JP6557044B2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車用冷却水の流量制御に供する流量制御弁に関する。

例えば自動車用冷却水の流量制御に適用される従来の流量制御弁としては、例えば以下の特許文献１に記載されたようなものが知られている。

この流量制御弁は、ラジエータやヒータ等の補機に対する冷却水の分配制御に供するもので、通常作動する正常モードの他に、当該流量制御弁が失陥した際にフェールセーフバルブを開弁作動させて冷却水のラジエータ側への通流を確保することでエンジンのオーバーヒート防止に供する短絡モードが設けられている。

そして、前記正常モードにおいてラジエータ側へ排出する排出口と前記短絡モードにおいてフェールセーフバルブを介して連通する連通口とは、それぞれ別室（別通路）として隔成され、それぞれの下流側に設けた集合通路において両者を合流させる構成となっている。

特開２０１０−５２８２２９号公報

しかしながら、前記排出口と前記連通口とを１つの排出室へと開口形成した場合には、前記排出口からの水流の一部が前記集合通路へと直接流出せず前記連通口側へと迂回することで当該水流にうねりが生じてしまい、このうねりが冷却水の通流抵抗となっ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、通常の排出口と該排出口とは別経路で外部と連通する連通口とを１つの排出室に開口したときの流体の通流抵抗を抑制し得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、中空状の弁体収容部に設けられ流体の導入に供する導入口と、前記弁体収容部と径方向から連通して当該弁体収容部内の流体の排出に供する複数の排出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排出口との重合状態が変化する複数の開口部を有する弁体と、前記複数の排出口のうち特定の１つの排出口が開口する排出室と、前記特定の１つの排出口とは別経路を通じて前記排出室に開口する連通口を開閉する開閉弁と、前記排出室において、前記特定の１つの排出口と前記連通口との間の少なくとも一部に設けられた隔壁と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、排出口からの流体の流れが隔壁によって整流される結果、排出口と連通口とを１つの排出室へと開口させたときの流体の通流抵抗を抑制することができる。

本発明に係る流量制御弁の自動車用冷却水の循環系への適用説明に供する冷却水回路図である。 本発明に係る流量制御弁の分解斜視図である。 図２に示す流量制御弁の平面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す流量制御弁の側面図である。 図５のＢ−Ｂ線断面図である。 図６に示すフェールセーフバルブの縦断面図であって、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態を示す図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。 図５の部分断面図である。 図２に示す流量制御弁の縦断面図である。 図３に示す弁体の斜視図であって、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ別の視点から見た状態を示す図である。 （ａ）は図１１（ａ）のＤ方向から見た矢視図、（ｂ）は図１１（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明に係る流量制御弁の作動状態の説明する図であって、（ａ）は全ての排出口が非連通となる状態、（ｂ）は第１排出口のみが連通した状態、（ｃ）は第１、第２排出口が連通した状態、（ｄ）は全ての排出口が連通した状態を示す弁体収容部の展開図である。 図８のＦ−Ｆ線断面図である。 従来の流量制御弁を表した図１４に相当する要部断面図である。 本発明に係る隔壁の他例（第２実施形態）を示す流量制御弁の要部断面図である。

以下、本発明に係る流量制御弁の各実施形態を図面に基づき説明する。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。

〔第１実施形態〕
図１〜図１４は本発明に係る流量制御弁の第１実施形態を示し、まず、この流量制御弁ＣＶが適用される冷却水の循環回路について説明すると、図１に示すように、当該流量制御弁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、該エンジンＥＧと暖房熱交換器ＨＴ（ＥＧＲクーラＥＣ）、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤとの間に配置されている。そして、ウォータポンプＷＰによって加圧され導入通路Ｌ０を通じて当該流量制御弁ＣＶに導かれた冷却水が、第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３を介して暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤ側へとそれぞれ分配されると共に、その各流量が制御されるようになっている。なお、この際、前記暖房熱交換器ＨＴへと導かれた冷却水については、ＥＧＲクーラＥＣへと導かれた後、エンジンＥＧ側へと還流されるようになっている。

また、前記流量制御弁ＣＶには、前記導入通路Ｌ０をバイパスして冷却水をスロットルチャンバーＴＣへと直接導くバイパス通路ＢＬが設けられ、該バイパス通路ＢＬをもって、エンジンＥＧ側から導かれた冷却水を常時スロットルチャンバーＴＣへと供給可能となっている。そして、該スロットルチャンバーＴＣに供給された冷却水は、前記暖房熱交換器ＨＴと同様、ＥＧＲクーラＥＣへと導かれて、該ＥＧＲクーラＥＣを通じてエンジンＥＧ側へと還流される。図１中における符号ＷＴは水温センサを示している。

