专利名称：阀设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及其中阀元件在轴向上受到驱动的阀设备。例如，本公开涉及适合用于控制冷却剂(流体的示例)的阀设备的技术。
背景技术：
通过在轴向上驱动阀元件来控制流体的阀设备(例如，提升阀)是已知的。与阀座脱离的阀元件受到流体流的影响。为此，需要增大受到流体流的影响的阀元件的支撑刚性。因此，在JP-A-2005-249021中，提出了一种阀设备，其通过以下三种手段提高阀元件的支撑刚性(i)轴设置于阀元件在其轴向上的两侧上；(ii)轴在阀元件的一侧上的中间区域(即，一个导向棒)在轴向上可滑动地受到支撑，以及(iii)轴在阀元件的另一侧上的端部(即，另一导向棒)在轴向上可滑动地受到支撑。可滑动地支撑轴的端部的部件由(a)与阀元件一体地位移的轴，以及(b)提供用于阀壳体并且包括滑动孔的支承部件所构成，轴的端部插入其中并且其在轴向上可滑动地支撑轴。如上所述，轴的端部在轴向上由滑动孔可滑动地支撑，以使得轴和阀元件的位移方向能限制于轴向。因此，阀元件的支撑刚性能提高，并且最终，能长时间地实现阀元件的稳定打开和闭合。然而，轴的端部插入其中的滑动孔形成于死端中。为此，当轴在其中轴被从支承部件中拉出的方向上位移时，大的负压在轴的端部与滑动孔的底部之间产生从而阻止轴的位移。类似地，当轴在其中轴被推入支承部件的方向上位移时，轴的端部与滑动孔的底部之间的冷却剂被强烈地液体压缩从而阻止轴的位移。因此，根据JP-A-2005-249021中描述的技术，在轴移动时，在轴的端部与滑动孔的底部之间引起液体压缩和液体膨胀，并且由此阻止轴的移动。因此，阀元件的响应性降低，并且用于驱动阀元件的驱动装置需要大的驱动力。
发明内容
本公开的目标是提供一种阀设备，其能改进阀元件的支撑刚度并且以良好的响应性和较低的负荷操作阀元件和轴。为了实现本公开的目标，提供了一种阀设备，其包括轴、阀元件、壳体、支承部件以及透气路径。轴在其轴向上受到驱动。阀元件与轴一体地位移。壳体容纳阀元件。支承部件提供用于壳体并且包括滑动孔，轴的端部插入其中并且其在轴向上可滑动地支撑轴，从而将轴和阀元件的位移方向限制于轴向。透气路径在滑动孔的底部与壳体的内部之间连通。
本公开的上面以及其他的目标、特点和优点将从以下参照附图的详细描述中变得更明显，图中图1A是示出根据第一实施例的支承部件的透视图IB是示出根据第一实施例的轴插入其中的支承部件的透视图；图2A是示出根据第二实施例的轴插入其中的支承部件的透视图；图2B是示出根据第二实施例的轴插入其中的支承部件的截面图；图3是示出根据第三实施例的轴插入其中的支承部件的截面图；图4是示出根据第四实施例的轴插入其中的支承部件的透视图；并且图5是示出根据第五实施例的冷却剂阀的截面图。
具体实施例方式将参照附图描述实施例(本公开的阀设备的基本构造)。阀设备包括轴1、阀元件20、壳体23、24、25、支承部件3以及透气路径4。轴1在 其轴向上受到驱动。阀元件20与轴1 一体地位移。壳体23、24、25容纳阀元件20。支承部 件3提供用于壳体23、24、25并且包括滑动孔2，轴1的端部插入其中并且其在轴向上可滑 动地支撑轴1，从而将轴1和阀元件20的位移方向限制于轴向。透气路径4在滑动孔2的 底部与壳体23、24、25的内部之间连通。实施例(本公开中的阀设备的具体示例的构造)将在下面参照附图解释。下面的实 施例公开了一个具体示例，并且本公开显然不限于这些实施例。(第一实施例)第一实施例将参照图1A和1B进行描述。对于阀设备的具体示例，这个实施例的 阀设备布置于汽车中以执行发动机冷却剂的流动控制(通道的打开和闭合以及通道的打开 程度的控制)或发动机冷却剂的分配控制(通道的转换控制)。在这个阀设备中，阀元件在轴向上受到驱动以执行发动机冷却剂的流动控制或分 配控制。