JP2023182878A - valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device.
従来の弁装置としては、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
As a conventional valve device, for example, one described in
この弁装置は、相互に異なる位置に開口する第1、第2連通路が設けられた筒状のハウジングと、このハウジングの内部に回転可能に収容され、回転位相に応じて第1連通路と第2連通路との接続状態を変化させる弁体と、を有する。そして、第1、第2連通路のうち出口側となる第2連通路には、筒状の配管が接続されていて、この配管と弁体との間には、当該配管に支持された付勢部材により弁体に向けて付勢された筒状のシール部材が、弁体の外周面に摺接可能に構成されている。 This valve device includes a cylindrical housing provided with first and second communication passages that open at mutually different positions, and a cylindrical housing that is rotatably housed inside the housing and that opens between the first and second communication passages depending on the rotational phase. It has a valve body that changes the state of connection with the second communication path. A cylindrical pipe is connected to the second communication passage, which is the outlet side of the first and second communication passages, and an attachment supported by the pipe is connected between the pipe and the valve body. A cylindrical seal member urged toward the valve body by the biasing member is configured to be able to come into sliding contact with the outer peripheral surface of the valve body.
しかしながら、前記従来の弁装置によれば、シール部材によるシール性を向上させるべく付勢部材の付勢力を高めると、シール部材が摺接する弁体の摩擦抵抗が大きくなってしまうおそれがあった。 However, according to the conventional valve device, when the biasing force of the biasing member is increased in order to improve the sealing performance of the sealing member, there is a risk that the frictional resistance of the valve body with which the sealing member slides becomes large.
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであって、弁体の摩擦抵抗の増大を抑制することができる弁装置を提供することを目的としている。 The present invention was devised in view of such technical problems, and an object of the present invention is to provide a valve device that can suppress an increase in frictional resistance of a valve body.
本発明は、その一態様として、弁体を回転可能に収容するハウジングの外部に取り付けられた支持部材を有し、前記支持部材に支持された付勢部材により筒状のシール部材が前記弁体に摺接可能に設けられていて、前記シール部材における前記弁体との摺接面に、前記弁体の回転方向において前記摺接面に開口する貫通孔を挟むようにして凹部が形成されている。 As one aspect of the present invention, the present invention includes a support member attached to the outside of a housing that rotatably accommodates a valve body, and a cylindrical seal member is activated by a biasing member supported by the support member. A recess is formed in a sliding surface of the sealing member that contacts the valve body so as to sandwich a through hole that opens to the sliding surface in the rotational direction of the valve body.
本発明によれば、弁体の摩擦抵抗の増大を抑制することができる。 According to the present invention, increase in frictional resistance of the valve body can be suppressed.
以下、本発明に係る弁装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の実施形態では、本発明に係る弁装置を従来と同様の自動車用冷却水(以下、単に「冷却水」と略称する。)の循環系に適用したものを例に説明する。 Hereinafter, embodiments of a valve device according to the present invention will be described based on the drawings. In the following embodiments, a valve device according to the present invention is applied to a conventional automobile cooling water (hereinafter simply referred to as "cooling water") circulation system.
(冷却水の循環回路の構成)
図1は、本発明に係る弁装置CVが適用される冷却水の循環回路の構成を表したブロック図を示している。また、図2は、図1に示す循環回路の変形例を表したブロック図を示している。
(Configuration of cooling water circulation circuit)
FIG. 1 shows a block diagram showing the configuration of a cooling water circulation circuit to which a valve device CV according to the present invention is applied. Further, FIG. 2 shows a block diagram representing a modification of the circulation circuit shown in FIG. 1. In FIG.
弁装置CVは、エンジンEG(具体的には図示外のシリンダヘッド)の側部に配置される。そして、この弁装置CVは、図1に示すように、ヒータHTと、オイルクーラOCと、ラジエータRDとの間に配置されている。ヒータHTは、図示外のエアコンの温風を作り出すために熱交換を行う暖房熱交換器である。オイルクーラOCは、エンジンEG内部の摺動部分を潤滑するためのオイルを冷却する。ラジエータRDは、エンジンEGの冷却に供する冷却水を冷却する。 The valve device CV is arranged on the side of the engine EG (specifically, a cylinder head not shown). As shown in FIG. 1, this valve device CV is arranged between the heater HT, oil cooler OC, and radiator RD. The heater HT is a heating heat exchanger that performs heat exchange to generate warm air for an air conditioner (not shown). The oil cooler OC cools oil for lubricating the sliding parts inside the engine EG. Radiator RD cools cooling water used to cool engine EG.
ここで、図中の符号WPは、冷却水の循環に供するウォータポンプである。また、符号WTは、弁装置CVの駆動制御に供する水温センサであって、当該水温センサWTの検出結果に応じて電子コントローラCUの制御電流に基づき弁装置CVが駆動制御される。また、符号TCは、エンジンEGの内部で燃焼される燃料と混合される空気の流量を制御するスロットルチャンバーである。 Here, the symbol WP in the figure is a water pump that circulates cooling water. Further, reference numeral WT is a water temperature sensor used to drive and control the valve device CV, and the valve device CV is drive-controlled based on the control current of the electronic controller CU in accordance with the detection result of the water temperature sensor WT. Moreover, the symbol TC is a throttle chamber that controls the flow rate of air mixed with the fuel burned inside the engine EG.
具体的には、ウォータポンプWPから吐出された冷却水が、導入通路L0を通じて弁装置CVへと導かれる。そして、水温センサWTによる検出結果などエンジンEGの運転状態に基づき、電子コントローラCUによって弁装置CVの弁体3が駆動制御される。これにより、導入通路L0を介して弁装置CVに導かれた冷却水が、第1~第3配管L1~L3を介して、ヒータHT、オイルクーラOC及びラジエータRDにそれぞれ分配される。
Specifically, the cooling water discharged from the water pump WP is guided to the valve device CV through the introduction passage L0. Then, the
また、弁装置CVには、導入通路L0をバイパスすることによって冷却水をエンジンEGからスロットルチャンバーTCへと直接導くためのバイパス通路BLが設けられている。このバイパス通路BLは、導入通路L0を介して弁装置CVに導かれた冷却水を、スロットルチャンバーTCに常時供給する。 Further, the valve device CV is provided with a bypass passage BL for directly guiding the cooling water from the engine EG to the throttle chamber TC by bypassing the introduction passage L0. This bypass passage BL constantly supplies the cooling water introduced to the valve device CV via the introduction passage L0 to the throttle chamber TC.
このように、弁装置CVは、いわゆる1in-3Out形式の分配デバイスとして適用され、導入通路L0より流入した冷却水を第1~第3配管L1~L3に分配すると共に、当該分配時の冷却水の流量を制御する。 In this way, the valve device CV is applied as a so-called 1in-3Out type distribution device, and distributes the cooling water flowing in from the introduction passage L0 to the first to third pipes L1 to L3, and also distributes the cooling water at the time of distribution. control the flow rate.
なお、本実施形態では、自動車の機関の一態様として、内燃機関であるエンジンEGを例示しているが、当該機関には、エンジンEGのみならず、例えばモータや燃料電池など、エネルギを動力に変換するあらゆる装置が含まれる。 In this embodiment, the engine EG, which is an internal combustion engine, is exemplified as one aspect of the engine of the automobile. Includes any converting equipment.
図2は、本発明に係る弁装置CVが適用される冷却水の循環回路の他の構成を表したブロック図を示している。 FIG. 2 shows a block diagram showing another configuration of the cooling water circulation circuit to which the valve device CV according to the present invention is applied.
弁装置CVは、図1に示す形式のほか、例えば図2に示すように、ウォータポンプWPの直前に配置され、いわゆる3in-1Out形式の集合デバイスとして適用することも可能である。すなわち、このような集合デバイスとして用いる場合は、弁装置CVは、第1~第3配管L1~L3より流入する冷却水を集合し、排出通路L4を通じてエンジンEG側へ還流すると共に、当該集合時の冷却水の流量を制御する。 In addition to the type shown in FIG. 1, the valve device CV can also be applied as a so-called 3-in-1-out type collection device, which is placed immediately before the water pump WP, as shown in FIG. 2, for example. That is, when used as such a collecting device, the valve device CV collects the cooling water flowing in from the first to third pipes L1 to L3, returns it to the engine EG side through the discharge passage L4, and at the same time collects the cooling water. control the flow rate of cooling water.
