[0001] 本发明涉及具备旋转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(例如，参照专利文献1)。

[0005] 另外，虽然不是上述的冷却水用的阀，但提出了旋转式阀来作为汽车所使用的阀(例如，参照专利文献2以及专利文献3)。

[0006] 这些旋转式阀的转子中，在其内部设有连接转子的外周面和端面的流路，通过使转子旋转来使上述流路的在转子的外周面侧的开口的位置沿周向移动，从而进行阀的开闭。

[0007] 此外，转子内的流路的内径基本上和与外部流路连接的连接部分的直径大致相同，比转子的外径的例如2/3小。即，与阀的流入口以及流出口大致同径的通路设于转子，转子的直径比该流路的直径大很多。

[0008] 现有技术文献

[0009] 专利文献

[0010] 专利文献1：日本特开2002-98245号公报

[0011] 专利文献2：日本特开2001-159471号公报

[0012] 专利文献3：日本特开2011-149465号公报

[0047] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[0048] 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水冷套的方式进行使用，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使冷却水在水冷套与散热器之间循环的主流路、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。

[0049] 如图1至图6所示，具有：转子1；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；与主流路连接并具有使冷却水(流体)流出的主连接管4的主连接部件5；以及与副流路连接并具备使冷却水流出的副连接管6的副连接部件7。

[0050] 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。此外，辐条部13的个数不限定于作为四个方向的四个，也可以是四个以下，也可以是四个以上。

[0051] 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置四个开口部(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。

[0052] 另外，从转子1的两端面分别突出有旋转轴11的端部。

[0053] 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)的周向长度的转子外周开口部15。转子外周开口部15的周向的两端部形成为半圆状。另外，转子外周开口部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。

[0054] 另外，转子1的外周面的转子外周开口部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。

[0055] 另外，转子1(圆筒部12)的外周面的除转子外周开口部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，转子外周开口部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。

[0056] 外壳2大致形成为六面体(立方体)的箱状，六面中的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设为第一板状部21至第六板状部26。

[0057] 将具有与转子1的端面对置的内表面的板状部设为第一板状部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设为第三板状部23至第六板状部
26。

[0058] 在第一板状部21和第二板状部22中的一个第一板状部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21a。相对于此，在旋转驱动装置
3，具备闭塞上述孔21a的盖部31、和以密封了盖部31的状态进行贯通的驱动轴32。

[0059] 旋转驱动装置3在内部具备例如使驱动轴32旋转的马达。驱动轴可以与马达直接连接，也可以经由减速机连接。驱动轴32与转子1的旋转轴11的一个端部连接。旋转轴11的另一个端部如后述那样旋转自如地支承于第二板状部22的轴承孔22a。

[0060] 在与第一板状部21对置而与第一板状部21平行配置的第二板状部22，设有将转子1的旋转轴11的另一个端部支承为旋转自如的轴承孔22a。轴承孔22a不贯通第二板状部22，在向第二板状部22的外面侧突出的突出部分内作为一方封闭的孔而形成。

[0061] 在轴承孔22a，以旋转自如的方式插入并支承有转子1的旋转轴11的另一个端部。

[0062] 内表面与转子1的外周面对置的第三板状部以其外周部分凸边状地向外侧伸出的方式设置，成为与发动机的套管连接的凸缘部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围起的内周部的大致整体成为开口部23a。

[0063] 在将凸缘部23b安装于具有套管的开口的安装位置的情况下，该开口部23a与套管的开口重叠，而成为供套管内的冷却水流入的流入侧的开口部23a。

[0064] 该开口部23a成为能够在构成容纳转子1的六面体状的外壳2的一面的第三板状部23形成的大致最大面积。第三板状部23由开口部23a和凸缘部23b构成。

[0065] 另外，开口部23a的面积与外壳2内的容纳转子1的转子容纳空间2a的沿转子1的旋转轴11、并且平行于第三板状部23的剖面的面积大致相同。

[0066] 因此，与比转子容纳空间2a小的转子1投影于第三板状部23的面积(沿旋转轴11的中心的剖面积)相比，开口部23a的面积较大。

[0067] 第四板状部24成为没有开口的面。

[0068] 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25a。

[0069] 该开口部25a是使冷却水从旋转式阀向外部流出的流出侧的开口部25a。从该开口部25a流出的冷却水通过副流路(例如，包括加热器等)而循环，并从泵向套管返回。

