JP2020159514A - Control valve - Google Patents

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哲史 大関
Akifumi Ozeki
哲史 大関
淑仁 永井
Yoshihito Nagai
淑仁 永井
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Abstract

To provide a control valve capable of suppressing leakage of liquid from a gap between a valve body and a seal cylindrical member in cold weather.SOLUTION: A valve body 22 has a convex spherical peripheral wall part 53B and a valve hole. A seal cylindrical member 131 has a concave spherical valve sliding contact surface 141a and a seal opening 90. A radius of curvature R1 of the outer peripheral surface of the valve body 22 at the time when liquid is at a reference temperature within a room temperature range, a radius of curvature R2 of the valve sliding contact surface 141a of the seal cylindrical member 131 at the time when the liquid is at the reference temperature within the room temperature range, a coefficient of linear expansion α1 of the valve body 22 and a coefficient of linear expansion α2 of the seal cylindrical member 131 are set to satisfy the following relational expressions (1) and (2): R1(1+α1×Δt)≥R2(1+α2×Δt) (1) and ΔT≤-25 (2), where ΔT represents the temperature difference between an actual liquid temperature and the reference temperature.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、車両用冷却水の流路切換等に用いられる制御バルブに関するものである。 The present invention relates to a control valve used for switching the flow path of cooling water for a vehicle.

冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムでは、ラジエータとエンジンの間を循環するラジエータ流路とは別に、ラジエータをバイパスするバイパス流路やオイルウォーマを通過する暖機流路等が併設されることがある。この種の冷却システムでは、流路の分岐部に制御バルブが介装され、その制御バルブによって適宜流路が切り換えられる。制御バルブとしては、ケーシング内に弁体が回転可能に配置され、弁体の回転位置に応じて任意の流路が開閉されるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 In the cooling system that cools the engine using cooling water, in addition to the radiator flow path that circulates between the radiator and the engine, a bypass flow path that bypasses the radiator, a warm-up flow path that passes through the oil warmer, etc. are installed side by side. Sometimes. In this type of cooling system, a control valve is interposed at a branch portion of the flow path, and the flow path is appropriately switched by the control valve. As a control valve, a valve body is rotatably arranged in a casing, and an arbitrary flow path is opened and closed according to a rotation position of the valve body (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1に記載の制御バルブは、ケーシングには、冷却水等の液体が流入する流入口と、その流入した液体を外部に流出させる複数の流出口が設けられている。弁体は、ケーシングの内部に配置され、外周面が凸球面状の周壁部と、その周壁部の内外を連通する弁孔と、を有している。ケーシングの流出口には、シール筒部材が取り付けられている。シール筒部材の弁体の外周面に対向する端面には、弁体の外周面に摺接する凹球面状の弁摺接面が形成されている。また、シール筒部材には、弁摺接面の内側領域と流出口側とを連通するシール開口が形成されている。シール筒部材の凹球面状の弁摺接面は、弁体の対応する弁孔の回転経路とラップする位置において、弁体の凸球面状の外周面に摺接する。
なお、弁体の回転方向と交差する方向の弁孔の幅は、シール筒部材のシール開口の内径よりも大きく設定されており、弁体の凸球面状の外周面の曲率半径は、シール筒部材の凹球面状の弁摺接面の曲率半径以下となるように設定されている。
The control valve described in Patent Document 1 is provided with an inflow port into which a liquid such as cooling water flows in and a plurality of outflow ports in which the inflowing liquid flows out to the outside in the casing. The valve body is arranged inside the casing, and has a peripheral wall portion having a convex spherical outer peripheral surface and a valve hole that communicates the inside and outside of the peripheral wall portion. A seal cylinder member is attached to the outlet of the casing. A concave spherical valve sliding contact surface that slides into the outer peripheral surface of the valve body is formed on the end surface of the seal cylinder member that faces the outer peripheral surface of the valve body. Further, the seal cylinder member is formed with a seal opening that communicates the inner region of the valve slide contact surface with the outlet side. The concave spherical valve sliding contact surface of the seal cylinder member is in sliding contact with the convex spherical outer peripheral surface of the valve body at a position where it wraps with the rotation path of the corresponding valve hole of the valve body.
The width of the valve hole in the direction intersecting the rotation direction of the valve body is set to be larger than the inner diameter of the seal opening of the seal cylinder member, and the radius of curvature of the convex spherical outer peripheral surface of the valve body is the seal cylinder. It is set so as to be equal to or less than the radius of curvature of the concave spherical valve sliding contact surface of the member.

上記制御バルブの弁体は、シール筒部材のシール開口が対応する弁孔と連通する位置にあるときには、弁体の内側領域から対応する流出口への液体の流出を許容し、シール筒部材のシール開口が対応する弁孔と連通しない位置にあるときには、弁体の内側領域から対応する流出口への液体の流出を遮断する。なお、弁体は、電動モータ等のアクチュエータによって回転位置を操作される。 When the valve body of the control valve is in a position where the seal opening of the seal cylinder member communicates with the corresponding valve hole, the valve body of the seal cylinder member allows the outflow of liquid from the inner region of the valve body to the corresponding outlet. When the seal opening is in a position that does not communicate with the corresponding valve hole, the outflow of liquid from the inner region of the valve body to the corresponding outlet is blocked. The rotation position of the valve body is controlled by an actuator such as an electric motor.

特開2017−3064号公報JP-A-2017-3064

上記従来の制御バルブは、冷寒時(冷却水温が0℃以下)における弁体やシール筒部材の伸縮変形について特に考慮されていない。このため、冷寒時には、弁体やシール筒部材の温度変化に伴う変形によって、シール筒部材の弁摺接面と弁体の外周面との接触状態が変化する可能性がある。この場合、ケーシング内の液体が弁体とシール筒部材の隙間から流出口側に漏出することが懸念される。 The conventional control valve does not particularly consider expansion and contraction deformation of the valve body and the seal cylinder member in cold weather (cooling water temperature is 0 ° C. or less). Therefore, in cold weather, the contact state between the valve sliding contact surface of the seal cylinder member and the outer peripheral surface of the valve body may change due to the deformation of the valve body or the seal cylinder member due to the temperature change. In this case, there is a concern that the liquid in the casing may leak to the outlet side from the gap between the valve body and the seal cylinder member.

そこで本発明は、冷寒時における弁体とシール筒部材の隙間からの液体の漏出を抑制することができる制御バルブを提供しようとするものである。 Therefore, the present invention is intended to provide a control valve capable of suppressing the leakage of liquid from the gap between the valve body and the seal cylinder member in cold weather.

本発明に係る制御バルブは、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明に係る制御バルブは、外部から液体が流入する流入口、及び、内部に流入した液体を外部に流出させる流出口を有するケーシングと、前記ケーシングの内部に回転可能に配置され、外周面が凸球面状の周壁部と、当該周壁部の内外を連通する弁孔と、を有する弁体と、一端部が前記流出口に連通した状態で前記ケーシングに保持され、他端部に形成され前記弁体の前記外周面に摺接する凹球面状の弁摺接面と、前記他端部と前記一端部とを連通するシール開口と、を有するシール筒部材と、を備え、前記弁体が、前記弁孔と前記シール開口を連通させる回転位置にあるときに、前記周壁部の内側領域から前記流出口への液体の流出を許容し、前記弁体が、前記弁孔と前記シール開口を連通させない回転位置にあるときに、前記周壁部の内側領域から前記流出口への液体の流出を遮断する制御バルブにおいて、液体が常温範囲の基準温度であるときにおける前記弁体の前記外周面の曲率半径R1と、液体が常温範囲の基準温度であるときにおける前記シール筒部材の前記弁摺接面の曲率半径R2と、前記弁体の線膨張係数α1と、前記シール筒部材の線膨張係数α2とは、式(1),(2)を満たすように設定されていることを特徴とする。
R1(1+α1・Δt)≧R2(1+α2・Δt) …(1)
ΔT≦−25 …(2)
ΔT:実際の液体の温度と基準温度との温度差
The control valve according to the present invention adopts the following configuration in order to solve the above problems.
That is, the control valve according to the present invention is rotatably arranged inside the casing and has a casing having an inflow port where a liquid flows in from the outside and an outflow port where the liquid flowing into the inside flows out to the outside. A valve body having a peripheral wall portion having a convex spherical surface and a valve hole communicating with the inside and outside of the peripheral wall portion, and one end portion being held by the casing in a state of communicating with the outlet and being formed at the other end portion. The valve body includes a concave spherical valve sliding contact surface that is in sliding contact with the outer peripheral surface of the valve body, and a seal cylinder member having a seal opening that communicates the other end portion and the one end portion. Allows the outflow of liquid from the inner region of the peripheral wall portion to the outlet when the valve hole and the seal opening are in a rotating position to communicate with each other, and the valve body allows the valve hole and the seal opening to flow. In a control valve that blocks the outflow of liquid from the inner region of the peripheral wall portion to the outlet when the liquid is in a rotational position that does not allow communication, the outer peripheral surface of the valve body when the liquid is at a reference temperature in the normal temperature range. The radius of curvature R1 of the valve body, the radius of curvature R2 of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member when the liquid is at a reference temperature in the normal temperature range, the linear expansion coefficient α1 of the valve body, and the linear expansion of the seal cylinder member. The coefficient α2 is characterized in that it is set so as to satisfy the equations (1) and (2).
R1 (1 + α1 · Δt) ≧ R2 (1 + α2 · Δt)… (1)
ΔT ≤ -25 ... (2)
ΔT: Temperature difference between the actual liquid temperature and the reference temperature

上記の構成により、弁体が弁孔とシール開口を連通させない回転位置にあるときには、シール筒部材を通した弁孔と流出口との連通が遮断される。この状態から弁体が回転して、シール筒部材のシール開口が弁体の弁孔に連通する(ラップする)と、弁体の内側の液体が弁孔とシール開口を通して流出口に流出する。液体の温度が0℃以下となる冷寒時では、上記の式(1),(2)により、シール筒部材の弁摺接面の実際の曲率半径は、弁体の外周面の実際の曲率半径以下となる。このため、シール筒部材の弁摺接面は、径方向外側寄り部分から弁体の外周面に接し易くなり、シール筒部材に弁体方向の押し付け荷重が作用すると、径方向のほぼ全域で弁体の外周面に接触するようになる。この結果、シール筒部材の弁摺接面と弁体の外周面とが広い面積で面接触し、弁孔と流出口が非連通の状態のときに、ケーシング内の液体が弁摺接面と弁体の外周面の隙間を通して流出口側に漏れ出るのを抑制される。 With the above configuration, when the valve body is in a rotational position where the valve hole and the seal opening are not communicated with each other, the communication between the valve hole and the outlet through the seal cylinder member is cut off. When the valve body rotates from this state and the seal opening of the seal cylinder member communicates (wraps) with the valve hole of the valve body, the liquid inside the valve body flows out to the outlet through the valve hole and the seal opening. In cold weather when the temperature of the liquid is 0 ° C or less, the actual radius of curvature of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member is the actual curvature of the outer peripheral surface of the valve body according to the above equations (1) and (2). It is below the radius. For this reason, the valve sliding contact surface of the seal cylinder member easily comes into contact with the outer peripheral surface of the valve body from the portion closer to the outer side in the radial direction, and when a pressing load in the valve body direction acts on the seal cylinder member, the valve covers almost the entire radial direction. It comes into contact with the outer peripheral surface of the body. As a result, when the valve sliding contact surface of the seal cylinder member and the outer peripheral surface of the valve body are in surface contact with each other over a wide area and the valve hole and the outlet are not in communication with each other, the liquid in the casing is in contact with the valve sliding contact surface. Leakage to the outlet side through the gap on the outer peripheral surface of the valve body is suppressed.

