WO2013042588A1 - 冷却水制御バルブ装置 - Google Patents

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WO2013042588A1
WO2013042588A1 PCT/JP2012/073267 JP2012073267W WO2013042588A1 WO 2013042588 A1 WO2013042588 A1 WO 2013042588A1 JP 2012073267 W JP2012073267 W JP 2012073267W WO 2013042588 A1 WO2013042588 A1 WO 2013042588A1
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WO
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valve
cooling water
temperature
main
flow path
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PCT/JP2012/073267
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健一郎 長濱
通 土屋
匠 及川
雅之 大工原
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株式会社ミクニ
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Publication date
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    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
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    • F01P2060/16—Outlet manifold
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/02—Details using shape memory alloys

Definitions

  • the present invention relates to a cooling water control valve device that controls cooling water when water-cooling an engine of an automobile or the like.
  • the main passage for circulating cooling water between the engine and the radiator is for the purpose of improving the warm-up performance of the engine and improving the fuel efficiency by operating the engine at an optimum temperature.
  • a cooling water control valve is provided in the main passage, and by adjusting the opening of the cooling water control valve according to the cooling water temperature and other values, It has been studied to control the amount of cooling water that flows through the main passage and is cooled by the radiator.
  • the main passage is shut off and the cooling water is returned to the engine as it is from the bypass passage without passing through the radiator, so that warming up of the engine is promoted.
  • the opening / closing (opening degree) of the cooling water control valve is adjusted.
  • a cooling water control valve for example, a rotary valve driven by a stepping motor or the like, a thermostat valve operating at a temperature, and the like are being studied.
  • the thermostat type valve uses a thermostat or thermowax that is displaced by temperature, and opens and closes the valve by displacement due to these temperatures.
  • the cooling water control valve does not operate in the closed state, the cooling water is not cooled by the radiator, but circulates through the engine through the bypass passage, and the cooling water temperature rises. If the engine is operated as it is, there is a risk of overheating. Therefore, the cooling water is supplied to the radiator side by a valve provided in the thermal protection device that is activated when the temperature of the cooling water rises due to the cooling water control valve not operating when the cooling water control valve is closed. It has been proposed to circulate the system (for example, see Patent Document 1).
  • the valve provided in the thermal protection device becomes a fail-safe mechanism.
  • the valve provided in the thermal protection device is, for example, a valve using a device that is displaced by a temperature such as a thermostat, a thermo wax, a shape memory alloy, a combination of an alloy that melts at a predetermined temperature and a spring, and a cooling water temperature.
  • a temperature such as a thermostat, a thermo wax, a shape memory alloy, a combination of an alloy that melts at a predetermined temperature and a spring, and a cooling water temperature.
  • Patent Document 1 when the main control valve is closed, the flow of the cooling water in the passage from the engine to the cooling water control valve is stopped, and the passage of the thermal protection device branched from the passage. The flow of is also stopped. Therefore, there is a temperature difference between the temperature detected by the thermal protection device and the temperature of the cooling water circulating through the engine. That is, there is a large time difference from when the coolant temperature in the engine rises to when the coolant temperature in the closed coolant control valve portion rises. Thereby, there exists a problem that the temperature of engine cooling water cannot be detected appropriately in a thermal protection device.
  • the cooling water control valve closes the cooling water passage between the radiator and the engine. The cooling water flowing out from the engine side flows again into the engine side through the bypass passage.
  • the cooling water control valve since the cooling water control valve is in a closed state, the cooling water is stopped in the cooling water control valve portion, and the cooling water control valve portion corresponds to the temperature of the cooling water circulating through the engine.
  • the temperature of the cooling water that stopped at low temperature will be low. That is, there is a large time difference from when the coolant temperature in the engine rises until the coolant temperature in the closed coolant control valve portion rises.
  • a fail-safe valve that is operated by a device that is displaced by the above-described temperature is provided in the cooling water control valve portion, the operation of the fail-safe valve is delayed with respect to the temperature change of the engine coolant. It will be.
  • the fail-safe valve is controlled with a temperature setting that anticipates the temperature distribution of the cooling water control valve and the reject water temperature in the vicinity so that the operation of the fail-safe valve is not delayed, There is no difference between the control temperature of the water control valve and the temperature at which the fail-save valve is opened, and the fail-safe valve may open even in a normal operating state. That is, when the cooling water control valve is closed, the temperature change of the cooling water in the cooling water control valve portion is slower than the engine side, but when the cooling water control valve is open, the cooling water control valve portion The temperature change of the cooling water is substantially equal to that on the engine side.
  • the fail-safe valve is a thermostat type, the set temperature for opening and closing cannot be controlled depending on the situation, so the cooling water in the cooling water control valve part when the cooling water control valve is closed and when it is open Cannot cope with temperature changes.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and a cooling water control valve including a valve that can accurately detect the cooling water temperature of the engine when the cooling water control valve is closed and can be opened from the closed state.
  • An object is to provide an apparatus.
  • a cooling water control valve device includes a main flow path for circulating cooling water between an engine and a radiator, and the cooling water flowing out of the engine by bypassing the radiator.
  • a cooling water control valve device for controlling a flow rate of the cooling water in the main flow path of an engine cooling system including a bypass flow path returning to the engine, A valve for adjusting the flow rate of the cooling water in the main flow path;
  • a bypass channel arranged to branch off from the main channel and bypass the valve;
  • a valve body that operates independently of the valve and opens and closes the bypass flow path, and includes a temperature detection medium that can open and close the valve body based on the temperature of the cooling water, The temperature detection medium is disposed at a branch portion of the bypass channel and the bypass channel.
  • the temperature detection medium can appropriately detect the temperature of the engine coolant even when the valve is closed, and the valve can be opened.
  • the cooling water passes through the bypass passage, and the cooling water is not cooled by the radiator, so that the temperature of the cooling water rises in the engine.
  • the temperature of the bypass channel rises almost simultaneously.
  • a bypass flow path that bypasses the valve (main valve) of the cooling water control valve device and a bypass flow path that bypasses the radiator are connected to the main flow path, but the bypass flow branches from the main flow path.
  • the bypass channel is separated at the portion of the path. Accordingly, the cooling water flows at least from a portion where the bypass flow path upstream of the main flow path valve branches to a portion where the bypass flow path of the bypass flow path branches. Since the temperature detection medium that opens and closes the valve main body according to the temperature change is provided at the branch of the bypass flow path and the bypass passage, the cooling water flowing to the bypass flow path side is part of the temperature detection medium even when the valve is closed Will pass.
  • the temperature of the temperature detection medium immediately rises in response to an increase in the temperature of the engine cooling water due to a valve failure, and the valve body is opened, for example, bypassing the valve that has closed the cooling water to the main flow path. It is allowed to flow and cooling water can be sent to the radiator for cooling. That is, it is possible to suppress the heat from being delayed due to the temperature rise in the engine to the temperature detection medium, and the temperature of the engine from further rising before the valve main body operates. Accordingly, even if the valve does not open due to a failure or the like, the cooling water temperature can be lowered by sending the cooling water from the main flow path to the radiator in response to the increase in the temperature of the cooling water in the engine. Therefore, engine overheating can be prevented.