[0070] 第五板状部25以与具有流入侧的开口部23a的第三板状部23对置的方式平行配置，并与第六板状部26以及第四板状部24大致成直角地配置。

[0071] 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26a。该开口部26a是使冷却水从旋转式阀向外部流出的流出侧的开口部26a。从该开口部26a流出的冷却水通过散热器而循环，并从泵向套管返回。

[0072] 第五板状部25和第六板状部26邻接并且成直角配置，第一板状部25的开口部25a和第六板状部26的开口部26a以各自的轴心大致正交的方式配置。另外，第五板状部
25以及第六板状部26覆盖转子1的外周面的大致一半(约180度的范围)，并且第三板状部23以及第四板状部24覆盖转子1的剩余的大致一半(约180度的范围)。

[0073] 另外，在第一板状部21以及堵塞第一板状部21的开口部21b的盖部31与转子1的端面之间、第二板状部22与转子1的端面之间，空出供流体(冷却水)流动的充分的间隔。该间隔成为供流体充分流动的间隔，而不是流体浸入狭小的间隔的状态。另外，该间隔例如比混入冷却水的状态的异物所推断的最大直径大，从而防止混入冷却水的异物嵌入转子1的端面与外壳2的内表面之间。

[0074] 另外，从与转子1的外周面对置的第三板状部23至第六板状部26的各内表面与该转子1的外周面之间的间隔也空出能够供流体充分流动的间隔。另外，该间隔比上述的异物所推断的最大直径大，从而防止异物嵌入转子1的外周面与外壳2的内表面之间。

[0075] 另外，在第五板状部25的流出侧的开口部25a，设有从第五板状部25朝向转子1的外周面突出的密封部件25b。密封部件25b是由合成橡胶等橡胶形态的部件构成的弹性体。密封部件25b是圆筒状的部件，其前端成为沿着转子1的外周面的形状。即，密封部件25b的前端部成为圆环状并且沿转子1的周向圆弧状地凹下的形状。

[0076] 另外，圆筒状的密封部件25b的内径成为与转子1的转子外周开口部15的上述的宽度大致相同的长度。

[0077] 另外，在密封部件25b的后端侧，例如配置金属板等的弹性部件，并向转子1侧对密封部件25b进行施力。

[0078] 在转子1的外周面的转子外周闭塞面16与密封部件25b的前端部整体抵接的状态下，密封部件25b的内周侧开口部成为闭塞的状态，而阻止流体从第五板状部25的开口部25a流出，从而旋转式阀相对于副流路成为关闭的状态。

[0079] 另外，若成为密封部件25b的开口部与转子1的转子外周开口部15的至少一部分重叠的状态，则旋转式阀相对于副流路成为打开的状态，而成为流体向副流路流出的状态。在这种情况下，流体如上述那样从具有比转子1的面积大的面积的第三板状部23的开口部
23a流入，并从转子1的端面的开口部14进入转子1内，之后从转子外周开口部15经由开口部25a并通过副连接管6向副流路流出。另外，流体能够在转子1的外周面与外壳2内表面之间流动而经由开口部25a向副流路流出。

[0080] 另外，在第六板状部26的流出侧的开口部26a，设有从第六板状部26朝向转子1的外周面突出的密封部件26b。密封部件26b是合成橡胶等橡胶形态的部件，是与密封部件25b相同的部件。

[0081] 另外，在密封部件26b的后端侧，例如，配置金属板等的弹性部件，向转子1侧对密封部件26b进行施力。

[0082] 在转子1的外周面的转子外周闭塞面16与密封部件26b的前端部整体抵接的状态下，密封部件26b的内周侧开口部成为闭塞的状态，而阻止流体从第六板状部26的开口部26a流出，从而旋转式阀相对于主流路成为关闭的状态。

