ロータリーバルブ
【課題】格別な駆動機構を備えることなくロータリーバルブの開弁状態を変化させるとともに、ロータリーバルブを所望の状態で固定する。
【解決手段】ロータリーバルブ１は、流体が衝突する衝突板２ｂを備え、当該衝突板に流体が衝突することによって回転する本体部２と、前記本体部に設けられ、複数の掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃが形成された側壁と、前記掛合凹部に掛合して前記本体部の姿勢を維持する掛合ピン６と、前記掛合ピンの駆動手段と、前記掛合凹部との掛合が解除された前記掛合ピンの先端部を前記側壁に押し当てる付勢部材７とを備える。掛合ピンは掛合凹部から次の掛合凹部に相対移動する間に側壁に押し当てられているので、次の掛合凹部に容易に挿入される。
【解決手段】ロータリーバルブ１は、流体が衝突する衝突板２ｂを備え、当該衝突板に流体が衝突することによって回転する本体部２と、前記本体部に設けられ、複数の掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃが形成された側壁と、前記掛合凹部に掛合して前記本体部の姿勢を維持する掛合ピン６と、前記掛合ピンの駆動手段と、前記掛合凹部との掛合が解除された前記掛合ピンの先端部を前記側壁に押し当てる付勢部材７とを備える。掛合ピンは掛合凹部から次の掛合凹部に相対移動する間に側壁に押し当てられているので、次の掛合凹部に容易に挿入される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリーバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の冷却水の循環に関し、種々の提案がされている。例えば、特許文献１には、二つの吐出口を備えるとともに、冷却水送出手段から送出される冷却水の送出先を選択する回転弁（ロータリーバルブ）を備えたウォータポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−７７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示されたウォータポンプは、回転弁の駆動機構を備える。回転弁を駆動するための部品を装備することは、車両への搭載面や、コスト面で不利となる。また、格別の駆動機構を備えることなく、流体（冷却水）が流れる力を利用して開弁状態を変化させることが考えられる。ところが、冷却水の吐出圧は一定ではなく、ロータリーバルブの動作速度は不安定になりがちである。このため、所定の位置でロータリーバルブを固定することが困難になることが想定される。
【０００５】
そこで本明細書開示のロータリーバルブは、格別な駆動機構を備えることなくロータリーバルブの開弁状態を変化させるとともに、ロータリーバルブを所望の状態で固定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本明細書開示のロータリーバルブは、流体が衝突する衝突板を備え、当該衝突板に流体が衝突することによって回転する本体部と、前記本体部に設けられ、複数の掛合凹部が形成された側壁と、前記掛合凹部に掛合して前記本体部の姿勢を維持する掛合ピンと、前記掛合ピンの駆動手段と、前記掛合凹部との掛合が解除された前記掛合ピンの先端部を前記側壁に押し当てる付勢部材と、を備えている。
【０００７】
側壁は、掛合ピンが押し当てられながら回転することになるので、掛合ピンは、側壁に形成された掛合凹部に容易に、そして、確実に挿入される。付勢部材によって付勢された掛合ピンは、掛合凹部と一致することにより、自動的に掛合凹部に挿入される。
【０００８】
前記掛合ピンは、先端に向かうに従って先端部を先細形状とするテーパ面を有することができる。掛合ピンは、その先端部端面が掛合凹部の開口部内に位置することにより、掛合凹部内に挿入可能な状態となる。テーパ面を有し、先端部の端面の面積が小さくなれば、掛合ピンは、掛合凹部に挿入され易くなる。すなわち、掛合ピンの先端部端面の大きさが、掛合凹部の開口部の大きさと比較して小さいほど掛合ピンは、掛合凹部に挿入され易くなる。
【０００９】
前記テーパ面は、前記掛合ピンの流体流通方向下流側に設けることができる。これにより、スムーズに掛合ピンを掛合凹部に挿入することができる。
【００１０】
ロータリーバルブは、前記掛合ピンの先端部と前記側壁との摩擦力を低減する摩擦力低減手段を備えることができる。摩擦力を低減することにより、流体の流れる力が小さいとき、例えば、内燃機関がアイドル状態であって、冷却水の吐出圧が低いときであっても、本体部を容易に回転させ、ロータリーバルブを所望の状態とすることができる。
【００１１】
前記摩擦力低減手段は、低摩擦係数処理が施された前記掛合ピン及び／又は低摩擦係数処理が施された前記側壁とすることができる。側壁の低摩擦係数処理は、前記掛合ピンの摺動軌跡にのみ施すことができる。低摩擦係数処理は、該当部分を研摩することによって摩擦係数を低下させたり、該当部分の材質を低摩擦係数のものに変更したりすることによって行うことができる。
【００１２】
前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンの先端部に装着された回転部材とすることができる。例えば、球状部材や、ローラ部材といった回転部材を装備することにより、掛合ピンと側壁との間の摩擦抵抗を低減することができる。
【００１３】
さらに、前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンが前記複数の掛合凹部の間に位置するときに、前記側壁へ間欠接触させる前記掛合ピンの振動装置とすることができる。両者を間欠接触させることにより、両者間の見かけ上の摩擦抵抗を低減することができ、本体部をスムーズに回転させることができる。
【００１４】
このように、掛合ピンと側壁とを間欠接触させる振動装置を備えるとき、前記掛合ピンを前記側壁へ間欠接触させる間隔と前記本体部の回転角度の関係から故障判定を行う制御部を備えることができる。
【００１５】
本体部は、掛合ピンが当接しているときとしていないときとでは、その回転に対する抵抗が異なるため、回転速度が変化すると考えられる。そこで、掛合ピンを側壁へ接触させる間隔（インターバル）を変化させ、この変化に応じた回転角度の変化が観測されているか否かによって、ロータリーバルブの故障を判定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本明細書に開示されたロータリーバルブによれば、格別な駆動機構を備えることなくロータリーバルブの開弁状態を変化させ、ロータリーバルブを所望の状態で固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１のロータリーバルブの概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１のロータリーバルブに含まれる本体部の５面図である。
