JP6679324B2 - フェールセーフ機構付弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車用冷却水の流量制御に用いられるフェールセーフ機構付弁装置に関する。

従来、弁体と、弁体を回転自在に収容すると共にシリンダヘッド等を冷却した自動車用冷却水を取り入れる弁体側開口部を有する弁体収容部と、弁体収容部に設けられラジエータ等に接続される第１から第３の３つ連通口と、フェールセーフ機構とを備えるフェールセーフ機構付弁装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のフェールセーフ機構は、サーモエレメントと、サーモエレメントを収容するエレメント収容部とを備えている。エレメント収容部は、サーモエレメントを収容する小径収容部と、小径収容部の内径よりも大径の内径を有する大径収容部と、小径収容部と大径収容部との間に形成される段部とを備えている。

小径収容部には弁体収容部と連通する弁体連通部が設けられ、大径収容部には連通口に隣接して開口するフェールセーフ側開口部が設けられている。フェールセーフ側開口部は閉塞部材によって閉塞されている。

フェールセーフ機構は、段部を閉塞する弁プレート部材と、弁プレート部材をサーモエレメント側へ付勢するコイルスプリングとを備えている。ラジエータに接続される第３連通口には、ラジエータとの接続に用いられる配管を接続するためのアダプタが設けられている。アダプタは閉塞部材とは別体に構成されている。

国際公開第２０１４／１４８１２６号

従来のフェールセーフ機構付弁装置は、弁体収容部の周壁にエレメント収容部と連通させる貫通孔を形成している。しかしながら、この貫通孔の加工は困難であり、大量生産に適した金型を用いる成形方法（ダイカスト、樹脂成型）では、金型の構造上、配管や室等のレイアウト自由度が制限され、二次加工が必要となる場合もあり、生産効率が低いという問題がある。

本発明は、以上の点に鑑み、小型化及び生産効率を向上させることができるフェールセーフ機構付弁装置を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明のフェールセーフ機構付弁装置は、
弁体側開口部を有する弁体収容部と、
弁体収容部に設けられた連通口と、
フェールセーフ機構と、
弁体収容部に回転自在に収容され、弁体側開口部と連通口との連通状態を切換自在な弁
体と、
を備え、
フェールセーフ機構は、
サーモエレメントと、
サーモエレメントを収容するエレメント収容部と、
を備え、
エレメント収容部は、
サーモエレメントを収容する小径収容部と、
小径収容部の内径よりも大径の内径を有する大径収容部と、
小径収容部と大径収容部との間に形成される段部と、
を備え、
小径収容部と大径収容部との何れか一方は弁体収容部と連通する弁体連通部が設けられ、
フェールセーフ機構は、
段部を閉塞する閉塞部材と、
閉塞部材をサーモエレメント側へ付勢する付勢部と、
を備え、
連通口にはアダプタが設けられ、
アダプタは、小径収容部と大径収容部との何れか他方と連通口とを連通させる貫通孔を備え、
前記連通口には、シール保持部材が配置され、
前記アダプタは、合成樹脂材料で形成されるものであり、シール保持部材を押える拡径部と、拡径部に成形収縮による窪みが発生することを防止するための防止空間とを備え、
前記貫通孔は、防止空間を貫くようにして形成されていることを特徴とする。
［３］また、本発明の他の態様のフェールセーフ機構付弁装置は、
弁体側開口部を有する弁体収容部と、
弁体収容部に設けられた連通口と、
フェールセーフ機構と、
弁体収容部に回転自在に収容され、弁体側開口部と連通口との連通状態を切換自在な弁体と、
を備え、
フェールセーフ機構は、
サーモエレメントと、
サーモエレメントを収容するエレメント収容部と、
を備え、
エレメント収容部は、
サーモエレメントを収容する小径収容部と、
小径収容部の内径よりも大径の内径を有する大径収容部と、
小径収容部と大径収容部との間に形成される段部と、
を備え、
小径収容部と大径収容部との何れか一方は弁体収容部と連通する弁体連通部が設けられ、
フェールセーフ機構は、
段部を閉塞する閉塞部材と、
閉塞部材をサーモエレメント側へ付勢する付勢部と、
を備え、
連通口にはアダプタが設けられ、
アダプタは、小径収容部と大径収容部との何れか他方と連通口とを連通させる貫通孔を備え、
前記他方は、連通口に隣接して開口するフェールセーフ側開口部が設けられ、
アダプタは、フェールセーフ側開口部を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、アダプタが貫通孔を備えているため、従来品のように、貫通孔を弁体収容部に設けるものと比較して、弁体収容部の構造の簡略化を図ることができる。

