JP4000832B2 - Rotary valve type fluid valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略円柱状(円筒状)の弁体が回転することにより流体流れを制御するロータリ式の流体バルブに関するもので、水冷式内燃機関の冷却水流れを制御する流量調整バルブに適用して有効である。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図5は水冷式内燃機関の冷却水流れを制御する流量調整バルブの一例を示すもので、ロータリ式の流体バルブは、略円柱状の弁体が回転することにより流体流れを制御するので、冷却水が流出入する複数個の開口部は、弁体の回転中心周りに略120°間隔で均等に設けられている。
【0003】
ところで、一般的に車両では、走行用駆動源として水冷式内燃機関を採用しているが、図5に示す流体バルブを冷却水制御に用いると、次のような問題が発生する。
【0004】
すなわち、エンジンルーム内には、エンジン(内燃機関)に加えて数多くの機器が搭載されるため、流量調整バルブは、通常、エンジンルームを構成する車両ボディに固定される。このため、図5に示すように、3個の開口部42cそれぞれが異なる方向に向けて開口していると、開口部42cに接続される配管と車両ボディとが干渉してしまうので、図6に示すように、開口部42cに接続される配管Pを曲げる必要性が発生する。
【0005】
しかし、配管Pの最小曲率半径は配管の外径寸法によりほぼ決定し、小さいな曲率半径にて配管Pを曲げることが難しいので、配管Pも含めた流体バルブ(流量調整バルブ)の搭載スペースが拡大してしまい、流体バルブの搭載性が悪化してしまう。
【0006】
これに対しては、図7に示すように、弁体42に形成された複数個の開口部42cを弁体42の回転中心周りに均等配置せず、一方側(図7の下方側)に偏るように複数個の開口部42cを設けるといった手段が考えられるが、この手段では、開口部42cを均等配置した場合(図5、6参照)に比べて隣り合う開口部42cが近接してしまうので、開口部42cとして機能を満足するに十分な大きさを確保することが難しく、弁体42の回転角の変化量に対して流量変化量が大きくなる等して流体バルブの流量制御特性が悪化してしまう。
【0007】
これに対しては、弁体の直径を大きくすればよいが、この手段では、流体バルブの大型化を招いてしまう。
【0008】
本発明は、上記点に鑑み、複数個の開口部を弁体の回転中心周りに均等配置しつつ、開口部に接続される配管の取り回しを容易なものとすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明では、流体流れを制御する流体バルブであって、
流体通路を構成するとともに、流体が流出入する複数個の第1開口部(41a〜41c)が形成されたバルブボディ(41)と、
バルブボディ(41)内に収納され、回転することにより流体流れを制御する略円柱状の弁体(42)とを備え、
弁体(42)には、弁体(42)内を貫通して弁体(42)の外周面(42b)にて開口する連通口(42c)が設けられ、
バルブボディ(41)のうち弁体(42)の外周面(42b)と対向する内周面(41f)には、第1開口部(41a〜41c)の連通する複数個の第2開口部(41g〜41i)が設けられ、
第2開口部(41g〜41i)の中心(Cp)は、弁体(42)の回転軸方向から見て、回転軸周りに略均等に配置されており、
さらに、複数個の第1開口部(41a〜41c)の中心軸のうち、少なくとも1本の中心軸の延長線(CL1、CL3)は、弁体(42)の回転中心(o)からずれており、
第1開口部(41a〜41c)と第2開口部(41g〜41i)とを連通させる連通路のうち、少なくとも1本は、直線状連通路を形成しており、
第1開口部(41a〜41c)と第2開口部(41g〜41i)とを連通させる連通路のうち少なくとも1本は、バルブボディ(41)内で屈曲した屈曲部(41n)を有しており、
屈曲部(41n)は、直線状に形成された少なくとも2本の通路穴(41q、41p)を交差させることにより構成されており、
屈曲部(41n)を構成する2本の通路穴(41q、41p)のうち、第1開口部(41a〜41c)と連通する通路穴(41q)が直線状連通路と平行に延びることによって、複数個の第1開口部(41a〜41c)のうち少なくとも2個が同一の向きに開口しており、
さらに、屈曲部(41n)を構成する2本の通路穴(41q、41p)のうち、少なくとも1本は屈曲部(41n)を越えてバルブボディ(41)の外側まで貫通するように形成され、
バルブボディ(41)の外側まで貫通するように形成された通路穴(41p)のうち、バルブボディ(41)の外側に開口する部位がプラグ(43)によって閉塞されていることを特徴とする。
【0010】
これにより、第1開口部(41a〜41c)と第2開口部(41g〜41i)とを連通させる連通路がバルブボディ(41)内にて屈曲した構造となるので、流体バルブの流量制御特性を良好なものとしつつ、第1開口部(41a〜41c)に接続される配管の取り回しを容易なものとすることができる。
【0013】
また、これにより、例えばバルブボディ(41)を成形する際に中子を用いて容易に屈曲した連通路を形成することができる。
【0014】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0015】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係るロータリ式の流体バルブを車両の走行用エンジンの冷却装置に適用したものであって、図1は本実施形態に係るエンジンの冷却装置の模式図である。
【0016】
