JP2013525653A - 車両用冷却液制御弁 - Google Patents

Abstract

目的は、応答性に優れ、小型軽量で、消費電力が少ない車両用冷却液制御弁を提供することである。冷却液停止弁（車両用冷却液制御弁）は、磁性体を有すると共に流体の流通を制御する弁体と、弁体を閉方向に移動させるコイルスプリング（付勢部材）と、弁体と当接可能な弁座と、弁体を閉方向に移動させるソレノイドと、を備え、ウォーターポンプ（ポンプ）作動時には、ウォーターポンプ（ポンプ）から吐出される流体の流体圧により、コイルスプリング（付勢部材）による閉方向への移動力に抗して弁体を開方向に移動させる。

Description

本発明は、エンジン等の冷却系に使用される車両用冷却液制御弁に関する。

エンジンの燃焼を安定させて燃費を向上させる為、サーモスタットバルブの開閉により冷却液の流路をラジエータからバイパスさせ冷却液温を一定に制御するシステムが一般的に使用されている。

エンジン出口側の独立したサーモエレメント感温室にラジエータ出口流路との通路を設け、ラジエータ出口側液温を加味した作動を行えるサーモスタットバルブがある。このサーモスタットバルブのサーモエレメントには熱膨張するサーモワックスが封入されており、冷却液温により弁体を開閉動作する。さらに、サーモエレメントにニクロムヒータ等の発熱素子を組合せて弁体を開閉させ冷却液温を電子制御する（例えば、特許文献１参照）。

また、スプリングによって閉方向に付勢された可動部を持つソレノイドバルブがある。コイル非励磁時には閉状態となり、励磁時に開状態となる。（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−３２８７５３号公報 特開２００２−３４０２１９号公報

しかしながら、特許文献１では、エンジンにより加熱された冷却液の熱が感温室から低温側に放熱されることによって、サーモエレメントの動作が遅れ、開弁までに時間がかかる。そのため、ラジエータへの冷却液の供給が遅れ、エンジンのオーバーヒートにつながるおそれがある。

また、特許文献２では、ソレノイドバルブをラジエータ冷却液温制御用に使用する場合、油圧制御用よりも流量が多い為弁体の受圧面積を広く設定しなければならず、それに伴い必要な駆動力も増大する。そのため、容量の大きなソレノイドが要求され、ソレノイドが大型化して質量が増加する問題がある。さらに、開状態の保持に通電を継続する必要があり、電力消費が増大するという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、応答性に優れ、小型軽量で、従来技術より電力消費が少ない車両用冷却液制御弁を提供することを目的とする。

本発明による車両用冷却液制御弁の特徴構成は、
磁性体を有すると共に流体の流通を制御する弁体と、
前記弁体と当接可能な弁座と、
前記弁体を前記弁座側に付勢する付勢手段と、
前記弁体を前記弁座側に移動させるソレノイドと、を備え、
ポンプ作動時には、前記ポンプから吐出される流体の流体圧により、前記付勢手段による閉方向への付勢力に抗して前記弁体が開方向に移動する点にある。

上記の特徴構成による車両用冷却液制御弁では、付勢手段（尚、ここでの付勢手段にはコイルスプリングの弾性力、又は弁体に作用する重力を含まれる）またはソレノイドによる吸引力によって弁体を閉操作する。本構成によれば、例えば、ソレノイドによる弁体に対する吸引力を解除することで、弁体は直ちに開弁可能であるから、熱膨張によるサーモエレメントに比べて応答時間が短縮され制御性が向上する。そのため、冷却液が低温の場合でも自在に循環流路を開動作できる。また、弁体は閉方向の付勢力により付勢されるため、閉方向に作用するソレノイドの吸引力を低く設定でき、ソレノイドを小型軽量化できる。さらに、熱交換器とエンジンとの間の循環流路に流体を循環させるときは、ソレノイドへの通電を遮断し、流体圧により弁体が開状態となる為、ソレノイドの電力消費を低減できる。

本発明の他の特徴構成は、前記弁座が前記ソレノイドを内包するコアに設けられる点にある。

本構成であれば、弁体を構成する磁性体と台座を構成するコアの距離を近く設定でき、電流あたりの吸引力が増大して、電力消費を低減できる。

本発明の他の特徴構成は、前記ポンプ停止時は、前記弁体は閉方向に作用する付勢力により前記弁座に当接保持され、前記ポンプ作動時かつ前記ソレノイド励磁時に、前記弁体は閉方向に作用する吸引力と閉方向に作用する付勢力により前記弁座に当接保持され、前記ポンプ作動時かつ前記ソレノイド非励磁時に、前記弁体は開方向に作用する流体圧により押圧されて開状態に保持される点にある。

