(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体流れを制御する流体バルブであって、
流体通路を構成するとともに、流体が流出入する複数個の第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）が形成されたバルブボディ（４１）と、
前記バルブボディ（４１）内に収納され、回転することにより流体流れを制御する略円柱状の弁体（４２）とを備え、
前記弁体（４２）には、前記弁体（４２）内を貫通して前記弁体（４２）の外周面（４２ｂ）にて開口する連通口（４２ｃ）が設けられ、
前記バルブボディ（４１）のうち前記弁体（４２）の外周面（４２ｂ）と対向する内周面（４１ｆ）には、前記第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）の連通する複数個の第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）が設けられ、
前記第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）の中心（Ｃｐ）は、前記弁体（４２）の回転軸方向から見て、前記回転軸周りに略均等に配置されており、
さらに、前記複数個の第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）の中心軸のうち、少なくとも１本の中心軸の延長線（ＣＬ１、ＣＬ３）は、前記弁体（４２）の回転中心（ｏ）からずれており、
前記第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と前記第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）とを連通させる連通路のうち、少なくとも１本は、直線状連通路を形成しており、
前記第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と前記第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）とを連通させる連通路のうち少なくとも１本は、前記バルブボディ（４１）内で屈曲した屈曲部（４１ｎ）を有しており、
前記屈曲部（４１ｎ）は、直線状に形成された少なくとも２本の通路穴（４１ｑ、４１ｐ）を交差させることにより構成されており、
前記屈曲部（４１ｎ）を構成する２本の通路穴（４１ｑ、４１ｐ）のうち、前記第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と連通する通路穴（４１ｑ）が前記直線状連通路と平行に延びることによって、前記複数個の第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）のうち少なくとも２個が同一の向きに開口しており、
さらに、前記屈曲部（４１ｎ）を構成する２本の通路穴（４１ｑ、４１ｐ）のうち、少なくとも１本は前記屈曲部（４１ｎ）を越えて前記バルブボディ（４１）の外側まで貫通するように形成され、
前記バルブボディ（４１）の外側まで貫通するように形成された通路穴（４１ｐ）のうち、前記バルブボディ（４１）の外側に開口する部位がプラグ（４３）によって閉塞されていることを特徴とするロータリ式の流体バルブ。
【請求項２】
前記バルブボディ（４１）は、金型内に溶融状態の材料を充填することにより成形されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリ式の流体バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略円柱状（円筒状）の弁体が回転することにより流体流れを制御するロータリ式の流体バルブに関するもので、水冷式内燃機関の冷却水流れを制御する流量調整バルブに適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図５は水冷式内燃機関の冷却水流れを制御する流量調整バルブの一例を示すもので、ロータリ式の流体バルブは、略円柱状の弁体が回転することにより流体流れを制御するので、冷却水が流出入する複数個の開口部は、弁体の回転中心周りに略１２０°間隔で均等に設けられている。
【０００３】
ところで、一般的に車両では、走行用駆動源として水冷式内燃機関を採用しているが、図５に示す流体バルブを冷却水制御に用いると、次のような問題が発生する。
【０００４】
