JP2013249810A - 冷却水制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】イニシャライズ学習用のストッパを弁体を駆動するアクチュエータ内に設けることにより、ストッパを用いたイニシャライズ学習を可能とするとともに、効率的な構造とすることが可能な冷却水制御弁を提供する。
【解決手段】冷却水制御弁は、エンジンを冷却する冷却水の流量を制御するために駆動されるロータと、ロータを収容するケーシングと、ロータを駆動する回転駆動装置３を備える。回転駆動装置３の制御手段は、ロータの動作範囲のイニシャライズ学習機能を有する。回転駆動装置３は、モータ３３と減速機３４とを備える。減速機３４に備えられる動力伝達要素のうちの出力歯車４１の動作範囲を規制することにより、ロータの動作範囲を規制する。また、制御手段によるイニシャライズ学習時用の規制手段としての出力歯車の溝４３および溝４３に挿入される固定の角度ストッパ４４を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの冷却水の流れを制御する冷却水制御弁に関する。

自動車等の車両のエンジン（内燃機関）においては、エンジンの暖機性能の向上やエンジンを最適な温度で動作させることによる燃費向上等を目的として、エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン通路とは別に、ラジエータをバイパスしてそのままエンジンに戻すバイパス通路を設けるとともに、メイン通路に冷却水制御弁を設け、この冷却水制御弁の開度を冷却水温度とその他の値に応じて調節することによって、メイン通路を流れてラジエータによって冷却される冷却水の量を制御することが検討されている。なお、冷却水は、エンジンにより駆動されるポンプにより循環させられており、エンジン作動中で、かつ、冷却水制御弁が開いている場合は、冷却水が主にメイン通路を循環し、冷却水制御弁が閉じられている場合にバイパス通路を循環する。

例えば、冷却水温が低いエンジン始動時等においては、メイン通路を遮断して冷却水をラジエータに通さずにバイパス通路からエンジンにそのまま戻し、エンジンの暖機を促進させるようにする。また、例えば、暖気後もエンジンにおける燃料の燃焼を最適化するように冷却水の温度を制御するために、冷却水制御弁の開閉（開度）を調整する。
このような冷却水制御弁では、ロータリ式バルブなどの使用が検討されている。

ロータリ式バルブでは、例えば、ロータ内に流路が設けられるとともに、ロータを収容するハウジングに、外部の流路に接続され、かつ、ロータの角度が開となる角度の場合に、ロータ内の流路と連通する開口部が形成されている。このロータの回転角度により、冷却水制御弁が開閉するとともに、開度が調整されて流量が調整されることになる。

したがって、例えば、冷却水制御弁の組立時や、完成後の冷却水制御弁の作動開始時等において、全閉位置や全開位置等の角度のイニシャライズ学習が必要である。例えば、エンジン水温を調整するエンジンの冷却系制御装置において、サーモ弁、ヒータ弁、オイル弁について、通電開始時に弁を全開から全閉とするイニシャル処理を行うことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、イニシャライズ学習とは、関係ないが、例えば、エンジン冷却水を制御するための流量制御弁において、弁の開度を機械的ストッパで規制し、誤作動時などに弁に不具合が生じるのを防止することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特表２００７−２３９８９号公報 特表２００２−９８２４５号公報

ところで、一般的にイニシャライズ学習において、例えば、原点位置や、最大移動位置等の各位置に対応して機械的なストッパを設け、ストッパに接触した際の位置を学習することが好ましいが、冷却水制御用の弁において、イニシャライズ学習用のストッパが設けられているものがなかった。
例えば、特許文献１では、エンジンの冷却系制御装置の弁においてイニシャル処理を行うことが記載されているが、イニシャル処理時の位置決めのための機械的ストッパが記載されていない。

また、特許文献２では、偏心して回転しているロータ（弁体）の回転範囲内に、偏ったロータが弁座側の部材に接触するようになっている部分があり、駆動装置の誤作動によりロータが回転し過ぎた場合に、ロータが弁座側の部材に押し付けられ、冷却水制御弁の不具合の要因になる構造となっている。

