WO2016157630A1 - 冷媒制御バルブ装置 - Google Patents

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WO2016157630A1
WO2016157630A1 PCT/JP2015/084601 JP2015084601W WO2016157630A1 WO 2016157630 A1 WO2016157630 A1 WO 2016157630A1 JP 2015084601 W JP2015084601 W JP 2015084601W WO 2016157630 A1 WO2016157630 A1 WO 2016157630A1
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WO
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rotor
discharge port
seal
refrigerant
control valve
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/084601
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English (en)
French (fr)
Inventor
弓指直人
丸山浩一
古賀陽二郎
鈴木秀幸
松坂正宣
Original Assignee
アイシン精機株式会社
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Publication date
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Priority to JP2017509167A priority patent/JP6409956B2/ja
Priority to US15/558,478 priority patent/US10514103B2/en
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    • F01P7/167Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed

Definitions

  • the present invention relates to a refrigerant control valve device in which a rotor for controlling the flow of refrigerant is rotatably accommodated inside a housing having a discharge port.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a rotor (in the literature, a cross-section adjusting member) is rotatably disposed inside a housing.
  • a rotor in the literature, a cross-section adjusting member
  • the opening formed in the outer periphery of the rotor overlaps with the port formed in the housing (in the document, the opening of the connection pipe), whereby the refrigerant flows between the inside of the rotor and the port. Is configured to allow.
  • the rotor is formed in a spherical shape, and an opening that opens in a direction along the rotation axis and a plurality of openings that correspond to the ports on the spherical outer wall surface are formed.
  • Patent Document 2 discloses a technique in which a cylindrical rotor (in the literature, a valve body) is rotatably arranged inside a housing.
  • first and second fluid passages are provided at positions aligned in the circumferential direction of the rotor (positions overlapping in the direction along the rotation axis) with respect to the housing, and open in the direction along the rotation axis.
  • a third flow path is provided. Furthermore, an opening that opens to the rotor in a direction along the rotation axis so as to always communicate with the third flow path and an opening for controlling the flow of the refrigerant with respect to the first and second fluid passages are formed. Yes.
  • the amount of refrigerant flowing into the second fluid passage with one of the first and second fluid passages closed and the refrigerant flowing through the other and the first fluid passage closed with the rotor rotating posture set is configured to create a state of narrowing down.
  • a housing in which a single supply-side port to which a refrigerant is supplied and two discharge ports from which the refrigerant is discharged is formed is assumed.
  • the entire valve device in the direction along the rotation axis is large. Will lead to a change.
  • the two discharge ports are arranged along the circumferential direction in the same manner as the first and second fluid passages shown in Patent Document 2. It is effective to form the housing in a position (position overlapping in the direction along the rotation axis of the rotor).
  • a seal is provided at each discharge port in order to block leakage of the refrigerant when each discharge port is closed.
  • the two discharge ports have different inner diameters
  • a configuration in which a large-diameter opening corresponding to the large-diameter discharge port and a small-diameter opening corresponding to the small-diameter discharge port are formed in the rotor can be considered.
  • this configuration when the large-diameter opening reaches the position of the small-diameter discharge port due to the rotation of the rotor, only a part of the seal of the small-diameter discharge port contacts the edge of the large-diameter opening. Sometimes it falls into a state.
  • a wide hole (wide in the direction along the rotation axis) to accommodate a large-diameter discharge port, and a narrow hole (narrow in the direction along the rotation axis) corresponding to a small-diameter discharge port.
  • an opening having a long hole shape is formed in the rotor.
  • the rotor diameter can be reduced, the same disadvantage as described above is caused.
  • the small-diameter discharge port reaches the position of the wide hole due to the rotation of the rotor, only a part of the seal of the small-diameter discharge port comes into contact with the edge of the wide hole. There is also. In such a contact state, it was considered that the sealing performance was deteriorated due to uneven wear, the seal fell into an inappropriate posture, or dropped.
  • the characteristic configuration of the refrigerant control valve device of the present invention includes at least two discharge ports: an introduction port that receives refrigerant from the internal combustion engine, and a large-diameter first discharge port and a small-diameter second discharge port that distribute and send the refrigerant.
  • An internal space for accommodating the received refrigerant, and a method of extending the rotating shaft so as to send the refrigerant to the first discharge port or the second discharge port A first hole portion having a wide width along the extending direction and a second hole portion formed in a narrow width along the extending direction, and the first hole portion by rotation of the rotor.
  • Another characteristic configuration of the refrigerant control valve device includes at least two introduction ports, a large-diameter first introduction port and a small-diameter second introduction port, which distribute and receive refrigerant from the internal combustion engine, and the refrigerant
  • a housing having a discharge port for feeding out the rotor, a rotor having a rotating body shape that rotates around the rotation axis inside the housing to control the flow of the refrigerant, and the rotor provided in the first introduction port
  • a receiving portion having a first receiving portion formed wide along the extending direction of the rotating shaft that receives the refrigerant and a second receiving portion formed narrowly along the extending direction;
  • An internal space for accommodating the refrigerant, and a hole-shaped portion formed to send
  • the center line of the discharge part is formed in a posture orthogonal to the rotation axis
  • the length corresponding to the diameter of the discharge part in the direction along the rotation axis is given to the housing. It is necessary to ensure, and there is a face that it is difficult to shorten the dimensions of the housing.
  • the center line of the discharge unit is inclined with respect to the rotation axis, and the inclination direction is inclined in a direction in which the discharge side end of the discharge unit is separated from the introduction port. Therefore, it is possible to displace a region near the introduction port in the outer periphery of the opening of the discharge unit in a direction away from the introduction port. Therefore, a downsized refrigerant control valve device can be configured.
  • the center line of the introduction port may pass through the center of the sphere of the rotor, and the introduction side end of the introduction port may be inclined in a direction away from the discharge port. good.
  • the center line of the introduction portion is formed in a posture orthogonal to the rotation axis
  • the length corresponding to the diameter of the introduction portion in the direction along the rotation axis is given to the housing. It is necessary to ensure, and there is a face that it is difficult to shorten the dimensions of the housing.
  • the center line of the introduction portion is inclined with respect to the rotation axis, and this inclination direction is inclined in a direction in which the introduction side end portion of the introduction portion is separated from the introduction port. Therefore, it is possible to displace a region close to the discharge portion in the outer periphery of the opening of the introduction portion in a direction away from the discharge portion. Therefore, a downsized refrigerant control valve device can be configured.
  • a control case for setting the rotational posture of the rotor by the driving force of the actuator may be attached to the outside of the housing.
  • the seal of each port comes into contact with the rotor by an urging force, so that the rotor is driven to rotate due to the contact of the seal.
  • the resistance at the time increases, and improvement in driving force is required.
  • a control case (with a corresponding reduction ratio, a motor with a corresponding drive force, etc.) that obtains a driving force corresponding to the specification is provided. It can be handled by attaching it to the outside of the housing.
  • the housing and the control case are separate components, when assembling the refrigerant control valve device, a step of pre-assembling the actuator, reduction gear, etc. with respect to the control case, and a rotor in the housing Etc. can be performed separately, and it is possible to cope with the assembly of devices with many different specifications, thus simplifying the manufacturing process.
  • one reference locus in the direction along the rotation axis of the outer periphery of the second hole portion is The positional relationship is such that the other intermediate locus in the direction along the rotational axis of the outer periphery of the second hole reaches the center of the first hole, overlapping the outer periphery of the first hole.
  • a rib portion that is set and divides the first hole portion along the intermediate locus may be formed in the first hole portion.
  • one reference locus in the direction along the rotation axis of the outer periphery of the second receiving portion is The positional relationship is such that the other intermediate trajectory in the direction along the rotation axis of the outer periphery of the second receiving portion reaches the center of the first receiving portion, overlapping the outer periphery of the first receiving portion.
  • a rib portion that is set and divides the first receiving portion along the intermediate locus may be formed in the first receiving portion.
  • one of the outer circumferences of the second seal in the direction along the rotation axis is the reference in the first receiving portion.
  • the other side in the direction along the axis of rotation is in contact with the edge on the locus side, and the rib is in contact with the rib. This stabilizes the posture of the second seal and does not cause uneven wear. Supports stably.
  • the rib portion is displaced in the direction of the rotation axis from the virtual outer wall surface extending the outer wall portion of the rotor so as to suppress the contact pressure with the first seal. May be formed.
  • the rib portion has a central region where the rib portion is displaced in the circumferential direction of the rotor from the virtual outer wall surface toward the rotation axis, and an outer end portion of the rib portion. May have a smooth slope and an inclined area connected to the central area and the outer wall of the rotor.
  • the first seal when the first seal is brought into contact with the rib portion as the rotor rotates, the first seal moves relatively from the inclined region of the rib portion toward the central region.
  • the rotor can be smoothly rotated and the wear of the first seal is also suppressed.
  • the rotor may have a spherical outer wall portion centering on a wall center on the rotation axis.
  • the entire circumference of the first seal is brought into close contact with the outer wall of the rotor, and when the rotor is in a rotational posture for closing the second discharge port.
  • the entire circumference of the second seal is brought into close contact with the outer wall portion of the rotor, and a good sealing performance is exhibited.
  • the hole may have a groove extending to a side where the hole starts to overlap with the discharge port as the rotor rotates.
  • the groove overlaps the discharge port before the hole overlaps the discharge port, and the refrigerant can be supplied to the discharge port through the groove.
  • the refrigerant is supplied from the discharge port to supply a small amount of refrigerant through the groove before starting supply of the refrigerant through the discharge port. It is possible to slightly change the refrigerant temperature before the operation, and a rapid temperature change of the internal combustion engine can be suppressed.
  • the receiving portion may have a groove extending toward a side where the receiving port starts to overlap with the rotation of the rotor.
  • the groove overlaps the introduction port before the receiving portion overlaps the introduction port, and the refrigerant can be supplied to the introduction port through the groove.
  • the refrigerant can be supplied to the introduction port through the groove.
  • the stopper that determines the rotation limit of the rotor is formed so as to protrude in a region of the outer periphery of the rotor that does not come into contact with either the first seal or the second seal. Also good.
  • a stopper protruding from the outer periphery of the rotor is formed integrally with the rotor.
  • the time required for heat dissipation of the stopper portion having a large amount of resin is longer than the time required for heat dissipation of the outer wall portion having a small amount of resin. For this reason, the shrinkage due to heat dissipation continues at the stopper portion even after the outer wall portion of the rotor has finished shrinking after molding, and as a result, the outer wall portion near the stopper needs to be thick.
  • the thickness is made thinner than that, and a concave portion is created on the outer peripheral surface of the rotor to reduce the sealing performance at the seal.
  • the stopper in a region where the first seal and the second seal do not contact each other as in the above configuration, even if a recess is formed in the vicinity of the stopper on the outer periphery of the rotor, There is no deterioration in sealing performance.
  • the second hole portion is provided with a vertical rib portion extending in the extending direction of the rotation shaft, and the vertical rib portion has a contact pressure with the first seal. It is preferable that the rotor is retracted toward the center side of the rotating shaft from the virtual outer wall surface obtained by extending the outer wall portion of the rotor so as to be suppressed.
  • the shape of the second hole portion can be maintained by the vertical rib portion. Therefore, it is possible to prevent the intended refrigerant flow from changing. Further, with such a configuration, a gap can be provided between the vertical rib portion and the first seal when the rotor rotates. Thereby, the contact pressure of the vertical rib portion with respect to the first seal can be reduced, wear of the first seal can be suppressed, and the life of the first seal can be extended. Therefore, since the expected sealing performance can be maintained, an increase in refrigerant leakage can be prevented. Further, since the vertical rib portion does not slide on the first seal, the sliding torque can be reduced.
  • the second receiving portion is provided with a vertical rib portion extending in the extending direction of the rotation shaft, and the vertical rib portion has a contact pressure with the first seal. It is preferable that the rotor is retracted toward the center side of the rotating shaft from the virtual outer wall surface obtained by extending the outer wall portion of the rotor so as to be suppressed.
  • the shape of the second receiving portion can be maintained by the vertical rib portion. Therefore, it is possible to prevent the intended refrigerant flow from changing. Further, with such a configuration, a gap can be provided between the vertical rib portion and the first seal when the rotor rotates. Thereby, the contact pressure of the vertical rib portion with respect to the first seal can be reduced, wear of the first seal can be suppressed, and the life of the first seal can be extended. Therefore, since the expected sealing performance can be maintained, an increase in refrigerant leakage can be prevented. Further, since the vertical rib portion does not slide on the first seal, the sliding torque can be reduced.
  • FIG. 1st Embodiment It is a figure which shows the engine cooling system of 1st Embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view of the refrigerant
  • the refrigerant control valve device V includes an introduction port PS that is provided in a vehicle and receives cooling water (an example of a refrigerant) from an engine E as an internal combustion engine, and a radiator through a radiator hose 1.
  • a first discharge port P1 for sending to R and a second discharge port P2 for sending cooling water to the heater core H via the heater hose 2 are provided.
  • the engine E has a cylinder head portion Ea and a cylinder block portion Eb, and cooling water is supplied from the cylinder head portion Ea to the introduction port PS of the refrigerant control valve device V. Further, the cooling water supplied to the radiator R and the cooling water supplied to the heater core H are sent from the inlet valve 3 to the water pump 4 (W / P), and from the water pump 4 to the cylinder block portion Eb of the engine E. Returned to
  • cooling water from the refrigerant control valve device V is supplied to the radiator R and the heater core H.
  • cooling water from the refrigerant control valve device V is supplied to the radiator R and the heater core H.
  • heat exchange such as engine oil or fluid of an automatic transmission. You may use so that it may supply.
  • a third discharge port may be formed for the refrigerant control valve device V.
  • the refrigerant control valve device V includes a resin housing A and a resin spherical outer wall that is housed rotatably around the rotation axis X with respect to the inside of the housing A.
  • a rotor B having a portion 23 and an electric control unit C that rotationally drives the rotor B are provided.
  • the refrigerant control valve device V supplies cooling water (an example of a refrigerant) of the engine E to the radiator R or at least one of the heater core H as a device that requires heat, and either the radiator R or the heater core H. It is configured to create a state in which no supply is made.
  • the rotation axis X is set in a posture orthogonal to the opening surface of the introduction port PS from the center position of the introduction port PS.
  • the housing A includes a lid-like housing plate 11 so as to close one end of the cylindrical housing body 10, and an introduction port PS is formed on the open side of the housing body 10.
  • the first discharge port P1 includes a cylindrical first sleeve portion 13 (an example of a first member) to which the radiator hose 1 is connected, and a first flange portion 14 formed in a bowl shape on the outer periphery of the first sleeve portion 13. And a first seal portion 15 that is externally fitted to the inner end of the first sleeve portion 13.
  • the outer periphery of the first flange portion 14 is connected to the housing body 10 by welding over the entire circumference.
  • the first seal portion 15 includes an annular first seal 15a, a first packing 15b, a first intermediate ring 15c, and a first spring 15d. These are provided in a state of being fitted on the inner end position of the first sleeve portion 13. Instead of welding, the first flange portion 14 may be bonded to the housing body 10 with an adhesive.