(弁装置の構成)
図3は、本発明に係る弁装置CVの分解斜視図を示している。なお、本図の説明では、回転軸2の回転軸線Zに平行な方向を「軸方向」、回転軸2の回転軸線Zに直交する方向を「径方向」、回転軸2の回転軸線Z周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図3の上方を「一端側」、下方を「他端側」として説明する。
(Configuration of valve device)
FIG. 3 shows an exploded perspective view of the valve device CV according to the invention. In the explanation of this figure, the direction parallel to the rotation axis Z of the
図3に示すように、弁装置CVは、ハウジング1の内部において回転軸2を介して回転可能に支持された筒状の弁体3と、ハウジング1に収容され、弁体3を回転駆動する電動モータ4と、ハウジング1に収容され、電動モータ4の回転を減速して伝達する減速機構5と、を有する。
As shown in FIG. 3, the valve device CV includes a
ハウジング1は、軸方向に2分割に形成されていて、弁体3及び電動モータ4を収容する第1ハウジング11と、第1ハウジング11の一端側の開口部を閉塞するように設けられ、減速機構5を収容する第2ハウジング12と、から構成される。第1ハウジング11と第2ハウジング12は、共に合成樹脂材料、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂によって成形されていて、複数のボルト13により固定されている。
The
第1ハウジング11は、弁体3を収容する中空円筒状の弁体収容部111と、弁体収容部111に並列して付設され、電動モータ4のモータ本体41を収容する中空円筒状のモータ収容部112と、を有する。そして、この第1ハウジング11は、後述するフランジ部114を介して図示外のシリンダブロックに、図示外の固定手段、例えば複数のボルトにより固定される。
The
弁体収容部111は、軸方向の一端側が端壁113により閉塞され、他端側が開口形成される。弁体収容部111の軸方向の他端部には、第1ハウジング11の図示外のシリンダブロックへの取り付けに供するフランジ部114が、径方向の外側へ延びるように設けられている。また、弁体収容部111の端壁113には、有蓋円筒状のボス部115が、第2ハウジング12側へ突出形成されている。ボス部115の端壁には、回転軸2が貫通する軸貫通孔116が貫通形成されている。また、弁体収容部111の端壁113には、減速機構5の支持軸51,52の軸受けに供する平板状の1対の軸受部117,117が、直立状に一体に形成されている。1対の軸受部117,117には、それぞれ支持軸51,52を回転可能に支持する軸受孔117a,117aが貫通形成されている。
The valve
また、第1ハウジング11には、弁体収容部111の側壁(周壁)に、弁体収容部111と第1ハウジング11の外部とを連通する第1~第3排出口E1~E3が開口形成されている。また、第1~第3排出口E1~E3の外側端部には、ヒータHT、オイルクーラOC及びラジエータRD(図1参照)に接続される第1~第3配管L1~L3が取り付けられると共に、第4排出口E4の外側端部には、スロットルチャンバーTC(図1参照)に接続される第4配管L4が取り付けられている。なお、第1~第4配管L1~L4は、いずれも複数のスクリュSWによって第1ハウジング11に固定されている。
Further, in the
第2ハウジング12は、弁体収容部111とモータ収容部112とに跨って当該弁体収容部111及びモータ収容部112を被覆可能に開口する有底筒状に形成されている。そして、この第2ハウジング12が、弁体収容部111及びモータ収容部112を覆うように第1ハウジング11に取り付けられることで、第2ハウジング12の内部空間によって、減速機構5を収容する減速機構収容部121が形成される。また、第2ハウジング12の側部には、図示外の電子コントローラとの接続に供するコネクタ接続部120が一体に設けられていて、このコネクタ接続部120を介して、電動モータ4と前記図示外の電子コントローラとが電気的に接続される。
The
電動モータ4は、出力軸42が第2ハウジング12側へ臨むかたちでモータ本体41がモータ収容部112内に収容される。そして、この電動モータ4は、モータ本体41の出力軸42側の端部に径方向の外側へと延びるように設けられたフランジ部43を介して、モータ収容部112の開口縁部に複数のボルト44により固定される。なお、電動モータ4は、図示しない車載の電子コントローラによって制御され、車両の運転状態に応じて弁体3を回転駆動することで、ラジエータRD等(図1参照)に対する冷却水の適切な分配が実現される。
The
減速機構5は、2組の食い違い歯車である第1歯車G1及び第2歯車G2により構成された駆動機構である。第1歯車G1は、電動モータ4の出力軸42と同軸上に設けられ、出力軸42と一体となって回転する第1ねじ歯車WG1と、電動モータ4の出力軸42と直交するように配置される第1支持軸51によって回転支持され、第1ねじ歯車WG1と噛み合う第1斜歯歯車HG1と、で構成される。第2歯車G2は、第2支持軸52によって回転支持され、第1斜歯歯車HG1と一体となって回転する第2ねじ歯車WG2と、回転軸2に固定され、第2ねじ歯車WG2と噛み合う第2斜歯歯車HG2と、で構成される。ここで、第1斜歯歯車HG1と第2斜歯歯車HG2とは、筒状の両歯車HG1,HG2が直列状に並んで一体に構成された複合歯車部材であって、この複合歯車部材の両端部に挿入される第1、第2支持軸51,52を介して、第1ハウジング11の1対の軸受部117,117に回転支持される。このような構成から、電動モータ4の出力軸42から出力された回転駆動力が、第1歯車G1及び第2歯車G2を介して2段階に減速されて弁体3へと伝達される。
The speed reduction mechanism 5 is a drive mechanism that includes two sets of staggered gears, a first gear G1 and a second gear G2. The first gear G1 is provided coaxially with the
図4は、弁装置CVを回転軸2の回転軸線Zに沿って切断した弁装置CVの断面図を示している。また、図5は、図4のA-A線に沿って切断した弁装置CVの断面図を示し、(a)は開弁状態、(b)は閉弁状態を示している。なお、本図の説明では、回転軸2の回転軸線Zに平行な方向を「軸方向」、回転軸2の回転軸線Zに直交する方向を「径方向」、そして回転軸2の回転軸線Z周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図4の上方を「一端側」、下方を「他端側」として説明する。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the valve device CV taken along the rotation axis Z of the
図4に示すように、第1ハウジング11には、軸方向の一端側が端壁113により閉塞され、かつ他端側が外部に開口する有底円筒状の弁体収容部111が形成されている。また、弁体収容部111の端壁113に設けられたボス部115には、回転軸2が貫通する軸貫通孔116が、弁体収容部111と後述の減速機構収容部121とを連通するように、軸方向に沿って形成されている。また、第1ハウジング11には、弁体収容部111に隣接するかたちで、内部に電動モータ4のモータ本体41を収容する有底円筒状のモータ収容部112が、軸方向の一端側に向けて開口形成されている(図3参照)。
As shown in FIG. 4, the
また、第1ハウジング11の一端側に取り付けられる第2ハウジング12は、軸方向の一端側が底壁122により閉塞され、かつ端壁113と対向する他端側が開口する有底筒状に形成されている。すなわち、第1ハウジング11の軸方向の一端側を閉塞するように第2ハウジング12が被せられることで、第2ハウジング12の内部空間に減速機構収容部121が形成され、この減速機構収容部121に減速機構5が収容されている。
The
また、第1ハウジング11は、弁体収容部111の軸方向の他端部の外周縁に設けられたフランジ部114を介して、図示外のシリンダヘッドの側部に、図示外の固定手段、例えば複数のボルトによって固定される。また、フランジ部114の内周側には、図示外のシリンダブロックの内部と連通してシリンダブロック側から冷却水を導入する、本発明の第1連通路に相当する導入口E0が開口形成されている。すなわち、弁装置CVが図示外のシリンダブロックに取り付けられた状態で、この導入口E0が前記シリンダブロック側の開口部と連通し、当該導入口E0を介してシリンダブロック側から弁体収容部111に冷却水が導入されるようになっている。
Further, the
また、弁体収容部111の周壁には、外部と弁体収容部111を連通する横断面ほぼ円形状の複数の貫通孔が、第1~第3排出口E1~E3として形成されていて、これら各排出口E1~E3に、対応する第1~第3配管L1~L3が接続されている。第1排出口E1は、第1配管L1を介して、例えばヒータHTに接続される。第2排出口E2は、第2配管L2を介して、例えばオイルクーラOCに接続される。第3排出口E3は、第3配管L3を介して、例えばラジエータRDに接続される。
Further, in the peripheral wall of the valve
ここで、第1~第3排出口E1~E3は、それぞれ第1ハウジング11の周壁上において異なる軸方向位置であって、かつ後述する第1~第3シール部材S1~S3が弁体3上においてそれぞれ隣接する軸方向位置に配置される第1~第3開口部M1~M3とオーバーラップ可能な軸方向間隔で配置されている。また、第1~第3排出口E1~E3は、それぞれ第1ハウジング11の周壁上において異なる周方向位置、具体的には、概ね90°ずつ位相をずらした位置に配置されている(図4参照)。
Here, the first to third discharge ports E1 to E3 are located at different axial positions on the peripheral wall of the
また、第1~第3排出口E1~E3の内周側には、当該各排出口E1~E3と弁体3との間を液密にシールするシール機構が設けられている。このシール機構は、合成樹脂材料からなる円筒状の第1~第3シール部材S1~S3と、これら第1~第3シール部材S1~S3を弁体3側へ付勢する金属製の第1~第3スプリングSP1~SP3と、から構成される。また、第1~第3シール部材S1~S3の外周側には、第1~第3排出口E1~E3と摺接可能な第1~第3シールリングSR1~SR3が取り付けられている。
Furthermore, a sealing mechanism is provided on the inner peripheral side of the first to third discharge ports E1 to E3 to liquid-tightly seal between each of the discharge ports E1 to E3 and the
第1~第3シール部材S1~S3は、所定のフッ素樹脂(本実施形態では、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン))により形成され、第1~第3排出口E1~E3の内周側に収容されて、それぞれ弁体3側へ向けて進退移動可能に設けられている。そして、この第1~第3シール部材S1~S3は、軸方向の両端が開口するほぼ円筒状を呈し、内周側には、それぞれの中心軸線に沿って貫通する横断面ほぼ円形の貫通孔S10,S20,S30(図示の関係上、S20は省略している。)が設けられている。また、第1~第3シール部材S1~S3は、弁体3と摺接する摺接面S11,S21,S31が、図5に示すように、弁体3の外周面に対応した曲率を有する円弧状の曲面によって構成され、当該弁体3の外周面に密着して摺接可能となっている。
The first to third sealing members S1 to S3 are formed of a predetermined fluororesin (in this embodiment, PTFE (polytetrafluoroethylene)), and are accommodated on the inner peripheral side of the first to third discharge ports E1 to E3. and are provided so as to be movable forward and backward toward the
第1~第3スプリングSP1~SP3は、第1~第3シール部材S1~S3を所定の付勢力によって付勢可能な付勢部材であって、一例として、いずれも横断面が概ね矩形を成す巻線によって構成された金属製の板ばねである。なお、この第1~第3スプリングSP1~SP3は、上述した金属製の板ばねに限定されず、第1~第3シール部材S1~S3を所定の付勢力によって付勢可能な付勢部材として機能すれば、材質(例えば樹脂材料)及び形態(例えばコイルばね)は任意に変更可能である。 The first to third springs SP1 to SP3 are biasing members capable of biasing the first to third seal members S1 to S3 with a predetermined biasing force, and as an example, all of them have a generally rectangular cross section. It is a metal leaf spring made of winding wire. Note that the first to third springs SP1 to SP3 are not limited to the above-mentioned metal plate springs, but can be used as biasing members capable of biasing the first to third seal members S1 to S3 with a predetermined biasing force. As long as it functions, the material (for example, resin material) and form (for example, coil spring) can be changed arbitrarily.
そして、第1~第3スプリングSP1~SP3は、伸縮方向の一端が、付勢対象である第1~第3シール部材S1~S3の摺接面S11,S21,S31と反対側の端面である着座面S12,S22,S32に着座し、他端は、支持部材として機能する第1~第3配管L1~L3のうち第1~第3排出口E1~E3に挿入されて接続される接続端部L11,L21,L31側の端面である支持面L12,L22,L32に着座する。すなわち、第1~第3スプリングSP1~SP3は、第1~第3シール部材S1~S3の着座面S12,S22,S32と第1~第3配管L1~L3の支持面L12,L22,L32との間に所定の予圧(セット荷重)をもって配置され、それぞれの予圧(セット荷重)に基づいてシール部材S1~S3を弁体3側へ常時付勢する。
One end of the first to third springs SP1 to SP3 in the expansion/contraction direction is an end surface opposite to the sliding contact surfaces S11, S21, and S31 of the first to third seal members S1 to S3, which are biased objects. A connection end is seated on the seating surfaces S12, S22, and S32, and the other end is inserted and connected to the first to third discharge ports E1 to E3 of the first to third pipes L1 to L3 that function as supporting members. It is seated on support surfaces L12, L22, and L32, which are end surfaces on the side of portions L11, L21, and L31. That is, the first to third springs SP1 to SP3 are connected to the seating surfaces S12, S22, S32 of the first to third seal members S1 to S3 and the support surfaces L12, L22, L32 of the first to third pipes L1 to L3. The seal members S1 to S3 are placed with a predetermined preload (set load) between them, and the seal members S1 to S3 are always urged toward the
第1~第3シールリングSR1~SR3は、横断面がX字状を成すいわゆるXリングであり、第1~第3シール部材S1~S3の外周側に開口形成された環状溝である第1~第3シール溝S13,S23,S33に嵌め込まれている。すなわち、第1~第3シールリングSR1~SR3が第1~第3シール溝S13,S23,S33と第1~第3排出口E1~E3の内周面とに弾性的に当接することにより、第1~第3シール部材S1~S3と第1~第3排出口E1~E3との間が液密にシールされている。 The first to third seal rings SR1 to SR3 are so-called X rings having an X-shaped cross section. - Fitted into the third seal grooves S13, S23, and S33. That is, the first to third seal rings SR1 to SR3 elastically abut against the first to third seal grooves S13, S23, S33 and the inner peripheral surfaces of the first to third discharge ports E1 to E3, The spaces between the first to third seal members S1 to S3 and the first to third discharge ports E1 to E3 are liquid-tightly sealed.