【図３】図３は、実施例１のロータリーバルブが組み込まれる冷却水通路を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、実施例１のロータリーバルブが用いられる内燃機関における冷却水の流れを模式的に示す説明である。
【図５】図５は、水止め状態のロータリーバルブを示す説明図である。
【図６】図６は、シリンダヘッド側へ冷却水を供給する状態のロータリーバルブを示す説明図である。
【図７】図７は、シリンダブロック側へ冷却水を供給する状態のロータリーバルブを示す説明図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｅ）は、掛合凹部に挿入されている掛合ピンが抜き取られ、他の掛合凹部に挿入される過程を示す説明図である。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２のロータリーバルブが状態を変化させる過程を示す説明である。
【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、掛合ピンの先端部を拡大し、掛合凹部に掛合ピンが挿入される様子を示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施例３のロータリーバルブを示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施例３のロータリーバルブの掛合ピンの先端部を拡大して示す説明図である。
【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は、実施例４のロータリーバルブの動作を示す説明図である。
【図１４】図１４は、掛合ピン側壁への接触状態と、本体部の回転角度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。また、説明の都合上、部品の装着の向きが実際のものと異なっている場合がある。
【実施例１】
【００１９】
まず、実施例１のロータリーバルブ１の概略構成を図１、図２を参照しつつ説明する。図１は、実施例１のロータリーバルブ１の概略構成を示す説明図である。図２は、実施例１のロータリーバルブ１に含まれる本体部２の５面図である。より具体的には、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は左側面図、図２（Ｃ）は右側面図、図２（Ｄ）は背面図、図２（Ｅ）は底面図である。
【００２０】
ロータリーバルブ１は、図４に示す内燃機関１００における冷却水の流通制御を行う。ロータリーバルブ１は、本体部２を備える。本体部２は、側面から見たときに中心角９０°の扇形形状を備える。中心角の頂点部分に回転軸部材２ａを備えている。本体部２は、流体、すなわち、冷却水が衝突する衝突板２ｂを備える。これにより、本体部２は、冷却水が衝突板２ｂに衝突することにより、回転軸部材２ａを回転軸として回転することができる。なお、本体部２が冷却水の流通経路２１に装着されるときは、図５に示すように復帰バネ部材９が装着される。復帰バネ部材９は、本体部２を閉弁方向に付勢する。すなわち、復帰バネ部材９は、本体部２を冷却水の流れに逆らう向きに付勢している。なお、回転軸部材２ａは角度センサ３に接続されている。
【００２１】
本体部２は、第１側壁２ｃと、これに対向配置された第２側壁２ｄを備えている。図２（Ｅ）に示すように第１側壁２ｃと第２側壁２ｄとの挟まれた領域であって、衝突板２ｂと９０°をなす面には、冷却水の流入口２ｅが形成されている。また、図２（Ｄ）に示すように第１側壁２ｃと第２側壁２ｄとの挟まれた領域であって、円弧に沿った面には、遮蔽板２ｆが配置されるとともに、第１流出口２ｇが設けられている。
【００２２】
第１側壁１ｃには、円弧状の摺動軌跡２ｃ１が刻まれている。摺動軌跡２ｃ１は、後に詳述するように、掛合ピン６が接触する。第１側壁１ｃは、摺動軌跡２ｃ１に沿って三つの掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃは、本体部２の内側に向かって延びる筒状部材によって形成されている。第２側壁２ｄには、第２流出口２ｈは形成されている。
【００２３】
ロータリーバルブ１は、掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃに掛合して本体部２の姿勢を維持する掛合ピン６を備えている。また、ロータリーバルブ１は、掛合ピン６の駆動手段としてのソレノイド５を備えている。さらに、ロータリーバルブ１は、掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃとの掛合が解除された掛合ピン６の先端部６ａ、より具体的には端面６ａ１を第１側壁２ｃに押し当てる付勢部材としてのバネ部材７を備えている。バネ部材７は、掛合ピン６に設けられた鍔部６ｂとソレノイド５に設けられたバネ受け５ａとの間に挟持されている。バネ部材７は、掛合ピン６を付勢しているため、掛合ピン６の先端部６ａの位置が掛合凹部４ａ等に一致したときに、掛合ピン６を掛合凹部４ａ等に押し込む作用を創出する。
【００２４】
ロータリーバルブ１は、掛合ピン６の先端部６ａ、より具体的にはその端面６ａ１と前記側壁２ｃ、より具体的には摺動軌跡２ｃ１との摩擦力を低減する摩擦力低減手段を備えている。具体的には、摺動軌跡２ｃ１と端面６ａ１に鏡面研摩による低摩擦係数処理が施されている。このような低摩擦係数処理は、摺動軌跡２ｃ１と端面６ａ１のいずれか一方にのみ施すことができる。また、低摩擦係数処理として、他の部分、例えば、摺動軌跡２ｃ１の材料として、摺動軌跡２ｃ１の周囲よりも摩擦係数が小さい材料を採用することもできる。これらの摩擦低減処理を行うことにより、掛合ピン６が第１側壁２ｃへ押し当てられることの本体部２の回転動作への影響を低減することができる。
【００２５】
ソレノイド５は、ＥＣＵ（Electronic control unit）８と電気的に接続されている。ＥＣＵ８には水温センサ等、各種センサが電気的に接続されており、ソレノイド５は、ＥＣＵ８の指令に基づいて動作する。ソレノイド５は、掛合ピン６によってロータリーバルブ１の位置決めをすることができればよい。すなわち、ソレノイド５は、ロータリーバルブ１自体を動作させなくてもよいため、その出力は小さくてよい。
【００２６】