また、本発明において、連通口にシール保持部材が配置され、アダプタは、合成樹脂材料で形成されるものであり、シール保持部材を押える拡径部と、拡径部に成形収縮による窪みが発生することを防止するための防止空間とを備えるフェールセーフ機構付弁装置に用いる場合には、貫通孔は防止空間を貫くようにして形成されている。防止空間が複数設けられている場合には、少なくとも１つの防止空間を貫く貫通孔が設けられていればよい。

ここで、アダプタが、シール保持部材を押える為に拡径された拡径部を備えるものである場合、シール保持部材は、拡径部で適切に押さえ付けられることにより、弁体との間のシール性を適切に発揮することができる。

しかしながら、アダプタが合成樹脂で成形されるものである場合、成形収縮によって拡径部に窪み（所謂ヒケ）が発生して、拡径部が適切な形状とならない虞がある。拡径部が適切な形状となっていない場合、拡径部によって、シール保持部材に均等な面圧を発生させることができず、シール保持部材と弁体との間のシール性が低下してしまう虞がある。

このため、拡径部には、ヒケ防止用の防止空間が設けられることがある。この防止空間によって、拡径部にヒケが発生することを防止し、拡径部によって、シール保持部材に均等な面圧を加えることができる。

このような防止空間を備えるフェールセーフ機構付弁装置においては、防止空間が設けられた部分に位置させて、防止空間を貫くようにして貫通孔を形成することが好ましい。かかる構成によれば、アダプタに貫通孔を設けても、適切な剛性を維持することができると共に、貫通孔の形成によって拡径部によるシール保持部材への圧力が不均一となることを防止することができる。

［２］［３］また、本発明において、前記他方が、連通口に隣接して開口するフェールセーフ側開口部を備える弁装置に用いられる場合には、アダプタは、フェールセーフ側開口部を閉塞する閉塞部を備えることが好ましい。

本発明によれば、アダプタが閉塞部と貫通孔とを備えているため、従来品のように、アダプタと、閉塞部とを別々に構成し、貫通孔を弁体収容部に設けるものと比較して、構造の簡略化を図ることができ、部品点数の減少も図ることができて組立て工数の削減も図ることができる。

［４］また、本発明においては、サーモエレメントは、エレメント収容部の中の流体の温度が所定温度以上である場合には、付勢部の付勢力に抗して閉塞部材を押圧して、閉塞部材による段部の閉塞を解除するように構成することができる。ここで、所定温度は、実験等により弁体収容部と連通口とをフェールセーフ機構を介して連通させることが好ましい温度に設定されている。

［５］また、本発明においては、エレメント収容部の中の流体の圧力が所定圧力以上である場合には、閉塞部材による段部の閉塞が解除されるように付勢部の付勢力を設定することができる。ここで、所定圧力は、実験等により弁体収容部と連通口とをフェールセーフ機構を介して連通させることが好ましい圧力に設定されている。

［６］また、本発明においては、アダプタに、シール保持部材の内周面に沿って延びるガイド部を設けていることが好ましい。かかる構成によれば、ガイド部でシール保持部材を内側から支えることができ、シール保持部材が連通口内で傾くことを防止することができる。

本発明のフェールセーフ機構付弁装置の第１実施形態を示した自動車用冷却水の循環システムの説明図。 第１実施形態のフェールセーフ機構付弁装置の斜視図。 第１実施形態のフェールセーフ機構付弁装置を縦に切断した状態で示す断面図。 第１実施形態のフェールセーフ機構付弁装置の正面図。 第１実施形態のフェールセーフ機構付弁装置を図４のＣ−Ｃ線で切断した状態で示す断面図。 第１実施形態のフェールセーフ機構付弁装置を図４のＢ−Ｂ線で切断した状態で示す断面図。 第１実施形態のアダプタを示す説明図。 本発明の流量制御弁の第２実施形態を示した自動車用冷却水の循環システムの説明図。 本発明の流量制御弁の第３実施形態を示した自動車用冷却水の循環システムの説明図。

