DE102019121311A1

DE102019121311A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE102019121311A1
Application number: DE102019121311.8A
Authority: DE
Inventors: Akifumi Ozeki
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2020-03-19
Also published as: CN110894884A; US20200088308A1; JP2020041535A; US11105430B2; JP7146540B2

Abstract

Ein Steuerventil umfasst ein Gehäuse, einen Ventilkörper, und ein zylindrisches Dichtungselement (131). Das Gehäuse weist eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung auf. Der Ventilkörper ist in dem Gehäuse drehbar angeordnet und umfasst einen Umfangswandabschnitt, in dem eine Ventilöffnung ausgebildet ist, die ermöglicht, dass die Innenseite und die Außenseite in Verbindung stehen. Das zylindrische Dichtungselement (131) umfasst einen Endabschnitt, der mit einer stromab gelegenen Seite einer Auslassöffnung in Verbindung steht, und den anderen Endabschnitt, in dem eine Ventil-Gleitkontaktfläche (141a) vorgesehen ist. In dem anderen Endabschnitt des zylindrischen Dichtungselements (131) ändert sich eine Vorsprunghöhe kontinuierlich in einer Umfangsrichtung entlang einer Form einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts. Ein dicker Abschnitt (55), der im Vergleich zu den anderen Abschnitten dicker ist, ist in einem Bereich des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements (131) vorgesehen, in dem die Vorsprunghöhe groß ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil, das zum Umschalten einer Strömungsbahn für Kühlwasser für Fahrzeuge verwendet wird.
Stand der Technik
Bei Kühlsystemen, die Motoren unter Verwendung von Wasser kühlen, gibt es Fälle, bei denen eine Bypass-Strömungsbahn, die einen Kühler umgeht, eine Erwärmungsströmungsbahn, durch die ein Öl-Erwärmer verläuft, und dergleichen in Kombination zusätzlich zu einer Kühler-Strömungsbahn zum Zirkulieren zwischen dem Kühler und dem Motor vorgesehen sind. Bei einem Kühlsystem dieser Art ist ein Steuerventil in einem Verzweigungsabschnitt der Strömungsbahnen angeordnet und die Strömungsbahnen werden durch das Steuerventil in geeigneter Weise umgeschaltet. Ein Steuerventil, bei dem ein Ventilkörper mit einer zylindrischen Form drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist und bei dem eine beliebige Strömungsbahn entsprechend einer Drehposition des Ventilkörpers geöffnet oder geschlossen wird, ist bereits bekannt (siehe z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichungsnummer 2017-3064 (nachfolgend als Patentdokument 1 bezeichnet)).
Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Steuerventil sind eine Einlassöffnung, in die eine Flüssigkeit, wie z. B. Kühlwasser, strömt und eine Mehrzahl von Auslassöffnungen, durch die die Flüssigkeit, die eingeströmt ist, zur Außenseite bzw. nach außen abgeleitet wird, in einem Gehäuse vorgesehen. In einer Umfangswand des Ventilkörpers ist eine Mehrzahl von Ventilöffnungen, die ermöglicht, dass die Innenseite mit der Außenseite in Verbindung steht, in Übereinstimmung mit der Mehrzahl von Auslassöffnungen ausgebildet. Eine Endabschnittsseite eines zylindrischen Dichtungselements, das eine im Wesentlichen zylindrische Form hat, ist gleitend an jedem der Auslassöffnungen gehalten. Ein Endabschnitt eines jeden zylindrischen Dichtungselements steht mit einer stromab gelegenen Seite der entsprechenden Auslassöffnung in Verbindung. Darüber hinaus ist eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die mit einer Außenumfangsfläche des Ventilkörpers gleitend in Kontakt steht, an dem anderen Ende eines jeden zylindrischen Dichtungselements vorgesehen. Die Ventil-Gleitkontaktfläche eines jeden zylindrischen Dichtungselements ist mit der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers an einer Position in gleitenden Kontakt, an der ein Rotationsweg der entsprechenden Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt wird.
Darüber hinaus ist die Ventil-Gleitkontaktfläche des zylindrischen Dichtungselements so ausgebildet, dass sie einer Außenflächenform des Ventilkörpers folgt, um mit der Außenumfangsfläche des Ventilkörpers in engen Kontakt zu stehen. D. h., dass sich in dem anderen Endabschnitt in einer Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements eine Vorsprunghöhe in einer Richtung des Ventilkörpers kontinuierlich in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements ändert, um einer Außenflächenform des Ventilkörpers zu folgen.
Der Ventilkörper des zuvor beschriebenen Steuerventils ermöglicht ein Ausströmen einer Flüssigkeit von einem Innenbereich des Ventilkörpers durch eine entsprechende Auslassöffnung, wenn sich das zylindrische Dichtungselement an einer Drehposition befindet, an der es mit einer entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht, und unterbricht ein Ausströmen der Flüssigkeit aus dem Innenbereich des Ventilkörpers durch die entsprechende Auslassöffnung, wenn sich das zylindrische Dichtungselement an einer Drehposition befindet, an der es nicht mit der entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht. Zudem wird die Drehposition des Ventilkörpers unter Verwendung einer Betätigungseinrichtung, wie z. B. eines Elektromotors, gesteuert.
Zusammenfassung der Erfindung
Da sich jedoch die Vorsprunghöhe des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements kontinuierlich ändert, um bei dem zuvor beschriebenen herkömmlichen Steuerventil einer Außenflächenform des Ventilkörpers zu folgen, ist die Wahrscheinlichkeit gegeben, dass Biegeverformungen in einem Bereich auftreten, in dem die Vorsprunghöhe des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements groß ist, wenn ein Fluiddruck in dem Gehäuse von der Außenseite in der radialen Richtung aufgenommen wird. Daher kann ohne weiteres eine Veränderung auftreten, wobei das zylindrische Dichtungselement in der Umfangsrichtung infolge der Änderung der Vorsprunghöhe an einem Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Elements gekrümmt wird, so dass das Problem besteht, dass ein Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Dichtungselement und dem Ventilkörper gebildet wird.
Ein Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung wurde im Hinblick auf diese Umstände erdacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerventil bereitzustellen, das in der Lage ist, die Änderung der Krümmung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselement infolge der Änderung der Vorsprunghöhe des Endabschnitts in Axialrichtung des zylindrischen Elements zu verringern und die Dichtung zwischen dem zylindrischen Dichtungselement und dem Ventilkörper zu verbessern.
Um die zuvor genannten Probleme lösen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgende Konfiguration.

(1) Ein Steuerventil gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung, in die eine Flüssigkeit von außen einströmt, und mit einer Auslassöffnung, durch die die Flüssigkeit, die in das Innere des Gehäuses eingeströmt ist, nach außen abgeführt wird, einen Ventilkörper, der drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist und der einen Umfangswandabschnitt aufweist, in dem eine Ventilöffnung ausgebildet ist, die eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite ermöglicht, und ein zylindrisches Dichtungselement, das einen Endabschnitt in einer Axialrichtung aufweist, der mit einer stromab gelegenen Seite der Auslassöffnung in Verbindung steht, und einen anderen Endabschnitt in der Axialrichtung ausweist, in dem eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts gleitend in Kontakt ist, an einer Position vorgesehen ist, an der mindestens ein Abschnitt einen Rotationsweg der Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt, wobei der andere Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements einen dicken Abschnitt aufweist, der dicker im Vergleich zu anderen Abschnitten in einem Bereich des anderen Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements ist, wobei eine Vorsprunghöhe in dem Steuerventil groß ist, wobei sich die Vorsprunghöhe in einer Richtung zum Umfangswandabschnitt kontinuierlich in einer Umfangsrichtung entlang einer Form der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts ändert. Gemäß dem zuvor angegebenen Aspekt (1) wird, wenn der andere Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements durch die Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts des Ventilkörpers verschlossen wird, ein Ausströmen der Flüssigkeit von der Innenseite des Ventilkörpers zur Auslassöffnung gesperrt. Wenn sich der Ventilkörper in dem zuvor beschriebenen Zustand dreht und der andere Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements mit der Ventilöffnung des Ventilkörpers in Verbindung steht (überlappt), strömt die Flüssigkeit von der Innenseite des Ventilkörpers durch die Auslassöffnung. Wenn der andere Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements durch die Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts des Ventilkörpers geschlossen wird, wirkt ein Druck der Flüssigkeit in dem Gehäuse an der Außenumfangsfläche des anderen Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements. Wenngleich der andere Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements eine Vorsprunghöhe hat, die sich in der Umfangsrichtung kontinuierlich ändert, wird ein Bereich, in dem die Vorsprunghöhe groß ist und in dem eine Krümmungsverformung wahrscheinlich ist, durch den dicken Abschnitt verstärkt. Daher wird in dem anderen Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements eine Änderung der Krümmung in der Umfangsrichtung, wenn ein Druck der Flüssigkeit in dem Gehäuse aufgenommen wird, verringert. Folglich wird die Bildung eines Zwischenraums zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche und dem Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers verhindert.
(2) Bei dem zuvor beschriebenen Aspekt (1) kann der dicke Abschnitt derart vorgesehen sein, dass er sich von einer Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements radial nach innen wölbt. Im Fall des zuvor beschriebenen Aspekts (2) kann ein Druck der Flüssigkeit in dem Gehäuse, der von der radial äußeren Seite des zylindrischen Dichtungselements wirkt, wirksam von der radial inneren Seite des zylindrischen Dichtungselements aufgenommen werden. Daher kann, wenn der zuvor angegebene Aspekt (2) angewendet wird, eine Änderung der Krümmung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements noch zuverlässiger verringert werden.
