JP2002276826A - 流体バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリバルブとバルブボディとの間に異物
が噛み込んでしまうことを防止する。 【解決手段】 ロータリバルブ４７の円筒外周面４７ａ
に面するバルブボディ４１の円筒内周面４１ａに中心軸
ＣＬと略平行な方向に延びる溝部４８を設け、この溝部
４８の下端側をバルブボディ４１内のうち流出ポート４
４に連通する通路部４１ｂに連通させる。これにより、
仮に、円筒内周面４１ａ及び円筒外周面４７ａに異物が
入り込んでも、ロータリバルブ４７が回転することによ
り、その異物が溝部４８に落ちて連通部４１ｂに流れ込
み、流出ポート４４から流量調節バルブ４０外に排出さ
れる。したがって、ロータリバルブ４７の回転中心軸と
バルブボディ４１の中心軸とをずらすことなく、ロータ
リバルブ４７とバルブボディ４１との間に異物が噛み込
んでしまうことを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体通路の開度を
調節する流体バルブに関するもので、内燃機関の冷却水
流れを制御する流量制御弁に適用して有効である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】内燃機
関の冷却水流れを制御するロータリ式の流体バルブとし
て、出願人は既に特願２０００−２８７２５５号を出願
しているが、この出願では、ロータリバルブの回転中心
軸とバルブボディ（ハウジング）の中心軸とをずらし
て、ロータリバルブの円筒外周面とバルブボディの円筒
内周面との間に微少な隙間を形成することにより、ロー
タリバルブとバルブボディとの間に異物（エンジンブロ
ック製造時の鋳砂等）が噛み込んでしまうことを防止し
ている。

【０００３】しかし、上記出願では、ロータリバルブの
回転中心軸とバルブボディ（ハウジング）の中心軸とを
ずらしているので、バルブボディの内周面を単純な円筒
面とすることが難しい。したがって、バルブボディの製
造工数が増大してしまうので、流体バルブの製造原価上
昇を招いてしまう。

【０００４】本発明は、上記点に鑑み、流体バルブの製
造原価上昇を抑制しつつ、ロータリバルブ（弁体）とバ
ルブボディとの間に異物が噛み込んでしまうことを防止
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１に記載の発明では、円筒内周面
（４１ａ）に流体が流通する開口部（４２）が設けられ
たバルブボディ（４１）と、バルブボディ（４１）内に
収納され、円筒内周面（４１ａ）の中心軸周りに回転す
る円筒外周面（４７ａ）を有して開口部（４２）の開度
を調節する弁体（４７）とを備え、円筒内周面（４１
ａ）及び円筒外周面（４７ａ）のうち少なくとも一方に
は、中心軸と略平行な方向に延びる溝部（４８）が形成
されており、溝部（４８）の端部は、バルブボディ（４
１）のうち流出口（４４）に連通する部位（４１ｂ）に
連通していることを特徴とする。

【０００６】これにより、仮に、円筒内周面（４１ａ）
及び円筒外周面（４７ａ）に異物が入り込んでも、弁体
（４７）が回転することにより、その異物が溝部（４
８）に落ちて部位（４１ｂ）に流れ込み、流出口（４
４）から流体バルブ（バルブボディ（４１））外に排出
される。

【０００７】したがって、弁体（４７）の回転中心軸と
バルブボディ（４１）の中心軸とをずらすことなく、弁
体（４７）とバルブボディ（４１）との間に異物が噛み
込んでしまうことを防止できる。延いては、流体バルブ
（４０）の製造原価上昇を抑制しつつ、弁体（４７）と
バルブボディ（４１）との間に異物が噛み込んでしまう
ことを防止できる。

【０００８】なお、請求項２に記載の発明では、溝部
（４８）は、円筒内周面（４１ａ）に設けることが望ま
しい。

【０００９】また、駆動源（１０）を冷却する冷却液を
冷却するラジエータ（２０）と、駆動源（１０）にて加
熱された冷却液を熱源として室内に吹き出す空気を加熱
するヒータコア（６０）と、ラジエータ（２０）に流通
する冷却液の流量及びヒータコア（６０）に流通する冷
却液の流量を制御する流量制御弁（４０）とを有する駆
動源冷却装置には、請求項３に記載の発明のごとく、流
量制御弁（４０）として、請求項１又は２に記載の流体
バルブを用いることが望ましい。

