３９は、シール筒部材３７外周面とラジエータ流出口６０の内周面とに摺動可能に密接している。
シール４０は、ラジエータポート４１の内側であって、シール３９よりもケース径方向の外側で、ラジエータジョイント４２の周囲を取り囲んでいる。シール４０は、Ｏリング等の環状の部材である。シール４０は、ラジエータ流出口６０の内周面と、ラジエータジョイント４２のうちラジエータ流出口６０に挿入された部分の外周面と、の間に介在することによって両者の間を液密に密閉している。

フェール開口には、サーモスタット６１が配置されている。サーモスタット６１は、ケーシング２１内を流れる冷却液の温度に応じてフェール開口を開閉する。フェール開口は、ラジエータジョイント４２（ラジエータ流路１１）に連通している。サーモスタット６１は、ケーシング２１内を流れる冷却液の温度が規定の温度よりも高まったときに、フェール開口を開いてケーシング２１内の冷却液をラジエータ流路１１に流出させる。

ケース周壁３１のケース軸方向の一端側の端部には、サーモスタット６１の収容部に隣接してＥＧＲポート６２が形成されている。ＥＧＲポート６２は、ケース周壁３１にケース径方向の外側に膨出して形成されている。ＥＧＲポート６２には、サーモスタット６１の収容部内のサーモスタット６１よりも上流側部分に連通するＥＧＲ流出口６３が形成されている。ＥＧＲポート６２の開口端面には、ＥＧＲジョイント５２が接続されている。ＥＧＲジョイント５２は、ＥＧＲ流出口６３とＥＧＲ流路１４（図１参照）の上流開口部との間を接続している。

ケース周壁３１のラジエータポート４１の形成される壁とケース径方向で対向する壁には、ケース径方向の外側に膨出するバイパスポート６４が形成されている。バイパスポート６４には、バイパスポート６４をケース径方向に貫通するバイパス流出口６５（請求項の流通口に相当）が形成されている。バイパス流出口６５は、ケーシング２１の軸線Ｏ１を間に挟んで、ラジエータ流出口６０と対向する位置に形成されている。また、バイパス流出口６５は、ラジエータ流出口６０と同様にケース周壁３１のケース軸方向の他端側に偏った位置に形成されている。バイパスポート６４の開口端面には、バイパスジョイント６６が接続されている。バイパスジョイント６６は、バイパス流出口６５とバイパス流路１２（図１参照）の上流開口部とを接続している。バイパス流出口６５には、ラジエータ流出口６０に設けられるものと同様のシール機構３６が設けられている。なお、各流出口に配置されるシール機構３６は、同様の基本構造とされているため、バイパス流出口６５のシール機構３６とその周辺部の構造については説明を適宜省略する。

ケース周壁３１のうちの、ラジエータポート４１の形成される壁に対してケース周方向で隣接する壁には、ケース径方向の外側に膨出する空調ポート６７が形成されている。空調ポート６７には、空調ポート６７をケース径方向に貫通する空調流出口６８（請求項の流通口に相当）が形成されている。空調ポート６７の開口端面には、空調ジョイント６９が接続されている。空調ジョイント６９は、空調流出口６８と空調流路１３（図１参照）の上流開口部とを接続している。空調流出口６８には、ラジエータ流出口６０やバイパス流出口６５に設けられるものと同様のシール機構３６が設けられている。なお、各流出口に配置されるシール機構３６は、同様の基本構造とされているため、空調流出口６８のシール機構３６とその周辺部の構造については説明を適宜省略する。

［駆動ユニット］
駆動ユニット２３は、ケーシング本体２５（ケーシング２１）の外部に配置されている。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、一部が囲み壁３２ｂの内側に収容された状態で、底壁部３２にボルト締結等によって固定されている。

駆動ユニット２３は、モータや減速機構、制御基板等から成るユニット本体２３Ａと、ユニット本体２３Ａを収容するユニットケース２３Ｂと、を備えている。ユニット本体２３Ａの出力軸２３Ａａは、ユニットケース２３Ｂを貫通している。

