DE102021104392A1

DE102021104392A1 - Steuerventil

Info

Publication number: DE102021104392A1
Application number: DE102021104392.1A
Authority: DE
Inventors: Akifumi Ozeki
Original assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2021-02-24
Publication date: 2021-09-23
Also published as: US20210291621A1

Abstract

Ein Steuerventil umfasst ein Gehäuse (21), einen Ventilkörper (22), ein zylindrisches Dichtungselement (37), und eine Antriebswelle (27). Das Gehäuse (21) umfasst eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung. Der Ventilkörper (22) umfasst eine Ventilöffnung (47A), die nahe eines Endabschnitts eines Umfangswandabschnitts (44) in einer Axialrichtung ausgebildet ist. Das zylindrische Dichtungselement (37) steht mit der Auslassöffnung in Verbindung und ist mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts (44) in Kontakt, um durch die Ventilöffnung (47A) geöffnet und geschlossen zu werden. Der Ventilkörper (22) umfasst den Umfangswandabschnitt (44) und eine Verbindungswand (45), die eine Position nahe des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts (44) in der Axialrichtung und die Antriebswelle (27) verbindet. Die Verbindungswand (45) erstreckt sich von einer axial inneren Position des Umfangswandabschnitts (44) bezüglich eines Endrands nahe eines Endabschnitts der Ventilöffnung (47a), um einen Vertiefungsabschnitt (51) zu bilden, der sich zu einer Endabschnittsseite des Umfangswandabschnitts (44) in der Axialrichtung öffnet. Eine Endabschnittswand (32) an einer Endabschnittsseite des Gehäuses ist in der Axialrichtung derart gewölbt, um in den Vertiefungsabschnitt (51) einzudringen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuerventil, das zum Umschalten eines Strömungskanals für Kühlwasser für ein Fahrzeug verwendet wird.
Stand der Technik
Bei Kühlsystemen zum Kühlen von Motoren unter Verwendung von Kühlwasser gibt es Fälle, bei denen eine Bypass-Strömungsbahn, die einen Kühler umgeht, eine Luftaufbereitungs-Strömungsbahn, die Luftaufbereitungsluft erwärmt, und dergleichen in Kombination zusätzlich zu einer Kühler-Strömungsbahn zum Zirkulieren zwischen dem Kühler und dem Motor vorgesehen sind. Bei Kühlsystemen dieser Art ist ein Steuerventil an einem Verzweigungsabschnitt der Strömungsbahnen zwischengeordnet, so dass die Strömungsbahnen durch das Steuerventil soweit erforderlich umgeschaltet werden. Ein Steuerventil, bei dem ein Ventilkörper, der einen Umfangswandabschnitt (zylindrische Wand) aufweist, drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist und bei dem eine beliebige Bahn entsprechend einer Drehposition des Ventilkörpers geöffnet und geschlossen wird, ist bereits bekannt (siehe z. B. die japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Erstveröffentlichungsnummer 2015-96736 (nachfolgend als Patentdokument 1 bezeichnet)).
Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Steuerventil sind eine Einlassöffnung, in die eine Flüssigkeit, wie z. B. eine Kühlflüssigkeit, strömt, und eine festgelegte Anzahl von Auslassöffnungen zum Ableiten der Flüssigkeit, die von außen eingeströmt ist, in einem Gehäuse vorgesehen. In dem Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers ist eine Mehrzahl von Ventilöffnungen, die eine Verbindung zwischen der Innenseite und der Außenseite schafft, in Übereinstimmung mit einer Mehrzahl von Auslassöffnungen ausgebildet. Eine Endabschnittsseite eines zylindrischen Dichtungselements, das eine zylindrische Form hat, ist an jeder der Auslassöffnungen des Gehäuses gehalten. Eine Ventil-Gleitkontaktfläche, die mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts des Ventilkörpers gleitend in Kontakt steht, ist an der anderen Endabschnittsseite eines jeden zylindrischen Dichtungselements vorgesehen. Die Ventil-Gleitkontaktfläche eines jeden zylindrischen Dichtungselements ist mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts an einer Position in gleitendem Kontakt, an der es einen Rotationsweg einer entsprechenden Ventilöffnung des Ventilkörpers überlappt. Jedes zylindrische Dichtungselement wird durch die entsprechende Ventilöffnung in dem Ventilkörper geöffnet oder geschlossen.
Der Ventilkörper ermöglicht ein Ausströmen der Flüssigkeit von einem Innenbereich des Umfangswandabschnitts über eine entsprechende Auslassöffnung, wenn sich das zylindrische Dichtungselement an einer Drehposition befindet, in der es mit der entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht, und verhindert ein Ausströmen der Flüssigkeit von dem Innenbereich des Umfangswandabschnitts über eine entsprechende Auslassöffnung, wenn sich das zylindrische Dichtungselement an einer Drehposition befindet, in der es nicht mit der entsprechenden Ventilöffnung in Verbindung steht. Die Drehposition des Ventilkörpers wird unter Verwendung von Betätigungseinrichtungen, wie z. B. eines Elektromotors, gesteuert.
Eine Antriebswelle ist, um die Energie der Betätigungseinrichtung auf den Ventilkörper zu übertragen, an einer axialen Mittelposition des Umfangswandabschnitts des Ventilkörpers angeordnet. Eine Verbindungswand zur Verbindung des Umfangswandabschnitts mit der Antriebswelle ist an einem Endabschnitt in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts des Ventilkörpers integral ausgebildet. Die Verbindungswand erstreckt sich von einem Endabschnitt des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung radial nach innen, und ein Endabschnitt an einer radial inneren Seite der Verbindungswand ist mit der Antriebswelle verbunden. Eine Endabschnittswand an einer Endseite (Seite der Betätigungseinrichtung) des Gehäuses in der Axialrichtung ist benachbart zu einer Außenseite in der Axialrichtung der Verbindungswand angeordnet.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei dem in dem Patentdokument 1 beschriebenen Steuerventil wird jedoch, da sich die Verbindungswand, die den Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers und die Antriebswelle verbindet, von einem Endabschnitt der Umfangswand in der Axialrichtung radial nach innen erstreckt, ein Endabschnitt an einer radial äußeren Seite der Verbindungswand zu einem Hindernis, so dass sich die Endabschnittswand des Gehäuses nicht weit genug in den Umfangswandabschnitt in einer axialen Richtung eindringen kann. Daher nimmt ein Einströmvolumen einer Flüssigkeit in dem Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers zu, so dass eine Flüssigkeitsmenge, die durch ein Flüssigkeitsverteilungssystem (wie etwa das zuvor beschriebene Kühlsystem), das das Steuerventil umfasst, strömt. Wenn eine Flüssigkeitsmenge, die durch das Flüssigkeitsverteilungssystem strömt, zunimmt, dauert es lange, um jeden Abschnitt in dem Flüssigkeitsverteilungssystem so zu steuern, dass eine Soll-Temperatur erreicht wird, und die Reibung des Motors, der als eine Antriebsquelle fungiert, nimmt zu.
Aspekte gemäß der vorliegenden Erfindung wurden im Hinblick auf die zuvor beschriebenen Probleme erdacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Steuerventil bereitzustellen, das dazu geeignet ist, jeden Abschnitt in dem Flüssigkeitsverteilungssystem so zu steuern, dass eine Soll-Temperatur rasch erreicht wird, indem dafür gesorgt wird, dass ein Einströmvolumen der Kühlflüssigkeit in dem Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers verringert wird.
Um die zuvor beschriebenen Probleme zu beseitigen und die Aufgabe zu lösen, verwendet die vorliegende Erfindung die folgenden Aspekte.

(1) Ein Steuerventil eines Aspekts gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer Einlassöffnung, in die eine Flüssigkeit von außen einströmt, und einer Auslassöffnung, durch die die Flüssigkeit, die in das Innere des Gehäuses eingeströmt ist, nach au-ßen strömen kann, einen Ventilkörper, der drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist und eine Ventilöffnung aufweist, die nahe eines Endabschnitts eines Umfangswandabschnitts in einer Axialrichtung ausgebildet ist, ein zylindrisches Dichtungselement, das einen Endabschnitt aufweist, der mit der Auslassöffnung in Verbindung steht, und das den anderen Endabschnitt aufweist, der mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts derart in Kontakt steht, dass er durch die Ventilöffnung geöffnet und geschlossen wird, und eine Antriebswelle, die an einer axialen Mittelposition des Ventilkörpers angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, um die Rotationsenergie auf den Ventilkörper zu übertragen, wobei der Ventilkörper den Umfangswandabschnitt und eine Verbindungswand aufweist, die eine Position nahe des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung und die Antriebswelle verbinden, wobei sich die Verbindungswand von einer axial inneren Position des Umfangswandabschnitts bezüglich eines Endrands nahe des einen Endabschnitts der Ventilöffnung radial nach innen erstreckt, um einen Vertiefungsabschnitt zu bilden, der sich zur der einen Endabschnittsseite des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung öffnet, und wobei eine Endabschnittswand nahe eines Endabschnitts des Gehäuses in der Axialrichtung derart ausgewölbt ist, dass sie in den Vertiefungsabschnitt eindringt. Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt (1) kann, da ein Außenumfangs-Randabschnitt der Verbindungswand des Ventilkörpers so angeordnet ist, dass er weitgehend von dem Endabschnitt nahe des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung nach innen vertieft ist, ein Wölbungsabschnitt der Endabschnittswand nahe des einen Endabschnitts des Gehäuses in der Axialrichtung weitgehend in das Innere des Vertiefungsabschnitts eindringen. Folglich kann ein Einströmvolumen der Flüssigkeit, die in das Innere des Umfangswandabschnitts des Ventilkörpers einströmt, verringert werden.
