JP2013057292A - ロータリバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化や低出力化を図ることが可能なロータリバルブを提供する。
【解決手段】ロータリバルブ１０は入口側通路Ｐ１から出口側通路Ｐ２への冷却液の流通を制御する回転弁体１３を備える。回転弁体１３は内部で互いに連通し、冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を開いている状態で出口側通路Ｐ２が開き始めるように開口領域が設定されている第１および第２の開口部Ｇ１、Ｇ２を備える。開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域は具体的には入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で、出口側通路Ｐ２を開き始めるように設定されている。開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域はさらに具体的には入口側通路Ｐ１を全開にしている間に出口側通路Ｐ２を開き始め、且つ開き終えるように設定できる。
【選択図】図３

Description

本発明はロータリバルブに関する。

ロータリバルブに関し、本発明と関連性があると考えられる技術が例えば特許文献１で開示されている。特許文献１ではヘッド側供給通路とブロック側供給通路とに対する冷却水の分配を制御するロータリバルブが実施例で開示されている。シリンダブロックおよびシリンダヘッドへの冷却水の流通を制御するロータリバルブは例えば特許文献２、３でも開示されている。特許文献４では回動中心に対して非対称に形成されている弁体を備え、冷却液の圧力によって弁体の回動を可能にするロータリソレノイドバルブが実施例で開示されている。

特開２００５−８３２３９号公報 特開２００２−１３８８３５号公報 特開２０１０−４３５５５号公報 特開２００６−９０２２６号公報

ロータリバルブにおいて、回転弁体は流通させる流体の圧力を受けている。このため、回転弁体を回転させるためには流体の力を上回る駆動力が必要となる。ところが、流体の力を上回る駆動力を得るには、相応の出力を発生させることが可能なアクチュエータが必要となる。結果、ロータリバルブの小型化や低出力化が妨げられる虞がある。

本発明は上記課題に鑑み、小型化や低出力化を図ることが可能なロータリバルブを提供することを目的とする。

本発明は入口側通路から出口側通路への流体の流通を制御する回転弁体を備え、前記回転弁体が内部で互いに連通し、流体の流通を禁止している状態から流体を流通させる場合に前記入口側通路を開いている状態で前記出口側通路が開き始めるように開口領域が設定されている第１および第２の開口部を備えるロータリバルブである。

本発明は前記第１および第２の開口部の開口領域がさらに流体を流通させている状態から流体の流通を禁止する場合に前記出口側通路を開いている状態で前記入口側通路を閉じ始めるように設定されている構成とすることができる。

本発明によれば、ロータリバルブの小型化や低出力化を図ることができる。

ロータリバルブの概略構成図である。 ロータリバルブの垂直断面図である。 開口部の第１の説明図である。 開口部の第２の説明図である。 通路の開閉タイミングを示す図である。 開口部の具体例の説明図である。 各通路の配置方法の説明図である。 回転順序に応じた通路開閉パターンを示す図である。 回転順序前半に応じた通路開閉状態を示す図である。 回転順序後半に応じた通路開閉状態を示す図である。 制御パターンの説明図である。 開弁パターンの比較図である。 閉弁パターンの比較図である。

図面を用いて、本発明の実施例について説明する。

図１はロータリバルブ１０の概略構成図である。図１ではロータリバルブ１０とともにウォータポンプ（以下、Ｗ／Ｐと称す）１も示している。ロータリバルブ１０は第１の通路部１１と第２の通路部１２と回転弁体１３と駆動部１４と弁体バイパス通路部１５とバイパス弁１６と第１のサーモスタット１７と第２のサーモスタット１８とを備えている。また、入口部Ｉｎ１、Ｉｎ２、Ｉｎ３と出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２とを備えている。出口部Ｏｕｔ１はエンジンのシリンダヘッドに、出口部Ｏｕｔ２はエンジンのシリンダブロックにそれぞれ接続される。

