CN110494684B - 旋转式控制阀 - Google Patents

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Abstract

与转子(14)的圆筒部的外周壁部(20)滑动接触的密封部件(18)的前端的抵接面形成为沿着圆筒部的外周壁部(20)的圆弧状曲面，而且，在转子(14)的旋转方向上观察时，在圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，利用与圆筒部的外周壁部(20)非接触的非接触部(43)形成有棱线部(44A、44R)，在密封部件(18)的与抵接面相反的一侧，配置有将密封部件(18)的抵接面向圆筒部的外周壁部(20)按压的施力部件(19)。通过该结构，能够使密封部件(18)的前端的抵接面与转子(14)的外周壁部(20)适当地滑动接触。

Description

旋转式控制阀
技术领域
本发明涉及一种旋转式控制阀，例如涉及一种用于将对内燃机等热源进行冷却的冷却水分配到各种热辅机类的旋转式控制阀。
背景技术
在一般的汽车中，出于使冷却水在散热器中循环以将冷却内燃机的冷却水的热量向外部散热、或者使温度高的冷却水在制暖装置中循环以对车室内制暖的目的，使用旋转式控制阀向各种热辅机类分配冷却水。
作为这种将冷却汽车的内燃机的冷却水分配到各种热辅机类的旋转式控制阀，例如记在DE102011083803A1(专利文献1)中有记载。该专利文献1所记载的旋转式控制阀将一侧具有封堵壁、另一侧具备开放部的有底圆筒状的阀芯即转子可旋转地收容在壳体主体内，根据该转子的旋转位置切换流路，该旋转控制阀通过使在形成于壳体主体的连通路中配置且具有内部通路的密封部件的开口部和形成于转子的外周壁部的开口部重合而开阀，将从转子的作为开放部的流入口流入的冷却水经由转子的外周壁部的开口部以及密封部件的内部通路分配到汽车的各种热辅机类。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：DE102011083803A1
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献1等所记载的旋转式控制阀中，根据圆筒状的转子的旋转位置进行流量控制，通过使被配置于连通路的压缩弹簧施力而与转子的外周面滑动接触的密封部件的内部通路和转子的开口部重合来开阀，通过使密封部件与转子的开口部之间的相对位置偏移而闭阀。
并且，用于这种结构的旋转式控制阀的、密封部件的前端侧的与转子的外周面接触的抵接面的形状为了能够与圆筒状的转子的外周面滑动接触而形成为圆弧状曲面。然而，存在如下技术问题：即使密封部件被压缩弹簧施力为与转子滑动接触，圆筒状的转子的外周面与密封部件的抵接面之间也不能得到良好的滑动接触状态。
本发明的目的在于提供一种能够使形成于密封部件的前端的抵接面与转子的外周面适当地滑动接触的新型的旋转式控制阀。
用于解决技术问题的手段
本发明的特征在于，与转子的圆筒状的外周面滑动接触的密封部件的前端的抵接面形成为沿着转子的圆筒状的外周面的圆弧状曲面，而且，在转子的旋转方向上观察时，在形成抵接面的圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，形成与转子的外周面非接触的非接触部而形成棱线部，并且在密封部件的与抵接面相反的一侧，配置有将密封部件的抵接面向圆筒状的外周面按压的施力部件。
发明效果
根据本发明，圆筒状的转子的外周面与密封部件的前端的抵接面之间能够获得良好的滑动接触状态。
附图说明
图1是作为应用本发明的旋转式控制阀的一个例子的内燃机的冷却***的结构图。
图2是本发明的实施方式的旋转式控制阀的整体立体图。
图3是图2所示的旋转式控制阀的立体分解图。
图4是图2所示的旋转式控制阀沿转子的轴线方向截取的剖面图。
图5是沿与转子的轴线正交的方向截取图3所示的旋转式控制阀的与油冷却器相连的连通路附近的、转子与密封部件关闭的状态的剖面图。
图6是沿与转子的轴线正交的方向截取图3所示的旋转式控制阀的与油冷却器相连的连通路附近的、转子与密封部件连通的状态的剖面图。
图7是表示本发明的第一实施方式的密封部件的结构的结构图。
图8A是从前端侧观察图7所示的密封部件的立体图。
图8B是从后端侧观察图7所示的密封部件的立体图。
图9是安装于图7所示的密封部件的密封圈的剖面图。
图10是用于说明本实施方式的密封部件的收拢动作的说明图。
图11是表示本发明的第二实施方式的密封部件的结构的结构图。
图12是从前端侧观察图11所示的密封部件的立体图。
图13是表示本发明的第三实施方式的密封部件的结构的结构图。
图14是从前端侧观察图13所示的密封部件的立体图。
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于以下的实施方式，在本发明的技术概念中，各种变形例和应用例也包含在其范围内。
实施例1
在说明本发明的具体实施方式之前，对旋转式控制阀的结构简单进行说明，但如上所述，在以下的说明中，只是例示性地示出使用内燃机的冷却水作为热介质的情况。
在图1中，从冷却水泵02向内燃机01的汽缸套供给冷却水，将汽缸套冷却后的冷却水被送至旋转式控制阀10，其中一部分经由恒温器再次向冷却水泵02的吸入侧返回从而用于始终循环。另外，其余的冷却水被送至制暖装置03、散热器04以及油冷却器05等热辅机类。注意，这些热辅机类只是例示性地示出的，也可以使用除此之外的热辅机类。
并且，利用电子流路切换单元06控制冷却水向这些热辅机类的分配。例如，该电子流路切换单元06被输入来自设于旋转式控制阀10的水温传感器07的水温信息、内燃机01的运转状态信息、车室内的各种操作设备的操作状态信息等，根据由电子流路切换单元06运算出的控制信号切换通向各热辅机类的流路。
在旋转式控制阀10中，如后所述，内置有作为驱动机构发挥功能的电动马达，该电动马达被来自电子流路切换单元06的控制信号控制其旋转位置。在电动马达中固定有转子，通过使转子旋转，使冷却水向形成于旋转式控制阀10的与各热辅机类连接的连通路流动，将来自内燃机的冷却水分配到各热辅机类。