そこで、特許文献２では、弁体（ロータ）が弁座側の部材に接触しないように、ロータの回転範囲をストッパで規制するようになっているが、イニシャライズについては記載されていない。すなわち、特許文献２では、弁体が回転し過ぎた場合に不具合を生じる構成なので、回転し過ぎによる不具合を防止するためにストッパを設けたものであり、イニシャライズ学習用のストッパについては知られていない。

また、特許文献２において、ストッパは、弁体に接続されて弁体を回転させる減速機の出力軸に設けられた移動側のストッパと弁ハウジングに固定される部材に設けられた固定側のストッパとを備え、これらが接触した際にそれ以上の弁体の回転が規制されるようになっているが、これらのストッパが弁の小型化や製造コストの低減の妨げになる虞がある。

例えば、出力軸にストッパが設けられた構成では、装置内の出力軸という径の小さな部分に応力が作用することになってしまうので、ストッパが設けられる部分の耐力を大きくする構成が必要となり、耐力を大きくする構成として、サイズを大きくすることが必要になる虞がある。

出力軸に接続される弁体（ロータ）側にストッパを設けた場合には、弁体のストッパが設けられる部分に剛性部が必要になるとともに、弁体の回転軸に大きな負荷がかかる虞があり、回転軸の高強度化が必要になる場合がある。
また、弁体を収容するハウジングと、アクチュエータ（のハウジング）とが別部材の場合に、ロータ側にストッパがあると、ストッパで弁体の回転が規制された際に、弁体のハウジングと、アクチュエータとの間に捻られる力が発生するため、弁体のハウジングとアクチュエータとの接合部の強化が必要になってしまう。
これらのことが製造コストの増加要因になる虞がある。

本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、イニシャライズ学習用のストッパを弁体を駆動するアクチュエータ内に設けることにより、ストッパを用いたイニシャライズ学習を可能とするとともに、効率的な構造とすることが可能な冷却水制御弁を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の冷却水制御弁は、エンジンを冷却する冷却水の流量を制御するために駆動される弁体と、
前記弁体を収容するケーシングと、
前記弁体を駆動するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御手段とを備え、
前記弁体の動作により、前記冷却水の流れを制御する冷却水制御弁であって、
前記制御手段は、前記弁体の動作範囲のイニシャライズ学習機能を有し、
前記アクチュエータは、モータと当該モータの回転を減速する減速機を備え、
前記減速機に備えられる動力伝達要素のうちの前記弁体に直接接続されて動力を伝達する前記動力伝達要素を除く少なくとも一つの前記動力伝達要素の動作範囲を規制することにより、前記弁体の動作範囲を規制し、かつ、前記制御手段によるイニシャライズ学習時に学習される前記弁体の動作範囲の特定に用いられる規制手段を備えることを特徴とする。

このような構成によれば、アクチュエータの減速機内の動力伝達要素の動作範囲を規制する規制手段が設けられているので、弁体とケーシング側に規制手段を設ける場合よりも、小型化や低コスト化が容易になる。
例えば、アクチュエータ内に規制手段が設けられることにより、弁体のケーシング側とアクチュエータが接続される構成でも、アクチュエータ内で規制手段に力が作用する構成なので、ケーシングとアクチュエータとの間に捻られる力が作用することがなく、ケーシングとアクチュエータとの接合部を強化する必要がない。

また、弁体や弁体に直接接続される動力伝達要素（例えば、出力軸等のシャフト）に規制手段を設けた場合に、弁体に剛性部（高強度部）を設けたり、出力軸の高強度化が必要になる虞がある。しかし、減速機の弁体に直接接続される動力伝達要素以外の動力伝達要素のいずれかに規制手段を設ける構成とした場合に、動力伝達要素は高い強度を有する可能性が高く、剛性部を設けたり高強度化したりする必要がなく、簡素化が可能になる。
また、アクチュエータ内でイニシャライズ学習に必要とされる構成が完結することになり、それによっても冷却水制御弁の簡素化が可能になる。

本発明の上記構成において、前記アクチュエータが前記弁体を回転動作させ、
前記規制手段に動作範囲を規制される前記伝達要素が、前記弁体を出力軸を介して回転させる出力歯車とされていることが好ましい。

