JP7542986B2 - バルブ装置、冷却水制御装置、及び冷却水回路 - Google Patents

Description

本開示は、バルブ装置、冷却水制御装置、及び冷却水回路に関する。

バルブ装置には、弁体が回転することで、流路の開閉を行うものがある。このようなバルブ装置には、弁体の回転角の増加に伴って、弁体に形成された開口と流路の開口とが重なり合う範囲が増加することで、流路を流通する流体の流量が増加するものがある。

特許文献１には、開弁初期の回転角が小さい範囲（低開度域）における流量を制御するために、弁体に設けられ、開弁開始から所定の回転角度までの範囲において、流量を回転角の値に関わらず一定に維持する流量維持手段を備えるバルブ装置が開示されている。

特開２０１４－１７７９７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のバルブ装置では、低開度域における流量を高精度に変化させることができない。

本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、低開度域における流量を高精度に変化させることができるバルブ装置を提供することを目的とする。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るバルブ装置は、回転軸と、内部に空間が形成される弁体であって、回転軸を中心として回転可能な弁体と、を備え、弁体の外周面には、空間と連通する第１連通孔、及び、第１連通孔から回転軸の回転方向の一方に向かって延びる有底の溝が形成され、溝は、第１連通孔に近づくにつれて溝の深さ及び溝の幅のうち少なくとも一方が大きくなる第１区間を含む。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のバルブ装置において、溝の深さは、第１区間において、第１連通孔に近づくにつれて大きくなってもよい。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載のバルブ装置において、溝は、溝の深さが一定である第２区間を含んでもよい。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載のバルブ装置において、溝の幅は、第１区間において、第１連通孔に近づくにつれて大きくなってもよい。

（５）幾つかの実施形態では、上記（４）に記載のバルブ装置において、溝は、溝の幅が一定である第２区間を含んでもよい。

（６）幾つかの実施形態では、上記（１）、（２）又は（４）の何れか１つに記載のバルブ装置において、第１区間は、回転方向において溝が形成される範囲の全体であってもよい。

（７）幾つかの実施形態では、上記（１）から（６）の何れか１つに記載のバルブ装置において、回転軸の軸線方向視において、回転軸の軸線と回転方向における溝の一端とを通過する仮想の第１直線と、回転軸の軸線と回転方向における溝の他端とを通過する仮想の第２直線と、によって形成される角度は、１５度以下であってもよい。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）から（７）の何れか１つに記載のバルブ装置において、弁体の外周面には、空間と連通する第２連通孔がさらに形成されてもよい。

（９）幾つかの実施形態では、上記（８）に記載のバルブ装置において、弁体の外周面には、第２連通孔から回転軸の回転方向の一方に向かって延びる溝が形成されていなくてもよい。

（１０）幾つかの実施形態では、冷却水制御装置は、エンジンの冷却水が流通する流路と、流路に設けられる上記（１）から（９）の何れか１つに記載のバルブ装置と、を備えてもよい。

（１１）幾つかの実施形態では、冷却水回路は、上記（８）又は（９）に記載のバルブ装置と、バルブ装置とラジエータとを接続するラジエータ流路と、バルブ装置とヒータとを接続するヒータ流路と、を含み、第１連通孔及び有底の溝は、ラジエータ流路と空間とを連通可能に構成され、第２連通孔は、ヒータ流路と空間とを連通可能に構成されてもよい。

