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公開番号2024095129
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-10
出願番号2022212184
出願日2022-12-28
発明の名称流体制御弁
出願人株式会社デンソー,株式会社SOKEN
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類F16K 11/076 20060101AFI20240703BHJP(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】複数の流路部を有するバルブにおいて、流体が流れる際の圧力損失を抑制可能な流体制御弁を提供すること。
【解決手段】
流体制御弁は、軸心を中心に回転するとともに、複数の流路部64が形成されるバルブ外壁部を有するバルブ60と、バルブ収容空間を形成するハウジング外壁部に流体が通過する複数の開口部を有するハウジングと、を備える。複数の開口部は、軸心方向に2つ以上並び、且つ、周方向に2列以上並んで形成されるとともに、周方向のどちらか一方に設けられる端部流体入口部および周方向のうち、端部流体入口部が設けられる側に設けられる端部流体出口部を含む。複数の流路部は、流体入口部から流入する流体を直接流体出口部へ導く対向流路部と、端部流体入口部から流入した流体を、複数の開口部に対向する部位を迂回して端部流体出口部へ導くバイパス流路部64iとを含む。バイパス流路部は、対向流路部に対して周方向に連なって形成されている。
【選択図】図10
特許請求の範囲【請求項１】
流体制御弁であって、
軸心（ＣＬ）を中心に回転するとともに、流体が流通する複数の流路部（６４、６８）が形成されるバルブ外壁部（６１）を有するバルブ（６０）と、
前記バルブを収容するバルブ収容空間（ＡＳ）を形成するハウジング外壁部（１１）を有するとともに、前記ハウジング外壁部に前記流体が通過する複数の開口部（４０）を有するハウジング（１０）と、を備え、
前記複数の開口部は、前記軸心が延びる方向を軸心方向、前記軸心を中心に前記バルブが回転する方向を周方向としたとき、前記軸心方向に２つ以上並び、且つ、前記周方向に２列以上並んで形成されるとともに、前記バルブ収容空間に前記流体を流入させる流体入口部（４２、４４、４５、４７、９１ａ～９１ｄ）および前記バルブ収容空間から前記流体を流出させる流体出口部（４１、４３、４６、４８、９２ａ～９２ｆ）を含み、
前記流体入口部は、前記周方向の一方側および他方側のどちらか一方に設けられる端部流体入口部を含み、
前記流体入口部は、前記周方向の一方側および他方側のうち、前記端部流体入口部が設けられる側に設けられる端部流体出口部を含み、
前記複数の流路部は、前記複数の開口部に対向し、前記流体入口部から流入する前記流体を直接前記流体出口部へ導く対向流路部と、前記端部流体入口部から流入した前記流体を、前記バルブ外壁部における前記複数の開口部に対向する部位を迂回して前記端部流体出口部へ導くバイパス流路部（６４ｉ、６８ｆ）とを含み、
前記バイパス流路部は、前記対向流路部に対して前記周方向に連なって形成されている流体制御弁。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記バイパス流路部は、互いに隣り合わない前記端部流体入口部および前記端部流体出口部を連通させる請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記バイパス流路部は、前記複数の開口部に対向する位置に位置付けられた際、前記流体入口部から流入する前記流体を直接前記流体出口部へ導く前記対向流路部として機能する請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記ハウジング外壁部における前記複数の開口部が形成される部位と前記バルブ外壁部との間に配置されるシール部材（７０）と、を備え、
前記複数の開口部は、格子状に形成され、
前記シール部材には、前記流体を通過させるための複数の貫通穴（７１）が形成されており、
前記複数の流路部は、前記複数の開口部および前記複数の貫通穴に対応した形状で形成されており、
前記複数の貫通穴は、前記軸心方向に複数並ぶとともに、前記周方向に複数列並んで形成されており、
前記周方向に並ぶ前記複数の開口部の列数を開口列数とし、前記周方向に並ぶ前記複数の貫通穴の列数を貫通穴列数としたとき、前記貫通穴列数は、前記開口列数より多く設定されている請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記貫通穴列数は、前記開口列数より２つ多く設定されており、
前記複数の貫通穴は、前記周方向に複数並ぶ前記複数の開口部より前記周方向の一方側および他方側それぞれに１列ずつ多く設けられている請求項４に記載の流体制御弁。
【請求項６】
前記ハウジング外壁部における前記シール部材と対向しない部位と前記バルブ外壁部との間には、前記流体を流通させるための隙間である隙間流路（ＧＦ）が設けられており、
前記隙間流路は、前記複数の流路部のうち、前記シール部材に対向しない複数の流路部を連通させる請求項４に記載の流体制御弁。
【請求項７】
前記シール部材は、前記バルブ外壁部に対向する摺動部（７２）と前記ハウジング外壁部に対向する押圧部（７３）とを有し、
前記摺動部および前記押圧部は、互いに異なる材料によって構成されている請求項４に記載の流体制御弁。
【請求項８】
前記バルブを前記軸心方向に付勢する付勢部（８０）を備え、
前記バルブ外壁部は、前記軸心方向の一方側が頂点側である円錐形の側面に沿うように形成されており、
前記付勢部は、前記バルブを円錐形の頂点側に向けて付勢し、前記バルブの回転時および停止時において前記バルブ外壁部と前記シール部材とが押圧された状態を保ち、且つ、前記ハウジング外壁部と前記シール部材とが押圧された状態を保つ請求項４に記載の流体制御弁。
【請求項９】
