JPH11125343A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回動可能な弁体を持つロータリ式の流量制御
弁において、シール用パッキンのシール機能および耐久
寿命の向上を図る。 【解決手段】 シール用パッキン７に、弁体５の外周面
に向かって突出するシール用突起部１１を設け、このシ
ール用突起部１１の先端側に弁体５の外周面に沿った円
弧状の面１２を設け、この円弧状の面１２を弁体５の外
周面に面接触させるとともに、この面接触部の接触長さ
Ｌを０．５〜５．０ｍｍの範囲に設定する。接触長さＬ
を０．５ｍｍ以上にすることにより、シール面積を拡大
して、シール機能を向上でき、しかも、シール用突起部
１１の剛性が高まり、シール用突起部１１の弾性変形が
起こりにくくなり、異物の噛み込みが減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体流量を制御する
回動可能な弁体を持つロータリ式の流量制御弁における
シール用パッキンの改良構造に関するもので、例えば、
車両用空調装置における温水流量の制御弁に用いて好適
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回動可能な弁体を持つロ
ータリ式の流量制御弁においては、シール用パッキンを
回動可能な弁体の外周面に圧接させることにより、シー
ル作用を得るようにしている。その場合、シール用パッ
キンに円弧状のシール用突起部を設けたり、このシール
用突起部の手前側（温水側の部位）に異物（温水回路中
の鋳砂等）の侵入防止のためのワイパ用突起部を設定し
て、シール機能の維持、向上を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構造
では、ワイパ用突起部を設定しても、異物の侵入を完全
に防止することはできないので、ワイパ突起部とシール
用突起部との間に異物が停滞し、この異物がシール用突
起部の先端シール部に噛み込み、シール用パッキンのシ
ール機能を阻害するとともに、シール用パッキンの耐久
寿命を大幅に悪化させるという不具合がある。

【０００４】本発明は上記点に鑑みてなされたもので、
回動可能な弁体を持つロータリ式の流量制御弁におい
て、シール用パッキンのシール機能および耐久寿命の向
上を図ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、回動可能な弁体（５）の
外周面に圧接するシール用パッキン（７）に、弁体
（５）の外周面に向かって突出するシール用突起部（１
１）を設け、このシール用突起部（１１）の先端側に、
弁体（５）の外周面に沿った円弧状の面（１２）を設
け、この円弧状の面（１２）を弁体（５）の外周面に面
接触させるとともに、この面接触部の接触長さ（Ｌ）を
０．５〜５．０ｍｍの範囲に設定したことを特徴として
いる。

【０００６】これによると、シール用パッキン（７）の
シール用突起部（１１）の円弧状の面（１２）における
面接触部の接触長さ（Ｌ）を０．５ｍｍ以上にすること
により、シール面積を拡大して、シール機能を向上でき
る。しかも、シール用突起部（１１）の断面積が大きく
なって、剛性が高まり、シール用突起部（１１）の弾性
変形が起こりにくくなる。その結果、シール用突起部
（１１）への異物の噛み込みが減少し、シール用パッキ
ン（７）の耐久寿命を向上できる。

【０００７】また、接触長さ（Ｌ）を５．０ｍｍ以下に
することにより、シール用突起部（１１）と弁体（５）
の外周面との摺動面積を減少して弁体（５）の回動操作
力を低減できる。そして、請求項２記載の発明のよう
に、接触長さ（Ｌ）を１．０〜４．０ｍｍの範囲に設定
すれば、シール用パッキン（７）の耐久寿命向上と弁体
（５）の回動操作力低減の効果を一層向上できる。

【０００８】また、請求項３記載の発明のように、シー
ル用突起部（１１）の表面に低摩擦層（１３）を設けれ
ば、シール用突起部（１１）と弁体（５）の外周面との
間の摩擦抵抗を効果的に低減できる。そのため、弁体５
の回動操作力をさらに低減できる。また、上記摩擦抵抗
低減により、弁体（５）の回動操作時に、弁体（５）か
らシール用突起部（１１）に加わる外力も減少するの
で、シール用突起部（１１）の弾性変形を一層減少で
き、シール用パッキン（７）の耐久寿命をさらに向上で
きる。

