特許 7172958 バルブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/04 20060101AFI20221109BHJP

   F16H 55/17 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

F16K31/04 A

F16H55/17 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019202526

(22)【出願日】2019-11-07

(65)【公開番号】P2021076161

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-01-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】能村 亮

【審査官】大内 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１０５１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０１７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１９６８５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５８－２１０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－５７５４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３１／００－３１／０５

Ｆ１６Ｈ ５５／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バルブ装置であって、
流体が流れる流路部（３６）と、
前記流路部から流出する前記流体の流量を制御する弁体（３１）と、
前記弁体に連結された金属製のシャフト（３２）と、
前記シャフトを介して前記弁体を回転させるための動力を出力するモータ（７１）と、
前記モータの出力を前記シャフトに伝動するギア部（７２）とを備え、
前記ギア部は、前記シャフトの軸心方向一方側の端部を構成するシャフト端部（４０）が挿入される挿入穴（７４１）を形成する樹脂製のシャフト挿入部（７４）を有し、
前記シャフト端部の外周部分を形成する端部外周部（４１）は、前記シャフト端部の径方向断面において直線状に延びる端部平面部（４１１）および前記シャフト端部の径方向断面における前記シャフト端部の軸心を中心とする円弧を形成する端部曲面部（４１２）を含んで形成され、
前記挿入穴の内周部分を形成する挿入穴内周部（７５）は、前記挿入穴の径方向断面において直線状に延びる挿入穴平面部（７５１）および前記挿入穴の径方向断面において前記挿入穴の軸心を中心とする円弧を形成する挿入穴曲面部（７５２）を含んで形成され、
前記シャフト端部は、前記端部平面部の少なくとも一部に前記挿入穴平面部が当接し、前記端部曲面部の少なくとも一部に前記挿入穴曲面部が当接するとともに、前記シャフト端部の軸心および前記挿入穴の軸心が重なるように前記挿入穴に圧入されており、
前記挿入穴内周部は、前記挿入穴の軸心を挟んで互いに対向する一対の前記挿入穴平面部および互いに対向する一対の前記挿入穴曲面部を含んで形成され、
前記端部外周部は、一対の前記挿入穴平面部のそれぞれに対向する一対の前記端部平面部および一対の前記挿入穴曲面部のそれぞれに対向する一対の前記端部曲面部によって形成されるとともに、前記端部平面部と前記端部曲面部との接続部分に端部接続部（４１３）を有し、
前記挿入穴平面部および前記挿入穴曲面部は、前記端部平面部および前記端部曲面部から離間する部位を介して交互に連なっているバルブ装置。

【請求項2】

前記シャフト挿入部は、筒状に形成され、
前記端部外周部のうち、前記挿入穴内周部に当接しない部分を端部非当接部（４１４）としたとき、
前記シャフト挿入部は、前記端部非当接部に対向する部分の肉厚が一定に形成されている請求項１に記載のバルブ装置。

【請求項3】

前記端部接続部は、面取りされている請求項１または２に記載のバルブ装置。

【請求項4】

前記シャフトの外周部に配置される環状のシャフトシール部材（６６）を備え、
前記シャフト端部は、前記シャフト端部の径方向断面の外周部分における異なる２点をつなぐ直線の最大の距離が前記シャフトシール部材の内径に比較して小さくなるように形成されている請求項１ないし３のいずれか１つに記載のバルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バルブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、流体である自動車用冷却水の流量を制御するバルブ装置がある（例えば、特許文献１参照）。このバルブ装置は、流体が流れる流通路と、流通路を開閉する弁体と、弁体に連結された回転軸と、弁体の動力を出力するモータと、モータの動力を弁体に伝動する減速機とを備えている。

【0003】

特許文献１に記載のバルブ装置は、モータの出力軸および弁体の回転軸を構成するシャフトが減速機の従動ギア（以下、ギア部と呼ぶ）を介して接続されており、弁体の回転角度に基づいて、流通路を流れる流体の流量を制御可能に構成されている。また、ギア部は、ギア部の回転角度に基づいて弁体の回転角度が定まるように、シャフトに対して所定の回転角度で固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－２１８７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、ギア部は、所定の回転角度でシャフトに配置された状態で、特許文献１に記載のように、ナットで固定されると、ギア部とナットとの当接する部分において、ギア部の回転方向に摩擦力が発生し、所定の回転角度からずれて固定される虞がある。

【0006】

本開示は、ギア部の回転角度に対するシャフトの回転角度のずれを抑制可能なバルブ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

バルブ装置であって、
流体が流れる流路部（３６）と、
流路部から流出する流体の流量を制御する弁体（３１）と、
弁体に連結された金属製のシャフト（３２）と、
シャフトを介して弁体を回転させるための動力を出力するモータ（７１）と、
モータの出力をシャフトに伝動するギア部（７２）とを備え、
ギア部は、シャフトの軸心方向一方側の端部を構成するシャフト端部（４０）が挿入される挿入穴（７４１）を形成する樹脂製のシャフト挿入部（７４）を有し、
シャフト端部の外周部分を形成する端部外周部（４１）は、シャフト端部の径方向断面において直線状に延びる端部平面部（４１１）およびシャフト端部の径方向断面におけるシャフト端部の軸心を中心とする円弧を形成する端部曲面部（４１２）を含んで形成され、
挿入穴の内周部分を形成する挿入穴内周部（７５）は、挿入穴の径方向断面において直線状に延びる挿入穴平面部（７５１）および挿入穴の径方向断面において挿入穴の軸心を中心とする円弧を形成する挿入穴曲面部（７５２）を含んで形成され、
シャフト端部は、端部平面部の少なくとも一部に挿入穴平面部が当接し、端部曲面部の少なくとも一部に挿入穴曲面部が当接するとともに、シャフト端部の軸心および挿入穴の軸心が重なるように挿入穴に圧入されており、挿入穴内周部は、挿入穴の軸心を挟んで互いに対向する一対の挿入穴平面部および互いに対向する一対の挿入穴曲面部を含んで形成され、端部外周部は、一対の挿入穴平面部のそれぞれに対向する一対の端部平面部および一対の挿入穴曲面部のそれぞれに対向する一対の端部曲面部によって形成されるとともに、端部平面部と端部曲面部との接続部分に端部接続部（４１３）を有し、挿入穴平面部および挿入穴曲面部は、端部平面部および端部曲面部から離間する部位を介して交互に連なっている。

【0008】

このように構成されるバルブ装置は、圧入によってギア部にシャフトが固定されているので、ナットによってギア部を固定する場合に比較し、ギア部を固定する際のギア部の回転方向の力の発生を抑制することができる。このため、バルブ装置は、ギア部の回転角度に対するシャフトの回転角度のずれを抑制することができる。

【0009】

また、シャフト挿入部は、挿入穴内周部に端部平面部に当接する挿入穴平面部が設けられているので、挿入穴内周部と端部外周部とが当接する部分に発生する摩擦力に加えて、挿入穴平面部が端部平面部を押圧する力によって、シャフトを回転させることができる。このため、バルブ装置は、挿入穴内周部および端部外周部が曲面形状のみで形成される場合に比較して、ギア部の回転に伴ってシャフトを回転させ易くできるので、ギア部の回転角度に対するシャフトの回転角度のずれを抑制することができる。

