专利名称：控制阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制阀，其设置在经由泵使冷媒在发动机和热交换器之间循环的冷媒循环流路中，用于前述冷媒流动的控制。
背景技术：
当前，作为这种控制阀，具有一种螺线管阀，其具有由弹簧向闭阀方向预紧的阀体，该螺线管阀构成为，在未向螺线管的线圈通电时，由弹簧的预紧力使阀体与阀座贴合而成为闭阀状态，在向线圈通电时，由于由磁力产生的向开阀方向的驱动力超过所对抗的弹簧的预紧力，因此成为开闭状态(例如，参照专利文献I)专利文献1:日本特许2849791号公报(段落序号
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，图4)专利文献2:日本特开2002-340219号公报(段落序号
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，图1)
发明内容
根据上述现有的控制阀，由于必须使螺线管的驱动超过弹簧的预紧力而与其对抗，因此存在螺线管被迫大型化的问题。并且，通过向线圈通电而成为开阀状态，但是，由于通常大部分使用状态为开阀状态，因此，在此期间必须继续通电，存在电力消耗增加的问题。作为解决这些问题点的结构，考虑下述方式，即构成为，伴随向螺线管线圈的通电，阀体与阀座紧贴而成为闭阀状态，在该情况下，由于阀体受到来自流过冷媒循环流路的冷媒的压力而成为开阀状态，另一方面，通过作用弹簧的预紧力和由螺线管产生的向闭阀方向的磁力的合力而进行闭阀操作，因此可以维持稳定的闭阀状态，同时与现有技术相比，还可以实现弹簧和螺线管的小型化，并且也可以使电力消耗减少。但是，在冷媒循环流路的冷媒不流动的状态下，由于在螺线管未通电时，在阀体上仅作用弹簧的预紧力，因此与闭阀操作时相比推压力降低。在这种状况下，如果向控制阀施加任何振动，则阀体可能容易发生共振而产生噪音。因此，本发明的目的在于提供一种控制阀，其可以解决上述问题点，实现控制阀的小型化及节省电力化，并且不容易由于所作用的振动而产生噪音。本发明的第I特征结构在于，其设置在经由泵使冷媒在发动机和热交换器之间循环的冷媒循环流路中，其具有:主体，其具有冷媒通路及阀座；阀体，其可在离开前述阀座的位置和与前述阀座抵接的位置之间移动；以及螺线管，其利用通过通电而产生的磁力，使前述阀体吸附在前述阀座上，构成为在前述发动机的点火钥匙处于接通状态且前述泵停止时，开始向前述螺线管通电。根据本发明的第I特征结构，如上所述，在发动机的点火钥匙处于接通状态，即发动机处于可运转状态，并且泵停止而使冷媒不流过冷媒通路的情况下，可以使阀体吸附在阀座上，并且，可以防止阀体受到在发动机进行动作或发动机未起动而搭载该发动机的车辆开始行驶这种情况下产生的振动，阀体不规则地移动，从而与阀座等反复碰撞。
也就是说，由于在受到振动而容易产生来自阀体的噪音的状态下，即在泵停止的状态下开始向螺线管通电，因此使阀体更可靠地吸附在阀座上，从而可以防止产生共振。其结果，可以防止来自阀体的伴随振动的噪音的产生。并且，防止由阀体与阀座的反复碰撞而产生的磨损，可以实现耐久性的提高。另外，由于在向螺线管通电的闭阀状态下进行电力消耗，在除此之外的开阀状态下不伴随电力消耗，因此在使冷媒在前述冷媒循环流路中循环的状态(开阀状态)下，该控制阀的大部分使用状态不进行向前述螺线管的通电，因而可以实现节省电力化。