すなわち、エンジンルーム内には、エンジン（内燃機関）に加えて数多くの機器が搭載されるため、流量調整バルブは、通常、エンジンルームを構成する車両ボディに固定される。このため、図５に示すように、３個の開口部４２ｃそれぞれが異なる方向に向けて開口していると、開口部４２ｃに接続される配管と車両ボディとが干渉してしまうので、図６に示すように、開口部４２ｃに接続される配管Ｐを曲げる必要性が発生する。
【０００５】
しかし、配管Ｐの最小曲率半径は配管の外径寸法によりほぼ決定し、小さいな曲率半径にて配管Ｐを曲げることが難しいので、配管Ｐも含めた流体バルブ（流量調整バルブ）の搭載スペースが拡大してしまい、流体バルブの搭載性が悪化してしまう。
【０００６】
これに対しては、図７に示すように、弁体４２に形成された複数個の開口部４２ｃを弁体４２の回転中心周りに均等配置せず、一方側（図７の下方側）に偏るように複数個の開口部４２ｃを設けるといった手段が考えられるが、この手段では、開口部４２ｃを均等配置した場合（図５、６参照）に比べて隣り合う開口部４２ｃが近接してしまうので、開口部４２ｃとして機能を満足するに十分な大きさを確保することが難しく、弁体４２の回転角の変化量に対して流量変化量が大きくなる等して流体バルブの流量制御特性が悪化してしまう。
【０００７】
これに対しては、弁体の直径を大きくすればよいが、この手段では、流体バルブの大型化を招いてしまう。
【０００８】
本発明は、上記点に鑑み、複数個の開口部を弁体の回転中心周りに均等配置しつつ、開口部に接続される配管の取り回しを容易なものとすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、流体流れを制御する流体バルブであって、
流体通路を構成するとともに、流体が流出入する複数個の第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）が形成されたバルブボディ（４１）と、
バルブボディ（４１）内に収納され、回転することにより流体流れを制御する略円柱状の弁体（４２）とを備え、
弁体（４２）には、弁体（４２）内を貫通して弁体（４２）の外周面（４２ｂ）にて開口する連通口（４２ｃ）が設けられ、
バルブボディ（４１）のうち弁体（４２）の外周面（４２ｂ）と対向する内周面（４１ｆ）には、第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）の連通する複数個の第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）が設けられ、
第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）の中心（Ｃｐ）は、弁体（４２）の回転軸方向から見て、回転軸周りに略均等に配置されており、
さらに、複数個の第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）の中心軸のうち、少なくとも１本の中心軸の延長線（ＣＬ１、ＣＬ３）は、弁体（４２）の回転中心（ｏ）からずれており、
第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）とを連通させる連通路のうち、少なくとも１本は、直線状連通路を形成しており、
第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）とを連通させる連通路のうち少なくとも１本は、バルブボディ（４１）内で屈曲した屈曲部（４１ｎ）を有しており、
屈曲部（４１ｎ）は、直線状に形成された少なくとも２本の通路穴（４１ｑ、４１ｐ）を交差させることにより構成されており、
屈曲部（４１ｎ）を構成する２本の通路穴（４１ｑ、４１ｐ）のうち、第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と連通する通路穴（４１ｑ）が直線状連通路と平行に延びることによって、複数個の第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）のうち少なくとも２個が同一の向きに開口しており、
さらに、屈曲部（４１ｎ）を構成する２本の通路穴（４１ｑ、４１ｐ）のうち、少なくとも１本は屈曲部（４１ｎ）を越えてバルブボディ（４１）の外側まで貫通するように形成され、
バルブボディ（４１）の外側まで貫通するように形成された通路穴（４１ｐ）のうち、バルブボディ（４１）の外側に開口する部位がプラグ（４３）によって閉塞されていることを特徴とする。
【００１０】
