[0001] 本发明涉及具备旋转来开闭流路的转子的旋转式阀。

[0002] 在汽车等车辆的发动机(内燃机)中，以提高发动机的暖机性能、以最佳的温度使发动机动作而降低燃费等为目的，研究了如下技术，即，和在发动机与散热器之间使冷却水循环的主通路不同，设置绕过散热器而保持原样地返回发动机的旁路通路，并且在主通路设置冷却水控制阀，根据冷却水温度和其它的值来调节该冷却水控制阀的开度，从而对流动于主通路且由散热器冷却的冷却水的量进行控制。此外，利用由发动机驱动的泵而使冷却水循环，从而在发动机动作中、并且冷却水控制阀打开的情况下，冷却水主要在主通路循环，在冷却水控制阀关闭的情况下在旁路通路循环。

[0003] 例如，在冷却水温较低的发动机启动时等，遮挡主通路而使冷却水不通过散热器地从旁路通路保持原样地向发动机返回，从而促进发动机的暖机。另外，例如，为了在变暖后也控制冷却水的温度以使发动机的燃料的燃烧最优，而调整冷却水控制阀的开闭(开度)。

[0004] 这样的冷却水控制阀中，研究了旋转式阀等的使用。

[0005] 旋转式阀中，例如，在转子内设置流路，并且，在容纳转子的壳体，形成有与外部的流路连接、并且在转子的角度成为打开角度的情况下与转子内的流路连通的开口部。

[0006] 另外，在该壳体的开口部与转子的流路的开口部之间配置密封件，从而即使在这些开口部间存在缝隙，也能够进行高效的流水分配。

[0007] 例如，提出了在壳体的开口部与转子的开口部之间开设较大的间隔而在它们之间配置有垫片的构造(例如，参照专利文献1)。

[0008] 垫片形成为两端开口的筒状，一个端部成为转子的开口部用的密封件，另一个开口成为壳体的开口部用的密封件。专利文献1中，转子的外周面和壳体的容纳转子的部分的内周面形成为圆筒状，从而壳体侧的密封件与转子侧的密封件之间的距离在沿壳体以及转子的开口部的周向的位置的任何位置，均大致一定。

[0009] 此外，例如具有壳体侧的开口部，在与转子对置的内表面是平面的情况下，壳体侧的密封件成为平面上的形状，转子侧的密封件成为圆筒面状的形状，从而这些密封件彼此间的距离因周向的位置不同而不同。在这种情况下，由于配置于密封件间的作为垫片的橡胶的长度不同，从而从密封件所抵接的面作用于密封件的面压因位置不同而不同，有无法充分发挥作为密封件的功能的担忧。

[0010] 如上述那样通过将密封件间的距离设为基本不会因位置不同而变化，从而即使密封件的周向位置不同也能够使面压大致恒定。

[0011] 现有技术文献

[0012] 专利文献

[0013] 专利文献1：日本特表2000-193104号公报

[0054] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[0055] 该实施方式的旋转式阀例如用于车辆的发动机的冷却水的控制，其以安装于发动机的发动机功能块的方式进行使用，并在如下发动机冷却系统中用于进行主流路以及副流路的开闭，该发动机冷却系统具有用于在发动机功能块与散热器之间使冷却水循环的主流路、向需要使用冷却水的温度调整的装置(例如，加热器、节流阀)供给冷却水的副流路、以及绕过散热器的旁路流路。

[0056] 如图1至图3所示，具有：转子1(图3中表示)；将转子1容纳为旋转自如的外壳2；驱动转子1使之旋转的旋转驱动装置3(表示为由旋转驱动装置3用的外壳3a、3b覆盖的外观)；与主流路连接并具有使冷却水(流体)流出(或者流入)的主连接管4的主连接部件5；与副流路连接并具备使冷却水流出(或者流入)的副连接管6的副连接部件7。

[0057] 转子1具备：细长条的圆筒状的旋转轴11；形成为以旋转轴11为中心轴的较粗的圆筒状的圆筒部12；以及在圆筒部12的轴向的两个端部沿圆筒部12的径向从旋转轴11向四方伸出而与圆筒部12连接的形状的辐条部13。