前記シール筒部材は、前記ケーシングの内部の液体の圧力を受けて当該シール筒部材を前記弁体の側に付勢する付勢用受圧面を有し、
前記付勢用受圧面の面積S1と前記シール筒部材の前記弁摺接面の面積S2とは、式(3),(4)を満たすように設定されるようにしても良い。
S1<S2≦S1/k …(3)
β≦k<1 …(4)
k:弁摺接面と弁体の間の微小隙間を流れる液体の圧力減少定数
β:液体の物性によって決まる圧力減少定数の下限値
The seal cylinder member has an urging pressure receiving surface that receives the pressure of the liquid inside the casing to urge the seal cylinder member toward the valve body side.
The area S1 of the pressure receiving surface for urging and the area S2 of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member may be set so as to satisfy the equations (3) and (4).
S1 <S2≤S1 / k ... (3)
β ≦ k <1… (4)
k: Pressure reduction constant of the liquid flowing through the minute gap between the valve sliding contact surface and the valve body β: Lower limit value of the pressure reduction constant determined by the physical properties of the liquid

上記の構成により、シール筒部材の付勢用受圧面の面積S1は、シール筒部材の弁摺接面の面積S2に圧力減少定数kを乗じた値以上の面積となる。この結果、ケーシング内の液体の圧力が、付勢用受圧面と、弁摺接面の外側の周域部とに作用すると、付勢用受圧面を通してシール筒部材に作用する液圧による弁体方向の押し付け力が、弁摺接面と弁体の間の微少隙間から液体が漏れ出るときにシール筒部材に作用する弁体からの浮き上がり力以上の力となる。このため、シール筒部材の弁摺接面を弁体の外周面に当接させた状態に維持することができる。このとき、シール筒部材の弁摺接面は、径方向の広い面積でほぼ均一に弁体の外周面に当接していないと、所望の圧力減少定数kを得ることができない。本構成の場合、冷寒時に弁体とシール筒部材が伸縮変形することがあっても、シール筒部材の弁摺接面が弁体の外周面に広い面積で接触するため、冷寒時にも、所望の圧力減少定数kを得ることができる。
また、本構成では、シール筒部材の付勢用受圧面の面積S1が弁摺接面の面積S2よりも小さいため、ケーシング内の液体の圧力が大きくなってもシール筒部材が過剰な力で弁体に押し付けられるのを抑制される。
したがって、本構成によれば、シール筒部材に作用する液体による弁体方向の押し付け力が、シール筒部材に作用する浮き上がり力を下回らない範囲で、弁摺接面の面積が付勢用受圧面の面積よりも大きく設定されているため、弁体に対するシール筒部材の過剰な力での押し付けを抑制しつつ、良好なシール性を確保することができる。
With the above configuration, the area S1 of the pressure receiving surface for urging the seal cylinder member is equal to or larger than the area S2 of the valve slide contact surface of the seal cylinder member multiplied by the pressure reduction constant k. As a result, when the pressure of the liquid in the casing acts on the pressure receiving surface for urging and the peripheral region outside the valve sliding contact surface, the valve body due to the hydraulic pressure acting on the seal cylinder member through the pressure receiving surface for urging. The pressing force in the direction is greater than the lifting force from the valve body that acts on the seal cylinder member when the liquid leaks from the minute gap between the valve sliding contact surface and the valve body. Therefore, it is possible to maintain the valve sliding contact surface of the seal cylinder member in contact with the outer peripheral surface of the valve body. At this time, the desired pressure reduction constant k cannot be obtained unless the valve sliding contact surface of the seal cylinder member is in contact with the outer peripheral surface of the valve body substantially uniformly over a wide area in the radial direction. In the case of this configuration, even if the valve body and the seal cylinder member expand and contract in cold and cold, the valve sliding contact surface of the seal cylinder member contacts the outer peripheral surface of the valve body in a wide area, so that even in cold and cold. , The desired pressure reduction constant k can be obtained.
Further, in this configuration, since the area S1 of the pressure receiving surface for urging the seal cylinder member is smaller than the area S2 of the valve slide contact surface, the seal cylinder member is subjected to excessive force even if the pressure of the liquid in the casing increases. It is suppressed from being pressed against the valve body.
Therefore, according to this configuration, the area of the valve sliding contact surface is the pressure receiving surface for urging within a range in which the pressing force in the valve body direction by the liquid acting on the seal cylinder member does not fall below the lifting force acting on the seal cylinder member. Since the area is set to be larger than the area of, it is possible to secure good sealing performance while suppressing pressing of the sealing cylinder member against the valve body by an excessive force.

本発明は、冷寒時に、シール筒部材の弁摺接面の実際の曲率半径が弁体の外周面の実際の曲率半径以下になるように、弁体の外周面の基準温度での曲率半径と、シール筒部材の弁摺接面の基準温度での曲率半径と、弁体とシール筒部材の各線膨張係数と、が設定されている。このため、冷寒時には、シール筒部材に弁体方向の押し付け荷重が作用した状態で、シール筒部材の弁摺接面が弁体の外周面に広い面積で接触するようになる。したがって、本発明によれば、冷寒時における弁体とシール筒部材の隙間からの液体の漏出を抑制することができる。 The present invention has a radius of curvature at a reference temperature of the outer peripheral surface of the valve body so that the actual radius of curvature of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member is equal to or less than the actual radius of curvature of the outer peripheral surface of the valve body in cold weather. , The radius of curvature of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member at the reference temperature, and each linear expansion coefficient of the valve body and the seal cylinder member are set. Therefore, in cold weather, the valve sliding contact surface of the seal cylinder member comes into contact with the outer peripheral surface of the valve body over a wide area in a state where a pressing load in the valve body direction is applied to the seal cylinder member. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress the leakage of the liquid from the gap between the valve body and the seal cylinder member in cold weather.

実施形態に係る冷却システムのブロック図である。It is a block diagram of the cooling system which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御バルブの斜視図である。It is a perspective view of the control valve which concerns on embodiment. 実施形態に係る制御バルブの一部の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a part of the control valve which concerns on embodiment. 図2のIV−IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図4のV部拡大図である。It is an enlarged view of V part of FIG.

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、冷却液を用いてエンジンを冷却する冷却システムに、本実施形態の制御バルブを採用した場合について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a case where the control valve of the present embodiment is adopted as the cooling system for cooling the engine using the coolant will be described.

[冷却システム]
図1は、冷却システム1のブロック図である。
図1に示すように、冷却システム1は、車両駆動源に少なくともエンジンを具備する車両に搭載される。なお、車両としては、エンジンのみを有する車両の他、ハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両等であっても構わない。
[Cooling system]
FIG. 1 is a block diagram of the cooling system 1.
As shown in FIG. 1, the cooling system 1 is mounted on a vehicle having at least an engine as a vehicle drive source. The vehicle may be a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, or the like, in addition to a vehicle having only an engine.

冷却システム1は、エンジン2(ENG)、ウォータポンプ3(W/P)、ラジエータ4(RAD)、ヒートエクスチェンジャ5(H/EX)、ヒータコア6(HTR)、EGRクーラ7(EGR)及び制御バルブ8(EWV)が各種流路10〜14により接続されて構成されている。
ウォータポンプ3、エンジン2及び制御バルブ8は、メイン流路10上で上流から下流にかけて順に接続されている。メイン流路10では、ウォータポンプ3の動作により冷却液(液体)がエンジン2及び制御バルブ8を順に通過する。
The cooling system 1 includes an engine 2 (ENG), a water pump 3 (W / P), a radiator 4 (RAD), a heat exchanger 5 (H / EX), a heater core 6 (HTR), an EGR cooler 7 (EGR), and a control. The valves 8 (EWV) are connected by various flow paths 10 to 14.
The water pump 3, the engine 2, and the control valve 8 are sequentially connected on the main flow path 10 from upstream to downstream. In the main flow path 10, the coolant (liquid) passes through the engine 2 and the control valve 8 in order by the operation of the water pump 3.

メイン流路10には、ラジエータ流路11、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14がそれぞれ接続されている。これらラジエータ流路11、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14は、メイン流路10のうちウォータポンプ3の上流部分と制御バルブ8とを接続している。 A radiator flow path 11, a warm-up flow path 12, an air conditioning flow path 13, and an EGR flow path 14 are connected to the main flow path 10, respectively. The radiator flow path 11, the warm-up flow path 12, the air conditioning flow path 13, and the EGR flow path 14 connect the upstream portion of the water pump 3 and the control valve 8 of the main flow path 10.

ラジエータ流路11には、ラジエータ4が接続されている。ラジエータ流路11では、ラジエータ4において、冷却液と外気との熱交換が行われる。 The radiator 4 is connected to the radiator flow path 11. In the radiator flow path 11, heat exchange between the coolant and the outside air is performed in the radiator 4.