第１の通路部１１はＷ／Ｐ１の冷却液出口部とエンジンとの間に設けられ、流体であるエンジンの冷却液を流通させる。第２の通路部１２はＷ／Ｐ１の冷却液入口部とラジエータとの間に設けられ、冷却液を流通させる。通路部１１、１２は並べて配置されている。通路部１１、１２は並べて配置された状態でＷ／Ｐ１に端部で接続されている。そして、第１の通路部１１はＷ／Ｐ１の冷却液出口部に、第２の通路部１２はＷ／Ｐ１の冷却液入口部にそれぞれ接続されている。第１の通路部１１ではＷ／Ｐ１側が上流側、第２の通路部１２ではＷ／Ｐ１側が下流側となっている。通路部１１、１２は例えば同一のハウジングの一部として設けられていてよい。

第１の通路部１１は回転弁体１３の下流側で出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２に連通している。第２の通路部１２は回転弁体１３の上流側および下流側で入口部Ｉｎ１に連通している。また、回転弁体１３の上流側および下流側で入口部Ｉｎ２に連通している。さらに、回転弁体１３の上流側で入口部Ｉｎ３に連通している。なお、図示の都合上、図１では入口部Ｉｎ１と第２の通路部１２の上流側および下流側の部分が連通している様子については図示省略している。第２の通路部１２は回転弁体１３よりも上流側の部分と入口部Ｉｎ２とを連通する第１の連通部Ｂ１と、回転弁体１３よりも下流側の部分と入口部Ｉｎ２とを連通する第２の連通部Ｂ２とを備えている。

回転弁体１３は第１の通路部１１と第２の通路部１２とに介在するように設けられている。回転弁体１３は第１の通路部１１を流通する冷却液の流通と、第２の通路部１２を流通する冷却液の流通とを回転動作で制御する。回転弁体１３は第１の通路部１１を流通する冷却液の流通と第２の通路部１２を流通する冷却液の流通とを禁止、許可することを含め、これら流通の制限、制限の解除を行うことができる。駆動部１４はアクチュエータ１４ａとギヤボックス部１４ｂとを備えており、回転弁体１３を駆動する。アクチュエータ１４ａは具体的には電動モータである。

弁体バイパス通路部１５は、第１の通路部１１のうち、回転弁体１３よりも上流側の部分と下流側の部分とを連通している。バイパス弁１６は差圧弁であり、第１の通路部１１のうち、回転弁体１３よりも上流側の部分における冷却液の圧力（上流側圧力）と、回転弁体１３よりも下流側の部分における冷却液の圧力（下流側圧力）との差圧に応じて、弁体バイパス通路部１５を介した冷却液の流通の制限、制限の解除（具体的にはここでは禁止、許可）を行う。

第１のサーモスタット１７は第１の連通部Ｂ１に、第２のサーモスタット１８は第２の連通部Ｂ２にそれぞれ設けられている。第１のサーモスタット１７は冷却液の温度が第１の所定値よりも高い場合に開弁するとともに、第１の所定値以下である場合に閉弁する。第２のサーモスタット１８は冷却液の温度が第２の所定値よりも高い場合に開弁するとともに、第２の所定値以下である場合に閉弁する。第２の所定値は第１の所定値よりも高く設定されている。

図２はロータリバルブ１０の垂直断面図である。図２は回転弁体１３の中心軸を含む断面でロータリバルブ１０を示す。図２に示すように、回転弁体１３は第１の通路部１１に介在する第１の弁体部Ｒ１と、第２の通路部１２に介在する第２の弁体部Ｒ２とを備えている。弁体部Ｒ１、Ｒ２の内部は個別に空洞になっており、周壁部に設けられた開口部が弁体部Ｒ１、Ｒ２を介した冷却液の流通を可能にする。