[0083] 另外，若成为密封部件26b的开口部与转子1的转子外周开口部15的至少一部分重叠的状态，则旋转式阀相对于主流路成为打开的状态，而成为流体向主流路流出的状态。在这种情况下，流体如上述那样从具有比转子1的面积大的面积的第三板状部23的开口部
23a流入，并从转子1的端面的开口部14进入转子1内，之后从转子外周开口部15经由开口部26a并通过主连接管4向主流路流出。另外，流体能够在转子1的外周面与外壳2内表面之间流动而经由开口部26a向主流路流出。

[0084] 另外，相对于在转子1的外周面侧邻接的、外壳2的主流路侧的流出侧的开口部26a和外壳2的副流路侧的流出侧的开口部25a双方，能够同时如图4所示地重叠转子1的转子外周开口部15。在这种情况下，能够使从流入侧的开口部23a流入的流体同时向主流路和副流路双方流出。

[0085] 另外，如图6所示，相对于在转子1的外周面侧邻接的、外壳2的主流路侧的开口部26a和外壳2的副流路侧的开口部25a双方，能够同时重叠转子1的转子外周闭塞面16。在这种情况下，能够同时关闭主流路和副流路双方，从而能够停止流体向主流路和副流路双方的流出。

[0086] 另外，如图5所示，通过使转子1从图4所示的状态开始绕附图中逆时针旋转90度，从而能够成为转子外周开口部15与外壳2的第五板状部25的开口部25a重叠、且转子外周闭塞面16与外壳2的第六板状部26的开口部26a重叠的状态。

[0087] 在这种情况下，成为主流路侧的开口部26a闭塞、副流路侧的开口部25a敞开的状态，能够阻止流体向主流路流出，而使流体向副流路侧流出。在这种情况下，成为转子1的转子外周开口部15和转子外周闭塞面16的边界部分配置于外壳2的开口部25a与开口部26a之间的状态。

[0088] 另外，通过使转子1相反地从图4所示的状态开始绕附图中顺时针旋转90度，从而能够成为转子外周开口部15与外壳2的第六板状部26的开口部26a重叠、且转子外周闭塞面16与外壳2的第五板状部25的开口部25a重叠的状态，但对此未图示。

[0089] 在这种情况下，成为主流路侧的开口部26a敞开、副流路侧的开口部25a闭塞的状态，能够阻止流体向副流路流出，而使流体向主流路侧流出。

[0090] 该旋转式阀中，由于如上述那样，流入口侧的开口部23a的面积比转子1投影的面积大，并且具有开口部23a的第三板状部23从转子1离开(较大地空出间隔)，所以即使转子1的转子外周开口部15以及转子外周闭塞面16中任一个朝向开口部23a，均能够使流体从开口部23a向外壳2内流入。

[0091] 另外，由于转子1呈圆筒状，能够将其内部以及外部作为流体的流路而使用，所以即使转子1的直径较小也能够确保较大的流量。即，相对于需要的最大流量，能够使转子1所需要的直径比以往小。

[0092] 另外，若即使转子1的转子外周闭塞面以对流入侧的开口部23a与流出侧的开口部25a、26a之间进行遮挡的方式配置，也成为转子外周开口部15与流出侧的开口部25a、26a重叠的状态，则如上述那样，流体在转子1的外侧流动、或以从转子1的端面的开口部
14朝向转子1的转子外周开口部1的方式在转子1的内侧流动，从而即使转子1的直径较小也能够确保足够的流量。

[0093] 例如，在旋转式阀中，将外壳的容纳转子的部分设为圆筒状，并将该外壳的内周面与转子的外周面之间的间隙设为较小的状态，在外壳的内周面分别设置一个以上流入侧开口部和流出侧开口部，在转子的外周面也同样地设置流入侧开口部和流出侧开口部，并在转子内设有从转子侧的流入侧开口部至流出侧开口部的流路，该情况下，当外壳的流入侧开口部与转子侧的流入开口部重叠时，需要以使外壳的流出侧开口部与转子的流出侧开口部重叠的方式配置各开口部。并且，当关闭阀时，需要构成为用转子的没有开口部的外周面堵塞外壳侧的开口部。

