DE112022002249T5

DE112022002249T5 - Ventilvorrichtung

Info

Publication number: DE112022002249T5
Application number: DE112022002249.3T
Authority: DE
Inventors: Shota KIMURA; Ryo Sano
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2024-02-08
Also published as: JP7517238B2; JP2022166528A; WO2022224745A1; CN117083480A; US20240003458A1

Abstract

Eine Ventilvorrichtung (10) beinhaltet: ein Gehäuse (12); eine stationäre Scheibe (14); eine Antriebsvorrichtung (16); und eine Welle (18), die durch eine Drehkraft, die ausgehend von der Antriebsvorrichtung ausgegeben wird, um eine Mittelachse (CL) gedreht wird, welche vorgegeben ist. Die Ventilvorrichtung beinhaltet einen Rotor (20), der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsgrad von zumindest einem Durchlassloch, das an der stationären Scheibe ausgebildet ist, als Reaktion auf eine Drehung der Welle zu erhöhen oder verringern; und ein Vorspannbauteil (26), das dazu konfiguriert ist, den Rotor gegen die stationäre Scheibe vorzuspannen. Der Rotor beinhaltet: eine Antriebsscheibe (22); und einen Hebel (24), der an der Antriebsscheibe fixiert ist und die Antriebsscheibe und die Welle miteinander koppelt, und eine integrale Drehung der Antriebsscheibe und der Welle in einem Zustand ermöglicht, in welchem die Antriebsscheibe in einer axialen Richtung der Welle versetzbar ist. Die Antriebsscheibe weist ein antriebsseitiges Einsetzloch (223, 227) auf, durch welches die Welle eingesetzt wird. Ein Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs ist größer als ein Wellendurchmesser, und ein Lochdurchmesser von zumindest einem von zwei Endabschnitten des antriebsseitigen Einsetzlochs, welche einander in der axialen Richtung gegenüber angeordnet sind, ist größer als ein kleinster Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs.

Description

Querverweis auf ähnliche Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2021-071 790 , eingereicht am 21. April 2021, welche hierin durch Bezugnahme mit aufgenommen wird.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventilvorrichtung.
Stand der Technik
Es ist zum Beispiel ein Strömungsraten-Steuerventil, das in der Patentliteratur 1 beschrieben wird, als eine Ventilvorrichtung bekannt. Das Strömungsraten-Steuerventil, das in der Patentliteratur 1 beschrieben wird, beinhaltet: ein Ventilelement; eine Antriebsvorrichtung, welche das Ventilelement antreibt; ein Untersetzungsgetriebe, welches zwischen dem Ventilelement und der Antriebsvorrichtung platziert ist und ein Antriebsmoment erhöht, das ausgehend von der Antriebsvorrichtung ausgegeben wird; und eine Rückstellfeder, welche das Ventilelement vorspannt, das durch das Untersetzungsgetriebe angetrieben wird. Das Ventilelement dieses Strömungsraten-Steuerventils beinhaltet eine Antriebsscheibe (die als ein Rotor dient) und eine Welle. Die Antriebsscheibe und die Welle sind dazu konfiguriert, sich in einem Zustand, in welchem die Welle durch die Antriebsscheibe eingesetzt wird, integral zu drehen.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2002-257 248 A
Kurzfassung der Erfindung
Bei der Ventilvorrichtung, wie beispielsweise dem Strömungsraten-Steuerventil der Patentliteratur 1, können aufgrund einer Abweichung (Fehlausrichtung) zwischen dem Drehzentrum der Antriebsscheibe und einer Mittelachse der Welle in einfacher Weise Variationen hinsichtlich eines Öffnungsgrads eines Durchlasslochs auftreten, da ein Lochdurchmesser eines Einsetzlochs der Antriebsscheibe, durch welches die Welle eingesetzt wird, größer ist als ein Wellendurchmesser der Welle. Die Variationen hinsichtlich des Öffnungsgrads des Durchlasslochs verursachen Variationen hinsichtlich der Strömungsrate des Fluids, welches durch die Ventilvorrichtung strömt, sodass die Variationen hinsichtlich des Öffnungsgrads des Durchlasslochs nicht wünschenswert sind.
In Hinblick auf den vorstehenden Punkt ist es vorstellbar, den Lochdurchmesser des Einsetzlochs der Antriebsscheibe zu reduzieren. Allerdings ist die Antriebsscheibe in einem derartigen Fall, wenn die Welle aus irgendeinem Grund geneigt ist, zusammen mit der Welle ebenfalls geneigt. Dadurch wird ein Grad eines engen Kontakts zwischen der Antriebsscheibe und einer stationären Scheibe, die das Durchlassloch aufweist, nachteilhaft verringert. Die vorstehend beschriebene Veränderung hinsichtlich der Stellung (die auch als eine Ausrichtung oder Haltung bezeichnet wird) der Welle ist nicht wünschenswert, da diese eine unbeabsichtigte Leckage des Fluids bei der Ventilvorrichtung verursacht. Die vorstehende Erkenntnis haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung durch die sorgfältige Untersuchung durch die Erfinder der vorliegenden Anmeldung gewonnen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Ventilvorrichtung vorzusehen, die eine unbeabsichtigte Leckage eines Fluids beschränken kann, die durch eine Veränderung hinsichtlich einer Stellung einer Welle verursacht wird, während eine Abweichung zwischen einem Drehzentrum einer Antriebsscheibe und einer Mittelachse der Welle beschränkt wird.
Gemäß einem Aspekt bzw. Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Ventilvorrichtung vorgesehen, die Folgendes beinhaltet:

ein Gehäuse, das an einer Innenseite des Gehäuses einen Fluiddurchlass ausbildet, wobei der Fluiddurchlass dazu konfiguriert ist, ein Fluid durch den Fluiddurchlass zu leiten;
eine stationäre Scheibe, die in einer Plattenform geformt und an der Innenseite des Gehäuses fixiert ist, wobei die stationäre Scheibe zumindest ein Durchlassloch aufweist, welches dazu konfiguriert ist, das Fluid durch das zumindest eine Durchlassloch zu leiten;
eine Antriebsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Drehkraft auszugeben;
eine Welle, die dazu konfiguriert ist, durch die Drehkraft um eine Mittelachse gedreht zu werden, welche vorgegeben ist;
einen Rotor, der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsgrad des zumindest einen Durchlasslochs als Reaktion auf eine Drehung der Welle zu erhöhen oder verringern; und
ein Vorspannbauteil, das dazu konfiguriert ist, den Rotor gegen die stationäre Scheibe vorzuspannen, wobei:
- der Rotor Folgendes beinhaltet:
  - eine Antriebsscheibe, die in einer Plattenform geformt ist und dazu konfiguriert ist, relativ zu der stationären Scheibe zu gleiten; und
  - einen Hebel, der an der Antriebsscheibe fixiert ist und die Antriebsscheibe und die Welle miteinander koppelt, um eine integrale Drehung der Antriebsscheibe und der Welle in einem Zustand zu ermöglichen, in welchem die Antriebsscheibe in einer axialen Richtung der Welle versetzbar ist;
- die Antriebsscheibe ein antriebsseitiges Einsetzloch aufweist, durch welches die Welle eingesetzt wird;
- ein Außendurchmesser eines eingesetzten Abschnitts der Welle, welcher durch das antriebsseitige Einsetzloch eingesetzt wird, als ein Wellendurchmesser definiert ist; und
- ein Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs größer ist als der Wellendurchmesser, und ein Lochdurchmesser von zumindest einem von zwei Endabschnitten des antriebsseitigen Einsetzlochs, welche einander in der axialen Richtung gegenüber angeordnet sind, größer ist als ein kleinster Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs.

Bei dieser Konfiguration ist die Position des Drehzentrums der Antriebsscheibe an einer Stelle des antriebsseitigen Einsetzlochs beschränkt, an welcher der Lochdurchmesser am kleinsten ist, sodass die Abweichung zwischen dem Drehzentrum der Antriebsscheibe und der Mittelachse der Welle beschränkt ist. Zusätzlich wird ein neigbarer Bereich bzw. Neigungsbereich der Welle relativ zu dem Rotor erhöht, da der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs, welche einander in der axialen Richtung gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs. Dabei kann ein ausreichender Grad eines engen Kontakts zwischen der Antriebsscheibe und der stationären Scheibe sichergestellt werden, selbst wenn die Welle aus irgendeinem Grund geneigt ist. Außerdem kann die Stellung der Antriebsscheibe bei der Stellung beibehalten werden, bei welcher die Antriebsscheibe die stationäre Scheibe kontaktiert, da der Rotor durch das Vorspannbauteil gegen die stationäre Scheibe vorgespannt wird.
Somit kann die unbeabsichtigte Leckage des Fluids, die durch die Veränderung hinsichtlich der Stellung der Welle verursacht wird, gemäß der Ventilvorrichtung der vorliegenden Offenbarung beschränkt werden, während die Abweichung zwischen dem Drehzentrum der Antriebsscheibe und der Mittelachse der Welle beschränkt wird.
Das Bezugszeichen in Klammern, das auf jede Komponente folgt, gibt ein Beispiel der Entsprechung zwischen dieser Komponente und der spezifischen Komponente an, die bei der später beschriebenen Ausführungsform beschrieben wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigt/es zeigen:

1 eine Vorderansicht einer Ventilvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 eine Unteransicht der Ventilvorrichtung, die in einer Richtung eines Pfeils II in 1 betrachtet wird;
3 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie III-III in 1 vorgenommen wurde;
4 eine Unteransicht einer stationären Scheibe;
5 eine Draufsicht einer Zusammensetzung einer Welle, eines Rotors und eines Hebels;
6 eine Perspektivansicht der Zusammensetzung der Welle, des Rotors und des Hebels, die in einer Richtung eines Pfeils VI in 5 betrachtet wird;
7 eine Perspektivansicht der Zusammensetzung der Welle, des Rotors und des Hebels, die in einer Richtung eines Pfeils VII in 5 betrachtet wird;
8 eine Querschnittsansicht, wobei der Querschnitt entlang einer Linie VIII-VIII in 5 vorgenommen wurde;
9 eine Draufsicht des Rotors;
10 eine Draufsicht einer Antriebsscheibe;
11 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Antriebsscheibe auf der stationären Scheibe platziert ist;
12 eine Seitenansicht einer Zusammensetzung, bei welcher die Welle an einer Hauptkörperabdeckung zusammengesetzt ist;
13 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Einsetzlochs einer Antriebsscheibe, durch welches eine Welle eingesetzt wird, bei einem Vergleichsbeispiel;
14 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines geneigten Zustands der Welle bei dem Vergleichsbeispiel;
15 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Einsetzlochs von sowohl der Antriebsscheibe als auch der stationären Scheibe, durch welches die Welle eingesetzt wird, bei der Ventilvorrichtung der ersten Ausführungsform;
16 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines geneigten Zustands der Welle bei der Ventilvorrichtung der ersten Ausführungsform;
17 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Abschnitts XVII in 3;
18 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Einsetzlochs einer Antriebsscheibe einer ersten Modifikation der ersten Ausführungsform;
19 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Einsetzlochs einer Antriebsscheibe einer zweiten Modifikation der ersten Ausführungsform;
20 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Einsetzlochs von sowohl einer Antriebsscheibe als auch einer stationären Scheibe, durch welches die Welle eingesetzt wird, bei einer Ventilvorrichtung einer zweiten Ausführungsform;
21 ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern eines Einsetzlochs einer Antriebsscheibe einer Modifikation der zweiten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Bei den folgenden Ausführungsformen werden Abschnitten, die gleich oder äquivalent zu denen sind, die bei der/den vorangegangenen Ausführungsform(en) beschrieben wurden, die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, und deren Beschreibung kann weggelassen werden. Außerdem kann, wenn bei der Ausführungsform lediglich ein Abschnitt irgendeiner der Komponenten beschrieben wird, die Beschreibung der Komponente, die bei der vorangegangenen Ausführungsform beschrieben wird, für den Rest der Komponente übernommen werden. Die folgenden Ausführungsformen können teilweise miteinander kombiniert werden, solange die Kombination keine Schwierigkeiten verursacht, selbst falls dies nicht ausdrücklich angegeben ist.
Erste Ausführungsform
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 17 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Beispiel beschrieben werden, bei welchem eine Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung auf eine Temperatur-Einstellvorrichtung angewendet wird, die zur Klimatisierung eines Fahrzeug-Führerraums und zudem zur Temperatur-Anpassung bzw. -Einstellung einer Batterie an einem Elektrofahrzeug dient. Es ist erforderlich, dass die Ventilvorrichtung 10, welche bei der Temperatur-Einstellvorrichtung des Elektrofahrzeugs verwendet wird, gemäß einem Zustand des Fahrzeug-Führerraums und einem Zustand der Batterie eine Feineinstellung der Temperatur ausführt, und es ist erforderlich, dass diese eine Strömungsrate eines Fluids im Vergleich zu einem Kühlmittel-Kreislauf einer Maschine mit interner Verbrennung genauer anpasst bzw. einstellt.
Die Ventilvorrichtung 10, die in 1 gezeigt wird, wird auf einen Fluid-Kreislauf angewendet, in welchem das Fluid (bei diesem Beispiel ein Kühlmittel) zum Anpassen der Temperatur des Fahrzeug-Führerraums und der Temperatur der Batterie zirkuliert. Die Ventilvorrichtung 10 kann die Strömungsrate des Fluids in einem Strömungspfad durch die Ventilvorrichtung 10 in dem Fluid-Kreislauf erhöhen oder verringern, und die Ventilvorrichtung 10 kann zudem die Strömung des Fluids in dem Strömungspfad abschalten bzw. unterbrechen. Es wird zum Beispiel LLC, welches Ethylenglykol enthält, als das Fluid verwendet. Hierbei steht LLC für langlebiges Kühlmittel (engl. long life coolant).
Wie in den 1 und 2 gezeigt wird, beinhaltet die Ventilvorrichtung 10 ein Gehäuse 12, das an einer Innenseite des Gehäuses 12 einen Fluiddurchlass ausbildet, um das Fluid durch diesen zu leiten. Die Ventilvorrichtung 10 ist ein Dreiwegeventil und ist derart ausgebildet, dass an dem Gehäuse 12 ein Einlass 12a zum Aufnehmen des Fluids, ein erster Auslass 12b zum Ausgeben des Fluids, und ein zweiter Auslass 12c zum Ausgeben des Fluids ausgebildet sind. Die Ventilvorrichtung 10 fungiert nicht nur als ein Strömungspfad-Schaltventil, sondern fungiert auch als ein Strömungsraten-Einstellventil, das ein Strömungsratenverhältnis zwischen einer Strömungsrate des Fluids, welches ausgehend von dem Einlass 12a zu dem ersten Auslass 12b strömt, und einer Strömungsrate des Fluids, welches ausgehend von dem Einlass 12a zu dem zweiten Auslass 12c strömt, anpasst bzw. einstellt.
Die Ventilvorrichtung 10 ist ein Scheibenventil, das einen Ventilöffnungs-/-schließbetrieb durchführt, indem ein Ventilelement, das in einer kreisförmigen Scheibenform geformt ist, um eine Mittelachse CL einer Welle 18 gedreht wird, die später beschrieben wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine Beschreibung von verschiedenen Strukturen getätigt, wobei angenommen wird, dass eine Richtung, welche entlang der Mittelachse CL der Welle 18 verläuft, die später beschrieben wird, eine axiale Richtung DRa ist, und eine radiale Richtung der Mittelachse CL, welche senkrecht zu der axialen Richtung DRa verläuft, eine radiale Richtung DRr ist. Zudem wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Beschreibung der verschiedenen Strukturen getätigt werden, wobei angenommen wird, dass eine Umfangsrichtung um die Mittelachse CL eine Umfangsrichtung DRc ist.
Wie in 3 gezeigt wird, sind bei der Ventilvorrichtung 10 eine stationäre Scheibe 14, eine Antriebsvorrichtung 16, die Welle 18, ein Rotor 20, eine Kompressionsfeder 26, eine erste Torsionsfeder 28 und eine zweite Torsionsfeder 30 an der Innenseite des Gehäuses 12 aufgenommen. Außerdem ist bei der Ventilvorrichtung 10 die Antriebsvorrichtung 16 an einer Außenseite des Gehäuses 12 platziert.
Das Gehäuse 12 ist ein nicht-drehbares Bauteil, das sich nicht dreht. Das Gehäuse 12 ist zum Beispiel aus einem Harzmaterial hergestellt. Das Gehäuse 12 weist Folgendes auf: einen Hauptkörper 120, welcher in einer mit einem Boden versehenen rohrförmigen Form geformt ist und sich in der axialen Richtung DRa erstreckt; und eine Hauptkörperabdeckung 124, welche eine Öffnung 120a des Hauptkörpers 120 schließt.
Der Hauptkörper 120 weist Folgendes auf: eine Bodenwand 121, welche eine Bodenoberfläche ausbildet; und eine periphere Wand 122, welche die Mittelachse CL in Umfangsrichtung umgibt. Die Bodenwand 121 und die periphere Wand 122 sind integral in einem Stück als ein integrales ausgeformtes Produkt ausgebildet.
Zwei gestufte Abschnitte (Aussparungen), welche jeweils zwei Durchlasslöchern 141, 142 der später beschriebenen stationären Scheibe 14 entsprechen, sind an der Bodenwand 121 ausgebildet. Das heißt jeder der zwei Abschnitte der Bodenwand 121, welche jeweils den Durchlasslöchern 141, 142 der stationären Scheibe 14 gegenüberliegen, ist weiter von der Hauptkörperabdeckung 124 beabstandet als ein Abschnitt der Bodenwand 121, welcher den Durchlasslöchern 141, 142 der stationären Scheibe 14 nicht gegenüberliegt.
Die Bodenwand 121 weist Folgendes auf: zwei gegenüberliegende Abschnitte 121a, welche jeweils den Durchlasslöchern 141, 142 der stationären Scheibe 14 gegenüberliegen; und einen nicht-gegenüberliegenden Abschnitt 121b, welcher keinem der Durchlasslöcher 141, 142 der stationären Scheibe 14 gegenüberliegt. Die gegenüberliegenden Abschnitte 121a der Bodenwand 121 sind weitestgehend von der stationären Scheibe 14 beabstandet, und der nicht-gegenüberliegende Abschnitt 121b der Bodenwand 121 ist benachbart zu der stationären Scheibe 14.
Die periphere Wand 122 weist an einer Stelle, die näher an der Öffnung 120a angeordnet ist als an der Bodenwand 121, den Einlass 12a auf. Die periphere Wand 122 weist an einer Stelle, die näher an der Bodenwand 121 angeordnet ist als an der Öffnung 120a, zudem den ersten Auslass 12b und den zweiten Auslass 12c auf. Der Einlass 12a, der erste Auslass 12b und der zweite Auslass 12c sind jeweils ein rohrförmiges Bauteil, das darin einen Strömungsdurchlass aufweist.
Ein Montageabschnitt 122a, auf welchem die stationäre Scheibe 14 platziert ist, ist an der Innenseite der peripheren Wand 122 an einer Stelle zwischen dem Abschnitt der peripheren Wand 122, an welchem der Einlass 12a ausgebildet ist, und dem Abschnitt der peripheren Wand 122, an welchem die Auslässe 12b, 12c ausgebildet sind, ausgebildet. Der Montageabschnitt 122a ist ein Abschnitt, der eine hintere Oberfläche der stationären Scheibe 14 kontaktiert, welche gegenüber einer Öffnungsoberfläche 140 der stationären Scheibe 14 angeordnet ist. Der Montageabschnitt 122a ist an dem Abschnitt der peripheren Wand 122 ausgebildet, bei welchem sich ein Innendurchmesser der peripheren Wand 122 verändert. Genauer gesagt ist der Montageabschnitt 122a ein flacher Abschnitt, der sich in der radialen Richtung DRr erstreckt. Eine Aufnahmenut 122b, welche einen später beschriebenen Dichtring 15 aufnimmt, ist an dem Montageabschnitt 122a ausgebildet.
Außerdem weist die periphere Wand 122 einen ersten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122c, welcher der stationären Scheibe 14 in der radialen Richtung DRr gegenüberliegt, und einen zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d, welcher der Antriebsscheibe 22 in der radialen Richtung DRr gegenüberliegt, auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient der zweite der Scheibe gegenüberliegende Abschnitt 122d als eine der Scheibe gegenüberliegende Wand, die der Antriebsscheibe 22 in einer Richtung gegenüberliegt, welche senkrecht zu der axialen Richtung DRa verläuft.
Der erste der Scheibe gegenüberliegende Abschnitt 122c weist eine (nicht näher dargestellte) Aufnahmenut auf, die einen Drehungs-Stopp-Vorsprung 144 der stationären Scheibe 14 aufnimmt, der in 4 gezeigt wird. Die Drehung der stationären Scheibe 14 kann statt durch den Drehungs-Stopp-Vorsprung 144 zum Beispiel durch einen Drehungs-Stopp-Stift gestoppt werden.
Ein Innendurchmesser Dh des ersten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitts 122c ist größer als ein Außendurchmesser Dd eines verbleibenden Abschnitts der stationären Scheibe 14, welcher ein anderer ist als der Drehungs-Stopp-Vorsprung 144. Dadurch wird in einem Zustand, in welchem die stationäre Scheibe 14 auf dem Montageabschnitt 122a platziert ist, ein Spalt zwischen der stationären Scheibe 14 und der peripheren Wand 122 ausgebildet. Mit anderen Worten wird die stationäre Scheibe 14 nicht durch die periphere Wand 122 positioniert.
Ein Innendurchmesser des zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitts 122d ist größer als der Innendurchmesser des ersten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitts 122c. Der Innendurchmesser des zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitts 122d ist größer als ein Außendurchmesser der Antriebsscheibe 22. Dadurch wird zwischen der Antriebsscheibe 22 und der peripheren Wand 122 ein Spalt ausgebildet. Das heißt die Antriebsscheibe 22 kontaktiert nicht die periphere Wand 122 und wird nicht durch die periphere Wand 122 positioniert. Der Außendurchmesser der Antriebsscheibe 22 ist im Wesentlichen der gleiche wie ein Außendurchmesser Dd der stationären Scheibe 14.
Die Innenseite des Gehäuses 12 ist durch die stationäre Scheibe 14 in einen Raum 12d auf der Seite des Einlasses und einen Raum 12e auf der Seite des Auslasses unterteilt. Der Raum 12d auf der Seite des Einlasses ist ein Raum, der mit dem Einlass 12a an der Innenseite des Gehäuses 12 in Verbindung steht. Der Raum 12e auf der Seite des Auslasses ist ein Raum, der mit dem ersten Auslass 12b und dem zweiten Auslass 12c an der Innenseite des Gehäuses 12 in Verbindung steht.
Obwohl dies in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, ist an der Innenseite des Hauptkörpers 120 ein Trennabschnitt ausgebildet, welcher in einer Plattenform geformt ist. Der Trennabschnitt trennt bzw. unterteilt den Raum 12e auf der Seite des Auslasses in einen Raum auf der Seite des ersten Auslasses, welcher mit dem ersten Durchlassloch 141 in Verbindung steht, und einen Raum auf der Seite des zweiten Auslasses, welcher mit dem zweiten Durchlassloch 142 in Verbindung steht. Dieser Trennabschnitt ist so ausgebildet, um sich in der radialen Richtung DRr über den Raum 12e auf der Seite des Auslasses zu erstrecken.
Die Hauptkörperabdeckung 124 ist ein Deckelbauteil, das die Öffnung 120a des Hauptkörpers 120 abdeckt. Die Hauptkörperabdeckung 124 weist einen Plattenabschnitt 124a, einen Rippenabschnitt 124b, einen Nabenabschnitt 124c und eine Federführung 125 auf. Der Plattenabschnitt 124a, der Rippenabschnitt 124b, der Nabenabschnitt 124c und die Federführung 125 sind integral in einem Stück als ein integrales ausgeformtes Produkt ausgebildet.
Der Plattenabschnitt 124a ist ein Abschnitt, der in einer kreisförmigen Ringform geformt ist, welcher sich in der radialen Richtung DRr erstreckt. Bei der Hauptkörperabdeckung 124 bildet der Plattenabschnitt 124a im Zusammenspiel mit der peripheren Wand 122 und der stationären Scheibe 14 den Raum 12d auf der Seite des Einlasses aus.
Der Rippenabschnitt 124b ist ein Abschnitt der Hauptkörperabdeckung 124, der in die Öffnung 120a des Hauptkörpers 120 eingepasst ist. Der Rippenabschnitt 124b ist in einer rohrförmigen Form geformt und ist auf einer radial äußeren Seite des Plattenabschnitts 124a platziert. Der Rippenabschnitt 124b ist derart ausgebildet, dass dieser ausgehend von dem Plattenabschnitt 124a hin zu der Bodenwand 121 hervorsteht. Ein O-Ring 124d, welcher einen Spalt zwischen dem Hauptkörper 120 und der Hauptkörperabdeckung 124 abdichtet, ist zwischen dem Rippenabschnitt 124b und der peripheren Wand 122 platziert.
Der Nabenabschnitt 124c ist ein Abschnitt, durch welchen die Welle 18 eingesetzt wird. Der Nabenabschnitt 124c ist in einer rohrförmigen Form geformt und ist auf einer radial inneren Seite des Plattenabschnitts 124a platziert. Der Nabenabschnitt 124c steht ausgehend von dem Plattenabschnitt 124a in der axialen Richtung DRa hin zu der einen Seite hervor. Bei dem Nabenabschnitt 124c ist Folgendes vorgesehen: eine Wellendichtung 124e, welche an der Innenseite des Nabenabschnitts 124c platziert ist; und ein O-Ring 124f, welcher an der Außenseite des Nabenabschnitts 124c platziert ist und einen Spalt zwischen dem Nabenabschnitt 124c und der Antriebsvorrichtung 16 abdichtet. Außerdem ist ein Lager 124g, welches die Welle 18 drehbar stützt bzw. lagert, an der Innenseite des Nabenabschnitts 124c platziert.
Die Federführung 125 ist ein Führungsbauteil, das die erste Torsionsfeder 28 an einer zweckmäßigen Position beschränkt, sodass die erste Torsionsfeder 28 zweckmäßig funktioniert. Die Federführung 125 ist an der Innenseite der ersten Torsionsfeder 28 platziert und ist in Umfangsrichtung um die Mittelachse CL arrangiert.
Die stationäre Scheibe 14 ist aus einem kreisförmigen Scheibenbauteil hergestellt. Die stationäre Scheibe 14 ist an der Innenseite des Gehäuses 12 platziert und ist derart orientiert bzw. ausgerichtet, dass eine Dickenrichtung der stationären Scheibe 14 mit der axialen Richtung DRa zusammenfällt. Die stationäre Scheibe 14 weist die Öffnungsoberfläche 140 auf, die eine vordere Oberfläche der stationären Scheibe 14 ist, entlang welcher die Antriebsscheibe 22 gleitet. Die Öffnungsoberfläche 140 ist eine Kontaktoberfläche, die eine Gleitoberfläche 220 der Antriebsscheibe 22 kontaktiert, welche später beschrieben wird.
Es ist wünschenswert, dass die stationäre Scheibe 14 aus einem Material hergestellt ist, das einen kleineren linearen Ausdehnungskoeffizienten und eine bessere Verschleißbeständigkeit aufweist als das Material des Gehäuses 12. Das Material der stationären Scheibe 14 ist ein Material mit hohem Härtegrad, das härter ist als das Material des Gehäuses 12. Genauer gesagt ist die stationäre Scheibe 14 aus Keramik hergestellt. Die stationäre Scheibe 14 ist ein aus Pulver ausgeformtes Produkt, das ausgebildet wird, indem Keramikpulver mittels einer Pressmaschine in eine gewünschte Form ausgeformt wird. Alternativ kann die stationäre Scheibe 14 derart ausgebildet werden, dass nur ein Abschnitt der stationären Scheibe 14, welche die Öffnungsoberfläche 140 ausbildet, aus dem Material wie beispielsweise der Keramik hergestellt ist, welches den kleineren linearen Ausdehnungskoeffizienten und die bessere Verschleißbeständigkeit aufweist als das Material des Gehäuses 12.
Zusätzlich dient die stationäre Scheibe 14 als ein Strömungsdurchlass-Ausbildungsabschnitt, der die Durchlasslöcher 141, 142 aufweist, durch welche jeweils das Fluid geleitet wird. Daher ist die stationäre Scheibe 14, welche als der Strömungsdurchlass-Ausbildungsabschnitt dient, bei der Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform als ein getrenntes Bauteil ausgebildet, das getrennt von dem Gehäuse 12 ausgebildet ist.
Wie in 4 gezeigt wird, weist die stationäre Scheibe 14 das erste Durchlassloch 141 und das zweite Durchlassloch 142 auf, durch welche jeweils das Fluid durchtritt. Das erste Durchlassloch 141 und das zweite Durchlassloch 142 sind in der stationären Scheibe 14 an einer Stelle ausgebildet, welche derart von der Mittelachse CL der Welle 18 beabstandet ist, dass das erste Durchlassloch 141 und das zweite Durchlassloch 142 nicht mit der Mittelachse CL der Welle 18 überlappen. Sowohl das erste Durchlassloch 141 als auch das zweite Durchlassloch 142 ist ein Durchgangsloch, das in einer Sektorform (d. h. einer Fächerform) geformt ist, und sowohl das erste Durchlassloch 141 als auch das zweite Durchlassloch 142 fungieren als ein Verbindungsdurchlass, der den Raum 12d auf der Seite des Einlasses und den Raum 12e auf der Seite des Auslasses in Verbindung setzt. Hierbei ist zu beachten, dass das erste Durchlassloch 141 und das zweite Durchlassloch 142 in irgendeiner anderen Form wie beispielsweise einer kreisförmigen Form bzw. Kreisform oder einer elliptischen Form ausgebildet sein können.
Genauer gesagt ist das erste Durchlassloch 141 derart an einem Abschnitt der stationären Scheibe 14 ausgebildet, welcher dem Raum auf der Seite des ersten Auslasses entspricht, dass das erste Durchlassloch 141 mit dem Raum auf der Seite des ersten Auslasses in Verbindung steht. Außerdem ist das zweite Durchlassloch 142 derart an einem Abschnitt der stationären Scheibe 14 ausgebildet, welcher dem Raum auf der Seite des zweiten Auslasses entspricht, dass das zweite Durchlassloch 142 mit dem Raum auf der Seite des zweiten Auslasses in Verbindung steht.
Ein Einsetzloch 143 auf der stationären Seite ist allgemein an einem zentralen Teil bzw. Mittelteil der stationären Scheibe 14 ausgebildet. Das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite ist ein Durchgangsloch, durch welches die Welle 18 eingesetzt wird. Das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite wird später detailliert beschrieben werden.
Der Dichtring 15, welcher einen Spalt zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a abdichtet, ist zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a platziert. Der Dichtring 15 ist aus Gummi bzw. Kautschuk hergestellt. Der Dichtring 15 wird in der Aufnahmenut 122b aufgenommen, die an dem Montageabschnitt 122a ausgebildet ist. Der Dichtring 15 weist zumindest zwei Vorsprünge an dessen Dichtoberfläche, die der stationären Scheibe 14 gegenüberliegt, und zumindest zwei Vorsprünge an dessen anderer Dichtoberfläche, die dem Montageabschnitt 122a gegenüberliegt, auf. Genauer gesagt weist der Dichtring 15 an jeder von dessen Dichtoberflächen zwei Vorsprünge auf, die in der axialen Richtung DRa hervorstehen. Dieser Typ von Dichtring 15 kann zum Beispiel durch eine einfache Technik erhalten werden, beispielsweise indem in einer flachen Dichtoberfläche eine Aussparung ausgebildet wird.
Wie in den 3 und 5 gezeigt wird, ist die Welle 18 eine drehbare Welle, die durch die Drehkraft, die ausgehend von der Antriebsvorrichtung 16 ausgegeben wird, um die Mittelachse CL, welche vorgegeben ist, gedreht wird. Die Welle 18 erstreckt sich in der axialen Richtung DRa. Zwei axiale Seiten der Welle 18, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber liegen, werden durch das Gehäuse 12 drehbar gestützt. Das heißt, die Welle 18 weist eine Doppelendstützstruktur auf. Die Welle 18 erstreckt sich durch die stationäre Scheibe 14 und die Antriebsscheibe 22 und wird relativ zu dem Gehäuse 12 drehbar gestützt. Genauer gesagt wird die eine axiale Seite der Welle 18, welche der einen Seite in der axialen Richtung DRa zugewandt ist, durch das Lager 124g, das an der Innenseite der Hauptkörperabdeckung 124 platziert ist, drehbar gestützt. Außerdem wird die andere axiale Seite der Welle 18, welche der anderen Seite in der axialen Richtung DRa zugewandt ist, durch ein Lagerloch 121c gestützt, das an der Bodenwand 121 des Hauptkörpers 120 ausgebildet ist. Das Lagerloch 121c ist durch ein Gleitlager ausgebildet. Es ist zu beachten, dass das Lagerloch 121c anstelle des Gleitlagers durch ein Kugellager oder dergleichen ausgebildet sein kann.
