JP6616142B2 - 流量制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車用の内燃機関の冷却に用いられ、冷媒の流量制御に基づく流量制御弁及び冷却システムに関する。

自動車の内燃機関を冷却する冷媒の流量制御に係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、ハウジングの周壁に開口形成された排出口に対し、前記ハウジングの内部に回動可能に支持されたロータの周壁に開口形成された開口部の重合状態が変化することにより、ラジエータやヒータ等の補機に供給する冷却水の分配が可能となっている。

さらに、前記流量制御弁では、前記ハウジングと前記ロータとの間に円筒状のシール部材を弾装することにより、前記排出口と前記開口部との連通を遮断可能とし、これによって閉弁時における止水機能が担保されている。

国際公開第２０１４／１４８１２６号

しかしながら、前記従来の流量制御弁では、前記シール部材を前記ロータに押圧する構成となっていたため、かかるシール部材の押圧構成がロータ回動時の摺動抵抗となって、ロータの駆動トルクが増大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って、弁体の駆動トルクを低減化し得る流量制御弁及び冷却システムを提供することを目的としている。

本発明は、とりわけ、内部に弁体収容部が設けられ、該弁体収容部と前記回路とを接続する導入口及び排出口を有するハウジングと、前記弁体収容部内に移動可能に収容され、その位置に応じて前記排出口との重合状態が変化する開口部を有する弁体と、前記弁体収容部内において前記ハウジングと前記弁体との間に設けられ、前記導入口と前記排出口とを常時連通可能にする隙間と、を備えた流量制御弁を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、一定の止水機能については開閉弁によって担保させ、流量制御弁のハウジングと弁体との間には隙間を設けて両者を非接触とすることで、一定の止水機能を確保しつつ、弁体の駆動トルクを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る冷却システムの回路図である。 図１に示す流量制御弁の分解斜視図である。 図１に示す流量制御弁の斜視図である。 図１に示す流量制御弁の断面図である。 図１に示す開閉弁の断面図であって、（ａ）は閉弁状態、（ｂ）は開弁状態を表したものである。 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。 本発明の第２実施形態に係る冷却システムの回路図である。 図７に示す流量制御弁の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る冷却システムの回路図である。 図９に示す流量制御弁の断面図である。 本発明の第４実施形態に係る冷却システムの回路図である。 同実施形態の他例に係る流量制御弁の断面図である。 本発明の第５実施形態に係る冷却システムの回路図である。 図１３に示す流量制御弁の断面図である。 本発明の第６実施形態に係る冷却システムの回路図である。 図１５に示す流量制御弁の閉弁状態を表した断面図である。 図１５に示す流量制御弁の開弁状態を表した断面図である。 同実施形態の他例に係る流量制御弁の断面図である。

以下、本発明に係る冷却システム等の各実施形態を図面に基づき説明する。なお、下記の各実施形態では、本発明に係る冷却システム等を、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６は、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムの第１実施形態を示す。まず、当該冷却システムを構成する冷却水の循環回路（以下、単に「回路」と略称する。）について説明する。

図１は、本発明に係る冷却システムを構成する冷却水の回路図を示す。

図示のように、この回路は、主たる冷却対象としての内燃機関あるエンジンＥＧの入口側に、冷却水を圧送することにより回路内の循環に供するウォータポンプＷＰが配置され、出口側に、後述する複数の補機である暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤに対して冷却水を分配制御する流量制御弁ＣＶが配置されている。かかる構成より、説明の便宜上、最も水圧が高くなるウォータポンプＷＰの吐出口を当該回路の最上流と、最も水圧の低くなるウォータポンプＷＰの吸入側を当該回路の最下流と定義し、これを基に以下の説明を進める。

前記流量制御弁ＣＶには、後述する導入口１０に接続される導入通路Ｌ０を介してエンジンＥＧ側から冷却水が導入され、後述する第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３に接続される第１〜第３配管Ｌ１〜Ｌ３を介して複数の熱交換器を含む補機としての暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤに供給される。そして、これら各補機ＨＴ，ＯＣ，ＲＤを経由した冷却水はウォータポンプＷＰの手前で還流通路ＲＬに合流し、該還流通路ＲＬを介してエンジンＥＧ側へと還流する。

また、前記導入通路Ｌ０には、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が分岐形成され、このバイパス通路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に供給可能となっている。これによって、該スロットルチャンバーＴＣの凍結防止が図られている。