(3) Bei den zuvor beschriebenen Aspekten (1) oder (2) kann der dicke Abschnitt in einem Bereich vorgesehen sein, der eine Endfläche des anderen Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements nicht erreicht, und die Ventil-Gleitkontaktfläche kann so ausgebildet sein, dass sie eine im Wesentlichen konstante radiale Breite in der gesamten Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements aufweist. Im Fall des zuvor beschriebenen Aspekts (3) kann eine Veränderung des Flächendrucks in der Umfangsrichtung der Ventil-Gleitkontaktfläche ebenfalls verringert werden, während eine Änderung der Krümmung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements durch den dicken Abschnitt verringert werden kann. Daher kann, wenn diese Konfiguration verwendet wird, eine Abdichtung zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche des zylindrischen Dichtungselements und dem Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers weiter verbessert werden.
(4) Bei den zuvor beschriebenen Aspekten (1) oder (2) kann sich der dicke Abschnitt zu einer Endfläche des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements erstrecken, um einen Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche zu bilden, und ein gerader innerer Randabschnitt, der sich parallel zu einer Rotationsachse des Ventilkörpers erstreckt, kann durch den dicken Abschnitt an zwei Positionen an der Ventil-Gleitkontaktfläche gebildet sein, die einander in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements gegenüber liegen. Im Fall des zuvor beschriebenen Aspekts (4) steht, da ein Paar von geraden inneren Randabschnitten parallel zur Drehachse des Ventilkörpers an der Ventil-Gleitkontaktfläche durch die dicken Abschnitte vorgesehen ist, wenn der andere Endabschnitt des zylindrischen Dichtungselements mit der Ventilöffnung des Ventilkörpers gemäß einer Drehung des Ventilkörpers in Verbindung steht, es zunächst mit der Ventilöffnung an einem der geraden inneren Randabschnitte in Verbindung. Darüber hinaus steht, wenn der andere Endabschnitt des zylindrischen Dichtungselements nicht mehr in der Lage ist, infolge der Drehung in derselben Richtung des Ventilkörpers mit der Ventilöffnung des Ventilkörpers in Verbindung zu stehen, es schließlich mit der Ventilöffnung an dem anderen der geraden inneren Randabschnitte in Verbindung. Bei dem zuvor beschriebenen Aspekt (4) kann, da die geraden inneren Randabschnitte parallel zur Drehachse des Ventilkörpers an der Ventil-Gleitkontaktfläche vorgesehen sind, eine feste Verbindungs-Anfangsposition und Verbindungs-Endposition der Ventilöffnung aufgrund der geraden inneren Randabschnitte beibehalten werden. Daher kann, wenn der zuvor beschriebene Aspekt (4) verwendet wird, die Ausströmungs-Charakteristik einer Flüssigkeit stabilisiert werden.
(5) Bei einem der zuvor genannten Aspekte (1) bis (4) kann das zylindrische Dichtungselement folgendes umfassen: einen ersten zylindrischen Abschnitt, der an einer Endseite in der Axialrichtung angeordnet ist und der so eingerichtet ist, dass er mit der Auslassöffnung in Verbindung steht, und einen zweiten zylindrischen Abschnitt, der an der anderen Endseite in der Axialrichtung angeordnet ist und bei dem die Ventil-Gleitkontaktfläche in einem Endabschnitt in der Axialrichtung ausgebildet ist, wobei ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts so ausgebildet sein kann, dass er kleiner als ein Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts ist, und wobei der dicke Abschnitt an einer radial inneren Seite des zweiten zylindrischen Abschnitts vorgesehen sein kann. Im Fall des zuvor beschriebenen Aspekts (5) wird eine Durchflussmenge einer Flüssigkeit, die zu einer stromab gelegenen Seite der Auslassöffnung durch das zylindrische Dichtungselement ausströmt, durch den Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts des zylindrischen Dichtungselements, der einen relativ kleinen Innendurchmesser hat, bestimmt. Da der dicke Abschnitt an der radial inneren Seite des zweiten zylindrischen Abschnitts, der einen relativ großen Innendurchmesser hat, vorgesehen ist, beeinträchtigt der dicke Abschnitt die Durchflussmenge der Flüssigkeit, die zu einer stromab gelegenen Seite des Auslasses ausströmt, nicht. Daher kann, wenn der zuvor beschriebene Aspekt (5) verwendet wird, eine Durchflussmenge einer Flüssigkeit, die durch den Auslass ausströmt, in einfacher Weise festgelegt und reguliert werden. Bei dem Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung ist der dicke Abschnitt, der im Vergleich zu anderen Abschnitten dicker ist, in einem Bereich vorgesehen, in dem die Vorsprunghöhe an der Umfangswand des anderen Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements groß ist, so dass ein Bereich, der aller Wahrscheinlichkeit nach eine Krümmungsverformung erfährt, durch den dicken Abschnitt verstärkt wird. Daher kann gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Änderung der Krümmung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements infolge der Änderung der Vorsprunghöhe des Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements verringert werden. Folglich kann, wenn der Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine Abdichtung zwischen dem zylindrischen Dichtungselement und dem Ventilkörper verbessert werden.

Figurenliste

1 ist ein Blockschaltbild eines Kühlsystems gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerventils gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerventils gemäß der Ausführungsform.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 2.
5 ist eine vergrößerte Ansicht entlang der Linie V-V in 2.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts VI in 5.
7 ist eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Dichtungselements gemäß der Ausführungsform.
8 ist eine Ansicht einer Endfläche des zylindrischen Dichtungselements gemäß der Ausführungsform.
9 ist eine vergrößerte Ansicht ähnlich der 5, wenn ein zylindrisches Dichtungselement gemäß einer weiteren Ausführungsform verwendet wird.
10 ist eine perspektivische Ansicht des zylindrischen Dichtungselements gemäß der weiteren Ausführungsform.
11 ist eine Ansicht einer Endfläche des zylindrischen Dichtungselements gemäß der weiteren Ausführungsform.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, bei dem ein Steuerventil der vorliegenden Ausführungsform in einem Kühlsystem zum Kühlen eines Motors mit Kühlwasser verwendet wird. In jeder Ausführungsform werden dieselben Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, so dass eine wiederholte Beschreibung dieser entfällt.
[Kühlsystem]
1 ist ein Blockschaltbild eines Kühlsystems 1.
Wie in 1 dargestellt, ist das Kühlsystem 1 in einem Fahrzeug installiert, das mindestens einen Motor als eine Fahrzeugantriebsquelle hat. Als ein Fahrzeug kann ein Hybridfahrzeug, ein Plug-In Hybridfahrzeug oder dergleichen zusätzlich zu einem Fahrzeug mit nur einem Motor verwendet werden.
Das Kühlsystem 1 ist so eingerichtet, dass ein Motor 2 (ENG), eine Wasserpumpe 3 (W/P), ein Kühler 4 (RAD), ein Wärmetauscher 5 (H/EX), eine Heizeinrichtung 6 (HTR), ein Abgasrückführungs- bzw. AGR-Kühler 7 (AGR, engl. EGR), und ein Steuerventil 8 (EWV) über verschiedene Strömungsbahnen 10 bis 14 miteinander verbunden sind.
Die Wasserpumpe 3, der Motor 2, und das Steuerventil 8 sind der Reihe nach an der Hauptströmungsbahn 10 von der stromauf gelegenen Seite zur stromab gelegenen Seite verbunden. In der Hauptströmungsbahn 10 durchläuft das Kühlwasser (Flüssigkeit) der Reihe nach den Motor 2 und das Steuerventil 8 gemäß dem Betrieb der Wasserpumpe 3.
Eine Kühler-Strömungsbahn 11, eine Erwärmungs-Strömungsbahn 12, die Luftaufbereitungs-Strömungsbahn 13, und die AGR-Strömungsbahn 14 sind jeweils mit der Hauptströmungsbahn 10 verbunden. Die Kühler-Strömungsbahn 11, die Erwärmungs-Strömungsbahn 12, die Luftaufbereitungs-Strömungsbahn 13, und die AGR-Strömungsbahn 14 verbinden einen stromauf gelegenen Abschnitt der Wasserpumpe 3 in der Hauptströmungsbahn 10 und das Steuerventil 8 miteinander.
Der Kühler 4 ist mit der Kühler-Strömungsbahn 11 verbunden. In der Kühler-Strömungsbahn 11 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser und externer Luft in dem Kühler 4.
Ein Wärmetauscher 5 ist mit der Erwärmungs-Strömungsbahn 12 verbunden. Ein Motoröl wird durch eine Öl-Strömungsbahn 18 zwischen dem Wärmetauscher 5 und dem Motor 2 zirkuliert. In der Erwärmungs-Strömungsbahn 12 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser und dem Motoröl in dem Wärmetauscher 5. D. h. der Wärmetauscher 5 fungiert als ein Ölerwärmer, wenn eine Wassertemperatur höher als eine Öltemperatur ist, und erhitzt das Motoröl. Andererseits fungiert der Wärmetauscher 5 als ein Ölkühler, wenn die Wassertemperatur niedriger als die Öltemperatur ist, und kühlt das Motoröl.
Die Heizeinrichtung 6 ist mit der Luftaufbereitungs-Strömungsbahn 13 verbunden. Die Heizeinrichtung 6 kann z. B. in einem (nicht dargestellten) Kanal einer Luftaufbereitungsvorrichtung vorgesehen sein. In der Luftaufbereitungs-Strömungsbahn 13 erfolgt in der Heizeinrichtung 6 ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser und aufbereiteter Luft, die durch den Kanal strömt.
Der AGR-Kühler 7 ist mit der AGR-Strömungsbahn 14 verbunden. In der AGR-Strömungsbahn 14 erfolgt ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser und einem AGR-Gas in dem AGR-Kühler 7.
