(57)【要約】【課題】流体制御バルブにおいてボディ内における異物の堆積を防止し、弁体の作動性を高めると同時にシール性の低下を防止する。【解決手段】ボディ１２の収納室２４には弁体１４が回転自在に収納され、この弁体１４には、第１及び第２軸部５２、５４の軸方向と直交方向に貫通した弁孔５６を有している。弁孔５６は、長手方向に沿って一定径で形成され、その上流側開口６０側となる位置に連通孔５８が形成される。連通孔５８は、弁孔５６の延在方向に対して直交し、該弁孔５６と弁部５０の外周面とを貫通するように形成されている。そして、弁孔５６を流れる流体の一部が、連通孔５８を通じて弁部５０の外周側へと導出されることで、収納室２４内の異物が押し流され排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の導入される導入口と前記流体の導出される導出口とを有したボディと、該ボディの弁室に回転自在に設けられる弁体とを備え、前記弁体には、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔を有し、前記弁体の回転作用下に前記導入口と前記導出口との連通状態を切り替える流体制御バルブにおいて、
前記弁体には、前記弁室に臨む外周面と前記弁孔とを連通する連通路を有し、前記導入口と前記導出口とが前記弁孔を通じて連通した弁開時において、前記連通路は、前記弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成されることを特徴とする流体制御バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流通する流路上に設けられ該流体の流量を制御するための流体制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、車両用の内燃機関を冷却するための冷却水回路に用いられ、冷却水等の流体の流量を制御する流体制御バルブが知られている。この流体制御バルブは、例えば、特許文献１に開示されるように、弁箱における弁収納室の内部に略円柱状の弁体が回転自在に設けられ、前記弁体には、その径方向に貫通する流量制御穴が形成される。また、弁箱の両端部には入口側パイプ及び出口側パイプがそれぞれ接続され、この出口側パイプに隣接するように弁収納室の内部には、弁体に摺接するシール用のパッキンが設けられている。
【０００３】
そして、弁体がパッキンに摺接しながら回転し、その流量制御穴が入口側パイプ及び出口側パイプと一直線状となることで互いに連通し、前記入口側パイプからの流体が流量制御穴を通じて出口側パイプへと流れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３２４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１の流体制御バルブでは、流体中に含まれる異物が弁収納室内へと進入した際、重力作用下に前記異物が弁収納室の底部へと溜まってしまい流体の流れが弱い部位に堆積してしまうことがある。そして、この堆積した異物が、弁体とボディとの間や前記弁体とパッキンとの間に噛み込まれて作動不良の原因となったり、シール性の低下を招くという問題が生じる。
【０００６】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、ボディ内における異物の堆積を防止し、弁体の作動性を高めると同時にシール性の低下を防止することが可能な流体制御バルブ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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体の導入される導入口と流体の導出される導出口とを有したボディと、ボディの弁室に回転自在に設けられる弁体とを備え、弁体には、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔を有し、弁体の回転作用下に導入口と導出口との連通状態を切り替える流体制御バルブにおいて、
弁体には、弁室に臨む外周面と弁孔とを連通する連通路を有し、導入口と導出口とが弁孔を通じて連通した弁開時において、連通路は、弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ボディに回転自在に収納された弁体には、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔が形成されると共に、この弁孔と弁室に臨む外周面とを連通する連通路が形成され、導入口と導出口とが弁孔を通じて連通した弁開時において、この連通路が弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成される。