本構成のように、ポンプ停止時に、弁体が閉方向に作用する付勢力により弁座に当接保持されるようにすることで、流体圧がない状態で弁体が弁座と一体になるから、エンジン停止中は弁体が弁座に着座している状態を維持できる。また、エンジン起動時のポンプ作動前かつソレノイド励磁時に、弁体は閉方向に作用する吸引力と閉方向に作用する付勢力により弁座に当接保持されるため、ソレノイドの起磁力を低く設定でき、ソレノイドを小型軽量化できる。さらに、ポンプ作動時かつソレノイド非励磁時に、弁体は開方向に作用する流体圧により押圧されて開状態に保持されるため、弁体を開状態に維持するために電力が消費されることがなく、装置全体としての電力消費を低減できる。

本発明の他の特徴構成は、前記弁体が開弁時には、前記流体が前記弁体の外側を流通する点にある。

本構成であれば、弁体の一部に貫通孔状の流体用通路を設けた構成に比して、弁体の全面が磁束流路として働くため、弁体を薄い板状の形態としても、ソレノイドから弁体に対して十分な吸引力を作用させることができる。また、弁体の一部に流体用通路を設けないため、弁体の小型化、軽量化、形状の単純化、及び、制御弁全体としての小型化が図れる。

本発明の他の特徴構成は、少なくとも前記弁体と前記付勢手段とを囲むハウジングが設けられており、前記弁体が開弁時には、前記流体が前記弁体と前記ハウジングとの間を流通する点にある。

本構成であれば、ハウジングの内面と前記弁体の外周面との間に流路が形成されるので、ハウジングとは別に流路形成部材を設ける構成と比べて、部品数が少なくて済み、制御弁全体としての小型化も図れる。

本発明の他の特徴構成は、前記弁体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に、前記弁体を開閉方向に案内する弁体案内部が設けられている点にある。

本構成であれば、弁体の中央付近などに軸状の被案内部材を設ける必要がなくなるため、弁体を単純な板状部材として構成したり、弁体の質量を小さくしたりできる。また、ハウジングに特別な案内部位を設ける必要がないため、例えば、ハウジングの弁座に囲まれた弁内流路の軸心と同軸上に流路流体出口を形成すること等も可能となる。

本発明の他の特徴構成は、前記弁体は円板状を呈し、複数の前記弁体案内部が、前記弁体の周方向において等間隔で設けられている点にある。

本構成であれば、弁体が開閉に際して弁体案内部から受ける摩擦が弁体の周方向において均一に作用し、且つ、弁体の外側を通過する流体の流れも、弁体に対して弁体の周方向において均一に作用することで、弁体を初期の姿勢から傾斜させようとする力が働き難いので、弁体が軸心と垂直な所期の姿勢に維持され易くなる。

本発明の他の特徴構成は、前記弁体には、前記弁体の重心よりも前記流体の流通方向下流側に底部を有する凹部が設けられている点にある。

本構成であれば、弁体を開弁する流体圧が凹部の閉じられた空間内に集中し、その結果、同流体圧が弁体自体の重心よりも開弁方向寄りに作用するので、弁体が軸心に対して垂直な所期の姿勢にて安定し易い。

本発明の他の特徴構成は、前記凹部が前記弁体の径方向に関する中央部に設けられている点にある。

本構成であれば、流体による弁体を開弁しようとする力が弁体自体の重心よりも開弁方向寄りでしかも弁体の径方向に関する中央部に作用するので、弁体の姿勢がさらに安定し易い。

本発明の他の特徴構成は、前記弁体が前記弁座から所定量だけ離間するまでの間、前記弁体の側面と対向するように配置された流れ制御壁部が設けられている点にある。

本構成であれば、ポンプの作用によって流体から弁体に一定値以下の押し圧が加えられている状態では、少量の流体が弁体と弁座と流れ制御壁部との間の薄い環状の空間に入り込み、弁体はその入り込んだ流体の押し圧によって弁座から僅かに離れ、且つ、弁体の側面の少なくとも一部が流れ制御壁部と径方向で対向する位置に保持される。この状態では、弁体が弁座と当接しないまま実質的な閉状態が得られるため、弁体と弁座の当接による異音や両部材の損耗などの現象が抑制される。