このようなロータリーバルブ１は、図３に示すウォータポンプ２０の下流側の冷却水通路２１に組み込まれる。冷却水通路２１には、ウォータポンプ２０によって圧送された冷却水が流通する。冷却水通路２１には、隔壁２２が設けられ、連通路２２ａが形成されている。そして、隔壁２２の上流側にシリンダブロック１０１へ冷却水を導入するためのブロック側導入口２３が設けられている。また、隔壁２２の下流側には、シリンダヘッド側へ冷却水を導入するためのヘッド側導入口２４が設けられている。ここで、図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照しつつ、ロータリーバルブ１により実現される内燃機関１００における冷却水の流通制御について説明する。内燃機関１００は、シリンダブロック１０１とシリンダヘッド１０２を備える。シリンダヘッド１０２は、シリンダブロック１０１よりも高温となり易いため、シリンダヘッド１０２のみに冷却水を供給したい場合がある。このような場合は、図４（Ａ）に示すようにシリンダヘッド１０２へのみ冷却水を導入する。また、暖機完了後、シリンダブロック１０１を適切に冷却したときは、図４（Ｂ）に示すようにまずシリンダブロック１０１に冷却水を導入し、その後、シリンダヘッド１０２へ冷却水を循環させる。なお、内燃機関１００を積極的に冷却したいときは、ラジエータにより冷却された冷却水を図４（Ｂ）に示すようにシリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０２の順に流通させることができる。また、ロータリーバルブ１は、その状態により、シリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０２のいずれにも冷却水を循環させない完全水停止状態とすることもできる。
【００２７】
つぎに、図５〜図７を参照して、ロータリーバルブ１の状態と、冷却水の流通状態について説明する。
【００２８】
図５を参照すると、掛合ピン６は、第１掛合凹部４ａに挿入されている。この状態では、衝突板２ｂが冷却水通路２１を閉塞する。衝突板２ｂの位置は、ブロック側導入口２３及びヘッド側導入口２４の上流側に位置している。このため、シリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０２双方における冷却水の循環が停止する完全水止め状態となる。例えば、内燃機関１００が暖機中であるときは、完全水止め状態とする。
【００２９】
つぎに、図６を参照すると、掛合ピン６は、第２掛合凹部４ｂに挿入されている。この状態では、連通路１１ａと第１流出口２ｇの位置とが一致する。このため、冷却水は、隔壁２２の下流側に開口するヘッド側導入口２４へ冷却水を導入することができる。一方、ブロック側導入口２３は、衝突板２ｂにより閉塞された状態となるため、シリンダブロック１０１への冷却水の導入は停止される。
【００３０】
つぎに、図７を参照すると、掛合ピン６は、第３掛合凹部４ｂに挿入されている。この状態では、遮蔽板２ｆが連通路２２ａを閉塞し、隔壁２２よりも下流側への冷却水の流入を遮断する。これにより、シリンダヘッド１０２への冷却水の導入は停止される。一方、第２流出口２ｈの位置がブロック側導入口２３と一致する。このため、シリンダブロック１０１へ冷却水を導入することができる。
【００３１】
以上説明したように、ロータリーバルブ１は、その状態によって、冷却水の流通状態を制御することができる。ここで、図８（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、ロータリーバルブ１の状態が変化するときの本体部２及び掛合ピン６の動きについて説明する。なお、図８（Ａ）〜（Ｅ）では、第１掛合凹部４ａに掛合していた掛合ピン６が第２掛合凹部４ｂに掛合する過程を示しているが、第２掛合凹部２ｂに掛合している第３掛合凹部４ｃに掛合する場合も同様である。
【００３２】
まず、図８（Ａ）に示すように掛合ピン６が第１掛合凹部４ａに掛合している状態のときに、ＥＣＵ８の指令に基づいてソレノイド５に通電する。すると、図８（Ｂ）に示すように、掛合ピン６が、バネ部材７を圧縮しつつ第１掛合凹部４ａから引き抜かれる。これにより、本体部２は、衝突板２ｂが受ける冷却水の流体力によって回転する。ＥＣＵ８は、掛合ピン６の掛合が解除されたら即座にソレノイド５への通電を停止する。ソレノイド５への通電が停止されると、バネ部材７に付勢された掛合ピン６は、第１側壁２ｃに押し当てられる。本体部２は、回転しているため、図８（Ｄ）に示すように、掛合ピン６の先端部６ａは、第１側壁上を相対的に摺動移動する。そして、図８（Ｅ）に示すように、掛合ピン６の先端部６ａが第２掛合凹部２ｂと一致すると、バネ部材７に付勢されている掛合ピン６は、容易に第２掛合凹部２ｂ内に挿入される。このように、掛合ピン６は、摺動軌跡２ｃ１（第１側壁２ｃ）に押し当てられつつ、相対移動するので、格別の制御を要することなく自動的に第２掛合凹部４ｂ内に挿入される。本体部２は、衝突板２ｂが受ける流体力によって回転するため、その回転速度は、流体力の大小等の条件に左右され易く、安定しにくい。このように本体部２の動きが安定し難い場合であっても、掛合ピン６は、容易に第２掛合凹部４ｂを捉え、挿入される。
【００３３】
実施例１のロータリーバルブ１によれば、流体力により状態を変化させるため、格別な駆動機構を備えることなくその開弁状態を変化させ、ロータリーバルブを所望の状態で固定することができる。
【００３４】
なお、本体部２は、復帰バネ部材９の弾性により、元の位置に復帰することができる。
【実施例２】
【００３５】
つぎに、実施例２について、図９（Ａ）〜（Ｃ）、図１０（Ａ）、図（Ｂ）を参照しつつ説明する。実施例２が実施例１と異なる点は、実施例２が実施例１の掛合ピン６に代えて掛合ピン１６を備えている点である。その他の点は、実施例１と共通するので同一の構成要素には、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
掛合ピン１６は、先端に向かうに従って先端部を先細形状とするテーパ面１６ａ２を有している。テーパ面１６ａ２は、掛合ピン１６の流体流通方向下流側に設けられている。掛合ピン１６は、テーパ面１６ａ２を備えることにより、端面１６ａ１の面積を小さくすることができている。図９（Ａ）に示すように第１側壁２ｃ上を摺動する掛合ピン１６は、図９（Ｂ）に示すように第２掛合凹部４ｂの位置と一致すると挿入可能な状態となる。そして、図９（Ｃ）に示すようにバネ部材７に付勢された掛合ピン６は、第２掛合凹部４ｂに挿入される。ここで、掛合ピン６が第２掛合凹部４ｂに挿入される過程における各部の位置関係につき、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を参照しつつ説明する。なお、説明の都合上、図１０（Ａ）、図１０における端面１６ａ１は、第１側壁２ｃから離して描かれているが、実際は、両者は当接した状態となっている。また、図１０（Ｂ）における端面１６ａ１と第１側壁２ｃは、実際よりも離して描かれている。