さらに、前記ラジエータＲＤの下流側には、冷却水の温度に応じて開閉する開閉弁ＴＶが配置され、この開閉弁ＴＶによって、当該ラジエータＲＤ側への冷却水の供給が制御されるようになっている。すなわち、前記開閉弁ＴＶが閉弁した状態で、流量制御弁ＣＶからラジエータＲＤ側への冷却水の供給は制限され、当該開閉弁ＴＶが開弁した状態で、流量制御弁ＣＶから供給された冷却水がラジエータＲＤを通流し、該ラジエータＲＤにて冷却され、エンジンＥＧ側へと還流するようになっている。

図２は流量制御弁ＣＶの分解斜視図、図３は流量制御弁ＣＶの外観を示す斜視図、図４は流量制御弁ＣＶの縦断面図である。

図２〜図４に示すように、この流量制御弁ＣＶは、後述する弁体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４ｂ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取付固定されている。

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。

ここで、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の軸方向に並列に隣接して配置されると共に、前記第１、第２排出口Ｅ１，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の軸方向において重合するように、換言すれば径方向にほぼ対向するかたちで配置されている。また、前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３の外端部には、それぞれ第１〜第３排出管Ｐ１〜Ｐ３が嵌挿され、該第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。

前記第２ハウジング１２は、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ＢＴ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。

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１１ｃ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ギヤＧ２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１１ｃの内端側開口縁との間にはそれぞれ環状のシール部材ＳＬ１，ＳＬ２が介装され、該両シール部材ＳＬ１，ＳＬ２の間には、外部と連通してシール部材ＳＬ１から漏れた冷却水や水蒸気を排出するドレイン孔１１ｄが設けられている。ここで、図２中のＳＬ１は、いわゆる液密シールであって、回路内の水圧を保持しつつ、弁体収容部１３側から減速機構収容部１５への冷却水の流入を抑制するものであり、同図中のＳＬ２は、いわゆるダストシールであって、前記弁体収容部１３側から流入する冷却水や水蒸気及びこれに混入するダストの侵入を抑制するものである。

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、軸方向一端側が、第１ハウジング１１の導入口１０より導入さ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、他端が端壁３ｂによって閉塞されている。そして、この弁体３の軸心に相当する端壁３ｂの中央部には、前記回転軸２への取付に供する筒状の軸固定部３ｃが軸方向に沿って貫通形成され、該軸固定部３ｂの内周側に一体成形される金属製のインサート部材３ｄを介して回転軸２の一端部外周に圧入固定されるようになっている。

また、前記弁体３の周壁には、前記第１〜第３排出口Ｅ１〜Ｅ３と対向する軸方向位置に、これら各排出口Ｅ１〜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１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３が、周方向に沿って設けられている。なお、これら第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３の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６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。

そして、前記弁体３は、かかる構成に基づいて、周方向約１８０°の所定の角度範囲内で回動し、前記各開口部Ｍ１〜Ｍ３と前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３とが重合することによって前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３の開閉が行われるようになっている。なお、かかる回動に際して、この弁体３は、一端部が前記導入口１０に嵌着保持される軸受Ｂ２により回転支持され、前記軸受Ｂ１による回転軸２の軸支と合わせて両端側が支持され、これによって弁体３の安定した支持が確保されている。

また、前記弁体３は、軸方向全域においてほぼ同径となる平坦状の外周面を構成する円筒状に形成されている。この際、前記弁体３は、弁体収容部１３の内径に対して若干小さい外径となるように構成され、ハウジング１（第１ハウジング１１）と弁体３との間に導入口１０と前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３とを常時連通可能にする隙間Ｃを介在させる構成となっている。そして、かかる隙間Ｃによって、第１ハウジング１１の内周面と弁体３の外周面との間に前記外周側通路１８が画成され、この外周側通路１８を介して導入口１０から導入された冷却水が前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３へと直接流入することが可能となっている。換言すれば、前記隙間Ｃが介在することで、弁体３と弁体収容部１３とが摺動しない構成となっている。

前記電動モータ４は、モータ本体４ａがモータ収容部１４内へと嵌挿されることによって、第１ハウジング１１に取付固定されている。そして、この電動モータ４は、車載の電子コントローラ（図示外）によって駆動制御され、車両運転状態に応じて前記弁体３を回動制御することにより、前記ラジエータＲＤ等に対しての冷却水の適切な分配を実現する。