本発明の他の特徴構成は、前記弁体の開閉方向に沿った軸心上に流体出口が形成されている点にある。

本構成であれば、弁座に囲まれた弁内流路から流体出口を介して全体として直線状に延びた流路が形成されるため、流体に対する流れ抵抗の少ない車両用冷却液制御弁が得られる。また、このように直線状の流路となるため、弁の側方に流体出口が備えられた構成などに比して、弁体の姿勢が崩れ難く、流体が車両用冷却液制御弁から受ける流れ抵抗も少なくなる。

第１実施形態に係る冷却液停止弁の閉動作を示す断面図である。 第１実施形態に係る冷却液停止弁の開動作を示す断面図である。 各実施形態に係るエンジン冷却系の全体構成を示す説明図である。 第２実施形態に係る冷却液停止弁の閉動作と開動作を示す断面図である。 第３実施形態に係る冷却液停止弁の閉動作と開動作を示す断面図である。 第４実施形態に係る冷却液停止弁の閉動作と開動作を示す断面図である。 第５実施形態に係る冷却液停止弁の閉動作と開動作を示す断面図である。 第５実施形態に係る冷却液停止弁の一部分解斜視図である。 本発明に係る冷却液停止弁の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、冷却液停止弁１（車両用冷却液制御弁の一例）の閉動作を示す断面図であり、図２は、冷却液停止弁１の開動作を示す断面図である。
冷却液停止弁１は、磁性体を有すると共に流体の流通を制御する弁体１１と、弁体１１と当接可能な弁座１５と、弁体１１を弁座１５側に付勢するコイルスプリング１６（付勢手段の一例）と、弁体１１を弁座１５側に移動（当接、保持）させるソレノイド２とを備える。ポンプ作動時には、ポンプから吐出される水などの流体の流体圧により、コイルスプリング１６による閉方向への付勢力に抗して弁体１１が開方向に移動する。

ソレノイド２は、鉄等の磁性体により成型されたコア３の内径部４の外側に巻かれ、内径部４と外径部５により内包されるコイル状の導線により構成される。ソレノイド２は、コネクタ（不図示）により外部の駆動回路（不図示）と電気的に接続される。
コア３は、入力ポート６及び出力ポート７を備えたハウジング８内に設置される。コア３の内径部４の内側には弁内流路９が形成されており入力ポート６と連通する。

弁体１１は、鉄等の磁性体により成型されており、カバー１３の内面から延出された筒状の軸受部１２によって冷却液停止弁１の軸心Ｘに沿ってスライド可能に支持されている。より具体的には、弁体１１は、弁体１１から弁座と反対向きに延出された棒状の中軸１１Ｓと、中軸１１Ｓに対して弁体１１の開閉方向に沿ってスライド可能に外嵌される軸受部１２とにより支持されている。
カバー１３は入力ポート６と反対側に形成されたハウジング開口部１４を密閉して設置される。弁体１１と当接する弁座１５は、コア３の入力ポート６と反対側のフランジ面に形成される。弁体１１を弁座１５方向に付勢するコイルスプリング１６は、弁体１１とカバー１３との間に設置されている。

図２から理解されるように、弁体１１の開弁時には、流体が弁体１１の径方向外側を（より具体的には弁体１１とハウジング８の環状の内壁面との間を）軸心Ｘと平行に流れ、ハウジング８の側面に形成された出力ポート７から排出される。出力ポート７から径方向に離間した位置で弁体１１の径方向外側を流れた流体は、弁体１１とカバー１３との間の領域を経て出力ポート７に至る。

図３は、エンジン冷却系１００の全体構成を示す説明図である。エンジン５１の冷却液出力ポート５２にラジエータ５３の入力ポート５４が接続され、ラジエータ５３の出力ポート５５は、サーモスタットバルブ５６の入力ポート５７に接続される。サーモスタットバルブ５６の出力ポート５８は、エンジン５１によって駆動されるウォーターポンプ６０の吸込ポート６１に接続される。ウォーターポンプ６０の吐出ポート（不図示）は、エンジン５１の冷却液入力ポート（不図示）に接続される。