回転軸2は、概ね一定の外径を有する棒状を呈し、軸貫通孔116を貫通し、弁体収容部111と減速機構収容部121とに跨って配置されていて、ボス部115の内周側に配置された軸受B1によって回転可能に支持される。また、回転軸2と軸貫通孔116の間は、環状のシール部材20により液密にシールされている。すなわち、このシール部材20により、軸貫通孔116を通じた弁体収容部111内を流れる冷却水の減速機構収容部121側への流出が抑制されている。さらに、シール部材21と軸受B1の間には、ダストシール22が配置されている。すなわち、このダストシール22により、減速機構収容部121内の粉塵の弁体収容部111側への侵入が抑制されている。これにより、軸貫通孔116とシール部材21との間における粉塵の噛み込みが抑制され、シール部材21が保護されている。
The
弁体3は、所定の硬質樹脂材料によって形成され、一定の外径を有する有底円筒状を呈し、他端側の開口部である導入部M0が導入口E0側へ臨むように設けられることで、内周側に形成される内部通路118に冷却水を導入可能となっている。そして、この弁体3は、軸方向の一端部が、当該一端部の内周側に埋設された金属製のインサート部材30を介して回転軸2に圧入固定される一方、導入口E0側へと臨む他端部が、導入口E0の内周側に保持される軸受B2によって回転可能に支持されている。
The
また、弁体3の周壁には、第1ハウジング11の第1~第3排出口E1~E3に対応する軸方向位置に、所定の回転位置(位相)において第1~第3排出口E1~E3と連通可能な第1~第3開口部M1~M3が、それぞれ径方向に沿って貫通形成されている。なお、第1~第3開口部M1~M3については、例えば真円や周方向に延びる長円など、弁体3の制御内容に応じた形状や数量に設定されている。
Further, on the peripheral wall of the
以上のように構成された弁装置CVは、第1開口部M1と第1排出口E1の少なくとも一部が重なる周方向位置に弁体3が制御されることによって、第1排出口E1を介してヒータHTに冷却水を分配する。同様に、弁装置CVは、第2開口部M2と第2排出口E2の少なくとも一部が重なる周方向位置に弁体3が制御されることによって、第2排出口E2を介してオイルクーラOCに冷却水を分配する。また、同様に、弁装置CVは、第3開口部M3と第3排出口E3の少なくとも一部が重なる周方向位置に弁体3が制御されることによって、第3排出口E3(第3配管L3)を介してラジエータRDに冷却水を分配する。そして、この冷却水の分配に際し、第1~第3開口部M1~M3と第1~第3排出口E1~E3との重なり具合(重なり合う面積)が変化することで、当該分配時の冷却水の流量が変化する。
The valve device CV configured as described above is configured such that the
〔第1実施形態〕
(シール機構の構成)
図6は、図5に示す第1シール部材S1の近傍を拡大して表示した、図5の要部拡大図を示している。また、図7は、図6に示す第1シール部材S1を単体で表示したものであり、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すB-B線に沿って切断した断面図を示している。なお、前記第1~第3シール部材S1~S3は、いずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、本実施形態では、便宜上、図6、図7に基づき第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
[First embodiment]
(Seal mechanism configuration)
FIG. 6 shows an enlarged view of the main part of FIG. 5, in which the vicinity of the first seal member S1 shown in FIG. 5 is enlarged. Moreover, FIG. 7 shows the first seal member S1 shown in FIG. 6 as a single unit, and (a) is a plan view, and (b) is a cut along the line BB shown in FIG. A cross-sectional view is shown. Note that since the first to third seal members S1 to S3 all have the same shape but different sizes, in this embodiment, for convenience, the first seal member S1 to S3 is Only S1 will be explained, and a detailed explanation of the second and third seal members S2 and S3 will be omitted. In addition, in the explanation of each figure, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The direction around the central axis P of the member S1 will be described as a "circumferential direction."
図6、図7に示すように、第1シール部材S1は、フッ素樹脂、例えばPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)によって、軸方向の両端が開口するほぼ円筒状に形成されていて、内周側に、中心軸線Pに沿って貫通する横断面ほぼ円形の貫通孔S10が貫通形成されている。すなわち、この貫通孔S10が弁体3の第1開口部M1と重なり合うことにより、弁体3の内部通路18を通流する冷却水が、弁体3の第1開口部M1と第1シール部材S1の貫通孔S10とを通じて第1配管L1から排出される。
As shown in FIGS. 6 and 7, the first seal member S1 is made of a fluororesin, for example, PTFE (polytetrafluoroethylene), and is formed into a substantially cylindrical shape with openings at both ends in the axial direction. , a through hole S10 having a substantially circular cross section is formed therethrough along the central axis P. That is, this through hole S10 overlaps with the first opening M1 of the
また、第1シール部材S1の軸方向中間位置の外周面には、第1シール部材S1の径方向外側に開口する断面凹状をなす環状の第1シール溝S13が、周方向に沿って連続して形成されていて、この第1シール溝S13に対し、第1シールリングSR1を外周側から嵌め込むことが可能となっている。すなわち、当該第1シール溝S13に第1シールリングSR1が嵌め込まれた状態で第1シール部材S1が第1排出口E1に挿入されることで、第1シールリングSR1が第1シール溝S13の内面と第1排出口E1の内周面とに弾性的に当接し、当該第1シールリングSR1により、第1シール部材S1と第1排出口E1との間が液密にシールされる。 Further, on the outer peripheral surface of the first seal member S1 at an intermediate position in the axial direction, an annular first seal groove S13 having a concave cross section and opening radially outward of the first seal member S1 is continuous along the circumferential direction. The first seal ring SR1 can be fitted into the first seal groove S13 from the outer peripheral side. That is, by inserting the first seal member S1 into the first discharge port E1 with the first seal ring SR1 fitted into the first seal groove S13, the first seal ring SR1 is inserted into the first seal groove S13. The first seal ring SR1 elastically contacts the inner surface and the inner circumferential surface of the first discharge port E1, and the first seal ring SR1 provides a fluid-tight seal between the first seal member S1 and the first discharge port E1.
また、第1シール部材S1の軸方向端面のうち、弁体3と対向する側の端面には、弁体3の外周面に沿って湾曲してなる曲面状の摺接面S11が形成されている。この摺接面S11は、図6に示すような弁体3の軸方向に沿って切断した断面が、弁体3の軸方向の外周面に沿う直線状の断面となり、図5に示すような弁体3の径方向に沿って切断した断面が、弁体の周方向の外周面に沿う円弧状の断面となる、曲面状に形成されている。
Furthermore, a curved sliding surface S11 curved along the outer peripheral surface of the
一方、第1シール部材S1の軸方向端面のうち、第1配管L1と対向する側の端面には、第1スプリングSP1の軸方向の一端が着座可能な平坦状の着座面S12が形成されている。同様に、第1配管L1の第1スプリングSP1と対向する接続端部L11の端面には、第1スプリングSP1の軸方向の他端が着座可能な平坦状をなし、第1シール部材S1の着座面S12と平行な支持面L12が形成されている。かかる構成により、第1スプリングSP1の付勢力が、着座面S12及び支持面L12に直交する第1シール部材S1の軸方向に沿って作用し、当該第1シール部材S1を弁体3の径方向に沿って付勢可能となっている。
On the other hand, a flat seating surface S12 on which one axial end of the first spring SP1 can be seated is formed on the end surface of the axial end surface of the first seal member S1 that faces the first pipe L1. There is. Similarly, the end surface of the connecting end L11 of the first piping L1 facing the first spring SP1 has a flat shape on which the other end in the axial direction of the first spring SP1 can be seated, and the first sealing member S1 is seated on the end surface of the connecting end L11. A support surface L12 parallel to the surface S12 is formed. With this configuration, the biasing force of the first spring SP1 acts along the axial direction of the first seal member S1 perpendicular to the seating surface S12 and the support surface L12, and the first seal member S1 is moved in the radial direction of the
また、第1シール部材S1の摺接面S11には、径方向の中間位置に、弁体3から離間する側(第1スプリングSP1側)へ凹む断面凹状の凹部S14が、貫通孔S10を囲むように、当該摺接面S11の周方向に沿って連続する環状に形成されている。なお、本実施形態では、この凹部S14は、摺接面S11の径方向中央位置に設けられている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において、当該摺接面S11の外周縁と凹部S14の外周縁との間に形成された外周側シール部S15のシール幅WAと、当該摺接面S11の内周縁と凹部S14の内周縁との間に形成された内周側シール部S16のシール幅WBとが概ね等しくなるように構成されている。 Furthermore, in the sliding contact surface S11 of the first seal member S1, a recess S14 having a concave cross-section recessed toward the side away from the valve body 3 (towards the first spring SP1) is provided at an intermediate position in the radial direction, surrounding the through hole S10. As such, it is formed in a continuous annular shape along the circumferential direction of the sliding surface S11. In addition, in this embodiment, this recessed part S14 is provided in the radial center position of the sliding contact surface S11. In other words, in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1, the seal width WA of the outer peripheral side seal portion S15 formed between the outer peripheral edge of the sliding surface S11 and the outer peripheral edge of the recess S14. The seal width WB of the inner seal portion S16 formed between the inner circumferential edge of the sliding surface S11 and the inner circumferential edge of the recess S14 is approximately equal.
また、本実施形態では、第1シール部材S1の凹部S14について、断面が概ね矩形凹状となる形態を例示して説明したが、当該凹部S14の断面形状については、第1シール部材S1の仕様等(例えば摺接面S11の面圧や、第1シール部材S1の生産性等)に応じて任意に変更可能であって、特定の断面に限定されるものではない。 Furthermore, in the present embodiment, the recess S14 of the first seal member S1 has been described by way of example in which the cross section is approximately rectangular. It can be arbitrarily changed depending on (for example, the surface pressure of the sliding surface S11, the productivity of the first seal member S1, etc.), and is not limited to a specific cross section.