【0010】

また、シャフト挿入部は、挿入穴内周部に端部曲面部に当接する挿入穴曲面部が設けられているので、挿入穴内周部および端部外周部が平面形状のみで形成される場合に比較して、挿入穴内周部と端部外周部とが当接する部分の面積を充分に確保することができる。このため、バルブ装置は、シャフト挿入部にシャフト端部が圧入された際のシャフトを保持する力を確保し易くなり、ギア部とシャフトとを一体に回転し易くできるので、ギア部の回転角度に対するシャフトの回転角度のずれを抑制することができる。

【0011】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係るバルブ装置を適用した冷却システムの概略図である。

【図2】第１実施形態に係るバルブ装置の概略構成図である。

【図3】第１実施形態に係る駆動部の概略構成図である。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ断面図である。

【図5】第１実施形態に係るシャフト挿入部およびシャフト端部を説明する図である。

【図6】第２実施形態に係るシャフト端部を説明する図である。

【図7】他の実施形態に係るシャフト挿入部およびシャフト端部を説明する図である。

【図8】他の実施形態に係るシャフト挿入部を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施形態については図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。

【0014】

（第１実施形態）
本実施形態について、図１～図５に基づいて説明する。バルブ装置１０は、例えば、車両のエンジン２を冷却する冷却水を循環させる冷却システム１に適用されるものであって、冷却システム１を循環する冷却水の流量を制御するものである。以下において、バルブ装置１０を冷却システム１に適用した例について説明する。

【0015】

図１に示すように、冷却システム１は、バルブ装置１０と、エンジン２と、空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５と、ウォータポンプ６とを含んで構成されている。

【0016】

エンジン２は、点火プラグ等を収容するシリンダヘッド５０１と、シリンダ等を収容するシリンダブロック５０２と、冷却水の通路であるウォータジャケット５０３を含んで構成されている。ウォータジャケット５０３を流れる冷却水は、シリンダ等を駆動させることで発生した熱と熱交換することで加熱される。ウォータジャケット５０３の出口には、バルブ装置１０が接続されている。

【0017】

バルブ装置１０は、ウォータジャケット５０３の出口が配置されているシリンダヘッド５０１に設けられており、ウォータジャケット５０３を通過することによって加熱された冷却水が流入される。バルブ装置１０は、流入された冷却水を空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とのそれぞれに対して、必要な流量を流出可能に構成されている。

【0018】

空調用熱交換器３は、バルブ装置１０から流出された冷却水と、車室内に送風する空気とを熱交換させることによって、冷却水を放熱するものである。空調用熱交換器３は、下流側にウォータポンプ６が接続されており、空調用熱交換器３を通過した冷却水がウォータポンプ６に流れるように構成されている。

【0019】

オイルクーラ４は、バルブ装置１０から流出された冷却水をオイルと熱交換させることによって、オイルを冷却するものである。オイルクーラ４は、下流側にウォータポンプ６が接続されており、オイルクーラ４を通過した冷却水がウォータポンプ６に流れるように構成されている。

【0020】

ラジエータ５は、バルブ装置１０から流出された冷却水を外気と熱交換させることによって、冷却水を放熱するものである。ラジエータ５は、下流側にウォータポンプ６が接続されており、ラジエータ５を通過した冷却水がウォータポンプ６に流れるように構成されている。

【0021】

ウォータポンプ６は、上流側に空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とが接続されており、下流側にウォータジャケット５０３の入口側が接続されている。ウォータポンプ６は、空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とのそれぞれから流入した冷却水を加圧して、ウォータジャケット５０３に流出可能に構成されている。

【0022】

このように、冷却システム１は、ウォータポンプ６が冷却水を循環させつつ、バルブ装置１０が空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とのそれぞれに対して、必要な流量の冷却水を流出可能に構成されている。

【0023】

続けて、バルブ装置１０について説明すると、バルブ装置１０は、図２に示すように、ハウジング２０、パイプ部材５０、隔壁部６０、バルブ３０、駆動部７０、駆動部カバー８０等を備えている。

【0024】

ハウジング２０は、バルブ３０を収容する収容部であって、例えば、樹脂部材によって有底筒状に形成されている。ハウジング２０は、ハウジング２０の内部空間２３を形成するハウジング内壁２１およびハウジング２０の外殻を形成するハウジング外壁２２によって形成されている。

【0025】

ハウジング内壁２１は、内部空間２３が円柱形状に形成されるように円筒状に形成されており、内部空間２３にバルブ３０を収容可能に構成されている。

【0026】

ハウジング外壁２２は、エンジン２を取り付けるためのエンジン取付面２５と、パイプ部材５０を取り付けるためのパイプ取付面２６と、底側の面を構成するハウジング底面２７と、隔壁部６０を取り付けるためのハウジング開口面２８とを含んで構成されている。エンジン取付面２５およびパイプ取付面２６は、互いに対向する位置に配置されており、略平行になるように配置されている。また、ハウジング底面２７とハウジング開口面２８は、互いに対向する位置に配置されており、略平行になるように配置されている。

【0027】

エンジン取付面２５は、略平面状であって、エンジン２を取り付け可能に形成されている。また、エンジン取付面２５には、内部空間２３に冷却水を流入させるための入口ポート２５１が形成されている。入口ポート２５１は、円形状に開口して形成され、ウォータジャケット５０３が接続されている。

【0028】

パイプ取付面２６は、略平面状であって、後述するパイプ部材５０を取り付け可能に構成されている。パイプ取付面２６には、入口ポート２５１を介して内部空間２３に流入した冷却水をパイプ部材５０に流出させるため第１出口ポート２６１と、第２出口ポート２６２と、第３出口ポート２６３とが形成されている。第１出口ポート２６１、第２出口ポート２６２、第３出口ポート２６３は、それぞれが円形状に開口して形成されている。

【0029】

ハウジング底面２７は、略平面状であって、エンジン取付面２５およびパイプ取付面２６に連なって配置されている。また、ハウジング底面２７の内側のハウジング内壁２１には、後述するシャフト３２を回転可能に支持するためのシャフト支持部２７１が配置されている。

【0030】

ハウジング開口面２８は、略平面状であって、後述する隔壁部６０を取り付け可能に形成されている。ハウジング開口面２８には、内部空間２３とハウジング２０の外部とを連通させるためのハウジング開口部２８１が形成されており、ハウジング開口面２８に隔壁部６０が取り付けられることによって、ハウジング開口部２８１を閉塞可能に構成されている。

【0031】

パイプ部材５０は、例えば、樹脂部材で形成されており、内部空間２３に流入した冷却水を空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とに流すためのものである。パイプ部材５０は、それぞれが円筒状に形成された第１パイプ部５１と、第２パイプ部５２と、第３パイプ部５３とを含んで構成されるとともに、第１パイプ部５１と、第２パイプ部５２と、第３パイプ部５３とがパイプ連結部５４によって連結されている。

【0032】

パイプ連結部５４は、第１パイプ部５１と、第２パイプ部５２と、第３パイプ部５３とを連結させるとともに、パイプ部材５０をパイプ取付面２６に取り付けるためのものである。パイプ連結部５４は、パイプ取付面２６に当接して固定可能なように形成されている。また、パイプ連結部５４とパイプ取付面２６との間には、冷却水がバルブ装置１０の外部に漏れることを抑制するためのガスケット５５が配置されている。