(2) Bei dem zuvor beschriebenen Aspekt (1) kann ein Endabschnitt an einer radial äußeren Seite der Verbindungswand mit dem Endrand nahe des einen Endabschnitts des Ventilkörpers über einen Verbindungsabschnitt verbunden sein, der bezüglich der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts radial nach innen vertieft ist. Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt (2) ist die Verbindungswand mit einem Endrand der Ventilöffnung durch den Verbindungsabschnitt selbst an einer Position in einer Umfangsrichtung verbunden, an der sich die Ventilöffnung befindet. Daher kann, wenn die vorliegende Konfiguration verwendet wird, die Festigkeit eines Anschlussabschnitts der Verbindungswand bezüglich des Umfangswandabschnitts erhöht sein.
(3) Bei dem zuvor beschriebenen Aspekt (2) kann das zylindrische Dichtungselement eine ringförmige Ventil-Gleitkontaktfläche aufweisen, die mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts in gleitendem Kontakt steht, und der Endrand nahe des einen Endabschnitts der Ventilöffnung und ein Endrand nahe des anderen Endabschnitts, der dem Endrand gegenüber liegt, können mit einer radial äußeren Position bezüglich eines Innenumfangs-Endabschnitts der Ventil-Gleitkontaktfläche des zylindrischen Dichtungselements in Kontakt stehen. Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt (3) sind der Endrand nahe des einen Endabschnitts der Ventilöffnung und ein Endrand nahe des anderen Endabschnitts mit der Ventil-Gleitkontaktfläche an einer radial äußeren Position bezüglich des Innenumfangs-Endabschnitts der Ventil-Gleitkontaktfläche des zylindrischen Dichtungselements in gleitendem Kontakt. Daher erstreckt sich selbst dann, wenn eine Abnutzung an der Ventil-Gleitkontaktfläche des zylindrischen Dichtungselements aufgrund des Gebrauchs über die Zeit auftritt, der abgenutzte Abschnitt nicht über den Innenumfangs-Endabschnitt des zylindrischen Dichtungselements. Folglich kann selbst dann, wenn die zuvor beschriebene Abnutzung an der Ventil-Gleitkontaktfläche auftritt, ein Austreten der Flüssigkeit ins Innere des zylindrischen Dichtungselements durch den Zwischenraum zwischen dem Umfangswandabschnitt und der Ventil-Gleitkontaktfläche verhindert werden.
(4) Bei jedem der zuvor beschriebenen Aspekte (1) bis (3) kann es bevorzugt sein, dass die Verbindungswand einen Raum zwischen dem Umfangswandabschnitt und der Antriebswelle schließt. Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt (4) kann, da die Flüssigkeit, die in den Umfangswandabschnitt geströmt ist, nicht ohne weiteres zur Außenseite in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts bezüglich der Verbindungswand ausströmt, ein Druckabfall der Flüssigkeit, der aufgrund des Strömens der Flüssigkeit in einem nicht benötigten Abschnitt auftritt, verhindert werden.
(5) Bei dem zuvor beschriebenen Aspekt (4) kann die Verbindungswand eine Form aufweisen, die in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts von dem Endabschnitt an der radial äußeren Seite in Richtung zur radial inneren Seite nach innen gekrümmt ist. Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt (5) wird die Flüssigkeit, die in den Umfangswandabschnitt geströmt ist, durch eine gekrümmte Fläche der Verbindungswand geführt und strömt gleichmäßig in einer Richtung der Ventilöffnung.
(6) Bei jedem der zuvor beschriebenen Aspekte (1) bis (5) kann die Ventilöffnung in einer Langlochform ausgebildet sein, die sich in einer Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts erstreckt. Gemäß dem zuvor beschriebenen Aspekt (6) kann, da die Ventilöffnung eine Langlochform aufweist, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, selbst dann, wenn ein Abschnitt der Ventilöffnung durch die Verbindungswand verengt wird, ein ausreichender Bereich des Einströmabschnitts der Flüssigkeit durch die Langlochform, die sich in Umfangsrichtung erstreckt, sichergestellt werden.

Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung erstreckt sich die Verbindungswand des Ventilkörpers von einer axial inneren Position des Umfangswandabschnitts bezüglich des Endrands nahe eines Endabschnitts der Ventilöffnung radial nach innen, bildet die Verbindungswand den Vertiefungsabschnitt an einer Endabschnittseite des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung, und hat die Endabschnittswand des Gehäuses eine Form, die in den Vertiefungsabschnitt eindringt. Daher kann ein Einströmvolumen der Flüssigkeit, die in den Umfangswandabschnitt des Ventilkörpers strömt, durch die Endabschnittswand des Gehäuses verringert werden, so dass jeder Abschnitt des Flüssigkeitsverteilungssystems rasch gesteuert werden kann, um eine Soll-Temperatur zu erreichen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagram eines Flüssigkeitsverteilungssystems einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Steuerventils der Ausführungsform.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerventils der Ausführungsform.
4 ist eine Schnittansicht des Steuerventils der Ausführungsform entlang der Linie IV-IV in 2.
5 ist eine Schnittansicht des Steuerventils der Ausführungsform entlang der Linie V-V in 4.
6 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts VI in 5.
7 ist eine Schnittansicht des Steuerventils der Ausführungsform entlang der Linie VII-VII in 2.
8 ist eine perspektivische Ansicht, in der ein Ventilkörper und ein zylindrisches Dichtungselement der Ausführungsform gezeigt sind.
9 ist eine Längsschnittansicht des zylindrischen Dichtungselements der Ausführungsform.
10 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform ähnlich der 7.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Steuerventil in einem Flüssigkeitsverteilungssystem eines Fahrzeugs verwendet, bei dem eine Kühlflüssigkeit zum Kühlen eines Motors verteilt und einem Kühler und anderen Einrichtungen zugeführt wird.
[Flüssigkeitsverteilungssystem]
1 ist ein Blockdiagramm eines Flüssigkeitsverteilungssystems 1.
Wie in 1 dargestellt, ist das Flüssigkeitsverteilungssystem 1 in einem Fahrzeug installiert, das mit mindestens einem Motor als eine Fahrzeugantriebsquelle ausgestattet ist. Ein Fahrzeug kann ein Hybridfahrzeug, ein Plug-In Hybridfahrzeug, oder dergleichen zusätzlich zu einem Fahrzeug mit nur einem Motor sein.
Das Flüssigkeitsverteilungssystem 1 hat einen Aufbau, bei dem ein Motor 2 (ENG), eine Wasserpumpe 3 (W/P), ein Kühler 4 (RAD), eine Heizeinrichtung 6 (HTR), ein Abgasrückführungs- bzw. AGR-Kühler 7 (AGR, engl. EGR) und ein Steuerventil 8 (EWV) über verschiedene Strömungskanäle 10 bis 14 verbunden sind.
Die Wasserpumpe 3, der Motor 2 und das Steuerventil 8 sind der Reihe nach von der stromauf gelegenen Seite zu einer stromab gelegenen Seite in einem Hauptströmungskanal 10 verbunden. In dem Hauptströmungskanal 10 durchläuft eine Kühlflüssigkeit (Flüssigkeit) der Reihe nach den Motor 2 und das Steuerventil 8 infolge des Betriebs der Wasserpumpe 3.
Ein Kühler-Strömungskanal 11, ein Bypass-Strömungskanal 12, ein Luftaufbereitungs-Strömungskanal 13 und ein AGR-Strömungskanal 14 sind jeweils mit dem Hauptströmungskanal 10 verbunden. Der Kühler-Strömungskanal 11, der Bypass-Strömungskanal 12, der Luftaufbereitungs-Strömungskanal 13 und der AGR-Strömungskanal 14 verbinden einen stromauf gelegenen Abschnitt der Wasserpumpe 3 in dem Hauptströmungskanal 10 und das Steuerventil 8.
Der Kühler 4 ist mit dem Kühler-Strömungskanal 11 verbunden. In dem Kühler-Strömungskanal 11 erfolgt in dem Kühler 4 ein Wärmetauschvorgang zwischen der Kühlflüssigkeit und Außenluft. Der Bypass-Strömungskanal 12 ermöglicht, dass die Kühlflüssigkeit, die durch das Steuerventil 8 geströmt ist, den Kühler 4 (den Kühler-Strömungskanal 11) umgeht und zurück zum stromauf gelegenen Abschnitt der Wasserpumpe 3 gelangt.
Die Heizeinrichtung 6 ist mit dem Luftaufbereitungs-Strömungskanal 13 verbunden. Die Heizeinrichtung 6 kann z. B. in einer (nicht dargestellten) Leitung einer Luftaufbereitungsvorrichtung vorgesehen sein. In dem Luftaufbereitungs-Strömungskanal 13 erfolgt in der Heizeinrichtung 6 ein Wärmetauschvorgang zwischen der Kühlflüssigkeit und Luftaufbereitungsluft, die in der Leitung strömt.
Der AGR-Kühler 7 ist mit dem AGR-Strömungskanal 14 verbunden. In dem AGR-Strömungskanal 14 erfolgt in dem AGR-Kühler 7 ein Wärmetauschvorgang zwischen der Kühlflüssigkeit und einem AGR-Gas.