(本実施形態の作用効果)
従来の弁装置においては、例えば第1シール部材S1によるシール性を向上させるべく第1スプリングSP1の付勢力を高めた場合、第1シール部材S1が摺接する弁体3の摩擦抵抗(フリクション)が増大してしまい、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗を招来してしまうおそれがあった。
(Operations and effects of this embodiment)
In a conventional valve device, for example, when the biasing force of the first spring SP1 is increased in order to improve the sealing performance of the first seal member S1, the frictional resistance (friction) of the
特に、本実施形態のように、第1シール部材S1のシール性を高めるために金属製の第1スプリングSP1を用いる場合には、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)が過大となってしまうおそれがあった。
In particular, when using the metal first spring SP1 to improve the sealing performance of the first seal member S1 as in the present embodiment, the sliding contact surface S11 of the first seal member S1 and the outer periphery of the
また、本実施形態のように、支持部材として機能する第1配管L1を例えば樹脂材料など、金属材料に対して相対的に剛性の低い材質で構成する場合には、金属製の第1スプリングSP1のばね力に基づき、第1配管L1の変形を招来してしまうおそれがあった。 In addition, as in the present embodiment, when the first pipe L1 functioning as a support member is made of a material such as a resin material that has relatively low rigidity with respect to a metal material, the first metal spring SP1 Based on the spring force, there was a risk that the first pipe L1 would be deformed.
また、前記弁装置では、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間に異物(コンタミネーション)、いわゆるコンタミがかみ込んでしまう場合がある。この場合、弁体3の回転に伴い当該コンタミが弁体3に引きずられて第1シール部材S1を径方向に横断移動する結果、摺接面S11において、弁体3の回転方向に沿って傷が形成されてしまう。すなわち、この傷によって摺接面S11の内外周が連通してしまい、第1シール部材S1のシール性が低下してしまうおそれがあった。なお、前記コンタミの例としては、例えばエンジンのシリンダブロック(図示外)の鋳造時に用いた砂中子の砂や、前記シリンダブロックの加工時に発生した切粉、エンジン駆動に伴い発生する前記シリンダブロック等の摩耗粉、樹脂材料、冷却水に含まれる漏れ止め剤などがある。
Further, in the valve device, foreign matter (contamination), so-called contamination, may become trapped between the sliding surface S11 of the first seal member S1 and the outer circumferential surface of the
これに対して、本実施形態に係る弁装置CVでは、以下の効果が奏せられることにより、前記従来の弁装置の課題を解決することができる。 In contrast, the valve device CV according to the present embodiment can solve the problems of the conventional valve device by achieving the following effects.
すなわち、前記弁装置CVは、弁体収容部111に開口する第1連通路(本実施形態では、導入口E0)と、導入口E0とは別の位置において弁体収容部111に開口する第2連通路(本実施形態では、例えば第1排出口E1)と、を有するハウジング1と、弁体収容部111に回転可能に収容され、回転位相に応じて導入口E0と第1排出口E1との接続状態を変化させる弁体3と、第1排出口E1の内部に配置された付勢部材(本実施形態では、例えば第1スプリングSP1)と、ハウジング1の外部に接続され、第1スプリングSP1を支持する支持部材(本実施形態では、例えば第1配管L1)と、第1排出口E1の内部において第1スプリングSP1により弁体3に向かって付勢されたシール部材であって、弁体3の外周面と摺接する摺接面(本実施形態では、例えば摺接面S11)と、摺接面S11に開口する貫通孔(本実施形態では、例えば貫通孔S10)と、弁体3の回転方向において貫通孔S10を挟むようにして摺接面S11に設けられ、第1スプリングSP1側へ向かって凹む凹部(本実施形態では、例えば凹部S14)と、を有するシール部材(本実施形態では、例えば第1シール部材S1)と、を備えている。
That is, the valve device CV includes a first communicating passage (in this embodiment, the inlet E0) that opens into the valve
このように、本実施形態に係る弁装置CVでは、第1シール部材S1の摺接面S11に、凹部S14が設けられている。これにより、凹部S14の分だけ、弁体3に対する第1シール部材S1の摺接面S11の接触面積が減少し、その分、弁体3に対する第1シール部材S1の付勢荷重、すなわち第1スプリングSP1のばね力を低減することが可能となる。その結果、弁体3に対する第1シール部材S1の摺接面S11の規定の面圧(シール性)を維持したままで、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)を低減することが可能となり、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗の抑制を図ることができる。
In this way, in the valve device CV according to the present embodiment, the recess S14 is provided in the sliding surface S11 of the first seal member S1. As a result, the contact area of the sliding surface S11 of the first seal member S1 with respect to the
また、弁体3に対する第1シール部材S1の摺接面S11の接触面積の減少に伴い第1スプリングSP1のばね力を低減可能となることにより、第1配管L1の変形を抑制することができる。
Furthermore, as the contact area of the sliding surface S11 of the first seal member S1 with respect to the
さらに、第1シール部材S1の摺接面S11に凹部S14が設けられていることによって、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間にコンタミがかみ込んだ際に、このかみ込んでしまったコンタミを、凹部S14内に収容することが可能となる。これにより、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間にかみ込んでしまったコンタミが弁体3の回転に伴い引きずられて第1シール部材S1の摺接面S11を径方向に横断移動してしまうおそれがなくなる。その結果、かかるコンタミの横断移動に伴う摺接面S11の損傷を抑制することが可能となり、第1シール部材S1のシール性の低下を抑制することができる。
Furthermore, since the recess S14 is provided in the sliding surface S11 of the first sealing member S1, when contaminants get caught between the sliding surface S11 of the first sealing member S1 and the outer circumferential surface of the
また、本実施形態に係る弁装置CVにおいて、凹部S14は、貫通孔S10を囲むように環状に形成されている。 Further, in the valve device CV according to the present embodiment, the recess S14 is formed in an annular shape so as to surround the through hole S10.
このように、本実施形態では、凹部S14が、摺接面S11の全周にわたる環状に形成されていることにより、弁体3に対する第1シール部材S1の摺接面S11の接触面積を最大限に低減することができる。その結果、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)を最大限に低減しつつ、第1配管L1の変形を効果的に抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the recess S14 is formed in an annular shape covering the entire circumference of the sliding surface S11, thereby maximizing the contact area of the sliding surface S11 of the first seal member S1 with respect to the
また、本実施形態に係る弁装置CVにおいて、第1シール部材S1は、第1シール部材S1の外周面に開口する環状の第1シール溝S13と、第1シール溝S13と第2連通路(本実施形態では、例えば第1排出口E1)の間に設けられたリング部材(本実施形態では、例えば第1シールリングSR1)と、を有する。 In the valve device CV according to the present embodiment, the first seal member S1 includes an annular first seal groove S13 that opens on the outer circumferential surface of the first seal member S1, and a second communication passage ( In this embodiment, a ring member (in this embodiment, for example, a first seal ring SR1) is provided between, for example, the first discharge port E1.
このように、本実施形態では、環状の第1シール溝S13と第1排出口E1との間に、第1シールリングSR1が設けられている。これにより、回転する弁体3に対して比較的高い頻度で広範囲に摺接する第1シール部材S1の摺接面S11については、比較的硬質の樹脂材料を使用し、第1排出口E1との間で比較的低い頻度で極狭い範囲で摺接する第1シール部材S1の外周側については、比較的高い弾性を有する軟質の樹脂材料を使用することが可能となる。その結果、第1シール部材S1と弁体3の間、及び第1シール部材S1と第1排出口E1の間で、それぞれ適切なシール性を確保することができる。
Thus, in this embodiment, the first seal ring SR1 is provided between the annular first seal groove S13 and the first discharge port E1. As a result, a relatively hard resin material is used for the sliding surface S11 of the first seal member S1, which comes into sliding contact with the
また、本実施形態に係る弁装置CVにおいて、リング部材(本実施形態では、例えば第1シールリングSR1)は、Xリングである。 Further, in the valve device CV according to the present embodiment, the ring member (in the present embodiment, for example, the first seal ring SR1) is an X-ring.
このように、本実施形態では、第1シールリングSR1がXリングによって構成されていることにより、第1シールリングSR1と第1排出口E1との間の摩擦抵抗(フリクション)をさらに低減することが可能となる。これにより、第1シール部材S1を付勢する第1スプリングSP1のばね力を一層低減でき、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)をより効果的に低減することができる。その結果、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗をより効果的に抑制することができる。また、上記第1スプリングSP1のばね力のさらなる低減により、第1配管L1の変形についても、より効果的に抑制することができる。
In this way, in this embodiment, since the first seal ring SR1 is constituted by an X-ring, the frictional resistance (friction) between the first seal ring SR1 and the first discharge port E1 can be further reduced. becomes possible. Thereby, the spring force of the first spring SP1 that biases the first seal member S1 can be further reduced, and the frictional resistance (friction) between the sliding surface S11 of the first seal member S1 and the outer peripheral surface of the
また、本実施形態に係る弁装置CVにおいて、支持部材である第1配管L1は、樹脂材料によって形成されている。 Furthermore, in the valve device CV according to the present embodiment, the first pipe L1, which is a support member, is formed of a resin material.
このように、本実施形態では、第1配管L1が比較的剛性の低い樹脂材料によって形成されているため、凹部S14の形成に伴う前記第1スプリングSP1のばね力の低減効果によって、第1配管L1の変形をより効果的に抑制することができる。 As described above, in this embodiment, since the first pipe L1 is formed of a resin material with relatively low rigidity, the first pipe L1 is Deformation of L1 can be suppressed more effectively.
(第1変形例)
図8は、本発明に係る弁装置の第1実施形態の第1変形例を示し、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すC-C線に沿って切断した断面図を示している。なお、当該第1変形例に係る弁装置CV’は、図1に示すような、導入口E0から流入した冷却水の第1~第3排出口E1~E3からの排出を制御する、いわゆる3in-1outの形式の冷却回路に適用される。また、第1~第3シール部材S1~S3はいずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、前記第1実施形態と同様に、本変形例においても、便宜上、図8に基づいて第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
(First modification)
FIG. 8 shows a first modification of the first embodiment of the valve device according to the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cut along the line CC shown in (a). A cross-sectional view is shown. Note that the valve device CV' according to the first modification is a so-called 3-inch valve device that controls the discharge of cooling water flowing in from the inlet E0 from the first to third discharge ports E1 to E3, as shown in FIG. -Applicable to 1out type cooling circuit. Further, since the first to third sealing members S1 to S3 all have the same shape but different sizes, in this modification as well, as in the first embodiment, for convenience, FIG. Based on this, only the first seal member S1 will be explained, and a detailed explanation of the second and third seal members S2 and S3 will be omitted. In addition, in the explanation of each figure, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The direction around the central axis P of the member S1 will be described as a "circumferential direction."
図8に示すように、本変形例に係る弁装置CV’では、第1シール部材S1の凹部S14が、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において内周側、すなわち貫通孔S10側に偏移して配置されている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において、摺接面S11の外周縁と凹部S14の外周縁との間に形成された外周側シール部S15のシール幅WAが、摺接面S11の内周縁と凹部S14の内周縁との間に形成された内周側シール部S16のシール幅WBよりも大きくなるように構成されている。 As shown in FIG. 8, in the valve device CV' according to the present modification, the recess S14 of the first seal member S1 is located on the inner peripheral side in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1, that is, the through hole S10. It is placed offset to the side. In other words, in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1, the seal width WA of the outer peripheral side seal portion S15 formed between the outer peripheral edge of the sliding surface S11 and the outer peripheral edge of the recess S14 is The seal width WB is larger than the seal width WB of the inner seal portion S16 formed between the inner circumferential edge of the sliding surface S11 and the inner circumferential edge of the recess S14.