另外，如现有结构所示，在抵抗螺旋弹簧而作用由螺线管产生的预紧力的情况下，由螺线管作用使阀体吸附在阀座上的力和对螺旋弹簧的抵抗力这两者，但在本发明的情况下，由于仅利用螺线管使阀体吸附在阀座上即可，因此也可以不作用较大的力，由于螺线管的小型化而可以实现节省空间化。本发明的第2特征结构在于，前述控制阀搭载在混合动力车辆的发动机中，构成为在处于发动机停止而利用电动机进行行驶的模式时，向前述螺线管通电。混合动力车辆，可以使发动机保持停止而仅利用电动机进行行驶。在该情况下，由于冷媒循环流路中的冷媒循环也停止，因此阀体和阀座在无流动的环境下成为仅接触的关系，阀体和阀座的吸附容易减弱。因此，如果施加振动，则担心前述阀体在控制阀中不规则地移动，反复与阀座碰撞而产生噪音等。根据本发明的第2特征结构，由于通过向前述螺线管通电而使阀体可靠地吸附在阀座上，因此可以防止来自混合动力车辆上的控制阀的噪音的产生，不会产生上述不良情况。本发明的第3特征结构在于，前述控制阀搭载在具有泵的发动机中，该泵可电气地或机械地改变冷媒的流通、切断状态，构成为在前述发动机的温度小于或等于预先设定的第I温度，将前述泵停止且使前述发动机运转时，向前述螺线管通电。在如本结构所示，在发动机上具有可改变冷媒的流通、切断状态的泵的情况下，例如，在发动机温度较低，希望尽快地进行发动机的暖机时，可以将前述泵控制为断开状态而使冷媒的流通停止。此时，如果车辆行驶，则担心会产生前述阀体与前述阀座的碰撞，但如果成为本结构的控制阀，则由于将阀体吸附在阀座上，因此不会产生这样的不良情况。根据本发明的第3特征结构，可以通过向前述螺线管通电而防止来自发动机车辆上的控制阀的噪音的产生。也就是说，在使前述泵停止的状态下使发动机运转时，阀体相对于阀座的吸附容易变得不稳定，但在这种状况下通过向螺线管通电，阀体被向闭阀方向预紧，可以维持阀体与阀座的更稳定的吸附状态。其结果，可以防止来自阀体的伴随振动的噪音的产生。本发明的第4特征结构在于，流过前述发动机内部的前述冷媒循环流路，分支为流过气缸盖部的气缸盖用冷媒通路、及流过气缸体部的气缸体用冷媒通路，前述控制阀设置在气缸体用冷媒通路中，并且在发动机上搭载具有可电气地或机械地改变冷媒的流通、切断状态的泵，构成为在前述发动机的温度小于或等于预先设定的第2温度，使前述泵进行动作且使前述发动机运转时，向前述螺线管通电。在如本结构所示而在发动机上具有可改变冷媒的流通、切断状态的泵的情况下，例如，在发动机温度较低，希望尽快地进行发动机的暖机时，可以将前述泵控制为断开状态而使冷媒的流通停止。此时，如果车辆行驶，则担心会产生前述阀体与前述阀座的碰撞，但如果成为本结构的控制阀，则由于将阀体吸附在阀座上，因此不会产生这样的不良情况。根据本发明的第4特征结构，由于在气缸体部中，可以通过向螺线管通电而使冷媒不向气缸体用冷媒通路流通，因此可以使气缸体部的温度尽快地上升。由此，发动机油的温度快速升高，摩擦损耗减少，因此可以充分地获得暖机促进的效果。另外，由于向螺线管通电，并且使泵进行动作，因此可以使冷媒向气缸盖部流通。由此，即使在发动机暖机的过程中发动机成为高负载状态，也可以防止气缸盖部的温度急剧上升，抑制在气缸盖部内产生热冲击。并且，即使向气缸盖用冷媒通路供给冷媒，也可以防止残留气泡，从而可以防止在气缸盖部内产生热点。本发明的第5特征结构在于，具有预紧部件，其在由前述泵产生的压力作用在前述阀体上时，容许前述阀体离开前述阀座，另一方面，在由前述泵产生的压力未作用在前述阀体上时，产生使前述阀体与前述阀座抵接的预紧力。