JP5895942B2 - エンジンの冷却制御装置 - Google Patents

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Description

本発明はエンジンの冷却制御装置に関する。
エンジンの冷却制御装置に関し、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、２で開示されている。特許文献１、２では流体入口と、少なくとも２つの流体出口とを備える本体を含み、流体出口を通る流体の分配を制御するために種々の角度位置を取ることができる調節部材が小さな間隙をおいてシールリングによって囲まれている制御弁が開示されている。この制御弁は流体が誤って出口に漏出することを防止するために、流体の圧力の作用下で流体出口が開口する側壁にシールリングを接触させる。このほか、転がり軸受の外輪をスライダに転接させる構造を開示している点で構成上、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３で開示されている。本発明と関連性があると考えられる技術はさらに特許文献４から７で開示されている。
特開２０１１−２１７５３号公報 特表２００６−５１２５４７号公報 特開２００８−５１１９７号公報 特表２００４−５３４１９１号公報 特表２００５−５１０６６８号公報 特開２００６−２８３６７７号公報 特開２００５−５４９９７号公報
エンジンの冷却制御を行うにあたり、冷却水漏れを防止するには例えば特許文献１、２が開示する制御弁のようにハウジング部、ロータ間に冷却水の圧力によってハウジング部に押し付けられるシール機能部を設けることが考えられる。ところがこの場合には、例えばエンジンへの冷却水の流通停止時に出力要求に基づきエンジンの回転数が急上昇した際に、回転数に応じた冷却水の供給を行おうとすると、シール部材をハウジング部に押し付ける冷却水の圧力も高まることになる。結果、ロータの応答性が低下し、冷却水の流通停止を速やかに解除できなくなることで、エンジンがオーバーヒートする虞がある。
本発明は上記課題に鑑み、エンジンの冷却制御を好適に行うことが可能なエンジンの冷却制御装置を提供することを目的とする。
本発明はエンジンの冷却水を流入させる入口側通路と、前記エンジンの冷却水を流出させる出口側通路とを少なくとも１つずつ有して構成される複数の通路が設けられたハウジング部と、前記ハウジング部のうち、前記複数の通路それぞれが開口する中間部に設けられるとともに、回転動作で前記複数の通路を介した前記エンジンの冷却水の流通を制御するロータと、前記ハウジング部と前記ロータとの間に前記ロータとともに回転可能に設けられたシール機能部と、前記ロータと前記シール機能部との間に設けられ、前記ロータの位相制御に応じて前記複数の通路のうち少なくとも前記入口側通路の開口部に対し、前記シール機能部を当接可能に付勢する弾性部材と、を備え、前記ロータが回転中心の軸線に沿って見た場合に前記中間部に開口する前記複数の通路の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置に回転中心が設けられている構成となっており、前記ロータの回転中心から前記入口側通路の開口部までの距離が当該入口側通路以外の他の前記複数の通路の開口部に比べて最も短く設定されており、前記弾性部材が複数の通路の開口部それぞれに対し、前記ロータの異なる位相毎に個別に前記シール機能部を付勢するエンジンの冷却制御装置である。
本発明はエンジンの冷却水を流入させる入口側通路と、前記エンジンの冷却水を流出させる出口側通路とを少なくとも１つずつ有して構成される複数の通路が設けられたハウジング部と、前記ハウジング部のうち、前記複数の通路それぞれが開口する中間部に設けられるとともに、回転動作で前記複数の通路を介した前記エンジンの冷却水の流通を制御するロータと、前記ハウジング部と前記ロータとの間に前記ロータとともに回転可能に設けられたシール機能部と、前記ロータと前記シール機能部との間に設けられ、前記ロータの位相制御に応じて前記複数の通路のうち少なくとも前記入口側通路の開口部に対し、前記シール機能部を当接可能に付勢する弾性部材と、前記エンジンの冷却水を圧送するポンプと、を備え、前記複数の通路が前記ポンプから前記エンジンに向かう冷却水を流通させることが可能な通路を有して構成される第１の通路群と、前記エンジンから前記ポンプに向かう冷却水を流通させることが可能な通路を有して構成される第２の通路群とを有して構成されるとともに、前記第１および第２の通路群が前記ロータの回転中心の軸線に沿った方向において互いに異なる位置に設けられており、前記シール機能部が前記ロータの回転中心の軸線に沿った方向における前記第１および第２の通路群間で、前記ロータに押し当てられる押し当て部をさらに備え、前記ロータが回転中心の軸線に沿って見た場合に前記中間部に開口する前記複数の通路の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置に回転中心が設けられている構成となっており、前記ロータの回転中心から前記入口側通路の開口部までの距離が当該入口側通路以外の他の前記複数の通路の開口部に比べて最も短く設定されており、前記弾性部材が複数の通路の開口部それぞれに対し、前記ロータの異なる位相毎に個別に前記シール機能部を付勢するエンジンの冷却制御装置である。
本発明は前記弾性部材が前記複数の通路のうち、所定の通路の開口部に対し前記シール機能部を付勢した状態で、前記シール機能部と前記所定の通路の開口部との間に隙間が設けられる構成とすることができる。
本発明は前記ロータと前記シール機能部との間に前記ロータの回転中心の軸線に沿って見た場合に前記ロータの回転中心の四方に配置された複数の転動体をさらに備える構成とすることができる。
本発明は前記複数の通路のうち、少なくともいずれかの通路の開口部が、前記ロータが対応する位相に制御された状態で対向することになる前記シール機能部の外面形状に合わせて形成されたシール面を有する構成とすることができる。
本発明によれば、エンジンの冷却制御を好適に行うことができる。
実施例１のエンジンの冷却回路を示す図である。 実施例１のエンジンの冷却制御装置を示す図である。 ロータを単体で示す図である。 係合部を示す図である。 通路の開口部を示す図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施例１の動作説明図の第１図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は実施例１の動作説明図の第２図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は実施例１の動作説明図の第３図である。 実施例１の具体例を示す図である。 実施例２のエンジンの冷却回路を示す図である。 第１の高水温制御時の冷却水の流通を示す図である。 第１の低水温制御時の冷却水の流通を示す図である。 実施例２のエンジンの冷却制御装置を示す図である。 図１４（ａ）ないし図１４（ｆ）は実施例２の動作説明図である。 実施例３のエンジンの冷却制御装置を示す図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は実施例３の動作説明図の第１図である。 実施例３の動作説明図の第２図である。 実施例４の要部を示す斜視図である。 実施例４の要部を示す断面図である。 実施例５の要部を示す斜視図である。 実施例６の要部を示す斜視図である。 実施例６の要部を示す断面図である。
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
図１はエンジンの冷却制御装置（以下、単却制御装置と称す）１０Ａを組み込んだエンジンの冷却回路（以下、冷却回路と称す）１００Ａを示す図である。冷却回路１００Ａは図示しない車両に搭載されている。冷却回路１００Ａはウォータポンプ（以下、Ｗ／Ｐと称す）１と、冷却制御装置１０Ａと、エンジン２Ａと、ラジエータ３と、ヒータコア４と、サーモスタット５とを備えている。
Ｗ／Ｐ１はエンジン２Ａの冷却水を循環させる。Ｗ／Ｐ１はエンジン２Ａの出力で駆動する機械式のポンプとなっている。Ｗ／Ｐ１は電気駆動式のポンプであってもよい。Ｗ／Ｐ１が吐出する冷却水は冷却制御装置１０Ａに供給される。冷却制御装置１０ＡはＷ／Ｐ１から供給された冷却水をエンジン２Ａに供給する。
エンジン２Ａはシリンダブロック２ａおよびシリンダヘッド２ｂを備えている。冷却制御装置１０Ａは具体的にはシリンダブロック２ａとシリンダヘッド２ｂとに冷却水を供給可能に接続されている。エンジン２Ａにはシリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂの順に冷却水を流通させる流通経路と、シリンダヘッド２ｂに冷却水を流通させる流通経路とが形成されている。これらの流通経路はシリンダヘッド２ｂで合流している。
エンジン２Ａを流通した冷却水はラジエータ３、ヒータコア４およびサーモスタット５に向かって分流する。ラジエータ３は空気と冷却水との間で熱交換を行い、冷却水を冷却する。ヒータコア４は空気と冷却水との間で熱交換を行い、空気を加熱する。ヒータコア４は車室内の空調を行うエアコンに利用される。サーモスタット５は冷却水の温度に応じて冷却水の流通制御を行う。
サーモスタット５はヒータコア４とＷ／Ｐ１とを接続する流通経路に対して、エンジン２ＡとＷ／Ｐ１とを接続する流通経路とラジエータ３とＷ／Ｐ１とを接続する流通経路とが合流する地点に設けられている。そして、サーモスタット５は冷却水の温度に応じて、エンジン２ＡとＷ／Ｐ１とを接続する流通経路を介した冷却水の流通制限、流通制限の解除と、ラジエータ３とＷ／Ｐ１とを接続する流通経路を介した冷却水の流通制限、流通制限の解除とを行う。
サーモスタット５は冷却水温が所定値αよりも低い場合に、ラジエータ３とＷ／Ｐ１とを接続する流通経路を介した冷却水の流通を制限するとともに、エンジン２ＡとＷ／Ｐ１とを接続する流通経路を介した冷却水の流通制限の解除を行う。また、冷却水温が所定値αよりも高い場合（具体的にはここでは所定値α以上である場合）に、ラジエータ３とＷ／Ｐ１とを接続する流通経路を介した冷却水の流通制限の解除を行うとともに、エンジン２ＡとＷ／Ｐ１とを接続する流通経路を介した冷却水の流通を制限する。
このため、ヒータコア４に向かって分流した冷却水はヒータコア４を流通した後、サーモスタット５を介してそのままＷ／Ｐ１に戻る。一方、ラジエータ３に向かって分流した冷却水と、サーモスタット５に向かって分流した冷却水とはサーモスタット５による冷却水の流通制御のもと、サーモスタット５を介してＷ／Ｐ１に戻る。なお、制限、制限の解除を行うことには禁止、許可を行うことも含まれる。
図２は冷却制御装置１０Ａを示す図である。冷却制御装置１０Ａはハウジング部１１Ａと、ロータ１２と、シール機能部１３Ａと、弾性部材１４とを備えている。ハウジング部１１Ａには入口側通路としてＷ／Ｐ１から供給される冷却水を流入させる通路ＰＡｉｎが設けられている。また出口側通路として、シリンダブロック２ａに供給する冷却水を流出させる通路ＰＡｏｕｔ１と、シリンダヘッド２ｂに供給する冷却水を流出させる通路ＰＡｏｕｔ２とが設けられている。通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２は入口側通路と出口側通路とを少なくとも１つずつ有して構成される複数の通路に相当する。
