JP7344663B2 - 制御バルブ - Google Patents

Description

本発明は、車両用冷却水の流路切換等に用いられる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気流路等が併設されることがある。この種の冷却システムでは、流路の分岐部に制御バルブが介装され、その制御バルブによって適宜流路が切り換えられる。制御バルブとしては、ケーシング内に円筒状の弁体が回転可能に配置され、弁体の回転位置に応じて任意の流路が開閉されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の制御バルブは、ケーシングに、冷却水等の液体が流入する流入口と、その流入した液体を外部に流出させる複数の流出口が設けられている。弁体の周壁には、内外を連通する弁孔が複数の流出口と対応して複数形成されている。各流出口には、略円筒状のシール筒部材の一端部側が摺動自在に保持されている。各シール筒部材の一端部は対応する流出口の下流側に連通している。また、各シール筒部材の他端部には、弁体の外周面に摺動自在に当接する弁摺接面が設けられている。各シール筒部材の弁摺接面は、弁体の対応する弁孔の回転経路とラップする位置において、弁体の外周面に摺接する。

上記制御バルブの弁体は、シール筒部材が対応する弁孔と連通する位置にあるときには、弁体の内側領域から対応する流出口への液体の流出を許容し、シール筒部材が対応する弁孔と連通しない位置にあるときには、弁体の内側領域から対応する流出口への液体の流出を遮断する。なお、弁体は、電動モータ等のアクチュエータによって回転位置を操作される。

この種の制御バルブは、弁体の回転によってシール筒部材と弁孔の連通状態（連通と非連通）が切り換えられる。そして、弁体の回転による連通状態の切り換えが急激に行われると、流出口を流れる液体の流量が急激に変化し、流出口側の圧力変動が大きくなり易い。この対策として、シール筒部材が弁孔と連通を開始する連通開始初期等に、弁孔側からの液体の流入量を漸増させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献２に記載の制御バルブは、弁体の周壁部の弁孔の縁部のうちの、弁体の回転方向の前方側に、周壁部を貫通するスリットが形成されている。スリットは、弁孔から弁体の回転方向に沿って延び、シール筒部材が弁孔と直接連通する前段階で、弁体の内側領域の液体を、スリットを通してシール筒部材に誘導する。

特開２０１７－３０６４号公報 特開２０１６－１３８４５２号公報

特許文献２に記載の制御バルブは、弁孔に対するシール筒部材の連通開始初期に、弁体の周壁部を貫通するスリットによってシール筒部材に流入する液体の流量を漸増させる構成とされている。このため、連通開始初期の流量増加をより緩やかにしようとすると、スリットの間隔を狭めざるを得ない。しかし、スリットの間隔を狭めると、液体中に混入しているコンタミがスリット内に噛み込み易くなり、所期の性能を長期にわたって維持することが難しくなる。

そこで本発明は、シール筒部材と弁孔の連通状態の切り換え時における流出口での緩やかな流量変化特性を長期にわたって維持することができる制御バルブを提供しようとするものである。

本発明に係る制御バルブは、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
すなわち、本発明に係る制御バルブは、外部から液体が流入する流入口、及び、内部に流入した液体を外部に流出させる流出口を有するケーシングと、前記ケーシングの内部に軸線を中心に回転可能に配置され、内外を連通する弁孔が形成された円筒状の周壁部を有する弁体と、軸方向の一端部が、前記流出口の下流側に連通するとともに、軸方向の他端部に、前記弁体の前記弁孔の回転経路と少なくとも一部がラップする位置で前記周壁部の外周面に摺動自在に当接する弁摺接面が設けられたシール筒部材と、を備えた制御バルブにおいて、前記周壁部の前記弁孔の縁部のうちの、前記弁体の回転方向の前方側と後方側の少なくともいずれか一方に、前記周壁部の外周面に対して窪み、かつ一端部が前記弁孔に連なる底面を有する流量制御溝が設けられ、前記流量制御溝の前記底面は、正面視が略矩形状に形成されるとともに、前記弁孔に近づくほど深さが深くなっており、さらに、前記底面は、前記弁体の前記軸線と平行な直線状の第１端辺を有し、該第１端辺は、前記周壁部の前記外周面との境界部とされていることを特徴とする。

上記の構成により、シール筒部材の軸方向の他端部が弁体の周壁部の外周面に閉塞されると、弁体の内側から流出口への液体の流出が遮断される。この状態から弁体が回転して、シール筒部材の軸方向の他端部が弁体の弁孔に連通する（ラップする）と、弁体の内側から流出口に液体が流出する。
弁孔の縁部のうちの、弁体の回転方向の前方側に流量制御溝が設けられている場合には、弁体の回転に伴って、シール筒部材の内部通路が弁孔と直接連通する前に流量制御溝がシール筒部材の内部通路と次第にラップする。これにより、弁体の内側の液体が弁孔と流量制御溝を通して流出口に流出する。このとき、流量制御溝とシール筒部材のラップが開始すると、そのラップの量の増大に応じて弁体の内側から流出口への液体の流出量が漸増する。この結果、流出口に多量の液体が急激に流れ込むことによる流出口側の急激な圧力変動が抑制される。
また、弁孔の縁部のうちの、弁体の回転方向の後方側に流量制御溝が設けられている場合には、弁体の回転に伴って、弁孔とシール筒部材（の内部通路）が直接連通した状態からその連通が遮断されると、流量制御溝のみがシール筒部材（の内部通路）とラップするようになる。このとき、弁体の内部の液体は弁孔と流量制御溝を経由して流出口に流出する。流量制御溝とシール筒部材（の内部通路）のラップ量は、弁体の回転に伴って次第に漸減し、流出口への液体の流出量もそれに伴って漸減する。この結果、流出口への液体の流れ込みが急激に停止することによる流出口側の急激な圧力変動が抑制される。
本発明に係る制御バルブの場合、シール筒部材と弁孔の連通状態の切り換え時に、底面を有する流量制御溝によって液体の流量を緩やかに変化させることができるため、流量制御溝の溝幅をある程度広げても微小な流量制御を行うことができる。したがって、液体に混入しているコンタミが流量制御溝に噛み込むのを防止することができる。

