JP2004028128A

JP2004028128A - ロータリーバルブ

Info

Publication number: JP2004028128A
Application number: JP2002181262A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Deai; 出合　淳志
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】ロータリーバルブにおいて、部品、制御を複雑化することなく、また、アクチュエータの大型化、消費電力の増大を引き起こさないロータリーバルブを提供すること。
【解決手段】モータ４から回転バルブ３への回転駆動力の伝達手段５は、モータ４と伝達手段５との間のモータ４の回転駆動力の伝達を断続するブレーカ９と、回転バルブ３を反時計回り方向に９０度毎に回転又は停止する回転制御手段１２から構成する。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリーバルブにおいて、一方向に所定角度毎に回転又は停止する回転制御を行なうロータリーバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリバルブの回転制御機構としては、回転バルブを周方向に往復作動して使用するものがある。そのため、回転バルブを作動するアクチュエータも回転バルブに合わせて、往復作動するものが使用されている。しかしながら、アクチュエータを往復作動させるためには、アクチュエータを作動させる部品、制御は複雑化する。
【０００３】
また、例えば実開平９−４７６２６号公報に開示されるものがある。このロータリーバルブは、一方向に作動するアクチュエータを使用するものである。この場合は、戻り側をリターンスプリングで戻さねばならず、その駆動トルクはロータリーバルブの作動トルクとリターンスプリングを圧縮する圧縮力以上のトルクが必要とされるので、アクチュエータの大型化、消費電力の増大をひきおこす。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、ロータリーバルブにおいて、部品、制御を複雑化することなく、また、アクチュエータの大型化、消費電力の増大を引き起こさないロータリーバルブを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために講じた第１の技術的手段は請求項１に示すように、流体が流れる通路の途中に接続され、前記通路に開口する開口部が形成されるケーシングと、前記通路に連通する通路孔を有し、前記ケーシング内に回転可能に収容され駆動手段により回転され、前記通路を連通又は遮断する略円筒状の回転バルブと、前記駆動手段の駆動力を前記回転バルブに伝達する伝達手段とを備えるロータリーバルブにおいて、前記伝達手段は、前記駆動手段と前記伝達手段との間の前記駆動力の伝達を断続する断続手段と、前記回転バルブを前記一方向に所定角度毎に回転又は停止する回転制御手段から構成されていることである。
【０００６】
この手段によれば、バルブを一方向に所定角度毎に回転停止することにより、部品、制御を複雑化することなくロータリーバルブの構造を簡単化できると共に、駆動力を低減できる。
【０００７】
上記した技術的課題を解決するために講じた第２の技術的手段は請求項２に示すように、前記回転制御手段は、前記一方向への回転を規制する規制部と、前記一方向への回転を許容する許容部と、前記規制部及び前記許容部を連絡する連絡部とからなる制御溝が周方向に少なくとも１つ以上連続して形成される回転制御溝部が形成され前記回転バルブと一体で回転すると共に逆回転可能な回転体と、前記回転制御溝部に摺接する係止部材と、前記係止部材を前記規制部から前記連絡部を通して前記許容部に付勢する第１付勢部材と、前記回転体を他方向に回転する第２付勢部材とからなり、前記係止部材が前記規制部にある時は、前記断続手段が前記駆動手段の前記回転駆動力を遮断し、前記第１付勢部材が前記係止部材を前記規制部から前記連絡部を通して前記許容部に付勢すると共に、前記第２付勢部材が前記回転体を前記他方向に回転するように付勢することである。
