JP6846907B2 - 制御バルブ - Google Patents

Description

本発明は、制御バルブに関するものである。

冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムでは、ラジエータとエンジンとの間を循環するラジエータ流路とは別に、ラジエータをバイパスするバイパス流路やオイルウォーマを通過する暖機流路等が設けられている場合がある。このような冷却システムには、ラジエータ流路やバイパス流路、暖機流路等への冷却水の流通を制御する制御バルブが設けられている（例えば、下記特許文献１参照）。
この構成によれば、冷却水温度等に応じて冷却水の流通を切り替えることで、早期昇温や高水温（最適温）制御等による燃費向上が図られている。

上述した制御バルブとしては、冷却水の流入口を有する筒状のケーシングと、ケーシング内にケーシングと同軸で配置され、軸線回りに回転可能に構成された筒状の弁体と、を有する構成が知られている（例えば、下記特許文献２参照）。
ケーシングには、ケーシングを径方向に貫通する流出口が形成されている。流出口は、ケーシングの軸方向に間隔をあけて複数形成されている。
弁体の内側には、ケーシング内に流入した冷却水が軸方向に流通する流通路が形成されている。弁体には、弁体の回転に応じて流通路と上述した各流出口とを各別に連通する複数の連通口が形成されている。

この構成によれば、弁体を回転させることで、流出口と連通口との連通及び遮断が切り替えられる。そして、制御バルブ内に流入した冷却水は、流通路を流通する過程で、連通口と連通状態にある流出口を通じて制御バルブから流出する。これにより、制御バルブに流入した冷却水が、弁体の回転に応じて１つ又は複数の流路に分配される。

特開２０１５−１２１２０７号公報 特開２０１５−２１８８５２号公報

ところで、上述した従来技術にあっては、複数の流出口が軸方向に間隔をあけて複数形成されているため、制御バルブの軸方向での小型化を図る点で未だ改善の余地があった。

そこで、本発明は、上述した事情に考慮してなされたもので、軸方向での小型化を図ることができる制御バルブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を採用した。
本発明の一態様に係る制御バルブは、流体の流入口を有する筒状のケーシングと、前記ケーシングの軸方向に延びる軸線回りに回転可能に前記ケーシング内に収容されるとともに、前記流入口に連通して流体が流通する流通路を有する弁体と、を備え、前記ケーシングには、前記ケーシングを径方向に貫通する第１流出口、第２流出口及び第３流出口が軸方向に間隔をあけて形成され、前記弁体には、前記弁体の回転位置に応じて前記流通路と前記第１流出口、第２流出口及び第３流出口に各別に連通する第１連通口、第２連通口及び第３連通口が前記軸方向に間隔をあけて形成され、前記第２流出口は、前記軸方向で前記第１流出口及び前記第３流出口の間に位置するとともに、周方向で前記第１流出口及び前記第３流出口と異なる位置に形成され、前記第２連通口は、前記軸方向の開口幅が前記第１流出口及び前記第３流出口の間における前記軸方向の間隔よりも狭く形成され、前記第１流出口は、前記ケーシングの周壁部から径方向に膨出する一のポートに形成され、前記第３流出口は、前記周壁部から径方向に膨出する他のポートに形成され、前記一のポートの開口端面には、一のジョイントが固定され、前記他のポートの開口端面には、他のジョイントが固定され、前記周壁部のうち前記一のポートと前記他のポートとの間に位置する部分には、前記一のポートと前記他のポートとの間を接続するとともに、前記一のポート及び前記他のポートよりも前記周方向の幅が狭い接続部が形成されている。

本態様によれば、第１流出口及び第３流出口に対して周方向で異なる位置に第２流出口を形成することで、各流出口が周方向で同位置に軸方向で並んで配設されている場合に比べて、各流出口の開口面積を確保した上で、制御バルブの軸方向での小型化を図ることができる。
しかも、第２連通口における軸方向の開口幅が第１流出口及び第３流出口の間における軸方向の間隔よりも狭く形成されているので、弁体の回転に伴い第２連通口が第１流出口や第３流出口と周方向の同位置に配置される場合であっても、第２連通口を通して第１流出口や第３流出口に流体が漏れ出るのを抑制できる。これにより、第２連通口が第１流出口や第３流出口と周方向の同位置に配置されるのを回避する等の弁体の回転動作に制約が生じることがないので、弁体の回転動作の自由度を向上させることができる。

上記態様において、前記第１流出口及び前記第３流出口は、前記周方向で同位置に形成されていてもよい。
本態様によれば、第１流出口及び第３流出口が周方向で異なる位置に形成されている場合に比べて、各流出口に接続される各配管の引き回しが容易になる。

上記態様において、前記第２連通口は、前記周方向を長尺方向とするとともに、前記周方向の長さが前記第２流出口における前記周方向の開口幅よりも長い長孔であってもよい。
本態様によれば、弁体の広範囲の回転角度に亘って第２流出口と第２連通口とを連続的に連通状態とすることができる。

本発明の一態様によれば、制御バルブの軸方向での小型化を図ることができる。

実施形態に係る冷却システムのブロック図である。 実施形態に係る制御バルブの斜視図である。 実施形態に係る制御バルブの分解斜視図である。 実施形態に係る制御バルブを、蓋体を取り外した状態で軸方向の第２端側から見た正面図である。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に相当する断面図である。 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 実施形態に係る弁体を軸方向の第２端側から見た斜視図である。 実施形態に係る弁筒部の展開図である。 実施形態に係る弁筒部の展開図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の説明では、冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムに、本実施形態の制御バルブを採用した場合について説明する。