Bei dem zuvor beschriebenen Kühlsystem 1 strömt das Kühlwasser, das den Motor 2 in der Hauptströmungsbahn 10 durchlaufen hat, in das Steuerventil 8 und wird anschließend wahlweise auf die verschiedenen Strömungsbahnen 11 bis 14 durch den Betrieb des Steuerventils 8 verteilt. Somit kann ein vorzeitiger Temperaturanstieg und eine hohe Wassertemperatursteuerung (optimale Temperatur) realisiert werden, sodass eine Verbesserung bei der Kraftstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs erreicht werden kann.
<Steuerventil>
2 ist eine perspektivische Ansicht des Steuerventils 8. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerventils 8.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, umfasst das Steuerventil 8 im Wesentlichen ein Gehäuse 21, einen Ventilkörper 22 (3) und eine Antriebseinheit 23.
(Gehäuse)
Das Gehäuse 21 umfasst einen mit einem Boden versehenen zylindrischen Gehäuse-Hauptkörper 25 und einen Abdeckkörper 26, der eine Öffnung des Gehäuse-Hauptkörpers 25 verschließt. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung entlang einer Achse O1 des Gehäuses 21 vereinfacht als eine Gehäuse-Axialrichtung bezeichnet. In der Gehäuse-Axialrichtung wird eine Richtung hin zu einem unteren Wandabschnitt 32 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 in Bezug auf eine Gehäuseumfangswand 31 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 als eine erste Seite bezeichnet, und eine Richtung hin zu dem Abdeckkörper 26 in Bezug auf die Gehäuseumfangswand 31 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 wird als eine zweite Seite bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Richtung senkrecht zur Achse O1 als eine Gehäuse-Radialrichtung bezeichnet, und eine Richtung um die Achse O1 herum wird als eine Gehäuse-Umfangsrichtung bezeichnet.
Eine Mehrzahl von Montageteilen 33 ist an der Gehäuseumfangswand 31 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ausgebildet. Jedes der Montageteile 33 steht von der Gehäuseumfangswand 31 in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen vor. Das Steuerventil 8 ist in einem Motorraum z. B. unter Verwendung der jeweiligen Montageteile 33 befestigt. Darüber hinaus kann die Position, die Anzahl, usw. der jeweiligen Montageteile 33 in geeigneter Weise verändert werden.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 2.
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist ein Einströmanschluss 37, der sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt, in einem Abschnitt der Gehäuseumfangswand 31 ausgebildet, der sich an der zweiten Seite befindet. Eine Einlassöffnung 37a (4), die den Einströmanschluss 37 in der Gehäuse-Radialrichtung durchdringt, ist in dem Einströmanschluss 37 ausgebildet. Die Einlassöffnung 37a ermöglicht, dass die Innenseite und die Außenseite des Gehäuses 21 in Verbindung stehen. Die zuvor beschriebene Hauptströmungsbahn 10 (1) ist mit einer Öffnungs-Endfläche (einer äußeren Endfläche in der Gehäuse-Radialrichtung) des Einströmanschlusses 37 verbunden.
Wie in 4 dargestellt, ist in der Gehäuseumfangswand 31 ein Kühleranschluss 41, der sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt, an einer Position ausgebildet, die mit der Achse O1 dazwischen dem Einströmanschluss 37 in der Gehäuse-Radialrichtung gegenüber liegt. In dem Kühleranschluss 41 sind eine Fehleröffnung 41a und eine Kühler-Auslassöffnung 41b (Auslassöffnung) derart ausgebildet, dass sie in der Gehäuse-Axialrichtung ausgerichtet sind. Die Fehleröffnung 41a und die Kühler-Auslassöffnung 41b durchdringen jeweils den Kühleranschluss 41 in der Gehäuse-Radialrichtung. Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt die Fehleröffnung 41a der zuvor beschriebenen Einlassöffnung 37a in der Gehäuse-Radialrichtung gegenüber. Darüber hinaus ist die Kühler-Auslassöffnung 41b in der Gehäuse-Axialrichtung bezüglich der Fehleröffnung 41a an der ersten Seite angeordnet.
Ein Kühleranschlussstück 42 ist mit einer Öffnungs-Endfläche (einer äußeren Endfläche in der Gehäuse-Radialrichtung) des Kühleranschlusses 41 verbunden. Das Kühleranschlussstück 42 verbindet den Kühleranschluss 41 und den stromauf gelegenen Endabschnitt der Kühler-Strömungsbahn 11 (1) miteinander. Das Kühleranschlussstück 42 ist mit der Öffnungs-Endfläche des Kühleranschlusses 41 (z. B. mittels Vibrationsschweißen oder dergleichen) verschweißt.
Ein Thermostat 45 ist in der Fehleröffnung 41a vorgesehen. Das Thermostat 45 liegt der zuvor beschriebenen Einlassöffnung 37a in der Gehäuse-Radialrichtung gegenüber. Das Thermostat 45 öffnet und schließt die Fehleröffnung 41a entsprechend einer Temperatur des Kühlwassers, das in dem Gehäuse 21 strömt.
Eine AGR-Auslassöffnung 51 ist in einem Abschnitt des Abdeckkörpers 26 ausgebildet, der sich in der Gehäuse-Radialrichtung bezüglich der Achse O1 nahe dem Kühleranschluss 41 befindet. Die AGR-Auslassöffnung 51 durchdringt den Abdeckkörper 26 in der Gehäuse-Axialrichtung. Bei der vorliegenden Ausführungsform schneidet die AGR-Auslassöffnung 51 eine Öffnungsrichtung der (liegt senkrecht zur) Fehleröffnung 41a (Gehäuse-Radialrichtung). Darüber hinaus überlappt mindestens ein Abschnitt der AGR-Auslassöffnung 51 das Thermostat 45 in der Gehäuse-Axialrichtung von vorne betrachtet.
Ein AGR-Anschlussstück 52 ist an einem Öffnungsrand der AGR-Auslassöffnung 51 an dem Abdeckkörper 26 gebildet. Das AGR-Anschlussstück 52 ist in einer rohrförmigen Form ausgebildet, die sich in der Gehäuse-Radialrichtung zur zweiten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung nach außen erstreckt, und verbindet die AGR-Auslassöffnung 51 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt der zuvor beschriebenen AGR-Strömungsbahn 14 miteinander (1).
Wie in 3 gezeigt, ist ein Erwärmungsanschluss 56, der sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt, in einem Abschnitt der Gehäuseumfangswand 31 ausgebildet, der sich bezüglich des Kühleranschlusses 41 an der ersten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung befindet. Eine Erwärmungs-Auslassöffnung 56a (Auslassöffnung), die den Erwärmungsanschluss 56 in der Gehäuse-Radialrichtung durchdringt, ist in dem Erwärmungsanschluss 56 ausgebildet. Ein Erwärmungs-Anschlussstück 62 ist mit einer Öffnungs-Endfläche des Erwärmungsanschlusses 56 verbunden. Das Erwärmungs-Anschlussstück 62 verbindet den Erwärmungsanschluss 56 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt der zuvor beschriebenen Erwärmungs-Strömungsbahn 12 miteinander (1). Darüber hinaus ist das Erwärmungs-Anschlussstück 62 (z. B. durch Vibrationsschweißen oder dergleichen) mit der Öffnungs-Endfläche des Erwärmungsanschlusses 56 verschweißt.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist ein Luftaufbereitungsanschluss 66 an einer Position der Gehäuseumfangswand 31, die in der Gehäuse-Umfangsrichtung bezüglich des Erwärmungsanschlusses 56 um in etwa 180° versetzt ist, in der Gehäuse-Axialrichtung zwischen dem Kühleranschluss 41 und dem Erwärmungsanschluss 56 ausgebildet. Eine Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 66a (Auslassöffnung), die den Luftaufbereitungsanschluss 66 in der Gehäuse-Radialrichtung durchdringt, ist in dem Luftaufbereitungsanschluss 66 ausgebildet. Ein Luftaufbereitungs-Anschlussstück 68 ist mit einer Öffnungs-Endfläche des Luftaufbereitungsanschlusses 66 verbunden. Das Luftaufbereitungs-Anschlussstück 68 verbindet den Luftaufbereitungsanschluss 66 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt der zuvor beschriebenen Luftaufbereitungs-Strömungsbahn 13 miteinander (1). Darüber hinaus ist das Luftaufbereitungs-Anschlussstück 68 (z. B. durch Vibrationsschweißen oder dergleichen) mit der Öffnungs-Endfläche des Luftaufbereitungsanschlusses 66 verschweißt.
(Antriebseinheit)
Wie in 2 gezeigt, ist die Antriebseinheit 23 an dem unteren Wandabschnitt 32 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 angebracht. Bei der Antriebseinheit 23 sind ein Motor, ein Drehzahlminderungsmechanismus, eine Steuerkonsole und dergleichen (nicht dargestellt) in einem Vorrichtungsgehäuse untergebracht.
(Rotor)
Wie in den 3 und 4 gezeigt, ist der Ventilkörper 22 in dem Gehäuse 21 aufgenommen. Der Ventilkörper 22 ist in einer zylinderförmigen Form gebildet und ist koaxial mit der Achse O1 des Gehäuses 21 in dem Gehäuse 21 angeordnet. Der Ventilkörper 22 öffnet und schließt jede der Auslassöffnungen (die Kühler-Auslassöffnung 41b, die Erwärmungs-Auslassöffnung 56a, und die Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 66a) durch das Drehen um die Achse O1.
Wie in 4 dargestellt, ist der Ventilkörper 22 so eingerichtet, dass ein innerer Wellenabschnitt 73 in einem Rotor-Hauptkörper 72 durch Insert-Molding bzw. Umspritzen geformt ist. Der innere Wellenabschnitt 73 erstreckt sich koaxial mit der Achse O1.