前記流量制御溝は、前記弁孔に向かって開口面積が増大するように、前記周壁部の外周面に対して前記底面を傾斜させても良い。

この場合、流量制御溝とシール筒部材（の内部通路）のラップ量の変化に応じて、流出口への液体の流量を滑らかに増減変化させることが可能になる。

制御バルブは、前記弁体の前記弁孔と、前記弁孔に対応する前記シール筒部材がそれぞれ複数設けられ、前記流量制御溝は、すべての前記シール筒部材が前記弁体の周壁部によって非連通にされている状態から、対応する前記シール筒部材と最初に連通する前記弁孔の連通開始側の縁部に設けられるようにしても良い。

すべてのシール筒部材が弁体の周壁部によって非連通にされている状態から、一つのシール筒部材が最初に弁孔に連通すると、その弁孔を通してケーシング内の液体が流出口に勢い良く流れ込み易くなる。しかし、本形態の制御バルブでは、最初に連通する弁孔の連通開始側の縁部に、底面を有する流量制御溝が設けられているため、連通開始時における流出口への液体の流入を緩やかにし、急激な圧力変動を抑制することができる。

制御バルブは、前記弁体の前記弁孔と、前記弁孔に対応する前記シール筒部材がそれぞれ複数設けられ、前記流量制御溝は、一つの前記シール筒部材を残して残余の前記シール筒部材が前記弁体の周壁部によって非連通にされている状態から、一つの前記シール筒部材を最後に非連通にする前記弁孔の連通終了側の縁部に設けられるようにしても良い。

残余のシール筒部材が非連通にされた状態から、最後の一つのシール筒部材が非連通にされると、最後の一つのシール筒部材を通して流出口に勢い良く流れ込んでいた液体の流れが急激に停止することになり易い。本形態の制御バルブでは、シール筒部材を最後に非連通にする弁孔の連通終了側の縁部に、底面を有する流量制御溝が設けられているため、連通終了時における流出口への液体の流入停止を緩やかにし、急激な圧力変動を抑制することができる。

本発明に係る制御バルブは、周壁部の弁孔の縁部のうちの、弁体の回転方向の前方側と後方側の少なくともいずれか一方に、周壁部の外周面に対して窪み、かつ一端部が弁孔に連なる底面を有する流量制御溝が設けられている。このため、流量制御溝の機能によってシール筒部材の連通開始時や連通終了時における流出口での急激な流量変化を抑制することができる。そして、本発明に係る制御バルブで採用する流量制御溝は、周壁部の外周面に対して窪み、かつ一端部が弁孔に連なる底面を有するため、溝幅を極端に狭めることなく、シール筒部材の連通開始時や連通終了時における流出口での急激な流量変化を抑制することができる。
したがって、本発明によれば、コンタミの噛み込み等によって所期の性能が低下するのを防止しつつ、シール筒部材と弁孔の連通状態の切り換え時における流出口での緩やかな流量変化特性を長期にわたって維持することができる。

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。 図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 図２のＶ－Ｖ線に沿う拡大図である。 図５のＶＩ部拡大図である。 実施形態の弁体の一部とシール筒部材を示す斜視図である。 図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図８のＩＸ部拡大図である。 弁体が回転した状態を示す図８と同様の断面図である。 図１０のＸＩ部拡大図である。 実施形態の弁体の周壁部の模式的な展開図である。 実施形態の弁体の回転制御による各流出口の流量変化の様子を示す図である。

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、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）、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（液体）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。

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＞
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（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のケース周壁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のケース周壁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のケース周壁３１には、複数の取付片３３が形成されている。各取付片３３は、ケース周壁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、ケース周壁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、ケース周壁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４１ｂ（流出口）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、ラジエータ流出口４１ｂ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。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。

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。本実施形態において、ＥＧＲ流出口５１は、フェール開口４１ａの開口方向（ケース径方向）に交差（直交）している。また、ＥＧＲ流出口５１は、ケース軸方向から見た正面視において、サーモスタット４５に少なくとも一部が重なり合っている。

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、ケース軸方向の第２側に向かうに従いケース径方向の外側に延びる管状に形成され、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。

図３に示すように、ケース周壁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５６ａ（流出口）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、暖機流出口５６ａ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，図３に示すように、ケース周壁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６６ａ（流出口）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、空調流出口６６ａ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、制御基板等がユニットケース内に収納されている。

