控制阀

文档序号:1039915 发布日期:2020-10-09 浏览:19次 >En<

阅读说明:本技术 控制阀 (Control valve ) 是由 大关哲史 永井淑仁 于 2020-02-03 设计创作,主要内容包括:控制阀具备壳、阀体、密封筒部件。壳具有流入口和流出口。阀体被能够旋转地配置于壳的内部,具有形成有将内外连通的阀孔的周壁部。密封筒部件的一端部与流出口的下游侧连通,在另一端部设置有阀滑接面。密封筒部件的另一端部沿周壁部的外周面的形状突出高度在周向上连续地变化。在密封筒部件的另一端部的突出高度较低的区域,设置有壁厚比其他部位厚地到达阀滑接面的厚壁部。(The control valve includes a housing, a valve body, and a seal cylinder member. The shell has an inflow port and an outflow port. The valve body is rotatably disposed inside the housing and has a peripheral wall portion in which a valve hole for communicating the inside and the outside is formed. One end of the seal tube member communicates with the downstream side of the outlet port, and a valve sliding surface is provided at the other end. The other end portion of the seal cylinder member continuously changes in the circumferential direction along the shape protrusion height of the outer circumferential surface of the circumferential wall portion. In a region where the projecting height of the other end portion of the seal tube member is low, a thick portion having a larger wall thickness than the other portion and reaching the valve sliding surface is provided.)

控制阀

技术领域

本发明涉及用于车辆用冷却水的流路切换等的控制阀。

背景技术

在使用冷却水来冷却发动机的冷却系统中,有时除了在散热器和发动机之间循环的散热器流路以外,还一并设置将散热器旁路的旁路流路、通过油加热器的暖机流路等。这种冷却系统中,控制阀被夹装于流路的分岔部,借助该控制阀适当地切换流路。作为控制阀,已知圆筒状的阀体被能够旋转地配置于壳内而任意的流路与阀体的旋转位置对应地开闭的(例如参照日本特开2017-3064号(以下为专利文献1))。

专利文献1中记载的控制阀在壳处设置有冷却水等液体流入的流入口、使该流入的液体向外部流出的多个流出口。在阀体的周壁,将内外连通的阀孔与多个流出口对应地形成多个。在各流出口,大致圆筒状的密封筒部件的一端部侧被滑动自如地保持。各密封筒部件的一端部与对应的流出口的下游侧连通。此外,在各密封筒部件的另一端部设置有与阀体的外周面滑动自如地抵接的阀滑接面。各密封筒部件的阀滑接面在与阀体的对应的阀孔的旋转路径重叠的位置与阀体的外周面滑接。

另外,密封筒部件的阀滑接面在与阀体的外周面密接的关系上形成为沿着阀体的外表面形状。即,密封筒部件的轴向的另一端部以沿着阀体的外表面形状的方式在朝向阀体方向的突出高度在该密封筒部件的圆周方向上连续地变化。

上述控制阀的阀体在密封筒部件位于与对应的阀孔连通的位置时,允许液体从阀体的内侧区域向对应的流出口流出,在密封筒部件处于不与对应的阀孔连通的位置时,切断液体从阀体的内侧区域向对应的流出口流出。另外,阀体借助电动马达等致动器操作旋转位置。

上述以往的控制阀为,密封筒部件的另一端部的突出高度沿着圆筒状的阀体的外表面形状连续地变化。因此,具有弹性的密封筒部件与阀体在曲面部分接触,推压方向的载荷作用于两者之间时接触面的赫兹面压增大。密封筒部件中,另一端部侧的突出高度最低的区域(形状变化成凹状的区域)的赫兹面压增大。因此,上述以往的控制阀中,密封筒部件被阀体的外周面推压的状态下,若阀体被旋转操作,则担心密封筒部件的另一端部侧的突出高度较低的区域的阀滑接面较早磨损。

发明内容

本发明的方案是考虑这样的情况而作出的,其目的在于,提供能够抑制由密封筒部件的轴向的端部的突出高度的变化引起的密封筒部件的阀滑接面的局部的面压的增加,抑制密封筒部件的早期磨损的控制阀。

为了解决上述问题,本发明采用以下的方案。

(1)本发明的一方案的控制阀具备具有从外部流入液体的流入口及使流入内部的液体向外部流出的流出口的壳、能够旋转地配置于前述壳的内部而具有形成有将内外连通的阀孔的周壁部的阀体、设置有轴向的一端部与前述流出口的下游侧连通并且在轴向的另一端部在至少一部分与前述阀体的前述阀孔的旋转路径重叠的位置与前述周壁部的外周面滑动自如地抵接的阀滑接面的密封筒部件,前述密封筒部件的轴向的另一端部沿着前述周壁部的外周面的形状朝向前述周壁部地方向的突出高度在周向上连续地地变化,在前述密封筒部件的轴向的另一端部的前述突出高度较低的区域,设置有壁厚比其他部位厚地到达前述阀滑接面的厚壁部。

