JP2019167943A - 制御バルブ - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮できる制御バルブを提供する。【解決手段】ロータは、空調連通口を通じて空調流出口とケーシング内とが連通するヒータ通水モードと、空調連通口を通じた空調流出口とケーシング内との連通が遮断されるヒータカットモードと、ロータがヒータ通水モードとヒータカットモードとの間を移行する過程で、空調流出口における空調連通口との連通面積が変化する切替モードと、に移動可能に構成され、切替モードでは、ラジエータ連通口を通じてラジエータ流出口とケーシング内とが連通する。【選択図】図7
Description
本発明は、制御バルブに関する。
従来から、冷却水を用いてエンジンを冷却する冷却システムが知られている。この種の冷却システムでは、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、各種熱交換器との間で冷却水を循環させる複数の熱交換流路が設けられている場合がある。このような冷却システムでは、各流路(ラジエータ流路や熱交換流路等)への分岐部に、各流路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。制御バルブを制御して各流路へ冷却水を分配する方法として、例えば下記特許文献1に開示された方法が知られている。
しかしながら、上述した特許文献1に記載される従来技術は、ヒータカットモードからヒータ通水モードに切り替える際、冷却水の水温が規定値を超過の場合には、冷却水の沸騰を抑制するために冷却水の水温が規定値以下になるまで待ってからモードを切り替える必要がある。そのため、特許文献1に記載される従来技術では、ヒータカットモードからヒータ通水モードに切り替えるのに時間がかかる。ヒータカットモードは、空調用のヒータが設けられた空調流路に冷却水を流さないモード(ヒータに通水させないモード)である。ヒータ通水モードは、空調流路に冷却水を流してヒータに通水させるモードである。
したがって、上述した特許文献1に記載される従来技術では、冷却水の水温が規定値を超過している場合、利用者が暖房を要求する操作を行っても、ヒータにより実際に暖房が始まるまでに時間がかかる。
したがって、上述した特許文献1に記載される従来技術では、冷却水の水温が規定値を超過している場合、利用者が暖房を要求する操作を行っても、ヒータにより実際に暖房が始まるまでに時間がかかる。
本発明は、ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮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。
(1)本発明の一態様に係る制御バルブは、流体が流入する流入口、空調装置のヒータコアに流体を流出させる第1流出口、及び流体を冷却する第1熱交換器に流体を流出させる第2流出口を少なくとも有するケーシングと、前記ケーシング内で移動可能に収容され、前記第1流出口及び前記第2流出口を通じた前記ケーシングの内外の連通及び遮断を切り替える弁と、を備え、前記弁には、前記第1流出口に連通可能な第1連通口及び前記第2流出口に連通可能な第2連通口が形成され、前記弁は、前記第1連通口を通じて前記第1流出口と前記ケーシング内とが連通する第1位置と、前記第1連通口を通じた前記第1流出口と前記ケーシング内との連通が遮断される第2位置と、前記弁が前記第1位置と前記第2位置との間を移行する過程で、前記第1流出口における前記第1連通口との連通面積が変化する第3位置と、に移動可能に構成され、前記第3位置では、前記第2連通口を通じて前記第2流出口と前記ケーシング内とが連通する。
(1)本発明の一態様に係る制御バルブは、流体が流入する流入口、空調装置のヒータコアに流体を流出させる第1流出口、及び流体を冷却する第1熱交換器に流体を流出させる第2流出口を少なくとも有するケーシングと、前記ケーシング内で移動可能に収容され、前記第1流出口及び前記第2流出口を通じた前記ケーシングの内外の連通及び遮断を切り替える弁と、を備え、前記弁には、前記第1流出口に連通可能な第1連通口及び前記第2流出口に連通可能な第2連通口が形成され、前記弁は、前記第1連通口を通じて前記第1流出口と前記ケーシング内とが連通する第1位置と、前記第1連通口を通じた前記第1流出口と前記ケーシング内との連通が遮断される第2位置と、前記弁が前記第1位置と前記第2位置との間を移行する過程で、前記第1流出口における前記第1連通口との連通面積が変化する第3位置と、に移動可能に構成され、前記第3位置では、前記第2連通口を通じて前記第2流出口と前記ケーシング内とが連通する。
本態様によれば、第3位置において、第2連通口を通じて第2流出口とケーシング内とが連通するため、第1位置と第2位置との間を移行する際に第1熱交換器に流体を流通させることができる。これにより、流体の温度が規定値よりも高い場合に、流体が高温(例えば、沸騰)になり過ぎるのを抑制し、迅速に、第1位置と第2位置とを移行させることができる。これにより、第1位置と第2位置との切替にかかる時間を短縮することができる。
(2)上記(1)の態様に係る制御バルブにおいて、前記ケーシングは、筒状に形成され、前記弁は、前記ケーシングと同軸に配置された筒状に形成されるとともに、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構成され、前記弁は、前記第1位置から前記第2位置に移行する過程で、回転方向の一方に回転した際に前記第3位置を通過し、前記回転方向の他方に回転した際に前記第1流出口における前記第1連通口との連通面積が変化する第4位置を通過し、前記第4位置では、前記第2連通口を通じた前記第2流出口と前記ケーシング内との連通が遮断されることが好ましい。
本態様によれば、第1位置と第2位置との間を移行する際に、第4位置を通過させることで、第1熱交換器に流体を流通させないようにすることができる。これにより、流体の温度が規定値以下である場合に、流体の温度低下を回避できる。そのため、例えば流体にエンジンの冷却水を用いる場合には、エンジンの高水温制御を維持し易くなり、エンジンの燃費の低下を抑制できる。
しかも、本態様では、第1位置と第2位置との移行時において、弁の正逆回転を切り替えることで、第3位置及び第4位置を選択できる。これにより、第3位置及び第4位置の何れかのみを通過させて第1位置及び第2位置の切替を行うことができる。
本態様によれば、第1位置と第2位置との間を移行する際に、第4位置を通過させることで、第1熱交換器に流体を流通させないようにすることができる。これにより、流体の温度が規定値以下である場合に、流体の温度低下を回避できる。そのため、例えば流体にエンジンの冷却水を用いる場合には、エンジンの高水温制御を維持し易くなり、エンジンの燃費の低下を抑制できる。
しかも、本態様では、第1位置と第2位置との移行時において、弁の正逆回転を切り替えることで、第3位置及び第4位置を選択できる。これにより、第3位置及び第4位置の何れかのみを通過させて第1位置及び第2位置の切替を行うことができる。
(3)上記(1)又は(2)の態様に係る制御バルブにおいて、前記ケーシングには、第2熱交換器に流体を流出させる第3流出口が形成され、前記弁には、前記第3流出口に連通可能な第3連通口が形成され、前記第3位置において、前記第3連通口を通じて前記第3流出口と前記ケーシング内とが連通することが好ましい。