图2示出旋转式控制阀10的外观，在壳体主体11上设有与汽缸套相连的连接管12A、与制暖装置03相连的连接管12B、与散热器04相连的连接管12C、与油冷却器05相连的连接管12D。另外，冷却水从内燃机01流入旋转式控制阀10，利用设于壳体主体11的内部的转子，向连接管12A～12D分配冷却水。
在旋转式控制阀10上设有封入石蜡的将恒温器覆盖的罩17，按照温度控制流向连接管12A的冷却水。另外，电子流路切换单元06固定在旋转式控制阀10的壳体主体11的顶部，对收纳于壳体主体11的内部的电动马达进行控制。
图3示出了将图2所示的旋转式控制阀10分解并从倾斜方向观察的结构。在壳体主体11中，形成有收纳中空圆筒状的转子(阀主体)14的阀收纳部(参照图4)和收纳电动马达(＝驱动机构)15的马达收纳部16。另外，从外侧利用固定螺栓将电子流路切换单元06固定于壳体主体11，构成为所谓的机电一体型。
并且，如图2中说明那样，在壳体主体11的周围安装有与汽缸套相连的连接管12A、与制暖装置03相连的连接管12B、与散热器04相连的连接管12C、与油冷却器05相连的连接管12D。另外，在连接管12C上一体地形成有覆盖恒温器13的罩17。在此，在壳体主体11与各连接管12B～12D之间配置有密封部件18和作为施力部件发挥功能的压缩弹簧19。
即，在壳体主体11与各连接管12B～12D组装的状态下，在形成于壳体主体11的连通路上配置有密封部件18与压缩弹簧19。密封部件18形成为两端开口且剖面为圆形的筒状，其前端面在压缩弹簧19的作用下按压、接触于转子14的外周壁部20。它们的详细构造将在图4中说明。
转子14形成为在一侧形成有封堵壁22、在另一侧形成有开放部28的有底圆筒状。在转子14的形成圆筒部且剖面为圆形的外周壁部20上形成有多个开口部21，这些开口部21与各连接管12A～12D选择性地连接，构成使从开放部28流入外周壁部20的内部的冷却水CA向各连接管12A～12D流出的结构。形成于外周壁部20的开口部21与各连接管12A～12D的连接状态的选择可根据所连接的热辅机类而适当地组合。
转子14由合成树脂制成，优选由以聚苯硫醚树脂(PPS)为主要原料的材料制成，耐热性、耐寒性优异，而且具备优异的耐药品性。因而，可适用于使用冷却剂的内燃机的冷却水***。而且，如果采用在其中混制有玻璃填料(玻璃纤维)的复合材料，则能够进一步提高强度并且提高形状稳定性，能够具有使之高精度的阀功能。
另外，转子14的封堵壁22固定于旋转轴23，与旋转轴23的旋转同步地在壳体主体11的阀收纳部内旋转。转子14与该旋转同步地选择其与各连接管12A～12D的连接关系(进行流路的切换)。另外，开口部21能够根据转子14的旋转状态来控制其与密封部件18的开口之间的重叠程度，因此有时也以控制流量的方式进行动作。
电动马达15与转子14通过蜗轮蜗杆机构连结。即，在固定有转子14的旋转轴23的相反一侧的端部固定有蜗轮24，该蜗轮24与形成于蜗杆轴的一侧的蜗杆25啮合。另外，形成于蜗杆轴的另一侧的蜗轮26与固定于电动马达15的蜗杆27啮合。因而，若电动马达15旋转，则该旋转经由蜗杆
Figure BDA0002229750000000051
Figure BDA0002229750000000052
24传递到旋转轴23，最终使转子14旋转。
另外，以覆盖电动马达15、蜗轮蜗杆机构的方式，将具备电子流路切换单元06的罩固定于壳体主体11。来自电子流路切换单元06的控制信号被传送给电动马达15而使之以进行规定旋转动作的方式动作。
接下来，基于图4说明转子12与设于壳体主体11的密封部件18的关系。图4示出了沿轴线方向截取配置有转子14的区域。
在图4中，在壳体主体11中，形成有与转子14的轴线方向呈直角的剖面为圆形的阀收纳部29，阀收纳部29由圆筒形状的侧面壁30以及封堵侧面壁30的一侧的面的端面壁31构成，端面壁31的相反一侧开放而成为开放部。因而，在转子14收纳于阀收纳部29的状态下，被收纳成转子14的封堵壁22侧与阀收纳部29的端面壁31对置。
在端面壁31的中央附近，形成有朝向阀收纳部29的内侧沿轴向延伸的轴承固定部32，利用配置于该轴承固定部32的滑动轴承33，可旋转地支承图3所示的旋转轴23。
转子14的封堵壁22在中央附近形成有向外周壁部20的轴向内侧突入的圆形的固定部34，在该固定部34固定有图3所示的旋转轴23。因而，电动马达15的旋转经由蜗轮24、蜗杆25等蜗轮蜗杆机构减速、增力而被传送到旋转轴23，进而使转子14旋转。这些蜗轮24、蜗杆25由设有电子流路切换单元06的罩35液密地覆盖。
接着，根据图5、图6，说明沿与转子14的轴线正交的方向截取旋转式控制阀10的与油冷却器05相连的连通路附近的情况下的结构。在图5中，示出了转子14的开口部21与密封部件18的内部通路37不连通的状态，在图6中，示出了转子14的开口部21与密封部件18的内部通路37相互连通的状态。
即，在图5中，转子14的内部与密封部件18的内部通路37被外周壁部20切断连通，不会从转子14的内部向连接管12D流入冷却水。另一方面，在图6中，转子14的内部与密封部件18的内部通路37经由形成于外周壁部20的开口部21连通，冷却水从转子14的内部流向连接管12D。
并且，在壳体主体11的内部，一体地形成有收纳转子14的阀收纳部29和与之邻接且收纳电动马达15的马达收纳部16。转子14可旋转地收纳于阀收纳部29的内部，利用上述旋转轴23而旋转。沿与转子14的外周壁部20的切线正交的方向在壳体主体11中形成有连通路36，以嵌入该连通路36的方式，安装有与油冷却器05连接的连接管12D。
在连通路36与转子14的外周壁部20之间，配置有两端开口的圆筒状的密封部件18，在密封部件18的与和外周壁部20滑动接触的前端面相反的一侧，利用配置于密封部件18与向壳体主体11中嵌入的连接管12D的端面之间的压缩弹簧19，将密封部件18向转子14的外周壁部20按压而使之接触该外周壁部20。因而，若转子14旋转，则转子的外周壁部20的壁面与密封部件18的前端面成为以滑动接触的方式接触的形态。