  • the valve is a rotary type valve including a rotor, and includes a control unit that controls a rotation angle of the rotor, and the control unit includes a power transmission mechanism having a gear train. preferable.
  • the flow rate can be adjusted by the rotation angle of the rotor by using a rotary type valve.
  • the rotation angle of the rotor is maintained.
  • the rotor can be maintained at a constant rotation angle. Therefore, no electric power is required to maintain the rotation angle of the rotor.
  • the flow rate can be adjusted with a simple configuration.
  • the temperature detection medium is an on-off valve that opens the valve body from a closed state due to a change in the detected temperature, and a set temperature at which the on-off valve is opened opens the valve. It is preferable that the temperature is set higher than the set temperature range to be controlled.
  • the cooling water valve when the cooling water is set to a high temperature, the cooling water valve can be closed and the temperature of the cooling water can be adjusted using the temperature detection medium.
  • the temperature detection medium and the valve main body are fail-safe valves that are opened from a closed state due to a change in the detected temperature, and are opened when the cooling water temperature exceeds a predetermined temperature. Is preferred.
  • the temperature detection medium and the valve main body are fail-safe valves, and when the main valve is not operated with the main valve closed as described above, the temperature detection medium and the valve body are activated to increase the temperature of the engine. To prevent. Thereby, the malfunction by the temperature rise of an engine can be prevented.
  • the engine cooling system includes one or more sub flow paths for circulating cooling water between the engine and a device such as a heater that requires circulation of cooling water, It is preferable that the valve can adjust the flow rate of the cooling water in the sub flow path.
  • the temperature of the engine cooling water can be accurately detected and opened even when the cooling water control valve is closed.
  • the temperature detection medium if you want to set the cooling water to a high temperature, set the valve opening temperature of the temperature detection medium to a high temperature to adjust the temperature with the temperature detection medium. You can also do it.
  • the temperature detection medium of the valve for fail-safe detects the temperature rise of the cooling water and opens the valve, so there is no delay in the temperature rise of the cooling water.
  • the valve body of the fail-safe valve can be opened and cooling water can be sent to the radiator for cooling. Therefore, it is possible to prevent an increase in the temperature of the cooling water due to a malfunction of the valve, and to prevent a malfunction in the engine or the like due to the temperature increase.
  • the engine cooling system in which the cooling water control valve device 10 of this embodiment is used communicates with the cooling water control valve device 10 provided in communication with the water jacket 1a of the engine 1 and the water jacket 1a.
  • the bypass flow path 5 is provided in a state where the radiator 3 is bypassed, that is, without passing through the radiator 3, so as to reach the water pump 2 from the cooling water control valve device 10. Even when the apparatus 10 closes the main flow path 4, the water in the water jacket 1 a is circulated by the water pump 2 through the bypass flow path 5. The water pump 2 is driven by the driving force of the engine 1.
  • each flow path is formed by piping, for example.
  • EGR exhaust gas recirculation
  • the EGR valve 9 is for controlling the amount of exhaust gas recirculated to the intake side, and is water-cooled by engine cooling water.
  • the EGR cooling flow path 9a connected to the water pump 2 and the water jacket 1a is connected to the EGR valve 9 to be cooled.
  • the EGR cooling flow path 9a is configured not to pass the cooling water control valve device 10, but may be configured to pass.
  • the cooling water control valve device 10 includes a rotary main valve 11, and the flow rate in the main flow path 4 and the two sub flow paths 6 a and 7 a can be changed by the rotation angle of the rotor 12 of the main valve 11. (Can be opened and closed). Further, the rotor 12 can open and close the sub-channel 6a for the heater 6 and change the opening degree, for example, with the main channel 4 being opened, depending on the rotation angle. For example, the range of rotation angles of the rotor 12 that can maintain the main flow path 4 in the open state includes a rotation angle that can change the opening of the sub flow path 6a from closed to open.
  • an opening communicating with the main flow path 4 in the rotor 12 is long in the circumferential direction, and the opening for the sub flow path 6a is connected to the sub flow path 6a in a state in which cooling water can pass through the opening.
  • the rotor 12 is rotatable from a state where it communicates to a state where it does not communicate.
  • the rotor 12 may be provided with a plurality of openings for the main flow path 4 arranged in the circumferential direction. Thereby, it can be set as the structure where the main flow path 4 is open and the sub flow path 6a is open and closed.
  • the cooling water control valve device 10 of this embodiment includes a casing 20 that is attached around an opening (not shown) of the water jacket 1 a of the engine 1.
  • a flange portion 21 having an opening 22 communicating with the opening portion of the water jacket 1a, and a main chamber portion 23 having an internal space communicating with the opening 22 of the flange portion 21 and in which the main valve 11 having the rotor 12 is disposed.
  • FS valve fail-safe valve
  • a rectangular opening 22 is formed in the center of the flange portion 21, and the flange portion 21 is provided with the four corner portions of the opening 22 extending outwardly.
  • the flange portion 21 is attached to the water jacket 1 a at the extended portion.
  • a through hole for a bolt for fixing is formed.
  • the opening 22 communicates with the inside of the water jacket 1a of the engine 1 as described above, and serves as an inlet of the cooling water control valve device 10. Further, a groove for inserting a sealing material is formed around the opening 22 of the flange portion 21 so as to surround the opening 22.
  • the main chamber portion 23 has an internal space provided from the opening 22 of the flange portion 21 to the base of the main discharge portion 26 provided on the opposite side of the opening 20 of the casing 20, and the rotor 12 is placed in this internal space.
  • a main valve 11 is disposed.
  • the rotor 12 is disposed so as to separate the internal space into the opening 22 side, the main discharge unit 26 side, and the sub discharge unit 28 side.
  • the rotor 12 includes a plurality of openings and an internal space communicating with the openings, and is not in communication with the open state in which the opening 22 side and the main discharge unit 26 side communicate with each other depending on the rotation angle of the rotor 12. The position can be changed to the closed state, and the opening degree can be adjusted by the rotation angle of the rotor 12.
  • the opening can be changed between an open state in which the opening 22 side and the sub-ejection unit 28 side are in communication and a closed state in which the opening 22 is not in communication. It can be adjusted.
  • the main flow path 4 can be opened and the sub flow path 6a can be opened or closed by the arrangement of the openings provided in the rotor 12.
  • the rotor 12 has an inner peripheral surface that comes into contact with the outer peripheral surface of the rotor 12, and corresponds to each opening of the rotor 12 on the inner peripheral surface, and also includes the main flow path 4, the sub flow path 6 a, and the sub flow path 7 a.
  • the main valve 11 is composed of a rotor housing portion having an opening corresponding to the. The main valve 11 opens and closes the main flow path 4 and opens and closes the sub flow path 6a and the sub flow path 7a.