［第１実施形態］
図１に示すように、本発明のフェールセーフ機構付弁装置としての第１実施形態の流量制御弁ＣＶは、自動車用冷却水の循環システムに用いられるものであり、内燃機関ＥＮＧのシリンダヘッドＣＨの側部に配置され、ウォーターポンプＷＰによって加圧されシリンダヘッドＣＨ内を通過した冷却水（流体）を、第１から第３配管Ｌ１１〜Ｌ１３を介して暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＡＤ側へと夫々分配すると共に、その各流量を制御するものである。

図２に示すように、流量制御弁ＣＶは、シリンダヘッドＣＨへの取付け側とは反対の側（一端側）に横方向へ延びる横断面長円状の減速機収容部２と、減速機収容部２の横方向一端側の内面に接続される略円筒状の弁体収容部３と、減速機収容部２と弁体収容部３との間で回転自在に支持された回転軸４と、弁体収容部３内に位置させて回転軸４に一体回転可能に取り付けられた弁体５と、弁体収容部３と並列に配置され且つ減速機収容部２の横方向他端側の内面に接続される略円筒状のモータ収容部６と、モータ収容部６に収容された電動モータ７と、減速機収容部２内に配置された減速機８とで構成される。

減速機収容部２、弁体収容部３、モータ収容部６は、夫々、樹脂材料によって成形されたものである。なお、減速機収容部２、弁体収容部３、モータ収容部６の成形材料は、樹脂に限らない。例えば、減速機収容部２、弁体収容部３、モータ収容部６を、夫々、アルミニウム合金によって鋳造によって成形してもよい。減速機収容部２、弁体収容部３、モータ収容部６は、互いにボルトとナットやビスで固定されている。

弁体収容部３の減速機収容部２と接続される側と反対の側には、シリンダヘッドＣＨと連通して冷却水を取り入れる弁体側開口部９が開口形成されている。弁体側開口部９の中央には、回転軸４の弁体側開口部９側の端部を支える支持部１０が配置されている。支持部１０は、弁体収容部３の内壁の４箇所から支持部１０に向かって夫々延びて十字形状をなす橋部１１によって支えられている。なお、橋部１１の形状は十字形状に限らない。例えば、橋部１１を周方向に等間隔で３方向に延びる略Ｙ字形状や２方向に延びる略Ｉ字形状に形成してもよい。

弁体収容部３の弁体側開口部９が形成された開口端側には、径方向外方へ張り出す第１張出部１２が設けられ、この第１張出部１２を用いてシリンダヘッドＣＨに固定するように構成されている。

モータ収容部６の減速機収容部２側の端部には、弁体収容部３の減速機収容部２側の開口端部を閉塞する蓋部１３が設けられている。モータ収容部６と蓋部１３とは一体成型されている。蓋部１３の中央には、回転軸４を挿通させて支える円筒状の挿通筒部１４が設けられている。

減速機収容部２は、モータ収容部６と蓋部１３とにビスなどで取り付けられる。また、減速機収容部２と弁体収容部３とは、両者の間に蓋部１３を挟んでボルトとナットにより固定されている。

弁体収容部３の外周には、第１〜第３配管Ｌ１１〜Ｌ１３との接続に供する略円筒状の第１から第３の３つの連通口Ｅ１〜Ｅ３が夫々径方向外方へ向かって突設されている。第１連通口Ｅ１の内径は、第２連通口Ｅ２の小径の内径と同径の小径に設定されている。第３連通口Ｅ３の内径は、第１連通口Ｅ１と第２連通口Ｅ２との小径の内径よりも大きい大径に設定されている。第１実施形態においては、第３連通口Ｅ３が本発明の連通口に該当する。

第１連通口Ｅ１は、弁体収容部３の減速機収容部２側に配置されると共に、第１配管Ｌ１１に接続されており、暖房熱交換器ＨＴと連通している。第２連通口Ｅ２は、第１連通口Ｅ１よりも弁体側開口部９側に配置されると共に、第２配管Ｌ１２に接続されており、オイルクーラＯＣと連通している。第３連通口Ｅ３は、第３配管Ｌ１３に接続されており、ラジエータＲＡＤと連通している。

第１連通口Ｅ１と第２連通口Ｅ２とは、弁体収容部３の周方向において径方向外方へ同一方向に向かって突設されており、第３連通口Ｅ３は、第１連通口Ｅ１と第２連通口Ｅ２とは９０°位相を変えて径方向外方へ向かって突設されている。第３連通口Ｅ３は、回転軸４の軸線方向において、第１連通口Ｅ１と第２連通口Ｅ２との間に位置するように設けられている。