このような構成によれば、例えば、回転する出力歯車側と、アクチュエータの例えばボデー等の固定部材とにそれぞれ規制手段となる部材を配置し、出力歯車が動作範囲として所定の回転角度範囲だけ回転可能にすることができる。ここで、減速機の出力歯車は、剛性が高くされているとともに、減速のために径が大きくされている可能性が高く、例えば、固定側のストッパに当接する可動側のストッパが規制手段として出力歯車に設けられる構成とした場合に、強度が高く比較的大きな径の部分にストッパを設けることができるので、必ずしも出力歯車のストッパが形成される部分に剛性部を設けたり、回転軸を強化したりする必要がなく、低コストに製造できる可能性がある。

本発明の上記構成において、前記規制手段は、前記出力歯車に設けられ、当該出力歯車の回転中心を中心とする円弧状の溝と、前記溝に挿入され、回転する前記出力歯車に対して固定されている角度ストッパとを備え、
前記角度ストッパが前記溝の両端部のそれぞれに突き当たることで、前記出力歯車の回転角度範囲が規制されていることが好ましい。

このような構成によれば、出力歯車の径の範囲と出力歯車の略厚さの範囲内に、規制手段を配置することが可能であり、規制手段を設けるものとしても、アクチュエータのサイズが大きくなることがない。なお、溝部を補強するような構造としても、サイズ的には、ほとんど変わらず、規制手段が冷却水制御弁のコンパクト化の妨げになることがない。

本発明によれば、アクチュエータの減速機側で動力伝達要素の動作範囲を規制することにより弁体の動作範囲を規制し、この規制された動作範囲に基づいて、冷却水制御弁の弁体の動作範囲のイニシャライズ学習を可能にできる。この際に、規制手段を設ける際に、構造の強化やサイズの大型化を必要とせず、簡素で効率的な構造にすることができる。

本発明の実施形態の冷却水制御弁を示す斜視図である。 前記冷却水制御弁を示す斜視図である。 前記冷却水制御弁を示す一部破断斜視図である。 前記冷却水制御弁を駆動するアクチュエータを示す蓋を外した状態の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
この実施形態のロータリ式バルブは、例えば、車両のエンジンの冷却水の制御に用いられるものであり、エンジンのエンジンブロックに取り付けられて使用され、エンジンブロックとラジエータとの間で冷却水を循環させるためのメイン流路と、冷却水を用いた温度調整を必要とする装置（例えば、ヒータやスロットル）に冷却水を供給するサブ流路と、ラジエータを迂回するバイパス流路とを有するエンジン冷却システムにおいて、メイン流路およびサブ流路の開閉を行うために用いられる。

図１から図３に示すように、ロータ１（図３に図示）と、ロータ１を回転自在に収容するケーシング２と、ロータ１を回転駆動する回転駆動装置（アクチュエータ）３と、メイン流路に接続されて冷却水（流体を）流出（または流入）させるメイン接続管４を有するメイン接続部材５と、サブ流路に接続されて冷却水を流出（または流入）させるサブ接続管６を備えるサブ接続部材７とを有する。

ロータ１は、細くて長尺な円筒状の回転軸１１と、回転軸１１を中心軸とする太い円筒状に形成された円筒部１２と、円筒部１２の軸方向の両方の端部において円筒部１２の径方向にそって回転軸１１から四方に延出して円筒部１２に接続された形状のスポーク部１３を備える。なお、スポーク部１３は、四方（４方向）に延出する形状に限られるものではなく、延出する方向は、例えば、２方向、３方向や４方向以上であってもよい。

ロータ１の左右の端面部分は、上述の回転軸１１から四方に延出した形状のスポーク部１３からなるので、四方に延出した部分の間が開口になっている。したがって、ロータ１の左右の端面には、それぞれ４つの開口部（端面側開口部）１４が設けられ、ロータ１の端面のスポーク部１３が占める面積より開口部１４が占める面積の方が大きくなっている。

また、ロータ１の両端面からは、それぞれ回転軸１１の端部が突出している。
ロータ１（円筒部１２）の外周面には、外周面の略半分（半分より少しだけ短い）の周方向長さを有するロータ開口部１５が設けられている。ロータ開口部１５の周方向の両端部は、半円状に形成されている。また、ロータ開口部１５のロータ１の軸方向に沿う幅の長さは、ロータ１の軸方向に沿う長さの１／２以上で、例えば、２／３以上となっている。