【0033】

第１パイプ部５１は、冷却水の流れ上流側が第１出口ポート２６１の内側に配置され、冷却水の流れ下流側が図示しないホースを介してラジエータ５に接続されている。第２パイプ部５２は、冷却水の流れ上流側が第２出口ポート２６２の内側に配置され、冷却水の流れ下流側が図示しないホースを介して空調用熱交換器３に接続されている。第３パイプ部５３は、冷却水の流れ上流側が第３出口ポート２６３の内側に配置され、冷却水の流れ下流側が図示しないホースを介してオイルクーラ４に接続されている。また、第１パイプ部５１～第３パイプ部５３と第１出口ポート２６１～第３出口ポート２６３とのそれぞれの間には、シールユニット５６が配置されている。

【0034】

シールユニット５６は、第１パイプ部５１～第３パイプ部５３と第１出口ポート２６１～第３出口ポート２６３とのそれぞれの間の隙間から冷却水が漏れることを抑制するためのものである。シールユニット５６には、冷却水の流れ上流側に冷却水の漏れを抑制するためのバルブシール５６１が配置されている。

【0035】

バルブシール５６１は、例えば、樹脂部材で略円環状に形成され、内側に形成されるシール開口部５６２に冷却水が流入可能に構成されている。バルブシール５６１は、冷却水の流れ上流側の面が後述する弁体３１の外周壁に当接するように配置されている。

【0036】

隔壁部６０は、ハウジング開口部２８１を閉塞するとともに、後述するバルブ３０を保持するためのものであって、ハウジング開口面２８に当接して固定されている。隔壁部６０は、例えば、樹脂部材で板状に形成されており、ハウジング開口部２８１を覆うように配置されている。また、隔壁部６０は、ハウジング開口部２８１の内部に向かって突出して形成される開口閉塞部６１を有している。

【0037】

隔壁部６０および開口閉塞部６１は、後述するバルブ３０のシャフト３２を挿通させるためのシャフト挿通穴６２が形成されており、シャフト３２を挿通可能に構成されている。また、隔壁部６０には、シャフト挿通穴６２に挿通されたシャフト３２を保持するための軸受部６３が設けられている。

【0038】

開口閉塞部６１は、ハウジング開口部２８１を閉塞するものであって、ハウジング開口部２８１の内部に配置されている。開口閉塞部６１は、略円板状であって、板厚方向がハウジング内壁２１の軸心方向と同一方向になるように形成されている。開口閉塞部６１は、開口閉塞部６１の外周部がハウジング開口部２８１の内周部に当接するように配置されている。

【0039】

また、開口閉塞部６１の外周部とハウジング開口部２８１の内周部との間には、略円環状のハウジングシール部材６５が配置されている。ハウジングシール部材６５は、開口閉塞部６１の外周部とハウジング開口部２８１の内周部との間に生じる隙間を塞ぎつつ、シャフト挿通穴６２に挿通されたシャフト３２の位置を調整可能に構成されている。

【0040】

ハウジングシール部材６５は、外径がハウジング開口部２８１の内径より小さく、開口閉塞部６１の外径より大きく形成されており、ハウジング開口部２８１と開口閉塞部６１との間に配置された際に、ハウジング開口部２８１の径方向内側に圧縮される。すなわち、ハウジングシール部材６５は、開口閉塞部６１のシャフト挿通穴６２にシャフト３２が挿通された際に、シャフト３２を開口閉塞部６１の略中央に配置するように形成されている。

【0041】

また、開口閉塞部６１は、シャフト挿通穴６２の内周部に、シャフトシール部材６６が配置されている。シャフトシール部材６６は、内部空間２３に流入した冷却水がシャフト挿通穴６２に流れることを抑制するためのものであって、樹脂部材で略円環状に形成されている。シャフトシール部材６６は、内径がシャフト３２の外径に比較して小さく形成されている。なお、シャフトシール部材６６には、シャフトシール部材６６がシャフト挿通穴６２の内周部に配置された状態でシャフト３２が挿通される。

【0042】

また、開口閉塞部６１は、シャフト挿通穴６２に流れ込んだ冷却水を外部に排出するための隔壁貫通穴６７が形成されている。隔壁貫通穴６７は、シャフト挿通穴６２からシャフト挿通穴６２の径方向外側に延びて開口閉塞部６１を貫通して形成されている。隔壁貫通穴６７は、ハウジング２０を貫通して形成された図示しないハウジング貫通穴に連通している。

【0043】

シャフト挿通穴６２は、軸心方向がハウジング内壁２１の軸心方向と同一方向であって、シャフト挿通穴６２にシャフト３２が挿入された際にシャフト挿通穴６２の軸心および軸受部６３の軸心がシャフト３２の軸心と同一軸心上になるように形成されている。以下、シャフト３２の軸心を回転軸Ａｘｒとも呼ぶ。

【0044】

軸受部６３は、例えば、ボールベアリングで構成されており、シャフト挿通穴６２に挿通されたシャフト３２を回転させつつ支持可能に構成されている。また、軸受部６３の外周部には、軸受部６３を配置するための金属環６４が配置されている。金属環６４は、例えば、金属部材で略円環状に形成されており、軸受部６３を内部に圧入可能に構成されている。

【0045】

なお、隔壁部６０には、ハウジング開口面２８が当接する面と反対側の面に後述する駆動部カバー８０が配置されている。

【0046】

続いて、バルブ３０について説明すると、バルブ３０は、所謂ボールバルブであって、バルブ３０から流出する流体の流量を制御する樹脂製の弁体３１および弁体３１を回転させるための金属製のシャフト３２を含んで形成されている。弁体３１は、例えば、シャフト３２に連結されており、回転軸Ａｘｒを中心にシャフト３２と一体に回転可能に構成されている。

【0047】

シャフト３２は、弁体３１を回転させるための回転軸部であって、軸心方向の断面が略真円の円柱形状で形成されている。また、シャフト３２は、シャフト３２の回転軸Ａｘｒの方向一方側の端部が後述するギア部７２に接続されており、他方側の端部がシャフト支持部２７１に接続されている。

【0048】

弁体３１は、シャフト３２の回転軸Ａｘｒに沿って延びて形成されており、第１ボールバルブ３３と、第２ボールバルブ３４と、第３ボールバルブ３５と、筒状接続部３１４と、筒状バルブ接続部３１５と、シャフト接続部３１６とを含んで構成されている。また、弁体３１は、第１ボールバルブ３３および第２ボールバルブ３４が筒状の筒状接続部３１４を介して接続されており、第２ボールバルブ３４および第３ボールバルブ３５が筒状の筒状バルブ接続部３１５を介して接続されている。

【0049】

また、弁体３１は、第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５の中央にシャフト接続部３１６が配置されており、シャフト接続部３１６を介してシャフト３２に接続されている。弁体３１は、例えば、第１ボールバルブ３３と、第２ボールバルブ３４と、第３ボールバルブ３５と、筒状接続部３１４と、筒状バルブ接続部３１５と、シャフト接続部３１６とが、射出成形によって一体成形で構成されている。

