JP2018123887A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体の回転軸方向の大型化を抑制することができる流量制御弁を提供する。【解決手段】流量制御弁ＣＶは、ハウジング１の第３排出口Ｅ３と弁体３の第３開口部Ｍ３とが常時連通し、弁体３の第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２の連通状態が変化する第１状態と、ハウジング１の第３排出口Ｅ３と弁体３の第３開口部Ｍ３とが常時非連通となり、弁体３の第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２の連通状態が変化する第２状態と、を有する。そして、この流量制御弁ＣＶでは、第１開口部Ｍ１と第２開口部Ｍ２とが、弁体３の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部が弁体３の回転軸方向において重合するように形成されると共に、第３開口部Ｍ３が、第１開口部Ｍ１に対して弁体３の回転軸方向に並列に形成されている。【選択図】図６

Description

本発明は、流量制御弁に関する。

従来の流量制御弁としては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

この流量制御弁は、円筒状のハウジングの周壁に開口形成された主連通口、並びにラジエータ、バイパス及びヒータと連通する連通口と、ハウジング内に回転可能に収容される筒状の弁体の周壁に開口形成された前記各連通口に対応する開口部と、を有する。すなわち、この流量制御弁は、前記各連通口と前記各開口部の重合状態によって、冷却水の分配及び流量を制御する。

また、この流量制御弁では、前記各連通口と前記各開口部との組み合わせを変更するにあたって、暖かい日などヒータとの連通を常時遮断した状態で他の連通口の連通状態を変更するモードと、寒い日などヒータと常時連通した状態で他の連通口の連通状態を変更するモードと、を切り換えるようになっている。

特許第４７４１７９４号公報

しかしながら、前記従来の流量制御弁は、前記各開口部が弁体の回転軸方向において直列に配置された構成となっている。このため、弁体が回転軸方向に大型化してしまう問題があった。

本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、弁体の回転軸方向の大型化を抑制することができる流量制御弁を提供することを目的としている。

本発明は、その一態様として、ハウジングの第３連通口と弁体の第３開口部とが常時連通し、弁体の第１開口部及び第２開口部の連通状態が変化する第１状態と、ハウジングの第３連通口と弁体の第３開口部とが常時非連通となり、弁体の第１開口部及び第２開口部の連通状態が変化する第２状態と、を有する流量制御弁において、第１開口部と第２開口部とが、弁体の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部が弁体の回転軸方向において重合するように形成されると共に、第３開口部が、第１開口部に対して弁体の回転軸方向に並列に形成されている。

本発明によれば、弁体の回転軸方向の大型化を抑制することができる。

本発明に係る流量制御弁が適用される自動車用冷却水の循環回路の構成を表したブロック図である。 図１に示す冷却水の循環回路の変形例である。 本発明に係る流量制御弁が適用される自動車用冷却水の循環回路の他の構成を表したブロック図である。 本発明に係る流量制御弁の分解斜視図である。 図４に示す流量制御弁の斜視図である。 図５の縦断面図である。 （ａ）は図６に示す弁体の一側面図、（ｂ）は同図（ａ）の状態から時計方向に９０°回転させた状態における弁体の側面図である。 弁体の各位相における第１〜第３排出口と第１〜第３開口部の関係を表示した対照表である。 本発明に係る流量制御弁の作動状態の説明に供する流量制御弁の横断面図であって、縦列の左側（Ｉ）は図６のＡ−Ａ線断面図、右側（ＩＩ）は図６のＢ−Ｂ線断面図である。また、横列（ａ）は第１排出口のみが連通した状態、（ｂ）は第２排出口のみが連通した状態、（ｃ）は全ての排出口が非連通となる状態、（ｄ）は第３排出口のみが連通した状態、（ｅ）は第１、第３排出口が連通した状態、（ｆ）は第２、第３排出口が連通した状態を示す。 図９に示す流量制御弁の作動状態を展開図で表したものであって、（ａ）は第１排出口のみが連通した状態、（ｂ）は第２排出口のみが連通した状態、（ｃ）は全ての排出口が非連通となる状態、（ｄ）は第３排出口のみが連通した状態、（ｅ）は第１、第３排出口が連通した状態、（ｆ）は第２、第３排出口が連通した状態を示す図である。 本発明に係る流量制御弁の実施形態の他例を表した弁体の展開図である。

以下、本発明に係る流量制御弁の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、下記の実施形態では、本発明に係る流量制御弁を従来と同様の自動車用冷却水（以下、単に「冷却水」と略称する。）の循環系に適用したものを例に説明する。

（冷却水の循環回路の構成）
図１は、本発明に係る流量制御弁ＣＶが適用される冷却水の循環回路の構成を表したブロック図を示している。また、図２は、図１に示す循環回路の変形例を表したブロック図を示している。