前記バルブ外壁部に平行な円錐形の母線と前記軸心とのなす内角は５ｄｅｇ以上である請求項８に記載の流体制御弁。
【請求項１０】
前記ハウジング外壁部における前記バルブ収容空間を形成する内周面（１６）は、前記バルブ外壁部と相似の円錐形の側面に沿った形状である請求項８に記載の流体制御弁。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、流体制御弁に関する。
続きを表示（約 5,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、流体が流れる複数の流路部を有するバルブと、バルブを収容するとともに流体を流入出させる複数のポートが形成されたハウジングと、を有する流体制御弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の流体制御弁が備えるバルブは、円筒形状であって、外周部に形成される外周部側の流路部と、外周部側の流路より径方向内側に形成される内周部側の流路部とを有する。そして、特許文献１に記載の流体制御弁は、外周部側の流路部から内周部側の流路部へ流体が流れ、内周部側の流路部へ流入した流体がバルブの軸心方向に沿って流れる構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／２１８４０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載のバルブは、バルブの軸心方向に沿う方向から視た際の内周部側の流路部の流路面積が、外周部側の流路の流路面積に比較して小さくなっている。このため、流路面積が大きい外周部側の流路部から流路面積が小さい内周部側の流路部へ流体を流す際に圧力損失が発生する。しかし、圧力損失の発生は、バルブ内に流入させた流体の通水性が悪化する要因となる。
【０００５】
本開示は、複数の流路部を有するバルブにおいて、流体が流れる際の圧力損失を抑制可能な流体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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、
流体制御弁であって、
軸心（ＣＬ）を中心に回転するとともに、流体が流通する複数の流路部（６４、６８）が形成されるバルブ外壁部（６１）を有するバルブ（６０）と、
バルブを収容するバルブ収容空間（ＡＳ）を形成するハウジング外壁部（１１）を有するとともに、ハウジング外壁部に流体が通過する複数の開口部（４０）を有するハウジング（１０）と、を備え、
複数の開口部は、軸心が延びる方向を軸心方向、軸心を中心にバルブが回転する方向を周方向としたとき、軸心方向に２つ以上並び、且つ、周方向に２列以上並んで形成されるとともに、バルブ収容空間に流体を流入させる流体入口部（４２、４４、４５、４７、９１ａ～９１ｄ）およびバルブ収容空間から流体を流出させる流体出口部（４１、４３、４６、４８、９２ａ～９２ｆ）を含み、
流体入口部は、周方向の一方側および他方側のどちらか一方に設けられる端部流体入口部を含み、
流体入口部は、周方向の一方側および他方側のうち、端部流体入口部が設けられる側に設けられる端部流体出口部を含み、
複数の流路部は、複数の開口部に対向し、流体入口部から流入する流体を直接流体出口部へ導く対向流路部と、端部流体入口部から流入した流体を、バルブ外壁部における複数の開口部に対向する部位を迂回して端部流体出口部へ導くバイパス流路部（６４ｉ、６８ｆ）とを含み、
バイパス流路部は、対向流路部に対して周方向に連なって形成されている。
【０００７】
これによれば、バイパス流路部が複数の開口部に対向する部位を迂回させて流体を導く際に、流体が径方向に略流れない。このため、バイパス流路部が径方向の外側から内側に向かって流体を導く構成と異なり、迂回させる流路面積が小さくなることを回避できる。このため、複数の開口部に対向する部位を迂回させて流体を流す際の圧力損失を抑制できる。
【０００８】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る流体制御弁の正面図である。
第１実施形態に係る流体制御弁の側面図である。
第１実施形態に係る流体制御弁の上面図である。
図３に示すＩＶ－ＩＶ断面図である。
第１実施形態に係るハウジングの正面図である。
図５のＶＩで示す矢印の方向から見た第１実施形態に係るハウジングの上面図である。
第１実施形態に係る開口部を説明するための図である。
第１実施形態に係るバルブを示す図である。
図１に示すＩＸ－ＩＸ断面図である。
第１実施形態に係るバルブの周方向における展開図である。
第１実施形態に係る流体通路を説明するための図である
第１実施形態に係るハウジングにシール部材が取り付けられた状態を示す図である。
第１実施形態に係るシール部材のハウジングに取り付けられる前の状態を示す図である。
第１実施形態に係るシール部材のハウジングに取り付けられた状態を示す図である。
第１実施形態に係る第９流体通路を説明するための図である。
第１実施形態に係る第９流体通路に流れる流体を説明するための図である。
第２実施形態に係る流体制御弁の正面図である。
第２実施形態に係るシール部材のハウジングに取り付けられる前の状態を示す図である。
第２実施形態に係るバルブを示す図である。
第２実施形態に係るバルブの周方向における展開図である。
第２実施形態に係る流体通路を説明するための図である
第２実施形態に係る隙間流路を説明するための図である
第３実施形態に係る流体制御弁の正面図である。
図２３に示すＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ断面図である。
第４実施形態に係る流体制御弁の断面図である。
図２５に示すＸＸＶＩ－ＸＸＶＩ断面図である。
第５実施形態に係る流体制御弁の正面図である。
第５実施形態に係る流体制御弁の上面図である。
図２８に示すＸＸＩＸ－ＸＸＩＸ断面図である。
第５実施形態の変形例に係る流体制御弁の上面図である。
図３０に示すＸＸＸＩ－ＸＸＸＩ断面図である。