【0050】

第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５は、それぞれ筒状であって、第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５のそれぞれの軸心が回転軸Ａｘｒと同一軸心上になるようにシャフト３２に沿って並んで配置されている。また、第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５のそれぞれは、回転軸Ａｘｒの方向の中央部分が回転軸Ａｘｒの方向の両端側に比較して径方向外側に膨らんで形成されている。また、第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５のそれぞれは、回転軸Ａｘｒの方向の両端側が開口するとともに、内側に冷却水が流れる流路部３６が形成されている。

【0051】

第１ボールバルブ３３および第２ボールバルブ３４の間には、筒状接続部３１４の外周部とハウジング内壁２１との間に形成される第１バルブ間空間３７が設けられている。すなわち、第１ボールバルブ３３の内側に形成される流路部３６と第２ボールバルブ３４の内側に形成される流路部３６とは、第１バルブ間空間３７を介して連通している。

【0052】

第２ボールバルブ３４および第３ボールバルブ３５は、互いの外周部が筒状バルブ接続部３１５の外周部を介して連なり、互いの内周部が筒状バルブ接続部３１５の内周部を介して連なっている。すなわち、第２ボールバルブ３４の内側に形成される流路部３６と第３ボールバルブ３５の内側に形成される流路部３６とは、筒状バルブ接続部３１５の内部に設けられる第２バルブ間空間３８を介して連通している。

【0053】

また、第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５のそれぞれの外周部には、内側に形成される流路部３６を第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５の外側に連通させる開口部が形成されている。具体的には、弁体３１は、第１ボールバルブ３３の外周部に第１弁体開口部３３１が形成され、第２ボールバルブ３４の外周部に第２弁体開口部３４１が形成され、第３ボールバルブ３５の外周部に第３弁体開口部３５１が形成されている。

【0054】

第１ボールバルブ３３は、第１弁体開口部３３１が第１出口ポート２６１に連通するとともに、第１出口ポート２６１に配置されたバルブシール５６１のシール開口部５６２に連通可能な位置に配置されている。第２ボールバルブ３４は、第２弁体開口部３４１が第２出口ポート２６２に連通するとともに、第２出口ポート２６２に配置されたバルブシール５６１のシール開口部５６２に連通可能な位置に配置されている。第３ボールバルブ３５は、第３弁体開口部３５１が第３出口ポート２６３に連通するとともに、第３出口ポート２６３に配置されたバルブシール５６１のシール開口部５６２に連通可能な位置に配置されている。また、筒状接続部３１４は、入口ポート２５１に対向する位置に配置されている。

【0055】

すなわち、バルブ３０は、エンジン２から流出した冷却水が入口ポート２５１を介して内部空間２３に流れ込み、第１バルブ間空間３７を介して第１ボールバルブ３３～第３ボールバルブ３５のそれぞれの流路部３６に流入可能に構成されている。また、バルブ３０は、弁体３１が回転することで、第１弁体開口部３３１～第３弁体開口部３５１のそれぞれが対応する第１出口ポート２６１～第３出口ポート２６３に配置されたバルブシール５６１のシール開口部５６２から冷却水を流出可能に構成されている。

【0056】

また、バルブ３０は、第１弁体開口部３３１～第３弁体開口部３５１と、シール開口部５６２とが重なる面積に応じて、弁体３１から流出する冷却水の流量を制御可能に構成されている。すなわち、第１弁体開口部３３１からラジエータ５に流れる冷却水の流量と、第２弁体開口部３４１から空調用熱交換器３に流れる冷却水の流量と、第３弁体開口部３５１からオイルクーラ４に流れる冷却水の流量は、弁体３１の回転角度によって制御される。

【0057】

続いて、駆動部カバー８０について説明すると、駆動部カバー８０は、駆動部７０を収容するためのものであって、隔壁部６０に対して、ハウジング開口面２８が当接する面と反対側の面に配置されている。駆動部カバー８０は、樹脂部材によって中空形状に形成されるとともに、内部に駆動部７０を収容するための駆動部空間８１が形成されている。

【0058】

また、駆動部カバー８０は、図示しないＥＣＵに接続するためのコネクタ部８２を有している。コネクタ部８２は、バルブ装置１０をＥＣＵに接続させるものであって、駆動部７０および回転角センサ７３が接続される端子８３が挿入されている。

【0059】

駆動部７０は、シャフト３２を介して弁体３１を回転させるための動力を出力するモータ７１と、モータ７１の出力をシャフト３２に伝動するギア部７２と、ギア部７２の回転角度を検出する回転角センサ７３を含んで構成されている。

【0060】

モータ７１は、図３に示すように、モータ本体７１０と、モータシャフト７１１と、ウォームギア７１２と、モータ側端子７１３とを有しており、モータ側端子７１３に電力が供給されることでモータ本体７１０が動力を出力可能に構成されている。モータ本体７１０は、略円筒状に形成され、モータ本体７１０の一方側の端部からモータシャフト７１１が突出している。モータ本体７１０から出力した動力は、モータシャフト７１１およびウォームギア７１２を介して、ギア部７２に出力される。

【0061】

ギア部７２は、複数の樹脂製の歯車を有する減速機構で構成されており、ウォームギア７１２から出力された動力をシャフト３２に伝動可能に構成されている。具体的には、ギア部７２は、第１ギア７２１と、第１ギア７２１と噛み合うように構成された第２ギア７２２と、第２ギア７２２と噛み合うように構成された第３ギア７２３とで構成されており、第３ギア７２３にシャフト３２が接続されている。ギア部７２は、第１ギア７２１の外径に比較して第２ギア７２２の外径が大きく形成され、第２ギア７２２の外径に比較して第３ギア７２３の外径が大きく形成されている。

【0062】

また、第１ギア７２１～第３ギア７２３は、それぞれの軸心がウォームギア７１２の軸心に対して直交するように配置されている。また、第３ギア７２３は、第３ギア７２３の軸心が回転軸Ａｘｒと同一軸心上になるように配置されている。また、第３ギア７２３は、シャフト３２が挿入されるシャフト挿入部７４を有している。

【0063】

シャフト挿入部７４には、第３ギア７２３の回転角度に基づいてシャフト３２の回転角度が定まるように、シャフト３２の端部を形成するシャフト端部４０が圧入される。シャフト挿入部７４およびシャフト端部４０の詳細については後述する。

【0064】

駆動部７０およびシャフト３２は、ウォームギア７１２と、第１ギア７２１～第３ギア７２３と、シャフト３２とが一体に回転するように構成されており、それぞれの回転が互いに相関関係を有する。すなわち、ウォームギア７１２と、第１ギア７２１～第３ギア７２３と、シャフト３２とは、それぞれの回転角度が相関関係を有しており、相関関係を有するいずれか１つの構成品の回転角度を他の構成品の回転角度から算出可能に構成されている。

【0065】

本実施形態において、駆動部カバー８０の内周部において、第３ギア７２３に対向する部位には、第３ギア７２３の回転角度を検出する回転角センサ７３が取り付けられている。回転角センサ７３は、ホール素子を内蔵したホール式センサであって、第３ギア７２３の回転角度を非接触で検出可能に構成されている。回転角センサ７３は、コネクタ部８２を介して図示しないＥＣＵに接続されており、検出した第３ギア７２３の回転角度をＥＣＵに送信可能に構成されている。ＥＣＵは、回転角センサ７３から送信された第３ギア７２３の回転角度に基づいて、シャフト３２の回転角度を算出可能に構成されている。