  • the first seal portion 15 When the rotor B is set in a posture to close the first discharge port P1, the first seal portion 15 is in close contact with the spherical outer wall portion 23 so that the first discharge port P1 and the rotor B are in close contact with each other. It functions to block the flow of cooling water between the outer wall portion 23 and the outer wall portion 23.
  • the first seal 15a is formed in an annular shape with a flexible resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene).
  • the first seal 15 a is movable along the first center line Q ⁇ b> 1 of the first sleeve portion 13 in a state of being fitted on the first sleeve portion 13.
  • the 1st packing 15b is cyclic
  • the first packing 15b is movable along the first center line Q1 of the first sleeve portion 13.
  • the first intermediate ring 15c is formed of a highly rigid metal or resin, and is disposed at a position where it is fitted around the first packing 15b.
  • the first spring 15d is made of a metal material, and is disposed at a position where one end contacts the first flange portion 14 and the other end contacts the first intermediate ring 15c.
  • the first seal 15a contacts the outer wall portion 23 of the rotor B by the urging force of the first spring 15d.
  • the first center line Q1 which is the center of the first sleeve portion 13 is inclined with respect to the rotation axis X.
  • the first center line Q1 intersects the rotational axis X, and this intersection position becomes the wall center T, and this wall center T coincides with the center of the spherical outer wall portion 23 of the rotor B.
  • the inclination direction of the first center line Q1 is such that the outer end side of the first sleeve portion 13 is separated from the rotation axis X and further away from the introduction port PS as the cooling water flow in the first sleeve portion 13 becomes downstream. Is set to
  • the second discharge port P2 includes a second sleeve portion 17 (an example of a second member) to which the heater hose 2 is connected, a second flange portion 18 formed in a bowl shape on the outer periphery of the second sleeve portion 17, and a second A second seal portion 19 that is externally fitted to the inner end of the two sleeve portion 17 is provided.
  • the outer periphery of the second flange portion 18 is connected to the housing body 10 by welding over the entire circumference.
  • the second seal portion 19 includes an annular second seal 19a, a second packing 19b, a second intermediate ring 19c, and a second spring 19d. These are provided in a state of being fitted on the inner end position of the second sleeve portion 17. Instead of welding, the second flange portion 18 may be bonded to the housing body 10 with an adhesive.
  • the second seal portion 19 When the rotor B is set in a posture to close the second discharge port P2, the second seal portion 19 is in close contact with the spherical outer wall portion 23, so that the second discharge port P2 and the rotor B are in close contact with each other. It functions to block the flow of cooling water between the outer wall portion 23 and the outer wall 23.
  • the second seal 19a, the second packing 19b, the second intermediate ring 19c, and the second spring 19d constituting the second seal portion 19 are made of the same material as the corresponding member in the first seal portion 15. And functions in the same manner as the first seal portion 15.
  • the posture is set so that the second center line Q2 which is the center of the second sleeve portion 17 is orthogonal to the rotation axis X.
  • the second center line Q2 is disposed at a position intersecting the rotation axis X at the wall center T.
  • the second center line Q2 is centered on the rotation axis X of the outer wall portion 23 of the rotor B. It is arranged at a position that overlaps the position of the largest outer diameter.
  • first discharge port P1 so that the outer peripheral portion of the first seal 15a on the introduction port PS side and the outer peripheral portion of the second seal 19a on the introduction port PS side coincide with each other in the direction along the rotation axis X. And a relative positional relationship between the second discharge port P2 and the second discharge port P2.
  • the rotor B has a rotor body 20 that rotates integrally with a shaft 27 that is disposed on the same axis as the rotation axis X.
  • the rotor body 20 is opened in a direction along the rotation axis X and has an opening 21 as a receiving portion that receives cooling water from the introduction port PS, and a rotor inner wall portion that is continuous with the opening 21 and forms an internal space 20S. 22, a spherical outer wall 23 centered on the wall center T, and cooling water from the inner space 20 ⁇ / b> S of the rotor B is formed in the outer wall 23 so as to be sent to the first discharge port P ⁇ b> 1 or the second discharge port P ⁇ b> 2. And a control hole 24 (a specific example of the hole).
  • an opening portion 25 in which the shaft 27 is disposed in a penetrating state is formed on the side opposite to the opening portion 21.
  • a plurality of connecting bodies 28 formed at the protruding end of the shaft 27 are configured to rotate integrally with the rotor B by connecting to the rotor inner wall portion 22 of the rotor body 20.
  • the rotor inner wall portion 22 is smoothly connected to the introduction inner wall portion 22a extending in the direction along the rotation axis X from the opening portion 21 and the introduction inner wall portion 22a, and the introduction inner wall portion 22a is constricted toward the opposite side of the opening portion 21. And a curved inner wall portion 22b extending in the direction of bending.
  • the portion of the curved inner wall portion 22b is formed in parallel with the outer wall portion 23, and the portion of the introduction inner wall portion 22a is formed in a cylindrical shape with a predetermined thickness.
  • the above-described opening portion 25 is formed with respect to the curved inner wall portion 22b.
  • the control hole 24 includes a first hole 24a having a width slightly narrower than the inner diameter of the first seal 15a of the first discharge port P1, and a second hole of the second discharge port P2.
  • a second hole 24b having a width slightly narrower than the inner diameter of the seal 19a is formed in series in a form extending along the outer periphery of the rotor body 20.
  • a groove 24T is formed on the outer periphery of the first hole 24a of the control hole 24 so as to extend to the side where the first discharge port P1 starts to overlap with the rotation of the rotor B.
  • the groove 24T is formed in a form in which a part of the outer peripheral edge of the main elongated hole Ga constituting the first hole 24a is cut out. In addition, you may form this groove
  • one reference locus Ka in FIG. 5, lower side / opening in the direction along the rotation axis X of the outer periphery of the second hole 24b. 21 side
  • the other intermediate track Kb in the direction along the rotation axis X of the outer periphery of the second hole 24b (the upper side in FIG. 5) is the center in the direction along the rotation axis X in the first hole 24a.
  • the positional relationship is set to reach.
  • first width W1 (width in the direction along the rotation axis X) of the first hole 24a is substantially the second width W2 (width in the direction along the rotation axis X) of the second hole 24b. It is set to 2 times. Further, the first hole portion 24a is formed with a rib portion 24r that is formed along the above-described intermediate locus Kb, thereby equally dividing the first hole portion 24a into two in the width direction.
  • the rib portion 24r is configured to equally divide the first hole portion 24a into two in the width direction as described above, when the first discharge port P1 is opened, the main long hole in the rib portion 24r.
  • the cooling water flows along the end surface 24rs that forms the outer edge portion of the portion Ga and the end surface 24rs that forms the outer edge of the sub-long hole portion Gb.
  • Each end surface 24rs is formed as a smooth surface in a posture along the flow of the cooling liquid so as not to become a resistance against the flow of the cooling water.
  • the second seal 19a of the second discharge port P2 reaches the first hole portion 24a due to the setting of the rotation posture of the rotor B, the second seal 19a is The opening edge of the first hole portion 24a and the rib portion 24r come into contact with each other, and the second seal 19a can be stably supported.
  • the main long hole portion Ga above the rib portion 24r in FIG. 5
  • the sub long hole portion Gb lower than the rib portion 24r in FIG. 5 longer than the main long hole portion Ga. Side
  • the end surface 24rs of the rib portion 24r is formed smoothly in a posture along the flow of the cooling liquid, so that the cooling water can flow smoothly. .
  • the rib portion 24r is a virtual outer wall surface obtained by extending the outer wall portion 23 so as not to apply a local contact pressure to the first seal 15a of the first discharge port P1. It is displaced from S in the direction of the rotation axis X. Further, in the rib portion 24r, the central region 24ra in the circumferential direction is most displaced from the virtual outer wall surface S in the direction of the rotation axis X. Further, the outer end of the rib portion 24r is arranged such that the outer end portion in the circumferential direction of the rib portion 24r is smoothly inclined and the central region 24ra and the outer wall portion of the rotor B (the edge portion of the first hole portion 24a) are continuous.
  • An inclined region 24rb is formed in the part. With this configuration, the contact pressure of the rib portion 24r with respect to the first seal 15a is reduced, wear of the first seal 15a is suppressed, and the life of the first seal 15a is extended. In addition, by forming the inclined regions 24rb at both ends of the central region 24ra of the rib portion 24r, the rotor B can be smoothly rotated and the life of the first seal 15a can be further extended.
  • the shaft 27 is rotatably supported by the housing plate 11 in a state of passing through the housing plate 11 of the housing A, and a seal that prevents leakage of cooling water between the shaft 27 and the boss portion of the housing plate 11. 29.
  • the electric control unit C includes a wheel gear 31 provided at an end of the shaft 27, a worm gear 32 meshing with the wheel gear 31, an electric motor 33 (an example of an actuator) that rotationally drives the worm gear 32, and a rotational attitude of the worm gear 32.
  • a non-contact type rotation angle sensor 34 that detects the rotation posture of the rotor B is housed in a control case 35.
  • the control case 35 is configured to have a watertight structure by being connected and fixed to the housing body 10, and the electric motor 33 is controlled by an external control device.
  • the control device sets the target posture of the rotor B based on the detection result of the water temperature sensor that measures the temperature of the cooling water of the engine E and information that requires the heater core H, and the rotor is detected by the detection signal of the rotation angle sensor 34. Control is performed so that the rotational posture of B reaches the target posture.
  • control case 35 is formed separately from the housing body 10 and is connected and fixed to the outer surface of the housing body 10, for example, even when the refrigerant control valve device V having different specifications is manufactured, By separately manufacturing the electric control unit C, the number of parts is prevented from increasing.
  • the electric controller C opens the first discharge port P1 and the second discharge port P2 at the same time, opens the second discharge port P2 only, and opens the first discharge port P1.
  • the control for setting the rotational posture of the rotor B to the 1 open posture and the fully closed posture for simultaneously closing the first discharge port P1 and the second discharge port P2 is realized.
  • the first discharge port P1 and the second discharge port P2 communicate with the internal space 20S, and the cooling water is supplied to the first discharge port. While supplying from the discharge port P1 to the radiator R, it supplies to the heater core H from the 2nd discharge port P2.
  • the first seal 15a contacts the pair of edges of the first hole 24a
  • the second seal 19a contacts the pair of edges of the second hole 24b. The posture of each of the second seals 19a is stabilized.
  • the second discharge port P2 and the internal space 20S communicate with each other as shown in FIG. Therefore, the cooling water can be supplied to the heater core H.
  • the second seal 19a moves along the sub long hole Gb to reach the position of the first hole 24a, and one of the outer circumferences of the second seal 19a is the first hole 24a. Since the other end of the outer periphery contacts the rib portion 24r, the posture of the second seal 19a is stabilized.
  • the groove 24 ⁇ / b> T overlaps the first discharge port P ⁇ b> 1 as a result of this rotation.
  • a small amount of cooling water can be supplied to the first discharge port P1 through the groove 24T.
  • a rapid change in the temperature of the engine E can be suppressed.
  • the rotor B when the rotor B is rotated to the other side with the fully open posture as a reference and set to the first open posture, the first discharge port P1 and the internal space 20S communicate with each other as shown in FIG. Therefore, the cooling water can be supplied to the radiator R.
  • position since the 1st seal
  • both the first discharge port P1 and the second discharge port P2 are not in communication with the internal space 20S, and the radiator R Cooling water is not supplied to the heater core H.
  • This fully closed posture is set when an early warm-up is required, such as immediately after the start of the engine E. Further, in this fully closed posture, the first seal 15a is in close contact with the outer wall portion 23 of the rotor B, and the second seal 19a is in close contact with the outer wall portion 23 of the rotor B.
  • the electric control unit C performs cooling in a state where the flow of the cooling water is restricted (not fully opened) in both the first discharge port P1 and the second discharge port P2 by setting the rotation posture of the rotor B. It is configured to be able to perform control to arbitrarily set the amount of water supply.
  • the first centerline Q1 of the first discharge port P1 is displaced by swinging the posture of the first centerline Q1 about the wall center T in the direction of the arrow. Is set to a posture orthogonal to the rotation axis X. Under this assumption, the first center line Q1 intersects the position of the outer wall portion 23 of the rotor B that has the largest diameter. Compared with the position of the first seal 15a indicated by the solid line, the position of the first seal 15a is displaced in the direction approaching the opening 21 (downward in the figure) as indicated by the phantom line (two-dot chain line) in FIG. To do.
  • a part of the first seal 15a is located on the outer wall 23 in the direction of the opening 21 from the portion of the outer wall 23 of the rotor B having the largest diameter around the rotation axis X. Will be in contact. In such a contact position, it is necessary to enlarge the area for the first seal 15a to contact in the direction of the opening 21 along the rotation axis X, so that the outer wall 23 of the rotor B extends to the rotation axis X. It becomes the composition extended along.
  • the size of the rotor B in the direction along the rotation axis X is expanded as shown by the phantom line (two-dot chain line) in the drawing, and the inner diameter of the introduction inner wall portion 22a of the rotor inner wall portion 22 is reduced. become.
  • the posture of the first center line Q1 is inclined with respect to the rotation axis X so that the downstream side of the flow of the cooling water is separated from the opening 21. Yes.
  • stickers 15a of the 1st discharge port P1 is made to adjoin to the position which becomes the largest diameter centering on the rotating shaft core X among the outer wall parts 23 of the rotor B. .
  • the size of the rotor B in the direction along the rotation axis X of the refrigerant control valve device V is shortened, and the miniaturization is realized.
  • the introduction amount of the cooling water can be increased by increasing the diameter of the introduction inner wall portion 22a.
  • first discharge port P1 and the second discharge port P2 are arranged in the housing A so as to be aligned in the circumferential direction, for example, the first discharge port P1 and the second discharge port P2 are connected to the rotation axis X. Compared to those arranged in the direction along the axis, the dimension in the direction along the rotation axis X of the housing A and the rotor B is also reduced.
  • the cross-sectional area of the opening of the introduction port PS is set to be larger than the sum of the cross-sectional area of the first discharge port P1 and the cross-sectional area of the second discharge port P2.
  • the cooling water from the introduction port PS is linearly fed along the introduction inner wall portion 22a, and is guided to the rotation axis X in the curved inner wall portion 22b. Therefore, the cooling water does not stagnate and there is no problem with the flow.
  • the cooling water supplied from the introduction port PS is filled not only in the internal space 20S of the rotor B but also outside the rotor B.
  • the refrigerant control valve device V having the same configuration as that of the above-described embodiment is used. However, the flow direction of the cooling water (an example of the refrigerant) is reversed, and the first seal portion 15 and the first The configuration of the two seal portions 19 is different.
  • the configuration different from that of the first embodiment is extracted and described, and the configuration common to the above-described embodiment is denoted by the same reference numeral as that of the first embodiment.
  • the refrigerant control valve device V includes a discharge port US (an example of a discharge unit) for returning cooling water (an example of a refrigerant) from an engine E as an internal combustion engine to the engine E, and a radiator.