本態様によれば、第3位置において、第1流出口に加えて第3流出口がケーシング内に連通する。そのため、第3位置において、第2熱交換器に流体を流通させることで、流体の温度を低下させることができる。これにより、第1位置と第2位置との切替にかかる時間を短縮することができる。
本態様によれば、第3位置において、第1流出口に加えて第3流出口がケーシング内に連通する。そのため、第3位置において、第2熱交換器に流体を流通させることで、流体の温度を低下させることができる。これにより、第1位置と第2位置との切替にかかる時間を短縮することができる。
(4)上記(1)から(3)の何れかの態様に係る制御バルブにおいて、前記第2流出口及び前記第2連通口は、前記第3位置において全開状態であることが好ましい。
本態様によれば、第3位置において、第1熱交換器に多くの流体を流通させることができる。これにより、流体の温度を速やかに低下させることができる。
本態様によれば、第3位置において、第1熱交換器に多くの流体を流通させることができる。これにより、流体の温度を速やかに低下させることができる。
本発明の一態様によれば、ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮できる。
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よい。
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よい。
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)、ヒートエクスチェンジャ5(H/EX)、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10〜14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。
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、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14がそれぞれ接続されている。これらラジエータ流路11、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14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(第1熱交換器)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。
暖機流路12には、ヒートエクスチェンジャ(第2熱交換器)5が接続されている。ヒートエクスチェンジャ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12では、ヒートエクスチェンジャ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。すなわち、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも高い場合にオイルウォーマとして機能し、エンジンオイルを加熱する。一方、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも低い場合にオイルクーラとして機能し、エンジンオイルを冷却する。
暖機流路12には、ヒートエクスチェンジャ(第2熱交換器)5が接続されている。ヒートエクスチェンジャ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12では、ヒートエクスチェンジャ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。すなわち、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも高い場合にオイルウォーマとして機能し、エンジンオイルを加熱する。一方、ヒートエクスチェンジャ5は、水温が油温よりも低い場合にオイルクーラとして機能し、エンジンオイルを冷却する。
空調流路13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13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14には、EGRクーラ7が接続されている。EGR流路14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。
EGR流路14には、EGRクーラ7が接続されている。EGR流路14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11〜13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8の動作については、後に詳述する。
<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、ロータ22(図3参照)と、駆動ユニット23と、を主に備えている。
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、ロータ22(図3参照)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O1に沿う方向を単にケース軸方向という。ケース軸方向において、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側という。さらに、軸線O1に直交する方向をケース径方向といい、軸線O1回りの方向をケース周方向という。
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O1に沿う方向を単にケース軸方向という。ケース軸方向において、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側という。さらに、軸線O1に直交する方向をケース径方向といい、軸線O1回りの方向をケース周方向という。
ケーシング本体25の周壁部31には、複数の取付片33が形成されている。各取付片33は、周壁部31からケース径方向の外側に突設されている。制御バルブ8は、例えば各取付片33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の位置や数等は、適宜変更が可能である。
図4は、図2のIV−IV線に沿う断面図である。
図3、図4に示すように、周壁部31における第2側に位置する部分には、ケース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には、流入ポート37をケース径方向に貫通する流入口37a(図4参照)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(ケース径方向の外側端面)には、上述したメイン流路10(図1参照)が接続される。