続いて、前記流量制御弁ＣＶの具体的な構成について説明すると、この流量制御弁ＣＶは、図２、図１０に示すように、後述の弁体３及び電動モータ４を収容する第１ハウジング１１と後述する減速機構５を収容する第２ハウジング１２とからなるハウジング１と、第１ハウジング１１と第２ハウジング１２とを隔成する第１ハウジング１１の端壁１１ｂに挿通配置され、該端壁１１ｂに保持される軸受Ｂ１によって回転可能に支持された回転軸２と、該回転軸２の一端部に固定され、第１ハウジング１１内にて回転可能に収容されたほぼ円筒状の弁体３と、第１ハウジング１１内にて弁体３と並列に配置され、弁体３の駆動制御に供する電動モータ４と、該電動モータ４のモータ出力軸４ｃと回転軸２との間に介装され、電動モータ４の回転速度を減速して伝達する減速機構５と、から主として構成されている。

前記第１ハウジング１１は、アルミニウム合金材料によって鋳造されてなるもので、幅方向一端側に偏倚して弁体３を収容するほぼ筒状の弁体収容部１３が軸方向一端側に向けて開口形成されると共に、該弁体収容部１３に隣接するかたちで、幅方向他端側に偏倚して電動モータ４を収容するほぼ筒状のモータ収容部１４が軸方向他端側に向けて開口形成され、前記弁体収容部１３の一端側開口の外周域に延設される第１フランジ部１１ａを介して図示外のエンジンの側部に図示外のボルトによって取付固定されている。なお、かかる取付の際、第１ハウジング１１の第１フランジ部１１ａと前記エンジン側部との間には環状のシール部材ＳＬ１が介装され、該シール部材ＳＬ１によって弁体収容部１３内が液密に保持される構成となっている。

前記弁体収容部１３は、前記一端側開口が図示外のエンジン内部と連通して該エンジン内部からの冷却水の導入に供する導入口１０として構成され、該導入口１０を通じて弁体３の内周側及び外周側にそれぞれ形成される内周側通路１７及び外周側通路１８に前記冷却水をそれぞれ導くようになっている。また、前記弁体収容部１３の周壁には、所定の周方向位置に、前記第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３（図１参照）と接続することで前記冷却水の排出に供するほぼ円筒状の複数の第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３が径方向に貫通形成されている。そして、この第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３のうち、暖房熱交換器ＨＴと連通する中径状の第１排出口Ｅ１と、オイルクーラＯＣと連通する小径状の第２排出口Ｅ２とが弁体収容部１３の軸方向において重合（径方向にほぼ対向）して配置されると共に、オイルクーラＯＣと連通する小径状の第２排出口Ｅ２と、ラジエータＲＤと連通する大径状の第３排出口Ｅ３と、が弁体収容部１３の軸方向に並列に隣接して配置され、第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２が導入口１０側に、第３排出口Ｅ３が端壁１１ｂ側に、それぞれ偏倚して設けられている。

ここで、前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３は、図３に示すように、それぞれ後述する第１〜第３排出管Ｐ１〜Ｐ３を介して前記第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３（図１参照）に接続されるようになっている。すなわち、前記弁体収容部１３の外周部には、後述する第１排出管Ｐ１を構成する第１アウトレットＯ１が径方向の一方側に、後述する第２、第３排出管Ｐ２，Ｐ３を構成する第２アウトレットＯ２が他方側に、それぞれ複数のボルトＢＴ１でもって取付固定されている。なお、本発明に係るハウジングは、前記第１、第２アウトレットＯ１，Ｏ２及びハウジング１を含めた概念となっている。

前記第１アウトレットＯ１は、弁体収容部１３の外周部であって第１排出口Ｅ１の外端側開口縁への取付固定に供するフランジＯ１ａと、該フランジＯ１ａの外側部に突出形成され、第１排出口Ｅ１から排出された冷却水を第１配管Ｌ１へと導く第１排出管Ｐ１と、が一体に成形されることによって構成されている。

前記第２アウトレットＯ２は、図３、図５に示すように、弁体収容部１３の外周部であって第２、第３排出口Ｅ１，Ｅ２の外端側開口縁への取付固定に供するフランジＯ２ａと、該フランジＯ２ａの外側部にそれぞれ突出形成され、第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３から流出した冷却水を第２、第３配管Ｌ２，Ｌ３へと導く第２排出管Ｐ２及び第３排出管Ｐ３と、が一体に成形されることによって構成されている。