【００３７】
第１側壁２ｃが移動すると、掛合ピン１６と第２掛合凹部とが相対的に接近する。そして、図１０（Ａ）に示すように、まず、図中Ａ１で示した縁部が第２掛合凹部４ｂの下流側縁部４ｂ１を越える。しかしながら、図１０（Ａ）で示した状態では、掛合ピン６は、未だ第２掛合凹部４ｂに挿入することができない。
【００３８】
第１側壁２ｃがさらに移動し、図中Ａ２で示した縁部が第２掛合凹部４ｂの下流側縁部４ｂ１を越えると端面１６ａ１が完全に第２掛合凹部４ｂ内に位置することになる。これにより、掛合ピン１６は、第２掛合凹部４ｂに挿入可能な状態となる。このように、テーパ面１６ａ２を設けることにより、端面１６ａ１を小さくすることにより、早期に掛合ピン１６を第２掛合凹部４ｂに挿入可能な状態とすることができる。掛合ピン１６は、Ａ２で示した縁部が下流側縁部４ｂ１を越えると、下流側縁部４ｂ１にテーパ面１６ａ２を当接させつつ、第２掛合凹部４ｂ内に挿入される。なお、仮に、テーパ面１６ａ２を流体流通方向上流側に設けると、テーパ面が上流側縁部４ｂ２に衝突するおそれがあり、掛合ピン１６のスムーズな挿入が阻害されるおそれがある。このため、テーパ面１６ａ２は、体流通方向下流側に設けられることが望ましい。
【実施例３】
【００３９】
つぎに、実施例３について図１１、図１２を参照しつつ説明する。実施例３は、摩擦力低減手段として、掛合ピン１７の先端部に球状部材１７ａを備えている。球状部材１７ａは、回転部材の一例である。なお、他の構成要素は、実施例１と同様であるので、共通する構成要素には、図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
球状部材１７ａを備えることにより、掛合ピン１７と第１側壁２ｃとは、転がり摩擦となり、両者の摩擦は低減される。これにより、掛合ピン１７が第１側壁２ｃに押し当てられることの本体部２の回転動作への影響を低減することができる。
【実施例４】
【００４１】
つぎに、実施例４について図１３を参照しつつ説明する。実施例４は、摩擦力低減手段として、掛合ピン６が複数の掛合凹部４ａ〜４ｃの間に位置するときに、第１側壁２ｃへ間欠接触させる掛合ピン６の振動装置を備えている。振動装置の機能は、ＥＣＵ８とソレノイド５によって実現することができる。すなわち、ＥＣＵ８の指令に基づいて、ソレノイド５に間欠通電することのより、掛合ピン６を振動させる。なお、実施例４の構成は、実施例１の構成と共通しており、ＥＣＵ８の通電制御のみが異なっている。
【００４２】
掛合ピン６が、第１側壁２ｃへ間欠接触することにより、両者の見かけ上の摩擦は低減される。これにより、掛合ピン６が第１側壁２ｃに押し当てられることの本体部２の回転動作への影響を低減することができる。
【００４３】
このように、ＥＣＵ８が間欠通電を指示するとき、ＥＣＵ８は、ロータリーバルブ１の故障判定を行う制御部として機能することができる。この故障検出について、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）を参照しつつ説明する。
【００４４】
まず、掛合ピン６は、第１側壁に対し接触と非接触を繰り返す。このとき、角度センサ３により、本体部２の回転角度を継続的に測定する。ロータリーバルブ１は、掛合ピン６が非接触のときに回転角度を増す。回転角度は、内燃機関１００の運転状態に応じて適切な値が予め与えられている。図１４（Ａ）において（ａ）で示すように、ロータリーバルブ１が正常であれば、回転角度は、順調に増加する。これに対し、（ｂ）に示すように増加の仕方がやや鈍かったり、（ｃ）に示すように増加の仕方が鈍かったりしたとき、さらには、（ｄ）に示すように回転角度が全く増加しないときは、ロータリーバルブ１の故障が疑われる。
【００４５】
そこで、通常制御時に（ｂ）〜（ｄ）に示すような回転角度の増加が観測されたときは、ＥＣＵ８は、図１４（Ｂ）に示すように掛合ピン６の第１側壁への非接触機関を長めに設定する。これにより、（ｂ）に示すように回転角度の増加が認められれば、動作は改善したものと判断する。（ｃ）に示すように未だ増加の仕方が鈍く、改善がみられないときは、内燃機関の過熱を回避する安全策として図７に示すようにシリンダブロック１０１から冷却水を導入する状態でロータリーバルブ１を固定する。非接触時間を長く設定しているにもかかわらず、（ｄ）に示すように回転角度が全く増加しないときは、ロータリーバルブ１は動作できない状態陥っているとして、警告を発するようにする。
【００４６】
このように、掛合ピン６を第１側壁２ｂに間欠接触させる間隔と本体部２の回転角度の関係から、ロータリーバルブ１の故障を検出することができる。
【００４７】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ ロータリーバルブ
２ 本体部
２ａ 回転軸部材
２ｂ 衝突板
２ｃ 第１側壁
２ｃ１ 摺動軌跡
２ｄ 第２側壁
２ｅ 流入口
２ｆ 遮蔽板
２ｇ 第１流出口
２ｈ 第２流出口
３ 角度センサ
４ａ 第１掛合凹部
４ｂ 第２掛合凹部
４ｂ１ 下流側縁部
４ｂ２ 上流側縁部
４ｃ 第３掛合凹部
５ ソレノイド（駆動手段）
５ａ バネ受け
６、１６、１７ 掛合ピン
６ａ 先端部
６ａ１ 端面
６ｂ 鍔部
７ バネ部材（付勢部材）
８ 制御部
９ 復帰バネ部材
１６ 掛合ピン
１６ａ 先端部
１６ａ１ 端面
１６ａ２ テーパ面
１７ 掛合ピン
１７ａ 球状部材（摩擦低減手段）
２０ ウォータポンプ
２１ 冷却水通路
２２ 隔壁
２３ ブロック側導入口
２４ ヘッド側導入口
【技術分野】
【０００１】
本発明はロータリーバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の冷却水の循環に関し、種々の提案がされている。例えば、特許文献１には、二つの吐出口を備えるとともに、冷却水送出手段から送出される冷却水の送出先を選択する回転弁（ロータリーバルブ）を備えたウォータポンプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−７７８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示されたウォータポンプは、回転弁の駆動機構を備える。回転弁を駆動するための部品を装備することは、車両への搭載面や、コスト面で不利となる。また、格別の駆動機構を備えることなく、流体（冷却水）が流れる力を利用して開弁状態を変化させることが考えられる。ところが、冷却水の吐出圧は一定ではなく、ロータリーバルブの動作速度は不安定になりがちである。このため、所定の位置でロータリーバルブを固定することが困難になることが想定される。
【０００５】