また、エンジン５１の暖房用出力ポート（不図示）は、冷却液停止弁１の入力ポート６（図１を参照）に接続される。他方、冷却液停止弁１の出力ポート７は、ヒータコア６２の入力ポート６３に接続され、ヒータコア６２の出力ポート６４は、サーモスタットバルブ５６のバイパス入力ポート５９と接続される。バイパス入力ポート５９は出力ポート５８と連通している。

エンジン５１停止時（図１）には、ウォーターポンプ６０は停止しており、ソレノイド２への通電は解除されているが、弁体１１はコイルスプリング１６の付勢力によって弁座１５に当接付勢されるため、冷却液停止弁１は閉状態に保持される。
エンジン５１始動時（図１）には、ウォーターポンプ６０が駆動開始され、ウォーターポンプ６０の吐出による流体圧が弁内流路９を介して弁体１１に作用するが、ソレノイド２は通電により励磁されるので、磁性体の弁体１１は、ソレノイド２の吸引力とコイルスプリング１６の付勢力によって弁座１５に押付けられ、冷却液停止弁１は閉状態に保持される。

暖房使用時（図２）には、エンジン５１によって加熱された冷却液をヒータコア６２に流す目的で、通電の解除によりソレノイド２を非励磁状態にすることで、弁体１１に対する吸着力は除去される。この時、弁内流路９を介して弁体１１に作用する流体圧は、コイルスプリング１６による付勢力に抗して弁体１１を弁座１５から押し上げ、冷却液停止弁１を開状態に保持する。

冷却液は、エンジン５１の内部で加熱された後でラジエータ５３により冷却され、サーモスタットバルブ５６を経由してウォーターポンプ６０によって循環する。
低温時には、サーモスタットバルブ５６が閉状態となり、冷却液はラジエータ５３を流れず、ウォーターポンプ６０からエンジン５１の内部流路、冷却液停止弁１、ヒータコア６２及びサーモスタットバルブ５６を経由して再びウォーターポンプ６０まで循環する。

暖房の作動時には、エンジン５１の内部で加熱された冷却液は、流体圧によって開状態に保持された冷却液停止弁１を経由してヒータコア６２に供給され、室内の空気を暖める。ヒータコア６２で冷却された冷却液は、サーモスタットバルブ５６を経由してウォーターポンプ６０により循環する。
暖房の非作動時には、ソレノイド２の励磁により弁体１１及び冷却液停止弁１は閉状態に保持され、ヒータコア６２への冷却液の供給は停止される。

本発明による冷却液停止弁１は、サーモワックス等の熱膨張による開動作でなく、電流により自在に制御でき、応答性に優れたソレノイド２により開動作するので、暖房の効き始めを早めることができ、寒冷時の快適性が向上する。
また、冷却液停止弁１の閉状態では、弁体１１と弁座１５が当接して磁性体間の距離が接近することで電流あたりの吸引力が増大することと、コイルスプリング１６の付勢力も閉状態の維持に寄与することとにより、ソレノイド２の電力消費を低減できる。
さらに、ソレノイド２への通電解除時も含めて、弁体１１はコイルスプリング１６により常に弁座１５に向けて付勢されるので、液圧脈動による弁体１１の振動や、振動する弁体１１が弁座１５と衝突することによる異音の発生を抑制できる。

車両用冷却液制御弁は、ヒータコア６２への流路を開閉する冷却液停止弁１に適用されているが、ラジエータ５３への流路を開閉するサーモスタットバルブ５６にも適用できる。サーモスタットバルブ５６に適用する場合、ヒータコア６２への流路開閉用の冷却液低止弁１に比べて流量が多いので、自ずから弁体１１の受圧面積が広くなる。したがって、一般に、流体圧に抗して弁体１１を開状態に保持するために必要なコイルスプリング１６の付勢力を強く設定しなければならない。それに伴いソレノイド２の吸引力も強く設定する必要がある。

しかし、本発明の冷却液制御弁では、弁体１１はコイルスプリング１６により常に閉方向に付勢されていることと、磁性体である弁体１１と弁座１５とが当接した状態で保持されることとにより、ソレノイド２に要求される起磁力を比較的弱めに設定することができる。その結果、前述のように弁体１１の受圧面積を広く設定した場合でも、比較的起磁力の弱いソレノイド２で弁体１１を閉状態に保持できるので、ソレノイド２を小型軽量化でき、搭載性も向上する。それに伴い、ソレノイド２の駆動回路内の発熱による損失を伴うスイッチング素子も低容量化でき、駆動回路を小型で省電力タイプのものにできる。