［弁体］
弁体２２は、ケーシング２１の内部で駆動軸２７に連結されて、駆動軸２７とともに回転可能に構成されている。弁体２２は、円筒形状の周壁部４４と、周壁部４４のケース軸方向の一端側から径方向の内側に向かって延設された接続フランジ部４５と、接続フランジ部４５の径方向の内側端部に連設された有底筒状の連結筒部４６と、を備えている。これらの周壁部４４、接続フランジ部４５、及び、連結筒部４６は、樹脂材料によって一体に形成されている。

周壁部４４は、駆動軸２７の回転に伴いケーシング２１内外の連通及び遮断を切り替える。周壁部４４は、軸線Ｏ１と同軸に配置された円筒状に形成されている。周壁部４４の外周面は、シール筒部材３７における軸方向の弁体２２側の端部と摺動可能に密接している。

周壁部４４には、周壁部４４をケース径方向に貫通する弁孔４７が複数形成されている。複数の弁孔４７は、周壁部４４のうち、上述した各流出口（バイパス流出口６５、ラジエータ流出口６０及び空調流出口６８）と、ケース軸方向に重なる部分に形成されている。複数の弁孔４７のうち、流出口とケース軸方向において互いに重なる位置に形成された複数の弁孔４７は、ケース周方向に間隔を空けて形成されている。
弁孔４７は、対応する流出口（バイパス流出口６５、ラジエータ流出口６０又は空調流出口６８）とケース周方向で重なると、重なった弁孔４７と流出口とは、シール筒部材３７を介して連通する。これにより、弁孔４７と連通した流出口に接続されているジョイント（バイパスジョイント６６、ラジエータジョイント４２又は空調ジョイント６９）内と、弁体２２内とが連通する。これにより、弁体２２内の冷却液が弁孔４７及び流出口を通じて対応する流路から各冷却対象に供給される。

接続フランジ部４５は、ケース径方向の内側に向かうに従い、ケース軸方向の他端側に向かって湾曲しつつ延在する周壁４５ａと、周壁４５ａのケース軸方向の他端部に連なる底フランジ４５ｂと、を有している。周壁４５ａにおけるケース径方向の内側端部は、ケース軸方向に沿っている。また、底フランジ４５ｂは、周壁４５ａのケース軸方向の他端部からケース径方向の内側に延びている。

連結筒部４６は、底フランジ４５ｂの内周縁から、ケース軸方向の他端側に向かってケース軸方向に沿って延在する周壁４６ａと、周壁４６ａのケース軸方向の他端部に連なる底壁４６ｂと、を有している。周壁４６ａの内周面は、ケース軸方向から見て、真円状に形成されている。また、底壁４６ｂはケース軸方向に略直交している。底壁４６ｂは、周壁４６ａのケース軸方向の他端部を閉塞している。

弁体２２における接続フランジ部４５の底フランジ４５ｂとケーシング２１における底壁本体３２ａのケース軸方向の一端側の端部３２ｃとの間には、ワッシャ３４（請求項のスラスト受け部に相当）が介在している。ワッシャ３４は、ケース軸方向と同軸に配置された環状の部材であって、例えば樹脂製である。ワッシャ３４の厚さ方向は、ケース軸方向と一致している。ワッシャ３４の内径は、駆動軸２７の外径よりも大きく、ワッシャ３４の外径は、周壁４５ａにおけるケース径方向の内側端部の内径よりも小さく形成されている。

複数の弁孔４７は、周壁部４４のうち、上述した各流出口（バイパス流出口６５、ラジエータ流出口６０及び空調流出口６８）と、ケース軸方向に重なる位置に設けられている。複数の弁孔４７のうち、ケース軸方向において互いに重なる位置に形成された複数の弁孔４７は、ケース周方向に間隔を空けて形成されている。
弁孔４７は、対応する流出口（バイパス流出口６５、ラジエータ流出口６０又は空調流出口６８）とケース周方向で重なると、重なった弁孔４７と流出口とは、シール筒部材３７を介して連通する。これにより、弁孔４７と連通した流出口に接続されているジョイント（バイパスジョイント６６、ラジエータジョイント４２又は空調ジョイント６９）内と、弁体２２内とが連通される。