  • the drive chamber portion 24 is isolated by an isolation wall 61 between the drive chamber portion 24 and the rotary shaft 62 that rotates the rotor 12 passes through the isolation wall 61 and is connected to the rotor 12 to drive the rotor 12 to rotate. It is like that.
  • the drive chamber portion 24 is provided with a gear 63 provided integrally with the rotary shaft 62 and having the rotary shaft 62 as a rotation center.
  • the gear 63 has a motor (servo motor) capable of controlling a rotation angle (not shown).
  • a gear attached to a stepping motor or the like is meshed directly or via another gear so as to rotate the gear 63.
  • a gear train as a power transmission mechanism is disposed between the rotor 12 and the motor, and the rotor 12 is rotationally driven by the motor via the gear train.
  • the gear train connected to the drive gear of the motor suppresses the rotation of the rotor 12, and it is not necessary to use electric power or the like to maintain the rotation angle of the rotor 12.
  • the motor is controlled by a control device (control means) (not shown).
  • the rotation angle is controlled by the coolant temperature detected by the sensor and input to the control device, the room temperature in the automobile related to the heater 6, and the like. Is done.
  • the opening / closing between the opening 22 and the main discharge unit 26 is basically opened when the cooling water is cooled by the radiator 3 when the temperature is equal to or higher than the set temperature, and is closed when the temperature is lower than the set temperature.
  • the flow rate is also controlled based on the cooling water temperature or the like.
  • the drive mechanism of the rotor 12 such as the motor and the gear 63 is arranged in a state of being housed in the drive chamber portion 24.
  • the drive chamber 24 is provided with a lid 64 that can be opened and closed, and a terminal portion 65 provided with wiring terminals for transmitting electric power to the motor and transmitting control signals to the lid. Yes.
  • the sub chamber portion 25 communicates from the rotor 12 of the main chamber portion 23 to the opening 22 side (engine 1 side) of the flange portion 21 and communicates with the main discharge portion 26, and the opening 22 and the main discharge portion 26 are connected to each other. It is structured to communicate. Therefore, the main chamber portion 23 opens and closes between the opening 22 and the main discharge portion 26 by the main valve 11 including the rotor 12, whereas the sub chamber portion 25 bypasses the main valve 11 to bypass the engine 1.
  • An opening (suction port) 22 communicating with the interior of the water jacket 1a and a main discharge portion (discharge port) 26 are communicated.
  • the sub chamber portion 25 serves as a bypass flow path 67 that bypasses the main valve 11 to connect the suction port and the discharge port of the cooling water control valve device 10.
  • the FS valve 40 is disposed in the sub chamber 25 serving as the bypass flow path 67, and opens and closes the bypass flow path 67 communicating with the opening 22 side and the main discharge section 26.
  • the FS valve 40 includes a valve main body 41 that opens and closes the bypass channel 67, a temperature detection medium 42 that has the valve main body 41 and is driven to open and close based on a temperature change, and the valve main body 41 on the open side. And a return spring 43 to be energized.
  • the temperature detection medium 42 is, for example, a thermowax, and a thermostat, a shape memory alloy, or the like can be used as long as the valve can be opened and closed at a set temperature by being displaced with temperature.
  • the valve main body 41 When the temperature detection medium 42 becomes higher than the set temperature (range), the valve main body 41 is opened to connect the opening 22 and the main discharge part 26, and when the temperature detection medium 42 becomes lower than the set temperature (range), the valve main body portion 41 is closed to shield between the opening 22 and the main discharge part 26.
  • the temperature detection medium 42 contains a thermowax inside the case and a known mechanism for driving the valve body 41 in response to the expansion and contraction of the thermowax.
  • the set temperature of the FS valve 40 is higher than the set temperature at the time of opening and closing between the opening 22 of the main valve 11 and the main discharge part 26 described above, and the opening 22 and the main discharge part 26 are set by the main valve 11.
  • the temperature detection medium 42 operates so as to open the valve body 41 of the FS valve 40 when the set temperature is higher than the temperature at which the gap is opened.
  • the return spring 43 biases the valve main body 41 to the open side, and opens the valve main body 41 when the valve main body 41 is in an openable / closable state, for example, when the temperature detection medium 42 is broken. To. Thereby, even if the FS valve 40 does not operate, the valve body 41 can be opened if the valve body 41 can be opened and closed.
  • a bypass discharge portion 27 connected to the bypass flow path 5 is provided in the sub chamber portion 25 so as to communicate with the inside of the sub chamber portion 25. Therefore, the actual bypass flow path 5 passes from the opening 22 of the flange portion 21 of the casing 20 of the cooling water control valve device 10 through the portion on the opening 22 side of the rotor 12 of the main chamber portion 23 to the sub chamber portion of the casing 20. 25, the bypass discharge part 27 is connected to a pipe (not shown) that constitutes the main part of the bypass flow path 5, and the cooling water is sucked from the bypass flow path 5 to the water pump 2.
  • the inside of the casing 20 of the cooling water control valve device 10 is in a state in which the bypass flow path 5 is provided by branching from the main chamber portion 23 that becomes a part of the main flow path 4, and the main flow A bypass flow path 67 of the sub chamber 25 is disposed at a portion branched from the path 4 to the bypass flow path 5, and a temperature detection medium 42 of the FS valve 40 is disposed at a portion that becomes the bypass flow path 5.
  • the temperature detection medium 42 is always in contact with cooling water having substantially the same temperature as that in the water jacket 1a, so that the temperature of the cooling water in the water jacket 1a changes from the temperature detection medium 42 to the valve main body 41 closed.
  • the temperature detection medium 42 becomes higher than the set temperature by the cooling water directed to the bypass flow path 5, and the valve body 41 can be opened.
  • the temperature detection medium 42 is lowered from the set temperature by the cooling water directed to the bypass flow path 5 to close the valve body 41.
  • the FS valve having the temperature detection medium when the FS valve having the temperature detection medium is arranged in the cooling water control valve device, if the cooling water control valve device is closed, all the cooling water in the cooling water control valve device is Since it is in a stopped state without flowing, there is no transmission of temperature due to the flow of cooling water, and heat is generated by the casing of the cooling water control valve device fixed to the water jacket 1a and the cooling water that does not flow inside. Since the FS valve 40 is operated by the transmitted heat, the operation of the FS valve 40 is delayed with respect to the change of the coolant temperature in the water jacket 1a.
  • the temperature of the cooling water in the water jacket 1a is quickly transmitted to the temperature detection medium 42 of the FS valve 40 by the cooling water flowing out from the water jacket 1a toward the bypass passage 5.
  • the FS valve 40 can be quickly operated in response to the temperature change of the cooling water in the water jacket 1a.
  • the main discharge part 26 becomes a part of the main flow path 4 as described above and communicates with the main chamber part 23 opened and closed by the main valve 11 having the rotor 12 and communicates with the bypass flow path 67.