密封部件18由滑动顺畅且形状稳定性优异的合成树脂制成，在本实施方式中，使用以氟系树脂(聚四氟乙烯：PTFE)为主要原料的材料。而且，如果采用在其中混制有碳粒子、碳纤维等的复合材料，则能够提高强度并且能够提高形状稳定性，能够具有高精度的阀功能。
另外，除了氟系树脂以外，还可以由聚苯硫醚树脂(PPS)制成，该情况下，如果采用混制有玻璃填料(玻璃纤维)的复合材料，则能够提高强度并且能够提高形状稳定性，能够具有高精度的阀功能。
形成于转子14的外周壁部20的开口部21通过使转子14旋转而与密封部件18的前端面滑动并与形成于密封部件18的内部通路37重合，将转子14的内部与内部通路37连接。然后，来自内燃机的冷却水从与纸面垂直的方向，从转子14的与封堵壁22相反的一侧的开放部28流入转子14的内部，经由形成于转子14的开口部21向密封部件18的内部通路37、连通路36以及连接管12D流出。另外，其他连接管12A、12B、12C也是相同结构。
这样，在旋转式控制阀10中，根据圆筒状的转子14的旋转位置进行流量控制(流路切换)，通过使被压缩弹簧19施力而与转子14的外周壁部20滑动接触的密封部件18的前端面和形成于转子14的外周壁部20的开口部21重合，从而开阀，通过使密封部件18的前端面与转子14的外周壁部20的开口部21之间的相对位置偏移，从而闭阀。
并且，密封部件18的形成于前端的、与转子14的外周壁部20接触的接触面形成为圆弧状曲面，以便能够与圆筒状的转子14的外周壁部20抵接。因而，存在如下技术问题：在密封部件18的前端面相对于转子14的外周壁部20未高精度地紧贴而组装的情况下，即使利用压缩弹簧19对密封部件18向转子14的外周壁部20侧施力，也难以使密封部件18的前端面与转子14的外周壁部20之间确保良好的接触状态。
在密封部件18的外周面与连通路36之间配置有密封圈38(参照图5)。因此，在密封部件18相对于转子14的外周壁部20没有在标准位置紧贴地组装的情况下，即使利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压，也会由于密封圈38的滑动阻力等而产生不能将密封部件18自动地收拢到标准位置的现象。
例如，在以密封部件18的轴线为中心在旋转方向上偏移地组装了密封部件18的情况下，由于密封部件18的前端面相对于转子14的外周壁部20以从标准位置偏移的方式对置配置，因此会产生外周壁部20的开口部21与密封部件18的内部通路37的开口时机错开的技术问题。
因此，在本实施方式中，为了应对这样的技术问题，提出了能够使密封部件的前端面与转子的外周面适当地滑动接触的新型的旋转式控制阀。
接着，使用图7～图10对本实施方式的具体结构详细进行说明。图7示出了本实施方式的密封部件18的正面和与其对应的侧面，图8A、图8B示出了从密封部件18的前端侧以及后端侧立体观察的结构。另外，图9示出了嵌装于密封部件18的外周的密封圈。
在图7～图9中，密封部件18形成为圆形筒状，具有前端面18F与后端面18R，在内部形成有供冷却水流动的内部通路37。在此，由于前端面18F为与转子14的外周壁部20滑动接触的抵接面，因此，以下将前端面记述为抵接面18F来进行说明。
另外，在抵接面18F与后端面18R之间的中途的外周面，形成有环状的密封圈收纳槽39。在密封圈收纳槽39中收纳有密封圈38，如图9所示，该密封圈38是剖面形成为“X”形的密封圈。通过使用该剖面为“X”形的密封圈38，能够减少密封圈38与连通路36的内周面之间的滑动阻力。由于通过使用该密封圈38能够减少滑动阻力，因此能够顺畅地进行后述的密封部件18向标准位置的收拢动作。
如图7、图8A所示，密封部件18的抵接面18F为了与转子14的圆形的外周壁部20滑动接触，形成有在内部通路37的外侧形成的环状密封区域40。该环状密封区域40的从沿着转子14的轴线方向的方向观察的侧面形状、即沿着密封部件18的轴线C的侧面形状形成为圆弧状曲面，该圆弧状曲面为与转子14的外周壁部20的外周面对应的形状。
并且，在转子14的旋转方向上观察，形成有最接近后端面18R的后退部41和在该后退部41的两侧沿外周壁部20的形状延伸成圆弧状的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R。该先行侧突出部42A及后行侧突出部42R被设定为距密封部件18的后端面18R的长度比到后退部41的长度长。另外，后端面18R形成为与密封部件18的轴线C正交的平面状。
先行侧突出部42A及后行侧突出部42R分别被两个后退部41夹住，先行侧突出部42A及后行侧突出部42R分别形成于相对置的位置。因而，若密封部件18在标准位置组装于连通路36，则该环状密封区域40沿转子14的外周壁部20的外周面适当地抵接。并且，形成于环状密封区域40的先行侧突出部42A、后退部41、后行侧突出部42R相对于转子14的旋转方向RT以先行侧突出部42A、后退部41、后行侧突出部42R的顺序设置。
在图7中，以线段Q为边界，在先行侧突出部42A的前侧端以及后行侧突出部42R的后侧端形成有非接触部43，其中，线段Q与通过环状密封区域40的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R和密封部件18的轴向的中心O且沿着旋转方向RT的线段P的中心O正交。换言之，在转子14的旋转方向上观察时，在形成抵接面18F的圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，形成有与转子14的外周壁部20非接触的非接触部43。
该非接触部43由平坦面形成，该平坦面为在转子14的旋转方向RT上从密封部件18的抵接面18F的外周侧朝向内侧沿与密封部件18的轴线C正交的方向进行切除而成的形状。因而，该平坦面(＝非接触部43)在形状上成为与密封部件18的后端面18R平行的关系。
并且，由与各个非接触部43邻接的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R形成的棱线部44A、44R在与转子14的旋转方向正交的方向上形成为直线状。而且，从图7可知，先行侧突出部42A与后行侧突出部42R的直线状的棱线部44A、44R形成为相互平行的状态。