前記減速機構５は、電動モータ４の出力軸４ｂに一体回転可能に固定され、その外周側に所定の第１歯部Ｇ１ａが形成された小径状の駆動ギヤである第１ギヤＧ１と、回転軸２の他端部に一体回転可能に固定され、その外周側に所定の第２歯部Ｇ２ａが形成された大径状の従動ギヤである第２ギヤＧ２と、前記第１ギヤＧ１と前記第２ギヤＧ２と間に介装され、その外周側に前記第１ギヤＧ１に噛合する大径歯部Ｇ３ａと前記第２ギヤＧ２に噛合する小径歯部（図示外）とが隣接して一体に形成された中間ギヤである第３ギヤＧ３と、から構成されている。かかる構成から、前記第１ギヤＧ１により伝達される電動モータ４の駆動力によって第３ギヤＧ３が回転駆動され、該第３ギヤＧ３により伝達される駆動力によって第２ギヤＧ２が所定角度範囲で回動することとなる。

なお、本実施形態では、前記減速機構５を、前記第１〜第３ギヤＧ１〜Ｇ３からなる平歯車によって構成したが、より大きな駆動トルクを確保したい場合には、当該減速機構５を、例えばウォームギヤなど、他の形式の歯車によって構成することも可能である。

図５は開閉弁ＴＶの縦断面図を示し、同図中の（ａ）は閉弁状態、同図中の（ｂ）は開弁状態を表している。

図５に示すように、この開閉弁ＴＶは、前記還流通路ＲＬと第３配管Ｌ３とを連通する連通口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の内端側に感温通路である還流通路ＲＬへと臨むように収容され、該還流通路ＲＬを流れる冷却水の温度が所定温度を超えると内部充填された図示外のワックスが膨張することで移動部材であるロッド２２ａが開弁方向へ進出するように構成された感温部材であるサーモエレメント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設けられ、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と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、冷却水温が所定温度未満である通常状態では、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、冷却水温が所定温度以上となる高温状態になると、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、第３配管Ｌ３より導かれた冷却水が還流通路ＲＬを通じてエンジンＥＧ（ウォータポンプＷＰ）側へと還流されることとなる。

図６は流量制御弁ＣＶの作動状態を表した、弁体３と弁体収容部１３の連通状態を示す展開図である。なお、同図では、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と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４参照）。

図６（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に対して非連通の状態となる。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６（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６（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６（ｄ）に示す第４状態では、第１〜第３開口部Ｍ１〜Ｍ３がそれぞれ第１〜第３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、本実施形態に係る冷却システム等の特徴的な作用効果について、図４、図５に基づいて説明する。

すなわち、前記従来の冷却システムでは、流量制御弁のハウジング（各排出口）と弁体との径方向間にシール部材を弾装し、該シール部材を弁体へと押圧することで閉弁時の液密性を確保していた。このため、当該シール部材の押圧構成が弁体の回動時の摺動抵抗となってしまい、その結果、弁体の駆動トルクが増大してしまう問題があった。

これに対して、本実施形態に係る冷却システムによれば、図４に示すように、前記従来の流量制御弁のシール部材を廃止し、ハウジング１（第１ハウジング１１）と弁体３との間（径方向間）に、導入口１０と前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３とを常時連通可能にする隙間Ｃを設けたことで、第１ハウジング１１と弁体３とが常時非接触となって、弁体３の駆動トルクを低減することができる。

換言すれば、弁体３の外周面と弁体収容部１３の内周面との間に該両者３，１３が摺動させない前記隙間Ｃを設けたことで、第１ハウジング１１と弁体３とが常時非接触となって、弁体３の駆動トルクを低減することができる。

その結果、前記電動モータ４の小型化が可能となり、流量制御弁ＣＶの小型化に供される。或いは、前記各ギヤＧ１〜Ｇ３を平歯車で構成するなど、前記減速機構５の簡素化に供される。

特に、本実施形態では、前述したように、前記第１〜第３ギヤＧ１〜Ｇ３をいずれも平歯車により構成したことから、流量制御弁ＣＶをはじめとする冷却システム構成のコスト低減を図ることができる。

さらに、前記流量制御弁ＣＶでは、前記両軸受Ｂ１，Ｂ２により弁体３の軸方向両端側を軸支する構成としたことから、従来のような排出口近傍のシール部材を廃止しても、弁体３の安定した回転支持を確保することが可能となっている。