Ein Erstseiten-Endabschnitt des inneren Wellenabschnitts 73 erstreckt sich durch den unteren Wandabschnitt 32 in der Gehäuse-Axialrichtung durch eine Durchgangsöffnung (Umgebungsöffnung) 32a, die in dem unteren Wandabschnitt 32 ausgebildet ist. Der Erstseiten-Endabschnitt des inneren Wellenabschnitts 73 ist durch eine erste Lagerbuchse (erstes Lager) 78, die in dem zuvor beschriebenen unteren Wandabschnitt 32 vorgesehen ist, drehbar gelagert.
Im Speziellen ist eine erste Wellenaufnahmewand 79 in dem unteren Wandabschnitt 32 in Richtung zur zweiten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung ausgebildet. Die erste Wellenaufnahmewand 79 umgibt die zuvor beschriebene Durchgangsöffnung 32a. Die zuvor beschriebene erste Lagerbuchse 78 ist in die erste Wellenaufnahmewand 79 eingesetzt.
Ein Verbindungsabschnitt 73a ist an einem Abschnitt des inneren Wellenabschnitts 73 ausgebildet, der sich bezüglich der ersten Lagerbuchse 78 an der ersten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung befindet (ein Abschnitt, der sich an einer Außenseite des unteren Wandabschnitts 32 befindet). Der Verbindungsabschnitt 73a ist mit der zuvor beschriebenen Antriebseinheit 23 außerhalb des Gehäuses 21 verbunden.
Folglich wird eine Energie der Antriebseinheit 23 auf den inneren Wellenabschnitt 73 übertragen.
Ein Zweitseiten-Endabschnitt des inneren Wellenabschnitts 73 ist durch eine zweite Lagerbuchse (zweites Lager) 84, die in dem zuvor beschriebenen Abdeckkörper 26 vorgesehen ist, drehbar gelagert. Im Speziellen ist eine zweite Wellenaufnahmewand 86 an dem Abdeckkörper 26 in Richtung zur ersten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung ausgebildet. Die zweite Wellenaufnahmewand 86 umgibt die Achse O1 an einer Innenseite der zuvor beschriebenen AGR-Auslassöffnung 51 in der Gehäuse-Radialrichtung. Die zuvor beschriebene zweite Lagerbuchse 84 ist in die zweite Wellenaufnahmewand 86 eingesetzt.
Der Rotor-Hauptkörper 72 umgibt den Umfang des zuvor beschriebenen inneren Wellenabschnitts 73. Der Rotor-Hauptkörper 72 umfasst einen äußeren Wellenabschnitt 81, der den inneren Wellenabschnitt 73 umhüllt, einen Umfangswandabschnitt 82, der den äußeren Wellenabschnitt 81 umgibt, und einen Speichenabschnitt 83, der den äußeren Wellenabschnitt 81 und den Umfangswandabschnitt 82 verbindet.
Der äußere Wellenabschnitt 81 umgibt den Umfang des inneren Wellenabschnitts 73 um den gesamten Außenumfang in einem Zustand, in dem beide Endabschnitte des inneren Wellenabschnitts 73 in der Gehäuse-Axialrichtung freiliegen. Bei der vorliegenden Ausführungsform bilden der äußere Wellenabschnitt 81 und der innere Wellenabschnitt 73 eine Drehwelle 85 des Ventilkörpers 22.
In der zuvor beschriebenen ersten Wellenaufnahmewand 79 ist ein erster Dichtungsring 87 in einem Abschnitt vorgesehen, der sich bezüglich der ersten Lagerbuchse 78 auf der zweiten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung befindet. Der erste Dichtungsring 87 schafft eine Abdichtung zwischen einer Innenumfangsfläche der ersten Wellenaufnahmewand 79 und einer Außenumfangsfläche der Drehwelle 85 (äußerer Wellenabschnitt 81). In der ersten Wellenaufnahmewand 79 ist ein Abschnitt, der sich in der Gehäuse-Axialrichtung an der ersten Seite des ersten Dichtungsrings 87 befindet, über die Durchgangsöffnung 32a zur Umgebung offen.
Auf der anderen Seite ist in der zuvor beschriebenen zweiten Wellenaufnahmewand 86 ein zweiter Dichtungsring 88 in einem Abschnitt vorgesehen, der sich bezüglich der zweiten Lagerbuchse 84 auf der ersten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung befindet. Der zweite Dichtungsring 88 schafft eine Abdichtung zwischen einer Innenumfangsfläche der zweiten Wellenaufnahmewand 86 und der Außenumfangsfläche der Drehwelle 85 (äußerer Wellenabschnitt 81). Eine Durchgangsöffnung (Umgebungsöffnung) 98, die sich durch den Abdeckkörper 26 in der Gehäuse-Axialrichtung erstreckt, ist in dem Abdeckkörper 26 ausgebildet.
Der Umfangswandabschnitt 82 des Ventilkörpers 22 ist koaxial mit der Achse O1 angeordnet. In dem Gehäuse 21 ist der Umfangswandabschnitt 82 in einem Abschnitt vorgesehen, der sich bezüglich der Einlassöffnung 37a an der ersten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung befindet. Im Speziellen ist der Umfangswandabschnitt 82 in einem Abschnitt vorgesehen, der die Fehleröffnung 41a meidet und der sich über der Kühler-Auslassöffnung 41b, der Erwärmungs-Auslassöffnung 56a, und der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 66a in der Gehäuse-Axialrichtung erstreckt. Eine Innenseite des Umfangswandabschnitts 82 bildet eine Strömungsbahn 91, durch die das Kühlwasser, das in das Gehäuse 21 durch die Einlassöffnung 37a geströmt ist, in der Gehäuse-Axialrichtung strömt. Auf der anderen Seite bildet in dem Gehäuse 21 ein Abschnitt, der sich in der Gehäuse-Axialrichtung an der zweiten Seite bezüglich des Umfangswandabschnitts 82 befindet, eine Verbindungs-Strömungsbahn 92, die mit der Strömungsbahn 91 in Verbindung steht. Ein Zwischenraum C2 ist in der Gehäuse-Axialrichtung zwischen der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 und einer Innenumfangsfläche der Gehäuseumfangswand 31 vorgesehen.
Eine Ventilöffnung 95, die den Umfangswandabschnitt 82 in der Gehäuse-Radialrichtung durchdringt, ist an derselben Position in der Gehäuse-Axialrichtung wie die zuvor beschriebene Kühler-Auslassöffnung 41b in dem Umfangswandabschnitt 82 ausgebildet. Wenn mindestens ein Abschnitt der Ventilöffnung 95 ein zylindrisches Dichtungselement 131, das in die Kühler-Auslassöffnung 41b eingesetzt ist, bei Betrachtung in der Gehäuse-Radialrichtung überlappt, stehen die Innenseite des Umfangswandabschnitts 82 (Strömungsbahn 91) und die Kühler-Auslassöffnung 41b miteinander über die Ventilöffnung 95 in Verbindung.
Eine weitere Ventilöffnung 96, die den Umfangswandabschnitt 82 in der Gehäuse-Radialrichtung durchdringt, ist in der Gehäuse-Axialrichtung an derselben Position wie die zuvor beschriebene Erwärmungs-Auslassöffnung 56a in dem Umfangswandabschnitt 82 ausgebildet. Wenn mindestens ein Abschnitt der Ventilöffnung 96 das zylindrische Dichtungselement 131, das in die die Erwärmungs-Auslassöffnung 56a eingesetzt ist, bei Betrachtung in der Gehäuse-Radialrichtung überlappt, stehen die Innenseite des Umfangswandabschnitts 82 (Strömungsbahn 91) und die Erwärmungs-Auslassöffnung 56a über die Ventilöffnung 96 miteinander in Verbindung.
Eine weitere Ventilöffnung 97, die den Umfangswandabschnitt 82 in der Gehäuse Radialrichtung durchdringt, ist an derselben Position in der Gehäuse-Axialrichtung wie die zuvor beschriebene Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 66a in dem Umfangswandabschnitt 82 ausgebildet. Wenn mindestens ein Abschnitt der Ventilöffnung 97 das zylindrische Dichtungselement 131, das in die Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 66a eingesetzt ist, bei Betrachtung in der Gehäuse-Radialrichtung überlappt, stehen die Innenseite des Umfangswandabschnitts 82 (Strömungsbahn 91) und die Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 66a über die Ventilöffnung 97 miteinander in Verbindung.
Der Ventilkörper 22 schaltet zwischen Verbinden und Sperren zwischen den Ventilöffnungen 95, 96 und 97 und den entsprechenden Auslassöffnungen 41b, 56a, und 66a um, wenn sich der Ventilkörper 22 um die Achse O1 dreht. Darüber hinaus können Verbindungsmuster zwischen den Ventilöffnungen 95, 96 und 97 und den Auslassöffnungen 41b, 56a, und 66a in geeigneter Weise festgelegt werden.
Nachfolgend werden Details eines Abschnitts beschrieben, der den Erwärmungsanschluss 56 mit dem Erwärmungsanschlussstück 62 verbindet. Da ein Abschnitt, der den Kühleranschluss 41 mit dem Kühleranschlussstück 42, und ein Abschnitt, der den Luftaufbereitungsanschluss 66 mit dem Luftaufbereitungsanschlussstück 68 verbindet, denselben Aufbau wie der Abschnitt, der den Erwärmungsanschluss 56 mit dem Erwärmungsanschlussstück 62 verbindet, haben, wird auf die Beschreibung davon verzichtet.