Bei dem zuvor beschriebenen Flüssigkeitsverteilungssystem 1 strömt die Kühlflüssigkeit, die den Motor 2 in dem Hauptströmungskanal 10 durchlaufen hat, in das Steuerventil 8 und wird anschließend wahlweise auf die verschiedenen Strömungskanäle 11 bis 13 durch den Betrieb des Steuerventils 8 verteilt.
[Steuerventil]
2 ist eine perspektivische Ansicht des Steuerventils 8, und 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Steuerventils 8. 4 ist eine Schnittansicht des Steuerventils 8 entlang der Linie IV-IV in 2, und 5. ist eine Schnittansicht des Steuerventils 8 entlang der Linie V-V in 4. 6 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts VI in 5, und 7 ist eine Schnittansicht des Steuerventils 8 entlang der Linie VII-VII in 2.
Wie in diesen Figuren dargestellt, umfasst das Steuerventil 8 im Wesentlichen ein Gehäuse 21, einen Ventilkörper 22, und eine Antriebseinheit 23.
[Gehäuse]
Das Gehäuse 21 umfasst einen mit einem Boden versehenen Gehäuse-Hauptkörper 25 und eine Endabschnitts-Abdeckung 26, die an einem Endabschnitt des Gehäuse-Hauptkörpers 25 an einer Öffnungsseite angebracht ist. Der Ventilkörper 22 ist drehbar in dem Gehäuse 21 aufgenommen. Eine Achse des Gehäuses 21, die mit einer Rotations-Mittelachse des Ventilkörpers 22 zusammenfällt, wird als eine Achse 01 des Gehäuses 21 bezeichnet. In der folgenden Beschreibung wird eine Richtung entlang der Achse O1 des Gehäuses 21 vereinfacht als eine Gehäuse-Axialrichtung bezeichnet. In der Gehäuse-Axialrichtung wird eine Seite hin zu einer Endabschnittswand 32, die eine untere Wand des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ist, bezüglich einer Gehäuseumfangswand 31 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 als eine Endseite in der Gehäuse-Axialrichtung bezeichnet, und eine Seite hin zur Endabschnitts-Abdeckung 26 bezüglich der Gehäuseumfangswand 31 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 als die andere Endseite in der Gehäuse-Axialrichtung bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Richtung senkrecht zur Achse O1 des Gehäuses 21 als eine Gehäuse-Radialrichtung bezeichnet.
Eine Außenflächenform des Gehäuse-Hauptkörpers 25 ist im Wesentlichen in Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds unter Verwendung eines Harzmaterials ausgebildet. Eine Mehrzahl von Montageteilen 33 ist derart vorgesehen, dass sie sich von einem Endabschnitt der Gehäuseumfangswand 31 an der anderen Endseite in der Gehäuse-Axialrichtung erstrecken. Das Steuerventil 8 ist an einem (nicht dargestellten) Motorblock oder dergleichen durch die Montageteile 33 angebracht.
In der Endabschnitts-Abdeckung 26 des Gehäuses 21 ist ein Nabenabschnitt 26c an einer axialen Mittelposition eines ringförmigen Rahmengehäuses 26a angeordnet. Der Nabenabschnitt 26c wird von dem Rahmengehäuse 26a unter Verwendung einer Mehrzahl von Speichenabschnitten 26b gehalten. Ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Gleitlager 16 ist an dem Nabenabschnitt 26c angebracht. Ein Öffnungsabschnitt der Endabschnitts-Abdeckung 26, der von dem Rahmengehäuse 26a, dem Nabenabschnitt 26c, und den zueinander benachbarten Speichenabschnitten 26b umgeben ist, ist eine Einlassöffnung 17, die ermöglicht, dass die Kühlflüssigkeit in das Gehäuse 21 strömt. Die Einlassöffnung 17 ist mit einer stromab gelegenen Seite des Motors 2 des Haupt-Strömungskanals 10 (siehe 1) des Flüssigkeitsverteilungssystems 1 verbunden. Die Endabschnitts-Abdeckung 26 ist wie der Gehäuse-Hauptkörper 25 aus einem Harzmaterial gebildet.
Ein Kühleranschluss 41 (siehe 4), der sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt, ist an einer Wand ausgebildet, die eine Fläche der Gehäuseumfangswand 31 bildet. In dem Kühleranschluss 41 sind eine (nicht dargestellte) Fehleröffnung und eine Kühler-Auslassöffnung 60 (Auslass) so ausgebildet, dass sie in einer Richtung senkrecht zur Gehäuse-Axialrichtung ausgerichtet sind. Die Kühler-Auslassöffnung 60 ist so ausgebildet, dass sie durch den Kühleranschluss 41 verläuft. Die Fehleröffnung und die Kühler-Auslassöffnung 60 sind an einer Position ausgebildet, die in Richtung zur anderen Endseite in der Gehäuse-Axialrichtung der Wand, die eine Fläche der Gehäuseumfangswand 31 bildet, ausgerichtet ist.
Ein Kühleranschlussstück 42 ist mit einer Öffnungs-Endfläche des Kühleranschlusses 41 verbunden. Das Kühleranschlussstück 42 verbindet die Kühler-Auslassöffnung 60 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt des Kühler-Strömungskanals 11 (siehe 1).
Ein Dichtungsmechanismus 36 ist in der Kühler-Auslassöffnung 60 vorgesehen. Der Dichtungsmechanismus 36 umfasst ein zylindrisches Dichtungselement 37, ein Vorspannelement 38 und Dichtungselemente 39 und 40. Ein Endabschnitt des zylindrischen Dichtungselements 37 in der Axialrichtung steht mit dem Inneren der Kühler-Auslassöffnung 60 (der stromab gelegenen Seite der Kühler-Auslassöffnung 60) in Verbindung, und der andere Endabschnitt davon in der Axialrichtung wird durch den Ventilkörper 22, der nachfolgend beschrieben ist, geöffnet und geschlossen. Der Dichtungsmechanismus 36 ist nachstehend näher beschrieben.
Ein Thermostat 61 ist in der Fehleröffnung angeordnet. Das Thermostat 61 öffnet und schließt die Fehleröffnung gemäß einer Temperatur der Kühlflüssigkeit, die in dem Gehäuse 21 strömt. Die Fehleröffnung steht mit dem Kühleranschlussstück 42 (dem Kühler-Strömungskanal 11) in Verbindung. Wenn eine Temperatur der Kühlflüssigkeit, die in dem Gehäuse 21 strömt, über eine bestimmte Temperatur ansteigt, öffnet das Thermostat 61 die Fehleröffnung, um zu ermöglichen, dass die Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 in den Kühler-Strömungskanal 11 ausströmt.
In der Nähe eines Endabschnitts an einer Endseite der Gehäuseumfangswand 31 in der Gehäuse-Axialrichtung ist ein AGR-Anschluss 62 benachbart zu einem Aufnahmeabschnitt des Thermostats 61 gebildet. Der AGR-Anschluss 62 ist an der Gehäuseumfangswand 31 derart ausgebildet, dass er sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt. Eine AGR-Auslassöffnung 63, die mit einem Abschnitt an einer stromauf gelegenen Seite des Thermostats 61 in dem Aufnahmeabschnitt des Thermostats 61 in Verbindung steht, ist in dem AGR-Anschluss 62 ausgebildet. Ein AGR-Anschlussstück 52 ist mit einer Öffnungs-Endfläche des AGR-Anschlusses 62 verbunden. Das AGR-Anschlussstück 52 verbindet die AGR-Auslassöffnung 63 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt des AGR-Strömungskanals 14 (siehe 1).
Ein Bypass-Anschluss 64, der sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt, ist an einer Wand der Gehäuseumfangswand 31 an einer Seite ausgebildet, die der Wand gegenüber liegt, an der der Kühleranschluss 41 ausgebildet ist. Eine Bypass-Auslassöffnung 65 (Auslass), die durch den Bypass-Anschluss 64 in der Gehäuse-Radialrichtung verläuft, ist in dem Bypass-Anschluss 64 ausgebildet. Die Bypass-Auslassöffnung 65 ist an einer Position ausgebildet, die der Kühler-Auslassöffnung 60 mit der Achse O1 des Gehäuses 21 dazwischen liegend gegenüber liegt. Die Bypass-Auslassöffnung 65 ist an einer Position ausgebildet, die mit der anderen Endseite der Gehäuseumfangswand 31 in der Gehäuse-Axialrichtung wie die Kühler-Auslassöffnung 60 ausgerichtet ist.
Ein Bypass-Anschlussstück 66 ist mit einer Öffnungs-Endfläche des Bypass-Anschlusses 64 verbunden. Das Bypass-Anschlussstück 66 verbindet die Bypass-Auslassöffnung 65 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt des Bypass-Strömungskanals 12 (siehe 1). Ein Dichtungsmechanismus 36 ähnlich dem, der in der Kühler-Auslassöffnung 60 vorgesehen ist, ist in der Bypass-Auslassöffnung 65 vorgesehen. Ein Endabschnitt eines zylindrischen Dichtungselements 37 des Dichtungsmechanismus 36 in der Axialrichtung steht mit dem Inneren der Bypass-Auslassöffnung 65 (der stromab gelegenen Seite der Bypass-Auslassöffnung 65) in Verbindung, und der andere Endabschnitt davon in der Axialrichtung wird durch den Ventilkörper 22 geöffnet und geschlossen.