流量制御弁ＣＶは、エンジンＥＧ（具体的には図示外のシリンダヘッド）の側部に配置される。そして、この流量制御弁ＣＶは、図１に示すように、エンジンＥＧの冷却のために冷却水を冷却するラジエータＲＤと、ラジエータＲＤを迂回してエンジンＥＧへ還流するバイパスＢＰと、図示外のエアコンの温風を作り出すために熱交換を行う暖房熱交換器であるヒータＨＴと、の間に配置されている。

ここで、図中の符号ＷＰは、冷却水の循環に供するウォータポンプである。また、符号ＷＴは、流量制御弁ＣＶの駆動制御に供する水温センサであって、符号ＣＵは、水温センサＷＴの検出結果に基づいて流量制御弁ＣＶを駆動制御する制御手段である。また、符号ＴＳは、冷却水温に感応して開閉するバルブであって、流量制御弁ＣＶが作動不能となった場合における冷却水の常時循環に供するサーモスタットである。

具体的には、ウォータポンプＷＰから吐出された冷却水が、導入通路Ｌ０を通じて流量制御弁ＣＶへと導かれる。そして、水温センサＷＴによる検出結果などエンジンＥＧの運転状態に基づき制御手段ＣＵによって流量制御弁ＣＶ内のロータＲＴが駆動制御されることで、冷却水が第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３を介してラジエータＲＤ、バイパスＢＰ及びヒータＨＴへとそれぞれ分配される。

このように、流量制御弁ＣＶは、いわゆる１ｉｎ−３Ｏｕｔ形式の分配デバイスとして適用され、導入通路Ｌ０より流入した冷却水を第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３へと分配すると共に、当該分配時の冷却水の流量を制御する。一方、例えば電気的な失陥などで流量制御弁ＣＶが作動不能となってしまった場合には、サーモスタットＴＳが開弁することによって、導入通路Ｌ０から導かれた冷却水が直接還流通路ＤＬを介してエンジンＥＧ側へと直接還流され、常時循環に供する。また、水温センサＷＴの検出結果によっては、サーモスタットＴＳを通流する冷却水は、図１中に破線で示すバイパス通路ＢＬを通じてラジエータＲＤへと供給され、エンジンＥＧのオーバーヒートの抑制に供する。

なお、前記直接還流通路ＤＬ及びサーモスタットＴＳは、流量制御弁ＣＶに必須の構成ではなく、図２に示すように省略することも可能である。この場合、例えば流量制御弁ＣＶを通流せずにエンジンＥＧ側へ直接還流する回路を構成することによって、流量制御弁ＣＶの作動不能に対応することができる。また、同図に示すように、水温センサＷＴについても、流量制御弁ＣＶの駆動制御に必須の構成ではなく、水温センサＷＴによる水温検出以外の手段でもって流量制御弁ＣＶを駆動制御することも可能である。

図３は、本発明に係る流量制御弁ＣＶが適用される冷却水の循環回路の他の構成を表したブロック図を示している。

流量制御弁ＣＶは、図１、図２に示す形式のほか、例えば図３に示すように、ウォータポンプＷＰの直前に配置され、いわゆる３ｉｎ−１Ｏｕｔ形式の集合デバイスとして適用することも可能である。すなわち、かかる集合デバイスとして用いる場合には、流量制御弁ＣＶは、第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３より流入する冷却水を集合し、排出通路Ｌ４を通じてエンジンＥＧ側へ還流すると共に、前記集合時の冷却水の流量を制御する。

（流量制御弁の構成）
図４は、本発明に係る流量制御弁の分解斜視図を示している。また、図５は、図４に示す流量制御弁を組み立てた状態の斜視図を示している。なお、本図の説明においては、駆動軸２の中心軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、駆動軸２の中心軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、駆動軸２の中心軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図４中の上方を「一端側」、下方を「他端側」として説明する。

図４に示すように、流量制御弁ＣＶは、ハウジング１内において駆動軸２を介して回転自在に支持された筒状の弁体３と、ハウジング１に収容され、弁体３を回転駆動する電動モータ４と、ハウジング１に収容され、電動モータ４の回転を減速して伝達する減速機構５と、を有する。

ハウジング１は、軸方向に２分割に形成されていて、弁体３及び電動モータ４を収容する第１ハウジング１１と、第１ハウジング１１の一端側開口を閉塞するように設けられ、減速機構５を収容する第２ハウジング１２と、から構成される。第１ハウジング１１と第２ハウジング１２は、それぞれアルミニウム合金材料でもって鋳造により成型されていて、図示外の固定手段、例えば複数のボルトにより固定されている。

なお、本実施形態では、第１ハウジング１１及び第２ハウジング１２として、アルミニウム合金材料で製造されたものを例示するが、これ以外にも、耐熱性及び耐薬品性を有する合成樹脂、例えばエンジニアリングプラスチックの一種であるポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）によって製造されてもよい。

