JPH10318426A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量制御弁において、高温時における破損を
回避しつつ、全閉状態における漏れ流量の低減を可能に
する。 【解決手段】 ワックスエレメント４内のワックスの膨
張・収縮に伴い進退するピストンピン７により弁体８を
駆動し、筒状シート５に開口する窓６の開度を可変して
空気流量を制御する構造である。本体１内に可動弁座１
１を摺動自在に設ける。Ｏリング１６により可動弁座１
１の周囲における気密性を確保する。可動弁座１１に開
口し流体通路を構成する連通穴１２を、閉位置に達した
弁体８により閉鎖させ、流入ポート２から流出ポート３
への空気の漏れを防止する。また、それ以後における弁
体８の動作を、可動弁座１１による第１のコイルスプリ
ング１７に抗した移動により吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度変化に応答し
て作動する流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車エンジンの補助空気システ
ムに用いられる流量制御弁には、例えば図３に示したも
のがある。この流量制御弁は、補助空気システムを構成
する図示しない他の部品に連結された本体１を有してい
る。本体１は長手方向の一端側（図で左側）に開口する
中空形状であって、その周壁には、長手方向の中程に流
入ポート２が開口し、流入ポート２のその一端側には流
出ポート３が開口している。一方、本体１の内部には、
その他端側（図で右側）からワックスエレメント４、筒
状シート５が順に内嵌されている。筒状シート５には、
流入ポート２に接する位置に、流入ポート２から流出ポ
ート３への流路の一部を構成する窓６が開口している。
前記ワックスエレメント４は容器体からなり、本体１の
一端側に延出するとともに、その内部に封入された感温
剤であるワックスが温度変化に伴い膨張及び収縮すると
きの力により進退作動するピストンピン７を有してお
り、その先端側には、前記筒状シート５に内嵌する弁体
８が螺着されている。また、本体１の一端は埋め栓９に
よって閉塞されており、埋め栓９と前記弁体８との間に
は、弁体８を開方向に付勢するコイルスプリング１０が
収容されている。

【０００３】そして、かかる流量制御弁は、エンジン内
において、冷却水温度が所定の温度より低くなったと
き、ピストンピン７がワックスエレメント４内へ後退す
ることにより、弁体８を、前記窓６を解放する開位置
（図３の位置）へ駆動する一方、冷却水温度が所定の温
度より高くなったとき、ワックスエレメント４から一端
側に延伸するピストンピン７により、弁体８を、前記窓
６を閉鎖する閉位置へ駆動する。これにより、前記窓６
の開度を変化させ、流入ポート２から流出ポート３へ流
れる空気量を制御することにより、空気の補助流量を可
変させる。すなわち、エアレギュレータとして機能す
る。また、前記流量制御弁においては、弁体８を筒状シ
ート５内で摺動させ窓６の開度を変化させる所謂スプー
ル弁型の構造であるため、設計した温度以上になった時
に、前記ワックスが温度上昇に従い膨張し続けてピスト
ンピンが更に延伸しても、弁体８が閉位置を越えて更に
移動し、ワックスの膨張を吸収するので、ワックスエレ
メント４の破損を回避できるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の流量制御弁は、所謂スプール型の弁構造であ
って、筒状シート５と弁体８の外周面間にはクリアラン
スの確保が不可欠であるため、流量制御弁が全閉状態に
あるときには、流入ポート２から流出ポート３への漏れ
流量が存在する。一方、かかる漏れ流量は、補助空気シ
ステム等の制御性を低下させる要因となっており、前記
漏れ流量を低下させることが望まれているが、漏れ流量
を低減させることが困難であった。

【０００５】無論、周知のごとくその弁構造を、弁座と
弁体とが当接および離間する所謂ポペット型とすれば、
漏れ流量をなくすことが可能となるが、その場合には、
前述した高温時でのピストンピン７のオーバーストロー
ク分を吸収させることが難しかった。