［駆動軸］
駆動軸２７は、駆動ユニット２３の出力軸２３Ａａに連結されている。駆動軸２７は、軸線Ｏ１と同軸に配置され、駆動ユニット２３の駆動力によって出力軸２３Ａａと一体で軸線Ｏ１回りに回転する。駆動軸２７は、ケーシング２１の底壁本体３２ａに形成された貫通孔２８を通じてケーシング２１の内外を貫通している。駆動軸２７は、駆動軸本体２７Ａと、摺動部２７Ｂと、を有している。

駆動軸本体２７Ａは、摺動部２７Ｂよりも密度が小さい材料により形成されている。本実施形態では、例えば駆動軸本体２７Ａは、樹脂材料により形成され、摺動部２７Ｂは、ステンレス等の金属材料により形成されている。
駆動軸本体２７Ａは、摺動部２７Ｂに対してケース軸方向の他端側（すなわち弁体２２側）にある第１軸部２７Ｃと、摺動部２７Ｂに対してケース軸方向の一端側（すなわち駆動ユニット２３側）にある第２軸部２７Ｄと、を備えている。
第１軸部２７Ｃは、弁体２２と一体に形成されている。第１軸部２７Ｃは、連結筒部４６の底壁４６ｂからケース軸方向の他端側に向かって軸線Ｏ１と同軸で延在している。第１軸部２７Ｃのケース軸方向の他端側の端部は、滑り軸受１６を介して端部カバー２６のボス部２６ｃに回転可能に支持されている。
第２軸部２７Ｄは、第１軸部２７Ｃと同軸に形成されている。第２軸部２７Ｄにおける
ケース軸方向の一端部は、ユニット本体２３Ａの出力軸２３Ａａに連結されている。第２軸部２７Ｄにおけるケース軸方向の他端部は、貫通孔２８内に挿入されるとともに、貫通孔２８内で滑り軸受２９に回転可能に支持されている。したがって、第２軸部２７Ｄの外周面は、滑り軸受２９によって摺動可能に支持されている。第２軸部２７Ｄにおけるケース軸方向の他端側の端面には、ケース軸方向の他端側に向かって開口する嵌合凹部２７Ｄ１が形成されている。

摺動部２７Ｂは、第１軸部２７Ｃ及び第２軸部２７Ｄ間を連結するとともに、軸線Ｏ１と同軸に配置された柱状の部材である。すなわち、摺動部２７Ｂは、第１軸部２７Ｃ及び第２軸部２７Ｄと同軸に配置されている。摺動部２７Ｂは、第１軸部２７Ｃよりも大径に形成されている。摺動部２７Ｂは、駆動軸本体２７Ａの第２軸部２７Ｄと同径に形成されている。
摺動部２７Ｂのケース軸方向の他端部は、連結筒部４６に圧入又はその他の手段で固定されている。これにより、摺動部２７Ｂは、連結筒部４６に連結されている。
摺動部２７Ｂのケース軸方向の一端部には、ケース軸方向の一端側に向かって突出する嵌合凸部２７Ｂ１が形成されている。嵌合凸部２７Ｂ１は嵌合凹部２７Ｄ１に圧入又はその他の手段で固定されて嵌合凹部２７Ｄ１と嵌合している。これにより、摺動部２７Ｂは、第２軸部２７Ｄに連結されている。なお、嵌合凸部２７Ｂ１及び嵌合凹部２７Ｄ１におけるケース軸方向から見た正面視形状は、第２軸部２７Ｄと摺動部２７Ｂとが相対回転不能になっていれば、真円状であっても、非真円状であってもよい。
摺動部２７Ｂにおけるケース軸方向の中央部は、貫通孔２８の内に挿入されるとともに、貫通孔２８内で後述するシールリング３５に回転可能に支持されている。したがって、摺動部２７Ｂの外周面は、シールリング３５によって回転可能に支持されている。