【００１０】因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後
述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す
一例である。

【００１１】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る流体
バルブを車両の走行用エンジンの冷却装置に適用したも
のであって、図１は本実施形態に係るエンジンの冷却装
置の模式図である。

【００１２】図１中、１０は水冷式のエンジン（液冷式
内燃機関）であり、２０はエンジン１０内を循環する冷
却水（冷却液）を冷却し、その冷却した冷却水をエンジ
ン１０に戻すラジエータであり、２１はラジエータ２０
に冷却風を送風する送風機である。

【００１３】３０はエンジン１０から流出する冷却水を
ラジエータ２０を迂回させてエンジン１０に戻すバイパ
ス通路であり、４０はラジエータ２０に循環させる冷却
水量とバイパス通路３０に循環させる冷却水量と後述す
るヒータ６０に循環させる冷却水量とを調節する電子制
御式の流量調整バルブ（流体バルブ）であり、５０はエ
ンジン１０から駆動力を得て冷却水を循環させる渦巻式
のウォータポンプ（以下、ポンプと略す。）である。な
お、流量調整バルブ（流体バルブ）４０の構造は後述す
る。

【００１４】また、６０は冷却水（エンジン廃熱）を熱
源として室内に吹き出す空気を加熱する暖房用熱交換器
（ヒータ）であり、６１は室内に吹き出す空気を送風す
る空調用送風機である。因みに、７０はオートマチック
トランスミッション用のトルクコンバータ（流体継ぎ
手）である。

【００１５】ところで、１０１は第１バルブ４０の冷却
水流入口側のうちバイパス通路３０側に配設されて冷却
水の温度を検出する第１水温センサ（第１温度検出手
段）であり、１０２はポンプ５０の流入側に配設されて
エンジン１０に流入する（戻ってくる）冷却水の温度を
検出する第２水温センサ（第２温度検出手段）である。

【００１６】１０３はエンジン１０の吸入負圧を検出す
る圧力センサ（圧力検出手段）であり、１０４はエンジ
ン１０の回転数を検出する回転センサ（回転数検出手
段）であり、１０５は室外空気温度を検出する外気温セ
ンサ（外気温度検出手段）である。

【００１７】そして、各センサ１０１〜１０５の検出信
号及び車両用空調装置の始動スイッチ（Ａ／Ｃスイッ
チ）１０６のＯＮ−ＯＦＦ信号は電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）１００に入力されており、このＥＣＵ１００は、各
センサ１０１〜１０５の検出信号及び始動スイッチ１０
６のＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいて予め設定されたプログ
ラムに従って流量調整バルブ４０及び送風機２１、６１
等を制御する。

【００１８】次に、流量調整バルブ４０の構造について
述べる。

【００１９】図２は流量調整バルブ４０の模式図（一部
断面図）であり、図３〜５は図２のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ
−Ｆ断面図である。

【００２０】そして、図２中、４１は内周側が略円筒に
形成された円筒内周面４１ａを有するバルブボディ（ハ
ウジング）であり、この円筒内周面４１ａには、図２、
３に示すように、ラジエータ２０の冷却水出口側に接続
されてラジエータ２０から流出した冷却水が流通（流
入）するラジエータポート（開口部）４２、バイパス通
路３０を流通して来た冷却水が流通（流入）するバイパ
スポート４３、及びポンプ５０の吸入側に接続されてバ
ルブボディ４０内に流入した冷却水を排出する流出ポー
ト４４が設けられている。

【００２１】なお、円筒内周面４１ａは、全周に渡って
同一半径の円筒面を有するものに限定されるものではな
い。因みに、本実施形態では、後述するように、ラジエ
ータポート４２、バイパスポート４３及び後述するヒー
タポート４６からバルブボディ４１内に流入した冷却水
の全てが流出ポート４４からバルブボディ４１外に流出
するので、流出ポート４４側における円筒内周面４１ａ
の半径ｒ２を、ラジエータポート４２及びバイパスポー
ト４３側における円筒内周面４１ａの半径ｒ１より大き
くして、流出ポート４４側において圧力損失が増大する
ことを抑制している。