第６実施形態に係る流体制御弁の断面図である。
周方向に並ぶ２つの開口部のうちの一方側の開口部から流入する流体が他方側の開口部から流出される状態を示す図である。
周方向に並ぶ２つの開口部へ流体を流すバルブの形状を示す図である。
軸心方向に並ぶ２つの開口部のうちの一方側の開口部から流入する流体が他方側の開口部から流出される状態を示す図である。
軸心方向に並ぶ２つの開口部へ流体を流すバルブの形状を示す図である。
１つの開口部から流入する流体が２つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
１つの開口部から流入する流体が２つの開口部から流出する状態を示すその他の例を示す図である。
２つの開口部から流入する流体が１つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
２つの開口部から流入する流体が１つの開口部から流出する状態を示すその他の例を示す図である。
１つの開口部から流入する流体を２つの開口部から流出させる、または、２つの開口部から流入する流体を１つの開口部から流出させるバルブの形状を示す図である。
３つの開口部から流入する流体が２つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
２つの開口部から流入する流体が３つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
１つの開口部から流入する流体が４つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
４つの開口部から流入する流体が１つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
３つの開口部から流入する流体を２つの開口部から流出させる、２つの開口部から流入する流体を３つの開口部から流出させる等のバルブの形状を示す図である。
１つの開口部から流入する流体が６つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
６つの開口部から流入する流体が１つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
３つの開口部から流入する流体が４つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
５つの開口部から流入する流体が２つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
１つの開口部から流入する流体を６つの開口部から流出させる、６つの開口部から流入する流体を１つの開口部から流出させる等のバルブの形状を示す図である。
１つの開口部から流入する流体が７つの開口部から流出する状態を示す一例を示す図である。
１つの開口部から流入する流体を７つの開口部から流出させるバルブの形状を示す図である。
周方向に並ぶ２つの開口部へ流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
軸心方向に並ぶ２つの開口部へ流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
周方向に並ぶ３つの開口部へ流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
軸心方向に並ぶ３つの開口部へ流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
流体を流入させる開口部に対して軸心方向および周方向それぞれに流体を流出させる開口部が設けられるバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
流体を流入させる開口部に対して軸心方向および周方向それぞれに流体を流出させる開口部が設けられるバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
流体を流入させる開口部に対して周方向に流体を流出させる開口部が設けられるバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
流体を流入させる開口部に対して軸心方向に流体を流出させる開口部が設けられるバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
軸心方向および周方向それぞれに並ぶ流体を流入させる開口部と、周方向に並ぶ流体を流出させる開口部が設けられるバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
周方向に並ぶ流体を流入させる開口部と、軸心方向および周方向それぞれに並ぶ流体を流出させる開口部が設けられるバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
互いに隣り合わない開口部に対して、開口部に対向する部位を迂回して流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
互いに隣り合わない複数の開口部に対して、開口部に対向する部位を迂回して流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
互いに隣り合わない複数の開口部に対して、開口部に対向する部位を迂回して流体を流すバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
流体制御弁に隙間流路が形成される場合のバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
流体制御弁に隙間流路が形成される場合のバルブにおけるリブが形成されない部位を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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