図3、図4に示すように、周壁部31における第2側に位置する部分には、ケース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には、流入ポート37をケース径方向に貫通する流入口37a(図4参照)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(ケース径方向の外側端面)には、上述したメイン流路10(図1参照)が接続される。
図4に示すように、周壁部31において、軸線O1を間に挟んで流入ポート37にケース径方向で対向する位置には、ケース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には、フェール開口41a及びラジエータ流出口(第2流出口)41bがケース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をそれぞれケース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にケース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に対してケース軸方向の第1側に位置している。
ラジエータポート41の開口端面(ケース径方向の外側端面)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)の上流端部との間を接続している。なお、ラジエータジョイント42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。
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。すなわち、サーモスタット45は、上述した流入口37aにケース径方向で対向している。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。なお、ラジエータポート41は、少なくともラジエータ流出口41bを有していればよい。
蓋体26のうち、軸線O1に対してケース径方向でラジエータポート41寄りに位置する部分には、EGR流出口51が形成されている。EGR流出口51は、蓋体26をケース軸方向に貫通している。
蓋体26において、EGR流出口51の開口縁には、EGRジョイント52が形成されている。EGRジョイント52は、EGR流出口51と上述したEGR流路14(図1参照)の上流端部との間を接続している。本実施形態において、EGRジョイント52は、蓋体26に一体に形成されている。但し、EGRジョイント52は、蓋体26と別に形成されていてもよい。また、EGR流出口51やEGRジョイント52は、周壁部31等に設けても構わない。
図3に示すように、周壁部31において、ラジエータポート41よりもケース軸方向の第1側に位置する部分には、ケース径方向の外側に膨出する暖機ポート56が形成されている。暖機ポート56には、暖機ポート56をケース径方向に貫通する暖機流出口(第3流出口)56aが形成されている。暖機ポート56の開口端面には、暖機ジョイント62が接続されている。暖機ジョイント62は、暖機ポート56と上述した暖機流路12(図1参照)の上流端部とを接続している。なお、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。
図2に示すように、周壁部31のうち、ケース軸方向におけるラジエータポート41と暖機ポート56との間であって、かつ暖機ポート56に対してケース周方向で180°程度ずれた位置には、空調ポート66が形成されている。空調ポート66には、空調ポート66をケース径方向に貫通する空調流出口(第1流出口)66aが形成されている。空調ポート66の開口端面には、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13(図1参照)の上流端部とを接続している。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、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。駆動ユニット23に搭載されたモータは、ホールIC等の回転センサによって回転量を検出可能とされている。
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、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。駆動ユニット23に搭載されたモータは、ホールIC等の回転センサによって回転量を検出可能とされている。
(ロータ)
図3、図4に示すように、ロータ(弁)22は、ケーシング21内に収容されている。ロータ22は、ケーシング21の軸線O1と同軸に配置された円筒状に形成されている。ロータ22は、軸線O1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、暖機流出口56a及び空調流出口66a)を開閉する。
図3、図4に示すように、ロータ(弁)22は、ケーシング21内に収容されている。ロータ22は、ケーシング21の軸線O1と同軸に配置された円筒状に形成されている。ロータ22は、軸線O1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、暖機流出口56a及び空調流出口66a)を開閉する。
図4に示すように、ロータ22は、ロータ本体72の内側に内側軸部73がインサート成形されて構成されている。
内側軸部73は、ロータ本体72(例えば、樹脂材料)よりも剛性が高い材料(例えば、金属材料)により形成されている。内側軸部73は、軸線O1と同軸で延在している。なお、ロータ22は、例えば樹脂材料等により一体で形成しても構わない。
内側軸部73は、ロータ本体72(例えば、樹脂材料)よりも剛性が高い材料(例えば、金属材料)により形成されている。内側軸部73は、軸線O1と同軸で延在している。なお、ロータ22は、例えば樹脂材料等により一体で形成しても構わない。
内側軸部73の第1側端部は、底壁部32に形成された貫通孔32aを通して底壁部32をケース軸方向に貫通している。内側軸部73の第1側端部は、上述した底壁部32に設けられた第1ブッシュ78に回転可能に支持されている。底壁部32において、第1ブッシュ78に対してケース軸方向の第2側に位置する部分には、第1リップシール87が設けられている。
内側軸部73のうち、第1ブッシュ78よりもケース軸方向の第1側に位置する部分(底壁部32よりも外側に位置する部分)には、連結部73aが形成されている。連結部73aは、内側軸部73における連結部73a以外の部分よりも小径に形成されるとともに、外周面にスプラインが形成されている。連結部73a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の動力が内側軸部73に伝達される。
内側軸部73の第2側端部は、上述した蓋体26に設けられた第2ブッシュ84に回転可能に支持されている。蓋体26において、第2ブッシュ84に対してケース軸方向の第1側に位置する部分には、第2リップシール88が設けられている。
ロータ本体72は、上述した内側軸部73の周囲を取り囲んでいる。ロータ本体72は、内側軸部73を覆う外側軸部81と、外側軸部81を囲繞する弁筒部82と、外側軸部81及び弁筒部82同士を連結するスポーク部83と、を主に有している。
