流体控制阀的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种流体控制阀。在本发明的流体控制阀中，抑制阀体的颤动现象，能够防止由此产生的振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等不良情况以及异常声音的发生。流体控制阀(28)具备以由螺旋弹簧(19)施力的状态保持在从与阀座部(26)正交的方向被往复驱动的杆部(18)的前端部的阀体(13)，控制在阀室(21)、流体通道(25)等中的流体的流动。在阀体、阀座部的至少任一方的落座部设有用于使由该流体控制阀开闭的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的环状凸部(32)，以使由所述阀体和阀座部构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度。
【专利说明】流体控制阀
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种流体控制阀，该流体控制阀适合被温度感知式自动阀即恒温装置采用，用于控制冷却水的流动，该温度感知式自动阀在使例如对汽车等使用的内燃机(以下称为发动机)进行冷却的冷却水在与热交换器(以下称为散热器)之间进行循环的发动机的冷却水回路中，通过根据冷却水的温度变化动作，从而切换发动机冷却水的流动，控制冷却水温度。
【背景技术】
[0002]目前，作为这种流体控制阀，例如如专利文献I记载地，已知有汽车用发动机的冷却装置使用的恒温阀。
[0003]简单地进行说明，在汽车用发动机中，为了对发动机进行冷却，一般采用使用有散热器的水冷式的冷却系统。在这种冷却系统中，一直以来使用恒温阀等，该恒温阀使用了以可控制导入发动机的冷却水的温度的方式调节向散热器侧循环的冷却水量的热膨胀体。
[0004]S卩，将使用了上述热膨胀体的恒温阀等流体控制阀装在冷却水通道的一部分、例如发动机的入口侧或出口侧，在冷却水温度低的情况下，关闭该控制阀而使冷却水不经过散热器而经由旁通通道进行循环，另外，在冷却水温度变高时，打开控制阀而使冷却水通过散热器进行循环，从而能够将发动机冷却水的温度控制在所需的状态。
[0005]上述的恒温阀通常具备封入根据流体的温度变化而动作的热膨胀体的热电元件、和作为保持该热电元件的壳体的主体框架，在所述热电元件的两端侧设置有例如具有伞状、板状等形状的第一、第二阀体，由此构成恒温装置。
[0006]采用如下构成，即，上述第一阀体作为控制例如从散热器流向发动机的冷却水的流动的主阀发挥作用，另外，第二阀体作为控制从旁通流路流向发动机的冷却水的流动的旁通阀的辅助阀发挥作用。
[0007]而且，所述热电元件如下构成，S卩，具备作为第一阀轴的活塞，其利用感知流体的温度进行膨胀、收缩的热膨胀体进行进退动作，所述各阀体与该活塞的移动连动而对流体通道适当地进行开闭控制(例如，参照专利文献I)。
[0008]然而，上述第一、第二阀体中作为安全阀发挥作用的第二阀体1，例如如图5(a)所示，嵌装卡止在作为第二阀轴的杆部2的前端部，且以被螺旋弹簧3施力的状态被弹性保持。而且，构成为，利用杆部2的轴线方向的移动对设置在构成流体通道的中途的流体通道4适当地进行开闭控制。另外，图中的标记5为第二阀体I落座的阀座部。
[0009]采用这种构造的理由是，为了在第二阀体I通过杆部2的移动而落座在流体通道4的周缘的阀座部5时，得到可靠的阀关闭状态。
[0010]专利文献1:(日本)实开平3— 41123号公报
[0011]但是，根据上述专利文献I中使用的流体控制阀的第二阀体I的旁通阀，如图5 (b)所示，为了可靠地进行阀关闭，使阀体比流体通道大，第二阀体I的平坦面构成的落座部落座在平坦的阀座部5时的落座面积(抵接面积)扩大，由此，阀即将关闭前或阀刚开启后的狭窄部的通道长度变长，因此由于从该流体通道的狭窄部(图中P所示的部分)通过的流体的流速变动产生的负压，有时产生第二阀体I上下(杆2的轴线方向)摆动、动作等所谓的颤动现象。如果产生这种颤动现象，在装置动作时就会产生振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等缺陷以及异常声音。
