專利名稱：流體控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體控制閥，特別涉及一種控制車輛的冷卻水的流動的流體控制閥。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，在車輛上搭載有冷卻裝置，該冷卻裝置使用于冷卻發(fā)動機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的冷卻水在發(fā)動機(jī)等與冷卻器之間循環(huán)。另外，在上述的冷卻裝置中，為了控制冷卻水的溫度，具有控制冷卻水的流動的流體控制閥。例如在專利文獻(xiàn)I中公開了作為上述流體控制閥的電子控制恒溫器。該專利文獻(xiàn)I的電子控制恒溫器具有熱電偶，該熱電偶具有使閥體進(jìn)行開閉動作的活塞，將冷卻器出口側(cè)的冷卻水的溫度傳遞至熱電偶的元件感溫部，從而實(shí)現(xiàn)閥體的開閉。由此，無需具有用于檢測冷卻水溫度的傳感器等，即可進(jìn)行閥體的開閉。但是，在專利文獻(xiàn)I的電子控制恒溫器中，由發(fā)動機(jī)加熱后的冷卻水的熱量從感溫室散熱，有可能導(dǎo)致熱量不能充分地傳遞至元件感溫部。在上述情況下，閥體的開閉延遲，因此不優(yōu)選。為了解決上述問題，還考慮將專利文獻(xiàn)2的電磁閥用于流體控制閥。在專利文件2的電磁閥中，在線圈內(nèi)部配置有可動鐵心，通過向線圈通電使可動鐵心移動，控制閥的開閉。因此，如果構(gòu)成為根據(jù)流體溫度控制向線圈的通電，則能夠構(gòu)成對流體溫度變化的追隨性好的流體控制閥。專利文獻(xiàn)1:日本特開2003 - 328753號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2002 - 340219號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，如果使用專利文獻(xiàn)2的電磁閥，則能夠構(gòu)成追隨性好的流體控制閥。但是，如果為了產(chǎn)生磁力而向線圈施加電流，則從線圈產(chǎn)生熱量，存在散熱問題。如果為了對從線圈產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱而另外設(shè)置冷卻裝置，則導(dǎo)致流體控制閥的大型化及重量的增大，因此不優(yōu)選。另外，在將專利文獻(xiàn)2的電磁閥用于針對冷卻發(fā)動機(jī)等的冷卻水的流量較多的流體的流體控制閥的情況下，需要對抗流體的較大壓力而進(jìn)行閥的開閉，另外，也要求高密封性。為此，考慮增大磁力，但在上述情況下，也需要將以線圈為首的其他構(gòu)成部件增大，導(dǎo)致流體控制閥的大型化及重量的增大，因此不優(yōu)選。本發(fā)明就是鑒于上述課題而提出的，其目的在于能夠提供一種無需大型化即可應(yīng)用于流量較多的流體的流體控制閥。為了解決上述課題，本發(fā)明的流體控制閥設(shè)置在使流體在發(fā)動機(jī)和熱交換器之間循環(huán)的循環(huán)流路中，該流體控制閥具有:使所述流體流入的流入路；使所述流體流出的流出路；閥座；閥體，其通過與所述閥座抵接/分離而使所述流入路和所述流出路之間斷開/連通；以及螺線管，其使通過通電產(chǎn)生的磁力作用在所述閥體上，構(gòu)成為所述流入路貫穿所述螺線管的鐵心而形成，該鐵心與所述流體在該流入路處接觸。通常，如果螺線管的線圈溫度升高則電阻變大。因此，為了使高溫狀態(tài)下的螺線管產(chǎn)生與低溫狀態(tài)下的螺線管相同的磁力，需要增大施加的電流，增加線圈的匝數(shù)。但是，由于這些會導(dǎo)致消耗電力的增大或流體控制閥的大型化，因此不優(yōu)選。因此，在上述結(jié)構(gòu)中，將使流體流入至流體控制閥內(nèi)部的流入路貫穿螺線管的鐵心而形成，鐵心與流體在該流入路處接觸。由此，由線圈產(chǎn)生的熱量易于外泄至流體中，從而能夠抑制線圈的溫度上升。因此，不會導(dǎo)致消耗電力的增大或流體控制閥的大型化，即可產(chǎn)生閥體的控制所需的磁力。