また、本発明の冷却液制御弁１では、低温でのエンジン５１始動後のラジエータ５３への冷却液供給開始時には、ウォーターポンプ６０によって得られる冷却液の流体圧を通常よりも低めにしておくことによって、弁体１１を最大開度まで開けずに小開度で保持することができる。小流量での液温上昇により系の時定数等の特性値を推定し、弁体１１を全開にするタイミングを決めることによって、液温のオーバーシュートやハンチングが抑制され、エンジン５１の燃焼が安定し燃費が向上する。
さらに、本発明の冷却液制御弁１では、ソレノイド２への非通電時には、流体圧により開状態に保持される構成となっているので、ソレノイド２に断線等の故障が生じた場合でもラジエータ５３への冷却液の流路は確保され、エンジン５１の過熱を防止できる。

また、本発明の冷却液制御弁１では、弁の閉状態で流路が遮断された場合には、ウォーターポンプ６０の駆動に要する主要な負荷はウォーターポンプ６０のケーシング内でのインペラーの撹拌損失のみとなり、ラジエータ５３等へ冷却液を供給する際の管路抵抗損失よりも小さくなる。したがって、複雑化を招き易い電動式ウォーターポンプやウォーターポンプ駆動力断接機構等のオンデマンド機構を用いる必要がないので、車両のエンジン周辺の機構が簡略化、及び、軽量化され、ウォーターポンプ６０駆動に伴うエネルギー損失が低減し、燃費を向上できる。

図１、２に示す車両用冷却液制御弁１では、ソレノイド２は弁内流路９の周囲に設置されるが、搭載上等の理由によりソレノイドが冷却液の流路から離れた位置に設置されてもよい。また、図１、２に示す車両用冷却液制御弁１では、ソレノイド２はハウジング８に対する相対位置が固定されているが、ハウジング８に対して相対移動可能な弁体１１としてもよい。
図１、２に示す車両用冷却液制御弁１では、弁体１１を閉方向に付勢する付勢手段としてコイルスプリング１６が用いられているが、付勢手段として、空気ばね、磁力、弁体１１の質量に作用する重力等を用いてもよい。
冷却液を循環させる手段はウォーターポンプ６０だけでなく、蓄圧器等を補助的に用いてもよい。

本発明では車両用冷却液制御弁１をエンジン５１本体の冷却系に用いているが、排気管に設置される触媒の冷却系又は液冷式オイルクーラ等に適用してもよい。他に、電動車両に使用されるモーター、インバーター、二次電池、燃料電池等の熱源の冷却系又は排熱回収系の制御弁として適用してもよい。

〔第２実施形態〕
図４に示す車両用冷却液制御弁１の第２実施形態では、弁体２１は、円板状の弁体本体２１Ａと、弁体本体２１Ａの外周から弁座１５と反対側に軸心Ｘと平行に延出した外縁部２１Ｂとを有する。弁体２１は、第１実施形態の弁体よりも薄い鉄の板材などをプレス加工することで得られている。

弁体２１からは第１実施形態で見られた中軸１１Ｓが略されている。その代わりに、ハウジング８の内周面には、複数の同一形状の弁体案内部１９が周方向に関して等間隔で設けられている。弁体案内部１９は軸心Ｘと平行に延出された案内部１９Ａと、案内部１９Ａの上端から径方向内側に延出された弁受け部１９Ｂとを有する。すなわち、弁体２１の外周の外縁部２１Ｂが、これらの弁体案内部１９の案内部１９Ａによって案内されることで、開閉に際しての弁体２１の移動方向は概して軸心Ｘと平行な方向に規制される。

この実施形態では、軸心Ｘと平行に延びた４つの弁体案内部１９がハウジング８の内周面に設置されている。弁体案内部１９は樹脂によるハウジング８の成形時に一体成形されている。弁体案内部１９を設けたハウジング８の内周面は、弁体２１の外周とハウジング８の内周面との間の一例である。

ハウジング８は、ソレノイド２が内装された第１ハウジング８Ａと、出力ポート７を備えた第２ハウジング８Ｂとを備える。第１ハウジング８Ａの一端に形成された環状溝に対して、第２ハウジング８Ｂの一端に形成された環状突起が係入されることで両部材は連結されている。同係入時には、環状溝の内部に予め配置されたＯリング２５が環状突起によって環状溝の内面に押圧されることで、ハウジング８内部が液密状に保たれる。

