流体控制阀的制作方法
【专利摘要】一种流体控制阀（V），包括：主体部分（4），其设置于使流体在内燃机（E）和换热器（H）之间循环的循环流动通道（2）；流入通道（5）；流出通道（6）；阀元件（7）；阀座（8），其包括相对于所述阀元件的接触部分（8a），所述接触部分设置为面对所述流体的循环方向的下游侧；螺线管（9），其在被通电的状态下，使所述阀元件与所述阀座接触；以及弹簧机构（10），其在所述螺线管被禁止通电并且所述流体被禁止流动的情况下使所述阀元件在所述阀元件与所述阀座分开预定距离（L）的位置保持平衡。
【专利说明】流体控制阀
【技术领域】
[0001 ] 本公开一般涉及流体控制阀。
【背景技术】
[0002]已知的流体控制阀包括:主体部分，其设置于使流体在内燃机和换热器之间循环的循环流动通道；流入通道，其使流体流入主体部分；流出通道，其使流体流出主体部分；阀元件，其调节流体的流量；阀座，其包括相对于阀元件的接触部分，该接触部分面对流体的循环方向的下游侧；以及螺线管，其在被通电的状态下，使阀元件与阀座接触。
[0003]例如在冷却内燃机(B卩，汽车发动机)的冷却设备中，上述流体控制阀设置于使作为流体的冷却水在内燃机和换热器之间循环的循环流动通道，从而控制在内燃机被加热的冷却水到换热器(例如，到加热器芯)的流量。JP2012-97835A (在下文中称为文献I)公开一种流体控制阀，其包括弹簧，该弹簧使阀元件偏置以与阀座接触，使得在螺线管未被通电的状态下可以保持阀元件与阀座接触的阀闭合状态。
[0004]例如，根据诸如文献I中公开的已知流体控制阀，在螺线管未被通电的情况下，保持阀闭合状态，直到流入通道中的流体压力增加到克服弹簧偏置力的值。因此，在流入通道中的流体压力增加到克服弹簧偏置力的值的过程中，流体被禁止循环。结果，流体的流量可控的流量范围会降低。另外，因为接收流入通道中的流体压力的阀元件的压力接收面积随着阀元件与阀座分开而迅速增加，所以阀元件和阀座之间的间隙或空隙迅速增加，这可导致流体的流量低时流量控制不稳定。此外，在阀元件与阀座的接触中存在金属接触的情况下，可能例如由于电化学反应而生锈。在此情况下，阀元件和阀座可能彼此粘在一起，这阻止了基于流体压力增加适时控制流量，或者使阀元件的关断功能由于粘附到阀元件和/或阀座的锈而恶化。
[0005]因此，需要一种可以根据流体压力的增加，在宽的流量范围内以改进的响应性控制流体流量的流体控制阀。
实用新型内容
[0006]根据本公开的一方面，一种流体控制阀包括:主体部分，其设置于使流体在内燃机和换热器之间循环的循环流动通道；流入通道，其使所述流体流入所述主体部分；流出通道，其使所述流体流出所述主体部分；阀元件，其调节所述流体的流量；阀座，其包括相对于所述阀元件的接触部分，所述接触部分设置为面对所述流体的循环方向的下游侧；螺线管，其在被通电的状态下，使所述阀元件与所述阀座接触；以及弹簧机构，其在所述螺线管被禁止通电并且所述流体被禁止流动的情况下使所述阀元件在所述阀元件与所述阀座分开预定距离的位置保持平衡。
[0007]因此，在所述螺线管被禁止通电的情况下，所述阀元件和所述阀座被禁止相互接触。所述阀元件可以随着所述流入通道中流体压力的增加在与所述阀座分开的方向上以改进的响应性移动。因此，所述流体的流量可控的流量范围可以增加。另外，在所述螺旋管未被通电的情况下，接收所述流入通道中的流体压力的所述阀元件的压力接收面积不变。因此，所述阀元件和所述阀座之间空隙的迅速增加可被抑制，这使得设定所述流体的小量的最低流量变得容易。根据本公开的流体控制阀可以根据流体压力的增加在宽的流量范围内适时地控制流体的流量。
[0008]该弹簧机构包括:第一弹簧，其使所述阀元件偏置以靠近所述阀座；以及第二弹簧，其使所述阀元件偏置以与所述阀座分开。
[0009]相应地，所述第一螺旋弹簧和所述第二螺旋弹簧的弹簧特性被适当地选择，从而将平衡状态下所述阀元件和所述阀座之间的空隙设定为期望的量。