在本發(fā)明的流體控制閥的優(yōu)選的一個實(shí)施方式中，所述閥座由所述鐵心構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，流入路貫穿螺線管的鐵心而形成，閥座由鐵心構(gòu)成。因此，僅在閥體將流入路與流出路之間斷開時(shí)，閥體與鐵心抵接。因此，能夠提高密封性。另外，流體的受壓面積減小，因此能夠減小作用在閥體上的磁力。由于磁力的大小依賴于螺線管的線圈匝數(shù)或施加的電流量，因此，如果能夠減小磁力，則能夠有助于節(jié)省電力或流體控制閥的小型化。在本發(fā)明的流體控制閥的優(yōu)選的一個實(shí)施方式中，從所述鐵心的軸心方向觀察，所述螺線管在外徑方向上具有磁軛，所述鐵心的所述閥體側(cè)的端面與所述磁軛的所述閥體側(cè)的端面相比，向所述閥體側(cè)凸出。另外，在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述閥體的所述鐵心側(cè)的端面上設(shè)有與該鐵心抵接的凸部。在上述這些結(jié)構(gòu)中，閥體僅與鐵心抵接，能夠?qū)㈣F心作為閥座。在本發(fā)明的流體控制閥的優(yōu)選的一個實(shí)施方式中，從所述鐵心的軸心方向觀察，所述閥體在與所述閥座相比的外徑方向上具有流路。在本發(fā)明的流體控制閥的優(yōu)選的一個實(shí)施方式中，所述螺線管通過通電產(chǎn)生磁束，該磁束作用在所述鐵心和所述閥體上，所述鐵心和所述閥體構(gòu)成為通過與所述流體直接接觸而進(jìn)行冷卻。發(fā)明的效果對于本發(fā)明的流體控制閥，即使在應(yīng)用于流量較多的流體中的情況下，也無需使裝置大型化。


圖1是表示使用本發(fā)明的流體控制閥的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖。圖2是本發(fā)明的流體控制閥的封閉狀態(tài)的剖視圖。圖3是本發(fā)明的流體控制閥的開放狀態(tài)的剖視圖。圖4是本發(fā)明的流體控制閥的柱塞的俯視圖。圖5是本發(fā)明的流體控制閥的放大剖視圖。圖6是本發(fā)明的流體控制閥的另一結(jié)構(gòu)的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，使用附圖，對本發(fā)明的流體控制閥進(jìn)行說明。圖1是表示使用本發(fā)明的流體控制閥的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的示意圖。發(fā)動機(jī)2中的冷卻水(流體)的流出路具有2個系統(tǒng)，一個與冷卻器3連接，另一個與加熱芯6 (本發(fā)明的熱交換器的例子)連接。冷卻器3的流出路與恒溫器閥5連接，恒溫器閥5的流出路與水泵4連接。另外，水泵4的流出路與發(fā)動機(jī)2的流入路連接。通過這些流路，將由發(fā)動機(jī)2加熱的冷卻水輸入至冷卻器3，由冷卻器3冷卻，并經(jīng)由恒溫器閥5及水泵4回流至發(fā)動機(jī)2。另一方面，在從發(fā)動機(jī)2向加熱芯6的流路之間具有流體控制閥I。另外，加熱芯6的流出路與恒溫器閥5的另一個流入路連接。通過這些流路，將經(jīng)由發(fā)動機(jī)2加熱的冷卻水經(jīng)由流體控制閥I輸入至加熱芯6，在由加熱芯6加熱車室內(nèi)的空氣而冷卻后，經(jīng)由恒溫器閥5及水泵4而回流至發(fā)動機(jī)2。如上所述，本發(fā)明的流體控制閥I設(shè)置在從發(fā)動機(jī)2向加熱芯6的流路中，用于控制冷卻水向加熱芯6側(cè)的流出。本發(fā)明的流體控制閥I在沒有產(chǎn)生冷卻水液壓的狀態(tài)下閉閥，利用冷卻水的液壓而開閥，通過向流體控制閥I通電而維持閉閥狀態(tài)。具體情況如下述進(jìn)行動作。在駕駛者操作點(diǎn)火鑰匙等而啟動發(fā)動機(jī)前，即水泵4動作前，向流體控制閥I進(jìn)行通電。如上所述，流體控制閥I在沒有產(chǎn)生冷卻水液壓的狀態(tài)下是閉閥狀態(tài)，但通過在閉閥狀態(tài)下向流體控制閥I通電，從而即使產(chǎn)生液壓，也能夠維持閉閥狀態(tài)。由此，冷卻水不會流向加熱芯6，從而能夠更快地加熱冷卻水。