第１ハウジング１１は、弁体３を収容する中空円筒状の弁体収容部１１１と、弁体収容部１１１に並列して付設され、電動モータ４のモータ本体４１を収容する中空円筒状のモータ収容部１１２と、を有する。そして、この第１ハウジング１１は、後述するフランジ部１１４を介して図示外のシリンダブロックに、図示外の固定手段、例えば複数のボルトにより固定される。

弁体収容部１１１は、軸方向一端側が端壁１１３により閉塞され、他端側が開口形成される。弁体収容部１１１の軸方向他端部の外周側には、第１ハウジング１１の図示外のシリンダブロックへの取り付けに供するフランジ部１１４が延設されている。また、弁体収容部１１１の端壁１１３には、有蓋円筒状のボス部１１５が、第２ハウジング１２側へ突出形成されている。ボス部１１５の端壁には、駆動軸２が貫通する軸貫通孔１１６が貫通形成されている。また、弁体収容部１１１の端壁１１３には、径方向（長手方向）の両側端部に、後述する減速機構５の中間軸５０を軸支する平板状の１対の軸受部１１７，１１７が立設されている。１対の軸受部１１７，１１７には、それぞれ中間軸５０の各端部を回転可能に支持する軸受孔１１７ａ，１１７ａが貫通形成されている。

第２ハウジング１２は、第１ハウジング１１と対向する軸方向他端側が弁体収容部１１１とモータ収容部１１２とに跨るかたちで、両者１１１，１１２を覆うように開口する縦断面凹形状に形成されている。そして、かかる凹形状の内部空間によって、減速機構５を収容する減速機構収容部１２１が形成される。

電動モータ４は、出力軸４２が第２ハウジング１２側へ臨むかたちでモータ本体４１がモータ収容部１１２内に収容される。そして、この電動モータ４は、モータ本体４１の出力軸４２側の端部に径方向へと延設されたフランジ部４３を介して、モータ収容部１１２の開口縁部に図示外の固定手段、例えば複数のボルトにより固定される。なお、電動モータ４は、図示しない車載の電子コントローラにより制御され、車両の運転状態に応じて弁体３を回転駆動することによって、ラジエータＲＤ等（図１参照）に対する冷却水の適切な分配が実現される。

減速機構５は、２組の食い違い歯車である第１歯車Ｇ１及び第２歯車Ｇ２によって構成された駆動機構である。第１歯車Ｇ１は、電動モータ４の出力軸４２と同軸上に設けられ、出力軸４２と一体となって回転する第１ねじ歯車ＷＧ１と、電動モータ４の出力軸４２とほぼ直交して配置される中間軸５０に固定され、第１ねじ歯車ＷＧ１と噛み合う第１斜歯歯車ＨＧ１と、で構成される。第２歯車Ｇ２は、中間軸５０に固定され、第１斜歯歯車ＨＧ１と一体となって回転する第２ねじ歯車ＷＧ２と、駆動軸２に固定され、第２ねじ歯車ＷＧ２と噛み合う第２斜歯歯車ＨＧ２と、で構成される。このように、電動モータ４の出力軸４２から出力される回転駆動力は、第１歯車Ｇ１及び第２歯車Ｇ２を介して２段階に減速されて弁体３へと伝達される。

図６は、図５の縦断面図を示している。なお、本図の説明においては、駆動軸２の中心軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、駆動軸２の中心軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、そして駆動軸２の中心軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。また、前記「軸方向」については、図４中の下方を「一端側」、上方を「他端側」として説明する。

図６に示すように、第１ハウジング１１には、弁体３を収容する横断面ほぼ円形の弁体収容部１１１が、軸方向他端側に向けて開口形成されている。他方、弁体収容部１１１の端壁１１３、すなわちボス部１１５の端壁には、駆動軸２が貫通する軸貫通孔１１６が、弁体収容部１１１と後述する減速機構収容部１２１とを連通するように、軸方向に沿って形成されている。また、第１ハウジング１１には、弁体収容部１１１に隣接するかたちで、電動モータ４のモータ本体４１を収容する横断面ほぼ円形のモータ収容部１１２が、第２ハウジング１２側に向けて開口形成されている（図４参照）。

かかる第１ハウジング１１は、弁体収容部１１１の軸方向他端部の外周縁に延設されたフランジ部１１４を介して、図示外のシリンダヘッドの側部に図示外の固定手段、例えば複数のボルトにより固定される。フランジ部１１４の内周側には、図示外のシリンダブロックの内部と連通してシリンダブロック側から冷却水を導入するための主連通口としての導入口Ｅ０が開口形成されている。すなわち、導入口Ｅ０が弁体収容部１１１の他端側開口と通じていて、導入口Ｅ０を介して、弁体収容部１１１内に冷却水が導入可能となっている。