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Line V-V in 2. In der folgenden Beschreibung wird in einigen Fällen eine Richtung entlang einer Achse O2 der Erwärmungs-Auslassöffnung 56a als eine Anschluss-Axialrichtung (erste Richtung) bezeichnet. In diesem Fall wird in der Anschluss-Axialrichtung eine Richtung zur Achse O1 bezüglich des Erwärmungsanschlusses 56 als eine Innenseite bezeichnet, und eine Richtung weg von der Achse O1 bezüglich des Erwärmungsanschlusses 56 als eine Außenseite bezeichnet. Des Weiteren werden in einigen Fällen eine Richtung senkrecht zur Achse O2 als eine Anschluss-Radialrichtung (zweite Richtung) und eine Richtung um die Achse O2 als eine Anschluss-Umfangsrichtung bezeichnet.
Wie in 5 gezeigt, umfasst der Erwärmungsanschluss 56 einen zylindrischen Dichtungsabschnitt 101, der sich in der Anschluss-Axialrichtung erstreckt, und einen Öffnungs-Flanschabschnitt 102, der in der Anschluss-Radialrichtung von dem zylindrischen Dichtungsabschnitt 101 vorsteht. Eine Innenseite des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 bildet die zuvor beschriebene Erwärmungs-Auslassöffnung 56a (Auslassöffnung). Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Innendurchmesser des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 gleichmäßig in einem Bereich festgelegt, der einen äußeren Endabschnitt in der Anschluss-Axialrichtung ausschließt.
Eine Umfangswand 105, die in der Anschluss-Axialrichtung vorsteht, ist an einem Außenumfangsabschnitt des Anschluss-Flanschabschnitts 102 ausgebildet. Die Umfangswand 105 ist über den gesamten Umfang des Anschluss-Flanschabschnitts 102 ausgebildet. In dem Anschluss-Flanschabschnitt 102 ist ein Anschluss-Verbindungsabschnitt 106, der in der Anschluss-Axialrichtung vorsteht, in einem Abschnitt ausgebildet, der sich an einer Innenseite bezüglich der Umfangswand 105 in der Anschluss-Radialrichtung befindet.
Der Anschluss-Verbindungsabschnitt 106 ist über den gesamten Umfang des Anschluss-Flanschabschnitts 102 ausgebildet.
Das Erwärmungsanschlussstück 62 umfasst einen zylindrischen Anschlussstückabschnitt 110, der koaxial mit der Achse O2 angeordnet ist, und einen Anschlussstück-Flanschabschnitt 111, der in der Anschluss-Radialrichtung von einem inneren Endabschnitt in der Anschluss-Axialrichtung des zylindrischen Anschlussstückabschnitts 110 nach außen vorsteht.
Der Anschlussstück-Flanschabschnitt 111 ist in einer ringförmigen Form ausgebildet, wobei ein Außendurchmesser davon gleich dem des Anschluss-Flanschabschnitts 102 ist und wobei ein Innendurchmesser davon größer als ein Außendurchmesser des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 ist. Ein Anschlussstück-Verbindungsabschnitt 113, der in der Anschluss-Axialrichtung nach innen vorsteht, ist in einem Innenumfangsabschnitt des Anschlussstück-Flanschabschnitts 111 ausgebildet. Der Anschlussstück-Verbindungsabschnitt 113 ist dem Anschluss-Verbindungsabschnitt 106 in der Anschluss-Axialrichtung zugewandt.
Der Erwärmungsanschluss 56 und das Erwärmungsanschlussstück 62 sind miteinander durch Vibrationsschweißen zwischen den gegenüber liegenden Flächen des Anschluss-Verbindungsabschnitts 106 und des Anschlussstück-Verbindungsabschnitts 113 verbunden.
Der zylindrische Anschlussstückabschnitt 110 erstreckt sich in der Anschluss-Axialrichtung von einem Innenumfangsrand des Anschlussstück-Flanschabschnitts 111 nach außen. Der zylindrische Anschlussabschnitt 110 ist in einer mehrstufigen zylindrischen Form ausgebildet, die im Durchmesser stufenartig in Richtung zu einer Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung abnimmt. Im Speziellen sind in dem zylindrischen Anschlussstückabschnitt 110 ein Großdurchmesserabschnitt 121, ein Mitteldurchmesserabschnitt 122, und ein Kleindurchmesserabschnitt 123 nacheinander zur Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung durchgehend vorgesehen.
Der Großdurchmesserabschnitt 121 umgibt den zylindrischen Dichtungsabschnitt 101 in einem Zustand, in dem ein Abstand an einer Außenseite in der Anschluss-Radialrichtung bezüglich des zuvor beschriebenen zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 vorhanden ist. Der Mitteldurchmesserabschnitt 122 liegt dem zylindrischen Dichtungsabschnitt 101 mit einem Zwischenraum Q1 in der Anschluss-Axialrichtung gegenüber.
Ein Dichtungsmechanismus 130 ist in einem Abschnitt vorgesehen, der von dem Erwärmungsanschluss 56 und dem Erwärmungsanschlussstück 62 umgeben ist. Der Dichtungsmechanismus 130 umfasst das zylindrische Dichtungselement 131, ein Vorspannelement 132, einen Dichtungsring 133, und eine Halterung 134. Darüber hinaus sind, wie in 3 dargestellt, Dichtungsmechanismen 130 mit derselben Konfiguration wie der Dichtungsmechanismus 130, der in dem Erwärmungsanschluss 56 vorgesehen ist, auch in dem zuvor beschriebenen Kühleranschluss 41 und dem Luftaufbereitungsanschluss 66 vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Dichtungsmechanismen 130, die in dem Kühleranschluss 41 und dem Luftaufbereitungsanschluss 66 vorgesehen sind, mit denselben Bezugszeichen wie der in dem Erwärmungsanschluss 56 vorgesehene Dichtungsmechanismus 130 bezeichnet, so dass deren Beschreibung entfällt.
Wie in 5 dargestellt, ist das zylindrische Dichtungselement 131 in die Erwärmungs-Auslassöffnung 56a eingesetzt. Das zylindrische Dichtungselement 131 hat eine Umfangswand, die sich koaxial mit der Achse O2 erstreckt. Die Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements 131 ist in einer mehrstufigen zylindrischen Form gebildet, die im Außendurchmesser stufenweise zur Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung abnimmt. Im Speziellen umfasst die Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements 131 einen ersten zylindrischen Abschnitt 142, der an einer Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung (eine Endseite in der Axialrichtung) angeordnet ist, um mit einer stromab gelegenen Seite der Erwärmungs-Auslassöffnung 56a in Verbindung zu stehen, und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 141, der an einer Innenseite in der Anschluss-Axialrichtung (die andere Endseite in der Axialrichtung) angeordnet ist und einen größeren Innendurchmesser und Außendurchmesser als der erste zylindrische Abschnitt 142 hat.
Der zweite zylindrische Abschnitt 141 mit großem Durchmesser des zylindrischen Dichtungselements 131 ist gleitend in eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 eingesetzt. Eine innere Endfläche in der Anschluss-Axialrichtung des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 bildet eine Ventil-Gleitkontaktfläche 141a, die mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22 gleitend in Kontakt steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a eine gekrümmte Fläche, die so ausgebildet ist, dass sie einem Krümmungsradius der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 folgt.
Eine Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 142 ist mit einer Außenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 über eine gestufte Fläche 143 durchgängig vorgesehen. Die gestufte Fläche 143 ist in der Anschluss-Radialrichtung nach außen geneigt, wenn sie nach innen in der Anschluss-Axialrichtung verläuft, und erstreckt sich anschließend weiter in der Anschluss-Radialrichtung nach außen. Daher ist ein Dichtungszwischenraum Q2 in der Anschluss-Radialrichtung zwischen der Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 142 mit kleinem Durchmesser und der Innenumfangsfläche des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 vorhanden.
Eine äußere Endfläche in der Anschluss-Axialrichtung des ersten zylindrischen Abschnitts 142 (nachfolgend als „Sitzfläche 142a“ bezeichnet) ist eine ebene Fläche senkrecht zur Anschluss-Axialrichtung. Die Sitzfläche 142a des ersten zylindrischen Abschnitts 142 ist an derselben Position wie eine äußere Endfläche des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 in der Anschluss-Axialrichtung angeordnet. Weiterhin ist das zylindrische Dichtungselement 131 von dem Erwärmungsanschlussstück 62 in der Anschluss-Radialrichtung und der Anschluss-Axialrichtung getrennt.
Das Vorspannelement 132 ist zwischen der Sitzfläche 142a des zylindrischen Dichtungselements 131 und einer inneren Endfläche in der Anschluss-Axialrichtung des Kleindurchmesserabschnitts 123 des Erwärmungsanschlussstücks 62 angeordnet. Das Vorspannelement 132 kann z. B. eine Wellenfeder sein. Das Vorspannelement 132 spannt das zylindrische Dichtungselement 131 in der Anschluss-Axialrichtung (in Richtung zum Umfangswandabschnitt 82) nach innen vor.
Der Dichtungsring 133 kann z. B. eine Y-Dichtung sein. Der Dichtungsring 133 ist außen auf den ersten zylindrischen Abschnitt 142 des zylindrischen Dichtungselements 131 aufgesetzt, wobei eine Öffnung (gabelförmiger Abschnitt) davon in der Anschluss-Axialrichtung nach innen weist. Im Speziellen sind in einem Zustand, in dem der Dichtungsring 133 in dem zuvor beschriebenen Dichtungszwischenraum Q2 angeordnet ist, die distalen Endabschnitt des gabelförmigen Abschnitts des Dichtungsrings 133 in engem gleitenden Kontakt mit der Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 142 bzw. mit der Innenumfangsfläche des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101. Darüber hinaus wird in den Dichtungszwischenraum Q2 ein Fluiddruck des Gehäuses 21 in einen inneren Bereich in der Anschluss-Axialrichtung bezüglich des Dichtungsrings 133 durch einen Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 141 des zylindrischen Dichtungselements 131 eingeleitet. Die gestufte Fläche 143 ist in einer Richtung gegenüber liegend von der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zylindrischen Dichtungselements 131 in der Anschluss-Axialrichtung gebildet. Die gestufte Fläche 143 bildet eine druckaufnehmende Fläche, die einen Fluiddruck des Kühlwassers in dem Gehäuse 21 aufnimmt und in der Anschluss-Axialrichtung nach innen gedrückt wird.