ロータ１２はハウジング部１１Ａのうち、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２それぞれが開口する中間部Ｍに設けられている。中間部Ｍは回転動作で通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２を介した冷却水の流通を制御するロータ１２を収容する部分となっている。通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２は具体的にはロータ１２の異なる位相それぞれに対応させてロータ１２の側方から中間部Ｍに開口している。ロータ１２は回転中心の軸線Ｃに沿って見た場合に中間部Ｍに開口する通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置に回転中心が設けられている。この点については後に詳述する。
シール機能部１３Ａはハウジング部１１Ａとロータ１２との間に設けられている。シール機能部１３Ａはシール部材（例えば樹脂やゴム）によって構成されている。シール機能部１３Ａはロータ１２とともに回転可能に設けられている。また、ロータ１２に対し、軸線Ｃに直交する方向に沿って摺動可能に設けられている。このようにシール機能部１３Ａを設けるにあたって、ロータ１２とシール機能部１３Ａとは具体的には係合部ｉ１、ｉ２を備えている。
係合部ｉ１はロータ１２に設けられ、軸線Ｃに沿って見た場合に長方形状となるブロック状の部分となっている。係合部ｉ２はシール機能部１３Ａに設けられ、軸線Ｃに沿って見た場合に長方形状となるスロット状の部分となっている。そして、係合部ｉ１、ｉ２は係合部ｉ１を係合部ｉ２に収容した状態で、シール機能部１３Ａをロータ１２とともに回転可能にするとともに、ロータ１２に対し、軸線Ｃに直交する方向に沿ってシール機能部１３Ａを摺動可能にする。
係合部ｉ１は具体的には軸線Ｃに沿って見た場合に軸線Ｃを間に挟んで等間隔に摺動壁部を有している。係合部ｉ２は係合部ｉ１の摺動壁部それぞれに対応する摺動壁部を有している。係合部ｉ２の摺動壁部の間隔は係合部ｉ１の摺動壁部の間隔よりも摺動クリアランスの分だけ大きく設定されている。係合部ｉ２の両端壁部の間隔は係合部ｉ１の両端壁部の間隔よりもシール機能部１３Ａが必要とする可動範囲に合わせて大きく設定することができる。
シール機能部１３Ａは通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、少なくともいずれかの通路の開口部に当接する当接部Ｅを備えている。シール機能部１３Ａは通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、いずれかの通路の開口部に当接部Ｅで当接することで、ハウジング部１１Ａと部分的に当接するように設けられている。すなわち、当接部Ｅ以外のその他の部分でハウジング部１１Ａと接触しないように設けられている。
シール機能部１３Ａは具体的には軸線Ｃに沿って見た場合に外回り形状が楕円状となるように設けられるとともに、中間部Ｍの内回り形状よりも外回り形状が小さくなるように設けられている。そして、シール機能部１３Ａでは楕円状の外回り形状の長軸方向において一端側に位置する部分が当接部Ｅとなっており、係合部ｉ２の摺動壁部は当該外回り形状の長軸に沿って設けられている。
弾性部材１４はロータ１２およびシール機能部１３Ａ間に設けられている。弾性部材１４は具体的には軸線Ｃに沿って見た場合に係合部ｉ１の両端壁部のうち、一方の壁部と、係合部ｉ２の両端壁部のうち、当該一方の壁部に対向する壁部との間に設けられている。弾性部材１４は例えばスプリングであり、ロータ１２からハウジング部１１Ａに向かってシール機能部１３Ａを付勢することで、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部それぞれに対し、ロータ１２の異なる位相毎に個別にシール機能部１３Ａを付勢する。
当接部Ｅはシール機能部１３Ａのうち、弾性部材１４によって付勢される側に位置する部分となっている。また、当接部Ｅの外面はロータ１２が対応する位相に制御された状態で通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部が対向することになる部分となっている。弾性部材１４は具体的にはロータ１２に対してシール機能部１３Ａを摺動させる態様でシール機能部１３Ａを付勢する。
ハウジング部１１Ａは具体的には軸線Ｃに沿って見た場合に中間部Ｍの内回り形状が楕円状になるように設けられている。そして、通路ＰＡｉｎは当該内回り形状の短軸方向における一端側から、通路ＰＡｏｕｔ２は当該内回り形状の短軸方向における他端側からそれぞれ中間部Ｍに開口するように設けられている。また、通路ＰＡｏｕｔ１は当該内回り形状の長軸方向における一端側から中間部Ｍに開口するように設けられている。
通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ２は具体的には当該内回り形状の短軸に対応させて中間部Ｍに開口するように設けられている。また、通路ＰＡｏｕｔ１は当該内回り形状の長軸に対応させて中間部Ｍに開口するように設けられている。通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ２は当該内回り形状の短軸に沿って、通路ＰＡｏｕｔ１は当該内回り形状の長軸に沿ってそれぞれ延伸し、中間部Ｍに開口するように設けられている。通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２はロータ１２の回転方向に沿ってこの順に設けられている。
一方、ロータ１２の回転中心は軸線Ｃに沿って見た場合に当該内回り形状の楕円中心よりも通路ＰＡｉｎ側に偏心した位置に設定されている。このため、通路ＰＡｉｎはロータ１２の回転中心から開口部までの距離が通路ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２よりも短くなるように設けられている。また、通路ＰＡｏｕｔ２はロータ１２の回転中心から開口部までの距離が通路ＰＡｏｕｔ１よりも短くなるように設けられている。すなわち、ロータ１２は具体的にはこのようにして通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部それぞれまでの距離がすべての間で互いに異なる位置に回転中心が設けられている。
図３はロータ１２を単体で示す図である。図３に示すようにロータ１２は係合部ｉ１のほか、アクチュエータからの駆動力が入力されるギヤ部Ｇを備えている。そしてこれにより、アクチュエータで位相を変更することができるようになっている。また、ロータ１２に対してはロータ１２の位相を検出可能な回転角センサ３０が設けられている。そしてこれにより、現在の制御モードを検出することができるようになっている。
図４は係合部ｉ１、ｉ２を示す図である。図４に示すように、冷却制御装置１０Ａはロータ１２とシール機能部１３Ａとの間に軸線Ｃに沿って見た場合にロータ１２の回転中心の四方に配置された複数（ここでは４つ）の転動体Ｔを備えている。転動体Ｔそれぞれは具体的には係合部ｉ１、ｉ２間に配置されており、係合部ｉ１に転動可能に設けられるとともに、係合部ｉ２に転接するように設けられている。転動体Ｔは例えばボールである。転動体Ｔは例えば円柱状の部材であってもよい。
図５は通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部を示す図である。図５に示すように、冷却制御装置１０Ａでは通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２すべての開口部が当接部Ｅの外面形状に合わせて形成されたシール面Ｓを有している。そしてこれにより、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、少なくともいずれかの通路の開口部が当接部Ｅの外面形状に合わせて形成されたシール面Ｓを有している。
ところで、冷却制御装置１０Ａはエンジン２Ａの冷却制御としてシリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通を停止する水止めモードと、シリンダブロック２ａを介した冷却水の流通を禁止するとともに、シリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通を許可するブロック淀みモードと、シリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通を許可する全流量モードとをロータ１２の異なる位相毎に有している。
水止めモードはエンジン２Ａの暖機を促進可能な制御モードである。ブロック淀みモードはエンジン２Ａの冷却損失を低減可能な制御モードである。全流量モードはエンジン２Ａの冷却性を高めることが可能な制御モードである。そして、冷却制御装置１０Ａはロータ１２の位相を変更することでこれらの各制御モード間でエンジン２Ａの冷却制御を切り替える。
図６（ａ）、６（ｂ）、７（ａ）、７（ｂ）、８（ａ）及び８（ｂ）は冷却制御装置１０Ａの動作説明図である。図６（ａ）及び６（ｂ）は水止めモード時の冷却制御装置１０Ａを示す。図７（ａ）及び７（ｂ）はブロック淀みモード時の冷却制御装置１０Ａを示す。図８（ａ）及び８（ｂ）は全流量モード時の冷却制御装置１０Ａを示す。図６（ａ）から図８（ａ）では各制御モードにおける冷却水の流通状態を矢印で示す。図６（ｂ）から図８（ｂ）では各制御モードにおけるシール機能部１３Ａの接触力を矢印で示す。
図６（ａ）及び６（ｂ）に示すように水止めモード時には通路ＰＡｉｎの開口部に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４は通路ＰＡｉｎの開口部を遮断すべくシール機能部１３Ａを通路ＰＡｉｎの開口部に対して付勢する。水止めモード時には通路ＰＡｉｎからの冷却水漏れが発生すると、エンジン２Ａの暖機促進性が大きく損なわれる虞がある。また、シール機能部１３Ａに対しては通路ＰＡｉｎの開口部を開放する方向に冷却水の圧力（ここではＷ／Ｐ１の吐出圧）が作用する。このため、水止めモード時には通路ＰＡｉｎからの冷却水漏れを防止するにあたって、弾性部材１４の必要性が高いといえる。
これに対し、通路ＰＡｉｎはロータ１２の回転中心から開口部までの距離が他の通路ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２と比較して最も短くなるように設定されている。そしてこれにより、弾性部材１４はシール機能部１３Ａを通路ＰＡｉｎの開口部に対して付勢する場合に、他の通路ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部に対して付勢する場合と比較して最も強い付勢力を発生させるようになっている。
このため、冷却制御装置１０Ａは図６（ｂ）に示すように弾性部材１４によって得られるシール機能部１３Ａの接触力が冷却水の圧力によって減少しても、作用する冷却水の圧力が所定圧になるまでの間は、シール機能部１３Ａで通路ＰＡｉｎの開口部を遮断することで、エンジン２Ａへの冷却水の流通を停止する。一方、作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合には通路ＰＡｉｎの開口部を開放することで、図６（ａ）に破線の矢印で示すように通路ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２を介した冷却水の流出を可能にする。そしてこれにより、エンジン２Ａへ緊急的に冷却水を流通させる。