  • the cooling water that communicates with the sub chamber 25 that is opened and closed by the FS valve 40 and flows out of the water jacket 1 a via the main chamber 23 and / or the sub chamber 25 is discharged to the pipes that constitute the main flow path 4. It is supposed to be.
  • the sub discharge section 28 is provided at a position corresponding to the rotor 12 (main valve 11) of the main chamber section 23, and each discharge pipe 71 formed in a partition wall between the main chamber section 23 and the sub discharge section 28. , 72 is opened and closed for each of the discharge pipes 71, 72 according to the positional relationship between the opening for each of the sub-discharge sections 28 formed in the rotor 12 of the main valve 11.
  • the main valve 11 is closed, so that even if the cooling water control valve device 10 is basically in a state where the cooling water does not flow, as described above.
  • the bypass flow path 5 that branches at the temperature detection medium 42 of the FS valve 40, the cooling water always flows in the temperature detection medium 42, and this cooling water causes the water in the water jacket 1a of the engine 1 to flow.
  • the cooling water temperature is quickly transmitted, and the FS valve 40 can be opened and closed in response to a change in the water temperature in the water jacket.
  • the main flow path 4 is not opened even though the cooling water temperature in the water jacket 1a has reached the set temperature for opening the main flow path 4 by the main valve 11 due to a malfunction of the main valve 11, and
  • the temperature of the cooling water in the water jacket 1a rises to a set temperature at which the FS valve 40 is opened, the FS valve 40 is opened in a short time, and the temperature control of the cooling water in the water jacket is performed. It can be stable.
  • the flow rate of the cooling water in the main flow path 4 is controlled only by the main valve 11 at normal time.
  • the flow rate is controlled by using the FS valve 40 in addition to the main valve 11 at normal time. It may be controlled.
  • an upper limit is set for the set temperature at which the main valve 11 is opened, and the main valve 11 is closed when the upper set temperature is reached.
  • the FS valve 40 is opened at a temperature substantially equal to the upper set temperature. It may be made to become.
  • the opening of the main valve 11 is lowered at a temperature before reaching the upper limit set temperature, and the FS valve 40 is opened at the temperature at this time, for example, at the time of switching between the main valve 11 and the FS valve 40. Control can be set freely.
  • the flow rate control of the cooling water at a low temperature is performed by the main valve 11, and the flow rate control at a high temperature is performed by the FS valve.
  • the flow rate of the cooling water is controlled by opening and closing the main valve 11, and when the temperature of the cooling water of the engine becomes higher than the set temperature as during traveling, the main valve 11 is turned on.
  • the closed state is maintained, the FS valve 40 is opened / closed by a change due to the temperature of the temperature detection medium 42, the flow rate of the cooling water is controlled, and the cooling water temperature is controlled.
  • the FS valve 40 is closed when the cooling water temperature decreases due to changes in the outside air temperature or the traveling speed (including idling at a speed of 0). At this time, the main valve 1 is maintained in a state where it is desired to be closed. In this case, the main valve 11 maintains the main flow path 4 in a closed state after a period when the cooling water at the time of starting the engine is at a low temperature, but the opening and closing of the sub flow paths 6a and 7a is the main valve 11. Will be done.
