(57)【要約】      （修正有）【課題】液体制御弁において流路内に進入した異物を確実に下流側へ排出することで弁体を円滑に作動させる。【解決手段】液体制御弁を構成するボディ１２の内部に円柱状の弁体１４が回転自在に設けられ、この弁体１４には、軸線と直交方向に貫通した弁孔５２が形成されると共に、前記弁孔５２における第１開口５４と第２開口５６との間となる外周面に、該外周面に対して窪んで軸方向に延在した複数の捕捉溝６０が形成される。そして、ボディ１２の導入流路３４から流入した異物Ｓが捕捉溝６０によって捕捉され、弁体１４の回転によって前記捕捉溝６０が下流側となる導出流路３８へ臨む位置となった際、前記捕捉溝６０から異物Ｓが押し出され下流側へと排出される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の導入される導入口と前記液体の導出される導出口とを有したボディと、該ボディの内部に回転自在に設けられる円柱状の弁体とを備える液体制御弁において、
前記弁体には、回転中心に対して直交し外周面まで貫通した弁孔と、
前記弁孔の一端部及び他端部にそれぞれ形成され、前記弁体の回転作用下に前記導入口及び前記導出口に臨む一組の開口と、
前記外周面に形成され、周方向において前記一方の開口と他方の開口との間に設けられる複数の溝部と、
を備え、
前記導入口及び前記導出口に対して前記開口が面していない第１の弁閉状態において前記溝部が前記導入口に対峙し、該第１の弁閉状態から前記弁体が回転し前記導入口及び前記導出口に対して前記開口の面していない第２の弁閉状態において、前記第１の弁閉状態において前記導入口に対峙させた前記溝部が前記導出口に対峙することを特徴とする液体制御弁。
【請求項２】
請求項１記載の液体制御弁において、
前記弁体の外周面と前記ボディの内周面との間にはクリアランスが設けられることを特徴とする液体制御弁。
【請求項３】
請求項１又は２記載の液体制御弁において、
複数の溝部は、前記弁体の軸方向に沿って延在することを特徴とする液体制御弁。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体制御弁において、
前記溝部は、前記弁体の外周側に向かって徐々に広くなるように形成されることを特徴とする液体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体の流通する流路上に設けられ該液体の流量を制御するための液体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両用内燃機関を冷却するための冷却水回路に用いられ、冷却水等の液体の流量を制御する液体制御弁が知られている。この液体制御弁は、例えば、特許文献１に開示されるように、断面円形状の円筒形本体を備え、その軸方向に沿った端部壁に流体入口管が開口、断面円形状の側壁には３つの流体出口管が開口している。また、円筒形本体の内部には切頭端部を有した調節部材が回転自在に設けられ、前記調節部材の回転位置によって、流体入口管から３つの流体出口管うちのいずれか１つへと選択的に液体を排出し、且つ、その液体の流量を制御する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５１２５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１のような液体制御弁では、流体入口管から導入される液体内に異物が混入していた場合、調節部材の外周側に設けられたシールリングと前記円筒形本体の側壁との間に噛み込んでしまい、該調節部材の動作不良の原因となる。
【０００５】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、流路内に進入した異物を確実に下流側へ排出することで弁体を円滑に作動させることが可能な液体制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明は、液体の導入される導入口と液体の導出される導出口とを有したボディと、ボディの内部に回転自在に設けられる円柱状の弁体とを備える液体制御弁において、
弁体には、回転中心に対して直交し外周面まで貫通した弁孔と、
弁孔の一端部及び他端部にそれぞれ形成され、弁体の回転作用下に導入口及び導出口に臨む一組の開口と、
外周面に形成され、周方向において一方の開口と他方の開口との間に設けられる複数の溝部と、
を備え、
導入口及び導出口に対して開口が面していない第１の弁閉状態において溝部が導入口に対峙し、第１の弁閉状態から弁体が回転し導入口及び導出口に対して開口の面していない第２の弁閉状態において、第１の弁閉状態において導入口に対峙させた溝部が導出口に対峙することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、液体制御弁を構成する弁体が円柱状に形成され、その回転中心に対して直交し外周面まで貫通した弁孔を備えると共に、その外周面に開口した弁孔の一端部及び他端部である一組の開口の間に複数の溝部が形成される。そして、弁体の開口が導入口及び導出口に面していない第１の弁閉状態において溝部を導入口に対峙させ、第１の弁閉状態から弁体が回転し開口が再び導入口及び導出口と面していない第２の弁閉状態では、第１の弁閉状態において導入口に対峙させた溝部を導出口へと対峙させている。