図７（ａ）及び７（ｂ）に示すようにブロック淀みモード時には通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ａを通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対して付勢する。そしてこれにより、図７（ａ）に示すようにシール機能部１３Ａで通路ＰＡｏｕｔ１の開口部を遮断することで、通路ＰＡｏｕｔ２を介した冷却水の流出を可能にする。そしてこれにより、シリンダブロック２ａを介した冷却水の流通を停止するとともに、シリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通を許可する。
ブロック淀みモード時には通路ＰＡｏｕｔ１への冷却水漏れが発生した場合であっても、エンジン２Ａの信頼性が損なわれる虞は特段ないといえる。また、ブロック淀みモード時にはシール機能部１３Ａに対し通路ＰＡｏｕｔ１の開口部を遮断する方向に冷却水の圧力が作用する。このため、ブロック淀みモード時には通路ＰＡｏｕｔ１への冷却水漏れを防止するにあたって、弾性部材１４の必要性は低いといえる。
これに対し、通路ＰＡｏｕｔ１はロータ１２の回転中心から開口部までの距離が他の通路ＰＡｉｎ、通路ＰＡｏｕｔ２と比較して最も長くなるように設定されている。そしてこれにより、弾性部材１４はシール機能部１３Ａを通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対して付勢する場合に、他の通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ２の開口部に対して付勢する場合と比較して最も弱い付勢力を発生させるようになっている。図７（ｂ）に示すように、ブロック淀みモード時にはシール機能部１３Ａの接触力が主に冷却水の圧力によって得られている。
図８（ａ）及び８（ｂ）に示すように全流量モード時には通路ＰＡｏｕｔ２の開口部に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ａを通路ＰＡｏｕｔ２の開口部に対して付勢する。そしてこれにより、図８（ａ）に示すようにシール機能部１３Ａで通路ＰＡｏｕｔ２の開口部を遮断することで、通路ＰＡｏｕｔ１を介した冷却水の流出を可能にする。そしてこれにより、シリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通を許可する。
全流量モード時には通路ＰＡｏｕｔ２への冷却水漏れが発生した場合に、シリンダブロック２ａに供給する冷却水の流量が減少する結果、エンジン２Ａの信頼性が損なわれる虞がある。一方、全流量モード時にはシール機能部１３Ａに対し通路ＰＡｏｕｔ２の開口部を遮断する方向に冷却水の圧力が作用する。このため、全流量モード時には通路ＰＡｏｕｔ２への冷却水漏れを防止するにあたって、弾性部材１４の必要性が通路ＰＡｏｕｔ１よりも高く、且つ通路ＰＡｉｎよりも低いといえる。
これに対し、通路ＰＡｏｕｔ２はロータ１２の回転中心から開口部までの距離が通路ＰＡｉｎよりも長くなるように設定されるとともに、通路ＰＡｏｕｔ１よりも短くなるように設定されている。そしてこれにより、弾性部材１４はシール機能部１３Ａを通路ＰＡｏｕｔ２の開口部に対して付勢する場合に、通路ＰＡｉｎの開口部に対して付勢する場合よりも弱く、且つ通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対して付勢する場合よりも強い付勢力を発生させるようになっている。図８（ｂ）に示すように、全流量モード時にはシール機能部１３Ａの接触力が弾性部材１４と冷却水の圧力とによって得られている。
図９は冷却制御装置１０Ａの具体例を示す図である。冷却制御装置１０Ａは具体的には例えば図９に示すロータリバルブ２０に適用することができる。ロータリバルブ２０はハウジング部２１とロータ２２と駆動部２３とサーモスタット２４とを備えている。ハウジング部２１は第１の通路部２１ａと第２の通路部２１ｂとを備えている。また、入口部Ｉｎ１、Ｉｎ２と出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２とを備えている。なお、図９ではロータリバルブ２０とともにＷ／Ｐ１も示している。
第１の通路部２１ａはＷ／Ｐ１の冷却水出口部に接続されており、冷却水出口部から冷却水を流通させる。第２の通路部２１ｂはＷ／Ｐ１の冷却水入口部に接続されており、冷却水入口部に冷却水を流通させる。通路部２１ａ、２１ｂ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。第１の通路部２１ａではＷ／Ｐ１側が上流側、第２の通路部２１ｂではＷ／Ｐ１側が下流側となっている。
第１の通路部２１ａはロータ２２の下流側で出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２に連通している。第２の通路部２１ｂはロータ２２の下流側で入口部Ｉｎ１に連通している。また、ロータ２２の上流側および下流側で入口部Ｉｎ２に連通している。第２の通路部２１ａはロータ２２よりも下流側の部分と入口部Ｉｎ２とを連通する第１の連通部Ｂ１と、ロータ２２よりも上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。なお、図示の都合上、図９では第１の通路部２１ａのうち、ロータ２２の下流側で出口部Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２に連通する部分それぞれを同位相に設けているように示しているが、これらは実際には互いに異なる位相に設けられている。
ロータ２２は第１の通路部２１ａと第２の通路部２１ｂとに介在するように設けられている。ロータ２２は第１の通路部２１ａを流通する冷却水の流通と、第２の通路部２１ｂを流通する冷却水の流通とを回転動作で同時に制御する。ロータ２２は第１の通路部２１ａに介在する第１の弁体部Ｒ１と第２の通路部２１ｂに介在する第２の弁体部Ｒ２とを備えている。ロータ２２は第１の通路部２１ａを流通する冷却水と第２の通路部２１ｂを流通する冷却水の流通の制限、制限の解除を行うことができる。
駆動部２３はアクチュエータ２３ａとギヤボックス部２３ｂとを備えており、ロータ２２を駆動する。アクチュエータ２３ａは具体的には例えば電動モータである。アクチュエータ２３ａは例えば油圧制御弁によって電子制御可能な油圧アクチュエータであってもよい。サーモスタット２４は第１の連通部Ｂ１に設けられている。サーモスタット２４は冷却水の温度が所定値よりも高い場合に開弁するとともに、所定値以下である場合に閉弁する。
上記ロータリバルブ２０に対し、冷却制御装置１０Ａは具体的には次のように適用することができる。すなわち、第１の通路部２１ａのうち、ロータ２２よりも上流側の部分によって形成される通路を通路ＰＡｉｎとすることができる。また、第１の通路部２１ａのうち、ロータ２２よりも下流側の部分であって、出口部Ｏｕｔ１に連通する部分によって形成される通路を通路ＰＡｏｕｔ１とし、出口部Ｏｕｔ２に連通する部分によって形成される通路を通路ＰＡｏｕｔ２とすることができる。
この場合、これらの通路が設けられたハウジング部２１をハウジング部１１Ａとすることができる。また、これらの通路それぞれが開口する部分を中間部Ｍとし、これらの通路それぞれが開口する部分に設けられたロータ２２をロータ１２とすることができる。そして、ハウジング部２１と第１の弁体部Ｒ１との間にシール機能部１３Ａを、第１の弁体部Ｒ１とシール機能部１３Ａとの間に弾性部材１４を前述したようにそれぞれ設けることができる。この場合、サーモスタット２４をサーモスタット５とすることで、サーモスタット５をロータリバルブ２０に設けることができる。
ロータリバルブ２０に対しては例えばハウジング部２１と第２の弁体部Ｒ２との間にシール機能部１３Ａを、第２の弁体部Ｒ２とシール機能部１３Ａとの間に弾性部材１４をそれぞれ設けてもよい。この場合、ハウジング部２１は第２の通路部２１ｂのうち、ロータ２２よりも上流側の部分によって形成される通路を入口側通路とし、ロータ２２よりも下流側の部分によって形成される通路を出口側通路とする２つの通路が設けられたハウジング部を構成することになる。本発明の一観点によれば、弁体部Ｒ１、Ｒ２のうち、少なくともいずれか一方の側にシール機能部１３Ａと弾性部材１４とを設けたロータリバルブ２０全体として把握されてもよい。
次に冷却制御装置１０Ａの主な作用効果について説明する。冷却制御装置１０Ａではシール機能部１３Ａがロータ１２とともに回転可能に設けられるとともに、弾性部材１４が通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部それぞれに対し、ロータ１２の異なる位相毎に個別にシール機能部１３Ａを付勢する。このため、冷却制御装置１０Ａはロータ１２の位相制御に応じて通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、いずれかの通路の開口部を遮断することで、エンジン２Ａの冷却制御を行うことができる。
そして、冷却制御装置１０Ａではロータ１２の回転中心が軸線Ｃに沿って見た場合に中間部Ｍに開口する通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置に設けられている。このため、冷却制御装置１０Ａはかかる距離が互いに異なってくる通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２毎にシール機能部１３Ａの接触力を変えることができる。
そしてこれにより、適度なシール性を確保することで、冷却制御装置１０Ａはロータ１２の応答性の低下を抑制しつつシール性を確保できる点で、エンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。またこれにより、シール機能部１３Ａの摩耗も抑制できる。また、シール機能部１３Ａの摩耗を抑制することで、冷却水に混入する摩耗粉がラジエータ３の性能低下を引き起こす結果、エンジン２Ａの冷却性が悪化することも抑制できる。
冷却制御装置１０Ａでは弾性部材１４が通路ＰＡｉｎの開口部に対し、シール機能部１３Ａを付勢する場合に、シール機能部１３Ａの接触力を減少させる方向に冷却水の圧力を作用させることができる。このため、冷却制御装置１０ＡはＷ／Ｐ１の吐出圧の上昇に応じてシール機能部１３Ａの接触力を減少させることで、冷却の要求が高まるエンジン２Ａの高回転運転時にロータ１２の応答性を向上させることができる点でも、エンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。
冷却制御装置１０Ａでは弾性部材１４が通路ＰＡｉｎの開口部に対し、シール機能部１３Ａを付勢する場合に、シール機能部１３Ａの接触力を減少させる方向に冷却水の圧力を作用させることで、作用する冷却水の圧力が所定圧になるまでの間は、シール機能部１３Ａで通路ＰＡｉｎの開口部を遮断してエンジン２Ａへの冷却水の流通を停止するとともに、作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合には、通路ＰＡｉｎの開口部を開放するようにすることもできる。
このため、冷却制御装置１０Ａは作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合にロータ１２の位相を変更することなくエンジン２Ａへ緊急的に冷却水を流通させることができる。そしてこれにより、エンジン２Ａのオーバーヒートを防止するにあたり、エンジン２Ａの回転数が急上昇した結果、冷却の必要性が急激に高まった場合に好適に対処できる点でも、エンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。また、例えばロータリバルブ２０において駆動部２３が故障した場合に対処できる点でも、エンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。