また、ロータ１の外周面のロータ開口部１５は、ロータ１の円筒部１２に設けられたものであり、円筒部１２を貫通してロータ１（円筒部１２）の内部と外部とを連通した状態になっている。

また、ロータ１（円筒部１２）の外周面のロータ開口部１５を除く部分は、開口のない外周面であるロータ外周閉塞面１６にされている。ここでは、ロータ開口部１５がロータ１の外周面の周方向に沿った長さが全周の長さの略半分にされているのに対して、開口の無いロータ外周閉塞面１６は、ロータ１の外周面の周方向に沿った長さの略半分にされている。

ケーシング２は、概略６面体（直方体）の箱状に形成されている。なお、ケーシング２の形状は、概略６面体に限られるものではなく、ロータ１の外周面を囲う形状になっていればよく、例えば、概略円筒状等であってもよい。このケーシング２内部には、ロータ１を回転自在に収容するロータ収容空間２ａ（図３に図示）が形成されている。このケーシング２の６面のうちの互いに対向する２面がロータ１の端面に対向する内面を有し、残りの４面がロータの外周面に対向する内面を有する。ここで、６面体の各面を構成する板状部分を第１板状部２１から第６板状部２６とする。

ロータ１の端面に対向する内面を有する板状部分を第１板状部２１と第２板状部２２とし、ロータ１の外周面に対向する内面を有する板状部分を第３板状部２３から第６板状部２６とする。

第１板状部２１と第２板状部２２とのうちの一方の第１板状部２１には、回転駆動装置３が取り付けられるようになっている。この第１板状部２１には、ロータ１を内部に挿入可能とする孔が設けられている。この孔は、図示しない、蓋部材により閉塞される。また、蓋部材には、回転駆動装置３の出力軸４６（図４に基端部を図示）がシールされた状態で貫通し、出力軸４６の先端部がロータ１に接続され、ロータ１を回転駆動するようになっている。

回転駆動装置３は、ボデー本体３１と蓋３２とからなるボデーに収納され、ボデー内部に例えば出力軸を回転させるモータ３３が備えられている。出力軸４６は、モータ３３に減速機３４を介して接続されている。出力軸４６（図４の基端部を図示）の先端部は、ロータ１の回転軸１１の一方の端部に接続されている。回転軸１１の他方の端部は、第２板状部２２の図示しない軸受部に回転自在に支持される。なお、回転駆動装置３の詳細は、後述する。

ロータ１の外周面に内面が対向する第３板状部２３は、その外周部分が鍔状に外方に延出するように設けられ、フランジ部２３ｂとされているが、第１板状部２１、第２板状部２２、第４板状部２４、第６板状部２６に囲まれた部分が開口部になっている。

また、フランジ部２３ｂは、接続部材２７を介してエンジンのエンジンブロックの開口を有する取付位置に取り付けられる。接続部材２７は、筒状の部材で一方の端部の開口側に、フランジ部２３ｂと接続されるフランジ部２８が設けられ、他方の開口側にエンジンブロックに接続されるフランジ部２９が設けられている。この接続部材２７を介して、ロータリ式バルブがエンジンブロックに接続される。

この接続部材２７が接続される第３板状部２３には、上述のように開口が形成され、接続部材２７を介して、エンジンブロック側から冷却水が流入可能になっている。

第５板状部２５の外面には、上述のサブ接続部材７が取り付けられる。この第５板状部２５には、サブ接続部材７のサブ接続管６に連通する開口部２５ａが設けられている。
この開口部２５ａは、ロータリ式バルブから外部に冷却水を流出させる流出側の開口部２５ａである。この開口部２５ａから例えば流出した冷却水はサブ流路（例えば、ヒータ等を含む）を通って循環することになり、ポンプからエンジンブロックに戻されることになる。

第５板状部２５は、流入側（流出側であってもよい）の開口部２３ａを有する第３板状部２３と対向して略平行に配置され、第６板状部２６および第４板状部２４と略直角に配置されている。
前記開口部２５ａは、円筒状の内周面を有する。