本開示の少なくとも一つの実施形態によれば、低開度域における流量を高精度に変化させることができるバルブ装置を提供することができる。

本開示の第１実施形態に係る冷却水制御装置を含む冷却水回路の概略構成図である。 本開示の第１実施形態に係るバルブ装置の全体構成を示す切り欠き断面図である。 本開示の第１実施形態に係るバルブ装置の弁体の構成を示す斜視図である。 本開示の第１実施形態に係る溝の構成を説明するための説明図である。 本開示の第１実施形態に係るバルブ装置の効果を説明するための図であって、回転角度と最小流路面積の関係を示したグラフである。 本開示の第２実施形態に係るバルブ装置の弁体の構成を示す斜視図である。 本開示の第２実施形態に係るバルブ装置の効果を説明するための図であって、回転角度と最小流路面積の関係を示したグラフである。 本開示の第３実施形態に係るバルブ装置の弁体の構成を示す斜視図である。 本開示の第３実施形態に係るバルブ装置の効果を説明するための図であって、回転角度と最小流路面積の関係を示したグラフである。 本開示の第４実施形態に係るバルブ装置の弁体の構成を示す斜視図である。 本開示の第４実施形態に係るバルブ装置の効果を説明するための図であって、回転角度と最小流路面積の関係を示したグラフである。 本開示の別の実施形態に係る冷却水回路の概略構成図である。 本開示の別の実施形態に係るバルブ装置の弁体の構成を示す斜視図である。 本開示のさらに別の実施形態に係るバルブ装置の弁体の構成を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本開示の一実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、冷却水回路１００は、エンジン１０２と、ラジエータ１０４と、ウォータポンプ１０６と、エンジン１０２の冷却水Ｃが流通する流路１０８を含む冷却水制御装置１１０と、を備える。ラジエータ１０４及びウォータポンプ１０６は流路１０８に設けられている。このような冷却水回路１００は、エンジン１０２から流出した冷却水Ｃを、ラジエータ１０４、ウォータポンプ１０６、エンジン１０２の順番に流通させる回路である。冷却水Ｃは、例えば、エチレングリコールを主成分とするＬＬＣ（Ｌｏｎｇ Ｌｉｆｅ Ｃｏｏｌａｎｔ）である。

また、図１に示すように、冷却水制御装置１１０は、流路１０８に設けられるバルブ装置１を含む。本実施形態では、バルブ装置１は、流路１０８のうちエンジン１０２とラジエータ１０４とを接続するラジエータ流路１１２に設けられている。つまり、本実施形態において、冷却水制御装置１１０は、ラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を制御する機能を有している。以下では、この冷却水制御装置１１０のバルブ装置１の構成について説明する。尚、本開示では、バルブ装置１が冷却水制御装置１１０に適用される場合を例にして説明するが、冷却水Ｃ以外の流体の流量を制御する流体制御装置に適用されてもよい。

本開示の第１実施形態に係るバルブ装置１の構成について説明する。図２に示すように、バルブ装置１は、回転軸２と、弁体４と、ケーシング６と、バルブシート８と、を備える。弁体４は、筒状形状を有し、内部に空間（以下、流通空間１０とする）が形成されている。回転軸２は弁体４の流通空間１０に挿通されている。回転軸２と弁体４とは互いに固定されており、弁体４は回転軸２が回転するとともにこの回転軸２を中心として回転する。尚、回転軸２及び弁体４は一体構成されていてもよく、この場合、回転軸２及び弁体４が含まれる一部品を用意するだけで済む。また、回転軸２は、不図示のモータと接続されており、モータが発生させる回転動力によって回転するようになっている。

本開示では、回転軸２の軸線Ｏが延在する軸線方向を「上下方向」とし、軸線方向の一方側を「上」とし、軸線方向の他方側を「下」とする。また、回転軸２の回転方向を単に「回転方向」とする。また、回転軸２の軸線Ｏを中心として軸線Ｏと直交する平面上に描かれる円の半径方向（回転軸２の径方向）を「径方向」とする。

ケーシング６は、回転軸２、弁体４、及びバルブシート８を収容する。また、ケーシング６は、下方に向かって開口している。このケーシング６の開口は、板状形状を有するカバー部１２によって閉塞される。ケーシング６とカバー部１２とは、回転軸２、弁体４、及びバルブシート８を覆うハウジング９を構成する。カバー部１２の上面１４には、回転軸２の下端面１５から突出する突出部１６を嵌合させる凹部１８が形成されている。

また、ケーシング６は、ケーシング６の外周面２０から径方向外側に向かって突出する入口部２２と、入口部２２が突出する方向とは異なる方向に、ケーシング６の外周面２０から径方向外側に向かって突出する出口部２４と、を含む。入口部２２は、ラジエータ流路１１２のうちバルブ装置１よりエンジン１０２に近い側である上流側ラジエータ流路１１４と接続されている。出口部２４は、ラジエータ流路１１２のうちバルブ装置１よりラジエータ１０４に近い側である下流側ラジエータ流路１１６と接続されている。冷却水Ｃは、入口部２２を介して上流側ラジエータ流路１１４からバルブ装置１に流入し、出口部２４を介してバルブ装置１から下流側ラジエータ流路１１６に流出する。尚、本実施形態では、入口部２２は、回転軸２を挟んで出口部２４とは反対側に位置しているが、本開示はこの実施形態に限定されない。