暖機流路12には、ヒートエクスチェンジャ5が接続されている。ヒートエクスチェンジャ5とエンジン2との間には、オイル流路18を通してエンジンオイルが循環している。暖機流路12では、ヒートエクスチェンジャ5において、冷却液とエンジンオイルとの熱交換が行われる。すなわち、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも高い場合にオイルウォーマとして機能し、エンジンオイルを加熱する。一方、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも低い場合にオイルクーラとして機能し、エンジンオイルを冷却する。 A heat exchanger 5 is connected to the warm-up flow path 12. Engine oil circulates between the heat exchanger 5 and the engine 2 through an oil flow path 18. In the warm-up flow path 12, heat exchange between the coolant and the engine oil is performed in the heat exchanger 5. That is, the heat exchanger 5 functions as an oil warmer when the water temperature is higher than the oil temperature and heats the engine oil. On the other hand, the heat exchanger 5 functions as an oil cooler when the water temperature is lower than the oil temperature and cools the engine oil.

空調流路13には、ヒータコア6が接続されている。ヒータコア6は、例えば空調装置のダクト(不図示)内に設けられている。空調流路13では、ヒータコア6において、冷却液とダクト内を流通する空調空気との熱交換が行われる。 A heater core 6 is connected to the air conditioning flow path 13. The heater core 6 is provided, for example, in a duct (not shown) of an air conditioner. In the air conditioning flow path 13, heat exchange between the coolant and the air conditioning air flowing in the duct is performed in the heater core 6.

EGR流路14には、EGRクーラ7が接続されている。EGR流路14では、EGRクーラ7において、冷却液とEGRガスとの熱交換が行われる。 An EGR cooler 7 is connected to the EGR flow path 14. In the EGR flow path 14, heat exchange between the coolant and the EGR gas is performed in the EGR cooler 7.

上述した冷却システム1では、メイン流路10においてエンジン2を通過した冷却液が、制御バルブ8内に流入した後、制御バルブ8の動作によって各種流路11〜13に選択的に分配される。これにより、早期昇温や高水温(最適温)制御等を実現でき、車両の燃費向上が図られている。 In the cooling system 1 described above, the cooling liquid that has passed through the engine 2 in the main flow path 10 flows into the control valve 8 and then is selectively distributed to the various flow paths 11 to 13 by the operation of the control valve 8. As a result, early temperature rise and high water temperature (optimal temperature) control can be realized, and the fuel efficiency of the vehicle is improved.

(制御バルブ)
図2は、制御バルブ8の斜視図である。図3は、制御バルブ8の一部の分解斜視図である。なお、図3は、制御バルブ8から後述するケーシング21や駆動ユニット23等を取り去った弁体22を中心とした分解斜視図である。
図2、図3に示すように、制御バルブ8は、ケーシング21と、弁体22(図3参照)と、駆動ユニット23と、を主に備えている。
(Control valve)
FIG. 2 is a perspective view of the control valve 8. FIG. 3 is an exploded perspective view of a part of the control valve 8. Note that FIG. 3 is an exploded perspective view centering on the valve body 22 from which the casing 21 and the drive unit 23, which will be described later, are removed from the control valve 8.
As shown in FIGS. 2 and 3, the control valve 8 mainly includes a casing 21, a valve body 22 (see FIG. 3), and a drive unit 23.

(ケーシング)
ケーシング21は、有底筒状のケーシング本体25と、ケーシング本体25の開口部を閉塞する蓋体26と、を有している。なお、以下の説明では、ケーシング21の軸線O1に沿う方向を単にケース軸方向という。ケース軸方向において、ケーシング本体25のケース周壁31に対してケーシング本体25の底壁部32に向かう方向を第1側といい、ケーシング本体25のケース周壁31に対して蓋体26に向かう方向を第2側という。さらに、軸線O1に直交する方向をケース径方向といい、軸線O1回りの方向をケース周方向という。
(casing)
The casing 21 has a bottomed tubular casing main body 25 and a lid 26 that closes the opening of the casing main body 25. In the following description, the direction along the axis O1 of the casing 21 is simply referred to as the case axial direction. In the case axial direction, the direction toward the bottom wall 32 of the casing body 25 with respect to the case peripheral wall 31 of the casing body 25 is referred to as the first side, and the direction toward the lid 26 with respect to the case peripheral wall 31 of the casing body 25 is referred to as the first side. It is called the second side. Further, the direction orthogonal to the axis O1 is referred to as the case radial direction, and the direction around the axis O1 is referred to as the case circumferential direction.

ケーシング本体25のケース周壁31には、複数の取付片33が形成されている。各取付片33は、ケース周壁31からケース径方向の外側に突設されている。制御バルブ8は、例えば各取付片33を介してエンジンルーム内に固定される。なお、各取付片33の位置や数等は、適宜変更が可能である。 A plurality of mounting pieces 33 are formed on the case peripheral wall 31 of the casing main body 25. Each mounting piece 33 projects from the case peripheral wall 31 to the outside in the case radial direction. The control valve 8 is fixed in the engine chamber via, for example, each mounting piece 33. The position and number of the mounting pieces 33 can be changed as appropriate.

ケース周壁31における第2側に位置する部分には、ケース径方向の外側に膨出する流入ポート37が形成されている。流入ポート37には、流入ポート37をケース径方向に貫通する図示しない流入口が形成されている。流入口は、ケーシング21の内外を連通している。流入ポート37の開口端面(ケース径方向の外側端面)には、上述したメイン流路10(図1参照)が接続される。 An inflow port 37 that bulges outward in the radial direction of the case is formed in a portion of the case peripheral wall 31 located on the second side. The inflow port 37 is formed with an inflow port (not shown) that penetrates the inflow port 37 in the radial direction of the case. The inflow port communicates with the inside and outside of the casing 21. The above-mentioned main flow path 10 (see FIG. 1) is connected to the open end surface (outer end surface in the case radial direction) of the inflow port 37.

ケース周壁31において、軸線O1を間に挟んで流入ポート37にケース径方向で対向する位置には、ケース径方向の外側に膨出するラジエータポート41が形成されている。ラジエータポート41には、図示しないフェール開口とラジエータ流出口(流出口)がケース軸方向に並んで形成されている。フェール開口とラジエータ流出口は、ラジエータポート41をそれぞれケース径方向に貫通している。 A radiator port 41 that bulges outward in the case radial direction is formed at a position of the case peripheral wall 31 that faces the inflow port 37 with the axis O1 in between in the case radial direction. The radiator port 41 is formed with a fail opening (not shown) and a radiator outlet (outlet) arranged side by side in the case axial direction. The fail opening and the radiator outlet each penetrate the radiator port 41 in the radial direction of the case.

ラジエータポート41の開口端面(ケース径方向の外側端面)には、ラジエータジョイント42が接続されている。ラジエータジョイント42は、ラジエータ流出口とラジエータ流路11(図1参照)の上流端部との間を接続している。なお、ラジエータジョイント42は、ラジエータポート41の開口端面に溶着(例えば、振動溶着等)されている。 A radiator joint 42 is connected to the open end surface (outer end surface in the radial direction of the case) of the radiator port 41. The radiator joint 42 connects the radiator outlet and the upstream end of the radiator flow path 11 (see FIG. 1). The radiator joint 42 is welded (for example, vibration welding or the like) to the open end surface of the radiator port 41.

フェール開口には、図示しないサーモスタットが設けられている。サーモスタットは、ケーシング21内を流れる冷却液の温度に応じてフェール開口を開閉する。 A thermostat (not shown) is provided at the fail opening. The thermostat opens and closes the fail opening according to the temperature of the coolant flowing in the casing 21.

蓋体26のうち、軸線O1に対してケース径方向でラジエータポート41寄りに位置する部分には、図示しないEGR流出口が形成されている。蓋体26において、EGR流出口の開口縁には、EGRジョイント52が形成されている。EGRジョイント52は、ケース軸方向の第2側に向かうに従いケース径方向の外側に延びる管状に形成され、EGR流出口と上述したEGR流路14(図1参照)の上流端部との間を接続している。 An EGR outlet (not shown) is formed in a portion of the lid 26 located closer to the radiator port 41 in the case radial direction with respect to the axis O1. In the lid body 26, an EGR joint 52 is formed at the opening edge of the EGR outlet. The EGR joint 52 is formed in a tubular shape extending outward in the radial direction of the case toward the second side in the axial direction of the case, and is formed between the EGR outlet and the upstream end of the EGR flow path 14 (see FIG. 1) described above. You are connected.

ケース周壁31において、ラジエータポート41よりもケース軸方向の第1側に位置する部分には、ケース径方向の外側に膨出する図示しない暖機ポートが形成されている。暖機ポートには、暖機ポートをケース径方向に貫通する暖機流出口(流出口)が形成されている。暖機ポートの開口端面には、暖機ジョイント62が接続されている。暖機ジョイント62は、暖機流出口と上述した暖機流路12(図1参照)の上流端部とを接続している。なお、暖機ジョイント62は、暖機ポートの開口端面に溶着(例えば、振動溶着等)されている。 A warm-up port (not shown) that bulges outward in the radial direction of the case is formed in a portion of the case peripheral wall 31 that is located on the first side in the case axial direction with respect to the radiator port 41. The warm-up port is formed with a warm-up outlet (outlet) that penetrates the warm-up port in the radial direction of the case. A warm-up joint 62 is connected to the open end face of the warm-up port. The warm-up joint 62 connects the warm-up outlet and the upstream end of the warm-up flow path 12 (see FIG. 1) described above. The warm-up joint 62 is welded (for example, vibration welding) to the open end surface of the warm-up port.

ケース周壁31のうち、ケース軸方向におけるラジエータポート41と暖機ポート(暖機ジョイント62)との間であって、かつ暖機ポートに対してケース周方向で180°程度ずれた位置には、空調ポート66が形成されている。空調ポート66には、空調ポート66をケース径方向に貫通する空調流出口66a(流出口)が形成されている。空調ポート66の開口端面には、空調ジョイント68が接続されている。空調ジョイント68は、空調流出口66aと上述した空調流路13(図1参照)の上流端部とを接続している。なお、空調ジョイント68は、空調ポート66の開口端面に溶着(例えば、振動溶着等)されている。 Of the case peripheral wall 31, at a position between the radiator port 41 in the case axial direction and the warm-up port (warm-up joint 62) and at a position deviated from the warm-up port by about 180 ° in the case circumferential direction. An air conditioning port 66 is formed. The air conditioning port 66 is formed with an air conditioning outlet 66a (outlet) that penetrates the air conditioning port 66 in the radial direction of the case. An air conditioning joint 68 is connected to the open end surface of the air conditioning port 66. The air conditioning joint 68 connects the air conditioning outlet 66a and the upstream end of the air conditioning flow path 13 (see FIG. 1) described above. The air conditioning joint 68 is welded (for example, vibration welding) to the open end surface of the air conditioning port 66.