また、前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の内周側には、該第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３を閉じる際に該各排出口Ｅ１〜Ｅ３と弁体３との間を液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、各排出口Ｅ１〜Ｅ３の内端側において進退移動可能に収容され、弁体３の外周面に摺接することで各排出口Ｅ１〜Ｅ３と弁体３との間をシールするほぼ円筒状の第１〜第３シール部材Ｓ１〜Ｓ３と、各排出口Ｅ１〜Ｅ３の外端側において各排出管Ｐ１〜Ｐ３の開口縁（第１排出管Ｐ１についてはリテーナ部材１６）に着座させるかたちで該各排出管Ｐ１〜Ｐ３の開口縁と各シール部材Ｓ１〜Ｓ３の内側端面との間に所定の予圧をもって弾装され、該各シール部材Ｓ１〜Ｓ３を弁体３側へと付勢する第１〜第３コイルスプリングＳＰ１〜ＳＰ３と、各排出口Ｅ１〜Ｅ３の内周面に切欠形成された凹部に収容されるかたちで各排出口Ｅ１〜Ｅ３の内周面と各シール部材Ｓ１〜Ｓ３の外周面との間に介装され、該各シール部材Ｓ１〜Ｓ３の外周面と摺接することで各排出口Ｅ１〜Ｅ３と各シール部材Ｓ１〜Ｓ３との間をシールする周知のＯリングＳＬ２と、から構成されている。

前記各シール部材Ｓ１〜Ｓ３は、弁体３側となる一端側の内周縁に、後述の第１〜第３シール摺接部Ｄ１〜Ｄ３と摺接するほぼ円錐テーパ状に形成された第１〜第３弁体摺接部Ｓ１ａ〜Ｓ３ａが設けられている一方、他端側には、各コイルスプリングＳＰ１〜ＳＰ３の一端側の着座に供する平坦状の第１〜第３着座面Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂが形成されている。かかる構成から、前記各弁体摺接部Ｓ１ａ〜Ｓ３ａについては、前記各シール摺接面Ｄ１〜Ｄ３に対して、厚さ幅方向（径方向）の中間部のみが摺接する、いわゆる線接触をもって摺接するようになっている。

また、前記弁体収容部１３の他端側には、図５、図６に示すように、内端側が外周側通路１８へと臨み、かつ外端側に第４排出管Ｐ４が接続されることで冷却水をスロットルチャンバーＴＣへと導く第４排出口Ｅ４が貫通形成され、これによって前記バイパス通路ＢＬ（図１参照）が構成されている。すなわち、かかる構成より、外周側通路１８に導かれた冷却水を、後述する弁体３の回動位相にかかわらず常に第４排出管Ｐ４から排出させ、前記第４配管Ｌ４（図１参照）を介してスロットルチャンバーＴＣへ分配することが可能となっている。

さらに、前記第３排出口Ｅ３の側部には、図２、図６、図７に示すように、例えば電気系が失陥した時など弁体３が駆動不能となった非常時に弁体収容部１３（外周側通路１８）と第３排出口Ｅ３とを連通可能にするフェールセーフバルブ２０が設けられていて、弁体３の不動状態であっても、ラジエータＲＤに対する冷却水の供給を確保することにより、エンジンＥＧのオーバーヒートを防ぐことが可能となっている。

前記フェールセーフバルブ２０は、弁体収容部１３の周壁に貫通形成された貫通孔１１ｃに嵌挿され、内周側に外周側通路１８と第３排出管Ｐ３（後述の排出室２７）とを連通する流路としての連通口２６を構成するほぼ筒状の流路構成部材であるバルブボディ２１と、該バルブボディ２１の内端側に収容され、冷却水温が所定温度を超えると内部に充填された図示外のワックスが膨張することでロッド２２ａが開弁方向へ進出するように構成されたサーモエレメント２２と、該サーモエレメント２２のロッド２２ａに固定され、前記連通口２６の開閉に供する弁部材２３と、該弁部材２３と対向するかたちでバルブボディ２１の外端部（後述するアーム部２１ｂの支持片部２１ｃ）に支持されるほぼ円板状のリテーナ部材２４と、該リテーナ部材２４と弁部材２３の間に所定の予圧をもって弾装され、弁部材２３を閉弁方向へと付勢するコイルスプリング２５と、から主として構成されている。

前記バルブボディ２１は、ほぼ段差径状を呈し、前記サーモエレメント２２の収容保持に供する小径状のボディ本体２１ａと、該ボディ本体２１ａの外端側における周方向所定位置に突設され、前記リテーナ部材２４の支持に供する複数のアーム部２１ｂと、を備える。そして、前記各アーム部２１ｂの先端部には、ほぼ爪状に構成された支持片部２１ｃが径方向内側へと曲折形成されていて、該各支持片部２１ｃに前記リテーナ部材２４が支持される構成となっている。