これにより、第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）と第２開口部（４１ｇ〜４１ｉ）とを連通させる連通路がバルブボディ（４１）内にて屈曲した構造となるので、流体バルブの流量制御特性を良好なものとしつつ、第１開口部（４１ａ〜４１ｃ）に接続される配管の取り回しを容易なものとすることができる。
【００１３】
また、これにより、例えばバルブボディ（４１）を成形する際に中子を用いて容易に屈曲した連通路を形成することができる。
【００１４】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、本発明に係るロータリ式の流体バルブを車両の走行用エンジンの冷却装置に適用したものであって、図１は本実施形態に係るエンジンの冷却装置の模式図である。
【００１６】
図１中、ラジエータ２０はエンジン１０内を循環する冷却水を冷却し、その冷却した冷却水をエンジン１０に戻す放熱器であり、送風機２１はラジエータ２０に冷却風を送風する送風手段である。
【００１７】
バイパス通路３０はエンジン１０から流出する冷却水をラジエータ２０を迂回させてエンジン１０に戻すものであり、流量調整バルブ４０はラジエータ２０に循環させる冷却水量とバイパス通路３０に循環させる冷却水量とを調節する電子制御式のバルブであり、ポンプ５０はエンジン１０から駆動力を得て冷却水を循環させる渦巻式のものである。なお、流量調整バルブ４０の構造は後述する。
【００１８】
そして、流量調整バルブ４０は、バイパス通路３０を流れる冷却水の温度を検出する第１水温センサ１０１の検出温度、及びポンプ５０の流入側に配設されてエンジン１０に戻ってくる冷却水の温度を検出する第２水温センサ１０２の検出温度等に基づいて電子制御装置（ＥＣＵ）１００により制御される。
【００１９】
次に、流量調整バルブ４０の構造について述べる。
【００２０】
図２（ａ）は流量調整バルブ４０の外観図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２１】
バルブボディ４１は、流体通路を構成するとともに冷却水が流出入する第１開口部である第１〜３接続ポート４１ａ〜４１ｃが形成された樹脂製のハウジングであり、各接続ポート４１ａ〜４１ｃには、配管（図示せず。）を接続するための接続パイプ４１ｄが設けられている。
【００２２】
また、立方体状のバルブボディ４１の略中央部には、円柱状の空間４１ｅが設けられており、この空間４１ｅ内で弁体４２が回転することによりバルブボディ４１内を流通する冷却水量等を調節する。なお、弁体４２は、電動モータ等の回転力を発生するアクチュエータ（図示せず。）により回転駆動されるもので、４２ａはアクチュエータ側に接続される弁体４２駆動用のシャフトである。
【００２３】
そして、弁体４２には、図２（ｂ）に示すように、弁体４２内を貫通して弁体４２の外周面４２ｂにて開口する複数個（本実施形態では、５個）の連通口４２ｃが形成され、一方、バルブボディ４１のうち弁体４２の外周面４２ｂと所定の隙間を有して対向する内周面４１ｆには、各接続ポート４１ａ〜４１ｃの連通する第２開口部である第１〜３ポート４１ｇ〜４１ｉが設けられている。
【００２４】
なお、各ポート４１ｇ〜４１ｉの外縁部には、弁体４２の外周面４２ｂに対して摺動可能に接触して弁体４２と内周面４１ｆとの間の隙間に冷却水が漏れ出ることを防止するパッキン等のリップシール４１ｊが配置されている。
【００２５】
このとき、第１〜３ポート４１ｇ〜４１ｉの中心Ｃｐは、弁体４２の回転軸方向から見て（図２（ｂ）において）、回転軸周りに１２０°毎に略均等に配置されているとともに、第１〜３接続ポート４１ａ〜４１ｃの中心軸のうち、少なくとも１本の中心軸の延長線、つまり本実施形態では、第１、２接続ポート４１ａ、４１ｃの中心線ＣＬ１、ＣＬ３は、弁体４２の回転中心ｏからずれて、第１〜３接続ポート４１ａ〜４１ｃのいずれもが同一の向きに開口している。
【００２６】
また、第１接続ポート４１ａと第１ポート４１ｇとを連通させる第１連通路４１ｋ、及び第３接続ポート４１ｃと第３ポート４１ｉとを連通させる第３連通路４１ｍは、バルブボディ４１内で略９０°屈曲しているとともに、その屈曲した屈曲部４１ｎは、直線状に形成された少なくとも２本の通路穴４１ｑ、４１ｐを交差させることにより構成されている。
【００２７】
そして、屈曲部４１ｎを構成する２本の通路穴４１ｑ、４１ｐのうち、少なくとも１本（本実施形態では、通路穴４１ｐ）は、屈曲部４１ｎを越えてバルブボディ４１の外側まで貫通しているとともに、その屈曲部４１ｎを越えてバルブボディ４１の外側まで貫通している通路穴４１ｐには、バルブボディ４１の外側を閉塞するプラグ４３が設けられている。
【００２８】
次に、バルブボディ４１の製造方法について述べる。