(駆動ユニット)
駆動ユニット23は、ケーシング本体25の底壁部32に取り付けられている。駆動ユニット23は、図示しないモータや減速機構、制御基板等がユニットケース内に収納されている。駆動ユニット23は、図示しない制御装置からの指令に基づき、後述する弁体22を回転操作する。
(Drive unit)
The drive unit 23 is attached to the bottom wall portion 32 of the casing main body 25. In the drive unit 23, a motor, a speed reduction mechanism, a control board, and the like (not shown) are housed in a unit case. The drive unit 23 rotates the valve body 22, which will be described later, based on a command from a control device (not shown).

(弁体)
図3に示す弁体22は、図2に示すケーシング21の内部に回転可能に収容されている。図3に示すように、弁体22は、凸球面状の三つの周壁部53A,53B,53Cが軸線O1に沿う方向で連結されている。弁体22は、ケーシング21の内部において、ケーシング21の軸線O1と同軸に配置されている。弁体22は、軸線O1回りに回転することで、上述した各流出口(ラジエータ流出口、暖機流出口及び空調流出口66a)を開閉する。
(Valve body)
The valve body 22 shown in FIG. 3 is rotatably housed inside the casing 21 shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the valve body 22, three convex spherical peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C are connected in a direction along the axis O1. The valve body 22 is arranged coaxially with the axis O1 of the casing 21 inside the casing 21. The valve body 22 opens and closes each of the above-mentioned outlets (radiator outlet, warm-up outlet, and air-conditioning outlet 66a) by rotating around the axis O1.

弁体22は、三連の周壁部53A,53B,53Cの内側に、周壁部53A,53B,53Cと同軸に軸部73(回転軸)が設けられている。軸部73は、スポーク部74を介して周壁部53A,53B,53Cと一体に連結されている。軸部73は、ケーシング21に図示しない軸受けを介して回転可能に支持され、軸線O1に沿うようにケーシング21の内部に配置される。軸部73の端部は、上述した駆動ユニット23に連結されている。弁体22は、軸部73を通して駆動ユニット23によって回転操作される。 The valve body 22 is provided with a shaft portion 73 (rotating shaft) coaxially with the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C inside the triple peripheral wall portions 53A, 53B, 53C. The shaft portion 73 is integrally connected to the peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C via the spoke portions 74. The shaft portion 73 is rotatably supported on the casing 21 via a bearing (not shown), and is arranged inside the casing 21 along the axis O1. The end of the shaft portion 73 is connected to the drive unit 23 described above. The valve body 22 is rotated by the drive unit 23 through the shaft portion 73.

三連の周壁部53A,53B,53Cは、ケーシング21内において、流入口(流入ポート37)よりもケース軸方向の第1側に位置する部分に配置されている。具体的には、周壁部53A,53B,53Cは、ケース軸方向において、フェール開口を回避し、かつラジエータ流出口、空調流出口66a及び暖機流出口に跨る位置に配置されている。三連の周壁部53A,53B,53Cの内側には、流入口を通してケーシング21内に流入した冷却液がケース軸方向に沿って流入する。ケース軸方向の第2側に位置される周壁部53Aは、ラジエータ流出口にケース径方向で対向するように配置され、ケース軸方向の第1側に位置される周壁部53Cは、暖機流出口にケース径方向で対向するように配置されている。中央の周壁部53Bは、空調流出口66aにケース径方向で対向するように配置されている。なお、各周壁部53A,53B,53Cの外周面と、ケース周壁31の内周面と、の間には、ケース径方向に隙間が設けられている。 The triple peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C are arranged in a portion of the casing 21 located on the first side in the case axial direction with respect to the inflow port (inflow port 37). Specifically, the peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C are arranged at positions that avoid the fail opening and straddle the radiator outlet, the air conditioning outlet 66a, and the warm-up outlet in the case axial direction. Inside the triple peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C, the cooling liquid that has flowed into the casing 21 through the inflow port flows in along the case axial direction. The peripheral wall portion 53A located on the second side in the case axial direction is arranged so as to face the radiator outlet in the case radial direction, and the peripheral wall portion 53C located on the first side in the case axial direction is a warm-up flow. It is arranged so as to face the outlet in the radial direction of the case. The central peripheral wall portion 53B is arranged so as to face the air conditioning outlet 66a in the radial direction of the case. A gap is provided in the radial direction of the case between the outer peripheral surfaces of the peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C and the inner peripheral surface of the case peripheral wall 31.

周壁部53Aには、周壁部53Aをケース径方向に貫通する弁孔95が形成されている。弁孔95は、ケーシング21側のラジエータ流出口とケース軸方向の同位置に形成されている。弁孔95は、周壁部53Aの外周面に沿う方向が長手の長孔状に形成されている。弁孔95は、ケース径方向から見てラジエータ流出口に挿入されたシール筒部材131と重なり合う場合に、弁孔95とシール筒部材131を通じて周壁部53A内とラジエータ流出口とを連通させる。これにより、ケーシング21内の冷却液は、ラジエータ流出口を通してラジエータ流路11(図1参照)に流出する。 The peripheral wall portion 53A is formed with a valve hole 95 that penetrates the peripheral wall portion 53A in the radial direction of the case. The valve hole 95 is formed at the same position in the case axial direction as the radiator outlet on the casing 21 side. The valve hole 95 is formed in the shape of an elongated hole having a longitudinal direction along the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 53A. When the valve hole 95 overlaps with the seal cylinder member 131 inserted into the radiator outlet when viewed from the case radial direction, the valve hole 95 and the seal cylinder member 131 communicate the inside of the peripheral wall portion 53A with the radiator outlet. As a result, the coolant in the casing 21 flows out to the radiator flow path 11 (see FIG. 1) through the radiator outlet.

周壁部53Bには、周壁部53Bをケース径方向に貫通する弁孔96が形成されている。弁孔96は、ケーシング21側の空調流出口66aとケース軸方向の同位置に形成されている。弁孔96は、周壁部53Bの外周面に沿う方向が長手の長孔状に形成されている。弁孔96は、ケース径方向から見て空調流出口66aに挿入されたシール筒部材131と重なり合う場合に、弁孔96とシール筒部材131を通じて周壁部53B内と空調流出口66aとを連通させる。これにより、ケーシング21内の冷却液は、空調流出口66aを通して空調流路13(図1参照)に流出する。 The peripheral wall portion 53B is formed with a valve hole 96 that penetrates the peripheral wall portion 53B in the radial direction of the case. The valve hole 96 is formed at the same position in the case axial direction as the air conditioning outlet 66a on the casing 21 side. The valve hole 96 is formed in the shape of an elongated hole having a length along the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 53B. When the valve hole 96 overlaps with the seal cylinder member 131 inserted into the air conditioning outlet 66a when viewed from the case radial direction, the valve hole 96 and the seal cylinder member 131 communicate the inside of the peripheral wall portion 53B with the air conditioning outlet 66a. .. As a result, the cooling liquid in the casing 21 flows out to the air conditioning flow path 13 (see FIG. 1) through the air conditioning outlet 66a.

また、周壁部53Cには、周壁部53Cをケース径方向に貫通する弁孔97が形成されている。弁孔97は、ケーシング21側の暖機流出口とケース軸方向の同位置に形成されている。本実施形態の場合、弁孔97は円形状に形成されている。弁孔97は、ケース径方向から見て暖機流出口に挿入されたシール筒部材131と重なり合う場合に、弁孔97とシール筒部材131を通じて周壁部53C内と暖機流出口とを連通させる。これにより、ケーシング21内の冷却液は、暖機流出口を通して暖機流路12(図1参照)に流出する。 Further, the peripheral wall portion 53C is formed with a valve hole 97 that penetrates the peripheral wall portion 53C in the radial direction of the case. The valve hole 97 is formed at the same position in the case axial direction as the warm-up outlet on the casing 21 side. In the case of this embodiment, the valve hole 97 is formed in a circular shape. When the valve hole 97 overlaps with the seal cylinder member 131 inserted into the warm-up outlet when viewed from the case radial direction, the valve hole 97 and the seal cylinder member 131 communicate the inside of the peripheral wall portion 53C with the warm-up outlet. .. As a result, the cooling liquid in the casing 21 flows out to the warm-up flow path 12 (see FIG. 1) through the warm-up outlet.

弁体22は、軸線O1回りの回転に伴い、弁孔95,96,97と、これらに対応する各流出口との連通及び遮断を切り替える。なお、弁孔95,96,97と流出口の連通パターンは、適宜設定が可能である。 The valve body 22 switches between communication and cutoff between the valve holes 95, 96, 97 and the respective outlets corresponding to them as the valve body 22 rotates around the axis O1. The communication pattern between the valve holes 95, 96, 97 and the outlet can be set as appropriate.

つづいて、空調ポート66及び空調ジョイント68の接続部分の詳細について説明する。なお、ラジエータポート41とラジエータジョイント42との接続部分、及び暖機ポートと暖機ジョイント62との接続部分については、空調ポート66及び空調ジョイント68の接続部分と同等の構成であるため、説明を省略する。 Next, the details of the connection portion of the air conditioning port 66 and the air conditioning joint 68 will be described. The connection portion between the radiator port 41 and the radiator joint 42 and the connection portion between the warm-up port and the warm-up joint 62 have the same configuration as the connection portion between the air conditioning port 66 and the air conditioning joint 68. Omit.