また、弁体収容部１１１の周壁には、外部と弁体収容部１１１を連通する横断面ほぼ円形状の複数の貫通孔が第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３として形成されていて、これら各排出口Ｅ１〜Ｅ３に、対応する第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３が接続される。第１排出口Ｅ１は、第１配管Ｌ１を介して例えばラジエータＲＤに接続される。第２排出口Ｅ２は、第２配管Ｌ２を介して例えばバイパスＢＰに接続される。第３排出口Ｅ３は、第３配管Ｌ３を介して例えばヒータＨＴに接続される。

ここで、第１排出口Ｅ１と第２排出口Ｅ２とは、第１ハウジング１１の周壁上において異なる周方向位置であって、かつ第１排出口Ｅ１と第２排出口Ｅ２とが軸方向において重合するように配置される。とりわけ、本実施形態では、第１排出口Ｅ１の中心Ｃ１と第２排出口Ｅ２の中心Ｃ２とが軸方向において一致するように配置されている。また、第３排出口Ｅ３は、第１排出口Ｅ１及び第２排出口Ｅ２に対して軸方向に並列して配置される。

なお、第１排出口Ｅ１と第２排出口Ｅ２とは、必ずしも両中心Ｃ１，Ｃ２が完全に一致している必要はなく、少なくとも一部が軸方向において重合可能に構成されていれば足りる。よって、第１排出口Ｅ１と第２排出口Ｅ２の両中心Ｃ１，Ｃ２が軸方向にずれた構成であっても、例えば第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２の内径を調整するなど、第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２と後述する弁体３の第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２とが重合可能となっていればよい。

また、第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の内周側には、該各排出口Ｅ１〜Ｅ３と弁体３の間を気密にシールするシール手段が設けられている。このシール手段は、弾性を有する合成樹脂材料からなる円筒状の第１〜第３シール部材Ｓ１〜Ｓ３と、第１〜第３シール部材Ｓ１〜Ｓ３を弁体３側へ付勢する金属製の第１〜第３コイルスプリングＳＰ１〜ＳＰ３と、から構成される。

第１〜第３シール部材Ｓ１〜Ｓ３は、第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の内周側に収容配置され、それぞれ弁体３側へ向けて進退移動可能に設けられている。第１〜第３コイルスプリングＳＰ１〜ＳＰ３は、第１〜第３シール部材Ｓ１〜Ｓ３と第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３との間に所定のセット荷重をもって配置され、それぞれシール部材Ｓ１〜Ｓ３を弁体３側へと付勢する付勢部材である。

駆動軸２は、一定外径の棒状を呈し、軸貫通孔１１６を貫通して弁体収容部１１１と減速機構収容部１２１とに跨って配置され、ボス部１１５の内周側に収容保持された軸受Ｂ１によって回転可能に支持される。また、駆動軸２と軸貫通孔１１６の間は、環状のシール部材２０によって気密にシールされている。すなわち、このシール部材２０によって、軸貫通孔１１６を通じた弁体収容部１１１内の冷却水の第２ハウジング１２側への流出が抑止されている。

弁体３は、一定の外径を有する有蓋円筒状を呈し、他端側開口が導入口Ｅ０側へと臨むように設けられることで、内周側に形成された内部通路１１８内に冷却水を導くようになっている。そして、この弁体３は、軸方向一端部の内周側に埋設された金属製のインサート部材３０を介して駆動軸２に圧入固定され、導入口Ｅ０側へと臨む他端部が、導入口Ｅ０の内周側に保持される軸受Ｂ２によって回転可能に支持されている。

図７は、（ａ）が図６に示す弁体３の側面図を示し、（ｂ）が同図（ａ）の状態から時計方向に９０°回転させた状態の弁体３の側面図を示している。なお、本図の説明においては、弁体３の回転軸線Ｚに平行な方向を「軸方向」、弁体３の回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、弁体３の回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。

図７に示すように、弁体３の外周面には、第１ハウジング１１の第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３に対応する第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３がそれぞれ貫通形成されている。具体的には、第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２は、共にほぼ円孔として開口形成され、弁体３の外周面上において異なる周方向位置であって、かつ第１開口部Ｍ１と第２開口部Ｍ２とが軸方向において重合するように配置されている。とりわけ、本実施形態では、第１開口部Ｍ１の中心Ｃ１と第２開口部Ｍ２の中心Ｃ２とが軸方向において一致するように配置されている。また、第３開口部Ｍ３は、周方向に延びる長孔として開口形成され、第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２に対して軸方向に並列して配置されている。なお、第１開口部Ｍ１と第２開口部Ｍ２は、必ずしも両中心Ｃ１，Ｃ２が一致している必要はなく、少なくとも一部が軸方向において重合するかたちで形成されていれば足りる。

かかる構成から、図６、図７に示すように、弁体３が第１開口部Ｍ１と第１排出口Ｅ１の少なくとも一部が重合する（重なり合う）位置に制御されることにより、第１配管Ｌ１に冷却水が分配される。同様に、第２開口部Ｍ２と第２排出口Ｅ２の少なくとも一部が重合する位置に弁体３が制御されることにより第２配管Ｌ２に、また、第３開口部Ｍ３と第３排出口Ｅ３の少なくとも一部が重合する位置に弁体３が制御されることにより第３配管Ｌ３に、それぞれ冷却水が分配される。そして、かかる冷却水の分配につき、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３と第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３とが重合する際の重合面積（重なり具合）が変化することで、当該分配に際しての冷却水の流量が変化する。