そこで本明細書開示のロータリーバルブは、格別な駆動機構を備えることなくロータリーバルブの開弁状態を変化させるとともに、ロータリーバルブを所望の状態で固定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本明細書開示のロータリーバルブは、流体が衝突する衝突板を備え、当該衝突板に流体が衝突することによって回転する本体部と、前記本体部に設けられ、複数の掛合凹部が形成された側壁と、前記掛合凹部に掛合して前記本体部の姿勢を維持する掛合ピンと、前記掛合ピンの駆動手段と、前記掛合凹部との掛合が解除された前記掛合ピンの先端部を前記側壁に押し当てる付勢部材と、を備えている。
【０００７】
側壁は、掛合ピンが押し当てられながら回転することになるので、掛合ピンは、側壁に形成された掛合凹部に容易に、そして、確実に挿入される。付勢部材によって付勢された掛合ピンは、掛合凹部と一致することにより、自動的に掛合凹部に挿入される。
【０００８】
前記掛合ピンは、先端に向かうに従って先端部を先細形状とするテーパ面を有することができる。掛合ピンは、その先端部端面が掛合凹部の開口部内に位置することにより、掛合凹部内に挿入可能な状態となる。テーパ面を有し、先端部の端面の面積が小さくなれば、掛合ピンは、掛合凹部に挿入され易くなる。すなわち、掛合ピンの先端部端面の大きさが、掛合凹部の開口部の大きさと比較して小さいほど掛合ピンは、掛合凹部に挿入され易くなる。
【０００９】
前記テーパ面は、前記掛合ピンの流体流通方向下流側に設けることができる。これにより、スムーズに掛合ピンを掛合凹部に挿入することができる。
【００１０】
ロータリーバルブは、前記掛合ピンの先端部と前記側壁との摩擦力を低減する摩擦力低減手段を備えることができる。摩擦力を低減することにより、流体の流れる力が小さいとき、例えば、内燃機関がアイドル状態であって、冷却水の吐出圧が低いときであっても、本体部を容易に回転させ、ロータリーバルブを所望の状態とすることができる。
【００１１】
前記摩擦力低減手段は、低摩擦係数処理が施された前記掛合ピン及び／又は低摩擦係数処理が施された前記側壁とすることができる。側壁の低摩擦係数処理は、前記掛合ピンの摺動軌跡にのみ施すことができる。低摩擦係数処理は、該当部分を研摩することによって摩擦係数を低下させたり、該当部分の材質を低摩擦係数のものに変更したりすることによって行うことができる。
【００１２】
前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンの先端部に装着された回転部材とすることができる。例えば、球状部材や、ローラ部材といった回転部材を装備することにより、掛合ピンと側壁との間の摩擦抵抗を低減することができる。
【００１３】
さらに、前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンが前記複数の掛合凹部の間に位置するときに、前記側壁へ間欠接触させる前記掛合ピンの振動装置とすることができる。両者を間欠接触させることにより、両者間の見かけ上の摩擦抵抗を低減することができ、本体部をスムーズに回転させることができる。
【００１４】
このように、掛合ピンと側壁とを間欠接触させる振動装置を備えるとき、前記掛合ピンを前記側壁へ間欠接触させる間隔と前記本体部の回転角度の関係から故障判定を行う制御部を備えることができる。
【００１５】
本体部は、掛合ピンが当接しているときとしていないときとでは、その回転に対する抵抗が異なるため、回転速度が変化すると考えられる。そこで、掛合ピンを側壁へ接触させる間隔（インターバル）を変化させ、この変化に応じた回転角度の変化が観測されているか否かによって、ロータリーバルブの故障を判定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本明細書に開示されたロータリーバルブによれば、格別な駆動機構を備えることなくロータリーバルブの開弁状態を変化させ、ロータリーバルブを所望の状態で固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１のロータリーバルブの概略構成を示す説明図である。
【図２】図２は、実施例１のロータリーバルブに含まれる本体部の５面図である。
【図３】図３は、実施例１のロータリーバルブが組み込まれる冷却水通路を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）、（Ｂ）は、実施例１のロータリーバルブが用いられる内燃機関における冷却水の流れを模式的に示す説明である。
【図５】図５は、水止め状態のロータリーバルブを示す説明図である。
【図６】図６は、シリンダヘッド側へ冷却水を供給する状態のロータリーバルブを示す説明図である。
【図７】図７は、シリンダブロック側へ冷却水を供給する状態のロータリーバルブを示す説明図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｅ）は、掛合凹部に挿入されている掛合ピンが抜き取られ、他の掛合凹部に挿入される過程を示す説明図である。
【図９】図９（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２のロータリーバルブが状態を変化させる過程を示す説明である。
【図１０】図１０（Ａ）、（Ｂ）は、掛合ピンの先端部を拡大し、掛合凹部に掛合ピンが挿入される様子を示す説明図である。
【図１１】図１１は、実施例３のロータリーバルブを示す説明図である。
【図１２】図１２は、実施例３のロータリーバルブの掛合ピンの先端部を拡大して示す説明図である。
【図１３】図１３（Ａ）、（Ｂ）は、実施例４のロータリーバルブの動作を示す説明図である。
【図１４】図１４は、掛合ピン側壁への接触状態と、本体部の回転角度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための形態を図面と共に詳細に説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。また、説明の都合上、部品の装着の向きが実際のものと異なっている場合がある。
【実施例１】
【００１９】
まず、実施例１のロータリーバルブ１の概略構成を図１、図２を参照しつつ説明する。図１は、実施例１のロータリーバルブ１の概略構成を示す説明図である。図２は、実施例１のロータリーバルブ１に含まれる本体部２の５面図である。より具体的には、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は左側面図、図２（Ｃ）は右側面図、図２（Ｄ）は背面図、図２（Ｅ）は底面図である。
【００２０】