図３は開口部Ｇ１、Ｇ２の第１の説明図である。図３（ａ）から図３（ｃ）は冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させるにあたって変化する回転弁体１３の状態を順に示す。回転弁体１３は第１の弁体部Ｒ１に第１の開口部Ｇ１と第２の開口部Ｇ２とを備えている。開口部Ｇ１、Ｇ２は第１の弁体部Ｒ１の周壁部に設けられており、空洞となっている内部で互いに連通している。入口側通路Ｐ１は第１の通路部１１のうち、回転弁体１３よりも上流側の部分によって形成される通路となっている。出口側通路Ｐ２は第１の通路部１１のうち、回転弁体１３よりも下流側の部分によって形成される通路であり、出口部Ｏｕｔ１またはＯｕｔ２に対応する通路となっている。開口部Ｇ１、Ｇ２は例えば第２の弁体部Ｒ２に設けられてもよい。

図３（ａ）に示すように、冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させるにあたり、回転弁体１３は第１の開口部Ｇ１によって入口側通路Ｐ１を開いた状態（具体的にはここでは全開）にする一方で、第２の開口部Ｇ２によって出口側通路Ｐ２を閉じた状態にすることで、冷却液の流通を禁止している。このとき、第２の開口部Ｇ２は回転弁体１３の回転方向において出口側通路Ｐ２の手前に位置している。

その後、回転弁体１３の位相が進むと、図３（ｂ）に示すように回転弁体１３は第１の開口部Ｇ１によって入口側通路Ｐ１を開いている状態で、第２の開口部Ｇ２によって出口側通路Ｐ２を開き始める。さらに回転弁体１３の位相が進むと、図３（ｃ）に示すように回転弁体１３は第１の開口部Ｇ１によって入口側通路Ｐ１を開いている状態で、第２の開口部Ｇ２によって出口側通路Ｐ２をさらに開く。

このように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域は冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を開いている状態で出口側通路Ｐ２を開き始めるように設定されている。具体的には開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域は入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で、出口側通路Ｐ２を開き始めるように設定されている。そしてこのように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することで、回転弁体１３の内部には図３（ｃ）に示すように回転弁体１３の回転方向に沿った冷却液の流れが発生している。

図４は開口部Ｇ１、Ｇ２の第２の説明図である。図４（ａ）から図４（ｃ）は冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止するにあたって変化する回転弁体１３の状態を順に示す。図４（ａ）に示すように、冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止するにあたり、回転弁体１３は第２の開口部Ｇ２で入口側通路Ｐ１を開いた状態（具体的にはここでは全開）にするとともに、第１の開口部Ｇ１で出口側通路Ｐ２を開いた状態（具体的にはここでは全開）にすることで、冷却液を流通させている。

その後、回転弁体１３の位相が進むと、図４（ｂ）に示すように回転弁体１３は第１の開口部Ｇ１によって出口側通路Ｐ２を開いている状態で、第２の開口部Ｇ２によって開かれている入口側通路Ｐ１を閉じ始める。さらに回転弁体１３の位相が進むと、図４（ｃ）に示すように回転弁体１３は第１の開口部Ｇ１によって開かれている出口側通路Ｐ２を閉じ始めるとともに、第２の開口部Ｇ２によって開かれている入口側通路Ｐ１をさらに閉じる。

このように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域はさらに冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２を開いている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めるように設定されている。具体的には開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域は出口側通路Ｐ２を全開にしている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めるように設定されている。そしてこのように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することで、回転弁体１３の内部には図４（ｃ）に示すように回転弁体１３の回転方向に沿った冷却液の流れが発生している。

図５は通路Ｐ１、Ｐ２の開閉タイミングを示す図である。図５では冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合（流通開始の場合）と、冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合（流通停止の場合）における通路Ｐ１、Ｐ２の開閉タイミングを示している。図５に示すように流通開始の場合、さらに具体的には入口側通路Ｐ１を全開にしている間に出口側通路Ｐ２を開き始め、且つ開き終える（全開にする）ように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することができる。流通停止の場合、出口側通路Ｐ２を全開にしている間に入口側通路Ｐ１を閉じ始め、且つ閉じ終える（全閉にする）ように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することができる。