バルブシート８は、弁体４より径方向外側に配置される。本実施形態では、バルブシート８は、弁体４よりエンジン１０２に近い側（上流側）に配置されている。バルブシート８は筒状形状を有しており、冷却水Ｃが流通可能に構成されている。バルブシート８の径方向内側の端面２６は、弁体４の外周面２８と摺接する。また、バルブシート８は、バルブシート８と上流側ラジエータ流路１１４との間に配置されるスプリング３０によって弁体４の外周面２８に押圧されている。また、ケーシング６とバルブシート８との間には、リング形状を有するシール部材３２が嵌め込まれている。尚、本開示では、バルブシート８は、弁体４よりエンジン１０２に近い側に配置される場合を例に説明したが、弁体４よりラジエータ１０４に近い側に配置されてもよい。

図３に示すように、弁体４の外周面２８には、流通空間１０と連通する第１連通孔３６が形成されている。第１連通孔３６は、回転方向に長手形状を有する長孔であり、弁体４を径方向に貫通する貫通孔として構成されている。尚、本実施形態では、図２に参照されるように、弁体４の上端及び下端は開口している。このため、入口部２２から流通空間１０に流入した冷却水Ｃは、弁体４の上端又は下端の開口を介して、弁体４とケーシング６との間及び弁体４とカバー部１２との間に形成される隙間３４に流入する。そして、この隙間３４に流入した冷却水Ｃは、出口部２４を介して、バルブ装置１から下流側ラジエータ流路１１６に流出する。

また、図３に示すように、弁体４の外周面２８には、第１連通孔３６から回転方向の一方に向かって延びる有底の溝３８が形成されている。本実施形態では、溝３８は、回転軸２が回転するとバルブシート８の開口に対して溝３８が重なり始め、回転軸２がさらに回転するとバルブシート８の開口に対して第１連通孔３６も重なり始めるように、第１連通孔３６よりも回転方向の一方側に位置している。バルブシート８の開口に対して溝３８だけが重なっている状態（バルブシート８の開口に対して溝３８が重なっており、且つ、バルブシート８の開口に対して第１連通孔３６が重なっていない状態）は「低開度域」に相当する。

本実施形態では、溝３８は、径方向外側に向く底面４２と、下方側に向く上面４４と、上方側に向く下面４６と、を含んでいる。よって、本開示において、溝３８の幅Ｗとは、上面４４と下面４６との間に形成される隙間の上下方向の大きさを意味する。また、溝３８の深さＤとは、弁体４の外周面２８から径方向内側に向かって凹んだ深さを意味する。

溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の幅Ｗが大きくなる第１区間４０を含んでいる。また、図３に示す構成では、第１区間４０における溝３８の深さＤは一定である。第１区間４０は、回転方向において弁体４の外周面２８に溝３８が形成される範囲の全体である。

また、図４に示すように、回転軸２の軸線Ｏ方向視において、回転軸２の軸線Ｏと回転方向における溝３８の一端４８とを通過する仮想の直線を第１直線Ｌ１とし、回転軸２の軸線Ｏと回転方向における溝３８の他端５０とを通過する仮想の第２直線Ｌ２とする。第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２とによって形成される角度θは１５度以下である。本実施形態では、角度θは１０度である。

（作用・効果）
本開示の第１実施形態に係るバルブ装置１の作用・効果について説明する。図５には、本開示における回転角度と最小流路面積との関係が示されている。回転角度とは、回転軸２が回転することで増減する角度であって、回転角度が０度であるときには、バルブ装置１は閉弁している。回転角度が０度から増加すると開弁し始める。０度＜回転角度≦１０度では、バルブシート８の開口に対して溝３８だけが重なっており、上述した低開度域の状態である。１０度＜回転角度では、バルブシート８の開口に対して第１連通孔３６が重なっている状態である。また、最小流路面積とは、冷却水Ｃがバルブシート８の開口から流通空間１０までを流通する流路の各流路断面の流路面積のうち、最も小さい流路面積である。また、図５には、溝３８の深さＤ及び溝３８の幅Ｗが一定である場合（以下、参考例とする）が点線で示され、溝３８の深さＤが一定であり、溝３８の幅Ｗが第１連通孔３６に近づくにつれて大きくなる場合（第１実施形態）が実線で示されている。