第１〜第３の３つの連通口Ｅ１〜Ｅ３内には、夫々円筒状の第１〜第３シール保持部材Ｈ１〜Ｈ３が嵌着されている。第１〜第３の３つのシール保持部材Ｈ１〜Ｈ３には、弁体５と対向する対向端部に弁体５の外周面との間を液密にシールする環状の第１から第３シール部材Ｓ１〜Ｓ３が、弁体５の外周面を摺動自在に配置されている。

また、第１〜第２の２つの連通口Ｅ１〜Ｅ２内には、円筒状の第１〜第２アダプタＡ１〜Ａ２が夫々挿入されて環状クリップで固定されている。第３連通口Ｅ３内には、筒状の第３アダプタＡ３がレーザー溶着されている。第１〜第３の３つのアダプタＡ１〜Ａ３は、円筒状の第１から第３のシール保持部材Ｈ１〜Ｈ３を、対応する第１〜第３の連通口Ｅ１〜Ｅ３内に夫々保持している。

また、第１から第３の３つのアダプタＡ１〜Ａ３には、対応する第１から第３のシール保持部材Ｈ１〜Ｈ３の内周面に沿って延びる第１から第３のガイド部Ａ１ａ，Ａ２ａ，Ａ３ａが夫々設けられている。第１から第３のシール保持部材Ｈ１〜Ｈ３は、第１から第３のガイド部Ａ１ａ，Ａ２ａ，Ａ３ａによって内側から夫々支えられている。これにより、第１から第３のシール保持部材Ｈ１〜Ｈ３が、対応する第１〜第３の連通口Ｅ１〜Ｅ３の中で傾くことを夫々防止することができる。

第１から第３の３つのアダプタＡ１〜Ａ３の先端には、第１〜第３の配管Ｌ１１〜Ｌ１３が夫々接続される。第１実施形態においては、第３アダプタＡ３が本発明のアダプタに該当する。

第１から第３の３つの配管Ｌ１１〜Ｌ１３は、可撓性を有する材料（例えば、ゴム材料等）からなるものであり、第１から第３のアダプタＡ１〜Ａ３に夫々外嵌された状態で、バンド部材によって固定される。なお、配管Ｌ１１〜Ｌ１３とアダプタＡ１〜Ａ３との連結方法はバンド部材による固定に限らない。例えば、配管Ｌ１１〜Ｌ１３に夫々Ｏリングを取り付けてアダプタＡ１〜Ａ３に差し込んで固定してもよい。

第３連通口Ｅ３には、故障などにより弁体５を駆動できない場合や、所定の圧力あるいは所定の温度に達した場合に、弁体収容部３と第３連通口Ｅ３とを連通可能とするフェールセーフ機構２０が設けられている。フェールセーフ機構２０は、弁体５が故障などによって動かない場合であっても、ラジエータＲＡＤに対する冷却水の供給路を確保するものであり、これによって、内燃機関ＥＮＧのオーバーヒートを防ぐことができる。

フェールセーフ機構２０は、サーモエレメント２１、弁プレート部材２２、コイルスプリング２３を備えており、ワックス・ペレット型等のサーモスタットと同様の原理で作動する。

以下に、フェールセーフ機構２０について、更に詳細に説明する。フェールセーフ機構２０は、弁体収容部３内に連通すると共に、サーモエレメント２１、弁プレート部材２２及びコイルスプリング２３を収容する円筒状で弁体収容部３と一体的に成形されたエレメント収容部２４を備える。エレメント収容部２４の一端は閉塞されて、サーモエレメント２１が配置されており、他端には、第３連通口Ｅ３に隣接して外方へ開口するフェールセーフ側開口部２４ｄが設けられている。

エレメント収容部２４は、開口端側（他端）から閉塞端側（一端側）に向かって順に大径収容部２４ａと小径収容部２４ｂとで構成されており、大径収容部２４ａと小径収容部２４ｂとの間で段部２４ｃが形成されている。サーモエレメント２１は小径収容部２４ｂに収容されている。また、小径収容部２４ｂの中間に設けられた弁体連通部２４ｅを介して弁体収容部３内に連通している。