根据本发明的第5特征结构，可以容许冷媒在冷媒通路中流动，另一方面，在泵停止而使冷媒不在前述冷媒通路内流通时，可以使阀体与阀座抵接。 由此，在向螺线管通电而使阀体吸附在阀座上时，在彼此抵接的阀体和阀座中容易形成磁场。其结果，可以可靠地进行阀体的吸附操作，并且在吸附初期无需产生过大的磁力。另外，使由螺线管产生的预紧力和由前述预紧部件产生的预紧力的合力作用在阀体上，可以使阀体与阀座的吸附更可靠。上述结果，可以将螺线管的必要功率设定得较小，从而可以促进控制阀结构的紧凑化及控制阀的节省电力化。本发明的第6特征结构在于，其安装在冷媒循环流路中，该冷媒循环流路经由泵使冷媒在搭载于车辆上的发动机和热交换器之间循环，该控制阀具有:主体，其具有冷媒通路及阀座；阀体，其可在离开前述阀座的位置和与前述阀座抵接的位置之间移动；以及螺线管，其利用通过通电而产生的磁力使前述阀体吸附在前述阀座上，构成为在控制向前述螺线管通电的控制电路判断前述车辆产生振动时，前述控制电路开始向前述螺线管通电。根据本发明的第6特征结构，如上述所示，在控制电路判断车辆产生振动时，控制电路可以开始进行向螺线管的通电，并且，可以防止阀体受到在发动机进行动作或发动机未起动而搭载该发动机的车辆开始行驶这样的情况下产生的振动，而不规则地移动，从而
与阀座等反复碰撞。也就是说，由于在控制电路判断车辆产生振动时开始向螺线管通电，因此可以使阀体更可靠地吸附在阀座上而防止共振。其结果，可以防止来自阀体的伴随振动的噪音的产生。并且，防止由阀体与阀座的反复碰撞而产生的磨损，可以实现耐久性的提高。另外，由于在向螺线管通电的闭阀状态下进行电力消耗，在除此之外的开阀状态下不伴随电力消耗，因此在使冷媒在前述冷媒循环流路中循环的状态(开阀状态)下，该控制阀的大部分使用状态不进行向前述螺线管的通电，因而可以实现节省电力化。
另外，如现有结构所示，在抵抗螺旋弹簧而作用由螺线管产生的预紧力的情况下，由螺线管作用使阀体吸附在阀座上的力和对螺旋弹簧的抵抗力这两者，但在本发明的情况下，由于仅利用螺线管使阀体吸附在阀座上即可，因此可以不作用较大的力，由于螺线管的小型化而可以实现节省空间化。
图1是发动机的冷却系统的示意图。图2是表示控制阀的纵剖面图。图3是表示开关的切换状况的说明图。图4是表示开关的切换状况的说明图。图5是表示开关的切换状况的说明图。
具体实施例方式下面，使用附图对本发明的控制阀进行说明。图1是使用本发明的控制阀的发动机冷却系统的示意图。在发动机2中，冷却水(冷媒)的流出路有两个系统，一个与散热器3连接，另一个与加热芯(热交换器的一个例子)6连接。散热器3的流出路与恒温器阀5连接，恒温器阀5的流出路与水泵(相当于泵)4连接。另外，水泵4的流出路与发动机2的流入路连接。利用这些流路，由发动机2加热的冷却水输入至散热器3内，由散热器3冷却，经由恒温器阀5及水泵4回流至发动机2内。另一方面，在从发动机2至加热芯6的流路之间具有流体控制阀(相当于控制阀)
I。另外，加热芯6的流出路与恒温器阀5的另一个流入路连接。利用这些流路，由发动机2加热的冷却水经由流体控制阀I输入至加热芯6内，在加热芯6内通过将车室内的空气加热而冷却后，经由恒温器阀5及水泵4回流至发动机2内。将流过该流体控制阀I的循环流路称为冷媒循环流路R。如上所述，流体控制阀I设置在冷媒循环流路R中，用于控制冷却水向加热芯6侧的流出。流体控制阀I在未产生冷却水的压力的状态下闭阀，因冷却水的压力而开阀，通过向流体控制阀I通电而维持闭阀状态。图2 Ca)是表示流体控制阀I的关闭动作的剖面图，图2 (b)是表示流体控制阀I的打开动作的剖面图。