図６は開口部の具体例の説明図である。図７は各通路の配置方法の説明図である。図６では丸印で開口していることを示し、三角印で開口形状が先細り形状になっていることを示す。図６に示すように、ロータリバルブ１０は出口側通路Ｐ２として具体的には出口部Ｏｕｔ１に対応するヘッド側通路Ｐ２１と、出口部Ｏｕｔ２に対応するブロック側通路Ｐ２２とを備えている。そして、開口部として入口側通路Ｐ１に対応する第１および第２の入口用開口部Ｇｉ１、Ｇｉ２と、ヘッド側通路Ｐ２１に対応するヘッド用開口部Ｇｈと、ブロック側通路Ｐ２２に対応するブロック用開口部Ｇｂとを備えている。図７に示すように、各通路に対応する開口部それぞれを設けるにあたって、入口側通路Ｐ１と、ヘッド側通路Ｐ２１と、ブロック側通路Ｐ２２とは回転弁体１３の軸方向に沿って互いに異なる位置に設けられている。

ロータリバルブ１０では、開口部Ｇ１、Ｇ２が具体的には第１の入口用開口部Ｇｉ１とヘッド用開口部Ｇｈとで実現されるとともに、第２の入口用開口部Ｇｉ２とブロック用開口部Ｇｂとで実現されている。以下、この点について図８、図９、図１０を用いて説明する。

図８は回転順序に応じた通路開閉パターンを示す図である。図９、図１０は回転順序に応じた通路開閉状態を示す図である。図８では丸印で全開であることを、三角印で半開であることを、バツ印で全閉であることを示す。図９、図１０では図６と同様、丸印で開口していることを示し、三角印で開口形状が先細り形状になっていることを示す。図９では回転順序１から６までの回転順序前半に応じた通路開閉状態を図９（ａ）から（ｆ）までで示し、図１０では回転順序７から１２までの回転順序後半に応じた通路開閉状態を図１０（ｇ）から図１０（ｌ）までで示す。

回転順序１は入口側通路Ｐ１を開いた状態で冷却液の流通を禁止する状態に対応している。回転順序１では、入口側通路Ｐ１が第１の入口用開口部Ｇｉ１によって全開になっている一方、ヘッド側通路Ｐ２１とブロック側通路Ｐ２２とがともに全閉になっている。

回転順序２はヘッド側通路Ｐ２１を開き始めた状態に対応している。回転順序２では、入口側通路Ｐ１が第１の入口用開口部Ｇｉ１によって全開になっている一方、ヘッド側通路Ｐ２１がヘッド用開口部Ｇｈによって開き始めた状態になっている。ブロック側通路Ｐ２２は全閉である。したがって、第１の入口用開口部Ｇｉ１とヘッド用開口部Ｇｈとは冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で出口側通路Ｐ２（具体的にはここではヘッド側通路Ｐ２１）を開き始めるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序３はヘッド側通路Ｐ２１に冷却液を流通させる状態に対応している。回転順序３では、入口側通路Ｐ１が第１の入口用開口部Ｇｉ１によって全開になっており、且つヘッド側通路Ｐ２１がヘッド用開口部Ｇｈによって全開になっている。ブロック側通路Ｐ２２は全閉である。したがって、第１の入口用開口部Ｇｉ１とヘッド用開口部Ｇｈとはさらに冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を全開にしている間に出口側通路Ｐ２を開き始め、且つ開き終えるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序４はヘッド側通路Ｐ２１への冷却液の流通を制限し始めた状態に対応している。回転順序４では、第１の入口用開口部Ｇｉ１によって開かれている入口側通路Ｐ１が閉じ始めた状態になっている一方、ヘッド側通路Ｐ２１がヘッド用開口部Ｇｈによって全開になっている。ブロック側通路Ｐ２２は全閉である。したがって、第１の入口用開口部Ｇｉ１とヘッド用開口部Ｇｈとは冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２（具体的にはここではヘッド側通路Ｐ２１）を全開にしている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序５はヘッド側通路Ｐ２１への冷却液の流通を禁止した状態に対応している。回転順序５では、入口側通路Ｐ１が全閉になっている。このとき、ヘッド側通路Ｐ２１はヘッド用開口部Ｇｈによって未だ全開になっている。ブロック側通路Ｐ２２は全閉である。したがって、第１の入口用開口部Ｇｉ１とヘッド用開口部Ｇｈとはさらに冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２（具体的にはここではヘッド側通路Ｐ２１）を全開にしている間に入口側通路Ｐ１を閉じ始め、且つ閉じ終えるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序６は各通路を閉じた状態で冷却液の流通を禁止している状態に対応している。回転順序６では、入口側通路Ｐ１とヘッド側通路Ｐ２１とブロック側通路Ｐ２２とがともに全閉になっている。

