(57)【要約】【課題】冷却水流路制御装置において、大型化することを抑制しながら、複数の冷却水流路への通水の切り換えを実現する。【解決手段】内周面に第１冷却水流路２６、２８に通じるハウジング側第１開口部４５、４７が周方向に並べて複数設けられたハウジング４０と、ハウジング４０内に回動可能に収容され、外周面から内部空間に通じるバルブ側開口部３１１が設けられたロータリバルブ３０と、ロータリバルブ３０を回転駆動し、その回転角に応じてバルブ側開口部３１１に連通するハウジング側第１開口部４５、４７の開口面積を制御する制御部８０とを有し、ロータリバルブ３０は一端部に軸方向に突出する弁部３１２を有し、ハウジング４０は弁部３１２の軸方向の対応位置にハウジング側第２開口部４６を有し、ロータリバルブ３０の回転角に応じ弁部３１２がハウジング側第２開口部４６の開口面積を増減させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面に複数の第１冷却水流路に通じるハウジング側第１開口部が周方向に並べて複数設けられたハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に収容され、かつ、内部空間にエンジンから冷却水が導入されると共に、外周面に該内部空間に通じるバルブ側開口部が設けられたロータリバルブと、前記ロータリバルブを回転駆動し、その回転角に応じて前記バルブ側開口部に連通する前記ハウジング側第１開口部の開口面積を制御する駆動部とを有する冷却水流路制御装置であって、
前記ロータリバルブは、一端部に軸方向に突出する弁部を有し、
前記ハウジングは、前記内周面における前記弁部の軸方向の対応位置に、第２冷却水流路に通じるハウジング側第２開口部を有し、
前記ロータリバルブの回転角に応じて、前記弁部が前記ハウジング側第２開口部の開口面積を増減可能に構成されていることを特徴とするエンジンの冷却水流路制御装置。
【請求項２】
前記ハウジング側第２開口部は、軸方向の長さが周方向の長さよりも短く形成されている、
請求項１に記載のエンジンの冷却水流路制御装置。
【請求項３】
前記弁部は、周方向の長さが前記ハウジング側第２開口部の周方向の長さよりも短く形成されている、
請求項１又は２に記載のエンジンの冷却水流路制御装置。
【請求項４】
前記冷却水流路制御装置を介して、冷却水がエンジンの冷却系統を循環されており、
前記ハウジングには、前記第２冷却水流路の一部を形成するカバー部材が装着され、
前記カバー部材に前記第２冷却水流路に臨む水温センサが装着されている、
請求項３に記載のエンジンの冷却水流路制御装置。
【請求項５】
前記複数の第１冷却水流路の１つは、前記ハウジング側第１開口部の１つに通じる第１チャンバを介して形成されており、
前記第２冷却水流路は、前記ハウジング側第２開口部に通じる第２チャンバを介して形成されており、
前記第１チャンバと前記第２チャンバとは、前記ハウジング内において前記ロータリバルブの周囲に形成された外部空間を、壁部により仕切られて形成されている、
請求項１〜４のいずれか１つに記載のエンジンの冷却水流路制御装置。
【請求項６】
前記複数の第１冷却水流路は２つであって、
前記複数の第１冷却水流路の一方は、空調用ヒータの冷却水流路に連通しており、
前記複数の第１冷却水流路の他方は、ラジエータの冷却水流路に連通しており、
前記第２冷却水流路は、変速機又はエンジンの、オイル熱交換器の冷却水流路に連通しており、
前記複数のハウジング側第１開口部は２つ設けられており、
前記複数のハウジング側第１開口部の一方は、前記一方の第１冷却水流路に通じ、
前記複数のハウジング側第１開口部の他方は、前記他方の第１冷却水流路に通じ、
前記弁部が前記ハウジング側第２開口部と対向位置するときに、前記ハウジング側第２開口部から前記第２冷却水流路を介して前記オイル熱交換器の冷却水流路に通水がなされ、
次に、前記ロータリバルブの回転角の増大に応じて、まず、前記弁部が前記ハウジング側第２開口部から離間した位置に移動することにより、前記第２開口部の開口面積が増大し、この結果、前記オイル熱交換器への冷却水の通水量を増大せしめ、
次に、前記一方のハウジング側第１開口部が前記バルブ側開口部と連通し、前記一方のハウジング側第１開口部から前記一方の第１冷却水流路を介して前記空調用ヒータの冷却水流路に通水がなされ、
次に、前記他方のハウジング側第１開口部が前記バルブ側開口部と連通し、前記他方のハウジング側第１開口部から前記他方の第１冷却水流路を介して前記ラジエータの冷却水流路に通水がなされる、
請求項５に記載のエンジンの冷却水流路制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用等のエンジンの冷却水流路制御装置、特に複数の冷却水流路への冷却水の通水を切り替え可能な冷却水流路制御装置に関し、エンジンの冷却システムの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの冷却水流路制御装置として、複数の冷却水流路を形成するハウジングと、該ハウジング内に回動可能に収容されるロータリバルブと、該ロータリバルブを回転駆動させる駆動部とを備え、前記ロータリバルブを回転駆動させて前記ハウジングに設けられた複数の冷却水流路に選択的に冷却水を通水させることにより、エンジンの冷却系システムに順次、冷却水を循環さてエンジンを冷却させながら、エンジンの暖気を促進するようにしたものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、冷却水流路制御装置として、外周部にラジエータ及び空調用ヒータ等から冷却水が導入される複数の冷却水の入口部と、エンジンのウォータポンプの入口部に連通する冷却水出口部とを有するハウジングと、該ハウジング内に回動可能に収容されたロータリバルブとを備え、前記ロータリバルブを回転駆動させることにより、前記冷却水出口部に連通する冷却水入口部を選択的に切り換えて、前記複数の冷却水入口部が接続されたそれぞれの冷却水流路への通水を制御するように構成したものが開示されている。