Ein Luftaufbereitungs-Anschluss 67 (siehe 2 und 3), der sich in der Gehäuse-Radialrichtung nach außen wölbt, ist an einer Wand der Gehäuseumfangswand 31 benachbart zu einer Seite der Wand ausgebildet, an der der Kühler-Anschluss 41 ausgebildet ist. Eine Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68, die durch den Luftaufbereitungs-Anschluss 67 in der Gehäuse-Radialrichtung verläuft, ist in dem Luftaufbereitungs-Anschluss 67 ausgebildet. Ein Luftaufbereitungs-Anschlussstück 69 ist mit einer Öffnungs-Endfläche des Luftaufbereitungs-Anschlusses 67 verbunden. Das Luftaufbereitungs-Anschlussstück 69 verbindet die Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68 und einen stromauf gelegenen Endabschnitt des Luftaufbereitungs-Strömungskanals 13 (siehe 1). Ein Dichtungsmechanismus 36 ähnlich dem, der in der Kühler-Auslassöffnung 60 und der Bypass-Auslassöffnung 65 vorgesehen ist, ist in der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68 vorgesehen. Ein Endabschnitt eines zylindrischen Dichtungselements 37 des Dichtungsmechanismus 36 in der Axialrichtung steht mit dem Inneren der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68 (der stromab gelegenen Seite der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68) in Verbindung, und der andere Endabschnitt davon in der Axialrichtung wird durch den Ventilkörper 22 geöffnet und geschlossen.
In der folgenden Beschreibung kann das zylindrische Dichtungselement 37, das mit dem Inneren der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68 in Verbindung steht, als ein erstes zylindrisches Dichtungselement 37A, das zylindrische Dichtungselement 37, das mit dem Inneren der Bypass-Auslassöffnung 65 in Verbindung steht, als ein zweites zylindrisches Dichtungselement 37B, und das zylindrische Dichtungselement 37, das mit dem Inneren der Kühler-Auslassöffnung 60 in Verbindung steht, als ein drittes zylindrisches Dichtungselement 37C bezeichnet werden.
[Antriebseinheit]
Die Antriebseinheit 23 ist an der Endabschnittswand 32 des Gehäuse-Hauptkörpers 25 angebracht. Wie in 4 dargestellt, umfasst die Endabschnittswand 32 einen Endabschnittswand-Hauptkörper 32a, der eine Endfläche der Gehäuseumfangswand 31 an einer Endseite in der Gehäuse-Axialrichtung schließt, und eine umlaufende Wand 32b, die von einem Außenumfangs-Randabschnitt des Endabschnittswand-Hauptkörpers 32a zu einer Endseite in der Gehäuse-Axialrichtung vorsteht. Ein Abschnitt der Antriebseinheit 23 ist in der umlaufenden Wand 32b aufgenommen und ist an der Endabschnittswand 32 durch eine Bolzenverbindung oder dergleichen in diesem Zustand befestigt.
Die Antriebseinheit 23 umfasst einen Einheit-Hauptkörper 23A, der von einem Motor, einem Verzögerungsmechanismus, einer Steuerkonsole und dergleichen gebildet wird, und ein Einheit-Gehäuse 23B, das den Einheit-Hauptkörper 23A aufnimmt. Eine Ausgangswelle 23Aa des Einheit-Hauptkörpers 23A durchdringt das Einheit-Gehäuse 23B und steht nach außen vor. Eine separate Antriebswelle 27 ist einstückig mit der Ausgangswelle 23Aa verbunden. Die Antriebswelle 27 wird von einer ersten Welle 27A, die aus einem Harzmaterial hergestellt ist, und einer zweiten Welle 27B, die aus einem Metall hergestellt ist, die koaxial verbunden sind, gebildet. Die Antriebswelle 27 verläuft durch eine Wellenöffnung 28, die in dem Endabschnittswand-Hauptkörper 32a des Gehäuses 21 gebildet ist, und ist mit einem Wellen-Mittelabschnitt des Ventilkörpers 22, der nachstehend beschrieben ist, verbunden. Die Antriebswelle 27 ist koaxial mit der Achse O1 des Gehäuses 21 angeordnet.
Eine Dicke des Endabschnittswand-Hauptkörpers 32a des Gehäuses 21 an einer Seite, der der Innenseite der Gehäuseumfangswand 31 gegenüber liegt, nimmt von einem Umfangsrandabschnitt in Richtung auf einen mittleren Bereich (einem Bereich, an dem die Wellenöffnung 28 gebildet ist) zu. D. h. dass ein Wölbungsabschnitt 32a-1, der sich in einer Richtung zur Innenseite eines Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 wölbt, an einer Seite des Endabschnittswand-Hauptkörpers 32a ausgebildet ist, der der Innenseite der Gehäuseumfangswand 31 gegenüber liegt. Die Wellenöffnung 28 ist so ausgebildet, dass sie einen dicksten Abschnitt des Endabschnittswand-Hauptkörpers 32a in der Gehäuse-Axialrichtung durchdringt. Ein zylindrisches Gleitlager 29 zum gleitenden Halten einer Außenumfangsfläche der Antriebswelle 27 (der ersten Welle 27A) ist in der Wellenöffnung 28 gehalten. Eine Durchmesser-Erweiterungsnut 30, die einen Innendurchmesser hat, der größer als der einer Innenumfangsfläche des anderen Abschnitts der Wellenöffnung 28 ist, ist an einem Endrand der Wellenöffnung 28 an der Seite des Ventilkörpers 22 ausgebildet. Ein Dichtungsring 35, der mit der Außenumfangsfläche der Antriebswelle 27 (der zweiten Welle 27B) in engem Gleitkontakt steht, um ein Austreten der Kühlflüssigkeit von der Innenseite des Gehäuse-Hauptkörpers 25 zur Seite der Antriebseinheit 23 zu verhindern, ist in der Durchmesser-Erweiterungsnut 30 angebracht. Ein Abschnitt an der anderen Endseite der zweiten Welle 27B der Antriebswelle 27 in der Gehäuse-Axialrichtung ist durch den Nabenabschnitt 26c der Endabschnitts-Abdeckung 26 durch das Gleitlager 16 drehbar gelagert.
[Ventilkörper]
Der Ventilkörper 22 ist in dem Gehäuse 21 drehbar angeordnet. Der Ventilkörper 22 umfasst den zylindrischen Umfangswandabschnitt 44, eine Verbindungswand 45, die so vorgesehen ist, dass sie sich von einer Position nahe eines Endabschnitts des Umfangswandabschnitts 44 in der Gehäuse-Axialrichtung radial nach innen erstreckt, und einen zylindrischen Verbindungsabschnitt 46, der eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist und der vorgesehen ist, um mit einem Endabschnitt der Verbindungswand 45 an der radial inneren Seite verbunden zu werden. Der Umfangswandabschnitt 44, die Verbindungswand 45 und der zylindrische Verbindungsabschnitt 46 sind einstückig aus einem Harzmaterial hergestellt. Der zylindrische Verbindungsabschnitt 46 ist einstückig mit der Antriebswelle 27 (der zweiten Welle 27B) verbunden. Eine Ventilöffnung 47, die mit jeder der zuvor beschriebenen Auslassöffnungen (der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68, der Bypass-Auslassöffnung 65 und der Kühler-Auslassöffnung 60) in Verbindung stehen kann, ist in dem Umfangswandabschnitt 44 ausgebildet. Jede Ventilöffnung 47 durchdringt den Umfangswandabschnitt 44 in der Gehäuse-Radialrichtung.
Nachstehend wird die Ventilöffnung 47, die mit der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68 in Verbindung stehen kann, als eine erste Ventilöffnung 47A bezeichnet, die Ventilöffnung 47, die mit der Bypass-Auslassöffnung 65 in Verbindung stehen kann, als eine zweite Ventilöffnung 47B bezeichnet, und die Ventilöffnung 47, die mit der Kühler-Auslassöffnung 60 in Verbindung stehen kann, als eine dritte Ventilöffnung 47C bezeichnet.
8 ist eine perspektivische Ansicht, die den Ventilkörper 22 und jedes zylindrische Dichtungselement 37 (das erste zylindrische Dichtungselement 37A, das zweite zylindrische Dichtungselement 37B und das dritte zylindrische Dichtungselement 37C), die in einem Umfangsbereich des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 angeordnet sind, zeigt.
Eine erste Ventilöffnung 47A ist ein einem Bereich an einer Endseite des Umfangswandabschnitts 44 in der Gehäuse-Axialrichtung (nahe des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung) ausgebildet. Die erste Ventilöffnung 47A ist in einer Langlochform in einer Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts 44 ausgebildet. Die erste Ventilöffnung 47A ermöglicht eine Verbindung zwischen einem Innenraum des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 und der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68, wenn sich der Ventilkörper 22 in einem vorbestimmten Drehbereich befindet. Eine Breite der ersten Ventilöffnung 47A in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44 ist so gewählt, dass sie geringer als die der zweiten Ventilöffnung 47B oder der dritten Ventilöffnung 47C ist.
Zwei zweite Ventilöffnungen 47B sind so ausgebildet, dass sie voneinander in der Umfangsrichtung in einem Bereich an der anderen Endseite des Umfangswandabschnitts 44 in der Gehäuse-Axialrichtung (nahe des anderen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung) beabstandet sind. Zwei dritte Ventilöffnungen 47C sind so ausgebildet, dass sie voneinander in der Umfangsrichtung in einem Bereich an der anderen Endseite des Umfangswandabschnitts 44 in der Gehäuse-Axialrichtung (nahe des anderen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung) beabstandet sind. Die zweiten Ventilöffnungen 47B und die dritten Ventilöffnungen 47C sind in Bereichen an dem Umfangswandabschnitt 44 ausgebildet, in denen sie einander in der Axialrichtung im Wesentlichen überlappen. Die zweiten Ventilöffnungen 47B und die dritten Ventilöffnungen 47C sind in Bereichen an dem Umfangswandabschnitt 44 ausgebildet, in denen sie die erste Ventilöffnung 47A in der Axialrichtung (Bereichen, die in der Axialrichtung beabstandet sind) nicht überlappen. Die Formen der zweiten Ventilöffnung 47B und der dritten Ventilöffnung 47C sind beliebig gewählt, wie etwa eine perfekte Kreisform, eine ovale Form und eine rechtwinklige Form, jedoch ist eine Breite der dritten Ventilöffnung 47C, die mit der Kühler-Auslassöffnung 60 in Verbindung stehen kann, in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44 so ausgebildet, dass sie größer als die der zweiten Ventilöffnung 47B ist.