【０００８】
従って、液体と共に異物が導入口から導入された際、第１の弁閉状態において導入口と対峙した複数の溝部で捕捉することができ、弁体の回転作用下に導出口に対峙した第２の弁閉状態とすることで、溝部の異物を導出口から下流側へと排出することが可能となる。その結果、液体制御弁に流入した異物の弁体への噛み込みが回避され、弁体を円滑に作動させることができる。
【０００９】
また、弁体の外周面とボディの内周面との間にクリアランスを設けることにより、弁体によって導入口と導出口との連通が遮断された弁閉状態においても、クリアランスを通じて微量だけ液体を下流側へと流通させることができるため、この流れを利用することで溝部に捕捉された異物の下流側への排出性を高めることが可能となる。
【００１０】
さらに、複数の溝部を、弁体の軸方向に沿って延在させることで、異物の混入した液体が供給される導入口、異物が排出される導出口に対して広範囲で複数の溝部を対峙させることができるため、異物の捕捉性及び排出性を高めることができる。また、弁体を成形する場合に、その軸方向に沿った上下型で溝部を同時に成形できるため、その製造が容易であり製造工数及び製造コストの削減が可能となる。
【００１１】
さらにまた、溝部を、弁体の外周側に向かって徐々に広くなるように形成することにより、溝部によって異物をより捕捉しやすくなると同時に、異物を溝部から排出しやすくなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１３】
すなわち、液体制御弁を構成する弁体において、その回転中心に対して直交し外周面まで貫通した弁孔を備えると共に、その外周面に開口した弁孔の一端部及び他端部である一組の開口の間に複数の溝部を形成することで、弁体の開口が導入口及び導出口に面していない第１の弁閉状態において溝部を導入口に対峙させることで、導入口から導入された液体に混入している異物を溝部で捕捉し、第１の弁閉状態から弁体が回転した第２の弁閉状態で溝部を導出口へ対峙させることで、溝部に捕捉された異物を導出口を通じて下流側へと排出することが可能となる。その結果、液体制御弁に流入した異物の弁体への噛み込みが回避され、弁体を円滑に作動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る液体制御弁の全体断面図である。
【図２】図２Ａは図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った液体制御弁の横断面図であり、図２Ｂは、図２Ａの液体制御弁における弁体近傍の拡大断面図である。
【図３】図１の液体制御弁を構成する弁体の外観斜視図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、導入流路内に流入した異物を下流側へと排出する場合を示す液体制御弁の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る液体制御弁について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る液体制御弁を示す。
【００１６】
この液体制御弁１０は、図１〜図２Ｂに示されるように、ボディ１２と、該ボディ１２に対して回転自在に設けられる弁体１４とを含み、前記ボディ１２は、例えば、樹脂製材料から形成され、前記弁体１４の収納される本体部１６と、該本体部１６から突出して液体の供給される導入部１８と、前記本体部１６に対して前記導入部１８とは反対方向に突出し前記液体の排出される導出部２０とを有する。
【００１７】
この本体部１６は、例えば、断面円形状に形成され、その中央部には弁体１４の収納される収納室２２が形成されると共に、前記収納室２２の下方には開口部２４が形成されカバー部材２６が装着され閉塞される。また、本体部１６には、収納室２２の上部に軸方向（矢印Ｃ方向）に沿って延在した貫通孔２８が形成され、該貫通孔２８の内部には環状溝を介してパッキン３０及びダストシール３２が設けられる。
【００１８】
導入部１８は、例えば、管状に形成され、本体部１６の軸線と直交し径方向外側（矢印Ａ方向）へ所定長さだけ突出している。この導入部１８の内部には、その端部から収納室２２まで一直線状に延在する導入流路（導入口）３４が形成され、本体部１６と導入部１８との接合部位に開口した入口孔（導入口）３６を介して導入部１８と収納室２２とが連通している。そして、導入部１８の端部には図示しないチューブが接続され、図示しない液体供給源から導入流路３４へと液体が供給される。
【００１９】
導出部２０は、導入部１８と同様に管状に形成され、本体部１６の軸線と直交し、該本体部１６を挟んで前記導入部１８とは反対側（矢印Ｂ方向）に向かって所定長さだけ突出している。すなわち、導入部１８と導出部２０とは本体部１６を挟んで一直線状となるように設けられる。