【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、高温時における破損を回避しつ
つ、全閉状態における漏れ流量の低減を可能にする流量
制御弁の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に請求項１の発明にあっては、容器内に封入された感温
剤の膨張及び収縮に伴い動作するピストンピンの、前記
感温剤の膨張に伴う動作によって、流入ポートと流出ポ
ートが設けられた本体の内部に摺動自在に収容されかつ
開方向に付勢された弁体を開位置から閉位置へ駆動さ
せ、前記弁体の前記本体との摺動面により、前記本体の
内部に形成した流路を閉鎖する流量制御弁において、前
記本体の内部に、前記弁体よりも前記流出ポートの側に
位置して、前記弁体の移動方向に摺動自在に収容されか
つ前記弁体に向かい付勢された可動弁座と、前記本体の
内部に設けられ、前記可動弁座における、閉位置へ移動
した前記弁体と当接する位置より前記弁体に向かう移動
を阻止するストッパと、前記可動弁座の移動を許可しつ
つ前記本体との摺動部の気密性を確保するシール部材
と、前記可動弁座を貫通し前記流路の一部を形成すると
ともに、閉位置へ移動した前記弁体により閉鎖される連
通穴とを備えたものとした。

【０００８】前記構成において、弁体が閉位置へ移動し
たときには、弁体が可動弁座に貫通する連通穴を閉鎖す
るとともに、本体と可動弁体との間がシール部材により
気密性を確保される。また、弁体が閉位置に達した後、
さらにピストンピンにより同一方向へ移動する間におい
ては、可動弁座が弁体と共にその状態を維持されたまま
移動する。

【０００９】また、請求項２の発明にあっては、前記可
動弁座が、前記弁体と逆側に設けられた第１のバネ部材
により前記弁体に向かい付勢され、前記弁体が、前記第
１のバネ部材及び前記連通穴に遊挿された第２のバネ部
材により開方向に付勢されたものとした。

【００１０】前記構成においては、第１及び第２のバネ
部材の双方が、本体の内部において、弁体及び可動弁座
の摺動方向の一端側に配置させることができる。このた
め、本体の内部にそれらの部材を収容する組立作業に際
しては、第１及び第２のバネ部材を最後に収容させる構
造とすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
にしたがって説明する。図１は、本発明に係る流量制御
弁を示す図である。図から明らかなように、この流量制
御弁は、図３で既説した流量制御弁を改良したものであ
るため、以下の説明においては、同一部部材については
同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【００１２】すなわち、流量制御弁の本体１の内部に
は、弁体８よりも流出ポート３側に位置して可動弁座１
１が収容されている。可動弁座１１は、その軸中心に連
通穴１２が貫通する略筒状の部材であって、連通穴１２
によって、本体１の内部における流入ポート２から流出
ポート３に至る空気の流路の一部が構成されている。連
通穴１２は、弁体８が図１に示した閉位置に達したとき
可動弁座１１に当接することにより閉鎖されるようにな
っている。また、可動弁座１１は、筒状シート５に摺動
自在に内嵌された内嵌部１３と、筒状シート５に内嵌さ
れることなく、本体１内において、筒状シート５の外径
よりも大きな内径に加工された（図２参照）流出ポート
３側の収容空間１ａに常に露出する露出部１４とを有し
ている。露出部１４には、前記収容空間１ａに摺動自在
に内嵌する鍔部１５が設けられている。また、前記内嵌
部１３の弁体８側の周囲には、シール部材であるＯリン
グ１６が外嵌しており、このＯリング１６により可動弁
座１１と筒状シート５との摺動部分における気密性が確
保されている。

【００１３】可動弁座１１は、前述した流出ポート３側
の収容空間１ａに収容された第１のコイルスプリング１
７により、前記鍔部１５を介して弁体８側に付勢されて
いる。なお、第１のコイルスプリング１７には、筒状シ
ート５とＯリング１６との間に働く摩擦抵抗に対して十
分大きなバネ定数を設定されている。そして、可動弁座
１１は、本体１の内周壁であって収容空間１ａと、それ
と隣接した筒状シート５の収容空間１ｂとの間に形成さ
れた、本発明のストッパである段差部１８に鍔部１５が
当接することによって（図２参照）、前述したように、
閉位置における弁体８と当接する位置を越えて弁体８に
向かう移動を阻止されている。また、弁体８は、第１の
コイルスプリング１７及び前記連通穴１２に遊挿された
第２のコイルスプリング１９により開方向に付勢されて
いる。

【００１４】以上の構成からなる本実施の形態において
は、弁体８が図１に示した閉位置へ移動したときには、
弁体８が可動弁座１１に貫通する連通穴１２を閉鎖する
とともに、可動弁体１１の外周部分にはＯリング１６に
より気密性が確保される。また、弁体８が閉位置に達し
た後、さらにピストンピン７により同一方向へ移動する
間においてもその状態が維持される。従って、流量制御
弁の全閉状態における漏れ流量を、可動弁体１１や弁体
８等の製造公差から生ずる程度の極めて微量の値まで低
減するとができる。また、可動弁座１１が弁体８と共に
前記状態を維持されたまま移動することができるため、
高温時にピストンピン７に生じるオーバーストローク分
を吸収することができる。よって、高温時におけるワッ
クスエレメント４の破損を回避しつつ、全閉状態におけ
る漏れ流量の低減が可能となる。