サブ接続部材７は、板状の接続部７１と、この接続部７１から開口部２５ａ内に挿入された状態に延出する円筒状の支持筒部７２とを備える。サブ接続部材７の接続部７１には、貫通孔が形成されており、この貫通孔は、接続部７１の内側面側で支持筒部７２の内部に連通し、外側面側でサブ接続管６内に連通している。これにより、支持筒部７２とサブ接続管６とが連通している。

また、接続部７１の内側面は、第５板状部２５の開口部２５ａの外側の側面と面接触するようになっており、サブ接続部材７をケーシング２に接続した状態で、開口部２５ａが閉塞した状態になるが、開口部２５ａは、支持筒部７２を介してサブ接続管６に連通している。

支持筒部７２には、その外周を覆うように円筒状のシール部材７７が設けられている。すなわち、円筒状のシール部材７７内に支持筒部７２が挿入されている。シール部材７７の円筒状でロータ１の外周面に沿った先端部は、ロータ１の外周面に接触している。このシール部材７７の先端部がロータ１のロータ外周閉塞面１６に接触した状態では、円筒状のシール部材７７の先端側開口が完全に閉塞した状態になる。この際には、支持筒部７２が閉塞した状態になり、サブ接続管６が閉塞された状態になる。

また、ロータ開口部１５と、シール部材７７の先端部とが重なった場合には、バルブが開放した状態となり、第３板状部２３の開口から流入する冷却水をロータ１の内部空間を介して、エンジンブロック側からサブ通路側に流出させることが可能な状態になる。

なお、ロータ開口部１５と、シール部材７７の先端部（先端開口部）が重なる割合によりバルブ開度が調整され、流量の調整が可能になる。
ただし、ロータ開口部１５は、サブ通路用の開口部と、後述のメイン通路用の開口部を周方向に合わせて一体にした形状になっており、ロータ開口部１５のロータ１の周方向に沿う長さは、シール部材７７のロータ１に接触する部分の径より長くなっている。

第６板状部２６の外面には、上述のメイン接続部材５が取り付けられる。この第６板状部２６には、メイン接続部材５のメイン接続管４に連通する開口部（ケーシング開口部）２６ａが設けられている。
この開口部２６ａは、ロータリ式バルブから外部に冷却水を流出させる流出側（流入側であってもよい）の開口部２６ａである。この開口部２６ａから例えば流出した冷却水はメイン流路を通って循環することになる。この冷却水はラジエータを介して、ポンプからエンジンブロックに戻されることになる。

第６板状部２６は、流入側（流出側であってもよい）の開口部２３ａを有する第３板状部２３および第５板状部２５と略直角に配置されている。
前記開口部２６ａは、円筒状の内周面を有する。

メイン接続部材５は、板状の接続部５１と、この接続部５１から開口部２６ａ内に挿入された状態に延出する円筒状の支持筒部５２とを備える。メイン接続部材５の接続部５１には、貫通孔が形成されており、この貫通孔は、接続部５１の内側面側で支持筒部５２の内部に連通し、外側面側でメイン接続管４内に連通している。これにより、支持筒部５２とメイン接続管４とが連通している。

また、接続部５１の内側面は、第６板状部２６の開口部２６ａの外側の側面と面接触するようになっており、メイン接続部材５をケーシング２に接続した状態で、開口部２６ａが閉塞した状態になるが、開口部２６ａは、支持筒部５２を介してサブ接続管６に連通している。

なお、サブ接続部材７と、メイン接続部材５とは、サブ接続管６を備えるか、メイン接続管４を備えるかで構造が異なるが、接続部５１，７１の内側面側の形状は略同じになっており、支持筒部７２と支持筒部５２とが同じ形状になっている。

支持筒部５２には、その外周を覆うように円筒状のシール部材７７が設けられている。すなわち、円筒状のシール部材７７内に支持筒部５２が挿入されている。シール部材７７は、上述のサブ接続部材７側のシール部材７７と同様のものであり、同様の形状を有するとともに、同様の機能を有する。