[0058] 由于转子1的左右的端面部分由从上述的旋转轴11向四方伸出的形状的辐条部13构成，所以向四方伸出的部分之间成为开口。因此，在转子1的左右的端面分别设有四个开口部(端面侧开口部)14，开口部14所占的面积比转子1的端面的辐条部13所占的面积大。

[0059] 另外，从转子1的两端面分别突出有旋转轴11的端部。

[0060] 在转子1(圆筒部12)的外周面，设有具有外周面的大致一半(比一半稍短)的周向长度的转子开口部15。转子开口部15的周向的两端部形成为半圆状。另外，转子开口部15的沿转子1的轴向的宽度的长度为沿转子1的轴向的长度的1/2以上，例如为2/3以上。

[0061] 另外，转子1的外周面的转子开口部15设于转子1的圆筒部12，成为贯通圆筒部12而连通转子1(圆筒部12)的内部和外部的状态。

[0062] 另外，转子1(圆筒部12)的外周面的除转子开口部15之外的部分成为作为没有开口的外周面的转子外周闭塞面16。此处，转子开口部15沿转子1的外周面的周向的长度为整周的长度的大致一半，相对于此，没有开口的转子外周闭塞面16为沿转子1的外周面的周向的长度的大致一半。

[0063] 外壳2形成为大致六面体(立方体)的箱状，在该外壳2内部，形成有将转子1容纳为旋转自如的转子容纳空间2a(图3中表示)。该外壳2的六面中相互对置的两面具有与转子1的端面对置的内表面，剩余的四面具有与转子的外周面对置的内表面。此处，将构成六面体的各面的板状部分设为第一板状部21至第六板状部26。

[0064] 将具有与转子1的端面对置的内表面的板状部分设为第一板状部21和第二板状部22，并将具有与转子1的外周面对置的内表面的板状部分设为第三板状部23至第六板状部26。

[0065] 在第一板状部21和第二板状部22中的一方第一板状部21，安装有旋转驱动装置3。在该第一板状部21设有能够将转子1插入内部的孔。该孔由未图示的盖部件闭塞。另外，在盖部件，旋转驱动装置3的驱动轴以被密封的状态贯通，与转子1连接，且驱动转子1使其旋转。

[0066] 旋转驱动装置3在内部具备例如使驱动轴旋转的马达。驱动轴经由减速机与马达连接。驱动轴与转子1的旋转轴11的一个端部连接。旋转轴11的另一个端部旋转自如地支承于第二板状部22的未图示的轴承部。

[0067] 内表面与转子1的外周面对置的第三板状部23以其外周部分凸边状地向外侧伸出的方式设置，成为凸缘部23b，但被第一板状部21、第二板状部22、第四板状部24、第六板状部26围起的部分成为开口部。

[0068] 另外，凸缘部23b经由连接部件33安装在发动机的发动机功能块的具有开口的安装位置。连接部件33是筒状的部件，且在一个端部的开口侧设有与凸缘部23b连接的凸缘部34，在另一个开口侧设有与发动机功能块连接的凸缘部35。旋转式阀经由该连接部件33与发动机功能块连接。

[0069] 在与该连接部件33连接的第三板状部23，如上述那样地形成有开口，并经由连接部件33从发动机功能块侧能够流入冷却水。此外，也可以是向发动机功能块侧流出冷却水的结构。

[0070] 在第五板状部25的外表面，安装上述的副连接部件7。在该第五板状部25，设有与副连接部件7的副连接管6连通的开口部(外壳开口部)25a。

[0071] 该开口部25a是使冷却水从旋转式阀向外部流出的流出侧(也可以是流入侧)的开口部25a。从该开口部25a例如流出的冷却水通过副流路(例如，包括加热器等)而循环，并从泵向发动机功能块返回。

[0072] 五板状部25以与具有流入侧(也可以是流出侧)的开口部23a的第三板状部23对置的方式大致平行地配置，并与第六板状部26以及第四板状部24大致成直角地配置。