図５に示すように、参考例では、０度＜回転角度≦３度において、回転角度が増加するにつれて、バルブシート８の開口に対して溝３８が重なる面積（径方向視においてバルブシート８の開口と溝３８とが重なる面積）が増加するため、最小流路面積も増加している。３度＜回転角度≦１０度においても、回転角度が増加するにつれて、バルブシート８の開口に対して溝３８が重なる面積は増加するが、最小流路面積は一定に維持されている。これは、３度＜回転角度≦１０度では、バルブシート８の開口に対して溝３８が重なる面積よりも、溝３８の一定の深さＤと溝３８の一定の幅Ｗによって決められる流路の流路面積の方が小さくなるためである。このため、参考例では、０度＜回転角度≦３度において、ラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量の増加量が大きい。尚、回転角度が１０度を超えると、バルブシート８の開口に対して第１連通孔３６が重なり始め、バルブシート８の開口と第１連通孔３６とが重なる面積（径方向視においてバルブシート８の開口と第１連通孔３６とが重なる面積）が最小流路面積に対して支配的になる。

第１実施形態によれば、第１連通孔３６から回転軸２の回転方向の一方に向かって延びる有底の溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて、溝３８の幅Ｗが大きくなる第１区間４０を含む。このため、図５に示すように、参考例と比較して、低開度域における最小流路面積の変化を滑らかにすることができ、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。また、弁体４の外周面２８に第１連通孔３６から回転軸２の回転方向の一方に向かって延びる有底の溝３８を形成する場合、第１連通孔３６から回転軸２の回転方向の一方に向かって延びる微小開口（弁体４を径方向に貫通する微小開口）を形成する場合と比較して、弁体４を成形するための金型に幅が薄くなる部分が生じることを抑制し、金型の耐久性を向上させて破損を抑制することができる。

また、第１実施形態によれば、第１区間４０は、回転方向において溝３８が形成される範囲の全体である。このため、図５に示すように、低開度域（図５における０度から１０度まで範囲）における最小流路面積の変化を滑らかにすることができ、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。

また、第１実施形態によれば、溝３８は、第１区間４０において溝３８の深さＤが一定であるため、低開度域における溝３８の幅Ｗを調整するだけで、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。

また、第１実施形態によれば、図４に示して説明したように、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２とによって形成される角度θは、１５度以下である。このため、溝３８を低開度域に設けることができ、冷却水Ｃがラジエータ１０４に供給され始める段階の冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。

また、第１実施形態によれば、冷却水制御装置１１０はバルブ装置１を備えている。このため、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる冷却水制御装置１１０が提供される。

尚、第１実施形態では、第１区間４０は第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の幅Ｗが大きくなっていたが、本開示はこの実施形態に限定されない。後述する第２実施形態で示すように、第１区間４０は第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の深さＤが大きくなってもよい。また、後述する第３実施形態で示すように、第１区間４０は第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の幅Ｗ及び溝３８の深さＤが大きくなってもよい。

また、第１実施形態では、低開度域において溝３８が上流側ラジエータ流路１１４に対して開口する場合を例にして説明したが、低開度域において溝３８が下流側ラジエータ流路１１６に対して開口してもよい。すなわちバルブ装置１の流出側で、冷却水Ｃの流量を制御してもよい。

（第２実施形態）
図６を参照して、本開示の第２実施形態に係るバルブ装置１について説明する。第２実施形態は、第１実施形態で説明した溝３８とは異なる溝３８の構造を有しているが、それ以外の構成は第１実施形態で説明した構成と同じである。第２実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６に示すように、溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の深さＤが大きくなる第１区間４０を含む。また、図６に示す構成では、第１区間４０における溝３８の幅Ｗは一定である。第１区間４０は、回転方向において弁体４の外周面２８に溝３８が形成される範囲の全体である。

第２実施形態によれば、第１連通孔３６から回転軸２の回転方向の一方に向かって延びる有底の溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて、溝３８の深さＤが大きくなる第１区間４０を含む。このため、図７に示すように、上記参考例と比較して、低開度域における最小流路面積の変化を滑らかにすることができ、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。