［冷却システム］
図１は、冷却システム１のブロック図である。
図１に示すように、冷却システム１は、車両駆動源に少なくともエンジンを具備する車両に搭載される。なお、車両としては、エンジンのみを有する車両の他に、ハイブリッド車両やプラグインハイブリッド車両等であっても構わない。

冷却システム１は、エンジン２（ＥＮＧ）、ウォータポンプ３（Ｗ／Ｐ）、ラジエータ４（ＲＡＤ）、オイルウォーマ５（Ｏ／Ｗ）、ヒータコア６（ＨＴＲ）、ＥＧＲクーラ７（ＥＧＲ）及び制御バルブ８（ＥＷＶ）が各種流路１０〜１５により接続されて構成されている。
ウォータポンプ３、エンジン２及び制御バルブ８は、メイン流路１０上で上流から下流にかけて順に接続されている。メイン流路１０では、ウォータポンプ３の動作により冷却水がエンジン２及び制御バルブ８を順に通過する。

メイン流路１０には、ラジエータ流路１１、バイパス流路１２、暖機流路１３、空調流路１４及びＥＧＲ流路１５がそれぞれ接続されている。これらラジエータ流路１１、バイパス流路１２、暖機流路１３、空調流路１４及びＥＧＲ流路１５は、メイン流路１０のうちウォータポンプ３の上流部分と制御バルブ８とを接続している。

ラジエータ流路１１には、ラジエータ４が接続されている。ラジエータ流路１１では、ラジエータ４において、冷却水と外気との熱交換が行われる。
バイパス流路１２は、ラジエータ４を迂回する流路である。

暖機流路１３には、オイルウォーマ５が接続されている。オイルウォーマ５とエンジン２との間には、オイル流路１８を通してエンジンオイルが循環している。暖機流路１３では、オイルウォーマ５において、冷却水とエンジンオイルとの熱交換が行われる。なお、本実施形態では、燃費向上や早期暖機の観点で、熱交換器を「オイルウォーマ５」として用いたが、運転条件によっては水温よりも油温のほうが高くなる場合があるため、その際は熱交換器を「オイルクーラ」として用いることは当然である。

空調流路１４には、ヒータコア６が接続されている。ヒータコア６は、例えば空調装置のダクト（不図示）内に設けられている。空調流路１４では、ヒータコア６において、冷却水とダクト内を流通する空調空気との熱交換が行われる。
ＥＧＲ流路１５には、ＥＧＲクーラ７が接続されている。ＥＧＲ流路１５では、ＥＧＲクーラ７において、冷却水とＥＧＲガスとの熱交換が行われる。

上述した冷却システム１では、メイン流路１０においてエンジン２を通過した冷却水が、制御バルブ８内に流入した後、制御バルブ８の動作によって各種流路１１〜１５に選択的に分配される。これにより、早期昇温や高水温（最適温）制御等を実現でき、車両の燃費向上が図られている。

＜制御バルブ＞
図２は、制御バルブ８の斜視図である。図３は、制御バルブ８の分解斜視図である。
図２、図３に示すように、制御バルブ８は、ケーシング２１と、弁体２２と、駆動ユニット２３と、を主に備えている。

（ケーシング）
ケーシング２１は、有底筒状のケーシング本体２５と、ケーシング本体２５の開口部を閉塞する蓋体２６と、を有している。なお、以下の説明では、ケーシング２１の軸線Ｏに沿う方向を単に軸方向という。また、ケーシング本体２５の周壁部３１に対してケーシング本体２５の底壁部３２に向かう方向を第１端側といい、ケーシング本体２５の周壁部３１に対して蓋体２６に向かう方向を第２端側という。さらに、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りの方向を周方向という。本実施形態において、周壁部３１の表面積は、底壁部３２や蓋体２６の表面積よりも大きくなっている。すなわち、ケーシング２１は、軸方向に長い筒状に形成されている。

図４は、制御バルブ８を、蓋体２６を取り外した状態で軸方向の第２端側から見た正面図である。
図４に示すように、ケーシング本体２５及び蓋体２６は、例えば樹脂材料等により形成されている。
ケーシング本体２５の周壁部３１には、取付片（第１取付片３３及び第２取付片３４）が形成されている。各取付片３３，３４は、周壁部３１から径方向の外側に突設されている。各取付片３３，３４は、周壁部３１のうち軸線Ｏを挟んで径方向で対向する位置にそれぞれ形成されている。本実施形態において、第１取付片３３は周壁部３１における軸方向の両端部に位置している（図７参照）。図２に示すように、第２取付片３４は周壁部３１における軸方向の中央部に対して第１端側に位置している。そして、制御バルブ８は、例えば各取付片３３，３４を介してエンジンルーム内に固定される。なお、各取付片３３，３４の位置や数等は、適宜変更が可能である。

図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
図４、図５に示すように、周壁部３１における軸方向の第１端側の部分には、径方向の外側に膨出する流入ポート３７が形成されている。流入ポート３７は、周壁部３１において、上述した取付片３３，３４に対して周方向で例えば９０°ずれた位置に形成されている。流入ポート３７には、流入ポート３７を径方向に貫通する流入口３７ａが形成されている。流入口３７ａは、ケーシング２１内外を連通している。