【0066】

なお、第３ギア７２３の回転角度を検出するためには、ホール式センサ以外に、ＭＲ式センサ、インダクティブ式センサ等の非接触式の角度センサやポテンショメータ式センサ等の接触式の角度センサが用いられてもよい。また、回転角センサ７３は、ウォームギア７１２、第１ギア７２１、第２ギア７２２のうち、いずれか１つの回転角度を検出可能に構成されていてもよい。

【0067】

続いて、シャフト端部４０およびシャフト挿入部７４の詳細について図４を参照して説明する。シャフト端部４０は、シャフト３２の回転軸Ａｘｒの方向一方側の端部を形成するものであって、シャフト挿入部７４に形成された挿入穴７４１に圧入されている。また、シャフト端部４０は、シャフト端部４０の軸心が回転軸Ａｘｒと同一軸心上になるように形成されている。

【0068】

シャフト端部４０の外周部分は、シャフト端部４０の径方向断面において直線状に延びる端部平面部４１１およびシャフト端部４０の径方向断面におけるシャフト端部４０の軸心を中心とする円弧を形成する端部曲面部４１２を含んで形成されている。以下、シャフト端部４０の外周部分を端部外周部４１、シャフト端部４０の軸心を端部軸心Ａｘｓとも呼ぶ。

【0069】

端部平面部４１１は、シャフト端部４０の径方向断面における直線が端部軸心Ａｘｓの方向に延びて形成される部分である。また、端部曲面部４１２は、シャフト端部４０の径方向断面における端部軸心Ａｘｓを中心とする円弧が端部軸心Ａｘｓの方向に延びて形成される部分である。

【0070】

図４に示すように、端部外周部４１は、具体的に、一対の端部平面部４１１ａ、４１１ｂおよび一対の端部曲面部４１２ａ、４１２ｂによって構成されており、端部平面部４１１および端部曲面部４１２が交互に配置されて形成されている。また、端部外周部４１は、端部平面部４１１と端部曲面部４１２との接続部分に端部接続部４１３を有している。本実施形態において、端部接続部４１３は、端部平面部４１１ａ、４１１ｂと端部曲面部４１２ａ、４１２ｂとがそれぞれ接続される４カ所の部位に配置されている。また、本実施形態において、シャフト端部４０は、径方向断面の形状が端部軸心Ａｘｓを中心として点対称になるように形成されている。

【0071】

ここで、シャフト端部４０の径方向断面において、端部平面部４１１ａ、４１１ｂのそれぞれの中心点を通過する仮想線を仮想線ＶＬ１、端部曲面部４１２ａ、４１２ｂのそれぞれの中心点を通過する仮想線をＶＬ２とする。端部平面部４１１ａおよび４１１ｂは、互いに略平行であって、仮想線ＶＬ２方向の長さが略等しくなるように形成されている。

【0072】

また、端部外周部４１は、端部曲面部４１２ａ、４１２ｂにおけるそれぞれの円弧の長さが略等しく形成されている。すなわち、端部外周部４１は、端部曲面部４１２ａ、４１２ｂの仮想線ＶＬ１方向の長さが略等しくなるように形成されている。また、端部外周部４１は、仮想線ＶＬ１および仮想線ＶＬ２が略直交するように形成されている。

【0073】

また、シャフト端部４０は、シャフト端部４０の径方向断面の外周部分における異なる２点をつなぐ直線の最大の距離がシャフトシール部材６６の内径に比較して小さくなるように形成されている。以下、シャフト端部４０の径方向断面の外周部分における異なる２点をつなぐ直線の最大の距離をシャフト端部４０の最外径とも呼ぶ。

【0074】

本実施形態において、シャフト端部４０は、シャフト端部４０の径方向断面が端部軸心Ａｘｓを中心とする円弧を形成する一対の端部曲面部４１２および一対の端部平面部４１１が交互に配置された形状である。このため、シャフト端部４０の最外径は、端部軸心Ａｘｓを中心とする円弧の直径である。すなわち、シャフト端部４０は、シャフト端部４０の径方向断面における端部軸心Ａｘｓを中心とする円弧の直径が、シャフトシール部材６６の内径に比較して小さくなるように形成されている。

【0075】

続いて、シャフト挿入部７４について説明すると、シャフト挿入部７４は、第３ギア７２３の軸心に沿って、隔壁部６０に向かって突出して形成されており、樹脂部材によって構成されている。また、シャフト挿入部７４は、筒状であって、シャフト端部４０が挿入される挿入穴７４１が形成されている。以下、挿入穴７４１の外周部分を挿入穴外周部７６、挿入穴７４１の内周部分を挿入穴内周部７５、挿入穴７４１の軸心を挿入穴軸心Ａｘｈとも呼ぶ。

【0076】

図４に示すように、シャフト挿入部７４は、略角筒状であって、内部にシャフト端部４０が圧入されている。また、挿入穴外周部７６は、挿入穴７４１の径方向断面において、４つの辺で構成される略正方形状であって、それぞれの辺が連なる角部分が曲面状に形成されている。

【0077】

また、図４に示すように、挿入穴内周部７５は、挿入穴７４１の径方向断面において直線状に延びる挿入穴平面部７５１および挿入穴７４１の径方向断面において挿入穴軸心Ａｘｈを中心とする円弧を形成する挿入穴曲面部７５２を含んで形成されている。挿入穴平面部７５１は、挿入穴７４１の径方向断面における直線が挿入穴軸心Ａｘｈの方向に延びて形成される部分である。挿入穴曲面部７５２は、挿入穴７４１の径方向断面における挿入穴軸心Ａｘｈを中心とする円弧が挿入穴軸心Ａｘｈの方向に延びて形成される部分である。

【0078】

また、挿入穴内周部７５は、具体的に、挿入穴軸心Ａｘｈを挟んで互いに対向する一対の挿入穴平面部７５１ａ、７５１ｂおよび挿入穴軸心Ａｘｈを挟んで互いに対向する一対の挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂを有している。

【0079】

また、挿入穴内周部７５は、シャフト挿入部７４にシャフト端部４０が圧入された際に、挿入穴平面部７５１ａが端部平面部４１１ａに対向し、挿入穴平面部７５１ｂが端部平面部４１１ｂに対向するように配置されている。また、挿入穴内周部７５は、シャフト挿入部７４にシャフト端部４０が圧入された際に、挿入穴曲面部７５２ａが端部曲面部４１２ａに対向し、挿入穴曲面部７５２ｂが端部曲面部４１２ｂに対向するように配置されている。

【0080】

また、挿入穴内周部７５は、挿入穴７４１にシャフト端部４０が圧入された際に、端部平面部４１１の少なくとも一部に挿入穴平面部７５１が当接し、端部曲面部４１２の少なくとも一部に挿入穴曲面部７５２が当接するように形成されている。本実施形態において、挿入穴内周部７５およびシャフト端部４０は、挿入穴平面部７５１ａ、７５１ｂが対向する端部平面部４１１ａ、４１１ｂに当接し、挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂが対向する端部曲面部４１２ａ、４１２ｂに当接するように形成されている。