[0012]另外，在上述第二阀体I关闭时的流体压的受压状态下，如图6(a)、(b)所示，由于在第二阀体I的落座面和由该第二阀体I适当开闭的流体通道4产生轴偏移G，不一定同轴，故而有时流体压的受压平衡破坏，无法均等地进行阀开启。而且，如果产生这种轴偏移G，则会促进上述第二阀体I中的颤动现象，还会促进振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等缺陷以及异常声音等的发生，希望谋求能够消除这种问题点的一些对策。
【发明内容】
[0013]本发明是鉴于这种情况而设立的，其目的在于提供一种流体控制阀，利用简单的构造能够抑制阀体的颤动现象，并且能够防止由此产生的振动及由振动引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等缺陷以及异常声音的发生。
[0014]为了解决上述目的，本发明第一方面的流体控制阀具备以由弹簧施力的状态保持在从与阀座部正交的方向被往复驱动的阀轴的前端部的阀体，控制流体通道中的流体的流动，其中，以由所述阀体和所述阀座部构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的方式构成。
[0015]本发明第二方面的流体控制阀，在第一方面的基础上，在所述阀体的向阀座部落座的落座部附近形成有凹部，以使来自流体的受压面积扩大。
[0016]本发明第三方面的流体控制阀，在第一方面或第二方面的基础上，在所述阀体和所述阀座部的至少任一方的落座部设有用于使由该流体控制阀开闭的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的环状凸部。
[0017]本发明第四方面的流体控制阀，在第一方面、第二方面或第三方面的基础上，所述环状凸部以和所述阀体、阀座部的另一方落座部线接触状态下落座的方式构成。
[0018]本发明第五方面的流体控制阀，在第三方面或第四方面的基础上，在所述环状凸部，在周向隔开规定间隔而形成有多个槽部并成为连通该阀的上、下游侧的连通路。
[0019]本发明第六方面的流体控制阀，在第三方面、第四方面或第五方面的基础上，所述环状凸部由相对于所述阀体、阀座部的另一落座部延伸设置的L形部构成。
[0020]如以上说明，根据本发明的流体控制阀，由于构成为在阀体和阀座部之间形成的流体通道的阀关闭时等的狭窄部分的通道长度为最小限度，故而虽然为简单的构成，但是起到以下所述的各种优良的效果。
[0021]S卩，根据本发明，由于将阀体和阀座部构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为必要最小限度，故而能够抑制流体的流速变动引起的负压的产生，并且能够抑制阀体的摆动动作、即所谓的颤动现象，该颤动现象会引起开闭阀时的振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等不良情况以及异常声音的发生。
[0022]另外，根据本发明，阀体在阀关闭时的受压状况为，虽然该阀体的落座面和阀座部不同轴，产生了轴偏移，但是通过使落座时的受压面积均匀，不增加零件数量，不使阀体倾斜，能够进行平行开阀动作等。
[0023]另外，根据本发明，作为阀体向阀座部落座的落座部而剩余必要最小限度的部分，且以扩大来自流体的受压面积的方式，形成朝向使流路截面积扩大的方向的凹部，故而对轴偏移及流体通道开口直径没有影响，阀体均等地受到压力，能够抑制阀体的颤动现象，该阀体的颤动现象会引起振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等不良情况以及异常声音的产生。
[0024]另外，根据本发明，通过平缓地形成上述的凹部及环状凸部(参照图2中的A部等)，具有使流体和过去同程度地顺利流动的整流效果，具有在恒温阀中，顺利地进行向恒温器的感温部的流动这种效果。另外，上述凹部具有也能够用作弹性保持该阀体的弹簧的弹簧支承的效果。