该非接触部43形成与转子14的外周壁部20不接触的非接触区域，先行侧突出部42A及后行侧突出部42R与该非接触部43邻接地形成。因而，与转子14的外周壁部20接触的在转子14的旋转方向上只有到先行侧突出部42A、后退部41、后行侧突出部42R为止的圆弧状曲面。
如上所述，非接触部43在转子14的旋转方向上观察时形成于环状密封区域40的先行侧突出部42A的前侧和后行侧突出部42R的后侧，是沿线段Q进行切除形成的。另外，线段Q与转子14的轴线平行，非接触部43沿转子14的轴线形成。
因而，如图7所示，在环状密封区域40的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R处，在它们与内部通路37之间，形成狭小密封区域40N。通过利用非接触部43沿线段Q切除先行侧突出部42A的前侧端及后行侧突出部42R的后侧端，从而在先行侧突出部42A处形成直线状的棱线部44A，在后行侧突出部42R处也形成直线状的棱线部44R。
并且，先行侧突出部42A的棱线部44A和后行侧突出部42R的棱线部44R具有与线段Q平行的关系，另外，棱线部44A与棱线部44R也具有平行的关系。而且，棱线部44A与棱线部44R以与转子14的旋转方向正交的方式延伸。另外，在此，在上述说明中所述的“切除非接触部43”实际上是通过切削工具进行加工、或者用模具等模框预先形成的意思。总之，只要形成非接触部43即可。
在本实施方式中，特征是形成该各个棱线部44A、44R。例如，假设在密封部件18相对于转子14的外周壁部20未在标准位置紧贴地组装的情况下，通过利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压，能够使密封部件18自动地收拢到标准位置。在本实施方式中，由非接触部43与先行侧突出部42A及后行侧突出部42R形成的棱线部44A、44R作为密封部件18的收拢功能部进行动作。另外，关于作为收拢功能部进行动作的理由，将使用图10进行说明。
在此，在本实施方式中，由于在环状密封区域40的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R这两方形成有棱线部44A、44R，因此能够增加使密封部件18自动地收拢于标准位置的收拢力。假设与仅设于先行侧突出部42A或后行侧突出部42R中的一方的情况相比，能够获得约2倍的收拢力。
接着，根据图10说明由形成于环状密封区域40的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R的棱线部44A、44R带来的收拢功能。在图10中，示出了密封部件18相对于密封部件18的轴向的中心O在旋转方向上偏移地组装的情况。因此，在转子14的外周壁部20与密封部件18的后退部41附近形成间隙G。因而，只要使密封部件18收拢于标准位置以消除该间隙G即可。
在图10中，将密封部件18的外周半径设为“Ro”，将压缩弹簧19的压缩载荷设为“Fa”，将密封部件18的外周壁部20的周面方向的接触角设为“α”，将密封部件18的棱线部44R的一方的径向的标准状态的接触角设为“γ”，将其沿旋转方向偏移地组装时的接触角设为“γ’”，将密封部件18与转子14的外周壁部20之间的接触面的摩擦系数设为“μ”。并且，转子14的外周壁部20的垂直方向的载荷“Fr”由以下的式(1)表示：Fr＝Fa×COSα……(1)。另外，转子14的外周壁部20的切线方向的载荷“Fs”由以下的式(2)表示：Fs＝Fa×SINα……(2)。并且，此时在棱线部44R产生的切线方向的载荷分力“Fss”由以下的式(3)表示：Fss＝(Fs－μFr)×COSα……(3)。并且，棱线部44R处的密封部件18向旋转方向的旋转力“Fssr”由以下的式(4)表示：Fssr＝Fss×SINγ’……(4)。由此，密封部件18绕轴线作用的转矩“Ts”由以下的(5)式表示：Ts＝Ro×Fssr……(5)。因而，伴随着密封部件18的旋转(在图10的下侧的附图中为左转方向)，棱线部44R从偏移的角度位置“γ’”向标准位置的角度位置“γ”接近。这样，转矩“Ts”成为从相对于密封部件18以密封部件18的轴心为中心在旋转方向上偏移的状态向标准位置收拢的收拢力。另外，随着接近标准位置的角度位置“γ”，旋转力减少。
在此，在与上述棱线部44R的一方相反的一侧的另一方，产生与旋转力“Fssr”相反方向的旋转力，但在该情况下，由于另一端的径向的接触角“γエ”较小，因此旋转力弱，密封部件18向接近标准位置的方向(图10的下侧的附图中为左转方向)旋转。并且，若棱线部44R与转子14的轴线变为平行，则相互的旋转力大致消失，密封部件18维持在标准位置。
因而，即使密封部件18从标准位置向左右旋转方向中的某一个方向偏移地组装，也能够收拢于标准位置。另外，先行侧突出部42A的棱线部44A也相同，因此省略说明。
另一方面，在没有形成棱线部44A、44R的以往的密封部件中，由于没有棱线部44A、44R，因此角度“γ”＝0，由于以轴心为中心的密封部件18的旋转力“Fssr”为“0”，因此不产生转矩“Ts”。因此，密封部件18不产生收拢力，密封部件18若在以轴心为中心在旋转方向上偏移的状态下组装，则很有可能成为维持该状态不变的状态。因此，会产生外周壁部20的开口部21与密封部件18的内部通路37的开口时机错开的技术问题。
这样，在本实施方式中，与转子14的圆筒状的外周壁部20滑动接触的密封部件18的抵接面18F形成为沿着圆筒状的外周壁部20的圆弧状曲面，而且在转子14的旋转方向上观察时，在圆弧状曲面的至少前侧端及后侧端，利用与外周壁部20非接触的非接触部43形成棱线部44A及棱线部44R。另外，在本实施方式的情况下，在密封部件18收拢于标准位置的状态下，棱线部44A及棱线部44R为与转子14的轴线平行的状态。
根据该结构，通过利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压，从而即使密封部件18在旋转方向上偏移地配置，也能够在棱线部44A、44R的作用下，使密封部件18自动地收拢到标准位置。