【００２９】
バルブボディ４１の外形を形作る金型内に、第１〜３連通路４１ｋ〜４１ｍ及び空間４１ｅを形成するための中子を配置した状態で、溶融状態の樹脂を充填してバルブボディ４１を成形する。
【００３０】
次に、金型から成形終了後のバルブボディ４１を取り出し、プラグ４３及び接続パイプ４１ｄを溶着する。
【００３１】
次に、本実施形態に係る流量調整バルブ４０の概略作動を述べる。
【００３２】
弁体４２が回転すると、弁体４２の連通口４２ｃがバルブボディ４１のポート４１ｇ〜４１ｉに対して相対変位するので、連通口４２ｃとポート４１ｇ〜４１ｉとの重なり程度、つまりポート４１ｇ〜４１ｉの開度が弁体４２の回転角に応じて変化する。
【００３３】
したがって、弁体４２の回転角に応じてポート４１ｇ〜４１ｉの開度を調節することができるので、弁体４２の回転角に応じて流量調整バルブ４０内を流れる冷却水量を制御することができる。
【００３４】
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
【００３５】
本実施形態では、第１〜３ポート４１ｇ〜４１ｉの中心Ｃｐは、弁体４２の回転軸方向から見て、回転軸周りに１２０°毎に略均等に配置されているとともに、第１、２接続ポート４１ａ、４１ｃの中心線ＣＬ１、ＣＬ３は、弁体４２の回転中心ｏからずれてバルブボディ４１内で屈曲して第１〜３接続ポート４１ａ〜４１ｃいずれもが同一の向きに開口しているので、流量調整バルブ４０の流量制御特性を良好なものとしつつ、第１〜３接続ポート４１ａ〜４１ｃに接続される配管の取り回しを容易なものとすることができる。
【００３６】
また、屈曲部４１ｎを構成する２本の通路穴４１ｑ、４１ｐのうち通路穴４１ｐは、屈曲部４１ｎを越えてバルブボディ４１の外側まで貫通しているとともに、その屈曲部４１ｎを越えてバルブボディ４１の外側まで貫通している通路穴４１ｐには、バルブボディ４１の外側を閉塞するプラグ４３が設けられているので、バルブボディ４１を成形する際に中子を用いて容易に屈曲した第１、３連通路４１ｋ、４１ｍを形成することができる。
【００３７】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、接続ポートが３個であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、２個又は４個以上であってもよい（例えば図３（ｂ））。なお、図３（ａ）は参考例であり、上述の実施形態に対して第２接続ポート４１ｂを廃止したものである。
【００３８】
また、上述の実施形態では、全ての接続ポートが同一の向き開口していたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、接続ポートの開口の向きを配管の取り回しに応じて適宜変更してもよい。
【００３９】
また、上述の実施形態では、バルブボディ４１及び弁体４２を樹脂製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、金属製としてもよい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、バルブボディ４１を成形する際に中子を用いて容易に屈曲した第１〜３連通路４１ｋ〜４１ｍを形成したが、ドリル等のボール盤加工により第１〜３連通路４１ｋ〜４１ｍを形成してもよい。
【００４１】
また、本発明に係る流体バルブを車両の走行用エンジンの冷却装置に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却水回路を示す模式図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る流体バルブの外観図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】  （ａ）は参考例に係る流体バルブの断面図であり、（ｂ）は本発明のその他の実施形態に係る流体バルブの断面図である。
【図４】本発明のその他の実施形態に係る流体バルブの断面図である。
【図５】従来の技術に係る流体バルブの断面図である。
【図６】従来の技術に係る流体バルブの断面図である。
【図７】従来の技術に係る流体バルブの断面図である。
【符号の説明】
４０…流量調節バルブ（流量バルブ）、４１…バルブボディ、４２…弁体。
【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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