根据上述方案(1),若密封筒部件的轴向的另一端部被阀体的周壁部的外周面闭塞,则从阀体的内侧向流出口的液体的流出被切断。若阀体从该状态旋转而密封筒部件的轴向的另一端部与阀体的阀孔连通(重叠),则从阀体的内侧向流出口流出液体。密封筒部件的轴向的另一端部被阀体的周壁部的外周面闭塞时,密封筒部件的阀滑接面被向阀体的周壁部推压。此时,在密封筒部件的另一端部侧,阀体方向的突出高度较低的区域的赫兹面压变高。但是,上述方案(1)中,在密封筒部件的另一端部侧的突出高度较低的区域设置有到达阀滑接面的厚壁部,所以抑制突出高度较低的区域的局部的面压的增加。结果,抑制密封筒部件的另一端部侧的突出高度较低的区域的早期磨损。

(2)在上述方案(1)中,也可以是,前述厚壁部被向前述密封筒部件的周壁的径向内侧膨出地设置。

该情况下,能够将密封筒部件的另一端部侧的外表面形状设为圆形,所以在采用密封筒部件的另一端部侧被壳的流出口等滑动自如地保持的构造的情况下,能够使保持密封筒部件的壳侧的保持部的构造简单化。此外,此时能够使密封筒部件和壳侧的保持部之间的密封构造也简单化。因此,能够使控制阀的制造容易,能够实现制造成本的减少。

(3)在上述方案(2)中,也可以是,在前述阀滑接面的内周部的相互相向的两个位置,借助前述厚壁部,分别形成沿与前述阀体的旋转轴线大致正交的方向延伸的直线状内边缘部。

该情况下,密封筒部件的内表面形状也为比较的简单的形状,所以能够实现低成本的制造。此外,从另一端部侧观察密封筒部件时,能够借助密封筒部件的内周的直线状内边缘部容易地把握密封筒部件的周向的位置。因此,控制阀的制造时,能够使密封筒部件向壳侧容易地装配。

(4)在上述方案(2)或(3)中,也可以是,前述密封筒部件具有位于前述一端部侧而与前述流出口的下游侧连通的第1筒部、位于前述另一端部侧而轴向的端面构成前述阀滑接面的第2筒部,前述第1筒部的内径被比前述第2筒部的内径小地形成,前述厚壁部设置于前述第2筒部。

该情况下,穿过密封筒部件向流出口的下游侧流出的液体的流量由内径相对较小的密封筒部件的第1筒部的内径决定。厚壁部设置于内径相对较大的第2筒部的径向内侧,所以不会对向流出口的下游侧流出的液体的流量造成影响。因此,能够将向流出口流出的液体的流量容易地设定调整。

根据本发明的方案,在密封筒部件的轴向的另一端部的周壁的突出高度较低的区域,设置有壁厚比其他部位厚地到达阀滑接面的厚壁部,所以能够抑制突出高度低的区域的局部的面压的增加,能够抑制密封筒部件的早期磨损。

附图说明

图1是实施方式的冷却系统的框图。

图2是实施方式的控制阀的立体图。

图3是实施方式的控制阀的分解立体图。

图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。

图5是沿着图2的V-V线的放大图。

图6是图5的VI部放大图。

图7是实施方式的密封筒部件的立体图。

图8是实施方式的密封筒部件的端面图。

具体实施方式

接着,基于附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中,对在使用冷却水冷却发动机的冷却系统采用本实施方式的控制阀的情况进行说明。

[冷却系统]

图1是冷却系统1的框图。

如图1所示,冷却系统1搭载于车辆驱动源至少具备发动机的车辆。另外,作为车辆,除了仅具有发动机的车辆以外,也可以是混合动力车辆、***式混合动力车辆等。

冷却系统1为,发动机2(ENG)、水泵3(W/P)、散热器4(RAD)、热交换器5(H/EX)、热核6(HTR)、EGR冷却器7(EGR)及控制阀8(EWV)被各种流路10~14连接而构成。

