本發(fā)明涉及一種制冷劑控制閥裝置，該制冷劑控制閥裝置在形成有供來自內燃機的制冷劑流入的流入口以及送出制冷劑的排出口的閥殼收納旋轉式的閥體，在制冷劑的溫度上升而超過設定值的情況下，將內部的制冷劑強制性地向排出口排出。

背景技術：

作為如上述那樣構成的制冷劑控制閥裝置，在專利文獻1中示出了如下技術：具備主閥，該主閥具有供發(fā)動機的水套的制冷劑(冷卻水)流入的開口和主排出部，并控制從開口向主排出部流動的制冷劑。在該技術中，形成有從開口經由副室部與迂回流路而向主排出部輸送制冷劑的流路，在使制冷劑從副室部向迂回流路流動的流路中具備故障安全用閥。

在該專利文獻1的技術中，即使在主閥處于關閉的狀態(tài)下，故障安全用閥也隨著制冷劑的溫度上升而打開，從而能夠將來自開口的制冷劑向主排出部排出。

在專利文獻2中，示出了如下技術：在殼體的內部自由旋轉地收納有底筒狀的旋轉滑動件，通過使殼體與旋轉滑動件的流通口相吻合，從而將來自殼體外部的制冷劑向旋轉滑動件的內部供給，并借助泵向外部送出。在該技術中，在與殼體的流通口鄰接的位置具備恒溫閥，并形成有從該恒溫閥經由殼體的外周與旋轉滑動件的內周的間隙而向泵供給流體的流路。

在該專利文獻2的技術中，即使在處于制冷劑不向旋轉滑動件的內部流動的相位的情況下，恒溫閥也隨著制冷劑的溫度上升而打開，從而能夠將制冷劑輸送至泵并使其循環(huán)。

專利文獻1：日本特開2013-238155號公報

專利文獻2：日本特表2012-519800號公報

這種閥裝置具有：控制制冷劑(冷卻水)的流動的閥體；以及基于對制冷劑的溫度進行測量的溫度傳感器的檢測結果來控制閥體的致動器。因此，在像內燃機的啟動緊后那樣制冷劑的溫度不足設定值的情況下，進行阻止制冷劑的循環(huán)而謀求暖機的控制，在制冷劑的溫度超過設定值的情況下，執(zhí)行使制冷劑經由散熱器循環(huán)從而進行制冷劑的溫度管理的控制。

另外，具備故障安全機構，在因致動器等的故障而使得閥裝置被固定為阻止制冷劑循環(huán)的狀態(tài)的情況下，該故障安全機構隨著制冷劑的溫度上升而打開從而允許制冷劑的流動，以便抑制內燃機的過熱。此外，故障安全機構在專利文獻1中作為故障安全用閥而被示出，在專利文獻2中作為恒溫閥而被示出。

然而，在專利文獻1與專利文獻2的任一技術中，均在朝向閥裝置供給的制冷劑所始終接觸的位置配置有故障安全機構。因此，例如即便在閥裝置的閥體已經打開而將制冷劑向散熱器供給的狀況下，在制冷劑的溫度進一步上升時，也存在故障安全機構打開的情況。另外，即使在暖機時與故障安全機構接觸的制冷劑的溫度暫時上升的情況下，也考慮故障安全機構打開的情況，由此從內燃機的溫度管理的觀點出發(fā)，存在改善的余地。

因此，希望提供一種對使用制冷劑的內燃機適當地進行溫度管理的制冷劑控制閥裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的特征在于，制冷劑控制閥裝置具備：閥殼，該閥殼形成有供來自內燃機的制冷劑流入的流入口以及送出制冷劑的排出口；旋轉式的閥體，該閥體在上述閥殼的內部以旋轉軸心為中心自由旋轉地配置；以及故障安全機構，在來自上述內燃機的制冷劑的溫度超過設定值的情況下，該故障安全機構能夠經由旁通流路而向上述排出口送出制冷劑，上述閥體構成為配置有控制制冷劑向上述排出口的供排的主控制閥以及控制制冷劑向收納有上述故障安全機構的感溫室的供排的感溫控制閥，并且使上述主控制閥與上述感溫控制閥一體旋轉，該閥體在上述主控制閥處于將上述排出口封閉的封閉姿勢的情況下，將上述感溫控制閥設定為打開姿勢，在上述主控制閥處于將上述排出口打開的打開姿勢的情況下，將上述感溫控制閥設定為封閉姿勢。