  • a first introduction port U1 (an example of an introduction port) to which R cooling water is supplied via the radiator hose 1 and a second introduction port U2 (introduction port) to which cooling water for the heater core H is supplied via the heater hose 2
  • the engine E has a cylinder head portion Ea and a cylinder block portion Eb, and cooling water is supplied to the outlet valve 5 from the cylinder head portion Ea.
  • the outlet valve 5 is configured to be able to divert cooling water to the radiator R and the heater core H. Further, the cooling water from the discharge port US is sent to the water pump 4 (W / P), and is returned from the water pump 4 to the cylinder block portion Eb of the engine E.
  • the refrigerant control valve device V of the radiator R and the heater core H is returned to the engine E.
  • heat exchange such as engine oil and fluid of an automatic transmission is performed.
  • a third introduction port is formed with respect to the refrigerant control valve device V for receiving cooling water from the engine oil or the equipment for heat exchange such as fluid. Also good.
  • the refrigerant control valve device V includes a resin-made housing A and a resin-made spherical outer wall portion 23 that is rotatable about a rotation axis X as in the first embodiment. And an electric control unit C that rotationally drives the rotor B.
  • the refrigerant control valve device V is configured to create a state in which cooling water from either the radiator R or the heater core H is received and a state in which cooling water from either the radiator R or the heater core H is not received.
  • the rotation axis X is set in a posture orthogonal to the opening surface of the discharge port US from the center position of the discharge port US.
  • a discharge port US is formed on the open side of the housing body 10 of the housing A. Further, the housing A is formed with a first introduction port U1 having a cylindrical first sleeve portion 13 projecting outward, and a second introduction port U2 having a second sleeve portion 17 projecting outward. ing. The inner diameter of the first sleeve portion 13 is formed larger than the inner diameter of the second sleeve portion 17.
  • the first seal portion 15 includes an annular first seal 15a, a first packing 15b, a first intermediate ring 15c, and a first spring 15d. These are provided in a state of being fitted into the inner end position of the first sleeve portion 13.
  • the first seal 15 a is movable along the first center line Q ⁇ b> 1 of the first sleeve portion 13 while being fitted in the first sleeve portion 13.
  • the 1st packing 15b is cyclic
  • the first packing 15b is configured to be movable along the first center line Q1 of the first sleeve portion 13.
  • the first center line Q1 serving as the center of the first sleeve portion 13 is inclined with respect to the rotation axis X, and the first center line Q1 intersects the rotation axis X.
  • This intersection position becomes the wall center T, and this wall center T coincides with the center of the spherical outer wall portion 23 of the rotor B.
  • the inclination direction of the first center line Q1 is such that the outer end side of the first sleeve portion 13 is separated from the rotation axis X toward the upstream (end portion on the introduction side) of the flow of cooling water in the first sleeve portion 13. , Is set to be separated from the discharge port US.
  • the second seal 19a, the second packing 19b, the second intermediate ring 19c, and the second spring 19d constituting the second seal portion 19 are made of the same material as the corresponding member in the first seal portion 15. And functions in the same manner as the first seal portion 15. These are provided in a state of being fitted on the inner end position of the second sleeve portion 17.
  • the rotor B has a rotor body 20 that rotates integrally with a shaft 27 that is disposed on the same axis as the rotation axis X.
  • the rotor body 20 is opened in a direction along the rotation axis X and opens an opening 21 (an example of a hole) that feeds cooling water from the discharge port US.
  • the rotor body 20 is connected to the opening 21 to form an internal space 20S.
  • the cooling water from the rotor inner wall portion 22, the spherical outer wall portion 23 centering on the wall center T, and the first introduction port U 1 or the second introduction port U 2 is received from the inner space 20 S of the rotor B.
  • a control hole portion 24 formed in the outer wall portion 23.
  • the control hole portion 24 (an example of a receiving portion) is a first hole as a first receiving portion having a width slightly narrower than the inner diameter of the first seal 15a of the first introduction port U1.
  • a portion 24a and a second hole portion 24b as a second receiving portion having a width slightly narrower than the inner diameter of the second seal 19a of the second introduction port U2 are formed in series in a form extending along the outer periphery of the rotor body 20.
  • a groove 24T is formed on the outer periphery of the first hole 24a of the control hole 24 so as to extend to the side where the first introduction port U1 begins to overlap with the rotation of the rotor B.
  • the groove 24T is formed in a form in which a part of the outer peripheral edge of the main elongated hole Ga constituting the first hole 24a is cut out. In addition, you may form this groove
  • one reference locus Ka in the direction along the rotation axis X of the outer periphery of the second hole 24b overlaps the outer periphery of the first hole 24a.
  • the other intermediate track Kb in the direction along the rotation axis X in the outer circumference of the second hole 24b is the central portion in the direction along the rotation axis X in the first hole 24a. The positional relationship is set to reach.
  • first width W1 (width in the direction along the rotation axis X) of the first hole 24a is substantially the second width W2 (width in the direction along the rotation axis X) of the second hole 24b. It is set to 2 times. Further, the first hole portion 24a is formed with a rib portion 24r that is formed along the above-described intermediate locus Kb, thereby equally dividing the first hole portion 24a into two in the width direction.
  • the electric control unit C has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the electric control unit C also opens the first introduction port U1 and the second introduction port U2 at the same time, opens the second introduction port U2 only, and opens the first introduction port U1.
  • the control for setting the rotational posture of the rotor B to the first open posture and the fully closed posture that simultaneously closes the first introduction port U1 and the second introduction port U2 is realized.
  • the first seal 15a contacts the pair of edges of the first hole portion 24a, and the second seal 19a is the second seal 19a. Since both of the first seal 15a and the second seal 19a are in contact with the pair of edge portions of the two hole portions 24b, the posture is stabilized.
  • the groove 24T overlaps the first introduction port U1 along with this rotation.
  • a small amount of cooling water can be supplied to the first introduction port U1 through the groove 24T.
  • the first seal 15a is in the first hole portion 24a as shown in FIG.
  • the first seal 15a comes into contact with a pair of edges of the first hole 24a (the edge of the main long hole Ga and the edge of the sub long hole Gb), and the posture of the first seal 15a is stable. To do.
  • the first seal 15a is in close contact with the outer wall portion 23 of the rotor B, and the second seal 19a is attached to the outer wall portion 23 of the rotor B. In close contact.
  • the refrigerant control valve device V according to the third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment described above, but the configuration of the rotor B is different from that of the first embodiment.
  • the same reference numerals as those in the first embodiment are assigned to the same components as in the first embodiment.
  • the refrigerant control valve device V includes an introduction port PS that receives cooling water (an example of a refrigerant) from the engine E, and a first discharge port P ⁇ b> 1 that sends the cooling water to the radiator R via the radiator hose 1. And. Further, the refrigerant control valve device V has a second discharge port P2 for supplying cooling water to the oil cooler 6 via the oil cooler hose 6a, and a third for supplying cooling water to the EGR cooler 7 via the EGR hose 7a. And a discharge port P3.
  • the oil cooler 6 and the EGR cooler 7 are cited as devices to which cooling water is supplied, but the devices are not limited to this, and a heater core or the like may be used.
  • the engine E has a cylinder head part Ea and a cylinder block part Eb, and cooling water is supplied from the cylinder head part Ea to the introduction port PS of the refrigerant control valve device V.
  • the cooling water supplied to the radiator R and the cooling water supplied to the oil cooler 6 and the EGR cooler 7 are sent from the inlet valve 3 to the water pump 4 (W / P), and from the water pump 4 to the cylinder of the engine E Returned to the block Eb.
  • the refrigerant control valve device V includes a resin housing A and a resin-made spherical outer wall that is accommodated in the housing A so as to be rotatable about a rotation axis X.
  • a rotor B having a portion 23 and an electric control unit C that rotationally drives the rotor B are provided.
  • the housing A includes a lid-like housing plate 11 so as to close one end of the cylindrical housing body 10, and an introduction port PS is formed on the open side of the housing body 10.
  • the housing body 10 is formed with a first discharge port P1, a second discharge port P2, and a third discharge port P3.
  • the inner diameters of the second discharge port P2 and the third discharge port P3 are set to the same value.
  • a first seal portion 15 is provided at the inner end of the first discharge port P1, a second seal portion 19 is provided at the inner end of the second discharge port P2, and a third seal portion 43 is provided at the inner end of the third discharge port P3. ing. Since these seals have a common configuration, only the configuration of the first discharge port P1 will be described.
  • the first discharge port P1 includes a cylindrical first sleeve portion 13 (an example of a first member) to which the radiator hose 1 is connected, and a first flange portion 14 formed in a bowl shape on the outer periphery of the first sleeve portion 13. And a first seal portion 15 that fits into the inner end position of the first sleeve portion 13.
  • the first seal portion 15 includes a first seal 15a fitted into the first sleeve portion 13, a first packing 15b, a first intermediate ring 15c, and a first spring 15d.
  • the first spring 15 d is disposed between the first intermediate ring 15 c and a plurality of projecting pieces projecting from the inner surface of the first sleeve portion 13.
  • the first seal 15a, the first packing 15b, and the first intermediate ring 15c are formed in an annular shape, and are supported so as to be movable along the first center line Q1 of the first sleeve portion 13. With this configuration, the first seal 15a maintains a state of contacting the outer wall portion 23 of the rotor B by the urging force of the first spring 15d.
  • FIG. 22 shows the arrangement of the first discharge port P1, the second discharge port P2, and the third discharge port P3, and the configuration of each port.
  • the center lines of the respective discharge ports are shown as a first center line Q1, a second center line Q2, and a third center line Q3.
  • the second discharge port P ⁇ b> 2 includes a second sleeve portion 17 and a second flange portion 18, and includes a second seal portion 19.
  • the third discharge port P3 includes a third sleeve portion 41 and a third flange portion 42, and includes a third seal portion 43.
  • the second seal portion 19 includes a second seal 19a, a second packing 19b, a second intermediate ring 19c, and a second spring 19d.
  • the third seal portion 43 includes a third seal 43a, a third packing 43b, a third intermediate ring 43c, and a third spring 43d.
  • a protruding piece that receives a spring is formed in the same manner as the inner surface of the first sleeve portion 13.
  • the rotor B has a rotor body 20 that rotates integrally with a shaft 27 that is disposed on the same axis as the rotation axis X.
  • the rotor body 20 is opened in a direction along the rotation axis X and has an opening 21 as a receiving portion that receives cooling water from the introduction port PS, and a rotor inner wall portion that is continuous with the opening 21 and forms an internal space 20S. 22, the outer wall 23 having a spherical shape centered on the wall center T, and the cooling water from the internal space 20 ⁇ / b> S of the rotor B are sent to the first discharge port P ⁇ b> 1, the second discharge port P ⁇ b> 2, or the third discharge port P ⁇ b> 3. And a control hole 24 (a specific example of the hole) formed in the outer wall 23.
  • the positional relationship among the control hole 24, the first discharge port P1, the second discharge port P2, and the third discharge port P3 can be expressed as shown in FIGS.
  • a first hole 24a having a width slightly narrower than the inner diameter of the first seal 15a of the first discharge port P1 is formed in the rotor body 20 as the control hole 24.
  • a second hole 24b having a width slightly narrower than the inner diameter of the second seal 19a of the second discharge port P2 and the third seal 43a of the third discharge port P3 is formed.
  • the first hole portion 24 a and the second hole portion 24 b are formed in series in a form extending along the outer periphery of the rotor body 20.
  • a rib portion 24r that equally divides the first hole portion 24a into two in the width direction is formed.
  • the third discharge port P3, the second discharge port P2, and the first discharge port P1 are operated by rotating the rotor B from the fully closed posture shown in FIG. 23 to the fully open posture shown in FIG. In this order, each port communicates with the interior of the rotor body 20.
  • all of the first discharge port P1, the second discharge port P2, and the third discharge port P3 are set by setting the rotor B to a predetermined closed posture. It is possible to set to a fully closed posture that closes. Further, by performing a rotation operation in the opening direction from this fully closed posture, the opening degree of the third discharge port P3 is first enlarged, and after the opening degree reaches 100%, the opening of the second discharge port P2 is opened. After the degree is increased and the opening degree reaches 100%, the opening degree of the first discharge port P1 is increased and the opening degree can be set to 100%.
  • the refrigerant control valve device V is maintained in the fully closed posture.
  • the opening degree of the third discharge port P3 is expanded to the EGR cooler 7. Supply of cooling water is started. Thereafter, when the coolant temperature further rises, the opening degree of the second discharge port P2 is expanded and the coolant is supplied to the oil cooler 6 to perform heat exchange.
  • the opening degree of the first discharge port P1 is enlarged and the heat dissipation by the radiator R is performed.
  • the opening degree of each of the third discharge port P3, the second discharge port P2, and the first discharge port P1 is increased in order to enable the supply of cooling water.
  • an opening portion 25 in which the shaft 27 is disposed in a penetrating state is formed on the side opposite to the opening portion 21.
  • a plurality of connecting bodies 28 formed at the protruding end of the shaft 27 are configured to rotate integrally with the rotor B by connecting to the rotor inner wall portion 22 of the rotor body 20.
  • connection body 28 Since the rotor body 20 is a molded product of resin using a mold, the connection body 28 is connected to a portion of the inner periphery of the rotor body 20 to which the connection body 28 is connected due to a phenomenon called “sink” during molding. In some cases, the outer wall portion 23 facing the portion is recessed to form a concave portion. This “sink” occurs because the heat dissipation time of the connecting body 28 with a large amount of resin during molding is longer than the heat dissipation time of the outer wall portion 23 with a small amount of resin.
  • a concave portion is formed on the outer surface side of the connecting position 28a to which the connecting body 28 is connected due to the contraction accompanying the heat dissipation. It is.
  • the concave portion is formed on the outer wall portion 23 as described above, a gap is formed between the seal and the outer wall portion 23 even if the seal (for example, the first seal 15a) comes into contact with the outer wall portion 23. It will not be possible to perform proper flow control.
  • connection position 28a of the connection body 28 with respect to the rotor body 20 is set to a region that is out of the region where the seal abuts.
  • the concave portion is not formed in the sphere, and a spherical shape centered on the wall center T is formed with high accuracy to maintain a high sealing performance by the seal.
  • the base end portions of the plurality of connecting bodies 28 are connected to the end portion of the shaft 27 located inside the opening 21, and the intermediate portions of the plurality of connecting bodies 28 are the rotation axis X. And extends to the opposite side of the opening 21 in a parallel posture.
  • the extending end of the connecting body 28 is connected to a wall portion of the rotor B that is out of the spherical outer wall portion 23, and this position is set as a connecting position 28a.
  • the coolant pressure in the internal space 20S of the rotor body 20 is highest when the rotor B is in the fully closed position. It is also important to suppress this with high accuracy. Note that in a situation where cooling water is supplied to any of the discharge ports, the water pressure in the internal space 20S is reduced, and it is difficult for water leakage to occur, so that a reduction in sealing accuracy in each seal is allowed.
  • the outer wall 23 of the rotor B is excluded from the region where the first seal 15a, the second seal 19a, and the third seal 43a abut when the rotor B is in the fully closed position.
  • a connecting position 28 a is set for the connectable region Z and a position where the control hole 24 is avoided.