水泵3、发动机2及控制阀8在主流路10上被从上游至下游顺次连接。主流路10中,通过水泵3的动作,冷却水(液体) 顺次通过发动机2及控制阀8。

在主流路10分别连接有散热器流路11、暖机流路12、空调流路13及EGR流路14。这些散热器流路11、暖机流路12、空调流路13及EGR流路14将主流路10中的水泵3的上游部分和控制阀8连接。

在散热器流路11连接有散热器4。在散热器流路11中,在散热器4进行冷却水和外气的热交换。

在暖机流路12连接有热交换器5。在热交换器5和发动机2之间,发动机油穿过油流路18地循环。暖机流路12中,在热交换器5进行冷却水和发动机油的热交换。即,热交换器5在水温比油温高的情况下作为油加热器发挥功能,将发动机油加热。另一方面,热交换器5在水温比油温低的情况下作为油冷却器发挥功能,将发动机油冷却。

在空调流路13连接有热核6。热核6例如设置于空调装置的导管(无图示)内。在空调流路13中,在热核6进行冷却水与在导管内流通的空调空气的热交换。

在EGR流路14连接有EGR冷却器7。在EGR流路14,在EGR冷却器7进行冷却水和EGR气体的热交换。

在上述冷却系统1中,在主流路10通过发动机2的冷却水流入控制阀8内后,通过控制阀8的动作被选择性地分配至各种流路11~13。由此,能够实现早期升温、高水温(最佳温度)控制等,实现车辆的耗油率提高。

<控制阀>

图2是控制阀8的立体图。图3是控制阀8的分解立体图。

如图2、图3所示,控制阀8主要具备壳21、阀体22(参照图3)、驱动单元23。

(壳)

壳21具有有底筒状的壳主体25、将壳主体25的开口部闭塞的盖体26。另外,在以下的说明中,将沿着壳21的轴线O1的方向简称作罩轴向。在罩轴向上,将相对于壳主体25的罩周壁31朝向壳主体25的底壁部32的方向称作第1侧,将相对于壳主体25的罩周壁31朝向盖体26的方向称作第2侧。进而,将与轴线O1正交的方向称作罩径向,将绕轴线O1的方向称作罩周向。

在壳主体25的罩周壁31形成有多个安装片33。各安装片33被从罩周壁31向罩径向的外侧突出设置。控制阀8例如经由各安装片33固定于发动机室内。另外,各安装片33的位置、数量等能够适当改变。

图4是沿着图2的IV-IV线的剖视图。

如图3、图4所示,在罩周壁31的位于第2侧的部分形成有向罩径向的外侧膨出的流入端口37。在流入端口37,形成有将流入端口37沿罩径向贯通的流入口37a(参照图4)。流入口37a将壳21内外连通。在流入端口37的开口端面(罩径向的外侧端面)连接上述主流路10(参照图1)。

如图4所示,在罩周壁31,在将轴线O1夹于其间而与流入端口37在罩径向上相向的位置形成有向罩径向的外侧膨出的散热器端口41。在散热器端口41,故障开口41a及散热器流出口41b(流出口)被沿罩轴向排列地形成。故障开口41a及散热器流出口41b将散热器端口41分别沿罩径向贯通。在本实施方式中,故障开口41a与上述流入口37a在罩径向上相向。此外,散热器流出口41b相对于故障开口41a位于罩轴向的第1侧。

在散热器端口41的开口端面(罩径向的外侧端面)连接有散热器接头42。散热器接头42将散热器端口41和散热器流路11(参照图1)的上游端部之间连接。另外,散热器接头42被与散热器端口41的开口端面焊接(例如振动焊接等)。

在故障开口41a处设置有恒温器45。恒温器45与上述流入口37a在罩径向上相向。恒温器45与在壳21内流动的冷却水的温度对应地将故障开口41a开闭。

在盖体26的相对于轴线O1在罩径向上位于靠散热器端口41的位置的部分形成有EGR流出口51。EGR流出口51将盖体26在罩轴向上贯通。在本实施方式中,EGR流出口51与故障开口41a的开口方向(罩径向)交叉(正交)。此外,EGR流出口51在从罩轴向观察的主视时,至少一部分与恒温器45重合。

在盖体26,在EGR流出口51的开口边缘形成有EGR接头52。EGR接头52随着朝向罩轴向的第2侧而形成为向罩径向的外侧延伸的管状,将EGR流出口51与上述EGR流路14(参照图1)的上游端部之间连接。

如图3所示,在罩周壁31,在位于比散热器端口41靠罩轴向的第1侧的位置的部分,形成有向罩径向的外侧膨出的暖机端口56。在暖机端口56,形成有将暖机端口56沿罩径向贯通的暖机流出口56a(流出口)。在暖机端口56的开口端面连接有暖机接头62。暖机接头62将暖机端口56和上述暖机流路12(参照图1)的上游端部连接。另外,暖机接头62被与暖机端口56的开口端面焊接(例如振动焊接等)。