以上のように、本変形例に係る弁装置CV’において、第1シール部材S1の摺接面S11は、弁体3の回転方向において、貫通孔S10の中心Pを通る断面(図8(b)参照)で見たとき、摺接面S11の外周縁と凹部S14との間に形成された外周側シール部S15と、摺接面S11の内周縁と凹部S14との間に形成された内周側シール部S16と、を有し、外周側シール部S15のシール幅WAと内周側シール部S16のシール幅WBとが異なっている。
As described above, in the valve device CV' according to the present modification, the sliding surface S11 of the first seal member S1 has a cross section passing through the center P of the through hole S10 (FIG. 8(b)) in the rotational direction of the
このように、外周側シール部S15のシール幅WAと、内周側シール部S16のシール幅WBとを異ならしめることにより、第1シール部材S1に対する水圧の作用方向に応じて最適なシール性を確保することができる。 In this way, by making the seal width WA of the outer seal portion S15 different from the seal width WB of the inner seal portion S16, optimal sealing performance can be achieved depending on the direction of action of water pressure on the first seal member S1. can be secured.
とりわけ、本変形例に係る弁装置CV’において、摺接面S11は、弁体3の回転方向において、貫通孔S10の中心Pを通る断面(図8(b)参照)で見たとき、摺接面S11の外周縁と凹部S14との間に形成された外周側シール部S15と、摺接面S11の内周縁と凹部S14との間に形成された内周側シール部S16と、を有し、外周側シール部S15のシール幅WAが、内周側シール部S16のシール幅WBよりも大きいものとなっている。
In particular, in the valve device CV′ according to this modification, the sliding surface S11 has a sliding surface when viewed in a cross section passing through the center P of the through hole S10 (see FIG. 8(b)) in the rotational direction of the
このように、本変形例では、外周側シール部S15のシール幅WAが、内周側シール部S16のシール幅WBよりも大きく設定されている。かかる構成は、本変形例のように、導入口E0から流入した冷却水を第1排出口E1から排出させる、いわゆる1in-3outの形式において有効である。すなわち、かかる1in-3outの形式では、外周側シール部S15のシール幅WAが相対的に大きく設定されていることにより、シール機能を発揮する閉弁時(導入口E0と第1排出口E1とを非連通とする状態)において第1シール部材S1の外周側から作用する水圧に対して効果的に対抗することが可能となり、良好なシール性を確保することができる。 Thus, in this modification, the seal width WA of the outer seal portion S15 is set larger than the seal width WB of the inner seal portion S16. Such a configuration is effective in a so-called 1-in-3-out format in which the cooling water that has flowed in from the inlet E0 is discharged from the first outlet E1, as in this modification. In other words, in this 1-in-3-out type, the seal width WA of the outer seal portion S15 is set relatively large, so that when the valve is closed (the inlet port E0 and the first outlet E1 In the state in which the first seal member S1 is in a non-communicating state), it becomes possible to effectively counter the water pressure acting from the outer peripheral side of the first seal member S1, and good sealing performance can be ensured.
(第2変形例)
図9は、本発明に係る弁装置の第1実施形態の第2変形例を示し、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すD-D線に沿って切断した断面図を示している。なお、当該第2変形例に係る弁装置CV”は、図2に示すような、第1~第3排出口E1~E3から流入した冷却水の導入口E0からの排出を制御する、いわゆる3in-1outの形式の冷却回路に適用される。また、第1~第3シール部材S1~S3はいずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、前記第1実施形態と同様に、本変形例においても、便宜上、図9に基づいて第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
(Second modification)
FIG. 9 shows a second modification of the first embodiment of the valve device according to the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cut along the line DD shown in FIG. 9(a). A cross-sectional view is shown. Note that the valve device CV'' according to the second modification is a so-called 3-inch valve device that controls the discharge from the inlet E0 of the cooling water that has flowed in from the first to third outlet ports E1 to E3, as shown in FIG. -1 out type cooling circuit.Furthermore, since the first to third seal members S1 to S3 all have the same shape but different sizes, they are similar to the first embodiment. Also in this modification, for convenience, only the first sealing member S1 will be described based on FIG. 9, and a detailed description of the second and third sealing members S2 and S3 will be omitted. Here, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction orthogonal to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The surrounding direction will be described as a "circumferential direction."
図9に示すように、本変形例に係る弁装置CV”では、第1シール部材S1の凹部S14が、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において外周側、すなわち当該摺接面S11の外周縁側に偏移して配置されている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において、摺接面S11の内周縁と凹部S14の内周縁との間に形成された内周側シール部S16のシール幅WBが、摺接面S11の外周縁と凹部S14の外周縁との間に形成された外周側シール部S15のシール幅WAよりも大きくなるように構成されている。 As shown in FIG. 9, in the valve device CV'' according to the present modification, the recess S14 of the first seal member S1 is located on the outer peripheral side in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1, that is, the sliding surface In other words, in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1, there is a gap between the inner peripheral edge of the sliding surface S11 and the inner peripheral edge of the recess S14. The seal width WB of the formed inner seal portion S16 is made larger than the seal width WA of the outer seal portion S15 formed between the outer circumferential edge of the sliding surface S11 and the outer circumferential edge of the recess S14. It is configured.
以上のように、本変形例に係る弁装置CV”において、第1シール部材S1の摺接面S11は、弁体3の回転方向において、貫通孔S10の中心Pを通る断面(図9(b)参照)で見たとき、摺接面S11の外周縁と凹部S14との間に形成された外周側シール部S15と、摺接面S11の内周縁と凹部S14との間に形成された内周側シール部S16と、を有し、内周側シール部S16のシール幅WBが、外周側シール部S15のシール幅WAよりも大きいものとなっている。
As described above, in the valve device CV'' according to the present modification, the sliding surface S11 of the first seal member S1 has a cross section passing through the center P of the through hole S10 (FIG. 9(b)) in the rotational direction of the
このように、本変形例では、内周側シール部S16のシール幅WBが、外周側シール部S15のシール幅WAよりも大きく設定されている。かかる構成は、本変形例のように、第1排出口E1から流入した冷却水を導入口E0から排出させる、いわゆる3in-1outの形式において有効である。すなわち、かかる3in-1outの形式では、内周側シール部S16のシール幅WBが相対的に大きく設定されていることにより、シール機能を発揮する閉弁時(導入口E0と第1排出口E1とを非連通とする状態)において第1シール部材S1の内周側から作用する水圧に対して効果的に対抗することが可能となり、良好なシール性を確保することができる。 Thus, in this modification, the seal width WB of the inner seal portion S16 is set larger than the seal width WA of the outer seal portion S15. Such a configuration is effective in a so-called 3-in-1-out type system in which the cooling water flowing in from the first discharge port E1 is discharged from the introduction port E0, as in this modification. That is, in this 3-in-1-out type, the seal width WB of the inner seal portion S16 is set relatively large, so that when the valve is closed (the inlet port E0 and the first outlet E1 In the state in which the first seal member S1 is not in communication with the first seal member S1, the water pressure acting from the inner peripheral side of the first seal member S1 can be effectively resisted, and good sealing performance can be ensured.
〔第2実施形態〕
図10は、本発明に係る弁装置の第2実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すE-E線に沿って切断した断面図を示している。ここで、本実施形態においても、前記第1実施形態と同様に、第1~第3シール部材S1~S3は、いずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、便宜上、図10に基づき第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
[Second embodiment]
FIG. 10 shows a second embodiment of the valve device according to the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a sectional view taken along the line EE shown in FIG. 10 (a). There is. Here, in this embodiment as well, as in the first embodiment, the first to third seal members S1 to S3 all have the same shape but different sizes. 10, only the first sealing member S1 will be described, and a detailed description of the second and third sealing members S2 and S3 will be omitted. In addition, in the explanation of each figure, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The direction around the central axis P of the member S1 will be described as a "circumferential direction."
図10に示すように、本実施形態に係る弁装置CV2では、第1シール部材S1の摺接面S11において、前記第1実施形態に係る凹部S14が、内周側と外周側に二重に設けられている。具体的には、第1シール部材S1の摺接面S11に、当該摺接面S11の外周縁側に偏倚して環状の外周側凹部S14aが設けられると共に、外周側凹部S14aの内周側に当該摺接面S11の内周縁側(貫通孔S10側)に偏倚して環状の内周側凹部14bが設けられている。また、この外周側凹部14a及び内周側凹部14bは、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において、概ね等間隔に配置されている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11には、当該摺接面S11の径方向において、摺接面S11の外周縁と外周側凹部S14aの外周縁との間に形成される第1シール部S11aのシール幅W1と、外周側凹部S14aの内周縁と内周側凹部S14bの外周縁との間に形成される第2シール部S11bのシール幅W2と、内周側凹部S14bの内周縁と摺接面S11の内周縁との間に形成される第3シール部S11cのシール幅W3とが、概ね等しくなるように構成されている。 As shown in FIG. 10, in the valve device CV2 according to the present embodiment, in the sliding surface S11 of the first seal member S1, the recessed portion S14 according to the first embodiment is doubly formed on the inner circumferential side and the outer circumferential side. It is provided. Specifically, the sliding contact surface S11 of the first seal member S1 is provided with an annular outer peripheral recess S14a that is biased toward the outer peripheral edge of the sliding contact surface S11, and the annular outer peripheral recess S14a is provided on the inner peripheral side of the outer peripheral recess S14a. An annular inner circumferential recess 14b is provided biased toward the inner circumferential edge side (through hole S10 side) of the sliding surface S11. Further, the outer peripheral recess 14a and the inner peripheral recess 14b are arranged at approximately equal intervals in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1. In other words, the sliding surface S11 of the first sealing member S1 has a groove formed between the outer peripheral edge of the sliding surface S11 and the outer peripheral edge of the outer peripheral recess S14a in the radial direction of the sliding surface S11. The seal width W1 of the first seal portion S11a, the seal width W2 of the second seal portion S11b formed between the inner peripheral edge of the outer peripheral recess S14a and the outer peripheral edge of the inner peripheral recess S14b, and the seal width W2 of the inner peripheral recess S14b. The seal width W3 of the third seal portion S11c formed between the inner circumferential edge and the inner circumferential edge of the sliding surface S11 is configured to be approximately equal.