另外，该结构可以说是在密封部件18的前端形成与转子14的圆筒状的外周壁部20抵接的圆弧状曲面，而且将收拢功能部44A、44R形成为圆弧状曲面，在密封部件18相对于转子14的外周壁部20从标准位置偏移地组装的情况下，通过利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压，收拢功能部44A、44R能够使密封部件18收拢到标准位置。
另外，该结构可以说是在密封部件18的前端形成与转子14的圆筒状的外周壁部20抵接的圆弧状曲面，而且将在密封部件18相对于转子14的外周壁部20从标准位置偏移地组装的情况下，通过利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压而使密封部件18从偏移状态向标准位置旋转的部位和使其向与之相反的方向旋转的部位形成为圆弧状曲面。
根据这样的本实施方式，在与形成于密封部件18的抵接面18F的非接触部43邻接的先行侧突出部42A及后行侧突出部42R形成有棱线部44A、44R，在棱线部44A、44R与转子14的圆筒状的外周壁部20之间，在密封部件18的抵接面18F侧产生与转子14的外周壁部20对准的收拢力，从而将密封部件18的抵接面18F收拢于标准位置，使得密封部件18的抵接面18F与转子14的外周壁部20能够适当地滑动接触。
另外，由于密封部件18采用了能够在连通路36内滑动的结构，因此密封部件18会与连通路36的内周面滑动，难以修正旋转方向的组装角度的“偏移”。然而，根据本实施方式的结构，如上所述，在密封部件18的前端的抵接面18F设有由棱线部44A、44R构成的收拢功能部，因此密封部件18的前端与转子14的外周壁部20能够适当地滑动接触。
另外，在密封部件18的外周面与连通路36的内周面之间设有密封圈38，减少了冷却水从密封部件18的外周面的泄漏，但由于密封圈38滑动阻力较大，因此更难以修正旋转方向的组装角度的“偏移”。然而，与上述理由相同，能够使密封部件18的前端与转子14的外周壁部20适当地滑动接触。
而且，由于密封部件18与转子14的外周壁部20由于由合成树脂制成，相互的滑动阻力大，难以修正旋转方向的组装角度的“偏移”。然而，与上述理由相同，能够使密封部件18的前端与转子14的外周壁部20适当地滑动接触。
返回图8A、图8B，在密封部件18的后端面18R上，在密封部件18的周向上观察时，在与非接触部3的形成位置相同的位置，形成有一对位置调整槽45。该位置调整槽45具备几个功能，例如具备作为“对准标记”的目视确认功能或密封部件18的组装位置的调整功能。
因此，在将密封部件18组装于连通路36时，只要确认该位置调整槽45的位置，就能间接地知道非接触部43的形成位置，由此能够确保密封部件18与转子14的外周壁部20的大致的抵接位置。另外，在密封部件18与转子14的外周壁部20的抵接位置在旋转方向上较大地偏移的情况下，能够通过工具使位置调整槽45旋转而将密封部件18调整为接近标准的组装位置。
另外，为了示出位置调整槽45的准确的组装位置，还能够在形成有连通路36的壳体主体11上也形成与设于密封部件18的位置调整槽45对应的“对准标记”。由此，通过使作为对准标记的位置调整槽45和壳体主体11侧的对准标记一致，能够将密封部件18准确地组装于连通路36。
而且，如果在此之后安装压缩弹簧19并嵌入连接管12D，则在与形成于密封部件18的抵接面18F的非接触部43邻接的、形成于先行侧突出部42A及后行侧突出部42R的棱线部44A、44R和转子14的圆筒状的外周壁部20的外周面之间，利用压缩弹簧19的按压力在密封部件18的抵接面18F侧产生向转子14的外周壁部20对准的收拢力。由此，即使密封部件18在旋转方向上偏移地配置，密封部件18也能够自动地收拢到标准位置。
实施例2
接着，对本发明的第二实施方式进行说明。根据上述第一实施方式，非接触部43在转子的旋转方向上观察时形成于环状密封区域40的先行侧突出部42A的前侧和后行侧突出部42R的后侧，但如图11、图12所示，也可以仅形成于先行侧突出部42A与后行侧突出部42R中的某一方。
在图11、图12中，非接触部46仅形成于环状密封区域40的先行侧突出部42A的前侧(或后行侧突出部42R的后侧)。通过该结构，也能够起到与第一实施方式相同的作用、效果。
另外，在第一实施方式以及第二实施方式中，沿与密封部件18的轴线C正交的方向形成了平坦面状的非接触部43，但非接触部43也能够形成为连续的倾斜面、或阶梯状的倾斜面。倾斜面(＝非接触部43)只要从先行侧突出部42A或后行侧突出部42R朝向后端面18R向远离密封部件18的轴线C的方向倾斜地形成即可。
另外，由先行侧突出部42A或后行侧突出部42R与倾斜面形成的棱线部44A、44R与图7～图9所示的实施方式相同，为直线状，形成于先行侧突出部42A或后行侧突出部42R与作为非接触部的倾斜面交叉的部分。在这种结构的密封部件18中，也能够起到与图7～图9所示的实施方式相同的作用、效果。
实施例3
接着，对本发明的第三实施方式进行说明。在上述第一实施方式以及第二实施方式中，沿与密封部件18的轴线C正交的方向形成了平坦面状的非接触部43，但在本实施方式中，形成有沿着轴线C的方向且朝向后端面18R的具备作为非接触部的功能的缺口部。另外，与第一实施方式相同的附图标记表示相同的构成部件，因此在非必要情况下将省略说明。
如图13、图14所示，为了与转子14的圆形状的外周壁部20滑动接触，密封部件18的抵接面18F的形状形成有在内部通路37的外侧形成的环状密封区域40。该环状密封区域40与第一实施方式相同，沿着密封部件18的轴线C的侧面形状形成为与转子14的外周壁部20的外周面对应的圆弧状曲面，形成有最接近后端面18R的后退部41和在该后退部41的两侧沿着外周壁部20的形状延伸为圆弧状的先行侧突出部46A及后行侧突出部46R。
先行侧突出部46A及后行侧突出部46R分别被后退部41夹住，先行侧突出部46A及后行侧突出部46R分别形成于相对置的位置。因而，若密封部件18在标准位置组装于连通路36，则该环状密封区域40沿转子14的外周壁部20的外周面适当地抵接。并且，相对于转子14的旋转方向RT，按照先行侧突出部46A、后退部41、后行侧突出部46R的顺序设置。