前記弁部材２３は、前記サーモエレメント２２のロッド２２ａとの固定に供する芯金２３ａと、該芯金２３ａの外周縁部を覆うように設けられ、閉弁時におけるバルブボディ２１との密着性の向上に供するゴム製の被覆２３ｂと、を備える。そして、この弁部材２３の被覆２３ｂがボディ本体２１ａの外端開口縁に離着座することで、前記連通口２６が開閉されるようになっている。

このようにして、通常状態（冷却水温が所定温度未満）では、コイルスプリング２５の付勢力でもって弁部材２３の被覆２３ｂが連通口２６の外側孔縁に圧接することにより閉弁状態が維持される。一方、高温状態（冷却水温が所定温度以上）になると、前記サーモエレメント２２内のワックスが膨張して前記コイルスプリング２５の付勢力に抗してロッド２２ａと共に弁部材２３が外端側へと後退移動することにより開弁され、図示外の流入孔と前記連通口２６とが連通することとなって、外周側通路１８に導かれた冷却水が第３排出管Ｐ３より排出され、前記第３配管Ｌ３（図１参照）を通じてラジエータＲＤへと供給されることとなる。

なお、かかる温度上昇のほか、冷却水の圧力が所定圧力を超えた場合にも、弁部材２３がコイルスプリング２５の付勢力に抗して押し退けられることで、前記図示外の流入孔と連通口２６とが連通して、これによって流量制御弁ＣＶの内部圧力が減少する結果、該流量制御弁ＣＶの故障を回避することが可能となっている。

ここで、前記フェールセーフバルブ２０により開閉される連通口２６と第３排出口Ｅ３とは、図６、図８に示すように、共に前記第２アウトレットＯ２における第３排出管Ｐ３の内端側に一体に形成された１つの空間である排出室２７に開口する構成となっている。すなわち、前記連通口２６から流出した冷却水と前記第３排出管Ｐ３から排出された冷却水とは前記排出室２７で合流した後、該排出室２７から第３排出管Ｐ３を通じて第３配管Ｌ３（図１参照）へと流出する構成となっている。

なお、この際、前記第２アウトレットＯ２において、前記第３排出管Ｐ３は、図９に示すように、第３排出口Ｅ３側に偏倚した位置で前記排出室２７と接続するように構成され、第３排出口Ｅ３から排出された冷却水がより円滑に第３排出管Ｐ３へ流出するようになっている。

また、前記排出室２７には、図８、図９に示すように、前記第３排出口Ｅ３と前記連通口２６との間に、その少なくとも一部を隔成する隔壁２８が設けられている。この隔壁２８は、第２アウトレットＯ２に一体成形されたもので、第３排出口Ｅ３と連通口２６との間を横切るように、かつ、第３排出管Ｐ３の延出方向に沿って配置され、第３排出口Ｅ３から排出された冷却水を第３排出管Ｐ３へと導くことが可能となっている。

なお、前記隔壁２８の配置としては、第３排出口Ｅ３から排出された冷却水の水流の抵抗が比較的小さくなる位置に設けることが望ましい。このように、抵抗が比較的小さい領域における水流を隔壁２８によって整流させることで、かかる領域における水流をより円滑なものとすることができ、当該水流の整流効果を効果的に高められるメリットがある。

さらに、前記排出室２７における第３排出口Ｅ３と連通口２６の間であって前記隔壁２８の及ばない範囲については、フェールセーフバルブ２０のアーム部２１ｂが配置され、該アーム部２１ｂによっても、前記第３排出口Ｅ３と連通口２６の間が隔成されるようになっている。換言すれば、前記アーム部２１ｂによっても、本発明に係る隔壁の一部が構成されている。

前記第２ハウジング１２は、図２、図１０に示すように、第１ハウジング１１と対向する一端側が弁体収容部１３とモータ収容部１４とに跨って該両収容部１３，１４を覆うように開口する凹状に形成され、該一端側開口の外周域に延設される第２フランジ部１２ａを介して第１ハウジング１１の他端側に複数のボルトＢＴ２によって固定されることで、該第１ハウジング１１の他端側との間に、減速機構５を収容する減速機構収容部１５が形成されている。なお、前記第１、第２ハウジング１１，１２の接合に際しては、該接合面間に環状のシール部材ＳＬ３が介装されることによって、減速機構収容部１５内が液密に保持されている。