冷却制御装置１０Ａでは、シール機能部１３Ａが通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、少なくともいずれかの通路の開口部に当接する当接部Ｅを備えている。そして、シール機能部１３Ａは通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、いずれかの通路の開口部に当接部Ｅで当接することで、ハウジング部１１Ａと部分的に当接するように設けられている。このため、冷却制御装置１０Ａはシール機能部１３Ａのうち、当接部Ｅ以外のその他の部分でハウジング部１１Ａとの接触を行わない分、ロータ１２の応答性を向上させることができる点でも、エンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。
冷却制御装置１０Ａはシール機能部１３Ａが上述のように設けられていることと相俟って、具体的には次に示すような構成である場合に通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部を開放または遮断する方向に冷却水の圧力を作用させることができる。すなわち、シール機能部１３Ａが軸線Ｃに直交する方向に沿ってロータ１２に対して摺動可能に設けられるとともに、弾性部材１４がロータ１２に対してシール機能部１３Ａを摺動させる態様でシール機能部１３Ａを付勢する構成である場合に、シール機能部１３Ａに対し、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部を開放または遮断する方向に冷却水の圧力を作用させることができる。
シール機能部１３Ａに対し、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部を遮断する方向に冷却水の圧力が常に作用する場合には、弾性部材１４の付勢力が最も高いシール性を必要とする制御モードに併せて設定されることと相俟って、その他の制御モードでロータ１２の駆動に要するトルクが過大となる。結果、ロータ１２の応答性の低下を招くことになる。
これに対し、冷却制御装置１０Ａは通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部を開放または遮断する方向に冷却水の圧力を作用させることで、ロータ１２の駆動に要する平均トルクを低下させ、これによりロータ１２の応答性を高めることや、シール機能部１３Ａの摩耗を抑制することや、ロータ１２を駆動するアクチュエータの負担軽減を図るもできる。このため、冷却制御装置１０Ａは具体的には、上記構成である場合に好適である。
一方、冷却制御装置１０Ａが上記構成である場合でも、シール機能部１３Ａに対し通路ＰＡｏｕｔ１や通路ＰＡｏｕｔ２の開口部を遮断する方向に冷却水の圧力が作用する分は、ロータ１２の応答性が低下することになる。冷却制御装置１０Ａでは通路ＰＡｏｕｔ１の開口部を遮断する場合には通路ＰＡｏｕｔ２の開口部が開き、通路ＰＡｏｕｔ２の開口部を遮断する場合には通路ＰＡｏｕｔ１の開口部が開く。
このため、冷却制御装置１０Ａはシール機能部１３Ａに対し、通路ＰＡｏｕｔ１や通路ＰＡｏｕｔ２の開口部を遮断する方向に冷却水の圧力が作用しても、冷却水の流出が完全に遮断される場合と比較して、ロータ１２の応答性が低下することを十分抑制できる。したがって、冷却制御装置１０Ａはさらに具体的にはハウジング部１１Ａに２つ以上の出口側通路（ここでは通路ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２）が設けられた構成であることが好適である。
冷却制御装置１０Ａはロータ１２とシール機能部１３Ａとの間に軸線Ｃに沿って見た場合にロータ１２の回転中心の四方に配置された複数の転動体Ｔを備えている。このため、冷却制御装置１０Ａはロータ１２が正規の状態よりも回転方向に沿って傾いた状態でシール機能部１３Ａと接触することを抑制できる。
そしてこれにより、冷却制御装置１０Ａはシール機能部１３Ａの変位応答性を高めることができるとともに、ロータ１２、シール機能部１３Ａ間の接触摩耗を抑制できる。またこれにより、回転角センサ３０の位相検出誤差を小さくすることで、シール機能部１３Ａの位相精度を良好にすることもできる。
冷却制御装置１０Ａでは、中間部Ｍの内回り形状を楕円状にすることで、通路ＰＡｉｎと通路ＰＡｏｕｔ１との間でロータ１２の回転中心から開口部までの距離を互いに異ならせている。ところがこの場合には、通路ＰＡｉｎと通路ＰＡｏｕｔ１との間で軸線Ｃに沿って見た開口部の曲率が異なってくる。また、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置にロータ１２の回転中心を設けた場合には、開口部に対するシール機能部１３Ａの接触の仕方が互いに異なってくることもある。このため、冷却制御装置１０Ａではこれらの開口部をシール機能部１３Ａでシールすることが必ずしも容易ではなくなる。
これに対し、冷却制御装置１０Ａでは通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、少なくともいずれかの通路の開口部が当接部Ｅの外面形状に合わせて形成されたシール面Ｓを有している。このため、冷却制御装置１０Ａは開口部の曲率やシール機能部１３Ａの接触の仕方が少なくとも一部の間で互いに異なってくる通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２の開口部のシール性を好適に確保することもできる。シール面Ｓは例えば少なくとも高いシール性が必要とされる通路ＰＡｉｎの開口部に設けられることが好適である。
冷却制御装置１０Ａはエンジン２Ａの上流側に設けられることで、ロータリバルブ２０で示したようにＷ／Ｐ１やサーモスタット５を設けることを可能にすることができる。また、この場合にはラジエータ３に冷却水を流出させる出口側通路を設ける必要がない分、サイズが大きくなることも抑制できる。また、この場合にはロータ１２をロータ２２とすることで、第１の通路部２１ａを流通する冷却水の流通と第２の通路部２１ｂを流通する冷却水の流通とを回転動作で同時に制御することもできる。
ロータ２２は第１の通路部２１ａを流通する冷却水の流通と第２の通路部２１ｂを流通する冷却水の流通とを回転動作で同時に制御する構成上、応答性の確保が特に容易ではない。このため、ロータ１２の応答性の低下を抑制しつつシール性を確保できる冷却制御装置１０Ａは具体的にはロータ１２をロータ２２とする構成であることが好適である。
図１０は冷却制御装置１０Ｂを組み込んだ冷却回路１００Ｂを示す図である。冷却回路１００Ｂは冷却制御装置１０Ａの代わりに冷却制御装置１０Ｂを備える点と、エンジン２Ａの代わりにエンジン２Ｂを備える点と、これに応じた流通経路の変更がなされている点以外、冷却回路１００Ａと実質的に同一となっている。冷却制御装置１０Ｂはエンジン２Ｂの下流側に設けられている点と、これに応じた構成の変更がなされている点以外、冷却制御装置１０Ａと実質的に同一となっている。冷却制御装置１０Ｂの構成については後に詳述する。
エンジン２Ｂはシリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂの代わりにシリンダブロック２ａ´、シリンダヘッド２ｂ´を備えている。シリンダブロック２ａ´、シリンダヘッド２ｂ´は個別に冷却水を流通させる流通経路が形成されている点以外、シリンダブロック２ａ、シリンダヘッド２ｂと実質的に同一となっている。
冷却回路１００Ｂにおける冷却水の流通の仕方は以下の通りである。すなわち、Ｗ／Ｐ１が吐出する冷却水はまずシリンダブロック２ａ´とシリンダヘッド２ｂ´とに供給される。そして、シリンダヘッド２ｂ´を流通した冷却水はシリンダヘッド２ｂ´と冷却制御装置１０Ｂとを接続する流通経路Ｐ１を介して、シリンダブロック２ａ´を流通した冷却水はシリンダブロック２ａ´と冷却制御装置１０Ｂとを接続する流通経路Ｐ２を介して、個別に冷却制御装置１０Ｂに流入する。
冷却制御装置１０Ｂからは冷却制御装置１０Ｂとラジエータ３とを接続する流通経路Ｐ３、冷却制御装置１０Ｂとヒータコア４とを接続する流通経路Ｐ４、または冷却制御装置１０Ｂとサーモスタット５とを接続する流通経路Ｐ５を介して、ラジエータ３やヒータコア４やサーモスタット５に冷却水が供給される。そして、その後は冷却回路１００Ａの場合と同様にして冷却水がＷ／Ｐ１に戻るようになっている。
冷却回路１００Ｂにおいてエンジン２Ｂの冷却制御を行うにあたり、冷却制御装置１０Ｂは具体的には以下に示すように冷却水の流通制御を行う。すなわち、水止めモード時には流通経路Ｐ１、Ｐ２からの冷却水の流入を禁止し、流通経路Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５への冷却水の流出を許可する。また、ブロック淀みモード時には流通経路Ｐ２からの冷却水の流入を禁止するとともに流通経路Ｐ１からの冷却水の流入を許可し、流通経路Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５への冷却水の流出を許可する。
一方、全流量モード時にはサーモスタット５によって冷却水温を高温化する第１の高水温制御および冷却水温を低温化する第１の低水温制御が行われる。これに対し、冷却制御装置１０Ｂは全流量モード時には第１の高水温制御時および第１の低水温制御時ともに流通経路Ｐ１、Ｐ２からの冷却水の流入を許可し、流通経路Ｐ５への冷却水の流出を許可する。そして、全流量モード時、且つ第１の高水温制御時には流通経路Ｐ３、Ｐ４のうち、少なくとも流通経路Ｐ３の流通経路への冷却水の流出を制限する。また、全流量モード時、且つ第１の低水温制御時には、流通経路Ｐ３、Ｐ４のうち、少なくとも流通経路Ｐ３への冷却水の流出制限を解除する。
図１１は第１の高水温制御時における冷却水の流通を示す図である。図１２は第１の低水温制御時における冷却水の流通を示す図である。図１１、図１２では冷却水の流れを流通経路に沿った矢印で示すとともに、サーモスタット５または冷却制御装置１０Ｂによって流通が制限されている流通経路を破線で示している。図１１、図１２では流通経路Ｐ４については冷却制御装置１０Ｂが冷却水の流出制限をともに解除している場合を示す。冷却制御装置１０Ｂは第１の高水温制御時や第１の低水温制御時に流通経路Ｐ４への冷却水の流出を制限してもよい。
図１１は冷却水温が所定値αよりも低い場合にサーモスタット５がラジエータ３からの冷却水の流入を制限するともに冷却制御装置１０Ｂからの冷却水の流入制限を解除することで、第１の高水温制御が行われている状態を示している。これに対し、冷却制御装置１０Ｂは第１の高水温制御時に流通経路Ｐ３への冷却水の流出を制限することで、冷却水温が所定値αを上回った後にも冷却水温の高温化を継続することを可能にする。
図１２は冷却水温が所定値αよりも高い場合にサーモスタット５がラジエータ３からの冷却水の流入制限を解除するとともに冷却制御装置１０Ｂからの冷却水の流入を制限することで、第１の低水温制御が行われている状態を示している。これに対し、冷却制御装置１０Ｂは第１の低水温制御時に流通経路Ｐ３への冷却水の流出制限を解除することで、冷却水温の高温化を継続することを中止し、冷却水温を低温化することを可能にする。
したがって、冷却制御装置１０Ｂは全流量モード時に適温の範囲内で冷却水温を相対的に高温にする第２の高水温制御と適温の範囲内で冷却水温を相対的に低温にする第２の低水温制御とを行うことができる。冷却制御装置１０Ｂを組み込んだ冷却回路１００Ｂでは、所定値αを例えば適温の下限値に設定することができる。