根據該結構，在閥體的主控制閥處于封閉姿勢的情況下，感溫控制閥被設定為打開姿勢，因此能夠使閥殼內部的制冷劑與故障安全機構直接接觸，能夠隨著溫度上升而將故障安全機構打開。另外，在主控制閥處于打開姿勢的情況下，感溫控制閥被設定為封閉姿勢，因此不使閥殼內的制冷劑與故障安全機構直接接觸，例如即使在閥殼的內部的制冷劑的溫度暫時上升的情況下，也抑制故障安全機構打開的不良狀況。并且，即使在感溫室的溫度暫時上升，故障安全機構被切換為將制冷劑向排出口送出的狀態(tài)的情況下，由于未向感溫室供給制冷劑，所以也不會引起制冷劑從排出口過度地送出的不良狀況。因此，提供一種對使用制冷劑的內燃機適當地進行溫度管理的制冷劑控制閥裝置。

作為另一特征結構，也可以構成為，上述故障安全機構構成為具有熱感知體的恒溫型機構，其中熱感知體在上述制冷劑的溫度不足設定值的情況下借助開閉閥將上述旁通流路關閉，在制冷劑的溫度超過設定值的情況下通過熱膨脹從而借助上述開閉閥將上述旁通流路打開。

由此，能夠利用熱感知體在制冷劑的溫度超過設定值的情況下膨脹這一簡單的現(xiàn)象而將開閉閥打開。

作為另一特征結構，也可以構成為，在上述主控制閥處于封閉姿勢的情況下，上述感溫控制閥在與上述感溫室對置的位置打開。

由此，在主控制閥處于封閉姿勢的情況下，能夠由處于打開姿勢的感溫控制閥從相對于感溫部接近的位置直接對該感溫部供給制冷劑。由此，能夠以反映為制冷劑的溫度上升的方式將開閉閥打開。

附圖說明

圖1是表示冷卻系統(tǒng)的結構的圖。

圖2是表示閥裝置的整體結構的立體圖。

圖3是將主控制閥封閉的狀態(tài)下的閥裝置的縱剖視圖。

圖4是將主控制閥封閉的狀態(tài)下的閥裝置的橫剖視圖。

圖5是將主控制閥打開的狀態(tài)下的閥裝置的縱剖視圖。

圖6是將主控制閥打開的狀態(tài)下的閥裝置的橫剖視圖。

圖7是密封機構的剖視圖。

圖8是閥裝置的分解立體圖。

圖9是另一實施方式的閥裝置的縱剖視圖。

圖10是另一實施方式的閥裝置的橫剖視圖。

圖11是另一實施方式的密封機構的剖視圖。

具體實施方式

以下，基于附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。

〔基本結構〕

如圖1所示，具備將作為內燃機的發(fā)動機1的冷卻水(制冷劑的一個例子)供給至散熱器2的閥裝置v(制冷劑控制閥裝置的具體例子)，并且具備使來自散熱器2的冷卻水返回至發(fā)動機1的水泵3(在該圖中簡述為w/p)，從而構成發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)。

該冷卻系統(tǒng)以如下方式發(fā)揮功能：基于對發(fā)動機1的內部的冷卻水的溫度(水溫)進行測量的水溫傳感器的測量結果來控制閥裝置v，并通過該控制來設定在發(fā)動機1與散熱器2之間循環(huán)的冷卻水的水量。即，在像發(fā)動機1的啟動緊后那樣需要進行暖機的情況下，停止從發(fā)動機1朝向散熱器2的冷卻水的供給，并且在暖機后，以適當維持發(fā)動機1的溫度的方式進行設定冷卻水(制冷劑)的流量的控制。

〔閥裝置〕

如圖2～4以及圖8所示，閥裝置v具備：樹脂制的閥殼10；旋轉式的樹脂制的閥體20；設定閥體20的旋轉姿勢的姿勢設定單元30；以及在冷卻水的溫度超過設定值的情況下打開的故障安全機構40。并且，該閥裝置v在閥體20與作為排出口d的排出筒12的內端之間具備密封機構50。

閥殼10具備：具有凸緣部11f的殼體主體11；排出筒12；將感溫室b(參照圖4)關閉的感溫室蓋13；將感溫室b的冷卻水輸送至排出筒12的旁通流路14；以及收納姿勢設定單元30的單元收納部15。在附圖中，雖然省略了單元收納部15的蓋體，但該單元收納部15被蓋體覆蓋而成為密封構造。