前記回転軸２は、弁体収容部１３の他端壁に相当する前記端壁１１ｂに貫通形成された軸挿通孔１１ｄ内に収容配置される前記軸受Ｂ１によって回転可能に支持され、軸方向の一端部には弁体３が、他端部には後述する第２斜歯歯車ＨＧ２がそれぞれ一体回転可能に固定される。なお、この回転軸２の外周面と軸挿通孔１１ｄの内端側開口縁との間には環状のシール部材ＳＬ４が介装されていて、該シール部材ＳＬ４によって、前記軸挿通孔１１ｄと回転軸２との間の径方向隙間を通じた弁体収容部１３側から減速機構収容部１５への冷却水の流入が抑止されている。

前記弁体３は、所定の合成樹脂材料により一体に型成形され、図４、図１１、図１２に示すように、軸方向一端側が、第１ハウジング１１の導入口１０より導かれる冷却水の内周側通路１７への流入に供する流入口３ａとして開口形成される。一方、他端側は端壁３ｂによって閉塞されると共に、該端壁３ｂには、内周側通路１７と外周側通路１８とを連通可能にするほぼ円弧状の複数の連通口３ｃが周方向に沿って切欠形成されている。そして、この弁体３の軸心に相当する前記端壁３ｂの中央部には、前記回転軸２への取付に供するほぼ筒状の軸固定部３ｄが軸方向に沿って延設され、該軸固定部３ｄの内周側には、金属製のインサート部材３ｅが一体に成形されることで、該インサート部材３ｅを介して回転軸２に圧入固定されるようになっている。

また、前記弁体３は、各シール部材Ｓ１〜Ｓ３と摺接することにより閉弁時のシール作用に供するほぼ球面状のシール摺接部（後述する第１〜第３シール摺接部Ｄ１〜Ｄ３）が軸方向に直列に連接されてなる団子形状に構成され、周方向約１８０°の所定の角度範囲内で回動することにより前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３の開閉が行われるようになっている。なお、当該回動に際し、この弁体３は、一端部に大径状に拡径形成された軸受部３ｇを介して、導入口１０の内周側に嵌着保持される軸受Ｂ２により回転支持されている。

ここで、前記弁体３は、前記各シール摺接部Ｄ１〜Ｄ３の形成にあたって、一端側の第１軸方向領域Ｘ１と、他端側の第２軸方向領域Ｘ２、２つの軸方向領域に大別される。なお、この第１、第２軸方向領域Ｘ１，Ｘ２は、弁体３の軸方向ほぼ中間位置を境にほぼ均等に形成されている。そして、このいずれの軸方向領域Ｘ１，Ｘ２においても、少なくとも後述する第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の孔縁が縦断面ほぼ球面状、すなわちほぼ同一の曲率を有する曲面状に形成されると共に、該曲率が弁体３の回転半径と同一となるように構成されている。

前記第１軸方向領域Ｘ１は、図１２（ｂ）に示すように、ほぼ半周に亘って設けられ、第１シール部材Ｓ１と摺接する第１シール摺接部Ｄ１と、残余のほぼ半周に亘って設けられ、第２シール部材Ｓ２と摺接する第２シール摺接部Ｄ２と、で構成される。そして、前記第１シール摺接部Ｄ１には、第１排出口Ｅ１とほぼ過不足なく重合する軸方向幅に設定された長孔形状の第１開口部Ｍ１が、周方向に沿って設けられている。同様に、前記第２シール摺接部Ｄ２には、第２排出口Ｅ２とほぼ過不足なく重合する軸方向幅に設定された長孔形状の第２開口部Ｍ２が、周方向に沿って設けられている。

ここで、本実施形態では、上述のように前記第１開口部Ｍ１と前記第２開口部Ｍ２とが前記第１軸方向領域Ｘ１における異なる周方向位置に弁体３の回転軸方向において重合するように設けられていることで、弁体３の軸方向の小型化が図られている。

前記第２軸方向領域Ｘ２は、図１２（ａ）に示すように、半周以上に亘って設けられ、第３シール部材Ｓ３と摺接する第３シール摺接部Ｄ３と、残余の周方向領域に亘って設けられ、第３排出口Ｅ３とは対向せず前記第３シール部材Ｓ３によるシール作用に供しない非シール摺接部Ｄ４と、で構成される。そして、前記第３シール摺接部Ｄ３には、第３排出口Ｅ３とほぼ過不足なく重合する軸方向幅に設定された長孔形状の第３開口部Ｍ３が、周方向に沿って設けられている。