図１３は冷却制御装置１０Ｂを示す図である。冷却制御装置１０Ｂはハウジング部１１Ａの代わりにハウジング部１１Ｂを備える点と、シール機能部１３Ａの代わりにシール機能部１３Ｂを備える点以外、冷却制御装置１０Ａと実質的に同一となっている。
ハウジング部１１Ｂには入口側通路として流通経路Ｐ１から冷却水を流入させる通路ＰＢｉｎ１と、流通経路Ｐ２から冷却水を流入させる通路ＰＢｉｎ２とが設けられている。また、出口側通路として流通経路Ｐ３に冷却水を流出させる通路ＰＢｏｕｔ１と、流通経路Ｐ４に冷却水を流通させる通路ＰＢｏｕｔ２と、流通経路Ｐ５に冷却水を流通させる通路ＰＢｏｕｔ３とが設けられている。そして、冷却制御装置１０Ｂではこれら通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３が複数の通路に相当する。
ハウジング部１１Ｂは具体的には軸線Ｃに沿って見た場合に中間部Ｍの内回り形状が楕円状になるように設けられている。そして、通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２は軸線Ｃに沿って見た場合に互いに隣接した状態で当該内回り形状の短軸方向における一端側から中間部Ｍに開口するように設けられている。具体的には、当該内回り形状の短軸を間に挟むようにして互いに隣接した状態で中間部Ｍに開口するように設けられている。通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２は当該内回り形状の短軸に沿って延伸し、中間部Ｍに開口するように設けられている。通路径は通路ＰＢｉｎ１のほうが通路ＰＢｉｎ２よりも小さく設定されている。
通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２は軸線Ｃに沿って見た場合に互いに隣接した状態で当該内回り形状の短軸方向における他端側から中間部Ｍに開口するように設けられている。そして、通路ＰＢｏｕｔ１は当該内回り形状の短軸に対応させて中間部Ｍに開口するように設けられている。また、通路ＰＢｏｕｔ２は当該内回り形状の短軸からロータ１２の回転方向において前方にオフセットした位置で中間部Ｍに開口するように設けられている。通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２は当該内回り形状の短軸に沿って延伸し、中間部Ｍに開口するように設けられている。通路径は通路ＰＢｏｕｔ２のほうが通路ＰＢｏｕｔ１よりも小さく設定されている。
通路ＰＢｏｕｔ３は軸線Ｃに沿って見た場合に当該内回り形状の長軸方向における一端側から中間部Ｍに開口するように設けられている。また、当該内回り形状の長軸からロータ１２の回転方向において前方にオフセットした位置で中間部Ｍに開口するように設けられている。通路ＰＢｏｕｔ３は当該内回り形状の長軸に沿って延伸し、中間部Ｍに開口するように設けられている。通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３はロータ１２の回転方向に沿ってこの順に設けられている。
一方、ロータ１２の回転中心は軸線Ｃに沿って見た場合に当該内回り形状の楕円中心よりも通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２側に偏心した位置に設定されている。そしてこれにより、通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２のほうが通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２よりもロータ１２の回転中心から開口部までの距離が短くなるように設けられている。
通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２間では、通路ＰＢｉｎ１のほうが通路ＰＢｉｎ２よりもロータ１２の回転中心から開口部までの距離が短くなるように設けられている。また、通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２間では、通路ＰＢｏｕｔ１のほうが通路ＰＢｏｕｔ２よりもロータ１２の回転中心から開口部までの距離が短くなるように設けられている。通路ＰＢｏｕｔ３は通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２とはロータ１２の回転中心から開口部までの距離が互いに異なるように設けられている。そして、冷却制御装置１０Ｂではこのようにして通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３の開口部それぞれまでの距離がすべての間で互いに異なる位置にロータ１２の回転中心が設けられている。
シール機能部１３Ｂは楕円状の外回り形状の短軸方向において一端側に位置する部分を当接部Ｅとするとともに、係合部ｉ２の摺動壁部を当該外回り形状の短軸に沿って設けている点と、これに伴い係合部ｉ２が当該外回り形状の短軸方向に沿って他端側から張り出すように設けられている点以外、シール機能部１３Ａと実質的に同一となっている。
冷却制御装置１０Ｂでは、当接部Ｅが通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３のうち、少なくともいずれかの通路の開口部に当接する。冷却制御装置１０Ｂでは当接部Ｅが通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３のうち、通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部に当接できるようにシール機能部１３Ｂの可動範囲が設定されている。
一方、冷却制御装置１０Ｂでは弾性部材１４が通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３のうち、所定の通路に相当する通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部に対しシール機能部１３Ｂを付勢した状態で、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部との間に隙間が設けられるようになっている。この隙間は絞りとして機能する間隔の範囲内で設けられている。
互いに開口部が隣接する通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２に関し、冷却制御装置１０Ｂでは具体的には弾性部材１４が通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体に対しシール機能部１３Ｂを付勢することで、シール機能部１３Ｂが通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部それぞれに同時に当接できるようになっている。また、弾性部材１４が通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２のうち、少なくとも通路ＰＢｉｎ２の開口部に対し個別にシール機能部１３Ｂを付勢することで、シール機能部１３Ｂが通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２のうち、少なくとも通路ＰＢｉｎ２の開口部に個別に当接できるようになっている。
互いに開口部が隣接する通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２に関し、冷却制御装置１０Ｂでは具体的には弾性部材１４が通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部全体に対しシール機能部１３Ｂを付勢することで、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部それぞれとの間に同時に隙間が設けられるようになっている。また、弾性部材１４が通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部それぞれに対し個別にシール機能部１３Ｂを付勢することで、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部それぞれとの間に個別に隙間が設けられるようになっている。
冷却制御装置１０Ｂでは通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３の開口部に加えて、さらに通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の互いに隣接する開口部全体および通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の互いに隣接する開口部全体それぞれまでの距離がすべての間で互いに異なる位置にロータ１２の回転中心が設けられている。
図１４（ａ）〜１４（ｆ）は冷却制御装置１０Ｂの動作説明図である。図１４（ａ）は水止めモード時の冷却制御装置１０Ｂを示す。図１４（ｂ）はブロック淀みモード時の冷却制御装置１０Ｂを示す。図１４（ｃ）は全流量モード時、且つ第１の低水温制御時の冷却制御装置１０Ｂを示す。図１４（ｄ）は全流量モード時、且つ第１の高水温制御時の冷却制御装置１０Ｂを示す。図１４（ｅ）は全流量モード時、且つ第１の高水温制御時であって、さらにエアコン負荷低減制御時の冷却制御装置１０Ｂを示す。図１４（ｆ）は全流量モード時、且つ第１の低水温制御時であって、さらにエアコン負荷低減制御時の冷却制御装置１０Ｂを示す。エアコン負荷低減制御は、ヒータコア４を利用するエアコンにおけるクーラ作動時の負荷を低減するための制御である。
図１４（ａ）に示すように水止めモード時には通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の互いに隣接する開口部全体に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体に対して付勢する。一方、シール機能部１３Ｂに対してはエンジン２Ｂの高回転運転時に通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体を開く方向に高い冷却水の圧力が作用する。これに対し、通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２はロータ１２の回転中心から開口部全体までの距離が個別の通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２および他の通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３と比較して最も短くなるように設定されている。
そしてこれにより、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体に対して付勢する場合に最も強い付勢力を発生させるようになっている。冷却制御装置１０Ｂは作用する冷却水の圧力が所定圧になるまでの間は、シール機能部１３Ｂで通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体を遮断することで、エンジン２Ｂを介した冷却水の流通を停止する。一方、作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合には、通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体を開放することで、破線の矢印で示すように通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３を介した冷却水の流出を可能にする。そしてこれにより、エンジン２Ｂを介した冷却水の流通を緊急的に許可する。