[0010]该弹簧机构被配置为使得所述第二弹簧对所述阀元件的偏置力随着所述阀元件在与所述阀座分开的方向上的移动而被解除。
[0011]相应地，在所述阀元件基于流体压力与所述阀座分开的情况下，所述阀元件的移动量可以仅通过所述第一弹簧的弹簧特性设定。因此，可以容易地设定所述阀元件的移动量。
[0012]所述阀元件包括在所述流入通道和所述流出通道之间进行连接的贯穿孔。
[0013]相应地,可以容易地设定所述流体的最低流量。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]本公开的上述和其他特征和特性将从以下参照附图的详细描述而变得更加明显，其中:
[0015]图1是包括根据本公开的第一至第三实施例的流体控制阀的冷却系统的示意图；
[0016]图2是根据本公开的第一实施例的初始状态下流体控制阀的截面图；
[0017]图3是沿着图2中的线II1-1II取得的截面图；
[0018]图4是闭合状态下(即，水不流动状态下)流体控制阀的截面图；
[0019]图5是打开状态下(即，水流动状态下)流体控制阀的截面图；
[0020]图6是根据本公开的第二实施例的初始状态下流体控制阀的截面图；
[0021]图7是沿着图6中的线VI1-VII取得的截面图；
[0022]图8是根据本公开的第三实施例的初始状态下流体控制阀的截面图；
[0023]图9是沿着图8中的线IX-1X取得的截面图。
【具体实施方式】
[0024]将参照图1至图5描述第一实施例。图1示出安装有流体控制阀V的作为内燃机的车辆发动机的冷却系统。该冷却系统包括:散热器循环流动通道1，其使作为流体的冷却水在作为内燃机的发动机E和作为换热器的散热器R之间循环；加热器芯循环流动通道2，其使冷却水在发动机E和作为换热器的加热器芯H之间循环；以及水泵P，其将冷却水供应到冷却水套。
[0025]在散热器循环流动通道I中，冷却水从散热器R流出的流出通道经由温控器阀3连接到水泵P。在散热器循环流动通道I中，在发动机E被加热的冷却水流到散热器R，然后在散热器R被冷却的冷却水通过水泵P经由温控器阀3流回到发动机E。
[0026]在作为循环流动通道的加热器芯循环流动通道2中，冷却水从加热器芯H流出的流出通道以与散热器循环流动通道I相同的方式经由温控器阀3连接到水泵P。根据本实施例的流体控制阀V设置于加热器芯循环流动通道2中从发动机E到加热器芯H的冷却水的流出通道。流体控制阀V被提供用于控制从发动机E到加热器芯H的冷却水的循环流量。
[0027]在加热器芯循环流动通道2中，在发动机E被加热的冷却水经由流体控制阀V流到将车厢内的空气加热的加热器芯H，并且通过与加热器芯H进行热交换而被冷却的冷却水通过水泵P经由温控器阀3流回到发动机E。
[0028]如图2和图3中所示，流体控制阀V包括作为主体部分的阀箱4、流入通道5、流出通道6、阀元件7、阀座8、螺线管9和弹簧机构10。阀箱4设置于加热器芯循环流动通道2的相对于发动机E的接触部分。流入通道5使冷却水流入阀箱4。流出通道6使冷却水流出阀箱4。圆盘形式的阀元件7调节冷却水的流量。阀座8包括相对于阀元件7的接触部分8a，接触部分8a被设置为面对冷却水的循环方向的下游侧。螺线管9在被通电的状态下使作为柱塞的阀元件7与阀座8接触。在螺线管9被禁止通电并且冷却水被禁止流动的情况下，弹簧机构10使阀元件7在阀元件7与阀座8分开预定距离L的初始位置保持平衡。
[0029]阀箱4包括:圆筒形式的第一箱4a，其包括流入通道5 ；以及圆筒形式的第二箱4b,其包括流出通道6。第一箱4a和第二箱4b被一体形成为彼此同轴心。第一箱4a通过螺栓固定到发动机体E1，使得流入通道5连接到形成于发动机体El的冷却水出口 E2。第二箱4b—体地包括圆筒形式的连接管部分11、圆筒部分12和环形形式的壁板部分13。连接管部分11在内侧形成流出通道6。圆筒部分12的直径比连接管部分11的直径大。壁板部分13形成在连接管部分11和圆筒部分12之间进行连接的台阶部分。连接管部分11、圆筒部分12和壁板部分13被设置为彼此同轴心。流出通道6的入口在壁板部分13开口。