如图2、图3所示,在罩周壁31中的罩轴向上的散热器端口41与暖机端口56之间且相对于暖机端口56在罩周向上偏离180°左右的位置,形成有空调端口66。在空调端口66,形成有将空调端口66沿罩径向贯通的空调流出口66a(流出口)。在空调端口66的开口端面连接有空调接头68。空调接头68将空调端口66与上述空调流路13(参照图1)的上游端部连接。另外,空调接头68被与空调端口66的开口端面焊接(例如振动焊接等)。

(驱动单元)

如图2所示,驱动单元23被安装于壳主体25的底壁部32。驱动单元23的未图示的马达、减速机构、控制基板等被收纳于单元罩内。

(阀体)

如图3、图4所示,阀体22被容纳于壳21内。阀体22形成为圆筒状,在壳21的内部被与壳21的轴线O1同轴地配置。阀体22通过绕轴线O1旋转来将上述各流出口(散热器流出口41b、暖机流出口56a及空调流出口66a)开闭。

如图4所示,阀体22构成为,内侧轴部73被向转子主体72的内侧***成形。内侧轴部73与轴线O1同轴地延伸。

内侧轴部73的第1侧端部穿过形成于底壁部32的贯通孔(大气开放部)32a将底壁部32在罩轴向上贯通。内侧轴部73的第1侧端部被能够旋转地支承于在上述底壁部32设置的第1衬套(第1轴承)78。

具体地,在底壁部32朝向罩轴向的第2侧地形成有第1轴容纳壁79。第1轴容纳壁79将上述贯通孔32a环绕。在第1轴容纳壁79的内侧嵌合有上述第1衬套78。

在内侧轴部73中的位于比第1衬套78靠罩轴向的第1侧的位置的部分(位于比底壁部32靠外侧的位置的部分),形成有连结部73a。连结部73a在壳21的外部与上述驱动单元23连结。

由此,驱动单元23的动力被向内侧轴部73传递。

内侧轴部73的第2侧端部被能够旋转地支承于在上述盖体26设置的第2衬套(第2轴承)84。具体地,在盖体26,朝向罩轴向的第1侧形成有第2轴容纳壁86。第2轴容纳壁86与上述EGR流出口51相比在罩径向的内侧环绕轴线O1。在第2轴容纳壁86的内侧嵌合有上述第2衬套84。

转子主体72环绕上述内侧轴部73的周围。转子主体72具有覆盖内侧轴部73的外侧轴部81、围绕外侧轴部81的周壁部82、将外侧轴部81和周壁部82连结的辐条部83。

外侧轴部81在使内侧轴部73的罩轴向的两端部露出的状态下,将内侧轴部73的周围遍及整周地环绕。在本实施方式中,由外侧轴部81及内侧轴部73构成阀体22的旋转轴85。

在上述第1轴容纳壁79内,在相对于第1衬套78位于罩轴向的第2侧的部分,设置有第1唇密封件87。第1唇密封件87将第1轴容纳壁79的内周面和旋转轴85(外侧轴部81)的外周面之间密封。在第1轴容纳壁79内,位于比第1唇密封件87靠罩轴向的第1侧的位置的部分穿过贯通孔32a向大气开放。

另一方面,在上述第2轴容纳壁86内,在相对于第2衬套84位于罩轴向的第1侧的位置的部分设置有第2唇密封件88。第2唇密封件88将第2轴容纳壁86的内周面和旋转轴85(外侧轴部81)的外周面之间密封。在盖体26,形成有将盖体26沿罩轴向贯通的贯通孔(大气开放部)98。

阀体22的周壁部82被与轴线O1同轴地配置。周壁部82在壳21内被配置于位于比流入口37a靠罩轴向的第1侧的位置的部分。具体地,周壁部82在罩轴向上避让故障开口41a,且被配置于跨散热器流出口41b、暖机流出口56a及空调流出口66a的位置。周壁部82的内侧构成穿过流入口37a流入壳21内的冷却水沿罩轴向流通的流通路91。另一方面,在壳21内,位于比周壁部82靠罩轴向的第2侧的位置的部分构成与流通路91连通的连接流路92。另外,在周壁部82的外周面和罩周壁31的内周面之间在罩径向上设置有间隙C2。