＜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、円筒状に形成され、ケーシング２１の内部において、ケーシング２１の軸線Ｏ１と同軸に配置されている。弁体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、弁体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、軸線Ｏ１と同軸に延在している。

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（大気開放部）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（第１軸受）７８に回転可能に支持されている。具体的に、底壁部３２には、ケース軸方向の第２側に向けて第１軸収容壁７９が形成されている。第１軸収容壁７９は、上述した貫通孔３２ａを取り囲んでいる。第１軸収容壁７９の内側には、上述した第１ブッシュ７８が嵌合されている。

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、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（第２軸受）８４に回転可能に支持されている。具体的に、蓋体２６には、ケース軸方向の第１側に向けて第２軸収容壁８６が形成されている。第２軸収容壁８６は、上述したＥＧＲ流出口５１よりもケース径方向の内側で、軸線Ｏ１を取り囲んでいる。第２軸収容壁８６の内側には、上述した第２ブッシュ８４が嵌合されている。

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を囲繞する周壁部８２と、外側軸部８１と周壁部８２を連結するスポーク部８３と、を有している。

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によって弁体２２の回転軸８５を構成している。

上述した第１軸収容壁７９内において、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。第１リップシール８７は、第１軸収容壁７９の内周面と回転軸８５（外側軸部８１）の外周面との間をシールする。第１軸収容壁７９内において、第１リップシール８７よりもケース軸方向の第１側に位置する部分は、貫通孔３２ａを通じて大気に開放されている。

一方、上述した第２軸収容壁８６内において、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。第２リップシール８８は、第２軸収容壁８６の内周面と回転軸８５（外側軸部８１）の外周面との間をシールする。蓋体２６には、蓋体２６をケース軸方向に貫通する貫通孔（大気開放部）９８が形成されている。

弁体２２の周壁部８２は、軸線Ｏ１と同軸に配置されている。周壁部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、周壁部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。周壁部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、周壁部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。なお、周壁部８２の外周面と、ケース周壁３１の内周面と、の間には、ケース径方向に隙間Ｃ２が設けられている。

周壁部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、周壁部８２をケース径方向に貫通する弁孔９５が形成されている。弁孔９５は、ケース径方向から見てラジエータ流出口４１ｂに挿入されたシール筒部材１３１と少なくとも一部が重なり合う場合に、弁孔９５を通じて周壁部８２内（流通路９１）とラジエータ流出口４１ｂとを連通させる。

周壁部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、周壁部８２をケース径方向に貫通する別の弁孔９６が形成されている。弁孔９６は、ケース径方向から見て暖機流出口５６ａに挿入されたシール筒部材１３１と少なくとも一部が重なり合う場合に、弁孔９６を通じて周壁部８２内（流通路９１）と暖機流出口５６ａとを連通させる。

周壁部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、周壁部８２をケース径方向に貫通するさらに別の弁孔９７が形成されている。弁孔９７は、ケース径方向から見て空調流出口６６ａに挿入されたシール筒部材１３１と少なくとも一部が重なり合う場合に、弁孔９７を通じて周壁部８２内（流通路９１）と空調流出口６６ａとを連通させる。
なお、周壁部８２に形成された空調流路用の弁孔９７と暖気流路用の弁孔９６の周縁部の詳細構造については後に説明する。

弁体２２は、軸線Ｏ１回りの回転に伴い、弁孔９５，９６，９７と、これらに対応する各流出口４１ｂ，５６ａ，６６ａとの連通及び遮断を切り替える。なお、弁孔９５，９６，９７と流出口４１ｂ，５６ａ，６６ａの連通パターンは、適宜設定が可能である。

つづいて、暖機ポート５６及び暖機ジョイント６２の接続部分の詳細について説明する。なお、ラジエータポート４１とラジエータジョイント４２との接続部分、及び空調ポート６６と空調ジョイント６８との接続部分については、暖機ポート５６及び暖機ジョイント６２の接続部分と同等の構成であるため、説明を省略する。

図５は、図２のＶ―Ｖ線に相当する拡大断面図である。以下の説明では、暖機流出口５６ａの軸線Ｏ２に沿う方向をポート軸方向（第１方向）という場合がある。この場合、ポート軸方向において、暖機ポート５６に対して軸線Ｏ１に向かう方向を内側といい、暖機ポート５６に対して軸線Ｏ１から離間する方向を外側という。また、軸線Ｏ２に直交する方向をポート径方向（第２方向）といい、軸線Ｏ２回りの方向をポート周方向という場合がある。
図５に示すように、暖機ポート５６は、ポート軸方向に延びるシール筒部１０１と、シール筒部１０１からポート径方向の外側に張り出すポートフランジ部１０２と、を有している。シール筒部１０１の内側は、上述した暖機流出口５６ａ（流出口）を構成している。本実施形態において、シール筒部１０１の内径は、ポート軸方向の外側端部を除く領域で一様に設定されている。

ポートフランジ部１０２の外周部分には、ポート軸方向の外側に突出する囲繞壁１０５が形成されている。囲繞壁１０５は、ポートフランジ部１０２の全周に亘って形成されている。ポートフランジ部１０２において、囲繞壁１０５に対してポート径方向の内側に位置する部分には、ポート軸方向の外側に突出するポート接合部１０６が形成されている。ポート接合部１０６は、ポートフランジ部１０２の全周に亘って形成されている。