可利用未图示的连接器与外部未图示的驱动电路电气地连接的螺线管S，由利用铁等磁性体成型为双层筒状的线轴7 (磁芯)、和由该线轴7内包的螺旋状的铜线构成。线轴7具有内径部8和外径部9而构成，在内径部8的外侧卷绕铜线。另外，线轴7设置在具有输入口 10及输出口 11的壳体12内。在线轴7的内径部8的内侧形成成为前述冷媒循环流路R的一部分的冷媒通路13，其与输入口 10连通。由铁等磁性体形成的阀体14利用轴承部15可滑动地支撑在盖部16上，盖部16设置为，将在与输入口 10相反的一侧形成的壳体开口部17封闭。与阀体14抵接的阀座18在线轴7的与输入口 10相反的一侧的凸缘面上形成。在阀体14和盖部16之间设置螺旋弹簧(相当于预紧单元)19，将阀体14向阀座18方向预紧。
阀体14可以利用螺旋弹簧19的预紧力，在冷却水流通时利用其流动而离开阀座18，在冷却水的流动停止时与阀座18抵接而阻断冷却水的流通。螺线管S，通过向铜线通电而可以将阀体14向靠近阀座18的状态吸附。该流体控制阀I例如可以搭载在混合动力车辆及发动机车辆中，利用汽车的中央控制装置(相当于控制电路)E，根据点火钥匙的接通/断开状态、驱动用电动机的接通/断开状态、发动机的接通/断开状态及水泵4的接通/断开状态的数据，控制对螺线管S通电的接通、断开。使用图3 5对与螺线管S的控制有关的例子I 3进行说明。(例子I)(参照图3)安装对象车辆为混合动力车辆，作为水泵4，使用可电气地(或机械地)进行接通、断开的切换的泵。另外，在发动机2的内部，流路分支为流过气缸盖部2A的冷媒流路、和流过气缸体部2B的冷媒流路(参照图1)。通过点火钥匙的接通实施电动机行驶，此时，水泵4被控制为保持关闭，向螺线管S通电(表示接通)。在该情况下，即使由于汽车的行驶而产生的振动施加在控制阀上，也由于阀体14被吸附在阀座18上，从而防止与振动共振而产生噪音。另外，如果汽车的行驶从电动机行驶切换为发动机行驶，则在刚切换后，有时直至冷却水变热为止水泵4被控制为断开，此时，在直至水泵4被控制为接通之前的期间，螺线管S也继续被控制为接通状态。但是，即使水泵4被控制为接通，如果将螺线管S继续控制为接通状态，则阀体14和阀座18也继续保持吸附状态，维持冷却水不流过冷媒循环流路R的状态。然后，在水泵4被控制为接通而使冷却水向冷媒循环流路R流动时，螺线管S被控制为非通电(表示断开)，阀体14由于冷却水的压力而离开阀座18，流体控制阀I成为开阀状态。该例子I例如可以通过由混合动力车的电动机进行的起动、由电动机进行的行驶及发动机行驶而实施。另外，也可适用于在等待信号灯后再次进行起步而行驶时，以及在较长的下坡路上进行电动机行驶的期间，发动机的温度下降，为了保持适当的温度而切换控制为发动机行驶这样的情况。(例子2)(参照图4)安装对象车辆为混合动力车辆，作为水泵4，使用无法单独地进行切换操作而是从动于发动机的起动的泵。另外，在发动机2的内部，与例子I的情况不同，在水泵4和流体控制阀I之间设置一条冷媒流路(未图不)。通过点火钥匙的接通实施电动机行驶，此时，水泵4被控制为保持关闭，螺线管S被控制为接通。在该情况下，即使由于汽车的行驶而产生的振动施加在控制阀上，也由于阀体14被吸附在阀座18上，从而防止与振动共振而产生噪音。