外側軸部81は、内側軸部73におけるケース軸方向の両端部を露出させた状態で、内側軸部73の周囲を全周に亘って取り囲んでいる。本実施形態では、外側軸部81及び内側軸部73によってロータ22の回転軸85を構成している。
弁筒部82は、軸線O1と同軸に配置されている。弁筒部82は、ケーシング21内において、流入口37aよりもケース軸方向の第1側に位置する部分に配置されている。具体的に、弁筒部82は、ケース軸方向において、フェール開口41aを回避し、かつラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aに跨る位置に配置されている。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ケース軸方向に流通する流通路91を構成している。一方、ケーシング21内において、弁筒部82よりもケース軸方向の第2側に位置する部分は、流通路91に連通する接続流路92を構成している。
弁筒部82において、上述したラジエータ流出口41bとケース軸方向の同位置には、弁筒部82をケース径方向に貫通するラジエータ連通口(第2連通口)95が形成されている。ラジエータ連通口95は、ケース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95を通じてラジエータ流出口41bと流通路91内とを連通させる。
弁筒部82において、上述した暖機流出口56aとケース軸方向の同位置には、弁筒部82をケース径方向に貫通する暖機連通口(第3連通口)96が形成されている。暖機連通口96は、ケース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96を通じて暖機流出口56aと流通路91内とを連通させる。
弁筒部82において、上述した空調流出口66aとケース軸方向の同位置には、弁筒部82をケース径方向に貫通する空調連通口(第1連通口)97が形成されている。空調連通口97は、ケース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97を通じて空調流出口66aと流通路91内とを連通させる。
図5は、弁筒部82の展開図である。
図5に示すように、ラジエータ連通口95は、ケース周方向を長軸方向とする長円形状とされている。
暖機連通口96は、例えば丸孔に形成されている。暖機連通口96は、ケース周方向に間隔をあけて複数形成されている。図示の例において、暖機連通口96は、大径孔がケース周方向に2つ並び、大径孔よりも小さい小径孔がケース周方向に2つ並んでいる。
空調連通口97は、ケース周方向を長軸方向とする長円形状に形成されている。
図5に示すように、ラジエータ連通口95は、ケース周方向を長軸方向とする長円形状とされている。
暖機連通口96は、例えば丸孔に形成されている。暖機連通口96は、ケース周方向に間隔をあけて複数形成されている。図示の例において、暖機連通口96は、大径孔がケース周方向に2つ並び、大径孔よりも小さい小径孔がケース周方向に2つ並んでいる。
空調連通口97は、ケース周方向を長軸方向とする長円形状に形成されている。
図3に示すように、上述したラジエータポート41(ラジエータ流出口41b)内には、シール機構100が設けられている。シール機構100は、摺動リング101と、付勢部材102と、シールリング103と、ホルダ104と、を有している。
図4に示すように、摺動リング101は、ラジエータ流出口41b内に挿入されている。ケース径方向において、摺動リング101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101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。
図4に示すように、摺動リング101は、ラジエータ流出口41b内に挿入されている。ケース径方向において、摺動リング101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101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103は、摺動リング101に外嵌されている。シールリング103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102は、摺動リング101のケース径方向における外側端面と、ラジエータジョイント42と、の間に介在している。付勢部材102は、摺動リング101をケース径方向の内側に向けて(弁筒部82に向けて)付勢している。
ホルダ104は、ケース径方向におけるシールリング103の外側であって、シールリング103の外周面と、ラジエータ流出口41bの内周面と、の間に配置されている。ホルダ104は、シールリング103のケース径方向における外側への移動を規制する。
付勢部材102は、摺動リング101のケース径方向における外側端面と、ラジエータジョイント42と、の間に介在している。付勢部材102は、摺動リング101をケース径方向の内側に向けて(弁筒部82に向けて)付勢している。
ホルダ104は、ケース径方向におけるシールリング103の外側であって、シールリング103の外周面と、ラジエータ流出口41bの内周面と、の間に配置されている。ホルダ104は、シールリング103のケース径方向における外側への移動を規制する。
なお、図3に示すように、上述した暖機流出口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100と同様の構成からなるシール機構100が設けられている。本実施形態では、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100は、ラジエータ流出口41b内に設けられたシール機構100と同様の符号を付して説明を省略する。
<制御装置>
図1に示すように、本実施形態の冷却システム1は、制御装置1000によって制御バルブ8(ロータ22)の動作を制御することで、流通路91内と各流出口41b,56a,66aとの連通及び遮断が切り替えられる。なお、以下の説明では、各流出口41b,56a,66aや各連通口95〜97を区別する必要がない場合は、符号を付さずに単に流出口、連通口という場合がある。
図1に示すように、本実施形態の冷却システム1は、制御装置1000によって制御バルブ8(ロータ22)の動作を制御することで、流通路91内と各流出口41b,56a,66aとの連通及び遮断が切り替えられる。なお、以下の説明では、各流出口41b,56a,66aや各連通口95〜97を区別する必要がない場合は、符号を付さずに単に流出口、連通口という場合がある。
制御バルブ8には、制御装置1000から制御信号1100が入力される。制御信号1100は、制御バルブ8の動作を制御するための信号である。制御バルブ8は、制御装置1000から入力された制御信号1100に従って各流出口の開度(流出口における連通口との連通面積)を変更する。流出口の開度は、流出口の開口面積の上限(最大開口面積)に対する開口の度合いを表す。流出口の開度は、最大開口面積を100%とした場合の開口面積の割合(百分率)で表してもよい。
制御装置1000には、冷却水の水温を示す冷却水温信号1110が入力される。冷却水の水温は、メイン流路10上であって冷却水がエンジン2を通過した場所に設けられた水温センサ(図示せず)によって計測される。冷却水温信号1110は、水温センサが計測した冷却水の水温を示す。