另外，在冷卻水的溫度較低的情況下，恒溫器閥5也閉閥，因此冷卻水也不會流向冷卻器3，從而能夠使冷卻水的溫度更快地上升。如上所述，通過使冷卻水的溫度快速地上升，發(fā)動機(jī)油等的溫度上升也加快，有助于改善燃油消耗。然后，如果冷卻水達(dá)到規(guī)定溫度(暖機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束)，則切斷向流體控制閥I的電力。由此，利用冷卻水的液壓而流體控制閥I成為開閥狀態(tài)，冷卻水向加熱芯6側(cè)流出。圖2是本發(fā)明的流體控制閥I的剖視圖。該流體控制閥11的殼體，以將第I殼體11相對于第2殼體12固定的方式構(gòu)成。在第2殼體12的內(nèi)部具有螺線管20。螺線管20具有:鐵心21、線軸22、線圈23、磁軛24。鐵心21由鐵或電磁鋼等強(qiáng)磁性體形成，如圖2所示為中空的圓筒形狀，即形成為筒狀。該鐵心21的中空部分構(gòu)成用于將冷卻水導(dǎo)入至流體控制閥I內(nèi)部的流入路31，并連接來自發(fā)動機(jī)2的流路。另外，該鐵心21如后述所示，作為閥座起作用。而且，設(shè)置有線軸22，在該線軸22上卷繞線圈23，鐵心21插入至線軸22內(nèi)側(cè)，在與線軸22相比的徑向外側(cè)具有磁軛24。作為磁軛24的材料使用鐵或電磁鋼等。通過向該線圈23供給來自電源(未圖示)的電力，螺線管20產(chǎn)生磁性(磁束)。產(chǎn)生的磁性從鐵心21經(jīng)由柱塞13流向磁軛24。因此，作為閥體的柱塞13 (后述)被構(gòu)成閥座的鐵心21拉拽，即使產(chǎn)生冷卻水的液壓，流體控制閥I也能夠維持閉閥狀態(tài)(流入路31和流出路32之間為隔斷狀態(tài))。此外，本發(fā)明的流體控制閥I在沒有產(chǎn)生冷卻水的液壓的狀態(tài)(初始狀態(tài))下是閉閥狀態(tài)，螺線管20是用于在即使產(chǎn)生液壓后也維持閉閥狀態(tài)的裝置，因此，與利用螺線管20的磁力從開閥狀態(tài)轉(zhuǎn)換至閉閥狀態(tài)的流體控制閥相比，可以使線圈23等構(gòu)成螺線管20的部件更小。通常，如果線圈23的溫度上升則電阻增大。因此，為了使高電阻的線圈23與低電阻的線圈23的磁力相同，需要增大流向高電阻的線圈23的電流，或者增加高電阻的線圈23的匝數(shù)，從而導(dǎo)致消耗電力的增大或螺線管20的大型化，因此不優(yōu)選。作為解決上述這些問題的方法，考慮對線圈23進(jìn)行冷卻。因此，在本實(shí)施方式中，如上所述，在鐵心21的內(nèi)部形成有流入路21。而且，不對利用樹脂等覆蓋的鐵心21的至少內(nèi)壁面(流入路31的壁面)進(jìn)行覆蓋，使鐵心21的材質(zhì)本身與冷卻水接觸。由此，線圈23通電時(shí)產(chǎn)生的熱量容易經(jīng)由鐵心21而傳遞至流經(jīng)流入路31的冷卻水中。因此，能夠防止線圈23的溫度上升。第I殼體11以下述方式構(gòu)成，S卩，使中空的第I筒狀部Ila和中空且與第I筒狀部Ila相比具有較大的半徑的第2筒狀部11b，以各自的軸心一致的方式一體形成。在將第I殼體11和第2殼體12固定的情況下，將第2筒狀部Ilb固定在第2殼體12上。此外，第I筒狀部Ila的中空部構(gòu)成使冷卻水向流體控制閥I的外部流出的流出路32，流出路32與恒溫器閥5的流入路連接。另外，第2筒狀部Ilb的內(nèi)部(中空部)具有柱塞13和預(yù)緊彈簧14，該柱塞13作為閥體而由鐵等磁性體構(gòu)成，該預(yù)緊彈簧14將柱塞13向鐵心21側(cè)預(yù)緊。柱塞13作為閥體起作用，因此為了提高柱塞13的鐵心21側(cè)的面(下面簡稱為底面)與鐵心21的密接性而對柱塞13進(jìn)行研磨。在冷卻水的液壓較小時(shí)，作為閥體的柱塞13與作為閥座21a的鐵心21的柱塞13側(cè)的端面抵接，流體控制閥I成為閉閥狀態(tài)(參照圖2)。此外，在柱塞13成為鐵心21的上側(cè)的姿態(tài)下而使用流體控制閥I的情況下，利用柱塞13的自重使柱塞13與鐵心21抵接，因此，也可以不設(shè)置預(yù)緊彈簧14。另一方面，如果冷卻水的液壓超過預(yù)緊彈簧14的推力，則柱塞13利用液壓而向從鐵心21分離的方向移動，柱塞13和鐵心21的抵接狀態(tài)被解除。