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公開番号2021076212
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210520
出願番号2019204847
出願日20191112
発明の名称制御弁
出願人株式会社デンソー
代理人特許業務法人ゆうあい特許事務所
主分類F16K 5/06 20060101AFI20210423BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】制御弁において、メタルシールが弁体に接触した状態で、メタルシールが流路軸線方向に直交する方向に変位することを可能に構成する。
【解決手段】制御弁は、筒状に形成されているポート30と、弁体10と、弁体10に接触するメタルシール40とを備える。制御弁のうち直交流路軸線方向においてメタルシール40の筒部41とポート30との間に隙間が設けられている。このことにより、弁体10が直交流路軸線方向に変位した際に、メタルシール40が弁体10に接触した状態でメタルシール40が弁体10によって押されて直交流路軸線方向に変位することが可能に構成されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
軸線(S)が延びる方向を軸線方向としたとき、流体を前記軸線方向に流通させる流路(31)を形成して前記軸線を中心とする筒状に形成されて、前記軸線方向に前記流路の開口部を形成する流路形成部(30)と、
前記流路形成部に対して前記軸線方向に配置され、前記開口部を回転によって開閉する弁体(10)と、
前記弁体に接触するシール部(40)と、を備え、
前記軸線方向に交差する交差方向において前記シール部と前記流路形成部との間に隙間(90)が設けられていることにより、前記シール部が前記弁体に接触した状態で前記交差方向に変位することが可能に構成されている制御弁。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記流路形成部によって支持されて、前記シール部を弾性力によって前記弁体に押し付けるサポート部(50a、50b、50c、50、50B、50C)を備える請求項1に記載の制御弁。
【請求項3】
前記流路形成部は、前記弁体に対して前記軸線方向の一方側に配置されており、
前記弁体側から前記開口部を通して前記流路形成部の前記流路に前記流体が流れる場合に、前記シール部のうち前記軸線方向の一方側から前記流体の圧力を受ける第1受圧領域(44)の面積(S2)と、前記シール部のうち前記軸線方向の他方側から前記流体の圧力を受ける第2受圧領域(43)の受圧面積(S1)とが同じになっている請求項1または2に記載の制御弁。
【請求項4】
前記流路形成部は、前記弁体に対して前記軸線方向の一方側に配置されており、
前記弁体側から前記開口部を通して前記流路形成部の前記流路に前記流体が流れる場合に、前記シール部のうち前記軸線方向の一方側から前記流体の圧力を受ける第1受圧領域(44)の面積(S2)が、前記シール部のうち前記軸線方向の他方側から前記流体の圧力を受ける第2受圧領域(43)の受圧面積(S1)よりも大きくなっている請求項1または2に記載の制御弁。
【請求項5】
前記流路形成部は、前記弁体に対して前記軸線方向の一方側に配置されており、
前記流路形成部の前記流路から前記開口部を通して前記弁体側に前記流体が流れる場合に、前記シール部のうち前記軸線方向の一方側から前記流体の圧力を受ける第1受圧領域(45)の受圧面積(S4)と、前記シール部のうち前記軸線方向の他方側から前記流体の圧力を受ける第2受圧領域(46)の受圧面積(S3)とが同じになっている請求項1または2に記載の制御弁。
【請求項6】
前記流路形成部は、前記弁体に対して前記軸線方向の一方側に配置されており、
前記流路形成部の前記流路から前記開口部を通して前記弁体側に前記流体が流れる場合に、前記シール部のうち前記軸線方向の一方側から前記流体の圧力を受ける第1受圧領域(49d)の受圧面積(S4)が、前記シール部のうち前記軸線方向の他方側から前記流体の圧力を受ける第2受圧領域(47a)の受圧面積(S3)よりも大きくなっている請求項1または2に記載の制御弁。
【請求項7】
前記交差方向において前記流路形成部と前記シール部との間に配置されているパッキン(60、60A)を備え、
前記パッキンが弾性変形により圧縮されて前記流路形成部と前記シール部との間を閉じる請求項1ないし6のいずれか1つに記載の制御弁。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、制御弁に関するものである。
続きを表示(約 4,500 文字)【背景技術】