Wie in den 3, 6, 7 und 8 gezeigt wird, beinhaltet die Welle 18 einen Wellenkern 181 und einen Halter 182. Der Wellenkern 181 ist aus Metall hergestellt, und der Halter 182 ist aus Harz hergestellt und an den Wellenkern 181 gekoppelt. Der Wellenkern 181 und der Halter 182 sind derart miteinander gekoppelt, dass diese sich integral drehen.
Der Wellenkern 181 beinhaltet die Mittelachse CL der Welle 18 und erstreckt sich in der axialen Richtung DRa. Der Wellenkern 181 ist ein Abschnitt, der als ein Drehzentrum des Rotors 20 dient. Der Wellenkern 181 wird durch ein Stabbauteil ausgebildet, das aus Metall hergestellt ist, um eine Geradlinigkeit des Wellenkerns 181 sicherzustellen.
Der Halter 182 ist an die eine axiale Seite des Wellenkerns 181 gekoppelt, welche in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist. Der Halter 182 ist in einer mit einem Boden versehenen rohrförmigen Form geformt. Der Wellenkern 181 ist an eine Innenseite eines distalen Endabschnitts des Halters 182 gekoppelt, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite befindet. Mit anderen Worten ist der eine Endabschnitt des Wellenkerns 181, welcher in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist, an der Innenseite des distalen Endabschnitts des Halters 182 platziert. Der distale Endabschnitt des Halters 182, welcher zu der Außenseite des Gehäuses 12 hervorsteht, ist an eine Getriebeanordnung 162 der Antriebsvorrichtung 16 gekoppelt.
Ein Innendurchmesser des Halters 182 erhöht sich ausgehend von der einen Seite hin zu der anderen Seite schrittweise in der axialen Richtung DRa. Genauer gesagt beinhaltet der Halter 182: einen Wellen-Kopplungsabschnitt 183, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der einen axialen Seite befindet; einen Zwischenabschnitt 184, welcher mit dem Wellen-Kopplungsabschnitt 183 verbunden ist; einen Abschnitt 185 mit kleinem Durchmesser, welcher mit dem Zwischenabschnitt 184 verbunden ist; und einen Abschnitt 186 mit großem Durchmesser, welcher mit dem Abschnitt 185 mit kleinem Durchmesser verbunden ist. Der Innendurchmesser des Halters 182 wird in einer Reihenfolge des Wellen-Kopplungsabschnitts 183, des Zwischenabschnitts 184, des Abschnitts 185 mit kleinem Durchmesser und des Abschnitts 186 mit großem Durchmesser erhöht.
Der Wellen-Kopplungsabschnitt 183 ist der distale Endabschnitt des Halters 182, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der einen axialen Seite befindet. Der Wellenkern 181 ist an den Wellen-Kopplungsabschnitt 183 gekoppelt. Ein äußerer Teil des Wellen-Kopplungsabschnitts 183, welcher zu der Außenseite des Nabenabschnitts 124c hervorsteht, weist ein Wellengetriebe 183a auf, das mit einem Teil der Getriebeanordnung 162 in Eingriff steht. Eine äußere Peripherie des Wellen-Kopplungsabschnitts 183, welcher sich an der Innenseite des Nabenabschnitts 124c befindet, wird durch das Lager 124g gestützt.
Der Zwischenabschnitt 184 ist ein Abschnitt, welcher an der Innenseite des Nabenabschnitts 124c platziert ist. Der Zwischenabschnitt 184 weist einen Innendurchmesser auf, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des Wellenkerns 181. Die Wellendichtung 124e, welche ein Dichtungsbauteil ist, ist an der Außenseite des Zwischenabschnitts 184 platziert.
Der Abschnitt 185 mit kleinem Durchmesser bildet einen Raum aus, in welchem die Kompressionsfeder 26 platziert ist, die später beschrieben wird. Der Abschnitt 185 mit kleinem Durchmesser weist den Innendurchmesser auf, welcher etwas größer ist als der Innendurchmesser des Zwischenabschnitts 184. Eine verbindende Endoberfläche bzw. Verbindungs-Endoberfläche 185a, welche den Zwischenabschnitt 184 und den Abschnitt 185 mit kleinem Durchmesser verbindet, ist ein Kontaktabschnitt, welchen ein Endabschnitt der Kompressionsfeder 26 kontaktiert. Der Abschnitt 186 mit großem Durchmesser ist mit einer Außenseite des Abschnitts 185 mit kleinem Durchmesser verbunden.
Der Abschnitt 186 mit großem Durchmesser befindet sich in der radialen Richtung DRr auf der äußeren Seite des Abschnitts 185 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 186 mit großem Durchmesser weist einen Innendurchmesser auf, der etwas größer ist als ein Innendurchmesser des Abschnitts 185 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 186 mit großem Durchmesser weist Folgendes auf: einen Körperabschnitt 186a, der in einer rohrförmigen Form geformt ist, einen ersten Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser, einen zweiten Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser; einen ersten Flanschabschnitt 187; und einen zweiten Flanschabschnitt 188.
Der erste Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser ist ein Haken-Verankerungsabschnitt, an welchem ein Haken 282 der ersten Torsionsfeder 28 verankert ist. Wie in 7 gezeigt wird, ist der erste Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser an einer Außenseite des Körperabschnitts 186a an einer axialen Seite des Körperabschnitts 186a ausgebildet, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite befindet. Der erste Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser steht derart ausgehend von dem Körperabschnitt 186a in der radialen Richtung DRr nach außen hervor, dass der erste Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser dem Haken 282 der ersten Torsionsfeder 28 in der Umfangsrichtung DRc gegenüberliegt.
Der zweite Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser ist ein Haken-Verankerungsabschnitt, an welchem ein Haken 301 der zweiten Torsionsfeder 30 verankert ist. Wie in 7 gezeigt wird, ist der zweite Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser an der Außenseite des Körperabschnitts 186a auf der anderen Seite des ersten Verankerungsabschnitts 186b mit großem Durchmesser in der axialen Richtung DRa ausgebildet. Der zweite Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser steht derart ausgehend von dem Körperabschnitt 186a in der radialen Richtung DRr nach außen hervor, dass der zweite Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser dem Haken 301 der zweiten Torsionsfeder 30 in der Umfangsrichtung DRc gegenüberliegt.
Sowohl der erste Flanschabschnitt 187 als auch der zweite Flanschabschnitt 188 ist ein Verankerungsstück, durch welches die Welle 18 mit einem entsprechenden Eingriffsabschnitt eines Hebels 24 in Eingriff steht, der später beschrieben wird. Sowohl der erste Flanschabschnitt 187 als auch der zweite Flanschabschnitt 188 ist an der Außenseite des Körperabschnitts 186a auf der anderen Seite des zweiten Verankerungsabschnitts 186c mit großem Durchmesser in der axialen Richtung DRa ausgebildet. Wie in 5 gezeigt wird, sind der erste Flanschabschnitt 187 und der zweite Flanschabschnitt 188 derart geformt, dass diese in Hinblick auf die Mittelachse CL der Welle 18 zueinander allgemein punktsymmetrisch sind. Sowohl der erste Flanschabschnitt 187 als auch der zweite Flanschabschnitt 188 steht derart ausgehend von dem Körperabschnitt 186a in der radialen Richtung DRr nach außen hervor, dass sowohl der erste Flanschabschnitt 187 als auch der zweite Flanschabschnitt 188 dem entsprechenden Eingriffsabschnitt des Hebels 24 in der Umfangsrichtung DRc gegenüberliegt.
Der Halter 182, welcher auf die vorstehend beschriebene Weise ausgebildet ist, nimmt die Vorspannkraft der ersten Torsionsfeder 28 und die Vorspannkraft der zweiten Torsionsfeder 30 auf, indem dieser den ersten Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser und den zweiten Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser aufweist. Da der Halter 182 den ersten Flanschabschnitt 187 und den zweiten Flanschabschnitt 188 aufweist, kontaktiert die Welle 18 den Hebel 24 an den unterschiedlichen Stellen, welche in der Umfangsrichtung DRc zueinander versetzt sind. Das heißt die Welle 18 weist die Mehrzahl von Kontaktabschnitten auf, die dazu konfiguriert sind, den Hebel 24 zu kontaktieren, und sich jeweils an der Mehrzahl von Stellen befinden, welche in der Umfangsrichtung DRc zueinander versetzt sind.
Außerdem weist der Halter 182 den Rotationsbegrenzer 189 auf, welcher den Drehantriebsbereich der Welle 18 in der Umfangsrichtung DRc beschränkt. Der Rotationsbegrenzer 189 ist an einer unteren Seite des Zwischenabschnitts 184 des Halters 182 ausgebildet. Der Rotationsbegrenzer 189 ist ein Vorsprung, der in der radialen Richtung DRr hervorsteht. Wenn der Rotationsbegrenzer 189 einen von zwei Stoppern des Gehäuses 12 kontaktiert, ist ein Drehantriebsbereich der Welle 18 in der Umfangsrichtung DRc beschränkt.
Der Rotor 20 wird durch die Ausgabe bzw. den Ausgang der Antriebsvorrichtung 16 um die Mittelachse CL der Welle 18 gedreht. Der Rotor 20 erhöht oder verringert als Reaktion auf die Drehung der Welle 18 den Öffnungsgrad von jedem der Durchlasslöcher 141, 142 der stationären Scheibe 14. Wie in 9 gezeigt wird, beinhaltet der Rotor 20: die Antriebsscheibe 22, welche als ein Ventilelement dient; und den Hebel 24, welcher die Antriebsscheibe 22 an die Welle 18 koppelt.
Die Antriebsscheibe 22, die in den 9, 10 und 11 gezeigt wird, ist das Ventilelement, das den Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141 und den Öffnungsgrad des zweiten Durchlasslochs 142 als Reaktion auf die Drehung der Welle 18 erhöht oder verringert. Der Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141 ist ein Grad einer Öffnung des ersten Durchlasslochs 141. Hierbei wird der Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141 in einem vollständig geöffneten Zustand des ersten Durchlasslochs 141 als 100 % angegeben, und der Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141 in einem vollständig geschlossenen Zustand des ersten Durchlasslochs 141 wird als 0 % angegeben. Der vollständig geöffnete Zustand des ersten Durchlasslochs 141 ist zum Beispiel ein Zustand, in welchem das erste Durchlassloch 141 überhaupt nicht durch die Antriebsscheibe 22 geschlossen ist. Der vollständig geschlossene Zustand des ersten Durchlasslochs 141 ist zum Beispiel ein Zustand, in welchem das erste Durchlassloch 141 durch die Antriebsscheibe 22 ganz bzw. vollständig geschlossen ist. Der Öffnungsgrad des zweiten Durchlasslochs 142 ist der gleiche wie der Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141.
Die Antriebsscheibe 22 ist aus einem kreisförmigen Scheibenbauteil hergestellt. Die Antriebsscheibe 22 ist an der Innenseite des Gehäuses 12 platziert und ist derart orientiert bzw. ausgerichtet, dass eine Dickenrichtung der Antriebsscheibe 22 mit der axialen Richtung DRa zusammenfällt. Die Antriebsscheibe 22 ist derart in dem Raum 12d auf der Seite des Einlasses platziert, dass die Antriebsscheibe 22 der stationären Scheibe 14 in der axialen Richtung DRa gegenüberliegt. Die Antriebsscheibe 22 weist eine Gleitoberfläche 220 auf, die der Öffnungsoberfläche 140 der stationären Scheibe 14 gegenüberliegt. Die Gleitoberfläche 220 ist eine Dichtoberfläche, welche die Öffnungsoberfläche 140 der stationären Scheibe 14 abdichtet.
Wie in 8 gezeigt wird, weist die Antriebsscheibe 22 eine periphere Wand 222 der Scheibe auf, die dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d des Gehäuses 12 gegenüberliegt. Die periphere Wand 222 der Scheibe erstreckt sich in der axialen Richtung DRa.
Vorzugsweise ist die Antriebsscheibe 22 aus einem Material hergestellt, das im Vergleich zu dem Material des Gehäuses 12 einen kleineren Koeffizienten einer linearen Ausdehnung und eine bessere Verschleißbeständigkeit aufweist. Das Material der Antriebsscheibe 22 ist ein Material mit hohem Härtegrad, das härter ist als das Material des Gehäuses 12. Genauer gesagt ist die Antriebsscheibe 22 aus Keramik hergestellt. Die Antriebsscheibe 22 ist ein aus Pulver ausgeformtes Produkt, das ausgebildet wird, indem Keramikpulver mittels einer Pressmaschine in eine gewünschte Form ausgeformt wird. Alternativ kann die Antriebsscheibe 22 derart ausgebildet werden, dass nur ein Abschnitt der Antriebsscheibe 22, welche die Gleitoberfläche 220 ausbildet, aus dem Material wie beispielsweise der Keramik hergestellt ist, welches den kleineren linearen Ausdehnungskoeffizienten und die bessere Verschleißbeständigkeit aufweist als das Material des Gehäuses 12.
Die Keramik ist ein Material, das Folgendes aufweist: einen kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten; eine geringe Abmessungsveränderung bei Absorption von Wasser; und ausgezeichnete Verschleißbeständigkeit. Wenn die Antriebsscheibe 22 aus der Keramik hergestellt ist, werden eine relative Positionsbeziehung zwischen der Antriebsscheibe 22 und der Welle 18 und eine relative Positionsbeziehung zwischen der Antriebsscheibe 22 und dem Gehäuse 12 stabilisiert. Im Ergebnis ist es möglich, die Genauigkeit der Strömungsraten-Steuerung des Fluids sicherzustellen und eine unbeabsichtigte Leckage des Fluids zu beschränken.
Ein Rotorloch 221 ist an der Antriebsscheibe 22 an einer Stelle ausgebildet, die von der Mittelachse CL der Welle 18 versetzt ist. Das Rotorloch 221 ist ein Durchgangsloch, das sich in der axialen Richtung DRa durch die Antriebsscheibe 22 erstreckt. Das Rotorloch 221 ist an einem Abschnitt der Antriebsscheibe 22 ausgebildet, an welchem das Rotorloch 221 mit dem ersten Durchlassloch 141 und dem zweiten Durchlassloch 142 in der axialen Richtung DRa überlappen kann, wenn die Antriebsscheibe 22 um die Mittelachse CL der Welle 18 gedreht wird.
Die Antriebsscheibe 22 weist an einem im Wesentlichen zentralen Teil der Antriebsscheibe 22 ein antriebsseitiges Einsetzloch 223 auf. Das antriebsseitige Einsetzloch 223 ist ein Durchgangsloch, durch welches die Welle 18 eingesetzt wird. Das antriebsseitige Einsetzloch 223 wird später detailliert beschrieben werden. Die Antriebsscheibe 22 weist eine erste Presspassnut 224 und eine zweite Presspassnut 225 auf, in welche Abschnitte des Hebels 24 pressgepasst sind.
Bei der Ventilvorrichtung 10 wird das erste Durchlassloch 141 geöffnet, wenn die Antriebsscheibe 22 auf eine Position gedreht wird, an welcher das Rotorloch 221 in der axialen Richtung DRa mit dem ersten Durchlassloch 141 überlappt. Außerdem wird bei der Ventilvorrichtung 10 das zweite Durchlassloch 142 geöffnet, wenn die Antriebsscheibe 22 auf eine Position gedreht wird, an welcher das Rotorloch 221 in der axialen Richtung DRa mit dem zweiten Durchlassloch 142 überlappt.
Die Antriebsscheibe 22 ist dazu konfiguriert, ein Strömungsratenverhältnis zwischen einer Strömungsrate des Fluids, welches durch das erste Durchlassloch 141 durchtritt, und einer Strömungsrate des Fluids, welches durch das zweite Durchlassloch 142 durchtritt, anzupassen. Das heißt die Antriebsscheibe 22 ist dazu konfiguriert, den Öffnungsgrad des zweiten Durchlasslochs 142 als Reaktion auf eine Erhöhung hinsichtlich des Öffnungsgrads des ersten Durchlasslochs 141 zu verringern.
Der Hebel 24 ist ein Kopplungsbauteil, das die Antriebsscheibe 22 an die Welle 18 koppelt. Der Hebel 24 ist an der Antriebsscheibe 22 fixiert und koppelt die Antriebsscheibe 22 und die Welle 18 miteinander, um eine integrale Drehung der Antriebsscheibe 22 und der Welle 18 in einem Zustand zu ermöglichen, in welchem die Antriebsscheibe 22 in der axialen Richtung DRa der Welle 18 versetzbar ist.
Genauer gesagt beinhaltet der Hebel 24 einen kreisförmigen Scheibenabschnitt 241, einen ersten Armabschnitt 242 und einen zweiten Armabschnitt 243, wie in 9 gezeigt wird. Der kreisförmige Scheibenabschnitt 241, der erste Armabschnitt 242 und der zweite Armabschnitt 243 sind integral in einem Stück als ein integrales ausgeformtes Produkt ausgebildet.
Ein Zwischeneinsetzloch 241a, durch welches die Welle 18 eingesetzt wird, ist allgemein an einem Mittelpunkt des kreisförmigen Scheibenabschnitts 241 ausgebildet. Der kreisförmige Scheibenabschnitt 241 ist derart bemessen, dass der kreisförmige Scheibenabschnitt 241 in der axialen Richtung DRa nicht mit dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 überlappt. Der erste Armabschnitt 242 und der zweite Armabschnitt 243 sind mit dem kreisförmigen Scheibenabschnitt 241 zusammengefügt.
Sowohl der erste Armabschnitt 242 als auch der zweite Armabschnitt 243 steht ausgehend von dem kreisförmigen Scheibenabschnitt 241 in der radialen Richtung DRr nach außen hervor. Der erste Armabschnitt 242 und der zweite Armabschnitt 243 stehen jeweils in entgegengesetzten Richtungen hervor.
Genauer gesagt weist der erste Armabschnitt 242 eine erste Eingriffsklaue 242a und eine zweite Eingriffsklaue 242b auf, welche in der axialen Richtung DRa ausgehend von einer Seite des ersten Armabschnitts 242, die gegenüber einer gegenüberliegenden Oberfläche des ersten Armabschnitts 242 angeordnet ist, die der Antriebsscheibe 22 gegenüberliegt, hervorstehen. Die erste Eingriffsklaue 242a ist dazu konfiguriert, mit dem ersten Flanschabschnitt 187 der Welle 18 in Eingriff zu stehen. Die zweite Eingriffsklaue 242b ist ein Haken-Verankerungsabschnitt, an welchem ein Haken 302 der zweiten Torsionsfeder 30 verankert ist.
Der zweite Armabschnitt 243 weist eine dritte Eingriffsklaue 243a und eine vierte Eingriffsklaue 243b auf, welche in der axialen Richtung DRa ausgehend von einer Seite des zweiten Armabschnitts 243, die gegenüber einer gegenüberliegenden Oberfläche des zweiten Armabschnitts 243 angeordnet ist, die der Antriebsscheibe 22 gegenüberliegt, hervorstehen. Die dritte Eingriffsklaue 243a und die vierte Eingriffsklaue 243b sind im Wesentlichen auf die gleiche Weise konfiguriert wie die erste Eingriffsklaue 242a und die zweite Eingriffsklaue 242b. Die dritte Eingriffsklaue 243a ist dazu konfiguriert, mit dem zweiten Flanschabschnitt 188 der Welle 18 in Eingriff zu stehen.
Obwohl dies in der Zeichnung nicht näher dargestellt wird, stehen die erste Eingriffsklaue 242a und die dritte Eingriffsklaue 243a in einem Zustand, in welchem zwischen der Eingriffsklaue 242a, 243a und dem Flanschabschnitt 187, 188 in der axialen Richtung DRa ein Spalt ausgebildet ist, jeweils mit den Flanschabschnitten 187, 188 in Eingriff. Dadurch sind der Hebel 24 und die Antriebsscheibe 22 in einem Zustand, in welchem der Hebel und die Antriebsscheibe 22 in der axialen Richtung DRa versetzbar sind, an die Welle 18 gekoppelt. Außerdem weist die gegenüberliegende Oberfläche von sowohl dem ersten Armabschnitt 242 als auch dem zweiten Armabschnitt 243, welcher der Antriebsscheibe 22 gegenüberliegt, einen Vorsprung auf. Die Vorsprünge stehen derart hin zu der Antriebsscheibe 22 hervor, dass die Vorsprünge jeweils in die erste Presspassnut 224 und die zweite Presspassnut 225 pressgepasst werden können.
Der Hebel 24, welcher auf die vorstehend beschriebene Weise konfiguriert ist, ist durch Presspassen der Vorsprünge in die jeweiligen Presspassnuten 224, 225 an der Antriebsscheibe 22 fixiert. Bei dem Hebel 24 der vorliegenden Ausführungsform weisen der erste Armabschnitt 242 und der zweite Armabschnitt 243 im Wesentlichen die identische Form auf, um so in Hinblick auf das Zwischeneinsetzloch 241a punktsymmetrisch zueinander zu sein. Im Ergebnis kann der Hebel 24 selbst in einem Zustand, in welchem der Hebel 24 um 180 ° in der Umfangsrichtung DRc gedreht wird, an der Welle 18 und der Antriebsscheibe 22 zusammengesetzt werden.
Wie in den 3 und 8 gezeigt wird, ist die Kompressionsfeder 26 ein Vorspannbauteil, das den Rotor 20 gegen die stationäre Scheibe 14 vorspannt. Die Kompressionsfeder 26 wird in der axialen Richtung DRa der Welle 18 federnd verformt. Die Kompressionsfeder 26 ist in einem Zustand, in welchem die Kompressionsfeder 26 in der axialen Richtung DRa zusammengedrückt bzw. komprimiert ist, an der Innenseite des Gehäuses 12 platziert. Der eine Endabschnitt der Kompressionsfeder 26, welcher in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist, kontaktiert die Welle 18, und der andere Endabschnitt der Kompressionsfeder 26, welcher in der axialen Richtung DRa der anderen Seite zugewandt ist, kontaktiert den Rotor 20. Genauer gesagt kontaktiert der eine Endabschnitt der Kompressionsfeder 26, welcher in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist, die verbindende Endoberfläche 185a der Innenseite des Halters 182, und der andere Endabschnitt der Kompressionsfeder 26, welcher in der axialen Richtung DRa der anderen Seite zugewandt ist, kontaktiert den kreisförmigen Scheibenabschnitt 241. Die Kompressionsfeder 26 ist nicht an zumindest einem aus dem Rotor 20 und der Welle 18 fixiert, sodass die Kompressionsfeder 26 nicht als eine Torsionsfeder fungiert.
Die Kompressionsfeder 26 spannt den Rotor 20 gegen die stationäre Scheibe 14 vor, sodass ein Kontaktzustand beibehalten wird, in welchem die Öffnungsoberfläche 140 der stationären Scheibe 14 und die Gleitoberfläche 220 der Antriebsscheibe 22 einander kontaktieren. Dieser Kontaktzustand ist ein Zustand, in welchem die Öffnungsoberfläche 140 der stationären Scheibe 14 und die Gleitoberfläche 220 der Antriebsscheibe 22 einen Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche miteinander herstellen. Das heißt die Ventilvorrichtung 10 kann eine Haltung bzw. Stellung der Antriebsscheibe 22 derart beibehalten, dass die Antriebsscheibe 22 mit der stationären Scheibe 14 in Kontakt steht.
Genauer gesagt ist die Kompressionsfeder 26 derart arrangiert, dass diese die Mittelachse CL der Welle 18 umgibt. Mit anderen Worten ist die Welle 18 an der Innenseite der Kompressionsfeder 26 platziert. Bei dieser Konfiguration wird verhindert, dass eine Last der Kompressionsfeder 26 auf der Antriebsscheibe 22 in der Umfangsrichtung DRc der Welle 18 lokal erhöht wird, sodass der Kontaktzustand zwischen der Gleitoberfläche 220 und der Öffnungsoberfläche 140 in einfacher Weise beibehalten werden kann.
