DE102019134839A1

DE102019134839A1 - Ventilvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE102019134839A1
Application number: DE102019134839.0A
Authority: DE
Inventors: Takehiro Sugawara; Koji Hashimoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2020-07-23
Also published as: JP7143772B2; JP2020115033A

Abstract

Eine Abdichtungseinheit (400) einer Ventilvorrichtung (10) umfasst einen Flanschabschnitt (401), der mit einem Gehäuse (100) verbunden ist, und einen zylindrischen Körperabschnitt (405), der einen ersten Halbkörperabschnitt (410) und einen zweiten Halbkörperabschnitt (420), der in einer ersten Axialrichtung hin zu einem Schaft (300) weiter vorsteht als der erste Halbkörperabschnitt, aufweist. Die Abdichtungseinheit umfasst ferner einen sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415), der mit dem ersten Halbkörperabschnitt verbunden ist, und einen sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425), der mit dem zweiten Halbkörperabschnitt verbunden ist. Ein erstes vorderes Ende des ersten Halbkörperabschnitts (410) steht in der ersten Axialrichtung umso weiter vor, je weiter das erste vordere Ende von dem zweiten Halbkörperabschnitt (420) entfernt ist. Ein zweites vorderes Ende des zweiten Halbkörperabschnitts (420) steht in der ersten Axialrichtung umso weiter vor, je weiter das zweite vordere Ende von dem ersten Halbkörperabschnitt (410) entfernt ist. Der erste Halbkörperabschnitt besitzt einen ersten Basisabschnitt (411), der mit dem Flanschabschnitt (401) verbunden ist, und einen ersten Lippenträgerabschnitt (412), der an einem axialen Ende des ersten Basisabschnitts ausgebildet ist. Eine Dicke (T2) des ersten Lippenträgerabschnitts ist kleiner als eine Dicke (T1) des ersten Basisabschnitts. Eine Höhe des ersten Basisabschnitts entlang einer Mittelachse wird größer, je weiter dieser von dem zweiten Halbkörperabschnitt entfernt ist.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventilvorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung.
Eine Ventilvorrichtung ist im Stand der Technik bekannt, wie beispielsweise in der japanischen Patentveröffentlichung mit der Nr. 2017-155885 offenbart, wonach die Ventilvorrichtung ein von einer rotierenden Welle getragenes Ventilelement, ein Gehäuse, welches das Ventilelement beweglich aufnimmt und einen geöffneten Abschnitt aufweist, eine in dem geöffneten Abschnitt vorgesehene Abdichtungseinheit usw. umfasst. In der Ventilvorrichtung besitzt die Abdichtungseinheit einen zylindrischen Körperabschnitt und einen mit dem zylindrischen Körperabschnitt verbundenen Lippenabschnitt. Wenn das Ventilelement gedreht wird, drückt das Ventilelement gegen die Abdichtungseinheit und verbiegt den Lippenabschnitt der Abdichtungseinheit, um dadurch den geöffneten Abschnitt abzudichten. Eine solche Ventilvorrichtung wird beispielsweise auf ein Maschinensystem angewendet, das durch die Verbrennung von Kraftstoff eine Fahrzeugantriebsleistung erzeugt.
Bei der Abdichtungseinheit des vorstehenden Stands der Technik wird der Lippenabschnitt aus Gummi an ein vorderes Ende des zylindrischen Körperabschnitts geschweißt oder angebracht. Es wird eine neue Fertigungstechnologie für die Ventilvorrichtung gefordert, gemäß welcher eine Festigkeit der Abdichtungseinheit weiter erhöht werden kann.
Die vorliegende Offenbarung erfolgt im Hinblick auf das vorstehende Problem. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilvorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitzustellen, wonach die Festigkeit der Abdichtungseinheit erhöht werden kann.
Gemäß einem der Merkmale der vorliegenden Offenbarung weist eine Ventilvorrichtung (10, 10a, 10b, 10c, 10d und 10e) die folgende Struktur auf.
Die Ventilvorrichtung umfasst:

ein Ventilelement (200);
ein Gehäuse (100) zum beweglichen Aufnehmen des Ventilelements, wobei das Gehäuse einen geöffneten Abschnitt (110) aufweist, durch den Fluid in das Innere des Gehäuses hinein oder aus dem Inneren des Gehäuses herausströmt;
einen Schaft (300) zum beweglichen Tragen des Ventilelements im Gehäuse; und
eine Abdichtungseinheit (400, 400a, 400b, 400c, 400d, 400e), welche in dem geöffneten Abschnitt angeordnet ist.

Wenn das Ventilelement durch den Schaft gedreht wird, ist das Ventilelement in einer Ventilöffnungsrichtung (OD) zum Öffnen des geöffneten Abschnitts beweglich oder das Ventilelement ist in einer Ventilschließrichtung (CD) zum Schließen des geöffneten Abschnitts durch Drücken auf die Abdichtungseinheit beweglich.
Die Abdichtungseinheit umfasst:

(1a) einen ringförmigen Flanschabschnitt (401), der an dem Gehäuse fixiert ist;
(1b) einen zylindrischen Körperabschnitt (405, 405a, 405b, 405c, 405d), der mit dem Flanschabschnitt verbunden ist, wobei eine Mittelachse (CA) des zylindrischen Körperabschnitts eine Mitte des geöffneten Abschnitts durchläuft, wobei der zylindrische Körperabschnitt einen ersten Halbkörperabschnitt (410) und einen zweiten Halbkörperabschnitt (420) aufweist, wobei der erste Halbkörperabschnitt (410) an einer Position auf einer Ventilöffnungsseite der Mittelachse angeordnet ist und der zweite Halbkörperabschnitt (420) an einer Position auf einer Ventilschließseite der Mittelachse angeordnet ist und der zweite Halbkörperabschnitt in einer ersten Axialrichtung, welche einer Richtung entspricht, die sich entlang der Mittelachse hin zu dem Schaft erstreckt, weiter vorsteht als der erste Halbkörperabschnitt;
(1c) einen sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415), der mit dem ersten Halbkörperabschnitt verbunden ist und sich in einer Richtung nach radial außen von der Mittelachse weg erstreckt; und
(1d) einen sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425), der mit dem zweiten Halbkörperabschnitt verbunden ist und sich in einer Richtung nach radial innen hin zu der Mittelachse erstreckt, wobei der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt (425) in der ersten Axialrichtung an einer Position näher an dem Schaft angeordnet ist als der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt (415).

Das Ventilelement (200) umfasst:

(2a) eine erste gekrümmte Druckfläche (210), die im Betrieb mit dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415) in Kontakt gebracht wird und in der Ventilschließrichtung auf diesen drückt; und
(2b) eine zweite gekrümmte Druckfläche (220), die im Betrieb mit dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425) in Kontakt gebracht wird und in der Ventilschließrichtung auf diesen drückt.

Der zylindrische Körperabschnitt der Abdichtungseinheit umfasst:

(3a) einen inneren Kernabschnitt (402, 402a, 402b, 402c, 402d, 402e, 402f), der aus Harzmaterial hergestellt und mit dem Flanschabschnitt verbunden ist; und
(3b) einen Außenschichtabschnitt (403), der aus einem Material mit einem niedrigeren Elastizitätskoeffizienten als dieser des Harzmaterials für den inneren Kernabschnitt hergestellt ist und den inneren Kernabschnitt bedeckt.

Bei der vorstehenden Ventilvorrichtung sind der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt integral bzw. einstückig mit dem Außenschichtabschnitt ausgebildet.
Da der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt einstückig mit dem Außenschichtabschnitt ausgebildet sind, ist es gemäß der vorstehenden Struktur möglich, im Vergleich zu einem Fall, bei dem der Lippenabschnitt an ein vorderes Ende des zylindrischen Körperabschnitts geschweißt oder angebracht ist, eine Verbindungsfestigkeit zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt und den sich nach außen erstreckenden und den sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitten zu erhöhen. Als Ergebnis kann die Festigkeit der Abdichtungseinheit bei der vorliegenden Offenbarung erhöht werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung mit der vorstehenden Struktur in der folgenden Art und Weise bereitgestellt.
In einem ersten Prozess (S10) wird der innere Kernabschnitt (402, 402a, 402b, 402c, 402d, 402e, 402f), der aus dem Harzmaterial hergestellt und mit dem Flanschabschnitt verbunden ist, in einem Innenraum einer Formwerkzeugeinheit angeordnet, wobei der Innenraum der Formwerkzeugeinheit eine Konfiguration entsprechend einer Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit aufweist.
In einem zweiten Prozess (S20) wird ein solches Material mit einem Elastizitätskoeffizienten, der niedriger als der des Harzmaterials für den inneren Kernabschnitt ist, in einen Formraum eingespritzt, der zwischen dem inneren Kernabschnitt und der Formwerkzeugeinheit gebildet ist. Der Außenschichtabschnitt, der den inneren Kernabschnitt bedeckt, der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt werden dadurch integral bzw. einstückig geformt.
Da der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt mit dem den inneren Kernabschnitt bedeckenden Außenschichtabschnitt einstückig ausgebildet sind, ist es gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt und den sich nach außen erstreckenden und den sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitten im Vergleich zu dem Fall zu erhöhen, in dem der Lippenabschnitt an das vordere Ende des zylindrischen Körperabschnitts geschweißt oder angebracht wird.
Die vorliegende Offenbarung wird nicht nur in Form der Ventilvorrichtung oder deren Herstellungsverfahren realisiert, sondern auch in Form der Abdichtungseinheit und/oder des Verfahrens zum Herstellen der Abdichtungseinheit.
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1 eine schematische Ansicht, welche eine Ventilvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt, wobei sich die Ventilvorrichtung in deren geöffneten Ventilzustand befindet;
2 eine schematische Ansicht, welche die Ventilvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt, wobei sich die Ventilvorrichtung in deren geschlossenen Ventilzustand befindet;
3 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche eine Abdichtungseinheit für die Ventilvorrichtung der ersten Ausführungsform zeigt;
4 eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 3;
5 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche eine Struktur eines Ventilelementes der Ventilvorrichtung zeigt;
6 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Zustand der Ventilvorrichtung zeigt, in dem das Ventilelement gerade mit der Abdichtungseinheit in Kontakt gebracht ist;
7 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen anderen Zustand der Ventilvorrichtung zeigt, in dem das Ventilelement ausgehend von einer Position von 6 weiter in einer Ventilschließrichtung bewegt ist;
8 eine schematische Ansicht, welche den Zustand der Ventilvorrichtung zeigt, in dem das Ventilelement mit der Abdichtungseinheit in Kontakt steht, wie 7;
9 ein Diagramm, welches Schritte zum Herstellen der Ventilvorrichtung zeigt;
10 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen ersten Prozess zum Herstellen der Ventilvorrichtung zeigt;
11 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen zweiten Prozess zum Herstellen der Ventilvorrichtung zeigt;
12 eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 3, und diese erläutert den zweiten Prozess zum Herstellen der Abdichtungseinheit für die Ventilvorrichtung,
13 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche eine Abdichtungseinheit für eine Ventilvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt und einen zweiten Prozess zum Herstellen der Abdichtungseinheit erläutert;
14 eine schematische Querschnittsansicht entlang einer Linie XIV-XIV in 13, und diese erläutert den zweiten Prozess zum Herstellen der Abdichtungseinheit;
15 eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Abdichtungseinheit für eine Ventilvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
16 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche die Abdichtungseinheit für die Ventilvorrichtung der dritten Ausführungsform zeigt und einen inneren Kernabschnitt davon erläutert;
17 eine schematische Querschnittsansicht der Abdichtungseinheit zur Erläuterung eines zweiten Prozesses zum Herstellen der Abdichtungseinheit der dritten Ausführungsform;
18 eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Abdichtungseinheit für eine Ventilvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
19 eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Abdichtungseinheit für eine Ventilvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;
20 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche die Abdichtungseinheit der fünften Ausführungsform zeigt und einen inneren Kernabschnitt davon erläutert;
21 eine schematische Querschnittsansicht, welche die Abdichtungseinheit der fünften Ausführungsform zeigt und einen zweiten Prozess zum Herstellen der Abdichtungseinheit erläutert;
22 eine schematische Querschnittsansicht, welche einen Flanschabschnitt und den inneren Kernabschnitt der fünften Ausführungsform zeigt und einen Formvorgang davon erläutert;
23 eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Abdichtungseinheit für eine Ventilvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt;
24 eine schematische Ansicht, welche eine Abdichtungseinheit für eine Ventilvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt;
25 eine schematische, vergrößerte Ansicht eines Abschnitts B von 24 zur Darstellung eines Durchgangslochs und der zugehörigen Abschnitte;
26 eine schematische Ansicht, welche die Abdichtungseinheit zeigt, wobei mehrere Durchgangslöcher unterschiedliche Breitenverhältnisse aufweisen; und
27 eine schematische, perspektivische Ansicht, welche die Abdichtungseinheit zeigt, wobei die mehreren Durchgangslöcher unterschiedliche Breitenverhältnisse aufweisen.

Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden anhand von mehreren Ausführungsformen und/oder Modifikationen mit Bezug auf die Abbildungen erläutert. Den gleichen oder ähnlichen Strukturen und/oder Abschnitten werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen, um eine sich wiederholende Erläuterung zu vermeiden.
(Erste Ausführungsform)
(Struktur der Ventilvorrichtung)
Wie in 1 gezeigt ist, entspricht eine Ventilvorrichtung 10 einer ersten Ausführungsform einem Drehventil, bei dem ein Ventilelement 200 gedreht wird, um einen Öffnungsgrad eines Fluiddurchlasses anzupassen (zu erhöhen oder zu verringern). Die Ventilvorrichtung 10 wird auf ein Maschinensystem zum Erzeugen einer Antriebsleistung für ein Fahrzeug durch die Verbrennung von Kraftstoff angewendet. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst das Maschinensystem ein stromaufwärts gelegenes Luftansaugrohr 20 zum Ansaugen von Luft aus der Atmosphäre, ein stromabwärts gelegenes Luftansaugrohr 30 zum Zuführen von angesaugter Luft in jeweilige Brennkammern einer Maschine (nicht gezeigt), ein AGR (Abgasrückführ)-Rohr bzw. eine AGR-Leitung 40 zum Rückführen eines Teils des aus den Brennkammern ausgestoßenen Abgases zurück zu dem stromabwärts gelegenen Luftansaugrohr 30, und so weiter. Die Ventilvorrichtung 10 ist an einer Position vorgesehen, an welcher das stromaufwärts gelegene Luftansaugrohr 20, das stromabwärts gelegene Luftansaugrohr 30 und das AGR-Rohr 40 miteinander verbunden sind.
Die Ventilvorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 100, das Ventilelement 200, eine Welle bzw. einen Schaft 300, eine Abdichtungseinheit 400 usw.
In 1 und anderen Abbildungen sind drei Achsen X, Y und Z gezeigt, wobei die Achsen X, Y und Z im rechten Winkel zueinander stehen. In der vorliegenden Offenbarung wird eine positive Richtung der X-Achse als +X-Richtung bezeichnet, während eine negative Richtung der X-Achse als -X-Richtung bezeichnet wird. Gleichermaßen wird eine positive Richtung der Y-Achse als +Y-Richtung bezeichnet, während eine negative Richtung der Y-Achse als -Y-Richtung bezeichnet wird. Gleichermaßen wird eine positive Richtung der Z-Achse als +Z-Richtung bezeichnet, während eine negative Richtung der Z-Achse als -Z-Richtung bezeichnet wird.
Das Gehäuse 100 besitzt einen geöffneten Abschnitt 110 und nimmt das Ventilelement 200 beweglich auf. Der geöffnete Abschnitt 110 entspricht einer Öffnung, um das durch das AGR-Rohr 40 strömende Abgas in das Gehäuse 100 einzubringen.
Das Ventilelement 200 ist drehbar im Gehäuse 100 aufgenommen. Das Ventilelement 200 besitzt eine Querschnittsfläche auf einer X-Z-Ebene, die fächerförmig ausgebildet ist. Die fächerförmige Gestalt erstreckt sich in der Y-Richtung.
Der Schaft 300 entspricht einem Schaftabschnitt, der integral bzw. einstückig mit dem Ventilelement 200 ausgebildet ist. Eine Mittelachse des Schafts 300 verläuft parallel zur Y-Richtung. Der Schaft 300 trägt das Ventilelement 200 im Inneren des Gehäuses 100 drehbar.
1 zeigt einen Zustand der Ventilvorrichtung 10, in dem das Ventilelement 200 den geöffneten Abschnitt 110 öffnet. 2 zeigt einen anderen Zustand der Ventilvorrichtung 10, in dem das Ventilelement 200 den geöffneten Abschnitt 110 verschließt. Wenn das Ventilelement 200 durch den Schaft 300 gedreht wird, wird das Ventilelement 200 in einer Ventilöffnungsrichtung OD zum Öffnen des geöffneten Abschnitts 110 oder in einer Ventilschließrichtung CD, in der das Ventilelement 200 zu der bzw. gegen die Abdichtungseinheit 400 gedrückt wird und den geöffneten Abschnitt 110 schließt, bewegt. Eine Drehrichtung des Ventilelements 200 ausgehend von dem Zustand von 1 hin zu dem Zustand von 2 entspricht der Ventilschließrichtung CD, während die Drehrichtung des Ventilelements 200 ausgehend von dem Zustand von 2 hin zu dem Zustand von 1 der Ventilöffnungsrichtung OD entspricht.
Eine Struktur der Abdichtungseinheit 400 wird anhand der 3 und 4 erläutert. 3 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Abdichtungseinheit 400 zeigt. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 3. Die Abdichtungseinheit 400 ist ein Element, das an dem geöffneten Abschnitt 110 des Gehäuses 100 angeordnet ist. Die Abdichtungseinheit 400 besitzt einen ringförmigen Flanschabschnitt 401, einen zylindrischen Körperabschnitt 405, einen sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 und einen sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425.
Der ringförmige Flanschabschnitt 401 ist an dem geöffneten Abschnitt 110 des Gehäuses 100 fixiert. Der ringförmige Flanschabschnitt 401 besitzt eine Bodenfläche 401s, die parallel zu einer X-Y-Ebene liegt und in die -Z-Richtung weist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der ringförmige Flanschabschnitt 401 aus Harz oder dergleichen hergestellt. Alternativ kann der ringförmige Flanschabschnitt 401 aus Metall hergestellt sein.
Die Abdichtungseinheit 400 ist in einem Inneren des geöffneten Abschnitts 110 mit einem vorbestimmten Radialspalt zwischen einer Außenumfangsfläche der Abdichtungseinheit 400 und einer Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 angeordnet. Eine Mittelachse CA des zylindrischen Körperabschnitts 405 verläuft durch eine Mitte des geöffneten Abschnitts 110. Eine Richtung, die sich entlang der Mittelachse CA des zylindrischen Körperabschnitts 405 erstreckt und die auf den Schaft 300 gerichtet ist, wird auch als eine erste Axialrichtung bezeichnet. Die erste Axialrichtung entspricht der +Z-Richtung. Eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung wird auch als eine zweite Axialrichtung bezeichnet. Die zweite Axialrichtung entspricht der -Z-Richtung. Der zylindrische Körperabschnitt 405 steht in der +Z-Richtung von einem Innenumfang des ringförmigen Flanschabschnitts 401 vor.
Wie in 4 gezeigt ist, umfasst der zylindrische Körperabschnitt 405 in der vorliegenden Ausführungsform einen inneren Kernabschnitt 402 aus dem Harz und einen Außenschichtabschnitt 403, der den inneren Kernabschnitt 402 bedeckt. Im Folgenden wird eine Wandseite des inneren Kernabschnitts 402, die näher an der Mittelachse CA liegt, als Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402 bezeichnet, während eine Wandoberfläche des inneren Kernabschnitts 402 auf der Wandseite, die näher an der Mittelachse CA liegt, als Innenumfangsoberfläche des inneren Kernabschnitts 402 bezeichnet wird. Eine der Mittelachse CA gegenüberliegende Wandseite des inneren Kernabschnitts 402 wird als eine Außenumfangsseite bezeichnet, während eine Wandoberfläche des inneren Kernabschnitts 402 auf der der Mittelachse CA gegenüberliegenden Wandseite als eine Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402 bezeichnet wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der innere Kernabschnitt 402 einstückig mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 ausgebildet. Der innere Kernabschnitt 402 und der ringförmige Flanschabschnitt 401 werden durch Einspritzen von Harzmaterial in eine Formwerkzeugeinheit hergestellt. Der innere Kernabschnitt 402 ist aus dem Harzmaterial hergestellt, das beispielsweise aus einer Gruppe ausgewählt wird, die Polyphenylensulfid (PPS), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamid (PA) und dergleichen umfasst.
Der Außenschichtabschnitt 403 besteht aus einem solchen Material mit einem Elastizitätskoeffizienten, der niedriger als der des Harzmaterials ist. Der Außenschichtabschnitt 403 bedeckt die Innenumfangsfläche und die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402. Der Außenschichtabschnitt 403 ist beispielsweise aus Kautschuk hergestellt, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die fluorhaltigen Kautschuk (FKM), ternären fluorhaltigen Kautschuk, Perfluorpolyetherkautschuk (FO), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), hydrierten Nitrilkautschuk (HNBR), Nitrilkautschuk (NBR) oder dergleichen umfasst. Im Folgenden wird das Material für den Außenschichtabschnitt 403 als ein Außenschichtmaterial bezeichnet. Wie in 4 dargestellt, ist eine Dicke des Außenschichtabschnitts 403 auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402 fast gleich dieser auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402.
Wie in 4 dargestellt ist, liegen in der vorliegenden Ausführungsform ein unteres axiales Ende 403e des Außenschichtabschnitts 403 in der -Z-Richtung und die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 in der gleichen Ebene zueinander. Das untere axiale Ende 403e entspricht einem unteren Ende des Außenschichtabschnitts 403 auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402.
Der zylindrische Körperabschnitt 405 umfasst einen ersten Halbkörperabschnitt 410 und einen zweiten Halbkörperabschnitt 420. Der erste Halbkörperabschnitt 410 entspricht einem Halbteil des zylindrischen Körperabschnitts 405, der sich auf einer Ventilöffnungsseite (einer linken Seite in 4) mit Bezug auf die Mittelachse CA in der Ventilöffnungsrichtung OD befindet. Der zweite Halbkörperabschnitt 420 entspricht einem weiteren Halbteil des zylindrischen Körperabschnitts 405, der sich auf einer Ventilschließseite (einer rechten Seite in 4) mit Bezug auf die Mittelachse CA in der Ventilschließrichtung CD befindet.