【0002】
従来、例えば、特許文献1に示すように、弁箱内の軸線方向に沿って冷却水が流れる流路と、この流路を開閉する弁体とを備え、弁体に摺接するメタルシールを弁箱の内側に配置する弁構造が提案されている。
【0003】
このものにおいて、メタルシールにフレキシブルサポート部を設け、このフレキシブルサポート部の弾性力によってメタルシールを適度な面圧で弁箱に予圧しながら当接させることができる。
【0004】
これに加えて、メタルシールが軸線方向において組付け位置が調整できる構造になっている。このため、軸線方向において弁体とメタルシールとの間の位置関係を調整して、弁体に対するメタルシールのシール性を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2016−52415号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献1の弁構造では、軸線方向において弁体とメタルシールとの間の位置関係の調整が可能であるが、軸線方向以外の方向に対してはメタルシール位置の調整ができず、弁体に対するメタルシール(すなわち、シール部)のシール性が確保できない。
【0007】
本発明は上記点に鑑みて、弁体に対するシール部のシール性を確保するようにした制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、制御弁において、軸線(S)が延びる方向を軸線方向としたとき、流体を軸線方向に流通させる流路(31)を形成して軸線を中心とする筒状に形成されて、軸線方向に流路の開口部を形成する流路形成部(30)と、
流路形成部に対して軸線方向に配置され、開口部を回転によって開閉する弁体(10)と、
弁体に接触するシール部(40)と、を備え、
軸線方向に交差する交差方向においてシール部と流路形成部との間に隙間(90)が設けられていることにより、シール部が弁体に接触した状態で交差方向に変位することが可能に構成されている。
【0009】
したがって、弁体が交差方向に変位して弁体がシール部を押した際にシール部が弁体に接触した状態でシール部が交差方向に変位することになる。このため、弁体が交差方向に変位した際に弁体に対するシール部のシール性を確保することができる。
【0010】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。
【図面の簡単な説明】
【0011】
本発明の第1実施形態における制御弁において回転軸線Tに対して半分下側を示す断面図であり、弁体の出口とポートの入口とが連通した状態を示す図である
第1実施形態における制御弁において回転軸線Tに対して半分下側を示す断面図であり、弁体がポートの入口を閉じた状態を示す図である。
図2中III-III断面図であり、メタルシールおよびその周辺を拡大した図である。
図3中IV部分の拡大図である。
第1実施形態における制御弁を構成するメタルシール単体を示す斜視図である。
第2実施形態における制御弁の全体構成を示す断面図であり、弁体の入口とポートの出口とを連通した状態を示す図である。
第2実施形態における制御弁の全体構成を示す断面図であり、弁体がポートの出口を閉じた状態を示す図である。
図7中VIII部位の拡大図である。
第3実施形態における制御弁の全体構成を示す断面図であり、弁体の入口とポートの出口と連通した状態を示す図である。
第3実施形態における制御弁の全体構成を示す断面図であり、弁体がポートの出口を閉じた状態を示す図である。
図10中XI部位の拡大図である。
他の実施形態における制御弁を構成するフレキシブルサポート部単体を示す斜視図である。
他の実施形態における制御弁を構成するフレキシブルサポート部単体を示す斜視図である。
他の実施形態における制御弁を構成するフレキシブルサポート部単体を示す斜視図である。
他の実施形態における制御弁を構成するフレキシブルサポート部、およびその周辺の拡大図であり、受圧面積S1よりも受圧面積S2の方が大きい場合を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【0013】
(第1実施形態)
以下、第1実施形態の制御弁について図1〜図5を参照して説明する。図1、図2中の矢印Wは、エンジン冷却水の流れ方向を示す。
【0014】
本実施形態の制御弁は、車載用のエンジン冷却水回路を開閉する弁である。制御弁は、図1、図2に示すように、弁体10、シャフト20、ポート30、メタルシール40、フレキシブルサポート部50a、50b、50c、パッキン60、ケーシング70、および駆動部80を備える。
【0015】