図１４（ｂ）に示すようにブロック淀みモード時には通路ＰＢｉｎ２の開口部に個別に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｉｎ２の開口部に対して個別に付勢する。そしてこれにより、シール機能部１３Ｂで通路ＰＢｉｎ２の開口部を個別に遮断することで、通路ＰＢｉｎ１を介した冷却水の流入と、通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３を介した冷却水の流出を可能にする。そしてこれにより、シリンダブロック２ａ´を介した冷却水の流通を停止するとともに、シリンダヘッド２ｂ´を介した冷却水の流通を許可する。
一方、ブロック淀みモード時にはシール機能部１３Ｂに対して通路ＰＢｉｎ２の開口部を開く方向に冷却水の圧力が作用する。これに対し、通路ＰＢｉｎ２はロータ１２の回転中心から開口部までの距離が通路ＰＢｉｎ１よりも長く、且つ通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３よりも短く設定されている。そしてこれにより、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｉｎ２の開口部に対して付勢する場合に、通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部全体に対して付勢する場合に次いで各制御モード間において強い付勢力を発生させるようになっている。
図１４（ｃ）に示すように全流量モード時、且つ第１の低水温制御時には各通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２、ＰＢｏｕｔ３の開口部いずれにも対応しない位相にロータ１２が制御される。そしてこれにより、シリンダブロック２ａ´およびシリンダヘッド２ｂ´を介した冷却水の流通を許可する。このとき、ロータ１２は具体的にはシール機能部１３Ｂがハウジング部１１Ｂのうち、ロータ１２の回転方向において通路ＰＢｉｎ２の前方、且つ通路ＰＢｏｕｔ１の後方の部分に対向するように制御される。
当該部分はロータ１２の回転中心からの距離が通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２、ＰＢｏｕｔ３の開口部よりも長く、且つ通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部よりも短くなっている。そしてこれにより、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを当該部分に対して付勢する場合に、通路ＰＢｉｎ２の開口部に対して付勢する場合よりも弱い付勢力を発生させることで、シール機能部１３Ｂの接触力を低減する。
図１４（ｄ）に示すように全流量モード時、且つ第１の高水温制御時には通路ＰＢｏｕｔ１の開口部に個別に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｏｕｔ１の開口部に対して個別に付勢する。そしてこれにより、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ１の開口部との間に個別に隙間を設けることで、通路ＰＢｏｕｔ１を介した冷却水の流出を個別に制限する。通路ＰＢｏｕｔ１はシール機能部１３Ｂが可動限界に達することになる距離よりもロータ１２の回転中心から開口部までの距離が長くなっている。
図１４（ｅ）に示すように全流量モード時、且つ第１の高水温制御時であって、さらにエアコン負荷低減制御時には、通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の互いに隣接する開口部全体に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部全体に対して付勢する。そしてこれにより、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部それぞれとの間に同時に隙間を設けることで、通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２を介した冷却水の流出を同時に制限する。通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２はシール機能部１３Ｂが可動限界に達することになる距離よりもロータ１２の回転中心から開口部全体までの距離が長くなっている。
図１４（ｆ）に示すように全流量モード時、且つ第１の低水温制御時であって、さらにエアコン負荷低減制御時には、シール機能部１３Ｂが通路ＰＢｏｕｔ２の開口部に個別に対応する位相にロータ１２が制御される。このとき、弾性部材１４はシール機能部１３Ｂを通路ＰＢｏｕｔ２の開口部に対して個別に付勢する。そしてこれにより、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ２の開口部との間に個別に隙間を設けることで、通路ＰＢｏｕｔ２を介した冷却水の流出を個別に制限する。
通路ＰＢｏｕｔ２はシール機能部１３Ｂが可動限界に達することになる距離よりもロータ１２の回転中心から開口部全体までの距離が長くなっている。通路ＰＢｏｕｔ２に関し、冷却制御装置１０Ｂはハウジング部１１Ｂのうち、ロータ１２の回転方向において通路ＰＢｏｕｔ２の前方の部分にシール部材１３Ｂを接触させることによっても、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ２の開口部との間に個別に隙間を設けることができるようにしている。
次に冷却制御装置１０Ｂの主な作用効果について説明する。冷却制御装置１０Ｂでは、冷却制御装置１０Ａと比較してさらに弾性部材１４が所定の通路である通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部に対しシール機能部１３Ｂを付勢した状態で、シール機能部１３Ｂと通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部との間に隙間が設けられるようになっている。このため、冷却制御装置１０Ｂは通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２を介した冷却水の流通を停止する代わりに、少量の冷却水の流通を許可することができる。また、これによりハウジング部１１Ｂとの接触を回避することで、ロータ１２の応答性を向上させることもできる。
冷却制御装置１０Ｂは所定の通路をラジエータ３に供給する冷却水を流出させる通路ＰＢｏｕｔ１とすることで、次に示すような効果を得ることもできる。すなわち、ラジエータ３に冷却水を流通させない場合には、全流量モード時、且つ第１の高水温制御時に冷却水温が上昇し易くなる分、第１の低水温制御と第１の高水温制御との間で水温制御の切り替え頻度が高くなる。結果、サーモスタット５の寿命が低下し易くなる。
また、ラジエータ３に冷却水を流通させない場合には、全流量モード時、且つ第１の高水温制御時にラジエータ３内に貯留された冷却水がより低温になり易くなる。このためこの場合には、第１の高水温制御から第１の低水温制御に切り替わった場合に低温の冷却水が急にエンジン２Ｂに供給されることになる。そしてこれにより、エンジン２Ｂで大きな熱応力が発生し、熱歪が生じる結果、エンジン２Ｂで冷却水漏れやオイル漏れなどを招く虞がある。
これに対し、冷却制御装置１０Ｂは所定の通路を通路ＰＢｏｕｔ１とすることで、全流量モード時、且つ第１の高水温制御時にラジエータ３に少量の冷却水を供給できる。このため、冷却制御装置１０Ｂは水温制御の切り替え頻度を低くすることで、サーモスタット５の寿命を向上させることができる。また、第１の高水温制御から第１の低水温制御に切り替わった場合にエンジン２Ｂで大きな熱応力が発生することを防止することで、エンジン２Ｂの信頼性を高めることもできる。
冷却制御装置１０Ｂは所定の通路をヒータコア４に供給する冷却水を流出させる通路ＰＢｏｕｔ２とすることで、全流量モード時にエンジン２Ｂからヒータコア４への高温冷却水の流入を制限することもできる。そしてこれにより、ヒータコア４を利用するエアコンのクーラ作動時の負荷を低減することもできる。またこれにより、燃費低減効果を得ることもできる。
冷却制御装置１０Ｂはエンジン２Ｂの下流側に設けられることで、Ｗ／Ｐ１やサーモスタット５を設けることを可能にする代わりに、車両への搭載性を向上させることができる。また、全流量モード時に適温の範囲内で冷却水温を相対的に高温にする第２の高水温制御と適温の範囲内で冷却水温を相対的に低温にする第２の低水温制御とを行うことを可能にすることができる。また、エンジン２Ｂだけでなく、ヒータコア４など他の構成を対象とした冷却水の流通制御を行うことができる。
冷却制御装置１０Ｂは通路ＰＢｉｎ１、ＰＢｉｎ２の開口部を互いに隣接する開口部とすることで、水止めモード、ブロック淀みモードおよび全流量モードの各制御モードの間でエンジン２Ｂの冷却制御を好適に切り替え可能にすることができる。また、第１の高水温制御時および第１の低水温制御時にエアコン負荷低減制御の実行、停止を切り替え可能にするにあたって、通路ＰＢｏｕｔ１、ＰＢｏｕｔ２の開口部を互いに隣接する開口部とすることで、第１の高水温制御時におけるエアコン負荷低減制御の実行、停止を好適に切り替え可能にすることができる。
図１５は冷却制御装置１０Ｃを示す図である。冷却制御装置１０Ｃはハウジング部１１Ａの代わりにハウジング部１１Ｃを備える点と、ロータ１２の代わりにロータ１２´を備える点と、シール機能部１３Ａの代わりにシール機能部１３Ｃを備える点と、弾性部材１４の代わりに弾性部材１４´を備える点以外、冷却制御装置１０Ａと実質的に同一となっている。冷却制御装置１０Ｃは例えば冷却制御装置１０Ａの代わりに冷却回路１００Ａに設けることができる。また、冷却制御装置１０Ａと同様にロータリバルブ２０に適用することができる。
ハウジング部１１Ｃは軸線Ｃに沿って見た場合に中間部Ｍの内回り形状が円形状の形状になるように設けられている点以外、ハウジング部１１Ａと実質的に同一となっている。ハウジング部１１Ｃでは、当該内回り形状において長軸、短軸の区別がなくなることから、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２が当該内回り形状の互いに直交する２つの直径軸それぞれに対応させて設けられている。
ロータ１２´は軸線Ｃに沿って見た場合に回転中心が中間部Ｍの内回り形状の形状中心に合わせて設けられている点と、係合部ｉ１を備える代わりに係合部ｉ１´を備える点と、弁体部の太さが異なっている点以外、ロータ１２と実質的に同一となっている。弁体部の太さは必ずしもロータ１２との間で異なっていなくてもよい。係合部ｉ１´はロータ１２´の弁体部から径方向外側に突出するように設けられている。
シール機能部１３Ｃはシール機能部１３Ａと同様、ハウジング部１１Ｃとロータ１２´との間にロータ１２´とともに回転可能に設けられている。また、シール機能部１３Ａと同様、シール部材によって構成されている。一方、シール機能部１３Ｃは以下に示すように構成されている点で、シール機能部１３Ａとは異なる構成となっている。
すなわち、シール機能部１３Ｃは軸線Ｃに沿って見た場合に円形状の形状となる円筒状の形状を有するとともに、周壁部に開口部Ｄ１、Ｄ２が設けられている構成となっている。また、係合部ｉ２の代わりに係合部ｉ２´を備える構成となっている。開口部Ｄ１、Ｄ２については後述する。