以上のように、本実施形態に係る弁装置CV2では、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において、環状に形成された外周側凹部S14aと内周側凹部S14bとが、並列状に二重に設けられている。これにより、弁体3に対する摺接面S11の接触面積が一層低減され、第1スプリングSP1のばね力を一層低減することができる。その結果、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)が一層低減され、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗をさらに効果的に抑制することができる。
As described above, in the valve device CV2 according to the present embodiment, the annularly formed outer peripheral recess S14a and inner peripheral recess S14b are arranged in parallel in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1. are provided twice. Thereby, the contact area of the sliding surface S11 with the
また、外周側凹部S14aと内周側凹部S14bによって、弁体3に対する第1シール部材S1の摺接面S11の接触面積を一層低減することができる。これにより、第1スプリングSP1のばね力が一層低減され、第1配管L1の変形をさらに効果的に抑制することができる。
Moreover, the contact area of the sliding surface S11 of the first seal member S1 with respect to the
さらに、外周側凹部S14aと内周側凹部S14bにより、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間にかみ込んだコンタミを、外周側凹部S14aと内周側凹部S14bに収容することが可能となる。これにより、前記コンタミが弁体3の回転に伴い引きずられて第1シール部材S1の摺接面S11を径方向に横断移動することにより発生する当該摺接面S11の損傷がより効果的に抑制され、第1シール部材S1のシール性の低下をより効果的に抑制することができる。
Further, the outer circumferential recess S14a and the inner circumferential recess S14b remove contaminants caught between the sliding surface S11 of the first seal member S1 and the outer circumferential surface of the
〔第3実施形態〕
図11は、本発明に係る弁装置の第3実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すF-F線に沿って切断した断面図を示している。ここで、本実施形態においても、前記第1実施形態と同様に、第1~第3シール部材S1~S3は、いずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、便宜上、図11に基づき第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
[Third embodiment]
FIG. 11 shows a third embodiment of the valve device according to the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along the line FF shown in (a). There is. Here, in this embodiment as well, as in the first embodiment, the first to third seal members S1 to S3 all have the same shape but different sizes. 11, only the first sealing member S1 will be described, and a detailed description of the second and third sealing members S2 and S3 will be omitted. In addition, in the explanation of each figure, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The direction around the central axis P of the member S1 will be described as a "circumferential direction."
図11に示すように、本実施形態に係る弁装置CV3では、環状に形成されていた前記第1実施形態に係る凹部S14が、周方向に非連続となる一対の凹部である第1凹部S17aと第2凹部S17bによって構成されていて、当該第1、第2凹部S17a,S17bが、弁体3の回転方向において、貫通孔S10を挟むように対向して設けられている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11には、弁体3の回転方向と直交する方向の両側端部に、第1、第2凹部S17a,S17bが形成されない一対の平坦部S18,S18が形成されている。
As shown in FIG. 11, in the valve device CV3 according to the present embodiment, the annularly formed recess S14 according to the first embodiment is replaced with a first recess S17a that is a pair of recesses that are discontinuous in the circumferential direction. and a second recess S17b, and the first and second recesses S17a and S17b are provided facing each other with the through hole S10 in between in the rotational direction of the
より具体的には、この第1凹部S17aと第2凹部S17bは、図11(a)の二点鎖線Y,Y間の範囲、すなわち弁体3の回転方向において貫通孔S10とオーバーラップする範囲に設けられている。換言すれば、第1凹部S17aと第2凹部S17bとは、概ね円弧状に形成された第1、第2凹部S17a,S17bの弦長X、すなわち第1、第2凹部S17a,S17bの周方向両端部間の直線距離と、貫通孔S10の直径Dとが概ね一致する周方向範囲に設けられている。 More specifically, the first recess S17a and the second recess S17b are in the range between two-dot chain lines Y and Y in FIG. It is set in. In other words, the first recess S17a and the second recess S17b correspond to the chord length X of the first and second recesses S17a and S17b formed in an approximately arc shape, that is, the circumferential direction of the first and second recesses S17a and S17b. It is provided in a circumferential range where the straight line distance between both ends and the diameter D of the through hole S10 generally match.
なお、図11(b)に示すような、弁体3の回転方向において、第1シール部材S1の摺接面S11の外周縁と第1、第2凹部S17a,S17bの外周縁との間に形成された外周側シール部S15a,S15bのシール幅WAと、当該摺接面S11の内周縁と第1、第2凹部S17a,S17bの内周縁との間に形成された内周側シール部S16b,S16bのシール幅WBとが、概ね等しくなるように構成されている。
In addition, in the rotational direction of the
以上のように、本実施形態に係る弁装置CV3では、第1シール部材S1の凹部(本実施形態では、例えば第1凹部S17a及び第2凹部S17b)は、貫通孔(本実施形態では、例えば貫通孔S10)を挟むように一対設けられ、それぞれ円弧状に形成されている。 As described above, in the valve device CV3 according to the present embodiment, the recesses (in the present embodiment, for example, the first recess S17a and the second recess S17b) of the first seal member S1 are the through holes (in the present embodiment, for example, A pair are provided so as to sandwich the through hole S10), and each is formed in an arc shape.
このように、本実施形態では、第1シール部材S1の摺接面S11において、貫通孔S10を挟むように、一対の第1凹部S17a及び第2凹部S17bが設けられている。かかる構成によっても、第1、第2凹部S17a,S17bの分だけ弁体3に対する摺接面S11の接触面積を低減可能となり、第1スプリングSP1のばね力を低減することができる。これにより、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)が低減され、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗を抑制することができる。
Thus, in this embodiment, a pair of first recess S17a and second recess S17b are provided on sliding surface S11 of first seal member S1 so as to sandwich through hole S10. Also with this configuration, the contact area of the sliding surface S11 with the
また、第1、第2凹部S17a,S17bの分、弁体3に対する第1シール部材S1の摺接面S11の接触面積が低減され、第1スプリングSP1のばね力が低減されることによって、第1配管L1の変形についても抑制可能となる。
In addition, the contact area of the sliding surface S11 of the first seal member S1 with respect to the
さらに、第1、第2凹部S17a,S17bが設けられていることで、当該第1、第2凹部S17a,S17bに、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間にかみ込んで弁体3の回転に伴い引きずられたコンタミを収容可能となる。これにより、弁体3の回転に伴い引きずられたコンタミを第1シール部材S1の摺接面S11を径方向に横断移動させるおそれがなく、かかる横断移動により発生する当該摺接面S11の損傷に伴う第1シール部材S1のシール性の低下を抑制することができる。
Furthermore, by providing the first and second recesses S17a and S17b, the sliding contact surface S11 of the first seal member S1 and the outer circumferential surface of the
一方で、第1、第2凹部S17a,S17bは、図11(a)中の上端部と下端部の、貫通孔S10の直径を超える範囲には設けられていない。すなわち、貫通孔S10の直径を超える範囲については、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間にかみ込んだコンタミが弁体3に引きずられて移動することによって当該摺接面S11に損傷が生じても、このコンタミの移動によって第1シール部材S1の貫通孔S10の内外が連通してしまうおそれがない。したがって、本実施形態のような、非連続となる一対の第1、第2凹部S17a,S17bによっても、摺接面S11の損傷に伴う第1シール部材S1のシール性の低下を抑制することができる。
On the other hand, the first and second recesses S17a and S17b are not provided in a range exceeding the diameter of the through hole S10 at the upper end and lower end in FIG. 11(a). In other words, in the range exceeding the diameter of the through hole S10, the contaminants trapped between the sliding surface S11 of the first seal member S1 and the outer peripheral surface of the
さらに、本実施形態では、第1、第2凹部S17a,S17bが周方向に非連続となるように構成されているため、第1、第2凹部S17a,S17bの一方の凹部に収容されたコンタミが他方の凹部へと移動して貫通孔S10の内外を連通するように摺接面S11の損傷を拡大してしまうおそれがない。換言すれば、当該第1、第2凹部S17a,S17bでは、内部に収容されたコンタミは、第1、第2凹部S17a,S17bの周方向の両端部に移動することになるため、当該コンタミが弁体3の回転方向に沿って移動しても、当該コンタミによる摺接面S11の損傷が貫通孔S10の内外を連通してしまうおそれがない。
Furthermore, in this embodiment, since the first and second recesses S17a and S17b are configured to be discontinuous in the circumferential direction, contaminants accommodated in one of the first and second recesses S17a and S17b can be removed. There is no risk that the damage to the sliding surface S11 will be expanded as the sliding surface S11 moves to the other recess and communicates the inside and outside of the through hole S10. In other words, in the first and second recesses S17a and S17b, the contaminants contained therein will move to both circumferential ends of the first and second recesses S17a and S17b, so that the contaminants will be removed. Even if the
(変形例)
図12は、本発明に係る弁装置の第3実施形態の変形例を示し、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すG-G線に沿って切断した断面図を示している。なお、第1~第3シール部材S1~S3は、いずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、前記第3実施形態と同様、本変形例においても、便宜上、図12に基づき第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
(Modified example)
FIG. 12 shows a modification of the third embodiment of the valve device according to the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a sectional view taken along the line GG shown in FIG. 12 (a). It shows. Note that since the first to third sealing members S1 to S3 all have the same shape but different sizes, in this modification as in the third embodiment, for convenience, FIG. Based on this, only the first seal member S1 will be explained, and a detailed explanation of the second and third seal members S2 and S3 will be omitted. In addition, in the explanation of each figure, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The direction around the central axis P of the member S1 will be described as a "circumferential direction."
図12に示すように、本変形例に係る弁装置CV3’では、前記第3実施形態に係る第1、第2凹部S17a,S17bが、それぞれ周方向の両側に延長されている。より具体的には、本変形例に係る第1凹部S17aと第2凹部S17bは、円弧状に形成された第1凹部S17a及び第2凹部S17bの弦長X、すなわち第1、第2凹部S17a,S17bの周方向両端部間の直線距離が、貫通孔S10の直径Dよりも大きくなる周方向範囲に設けられている。 As shown in FIG. 12, in the valve device CV3' according to the present modification, the first and second recesses S17a and S17b according to the third embodiment each extend to both sides in the circumferential direction. More specifically, the first recess S17a and the second recess S17b according to the present modification have a chord length X of the first recess S17a and the second recess S17b formed in an arc shape, that is, the first and second recess S17a. , S17b are provided in a circumferential range in which the straight distance between both circumferential end portions is larger than the diameter D of the through hole S10.
以上のように、本変形例に係る弁装置CV3’は、シール部材(本実施形態では、例えば第1シール部材S1)において、円弧状に形成された第1、第2凹部S17a,S17bの弦長Xが、貫通孔(本実施形態では、例えば貫通孔S10)の直径Dよりも大きい。 As described above, in the valve device CV3' according to the present modification, the first and second recesses S17a and S17b formed in an arc shape in the seal member (in the present embodiment, for example, the first seal member S1) The length X is larger than the diameter D of the through hole (in this embodiment, for example, the through hole S10).