  • a stopper 26 that determines the rotation limit of the rotor B is formed on the outer periphery of the rotor B so as to protrude. As shown in FIGS. 23 to 26, the stopper 26 is formed in a region included in the above-described non-contact region Y in the outer wall portion 23 of the rotor B.
  • the stopper 26 When the rotational posture of the rotor B is held in a fixed posture such as a fully closed posture, it is desirable to mechanically determine the rotational limit by forming the stopper 26 so as to protrude from the rotor B.
  • the stopper 26 since the stopper 26 is thicker than the thickness of the rotor body 20, when the stopper 26 is formed by resin molding using a mold, the stopper 26 has the same reason as the above “sink”. It is also conceivable to affect the surface accuracy of the outer wall portion 23 around 26. For this reason, the stopper 26 is formed on the non-contact area Y where no seal contacts, so that the surface accuracy of the outer wall portion 23 of the rotor B is not affected, and as a result, the sealing performance Is not reduced.
  • the shaft 27 is rotatably supported by the housing plate 11 in a state of passing through the housing plate 11 of the housing A, and a seal that prevents leakage of cooling water between the shaft 27 and the boss portion of the housing plate 11. 29.
  • the electric control unit C includes a wheel gear 31 provided at an end of the shaft 27, a worm gear 32 meshing with the wheel gear 31, an electric motor 33 (an example of an actuator) that rotationally drives the worm gear 32, and a rotational attitude of the worm gear 32.
  • a non-contact type rotation angle sensor 34 that detects the rotation posture of the rotor B is housed in a control case 35.
  • a gear reduction mechanism 36 is provided in the transmission system that transmits the driving force of the electric motor 33 to the worm gear 32.
  • the control case 35 is formed with a plurality of flange portions 35A, and the control case 35 is connected and fixed to the housing A by screwing the bolts inserted into the through holes of the flange portions 35A into the housing A.
  • the control case 35 is configured to have a watertight structure by being connected and fixed to the housing body 10, and the electric motor 33 is controlled by an external control device.
  • the control device sets the target posture of the rotor B based on the detection result of the water temperature sensor that measures the temperature of the cooling water of the engine E, so that the rotational posture of the rotor B reaches the target posture based on the detection signal of the rotation angle sensor 34. To control.
  • control case 35 is formed separately from the housing body 10 and is connected and fixed to the outer surface of the housing body 10, for example, even when the refrigerant control valve device V having different specifications is manufactured, By separately manufacturing the electric control unit C, it is possible to suppress an increase in the number of parts.
  • the electric control unit C first rotates the third discharge port P3 by performing a rotation operation from the fully closed position to the open direction by setting the rotation position of the rotor B.
  • the degree of opening increases, the opening degree of the second discharge port P2 increases after the opening degree reaches 100%, and the opening degree of the first discharge port P1 increases after the opening degree reaches 100%.
  • the control for setting the opening degree to 100% is realized.
  • the state in which the opening degree of the first discharge port P1 is set to 100% corresponds to the fully open posture of the rotor B.
  • each opening degree of each discharge port can be increased in the order of the third discharge port P3, the second discharge port P2, and the first discharge port P1, and each opening degree can be adjusted.
  • the refrigerant control valve device V uses a cylindrical housing body 10 whose one end is closed by a housing plate 11 as a housing A, and a cylindrical rotor body 20 as a rotor B. It is configured using. Further, a first discharge port P1 and a second discharge port P2 are formed on the housing body 10, and a sleeve portion, a flange portion, and a seal similar to those in the embodiment are provided (in a configuration common to the first embodiment). Are given the same reference numerals as in the first embodiment).
  • a control hole 24 is formed in the rotor body 20, and control is performed corresponding to the first and second seals 15 a and 19 a that contact the cylindrical outer wall portion 23 of the rotor body 20.
  • a rib 24r is formed at a position where the hole 24 is formed and the first hole 24a is divided. As a result, the main slot Ga and the sub slot Gb are formed in the control hole 24.
  • the flow direction of the cooling water may be used so as to be set in the opposite direction as in the second embodiment, as in the second embodiment.
  • the 1st seal part 15, the 2nd seal part 19, and the 3rd seal part 43 are not restricted to the composition mentioned above, for example, it is not provided with a spring. You may comprise as a seal
  • the second hole portion 24b may include a vertical rib portion 50 extending in the extending direction of the shaft 27 as the rotation shaft. By configuring in this way, the shape of the second hole portion 24 b can be maintained by the vertical rib portion 50. Therefore, it is possible to prevent the intended refrigerant flow from changing.
  • the vertical rib portion 50 is an imaginary extension of the outer wall portion 23 of the rotor body 20 so as to suppress the contact pressure with the first seal 15a. You may comprise so that it may withdraw from the outer wall surface S to the center side of a rotating shaft. By configuring the vertical rib portion 50 in this manner, a gap can be provided between the vertical rib portion 50 and the first seal 15a when the rotor body 20 rotates.
  • sticker 15a can be reduced, the abrasion of the 1st seal
  • the second receiving portion 24b is also configured to include a vertical rib portion 50 extending in the extending direction of the shaft 27 as the rotation shaft, and the vertical rib portion 50 is connected to the first seal 15a.
  • the rotor body 20 may be configured so as to be retracted toward the center side of the rotation axis from the virtual outer wall surface S obtained by extending the outer wall portion 23 of the rotor body 20 so as to suppress the contact pressure. By configuring in this way, it is possible to achieve the same effect as when the vertical rib portion 50 is provided in the second hole portion 24b described above.
  • the refrigerant control valve device V shown in FIG. 2 has been described as having the first discharge port P1 and the second discharge port P2, the refrigerant control valve device V has the first discharge port P1, as shown in FIG. It is also possible to have only the discharge port P1.
  • the refrigerant control valve device V shown in FIG. 13 can be configured to have only the first introduction port U1.
  • the present invention can be used for a refrigerant control valve device in which a rotor is rotatably accommodated in a housing having a discharge port.

Abstract

大型化を抑制しつつ良好なシール性を維持する冷媒制御バルブ装置は、第1吐出ポートと、これより小径の第2吐出ポートとが形成されたハウジングに回転自在にロータを収容し、第1吐出ポートと第2吐出ポートとに対する冷媒の流れを制御する孔部をロータの外壁部に形成され、ロータが、第2吐出ポートに冷媒を送り出す何れの回転姿勢に設定された場合でも、第2吐出ポートの第2シール部が孔部の縁部に当接するように構成されている。

Description

冷媒制御バルブ装置
 本発明は、吐出ポートを有したハウジングの内部に、冷媒の流れを制御するロータを回転自在に収容した冷媒制御バルブ装置に関する。
 冷媒制御バルブ装置として特許文献1には、ハウジングの内部に回転自在にロータ(文献では断面調節部材)を配置した技術が示されている。この特許文献1では、ハウジングに形成されたポート(文献では接続管の開口)に対して、ロータの外周に形成された開口が重なり合うことにより、ロータの内部とポートとの間での冷媒の流れを可能にするように構成されている。
 この特許文献1では、ロータが球状に形成されると共に、回転軸芯に沿う方向に開放する開口と、球状の外壁面においてポートに対応する複数の開口とが形成されている。