【０００８】
この手段によれば、回転制御手段の部品、制御を複雑化することなくロータリーバルブの構造を簡単化できる。
【０００９】
上記した技術的課題を解決するために講じた第３の技術的手段は請求項３に示すように、前記第２付勢部材は、前記回転バルブの回転軸方向に互いに隣接して配設される前記回転バルブと前記回転体との間に配設され前記回転体を前記回転バルブに対して回転可能に付勢することである。
【００１０】
この手段によれば、第２付勢部材をバルブと回転体との間に配設することができ、ロータリーバルブを小型化できる。
【００１１】
上記した技術的課題を解決するために講じた第４の技術的手段は請求項４に示すように、前記回転バルブと前記回転体との間には、前記回転バルブ又は前記回転体の一方に凹部が形成され、前記回転バルブ又は前記回転体の他方に凸部が形成され、前記凹部には前記凸部及び前記第２付勢部材が収容されることである。
【００１２】
この手段によれば、第２付勢部材をバルブに形成された凹部に収容することができ、ロータリーバルブを小型化できる。
【００１３】
上記した技術的課題を解決するために講じた第５の技術的手段は請求項５に示すように、前記断続手段は、前記係止部が前記規制部にて規制される時に、前記駆動手段に発生する駆動力が所定値以上の時に前記駆動手段の前記回転駆動力の伝達を遮断することである。
【００１４】
この手段によれば、断続手段の作動を正確に行なうことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、ロータリーバルブ１は、エンジン（図示無し）の冷却水（流体）が流れる冷却水通路１８（通路）の途中に接続され、冷却水通路１８に開口する開口部２ａ、２ｂが形成されるケーシング２と、冷却水通路１８に連通する通路孔３ａが形成され、ケーシング２内に回転可能に収容され、モータ４（駆動手段）により回転することにより冷却水通路を連通又は遮断し冷却水の流れを制御する略円筒状の回転バルブ３と、モータ４（駆動手段）の回転駆動力を回転バルブ３に伝達する伝達手段５とから構成される。
【００１７】
伝達手段５は、図６に示すモータ４の駆動電流がロック検出しきい値以上の時、通電を遮断するブレーカ９（断続手段）と、モータ回転軸４ａの先端部に固着される逆回転可能なネジ歯車６と、ネジ歯車６に係合する中間ギヤ７と、中間ギヤ７に係合すると共に回転バルブ３を反時計回り方向に９０度毎に回転又は停止する回転ギヤ８（回転体）から構成される回転制御手段１２と、から構成されている。これにより、回転バルブ３の回転又は停止を確実に行なうことができる。
【００１８】
モータ４は、反時計回りの一方向に回転するため、従来技術では往復作動するため図８に示すようにＴＲが４個使われていたが、本発明では図７に示すようにＴＲを１個しか使わなくてもよく、部品点数の削減及び制御を簡単化している。
【００１９】
図３及び図４に示すように、回転バルブ３は、上端面及び下端面の中央に回転バルブ３の回転を支持する凹部３ｂが形成され、周面には径方向に冷却水を流す断面が略四角形の通路穴３ａが貫通するとともに、通路穴３ａの直角方向には冷却水の流れを遮断する周壁３ｄが形成されている。また、バルブ３の上端面には、後述する凸部８ｂが移動可能な幅であって周方向に所定の角度をなす凹部３ｃが、径方向に対向して形成されている。
【００２０】
回転ギヤ８は、中央に回転ギヤ８の回転を支持する軸８ａが形成されている。軸８ａは回転バルブ３の凹部３ｂに回転可能に支持されると共に図５に示すカバー１６に形成される凹部（図示無し）に回転可能に支持されている。回転ギヤ８の下面には、凸部８ｂが周方向に所定の角度で対向して形成され、軸方向に互いに隣接して配設される回転バルブ３の凹部３ｃに挿入されている。また、凹部３ｃの反時計回り側端面と凸部８ｂの反時計回り側端面との間には第２スプリング１５（第２付勢部材）が嵌挿されている。これにより、ロータリーバルブ１を小型化できる。また、これにより、回転バルブ３は、回転ギヤ８の回転駆動力が、凸部８ｂ、第２スプリング１５及び凹部３ｃを介して回転バルブ３に伝達される。また、第２スプリング１５は、回転ギヤ８を回転バルブ３に対して時計回り方向に付勢している。なお、第２スプリング１５の強さは回転バルブ３の作動トルクより小さく設定される。