制御装置1000には、エンジン2のエンジン運転状態を示すエンジン運転状態信号1120が入力される。エンジン運転状態信号1120としては、エンジン2の回転速度を示す信号やエンジン2の負荷を示す信号、エンジン2のスロットル開度を示す信号及びエンジン2の吸気温度を示す信号等がある。
図6は、制御装置1000のブロック図である。
図6に示される制御装置1000は、開度スケジュールデータ格納部1001と、開度制御部1002と、規定値設定部1003と、を備える。
図6に示される制御装置1000は、開度スケジュールデータ格納部1001と、開度制御部1002と、規定値設定部1003と、を備える。
開度スケジュールデータ格納部1001は、開度スケジュールを示す開度スケジュールデータを格納する。開度スケジュールは、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度のスケジュールである。開度スケジュールは、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を定めたモードとして、少なくともヒータカットモードとヒータ通水モードと全閉モードと切替モードとを備える。
ヒータカットモードは、空調流出口66aを閉じた状態でラジエータ流出口41bを開けるモードである。ヒータ通水モードは、空調流出口66aを開けた状態でラジエータ流出口41bを開けるモードである。全閉モードは、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bと空調流出口66aとを全て閉じるモードである。切替モードは、ラジエータ流出口41b及び暖機流出口56aを開けた状態で、空調流出口66aの開閉を切り替えるモードである。
図7を参照して開度スケジュールの一例を説明する。図7は、開度スケジュールの一例を示す図である。
図7の横軸は制御バルブ8の動作範囲を示す。図7の縦軸は、各流出口の開度(0%から100%まで)を示す。図7の(a)には、暖機流出口56aの開度が示されている。図7の(b)には、空調流出口66aの開度が示されている。図7の(c)には、ラジエータ流出口41bの開度が示されている。
図7の横軸は制御バルブ8の動作範囲を示す。図7の縦軸は、各流出口の開度(0%から100%まで)を示す。図7の(a)には、暖機流出口56aの開度が示されている。図7の(b)には、空調流出口66aの開度が示されている。図7の(c)には、ラジエータ流出口41bの開度が示されている。
制御バルブ8の動作範囲は、9個の領域A,B,C,D,E,F,G,H,Iに区分されている。図7中の隣り合う領域間では、相互に領域を移行できる。本実施形態のロータ22は、回転センサによってモータの回転量を検出することで、正転方向及び逆転方向の双方向に360°回転可能に構成されている。
全閉モードは領域Aのみで構成される。領域Aでは、暖機流出口56aと空調流出口66aとラジエータ流出口41bとの全ての開度が0%になる。
ヒータ通水モードは、4個の領域B,C,D,Eから構成される。領域Bでは、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bの開度が0%のままで、空調流出口66aの開度が0%から100%までの範囲で変化する。領域Cでは、ラジエータ流出口41bの開度が0%且つ空調流出口66aの開度が100%のままで、暖機流出口56aの開度が0%から100%までの範囲で変化する。領域Dでは、空調流出口66aの開度が100%のままで、暖機流出口56aの開度が100%から0%までの範囲で変化し、ラジエータ流出口41bの開度が0%から約80%までの範囲で変化する。領域Eでは、空調流出口66aの開度が100%のままで、暖機流出口56aの開度が0%から100%までの範囲で変化し、ラジエータ流出口41bの開度が約80%から100%までの範囲で変化する。
ヒータ通水モードは、4個の領域B,C,D,Eから構成される。領域Bでは、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bの開度が0%のままで、空調流出口66aの開度が0%から100%までの範囲で変化する。領域Cでは、ラジエータ流出口41bの開度が0%且つ空調流出口66aの開度が100%のままで、暖機流出口56aの開度が0%から100%までの範囲で変化する。領域Dでは、空調流出口66aの開度が100%のままで、暖機流出口56aの開度が100%から0%までの範囲で変化し、ラジエータ流出口41bの開度が0%から約80%までの範囲で変化する。領域Eでは、空調流出口66aの開度が100%のままで、暖機流出口56aの開度が0%から100%までの範囲で変化し、ラジエータ流出口41bの開度が約80%から100%までの範囲で変化する。
切替モードは、領域Iのみで構成される。領域Iでは、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bの開度が100%のままで、空調流出口66aの開度が100%から0%までの範囲で変化する。
ヒータカットモードは、3個の領域H,G,Fから構成される。領域Hでは、空調流出口66aの開度が0%のままで、暖機流出口56aの開度が100%から0%までの範囲で変化し、ラジエータ流出口41bの開度が100%から約80%までの範囲で変化する。領域Gでは、空調流出口66aの開度が0%のままで、暖機流出口56aの開度が0%から100%までの範囲で変化し、ラジエータ流出口41bの開度が約80%から0%までの範囲で変化する。領域Fでは、空調流出口66aとラジエータ流出口41bの開度が0%のままで、暖機流出口56aの開度が100%から0%までの範囲で変化する。
説明を図6に戻す。
開度制御部1002は、開度スケジュールデータ格納部1001に格納されている開度スケジュールデータが示す開度スケジュールを使用して、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を制御する。開度制御部1002は、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を指示する制御信号1100を生成する。制御信号1100が制御装置1000から制御バルブ8に入力されることによって、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度が制御される。
開度制御部1002は、開度スケジュールデータ格納部1001に格納されている開度スケジュールデータが示す開度スケジュールを使用して、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を制御する。開度制御部1002は、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を指示する制御信号1100を生成する。制御信号1100が制御装置1000から制御バルブ8に入力されることによって、制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度が制御される。
開度制御部1002は、冷却水の水温(冷却水温)の規定値と、冷却水温信号1110が示す冷却水温と、に基づいて、ヒータカットモード(第2位置)とヒータ通水モード(第1位置)との切替を、全閉モード(第4位置)を経由して行うか又は切替モード(第3位置)を経由して行うかを判断する。