図4は、図2のIV―IV線に沿う断面図であり、図5は、図4のV部拡大図である。以下の説明では、空調流出口66aの軸線O2に沿う方向をポート軸方向(第1方向)という場合がある。この場合、ポート軸方向において、空調ポート66に対して軸線O1に向かう方向を内側といい、空調ポート66に対して軸線O1から離間する方向を外側という。また、軸線O2に直交する方向をポート径方向(第2方向)といい、軸線O2回りの方向をポート周方向という場合がある。
図4に示すように、空調ポート66は、ポート軸方向に延びるシール筒部101と、シール筒部101からポート径方向の外側に張り出すポートフランジ部102と、を有している。シール筒部101の内側は、上述した空調流出口66a(流出口)を構成している。シール筒部101の内径は、ポート軸方向の全域で一様に設定されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged view of the V portion of FIG. In the following description, the direction along the axis O2 of the air conditioning outlet 66a may be referred to as the port axial direction (first direction). In this case, in the port axial direction, the direction toward the axis O1 with respect to the air conditioning port 66 is referred to as the inside, and the direction away from the axis O1 with respect to the air conditioning port 66 is referred to as the outside. Further, the direction orthogonal to the axis O2 may be referred to as the port radial direction (second direction), and the direction around the axis O2 may be referred to as the port circumferential direction.
As shown in FIG. 4, the air conditioning port 66 has a seal cylinder portion 101 extending in the port axial direction and a port flange portion 102 projecting outward from the seal cylinder portion 101 in the port radial direction. The inside of the seal cylinder 101 constitutes the above-mentioned air conditioning outlet 66a (outlet). The inner diameter of the seal cylinder portion 101 is uniformly set over the entire area in the port axial direction.

空調ジョイント68は、軸線O2と同軸に配置されたジョイント筒部110と、ジョイント筒部110におけるポート軸方向の内側端部からポート径方向の外側に張り出すジョイントフランジ部111と、を有している。ジョイントフランジ部111は、空調ポート66のポートフランジ部102に対し、ポート軸方向で重ねられている。空調ポート66と空調ジョイント68とは、ポートフランジ部102とジョイントフランジ部111の対向面同士が振動溶着されることで、互いに接合されている。 The air-conditioning joint 68 has a joint cylinder portion 110 arranged coaxially with the axis O2, and a joint flange portion 111 projecting from the inner end portion of the joint cylinder portion 110 in the port axial direction to the outside in the port radial direction. There is. The joint flange portion 111 is overlapped with the port flange portion 102 of the air conditioning port 66 in the port axial direction. The air-conditioning port 66 and the air-conditioning joint 68 are joined to each other by vibration-welding the facing surfaces of the port flange portion 102 and the joint flange portion 111.

ジョイント筒部110は、ジョイントフランジ部111の内周縁からポート軸方向の外側に延在している。ジョイント筒部110は、ポート軸方向の外側に向かうに従い段階的に縮径する多段筒状に形成されている。具体的には、ジョイント筒部110は、大径部121、中径部122及び小径部123がポート軸方向の外側に向けて順に連なっている。 The joint cylinder portion 110 extends from the inner peripheral edge of the joint flange portion 111 to the outside in the port axial direction. The joint tubular portion 110 is formed in a multi-stage tubular shape whose diameter is gradually reduced toward the outside in the port axial direction. Specifically, in the joint cylinder portion 110, the large diameter portion 121, the medium diameter portion 122, and the small diameter portion 123 are sequentially connected to the outside in the port axial direction.

大径部121は、上述したシール筒部101に対してポート径方向の外側に間隔をあけた状態で、シール筒部101を囲繞している。中径部122は、シール筒部101に対してポート軸方向に隙間Q1をあけて対向している。 The large-diameter portion 121 surrounds the seal cylinder portion 101 in a state of being spaced outside in the port radial direction with respect to the seal cylinder portion 101 described above. The medium diameter portion 122 faces the seal cylinder portion 101 with a gap Q1 in the port axial direction.

空調ポート66及び空調ジョイント68で囲まれた部分には、シール機構130が設けられている。シール機構130は、シール筒部材131と、付勢部材132と、シールリング133と、ホルダ134と、を有している。なお、図3に示すように、上述したラジエータポート41内及び暖機ポート内にも、空調ポート66内に設けられたシール機構130と同様の構成からなるシール機構130が設けられている。本実施形態の説明では、ラジエータポート41内及び暖機ポート内に設けられたシール機構130については、空調ポート66内に設けられたシール機構130と同様の符号を付して説明を省略する。 A seal mechanism 130 is provided in a portion surrounded by the air conditioning port 66 and the air conditioning joint 68. The seal mechanism 130 includes a seal cylinder member 131, an urging member 132, a seal ring 133, and a holder 134. As shown in FIG. 3, a seal mechanism 130 having the same configuration as the seal mechanism 130 provided in the air conditioning port 66 is also provided in the radiator port 41 and the warm-up port described above. In the description of the present embodiment, the seal mechanism 130 provided in the radiator port 41 and the warm-up port will be designated by the same reference numerals as the seal mechanism 130 provided in the air conditioning port 66, and the description thereof will be omitted.

図4,図5に示すように、シール筒部材131は、その一部が空調流出口66a内に挿入されている。シール筒部材131は、軸線O2と同軸に延びる周壁を有している。シール筒部材131の周壁は、ポート軸方向の外側に向かうに従い外径が段状に縮径する多段筒状に形成されている。具体的には、シール筒部材131の周壁は、ポート軸方向の外側(軸方向の一端側)に位置され、空調流出口66aの下流側に連通する第1筒部142と、ポート軸方向の内側(軸方向の他端側)に位置され、第1筒部142よりも内径及び外径が大きい第2筒部141と、を有している。第1筒部142と第2筒部141の内周面は、シール筒部材131のポート軸方向の外側端(一端部)と内側端(他端部)とを連通するシール開口90を構成している。 As shown in FIGS. 4 and 5, a part of the seal cylinder member 131 is inserted into the air conditioning outlet 66a. The seal cylinder member 131 has a peripheral wall extending coaxially with the axis O2. The peripheral wall of the seal cylinder member 131 is formed in a multi-stage cylinder shape in which the outer diameter is gradually reduced toward the outside in the port axial direction. Specifically, the peripheral wall of the seal cylinder member 131 is located on the outside in the port axial direction (one end side in the axial direction), and is connected to the first cylinder portion 142 communicating with the downstream side of the air conditioning outlet 66a and the port axial direction. It is located on the inner side (the other end side in the axial direction) and has a second tubular portion 141 having an inner diameter and an outer diameter larger than that of the first tubular portion 142. The inner peripheral surfaces of the first cylinder portion 142 and the second cylinder portion 141 form a seal opening 90 that communicates the outer end (one end) and the inner end (other end) of the seal cylinder member 131 in the port axial direction. ing.

シール筒部材131は、大径の第2筒部141がシール筒部101の内周面に摺動可能に挿入されている。第2筒部141におけるポート軸方向の内側端面は、弁体22の周壁部53Bの凸球面状の外周面に摺動自在に当接する弁摺接面141aとされている。弁摺接面141aは、凹球面状に形成されており、周壁部53Bの凸球面状の外周面に対して球面で面接触する。 In the seal cylinder member 131, a large-diameter second cylinder portion 141 is slidably inserted into the inner peripheral surface of the seal cylinder portion 101. The inner end surface of the second tubular portion 141 in the port axial direction is a valve sliding contact surface 141a that slidably abuts on the convex spherical outer peripheral surface of the peripheral wall portion 53B of the valve body 22. The valve slide contact surface 141a is formed in a concave spherical shape, and is in surface contact with the convex spherical outer peripheral surface of the peripheral wall portion 53B.

第1筒部142の外周面は、第2筒部141の外周面に対して段差面143を介して連なっている。段差面143は、ポート軸方向の内側に向かうに従いポート径方向の外側に傾斜した後、ポート径方向の外側にさらに延設されている。したがって、小径の第1筒部142の外周面と、シール筒部101の内周面と、の間には、ポート径方向にシール隙間Q2が設けられている。 The outer peripheral surface of the first tubular portion 142 is connected to the outer peripheral surface of the second tubular portion 141 via a stepped surface 143. The stepped surface 143 is inclined outward in the port radial direction toward the inside in the port axial direction, and then extends further outward in the port radial direction. Therefore, a seal gap Q2 is provided in the port radial direction between the outer peripheral surface of the small diameter first cylinder portion 142 and the inner peripheral surface of the seal cylinder portion 101.

第1筒部142におけるポート軸方向の外側端面(以下、「座面142a」という。)は、ポート軸方向と直交する平坦面とされている。第1筒部142の座面142aは、ポート軸方向においてシール筒部101の外側端面と同等の位置に配置されている。なお、シール筒部材131は、空調ジョイント68に対してポート径方向及びポート軸方向で離間している。 The outer end surface of the first tubular portion 142 in the port axial direction (hereinafter, referred to as “seat surface 142a”) is a flat surface orthogonal to the port axial direction. The seat surface 142a of the first cylinder portion 142 is arranged at a position equivalent to the outer end surface of the seal cylinder portion 101 in the port axial direction. The seal cylinder member 131 is separated from the air conditioning joint 68 in the port radial direction and the port axial direction.

付勢部材132は、シール筒部材131の座面142aと、空調ジョイント68における小径部123のポート軸方向の内側端面と、の間に介在している。付勢部材132は、例えばウェーブスプリングである。付勢部材132は、シール筒部材131をポート軸方向の内側に向けて(周壁部53Bに向けて)付勢している。 The urging member 132 is interposed between the seat surface 142a of the seal cylinder member 131 and the inner end surface of the small diameter portion 123 of the air conditioning joint 68 in the port axial direction. The urging member 132 is, for example, a wave spring. The urging member 132 urges the seal cylinder member 131 inward in the port axial direction (toward the peripheral wall portion 53B).

シールリング133は、例えばYパッキンである。シールリング133は、開口部(二股部)をポート軸方向の内側に向けた状態で、シール筒部材131の第1筒部142に外挿されている。具体的に、シールリング133は、上述したシール隙間Q2内に配置された状態で、二股部の各先端部が第1筒部142の外周面及びシール筒部101の内周面にそれぞれ摺動可能に密接している。なお、シール隙間Q2内において、シールリング133に対してポート軸方向の内側領域は、シール筒部101の内周面とシール筒部材131の第2筒部141との隙間を通じてケーシング21の内部の液圧が導入される。段差面143は、ポート軸方向におけるシール筒部材131の弁摺接面141aと相反する向きに形成されている。段差面143は、ケーシング21内の冷却液の液圧を受けてポート軸方向の内側に押圧される付勢用受圧面を構成している。 The seal ring 133 is, for example, a Y packing. The seal ring 133 is extrapolated to the first cylinder portion 142 of the seal cylinder member 131 with the opening (forked portion) facing inward in the port axial direction. Specifically, in the state where the seal ring 133 is arranged in the seal gap Q2 described above, each tip of the bifurcated portion slides on the outer peripheral surface of the first cylinder portion 142 and the inner peripheral surface of the seal cylinder portion 101, respectively. Close to possible. In the seal gap Q2, the inner region in the port axial direction with respect to the seal ring 133 is inside the casing 21 through the gap between the inner peripheral surface of the seal cylinder portion 101 and the second cylinder portion 141 of the seal cylinder member 131. Hydraulic pressure is introduced. The stepped surface 143 is formed in a direction opposite to the valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 in the port axial direction. The stepped surface 143 constitutes an urging pressure receiving surface that receives the hydraulic pressure of the cooling liquid in the casing 21 and is pressed inward in the port axial direction.