【０００９】
従って、弁体を弁閉状態から弁開状態へと切り替える回転途中の状態において、連通路が弁孔における上流側の開口を介して導入口と連通し、且つ、略直線状となるように配置されるため、弁孔へ流入する流体の一部を、連通路へと流通させて弁体の外周面から弁室内へと導出させることができる。
【００１０】
その結果、連通路から導出された流体によって弁室内の異物を押し流すことで、弁室内における異物の堆積が抑制され、この異物がボディと弁体との間やシール部材と弁体との間に噛み込まれてしまうことがないため、弁体の作動性を向上できると共にシール性の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１２】
すなわち、弁体において、その弁孔と弁室に臨む外周面とを連通する連通路を形成し、導入口と導出口とが弁孔を通じて連通した弁開時において、この連通路が弁孔の延在方向に沿った中央よりも上流側となる位置に形成することで、弁閉状態から弁開状態へと切り替える回転途中の状態において、弁孔における上流側の開口を介して連通路が導入口と連通し、且つ、略直線状となるように配置されるため、弁孔へ流入する流体の一部を、連通路を通じて弁体の外周面から弁室内へと導出させることができる。その結果、連通路から導出された流体によって弁室内の異物が好適に押し流されることで異物の堆積が抑制され、ボディと弁体との間やシール部材と弁体との間への異物の噛み込みが防止されることで、弁体の作動性を向上できると同時にシール性の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１Ａは、本発明の実施の形態に係る流体制御バルブの全体断面図であり、図１Ｂは、図１Ａの流体制御バルブにおける弁閉状態と弁開状態との切り替え途中の状態を示す拡大横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る流体制御バルブ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流体制御バルブを示す。なお、以下の説明では、この流体制御バルブ１０が、内燃機関等の冷却水回路に適用される場合について説明する。
【００１５】
この流体制御バルブ１０は、図１Ａ及び図１Ｂ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、前記ボディ１２に設けられ前記弁体１４を回転駆動させる駆動部１６とを含み、このボディ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１８と、該本体部１８から突出して流体の供給される導入部（導入口）２０と、前記本体部１８に対して前記導入部２０とは反対方向に突出し前記流体の排出される導出部（導出口）２２とを含む。
【００１６】
本体部１８は、例えば、断面矩形状に形成され、その中央部には弁体１４の収納される収納室（弁室）２４が形成されると共に、該収納室２４の下方（図１Ａ中、矢印Ａ方向）に開口した開口部にはカバー部材２６が装着されることで閉塞される。このカバー部材２６の中央には、さらに下方に向かって窪んだ支持孔２８が設けられる。
【００１７】
また、本体部１８には、収納室２４の上部に軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って延在したシャフト孔３０が形成され、該シャフト孔３０の内部には環状溝を介してパッキン３２及びダストシール３４が設けられる。
【００１８】
一方、本体部１８の内壁面には、上流側（矢印Ｃ方向）に開口して後述する導入部２０と連通する第１開口（導入口）３６と、下流側（矢印Ｄ方向）に開口して後述する導出部２２と連通する第２開口（導出口）３８とが形成され、それぞれ収納室２４と連通している。
【００１９】
さらに、本体部１８の収納室２４には、第１開口３６の開口した内壁面にシール部材４０が設けられ、このシール部材４０は、例えば、ゴム等の弾性材料から断面矩形状に形成され、中央部に断面円形状の貫通孔４２が形成され厚さ方向（矢印Ｃ、Ｄ方向）に貫通すると共に、該貫通孔４２の外周側には弁体１４の外周面が摺接可能なシール面４４が形成される。
【００２０】
導入部２０は、例えば、管状に形成され、本体部１８の一側部から該本体部１８の軸方向と直交する水平方向（矢印Ｃ方向）に沿って所定長さだけ突出し、その内部には導入流路４６が形成されると共に、本体部１８の第１開口３６と連通することで導入部２０と収納室２４とが連通する。そして、導入部２０の端部には図示しないチューブが接続され、図示しない流体供給源から導入流路４６へと流体が供給される。
【００２１】
導出部２２は、導入部２０と同様に管状に形成され、本体部１８の他側部から導入部２０とは反対方向となるように水平方向（矢印Ｄ方向）に沿って所定長さだけ突出している。
