(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温水の入口（２）および出口（３）を有する弁ハウジング（１）と、  この弁ハウジング（１）の内部に回動可能に収納された円形外周面を有する弁体（５）と、
前記弁ハウジング（１）の内部に設けられ、前記弁体（５）の円形外周面に圧接するシール用パッキン（７）とを備え、
前記弁体（５）の回動により前記入口（２）と前記出口（３）との間の通路開口面積を制御して、車両用空調装置の暖房用熱交換器（１６）への温水流量を制御する車両用空調装置の温水流量制御弁において、
前記シール用パッキン（７）に前記弁体（５）の円形外周面に向かって突出するシール用突起部（１１）を設け、
このシール用突起部（１１）の先端側に、前記弁体（５）の円形外周面に沿った円弧状の凹面（１２）と、この円弧状の凹面（１２）における前記弁体（５）の円周方向の両側部に位置する凸曲面とが成形されて、前記シール用突起部（１１）の断面積が大きくなって、剛性が高まり、前記シール用突起部（１１）の弾性変形が起こりにくくなっており、
前記円弧状の凹面（１２）を前記弁体（５）の円形外周面に面接触させるとともに、この面接触部の接触長さ（Ｌ）を１．０〜４．０ｍｍの範囲に設定したことを特徴とする車両用空調装置の温水流量制御弁。
【請求項２】
前記シール用突起部（１１）の表面に低摩擦層（１３）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置の温水流量制御弁。
【請求項３】
前記低摩擦層はフッ素樹脂シート（１３）であることを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置の温水流量制御弁。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の温水流量制御弁（Ｖ）を備え、この温水流量制御弁（Ｖ）により暖房用熱交換器（１６）への温水流量を制御するようにしたことを特徴とする車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用空調装置における温水流量を制御する回動可能な弁体を持つロータリ式の温水流量制御弁においてシール用パッキンの改良構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の回動可能な弁体を持つロータリ式の流量制御弁においては、シール用パッキンを回動可能な弁体の外周面に圧接させることにより、シール作用を得るようにしている。その場合、シール用パッキンに円弧状のシール用突起部を設けたり、このシール用突起部の手前側（温水側の部位）に異物（温水回路中の鋳砂等）の侵入防止のためのワイパ用突起部を設定して、シール機能の維持、向上を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来構造では、ワイパ用突起部を設定しても、異物の侵入を完全に防止することはできないので、ワイパ突起部とシール用突起部との間に異物が停滞し、この異物がシール用突起部の先端シール部に噛み込み、シール用パッキンのシール機能を阻害するとともに、シール用パッキンの耐久寿命を大幅に悪化させるという不具合がある。
【０００４】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、車両用空調装置における温水流量を制御する回動可能な弁体を持つロータリ式の温水流量制御弁において、シール用パッキンのシール機能および耐久寿命の向上を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、弁体（５）の回動により温水の入口（２）と温水の出口（３）との間の通路開口面積を制御して、車両用空調装置の暖房用熱交換器（１６）への温水流量を制御する流量制御弁において、回動可能な弁体（５）の円形外周面に圧接するシール用パッキン（７）に、弁体（５）の円形外周面に向かって突出するシール用突起部（１１）を設け、
このシール用突起部（１１）の先端側に、弁体（５）の円形外周面に沿った円弧状の凹面（１２）と、この円弧状の凹面（１２）における弁体（５）の円周方向の両側部に位置する凸曲面とが成形されて、前記シール用突起部（１１）の断面積が大きくなって、剛性が高まり、前記シール用突起部（１１）の弾性変形が起こりにくくなっており、