阀设备包括在轴向上受到驱动的轴1、提供用于轴1的阀元件20、容纳这个阀元件 20的壳体23、24、25 (固定元件)、在轴向上可滑动地支撑轴1的中间部分的中间支承单元 27、以及在轴向上可滑动地支撑轴1的端部的端部支承单元5。可滑动地支撑轴1的端部的端部支承单元5的具体示例将参照图1B进行描述。如 上所述，端部支承单元5在轴向上可滑动地支撑轴1的端部。单元5包括与阀元件20 —体 地位移的轴1以及在轴向上可滑动地支撑轴1的端部的支承部件3。轴1由具有圆柱形杆形状的金属制成。轴1固定至阀元件20的轴中心以便与阀 元件20 —体地位移。支承部件3是与由树脂制成的壳体25 —体地形成的树脂压块。轴1 的端部(轴1的包括其末端的部分)插入支承部件3。在轴向上可滑动地支撑轴1的滑动孔 2提供用于支承部件3。在滑动孔2的底部与壳体25的内部之间连通的透气路径4提供用于阀设备。这 个实施例的透气路径4由形成于滑动孔2的内周壁上以在如图1A中所示的轴向上延伸的 槽6所构造。因此，透气路径4限定于插入滑动孔2的轴1与槽6之间。具体地，构成透气 路径4的槽6是从滑动孔2的开口端至底部的条痕状凹陷。在图1A和1B中，虽然示出四 个槽6形成于滑动孔2的内周壁上，但槽6的数目不限于四个，并且可提供一个或更多个槽 6。第一实施例的第一效果将进行描述。在这个第一实施例的阀设备中，如上所述，轴 1在阀元件20的两侧上由中间支承单元27与支承单元5支撑，并且阀元件20的支撑刚性能由此提高。具体地，在这个实施例中，具有滑动孔2的支承部件3提供用于容纳阀元件20的壳体25，并且轴I的端部由滑动孔2在轴向上可滑动地支撑。因此，与仅由中间支承单元支撑轴的阀设备相比较，阀元件20的支撑刚性能长时间稳定地提高，并且阀设备的可靠性能增大。 第一实施例的第二效果将进行描述。在这个第一实施例的阀设备中，如上所述，在滑动孔2的底部与壳体25的内部之间连通的透气路径4通过在滑动孔2的内周壁上形成在轴向上延伸的槽6来提供。因此，当轴I在其中轴I被从支承部件3拉出的方向上位移时，冷却剂在轴I的端部与滑动孔2的底部之间通过透气路径4平滑地流动。因而，轴I能平滑地移动。类似地，当轴I在其中轴I被推入支承部件3的方向上位移时，轴I的端部与滑动孔2的底部之间的冷却剂通过透气路径4平滑地排入壳体25。因而，轴I能平滑地移动。如上所述，在第一实施例的阀设备中，在轴I的端部与滑动孔2的底部之间引起的液体压缩和液体膨胀能由于透气路径4而避免。因此，阀元件20和轴I能以低负荷位移。因此，阀元件20的打开和闭合的响应性能得到提高，并且用于驱动阀元件20的驱动装置(例如，电气致动器)的驱动负荷能降低。(第二实施例)第二实施例将参照图2A和2B进行描述。在上面的第一实施例中，示出轴I直接由树脂制成的支承部件3支撑。在这个第二实施例中，可滑动地支撑轴I的金属滑动支承(金属衬套)7提供用于支承部件3。因此，金属轴I由金属滑动支承7支撑，并且轴I由于其滑动运动而造成的磨损从而能长时间地受到限制。因此，阀元件20的支撑刚性能长时间更加稳定地提高。而且，由于金属轴I由金属滑动支承7支撑，轴I的滑动阻力能长时间稳定地限制为较小。在这个第二实施例的阀设备中，如图2B中所示，轴I的端部和滑动孔2的底部在轴I插入支承部件3中的最深处之下在轴向上彼此隔开。因此，空间α限定于轴I的端部与滑动孔2的底部之间。因此，在轴I插入支承部件3的最深处之下，能防止轴I的端面与滑动孔2的底面之间的紧密附接。为此，能避免由于这个紧密附接造成的阻止轴I位移的缺陷(使阀元件20的响应降级的缺陷)，并且能避免由于紧密附接造成轴I的驱动负荷增大的缺陷。(第三实施例)第三实施例将参照图3进行描述。在这个第三实施例的阀设备中，其直径朝着轴I的端部(图3中的下侧)的中心减小的锥形表面8设置于轴I的端部上。通过这样形成锥形表面8，在轴I的端部被带入靠近滑动孔2的底部时，锥形表面8推开冷却剂。因此，阀元件20和轴I的驱动负荷能甚至更小。