[0073] 上述开口部25a具有圆筒状的内周面。另外，如图4、图5、图10所示，在开口部25a的内周面设有一对沿着其轴向的槽状的定位部28。定位部28的位置是与正交于转子1的轴向的方向平行、并且在具有圆筒状的内周面的开口部25a的中心轴通过(与中心轴正交)的线上与圆筒状的内周面交叉的位置。

[0074] 另外，圆筒状的开口部25a的前端侧(副连接部件7侧)的内径比其基端侧(转子1侧)的内径大。在开口部25a的内周面的内径比前端侧窄的基端侧的部分设有上述槽状的定位部28。

[0075] 副连接部件7具备板状的连接部71、和以从该连接部71插入到开口部25a内的状态伸出的圆筒状的支承筒部72。在副连接部件7的连接部71形成有贯通孔，该贯通孔在连接部71的内侧面侧与支承筒部72的内部连通，并在外侧面侧与副连接管6内连通。由此，支承筒部72与副连接管6连通。

[0076] 支承筒部71的前端形状成为沿着圆筒的外周面的弯曲形状。

[0077] 另外，如图4以及图7所示，与外壳2的开口部25a的前端部的直径比基端部的直径稍大对应，支承筒部72的基端部的直径比前端部的直径稍大。此外，成为支承筒部72的前端侧的朝向与成为圆筒状的开口部25a的前端侧的朝向相反。

[0078] 另外，连接部71的内侧面与第五板状部25的开口部25a的外侧的侧面面接触，在副连接部件7与外壳2连接的状态下，开口部25a成为闭塞的状态，但开口部25a经由支承筒部72与副连接管6连通。

[0079] 另外，在连接部71的支承筒部72的外周侧形成有圆环状的支承槽73。

[0080] 圆筒状的开口部25a的内径与圆环状的支承槽73的外侧的直径大致相等。另外，支承槽73的内侧的直径与支承筒部72的外径大致相等。支承筒部72的外径比开口部25a的内径窄。另外，开口部25a、支承筒部72以及支承槽73配置在大致同轴上。

[0081] 此外，也可以如图4的简要剖视图所示，在副连接部件7不设置支承槽73，而设置圆环状的凸部75。该圆环状的凸部75的外侧的直径与开口部25a的内径大致相等，且向开口部25a插入。另外，凸部75的内侧的直径与支承筒部72的外径相等。此外，也可以如图7所示地构成为，在副连接部件7的支承筒部72的周围，不设置圆环状的支承槽43、圆环状的凸部75。

[0082] 在支承筒部72，以覆盖其外周的方式设有圆筒状的密封部件77。即，在圆筒状的密封部件77内插入有支承筒部72。密封部件77例如是橡胶或者树脂部件，并且由摩擦系数比较低的树脂部件构成。另外，密封部件77的内径与支承筒部72的外径相等，或比支承筒部72的外径稍小，在以使密封部件77扩径的方式使之弹性变形的状态下，在密封部件77内插入有支承筒部72。另外，支承筒部72的基端侧的外径比前端侧的外径大，并且圆筒状的开口部25a的前端侧的内径比基端侧的内径大，相对应地，如图4、图6、图9所示，对于密封部件的内径以及外径而言，与前端侧相比在基端侧较大。

[0083] 如图4、图6、图9所示，该密封部件77设有圆筒状的主体部78、设于该主体部78的基端部的壁厚的周面密封部79、以及设于前端部的前端抵接部80。与前端抵接部80以及主体部78(除周面密封部79之外)相比，周面密封部79的内径以及外径较大。

[0084] 密封部件77以其基端部的端面与支承槽73的底面抵接的方式配置。此外，如图4所示，在具备凸部75的情况下，密封部件77的基端部的端面抵接凸部75。

[0085] 另外，在基端部，沿轴向设有三个(三层)沿着周向的凸部来作为周面密封部79。凸部的剖面成为向外周侧膨出的大致圆弧状。该周面密封部79的凸部的顶点的周面密封部79的壁厚(厚度)比支承槽73的内周侧的直径与外周侧的直径之差的一半的长度长。