弁体10は、その外壁15が略球体状に形成されている。弁体10は、回転軸線Tを中心線として回転可能に構成されている。回転軸線Tは、弁体10の中心点oを通過する仮想線である。以下、回転軸線Tが延びる方向を回転軸線方向という。弁体10の外壁15のうち回転軸線方向の一方側と他方側には平面部11a、11bが形成されている。
【0016】
平面部11a、11bは、それぞれ、回転軸線Tに直交する平面状に形成されている。平面部11aには、開口部13が形成されている。開口部13は、冷却水流路12の入口を構成する。冷却水流路12は、弁体10のうち内部に形成されている。
【0017】
弁体10の外壁15のうち流路軸線方向の一方側には、開口部14が形成されている。開口部14は、冷却水流路12の出口を構成する。流路軸線方向は、流路軸線Sが延びる方向であり、流路軸線Sは、弁体10の中心点oを通過し、かつ回転軸線Tに直交する仮想線である。流路軸線Sは、ポート30の軸線に一致する。本実施形態の弁体10は、樹脂材料或いは、金属材料によって構成されている。
【0018】
シャフト20は、回転軸線方向に延びる円柱状に形成されている軸部材である。シャフト20は、その軸線が回転軸線Tに一致して、弁体10を支えている。シャフト20のうち他方側は、ケーシング70の内側から外側に突出している。シャフト20は、回転軸線Tを中心線として回転可能に支持されている。本実施形態のシャフト20は、樹脂材料或いは、金属材料によって構成されている。
【0019】
ポート30は、弁体10のうち流路軸線方向の一方側に配置されている。ポート30は、冷却水流路31を形成する円筒状に形成されている。冷却水流路31は、流路軸線方向に流体としてのエンジン冷却水を流通させる流路である。冷却水流路31は、ポート30の内周面32によって形成されている。
【0020】
ポート30のうち流路軸線方向他方側には、開口部31aが形成されている。開口部31aは、冷却水流路31の入口を構成する。ポート30のうち流路軸線方向一方側には、開口部31bが形成されている。開口部31bは、冷却水流路31の出口を構成する。
【0021】
本実施形態のポート30には、凹部33を形成する内周面34、底面35を備える。凹部33は、内周面32から流路軸線Sを中心とする径方向外側に凹むように形成されている。凹部33は、ポート30のうち流路軸線方向一方側の端部に形成されている。
【0022】
このことにより、凹部33は、冷却水流路31内とポート30の流路軸線方向他方側とにそれぞれ開口されていることになる。
【0023】
内周面34は、凹部33に対して流路軸線Sを中心とする径方向外側に配置されている。内周面34は、流路軸線Sを中心線とする周方向に亘って形成されている。底面35は、凹部33に対して流路軸線方向の一方側に配置されている。底面35は、流路軸線Sを中心線とする周方向に亘って形成されている。本実施形態のポート30は、樹脂材料或いは、金属材料によって構成されている。
【0024】
メタルシール40は、筒部41、およびフランジ部42を備えるシール部である。筒部41は、流路軸線Sを中心とする円筒状に形成されている。筒部41は、ポート30の内周面32に対して流路軸線Sを中心とする径方向内側に配置されている。
【0025】
筒部41は、ポート30の内周面32に沿うように形成されている。筒部41は、ポート30のうち流路軸線方向他方側に設けられている。筒部41のうち流路軸線方向一方側および他方側には開口部41a、41bが形成されている。
【0026】
本実施形態のメタルシール40の筒部41とポート30の内周面32との間には、後述するように、隙間90が形成されている。
【0027】
フランジ部42は、筒部41のうち流路軸線方向他方側から流路軸線Sを中心とする径方向外側に拡がる形成されている。フランジ部42は、流路軸線Sを中心線とする周方向に亘って形成されている円環状に形成されている。
【0028】
本実施形態のフランジ部42は、流路軸線Sと回転軸線Tを含む断面が流路軸線方向の他方側に凸となる湾曲状に形成されている。フランジ部42は、弁体10の外壁15に接触して弁体10に対するシール性を確保する。
【0029】
フレキシブルサポート部50a、50b、50cは、図5に示すように、それぞれ、フランジ部42に対して流路軸線Sを中心とする径方向外側に配置されている。フレキシブルサポート部50a、50b、50cは、それぞれ、流路軸線Sを中心とする周方向において等間隔に並べられている。
【0030】
フレキシブルサポート部50a、50b、50cは、それぞれ、フランジ部42から径方向外側に突起する突起部51と、突起部51の先端側から流路軸線Sを中心とする周方向に延びる帯状に形成されている延出部52とを備える。
(【0031】以降は省略されています)

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