流入ポート３７の開口端面（径方向の外側端面）には、Ｏリング３８（図３参照）を挟んで上述したメイン流路１０（図２参照）が接続される。なお、流入ポート３７の開口端面は、径方向に直交する平坦面とされている。

図５に示すように、周壁部３１において、軸線Ｏを間に挟んで流入ポート３７に径方向で対向する位置には、径方向の外側に膨出するラジエータポート４１が形成されている。ラジエータポート４１は、径方向から見た側面視において、軸方向を長尺方向とする長円形状に形成されている。ラジエータポート４１には、フェール開口４１ａ及びラジエータ流出口４１ｂが軸方向に並んで形成されている。フェール開口４１ａ及びラジエータ流出口４１ｂは、ラジエータポート４１をそれぞれ径方向に貫通している。本実施形態において、フェール開口４１ａは、上述した流入口３７ａに径方向で対向している。また、ラジエータ流出口４１ｂは、フェール開口４１ａに対して軸方向の第２端側に位置している。なお、フェール開口４１ａ及びラジエータ流出口４１ｂの内径は、同等に形成されている。

ラジエータポート４１の開口端面（径方向の外側端面）は、径方向に直交する平坦面とされている。したがって、ラジエータポート４１の開口端面と、上述した流入ポート３７の開口端面と、は互いに平行に延在している。但し、ラジエータポート４１と流入ポート３７とは、径方向で対向する位置に配置されていれば、ラジエータポート４１の開口端面と流入ポート３７の開口端面とが僅かに傾いて配置されていても構わない。

また、ラジエータポート４１の開口端面（径方向の外側端面）には、ラジエータジョイント４２が接続されている。ラジエータジョイント４２は、ラジエータポート４１とラジエータ流路１１（図１参照）との間を接続している。ラジエータジョイント４２は、フランジ部４３と、ラジエータ供給管４４と、を有している。

フランジ部４３は、ラジエータポート４１の開口端面と同等の形状に形成された長円形状とされている。すなわち、フランジ部４３は、フェール開口４１ａ及びラジエータ流出口４１ｂの周囲を取り囲んでいる。フランジ部４３は、ラジエータポート４１の開口端面に溶着（例えば、振動溶着等）されている。すなわち、ラジエータポート４１の開口端面とフランジ部４３における径方向の内側端面は、それぞれ溶着面とされている。

ラジエータ供給管４４は、フランジ部４３から径方向の外側に延在した後、軸方向の第２端側に向けて延在している。具体的に、ラジエータ供給管４４は、フェール連通部４４ａ、ラジエータ連通部４４ｂ及び合流部４４ｃを備えている。
フェール連通部４４ａは、フランジ部４３のうち径方向から見てフェール開口４１ａと重なる位置から径方向の外側に延在している。フェール連通部４４ａ内は、フェール開口４１ａに連通可能とされている。
ラジエータ連通部４４ｂは、フランジ部４３のうち径方向から見てラジエータ流出口４１ｂと重なる位置から径方向の外側に延在している。ラジエータ連通部４４ｂ内は、ラジエータ流出口４１ｂに連通している。

合流部４４ｃは、軸方向に延在している。合流部４４ｃにおける軸方向の第１端側の部分は、各連通部４４ａ，４４ｂにおける径方向の外側端部にまとめて接続されている。合流部４４ｃにおける軸方向の第２端側の部分には、上述したラジエータ流路１１（図１参照）の上流端部が接続される。なお、ラジエータ供給管４４は、ラジエータポート４１とフランジ部４３との溶着面積が確保されていれば、フェール開口４１ａ及びラジエータ流出口４１ｂにまとめて連通していても構わない。

フェール開口４１ａには、サーモスタット４５が設けられている。サーモスタット４５は、ケーシング２１内を流れる冷却水の温度に応じてフェール開口４１ａを開閉する。サーモスタット４５は、冷却水温度が所定温度以上の場合にフェール開口４１ａを開放し、フェール開口４１ａとフェール連通部４４ａ内とを連通させる。本実施形態において、サーモスタット４５には、例えばワックスペレット型が用いられている。すなわち、サーモスタット４５は、サーモエレメントの内部に充填されたワックスの熱膨張を利用して弁体が作動する。サーモスタット４５は、取付フランジ部がラジエータポート４１の開口端面とフランジ部４３との間に挟持されることで、弁体によってフェール開口４１ａを閉塞している。この場合、サーモスタット４５のサーモエレメントは、ケーシング２１内で上述した流入口３７ａに径方向で対向している。なお、本実施形態では、フェール開口４１ａと流入口３７ａとが同軸に配置される構成について説明したが、この構成のみに限らず、径方向から見てフェール開口４１ａと流入口３７ａとの少なくとも一部同士が重なり合っていれば構わない。