[0086] 另外，周面密封部79的凸部的顶点的壁厚(厚度)比支承筒部72的外径与外壳2的第五板状部25的开口部25a的内径之间的差的一半的长度长。

[0087] 但是，周面密封部79的配置于支承槽73的内部的部分、配置于支承筒部72的外周面与开口部25a的内周面之间的部分以与各自的间隔对应的方式弹性变形。

[0088] 上述主体部78的基端部(包括周面密封部79)侧的端面沿支承槽73的底面而在一个平面内配置。主体部78的朝向转子1侧的前端部的形状成为沿着圆筒面的弯曲形状。即，是沿着转子1的轴向的方向形成为直线状、且沿着周向的方向形成为圆周状的形状，是沿着圆筒面的形状。该主体部78的前端形状与支承筒部72的前端形状相同。

[0089] 该实施方式中，前端抵接部80成为内侧弯曲部81，该内侧弯曲部81以从主体部78的前端朝向转子1伸出的方式形成，随着朝向前端侧而向内侧缩窄且以折回的方式弯曲。内侧弯曲部81随着朝向前端侧而直径变小。另外，以折回的方式弯曲，而剖面形状呈没有返回的钓钩状。

[0090] 另外，内侧弯曲部81的前端侧的厚度比其基端侧的厚度薄。另外，内侧弯曲部81成为与在主体部78的前端部的上述的圆筒面描绘的圆的形状大致相同的弯曲形状，其配置在主体部78的前端与转子1的外周面之间。因此，在内侧弯曲部81抵接于转子1的外周面的状态下，抵接部分成为沿着圆筒面的形状。

[0091] 另外，内侧弯曲部81的与转子1的外周面接触的部分不是折回地朝向转子1的相反侧的前端，而是内侧弯曲部81的前端与基端之间的弯曲部，朝向转子1的外周面的部分与转子1接触。另外，内侧弯曲部81的与转子1的接触部分相对于主体部78与已经变薄的部分接触。

[0092] 即，内侧弯曲部81的基端形成为与主体部78大致相同的厚度，随着朝向前侧而变薄，但比与转子1接触的部分稍微靠基端侧至前端的厚度形成为大致恒定的厚度，并且该部分成为最薄的状态。

[0093] 该内侧弯曲部81通过这样的形状，在弹性变形时作为弹簧发挥功能，成为弹簧按压于转子1的外周面而弹性变形的状态。另外，内侧弯曲部81(前端抵接部80)的前端侧成为与转子1的外周面对应地沿着圆筒面的弯曲形状，如上述那样，与主体部78的前端部成为沿着圆筒面的弯曲形状对应，内侧弯曲部81的基端部成为沿着圆筒面的弯曲形状。

[0094] 另外，内侧弯曲部81的抵接于转子1的部分与基端部之间的距离沿周向位置均恒定。即，内侧弯曲部81的成为前端侧的形状的圆筒面状的形状的轴向和成为基端侧的形状的圆筒面状的形状的轴向是指，成为相互平行配置的状态，并且，在内侧弯曲部81的前端侧和后端侧，成为沿着圆筒面的相同朝向的面的状态。另外，支承筒部72的前端部的形状也与主体部78的前端形状大致相同，在比支承筒部72靠前端侧配置内侧弯曲部81。

[0095] 另外，筒状的内侧弯曲部81成为遍及其整周与转子1接触的构造。因此，在内侧弯曲部81与转子1的转子外周闭塞面16接触的状态下，圆筒状的密封部件77的前端侧开口成为完全闭塞的状态。此时，支承筒部72成为闭塞的状态，副连接管6成为闭塞的状态。

[0096] 另外，在转子开口部15与内侧弯曲部81重叠的情况下，阀成为敞开的状态，成为能够使从第三板状部23的开口流入的冷却水经由转子1的内部空间从发动机功能块侧向副通路侧流出的状态。此外，也可以是冷却水的流入与流出相反的结构。

[0097] 此外，通过转子开口部15与内侧弯曲部81重叠的比例来调整阀开度，从而能够进行流量的调整。

[0098] 其中，转子开口部15成为副通路用的开口部与后述的主通路用的开口部在周向上合在一起而一体的形状，转子开口部15的沿转子1的周向的长度比内侧弯曲部81的周向长度与转子1接触的部分的直径长。