Vorliegend erstreckt sich die zuvor beschriebene Verbindungswand 45 des Ventilkörpers 22 von einer axial inneren Position des Umfangswandabschnitts 44 bezüglich einem Endrand der ersten Ventilöffnung 47A nahe eines Endabschnitts in der Axialrichtung (nahe des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung) nach innen. In einem Bereich, in dem die erste Ventilöffnung 47 an dem Umfangswandabschnitt 44 nicht vorhanden ist, ist ein Endabschnitt der Verbindungswand 45 an einer Außenumfangsseite direkt mit einer Innenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 verbunden, wie in 4 gezeigt. Demgegenüber ist in einem Bereich, in dem die erste Ventilöffnung 47 an dem Umfangswandabschnitt 44 vorhanden ist, der Endabschnitt der Verbindungswand 45 an der Außenumfangsseite mit einem Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A über einen Verbindungsabschnitt 50 verbunden, der bezüglich einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 radial nach innen vertieft ist, wie in 7 gezeigt. Der Verbindungsabschnitt 50 erstreckt sich in Richtung auf eine Innenseite der ersten Ventilöffnung 47A (in Richtung auf eine axial innere Seite des Umfangswandabschnitts 44) während er stufenförmig von dem Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A des Umfangswandabschnitts 44 radial nach innen vertieft ist. Der Endabschnitt der Verbindungswand 45 an der Außenumfangsseite ist mit einem Endabschnitt des Verbindungsabschnitts 50 in einer Richtung verbunden, in der sich der Verbindungsabschnitt 50 erstreckt.
Bei dem Ventilkörper 22 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Randabschnitt der Verbindungswand 45 an der Außenumfangsseite an der axial inneren Seite bezüglich des Endrands 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A angeordnet, wie zuvor beschrieben, so dass ein Vertiefungsabschnitt 51, der sich zu einer Endabschnittsseite des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung öffnet, gebildet wird. Eine Tiefe eines Außenumfangs-Randabschnitts des Vertiefungsabschnitts 51 (eine Tiefe von einer Endseite in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44) ist größer als die des Endrands 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A. Der Wölbungsabschnitt 32a-1, der an der Endabschnittswand 32 des Gehäuses 21 gebildet ist, erstreckt sich in den Vertiefungsabschnitt 51. Da der Vertiefungsabschnitt 51 des Ventilkörpers 22 eine Tiefe hat, die insbesondere an dem Außenumfangs-Randabschnitt groß ist, ist ein Volumen des Wölbungsabschnitts 32a-1 an der Seite des Gehäuses 21, die in den Vertiefungsabschnitt 51 eindringt, groß.
Wie in den 4 und 7 gezeigt, ist die Verbindungswand 45 in der Axialrichtung von dem Endabschnitt an der radial äußeren Seite in Richtung zur radial inneren Seite nach innen gekrümmt. D. h. dass die Verbindungswand 45 so ausgebildet ist, dass die Kühlflüssigkeit, die von der Einlassöffnung 17 des Umfangswandabschnitt 44 an der anderen Endseite in der Axialrichtung eingeströmt ist, gleichmäßig in einer Richtung der ersten Ventilöffnung 47A entlang einer gekrümmten Fläche der Verbindungswand 45 strömt.
Da die Verbindungswand 45 eine Wand zum Verbinden des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 und der Antriebswelle 27 ist, kann sie auch in einer Speichenform ausgebildet sein, jedoch wird die Verbindungswand 45 der vorliegenden Ausführungsform durch eine durchgängige Wand ohne Zwischenraum oder Öffnungsbereich gebildet, um einen Raum zwischen dem Umfangswandabschnitt 44 und der Antriebswelle 27 zu schließen.
[Dichtungsmechanismus]
Im Folgenden wird ein Aufbau des Dichtungsmechanismus 36, der an jeder Auslassöffnung (der Bypass-Auslassöffnung 65, der Kühler-Auslassöffnung 60, und der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68) vorgesehen ist, und ein Umfangsabschnitt davon beschrieben. Da der Dichtungsmechanismus 36, der an jeder Auslassöffnung angeordnet ist, denselben Grundaufbau hat, wird nachfolgend der Aufbau des Dichtungsmechanismus 36 der Bypass-Auslassöffnung 65 und ein Umfangsabschnitt davon genauer beschrieben, wohingegen auf die Beschreibung des Aufbaus des Dichtungsmechanismus 36 der Kühler-Auslassöffnung 60, der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68 und der Umfangsabschnitte davon verzichtet wird.
In der folgenden Beschreibung kann eine Richtung entlang einer Achse O2 der Bypass-Auslassöffnung 65 (siehe 5) als eine Anschluss-Axialrichtung bezeichnet werden. In diesem Fall wird in der Anschluss-Axialrichtung eine Seite in Richtung zur Achse O1 (siehe 5) bezüglich des Bypass-Anschlusses 64 als eine Innenseite bezeichnet, und eine Seite weg von der Achse O1 bezüglich des Bypass-Anschlusses 64 als eine Außenseite bezeichnet. Eine Richtung senkrecht zur Achse O2 kann als eine Anschluss-Radialrichtung und eine Richtung um die Achse O2 kann als eine Anschluss-Umfangsrichtung bezeichnet werden.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Bypass-Auslassöffnung 65, die in dem Bypass-Anschluss 64 ausgebildet ist, eine Kleindurchmesser-Öffnung 65a benachbart zu einer Innenfläche des Gehäuses 21, eine Mitteldurchmesser-Öffnung 65b, die so vorgesehen ist, dass sie mit der Außenseite der Kleindurchmesser-Öffnung 65a in der Anschluss-Axialrichtung verbunden ist, und eine Großdurchmesser-Öffnung 65c, die so vorgesehen ist, dass sie mit der Außenseite der Mitteldurchmesser-Öffnung 65b in der Anschluss-Axialrichtung verbunden ist.
Das Bypass-Anschlussstück 66 umfasst einen zylindrischen Anschlussstückabschnitt 53, der mit der Achse O2 koaxial angeordnet ist, und einen Anschlussstück-Flanschabschnitt 54, der in der Anschluss-Radialrichtung von dem zylindrischen Anschlussstückabschnitt 53 nach außen vorsteht. Der Anschlussstück-Flanschabschnitt 54 überlappt eine Endfläche des Bypass-Anschlusses 64 in einer Richtung, in der sich der Bypass-Anschluss 64 wölbt, und ist an dem Bypass-Anschluss 64 durch eine Bolzenverbindung oder dergleichen befestigt. Der zylindrische Anschlussstückabschnitt 53 umfasst einen Großdurchmesser-Abschnitt 53a, der in die Großdurchmesser-Öffnung 65c der Bypass-Auslassöffnung 65 eingesetzt ist, einen Kleindurchmesser-Abschnitt 53b, der in die Mitteldurchmesser-Öffnung 65b der Bypass-Auslassöffnung 65 eingesetzt ist, und einen Mitteldurchmesser-Abschnitt 53c, der einen ringförmigen Dichtungs-Aufnahmeabschnitt 58 zwischen diesem selbst und der Großdurchmesser-Öffnung 65c der Bypass-Auslassöffnung 65 bildet.
Eine Innenumfangsfläche des zylindrischen Anschlussstückabschnitts 53 umfasst eine Durchmesser-Erweiterungsnut 55, die so ausgebildet ist, dass sie durchgängig zu einem inneren Endabschnitt des zylindrischen Anschlussstückabschnitts 53 in der Anschluss-Axialrichtung ist. Ein gestufter Abschnitt 55a ist an einem äußeren Endabschnitt der Durchmesser-Erweiterungsnut 55 in der Anschluss-Axialrichtung vorgesehen.
Der Dichtungsmechanismus 36 ist in einem Abschnitt vorgesehen, der von der Bypass-Auslassöffnung 65 des Bypass-Anschlusses 64 und dem Bypass-Anschlussstück 66 umgeben ist. Der Dichtungsmechanismus 36 umfasst das zylindrische Dichtungselement 37, das Vorspannelement 38, und die Dichtungselemente 39 und 40. Ein Abschnitt des zylindrischen Dichtungselements 37 ist in die Kleindurchmesser-Öffnung 65a der Bypass-Auslassöffnung 65 eingesetzt.
9 ist eine Längsschnittansicht des zylindrischen Dichtungselements 37.
