(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、弁体１４の弁開時において上流側となる上流側開口５８と、下流側となる下流側開口６０とを有し、前記弁孔５６は、最も大径となる上流側開口５８から下流側開口６０に向かって徐々に縮径するように断面テーパ状に形成される。【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弁孔による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、
前記弁孔は、前記導入口と前記導出口とを連通させる弁開状態において、上流側から下流側に向かって徐々に縮径した断面テーパ状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。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弁孔による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、
弁孔は、導入口と導出口とを連通させる弁開状態において、上流側から下流側に向かって徐々に縮径した断面テーパ状に形成されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、流体制御バルブを構成するボディには弁室内に弁体が回転自在に設けられ、この弁体は、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔を有し、導入口と導出口とが連通した弁開状態において、弁孔が上流側から下流側に向かって徐々に縮径する断面テーパ状に形成されている。
【０００９】
従って、弁開状態において導入口からの流体が弁孔に沿って流れることで、徐々に縮径する弁孔によってその流速を上昇させながら下流側の導出口へと流通させることができるため、流体中に異物が含まれていた場合、その異物の弁室内への進入が抑制され、しかも、弁孔の下流側から流体を高速で導出させることで、弁室内に異物が堆積している場合には、高速で流れる流体によって異物を好適に導出口へと押し流して排出することができる。
【００１０】
その結果、弁室内に異物が堆積してしまうことが抑制され、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、流体制御バルブを構成する弁体が、その回転中心に対して直交方向に貫通した弁孔を有し、導入口と導出口とが弁孔を介して連通した弁開状態において、弁孔を上流側から下流側に向かって徐々に縮径した断面テーパ状に形成することにより、導入口からの流体が弁孔に沿って流れることで、その流速を上昇させ下流側の導出口へと流通させることができる。そのため、流体中に異物が含まれていた場合、その異物が弁室内へと進入して堆積してしまうことが抑制され、しかも、弁室内に異物が堆積している場合には、弁孔から流体を高速で導出させることで、その高速で流れる流体の流れによって異物を好適に導出口へと押し流して排出することができる。その結果、弁室内への異物の堆積を抑制することができ、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。
【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ＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。
【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（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（図１Ｂ参照）、前記軸方向と直交する水平方向に貫通した弁孔５６が形成されている。
【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、図１Ｂに示される弁開時において上流側（矢印Ｃ方向）に臨む上流側開口５８が最も大きく、下流側（矢印Ｄ方向）に臨む下流側開口６０が最も小さくなるように断面テーパ状に形成される。すなわち、弁孔５６は、その延在方向に沿って直径が変化するように形成される。
【００２６】
換言すれば、弁孔５６は、上流側開口５８から下流側開口６０に向かって徐々に縮径するように形成される。
【００２７】
また、図１Ｂに示されるように、弁孔５６における下流側開口６０の直径Ｅ１は、ボディ１２における第２開口３８の直径Ｅ２よりも小さくなるように設定される（Ｅ１＜Ｅ２）。
【００２８】
そして、弁部５０の外周面は、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、前記弁体１４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。そのため、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。
【００３４】
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が所定方向に回転し始め、約９０°回転することで、図１Ａ及び図１Ｂ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５８が第１開口３６に臨み、下流側開口６０が第２開口３８に臨む位置となり、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。
【００３５】
これにより、導入流路４６に供給されていた流体が、上流側開口５８から下流側開口６０へと弁体１４の弁孔５６を通じて下流側（矢印Ｄ方向）へと流通し、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。
【００３６】
この際、弁孔５６は、その上流側開口５８から下流側開口６０に向かって徐々に縮径しているため、前記弁孔５６を流体が通過することで徐々に流速が上昇することとなる。そのため、流体中に異物が含まれる場合には、弁孔５６からボディ１２の下流側開口６０へと流体が高速で流通することで、前記異物が収納室２４へと進入して堆積してしまうことが抑制され、しかも、前記弁孔５６から流体を高速で導出させることで、収納室２４内に堆積している異物が前記流体の流れによって好適に押し流されて導出流路４８へと排出される。
【００３７】
以上のように、本実施の形態では、流体制御バルブ１０を構成するボディ１２の収納室２４に弁体１４が回転自在に収納され、この弁体１４の弁孔５６は、導入部２０と導出部２２とが連通した弁開状態において、前記導入部２０に臨む上流側開口５８と、前記導出部２２に臨む下流側開口６０とを有し、最も大径となる前記上流側開口５８から下流側開口６０に向かって徐々に縮径するように形成している。これにより、弁体１４の回転作用下に弁孔５６を介して導入部２０と導出部２２とが連通した弁開状態において、前記導入部２０からの流体が弁孔５６に沿って流れることにより、流体の流速を上昇させ下流側へと導出することができる。
【００３８】
そのため、流速を高めながら流体をボディ１２の上流側から下流側へと流通させることで、該流体中に含まれる異物が収納室２４へと進入しにくくなるため前記収納室２４内への前記異物の堆積を抑制することができ、しかも、前記弁孔５６から流体を高速で導出させることで、収納室２４内に堆積している異物を前記流体の流れを利用して好適に導出流路４８へと排出することが可能となる。
【００３９】
その結果、収納室２４に対する異物の堆積が抑制され、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を防止することが可能となる。
【００４０】
また、弁閉状態と弁開状態とを切り替える間となる弁体１４の回転途中状態において、導入部２０からの流体が弁孔５６の上流側開口５８から流入することで、該弁孔５６の下流側開口６０が完全に導出部２２へと対向する位置にないため、前記弁孔５６からの流体が前記下流側開口６０から収納室２４の内壁面に向かって導出されることとなる。そのため、流体が内壁面に沿って流れることで、該収納室２４に堆積した異物を好適に押し流すことが可能となる。
【００４１】
さらに、弁孔５６における下流側開口６０の直径Ｅ１を、導出部２２の導出流路４８（第２開口３８）の直径Ｅ２よりも小さくすることにより、前記下流側開口６０から導出される流体を、より大径で開口した導出流路４８へと確実に流通させることができると共に、前記流体中に含まれる異物を確実に前記導出流路４８へと導くことで収納室２４内への進入をより一層抑制可能となる。
【００４２】
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。
【００４３】
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】
【００４４】
１０…流体制御バルブ                １２…ボディ
１４…弁体                          １６…駆動部
２０…導入部                        ２２…導出部
２４…収納室                        ３６…第１開口
３８…第２開口                      ４０…シール部材
４６…導入流路                      ４８…導出流路
５０…弁部                          ５６…弁孔
５８…上流側開口                    ６０…下流側開口
【図１】
2019157934.tif 000003