在周壁部82,在与上述散热器流出口41b在罩轴向上相同的位置,形成有将周壁部82沿罩径向贯通的阀孔95。阀孔95在从罩径向观察至少一部分与***散热器流出口41b的密封筒部件131重合的情况下,穿过阀孔95使周壁部82内(流通路91)和散热器流出口41b连通。

在周壁部82,在与上述暖机流出口56a在罩轴向上相同的位置,形成有将周壁部82在罩径向上贯通的另外的阀孔96。阀孔96在从罩径向观察至少一部分与***暖机流出口56a的密封筒部件131重合的情况下,穿过阀孔96使周壁部82内(流通路91)和暖机流出口56a连通。

在周壁部82,在与上述空调流出口66a在罩轴向上相同的位置,形成有将周壁部82在罩径向上贯通的又一另外的阀孔97。阀孔97在从罩径向观察至少一部分与***空调流出口66a的密封筒部件131重合的情况下,穿过阀孔97使周壁部82内(流通路91)与空调流出口66a连通。

阀体22随着绕轴线O1的旋转,将阀孔95、96、97和与它们对应的各流出口41b、56a、66a的连通及切断切换。另外,阀孔95、96、97与流出口41b、56a、66a的连通模式能够适当设定。

接着,对暖机端口56及暖机接头62的连接部分的详细情况进行说明。另外,关于散热器端口41与散热器接头42的连接部分、及空调端口66与空调接头68的连接部分,为与暖机端口56及暖机接头62的连接部分相同的结构,所以省略说明。

图5为沿图2的V―V线的放大剖视图。以下的说明中,有将沿着暖机流出口56a的轴线O2的方向称作端口轴向(第1方向)的情况。该情况下,端口轴向上,将相对于暖机端口56朝向轴线O1的方向称作内侧,将相对于暖机端口56从轴线O1离开的方向称作外侧。此外,有将与轴线O2正交的方向称作端口径向(第2方向),将绕轴线O2的方向称作端口周向的情况。

如图5所示,暖机端口56具有沿端口轴向延伸的密封筒部101、从密封筒部101向端口径向的外侧伸出的端口凸缘部102。密封筒部101的内侧构成上述暖机流出口56a(流出口)。在本实施方式中,密封筒部101的内径在除了端口轴向的外侧端部地区域被相同地设定。

在端口凸缘部102的外周部分,形成有向端口轴向的外侧突出的围绕壁105。围绕壁105被遍及端口凸缘部102的整周地形成。在端口凸缘部102,在相对于围绕壁105位于端口径向的内侧的部分形成有向端口轴向的外侧突出的端口接合部106。

端口接合部106被遍及端口凸缘部102的整周地形成。

暖机接头62具有与轴线O2同轴地配置的接头筒部110、从接头筒部110的端口轴向的内侧端部向端口径向的外侧伸出的接头凸缘部111。

接头凸缘部111的外径与端口凸缘部102相同,且内径形成为比密封筒部101的外径大的环状。在接头凸缘部111的内周部分形成有向端口轴向的内侧突出的接头接合部113。接头接合部113与端口接合部106在端口轴向上相向。

暖机端口56及暖机接头62通过端口接合部106与接头接合部113的相向面彼此被振动焊接而被互相接合。

接头筒部110从接头凸缘部111的内周边缘向端口轴向的外侧延伸。接头筒部110形成为随着朝向端口轴向的外侧而阶段性地缩径的多级筒状。具体地,接头筒部110的大径部121、中径部122及小径部123朝向端口轴向的外侧顺次相连。

大径部121在相对于上述密封筒部101向端口径向的外侧隔开间隔的状态下,围绕密封筒部101。中径部122相对于密封筒部101在端口轴向上隔开间隙Q1地相向。

在被暖机端口56及暖机接头62包围的部分设置有密封机构130。密封机构130具有密封筒部件131、施力部件132、密封环133、保持件134。另外,如图3所示,在上述散热器端口41内及空调端口66内,也设置有由与设置于暖机端口56内的密封机构130相同的结构构成的密封机构130。本实施方式的说明中,对于设置于散热器端口41内及空调端口66内的密封机构130,标注与设置于暖机端口56内的密封机构130相同的附图标记而省略说明。

如图5所示,密封筒部件131被***暖机流出口56a内。密封筒部件131具有与轴线O2同轴地延伸的周壁。密封筒部件131的周壁形成为,随着朝向端口轴向的外侧而外径台阶状地缩径的多级筒状。具体地,密封筒部件131的周壁具有位于端口轴向的外侧(轴向的一端侧)而与暖机流出口56a的下游侧连通的第1筒部142、位于端口轴向的内侧(轴向的另一端侧)而与第1筒部142相比内径及外径较大的第2筒部141。