[0099] 在密封部件77的主体部78的外周面，与外壳2的开口部25a的槽状的定位部28对应，设有一对肋状的止转部85。肋状的止转部85沿圆筒状的密封部件77的轴向设置，并且设置在向前端抵接部80(内侧弯曲部81)的最前端侧突出的部分。

[0100] 即，在前端抵接部80的相互分离最远的配置的两处、而且在与成为顶点的部分对应的两处所对应的主体部78的外周面设有止转部85。该止转部85能够在形成于外壳2的圆筒状的开口部25a的内周面的一对槽状的定位部28插入。

[0101] 当密封部件77的肋状的止转部85在形成于外壳2的开口部25a的内周面的槽状的定位部28插入时，密封部件77的绕轴的角度位置相对于转子1正确，从而在与转子1接触的前端抵接部80(内侧弯曲部81)的与转子1的接触部分的周向位置任一位置，均能够是作用相同的面压的状态。

[0102] 即，内侧弯曲部81(前端抵接部81)作为弹簧发挥功能，按压于转子1的外周面，但若密封部件77的绕轴的角度位置不正确，则由作为弹簧的作用力而产生的转子1的外周面与前端抵接部81之间的面压因周向位置不同而不同，从而成为密封功能降低的重要因素。相对于此，通过利用上述的定位部28和止转部85正确地对照密封部件77的角度位置，能够提高密封功能。

[0103] 在第六板状部26的外表面，安装上述的主连接部件5。在该第六板状部26，设有与主连接部件5的主连接管4连通的开口部(外壳开口部)26a。

[0104] 该开口部26a是使冷却水从旋转式阀向外部流出的流出侧(也可以是流入侧)的开口部26a。从该开口部26a例如流出的冷却水通过主流路而循环。该冷却水经由散热器，从泵向发动机功能块返回。

[0105] 第六板状部26与具有流入侧(也可以是流出侧)的开口部23a的第三板状部23以及第五板状部25大致呈直角地配置。

[0106] 上述开口部26a具有圆筒状的内周面。另外，在开口部26a的内周面，设有与开口部25a相同的定位部28，但对此未图示。

[0107] 主连接部件5具备板状的连接部51、和以从该连接部51向开口部26a内插入的状态伸出的圆筒状的支承筒部52。在主连接部件5的连接部51形成有贯通孔，该贯通孔在连接部51的内侧面侧与支承筒部52的内部连通，并在外侧面侧与主连接管4内连通。由此，支承筒部52与主连接管4连通。

[0108] 另外，连接部51的内侧面与第六板状部26的开口部26a的外侧的侧面面接触，在主连接部件5与外壳2连接的状态下，开口部26a成为闭塞的状态，但开口部26a经由支承筒部52与副连接管6连通。

[0109] 另外，在连接部51的支承筒部52的外周侧形成有圆环状的支承槽53。

[0110] 圆筒状的开口部26a的内径与圆环状的支承槽53的外侧的直径大致相等。另外，支承槽53的内侧的直径与支承筒部52的外径大致相等。支承筒部52的外径比开口部26a的内径窄。另外，开口部26a、支承筒部52以及支承槽53配置在大致同轴上。

[0111] 此外，与副连接部件7的情况相同，也可以不设置支承槽53，而设置圆环状的凸部。此外，副连接部件7和主连接部件5因具备副连接管6、或具备主连接管4而构造不同，但连接部51、71的内侧面侧的形状大致相同，支承筒部72和支承筒部52成为相同的形状，并且支承槽73和支承槽53成为相同的形状。

[0112] 在支承筒部52，以覆盖其外周的方式设有圆筒状的密封部件77。即，在圆筒状的密封部件77内插入有支承筒部52。密封部件77与上述的副连接部件7侧的密封部件77相同，具有相同的形状，并且具有相同的功能。即，密封部件77如上述那样地具有主体部78、周面密封部79、前端抵接部80(内侧弯曲部81)以及止转部85。

[0113] 根据上述的密封部件77，基端部侧利用周面密封部79密封外壳2的开口部25a、26a侧。基本上，利用密封部件77的主体部78的基端部侧的周面密封部79能够堵住开口部25a、26a的内周面与插入于该开口部25a、26a的支承筒部52、72之间而能够进行密封。