Die erste Torsionsfeder 28 ist eine Feder, welche die Welle 18 relativ zu dem Gehäuse 12 in der Umfangsrichtung DRc um die Mittelachse CL der Welle 18 vorspannt. Die erste Torsionsfeder 28 ist zwischen dem Gehäuse 12 und der Welle 18 platziert. Genauer gesagt weist die erste Torsionsfeder 28 zwei Haken 282 auf, welche sich in der axialen Richtung DRa jeweils an zwei gegenüberliegenden Enden der ersten Torsionsfeder 28 befinden und in der radialen Richtung DRr nach außen hervorstehen. Zur einfachen Erläuterung wird der Haken, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite befindet, nachfolgend als ein erster Haken bezeichnet werden, und der andere Haken, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der anderen Seite befindet, wird als ein zweiter Haken 282 bezeichnet werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform dient der erste Haken als ein Verankerungshaken, der relativ zu dem Gehäuse 12 verankert ist.
Obwohl dies in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist, ist der erste Haken an einem Verankerungsabschnitt auf der Seite des Hauptkörpers der Hauptkörperabdeckung 124 verankert. Der Verankerungsabschnitt auf der Seite des Hauptkörpers wird durch einen Vorsprung ausgebildet, der an der Innenseite des Rippenabschnitts 124b ausgebildet ist.
Wie in 12 gezeigt wird, ist der zweite Haken 282 an dem ersten Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser des Halters 182 verankert. Da der zweite Haken 282 an dem ersten Verankerungsabschnitt 186b mit großem Durchmesser verankert ist, welcher ein drehbares Bauteil ist, verändert sich eine Position des zweiten Hakens 282 in der Umfangsrichtung DRc, wenn der Rotor 20 gedreht wird.
Die erste Torsionsfeder 28 wird im Grunde in einem Zustand verwendet, in welchem die erste Torsionsfeder 28 in der Umfangsrichtung DRc verdreht und federnd verformt ist. Die Vorspannkraft der ersten Torsionsfeder 28 wird zu der Zeit, zu welcher die Welle 18 gedreht wird, und zu der Zeit, zu welcher die Drehung der Welle 18 gestoppt wird, auf die Welle 18 ausgeübt. Die Vorspannkraft der ersten Torsionsfeder 28 wird als eine Drehkraft ausgehend von der Getriebeanordnung 162 durch die Welle 18 auf einen Elektromotor 161 der Antriebsvorrichtung 16 übertragen. Daher wird Rütteln in der Umfangsrichtung DRc zwischen der Antriebsvorrichtung 16 und der Welle 18 beschränkt, indem die erste Torsionsfeder 28 zwischen dem Gehäuse 12 und der Welle 18 platziert wird. Es ist zu beachten, dass die erste Torsionsfeder 28 lediglich in der Umfangsrichtung DRc verdreht ist und nicht in der axialen Richtung DRa zusammengedrückt ist.
Die zweite Torsionsfeder 30 ist eine Feder, welche den Hebel 24 in der Umfangsrichtung DRc gegen die Welle 18 vorspannt. Die zweite Torsionsfeder 30 ist zwischen der Welle 18 und dem Hebel 24 platziert. Eine Abmessung der zweiten Torsionsfeder 30 in der axialen Richtung DRa und eine Abmessung der zweiten Torsionsfeder 30 in der radialen Richtung DRr sind kleiner als die der ersten Torsionsfeder 28.
Die zweite Torsionsfeder 30 weist die zwei Haken 301, 302 auf, welche sich in der axialen Richtung DRa jeweils an zwei gegenüberliegenden Enden der zweiten Torsionsfeder 30 befinden und in der radialen Richtung DRr nach außen hervorstehen. Zur einfachen Erläuterung wird der Haken 301, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite befindet, nachfolgend als ein dritter Haken 301 bezeichnet werden, und der Haken 302, welcher sich in der axialen Richtung DRa auf der anderen Seite befindet, wird als ein vierter Haken 302 bezeichnet werden.
Wie in 7 gezeigt wird, ist der dritte Haken 301 der zweiten Torsionsfeder 30 an dem zweiten Verankerungsabschnitt 186c mit großem Durchmesser des Halters 182 verankert. Außerdem ist der vierte Haken 302 an der zweiten Eingriffsklaue 242b des Hebels 24 verankert, wie in 6 gezeigt wird.
Die zweite Torsionsfeder 30 wird im Grunde in einem Zustand verwendet, in welchem die zweite Torsionsfeder 30 in der Umfangsrichtung DRc verdreht und federnd verformt ist. Die Vorspannkraft der zweiten Torsionsfeder 30 wird zu der Zeit, zu welcher die Welle 18 gedreht wird, und zu der Zeit, zu welcher die Drehung der Welle 18 gestoppt wird, auf den Hebel 24 ausgeübt. Die Vorspannkraft der zweiten Torsionsfeder 30 wird als eine Drehkraft durch den Hebel 24 auf die Antriebsscheibe 22 übertragen. Daher wird Rütteln in der Umfangsrichtung DRc zwischen der Welle 18 und dem Hebel 24 beschränkt, indem die zweite Torsionsfeder 30 zwischen der Welle 18 und dem Hebel 24 platziert wird. Da der Hebel 24 an der Antriebsscheibe 22 fixiert ist, beschränkt die zweite Torsionsfeder 30 Rütteln in der Umfangsrichtung DRc in dem Übertragungspfad, der ausgehend von der Welle 18 zu der Antriebsscheibe 22 verläuft. Es ist zu beachten, dass die zweite Torsionsfeder 30 lediglich in der Umfangsrichtung DRc verdreht ist und nicht in der axialen Richtung DRa zusammengedrückt ist.
Bei der Ventilvorrichtung 10 werden diese drei Komponenten zu einer Unterbaugruppe zusammengesetzt, indem jeder Flanschabschnitt 187, 188 der Welle 18 in dem Zustand, in welchem die zweite Torsionsfeder 30 zwischen der Welle 18 und dem Hebel 24 eingeschoben ist, mit dem Hebel 24 in Eingriff gebracht wird.
Die Antriebsvorrichtung 16 ist eine Vorrichtung zum Ausgeben der Drehkraft. Wie in 3 gezeigt wird, beinhaltet die Antriebsvorrichtung 16: den Elektromotor 161, welcher als eine Antriebsleistungsquelle dient; und die Getriebeanordnung 162, welche als ein Antriebskraft-Übertragungsbauteil dient und die Ausgabe des Elektromotors 161 auf die Welle 18 überträgt. Der Elektromotor 161 wird gemäß einem Steuersignal gedreht, das ausgehend von einer Motor-Controller-Einheit 163 ausgegeben wird, die elektrisch mit dem Elektromotor 161 verbunden ist. Die Getriebeanordnung 162 ist ein Untersetzungsgetriebe, das dazu konfiguriert ist, die Drehgeschwindigkeit der Drehung zu reduzieren, die ausgehend von dem Elektromotor 161 ausgegeben wird. Die Getriebeanordnung 162 wird durch einen Getriebemechanismus ausgebildet, der ein Ausgabegetriebe beinhaltet. Das Ausgabegetriebe ist ein Getriebe, das mit dem Wellengetriebe 183a in Eingriff steht.
Bei der Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich die Welle 18 durch die stationäre Scheibe 14 und die Antriebsscheibe 22. Das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite der stationären Scheibe 14 und das antriebsseitige Einsetzloch 223 der Antriebsscheibe 22 sind lose an die Welle 18 gepasst. Das heißt, ein Durchmesser des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite und ein Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 sind größer als ein Wellendurchmesser. Der Wellendurchmesser ist als ein Außendurchmesser eines eingesetzten Abschnitts der Welle 18 definiert, welcher durch das antriebsseitige Einsetzloch 223 eingesetzt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Wellenkern 181 der Welle 18 durch das antriebsseitige Einsetzloch 223 eingesetzt. Daher fällt der Wellendurchmesser mit einem Außendurchmesser des Wellenkerns 181 der Welle 18 zusammen.
13 zeigt eine Beziehung zwischen einer Antriebsscheibe DS und einer Welle SF eines Vergleichsbeispiels der vorliegenden Ausführungsform an. Wie in 13 gezeigt wird, ist bei der Antriebsscheibe DS des Vergleichsbeispiels ein Lochdurchmesser eines antriebsseitigen Einsetzlochs SH größer als ein Wellendurchmesser der Welle SF. Das antriebsseitige Einsetzloch SH erstreckt sich in der axialen Richtung DRa und ist als ein Durchgangsloch ausgebildet, welches einen konstanten Lochdurchmesser aufweist, der in der axialen Richtung DRa konstant ist.
Wie bei der Antriebsscheibe DS des Vergleichsbeispiels ist es wahrscheinlich, dass aufgrund einer Fehlausrichtung zwischen dem Drehzentrum der Antriebsscheibe DS und der Mittelachse CL der Welle SF Variationen hinsichtlich des Öffnungsgrads jedes Durchlasslochs 141, 142 auftreten, wenn der Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs SH größer ist als der Wellendurchmesser der Welle SF. Die Variationen hinsichtlich des Öffnungsgrads jedes Durchlasslochs 141, 142 sind nicht wünschenswert, da diese eine Erzeugung von Variationen hinsichtlich der Strömungsrate des Fluids verursachen, das durch die Ventilvorrichtung 10 durchtritt.
In Hinblick auf diesen Punkt ist es vorstellbar, den Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs SH zu reduzieren. Allerdings ist die Antriebsscheibe DS, wenn die Welle SF aus irgendeinem Grund ausgehend von einer vorgesehenen Soll-Stellung der Welle SF zu einer Stellung geneigt ist, die durch eine gepunktete Linie angezeigt wird, ebenfalls gemeinsam mit der Welle SF geneigt, wie in 14 gezeigt wird. In diesem Fall verschlechtert sich ein Grad eines engen Kontakts zwischen der Antriebsscheibe DS und der stationären Scheibe 14. Faktoren, welche die Neigung der Welle 18 verursachen, beinhalten zum Beispiel Variationen hinsichtlich der Abmessung der Welle 18 in der axialen Richtung DRa, und eine Struktur, bei welcher zwei gegenüberliegende Endabschnitte der Welle 18 jeweils durch getrennte Bauteile gestützt werden. Die geneigte Stellung der Welle SF, welche durch die gestrichelte Linie in 14 angezeigt wird, ist eine Stellung, bei welcher eine Linie, welche senkrecht zu einer Referenzebene (d. h. einer Ebene der Gleitoberfläche der Antriebsscheibe DS) verläuft, die Mittelachse CL mit einem vorgegebenen Winkel θα schneidet.
Unter Berücksichtigung dieser Faktoren ist die Antriebsscheibe 22 der vorliegenden Ausführungsform dazu konfiguriert, eine Erhöhung hinsichtlich eines Neigungsbereichs der Welle 18 in einem Zustand zu ermöglichen, in welchem die Antriebsscheibe 22 in engem Kontakt mit der stationären Scheibe 14 steht. Das heißt, die Antriebsscheibe 22 ist derart konfiguriert, dass ein Lochdurchmesser von zumindest einem von zwei Endabschnitten des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als ein kleinster Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223. Die stationäre Scheibe 14 ist derart konfiguriert, dass ein Lochdurchmesser von zumindest einem von zwei Endabschnitten des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als ein kleinster Lochdurchmesser des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite.
Wie in 15 gezeigt wird, ist eine Innenwand von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 als auch dem Einsetzloch 143 auf der stationären Seite in einer gestuften Form geformt. Mit anderen Worten sind das antriebsseitige Einsetzloch 223 und das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite derart ausgebildet, dass der Lochdurchmesser von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 als auch dem Einsetzloch 143 auf der stationären Seite schrittweise in der axialen Richtung DRa erhöht oder verringert wird.
Genauer gesagt weist das antriebsseitige Einsetzloch 223 einen ersten Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser und einen ersten Abschnitt 223b mit großem Durchmesser auf, welche sich in der axialen Richtung DRa erstrecken. Der erste Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser ist ein Abschnitt des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, der sich in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite befindet. Ein Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser ist etwas größer als der Wellendurchmesser Φa. Außerdem ist der erste Abschnitt 223b mit großem Durchmesser ein anderer Abschnitt des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, der sich in der axialen Richtung DRa auf der anderen Seite befindet. Ein Lochdurchmesser Φr2 des ersten Abschnitts 223b mit großem Durchmesser ist größer als der Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser. Eine Länge des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser und eine Länge des ersten Abschnitts 223b mit großem Durchmesser, die in der axialen Richtung DRa gemessen werden, gleichen einander im Wesentlichen. Hierbei ist zu beachten, dass sich die Länge des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser und die Länge des ersten Abschnitts 223b mit großem Durchmesser, die in der axialen Richtung DRa gemessen werden, voneinander unterscheiden können.
Bei dieser Konfiguration ist das Neigen der Antriebsscheibe 22 beschränkt, selbst wenn die Welle 18 aus irgendeinem Grund ausgehend von einer vorgesehenen Soll-Stellung der Welle 18 zu einer Stellung geneigt ist, die durch eine gestrichelte Linie angezeigt wird, wie in 16 gezeigt wird. Daher wird ein Neigungsbereich der Welle 18 in dem Zustand, in welchem die Antriebsscheibe 22 und die stationäre Scheibe 14 in engem Kontakt miteinander stehen, erhöht. Die geneigte Stellung der Welle 18, welche durch die gestrichelte Linie in 16 angezeigt wird, ist eine Stellung, bei welcher eine Linie, welche senkrecht zu einer Referenzebene (d. h. einer Ebene der Gleitoberfläche 220 der Antriebsscheibe 22) verläuft, die Mittelachse CL mit einem vorgegebenen Winkel θα schneidet.
Wie in 15 gezeigt wird, weist das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite einen zweiten Abschnitt 143a mit kleinem Durchmesser und einen zweiten Abschnitt 143b mit großem Durchmesser auf, welche sich in der axialen Richtung DRa erstrecken. Der zweite Abschnitt 143a mit kleinem Durchmesser ist ein Abschnitt des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite, der sich in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite befindet. Ein Lochdurchmesser Φs1 des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser ist etwas größer als der Wellendurchmesser Φa. Außerdem ist der zweite Abschnitt 143b mit großem Durchmesser ein anderer Abschnitt des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite, der sich in der axialen Richtung DRa auf der anderen Seite befindet. Ein Lochdurchmesser Φs2 des zweiten Abschnitts 143b mit großem Durchmesser ist größer als der Lochdurchmesser Φs1 des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser. Eine Länge des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser und eine Länge des zweiten Abschnitts 143b mit großem Durchmesser, die in der axialen Richtung DRa gemessen werden, gleichen einander im Wesentlichen.
Bei dieser Konfiguration ist das Neigen der stationären Scheibe 14 zusammen mit der Welle 18 beschränkt, selbst wenn die Welle 18 aus irgendeinem Grund ausgehend von der vorgesehenen Soll-Stellung der Welle 18 zu der Stellung geneigt ist, die durch die gestrichelte Linie angezeigt wird. Daher wird ein Neigungsbereich der Welle 18 in dem Zustand, in welchem die Antriebsscheibe 22 und die stationäre Scheibe 14 in engem Kontakt miteinander stehen, erhöht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform gleichen der Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser und der Lochdurchmesser Os 1 des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser einander im Wesentlichen. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und der Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser und der Lochdurchmesser Φs1 des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser können sich auch voneinander unterscheiden. Bei der vorliegenden Ausführungsform gleichen der Lochdurchmesser Φr2 des ersten Abschnitts 223b mit großem Durchmesser und der Lochdurchmesser Φs2 des zweiten Abschnitts 143b mit großem Durchmesser einander im Wesentlichen. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und der Lochdurchmesser Φr2 des ersten Abschnitts 223b mit großem Durchmesser und der Lochdurchmesser Φs2 des zweiten Abschnitts 143b mit großem Durchmesser können sich auch voneinander unterscheiden.
Außerdem ist ein erster Zwischenraum Ca zwischen dem ersten Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 und der Welle 18 derart eingestellt, dass dieser kleiner gleich einem zweiten Zwischenraum Cb zwischen dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d und der peripheren Wand 222 der Scheibe ist, wie in 17 gezeigt wird. Der zweite Zwischenraum Cb der vorliegenden Ausführungsform ist derart eingestellt, dass dieser größer ist als ein Zwischenraum zwischen dem ersten Abschnitt 223b mit großem Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 und der Welle 18. Der erste Zwischenraum Ca ist in einem Zustand, in welchem das Drehzentrum der Antriebsscheibe 22 mit der Mittelachse CL der Welle 18 zusammenfällt, eine kleinste Abmessung des Spalts zwischen dem ersten Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser und der Welle 18. Der zweite Zwischenraum Cb ist in dem Zustand, in welchem das Drehzentrum der Antriebsscheibe 22 mit der Mittelachse CL der Welle 18 zusammenfällt, eine kleinste Abmessung des Spalts zwischen dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d und der peripheren Wand 222 der Scheibe.
Als nächstes wird ein Betrieb der Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben werden. Bei der Ventilvorrichtung 10 strömt das Fluid ausgehend von dem Einlass 12a in den Raum 12d auf der Seite des Einlasses, wie durch einen Pfeil Fi angezeigt wird, wie in den 1, 2 und 3 gezeigt wird. In einem Fall, bei welchem das erste Durchlassloch 141 geöffnet ist, strömt das Fluid ausgehend von dem Raum 12d auf der Seite des Einlasses durch das erste Durchlassloch 141 in den Raum auf der Seite des ersten Auslasses. Das Fluid, welches in den Raum auf der Seite des ersten Auslasses eingeführt wird, strömt durch den ersten Auslass 12b ausgehend von dem Raum auf der Seite des ersten Auslasses zu der Außenseite der Ventilvorrichtung 10, wie durch einen Pfeil F1o angezeigt wird. In diesem Fall wird die Strömungsrate des Fluids, welches durch das erste Durchlassloch 141 durchtritt, gemäß dem Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141 bestimmt. Das heißt die Strömungsrate des Fluids, welches ausgehend von dem Einlass 12a zu dem ersten Auslass 12b durch das erste Durchlassloch 141 strömt, wird erhöht, wenn der Öffnungsgrad des ersten Durchlasslochs 141 erhöht wird.
Im Gegensatz dazu strömt das Fluid in einem anderen Fall, bei welchem das zweite Durchlassloch 142 geöffnet ist, ausgehend von dem Raum 12d auf der Seite des Einlasses durch das zweite Durchlassloch 142 zu dem Raum auf der Seite des zweiten Auslasses. Das Fluid, welches in den Raum auf der Seite des zweiten Auslasses eingeführt wird, strömt durch den zweiten Auslass 12c ausgehend von dem Raum auf der Seite des zweiten Auslasses zu der Außenseite der Ventilvorrichtung 10, wie durch einen Pfeil F2o angezeigt wird. In diesem Fall wird die Strömungsrate des Fluids, welches durch das zweite Durchlassloch 142 durchtritt, gemäß dem Öffnungsgrad des zweiten Durchlasslochs 142 bestimmt. Das heißt die Strömungsrate des Fluids, welches ausgehend von dem Einlass 12a zu dem zweiten Auslass 12c durch das zweite Durchlassloch 142 strömt, wird erhöht, wenn der Öffnungsgrad des zweiten Durchlasslochs 142 erhöht wird.
Der Rotor 20 der vorstehend beschriebenen Ventilvorrichtung 10 beinhaltet: die Antriebsscheibe 22; und den Hebel 24, der die Antriebsscheibe 22 und die Welle 18 in einem Zustand miteinander koppelt, in welchem die Antriebsscheibe 22 in der axialen Richtung DRa der Welle 18 versetzbar ist. Die Kompressionsfeder 26, welche den Rotor 20 gegen die stationäre Scheibe 14 vorspannt, ist zwischen dem Halter 182 und dem Rotor 20 platziert. Bei dieser Konfiguration kann eine ausreichende Last zum Vorspannen des Rotors 20 gegen die stationäre Scheibe 14 sichergestellt werden. Daher kann eine unbeabsichtigte Leckage des Fluids ausgehend von dem Spalt zwischen der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 beschränkt werden, indem der Kontaktzustand zwischen der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 beibehalten wird.
Zusätzlich ist die Antriebsscheibe 22 derart konfiguriert, dass der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223. Genauer gesagt ist der Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser, welcher sich in der axialen Richtung DRa an dem einen Ende des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 befindet, der kleinste Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, und der Lochdurchmesser Φr2 des ersten Abschnitts 223b mit großem Durchmesser, welcher sich in der axialen Richtung DRa an dem anderen Ende des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 befindet, ist größer als der Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser.
Bei dieser Konfiguration ist die Position des Drehzentrums der Antriebsscheibe 22 durch den ersten Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser beschränkt, welcher bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 den kleinsten Lochdurchmesser aufweist, sodass die Abweichung zwischen dem Drehzentrum der Antriebsscheibe 22 und der Mittelachse CL der Welle 18 beschränkt ist. Außerdem wird ein neigbarer Bereich bzw. Neigungsbereich der Welle 18 relativ zu dem Rotor 20 erhöht, da der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der Lochdurchmesser Φr1 des ersten Abschnitts 223a mit kleinem Durchmesser. Dabei kann ein ausreichender Grad eines engen Kontakts zwischen der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 sichergestellt werden, selbst wenn die Welle 18 aus irgendeinem Grund geneigt ist.
Somit kann eine unbeabsichtigte Leckage des Fluids, die durch die Veränderung hinsichtlich der Stellung der Welle 18 verursacht wird, gemäß der vorstehend beschriebenen Ventilvorrichtung 10 beschränkt werden, während die Abweichung zwischen dem Drehzentrum der Antriebsscheibe 22 und der Mittelachse CL der Welle 18 beschränkt wird.
Außerdem kann die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Vorteile erzielen.