Das zylindrische Dichtungselement 37 umfasst eine Umfangswand, die sich koaxial mit der Achse O2 erstreckt. Eine Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements 37 ist in einer mehrstufig zylindrischen Form ausgebildet, bei der ein Außendurchmesser davon stufenweise zur Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung abnimmt. Im Speziellen umfasst die Umfangswand des zylindrischen Dichtungselements 37 einen ersten zylindrischen Abschnitt 56, der an der Außenseite in der Anschluss-Axialrichtung (einer Endabschnittsseite in der Axialrichtung) angeordnet ist und so eingerichtet ist, um mit der stromab gelegenen Seite der Bypass-Auslassöffnung 65 in Verbindung zu stehen, und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 57, der an der Innenseite in der Anschluss-Axialrichtung (der anderen Endabschnittsseite in der Axialrichtung) angeordnet ist und so eingerichtet ist, dass er einen Innendurchmesser und einen Außendurchmesser hat, die größer als die des ersten zylindrischen Abschnitts 56 sind. Wie in 9 gezeigt sind, wenn ein Innendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 56 als R1, ein Innendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 als R2, ein Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 56 als R3 und ein Außendurchmesser des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 als R4 angegeben wird, die Innen- und Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 56 und des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 so gewählt, dass sie R1 < R2 und R3 < R4 erfüllen.
Innenumfangsflächen des ersten zylindrischen Abschnitts 56 und des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 bilden einen inneren Durchlass 90, der ermöglicht, dass ein äußeres Ende (ein Endabschnitt) und ein inneres Ende (der andere Endabschnitt) des zylindrischen Dichtungselements 37 in der Anschluss-Axialrichtung miteinander in Verbindung stehen.
Wie in 6 gezeigt, ist der zweite zylindrische Großdurchmesser-Abschnitt 57 des zylindrischen Dichtungselements 37 gleitend in eine Innenumfangsfläche der Kleindurchmesser-Öffnung 65a der Bypass-Auslassöffnung 65 eingesetzt. Eine innere Endfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 in der Anschluss-Axialrichtung bildet eine ringförmige Ventil-Gleitkontaktfläche 59 (Gleitkontaktfläche), die mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 gleitend in Kontakt steht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Ventil-Gleitkontaktfläche 59 eine durchgängig gekrümmte Fläche, die einer Form der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 folgt.
Eine Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 56 ist mit einer Außenumfangsfläche des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 über eine gestufte Fläche 49 durchgängig vorgesehen. Ein Zwischenraum Q1, der zwischen der gestuften Fläche 49 des zylindrischen Dichtungselements 37 und einer Endfläche des Kleindurchmesser-Abschnitts 53b des Bypass-Anschlussstücks 66 angeordnet ist, ist zwischen der Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 56 des zylindrischen Dichtungselements 37 und einer Innenumfangsfläche der Mitteldurchmesser-Öffnung 65b der Bypass-Auslassöffnung 65 ausgebildet. Das ringförmige Dichtungselement 39, wie z. B. eine X-Dichtung oder eine Y-Dichtung, ist in dem Zwischenraum Q1 angeordnet. Das Dichtungselement 39 ist mit der Außenumfangsfläche des ersten zylindrischen Abschnitts 56 des zylindrischen Dichtungselements 37 und der Innenumfangsfläche der Mitteldurchmesser-Öffnung 65b der Bypass-Auslassöffnung 65 gleitend in engem Kontakt.
Ein Flüssigkeitsdruck der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 wird in einen Innenraumabschnitt in der Anschluss-Axialrichtung durch einen Zwischenraum zwischen der Kleindurchmesser-Öffnung 65a der Bypass-Auslassöffnung 65 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 57 des zylindrischen Dichtungselements 37 mit dem Dichtungselement 39 in dem Zwischenraum Q1 dazwischen angeordnet eingeleitet. Die gestufte Fläche 49 ist in einer Richtung entgegengesetzt zur Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des zylindrischen Dichtungselements 37 in der Anschluss-Axialrichtung ausgebildet. Die gestufte Fläche 49 bildet eine druckaufnehmende Fläche, die den Flüssigkeitsdruck der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 aufnimmt und in der Anschluss-Axialrichtung nach innen gedrückt wird. Das ringförmige Dichtungselement 40, wie z. B. ein O-Ring, ist zwischenliegend angeordnet, um einen Raum zwischen der Großdurchmesser-Öffnung 65c der Bypass-Auslassöffnung 65 und dem Mitteldurchmesser-Abschnitt 53c des Bypass-Anschlussstücks 66 in einer flüssigkeitsdichten Weise abzudichten.
Das Vorspannelement 38 ist zwischen einer Endfläche in der Axialrichtung des ersten zylindrischen Abschnitts 56 des zylindrischen Dichtungselements 37 und dem gestuften Abschnitt 55a des Bypass-Anschlussstücks 66 angeordnet. Das Vorspannelement 38 kann z. B. von einer Wellenfeder oder dergleichen gebildet werden. Das Vorspannelement 38 spannt das zylindrische Dichtungselement 37 in der Anschluss-Axialrichtung (in Richtung auf den Umfangswandabschnitt 44 des Ventilkörpers 22) nach innen vor.
Vorliegend sind bei dem zylindrischen Dichtungselement 37 ein Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 49 und ein Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 so gewählt, dass die folgenden Ausdrücke (1) und (2) erfüllt sind. $S1<S2 \leq S1/k$
$α \leq k<1$

k: ist eine Druckminderungskonstante der Kühlflüssigkeit, die in einem winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 und dem Umfangswandabschnitt 44 des Ventilkörpers 22 strömt.
a: ist ein unterer Grenzwert der Druckminderungskonstante, der durch die physikalischen Eigenschaften der Kühlflüssigkeit bestimmt ist.

Der Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 49 und der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 beziehen sich auf Bereiche, wenn diese in der Anschluss-Axialrichtung projiziert werden.
α im Ausdruck (2) ist ein Standardwert der Druckminderungskonstante, der durch die Art der Kühlflüssigkeit, die Verwendungsumgebung (z. B. die Temperatur) oder dergleichen bestimmt ist. Z. B. ist in dem Fall, bei dem Wasser unter normalen Anwendungsbedingungen verwendet wird, α = ½ erfüllt. Wenn sich die physikalischen Eigenschaften der zu verwendenden Kühlflüssigkeit verändern, ändert er sich zu α = 1/3 oder dergleichen.
Wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 59 mit dem Umfangswandabschnitt 44 von einem äußeren Endrand zu einem inneren Endrand in der Anschluss-Radialrichtung gleichmäßig in Kontakt steht, wird die Druckminderungskonstante k im Ausdruck (2) zu α (z. B. ½), was dem Standardwert der Druckminderungskonstante entspricht. Jedoch kann der Zwischenraum zwischen einem Außenumfangsabschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 und dem Umfangswandabschnitt 44 bezüglich einem Innenumfangsabschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 aufgrund eines Herstellungsfehlers, eines Montagefehlers oder dergleichen, des zylindrischen Dichtungselements 37 geringfügig vergrößert sein. In diesem Fall nähert sich die Druckminderungskonstante k im Ausdruck (2) schrittweise k = 1 an.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen dem Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 49 und dem Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 durch die Ausdrücke (1) und (2) bestimmt, und zwar unter der Voraussetzung, dass ein winziger Zwischenraum vorhanden ist, der ein Gleiten zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des zylindrischen Dichtungselements 37 und der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 ermöglicht.
D. h. dass, wie zuvor beschrieben, der Druck der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 an der gestuften Fläche 49 des zylindrischen Dichtungselements 37 so wie er ist wirkt. Andererseits wirkt der Druck der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 an der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 nicht so wie er ist. Im Speziellen wirkt der Druck der Kühlflüssigkeit einhergehend mit einer Druckminderung, wenn die Kühlflüssigkeit von dem äußeren Endrand in Richtung zu dem inneren Endrand in der Anschluss-Radialrichtung durch den winzigen Zwischenraum zwischen der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 und dem Umfangswandabschnitt 44 strömt. Zu diesem Zeitpunkt versucht der Druck der Kühlflüssigkeit das zylindrische Dichtungselement 37 in der Anschluss-Axialrichtung nach außen zu drücken, während sich der Druck der Kühlflüssigkeit schrittweise nach innen in der Anschluss-Radialrichtung verringert.
Folglich wirkt eine Kraft, die durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S1 der gestuften Fläche 49 mit einem Druck P in dem Gehäuse 21 erhalten wird, an der gestuften Fläche 49 des zylindrischen Dichtungselements 37 so wie sie ist. Andererseits wirkt eine Kraft, die durch das Multiplizieren des Flächenbereichs S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 mit dem Druck P in dem Gehäuse 21 und der Druckminderungskonstante k erhalten wird, an der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des zylindrischen Dichtungselements 37.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform sind, wie aus dem Ausdruck (1) hervorgeht, die Flächenbereiche S1 und S2 so gewählt, dass k × S2 ≤ S1 erfüllt ist. Daher ist eine Beziehung P × k × S2 5 P × S1 ebenfalls erfüllt.
Folglich vergrößert sich eine Kraft F1 (F1 = P×S1) in einer Andruckrichtung, die an der gestuften Fläche 49 des zylindrischen Dichtungselements 37 wirkt, derart, dass sie gleich oder größer als eine Kraft F2 (F2 = P × k × S2) in einer Hubrichtung ist, die an der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des zylindrischen Dichtungselements 37 wirkt. Daher kann bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform ein Raum zwischen dem zylindrischen Dichtungselement 37 und dem Umfangswandabschnitt 44 nur durch die Beziehung des Drucks der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 abgedichtet werden.
Andererseits ist bei der vorliegenden Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, der Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 49 des zylindrischen Dichtungselements 37 kleiner als der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 59. Daher kann selbst dann, wenn der Druck der Kühlflüssigkeit in dem Gehäuse 21 zunimmt, verhindert werden, dass die Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des zylindrischen Dichtungselements 37 mit einer überhöhten Kraft gegen den Umfangswandabschnitt 44 gedrückt wird. Somit kann, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Zunahme der Größe und einer Ausgangsleistung der Antriebseinheit 23 zum drehenden Antreiben des Ventilkörpers 22 vermieden werden, und darüber hinaus kann eine Abrasion des zylindrischen Dichtungselements 37 und der Lagerbuchsen der Antriebseinheit zu einem frühen Zeitpunkt unterdrückt werden.