ここで、シール筒部材131において、段差面143(付勢用受圧面)の面積S1と、弁摺接面141aの面積S2とは、以下の式(3),(4)を満たすように設定されている。
S1<S2≦S1/k …(3)
β≦k<1 …(4)
k:弁摺接面141aと弁体22の周壁部53Bとの間の微少隙間を流れる冷却液の圧力減少定数
β:冷却液の物性によって決まる圧力減少定数の下限値
なお、段差面143の面積S1と弁摺接面141aの面積S2は、ポート軸方向に投影したときの面積を意味する。
Here, in the seal cylinder member 131, the area S1 of the stepped surface 143 (pressure receiving surface for urging) and the area S2 of the valve sliding contact surface 141a are set so as to satisfy the following equations (3) and (4). Has been done.
S1 <S2≤S1 / k ... (3)
β ≦ k <1… (4)
k: Pressure reduction constant of the coolant flowing through a minute gap between the valve sliding contact surface 141a and the peripheral wall portion 53B of the valve body 22 β: Lower limit value of the pressure reduction constant determined by the physical properties of the coolant The area of the stepped surface 143 The area S2 of S1 and the valve sliding contact surface 141a means the area when projected in the port axial direction.

式(4)におけるβは、冷却液の種類や、使用環境(例えば、温度)等によって決まる圧力減少定数の標準値である。例えば、通常使用条件下において、水の場合にはβ=1/2となる。使用する冷却液の物性が変化した場合には、β=1/3等に変化する。
また、式(4)における圧力減少定数kは、弁摺接面141aがポート径方向の外側端縁から内側端縁にかけて均一に周壁部53Bに接しているときには、圧力減少定数の標準値であるβ(例えば、1/2)となる。但し、シール筒部材131の製造誤差や組付け誤差等によって、弁摺接面141aの外周部分と周壁部53Bとの間の隙間が弁摺接面141aの内周部分に対して僅かに増大することがある。この場合、式(4)における圧力減少定数kは、次第にk=1に近づくことになる。
Β in the formula (4) is a standard value of a pressure reduction constant determined by the type of coolant, the usage environment (for example, temperature), and the like. For example, under normal use conditions, β = 1/2 in the case of water. When the physical properties of the coolant used change, it changes to β = 1/3 or the like.
Further, the pressure reduction constant k in the equation (4) is a standard value of the pressure reduction constant when the valve sliding contact surface 141a is uniformly in contact with the peripheral wall portion 53B from the outer edge to the inner edge in the port radial direction. It becomes β (for example, 1/2). However, due to manufacturing error, assembly error, etc. of the seal cylinder member 131, the gap between the outer peripheral portion of the valve slide contact surface 141a and the peripheral wall portion 53B is slightly increased with respect to the inner peripheral portion of the valve slide contact surface 141a. Sometimes. In this case, the pressure reduction constant k in the equation (4) gradually approaches k = 1.

本実施形態では、シール筒部材131の弁摺接面141aと周壁部53Bの外周面との間に、摺動を許容するために微小な隙間があることを前提として、段差面143と弁摺接面141aの各面積S1,S2の関係が式(3),(4)によって決められている。
すなわち、シール筒部材131の段差面143には、上述したようにケーシング21内の冷却液の圧力がそのまま作用する。一方で、弁摺接面141aには、ケーシング21内の冷却液の圧力がそのまま作用しない。具体的に、冷却液の圧力は、弁摺接面141aと周壁部53Bの間の微小な隙間を冷却液がポート径方向の外側端縁から内側端縁に向かって流れるときに圧力減少を伴いつつ作用する。このとき、冷却液の圧力は、ポート径方向の内側に向かって漸減しつつ、シール筒部材131をポート軸方向の外側に押し上げようとする。
In the present embodiment, it is assumed that there is a minute gap between the valve slide contact surface 141a of the seal cylinder member 131 and the outer peripheral surface of the peripheral wall portion 53B to allow sliding, and the step surface 143 and the valve slide. The relationship between the areas S1 and S2 of the contact surface 141a is determined by the equations (3) and (4).
That is, as described above, the pressure of the coolant in the casing 21 acts as it is on the stepped surface 143 of the seal cylinder member 131. On the other hand, the pressure of the coolant in the casing 21 does not act on the valve slide contact surface 141a as it is. Specifically, the pressure of the coolant is accompanied by a pressure decrease when the coolant flows from the outer edge to the inner edge in the port radial direction through a minute gap between the valve sliding contact surface 141a and the peripheral wall portion 53B. It works while. At this time, the pressure of the coolant gradually decreases toward the inside in the port radial direction, and tries to push up the seal cylinder member 131 to the outside in the port axial direction.

その結果、シール筒部材131の段差面143には、段差面143の面積S1にケーシング21内の圧力Pを乗じた力がそのまま作用する。一方、シール筒部材131の弁摺接面141aには、弁摺接面141aの面積S2にケーシング21内の圧力Pと圧力減少定数kとを乗じた力が作用する。 As a result, a force obtained by multiplying the area S1 of the stepped surface 143 by the pressure P in the casing 21 acts as it is on the stepped surface 143 of the seal cylinder member 131. On the other hand, a force acting on the valve slide contact surface 141a of the seal cylinder member 131 by multiplying the area S2 of the valve slide contact surface 141a by the pressure P in the casing 21 and the pressure reduction constant k.

本実施形態の制御バルブ8は、式(3)からも明らかなようにk×S2≦S1が成り立つように面積S1,S2が設定されている。このため、P×k×S2≦P×S1の関係も成り立つ。
したがって、シール筒部材131の段差面143に作用する押し付け方向の力F1(F1=P×S1)は、シール筒部材131の弁摺接面141aに作用する浮き上がり方向の力F2(F2=P×k×S2)以上に大きくなる。よって、本実施形態の制御バルブ8においては、ケーシング21内の冷却液の圧力の関係のみによっても、シール筒部材131と周壁部53Bとの間をシールすることができる。
As is clear from the equation (3), the area S1 and S2 of the control valve 8 of the present embodiment are set so that k × S2 ≦ S1 holds. Therefore, the relationship of P × k × S2 ≦ P × S1 also holds.
Therefore, the pressing force F1 (F1 = P × S1) acting on the stepped surface 143 of the seal cylinder member 131 is the lifting force F2 (F2 = P × S1) acting on the valve slide contact surface 141a of the seal cylinder member 131. It becomes larger than k × S2). Therefore, in the control valve 8 of the present embodiment, the seal cylinder member 131 and the peripheral wall portion 53B can be sealed only by the relationship of the pressure of the coolant in the casing 21.

一方、本実施形態では、上述したようにシール筒部材131の段差面143の面積S1が弁摺接面141aの面積S2よりも小さい。そのため、ケーシング21内の冷却液の圧力が大きくなっても、シール筒部材131の弁摺接面141aが過剰な力で周壁部53Bに押し付けられるのを抑制できる。したがって、本実施形態の制御バルブ8を採用した場合には、弁体22を回転駆動する駆動ユニット23の大型化及び高出力化を回避することができる上、シール筒部材131や各ブッシュ78,84(図4参照)の早期摩耗を抑制できる。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, the area S1 of the stepped surface 143 of the seal cylinder member 131 is smaller than the area S2 of the valve sliding contact surface 141a. Therefore, even if the pressure of the coolant in the casing 21 increases, it is possible to prevent the valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 from being pressed against the peripheral wall portion 53B by an excessive force. Therefore, when the control valve 8 of the present embodiment is adopted, it is possible to avoid increasing the size and output of the drive unit 23 that rotationally drives the valve body 22, and also the seal cylinder member 131 and each bush 78. Premature wear of 84 (see FIG. 4) can be suppressed.

このように、本実施形態では、シール筒部材131に作用するポート軸方向の内側への押し付け力が、シール筒部材131に作用するポート軸方向の外側への浮き上がり力を下回らない範囲で、弁摺接面141aの面積S2が段差面143の面積S1よりも大きく設定されている。そのため、周壁部53Bに対するシール筒部材131の過剰な力での押し付けを抑制しつつ、シール筒部材131と周壁部53Bとの間をシールできる。 As described above, in the present embodiment, the valve does not fall below the inward pressing force acting on the seal cylinder member 131 in the port axial direction and the outward lifting force acting on the seal cylinder member 131 in the port axial direction. The area S2 of the sliding contact surface 141a is set to be larger than the area S1 of the stepped surface 143. Therefore, it is possible to seal between the seal cylinder member 131 and the peripheral wall portion 53B while suppressing the pressing of the seal cylinder member 131 against the peripheral wall portion 53B by an excessive force.

上述したホルダ134は、隙間Q1内において、空調ポート66及び空調ジョイント68に対してポート軸方向に移動可能に構成されている。また、ホルダ134は、空調ポート66及び空調ジョイント68の少なくとも何れかにポート軸方向で離間可能に配置されている。ホルダ134は、ホルダ筒部151と、ホルダフランジ部152と、規制部153と、を有している。 The holder 134 described above is configured to be movable in the port axial direction with respect to the air conditioning port 66 and the air conditioning joint 68 in the gap Q1. Further, the holder 134 is arranged at least one of the air conditioning port 66 and the air conditioning joint 68 so as to be separable in the port axial direction. The holder 134 has a holder cylinder portion 151, a holder flange portion 152, and a regulation portion 153.