【００２２】
また、導出部２２の内部には、その端部から収納室２４まで一直線状に延在する導出流路４８が形成され、本体部１８の第２開口３８と連通することで導出部２２と収納室２４とが連通している。そして、導出部２２の端部には図示しないチューブが接続され、導入部２０から収納室２４へと流れた流体が導出部２２の導出流路４８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。
【００２３】
弁体１４は、例えば、収納室２４に収納される弁部５０と、該弁部５０の上端部中央から軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って延在した第１軸部５２と、前記弁部５０の下端部中央から軸方向（矢印Ａ方向）に突出した第２軸部５４とを有する。
【００２４】
弁部５０は、例えば、第１及び第２軸部５２、５４の軸方向から見て断面円形状に形成された円柱体からなり、前記軸方向と直交する水平方向に貫通した弁孔５６と、該弁孔５６に対して直交するように延在した連通孔（連通路）５８とを備える。
【００２５】
この弁孔５６は、例えば、断面円形状に形成され弁部５０の外周面を貫通するように形成されると共に、軸方向に沿って一定径で延在している。また、弁孔５６は、図１Ａに示される弁開時において上流側となる第１開口３６に臨む上流側開口６０と、下流側となる第２開口３８に臨む下流側開口６２とを有している。
【００２６】
連通孔５８は、例えば、弁孔５６よりも小径で形成され、前記弁部５０の外周面と前記弁孔５６との間を貫通するように一定径で形成されると共に、弁孔５６における長手方向中央よりも上流側開口６０側（図１Ａ中、矢印Ｃ方向）となる位置に形成される。換言すれば、連通孔５８は、弁孔５６の長手方向において中央部から上流側となる位置に設けられている。
【００２７】
また、連通孔５８は、弁体１４の弁閉状態において、該弁体１４の下流側となる外周面、すなわち、ボディ１２の第２開口３８に臨む位置に開口し、且つ、図１Ｂに示される弁閉状態と弁開状態とを切り替える弁体１４の回転途中の状態において、弁孔５６の上流側開口６０を通じてボディ１２の第１開口３６に臨む位置となるように形成される。
【００２８】
そして、弁部５０の外周面が、ボディ１２に設けられたシール部材４０のシール面４４に当接し摺接しながら回転動作する。
【００２９】
第１軸部５２は、ボディ１２のシャフト孔３０へと挿通され、その外周面にパッキン３２及びダストシール３４が摺接することで、前記シャフト孔３０に対して回転自在に支持されると共に、その上端部が前記シャフト孔３０を通じて本体部１８の外側へと突出している。
【００３０】
第２軸部５４は、弁部５０を挟んで第１軸部５２と同軸上に形成され、カバー部材２６の支持孔２８へと挿入されることで回転自在に支持される。
【００３１】
駆動部１６は、例えば、ＤＣモータやステッピングモータ等の回転駆動源からなり、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。そして、駆動部１６は、ボディ１２における本体部１８の上部に設けられ、第１軸部５２の上端部が連結されることで、その通電作用下に第１軸部５２を介して弁体１４が収納室２４内において所定方向且つ所定角度だけ回転する。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る流体制御バルブ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説明する。
【００３３】
先ず、流体制御バルブ１０において、弁体１４の弁孔５６を導入流路４６及び導出流路４８と直交した位置とすることで、シール部材４０に当接した前記弁体１４の外周面によって前記導入流路４６と前記導出流路４８との連通が遮断された弁閉状態となる。この場合、連通孔５８は、ボディ１２の第２開口３８に臨むように配置され、シール部材４０が弁体１４の上流側に臨む外周面に当接しているため、弁孔５６及び前記連通孔５８を介して上流側と下流側とが連通することがない。
【００３４】
これにより、図示しない流体供給源から導入部２０の導入流路４６へと供給された流体は、ボディ１２の収納室２４を通じて導出部２２の導出流路４８へと流れることがない。
【００３５】
次に、図示しないコントローラからの制御信号に基づき駆動部１６が駆動することで、弁体１４は、第１軸部５２と共に弁部５０が所定方向（図１Ｂ中、矢印Ｅ方向）に回転し始め、その上流側開口６０が第１開口３６に向かい、下流側開口６２が第２開口３８に向かうように回転していく。そして、図１Ｂに示されるように、上流側開口６０の一部がシール部材４０のシール面４４を越えることで、弁孔５６を通じて導入流路４６と導出流路４８とが連通し始める。これにより、導入流路４６からの流体がシール部材４０の貫通孔４２を通じて弁孔５６へと流入し、収納室２４を通じて導出流路４８へと流れ始める。