Wie in 3 gezeigt ist, sind sowohl der erste Halbkörperabschnitt 410 als auch der zweite Halbkörperabschnitt 420 in der +Z-Richtung betrachtet bogenförmig ausgebildet. Eine erste Anschlagfläche 430 und eine zweite Anschlagfläche 440 sind an jeder von Grenzen zwischen dem ersten Halbkörperabschnitt 410 und dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 in einer Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts 405 ausgebildet. Die erste Anschlagfläche 430 befindet sich an einer Position zwischen einem ersten Umfangsende des ersten Halbkörperabschnitts 410 und einem ersten Umfangsende des zweiten Halbkörperabschnitts 420. Das erste Umfangsende des ersten Halbkörperabschnitts 410 entspricht einem Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 in der Umfangsrichtung, das von der Mittelachse CA aus in der +Y-Richtung positioniert ist. Gleichermaßen entspricht das erste Umfangsende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 einem Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 in der Umfangsrichtung, das von der Mittelachse CA aus in der +Y-Richtung positioniert ist. Die zweite Anschlagfläche 440 befindet sich an einer Position zwischen einem zweiten Umfangsende des ersten Halbkörperabschnitts 410 und einem zweiten Umfangsende des zweiten Halbkörperabschnitts 420. Das zweite Umfangsende des ersten Halbkörperabschnitts 410 entspricht einem anderen Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 in der Umfangsrichtung, das von der Mittelachse CA aus in der -Y-Richtung positioniert ist. Gleichermaßen entspricht das zweite Umfangsende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 einem anderen Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 in der Umfangsrichtung, das von der Mittelachse CA aus in der -Y-Richtung positioniert ist. Jede der ersten und zweiten Anschlagflächen 430 und 440 entspricht einer Oberfläche parallel zu einer Y-Z-Ebene, die durch die Mittelachse CA verläuft. Jede der ersten und zweiten Anschlagflächen 430 und 440 entspricht außerdem einer Oberfläche, an welcher der erste Halbkörperabschnitt 410 in der X-Richtung zu dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 oder umgekehrt geändert wird bzw. übergeht. Jede der ersten und zweiten Anschlagflächen 430 und 440 wird auch als eine Übergangsfläche bezeichnet. Die Übergangsfläche entspricht einer Oberfläche, die sich an der Position der Grenze zwischen dem ersten Halbkörperabschnitt 410 und dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 befindet.
Bei dem ersten Halbkörperabschnitt 410 steht das obere Ende davon weiter in der +Z-Richtung vor, wenn das obere Ende in der -X-Richtung weiter von der Y-Z-Ebene einschließlich der Mittelachse CA getrennt bzw. entfernt liegt. Mit anderen Worten, das obere Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 steht in der +Z-Richtung umso weiter vor, je weiter das obere Ende davon von dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 entfernt ist. Außerdem kann dies so definiert werden, dass das obere Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 weiter in der +Z-Richtung vorsteht, wenn dieses weiter von der Übergangsfläche 430/440 entfernt ist. Das obere Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 wird auch als ein erstes vorderes Ende bezeichnet.
Bei dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 steht gleichermaßen das obere Ende davon weiter in der +Z-Richtung vor, wenn das obere Ende in der +X-Richtung weiter von der Y-Z-Ebene einschließlich der Mittelachse CA entfernt ist. Mit anderen Worten, das obere Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 steht in der +Z-Richtung umso weiter vor, je weiter das obere Ende davon von dem ersten Halbkörperabschnitt 410 entfernt ist. Außerdem kann dies so definiert werden, dass das obere Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 in der +Z-Richtung weiter vorsteht, wenn dieses von der Übergangsfläche 430/440 weiter entfernt ist. Das obere Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 wird auch als ein zweites vorderes Ende bezeichnet.
Darüber hinaus steht das obere Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420 in der +Z-Richtung weiter vor als dieses des ersten Halbkörperabschnitts 410. Mit anderen Worten, ein oberstes Ende des zweiten Halbkörperabschnitts 420, das beim zweiten Halbkörperabschnitt 420 in der +Z-Richtung am weitesten vorsteht, befindet sich an einer Position, die in der +Z-Richtung ferner von einem obersten Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410, das beim ersten Halbkörperabschnitt 410 in der +Z-Richtung am weitesten vorsteht, getrennt ist.
Der erste Halbkörperabschnitt 410 besitzt einen ersten Basisabschnitt 411 und einen ersten Lippenträgerabschnitt 412. Der erste Basisabschnitt 411 entspricht einem Teil des ersten Halbkörperabschnitts 410, der mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 verbunden ist. Der erste Lippenträgerabschnitt 412 entspricht einem weiteren Teil des ersten Halbkörperabschnitts 410, der an einem oberen axialen Ende des ersten Basisabschnitts 411 in der +Z-Richtung ausgebildet ist. Wie in 4 gezeigt, ist eine Dicke T2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412 kleiner bzw. geringer als eine Dicke T1 des ersten Basisabschnitts 411. Außerdem wird eine Länge des ersten Basisabschnitts 411, gemessen an einem Umfangspunkt des ersten Basisabschnitts 411, in der Richtung der Mittelachse CA größer, wenn der Umfangspunkt weiter von dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 entfernt ist. Mit anderen Worten, die Länge des ersten Basisabschnitts 411, gemessen in der Richtung der Mittelachse CA, wird größer, wenn der Umfangspunkt für die Messung in der -X-Richtung von der Y-Z-Ebene mit der Mittelachse CA weiter entfernt ist. Außerdem kann diese so definiert sein, dass die Länge des ersten Basisabschnitts 411 in der Richtung der Mittelachse CA größer wird, wenn der Umfangspunkt für die Messung weiter von der Übergangsfläche 430/440 entfernt ist. Die Länge des ersten Basisabschnitts 411 wird auch als eine Höhe des ersten Basisabschnitts 411 bezeichnet.
Wie in 4 gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Ausführungsform eine Oberfläche S1 am oberen Ende des ersten Basisabschnitts 411 in der +Z-Richtung über eine gekrümmte Oberfläche mit einer Außenumfangsfläche S2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412 verbunden. Alternativ kann ein Winkel, der zwischen der Oberfläche S1 am oberen Ende des ersten Basisabschnitts 411 und der Außenumfangsfläche S2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412 ausgebildet ist, einem rechten Winkel (90 Grad) entsprechen.
Der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 sowie der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 werden erläutert. Der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 entspricht einem Teil des Außenschichtabschnitts 403, der mit dem ersten Halbkörperabschnitt 410 verbunden ist. Der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 erstreckt sich von der Mittelachse CA weg nach radial außen.
Der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 entspricht einem Teil des Außenschichtabschnitts 403, der mit dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 verbunden ist. Der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 erstreckt sich in einer Richtung nach radial innen hin zur Mittelachse CA. Der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 befindet sich an einer Position, die in der +Z-Richtung näher an dem Schaft 300 liegt als der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415. Folglich ist, wie in 1 gezeigt, ein Abstand L2 zwischen dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 und einer Achsenmitte des Ventilelements 200 (das heißt, der Mittelachse des Schafts 300) kleiner als ein Abstand L1 zwischen dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 und der Achsenmitte des Ventilelements 200 (der Mittelachse des Schafts 300).
In der vorliegenden Ausführungsform ist sowohl der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 als auch der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 aus einem solchen Material hergestellt, das gleich dem Material des Außenschichtabschnitts 403 des zylindrischen Körperabschnitts 405 ist. Sowohl der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 als auch der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 sind einstückig mit dem Außenschichtabschnitt 403 ausgebildet.
Nun wird eine Positionsbeziehung zwischen dem geöffneten Abschnitt 110 des Gehäuses 100 und der Abdichtungseinheit 400 erläutert. In 4 entspricht jedes der Bezugszeichen R1, R2, R3, G1, G2, G3 und G4 einer Länge oder einem Abstand jedes entsprechenden Abschnitts auf der X-Z-Ebene. Jedes der Bezugszeichen wird wie unten beschrieben bezeichnet:

R1 =: ein Innendurchmesser des geöffneten Abschnitts 110;
R2 =: ein Innendurchmesser des zylindrischen Körperabschnitts 405;
R3 =: ein Abstand zwischen einem Außenumfangsende des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 und einer Außenumfangsfläche des zweiten Halbkörperabschnitts 420;
G1 =: ein Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des ersten Basisabschnitts 411 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110;
G2 =: ein Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des ersten Lippenträgerabschnitts 412 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110;
G3 =: ein Abstand zwischen dem Außenumfangsende des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110; und
G4 =: ein Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des zweiten Halbkörperabschnitts 420 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110.

Wie in 4 gezeigt ist, befindet sich das Außenumfangsende des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 an einer Position, die in einer radialen Richtung des zylindrischen Körperabschnitts 405 näher an der Mittelachse CA liegt als die Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110. Mit anderen Worten, bei der Abdichtungseinheit 400 ist der Abstand R3 kleiner als der Innendurchmesser R1 des geöffneten Abschnitts 110. Daher wird das Außenumfangsende des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 mit der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 nicht in Kontakt gebracht, wenn das Ventilelement 200 rotiert wird.
Wie vorstehend erläutert, ist die Dicke T1 des ersten Basisabschnitts 411 größer als die Dicke T2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412. Folglich ist der Abstand G1 zwischen dem ersten Basisabschnitt 411 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 kleiner als der Abstand G2 zwischen dem ersten Lippenträgerabschnitt 412 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110.
Darüber hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Abstand G1 zwischen dem ersten Basisabschnitt 411 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 fast gleich dem Abstand G3 zwischen dem Außenumfangsende des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110. Mit anderen Worten, wenn man die Abdichtungseinheit 400 in deren Querschnitt der X-Z-Ebene betrachtet, befindet sich die Außenumfangsfläche des ersten Basisabschnitts 411 an einer Position, die in der X-Richtung gleich dieser des Außenumfangsendes des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 ist, wie in 4 dargestellt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Innendurchmesser R2 des zylindrischen Körperabschnitts 405 in der Z-Richtung konstant. Der Innendurchmesser R2 des zylindrischen Körperabschnitts 405 muss jedoch in der Z-Richtung nicht immer konstant sein. Der Innendurchmesser R2 kann beispielsweise in der -Z-Richtung allmählich verringert oder vergrößert sein.
Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Dicke T3 des zweiten Halbkörperabschnitts 420 im Wesentlichen gleich der Dicke T1 des ersten Basisabschnitts 411. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Abstand G4 zwischen dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 im Wesentlichen gleich dem Abstand G1 zwischen dem ersten Basisabschnitt 411 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110.
Alternativ kann die Dicke T3 des zweiten Halbkörperabschnitts 420 auf eine Dicke geändert werden, die fast gleich der Dicke T2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412 ist. Bei einer solchen Modifikation wird der Abstand G4 zwischen dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 entsprechend auf einen Abstand geändert, der fast gleich dem Abstand G2 zwischen dem ersten Lippenträgerabschnitt 412 und der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 ist.
Eine Struktur des Ventilelementes 200 wird mit Bezug auf 5 erläutert. Das Ventilelement 200 besitzt eine ellipsoidale Außenumfangsfläche 202, die von der Mittelachse des Schafts 300 in einer Richtung nach radial außen des Ventilelements 200 weist und eine ellipsoidale Gestalt aufweist. Das Ventilelement 200 besitzt eine erste gekrümmte Druckfläche 210, eine zweite gekrümmte Druckfläche 220, eine erste flache Druckfläche 230 und eine zweite flache Druckfläche 240.
Die erste gekrümmte Druckfläche 210 entspricht einer gekrümmten Wandoberfläche, die sich von einem Außenumfang der ellipsoidalen Außenumfangsfläche 202 auf einer Seite der Ventilöffnungsrichtung OD in der Richtung nach radial außen des Ventilelements 200 erstreckt. Die erste gekrümmte Druckfläche 210 weist eine bogenförmige Gestalt auf, die einer Gestalt des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 entspricht. Die erste gekrümmte Druckfläche 210 wird im Betrieb mit dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 in Kontakt gebracht und drückt in der Ventilschließrichtung CD auf diesen, genauer gesagt, wenn das Ventilelement 200 in der Ventilschließrichtung CD rotiert wird.
Die zweite gekrümmte Druckfläche 220 entspricht ebenfalls einer gekrümmten Wandoberfläche, die sich von dem Außenumfang der ellipsoidalen Außenumfangsfläche 202 auf einer Seite der Ventilschließrichtung CD in einer Richtung nach radial innen des Ventilelements 200 erstreckt. Die zweite gekrümmte Druckfläche 220 weist ebenfalls eine bogenförmige Gestalt auf, die einer Gestalt des sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitts 425 entspricht. Die zweite gekrümmte Druckfläche 220 wird im Betrieb mit dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 in Kontakt gebracht und drückt in der Ventilschließrichtung CD auf diesen, genauer gesagt, wenn das Ventilelement 200 in der Ventilschließrichtung CD rotiert wird.
Die erste flache Druckfläche 230 befindet sich in einer Umfangsrichtung der ellipsoidalen Außenfläche 202 an einer Position zwischen einem ersten Umfangsende der ersten gekrümmten Druckfläche 210 und einem ersten Umfangsende der zweiten gekrümmten Druckfläche 220. Das erste Umfangsende der ersten gekrümmten Druckfläche 210 entspricht einem Ende der ersten gekrümmten Druckfläche 210 in der Umfangsrichtung auf einer Seite der +Y-Richtung. Gleichermaßen entspricht das erste Umfangsende der zweiten gekrümmten Druckfläche 220 einem Ende der zweiten gekrümmten Druckfläche 220 in der Umfangsrichtung auf der Seite der +Y-Richtung. Die erste flache Druckfläche 230 entspricht einer Oberfläche, die in die Ventilschließrichtung CD weist und eine Gestalt entsprechend einer Gestalt der ersten Anschlagfläche 430 aufweist.
Die zweite flache Druckfläche 240 befindet sich in der Umfangsrichtung an einer Position zwischen einem zweiten Umfangsende der ersten gekrümmten Druckfläche 210 und einem zweiten Umfangsende der zweiten gekrümmten Druckfläche 220. Das zweite Umfangsende der ersten gekrümmten Druckfläche 210 entspricht einem anderen Ende der ersten gekrümmten Druckfläche 210 in der Umfangsrichtung auf einer Seite der -Y-Richtung. Gleichermaßen entspricht das zweite Umfangsende der zweiten gekrümmten Druckfläche 220 einem anderen Ende der zweiten gekrümmten Druckfläche 220 in der Umfangsrichtung auf der Seite der -Y-Richtung. Die zweite flache Druckfläche 240 entspricht einer Oberfläche, die in die Ventilschließrichtung CD weist und eine Gestalt entsprechend einer Gestalt der zweiten Anschlagfläche 440 aufweist.
6 zeigt einen Zustand der Ventilvorrichtung 10, in dem das sich in der Ventilschließrichtung CD bewegende Ventilelement 200 gerade mit der Abdichtungseinheit 400 in Kontakt gebracht ist. In dem in 6 gezeigten Zustand der Ventilvorrichtung 10 steht der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 in Kontakt mit der ersten gekrümmten Druckfläche 210. Zusätzlich steht der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 in Kontakt mit der zweiten gekrümmten Druckfläche 220. Das Ventilelement 200 steht mit der Abdichtungseinheit 400 in einem Bewegungsprozess ausgehend von dem Zustand von 1, in dem sich das Ventilelement 200 in dem geöffneten Ventilzustand befindet, zu dem Zustand von 6, in dem das Ventilelement 200 in der Ventilschließrichtung CD bewegt und mit der Abdichtungseinheit 400 in Kontakt gebracht wird, nicht in Kontakt.
7 zeigt einen weiteren Zustand der Ventilvorrichtung 10, in dem das Ventilelement 200 weiter in der Ventilschließrichtung CD bewegt ist, nachdem dieses mit der Abdichtungseinheit 400 in Kontakt gebracht wurde (siehe 6). 8 zeigt einen Teil des Ventilelements 200 und einen Teil der Abdichtungseinheit 400 in dem Zustand, nachdem das sich in der Ventilschließrichtung CD bewegende Ventilelement 200 mit der Abdichtungseinheit 400 in Kontakt gebracht wurde. In dem Ventilzustand von 7 und 8 ist der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 in der +Z-Richtung elastisch gebogen, da der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 mit der ersten gekrümmten Druckfläche 210 in Kontakt gebracht wird und mit der ersten gekrümmten Druckfläche 210 in der Ventilschließrichtung CD auf diesen gedrückt wird. In diesem Ventilzustand wird, obwohl die erste gekrümmte Druckfläche 210 des Ventilelements 200 mit dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 in Kontakt gebracht wird, die erste gekrümmte Druckfläche 210 nicht direkt mit dem ersten Halbkörperabschnitt 410 in Kontakt gebracht. Zusätzlich ist in dem Ventilzustand von 7 der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 in der -Z-Richtung elastisch gebogen, da der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 mit der zweiten gekrümmten Druckfläche 220 in Kontakt gebracht wird und mit der zweiten gekrümmten Druckfläche 220 in der Ventilschließrichtung CD auf diesen gedrückt wird. Wenn der Ventilzustand der Ventilvorrichtung 10 von dem Zustand von 6 zu dem Zustand der 7 und 8 geändert wird, wird der geöffnete Abschnitt 110 geschlossen. Mit anderen Worten, das mit der Ventilvorrichtung 10 verbundene und sich von dieser in der -Z-Richtung erstreckende AGR-Rohr 40 wird geschlossen.
Bei der Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform sind der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 einstückig mit dem Außenschichtabschnitt 403 ausgebildet, der den inneren Kernabschnitt 402 bedeckt. Es ist daher möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt 405 und sowohl dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 als auch dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 im Vergleich zu einem Fall zu erhöhen, in dem der Lippenabschnitt an das obere Ende des zylindrischen Körperabschnitts 405 geschweißt oder angebracht ist. Folglich kann die Festigkeit der Abdichtungseinheit 400 in der vorliegenden Ausführungsform erhöht werden.
Da bei der Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform das untere axiale Ende 403e des Außenschichtabschnitts 403 und die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 in derselben Ebene liegen, ist es möglich, einen Kontaktbereich bzw. eine Kontaktfläche zwischen dem Außenschichtabschnitt 403 und dem inneren Kernabschnitt 402 im Vergleich zu einem Fall zu vergrößern, in dem das untere axiale Ende 403e des Außenschichtabschnitts 403 die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 nicht erreicht. Dadurch ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Außenschichtabschnitt 403 und dem inneren Kernabschnitt 402 zu erhöhen. Wie vorstehend beschrieben, kann die Festigkeit der Abdichtungseinheit 400 weiter erhöht werden.
(Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung)
Ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung 10 wird anhand der 9 bis 12 erläutert. Wie in 9 gezeigt ist, werden in einem Schritt S5 der innere Kernabschnitt 402, mit dem der ringförmige Flanschabschnitt 401 integral verbunden ist, und eine Formwerkzeugeinheit für die Abdichtungseinheit 400 vorbereitet. Wie in 10 gezeigt ist, umfasst die Formeinheit mehrere Formwerkzeuge 601, 602, 603 und 604, die einen Innenraum bilden, dessen Gestalt einer Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit 400 entspricht, wenn diese mehreren Formwerkzeuge 601 bis 604 miteinander kombiniert werden.
In einem Schritt S10 von 9 wird der innere Kernabschnitt 402 mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 in dem Innenraum der kombinierten Formwerkzeuge 601 bis 604 angeordnet. Der Schritt S10 wird auch als ein erster Prozess bezeichnet. Wie in 10 gezeigt ist, wird in Schritt S10 der vorliegenden Ausführungsform die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 mit einem Außenumfangsabschnitt des Formwerkzeugs 604 in Kontakt gebracht, der einem Teil des Formwerkzeugs 604 auf einer radial äußeren Seite davon, weg von der Mittelachse CA, entspricht. Zusätzlich wird eine obere Oberfläche 401u des ringförmigen Flanschabschnitts 401, die einer Oberfläche des ringförmigen Flanschabschnitts 401 in der +Z-Richtung entspricht, mit sowohl dem Formwerkzeug 601 als auch dem Formwerkzeug 602 in Kontakt gebracht. Da der ringförmige Flanschabschnitt 401 zwischen den Formwerkzeugen 601, 602 und 604 eingefügt und von diesen fest gehalten wird, wird der innere Kernabschnitt 402 im Innenraum der Formwerkzeugeinheit positioniert.