另外，如果汽车的行驶从电动机行驶切换为发动机行驶，则水泵4也从动于发动机而进行切换。在刚切换后，有时直至气缸体部2B的冷却水变热为止水泵4被控制为断开，此时，在直至水泵4被控制为接通前的期间，螺线管S也继续被控制为接通状态。但是，即使水泵4被控制为接通，如果将螺线管S继续控制为接通状态，则阀体14和阀座18也继续保持吸附状态，维持冷却水不流过冷媒循环流路R的状态。然后，在水泵4被控制为接通而使冷却水向冷媒循环流路R流动时，螺线管S被控制为断开，阀体14由于冷却水的压力而离开阀座18，流体控制阀I成为开阀状态。对于例子2，也与例子I相同地，可以通过由混合动力车辆的电动机进行的起动、由电动机进行的行驶及发动机行驶而实施。[例子3](参照图5)安装对象车辆为发动机车辆，作为水泵4，使用可电气地(或机械地)进行接通、断开的切换的泵。另外，在发动机2的内部，冷媒循环流路R分支为流过气缸盖部2A的气缸盖部用冷媒通路R1、和流过气缸体部2B的气缸体用冷媒通路R2 (参照图1)。通过点火钥匙的接通使发动机起动，此时，水泵4被控制为保持断开，螺线管S被控制为接通。在该情况下，即使由于汽车的行驶而产生的振动(或发动机的驱动振动)施加在控制阀上，也由于阀体14被吸附在阀座18上，从而防止与振动共振而产生噪音。如果从发动机燃烧室周围的气缸盖部2A的壁面及气缸体部2B的壁面的热损失增力口，气缸盖部2A及气缸体部2B的温度较低，则气缸体部2B的壁面上的发动机油的温度降低，因此油的粘度升高。其结果，产生气缸体部2B与活塞环及活塞的摩擦损耗增大的问题。由此期望使发动机尽快地暖机。因此，在气缸体部2B中，通过在发动机起动的同时将螺线管S控制为接通，使阀体14和阀座18吸附，使冷却水不向气缸体用冷媒通路R2流通，从而使气缸体部2B的温度快速上升。由此，发动机油的温度快速地升高，摩擦损耗减少，因此可以充分地获得暖机促进效果。另一方面，由于气缸盖部2A的壁部曝露在高温的燃烧气体中，因此气缸盖部2A与气缸体部2B相比更容易成为高温，热冲击容易增大。另外，由于气缸盖部2A位于气缸体部2B的上方，气缸盖部用冷媒通路Rl也在气缸盖部2A内部构成，因此气缸盖部2A内的冷却水与气缸体部2B内的冷却水相比更容易残留气泡，容易产生热点。因此，通过将螺线管S一直控制为接通，将水泵4也控制为接通，可以保持使冷却水不向气缸体用冷媒通路R2流通的状态，而使冷却水向气缸盖部2A流通。这样，即使在暖机过程中发动机成为高负载状态，也可以防止气缸盖部2A的温度急剧上升，抑制在气缸盖部2A内产生热冲击。另外，即使向气缸盖用冷媒用通路Rl供给冷却水，也可以防止残留气泡，从而可以防止在气缸盖部2A内产生热点。然后，在气缸体部2B的暖机完成时，螺线管S被控制为断开。阀体14由于冷却水的压力而离开阀座18，流体控制阀I成为开阀状态，冷却水流过气缸体用冷媒通路R2。该例子3，例如可以适用于发动机车辆的暖机运转时等。根据该实施方式的流体控制阀，即使在闭阀状态下作用振动，也可以防止阀体共振而产生噪音，并且，通过防止振动还可以防止阀的磨损。另外，由于阀体14由螺旋弹簧19向关闭方向预紧而容易与阀体导通，因此伴随着向螺线管S的通电容易形成磁场。由此，在吸附初期无需产生过大的磁通量，可以将螺线管的必要功率设定得较小，促进控制阀的小型化及控制阀的节省电力化。[其他实施方式]下面，对其他实施方式进行说明。(I)预紧单元并不限于在前述实施方式中说明的螺旋弹簧，例如也可以由空气弹簧、使用磁力的部件构成。并且，作为预紧单元也可以构成为，不设计特别的结构，而是利用阀体14本身质量产生的重力等而实现该功能。(2)本发明的控制阀并不限于在前述实施方式中说明的形状，各部分的形状及配