[0094] 在这种情况下，需要在转子的外周面设置流入侧开口部以及流出侧开口部，并且需要设置具有能够闭塞外壳侧的开口部的面积且没有开口的闭塞面，并在转子的外周面沿周向并列形成有上述部件，该情况下，需要增大转子的周向长度，从而转子的直径变大。

[0095] 该实施方式中，若在转子1存在具有能够闭塞流出侧的开口部25a、26a的周向长度的转子外周闭塞面16、并且存在能够与两个开口部25a、26a重叠的转子外周开口部15，则在转子外周开口部15与外壳2的开口部25a、26a重叠的状态下，即使转子外周闭塞面16朝向外壳2的流入侧的开口部23a侧也能够没有问题地流动流体。

[0096] 即，在转子外周开口部15与外壳2的开口部25a、26a重叠的状态下，不需要进一步设置与外壳2的流入侧的开口部23a重叠的开口，从而相应地能够缩短转子1的周向长度，而缩小转子1的直径。此外，若设置一个流出侧的开口部25a、26a，则能够进一步缩短转子1的周向长度，而缩小转子直径。

[0097] 另外，即使相反地使流出侧的开口部增加为三个以上，由于不需要在转子1设置流入侧的开口部，所以能够抑制转子1的直径的增加。即，能够不怎么增大转子1的直径地设置两个或三个流出侧开口部。

[0098] 另外，相对于多个流出侧开口部，能够用增加了周向长度的一个转子外周开口部来对应，从而能够简化转子1的结构。

[0099] 此外，上述的实施方式中，在流出侧的开口部25a、26a设置密封部件25b、26b，转子外周闭塞面16堵塞密封部件25b、26b的开口，而闭塞流出侧开口部25a、26a，但也可以在流入侧的开口部23a设置密封部件，并用转子外周闭塞面闭塞流入侧的开口部23a。

[0100] 该情况下，虽然难以分别独立地开闭流出侧的两个开口部25a、26a，但由于在转子仅存在能够闭塞流入侧的开口部23a的闭塞面、和能够敞开流入侧的开口部23a的开口部即可，所以能够缩小转子的直径。由此，能够成为容易缩小转子的驱动转矩。若能够缩小驱动转矩，则能够实现驱动装置的低成本化以及小型化。另外，能够缩小转子的直径并且能够实现旋转式阀的小型化。

[0101] 另外，上述的实施方式中，在转子1设置一个沿周向较长的转子外周开口部15，并在外壳2侧沿转子1的周向并列设有两个流出侧开口部25a、26a。相对于此，也可以构成为，增大转子1的轴向长度，并在增大了的转子的轴向上并列设置两个作为转子外周开口部的开口部，并在外壳2侧沿转子1的轴向并列设置两个流出侧开口部。

[0102] 这样的结构中，能够通过转子的旋转来开闭两个流出侧开口部，并且通过转子侧各开口部的配置、转子侧的开口部的周向长度，能够与上述的实施方式的情况相同地使两个流出侧开口部全开、全闭，并且能够使两个开口部的开度相互不同。

[0103] 在这种情况下，虽然增大转子1的轴向长度，但能够缩小径向的尺寸。另外，通过缩小转子的直径，从而如上述那样成为容易缩小转子1的驱动转矩的构造。通过缩小驱动转矩，能够实现驱动装置的小型化、低成本化。

[0104] 符号的说明

[0105] 1—转子，14—开口部(端面侧开口部)，15—转子外周开口部，16—转子外周闭塞面，2—外壳，2a—转子容纳空间，23a—开口部(流入侧开口部)，25a—开口部(流出侧开口部)，26a—开口部(流出侧开口部)，14—开口部(端面侧开口部)。