In einem Schritt S20 von 9 wird das Außenschichtmaterial in einen Formraum eingespritzt, der zwischen den Formwerkzeugen 601 bis 604 und dem inneren Kernabschnitt 402 mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 ausgebildet ist. Wie in den 10 bis 12 gezeigt ist, sind in dem Formwerkzeug 604 mehrere Eingussabschnitte 701 und mehrere Anschnittabschnitte 702 ausgebildet. Jeder der Eingussabschnitte 701 entspricht einem Durchlass für das Außenschichtmaterial. Jeder der Anschnittabschnitte 702 entspricht einer Einspritzöffnung, durch die das Außenschichtmaterial aus dem Eingussabschnitt 701 in den Formraum eingespritzt wird. Wenn das durch die Anschnittabschnitte 702 eingespritzte Außenschichtmaterial in die jeweiligen Teile des Formraums strömt, die zwischen dem inneren Kernabschnitt 402 und jedem der Formwerkzeuge 601 bis 604 ausgebildet sind, werden der Außenschichtabschnitt 403, der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 integral miteinander ausgebildet. Der Schritt S20 wird auch als ein zweiter Prozess bezeichnet. In dem zweiten Prozess werden der Außenschichtabschnitt 403, der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 integral bzw. einstückig durch einen Spritzgussprozess hergestellt.
Wie in 12 gezeigt ist, ist in der vorliegenden Ausführungsform jeder der Anschnittabschnitte 702 an einer Position oberhalb der Bodenfläche 401s des zylindrischen Körperabschnitts 405 angeordnet. Jeder der Anschnittabschnitte 702 befindet sich über der Bodenfläche 401s an einer solchen Position, die in der radialen Richtung des zylindrischen Körperabschnitts 405 näher an der Mittelachse CA liegt. Die mehreren Eingussabschnitte 701 und die mehreren Anschnittabschnitte 702 sind oberhalb der Bodenfläche 401s in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts 405 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform strömt das Außenschichtmaterial, wie durch Pfeile in 12 angegeben, in dem Formraum von der Innenumfangsseite hin zu der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402. Zusätzlich strömt das Außenschichtmaterial von der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402 in die jeweiligen Teile des Formraums für den sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 und des Raums für den sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425.
In einem Schritt S30 von 9 wird die Abdichtungseinheit 400 aus den Formwerkzeugen 601 bis 604 herausgezogen. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in den 10 und 11 dargestellt, das Formwerkzeug 603 in der +Z-Richtung bewegt, während das Formwerkzeug 604 in der -Z-Richtung bewegt wird. Dann befindet sich die Abdichtungseinheit 400 in einem Zustand, in dem die obere Oberfläche 401u der Abdichtungseinheit 400 in der Z-Richtung von den Formwerkzeugen 601 und 602 getragen ist. Danach wird jedes der Formwerkzeuge 601 und 602 in einer horizontalen Richtung von der Mittelachse CA weg bewegt. Entsprechend kann die Abdichtungseinheit 400 automatisch aus dem von den Formwerkzeugen 601 bis 604 gebildeten Formraum herausgenommen werden.
In dem Schritt S30 der vorliegenden Ausführungsform wird ein Grat von der Abdichtungseinheit 400 entfernt. Der Grat entspricht einem Teil des Außenschichtmaterials, der an einer Stelle benachbart zu dem Anschnittabschnitt 702 ausgebildet ist und für die Abdichtungseinheit 400 nicht notwendig ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Grat entfernt, indem ein solcher unnötiger Teil des Außenschichtmaterials auf derselben Ebene wie die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 weggeschnitten wird. Der Schritt S30 in 9 wird auch als ein dritter Prozess bezeichnet.
In einem Schritt S40 von 9 wird die Ventilvorrichtung 10 zusammengebaut bzw. montiert. In dem Schritt S40 wird das separat vorbereitete Ventilelement 200 im Gehäuse 100 angeordnet und die in den vorstehenden Schritten hergestellte Abdichtungseinheit 400 wird am geöffneten Abschnitt 110 des Gehäuses 100 angeordnet. Damit ist die Ventilvorrichtung 100 fertig gestellt.
Da der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt 425 mit dem Außenschichtabschnitt 403 einstückig ausgebildet werden, ist es gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt 405 und sowohl dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 als auch dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 im Vergleich zu dem Fall zu erhöhen, in dem der Lippenabschnitt (separat vorbereitet) an das obere Ende des zylindrischen Körperabschnitts 405 geschweißt oder angebracht wird.
Gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren wird das Außenschichtmaterial aus den Anschnittabschnitten 702 eingespritzt, die sich an den Positionen oberhalb der Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 befinden, und das Außenschichtmaterial strömt in den Formraum, der zwischen den Formwerkzeugen 601 bis 604 und dem inneren Kernabschnitt 402, der mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 verbunden ist, ausgebildet ist. Da die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 als eine ebene Oberfläche ausgebildet ist, ist es möglich, den Fluss des Außenschichtmaterials von dem Anschnittabschnitt 702 zu der Bodenfläche 401s unabhängig von der Position des Anschnittabschnitts 702 zum Einspritzen des Außenschichtmaterials gleichmäßig zu machen. Dadurch kann eine Situation vermieden werden, dass sich die Dicke des Außenschichtabschnitts 403 von einer Position zu einer Position des inneren Kernabschnitts 402 unterscheidet.
Da das überflüssige Außenschichtmaterial in derselben Ebene wie die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 weggeschnitten wird, kann gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren eine Situation vermieden werden, dass der Grat des Außenschichtmaterials bei der Abdichtungseinheit 400 verbleibt. Mit anderen Worten, es kann eine Situation vermieden werden, dass die Dichtleistung der Ventilvorrichtung 10 durch den verbleibenden Grat bei der Abdichtungseinheit 400 verringert sein kann.
Da die Abdichtungseinheit 400 automatisch aus den Formwerkzeugen 601 bis 604 entnommen werden kann, ist es gemäß dem vorstehenden Herstellungsverfahren möglich, die Herstellungskosten im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, bei dem die Abdichtungseinheit von einem Arbeiter manuell aus den Formwerkzeugen herausgezogen wird.
(Zweite Ausführungsform)
In einem Verfahren einer zweiten Ausführungsform zum Herstellen der Ventilvorrichtung 10 wird jeder der mehreren Anschnittabschnitte 702 während des zweiten Prozesses des Herstellungsverfahrens (9) an einer solchen Position oberhalb einer oberen Oberfläche 402u des inneren Kernabschnitts 402 in der +Z-Richtung, wie in den 13 und 14 dargestellt, angeordnet. Die mehreren Anschnittabschnitte 702 sind oberhalb der oberen Oberfläche 402u in vorbestimmten Abständen in der Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts 405 angeordnet. Das von jedem der Anschnittabschnitte 702 eingespritzte Außenschichtmaterial wird von der oberen Oberfläche 402u in eine erste Strömung auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402 und eine zweite Strömung auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402 verteilt, wie durch Pfeile in den 13 und 14 angegeben ist. Die Struktur der Ventilvorrichtung 10 und die von den vorstehend erläuterten Schritten abweichenden Schritte des Herstellungsverfahrens sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform wird das Außenschichtmaterial, das von dem Anschnittabschnitt 702 zu der oberen Oberfläche 402u eingespritzt wird, auf einen ersten Teil des Formraums zwischen der Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402 und den Formwerkzeugen 601 bis 604 und einen zweiten Teil des Formraums zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402 und den Formwerkzeugen 601 bis 604 verteilt. Es ist daher möglich, im zweiten Prozess des Herstellungsverfahrens eine Druckdifferenz zwischen einem auf die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402 aufzubringenden Innendruck und einem auf die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402 aufzubringenden Außendruck zu verringern. Folglich kann eine Situation vermieden werden, dass der innere Kernabschnitt 402 durch die Druckdifferenz während der Herstellungsschritte verformt wird. Da das Außenschichtmaterial gleichmäßig in den ersten Teil des Formraums auf der Innenumfangsseite und in den zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402 strömt, ist es außerdem möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt 405 und sowohl dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 als auch dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 zu erhöhen.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10a einer dritten Ausführungsform wird anhand der 15 und 16 erläutert. 15 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der X-Z-Ebene, in gleicher Weise wie 4, und zeigt eine Abdichtungseinheit 400a der Ventilvorrichtung 10a. 16 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, welche einen inneren Kernabschnitt 402a zeigt, der mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 verbunden ist. Mehrere Durchgangslöcher h sind in dem inneren Kernabschnitt 402a eines zylindrischen Körperabschnitts 405a ausgebildet, wobei jedes der Durchgangslöcher h den inneren Kernabschnitt 402a in der radialen Richtung des zylindrischen Körperabschnitts 405a durchdringt, so dass jedes der Durchgangslöcher h an der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402a geöffnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform besitzt der innere Kernabschnitt 402a die mehreren Durchgangslöcher h, wie vorstehend beschrieben. Jedoch kann alternativ ein Durchgangsloch h im inneren Kernabschnitt 402a gebildet sein. Wie in 15 gezeigt ist, wird das Außenschichtmaterial in die Durchgangslöcher h gefüllt. Ein erster Teil des Außenschichtabschnitts 403, der die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402a bedeckt, ist mit einem zweiten Teil des Außenschichtabschnitts 403, der die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402a bedeckt, über die mehreren Durchgangslöcher h verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein gekerbter Abschnitt k in dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 ausgebildet. Obwohl in den Abbildungen nicht dargestellt, ist ein Vorsprung in dem geöffneten Abschnitt 110 des Gehäuses 100 ausgebildet, so dass der Vorsprung in den gekerbten Abschnitt k eingepasst wird. Bei der Montage der Ventilvorrichtung 10a an dem Gehäuse 100 kann der gekerbte Abschnitt k zur Positionierung des ringförmigen Flanschabschnitts 401 an dem geöffneten Abschnitt 110 des Gehäuses 100 verwendet werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Durchgangslöcher h in dem zylindrischen Körperabschnitt 405a an einer solchen Position ausgebildet, die sich von den Grenzen zwischen dem ersten Halbkörperabschnitt 410 und dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts 405a unterscheidet. Mit anderen Worten, jedes der Durchgangslöcher h ist an der Position ausgebildet, die sich in der Umfangsrichtung von den Grenzen zwischen einem ersten Halbkernabschnitt 410p und einem zweiten Halbkernabschnitt 420p unterscheidet. Der erste Halbkernabschnitt 410p entspricht einem Teil des inneren Kernabschnitts 402a, der dem ersten Halbkörperabschnitt 410 entspricht, wenn dieser mit dem Außenschichtabschnitt 403 bedeckt ist. Der zweite Halbkernabschnitt 420p entspricht einem weiteren Teil des inneren Kernabschnitts 402a, der dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 entspricht, wenn dieser mit dem Außenschichtabschnitt 403 bedeckt ist. Alternativ kann jedes der Durchgangslöcher h an der Grenze zwischen dem ersten Halbkernabschnitt 410p und dem zweiten Halbkernabschnitt 420p ausgebildet sein. Zusätzlich ist bei der vorliegenden Ausführungsform jedes der Durchgangslöcher h einer ersten Durchgangslochgruppe an einer Position ausgebildet, die sich in der Umfangsrichtung von einem am weitesten vorstehenden Abschnitt P1 des ersten Halbkernabschnitts 410p unterscheidet, wobei der am weitesten vorstehende Abschnitt P1 ein Abschnitt des ersten Halbkernabschnitts 410P ist, der in der +Z-Richtung am weitesten vorsteht. Jedes der Durchgangslöcher h einer zweiten Durchgangslochgruppe ist an einer Position ausgebildet, die sich in der Umfangsrichtung von einem am weitesten vorstehenden Abschnitt P2 des zweiten Halbkernabschnitts 420p unterscheidet, wobei der am weitesten vorstehende Abschnitt P2 ein Abschnitt des zweiten Halbkernabschnitts 420P ist, der in der +Z-Richtung am weitesten vorsteht. Alternativ kann jedes der Durchgangslöcher h in dem zylindrischen Körperabschnitt 405a an dem am weitesten vorstehenden Abschnitt P1 oder an dem am weitesten vorstehenden Abschnitt P2 ausgebildet sein.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung 10a der vorliegenden Ausführungsform erläutert. Im ersten Prozess der vorliegenden Ausführungsform (entsprechend dem Schritt S10 in 9) wird der innere Kernabschnitt 402a mit den Durchgangslöcher h in dem Innenraum der Formwerkzeuge angeordnet, der die Gestalt entsprechend der Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit 400a aufweist. In dem zweiten Prozess (entsprechend dem Schritt S20 in 9) wird, wie in 17 gezeigt ist, das Außenschichtmaterial bei den Bereichen auf der Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 eingespritzt, so dass das Außenschichtmaterial in den Formraum zwischen dem inneren Kernabschnitt 402a und den Formwerkzeugen strömt (in 17 nicht dargestellt). Das in den Formraum eingespritzte Außenschichtmaterial wird an jedem der Durchgangslöcher h zu dem ersten Teil des Formraums auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a und zu dem zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a verteilt. Die Struktur der Ventilvorrichtung 10a und die anderen als die vorstehend erläuterten Schritte des Herstellungsverfahrens sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform.