図1中、ラジエータ20はエンジン10内を循環する冷却水を冷却し、その冷却した冷却水をエンジン10に戻す放熱器であり、送風機21はラジエータ20に冷却風を送風する送風手段である。
【0017】
バイパス通路30はエンジン10から流出する冷却水をラジエータ20を迂回させてエンジン10に戻すものであり、流量調整バルブ40はラジエータ20に循環させる冷却水量とバイパス通路30に循環させる冷却水量とを調節する電子制御式のバルブであり、ポンプ50はエンジン10から駆動力を得て冷却水を循環させる渦巻式のものである。なお、流量調整バルブ40の構造は後述する。
【0018】
そして、流量調整バルブ40は、バイパス通路30を流れる冷却水の温度を検出する第1水温センサ101の検出温度、及びポンプ50の流入側に配設されてエンジン10に戻ってくる冷却水の温度を検出する第2水温センサ102の検出温度等に基づいて電子制御装置(ECU)100により制御される。
【0019】
次に、流量調整バルブ40の構造について述べる。
【0020】
図2(a)は流量調整バルブ40の外観図であり、図2(b)は図2(a)のA−A断面図である。
【0021】
バルブボディ41は、流体通路を構成するとともに冷却水が流出入する第1開口部である第1〜3接続ポート41a〜41cが形成された樹脂製のハウジングであり、各接続ポート41a〜41cには、配管(図示せず。)を接続するための接続パイプ41dが設けられている。
【0022】
また、立方体状のバルブボディ41の略中央部には、円柱状の空間41eが設けられており、この空間41e内で弁体42が回転することによりバルブボディ41内を流通する冷却水量等を調節する。なお、弁体42は、電動モータ等の回転力を発生するアクチュエータ(図示せず。)により回転駆動されるもので、42aはアクチュエータ側に接続される弁体42駆動用のシャフトである。
【0023】
そして、弁体42には、図2(b)に示すように、弁体42内を貫通して弁体42の外周面42bにて開口する複数個(本実施形態では、5個)の連通口42cが形成され、一方、バルブボディ41のうち弁体42の外周面42bと所定の隙間を有して対向する内周面41fには、各接続ポート41a〜41cの連通する第2開口部である第1〜3ポート41g〜41iが設けられている。
【0024】
なお、各ポート41g〜41iの外縁部には、弁体42の外周面42bに対して摺動可能に接触して弁体42と内周面41fとの間の隙間に冷却水が漏れ出ることを防止するパッキン等のリップシール41jが配置されている。
【0025】
このとき、第1〜3ポート41g〜41iの中心Cpは、弁体42の回転軸方向から見て(図2(b)において)、回転軸周りに120°毎に略均等に配置されているとともに、第1〜3接続ポート41a〜41cの中心軸のうち、少なくとも1本の中心軸の延長線、つまり本実施形態では、第1、2接続ポート41a、41cの中心線CL1、CL3は、弁体42の回転中心oからずれて、第1〜3接続ポート41a〜41cのいずれもが同一の向きに開口している。
【0026】
また、第1接続ポート41aと第1ポート41gとを連通させる第1連通路41k、及び第3接続ポート41cと第3ポート41iとを連通させる第3連通路41mは、バルブボディ41内で略90°屈曲しているとともに、その屈曲した屈曲部41nは、直線状に形成された少なくとも2本の通路穴41q、41pを交差させることにより構成されている。
【0027】
そして、屈曲部41nを構成する2本の通路穴41q、41pのうち、少なくとも1本(本実施形態では、通路穴41p)は、屈曲部41nを越えてバルブボディ41の外側まで貫通しているとともに、その屈曲部41nを越えてバルブボディ41の外側まで貫通している通路穴41pには、バルブボディ41の外側を閉塞するプラグ43が設けられている。
【0028】
次に、バルブボディ41の製造方法について述べる。
【0029】
バルブボディ41の外形を形作る金型内に、第1〜3連通路41k〜41m及び空間41eを形成するための中子を配置した状態で、溶融状態の樹脂を充填してバルブボディ41を成形する。
【0030】
次に、金型から成形終了後のバルブボディ41を取り出し、プラグ43及び接続パイプ41dを溶着する。
【0031】
次に、本実施形態に係る流量調整バルブ40の概略作動を述べる。
【0032】
弁体42が回転すると、弁体42の連通口42cがバルブボディ41のポート41g〜41iに対して相対変位するので、連通口42cとポート41g〜41iとの重なり程度、つまりポート41g〜41iの開度が弁体42の回転角に応じて変化する。
【0033】
したがって、弁体42の回転角に応じてポート41g〜41iの開度を調節することができるので、弁体42の回転角に応じて流量調整バルブ40内を流れる冷却水量を制御することができる。
【0034】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【0035】
本実施形態では、第1〜3ポート41g〜41iの中心Cpは、弁体42の回転軸方向から見て、回転軸周りに120°毎に略均等に配置されているとともに、第1、2接続ポート41a、41cの中心線CL1、CL3は、弁体42の回転中心oからずれてバルブボディ41内で屈曲して第1〜3接続ポート41a〜41cいずれもが同一の向きに開口しているので、流量調整バルブ40の流量制御特性を良好なものとしつつ、第1〜3接続ポート41a〜41cに接続される配管の取り回しを容易なものとすることができる。
【0036】
また、屈曲部41nを構成する2本の通路穴41q、41pのうち通路穴41pは、屈曲部41nを越えてバルブボディ41の外側まで貫通しているとともに、その屈曲部41nを越えてバルブボディ41の外側まで貫通している通路穴41pには、バルブボディ41の外側を閉塞するプラグ43が設けられているので、バルブボディ41を成形する際に中子を用いて容易に屈曲した第1、3連通路41k、41mを形成することができる。