暖機ジョイント６２は、軸線Ｏ２と同軸に配置されたジョイント筒部１１０と、ジョイント筒部１１０におけるポート軸方向の内側端部からポート径方向の外側に張り出すジョイントフランジ部１１１と、を有している。

ジョイントフランジ部１１１は、外径がポートフランジ部１０２と同等で、かつ内径がシール筒部１０１の外径よりも大きい環状に形成されている。ジョイントフランジ部１１１の内周部分には、ポート軸方向の内側に突出するジョイント接合部１１３が形成されている。ジョイント接合部１１３は、ポート接合部１０６にポート軸方向で対向している。暖機ポート５６及び暖機ジョイント６２は、ポート接合部１０６とジョイント接合部１１３との対向面同士が振動溶着されることで、互いに接合されている。

ジョイント筒部１１０は、ジョイントフランジ部１１１の内周縁からポート軸方向の外側に延在している。ジョイント筒部１１０は、ポート軸方向の外側に向かうに従い段階的に縮径する多段筒状に形成されている。具体的には、ジョイント筒部１１０は、大径部１２１、中径部１２２及び小径部１２３がポート軸方向の外側に向けて順に連なっている。

大径部１２１は、上述したシール筒部１０１に対してポート径方向の外側に間隔をあけた状態で、シール筒部１０１を囲繞している。中径部１２２は、シール筒部１０１に対してポート軸方向に隙間Ｑ１をあけて対向している。

暖機ポート５６及び暖機ジョイント６２で囲まれた部分には、シール機構１３０が設けられている。シール機構１３０は、シール筒部材１３１と、付勢部材１３２と、シールリング１３３と、ホルダ１３４と、を有している。なお、図３に示すように、上述したラジエータポート４１内及び空調ポート６６内にも、暖機ポート５６内に設けられたシール機構１３０と同様の構成からなるシール機構１３０が設けられている。本実施形態の説明では、ラジエータポート４１内及び空調ポート６６内に設けられたシール機構１３０については、暖機ポート５６内に設けられたシール機構１３０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、シール筒部材１３１は、暖機流出口５６ａ内に挿入されている。シール筒部材１３１は、軸線Ｏ２と同軸に延びる周壁を有している。シール筒部材１３１の周壁は、ポート軸方向の外側に向かうに従い外径が段状に縮径する多段筒状に形成されている。具体的には、シール筒部材１３１の周壁は、ポート軸方向の外側（軸方向の一端側）に位置され、暖機流出口５６ａの下流側に連通する第１筒部１４２と、ポート軸方向の内側（軸方向の他端側）に位置され、第１筒部１４２よりも内径及び外径が大きい第２筒部１４１と、を有している。

シール筒部材１３１は、大径の第２筒部１４１がシール筒部１０１の内周面に摺動可能に挿入されている。第２筒部１４１におけるポート軸方向の内側端面は、弁体２２の周壁部８２の外周面に摺動自在に当接する弁摺接面１４１ａを構成している。なお、本実施形態において、弁摺接面１４１ａは、周壁部８２の外周面の曲率半径に倣って形成された湾曲面とされている。

第１筒部１４２の外周面は、第２筒部１４１の外周面に対して段差面１４３を介して連なっている。段差面１４３は、ポート軸方向の内側に向かうに従いポート径方向の外側に傾斜した後、ポート径方向の外側にさらに延設されている。したがって、小径の第１筒部１４２の外周面と、シール筒部１０１の内周面と、の間には、ポート径方向にシール隙間Ｑ２が設けられている。

第１筒部１４２におけるポート軸方向の外側端面（以下、「座面１４２ａ」という。）は、ポート軸方向と直交する平坦面とされている。第１筒部１４２の座面１４２ａは、ポート軸方向においてシール筒部１０１の外側端面と同等の位置に配置されている。なお、シール筒部材１３１は、暖機ジョイント６２に対してポート径方向及びポート軸方向で離間している。

付勢部材１３２は、シール筒部材１３１の座面１４２ａと、暖機ジョイント６２における小径部１２３のポート軸方向の内側端面と、の間に介在している。付勢部材１３２は、例えばウェーブスプリングである。付勢部材１３２は、シール筒部材１３１をポート軸方向の内側に向けて（周壁部８２に向けて）付勢している。

シールリング１３３は、例えばＹパッキンである。シールリング１３３は、開口部（二股部）をポート軸方向の内側に向けた状態で、シール筒部材１３１の第１筒部１４２に外挿されている。具体的に、シールリング１３３は、上述したシール隙間Ｑ２内に配置された状態で、二股部の各先端部が第１筒部１４２の外周面及びシール筒部１０１の内周面にそれぞれ摺動可能に密接している。なお、シール隙間Ｑ２内において、シールリング１３３に対してポート軸方向の内側領域は、シール筒部１０１の内周面とシール筒部材１３１の第２筒部１４１との隙間を通じてケーシング２１の液圧が導入される。段差面１４３は、ポート軸方向におけるシール筒部材１３１の弁摺接面１４１ａと相反する向きに形成されている。段差面１４３は、ケーシング２１内の冷却水の液圧を受けてポート軸方向の内側に押圧される受圧面を構成している。

