DE112020002894T5

DE112020002894T5 - Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE112020002894T5
Application number: DE112020002894.1T
Authority: DE
Inventors: Takuya Hamada; Hiroki Shimada; Akira Higuchi; Takehito Mizunuma; Syota Kimura; Ryou Sano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-06-11
Filing date: 2020-05-27
Publication date: 2022-03-10
Also published as: US20220090700A1; WO2020250682A1; CN113939676A; US11892095B2; JP2020200902A; JP6737380B1

Abstract

Eine Ventilvorrichtung enthält: eine Antriebsquelle (12), die eine Drehbewegung erzeugt; ein Drehteil (16), das drehbar um eine vorbestimmte Achse (Cv) vorgesehen ist; und einen Fluiddurchlassabschnitt (112c, 41) mit einem Strömungsloch (112d, 114a, 114b, 114d) zum Hindurchlassen eines Fluids. Die Ventilvorrichtung enthält ferner: einen Getriebemechanismus (14) mit Zahnrädern (141 bis 144, 147, 148), um die Drehbewegung der Antriebsquelle zu dem Drehteil mittels eines Eingriffs zwischen den Zahnrädern zu übertragen, um das Drehteil zu drehen; und ein Vorspannteil (18, 24, 26, 243), dass das Drehteil in Richtung einer Seite in einer Umfangsrichtung (Dc) mit der vorbestimmten Achse als Drehzentrum vorspannt. Das Drehteil enthält einen Rotor (161), der eine Öffnung des Strömungslochs in Verbindung mit der Drehung des Drehteils vergrößert oder verringert und gemäß der Rotationsbewegung der Antriebsquelle gedreht wird, während er in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung durch das Vorspannteil vorgespannt ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-108987 , eingereicht am 11. Juni 2019, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme vollinhaltlich aufgenommen ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventilvorrichtung für ein zirkulierendes Fluids.
Hintergrund
Als ein Typ von derartigen Ventilvorrichtungen ist konventionell beispielsweise ein Kanalschaltventil, das in der Patentveröffentlichung 1 beschrieben ist, bekannt. Das Kanalschaltventil, das in der Patentveröffentlichung 1 beschrieben ist, enthält einen Ventilkörper und ein Getriebemechanismus, der ein Antriebszahnrad, das mit dem Ventilkörper gekoppelt ist, aufweist und eine Rotationskraft eines Motors auf den Ventilkörper überträgt. In diesem Kanalschaltventil wird ein Verbindungszustand einer Mehrzahl von Einlässen und Auslässen durch den Ventilkörper geschaltet, in dem dieser durch den Motor gedreht wird.
Literatur im Stand der Technik
Patentliteratur
Patent Veröffentlichung 1: JP 2018-115691A
Kurzfassung der Erfindung
In einer solchen Ventilvorrichtung wie dem Kanalschaltventil in der Patentveröffentlichung 1 wird ein Rotor als ein Ventilkörper durch einen Motor gedreht und demzufolge eine Öffnung eines Strömungslochs, durch welches ein Fluid, das von einem Einlassanschluss zu einem Ausgangsanschluss wandert, hindurch tritt, vergrößert oder verringert. Eine Strömungsrate eines Fluids, das von dem Einlassanschluss zu dem Ausgangsanschluss wandert, wird gemäß einer Öffnung des Strömungslochs vergrößert oder verringert. Das Kanalschaltventil in Patentveröffentlichung 1 lehrt jedoch keine Maßnahmen, um einen Rückstoß eines Zahnrades in dem Getriebemechanismus zu beseitigen; daher wird eine Schwankung, die durch den Rückstoß verursacht wird, bei einer Öffnung des Strömungslochs erzeugt. Wenn eine Schwankung bei einer Öffnung des Strömungslochs erzeugt wird, wird dementsprechend ebenso eine Schwankung einer Strömungsrate eines Fluids erzeugt, das durch das Kanalschaltventil hindurch tritt. D. h., es wird schwierig, eine Strömungsrate in dem Kanalschaltventil in der Patentveröffentlichung 1 genau zu steuern. Als Ergebnis einer genauen Studie durch die vorliegenden Erfinder wurde das Vorstehende herausgefunden.
Unter Berücksichtigung des Vorstehenden, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilvorrichtung vorzusehen, die die Unterdrückung einer Schwankung bei einer Öffnung eines Strömungslochs, die durch einen Rückstoß eines Zahnrades in einem Getriebemechanismus verursacht wird, zu ermöglichen und eine Strömungsrate eines Fluids mit hoher Genauigkeit zu steuern.
Um die vorherige Aufgabe zu lösen enthält eine Ventilvorrichtung, durch welche ein Fluid strömt, gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Offenbarung:

eine Antriebsquelle, die eine Rotationsbewegung erzeugt;
ein gedrehtes Teil bzw. ein Drehteil, das rotierbar um eine vorbestimmte Achse vorgesehen ist;
einen Fluiddurchlassabschnitt mit einem Strömungsloch für ein Hindurchtreten des Fluids;
einen Getriebemechanismus, der eine Mehrzahl von Zahnrädern enthält und die Rotationsbewegung der Antriebsquelle zu dem Drehteil überträgt, indem die Zahnräder in Eingriff stehen, um den Drehteil zu drehen; und
ein Vorspannteil, das das Drehteil in Richtung einer Seite in einer Umfangsrichtung um die vorbestimmte Achse vorspannt.

Das Drehteil enthält einen Rotor, der eine Öffnung des Strömungslochs in Verbindung mit der Rotation des Drehteils erhöht oder verringert und wird gemäß der Rotationsbewegung der Antriebsquelle gedreht, während es in Richtung einer Seite in der Umfangsrichtung durch das Vorspannteil vorgespannt ist.
Da das Drehteil in Richtung einer Seite der Umfangsrichtung, wie zuvor erwähnt, vorgespannt ist, wird die Erregungs-Kraft bzw. Spannkraft von dem Vorspannteil, die auf das Drehteil wirkt, von dem Drehteil zu dem Zahnrad im Getriebemechanismus übertragen. Daher kann eine Schwankung bei einer Öffnung eines Strömungslochs, das durch einen Rückstoß des Zahnrades im Getriebemechanismus verursacht wird, beispielsweise im Vergleich zu Fällen, in welchen keine Erregung in der Umfangsrichtung durch das Vorspannteil vorliegt, unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann eine Strömungsrate eines Fluids bei der Ventilvorrichtung mit Genauigkeit gesteuert werden.
Die Bezugszeichen in Klammern, die den Komponenten und dergleichen zugewiesen sind, geben ein Beispiel eines Zusammenhangs zwischen den Komponenten und dergleichen und spezifischen Komponenten und dergleichen, die in den Ausführungsformen, die nachstehend beschrieben werden, beschrieben sind, an.
Figurenliste