係合部ｉ２´はシール機能部１３Ｃの周壁部から径方向内側に向かって突出するように設けられている。係合部ｉ２´は係合部ｉ１´に対応させて設けられており、軸線Ｃに沿って見た場合に係合部ｉ１´を周方向に沿って挟み込むように設けられている。互いに係合する係合部ｉ１´、ｉ２´は複数組（ここでは２組）に設けることができる。係合部ｉ１´、ｉ２´は互いに係合した状態でロータ１２´に対するシール機能部１３Ｃの相対的な回転方向の移動を規制する。
シール機能部１３Ｃは係合部ｉ１´、ｉ２´が互いに係合した状態で、ロータ１２´と同心状に配置されている。シール機能部１３Ｃは係合部ｉ１´、ｉ２´によってロータ１２´とともに回転可能に設けられている一方、ロータ１２´に対し軸線Ｃに直交する方向に沿って特段摺動可能には設けられていない点で、シール機能部１３Ａとは異なる構成となっている。係合部ｉ１´、ｉ２´は互いに係合した状態でロータ１２´に対し軸線Ｃに直交する方向に沿ってシール機能部１３Ｃが変位することを許容可能に設けられていてよい。
弾性部材１４´はロータ１２´の位相制御に応じて、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち少なくとも通路ＰＡｉｎの開口部に対し、シール機能部１３Ｃを当接可能に付勢する。この点は弾性部材１４についても同様である。一方、弾性部材１４´はロータ１２´の位相制御上、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２それぞれに対し、ロータ１２´の異なる位相毎に個別にシール機能部１３Ｃを付勢することにはならない点で、弾性部材１４とは異なる構成となっている。この点については後述する。
シール機能部１３Ｃのうち、弾性部材１４´が付勢する部分である被付勢部Ｆは弾性部材１４´の付勢力によって中間部Ｍに押し付けられる。シール機能部１３Ｃには、被付勢部Ｆが通路ＰＡｉｎの開口部に対向する位相状態において、通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対向する開口部Ｄ１が設けられている。また、開口部Ｄ１が通路ＰＡｉｎの開口部に対向する位相状態において、通路ＰＡｏｕｔ２の開口部に対向する開口部Ｄ２が設けられている。
このように構成されたシール機能部１３Ｃは弾性部材１４´の作用のもと被付勢部Ｆで中間部Ｍに接するとともに、所定の温度よりも高い場合に熱膨張によって被付勢部Ｆ以外の他の部分で中間部Ｍに接するように設けられている。所定の温度は適宜の温度であってよい。所定の温度は少なくとも使用温度範囲内で他の部分が中間部Ｍに接する温度に設定することができる。この場合、弾性部材１４´は所定の温度より低い場合であってもシール部材１３Ｃの変形或いは変位を伴うことで、被付勢部Ｆを中間部Ｍに押し付けることができるように構成することができる。所定の温度は使用温度範囲内で他の部分が中間部Ｍに常に接する温度に設定されてもよい。
弾性部材１４´はシール機能部１３Ｃ（具体的には被付勢部Ｆ）を通路ＰＡｉｎの開口部に対し付勢することで通路ＰＡｉｎの開口部を遮断している場合に、作用する冷却水の圧力が所定圧になるまでの間、通路ＰＡｉｎの開口部を遮断できる。一方、作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合にはシール機能部１３Ｃの変形或いは変位を伴いながら短縮することで、通路ＰＡｉｎの開口部を開放できる。
冷却制御装置１０Ｃはエンジン２Ａの冷却制御として水止めモードとブロック淀みモードとをロータ１２´の異なる位相毎に有している。そして、エンジン２Ａの冷却制御ではロータ１２´の位相が次のように制御される。図１６(a)及び１６（ｂ）並びに図１７は冷却制御装置１０Ｃの動作説明図である。図１６（ａ）及び１６（ｂ）は水止めモード時の冷却制御装置１０Ｃを示す。図１７はブロック淀みモード時の冷却制御装置１０Ｃを示す。図１６（ａ）は作用する冷却水の圧力が所定圧よりも低い場合の状態を示す。図１６（ｂ）は作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合の状態を示す。
図１６（ａ）に示すように冷却制御装置１０Ｃでは水止めモード時に被付勢部Ｆが通路ＰＡｉｎの開口部に対向する位相にロータ１２´が制御される。このとき、弾性部材１４´は通路ＰＡｉｎの開口部を遮断すべくシール機能部１３Ｃを通路ＰＡｉｎの開口部に対して付勢する。そして、冷却水の圧力が所定圧よりも低い場合には被付勢部Ｆが通路ＰＡｉｎの開口部に当接することで、通路ＰＡｉｎの開口部が遮断される。結果、エンジン２Ａへの冷却水の流通が停止される。
図１６（ｂ）に示すように作用する冷却水の圧力が所定圧に達した場合には弾性部材１４´がシール機能部１３Ｃの変形や変位を伴いながら短縮する。結果、通路ＰＡｉｎの開口部が開放されることで、通路ＰＡｏｕｔ１を介した冷却水の流出が可能になる。このためこの場合には、エンジン２Ａへ緊急的に冷却水を流通させることができる。
図１７に示すように冷却制御装置１０Ｃではブロック淀みモード時に次に示す位相にロータ１２´が制御される。すなわち、被付勢部Ｆが中間部Ｍのうち、通路ＰＡｏｕｔ１の開口部と位相が１８０°異なる位置に設けられている壁部に対向する位相にロータ１２´が制御される。このとき、冷却制御装置１０Ｃでは開口部Ｄ１が通路ＰＡｉｎの開口部に対向する位置に配置されるとともに、開口部Ｄ２が通路ＰＡｏｕｔ２の開口部に対向する位置に配置される。結果、通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ２の開口部が開口されることで、シリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通が許可される。
同時に冷却制御装置１０Ｃではブロック淀みモード時にシール機能部１３Ｃのうち、被付勢部Ｆとは位相が１８０°異なる位置に設けられている周壁部が通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対向することになる。そして、当該周壁部は冷却水の圧力で通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に押し付けられることで、通路ＰＡｏｕｔ１の開口部を遮断する。結果、シリンダブロック２ａを介した冷却水の流通が同時に停止される。
冷却制御装置１０Ｃでは水止めモードからブロック淀みモードに移行する際に、次に示す回転方向でロータ１２´を回転させることができる。すなわち、通路ＰＡｉｎの開口部から他の通路の開口部を経由することなく、前述の壁部に直接向かうことになる回転方向でロータ１２´を回転させることができる。
なお、冷却制御装置１０Ｃはブロック淀みモード時に被付勢部Ｆが通路ＰＡｏｕｔ１の開口部に対向する位相にロータ１２´が制御される構成であってもよい。また、ブロック淀みモードの代わりに全流量モードを有する構成であってもよい。この場合、通路ＰＡｏｕｔ１をシリンダヘッド２ｂに供給する冷却水を流出させる通路とし、通路ＰＡｏｕｔ２をシリンダブロック２ａに供給する冷却水を流出させる通路とすることができる。
このように構成された冷却制御装置１０Ｃは弾性部材１４´がロータ１２´の位相制御に応じて通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２のうち、通路ＰＡｉｎの開口部に対しシール機能部１３Ｃを当接可能に付勢する構成となっている。すなわち、冷却制御装置１０Ｃはロータ１２´の位相制御上、弾性部材１４´が通路ＰＡｉｎ、ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２それぞれに対し、ロータ１２´の異なる位相毎に個別にシール機能部１３Ｃを付勢することにはならない構成となっている。
次に冷却制御装置１０Ｃの作用効果について説明する。冷却制御装置１０Ｃは弾性部材１４´が通路ＰＡｉｎの開口部に対しシール機能部１３Ｃを付勢する場合に冷却制御装置１０Ａと同様、ロータ１２´の応答性を向上させることができる。また、冷却制御装置１０Ａと同様、エンジン２Ａへ緊急的に冷却水を流通させることもできる。結果、これらの点でエンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。冷却制御装置１０Ｃは冷却の要求が高まるエンジン２Ａの高回転運転時に敢えて水止めモードにすることで、冷却水の圧力が所定圧に達した場合にシリンダブロック２ａおよびシリンダヘッド２ｂを介した冷却水の流通を許可することもできる。
冷却制御装置１０Ｃでは通路ＰＡｏｕｔ１の開口部を遮断する場合には通路ＰＡｏｕｔ２の開口部が開くことになる。このため、冷却制御装置１０Ａと同様、冷却水の流出が完全に遮断される場合と比較して、ロータ１２´の応答性が低下することも抑制できる。
冷却制御装置１０Ｃは具体的にはハウジング部１１Ｃとロータ１２´とシール機能部１３Ｃとを備える構成で、シール機能部１３Ｃに次のように開口部が設けられている構成であることが好適である。すなわち、シール機能部１３Ｃが複数の出口側通路（ここでは通路ＰＡｏｕｔ１、ＰＡｏｕｔ２）の開口部のうちいずれかを遮断する場合に、複数の出口側通路の開口部のうち遮断する開口部以外の少なくともいずれかの開口部を開口する開口部がシール機能部１３Ｃに設けられている構成であることが好適である。
この場合、ハウジング１１Ｃは具体的には軸線Ｃに沿って見た場合に中間部Ｍの内回り形状が円形状の形状になるように設けられるとともに、複数の出口側通路が設けられている構成とすることができる。また、ロータ１２´は軸線Ｃに沿って見た場合に回転中心が中間部Ｍの内回り形状の形状中心に合わせて設けられている構成とすることができる。また、シール機能部１３Ｃは円筒状の形状を有する構成とすることができ、さらにはロータ１２´と同心状に配置される構成とすることができる。また、被付勢部Ｆ以外の他の部分が少なくとも使用温度範囲内で中間部Ｍに接する構成とすることができる。
ロータ１２´はさらに次のように構成されてもよい。すなわち、中空部を有するとともにシール機能部（ここではシール機能部１３Ｃ）の周壁部に設けられている開口部それぞれに対応させて内外を連通する開口部が設けられている構成であってもよい。この場合、シール機能部とロータ１２´との間のクリアランスを縮小することで、当該クリアランスおよびロータ１２´のうち、少なくともロータ１２´を介して冷却水を流通させることができる。これは以下で説明する冷却制御装置１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆについても同様である。
図１８は冷却制御装置１０Ｄの要部を示す斜視図である。図１９は冷却制御装置１０Ｄの要部を示す断面図である。図１９では軸線Ｃを含む断面で図１８に示す要部の一部をハウジング部１１Ｃとともに示す。冷却制御装置１０Ｄは図９に示すロータリバルブ２０に対し冷却制御装置１０Ｃを適用する一方、適用にあたりシール機能部１３Ｃの代わりにシール機能部１３Ｄを設けた構成となっている点と、Ｗ／Ｐ１をさらに備える点以外、冷却制御装置１０Ｃと実質的に同一となっている。
このように構成された冷却制御装置１０Ｄは、具体的にはハウジング部２１をハウジング部１１Ｃとする構成となっている。また、ロータ２２をロータ１２´とする構成となっている。そして、ハウジング部２１とロータ２２との間にシール機能部１３Ｄを設けた構成となっている。また、ロータ２２とシール機能部１３Ｄとの間に弾性部材１４´を設けた構成となっている。
冷却制御装置１０Ｄではロータ２２をロータ１２´とする構成上、ロータ１２´が具体的には弁体部Ｒ１、Ｒ２を備える構成となっている。そして、ロータ１２´との関係においてシール機能部１３Ｄは具体的には軸線Ｃに沿った方向において弁体部Ｒ１、Ｒ２にかけて設けられる構成となっている。このため、シール機能部１３Ｄは第２の通路部２１ｂが形成する通路の開口部を開口可能な開口部Ｄ３を含む複数の開口部をさらに備えている。シール機能部１３Ｄはこのほか押し当て部Ｌをさらに備える点以外、シール機能部１３Ｃと実質的に同一となっている。