【００２１】
また、回転ギヤ８の上面には、回転ギヤ８を反時計回り方向に９０度毎に回転すると共に停止する回転制御溝部１１が形成されている。回転制御溝部１１は、反時計回りの回転を規制する規制部１１ａと、反時計回りの回転を許容する許容溝１１ｂ（許容部）と、規制部１１ａ及び許容溝１１ｂを連絡する連絡溝１１ｃ（連絡部）とからなる制御溝１１ｄが周方向に４つ連続して形成されている。また、回転制御溝部１１は、回転制御手段１２を構成する。
【００２２】
回転制御手段１２は、回転制御溝部１１と、回転制御溝部１１にに摺接する係止部材１３と、係止部材１３が規制部１１ａにある時、係止部材１３を規制部１１ａから連絡溝１１ｃを通して許容溝１１ｂに付勢する第１スプリング１４（第１付勢部材）と、回転ギヤ８を回転バルブ３に対して時計回り方向に付勢する第２スプリング１５と、逆回転可能なネジ歯車６と、ネジ歯車６に係合する中間ギヤ７とから構成されている。係止部材１３は略逆Ｕ字状形状を呈し、一端１３ａは回転制御溝部１１に摺接し、他端１３ｂはケーシング２の上方に回転可能に支持されている。第１スプリング１４は、一端が係止部材１３に固着され他端がケーシング２に固着され、係止部材１３を規制部１１ａから連絡溝１１ｃを通して許容溝１１ｂに付勢している。
【００２３】
以上のように構成した本実施のロータリーバルブ１の作用を説明する。エンジン（図示無し）が停止している時及び冷却水が所定の温度以下の時は、モータ４は非通電状態であり、回転バルブ３の通路穴３ａは，ケーシング２の開口部２ａ、２ｂに連通する通路と直交するとともに、周壁３ｄが冷却水通路を遮断し冷却水は流れない。つまり、ロータリーバルブ１は操作初期状態にある。
【００２４】
エンジン始動後冷却水が所定の温度を越えるとモータ４に通電されモータ回転軸４ａが回転され、モータ回転軸４ａの先端部に固着されるネジ歯車６及び中間ギヤ７を介して回転ギヤ８が反時計回り方向に回転する。回転ギヤ８が反時計回り方向に回転すると共に凸部８ｂにより第２スプリング１５が圧縮される。第２スプリング１５が圧縮され圧着状態になると、回転ギヤ８の反時計回り方向の回転が、凸部８ｂ及び第２スプリング１５を介して伝達され回転バルブ３を回転させる。
【００２５】
一方、回転制御溝部１１に摺接する係止部材１３の一端１３ａは、モータ４が非通電状態即ち停止時は許容溝１１ｂの反時計回り方向端部にありる。つまり、ロータリーバルブ１は操作初期状態にある。次に、モータ４に通電されると、回転ギヤ８が回転するのに伴い、係止部材１３の一端１３ａは、許容溝１１ｂに摺接し、規制部１１ａにて規制される。また、回転ギヤ８の回転が停止すると共に中間ギヤ７及びネジ歯車６を介してモータ４の回転が停止する。これにより、モータ４の駆動電流がロック検出しきい値以上となり、ブレーカ９が作動し通電を遮断する。これにより、ネジ歯車６及び中間ギヤ７を介して回転ギヤ８に伝達される反時計回り方向の回転駆動力が解除される。これにより、第２スプリング１５により回転バルブ３に対して時計回り方向に付勢され回転する。このとき、回転ギヤ８の回転に伴い、中間ギヤ７及びネジ歯車６も回転する。これにより、係止部材１３の一端１３ａは、規制部１１ａから連絡溝１１ｃを摺接し、許容溝１１ｂの反時計回り方向端部に移動し、ロータリーバルブ１を操作初期状態とする。
【００２６】
なお、ネジ歯車６の替わりに逆回転できないウォームギヤなどを用いた場合は、ウォームギヤに係合する中間ギヤ７又は中間ギヤ７に係合する回転ギヤ８（回転体）のいずれかのものにワンウエイベアリングを採用しても良い。
【００２７】
【発明の効果】
上記したように、請求項１の発明によれば、バルブを一方向に所定角度毎に回転停止することにより、部品、制御を複雑化することなくロータリーバルブの構造を簡単化できる。
【００２８】
また、請求項２の発明によれば、この手段によれば、回転制御手段の部品、制御を複雑化することなくロータリーバルブの構造を簡単化できる。