在图13中，以线段Q为边界，在转子14的旋转方向RT上观察时，在先行侧突出部46A的前侧端及后行侧突出部46R的后侧端形成有缺口部47，其中，线段Q与通过环状密封区域40的先行侧突出部46A及后行侧突出部46R和密封部件18的中心O且沿着旋转方向RT的线段P的中心O正交。在转子14的旋转方向上观察时，该缺口部47从密封部件18的抵接面18F的前侧端和后侧端朝向后端面18R侧沿密封部件18的轴线切除规定长度而形成为台阶状。
即，缺口部47以将形成密封部件18的合成树脂的厚度切除的形态，相对于形成在密封部件18的抵接面18F上的先行侧突出部46A及后行侧突出部46R，形成至向后端面18R侧后退的位置，与第一实施方式的非接触部43相同，缺口部47具备形成棱线部的功能。
并且，在与缺口部47邻接的先行侧突出部46A及后行侧突出部46R上，沿与转子14的旋转方向正交的方向，形成有直线状的棱线部48A、48R，而且，由图可知，直线状的先行侧突出部46A的棱线部48A和后行侧突出部46R的棱线部48R形成为相互平行的状态。
该缺口部47与实施例1相同，形成与转子14的外周壁部20不接触的非接触区域，与该缺口部47邻接地形成有先行侧突出部46A及后行侧突出部46R。因而，与转子14的外周壁部20接触的只有到先行侧突出部46A、后退部41、后行侧突出部46R为止的圆弧状曲面。
缺口部47在转子14的旋转方向上观察时形成于环状密封区域40的先行侧突出部46A的前侧端和后行侧突出部46R的后侧端，是沿线段Q以直线状进行切除而形成的。另外，线段Q与转子14的轴线平行，缺口部47沿转子14的轴线形成。
因而，如图13那样，在环状密封区域40的先行侧突出部46A及后行侧突出部46R处，在它们与内部通路37之间，形成狭小密封区域40N，通过利用缺口部47沿线段Q进行切除，在先行侧突出部46A处形成直线状的棱线部48A，在后行侧突出部46R处也形成直线状的棱线部48R。
另外，与第一实施方式相同，先行侧突出部46A的棱线部48A和后行侧突出部46R的棱线部48R具有与线段Q平行的关系，另外，棱线部48A与棱线部48R也具有平行的关系。而且，棱线部48A和棱线部48R以与转子14的旋转方向正交的方式延伸。
在本实施方式中，与第一实施方式相同，特征是形成各个棱线部48A、48R。例如，假设在密封部件18相对于转子14的外周壁部20未在标准位置紧贴地组装的情况下，通过利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压，能够使密封部件18自动地收拢到标准位置。在本实施方式中，利用由缺口部47与突出部46A、46R形成的棱线部48A、48R，作为密封部件18的收拢功能部进行动作。另外，作为收拢功能部进行动作的理由与第一实施方式是相同的。
这样，在本实施方式中，与转子14的圆筒部的外周面滑动接触的密封部件18的前端的抵接面形成为沿着圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且在转子14的旋转方向上观察时，在圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，沿转子的轴线方向形成有由与圆筒状的外周壁部20非接触的缺口部47形成的棱线部48A及棱线部48R。
根据该结构，通过利用压缩弹簧19将密封部件18向转子14的外周壁部20侧按压，即使密封部件18在旋转方向上偏移地配置，也能够在棱线部48A、48R的作用下，将密封部件18自动地收拢到标准位置。
另外，根据上述本实施方式，缺口部47形成于环状密封区域40的先行侧突出部46A的前侧和后行侧突出部46R的后侧，但如图11、图12所示，也能够仅在先行侧突出部46A的前侧或后行侧突出部46R的后侧。
另外，根据第一实施方式～第三实施方式可知，非接触部43或作为非接触部发挥功能的缺口部47只要形成在从与密封部件18的轴线C正交的平面到与轴线C平行的平面之间的90°的角度范围内即可，由此，能够在先行侧突出部42A、46A及后行侧突出部42R、46R之间形成棱线部44A、44R、48A、48R。
而且，在以上说明的第一实施方式～第三实施方式中，作为所要控制的流体，代表性地说明了内燃机的冷却水，但并不局限于此，当然能够应用于各种流体的控制。
如上所述，根据本发明，与转子的圆筒状的外周面滑动接触的密封部件的前端的抵接面形成为沿着圆筒状的外周面的圆弧状曲面，而且在转子的旋转方向上观察时，在圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端形成与圆筒状的外周面非接触的非接触部而形成棱线部，并且在密封部件的与抵接面相反的一侧配置有将密封部件的抵接面向圆筒状的外周面按压的施力部件。
据此，圆筒状的转子的外周面与密封部件的前端面能够获得良好的滑动接触状态。
注意，本发明并不限定于上述实施方式，其包含各种变形例。例如，上述实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细说明的实施方式，本发明并不一定限定于具备说明的全部结构。另外，可以将某一实施方式的结构的一部分替换为其他实施方式的结构，另外，也可以在某一实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。另外，对于各实施方式的结构的一部分，可以进行其他结构的追加、删除、替换。
作为基于以上说明的实施方式的旋转式控制阀，例如可以考虑以下所述的方式。
即，该旋转式控制阀在其一个方式中具备：转子，其具备设有贯通内外周的开口部的圆筒部，所述圆筒部构成为可旋转；密封部件，其具有与所述圆筒部的外周面滑动接触的抵接面，且形成有与所述开口部连通的内部通路，所述抵接面形成为沿着所述圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且，在所述圆筒部的旋转方向上观察时，在所述圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，形成与所述圆筒部的所述外周面非接触的非接触部而形成有棱线部；施力部件，其配置于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，将所述密封部件的所述抵接面向所述圆筒部的所述外周面按压；驱动机构，其使所述转子旋转。