【０００４】
この特許文献１の冷却水流路制御装置においては、前記複数の冷却水入口部が前記ハウジングの周方向に複数並べるように配設されている。また、前記ロータリバルブは前記ハウジング内を複数の流路に仕切るように、複数のプレート部材から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２８０４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されたエンジンの冷却水流路制御装置は、冷却水出口部及び複数の冷却水入口部をハウジングの周方向に複数並べて形成する構成であるから、これらの冷却水出口部及び入口部の各開口部の開口面積を確保するには、前記ハウジングの外径が大きくなってしまう。この結果、前記冷却水流路制御装置が大型化されることになり、スペースの限られた車両のエンジンルーム内におけるエンジンの冷却系統上に、該装置を搭載することが困難となる。
【０００７】
さらに、ロータリバルブは複数のプレート部材から構成されているため、形状が複雑となるので、ロータリバルブを容易に製造できない。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、装置自体が大型化することを抑制しながら、複数の冷却水流路への通水を切り換え可能であって、各冷却水流路への通水量を適切に制御できる、エンジンの冷却水流路制御装置を、簡単な構成により得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本願発明は次のように構成したことを特徴とする。
【００１０】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、円筒状の内周面に複数の第１冷却水流路に通じるハウジング側第１開口部が周方向に並べて複数設けられたハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に収容され、かつ、内部空間にエンジンから冷却水が導入されると共に、外周面に該内部空間に通じるバルブ側開口部が設けられたロータリバルブと、前記ロータリバルブを回転駆動し、その回転角に応じて前記バルブ側開口部に連通する前記ハウジング側第１開口部の開口面積を制御する駆動部とを有する冷却水流路制御装置であって、前記ロータリバルブは、一端部に軸方向に突出する弁部を有し、前記ハウジングは、前記内周面における前記弁部の軸方向の対応位置に、第２冷却水流路に通じるハウジング側第２開口部を有し、前記ロータリバルブの回転角に応じて、前記弁部が前記ハウジング側第２開口部の開口面積を増減可能に構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記ハウジング側第２開口部は、軸方向の長さが周方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は２に記載の発明において、前記弁部は、周方向の長さが前記ハウジング側第２開口部の周方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の発明において、前記冷却水流路制御装置を介して、冷却水がエンジンの冷却系統を循環されており、前記ハウジングには、前記第２冷却水流路の一部を形成するカバー部材が装着され、前記カバー部材に前記第２冷却水流路に臨む水温センサが装着されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜４に記載の発明において、前記複数の第１冷却水流路の１つは、前記ハウジング側第１開口部の１つに通じる第１チャンバを介して形成されており、前記第２冷却水流路は、前記ハウジング側第２開口部に通じる第２チャンバを介して形成されており、前記第１チャンバと前記第２チャンバとは、前記ハウジング内において前記ロータリバルブの周囲に形成された外部空間を、壁部により仕切られて形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、前記請求項５に記載の発明において、前記複数の第１冷却水流路は２つであって、前記複数の第１冷却水流路の一方は、空調用ヒータの冷却水流路に連通しており、前記複数の第１冷却水流路の他方は、ラジエータの冷却水流路に連通しており、前記第２冷却水流路は、変速機又はエンジンの、オイル熱交換器の冷却水流路に連通しており、前記複数のハウジング側第１開口部は２つ設けられており、前記複数のハウジング側第１開口部の一方は、前記一方の第１冷却水流路に通じ、前記複数のハウジング側第１開口部の他方は、前記他方の第１冷却水流路に通じ、前記弁部が前記ハウジング側第２開口部と対向位置するときに、前記ハウジング側第２開口部から前記第２冷却水流路を介して前記オイル熱交換器の冷却水流路に通水がなされ、次に、前記ロータリバルブの回転角の増大に応じて、まず、前記弁部が前記ハウジング側第２開口部から離間した位置に移動することにより、前記第２開口部の開口面積が増大し、この結果、前記オイル熱交換器への冷却水の通水量を増大せしめ、次に、前記一方のハウジング側第１開口部が前記バルブ側開口部と連通し、前記一方のハウジング側第１開口部から前記一方の第１冷却水流路を介して前記空調用ヒータの冷却水流路に通水がなされ、次に、前記他方のハウジング側第１開口部が前記バルブ側開口部と連通し、前記他方のハウジング側第１開口部から前記他方の第１冷却水流路を介して前記ラジエータの冷却水流路に通水がなされることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
前記の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。
【００１７】