【0081】

ここで、挿入穴軸心Ａｘｈの径方向断面において、挿入穴平面部７５１ａ、７５１ｂのそれぞれの中心点を通過する仮想線を仮想線ＶＬ３、一対の挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂのそれぞれの中心点を通過する仮想線をＶＬ４とする。挿入穴平面部７５１ａおよび７５１ｂは、互いに略平行であって、仮想線ＶＬ４方向の長さが略等しくなるように形成されている。

【0082】

また、挿入穴内周部７５は、挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂにおけるそれぞれの円弧の長さが略等しくなるように形成されている。すなわち、挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂは、仮想線ＶＬ３方向の長さが略等しくなるように形成されている。

【0083】

また、挿入穴軸心Ａｘｈは、回転軸Ａｘｒと同一軸心上になるように配置されている。また、挿入穴内周部７５は、仮想線ＶＬ３および仮想線ＶＬ４が略直交するとともに、仮想線ＶＬ３が仮想線ＶＬ１に重なり、仮想線ＶＬ４が仮想線ＶＬ２に重なるように形成されている。

【0084】

また、挿入穴内周部７５は、挿入穴平面部７５１および挿入穴曲面部７５２が端部平面部４１１および端部曲面部４１２から離間する部位を介して交互に連なって形成されている。具体的に、挿入穴内周部７５は、挿入穴平面部７５１ａ、７５１ｂと挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂとの間に、挿入穴軸心Ａｘｈから遠ざかる方向に窪んで形成される窪部７５３が配置されている。すなわち、窪部７５３は、端部平面部４１１ａ、４１１ｂおよび端部曲面部４１２ａ、４１２ｂに当接しないように配置されている。

【0085】

なお、挿入穴７４１にシャフト端部４０が圧入された際に、挿入穴内周部７５が端部外周部４１に当接する面積をできるだけ大きくするため、端部平面部４１１ａ、４１１ｂから離間する部位は、できるだけ小さく形成されているのが好ましい。同様に、端部曲面部４１２ａ、４１２ｂから離間する部位は、できるだけ小さく形成されているのが好ましい。

【0086】

本実施形態において、窪部７５３は、４つの端部接続部４１３のそれぞれに対向する位置に設けられている。それぞれの窪部７５３は、挿入穴７４１の径方向断面において、端部平面部４１１ａ、４１１ｂから離間する部位が端部平面部４１１ａ、４１１ｂの形状に沿って直線状に形成されている。また、それぞれの窪部７５３は、挿入穴７４１の径方向断面において、端部曲面部４１２ａ、４１２ｂから離間する部分が、端部曲面部４１２ａ、４１２ｂの形状に沿って、円弧状に形成されている。

【0087】

ここで、端部外周部４１のうち、挿入穴内周部７５に当接しない部分を端部非当接部４１４としたとき、シャフト挿入部７４は、図５に示すように、端部非当接部４１４に対向する部分の肉厚が一定に形成されている。なお、シャフト挿入部７４の肉厚とは、挿入穴外周部７６と挿入穴内周部７５との間の距離である。また、シャフト挿入部７４の肉厚が一定とは、挿入穴外周部７６と挿入穴内周部７５との間の距離が略一定であること意味し、製造上の誤差等に起因する僅かな差を有する状態を含むものである。

【0088】

続いて、バルブ装置１０の作動について説明する。図示しないＥＣＵは、車両の運転状態に基づいて、空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とのそれぞれに対して必要な冷却水の流量を算出し、必要な流量を流出するための弁体３１の回転角度、すなわちモータ７１の回転角度を算出する。そして、ＥＣＵは、算出したモータ７１の回転角度の情報をバルブ装置１０に送信する。

【0089】

バルブ装置１０は、ＥＣＵから受信した回転角度の情報に基づいて、モータ７１を回転させる。そして、バルブ装置１０は、モータ７１を回転させることで、ギア部７２およびシャフト３２を介して弁体３１を回転させ、第１弁体開口部３３１～第３弁体開口部３５１から必要な流量の冷却水を流出させる。具体的に、バルブ装置１０は、第１弁体開口部３３１からラジエータ５に必要な流量の冷却水を流出し、第２弁体開口部３４１から空調用熱交換器３に必要な流量の冷却水を流出し、第３弁体開口部３５１からオイルクーラ４に必要な流量の冷却水を流出する。

【0090】

また、バルブ装置１０は、回転角センサ７３が第３ギア７２３の回転角度を検出し、検出した回転角度の情報をＥＣＵに送信する。ＥＣＵは、バルブ装置１０から受信した第３ギア７２３の回転角度の情報に基づいて、シャフト３２の回転角度を算出し、空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とのそれぞれに対して必要な流量の冷却水が過不足なく供給されているかを判定する。そして、ＥＣＵは、空調用熱交換器３と、オイルクーラ４と、ラジエータ５とのそれぞれに対して流出する冷却水が過多または不足する場合、流量が最適となるモータ７１の回転角度を算出し、バルブ装置１０に算出した回転角度の情報を送信する。

【0091】

バルブ装置１０は、モータ７１の回転角度の情報をＥＣＵから受信し、受信した回転角度の情報に基づいて、モータ７１の回転角度の調整を行う。

【0092】

以上説明した本実施形態のバルブ装置１０は、圧入によってギア部７２の一部を構成する第３ギア７２３にシャフト３２が固定されているので、第３ギア７２３にシャフト３２を固定する際に働く力が回転軸Ａｘｒの方向になる。このため、ギア部７２を所定の回転角度でシャフト３２に固定する場合、ナットによってギア部７２を固定する場合に比較し、ギア部７２を固定する際のギア部７２の回転方向の力の発生を抑制することができる。したがって、バルブ装置１０は、ギア部７２の回転角度に対するシャフト３２の回転角度のずれを抑制することができる。

【0093】

ところで、第３ギア７２３にシャフト３２をナットで固定すると、シャフト３２は、ねじのがたつきによって、端部軸心Ａｘｓに対して挿入穴軸心Ａｘｈがずれて固定される虞がある。これに対して、バルブ装置１０は、圧入によって第３ギア７２３にシャフト３２が固定されているので、ねじのがたつきによる端部軸心Ａｘｓと挿入穴軸心Ａｘｈとのずれを抑制することができる。

【0094】

また、シャフト端部４０は、端部外周部４１に挿入穴平面部７５１に当接する端部平面部４１１が設けられており、挿入穴曲面部７５２に当接する端部曲面部４１２が設けられている。このため、バルブ装置１０は、ギア部７２が回転する際に、端部曲面部４１２と挿入穴曲面部７５２とが当接する部分に発生する摩擦力に加えて、挿入穴平面部７５１が端部平面部４１１を押圧する力によって、シャフト３２を回転させることができる。

【0095】

したがって、バルブ装置１０は、摩擦力のみでシャフト３２を回転させる場合に比較して、ギア部７２の回転に伴ってシャフト３２を回転させ易くできるので、ギア部７２の回転角度に対するシャフト３２の回転角度のずれを抑制することができる。

【0096】

また、シャフト端部４０は、端部曲面部４１２が設けられているので、端部外周部４１および挿入穴内周部７５が平面形状のみで形成される場合に比較して、端部外周部４１と挿入穴内周部７５とが当接する部分の面積を充分に確保することができる。