【００３６】
この弁体１４の弁閉状態から弁開状態へと向かう回転途中において、弁孔５６の上流側開口６０を介して導入流路４６（第１開口３６）と連通孔５８とが略直線状となることで、前記弁孔５６に流入する流体の一部が、該弁孔５６から前記連通孔５８へと流れることで弁部５０の外周面から収納室２４内へと導出される。この弁部５０の外周面から導出された流体は、収納室２４の内壁面に沿って下流側（矢印Ｄ方向）へと流れることで、該収納室２４内に溜まっている異物が、その流れによって下流側へと押し流されて導出流路４８から排出される。
【００３７】
そして、さらに弁体１４が回転することで弁閉状態から約９０°回転した状態となり、図１Ａに示されるように前記弁体１４における弁孔５６の上流側開口６０が第１開口３６に臨み、下流側開口６２が第２開口３８に臨んで前記弁孔５６が導入流路４６及び導出流路４８と一直線状となった弁開状態となる。
【００３８】
これにより、導入流路４６に供給されていた流体が、弁孔５６における上流側開口６０から下流側開口６２へと弁体１４の弁孔５６を通じて下流側（矢印Ｄ方向）へとさらに流通し、第２開口３８を介して導出流路４８へと流通することで図示しない内燃機関の冷却水回路へと導出される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態では、流体制御バルブ１０を構成する弁体１４の弁部５０に、弁孔５６に対して略直交した連通孔５８が形成され、この連通孔５８は、弁孔５６において上流側となる上流側開口６０側となるように形成されると共に、前記弁孔５６と前記弁部５０の外周面とを貫通している。これにより、弁体１４が弁閉状態から弁開状態へと向かう回転途中において、弁孔５６の上流側開口６０を介して連通孔５８が導入流路４６と連通し、且つ、略直線状となるように配置されるため、前記弁孔５６に流入する流体の一部を、該弁孔５６から前記連通孔５８へと流すことで弁部５０の外周面から収納室２４内へと導出させることができる。
【００４０】
その結果、連通孔５８を通じて弁体１４の外側へと導出させた流体によって収納室２４内に溜まっている異物を下流側へと好適に押し流すことができ、前記収納室２４への異物の堆積が抑制されると共に、この異物が前記ボディ１２と弁体１４との間、シール部材４０と弁体１４との間に噛み込んでしまうことを回避できるため、前記弁体１４の作動性を向上できると共にシール性の低下も防止可能となる。
【００４１】
また、連通孔５８を、弁孔５６の長手方向中央よりも上流側に設けることで、弁体１４の回転途中において前記連通孔５８における弁孔５６側の開口部位を、導入流路４６（第１開口３６）に対峙させることができる。そのため、例えば、連通孔５８を弁孔５６における下流側に設けた場合と比較し、前記導入流路４６から前記弁孔５６へと流入した流体を、前記連通孔５８へと円滑に取り込んで流通させることができる。
【００４２】
さらに、弁体１４に設けられた連通孔５８は、上述したように弁孔５６の延在方向に対して直交方向に貫通する構成に限定されるものではなく、該弁孔５６に対して任意の角度で傾斜するように設けることで、前記弁孔５６から連通孔５８を通じて弁部５０の外部へと流出させる流体の流出方向を適宜変更することが可能となる。
【００４３】
すなわち、収納室２４において異物の堆積しやすい位置に応じて、弁孔５６に対する連通孔５８の角度を設定することで、前記連通孔５８から導出される流体によって堆積している前記異物を好適に排出することができる。
【００４４】
さらにまた、上述した流体制御バルブ１０は、内燃機関等の冷却水回路に適用される場合に限定されるものではなく、例えば、モータを冷却するための冷却水回路やバッテリーを冷却するための冷却水回路に用いてもよいし、冷却水等の液体の代わりにガス等の気体の流れを制御する目的で用いるようにしてもよい。
【００４５】
なお、本発明に係る流体制御バルブは、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】
【００４６】
１０…流体制御バルブ                １２…ボディ
１４…弁体                          １６…駆動部
２４…収納室                        ３６…第１開口
３８…第２開口                      ４０…シール部材
５０…弁部                          ５６…弁孔
５８…連通孔                        ６０…上流側開口
６２…下流側開口
【図１】
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