[0030]如图3中所示，三个引导突起部14 一体地形成在圆筒部分12的内周侧，沿着X轴延伸。特别地，这三个引导突起部14在圆筒部分12的圆周方向上基本等间隔地形成。阀元件7以阀元件7的外围表面被三个引导突起部14包围的状态组装在圆筒部分12的内侧。阀元件7被保持为通过引导突起部14的引导，可沿着X轴以往复方式移动。
[0031]如图2中所示，在形成于圆筒部分12的凸缘部分处的环形突起16装配到形成于第一箱4a的端面处的环形槽15的状态下，第一箱4a和第二箱4b以不透水的方式一体地相互连接。管17连接到连接管部分11，以将冷却水从流出通道6引入到加热器芯H。
[0032]螺线管9收纳在第一箱4a中。螺线管9包括缠绕在例如芯9a或线筒上的线圈%，使得线圈9b被布置为与第一箱4a成同心状。芯9a的圆筒形式的中空部分与形成于第一箱4a的贯穿孔一起限定流入通道5。芯9a的面对第二箱4b的端面起到阀座8的作用。
[0033]弹簧机构10包括:第一螺旋弹簧10a，其使阀元件7偏置以靠近(即，更接近)阀座8 ;以及第二螺旋弹簧10b，其使阀元件7偏置以与阀座8分开。通过向线圈9b通电，螺线管9被激励，使得阀元件7克服第二螺旋弹簧IOb的偏置力被拉向或吸引到阀座8，S卩，阀元件7与阀座8接触。结果，流体控制阀V保持在闭合状态。在螺线管9未被通电并且冷却水被禁止流动的状态下，由于第一螺旋弹簧IOa和第二螺旋弹簧IOb之间的平衡状态，阀元件7保持在阀元件7与阀座8分开预定距离L的初始位置。
[0034]第一螺旋弹簧IOa以压缩变形方式组装在阀元件7和第二箱4b的壁板部分13之间。第一螺旋弹簧IOa的一端装配并固定到形成于阀元件7的环形突起部分18的内侧。第二螺旋弹簧IOb以压缩变形方式组装在阀元件7和第一箱4a之间。第二螺旋弹簧IOb的一端装配并固定到形成于第一箱4a的环形凹入部分19。第二螺旋弹簧IOb的长度被设定为使得在第二螺旋弹簧IOb中不存在压缩力和伸张力的第二螺旋弹簧IOb的自由状态下，随着阀元件7在与阀座8分开的方向上移动，第二螺旋弹簧IOb不与阀元件7接触并且不产生对阀元件7的偏置力(B卩，偏置力被解除)。
[0035]接下来描述根据本实施例的流体控制阀V的操作。在螺线管9未被通电并且由于水泵P的驱动停止而冷却水被禁止流过加热器芯循环流动通道2的状态下，即，在流体控制阀V的初始状态下，由于如图2中所示的第一螺旋弹簧IOa和第二螺旋弹簧IOb之间的平衡状态，阀元件7保持在初始位置，与阀座8分开预定距离L。因此，在阀元件7处于初始位置的状态下，流入通道5和流出通道6经由芯9a和阀元件7之间的空隙相互连接。
[0036]例如在车辆驾驶者操作点火钥匙的情况下，在发动机E启动之前，即，水泵P工作之前，螺线管9被通电。由于对螺线管9通电，阀元件7克服第二螺旋弹簧IOb的偏置力被拉向并且被吸引到阀座8，即，阀元件7与阀座8接触，从而使流体控制阀V保持或维持在闭合状态。
[0037]因此，尽管水泵P随着发动机E的启动而工作，但是冷却水向加热器芯H的流入被阻挡，这抑制了冷却水通过在加热器芯H的热交换而温度下降。另外，在冷却水的温度低的情况下，温控器阀3关闭，因此冷却水被禁止流到散热器R。结果，发动机E的预热操作期间冷却水的温度升高被增强，以促进例如发动机油的温度升高，这可以导致燃料效率提高。
[0038]之后，在冷却水的温度达到预定温度的情况下，S卩，当发动机E的预热操作完成时，螺线管9被切换到不被通电的状态。在螺线管9未被通电的状态下，阀元件7移动以返回到初始位置。另外，如图5中所示，在施加到阀元件7的对抗第一螺旋弹簧IOa的偏置力的冷却水的水压力与第一螺旋弹簧IOa的偏置力失去平衡的状态下，第一螺旋弹簧IOa被压缩变形。