また、前記隙間Ｃを設けたことで、導入口１０より導入された冷却水が当該隙間Ｃを通じて前記各排出口Ｅ１〜Ｅ３に直接流入することとなるため、前記従来の冷却システムのような完全な止水機能の確保は困難となる。

ところが、本実施形態では、図５に示すように、ラジエータＲＤの下流側に前記開閉弁ＴＶを別途設けたことから、該開閉弁ＴＶによって、前記隙間Ｃを通じて第３排出口Ｅ３へと直接流入した冷却水の排出が遮断可能となり、一定の止水機能を確保することができる。

特に、本実施形態では、前記開閉弁ＴＶの開閉制御にあたって、感温部材であるサーモエレメント２２を採用したことにより、比較的簡素な構造でもって冷却水の温度に応じた弁開閉を実現することができる。なお、前記感温部材として、本実施形態ではサーモエレメント２２を例示して説明したが、当該構成に限定されるものではなく、例えば形状記憶合金など、冷却水温に応じて変形することによって弁開閉可能なものであれば、いかなる構成も採用可能である。

また、前記感温部材であるサーモエレメント２２の配置に際しても、本実施形態では、当該サーモエレメント２２を弁体３の外部となる前記還流通路ＲＬに臨むように配置し、当該サーモエレメント２２の変形に基づいて開閉弁ＴＶを開閉する構成としたため、該開閉弁ＴＶのレイアウト性が向上するメリットがある。

加えて、前記開閉弁ＴＶの開閉制御手段についても、前記感温部材（サーモエレメント２２）の変形を利用して弁体３を開閉する機械的手段のみならず、例えば制御信号により弁体の開閉を行う電磁弁など電磁的手段を用いてもよい。この場合、前記感温部材を用いる場合と比べて、エンジンＥＧの状態に応じたより柔軟な作動を確保することができる。

〔第２実施形態〕
図７、図８は、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムの第２実施形態を示したものであり、前記第１実施形態に係る開閉弁ＴＶの配置を変更したものである。なお、本実施形態でも、前記第１実施形態と同様の構成については、該第１実施形態と同一の符号を付すことで、具体的な説明は省略する。

すなわち、本実施形態では、前記開閉弁ＴＶが第３排出口Ｅ３と第３排出管Ｐ３との接続部内において該両者Ｅ３，Ｐ３間に跨るかたちで収容配置されることにより、当該開閉弁ＴＶが流量制御弁ＣＶと一体的に設けられている。

より具体的には、前記バルブボディ２１のボディ本体２１ａが第３排出口Ｅ３に嵌挿され、当該バルブボディ２１によって構成される開閉可能な前記連通口２６が第３排出口Ｅ３として構成されている。

また、前記第１ハウジング１１には、弁体収容部１３とバイパス通路ＢＬとを直接連通する連通路１６が、第３排出口Ｅ３からバイパスするかたちで穿設され、弁体収容部１３内の冷却水の一部が前記バイパス通路ＢＬへと常時流出するような構成となっている。

ここで、前記開閉弁ＴＶは、サーモエレメント２２が前記連通路１６に臨むように配置され、該連通路１６を通流する冷却水の温度に応じてサーモエレメント２２内のワックスが膨張することによって開弁して、前記第３排出口Ｅ３からの排出（ラジエータＲＤ側への給水）を許容するようになっている。

以上のような構成から、本実施形態では、特に前記開閉弁ＴＶを流量制御弁ＣＶと一体的に構成したことで、前記回路中における配管等の切断を伴うことなく、当該開閉弁ＴＶを配置できるメリットがある。

〔第３実施形態〕
図９、図１０は、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムの第３実施形態を示したものであり、前記第２実施形態に係る流量制御弁ＣＶの構成を変更したものである。なお、本実施形態でも、前記第２実施形態と同様の構成については、該第２実施形態と同一の符号を付すことで、具体的な説明は省略する。

すなわち、本実施形態では、比較的小径の第１排出口Ｅ１と弁体３との間に、ほぼ円筒状のシール部材Ｓｘが介装されている。このシール部材Ｓｘは、当該シール部材Ｓｘと第１排出管Ｐ１との間に弾装されたスプリングＳＰの付勢力でもって弁体３の外周面に常時押圧され、当該シール部材Ｓｘの先端面が弁体３の外周面に摺接することにより、閉弁時における第１排出口Ｅ１からの冷却水の流出が抑制されている。