複数の弁体案内部１９が第２ハウジング８Ｂの内周面に周方向に沿って等間隔で一体的に並置されているので、車両用冷却液制御弁１の組み立て時に、弁体２１を弁体支持部１９どうしの間にセットした状態で、第２ハウジング８Ｂを第１ハウジング８Ａに組み付けるだけで、弁体２１は弁体支持部１９どうしの間で開閉方向に沿って移動自在な所期の形態に組み付けられるので、組み立てが容易となる。

ソレノイド２は、コア３と、コア３の内径部の外側に外嵌されたコイル状導線により構成される。ソレノイド２の外周部は樹脂製の内部ケース２０によって鋳包まれ、内部ケース２０の外周には環状のヨーク１０が外嵌固定され、内部ケース２０の内周には樹脂製で概して環状の流路形成部材１８（コア）が内嵌固定されている。ソレノイド２と内部ケース２０とヨーク１０と流路形成部材１８とは軸心Ｘを共有しつつ１つのアセンブリーを構成しており、このアセンブリーが樹脂製の第１ハウジング８Ａの内径側に内嵌固定されている。

流路形成部材１８と内部ケース２０との平坦な各端面どうしが、互いに協働して環状の弁座１５を構成している。
出力ポート７は、概して円筒状の第２ハウジングの中心から軸心Ｘに沿って直線状に延出されている。その結果、出力ポート７と、ソレノイド２の内側に内嵌された流路形成部材１８の弁内流路９とは、互いに軸心Ｘを共有する関係にある。

弁体２１と第２ハウジング８Ｂの内壁面との間に設置されたコイルスプリング１６は常に弁体２１を弁座１５側に付勢している。
ソレノイド２への通電時には、図４（ａ）に示すように、ソレノイド２による吸着力とコイルスプリング１６による付勢力とによって、弁体２１は弁座１５に押付けられており、弁内流路９からの流体圧の有無に関わらず車両用冷却液制御弁１は閉状態に維持される。

他方、ソレノイド２の非通電時には、弁内流路９からの流体圧が十分に高ければ、図４（ｂ）に示すように、コイルスプリング１６の付勢力に抗して、弁体２１は流体圧によって弁座１５から押し上げられる。
弁体２１が流体圧によって弁座１５から押し上げられると、流体が弁体２１の径方向外側の部位を、より具体的には、弁体２１と第２ハウジング８Ｂの環状の内壁面との間を流れ、出力ポート７から排出される。
仮に弁体２１が過度の流体圧によって弁座１５から大きく移動しても、弁体案内部１９の弁受け部１９Ｂが弁体２１の外縁部２１Ｂの上端と当接するので、第２ハウジング８Ｂの天井面に押付けられた弁体２１によって流路が閉じられる事態は生じない。

弁体２１の開状態では、弁内流路９を軸心Ｘに沿って流れてくる冷却水が、弁体２１の外周を周方向に関して均等に通過して軸心Ｘ付近に集まり、出力ポート７から軸心Ｘに沿って排出される。このように、車両用冷却液制御弁１の内部における冷却水の流れが、一貫して軸心Ｘに関して回転対称状となるので、弁座１５から離間中の弁体２１の姿勢も、軸心Ｘに対して垂直な所期の姿勢に安定的に保持され易い。

〔第３実施形態〕
図５に示す車両用冷却液制御弁１の第３実施形態では、弁体２１の径方向に関する中央部に、出力ポート７側に突出した円錐台状の凸部２１Ｄがプレス加工などによって形成されている。凸部２１Ｄの裏面側は、流体の流通方向下流側に底部を有する凹部２１Ｅを構成している。
図５（ａ）に示す閉弁状態から、弁内流路９を介して冷却水の流体圧が弁体２１に加わる際、及び、同流体圧によって弁体２１が開弁される際には、流体圧が凹部２１Ｅの閉じられた空間内に集中し、その結果、流体圧が弁体２１自体の重心よりも開弁方向寄りに作用するので、流体による弁体２１が流体圧で開弁される際、及び、開弁状態に保持されている際に、弁体２１が軸心Ｘに対して垂直な所期の姿勢にて特に安定し易い。この実施形態では、凹部２１Ｅが弁体２１の径方向に関する中央部に位置するので、弁体２１の姿勢が特に安定し易い。図５（ｂ）に例示するように、凹部２１Ｅにおいて冷却水の小さな渦流または淀みが環状に形成されることで、安定した流体圧が凹部２１Ｅに集中するものと推測される。