此時(shí)，柱塞13的第I殼體11側(cè)的面與移動限制部Ilc抵接，該移動限制部Ilc設(shè)置在第2筒狀部Ilb的與柱塞13相對的內(nèi)壁面上并向柱塞13側(cè)凸出。由此，柱塞13的上表面不與第2筒狀部Ilb的內(nèi)壁面抵接，而是位于具有一定間隔的位置處。如圖4所示，本實(shí)施方式中的柱塞13在與鐵心21的半徑相比的徑向外側(cè)具有4個流路13b。因此，如果柱塞13利用冷卻液的液壓而向從鐵心21分離的方向移動，則如上所述，柱塞13位于與第2筒狀部Ilb的內(nèi)壁面相距一定距離的位置處，流入路31和流出路32經(jīng)由流路13b而成為連通狀態(tài)(開閥狀態(tài))。即，如果柱塞13向從鐵心21分離的方向移動，則流體控制閥I成為開閥狀態(tài)。如上所述，通過在作為閥體的柱塞13上形成流路13b，無需在柱塞13的徑向外側(cè)設(shè)置流路，因此能夠?qū)崿F(xiàn)流體控制閥I的小型化。另外，如圖4所示，4個流路13b在俯視觀察下在與鐵心21相比的外徑方向的同一圓周上以相同間隔(均等)形成。因此，冷卻水的液壓均勻地施加在柱塞13的底面(鐵心21側(cè)的面)上。由此，即使在冷卻水的液壓發(fā)生脈動的情況下，柱塞13的姿態(tài)仍然穩(wěn)定，從而能夠降低柱塞13的引導(dǎo)部13a的磨損，抑制由柱塞13與鐵心21的接觸而引起的異響的產(chǎn)生。此外,在本實(shí)施方式中，利用孔形成流路13b,但也可以利用切口形成。另外,流路13b的截面積的大小可以基于冷卻水的流量或作用在柱塞13上的磁力的強(qiáng)度等而進(jìn)行適當(dāng)變更。而且，流路13b的數(shù)量或截面積形狀也可以適當(dāng)變更。此外，如上所述，由螺線管20產(chǎn)生的磁性從鐵心21經(jīng)由柱塞13流向磁軛24?？紤]到這方面，優(yōu)選使磁性(磁束)通過這些部件的截面積相同，或使截面積按照鐵心21、柱塞13、磁軛24的順序增大。因此，如果考慮磁性沿鐵心21的軸心方向流過鐵心21，沿柱塞13的外徑方向流過柱塞13，則優(yōu)選以下述方式確定流路13b的大小，S卩，與鐵心21的沿軸心方向觀察時(shí)的截面積(鐵心21與柱塞13抵接的面積)相比，以柱塞13的軸心為中心且穿過流路13b的圓中最小半徑的圓，其圓周位置處的除了柱塞13的流路13b以外的部分的截面積更大。其中，柱塞13的圓周位置處的除了柱塞13的流路13b以外的部分的截面積，是指使從該圓的圓周長度去除穿過流路13b內(nèi)部的部分而剩下的長度、與柱塞13的厚度相乘而得到的值。另外，在本實(shí)施方式中，磁軛24在柱塞13的軸心方向上，位于與柱塞13相對的位置處，但柱塞13不與磁軛24接觸。因此，從磁性的流動這方面考慮，優(yōu)選使柱塞13的與磁軛24相對的部分的面積增大。因此，在本實(shí)施方式中，以使柱塞13的與磁軛24相對的部分的面積大于或等于柱塞13的與鐵心21相對的部分的面積的方式，確定流路13b的開口形狀。如上所述，通過使磁性的流動高效化，能夠減小螺線管20所產(chǎn)生的磁力，實(shí)現(xiàn)施加在螺線管20上的電流的小電力化，能夠有助于線圈的匝數(shù)的減少而實(shí)現(xiàn)小型化。圖5是本實(shí)施方式中的流體控制閥I的放大剖視圖。如圖所示，在柱塞13的外周部上形成沿與螺線管20的相反方向(圖中上方向)直立設(shè)置的引導(dǎo)部13a。該引導(dǎo)部13a與第I殼體11或第2殼體12的內(nèi)壁相接。因此，在柱塞13移動時(shí)，柱塞13成為與第I殼體11或第2殼體12的內(nèi)壁接觸的狀態(tài)。由此，柱塞13的移動的姿態(tài)穩(wěn)定，能夠避免閥桿等的動作不良。此外，引導(dǎo)部13a不是必須在柱塞13的外周部直立設(shè)置，也可以使柱塞13的外周面作為引導(dǎo)部13a起作用。另外，如圖5所示，在本實(shí)施方式中，使鐵心21的柱塞13側(cè)的端面與磁軛24的柱塞13側(cè)的端面相比向柱塞13側(cè)凸出。如果如上述構(gòu)成，則在利用預(yù)緊彈簧14的推力或螺線管20的磁力而將柱塞13向鐵心21側(cè)預(yù)緊或吸附時(shí)，柱塞13僅與鐵心21抵接。