以上のような構成から、本実施形態によれば、比較的大径な第３排出口Ｅ３については開閉弁ＴＶによって排出制御しつつ、比較的小径な第１排出口Ｅ１についてはシール部材Ｓｘによって排出制御することで、従来よりも弁体３の駆動トルクを低減しつつ、所定の給水制御対象（本実施形態では暖房熱交換器ＨＴ）に対する液密性を確保することができる。

換言すれば、弁体３の駆動トルクの低減化と、給水制御対象に対する液密性の確保との両立を図ることができる。

〔第４実施形態〕
図１１は、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムの第４実施形態を示したものであり、前記第１実施形態に係る流量制御弁ＣＶの配置を変更したものである。なお、本実施形態でも、前記第１実施形態と同様の構成については、該第１実施形態と同一の符号を付すことで、具体的な説明は省略する。

すなわち、本実施形態では、流量制御弁ＣＶをウォータポンプＷＰの吐出側であるエンジンＥＧの下流側に配置した前記第１実施形態とは反対に、前記流量制御弁ＣＶを吸入側であるウォータポンプＷＰの上流側に配置し、前記開閉弁ＴＶをエンジンＥＧの下流側に配置したものである。

このように、前記回路において冷却水の水圧が最も低くなる最下流側に流量制御弁ＣＶを配置することにより、該流量制御弁ＣＶに作用する冷却水の水圧の影響を最小限に抑えることができる。その結果、流量制御弁ＣＶの構成部品の耐圧性を低く設定することが可能となり、該流量制御弁ＣＶの製造コストの低廉化に供される。

以上、本実施形態では、前記第１実施形態の構成を反転し、該第１実施形態に係る流量制御弁ＣＶを前記ウォータポンプＷＰの吸入側に適用したものを例に説明したが、かかる構成のほか、例えば前記第２、第３実施形態に係る流量制御弁ＣＶ（開閉弁ＴＶと一体的に構成したもの）を、当該実施形態と同様、前記ウォータポンプＷＰの吸入側に適用しても、本実施形態と同様の作用効果が奏せられることは言うまでもない。

また、前記第２、第３実施形態に係る流量制御弁ＣＶをウォータポンプＷＰの吸入側に適用するにあたって、図１２に示すように、前記開閉弁ＴＶの感温部を流量制御弁ＣＶの外部に設けるようにしてもよい。すなわち、開閉弁ＴＶのサーモエレメント２２を、前記スロットルチャンバーＴＣを経由した冷却水が通流する還流通路ＲＬに臨ませるように配置し、該還流通路ＲＬを通流する冷却水の温度に基づいて開閉制御させる構成とすることもできる。

〔第５実施形態〕
図１３、図１４は、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムの第５実施形態を示したものであり、前記第４実施形態に係る開閉弁ＴＶの配置を変更したものである。なお、本実施形態でも、前記第４実施形態と同様の構成については、該第４実施形態と同一の符号を付すことで、具体的な説明は省略する。

すなわち、本実施形態では、前記第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３にそれぞれ開閉弁ＴＶ，ＴＶが配置されていて、該各開閉弁ＴＶ，ＴＶの開弁温度（サーモエレメント２２の反応温度）がそれぞれ給水制御対象であるオイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤに合わせた温度に設定されている。

なお、かかる本実施形態の構成では、流量制御弁ＣＶの前記ウォータポンプＷＰ吸入側の配置に基づいて、前記連通路１６を通じてスロットルチャンバーＴＣを経由した冷却水が導入され、該冷却水の温度に応じて前記各開閉弁ＴＶ，ＴＶが開閉する構成となっている。

このように、複数の排出口（本実施形態では第２、第３排出口Ｅ２，Ｅ３）に開閉弁ＴＶを配置することで、当該各排出口の開弁温度を、対応する給水制御対象に応じた温度に設定することが可能となり、より細やかな給水制御の実現に供される。

〔第６実施形態〕
図１５〜図１７は、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムの第６実施形態を示したもので、前記第１実施形態に係る流量制御弁ＣＶの構成を変更したものである。なお、図１５は本実施形態に係る回路図、図１６は流量制御弁ＣＶの閉弁状態を表した断面図、図１７は流量制御弁ＣＶの開弁状態を表した断面図である。また、本実施形態でも、前記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付すことで、具体的な説明は省略する。