(第四实施例)第四实施例将参照图4进行描述。在上面的第一实施例中，作为提供透气路径4的手段的示例，示出槽6设置于滑动孔2的内周壁上。在这个第四实施例中，作为用于提供透气路径4的手段，在轴向上延伸的槽6形成于轴I的外周壁上。因此，透气路径4限定于滑动孔2的内周壁与轴I的槽6之间。在图4中，示出四个槽6设置于轴I的外周壁上。然而，槽6的数目不限于四个，并且可提供一个或更多个槽6。同样通过这个构造，能产生与上面第一实施例类似的效果。(第五实施例)第五实施例将参照图5进行描述。在下面的描述中，图5中的上侧称为“上”，并且图5中的下侧称为“下”。然而，这些上下方向是仅用于解释该实施例的方向，并且它们不涉及阀设备在车辆上的安装方向。图5中示出的阀设备是执行发动机冷却剂的流动控制(通道的打开和闭合以及流量的控制)的冷却剂阀(双向阀)。虽然具有双向阀结构的冷却剂阀在下面作为具体示例描述，但是该设备不限于此。本公开可应用至执行冷却剂的分配控制(通道的分配转换以及分配流量的控制)的冷却剂阀(例如，三通阀)。这个阀设备包括在其轴向上受到驱动的轴1、在轴向上固定至这个轴I的半路部分(下侧)的阀元件20、用于在轴向上驱动轴I的驱动装置、在阀设备完全闭合时将阀元件20按压在阀座21上的弹簧22、通过将上部壳体23、中间壳体24、下部壳体25以及盖26组合在一起而提供的壳体、在轴向上可滑动地支撑轴I的中间部分的中间支承单元27、以及在轴向上可滑动地支撑轴I的下端的端部支承单元5。阀元件20向上位移以便与阀座21相接合，并且输入端口 28与输出端口 29之间的连通由此闭合。阀元件20向下位移以便与阀座21脱离，并且输入端口 28与输出端口 29从而彼此连通。根据阀元件20从阀座21的脱离量的增大(阀元件20的下降量)，输入端口28与输出端口 29之间的连通程度变得更大。这个实施例的阀设备将在下面详细进行描述。轴I具有在上下方向上延伸的大致圆柱形杆形状。轴I在上下方向上由上面已经描述的中间支承单元27和端部支承单元5可滑动地支撑。阀元件20是具有伞形状(大致盘形)的提升阀，其直径从轴I的外周边径向向外地增大。这个阀元件20的中心部分固定至轴1，并且阀元件20在上下方向上与轴I 一体地移动。驱动装置使由电动机产生的转矩减速(转矩增大)并且然后将旋转转换为轴向运动以驱动轴I。驱动装置包括能在正转和反转之间转换的电动机(例如，直流电动机，未示出)、将这个电动机的转矩传递至轴I的齿轮减速器、以及将传递至轴I的转矩转换为轴I在其轴向上的运动的转换单元31。齿轮减速器布置于用于设置于盖26与上部壳体23之间的齿轮组的容纳空间中。齿轮减速器的最后齿轮32固定于此的齿轮轴33由上部壳体23通过轴承(例如，滚珠轴承)34可旋转地支撑。直接定位于轴承34下面的数字35是密封元件。密封元件提供为使得供应至在下文更详细地描述的凸轮板36的容纳空间的冷却剂不能泄漏入齿轮组的容纳空间。用于轴I插入其中的接头的筒状本体33a设置于齿轮轴33的下侧上。筒状本体33a的内周边和插入这个筒状本体33a的轴I上端的外周边通过沿着轴向的花键槽装配在一起。由于这个构造(轴向上的花键配合)，齿轮轴33的旋转转矩传递至轴1，并且轴I提供为在轴向上相对于齿轮轴33可移动。转换单元31包括与轴I 一体地旋转的凸轮板(旋转凸轮)36、以及装配入形成于这个凸轮板36的外周壁表面上的凸轮槽37中的销38。