【０００９】上記低摩擦層は、請求項４記載の発明のよ
うに、フッ素樹脂シート（１３）で構成できる。なお、
上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の
具体的手段との対応関係を示すものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１、２は本発明を車両用空調装置
における温水流量の制御弁に適用した一実施形態を示す
ものであり、最初に、図１により温水流量制御弁Ｖの全
体構成を説明すると、１は樹脂製の弁ハウジングで、温
水入口２および温水出口３が一体に成形されている。こ
の温水入口２と温水出口３との間の中間部位には、図１
の紙面垂直方向に延びる略円筒状の弁収納室４が形成さ
れている。

【００１１】そして、弁収納室４の内部には弁体５が回
動可能に収納されている。この弁体５も樹脂製であり、
図１の紙面垂直方向に延びる略円柱状に成形されてい
る。弁体５にはその径方向に貫通する流量制御穴６が開
けられている。また、弁体５には弁ハウジング１の外部
に突出する操作軸（図示せず）が一体に設けられ、この
操作軸を介して所定の回動位置に弁体５は回動されるよ
うになっている。

【００１２】また、弁収納室４の内部において、弁体５
の流量制御穴６の出口側の部位にはゴム（弾性体）から
なるシール用パッキン７が配置されている。このシール
用パッキン７は弁体５の外周面に沿った湾曲形状に成形
され、かつ、その中央部には流量制御穴６の出口側の開
口を全開し得る大きさを持った開口部８が設けられてい
る。

【００１３】また、シール用パッキン７において、開口
部８の出口側の周縁部には環状の突起部９が設けられて
おり、この環状の突起部９を弁ハウジング１に設けられ
た保持溝部１０内に圧入することにより、シール用パッ
キン７が弁ハウジング１の内壁面と弁体５の外周面との
間で保持される。さらに、シール用パッキン７において
弁体５の外周面に対向する部位には、シール用突起部１
１が弁体５の外周面に向かって突出している。このシー
ル用突起部１１は弁体５の流量制御穴６の周縁部の全周
にわたって環状に形成されている。そして、シール用突
起部１１の先端側には、図２に拡大図示するように、弁
体５の外周面に沿った円弧状の面１２が成形してあり、
これにより、シール用突起部１１の先端側の円弧状の面
１２が弁体５の外周面に面接触するようにしてある。こ
こで、この面接触部の接触長さＬは後述の理由から０．
５〜５ｍｍの範囲に設定してある。

【００１４】また、シール用突起部１１の表面には低摩
擦層を形成するために、フッ素樹脂シート１３が溶着等
の手段で固着されている。このフッ素樹脂シート１３は
０．１ｍｍ程度の厚さを持った薄膜状になっている。な
お、図１において、車両用空調装置の温水回路では、車
両エンジン１４からの温水がウォータポンプ１５により
上記流量制御弁Ｖを通過して、暖房用熱交換器１６に流
入するようになっている。

【００１５】次に、上記構成において作動を説明する
と、図１は弁ハウジング１に保持固定されたシール用パ
ッキン７の開口部８に対して、弁体５の流量制御穴６の
出口側が全開状態で連通している。従って、車両用空調
装置の温水回路において、車両エンジン１４からの温水
が流量制御弁Ｖを通過して、暖房用熱交換器１６に最大
流量で流入する。

【００１６】そして、図１の図示状態から、弁体５を時
計方向に回動操作すると、シール用パッキン７の開口部
８と弁体５の流量制御穴６の出口側との開口面積が減少
して、暖房用熱交換器への温水流量が制御され、暖房能
力を制御できる。ところで、上記の温水流量制御作用を
果たす流量制御弁Ｖにおいて、シール用パッキン７に、
弁体５の外周面に向かって突出するシール用突起部１１
を設けるとともに、このシール用突起部１１の先端側に
弁体５の外周面に沿った円弧状の面１２を成形して、シ
ール用突起部１１の先端側を弁体５の外周面に面接触さ
せている。

【００１７】このように、シール用突起部１１の先端側
を弁体５の外周面に面接触させる結果、ゴムからなるシ
ール用突起部１１のシール面積が拡大され、シール機能
を向上できる。しかも、シール用突起部１１の断面積の
拡大により、シール用突起部１１の剛性が高くなり、シ
ール用突起部１１の弾性変形が起こりにくいので、シー
ル用突起部１１の先端部に鋳砂等の異物が噛み込む現象
も起こりにくくなり、シール用パッキン７の耐久寿命を
向上できる。