1 ist eine plane Ansicht, die eine Ventilvorrichtung einer ersten Ausführungsform aus Sicht eines Pfeils I in 2 schematisch veranschaulicht;
2 ist eine Frontansicht, die die Ventilvorrichtung bei der ersten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
3 ist eine Schnittansicht, die einen Abschnitt entlang einer Linie III-III aus 1 bei der ersten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
4 ist eine Schnittansicht, die einem Abschnitt entlang einer Linie IV-IV aus 3 bei der ersten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
5 ist eine Zeichnung, die eine interne Konfiguration eines Getriebemechanismus bei der ersten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
6 ist eine teilvergrößerte Ansicht, die an einem Eingriffspunkt in einem Teil von VI in 5 bei der ersten Ausführungsform zeigt, wie Zahnräder miteinander in Eingriff stehen;
7 eine Schnittansicht, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei einer zweiten Ausführungsform schematisch veranschaulicht, wobei diese teilweise von einer Figur, die äquivalent zur 3 ist, ausgeschnitten ist;
8 ist eine Zeichnung, die die Ventilvorrichtung aus Sicht eines Pfeils VIII in 7 veranschaulicht;
9 ist eine Zeichnung äquivalent zur 7, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei einer dritten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
10 ist eine Zeichnung äquivalent zur 8, die die Ventilvorrichtung aus Sicht eines Pfeils X in 9 veranschaulicht;
11 ist eine Schnittansicht, äquivalent zur 3 die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei der vierten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
12 ist eine Schnittansicht mit Bezug zur vierten Ausführungsform, die einen Abschnitt entlang einer Linie XII-XII von 11 schematisch veranschaulicht;
13 ist eine Schnittansicht äquivalent zur 11, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei einer fünften Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
14 ist eine Schnittansicht äquivalent zur 12, die einen Abschnitt entlang einer Linie XIV-XIV von 13 mit Bezug zur fünften Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
15 ist eine Schnittansicht äquivalent zur 3, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung einer sechsten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
16 ist eine Schnittansicht äquivalent zu 4, die einen Abschnitt entlang einer Linie XVI-XVI von 15 mit Bezug zur sechsten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
17 ist eine Schnittansicht äquivalent zur 11, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei einer siebten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
18 ist eine Zeichnung äquivalent zu 7, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei einer achten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
19 ist eine Zeichnung äquivalent zu 5, die eine interne Konfiguration eines Getriebemechanismus bei einer achten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
20 ist eine Zeichnung äquivalent zur 7, die eine interne Struktur einer Ventilvorrichtung bei einer neunten Ausführungsform schematisch veranschaulicht;
21 ist eine Zeichnung äquivalent zur 8, die die Ventilvorrichtung aus Sicht eines Pfeils XXI in 20 veranschaulicht;
22 ist eine Zeichnung, die eine Konfiguration eines Teils einer Ventilvorrichtung bei einer zehnten Ausführungsform aus Sicht von der einen Seite in Richtung der anderen Seite in einer Ventilachsenrichtung schematisch veranschaulicht, wobei die Kopplung zwischen einer Zylindervorrichtung als ein Vorspannteil und einem Rotor gezeigt ist;
23 ist eine Zeichnung äquivalent zu 22, die eine Konfiguration eines Teils einer Ventilvorrichtung bei einer elften Ausführungsform aus Sicht von der einen Seite in Richtung der anderen Seite in einer Ventilachsenrichtung schematisch veranschaulicht;
24 ist eine Zeichnung äquivalent zur 22, die eine Konfiguration eines Teils einer Ventilvorrichtung bei einer zwölften Ausführungsform aus Sicht von der einen Seite in Richtung der anderen Seite in einer Ventilachsenrichtung schematisch veranschaulicht;
25 ist ein Gesamtblockschaltbild einer Temperatursteuervorrichtung in einem Fahrzeug einer dreizehnten Ausführungsform;
26 ist ein Blockschaltbild, das eine elektrische Steuereinheit einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform veranschaulicht;
27 ist eine perspektivische Ansicht eines hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform;
28 ist eine Zeichnung, die das Vier-Wege-Ventil auf der Hochtemperaturseite aus Sicht eines Pfeils XXVIII in 27 veranschaulicht;
29 ist eine schematische Abbildung, die einen Abschnitt entlang einer Linie XXIX-XXIX aus 28 veranschaulicht, wobei ein Öffnungszustand eines hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Kühl-/Batteriekühlmodus gezeigt ist;
30 ist eine schematische Abbildung, die einen Betriebszustand eines hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Heizmodus veranschaulicht;
31 ist eine schematische Abbildung, die einen Betriebszustand eines hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Heizmodus zur Entfeuchtung veranschaulicht;
32 ist eine schematische Abbildung eines Betriebszustands eines hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Batterieheizbetriebsmodus;
33 ist eine schematische Abbildung, die einen Betriebszustand eines hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Wasserbefüllungsmodus veranschaulicht;
34 ist eine Frontansicht, die ein Drei-Wege-Ventil einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform veranschaulicht;
35 ist eine schematische Abbildung, die einen Abschnitt entlang einer Linie XXXV-XXXV aus 34 veranschaulicht, wobei ein Betriebszustand eines Drei-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Kühl-/Batteriekühlmodus gezeigt ist;
36 ist eine schematische Abbildung, die einen Betriebszustand eines Drei-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Heizmodus und einem Batterieheizbetriebsmodus veranschaulicht;
37 ist eine schematische Abbildung, die einen Betriebszustand eines Drei-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Batterie-Außenluft-Kühlmodus veranschaulicht;
38 ist eine schematische Abbildung, die einen Betriebszustand eines Drei-Wege-Ventils bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Wasserbefüllungsmodus veranschaulicht;
39 ist ein Gesamtblockschaltdiagramm, das einen Betriebszustand einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Kühl-/Batteriekühlmodus veranschaulicht;
40 ist ein Gesamtblockschaltbild, das einen Betriebszustand einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Heizmodus veranschaulicht;
41 ist ein Gesamtblockschaltbild, das einen Betriebszustand einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Heizmodus zur Entfeuchtung veranschaulicht;
42 ist ein Gesamtblockschaltbild, das einen Betriebszustand einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Batterie-Außenluft-Kühlmodus veranschaulicht;
43 ist ein Gesamtblockschaltbild, das einen Betriebszustand einer Temperatursteuervorrichtung eines Fahrzeugs bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Batterieheizbetriebsmodus veranschaulicht; und
44 ist eine Zeichnung, die einen Zusammenhang zwischen einer Radiatorströmungsrate und einer Temperatur von Luft aus einer Gebläseheizvorrichtung bei der dreizehnten Ausführungsform in einem Heizmodus zur Entfeuchtung veranschaulicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Im Folgenden werden die Ausführungsformen gemäß den Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder äquivalente Abschnitte unter den jeweiligen nachstehenden Ausführungsformen werden mit den gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen versehen.
(Erste Ausführungsform)
Eine Ventilvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kühlwasser-Steuerventil in einem Fahrzeug, das beispielsweise in einem Fahrzeug mit Motor, einem Hybridfahrzeug oder einem Elektrofahrzeug montiert ist. Die Ventilvorrichtung 10, die in 1 gezeigt ist, stellt einen Teil eines Kühlwasserkreislaufs bzw. Kühlmittelkreislaufs, der Kühlwasser bzw. Kühlmittel durch eine Leistungsquelle zum Antreiben eines Radiators und dergleichen zirkuliert, dar. Daher strömt Kühlmittel, das in dem Kühlmittelkreislauf zirkuliert, durch die Ventilvorrichtung 10.
Die Ventilvorrichtung 10 kann eine Strömungsrate des Kühlmittels in einer Zirkulationsstrecke bzw. in einem Zirkulationspfad durch die Ventilvorrichtung 10 in dem Kühlmittelkreislauf erhöhen und verringern sowie eine Strömung von Kühlmittel im Zirkulationspfad blockieren. Das Kühlmittel ist ein flüssiges Fluid und es wird beispielsweise LLC, das Ethylenglycol oder dergleichen enthält, als Kühlmittel verwendet.
Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist Ventilvorrichtung 10 insbesondere ein Scheibenventil, in welchem ein scheibenförmiger Rotor 161 um eine Ventilachse Cv als eine vorbestimmte Achse gedreht wird, wobei dabei der Ventilöffnungs-/Ventilschließbetrieb ausgeführt wird. Die Ventilvorrichtung 10 ist ein Drei-Wege-Ventil mit einem Einlassanschluss 111, einem ersten Auslassanschluss 112 und einem zweiten Auslassanschluss 113. Die Ventilvorrichtung 10 passt einen Strömungsratenanteil einer Strömungsrate von Kühlmittel, das von dem Einlassanschluss 111 zu dem ersten Auslassanschluss 112 fließt, und einer Strömungsrate des Kühlmittels, das von dem Einlassanschluss 111 zum zweiten Auslassanschluss 113 strömt, an. Bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform wird die axiale Richtung der Ventilachse Cv auch als eine Ventilachsenrichtung Da bezeichnet; die radiale Richtung der Ventilachse Cv wird auch als eine Ventilradialrichtung Dr bezeichnet; und die Umfangsrichtung, die auf die Ventilachse Cv zentriert ist, wird auch als eine Ventilumfangsrichtung Dc bezeichnet.
Die Ventilvorrichtung 10 enthält ein Gehäuse 11, einen Motor 12, einen Getriebemechanismus 14, ein gedrehtes Teil bzw. Drehteil 16 und eine Spulenfeder bzw. Schraubenfeder 18.
Das Gehäuse 11 ist ein nicht drehbares Element, das sich nicht dreht, und ist beispielsweise aus Harz hergestellt. Das Gehäuse 11 nimmt den Motor 12, den Getriebemechanismus 14, das Drehteil 16 und die Schraubenfeder 18 in dem Gehäuse 11 auf. Das Gehäuse 11 enthält ferner den Einlassanschluss 111 mit einem Kühlmitteleinlass 111a, der darin ausgebildet ist, den ersten Auslassanschluss 112 mit einem ersten Auslass 112a, der darin ausgebildet ist, und den zweiten Auslassanschluss 113 mit einem zweiten Auslass 113a, der darin ausgebildet ist.
Wie in 3 und 4 gezeigt, enthält das Gehäuse 11 einen Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 und einen auslassseitigen Trennabschnitt 115. Der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 und der auslassseitige Trennabschnitt 115 sind in dem Gehäuse 11 vorgesehen und teilen einen internen Raum des Gehäuses 11 auf.
Das Aufteilen durch die Trennabschnitte 114, 115 bildet einen Einlassraum 111b, der mit dem Kühlmitteleinlass 111a verbunden ist, einen ersten Auslassraum 112b, der mit dem ersten Auslass 112a verbunden ist, und ein zweiten Auslassraum 113b, der mit dem zweiten Auslass 113a verbunden ist, in dem Gehäuse 11 aus.
Der auslassseitige Trennabschnitt 115 ist in einer Plattenform ausgebildet und teilt bzw. trennt den ersten Auslassraum 112b und den zweiten Auslassraum 113b voneinander. Der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 ist in einer Form einer Platte ausgebildet, wobei die Ventilachsenrichtung Da als eine Dickenrichtung angenommen wird, und teilt bzw. trennt den Einlassraum 111b und den ersten Auslassraum 112b und den zweiten Auslassraum 113b voneinander. Der Einlassraum 111b ist auf einer Seite der Ventilachsenrichtung Da hinsichtlich des Einlass-/Auslasstrennabschnitts 114 positioniert und der erste Auslassraum 112b und der zweite Auslassraum 113b sind auf der anderen Seite in der Ventilachsenrichtung Da hinsichtlich des Einlass-/Auslasstrennabschnitts 114 positioniert.
Der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 ist in dem Gehäuse 11 als ein Fluiddurchlassabschnitt vorgesehen. Erste und zweite Strömungslöcher 114a, 114b, durch welche Kühlmittel hindurch tritt, sind in dem Fluiddurchlassabschnitt ausgebildet. Das erste Strömungsloch 114a ermöglicht eine Kommunikation bzw. eine gegenseitige Verbindung zwischen dem Einlassraum 111b und dem ersten Auslassraum 112b und das zweite Strömungsloch 114b ermöglicht eine Kommunikation bzw. eine gegenseitige Verbindung zwischen dem Einlassraum 111b und dem zweiten Auslassraum 113b.
Der Motor 12 ist eine Antriebsquelle, die mit Leistung versorgt wird, und eine Rotationsbewegung ausführt. Der Motor 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise ein Servo-Motors oder ein bürstenloser Motor. Der Motor 12 dreht sich gemäß einem Steuersignal von einer Steuervorrichtung 20, die elektrisch mit dem Motor 12 gekoppelt ist.
Die Steuervorrichtung 20 ist ein Computer, der ein nicht transitorisches materielles Speichermedium, wie etwa einen Halbleiterspeicher, einen Prozessor und dergleichen enthält und führt ein Computerprogramm, das in dem nicht transitorisches materiellen Speichermedium gespeichert ist, durch. Wenn ein Computerprogramm durchgeführt wird, wird ein Verfahren, das dem Computerprogramm entspricht, ausgeführt. D. h., die Steuervorrichtung 20 führt verschiedene Steuerungsverarbeitungen gemäß dieser Computerprogramme aus.
Das Drehteil 16 ist eine Komponente der Ventilvorrichtung 10, die durch die Rotationsbewegung des Motors 12 gedreht wird. Das Drehteil 16 ist drehbar um die Ventilachse Cv vorgesehen. Insbesondere enthält das Drehteil 16 den Rotor 161 und eine Ventildrehwelle 162 als ein Zwischenelement.
Der Rotor 161 ist ein Ventilkörper, der eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a und eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b in Verbindung mit der Drehung des Drehteils 16 vergrößert oder verringert. Kurz ausgedrückt, ist der Rotor 161 ein Ventilkörper, der sich um die Ventilachse Cv dreht. Der Rotor 161 ist im Einlassraum 111b positioniert und ist in einer Form einer Scheibe ausgebildet, wobei die Ventilachsenrichtung Da als die Dickenrichtung angenommen ist. Der Rotor 161 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise aus Harz hergestellt.
Eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a bezeichnet einen Grad dafür, wie weit das erste Strömungsloch 114a geöffnet ist, wobei, wenn das erste Strömungsloch 114a vollständig geöffnet ist, die Öffnung als 100 % angegeben ist, und wobei, wenn das erste Strömungsloch vollständig geschlossen ist, die Öffnung als 0 % angegeben ist. Das erste Strömungsloch 114a, das vollständig geöffnet ist, gibt einen Zustand an, in welchem das erste Strömungsloch 114a überhaupt bzw. gar nicht durch den Rotor 161 geschlossen ist und das erste Strömungsloch 114a, das vollständig geschlossen ist, gibt einen Zustand an, in welchem das erste Strömungsloch 114a komplett bzw. vollständig durch den Rotor 161 geschlossen ist. Dies gilt ebenso für eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b.
Ein Rotorloch 161a, das in der Ventilachsenrichtung Da hindurchdringt, ist in dem Rotor 161 ausgebildet, wobei das Rotorloch 161a exzentrisch bzw. außermittig von der Ventilachse Cv positioniert ist.
Beispielsweise wird das erste Strömungsloch 114a geöffnet, wenn das Rotorloch 161a mit dem ersten Strömungsloch 114a auf einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da in Verbindung mit der Drehung des Rotors 161 um die Ventilachse Cv überlappt. Auf ähnliche Weise wird das zweite Strömungsloch 114b geöffnet, wenn das Rotorloch 161a mit dem zweiten Strömungsloch 114b auf einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da überlappt. Der Rotor 161 wird auf eine solche Weise gedreht, dass eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b verringert wird, wenn eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a vergrößert wird. 4 zeigt einen Zustand, in welchem das erste Strömungsloch 114a vollständig geöffnet ist, wobei zur selben Zeit das zweite Strömungsloch 114b vollständig geschlossen ist.
Der Rotor 161 weist eine Rotordichtungsoberfläche 161b auf, die der anderen Seite in der Ventilachsenrichtung Da zugewandt ist. Der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 weist eine feststehende Dichtungsoberfläche 114c entgegengesetzt zur Rotordichtungsoberfläche 161b in der Ventilachsenrichtung Da auf. Da die feststehende Dichtungsoberfläche 114c in einem gleitenden Kontakt mit der Rotordichtungsoberfläche 161b gebracht wird, ist die feststehende Dichtungsoberfläche 114c ein zusammenpassender bzw. angepasster Gleitabschnitt, mit welchem der Rotor 161 in gleitenden Kontakt gebracht ist. Die Rotordichtungsoberfläche 161b wird beispielsweise durch ein Federelement oder dergleichen, das sich zu der Schraubenfeder 18 unterscheidet, gegen die feststehende Dichtungsoberfläche 114c gedrückt. Die Rotordichtungsoberfläche 161b und die feststehende Dichtungsoberfläche 114c beschränken eine Leckage von Kühlmittel, das zwischen den Dichtungsoberflächen 161b und 114c hindurch tritt.
Die Ventildrehwelle 162 ist eine Drehwelle, die sich in der Ventilachsenrichtung Da erstreckt und sich um die Ventilachse Cv dreht. Die Ventildrehwelle 162 weist einen Endabschnitt 162a (mit Bezug zu 5) an einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da auf und weist den anderen Endabschnitt 162b auf der anderen Seite der Ventilachsenrichtung Da auf.
Der eine Endabschnitt 162a der Ventildrehwelle 162 ist mit dem Getriebemechanismus 14 gekoppelt und der andere Endabschnitt 162b ist mit dem Rotor 161 auf eine solche Weise gekoppelt, sodass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist. D. h., die Ventildrehwelle 162 und der Rotor 161 drehen sich integral miteinander. Demzufolge überträgt die Ventildrehwelle 162 eine Drehung zwischen dem Getriebemechanismus 14 und dem Rotor 161.
Wie in 3 bis 5 gezeigt, enthält der Getriebemechanismus 14 eine Vielzahl von Zahnrädern 141, 142, 143, 144 und ein Getriebegehäuse 146, das die Zahnräder 141, 142, 143, 144 aufnimmt. Da das Getriebegehäuse 146 an dem Gehäuse 11 der Ventilvorrichtung 10 befestigt ist, ist das Getriebegehäuse 146 ebenso ein nicht drehbares Element. Die Zahnräder 141, 142, 143, 144 können der Kürze halber als die Zahnräder 141 bis 144 angegeben sein.
Der Getriebemechanismus 14 überträgt die Rotationsbewegung des Motors 12 auf das Drehteil 16 durch einen gegenseitigen Eingriff der Zahnräder 141 bis 144, um das Drehteil 16 zu drehen. D. h., die Zahnräder 141 bis 144 sind entlang eines Kraftübertragungswegs von dem Motor 12 auf das Drehteil 16 vorgesehen. Insbesondere überträgt der Getriebemechanismus 14 die Rotationsbewegung des Motors 12 zur Ventildrehwelle 162 des Drehteils 16, um die Ventildrehwelle 162 und den Rotor 161 zu drehen. Die Zahnräder 141 bis 144 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind beispielsweise Schrägstirnräder oder Stirnräder.
Eine Beschreibung einer internen Struktur des Getriebemechanismus 14 wird vorgenommen. Ein erstes Zahnrad 141 in dem Getriebemechanismus 14 ist mit der Drehwelle des Motors 12 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig den unmöglich ist und ein zweites Zahnrad 142 und ein drittes Zahnrad 143 sind auf eine solche Weise gekoppelt, dass sie sich integral miteinander drehen. Ein viertes Zahnrad 144 ist mit dem einen Endabschnitt 162a der Ventildrehwelle 162 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist. Das erste Zahnrad 141 steht mit dem zweiten Zahnrad 142 in Eingriff und das dritte Zahnrad 143 steht mit dem vierten Zahnrad 144 in Eingriff. Demzufolge wird eine Rotationskraft des Motors 12 in dieser Reihenfolge zuerst auf das erste Zahnrad 141, dann auf das zweite Zahnrad 142, dann auf das dritte Zahnrad 143 und dann auf das vierte Zahnrad 144 weitergegeben und von dem vierten Zahnrad 144 auf den Rotor 161 über die Ventildrehwelle 162 übertragen, wenn der Motor 12 eine Rotationskraft erzeugt.
Eine genaue Beschreibung der Eingriffe der Zahnräder wird vorgenommen. Die Zahnräder 141 bis 144, die in dem Getriebemechanismus 14 vorgesehen sind, stehen individuell an einem oder zwei oder mehr Eingriffspunkten miteinander in Eingriff. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Eingriffspunkte in einem Teil von VI und einem Teil von VIa in 5 vorgesehen, wobei das erste Zahnrad 141 an dem Teil von VI mit dem zweiten Zahnrad 142, wie in 6 gezeigt, in Eingriff steht. Das erste Zahnrad 141 weist eine Zahnflanke 141a auf, die mit dem gekoppelten zweiten Zahnrad 142 an dem Eingriffspunkt in dem Teil von VI in Kontakt ist und das zweite Zahnrad 142 weist eine Zahnflanke 142a auf, die mit dem gekoppelten ersten Zahnrad 141 an dem vorher genannten Eingriffspunkt in Kontakt ist. Daher sind die Zahnflanke 141a des ersten Zahnrads 141 und die Zahnflanke 142a des zweiten Zahnrads 142 an dem Eingriffspunkt in gleitenden Kontakt miteinander gebracht.
Ebenso ist die vorherige Situation hinsichtlich des Eingriffspunkts in dem Teil von VIa die gleiche wie mit dem Eingriffspunkt in dem Teil von VI. Obwohl nicht gezeigt, steht das dritte Zahnrad 143 in dem Teil von VIa mit dem vierten Zahnrad 144 in Eingriff. Das dritte Zahnrad 143 weist eine Zahnflanke auf, die mit dem gekoppelten vierten Zahnrad 144 an dem Eingriffspunkt in dem Teil von VIa in Kontakt ist und das vierte Zahnrad 144 weist eine Zahnflanke auf, die mit dem gekoppelten dritten Zahnrad 143 an dem vorher genannten Eingriffspunkt in Kontakt ist.
Wie in 3 gezeigt, ist die Schraubenfeder 18 ein Vorspannteil, das das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt, und ist ausgebildet, in dem sie um die Ventilachse Cv gewunden ist.
Die Schraubenfeder 18 ist zwischen dem Getriebemechanismus 14 und dem Rotor 161 in der Ventilachsenrichtung Da angeordnet. Die Ventildrehwelle 162 ist im Inneren der Schraubenfeder 18 eingesetzt.
Infolge dieser Anordnung ist die Schraubenfeder 18 relativ zum Rotor 161 auf der stromaufwärtigen Seite einer Kühlmittelströmung im Einlassraum 111b, der ein Strömungsdurchlass ist, durch welchen Kühlmittel im Gehäuse 11 strömt, angeordnet. Die Schraubenfeder 18, der Rotor 161 und der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 sind von einer Seite der Ventilachsenrichtung Da in der Ventilachsenrichtung Da in der Reihenfolge Schraubenfeder 18, Rotor 161 und Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 eingerichtet und angeordnet. Die vorher genannte stromaufwärtige Seite einer Kühlmittelströmung wird als eine stromaufwärtige Seite einer Fluidströmung bezeichnet und die stromabwärtige Seite einer Kühlmittelströmung wird als eine stromabwärtige Seite einer Fluidströmung bezeichnet.
Die Schraubenfeder 18 weist einen Endabschnitt 181 an einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da auf und weist den anderen Endabschnitt 182 an der anderen Seite in der Ventilachsenrichtung Da auf. Der eine Endabschnitt 181 ist beispielsweise mit dem Getriebegehäuse 146 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist und der andere Endabschnitt 182 ist mit dem Rotor 161 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist. D. h., der andere Endabschnitt 182 ist ein Rotor-Kopplungsabschnitt, der mit dem Rotor 161 des Drehteils 16 auf eine solche Weise gekoppelt ist, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist. Verschiedene Verfahren sind möglich, um den anderen Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 mit dem Rotor 161 zu koppeln. Beispielsweise ist der andere Endabschnitt 182 an einem Stift 161c, der an dem Rotor 161 befestigt ist, verankert und dadurch mit dem Rotor 161 gekoppelt.
Wie in 3 und 4 gezeigt, ist die Schraubenfeder 18 in der Ventilumfangsrichtung Dc verdreht und elastisch deformiert (d. h., torsionsverdreht elastisch verformt), wenn die Schraubenfeder 18 verwendet wird. Die Schraubenfeder 18 erzeugt eine Energetisierungskraft bzw. Spannkraft Fc, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die torsionsverdrehte elastische Verformung der Schraubenfeder 18 vorspannt. Kurz ausgedrückt, ist die Schraubenfeder 18 ein elastisches Element, das eine Spannkraft Fc durch die torsionsverdrehte elastische Verformung der Schraubenfeder 18 erzeugt. Wie zuvor erwähnt, fungiert die Schraubenfeder 18 als eine Torsionsfeder.
Die torsionsverdrehte elastische Verformung der Schraubenfeder 18 wird durch die Schraubenfeder 18 erzeugt, die zu der Seite verdreht wird, an welcher eine Windungszahl der Schraubenfeder 18 erhöht ist, wenn die Schraubenfeder 18 unbelastet ist. D. h., die torsionsverdrehte elastische Verformung der Schraubenfeder 18 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist eine elastische Verformung auf der Seite, auf welcher ein Außendurchmesser der Schraubenfeder 18 verringert ist, wenn die Schraubenfeder 18 unbelastet ist.
Da der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 mit dem Rotor 161 auf eine solche Weise gekoppelt ist, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist, wie bereits vorher beschrieben, ist ein Angriffspunkt der Vorspannwirkung, an welchem die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 direkt erregt bzw. mit Kraft beaufschlagt, der Rotor 161. Daher bedeutet, dass die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit Kraft beaufschlagt, genauso, dass der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 den Rotor 161 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit Kraft beaufschlagt.
Die Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18 wirkt auf den Rotor 161, wenn das Drehteil 16 gedreht wird und, wenn das Drehteil still steht. Daher wird das Drehteil 16 gemäß einer Rotationsbewegung des Motors 12 gedreht, während es in Richtung einer Seite der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt ist.
Wie in 3 bis 5 gezeigt, wird die Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18 als Rotationskraft in dieser Reihenfolge von dem Drehteil 16 auf das vierte Zahnrad 144, auf das dritte Zahnrad 143, auf das zweite Zahnrad 142, auf das erste Zahnrad 141 und auf den Motor 12 übertragen. Daher erzeugt die Ventilvorrichtung 10 im Einsatz bzw. im Betätigungszustand eine Gegenkraft gegen die Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18, selbst wenn der Motor 12 nicht gedreht wird.
Beispielsweise drücken die Zahnflanke 141a des ersten Zahnrads 141 und die Zahnflanke 142a des zweiten Zahnrads 142 zwischen dem ersten Zahnrad 141 und dem zweiten Zahnrad 142 durch die Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18 und die Gegenkraft des Motors 12 gegeneinander, wie durch die Pfeile F1t, F2t in 6 angegeben. Dieses wechselseitige Drücken zwischen den Zahnflanken tritt auf gleiche Weise zwischen dem dritten Zahnrad 143 und dem vierten Zahnrad 144 auf.
Durch das Vorspannen des Drehteils 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc drückt die Schraubenfeder 18 daher eine Zahnflanke eines Paares vom Zahnflanken, die an den jeweiligen Eingriffspunkten am Zahnrad innerhalb des Getriebemechanismus 14 miteinander in Kontakt sind, an jedem Eingriffspunkt gegen die andere Zahnflanke. Die Angriffspunkte in dem Teil von VI in 6 werden als ein Beispiel angenommen. In diesem Beispiel drückt die Schraubenfeder 18 die Zahnflanke 142a des zweiten Zahnrads 142 als die eine Zahnflanke gegen die Zahnflanke 141a des ersten Zahnrads 141 als die andere Zahnflanke.
Wie in 3 und 4 gezeigt, kann der Rotor 161 eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a und eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b in Verbindung mit der Drehung des Rotors 160 kontinuierlich erhöhen oder verringern. Aus diesem Grund enthält ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc einen ersten Öffnungsbeschränkungsbereich W1, in welchem eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a kleiner als die vollständig geöffnete Öffnung ist und größer als die vollständig geschlossene Öffnung ist. Anders ausgedrückt ist der erste Öffnungsbeschränkungsbereich W1 ein Drehpositionsbereich (anders ausgedrückt, ein Drehwinkelbereich) des Drehteils 16, innerhalb welchem das erste Strömungslochs 114a teilweise durch den Rotor 161 geschlossen ist. Der vorher genannte Bewegungsbereich des Drehteils 16 enthält einen zweiten Öffnungsbeschränkungsbereich W2, innerhalb welchem eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b kleiner als die vollständig geöffnete Öffnung ist und größer als die vollständig geschlossene Öffnung ist. Anders ausgedrückt, ist der zweite Öffnungsbeschränkungsbereich W2 ein Drehpositionsbereich des Drehteils 16, innerhalb welchem das zweite Strömungslochs 114b teilweise durch den Rotor 161 geschlossen ist.
Anders ausgedrückt ist der vorher genannte Bewegungsbereich des Drehteils 16 ein Drehpositionsbereich, innerhalb welchem das Drehteil 16 um die Ventilachse Cv gedreht werden kann. Abhängig von einer Drehposition des Rotors 161 kann der Rotor 161 sowohl das erste Strömungsloch 114a, als auch das zweite Strömungsloch 114b teilweise schließen; daher überlappen der erste Öffnungsbeschränkungsbereich W1 und der zweite Öffnungsbeschränkungsbereich W2 teilweise miteinander.
Ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 könnte beispielsweise einen Drehpositionsbereich mit einer oder mehreren Drehungen enthalten. Da die Schraubenfeder 18 jedoch mit dem Rotor 161 gekoppelt ist, wird ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 als ein beschränkter Drehpositionsbereich angenommen. Da der Rotor 161 und die Ventildrehwelle 162 integral gedreht werden, kann die vorher genannte Drehposition des Rotors 161 in eine Drehposition des Drehteils 16, die den Rotor 161 und die Ventildrehwelle 162 umfasst, umbenannt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beaufschlagt die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit Kraft, wenn das Drehteil 16 an einer Drehposition angeordnet ist, die innerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 liegt. Diese Beaufschlagung mit Kraft findet überall dort statt, wo die Drehposition innerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 liegt. Dies gilt ebenso, wenn das Drehteil 16 an einer Drehposition angeordnet ist, die innerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 liegt. D. h., die Schraubenfeder 18 beaufschlagt das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit Kraft, wenn das Drehteil 16 an einer Drehposition angeordnet ist, die innerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 liegt. Diese Beaufschlagung mit Kraft findet überall dort statt, wo die Drehposition innerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 liegt.
Ferner ist es überflüssig zu erwähnen, dass ein Drehpositionsbereich, innerhalb welchem das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt wird, nicht auf den ersten oder zweiten Öffnungsbeschränkungsbereich W1, W2 beschränkt. Selbst wenn das Drehteil 16 an einer Drehposition angeordnet ist, die sich sowohl außerhalb des ersten als auch des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereiches W1, W2 befindet, beaufschlagt die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit Kraft.
Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc jedoch ebenso eine Drehposition, in welche die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 nicht in der Ventilumfangsrichtung Dc mit Kraft beaufschlagt (d. h., eine Drehposition ohne Vorspannung). Die vorher genannte Drehposition ohne Vorspannung des Drehteils 16 ist eine Drehposition, die außerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 und außerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 liegt.
Bei der Ventilvorrichtung 10, die wie vorher genannt konfiguriert ist, strömt, wie in 3 und 4 gezeigt, Kühlmittel von dem Kühlmitteleinlass 111a in den Einlassraum 111b, wie durch den Pfeil Fi angegeben ist. Wenn das erste Strömungsloch 114a geöffnet ist, strömt Kühlmittel im Einlassraum 111b von dem Einlassraum 111b über das erste Strömungsloch 114a in den ersten Auslassraum 112b. Das Kühlmittel in dem ersten Auslassraum 112b strömt anschließend von dem ersten Auslassraum 112b über den ersten Auslass 112a zur Außenseite der Ventilvorrichtung 10, wie durch den Pfeil F10 angegeben ist.
In diesem Fall ist eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch das erste Strömungslochs 114a hindurchdringt, gemäß einer Öffnung des ersten Strömungslochs 114a bestimmt. D. h., eine Strömungsrate des Kühlungsmittels, das von dem Kühlmitteleinlass 111a durch das erste Strömungsloch 114a zum ersten Auslass 112a strömt, wird erhöht, wenn eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a vergrößert wird. Wenn eine Schwankung bei einer Öffnung des ersten Strömungslochs 114a erzeugt wird, wird dementsprechend ebenso eine Schwankung bei einer Strömungsrate des Kühlmittels, das zum ersten Auslass 112a strömt, erzeugt.
Wenn das zweite Strömungsloch 114b geöffnet ist, strömt Kühlmittel im Einlassraum 111b von dem Einlassraum 111b über das zweite Strömungsloch 114b in den zweiten Auslassraum 113b. Das Kühlmittel im zweiten Auslassraum 113b strömt von dem zweiten Auslassraum 113b über den zweiten Auslass 113a zur Außenseite der Ventilvorrichtung 10, wie durch den Pfeil F2o angegeben ist.
In diesem Fall ist eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch das zweite Strömungsloch 114b hindurch tritt, gemäß einer Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b bestimmt. D. h., eine Strömungsrate des Kühlmittels, das von dem Kühlmitteleinlass 111a über das zweite Strömungsloch 114b zum zweiten Auslass 113a strömt, wird erhöht, wenn eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b vergrößert wird. Wenn eine Schwankung in einer Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b erzeugt wird, wird dementsprechend ebenso eine Schwankung in einer Strömungsrate des Kühlmittels, das zum zweiten Auslass 113a strömt, erzeugt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wie vorher erwähnt und in 3 und 4 gezeigt, das Drehteil 16 gemäß der Rotationsbewegung des Motors 12 gedreht, während dieses in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt ist. Demzufolge werden die Zahnräder 141 bis 144 in dem Getriebemechanismus 14 unter der Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18, die von dem Drehteil 16 ausgeübt wird, gedreht.
Daher kann eine Schwankung in einer Öffnung von jedem Strömungsloch 114a, 114b, die durch einen Rückstoß der Zahnräder 141 bis 144 in dem Getriebemechanismus 14 verursacht wird, beispielsweise im Vergleich zu Fällen, in welchen die Beaufschlagung mit Kraft in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 nicht vorhanden ist, unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann eine Strömungsrate des Kühlmittels im Vergleich zu Fällen, in welchen die Beaufschlagung mit Kraft in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 nicht vorliegt, mit Genauigkeit gesteuert werden. Bei dieser Ausführungsform erreicht die Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18 die Drehwelle des Motors 12; daher kann ein Rückstoß in jedem Eingriffspunkt zwischen den Zahnrädern im Getriebemechanismus 14 beseitigt werden.
Ein Augenmerk wird auf den Getriebemechanismus 14 gerichtet. Durch Vorspannung des Drehteils 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc drückt die Schraubenfeder 18 an jedem Eingriffspunkt zwischen den Zahnrädern in dem Getriebemechanismus 14 eine Zahnflanke von einem Paar von Zahnflanken, die miteinander in Kontakt sind, an ihrem Eingriffspunkt gegen die andere Zahnflanke. Daher kann eine Schwankung in einer Öffnung von jedem Strömungsloch 114a, 114b, die durch einen Rückstoß eines Zahnrades 141 bis 144 verursacht wird, was im Vergleich zu Fällen, in welchen ein gegenseitiger Druck zwischen der einen Zahnflanke und der anderen Zahnflanke an einigen von einer Vielzahl von Eingriffspunkten in dem Getriebemechanismus 14 nicht vorliegt, unterdrückt werden. Eine Strömungsrate des Kühlmittels kann letztendlich mit Genauigkeit gesteuert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc den ersten Öffnungsbeschränkungsbereich W1, innerhalb welchem eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a kleiner als die vollständig geöffnete Öffnung und größer als die vollständig geschlossene Öffnung ist. Wenn das Drehteil 16 zumindest an einer Drehposition innerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 angeordnet ist, beaufschlagt die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc an jeder Drehposition innerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 mit Kraft.
Daher kann die vorher genannte genaue Strömungsratensteuerung für das Kühlmittel in einem Bereich implementiert werden, innerhalb welchem eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch das erste Strömungsloch 114a hindurchdringt, gemäß der Drehung des Drehteils 16 erhöht oder verringert wird. Dies gilt ebenso für eine Steuerung einer Strömungsrate des Kühlmittels, das durch das zweite Strömungsloch 114b hindurch tritt.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Schraubenfeder 18 ein elastisches Element, das eine Spannkraft Fc erzeugt, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch eine torsionsverdrehte elastische Verformung der Schraubenfeder 18 vorspannt. Daher kann diese Spannkraft Fc ermöglichen, auf das Drehteil 16 ohne Anlegen einer Leistung bzw. Kraft von außerhalb der Ventilvorrichtung 10 zu wirken. Dadurch kann die Spannkraft Fc, die einem Betrag einer torsionsverdrehten elastischen Verformung der Schraubenfeder 18 entspricht, erreicht werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthält ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc eine Drehposition ohne Vorspannung, an welcher die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc nicht mit einer Kraft beaufschlagt. Daher muss die Schraubenfeder 18 nicht vor einem Zusammenbau des Rotors 161 verdreht werden. Zu diesem Zweck muss die Drehposition ohne Vorspannung lediglich eine initiale Drehposition des initialen Drehteils 16 sein, bevor die Schraubenfeder 18 an dem Rotor 161 angebracht wird, wenn die Ventilvorrichtung 10 hergestellt wird. In diesem Fall kann die torsionsverdrehte elastische Verformung der Schraubenfeder 18 nach Einfügen der Schraubenfeder 18 erreicht werden, indem der Rotor 161 in gewissem Maße an dem Motor 12 gedreht wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Vorspannteil, das das Drehteil 16 auf eine Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt, insbesondere die Schraubenfeder 18. Der Schraubenfeder 18 wird ermöglicht, eine Spannkraft Fc (mit Bezug zu 4) zu erzeugen, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mittels der torsionsverdrehten elastischen Verformung der Schraubenfeder 18 vorspannt. Daher kann eine Änderung in der Spannkraft Fc in Verbindung mit der Drehung des Drehteils 16 unterdrückt werden, ohne einen Installationsraum für das Vorspannteil zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Ventildrehwelle 162 ins Innere der Schraubenfeder 18 eingesetzt. Daher kann eine Anordnung der Schraubenfeder 18, bei welcher der eine Endabschnitt 181 der Schraubenfeder 18 mit einem nicht drehbaren Element auf eine solche Weise gekoppelt ist, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist, implementiert werden. Zur selben Zeit kann eine Drehung zwischen dem Getriebemechanismus 14 und dem Rotor 161 übertragen werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Schraubenfeder 18, der Rotor 161 und der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 von einer Seite auf der Ventilachsenrichtung Da entlang der Ventilachsenrichtung Da in der Reihenfolge Schraubenfeder 18, Rotor 161 und Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 angeordnet. Die Schraubenfeder 18 ist relativ zum Rotor 161 auf der stromaufwärtigen Seite des Kühlmittels in dem Einlassraum 111b, der ein Einströmungsdurchlass, durch welchen Kühlmittel im Gehäuse 11 hindurch tritt, ist, angeordnet. Da ein Installationsraum für die Schraubenfeder 18 deshalb mit dem Strömungsdurchlass überlappen kann, kann eine Erhöhung in einer physikalischen Größe der Ventilvorrichtung 10 infolge des Vorsehens der Schraubenfeder 18 unterdrückt werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, dass die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit einer Kraft beaufschlagt, äquivalent dazu, dass der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 den Rotor 161 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit einer Kraft beaufschlagt. Daher kann zusätzlich zum Beseitigen eines Rückstoßes im Getriebemechanismus 14 ein Spalt zwischen dem Rotor 161 und der Ventildrehwelle 162 in der Ventilumfangsrichtung Dc und ein Spalt zwischen dem vierten Zahnrad 144 und der Ventildrehwelle 162 in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Spannkraft Fc, wie in 4 gezeigt, beseitigt werden. Demzufolge kann eine Strömungsrate des Kühlmittels mit Genauigkeit gesteuert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor 12 beispielsweise ein Servo-Motor oder ein bürstenloser Motor. Mit dieser Konfiguration kann aufgrund der Funktionalität des Servo-Motors oder des bürstenlosen Motors ein Drehwinkel des Motors 12 erfasst werden; daher muss keine Winkelerfassungsfunktion neben dem Motor 12 vorgesehen sein.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer zweiten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform vorgenommen. Die Beschreibung eines Elements, das identisch oder ähnlich zu der vorher genannten Ausführungsform ist, wird ausgespart oder vereinfacht. Dies gilt ebenso für Beschreibungen von folgenden Ausführungsformen.