ロータリーバルブ１は、図４に示す内燃機関１００における冷却水の流通制御を行う。ロータリーバルブ１は、本体部２を備える。本体部２は、側面から見たときに中心角９０°の扇形形状を備える。中心角の頂点部分に回転軸部材２ａを備えている。本体部２は、流体、すなわち、冷却水が衝突する衝突板２ｂを備える。これにより、本体部２は、冷却水が衝突板２ｂに衝突することにより、回転軸部材２ａを回転軸として回転することができる。なお、本体部２が冷却水の流通経路２１に装着されるときは、図５に示すように復帰バネ部材９が装着される。復帰バネ部材９は、本体部２を閉弁方向に付勢する。すなわち、復帰バネ部材９は、本体部２を冷却水の流れに逆らう向きに付勢している。なお、回転軸部材２ａは角度センサ３に接続されている。
【００２１】
本体部２は、第１側壁２ｃと、これに対向配置された第２側壁２ｄを備えている。図２（Ｅ）に示すように第１側壁２ｃと第２側壁２ｄとの挟まれた領域であって、衝突板２ｂと９０°をなす面には、冷却水の流入口２ｅが形成されている。また、図２（Ｄ）に示すように第１側壁２ｃと第２側壁２ｄとの挟まれた領域であって、円弧に沿った面には、遮蔽板２ｆが配置されるとともに、第１流出口２ｇが設けられている。
【００２２】
第１側壁１ｃには、円弧状の摺動軌跡２ｃ１が刻まれている。摺動軌跡２ｃ１は、後に詳述するように、掛合ピン６が接触する。第１側壁１ｃは、摺動軌跡２ｃ１に沿って三つの掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃが設けられている。掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃは、本体部２の内側に向かって延びる筒状部材によって形成されている。第２側壁２ｄには、第２流出口２ｈは形成されている。
【００２３】
ロータリーバルブ１は、掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃに掛合して本体部２の姿勢を維持する掛合ピン６を備えている。また、ロータリーバルブ１は、掛合ピン６の駆動手段としてのソレノイド５を備えている。さらに、ロータリーバルブ１は、掛合凹部４ａ、４ｂ、４ｃとの掛合が解除された掛合ピン６の先端部６ａ、より具体的には端面６ａ１を第１側壁２ｃに押し当てる付勢部材としてのバネ部材７を備えている。バネ部材７は、掛合ピン６に設けられた鍔部６ｂとソレノイド５に設けられたバネ受け５ａとの間に挟持されている。バネ部材７は、掛合ピン６を付勢しているため、掛合ピン６の先端部６ａの位置が掛合凹部４ａ等に一致したときに、掛合ピン６を掛合凹部４ａ等に押し込む作用を創出する。
【００２４】
ロータリーバルブ１は、掛合ピン６の先端部６ａ、より具体的にはその端面６ａ１と前記側壁２ｃ、より具体的には摺動軌跡２ｃ１との摩擦力を低減する摩擦力低減手段を備えている。具体的には、摺動軌跡２ｃ１と端面６ａ１に鏡面研摩による低摩擦係数処理が施されている。このような低摩擦係数処理は、摺動軌跡２ｃ１と端面６ａ１のいずれか一方にのみ施すことができる。また、低摩擦係数処理として、他の部分、例えば、摺動軌跡２ｃ１の材料として、摺動軌跡２ｃ１の周囲よりも摩擦係数が小さい材料を採用することもできる。これらの摩擦低減処理を行うことにより、掛合ピン６が第１側壁２ｃへ押し当てられることの本体部２の回転動作への影響を低減することができる。
【００２５】
ソレノイド５は、ＥＣＵ（Electronic control unit）８と電気的に接続されている。ＥＣＵ８には水温センサ等、各種センサが電気的に接続されており、ソレノイド５は、ＥＣＵ８の指令に基づいて動作する。ソレノイド５は、掛合ピン６によってロータリーバルブ１の位置決めをすることができればよい。すなわち、ソレノイド５は、ロータリーバルブ１自体を動作させなくてもよいため、その出力は小さくてよい。
【００２６】
このようなロータリーバルブ１は、図３に示すウォータポンプ２０の下流側の冷却水通路２１に組み込まれる。冷却水通路２１には、ウォータポンプ２０によって圧送された冷却水が流通する。冷却水通路２１には、隔壁２２が設けられ、連通路２２ａが形成されている。そして、隔壁２２の上流側にシリンダブロック１０１へ冷却水を導入するためのブロック側導入口２３が設けられている。また、隔壁２２の下流側には、シリンダヘッド側へ冷却水を導入するためのヘッド側導入口２４が設けられている。ここで、図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照しつつ、ロータリーバルブ１により実現される内燃機関１００における冷却水の流通制御について説明する。内燃機関１００は、シリンダブロック１０１とシリンダヘッド１０２を備える。シリンダヘッド１０２は、シリンダブロック１０１よりも高温となり易いため、シリンダヘッド１０２のみに冷却水を供給したい場合がある。このような場合は、図４（Ａ）に示すようにシリンダヘッド１０２へのみ冷却水を導入する。また、暖機完了後、シリンダブロック１０１を適切に冷却したときは、図４（Ｂ）に示すようにまずシリンダブロック１０１に冷却水を導入し、その後、シリンダヘッド１０２へ冷却水を循環させる。なお、内燃機関１００を積極的に冷却したいときは、ラジエータにより冷却された冷却水を図４（Ｂ）に示すようにシリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０２の順に流通させることができる。また、ロータリーバルブ１は、その状態により、シリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０２のいずれにも冷却水を循環させない完全水停止状態とすることもできる。
【００２７】
つぎに、図５〜図７を参照して、ロータリーバルブ１の状態と、冷却水の流通状態について説明する。
【００２８】
図５を参照すると、掛合ピン６は、第１掛合凹部４ａに挿入されている。この状態では、衝突板２ｂが冷却水通路２１を閉塞する。衝突板２ｂの位置は、ブロック側導入口２３及びヘッド側導入口２４の上流側に位置している。このため、シリンダブロック１０１、シリンダヘッド１０２双方における冷却水の循環が停止する完全水止め状態となる。例えば、内燃機関１００が暖機中であるときは、完全水止め状態とする。
【００２９】
つぎに、図６を参照すると、掛合ピン６は、第２掛合凹部４ｂに挿入されている。この状態では、連通路１１ａと第１流出口２ｇの位置とが一致する。このため、冷却水は、隔壁２２の下流側に開口するヘッド側導入口２４へ冷却水を導入することができる。一方、ブロック側導入口２３は、衝突板２ｂにより閉塞された状態となるため、シリンダブロック１０１への冷却水の導入は停止される。
【００３０】
つぎに、図７を参照すると、掛合ピン６は、第３掛合凹部４ｂに挿入されている。この状態では、遮蔽板２ｆが連通路２２ａを閉塞し、隔壁２２よりも下流側への冷却水の流入を遮断する。これにより、シリンダヘッド１０２への冷却水の導入は停止される。一方、第２流出口２ｈの位置がブロック側導入口２３と一致する。このため、シリンダブロック１０１へ冷却水を導入することができる。