まず、請求項１に記載の発明によれば、ロータリバルブを回転駆動させて、バルブ側開口部に連通する複数のハウジング側第１開口部の開口面積を制御できると共に、前記ロータリバルブの端部に形成された弁部がハウジング側の内周面に設けられたハウジング側第２開口部の開口面積を制御できる。これにより、ロータリバルブの内部空間にエンジンから導入された冷却水を、前記複数のハウジング側第１開口部及びハウジング側第２開口部を介して複数の冷却水流路に選択的に通水できると共に、その通水量を制御できる。
【００１８】
しかも、本発明によれば、エンジンの冷却水流路制御装置をコンパクトに構成できる。なぜならば、ロータリバルブの一端部に弁部を形成せずにロータリバルブにバルブ側開口部のみ設けてこれによりハウジングの内周面に設けられた複数のハウジング側開口部の開口面積を制御しようとすると、（１）ロータリバルブに１つのバルブ側開口部を設けてこれにより複数のハウジング側開口部の開口面積を制御するか、若しくは、（２）ロータリバルブに軸方向に離間した複数のバルブ側開口部を設けると共に、同様にハウジングに軸方向に離間した複数のハウジング側開口部を設けてこれにより複数のハウジング側開口部の開口面積を制御することになる。
【００１９】
（１）の場合、複数のハウジング側開口部は、ロータリバルブに設けられたバルブ側開口部と略同じ軸方向位置すなわち軸線に直交する同一断面上のハウジングの内周面に形成されることになる。この場合、複数のハウジング側開口部をハウジングの内周面の同一断面上に並ぶように形成すると、これらのハウジング側開口部の開口面積をそれぞれ確保するためにハウジングの内径を大きくする必要がある。この結果、エンジンの冷却水制御装置が周方向に大型化することになる。
【００２０】
（２）の場合、ロータリバルブには軸方向に複数のバルブ側開口部が形成されることになる。この場合、外周に１つのバルブ開口部と端部に弁部とを形成する場合に比べて、ロータリバルブの軸方向の長さが増大することになる。この結果、エンジンの冷却水制御装置が軸方向に大型化することになる。
【００２１】
したがって、ロータリバルブの外周に単一のバルブ側開口部を形成するのに加えて、その一端部に軸方向に突出する弁部を形成することにより、少なくとも３つの冷却水流路への通水を制御できると共に、エンジンの冷却水流路制御装置をコンパクトに構成できる。しかも、ロータリバルブの一端部に軸方向に突出する弁部を設けることにより容易にロータリバルブを構成できる。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明によれば、ハウジング側第２開口部を軸方向の長さを周方向の長さよりも短く形成することにより、前記ハウジング側第２開口部の開口面積を確保しながら、軸方向寸法の増大を抑制することができる。さらに、前記ハウジング側第２開口部の開口面積を制御する弁部も、軸方向の長さを周方向の長さよりも短く構成することができるので、ロータリバルブの長さを短く構成できる。したがって、エンジンの冷却水流路制御装置の軸方向長さの増大を抑制し、同装置をよりコンパクトに構成できる。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明によれば、弁部の周方向の長さをハウジング側第２開口部の周方向の長さよりも短く形成することにより、前記ハウジング側第２開口部は前記弁部により閉じられることはなく、少なくともその一部が常に開口していることになる。
【００２４】
ここで、弁部がハウジング側第２開口部に対向位置する場合、該開口部の開口面積は弁部に対向位置する面積だけ減少することになり、この結果、前記ハウジング側第２開口部に通じる第２冷却水流路への通水量は減少することになる。一方、弁部がハウジング側第２開口部から離間した位置に位置する場合、該開口部は弁部に遮られてその開口面積が減少することなく全て開口するので、弁部がハウジング側第２開口部内に対向位置する場合に比べて、第２冷却水流路に流入する冷却水の流量を増大させることができる。
【００２５】
すなわち、弁部の周方向の長さをハウジング側第２開口部の周方向の長さよりも短く構成することにより、第２冷却水流路に常時通水させてエンジンの冷却系統に冷却水を循環させながら、第２冷却水流路への通水量を制御できる。
【００２６】
また、請求項４に記載の発明によれば、第２冷却水流路の一部を形成するカバー部材に、前記第２冷却水流路に臨む水温センサを装着することにより、冷却水の水温を適正に検知できる。つまり、上述したように、第２冷却水流路にはエンジンの冷却系統に循環される冷却水が常時通水されているので、該流路内には冷却水が淀んでおらず、エンジンから導入される冷却水の温度を正しく検知することにより、エンジンの内部を通過して昇温された冷却水の水温を適正に検知できる。
【００２７】
しかも、エンジンの冷却水流路制御装置を構成するハウジングに装着されるカバー部材に水温センサを装着することにより、水温センサをコンパクトに配置できる。
【００２８】
また、請求項５に記載の発明によれば、複数の第１冷却水流路の１つ及び第２冷却水流路は、それぞれ、第１チャンバ及び第２チャンバを介してハウジング側第１開口部の１つ及びハウジング側第２開口部に通じており、前記第１、第２チャンバはハウジング内であってロータリバルブの外部空間に形成された空間を壁部により仕切って形成されている。
【００２９】
つまり、前記ハウジング側第１開口部及び前記ハウジング側第２開口部から第１冷却水流路及び第２冷却水流路への通水を、互いに隣接する第１チャンバ及び第２チャンバを介して構成することにより、冷却水流路の配設をコンパクトにできると共に、ハウジングをコンパクトに構成できる。この結果、エンジンの冷却水流路制御装置をよりコンパクトに構成できる。
【００３０】
また、請求項６に記載の発明によれば、第１冷却水流路の一方が空調用ヒータの冷却水流路に連通し、第１冷却水流路の他方がラジエータの冷却水流路に連通し、第２冷却水流路が変速機又はエンジンのオイル熱交換器の冷却水流路に連通しており、ロータリバルブの回転角の増大に応じて、まず変速機又はエンジンのオイル熱交換器の冷却水流路に通水し、次に、該オイル熱交換器への通水量を増大させながら、空調用ヒータに通水させて、次に、オイル熱交換器及び空調用ヒータに通水させながら、ラジエータに通水させることができる。