図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線に相当する断面図である。
図６に示すように、ラジエータポート４１のうち、軸方向で上述したフェール開口４１ａと同等の位置には、ＥＧＲポート５１が形成されている。ＥＧＲポート５１は、フェール開口４１ａの開口方向に対して直交する方向（第１取付片３３と同一方向）に膨出している。ＥＧＲポート５１には、ラジエータポート４１（フェール開口４１ａ）内に連通するＥＧＲ流出口５１ａが形成されている。ＥＧＲ流出口５１ａは、ＥＧＲポート５１の膨出方向（フェール開口４１ａの開口方向に対して直交する方向）に延在している。なお、ＥＧＲ流出口５１ａの開口方向は、フェール開口４１ａの開口方向に対して交差する方向（フェール開口４１ａの開口方向とは異なる方向）に開口していれば構わない。また、ＥＧＲポート５１（ＥＧＲ流出口５１ａ）は、フェール開口４１ａに隣接する位置であれば、フェール開口４１ａに対して軸方向にずれた位置であっても構わない。

ＥＧＲポート５１の開口端面には、ＥＧＲジョイント５２が接続されている。ＥＧＲジョイント５２は、ＥＧＲポート５１と上述したＥＧＲ流路１５（図１参照）の上流端部との間を接続している。なお、ＥＧＲジョイント５２は、ＥＧＲポート５１の開口端面に溶着（例えば、振動溶着等）されている。

図２に示すように、周壁部３１における軸方向の第２端側の部分のうち、周方向におけるラジエータポート４１と第２取付片３４との間に位置する部分には、バイパスポート５５及び暖機ポート５６が軸方向に並んで形成されている。各ポート５５，５６は、径方向のうちラジエータポート４１及び第２取付片３４の膨出方向に互いに交差する方向（径方向のうち、ラジエータポート４１及び第２取付片３４のそれぞれの膨出方向とは異なる方向）にそれぞれ膨出している。周壁部３１のうち各ポート５５，５６間に位置する部分には、各ポート５５，５６を軸方向で接続する接続部５７が形成されている。接続部５７は、周方向の幅が各ポート５５，５６よりも狭く形成されるとともに、径方向の外側への膨出量が各ポート５５，５６と同等になっている。

図７は、図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
図７に示すように、バイパスポート５５は、暖機ポート５６に対して軸方向の第１端側に配置されている。バイパスポート５５には、バイパスポート５５を径方向に貫通するバイパス流出口５５ａが形成されている。図２に示すように、バイパスポート５５の開口端面（径方向の外側端面）には、バイパスジョイント６１が接続されている。バイパスジョイント６１は、バイパスポート５５と上述したバイパス流路１２（図１参照）の上流端部とを接続している。バイパスジョイント６１は、バイパスポート５５の開口端面から径方向の外側に突出している。なお、バイパスジョイント６１は、バイパスポート５５の開口端面に溶着（例えば、振動溶着等）されている。

図７に示すように、暖機ポート５６には、暖機ポート５６を径方向に貫通する暖機流出口５６ａが形成されている。暖機ポート５６の開口端面（径方向の外側端面）には、暖機ジョイント６２が接続されている。図２に示すように、暖機ジョイント６２は、暖機ポート５６と上述した暖機流路１３（図１参照）の上流端部とを接続している。暖機ジョイント６２は、暖機ポート５６の開口端面から径方向の外側に突出している。暖機ジョイント６２は、暖機ポート５６の開口端面に溶着（例えば、振動溶着等）されている。なお、バイパスポート５５及び暖機ポート５６は、周方向にずれて配置されていても構わない。

図４に示すように、周壁部３１における軸方向の第２端側の部分のうち、周方向におけるラジエータポート４１と第１取付片３３との間に位置する部分には、空調ポート６６が形成されている。空調ポート６６は、径方向のうちラジエータポート４１及び第１取付片３３の膨出方向に互いに交差する方向（径方向のうち、ラジエータポート４１及び第１取付片３３のそれぞれの膨出方向とは異なる方向）に膨出している。図７に示すように、空調ポート６６は、軸方向において、上述したバイパスポート５５及び暖機ポート５６の間に形成されている。本実施形態において、空調ポート６６における軸方向の中央部と、上述した接続部５７における軸方向の中央部と、は軸方向で同等の位置に配置されている。また、空調ポート６６の外径は、軸方向におけるバイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａ間の間隔よりも大きくなっている。

空調ポート６６には、空調ポート６６を径方向に貫通する空調流出口６６ａが形成されている。本実施形態において、空調流出口６６ａの内径は、上述した接続部５７における軸方向の幅（バイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａ間の間隔）と同等になっている。但し、空調流出口６６ａの内径は、適宜変更が可能である。

図４に示すように、空調ポート６６の開口端面（径方向の外側端面）には、空調ジョイント６８が接続されている。空調ジョイント６８は、空調ポート６６と上述した空調流路１４（図１参照）の上流端部とを接続している。空調ジョイント６８は、空調ポート６６の開口端面から径方向の外側に突出している。なお、空調ジョイント６８は、空調ポート６６の開口端面に溶着（例えば、振動溶着等）されている。

（駆動ユニット）
図２に示すように、駆動ユニット２３は、ケーシング本体２５の底壁部３２に取り付けられている。駆動ユニット２３は、駆動ケース７１内に図示しないモータや減速機構、制御基板等が収納されて構成されている。

（弁体）
図３、図４に示すように、弁体２２は、ケーシング２１内に収容されている。弁体２２は、ケーシング２１の軸線Ｏと同軸に配置された円筒状に形成されている。弁体２２は、軸線Ｏ回りに回転することで、上述した各流出口（ラジエータ流出口４１ｂ、バイパス流出口５５ａ、暖機流出口５６ａ及び空調流出口６６ａ）を開閉する。なお、弁体２２は、例えば樹脂材料等により形成されている。