［シールリング］
シールリング３５は、オイルシールとも呼ばれ、底壁本体３２ａに形成された拡径溝３０の内部に配置されている。シールリング３５は、ケーシング２１と駆動軸２７との間に介在して、貫通孔２８を通じたケーシング２１の内外の連通を遮断する。具体的には、シールリング３５は、摺動部２７Ｂの外周面に摺動可能に密接して、冷却液の漏出を抑制している。
シールリング３５は、例えばゴム等により形成されている。シールリング３５は、拡径溝３０の内面に当接する外周壁３５ａと、外周壁３５ａから径方向の内側に離間した位置に設けられ、摺動部２７Ｂに密接する内周壁３５ｂと、外周壁３５ａと内周壁３５ｂとをケース軸方向の一端部で接続する接続壁３５ｃと、を有している。
内周壁３５ｂの外周面には、環状のスプリングが嵌め込まれている。スプリングは、弾性力により内周壁３５ｂを摺動部２７Ｂに押し付けている。これにより、内周壁３５ｂと摺動部２７Ｂとは密接して、冷却液の漏出を抑制している。

［制御バルブの動作］
次に、上述した制御バルブ８の動作について説明する。
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液は、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。メイン流路１０においてエンジン２を通過した冷却液は、流入口１７を通して制御バルブ８のケーシング２１内に流入する。

制御バルブ８のケーシング２１内に流入した冷却液のうち、一部の冷却液はＥＧＲ流出口６３内に流入する。ＥＧＲ流出口６３内に流入した冷却液は、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液は、ＥＧＲクーラ７において、冷却液と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、制御バルブ８のケーシング２１内に流入した冷却液のうち、ＥＧＲ流出口６３内に流入しなかった冷却液は、ケーシング２１内の弁体２２の回転位置に応じて、弁体２２によって開かれているいずれかの流出口（ラジエータ流出口６０、バイパス流出口６５、空調流出口６８）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、弁孔と流出口との連通パターンを切り替えるには、駆動ユニット２３によって駆動軸２７を回転させる。弁体２２は、駆動軸２７の回転に伴い、軸線Ｏ１回りに回転する。これにより、弁体２２は、ラジエータ流出口６０、バイパス流出口６５、空調流出口６８を通じたケーシング２１の内外の連通及び遮断を切り替える。より具体的には、設定したい連通パターンに対応する位置で弁体２２の回転を停止させることで、弁体２２の停止位置に応じた連通パターンで弁孔と流出口とが連通させることができる。

［実施形態の効果］
このように、本実施形態では、シールリング３５との接触による摩耗を抑えるために高い耐久性を要とする摺動部２７Ｂを金属材料により形成し、駆動軸本体２７Ａを金属材料よりも密度の低い材料により形成した。駆動軸本体２７Ａは、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）によって形成されている。なお、駆動軸本体２７Ａは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂材料によって形成されていてもよい。
この構成によれば、駆動軸２７全体が金属材料により形成される場合と比較して、軽量化することができる。また、駆動軸２７のうち高価な金属材料により形成される箇所を摺動部２７Ｂに限定できるので、駆動軸２７全体を金属材料で形成する場合と比較して製造コストを低減することができる。

本実施形態では、駆動軸本体２７Ａは、摺動部２７Ｂに対して弁体２２側にある第１軸部２７Ｃと、摺動部２７Ｂに対して駆動ユニット２３側にある第２軸部２７Ｄと、を備え、摺動部２７Ｂは、第１軸部２７Ｃ及び第２軸部２７Ｄと同軸に配置された柱状に形成されている。
この構成によれば、シールリング３５を挟んでケース軸方向の両側に、駆動軸本体２７Ａと摺動部２７Ｂとの界面を位置させることができる。これにより、冷却液がこの界面を通って駆動ユニット２３の内部に浸入することを抑制できる。