 特許文献2には、ハウジングの内部に、筒状のロータ(文献では弁体)を回転自在に配置した技術が示されている。この特許文献2の装置では、ハウジングに対し、ロータの周方向に並ぶ位置(回転軸芯に沿う方向で重複する位置)に第1,2流体通路を備え、回転軸芯に沿う方向に開放する第3の流路を備えている。更に、ロータに対し、第3の流路に常時連通するように回転軸芯に沿う方向に開放する開口と、第1,2流体通路に対する冷媒の流れを制御するための開口とが形成されている。
 この構成から、ロータの回転姿勢の設定により、第1,2流体通路の一方を閉じる状態で、他方に冷媒を流す状態と、第1流体通路を閉じた状態で第2流体通路に流れる冷媒量を絞る状態とを作り出せるように構成されている。
特表2010‐507762号公報 特開2002‐98245号公報
 ハウジングに対しロータを回転自在に収容する構成のバルブ装置の一例として、冷媒が供給される単一の供給側ポートと、冷媒が排出される2つの吐出ポートとをハウジングに形成したものを想定する。このような想定に対して、特許文献1に示されるように回転軸芯に沿って並んで複数の吐出ポートがハウジングに形成されるものでは、回転軸芯に沿う方向でのバルブ装置全体の大型化を招くことになる。この理由から、バルブ装置の回転軸芯に沿う方向での小型化を図るため、特許文献2に示される第1,2流体通路と同様に、2つの吐出ポートを周方向に沿って並ぶように(ロータの回転軸芯に沿う方向で重複する位置)にハウジングに形成することが有効となる。
 2つの吐出ポートを備えた冷媒制御バルブ装置では、ロータの回転操作により2つの吐出ポートから冷却水を同時に送り出す状態と、2つの吐出ポートへの冷却水の流れを同時に遮断する状態と、2つの吐出ポートの一方から冷却水を送り出す状態との複数の状態を作り出すことも必要となる。これに対して、特許文献2の構成と同様に2つの吐出ポートがロータの周方向に沿って配置された構成では、例えば、2つの吐出ポートに対する冷媒の流れを制御するため複数の開口をロータの外周に周方向に沿って形成する構成や、ロータの外周に沿って連なる単一の開口を備える構成も考えられる。
 冷媒制御バルブ装置では、各々の吐出ポートが閉じられた場合に冷媒の漏出を遮断するために、シールが各々の吐出ポートに備えられる。また、2つの吐出ポートの内径が異なるものを想定すると、大径の吐出ポートに対応する大径の開口と、小径の吐出ポートに対応する小径の開口とをロータに形成する構成が考えられる。しかしながら、この構成では、ロータの回転により大径の開口が、小径の吐出ポートの位置に達した場合に、小径の吐出ポートのシールの一部だけが、大径の開口の縁部に接触する状態に陥ることもある。このような接触状態では、偏摩耗によりシールの性能低下を招くことや、シールが不適正な姿勢に陥ることや、脱落することも考えられた。この不都合を解消するためには、ロータの周方向の寸法を拡大して開口同士の間隔を拡大することが有効になるが、ロータの大径化に繋がるものであった。
 また、大径の吐出ポートに対応するため広幅(回転軸芯に沿う方向で広幅)の孔部と、小径の吐出ポートに対応する狭幅(回転軸芯に沿う方向で狭幅)の孔部とを周方向に連設した長孔状となる開口を、ロータに形成したものを想定できる。この想定では、ロータの小径化が可能になるものの、前述と同様の不都合を招くことになる。つまり、ロータの回転により小径の吐出ポートが、広幅の孔部の位置に達した場合に、小径の吐出ポートのシールの一部だけが、広幅の孔部の縁部に接触する状態に陥ることもある。このような接触状態では、偏摩耗によりシール性の低下を招くことや、シールが不適正な姿勢に陥ることや、脱落することも考えられた。
 即ち、このような冷媒制御バルブ装置においては、装置の大型化を抑制しつつ、良好なシール性を維持することが求められている。
 本発明の冷媒制御バルブ装置の特徴構成は、内燃機関からの冷媒を受け入れる導入ポート、及び、当該冷媒を振り分けて送り出す大径の第1吐出ポートおよび小径の第2吐出ポートの少なくとも二つの吐出ポートを備えたハウジングと、前記ハウジングの内部で回転軸芯を中心に回転して前記冷媒の流れを制御する回転体形状を呈するロータと、前記第1吐出ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第1シールと、前記第2吐出ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第2シールと、を備え、前記ロータが、前記導入ポートからの前記冷媒を受け入れる受け部と、受け入れた前記冷媒を収容する内部空間と、当該冷媒を前記第1吐出ポートあるいは前記第2吐出ポートに送り出すよう、前記回転軸芯の延出方向に沿って広幅に形成された第1孔部と前記延出方向に沿って狭幅に形成された第2孔部とを有する孔部とを備え、前記ロータの回転により、前記第1孔部の少なくとも一部が前記第2吐出ポートに連通するとき、前記第2シールの少なくとも一部が前記第1孔部の縁部に当接するように構成してある点にある。
 この構成によると、ロータの回転により広幅に形成された第1孔部が、第2吐出ポートの位置に達した場合には、第2シールの外周の一部が第1孔部の縁部に当接する状態を維持するため、第2シールの姿勢が不適正になることや、脱落することはない。尚、第1吐出ポートの第1シールは、第2シールより大径であるためロータが何れの回転位置に設定されても、この第1シールの一部を必ずロータの外壁面に接触させ安定的に支持できる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、良好なシール性を維持する冷媒制御バルブ装置を構成できる。
 本発明の冷媒制御バルブ装置の他の特徴構成は、内燃機関からの冷媒を振り分けて受け入れる大径の第1導入ポートと、小径の第2導入ポートとの少なくとも二つの導入ポート、及び、当該冷媒を送り出す吐出ポートを備えたハウジングと、前記ハウジングの内部で回転軸芯を中心に回転して前記冷媒の流れを制御する回転体形状を呈するロータと、前記第1導入ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第1シールと、前記第2導入ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第2シールと、を備え、前記ロータが、前記第1導入ポートからの前記冷媒を受け入れる前記回転軸芯の延出方向に沿って広幅に形成された第1受け部と前記延出方向に沿って狭幅に形成された第2受け部とを有する受け部と、受け入れた前記冷媒を収容する内部空間と、当該冷媒を前記吐出ポートに送り出すよう形成された孔状部とを備え、前記ロータの回転により、前記第1受け部の少なくとも一部が前記第2導入ポートに連通するとき、前記第2シールの少なくとも一部が前記第1受け部の縁部に当接するように構成してある点にある。
 この構成によると、ロータの回転により広幅に形成された第1受け部が、第2導入ポートの位置に達した場合には、第2シールの外周の一部が第1受けの縁部に当接する状態を維持するため、第2シールの姿勢が不適正になることや、脱落することはない。尚、第1受け部の第1シールは、第2シールより大径であるためロータが何れの回転位置に設定されても、この第1シールの一部を必ずロータの外壁面に接触させ安定的に支持できる。その結果、装置の大型化を抑制しつつ、良好なシール性を維持する冷媒制御バルブ装置を構成できる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記吐出ポートの中心線が、前記ロータの球の中心を通り、前記吐出ポートの吐出側端部が前記導入ポートから離間する方向に傾斜していても良い。
 例えば、吐出部の中心線が、回転軸芯に対して直交する姿勢で形成されたものを想定すると、この想定では、回転軸芯に沿う方向で吐出部の直径に対応する長さをハウジングに確保する必要があり、ハウジングの寸法の短縮が困難な面がある。これと比較して、上記構成とすれば、吐出部の中心線が、回転軸芯に対して傾斜し、この傾斜方向が、吐出部の吐出側端部が導入口から離間する方向に傾斜するため、吐出部の開口の外周のうち導入口に近い領域を、導入口から離間する方向に変位させることが可能となる。したがって、小型化された冷媒制御バルブ装置を構成することができる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記導入ポートの中心線が、前記ロータの球の中心を通り、前記導入ポートの導入側端部が前記吐出ポートから離間する方向に傾斜していても良い。
 例えば、導入部の中心線が、回転軸芯に対して直交する姿勢で形成されたものを想定すると、この想定では、回転軸芯に沿う方向で導入部の直径に対応する長さをハウジングに確保する必要があり、ハウジングの寸法の短縮が困難な面がある。これと比較して、上記構成とすれば、導入部の中心線が、回転軸芯に対して傾斜し、この傾斜方向が、導入部の導入側端部が導入口から離間する方向に傾斜するため、導入部の開口の外周のうち吐出部に近い領域を、吐出部から離間する方向に変位させることが可能となる。したがって、小型化された冷媒制御バルブ装置を構成することができる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、アクチュエータの駆動力により前記ロータの回転姿勢を設定する制御ケースが、前記ハウジングの外部に取付けられていても良い。
 冷媒制御バルブ装置として、例えば、3つ以上のポートを備えた仕様のものでは、各々のポートのシールがロータに対して付勢力により当接するため、シールの当接に起因してロータの回転駆動時の抵抗が大きくなり駆動力の向上が求められる。このような課題に対し、本構成では、制御ケースをハウジングの外部に取付けるため、仕様に対応する駆動力を得る(対応する減速比や、対応する駆動力のモータ等を備えた)制御ケースをハウジングの外部に取り付けることで対応可能となる。その上に、本構成では、ハウジングと制御ケースとが個別の構成であるため、冷媒制御バルブ装置を組み立てる場合には、アクチュエータや減速ギヤ等を制御ケースに対して予め組み立てる工程と、ハウジングにロータ等を装着する工程とを個別に行うことが可能となり、異なる多くの仕様の装置を組み立てる場合にも対応が可能となり製造工程が簡素化する。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記ロータを、前記回転軸芯を中心に回転した場合に、前記第2孔部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での一方の基準軌跡が、前記第1孔部の外周と重なり合い、前記第2孔部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での他方の中間軌跡が、前記第1孔部の中央部に達するように位置関係が設定され、前記第1孔部を前記中間軌跡で分割するリブ部が、前記第1孔部に形成されても良い。
 これによると、ロータの回転により第1孔部が第2シールの位置に達した場合には、第2シールの外周のうち、回転軸芯に沿う方向での一方が、第1孔部において基準軌跡側の縁部に当接し、回転軸芯に沿う方向での他方が、リブ部に当接することになり、第2シールの姿勢を安定させ、偏摩耗を招くことがなく、第2シールを安定的に支持できる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記ロータを、前記回転軸芯を中心に回転した場合に、前記第2受け部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での一方の基準軌跡が、前記第1受け部の外周と重なり合い、前記第2受け部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での他方の中間軌跡が、前記第1受け部の中央部に達するように位置関係が設定され、前記第1受け部を前記中間軌跡で分割するリブ部が、前記第1受け部に形成されても良い。
 これによると、ロータの回転により第1受け部が第2シールの位置に達した場合には、第2シールの外周のうち、回転軸芯に沿う方向での一方が、第1受け部において基準軌跡側の縁部に当接し、回転軸芯に沿う方向での他方が、リブ部に当接することになり、第2シールの姿勢を安定させ、偏摩耗を招くことがなく、第2シールを安定的に支持できる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記リブ部が、前記第1シールとの接触圧を抑制するように前記ロータの外壁部を延長した仮想外壁面より前記回転軸芯の方向に変位して形成されても良い。
 これによると、ロータの回転に伴い、リブ部が第1シールに接触する状態でも、リブ部と第1シールとを軽く接触させることになり、これらが互いに強く接触して摩耗する不都合を解消できる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記リブ部が、前記ロータの周方向での中央において前記仮想外壁面より前記回転軸芯の方向に変位する中央領域と、前記リブ部の外端部が滑らかな傾斜で前記中央領域及び前記ロータの外壁部に連なる傾斜領域とを備えても良い。
 これによると、ロータの回転に伴い、リブ部に対して第1シールが接触する状態に移行する場合に、第1シールは、リブ部の傾斜領域から中央領域に向けて相対移動することになり、ロータの滑らかな回転を可能にし、第1シールの摩耗も抑制する。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記ロータが、前記回転軸芯上の壁中心を中心とする球状の外壁部を有しても良い。
 これによると、ロータが第1吐出ポートを閉じる回転姿勢にある場合には、第1シールの全周をロータの外壁部に密着させ、ロータが第2吐出ポートを閉じる回転姿勢にある場合には、第2シールの全周をロータの外壁部に密着させ、良好なシール性を現出する。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記孔部が、前記ロータの回転に伴い前記吐出ポートと重なり始める側に延出する溝を有しても良い。
 これによると、ロータの回転により、孔部が吐出ポートに重なる以前に溝が吐出ポートに重なることになり、溝を介して吐出ポートへ冷媒の供給を行える。これにより、例えば、内燃機関のラジエータに冷媒の供給を開始する場合に、吐出ポートを介して冷媒の供給を開始する以前に溝を介して少量の冷媒を供給するため、吐出ポートから冷媒を供給する以前に冷媒温を僅かに変化させることが可能となり、内燃機関の急激な温度変化を抑制できる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記受け部が、前記ロータの回転に伴い前記導入ポートと重なり始める側に延出する溝を有しても良い。
 これによると、ロータの回転により、受け部が導入ポートに重なる以前に溝が導入ポートに重なることになり、溝を介して導入ポートへ冷媒の供給を行える。これにより、例えば、内燃機関に対してラジエータから冷媒の供給を開始する場合に、導入ポートを介して冷媒の供給を開始する以前に溝を介して少量の冷媒を供給するため、導入ポートから冷媒を供給する以前に冷媒温を僅かに変化させることが可能となり、内燃機関の急激な温度変化を抑制できる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記ロータの回転限界を決めるストッパーが、前記ロータの外周のうち前記第1シールと前記第2シールとの何れにも当接しない領域に突出形成されても良い。
 ロータの回転限界を決めるためロータの外周から突出するストッパーをロータと一体的に形成することが考えられる。しかしながら、金型を用いた樹脂成形では、樹脂量が多いストッパー部分の放熱に要する時間が、樹脂量が少ない外壁部分の放熱に要する時間より長くなる。このような理由から、成形後にはロータの外壁部分で放熱に伴う収縮が終了した後にも、ストッパー部分では放熱に伴う収縮が継続するため、結果として、ストッパー近傍の外壁部分の肉厚を必要とする値より薄くすることになり、ロータの外周面に凹部を作り出し、シールでのシール性を低下させることも考えられた。これに対して、上記構成のように、ストッパーを第1シールと第2シールとが当接しない領域に形成することにより、ロータの外周のうちストッパーの近傍に凹部が形成されても、各々のシール性を低下させることがない。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記第2孔部には、回転軸の延在方向に延出する縦リブ部が備えられ、前記縦リブ部は前記第1シールとの接触圧を抑制するように前記ロータの外壁部を延長した仮想外壁面より回転軸の中心側に引退していると好適である。
 このような構成とすれば、縦リブ部により第2孔部の形状を維持することができる。したがって、所期の冷媒の流れが変わることを防止できる。また、このような構成とすれば、ロータが回転する際に、縦リブ部と、第1シールとの間に隙間を設けることができる。これにより、第1シールに対する縦リブ部の接触圧を軽減して第1シールの摩耗を抑制し、第1シールの寿命を長くすることができる。したがって、所期のシール性を維持することができるので、冷媒の漏れの増加を防止できる。また、縦リブ部が第1シールを摺動することがないので、摺動トルクを低減することが可能となる。
 また、本発明の冷媒制御バルブ装置は、前記第2受け部には、回転軸の延在方向に延出する縦リブ部が備えられ、前記縦リブ部は前記第1シールとの接触圧を抑制するように前記ロータの外壁部を延長した仮想外壁面より回転軸の中心側に引退していると好適である。
 このような構成とすれば、縦リブ部により第2受け部の形状を維持することができる。したがって、所期の冷媒の流れが変わることを防止できる。また、このような構成とすれば、ロータが回転する際に、縦リブ部と、第1シールとの間に隙間を設けることができる。これにより、第1シールに対する縦リブ部の接触圧を軽減して第1シールの摩耗を抑制し、第1シールの寿命を長くすることができる。したがって、所期のシール性を維持することができるので、冷媒の漏れの増加を防止できる。また、縦リブ部が第1シールを摺動することがないので、摺動トルクを低減することが可能となる。