すなわち、本実施形態では、流量制御弁ＣＶＸを周知の電磁弁によって構成し、図１５に示すように、当該流量制御弁ＣＶＸをラジエータＲＤの上流側に配置して、前記各補機のうちラジエータＲＤ側への給水のみにつき、当該流量制御弁ＣＶＸにより流量制御を行うようにしたものである。

より具体的に説明すれば、前記流量制御弁ＣＶＸは、図１６、図１７に示すように、周壁に１対の導入口３１ａ及び排出口３１ｂが径方向に対向配置され、内周側に弁体収容部３２が形成されたほぼ有底円筒状のハウジング３１と、該ハウジング３１の内径に対して若干小さい外径に設定された１対の第１〜第３ランド部３３ａ〜３３ｃを有し、前記ハウジング３１の内周側に軸方向へ移動可能に収容されたスプールである弁体３３と、該弁体３３の軸方向一端側に設けられ、通電により発生する電磁力に基づいて可動鉄心３４ａと共に進出するロッド３４ｂを介して前記弁体３３を駆動する周知のリニアソレノイド（以下、「ソレノイド」と略称する。）３４と、前記弁体３３の他端側と前記ハウジング３１の底壁３１ｃとの間に弾装され、弁体３３を一端側へ付勢するコイルスプリング３５と、を備える。

かかる構成から、図１６に示すように、前記ソレノイド３４の非通電時には、弁体３３がコイルスプリング３５の付勢力によって一端側へと付勢され、導入口３１ａが第２ランド部３３ｂにより閉止されて閉弁状態が維持される。一方、図１７に示すように、前記ソレノイド３４の通電時には、該ソレノイド３４で発生した電磁力に基づき可動鉄心３４ａと共にロッド３４ｂが進出することによって弁体３３がコイルスプリング３５の付勢力に抗して他端側へと押し退けられ、導入口３１ａが開口することとなる。

以上のように、本実施形態では、前記流量制御弁ＣＶＸを前述のような電磁弁によって構成したことで、弁体３３をより小さく形成することができ、当該流量制御弁ＣＶＸの径方向の小型化に供される。

なお、本実施形態では、ラジエータＲＤの上流側にのみ流量制御弁ＣＶＸを配置したものを例示して説明したが、冷却システムの仕様等に応じて、複数の補機（暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤ）の上流側に設けることも可能である。

また、冷却システムの仕様等によっては、図１８に示すように、前記導入口３１ａの軸方向両端縁に第２ランド部３３ｂと摺接する環状のシール部材Ｓｙ，Ｓｙを配置し、該両シール部材Ｓｙ，Ｓｙによって前記導入口３１ａを液密にシールするようにしてもよい。

本発明は、前記各実施形態に例示の構成に限定されるものではなく、例えば前記各補機（暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＤ）、前記流量制御弁ＣＶ（ＣＶＸ）及び前記開閉弁ＴＶの数量及び配置など、前述した本発明の作用効果を奏し得る範囲であれば、流量制御弁及び冷却システムの仕様や冷却対象等に応じて自由に変更することができる。

また、本発明に係る流量制御弁及び冷却システムは、例えば図４や図１６に示したように、弁体３，３３とハウジング１，３１の間に前記所定の隙間Ｃが設けられていればよく、必ずしも当該弁体３，３３の全周が非接触（非摺接）となっている必要はない。換言すれば、全ての排出口にシール部材を配置していた従来と比較して弁体３，３３の駆動トルクの低減化を図り得る態様であれば、図１０や図１８で示したように、必要に応じて前記シール部材Ｓｘ，Ｓｙを配置することも可能である。

さらに、前記各実施形態では、前記流量制御弁及び冷却システムの適用の一例として、内燃機関の冷却系（冷却水の循環系）への適用を例示したが、当該冷却システム等は、冷却水の循環系のみならず、例えば潤滑油の循環系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。

以下、前記各実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した以外の技術的思想について説明する。

（ａ）請求項４に記載の流量制御弁において、
少なくとも前記弁体の外部に、前記導入口とは別異の連通口を通じて導かれた前記流体を通流させて該流体の温度検知に供する感温通路を有し、
前記開閉弁は、前記感温通路に臨むように配置された前記感温部材の変形に基づいて開閉することを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、冷媒の温度制御の容易化に供される。