Wie zuvor beschrieben ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Flächenbereich S2 der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 so gewählt, dass er größer als der Flächenbereich S1 der gestuften Fläche 49 in einem Bereich ist, in dem die Kraft, die in der Anschluss-Axialrichtung nach innen drückt, um an dem zylindrischen Dichtungselement 37 zu wirken, nicht geringer als die Kraft ist, die in der Anschluss-Axialrichtung nach außen drückt, um an dem zylindrischen Dichtungselement 37 zu wirken. Daher kann ein Zwischenraum zwischen dem zylindrischen Dichtungselement 37 und dem Umfangswandabschnitt 44 abgedichtet werden, während das Andrücken des zylindrischen Dichtungselements 37 gegen den Umfangswandabschnitt 44 mit einer überhöhten Kraft unterdrückt wird.
[Ventilkörper und zylindrisches Dichtungselement]
Die erste Ventilöffnung 47A, die nahe eines Endabschnitts in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 ausgebildet ist, ist in einer Langlochform gebildet, die sich in der Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts 44 längserstreckt, wie zuvor beschrieben. Die erste Ventilöffnung 47A öffnet und schließt das erste zylindrische Dichtungselement 37A infolge der Drehbetätigung des Ventilkörpers 22. Während sich der Ventilkörper 22 in einem Zustand dreht, in dem das erste zylindrische Dichtungselement 37A durch den Umfangswandabschnitt 44 geschlossen ist, ist annähernd die gesamte Fläche der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des ersten zylindrischen Dichtungselements 37 mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 in Kontakt und gleitet. Während sich der Ventilkörper 22 in einem Zustand dreht, in dem das erste zylindrische Dichtungselement 37A durch die erste Ventilöffnung 47A geöffnet wird, ist ein Abschnitt der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des ersten zylindrischen Dichtungselements 37 mit dem Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts in der Axialrichtung der ersten Ventilöffnung 47A und einem Endrand 47Ae-2 nahe des anderen Endabschnitts davon (einer Endseite an einer Seite, die dem Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts mit der ersten Ventilöffnung 47A dazwischenliegend gegenüber liegt) in Kontakt und gleitet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind der Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts und der Endrand 47Ae-2 nahe des anderen Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A so gewählt, dass sie mit einer radial äußeren Position bezüglich eines Innenumfangs-Endabschnitts 59e (siehe 9) in der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des ersten zylindrischen Dichtungselements 37A in Kontakt stehen. D. h. wenn sich der Ventilkörper 22 dreht, bewegen sich der Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts und der Endrand 47Ae-2 nahe des anderen Endrands nicht an einer inneren Position bezüglich des Innenumfangs-Endabschnitts 59e der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 (einer inneren Position bezüglich einer Innenumfangsfläche der Ventil-Gleitkontaktfläche 59) in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44.
[Betrieb des Steuerventils]
Im Folgenden wird der Betrieb des zuvor beschrieben Steuerventils 8 erläutert.
Wie in 1 gezeigt, wird in dem Haupt-Strömungskanal 10 die Kühlflüssigkeit, die von der Wasserpumpte 3 abgegeben wird, einem Wärmetauschvorgang in dem Motor 2 unterzogen und strömt anschließend in Richtung zum Steuerventil 8. Die Kühlflüssigkeit, die durch den Motor 2 in dem Haupt-Strömungskanal 10 geströmt ist, strömt in das Gehäuse 21 des Steuerventils 8 durch die Einlassöffnung 17.
Von der Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse 21 des Steuerventils 8 geströmt ist, strömt ein Teil der Kühlflüssigkeit in die AGR-Auslassöffnung 63. Die Kühlflüssigkeit, die in die AGR-Auslassöffnung 63 geströmt ist, wird dem AGR-Strömungskanal 14 durch das AGR-Anschlussstück 52 zugeführt. Die Kühlflüssigkeit, die dem AGR-Strömungskanal 14 zugeführt wurde, wird zum Haupt-Strömungskanal 10 zurückgeführt, nachdem der Wärmetauschvorgang zwischen der Kühlflüssigkeit und einem AGR-Gas in dem AGR-Kühler 7 erfolgt ist.
Andererseits wird von der Kühlflüssigkeit, die in das Gehäuse 21 des Steuerventils 8 geströmt ist, die Kühlflüssigkeit, die nicht in die AGR-Auslassöffnung 63 geströmt ist, jeweils auf die Strömungskanäle 11 bis 13 über jede der Auslassöffnungen (der Kühler-Auslassöffnung 60, der Bypass-Auslassöffnung 65, und der Luftaufbereitungs-Auslassöffnung 68), die durch den Ventilkörper 22 gemäß einer Drehposition des Ventilkörpers 22 in dem Gehäuse 21 geöffnet werden, verteilt.
Bei dem Steuerventil 8 wird, um ein Verbindungsmuster zwischen den Ventilöffnungen und den Auslassöffnungen zu schalten, der Ventilkörper 22 um die Achse O1 durch die Antriebseinheit 23 in Drehung versetzt. Anschließend, wenn die Drehung des Ventilkörpers 22 an einer Position entsprechend einem einzustellenden gewünschten Verbindungsmuster angehalten wird, stehen die Ventilöffnung und der Auslass miteinander durch das Verbindungsmuster entsprechend der angehaltenen Position des Ventilkörpers 22 in Verbindung.
[Wirkungen der Ausführungsform]
Wie zuvor beschrieben hat das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform einen Aufbau, bei dem sich die Verbindungswand 45 des Ventilkörpers 22 von einer axial inneren Position des Umfangswandabschnitts 44 bezüglich dem Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A radial nach innen erstreckt, und der Vertiefungsabschnitt 51, der eine große Tiefe in einem radial äußeren Bereich hat, ist an einer Endseite des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung ausgebildet. Anschließend bewegt sich der Wölbungsabschnitt 32a-1 der Endabschnittswand 32 des Gehäuses 21 in den Vertiefungsabschnitt 51.
Daher kann, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, ein Einströmvolumen der Kühlflüssigkeit, die in den Umfangswandabschnitt 44 des Ventilkörpers 22 strömt, durch die Endabschnittswand 32 des Gehäuses 21 verringert werden, und jeder Abschnitt des Flüssigkeitsverteilungssystems 1 kann schnell so gesteuert werden, dass er die Soll-Temperatur hat. Folglich kann eine Reibung des Motors 2, der als Antriebsquelle dient, verringert werden.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform ist der Endabschnitt an der radial äußeren Seite der Verbindungswand 45 des Ventilkörpers 22 mit dem Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A über den Verbindungsabschnitt 50 verbunden, der bezüglich der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 radial nach innen vertieft ist. Daher ist die Verbindungswand 45 mit dem Umfangswandabschnitt 44 nicht nur in einem Bereich verbunden, in dem die erste Ventilöffnung 47A nicht geöffnet ist, sondern auch in einem Bereich, in dem die erste Ventilöffnung 47A geöffnet ist. Daher kann, wenn die vorliegende Konfiguration zum Einsatz kommt, eine Festigkeit eines Anschlussabschnitts der Verbindungswand 45 bezüglich des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 erhöht werden.
Des Weiteren hat das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration, bei der der Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A und der Endrand 47Ae-2 nahe des anderen Endabschnitts davon in dem Umfangswandabschnitt 44 mit einer radial äußeren Position bezüglich des Innenumfangs-Endabschnitts 59e der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des ersten zylindrischen Dichtungselements 37A in Kontakt sind. Insbesondere ist der Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A in dem Umfangswandabschnitt 44 mit der Verbindungswand 45 über den Verbindungsabschnitt 50 verbunden, der bezüglich der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 radial nach innen vertieft ist. Daher kann der Endrand 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A mit einer radial äußeren Position bezüglich des Innenumfangs-Endabschnitts 59e in der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des ersten zylindrischen Dichtungselements 37A in Kontakt gebracht werden, während sichergestellt wird, dass der Vertiefungsabschnitt 51 eine große Tiefe an einem radial äußeren Bereich an einer Endseite des Umfangswandabschnitts 44 in der Axialrichtung hat. Daher überspannt der abgenutzte Abschnitt gemäß der zuvor beschriebenen Konfiguration selbst dann, wenn eine Abrasion an der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 des ersten zylindrischen Dichtungselements 37A infolge des Gebrauchs über die Zeit erfolgt, nicht den Innenumfangs-Endabschnitt 59e des ersten zylindrischen Dichtungselements 37A. Daher kann, wenn die Ventil-Gleitkontaktfläche 59 abgenutzt ist, ein Austreten der Flüssigkeit in das erste zylindrische Dichtungselement 37A durch einen Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts 44 und der Ventil-Gleitkontaktfläche 59 unterdrückt werden. Daher kann, wenn die vorliegende Konfiguration verwendet wird, eine Einsatzdauer der Dichtung des ersten zylindrischen Dichtungselements 37A verlängert werden.