また、第２実施形態によれば、溝３８は、第１区間４０において溝３８の幅Ｗが一定であるため、低開度域における溝３８の深さＤを調整するだけで、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。

（第３実施形態）
図８を参照して、本開示の第３実施形態に係るバルブ装置１について説明する。第３実施形態は、第１実施形態で説明した溝３８とは異なる溝３８の構造を有しているが、それ以外の構成は第１実施形態で説明した構成と同じである。第３実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図８に示すように、溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の深さＤ及び溝３８の幅Ｗが大きくなる第１区間４０を含む。この第１区間４０は、回転方向において弁体４の外周面２８に溝３８が形成される範囲の全体である。

第３実施形態によれば、溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて、溝３８の深さＤ及び溝３８の幅Ｗが大きくなる第１区間４０を含む。このため、図９に示すように、第１実施形態と比較して、低開度域における最小流路面積の変化をより滑らかにすることができ、低開度域におけるラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させることができる。尚、図９には、第３実施形態の最小流路面積が一点鎖線で示されている。

（第４実施形態）
図１０を参照して、本開示の第４実施形態に係るバルブ装置１について説明する。第４実施形態は、第１実施形態で説明した溝３８とは異なる溝３８の構造を有しているが、それ以外の構成は第１実施形態で説明した構成と同じである。第４実施形態において、第１実施形態の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１０に示すように、溝３８は、第１連通孔３６に近づくにつれて溝３８の深さＤ及び溝３８の幅Ｗが大きくなる第１区間４０を含む。また、溝３８は、溝３８の深さＤ及び溝３８の幅Ｗが一定である第２区間４１を含む。本実施形態では、第１区間４０は、第２区間４１より回転方向の一方側に位置しており、第１区間４０と第２区間４１とは回転方向において隣接している。第１区間４０における溝３８の深さＤと第２区間４１における溝３８の深さＤとは、第１区間４０と第２区間４１との境界４３において同一である。また、第１区間４０における溝３８の幅Ｗと第２区間４１における溝３８の幅Ｗとは、第１区間４０と第２区間４１との境界４３において同一である。また、溝３８は、第１区間４０と第２区間４１のみによって構成されている。

第４実施形態によれば、低開度域において、回転角度が増加するにつれて最小流路面積を滑らかに増加させることができる部分（第１区間４０）と、回転角度が増加しても最小流路面積を一定に維持することができる部分（第２区間４１）とが形成される。このため、図１１に示すように、低開度域において、ラジエータ１０４に供給される冷却水Ｃの流量を高精度に変化させる開度域と流量を一定に維持する開度域の両方を実現することができる。尚、第４実施形態では、第１区間４０は、第２区間４１より回転方向の一方側に位置していたが、本開示はこの実施形態に限定されない。例えば、第１区間４０は、第２区間４１より回転方向の他方側に位置していてもよい。また、図１１には、第４実施形態の最小流路面積が一点鎖線で示されている。

以上、本開示の第１～第４実施形態に係るバルブ装置１について説明したが、本開示は上記の形態に限定されるものではなく、本開示の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

例えば、バルブ装置１は、ラジエータ１０４以外のデバイスに供給される冷却水Ｃの流量を制御してもよい。ラジエータ１０４以外のデバイスとは、例えば、トランスミッション、オイルクーラ、ヒータ、ＥＧＲ、スロットルなどである。

また、１つのバルブ装置１が複数のデバイスのそれぞれに供給される冷却水Ｃの流量を調整するように構成されてもよい。例えば、バルブ装置１はラジエータ１０４とヒータ１１８とのそれぞれに供給される冷却水Ｃの流量を調整するように構成されもてよい。

幾つかの実施形態では、図１２に示すように、冷却水回路１００は、流路１０８に設けられるヒータ１１８をさらに備える。この冷却水回路１００の流路１０８は、バルブ装置１とラジエータ１０４とを接続するラジエータ接続流路１２０（上述した下流側ラジエータ流路１１６に相当）と、バルブ装置１とヒータ１１８とを接続するヒータ接続流路１２２と、を含む。また、この場合、図１３に示すように、バルブ装置１の弁体４の外周面２８には、上述した第１連通孔３６に加え、流通空間１０と連通する第２連通孔５０がさらに形成される。第２連通孔５０は、回転方向に長手形状を有する長孔であり、弁体４を径方向に貫通する貫通孔として構成されている。図１３に示した実施形態では、弁体４の外周面２８には、第２連通孔５０から回転方向の一方に向かって延びる有底の第２溝５２が形成されている。