[0025]另外，在本发明中，由于在环状凸部形成有多个槽部，故而阀体(板状的阀体)在阀关闭时也可以通过使流体泄漏来抑制阀开启时流体一下子流入引起的温度的变动，提高温度的控制性，故而能够防止该流体控制阀的摆动。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1表示本发明的流体控制阀的一实施例，(a)是整体的概略剖视图，(b)是其A部放大图；
[0027]图2是用于说明图1的阀体的凹部产生的作用效果的主要部分放大图；
[0028]图3(a)是用于说明图1的环状凸部的阀体的概略仰视图，(b)是其变形例图；
[0029]图4(a)、(b)表示本发明的流体控制阀的各个其它实施例，是阀刚开启后的状态下的主要部分剖面图；
[0030]图5(a)、(b)是用于说明现有的阀体的狭窄部的概略剖面图及主要部分放大图；
[0031]图6(a)、(b)是用于说明使用现有的阀体时的轴偏移G的主要部分剖面图及其平面图。
[0032]标记说明
[0033]10:恒温装置
[0034]13:第二阀体(板状的阀体)
[0035]25:旁通流路侧的流体通道
[0036]25a:开口
[0037]26:阀座部
[0038]28:流体控制阀(安全阀)
[0039]31:凹部
[0040]32、34、36:环状凸部
【具体实施方式】
[0041]在流体控制阀中，通过以由阀体和阀座部构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的方式，在任意落座部设置凹部、凸部等，在阀开闭时等，受到使流体压大致均等的压力，由此抑制颤动现象。
[0042]实施例1
[0043]图1?图3表示本发明的流体控制阀的一实施例。
[0044]在这些图中，整体用标记10来表示的是温度感知式自动阀即恒温装置，该恒温装置例如在汽车用发动机的冷却系统中(未图示)，附设在散热器侧的冷却水路和自发动机出口部侧起的旁通流路的交叉部，通过有选择地切换由这些通道构成的流体流路中的冷却水的流动，控制到达发动机入口部的冷却水温度。
[0045]所述恒温装置10如图1 (a)所示地具备根据流体的温度变化而动作的动作体即热电元件11，在该热电元件11的一端侧(图中上侧)设有大致呈伞状的第一阀体12，并且在向另一端侧(图中下侧)延伸的阀轴(后述)的前端部设有大至呈板状的第二阀体13。另夕卜，在热电兀件11的轴线方向的中央部分嵌插设有对第一阀体12向阀关闭位置施力的施力单元即螺旋弹簧14、兼作该弹簧压件的主体框架15。该主体框架15是通过与后述的固定部即阀壳体侧的支承脚卡止，从而经由螺旋弹簧14对第一阀体12总是向阀关闭方向施力，并且滑动自如地保持该热电元件11的部件。
[0046]所述热电元件11具备内封有感知流体的温度而进行膨胀、收缩的蜡等热膨胀体的温度感知部，活塞杆Ila从该温度感知部的前端(上端)进退自如地突出。
[0047]图中的标记20是构成来自流体出入口即散热器的冷却水流入且与发动机入口部连通的通道，并且在内部收纳配置所述恒温装置10的壳体，在该壳体20的内部形成有配置恒温装置10的阀室21，并且在图中上方形成有从散热器起的冷却水通道21A，在图中右侧形成有朝向发动机的冷却水通道21B，在图中下方形成有从旁通流路起的流体通道25。
[0048]另外，在设于恒温装置10的长度方向的中程的凸缘状部的内侧形成有所述第一阀体12可落座地对向的阀座22。而且，在该阀座22上，在阀体12可落座的状态下，组装有热电元件11及主体框架15等。
[0049]另外，图中的标记23是卡止保持所述活塞杆Ila的前端部的卡止部，其构成为，在图1 (a)的状态下，若活塞杆I Ia因热膨胀体的热膨胀而向图中上方突出，热电元件11和第一阀体12向图中下方移动，第一阀体12成为适当的阀开启状态，使来自散热器的冷却水向发动机侧流通。
[0050]另一方面，在从所述热电元件11向下方延伸的作为阀轴的杆部18的下端嵌装安装有大致呈板状的第二阀体13并用E型环等卡止，并且通过利用螺旋弹簧19施力而被弹性支承。另外，在壳体20的下方，由第二阀体13来开闭的流体通道25开口，在其开口 25a的周缘形成有阀座部26。