【0037】
(その他の実施形態)
上述の実施形態では、接続ポートが3個であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、2個又は4個以上であってもよい(例えば図3(b))。なお、図3(a)は参考例であり、上述の実施形態に対して第2接続ポート41bを廃止したものである。
【0038】
また、上述の実施形態では、全ての接続ポートが同一の向き開口していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図4に示すように、接続ポートの開口の向きを配管の取り回しに応じて適宜変更してもよい。
【0039】
また、上述の実施形態では、バルブボディ41及び弁体42を樹脂製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属製としてもよい。
【0040】
また、上述の実施形態では、バルブボディ41を成形する際に中子を用いて容易に屈曲した第1〜3連通路41k〜41mを形成したが、ドリル等のボール盤加工により第1〜3連通路41k〜41mを形成してもよい。
【0041】
また、本発明に係る流体バルブを車両の走行用エンジンの冷却装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る冷却水回路を示す模式図である。
【図2】(a)は本発明の実施形態に係る流体バルブの外観図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。
【図3】 (a)は参考例に係る流体バルブの断面図であり、(b)は本発明のその他の実施形態に係る流体バルブの断面図である。
【図4】本発明のその他の実施形態に係る流体バルブの断面図である。
【図5】従来の技術に係る流体バルブの断面図である。
【図6】従来の技術に係る流体バルブの断面図である。
【図7】従来の技術に係る流体バルブの断面図である。
【符号の説明】
40…流量調節バルブ(流量バルブ)、41…バルブボディ、42…弁体。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary fluid valve that controls a fluid flow by rotating a substantially cylindrical (cylindrical) valve body, and is applied to a flow rate adjusting valve that controls a coolant flow of a water-cooled internal combustion engine. It is effective.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
FIG. 5 shows an example of a flow rate adjusting valve that controls the flow of cooling water in a water-cooled internal combustion engine. The rotary type fluid valve controls the fluid flow by rotating a substantially cylindrical valve body. The plurality of openings through which water flows in and out are evenly provided at approximately 120 ° intervals around the rotation center of the valve body.
[0003]
By the way, in general, a vehicle employs a water-cooled internal combustion engine as a travel drive source. However, when the fluid valve shown in FIG. 5 is used for cooling water control, the following problems occur.
[0004]
That is, since many devices are mounted in the engine room in addition to the engine (internal combustion engine), the flow rate adjusting valve is usually fixed to the vehicle body constituting the engine room. For this reason, as shown in FIG. 5, if each of the three
[0005]
However, the minimum radius of curvature of the pipe P is almost determined by the outer diameter of the pipe, and it is difficult to bend the pipe P with a small radius of curvature, so the mounting space for the fluid valve (flow adjustment valve) including the pipe P is large. As a result, the mounting performance of the fluid valve deteriorates.