【００１８】さらに、シール用突起部１１の表面には低
摩擦層を形成するフッ素樹脂シート１３が固着されてい
るので、シール用突起部１１と弁体５の外周面との間の
摩擦抵抗を効果的に低減できる。そのため、弁体５の回
動操作力（操作トルク）を低減でき、弁体５の操作性を
向上できる。しかも、フッ素樹脂シート１３の固着によ
りシール用突起部１１の剛性がさらに高くなるととも
に、上記摩擦抵抗低減により、弁体５の回動操作時に、
弁体５からシール用突起部１１に加わる外力も減少する
ので、シール用突起部１１の弾性変形を一層減少でき、
シール用パッキン７の耐久寿命をさらに向上できる。

【００１９】本発明者は、シール用突起部１１の先端側
の円弧状の面１２と、弁体５の外周面との面接触部の接
触長さ（円周方向の接触長さ）Ｌについて、弁体５の回
動操作力およびシール用パッキン７の耐久寿命との関係
について、実験検討したところ、図３に示す関係にある
ことが判明した。すなわち、図３は弁体５の回動操作力
およびシール用パッキン７の耐久寿命を縦軸にとり、面
接触部の接触長さＬを横軸に取ったものである。ここ
で、パッキン７の耐久寿命の評価方法としては、例え
ば、温水（温度：９０°Ｃ、不凍液等を５０％混合）中
に、微小量（０．１〜０．２ｇ／リットル）の鋳砂を混
合して、温水流量制御弁Ｖの温水回路に流すとともに、
弁体５を全閉状態と全開状態の間で繰り返し作動させ
る。そして、弁体５の全閉状態における温水洩れ量が所
定量に達っしたときの弁体開閉回数をパッキン７の耐久
寿命とする。

【００２０】図３から理解されるように、接触長さＬを
０．５ｍｍより小さくすると、シール用パッキン７の耐
久寿命が急激に低下する。これは、シール用突起部１１
の剛性が低くなって、シール用突起部１１の弾性変形が
起こりやすくなり、その結果、パッキン７の耐久寿命の
低下が起きると考えられる。また、接触長さＬを５．０
ｍｍより大きくすると、弁体５の回動操作力が増大し、
好ましくない。よって、接触長さＬは０．５〜５．０ｍ
ｍの範囲に設定するのがよい。さらに、接触長さＬを
１．０〜４．０ｍｍの範囲に設定すれば、弁体５の回動
操作力およびシール用パッキン７の耐久寿命の観点から
より一層好ましい。

【００２１】なお、上記の実施形態では、本発明を車両
用空調装置の温水流量制御弁に適用した場合について説
明したが、温水流量の制御に限定されることなく、種々
な用途において本発明は広く適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における流量制御弁の全体
構成を示す断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】本発明の効果を示す特性図である。

【符号の説明】

１…弁ハウジング、５…弁体、７…シール用パッキン、
１１…シール用突起部、１２…円弧状の面、１３…フッ
素樹脂シート。

フロントページの続き (72)発明者 山本 福一 愛知県大府市横根町惣作70 株式会社東海 理機製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の入口（２）および出口（３）を有
   する弁ハウジング（１）と、 この弁ハウジング（１）の内部に回動可能に収納された
   弁体（５）と、 前記弁ハウジング（１）の内部に設けられ、前記弁体
   （５）の外周面に圧接するシール用パッキン（７）とを
   備え、 前記弁体（５）の回動により前記入口（２）と前記出口
   （３）との間の通路開口面積を制御して、流体流量を制
   御する流量制御弁において、 前記シール用パッキン（７）に前記弁体（５）の外周面
   に向かって突出するシール用突起部（１１）を設け、 このシール用突起部（１１）の先端側に、前記弁体
   （５）の外周面に沿った円弧状の面（１２）を設け、こ
   の円弧状の面（１２）を前記弁体（５）の外周面に面接
   触させるとともに、 この面接触部の接触長さ（Ｌ）を０．５〜５．０ｍｍの
   範囲に設定したことを特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】 前記面接触部の接触長さ（Ｌ）を１．０
   〜４．０ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする請求項
   １に記載の流量制御弁。
3. 【請求項３】 前記シール用突起部（１１）の表面に低
   摩擦層（１３）を設けたことを特徴とする請求項１また
   は２に記載の流量制御弁。
4. 【請求項４】 前記低摩擦層はフッ素樹脂シート（１
   ３）であることを特徴とする請求項３に記載の流量制御
   弁。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１つに記載
   の流量制御弁（Ｖ）を備え、この流量制御弁（Ｖ）によ
   り暖房用熱交換器（１６）への温水流量を制御するよう
   にしたことを特徴とする車両用空調装置。