[0051]在此，在该实施例中，第二阀体13为总是落座在上述阀座部26的构造，其构成为，作为根据在旁通流路侧的冷却水压力而开闭的安全阀发挥作用。
[0052]在以上构成的恒温装置10中，作为由第二阀体13和阀座部26构成的流体控制阀的安全阀28采用如下的构成。
[0053]即，根据本发明，为如下构成，即，具备以由螺旋弹簧19施力的状态保持在自与阀座部26正交的方向被往复驱动的杆部18的前端部的第二阀体13，在控制流体通道25中的流体的流动的流体控制阀28中，由所述第二阀体13和所述阀座部26构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度。
[0054]特别是，根据本发明，如图1(b)、图2、图3(a)所示，以作为第二阀体13向阀座部26落座的落座部而保留必要最小限度的部分且扩大流体的受压面积的方式，形成向扩大流路截面积的方向的凹部31。
[0055]另外，在与该凹部31连接的阀体13的向阀座部26落座的落座部设有用于使由该旁通阀28开闭的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的环状凸部32。在此，该环状凸部32形成为半球状鼓出的凸部。
[0056]根据这种构成，相对于现有那样的单纯的平坦面彼此中的落座，狭窄部分的通道长度缩短，能够抑制流体的流速变动造成的负压等的产生的不良情况。特别是，在这种构成中，可知，环状凸部34在与阀座部26的落座部线接触状态下落座，狭窄部分为必要最小限度。
[0057]S卩，由于将阀体13和阀座部26构成的流体通道的狭窄部分的通道长度设定为必要最小限度，故而能够抑制流体的流速变动造成的负压的发生，并且能够抑制阀体的摆动动作，即所谓的颤动现象，该颤动现象会引起阀开闭时的振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等不良情况以及异常声音的发生。
[0058]另外，就阀体13在阀关闭时的受压状况而言，即使该阀体13的落座面和阀座部26不同轴而产生了轴偏移，也能够确保落座时的接触部分为线接触，故而使受压面积均匀，不增加零件数量，阀体13不倾斜，能够进行平行开阀动作。另外，通过抑制现有那样的颤动现象，能够防止振动及由此引起的周边零件例如杆部18、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧19的折损等不良情况。
[0059]以作为阀体13的向阀座部26落座的落座部保留必要最小限度的部分且扩大流体的受压面积的方式形成凹部31，因此如图2等所示，对轴偏移及旁通阀开口直径无影响，阀体13均等地受到压力，能够抑制阀体的颤动现象，阀体的颤动现象会引起振动及由此引起的周边零件例如杆、活塞、E型环的磨损及破损、壳体侧的磨损及变形、螺旋弹簧的折损等不良情况以及异常声音的产生。
[0060]另外，通过使上述的凹部31及环状凸部32平缓地形成(参照图2中的A部等)，具有使流体和过去同程度地顺利流动的整流效果，在恒温阀10中，通过使环状凸部32等平缓地形成，还具有使向恒温器的感温部的流动顺利地进行这种优点。另外，上述的凹部31还可以用作弹性保持该阀体13的螺旋弹簧19的弹簧支承。
[0061]在此，在上述专利文献I中做了说明的现有公报的流体控制阀中的旁通阀，在附图上，按照在阀体的与阀座侧的落座部分设有突条部的形状进行了描述，虽然看起来与带本发明特征的环状凸部32相似，但在该专利文献I中也没有任何应提示的记载，而且也没有提示使阀体和阀座的截止部分的通道长度为最小限度的记载。
[0062]另外，如图3(b)所示，也可以构成为，在上述的环状凸部32，在周向隔开规定间隔朝向放射方向形成有多个槽部38，形成连通该阀的上、下游侧的连通路。
[0063]根据这种构成，利用形成于环状凸部32的多个槽部38，即使在第二阀体(板状阀体)13阀关闭时，也会使流体泄漏，抑制开阀时流体一下子流入而产生的温度的变动，温度的控制性提高，故而还具有能够防止该旁通阀28摆动的优点。