【００３１】
これにより、例えば、エンジンの冷態時においてオイル熱交換器にまず通水させて、オイルの温度上昇を促進しオイル粘度を低下させることにより、変速機又はエンジン内部の摺動部のフリクションを低減させて冷態時における燃費向上を実現できる。エンジンが暖気途中においては空調用ヒータに通水することにより、暖房性能を確保し、エンジン完全暖気後においては、ラジエータに通水することにより、エンジンの冷却性能を確保できる。
【００３２】
すなわち、エンジンの冷態時における、空調用ヒータ、ラジエータへの冷却損失を回避して、暖気促進を図りながら、オイル熱交換器に通水させてエンジンの燃費向上を図ることができる。
【００３３】
したがって、本発明によるエンジンの冷却水流路制御装置によれば、簡単な構成により、装置自体が大型化することを抑制しながら、複数の冷却水流路への通水を切り換え可能であって、各冷却水流路への通水量を適切に制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る冷却水流路制御装置を備えたエンジンの冷却系統の概略構成を示すブロック図である。
【図２】冷却水流路制御装置の上面図である。
【図３】同装置の分解斜視図である。
【図４】ロータリバルブの斜視図である。
【図５】ハウジングの上面図である。
【図６】図２のｘ−ｘ線による断面を示す断面図である。
【図７】図２のｙ−ｙ線による断面を示す断面図である。
【図８】オイル熱交換器へ通水するときの冷却水の流れを示すブロック図である。
【図９】図８のときの冷却水流路制御装置内の冷却水の流れを示す、同装置の断面図である。
【図１０】空調用ヒータへ通水するときの冷却水の流れを示す冷却系統のブロック図である。
【図１１】図１０のときの冷却水流路制御装置内の冷却水の流れを示す、同装置の断面図である。
【図１２】ラジエータへ通水するときの冷却水の流れを示す冷却系統のブロック図である。
【図１３】図１２のときの冷却水流路制御装置内の冷却水の流れを示す、同装置の断面図である。
【図１４】ロータリバルブの回転角とハウジング側各開口部の開口面積との関係を示すグラフである。
【００３５】
以下、本発明に係るエンジンの冷却水流路制御装置の実施形態について、図１から図１４を参照しながら説明する。
【００３６】
本発明に係る冷却水流路制御装置は、エンジン内部を冷却して該エンジンから排出された冷却水を、下流側に配設されたオイル熱交換器、空調用ヒータ、ラジエータ等へ通じる各冷却水流路へ選択的に通水すると共に、その通水量を制御する装置である。図１は本発明の実施形態に係る冷却水流路制御装置を備えたエンジンの冷却系統の概略構成を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを備え、前記シリンダブロック１１及びシリンダヘッド１２にはそれぞれ、冷却水Ｗが流れるウォータジャケット１１ａ、１２ａが形成されている。シリンダブロック１１にはウォータポンプ２が装着されており、該ウォータポンプ２から吐出された冷却水Ｗがシリンダブロック１１のウォータジャケット１１ａに供給されるように構成されている。
【００３８】
シリンダブロック１１のウォータジャケット１１ａに流入した冷却水は、その後、シリンダヘッド１２のウォータジャケット１２ａに供給され、シリンダヘッド１２の冷却水出口１２ｂに接続された冷却水流路制御装置２０の冷却水入口部２１に流入する。冷却水流路制御装置２０は、第１〜第３冷却水出口部２３〜２５を有しており、前記冷却水入口部２１から導入された冷却水Ｗを選択的に、前記第１〜第３冷却水出口部２３〜２５に通水させるように構成されている。
【００３９】
すなわち、冷却水Ｗは、選択的にこれらの冷却水出口部２３〜２５から、空調用ヒータ３、オイル熱交換器４、ラジエータ５等に通じる第１〜第３冷却系統１３〜１５に通水されて、再び、ウォータポンプ２の冷却水吸い込み口２ａに戻るようになっており、エンジン１の冷却系統を循環するようになっている。
【００４０】
第１冷却系統１３は、冷却水流路制御装置２０の第１冷却水出口部２３と後述する下流側第３冷却系統１５２とを連通している。この第１冷却系統１３には、車室内の暖房を行うための空調用ヒータ３が設けられており、第１冷却水出口部２３と空調用ヒータ３とを連通する上流側第１冷却系統１３１と空調用ヒータ３と前記下流側第３冷却系統１５２とを連通する下流側第１冷却系統１３２とを含んでいる。
【００４１】
第２冷却系統１４は、冷却水流路制御装置２０の第２冷却水出口部２４と前記下流側第３冷却系統１５２とを連通している。この第２冷却系統１４には、エンジン１の出力軸に接続される変速機（図示しない）の潤滑油の昇温及び冷却を行うためのオイル熱交換器４が設けられており、第２冷却水出口部２４とオイル熱交換器４とを連通する上流側第２冷却系統１４１とオイル熱交換器４と前記下流側第３冷却系統１５２とを連通する下流側第２冷却系統１４２とを含んでいる。
【００４２】
第３冷却系統１５は、冷却水流路制御装置２０の第３冷却水出口部２５とウォータポンプ２の冷却水吸い込み口２ａとを連通している。この第３冷却系統２３には、エンジン１のウォータジャケット１１ａ、１２ａを通過して昇温された冷却水Ｗを冷却するラジエータ５が設けられており、第３冷却水出口部２５とラジエータ５とを連通する上流側第３冷却系統１５１とラジエータ５とウォータポンプ２の吸い込み口２ａとを連通する下流側第３冷却系統１５２とを含んでいる。
【００４３】
冷却水流路制御回路１０１は、ＥＣＵ１００内に設けられた制御部の一つである。この冷却水流路制御回路１０１は、冷却水流路制御装置２０に装着された水温センサ１０２により検知された冷却水Ｗの温度に応じて、冷却水流路制御装置２０を制御して、空調用ヒータ３、オイル熱交換器４、及びラジエータ５へ選択的に通水すると共に、その通水量を制御する。
【００４４】