Da der erste Teil des Außenschichtabschnitts 403 auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a mit dem zweiten Teil des Außenschichtabschnitts 403 auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a über die Durchgangslöcher h verbunden ist, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem Außenschichtabschnitt 403 und dem inneren Kernabschnitt 402a im Vergleich zu einem Fall zu erhöhen, in dem der innere Kernabschnitt 402a die Durchgangslöcher h nicht aufweist und dadurch der Außenschichtabschnitt 403 auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a nicht mit dem Außenschichtabschnitt 403 auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a über die Durchgangslöcher h verbunden ist. Entsprechend ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Festigkeit der Abdichtungseinheit 400a zu erhöhen.
Da das Außenschichtmaterial an jedem der Durchgangslöcher h auf den ersten Teil des Formraums auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a und auf den zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a verteilt wird, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der auf die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402a ausgeübte Druck gleich dem auf die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402a ausgeübten Druck gemacht werden, wenn das Außenschichtmaterial in den Formraum eingespritzt wird. Daher kann eine Situation vermieden werden, dass der innere Kernabschnitt 402a durch die Druckdifferenz während des zweiten Prozesses verformt wird. Da das Außenschichtmaterial außerdem gleichmäßig in den ersten Teil des Formraums auf der Innenumfangsseite und in den zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402a strömt, ist es möglich, die Verbindungsfestigkeit zwischen dem zylindrischen Körperabschnitt 405a und dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 und dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 zu erhöhen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jedes der Durchgangslöcher h in dem zylindrischen Körperabschnitt 405a an einer solchen Position ausgebildet, die sich von den Grenzen zwischen dem ersten Halbkörperabschnitt 410 und dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts 405a unterscheidet bzw. davon abweicht. Zusätzlich ist jedes der Durchgangslöcher h an der Position ausgebildet, die sich in der Umfangsrichtung von dem am weitesten vorstehenden Abschnitt P1 des ersten Halbkörperabschnitts 410p, der in der +Z-Richtung vorsteht, unterscheidet, oder die sich in der Umfangsrichtung von dem am weitesten vorstehenden Abschnitt P2 des zweiten Halbkörperabschnitts 420p, der in der +Z-Richtung vorsteht, unterscheidet. Jedes aus den vorstehenden Grenzen, dem am weitesten vorstehenden Abschnitt P1 und dem am weitesten vorstehenden Abschnitt P2 entspricht einem Teil des zylindrischen Körperabschnitts 405a, an dem sich die Spannung wahrscheinlich konzentriert, wenn die Ventilvorrichtung 10a geschlossen oder geöffnet wird. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch jedes der Durchgangslöcher h an einer solchen Position ausgebildet, an der sich die Spannung wahrscheinlich nicht konzentriert. Daher ist es möglich, die Festigkeit des Abschnitts des inneren Kernabschnitts 402a, an dem sich die Spannung wahrscheinlich konzentriert, zu gewährleisten.
(Vierte Ausführungsform)
18 ist in gleicher Weise wie 4 eine Querschnittsansicht entlang der X-Z-Ebene und zeigt eine Abdichtungseinheit 400b für eine Ventilvorrichtung 10b einer vierten Ausführungsform. Mehrere Durchgangslöcher hb sind in einem inneren Kernabschnitt 402b eines zylindrischen Körperabschnitts 405b so ausgebildet, dass jedes der Durchgangslöcher hb den inneren Kernabschnitt 402b in seiner radialen Richtung durchdringt. Jedes der Durchgangslöcher hb ist an einer solchen Position ausgebildet, an der ein Abstand zu dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 in der -Z-Richtung kleiner ist als ein Abstand zu dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 und dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 in der +Z-Richtung. Darüber hinaus ist jedes der Durchgangslöcher hb an einer Position ausgebildet, die in der -Z-Richtung näher an dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 liegt als die Durchgangslöcher h der dritten Ausführungsform. Bei jedem der Durchgangslöcher hb steht ein unteres Ende davon in Kontakt mit der oberen Oberfläche 401u des ringförmigen Flanschabschnitts 401.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung 10b der vierten Ausführungsform erläutert. In ähnlicher Weise wie bei der ersten und dritten Ausführungsform wird im zweiten Prozess (entsprechend dem Schritt S20 in 9) das Außenschichtmaterial von den oberen Abschnitten oberhalb der Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 eingespritzt, und das eingespritzte Außenschichtmaterial strömt in den Formraum, der zwischen dem inneren Kernabschnitt 402b und den Formwerkzeugen, die den Innenraum mit der Konfiguration entsprechend der Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit 400b bilden, ausgebildet ist. Die Struktur der Ventilvorrichtung 10b und die anderen als die vorstehend erläuterten Schritte des Herstellungsverfahrens sind identisch mit denen der dritten Ausführungsform.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Durchgangslöcher hb im inneren Kernabschnitt 402b an solchen Positionen ausgebildet, an denen der Abstand zum ringförmigen Flanschabschnitt 401 in der -Z-Richtung kleiner ist als der Abstand zu den sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitten 415 und den sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitten 425 in der +Z-Richtung. Verglichen mit einem Fall, in dem die Durchgangslöcher an solchen Positionen ausgebildet sind, bei denen der Abstand in der +Z-Richtung zu dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 oder dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt 425 kleiner ist als der Abstand zum ringförmigen Flanschabschnitt 401 in der -Z-Richtung, können der innere Kernabschnitt 402b und der Außenschichtabschnitt 403 in der vorliegenden Ausführungsform an solchen Positionen miteinander verbunden sein, die in der -Z-Richtung näher am ringförmigen Flanschabschnitt 401 liegen. Dadurch kann eine Situation vermieden werden, dass der Außenschichtabschnitt 403 in der +Z-Richtung leicht von dem inneren Kernabschnitt 402b abgeschält wird. Daher ist es möglich, die Festigkeit der Abdichtungseinheit 400b zu erhöhen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Durchgangslöcher hb im inneren Kernabschnitt 402b an solchen Positionen ausgebildet, die in der -Z-Richtung näher am ringförmigen Flanschabschnitt 401 liegen, und das Außenschichtmaterial wird von der Seite der Bodenfläche 401s in ähnlicher Weise wie in 17 gezeigt in den Formraum eingespritzt. Daher kann das Außenschichtmaterial in einem früheren Stadium des zweiten Prozesses auf den ersten Teil des Formraumes zwischen der Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402b und den Formwerkzeugen und auf den zweiten Teil des Formraums zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402b und den Formwerkzeugen verteilt werden. Folglich ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen dem auf die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402b ausgeübten Druck und dem auf die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402b ausgeübten Druck während des zweiten Prozesses, bei dem das Außenschichtmaterial in den Formraum eingespritzt wird, kleiner zu machen. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Durchgangslöcher an solchen Positionen ausgebildet sind, die in der +Z-Richtung vom ringförmigen Flanschabschnitt 401 entfernt liegen, kann bei der vorliegenden Ausführungsform die Situation sicherer vermieden werden, dass der innere Kernabschnitt 402b durch die Druckdifferenz verformt wird.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10c einer fünften Ausführungsform wird anhand der 19 bis 22 erläutert. 19 ist in gleicher Weise wie 4 eine Querschnittsansicht entlang der X-Z-Ebene und zeigt eine Abdichtungseinheit 400c für die Ventilvorrichtung 10c. 20 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen inneren Kernabschnitt 402c zeigt, der mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 verbunden ist. Mehrere Durchgangslöcher hc sind im inneren Kernabschnitt 402c so ausgebildet, dass sich jedes der Durchgangslöcher hc in der -Z-Richtung von einem axial mittleren Punkt des inneren Kernabschnitts 402c hin zur Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 erstreckt. Jedes der Durchgangslöcher hc durchdringt den inneren Kernabschnitt 402c in seiner radialen Richtung, in der gleichen Art und Weise wie bei der vorstehenden vierten Ausführungsform. Das Außenschichtmaterial wird in die Durchgangslöcher hc gefüllt. Der erste Teil des Außenschichtabschnitts 403, der die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402c bedeckt, und der zweite Teil des Außenschichtabschnitts 403, der die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402c bedeckt, sind in der radialen Richtung über die mehreren Durchgangslöcher hc miteinander verbunden.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung 10c der fünften Ausführungsform erläutert. Im ersten Prozess (entsprechend dem Schritt S10 von 9) wird der innere Kernabschnitt 402c mit den Durchgangslöchern hc im Innenraum der Formwerkzeuge angeordnet, der eine Konfiguration entsprechend einer Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit 400c aufweist. Im zweiten Prozess (entsprechend dem Schritt S20 von 9) wird, wie in 21 gezeigt ist, das Außenschichtmaterial aus den Anschnittabschnitten 702 eingespritzt, die sich jeweils an einer Position oberhalb von jedem der Durchgangslöcher hc befinden, so dass das Außenschichtmaterial direkt in den Formraum zwischen dem inneren Kernabschnitt 402c und den Formwerkzeugen strömt. Das Außenschichtmaterial kann zusätzlich von solchen zusätzlichen Anschnittabschnitten eingespritzt werden, die sich in der Umfangsrichtung jeweils an einer Position zwischen den Durchgangslöchern hc befinden. Mit anderen Worten, das Außenschichtmaterial kann zusätzlich aus diesen Anschnittabschnitten eingespritzt werden, die sich jeweils oberhalb der Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 befinden, sich jedoch von den Positionen der Durchgangslöcher hc in der Umfangsrichtung unterscheiden.
Das in den Formraum eingespritzte Außenschichtmaterial wird an jedem der Durchgangslöcher hc hin zu dem ersten Teil des Formraumes auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402c und zu dem zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402c verteilt. Die Struktur der Ventilvorrichtung 10c und die anderen als die vorstehend erläuterten Schritte des Herstellungsverfahrens sind identisch mit denen der dritten Ausführungsform.
Da sich bei der vorliegenden Ausführungsform jedes der Durchgangslöcher hc von dem axial mittleren Punkt des inneren Kernabschnitts 402c in der -Z-Richtung bis zur Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 erstreckt, ist es möglich, den inneren Kernabschnitt 402c mit dem Außenschichtabschnitt 403 auf der Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 fest zu verbinden. Dadurch kann die Situation sicher vermieden werden, dass der Außenschichtabschnitt 403 vom inneren Kernabschnitt 402c in der +Z-Richtung abgeschält wird. Die Festigkeit der Abdichtungseinheit 400c kann weiter erhöht werden.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform das Außenschichtmaterial von den oberhalb der Durchgangslöcher hc liegenden Anschnittabschnitten 702 eingespritzt wird, kann das Außenschichtmaterial in dem früheren Stadium des zweiten Prozesses (entsprechend dem Schritt S20 in 9) zu dem ersten Teil des Formraums zwischen der Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402c und den Formwerkzeugen und zu dem zweiten Teil des Formraums zwischen der Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402c und den Formwerkzeugen verteilt werden. Folglich ist es möglich, die Druckdifferenz zwischen dem auf die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402c ausgeübten Druck und dem auf die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402c ausgeübten Druck während des zweiten Prozesses, bei dem das Außenschichtmaterial in den Formraum eingespritzt wird, kleiner zu machen. Wie vorstehend erläutert, ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Situation sicherer zu vermeiden, dass der innere Kernabschnitt 402c durch die Druckdifferenz während des zweiten Prozesses verformt wird.