在該結(jié)構(gòu)中，僅鐵心21的柱塞13側(cè)的端面成 為閥座21a。由此，提高密封性，并且，能夠減小來自冷卻水的受壓面積。受壓面積減小是指從冷卻水受到的力減小，能夠減小與該力相對抗的磁力。即，減小來自冷卻水的受壓面積，能夠減少線圈23的匝數(shù)，因此，能夠有助于流體控制閥I的小型化。另外，如圖6所示，也可以使鐵心21的柱塞13側(cè)的端面與磁軛24的柱塞13側(cè)的端面處于大致相同的位置，在柱塞13的底面上形成向鐵心21側(cè)凸出的凸部13c。利用上述結(jié)構(gòu)，與圖5同樣地，僅鐵心21的柱塞13側(cè)的端面成為閥座21a，從而也能夠有助于提高密封性和實(shí)現(xiàn)流體控制閥的小型化。該凸部13c具有至少與流入路31的截面積相比較大的截面積。特別地，如果將鐵心21的軸心作為中心，使凸部13c形成為具有與鐵心21相同程度的半徑的圓盤狀，則能夠減小來自冷卻水的受壓面積，能夠通過較小的磁力提高密接性，能夠使螺線管20較小地構(gòu)成，因此優(yōu)選。并且，也可以在使鐵心21與磁軛24的位置關(guān)系如圖5所示構(gòu)成的基礎(chǔ)上，在柱塞13的底面上形成凸部13c。其它實(shí)施方式在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為鐵心21的柱塞13側(cè)的端面成為閥座21a，但也可以在鐵心21的柱塞13側(cè)的端面上另設(shè)閥座。在上述情況下，在閥座上也形成與形成在鐵心21上的流入路連通的流路。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明可以適用于對車輛的冷卻水或油等的流體進(jìn)行控制的流體控制閥。標(biāo)號的說明I流體控制閥2發(fā)動機(jī)6加熱芯(熱交換器)13柱塞(閥體)13c 凸部20螺線管21 鐵心21a 閥座24 磁軛31流入路32流出路
權(quán)利要求
1.一種流體控制閥，其設(shè)置在使流體在發(fā)動機(jī)和熱交換器之間循環(huán)的循環(huán)流路中， 該流體控制閥具有: 使所述流體流入的流入路； 使所述流體流出的流出路； 閥座； 閥體，其通過與所述閥座抵接/分離而使所述流入路和所述流出路之間斷開/連通；以及 螺線管，其使通過通電產(chǎn)生的磁力作用在所述閥體上， 構(gòu)成為所述流入路貫穿所述螺線管的鐵心而形成，該鐵心與所述流體在該流入路處接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體控制閥，其中， 所述閥座由所述鐵心構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體控制閥，其中， 從所述鐵心的軸心方向觀察，所述螺線管在外徑方向上具有磁軛， 所述鐵心的所述閥體側(cè)的端面與所述磁軛的所述閥體側(cè)的端面相比，向所述閥體側(cè)凸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流體控制閥，其中， 在所述閥體的所述鐵心側(cè)的端面上設(shè)有與該鐵心抵接的凸部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的流體控制閥，其中， 從所述鐵心的軸心方向觀察，所述閥體在與所述閥座相比的外徑方向上具有流路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的流體控制閥，其中， 所述螺線管通過通電產(chǎn)生磁束，該磁束作用在所述鐵心和所述閥體上， 所述鐵心和所述閥體構(gòu)成為，通過與所述流體直接接觸而被冷卻。
全文摘要
具有使流體流入的流入路；使流體流出的流出路；閥座；閥體，其通過與閥座抵接/分離而使流入路和流出路之間斷開/連通；以及螺線管，其使通電產(chǎn)生的磁力作用在閥體上。構(gòu)成為流入路貫穿螺線管的鐵心而形成，鐵心與流體在流入路處接觸。
文檔編號F16K31/06GK103097790SQ20118004310
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者松坂正宣, 佐藤忠祐 申請人:愛信精機(jī)株式會社