[0039]相应地，阀元件7从初始位置在离开阀座8的方向上移动取决于流入通道5中冷却水的水压力的移动距离。另外，第二螺旋弹簧IOb施加到阀元件7的偏置力被解除。冷却水以基于流入通道5中冷却水的水压力的流量，从流出通道6经由阀元件7的外表面侧和圆筒部分12的内表面侧之间的部分或空隙，流向加热器芯H。
[0040]形成在阀元件7的外表面侧和圆筒部分12的内表面侧之间的流动通道的横截面积保持恒定，与取决于冷却水的水压力的阀元件7从其初始位置向离开阀座8的一侧的移动距离无关。在第二箱4b的壁板部分13形成有移动限制部20，用于通过与阀元件7接触来限制或限定阀元件7从其初始位置的移动距离。
[0041]将参照图6和图7描述第二实施例。根据第二实施例的流体控制阀V，在阀元件7同心地形成有圆形的贯通孔7a，用于流入通道5和流出通道6之间的连接。
[0042]因此，即使在阀元件7与阀座8接触的状态下，也确保预定量的冷却水。除了阀元件7和阀座8之间的预定距离L以外，还可以基于贯通孔7a的开口尺寸适当地设定冷却水的初始流量。第二实施例的其他配置与第一实施例的配置基本相同。
[0043]将参照图8和图9描述第三实施例。代替第一实施例中包括第一螺旋弹簧IOa和第二螺旋弹簧IOb的弹簧机构10，第三实施例的流体控制阀V包括组装在阀元件7的外周部和第二箱4b的圆筒部分12的内周部之间的弹簧机构10，该弹簧机构10包括多个螺旋拉伸弹簧21，例如，三个螺旋拉伸弹簧21。[0044]阀元件7通过螺旋拉伸弹簧21保持在与阀座8分开预定距离L的位置。根据本实施例，可以通过确定螺旋拉伸弹簧21沿着流入通道5的纵向方向的位置来设定阀元件7和阀座8之间的距离。在此情况下，阀元件7的位置被确定而与每个螺旋拉伸弹簧21的强度无关，这可以使得设定或确定预定距离L变得容易。
[0045]此外，因为阀元件7被三个螺旋拉伸弹簧21在径向向外拉动而被偏置，所以阀元件7被稳定地定位在第二箱4b内部的流入通道5的中心。因此，可以从第二箱4b省去引导突出部14，这可以导致流体控制阀V的配置简单。第三实施例的其他配置与第一实施例的配置基本相同。
[0046]根据第一至第三实施例的流体控制阀可应用于控制流体流动(例如，车辆的冷却水或油的流动)的流体控制阀。
【权利要求】
1.一种流体控制阀(V)，包括: 主体部分(4)，其设置于使流体在内燃机(E)和换热器(H)之间循环的循环流动通道(2)； 流入通道(5)，其使所述流体流入所述主体部分(4)； 流出通道(6)，其使所述流体流出所述主体部分(4)； 阀元件(7)，其调节所述流体的流量； 阀座(8)，其包括相对于所述阀元件(7)的接触部分(8a)，所述接触部分(8a)设置为面对所述流体的循环方向的下游侧； 螺线管(9)，其在被通电的状态下，使所述阀元件(7)与所述阀座(8)接触；以及弹簧机构(10)，其在所述螺线管(9)被禁止通电并且所述流体被禁止流动的情况下使所述阀元件(7)在所述阀元件(7)与所述阀座(8)分开预定距离(L)的位置保持平衡。
2.根据权利要求1所述的流体控制阀(V)，其中所述弹簧机构(10)包括:第一弹簧(10a)，其使所述阀元件(7)偏置以靠近所述阀座(8);以及第二弹簧(10b)，其使所述阀元件(7)偏置以与所述阀座(8)分开。
3.根据权利要求2所述的流体控制阀(V)，其中所述弹簧机构(10)被配置为使得所述第二弹簧(IOb)对所述阀元件(7)的偏置力随着所述阀元件(7)在与所述阀座(8)分开的方向上的移动而被解除。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的流体控制阀(V)，其中所述阀元件(7)包括在所述流入通道(5 )和所述流出通道(6 )之间进行连接的贯穿孔。
【文档编号】F01P7/00GK203547883SQ201320725554
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2012年11月20日
【发明者】小室健一, 松坂正宣 申请人:爱信精机株式会社