回転順序７は入口側通路Ｐ１を開いた状態で冷却液の流通を禁止する状態に対応している。回転順序７では、入口側通路Ｐ１が第２の入口用開口部Ｇｉ２によって開いた状態になっている一方、ヘッド側通路Ｐ２１とブロック側通路Ｐ２２とがともに全閉になっている。

回転順序８はブロック側通路Ｐ２２を開き始めた状態に対応している。回転順序８では、入口側通路Ｐ１が第２の入口用開口部Ｇｉ２によって全開になっている一方、ブロック側通路Ｐ２２がブロック用開口部Ｇｂによって開き始めた状態になっている。ヘッド側通路Ｐ２１は全閉である。したがって、第２の入口用開口部Ｇｉ２とブロック用開口部Ｇｂとは冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で出口側通路Ｐ２（具体的にはここではブロック側通路Ｐ２２）を開き始めるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序９はブロック側通路Ｐ２２に冷却液を流通させる状態に対応している。回転順序９では、入口側通路Ｐ１が第２の入口用開口部Ｇｉ２によって全開になっており、且つブロック側通路Ｐ２２がブロック用開口部Ｇｂによって全開になっている。ヘッド側通路Ｐ２１は全閉である。したがって、第２の入口用開口部Ｇｉ２とブロック用開口部Ｇｂとはさらに冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を全開にしている間に出口側通路Ｐ２を開き始め、且つ開き終えるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序１０はブロック側通路Ｐ２２への冷却液の流通を制限し始めた状態に対応している。回転順序１０では、第２の入口用開口部Ｇｉ２によって開かれている入口側通路Ｐ１が閉じ始めた状態になっている一方、ブロック側通路Ｐ２２がブロック用開口部Ｇｂによって全開になっている。ヘッド側通路Ｐ２１は全閉である。したがって、第２の入口用開口部Ｇｉ２とブロック用開口部Ｇｂとは冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２（具体的にはブロック側通路Ｐ２２）を全開にしている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。

回転順序１１はブロック側通路Ｐ２２への冷却液の流通を禁止した状態に対応している。回転順序１１では、入口側通路Ｐ１が全閉になっている。このとき、ブロック用開口部Ｇｂによって開かれていたブロック側通路Ｐ２２は閉じ終えた状態になっている。ヘッド側通路Ｐ２１は全閉である。したがって、第１の入口用開口部Ｇｉ１とヘッド用開口部Ｇｈとはさらに冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２（具体的にはここではヘッド側通路Ｐ２１）を全開にしている間に入口側通路Ｐ１を閉じ始めるとともに、閉じ始めた出口側通路Ｐ２が開いている間に入口側通路Ｐ１を閉じ終えるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を構成している。すなわち、開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域は必ずしも出口側通路Ｐ２を全開にしている間に入口側通路Ｐ１を閉じ終えるように設定されていなくてもよい。

回転順序１２は各通路を閉じた状態で冷却液の流通を禁止している状態に対応している。回転順序１２では、入口側通路Ｐ１とヘッド側通路Ｐ２１とブロック側通路Ｐ２２とがともに全閉になっている。回転順序１２の後には再び回転順序１に戻ることができる。

図１１は制御パターンの説明図である。図１１では、制御パターンと冷却液の吐出流量および流体力の影響との関係を示す。ロータリバルブ１０では制御パターンとして、ヘッド側通路Ｐ２１およびブロック側通路Ｐ２２にともに冷却液を流通させない流通停止と、ヘッド側通路Ｐ２１およびブロック側通路Ｐ２２のうち、ヘッド側通路Ｐ２１に冷却液を流通させるヘッド流通と、ヘッド側通路Ｐ２１およびブロック側通路Ｐ２２のうち、ブロック側通路Ｐ２２に冷却液を流通させるブロック流通との３つの制御パターンを切り替えることができる。