第1実施形態のエンジン冷却系を示す図である。 第2吐出ポートに冷却水が送られる冷媒制御バルブ装置の縦断面図である。 第1吐出ポートに冷却水が送られる冷媒制御バルブ装置の縦断面図である。 冷媒制御バルブ装置の横断面図である。 全開姿勢にあるロータの展開図である。 第2開放姿勢にあるロータの展開図である。 第1開放姿勢にあるロータの展開図である。 全閉姿勢にあるロータの展開図である。 ロータの斜視図である。 仮想外壁面とリブ部との関係を示す断面図である。 ロータと第1シールとの関係を説明する断面図である。 第2実施形態のエンジン冷却系を示す図である。 第2導入ポートに冷却水が送られる冷媒制御バルブ装置の縦断面図である。 冷媒制御バルブ装置の横断面図である。 全開姿勢にあるロータの展開図である。 第2開放姿勢にあるロータの展開図である。 第1開放姿勢にあるロータの展開図である。 全閉姿勢にあるロータの展開図である。 第3実施形態のエンジン冷却系を示す図である。 ロータが全閉姿勢にある冷媒制御バルブ装置の縦断面図である。 電動制御部の横断面図である。 ロータとポートとの位置関係を示す横断面図である。 全閉姿勢にあるロータの展開図である。 第3ポートが連通状態にあるロータの展開図である。 第3,第2ポートが連通状態にあるロータの展開図である。 全開姿勢にあるロータの展開図である。 ロータの回転角と各ポートの開度との関係を示すチャートである。 別実施形態(a)の冷媒制御バルブ装置の断面図である。 別実施形態(c)のロータの斜視図である。 別実施形態(c)の縦リブ部の近傍の拡大図である。 別実施形態(d)の冷媒制御バルブ装置の断面図である。
 以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第1実施形態:基本構成〕
 冷媒制御バルブ装置Vは、図1に示すように、車両に備えられ内燃機関としてのエンジンEからの冷却水(冷媒の一例)を受け入れる導入ポートPSと、冷却水をラジエータホース1を介してラジエータRに送り出す第1吐出ポートP1と、冷却水をヒータホース2を介してヒータコアHに送り出す第2吐出ポートP2とを備えている。エンジンEは、シリンダヘッド部Eaとシリンダブロック部Ebとを有しており、冷却水は、シリンダヘッド部Eaから冷媒制御バルブ装置Vの導入ポートPSに供給される。また、ラジエータRに供給された冷却水、及び、ヒータコアHに供給された冷却水は、インレットバルブ3からウォータポンプ4(W/P)に送られ、ウォータポンプ4からエンジンEのシリンダブロック部Ebに戻される。
 尚、この第1実施形態では、冷媒制御バルブ装置Vからの冷却水をラジエータRとヒータコアHとに供給するものであるが、例えば、エンジンオイルや、オートマチックミッションのフルード等の熱交換にために供給するように用いても良い。このように用いる場合に、冷媒制御バルブ装置Vに対して第3の吐出ポートを形成しても良い。
 図2~図4に示すように、冷媒制御バルブ装置Vは、樹脂製のハウジングAと、このハウジングAの内部に対し回転軸芯Xを中心に回転自在に収容される樹脂製で球状の外壁部23を有するロータBと、ロータBを回転駆動する電動制御部Cとを備えている。この冷媒制御バルブ装置Vは、エンジンEの冷却水(冷媒の一例)をラジエータR、又は、熱を必要とするデバイスとしてのヒータコアHの少なくとも一方に供給すると共に、ラジエータRとヒータコアHとの何れにも供給しない状態を作り出すように構成されている。尚、回転軸芯Xは導入ポートPSの中心位置から、この導入ポートPSの開口面に直交する姿勢に設定されている。
〔ハウジング〕
 ハウジングAは、筒状となるハウジングボデー10の一方の端部を閉じるように蓋状のハウジングプレート11を備えており、ハウジングボデー10の開放側には導入ポートPSが形成されている。
 第1吐出ポートP1は、ラジエータホース1が繋がれる円筒状の第1スリーブ部13(第1部材の一例)と、この第1スリーブ部13の外周に鍔状に形成される第1フランジ部14と、第1スリーブ部13の内端に対して外嵌する第1シール部15とを備えている。
 第1フランジ部14は、その外周が全周に亘りハウジングボデー10に対して溶着により接続している。また、第1シール部15は、環状の第1シール15aと、第1パッキン15bと、第1中間リング15cと、第1スプリング15dとで構成されている。これらは第1スリーブ部13の内端位置に外嵌する状態で備えられている。尚、溶着に代えて、第1フランジ部14を接着剤によりハウジングボデー10に接着しても良い。
 第1シール部15は、ロータBが、第1吐出ポートP1を閉塞する姿勢に設定された場合に球状の外壁部23に対し、全周が密着することで、第1吐出ポートP1とロータBの外壁部23との間での冷却水の流れを遮断するように機能する。
 第1シール15aは、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)等の可撓性の樹脂で環状に成形される。この第1シール15aは、第1スリーブ部13に外嵌する状態で、この第1スリーブ部13の第1中心線Q1に沿って移動可能である。第1パッキン15bは、可撓性の樹脂で形成される環状で、内周側には第1スリーブ部13の外周面に接触するリップ部が形成されている。この第1パッキン15bは第1スリーブ部13の第1中心線Q1に沿って移動可能である。
 第1中間リング15cは、剛性の高い金属や樹脂で形成され、第1パッキン15bに外嵌する位置に配置されている。第1スプリング15dは、金属材で形成され、一端が第1フランジ部14に当接し、他端が第1中間リング15cに当接する位置に配置されている。第1スプリング15dの付勢力により、第1シール15aはロータBの外壁部23に接触する。
 特に、第1スリーブ部13の中心となる第1中心線Q1が、回転軸芯Xに対して傾斜している。第1中心線Q1は回転軸芯Xに交差しており、この交差位置が壁中心Tとなり、この壁中心TがロータBの球状の外壁部23の中心と一致する。第1中心線Q1の傾斜方向は、第1スリーブ部13での冷却水の流れの下流ほど、この第1スリーブ部13の外端側が回転軸芯Xから離間すると共に、導入ポートPSから離間するように設定されている。
 第2吐出ポートP2は、ヒータホース2が繋がれる第2スリーブ部17(第2部材の一例)と、この第2スリーブ部17の外周に鍔状に形成される第2フランジ部18と、第2スリーブ部17の内端に対して外嵌する第2シール部19とを備えている。
 第2フランジ部18は、その外周が全周に亘りハウジングボデー10に対して溶着により接続している。また、第2シール部19は、環状の第2シール19aと、第2パッキン19bと、第2中間リング19cと、第2スプリング19dとで構成されている。これらは第2スリーブ部17の内端位置に外嵌する状態で備えられている。尚、溶着に代えて、第2フランジ部18を接着剤によりハウジングボデー10に接着しても良い。
 第2シール部19は、ロータBが、第2吐出ポートP2を閉塞する姿勢に設定された場合に球状の外壁部23に対し、全周が密着することで、第2吐出ポートP2とロータBの外壁部23との間での冷却水の流れを遮断するように機能する。
 第2シール部19を構成する第2シール19aと、第2パッキン19bと、第2中間リング19cと、第2スプリング19dとは、第1シール部15において、対応する部材と同様の素材が用いられ、第1シール部15と同様に機能する。
 特に、第2スリーブ部17の中心となる第2中心線Q2が、回転軸芯Xに対して直交するように姿勢が設定される。また、第2中心線Q2は回転軸芯Xに対して壁中心Tで交差する位置に配置され、この第2中心線Q2は、ロータBの外壁部23のうち回転軸芯Xを中心とする外径で最も大径となる位置に重なる位置に配置されている。
 更に、第1シール15aのうち導入ポートPS側の外周部と、第2シール19aのうち導入ポートPS側の外周部とが、回転軸芯Xに沿う方向で一致するように第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2との相対的な位置関係が設定されている。
〔ロータ〕
 図2~図4,図9に示すように、ロータBは、回転軸芯Xと同軸芯上に配置されるシャフト27と一体的に回転するロータ本体20を有している。
 ロータ本体20は、回転軸芯Xに沿う方向に開放して導入ポートPSから冷却水を受け入れる受け部としての開口部21と、この開口部21に連なり内部に内部空間20Sを形成するロータ内壁部22と、壁中心Tを中心とする球状となる外壁部23と、ロータBの内部空間20Sからの冷却水を第1吐出ポートP1又は第2吐出ポートP2に送り出すように当該外壁部23に形成された制御孔部24(孔部の具体例)とを備えている。
 また、ロータ本体20において、開口部21と反対側にはシャフト27が貫通状態で配置される開放部25が形成されている。シャフト27の突出端に形成された複数の連結体28が、ロータ本体20のロータ内壁部22に連結することにより、ロータBと一体回転するように構成されている。
 前記ロータ内壁部22は、開口部21から回転軸芯Xに沿う方向に連なる導入内壁部22aと、この導入内壁部22aに滑らかに連なり、開口部21と反対側ほど当該導入内壁部22aを窄める方向に伸びる湾曲内壁部22bとを備えている。これにより、ロータBの内部空間20Sは、湾曲内壁部22bの部位が外壁部23に対して平行に形成され、導入内壁部22aの部位が、所定の肉厚で筒状に形成される。また、湾曲内壁部22bに対して前述した開放部25が形成されている。
 図5~図9に示すように、制御孔部24は、第1吐出ポートP1の第1シール15aの内径より僅かに狭い幅となる第1孔部24aと、第2吐出ポートP2の第2シール19aの内径より僅かに狭い幅となる第2孔部24bとがロータ本体20の外周に沿って伸びる形態で一連に形成されている。また、この制御孔部24の第1孔部24aの外周にはロータBの回転に伴い、第1吐出ポートP1と重なり始める側に延出する溝24Tが形成されている。この溝24Tは、第1孔部24aを構成する主長孔部Gaの外周縁の一部を切り欠く形態で形成されている。尚、この溝24Tは、第1孔部24aを構成する副長孔部Gbの外周に形成しても良い。
 つまり、ロータBを、回転軸芯Xを中心に回転した場合に、第2孔部24bの外周のうち回転軸芯Xに沿う方向での一方の基準軌跡Ka(図5では下側・開口部21に近い側)が、第1孔部24aの外周と重なり合う。また、第2孔部24bの外周のうち回転軸芯Xに沿う方向での他方(図5では上側)の中間軌跡Kbが、第1孔部24aにおいて回転軸芯Xに沿う方向での中央部に達するように位置関係が設定されている。
 また、第1孔部24aの第1幅W1(回転軸芯Xに沿う方向での幅)は、第2孔部24bの第2幅W2(回転軸芯Xに沿う方向での幅)の略2倍に設定されている。更に、第1孔部24aには、前述した中間軌跡Kbに沿って形成されることで、第1孔部24aを幅方向で等しく2分割するリブ部24rが形成されている。
 このリブ部24rは、前述したように第1孔部24aを幅方向で等しく2分割する構成であるため、第1吐出ポートP1が開放した場合には、このリブ部24rのうち、主長孔部Gaの外縁部を形成する端面24rsと、副長孔部Gbの外縁とを形成する端面24rsとに沿って冷却水が流れることになる。この冷却水の流に対して抵抗とならないように各々の端面24rsは、冷却液の流れに沿う姿勢となる平滑面として形成されている。
 このようにリブ部24rが形成されることにより、ロータBの回転姿勢の設定により第2吐出ポートP2の第2シール19aが第1孔部24aに達した場合にも、この第2シール19aが第1孔部24aの開口縁と、リブ部24rとが接触する状態となり、第2シール19aを安定的に支持することが可能となる。このようにリブ部24rが形成されることにより主長孔部Ga(図5でリブ部24rより上側)と、この主長孔部Gaより長い副長孔部Gb(図5でリブ部24rより下側)とが並列して形成される。また、リブ部24rの近傍を冷却水が流れる場合にも、リブ部24rの端面24rsが冷却液の流れに沿う姿勢で平滑に形成されているため、冷却水を円滑に流すことが可能となる。
 特に、図9、図10に示すように、リブ部24rは、第1吐出ポートP1の第1シール15aに対して局所的な接触圧を作用させないように、外壁部23を延長した仮想外壁面Sより回転軸芯Xの方向に変位させている。また、このリブ部24rは、周方向での中央領域24raが、仮想外壁面Sから回転軸芯Xの方向に最も変位している。また、このリブ部24rの周方向での外端部が滑らかな傾斜で中央領域24raとロータBの外壁部(第1孔部24aの縁部)とが連なるように、リブ部24rの外端部には傾斜領域24rbが形成されている。この構成により、第1シール15aに対するリブ部24rの接触圧を軽減して第1シール15aの摩耗を抑制し、第1シール15aの寿命が長くなる。しかも、リブ部24rの中央領域24raの両端に傾斜領域24rbを形成することにより、ロータBの回転を円滑に行い、第1シール15aの寿命を一層延ばすことになる。
〔電動制御部〕
 シャフト27は、ハウジングAのハウジングプレート11を貫通する状態で、このハウジングプレート11に回転自在に支持され、シャフト27とハウジングプレート11のボス部との間には、冷却水の漏出を阻止するシール29を備えている。
 電動制御部Cは、シャフト27の端部に備えられたホイールギヤ31と、これに咬合するウォームギヤ32と、このウォームギヤ32を回転駆動する電動モータ33(アクチュエータの一例)と、ウォームギヤ32の回転姿勢からロータBの回転姿勢を検知する非接触型の回転角センサ34とを制御ケース35に収容して構成されている。
 制御ケース35は、ハウジングボデー10に連結固定されることにより水密構造となるように構成され、電動モータ33は外部の制御装置で制御される。制御装置は、エンジンEの冷却水の温度を計測する水温センサの検知結果、及び、ヒータコアHを必要とする情報に基づいてロータBの目標姿勢を設定し、回転角センサ34の検知信号によりロータBの回転姿勢が目標姿勢に達するように制御を行う。
 制御ケース35は、ハウジングボデー10と別体として形成され、ハウジングボデー10の外面に連結固定される構成であるため、例えば、仕様が異なる冷媒制御バルブ装置Vを製造する場合でも、ハウジングボデー10と電動制御部Cとを個別に製造することにより部品点数が増えるのを防止している。
〔冷却水の制御〕
 電動制御部Cは、第1吐出ポートP1及び第2吐出ポートP2を同時に開放する全開姿勢と、第2吐出ポートP2だけを開放する第2開放姿勢と、第1吐出ポートP1だけを開放する第1開放姿勢と、第1吐出ポートP1及び第2吐出ポートP2を同時に閉塞する全閉姿勢とにロータBの回転姿勢を設定する制御を実現する。
 つまり、ロータBの回転姿勢が全開姿勢に設定された場合には、図5に示すように、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2とが内部空間20Sに連通し、冷却水を第1吐出ポートP1からラジエータRに供給すると同時に、第2吐出ポートP2からヒータコアHに供給する。また、この全開姿勢では、第1シール15aが第1孔部24aの一対の縁部に当接し、第2シール19aが第2孔部24bの一対の縁部に当接するため第1シール15aと第2シール19aとの何れも姿勢が安定する。
 また、全開姿勢を基準にして、ロータBが一方に回転操作され、第2開放姿勢に設定された場合には、図6に示すように、第2吐出ポートP2と内部空間20Sとが連通するため、ヒータコアHに対して冷却水の供給が可能となる。また、この第2開放姿勢では、第2シール19aが副長孔部Gbに沿って移動することで第1孔部24aの位置に達し、この第2シール19aの外周の一方が第1孔部24aの縁部に当接し、外周の他方がリブ部24rに接触するため、第2シール19aの姿勢が安定する。
 特に、ロータBが図6に示す第2開放姿勢から、図5に示す全開姿勢の方向に回転した場合には、この回転に伴い溝24Tが第1吐出ポートP1に重なることにより、回転の初期に溝24Tを介して少量の冷却水を第1吐出ポートP1に供給できる。これにより、第1孔部24aが第1吐出ポートP1に重なる状態に達する以前に、エンジンEの温度を僅かに変化させるため、第1吐出ポートP1を介して冷却水を供給した場合の温度変化の小さくし、エンジンEの温度の急激な変化を抑制できる。
 また、全開姿勢を基準にして、ロータBが他方に回転操作され、第1開放姿勢に設定された場合には、図7に示すように、第1吐出ポートP1と内部空間20Sとが連通するため、ラジエータRに対して冷却水の供給が可能となる。また、この第1開放姿勢では、第1シール15aが第1孔部24aにあるため、第1シール15aが第1孔部24aの一対の縁部(主長孔部Gaの縁部と副長孔部Gbの縁部と)に当接することになり、第1シール15aの姿勢が安定する。
 更に、ロータBが全閉姿勢に設定された場合には、図8に示すように、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2との何れも内部空間20Sと非連通状態となり、ラジエータRとヒータコアHとに冷却水は供給されない。この全閉姿勢は、エンジンEの始動直後のように早期の暖機を必要とする場合に設定される。また、この全閉姿勢では、第1シール15aがロータBの外壁部23に密着し、第2シール19aがロータBの外壁部23に密着する。
 尚、電動制御部Cは、ロータBの回転姿勢の設定により、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2との何れにおいても、冷却水の流れを制限する状態(全開にしない状態)で冷却水の供給量を任意に設定する制御も行えるように構成されている。