弁プレート部材２２は、段部２４ｃに配置されており、コイルスプリング２３でサーモエレメント２１側に付勢されることによって、大径収容部２４ａと小径収容部２４ｂとの間の冷却水の通過を阻止している。第１実施形態においては、弁プレート部材２２が本発明の閉塞部材に該当し、コイルスプリング２３が本発明の付勢部に該当する。

第３アダプタＡ３には、エレメント収容部２４のフェールセーフ側開口部２４ｄを閉塞する閉塞部２５が設けられている。また、第３アダプタＡ３には、第３連通口Ｅ３とエレメント収容部２４とを連通させる貫通孔２６が設けられている。

サーモエレメント２１は、内部にワックスが充填されており、エレメント収容部２４内の冷却水（流体）の温度が所定温度を超えると、このワックスが膨張してサーモエレメント２１内に収容されたロッド２１ａが突出する。このロッド２１ａが突出することにより、弁プレート部材２２がコイルスプリング２３の付勢力に抗して閉塞部２５側に移動し、大径収容部２４ａと小径収容部２４ｂとの間で冷却水が自由に通過できるようになる。ここで、所定温度は、実験等により弁体収容部３の弁体側開口部９と第３連通口Ｅ３とをフェールセーフ機構２０を介して連通させることが好ましい温度に設定されている。

また、フェールセーフ機構２０は、冷却水の温度が所定温度を超える以外に、冷却水（流体）の圧力が所定圧力を超えた場合にも、弁プレート部材２２がコイルスプリング２３の付勢力に抗して移動して、大径収容部２４ａと小径収容部２４ｂとの間で冷却水が自由に通過できるように構成されている。ここで、所定圧力は、実験等により弁体収容部３の弁体側開口部９と第３連通口Ｅ３とをフェールセーフ機構２０を介して連通させることが好ましい圧力に設定されている。

減速機収容部２と蓋部１３を含むモータ収容部６との間には、環状のシール部材からなる減速機用シール２９が設けられて液密とされており、減速機収容部２内に水が入り込むのを防止している。

回転軸４は、ブッシュ３０を介して挿通筒部１４で回転自在に支持されている。弁体収容部３内において、回転軸４には弁体５が取り付けられている。減速機収容部２内において、回転軸４には減速機８の構成部品としての回転ギヤ３１が一体的に回転するように取り付けられている。

挿通筒部１４内において、回転軸４には、２つの環状溝４ａが設けられている。この環状溝４ａにはシールリング３２が夫々設けられている。シールリング３２には、フッ素樹脂加工等の摩擦を低減させる加工が施されている。この摩擦低減加工により、回転軸４の摩擦抵抗を低減することができ、電動モータ７の消費電力の低減を図ることができる。また、シールリング３２によって、弁体収容部３内の冷却水が挿通筒部１４内から減速機収容部２内に入り込むことを防止している。

弁体５は、回転軸４に取り付けられる内筒３３と、第１〜第３連通口Ｅ１〜Ｅ３を閉塞可能な外筒３４と、内筒３３と外筒３４とを接続する断面十字形状の接続部３５とを備える。弁体５は約１８０°の範囲で回転することが可能であり、弁体５の角度を変化させることで、弁体側開口部９と第１〜第３連通口Ｅ１〜Ｅ３との連通状態を切換可能となるように外筒３４には切欠部３４ａが形成されている。

ここで、第３アダプタＡ３は、合成樹脂製材料で成形されるものであり、第３シール保持部材Ｈ３を押える為に拡径された拡径部２７を備えている。第３シール保持部材Ｈ３は、拡径部２７で適切に押さえ付けられることにより、弁体５との間のシール性を適切に発揮することができる。

しかしながら、成形収縮によって拡径部２７に窪み（所謂ヒケ）が発生して、拡径部２７が適切な形状となっていない場合、拡径部２７によって、第３シール保持部材Ｈ３に均等な面圧を発生させることができず、第３シール保持部材Ｈ３と弁体５との間のシール性が低下してしまう虞がある。

このため、拡径部２７には、ヒケを防止するための穴形状の防止空間２８が周方向に間隔を存して複数設けられている。この防止空間２８によって、拡径部２７にヒケが発生することを防止し、拡径部２７によって、第３シール保持部材Ｈ３に均等な面圧を加えることができる。