図６は、図５のＶＩ部拡大図である。
ここで、シール筒部材１３１において、段差面１４３の面積Ｓ１と、弁摺接面１４１ａの面積Ｓ２とは、以下の式（１），（２）を満たすように設定されている。
Ｓ１＜Ｓ２≦Ｓ１／ｋ …（１）
α≦ｋ＜１ …（２）
ｋ：弁摺接面１４１ａと弁体２２の周壁部８２との間の微少隙間を流れる冷却水の圧力減少定数
α：冷却水の物性によって決まる圧力減少定数の下限値
なお、段差面１４３の面積Ｓ１と弁摺接面１４１ａの面積Ｓ２は、ポート軸方向に投影したときの面積を意味する。

式（２）におけるαは、冷却水の種類や、使用環境（例えば、温度）等によって決まる圧力減少定数の標準値である。例えば、通常使用条件下において、水の場合にはα＝１／２となる。使用する冷却水の物性が変化した場合には、α＝１／３等に変化する。
また、式（２）における圧力減少定数ｋは、弁摺接面１４１ａがポート径方向の外側端縁から内側端縁にかけて均一に周壁部８２に接しているときには、圧力減少定数の標準値であるα（例えば、１／２）となる。但し、シール筒部材１３１の製造誤差や組付け誤差等によって、弁摺接面１４１ａの外周部分と周壁部８２との間の隙間が弁摺接面１４１ａの内周部分に対して僅かに増大することがある。この場合、式（２）における圧力減少定数ｋは、次第にｋ=１に近づくことになる。

本実施形態では、シール筒部材１３１の弁摺接面１４１ａと周壁部８２の外周面との間に、摺動を許容するために微小な隙間があることを前提として、段差面１４３と弁摺接面１４１ａの各面積Ｓ１，Ｓ２の関係が式（１），（２）によって決められている。
すなわち、シール筒部材１３１の段差面１４３には、上述したようにケーシング２１内の冷却水の圧力がそのまま作用する。一方で、弁摺接面１４１ａには、ケーシング２１内の冷却水の圧力がそのまま作用しない。具体的に、冷却水の圧力は、弁摺接面１４１ａと周壁部８２の間の微小な隙間を冷却水がポート径方向の外側端縁から内側端縁に向かって流れるときに圧力減少を伴いつつ作用する。このとき、冷却水の圧力は、ポート径方向の内側に向かって漸減しつつ、シール筒部材１３１をポート軸方向の外側に押し上げようとする。

その結果、シール筒部材１３１の段差面１４３には、段差面１４３の面積Ｓ１にケーシング２１内の圧力Ｐを乗じた力がそのまま作用する。一方、シール筒部材１３１の弁摺接面１４１ａには、弁摺接面１４１ａの面積Ｓ２にケーシング２１内の圧力Ｐと圧力減少定数ｋとを乗じた力が作用する。

本実施形態の制御バルブ８は、式（１）からも明らかなようにｋ×Ｓ２≦Ｓ１が成り立つように面積Ｓ１，Ｓ２が設定されている。このため、Ｐ×ｋ×Ｓ２≦Ｐ×Ｓ１の関係も成り立つ。
したがって、シール筒部材１３１の段差面１４３に作用する押し付け方向の力Ｆ１（Ｆ１＝Ｐ×Ｓ１）は、シール筒部材１３１の弁摺接面１４１ａに作用する浮き上がり方向の力Ｆ２（Ｆ２＝Ｐ×ｋ×Ｓ２）以上に大きくなる。よって、本実施形態の制御バルブ８においては、ケーシング２１内の冷却水の圧力の関係のみによっても、シール筒部材１３１と周壁部８２との間をシールすることができる。

一方、本実施形態では、上述したようにシール筒部材１３１の段差面１４３の面積Ｓ１が弁摺接面１４１ａの面積Ｓ２よりも小さい。そのため、ケーシング２１内の冷却水の圧力が大きくなっても、シール筒部材１３１の弁摺接面１４１ａが過剰な力で周壁部８２に押し付けられるのを抑制できる。したがって、本実施形態の制御バルブ８を採用した場合には、弁体２２を回転駆動する駆動ユニット２３の大型化及び高出力化を回避することができる上、シール筒部材１３１や各ブッシュ７８，８４（図４参照）の早期摩耗を抑制できる。

このように、本実施形態では、シール筒部材１３１に作用するポート軸方向の内側への押し付け力が、シール筒部材１３１に作用するポート軸方向の外側への浮き上がり力を下回らない範囲で、弁摺接面１４１ａの面積Ｓ２が段差面１４３の面積Ｓ１よりも大きく設定されている。そのため、周壁部８２に対するシール筒部材１３１の過剰な力での押し付けを抑制しつつ、シール筒部材１３１と周壁部８２との間をシールできる。

上述したホルダ１３４は、隙間Ｑ１内において、暖機ポート５６及び暖機ジョイント６２に対してポート軸方向に移動可能に構成されている。また、ホルダ１３４は、暖機ポート５６及び暖機ジョイント６２の少なくとも何れかにポート軸方向で離間可能に配置されている。ホルダ１３４は、ホルダ筒部１５１と、ホルダフランジ部１５２と、規制部１５３と、を有している。

ホルダ筒部１５１は、ポート軸方向に延在している。ホルダ筒部１５１は、シール隙間Ｑ２内にポート軸方向の外側から挿入されている。ホルダ筒部１５１におけるポート軸方向の内側端面には、上述したシールリング１３３の底部が当接可能とされている。すなわち、ホルダ筒部１５１は、シールリング１３３のポート軸方向の外側への移動を規制する。