第１連通孔３６及び有底の溝３８は、ラジエータ接続流路１２０に連通可能に構成される。具体的には、ラジエータ接続流路１２０に対するバルブ装置１の低開度域では、ラジエータ接続流路１２０は、溝３８と第１連通孔３６とを介して流通空間１０と連通する。ラジエータ接続流路１２０に対するバルブ装置１の低開度域を超えて、弁体４が回転方向の一方側に回転すると、ラジエータ接続流路１２０は、溝３８を介さずに、第１連通孔３６を介して流通空間１０と連通する。

同様に、第２連通孔５０は、ヒータ接続流路１２２に連通可能に構成される。具体的には、ヒータ接続流路１２２は、ヒータ接続流路１２２に対するバルブ装置１の開度が低い低開度域では、第２溝５２と第２連通孔５０とを介して流通空間１０と連通する。そして、ヒータ接続流路１２２に対するバルブ装置１の低開度域を超えて、弁体４が回転方向の一方側に回転すると、第２溝５２を介さずに、第２連通孔５０を介して流通空間１０と連通する。尚、ヒータ接続流路１２２に対するバルブ装置１の開度が低い低開度域は、不図示のバルブシートの開口に対して第２溝５２だけが重なっている状態（バルブシートの開口に対して第２溝５２が重なっており、且つ、バルブシートの開口に対して第２連通孔５０が重なっていない状態）に相当する。

また、図１３に示した実施形態では、第１連通孔３６と第２連通孔５０とでは、上下方向における位置が互いに異なる。回転軸２と弁体４とは互いに固定されており、弁体４は回転軸２が回転すると回転軸２とともに回転する。第１連通孔３６は、第２連通孔に対して回転方向にずれて配置されている。また、弁体４は、上下方向の位置が互いに異なって配置される２つの筒状の筒状部材５４，５４を含み、２つの筒状の筒状部材５４，５４のうち下側に配置される筒状部材５４に第１連通孔３６及び溝３８が形成され、上側に配置される筒状部材５４に第２連通孔５０及び第２溝５２が形成されている。

尚、図１３に示した実施形態では、冷却水Ｃは弁体４の下端を介して流通空間１０に流入し、第１連通孔３６及び／又は溝３８を介して、或いは、第２連通孔５０及び／又は第２溝５２を介して、流通空間１０から流出するようになっている。このように、複数のデバイスに供給する冷却水Ｃの流量をバルブ装置１によってそれぞれ調節する場合には、図１３に例示した形態のように、第１連通孔３６及び第２連通孔５０の各々に溝３８、第２溝５２を設けてもよい。

また、複数の連通孔のうちの１つの連通孔のみに溝を設けてもよい。幾つかの実施形態では、図１４に示すように、弁体４の外周面２８には、第２連通孔５０から回転軸２の回転方向の一方に向かって延びる第２溝５２が形成されていない。図１４に示す構成は、弁体４の外周面２８に第２溝５２が形成されていない点のみが図１３に示す構成と異なっており、他の構成は図１３に示す構成と同一であるため、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

ラジエータ１０４は、冷却されているため、ラジエータへの冷却水Ｃの供給開始時に冷却水Ｃを低流量で供給しないと、熱衝撃によって破損してしまう可能性がある。このため、弁体４の外周面２８に図３、図６、図８又は図１０に示した形状の溝３８及び第１連通孔３６を形成することで、低開度域におけるラジエータ１０４への冷却水Ｃの供給量を小さくし、ラジエータ１０４の破損を抑制することができる。一方で、ヒータ１１８は、冷却水Ｃが供給され始めても、破損してしまう可能性が低い。このため、弁体４の外周面２８に第２溝５２を形成しないようにすることで、バルブ装置１の製造を容易化することができる。また、弁体４の外周面２８に第２溝５２を形成しなくて済むので、弁体４の外周の長さが長くなることを抑制し、バルブ装置１の小型化を図ることができる。したがって、図１４に示した構成によれば、ラジエータ１０４に対して低開度域における流量を高精度に変化させること、ラジエータ１０４の破損を抑制すること、バルブ装置１の製造容易化及び小型化を実現することができる。