  • the FS valve 40 functions as a valve for controlling the cooling water temperature.
  • the main valve 11 serves as a low temperature valve
  • the FS valve 40 serves as a high temperature valve. Become a valve. From the above, the operating time of the main valve 11 can be reduced and the life of the main valve 11 can be extended.

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Abstract

　バルブの不具合でエンジンの冷却水温度が上昇した場合に、この上昇に遅れることなく、開になるフェイルセーフ用バルブを備える冷却水制御バルブ装置を提供する。　このエンジン冷却システムは、エンジン１とラジエータ３との間で冷却水を循環させるメイン流路４と、ラジエータ３をバイパスするバイパス流路５とを備える。冷却水制御バルブ装置１０は、メイン流路４における冷却水の流量を制御するために、メイン流路４における冷却水の流量を調節するメインバルブ１１を備える。また、メイン流路４から分岐してメインバルブ１１を迂回するように配設された迂回流路６７を有する。この迂回流路６７を開閉する弁本体部４１を有するとともに、冷却水の温度に基いて弁本体部４１を開閉可能とする温度検知媒体４２を備える。温度検知媒体４２は、迂回流路６７とバイパス流路５の分岐部に配設される。

Description

冷却水制御バルブ装置
　本発明は、自動車等のエンジンを水冷する際の冷却水を制御する冷却水制御バルブ装置に関する。
　自動車等の車両のエンジンにおいては、エンジンの暖機性能の向上やエンジンを最適な温度で動作させることによる燃費向上等を目的として、エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン通路とは別に、ラジエータをバイパスしてそのままエンジンに戻すバイパス通路を設けるとともに、メイン通路に冷却水制御バルブを設け、この冷却水制御バルブの開度を冷却水温とその他の値に応じて調節することによって、メイン通路を流れてラジエータによって冷却される冷却水の量を制御することが検討されている。例えば、冷却水温が低いエンジン始動時等においては、メイン通路を遮断して冷却水を、ラジエータに通さずにバイパス通路からエンジンにそのまま戻し、エンジンの暖機を促進させるようにする。また、例えば、暖気後もエンジンにおける燃料の燃焼を最適化するように冷却水の温度を制御するために、冷却水制御バルブの開閉（開度）を調整する。
　このような冷却水制御バルブでは、例えば、ステッピングモータ等に駆動されるロータリ式のバルブや温度で動作するサーモスタット式のバルブなどが検討されている。なお、サーモスタット式のバルブとは、温度で変位するサーモスタットやサーモワックス等を用い、これらの温度による変位でバルブを開閉作動させるものである。
　ここで、万が一冷却水制御バルブが閉じた状態で動作しなくなると、冷却水がラジエータで冷却されることなく、バイパス通路によりエンジンを循環することになり、冷却水温度が上昇する。そのままエンジンを作動させるとオーバーヒートする虞がある。そこで、冷却水制御バルブとは別に冷却水制御バルブが閉じた状態で作動しなくなること等により冷却水の温度が上昇した際に作動する熱的保護デバイスに設けたバルブによって、冷却水をラジエータ側に循環させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　すなわち、熱的保護デバイスに設けたバルブがフェイルセーフ機構になる。なお、熱的保護デバイスに設けたバルブは、たとえば、サーモスタット、サーモワックス、形状記憶合金、所定温度で溶融する合金とばねの組み合わせ等の温度によって変位するデバイスを用いたバルブであり、冷却水温度が設定温度以上に上昇すると、温度によりデバイスが変位して、バルブが開放状態になる。
特表２０１０－５２８２２９号公報
　ところで、特許文献１では、メインの制御バルブが閉弁状態になると、エンジンから冷却水制御バルブまでの通路の冷却水の流れが止まった状態になり、その通路から分岐した熱的保護デバイスの通路の流れも同様に止まった状態となる。そのため、エンジンを循環する冷却水の温度に対して、熱的保護デバイスで検知される温度には温度差が生じてしまう。すなわち、エンジンにおける冷却水温度が上昇してから閉状態の冷却水制御バルブ部分の冷却水の温度が上昇するまでには大きな時間差が生じることになる。これにより、熱的保護デバイスにおいてエンジン冷却水の温度を適切に検知できないという問題がある。
　また、冷却水制御バルブが閉の状態で動作しないような不都合が生じ、エンジンがオーバーヒートする虞が生じる場合には、冷却水制御バルブがラジエータとエンジンとの間の冷却水通路を閉じた状態で、エンジン側から流出した冷却水はバイパス通路を通って再びエンジン側に流入することになる。
　ここで、冷却水制御バルブが閉の状態であることから、冷却水制御バルブの部分では冷却水が止まった状態であり、エンジンを循環する冷却水の温度に対して、冷却水制御バルブの部分で止まった冷却水の温度が低くなってしまう。すなわち、エンジンにおける冷却水温度が上昇してから閉状態の冷却水制御バルブ部分の冷却水の温度が上昇するまで大きな時間差が生じることになる。この冷却水制御バルブの部分に、上述の温度により変位するデイバスによって動作するフェイルセーフ用のバルブを設けた場合に、エンジンの冷却水の温度変化に対して、フェイルセーフ用のバルブの動作が遅れることになる。
　また、フェイルセーフ用のバルブの動作が遅れないように予め冷却水制御バルブおよびその近傍の却水温度の温度分布を見込んだ温度設定でフェイルセーフのバルブが制御されるようにした場合に、冷却水制御バルブの制御温度と、フェイルセーブ用のバルブが開になる温度との差がなくなり、正常に作動している状態でも、フェイルセーフ用のバルブが開放してしまう虞がある。すなわち、冷却水制御バルブが閉の場合には、冷却水制御バルブ部分の冷却水の温度変化がエンジン側に対して遅くなるが、冷却水制御バルブが開の場合には、冷却水制御バルブ部分の冷却水の温度変化がエンジン側と略等しくなる。しかし、フェイルセーフ用のバルブがサーモスタット式の場合に、開閉の設定温度を状況に応じて制御できないので、冷却水制御バルブが閉の場合と開の場合とにおける冷却水制御バルブ部分の冷却水の温度変化に対応しきれない。
　本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、冷却水制御バルブの閉弁時にエンジンの冷却水温度を的確に検知し、閉から開になることが可能なバルブを備える冷却水制御バルブ装置を提供することを目的とする。
　前記目的を達成するために、本発明の冷却水制御バルブ装置は、エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン流路と、前記ラジエータをバイパスして前記エンジンから流出した前記冷却水を前記エンジンに戻すバイパス流路とを備えるエンジン冷却システムの前記メイン流路における前記冷却水の流量を制御する冷却水制御バルブ装置であって、
　前記メイン流路における冷却水の流量を調節するバルブと、
　前記メイン流路と分岐して前記バルブを迂回するように配設された迂回流路と、
　前記バルブとは別に独立して動作して前記迂回流路を開閉する弁本体部を有するとともに、前記冷却水の温度に基いて前記弁本体部を開閉可能とする温度検知媒体とを備え、