密封筒部件131的大径的第2筒部141被向密封筒部101的内周面能够滑动地***。第2筒部141的端口轴向的内侧端面构成滑动自如地抵接于阀体22的周壁部82的外周面的阀滑接面141a。另外,在本实施方式中,阀滑接面141a为,仿照周壁部82的外周面的曲率半径形成的弯曲面。

第1筒部142的外周面相对于第2筒部141的外周面经由台阶面143相连。台阶面143随着朝向端口轴向的内侧而向端口径向的外侧倾斜后,被进一步向端口径向的外侧延伸地设置。因此,在小径的第1筒部142的外周面和密封筒部101的内周面之间,在端口径向上设置有密封间隙Q2。

第1筒部142的端口轴向的外侧端面(以下称作“座面142a”。)为与端口轴向正交的平坦面。第1筒部142的座面142a在端口轴向上配置于与密封筒部101的外侧端面相同的位置。另外,密封筒部件131相对于暖机接头62在端口径向及端口轴向上离开。

施力部件132介于密封筒部件131的座面142a、暖机接头62的小径部123的端口轴向的内侧端面之间。施力部件132例如是波形弹簧。施力部件132将密封筒部件131向端口轴向的内侧(朝向周壁部82)施力。

密封环133例如是Y型垫片。密封环133在将开口部(两股部)朝向端口轴向的内侧的状态下被向密封筒部件131的第1筒部142外插。具体地,密封环133在配置于上述密封间隙Q2内的状态下,两股部的各末端部分别能够相对于第1筒部142的外周面及密封筒部101的内周面滑动地密接。另外,在密封间隙Q2内,相对于密封环133,端口轴向的内侧区域穿过密封筒部101的内周面和密封筒部件131的第2筒部141的间隙导入壳21的液压。台阶面143向端口轴向上的与密封筒部件131的阀滑接面141a相反的朝向形成。台阶面143构成承受壳21内的冷却水的液压而被向端口轴向的内侧推压的受压面。

图6是图5的VI部放大图。

这里,在密封筒部件131,台阶面143的面积S1和阀滑接面141a的面积S2设定成满足以下的式(1)、(2)。

S1<S2≤S1/k…(1)

α≤k<1…(2)

k:在阀滑接面141a和阀体22的周壁部82之间的微少间隙流动的冷却水的压力减少常数

α:由冷却水的物性确定的压力减少常数的下限值。

另外,台阶面143的面积S1和阀滑接面141a的面积S2意味着向端口轴向投影时的面积。

式(2)的α是根据冷却水的种类、使用环境(例如温度)等确定的压力减少常数的标准值。例如,通常使用条件下,水的情况下α=1/2。使用的冷却水的物性变化的情况下,变化成α=1/3等。

此外,式(2)的压力减少常数k在阀滑接面141a从端口径向的外侧端边缘向内侧端边缘均匀地与周壁部82相接时,为压力减少常数的标准值即α(例如1/2)。但是,由于密封筒部件131的制造误差、装配误差等,有阀滑接面141a的外周部分和周壁部82之间的间隙相对于阀滑接面141a的内周部分稍微增大的情况。该情况下,式(2)的压力减少常数k逐渐接近k=1。

在本实施方式中,密封筒部件131的阀滑接面141a和周壁部82的外周面之间,以为了允许滑动而有微小的间隙为前提,台阶面143和阀滑接面141a的各面积S1、S2的关系被根据式(1)、(2)确定。

即,对于密封筒部件131的台阶面143,如上所述,壳21内的冷却水的压力原样地作用。另一方面,对于阀滑接面141a,壳21内的冷却水的压力不会原样地作用。具体地,冷却水的压力为,冷却水在阀滑接面141a和周壁部82之间的微小的间隙从端口径向的外侧端边缘流向内侧端边缘时随着压力减少地作用。此时,冷却水的压力朝向端口径向的内侧逐渐减少,并且将密封筒部件131向端口轴向的外侧推起。

结果,对于密封筒部件131的台阶面143,原样地作用台阶面143的面积S1乘以壳21内的压力P的力。另一方面,对于密封筒部件131的阀滑接面141a,作用阀滑接面141a的面积S2乘以壳21内的压力P和压力减少常数k的力。