ホルダフランジ部１５２は、ホルダ筒部１５１におけるポート軸方向の外側端部からポート径方向の外側に突設されている。ホルダフランジ部１５２は、シール筒部１０１におけるポート軸方向の外側端面と、中径部１２２におけるポート軸方向の内側端面と、の間の隙間Ｑ１に配置されている。ホルダ１３４のポート軸方向の内側への移動は、シール筒部１０１によって規制され、ホルダ１３４のポート軸方向の外側への移動は、中径部１２２によって規制される。

規制部１５３は、ホルダ筒部１５１の内周部分からポート軸方向の外側に筒状に突出して形成されている。規制部１５３は、付勢部材１３２のポート径方向の移動を、ホルダ筒部１５１とともに規制する。

＜制御バルブの基本動作＞
次に、上述した制御バルブ８の基本動作を説明する。
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、各流出口のうち対応する弁孔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、弁孔と流出口との連通パターンを切り替えるには、弁体２２を軸線Ｏ１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弁孔と流出口とが連通する。

＜弁体の弁孔回りの詳細構造＞
図７は、弁体２２の一部とシール筒部材１３１の斜視図であり、図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。なお、図７では、軸方向の一部を切り出した弁体２２が示されている。図９は、図８のＩＸ部拡大図である。また、図１０は、弁体２２の回転が進んだ状態を示す図８と同様の断面図であり、図１１は、図１０のＸＩ部拡大図である。
図７～図１１は、弁体２２の周壁部８２のうちの、空調流路用の弁孔９７を含む部分と、弁孔９７によって連通と遮断が行われるシール筒部材１３１が示されている。弁体２２の周壁部８２は、弁孔９７の縁部のうちの、弁体２２の回転方向Ｒの前方側に流量制御溝５７が形成されている。

流量制御溝５７は、周壁部８２の外周面に対して弁体２２の軸心Ｏ１方向に窪み、かつ一端部が弁孔９７に連なる底面５７ａを有している。底面５７ａは、正面視が略矩形状に形成され、弁孔９７に臨む辺のみが弁孔９７の内周面によって略円弧形状に形成されている。つまり、流量制御溝５７の底面５７ａは、弁体２２の軸線Ｏ１と平行な直線状の第１端辺５７ａ－１と、第１端辺５７ａ－１と対向する位置で弁孔９７に臨む第２端辺５７ａ－２と、第１端辺５７ａ－１と第２端辺５７ａ－２の端部同士を連結する一対の側辺５７ａ－３と、を有する。本実施形態の場合、流量制御溝５７の底面５７ａは、弁孔９７に近づくほど窪み深さが深くなるように傾斜している。流量制御溝５７は、弁孔９７に向かって開口面積が次第に増大する。本実施形態の場合、底面５７ａの第１端辺５７ａ－１は、周壁部８２の外周面（窪んでいない外周面）との境界部とされている。なお、本実施形態では、弁孔９７に臨む第２端辺５７ａ－２が略円弧状に形成されているが、第２端辺５７ａ－２は、必ずしも略円弧状である必要はなく、例えば、直線状であっても良い。

図１２は、弁体２２の周壁部８２の模式的な展開図である。
図１２に示すように、ラジエータ流路用の弁孔９５は、周壁部８２の円周方向を長軸方向とする長円形状とされている。これに対し、暖気流路用の弁孔９６は、例えば、丸孔形状とされている。暖気流路用の弁孔９６は、周壁部８２の円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、暖気流路用の弁孔９６は、大径孔が周壁部８２の円周方向に２つ並び、大径孔よりも小さい小径孔が周壁部８２の円周方向に二つ並んでいる。また、空調流路用の弁孔９７は、周壁部８２の円周方向を長軸方向とする長円形状とされている。

図１２に示すように、暖気流路用の４つの弁孔９６のうちの、一つの弁孔９６Ａの縁部には、上述した空調流路用の弁孔９７の縁部のものと同様の流量制御溝５７が設けられている。ただし、周壁部８２上の暖気流路用の弁孔９６Ａの縁部に設けられる流量制御溝５７は、弁孔９６Ａの縁部のうちの、弁体２２の回転方向Ｒの後方側に配置されている。暖気流路用の弁孔９６Ａの縁部の流量制御溝５７は、弁孔９６Ａに向かって開口面積が漸増するように底面５７ａが傾斜している。
なお、本実施形態では、流量制御溝５７は、弁体２２の周壁部８２のうちの、空調流路用の弁孔９７の回転方向Ｒの前方側の縁部と、暖気流路用の弁孔９６Ａの回転方向Ｒの後方側の縁部と、に設けられているが、流量制御溝５７を設ける弁孔はこれらの弁孔に限定されるものではない。流量制御溝５７は、任意の弁孔に、弁孔の回転方向Ｒの前方側と後方側の少なくとも一方に設けることができる。ただし、本実施形態の説明で例示した制御バルブ８の場合、以下で説明するように、シール筒部材１３１が空調流路用の弁孔９７と連通を開始するときや、シール筒部材１３１と暖気流路用の弁孔９６Ａの連通が終了するときに、流出口での冷却水の流量変化が大きくなり易いため、上記の部位に流量制御溝５７を設定することは特に有効である。