このように、本変形例では、第1、第2凹部S17a,S17bの弦長Xが、貫通孔S10の直径Dよりも大きく設定されるため、第1、第2凹部S17a,S17b内に収容されたコンタミが周方向両端部に移動した際、当該コンタミが弁体3に引きずられて第1、第2凹部S17a,S17bと貫通孔S10とを連通させるような損傷を、より確実に抑制することができる。
As described above, in this modification, the chord length X of the first and second recesses S17a and S17b is set larger than the diameter D of the through hole S10. When the contaminated contaminants move to both ends in the circumferential direction, damage caused by the contaminants being dragged by the
また、本変形例によれば、第1、第2凹部S17a,S17bの周長を延長した周方向領域Q(図12(a)参照)の分だけ弁体3に対する摺接面S11の接触面積を低減することが可能となり、前記第3実施形態に係る弁装置CV3よりも、第1スプリングSP1のばね力を効果的に低減可能となる。これにより、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)が低減されて、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗を抑制することができる。さらに、前記第1スプリングSP1のばね力の低減により、第1配管L1の変形についても抑制することができる。
Further, according to this modification, the contact area of the sliding surface S11 with respect to the
〔第4実施形態〕
図13は、本発明に係る弁装置の第4実施形態を示し、(a)は平面図、(b)は同図(a)に示すH-H線に沿って切断した断面図を示している。ここで、本実施形態においても、前記第1実施形態と同様に、第1~第3シール部材S1~S3は、いずれも大きさ違いで同一の形状を有するものであることから、便宜上、図13に基づき第1シール部材S1についてのみ説明し、第2、第3シール部材S2,S3については具体的な説明を省略する。また、各図の説明では、第1シール部材S1の中心軸線Pに平行な方向を「軸方向」、第1シール部材S1の中心軸線Pに直交する方向を「径方向」、そして第1シール部材S1の中心軸線P周りの方向を「周方向」として説明する。
[Fourth embodiment]
FIG. 13 shows a fourth embodiment of the valve device according to the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is a cross-sectional view taken along the line HH shown in FIG. 13 (a). There is. Here, in this embodiment as well, as in the first embodiment, the first to third seal members S1 to S3 all have the same shape but different sizes. 13, only the first sealing member S1 will be described, and a detailed description of the second and third sealing members S2 and S3 will be omitted. In addition, in the explanation of each figure, the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "axial direction", the direction perpendicular to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction", and the direction parallel to the central axis P of the first seal member S1 is referred to as the "radial direction". The direction around the central axis P of the member S1 will be described as a "circumferential direction."
図13に示すように、本実施形態に係る弁装置CV4では、第1シール部材S1の摺接面S11において、平面視が概ね円形、かつ縦断面が概ね円弧凹状をなす、いわゆるディンプル状に形成された複数の凹部S19が、当該摺接面S11の周方向に沿って、相互に離間して設けられている。より具体的には、当該凹部S19は、いずれもほぼ同じ外径及び深さを有し、摺接面S11の周方向においてほぼ等間隔に形成されると共に、摺接面S11の径方向において外周側と内周側の2列に形成された、外周側凹部S19a及び内周側凹部S19bによって構成される。なお、外周側凹部S19a及び内周側凹部S19bの一つ一つの凹部については、例えばエンジン駆動に伴って発生する図示外のシリンダブロックの摩耗粉など、冷却水に混入した所定のコンタミを収容可能な外径及び深さに設定されている。換言すれば、前記各凹部S19の外径及び深さ、並びに数量については、収容対象となるコンタミの大きさに応じて任意に設定することができる。 As shown in FIG. 13, in the valve device CV4 according to the present embodiment, the sliding surface S11 of the first seal member S1 is formed in a so-called dimple shape, which is generally circular in plan view and has a generally circular concave longitudinal section. A plurality of recesses S19 are provided spaced apart from each other along the circumferential direction of the sliding surface S11. More specifically, the recesses S19 have approximately the same outer diameter and depth, are formed at approximately equal intervals in the circumferential direction of the sliding surface S11, and are formed at approximately equal intervals in the radial direction of the sliding surface S11. It is constituted by outer circumferential side recesses S19a and inner circumferential side recesses S19b formed in two rows on the side and inner circumferential sides. It should be noted that each of the outer peripheral recess S19a and the inner peripheral recess S19b can accommodate a certain amount of contaminants mixed into the cooling water, such as abrasion powder of a cylinder block (not shown) that is generated when the engine is driven. The outer diameter and depth are set as follows. In other words, the outer diameter, depth, and quantity of each recess S19 can be arbitrarily set depending on the size of the contaminant to be accommodated.
また、外周側凹部S19aと内周側凹部S19bは、第1シール部材S1の摺接面S11の径方向において、概ね等間隔に配置されている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11には、当該摺接面S11の径方向において、摺接面S11の外周縁と外周側凹部S19aとの間に形成される第1シール部S11aのシール幅W1と、外周側凹部S19aと内周側凹部S19bとの間に形成される第2シール部S11bのシール幅W2と、内周側凹部S19bと摺接面S11の内周縁との間に形成される第3シール部S11cのシール幅W3とが、概ね等しくなるように構成されている。 Further, the outer peripheral recess S19a and the inner peripheral recess S19b are arranged at approximately equal intervals in the radial direction of the sliding surface S11 of the first seal member S1. In other words, the sliding surface S11 of the first seal member S1 has a first seal portion formed between the outer peripheral edge of the sliding surface S11 and the outer peripheral recess S19a in the radial direction of the sliding surface S11. The seal width W1 of S11a, the seal width W2 of the second seal portion S11b formed between the outer circumferential recess S19a and the inner circumferential recess S19b, and the inner circumferential edge of the inner circumferential recess S19b and the sliding surface S11. The seal width W3 of the third seal portion S11c formed therebetween is configured to be approximately equal.
また、前記各凹部S19は、前記第3実施形態と同様、弁体3の回転方向において貫通孔S10とオーバーラップする周方向範囲(図19(a)に示すY,Y間の範囲)にのみ設けられている。換言すれば、第1シール部材S1の摺接面S11には、弁体3の回転方向と直交する方向(図19(a)の上下方向)の両端部に、前記各凹部S19が形成されない一対の平坦部S18,S18が形成されている。
Further, as in the third embodiment, each of the recesses S19 is provided only in a circumferential range (range between Y and Y shown in FIG. 19(a)) that overlaps with the through hole S10 in the rotational direction of the
以上のように、本実施形態に係る弁装置CV4は、内燃機関の冷却回路を通流する流体の流れを制御するものであり、凹部S19は、相互に離間した状態で複数設けられ、それぞれ前記流体に混入したコンタミネーションよりも大きく形成されていて、該コンタミネーションを収容可能に形成されている。 As described above, the valve device CV4 according to the present embodiment controls the flow of fluid flowing through the cooling circuit of an internal combustion engine, and a plurality of recesses S19 are provided spaced apart from each other. It is formed larger than the contamination mixed into the fluid, and is formed to be able to accommodate the contamination.
このように、本実施形態では、本発明に係る凹部が、いわゆるディンプル状の複数の凹部S19によって構成されている。かかる構成によっても、当該各凹部S19の分だけ弁体3に対する摺接面S11の接触面積が低減され、第1スプリングSP1のばね力を低減することができる。これにより、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間の摩擦抵抗(フリクション)が低減され、その結果、電動モータ4の駆動トルクの増大や、これに伴う減速機構5の第1、第2歯車G1,G2の摩耗を抑制することができる。さらに、前記第1スプリングSP1のばね力の低減により、第1配管L1の変形についても抑制することができる。
As described above, in this embodiment, the recess according to the present invention is constituted by a plurality of so-called dimple-shaped recesses S19. With this configuration as well, the contact area of the sliding surface S11 with respect to the
また、本実施形態では、前記各凹部S19が、外周側凹部S19aと内周側凹部S19bのように、摺接面S11の径方向において2列に形成されていることから、第1シール部材S1の摺接面S11と弁体3の外周面との間にかみ込んだコンタミを効果的に収容可能となり、当該コンタミによって摺接面S11が損傷することによる第1シール部材S1のシール性の低下を効果的に抑制することができる。
In addition, in this embodiment, since the recesses S19 are formed in two rows in the radial direction of the sliding surface S11, such as the outer circumferential recess S19a and the inner circumferential recess S19b, the first seal member S1 Contamination trapped between the sliding surface S11 of the
さらに、本実施形態では、凹部が、前記第1~第3実施形態に例示したような溝状ではなく、相互に離間したいわゆるディンプル状の複数の凹部S19によって形成されている。これにより、前記第1~第3実施形態のものと比べて、第1シール部材S1の摺接面S11の剛性の低下についても抑制可能となる。 Furthermore, in this embodiment, the recess is not formed in the groove shape as exemplified in the first to third embodiments, but is formed by a plurality of so-called dimple-shaped recesses S19 spaced apart from each other. This makes it possible to suppress the decrease in rigidity of the sliding surface S11 of the first seal member S1 compared to the first to third embodiments.
本発明に係る弁装置CV等は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏し得る形態であれば、適用する内燃機関(エンジン)の仕様等に応じて自由に変更可能である。 The valve device CV etc. according to the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and can be freely modified according to the specifications of the internal combustion engine (engine) to which it is applied, as long as it can achieve the effects of the present invention. Can be changed.
特に、前記実施形態においては、弁装置CVの適用の一例として、冷却水の循環系への適用を例示したが、当該弁装置CVは、冷却水のみならず、例えば潤滑油など様々な流体について適用可能であることは言うまでもない。 In particular, in the above embodiment, as an example of the application of the valve device CV, the application to a cooling water circulation system was illustrated, but the valve device CV can be used not only for cooling water but also for various fluids such as lubricating oil. Needless to say, it is applicable.
また、本実施形態では、ハウジング1に第1~第3排出口E1~E3である3つの排出口を設け、弁体3に第1~第3開口部M1~M3である3つの開口部を設けたものを例示したが、当該排出口及び開口部の数量はそれぞれ1以上あればよく、排出口及び開口部をそれぞれ3つ配置してなる、第1~第3排出口E1~E3及び第1~第3開口部M1~M3からなる態様に限定されるものではない。
Furthermore, in this embodiment, the
以上説明した実施形態に基づく弁装置としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。 As the valve device based on the embodiment described above, for example, the following aspects can be considered.
すなわち、当該弁装置は、その1つの態様において、弁体収容部に開口する第1連通路と、前記第1連通路とは別の位置において前記弁体収容部に開口する第2連通路と、を有するハウジングと、前記弁体収容部に回転可能に収容され、回転位相に応じて前記第1連通路と前記第2連通路との接続状態を変化させる弁体と、前記第2連通路の内部に配置された付勢部材と、前記第2連通路の内部において前記付勢部材により前記弁体に向かって付勢されたシール部材であって、前記弁体の外周面と摺接する摺接面と、前記摺接面に開口する貫通孔と、前記弁体の回転方向において前記貫通孔を挟むようにして前記摺接面に設けられ、前記付勢部材側へ向かって凹む凹部と、を有するシール部材と、を備えている。 That is, in one aspect, the valve device has a first communication passage that opens to the valve body accommodating portion, and a second communication passage that opens to the valve body accommodation portion at a position different from the first communication passage. a housing having a housing, a valve body rotatably housed in the valve body accommodating portion and changing a connection state between the first communication passage and the second communication passage according to a rotational phase, and the second communication passage. a biasing member disposed inside the second communication path; and a sealing member biased toward the valve body by the biasing member inside the second communication passage, the sealing member slidingly contacting the outer circumferential surface of the valve body. a contact surface, a through hole opening in the sliding contact surface, and a recess provided in the sliding contact surface so as to sandwich the through hole in the rotating direction of the valve body and recessed toward the biasing member side. A seal member.
前記弁装置の好ましい態様において、前記凹部は、前記貫通孔を囲むように環状に形成されている。 In a preferred embodiment of the valve device, the recess is formed in an annular shape surrounding the through hole.