本实施方式的控制阀8从式(1)可知设定面积S1、S2来使得k×S2≤S1成立。因此,P×k×S2≤P×S1的关系也成立。

因此,作用于密封筒部件131的台阶面143的推压方向的力F1(F1=P×S1),变大至作用于密封筒部件131的阀滑接面141a的上浮方向的力F2(F2=P×k×S2)以上。由此,在本实施方式的控制阀8,仅根据壳21内的冷却水的压力的关系,也能够将密封筒部件131和周壁部82之间密封。

另一方面,在本实施方式中,如上所述,密封筒部件131的台阶面143的面积S1比阀滑接面141a的面积S2小。因此,即使壳21内的冷却水的压力变大,也能够抑制密封筒部件131的阀滑接面141a被过剩的力向周壁部82推压。因此,采用本实施方式的控制阀8的情况下,能够避免将阀体22旋转驱动的驱动单元23的大型化及高输出化,并且能够抑制密封筒部件131、各衬套78、84(参照图4)的早期磨损。

这样,在本实施方式中,在作用于密封筒部件131的朝向端口轴向的内侧的推压力不低于作用于密封筒部件131的朝向端口轴向的外侧的上浮力的范围,设定成阀滑接面141a的面积S2比台阶面143的面积S1大。因此,能够抑制密封筒部件131相对于周壁部82的过剩的力的推压,并且将密封筒部件131和周壁部82之间密封。

上述保持件134构成为,在间隙Q1内,相对于暖机端口56及暖机接头62能够沿端口轴向移动。此外,保持件134配置成与暖机端口56及暖机接头62的至少某个在端口轴向上能够离开。保持件134具有保持件筒部151、保持件凸缘部152、限制部153。

保持件筒部151沿端口轴向延伸。保持件筒部151被从端口轴向的外侧***密封间隙Q2内。上述密封环133的底部能够抵接于保持件筒部151的端口轴向的内侧端面。即,保持件筒部151限制密封环133向端口轴向的外侧的移动。

保持件凸缘部152被从保持件筒部151的端口轴向的外侧端部向端口径向的外侧突出设置。保持件凸缘部152配置于密封筒部101的端口轴向的外侧端面、中径部122的端口轴向的内侧端面之间的间隙Q1。保持件134向端口轴向的内侧的移动被密封筒部101限制,保持件134向端口轴向的外侧的移动被中径部122限制。

限制部153从保持件筒部151的内周部分向端口轴向的外侧筒状地突出地形成。限制部153与保持件筒部151一同限制施力部件132的端口径向的移动。

[密封筒部件的详细情况]

图7是将密封筒部件131使阀滑接面141a侧为上地观察的立体图。此外,图8是将密封筒部件131从阀滑接面141a侧观察的端面图。

密封筒部件131具有第1筒部142、比第1筒部142外径大的第2筒部141,在第2筒部141的轴向的端部(轴向的另一端部),设置有与阀体22的周壁部82的外周面滑动自如地抵接的阀滑接面141a。在第1筒部142的外周面和第2筒部141的外周面之间设置有台阶面143。此外,第1筒部142的内径形成为比第2筒部141的内径小。在第1筒部142的内周面和第2筒部141的内周面之间设置有台阶面44。

第2筒部141的轴向的端部(端口轴向的内侧的端部)的周壁沿着阀体22的周壁部82的外周面的形状,朝向周壁部82的方向的突出高度在周向上连续地变化。即,第2筒部141的轴向的端部的周壁以阀滑接面141a与阀体22的周壁部82的外周面面接触的方式突出高度连续地变化。

第2筒部141的轴向的端部关于沿着轴线O1(阀体22的旋转轴线)的方向,位于最外侧的区域的突出高度最低,关于与轴线O1正交的方向(沿着阀体22的旋转方向的方向),位于最外侧的区域的突出高度最高。另外,图8中的附图标记C1是表示在阀体22的轴线O1方向上的阀孔96(95、97)的中心的中心线。

密封筒部件131在第2筒部141的周壁的朝向阀体22的周壁部82的方向的突出高度(以下称作“阀体22方向的突出高度”。)较低的两个区域(包括阀体22方向的突出高度最小的部位的两个区域)设置有厚壁部55。各厚壁部55在第2筒部141的内周部向径向内侧膨出地设置。

配置于两个位置的厚壁部55如图8所示,在将密封筒部件131从轴向(端口轴向)观察时,形成为朝向径向内侧的内边缘部相互平行。在第2筒部141的径向内侧,相互相向的直线状内边缘部50a由厚壁部55形成。第2筒部141的直线状内边缘部50a以外的部分的内边缘部50b形成为以第2筒部141的轴心为中心的圆弧状。本实施方式的情况下,在第2筒部141的端部的突出高度最低的部位配置有厚壁部55的壁厚最厚的部分。