この冷却水制御弁においては、ロータ１に上述のようにケーシング２側の二つの開口部２５ａ，２６ａを両方開にできる周方向に長いロータ開口部１５が設けられている。
ロータ１は、メイン接続管４に連通するメインの開口部２６ａと、サブ接続管６に連通するサブの開口部２５ａとを備え、これら開口部２５ａ、２６ａの両方を閉塞する全閉の状態から両方を開放する全開の状態に回転可能になっている。

このロータ１を回転駆動する回転駆動装置３は、図４に示すように、モータ３３と減速機３４とからなるものである。
減速機３４は、モータ３３の回転軸に設けられた第１平歯車３５、第１平歯車３５に噛み合う第２平歯車３６と同軸上に配置されて一体に回転するように設けられた第３平歯車３７と、第３平歯車３７に噛み合う第４平歯車３９と、第４平歯車３９と同軸上に配置されて一体に回転するように設けられた第５ねじ歯車４０と、この第５ねじ歯車（ウォーム）４０に噛み合う第６はす歯歯車（ウォームホイール）である出力歯車４１を備えるものである。

各歯車の噛み合い部分で、モータ３３の回転が減速されるようになっている。また、第５ねじ歯車４０と第６はす歯歯車である出力歯車４１から構成されるウォームギヤでモータ３３の回転が減速されるようになっている。
出力歯車４１は、減速機３４の歯車機構の中で最も径の大きな歯車であり、かつ、ロータ１に接続されてロータ１を一体に回転させる出力軸４６が同軸上に固定されており、この出力軸４６と一体に回転するようになっている。なお、図４において、出力軸４６の基端部側が図示されており、ロータ１の回転軸１１に接続される先端部は、図中、ボデー本体３１の裏側からロータ１側に延出している。

この出力歯車４１には、出力歯車４１の回転中心を中心とする円弧状の溝４３が設けられている。また、回転駆動装置３のボデーの蓋３２側には、その所定位置に円弧状の溝４３内に挿入された状態の角度ストッパ４４が設けられている。なお、図４においては、蓋３２（図１に図示）が図示されておらず、蓋３２の内側面から突出する部分を図示している。

また、出力歯車４１の溝４３の両端部は、出力歯車４１を左右にそれぞれ回転させた場合に、角度ストッパ４４が突き当てられる突き当て部４７となっている。この角度ストッパ４４と、両端に突き当て部４７を有する出力歯車４１の溝４３が、減速機の弁体としてのロータ１に直接接続されてロータ１に動力を伝達する動力伝達要素（出力軸４６）を除く動力伝達要素に設けられた規制手段になる。

また、角度ストッパ４４は、半円より大きな円弧状の軸受部４５と一体に蓋３２に設けられている。この軸受部４５は、出力歯車４１の軸（出力軸４６の外側の円筒部分）の蓋３２側の端部を回転自在に支持している。なお、角度ストッパ４４、軸受部４５および蓋３２は、一体に成形されたものであってもよい。

このような出力歯車４１においては、出力歯車４１が一方の方向に向けて回転した場合に（例えば、図中時計回りに回転した場合に）、円弧状の溝４３の他方の突き当て部４７に角度ストッパ４４が接触するまで回転する。

同様に、出力歯車４１が他方の方向に向けて回転した場合に（例えば、図中反時計回りに回転した場合に）、円弧状の溝４３の一方の突き当て部４７に、角度ストッパ４４が接触するまで回転する。すなわち、この出力歯車４１の円弧状の溝４３のそれぞれの端部の突き当て部４７に、角度ストッパ４４が接触するまで回転する。

この規制手段による出力歯車４１の回転角度範囲が規制されることにより、出力歯車４１と一体に回転する出力軸４６に接続されたロータ１の回転角度範囲が規制される。この実施形態では、出力歯車４１とロータ１とは、出力軸４６を介して一体に回転するようになっており、上述の規制手段により出力歯車４１と同様にロータ１の回転角度が規制される。

このロータ１の回転角度の規制は、冷却水制御弁の作動時に、ロータ１の回転角度の移動範囲を規制するためのものではなく、例えば、冷却水制御弁の製造時や取付時、冷却水制御弁の作動開始前や作動開始時において、冷却水制御弁（回転駆動装置３）の制御において、例えば、ロータ１の回転に基づく冷却水制御弁の全閉位置と全開位置等の所定位置をイニシャライズ学習するためのものである。