在所述旋转式控制阀的优选方式中，所述密封部件的形成于所述抵接面的所述棱线部的形状在标准的组装位置为沿着所述圆筒部的轴线的直线状。
在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件可滑动地配置于至少使来自所述圆筒部的所述开口部的流体向外部流出的连通路内。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，在所述密封部件的外周面与所述连通路的内周面之间设有密封圈。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，在所述密封部件的外周面形成有密封槽，所述密封圈设于所述密封槽内。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封圈是剖面为“X”形的密封圈。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，流经所述转子和所述内部通路的流体是内燃机的冷却水。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，通过利用所述驱动机构使所述转子旋转，将供给到所述圆筒部的内周的冷却水经由所述圆筒部的开口部向所述密封部件的所述内部通路供给。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件的所述棱线部在所述圆筒部的旋转方向上观察时设于所述圆弧状曲面的前侧端以及后侧端这两方。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件与所述圆筒部由合成树脂形成。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件由以聚四氟乙烯树脂(PTFE)为主要原料的材料形成。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件由向所述聚四氟乙烯树脂(PTFE)中配合了碳的复合材料形成。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述转子由以聚苯硫醚树脂(PPS)为主要原料的材料形成。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件由向所述聚苯硫醚树脂(PPS)中配合了玻璃纤维的复合材料形成。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，在所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，在与形成有所述非接触部的周向位置相同的位置，设有对准标记。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述对准标记是设于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧的槽。
而且，在另一优选方式中，在所述旋转式控制阀的任一方式中，所述密封部件的所述棱线部在所述圆筒部的旋转方向上观察时设于所述圆弧状曲面的前侧端及后侧端，在所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，与所述棱线部的位置对应地设有一对沿半径方向延伸的所述槽。
另外，从另一角度来看，基于前述实施方式的旋转式控制阀作为其一方式，具备：转子，其具备设有贯通内外周的开口部的圆筒部，所述圆筒部构成为可旋转；密封部件，其具有与所述圆筒部的外周面滑动接触的抵接面，且形成有与所述开口部连通的内部通路，所述抵接面形成为沿着所述圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且，在所述圆筒部的旋转方向上观察时，在所述圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，利用与所述圆筒部的所述外周面非接触的缺口而形成有棱线部；施力部件，其配置于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧的后端面，将所述密封部件的所述抵接面向所述圆筒部的所述外周面按压；驱动机构，其使所述转子旋转。
在所述旋转式控制阀的优选方式中，所述缺口部从所述密封部件的所述抵接面的所述前侧端或所述后侧端朝向所述后端面侧沿所述密封部件的轴线切除规定长度而形成为台阶状。
另外，从另一角度来看，基于前述实施方式的旋转式控制阀作为其一方式，具备：转子，其具备设有贯通内外周的开口部的圆筒部，所述圆筒部构成为可旋转；密封部件，其具有与所述圆筒部的外周面滑动接触的抵接面，且形成有与所述开口部连通的内部通路，所述抵接面形成为沿着所述圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且，将收拢功能部形成于所述圆弧状曲面，所述收拢功能部在所述抵接面相对于所述转子的所述圆筒部没有在标准位置紧贴地组装的情况下，能够通过将所述抵接面向所述圆筒部侧按压，使所述抵接面收拢到标准位置；施力部件，其配置于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，将所述密封部件的所述抵接面向所述圆筒部的所述外周面按压；驱动机构，其使所述转子旋转。

Claims (18)

1.一种旋转式控制阀，其特征在于，具备：
转子，其具备设有贯通内外周的开口部的圆筒部，所述圆筒部构成为可旋转；