【００３１】
以上説明したように、ロータリーバルブ１は、その状態によって、冷却水の流通状態を制御することができる。ここで、図８（Ａ）〜（Ｅ）を参照して、ロータリーバルブ１の状態が変化するときの本体部２及び掛合ピン６の動きについて説明する。なお、図８（Ａ）〜（Ｅ）では、第１掛合凹部４ａに掛合していた掛合ピン６が第２掛合凹部４ｂに掛合する過程を示しているが、第２掛合凹部２ｂに掛合している第３掛合凹部４ｃに掛合する場合も同様である。
【００３２】
まず、図８（Ａ）に示すように掛合ピン６が第１掛合凹部４ａに掛合している状態のときに、ＥＣＵ８の指令に基づいてソレノイド５に通電する。すると、図８（Ｂ）に示すように、掛合ピン６が、バネ部材７を圧縮しつつ第１掛合凹部４ａから引き抜かれる。これにより、本体部２は、衝突板２ｂが受ける冷却水の流体力によって回転する。ＥＣＵ８は、掛合ピン６の掛合が解除されたら即座にソレノイド５への通電を停止する。ソレノイド５への通電が停止されると、バネ部材７に付勢された掛合ピン６は、第１側壁２ｃに押し当てられる。本体部２は、回転しているため、図８（Ｄ）に示すように、掛合ピン６の先端部６ａは、第１側壁上を相対的に摺動移動する。そして、図８（Ｅ）に示すように、掛合ピン６の先端部６ａが第２掛合凹部２ｂと一致すると、バネ部材７に付勢されている掛合ピン６は、容易に第２掛合凹部２ｂ内に挿入される。このように、掛合ピン６は、摺動軌跡２ｃ１（第１側壁２ｃ）に押し当てられつつ、相対移動するので、格別の制御を要することなく自動的に第２掛合凹部４ｂ内に挿入される。本体部２は、衝突板２ｂが受ける流体力によって回転するため、その回転速度は、流体力の大小等の条件に左右され易く、安定しにくい。このように本体部２の動きが安定し難い場合であっても、掛合ピン６は、容易に第２掛合凹部４ｂを捉え、挿入される。
【００３３】
実施例１のロータリーバルブ１によれば、流体力により状態を変化させるため、格別な駆動機構を備えることなくその開弁状態を変化させ、ロータリーバルブを所望の状態で固定することができる。
【００３４】
なお、本体部２は、復帰バネ部材９の弾性により、元の位置に復帰することができる。
【実施例２】
【００３５】
つぎに、実施例２について、図９（Ａ）〜（Ｃ）、図１０（Ａ）、図（Ｂ）を参照しつつ説明する。実施例２が実施例１と異なる点は、実施例２が実施例１の掛合ピン６に代えて掛合ピン１６を備えている点である。その他の点は、実施例１と共通するので同一の構成要素には、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
掛合ピン１６は、先端に向かうに従って先端部を先細形状とするテーパ面１６ａ２を有している。テーパ面１６ａ２は、掛合ピン１６の流体流通方向下流側に設けられている。掛合ピン１６は、テーパ面１６ａ２を備えることにより、端面１６ａ１の面積を小さくすることができている。図９（Ａ）に示すように第１側壁２ｃ上を摺動する掛合ピン１６は、図９（Ｂ）に示すように第２掛合凹部４ｂの位置と一致すると挿入可能な状態となる。そして、図９（Ｃ）に示すようにバネ部材７に付勢された掛合ピン６は、第２掛合凹部４ｂに挿入される。ここで、掛合ピン６が第２掛合凹部４ｂに挿入される過程における各部の位置関係につき、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）を参照しつつ説明する。なお、説明の都合上、図１０（Ａ）、図１０における端面１６ａ１は、第１側壁２ｃから離して描かれているが、実際は、両者は当接した状態となっている。また、図１０（Ｂ）における端面１６ａ１と第１側壁２ｃは、実際よりも離して描かれている。
【００３７】
第１側壁２ｃが移動すると、掛合ピン１６と第２掛合凹部とが相対的に接近する。そして、図１０（Ａ）に示すように、まず、図中Ａ１で示した縁部が第２掛合凹部４ｂの下流側縁部４ｂ１を越える。しかしながら、図１０（Ａ）で示した状態では、掛合ピン６は、未だ第２掛合凹部４ｂに挿入することができない。
【００３８】
第１側壁２ｃがさらに移動し、図中Ａ２で示した縁部が第２掛合凹部４ｂの下流側縁部４ｂ１を越えると端面１６ａ１が完全に第２掛合凹部４ｂ内に位置することになる。これにより、掛合ピン１６は、第２掛合凹部４ｂに挿入可能な状態となる。このように、テーパ面１６ａ２を設けることにより、端面１６ａ１を小さくすることにより、早期に掛合ピン１６を第２掛合凹部４ｂに挿入可能な状態とすることができる。掛合ピン１６は、Ａ２で示した縁部が下流側縁部４ｂ１を越えると、下流側縁部４ｂ１にテーパ面１６ａ２を当接させつつ、第２掛合凹部４ｂ内に挿入される。なお、仮に、テーパ面１６ａ２を流体流通方向上流側に設けると、テーパ面が上流側縁部４ｂ２に衝突するおそれがあり、掛合ピン１６のスムーズな挿入が阻害されるおそれがある。このため、テーパ面１６ａ２は、体流通方向下流側に設けられることが望ましい。
【実施例３】
【００３９】
つぎに、実施例３について図１１、図１２を参照しつつ説明する。実施例３は、摩擦力低減手段として、掛合ピン１７の先端部に球状部材１７ａを備えている。球状部材１７ａは、回転部材の一例である。なお、他の構成要素は、実施例１と同様であるので、共通する構成要素には、図面中、同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
球状部材１７ａを備えることにより、掛合ピン１７と第１側壁２ｃとは、転がり摩擦となり、両者の摩擦は低減される。これにより、掛合ピン１７が第１側壁２ｃに押し当てられることの本体部２の回転動作への影響を低減することができる。
【実施例４】
【００４１】
つぎに、実施例４について図１３を参照しつつ説明する。実施例４は、摩擦力低減手段として、掛合ピン６が複数の掛合凹部４ａ〜４ｃの間に位置するときに、第１側壁２ｃへ間欠接触させる掛合ピン６の振動装置を備えている。振動装置の機能は、ＥＣＵ８とソレノイド５によって実現することができる。すなわち、ＥＣＵ８の指令に基づいて、ソレノイド５に間欠通電することのより、掛合ピン６を振動させる。なお、実施例４の構成は、実施例１の構成と共通しており、ＥＣＵ８の通電制御のみが異なっている。
【００４２】
掛合ピン６が、第１側壁２ｃへ間欠接触することにより、両者の見かけ上の摩擦は低減される。これにより、掛合ピン６が第１側壁２ｃに押し当てられることの本体部２の回転動作への影響を低減することができる。
【００４３】
このように、ＥＣＵ８が間欠通電を指示するとき、ＥＣＵ８は、ロータリーバルブ１の故障判定を行う制御部として機能することができる。この故障検出について、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）を参照しつつ説明する。