在該閥裝置v中，收納閥體20的閥室a形成于殼體主體11的內部，收納故障安全機構40的感溫室b形成于與閥室a連通的位置。另外，在凸緣部11f的凸緣面形成有流入口c。根據該結構，通過將凸緣部11f連結固定于發(fā)動機1的外壁，從而能夠將水套的冷卻水直接向流入口c供給。另外，排出筒12作為排出口d而發(fā)揮功能，在該排出筒12連接有向散熱器2輸送冷卻水的散熱器軟管。

在殼體主體11，由樹脂材料而一體形成有與排出口d連通的主筒狀部11a、以及形成感溫室b的副筒狀部11b。另外，排出筒12、感溫室蓋13、旁通流路14構成為一體件，在與排出筒12相連的位置形成有內部套筒12a，在排出筒12與內部套筒12a的邊界位置形成有凸緣狀的連結部12b。

根據該結構，將排出筒12的內部套筒12a內插于主筒狀部11a，使連結部12b與主筒狀部11a的外端部接觸，并對該接觸部位進行熔敷。另外，將感溫室蓋13配置于封閉副筒狀部11b的位置并對其進行熔敷。由此，排出筒12以突出設置的狀態(tài)形成，感溫室b與排出筒12經由旁通流路14而連通。

閥體20整體上是以旋轉軸心x為中心的筒狀，在沿著旋轉軸心x的方向上的一側形成有主控制閥21，在另一側形成有感溫控制閥22。對于主控制閥21而言，其外周成形為球狀面21a，并且貫穿設置有使該球狀面21a與閥體20的內部空間連通的主孔部21b。對于感溫控制閥22而言，其外周成形為圓柱狀面22a，并且貫穿設置有使該圓柱狀面22a與閥體20的內部空間連通的感溫孔部22b。

即，閥體20的內部空間處于與閥室a連通的狀態(tài)，處于來自流入口c的冷卻水相對于該內部空間流入的狀態(tài)。另外，主控制閥21控制冷卻水相對于排出口d的供排，感溫控制閥22以控制冷卻水相對于感溫室b的供排的方式發(fā)揮功能，該主控制閥21以及感溫控制閥22與閥體20一體旋轉。

另外，在閥體20的內部一體地形成有支撐部23。該支撐部23形成能夠實現(xiàn)冷卻水的流動的開口，并且在中央位置形成連結部，旋轉軸24的中間部分相對于支撐部23連結。由此，旋轉軸24配置在與旋轉軸心x同軸的軸心上。

以嵌入殼體主體11的流入口c的方式具備軸承體25。該軸承體25形成能夠實現(xiàn)冷卻水的流入的開口，并且在中央位置形成軸承部，旋轉軸24的一端相對于該軸承部以自由旋轉的方式被支承。另外，在殼體主體11中的與流入口c相反的一側具備軸承部26，旋轉軸的另一端相對于該軸承部26以自由旋轉的方式被支承。

姿勢設定單元30收納于密閉空間的單元收納部15。該姿勢設定單元30具備齒輪34，該齒輪34使電動馬達31的驅動力借助減速齒輪32而減速并傳遞至蝸輪33，從而借助該蝸輪33來驅動。該齒輪34與旋轉軸24的端部連結。

姿勢設定單元30具備根據齒輪34的旋轉姿勢對閥體20的姿勢進行檢測的旋轉角傳感器35。該旋轉角傳感器35是根據齒輪34所具備的永久磁鐵的磁通來檢測旋轉角度的非接觸型，但例如也可以像電位計那樣使用接觸型的傳感器。

根據該結構，電動馬達31借助來自外部的驅動信號而執(zhí)行動作，并對旋轉角傳感器35的信號進行反饋，從而使旋轉軸24旋轉，由此能夠將主控制閥21的開度設定為目標值。

〔故障安全機構〕

如圖4、圖6所示，故障安全機構40具備：蠟等熱感知體41；支承于該熱感知體41的端部的開閉閥42；以及將開閉閥42朝關閉方向施力的閥簧43。

對于該閥裝置v而言，在閥體20被設定為圖3所示的封閉姿勢的情況下，主控制閥21將閥室a與排出筒12之間的冷卻水的流動截斷，并且如圖4所示，感溫控制閥22使閥室a與感溫室b連通。反之，在閥體20被設定為圖5所示的打開姿勢的情況下，主控制閥21使閥室a與排出筒12連通，并且如圖6所示，感溫控制閥22將閥室a與感溫室b之間的冷卻水的流動截斷。