図１３は、弁体２２の回転制御による各流出口（暖機流出口５６ａ，空調流出口６６ａ，ラジエータ流出口４１ｂ）の流量変化の様子を示す図である。本実施形態の場合、弁体２２の回転制御よる４つの流出口の開度変化は、以下の三つのモードを持つ。
（１）ヒータカットモード
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。
（２）ヒータ通水モード
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。
（３）全閉モード
暖機流出口５６ａとラジエータ流出口４１ｂと空調流出口６６ａとをすべて閉じるモード。
（４）切換モード
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。

図１３において、横軸は、制御バルブ８の動作範囲を示し、縦軸は、各流出口の開度（０％から１００％まで）を示す。図１３の（ａ）には、暖機流出口５６ａの開度が示されている。図１３の（ｂ）には、空調流出口６６ａの開度が示されている。図１３（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。

全閉モードは、領域Ａのみで構成されている。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６６ａ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。

図１３に示すように、全閉モードからヒータ通水モードへの移行時には、暖機流出口５６ａと空調流出口６６ａとラジエータ流出口４１ｂのすべての開度が０％の状態（対応するすべてシール筒部材１３１が非連通の状態）から、空調流出口６６ａの開度が単独で０％から１００％に変化する（図１３中のＰ１点参照）。つまり、空調流出口６６ａに対応するシール筒部材１３１が最初に弁孔９７との連通を開始する。このとき、弁孔９７を通して弁体２２の内側（ケーシング２１内）の冷却水が勢いよく空調流出口６６ａ内に流れ込み易くなる。このため、弁体２２の周壁部８２のうちの、空調流路用の弁孔９７の回転方向Ｒの前方側の縁部に流量制御溝５７を配置することは特に有効となる。

また、図１３に示すように、ヒートカットモードから全閉モードへの移行時には、空調流出口６６ａとラジエータ流出口４１ｂの開度が０％の状態（対応する二つのシール筒部材１３１が非連通の状態）から、暖機流出口５６ａの開度が１００％から０％に変化する（図１３中のＰ２参照）。つまり、暖機流出口５６ａに対応するシール筒部材１３１が最後に弁孔９５との連通を終了する（弁孔９５と非連通となる）このため、弁体２２の周壁部８２のうちの、暖気流路用の弁孔９６Ａの回転方向Ｒの前方側の縁部に流量制御溝５７を配置することは特に有効となる。

＜シール筒部材の連通開始動作と連通終了動作＞
弁体２２の周壁部８２のうちの、空調流路用の弁孔９７の回転方向Ｒの前方側の縁部には、上述のように流量制御溝５７が設けられている。このため、弁体２２の周壁部８２の外周面が、空調流路１３に連通するシール筒部材１３１を閉塞した状態（図７～図９と、図１３の全閉モード参照）から、弁体２２の回転によってヒータ通水モードに移行しようとすると、シール筒部材１３１の内部通路が弁孔９７と直接連通する前に流量制御溝５７がシール筒部材１３１の内部通路と次第にラップするようになる（図１０，図１１参照）。
これにより、弁体２２の内側の冷却水が、弁孔２２と流量制御溝５７を経由してシール筒部材１３１から空調流出口６６ａへと流出するようになる。こうして、流量制御溝５７とシール筒部材１３１の内部通路とのラップ量が増大すると、そのラップ量の増大に応じて弁体２２の内側から空調流出口６６ａへの冷却水の流出量が漸増する。この結果、シール筒部材１３１の内部通路が弁孔９７と直接連通する際に、空調流出口６６ａに多量の冷却水が急激に流れ込まなくなる。

また、弁体２２の周壁部８２のうちの、暖機流路用の弁孔９６Ａの回転方向Ｒの後方側の縁部には、上述のように流量制御溝５７が設けられている。このため、弁体２２の暖機流路用の弁孔９６Ａがシール筒部材１３１の内部通路（暖機流出口５６ａ）と直接連通した状態（図１３のヒータカットモード参照。）から、弁体２２の回転によって全閉モードに移行しようとすると、暖機流路用の弁孔９６Ａがシール筒部材１３１の内部通路との直接的な連通を終えた後に、流量制御溝５７のみがシール筒部材１３１の内部通路とラップするようになる。このとき、弁体２２の内部の冷却水は弁孔９６Ａと流量制御溝５７を経由して暖機流出口５６ａに流出する。
こうして、流量制御溝５７とシール筒部材１３１の内部通路とのラップ量が増大すると、そのラップ量の増大に応じて弁体２２の内側から暖機流出口５６ａへの冷却水の流出量が漸増する。この結果、暖機流出口５６ａへの冷却水の流れ込みが急激に停止することがなくなる。

＜実施形態の効果＞
以上のように、本実施形態の制御バルブ８は、弁体２２の周壁部８２の弁孔の縁部のうちの、弁体２２の回転方向の前方側と後方側の少なくともいずれか一方に、周壁部８２の外周面に対して窪み、かつ一端部が弁孔に連なる底面５７ａを有する流量制御溝５７が設けられている。このため、流量制御溝５７の機能によってシール筒部材１３１の連通開始時や連通終了時に流出口で冷却水の急激な流量変化が生じるのを抑制することができる。そして、本実施形態の制御バルブ８の流量制御溝５７は、周壁部８２の外周面に対して窪み、かつ一端部が弁孔に連なる底面５７ａを有するため、溝幅を極端に狭めることなく、シール筒部材１３１の連通開始時や連通終了時に流出口で冷却液の急激な流量変化が生じるのを抑制することができる。