流通停止はエンジン始動時および停止時に行うことができる。一方、ヘッド流通はエンジン始動時の流通禁止の後に行うことができ、ブロック流通はヘッド流通の後に行うことができる。また、ブロック流通の後にはエンジン停止時の流通停止を行うことができる。このため、ロータリバルブ１０ではエンジン始動からエンジン停止までの流通制御の流れを考慮し、流通停止、ヘッド流通、ブロック流通、流通停止の順に制御パターンの切り替えができるようにしている。

流通停止はエンジン始動時または停止時の制御パターンであるため、冷却液の圧力に応じた流体の力の影響が小さい状態で行われることになる。このため、エンジン始動時または停止時に流通禁止を行う場合に対しては開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を適宜設定することができる。一方、ヘッド流通とブロック流通とはエンジンの冷却を要する場合の制御パターンであるため、冷却液の圧力に応じた流体の力の影響が大きい状態で行われることがある。このため、ロータリバルブ１０では上述したように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することで、流体の力の影響を考慮した開口領域の設定を行っている。

この点、前述した図８、図９、図１０において回転順序１０、１１、１２に示す通路開閉状態はエンジン始動時または停止時に行う流通停止で用いることができる。このため、ロータリバルブ１０では例えば回転順序１０、１１、１２に通路開閉状態を廃止するように開口部Ｇ１、Ｇ２（具体的にはここでは第２の入口用開口部Ｇｉ２とブロック用開口部Ｇｂ）の開口領域を設定することもできる。

次にロータリバルブ１０の作用効果について説明する。図１２は開弁パターンの比較図である。開弁パターン１は出口側通路Ｐ２を全開にしている状態で入口側通路Ｐ１を開き始める場合、開弁パターン２は入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で出口側通路Ｐ２を開き始める場合、開弁パターン３は通路Ｐ１、Ｐ２を全閉にしている状態で入口側通路Ｐ１を開き始める場合、開弁パターン４は通路Ｐ１、Ｐ２を全閉にしている状態で出口側通路Ｐ２を開き始める場合、開弁パターン５は通路Ｐ１、Ｐ２を全閉にしている状態で通路Ｐ１、Ｐ２を同時に開き始める場合となっている。通路Ｐ１、Ｐ２および回転弁体１３内部のハッチングは流体の圧力が相対的に高圧であることを示す。

開弁パターン１では、入口側通路Ｐ１が高圧、回転弁体１３の内部が低圧となっている状態で入口側通路Ｐ１を開き始めることになる。このため、入口側通路Ｐ１から回転弁体１３の内部に向かって強い流速が発生する。結果、回転弁体１３の内部で強い渦が発生する。但し、渦の回転方向は回転弁体１３の回転方向とは逆方向となる。このため、この場合には流体の力が回転弁体１３の回転方向とは逆方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力も大きくなる。

開弁パターン２では、入口側通路Ｐ１および回転弁体１３の内部が高圧となっている状態で出口側通路Ｐ２を開き始めることになる。このため、回転弁体１３の内部から出口側通路Ｐ２に向かって強い流速が発生する。また、回転弁体１３の内部では回転弁体１３の回転方向に沿って回転する渦が発生する。このため、この場合には流体の力が回転弁体１３の回転方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力を低減できる。

開弁パターン３では、入口側通路Ｐ１を開き始めても出口側通路Ｐ２が閉じているため、入口側通路Ｐ１から回転弁体１３の内部に向かって特段強い流速は発生しない。開弁パターン４では、出口側通路Ｐ２を開き始めても入口側通路Ｐ１が閉じているため、回転弁体１３の内部から出口側通路Ｐ２への流れは特に発生しない。