如上所述，故障安全機構40收納于感溫室b。另外，僅在主控制閥21處于封閉姿勢的情況下，經由感溫控制閥22的感溫孔部22b而從閥室a向故障安全機構40供給冷卻水。即，對于感溫室b而言，在感溫控制閥22打開的狀態(tài)下，該感溫控制閥22的感溫孔部22b與感溫室b以成為直線連結的位置關系各自配置于對置的位置。

而且，在冷卻水的溫度超過設定值的情況下，如圖4所示，熱感知體41膨脹，從而開閉閥42克服閥簧43的作用力地打開。由此，能夠使來自流入口c的冷卻水經由閥室a與感溫室b而向旁通流路14輸送，從而能夠從排出口d排出。在后面對故障安全機構40的動作方式進行敘述。

〔密封機構〕

如圖7所示，密封機構50由密封圈51、襯墊52、支承環(huán)53、以及彈簧54構成，它們配置于排出筒12中的在主筒狀部11a的內部配置的內部套筒12a的外周。

密封圈51形成為內徑比主孔部21b的孔徑稍大且由樹脂材料形成，并且通過與主控制閥21的球狀面21a接觸而展現(xiàn)密封性。襯墊52形成為具有與內部套筒12a的外表面接觸的唇部的樹脂制的環(huán)狀，其維持與內部套筒12a的外周的水密性。支承環(huán)53由使彈簧54的作用力作用于密封圈51的不銹鋼等金屬材料構成。彈簧54經由支承環(huán)53而對密封圈51施加作用力。

在該閥裝置v中，在殼體主體11的內壁面與主控制閥21的球狀面21a的外周之間形成有間隙，因此冷卻水充滿配置有密封機構50的空間，并對該空間作用與流入口c相等的壓力。

在該密封機構50中，沿著彈簧54的作用力所作用的方向一體移動的移動部件(密封圈51、襯墊52以及支承環(huán)53)配置于被冷卻水包圍的位置，因此由冷卻水從閥體20的方向對該移動部件作用的壓力、與從閥殼10的外壁的方向作用的壓力相等。根據該結構，各個壓力相抵，從而僅對密封圈51作用有彈簧54的作用力，僅使密封所需的壓力發(fā)揮作用，由此實現(xiàn)良好的密封性。

〔閥裝置的控制方式〕

在該閥裝置v中，在閥體20被設定為圖3、圖4所示的封閉姿勢的情況下，主控制閥21將閥室a與排出筒12之間的冷卻水的流動截斷，感溫控制閥22使閥室a與感溫室b連通，從而允許閥室a與感溫室b之間的冷卻水的流動。

在該結構的閥裝置v中，主控制閥21的主孔部21b成為無法向排出筒12供給冷卻水的封閉姿勢。然而，在本實施方式的閥裝置v中，即使在不向排出筒12供給冷卻水的封閉姿勢下，也需要向故障安全機構40供給冷卻水。因此，在本實施方式的閥裝置v中，在閥體20的封閉姿勢下，如圖3、圖4所示，主控制閥21處于封閉狀態(tài)，感溫控制閥22的感溫孔部22b被設定為全開姿勢。

另外，在閥體20被設定為圖5、圖6所示的打開姿勢的情況下，主控制閥21使閥室a與排出筒12連通，感溫控制閥22將閥室a與感溫室b之間的冷卻水的流動截斷。該打開姿勢并不限定于全開狀態(tài)，也包含冷卻水從主孔部21b的一部分流動的姿勢，這樣，即使在主控制閥21未達到全開狀態(tài)的姿勢下，感溫控制閥22也被維持于封閉姿勢。

因此，在發(fā)動機1的暖機時，姿勢設定單元30將閥體20設定為封閉姿勢。由此，從流入口c流入至閥室a的冷卻水的朝向散熱器2的供給被截斷，閥室a的冷卻水能夠向感溫室b流入。

特別是在姿勢設定單元30等發(fā)生故障、且主控制閥21固定為封閉姿勢的狀況下冷卻水的溫度超過設定值的情況下，開閉閥42借助熱感知體41的膨脹而打開(參照圖4)。通過如此地打開，從而將發(fā)動機1的冷卻水從閥室a輸送至感溫室b，進而能夠將來自感溫室b的冷卻水從旁通流路14供給至排出筒12，由此抑制發(fā)動機1的過熱。

另外，在結束暖機運轉后，姿勢設定單元30使閥體20旋轉并將主控制閥21設定為打開姿勢。具體而言，在冷卻水的溫度較低的狀態(tài)下，主控制閥21的開度被設定得較低，隨著溫度上升，開度被設定得較大。由此，從流入口c流入至閥室a的冷卻水從排出筒12向散熱器2供給。