(1) Die stationäre Scheibe 14 ist derart konfiguriert, dass der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite. Genauer gesagt ist der Lochdurchmesser Φs1 des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser, welcher sich in der axialen Richtung DRa an dem einen Ende des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite befindet, der kleinste Lochdurchmesser des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite, und der Lochdurchmesser Φs2 des zweiten Abschnitts 143b mit großem Durchmesser, welcher sich in der axialen Richtung DRa an dem anderen Ende des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite befindet, ist größer als der Lochdurchmesser Φs1 des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser. Bei dieser Konfiguration ist die Position des Mittelpunkts der stationären Scheibe 14 durch den zweiten Abschnitt 143a mit kleinem Durchmesser beschränkt, welcher in dem Einsetzloch 143 auf der stationären Seite den kleinsten Lochdurchmesser aufweist, sodass die Abweichung zwischen dem Mittelpunkt der stationären Scheibe 14 und der Mittelachse CL der Welle 18 beschränkt ist. Außerdem wird ein neigbarer Bereich bzw. Neigungsbereich der Welle 18 relativ zu der stationären Scheibe 14 erhöht, da der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der Lochdurchmesser des zweiten Abschnitts 143a mit kleinem Durchmesser. Dabei kann ein ausreichender Grad eines engen Kontakts zwischen der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 sichergestellt werden, selbst wenn die Welle 18 aus irgendeinem Grund geneigt ist.
(2) Die Innenwand von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 als auch dem Einsetzloch 143 auf der stationären Seite ist in der gestuften Form geformt. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Antriebsscheibe 22 und die stationäre Scheibe 14 zu erhalten, bei welchen jeweils der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des Einsetzlochs 223, 143, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des Einsetzlochs 223, 143.