なお、この例において、規制手段に規制されるロータ１の角度範囲は、例えば、上述のケーシング２側の二つの開口部２５ａ、２６ａが全閉になる回転角度と、全開となる角度との間の範囲よりも少し広い角度範囲になっている。すなわち、例えば、出力歯車４１が図中時計回り（または反時計回り）に回転して溝４３の一方の端部の突き当て部４７に角度ストッパ４４が当接する前に例えば所定の全閉位置（または全開位置）となり、さらに、同じ方向に出力歯車４１を回転して所定の全閉位置を少し超えた段階で溝４３の一方の突き当て部４７に角度ストッパ４４が当接することになる。

すなわち、溝４３の両端それぞれ突き当て部４７と、角度ストッパ４４とにより規制される出力歯車４１とロータ１の回転角度範囲の中心からの角度が、ロータ１の制御時に規制される角度より、所定角度だけ広くなっている。したがって、イニシャライズ学習時には、実際のロータ１の動作範囲となる回転角度の最小角度と最大角度とに対して、上述の規制手段において溝４３の両端の突き当て部４７が角度ストッパ４４に接触する角度は、一方の突き当て部４７に角度ストッパ４４が突き当たる角度が最小角度より所定角度だけ小さい角度になり、他方の突き当て部４７に角度ストッパ４４が突き当たる角度が最大角度より所定角度だけ大きい角度になる。

例えば、冷却水制御弁の制御装置（制御手段）においては、エンジン始動時等にイニシャライズ処理を行う。この場合には、例えば、ロータ１を回転駆動装置３により回転させる。この際に、例えば、ロータ１を全閉側に回転させて角度ストッパ４４を溝４３の一方の端部の突き当て部４７に接触させる。制御装置は、この接触位置となるモータ３の回転角度に対して予め設定された所定角度を加算した角度を例えば最小角度位置として記憶する。

また、ロータ１を全閉側と反対となる全開側に回転させて角度ストッパ４４を溝４３の他方の端部の突き当て部４７に接触させる。制御装置は、この接触位置となるモータ３３の回転角度に対して予め設定された所定角度を減算した角度を例えば最大角度位置として記憶する。なお、上述の所定角度は、例えば、制御装置の記憶装置（例えば、フラッシュメモリやＥＰＲＯＭ）に記憶されている。

実際の制御では、記憶された最小角度位置から最大角度位置の範囲内で、ロータ１の回転角度が制御されるとともに、最小角度位置および／または最大角度位置を基準として、その間の回転角度が制御されることになる。したがって、冷却水制御弁の動作中は、出力歯車４１の回転範囲が上述のようにイニシャライズ学習された最小角度位置と最大角度位置との間で動くように制御される。
また、基本的にイニシャライズ学習の際にだけ、角度ストッパ４４が突き当て部４７に当接することになり、通常の冷却水制御弁の動作時には、角度ストッパ４４が突き当て部４７に接触することがない。

このような冷却水制御弁にあっては、ロータ１の回転角度を回転駆動装置３を介して規制する規制手段としての出力歯車４１の両端部に突き当て部４７を有する溝４３と角度ストッパ４４により確定する実際の角度位置を用いてイニシャライズ学習をすることができる。これにより、正確なロータ１の回転角度位置の制御が可能になる。

また、規制手段が、ロータ１の回転角度や、ロータ１に接続されてロータ１を直接回転駆動させる出力軸の回転角度を規制するのではなく、アクチュエータとしての回転駆動装置３内の減速機３４の出力軸を除く動力伝達要素としての出力歯車４１の回転角度を規制するようになっているので、ロータ１や出力軸の補強を必要とせず、ロータ１や出力軸の加工や組立に手間が増えるようなことがない。

なお、突き当てることにより回転を規制する構成、すなわち、回転規制時に応力が生じる構成を必ずしも強度や剛性の高くないロータ１や、径の小さな軸である出力軸に設けた場合に、ロータ１やケーシング２や出力軸の強化や、応力がかかる部分への高剛性部や高強度部の配置等の補強が必要になってしまい、小型化やコストダウンが困難になる。