6 ist eine vergrößerte Ansicht eines VI-Abschnitts in 5.
Vorliegend sind bei dem zylindrischen Dichtungselement 131 ein Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 143 und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a so gewählt, dass die folgenden Ausdrücke (1) und (2) erfüllt sind. $S 1 < S 2 \leq S 1 / k$
$α \leq k < 1$

k: ist eine Druckminderungskonstante des Kühlwassers, das durch einen winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a und dem Umfangswandabschnitt 82 des Ventilkörpers 22 strömt
α: ist ein unterer Grenzwert für die Druckminderungskonstante, der durch die physikalischen Eigenschaften von Kühlwasser bestimmt wird.

Des Weiteren beziehen sich der Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 143 und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a auf Bereiche, wenn diese in der Anschluss-Axialrichtung projiziert werden.
α im Ausdruck (2) gibt einen Standardwert der Druckminderungskonstante an, der durch die Art des Kühlwassers, einer Verwendungsumgebung (wie etwa der Temperatur) oder dergleichen bestimmt wird. Z. B. ist in dem Fall, bei dem Wasser unter normalen Anwendungsbedingungen verwendet wird, α=1/2 erfüllt. Wenn sich die physikalischen Eigenschaften des zu verwendenden Kühlwassers verändern, ändert es sich zu α=1/3 oder dergleichen.
Darüber hinaus wird, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a mit dem Umfangswandabschnitt 82 von einem äußeren Endrand zu einem inneren Endrand gleichmäßig in Kontakt steht, die Druckminderungskonstante k im Ausdruck (2) zu α (z. B. ½), der dem Standardwert der Druckminderungskonstante entspricht. Jedoch kann der Zwischenraum (Anlagespalt) zwischen dem Außenumfangsabschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a und dem Umfangswandabschnitt 82 bezüglich des Innenumfangsabschnitts der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a aufgrund von Herstellungs- oder Montagefehlern oder dergleichen des zylindrischen Dichtungselements 131 geringfügig vergrößert sein. In diesem Fall nähert sich die Druckminderungskonstante k im Ausdruck (2) schrittweise k=1 an.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Beziehung zwischen dem Flächenbereich S1 der jeweiligen gestuften Fläche 143 und dem Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a durch die Ausdrücke (1) und (2) bestimmt, und zwar unter der Vorrausetzung, dass ein winziger Zwischenraum vorhanden ist, um ein Gleiten zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zylindrischen Dichtungselements 131 und der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 zu ermöglichen
D. h. dass, wie zuvor beschrieben, ein Druck des Kühlwassers in dem Gehäuse 21 an der gestuften Fläche 143 des zylindrischen Dichtungselements 131 so wie er ist wirkt. Andererseits wirkt ein Druck des Kühlwassers in dem Gehäuse 21 nicht an der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a so wie er ist. Im Speziellen wirkt der Druck des Kühlwassers während damit einhergehend eine Druckminderung erfolgt, wenn das Kühlwasser von dem äußeren Endrand in Richtung zu dem inneren Endrand in der Anschluss-Radialrichtung durch einen winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a und dem Umfangswandabschnitt 82 strömt. Zu diesem Zeitpunkt versucht der Druck des Kühlwassers das zylindrische Dichtungselement 131 in der Anschluss-Axialrichtung nach außen zu drücken während sich der Druck des Kühlwassers schrittweise nach innen in der Anschluss-Radialrichtung verringert.
Folglich wirkt eine Kraft, die durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S1 der gestuften Fläche 143 mit einem Druck P in dem Gehäuse 21 erhalten wird, an der gestuften Fläche 143 des zylindrischen Dichtungselements 131 so wie sie ist. Andererseits wirkt eine Kraft, die durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a mit dem Druck P in dem Gehäuse 21 und der Druckminderungskonstante k erhalten wird, an der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zylindrischen Dichtungselements 131.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform sind, wie klar aus dem Ausdruck (1) hervorgeht, die Flächenbereiche S1 und S2 so gewählt, dass k x S2 ≤ S1 erfüllt ist. Entsprechend ist eine Beziehung P x k x S2 ≤ P x S1 ebenfalls erfüllt.
Folglich vergrößert sich eine Kraft F1 (F1=P x S1) in einer Andruckrichtung, die an der gestuften Fläche 143 des zylindrischen Dichtungselements 11 wirkt, so dass sie gleich oder größer als eine Kraft F2 (F2 = P x k x S2) in einer Hubrichtung ist, die an der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zylindrischen Dichtungselements 131 wirkt. Daher kann bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform ein Raum zwischen dem zylindrischen Dichtungselement 131 und dem Umfangswandabschnitt 82 nur durch die Beziehung eines Drucks des Kühlwassers in dem Gehäuse 21 abgedichtet werden.
Andererseits ist bei der vorliegenden Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, der Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 143 des zylindrischen Dichtungselements 131 kleiner als der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a. Daher kann selbst dann, wenn ein Druck des Kühlwassers in dem Gehäuse 21 zunimmt, verhindert werden, dass die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zylindrischen Dichtungselements 131 mit einer überhöhten Kraft gegen den Umfangswandabschnitt 82 gedrückt wird. Folglich kann, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Zunahme der Größe und der Ausgangsleistung der Antriebseinheit 23 zum drehenden Antreiben des Ventilkörpers 22 vermieden werden, und darüber hinaus eine Abrasion des zylindrischen Dichtungselements 131 und der Lagerbuchsen 78 und 84 (4) zu einem frühen Zeitpunkt unterdrückt werden.
Wie zuvor beschrieben, ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a so gewählt, dass er größer als der Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 143 in einem Bereich ist, in dem die Kraft, die in der Anschluss-Axialrichtung nach innen drückt, um an dem zylindrischen Dichtungselement 131 zu wirken, nicht geringer als die Kraft ist, die in der Anschluss-Radialrichtung nach außen wirkt, um an dem zylindrischen Dichtungselement 131 zu wirken. Daher kann der Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Dichtungselement 131 und dem Umfangswandabschnitt 82 abgedichtet werden während das Andrücken des zylindrischen Dichtungselements 131 gegen den Umfangswandabschnitt 82 mit einer überhöhten Kraft unterdrückt wird.
Die zuvor beschriebene Halterung 134 ist so eingerichtet, dass sie in der Anschluss-Axialrichtung bezüglich des Erwärmungsanschlusses 56 und des ErwärmungsAnschlussstücks 62 in dem Zwischenraum Q1 beweglich ist. Darüber hinaus ist die Halterung 134 so angeordnet, dass sie in der Anschluss-Axialrichtung von dem Erwärmungsanschluss 56 und/oder von dem Erwärmungs-Anschlussstück 62 getrennt werden kann. Die Halterung 134 umfasst einen zylindrischen Halteabschnitt 151, einen Halterungs-Flanschabschnitt 152, und einen Begrenzungsabschnitt 153.
Der zylindrische Halteabschnitt 151 erstreckt sich in der Anschluss-Axialrichtung. Der zylindrische Halteabschnitt 151 ist in den Dichtungs-Zwischenraum Q2 von der Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung eingesetzt. Ein unterer Abschnitt des zuvor beschriebenen Dichtungsrings 133 kann mit einer inneren Endfläche in der Anschluss-Axialrichtung des zylindrischen Halteabschnitts 151 in Kontakt gebracht werden. D. h. der zylindrische Halteabschnitt 151 begrenzt eine Bewegung des Dichtungsrings 133 in der Anschluss-Radialrichtung nach außen.
Der Halterungs-Flanschabschnitt 152 steht von einem äußeren Endabschnitt in der Anschluss-Axialrichtung des zylindrischen Halteabschnitts 151 nach außen vor. Der Halterungs-Flanschabschnitt 152 ist in dem Zwischenraum Q1 zwischen der äußeren Endfläche in der Anschluss-Axialrichtung des zylindrischen Dichtungsabschnitts 101 und einer inneren Endfläche in der Anschluss-Axialrichtung des Mitteldurchmesserabschnitts 122 angeordnet. Eine Bewegung der Halterung 134 in der Anschluss-Axialrichtung nach innen wird durch den zylindrischen Dichtungsabschnitt 101 begrenzt, und eine Bewegung der Halterung 134 in der Anschluss-Axialrichtung nach außen wird durch den Mitteldurchmesserabschnitt 122 begrenzt.
Der Begrenzungsabschnitt 153 ist so ausgebildet, dass er in einer zylindrischen Form in der Anschluss-Axialrichtung von einem Innenumfangsabschnitt des zylindrischen Halteabschnitts 151 vorsteht. Der Begrenzungsabschnitt 153 begrenzt eine Bewegung des Vorspannelements 132 in der Anschluss-Radialrichtung zusammen mit dem zylindrischen Halteabschnitt 151.