【００２２】また、バルブボディ４１（円筒内周面４１
ａ）の軸方向端部側は、図２に示すように、バルブカバ
ー４５にて閉塞されており、このバルブカバー４５に
は、ヒータコア６０から流出した冷却水が流通（流入）
するヒータポート４６が設けられている。なお、バルブ
カバー４５は、Ｏリング等のパッキンを介して水密にバ
ルブボディ４１に組み付けられている。

【００２３】また、バルブボディ４１（円筒内周面４１
ａ）内には、図３に示すように、円筒内周面４１ａの中
心軸ＣＬ周りに回転する円筒外周面４７ａを有するロー
タリバルブ（弁体）４７が配設されており、このロータ
リバルブ４７が中心軸ＣＬ周りに回転することにより円
筒外周面４７ａがラジエータポート４２及びバイパスポ
ート４３に対して相対的に摺動変位してラジエータポー
ト４２及びバイパスポート４３の開度が調節される。

【００２４】そして、ロータリバルブ４７のうち軸方向
端部側には、図２に示すように、ヒータポート４６側に
突出する円柱状の弁部４７ｂが設けられており、この弁
部４７ｂが、図３〜５に示すように、ロータリバルブ４
７の回転とともにヒータポート４６に対して相対変位す
ることによりヒータポート４６の開度が調節される。

【００２５】また、互いに対向する円筒内周面４１ａ及
び円筒外周面４７ａのうち少なくとも一方（本実施形態
では、円筒内周面４１ａであって、ラジエータポート４
２とバイパスポート４３との間の部位）には、中心軸Ｃ
Ｌと略平行な方向に延びる溝部４８が形成されており、
この溝部４８の下端側は、図２に示すように、バルブボ
ディ４１内のうち流出ポート４４に連通する通路部４１
ｂに連通している。

【００２６】なお、バルブボディ４１及びロータリバル
ブ４７は、耐熱性及び成形性に優れた樹脂（例えば、ナ
イロン６６等）製であり、バルブボディ４１（円筒内周
面４１ａ）とロータリバルブ４７（円筒外周面４７ａ）
との隙間のうち、特に、ラジエータポート４２との隙間
には、ロータリバルブ４７（円筒外周面４７ａ）と摺動
可能に接触して隙間を密閉するパッキン４９が配設され
ている。

【００２７】また、４７ｃはロータリバルブ４７を回転
駆動するアクチュエータであり、本実施形態では、アク
チュエータ４７ｃとしてステッピングモータ等の電動回
転機を用いている。また、４７ｄはロータリバルブ４７
のシャフト部４７ｆと摺動可能に接触するパッキンであ
り、４７ｅ、４７ｇはシャフト部４７ｆを回転可能に支
持する軸受である。

【００２８】次に、流量調整バルブ４０の作動を述べ
る。

【００２９】図３はラジエータポート４２、バイパスポ
ート４３及びヒータポート４６を閉じた状態を示してお
り、この状態からロータリバルブ４７を反時計回り（左
向き）所定角度だけ回転させると、図４に示すように、
ラジエータポート４２は閉じたまま、バイパスポート４
３及びヒータポート４６が開く。

【００３０】そしてさらに、ロータリバルブ４７を反時
計回り（左向き）所定角度だけ回転させると、図５に示
すように、ラジエータポート４２、バイパスポート４３
及びヒータポート４６が開く。

【００３１】因みに、冷却水温度が第１所定温度以下で
あって、第１所定温度より低い第２所定温度未満のとき
には、流量調整バルブ４０を図３に示す状態として、エ
ンジン１０から冷却水がラジエータ２０側及びヒータ６
０側になるべく流出しないようにする。

【００３２】このとき、バイパスポート４３はロータリ
バルブ４７（円筒外周面４７ａ）により閉じられている
ものの、バイパスポート４３部分にはパッキンが設けら
れていないため、バルブボディ４１（円筒内周面４１
ａ）とロータリバルブ４７（円筒外周面４７ａ）との隙
間から僅かに（例えば、１Ｌ／ｍｉｎ以上、５Ｌ／ｍｉ
ｎ以下程度）冷却水が流れる。したがって、冷却水がエ
ンジン１０内で局所的に沸騰してしまうことを抑制しな
がら、エンジン１０の暖機運転を促進できる。