[0064]实施例2
[0065]图4 (a)、(b)表不本发明的另一实施例。
[0066]g卩，图4(a)是将环状凸部34形成为半球状地鼓出的凸部，设于阀体13落座的阀座部26侧的情况。不难理解，这样设置也能够得到与上述的实施例大致同等的作用效果。
[0067]图4(b)是通过将阀体13的侧缘部L形弯折，将环状凸部36设置在该阀体13侧的情况。显然，这样设置也能够得到同样的作用效果。
[0068]另外，显然本发明不限于上述的实施方式中说明的构造，也可以对恒温装置10、以及构成作为流体控制阀28的安全阀的各部的形状、构造等进行适当变形及变更。
[0069]例如，在具有第一阀体12开阀，第二阀体I闭阀的构造的恒温装置中也可应用，即，所述恒温装置以第一阀体12闭阀，第二阀体13开阀的方式进行组装，活塞Ila因热膨胀而向图中上方突出，热电元件11和第一、第二阀体12、13向图1(a)中下方移动。
[0070]另外，在上述的实施例中，对使用板状的阀体13作为流体控制阀28的阀体的情况进行了说明，显然，本发明不限定于此，也可以是具有适当的形状的阀体。关键是，只要是在阀轴前端部由弹簧弹性保持的阀体，且有可能产生颤动现象的阀体，具有什么样的形状、构造的阀体都可以。
[0071]另外，在上述的实施例中，对在呈大致板状的第二阀体13的向阀座部26落座的落座部形成有呈圆环状的环状凸部32的情况进行了说明，但本发明不限于此，也可以是呈例如三角、四边、五边形、六边形、八边形、星形等多边形状的凸部。
[0072]另外，在上述的实施例中，以使由第二阀体13和阀座部26构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的方式，在阀体13的落座部附近形成凹部31，还设有环状凸部32，但本发明不限于此，也可以采用在具有阀座部26的壳体20侧具有减少狭窄部分的面积的形状、例如齿轮的齿形状那样的部分的构造。
[0073]另外，在上述的实施例中，对应用于在恒温装置10中作为安全阀而附设的流体控制阀28的情况进行了说明，但本发明不限于此，即使是具有例如安全阀单独功能的阀装置,也可以应用。
[0074]另外，在上述的实施例中，对将恒温装置10在发动机冷却水回路中组装到发动机的入口部侧的例子进行了说明，但本发明不限于此，显然，在组装到发动机的出口部侧的情况下，也可得到同等的作用效果。
【权利要求】
1.一种流体控制阀，具备以由弹簧施力的状态保持在从与阀座部正交的方向被往复驱动的阀轴的前端部的阀体，控制流体通道中的流体的流动，其特征在于， 以由所述阀体和所述阀座部构成的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度的方式构成。
2.如权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于， 在所述阀体的向阀座部落座的落座部附近形成有凹部，以使来自流体的受压面积扩大。
3.如权利要求1或2所述的流体控制阀，其特征在于， 在所述阀体和所述阀座部的至少任一方的落座部设有环状凸部，该环状凸部用于使由该流体控制阀开闭的流体通道的狭窄部分的通道长度为最小限度。
4.如权利要求1?3中任一项所述的流体控制阀，其特征在于， 所述环状凸部构成为在与所述阀体、阀座部的另一落座部线接触状态下落座。
5.如权利要求3或4所述的流体控制阀，其特征在于， 在所述环状凸部，在周向隔开规定间隔而形成有多个槽部并且成为连通该阀的上、下游侧的连通路。
6.如权利要求3?5中任一项所述的流体控制阀,其特征在于， 所述环状凸部由相对于所述阀体、阀座部的另一落座部延伸设置的L形部构成。
【文档编号】F16K1/36GK104145146SQ201280070081
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2012年10月4日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】上野省三, 大沼庆喜, 西野义则 申请人:日本恒温装置株式会社