【００２９】
また、請求項３の発明によれば、第２付勢部材をバルブと回転体との間に配設することができ、ロータリーバルブを小型化できる。
【００３０】
また、請求項４の発明によれば、第２付勢部材をバルブに形成された凹部に収容することができ、ロータリーバルブを小型化できる。
【００３１】
また、請求項５の発明によれば、断続手段の作動を正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるロータリーバルブ１のカバーを除いた平面図である。
【図２】本発明の実施形態であるロータリーバルブ１の横断面図である。
【図３】本発明の実施形態である伝達手段５の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態である回転制御手段１２の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態であるロータリーバルブ１の平面図である。
【図６】本発明の実施形態である断続手段９の作動説明図である。
【図７】本発明の実施形態であるロータリーバルブ１の駆動回路図である。
【図８】従来技術のロータリーバルブの駆動回路図である。
【符号の説明】
１　　ロータリーバルブ
２　　ケーシング
３　　回転バルブ
３ａ　　通路孔
３ｂ　　凹部
４　　モータ（駆動手段）
５　　伝達手段
８　　回転ギヤ（回転体）
８ｂ　　凸部
９　　ブレーカ（断続手段）
１１　　回転制御溝部
１１ａ　　規制部
１１ｂ　　許容部
１１ｃ　　連絡部
１１ｄ　　制御溝
１２　　回転制御手段
１３　　係止部材
１４　　第１スプリング（第１付勢部材）
１５　　第２スプリング（第２付勢部材）
１８　　冷却水通路（通路）

Claims

流体が流れる通路の途中に接続され、前記通路に開口する開口部が形成されるケーシングと、
前記通路に連通する通路孔を有し、前記ケーシング内に回転可能に収容され駆動手段により回転され、前記通路を連通又は遮断する略円筒状の回転バルブと、前記駆動手段の駆動力を前記回転バルブに伝達する伝達手段とを備えるロータリーバルブにおいて、
前記伝達手段は、前記駆動手段と前記伝達手段との間の前記駆動力の伝達を断続する断続手段と、前記回転バルブを前記一方向に所定角度毎に回転又は停止する回転制御手段から構成されていることを特徴とするロータリーバルブ。
前記回転制御手段は、前記一方向への回転を規制する規制部と、前記一方向への回転を許容する許容部と、前記規制部及び前記許容部を連絡する連絡部とからなる制御溝が周方向に少なくとも１つ以上連続して形成される回転制御溝部が形成され前記回転バルブと一体で回転すると共に逆回転可能な回転体と、前記回転制御溝部に摺接する係止部材と、前記係止部材を前記規制部から前記連絡部を通して前記許容部に付勢する第１付勢部材と、前記回転体を他方向に回転する第２付勢部材とからなり、前記係止部材が前記規制部にある時は、前記断続手段が前記駆動手段の前記回転駆動力を遮断し、前記第１付勢部材が前記係止部材を前記規制部から前記連絡部を通して前記許容部に付勢すると共に、前記第２付勢部材が前記回転体を前記他方向に回転するように付勢することを特徴とする請求項２に記載のロータリーバルブ。
前記第２付勢部材は、前記回転バルブの回転軸方向に互いに隣接して配設される前記回転バルブと前記回転体との間に配設され前記回転体を前記回転バルブに対して回転可能に付勢することを特徴とする請求項３に記載のロータリーバルブ。
前記回転バルブと前記回転体との間には、前記回転バルブ又は前記回転体の一方に凹部が形成され、前記回転バルブ又は前記回転体の他方に凸部が形成され、前記凹部には前記凸部及び前記第２付勢部材が収容されることを特徴とする請求項３に記載のロータリーバルブ。
前記断続手段は、前記係止部が前記規制部にて規制される時に、前記駆動手段に発生する駆動力が所定値以上の時に前記駆動手段の前記回転駆動力の伝達を遮断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のロータリーバルブ。