また、前記非シール摺接部Ｄ４には、平面視ほぼ矩形状の補助吸入口Ｍ４が、周方向に沿って設けられている。なお、この補助吸入口Ｍ４は、外周側通路１８を流れる冷却水の内周側通路１７への導入に供するもので、前記流入口３ａに加えて当該補助吸入口Ｍ４によっても冷却水の内周側通路１７への導入を可能とし、より多くの冷却水を内周側通路１７内へと取り込んで各排出口Ｅ１〜Ｅ３から排出させることにより、冷却水の導入抵抗の低減化が図られている。加えて、この非シール摺接部Ｄ４はいわゆる不使用領域であることから、ほぼ球面状に形成される前記第１〜第３シール摺接部Ｄ１〜Ｄ３とは異なり、非球面状となる平坦状に形成され、これによって、弁体３の軽量化及び該弁体３を構成する材料の歩留まりの低減が図られている。

以上のようにして設けられる前記第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の各形状及び周方向位置については、弁体３の回動に伴って図１３に示した後述する第１〜第４状態の順に前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３との連通状態が切り替わるように設定されている。

また、前記弁体３の他端部における第３シール摺接部Ｄ３には、該弁体３の回動規制に供する１対の当接部３ｆ，３ｆが設けられている。この当接部３ｆ，３ｆは、図１１、図１２に示すように、前記弁体収容部１３の他端側周壁に突設される回転規制部１１ｅと当接可能に設けられ、該回転規制部１１ｅと当接することで弁体３の回動範囲が前記所定角度範囲内に規制されるようになっている。なお、この当接部３ｆ，３ｆは、前記弁体３の構成に伴い必然的に設けられるものであるから、該当接部３ｆ，３ｆを利用することによって、前記回動規制用のストッパを別途設ける必要がなく、流量制御弁ＣＶのコスト低減等に供される。

前記電動モータ４は、図２、図１０に示すように、モータ本体４ａが第１ハウジング１１のモータ収容部１４内に収容された状態でモータ本体４ａの基端部に設けられたフランジ部４ｂを介して当該モータ収容部１４の開口縁部に複数のボルトＢＴ３によって取付固定され、モータ出力軸４ｃがモータ収容部１４の一端側開口を通じて第２ハウジング１２の減速機構収容部１５内へと臨んでいる。なお、この電動モータ４は、車載の電子コントローラ（図示外）により駆動制御され、車両運転状態に応じて弁体３を回動制御することにより、前記ラジエータＲＤ等に対する冷却水の適切な分配が実現される。

前記減速機構５は、２つのウォームギヤにより構成された駆動機構であって、モータ出力軸４ｃと連係し、電動モータ４の回転を減速する第１ウォームギヤＧ１と、該第１ウォームギヤＧ１に接続され、この第１ウォームギヤＧ１を介して伝達される電動モータ４の回転をさらに減速して回転軸２に伝達する第２ウォームギヤＧ２と、から構成され、前記第２ウォームギヤＧ２は、前記第１ウォームギヤＧ１に対しほぼ直交するかたちで配置されている。

前記第１ウォームギヤＧ１は、モータ出力軸４ｃの外周に一体的に設けられ、該モータ出力軸４ｃと一体回転する第１ねじ歯車ＷＧ１と、モータ回転軸４ｃとほぼ平行に前記第１ねじ歯車ＷＧ１と直交するかたちで設けられる回転軸１９の一端側外周に一体的に設けられ、前記第１ねじ歯車ＷＧ１と噛合することにより該第１ねじ歯車ＷＧ１の回転を減速して出力する第１斜歯歯車ＨＧ１と、で構成されている。そして、この第１ウォームギヤＧ１は、前記第１ねじ歯車ＷＧ１が１条ねじによって構成されると共に、前記第１斜歯歯車ＨＧ１が１４歯でもって構成されていて、減速比が１／１４に設定されている。

前記第２ウォームギヤＧ２は、前記回転軸１９の他端側外周に一体的に設けられ、前記第１斜歯歯車ＨＧ１と一体回転する第２ねじ歯車ＷＧ２と、該第２ねじ歯車ＷＧ２と直交するかたちで配置される回転軸２の他端側外周に一体回転可能に固定され、前記第２ねじ歯車ＷＧ２と噛合することで該第２ねじ歯車ＷＧ２の回転を減速して出力する第２斜歯歯車ＨＧ２と、で構成されている。そして、この第２ウォームギヤＧ２も、前記第１ウォームギヤＧ１と同様に、前記第２ねじ歯車ＷＧ２が１条ねじによって構成されると共に、前記第２斜歯歯車ＨＧ２が１４歯でもって構成されていて、減速比が１／１４に設定されている。

以下、前記流量制御弁ＣＶの具体的な作動状態について、図１３に基づいて説明する。なお、当該説明にあたって、図１３では、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、前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３と前記各開口部Ｍ１〜Ｍ３の相対的な識別を図るものとする。