規定値設定部1003は、冷却水温の規定値を設定する。冷却水温の規定値は、任意に設定できるようにしてもよく、又は、固定的に設定されるようにしてもよい。本実施形態の一例として、規定値設定部1003は、冷却水温の規定値の候補として複数個の候補値を保持する。冷却水温の規定値の候補値として、例えば、85℃、90℃及び95℃の3個の候補値を使用する。各候補値には、当該候補値を適用するエンジン運転状態を定めておく。規定値設定部1003は、各候補値が適用されるエンジン運転状態を示すデータを保持する。規定値設定部1003は、エンジン運転状態信号1120が示すエンジン運転状態に対応する候補値を冷却水温の規定値の設定値として保持する。規定値設定部1003は、エンジン運転状態信号1120が示すエンジン運転状態の変化に応じて、冷却水温の規定値に設定する候補値を変更する。
制御装置1000は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、又は、ECU(Engine Control Unit:エンジンコントロールユニット及びメモリ等により構成され、図6の各部の機能を実現するためのコンピュータプログラムをECUが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
このように、本実施形態の制御バルブ8は、図5、図7に示すように、上述した開度スケジュールを満足させるように、各流出口と、各流出口に対応する連通口と、の位置が設定されている。この場合、例えば領域Iの切替モードにおいて、ラジエータ流出口41b及び流通路91間、暖機流出口56a及び流通路91間、並びに空調流出口66a及び流通路91間がそれぞれ連通するように弁筒部82の各連通口が設定されている。特に、本実施形態では、切替モードにおいて、ロータ22の回転により空調流出口66aの開度が変化する一方で、ラジエータ流出口41bがラジエータ連通口95の全てに重なり、暖機流出口56aが暖機連通口96の全てに重なっている(開度が100%)。
但し、ラジエータ流出口41b及び暖機流出口56aは、切替モードにおいて、少なくともラジエータ流出口41bが流通路91に連通していればよい。また、ラジエータ流出口41b及び暖機流出口56aは、切替モードにおいて、全開状態である必要はなく、少なくとも一部が流通路91に連通していればよい。
但し、ラジエータ流出口41b及び暖機流出口56aは、切替モードにおいて、少なくともラジエータ流出口41bが流通路91に連通していればよい。また、ラジエータ流出口41b及び暖機流出口56aは、切替モードにおいて、全開状態である必要はなく、少なくとも一部が流通路91に連通していればよい。
本実施形態の制御バルブ8は、領域Aの全閉モードにおいて、ラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの全ての流出口と、流通路91と、の連通が遮断されるように弁筒部82の各連通口が設定されている。
[制御バルブの動作方法]
次に、上述した制御バルブ8の動作方法を説明する。
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4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92内に流入する。
次に、上述した制御バルブ8の動作方法を説明する。
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4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92内に流入する。
接続流路92内に流入した冷却水のうち、一部の冷却水はEGR流出口51内に流入する。EGR流出口51内に流入した冷却水は、EGRジョイント52を通ってEGR流路14内に供給される。EGR流路14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、接続流路92内に流入した冷却水のうち、EGR流出口51内に流入しなかった冷却水は、ケース軸方向の第2側から流通路91内に流入する。流通路91内に流入した冷却水は、流通路91内をケース軸方向に流通する過程で各流出口に分配される。すなわち、流通路91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11〜13に分配される。
制御バルブ8において、流出口と連通口との開度スケジュールを切り替えるには、ロータ22を軸線O1回りに回転させる。これにより、ロータ22の回転位置に応じて流出口と連通口との連通及び遮断が切り替えられる。
[制御バルブの制御方法]
図8を参照して制御バルブ8の制御方法を説明する。図8は、制御バルブ8の制御方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、開度スケジュールとして、図7に示される開度スケジュールを例にして制御バルブ8の制御方法を説明する。
図8を参照して制御バルブ8の制御方法を説明する。図8は、制御バルブ8の制御方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、開度スケジュールとして、図7に示される開度スケジュールを例にして制御バルブ8の制御方法を説明する。
(ステップS1) 制御装置1000は暖房要求の有無を判断する。暖房要求の有無を示す信号は、冷却システム1が搭載された車両の操作部(図示せず)から制御装置1000に入力される。暖房要求がある場合にはステップS2に進み、そうではない場合にはステップS9に進む。
(ステップS2) 開度制御部1002は、ヒータ通水モードを選択する。
(ステップS3) 開度制御部1002は、図7に示される開度スケジュールの5個の領域A,B,C,D,Eの範囲内で制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を変更し、冷却水温を所定の範囲内に収める制御を行う。なお、図8の例では、ヒータ通水モードを選択した場合、ヒータ通水モードと全閉モードを使用している。
(ステップS4) 制御装置1000は暖房要求の有無を判断する。暖房要求がある場合にはステップS3に戻り、そうではない場合にはステップS5に進む。
(ステップS5) 規定値設定部1003は、エンジン運転状態信号1120が示すエンジン運転状態に対応する冷却水温の規定値を設定する。
(ステップS6) 開度制御部1002は、冷却水温の規定値と、冷却水温信号1110が示す冷却水温と、を比較する。この比較の結果、冷却水温信号1110が示す冷却水温が規定値以下である場合にはステップS7に進み、そうではない場合にはステップS8に進む。
(ステップS7) 開度制御部1002は、ヒータ通水モードの領域Bから全閉モードの領域Aを経由してヒータカットモードの領域Fへの移行を行う。領域Aを経由する場合、ロータ22が例えば正転方向に回転することで、ラジエータ連通口95がラジエータ流出口41bを通過せず、また暖機連通口96が暖機流出口56aを通過せずに空調流出口66aと空調連通口97との連通が遮断される。したがって、ヒータ通水モードからヒータカットモードへ移行する途中で、一旦、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bと空調流出口66aとが全て閉じられる。このように、冷却水温信号1110が示す冷却水温が規定値以下である場合には、冷却水をラジエータ4に通水しないことにより、冷却水の温度低下を回避してエンジン2の燃費の低下を抑制する効果が得られる。