 例えば、図11に示すように、第1吐出ポートP1の第1中心線Q1の姿勢を、壁中心Tを中心にして矢印の方向に揺動させるように変位させることにより、第1中心線Q1の姿勢を回転軸芯Xに対して直交する姿勢に設定されたものを想定する。この想定では、第1中心線Q1がロータBの外壁部23のうち最も大径となる位置に交わることになる。実線で示す第1シール15aの位置と比較すると、第1シール15aの位置が同図に仮想線(二点鎖線)で示す如く開口部21に接近する方向に(同図では下側)に変位する。
 このように変位したものでは、第1シール15aの一部がロータBの外壁部23のうち、回転軸芯Xを中心にして最も大径となる部位より開口部21の方向の外壁部23に接触することになる。このような接触位置では、第1シール15aが接触するための領域を回転軸芯Xに沿って開口部21の方向に拡大することが必要となり、ロータBの外壁部23が回転軸芯Xに沿って伸びる構成となる。その結果として、同図に仮想線(二点鎖線)で示す如く回転軸芯Xに沿う方向でのロータBの寸法を拡大し、ロータ内壁部22の導入内壁部22aの内径の縮小を招くことになる。
 これに対して、本実施形態の第1吐出ポートP1では、冷却水の流れの下流側ほど開口部21から離間するように第1中心線Q1の姿勢を回転軸芯Xに対して傾斜させている。これにより、第1吐出ポートP1の第1シール15aのうち開口部21に近い部位を、ロータBの外壁部23のうち回転軸芯Xを中心にして最も大径となる位置に近接させている。この結果、冷媒制御バルブ装置Vの回転軸芯Xに沿う方向でのロータBの寸法が短くなって小型化が実現される。また、導入内壁部22aの大径化により冷却水の導入量を増すことができる。
 更に、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2とを、ハウジングAにおいて周方向に並ぶように配置しているため、例えば、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2とを回転軸芯Xに沿う方向に並べたものと比較して、ハウジングAとロータBとの回転軸芯Xに沿う方向での寸法の短縮も実現している。
 この冷媒制御バルブ装置Vでは、導入ポートPSの開口の断面積が、第1吐出ポートP1の断面積と、第2吐出ポートP2の断面積とを合わせた値より大きく設定されている。また、ロータBの内部空間20Sを構成するロータ内壁部22において、導入ポートPSからの冷却水を導入内壁部22aに沿って直線的に送り、湾曲内壁部22bにおいて回転軸芯Xに案内するように送るため、冷却水に淀みを生ずることがなく流れに無理がない。尚、この冷媒制御バルブ装置Vでは、導入ポートPSから供給された冷却水はロータBの内部空間20Sだけではなく、ロータBの外部に満たされることになる。
〔第2実施形態〕
 この第2実施形態では、前述した実施形態と共通する構成の冷媒制御バルブ装置Vを用いるものであるが、冷却水(冷媒の一例)の流動方向が逆であり、第1シール部15と第2シール部19との構成が異なっている。尚、この第2実施形態では、第1実施形態と異なる構成を抽出して説明しており、前述した実施形態と共通する構成には第1実施形態と共通する符号を付している。
〔第2実施形態:基本構成〕
 冷媒制御バルブ装置Vは、図12に示すように、車両に備えられ内燃機関としてのエンジンEからの冷却水(冷媒の一例)をエンジンEに戻す吐出ポートUS(吐出部の一例)と、ラジエータRの冷却水がラジエータホース1を介して供給される第1導入ポートU1(導入口の一例)と、ヒータコアHの冷却水がヒータホース2を介して供給される第2導入ポートU2(導入口の一例)とを備えている。エンジンEは、シリンダヘッド部Eaとシリンダブロック部Ebとを有しており、冷却水は、シリンダヘッド部Eaからアウトレットバルブ5に供給される。このアウトレットバルブ5は、冷却水をラジエータRとヒータコアHとに分流できるように構成されている。また、吐出ポートUSからの冷却水はウォータポンプ4(W/P)に送られ、ウォータポンプ4からエンジンEのシリンダブロック部Ebに戻される。
 尚、この第2実施形態では、ラジエータRとヒータコアHとの冷媒制御バルブ装置VからエンジンEに戻すものであるが、例えば、アウトレットバルブ5において、エンジンオイルや、オートマチックミッションのフルード等の熱交換にために供給するように構成したものでは、エンジンオイルや、フルード等の熱交換を行う機器からの冷却水を受け入れ得るための冷媒制御バルブ装置Vに対して第3の導入ポートを形成しても良い。
 図13,図14に示すように、冷媒制御バルブ装置Vは、第1実施形態と同様に樹脂製のハウジングAと、回転軸芯Xを中心に回転自在となる樹脂製で球状の外壁部23を有するロータBと、ロータBを回転駆動する電動制御部Cとを備えている。この冷媒制御バルブ装置Vは、ラジエータR又はヒータコアHとの何れか一方からの冷却水の受け入れる状態と、ラジエータRとヒータコアHとの何れにからの冷却水も受け入れない状態とを作り出すように構成されている。尚、回転軸芯Xは吐出ポートUSの中心位置から、この吐出ポートUSの開口面に直交する姿勢に設定されている。
〔ハウジング〕
 ハウジングAのハウジングボデー10の開放側に吐出ポートUSが形成されている。また、ハウジングAには、外方に突出する筒状の第1スリーブ部13を有する第1導入ポートU1と、外方に突出する第2スリーブ部17を有する第2導入ポートU2とが形成されている。第1スリーブ部13の内径は、第2スリーブ部17の内径より大径に形成されている。
 第1シール部15は、環状の第1シール15aと、第1パッキン15bと、第1中間リング15cと、第1スプリング15dとで構成されている。これらは第1スリーブ部13の内端位置に内嵌する状態で備えられている。
 第1シール15aは、第1スリーブ部13に内嵌する状態で、この第1スリーブ部13の第1中心線Q1に沿って移動可能である。第1パッキン15bは、可撓性の樹脂で形成される環状で、外周側には第1スリーブ部13の内周面に接触するリップ部が形成されている。この第1パッキン15bは第1スリーブ部13の第1中心線Q1に沿って移動可能に構成されている。
 特に、第1スリーブ部13の中心となる第1中心線Q1が、回転軸芯Xに対して傾斜しており、第1中心線Q1は回転軸芯Xに交差する。この交差位置が壁中心Tとなり、この壁中心TがロータBの球状の外壁部23の中心と一致する。第1中心線Q1の傾斜方向は、第1スリーブ部13での冷却水の流れの上流(導入側の端部)ほど、この第1スリーブ部13の外端側が回転軸芯Xから離間すると共に、吐出ポートUSから離間するように設定されている。
 第2シール部19を構成する第2シール19aと、第2パッキン19bと、第2中間リング19cと、第2スプリング19dとは、第1シール部15において、対応する部材と同様の素材が用いられ、第1シール部15と同様に機能する。これらは第2スリーブ部17の内端位置に外嵌する状態で備えられている。
〔ロータ〕
 ロータBは、回転軸芯Xと同軸芯上に配置されるシャフト27と一体的に回転するロータ本体20を有している。
 ロータ本体20は、回転軸芯Xに沿う方向に開放して吐出ポートUSから冷却水を送り出す開口部21(孔状部の一例)と、この開口部21に連なり内部に内部空間20Sを形成するロータ内壁部22と、壁中心Tを中心とする球状となる外壁部23と、第1導入ポートU1又は第2導入ポートU2からの冷却水をロータBの内部空間20Sからの冷却水を受け入れるように当該外壁部23に形成された制御孔部24とを備えている。
 図15~図18に示すように、制御孔部24(受け部の一例)は、第1導入ポートU1の第1シール15aの内径より僅かに狭い幅となる第1受け部としての第1孔部24aと、第2導入ポートU2の第2シール19aの内径より僅かに狭い幅となる第2受け部としての第2孔部24bとがロータ本体20の外周に沿って伸びる形態で一連に形成されている。また、この制御孔部24の第1孔部24aの外周にはロータBの回転に伴い、第1導入ポートU1と重なり始める側に延出する溝24Tが形成されている。この溝24Tは、第1孔部24aを構成する主長孔部Gaの外周縁の一部を切り欠く形態で形成されている。尚、この溝24Tは、第1孔部24aを構成する副長孔部Gbの外周に形成しても良い。
 また、ロータBを、回転軸芯Xを中心に回転した場合に、第2孔部24bの外周のうち回転軸芯Xに沿う方向での一方の基準軌跡Ka(図9を参照・図15では下側)が、第1孔部24aの外周と重なり合う。また、第2孔部24bの外周のうち回転軸芯Xに沿う方向での他方(図15では上側)の中間軌跡Kbが、第1孔部24aにおいて回転軸芯Xに沿う方向での中央部に達するように位置関係が設定されている。
 また、第1孔部24aの第1幅W1(回転軸芯Xに沿う方向での幅)は、第2孔部24bの第2幅W2(回転軸芯Xに沿う方向での幅)の略2倍に設定されている。更に、第1孔部24aには、前述した中間軌跡Kbに沿って形成されることで、第1孔部24aを幅方向で等しく2分割するリブ部24rが形成されている。
〔冷却水の制御〕
 電動制御部Cは、第1実施形態と同じ構成を有している。また、電動制御部Cは、第1導入ポートU1及び第2導入ポートU2を同時に開放する全開姿勢と、第2導入ポートU2だけを開放する第2開放姿勢と、第1導入ポートU1だけを開放する第1開放姿勢と、第1導入ポートU1及び第2導入ポートU2を同時に閉塞する全閉姿勢とにロータBの回転姿勢を設定する制御を実現する。
 つまり、ロータBの回転姿勢が全開姿勢に設定された場合には、図15に示すように、第1シール15aが第1孔部24aの一対の縁部に当接し、第2シール19aが第2孔部24bの一対の縁部に当接するため第1シール15aと第2シール19aとの何れも姿勢が安定する。
 また、全開姿勢を基準にして、ロータBが一方に回転操作され、第2開放姿勢に設定された場合には、図16に示すように、第2シール19aが副長孔部Gbに沿って移動することで第1孔部24aの位置に達し、この第2シール19aの外周の一方が第1孔部24aの縁部に当接し、外周の他方がリブ部24rに接触するため、第2シール19aの姿勢が安定する。
 特に、ロータBが図16に示す第2開放姿勢から、図15に示す全開姿勢の方向に回転した場合には、この回転に伴い溝24Tが第1導入ポートU1に重なることにより、回転の初期に溝24Tを介して少量の冷却水を第1導入ポートU1に供給できる。これにより、第1孔部24aが第1導入ポートU1に重なる状態に達する以前に、エンジンEの温度を僅かに変化させるため、第1吐出ポートP1を介して冷却水を供給した場合の温度変化の小さくし、エンジンEの温度の急激な変化を抑制できる。
 また、全開姿勢を基準にして、ロータBが他方に回転操作され、第1開放姿勢に設定された場合には、図17に示すように、第1シール15aが第1孔部24aにあるため、第1シール15aが第1孔部24aの一対の縁部(主長孔部Gaの縁部と副長孔部Gbの縁部と)に当接することになり、第1シール15aの姿勢が安定する。
 更に、ロータBが全閉姿勢に設定された場合には、図18に示すように、第1シール15aがロータBの外壁部23に密着し、第2シール19aがロータBの外壁部23に密着する。
〔第3実施形態〕
 この第3実施形態の冷媒制御バルブ装置Vは、前述した第1実施形態と共通する構成を具備するものであるが、ロータBの構成が第1実施形態と異なっている。尚、この第3実施形態では実施形態と共通する構成には第1実施形態と共通する符号を付している。
〔第3実施形態:基本構成〕
 冷媒制御バルブ装置Vは、図19に示すように、エンジンEからの冷却水(冷媒の一例)を受け入れる導入ポートPSと、冷却水をラジエータホース1を介してラジエータRに送り出す第1吐出ポートP1とを備えている。また、この冷媒制御バルブ装置Vは、冷却水をオイルクーラホース6aを介してオイルクーラ6に供給する第2吐出ポートP2と、冷却水をEGRホース7aを介してEGRクーラ7に供給する第3吐出ポートP3とを備えている。この実施形態では、冷却水が供給されるデバイスとしてオイルクーラ6と、EGRクーラ7とを挙げているが、デバイスはこれに限るものではなくヒータコア等でも良い。
 エンジンEは、シリンダヘッド部Eaとシリンダブロック部Ebとを有しており、冷却水は、シリンダヘッド部Eaから冷媒制御バルブ装置Vの導入ポートPSに供給される。ラジエータRに供給された冷却水、及び、オイルクーラ6とEGRクーラ7に供給された冷却水はインレットバルブ3からウォータポンプ4(W/P)に送られ、このウォータポンプ4からエンジンEのシリンダブロック部Ebに戻される。
 図20~図22に示すように、冷媒制御バルブ装置Vは、樹脂製のハウジングAと、このハウジングAの内部に対し回転軸芯Xを中心に回転自在に収容される樹脂製で球状の外壁部23を有するロータBと、ロータBを回転駆動する電動制御部Cとを備えている。
〔ハウジング〕
 ハウジングAは、筒状となるハウジングボデー10の一方の端部を閉じるように蓋状のハウジングプレート11を備え、ハウジングボデー10の開放側には導入ポートPSが形成されている。ハウジングボデー10には第1吐出ポートP1と、第2吐出ポートP2と、第3吐出ポートP3とが形成されている。第2吐出ポートP2と第3吐出ポートP3との内径は等しい値に設定されている。
 第1吐出ポートP1の内端に第1シール部15を備え、第2吐出ポートP2の内端に第2シール部19を備え、第3吐出ポートP3の内端に第3シール部43を備えている。これらのシールは共通する構成を有しているため、第1吐出ポートP1の構成のみ説明する。第1吐出ポートP1は、ラジエータホース1が繋がれる円筒状の第1スリーブ部13(第1部材の一例)と、この第1スリーブ部13の外周に鍔状に形成される第1フランジ部14と、第1スリーブ部13の内端位置に内嵌する第1シール部15とを備えている。
 第1シール部15は、第1スリーブ部13に内嵌する第1シール15aと、第1パッキン15bと、第1中間リング15cと、第1スプリング15dとで構成されている。この構成では、第1スプリング15dが、第1中間リング15cと、第1スリーブ部13の内面に突設された複数の突出片との間に配置される。
 第1シール15aと第1パッキン15bと第1中間リング15cとは環状に形成され、これらは、第1スリーブ部13の第1中心線Q1に沿って移動可能に支持されている。この構成により、第1シール15aは、第1スプリング15dの付勢力により、ロータBの外壁部23に接触する状態を維持する。
 図22には第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2と第3吐出ポートP3との配置と、各ポートの構成とを示している。同図には、各々の吐出ポートの中心線を第1中心線Q1、第2中心線Q2、第3中心線Q3として示している。第2吐出ポートP2は、第2スリーブ部17と第2フランジ部18とを有すると共に、第2シール部19を備えている。第3吐出ポートP3は、第3スリーブ部41と第3フランジ部42とを有すると共に、第3シール部43を備えている。
 第2シール部19は、第2シール19aと第2パッキン19bと第2中間リング19cと第2スプリング19dとを備えている。第3シール部43は、第3シール43aと第3パッキン43bと、第3中間リング43cと第3スプリング43dとを備えている。
 尚、第2スリーブ部17の内面と第3スリーブ部41の内面とには、第1スリーブ部13の内面と同様にスプリングを受ける突出片が形成されている。
〔ロータ〕
 ロータBは、回転軸芯Xと同軸芯上に配置されるシャフト27と一体的に回転するロータ本体20を有している。
 ロータ本体20は、回転軸芯Xに沿う方向に開放して導入ポートPSから冷却水を受け入れる受け部としての開口部21と、この開口部21に連なり内部に内部空間20Sを形成するロータ内壁部22と、壁中心Tを中心とする球状となる外壁部23と、ロータBの内部空間20Sからの冷却水を第1吐出ポートP1、第2吐出ポートP2、又は第3吐出ポートP3に送り出すように当該外壁部23に形成された制御孔部24(孔部の具体例)とを備えている。
 制御孔部24と、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2と第3吐出ポートP3との位置関係を図23~図26のように表すことが可能である。
 図23ではロータ本体20に対し、制御孔部24として第1吐出ポートP1の第1シール15aの内径より僅かに狭い幅となる第1孔部24aが形成されている。また、第2吐出ポートP2の第2シール19a及び第3吐出ポートP3の第3シール43aの内径より僅かに狭い幅となる第2孔部24bが形成されている。この第1孔部24aと第2孔部24bとはロータ本体20の外周に沿って伸びる形態で一連に形成されている。更に、第1孔部24aを幅方向で等しく2分割するリブ部24rが形成されている。
 このような構成から、図23に示す全閉姿勢から、図26に示す全開姿勢に達するまでロータBを回転操作することにより、第3吐出ポートP3、第2吐出ポートP2、第1吐出ポートP1の順序で各々のポートがロータ本体20の内部に連通する。
 この冷媒制御バルブ装置Vでは、図27に示すように、ロータBを所定の閉塞姿勢にセットすることで第1吐出ポートP1と、第2吐出ポートP2と、第3吐出ポートP3との全てを閉塞する全閉姿勢に設定することが可能である。また、この全閉姿勢から、開放方向に回転操作を行うことにより、最初に第3吐出ポートP3の開度が拡大し、その開度が100%に達した後に、第2吐出ポートP2の開度が拡大し、その開度が100%に達した後に、第1吐出ポートP1の開度が拡大し、その開度を100%に設定できるように構成されている。
 この構成から、エンジンEの始動直後のように暖機を必要とする場合には、冷媒制御バルブ装置Vが全閉姿勢に維持される。このように全閉姿勢に維持された状態で、冷却水の水温がEGRクーラ7での熱交換が可能な温度まで上昇した場合に第3吐出ポートP3の開度を拡大してEGRクーラ7に冷却水の供給が開始される。この後に、冷却水の水温が更に上昇することにより第2吐出ポートP2の開度を拡大してオイルクーラ6に冷却水を供給して熱交換が行われる。