[Details des zylindrischen Dichtungselements]
7 ist eine perspektivische Ansicht des zylindrischen Dichtungselements 131 bei Betrachtung, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a nach oben weist. 8 ist eine Endflächen-Ansicht des zylindrischen Dichtungselements 131 bei Betrachtung von der Seite der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a aus. Weiterhin ist in 8 die Ventilöffnung 96 (95, 97) des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Das zylindrische Dichtungselement 131 umfasst den ersten zylindrischen Abschnitt 142 und den zweiten zylindrischen Abschnitt 141, dessen Außendurchmesser größer als der des ersten zylindrischen Abschnitts 142 ist, wobei die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a, die mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22 gleitend in Kontakt steht, in einem Endabschnitt in der Axialrichtung (dem anderen Endabschnitt in der Axialrichtung) des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen ist. Die gestufte Fläche 143 ist zwischen der Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 142 und der Außenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 142 so angepasst, dass er kleiner als ein Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 ist. Eine gestufte Fläche 44 ist zwischen einer Innenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 142 und einer Innenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen.
In einer Umfangswand des axialen Endabschnitts (Innenseite in der Anschluss-Axialrichtung) des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 ändert sich eine Vorsprunghöhe in einer Richtung zum Umfangswandabschnitt 82 kontinuierlich in der Umfangsrichtung entlang einer Form der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22. In anderen Worten: Die Vorsprunghöhe der Umfangswand des axialen Endabschnitts des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 ändert sich kontinuierlich, so dass die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22 in Flächenkontakt steht. Der Endabschnitt in der Axialrichtung des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 hat eine geringste Vorsprunghöhe in einem Bereich, der sich an einer äußersten Seite bezüglich einer Richtung entlang der Achse O1 (Rotationsachse des Ventilkörpers 22) befindet, und eine größte Vorsprunghöhe in einem Bereich, der sich an einer äußersten Seite bezüglich einer Richtung senkrecht zur Achse O1 (Richtung entlang einer Drehrichtung des Ventilkörpers 22) befindet. Des Weiteren bezieht sich das Bezugszeichen C1 in 8 auf eine Mittellinie, die einen Mittelpunkt der Ventilöffnung 96 (95, 97) in der Richtung der Achse O1 des Ventilkörpers 22 darstellt.
In dem zylindrischen Dichtungselement 131 ist ein dicker Abschnitt 55 in zwei Bereichen (zwei Bereiche mit einem Abschnitt, an dem die Vorsprunghöhe in Richtung des Ventilkörpers 22 maximal ist) der Umfangswand des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen, an denen die Vorsprunghöhe in einer Richtung zum Umfangswandabschnitt 82 des Ventilkörpers 22 (nachfolgend als „Vorsprunghöhe in Richtung des Ventilkörpers 22“ bezeichnet) groß ist. Jeder der dicken Abschnitte 55 ist derart vorgesehen, dass er sich von einem Innenumfangsabschnitt des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 radial nach innen wölbt.
Wie in 8 dargestellt, sind die dicken Abschnitte 55 an den beiden Positionen so ausgebildet, dass sie zueinander parallel sind, wenn das zylindrische Dichtungselement 131 in der Axialrichtung (Anschluss-Axialrichtung) betrachtet wird. An einer radial inneren Seite des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 werden durch die dicken Abschnitte 55 gerade Innenrandabschnitte gebildet. Im Fall der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abschnitt, in dem der dicke Abschnitt 55 der dickste ist, in einem Abschnitt angeordnet, in dem die Vorsprunghöhe des Endabschnitts des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 am größten ist.
Darüber hinaus ist der dicke Abschnitt 55 vorzugsweise so ausgebildet, dass er nicht von dem Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 142 radial nach innen vorsteht.
Des Weiteren erstreckt sich, während der dicke Abschnitt 55 so ausgebildet ist, dass er sich von der Innenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 radial nach innen wölbt, der dicke Abschnitt 55 von einem Abschnitt der gestuften Fläche 44 zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 142 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 141 zu einem Bereich, der die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 (Endfläche des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements 131 in der Axialrichtung) nicht erreicht. Die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a, die an der Endfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 an der Seite des Ventilkörpers 22 ausgebildet ist, ist derart ausgebildet, dass sie eine im Wesentlichen konstante radiale Breite über die gesamte Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 hat.
[Betriebsverfahren des Steuerventils]
Im Folgenden wird ein Betriebsverfahren des zuvor beschriebenen Steuerventils 8 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, wird in der Hauptströmungsbahn 10 Kühlwasser, das durch die Wasserpumpe 3 abgegeben wird, einem Wärmetauschvorgang an dem Motor 2 unterzogen und strömt anschließend zum Steuerventil 8. Wie in 4 dargestellt, strömt das Kühlwasser, das den Motor 2 in der Hauptströmungsbahn 10 durchlaufen hat, in die Verbindungs-Strömungsbahn 92 in dem Gehäuse 21 durch die Einlassöffnung 37a.
Von dem Kühlwasser, welches in die Verbindungs-Strömungsbahn 92 geströmt ist, strömt ein Teil des Kühlwassers in die AGR-Auslassöffnung 51. Das Kühlwasser, welches in die AGR-Auslassöffnung 51 geströmt ist, wird der AGR-Strömungsbahn 14 durch das AGR-Anschlussstück 52 zugeführt. Das Kühlwasser, welches der AGR-Strömungsbahn 14 zugeführt wurde, wird zur Hauptströmungsbahn 10 zurückgeführt, nachdem ein Wärmetauschvorgang zwischen dem Kühlwasser und einem AGR-Gas in dem AGR-Kühler 7 erfolgt ist.
Andererseits strömt von dem Kühlwasser, das in die Verbindungs-Strömungsbahn 92 geströmt ist, Kühlwasser, das nicht in die AGR-Auslassöffnung 51 geströmt ist, in die Strömungsbahn 91 von der zweiten Seite in der Gehäuse-Axialrichtung. Das Kühlwasser, das in die Strömungsbahn 91 geströmt ist, wird in dem Strömungsvorgang in der Strömungsbahn 91 in der Gehäuse-Axialrichtung auf die jeweiligen Auslassöffnungen verteilt. D. h., dass das Kühlwasser, das in die Strömungsbahn 91 geströmt ist, auf die jeweiligen Strömungsbahnen 11 bis 13 über die Auslassöffnungen, die mit den entsprechenden Ventilöffnungen der jeweiligen Ausströmöffnungen in Verbindung stehen, verteilt wird.
Bei dem Steuerventil 8 wird, um ein Verbindungsmuster zwischen den Ventilöffnungen und den Auslassöffnungen zu schalten, der Ventilkörper 22 um die Achse O1 in Drehung versetzt. Anschließend, wenn die Drehung des Ventilkörpers 22 an einer Position angehalten wird, die einem einzustellenden Verbindungsmuster entspricht, stehen die Ventilöffnung und die Auslassöffnung miteinander durch das Verbindungsmuster entsprechend der Halteposition des Ventilkörpers 22 in Verbindung.
Wie zuvor beschrieben, ist bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform der dicke Abschnitt 55, der dicker im Vergleich zu anderen Abschnitten ist, in einem Bereich vorgesehen, in dem die Vorsprunghöhe in Richtung des Ventilkörpers 22 in der Umfangswand des Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 groß ist. Daher kann in der Umfangswand des Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 ein Bereich, in dem das Auftreten von Krümmungsverformungen infolge eines Fluiddrucks des Kühlwassers in dem Gehäuse 21 wahrscheinlich ist, durch den dicken Abschnitt 55 verstärkt werden. Als eine Folge davon kann eine Änderung der Krümmung im Umfangsbereich des zylindrischen Dichtungselements 131 aufgrund der Änderung der Vorsprunghöhe des Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 verringert werden. Folglich kann, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine Abdichtung zwischen dem zylindrischen Dichtungselement 131 und dem Ventilkörper 22 verbessert werden.
Insbesondere ist bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform der dicke Abschnitt 55 so vorgesehen, dass er sich von der Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements 131 radial nach innen wölbt. Daher kann ein Druck des Kühlwassers in dem Gehäuse 21, der von einer radial äußeren Seite des zylindrischen Dichtungselements 131 wirkt, wirksam durch die radial innere Seite des zylindrischen Dichtungselements 131 aufgenommen werden. Folglich kann, wenn die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Krümmungsverformung des Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements 131 an dem Ventilkörper 22 noch wirksamer unterdrückt werden.
Des Weiteren ist bei dem Steuerventil 8 des vorliegenden Ausführungsform der dicke Abschnitt 55 in einem Bereich vorgesehen, der die Endfläche in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 nicht erreicht, und die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a, die die Endfläche in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 ist, ist so ausgebildet, dass sie eine im Wesentlichen konstante Breite über die gesamte Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 hat. Daher kann eine Änderung des Flächendrucks in der Umfangsrichtung der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a verringert werden, während eine Änderung der Krümmung in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements 131 durch den dicken Abschnitt 55 verringert werden kann. Daher kann, wenn die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Abdichtung zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 141a des zylindrischen Dichtungselements 131 und dem Umfangswandabschnitt 82 des Ventilkörpers 22 weiter verbessert werden.
Darüber hinaus sind bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform der erste zylindrische Abschnitt 142, der mit der Auslassöffnung des Gehäuses 21 in Verbindung steht, und der zweite zylindrische Abschnitt 141, der die Ventil-Gleitkontaktfläche 141a aufweist, in dem zylindrischen Dichtungselement 131 vorgesehen, ist ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 142 so ausgebildet, dass er kleiner als ein Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 ist, und ist der dicke Abschnitt 55 an der radial inneren Seite des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen. Daher beeinträchtigt, da eine Durchflussmenge des Kühlwassers, die zu einer stromab gelegenen Seite der Ausströmöffnung des zylindrischen Dichtungselements 131 ausströmt, durch den Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 142 bestimmt wird, der dicke Abschnitt 55, der in dem zweiten zylindrischen Abschnitt 141 mit einem großen Innendurchmesser vorgesehen ist, nicht die Durchflussmenge des Kühlwassers, das aus der Auslassöffnung strömt. Folglich kann, wenn die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Durchflussmenge einer Flüssigkeit, die aus der Auslassöffnung strömt, in einfacher Weise festgelegt und reguliert werden.