以下、図２〜図７を参照しながら、冷却水流路制御装置２０の構成を詳細に説明する。図２は冷却水流路制御装置２０の上面図であり、図３は同装置の分解斜視図である。図２、図３に示すように、冷却水流路制御装置２０は、ロータリバルブ３０と、該ロータリバルブ３０を回転可能に収容するハウジング４０と、前記ロータリバルブ３０の一端部を回転可能に支持する軸受部５０と、前記ハウジング４０の上部に装着された流路絞り部材６０と、該流路絞り部６０の上部に装着されたカバー部材７０と、前記ロータリバルブ３０を回転駆動する駆動部８０と、を備えている。
【００４５】
図４はロータリバルブ３０の斜視図であり、図４に示すように、ロータリバルブ３０は、円筒部３１と軸部３２とを複数の連結部材３３により連結して構成されている。軸部３２の一端部は前記軸受部５０によって、回転可能に支持されるようになっており、他端部には前記駆動部８０により回転駆動されるようになっている。円筒部３１の外周部には、バルブ側開口部３１１が軸方向略中央部において周方向に約１８０度の範囲に亘って貫通形成されていると共に、他端部において軸方向に突出する弁部３１２が形成されている。
【００４６】
図５はハウジング４０の上面図であり、該ハウジング４０に回動可能に収容されたロータリバルブ３０を鎖線にて示している。図６は図２のｘ−ｘ線における断面図であり、図７は図２のｙ−ｙ線における断面図である。
【００４７】
図６、図７を参照して、ハウジング４０は、ロータリバルブ３０を回動可能に収容する筒部４１と、該筒部４１の上部に形成された第１チャンバ４２（図７参照）及び第２チャンバ４３（図６参照）と、筒部４１の側部に形成された第３チャンバ４４（図７参照）とを有する。第１チャンバ４２はハウジング側第１開口部４５を介して筒部４１に連通しており（図７参照）、第２チャンバ４３はハウジング側第２開口部４６を介して筒部４１に連通しており（図６参照）、第３チャンバ４４はハウジング側第３開口部４７を介して筒部４１に連通している（図７参照）。
【００４８】
図５、図６に示すように、ハウジング側第２開口部４６は、筒部４１の前記他端側の上部を形成する筒部上壁４０ａを貫通して形成されている。図５によく示すように、ハウジング側第２開口部４６は軸方向の長さが周方向の長さよりも短い偏平形状に形成されており、前記ロータリバルブ３０の弁部３１２の軸方向位置に位置していると共に、その周方向の長さは弁部３１２の周方向長さよりも長く形成されている。すなわち、ハウジング側第２開口部４６は、弁部３１２が対向位置したとしても、弁部３１２により完全に遮られることなく、その開口部の少なくとも一部が常に開口しているように構成されている。
【００４９】
また、筒部４１の上部には、ロータリバルブ３０の軸線に直交する円筒壁４０ｂが形成されており、前記第１チャンバ４２と前記第２チャンバ４３とは、円筒壁４０ｂを介して隣接した位置関係にある。
【００５０】
次に、ハウジング４０内に形成されている、第１〜第３冷却水流路２６〜２８について説明する。
【００５１】
第１冷却水流路２６は、ハウジング側第１開口部４５と第１冷却水出口部２３とを連通する流路である。図７に示すように、ハウジング側第１開口部４５は、第１チャンバ４２に連通している。第１チャンバ４２は、後述する流路絞り孔６１ａ、カバー部材第１流路７２、及び流路絞り部材第１開口部６２を介して出口流路４８に連通している。出口流路４８は第１貫通孔４０ｄを介して第１冷却水出口部２３に連通している。図５に示すように、出口流路４８は、第１チャンバ４２に前記円筒壁４０ｂを介して隣接すると共に、前記第２チャンバ４３に仕切り壁４０ｃを介して隣接するように形成されている。
【００５２】
すなわち、第１冷却水流路２６は、第１チャンバ４２、流路絞り孔６１ａ、カバー部材第１流路７２、流路絞り部材第１開口部６２、出口流路４８、及び第１貫通孔４０ｄを順に経由するように、ハウジング側第１開口部４５と第１冷却水出口部２３とを連通するように構成されている。
【００５３】
第２冷却水流路２７は、ハウジング側第２開口部４６と第１冷却水出口部２４とを連通する流路である。図６に示すように、ハウジング側第２開口部４６は、第２チャンバ４３に連通している。第２チャンバ４３は、後述する流路絞り部材第２開口部６３及びカバー部材第２流路７３と共に第２冷却水流路２７の一部を形成し、第２貫通孔４０ｅを介して、第２冷却水出口部２４に連通している。
【００５４】
すなわち、第２冷却水流路２７は、第２チャンバ４３、流路絞り部材第２開口部６３、カバー部材第２流路７３、及び第２貫通孔４０ｅを経由して、ハウジング側第２開口部４６と第２冷却水出口部２４とを連通するように構成されている。
【００５５】
第３冷却水流路２８は、ハウジング側第３開口部４７と第３冷却水出口部２５とを連通する流路である。図７に示すように、ハウジング側第３開口部４７は、第３チャンバ４４に連通している。第３チャンバ４４は、第３冷却水出口部２５に連通している。
【００５６】
すなわち、第３冷却水流路２８は、第３チャンバ４４を介して、ハウジング側第３開口部４７と第３冷却水出口部２５とを連通するように構成されている。
【００５７】
図３に示すように、軸受部５０は、前記ロータリバルブ３０の一端側を回転可能に支持すロータリバルブ支持部５１と、エンジン１の冷却水出口部１２ｂからロータリバルブ３０の内部空間へ冷却水Ｗを導入する開口部５２とを有し、ハウジング４０の一端側に形成された冷却水入口部２１に装着されるように構成されている。
【００５８】
流路絞り部材６０は、前記円筒壁４０ｂに当接して前記上部第１チャンバ４２の上部を密閉すると共に略中央に絞り孔６１ａが形成された絞り片６１と、前記出口流路４８の上部開口部に略一致する流路絞り部材第１開口部６２と、前記第２チャンバ４３の上部開口部に略一致する流路絞り部材第２開口部６３と、を有している。
【００５９】