ホルダ筒部151は、ポート軸方向に延在している。ホルダ筒部151は、シール隙間Q2内にポート軸方向の外側から挿入されている。ホルダ筒部151におけるポート軸方向の内側端面には、上述したシールリング133の底部が当接可能とされている。すなわち、ホルダ筒部151は、シールリング133のポート軸方向の外側への移動を規制する。 The holder cylinder portion 151 extends in the port axial direction. The holder cylinder portion 151 is inserted into the seal gap Q2 from the outside in the port axial direction. The bottom portion of the seal ring 133 described above can be brought into contact with the inner end surface of the holder cylinder portion 151 in the port axial direction. That is, the holder cylinder portion 151 restricts the movement of the seal ring 133 to the outside in the port axial direction.

ホルダフランジ部152は、ホルダ筒部151におけるポート軸方向の外側端部からポート径方向の外側に突設されている。ホルダフランジ部152は、シール筒部101におけるポート軸方向の外側端面と、中径部122におけるポート軸方向の内側端面と、の間の隙間Q1に配置されている。ホルダ134のポート軸方向の内側への移動は、シール筒部101によって規制され、ホルダ134のポート軸方向の外側への移動は、中径部122によって規制される。 The holder flange portion 152 projects from the outer end portion of the holder cylinder portion 151 in the port axial direction to the outside in the port radial direction. The holder flange portion 152 is arranged in the gap Q1 between the outer end surface of the seal cylinder portion 101 in the port axial direction and the inner end surface of the medium diameter portion 122 in the port axial direction. The inward movement of the holder 134 in the port axial direction is regulated by the seal cylinder portion 101, and the outward movement of the holder 134 in the port axial direction is regulated by the medium diameter portion 122.

規制部153は、ホルダ筒部151の内周部分からポート軸方向の外側に筒状に突出して形成されている。規制部153は、付勢部材132のポート径方向の移動を、ホルダ筒部151とともに規制する。 The regulation portion 153 is formed so as to protrude outward in the port axial direction from the inner peripheral portion of the holder cylinder portion 151 in a tubular shape. The regulating unit 153 regulates the movement of the urging member 132 in the port radial direction together with the holder cylinder portion 151.

(弁体の周壁部とシール筒部材の詳細)
弁体22の周壁部53A,53B,53Cと、シール筒部材131とは、例えば、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミド(PA)等を主成分とする樹脂材料によって形成されている。周壁部53A,53B,53Cを構成する樹脂材料と、シール筒部材131を構成する樹脂材料には、耐衝撃性や低摩擦性、低摩耗性等を考慮してガラス繊維や炭素繊維等が適宜混合されている。
(Details of the peripheral wall of the valve body and the seal cylinder member)
The peripheral wall portions 53A, 53B, 53C of the valve body 22 and the seal cylinder member 131 are made of, for example, a resin material containing polyphenylene sulfide (PPS), polyetheretherketone (PEEK), polyamide (PA) or the like as main components. It is formed. As the resin material constituting the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C and the resin material constituting the seal cylinder member 131, glass fiber, carbon fiber, etc. are appropriately used in consideration of impact resistance, low friction, low wear resistance, etc. It is mixed.

周壁部53A,53B,53Cを構成する樹脂材料の線膨張係数α1は、例えば1×10−5〜10×10−5/Kとされている。これに対し、シール筒部材131を構成する樹脂材料の線膨張係数α2は、周壁部53A,53B,53Cを構成する樹脂材料の線膨張係数α1よりも大きくなっている。したがって、温度変化に対する変化量は、シール筒部材131の方が大きくなっている。 The coefficient of linear expansion α1 of the resin material constituting the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C is, for example, 1 × 10-5 to 10 × 10-5 / K. On the other hand, the linear expansion coefficient α2 of the resin material constituting the seal cylinder member 131 is larger than the linear expansion coefficient α1 of the resin material constituting the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C. Therefore, the amount of change with respect to the temperature change is larger in the seal cylinder member 131.

ここで、冷却液が常温範囲(20℃〜25℃)の基準温度であるときにおける周壁部53A,53B,53Cの凸球面状の外周面の曲率半径をR1とし、冷却液が常温範囲(20℃〜25℃)の基準温度であるときにおけるシール筒部材131の凹球面状の弁摺接面141aの曲率半径をR2とすると、これらの各曲率半径R1,R2と、各樹脂材料の線膨張係数α1,α2は、以下の式(1),(2)を満たすように設定されている。
R1(1+α1・Δt)≧R2(1+α2・Δt) …(1)
ΔT≦−25 …(2)
ΔT:実際の冷却液の温度と基準温度との温度差
Here, the radius of curvature of the convex spherical outer peripheral surface of the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C when the coolant is at a reference temperature in the room temperature range (20 ° C. to 25 ° C.) is R1, and the coolant is in the room temperature range (20 ° C.). Assuming that the radius of curvature of the concave spherical valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 at the reference temperature of ° C. to 25 ° C. is R2, each of these radii of curvature R1 and R2 and the linear expansion of each resin material The coefficients α1 and α2 are set so as to satisfy the following equations (1) and (2).
R1 (1 + α1 · Δt) ≧ R2 (1 + α2 · Δt)… (1)
ΔT ≤ -25 ... (2)
ΔT: Temperature difference between the actual coolant temperature and the reference temperature

このため、冷却液の温度が0℃以下の温度環境下では、上記の式(1),(2)により、シール筒部材131の凹球面状の弁摺接面141aの実際の曲率半径は、各周壁部53A,53B,53Cの凸球面状の外周面の実際の曲率半径以下となる。したがって、冷却液の温度が0℃以下の温度環境下では、各シール筒部材131の凹球面状の弁摺接面141aは、対応する各周壁部53A,53B,53Cの凸球面状の外周面に対して、外周縁部(径方向外側寄り部分)から接し易くなる。
このため、シール筒部材131が冷却液の液圧や付勢部材132による付勢力を受けて、対応する周壁部53A,53B,53Cの外周面(弁孔95,96,97の存在しない部分)に押し付けられると、弁摺接面141aの周域の径方向のほぼ全域で対応する周壁部53A,53B,53Cの外周面に接触する。
Therefore, in a temperature environment where the temperature of the coolant is 0 ° C. or lower, the actual radius of curvature of the concave spherical valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 is determined by the above equations (1) and (2). It is equal to or less than the actual radius of curvature of the convex spherical outer peripheral surface of each peripheral wall portion 53A, 53B, 53C. Therefore, in a temperature environment where the temperature of the coolant is 0 ° C. or lower, the concave spherical valve sliding contact surface 141a of each seal cylinder member 131 is a convex spherical outer peripheral surface of the corresponding peripheral wall portions 53A, 53B, 53C. On the other hand, it becomes easier to contact from the outer peripheral edge portion (the portion closer to the outer side in the radial direction).
Therefore, the seal cylinder member 131 receives the hydraulic pressure of the coolant and the urging force of the urging member 132, and the outer peripheral surfaces of the corresponding peripheral wall portions 53A, 53B, 53C (the portions where the valve holes 95, 96, 97 do not exist). When pressed against, the valve slide contact surface 141a comes into contact with the outer peripheral surfaces of the corresponding peripheral wall portions 53A, 53B, 53C in almost the entire radial direction.

[制御バルブの動作方法]
次に、上述した制御バルブ8の動作方法を説明する。
図1に示すように、メイン流路10において、ウォータポンプ3により送出される冷却液は、エンジン2で熱交換された後、制御バルブ8に向けて流通する。メイン流路10においてエンジン2を通過した冷却液は、流入口を通してケーシング21の内部に流入する。
[Operation method of control valve]
Next, the operation method of the control valve 8 described above will be described.
As shown in FIG. 1, in the main flow path 10, the coolant sent out by the water pump 3 flows toward the control valve 8 after heat exchange in the engine 2. The coolant that has passed through the engine 2 in the main flow path 10 flows into the inside of the casing 21 through the inflow port.

ケーシング21の内部に流入した冷却液のうち、一部の冷却液はEGR流出口に流入する。EGR流出口に流入した冷却液は、EGRジョイント52を通ってEGR流路14内に供給される。EGR流路14内に供給された冷却液は、EGRクーラ7において、冷却液とEGRガスとの熱交換が行われた後、メイン流路10に戻される。 Of the coolant that has flowed into the casing 21, some of the coolant flows into the EGR outlet. The coolant flowing into the EGR outlet is supplied into the EGR flow path 14 through the EGR joint 52. The coolant supplied into the EGR flow path 14 is returned to the main flow path 10 after heat exchange between the coolant and the EGR gas is performed in the EGR cooler 7.

一方、ケーシング21の内部に流入した冷却液のうち、EGR流出口に流入しなかった冷却液は、ケース軸方向に流通する過程で各流出口に分配される。すなわち、ケース軸方向に流通する冷却液は、各流出口のうち対応する弁孔95,96,97に連通している流出口を通して各流路11,13,12に分配される。 On the other hand, among the coolants that have flowed into the casing 21, the coolants that have not flowed into the EGR outlet are distributed to each outlet in the process of flowing in the case axial direction. That is, the cooling liquid flowing in the case axial direction is distributed to the flow paths 11, 13 and 12 through the outlets communicating with the corresponding valve holes 95, 96 and 97 among the outlets.

制御バルブ8において、弁孔と流出口との連通パターンを切り替えるには、弁体22を軸線O1回りに回転させる。そして、設定したい連通パターンに対応する位置で弁体22の回転を停止させることで、弁体22の停止位置に応じた連通パターンで弁孔と流出口とが連通する。 In the control valve 8, in order to switch the communication pattern between the valve hole and the outlet, the valve body 22 is rotated around the axis O1. Then, by stopping the rotation of the valve body 22 at a position corresponding to the communication pattern to be set, the valve hole and the outflow port communicate with each other in a communication pattern corresponding to the stop position of the valve body 22.