〔第４実施形態〕
図６に示す車両用冷却液制御弁１の第４実施形態では、出力ポート７側に突出した環状の凸部２１Ｄがプレス加工などによって形成されている。凸部２１Ｄは軸心Ｘを中心とする環状を呈し、凸部２１Ｄの裏面側は、流体の流通方向下流側に底部を有する環状の凹部２１Ｅを構成している。
この実施形態でも、弁内流路９を介して冷却水の流体圧が弁体２１に加わる際、及び、同流体圧によって弁体２１が開弁される際には、流体圧が凹部２１Ｅの閉じられた環状の空間内に集中し、その結果、流体圧が弁体２１自体の重心よりも開弁方向寄りに作用するので、弁体２１が流体圧で開弁される際、及び、開弁状態に保持されている際に、弁体２１が軸心Ｘに対して垂直な所期の姿勢にて安定し易い。

〔第５実施形態〕
図７及び図８に示す車両用冷却液制御弁１の第５実施形態では、弁座１５の最外周部に環状の流れ抑制ブロック２３（流れ制御部の一例）が設けられている。図７に示すように、流れ抑制ブロック２３は第１ハウジング８Ａの内周面の上端付近から径方向内側に向かって一体的に形成されている。図７（ａ）に示すように、流れ抑制ブロック２３の内周面は、閉弁状態における弁体２１の外縁部２１Ｂ（側面の一例）と径方向で対向している。

この実施形態では、図７（ｂ）に示すように、ウォーターポンプ６０の作用によって冷却水から弁体２１に一定値以下の押し圧が加えられている状態では、少量の冷却水が弁体２１と弁座１５と流れ抑制ブロック２３との間の薄い環状の空間に入り込み、弁体２１はその入り込んだ流体の押し圧によって弁座１５から僅かに離れ、且つ、弁体２１の側面の少なくとも一部が未だ流れ抑制ブロック２３と径方向で対向する位置に保持される。この状態では、僅かな量の冷却水のみが出力ポート７へと流れ、弁体２１が弁座１５と当接しないまま実質的な閉状態が得られる。したがって、弁体２１と弁座１５の当接による異音や両部材の損耗などの現象が抑制される。

図７（ｂ）に示す状態から、冷却水から弁体２１に加えられる押し圧が一定値を超え、図７（ｃ）に示すように、弁体２１の側面が流れ抑制ブロック２３と径方向で全く対向しなくなるまで、弁体２１がコイルスプリング１６の付勢力に抗して弁座１５から十分に離間されると、弁内流路９から供給される冷却水が、流れ抑制ブロック２３よりも出力ポート７寄りの広い空間を経て、出力ポート７へと流れることが可能となり、実質的な開弁状態が得られる。

図８に例示するように、流れ抑制ブロック２３を互いに周方向で等間隔に分割された複数（図では６つ）の小ブロックの形態で第１ハウジング８Ａの内周面の上端付近に設け、第１ハウジング８Ａに対して第２ハウジング８Ｂを接合する際に、第２ハウジング８Ｂの内周面に一体的に形成された弁体案内部１９の下端が、各小ブロックどうしの間隙に係入される形態で実施しもよい。尚、図８はコイルスプリング１６を省略した分解斜視図となっている。

〔第６実施形態〕
図９に示す車両用冷却液制御弁１の第６実施形態では、弁体３１の一部に冷却液が流通可能な貫通孔３１Ｈが形成されている。図示された例では、図９（ｃ）に示すように、４つの扇状の貫通孔３１Ｈが、弁体３１の外周面よりも径方向の少し内側に周方向に沿って等間隔で配置されている。貫通孔３１Ｈは弁内流路９の内周面よりも径方向外側に配置されているので、図９（ａ）に示すように弁体３１が弁座１５に当接した状態では、弁座１５は他の実施形態と同様に十分に閉弁された状態となっている。図９（ｂ）に示すように、弁体３１が弁内流路９からの流体圧によって弁座１５から押し上げられた開弁状態では、冷却水が弁体３１の外周のみでなく、弁体３１の内部の貫通孔３１Ｈからも流通し、出力ポート７から排出される。その結果、弁体３１の外径を小さめに設置でき、装置全体を小型化できる。尚、第６実施形態では、弁体３１に貫通孔３１Ｈが形成されているため、ソレノイドから所定の大きさの吸引力を受けるために、前述した各弁体１１、２１に比べて厚い弁体３１とする必要が生じる。