１ バルブ装置
２ 回転軸
４ 弁体
１０ 流通空間（空間）
２８ 弁体の外周面
３６ 第１連通孔
３８ 溝
４０ 第１区間
４１ 第２区間
５０ 第２連通孔
１００ 冷却水回路
１０８ 流路
１１０ 冷却水制御装置
１２０ ラジエータ接続流路
１２２ ヒータ接続流路

Ｄ 溝の深さ
Ｗ 溝の幅
Ｏ 回転軸の軸線
Ｌ１ 第１直線
Ｌ２ 第２直線

Claims (12)

1. 回転軸と、
   内部に空間が形成され、前記回転軸を中心として回転可能な弁体と、を備え、
   前記弁体の外周面には、前記空間と連通する第１連通孔、及び、前記第１連通孔から前記回転軸の回転方向の一方に向かって延びる有底の溝が形成され、
   前記溝は、前記第１連通孔に近づくにつれて前記溝の深さ及び前記溝の幅のうち少なくとも一方が大きくなる第１区間を含むバルブ装置であって、
   前記回転軸及び前記弁体を収容するとともに、径方向外側に向かって突出する入口部および出口部を含むケーシングを備え、
   前記弁体は、上端及び下端に開口を有し、
   前記入口部から前記溝又は前記第１連通孔を介して前記弁体の内部の前記空間に流入した流体が、前記開口を介して、前記弁体と前記ケーシングとの間の隙間に導かれ、前記隙間を経由して前記出口部から排出されるように構成された
   バルブ装置。
2. 前記溝の深さは、前記第１区間において、前記第１連通孔に近づくにつれて大きくなる、請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記溝は、前記溝の深さが一定である第２区間を含む、請求項２に記載のバルブ装置。
4. 前記溝の幅は、前記第１区間において、前記第１連通孔に近づくにつれて大きくなる、請求項１又は２に記載のバルブ装置。
5. 前記溝は、前記溝の幅が一定である第２区間を含む、請求項４に記載のバルブ装置。
6. 前記第１区間は、前記回転方向において前記溝が形成される範囲の全体である、請求項１、２又は４の何れか１項に記載のバルブ装置。
7. 前記回転軸の軸線方向視において、前記回転軸の軸線と前記回転方向における前記溝の一端とを通過する仮想の第１直線と、前記回転軸の前記軸線と前記回転方向における前記溝の他端とを通過する仮想の第２直線と、によって形成される角度は、１５度以下である、請求項１から６の何れか一項に記載のバルブ装置。
8. 前記弁体の前記外周面には、前記空間と連通する第２連通孔がさらに形成される、
   請求項１から７の何れか一項に記載のバルブ装置。
9. 前記弁体の前記外周面には、前記第２連通孔から前記回転軸の回転方向の一方に向かって延びる溝が形成されていない、請求項８に記載のバルブ装置。
10. 前記溝は、前記第１連通孔から前記回転軸の回転方向の下流側に向かって延び、
    前記バルブ装置の最小流路面積は、
    前記第１区間によって前記最小流路面積が規定される前記バルブ装置の低開度域において、前記弁体の回転角度の増加とともに連続的に増加し、
    前記低開度域の上限に対応する角度位置からさらに前記弁体の回転角度が増加するに従い、前記低開度域における前記最小流路面積よりも急激に増加する
    請求項１に記載のバルブ装置。
11. エンジンの冷却水が流通する流路と、
    前記流路に設けられる請求項１から１０の何れか一項に記載のバルブ装置と、を備える、冷却水制御装置。
12. 請求項８又は９に記載のバルブ装置と、
    前記バルブ装置とラジエータとを接続するラジエータ接続流路と、
    前記バルブ装置とヒータとを接続するヒータ接続流路と、を含む冷却水回路であって、
    前記第１連通孔及び有底の前記溝は、前記ラジエータ接続流路と前記空間とを連通可能に構成され、
    前記第２連通孔は、前記ヒータ接続流路と前記空間とを連通可能に構成される、冷却水回路。

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