凸轮板36通过结合元件36a与轴I牢固地结合，并且在其外直径侧上包括圆柱形外周壁表面。凸轮槽37是在凸轮板36的外周壁表面上在板36的圆周方向上连续地延伸的一个槽。凸轮槽37的轴向位置根据凸轮板36在其圆周方向(旋转方向)上的角平滑地改变。销38的端部(更靠近轴I的那侧)一直装配入凸轮槽37。销38的外侧(远离轴I的那侧)由上部壳体23经由轴承39可旋转地支撑。弹簧22是通过凸轮板36向上推动轴I的压缩弹簧。弹簧22被压缩并且布置于可旋转地支撑于中间支承单元27 (例如，滑动轴承)的上表面上的弹簧座41与凸轮板36之间。上部壳体23、中间壳体24、下部壳体25在轴向(上下方向)上叠置，并且在这个实施例中，它们通过双头螺栓42结合在一起。密封(O环)43分别布置于上部壳体23与中间壳体24之间以及中间壳体24与下部壳体25之间。密封43提供为使得阀设备内部的冷却剂不会泄漏至外部。冷却剂供应于此的输入端口 28提供用于下部壳体25。从输入端口 28供应的冷却剂通过旁路通道44供应入凸轮板36的容纳空间(上部壳体23的内部空间)。在阀设备闭合时阀元件20与之相接合的阀座21形成于中间壳体24的下部处。用于冷却剂的输出端口 29设置于在阀座21的上侧上提供的筒形部分的下部处以及中间壳体24的内部(即，下文更详细地描述的分隔板45的滑动壁)。具有在上下方向上液密地分开筒形部分内部的盘形分隔板(活塞)45固定至轴I的中间部分(阀元件20的上侧)。与阀元件20相类似，分隔板45在上下方向上与轴I 一体地位移。布置于分隔板45的外周边上的环状槽中的数字46是密封环(0环)。密封环46用于密封分隔板45与中间壳体24的内周壁之间的滑动间隙。通过旁路通道44向上供应的冷却剂的供应压力施加至这个分隔板45的上表面。具体地，在凸轮板36周围导向通过旁路通道44的冷却剂的供应压力在上下方向上通过通孔48供应到分隔板45的上表面上，通孔48为支撑中间支承单元27的支撑壁47而设。因此，在其中阀元件20与阀座21相接合的状态下(在阀设备完全地闭合时)，冷却剂的供应压力由此上推阀元件20的力能通过冷却剂的供应压力由此下推分隔板45的力来抵消。因此，在从阀闭合状态打开阀元件20时的阀打开力(在阀打开时由电动机产生的力)能很小。另外，根据相应元件的材料(例如，金属材料或树脂材料)被适当地选择并且用于上述元件，并且每个元件的材料不受限制。本公开的第一至第四实施例的任何一个应用至端部支承单元5，并且能产生根据所应用实施例的效果。阀设备的工业应用性将在下面描述。上面的实施例可组合在一起以用于阀设备。在上面的实施例中，示出透气路径4通过在滑动孔2的内周壁或轴I的外周壁上形成槽6来提供。替代地，透气路径4能以任何模式形成，只要其在滑动孔2的底部与壳体25的内部之间连通。透气路径4可例如通过穿过支承部件3的内部和外部(B卩，滑动孔2的底部和支承部件3的外壁)的通孔来提供。在上面的实施例中，示出透气路径4的通道面积大(即，槽6的横截面积大，并且使用多于一个的槽6)以便使得轴I的运动阻力尽可能地小。替代地，透气路径4的通道面积可故意地形成为较小以控制轴I的运动速度。因此，阀元件20的运动速度能得到控制。在上面的实施例中，示出支承部件3与壳体25 —体地形成。替代地，单独地提供的支承部件3可附接至壳体25。在上面的实施例中，示出本公开应用至控制发动机冷却剂的阀设备。替代地，本公开可应用至对用于没有发动机的车辆中的废热回收的循环水以及发动机冷却剂进行控制的阀设备。在上面的实施例中，示出本公开应用至控制液体(冷却剂作为具体示例)的阀设备。替代地，流体不限于液体。本公开可应用至控制气体的阀设备。总之，上面实施例的阀设备能如下描述。根据第一方面的阀设备，具有滑动孔2的支承部件3提供用于容纳阀元件20的阀壳体23、24、25，并且轴I的端部在轴向上由这个滑动孔2可滑动地支撑。因此，阀元件20的支撑刚性能长时间稳定地提高，并且阀设备的可靠性能提高。而且，第一方面的阀设备包括在滑动孔2的底部与阀壳体23、24、25的内部之间连通的透气路径4。由于这个透气路径4，能避免在轴I的端部与滑动孔2的底部之间引起流体压缩和流体膨胀。阀元件20和轴I能在低负荷下位移。因此，阀元件20的打开和闭合的响应性能提高，并且用于驱动阀元件20的驱动装置的驱动负荷能降低。第二方面的透气路径4可构造为形成于支承部件3的限定滑动孔2的内周壁上的槽6。槽6在轴向上延伸。因此，通 过在滑动孔2的内周壁上提供槽6，能产生上述第一方面的效果。