押し当て部Ｌは軸線Ｃに沿った方向における第１および第２の通路群間で、ロータ１２´に押し当てられる部分となっている。冷却制御装置１０Ｄでは第１の通路部２１ａが形成する通路それぞれがＷ／Ｐ１からエンジン２Ａに向かう冷却水を流通させることが可能な通路を有して構成される第１の通路群を構成している。また、第２の通路部２１ｂが形成する通路それぞれがエンジン２ＡからＷ／Ｐ１に向かう冷却水を流通させることが可能な通路を有して構成される第２の通路群を構成している。そして、第１および第２の通路群は軸線Ｃに沿った方向において互いに異なる位置に設けられている。
押し当て部Ｌは具体的にはロータ１２´とシール機能部１３Ｄの周壁部との間に位置し、当該周壁部の内側に周方向に沿って一周に亘って設けられている。また、ロータ１２´および第１の通路群側に向かって延伸するリップ状の形状を有している。
次に冷却制御装置１０Ｄの主な作用効果について説明する。ここで、冷却制御装置１０Ｄでは複数の通路が第１および第２の通路群を有して構成されている。このため、ロータ１２´とシール機能部１３Ｄの周壁部との間に形成されるクリアランスを介して第１の通路群側から第２の通路群側に冷却水がリークすることになる。結果、エンジン２Ａに供給する冷却水の流量が著しく低下する虞がある。
これに対し、押し当て部Ｌは第１の通路群側から第２の通路群側への冷却水のリークを防止或いは抑制する。このため、冷却制御装置１０Ｄはさらにエンジン２Ａに供給する冷却水の流量がリークによって低下することを防止或いは抑制できる。結果、エンジン２Ａの冷却制御を行うにあたり、エンジン２Ａに供給する冷却水の流量を確保することで、エンジン２Ａの信頼性を高めることができる。
押し当て部Ｌは具体的にはロータ１２´および第１の通路群側に向かって延伸するリップ状の形状を有している構成とすることができる。これにより、第１および第２の通路群間における冷却水の圧力差によって、シール性が高まるように押し当て部Ｌをロータ１２´に押し当てることができる。結果、エンジン２Ａに供給する冷却水の流量低下をより好適に防止或いは抑制できる。またこれにより、押し当て部Ｌが柔軟性を有するようにすることもできる。結果、緊急的に冷却水を流通させる際にシール機能部１３Ｄの変形或いは変位を阻害しないようにしつつ、シール性を維持することもできる。
図２０は冷却制御装置１０Ｅの要部を示す斜視図である。冷却制御装置１０Ｅはシール機能部１３Ｄの代わりにシール機能部１３Ｅを備える点以外、冷却制御装置１０Ｄと実質的に同一となっている。同様の変更は例えば冷却制御装置１０Ｃに対して行われてもよい。シール機能部１３Ｅは分断部Ｕが設けられている点以外、シール機能部１３Ｄと実質的に同一となっている。分断部Ｕはシール機能部１３Ｅのうち、周方向において分断された部分同士で構成されている。分断部Ｕは具体的には軸線Ｃに沿って設けられている。シール機能部１３Ｅの線膨張係数は例えばアルミ合金を材質とするハウジング部１１Ｃよりも大きくなっている。
次に冷却制御装置１０Ｅの主な作用効果について説明する。シール機能部１３Ｅは冷却水の温度が高まるにつれて、分断部Ｕの分断された部分同士の間隔が次第に狭くなるように変形する。結果、ハウジング部１１Ｃに対するシール機能部１０Ｅの接触力が熱膨張によって増加することが抑制される。このため、冷却制御装置１０Ｅはさらに、上記接触力の増加によって応答性が低下することを抑制できる点でも、エンジン２Ａの冷却制御を好適に行うことができる。
図２１は冷却制御装置１０Ｆの要部を示す斜視図である。図２２は冷却制御装置１０Ｆの要部を示す断面図である。図２２では軸線Ｃを含む断面で図２１に示す要部の一部をハウジング部１１Ｃとともに示す。冷却制御装置１０Ｆはシール機能部１３Ｅの代わりにシール機能部１３Ｆを備える点以外、冷却制御装置１０Ｅと実質的に同一となっている。シール機能部１３Ｆは分断部Ｕの代わりに分断部Ｕ´が設けられている点以外、シール機能部１３Ｅと実質的に同一となっている。
分断部Ｕ´は第１の通路群側と第２の通路群側とで互いに異なる位相において軸線Ｃに沿って設けられる第１および第２の部分分断部である部分分断部Ｕ１、Ｕ２を備えている。また、周方向に沿って設けられ、部分分断部Ｕ１、Ｕ２を接続する第３の部分分断部である部分分断部Ｕ３を備えている。部分分断部Ｕ３は軸線Ｃに沿った方向においてシール機能部Ｆのうち、押し当て部Ｌよりも第２の通路群側の部分に設けられている。
次に冷却制御装置１０Ｆの主な作用効果について説明する。ここで、冷却制御装置１０Ｅでは分断部Ｕの分断された部分同士の間に形成される隙間を通じて第１の通路群側から第２の通路群側に冷却水がリークすることになる。これに対し、冷却制御装置１０Ｆは部分分断部Ｕ３でリークする冷却水の圧力損失を増加させる。このため、冷却制御装置１０Ｆは冷却制御装置１０Ｅと同様に応答性低下を抑制しつつ、これと両立するかたちでエンジン２Ａに供給する冷却水の流量が減少することも抑制できる。
分断部Ｕ´は具体的には部分分断部Ｕ３が軸線Ｃに沿った方向においてシール機能部Ｆのうち、押し当て部Ｌよりも第２の通路群側の部分に設けられている構成とすることができる。これにより、第１および第２の通路群間における冷却水の圧力差によって、部分分断部Ｕ３の分断された部分同士の間隔を縮小したり、分断された部分同士の間の隙間を閉塞したりすることができる。結果、エンジン２Ａに供給する冷却水の流量が減少することをより好適に抑制できる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は上記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範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば本発明におけるシール機能部は上述した実施例におけるシール機能部１３Ａのうち、当接部Ｅに相当する部分にシール部材を有する構造体であってもよい。すなわち、上述した実施例におけるシール機能部１３Ａのうち、当接部Ｅ以外の部分は必ずしもシール部材で構成されていなくてもよい。
入口側通路が複数設けられている場合、弾性部材はロータの位相制御に応じて複数の入口側通路のうち少なくともいずれかの入口側通路の開口部に対し、シール機能部を当接可能に付勢する構成とすることができる。また、複数の入口側通路の開口部全体に対しシール機能部を当接可能に付勢する構成とすることができる。
Ｗ／Ｐ １
内燃機関 ２Ａ、２Ｂ
シリンダブロック ２ａ、２ａ´
シリンダヘッド ２ｂ、２ｂ´
冷却制御装置 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆ
ハウジング部 １１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、２１
ロータ １２、１２´、２２
シール機能部 １３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ
弾性部材 １４ 、１４´

Claims (5)

  1. エンジンの冷却水を流入させる入口側通路と、前記エンジンの冷却水を流出させる出口側通路とを少なくとも１つずつ有して構成される複数の通路が設けられたハウジング部と、
    前記ハウジング部のうち、前記複数の通路それぞれが開口する中間部に設けられるとともに、回転動作で前記複数の通路を介した前記エンジンの冷却水の流通を制御するロータと、
    前記ハウジング部と前記ロータとの間に前記ロータとともに回転可能に設けられたシール機能部と、
    前記ロータと前記シール機能部との間に設けられ、前記ロータの位相制御に応じて前記複数の通路のうち少なくとも前記入口側通路の開口部に対し、前記シール機能部を当接可能に付勢する弾性部材と、を備え、
    前記ロータが回転中心の軸線に沿って見た場合に前記中間部に開口する前記複数の通路の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置に回転中心が設けられている構成となっており、
    前記ロータの回転中心から前記入口側通路の開口部までの距離が当該入口側通路以外の他の前記複数の通路の開口部に比べて最も短く設定されており、
    前記弾性部材が複数の通路の開口部それぞれに対し、前記ロータの異なる位相毎に個別に前記シール機能部を付勢するエンジンの冷却制御装置。
  2. エンジンの冷却水を流入させる入口側通路と、前記エンジンの冷却水を流出させる出口側通路とを少なくとも１つずつ有して構成される複数の通路が設けられたハウジング部と、
    前記ハウジング部のうち、前記複数の通路それぞれが開口する中間部に設けられるとともに、回転動作で前記複数の通路を介した前記エンジンの冷却水の流通を制御するロータと、
    前記ハウジング部と前記ロータとの間に前記ロータとともに回転可能に設けられたシール機能部と、
    前記ロータと前記シール機能部との間に設けられ、前記ロータの位相制御に応じて前記複数の通路のうち少なくとも前記入口側通路の開口部に対し、前記シール機能部を当接可能に付勢する弾性部材と、
    前記エンジンの冷却水を圧送するポンプと、を備え、
    前記複数の通路が前記ポンプから前記エンジンに向かう冷却水を流通させることが可能な通路を有して構成される第１の通路群と、前記エンジンから前記ポンプに向かう冷却水を流通させることが可能な通路を有して構成される第２の通路群とを有して構成されるとともに、前記第１および第２の通路群が前記ロータの回転中心の軸線に沿った方向において互いに異なる位置に設けられており、
    前記シール機能部が前記ロータの回転中心の軸線に沿った方向における前記第１および第２の通路群間で、前記ロータに押し当てられる押し当て部をさらに備え、
    前記ロータが回転中心の軸線に沿って見た場合に前記中間部に開口する前記複数の通路の開口部それぞれまでの距離が少なくとも一部の間で互いに異なる位置に回転中心が設けられている構成となっており、
    前記ロータの回転中心から前記入口側通路の開口部までの距離が当該入口側通路以外の他の前記複数の通路の開口部に比べて最も短く設定されており、
    前記弾性部材が複数の通路の開口部それぞれに対し、前記ロータの異なる位相毎に個別に前記シール機能部を付勢するエンジンの冷却制御装置。
  3. 請求項１または２記載のエンジンの冷却制御装置であって、
    前記弾性部材が前記複数の通路のうち、所定の通路の開口部に対し前記シール機能部を付勢した状態で、前記シール機能部と前記所定の通路の開口部との間に隙間が設けられるエンジンの冷却制御装置。
  4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジンの冷却制御装置であって、
    前記ロータと前記シール機能部との間に前記ロータの回転中心の軸線に沿って見た場合に前記ロータの回転中心の四方に配置された複数の転動体をさらに備えるエンジンの冷却制御装置。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジンの冷却制御装置であって、
    前記複数の通路のうち、少なくともいずれかの通路の開口部が、前記ロータが対応する位相に制御された状態で対向することになる前記シール機能部の外面形状に合わせて形成されたシール面を有するエンジンの冷却制御装置。
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