 そして、冷却水の放熱を必要とする水温まで上昇した場合に第1吐出ポートP1の開度を拡大してラジエータRでの放熱が行われる。つまり、ロータBを決まった方向に回転させることにより、第3吐出ポートP3、第2吐出ポートP2、第1吐出ポートP1の順序で各々の開度を拡大して冷却水の供給を可能にしている。
 また、ロータ本体20において、開口部21と反対側にはシャフト27が貫通状態で配置される開放部25が形成されている。シャフト27の突出端に形成された複数の連結体28が、ロータ本体20のロータ内壁部22に連結することにより、ロータBと一体回転するように構成されている。
〔ロータ:連結体〕
 ロータ本体20は金型を用いた樹脂の成形物であるため、ロータ本体20の内周のうち連結体28が連結する部位では、成形時に「ヒケ」と称される現象により連結体28が連結部位に対向する外壁部23が窪み、凹状部が形成されることもある。この「ヒケ」は成形時に樹脂量が多い連結体28の放熱時間が、樹脂量の少ない外壁部23の放熱時間より長いために発生するものである。具体的には、外壁部23の放熱が終了した後にも連結体28の放熱が継続するため、この放熱に伴う収縮により連結体28が連結する連結位置28aの外面側に凹状部が形成されるのである。このように外壁部23に凹状部が形成される場合にはシール(例えば第1シール15a)が当接してもシールと外壁部23との間に間隙が形成され、この間隙から漏水を招き適正な流量制御を行えないことになる。
 このような不都合を解消するために、図20に示すように、ロータ本体20に対する連結体28の連結位置28aを、シールが当接する領域から外れた領域に設定することにより、外壁部23の表面に凹状部が形成されず、壁中心Tを中心とする球状に高精度で形成してシールによるシール性を高く維持している。
 つまり、この構成では、シャフト27のうち、開口部21の内部に位置する端部に複数の連結体28の基端部分が連結しており、複数の連結体28の中間部分が回転軸芯Xと平行姿勢で開口部21と反対側に延出している。この連結体28の延出端を、ロータBのうち球状の外壁部23から外れた位置の壁部に連結させ、この位置を連結位置28aとしている。これによりロータ本体20を、金型を用いて成形することにより、連結位置28aの外側に窪みが発生しても、シールのシール性に影響を与えないものにしている。
 この種の冷媒制御バルブ装置Vでは、ロータBが全閉姿勢にある状態でロータ本体20の内部空間20Sの冷却水の水圧が最も高くなるため、この全閉姿勢にある状況で冷却水の漏出を高精度で抑制することも重要である。尚、何れかの吐出ポートに冷却水が供給される状況では、内部空間20Sの水圧が低下して漏水を招き難いため、各シールにおけるシール性の精度の低下は許容される。
 このような理由から、図22に示す如く、ロータBの外壁部23のうち、ロータBが全閉姿勢において、第1シール15aと第2シール19aと第3シール43aとが当接する領域を除く連結可能領域Zで、かつ、制御孔部24を避ける位置に対して、連結位置28aが設定されている。
〔ロータ:ストッパー〕
 また、ロータBの外周には、ロータBの回転限界を決めるストッパー26が突出形成されている。このストッパー26は、図23~図26に示すように、ロータBの外壁部23のうち、前述した非当接領域Yに含まれる領域に形成されている。
 ロータBの回転姿勢を全閉姿勢のよう決まった姿勢に保持する場合には、ロータBに対してストッパー26を突出形成することで回転限界を機械的に決めることが望ましい。しかしながら、ストッパー26はロータ本体20の肉厚と比較して大きい肉厚となるため、金型を用いた樹脂成形によりストッパー26を形成する場合には、前述した「ヒケ」と同様の理由からストッパー26の周辺の外壁部23の表面精度に影響を与えることも考えられる。このような理由から、何れのシールも当接することがない非当接領域Yに対してストッパー26を形成することにより、ロータBの外壁部23の表面精度に影響を与えず、結果としてシール性を低下させないようにしている。
〔電動制御部〕
 シャフト27は、ハウジングAのハウジングプレート11を貫通する状態で、このハウジングプレート11に回転自在に支持され、シャフト27とハウジングプレート11のボス部との間には、冷却水の漏出を阻止するシール29を備えている。
 電動制御部Cは、シャフト27の端部に備えられたホイールギヤ31と、これに咬合するウォームギヤ32と、このウォームギヤ32を回転駆動する電動モータ33(アクチュエータの一例)と、ウォームギヤ32の回転姿勢からロータBの回転姿勢を検知する非接触型の回転角センサ34とを制御ケース35に収容して構成されている。
 この第3実施形態では、電動モータ33の駆動力をウォームギヤ32に伝える伝動系にギヤ減速機構36を備えている。また、制御ケース35には、複数のフランジ部35Aが形成され、このフランジ部35Aの貫通孔に挿通するボルトをハウジングAに螺合することにより制御ケース35がハウジングAに連結固定される。
 制御ケース35は、ハウジングボデー10に連結固定されることにより水密構造となるように構成され、電動モータ33は外部の制御装置で制御される。制御装置は、エンジンEの冷却水の温度を計測する水温センサの検知結果に基づいてロータBの目標姿勢を設定し、回転角センサ34の検知信号によりロータBの回転姿勢が目標姿勢に達するように制御を行う。
 制御ケース35は、ハウジングボデー10と別体として形成され、ハウジングボデー10の外面に連結固定される構成であるため、例えば、仕様が異なる冷媒制御バルブ装置Vを製造する場合でも、ハウジングボデー10と電動制御部Cとを個別に製造することにより部品点数の増大の抑制を可能にしている。
〔冷却水の制御〕
 電動制御部Cは、図27に基づいて先に説明したように、ロータBの回転姿勢の設定により全閉姿勢から開放方向に回転操作を行うことにより、最初に、第3吐出ポートP3の開度が拡大し、その開度が100%に達した後に、第2吐出ポートP2の開度が拡大し、その開度が100%に達した後に、第1吐出ポートP1の開度が拡大し、その開度を100%に設定する制御を実現する。このように第1吐出ポートP1の開度を100%に設定した状態がロータBの全開姿勢に対応する。
 このようにロータBの回転姿勢を制御することにより、EGRクーラ7に冷却水を供給し、次に、オイルクーラ6に冷却水を供給し、最後にラジエータRに冷却水を供給することが可能となる。
 また、ロータBの制御孔部24の形状の設定と、第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2と第3吐出ポートP3との配置により、ロータBを決まった方向に回転操作するだけで、第3吐出ポートP3と、第2吐出ポートP2と、第1吐出ポートP1との順序で各々の吐出ポートの開度を拡大できると共に、各々の開度の調節も可能となる。
〔別実施形態〕
 本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
(a)図28に示すように、冷媒制御バルブ装置Vが、ハウジングAとして一方の端部がハウジングプレート11で閉じた筒状のハウジングボデー10を用い、ロータBとして円筒状のロータ本体20を用いて構成されている。更に、ハウジングボデー10に対して第1吐出ポートP1と第2吐出ポートP2とを形成し、実施形態と同様のスリーブ部とフランジ部とシールとを備えた(第1実施形態と共通する構成には第1実施形態と共通する符号を付している)。
 この別実施形態(a)では、ロータ本体20に制御孔部24を形成しており、ロータ本体20の円筒状の外壁部23に接触する第1,第2シール15a,19aに対応して制御孔部24を形成し、第1孔部24aを分割する位置にはリブ部24rを形成している。これにより制御孔部24には主長孔部Gaと副長孔部Gbとが形成される。
 このようにシリンダ状に構成した冷媒制御バルブ装置Vにおいても、第2シール19aの一部を制御孔部24の縁部に当接させ、第2シール19aの姿勢を良好に維持して、脱落を抑制することができる。
 この構成でも、第2実施形態と同様に冷却水の流動方向を、第2実施形態のように逆方向に設定する形態で使用するように用いても良い。
(b)第1シール部15と第2シール部19と第3シール部43とは、前述した構成に限るものではなく、これらの少なくとも一方を、例えば、スプリングを備えずにリップだけをロータBの外壁部23に接触するシールとして構成しても良い。
(c)第2孔部24bには、図29に示されるように、回転軸としてのシャフト27の延在方向に延出する縦リブ部50を備えることも可能である。このように構成することで、縦リブ部50により第2孔部24bの形状を維持することができる。したがって、所期の冷媒の流れが変わることを防止できる。
 また、縦リブ部50は、図30の縦リブ部50の近傍の拡大図に示されるように、第1シール15aとの接触圧を抑制するようにロータ本体20の外壁部23を延長した仮想外壁面Sより回転軸の中心側に引退しているように構成しても良い。このように縦リブ部50を構成することにより、ロータ本体20が回転する際に、縦リブ部50と、第1シール15aとの間に隙間を設けることができる。これにより、第1シール15aに対する縦リブ部50の接触圧を軽減して第1シール15aの摩耗を抑制し、第1シール15aの寿命を長くすることができる。したがって、所期のシール性を維持することができるので、冷媒の漏れの増加を防止できる。また、縦リブ部50が第1シール15aを摺動することがないので、摺動トルクを低減することが可能となる。
 また、図示はしないが、第2受け部24bも、回転軸としてのシャフト27の延在方向に延出する縦リブ部50を備えるように構成し、縦リブ部50が、第1シール15aとの接触圧を抑制するようにロータ本体20の外壁部23を延長した仮想外壁面Sより回転軸の中心側に引退しているように構成しても良い。このように構成することで、上述した第2孔部24bに縦リブ部50を設ける場合と同様の効果を奏することが可能である。
(d)図2に示される冷媒制御バルブ装置Vは、第1吐出ポートP1及び第2吐出ポートP2を有するとして説明したが、冷媒制御バルブ装置Vは、図31に示されるように、第1吐出ポートP1のみ有するように構成することも可能である。もちろん、図示はしないが、図13に示される冷媒制御バルブ装置Vにおいて、第1導入ポートU1のみを有するように構成することも可能である。
 本発明は、吐出ポートを有したハウジングの内部にロータを回転自在に収容した冷媒制御バルブ装置に利用することができる。
13     第1部材(第1スリーブ部)
15a    第1シール
17     第2部材(第2スリーブ部)
19a    第2シール
20S    内部空間
21     受け部・孔状部(開口部)
23     外壁部
24     孔部・受け部
24a    第1孔部・第1受け部
24b    第2孔部・第2受け部
24r    リブ部
24ra   中央領域
24rb   傾斜領域
26     ストッパー
33     アクチュエータ(電動モータ)
35     制御ケース
A      ハウジング
B      ロータ
E      内燃機関(エンジン)
Ka     基準軌跡
Kb     中間軌跡
PS     導入ポート
P1     吐出ポート・第1吐出ポート
P2     吐出ポート・第2吐出ポート
S      仮想外壁面
US     吐出ポート
U1     導入ポート・第1導入ポート
U2     導入ポート・第2導入ポート
T      壁中心
X      回転軸芯

Claims (15)

  1.  内燃機関からの冷媒を受け入れる導入ポート、及び、当該冷媒を振り分けて送り出す大径の第1吐出ポートおよび小径の第2吐出ポートの少なくとも二つの吐出ポートを備えたハウジングと、
     前記ハウジングの内部で回転軸芯を中心に回転して前記冷媒の流れを制御する回転体形状を呈するロータと、
     前記第1吐出ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第1シールと、
     前記第2吐出ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第2シールと、を備え、
     前記ロータが、前記導入ポートからの前記冷媒を受け入れる受け部と、受け入れた前記冷媒を収容する内部空間と、当該冷媒を前記第1吐出ポートあるいは前記第2吐出ポートに送り出すよう、前記回転軸芯の延出方向に沿って広幅に形成された第1孔部と前記延出方向に沿って狭幅に形成された第2孔部とを有する孔部とを備え、
     前記ロータの回転により、前記第1孔部の少なくとも一部が前記第2吐出ポートに連通するとき、前記第2シールの少なくとも一部が前記第1孔部の縁部に当接するように構成してある冷媒制御バルブ装置。
  2.  内燃機関からの冷媒を振り分けて受け入れる大径の第1導入ポートと、小径の第2導入ポートとの少なくとも二つの導入ポート、及び、当該冷媒を送り出す吐出ポートを備えたハウジングと、
     前記ハウジングの内部で回転軸芯を中心に回転して前記冷媒の流れを制御する回転体形状を呈するロータと、
     前記第1導入ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第1シールと、
     前記第2導入ポートに設けられて前記ロータの外面に当接する環状の第2シールと、を備え、
     前記ロータが、前記第1導入ポートからの前記冷媒を受け入れる前記回転軸芯の延出方向に沿って広幅に形成された第1受け部と前記延出方向に沿って狭幅に形成された第2受け部とを有する受け部と、受け入れた前記冷媒を収容する内部空間と、当該冷媒を前記吐出ポートに送り出すよう形成された孔状部とを備え、
     前記ロータの回転により、前記第1受け部の少なくとも一部が前記第2導入ポートに連通するとき、前記第2シールの少なくとも一部が前記第1受け部の縁部に当接するように構成してある冷媒制御バルブ装置。
  3.  前記吐出ポートの中心線が、前記ロータの球の中心を通り、前記吐出ポートの吐出側端部が前記導入ポートから離間する方向に傾斜している請求項1又は2に記載の冷媒制御バルブ。
  4.  前記導入ポートの中心線が、前記ロータの球の中心を通り、前記導入ポートの導入側端部が前記吐出ポートから離間する方向に傾斜している請求項1又は2に記載の冷媒制御バルブ。
  5.  アクチュエータの駆動力により前記ロータの回転姿勢を設定する制御ケースが、前記ハウジングの外部に取付けられている請求項1から4のいずれか一項に記載の冷媒制御バルブ装置。
  6.  前記ロータを、前記回転軸芯を中心に回転した場合に、前記第2孔部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での一方の基準軌跡が、前記第1孔部の外周と重なり合い、前記第2孔部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での他方の中間軌跡が、前記第1孔部の中央部に達するように位置関係が設定され、
     前記第1孔部を前記中間軌跡で分割するリブ部が、前記第1孔部に形成されている請求項1に記載の冷媒制御バルブ装置。
  7.  前記ロータを、前記回転軸芯を中心に回転した場合に、前記第2受け部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での一方の基準軌跡が、前記第1受け部の外周と重なり合い、前記第2受け部の外周のうち前記回転軸芯に沿う方向での他方の中間軌跡が、前記第1受け部の中央部に達するように位置関係が設定され、
     前記第1受け部を前記中間軌跡で分割するリブ部が、前記第1受け部に形成されている請求項2に記載の冷媒制御バルブ装置。
  8.  前記リブ部が、前記第1シールとの接触圧を抑制するように前記ロータの外壁部を延長した仮想外壁面より前記回転軸芯の方向に変位して形成されている請求項6又は7に記載の冷媒制御バルブ装置。
  9.  前記リブ部が、前記ロータの周方向での中央において前記仮想外壁面より前記回転軸芯の方向に変位する中央領域と、前記リブ部の外端部が滑らかな傾斜で前記中央領域及び前記ロータの外壁部に連なる傾斜領域とを備えている請求項8に記載の冷媒制御バルブ装置。
  10.  前記ロータが、前記回転軸芯上の壁中心を中心とする球状の外壁部を有している請求項1から9のいずれか一項に記載の冷媒制御バルブ装置。
  11.  前記孔部は、前記ロータの回転に伴い前記吐出ポートと重なり始める側に延出する溝を有している請求項1又は6に記載の冷媒制御バルブ装置。
  12.  前記受け部は、前記ロータの回転に伴い前記導入ポートと重なり始める側に延出する溝を有している請求項2又は7に記載の冷媒制御バルブ装置。
  13.  前記ロータの回転限界を決めるストッパーが、前記ロータの外周のうち前記第1シールと前記第2シールとの何れにも当接しない領域に突出形成されている請求項1から12のいずれか一項に記載の冷却制御バルブ装置。
  14.  前記第2孔部には、回転軸の延在方向に延出する縦リブ部が備えられ、前記縦リブ部は前記第1シールとの接触圧を抑制するように前記ロータの外壁部を延長した仮想外壁面より回転軸の中心側に引退している請求項1、6、又は11に記載の冷却制御バルブ。
  15.  前記第2受け部には、回転軸の延在方向に延出する縦リブ部が備えられ、前記縦リブ部は前記第1シールとの接触圧を抑制するように前記ロータの外壁部を延長した仮想外壁面より回転軸の中心側に引退している請求項2、7、又は12に記載の冷却制御バルブ。
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