第三方面的透气路径4能构造为形成于轴I的外周壁上并且在轴向上延伸的槽6。因此，通过在轴I的外周壁上提供槽6，能产生上述第一方面的效果。根据第四方面的阀设备，空间α可在轴I插入支承部件3中的最深处之下限定于轴I的端部与滑动孔2的底部之间。因此，能避免比如由于轴I的端面与滑动孔2的底面之间的紧密附接造成妨碍轴I运动之类的陷碍，并且能避免由于紧密附接造成轴I的驱动负荷增大的缺陷。第五方面的支承部件3还能包括可滑动地支撑轴I的金属滑动支承7。因此，轴I由于其滑动运动造成的磨损能长时间受到限制。因此，阀元件20的支撑刚性能长时间地更加稳定地提闻。第六方面的轴I的端部可包括锥形表面8。因此，在轴I的端部被带入靠近滑动孔2的底部时，锥形表面8推开流体。因此，阀元件20和轴I能以甚至更低的负荷位移。根据第七方面的阀设备，轴I的位移速度可通过透气路径4的通道面积来控制。因此，阀元件20的移动速度是可控制的。第八方面的阀设备是冷却剂阀，其执行例如冷却剂通道的打开和闭合、冷却剂通道的转换或分配、或冷却剂通道的打开程度的调节。因此，冷却剂阀能产生上述第一至第七方面的一个或多个的效果。虽然本公开已经参照其实施例进行描述，将理解到本公开不限于这些实施例和构造。本公开将覆盖各种变型和等同布置。另外，虽然描述了各种组合和构造，但是包括更多、更少或仅单个元件的其他组合和构造也落入本公开的精神和范围内。
权利要求
1.一种阀设备,其包括在其轴向上受到驱动的轴(I);与所述轴(I) 一体地位移的阀元件(20)；容纳所述阀元件(20)的壳体(23、24、25)；被提供用于所述壳体(23、24、25)并且包括滑动孔(2)的支承部件(3)，所述轴(I)的端部插入所述滑动孔(2 )中并且所述滑动孔(2 )在轴向上可滑动地支撑所述轴(I)，从而将所述轴(I)和所述阀元件(20)的位移方向限制于所述轴向；以及在所述滑动孔(2)的底部与所述壳体(23、24、25)的内部之间连通的透气路径(4)。
2.根据权利要求1的阀设备，其中所述透气路径(4)被构造为形成于所述支承部件(3) 的限定所述滑动孔(2)的内周壁上的槽(6)，所述槽(6)在所述轴向上延伸。
3.根据权利要求1的阀设备，其中所述透气路径(4)被构造为形成于所述轴(I)的外周壁上并且在所述轴向上延伸的槽(6)。
4.根据权利要求1至3的任一项的阀设备，其中在所述轴(I)插入所述支承部件(3) 中最深处的状态下，空间(α )限定于所述轴(I)的所述端部与所述滑动孔(2)的所述底部之间。
5.根据权利要求1至3的任一项的阀设备，其中所述支承部件(3)还包括可滑动地支撑所述轴(I)的金属滑动支承(7)。
6.根据权利要求1至3的任一项的阀设备，其中所述轴(I)的所述端部包括锥形表面(8)。
7.根据权利要求1至3的任一项的阀设备，其中所述轴(I)的位移速度由所述透气路径(4)的通道面积控制。
8.根据权利要求1至3的任一项的阀设备，其中所述阀设备布置于汽车中以执行发动机冷却剂的流动控制或分配控制。
全文摘要
一种阀设备包括轴(1)、阀元件(20)、壳体(23、24、25)、支承部件(3)以及透气路径(4)。轴(1)在其轴向上受到驱动。阀元件(20)与轴(1)一体地位移。壳体(23、24、25)容纳阀元件(20)。支承部件(3)提供用于壳体(23、24、25)并且包括滑动孔(2)，轴(1)的端部插入其中并且其在轴向上可滑动地支撑轴(1)，从而将轴(1)和阀元件(20)的位移方向限制于轴向。透气路径(4)在滑动孔(2)的底部与壳体(23、24、25)的内部之间连通。
文档编号F01P7/00GK103032576SQ201210371699
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月28日 优先权日2011年10月7日
发明者濑古直史, 山本吉章 申请人:株式会社电装