弁体２２は、回転軸８１と、回転軸８１を囲繞する中空円筒形状の弁筒部８２と、回転軸８１と弁筒部８２とを連結するスポーク部８３〜８５と、を主に有している。

図５に示すように、回転軸８１は、軸線Ｏと同軸で延在している。回転軸８１の第１端側の部分は、上述した底壁部３２に設けられた第１ブッシュ８８に回転可能に支持されている。第１ブッシュ８８は、底壁部３２を軸方向に貫通する貫通孔３２ａ内に嵌合されている。回転軸８１の第１端側の部分は、貫通孔３２ａを通して底壁部３２を軸方向に貫通している。回転軸８１の第１端側の部分は、ケーシング２１の外部において、上述した駆動ユニット２３に連結されている。これにより、駆動ユニット２３の動力が回転軸８１に伝達される。なお、図３に示すように、回転軸８１の第１端側の部分において、上述した第１ブッシュ８８に対して軸方向の第２端側に位置する部分には、貫通孔３２ａの内面と回転軸８１の外周面との間をシールするシールリング８９が介在している。
回転軸８１の第２端側の部分は、上述した蓋体２６に設けられた第２ブッシュ９１に回転可能に支持されている。

図８は、弁体２２を軸方向の第２端側から見た斜視図である。
図８に示すように、スポーク部８３〜８５は、回転軸８１の外周面から軸線Ｏに対して放射状に突設されている。図示の例において、各スポーク部８３〜８５は、例えば周方向に１２０°間隔で３つ（第１スポーク部８３、第２スポーク部８４及び第３スポーク部８５）形成されている。
図５、図７、図８に示すように、各スポーク部８３〜８５は、回転軸８１のうち軸方向の両端部を回避した部分に軸方向に延設されている。本実施形態において、スポーク部８３〜８５における軸方向の第１端側の縁は、上述したラジエータ流出口４１ｂよりも軸方向の第１端側であって、上述したフェール開口４１ａよりも軸方向の第２端側に位置している。

弁筒部８２は、軸線Ｏと同軸に配置されている。弁筒部８２の内周面には、上述したスポーク部８３〜８５の径方向の外側端部が接続されている。弁筒部８２の内側は、流入口３７ａを通してケーシング２１内に流入した冷却水が軸方向に流通する流通路９３を構成している。図４、図８に示すように、流通路９３は、上述したスポーク部８３〜８５によって周方向に複数の流路（第１流路９４、第２流路９５及び第３流路９６）に分割されている。具体的に、第１流路９４は、第１スポーク部８３及び第２スポーク部８４により周方向で仕切られている。第２流路９５は、第２スポーク部８４及び第３スポーク部８５により周方向で仕切られている。第３流路９６は、第１スポーク部８３及び第３スポーク部８５により周方向で仕切られている。なお、図５に示すように、ケーシング２１内において、弁筒部８２及びスポーク部８３〜８５よりも軸方向の第１端側に位置する部分は、流通路９３に連通する接続流路９８を構成している。

図９は、弁筒部８２の展開図である。
図８、図９に示すように、弁筒部８２において、上述したラジエータ流出口４１ｂと軸方向の同位置には、弁筒部８２を径方向に貫通するラジエータ連通口１００が形成されている。ラジエータ連通口１００は、径方向から見てラジエータ流出口４１ｂと少なくとも一部が重なり合う場合に、ラジエータ連通口１００を通じてラジエータ流出口４１ｂと流通路９３内とを連通させる。本実施形態において、ラジエータ連通口１００は、丸孔に形成されている。また、ラジエータ連通口１００は、例えば周方向に間隔をあけて２つ形成されている。

弁筒部８２において、上述したバイパス流出口５５ａと軸方向の同位置には、弁筒部８２を径方向に貫通するバイパス連通口１０２が形成されている。バイパス連通口１０２は、径方向から見てバイパス流出口５５ａと少なくとも一部が重なり合う場合に、バイパス連通口１０２を通じてバイパス流出口５５ａと流通路９３内とを連通させる。本実施形態において、バイパス連通口１０２は、丸孔に形成されている。また、バイパス連通口１０２は、例えば周方向に間隔をあけて２つ形成されている。

弁筒部８２において、上述した暖機流出口５６ａと軸方向の同位置には、弁筒部８２を径方向に貫通する暖機連通口１０４が形成されている。暖機連通口１０４は、径方向から見て暖機流出口５６ａと少なくとも一部が重なり合う場合に、暖機連通口１０４を通じて暖機流出口５６ａと流通路９３内とを連通させる。本実施形態において、暖機連通口１０４は、丸孔に形成されている。また、暖機連通口１０４は、例えば周方向に間隔をあけて４つ形成されている。

弁筒部８２において、上述した空調流出口６６ａと軸方向の同位置には、弁筒部８２を径方向に貫通する空調連通口１０６が形成されている。空調連通口１０６は、径方向から見て空調流出口６６ａと少なくとも一部が重なり合う場合に、空調連通口１０６を通じて空調流出口６６ａと流通路９３内とを連通させる。空調連通口１０６は、例えば周方向を長尺方向とする長孔に形成されている。本実施形態において、空調連通口１０６は、第３スポーク部８５を周方向に跨るように形成されている。