22 ist eine schematische Querschnittsansicht zur Erläuterung eines Schrittes, bei dem der innere Kernabschnitt 402c geformt wird. 22 zeigt einen Abschnitt des inneren Kernabschnitts 402c, der in 21 durch eine gestrichelte Linie A gekennzeichnet ist, sowie Formwerkzeuge 710 und 711 für den inneren Kernabschnitt 402c. Da bei der vorliegenden Ausführungsform jedes der Durchgangslöcher hc in der -Z-Richtung bis zu der Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 reicht, ist es möglich, wie in 22 gezeigt, den inneren Kernabschnitt 402c mit zwei in der Z-Richtung angeordneten Formwerkzeugen 710 und 711 zu formen. Der so geformte innere Kernabschnitt 402c ist mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 und den Durchgangslöcher hc verbunden. Wie vorstehend erläutert, ist es nicht notwendig, ein Gleitformwerkzeug zum Zwecke des Ausbildens der Durchgangslöcher hc vorzubereiten. Entsprechend ist es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich, zusätzlich zu den vorstehend erläuterten Vorteilen das Herstellungsverfahren der Ventilvorrichtung 10c zu vereinfachen.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10d einer sechsten Ausführungsform wird anhand von 23 erläutert. 23 ist in gleicher Weise wie 4 eine Querschnittsansicht entlang der X-Z-Ebene und zeigt eine Abdichtungseinheit 400d für die Ventilvorrichtung 10d. Mehrere Durchgangslöcher hd sind in einem inneren Kernabschnitt 402d so ausgebildet, dass jedes der Durchgangslöcher hd den inneren Kernabschnitt 402d in seiner radialen Richtung durchdringt und sich in der -Z-Richtung von dem axial mittleren Punkt bis zur Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401s erstreckt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Breite des Durchgangslochs hd in der Umfangsrichtung der Abdichtungseinheit 400d auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402d im Wesentlichen gleich einer Breite des Durchgangslochs hd auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402d. In 23 ist eine Höhe des Durchgangslochs hd in der +Z-Richtung auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402d mit Hg (im Folgenden die Außenhöhe Hg) angegeben, während eine Höhe des Durchgangslochs hd in der +Z-Richtung auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402d mit Hn (im Folgenden die Innenhöhe Hn) angegeben ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Außenhöhe Hg auf der Außenumfangsseite größer als die Innenhöhe Hn auf der Innenumfangsseite. Die Außenhöhe Hg des Durchgangslochs hd entspricht einer Länge von der X-Y-Ebene für die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 bis zu einem oberen Ende des Durchgangslochs hd auf der Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402d. Die Innenhöhe Hn des Durchgangslochs hd entspricht einer Länge von der X-Y-Ebene für die Bodenfläche 401s des ringförmigen Flanschabschnitts 401 bis zu einem oberen Ende des Durchgangslochs hd auf der Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402d.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung 10d der sechsten Ausführungsform erläutert. Im ersten Prozess (entsprechend dem Schritt S10 von 9) wird der innere Kernabschnitt 402d mit den Durchgangslöcher hd im Innenraum der Formwerkzeuge angeordnet, der eine Konfiguration aufweist, die einer Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit 400d entspricht. In ähnlicher Weise wie bei der fünften Ausführungsform wird im zweiten Prozess (entsprechend dem Schritt S20 von 9) das Außenschichtmaterial von den Anschnittabschnitten, die sich jeweils an der Position oberhalb von jedem der Durchgangslöcher hd befinden, eingespritzt, so dass das Außenschichtmaterial gleichmäßig in den Formraum zwischen dem inneren Kernabschnitt 402d und den Formwerkzeugen strömt. Die Außenhöhe Hg und die Innenhöhe Hn sind so ausgelegt, dass eine Strömungsmenge des Außenschichtmaterials, die von den Durchgangslöchern hd in den ersten Teil des Formraums auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402d strömt, und eine Strömungsmenge des Außenschichtmaterials, die von den Durchgangslöchern hd in den zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402d strömt, im zweiten Prozess nahezu gleich sind. Die Struktur der Ventilvorrichtung 10d und die anderen als die vorstehend erläuterten Schritte des Herstellungsverfahrens sind identisch mit denen der fünften Ausführungsform.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die Strömungsmengen des Außenschichtmaterials von den Durchgangslöchern hd zu jedem Teil des Formraums auf den Innen- und Außenumfangsseiten des inneren Kernabschnitts 402d gleich sind, ist es möglich, den auf die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402d ausgeübten Druck und den auf die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402d ausgeübten Druck gleich zu machen, wenn das Außenschichtmaterial in den Formraum eingespritzt wird. So lässt sich die Situation sicherer vermeiden, dass der innere Kernabschnitt 402d durch die Druckdifferenz verformt wird.
(Siebte Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10e einer siebten Ausführungsform wird anhand der 24 und 25 erläutert. 24 ist eine schematische Ansicht, welche eine Abdichtungseinheit 400e für die Ventilvorrichtung 10e mit einem inneren Kernabschnitt 402e und dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 in der -Z-Richtung betrachtet zeigt. 25 ist eine vergrößerte Ansicht, welche einen Abschnitt B zeigt, der in 24 durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet ist. Eine gestrichelte Gerade CB in 24 verläuft durch die Grenzen zwischen dem ersten Halbkernabschnitt 410p und dem zweiten Halbkernabschnitt 420p, wobei der erste Halbkernabschnitt 410p einem Abschnitt des inneren Kernabschnitts 402e entspricht, der dem ersten Halbkörperabschnitt 410 entspricht, wenn dieser von dem Außenschichtabschnitt 403 bedeckt ist, während der zweite Halbkernabschnitt 420p einem anderen Abschnitt des inneren Kernabschnitts 402e entspricht, der dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 entspricht, wenn dieser von dem Außenschichtabschnitt 403 bedeckt ist. Die gestrichelte Gerade CB entspricht außerdem einer Linie, die durch die Übergangsflächen 430/440 zwischen dem ersten Halbkörperabschnitt 410 und dem zweiten Halbkörperabschnitt 420 verläuft, die bereits in der ersten Ausführungsform erläutert sind. Eine weitere gestrichelte Gerade CC in 24 entspricht einer Linie, welche durch den am weitesten vorstehenden Abschnitt P1 des ersten Halbkörperabschnitts 410p in der +Z-Richtung und den am weitesten vorstehenden Abschnitt P2 des zweiten Halbkörperabschnitts 420p in der +Z-Richtung verläuft. Ein Schnittpunkt zwischen der gestrichelten Geraden CB und der gestrichelten Geraden CC liegt auf der Mittelachse CA.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind mehrere Durchgangslöcher he in dem inneren Kernabschnitt 402e so ausgebildet, dass jedes der Durchgangslöcher he den inneren Kernabschnitt 402e in der radialen Richtung durchdringt und sich in der -Z-Richtung erstreckt. Eine Anzahl der Durchgangslöcher he, die im ersten Halbkernabschnitt 410p ausgebildet sind, unterscheidet sich von dieser der Durchgangslöcher he, die im zweiten Halbkernabschnitt 420p ausgebildet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Durchgangslöcher he, die im zweiten Halbkernabschnitt 420p ausgebildet sind, größer als diese der Durchgangslöcher he, die im ersten Halbkernabschnitt 410p ausgebildet sind. Die Durchgangslöcher he sind mit Bezug auf die gestrichelte Gerade CB asymmetrisch angeordnet, während die Durchgangslöcher mit Bezug auf die gestrichelte Gerade CC symmetrisch angeordnet sind.
Obwohl in den Abbildungen nicht dargestellt, ist die Höhe des Durchgangslochs he in der +Z-Richtung auf der Innenumfangsseite fast gleich der Höhe des Durchgangslochs he in der +Z-Richtung auf der Außenumfangsseite. Wie in 25 gezeigt ist, ist eine Außenbreite W1 des Durchgangslochs he in der Umfangsrichtung auf der Außenumfangsseite größer als eine Innenbreite W2 des Durchgangslochs he in der Umfangsrichtung auf der Innenumfangsseite.
Ähnlich wie bei der sechsten Ausführungsform sind die Außenbreite W1 und die Innenbreite W2 so ausgelegt, dass die Strömungsmenge des Außenschichtmaterials, das von dem Durchgangsloch he zum ersten Teil des Formraums auf der Innenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402e strömt, gleich der Strömungsmenge des Außenschichtmaterials ist, das von dem Durchgangsloch he zum zweiten Teil des Formraums auf der Außenumfangsseite des inneren Kernabschnitts 402e strömt. Die Struktur der Ventilvorrichtung 10e und die anderen als die vorstehend erläuterten Schritte des Herstellungsverfahrens sind identisch mit denen der sechsten Ausführungsform.
Da bei der vorliegenden Ausführungsform die Strömungsmengen des Außenschichtmaterials von den Durchgangslöchern he zu jedem Teil des Formraums auf den Innen- und Außenumfangsseiten des inneren Kernabschnitts 402e gleich sind, ist es möglich, den auf die Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402e ausgeübten Druck und den auf die Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts 402e ausgeübten Druck gleich zu machen, wenn das Außenschichtmaterial in den Formraum eingespritzt wird. So lässt sich die Situation sicherer vermeiden, dass der innere Kernabschnitt 402e durch die Druckdifferenz verformt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist es nicht immer notwendig, dass ein Breitenverhältnis, das einem Verhältnis der Innenbreite W2 zur Außenbreite W1 entspricht, für alle Durchgangslöcher he gleich gemacht wird. In den 26 und 27 besitzt ein innerer Kernabschnitt 402f eine erste Gruppe von Durchgangslöchern hfl und eine zweite Gruppe von Durchgangslöchern hf2, wobei das Breitenverhältnis für das Durchgangsloch hf1 der ersten Gruppe sich von diesem des Durchgangslochs hf2 der zweiten Gruppe unterscheidet. Genauer gesagt ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Breitenverhältnis des Durchgangslochs hf1 der ersten Gruppe größer als dieses des Durchgangslochs hf2 der zweiten Gruppe. Dimensionen für die Durchgangslöcher hf1 und hf2 werden durch Experimente und/oder Simulationen festgelegt, so dass der auf den inneren Kernabschnitt 402f auf der Innenumfangsseite ausgeübte Druck gleich dem auf den inneren Kernabschnitt 402f auf der Außenumfangsseite ausgeübten Druck wird, wenn das Außenschichtmaterial in den Formraum eingespritzt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Breite des Durchgangslochs, das Breitenverhältnis, eine Öffnungsfläche des Durchgangslochs auf der Innenumfangsseite und eine Öffnungsfläche des Durchgangslochs auf der Außenumfangsseite sowie Positionen der jeweiligen Durchgangslöcher durch die Experimente und/oder Simulationen festgelegt, so dass eine Zeit, dass das Außenschichtmaterial einen Abschnitt des Formraums für den sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt erreicht, und eine Zeit, dass das Außenschichtmaterial einen Abschnitt des Formraums für den sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt erreicht, unabhängig von einer Position des sich nach innen oder nach außen erstreckenden Lippenabschnitts gleich werden.
Bei den vorstehend erläuterten Ventilvorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c, 10d und 10e können die folgenden Vorteile erzielt werden.
Bei dem ersten Halbkörperabschnitt 410 mit dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 ist die Dicke T1 des ersten Basisabschnitts 411, der mit dem ringförmigen Flanschabschnitt 401 verbunden ist, größer als die Dicke T2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412. Dadurch kann die Situation vermieden werden, dass der zylindrische Körperabschnitt 405, 405a, 405b, 405c, 405d durch den Druck verformt wird, der auf den sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt 415 ausgeübt wird, wenn das Ventilelement 200 in der Ventilschließrichtung CD bewegt wird.
Darüber hinaus steht das obere Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 in der ersten Axialrichtung vom ringförmigen Flanschabschnitt 401 weiter vor, wenn das obere Ende des ersten Halbkörperabschnitts 410 weiter vom zweiten Halbkörperabschnitt 420 entfernt ist. Die Höhe des ersten Basisabschnitts 411 in der Richtung entlang der Mittelachse CA wird größer, wenn der Messpunkt für die Höhe weiter vom zweiten Halbkörperabschnitt 420 entfernt liegt. Dadurch ist es möglich, die Steifigkeit des ersten Halbkörperabschnitts 410 an einem Punkt zu erhöhen, der vom ringförmigen Flanschabschnitt 401 in der +Z-Richtung getrennt ist. Folglich kann die Situation vermieden werden, dass der zylindrische Körperabschnitt 405, 405a, 405b, 405c, 405d verformt wird. Entsprechend ist es möglich, die Dichtleistung der Ventilvorrichtung 10, 10a, 10b, 10c, 10d und 10e zu erhöhen.
Bei den vorstehenden Ausführungsformen befindet sich das Außenumfangsende des sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitts 415 in der radialen Richtung an der Position zwischen der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 des Gehäuses 100 und der Mittelachse CA der Abdichtungseinheit 400. Bei dem ersten Halbkörperabschnitt 410 ist der Abstand G1 zwischen der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 und dem ersten Basisabschnitt 411 kleiner als der Abstand G2 zwischen der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 und dem ersten Lippenträgerabschnitt 412. Entsprechend können der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt 415 und der erste Basisabschnitt 411 im ersten Halbkörperabschnitt 410 unter Verwendung des Raums zwischen dem geöffneten Abschnitt 110 und dem zylindrischen Körperabschnitt 405 ausgebildet werden. Wie vorstehend beschrieben, ist es bei jeder der Ventilvorrichtungen 10, 10a, 10b, 10c, 10d und 10e möglich, nicht nur die Außenkonfiguration beizubehalten und damit die Dichtleistung aufrechtzuerhalten, sondern auch die Festigkeit des zylindrischen Körperabschnitts 405, 405a, 405b, 405c und 405d zu erhöhen.
Bei jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann der erste Basisabschnitt 411 beim ersten Halbkörperabschnitt 410 unter Verwendung des Raums zwischen der Innenumfangsfläche des geöffneten Abschnitts 110 des Gehäuses 100 und dem zylindrischen Körperabschnitt 405 ausgebildet werden, wobei der Innendurchmesser R2 der Abdichtungseinheit 400, 400a, 400b, 400c, 400d oder 400e beibehalten wird.
Da bei den vorstehenden Ausführungsformen die obere Oberfläche S1 des ersten Basisabschnitts 411 in der ersten Axialrichtung über die gekrümmte Oberfläche mit der Außenumfangsfläche S2 des ersten Lippenträgerabschnitts 412 verbunden ist, kann die Situation vermieden werden, dass sich die Spannung durch die auf den ersten Lippenträgerabschnitt 412 ausgeübte Kraft auf dem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Lippenträgerabschnitt 412 und dem ersten Basisabschnitt 411 konzentrieren kann.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen und/oder Modifikationen beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise weiter modifiziert werden, ohne von einem Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.