カバー部材７０は、前記流路絞り部材６０の上部に装着され、図３中に点線で示すカバー部材仕切り壁７１により、前記絞り孔６１ａ及び流路絞り部材第１開口部６２に連通するカバー部材第１流路７２と、前記流路絞り部材第２開口部６３に連通するカバー部材第２流路７３と、水温センサ１０２を装着するための取り付け部７４とを有する。図６に示すように、前記取り付け部７４は前記カバー部材第２流路７３と連通している。
【００６０】
駆動部８０は、ロータリバルブ３０の前記他端側に接続される駆動軸（図示しない）と、該駆動軸を回転駆動させる電動モータ（図示しない）と、前記冷却水流路制御回路１０１から出力される制御信号に応じて、前記駆動軸を所定の回転角だけ回転駆動させる指示部（図示しない）とを有している。
【００６１】
次に、この実施形態による冷却水Ｗの流れを説明する。
【００６２】
まず、エンジン始動直後の冷態時（シーン１）における冷却水Ｗの流れを図８、図９を参照して説明する。図８はエンジン１の冷却水Ｗの流れを示す冷却系統のブロック図であり、図９（ａ）はシーン１における図２のｘ−ｘ線における断面を示す断面図であり、図９（ｂ）は同様にシーン１における図２のｙ−ｙ線における断面を示す断面図である。
【００６３】
シーン１において、水温センサ１０２により検知された冷却水Ｗの水温が所定の値Ｔ１未満であり、ＥＣＵ１００内の冷却水流路制御回路１０１から出力される制御信号に応じて、ロータリバルブ３０は駆動部８０により回転駆動されて図９に示す回転角に保持される。
【００６４】
このとき、図９（ｂ）に示すように、ハウジング側第１開口部４５及びハウジング側第３開口部４７は共に、ロータリバルブ３０の円筒部３１に遮られているため、これらの開口部４５、４７の開口面積は略ゼロとなる。この結果、ロータリバルブ３０の内部にエンジン１の冷却水出口１２ｂから導入された冷却水Ｗが、前記開口部４５、４７を介して、第１冷却水流路２６及び第３冷却水流路２８に通水されることはない。
【００６５】
一方、図９（ａ）に示すように、ハウジング側第２開口部４６は、ロータリバルブ３０の弁部３１２に対向位置する部分を除いて、その一部が開口している。そのため、ロータリバルブ３０の内部に導入された冷却水Ｗは、前記ハウジング側第２開口部４６を介して、第２冷却水流路２７に通水されて、第２冷却水出口部２４に至る。
【００６６】
したがって、図８中に太線の矢印で示すように、シーン１においては第２冷却水出口部２４に接続されている第２冷却系統１４に冷却水Ｗが通水されて、オイル熱交換器４を介して、ウォータポンプ２の冷却水吸い込み口２ａに至る。その後、ウォータポンプ２により吐出されて再びエンジン１のウォータジャケット１１ａに供給される。すなわち、シーン１においては、冷却水Ｗは、エンジン１と第２冷却系統１４とを順に循環することになる。
【００６７】
次に、暖気途中（シーン２）の冷却水Ｗの流れを図１０、図１１を参照して説明する。図１０は、シーン２のときの冷却水Ｗの流れを示す冷却系統のブロック図であり、図１１（ａ）はシーン２における図２のｘ−ｘ線における断面を示し、図１１（ｂ）は同様にシーン２における図２のｙ−ｙ線における断面を示す。
【００６８】
シーン２において、水温センサ１０２により検知された冷却水Ｗの水温が前記所定の温度Ｔ１以上になり、ＥＣＵ１００内の冷却水流路制御回路１０１から出力される制御信号に応じて、ロータリバルブ３０は、駆動部８０により回転駆動されて、図１１に示すように回転方向Ｚ方向に回転角が増大する。
【００６９】
このとき、図１１（ｂ）に示すように、ロータリバルブ３０のバルブ側開口部３１１がハウジング側第１開口部４５に対向位置する。この結果、ハウジング側開口部４５の開口面積は全開となり、ロータリバルブ３０の内部にエンジン１の冷却水出口１２ｂから導入された冷却水Ｗは、前記ハウジング側第１開口部４５を介して、第１冷却水流路２６に通水されて、第１冷却水出口部２３に至る。
【００７０】
一方、図１１（ａ）に示すように、ロータリバルブ３０の弁部３１２は、ハウジング側第２開口部４６と対向しない位置に位置している。これにより、シーン１のときに比べて、ハウジング側第２開口部４６の開口面積は増大することになり、該開口部４６を介して第２冷却水流路２７に通水される冷却水Ｗの流量が増大する。
【００７１】
したがって、図１０中に太線の矢印で示すように、シーン２においては第１冷却水出口部２３に接続されている第１冷却系統１３に冷却水Ｗが通水されると共に、第２冷却水出口部２４に接続されている第２冷却系統１４への冷却水Ｗの通水量が増大されることになる。第１及び第２冷却系統１３、１４に通水された冷却水Ｗは、空調用ヒータ３及びオイル熱交換器４を介して、それぞれウォータポンプ２の冷却水吸い込み口２ａに至る。その後、ウォータポンプ２により吐出されて再びエンジン１のウォータジャケット１１ａに供給される。すなわち、シーン２においては、冷却水Ｗは、エンジン１と第１及び第２冷却系統１３、１４とを循環することになる。
【００７２】
次に暖気完了後（シーン３）の冷却水Ｗの流れを図１２、図１３を参照して説明する。図１２は、シーン３のときの冷却水Ｗの流れを示す冷却系統のブロック図であり、図１３（ａ）はシーン３における図２のｘ−ｘ線における断面を示し、図１３（ｂ）は同様にシーン３における図２のｙ−ｙ線における断面を示す。
【００７３】
シーン３においては、水温センサ１０２により検知された冷却水Ｗの水温が所定の温度Ｔ２以上になると、ＥＣＵ１００内の冷却水流路制御回路１０１から出力される制御信号に応じて、ロータリバルブ３０は、駆動部８０により回転駆動されて、図１３に示すように回転方向Ｚにさらに回転角が増大する。
【００７４】
このとき、図１３（ｂ）に示すように、ロータリバルブ３０のバルブ側開口部３１１がハウジング側第１開口部４５に対向位置していると共に、ハウジング側第３開口部４７にも対向位置するようになる。
【００７５】
この結果、ハウジング側第１開口部４５の開口面積は全開を維持しながら、ハウジング側第３開口部４７の開口面積も全開になり、ロータリバルブ３０の内部にエンジン１の冷却水出口部１２ｂから導入された冷却水Ｗは、前記ハウジング側第１開口部４５を介して第１冷却水流路２６への通水を維持されながら、前記ハウジング側第３開口部４７を介して第３冷却水流路２８へ通水されることになる。これにより、冷却水Ｗは、第１冷却水出口部２３及び第３冷却水出口部２５に至る。