(ステップS8) 開度制御部1002は、ヒータ通水モードの領域Eから切替モードの領域Iを経由してヒータカットモードの領域Hへの移行を行う。領域Iを経由する場合、ロータ22が例えば逆転方向に回転することで、ラジエータ連通口95を通じてラジエータ流出口41bが流通路91に連通し、また暖機連通口96を通じて暖機流出口56aが流通路91に連通した状態で、空調流出口66aと空調連通口97との連通が遮断される。したがって、ヒータ通水モードからヒータカットモードへ移行する途中で、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bの開度が100%のままで、空調流出口66aの開度が100%から0%へ変更される。このように、冷却水温信号1110が示す冷却水温が規定値を超過である場合には、冷却水をラジエータ4に通水することにより冷却水の沸騰を抑制しながら、迅速に、ヒータ通水モードからヒータカットモードへ移行することができる。
(ステップS9) 開度制御部1002は、ヒータカットモードを選択する。
(ステップS10) 開度制御部1002は、図7に示される開度スケジュールの4個の領域A,F,G,Hの範囲内で制御バルブ8のラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの開度を変更し、冷却水温を所定の範囲内に収める制御を行う。なお、図8の例では、ヒータカットモードを選択した場合、ヒータカットモードと全閉モードを使用している。
(ステップS11) 制御装置1000は暖房要求の有無を判断する。暖房要求がある場合にはステップS12に進み、そうではない場合にはステップS10に戻る。
(ステップS12) 規定値設定部1003は、エンジン運転状態信号1120が示すエンジン運転状態に対応する冷却水温の規定値を設定する。
(ステップS13) 開度制御部1002は、冷却水温の規定値と、冷却水温信号1110が示す冷却水温とを比較する。この比較の結果、冷却水温信号1110が示す冷却水温が規定値以下である場合にはステップS14に進み、そうではない場合にはステップS15に進む。
(ステップS14) 開度制御部1002は、ヒータカットモードの領域Fから全閉モードの領域Aを経由してヒータ通水モードの領域Bへの移行を行う。したがって、ヒータカットモードからヒータ通水モードへ移行する途中で、一旦、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bと空調流出口66aとが全て閉じられる。このように、冷却水温信号1110が示す冷却水温が規定値以下である場合には、冷却水をラジエータ4に通水しないことにより、冷却水の温度低下を回避してエンジン2の燃費の低下を防止する効果が得られる。
(ステップS15) 開度制御部1002は、ヒータカットモードの領域Hから切替モードの領域Iを経由してヒータ通水モードの領域Eへの移行を行う。したがって、ヒータカットモードからヒータ通水モードへ移行する途中で、暖機流出口56aとラジエータ流出口41bの開度が100%のままで、空調流出口66aの開度が0%から100%へ変更される。このように、冷却水温信号1110が示す冷却水温が規定値を超過である場合には、冷却水をラジエータ4に通水することにより冷却水の沸騰を防ぎながら、迅速に、ヒータカットモードからヒータ通水モードへ移行することができる。これにより、冷却水温が規定値を超過の場合に利用者が暖房を要求する操作を行っても、迅速に、ヒータコアにより暖房を開始することができるので、利用者の便宜の向上に貢献できる。
このように、本実施形態では、切替モードにおいて、ラジエータ流出口41bと流通路91とが連通するとともに、空調流出口66aと流通路91とが連通するように弁筒部82の各連通口95,97が設定されている構成とした。
この構成によれば、ヒータ通水モードとヒータカットモードとの間を移行する際に、ラジエータ4に冷却水を流通させることができる。これにより、冷却水温が規定値よりも高い場合に、冷却水の沸騰を抑制しながら、迅速にヒータ通水モードとヒータカットモードとの切替を行うことができる。これにより、ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮することができる。
この構成によれば、ヒータ通水モードとヒータカットモードとの間を移行する際に、ラジエータ4に冷却水を流通させることができる。これにより、冷却水温が規定値よりも高い場合に、冷却水の沸騰を抑制しながら、迅速にヒータ通水モードとヒータカットモードとの切替を行うことができる。これにより、ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮することができる。
本実施形態では、全閉モードにおいて、ラジエータ流出口41b、暖機流出口56a及び空調流出口66aの全ての流出口と、流通路91と、の連通が遮断されるように弁筒部82の各連通口95〜97が設定されている構成とした。
この構成によれば、ヒータ通水モードとヒータカットモードとの間を移行する際に、ラジエータ4に冷却水を流通させないようにすることができる。これにより、冷却水温が規定値以下である場合に、冷却水の温度低下を回避できるので、エンジン2の高水温制御を維持し易くなり、エンジン2の燃費の低下を抑制できる。
しかも、本実施形態では、ヒータ通水モードとヒータカットモードの移行時において、ロータ22の正逆回転を切り替えることで、全閉モード及び切替モードを選択できる。これにより、全閉モード及び切替モードの何れかのみを通過させてヒータ通水モードとヒータカットモードとの切替を行うことができる。
この構成によれば、ヒータ通水モードとヒータカットモードとの間を移行する際に、ラジエータ4に冷却水を流通させないようにすることができる。これにより、冷却水温が規定値以下である場合に、冷却水の温度低下を回避できるので、エンジン2の高水温制御を維持し易くなり、エンジン2の燃費の低下を抑制できる。
しかも、本実施形態では、ヒータ通水モードとヒータカットモードの移行時において、ロータ22の正逆回転を切り替えることで、全閉モード及び切替モードを選択できる。これにより、全閉モード及び切替モードの何れかのみを通過させてヒータ通水モードとヒータカットモードとの切替を行うことができる。
本実施形態では、切替モードにおいて、暖機流出口56aと流通路91とが連通するとともに、空調流出口66aと流通路91とが連通するように、弁筒部82の各連通口96,97が設定されている構成とした。
この構成によれば、ラジエータ流出口41bに加えて暖機流出口56aが流通路91に連通する。そのため、切替モードにおいて、ヒートエクスチェンジャ5をオイルウォーマとして利用することで、冷却水の温度を低下させることができる。これにより、ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮することができる。
この構成によれば、ラジエータ流出口41bに加えて暖機流出口56aが流通路91に連通する。そのため、切替モードにおいて、ヒートエクスチェンジャ5をオイルウォーマとして利用することで、冷却水の温度を低下させることができる。これにより、ヒータカットモードとヒータ通水モードとの切替にかかる時間を短縮することができる。
本実施形態では、ラジエータ流出口41b及び暖機流出口56aが、切替モードにおいて、全開状態である構成とした。
この構成によれば、ラジエータ4やヒートエクスチェンジャ5に多くの冷却水を流通させることができる。これにより、冷却水の温度を速やかに低下させることができる。
この構成によれば、ラジエータ4やヒートエクスチェンジャ5に多くの冷却水を流通させることができる。これにより、冷却水の温度を速やかに低下させることができる。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
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、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14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ラジエータ流路11及び暖機流路12に分配する構成であれば構わない。
上述した実施形態では、ラジエータ流出口41b及び空調流出口66aを長孔に形成した場合について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、切替モードにおいて、ラジエータ流出口41bが流通路91に連通し、空調流出口66aが流通路91に連通していれば各流出口の形状やレイアウト等は適宜変更が可能である。
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、暖機流路12、空調流路13及びEGR流路14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ラジエータ流路11及び暖機流路12に分配する構成であれば構わない。
上述した実施形態では、ラジエータ流出口41b及び空調流出口66aを長孔に形成した場合について説明したが、この構成のみに限られない。すなわち、切替モードにおいて、ラジエータ流出口41bが流通路91に連通し、空調流出口66aが流通路91に連通していれば各流出口の形状やレイアウト等は適宜変更が可能である。
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をそれぞれケース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をそれぞれケース軸方向に貫通していても構わない。
上述した実施形態では、本発明に係る弁(ロータ22)が軸線O1回りに回転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。例えば、弁はケース軸方向に移動する構成であってもよい。
上述した実施形態では、ロータ22(弁筒部82)及びケーシング21(周壁部31)をそれぞれ円筒状(ケース軸方向の全体に亘って一様な径)に形成した場合について説明したが、この構成に限られない。すなわち、弁筒部82が周壁部31内を回転可能な構成であれば、弁筒部82の外径及び周壁部31の内径をケース軸方向で変化させてもよい。この場合、弁筒部82及び周壁部31は、例えば球状(ケース軸方向の中央部から両端部に向かうに従い径が縮小する形状)や、鞍型(ケース軸方向の中央部から両端部に向かうに従い径が拡大する形状)や、球状や鞍型がケース軸方向に複数連なった形状等の三次曲面を有する形状や、テーパ状(ケース軸方向の第1側から第2側にかけて漸次径が変化する形状)や、階段状(ケース軸方向の第1側から第2側にかけて段々と径が変化する形状)等、種々の形状を採用することが可能である。
上述した実施形態では、本発明に係るロータ22として、軸方向の両側に開口部を有する弁筒部82を例にして説明したが、この構成のみに限られない。ロータ22は、ケーシング21内で回転可能とされ、かつ内外を連通させる弁孔が形成された構成であれば、ケース軸方向の少なくとも一方が閉塞された中空回転体としてもよい。この場合、中空回転体は、球状や半球状等を採用することが可能である。
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。
4…ラジエータ(第1熱交換器)
5…ヒートエクスチェンジャ(第2熱交換器)
6…ヒータコア
8…制御バルブ
21…ケーシング
22…ロータ(弁)
41b…ラジエータ流出口(第2流出口)
56a…暖機流出口(第3流出口)
66a…空調流出口(第1流出口)
95…ラジエータ連通口(第2連通口)
96…暖機連通口(第3連通口)
97…空調連通口(第1連通口)
5…ヒートエクスチェンジャ(第2熱交換器)
6…ヒータコア
8…制御バルブ
21…ケーシング
22…ロータ(弁)
41b…ラジエータ流出口(第2流出口)
56a…暖機流出口(第3流出口)
66a…空調流出口(第1流出口)
95…ラジエータ連通口(第2連通口)
96…暖機連通口(第3連通口)
97…空調連通口(第1連通口)
Claims (4)
- 流体が流入する流入口、空調装置のヒータコアに流体を流出させる第1流出口、及び流体を冷却する第1熱交換器に流体を流出させる第2流出口を少なくとも有するケーシングと、
前記ケーシング内で移動可能に収容され、前記第1流出口及び前記第2流出口を通じた前記ケーシングの内外の連通及び遮断を切り替える弁と、を備え、
前記弁には、前記第1流出口に連通可能な第1連通口及び前記第2流出口に連通可能な第2連通口が形成され、
前記弁は、
前記第1連通口を通じて前記第1流出口と前記ケーシング内とが連通する第1位置と、
前記第1連通口を通じた前記第1流出口と前記ケーシング内との連通が遮断される第2位置と、
前記弁が前記第1位置と前記第2位置との間を移行する過程で、前記第1流出口における前記第1連通口との連通面積が変化する第3位置と、に移動可能に構成され、
前記第3位置では、前記第2連通口を通じて前記第2流出口と前記ケーシング内とが連通する制御バルブ。 - 前記ケーシングは、筒状に形成され、
前記弁は、前記ケーシングと同軸に配置された筒状に形成されるとともに、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構成され、
前記弁は、前記第1位置から前記第2位置に移行する過程で、回転方向の一方に回転した際に前記第3位置を通過し、前記回転方向の他方に回転した際に前記第1流出口における前記第1連通口との連通面積が変化する第4位置を通過し、
前記第4位置では、前記第2連通口を通じた前記第2流出口と前記ケーシング内との連通が遮断される請求項1に記載の制御バルブ。 - 前記ケーシングには、第2熱交換器に流体を流出させる第3流出口が形成され、
前記弁には、前記第3流出口に連通可能な第3連通口が形成され、
前記第3位置において、前記第3連通口を通じて前記第3流出口と前記ケーシング内とが連通する請求項1又は請求項2に記載の制御バルブ。 - 前記第2流出口及び前記第2連通口は、前記第3位置において全開状態である請求項1から請求項3の何れか1項に記載の制御バルブ。
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