開弁パターン５では、通路Ｐ１、Ｐ２が同時に開き始めることで、入口側通路Ｐ１から回転弁体１３の内部に向かって強い流速が発生するとともに、回転弁体１３の内部から出口側通路Ｐ２に向かって強い流速が発生する。この場合、開弁前の流体の圧力状態と発生する流速とに応じて流体の力が回転弁体１３の回転方向とは逆方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力も大きくなる。

ロータリバルブ１０ではこれらの開弁パターンに鑑み、回転弁体１３が内部で互いに連通し、冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を開いている状態で出口側通路Ｐ２が開き始めるように開口領域が設定されている開口部Ｇ１、Ｇ２を備えている。そしてこれにより、開弁パターン２で説明したように流体の力が回転弁体１３の回転方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力を低減できる。このため、ロータリバルブ１０は小型化や低出力化を図ることができる。またこれにより、コストの低減を図ることもできる。

ロータリバルブ１０では冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で出口側通路Ｐ２が開き始めるように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定している。そしてこれにより、出口側通路Ｐ２を開き始めるにあたり、回転弁体１３の内部の圧力と入口側通路Ｐ１の圧力とが予め等しい状態になり易くすることで、回転弁体１３の回転方向に流体の力を好適に作用させることができる。結果、小型化や低出力化を好適に図ることができる。

ロータリバルブ１０では冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合にさらに具体的には入口側通路Ｐ１を全開にしている間に出口側通路Ｐ２を開き始め、且つ開き終えるように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することで、上述したように小型化や低出力化を図りつつ、冷却液の流通を禁止している状態から冷却液の流通を特段制限しない態様で冷却液を流通させることができる。

図１３は閉弁パターンの比較図である。閉弁パターン１は出口側通路Ｐ２を全開にしている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始める場合、閉弁パターン２は入口側通路Ｐ１を全開にしている状態で出口側通路Ｐ２を閉じ始める場合、閉弁パターン３は出口側通路Ｐ２を全閉にしている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始める場合、閉弁パターン４は入口側通路Ｐ１を全閉にしている状態で出口側通路Ｐ２を閉じ始める場合、閉弁パターン５は通路Ｐ１、Ｐ２を開いている状態で通路Ｐ１、Ｐ２を同時に閉じ始める場合となっている。通路Ｐ１、Ｐ２および回転弁体１３内部のハッチングは流体圧力が相対的に高圧であることを示す。

閉弁パターン１では、回転弁体１３の内部が低圧となる状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めることになる。このため、入口側通路Ｐ１から回転弁体１３の内部に向かって強い流速が発生する。結果、回転弁体１３の内部で強い渦が発生する。渦の回転方向は回転弁体１３の回転方向と同じになっている。このため、この場合には流体の力が回転弁体１３の回転方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力を低減できる。

閉弁パターン２では、入口側通路Ｐ１および回転弁体１３の内部が高圧となる状態で出口側通路Ｐ２を閉じ始めることになる。このため、回転弁体１３の内部から出口側通路Ｐ２に向かって強い流速が発生する。このため、この場合には流体の力が回転弁体１３の回転方向とは逆方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力が大きくなる。

閉弁パターン３では、入口側通路Ｐ１を閉じ始めても出口側通路Ｐ２が閉じているため、入口側通路Ｐ１から回転弁体１３の内部に向かって特段強い流速は発生しない。閉弁パターン４では、出口側通路Ｐ２を閉じ始めても入口側通路Ｐ１が閉じているため、回転弁体１３の内部から出口側通路Ｐ２への流れは特に発生しない。

閉弁パターン５では、通路Ｐ１、Ｐ２が同時に閉じ始めることで、入口側通路Ｐ１から回転弁体１３の内部に向かって強い流速が発生するとともに、回転弁体１３の内部から出口側通路Ｐ２に向かって強い流速が発生する。この場合、閉弁時に発生する流体の圧力状態と発生する流速とに応じて流体の力が回転弁体１３の回転方向に作用することから、必要な回転弁体１３の駆動力を低減できる。但し、この場合には回転弁体１３の内部に回転弁体１３の回転方向と同方向に回転する大きな渦は発生しない。