【００７６】
一方、図１３（ａ）に示すように、ロータリバルブ３０の弁部３１２は、ハウジング側第２開口部４６と対向しない位置に位置している。これにより、シーン２のときと同様に、ハウジング側第２開口部４６を介して、第２冷却水流路２７への通水は維持されることになる。
【００７７】
したがって、図１２中に太線の矢印で示すように、シーン３においてはシーン２における冷却水Ｗの流れに加えて、第３冷却水出口部２５に接続されている第３冷却系統１５に冷却水Ｗが通水されることになる。第３冷却系統１５に通水された冷却水Ｗは、ラジエータ５を介して、ウォータポンプ２の冷却水吸い込み口２ａに至る。すなわち、シーン３においては、冷却水Ｗは、エンジン１と、第１〜第３冷却系統１３〜１５とを循環することになる。
【００７８】
以上説明したように、ロータリバルブ３０の回転角の増大に応じて、ハウジング側第１〜第３開口部４５〜４７の開口面積が図１４に示すように増減するように構成されている。なお、シーン１からシーン３に亘って、ハウジング側第２開口部４６は少なくともその一部が常に開口しており、第２冷却水流路２７を介して第２冷却系統１４には冷却水Ｗが常時通水されている。
【００７９】
一方、ハウジング側第１、第３開口部４４、４７は、初期状態においてはその開口面積が略ゼロであって、ロータリバルブ３０の回転角の増大に応じてハウジング側第１開口部４５から開口し、次に、ハウジング側第３開口部４７が開口するようになっており、シーン２以降において、第１冷却水流路２６を介して第１冷却系統１３に通水がなされ、シーン３以降において、第３冷却水流路２８を介して第３冷却系統１５に通水がなされる。
【００８０】
また、シーン２からシーン３にすぐに移行すると、ハウジング側第３開口部４７の開口面積がゼロからいきなり全開となって、冷却水Ｗはラジエータ５によって冷却されることになる。この結果、冷却水Ｗの水温が急激に低下することになり、シーン１又は２に戻り、水温が不安定になる可能性がある。このため、シーン２からシーン３へ以降するときには、ロータリバルブ３０を徐々にその回転角を増大させることにより、ラジエータ５に通水される冷却水Ｗの流量を徐々に増大させることにより、冷却水Ｗの水温の急低下を防止して、冷却水Ｗの水温のハンチングを防止するように構成されている。
【００８１】
以上説明した、本実施形態に係るエンジンの冷却水流路制御装置２０によれば、以下の効果を発揮できる。
【００８２】
ロータリバルブ３０を回転駆動させて、バルブ側開口部３１１に連通するハウジング側第１、第３開口部４５、４７の開口面積を制御できると共に、前記ロータリバルブ３０の端部に形成された弁部３１２がハウジング４０の内周面に設けられたハウジング側第２開口部４６の開口面積を制御できる。これにより、ロータリバルブ３０の内部にエンジン１の冷却水出口１２ｂから導入された冷却水Ｗを、前記ハウジング側第１〜第３開口部４５〜４７を介して第１〜第３冷却水流路２６〜２８に選択的に通水できると共に、その通水量を制御できる。
【００８３】
しかも、エンジン１の冷却水流路制御装置２０をコンパクトに構成できる。なぜならば、ロータリバルブ３０の他端部に弁部３１２を形成せずにロータリバルブ３０の外周にバルブ側開口部のみ設けてこれによりハウジング４０の内周面に設けられたハウジング側開口部の開口面積を制御しようとすると、（１）ロータリバルブ３０に１つのバルブ側開口部を設けてこれにより複数のハウジング側開口部の開口面積を制御するか、若しくは、（２）ロータリバルブ３０に軸方向に離間した複数のバルブ側開口部を設けると共に、同様にハウジング４０に軸方向に離間した複数のハウジング側開口部を設けてこれにより複数のハウジング側開口部の開口面積を制御することになる。
【００８４】
（１）の場合、複数のハウジング側開口部は、ロータリバルブ３０に設けられたバルブ側開口部と略同じ軸方向位置すなわち軸線に直交する同一断面上のハウジング４０の内周面に形成されることになる。この場合、複数のハウジング側開口部をハウジング４０の内周面の同一断面上に並ぶように形成すると、これらのハウジング側開口部の開口面積をそれぞれ確保するためにハウジング４０の内径を大きくする必要がある。この結果、エンジン１の冷却水制御装置２０が周方向に大型化することになる。
【００８５】
（２）の場合、ロータリバルブ３０には軸方向に複数のバルブ側開口部が形成されることになる。この場合、外周に１つのバルブ開口部と端部に弁部とを形成する場合に比べて、ロータリバルブ３０の軸方向の長さが増大することになる。この結果、エンジン１の冷却水制御装置２０が軸方向に大型化することになる。
【００８６】
したがって、ロータリバルブ３０の外周に単一のバルブ側開口部３１１を形成するのに加えて、その一端部に軸方向に突出する弁部３１２を形成することにより、第１〜第３冷却水流路２６〜２８への通水を制御できると共に、エンジン１の冷却水流路制御装置２０をコンパクトに構成できる。しかも、ロータリバルブ３０の他端部に軸方向に突出する弁部３１２を設けることにより容易にロータリバルブ３０を構成できる。
【００８７】
また、ハウジング側第２開口部４６を軸方向の長さを周方向の長さよりも短く形成することにより、前記ハウジング側第２開口部４６の開口面積を確保しながら、軸方向寸法の増大を抑制することができる。さらに、前記ハウジング側第２開口部４６の開口面積を制御する弁部３１２も、軸方向の長さを周方向の長さよりも短く構成することができるので、ロータリバルブ３０の長さを短く構成できる。したがって、エンジン１の冷却水流路制御装置３０の軸方向長さの増大を抑制し、同装置をよりコンパクトに構成できる。
【００８８】
また、弁部３１２の周方向の長さをハウジング側第２開口部４６の周方向の長さよりも短く形成することにより、前記ハウジング側第２開口部４６は前記弁部３１２により閉じられることはなく、常に少なくともその一部が開口していることになる。