また、本実施形態の流量制御弁ＣＶにおいては、防止空間２８が設けられた部分に位置させて、防止空間２８を貫くようにして貫通孔２６を形成している。このため、第３アダプタＡ３に貫通孔２６を設けても、適切な剛性を維持することができると共に、拡径部２７による第３シール保持部材Ｈ３への圧力が不均一となることを防止することができる。

なお、貫通孔２６は、複数の防止空間２８のうちの少なくとも１つを貫通していればよい。

また、従来のように、第３アダプタと、閉塞部とを別々に構成し、貫通孔を弁体収容部に設けるものと比較して、構造の簡略化を図ることができ、部品点数の減少も図ることができて組立て工数の削減も図ることができる。

更には、第３アダプタＡ３は、レーザー溶着や振動溶着等の他の溶着方法も採用することができ、設計及び生産の自由度が向上されて、生産効率を向上させることができる。

更に詳しく説明すると、第３連通口Ｅ３及びフェールセーフ側開口部２４ｄに、閉塞部２５を備える第３アダプタＡ３を圧入する場合には、圧入用のスペース（挿入しろ）を設けなくてはならず、流量制御弁ＣＶの大型化を招く。また、各部品を樹脂で成形した場合、樹脂部材同士の圧入は寸法管理が難しく、更にはシール性が低い。更に自動車用冷却部品で一般的に用いられるガラス繊維等を添加した樹脂材の場合は、弾性が小さいため、圧入された側が割れる虞がある。

また各部品をボルトで締結する場合は、シール用ゴムリングが必要となる。このため、ゴムリング設置用溝を設けたり、ボルト穴も設けなくてはならないなど、更なる流量制御弁ＣＶの大型化を招く。また、ボルトの締め付けトルクの管理も必要となり、組立工数が大きくなってしまう。

このため、第３アダプタＡ３を溶着させれば、圧入の場合と比較して、部品の大型化、低シール性、割れの問題、組立工数の増加の問題を解決することができる。

なお、第３アダプタＡ３の第３連通口Ｅ３への固定方法としては、レーザー溶着や振動溶着に限らない。例えば、小型化を図れなくなるものの、第３アダプタＡ３を第３連通口Ｅ３に、ボルト止め、クリップ固定、加締め止め等によって固定してもよい。

電動モータ７は、車両に搭載された電子制御装置（ＥＣＵ）によって制御され、車両状態に応じて弁体５を回転制御することにより、ラジエータＲＡＤ等に対して冷却水を適切に分配する。

減速機８は、電動モータ７から減速機収容部２内に延びる出力軸に設けられたピニオン３６と、ピニオン３６に噛合する大歯車部３７ａと大歯車部３７ａよりも小径かつ同心で一体の小歯車部３７ｂとからなり、減速機収容部２内で回転軸４２に回転自在に保持された第１平歯車３７と、小歯車部３７ｂに噛合する大歯車部３８ａと大歯車部３８ａよりも小径且つ同心で一体の小歯車部３８ｂとからなり、減速機収容部２内で回転軸４によって回転自在に支持された第２平歯車３８と、小歯車部３８ｂに噛合する大歯車部３９ａと大歯車部３９ａよりも小径且つ同心で一体の小歯車部３９ｂとからなり、減速機収容部２内で第１平歯車３７と同一軸線上で回転自在に保持された第３平歯車３９と、小歯車部３９ｂに噛合し回転軸４と一体的に回転する回転ギヤ３１とで構成されている。

［第２実施形態］
図８に本発明のフェールセーフ機構付弁装置を用いた冷却水の循環システムの第２実施形態を示す。第２実施形態の循環システムは、第１実施形態における流量制御弁ＣＶの配置を変更したものである。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一に構成されるものは同一の符号を付して説明を省略する。

第２実施形態では、流量制御弁ＣＶが暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＡＤを介して流れる冷却水の流路である第１から第３の３つの配管Ｌ２１〜Ｌ２３とウォーターポンプＷＰとの間に介設されている。流量制御弁ＣＶは、第１から第３の３つの配管Ｌ２１〜Ｌ２３から夫々供給される冷却水の量を制御することにより、暖房熱交換器ＨＴ、オイルクーラＯＣ及びラジエータＲＡＤにおける夫々の流量を制御する。