図８は、弁体３の各回転位置（位相）における第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の関係、すなわち第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３とが連通した状態にあるか、又は非連通の状態にあるかを表示した対照表である。なお、図８においては、○印は第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３とが連通した状態にあることを、×印は第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３とが非連通の状態にあることを、それぞれ示している。

すなわち、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３は、弁体３が所定の回転位置（位相）に制御されたときに図８に示す連通状態（第１〜第６状態）となるように配置されている。具体的に説明すれば、第１状態で第１排出口Ｅ１のみが連通し、第２状態で第２排出口Ｅ２のみが連通し、第３状態で第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の全てが非連通となる。また、第４状態で第３排出口Ｅ３のみが連通し、第５状態で第１、第３排出口Ｅ１，Ｅ３が連通し、第６状態で第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３が連通した状態となる。

（流量制御弁の作動説明）
図９は、流量制御弁ＣＶの作動状態の説明に供する当該流量制御弁ＣＶの横断面図であって、縦列の左側（Ｉ）は図６のＡ−Ａ線断面図、右側（ＩＩ）は図６のＢ−Ｂ線断面図を示している。また、横列（ａ）は第１排出口Ｅ１のみが連通した状態、（ｂ）は第２排出口Ｅ２のみが連通した状態、（ｃ）は第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の全てが非連通となる状態、（ｄ）は第３排出口Ｅ３のみが連通した状態、（ｅ）は第１、第３排出口Ｅ１，Ｅ３が連通した状態、（ｆ）は第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３が連通した状態を示している。

また、図１０は、図９に示す流量制御弁ＣＶの作動状態を展開図として表示したもので、（ａ）は第１排出口Ｅ１のみが連通した状態、（ｂ）は第２排出口Ｅ２のみが連通した状態、（ｃ）は第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の全てが非連通となる状態、（ｄ）は第３排出口Ｅ３のみが連通した状態、（ｅ）は第１、第３排出口Ｅ１，Ｅ３が連通した状態、（ｆ）は第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３が連通した状態を示している。なお、本図の説明にあたり、弁体３の第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３については破線で示す一方、第１ハウジング１１の第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３についてはハッチングを施して表示し、これら両者Ｅ１〜Ｅ３，Ｍ１〜Ｍ３が重合し連通した状態を塗り潰して表示することによって、便宜上、第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の相対的な識別を図るものとする。

流量制御弁ＣＶは、車両の運転状態に基づいて演算及び出力される図示外の電子コントローラからの制御電流によって電動モータ４が駆動制御されることにより、前記車両運転状態に応じて第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３に対する第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の各相対位相が図９、図１０に示す第１〜第６位相となるように、弁体３が制御されることとなる。

図９（ａ）、図１０（ａ）に示す第１位相では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のうち第１開口部Ｍ１のみが連通状態となり、第２、第３開口部Ｍ２，Ｍ３については非連通状態となる。これにより、第１位相では、第１排出口Ｅ１から第１配管Ｌ１を通じてラジエータＲＤにのみ冷却水が供給され、第１排出口Ｅ１と第１開口部Ｍ１との重合量に基づいてその供給量が変化することとなる。

第１位相の後、図９（ｂ）、図１０（ｂ）に示す第２位相では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のうち第２開口部Ｍ２のみが連通状態となり、第１、第３開口部Ｍ１，Ｍ３については非連通状態となる。これにより、第２位相では、第２排出口Ｅ２から第２配管Ｌ２を通じてバイパスＢＰにのみ冷却水が供給され、第２排出口Ｅ２と第２開口部Ｍ２との重合量に基づいてその供給量が変化することとなる。

第２位相の後、図９（ｃ）、図１０（ｃ）に示す第３位相では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のいずれもが第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３に対し非連通状態となる。これにより、第３位相では、ラジエータＲＤ、バイパスＢＰ及びヒータＨＴのいずれにも冷却水が供給されないこととなる。

第３位相の後、図９（ｄ）、図１０（ｄ）に示す第４位相では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のうち第３開口部Ｍ３のみが連通状態となり、第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２については非連通状態となる。これにより、第４位相では、第３排出口Ｅ３から第３配管Ｌ３を通じてヒータＨＴに対してのみ冷却水が供給され、第３排出口Ｅ３と第３開口部Ｍ３との重合量に基づいてその供給量が変化することとなる。