【００１５】また、本実施の形態においては、第１及び
第２のコイルスプリング１７，１９の双方が、本体１の
内部において、弁体８及び可動弁座１１の摺動方向の一
端側（図１で左側）に配置された構造となっている。こ
うしたことから、本体１の内部にそれらの部材を収容す
る組立作業に際しては、ワックスエレメント４、筒状シ
ート５、弁体８、可動弁座１３を収容した後に、最後に
第１及び第２のコイルスプリング１７，１９を最後に収
容するため、先に収容した他の部材に位置等を気にする
必要がない。従って、組立作業時における作業性がよい
ため製造効率がよく、また、自動組立装置などの使用も
可能であることから、流量制御弁の低コスト化を図るこ
とができる。

【００１６】なお、本実施の形態においては、可動弁体
１１の外周部分の気密性を確保するＯリング１６を、可
能弁座１１の内嵌部１３に設けたが、可能弁座１１の前
記露出部１４側にＯリング１６を設けるようにしてもよ
い。また、Ｏリング１６を、これと同等の機能を有する
他のシール部材に代えてもよい。また、第１及び第２の
コイルスプリング１７，１９を、それと同等の機能を有
する他のバネ部材としてもよい。その場合においても、
前述した効果を奏することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の流量制御
弁においては、弁体が閉位置へ移動したときには、弁体
が可動弁座に貫通する連通穴を閉鎖するとともに、本体
と可動弁体との間がシール部材により気密性を確保され
るため、全閉状態における漏れ流量を、極めて微量の値
まで低減するとができる。しかも、弁体が閉位置に達し
た後、さらにピストンピンにより同一方向へ移動する間
においては、可動弁座が弁体と共にその状態を維持され
たまま移動できるため、高温時にピストンピンに生じる
オーバーストローク分を吸収することができる。よっ
て、高温時における容器の破損を回避しつつ、全閉状態
における漏れ流量の低減が可能となる。

【００１８】これに加え、請求項２の流量制御弁では、
本体の内部に、第１及び第２のバネ部材、弁体及び可動
弁座といった構成部材を収容する組立作業に際して、第
１及び第２のバネ部材を最後に収容させる構造とするこ
とができる。よって、組立作業時性がよいため製造効率
がよく、また、自動組立装置などの使用も可能であるこ
とから、請求項１に係る流量制御弁の低コストを図るこ
とができる。

【００１９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図である。

【図２】図１のＡ部を示す部分拡大図である。

【図３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ 流入ポート ３ 流出ポート ４ ワックスエレメント（容器） ７ ピストンピン ８ 弁体 １１ 可動弁座 １２ 連通穴 １６ Ｏリング（シール部材） １７ 第１のコイルスプリング（第１のバネ部材） １９ 第２のコイルスプリング（第２のバネ部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に封入された感温剤の膨張及び収
   縮に伴い動作するピストンピンの、前記感温剤の膨張に
   伴う動作によって、流入ポートと流出ポートが設けられ
   た本体の内部に摺動自在に収容されかつ開方向に付勢さ
   れた弁体を開位置から閉位置へ駆動させ、前記弁体の前
   記本体との摺動面により、前記本体の内部に形成した流
   路を閉鎖する流量制御弁において、 前記本体の内部に、前記弁体よりも前記流出ポートの側
   に位置して、前記弁体の移動方向に摺動自在に収容され
   かつ前記弁体に向かい付勢された可動弁座と、 前記本体の内部に設けられ、前記可動弁座における、閉
   位置へ移動した前記弁体と当接する位置より前記弁体に
   向かう移動を阻止するストッパと、 前記可動弁座の移動を許可しつつ前記本体との摺動部の
   気密性を確保するシール部材と、 前記可動弁座を貫通し前記流路の一部を形成するととも
   に、閉位置へ移動した前記弁体により閉鎖される連通穴
   とを備えたことを特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記可動弁座が、前記弁体と逆側に設け
   られた第１のバネ部材により前記弁体に向かい付勢さ
   れ、前記弁体が、前記第１のバネ部材及び前記連通穴に
   遊挿された第２のバネ部材により開方向に付勢されたこ
   とを特徴とする請求項１記載の流量制御弁。