空調連通口１０６における軸方向の開口幅は、上述したバイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａ間の軸方向の間隔よりも狭くなっている。したがって、空調連通口１０６は、バイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａに連通しないように構成されている。なお、空調連通口１０６における軸方向の開口幅は、上述した空調流出口６６ａの内径よりも小さくなっている。

弁体２２は、軸線Ｏ回りの回転に伴い、流通路９３内と各流出口４１ｂ，５５ａ，５５ｂ，６６ａとの連通及び遮断を切り替える。そして、ケーシング２１内に流入する冷却水は、各流出口のうち連通口に連通している流出口を通して各流路１１〜１５に分配される。なお、流出口と連通口との連通パターンは、適宜設定が可能である。そして、流出口と連通口とのレイアウトは、設定した連通パターンに応じて切り替えることができる。

図３に示すように、上述したラジエータ流出口４１ｂ内には、弁筒部８２の外周面とケーシング本体２５の内周面との間をシールするシール機構１１０が設けられている。シール機構１１０は、摺動リング１１１と、シールリング１１２と、付勢部材１１３と、を有している。
摺動リング１１１は、ラジエータ流出口４１ｂ内に挿入されている。摺動リング１１１における径方向の内側端面は、弁筒部８２の外周面に摺動可能に接触している。なお、本実施形態において、摺動リング１１１における径方向の内側端面は、弁筒部８２の曲率半径に倣って形成された湾曲面とされている。

シールリング１１２は、例えばＵパッキンである。シールリング１１２は、摺動リング１１１に外嵌されている。シールリング１１２の外周面は、ラジエータ流出口４１ｂの内周面に摺動可能に密接している。
付勢部材１１３は、摺動リング１１１における径方向の外側端面と、ラジエータジョイント４２のフランジ部４３と、の間に介在している。付勢部材１１３は、例えばウェーブスプリングである。付勢部材１１３は、摺動リング１１１を径方向の内側に向けて（弁筒部８２に向けて）付勢している。

なお、上述したバイパス流出口５５ａ、暖機流出口５６ａ及び空調流出口６６ａ内にも、ラジエータ流出口４１ｂ内に設けられたシール機構１１０と同様の構成からなるシール機構１１０が設けられている。本実施形態では、バイパス流出口５５ａ、暖機流出口５６ａ及び空調流出口６６ａ内に設けられたシール機構１１０は、ラジエータ流出口４１ｂ内に設けられたシール機構１１０と同様の符号を付して説明を省略する。

図５に示すように、弁体２２のうち、軸方向におけるバイパス連通口１０２と空調連通口１０６との間に位置する部分には、流通路９３の一部を閉塞する規制壁部１２０が形成されている。図４に示すように、規制壁部１２０は、上述した流通路９３のうち周方向における２／３程度の範囲を閉塞している。本実施形態では、流通路９３を構成する各流路９４〜９６のうち、第１流路９４及び第２流路９５が規制壁部１２０によって軸方向の第１端側と第２端側とに仕切られている。この場合、図５に示すように、第１流路９４及び第２流路９５のうち、規制壁部１２０に対して第１端側の領域は、上述した接続流路９８に直接連通する連通流路１２１を構成している。一方、第１流路９４及び第２流路９５のうち、規制壁部１２０に対して第２端側の領域は、第３流路９６を流通する冷却水がスポーク部（例えば、第１スポーク部８３及び第３スポーク部８５）における軸方向の第２端側の部分で折り返された後に流入する折り返し流路１２５を構成している。そして、規制壁部１２０は、折り返し流路１２５に流入した冷却水の軸方向の第１端側への流通を規制する。

図９に示すように、本実施形態において、上述した各ラジエータ連通口１００は、例えば上述した第１流路９４及び第２流路９５における連通流路１２１内にそれぞれ連通している。
各バイパス連通口１０２は、例えば一のバイパス連通口１０２が連通流路１２１内に連通し、他のバイパス連通口１０２が第３流路９６内に連通している。
空調連通口１０６は、例えば一部が折り返し流路１２５内に連通し、残りの部分が第３流路９６内に連通している。

各暖機連通口１０４は、例えば３つの暖機連通口１０４ａ〜１０４ｃが折り返し流路１２５内に連通している。一方、各暖機連通口１０４のうち、例えば残り１つの暖機連通口１０４ｄは、第３流路９６内に連通している。なお、各暖機連通口１０４は、少なくともラジエータ連通口１００と同じタイミングで開弁状態となる暖機連通口１０４（例えば、暖機連通口１０４ｂ）が折り返し流路１２５内に連通していれば構わない。また、流通路９３内において、規制壁部１２０で閉塞された部分以外の流路断面積（第３流路９６の流路断面積）は、いずれの暖機連通口１０４の開口面積以上に設定されていれば、適宜変更が可能である。

［作用］
次に、上述した制御バルブ８の作用を説明する。以下の説明では、例えば図１０に示す連通パターンでの冷却水の流れを主に説明する。すなわち、図１０に示す連通パターンでは、ラジエータ流出口４１ｂがラジエータ連通口１００を通して流通路９３（連通流路１２１）内に連通している。また、暖機流出口５６ａが暖機連通口１０４ｂを通して流通路９３（折り返し流路１２５）内に連通している。さらに、空調流出口６６ａが空調連通口１０６を通して流通路９３（折り返し流路１２５）内に連通している。