第２実施形態の自動車用冷却水の循環システムでは、ウォーターポンプＷＰと流量制御弁ＣＶとが隣接して配置されているため、両者を一体的に成形することができる。また、第２実施形態の循環システムでは、流量制御弁ＣＶへ供給される冷却水の圧力が第１実施形態のものと比較して低くなる。このため、第１〜第３の３つのシール部材Ｓ１〜Ｓ３及びシールリング３２の各シール性を低く設定することができ、流量制御弁ＣＶの始動時の応答性が向上すると共に、電動モータ７の小型化を図ることができる。

第２実施形態の流量制御弁ＣＶでは、小径収容部２４ｂに、第３連通口Ｅ３に隣接して開口するフェールセーフ側開口部２４ｄが設けられ、大径収容部２４ａに、弁体収容部３と連通する弁体連通部２４ｅが設けられている。第２実施形態の第３アダプタＡ３と一体に形成される閉塞部２５は、小径収容部２４ｂに設けられたフェールセーフ側開口部２４ｄを閉塞している。

［第３実施形態］
図９に本発明の流量制御弁を用いた冷却水の循環システムの第３実施形態を示す。第３実施形態の循環システムは、第１実施形態における流量制御弁ＣＶの配置を変更したものである。なお、第３実施形態において第１実施形態と同一に構成されるものは同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態の流量制御弁ＣＶは、ウォーターポンプＷＰと内燃機関ＥＮＧとの間に介設されている。流量制御弁ＣＶは、ウォーターポンプＷＰから供給される冷却水を第１から第３の３つの配管Ｌ３１〜Ｌ３３を介して内燃機関ＥＮＧのシリンダヘッドＣＨ及びシリンダブロックＣＢへ夫々分配して、各流量を制御することができる。

第３実施形態の流量制御弁ＣＶにおいても、ウォーターポンプＷＰと流量制御弁ＣＶとが隣接して配置されている。このため、ウォーターポンプＷＰと流量制御弁ＣＶとを一体成形することができる。更に、第３実施形態では、内燃機関ＥＮＧの部位でも比較的温度が高く比較的高い冷却作用が要求されるシリンダヘッドＣＨへと分配する第１配管Ｌ３１と、シリンダストローク方向の上下で要求される冷却作用の高低が異なるシリンダブロックＣＢへと分配する第２、第３配管Ｌ３２、Ｌ３３とを備える。このため、要求される冷却作用に応じて流量制御弁ＣＶを制御し易く、内燃機関ＥＮＧの温度を精度よく制御することができる。

［他の実施形態］
第１から第３の実施形態においては、本発明のフェールセーフ機構付弁装置として、流量制御弁ＣＶを説明した。しかしながら、本発明のフェールセーフ機構付弁装置はこれに限らない。例えば、流量制御弁ではなくフェールセーフ機構付の開閉弁であってもよい。また、本発明は、各実施形態で説明した、各部材の材質、各種配管位置、並びに冷却回路上の配置は適宜変更してもよい。

ＣＶ 流量制御弁（フェールセーフ機構付弁装置）
ＥＮＧ 内燃機関
ＣＨ シリンダヘッド
ＷＰ ウォーターポンプ
Ｌ１１〜Ｌ１３ 配管
ＨＴ 暖房熱交換器
ＯＣ オイルクーラ
ＲＡＤ ラジエータ
２ 減速機収容部
３ 弁体収容部
４ 回転軸
４ａ 環状溝
５ 弁体
６ モータ収容部
７ 電動モータ
８ 減速機
９ 弁体側開口部
１０ 支持部
１１ 橋部
１２ 第１張出部
１３ 蓋部
１４ 挿通筒部
２０ フェールセーフ機構
２１ サーモエレメント
２２ 弁プレート部材（閉塞部材）
２３ コイルスプリング
２４ エレメント収容部
２４ａ 大径収容部
２４ｂ 小径収容部
２４ｃ 段部
２４ｄ フェールセーフ側開口部
２４ｅ 弁体連通部
２５ 閉塞部
２６ 貫通孔
２７ 拡径部
２８ 防止空間
２９ 減速機用シール
３０ ブッシュ
３１ 回転ギヤ
３２ シールリング
３３ 内筒
３４ 外筒
３４ａ 切欠部
３５ 接続部
３６ ピニオン
３７ 第１平歯車
３７ａ 大歯車部
３７ｂ 小歯車部
３８ 第２平歯車
３８ａ 大歯車部
３８ｂ 小歯車部
３９ 第３平歯車
３９ａ 大歯車部
３９ｂ 小歯車部
４２ 回転軸
Ｅ１〜Ｅ３ 第１〜第３連通口
Ｈ１〜Ｈ３ 第１〜第３シール保持部材
Ｓ１〜Ｓ３ 第１〜第３シール部材
Ｌ１１〜Ｌ１３ 配管
Ｌ２１〜Ｌ２３ 配管
Ｌ３１〜Ｌ３３ 配管
Ａ１〜Ａ３ 第１〜第３アダプタ
Ａ１ａ〜Ａ３ａ 第１〜第３ガイド部