【0097】

このため、バルブ装置１０は、シャフト挿入部７４にシャフト端部４０が圧入された際のシャフト３２を保持する力を確保し易くできる。したがって、バルブ装置１０は、ギア部７２とシャフト３２とを一体に回転し易くできるので、ギア部７２の回転角度に対するシャフト３２の回転角度のずれを抑制することができる。

【0098】

また、挿入穴平面部７５１および端部平面部４１１は、平面状に形成されているので、シャフト３２を回転させる際に、挿入穴平面部７５１が端部平面部４１１に対して押圧する力を略均一に力をすることができる。このため、バルブ装置１０は、挿入穴平面部７５１および端部平面部４１１に凹凸が形成されている等、挿入穴平面部７５１および端部平面部４１１が平面状に形成されていない場合に比較して、挿入穴平面部７５１が変形することを抑制することができる。したがって、バルブ装置１０は、挿入穴平面部７５１が変形することに起因するギア部７２の回転角度に対するシャフト３２の回転角度のずれを抑制することができる。

【0099】

ところで、本実施形態のように、シャフト端部４０が金属部材で構成されている場合、端部外周部４１に曲面形状を形成するには、端部軸心Ａｘｓを中心にシャフト端部４０を回転させ、工作機械等で端部外周部４１を旋盤加工する方法が一般的である。また、端部外周部４１に平面形状を形成するには、シャフト端部４０を保持し、工作機械等で端部外周部４１をフライス加工する方法が一般的である。そして、旋盤加工は、フライス加工に比較して、端部軸心Ａｘｓから加工部分までの距離である加工距離の精度を高精度にし易い。

【0100】

このため、バルブ装置１０は、例えば、端部軸心Ａｘｓを中心にシャフト端部４０を旋盤加工によって形成することによって、端部平面部４１１に比較して端部曲面部４１２を高精度に加工し易い。すなわち、バルブ装置１０は、シャフト端部４０を挿入穴７４１に圧入する際に、端部平面部４１１と挿入穴平面部７５１との嵌め合い公差に比較して、端部曲面部４１２と挿入穴曲面部７５２との嵌め合い公差を調整し易い。

【0101】

したがって、バルブ装置１０は、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入された際に、端部軸心Ａｘｓおよび挿入穴軸心Ａｘｈを重なり易くできるとともに、挿入穴曲面部７５２に対して端部曲面部４１２の圧入時の締めしろを確保し易くできる。換言すれば、バルブ装置１０は、挿入穴平面部７５１に対して端部平面部４１１の圧入時の締めしろを充分に確保できない場合であっても、シャフト挿入部７４がシャフト端部４０を充分に保持することができる。

【0102】

また、バルブ装置１０は、シャフト端部４０を挿入穴７４１に圧入し、固定するため、シャフト３２にナットを締結するための雄ねじ部分を設けるスペースが不要になるとともに、締結するためのナットが不要になる。このため、本実施形態のバルブ装置１０は、ナットによってギア部７２をシャフト３２に固定する場合に比較して、シャフト３２の回転軸Ａｘｒの方向の大きさを小さくできるとともに、バルブ３０を構成する部品を少なくすることができる。

【0103】

また、バルブ装置１０は、シャフト３２を回転させる際に、互いに対向する一対の挿入穴平面部７５１のそれぞれが、当接するそれぞれの端部平面部４１１に対して挿入穴軸心Ａｘｈの方向に直交方向であって、互いに逆向きの成分を含む力で押圧することができる。このため、バルブ装置１０は、挿入穴軸心Ａｘｈを中心とする偶力によってシャフト３２を回転させることができるので、端部外周部４１が一対の端部平面部４１１を含まずに形成される場合に比較して、シャフト３２を回転させ易くできる。

【0104】

また、シャフト挿入部７４には、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、挿入穴内周部７５と端部外周部４１が当接する部分には、圧入方向の応力が発生する。また、本実施形態において、シャフト端部４０は、端部接続部４１３が尖っているため、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、端部接続部４１３が挿入穴内周部７５に当接すると、端部接続部４１３が当接する部分に応力が集中し易い。

【0105】

これに対して、挿入穴内周部７５は、挿入穴平面部７５１と挿入穴曲面部７５２との間に、端部平面部４１１および端部曲面部４１２から離間する窪部７５３が設けられている。このため、バルブ装置１０は、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、端部接続部４１３が挿入穴内周部７５に当接し難くなる。したがって、バルブ装置１０は、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、端部接続部４１３が当接する部分に応力が集中することを抑制することができるので、シャフト端部４０を圧入する際にシャフト挿入部７４が壊れることを抑制することができる。

【0106】

また、シャフト挿入部７４には、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、挿入穴７４１の内径を拡張する力が発生するところ、シャフト挿入部７４の肉厚が薄い部分に挿入穴７４１の内径を拡張する力が集中し易い。

【0107】

これに対して、シャフト挿入部７４は、端部非当接部４１４に対向する部分の肉厚が一定に形成されているので、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、挿入穴７４１の内径を拡張する力が集中することを抑制することができる。このため、バルブ装置１０は、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、シャフト挿入部７４が壊れることを抑制することができる。

【0108】

また、バルブ装置１０は、シャフト端部４０の最外径がシャフトシール部材６６の内径に比較して小さくなるように形成されている。このため、シャフトシール部材６６がバルブ装置１０に配置された状態でシャフト端部４０がシャフトシール部材６６を貫通して挿入穴７４１に圧入される場合であっても、シャフト端部４０がシャフトシール部材６６の内周部に当接し難くなる。したがって、バルブ装置１０は、シャフトシール部材６６の内周部にシャフト端部４０が当接することによってシャフトシール部材６６が破損することを抑制することができる。

【0109】

また、シャフト端部４０は、径方向断面の形状が端部軸心Ａｘｓを中心として点対称になるように形成されている。このため、バルブ装置１０は、シャフト３２が所定の回転角度で挿入穴７４１に圧入される際に、シャフト３２を所定の回転角度に対して回転軸Ａｘｒの周方向に１８０°回転させた状態でも、挿入穴７４１に挿入することができる。すなわち、バルブ装置１０は、シャフト端部４０の径方向断面の形状が端部軸心Ａｘｓを中心として点対称で形成されない場合に比較して、シャフト端部４０を挿入穴７４１に圧入し易くなる。

【0110】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、図６を参照して説明する。本実施形態では、端部接続部４１３が面取りされている点が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について主に説明し、第１実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。

【0111】

図６に示すように、本実施形態の端部接続部４１３は、面取りされており、シャフト端部４０の径方向断面において、曲線状に形成されている。すなわち、本実施形態の端部外周部４１は、第１実施形態の端部外周部４１に比較して、端部接続部４１３が形成されている部位がシャフト端部４０の径方向内側に向かって小さくなっている。ここで、面取りとは、第１実施形態で説明した端部平面部４１１と端部曲面部４１２との接続部分における尖った部分を切削加工等によって取り除くことをいう。

【0112】

なお、端部接続部４１３は、シャフト端部４０の径方向断面において、曲線状に面取りされるものに限定されず、例えば、直線状に面取りされていてもよい。

【0113】

以上説明した本実施形態のバルブ装置１０は、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、端部接続部４１３が当接し難くなる。したがって、バルブ装置１０は、シャフト端部４０が挿入穴７４１に圧入される際に、端部接続部４１３が当接する部分に応力が集中することを抑制することができるので、シャフト端部４０を圧入する際にシャフト挿入部７４が壊れることを抑制することができる。