【００２０】
この導入部１８の内部には、その端部から収納室２２まで一直線状に延在する導出流路（導出口）３８が形成され、本体部１６と導出部２０との接合部位に開口した出口孔（導出口）４０を介して導出部２０と収納室２２とが連通している。そして、導出部２０の端部に図示しないチューブが接続され、導入部１８から収納室２２へと流れた液体が導出流路３８を通じて図示しない内燃機関の冷却水回路へと排出される。
【００２１】
弁体１４は、図１〜図３に示されるように、例えば、断面円形状で収納室２２に収納され、該収納室２２の内周径より若干だけ小さな外周径で形成される（図２Ｂ参照）。そのため、弁体１４の外周面と収納室２２の内周面との間にはわずかなクリアランスＤ（図２Ｂ参照）を有している。
【００２２】
また、弁体１４の軸方向（矢印Ｃ方向）に沿った上端部中央には第１軸部４２が形成され、前記第１軸部４２にはシャフト４４が上方に向かって延在するように連結される。そして、弁体１４が収納室２２に収納された際、シャフト４４が貫通孔２８へと挿通される。この際、シャフト４４の外周面にはパッキン３０及びダストシール３２が摺接することで、前記貫通孔２８と前記シャフト４４との間を通じて収納室２２から液体が漏出することが防止されると共に、外部から収納室２２側への塵埃等の進入が防止される。
【００２３】
また、シャフト４４の上端部は貫通孔２８を通じて本体部１６の外側へ突出し、該上端部には本体部１６の上部に設けられ通電作用下に回転駆動する回転駆動源４６が連結される。この回転駆動源４６は、例えば、モータが用いられ、図示しないコントローラからの制御信号に基づき、所定方向に所定角度だけ回転する。
【００２４】
一方、弁体１４の軸方向（矢印Ｃ方向）に沿った下端部中央には第２軸部４８が形成され、この第２軸部４８は第１軸部４２と同軸上に設けられ、カバー部材２６の支持孔５０へと挿入される（図１参照）。
【００２５】
これにより、弁体１４は、第１及び第２軸部４２、４８を介して収納室２２の内部において回転自在に設けられると共に、回転駆動源４６の駆動作用下にシャフト４４を介して弁体１４が所定方向且つ所定角度だけ回転する。
【００２６】
また、弁体１４には、その軸線と直交方向に貫通した弁孔５２が形成され、該弁孔５２は断面円形状で弁体１４の外周面を貫通するように形成される。そして、弁体１４の外周面には、弁孔５２の一端部である第１開口（開口）５４と、該弁孔５２の他端部である第２開口（開口）５６が形成されると共に、前記第１及び第２開口５４、５６を中心として周方向に沿った所定範囲に一組のランド部５８ａ、５８ｂが形成される。換言すれば、略矩形状のランド部５８ａ、５８ｂ（図２Ａ及び図２Ｂ参照）の中央に断面円形状の第１及び第２開口５４、５６がそれぞれ開口している。
【００２７】
さらに、弁体１４の外周面には、その周方向において一方のランド部５８ａと他方のランド部５８ｂとの間となる位置に複数（例えば、７本）の捕捉溝（溝部）６０がそれぞれ形成される。この捕捉溝６０は、弁体１４の外周面に対して径方向内側に断面矩形状に窪み、且つ、軸方向（矢印Ｃ方向）に沿って上端部から下端部まで延在すると共に、周方向に沿って複数の捕捉溝６０が互いに等間隔離間するように設けられる。詳細には、捕捉溝６０は、内周側となる底部から弁体１４の外周側に向かって徐々に幅広状となるように形成される。
【００２８】
本発明の実施の形態に係る液体制御弁１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら説明する。
【００２９】
なお、以下の説明では、図４Ａにおいて導入流路３４（入口孔３６）に臨む複数の捕捉溝６０を第１溝部群Ｅ１とし、一方、導出流路３８（出口孔４０）に臨む複数の捕捉溝６０を第２溝部群Ｅ２とし、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、前記第１溝部群Ｅ１側に丸印（○）を、第２溝部群Ｅ２に三角印（△）を便宜上付している。
【００３０】
先ず、図４Ａに示される液体制御弁１０では、弁体１４の弁孔５２が導入流路３４及び導出流路３８と直交し、前記導入流路３４と前記導出流路３８との連通が遮断された弁閉状態（第１の弁閉状態）であるため、図示しない液体供給源から導入部１８の導入流路３４に供給された液体は弁孔５２を通じて導出流路３８へと流れることがなく、前記弁体１４の外周面と収納室２２の内周面との間のクリアランスＤを通じて微量だけ前記導出流路３８へと流れる。
【００３１】
次に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき回転駆動源４６が駆動することでシャフト４４を介して弁体１４が約９０°だけ回転し、図４Ｂに示されるように、弁孔５２の両端部に開口した第１及び第２開口５４、５６がそれぞれ出口孔４０及び入口孔３６に臨み、導入流路３４及び導出流路３８と一直線状となった弁開状態となる。これにより、導入流路３４に供給されていた液体が弁体１４の弁孔５２を通じて下流側（矢印Ｂ方向）の導出流路３８へと流通して図示しない内燃機関の冷却水回路へと導出される。