図１に示すように、メイン流路１０において、ウォータポンプ３により送出される冷却水は、エンジン２で熱交換された後、制御バルブ８に向けて流通する。図５に示すように、メイン流路１０においてエンジン２を通過した冷却水は、流入口３７ａを通してケーシング２１内の接続流路９８内に流入する。

図６に示すように、接続流路９８内に流入した冷却水のうち、一部の冷却水はフェール開口４１ａを経由した後、ＥＧＲポート５１のＥＧＲ流出口５１ａ内に流入する。ＥＧＲ流出口５１ａ内に流入した冷却水は、ＥＧＲジョイント５２を通ってＥＧＲ流路１５内に供給される。ＥＧＲ流路１５内に供給された冷却水は、ＥＧＲクーラ７において、冷却水とＥＧＲガスとの熱交換が行われた後、メイン流路１０に戻される。

一方、図５に示すように、接続流路９８内に流入した冷却水のうち、ＥＧＲ流出口５１ａ内に流入しなかった冷却水は、軸方向の第１端側から流通路９３（第３流路９６及び連通流路１２１）内に流入する。流通路９３内に流入した冷却水は、流通路９３内を軸方向に流通する過程で各流出口に分配される。具体的に、図５、図１０に示すように、流通路９３を流通する冷却水のうち、一部の冷却水はラジエータポート４１に差し掛かった時点で、ラジエータ連通口１００内に流入する。ラジエータ連通口１００内に流入した冷却水は、ラジエータ流出口４１ｂを通ってラジエータジョイント４２のラジエータ連通部４４ｂ内に流入する。ラジエータ連通部４４ｂ内に流入した冷却水は、合流部４４ｃ内を流通した後、ラジエータ流路１１に供給される。ラジエータ流路１１に供給された冷却水は、ラジエータ４との間で熱交換が行われた後、再びメイン流路１０に戻される。

流通路９３内でラジエータポート４１を通過した冷却水のうち、連通流路１２１（第１流路９４及び第２流路９５）内を流通する冷却水は、規制壁部１２０によって軸方向の第２端側への流通が規制される。一方、図８、図１０に示すように、流通路９３内でラジエータポート４１を通過した冷却水のうち、第３流路９６内を流通する冷却水は、スポーク部８３，８５の第２端側の部分において軸方向の第１端側に折り返される（冷却水の流通方向が変更される）。

これにより、図５、図１０に示すように、冷却水が折り返し流路１２５内に流入する。折り返し流路１２５内に流入した冷却水は、暖機ポート５６に差し掛かる。すると、冷却水は、暖機連通口１０４のうち暖機流出口５６ａと連通している暖機連通口１０４ｂを通って暖機流出口５６ａ内に流入する。暖機流出口５６ａ内に流入した冷却水は、暖機ジョイント６２を通って暖機流路１３内に供給される。暖機流路１３内に供給された冷却水は、オイルウォーマ５において、エンジンオイルとの間で熱交換が行われた後、メイン流路１０に戻される。

折り返し流路１２５内を流通する冷却水のうち、暖機ポート５６を通過した冷却水は、空調ポート６６に差し掛かる。すると、冷却水は、空調連通口１０６を通って空調流出口６６ａ内に流入する。空調流出口６６ａ内に流入した冷却水は、空調ジョイント６８を通って空調流路１４内に供給される。空調流路１４内に供給された冷却水は、ヒータコア６において、空調空気との間で熱交換が行われた後、メイン流路１０に戻される。なお、図１０に示す連通パターンにおいて、空調連通口１０６は、第３流路９６内に連通していても構わない。すなわち、空調連通口１０６には、冷却水が第３流路９６内を流通する過程で分配されても構わない。

ここで、折り返し流路１２５内では、軸方向の第１端側への冷却水の流通が規制壁部１２０によって規制される（流通方向が変更される）。そのため、折り返し流路１２５に流入した冷却水のうち、暖機流路１３や空調流路１４内に供給されなかった冷却水は、折り返し流路１２５内で滞留する。
以上が図１０に示す連通パターンでの制御バルブ８内での冷却水の流れである。

制御バルブ８において、流出口と連通口との連通パターンを切り替えるには、弁体２２を軸線Ｏ回りに回転させる。そして、設定したい連通パターンに対応する位置で弁体２２の回転を停止させることで、弁体２２の停止位置に応じた連通パターンで流出口と連通口とが連通する。例えば、図９に示す連通パターンでは、暖機流出口５６ａのみが暖機連通口１０４ｄを通して流通路９３内に連通している。この場合、流通路９３内に流入した冷却水のうち、第３流路９６内を流通する冷却水が暖機連通口１０４ｄを通して暖機流出口５６ａから暖機流路１３に供給される。

また、本実施形態の制御バルブ８では、異常発生時において、冷却水温度が過剰に上昇した場合、フェール開口４１ａを通じてラジエータ流路１１に冷却水が供給されるようになっている。具体的に、ケーシング２１内に流入する冷却水温度が所定温度以上になると、サーモスタット４５のワックスが熱膨張することで、弁体が開弁方向に移動する。これにより、フェール開口４１ａが開弁状態となる。フェール開口４１ａが開弁状態になると、接続流路９８内の冷却水がフェール開口４１ａを通じてフェール連通部４４ａ内に流入する。フェール連通部４４ａ内に流入した冷却水は、合流部４４ｃ内を流通した後、ラジエータ流路１１に供給される。これにより、連通パターンに関わらず（ラジエータ流出口４１ｂの開閉に関わらず）、ラジエータ流路１１に冷却水を供給できるようになっている。