【0114】

（他の実施形態）
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。

【0115】

上述の実施形態では、端部外周部４１が、一対の端部平面部４１１ａ、４１１ｂおよび一対の端部曲面部４１２ａ、４１２ｂによって構成されている例について説明したが、これに限定されない。また、挿入穴内周部７５が、挿入穴軸心Ａｘｈを挟んで互いに対向する一対の挿入穴平面部７５１ａ、７５１ｂおよび挿入穴軸心Ａｘｈを挟んで互いに対向する一対の挿入穴曲面部７５２ａ、７５２ｂを有している例について説明したが、これに限定されない。

【0116】

例えば、端部外周部４１は、端部平面部４１１および端部曲面部４１２のそれぞれを一部に含んだ形状で、適宜設定することが可能である。また、挿入穴内周部７５は、挿入穴平面部７５１および挿入穴曲面部７５２のそれぞれを一部に含んだ形状で、適宜設定することが可能である。

【0117】

具体的には、例えば、端部外周部４１は、図７に示すように、端部平面部４１１および端部曲面部４１２がそれぞれ１つ含まれて構成されていてもよい。また、挿入穴内周部７５は、図７に示すように、挿入穴平面部７５１および挿入穴曲面部７５２が１つずつ含まれて構成されていてもよい。この場合、端部外周部４１には、端部平面部４１１と端部曲面部４１２とが接続する２カ所の部分に端部接続部４１３を有している。また、挿入穴内周部７５には、窪部７５３が２つの端部接続部４１３のそれぞれに対向する位置に設けられる。

【0118】

また、上述の実施形態では、挿入穴平面部７５１および挿入穴曲面部７５２が端部平面部４１１および端部曲面部４１２から離間する部位を介して交互に連なって形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、挿入穴平面部７５１および挿入穴曲面部７５２は、端部平面部４１１および端部曲面部４１２から離間する部位を介さずに、交互に連なって形成されていてもよい。

【0119】

また、上述の実施形態では、シャフト挿入部７４が端部非当接部４１４に対向する部分において、肉厚が一定に形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、シャフト挿入部７４は、図８に示すように、端部非当接部４１４に対向する部分において、肉厚が一定に形成されていなくてもよい。

【0120】

また、上述の実施形態では、シャフト端部４０の最外径がシャフトシール部材６６の内径に比較して小さく形成されている例について説明したが、これに限定されない。例えば、シャフト端部４０の最外径は、シャフトシール部材６６の内径と同じ大きさや、シャフトシール部材６６に比較して大きく形成されていてもよい。

【0121】

また、上述の実施形態では、バルブ装置１０が冷却システム１に流れる冷却水の流量を制御する例について説明したが、これに限定されない。例えば、バルブ装置１０は、冷却システム１以外の各種機器に適用されてもよい。また、バルブ装置１０は、冷却水以外の流体の流量を制御するために適用されてもよい。

【0122】

上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

【0123】

上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

【0124】

上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

【0125】

（まとめ）
上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、バルブ装置は、流体の流量を制御する弁体と、弁体に連結された金属製のシャフトと、シャフト端部が挿入される挿入穴を形成する樹脂製のシャフト挿入部を有し、ギア部とを備える。バルブ装置は、端部外周部が端部平面部および端部曲面部を含んで形成されており、挿入穴内周部が挿入穴平面部および挿入穴曲面部を含んで形成されている。シャフト端部は、端部平面部の少なくとも一部に挿入穴平面部が当接し、端部曲面部の少なくとも一部に挿入穴曲面部が当接するとともに、シャフト端部の軸心および挿入穴の軸心が重なるように挿入穴に圧入されている。

【0126】

第２の観点によれば、挿入穴内周部は、挿入穴の軸心を挟んで互いに対向する一対の挿入穴平面部および互いに対向する一対の挿入穴曲面部を含んで形成されている。端部外周部は、一対の挿入穴平面部のそれぞれに対向する一対の端部平面部および一対の挿入穴曲面部のそれぞれに対向する一対の端部曲面部によって形成されている。

【0127】

これによると、バルブ装置は、シャフトを回転させる際に、互いに対向する一対の挿入穴平面部のそれぞれが、当接するそれぞれの端部平面部に対して、挿入穴軸心方向に直交方向であって、互いに逆向きの成分を含む力で押圧することができる。このため、バルブ装置は、挿入穴軸心を中心とする偶力によってシャフトを回転させることができるので、端部外周部が一対の端部平面部を含まずに形成される場合に比較して、シャフトを回転させ易くできる。

【0128】

第３の観点によれば、端部外周部は、端部平面部と端部曲面部との接続部分に端部接続部を有する。挿入穴平面部および挿入穴曲面部は、端部平面部および端部曲面部から離間する部位を介して交互に連なっている。

【0129】

これによると、バルブ装置は、シャフト端部が挿入穴に圧入される際に、端部接続部が挿入穴内周部に当接し難くなる。したがって、バルブ装置は、シャフト端部が挿入穴に圧入される際に、端部接続部が当接する部分に応力が集中することを抑制することができるので、シャフト端部を圧入する際にシャフト挿入部が壊れることを抑制することができる。

【0130】

第４の観点によれば、シャフト挿入部は、筒状に形成されている。端部外周部のうち、挿入穴内周部に当接しない部分を端部非当接部としたとき、シャフト挿入部は、端部非当接部に対向する部分の肉厚が一定に形成されている。

【0131】

これによると、シャフト挿入部は、端部非当接部に対向する部分の肉厚が一定に形成されているので、シャフト端部が挿入穴に圧入される際に、挿入穴の内径を拡張する力が集中することを抑制することができる。このため、バルブ装置は、シャフト端部が挿入穴に圧入される際に、シャフト挿入部が壊れることを抑制することができる。

【0132】

第５の観点によれば、端部接続部は、面取りされている。

【0133】

これによると、挿入穴内周部は、シャフト端部が挿入穴に圧入される際に、端部接続部が当接し難くなる。したがって、バルブ装置は、シャフト端部が挿入穴に圧入される際に、端部接続部が当接する部分に応力が集中することを抑制することができるので、シャフト端部を圧入する際にシャフト挿入部が壊れることを抑制することができる。

【0134】

第６の観点によれば、バルブ装置は、シャフトの外周部に配置される環状のシャフトシール部材を備えている。シャフト端部は、シャフト端部の径方向断面の外周部分における異なる２点をつなぐ直線の最大の距離がシャフトシール部材の内径に比較して小さくなるように形成されている。

【0135】

これによると、シャフトシール部材がバルブ装置に配置された状態でシャフト端部がシャフトシール部材を貫通して挿入穴に圧入される場合であっても、シャフト端部は、シャフトシール部材の内周部に当接し難くなる。したがって、バルブ装置は、シャフトシール部材の内周部にシャフト端部が当接することによってシャフトシール部材が破損することを抑制することができる。

【符号の説明】

【0136】

３１ 弁体
３２ シャフト
３６ 流路部
４０ シャフト端部
４１ 端部外周部
７４ シャフト挿入部
７５ 挿入穴内周部
７４１ 挿入穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】