第４位相の後、図９（ｅ）、図１０（ｅ）に示す第５位相では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のうち第２開口部Ｍ２のみが非連通状態となり、第１、第３開口部Ｍ１，Ｍ３については連通状態となる。これにより、第５位相では、第１、第３排出口Ｅ１，Ｅ３から第１、第３配管Ｌ１，Ｌ３を通じてラジエータＲＤ及びヒータＨＴに対して冷却水が供給され、第１、第３排出口Ｅ１，Ｅ３と第１、第３開口部Ｍ１，Ｍ３との重合量に基づいてその供給量が変化することとなる。

第５位相の後、図９（ｆ）、図１０（ｆ）に示す第６位相では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のうち第１開口部Ｍ１のみが非連通状態となり、第２、第３開口部Ｍ２，Ｍ３については連通状態となる。これにより、第６位相では、第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３から第２、第３配管Ｌ２，Ｌ３を通じてバイパスＢＰ及びヒータＨＴに対して冷却水が供給され、第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３と第２、第３開口部Ｍ２，Ｍ３との重合量に基づいてその供給量が変化することとなる。

以上のように、本実施形態に係る流量制御弁ＣＶは、前記第１〜第３位相において、第３排出口Ｅ３と第３開口部Ｍ３とが常時非連通となり、第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２の連通状態が変化する。すなわち、気温が比較的高い日などヒータＨＴを使用しない場合には、弁体３が周方向一方側の第１〜第３位相からなる、本発明の第１状態としてのいわゆる「暖気モード」に制御され、第３排出口Ｅ３と第３開口部Ｍ３とが常時非連通となって、第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２の連通状態のみが変化する。

なお、第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３とが全て非連通となる前記第３位相については、本発明の第３状態に相当し、この第３状態は、前記第１状態と後述する第２状態との間に位置するように構成されている。

一方、前記第４〜第６位相において、第３排出口Ｅ３と第３開口部Ｍ３とが常時連通となり、第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２の連通状態が変化する。すなわち、気温が比較的低い日などヒータＨＴを使用する場合には、弁体３が周方向他方側の第４〜第６位相からなる、本発明の第２状態としてのいわゆる「寒気モード」に制御され、第３排出口Ｅ３と第３開口部Ｍ３とが常時連通した状態で、第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２の連通状態が変化する。

（本実施形態の作用効果）
従来の流量制御弁においては、第１開口部、第２開口部及び第３開口部が弁体の回転軸方向において直列に配置された構成となっている。このため、弁体が回転軸方向に大型化してしまう問題があった。

また、従来の流量制御弁においては、第１排出口Ｅ１に対して２つの第１開口部Ｍ１が設けられると共に、第２排出口Ｅ２に対して２つの第２開口部Ｍ２が設けられている。このため、それぞれ２つの第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２を確保すべく弁体においてより大きな表面積が必要となり、弁体が径方向に大型化してしまう問題もあった。

これに対し、本実施形態に係る流量制御弁ＣＶでは、以下の効果が奏せられることで、前記従来の流量制御弁の課題を解決することができる。

すなわち、前記流量制御弁ＣＶは、弁体収容部１１１に設けられ、流体の導入又は排出（本実施形態では導入）に供する主連通口としての導入口Ｅ０と、弁体収容部１１１と径方向から連通して弁体収容部１１１内の流体の排出又は導入（本実施形態では排出）に供する第１〜第３連通口としての第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３とを有するハウジング１と、ハウジング１内に回転可能に支持され、その回転位置に応じて第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３との重合状態が変化する第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３を有する弁体３と、弁体３の回転位置を制御するアクチュエータとしての電動モータ４と、を備え、第１開口部Ｍ１と第２開口部Ｍ２とが、弁体３の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部が弁体３の回転軸方向において重合するように形成されると共に、第３開口部Ｍ３が、第１開口部Ｍ１に対して弁体３の回転軸方向に並列に形成され、第３排出口Ｅ３と第３開口部Ｍ３とが常時連通となり、第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２の連通状態が変化する第１状態と、第３連通口Ｅ３と第３開口部Ｍ３とが常時非連通となり、第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２の連通状態が変化する第２状態と、を有する。

このように、本実施形態に係る流量制御弁ＣＶでは、第１開口部Ｍ１と第２開口部Ｍ２とが弁体３の外周面上の異なる周方向位置に少なくとも一部が弁体３の回転軸方向において重合するように形成されている。このため、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３がそれぞれ軸方向において重合することなく離間している前記従来の流量制御弁と比べて、弁体３の軸方向寸法を短縮することが可能となり、弁体３の軸方向の大型化を抑制することができる。

また、本実施形態では、第１排出口Ｅ１につき１つの第１開口部Ｍ１が設けられると共に、第２排出口Ｅ２につき１つの第２開口部Ｍ２が設けられている。このため、１つの排出口につきそれぞれ２以上の開口部が設けられていた前記従来の流量制御弁と比べて、弁体の一周方向の外周面における開口部の数量を削減することができる。これにより、前記流量制御弁ＣＶでは、削減した開口部の分だけ弁体３の表面積を縮小することが可能となって、弁体３の小径化が図れる結果、弁体３の大型化をより効果的に抑制することができる。