在該打開姿勢下，感溫控制閥22阻止閥室a與感溫室b之間的冷卻水的流動，直至主控制閥21從稍微打開的狀態(tài)達到全開的狀態(tài)為止。因此，即便冷卻水的溫度上升，也能夠抑制故障安全機構40打開的現(xiàn)象。并且，即使在冷卻水的溫度暫時上升，因該溫度上升而使得熱感知體41膨脹從而將開閉閥42打開的情況下，冷卻水也不會從閥室a向感溫室b流動。由此，不會增大朝向散熱器2供給的冷卻水的水量，能夠適當地進行發(fā)動機1的熱管理。

〔另外的實施方式〕

除了上述實施方式以外，也可以如下地構成。由于基本結構與上述實施方式相同，所以使用附圖僅對不同的結構進行說明。此外，為了便于附圖的理解，使用與上述實施方式相同的部件名稱以及附圖標記來進行說明。

(a)在圖9～圖11中，示出了相對于上述的實施方式，將流入口c與排出口d的位置進行了對調的實施方式。在該情況下，例如將形成于排出口d的凸緣部11f與發(fā)動機1的外壁連結，從而配置閥裝置v，以使得來自發(fā)動機1的冷卻水經由散熱器2而向流入口c流入，并將冷卻水從排出口d輸送至水套。

如圖9所示，在殼體主體11形成有與流入口c連通的主筒狀部11a，在閥體20與作為流入口c的流入筒12a的內端之間具備密封機構50。另外，閥體20的內部空間與排出口d連通，并且在閥體20被設定為打開姿勢的情況下，該內部空間與流入口c連通。

如圖11所示，密封機構50由密封圈51、襯墊52、支承環(huán)53、以及彈簧54構成，它們配置于流入筒12a中的在主筒狀部11a的內部配置的內部套筒12a的內周。襯墊52具有與內部套筒12a的內表面接觸的唇部而維持與內部套筒12a的內周的水密性。

在本實施方式中，將內部套筒12a的內周的空間設為密封收納空間，因此移動體(密封圈51、襯墊52以及支承環(huán)53)被來自流入口c的冷卻水包圍。其結果是，作用于該移動部件的兩面的壓力相等，各個壓力相抵，從而僅對密封圈51作用有彈簧54的作用力。由此，實現(xiàn)良好的密封性。

如圖10所示，感溫室b經由旁通流路14而與流入口c連通，來自流入口c的冷卻水被朝向故障安全機構40供給。由此，在冷卻水的溫度超過設定值時，熱感知體41膨脹，從而開閉閥42克服閥簧43的作用力地打開。而且，在感溫控制閥22的感溫孔部22b被設定為全開姿勢的情況下，來自流入口c的冷卻水經由旁通流路14與感溫室b而被輸送至閥室a，并從排出口d排出。

其結果是，即使在姿勢設定單元30等發(fā)生故障、且主控制閥21固定為封閉姿勢的狀況下冷卻水的溫度超過設定值時，由于感溫孔部22b處于打開狀態(tài)，所以也抑制發(fā)動機1的過熱。另一方面，感溫控制閥22阻止閥室a與感溫室b之間的冷卻水的流動，直至主控制閥21從稍微打開的狀態(tài)達到全開的狀態(tài)為止。因此，即便冷卻水的溫度上升，也抑制故障安全機構40打開的現(xiàn)象。

(b)也可以在閥殼10形成用于通過閥體20的姿勢的設定而向egr冷卻器、加熱器芯部等供給閥室a的冷卻水的口部。由此，能夠通過單一的閥體20的姿勢的設定，實現(xiàn)向車輛所具備的裝置之類的裝置供排冷卻水。

(c)在上述的實施方式中，在感溫控制閥22的部位不具備密封件，但也可以具備與主控制閥21的密封機構50相同的形狀的密封件。另外，也可以不像密封機構50那樣使用螺旋彈簧，而以外嵌于感溫控制閥22的圓柱狀面22a的方式具備o型環(huán)等簡單的密封件。

工業(yè)上的利用可能性

本發(fā)明能夠在將內燃機的制冷劑相對于散熱器進行供排的制冷劑控制閥裝置中加以利用。

附圖標記的說明

1…內燃機(發(fā)動機)；10…閥殼；14…旁通流路；20…閥體；21…主控制閥；22…感溫控制閥；40…故障安全機構；41…熱感知體；42…開閉閥；b…感溫室；c…流入口；d…排出口；x…旋轉軸心。