置可进行变更。例如，螺线管S也可以取代设置在阀座18侧，而是设置在阀体14侧。此外，如上述所示，为了方便与附图进行对照而标记了标号，但本发明并不由于该标记而限定于附图的结构。另外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，当然可利用各种方式实施。工业实用性本发明可以适用于对车辆的冷却水及油等流体的流动进行控制的流体控制阀。标号的说明I流体控制阀(相当于控制阀)2发动机4 水泵6加热芯(热交换器的一个例子)13冷媒通路14 阀体18 阀座19螺旋弹簧(相当于预紧单元)E中央控制装置(相当于控制电路)R冷媒循环流路S螺线管
权利要求
1.一种控制阀，其设置在经由泵使冷媒在发动机和热交换器之间循环的冷媒循环流路中，其具有: 主体，其具有冷媒通路及阀座； 阀体，其可在离开前述阀座的位置和与前述阀座抵接的位置之间移动；以及 螺线管，其利用通过通电而产生的磁力，使前述阀体吸附在前述阀座上， 构成为在前述发动机的点火钥匙处于接通状态且前述泵停止时，开始向前述螺线管通电。
2.根据权利要求1所述的控制阀，其中， 前述控制阀搭载在混合动力车辆的发动机中，构成为在处于发动机停止而利用电动机进行行驶的模式时，向前述螺线管通电。
3.根据权利要求1所述的控制阀，其中， 前述控制阀搭载在具有泵的发动机中，该泵可电气地或机械地改变冷媒的流通、切断状态，构成为在前述发动机的温度小于或等于预先设定的第I温度，将前述泵停止且使前述发动机运转时，向前述螺线管通电。
4.根据权利要求1或3所述的控制阀，其中， 流过前述发动机内部的前述冷媒循环流路，分支为流过气缸盖部的气缸盖用冷媒通路、及流过气缸体部的气缸体用冷媒通路， 前述控制阀设置在气缸体用冷媒通路中，并且在发动机上搭载具有可电气地或机械地改变冷媒的流通、切断状态的泵，构成为在前述发动机的温度小于或等于预先设定的第2温度，使前述泵进行动作且使前述发动机运转时，向前述螺线管通电。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的控制阀，其中， 具有预紧部件，其在由前述泵产生的压力作用在前述阀体上时，容许前述阀体离开前述阀座，另一方面，在没有由前述泵产生的压力作用在前述阀体上时，产生使前述阀体与前述阀座抵接的预紧力。
6.一种控制阀，其安装在冷媒循环流路中，该冷媒循环流路经由泵使冷媒在搭载于车辆上的发动机和热交换器之间循环，该控制阀具有:主体，其具有冷媒通路及阀座；阀体，其可在离开前述阀座的位置和与前述阀座抵接的位置之间移动；以及螺线管，其利用通过通电而产生的磁力使前述阀体吸附在前述阀座上， 构成为在控制向前述螺线管通电的控制电路判断前述车辆产生振动时，前述控制电路开始向前述螺线管通电。
全文摘要
提供一种控制阀，可以实现控制阀的小型化及节省电力化，并且不容易由于作用的振动而产生噪音。该控制阀设置在经由泵使冷媒在发动机和热交换器之间循环的冷媒循环流路中，其构成为，具有主体，其具有冷媒通路及阀座；阀体，其可在离开阀座的位置和与阀座抵接的位置之间移动；以及螺线管，其利用通过通电而产生的磁力使阀体吸附在阀座上，在发动机的点火钥匙处于接通状态且泵停止时，开始向前述螺线管通电。
文档编号F16K31/06GK103119264SQ201180044190
公开日2013年5月22日 申请日期2011年10月18日 优先权日2010年11月12日
发明者松坂正宣, 佐藤忠祐 申请人:爱信精机株式会社