また、前記流量制御弁ＣＶは、第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３とが全て非連通となる第３状態を有する。

このように、本実施形態では、前記第３状態において、第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３とが全て非連通となるように構成されている。これにより、冷機始動時に前記第３状態とすることで、エンジンＥＧの早期の暖機に供され、エンジンＥＧより排出される排気ガス中の有害物質量を低減することができる。

また、前記流量制御弁ＣＶでは、第３状態が、弁体３の回転方向において、第１状態と第２状態の間に構成されている。

このように、本実施形態では、前記第３状態が、弁体３の回転方向における第１状態と第２状態の間に構成されている。これにより、エンジンＥＧの始動時には第３状態（第３位相）を基点として、第１状態又は第２状態に移行可能となる。その結果、第３状態が弁体回転方向の端部に位置するように構成した場合と比べて、第３状態からの第１状態又は第２状態への移行をより円滑に、かつ短時間で応答性よく行うことができる。

また、前記流量制御弁ＣＶでは、第１排出口Ｅ１は、ラジエータＲＤに接続され、第２排出口Ｅ２は、ラジエータＲＤを迂回するバイパスＢＰに接続され、第３排出口Ｅ３は、ヒータＨＴに接続されている。

このように、本実施形態では、特に第３排出口Ｅ３がヒータＨＴに接続されていることで、弁体３の周方向一方側の第１〜第３位相が暖気モード、他方側の第４〜第６位相が寒気モードとなっている。換言すれば、弁体３の回転方向を二分して、一方側を暖気モード、他方側を寒気モードとすることができる。その結果、弁体３の制御性の向上を図ることができる。

本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の作用効果を奏し得る形態であれば、適用するステアリング装置の仕様等に応じて自由に変更可能である。

特に、前記実施形態においては、流量制御弁ＣＶの適用の一例として、冷却水の循環系への適用を例示したが、当該流量制御弁ＣＶは、冷却水のみならず、例えば潤滑油など様々な流体について適用可能であることは言うまでもない。

また、本実施形態では、弁体３に第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３である３つの開口部を設けたものを例示したが、当該開口部の数量は３以上であればよく、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の３つに限定されるものではない。換言すれば、例えば図１１に示すように、弁体３の周方向に第４開口部Ｍ４を設けると共に、弁体３の軸方向に第５開口部Ｍ５を設けることとしてもよい。なお、この場合、第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２ないし第１、第２、第４開口部Ｍ１，Ｍ２，Ｍ４が本発明の第１開口系Ｇ１に相当し、また、第３開口部Ｍ３ないし第３、第５開口部Ｍ３，Ｍ５が本発明の第２開口系Ｇ２に相当する。

かかる構成とした場合、当該流量制御弁は、弁体収容部１１１に設けられ、流体の導入又は排出（本実施形態では導入）に供する主連通口としての導入口Ｅ０と、弁体収容部１１１と径方向から連通して弁体収容部１１１内の流体の排出又は導入（本実施形態では排出）に供する第１〜第３連通口としての第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３とを有するハウジング１と、ハウジング１内に回転可能に支持され、その回転位置に応じて第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３との重合状態が変化する３以上の開口部（例えば、図１１に示すような第１〜第５開口部Ｍ１〜Ｍ５）を有する弁体３と、弁体３の回転位置を制御するアクチュエータとしての電動モータ４と、を備え、前記３以上の開口部のうち少なくとも２つの開口部である第１開口部Ｍ１及び第２開口部Ｍ２からなる第１開口系Ｇ１が、弁体３の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部の開口部である第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２が弁体３の回転軸方向において相互に重合するように形成されると共に、前記３以上の開口部のうち第１開口系Ｇ１に属する第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２とは別の１以上の開口部である第３開口部Ｍ３ないし第３、第５開口部Ｍ１，Ｍ５からなる第２開口系Ｇ２が、第１開口系Ｇ１に対して弁体３の回転軸方向に並列に形成され、第１開口系Ｇ１と重合する第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２は、弁体３の回転方向において、第１開口系Ｇ１が非連通となる状態（前記第３位相からなる第３状態）を挟んでそれぞれ連通状態が変化するように配置されていればよい。これにより、前記実施形態と同様の作用効果が奏せられる。

以上説明した実施形態に基づく流量制御弁としては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

すなわち、当該流量制御弁は、その１つの態様において、弁体収容部に設けられ、流体の導入又は排出に供する主連通口と、前記弁体収容部と径方向から連通して前記弁体収容部内の流体の排出又は導入に供する第１〜第３連通口とを有するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に支持され、その回転位置に応じて前記各連通口との重合状態が変化する第１〜第３開口部を有する弁体と、前記弁体の回転位置を制御するアクチュエータと、を備え、前記第１開口部と前記第２開口部とが、前記弁体の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部が前記弁体の回転軸方向において重合するように形成されると共に、前記第３開口部が、前記第１開口部に対して前記弁体の回転軸方向に並列に形成され、前記第３連通口と前記第３開口部とが常時連通となり、前記第１開口部及び前記第２開口部の連通状態が変化する第１状態と、前記第３連通口と前記第３開口部とが常時非連通となり、前記第１開口部及び前記第２開口部の連通状態が変化する第２状態と、を有する。