本実施形態では、第１軸部２７Ｃは、弁体２２と一体に形成されている。
この構成によれば、第１軸部２７Ｃと弁体２２とを別体に形成する場合と比較して、部品点数を削減できる。すなわち、第１軸部２７Ｃを弁体２２に組付ける必要がなくなるので、制御バルブ８の組立工数を削減できる。
また、本実施形態の構成によれば、例えば、制御バルブ８の駆動時に、駆動軸２７の軸線と弁体２２の軸線との相対位置が変化することを抑制できる。すなわち、駆動軸２７と弁体２２との同軸度を確保しやすくなるので、弁体２２の駆動軸２７に対する振れ回りを抑制できる。

本実施形態では、摺動部２７Ｂは、駆動軸本体２７Ａの第２軸部２７Ｄと同径に形成されるとともに、駆動軸本体２７Ａの第１軸部２７Ｃ及び第２軸部２７Ｄに同軸で連結されている。
この構成によれば、駆動軸２７のうち、少なくとも第２軸部２７Ｄから摺動部２７Ｂまでの外周面を面一に形成できる。これにより、駆動軸２７が例えば中間部に大径部を有する段付き形状に形成される場合と比較して、駆動軸２７を容易に製造できる。
また、本実施形態の構成によれば、駆動軸２７が例えば中間部に大径部を有する段付き形状に形成される場合と比較して、駆動軸２７を小型化及び軽量化することができる。したがって、制御バルブ８を小型化及び軽量化することができる。

本実施形態では、ケーシング２１における底壁本体３２ａのケース軸方向の一端側の端部３２ｃと弁体２２における接続フランジ部４５の底フランジ４５ｂとの間にワッシャ３４が介在している。
この構成によれば、ケーシング２１の端部３２ｃと弁体２２の底フランジ４５ｂとが直接摺動することを抑制できるので、摺動抵抗を軽減できる。これにより、弁体２２の回転効率を向上できる。また、制御バルブ８の駆動時に、ケーシング２１の端部３２ｃと弁体２２の底フランジ４５ｂとが摺動して、互いに摩耗することを抑制できる。したがって、ケーシング２１と弁体２２との耐久性を向上させることができる。

第一実施形態では、第２軸部２７Ｄと摺動部２７Ｂとは、圧入固定により連結されているとしたが、これに限られない。例えば、第２軸部２７Ｄと摺動部２７Ｂとは、インサート成形により一体化されていてもよい。また、第２軸部２７Ｄと摺動部２７Ｂとは、接着剤により固定されていてもよい。

第一実施形態では、摺動部２７Ｂと弁体２２とは、圧入固定により連結されているとしたが、これに限られない。例えば、摺動部２７Ｂと弁体２２とは、インサート成形により一体化されていてもよい。また、摺動部２７Ｂと弁体２２とは、接着剤により固定されていてもよい。

第一実施形態では、第１軸部２７Ｃは、弁体２２と一体に形成されているとしたが、これに限られない。例えば、第１軸部２７Ｃは、弁体２２と別体に形成され、連結筒部４６の底壁４６ｂに形成されたケース軸方向に貫通する挿入孔に挿入されていてもよい。

第一実施形態では、摺動部２７Ｂは、第２軸部２７Ｄと同径に形成されているとしたが、これに限られない。例えば、摺動部２７Ｂは、第２軸部２７Ｄよりも大径又は小径に形成されていてもよい。

第一実施形態では、摺動部２７Ｂは、駆動軸本体２７Ａと同軸に形成されているとしたがこれに限られない。例えば、駆動軸本体２７Ａの軸線と摺動部２７Ｂの軸線とは、ケース径方向にずれていてもよい。