したがって、本実施形態の制御バルブ８では、コンタミの噛み込み等によって所期の性能が低下するのを防止することができる。よって、シール筒部材１３１と弁孔９７，９６Ａの連通状態の切り換え時における流出口での緩やかな流量変化特性を長期にわたって維持することができる。

また、本実施形態の制御バルブ８では、弁孔９７，９６Ａに向かって流量制御溝５７の開口面積が次第に増大するように、流量制御溝５７の底面５７ａが傾斜している。このため、流量制御溝５７とシール筒部材１３１の内部通路とのラップ量の変化に応じて、流出口への冷却水の流量を滑らかに増減変化させることができる。

また、本実施形態の制御バルブ８では、すべてのシール筒部材１３１が弁体２２の周壁部８２によって非連通にされている状態から、シール筒部材１３１と最初に連通を開始する空調流路用の弁孔９７の連通開始側の縁部に流量制御溝５７が設けられている。このため、最も急激に冷却水が空調流出口６６ａに流れ込みやすい条件下において、連通開始時における空調流出口６６ａの冷却水の流入を緩やかにすることができる。したがって、本実施形態の制御バルブ８を採用した場合には、シール筒部材１３１の連通開始時における空調流出口６６ａでの急激な圧力変動を抑制することができる。

さらに、本実施形態の制御バルブ８は、ラジエータ流出口４１ｂと空調流出口６６ａに対応する各シール筒部材が非連通にされている状態から、対応するシール筒部材を最後に非連通にする暖気流路用の弁孔の連通終了側の縁部に流量制御溝５７が設けられている。このため、勢い良く流れ込んでいた冷却水の流れが急激に停止することになり易い条件下において、連通終了時における暖機流出口５６ａでの冷却液の急激な流入停止を緩やかにすることができる。本実施形態の制御バルブ８を採用した場合には、シール筒部材１３１の連通終了時における空調流出口６６ａでの急激な圧力変動を抑制することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、流量制御溝４７の底面５７ａが弁孔に向かって傾斜して形成されているが、流量制御溝４７の底面５７ａは必ずしも傾斜する必要はなく、弁孔側に向かって開口面積が増大するように階段状に形成するようにしても良い。

また、上記の実施形態では、弁体を円筒状（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。即ち、弁体の周壁部の外径を軸方向で変化させてもよい。この場合、弁体の周壁部は、例えば球状（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（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、球状や鞍型が軸方向に複数連なった形状等の三次曲面を有する形状であっても良い。

８…制御バルブ
２１…ケーシング
２２…弁体
３７ａ…流入口
４１ｂ…ラジエータ流出口（流出口）
５６ａ…暖機流出口（流出口）
５７…流量制御溝
５７ａ…底面
６６ａ…空調流出口（流出口）
８２…周壁部
９５，９６，９７…弁孔
１３１…シール筒部材
１４１ａ…弁摺接面

Claims (4)

1. 外部から液体が流入する流入口、及び、内部に流入した液体を外部に流出させる流出口を有するケーシングと、
   前記ケーシングの内部に軸線を中心に回転可能に配置され、内外を連通する弁孔が形成された円筒状の周壁部を有する弁体と、
   軸方向の一端部が、前記流出口の下流側に連通するとともに、軸方向の他端部に、前記弁体の前記弁孔の回転経路と少なくとも一部がラップする位置で前記周壁部の外周面に摺動自在に当接する弁摺接面が設けられたシール筒部材と、を備えた制御バルブにおいて、
   前記周壁部の前記弁孔の縁部のうちの、前記弁体の回転方向の前方側と後方側の少なくともいずれか一方に、前記周壁部の外周面に対して窪み、かつ一端部が前記弁孔に連なる底面を有する流量制御溝が設けられ、
   前記流量制御溝の前記底面は、正面視が略矩形状に形成されるとともに、前記弁孔に近づくほど深さが深くなっており、
   さらに、前記底面は、前記弁体の前記軸線と平行な直線状の第１端辺を有し、該第１端辺は、前記周壁部の前記外周面との境界部とされていることを特徴とする制御バルブ。
2. 前記流量制御溝は、前記弁孔に向かって開口面積が増大するように、前記周壁部の外周面に対して前記底面が傾斜し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. 前記弁体の前記弁孔と、前記弁孔に対応する前記シール筒部材がそれぞれ複数設けられ、
   前記流量制御溝は、すべての前記シール筒部材が前記弁体の周壁部によって非連通にされている状態から、対応する前記シール筒部材と最初に連通する前記弁孔の連通開始側の縁部に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御バルブ。
4. 前記弁体の前記弁孔と、前記弁孔に対応する前記シール筒部材がそれぞれ複数設けられ、
   前記流量制御溝は、一つの前記シール筒部材を残して残余の前記シール筒部材が前記弁体の周壁部によって非連通にされている状態から、一つの前記シール筒部材を最後に非連通にする前記弁孔の連通終了側の縁部に設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の制御バルブ。

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