[実施形態の効果]
以上のように、本実施形態の制御バルブ8は、冷却液が常温範囲(20℃〜25℃)の基準温度であるときにおける弁体22の周壁部53A,53B,53Cの外周面の曲率半径をR1と、冷却液が常温範囲(20℃〜25℃)の基準温度であるときにおけるシール筒部材131の弁摺接面141aの曲率半径R2と、周壁部53A,53B,53Cを構成する樹脂材料の線膨張係数α1と、シール筒部材131を構成する樹脂材料の線膨張係数α2が上記の式(1),(2)を満たすように設定されている。このため、冷寒時には、各樹脂の温度変化に伴う伸縮変形によってシール筒部材131の弁摺接面141aの実際の曲率半径が、弁体22側の周壁部53A,53B,53Cの外周面の実際の曲率半径以下になる。
したがって、本実施形態の制御バルブ8の場合、冷寒時には、シール筒部材131が周壁部53A,53B,53Cの外周面に押し付けられると、弁摺接面141aの周域が、対応する周壁部53A,53B,53Cの外周面に広い面積(径方向幅)で接触するようになる。よって、本実施形態の制御バルブ8を採用した場合には、冷寒時における弁体22とシール筒部材131の隙間からの冷却液の漏出を抑制することができる。
[Effect of Embodiment]
As described above, the control valve 8 of the present embodiment has the radius of curvature of the outer peripheral surfaces of the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C of the valve body 22 when the coolant is at the reference temperature in the room temperature range (20 ° C. to 25 ° C.). R1, the radius of curvature R2 of the valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 when the coolant is at a reference temperature in the room temperature range (20 ° C to 25 ° C), and the resin constituting the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C. The linear expansion coefficient α1 of the material and the linear expansion coefficient α2 of the resin material constituting the seal cylinder member 131 are set so as to satisfy the above equations (1) and (2). Therefore, in cold weather, the actual radius of curvature of the valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 is the outer peripheral surface of the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C on the valve body 22 side due to expansion and contraction deformation due to the temperature change of each resin. It will be less than the actual radius of curvature.
Therefore, in the case of the control valve 8 of the present embodiment, when the seal cylinder member 131 is pressed against the outer peripheral surfaces of the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C in cold weather, the peripheral area of the valve sliding contact surface 141a becomes the corresponding peripheral wall portion. It comes into contact with the outer peripheral surfaces of 53A, 53B, and 53C over a wide area (diameter width). Therefore, when the control valve 8 of the present embodiment is adopted, it is possible to suppress leakage of the cooling liquid from the gap between the valve body 22 and the seal cylinder member 131 in cold weather.

また、本実施形態の制御バルブ8は、シール筒部材131の付勢用受圧面である段差面143の面積S1と、弁摺接面141aの面積S2とが上記の式(3),(4)を満たすように設定されている。このため、ケーシング21の内部の冷却液の液圧が、段差面143(付勢用受圧面)と、弁摺接面141aの外側の周域部とに作用すると、段差面143を通してシール筒部材131に作用する液圧による弁体22方向の押し付け力が、弁摺接面141aと各周壁部53A,53B,53Cとの隙間に作用する冷却液による浮き上がり力以上の力となる。したがって、本実施形態の制御バルブ8では、付勢部材132の付勢力を大きくすることなく、シール筒部材131の弁摺接面141aを周壁部53A,53B,53Cの外周面に当接させた状態に維持することができる。
また、本構成では、シール筒部材131の段差面143の面積S1が弁摺接面141aの面積S2よりも小さいため、ケーシング21の内部の冷却液の圧力が大きくなってもシール筒部材131が過剰な力で周壁部53A,53B,53Cに押し付けられるのを抑制することができる。
Further, in the control valve 8 of the present embodiment, the area S1 of the stepped surface 143, which is the pressure receiving surface for urging the seal cylinder member 131, and the area S2 of the valve sliding contact surface 141a are the above equations (3) and (4). ) Is set to be satisfied. Therefore, when the hydraulic pressure of the cooling liquid inside the casing 21 acts on the stepped surface 143 (pressure receiving surface for urging) and the peripheral region outside the valve sliding contact surface 141a, the seal cylinder member passes through the stepped surface 143. The pressing force in the valve body 22 direction due to the hydraulic pressure acting on 131 is greater than the lifting force due to the coolant acting on the gap between the valve sliding contact surface 141a and the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C. Therefore, in the control valve 8 of the present embodiment, the valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 is brought into contact with the outer peripheral surfaces of the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C without increasing the urging force of the urging member 132. Can be maintained in a state.
Further, in this configuration, since the area S1 of the stepped surface 143 of the seal cylinder member 131 is smaller than the area S2 of the valve sliding contact surface 141a, the seal cylinder member 131 can be used even if the pressure of the coolant inside the casing 21 increases. It is possible to prevent the peripheral wall portions 53A, 53B, and 53C from being pressed by an excessive force.

さらに、本実施形態の制御バルブ8は、冷却液の温度が0°以下の冷寒時に弁体22の周壁部53A,53B,53Cとシール筒部材131が伸縮変形することがあっても、前述の通りシール筒部材131の弁摺接面141aを周壁部53A,53B,53Cの外周面に広い面積で接触させることができる。このため、冷寒時であっても、弁摺接面141aの外周縁部が、対応する周壁部53A,53B,53Cの外周面から浮き上がるのを防止し、段差面143と弁摺接面141aに作用する冷却液による力のバランスを一定に維持することができる。したがって、冷寒時においても、弁孔と流出口の間を、シール筒部材131によって遮断状態に安定して維持することができる。 Further, in the control valve 8 of the present embodiment, even if the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C of the valve body 22 and the seal cylinder member 131 may expand and contract when the temperature of the coolant is cold or less of 0 ° or less, the above-mentioned As shown, the valve sliding contact surface 141a of the seal cylinder member 131 can be brought into contact with the outer peripheral surfaces of the peripheral wall portions 53A, 53B, 53C over a wide area. Therefore, even in cold weather, the outer peripheral edge portion of the valve slide contact surface 141a is prevented from rising from the outer peripheral surface of the corresponding peripheral wall portions 53A, 53B, 53C, and the step surface 143 and the valve slide contact surface 141a are prevented from rising. It is possible to maintain a constant balance of forces due to the coolant acting on. Therefore, even in cold weather, the space between the valve hole and the outlet can be stably maintained in a shutoff state by the seal cylinder member 131.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various design changes can be made without departing from the gist thereof.

8…制御バルブ
21…ケーシング
22…弁体
53A,53B,53C…周壁部
66a…空調流出口(流出口)
90…シール開口
95,96,97…弁孔
131…シール筒部材
141a…弁摺接面
143…段差面(付勢用受圧面)
8 ... Control valve 21 ... Casing 22 ... Valve body 53A, 53B, 53C ... Peripheral wall portion 66a ... Air conditioning outlet (outlet)
90 ... Seal opening 95, 96, 97 ... Valve hole 131 ... Seal cylinder member 141a ... Valve sliding contact surface 143 ... Step surface (pressure receiving surface for urging)

Claims (2)

外部から液体が流入する流入口、及び、内部に流入した液体を外部に流出させる流出口を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に回転可能に配置され、外周面が凸球面状の周壁部と、当該周壁部の内外を連通する弁孔と、を有する弁体と、
一端部が前記流出口に連通した状態で前記ケーシングに保持され、他端部に形成され前記弁体の前記外周面に摺接する凹球面状の弁摺接面と、前記他端部と前記一端部とを連通するシール開口と、を有するシール筒部材と、を備え、
前記弁体が、前記弁孔と前記シール開口を連通させる回転位置にあるときに、前記周壁部の内側領域から前記流出口への液体の流出を許容し、前記弁体が、前記弁孔と前記シール開口を連通させない回転位置にあるときに、前記周壁部の内側領域から前記流出口への液体の流出を遮断する制御バルブにおいて、
液体が常温範囲の基準温度であるときにおける前記弁体の前記外周面の曲率半径R1と、液体が常温範囲の基準温度であるときにおける前記シール筒部材の前記弁摺接面の曲率半径R2と、前記弁体の線膨張係数α1と、前記シール筒部材の線膨張係数α2とは、式(1),(2)を満たすように設定されていることを特徴とする制御バルブ。
R1(1+α1・Δt)≧R2(1+α2・Δt) …(1)
ΔT≦−25 …(2)
ΔT:実際の液体の温度と基準温度との温度差
A casing having an inflow port where a liquid flows in from the outside and an outflow port where the liquid flowing into the inside flows out to the outside.
A valve body that is rotatably arranged inside the casing and has a peripheral wall portion having a convex spherical outer peripheral surface and a valve hole that communicates with the inside and outside of the peripheral wall portion.
A concave spherical valve sliding contact surface formed at the other end and in sliding contact with the outer peripheral surface of the valve body, and the other end and the one end are held in a state where one end communicates with the outlet. A seal cylinder member having a seal opening for communicating with the portion,
When the valve body is in a rotational position for communicating the valve hole and the seal opening, the liquid is allowed to flow out from the inner region of the peripheral wall portion to the outlet, and the valve body is formed with the valve hole. In a control valve that blocks the outflow of liquid from the inner region of the peripheral wall portion to the outlet when the seal opening is in a rotational position that does not communicate with the seal opening.
The radius of curvature R1 of the outer peripheral surface of the valve body when the liquid is at a reference temperature in the room temperature range, and the radius of curvature R2 of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member when the liquid is at a reference temperature in the room temperature range. The control valve is characterized in that the linear expansion coefficient α1 of the valve body and the linear expansion coefficient α2 of the seal cylinder member are set so as to satisfy the equations (1) and (2).
R1 (1 + α1 · Δt) ≧ R2 (1 + α2 · Δt)… (1)
ΔT ≤ -25 ... (2)
ΔT: Temperature difference between the actual liquid temperature and the reference temperature
前記シール筒部材は、前記ケーシングの内部の液体の圧力を受けて当該シール筒部材を前記弁体の側に付勢する付勢用受圧面を有し、
前記付勢用受圧面の面積S1と前記シール筒部材の前記弁摺接面の面積S2とは、式(3),(4)を満たすように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の制御バルブ。
S1<S2≦S1/k …(3)
β≦k<1 …(4)
k:弁摺接面と弁体の間の微小隙間を流れる液体の圧力減少定数
β:液体の物性によって決まる圧力減少定数の下限値
The seal cylinder member has an urging pressure receiving surface that receives the pressure of the liquid inside the casing to urge the seal cylinder member toward the valve body side.
Claim 1 is characterized in that the area S1 of the pressure receiving surface for urging and the area S2 of the valve sliding contact surface of the seal cylinder member are set so as to satisfy the equations (3) and (4). The control valve described in.
S1 <S2≤S1 / k ... (3)
β ≦ k <1… (4)
k: Pressure reduction constant of the liquid flowing through the minute gap between the valve sliding contact surface and the valve body β: Lower limit value of the pressure reduction constant determined by the physical properties of the liquid
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114382891A (en) * 2020-10-21 2022-04-22 无锡恩福油封有限公司 Sealing device

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