すなわち、前記流量制御弁ＣＶは、車両の運転状態に基づいて演算及び出力される前記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前記排出口Ｅ１〜Ｅ３と前記各開口部Ｍ１〜Ｍ３との相対関係が以下の状態となるように、弁体３の回転位置（位相）が制御されることとなる。

図１３（ａ）に示す第１状態では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のいずれもが前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３に対して非連通状態となる。これにより、当該第１状態では、暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤのいずれに対しても冷却水が供給されないこととなる。

前記第１状態の後、図１３（ｂ）に示す第２状態では、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、当該第２状態では、かかる連通状態に基づいて、第１排出口Ｅ１から第１配管Ｌ１を通じて暖房熱交換器ＨＴに対して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。

前記第２状態の後、図１３（ｃ）に示す第３状態では、第３開口部Ｍ３のみが非連通状態となり、第１、第２開口部Ｍ１，Ｍ２については連通状態となる。これにより、当該第３状態では、かかる連通状態に基づいて、第１、第２排出口Ｅ１，Ｅ２から第１、第２配管Ｌ１，Ｌ２を通じてそれぞれ暖房熱交換器ＨＴ及びオイルクーラＯＣに対して冷却水が供給され、第１、第２排出口Ｅ１〜Ｅ２と第１、第２開口部Ｍ１〜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。

前記第３状態の後、図１３（ｄ）に示す第４状態では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３のいずれもが前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３に対して連通状態となる。これにより、かかる第４状態では、暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤのいずれに対しても冷却水が供給され、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。

以下、本実施形態に係る前記流量制御弁ＣＶの特徴的な作用効果について、図９、図１４、図１５に基づいて説明する。なお、図９は第３排出管Ｐ３及びフェールセーフバルブ２０から排出された冷却水の流れの状態を示す流量制御弁ＣＶの部分断面図、図１４は図８のＦ−Ｆ線断面図、図１５は隔壁を設けていない従来の流量制御弁を示した図１４に相当する断面図である。なお、各図において、実線矢印は第３排出口Ｅ３又は連通口２６側から第３排出管Ｐ３側へと流出する冷却水の流れを、破線矢印は第３排出口Ｅ３側から連通口２６側へと流入する冷却水の流れを、それぞれ示している。

すなわち、前記従来の流量制御弁１００では、例えば図１５に示すように、ラジエータ側へと通ずる通常の流出口としての排出口１０１とフェールセーフバルブ１１０により開閉する連通口１１１とを１つの空間である排出室１０２へと開口させた場合、前記排出口１０１と前記連通口１１１の間にはこれらを隔成するものが一切配置されていないため、前記通常状態において、図１５中に破線矢印で示したように、前記排出口１０１から排出室１０２へと流入した冷却水の一部が排出室１０２内へと流れ込んでしまう。これにより、前記排出口１０１から排出された冷却水の流れにうねりが生じ、このうねりが冷却水の流れの抵抗となる結果、流量制御弁１００の省エネ性が低下してしまうおそれがあった。

これに対して、前記流量制御弁ＣＶでは、図１４に示すように、第３排出口Ｅ３と連通口２６との間に隔壁２８を設けたことで、この隔壁２８によって、第３排出口Ｅ３から排出された冷却水の連通口２６側への流入を抑制し、当該第３排出口Ｅ３から排出された冷却水を第３排出管Ｐ３側へと円滑に導くことができる。

このように、本実施形態に係る流量制御弁ＣＶによれば、第３排出口Ｅ３から排出された冷却水の流れが前記隔壁２８によって整流される結果、第３排出口Ｅ３と連通口２６とを１つの排出室２７へと開口させたときの冷却水の通流抵抗を抑制することができる。

しかも、この際、前記隔壁２８を、第３排出口Ｅ３と連通口２６との間を横切る方向に沿って配置したことから、前記整流に供する隔壁２８の有効幅寸法を増大させることが可能となって、該隔壁２８の整流効果を向上させることができる。

さらに、前記第３排出管Ｐ３を、第３排出口Ｅ３側に偏倚した位置で排出室２７と接続するように構成し、前記隔壁２８を、前記第３排出管Ｐ３との接続部から該第３排出管Ｐ３の延出方向に沿って配置したことから、第３排出口Ｅ３から排出された冷却水がよりスムーズに第３排出管Ｐ３へと流出可能となり、該冷却水の通流抵抗をより効果的に抑制することができる。