[0114] 即，在密封部件77的基端部的外周面侧三层突出设置的周面密封部79在开口部25a、26a的内周面与支承筒部52、72之间成为厚度压缩了的状态，利用该部分对冷却水进行密封。即，周面密封部79作为密封圈发挥功能。

[0115] 另外，在密封部件77的前端部被按压于转子1的外周面的状态下，前端抵接部80的内侧弯曲部81作为弹簧发挥功能，在将密封部件77的前端按压于转子1的状态下成为密封的状态。

[0116] 在这种情况下，不仅作为橡胶形态的弹性部件而被压缩，而且还通过弯曲变形作为弹簧发挥功能，并通过弯曲而产生压缩应力、拉伸应力、剪切应力。

[0117] 因此，前端抵接部80作为弹簧能够得到比较大的作用力，并且弹性变形量变大。

[0118] 通过作为该内侧弯曲部81的弹簧的作用力，防止异物向密封部件77与转子1之间侵入。另外，在异物侵入的情况下，作为密封件用的部件，能够较大地变形，而容易除去异物。另外，通过作为弹簧而发挥功能的内侧弯曲部81的作用力，也能够将密封部件77的基端部侧的端面按压于副连接部件7(主连接部件5)而具有密封功能。另外，由于作为弹簧而相对于转子1的外周面的追随性等，不对转子1的旋转施加较大的负荷，从而在与转子1抵接而滑动的部分不需要例如聚四氟乙烯等低摩擦材料。但是，优选尽量使用摩擦系数较低的材料。

[0119] 这样的密封部件77是一个部件，并且如上述那样具备基端部侧的作为密封圈发挥功能的周面密封部79、和作为与转子1抵接的密封件发挥功能并且作为弹簧发挥功能的前端抵接部80(内侧弯曲部81)。即，能够由一个部件实现至少三个功能。此外，用于密封部件77的橡胶或者树脂材料在具备用于作为上述的密封圈、密封件、弹簧发挥功能的性能的橡胶或者树脂材料中，优选选择摩擦系数尽量低的材料。

[0120] 另外，通过利用上述的外壳2的定位部28和密封部件77的止转部85，来以正确的角度位置配置密封部件77，从而能够使密封部件77的作为弹簧的作用力均衡地作用于转子1的外周面。

[0121] 此外，上述的实施方式中，作为前端抵接部80，例如，设置图11所示的内侧弯曲部81，但也可以设置图12所示的外侧弯曲部82。外侧弯曲部82从密封部件77的主体部78朝向转子1伸出，而与转子1的外周面抵接。另外，外侧弯曲部82随着朝向前端侧而向外侧扩大，并且以折回的方式弯曲。外侧弯曲部82的基端部与前端部之间的弯曲的部分与转子1的外周面接触。

[0122] 外侧弯曲部82向外侧弯曲，但功能上，具有与内侧弯曲部81相同的功能，作为密封件发挥功能，并且作为弹簧发挥功能。另外，例如在从转子开口部15侧向外壳的开口部25a、26a流动冷却水的情况下，即、在与转子1的外侧相比内侧的水压较高的情况下，优选使用上述的内侧弯曲部81，与使用外侧弯曲部82的情况相比能够提高密封性能。

[0123] 与此相对，在从外壳的开口部25a、26a向转子开口部15流动冷却水的情况下，即、在与转子1的内侧相比外侧的水压较高的情况下，优选使用上述的外侧弯曲部82，与使用内侧弯曲部81的情况相比能够提高密封性能。

[0124] 另外，在水流的方向变化的情况下，例如，如图13所示，作为前端抵接部80，也可以使用设置内侧弯曲部81和外侧弯曲部82双方的部件。此时，即使水流方向变化，也能够防止密封性能降低。

[0125] 符号的说明

[0126] 1—转子，2—外壳，2a—转子容纳空间，15—转子开口部，25a—外壳开口部，26a—外壳开口部，28—定位部，77—密封部件，78—主体部，79—周面密封部，80—前端抵接部，81—内侧弯曲部，82—外侧弯曲部，85—止转部。