また、この実施形態では、規制手段を、減速機３４の中でも最も径の大きな出力歯車４１に設けているので、上述のように回転の規制時に応力が生じる構成であっても、補強の必要がなく、構成を簡素化できる。

また、この実施形態のように、冷却水制御弁本体側のケーシング２と回転駆動装置３のボデー本体３１および蓋３２が別体の場合に、回転駆動装置３で回転駆動されるロータ１を有する冷却水制御弁本体（冷却水制御弁の回転駆動装置３を除いた部分）側に規制手段を設けると、冷却水制御弁本体側と回転駆動装置３側との間に捻られる力が発生してしまうが、回転駆動装置３内に規制手段が設けられて、回転駆動装置３内で回転が規制されるので、冷却水制御弁本体側と回転駆動装置３側との間で捻られる力が生じることがなく、冷却水制御弁本体と回転駆動装置３との接合部を補強するなどの必要がない。したがって、冷却制御弁を簡素な構造にできる。

また、上述のように規制手段が、出力歯車４１の歯の内側の本体部に設けられた円弧状の溝と回転駆動装置３のボデー（蓋３２）側に固定された角度ストッパ４４とからなり、略出力歯車４１の配置範囲内のスペースに収めることが可能である。すなわち、規制手段を設けることにより、減速機３４を大きくする必要がなく、小型化し易い構造にできる。

また、出力歯車４１とロータ１とは、出力軸を介して一体に回転するので、出力歯車４１の回転角度を規制することにより、ロータ１の回転角度を規制するようにしても、動力伝達による誤差が生じず、精度の高い制御を行うことができる。また、例えば、回転駆動装置３に制御装置を接続すれば、冷却水制御弁本体が回転駆動装置３に接続されていない状態でもイニシャライズ学習処理が可能になり、角度の測定も可能になる。

上述のようにモータ３３を備える回転駆動装置３内に制御のイニシャライズ学習用に動作範囲を規制する規制手段が設けられており、ロータ１を有する冷却水制御弁本体を含まない回転駆動装置３内でモータ３３の制御ために必要な構成が完結することになり、簡素な構造にできるとともに、冷却水制御弁を小型化し易い構造にすることができる。

１ ロータ（弁体）
２ ケーシング
３ 回転駆動装置（アクチュエータ）
３３ モータ
３４ 減速機
３６ 出力軸（弁体に直接接続される動力伝達要素）
４１ 出力歯車（動力伝達要素）
４３ 溝（規制手段）
４４ 角度ストッパ（規制手段）
４７ 突き当て部

Claims (3)

1. エンジンを冷却する冷却水の流量を制御するために駆動される弁体と、
   前記弁体を収容するケーシングと、
   前記弁体を駆動するアクチュエータと、
   前記アクチュエータを制御する制御手段とを備え、
   前記弁体の動作により、前記冷却水の流れを制御する冷却水制御弁であって、
   前記制御手段は、前記弁体の動作範囲のイニシャライズ学習機能を有し、
   前記アクチュエータは、モータと当該モータの回転を減速する減速機を備え、
   前記減速機に備えられる動力伝達要素のうちの前記弁体に直接接続されて動力を伝達する前記動力伝達要素を除く少なくとも一つの前記動力伝達要素の動作範囲を規制することにより、前記弁体の動作範囲を規制し、かつ、前記制御手段によるイニシャライズ学習時に学習される前記弁体の動作範囲の特定に用いられる規制手段を備えることを特徴とする冷却水制御弁。
2. 前記アクチュエータが前記弁体を回転動作させ、
   前記規制手段に動作範囲を規制される前記伝達要素が、前記弁体を出力軸を介して回転させる出力歯車とされていることを特徴とする請求項１に記載の冷却水制御弁。
3. 前記規制手段は、前記出力歯車に設けられ、当該出力歯車の回転中心を中心とする円弧状の溝と、前記溝に挿入され、回転する前記出力歯車に対して固定されている角度ストッパとを備え、
   前記角度ストッパが前記溝の両端部のそれぞれに突き当たることで、前記出力歯車の回転角度範囲が規制されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却水制御弁。

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