　前記温度検知媒体は、前記迂回流路と前記バイパス流路の分岐部に配設されることを特徴とする。
　本発明においては、バイパス流路が温度検知媒体を経由するように構成されることによって、バルブの閉弁時にも温度検知媒体が適切にエンジン冷却水の温度を検知でき、開弁できる。バルブに不具合が生じて、バルブを閉から開にできない状態になった場合に、冷却水がバイパス流路を通過し、冷却水がラジエータで冷却されないことによりエンジンでは冷却水の温度が上昇する。これにより、バイパス流路もほぼ同時に温度上昇することになる。
　ここで、メイン流路には、冷却水制御バルブ装置のバルブ（メインバルブ）を迂回する迂回流路と、ラジエータをバイパスするバイパス流路とが接続されるが、メイン流路から分岐する迂回流路の部分でバイパス流路が分離するようになっている。したがって、少なくともメイン流路のバルブより上流側の迂回流路が分岐する部分から迂回流路のバイパス流路が分岐する部分を冷却水が流れることになる。弁本体部を温度の変化により開閉する温度検知媒体が迂回流路とバイパス通路の分岐部に設けられているので、バルブが閉じた状態でも、バイパス流路側に流れる冷却水が温度検知媒体の部分を通過することになる。
　したがって、バルブの不具合によるエンジンの冷却水の温度上昇に対応して直ぐに温度検知媒体の温度が上昇し、弁本体部が例えば開になり、冷却水を閉じたバルブを迂回させてメイン流路に流入させ、冷却水をラジエータに送って冷却することができる。すなわち、温度検知媒体にエンジンでの温度上昇による熱の伝達が遅れ、弁本体部が作動する前にエンジンがさらに温度上昇してしまうのを抑制することができる。
　これにより、バルブが故障等で開にならなくても、エンジンでの冷却水の温度上昇に対応してメイン流路からラジエータに冷却水を送って冷却水温度を下げることができる。したがって、エンジンのオーバーヒートを防ぐことができる。
　本発明の上記構成において、前記バルブは、ロータを備えるロータリ型のバルブであり、前記ロータの回転角度を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、歯車列を有する動力伝達機構を備えることが好ましい。
　このような構成によれば、ロータリ型のバルブを用いることでロータの回転角度により流量の調整をすることが出来る。また、一定流量または停止する場合には、ロータの回転角度を保持することになるが、動力伝達機構として歯車列を用いることで、ロータを一定の回転角度に保持することが出来る。したがって、ロータの回転角度を保持するために電力を必要としない。
　また、動力伝達機構として歯車列を用いることで、簡単な構成で流量調整可能である。
　また、本発明の上記構成において、前記温度検知媒体は、検出温度の変化により弁本体部が閉から開になる開閉弁であって、前記開閉弁を開とする設定温度が、前記バルブを開弁する設定温度範囲より高く設定されていることが好ましい。
　このような構成によれば、冷却水を高温に設定する場合には、冷却水バルブを閉弁させ、温度検知媒体を用いて、冷却水温度を調整することが出来る。
　また、本発明の上記構成において、前記温度検知媒体および弁本体は、検出温度の変化により閉から開になるフェイルセーフ用バルブであって、冷却水温度が所定の温度以上になると開弁することが好ましい。
　このような構成によれば、温度検知媒体および弁本体が、フェイルセーフ用バルブであり、上述のようにメインのバルブが閉じた状態で作動しなくなった際に、作動してエンジンの温度上昇を防止する。これによりエンジンの温度上昇による不具合を防止することができる。
　また、本発明の上記構成において、前記エンジン冷却システムは、前記エンジンとヒータ等の冷却水の循環を必要とする装置との間で冷却水を循環させる一つ以上のサブ流路を備え、前記バルブは、前記サブ流路における冷却水の流量を調節可能になっていることが好ましい。
　このような構成によれば、複数のサブ流路における冷却水の流量を１つのバルブで制御することが可能であり、複数のバルブを用いた場合に比較して、コストの低減と、小型化を図ることができる。また、複数の流路の開閉を制御する上では、例えば、上述のロータリバルブを用いることが好ましい。
　本発明によれば、冷却水制御バルブ装置では、冷却水制御バルブの閉弁時においてもエンジン冷却水の温度を的確に検知して開弁することが出来る。
　また、温度検知媒体により的確に温度検知を行うことが出来るため、冷却水を高温に設定したい場合には、温度検知媒体の開弁温度を高温に設定することで、温度検知媒体で温度調整を行うことも出来る。さらに、バルブが不具合で開にならなくなった場合には、フェイルセーフ用であるバルブの温度検知媒体が冷却水の温度上昇を検知して開弁するので、冷却水の温度上昇に遅れることなく、フェイルセーフ用バルブの弁本体部を開放して冷却水をラジエータに送って冷却することができる。したがって、バルブの不具合による冷却水の温度上昇を防止し、温度上昇によりエンジン等に不具合が生じるのを防止できる。
本発明の実施形態の冷却水制御バルブ装置が用いられるエンジン冷却システムの概略を示す冷却回路図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す断面図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視断面図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視断面図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視断面図である。 前記冷却水制御バルブ装置を示す斜視断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
　図１に示すように、この実施形態の冷却水制御バルブ装置１０が用いられるエンジン冷却システムは、エンジン１のウォータジャケット１ａに連通して設けられる冷却水制御バルブ装置１０と、ウォータジャケット１ａに連通して設けられて、冷却水を循環させるためのウォータポンプ２と、冷却水を冷却するためのラジエータ３と、前記ウォータジャケット１ａから冷却水制御バルブ装置１０、ラジエータ３およびウォータポンプを通って再びウォータジャケット１ａに戻るように水を循環させるためのメイン流路４とを備えている。
　また、エンジン冷却システムでは、バイパス流路５が、ラジエータ３をバイパスした状態、すなわち、ラジエータ３を通らずに、冷却水制御バルブ装置１０からウォータポンプ２に至るように設けられ、冷却水制御バルブ装置１０がメイン流路４を閉としても、バイパス流路５を通ってウォータジャケット１ａの水がウォータポンプ２により循環させられるようになっている。なお、ウォータポンプ２はエンジン１の駆動力で駆動させられる。
　これにより、エンジン始動時等の冷却水位温度が低い状態の場合に、冷却水制御バルブ装置１０でメイン流路４を閉とすることにより、エンジン１の発熱により冷却水がラジエータ３で冷却されることなく加熱されるようになっている。
　また、冷却水制御バルブ装置１０と、ウォータポンプ２との間には、メイン流路４およびバイパス流路５に加えてヒータ６を通るサブ流路６ａと、スロットル７（スロットル用ウォータジャケット）を通るサブ流路７ａとが備えられている。また、各流路は、例えば、配管により形成されている。
　また、自動車では、排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）が行われる場合がある。ＥＧＲは、排気の一部を吸気側に還流して再度エンジンに吸気させる技術であり、これにより、窒素酸化物濃度の低減などを図ることができる。
　ＥＧＲバルブ９は、吸気側に還流される排気量を制御するためのものであり、エンジンの冷却水により水冷されている。この実施形態では、ウォータポンプ２と、ウォータジャケット１ａとに接続されたＥＧＲ冷却流路９ａがＥＧＲバルブ９に接続されて冷却されるようになっている。この実施形態では、ＥＧＲ冷却流路９ａは、冷却水制御バルブ装置１０を通らない構成になっているが、通る構成としてもよい。