[0006]
For this, as shown in FIG. 7, the plurality of
[0007]
For this, the diameter of the valve body may be increased, but this means leads to an increase in the size of the fluid valve.
[0008]
An object of this invention is to make it easy to handle the piping connected to an opening part, arrange | positioning a some opening part around the rotation center of a valve body in view of the said point.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a fluid valve for controlling fluid flow according to the invention described in claim 1,
A valve body (41) having a fluid passage and formed with a plurality of first openings (41a to 41c) through which fluid flows in and out;
A substantially cylindrical valve body (42) that is housed in the valve body (41) and that controls the fluid flow by rotating;
The valve body (42) is provided with a communication port (42c) that passes through the valve body (42) and opens at the outer peripheral surface (42b) of the valve body (42).
In the valve body (41), a plurality of second openings (41a to 41c) communicated with a plurality of second openings (41f) on the inner circumference (41f) facing the outer circumference (42b) of the valve body (42). 41g-41i) are provided,
The centers (Cp) of the second openings (41g to 41i) are arranged substantially evenly around the rotation axis when viewed from the rotation axis direction of the valve body (42),
Furthermore, the extension lines (CL1, CL3) of at least one central axis among the central axes of the plurality of first openings (41a to 41c) are shifted from the rotation center (o) of the valve body (42). And
Of the communication passages that connect the first openings (41a to 41c) and the second openings (41g to 41i), at least one of them forms a linear communication passage,
At least one of the communication paths connecting the first opening (41a to 41c) and the second opening (41g to 41i) has a bent portion (41n) bent in the valve body (41). And
The bent portion (41n) is configured by intersecting at least two passage holes (41q, 41p) formed in a straight line,
Of the two passage holes (41q, 41p) constituting the bent portion (41n), the passage hole (41q) communicating with the first opening (41a-41c) extends in parallel with the linear communication passage, At least two of the plurality of first openings (41a to 41c) are open in the same direction,
Furthermore, at least one of the two passage holes (41q, 41p) constituting the bent portion (41n) is formed so as to pass through the bent portion (41n) to the outside of the valve body (41),
Of the passage hole (41p) formed so as to penetrate to the outside of the valve body (41), a portion opened to the outside of the valve body (41) is closed by a plug (43) .
[0010]
As a result, the communication path connecting the first opening (41a to 41c) and the second opening (41g to 41i) is bent in the valve body (41). The piping connected to the first openings (41a to 41c) can be easily handled while improving the quality.
[0013]
This also makes it possible for example to form a communication passage that is easily bent with the core when molding the valve body (41).
[0014]
Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this embodiment, the rotary fluid valve according to the present invention is applied to a cooling device for a traveling engine of a vehicle, and FIG. 1 is a schematic view of the cooling device for the engine according to this embodiment.
[0016]
In FIG. 1, the
[0017]
The
[0018]
The flow
[0019]
Next, the structure of the flow
[0020]
2A is an external view of the flow
[0021]
The
[0022]
In addition, a
[0023]
As shown in FIG. 2 (b), the
[0024]
Note that the outer edge of each
[0025]
At this time, the centers Cp of the first to
[0026]
In addition, the
[0027]
Of the two
[0028]
Next, a method for manufacturing the
[0029]
In a mold that forms the outer shape of the
[0030]
Next, the molded
[0031]
Next, the general operation of the flow
[0032]
When the
[0033]
Therefore, since the opening degree of the
[0034]
Next, the effect of this embodiment is described.
[0035]
In the present embodiment, the centers Cp of the first to
[0036]
Of the two
[0037]
(Other embodiments)
In the above embodiments, the connection port was three, the present invention is not limited thereto, it may be two or four or more (e.g., Figure 3 (b)). FIG. 3A is a reference example, in which the
[0038]
Further, in the above-described embodiment, all the connection ports are opened in the same direction, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. You may change suitably according to handling.
[0039]
In the above-described embodiment, the
[0040]
In the above-described embodiment, the first to
[0041]
Further, although the fluid valve according to the present invention is applied to a cooling device for a vehicle running engine, the present invention is not limited to this and can be applied to other uses.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cooling water circuit according to an embodiment of the present invention.
2A is an external view of a fluid valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
3A is a cross-sectional view of a fluid valve according to a reference example, and FIG. 3B is a cross-sectional view of a fluid valve according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a fluid valve according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional fluid valve.