【００４４】
まず、掛合ピン６は、第１側壁に対し接触と非接触を繰り返す。このとき、角度センサ３により、本体部２の回転角度を継続的に測定する。ロータリーバルブ１は、掛合ピン６が非接触のときに回転角度を増す。回転角度は、内燃機関１００の運転状態に応じて適切な値が予め与えられている。図１４（Ａ）において（ａ）で示すように、ロータリーバルブ１が正常であれば、回転角度は、順調に増加する。これに対し、（ｂ）に示すように増加の仕方がやや鈍かったり、（ｃ）に示すように増加の仕方が鈍かったりしたとき、さらには、（ｄ）に示すように回転角度が全く増加しないときは、ロータリーバルブ１の故障が疑われる。
【００４５】
そこで、通常制御時に（ｂ）〜（ｄ）に示すような回転角度の増加が観測されたときは、ＥＣＵ８は、図１４（Ｂ）に示すように掛合ピン６の第１側壁への非接触機関を長めに設定する。これにより、（ｂ）に示すように回転角度の増加が認められれば、動作は改善したものと判断する。（ｃ）に示すように未だ増加の仕方が鈍く、改善がみられないときは、内燃機関の過熱を回避する安全策として図７に示すようにシリンダブロック１０１から冷却水を導入する状態でロータリーバルブ１を固定する。非接触時間を長く設定しているにもかかわらず、（ｄ）に示すように回転角度が全く増加しないときは、ロータリーバルブ１は動作できない状態陥っているとして、警告を発するようにする。
【００４６】
このように、掛合ピン６を第１側壁２ｂに間欠接触させる間隔と本体部２の回転角度の関係から、ロータリーバルブ１の故障を検出することができる。
【００４７】
上記実施例は本発明を実施するための一例にすぎない。よって本発明はこれらに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１ ロータリーバルブ
２ 本体部
２ａ 回転軸部材
２ｂ 衝突板
２ｃ 第１側壁
２ｃ１ 摺動軌跡
２ｄ 第２側壁
２ｅ 流入口
２ｆ 遮蔽板
２ｇ 第１流出口
２ｈ 第２流出口
３ 角度センサ
４ａ 第１掛合凹部
４ｂ 第２掛合凹部
４ｂ１ 下流側縁部
４ｂ２ 上流側縁部
４ｃ 第３掛合凹部
５ ソレノイド（駆動手段）
５ａ バネ受け
６、１６、１７ 掛合ピン
６ａ 先端部
６ａ１ 端面
６ｂ 鍔部
７ バネ部材（付勢部材）
８ 制御部
９ 復帰バネ部材
１６ 掛合ピン
１６ａ 先端部
１６ａ１ 端面
１６ａ２ テーパ面
１７ 掛合ピン
１７ａ 球状部材（摩擦低減手段）
２０ ウォータポンプ
２１ 冷却水通路
２２ 隔壁
２３ ブロック側導入口
２４ ヘッド側導入口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が衝突する衝突板を備え、当該衝突板に流体が衝突することによって回転する本体部と、
前記本体部に設けられ、複数の掛合凹部が形成された側壁と、
前記掛合凹部に掛合して前記本体部の姿勢を維持する掛合ピンと、
前記掛合ピンの駆動手段と、
前記掛合凹部との掛合が解除された前記掛合ピンの先端部を前記側壁に押し当てる付勢部材と、
を備えたロータリーバルブ。
【請求項２】
前記掛合ピンは、先端に向かうに従って先端部を先細形状とするテーパ面を有する請求項１に記載のロータリーバルブ。
【請求項３】
前記テーパ面は、前記掛合ピンの流体流通方向下流側に設けられた請求項２記載のロータリーバルブ。
【請求項４】
前記掛合ピンの先端部と前記側壁との摩擦力を低減する摩擦力低減手段を備えた請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロータリーバルブ。
【請求項５】
前記摩擦力低減手段は、低摩擦係数処理が施された前記掛合ピン及び／又は低摩擦係数処理が施された前記側壁である請求項４記載のロータリーバルブ。
【請求項６】
前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンの先端部に装着された回転部材である請求項４又は５に記載のロータリーバルブ。
【請求項７】
前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンが前記複数の掛合凹部の間に位置するときに、前記側壁へ間欠接触させる前記掛合ピンの振動装置である請求項４乃至６のいずれか一項に記載のロータリーバルブ。
【請求項８】
前記掛合ピンを前記側壁へ間欠接触させる間隔と前記本体部の回転角度の関係から故障判定を行う制御部を備えた請求項７記載のロータリーバルブ。
【請求項１】
流体が衝突する衝突板を備え、当該衝突板に流体が衝突することによって回転する本体部と、
前記本体部に設けられ、複数の掛合凹部が形成された側壁と、
前記掛合凹部に掛合して前記本体部の姿勢を維持する掛合ピンと、
前記掛合ピンの駆動手段と、
前記掛合凹部との掛合が解除された前記掛合ピンの先端部を前記側壁に押し当てる付勢部材と、
を備えたロータリーバルブ。
【請求項２】
前記掛合ピンは、先端に向かうに従って先端部を先細形状とするテーパ面を有する請求項１に記載のロータリーバルブ。
【請求項３】
前記テーパ面は、前記掛合ピンの流体流通方向下流側に設けられた請求項２記載のロータリーバルブ。
【請求項４】
前記掛合ピンの先端部と前記側壁との摩擦力を低減する摩擦力低減手段を備えた請求項１乃至３のいずれか一項に記載のロータリーバルブ。
【請求項５】
前記摩擦力低減手段は、低摩擦係数処理が施された前記掛合ピン及び／又は低摩擦係数処理が施された前記側壁である請求項４記載のロータリーバルブ。
【請求項６】
前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンの先端部に装着された回転部材である請求項４又は５に記載のロータリーバルブ。
【請求項７】
前記摩擦力低減手段は、前記掛合ピンが前記複数の掛合凹部の間に位置するときに、前記側壁へ間欠接触させる前記掛合ピンの振動装置である請求項４乃至６のいずれか一項に記載のロータリーバルブ。
【請求項８】
前記掛合ピンを前記側壁へ間欠接触させる間隔と前記本体部の回転角度の関係から故障判定を行う制御部を備えた請求項７記載のロータリーバルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２３７３４９（Ｐ２０１２−２３７３４９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０５６９７（Ｐ２０１１−１０５６９７）
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１０日（２０１１．５．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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