密封部件，其具有与所述圆筒部的外周面滑动接触的抵接面，且形成有与所述开口部连通的内部通路，所述抵接面形成为沿着所述圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且，在所述圆筒部的旋转方向上观察时，在所述圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，形成与所述圆筒部的所述外周面非接触的非接触部而形成有棱线部；
施力部件，其配置于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，将所述密封部件的所述抵接面向所述圆筒部的所述外周面按压；
驱动机构，其使所述转子旋转；
在所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，在与形成有所述非接触部的周向位置相同的位置，设置有沿所述密封部件的半径方向延伸的对准标记兼位置调整槽。
2.根据权利要求1所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件的形成于所述抵接面的所述棱线部的形状在标准的组装位置为沿着所述圆筒部的轴线的直线状。
3.根据权利要求1所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件可滑动地配置于至少使来自所述圆筒部的所述开口部的流体向外部流出的连通路内。
4.根据权利要求3所述的旋转式控制阀，其特征在于，
在所述密封部件的外周面与所述连通路的内周面之间设有密封圈。
5.根据权利要求4所述的旋转式控制阀，其特征在于，
在所述密封部件的外周面形成有密封槽，所述密封圈设于所述密封槽内。
6.根据权利要求5所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封圈是剖面为“X”形的密封圈。
7.根据权利要求1所述的旋转式控制阀，其特征在于，
流经所述转子和所述内部通路的流体是内燃机的冷却水。
8.根据权利要求7所述的旋转式控制阀，其特征在于，
通过利用所述驱动机构使所述转子旋转，将供给到所述圆筒部的内周的冷却水经由所述圆筒部的开口部向所述密封部件的所述内部通路供给。
9.根据权利要求1所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件的所述棱线部在所述圆筒部的旋转方向上观察时设于所述圆弧状曲面的前侧端以及后侧端这两方。
10.根据权利要求1所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件与所述圆筒部由合成树脂形成。
11.根据权利要求10所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件由以聚四氟乙烯树脂即PTFE为主要原料的材料形成。
12.根据权利要求11所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件由向所述聚四氟乙烯树脂即PTFE中配合了碳的复合材料形成。
13.根据权利要求10所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述转子由以聚苯硫醚树脂即PPS为主要原料的材料形成。
14.根据权利要求13所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件由向所述聚苯硫醚树脂即PPS中配合了玻璃纤维的复合材料形成。
15.根据权利要求1所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述密封部件的所述棱线部在所述圆筒部的旋转方向上观察时设于所述圆弧状曲面的前侧端及后侧端，在所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，与所述棱线部的位置对应地设有一对所述对准标记兼位置调整槽。
16.一种旋转式控制阀，其特征在于，具备：
转子，其具备设有贯通内外周的开口部的圆筒部，所述圆筒部构成为可旋转；
密封部件，其具有与所述圆筒部的外周面滑动接触的抵接面，且形成有与所述开口部连通的内部通路，所述抵接面形成为沿着所述圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且，在所述圆筒部的旋转方向上观察时，在所述圆弧状曲面的至少前侧端或后侧端，利用与所述圆筒部的所述外周面非接触的缺口部而形成有棱线部；
施力部件，其配置于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧的后端面，将所述密封部件的所述抵接面向所述圆筒部的所述外周面按压；
驱动机构，其使所述转子旋转；
在所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，在与形成有所述缺口部的周向位置相同的位置，设置有沿所述密封部件的半径方向延伸的对准标记兼位置调整槽。
17.根据权利要求16所述的旋转式控制阀，其特征在于，
所述缺口部从所述密封部件的所述抵接面的所述前侧端或所述后侧端朝向所述后端面侧沿所述密封部件的轴线切除规定长度而形成为台阶状。
18.一种旋转式控制阀，其特征在于，具备：
转子，其具备设有贯通内外周的开口部的圆筒部，所述圆筒部构成为可旋转；
密封部件，其具有与所述圆筒部的外周面滑动接触的抵接面，且形成有与所述开口部连通的内部通路，所述抵接面形成为沿着所述圆筒部的外周面的圆弧状曲面，而且，将收拢功能部形成于所述圆弧状曲面，所述收拢功能部在所述抵接面相对于所述转子的所述圆筒部没有在标准位置紧贴地组装的情况下，能够通过将所述抵接面向所述圆筒部侧按压，使所述抵接面收拢到标准位置；
施力部件，其配置于所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，将所述密封部件的所述抵接面向所述圆筒部的所述外周面按压；
驱动机构，其使所述转子旋转；
在所述密封部件的与所述抵接面相反的一侧，在与形成有所述收拢功能部的周向位置相同的位置，设置有沿所述密封部件的半径方向延伸的对准标记兼位置调整槽。
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