Wie in 7 und 8 gezeigt, enthält ein Getriebemechanismus 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform statt den ersten bis vierten Zahnrädern 141 bis 144 in 5 eine Schnecke bzw. ein Schneckengewinde 147 mit spiralförmigen Zähnen und ein Schneckenrad 148, das mit dem Schneckengewinde 147 in Eingriff steht. D. h., der Getriebemechanismus 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schneckengetriebemechanismus.
In 8 ist der Umriss des Getriebemechanismus 14 durch eine alternierend lange und kurze gestrichelte Linie angegeben, um die Zeichnung leichter verständlich zu machen. In 7 und 8 ist eine Darstellung des Gehäuses 11 der Ventilvorrichtung 10 ausgespart. In einigen aus der Vielzahl von folgenden Zeichnungen ist eine Darstellung des Gehäuses 11 ähnlich dazu ebenso ausgespart.
Das Schneckengewinde 147 ist mit der Drehwelle des Motors 1 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist und das Schneckenrad 148 ist mit dem einen Endabschnitt 162a der Ventildrehwelle 162 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist. Demzufolge wird, beispielsweise wenn der Motor 12 eine Rotationskraft erzeugt, die Rotationskraft des Motors 12 in dieser Reihenfolge auf das Schneckengewinde 147 und auf das Schneckenrad 148 übertragen und von dem Schneckenrad 148 auf den Rotor 161 über die Ventildrehwelle 162 übertragen.
Daher ist das Schneckengewinde 147 bei dem Getriebemechanismus 14 gemäß der vorliegenden Ausführungsform äquivalent zu einem antriebsseitigen Zahnrad, das in einem Leistungsübertragungsweg von dem Motor 12 zu dem Drehteil 16 vorgesehen ist. Das Schneckenrad 148 ist äquivalent zu einem antriebseitigen Zahnrad, das zwischen dem antriebseitigen Zahnrad und dem Drehteil 16 in dem Leistungsübertragungsweg vorgesehen ist.
Selbst wenn ein Versuch unternommen wird, das Schneckengewinde 147 von der Seite des Schneckenrads 148 aus zu drehen, wird das Schneckengewinde nicht gedreht. D. h., das Schneckengewinde 147 ist so konfiguriert, dass es die Übertragung der Rotationskraft von dem Schneckenrad 148 auf den Motor 12 beschränkt. Anders ausgedrückt, ist das Schneckengewinde 147 als ein Beschränkungszahnrad für eine Rückwärtsübertragung konfiguriert, die eine Rückwärtsübertragung der Rotationskraft entgegengesetzt zur Rotationskraftübertragung des Motors 12 auf das Drehteil 16 beschränkt. Aus diesem Grund erzeugt der Motor keine Gegenkraft gegen die Spannkraft Fc der Schraubenfeder 18 (mit Bezug zu 4), wenn der Motor nicht gedreht wird.
Wie bei der ersten Ausführungsform beaufschlagt die Schraubenfeder 18 ebenso bei der vorliegenden Ausführungsform das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit einer Kraft. Daher wird eine Zahnflanke des Schneckenrads 148 an einem Eingriffspunkt zwischen dem Schneckengewinde 147 und dem Schneckenrad 148 gegen eine Zahnflanke des Schneckengewindes 147 mittels der Spannkraft Fc (mit Bezug zu 4) der Schraubenfeder 18 wie in dem Zustand, der in 6 gezeigt ist, gedrückt.
Der Motor 12 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Schrittmotor. Da ein Drehwinkel des Motors 12 durch die Funktionalität des Schrittmotors gesteuert werden kann, kann eine Drehposition des Rotors 161 eindeutig bestimmt werden, wobei keine Winkelerfassungsfunktion neben dem Motor 12 notwendig ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält der Bewegungsbereich des Drehteils 16 keine Drehposition ohne Vorspannung des Drehteils 16, wie sie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde. D. h., unabhängig davon welche Drehposition das Drehteil 16 innerhalb des vorher genannten Bewegungsbereichs einnimmt, beaufschlagt die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit einer Kraft. Wenn die Schraubenfeder 18 mit dem Rotor 161 während des Herstellens der Ventilvorrichtung 10 gekoppelt wird, wird die Schraubenfeder 18 beispielsweise mit dem Rotor 161 so gekoppelt, wie sie vorab im unbelasteten Zustand verdreht wird.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Schneckengewinde 147 als ein antriebsseitiges Zahnrad so konfiguriert, dass es die Übertragung einer Drehkraft von dem Schneckenrad 148 als ein Zahnrad auf der angetriebenen Seite auf den Motor 12 beschränkt. Daher kann ein Halten ohne Vorspannung implementiert werden und eine Drehposition des Rotors 161 kann gehalten werden, ohne dass ein Strom durch den Motor 12 geschickt wird, da der Motor 12 infolge der Rotationskraft, die in dem Rotor 161 durch die Beaufschlagung mit einer Kraft der Schraubenfeder 18 erzeugt wird, nicht gedreht wird. Die vorher genannte genaue Strömungsratensteuerung für das Kühlmittel wird ausgeübt und demzufolge kann eine Verringerung von Betriebstätigkeiten des Motors 12 erreicht werden. Aufgrund des Vorstehenden und des vorher genannten Haltens ohne Vorspannung kann eine Leistungsverbrauchsverringerung, welche insbesondere in elektrischen Fahrzeugen erforderlich ist, erreicht werden.
Da der Getriebemechanismus 14 bei der vorliegenden Ausführungsform ein Schneckengetriebemechanismus ist, kann die Anzahl an Teilen im Vergleich zu Fällen, in welchen irgendeine andere Struktur als ein Schneckengetriebemechanismus als eine Struktur zum Beschränken der Übertragung der Rotationskraft von dem Drehteil 16 auf den Motor 12 angewandt wird, verringert werden. Demzufolge werden die Vereinfachung einer Struktur und eine Herstellung des Getriebemechanismus 14 erleichtert.
Zudem wird ein hohes Reduktionsverhältnis an dem Getriebemechanismus 14 erreicht und eine Verriegelungskraft zum Beschränken der Übertragung der Rotationskraft von dem Drehteil 16 auf dem Motor 12 kann problemlos verbessert werden.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das zur ersten Ausführungsform gleich ist, erzielt wird, genauso wie bei der ersten Ausführungsform erhalten.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer dritten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur zweiten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 9 und 10 gezeigt, ist der Motor 12 bei der vorliegenden Ausführungsform ein Gleichstrommotor. Die Ventilvorrichtung 10 ist mit einem Winkelerfassungsmechanismus 21 vorgesehen.
Der Winkelerfassungsmechanismus 21 ist ein Winkelsensor, der einen Drehwinkel der Ventildrehwelle 162 erfasst, und ist mit der Ventildrehwelle 162 gekoppelt. Ein Erfassungssignal, das einen Drehwinkel der Ventildrehwelle 162 (anders ausgedrückt, eine Drehposition des Rotors (161) repräsentiert, wird von dem Winkelerfassungsmechanismus 21 zur Steuervorrichtung 20 gesendet.
Die Steuervorrichtung 20 erfasst eine Drehposition des Rotors 161 mit dem Winkelerfassungsmechanismus 21 und meldet ein Ergebnis der Erfassung zurück, um einen Drehwinkel des Motors 12 zu steuern. Durch Ausüben dieser Steuerung kann die Drehposition des Rotors 161 gesteuert werden, wobei ein Überschwingen unterdrückt wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur zweiten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur zweiten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der zweiten Ausführungsform erreicht.
Somit ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der zweiten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden kann.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer vierten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur zweiten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 11 und 12 gezeigt, unterscheidet sich bei der vorliegenden Ausführungsform eine Form des Rotors 161 von der bei der zweiten Ausführungsform. Da die Ventilvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als ein Zwei-Wege-Ventil konfiguriert ist, ist die Ventilvorrichtung nicht mit dem zweiten Auslassanschluss 113 vorgesehen. Aus diesem Grund wird der erste Auslassanschluss 112 bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform vereinfacht als Auslassanschluss 112 bezeichnet und der erste Auslass 112a vereinfacht als Kühlmittelauslass 112a bezeichnet. Aufgrund einer Struktur der Ventilvorrichtung 10 bei der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Auslassraum 112b oder der zweite Auslassraum 113b (mit Bezug zu 4) nicht ausgebildet.
Insbesondere ist der Rotor 161 in dem Gehäuse 11 aufgenommen und wird auf eine solche Weise getragen, dass eine relative Drehung des Gehäuses 11 unzulässig bzw. unmöglich ist. Der Einlassanschluss 111 ist an der anderen Seite in der Ventilachsenrichtung Da hinsichtlich des Rotors 161 angeordnet und der Auslassanschluss 112 ist außerhalb des Rotors 161 in der Ventilradialrichtung Dr angeordnet.
Der Rotor 161 enthält einen oberen Plattenabschnitt 161d und einen zylindrischen Abschnitt 161e. Der obere Plattenabschnitt 161d entspricht einer Form einer Scheibe, wobei die Ventilachsenrichtung Da als eine Dickenrichtung angenommen wird, und ist zur Ventilachse Cv zentriert. Der andere Endabschnitt 162b der Ventildrehwelle 162 und der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 sind mit einer Seite des oberen Plattenabschnitts 161d in der Ventilachsenrichtung Da gekoppelt.
Der zylindrische Abschnitt 161e des Rotors 161 entspricht im Wesentlichen einer Form eines Zylinders, der sich in der Ventilachsenrichtung Da erstreckt und zur Ventilachse Cv zentriert ist. Der zylindrische Abschnitt 161e ist von einem Extremitätenabschnitt des oberen Plattenabschnitts 161d in Richtung der anderen Seite in der Ventilachsenrichtung Da verlängert. Aus diesem Grund ist eine Seite eines inneren Raums des zylindrischen Abschnitts 161e in der Ventilachsenrichtung Da durch den oberen Plattenabschnitt 161d geschlossen, wobei die andere Seite des inneren Raums offen ist.
Der Kühlmitteleinlass 111a ist mit dem inneren Raum des zylindrischen Abschnitts verbunden. Demzufolge sieht der innere Raum des zylindrischen Abschnitts 161e den Einlassraum 111b vor.
Das Rotorloch 161a, das in der Ventilradialrichtung Dr durchdringt, ist in dem zylindrischen Abschnitt 161e ausgebildet. Der Kühlmittelauslass 112a ist mit dem Einlassraum 111b, der im Inneren des zylindrischen Abschnitts 161e vorgesehen ist, über das Rotorloch 161a verbunden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird daher eine Öffnung des stromaufwärtigen Endabschnitts 112d des Kühlmittelauslasses 112a durch den Rotor 161 vergrößert oder verringert. D. h., der stromaufwärtige Endabschnitt 112d des Kühlmittelauslasses 112a entspricht einem Strömungsloch, dessen Öffnung in Verbindung mit der Drehung des Drehteil 16 vergrößert oder verringert wird. Ein Ausbildungsabschnitt an einem stromaufwärtigen Ende des Auslasses 112c des Gehäuses 11, an welchem der stromaufwärtigen Endabschnitt 112d als ein Strömungsloch ausgebildet ist, entspricht einem Fluiddurchlassabschnitt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Ventildrehwelle 162 oder die Schraubenfeder 18 nicht in dem Einlassraum 111b angeordnet.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur zweiten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur zweiten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der zweiten Ausführungsform erreicht.
Somit ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der zweiten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit der ersten Ausführungsform oder der dritten Ausführungsform kombiniert werden kann.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer fünften Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zu vierten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 13 und 14 gezeigt, unterscheidet sich eine Anordnung des Einlassanschlusses 111 bei der vorliegenden Ausführungsform von der bei der vierten Ausführungsform.
Insbesondere ist der Einlassanschluss 111 bei der folgenden Ausführungsform außerhalb des Rotors 161 in der Ventilradialrichtung Dr angeordnet. Beispielsweise ist der Einlassanschluss 111 entgegengesetzt zum Auslassanschluss 112 angeordnet, wobei der Rotor 161 dazwischen liegt. Aus diesem Grund ist die andere Seite des Einlassraums 111b in der Ventilachsenrichtung Da als ein innerer Raum des zylindrischen Abschnitts 161e durch das Gehäuse 11 geschlossen.
Neben dem Rotorloch 161a ist ein Einlassverbindungsloch 161f, das in der Ventilradialrichtung Dr durchdringt, in dem zylindrischen Abschnitt 161e des Rotors 161 ausgebildet. Der Kühlmitteleinlass 111a ist mit dem Einlassraum 111b, der im Inneren des zylindrischen Abschnitts 161e vorgesehen ist, über das Einlassverbindungsloch 161f verbunden. Das Einlassverbindungsloch 161f ist so geformt, dass es in der Ventilumfangsrichtung Dc geweitet ist, sodass das Einlassverbindungsloch 161f eine Kühlmittelströmung von dem Kühlmitteleinlass 111a zum Einlassraum 111b nicht verringert, selbst wenn der Rotor 161 zum Anpassen einer Öffnung des stromaufwärtigen Endabschnitts 112d des Kühlmittelauslasses 112a gedreht wird.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zu vierten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zu vierten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der vierten Ausführungsform erreicht.
(Sechste Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer sechsten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 15 und 16 gezeigt, unterscheidet sich eine Form des Rotors 161 bei der vorliegenden Ausführungsform von der bei der ersten Ausführungsform.
Insbesondere ist das Rotorloch 161a (mit Bezug zu 3) bei der vorliegenden Ausführungsform nicht in dem Rotor 161 ausgebildet und der Rotor 161 entspricht einer Form einer Platte, wobei die Ventilachsenrichtung Da als eine Dickenrichtung angenommen wird. Der Rotor 161 entspricht nicht einer Form einer Scheibe, sondern entspricht einer exzentrischen bzw. außermittigen Form hinsichtlich der Ventilachse Cv.
Der Rotor 161 überlappt mit dem ersten Strömungsloch 114a auf einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da, wobei der Rotor 161 dabei das erste Strömungsloch 114a schließt. Ähnlich dazu überlappt der Rotor 161 mit dem zweiten Strömungsloch 114b auf einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da, wobei der Rotor 161 dabei das zweite Strömungsloch 114b schließt. Daher vergrößert oder verringert der Rotor 161 bei der vorliegenden Ausführungsform wie der Rotor 161 bei der ersten Ausführungsform eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a und eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b in Verbindung mit der Drehung um die Ventilachse Cv. 16 zeigt einen Zustand, in welchem das erste Strömungsloch 114a vollständig geschlossen ist und das zweite Strömungsloch 114b vollständig geöffnet ist.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur ersten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der ersten Ausführungsform erreicht.
Daher ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit der zweiten Ausführungsform oder der dritten Ausführungsform kombiniert werden kann.
(Siebte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer siebten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur vierten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 17 gezeigt, entspricht die Ventilvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform einem Kugelventil. Daher unterscheidet sich eine Form des Rotors 161 bei der vorliegenden Ausführungsform von der bei der vierten Ausführungsform.
Insbesondere enthält der Rotor 161 eine sphärische Kugeloberfläche 161g, die als eine äußere Oberfläche des Rotors 161 ausgebildet ist. Der andere Endabschnitt 162b der Ventildrehwelle 162 und der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 sind mit einer Seite des Rotors 161 in der Ventilachsenrichtung Da gekoppelt.
Wie bei der vierten Ausführungsform ist der Einlassraum 111b im Inneren des Rotors 161 ausgebildet und eine Seite des Einlassraums 111b in der Ventilachsenrichtung Da ist geschlossen, wobei die andere Seite des Einlassraum 111b in der Ventilachsenrichtung Da offen ist. Der Kühlmitteleinlass 111a ist mit dem Einlassraum 111b verbunden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Abschnitt entlang einer Linie XIIa-XIIa von 17 identisch mit 12, wobei eine Darstellung des Abschnitts entlang der Linie XIIa-XIIa ausgespart ist.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zu vierten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur vierten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der vierten Ausführungsform erreicht.
(Achte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer achten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 18 und 19 gezeigt, enthält der Getriebemechanismus 14 bei der vorliegenden Ausführungsform die ersten bis dritten Zahnräder 141 bis 143, wobei es jedoch nicht das vierte Zahnrad 144 (mit Bezug zu 5) enthält. Daher ist das dritte Zahnrad 143 mit dem einen Endabschnitt 162a der Ventildrehwelle 162 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist.
Das zweite Zahnrad 142 ist ein Schneckengewinde und das erste Zahnrad 141 und das dritte Zahnrad 143 sind Schneckenräder, die jeweils mit dem Schneckengewinde in Eingriff stehen. Wie bei der ersten Ausführungsform ist das erste Zahnrad 141 mit der Drehwelle des Motors 12 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist.
Beispielsweise wird die Rotationskraft des Motors 12 auf das erste Zahnrad 141, dann auf das zweite Zahnrad 142, dann auf das dritte Zahnrad 143 weitergegeben und wird dann von dem dritten Zahnrad 143 auf dem Rotor 161 über die Ventildrehwelle 162 übertragen.
Die vorliegende Offenbarung ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur ersten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der ersten Ausführungsform erreicht.
(Neunte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer neunten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur zweiten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 20 und 21 gezeigt, enthält der Getriebemechanismus 14 bei der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu dem Schneckengewinde 147 und dem Schneckenrad 148 gepaarte Zahnräder bzw. ein Zahnradpaar 149a, 149b. Das Schneckengewinde 147 ist nicht direkt mit der Drehwelle des Motors 12 gekoppelt und ist an einer anderen Achse angeordnet, sich von der Achse der Drehwelle des Motors 12 unterscheidet.
Insbesondere ist das Zahnradpaar 149a, 149b in dem Getriebemechanismus 14 aus einem motorseitigen Zahnrad 149a und einem schneckenseitigen Zahnrad 149b gebildet. Das motorseitige Zahnrad 149a und das schneckenseitige Zahnrad 149b sind beispielsweise spiralförmige Zahnräder und stehen miteinander in Eingriff. Das motorseitige Zahnrad 149a ist mit der Drehwelle des Motors 12 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist, und das schneckenseitige Zahnrad 149b ist mit dem Schneckengewinde 147 auf eine solche Weise gekoppelt, dass eine relative Drehung unzulässig bzw. unmöglich ist.
Beispielsweise wird die Rotationskraft des Motors 12 auf das motorseitige Zahnrad 149a, dann auf das schneckenseitige Zahnrad 149b, dann auf das Schneckengewinde 147 und dann auf das Schneckenrad 148 weitergegeben, wenn der Motor 12 die Rotationskraft erzeugt. Die Rotationskraft, auf das Schneckenrad 148 weitergegeben wurde, wird dann von dem Schneckenrad 148 zum Rotor 161 über die Ventildrehwelle 162 übertragen.
Daher entspricht das Schneckengewinde 147 wie bei der zweiten Ausführungsform ebenso bei der vorliegenden Ausführungsform dem vorher genannten antriebseitigen Zahnrad in dem Getriebemechanismus 14. Das Schneckenrad 148 entspricht dem vorher genannten antriebseitigen Zahnrad. Das Schneckengewinde 147 ist als ein vorher genanntes Beschränkungszahnrad für eine Rückwärtsübertragung konfiguriert.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur zweiten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur zweiten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der zweiten Ausführungsform erreicht.
Daher ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der zweiten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit irgendeiner der dritten bis siebten Ausführungsform kombiniert werden kann.
(Zehnte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer zehnten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 22 gezeigt, enthält die Ventilvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Zylindervorrichtung 24 als ein Vorspannteil, das das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt. Aus diesem Grund ist die Schraubenfeder 18 (mit Bezug zu 3) nicht vorgesehen.
Die Zylindervorrichtung 24 enthält einen Hohlzylinder 241 und einen Kolben 242, der sich in der Axialrichtung des Zylinders 141 im Zylinder 241 hin und her bewegen kann. Beispielsweise wird Kühlmittel, das von dem Kühlmitteleinlass 111a (mit Bezug zu 3) abgezweigt wird, als ein Druckfluid in den Zylinder 241 geführt, wobei das Druckfluid eine Druckkraft Fa erzeugt, die den Kolben 242 in Richtung einer Seite in der Axialrichtung des Zylinders 241 drückt.
Der Kolben 242 ist mit dem Rotor 161 über ein Bindeglied 25 gekoppelt. Aufgrund der Kopplung über das Bindeglied 25 wird der Rotor 161 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc gedreht, wenn sich der Kolben 242 in Richtung einer Seite in der Axialrichtung des Zylinders 241 bewegt. Aus diesem Grund erzeugt die Zylindervorrichtung 24 eine Energetisierungskraft bzw. Spannkraft Fc, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Druckkraft Fa eines Druckfluids vorspannt.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur ersten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der ersten Ausführungsform erreicht.
Daher ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit irgendeiner der zweiten bis neunten Ausführungsformen kombiniert werden kann.
(Elfte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer elften Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur zehnten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 23 gezeigt, wird ein Druckfluid bei der vorliegenden Ausführungsform nicht in den Zylinder 241 in der Zylindervorrichtung 24 geführt. Stattdessen enthält die Zylindervorrichtung 24 eine Feder 243, die in dem Zylinder 241 aufgenommen ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform fungiert die Feder 243 als ein Vorspannteil.
Insbesondere ist die Feder 243 der Zylindervorrichtung 24 eine Kompressionsfeder, die komprimiert gehalten ist. Die Feder 243 erzeugt eine Druckkraft Fa, die den Kolben 242 in Richtung einer Seite in der Axialrichtung des Zylinders 241 durch eine kompressionselastische Verformung der Feder 243 drückt.
Als Folge des Eingreifens des Bindeglieds 25 wird die Druckkraft Fa der Feder 243 zu einer Energetisierungskraft bzw. Spannkraft Fc, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt. D. h., die Feder 243 der Zylindervorrichtung 24 ist ein elastisches Element, das die Spannkraft Fc für das Drehteil 16 durch die kompressionselastische Verformung der Feder 243 erzeugt. Wie vorher erwähnt, fungiert die Feder 243 als ein Vorspannteil, das das Drehteil 16 in Richtung einer Seite der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur zehnten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur zehnten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der zehnten Ausführungsform erreicht.
(Zwölfte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer zwölften Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 24 gezeigt, ist die Ventilvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Blattfeder 26 als ein Vorspannteil, das das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt, vorgesehen. Aus diesem Grund ist die Schraubenfeder 18 (mit Bezug zu 3) nicht vorgesehen.
Ein Endabschnitt der Blattfeder 26 ist an einem Federende-Befestigungsabschnitt 11a, der ein Teil des Gehäuses 11 darstellt, befestigt. Der andere Endabschnitt der Blattfeder 26 ist an einem Stift 161c, der an dem Rotor 161 befestigt ist, verankert. Die Blattfeder 26 ist im unbelasteten Zustand elastisch verformt und gebogen.
Wenn die elastische Verformung der Blattfeder 26 einen unbelasteten Zustand erreicht, ist der Rotor 161 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc gedreht. D. h., die Blattfeder 26 erzeugt eine Energetiesierungskraft bzw. Spannkraft Fc, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch eine biegeelastische Verformung der Blattfeder 26 vorspannt. Daher ist die Blattfeder 26 ein elastisches Element, das die Spannkraft Fc für das Drehteil 16 durch die biegeelastische Verformung der Blattfeder 26 erzeugt.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das gleich zur ersten Ausführungsform ist, erzielt wird, genauso wie bei der ersten Ausführungsform erreicht.
Daher ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit irgendeiner der zweiten bis neunten Ausführungsformen kombiniert werden kann.
(Dreizehnte Ausführungsform)
Eine Beschreibung einer dreizehnten Ausführungsform wird vorgenommen. Hinsichtlich der vorliegenden Ausführungsform wird hauptsächlich eine Beschreibung eines Unterschieds zur ersten Ausführungsform vorgenommen.
Wie in 25 gezeigt, ist Ventilvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Vier-Wege-Ventil 10 auf einer Hochtemperaturseite einer Temperatursteuervorrichtung 1 für ein Fahrzeug. Demzufolge wird die Ventilvorrichtung 10 bei der Beschreibung der vorliegenden Ausführungsform als ein hochtemperaturseitiges Vier-Wege-Ventil 10 bezeichnet.
Die Temperatursteuervorrichtung 1 für das Fahrzeug ist ein Klimagerät, das die Luft in der Kabine bzw. Fahrerkabine (anders ausgedrückt, ein klimatisierter Raum) auf eine geeignete Temperatur für das Fahrzeug klimatisiert. Die Temperatursteuervorrichtung 1 für das Fahrzeug ist ebenso eine Batterietemperatursteuervorrichtung, die eine Batterie 2 auf eine geeignete Temperatur einstellt. Die Steuervorrichtung 1 ist ebenso eine Batterieheizung, die die Batterie 2 aufheizt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Temperatursteuervorrichtung 1 für das Fahrzeug in einem Elektroauto (anders ausgedrückt, Elektrofahrzeug) angewandt. Das Elektroauto ist ein Fahrzeug, das eine Antriebskraft für die Fahrzeugbewegung von einem elektrischen Traktionsmotor erhält. Bei dem Elektroauto bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Batterie 2, die in dem Fahrzeug verbaut ist (anders ausgedrückt, eine Onboard-Batterie), mit elektrischer Leistung geladen werden, die von einer externen Leistungsquelle (anders ausgedrückt, einer kommerziellen Leistungsquelle) zugeführt wird, wenn das Fahrzeug in einem Haltezustand ist. Als Batterie 2 kann beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie verwendet werden.
Elektrische Leistung, die in der Batterie 2 akkumuliert ist, wird zudem elektrischen Traktionsmotor sowie zu verschiedenen elektrisch betriebenen Betriebsmitteln und verschiedenen Onboard-Betriebsmitteln der Temperatursteuervorrichtung 1 des Fahrzeugs zugeführt.
Die Temperatursteuervorrichtung 1 für das Fahrzeug enthält eine Kühlkreislaufvorrichtung 100. Die Kühlkreislaufvorrichtung 100 ist eine Dampfkompressionskälteanlage, die mit einem Kompressor 110, einem Kondensator 120, einem ersten Expansionsventil 130, einem luftseitigen Verdampfer 140, einem Konstantdruckventil 150, einem zweiten Expansionsventil 160 und einem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 vorgesehen ist. Ein Kältemittel der Kühlkreislaufvorrichtung 100 ist ein Fluorchlorkohlenwasserstoff-Kühlmittel. Die Kühlkreislaufvorrichtung 100 ist ein unkritischer Kühlkreislauf, in welchem ein hochdruckseitiger Kältemitteldruck einen kritischen Druck eines Kältemittels nicht überschreitet.
Das zweite Expansionsventil 160 und der kühlmittelseitige Verdampfer 170 sind in einer Kältemittelströmung parallel zum ersten Expansionsventil 130, dem luftseitigen Verdampfer 140 und dem Konstantdruckventil 150 angeordnet.
Bei der Kühlkreislaufvorrichtung 100 sind ein erster Kältemittelzirkulationskreislauf und ein zweiter Kältemittelzirkulationskreislauf ausgebildet. Bei dem ersten Kältemittelzirkulationskreislauf zirkuliert ein Kältemittel in dieser Reihenfolge zwischen dem Kompressor 110, dem Kondensator 120, dem ersten Expansionsventil 130, dem luftseitigen Verdampfer 140, dem Konstantdruckventil 150 und dem Kompressor 110. Bei dem zweiten Kältemittelzirkulationskreislauf zirkuliert ein Kältemittel in dieser Reihenfolge zwischen dem Kompressor 110, dem Kondensator 120, dem zweiten Expansionsventil 160 und dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170.
Der Kompressor 110 ist ein Motorkompressor, der durch elektrische Leistung, die von der Batterie 2 zugeführt wird, angetrieben wird, und saugt Kältemittel in der Kühlkreislaufvorrichtung 100 an, komprimiert dieses und führt dieses ab. Wie in 25 und 26 gezeigt, wird ein Elektromotor des Kompressors 110 durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert. Der Kompressor 110 kann ein Kompressor mit variabler Verdrängung sein, der von einem Riemen angetrieben wird.
Der Kondensator 120 ist ein hochdruckseitiger Wärmetauscher, der Wärme zwischen einem hochdruckseitigen Kältemittel, das vom Kompressor 110 abgeführt wird, und Kühlmittel in einem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 austauscht.
Der Kondensator 120 enthält einen Kondensationsteil 120a, ein Empfänger 120b und einen Unterkühlungsteil 120c. Der Kondensationsteil 120a tauscht Wärme zwischen einem hochdruckseitigen Kältemittel, das von dem Kompressor 110 abgeführt wird, und Kühlmittel im Hochdruck-Kühlmittelkreislauf 200 aus, wobei dabei das hochdruckseitige Kältemittel kondensiert. Der Kondensator 120 ist ein Wärmeradiator, der Wärme von einem Kältemittel, das von dem Kompressor 110 abgeführt wird, an Kühlmittel abgibt.
Das Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 ist ein Fluid als ein Aufheizmedium. Das Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 ist ein Hochtemperatur-Aufheizmedium. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Flüssigkeit oder eine Frostschutzflüssigkeit, die zumindest Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, als Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 verwendet. Der Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 ist ein Hochtemperatur-Aufheizmedium-Kreislauf, in welchem ein Hochdruck-Aufheizmedium zirkuliert wird.
Der Empfänger 120b ist ein Dampf-Flüssigkeit-Trennteil, der ein Hochdruckkältemittel, das aus dem Kondensator 120 strömt, in Dampf und Flüssigkeit trennt, ein getrenntes flüssigphasiges Kältemittel bzw. ein Kältemittel im flüssigen Zustand zu einer stromabwärtigen Seite strömen lässt, und einen Überschuss des Kältemittels des Kreislaufes akkumuliert.
Der Unterkühlteil 120c tauscht Wärme zwischen einem Kältemittel im flüssigen Zustand, das aus dem Empfänger 120b strömt, und dem Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 aus und unterkühlt das Kältemittel im flüssigen Zustand.
Das erste Expansionsventil 130 ist ein erster druckreduzierender Abschnitt, der ein Kältemittel im flüssigen Zustand, das aus dem Empfänger 120b strömt, im Druck herabsetzt und ausdehnt. Das erste Expansionsventil 130 ist ein mechanisches Temperatur-Expansionsventil. Das mechanische Expansionsventil ist ein Temperatur-Expansionsventil, das ein temperaturempfindliches Teil aufweist und einen Ventilkörper mittels eines solchen mechanischen Mechanismus, wie ein Diaphragma bzw. eine Membran, antreibt. Das erste Expansionsventil 130 kann ein elektrisches Expansionsventil sein.
Der luftseitige Verdampfer 140 ist ein Verdampfer, der Wärme zwischen einem Kältemittel, das aus dem ersten Expansionsventil 130 strömt, und Luft, die in eine Fahrerkabine geblasen wird, austauscht, wobei dabei das Kältemittel verdampft wird. In dem luftseitigen Verdampfer 140 absorbiert ein Kältemittel Wärme von Luft, die in die Fahrerkabine eingelassen wird. Der luftseitige Verdampfer 140 ist ein Luftkühler, der Luft, die in die Fahrerkabine ein geblasen wird abkühlt.
Das Konstantdruckventil 150 ist eine druckregulierende Einheit, die einen Druck eines Kältemittels auf der Auslassseite des luftseitigen Verdampfers 140 auf einem vorbestimmten Wert aufrechterhält. Das Konstantdruckventil 150 besteht aus einem mechanischen oder elektrischen variablen Drosselmechanismus. Insbesondere verringert das Konstantdruckventil 150 eine Durchlassfläche eines Kältemitteldurchlasses, wenn ein Druck eines Kältemittels auf der Auslassseite des luftseitigen Verdampfers 140 unter den vorbestimmten Wert fällt. Wenn ein Druck eines Kältemittels auf der Auslassseite des luftseitigen Verdampfers 140 den vorbestimmten Wert überschreitet, erhöht das Konstantdruckventil eine Durchlassfläche des Kältemitteldurchlasses. Ein Kältemittel im verdampften Zustand, dessen Druck an dem Konstantdruckventil 150 reguliert wird, wird in den Kompressor 110 eingesaugt und komprimiert. Dass eine Durchlassfläche des vorher genannten Kältemitteldurchlasses verringert wird, ist äquivalent dazu, dass eine Drosselöffnung des Kältemitteldurchlasses verringert wird; und dass eine Durchlassfläche des vorher genannten Kältemitteldurchlasses erhöht wird, ist äquivalent dazu, dass eine Drosselöffnung des Kältemitteldurchlasses erhöht wird.
Wenn eine Strömungsrate eines zirkulierenden Kältemittels, das in dem Kreislauf zirkuliert, nicht so stark variiert, oder bei anderen ähnlichen Gegebenheiten, kann eine feste Drossel, die aus einer Mündung, einem Kapillarrohr oder dergleichen besteht, statt des Konstantdruckventils 150 verwendet werden.
Das zweite Expansionsventil 160 ist ein zweiter druckreduzierender Abschnitt, der ein Kältemittel im flüssigen Zustand, das aus dem Kondensator 120 strömt, im Druck herabsetzt und ausdehnt. Das zweite Expansionsventil 160 ist ein elektrisches Expansionsventil. Das elektrische Expansionsventil ist ein elektrischer variabler Drosselmechanismus, der mit einem Ventilkörper mit einer variablen Drosselöffnung und einem elektrischen Aktuator, der eine Öffnung des Ventilkörpers variiert, konfiguriert ist. Das zweite Expansionsventil 160 kann einen Kältemittelkanal vollständig schließen.
Das zweite Expansionsventil 160 ist eine Kältemittelströmungs-Schalteinheit, die zwischen einem Zustand, in welchem hinsichtlich dem luftseitigen Verdampfer 140 und dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 ein Kältemittel zu dem luftseitigen Verdampfer 140 strömt, und einem Zustand, in welchem ein Kältemittel sowohl zu dem luftseitigen Verdampfer 140, als auch zu dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 strömt, schaltet.
Ein Betrieb des zweiten Expansionsventils 160 wird gemäß einem Steuersignal, das von der Steuervorrichtung 20 ausgegeben wird, gesteuert. Das zweite Expansionsventil 160 kann ein mechanisches Temperatur-Expansionsventil sein. Wenn das zweite Expansionsventil 160 ein mechanisches Temperatur-Expansionsventil ist, muss ein Ein-Aus-Ventil, das einen Kältemittelkanal auf der Seite des zweiten Expansionsventils 160 öffnet und schließt, separat zum zweiten Expansionsventil 160 vorgesehen sein.
Der kühlmittelseitige Verdampfer 170 ist ein Verdampfer, der Wärme zwischen einem Kältemittel, das aus dem zweiten Expansionsventil 160 ausströmt, und dem Kühlmittel in einem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 austauscht, wobei dabei das Kältemittel verdampft wird. An dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 absorbiert ein Kältemittel Wärme von dem Kühlmittel in dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300. Der kühlmittelseitige Verdampfer 170 ist ein Aufheizmediumkühlelement, das Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 abkühlt. Ein Kältemittel im verdampften Zustand, das an dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 verdampft wird, wird in den Kompressor 110 eingesaugt und komprimiert.
Das Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 entspricht einem Fluid als ein Aufheizmedium. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Flüssigkeit oder eine Frostschutzflüssigkeit, die zumindest Ethylenglykol, Dimethylpolysiloxan oder ein Nanofluid enthält, als Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 verwendet. Der Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 ist ein Niedertemperatur-Aufheizmedium-Kreislauf, in welchem ein Niedertemperatur-Aufheizmedium zirkuliert wird.
In dem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200, sind der Kondensator 120, eine hochtemperaturseitige Pumpe 210, ein Heizkern 220, ein hochtemperaturseitiger Radiator 230, ein hochtemperaturseitiger Reservebehälter 240, ein elektrischer Heizer 250 und das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 angeordnet.
Die hochtemperaturseitige Pumpe 210 ist eine Aufheizmedium-Pumpe, die Kühlmittel ansaugt und abführt. Die hochtemperaturseitige Pumpe 210 ist eine elektrische Pumpe mit einer konstanten Abführungsströmungsrate. Die hochtemperaturseitige Pumpe 210 kann eine elektrische Pumpe mit einer variablen Abführungsströmungsrate sein.
Der Heizkern 220 tauscht Wärme zwischen Kühlmittel in dem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und Luft, die in die Fahrerkabine strömt, aus, wobei dabei die Luft, die in die Fahrerkabine strömt, aufgeheizt wird. D. h., in dem Heizkern 220 gibt Kühlmittel Wärme an Luft, die in die Fahrerkabine strömt, ab. Kurz ausgedrückt, ist der Heizkern 220 eine Luft-Heizvorrichtung, die Luft, die in die Fahrerkabine strömt, aufheizt.
Der hochtemperaturseitige Radiator 230 ist ein Wärmetauscher, der Wärme zwischen Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und der Luft, außerhalb der Fahrerkabine (d. h., der Außenluft) austauscht und Wärme von dem Kühlmittel an die Außenluft abgibt.
Der hochtemperaturseitige Reservebehälter 240 ist eine Kühlmittel-Reserveeinheit, die überschüssiges Kühlmittel zurückbehält. Durch Zurückbehalten des überschüssigen Kühlmittels im hochtemperaturseitigen Reservebehälter 240 kann eine Reduktion einer Flüssigkeitsmenge des Kühlmittels, das in jedem Kanal zirkuliert, unterdrückt werden.
Der hochtemperaturseitige Reservebehälter 240 weist eine Funktion zum Trennen des Kühlmittels in Dampf und Flüssigkeit auf. Der hochtemperaturseitige Reservebehälter 240 weist eine Funktion zum Trennen von Luft, das im Kühlmittel enthalten ist (d. h., von Luftblasen), auf.
Der hochtemperaturseitige Reservebehälter 240 ist ein geschlossener Reservebehälter. Luft, die an dem hochtemperaturseitigen Reservebehälter 240 getrennt wird, wird in dem hochtemperaturseitigen Reservetank 240 zurückbehalten. Durch Ausnutzen der Kompressibilität von Luft, die in dem hochtemperaturseitigen Reservebehälter 240 zurückbehalten wird, wird ein Druck auf das Flüssigkeitsniveau bzw. den Flüssigkeitspegel von Kühlmittel, das in dem hochtemperaturseitigen Reservebehälter 240 zurückbehalten wird, angepasst.
Der elektrische Heizer 250 ist eine Heizeinheit, die Wärme erzeugt, wenn elektrische Leistung zugeführt wird, wobei dabei Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 aufgeheizt wird. Der elektrische Heizer 250 ist eine wärmeerzeugende Einheit, die unabhängig von einem Fahrzustand des Fahrzeugs Wärme erzeugen kann.