Claims

Ventilvorrichtung, aufweisend: ein Ventilelement (200); ein Gehäuse (100) zum beweglichen Aufnehmen des Ventilelements, wobei das Gehäuse einen geöffneten Abschnitt (110) aufweist, durch den Fluid in das Innere des Gehäuses hinein oder aus dem Inneren des Gehäuses herausströmt; einen Schaft (300) zum beweglichen Tragen des Ventilelements im Gehäuse; und eine Abdichtungseinheit (400, 400a, 400b, 400c, 400d, 400e), welche in dem geöffneten Abschnitt angeordnet ist, wobei, wenn das Ventilelement durch den Schaft gedreht wird, das Ventilelement in einer Ventilöffnungsrichtung (OD) zum Öffnen des geöffneten Abschnitts beweglich ist oder das Ventilelement in einer Ventilschließrichtung (CD) zum Schließen des geöffneten Abschnitts durch Drücken auf die Abdichtungseinheit beweglich ist, wobei die Abdichtungseinheit umfasst: (1a) einen ringförmigen Flanschabschnitt (401), der an dem Gehäuse fixiert ist; (1b) einen zylindrischen Körperabschnitt (405, 405a, 405b, 405c, 405d), der mit dem Flanschabschnitt verbunden ist, wobei eine Mittelachse (CA) des zylindrischen Körperabschnitts eine Mitte des geöffneten Abschnitts durchläuft, wobei der zylindrische Körperabschnitt einen ersten Halbkörperabschnitt (410) und einen zweiten Halbkörperabschnitt (420) aufweist, wobei der erste Halbkörperabschnitt (410) an einer Position auf einer Ventilöffnungsseite der Mittelachse angeordnet ist und der zweite Halbkörperabschnitt (420) an einer Position auf einer Ventilschließseite der Mittelachse angeordnet ist und der zweite Halbkörperabschnitt in einer ersten Axialrichtung, die einer Richtung entspricht, die sich entlang der Mittelachse hin zu dem Schaft erstreckt, weiter vorsteht als der erste Halbkörperabschnitt; (1c) einen sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415), der mit dem ersten Halbkörperabschnitt verbunden ist und sich in einer Richtung nach radial außen von der Mittelachse weg erstreckt; und (1d) einen sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425), der mit dem zweiten Halbkörperabschnitt verbunden ist und sich in einer Richtung nach radial innen hin zu der Mittelachse erstreckt, wobei der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt (425) in der ersten Axialrichtung an einer Position näher an dem Schaft angeordnet ist als der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt (415), wobei das Ventilelement (200) umfasst: (2a) eine erste gekrümmte Druckfläche (210), die im Betrieb mit dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415) in Kontakt gebracht wird und in der Ventilschließrichtung auf diesen drückt; und (2b) eine zweite gekrümmte Druckfläche (220), die im Betrieb mit dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425) in Kontakt gebracht wird und in der Ventilschließrichtung auf diesen drückt; wobei der zylindrische Körperabschnitt der Abdichtungseinheit umfasst: (3a) einen inneren Kernabschnitt (402, 402a, 402b, 402c, 402d, 402e, 402f), der aus Harzmaterial hergestellt und mit dem Flanschabschnitt verbunden ist; und (3b) einen Außenschichtabschnitt (403), der aus einem Material mit einem niedrigeren Elastizitätskoeffizienten als dieser des Harzmaterials für den inneren Kernabschnitt hergestellt ist und den inneren Kernabschnitt bedeckt, und wobei der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt und der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt mit dem Außenschichtabschnitt einstückig ausgebildet sind.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein axiales Ende (403e) des Außenschichtabschnitts, das an einer Innenumfangsseite des zylindrischen Körperabschnitts ausgebildet ist, in einer zweiten Axialrichtung auf einer Ebene angeordnet ist, die gleich einer Bodenfläche (401s) des Flanschabschnitts auf einer Seite der zweiten Axialrichtung ist, wobei die zweite Axialrichtung als eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung definiert ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Durchgangsloch (h, hb, hc, hd, he, hfl, hf2) in dem inneren Kernabschnitt derart ausgebildet ist, dass das Durchgangsloch den inneren Kernabschnitt in einer radialen Richtung des zylindrischen Körperabschnitts von einer Innenumfangsfläche hin zu einer Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts durchdringt, und ein Material, welches gleich diesem des Außenschichtabschnitts ist, in das Durchgangsloch gefüllt ist, so dass ein erster Teil des Außenschichtabschnitts an der Innenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts und ein zweiter Teil des Außenschichtabschnitts an der Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts über das Durchgangsloch miteinander verbunden sind.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Durchgangsloch in dem inneren Kernabschnitt an einer solchen Position ausgebildet ist, an der ein Abstand zwischen dem Durchgangsloch und dem Flanschabschnitt in einer zweiten Axialrichtung kleiner ist als ein Abstand zwischen dem Durchgangsloch und dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt oder dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt in der ersten Axialrichtung, wobei die zweite Axialrichtung entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Durchgangsloch sich in einer zweiten Axialrichtung von einem mittleren Punkt des inneren Kernabschnitts hin zu einer Bodenfläche (401s) erstreckt, die einer Oberfläche des zylindrischen Körperabschnitts auf einer Seite der zweiten Axialrichtung entspricht, und die zweite Axialrichtung als eine Richtung entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung definiert ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine Außenhöhe (Hg) des Durchgangslochs in der ersten Axialrichtung auf der Außenumfangsfläche größer ist als eine Innenhöhe (Hn) des Durchgangslochs in der ersten Axialrichtung auf der Innenumfangsfläche.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 5, wobei eine Außenbreite (W1) des Durchgangslochs (he) in einer Umfangsrichtung des inneren Kernabschnitts an der Außenumfangsfläche größer ist als eine Innenbreite (W2) des Durchgangslochs in der Umfangsrichtung an der Innenumfangsfläche.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das Durchgangsloch an einer Position ausgebildet ist, die sich in einer Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts von einer Grenze zwischen dem ersten Halbkörperabschnitt und dem zweiten Halbkörperabschnitt unterscheidet.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei ein erstes vorderes Ende des ersten Halbkörperabschnitts in der ersten Axialrichtung umso weiter vorsteht, je weiter dieses vom zweiten Halbkörperabschnitt entfernt ist, ein zweites vorderes Ende des zweiten Halbkörperabschnitts in der ersten Axialrichtung umso weiter vorsteht, je weiter dieses vom ersten Halbkörperabschnitt entfernt ist, mehrere Durchgangslöcher in dem zylindrischen Körperabschnitt ausgebildet sind, eines der in dem ersten Halbkörperabschnitt ausgebildeten Durchgangslöcher an einer Position ausgebildet ist, die sich in einer Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts von einer Position eines am weitesten vorstehenden Abschnitts (P1) unterscheidet, wobei der am weitesten vorstehende Abschnitt in der ersten Axialrichtung bei dem ersten Halbkörperabschnitt am weitesten vorsteht, und ein anderes der in dem zweiten Halbkörperabschnitt ausgebildeten Durchgangslöcher an einer Position ausgebildet ist, die sich in der Umfangsrichtung des zylindrischen Körperabschnitts von einer Position eines anderen am weitesten vorstehenden Abschnitts (P2) unterscheidet, wobei der andere am weitesten vorstehende Abschnitt in der ersten Axialrichtung bei dem zweiten Halbkörperabschnitt am weitesten vorsteht.
Verfahren zum Herstellen einer Ventilvorrichtung, wobei die Ventilvorrichtung aufweist: ein Ventilelement (200); ein Gehäuse (100) zum beweglichen Aufnehmen des Ventilelements, wobei das Gehäuse einen geöffneten Abschnitt (110) aufweist, durch den Fluid in das Innere des Gehäuses hinein oder aus diesem herausströmt; einen Schaft (300) zum beweglichen Tragen des Ventilelements im Gehäuse; und eine Abdichtungseinheit (400, 400a, 400b, 400c, 400d, 400e), die in dem geöffneten Abschnitt angeordnet ist, wobei, wenn das Ventilelement durch den Schaft gedreht wird, das Ventilelement in einer Ventilöffnungsrichtung (OD) zum Öffnen des geöffneten Abschnitts beweglich ist oder das Ventilelement in einer Ventilschließrichtung (CD) zum Schließen des geöffneten Abschnitts durch Drücken auf die Abdichtungseinheit beweglich ist, wobei die Abdichtungseinheit umfasst: (1a) einen ringförmigen Flanschabschnitt (401), der an dem Gehäuse fixiert ist; (1b) einen zylindrischen Körperabschnitt (405, 405a, 405b, 405c, 405d), der mit dem Flanschabschnitt verbunden ist, wobei eine Mittelachse (CA) des zylindrischen Körperabschnitts durch eine Mitte des geöffneten Abschnitts verläuft, wobei der zylindrische Körperabschnitt einen ersten Halbkörperabschnitt (410) und einen zweiten Halbkörperabschnitt (420) aufweist, wobei der erste Halbkörperabschnitt (410) an einer Position auf einer Ventilöffnungsseite der Mittelachse angeordnet ist und der zweite Halbkörperabschnitt (420) an einer Position auf einer Ventilschließseite der Mittelachse angeordnet ist und der zweite Halbkörperabschnitt in einer ersten Axialrichtung, die einer Richtung entspricht, die sich entlang der Mittelachse hin zu dem Schaft erstreckt, weiter vorsteht als der erste Halbkörperabschnitt; (1c) einen sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415), der mit dem ersten Halbkörperabschnitt verbunden ist und sich in einer Richtung nach radial außen von der Mittelachse weg erstreckt; und (1d) einen sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425), der mit dem zweiten Halbkörperabschnitt verbunden ist und sich in einer Richtung nach radial innen hin zu der Mittelachse erstreckt, wobei der sich nach innen erstreckende Lippenabschnitt (425) in der ersten Axialrichtung an einer Position näher an dem Schaft angeordnet ist als der sich nach außen erstreckende Lippenabschnitt (415), wobei das Ventilelement (200) umfasst: (2a) eine erste gekrümmte Druckfläche (210), die im Betrieb mit dem sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt (415) in Kontakt gebracht wird und in der Ventilschließrichtung auf diesen drückt; und (2b) eine zweite gekrümmte Druckfläche (220), die im Betrieb mit dem sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt (425) in Kontakt gebracht wird und in der Ventilschließrichtung auf diesen drückt; wobei der zylindrische Körperabschnitt der Abdichtungseinheit umfasst: (3a) einen inneren Kernabschnitt (402, 402a, 402b, 402c, 402d, 402e, 402f), der aus Harzmaterial hergestellt und mit dem Flanschabschnitt verbunden ist; und (3b) einen Außenschichtabschnitt (403), der aus einem Material mit einem niedrigeren Elastizitätskoeffizienten als dieser des Harzmaterials für den inneren Kernabschnitt hergestellt ist und den inneren Kernabschnitt bedeckt, und wobei das Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung aufweist: (4a) einen ersten Prozess (S10) zum Anordnen des inneren Kernabschnitts in einem Innenraum einer Formwerkzeugeinheit, der eine Gestalt entsprechend einer Außenkonfiguration der Abdichtungseinheit aufweist; und (4b) einen zweiten Prozess (S20) zum Einspritzen des Materials für den Außenschichtabschnitt in einen Formraum, der zwischen dem inneren Kernabschnitt und der Formwerkzeugeinheit ausgebildet wird, um dadurch den Außenschichtabschnitt, den sich nach außen erstreckenden Lippenabschnitt und den sich nach innen erstreckenden Lippenabschnitt einstückig zueinander auszubilden.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach Anspruch 10, wobei in dem zweiten Prozess (S20) das Material für den Außenschichtabschnitt von einer Position aus eingespritzt wird, die sich über einer Bodenfläche (401s) des Flanschabschnitts (401) befindet, und die Bodenfläche (401s) an einem axialen Ende des Flanschabschnitts in einer zweiten Axialrichtung entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach Anspruch 11, wobei in dem ersten Prozess (S10) ein Teil der Bodenfläche mit einem Teil einer inneren Formoberfläche der Formwerkzeugeinheit in Kontakt gebracht wird, das Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung ferner einen dritten Prozess (S30) umfasst, der nach dem zweiten Prozess (S20) ausgeführt wird, und in dem dritten Prozess (S30) ein Teil des Materials für den Außenschichtabschnitt auf einer Ebene weggeschnitten wird, die gleich der Bodenfläche ist.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach Anspruch 10, wobei in dem zweiten Prozess (S20) das Material für den Außenschichtabschnitt von einer Position aus eingespritzt wird, die sich über einem oberen Ende des inneren Kernabschnitts befindet, und das obere Ende des inneren Kernabschnitts einem axialen Ende des inneren Kernabschnitts in der ersten Axialrichtung entspricht.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei ein Durchgangsloch in dem inneren Kernabschnitt derart ausgebildet wird, dass das Durchgangsloch den inneren Kernabschnitt in einer radialen Richtung des zylindrischen Körperabschnitts von einer Innenumfangsfläche hin zu einer Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts durchdringt, in dem ersten Prozess (S10) der innere Kernabschnitt mit dem Durchgangsloch in dem Innenraum der Formwerkzeugeinheit angeordnet wird, und in dem zweiten Prozess (S20) das Material für den Außenschichtabschnitt in den Formraum zwischen dem inneren Kernabschnitt und der Formwerkzeugeinheit eingespritzt wird, um dadurch das Durchgangsloch mit dem Material für den Außenschichtabschnitt zu füllen.
Verfahren zum Herstellen der Ventilvorrichtung nach Anspruch 10, wobei ein Durchgangsloch in dem inneren Kernabschnitt derart ausgebildet wird, dass das Durchgangsloch den inneren Kernabschnitt in einer radialen Richtung des zylindrischen Körperabschnitts von einer Innenumfangsfläche hin zu einer Außenumfangsfläche des inneren Kernabschnitts durchdringt, das Durchgangsloch sich in einer zweiten Axialrichtung hin zu einer Bodenfläche des Flanschabschnitts erstreckt, wobei die zweite Axialrichtung entgegengesetzt zu der ersten Axialrichtung ist, in dem ersten Prozess (S10) der innere Kernabschnitt mit dem Durchgangsloch in dem Innenraum der Formwerkzeugeinheit angeordnet wird, und in dem zweiten Prozess (S20) das Material für den Außenschichtabschnitt in den Formraum zwischen dem inneren Kernabschnitt und der Formwerkzeugeinheit von einer Position oberhalb des Durchgangslochs aus eingespritzt wird, um dadurch das Durchgangsloch mit dem Material für den Außenschichtabschnitt zu füllen.