[Weitere Ausführungsform]
9 ist eine vergrößerte Ansicht entsprechend 5 der zuvor beschriebenen Ausführungsform, wenn ein zylindrisches Dichtungselement 131A einer weiteren Ausführungsform verwendet wird. 10 ist eine perspektivische Ansicht des zylindrischen Dichtungselements 131A bei Betrachtung, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa nach oben weist, und 11 ist eine Endflächenansicht des zylindrischen Dichtungselements 131A bei Betrachtung von der Seite der Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa. Darüber hinaus sind in 11 eine Ventilöffnung 96 (95, 97) am Beginn der Ventilöffnung (Verbindung) und an dem Ende der Ventilöffnung (Verbindung) durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform umfasst das zylindrische Dichtungselement 131A einen ersten zylindrischen Abschnitt 142 und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 141, dessen Innendurchmesser und Außendurchmesser größer als die des ersten zylindrischen Abschnitts 142 sind, wobei die Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa, die mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22 gleitend in Kontakt steht, in einem Endabschnitt in der Axialrichtung (dem anderen Endabschnitt in der Axialrichtung) des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen ist. In einer Umfangswand des axialen Endabschnitts (Innenseite in einer Anschluss-Axialrichtung) des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 ändert sich eine Vorsprunghöhe in einer Richtung zum Umfangswandabschnitt 82 kontinuierlich in der Umfangsrichtung entlang einer Form der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 82 des Ventilkörpers 22.
Wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist bei dem zylindrischen Dichtungselement 131A der vorliegenden Ausführungsform ein dicker Abschnitt 55A, der sich von einem Innenumfangsabschnitt des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 radial nach innen wölbt, in zwei Bereichen der Umfangswand des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 vorgesehen, in denen die Vorsprunghöhe in einer Richtung des Ventilkörpers 22 groß ist (zwei Bereiche mit einem Abschnitt, in dem die Vorsprunghöhe in Richtung des Ventilkörpers 22 maximal ist). Jedoch erstreckt sich jeder der dicken Abschnitte 55A von einem Abschnitt einer gestuften Fläche 44 zwischen dem ersten zylindrischen Abschnitt 142 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 141 zu einer Endfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 an der Seite des Ventilkörpers 22 (Endfläche des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements 131 in der Axialrichtung). Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Endfläche in der Axialrichtung eines jeden dicken Abschnitts 55A einen Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa.
Darüber hinaus sind im Fall der vorliegenden Ausführungsform, wie in 11 dargestellt, die dicken Abschnitte 55A, die an zwei Positionen an der Umfangswand des zweiten zylindrischen Abschnitts 141 angeordnet sind, so ausgebildet, dass sie zueinander parallel sind, wenn das zylindrische Dichtungselement 131A in der Axialrichtung (Anschluss-Axialrichtung) betrachtet wird. Ein Paar gerader innerer Randabschnitte 50, die sich parallel zu einer Achse O1 (Drehachse des Ventilkörpers 22) erstrecken, sind an zwei Positionen in der Umfangsrichtung der Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa durch die dicken Abschnitte 55A ausgebildet. Das Paar gerader innerer Randabschnitte 50 ist verantwortlich für den Anfang der Ventilöffnung (Anfang der Verbindung zwischen der Ventilöffnung 96 (95, 97) und dem zylindrischen Dichtungselement 131A) und dem Ende der Ventilöffnung (Ende der Verbindung zwischen der Ventilöffnung 96 (95, 97) und dem zylindrischen Dichtungselement 131A), wenn die Ventilöffnung 96 (95, 97) des Ventilkörpers 22 in Drehrichtung versetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt öffnet und schließt der gerade innere Randabschnitt 50 die Ventilöffnung 96 (95, 97) in einer Stellung senkrecht zu einer Drehrichtung des Ventilkörpers 22.
Ein Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform hat dieselbe Konfiguration wie die der zuvor beschriebenen Ausführungsform, mit Ausnahme, dass sich die dicken Abschnitte 55A des zylindrischen Dichtungselements 131A zur Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa so erstrecken, um das Paar gerader innerer Randabschnitte 50 zu bilden. Daher kann das Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen dieselben Grundwirkungen wie die zuvor beschriebene Ausführungsform erreichen.
Das Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch dadurch einen besonderen Effekt bewirken, dass die feste Verbindungs-Anfangsposition und die feste Verbindungs-Endposition der Ventilöffnung 96 (95, 97) aufgrund der geraden inneren Randabschnitte 50 beibehalten werden können. D. h. dass bei der vorliegenden Ausführungsform, da sich die dicken Abschnitte 50A des zylindrischen Dichtungselements 131A zur Ventil-Gleitkontaktfläche 141Aa erstrecken und das Paar gerader innerer Abschnitte 50 bilden, die sich parallel zur Achse O1 des Ventilkörpers 22 erstrecken, die Ventilöffnung 96 (95, 97) und das zylindrische Dichtungselement 131A miteinander in Verbindung stehen können und jederzeit veranlasst werden können, dass sie an gleichbleibenden Drehpositionen des Ventilkörpers 22 nicht miteinander in Verbindung stehen. Daher können, wenn das Steuerventil 8A der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, die Ausströmungseigenschaften des Kühlwassers weiter stabilisiert werden.
Wenngleich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist klar, dass diese beispielhaft für die Erfindung sind und nicht als einschränkend anzusehen sind. Hinzufügungen, Weglassungen und andere Modifizierungen sind möglich, ohne den Erfindungsgedanken oder den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Entsprechend wird die Erfindung nicht durch die vorstehende Beschreibung sondern lediglich durch den Schutzbereich in den angehängten Ansprüchen beschränkt.
Bezugszeichenliste

8, 8A: Steuerventil
21: Gehäuse
22: Ventilkörper
37a: Einlassöffnung
41b: Kühler-Auslassöffnung (Auslassöffnung)
50: Gerader innerer Randabschnitt
55, 55A: Dicker Abschnitt
56a: Erwärmungs-Auslassöffnung (Auslassöffnung)
66a: Luftaufbereitungs-Auslassöffnung (Auslassöffnung)
82: Umfangswandabschnitt
95, 96, 97: Ventilöffnung
131, 131A: Zylindrisches Dichtungselement
141: Zweiter zylindrischer Abschnitt
141a, 141Aa: Ventil-Gleitkontaktfläche
142: Erster zylindrischer Abschnitt
O1: Achse (Rotationsachse)

Claims

Steuerventil mit einem Gehäuse mit einer Einlassöffnung, in die eine Flüssigkeit von außen einströmt, und mit einer Auslassöffnung, durch die die Flüssigkeit, die in das Innere des Gehäuses eingeströmt ist, nach außen abgeführt wird; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist und der einen Umfangswandabschnitt aufweist, in dem eine Ventilöffnung ausgebildet ist, die eine Verbindung zwischen dem Inneren und dem Äußeren ermöglicht; und einem zylindrischen Dichtungselement, das einen Endabschnitt in einer Axialrichtung aufweist, der mit einer stromab gelegenen Seite des Auslasses in Verbindung steht, und das einen anderen Endabschnitt in der Axialrichtung aufweist, in dem eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts gleitend in Kontakt ist, an einer Position vorgesehen ist, an der mindestens ein Abschnitt einen Rotationsweg der Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt, wobei der andere Endabschnitt in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements einen dicken Abschnitt aufweist, der im Vergleich zu anderen Abschnitten in einem Bereich des anderen Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements dicker ist, wobei eine Vorsprunghöhe in dem Steuerventil hoch ist, wobei sich die Vorsprunghöhe in einer Richtung zum Umfangswandabschnitt in einer Umfangsrichtung entlang einer Form der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts kontinuierlich ändert.
Steuerventil nach Anspruch 1, wobei der dicke Abschnitt derart vorgesehen, dass er sich von einer Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements radial nach innen wölbt.
Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei der dicke Abschnitt in einem Bereich vorgesehen ist, der eine Endfläche des anderen Endabschnitts in der Axialrichtung des zylindrischen Dichtungselements nicht erreicht, und die Ventil-Gleitkontaktfläche so ausgebildet ist, dass sie eine im Wesentlichen konstante radiale Breite in der gesamten Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements aufweist.
Steuerventil nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der dicke Abschnitt zu einer Endfläche des anderen Endabschnitts des zylindrischen Dichtungselements erstreckt, um einen Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche zu bilden, und wobei ein gerader innerer Randabschnitt, der sich parallel zu einer Rotationsachse des Ventilkörpers erstreckt, durch den dicken Abschnitt an zwei Positionen an der Ventil-Gleitkontaktfläche gebildet wird, die sich in der Umfangsrichtung des zylindrischen Dichtungselements gegenüber liegen.
Steuerventil nach einem der Ansprühe 1 bis 4, wobei das zylindrische Dichtungselement folgendes umfasst: einen ersten zylindrischen Abschnitt, der an einer Endseite in der Axialrichtung angeordnet und der eingerichtet ist, dass er mit einer stromab gelegenen Seite des Auslasses in Verbindung steht; und einen zweiten zylindrischen Abschnitt, der an der anderen Endseite in der Axialrichtung angeordnet ist und bei dem die Ventil-Gleitkontaktfläche in einem Endabschnitt in der Axialrichtung gebildet ist, wobei ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts so ausgebildet ist, dass er kleiner als ein Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts ist, und wobei der dicke Abschnitt an einer radial inneren Seite des zweiten zylindrischen Abschnitts vorgesehen ist.