(3) Der erste Zwischenraum Ca zwischen dem ersten Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 und der Welle 18 ist derart eingestellt, dass dieser kleiner gleich dem zweiten Zwischenraum Cb zwischen dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d und der peripheren Wand 222 der Scheibe ist. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, ein Blockieren der Antriebsscheibe 22 zu beschränken, das zu der Zeit, wenn das Drehzentrum der Antriebsscheibe 22 von der Mittelachse CL der Welle 18 abweicht, durch einen Kontakt zwischen dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d des Gehäuses 12 und der peripheren Wand 222 der Scheibe der Antriebsscheibe 22 verursacht wird.
(4) Der Dichtring 15, welcher den Spalt zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a abdichtet, ist zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a platziert. Gemäß dieser Konfiguration kann die Leckage des Fluids ausgehend von dem Spalt zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a beschränkt werden.
(5) Die Welle 18 beinhaltet: den Wellenkern 181, der aus dem Metall hergestellt ist und die Mittelachse CL beinhaltet, wobei sich der Wellenkern 181 in der axialen Richtung DRa erstreckt; und den Halter 182, der aus dem Harz hergestellt ist und an den Wellenkern 181 gekoppelt ist. Der Halter 182 ist dazu konfiguriert, die Vorspannkraft der ersten Torsionsfeder 28 und die Vorspannkraft der zweiten Torsionsfeder 30 aufzunehmen. Gemäß dieser Konfiguration können die Steifigkeit und Genauigkeit (das heißt Geradlinigkeit) der Welle 18 verglichen mit dem Fall, bei welchem die ganze Welle 18 aus einem Harzmaterial hergestellt ist, sichergestellt werden. Überdies ist es möglich, die Welle 18 umzusetzen, die leicht ist und eine komplexe Form aufweist, wenn der Halter 182 aus dem Harz hergestellt ist. Insbesondere kann ein Zwischenraum von zum Beispiel dem Lager 124g reduziert werden, indem die Geradlinigkeit der Welle 18 sichergestellt wird. Daher kann eine Positionsabweichung der Welle 18 in der radialen Richtung (d. h. der radialen Richtung DRr) der Welle 18 beschränkt werden.
(6) Die Welle 18 erstreckt sich durch die stationäre Scheibe 14 und die Antriebsscheibe 22 und wird durch das Gehäuse 12 drehbar gestützt. Indem die Struktur übernommen wird, bei welcher sich die Welle 18 durch die stationäre Scheibe 14 und die Antriebsscheibe 22 erstreckt, können die stationäre Scheibe 14 und die Antriebsscheibe 22 durch die Welle 18 zentriert werden. Im Ergebnis kann die Positionsabweichung der stationären Scheibe 14 und der Antriebsscheibe 22 in der radialen Richtung beschränkt werden. Dies ist effektiv, um die Variationen hinsichtlich des Öffnungsgrads der jeweiligen Durchlasslöcher 141, 142 zu beschränken.
(7) Bei der Ventilvorrichtung 10 ist die Antriebsscheibe 22 in dem Zustand, in welchem die Antriebsscheibe 22 in der axialen Richtung DRa versetzbar ist, an die Welle 18 gekoppelt. Daher kann der Kontakt von Oberfläche zu Oberfläche zwischen der Gleitoberfläche 220 der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 ausreichend beibehalten werden, selbst wenn die zweite Torsionsfeder 30 zwischen der Welle 18 und dem Hebel 24 platziert ist.