【００３２】
なお、弁体１４の開度は、上述した弁閉状態（開度０％）及び弁開状態（開度１００％）のみに限定されるものではなく、前記弁閉状態と前記弁開状態との間となる任意の角度とすることで、液体の流量を自在に制御することが可能である。
【００３３】
次に、何らかの原因で導入部１８の導入流路３４内に異物Ｓが流入した場合について説明する。ここでは、図４Ａに示される弁体１４の弁孔５２が導入部１８及び導出部２０と直交した弁閉状態（第１の弁閉状態）を初期位置として説明する。
【００３４】
先ず、この初期位置では、図４Ａに示されるように、導入流路３４の入口孔３６に対して弁体１４の捕捉溝６０（第１溝部群Ｅ１、○）が対向しているため、該導入流路３４内に液体と共に流入した異物Ｓが下流側となる弁体１４まで移動し前記捕捉溝６０へと進入することで捕捉された状態となる。
【００３５】
次に、図４Ｂに示されるように、弁体１４を時計回り方向に回転させ弁孔５２が導入流路３４及び導出流路３８と連通した弁開状態とすると、異物Ｓの捕捉された捕捉溝６０（第１溝部群Ｅ１、○）は収納室２２の内周面に対峙した位置となる。
【００３６】
そして、弁体１４をさらに時計回り方向に回転させることで再び弁閉状態（第２の弁閉状態）となり、異物Ｓの捕捉された捕捉溝６０（第１溝部群Ｅ１、○）が出口孔４０を介して導出流路３８に臨む位置となる。この異物Ｓは、弁体１４と収納室２２との間を流れる微量な液体の流れによって捕捉溝６０から押し出され、該導出流路３８を通じて下流側（矢印Ｂ方向）へと排出される。なお、異物Ｓとしては、例えば、最大２ｍｍ程度のものが想定される。
【００３７】
この際、第２溝部群Ｅ２（△）を構成する複数の捕捉溝６０が導入流路３４の入口孔３６に臨むように配置され、新たに液体に流入して流れてきた異物Ｓが前記捕捉溝６０によって捕捉される。そして、弁体１４が再び回転し第２溝部群Ｅ２（△）が出口孔４０に臨む位置となった際、前記異物Ｓが導出流路３８を通じて下流側（矢印Ｂ方向）へと排出される。すなわち、弁体１４の弁閉状態では、常に異物Ｓを捕捉可能な状態にある。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、液体制御弁１０を構成する弁体１４の外周面に、その軸方向と直交するように貫通した弁孔５２の第１開口５４と第２開口５６との間となる位置に複数の捕捉溝６０が設けられ、この捕捉溝６０が、弁体１４の周方向に沿って複数設けられ軸方向に沿って延在し、前記弁体１４が導入流路３４と導出流路３８との連通を遮断した弁閉状態において、該導入流路３４に臨み、別の弁閉状態において導出流路３８に臨むように設けられる。
【００３９】
従って、導入流路３４内に流入した異物Ｓを、弁閉状態において捕捉溝６０で確実に捕捉することができ、捕捉溝６０を弁体１４の回転作用下に導出流路３８に臨む位置とすることで、前記捕捉溝６０の異物Ｓを導出流路３８を通じて下流側へと排出することが可能となる。その結果、液体制御弁１０に流入した異物Ｓの弁体１４への噛み込みが回避され、弁体１４を所定性能で円滑に作動させることが可能となる。
【００４０】
また、弁体１４の外周面とボディ１２の収納室２２との間にわずかなクリアランスＤを設けているため、前記弁体１４によって導入流路３４と導出流路３８との連通が遮断された弁閉状態においても、前記クリアランスＤを通じて下流側へと微量の液体の流れが生じるため、前記流れを利用することで捕捉溝６０が導出流路３８に臨んだ弁閉状態において該捕捉溝６０に捕捉された異物Ｓの排出性を高めることができる。
【００４１】
さらに、複数の捕捉溝６０を弁体１４の軸方向に沿って延在させることで、異物Ｓの流入した液体が供給される導入流路３４、前記異物Ｓが排出される導出流路３８に対して前記捕捉溝６０を広範囲で対峙させることができるため、前記異物Ｓの捕捉性及び排出性を高めることが可能となる。また、弁体１４を成形する場合、その軸方向に沿った上下型で複数の捕捉溝６０を同時に成形できるため、その製造が容易であり、製造工数及び製造コストの削減が可能となる。
【００４２】
さらにまた、捕捉溝６０の大きさ、断面形状及び数量等は、液体内への流入が懸念される異物Ｓの大きさに応じて適宜設定すればよい。
【００４３】
なお、本発明に係る液体制御弁は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４４】
１０…液体制御弁                    １２…ボディ
１４…弁体                          １６…本体部
１８…導入部                        ２０…導出部
２２…収納室                        ３４…導入流路
３８…導出流路                      ５２…弁孔
６０…捕捉溝                        Ｓ…異物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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