［第一変形例］
第一実施形態の第一変形例について図５に基づいて説明する。以下の第一変形例では、摺動部２７Ｂは、ケース軸方向においてシール部分と対応する位置に設けられ、ケース軸方向の両端部にケース軸方向に凹む凹部（嵌合凹部２７Ｂ２，２７Ｂ３）を有している点で、第一実施形態と相異している。なお、第一変形例のうち、第一実施形態と同様の構成又は対応する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５は、摺動部２７Ｂの周辺の拡大断面図である。
図５に示すように、第１軸部２７Ｃは、ケース軸方向の一端部に、ケース軸方向の一端側に向かって突出する嵌合凸部２７Ｃ１を有している。第２軸部２７Ｄは、ケース軸方向の他端部に、ケース軸方向の他端側に向かって突出する嵌合凸部２７Ｄ２を有している。
摺動部２７Ｂのケース軸方向の両端部は、それぞれシールリング３５よりもケース軸方向の両側に位置している。

嵌合凹部２７Ｂ２は、摺動部２７Ｂのケース軸方向の他端部に設けられている。嵌合凹部２７Ｂ２は、ケース軸方向の他端側に向かって開口している。嵌合凹部２７Ｂ２は、嵌合凸部２７Ｃ１に圧入又はその他の手段で固定されている。なお、嵌合凸部２７Ｃ１及び嵌合凹部２７Ｂ２におけるケース軸方向から見た正面視形状は、第１軸部２７Ｃと摺動部２７Ｂとが相対回転不能になっていれば、真円状であっても、非真円状であってもよい。
嵌合凹部２７Ｂ３は、摺動部２７Ｂのケース軸方向の一端部に設けられている。嵌合凹部２７Ｂ３は、ケース軸方向の一端側に向かって開口している。嵌合凹部２７Ｂ３は、嵌合凸部２７Ｄ２に圧入又はその他の手段で固定されている。なお、嵌合凸部２７Ｄ２及び嵌合凹部２７Ｂ３におけるケース軸方向から見た正面視形状は、第２軸部２７Ｄと摺動部２７Ｂとが相対回転不能になっていれば、真円状であっても、非真円状であってもよい。

摺動部２７Ｂの外周壁は、駆動軸２７の外周面のうちシールリング３５が摺動する部分を含むケース軸方向の所定領域を構成している。摺動部２７Ｂには、第一実施形態と同様の金属材料を用いることができる。摺動部２７Ｂの外周面は、駆動軸本体２７Ａの外周面と面一に形成されている。
なお、摺動部２７Ｂは、例えば駆動軸本体２７Ａに対してインサート成形されていてもよい。

本変形例では、摺動部２７Ｂは、ケース軸方向においてシール部分と対応する位置に設けられ、ケース軸方向の両端部にケース軸方向に凹む凹部（嵌合凹部２７Ｂ２，２７Ｂ３）を有している構成とした。
この構成によれば、駆動軸２７全体が金属材料により形成される場合と比較して、軽量化することができる。また、駆動軸２７のうち高価な金属材料により形成される箇所を摺動部２７Ｂに限定できるので、駆動軸２７全体を金属材料で形成する場合と比較して製造コストを低減することができる。

［第二実施形態］
第二実施形態について図６に基づいて説明する。以下の第二実施形態では、駆動軸２７が弁体２２をケース軸方向に貫通してない点で、第一実施形態と相異している。なお、第二実施形態のうち、第一実施形態と同様の構成又は対応する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図６は、制御バルブ１００の断面図である。図６は、第一実施形態の図４に対応した断面図であり、図４とは反対側の方向から見た断面を示している。
図６に示すように、弁体２２は、接続フランジ部１０３と、連結筒部１０４と、を有している。

接続フランジ部１０３は、周壁部４４のケース軸方向の一端部からケース径方向の内側に向かって延設されている。接続フランジ部１０３は、ケース径方向の内側に向かうに従い、ケース軸方向の他端側に段階的に延在している。接続フランジ部１０３は、中央筒部１０３ａと、外フランジ部１０３ｃと、内フランジ部１０３ｂと、を有している。