Erste Modifikation der ersten Ausführungsform
Die Form des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 kann sich von der vorstehend beschriebenen Form des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 unterscheiden, solange der Lochdurchmesser von zumindest einem der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223. Dies gilt auch für das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite.
Zum Beispiel kann das antriebsseitige Einsetzloch 223 einen Zwischenabschnitt 223c zwischen dem ersten Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser und dem ersten Abschnitt 223b mit großem Durchmesser aufweisen, wobei ein Lochdurchmesser des Zwischenabschnitts 223c größer ist als der erste Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser, und kleiner ist als der erste Abschnitt 223b mit großem Durchmesser, wie in 18 gezeigt wird.
Zweite Modifikation der ersten Ausführungsform
Zum Beispiel kann das antriebsseitige Einsetzloch 223 zwischen den zwei Endabschnitten des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, einen Abschnitt mit kleinstem Lochdurchmesser aufweisen, wobei der Lochdurchmesser des Abschnitts mit kleinstem Lochdurchmesser an dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 am kleinsten ist, wie in 19 gezeigt wird. In diesem Fall können die Lochdurchmesser der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, einander im Wesentlichen gleichen, oder können sich voneinander unterscheiden.
Andere Modifikationen der ersten Ausführungsform
Das antriebsseitige Einsetzloch 223 kann derart konfiguriert sein, dass der erste Abschnitt 223a mit kleinem Durchmesser in der axialen Richtung DRa auf der anderen Seite platziert ist, und der erste Abschnitt 223b mit großem Durchmesser in der axialen Richtung DRa auf der einen Seite platziert ist.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 20 eine zweite Ausführungsform beschrieben werden. Bei der Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform unterscheiden sich die Formen der Einsetzlöcher der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14, durch welche die Welle 18 eingesetzt wird, von denen der ersten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden hauptsächlich Punkte beschrieben werden, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden.
Wie in 20 gezeigt wird, ist eine Innenwand von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 als auch dem Einsetzloch 145 auf der stationären Seite in einer sich verjüngenden Form geformt. Mit anderen Worten sind sowohl das antriebsseitige Einsetzloch 227 als auch das Einsetzloch 145 auf der stationären Seite relativ zu der Mittelachse CL geneigt, sodass der Lochdurchmesser von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 als auch dem Einsetzloch 145 auf der stationären Seite in der axialen Richtung DRa fortschreitend erhöht oder verringert wird.
Genauer gesagt ist die Lochinnenwand des antriebsseitigen Einsetzlochs 227 relativ zu der axialen Richtung DRa geneigt. Ein Lochdurchmesser Φr1 des einen Endabschnitts 227a des antriebsseitigen Einsetzlochs 227, welcher in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist, ist bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 am kleinsten, und ein Lochdurchmesser Φr2 des anderen Endabschnitts 227b des antriebsseitigen Einsetzlochs 227, welcher in der axialen Richtung DRa der anderen Seite zugewandt ist, ist größer als der Lochdurchmesser Φr1 des einen Endabschnitts 227a. Der Lochdurchmesser Φr2 des anderen Endabschnitts 227b des antriebsseitigen Einsetzlochs 227, welcher in der axialen Richtung DRa der anderen Seite zugewandt ist, ist bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 am größten.
Außerdem ist die Lochinnenwand des Einsetzlochs 145 auf der stationären Seite relativ zu der axialen Richtung DRa geneigt. Ein Lochdurchmesser Φs1 des einen Endabschnitts 145a des Einsetzlochs 145 auf der stationären Seite, welcher in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist, ist bei dem Einsetzloch 145 auf der stationären Seite am kleinsten, und ein Lochdurchmesser Φs2 des anderen Endabschnitts 145b des Einsetzlochs 145 auf der stationären Seite, welcher in der axialen Richtung DRa der anderen Seite zugewandt ist, ist größer als der Lochdurchmesser Φs1 des einen Endabschnitts 145a. Der Lochdurchmesser Φs2 des anderen Endabschnitts 145b ist bei dem Einsetzloch 145 auf der stationären Seite am größten.
Bei dieser Konfiguration ist es möglich, das Neigen der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 zusammen mit der Welle 18 zu beschränken, wenn die Welle 18 aus irgendeinem Grund ausgehend von der vorgesehenen Soll-Stellung der Welle 18 geneigt ist. Daher wird der ausreichende Grad eines engen Kontakts zwischen der Antriebsscheibe 22 und der stationären Scheibe 14 beibehalten.
Der Rest der Konfiguration der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform. Die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann die Vorteile erzielen, welche durch die gemeinsame Konfiguration oder eine äquivalente Konfiguration erzielt werden, die der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform gemein oder äquivalent zu dieser ist.