【００８９】
ここで、弁部３１２がハウジング側第２開口部４６に対向位置する場合、該開口部４６の開口面積は弁部３１２に対向位置する面積だけ減少することになり、この結果、前記ハウジング側第２開口部４６に通じる第２冷却水流路２７への通水量は減少することになる。一方、弁部３１２がハウジング側第２開口部４６から離間した位置に位置する場合、該開口部４６は弁部３１２に遮られてその開口面積が減少することなく全て開口するので、弁部３１２がハウジング側第２開口部４６に対向位置する場合に比べて、第２冷却水流路２７に流入する冷却水Ｗの流量を増大させることができる。
【００９０】
すなわち、弁部３１２の周方向の長さをハウジング側第２開口部４６の周方向の長さよりも短く構成することにより、第２冷却水流路２７に冷却水Ｗを常時通水させてエンジン１の冷却系統に冷却水を循環させながら、第２冷却水流路２７への通水量を制御できる。
【００９１】
また、第２冷却水流路２７の一部を形成するカバー部材７０に、前記第２冷却水流路２７を臨む水温センサ取り付け孔７４を設け、該水温センサ取り付け孔７４に水温センサ１０２を装着することにより、冷却水Ｗの水温を適正に検知できる。つまり、上述したように、第２冷却水流路２７には冷却水Ｗが常時通水されているので、該流路２７内には冷却水Ｗが淀んでおらず、エンジン１から導入される冷却水Ｗの温度を正しく検知することにより、エンジン１のウォータジャケット１１ａ、１２ａを通過して昇温された冷却水Ｗの水温を適正に検知できる。
【００９２】
しかも、エンジン１の冷却水流路制御装置２０を構成するハウジング３０に装着されるカバー部材７０に水温センサ１０２を装着することにより、水温センサ１０２をコンパクトに配置できる。
【００９３】
また、第１冷却水流路２６及び第２冷却水流路２７は、それぞれ、第１チャンバ４２及び第２チャンバ４３を介してハウジング側第１開口部４５及びハウジング側第２開口部４６に通じており、前記第１、第２チャンバ４２、４３はハウジング４０内であってロータリバルブ３０の外部空間に形成された空間を円筒壁４０ｂにより仕切って形成されている。
【００９４】
つまり、前記ハウジング側第１開口部４５及び前記ハウジング側第２開口部４６から第１冷却水流路２６及び第２冷却水流路２７への通水を、互いに隣接する第１チャンバ４２及び第２チャンバ４３を介して構成することにより、第１及び第２冷却水流路２６、２７をハウジング４０内にコンパクトに配設できると共に、ハウジング４０をコンパクトに構成できる。この結果、エンジン１の冷却水流路制御装置２０をよりコンパクトに構成できる。
【００９５】
また、第１冷却水流路２６は空調用ヒータ３が設けられた第１冷却系統１３に連通し、第２冷却水流路２７はオイル熱交換器４が設けられた第２冷却系統１４に連通し、第３冷却水流路２８はラジエータ５が設けられた第３冷却系統１５に連通しており、ロータリバルブ３０の回転角の増大に応じて、まず変速機又はエンジン１のオイル熱交換器４に通水され、次に、該オイル熱交換器４への通水量を増大させながら、空調用ヒータ３に通水させて、次に、オイル熱交換器４及び空調用ヒータ３に通水させながら、ラジエータ５に通水させることができる。
【００９６】
これにより、例えば、エンジン１の冷態時においてオイル熱交換器４にまず通水させて、オイルの温度上昇を促進しオイル粘度を低下させることにより、変速機又はエンジン１内部の摺動部のフリクションを低減させて冷態時における燃費向上を実現できる。エンジン１が暖気途中においては空調用ヒータ３に通水することにより、暖房性能を確保し、エンジン１の完全暖気後においては、ラジエータ５に通水することにより、エンジン１の冷却性能を確保できる。
【００９７】
すなわち、エンジン１の冷態時における、空調用ヒータ３、ラジエータ５への冷却損失を回避して、暖気促進を図りながら、オイル熱交換器４に通水させてエンジン１の燃費向上を図ることができる。
【００９８】
したがって、本発明によるエンジン１の冷却水流路制御装置２０によれば、簡単な構成により、装置自体が大型化することを抑制しながら、第１〜第３冷却水流路２６〜２７への通水を切り換え可能であって、各冷却水流路２６〜２７への通水量を適切に制御できる。
【００９９】
なお、本発明は、以上の実施形態に示すものに限らず、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、各種変形および変更を行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上のように、本発明によれば、車両等のエンジンの冷却水流路制御装置において、装置自体が大型化することを抑制しながら、複数のエンジンの冷却水流路への通水を切り換え可能であって、その通水量を適切に制御することが可能となるので、この種のエンジンの製造技術分野において好適に利用される可能性がある。
【符号の説明】
【０１０１】
１      エンジン
２      ウォータポンプ
３      空調用ヒータ
４      オイル熱交換器
５      ラジエータ
１３    第１冷却系統
１４    第２冷却系統
１５    第３冷却系統
２０    冷却水流路制御装置
２６    第１冷却水流路
２７    第２冷却水流路
２８    第３冷却水流路
３０    ロータリバルブ
３１１    バルブ側開口部
３１２    弁部
４０    ハウジング
４５    ハウジング側第１開口部
４６    ハウジング側第２開口部
４７    ハウジング側第３開口部
１０２  水温センサ
Ｗ      冷却水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014196708.tif 000013
【図１２】
2014196708.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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