Der Kondensator 120, die hochtemperaturseitige Pumpe 210, der hochtemperaturseitige Reservebehälter 240 und der elektrische Heizer 250 sind in einem Kondensatorkanal 200a angebracht. Der Kondensatorkanal 200a ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 strömt.
Der Kondensator 120, die hochtemperaturseitige Pumpe 210, der hochtemperaturseitige Reservebehälter 240 und der elektrische Heizer 250 sind in der Reihenfolge hochtemperaturseitiger Reservebehälter 240, hochtemperaturseitige Pumpe 210, Kondensator 120 und elektrische Heizer 250 entlang einer Kühlmittelströmungsrichtung im Kondensatorkanal 200a angeordnet.
Der Heizkern 220 ist in einem Heizkernkanal 200b angeordnet. Der Heizkernkanal 200b ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 strömt.
Der hochtemperaturseitige Radiator 230 ist in einem hochtemperaturseitigen Radiatorkanal 200c angeordnet. Der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 parallel zum Heizkernkanal 200b strömt.
Der Heizkernkanal 200b und der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c sind parallel zueinander mit dem Kondensatorkanal 200a verbunden.
Der Heizkern 220 und der hochtemperaturseitige Radiator 230 sind parallel zueinander in einer Kühlmittelströmung im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 angeordnet.
Der Heizkernkanal 200b und der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c sind von dem Kondensatorkanal 200a an einem hochtemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 200d abgezweigt. An dem hochtemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 200d wird Kühlmittel, das im Kondensator 120 Wärme abgegeben hat, zur Seite des hochtemperaturseitigen Radiatorkanals 200c und auf die Seite des Heizkerns 220 verzweigt.
Der Heizkernkanal 200b und der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c treffen an einem hochtemperaturseitigen ersten Begegnungsabschnitt 200e auf den Kondensatorkanal 200a. An dem hochtemperaturseitigen ersten Begegnungsabschnitt 200e treffen Kühlmittel, das durch den hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c strömt, und Kühlmittel, das durch den Heizkern 220 strömt, in Richtung der Seite des Kondensators 120 aufeinander.
Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist an dem hochtemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 200d angeordnet. Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist ein elektrisch betriebenes Ventil, das den Heizkernkanal 200b und den hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c öffnet und schließt.
Ein batterie-einlassseitiger Kanal 200f ist ebenso mit dem hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventil 10 verbunden. Der hochtemperaturseitige erste Zweigabschnitt 200d ist ebenso ein hochtemperaturseitiger zweiter Zweigabschnitt, an welchem Kühlmittel, das im Kondensator 120 Wärme abgegeben hat, in Richtung der Seite des Batterie-Wärmetauschers 330 abgezweigt wird.
Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist eine hochtemperaturseitige Schalteinheit, die zwischen einem Zustand, in welchem Kühlmittel, das in dem Kondensator 120 Wärme abgegeben hat, zu dem Batterie-Wärmetauscher 330 strömt, und einem Zustand, in welchem das Kühlmittel dies nicht tut, schaltet.
Wie in 25 und 27 gezeigt, enthält das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 einen Kühlmitteleinlass 111a und drei Kühlmittelauslässe 112a, 113a, 117a. Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 passt Öffnungsflächen des Heizkernkanals 200b und des hochtemperaturseitigen Radiatorkanals 200c an. Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist eine Heizkern-Strömungsratenverringerungseinheit, die eine Strömungsrate von Kühlmittel des Hochtemperatur-Kühlmittelkreislaufes 200, das in den Heizkernkanal 200b strömt, anpasst. Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist eine hochtemperaturseitige Radiator-Strömungsratenverringerungseinheit, die eine Strömungsrate von Kühlmittel des Hochtemperatur-Kühlmittelkreislaufes 200, das in den hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c strömt, anpasst. Der Betrieb des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 öffnet und schließt den Heizkernkanal 200b, den hochtemperaturseitigen Radiatorkanal 200c und den batterie-einlassseitigen Kanal 200f. D. h., das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 passt Öffnungsflächen des Heizkernkanals 200b, des hochtemperaturseitigen Radiatorkanals 200c und des batterie-einlassseitigen Kanals 200f an.
Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 passt ein Strömungsratenverhältnis zwischen Kühlmittel, das durch den Heizkern 220 strömt, und Kühlmittel, das durch den hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt, an.
Ein batterie-auslassseitiger Kanal 200g ist mit einem hochtemperaturseitigen zweiten Begegnungsabschnitt 200h des Kondensatorkanals 200a verbunden. Der hochtemperaturseitige zweite Begegnungsabschnitt 200h ist in einem Bereich des hochtemperaturseitigen Reservebehälters 240 angeordnet, der auf der Seite des Kühlmitteleinlasses im Kondensatorkanal 200a angeordnet ist. An dem hochtemperaturseitigen zweiten Begegnungsabschnitt 200h trifft Kühlmittel, das durch den Batterie-Wärmetauscher 330 strömt, auf die Seite in Richtung des Kondensators 120.
Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist eine Ventilvorrichtung, die einen Kühlmittelkanal auf der Seite des Batterie-Wärmetauschers 330 öffnet und schließt und ferner eine Öffnung eines Kühlmittelkanals auf der Seite des hochtemperaturseitigen Radiators 230 und eine Öffnung eines Kühlmittelkanals auf der Seite des Heizkerns 220 anpasst.
Wie in 27 und 28 gezeigt, enthält das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 das Gehäuse 11, den Motor 12 als einen Aktuator, den Getriebemechanismus 14, den Rotor 161, die Ventildrehwelle 162 (mit Bezug zu 3) und die Schraubenfeder 18 (mit Bezug zu 3). 27 bis 33 sind Zeichnungen, die das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 veranschaulichen, jedoch sind in 27 bis 33 die Darstellungen der Ventildrehwelle 162 und der Schraubenfeder 18 ausgespart.
Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 als eine Ventilvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform unterscheidet sich in einer Anzahl von Anschlüssen von der Ventilvorrichtung 10 bei der ersten Ausführungsform, weist jedoch die gleiche Struktur wie die Ventilvorrichtung 10 bei der ersten Ausführungsform auf. Daher beaufschlagt die Schraubenfeder 18 bei dem hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventil 10 den Rotor 161 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc. Der Rotor 161 und die Ventildrehwelle 162 werden gemäß der Rotationsbewegung des Motors 12 gedreht, während sie in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt sind.
Das Gehäuse 11 des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 enthält zusätzlich zu dem Einlassanschluss 111, dem ersten Auslassanschluss 112 und dem zweiten Auslassanschluss 113 einen dritten Auslassanschluss 117 mit einem dritten Auslass 117a, der darin ausgebildet ist. D. h., der Kühlmitteleinlass 111a, der erste Auslass 112a als ein radiatorseitiger Auslass, der zweite Auslass 113a als ein heizkernseitiger Auslass und der dritte Auslass 117a als ein batterieseitiger Auslass sind in dem Gehäuse 11 ausgebildet.
Der erste Auslass 112a ist mit dem hochtemperaturseitigen Radiatorkanal 200c verbunden. D. h., der erste Auslassanschluss 112 mit dem ersten Auslass 112a, der darin ausgebildet ist, ist mit der stromaufwärtigen Seite einer Kühlmittelströmung (anders ausgedrückt, mit einer stromaufwärtigen Seite einer Fluidströmung) im hochtemperaturseitigen Radiator 230 als einen ersten Wärmetauscher gekoppelt und lässt das Kühlmittel zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 ausströmen.
Der zweite Auslass 113a ist mit dem Heizkernkanal 200b verbunden. D. h., der zweite Auslassanschluss 113 mit dem zweiten Auslass 113a, der darin ausgebildet ist, ist mit der stromaufwärtigen Seite einer Kühlmittelströmung in dem Heizkern 220 als ein zweiter Wärmetauscher gekoppelt und lässt das Kühlmittel zum Heizkern 220 ausströmen.
Der dritte Auslass 117a ist mit dem batterie-einlassseitigen Kanal 200f verbunden.
Der Kühlmitteleinlass 111a ist mit dem Kondensatorkanal 200a verbunden. D. h., der Einlassanschluss 111 mit dem Kühlmitteleinlass 111a, der darin ausgebildet ist, ist mit der stromabwärtigen Seite einer Kühlmittelströmung im hochtemperaturseitigen Radiator 230 und der stromabwärtigen Seite eine Kühlmittelströmung im Heizkern 220 gekoppelt, wobei Kühlmittel von dem hochtemperaturseitigen Radiator 230 und dem Heizkemk 220 in den Einlassanschluss 111 strömt.
Der Einlassraum 111b, der erste Auslassraum 112b als ein radiatorseitiger Raum, der zweite Auslassraum 113b als ein heizkernseitiger Raum und ein dritter Auslassraum 117b als ein batterieseitiger Raum sind im Inneren des Gehäuses 11 ausgebildet.
Der Einlassraum 111b ist ein Aufheizmedium-Einlassraum. Der Einlassraum 111b steht mit dem Kühlmitteleinlass 111a in Verbindung. Der erste Auslassraum 112b steht mit dem ersten Auslass 112a in Verbindung. Der zweite Auslassraum 113b steht mit dem zweiten Auslass 113a in Verbindung. Der dritte Auslassraum 117b steht mit dem dritten Auslass 117a in Verbindung.
Das Gehäuse 11 des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 enthält zusätzlich zu dem Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 und dem auslassseitigen ersten Trennabschnitt 115, der äquivalent zum auslassseitigen Trennabschnitt 115 bei der ersten Ausführungsform ist, einen auslassseitigen zweiten Trennabschnitt 116. Der auslassseitige zweite Trennabschnitt 116 ist in einer Form einer Platte ausgebildet und trennt den zweiten Auslassraum 113b und den dritten Auslassraum 117b voneinander.
Der Einlass-/Auslasstrennabschnitt 140 trennt den Einlassraum 111b, den ersten Auslassraum 112b, den zweiten Auslassraum 113b und den dritten Auslassraum 117b voneinander. Der Einlassraum 111b ist an einer Seite in der Ventilachsenrichtung Da hinsichtlich des Einlass-/Auslasstrennabschnitts 114 angeordnet und der erste Auslassraum 112b, der zweite Auslassraum 113b und der dritte Auslassraum 117b sind auf der anderen Seite in der Ventilachsenrichtung Da hinsichtlich des Einlass-/Auslasstrennabschnitts 114 angeordnet.
Der zweite Auslassraum 113b ist zwischen dem ersten Auslassraum 112b und dem dritten Auslassraum 117b positioniert.
Wie in 27 bis 29 gezeigt, sind erste bis dritte Strömungsflächen 114a, 114b, 114d, durch welche Kühlmittel im Gehäuse 11 hindurch tritt, in dem Einlass-/Auslasstrennabschnitt 114 ausgebildet. Der Einlassraum 111b ist mit dem ersten Auslassraum 112b über das erste Strömungsloch 114a verbunden, ist mit dem zweiten Auslassraum 113b über das zweite Strömungsloch 114b verbunden, und ist mit dem dritten Auslassraum 117b über das dritte Strömungsloch 114d verbunden.
In Fällen, in welchen Kühlmittel von dem Einlassanschluss 111 zu dem ersten Auslassanschluss 112 strömt, tritt das Kühlmittel daher durch das erste Strömungsloch 114a hindurch und strömt anschließend zum ersten Auslassanschluss 112. In Fällen, in welchen das Kühlmittel von dem Einlassanschluss 111 zum zweiten Auslassanschluss 113 strömt, tritt das Kühlmittel durch das zweite Strömungsloch 114b hindurch und strömt anschließend zum zweiten Auslassanschluss 113. In Fällen, in welchen das Kühlmittel von dem Einlassanschluss 111 zu dem dritten Auslassanschluss 117 strömt, tritt das Kühlmittel durch das dritte Strömungsloch 114b hindurch und strömt anschließend zum dritten Auslassanschluss 117.
Der Rotor 161 ist ein Ventilkörper des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10. Ein Bereich, der äquivalent zum Rotorloch 161a (mit Bezug zu 3) des Rotors 161 bei der ersten Ausführungsform ist, entspricht einer Form einer Nut bzw. Aussparung und entspricht bei der vorliegenden Ausführungsform nicht einer Form eines Lochs. Daher wird der Bereich, der äquivalent zum Rotorloch 161a ist, bei der vorliegenden Ausführungsform als eine Rotoröffnung 161a bezeichnet. Bei dem Rotor 161 ist die Rotoröffnung 161a so ausgebildet, dass die Rotoröffnung in zwei Teile geteilt ist.
Der Rotor 161 öffnet und schließt das erste Strömungsloch 114a, das zweite Strömungsloch 114b und das dritte Strömungsloch 114d, wobei dabei ein Verbindungszustand zwischen jedem von dem ersten Auslassraum 112b, dem zweiten Auslassraum 113b und dem dritten Auslassraum 117b sowie dem Einlassraum 111b variiert wird.
Dass das erste Strömungsloch 114a geschlossen ist, ist äquivalent dazu, dass der erste Auslassraum 112b von dem Einlassraum 111b abgeschlossen ist, und dass das zweite Strömungsloch 114b geschlossen ist, ist äquivalent dazu, dass der zweite Auslassraum 113b von dem Einlassraum 111b abgeschlossen ist. Dass das dritte Strömungsloch 114d geschlossen ist, ist äquivalent dazu, dass der dritte Auslassraum 117b von dem Einlassraum 111b abgeschlossen ist.
Ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 (mit Bezug zu 3) in der Ventilumfangsrichtung Dc enthält nicht nur die vorher genannten ersten und zweiten Öffnungsbeschränkungsbereiche W1, W2, sondern ebenso einen dritten Öffnungsbeschränkungsbereich, innerhalb welchem eine Öffnung des dritten Strömungslochs 114d kleiner als die vollständig geöffnete Öffnung und zur selben Zeit größer als der die vollständig geschlossene Öffnung ist. Die Spannkraft Fc (mit Bezug zu 4) der Schraubenfeder 18 fährt nicht nur während der Anpassung der Öffnungen der ersten und zweiten Stimmungslöcher 114a, 114b, sondern ebenso während der Anpassung einer Öffnung des dritten Strömungslochs 114d fort, auf den Rotor 161 zu wirken. D. h., in Fällen, in welchen das Drehteil 16, das mit dem Rotor 161 vorgesehen ist, an einer Drehposition innerhalb des vorher genannten dritten Öffnungsbeschränkungsbereichs angeordnet ist, beaufschlagt die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc mit einer Kraft, wo auch immer sich die Drehposition innerhalb des dritten Öffnungsbeschränkungsbereichs befindet.
Der Rotor 161 wird durch die Rotationsantriebskraft (anders ausgedrückt, die Rotationskraft) des Motors 12 drehbar betrieben. Der Betrieb des Motors 12 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
29 zeigt einen Betriebszustand des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 in einem Kühl-/Batteriekühlmodus. In dem Betriebszustand in 29 öffnet der Rotor 161 den ersten Auslassraum 112b, schließt den zweiten Auslassraum 113b und schließt den dritten Auslassraum 117b hinsichtlich des Einlassraums 111b.
30 zeigt einen Betriebszustand des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 in einem Heizmodus. Im Betriebszustand in 30 schließt der Rotor 161 den ersten Auslassraum 112b, öffnet den zweiten Auslassraum 113b und schließt den dritten Auslassraum 117b hinsichtlich des Einlassraums 111b.
31 zeigt einen Betriebszustand des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 in einem Heizmodus zur Entfeuchtung. Im Betriebszustand in 31 ist der Rotor 161 drehbar betrieben, um den ersten Auslassraum 112b zu öffnen, den zweiten Auslassraum 113b zu öffnen, und den dritten Auslassraum 117b hinsichtlich des Einlassraums 111b zu schließen.
32 zeigt einen Betriebszustand des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 in einem Batterieheizbetriebsmodus. In dem Betriebszustand in 32 schließt der Rotor 161 den ersten Auslassraum 112b, schließt den zweiten Auslassraum 113b und öffnet den dritten Auslassraum 117b hinsichtlich des Einlassraums 111b.
33 zeigt einen Betriebszustand des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 in einem Wasserbefüllungsmodus. In dem Betriebszustand in 33 öffnet der Rotor 161 den ersten Auslassraum 112b, öffnet den zweiten Auslassraum 113b und öffnet den dritten Auslassraum 117b hinsichtlich des Einlassraums 111b.
Wie in 25 gezeigt, sind eine niedertemperaturseitige Pumpe 310, der kühlmittelseitige Verdampfer 170, ein niedertemperaturseitiger Radiator 320, der Batterie-Wärmetauscher 330 und ein niedertemperaturseitiger Reservebehälter 340 in dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 angeordnet.
Die niedertemperaturseitige Pumpe 310 ist eine Aufheizmedium-Pumpe, die das Kühlmittel ansaugt und abführt. Die niedertemperaturseitige Pumpe 310 ist eine elektrisch betriebene Pumpe.
Der niedertemperaturseitige Radiator 320 ist eine Wärmesenke, die Wärme zwischen dem Kühlmittel in dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 und der Außenluft austauscht und verursacht, dass das Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 die Wärme von der Außenluft absorbiert.
Der hochtemperaturseitige Radiator 230 und der niedertemperaturseitige Radiator 320 sind in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Außenluftströmung angeordnet. Die Außenluft wird zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 und zum niedertemperaturseitigen Radiator 320 durch ein Außengebläse 400 eingeblasen.
Das Außengebläse 400 ist eine Außenluftgebläseeinheit, die die Außenluft in Richtung des hochtemperaturseitigen Radiators 230 und des niedertemperaturseitigen Radiators 320 bläst. Das Außengebläse 400 ist ein elektrisches Gebläse, das einen Ventilator bzw. Lüfter über einen Elektromotor antreibt. Ein Betrieb des Außengebläses 400 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
Der hochtemperaturseitige Radiator 230, der niedertemperaturseitige Radiator 320 und das Außengebläse 400 sind an dem vorderen Ende des Fahrzeugs angeordnet. Daher kann sich Fahrtluft zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 und zum niedertemperaturseitigen Radiator 320 zugeführt werden, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
Ein Radiatorverschluss 3 ist an der Vorderseite des hochtemperaturseitigen Radiators 230 und des niedertemperaturseitigen Radiators 320 angeordnet. Durch Schließen des Radiatorverschlusses 3 kann die Zuführung von Fahrtluft zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 und zum niedertemperaturseitigen Radiator 320 beschränkt werden, während sich das Fahrzeug bewegt. Ein Betrieb des Radiatorverschlusses 3 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
Die Batterie 2 ist thermisch leitend in dem Batterie-Wärmetauscher 330 angeordnet. Der Batterie-Wärmetauscher 330 ist eine Batterietemperatur-Regulierungseinheit, die eine Temperatur der Batterie 2 mittels dem Kühlmittel anpasst. Der Batterie-Wärmetauscher 330 gibt Abwärme, die in der Batterie 2 erzeugt wird, an das Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 ab. Zudem absorbiert der Batterie-Wärmetauscher 330 die Wärme von Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 zur Batterie 2. Die Wärmeabgabe und die Wärmeabsorption zwischen dem Kühlmittel und der Batterie 2 in dem Batterie-Wärmetauscher 330 wird geschaltet, je nachdem, ob eine Temperatur des Kühlmittels oder eine Temperatur der Batterie 2 höher ist.
Der niedertemperaturseitige Reservebehälter 340 ist eine Kühlmittel-Reserveeinheit, die überschüssiges Kühlmittel zurückbehält. Durch das Zurückhalten des überschüssigen Kühlmittels in dem niedertemperaturseitigen Reservebehälter 340 kann eine Reduzierung einer Flüssigkeitsmenge des Kühlmittels, das in jedem Kanal zirkuliert, unterdrückt werden.
Der niedertemperaturseitige Reservebehälter 340 weist eine Funktion zum Trennen des Kühlmittels in Dampf und Flüssigkeit auf. Der niedertemperaturseitige Reservebehälter 340 weist eine Funktion zum Trennen von Luft, die im Kühlmittel enthalten ist, auf (d. h., von Luftblasen).
Der niedertemperaturseitige Reservebehälter 43 ist ein geschlossener Reservebehälter. Luft, die an dem niedertemperaturseitigen Reservebehälter 340 getrennt wird, wird in dem niedertemperaturseitigen Reservebehälter 340 zurückbehalten. Durch Ausnutzen der Kompressibilität der Luft, die in dem niedertemperaturseitigen Reservebehälter 340 zurückbehalten wird, wird ein Druck auf ein Flüssigkeitsniveau bzw. einen Flüssigkeitspegel des Kühlwassers, das im niedertemperaturseitigen Reservebehälter 340 zurückbehalten wird, angepasst.
Die niedertemperaturseitige Pumpe 310, der kühlmittelseitige Verdampfer 170 und der niedertemperaturseitige Reservebehälter 340 sind in einem Verdampferkanal 300a angeordnet. Der Verdampferkanal 300a ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 strömt.
Die niedertemperaturseitige Pumpe 310, der kühlmittelseitige Verdampfer 170 und der niedertemperaturseitige Reservebehälter 340 sind in der Reihenfolge niedertemperaturseitiger Reservebehälter 340, niedertemperaturseitige Pumpe 310 und kühlmittelseitiger Verdampfer 170 in der Richtung einer Kühlmittelströmung in dem Verdampferkanal 300a angeordnet.
Der niedertemperaturseitige Radiator 320 ist in einem niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b angeordnet. Der niedertemperaturseitige Radiatorkanal 300b ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 strömt.
Der Batterie-Wärmetauscher 330 ist in einem Batteriekanal 300c angeordnet. Der Batteriekanal 300c ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 strömt.
Der niedertemperaturseitige Radiatorkanal 300b und der Batteriekanal 300c sind von dem Verdampferkanal 300a an einem niedertemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 300d abgezweigt. An dem niedertemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 300d wird Kühlmittel, das in dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 Wärme absorbiert hat, zur Seite des Batterie-Wärmetauschers 330 und zur Seite des niedertemperaturseitigen Radiators 320 abgezweigt.
Der niedertemperaturseitige Radiatorkanal 300b und der Batteriekanal 300c treffen an einem niedertemperaturseitigen ersten Begegnungsabschnitt 300e auf den Verdampferkanal 300a. An dem niedertemperaturseitigen ersten Begegnungsabschnitt 300g treffen das Kühlmittel, das durch den Batterie-Wärmetauscher 330 strömt, und das Kühlmittel, das durch den niedertemperaturseitigen Radiator 320 strömt, in Richtung der Seite des kühlmittelseitigen Verdampfers 170 aufeinander.
Ein Batterie-Radiatorkanal 300f ist zwischen der Kühlmittelauslassseite des Batterie-Wärmetauschers 330 im Batteriekanal 300c und der Kühlmitteleinlassseite des niedertemperaturseitigen Radiators 320 im niedertemperaturseitige Radiatorkanal 300b verbunden. Der Batterie-Radiatorkanal 300f ist ein Kanal, durch welchen Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 strömt.
Ein Drei-Wege-Ventil 53 ist in dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 angeordnet. Das Drei-Wege-Ventil 350 ist an einem Verbindungspunkt zwischen dem Batteriekanal 300c und dem Batterie-Radiatorkanal 300f angeordnet. Das Drei-Wege-Ventil 53 schaltet zwischen einem ersten Zustand und einem zweiten Zustand. Der erste Zustand ist ein Zustand, in welchem das Kühlmittel, das aus dem Batterie-Wärmetauscher 330 strömt, direkt durch den Batteriekanal 300c strömt und in den Verdampferkanal 300a strömt. Der zweite Zustand ist der Zustand, in welchem das Kühlmittel, das aus dem Batterie-Wärmetauscher 330 strömt, durch den Batterie-Radiatorkanal 300f strömt und in den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b strömt.
Wie in 34 und 35 gezeigt, enthält das Drei-Wege-Ventil 350 ein Gehäuse 3510, einen Ventilkörper 3520 und einen Aktuator 3530. Das Gehäuse 3510 enthält einen Kühlmitteleinlass 3510a, einen batteriekanalseitigen Auslass 3510b und einen batterie-radiatorkanalseitigen Auslass 3510c.
Der Kühlmitteleinlass 3510a ist ein Aufheizmedium-Einlass. Der Kühlmitteleinlass 3510a und der batteriekanalseitige Auslass 3510b sind mit dem Batteriekanal 300c verbunden. Der batterie-radiatorkanalseitige Auslass 3510c ist mit dem Batterie-Radiatorkanal 300f verbunden.
Ein Kühlmittel-Einlassraum 3510d, ein batterie-kanalseitiger Raum 3510e und ein batterie-radiatorkanalseitiger Raum 3510f sind im Inneren des Gehäuses 3510 ausgebildet. Der Kühlmittel-Einlassraum 3510d ist ein Aufheizmedium-Einlassraum. Der Kühlmittel-Einlassraum 3510d ist mit dem Kühlmitteleinlass 3510a verbunden. Der batteriekanalseitige Raum 3510e ist mit dem batteriekanalseitigen Auslass 3510b verbunden. Der batterie-radiatorkanalseitige Raum 3510f ist mit dem batterie-radiatorkanalseitigen Auslass 3510c verbunden.
Der batteriekanalseitige Raum 3510e und der batterie-radiatorkanalseitige Raum 3510f sind jeweils mit dem Kühlmittel-Einlassraum 3510b verbunden. Der batteriekanalseitige Raum 3510e und der batterie-radiatorkanalseitige Raum 3510f sind zueinander angrenzend.
Der Ventilkörper 3520 öffnet oder schließt den batteriekanalseitigen Raum 3510e und den batterie-radiatorkanalseitigen Raum 3510f hinsichtlich des Kühlmittel-Einlassraums 3510d. Der Ventilkörper 3520 variiert dadurch einen Verbindungszustand zwischen jedem von dem batteriekanalseitigen Raum 3510e und dem batterie-radiatorkanalseitigen Raum 3510f und dem Kühlmittel-Einlassraum 3510d.
Der Ventilkörper 3520 wird durch eine Rotationsantriebskraft des Aktuators 3530 drehbar betrieben. Der Betrieb des Aktuators 3530 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
35 zeigt einen Betriebszustand des Drei-Wege-Ventil 350 in einem Kühl-/Batteriekühlmodus. Im Kühl-/Batteriekühlmodus öffnet der Ventilkörper 3520 den batteriekanalseitigen Raum 3510e und schließt den batterie-radiatorkanalseitigen Raum 3510f hinsichtlich des Kühlmittel-Einlassraums 3510d.
36 zeigt einen Betriebszustand des Drei-Wege-Ventils 53 in einem Heizmodus und einem Batterieheizbetriebsmodus. Im Heizmodus und dem Batterieheizbetriebsmodus schließt der Ventilkörper 3520 den batteriekanalseitigen Raum 3510e und schließt den batterie-radiatorkanalseitigen Raum 3510f hinsichtlich des Kühlmittel-Einlassraums 3510d.
37 zeigt einen Betriebszustand des Drei-Wege-Ventils 53 in einem Batterie-Außenluft-Kühlmodus. Im Batterie-Außenluft-Kühlmodus schließt der Ventilkörper 3520 den batteriekanalseitigen Raum 3510e und öffnet den batterie-radiatorkanalseitigen Raum 3500f hinsichtlich des Kühlmittel-Einlassraums 3510d.
38 zeigt einen Betriebszustand des Drei-Wege-Ventils 350 in einem Wasserbefüllungsmodus. Im Wasserbefüllungsmodus öffnet der Ventilkörper 3520 den batteriekanalseitigen Raum 3510e und öffnet den batterie-radiatorkanalseitigen Raum 3510f hinsichtlich des Kühlmittel-Einlassraums 3510b.
Wie in 25 gezeigt, ist ein Strömungsratensteuerventil 360 in einem Bereich des niedertemperaturseitigen Radiatorkanals 300b, der relativ zum Verbindungspunkt mit dem Batterie-Radiatorkanal 300f auf der stromaufwärtigen Seite einer Kühlmittelströmung angeordnet ist, angeordnet. Das Strömungsratensteuerventil 360 öffnet und schließt den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b. Das Strömungsratensteuerventil 360 passt eine Öffnungsfläche des niedertemperaturseitigen Radiatorkanals 300b an. Das Strömungsratensteuerventil 360 ist eine Strömungsratenverringerungseinheit für einen niedertemperaturseitigen Radiatorkanal, die eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den niedertemperaturseitigen Radiator 320 strömt, verringert.
Der batterie-einlassseitige Kanal 200f ist mit dem Batteriekanal 300c an einem niedertemperaturseitigen zweiten Begegnungsabschnitt 300g verbunden. Der batterie-einlassseitige Kanal 200f ist mit dem hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventil 10 verbunden.
Der niedertemperaturseitige zweite Begegnungsabschnitt 300g ist in einem Bereich des Batterie-Wärmetauschers 330 angeordnet, der auf der Kühlmitteleinlassseite in dem Batteriekanal 300c angeordnet ist. An dem niedertemperaturseitigen zweiten Begegnungsabschnitt 300g gelangt Kühlmittel, das im Kondensator 120 Wärme abgegeben hat, auf die Seite des Batterie-Wärmetauschers 330.
Der batterieauslassseitige Kanal 200g ist mit dem Batteriekanal 300c an einem niedertemperaturseitigen zweiten Zweigabschnitt 300h verbunden. Der batterieauslassseitige Kanal 200b ist mit einem Bereich des hochtemperaturseitigen Reservebehälters 240 verbunden, der an der Kühlmitteleinlassseite in dem Kondensatorkanal 200a angeordnet ist.
Der niedertemperaturseitige zweite Zweigabschnitt 300a ist in einem Bereich des Batterie-Wärmetauschers 330 angeordnet, der auf der Kühlmittelauslassseite im Batteriekanal 300c angeordnet ist. An dem niedertemperaturseitigen zweiten Zweigabschnitt 300h wird Kühlmittel, das durch den Batterie-Wärmetauscher 330 strömt, in Richtung der Seite des Kondensators 120 abgezweigt.
Der luftseitige Verdampfer 140 und der Heizkern 220 sind in einem Klimagerät-Gehäuse 510 einer Raumklimageräte-Einheit 500 aufgenommen. Die Raumklimageräte-Einheit 500 ist im Inneren eines Armaturenbretts, das nicht gezeigt ist, an der Vorderseite der Fahrerkabine angeordnet. Das Klimagerät-Gehäuse 510 ist ein Luftdurchlassausbildungselement, das einen Luftdurchlass ausbildet.
Der Heizkern 220 ist auf der stromaufwärtigen Seite einer Luftströmung des luftseitigen Verdampfers 140 in einem Luftdurchlass in dem Klimagerät-Gehäuse 510 angeordnet. Ein Innenluft-/Außenluft-Schaltkasten 520 und ein Innengebläse 530 sind in dem Klimagerät-Gehäuse 510 angeordnet.
Der Innenluft-/Außenluft-Schaltkasten 520 ist eine Innenluft-/Außenluft-Schalteinheit, die zwischen der Innenluft und der Außenluft schaltet und die Luft in den Luftdurchlass im Klimagerät-Gehäuse 510 führt. Das Innengebläse 530 saugt die Innenluft und die Außenluft, die durch den Innenluft-/Außenluft-Schaltkasten 520 in den Luftdurchlass im Klimagerät-Gehäuse 510 geführt wird, an und bläst die Luft. Der Betrieb des Innengebläses 530 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
Eine Luftmischklappe 540 ist zwischen dem luftseitigen Verdampfer 140 und dem Heizkern 220 in dem Luftdurchlass im Klimagerät-Gehäuse 510 angeordnet. Die Luftmischklappe 540 passt ein Luftströmungsratenverhältnis zwischen kalter Luft, die in den Heizkern 220 strömt, und kalter Luft, die durch einen Kaltluft-Bypassdurchlass 550 strömt, in Bezug auf die kalte Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 140 hindurch getreten ist, an.
Der Kaltluft-Bypassdurchlass 550 ist ein Luftdurchlass, über welchen kalte Luft, die durch den luftseitigen Verdampfer 140 hindurchgetreten ist, den Heizkern 220 umgeht.
Die Luftmischklappe 540 ist eine sich drehende Klappe, die eine Drehwelle, die drehbar an dem Klimagerät-Gehäuse 510 getragen ist, und einen Klappenbasisabschnitt enthält, der mit der Drehwelle gekoppelt ist. Durch Anpassen einer Öffnungsposition der Luftmischklappe 540 kann eine Temperatur der klimatisierten Luft, die aus dem Klimagerät-Gehäuse 510 in die Fahrerkabine geblasen wird, wie gewünscht angepasst werden.
Die Drehwelle der Luftmischklappe 540 wird durch einen Servo-Motor 560 angetrieben. Der Betrieb des Servo-Motors 560 wird durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert.
Die Luftmischklappe 540 kann eine Schiebeklappe sein, die in eine Richtung, die im Wesentlichen orthogonal zu einer Luftströmung ist, gleitet oder sich in diese Richtung bewegt. Die Schiebeklappe kann eine flache Klappe sein, die aus einem starren Körper ausgebildet ist, oder kann eine Folienklappe sein, die aus einem flexiblen Folienmaterial ausgebildet.
Die klimatisierte Luft, die durch die Luftmischklappe 540 in der Temperatur angepasst ist, wird aus einem Luftauslass 570, der in dem Klimagerät-Gehäuse 510 ausgebildet ist, in die Fahrerkabine geblasen.
Die Raumklimageräte-Einheit 500 und das erste Expansionsventil 130 sind in der Fahrerkabine 4 angeordnet. Die Fahrerkabine 4 ist durch eine Trennwand von einer Antriebsvorrichtungskammer 6 getrennt. Die Trennwand 5 ist ein Trennwandelement (eine sogenannte Schutzwand), die zur akustischen Isolation, zur Brandbeschränkung und dergleichen in der Fahrerkabine 4 installiert ist.
Die Antriebsvorrichtungskammer 6 ist ein Raum zum Installieren eines elektrischen Traktionsmotors. Die Antriebsvorrichtungskammer 6 ist an der Vorderseite der Fahrerkabine 4 angeordnet. Ein Gitter bzw. ein Kühlergrill, der die Außenluft in die Antriebsvorrichtungskammer 6 führt, ist an einem vorderen Ende des Fahrzeugs in der Antriebsvorrichtungskammer 6 ausgebildet. Aus diesem Grund ist der Raum in der Antriebsvorrichtungskammer 6 ein zur Fahrerkabine externer Raum, in welchen die Außenluft geführt wird.
Verschiedene gesteuerte Geräte sind, wie in 26 gezeigt, mit der Außenseite der Steuervorrichtung 20 verbunden. Die Steuervorrichtung 20 ist eine Steuereinheit zum Steuern des Betriebs der verschiedenen gesteuerten Geräte.
Die gesteuerten Geräte, die durch die Steuervorrichtung 20 gesteuert werden, enthalten den Radiatorverschluss 3, den Kompressor 110, das zweite Expansionsventil 160, das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10, das Drei-Wege-Ventil 350, das Strömungsratensteuerventil 360, das Außengebläse 400, das Innengebläse 530 und den Servo-Motor 560 für die Luftmischklappe 540 und dergleichen.
Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des Elektromotors des Kompressors 110 entsprechen einer Kältemittelabführungsleistungs-Steuereinheit. Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des zweiten Expansionsventils 160, entsprechen einer Drosselsteuereinheit.
Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 entsprechen einer Hochtemperatur-Aufheizmediumsströmungs-Steuereinheit.
Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des Drei-Wege-Ventils 350 und des Strömungsratensteuerventils 360 entsprechen einer Niedertemperatur-Aufheizmediumsströmungs-Steuereinheit.
Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des Außengebläses 400 entsprechen einer Außenluft-Gebläseleistungs-Steuereinheit.
Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des Innengebläses 530 entsprechen einer Luft-Gebläseleistungs-Steuereinheit.
Eine Software und eine Hardware der Steuervorrichtung 20 zum Steuern des Servo-Motors 560 für die Luftmischklappe 540 entsprechen einer Luft-Strömungsratenverhältnis-Steuereinheit.
Eine Gruppe von verschiedenen Sensoren für die Steuerung, wie etwa ein Innenluft-Temperatursensor 20a, ein Außenluft-Temperatursensor 20b, ein Sonneneinstrahlungssensor 20c, ein Verdampfer-Ansaugluft-Temperatursensor 20d, ein Verdampfer-Temperatursensor 20e, ein Heizkerneinlass-Kühlmittel-Temperatursensor 20f, ein Batterieeinlass-Kühlmittel-Temperatursensor 20g, ein Batterie-Temperatursensor 20h und dergleichen sind mit der Eingangsseite der Steuervorrichtung 20 verbunden.
Der Innenluft-Temperatursensor 20a erfasst eine Temperatur Tr in der Fahrerkabine. Der Außenluft-Temperatursensor 20b erfasst eine Außenluft-Temperatur Tam. Der Sonneneinstrahlungssensor 20c erfasst einen Wert Ts der Sonneneinstrahlung in die Fahrerkabine.
Der Verdampfer-Ansaugluft-Temperatursensor 20d ist eine Lufttemperaturerfassungseinheit, die eine Temperatur TEin einer Luft erfasst, die in den luftseitigen Verdampfer 140 angesaugt wird.
Der Verdampfer-Temperatursensor 20e ist eine Temperaturerfassungseinheit, die eine Temperatur TE des luftseitigen Verdampfers 140 erfasst. Beispiele von Verdampfer-Temperatursensoren 20e sind ein Thermistor mit Rippen zum Erfassen einer Temperatur einer Wärmetauscherrippe des luftseitigen Verdampfers 140, ein Kältemittel-Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur eines Kältemittels, das durch den luftseitigen Verdampfer 140 strömt, und dergleichen.
Der Heizkerneinlass-Kühlmittel-Temperatursensor 20f ist eine Aufheizmediumtemperatur-Erfassungseinheit, die eine Temperatur THin des Kühlmittels, das in den Heizkern 220 strömt, erfasst.
Der Batterieeinlass-Kühlmittel-Temperatursensor 20g ist eine Aufheizmediumtemperatur-Erfassungseinheit, die eine Temperatur des Kühlmittels, das in die Batterie 2 strömt, erfasst.
Der Batterie-Temperatursensor 20h ist eine Batterietemperatur-Erfassungseinheit zum Erfassen einer Temperatur der Batterie 2. Der Batterie-Temperatursensor 20h erfasst beispielsweise eine Temperatur von jeder Zelle der Batterie 2.
Verschiedene Betriebsschalter, die nicht gezeigt sind, sind mit der Eingangsseite der Steuervorrichtung 20 verbunden. Die verschiedenen Betriebsschalter sind in einem Bedienfeld 700 vorgesehen und werden durch einen Insassen bedient. Das Bedienfeld 700 ist in der Nähe des Armaturenbretts an der Vorderseite der Fahrerkabine angeordnet. Stellsignale werden von den verschiedenen Betriebsschaltern zur Steuervorrichtung 20 eingegeben.
Die Betriebsschalter sind ein Klimageräteschalter, ein Temperatureinstellschalter und dergleichen. Der Klimageräteschalter wird verwendet, um einzustellen, ob Luft mit der Raumklimageräte-Einheit 500 gekühlt wird. Der Temperatureinstellschalter wird verwendet, um eine eingestellte Temperatur der Fahrerkabine einzustellen.
Eine Beschreibung des Betriebs, der mit der vorher genannten Konfiguration ausgeführt wird, wird vorgenommen. Die Steuervorrichtung 20 schaltet einen Betriebsmodus basierend auf einem Erfassungsergebnis durch die vorher genannte Gruppe von Sensoren 20a bis 20h für die Steuerung, basierend auf einem Betriebszustand der verschiedenen Bedienschalter im Bedienfeld 700 und dergleichen. Die Betriebsmoden enthalten zumindest den Kühl-/Batteriekühlmodus, den Heizmodus, den Heizmodus zur Entfeuchtung, den Batterie-Außenluft-Kühlmodus und den Batterieheizbetriebsmodus.
Im Kühl-/Batteriekühlmodus wird Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, in dem luftseitigen Verdampfer 140 gekühlt, um den Innenraum der Fahrerkabine zu kühlen. Ferner wird die Batterie 2 durch Kühlmittel, das im kühlmittelseitigen Verdampfer 170 gekühlt wird, gekühlt.
Im Heizmodus wird durch den Heizkern 220 Wärme auf Luft beaufschlagt bzw. der Luft zugeführt, die in die Fahrerkabine geblasen wird, um den Innenraum der Fahrerkabine zu heizen.
Im Heizmodus zur Entfeuchtung wird der Innenraum der Fahrerkabine entfeuchtet und in dem luftseitigen Verdampfer 140 mittels Abkühlen und Entfeuchten von Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, und mittels Zuführen von Wärme mittels dem Heizkern 220 zur Luft, die im luftseitigen Verdampfer 140 abgekühlt und entfeuchtet wurde, aufgeheizt.
Wenn ein Wärmebetrag des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 relativ zu einem Wärmebetrag, der im Heizkern 22 im Heizmodus zur Entfeuchtung erforderlich ist, überschüssig ist, wird die Überschuss-Wärme des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 durch den hochtemperaturseitigen Radiator 230 zur Außenseite abgeführt.
Im Batterie-Außenluft-Kühlmodus wird die Batterie 2 mit Kühlmittel, das im niedertemperaturseitigen Radiator 320 gekühlt wird, gekühlt. Im Batterieheizbetriebsmodus wird mittels Kühlmittel, dem im Kondensator 120 Wärme zugeführt wurde, Wärme zur Batterie 2 zugeführt.
Eine konkrete Beschreibung des Betriebs im Kühl-/Batteriekühlmodus, dem Heizmodus, dem Heizmodus zur Entfeuchtung, dem Batterie-Außenluft-Kühlmodus und dem Batterieheizbetriebsmodus wird vorgenommen.
(1) Kühl-/Batteriekühlmodus
Im Kühl-/Batteriekühlmodus betätigt die Steuervorrichtung 20 den Kompressor 110, die hochtemperaturseitige Pumpe 210 und die niedertemperaturseitige Pumpe 310.
In dem Kühl-/Batteriekühlmodus öffnet die Steuervorrichtung 20 das erste Expansionsventil 130 und zweite Expansionsventil 160 mit einer gedrosselten Öffnung.
In dem Kühl-/Batteriekühlmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10, wie in 29 gezeigt. Demzufolge ist der Heizkernkanal 200b geschlossen; der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c geöffnet; und der batterie-einlassseitige Kanal 200f geschlossen.
In dem Kühl-/Batteriekühlmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Drei-Wege-Ventil 350, wie in 35 gezeigt. Demzufolge ist der Batteriekanal 300c geöffnet und der Batterie-Radiatorkanal 300f geschlossen.
In dem Kühl-/Batteriekühlmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Strömungsratensteuerventil 360, sodass es den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b schließt.
Demzufolge strömt in der Kühlkreislaufvorrichtung 100 in dem Kühl-/Batteriekühlmodus ein Kältemittel, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 39 angegeben, und ein Zustand des Kältemittels, das im Kreislauf zirkuliert, ändert sich wie nachstehend beschrieben:

Ein Hochdruck-Kältemittel, das von Kompressor 110 abgeführt wird, strömt in den Kondensator 120. Das Kältemittel, das in den Kondensator 120 geströmt ist, gibt Wärme an ein Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 ab. Demzufolge wird das Kältemittel gekühlt und im Kondensator 120 kondensiert.

Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 120 ausströmt, strömt in das erste Expansionsventil 130 und wird an dem ersten Expansionsventil 130 im Druck herabgesetzt und expandiert, bis das Kältemittel zu einem Niederdruck-Kältemittel wird. Das Niederdruck-Kältemittel, das an dem ersten Expansionsventil 130 im Druck herabgesetzt wurde, strömt in den luftseitigen Verdampfer 140 und absorbiert Wärme von Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, und wird verdampft. Demzufolge wird die Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, gekühlt.
Das Kältemittel, das aus dem luftseitigen Verdampfer 140 ausströmt, strömt in Richtung der Ansaugseite des Kompressors 110 und wird durch den Kompressor 110 wieder komprimiert.
In dem Kühl-/Batteriekühlmodus kann, wie vorher erwähnt, ein Niederdruck-Kältemittel angewandt werden, um Wärme von Luft in dem luftseitigen Verdampfer 140 zu absorbieren, wobei die gekühlte Luft in die Fahrerkabine geblasen werden kann. Demzufolge kann das Kühlen des Innenraums der Fahrerkabine implementiert werden.
In der Kühlkreislaufvorrichtung 100 im Kühl-/Batteriekühlmodus strömt zur selben Zeit ein Kältemittel, das aus dem Kondensator 120 strömt, in das zweite Expansionsventil 160, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 39 angegeben, und wird an dem zweiten Expansionsventil 160 im Druck herabgesetzt und expandiert, bis das Kältemittel zu einem Niederdruck-Kältemittel wird. Das Niederdruck-Kältemittel, das in dem zweiten Expansionsventil 160 im Druck herabgesetzt wurde, strömt in den kühlmittelseitigen Verdampfer 170 und absorbiert Wärme von Kühlmittel im Niederdruck-Kühlmittelkreislauf 300 und wird verdampft. Demzufolge wird Kühlmittel im Niederdruck-Kühlmittelkreislauf 300 gekühlt. In dem Niederdruck-Kühlmittelkreislauf 300 wird Kühlmittel zum Batterie-Wärmetauscher 330 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 39 angegeben, wobei die Batterie 2 gekühlt wird.
In dem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 wird im Kühl-/Batteriekühlmodus Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 39 angegeben, wobei in dem hochtemperaturseitigen Radiator 230 Wärme von dem Kühlmittel an die Außenseite abgeführt wird.
(2) Heizmodus
Im Heizmodus betätigt die Steuervorrichtung 20 den Kompressor 110, die hochtemperaturseitige Pumpe 210 und die niedertemperaturseitige Pumpe 310.
Im Heizmodus öffnet die Steuervorrichtung 20 das erste Expansionsventil 130 mit einer gedrosselten Öffnung und schließt das zweite Expansionsventil 160.
Im Heizmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventils 10, wie in 30 gezeigt. Demzufolge ist der Heizkernkanal 200b geöffnet; der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c geschlossen; und der batterie-einlassseitige Kanal 200f geschlossen.
Im Heizmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Drei-Wege-Ventil 350, wie in 36 gezeigt. Demzufolge ist der Batteriekanal 300c geschlossen und der Batterie-Radiatorkanal 300f geschlossen.
Im Heizmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Strömungsratensteuerventil 360, sodass es den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b öffnet.
In der Kühlkreislaufvorrichtung 100 im Heizmodus strömt demzufolge ein Kältemittel, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 40 angegeben, und ein Zustand des Kältemittels, das im Kreislauf zirkuliert, ändert sich wie nachstehend beschrieben:

Ein Hochdruck-Kältemittel, das von dem Kompressor 110 abgeführt wird, strömt in den Kondensator 120. Das Kältemittel, das in den Kondensator 120 strömt, gibt Wärme an Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 ab. Demzufolge wird das Kältemittel gekühlt und im Kondensator 120 kondensiert.

Ein Kältemittel, das aus dem Kondensator 120 strömt, strömt in das zweite Expansionsventil 160 und wird in dem zweiten Expansionsventil 160 im Druck herabgesetzt und expandiert, bis das Kältemittel zu einem Niederdruck-Kältemittel wird. Das Niederdruck-Kältemittel, das in dem zweiten Expansionsventil 160 im Druck herabgesetzt wurde, strömt in den kühlmittelseitigen Verdampfer 170 und absorbiert Wärme von Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 und wird verdampft. Demzufolge wird das Kühlmittel im Niederdruck-Kühlmittelkreislauf 300 gekühlt. Im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 wird Kühlmittel zum niedertemperaturseitigen Radiator 320 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 40 angegeben, und das Kühlmittel absorbiert Wärme von der Außenluft.
Im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 im Heizmodus wird Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 zum Heizkern 220 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 40 angegeben, und das Kühlmittel in dem Heizkern 220 gibt Wärme an Luft ab, die in die Fahrerkabine geblasen wird. Demzufolge kann das Aufheizen des Innenraums der Fahrerkabine implementiert werden.
Wenn ein Wärmebetrag, der von der Außenluft durch Kühlmittel im niedertemperaturseitigen Radiator 320 absorbiert wird, relativ zu einem Wärmebetrag, der zum Aufheizen der Fahrerkabine erforderlich ist, unzureichend ist, kann ein Wärmebetrag durch Betätigen der elektrischen Heizvorrichtung 250 unterstützt werden.
(3) Heizmodus zur Entfeuchtung
Im Heizmodus zur Entfeuchtung betätigt die Steuervorrichtung 20 den Kompressor 110 und die hochtemperaturseitige Pumpe 210 und stoppt die niedertemperaturseitige Pumpe 310.
Im Heizmodus zur Entfeuchtung öffnet die Steuervorrichtung 20 das erste Expansionsventil 130 mit einer gedrosselten Öffnung und schließt das zweite Expansionsventil 160.
Im Heizmodus zur Entfeuchtung steuert das Steuerventil 20 das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10, wie in 31 gezeigt. Demzufolge ist der Heizkernkanal 200b geöffnet; der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c geöffnet; und der batterie-einlassseitige Kanal 200f geschlossen.
In der Kühlkreislaufvorrichtung 100 im Heizmodus zur Entfeuchtung strömt ein Kältemittel, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 41 angegeben, und ein Zustand des Kältemittels, das im Kreislauf zirkuliert, ändert sich wie nachstehend beschrieben:

Ein Hochdruck-Kältemittel, das vom Kompressor 110 abgeführt wird, strömt in den Kondensator 120 und gibt durch einen Wärmeaustausch mit Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 Wärme ab. Demzufolge wird dem Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 Wärme zugeführt.

Das Kältemittel, das aus dem Kondensator 120 strömt, strömt in das erste Expansionsventil 130 und wird an dem ersten Expansionsventil 130 im Druck herabgesetzt und expandiert, bis das Kältemittel zu einem Niederdruck-Kältemittel wird. Das Niederdruck-Kältemittel, das einem ersten Expansionsventil 130 im Druck herabgesetzt wurde, strömt in den luftseitigen Verdampfer 140 und absorbiert Wärme von Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, und wird verdampft. Demzufolge wird die Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, abgekühlt und entfeuchtet.
Das Kältemittel, das aus dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 strömt, strömt in Richtung der Ansaugseite des Kompressors 110 und wird durch den Kompressor 110 erneut komprimiert.
In dem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 im Heizmodus zur Entfeuchtung wird Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 zum Heizkern 220 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 41 angegeben.
Ein Steuersignal, das zum Servo-Motor 160 der Luftmischklappe 540 ausgegeben wird, ist so bestimmt, dass die Luftmischklappe 540 einen Luftkanal im Heizkern 220 vollständig öffnet und die Gesamtmenge einer Luftströmung, die durch den luftseitigen Verdampfer 140 hindurch getreten ist, durch den Heizkern 220 hindurchtritt. Eine Position der Luftmischklappe 540, bei welcher der Luftdurchlass im Heizkern 220 zu dieser Zeit vollständig geöffnet ist, ist die Position, die durch die Linie in 25, die abwechselnd mit einem langen und zwei kurzen Strichen gestrichelt ist, angegeben ist.
Demzufolge wird im Heizkern 220 Wärme vom Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 an Luft, die in die Fahrerkabine geblasen wird, abgegeben. Daher weist die Luft, die in dem luftseitigen Verdampfer 140 gekühlt und entfeuchtet wurde, die Wärme auf, die in dem Heizkern 220 zu dieser zugeführt wurde, und wird zu der Fahrerkabine ausgeblasen.
In dem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 wird zur selben Zeit Kühlmittel zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 41 angegeben, und im hochtemperaturseitigen Radiator 230 wird Wärme vom Kühlmittel zur Außenluft abgegeben.
Im Heizmodus zur Entfeuchtung kann im Kondensator 120, wie vorher erwähnt, Wärme von einem Hochdruck-Kältemittel, das vom Kompressor 110 abgeführt wird, zu dem Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 abgegeben werden. Zur selben Zeit kann im Heizkern 220 Wärme des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 an Luft abgegeben werden, wobei die Luft, welcher im Heizkern 220 Wärme zugeführt wurde, in die Fahrerkabine ausgeblasen werden kann.
Im Heizkern 220 wird der Luft, die im luftseitigen Verdampfer 140 gekühlt und entfeuchtet wurde, Wärme zugeführt. Demzufolge kann ein Heizen des Innenraums der Fahrerkabine mit entfeuchteter Luft implementiert werden.
Im Heizmodus zur Entfeuchtung wird Überschuss-Wärme des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 im hochtemperaturseitigen Radiator 230 zur Außenluft abgegeben. D. h., wenn eine Überschuss-Wärme des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 relativ zu einer Wärmemenge, die in dem Heizkern 220 erforderlich ist, überschüssig ist, wird die Überschuss-Wärme im hochtemperaturseitigen Radiator 230 zur Außenluft abgegeben.
Im Heizmodus zur Entfeuchtung muss eine Strömungsrate des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200, das durch den hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt, lediglich eine hinreichende Strömungsrate sein, um Überschuss-Wärme des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 zur Außenluft abzugeben.
Aus diesem Grund ist im Heizmodus zur Entfeuchtung eine Öffnung des hochtemperaturseitigen Radiatorkanals 200c an dem hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventil 10, d. h., eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a (mit Bezug zu 31), eine Öffnung, mit welcher die Überschuss-Wärme des Kühlmittels im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 im hochtemperaturseitigen Radiator 230 zur Außenluft abgegeben werden kann.
Wenn die Batterie 2 im Heizmodus zur Entfeuchtung gekühlt werden muss, führt die Steuervorrichtung 20 die folgende Steuerung durch: die Steuervorrichtung 20 öffnet das zweite Expansionsventil 160 mit einer gedrosselten Öffnung und steuert ferner die niedertemperaturseitige Pumpe 310 und das Drei-Wege-Ventil 350, sodass Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 zwischen dem kühlmittelseitigen Verdampfer 170 und dem Batterie-Wärmetauscher 330 zirkuliert wird.
Demzufolge strömt in der Kühlkreislaufvorrichtung 100 ein Kältemittel, das aus dem Kondensator 120 strömt, in das zweite Expansionsventil 160 und wird an dem zweiten Expansionsventil 160 im Druck herabgesetzt und expandiert, bis das Kältemittel zu einem Niederdruck-Kältemittel wird. Das Niederdruck-Kältemittel, das in dem zweiten Expansionsventil 160 im Druck herabgesetzt wurde, strömt in den kühlmittelseitigen Verdampfer 170 und absorbiert Wärme vom Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 und wird verdampft. Demzufolge wird Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 gekühlt. In dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 wird Kühlmittel zum Batterie-Wärmetauscher 330 zirkuliert und die Batterie 2 wird gekühlt.
(4) Batterie-Außenluft-Kühlmodus
Im Batterie-Außenluft-Kühlmodus stoppt die Steuervorrichtung 20 den Kompressor 110 und die hochtemperaturseitige Pumpe 210 und betätigt die niedertemperaturseitige Pumpe 310.
Im Batterie-Außenluft-Kühlmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Drei-Wege-Ventil 350, wie in 37 gezeigt. Demzufolge wird die stromabwärtige Seite einer Kühlmittelströmung des Drei-Wege-Ventils 350 im Batteriekanal 300c geschlossen und der Batterie-Radiatorkanal 300f geöffnet.
Im Batterie-Außenluft-Kühlmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Strömungsratensteuerventil 360, sodass es den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b schließt.
Demzufolge wird im Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 im Batterie-Außenluft-Kühlmodus Kühlmittel zum niedertemperaturseitigen Radiator 320 und dem Batterie-Wärmetauscher 330 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 42 angegeben. Das Kühlmittel wird durch die Außenluft im niedertemperaturseitigen Radiator 320 gekühlt und die Batterie 2 wird durch das Kühlmittel, das im niedertemperaturseitigen Radiator 320 gekühlt wird, gekühlt.
(5) Batterieheizbetriebsmodus
Im Batterieheizbetriebsmodus betätigt die Steuervorrichtung 20 die hochtemperaturseitige Pumpe 210, die elektrische Heizvorrichtung 250 und stoppt den Kompressor 110 und die niedertemperaturseitige Pumpe 310.
Im Batterieheizbetriebsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10, wie in 32 gezeigt. Demzufolge ist der Heizkernkanal 200b geschlossen; der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c geschlossen; und der batterie-einlassseitige Kanal 200f geöffnet.
Im Batterieheizbetriebsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Drei-Wege-Ventil 350, wie in 36 gezeigt. Demzufolge ist die stromabwärtige Seite einer Kühlmittelströmung des Drei-Wege-Ventils 350 im Batteriekanal 300c geschlossen und der Batterie-Radiatorkanal 300f geschlossen.
Im Batterieheizbetriebsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Strömungsratensteuerventil 360, sodass es den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b schließt.
Demzufolge wird in dem Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 im Batterie-Außenluft-Kühlmodus Kühlmittel zu der elektrischen Heizvorrichtung 250 und dem Batterie-Wärmetauscher 330 zirkuliert, wie durch die fettgedruckte durchgezogene Linie in 43 angegeben. In der elektrischen Heizvorrichtung 250 wird dem Kühlmittel Wärme zugeführt und die Batterie 2 weist eine Wärme auf, die über das Kühlmittel zur Batterie zugeführt wurde, welches wiederum Wärme aufweist, die in der elektrischen Heizvorrichtung 250 zum Kühlmittel zugeführt wurde.
Ferner kann die Steuervorrichtung 20 während der Wartung der Temperatursteuervorrichtung 1 für ein Fahrzeug zwischen einem Wasserbefüllungsmodus und einem Luft-Entlüftungsmodus schalten.
Der Wasserbefüllungsmodus ist ein Betriebsmodus, der eingerichtet ist, wenn Kühlmittel in den Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und den Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 eingeführt wird.
Der Luft-Entlüftungsmodus ist ein Betriebsmodus, der eingerichtet ist, wenn Luft aus dem Kühlmittel im Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und dem Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 abgetrennt wird.
(6) Wasserbefüllungsmodus
Im Wasserbefüllungsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10, wie in 33 gezeigt. Demzufolge ist der Heizkernkanal 200b geöffnet; der hochtemperaturseitige Radiatorkanal 200c geöffnet; und der batterie-einlassseitige Kanal 200f geöffnet.
Im Wasserbefüllungsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Drei-Wege-Ventil 350, wie in 38 gezeigt. Demzufolge sind der Batteriekanal 300c und der Batterie-Radiatorkanal 300f offen.
Im Wasserbefüllungsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das Strömungsratensteuerventil 360, sodass es den niedertemperaturseitigen Radiatorkanal 300b öffnet.
Demzufolge kann Kühlmittel, das in den Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und den Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 eingeführt wird, im gesamten Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 und dem gesamten Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 schnellstmöglich verteilt werden.
(7) Luft-Entlüftungsmodus
Im Luft-Entlüftungsmodus steuert die Steuervorrichtung 20 das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10, sodass der Hochtemperatur-Kühlmittelkreislauf 200 in vorbestimmten Zeitabschnitten von einem Kreislauf im Batterie-Außenluft-Kühlmodus, zu einem Kreislauf im Heizmodus und zu dem Batterieheizbetriebsmodus geschaltet wird.
Im Luft-Entlüftungsmodus steuert das Steuerventil 20 das Drei-Wege-Ventil 350 und das Strömungsratensteuerventil 360, sodass der Niedertemperatur-Kühlmittelkreislauf 300 in vorbestimmten Zeitabschnitten von einem Kreislauf im Heizmodus, zu einem Kreislauf im Batterie-Außenluft-Kühlmodus und zu einem Kreislauf im Kühl-/Batteriekühlmodus geschaltet wird. Demzufolge kann Luft fehlerfrei entweichen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind der hochtemperaturseitige Radiator 230 und der Heizkernkanal 20 innerhalb einer Strömung des Kühlmittels, das im Kondensator 120 Wärme abgegeben hat, parallel zueinander angeordnet. Das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 ist in dem hochtemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 200d angeordnet und verringert eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt.
Gemäß dem Vorstehenden besteht ein Freiheitsgrad, wie das Kühlmittel durch den hochtemperaturseitigen Radiator 230, den Heizkern 220 und dem Batterie-Wärmetauscher 330 hindurchdringt. Wenn Kühlmittel durch den Batterie-Wärmetauscher 330 durchgeführt wird, um der Batterie 2 Wärme zuzuführen, kann ein Wärmeverlust im hochtemperaturseitigen Radiator 230 verringert werden, wodurch Wärme effizient zur Batterie 2 zugeführt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 an dem hochtemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 200d angeordnet und es verringert eine Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den Heizkern 220 strömt. Demgemäß kann ein Wärmeverlust im Heizkern 22 verringert werden, wodurch Wärme effizient zur Batterie 2 zugeführt werden kann, wenn Kühlmittel zum Batterie-Wärmetauscher 330 zugeführt, um der Batterie 2 Wärme zuzuführen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 eine einzelne Ventilvorrichtung, die einen Kühlmittelkanal an der Seite des Batterie-Wärmetauschers 330 öffnet und schließt und ferner eine Öffnung eines Kühlmittelkanals auf der Seite des hochtemperaturseitigen Radiators 230 anpasst. Demzufolge kann eine Konfiguration des Hochtemperatur-Kühlmittelkreislaufes 200 vereinfacht werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das hochtemperaturseitige Vier-Wege-Ventil 10 eine einzelne Ventilvorrichtung, die einen Kühlmittelkanal auf der Seite des Batterie-Wärmetauschers 330 öffnet und schließt und ferner eine Öffnung eines Kühlmittelkanals auf der Seite des Heizkerns 220 anpasst. Dementsprechend kann eine Konfiguration des Hochtemperatur-Kühlmittelkreislaufes 200 vereinfacht werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die hochtemperaturseitige Pumpe 210 in einem Aufheizmedium-Kanal, der von dem hochtemperaturseitigen zweiten Begegnungsabschnitt 200h bis zu dem hochtemperaturseitigen ersten Zweigabschnitt 200d über den Kondensator 120 verläuft, angeordnet.
Demzufolge kann ein Aufheizmedium mit der hochtemperaturseitigen Pumpe 210 durch alle von dem hochtemperaturseitigen Radiator 230, dem Heizkern 22 und dem Batterie-Wärmetauscher 330 hindurch zirkuliert werden.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der erste Auslassanschluss 112 des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10, wie in 25 und 27 bis 29 gezeigt, dem Kühlmittel, dass es zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 ausströmt, wobei der zweite Auslassanschluss 113 ermöglicht, dass Kühlmittel zum Heizkern 220 ausströmt. Das Kühlmittel strömt von dem hochtemperaturseitigen Radiator 230 zum Heizkern 220 in den Einlassanschluss 111. Wenn Kühlmittel von dem Einlassanschluss 111 in den ersten Auslassanschluss 112 strömt, tritt Kühlmittel durch das erste Strömungsloch 114a hindurch und strömt anschließend zum ersten Auslassanschluss 112. Ferner wird der Rotor 161 gemäß der Rotationsbewegung des Motors 12 gedreht, während er in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt ist (mit Bezug zu 3), wobei eine Öffnung des ersten Strömungslochs 114a in Verbindung mit der Drehung des Rotors 161 vergrößert oder verringert wird.
Daher kann wie bei der Ventilvorrichtung 10 bei der ersten Ausführungsform ein Rückstoß im Getriebemechanismus 14 beseitigt werden. Demzufolge kann eine Schwankung bei einer Öffnung des ersten Strömungslochs 114a, der durch einen Rückstoß im Getriebemechanismus 14 verursacht wird, beispielsweise im Vergleich zu Fällen, bei welchen die Energetisierung in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 (mit Bezug zu 3) nicht vorhanden ist, unterdrückt werden.
Aus diesem Grund kann beispielsweise die Steuerung einer Strömungsrate von Kühlmittel, das durch das erste Strömungsloch 114a hindurch tritt, d. h., die Steuerung einer Strömungsrate von Kühlmittel, das zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt, im Vergleich zu Fällen, in welchen die Energetisierung in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 nicht vorhanden ist, mit Genauigkeit durchgeführt werden. Dies gilt ebenso für die Steuerung einer Strömungsrate von Kühlmittel, das durch die zweiten und dritten Strömungslöcher 114b, 114d hindurch tritt.
Ein Fokus wird nun auf den vorgenannten Heizmodus zur Entfeuchtung gerichtet. Im Heizmodus zur Entfeuchtung sind sowohl das erste Strömungsloch 114a, als auch das zweite Strömungsloch 114b, wie in 31 und 41 gezeigt, geöffnet, wobei Kühlmittel von dem hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventil 10 sowohl zu dem hochtemperaturseitigen Radiator 230, als auch dem Heizkern 220 strömt. Aus diesem Grund treffen ein Kühlmittel, das auf der Seite des hochtemperaturseitigen Radiators 230 gekühlt wurde, und ein Kühlmittel, das durch den Heizkern 220 hindurch getreten ist, aufeinander, wobei sie vermischt werden und ein Kühlmittel mit einer Temperatur, die als Ergebnis des Gemisches erhalten wird, nochmals zum Heizkern 220 strömt.
Daher weist eine Strömungsrate des Kühlmittels, das zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt in einem Modus, in welchem das Kühlmittel zu sowohl dem hochtemperaturseitigen Radiator 230, als auch dem Heizkern 220 strömt, wie dem Heizmodus zur Entfeuchtung, einen Einfluss auf eine Temperatur der eingeblasenen Luft auf, welcher in dem Heizkern 220 Wärme zugeführt wird und welche in die Fahrerkabine strömt. Demzufolge wird wahrscheinlich eine Schwankung bei einer Temperatur von eingeblasener Luft, der im Heizkern 220 Wärme zugeführt wurde (d. h., eine Gebläsetemperatur des Heizkerns 220), auftreten, falls eine Strömungsrate von Kühlmittel, das in den hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt, in diesem Modus nicht mit Genauigkeit gesteuert werden kann.
Insbesondere ist, wie in 44 angegeben, in einem Bereich mit einer niedrigen Strömungsrate Ax, in welchem eine Radiatorströmungsrate als eine Strömungsrate des Kühlmittels, das zum hochtemperaturseitigen Radiator 230 strömt, niedrig ist, eine Eigenschaft, wonach selbst eine kleine Änderung in der Radiatorströmungsrate eine Gebläsetemperatur des Heizkerns 220 stark verändert, dargestellt. Diese Eigenschaft wurde durch die vorliegenden Erfinder zum ersten Mal herausgefunden.
Unter Berücksichtigung des Vorstehenden ermöglicht die Verwendung des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 bei der vorliegenden Ausführungsform, dass eine Radiatorströmungsrate mit Genauigkeit gesteuert wird. Beispielsweise kann eine Schwankung im Heizmodus zur Entfeuchtung unterdrückt werden. D. h. ein Fall, in welchem bei einer Gebläsetemperatur des Heizkerns 220 durch die Unfähigkeit zum Steuern einer Radiatorströmungsrate mit Genauigkeit verursacht wird, dass sie schwankt, kann vermieden werden, wobei die Heizleistung des Heizkerns 220 verbessert werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform ist mit Ausnahme des Vorstehenden identisch zur ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Effekt, der durch ein Konfigurationselement, das zur ersten Ausführungsform gleich ist, erzielt wird, genauso wie bei der ersten Ausführungsform erhalten.
Daher ist die vorliegende Ausführungsform eine Modifikation basierend auf der ersten Ausführungsform, wobei die vorliegende Ausführungsform ebenso mit irgendeiner der zweiten bis zwölften Ausführungsform kombiniert werden kann.
(Weitere Ausführungsformen)