前記円弧状の凹面（１２）を弁体（５）の円形外周面に面接触させるとともに、この面接触部の接触長さ（Ｌ）を１．０〜４．０ｍｍの範囲に設定したことを特徴としている。
【０００６】
これによると、シール用パッキン（７）のシール用突起部（１１）の円弧状の凹面（１２）における面接触部の接触長さ（Ｌ）を１．０ｍｍ以上にすることにより、シール面積を拡大して、シール機能を向上できる。
しかも、シール用突起部（１１）の断面積が大きくなって、剛性が高まり、シール用突起部（１１）の弾性変形が起こりにくくなる。その結果、シール用突起部（１１）への異物の噛み込みが減少し、シール用パッキン（７）の耐久寿命を向上できる。
【０００７】
また、接触長さ（Ｌ）を４．０ｍｍ以下にすることにより、シール用突起部（１１）と弁体（５）の外周面との摺動面積を減少して弁体（５）の回動操作力を低減できる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明のように、シール用突起部（１１）の表面に低摩擦層（１３）を設ければ、シール用突起部（１１）と弁体（５）の外周面との間の摩擦抵抗を効果的に低減できる。そのため、弁体５の回動操作力をさらに低減できる。
また、上記摩擦抵抗低減により、弁体（５）の回動操作時に、弁体（５）からシール用突起部（１１）に加わる外力も減少するので、シール用突起部（１１）の弾性変形を一層減少でき、シール用パッキン（７）の耐久寿命をさらに向上できる。
【０００９】
上記低摩擦層は、請求項３記載の発明のように、フッ素樹脂シート（１３）で構成できる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１、２は本発明を車両用空調装置における温水流量の制御弁に適用した一実施形態を示すものであり、最初に、図１により温水流量制御弁Ｖの全体構成を説明すると、１は樹脂製の弁ハウジングで、温水入口２および温水出口３が一体に成形されている。この温水入口２と温水出口３との間の中間部位には、図１の紙面垂直方向に延びる略円筒状の弁収納室４が形成されている。
【００１１】
そして、弁収納室４の内部には弁体５が回動可能に収納されている。この弁体５も樹脂製であり、図１の紙面垂直方向に延びる略円柱状に成形されている。弁体５にはその径方向に貫通する流量制御穴６が開けられている。また、弁体５には弁ハウジング１の外部に突出する操作軸（図示せず）が一体に設けられ、この操作軸を介して所定の回動位置に弁体５は回動されるようになっている。
【００１２】
また、弁収納室４の内部において、弁体５の流量制御穴６の出口側の部位にはゴム（弾性体）からなるシール用パッキン７が配置されている。このシール用パッキン７は弁体５の外周面に沿った湾曲形状に成形され、かつ、その中央部には流量制御穴６の出口側の開口を全開し得る大きさを持った開口部８が設けられている。
【００１３】
また、シール用パッキン７において、開口部８の出口側の周縁部には環状の突起部９が設けられており、この環状の突起部９を弁ハウジング１に設けられた保持溝部１０内に圧入することにより、シール用パッキン７が弁ハウジング１の内壁面と弁体５の外周面との間で保持される。
さらに、シール用パッキン７において弁体５の外周面に対向する部位には、シール用突起部１１が弁体５の外周面に向かって突出している。このシール用突起部１１は弁体５の流量制御穴６の周縁部の全周にわたって環状に形成されている。
そして、シール用突起部１１の先端側には、図２に拡大図示するように、弁体５の円形外周面に沿った円弧状の凹面１２が成形してあり、これにより、シール用突起部１１の先端側の円弧状の凹面１２が弁体５の円形外周面に面接触するようにしてある。ここで、この面接触部の接触長さＬは後述の理由から０．５〜５ｍｍの範囲に設定してある。
【００１４】
また、シール用突起部１１の表面には低摩擦層を形成するために、フッ素樹脂シート１３が溶着等の手段で固着されている。このフッ素樹脂シート１３は０．１ｍｍ程度の厚さを持った薄膜状になっている。
なお、図１において、車両用空調装置の温水回路では、車両エンジン１４からの温水がウォータポンプ１５により上記流量制御弁Ｖを通過して、暖房用熱交換器１６に流入するようになっている。
【００１５】