（ｂ）請求項４に記載の流量制御弁において、
前記開閉弁が複数設けられ、該各開閉弁は、相互に同じか又は異なる温度でもって開閉することを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、対象機器に応じた冷却、すなわち流体の供給を行うことができる。

（ｃ）請求項２に記載の流量制御弁において、
前記開閉弁は、所定の制御信号に基づいて開閉する電磁弁によって構成されることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、開閉弁につき、感温部材を用いる場合と比べて、対象機器の状態に応じたより柔軟な作動を確保することができる。

（ｄ）請求項１に記載の流量制御弁において、
前記弁体は、軸方向の両端側が軸支された状態で回転駆動されることを特徴とする流量制御弁。

かかる構成とすることで、弁体をより円滑に回転駆動できるメリットがある。

（ｅ）請求項８に記載の冷却システムにおいて、
前記回路における前記熱交換器は、前記流量制御弁と前記開閉弁との間に配置されることを特徴とする冷却システム。

かかる構成とすることで、熱交換器を介して内燃機関に流入する冷媒の流量制御及び止水制御を行うことができる。

（ｆ）請求項８に記載の冷却システムにおいて、
前記回路における前記開閉弁は、前記流量制御弁と前記熱交換器との間に配置されることを特徴とする冷却システム。

かかる構成とすることで、熱交換器に流入する冷媒の流量制御及び止水制御が可能になるうえ、当該熱交換器を介して内燃機関に流入する冷媒の流量制御及び止水制御を行うこともできる。

（ｇ）請求項７に記載の冷却システムにおいて、
少なくとも前記弁体の外部に、前記回路上の前記経路とは別に、前記流体の温度検知に供する感温通路を有し、
前記開閉弁は、前記熱交換器と前記流量制御弁との間に配置されると共に、前記感温通路に臨むように配置された前記感温部材の変形に基づいて開閉することを特徴とする冷却システム。

かかる構成とすることで、開閉弁のレイアウト性を向上させることができる。

（ｈ）請求項７に記載の冷却システムにおいて、
前記回路は、前記所定機器としての内燃機関に接続され、該内燃機関の入口側に配置されたポンプにより圧送される前記流体を前記内燃機関の内部に通流させることによって該内燃機関の冷却に供する該内燃機関の冷却用回路として構成され、
前記流量制御弁は、前記回路において、前記ポンプの吸入側に配置されることを特徴とする冷却システム。

かかる構成とすることで、流量制御弁に作用する冷却水の水圧の影響を最小限に抑えることができる。その結果、流量制御弁の構成部品の耐圧性を低く設定することが可能となり、流量制御弁の製造コストの低廉化に供される。

１…ハウジング
３…弁体
１０…導入口
１３…弁体収容部
Ｅ１〜Ｅ３…第１〜第３排出口（排出口）
ＣＶ，ＣＶＸ…流量制御弁
ＴＶ…開閉弁
Ｃ…隙間

Claims (4)

1. 内部に弁体収容部が設けられ、該弁体収容部に対する流体の導入及び排出に供する導入口及び複数の排出口を有するハウジングと、
   前記弁体収容部内に移動可能に収容され、その位置に応じて前記複数の排出口と重なり合う状態が変化する弁体と、
   前記弁体収容部内において、前記ハウジングと前記弁体との間に設けられ、前記導入口と前記複数の排出口のうちの１つの排出口である第１排出口とを常時連通可能にする隙間と、
   を備え、
   前記複数の排出口のうちの１つの排出口であり、前記第１排出口と異なる第２排出口には、開閉することによって前記流体を通流又は遮断する開閉弁が設けられ、
   前記複数の排出口のうちの１つの排出口であり、前記第１排出口及び前記第２排出口と異なる第３排出口には、前記第３排出口と前記導入口との連通の遮断に供するシール部材が設けられたことを特徴とする流量制御弁。
2. 前記開閉弁は、前記ハウジングに一体的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。
3. 前記開閉弁は、前記流体の温度に応じて変形する感温部材と、該感温部材の変形に伴って移動する移動部材とを備え、前記移動部材が移動することにより開閉することを特徴とする請求項１に記載の流量制御弁。
4. 前記弁体は、平歯車によって構成される減速機構を介して伝達されるモータの回転力に基づいて駆動され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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