前記流量制御弁の好ましい態様において、前記第１〜第３連通口と前記第１〜第３開口部とが全て非連通となる第３状態を有する。

別の好ましい態様では、前記流量制御弁の態様のいずれかにおいて、前記第３状態は、前記弁体の回転方向において、前記第１状態と前記第２状態の間に構成される。

さらに別の好ましい態様では、前記流量制御弁の態様のいずれかにおいて、前記第１連通口は、ラジエータに接続され、前記第２連通口は、ラジエータを迂回するバイパスに接続され、前記第３連通口は、ヒータに接続されている。

また、別の観点から、前記制御弁は、その１つの態様において、弁体収容部に設けられ、流体の導入又は排出に供する主連通口と、前記弁体収容部と径方向から連通して前記弁体収容部内の流体の排出又は導入に供する３以上の連通口とを有するハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に支持され、その回転位置に応じて前記３以上の連通口との重合状態が変化する３以上の開口部を有する弁体と、前記弁体の回転位置を制御するアクチュエータと、を備え、前記３以上の開口部のうち少なくとも２つの開口部からなる第１開口系が、前記弁体の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部の開口部が前記弁体の回転軸方向において相互に重合するように形成されると共に、前記３以上の開口部のうち前記第１開口系に属する開口部とは別の１以上の開口部からなる第２開口系が、前記第１開口系に対して前記弁体の回転軸方向に並列に形成され、前記第１開口系と重合する各連通口は、前記弁体の回転方向において、前記第１開口系が非連通となる状態を挟んでそれぞれ連通状態が変化するように配置されている。

１…ハウジング、１０…導入口（主連通口）、１１…第１ハウジング、１１１…弁体収容部、１２…第２ハウジング、Ｅ１〜Ｅ３…第１〜第３排出口（連通口）３…弁体、Ｍ１〜Ｍ３…第１〜第３開口部（開口部）、４…電動モータ（アクチュエータ）

Claims (5)

1. 弁体収容部に設けられ、流体の導入又は排出に供する主連通口と、前記弁体収容部と径方向から連通して前記弁体収容部内の流体の排出又は導入に供する第１〜第３連通口とを有するハウジングと、
   前記ハウジング内に回転可能に支持され、その回転位置に応じて前記各連通口との重合状態が変化する第１〜第３開口部を有する弁体と、
   前記弁体の回転位置を制御するアクチュエータと、
   を備え、
   前記第１開口部と前記第２開口部とが、前記弁体の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部が前記弁体の回転軸方向において重合するように形成されると共に、
   前記第３開口部が、前記第１開口部に対して前記弁体の回転軸方向に並列に形成され、
   前記第３連通口と前記第３開口部とが常時連通となり、前記第１開口部及び前記第２開口部の連通状態が変化する第１状態と、
   前記第３連通口と前記第３開口部とが常時非連通となり、前記第１開口部及び前記第２開口部の連通状態が変化する第２状態と、
   を有することを特徴とする流量制御弁。
2. 前記第１〜第３連通口と前記第１〜第３開口部とが全て非連通となる第３状態を有することを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
3. 前記第３状態は、前記弁体の回転方向において、前記第１状態と前記第２状態の間に構成されることを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。
4. 前記第１連通口は、ラジエータに接続され、
   前記第２連通口は、ラジエータを迂回するバイパスに接続され、
   前記第３連通口は、ヒータに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
5. 弁体収容部に設けられ、流体の導入又は排出に供する主連通口と、前記弁体収容部と径方向から連通して前記弁体収容部内の流体の排出又は導入に供する３以上の連通口とを有するハウジングと、
   前記ハウジング内に回転可能に支持され、その回転位置に応じて前記３以上の連通口との重合状態が変化する３以上の開口部を有する弁体と、
   前記弁体の回転位置を制御するアクチュエータと、
   を備え、
   前記３以上の開口部のうち少なくとも２つの開口部からなる第１開口系が、前記弁体の外周面上の異なる周方向位置に、少なくとも一部の開口部が前記弁体の回転軸方向において相互に重合するように形成されると共に、
   前記３以上の開口部のうち前記第１開口系に属する開口部とは別の１以上の開口部からなる第２開口系が、前記第１開口系に対して前記弁体の回転軸方向に並列に形成され、
   前記第１開口系と重合する各連通口は、前記弁体の回転方向において、前記第１開口系が非連通となる状態を挟んでそれぞれ連通状態が変化するように配置されていることを特徴とする流量制御弁。

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