另外,厚壁部55希望形成为不比第1筒部142的内径向径向内侧突出。

此外,厚壁部55形成为在第2筒部141的内周面向径向内侧膨出,但厚壁部55从第1筒部142和第2筒部141之间的台阶面44部分向到达第2筒部141的阀滑接面141a(密封筒部件131的轴向的另一端部的端面)的区域延伸。形成于第2筒部141的阀体22侧的端面的阀滑接面141a形成为,由于厚壁部55,与第2筒部141的圆周方向的其他区域相比径向宽度局部地增大。

[控制阀的动作方法]

接着,对上述控制阀8的动作方法进行说明。

如图1所示,在主流路10,由水泵3送出的冷却水在发动机2热交换后,向控制阀8流通。如图4所示,在主流路10,通过发动机2的冷却水穿过流入口37a流入壳21内的连接流路92内。

流入连接流路92内的冷却水的一部分冷却水流入EGR流出口51内。流入EGR流出口51内的冷却水被穿过EGR接头52向EGR流路14内供给。被向EGR流路14内供给的冷却水在EGR冷却器7进行冷却水和EGR气体的热交换后返回主流路10。

另一方面,流入连接流路92内的冷却水的未流入EGR流出口51内的冷却水从罩轴向的第2侧流入流通路91内。流入流通路91内的冷却水在流通路91内沿罩轴向流通的过程中被向各流出口分配。即,流入流通路91内的冷却水穿过各流出口的与对应的阀孔连通的流出口被向各流路11~13分配。

在控制阀8,为了切换阀孔和流出口的连通模式,使阀体22绕轴线O1旋转。并且,在与欲设定的连通模式对应的位置使阀体22的旋转停止,由此,在与阀体22的停止位置对应的连通模式下阀孔和流出口被连通。

[实施方式的效果]

如上所述,本实施方式的控制阀8在密封筒部件131的轴向的端部的周壁的阀体22方向的突出高度较低的区域,设置有壁厚比其他部位厚而到达阀滑接面141a的厚壁部55。因此,能够抑制在密封筒部件131的阀滑接面141a的赫兹面压容易变高的突出高度低的区域的局部的面压的增加。因此,在采用本实施方式的控制阀8的情况下,能够抑制密封筒部件131的早期磨损。

此外,本实施方式的控制阀8中,在密封筒部件131(第1筒部142)的周壁的径向内侧,厚壁部55被膨出地设置,所以能够使密封筒部件131的大径的第1筒部142的外周面为简单的圆形形状。因此,能够使将密封筒部件131的第1筒部142滑动自如地保持的壳21侧的流出口部分为简单的构造,并且能够使密封筒部件131和流出口之间的密封构造也简单化。因此,采用本实施方式的结构的情况下,使控制阀8的制造容易,能够实现制造成本的减少。

此外,本实施方式的控制阀8中,在密封筒部件131的阀滑接面141a的内周部的相互相向的两个位置,在与阀体22的轴线O1正交的方向上延伸的直线状内边缘部50a由厚壁部55形成。因此,密封筒部件131的内表面形状也为比较简单的形状,能够将密封筒部件131以低成本容易地制造。此外,借助厚壁部55在阀滑接面141a的内周部形成一对直线状内边缘部50a,所以从轴向的端部观察密封筒部件131时,能够借助内周部的直线状内边缘部50a容易地把握密封筒部件131的周向的位置。因此,在采用本实施方式的控制阀8的情况下,在控制阀8的制造时,能够将密封筒部件131在壳21侧容易地装配。

进而,本实施方式的控制阀8为,与壳21的流出口连通的第1筒部142、具有阀滑接面141a的第2筒部141设置于密封筒部件131,第1筒部142的内径形成为比第2筒部141的内径小,厚壁部55设置于第2筒部141的径向内侧。因此,穿过密封筒部件131向流出口的下游侧流出的冷却水的流量由第1筒部142的内径决定,设置于内径较大的第2筒部141的厚壁部55不对从流出口流出的冷却水的流量造成影响。因此,采用本实施方式的结构的情况下,能够将从流出口流出的液体的流量容易地设定调整。

另外,本发明不限于上述的实施方式,能够在不脱离其宗旨的范围内进行各种的设计改变。例如,上述的实施方式中,厚壁部55被向密封筒部件131的周壁的径向内侧膨出地设置,但厚壁部55也可以被向密封筒部件131的周壁的径向外侧膨出地设置。此外,厚壁部55无需一定为直线状,能够形成为直线状以外的任意的形状。

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