ロータリバルブ１０ではこれらの閉弁パターンに鑑み、開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域がさらに冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２を開いている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めるように設定されている。そしてこれにより、閉弁パターン１で説明したように流体の力が回転弁体１３の回転方向に作用する分、必要な回転弁体１３の駆動力を低減できる。このため、ロータリバルブ１０は閉弁時と閉弁時に必要となる駆動力それぞれの低減を図ることで、小型化や低出力化を好適に図ることができる。

ロータリバルブ１０では冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に出口側通路Ｐ２を全開にしている状態で入口側通路Ｐ１を閉じ始めるように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定している。そしてこれにより、冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合に回転弁体１３の内部に強い渦を発生させるようにすることで、回転弁体１３の回転方向に流体の力を好適に作用させることができる。結果、小型化や低出力化を好適に図ることができる。

ロータリバルブ１０では冷却液を流通させている状態から冷却液の流通を禁止する場合にさらに具体的には出口側通路Ｐ２を全開にしている間に入口側通路Ｐ１を閉じ始め、且つ閉じ終えるように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することで、入口側通路Ｐ１を閉じ終えるまでの間、回転弁体１３の内部に強い渦をより確実に発生させるようにすることもできる。

ロータリバルブ１０は第１の通路部１１に介在する第１の弁体部Ｒ１と、第２の通路部１２に介在する第２の弁体部Ｒ２とを有し、第１の通路部１１における流体の流通と、第２の通路部１２における流体の流通とを回転動作で同時に制御可能な回転弁体１３を備えている。この点、かかるロータリバルブ１０では弁体部Ｒ１、Ｒ２それぞれに流体の力が作用する分、小型化や低出力化が妨げられ易くなっている。このため、上述したように開口部Ｇ１、Ｇ２の開口領域を設定することは、ロータリバルブ１０がかかる回転弁体１３を備えるロータリバルブである場合に特に好適である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば第１および第２の開口部の開口領域は冷却液の流通を禁止している状態から冷却液を流通させる場合に入口側通路を開いている状態で出口側通路が開き始めるように設定されるところ、この場合に入口側通路は必ずしも全開になっていなくてもよい。この点、入口側通路は回転弁体の回転動作に応じて回転弁体の回転方向に流体の力を作用させることが可能な範囲内で開いている状態とすることができる。これは、出口側通路が開き終わる場合についても同様である。

また、例えば第１および第２の開口部の開口領域は流体を流通させている状態から流体の流通を禁止する場合に出口側通路を開いている状態で入口側通路を閉じ始めるように設定されるところ、この場合に出口側通路は必ずしも全開になっていなくてもよい。この点、出口側通路は回転弁体の回転動作に応じて回転弁体の回転方向に流体の力を作用させることが可能な範囲内で開いている状態とすることができる。これは、入口側通路が開き終わる場合についても同様である。

ロータリバルブは必ずしもエンジンの冷却液を流通させるロータリバルブに限られず、その他の用途に用いられるロータリバルブであってもよい。この点、ロータリバルブがエンジンの冷却液を流通させるロータリバルブである場合、冷却液の流量が所定値よりも大きい場合にバルブの開閉を行わなければならなくなる場合があることに起因して、小型化や低出力化が妨げられ易い構成上、本発明の適用が効果的である。

Ｗ／Ｐ １
ロータリバルブ １０
第１の通路部 １１
第２の通路部 １２
回転弁体 １３

Claims (2)

1. 入口側通路から出口側通路への流体の流通を制御する回転弁体を備え、
   前記回転弁体が内部で互いに連通し、流体の流通を禁止している状態から流体を流通させる場合に前記入口側通路を開いている状態で前記出口側通路が開き始めるように開口領域が設定されている第１および第２の開口部を備えるロータリバルブ。
2. 請求項１記載のロータリバルブであって、
   前記第１および第２の開口部の開口領域がさらに流体を流通させている状態から流体の流通を禁止する場合に前記出口側通路を開いている状態で前記入口側通路を閉じ始めるように設定されているロータリバルブ。
   

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