　また、冷却水制御バルブ装置１０は、ロータリ式のメインバルブ１１を備え、このメインバルブ１１のロータ１２の回転角度により、メイン流路４と二つのサブ流路６ａ、７ａとにおける流量を変更可能（開閉可能）になっている。また、ロータ１２は、その回転角度により、例えば、メイン流路４を開とした状態で、ヒータ６用のサブ流路６ａの開閉や、開度の変更が可能になっている。例えば、メイン流路４を開放状態に維持可能なロータ１２の回転角度の範囲内に、サブ流路６ａの開度を閉から開まで変更可能な回転角度が含まれるようになっている。
　例えば、ロータ１２に、メイン流路４に連通する開口部を周方向に長いものとし、その開口部を冷却水が通過可能な状態で、サブ流路６ａ用の開口部がサブ流路６ａと連通する状態から連通しない状態までロータ１２が回転可能になっている。なお、ロータ１２にメイン流路４用の開口部を周方向に並んで複数設けるものとしてもよい。
　これにより、メイン流路４が開で、サブ流路６ａが開の場合と閉の場合とがあるような構成とすることができる。
　この実施形態の冷却水制御バルブ装置１０は、図２から図９に示すように、エンジン１のウォータジャケット１ａの図示しない開口部の周囲に取り付けられるケーシング２０を備え、ケーシング２０には、中央部にウォータジャケット１ａの開口部に連通する開口２２を有するフランジ部２１と、フランジ部２１の開口２２に連通する内部空間を有し、ロータ１２を有するメインバルブ１１が配置される主室部２３と、ロータ１２を回転駆動する駆動手段が内部に配置される駆動室部２４と、主室部２３に連通するとともにフェイルセーフ用バルブ（ＦＳバルブ）４０が配置される副室部２５と、主室部２３および副室部２５に連通するとともに、メイン流路４に接続されるメイン吐出部２６と、副室部２５に連通するとともに、副室部２５から分岐した状態で、前記バイパス流路５に接続されるバイパス吐出部２７と、サブ流路６ａ、７ａに接続されるサブ吐出部２８とを備える。
　フランジ部２１の中央には、矩形の開口２２が形成され、フランジ部２１は、開口２２の四隅部分がそれぞれ外方に延出して設けられ、この延出部分にフランジ部２１をウォータジャケット１ａに固定するためのボルト用の貫通孔が形成されている。開口２２は、上述のようにエンジン１のウォータジャケット１ａの内部に連通しており、冷却水制御バルブ装置１０の吸入口になっている。
　また、フランジ部２１の開口２２の周囲には、開口２２を囲むようにシール材を挿入する溝が形成されている。
　主室部２３は、フランジ部２１の開口２２から、ケーシング２０の前記開口２２の反対側に設けられたメイン吐出部２６の基部まで設けられた内部空間を有し、この内部空間にロータ１２を有するメインバルブ１１が配置されている。ロータ１２は、内部空間を開口２２側と、メイン吐出部２６側と、サブ吐出部２８側とに分離するように配置されている。ロータ１２には、複数の開口と当該開口に連通する内部空間とを備え、ロータ１２の回転角度により、開口２２側とメイン吐出部２６側との間が連通した開状態と、連通していない閉状態とに変更可能になっているとともに、ロータ１２の回転角度により開度が調整可能になっている。
　また、この際に、開口２２側とサブ吐出部２８側との間が連通した開状態と、連通していない閉状態とに変更可能になっているとともに、ロータ１２の回転角度により開度が調整可能になっている。
　なお、ロータ１２は一つであるが、上述のように、ロータ１２に設けられた開口の配置によってメイン流路４を開とし、サブ流路６ａを開または閉とすることも可能である。このロータ１２と、ロータ１２の外周面に当接する内周面を有するとともに、この内周面にロータ１２の各開口部に対応するとともに、メイン流路４、サブ流路６ａ、サブ流路７ａに対応する開口部を有するロータ収容部とからメインバルブ１１が構成されている。このメインバルブ１１がメイン流路４の開閉、サブ流路６ａ、サブ流路７ａの開閉を行うようになっている。
　駆動室部２４は、主室部２３との間の隔離壁６１により隔離され、かつ、ロータ１２を回転させる回転軸６２が隔離壁６１貫通してロータ１２に接続され、ロータ１２を回転駆動するようになっている。駆動室部２４には、前記回転軸６２と一体に設けられ、前記回転軸６２を回転中心とする歯車６３が設けられ、当該歯車６３には、図示しない回転角度が制御可能なモータ（サーボモータ、ステッピングモータ等）に取り付けられた歯車が直接または他の歯車を介して噛み合わされており、前記歯車６３を回転するようになっている。すなわち、ロータ１２と、モータとの間には、動力伝達機構としての歯車列が配置され、歯車列を介してロータ１２がモータにより回転駆動される。モータの駆動歯車に繋がる歯車列は、ロータ１２の回転を抑止することになり、ロータ１２の回転角度を保持するために電力等を用いる必要がない。
　モータは、図示しない制御装置（制御手段）により制御されるが、例えば、センサにより検知されて制御装置に入力された冷却水温度や、ヒータ６に関連した自動車内の室温等により回転角度を制御される。なお、開口２２とメイン吐出部２６との間の開閉は、基本的に設定温度以上になった場合に冷却水をラジエータ３で冷却するために開にし、設定温度より低い場合に閉とするが、開とする場合に冷却水温度等に基いて流量の制御も行われる。
　また、モータや歯車６３等のロータ１２の駆動機構は、駆動室部２４内に収納された状態に配置される。駆動室部２４には、開閉可能な蓋６４がビス止めされるとともに、この蓋にモータへの電力の伝達と制御信号の伝達のための配線の端子が設けられた端子部６５が設けられている。
　副室部２５は、主室部２３のロータ１２よりフランジ部２１の開口２２側（エンジン１側）に連通するとともに、メイン吐出部２６に連通しており、開口２２とメイン吐出部２６とを連通させる構造になっている。したがって、主室部２３がロータ１２を備えるメインバルブ１１により、開口２２とメイン吐出部２６との間を開閉するが、それに対して副室部２５は、メインバルブ１１を迂回して、エンジン１のウォータジャケット１ａ内部と連通する開口（吸入口）２２と、メイン吐出部（吐出口）２６を連通するようになっている。
　この副室部２５が、冷却水制御バルブ装置１０の吸入口と吐出口とをメインバルブ１１を迂回して連通させる迂回流路６７になっている。
　この迂回流路６７になっている副室部２５内にＦＳバルブ４０が配置されており、開口２２側とメイン吐出部２６と連通する迂回流路６７を開閉するようになっている。ＦＳバルブ４０は、迂回流路６７を開閉する弁本体部４１と、この弁本体部４１を有し、温度変化に基いて開閉駆動する温度検知媒体４２と、弁本体部４１を開側に付勢する復帰ばね４３とを備える。
　温度検知媒体４２は、例えば、サーモワックスであるが温度で変位することにより設定温度でバルブの開閉が可能になるものであれば、サーモスタット、形状記憶合金等を用いることができる。温度検知媒体４２は、設定温度（範囲）より高くなった場合に弁本体部４１を開として開口２２とメイン吐出部２６とを連通させ、設定温度（範囲）より低くなった場合に弁本体部４１を閉として開口２２とメイン吐出部２６との間を遮蔽する。なお、温度検知媒体４２は、ケース内部にサーモワックスが収納されるとともに、サーモワックスの膨張および収縮に対応して弁本体部４１を駆動する周知の機構が内蔵されている。
　なお、ＦＳバルブ４０の設定温度は、上述のメインバルブ１１の開口２２とメイン吐出部２６との間の開閉の際の設定温度より高くなっており、メインバルブ１１により開口２２とメイン吐出部２６との間を開とする温度より高い設定温度になった際に、ＦＳバルブ４０の弁本体部４１を開とするように温度検知媒体４２が作動する。
　復帰ばね４３は、弁本体部４１を開側に付勢しており、温度検知媒体４２が例えば壊れるなどして、弁本体部４１が開閉自在な状態になった際に弁本体部４１を開にする。これにより、ＦＳバルブ４０が作動しなくなっても、弁本体部４１が開閉自在な状態ならば、弁本体部４１を開にすることができる。
　また、副室部２５には、バイパス流路５に接続されるバイパス吐出部２７が副室部２５内部と連通するように設けられている。したがって、実際のバイパス流路５は、冷却水制御バルブ装置１０のケーシング２０のフランジ部２１の開口２２から主室部２３のロータ１２より開口２２側の部分を通って、ケーシング２０の副室部２５に至り、バイパス吐出部２７からバイパス流路５の主部を構成する図示しない配管に接続されて、バイパス流路５からウォータポンプ２に冷却水が吸引される構成になっている。