中央筒部１０３ａは、軸線Ｏ１と同軸に配置された円筒状に形成されている。外フランジ部１０３ｃは、中央筒部１０３ａのケース軸方向の一端部からケース径方向の外側に張り出している。外フランジ部１０３ｃは、周壁部４４におけるケース軸方向の一端部の内周面に連なっている。内フランジ部１０３ｂは、中央筒部１０３ａのケース軸方向の他端部からケース径方向の内側に張り出している。

連結筒部１０４は、内フランジ部１０３ｂの内周縁から、ケース軸方向の他端側に向かって延在する周壁１０４ａと、周壁１０４ａのケース軸方向の他端部からケース径方向の内側に向かって延在する底フランジ１０４ｂと、を有している。

周壁１０４ａの内側及び底フランジ１０４ｂの内側は、駆動軸２７を挿入される挿入孔５８を構成する。挿入孔５８は、周壁１０４ａの内周面により形成された大径部５８ａと、底フランジ１０４ｂの内周面により形成された小径部５８ｂと、を有している。
大径部５８ａは、ケース軸方向から見て非真円状に形成されている。小径部５８ｂは、ケース軸方向から見て真円状に形成されている。

駆動軸２７は、駆動軸本体２７Ａと、摺動部２７Ｂと、を有している。駆動軸本体２７Ａは、ユニット本体２３Ａの出力軸２３Ａａからケース軸方向の他端側に延びている。駆動軸本体２７Ａは、ケース軸方向の他端部に嵌合凹部２７Ｄ１を有している。摺動部２７Ｂは、駆動軸本体２７Ａの他端部からケース軸方向の他端側に延びている。摺動部２７Ｂは、ケース軸方向の一端部に嵌合凸部２７Ｂ１を有している。摺動部２７Ｂと駆動軸本体２７Ａとは、嵌合凹部２７Ｄ１と嵌合凸部２７Ｂ１との嵌合によって連結している。
摺動部２７Ｂは、挿入部５０と、突出部５１と、を備えている。
挿入部５０は、大径部５０ａと、大径部５０ａからケース軸方向の他端側に延びる小径部５０ｂと、を有している。

大径部５０ａは、ケース軸方向から見て、挿入孔５８の大径部５８ａに対応した非真円状に形成されている。

挿入部５０の大径部５０ａは、挿入孔５８の大径部５８ａに挿入されている。非円形状に形成された挿入部５０の大径部５０ａと挿入孔５８の大径部５８ａとは、ケース周方向で互いに係合し、弁体２２に対する駆動軸２７の回転が規制されている。
小径部５０ｂは、ケース軸方向から見て真円状に形成されている。挿入部５０の小径部５０ｂは、挿入孔５８の小径部５８ｂに挿入されている。

突出部５１は、挿入部５０の小径部５０ｂからケース軸方向の他端側に突出している。突出部５１は、挿入孔５８の小径部５８ｂを通じて底フランジ１０４ｂに対してケース軸方向の他端側に突出している。突出部５１には、ケース軸方向の他端側から、円環状のワッシャ１０２が圧入又はその他の手段によって固定されている。ワッシャ１０２は、樹脂材料によって形成されている。なお、ワッシャ１０２は、金属材料によって形成されていてもよい。ワッシャ１０２の外径は、挿入孔５８の小径部５８ｂの内径よりも大きく、周壁１０４ａの外径よりも小さい。挿入部５０の大径部５０ａとワッシャ１０２とは、連結筒部１０４の底フランジ１０４ｂをケース軸方向の両側から挟み込んでいる。これにより、挿入部５０及び突出部５１が弁体２２にケース軸方向両側から係合され、駆動軸２７の弁体２２に対するケース軸方向の移動が規制される。摺動部２７Ｂは、挿入部５０と挿入孔５８とのケース周方向での係合と、挿入部５０及び突出部５１と弁体２２とのケース軸方向での係合と、により弁体２２に固定されている。