(1) Bei jeder der vorher genannten Ausführungsformen entspricht ein Fluid, das durch die Ventilvorrichtung 10 hindurch läuft, einem Kühlmittel, wobei das Fluid ein Fluid sein kann, dass anders als das Kühlmittel ist. Ein Fluid, das durch die Ventilvorrichtung 10 hindurch läuft, kann anstatt einer Flüssigkeit ein Gas sein.
(2) Bei jeder der vorher genannten Ausführungsformen ist die Ventilvorrichtung 10 beispielsweise in einem motorisierten Fahrzeug, einem Hybridfahrzeug oder einem elektrischen Fahrzeug montiert, wobei die Anwendungen für die Ventilvorrichtung 10 nicht auf ein Fahrzeug beschränkt sind.
(3) Bei jeder der vorher genannten Ausführungsformen entspricht eine Antriebsquelle zum Drehen des Rotors 161 dem Elektromotor 12, wie in 3 gezeigt, wobei jedoch die Antriebsquelle beispielsweise nicht motorisiert sein muss und jede Drehvorrichtung annehmbar wäre, die anders als ein Motor ist.
(4) Bei der ersten Ausführungsform sind sowohl der Rotor 161, als auch die feststehende Dichtungsoberfläche 114c, die in 3 gezeigt sind, aus Harz ausgebildet. Beispielsweise können entweder der Rotor 161 oder die feststehende Dichtungsoberfläche 114c oder auch beide aus Keramik ausgebildet sein.

Wenn entweder der Rotor 161 oder die feststehende Dichtungsoberfläche 114c oder auch beide, wie vorher erwähnt, aus Keramik ausgebildet sind, kann die Abriebfestigkeit des Rotors 161 gegenüber der feststehenden Dichtungsoberfläche 114c stabilisiert werden, da Keramik ein Material mit geringer Reibung ist. Demzufolge wird ein Vorteil erzielt. Beispielsweise wird das Entwerfen für das Einstellen der Spannkraft Fc (mit Bezug zu 4) in der Ventilumfangsrichtung Dc, die durch die Schraubenfeder 18 verursacht wird, um auf das Drehteil 16 zu wirken, erleichtert.

(5) Bei der ersten Ausführungsform entspricht die Ventilvorrichtung 10 einem Drei-Wege-Ventil, wie in 1 gezeigt, wobei es jedoch ein Zwei-Wege-Ventil oder ein Vier-Wege-Ventil sein kann.
(6) Bei der ersten Ausführungsform bremst der Getriebemechanismus 14 die Rotation ab und überträgt die Rotation von der Eingangsseite zur Ausgangsseite, wie in 5 gezeigt, wenn die Seite des Motors 12 als die Eingangsseite und die Seite des Drehteils 16 als die Ausgangsseite betrachtet werden. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Beispielsweise kann der Getriebemechanismus 14 die Drehung beschleunigen und die Drehung von der Eingangsseite zur Ausgangsseite übertragen oder kann die Drehung von der Eingangsseite zur Ausgangsseite mit einem Reduzierungsverhältnis von 1 übertragen.
(7) Bei der ersten Ausführungsform enthält ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc eine Deposition ohne Vorspannung, bei welcher die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc nicht erregt bzw. mit Kraft beaufschlagt. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Der Bewegungsbereich des Drehteils 16 kann keine Drehposition ohne Vorspannung des Drehteils 16 enthalten. Beispielsweise könnte die Schraubenfeder 18 das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc unabhängig von der Drehposition des Drehteils innerhalb des vorherigen Bewegungsbereichs mit Kraft beaufschlagen.
(8) Bei der ersten Ausführungsform ist der eine Endabschnitt 181 der Schraubenfeder 18 mit dem Getriebegehäuse 146, wie in 3 gezeigt, gekoppelt. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Der eine Endabschnitt 181 der Schraubenfeder 18 kann irgendwo gekoppelt sein, was auch das Gehäuse 11 der Ventilvorrichtung 10 einschließt, solange die Schraubenfeder 18 eine Spannkraft Fc (mit Bezug zu 4) in der Ventilumfangsrichtung Dc ermöglicht, die auf das Drehteil 16 wirkt.
(9) Bei der ersten Ausführungsform ist der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 mit dem Rotor 161 gekoppelt. Die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise könnte der andere Endabschnitt 182 der Schraubenfeder 18 mit der Ventildrehwelle 162 oder dem vierten Zahnrad 144 (mit Bezug zu 5) gekoppelt sein.
(10) Bei der ersten Ausführungsform ist das Drehteil in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc, wie in 3 und 4 gezeigt, unabhängig von der Drehposition des Drehteils 16 innerhalb des ersten und zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1, W2 vorgespannt. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung so konfiguriert sein, dass: wenn das Drehteil 16 in einer Drehposition innerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 ist, das Drehteil wie vorher erwähnt vorgespannt ist; jedoch wenn das Drehteil außerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 ist, das Drehteil wie vorher erwähnt nicht vorgespannt ist, selbst wenn das Drehteil in einer Drehposition innerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 ist. Umgekehrt kann die vorliegende Erfindung so konfiguriert sein, dass: wenn das Drehteil 16 in einer Drehposition innerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 ist, das Drehteil wie vorher erwähnt vorgespannt ist; jedoch wenn das Drehteil außerhalb des zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W2 ist, das Drehteil wie vorher erwähnt nicht vorgespannt ist, selbst wenn das Drehteil an einer Drehposition innerhalb des ersten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1 ist.
(11) Bei der ersten Ausführungsform ist ein Bereich einer Drehposition, bei welcher das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt ist, nicht auf den ersten oder zweiten Öffnungsbeschränkungsbereichs W1, W2 beschränkt. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Der Bereich einer Drehposition, an welcher das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc durch die Schraubenfeder 18 vorgespannt ist, kann auf die ersten und zweiten Öffnungsbeschränkungsbereiche W1, W2 beschränkt sein.
(12) Bei der ersten Ausführungsform ist die Schraubenfeder 18, die in 3 gezeigt ist, in Richtung der Seite, in welche eine Windungszahl der Schraubenfeder 18 im lastfreien Zustand erhöht ist, verdreht. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Beispielsweise kann die Schraubenfeder 18 in Richtung der Seite, in welche die Windungszahl der Schraubenfeder 18 im lastfreien Zustand verringert ist, verdreht sein; und demzufolge kann die Schraubenfeder eine Spannkraft Fc (mit Bezug zu 4) erzeugen, die das Drehteil 16 in Richtung einer Seite in der Ventilumfangsrichtung Dc vorspannt. Um diese Konfiguration zu adaptieren, muss eine Windungsrichtung der Schraubenfeder 18 lediglich umgekehrt zu der bei der ersten Ausführungsform sein.
(13) Bei der zweiten Ausführungsform ist der Getriebemechanismus 14 ein Schneckengetriebemechanismus, da ein Schneckengetriebemechanismus als eine Struktur zum Beschränken der Übertragung der Drehkraft von dem Drehteil 16 auf den Motor 12, wie 7 und 8 gezeigt, verwendet wird. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Beispielsweise können ein Hypokloidgetriebemechanismus oder ein Sperrklinkegetriebemechanismus als eine Struktur zum Beschränken der Übertragung der Drehkraft von dem Drehteil 16 auf den Motor 12 verwendet werden. In Fällen, in welchen ein Sperrklinkezahnrad verwendet wird, entspricht ein Zahnrad, das in einem Kraftübertragungsweg vom Motor 12 auf das Drehteil 16 vorgesehen ist und integral mit dem Sperrklinkezahnrad gedreht wird, dem vorher genannten Beschränkungszahnrad für eine Rückwärtsübertragung.
(14) Bei der dreizehnten Ausführungsform weist die Temperatursteuervorrichtung 1 für ein Fahrzeug eine Funktion zum Kühlen der Batterie 2 auf, wie in 25 gezeigt. Stattdessen ist ebenso eine Temperatursteuervorrichtung 1 für ein Fahrzeug möglich, das eine Funktion zum Kühlen der Batterie 2 nicht aufweist und ein Drei-Wege-Ventil statt des hochtemperaturseitigen Vier-Wege-Ventils 10 enthält. Wenn diese Konfiguration verwendet wird, enthält das Drei-Wege-Ventil nicht den dritten Auslassanschluss 117 (mit Bezug zu 27).
(15) Bei der ersten Ausführungsform enthält ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc eine Drehposition des Drehteils 16, an welcher das erste Strömungsloch 114a vollständig geöffnet ist, sowie eine Drehposition, an welcher das erste Strömungsloch 114a vollständig geschlossen ist, wie in 4 gezeigt. Dies stellt lediglich ein Beispiel dar. Ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 muss keine Drehposition des Drehteils 16 enthalten, an welcher das erste Strömungsloch 114a vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist.

In Fällen, in welchen ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 keine Drehposition des Drehteils 16 enthält, an welcher das erste Strömungsloch 114a vollständig geöffnet ist, ist beispielsweise die maximale Öffnung des ersten Strömungslochs 114a innerhalb des Bewegungsbereichs kleiner als die vollständig geöffnete Öffnung. Im Gegensatz dazu ist in Fällen, in welchen der Bewegungsbereich des Drehteils 16 keine Drehposition des Drehteils 16 enthält, an welcher das erste Strömungsloch 114a vollständig geschlossen ist, die minimale Öffnung des ersten Strömungslochs 114a innerhalb des Bewegungsbereichs größer als die vollständig geschlossene Öffnung. Dies gilt ebenso für eine Öffnung des zweiten Strömungslochs 114b, wobei ein Bewegungsbereich des Drehteils 16 in der Ventilumfangsrichtung Dc eine Drehposition des Drehteils 16 enthalten oder nicht enthalten kann, an welcher das zweite Strömungsloch 114b vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen ist.

(16) Bei jeder der vorher genannten Ausführungsform muss die Steuervorrichtung 20 keine unabhängige Vorrichtung sein und kann eine Steuereinheit sein, die in einer elektronischen Onboard-Steuervorrichtung als ein funktionaler Teil der elektronischen Steuervorrichtung enthalten ist.
(17) Es soll gewürdigt sein, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen die vorbeschrieben wurden, beschränkt ist und auf geeignete Weise innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche modifiziert werden kann. Die vorherigen Ausführungsformen sind nicht irrelevant zueinander bzw. nicht unabhängig zueinander zu betrachten und können auf geeignete Weise kombiniert werden, solange eine Kombination nicht augenscheinlich unmöglich ist.
(18) Bei den jeweiligen vorherigen Ausführungsformen sind Elemente zum Ausbilden der Ausführungsformen nicht essenziell, solange sie nicht als essenziell spezifiziert sind oder offenkundig als essenziell für das Prinzip angenommen werden. In einem Fall, in welchem ein Bezug zu einem Bestandteil der jeweiligen Ausführungsformen in Bezug auf numerische Werte, wie etwa die Anzahl, Werte, Beträge und Bereiche, hergestellt ist, sind die Bestandteile nicht auf die numerischen Werte beschränkt, solange sie nicht als essenziell spezifiziert sind oder offenkundig als essenziell für das Prinzip angenommen werden.

Ebenso in einem Fall, in welchen ein Bezug zu den Bestandteilen der jeweiligen vorherigen Ausführungsformen in Bezug auf Materialien, Formen oder positionellen Beziehungen hergestellt ist, sind die Bestandteile nicht auf die Materialien, Formen und positionellen Beziehungen beschränkt, solange diese nicht explizit spezifiziert oder prinzipiell auf bestimmte Formen und positionelle Beziehungen beschränkt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019108987 [0001]
JP 2018115691 A [0004]

Claims

Ventilvorrichtung, durch welche ein Fluid strömt, aufweisend: eine Antriebsquelle (12), die eine Rotationsbewegung erzeugt; ein Drehteil (16), das drehbar um eine vorbestimmte Achse (Cv) vorgesehen ist; einen Fluiddurchlassabschnitt (112c, 114) mit einem Strömungsloch (112d, 114a, 114b, 114d) zum Hindurchlassen des Fluids; einen Getriebemechanismus (14) mit einer Vielzahl von Zahnrädern (141 bis 144, 147, 148), um die Rotationsbewegung der Antriebsquelle auf das Drehteil mittels eines Eingriffs zwischen der Vielzahl von Zahnrädern zu übertragen, um das Drehteil zu drehen; und ein Vorspannteil (18, 24, 26, 243), das das Drehteil in Richtung einer Seite in der Umfangsrichtung (Dc) um die vorbestimmte Achse vorspannt, wobei das Drehteil einen Rotor (161) enthält, der eine Öffnung des Strömungslochs in Verbindung mit der Drehung des Drehteils vergrößert oder verringert und gemäß der Rotationsbewegung der Antriebsquelle gedreht wird, während es in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung durch das Vorspannteil vorgespannt ist.
Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei ein Bewegungsbereich des Drehteils in der Umfangsrichtung einen Öffnungsbeschränkungsbereichs (W1, W2) enthält, innerhalb welchem eine Öffnung des Strömungslochs kleiner als eine vollständig geöffnete Öffnung und größer als eine vollständig geschlossene Öffnung ist, und das Vorspannteil das Drehteil in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung vorspannt, wenn das Drehteil innerhalb des Öffnungsbeschränkungsbereichs positioniert ist.
Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Vielzahl an Zahnrädern jeweils Zahnflanken aufweist, die zumindest an einem Eingriffspunkt miteinander in Eingriff stehen und mit einem gepaarten Zahnrad an dem zumindest einem Eingriffspunkt in Kontakt sind, und das Vorspannteil das Drehteil in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung vorspannt und dabei an jedem Eingriffspunkt eine Zahnflanke (142a) gegen die andere Zahnflanke (141a) eines Paars von Zahnflanken (141a, 142a), die an dem Eingriffspunkt miteinander in Kontakt sind, drückt.
Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Vielzahl an Zahnrädern (147, 148) ein antriebsseitiges Zahnrad (147), das in einem Kraftübertragungsweg von der Antriebsquelle zu dem Drehteil vorgesehen ist, und ein Zahnrad auf der angetriebenen Seite (148), das auf einer Seite des Drehteils relativ zum antriebseitigen Zahnrad im Kraftübertragungsweg vorgesehen ist, enthält, und das antriebseitige Zahnrad konfiguriert ist, eine Übertragung der Drehkraft von dem Zahnrad auf der angetriebenen Seite zur Antriebsquelle zu beschränken.
Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Vorspannteil ein elastisches Element (18, 46, 243) enthält, das eine Energetisierungskraft (Fc) erzeugt, die das Drehteil in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung durch eine elastische Verformung des Vorspannteils vorspannt.
Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Vorspannteil ein elastisches Element (18, 26, 243) aufweist, das eine Energetisierungskraft (Fc) erzeugt, die das Drehteil in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung durch eine elastische Verformung des Vorspannteils vorspannt, ein Bewegungsbereich des Drehteils in der Umfangsrichtung einen Öffnungsbeschränkungsbereich (W1, W2), innerhalb welchem eine Öffnung des Strömungslochs kleiner als eine vollständig geöffnete Öffnung und größer als eine vollständig geschlossene Öffnung ist, und eine Drehposition, an welcher das Vorspannteil das Drehteil in der Umfangsrichtung nicht vorspannt, enthält, und das Vorspannteil das Drehteil in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung vorspannt, wenn das Drehteil innerhalb des Öffnungsbeschränkungsbereichs positioniert ist.
Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Vorspannteil (18) eine Schraubenfeder ist, die um die vorbestimmte Achse gewunden ist und eine Energetisierungskraft (Fc) erzeugt, die das Drehteil in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung durch eine elastische Verformung des Vorspannteils, das in der Umfangsrichtung verdreht ist, vorspannt.
Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Schraubenfeder zwischen dem Getriebemechanismus und dem Rotor in einer axialen Richtung (Da) der vorbestimmten Achse angeordnet ist, das Drehteil ein Zwischenelement (162) enthält, das sich in der axialen Richtung erstreckt und eine Drehung zwischen dem Getriebemechanismus und dem Rotor überträgt, und das Zwischenelement im Inneren der Schraubenfeder eingesetzt ist.
Ventilvorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Schraubenfeder, der Rotor und der Fluiddurchlassabschnitt in der Reihenfolge Schraubenfeder, Rotor und Fluiddurchlassabschnitt entlang einer axialen Richtung (Da) der vorbestimmten Achse aneinandergereiht und angeordnet sind, und die Schraubenfeder an einer stromaufwärtigen Seite des Rotors in einem Strömungsdurchlass (111b), durch welche das Fluid strömt, angeordnet ist.
Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Vorspannteil einen Rotorkopplungsabschnitt (182) enthält, der mit dem Rotor des Drehteils auf eine solche Weise gekoppelt ist, dass eine relative Drehung unzulässig ist, und der Rotorkopplungsabschnitt den Rotor in Richtung der einen Seite in der Umfangsrichtung vorspannt, wenn das Vorspannteil das Drehteil in Richtung einer Seite in der Umfangsrichtung vorspannt.
Ventilvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 für eine Temperatursteuervorrichtung (1) für ein Fahrzeug, die einen ersten Wärmetauscher (230) zum Austauschen von Wärme zwischen einem Äußeren einer Fahrerkabine und dem Fluid und einen zweiten Wärmetauscher (220) zum Austauschen von Wärme zwischen Luft, die in die Fahrerkabine strömt, und dem Fluid enthält, aufweisend: einen ersten Auslassanschluss (112), der in Bezug auf eine Fluidströmung mit einer stromaufwärtigen Seite des ersten Wärmetauschers gekoppelt ist und ermöglicht, dass das Fluid zu dem ersten Wärmetauscher ausströmt; einen zweiten Auslassanschluss (113), der in Bezug auf eine Fluidströmung mit einer stromaufwärtigen Seite des zweiten Wärmetauschers gekoppelt ist und ermöglicht, dass das Fluid zu dem zweiten Wärmetauscher ausströmt; und einen Einlassanschluss (111) der in Bezug auf eine Fluidströmung mit einer stromabwärtigen Seite des ersten Wärmetauschers und einer stromabwärtigen Seite des zweiten Wärmetauschers verbunden ist und in welchen das Fluid von dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher einströmt, wobei das Fluid durch das Strömungsloch (114a) hindurchläuft und anschließend zum ersten Auslassanschluss strömt, wenn das Fluid von dem Einlassanschluss zum ersten Auslassanschluss strömt.