このように、本実施形態では、空調流出口６６ａがバイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａに対して周方向で異なる位置に形成された構成とした。
この構成によれば、各流出口５５ａ，５６ａ，６６ａが周方向で同位置に軸方向で並んで配設されている場合に比べて、各流出口の開口面積を確保した上で、制御バルブ８の軸方向での小型化を図ることができる。

しかも、本実施形態では、空調連通口１０６における軸方向の幅がバイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａ間の間隔よりも狭くなっている構成とした。
この構成によれば、弁体２２の回転に伴い、空調連通口１０６がバイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａと周方向の同位置に配置される場合であっても、空調連通口１０６を通してバイパス流出口５５ａや暖機流出口５６ａに冷却水が漏れ出るのを抑制できる。これにより、空調連通口１０６がバイパス流出口５５ａや暖機流出口５６ａと周方向の同位置に配置されるのを回避する等の弁体２２の回転動作に制約が生じることがないので、弁体２２の回転動作の自由度を向上させることができる。

本実施形態では、バイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａが周方向で同位置に形成されている構成とした。
この構成によれば、バイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａが周方向で異なる位置に形成されている場合に比べて、バイパス流出口５５ａ及び暖機流出口５６ａ口に接続される流路（バイパス流路１２や暖機流路１３）の引き回しが容易になる。

本実施形態では、空調連通口１０６が周方向を長尺方向とするとともに、周方向の長さが空調流出口６６ａの内径（周方向の開口幅）よりも長い長孔である構成とした。
この構成によれば、弁体２２の広範囲の回転角度に亘って空調流出口６６ａと空調連通口１０６とを連続的に連通状態とすることができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、上述した実施形態では、制御バルブ８がエンジン２の冷却システム１に搭載された構成について説明したが、この構成のみに限らず、その他のシステムに搭載しても構わない。
上述した実施形態では、制御バルブ８に流入した冷却水を、ラジエータ流路１１、バイパス流路１２、暖機流路１３、空調流路１４及びＥＧＲ流路１５に分配する構成について説明したが、この構成のみに限られない。制御バルブ８は、制御バルブ８内に流入する冷却水を少なくとも２つの流路に分配する構成であれば構わない。
また、各連通口や流出口のレイアウトや種類、形状等についても適宜変更が可能である。

上述した実施形態では、各ジョイントを各流通口の開口端面に溶着する構成について説明したが、この構成のみに限らず、その他の方法（例えば、接着や締結等）で各ジョイントを各流通口の開口端面に固定しても構わない。
上述した実施形態では、例えば流入口、各連通口及び各流出口が弁筒部８２及びケーシング２１をそれぞれ径方向に貫通している構成について説明したが、この構成のみに限られない。例えば各連通口及び各流出口は、弁筒部８２及びケーシング２１をそれぞれ軸方向に貫通していても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

８…制御バルブ
２１…ケーシング
２２…弁体
５５ａ…バイパス流出口（第１流出口）
５６ａ…暖機流出口（第３流出口）
６６ａ…空調流出口（第２流出口）
１０２…バイパス連通口（第１連通口）
１０４…暖機連通口（第３連通口）
１０６…空調連通口（第２連通口）

Claims (3)

1. 流体の流入口を有する筒状のケーシングと、
   前記ケーシングの軸方向に延びる軸線回りに回転可能に前記ケーシング内に収容されるとともに、前記流入口に連通して流体が流通する流通路を有する弁体と、を備え、
   前記ケーシングには、前記ケーシングを径方向に貫通する第１流出口、第２流出口及び第３流出口が軸方向に間隔をあけて形成され、
   前記弁体には、前記弁体の回転位置に応じて前記流通路と前記第１流出口、第２流出口及び第３流出口に各別に連通する第１連通口、第２連通口及び第３連通口が前記軸方向に間隔をあけて形成され、
   前記第２流出口は、前記軸方向で前記第１流出口及び前記第３流出口の間に位置するとともに、周方向で前記第１流出口及び前記第３流出口と異なる位置に形成され、
   前記第２連通口は、前記軸方向の開口幅が前記第１流出口及び前記第３流出口の間における前記軸方向の間隔よりも狭く形成され、
   前記第１流出口は、前記ケーシングの周壁部から径方向に膨出する一のポートに形成され、
   前記第３流出口は、前記周壁部から径方向に膨出する他のポートに形成され、
   前記一のポートの開口端面には、一のジョイントが固定され、
   前記他のポートの開口端面には、他のジョイントが固定され、
   前記周壁部のうち前記一のポートと前記他のポートとの間に位置する部分には、前記一のポートと前記他のポートとの間を接続するとともに、前記一のポート及び前記他のポートよりも前記周方向の幅が狭い接続部が形成されていることを特徴とする制御バルブ。
   
2. 前記第１流出口及び前記第３流出口は、前記周方向で同位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の制御バルブ。
3. 前記第２連通口は、前記周方向を長尺方向とするとともに、前記周方向の長さが前記第２流出口における前記周方向の開口幅よりも長い長孔であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の制御バルブ。

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