Claims (6)

1. 弁体側開口部を有する弁体収容部と、
   弁体収容部に設けられた連通口と、
   フェールセーフ機構と、
   弁体収容部に回転自在に収容され、弁体側開口部と連通口との連通状態を切換自在な弁体と、
   を備え、
   フェールセーフ機構は、
   サーモエレメントと、
   サーモエレメントを収容するエレメント収容部と、
   を備え、
   エレメント収容部は、
   サーモエレメントを収容する小径収容部と、
   小径収容部の内径よりも大径の内径を有する大径収容部と、
   小径収容部と大径収容部との間に形成される段部と、
   を備え、
   小径収容部と大径収容部との何れか一方は弁体収容部と連通する弁体連通部が設けられ、
   フェールセーフ機構は、
   段部を閉塞する閉塞部材と、
   閉塞部材をサーモエレメント側へ付勢する付勢部と、
   を備え、
   連通口にはアダプタが設けられ、
   アダプタは、小径収容部と大径収容部との何れか他方と連通口とを連通させる貫通孔を備え、
   前記連通口には、シール保持部材が配置され、
   前記アダプタは、合成樹脂材料で形成されるものであり、シール保持部材を押える拡径部と、拡径部に成形収縮による窪みが発生することを防止するための防止空間とを備え、
   前記貫通孔は、防止空間を貫くようにして形成されていることを特徴とするフェールセーフ機構付弁装置。
2. 請求項１に記載のフェールセーフ機構付弁装置であって、
   前記他方は、前記連通口に隣接して開口するフェールセーフ側開口部が設けられ、
   前記アダプタは、フェールセーフ側開口部を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とするフェールセーフ機構付弁装置。
3. 弁体側開口部を有する弁体収容部と、
   弁体収容部に設けられた連通口と、
   フェールセーフ機構と、
   弁体収容部に回転自在に収容され、弁体側開口部と連通口との連通状態を切換自在な弁体と、
   を備え、
   フェールセーフ機構は、
   サーモエレメントと、
   サーモエレメントを収容するエレメント収容部と、
   を備え、
   エレメント収容部は、
   サーモエレメントを収容する小径収容部と、
   小径収容部の内径よりも大径の内径を有する大径収容部と、
   小径収容部と大径収容部との間に形成される段部と、
   を備え、
   小径収容部と大径収容部との何れか一方は弁体収容部と連通する弁体連通部が設けられ、
   フェールセーフ機構は、
   段部を閉塞する閉塞部材と、
   閉塞部材をサーモエレメント側へ付勢する付勢部と、
   を備え、
   連通口にはアダプタが設けられ、
   アダプタは、小径収容部と大径収容部との何れか他方と連通口とを連通させる貫通孔を備え、
   前記他方は、連通口に隣接して開口するフェールセーフ側開口部が設けられ、
   アダプタは、フェールセーフ側開口部を閉塞する閉塞部を備えることを特徴とするフェールセーフ機構付弁装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載のフェールセーフ機構付弁装置であって、
   前記サーモエレメントは、前記エレメント収容部の中の流体の温度が所定温度以上である場合には、前記付勢部の付勢力に抗して前記閉塞部材を押圧して、閉塞部材による前記段部の閉塞を解除することを特徴とするフェールセーフ機能付弁装置。
5. 請求項１から請求項４の何れか１項に記載のフェールセーフ機構付弁装置であって、
   前記エレメント収容部の中の流体の圧力が所定圧力以上である場合には、閉塞部材による段部の閉塞が解除されるように付勢部の付勢力が設定されていることを特徴とするフェールセーフ機能付弁装置。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載のフェールセーフ機構付弁装置であって、
   前記連通口には、筒状のシール保持部材が配置され、
   前記アダプタには、シール保持部材の内周面に沿って延びるガイド部が設けられていることを特徴とするフェールセーフ機構付弁装置。