また、制御バルブ１００は、弁体２２におけるケース軸方向の他端側に、軸カバー１０１を備えている。軸カバー１０１は、駆動軸２７からケース軸方向に離間した位置に設けられている。軸カバー１０１は、弁体２２にケース軸方向の他端部に嵌め込まれて弁体２２に固定された円環状のフレーム１０１ａと、フレーム１０１ａからケース径方向の内側に向かって延びる複数のスポーク部１０１ｂと、スポーク部１０１ｂによって軸線位置で支持され、ケース軸方向の他端側に突出するハブ１０１ｃと、を有している。フレーム１０１ａ、スポーク部１０１ｂ及びハブ１０１ｃは、弁体２２と同様の樹脂材料によって一体に形成されている。

端部カバー２６のボス部２６ｃ内には、円筒状の滑り軸受１６が取り付けられている。滑り軸受１６の内部には、ハブ１０１ｃが挿入されている。ボス部２６ｃは、滑り軸受１６を介して、ハブ１０１ｃを摺動可能に支持している。すなわち、弁体２２におけるケース軸方向の他端側は、軸カバー１０１によって回転可能に支持されている。

本実施形態では、弁体２２におけるケース軸方向の一端側は、駆動軸２７により回転可能に支持されている。弁体２２におけるケース軸方向の他端側は、駆動軸２７からケース軸方向に離間した軸カバー１０１によって回転可能に支持されている。
この構成によれば、弁体２２におけるケース軸方向の一端部を駆動軸２７で支持し、他端部を軸カバー１０１で支持できる。これにより、駆動軸２７が弁体２２をケース軸方向に貫通している構成に比べ、弁体２２を両持ちで支持しつつ、駆動軸２７の長さを短縮できる。すなわち、駆動軸２７及び軸カバー１０１間に駆動軸２７及び軸カバー１０１を接続する軸部が存在しない分、制御バルブ１００を軽量化することができる。

上述した各実施形態及び各変形例に限られず、駆動軸２７のうち少なくともシールリング３５との摺動部分に摺動部２７Ｂが形成されていれば、摺動部２７Ｂの形成範囲は、適宜変更可能である。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

８，１００…制御バルブ
２１…ケーシング
２２…弁体
２３…駆動ユニット（アクチュエータ）
２７…駆動軸
２７Ａ…駆動軸本体
２７Ｂ…摺動部
２７Ｃ…第１軸部
２７Ｄ…第２軸部
２８…貫通孔
３４…ワッシャ（スラスト受け部）
３５…シールリング（シール部材）
６０…ラジエータ流出口（流通口）
６５…バイパス流出口（流通口）
６８…空調流出口（流通口）

Claims (2)

1. 液体が流通する流通口を有するケーシングと、
   前記ケーシングに形成された貫通孔を通じて前記ケーシングの内外を貫通する駆動軸と、
   前記ケーシングの外部に配置され、前記駆動軸を回転させるアクチュエータと、
   前記ケーシングの内部で前記駆動軸に連結されて、前記駆動軸とともに回転可能に構成されるとともに、前記駆動軸の回転に伴い前記流通口を通じた前記ケーシングの内外の連通及び遮断を切り替える弁体と、
   前記ケーシングと前記駆動軸との間に介在して、前記貫通孔を通じた前記ケーシングの内外の連通を遮断するシール部材と、を備え、
   前記駆動軸は、
   駆動軸本体と、
   前記駆動軸のうち少なくとも前記シール部材との摺動部分を金属材料により形成された摺動部と、を有し、
   前記駆動軸本体は、前記摺動部よりも密度が小さい材料により形成され、
   前記駆動軸本体は、
   前記摺動部に対して前記弁体側にある第１軸部と、
   前記摺動部に対して前記アクチュエータ側にある第２軸部と、を備え、
   前記摺動部は、前記第１軸部及び前記第２軸部と同軸に配置された柱状に形成され、
   前記第１軸部は、前記弁体と一体に形成され、
   前記ケーシングと前記弁体との間にスラスト受け部が介在している制御バルブ。
2. 前記摺動部は、前記駆動軸本体と同径に形成されるとともに、前記駆動軸本体に同軸で連結されている請求項１に記載の制御バルブ。

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