　したがって、冷却水制御バルブ装置１０のケーシング２０内部であるが、メイン流路４の一部になる主室部２３から分岐してバイパス流路５が設けられた状態になっているとともに、メイン流路４からバイパス流路５に分岐する部分に、副室部２５の迂回流路６７が配置され、バイパス流路５になる部分にＦＳバルブ４０の温度検知媒体４２が配置されている。
　これにより、メインバルブ１１が閉になって、メイン流路４に冷却水が流れていない状態でも、温度検知媒体４２には、バイパス流路５を流れる冷却水が常時接した状態になっており、エンジン１のウォータジャケット１ａから流出したばかりで、ウォータジャケット１ａ内とほぼ同じ温度の冷却水がメインバルブ１１の開閉にかかわらず温度検知媒体４２に接触していることになる。
　したがって、温度検知媒体４２は、常時、ウォータジャケット１ａ内とほぼ同じ温度の冷却水が接触することによって、ウォータジャケット１ａ内の冷却水の温度が、温度検知媒体４２が弁本体部４１を閉から開とする設定温度以上になった場合に、温度検知媒体４２がバイパス流路５に向かう冷却水により設定温度以上になって、弁本体部４１を開とすることができる。また、冷却水温度が低下した場合も同様に温度検知媒体４２がバイパス流路５に向かう冷却水により設定温度より低下して弁本体部４１を閉とする。
　なお、従来の構造では、冷却水制御バルブ装置に温度検知媒体を有するＦＳバルブを配置した場合に、冷却水制御バルブ装置が閉になっていると、冷却水制御バルブ装置内の冷却水は全て流れずに止まった状態になっていることから、冷却水の流れによる温度の伝達がなく、ウォータジャケット１ａに固定された冷却水制御バルブ装置のケーシングや、その内部の流れていない冷却水により熱が伝導され、この伝動された熱によりＦＳバルブ４０が作動するので、ＦＳバルブ４０の作動がウォータジャケット１ａ内の冷却水温度の変化に対して遅れてしまう。
　それに対して、この実施形態では、ＦＳバルブ４０の温度検知媒体４２にウォータジャケット１ａから流出してバイパス流路５に向かう冷却水によりウォータジャケット１ａ内の冷却水の温度が迅速に伝達されるので、ＦＳバルブ４０をウォータジャケット１ａ内の冷却水の温度変化に対応して迅速に作動させることができる。
　メイン吐出部２６は、上述のようにメイン流路４の一部になり、かつ、ロータ１２を有するメインバルブ１１で開閉される主室部２３に連通するとともに、迂回流路６７に連通し、かつ、ＦＳバルブ４０で開閉される副室部２５に連通し、主室部２３および／または副室部２５を介してウォータジャケット１ａから流出する冷却水をメイン流路４を構成する配管に吐出するようになっている。
　また、サブ吐出部２８は、主室部２３のロータ１２（メインバルブ１１）に対応する位置に設けられ、主室部２３とサブ吐出部２８との間の隔壁に形成された各吐出管７１，７２毎の開口部と、メインバルブ１１のロータ１２に形成されたサブ吐出部２８用の開口部との位置関係により各吐出管７１，７２毎に開閉が行われる。
　このような冷却水制御バルブ装置１０においては、メインバルブ１１が閉になっていることにより、冷却水制御バルブ装置１０で、基本的に冷却水が流れない状態になっていても、上述のようにＦＳバルブ４０の温度検知媒体４２の部分で分岐するバイパス流路５により、温度検知媒体４２の部分では、常時冷却水が流れた状態になり、この冷却水によりエンジン１のウォータジャケット１ａ内の冷却水温度が迅速に伝達され、ウォータジャケット内の水温の変化に対応してＦＳバルブ４０を開閉することができる。
　すなわち、メインバルブ１１の不具合によりウォータジャケット１ａ内の冷却水温度がメインバルブ１１によりメイン流路４を開にする設定温度になったにもかかわらず、メイン流路４が開放されず、さらに、ウォータジャケット１ａ内の冷却水温度が上昇してＦＳバルブ４０を開にする設定温度になった場合に、短時間でＦＳバルブ４０が開放することになり、ウォータジャケット内の冷却水の温度制御を安定したものとすることができる。
　なお、上述の実施形態では、通常時はメインバルブ１１のみで、メイン流路４の冷却水の流量を制御するものとしたが、通常時にメインバルブ１１に加えてＦＳバルブ４０を用いて流量を制御するものとしてもよい。例えば、メインバルブ１１を開放する設定温度に上限を設け、上限の設定温度になった際にメインバルブ１１を閉じるものとし、この上限の設定温度と略同等の温度で、ＦＳバルブ４０が開になるようにしてもよい。
　なお、上限になる設定温度になる前の温度でメインバルブ１１の開度を下げるものとし、この際の温度でＦＳバルブ４０を開とするなど、メインバルブ１１とＦＳバルブ４０との切替時の制御は、自由に設定することができる。
　この場合に、低温での冷却水の流量制御をメインバルブ１１で行い、高温での流量制御をＦＳバルブで行うことになる。基本的にエンジン始動時等の低温時には、メインバルブ１１の開閉により冷却水の流量を制御し、走行時のようにエンジンの冷却水の温度が設定温度より高くなった場合に、メインバルブ１１を閉じた状態に維持し、温度検知媒体４２の温度による変化によってＦＳバルブ４０を開閉させて、冷却水の流量を制御して冷却水温度を制御する。例えば、外気温や走行速度（速度０のアイドリング時も含む）の変化等により、冷却水温度が低下した場合にＦＳバルブ４０が閉じる。この際には、メインバルブ１を閉じたい状態に維持する。この場合に、エンジン起動時の冷却水が低温となっている期間を過ぎるとメインバルブ１１は、メイン流路４を閉じた状態に維持するが、サブ流路６ａ、７ａの開閉はメインバルブ１１で行うことになる。以上の場合に、ＦＳバルブ４０は、冷却水温度の制御用のバルブとして機能しており、例えば、冷却水制御バルブ装置１０において、メインバルブ１１が低温用バルブになり、ＦＳバルブ４０が高温用バルブになる。
　以上のことから、メインバルブ１１の作動時間を減少させて、メインバルブ１１の高寿命化を図ることができる。
１　　　エンジン
３　　　ラジエータ
４　　　メイン流路
５　　　バイパス流路
６　　　ヒータ
６ａ　　サブ流路
７　　　スロットル
７ａ　　サブ流路
１０　　冷却水制御バルブ装置
１１　　メインバルブ（バルブ）
１２　　ロータ
４０　　フェイルセーフ用バルブ
４１　　弁本体部
４２　　温度検知媒体
６７　　迂回流路

Claims (5)

  1. 　エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン流路と、前記ラジエータをバイパスして前記エンジンから流出した前記冷却水を前記エンジンに戻すバイパス流路とを備えるエンジン冷却システムの前記メイン流路における前記冷却水の流量を制御する冷却水制御バルブ装置であって、
    　前記メイン流路における冷却水の流量を調節するバルブと、
    　前記メイン流路と分岐して前記バルブを迂回するように配設された迂回流路と、
    　前記バルブとは別に独立して動作して前記迂回流路を開閉する弁本体部を有するとともに、前記冷却水の温度に基いて前記弁本体部を開閉可能とする温度検知媒体とを備え、
    　前記温度検知媒体は、前記迂回流路と前記バイパス流路の分岐部に配設されることを特徴とする冷却水制御バルブ装置。
  2. 　前記バルブは、ロータを備えるロータリ型のバルブであり、前記ロータの回転角度を制御する制御手段を備え、
    　前記制御手段は、歯車列を有する動力伝達機構を備えることを特徴とする請求項１に記載の冷却水制御バルブ装置。
  3. 　前記温度検知媒体は、検出温度の変化により弁本体部が閉から開になる開閉弁であって、前記開閉弁を開とする設定温度が、前記バルブを開弁する設定温度範囲より高く設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却制御バルブ装置。
  4. 　前記温度検知媒体および弁本体は、検出温度の変化により閉から開になるフェイルセーフ用バルブであって、冷却水温度が所定の温度以上になると開弁することを特徴とする請求項１または２に記載の冷却制御バルブ装置。
  5. 　前記エンジン冷却システムは、前記エンジンとヒータ等の冷却水の循環を必要とする装置との間で冷却水を循環させる一つ以上のサブ流路を備え、
    　前記バルブは、前記サブ流路における冷却水の流量を調節可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の冷却水制御バルブ装置。
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