次に、上記構成において作動を説明すると、図１は弁ハウジング１に保持固定されたシール用パッキン７の開口部８に対して、弁体５の流量制御穴６の出口側が全開状態で連通している。従って、車両用空調装置の温水回路において、車両エンジン１４からの温水が流量制御弁Ｖを通過して、暖房用熱交換器１６に最大流量で流入する。
【００１６】
そして、図１の図示状態から、弁体５を時計方向に回動操作すると、シール用パッキン７の開口部８と弁体５の流量制御穴６の出口側との開口面積が減少して、暖房用熱交換器への温水流量が制御され、暖房能力を制御できる。
ところで、上記の温水流量制御作用を果たす流量制御弁Ｖにおいて、シール用パッキン７に、弁体５の円形外周面に向かって突出するシール用突起部１１を設けるとともに、このシール用突起部１１の先端側に弁体５の円形外周面に沿った円弧状の凹面１２を成形して、シール用突起部１１の先端側を弁体５の円形外周面に面接触させている。
【００１７】
このように、シール用突起部１１の先端側を弁体５の外周面に面接触させる結果、ゴムからなるシール用突起部１１のシール面積が拡大され、シール機能を向上できる。しかも、シール用突起部１１の断面積の拡大により、シール用突起部１１の剛性が高くなり、シール用突起部１１の弾性変形が起こりにくいので、シール用突起部１１の先端部に鋳砂等の異物が噛み込む現象も起こりにくくなり、シール用パッキン７の耐久寿命を向上できる。
【００１８】
さらに、シール用突起部１１の表面には低摩擦層を形成するフッ素樹脂シート１３が固着されているので、シール用突起部１１と弁体５の外周面との間の摩擦抵抗を効果的に低減できる。そのため、弁体５の回動操作力（操作トルク）を低減でき、弁体５の操作性を向上できる。
しかも、フッ素樹脂シート１３の固着によりシール用突起部１１の剛性がさらに高くなるとともに、上記摩擦抵抗低減により、弁体５の回動操作時に、弁体５からシール用突起部１１に加わる外力も減少するので、シール用突起部１１の弾性変形を一層減少でき、シール用パッキン７の耐久寿命をさらに向上できる。
【００１９】
本発明者は、シール用突起部１１の先端側の円弧状の凹面１２と、弁体５の円形外周面との面接触部の接触長さ（円周方向の接触長さ）Ｌについて、弁体５の回動操作力およびシール用パッキン７の耐久寿命との関係について、実験検討したところ、図３に示す関係にあることが判明した。
すなわち、図３は弁体５の回動操作力およびシール用パッキン７の耐久寿命を縦軸にとり、面接触部の接触長さＬを横軸に取ったものである。ここで、パッキン７の耐久寿命の評価方法としては、例えば、温水（温度：９０°Ｃ、不凍液等を５０％混合）中に、微小量（０．１〜０．２ｇ／リットル）の鋳砂を混合して、温水流量制御弁Ｖの温水回路に流すとともに、弁体５を全閉状態と全開状態の間で繰り返し作動させる。そして、弁体５の全閉状態における温水洩れ量が所定量に達っしたときの弁体開閉回数をパッキン７の耐久寿命とする。
【００２０】
図３から理解されるように、接触長さＬを０．５ｍｍより小さくすると、シール用パッキン７の耐久寿命が急激に低下する。これは、シール用突起部１１の剛性が低くなって、シール用突起部１１の弾性変形が起こりやすくなり、その結果、パッキン７の耐久寿命の低下が起きると考えられる。
また、接触長さＬを５．０ｍｍより大きくすると、弁体５の回動操作力が増大し、好ましくない。よって、接触長さＬは０．５〜５．０ｍｍの範囲に設定するのがよい。さらに、接触長さＬを１．０〜４．０ｍｍの範囲に設定すれば、弁体５の回動操作力およびシール用パッキン７の耐久寿命の観点からより一層好ましい。
【００２１】
なお、上記の実施形態では、本発明を車両用空調装置の温水流量制御弁に適用した場合について説明したが、温水流量の制御に限定されることなく、種々な用途において本発明は広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における流量制御弁の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の効果を示す特性図である。
【符号の説明】
１…弁ハウジング、５…弁体、７…シール用パッキン、
１１…シール用突起部、１２…円弧状の面、１３…フッ素樹脂シート。
【図１】
0003944967.tif 000002
【図２】
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【図３】
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