Das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform hat einen Aufbau, bei dem die Verbindungswand 45 des Ventilkörpers 22 den Raum zwischen dem Umfangswandabschnitt 44 und der Antriebswelle 27 schließt, und die Kühlflüssigkeit, die in den Umfangswandabschnitt 44 geströmt ist, strömt nicht ohne weiteres von der Verbindungswand 45 nach au-ßen. Daher strömt, wenn das Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, die Kühlflüssigkeit nicht ohne weiteres zu einem nicht benötigten Abschnitt, so dass ein Druckabfall der Kühlflüssigkeit durch das Steuerventil 8 weiter verringert werden kann.
Bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform kann, da die Verbindungswand 45 des Ventilkörpers 22 in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44 von dem Endabschnitt an der radial äußeren Seite in Richtung der inneren Seite nach innen gekrümmt ist, die Kühlflüssigkeit, die in den Umfangswandabschnitt 44 von der Einlassöffnung 17 geströmt ist, gleichmäßig in einer Richtung der ersten Ventilöffnung 47A entlang der gekrümmten Fläche der Verbindungswand 45 strömen.
Überdies kann bei dem Steuerventil 8 der vorliegenden Ausführungsform, da die erste Ventilöffnung 47A des Ventilkörpers 22 in einer Langlochform gebildet ist, die sich in der Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts 44 erstreckt, selbst dann, wenn ein Abschnitt der ersten Ventilöffnung 47A durch die Verbindungswand 45 verengt wird, ein ausreichender Bereich des Einströmabschnitts der Kühlflüssigkeit durch die Langlochform, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt, sichergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebene Ausführungsform beschränkt, wobei verschiedene Modifizierungen des Aufbaus in einem Bereich erfolgen können, ohne den Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Z. B. verwendet das zylindrische Dichtungselement 37 eine gestuft zylindrische Form mit dem ersten zylindrischen Abschnitt 56 und dem zweiten zylindrische Abschnitt 57 bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform, jedoch kann das zylindrische Dichtungselement 37 auch eine zylindrische Form ohne einen gestuften Abschnitt haben.
Wenn jedoch das zylindrische Dichtungselement 37 die gestufte zylindrische Form mit dem ersten zylindrischen Abschnitt 56 und dem zweiten zylindrischen Abschnitt 57 wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform hat, kann eine ausreichende Menge an Kühlflüssigkeit zu einer entsprechenden Auslassöffnung selbst dann ausströmen, wenn die Ventilöffnung an der Seite des Ventilkörpers 22, die das zylindrische Dichtungselement 37 öffnet und schließt, keine Langlochform hat, die sich in der Umfangsrichtung erstreckt.
D. h. dass ein Druckabfall der Kühlflüssigkeit, die durch das zylindrische Dichtungselement 37 strömt, nur durch einen Öffnungsbereich des ersten zylindrischen Abschnitts 56 mit einem Innendurchmesser, der kleiner als der des zweiten zylindrischen Abschnitts 57 ist, beeinflusst wird. Daher kann selbst dann, wenn die Ventilöffnung, die an einer Endseite in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 ausgebildet ist, keine Langlochform aufweist, und darüber hinaus ein Abschnitt der Ventilöffnung durch die Verbindungswand 32 verengt ist, wenn der Öffnungsbereich der Ventilöffnung größer als der Öffnungsbereich des Innendurchlasses des ersten zylindrischen Abschnitts 56 des zylindrischen Dichtungselements 37 ist, eine ausreichende Menge an Kühlflüssigkeit zu einer entsprechenden Auslassöffnung ausströmen, und zwar ungeachtet des Öffnungsbereichs an der Seite der Ventilöffnung. In diesem Fall kann die Verbindungswand 32 so angeordnet sein, dass sie in einer Richtung zur Innenseite der Ventilöffnung (zur Innenseite in der Gehäuse-Axialrichtung) versetzt ist, während eine Abnahme der Durchflussmenge der Kühlflüssigkeit, die aus der Auslassöffnung strömt, unterdrückt wird.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist der Endabschnitt an der radial äußeren Seite der Verbindungswand 45 des Ventilkörpers 22 mit dem Endrand 47Ae-1 nahe des einen Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A über den Verbindungsabschnitt 50 verbunden. Jedoch kann, wie in 10 gezeigt, der Endabschnitt an der radial äußeren Seite der Verbindungswand 45 nicht mit dem Endrand 47Ae-1 der ersten Ventilöffnung 47A verbunden sein, solange er sich von einer axial inneren Position bezüglich des Endrands 47Ae-1 nahe eines Endabschnitts der ersten Ventilöffnung 47A radial nach innen erstreckt. In 10 sind die Abschnitte, die mit denjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform übereinstimmten, mit denselben Bezugszeichen angegeben.
Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform hat der Ventilkörper 22 den zylindrischen Umfangswandabschnitt 44 und die Ventilöffnungen 47 zum Öffnen und Schließen der Auslassöffnungen des zylindrischen Dichtungselements 37 sind an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Umfangswandabschnitts 44 ausgebildet. Jedoch ist die Form des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 nicht auf die zylindrische Form, bei der ein Durchmesser der Außenumfangsfläche in der Axialrichtung konstant ist, beschränkt. D. h. dass eine Form des Umfangswandabschnitts 44 des Ventilkörpers 22 derart vorgesehen sein kann, dass sich ein Durchmesser der Außenumfangsfläche in der Axialrichtung verändert. In diesem Fall kann der Umfangswandabschnitt 44 des Ventilkörpers 22 verschiedene Formen haben, wie etwa eine Kugelform (eine Form, deren Durchmesser von einem Mittelpunkt in der Axialrichtung zu gegenüber liegenden Endabschnitten abnimmt) oder eine Form, bei der eine Mehrzahl von Kugelformen durchgehend in der Axialrichtung vorgesehen ist, eine sich verjüngende Form (eine Form, bei der sich ein Durchmesser schrittweise von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite in der Axialrichtung verändert), eine gestufte Form (eine Form, bei der sich ein Durchmesser in Stufenform von der ersten Seite zur zweiten Seite in der Axialrichtung ändert) oder dergleichen.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkeitsverteilungssystem
8: Steuerventil
17: Einlassöffnung
21: Gehäuse
22: Ventilkörper
27: Antriebswelle
32: Endabschnittswand
37: Zylindrisches Dichtungselement
44: Umfangswandabschnitt
45: Verbindungswand
47A: Erste Ventilöffnung (Ventilöffnung)
47Ae-1: Endrand nahe eines Endabschnitts
47Ae-2: Endrand nahe des anderen Endabschnitts
50: Verbindungsabschnitt
51: Vertiefungsabschnitt
59: Ventil-Gleitkontaktfläche
59e: Innenumfangs-Endabschnitt
68: Luftaufbereitungs-Auslassöffnung (Auslass)

Claims

Steuerventil mit einem Gehäuse, das eine Einlassöffnung, in die eine Flüssigkeit von außen einströmt, und eine Auslassöffnung umfasst, durch die die Flüssigkeit, die in das Innere des Gehäuses eingeströmt ist, nach außen strömen kann; einem Ventilkörper, der drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist und eine Ventilöffnung aufweist, die nahe eines Endabschnitts eines Umfangswandabschnitts in einer Axialrichtung ausgebildet ist; einem zylindrischen Dichtungselement, das einen Endabschnitt, der mit der Auslassöffnung in Verbindung steht, und den anderen Endabschnitt aufweist, der mit einer Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts in Kontakt ist, um durch die Ventilöffnung geöffnet und geschlossen zu werden; und einer Antriebswelle, die an einer axialen Mittelposition des Ventilkörpers angeordnet und dazu eingerichtet ist, um die Rotationsenergie auf den Ventilkörper zu übertragen, wobei der Ventilkörper den Umfangswandabschnitt und eine Verbindungswand aufweist, die eine Position nahe des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung und die Antriebswelle verbindet, wobei sich die Verbindungswand von einer axial inneren Position des Umfangswandabschnitts bezüglich eines Endrands nahe des einen Endabschnitts der Ventilöffnung radial nach innen erstreckt, um einen Vertiefungsabschnitt zu bilden, der sich zur Seite des einen Endabschnitts des Umfangswandabschnitts in der Axialrichtung öffnet, und wobei eine Endabschnittswand an einer Seite des einen Endabschnitts des Gehäuses in der Axialrichtung derart gewölbt ist, um in den Vertiefungsabschnitt einzudringen.
Steuerventil nach Anspruch 1, wobei ein Endabschnitt an einer radial äußeren Seite der Verbindungswand mit dem Endrand nahe des einen Endabschnitts der Ventilöffnung durch einen Verbindungsabschnitt verbunden ist, der bezüglich der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts radial nach innen vertieft ist.
Steuerventil nach Anspruchs 2, wobei das zylindrische Dichtungselement eine ringförmige Ventil-Gleitkontaktfläche aufweist, die mit der Außenumfangsfläche des Umfangswandabschnitts gleitend in Kontakt ist, und wobei der Endrand nahe des einen Endabschnitts der Ventilöffnung und ein Endrand nahe des anderen Endabschnitts, der dem Endrand gegenüber liegt, mit einer radial äußeren Position bezüglich eines Innenumfangs-Endabschnitts der Ventil-Gleitkontaktfläche des zylindrischen Dichtungselements in Kontakt sind.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Verbindungswand einen Raum zwischen dem Umfangswandabschnitt und der Antriebswelle schließt.
Steuerventil nach Anspruch 4, wobei die Verbindungswand in der Axialrichtung des Umfangswandabschnitts von dem Endabschnitt an der radial äußeren Seite in Richtung auf die radial innere Seite nach innen gekrümmt ist.
Steuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ventilöffnung in einer Langlochform gebildet ist, die sich in einer Umfangsrichtung des Umfangswandabschnitts erstreckt.