〔別実施形態〕
〈１〉第１実施形態の一部を変形し、支持部には複数の流体出口が中軸１１Ｓと軸受部１２とを径方向外側から取り囲む環状に形成され、これらの複数の流体出口が、軸心Ｘに沿って延出された出力ポート７に連通している形態で実施することも可能である。この形態では、弁体１１が中軸１１Ｓと軸受部１２とによって支持されているにも関わらず、出力ポート７と、ソレノイド２の内側に内嵌された流路形成部材１８の弁内流路９とは、互いに軸心Ｘを共有する関係にあることになり、弁１１の側方に流体出口が備えられた構成などに比して、弁の姿勢が崩れ難くなる。

〈２〉弁体案内部をハウジングの内面には設けず、弁体の外周から複数の案内アームが放射状に延出した形態としてもよい。この形態では、これらの複数の案内アームの先端がハウジングの滑らかな内面に対して軸心Ｘと平行に摺動自在とすることで、弁体が軸心Ｘに沿った移動方向に案内される。

磁性体を有すると共に流体の流通を制御する弁体と、弁体と当接可能な弁座と、弁体を弁座側に移動（当接、保持）させるソレノイドとを備えた車両用冷却液制御弁の構成として利用できる。

１ 冷却液停止弁（車両用冷却液制御弁）
２ ソレノイド
３ コア
７ 出力ポート（流体出口）
８ ハウジング
８Ａ 第１ハウジング
８Ｂ 第２ハウジング
１１ 弁体
１１Ｓ 中軸
１２ 軸受部（支持部）
１５ 弁座
１６ コイルスプリング（付勢手段）
１８ 流路形成部材（コア）
１９ 弁体案内部
２１ 弁体
２１Ｅ 凹部
２３ 流れ抑制ブロック（流れ制御部）
３１ 弁体
６０ ウォーターポンプ（ポンプ）

Claims (11)

1. 磁性体を有すると共に流体の流通を制御する弁体と、
   前記弁体と当接可能な弁座と、
   前記弁体を前記弁座側に付勢する付勢手段と、
   前記弁体を前記弁座側に移動させるソレノイドと、を備え、
   ポンプ作動時には、前記ポンプから吐出される流体の流体圧により、前記付勢手段による閉方向への付勢力に抗して前記弁体が開方向に移動する車両用冷却液制御弁。
2. 前記弁座は、前記ソレノイドを内包するコアに設けられる請求項１に記載の車両用冷却液制御弁。
3. 前記ポンプ停止時は、前記弁体は閉方向に作用する付勢力により前記弁座に当接保持され、
   前記ポンプ作動時かつ前記ソレノイド励磁時に、前記弁体は閉方向に作用する吸引力と閉方向に作用する付勢力により前記弁座に当接保持され、
   前記ポンプ作動時かつ前記ソレノイド非励磁時に、前記弁体は開方向に作用する流体圧により押圧されて開状態に保持される請求項１又は２に記載の車両用冷却液制御弁。
4. 前記弁体が開弁時には、前記流体が前記弁体の外側を流通する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用冷却液制御弁。
5. 少なくとも前記弁体と前記付勢手段とを囲むハウジングが設けられており、前記弁体が開弁時には、前記流体が前記弁体と前記ハウジングとの間を流通する請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用冷却液制御弁。
6. 前記弁体の外周面と前記ハウジングの内周面との間に、前記弁体を開閉方向に案内する弁体案内部が設けられている請求項４または５に記載の車両用冷却液制御弁。
7. 前記弁体は円板状を呈し、
   複数の前記弁体案内部が、前記弁体の周方向において等間隔で設けられている請求項６に記載の車両用冷却液制御弁。
8. 前記弁体には、前記弁体の重心よりも前記流体の流通方向下流側に底部を有する凹部が設けられている請求項１から７のいずれか一項に記載の車両用冷却液制御弁。
9. 前記凹部が前記弁体の径方向に関する中央部に設けられている請求項８に記載の車両用冷却液制御弁。
10. 前記弁体が前記弁座から所定量だけ離間するまでの間、前記弁体の側面と対向するように配置された流れ制御壁部が設けられている請求項４から９のいずれか一項に記載の車両用冷却液制御弁。
11. 前記弁体の開閉方向に沿った軸心上に流体出口が形成されている請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用冷却液制御弁。

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