【００３３】また、冷却水温度が第２所定温度以上のと
きには、暖機運転は終了していないものの、暖房運転を
実施することができる程度まで冷却水の温度が上昇して
いるので、流量調整バルブ４０を図４に示す状態とし
て、ヒータ６０に冷却水（温水）を供給する。

【００３４】そして、冷却水温度が第１所定温度より高
い第３所定温度以上となったときには、エンジン１０の
暖機運転が終了したものとも見なして、流量調整バルブ
４０を図５に示す状態として、ラジエータポート４２、
バイパスポート４３及びヒータポート４６を開く。な
お、冷却水の上限温度調節は、ラジエータポート４２及
びバイパスポート４３の開度を調節することにより行
う。

【００３５】次に、本実施形態の特徴（作用効果）を述
べる。

【００３６】円筒内周面４１ａ及び円筒外周面４７ａの
うち少なくとも一方に形成された中心軸ＣＬと略平行な
方向に延びる溝部４８の端部側が、バルブボディ４１内
のうち流出ポート４４に連通する通路部４１ｂに連通し
ているので、仮に、円筒内周面４１ａ及び円筒外周面４
７ａに異物が入り込んでも、ロータリバルブ４７が回転
することにより、その異物が溝部４８に落ちて連通部４
１ｂに流れ込み、流出ポート４４から流量調節バルブ４
０（バルブボディ４１）外に排出される。

【００３７】したがって、ロータリバルブ４７の回転中
心軸とバルブボディ４１の中心軸とをずらすことなく、
ロータリバルブ４７とバルブボディ４１との間に異物が
噛み込んでしまうことを防止できる。延いては、流量調
節バルブ４０の製造原価上昇を抑制しつつ、ロータリバ
ルブ４７とバルブボディ４１との間に異物が噛み込んで
しまうことを防止できる。

【００３８】（その他の実施形態）上述の実施形態で
は、本発明に係る流体バルブを車両の走行用エンジンの
冷却装置に適用したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、その他の用途にも適用することができる。

【００３９】また、上述の実施形態では、ヒータポート
４６をバルブボディ４１の軸方向端部側に設けたが、本
発明はこれに限定されるものではなく、ヒータポート４
６をバルブボディ４１の円筒内周面４１ａ側に設けても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の模式図であ
る。

【図２】本発明の実施形態に係る流量調整バルブの模式
図（一部断面図）である。

【図３】図２のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面図である。

【図４】図２のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面図である。

【図５】図２のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ断面図である。

【符号の説明】

４０…流量調整バルブ（流体バルブ）、４１…バルブボ
ディ、４１ａ…円筒内周面４１ａ、４２…ラジエータポ
ート（開口部）、４３…バイパスポート、４４…流出ポ
ート、４５…バルブカバー、４６…ヒータポート、４７
…ロータリバルブ（弁体）、４７ａ…円筒外周面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒内周面（４１ａ）に、流体が流通す
   る開口部（４２）が設けられたバルブボディ（４１）
   と、 前記バルブボディ（４１）内に収納され、前記円筒内周
   面（４１ａ）の中心軸周りに回転する円筒外周面（４７
   ａ）を有して前記開口部（４２）の開度を調節する弁体
   （４７）とを備え、 前記円筒内周面（４１ａ）及び前記円筒外周面（４７
   ａ）のうち少なくとも一方には、前記中心軸と略平行な
   方向に延びる溝部（４８）が形成されており、 前記溝部（４８）の端部は、前記バルブボディ（４１）
   のうち流出口（４４）に連通する部位（４１ｂ）に連通
   していることを特徴とする流体バルブ。
2. 【請求項２】 前記溝部（４８）は、前記円筒内周面
   （４１ａ）に設けられていることを特徴とする請求項１
   に記載の流体バルブ。
3. 【請求項３】 駆動源（１０）を冷却する冷却液を冷却
   するラジエータ（２０）と、 前記駆動源（１０）にて加熱された冷却液を熱源として
   室内に吹き出す空気を加熱するヒータコア（６０）と、 前記ラジエータ（２０）に流通する冷却液の流量及び前
   記ヒータコア（６０）に流通する冷却液の流量を制御す
   る流量制御弁（４０）とを有し、 前記流量制御弁（４０）として、請求項１又は２に記載
   の流体バルブを用いたことを特徴とする駆動源冷却装
   置。