別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記弁装置は、前記第1連通路から流入した流体の前記第2連通路からの排出、又は前記第2連通路から流入した流体の前記第1連通路からの排出を制御するものであり、前記摺接面は、前記弁体の回転方向において、前記貫通孔の中心を通る断面で見たとき、前記摺接面の外周縁と前記凹部との間に形成された外周側シール部と、前記摺接面の内周縁と前記凹部との間に形成された内周側シール部と、を有し、前記外周側シール部のシール幅と前記内周側シール部のシール幅とが異なる。 In another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the valve device discharges the fluid that has flowed in from the first communication path from the second communication path, or the fluid that has flowed in from the second communication path. from the first communicating path, and the sliding surface is an outer peripheral edge of the sliding surface when viewed in a cross section passing through the center of the through hole in the rotation direction of the valve body. and an outer seal portion formed between the inner circumferential edge of the sliding surface and the recess, and an inner circumferential seal portion formed between the inner circumferential edge of the sliding surface and the recess; The seal width is different from the seal width of the inner seal portion.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記弁装置は、前記第1連通路から流入した流体の前記第2連通路からの排出を制御するものであり、前記摺接面は、前記弁体の回転方向において、前記貫通孔の中心を通る断面で見たとき、前記摺接面の外周縁と前記凹部との間に形成された外周側シール部と、前記摺接面の内周縁と前記凹部との間に形成された内周側シール部と、を有し、前記外周側シール部のシール幅が前記内周側シール部のシール幅よりも大きい。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the valve device controls discharge of the fluid that has flowed in from the first communication path from the second communication path, and the sliding contact When viewed in a cross section passing through the center of the through hole in the rotational direction of the valve body, the surface has an outer peripheral side seal portion formed between the outer peripheral edge of the sliding contact surface and the recess, and the sliding contact surface. an inner circumferential seal portion formed between an inner circumferential edge of the surface and the recess, and a seal width of the outer circumferential seal portion is larger than a seal width of the inner circumferential seal portion.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記弁装置は、前記第2連通路から流入した流体の前記第1連通路からの排出を制御するものであり、前記摺接面は、前記弁体の回転方向において、前記貫通孔の中心を通る断面で見たとき、前記摺接面の外周縁と前記凹部との間に形成された外周側シール部と、前記摺接面の内周縁と前記凹部との間に形成された内周側シール部と、を有し、前記内周側シール部のシール幅が前記外周側シール部のシール幅よりも大きい。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the valve device controls discharge of the fluid that has flowed in from the second communication path from the first communication path, and the sliding contact When viewed in a cross section passing through the center of the through hole in the rotational direction of the valve body, the surface has an outer peripheral side seal portion formed between the outer peripheral edge of the sliding contact surface and the recess, and the sliding contact surface. an inner seal portion formed between an inner peripheral edge of the surface and the recess, and a seal width of the inner seal portion is larger than a seal width of the outer seal portion.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記シール部材は、前記シール部材の外周面に開口する環状のシール溝と、前記シール溝と前記第2連通路の間に設けられたリング部材と、を有する。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the seal member is provided between an annular seal groove that opens on the outer peripheral surface of the seal member and the seal groove and the second communication path. and a ring member.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記リング部材は、Xリングである。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the ring member is an X-ring.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記凹部は、前記貫通孔を挟むように一対設けられ、それぞれ円弧状に形成されている。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, a pair of the recesses are provided so as to sandwich the through hole, and each of the recesses is formed in an arc shape.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記円弧状に形成された前記凹部の弦長が、前記貫通孔の直径よりも大きい。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the chord length of the concave portion formed in an arc shape is larger than the diameter of the through hole.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記弁装置は、内燃機関の冷却回路を通流する流体の流れを制御するものであり、前記凹部は、相互に離間した状態で複数設けられ、それぞれ前記流体に混入したコンタミネーションよりも大きく形成されていて、該コンタミネーションを収容可能に形成されている。 In yet another preferred aspect, in any of the aspects of the valve device, the valve device controls the flow of fluid flowing through a cooling circuit of an internal combustion engine, and the recesses are spaced apart from each other. A plurality of containers are provided, each of which is larger than the contamination mixed in the fluid, and is formed to be able to accommodate the contamination.
さらに別の好ましい態様では、前記弁装置の態様のいずれかにおいて、前記ハウジングの外部に接続され、前記付勢部材を支持する支持部材を有し、前記支持部材は、樹脂材料によって形成されている。 In yet another preferred aspect, any of the aspects of the valve device includes a support member that is connected to the outside of the housing and supports the biasing member, and the support member is formed of a resin material. .
1…ハウジング、10…導入口(第1連通路)、111…弁体収容部、E1…第1排出口(第2連通路)、3…弁体、L1…第1配管(支持部材)、S1…第1シール部材(シール部材)、S10…貫通孔、S11…摺接面、S12…着座面、S13…シール溝、S14…凹部、S15…外周側シール部、S16…内周側シール部、SP1…第1スプリング(付勢部材)、SR1…第1シールリング(リング部材)、WA…外周側シール部のシール幅、WB…内周側シール部のシール幅、CV…弁装置、
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記弁体収容部に回転可能に収容され、回転位相に応じて前記第1連通路と前記第2連通路との接続状態を変化させる弁体と、
前記第2連通路の内部に配置された付勢部材と、
前記第2連通路の内部において前記付勢部材により前記弁体に向かって付勢されたシール部材であって、前記弁体の外周面と摺接する摺接面と、前記摺接面に開口する貫通孔と、前記弁体の回転方向において前記貫通孔を挟むようにして前記摺接面に設けられ、前記付勢部材側へ向かって凹む凹部と、を有するシール部材と、
を備えたことを特徴とする弁装置。 a housing having a first communication passage that opens to the valve body housing portion; and a second communication passage that opens to the valve body housing portion at a position different from the first communication passage;
a valve body that is rotatably accommodated in the valve body accommodating portion and changes a connection state between the first communication passage and the second communication passage according to a rotational phase;
a biasing member disposed inside the second communication path;
a sealing member biased toward the valve body by the biasing member inside the second communication passage, the sealing member having a sliding surface that slides in sliding contact with the outer circumferential surface of the valve body, and opening to the sliding surface. a seal member having a through hole and a recess provided on the sliding surface so as to sandwich the through hole in the rotational direction of the valve body and recessed toward the biasing member;
A valve device comprising:
前記凹部は、前記貫通孔を囲むように環状に形成されていることを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 1,
The valve device, wherein the recess is formed in an annular shape surrounding the through hole.
前記弁装置は、前記第1連通路から流入した流体の前記第2連通路からの排出、又は前記第2連通路から流入した流体の前記第1連通路からの排出を制御するものであり、
前記摺接面は、前記弁体の回転方向において、前記貫通孔の中心を通る断面で見たとき、前記摺接面の外周縁と前記凹部との間に形成された外周側シール部と、前記摺接面の内周縁と前記凹部との間に形成された内周側シール部と、を有し、前記外周側シール部のシール幅と前記内周側シール部のシール幅とが異なることを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 2,
The valve device controls discharge of fluid flowing from the first communication passage from the second communication passage, or discharge of fluid flowing from the second communication passage from the first communication passage,
The sliding contact surface, when viewed in a cross section passing through the center of the through hole in the rotational direction of the valve body, includes an outer peripheral seal portion formed between an outer peripheral edge of the sliding contact surface and the recess; an inner seal portion formed between an inner peripheral edge of the sliding surface and the recess, and a seal width of the outer seal portion and a seal width of the inner seal portion are different. A valve device characterized by:
前記弁装置は、前記第1連通路から流入した流体の前記第2連通路からの排出を制御するものであり、
前記摺接面は、前記弁体の回転方向において、前記貫通孔の中心を通る断面で見たとき、前記摺接面の外周縁と前記凹部との間に形成された外周側シール部と、前記摺接面の内周縁と前記凹部との間に形成された内周側シール部と、を有し、前記外周側シール部のシール幅が前記内周側シール部のシール幅よりも大きいことを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 2,
The valve device controls discharge of the fluid that has flowed in from the first communication path from the second communication path,
The sliding contact surface, when viewed in a cross section passing through the center of the through hole in the rotational direction of the valve body, includes an outer peripheral seal portion formed between an outer peripheral edge of the sliding contact surface and the recess; an inner peripheral seal part formed between the inner peripheral edge of the sliding surface and the recess, and the seal width of the outer peripheral seal part is larger than the seal width of the inner peripheral seal part. A valve device characterized by:
前記弁装置は、前記第2連通路から流入した流体の前記第1連通路からの排出を制御するものであり、
前記摺接面は、前記弁体の回転方向において、前記貫通孔の中心を通る断面で見たとき、前記摺接面の外周縁と前記凹部との間に形成された外周側シール部と、前記摺接面の内周縁と前記凹部との間に形成された内周側シール部と、を有し、前記内周側シール部のシール幅が前記外周側シール部のシール幅よりも大きいことを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 2,
The valve device controls discharge of fluid flowing from the second communication path from the first communication path,
The sliding contact surface, when viewed in a cross section passing through the center of the through hole in the rotational direction of the valve body, includes an outer peripheral seal portion formed between an outer peripheral edge of the sliding contact surface and the recess; an inner peripheral seal portion formed between the inner peripheral edge of the sliding surface and the recess, and a seal width of the inner peripheral seal portion is larger than a seal width of the outer peripheral seal portion. A valve device characterized by:
前記シール部材は、前記シール部材の外周面に開口する環状のシール溝と、前記シール溝と前記第2連通路の間に設けられたリング部材と、を有することを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 4,
The valve device according to claim 1, wherein the seal member includes an annular seal groove that opens on an outer circumferential surface of the seal member, and a ring member provided between the seal groove and the second communication path.
前記リング部材は、Xリングであることを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 6,
A valve device characterized in that the ring member is an X-ring.
前記凹部は、前記貫通孔を挟むように一対設けられ、それぞれ円弧状に形成されたことを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 1,
The valve device is characterized in that a pair of the recesses are provided so as to sandwich the through hole, and each of the recesses is formed in an arc shape.
前記円弧状に形成された前記凹部の弦長が、前記貫通孔の直径よりも大きいことを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 8,
A valve device characterized in that a chord length of the concave portion formed in an arc shape is larger than a diameter of the through hole.
前記弁装置は、内燃機関の冷却回路を通流する流体の流れを制御するものであり、
前記凹部は、相互に離間した状態で複数設けられ、それぞれ前記流体に混入したコンタミネーションよりも大きく形成されていて、該コンタミネーションを収容可能に形成されていることを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 1,
The valve device controls the flow of fluid flowing through the cooling circuit of the internal combustion engine,
The valve device is characterized in that a plurality of the recesses are provided spaced apart from each other, each of which is larger than the contamination mixed in the fluid, and is formed to be able to accommodate the contamination.
前記ハウジングの外部に接続され、前記付勢部材を支持する支持部材を有し、
前記支持部材は、樹脂材料によって形成されていることを特徴とする弁装置。 The valve device according to claim 1,
a support member connected to the outside of the housing and supporting the biasing member;
A valve device characterized in that the support member is formed of a resin material.
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