FIG. 6 is a sectional view of a conventional fluid valve.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional fluid valve.
[Explanation of symbols]
40 ... Flow rate adjusting valve (flow rate valve), 41 ... Valve body, 42 ... Valve body.
Claims (2)
流体通路を構成するとともに、流体が流出入する複数個の第1開口部(41a〜41c)が形成されたバルブボディ(41)と、
前記バルブボディ(41)内に収納され、回転することにより流体流れを制御する略円柱状の弁体(42)とを備え、
前記弁体(42)には、前記弁体(42)内を貫通して前記弁体(42)の外周面(42b)にて開口する連通口(42c)が設けられ、
前記バルブボディ(41)のうち前記弁体(42)の外周面(42b)と対向する内周面(41f)には、前記第1開口部(41a〜41c)の連通する複数個の第2開口部(41g〜41i)が設けられ、
前記第2開口部(41g〜41i)の中心(Cp)は、前記弁体(42)の回転軸方向から見て、前記回転軸周りに略均等に配置されており、
さらに、前記複数個の第1開口部(41a〜41c)の中心軸のうち、少なくとも1本の中心軸の延長線(CL1、CL3)は、前記弁体(42)の回転中心(o)からずれており、
前記第1開口部(41a〜41c)と前記第2開口部(41g〜41i)とを連通させる連通路のうち、少なくとも1本は、直線状連通路を形成しており、
前記第1開口部(41a〜41c)と前記第2開口部(41g〜41i)とを連通させる連通路のうち少なくとも1本は、前記バルブボディ(41)内で屈曲した屈曲部(41n)を有しており、
前記屈曲部(41n)は、直線状に形成された少なくとも2本の通路穴(41q、41p)を交差させることにより構成されており、
前記屈曲部(41n)を構成する2本の通路穴(41q、41p)のうち、前記第1開口部(41a〜41c)と連通する通路穴(41q)が前記直線状連通路と平行に延びることによって、前記複数個の第1開口部(41a〜41c)のうち少なくとも2個が同一の向きに開口しており、
さらに、前記屈曲部(41n)を構成する2本の通路穴(41q、41p)のうち、少なくとも1本は前記屈曲部(41n)を越えて前記バルブボディ(41)の外側まで貫通するように形成され、
前記バルブボディ(41)の外側まで貫通するように形成された通路穴(41p)のうち、前記バルブボディ(41)の外側に開口する部位がプラグ(43)によって閉塞されていることを特徴とするロータリ式の流体バルブ。A fluid valve for controlling fluid flow,
A valve body (41) having a fluid passage and formed with a plurality of first openings (41a to 41c) through which fluid flows in and out;
A substantially cylindrical valve body (42) which is housed in the valve body (41) and controls the fluid flow by rotating;
The valve body (42) is provided with a communication port (42c) that passes through the valve body (42) and opens at the outer peripheral surface (42b) of the valve body (42).
Among the valve body (41), an inner peripheral surface (41f) facing the outer peripheral surface (42b) of the valve body (42) has a plurality of second openings communicating with the first openings (41a to 41c). Openings (41g-41i) are provided,
The centers (Cp) of the second openings (41g to 41i) are arranged substantially evenly around the rotation axis when viewed from the rotation axis direction of the valve body (42),
Further, among the central axes of the plurality of first openings (41a to 41c), at least one extension line (CL1, CL3) of the central axis extends from the rotation center (o) of the valve body (42). It ’s out of place ,
Of the communication passages that connect the first openings (41a to 41c) and the second openings (41g to 41i), at least one of them forms a linear communication passage,
At least one of the communication paths connecting the first opening (41a to 41c) and the second opening (41g to 41i) has a bent portion (41n) bent in the valve body (41). Have
The bent portion (41n) is configured by intersecting at least two passage holes (41q, 41p) formed in a straight line,
Of the two passage holes (41q, 41p) constituting the bent portion (41n), a passage hole (41q) communicating with the first opening (41a to 41c) extends in parallel with the linear communication passage. Accordingly, at least two of the plurality of first openings (41a to 41c) are opened in the same direction,
Further, at least one of the two passage holes (41q, 41p) constituting the bent portion (41n) passes through the bent portion (41n) to the outside of the valve body (41). Formed,
Of the passage hole (41p) formed so as to penetrate to the outside of the valve body (41), a portion opened to the outside of the valve body (41) is closed by a plug (43). Rotary type fluid valve.
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