加えて、本実施形態では、前記隔壁２８が及ばない領域においてもフェールセーフバルブ２０のアーム部２１ｂを配置することによって該アーム部２１ｂを前記隔壁２８として利用する構成としたことから（図８、図９参照）、前記隔壁２８を別途拡張することなく、前記フェールセーフバルブ２０の既存の構成を利用して前記隔壁２８による整流効果を容易に高めることができるメリットがある。

また、前記隔壁２８の形成に際しても、該隔壁２８を第２アウトレットＯ２と一体成形したことによって、該隔壁２８を容易に形成することが可能となり、流量制御弁ＣＶの製造コストの増大化を抑制することもできる。

〔第２実施形態〕
図１６は、本発明に係る流量制御弁の第２実施形態を示したものであって、前記第１実施形態に係る隔壁２８の構成を変更したものである。

すなわち、本実施形態では、前記第１実施形態に係る隔壁２８を削除して、前記フェールセーフバルブ２０のアーム部２１ｂのみでもって前記隔壁２８に相当する隔壁が構成されている。

本実施形態によっても、前記アーム部２１ｂによって第３排出口Ｅ３から排出された冷却水を第３排出管Ｐ３へと導くことができ、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。

さらに、本実施形態の場合には、前記フェールセーフバルブ２０の既存の構成である前記アーム部２１ｂのみで前記隔壁２８を構成したことから、該隔壁２８を別途配置する必要がなく、流量制御弁ＣＶの製造コストの増大化を伴うことなく、前記冷却水の整流効果を実現することができる。

本発明は前記各実施形態に係る構成に限定されるものではなく、例えば第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の大きさや第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の形状、数量及び配置（周方向位置）等は勿論、前記隔壁２８の長さや位置、前記フェールセーフバルブ２０の具体的構成、前記排出室２７に接続する排出管（前記第３排出管Ｐ３）の延出方向など、前記本発明の作用効果を奏し得る形態であれば、仕様等に応じて自由に変更することができる。

特に、前記隔壁２８については、前記第１実施形態のように前記第２アウトレットＯ２と一体成形する態様のみならず、例えば第１ハウジング１１の前記第２アウトレットＯ２との接合面に立設するなど、任意に変更可能である。

さらに、前記隔壁２８については、そもそも本発明に係るハウジングと一体に成形したり、本発明に係る開閉弁に設けるだけでなく、かかる構成（ハウジングや開閉弁）とは別体の部材等によって構成することができる。

また、前記各実施形態では、前記流量制御弁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。

３…弁体
１０…導入口
１１，１２…第１、第２ハウジング（ハウジング）
１３…弁体収容部
２０…フェールセーフバルブ（開閉弁）
２６…連通口
２７…排出室
２８…隔壁
Ｅ１〜Ｅ３…第１〜第３排出口（排出口）
Ｍ１〜Ｍ３…第１〜第３開口部（開口部）
Ｏ１，Ｏ２…第１、第２アウトレット（ハウジング）

Claims (6)

1. 中空の弁体収容部に設けられ、流体の導入に供する導入口と、流体の排出に供する排出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排出口との重なり合う状態が変化する開口部を有する弁体と、
   前記排出口が開口する排出室と、
   前記排出口とは別経路を通じて前記排出室に開口し、前記弁体収容部と前記排出室とを連通する連通口と、
   前記連通口に設けられ、弁部材が開弁方向に動くことによって前記弁体収容部と前記排出室とを連通可能にする開閉弁と、
   前記弁部材の開弁方向に直交する方向の断面から見たときに、前記排出口と前記連通口との間に対向して設けられ、前記排出口を画定する排出口側壁と前記連通口を画定する連通口側壁とを接続する一対の接続部と、
   前記弁部材の開弁方向に直交する方向の断面から見たときに、前記排出室において、前記一対の接続部のうち一方の接続部から他方の接続部に向かって延出し、前記排出口と前記連通口との間を横切るように設けられた隔壁と、
   を備え、
   前記弁部材の開弁方向に直交する方向の断面から見たときに、前記隔壁は、前記延出の方向において、先端部が前記他方の接続部から離間するように設けられ、前記排出口と前記連通口との間の一部を隔てることを特徴とする流量制御弁。
2. 前記隔壁は、前記排出口と前記連通口との間を横切る方向に配置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。
3. 前記排出室は、前記排出口側において前記流体の排出に供する配管と接続され、
   前記隔壁は、前記配管との接続部から該配管の延出方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項２に記載の流量制御弁。
4. 前記隔壁は、前記ハウジングと一体成形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. 前記ハウジングと一体成形された隔壁が及ばない領域には、前記開閉弁に設けられたアーム部が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の流量制御弁。
6. 前記隔壁は、前記開閉弁に設けら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。

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