(1) Die Innenwand von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 als auch dem Einsetzloch 145 auf der stationären Seite ist in der sich verjüngenden Form geformt. Selbst bei dieser Konfiguration ist es möglich, die Antriebsscheibe 22 und die stationäre Scheibe 14 zu erhalten, bei welchen jeweils der Lochdurchmesser von dem zumindest einen der zwei Endabschnitte des Einsetzlochs 227, 145, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des Einsetzlochs 227, 145.

Modifikationen der zweiten Ausführungsform
Die Form des antriebsseitigen Einsetzlochs 227 kann sich von der vorstehend beschriebenen Form des antriebsseitigen Einsetzlochs 227 unterscheiden, solange der Lochdurchmesser von zumindest einem der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs 227, welche einander gegenüber angeordnet sind, größer ist als der kleinste Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 227. Dies gilt auch für das Einsetzloch 145 auf der stationären Seite.
Zum Beispiel kann das antriebsseitige Einsetzloch 223 zwischen den zwei Endabschnitten des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, einen Abschnitt mit kleinstem Lochdurchmesser aufweisen, wobei der Lochdurchmesser des Abschnitts mit kleinstem Lochdurchmesser an dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 am kleinsten ist, wie in 21 gezeigt wird. In diesem Fall können die Lochdurchmesser der zwei Endabschnitte des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber angeordnet sind, einander im Wesentlichen gleichen, oder können sich voneinander unterscheiden.
Das antriebsseitige Einsetzloch 227 kann derart konfiguriert sein, dass der Lochdurchmesser der anderen Seite des antriebsseitigen Einsetzlochs 227, welches in der axialen Richtung DRa der anderen Seite zugewandt ist, bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 am kleinsten ist, und der Lochdurchmesser der einen Seite des antriebsseitigen Einsetzlochs 227, welches in der axialen Richtung DRa der einen Seite zugewandt ist, bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 227 am größten ist. Das antriebsseitige Einsetzloch 227 kann derart konfiguriert sein, dass das antriebsseitige Einsetzloch 227 nicht entlang der ganzen axialen Ausdehnung des antriebsseitigen Einsetzlochs 227 relativ zu der Mittelachse CL geneigt ist, und ein Abschnitt des antriebsseitigen Einsetzlochs 227 kann relativ zu der axialen Richtung DRa geneigt sein.
Andere Ausführungsformen
Obwohl vorstehend die repräsentativen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Die Komponenten der Ventilvorrichtung 10 sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Komponenten beschränkt, sondern können sich von den vorstehend beschriebenen Komponenten unterscheiden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird das Beispiel beschrieben, bei welchem das antriebsseitige Einsetzloch 223 und das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite identisch geformt sind. Alternativ können sich die Form des antriebsseitigen Einsetzlochs 223 und die Form des Einsetzlochs 143 auf der stationären Seite voneinander unterscheiden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die zwei Endabschnitte der Welle 18, welche einander in der axialen Richtung DRa gegenüber liegen, durch das Gehäuse 12 drehbar gestützt. Allerdings ist die Stützstruktur der Welle 18 nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann die andere Seite der Welle 18, welche der anderen Seite in der axialen Richtung DRa zugewandt ist, durch das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite der stationären Scheibe 14 gestützt werden. Außerdem weist die stationäre Scheibe 14 bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite auf. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und das Einsetzloch 143 auf der stationären Seite kann aus der stationären Scheibe 14 beseitigt bzw. weggelassen werden.
Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben, ist es wünschenswert, dass der Zwischenraum zwischen der Welle 18 und dem Abschnitt mit kleinstem Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welcher bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 den kleinsten Lochdurchmesser aufweist, derart eingestellt ist, dass dieser kleiner gleich dem Zwischenraum zwischen dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d und der peripheren Wand 222 der Scheibe ist. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann der größte Zwischenraum zwischen der Welle 18 und dem Abschnitt mit kleinstem Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs 223, welcher bei dem antriebsseitigen Einsetzloch 223 den kleinsten Lochdurchmesser aufweist, größer sein als der kleinste Zwischenraum zwischen dem zweiten der Scheibe gegenüberliegenden Abschnitt 122d und der peripheren Wand 222 der Scheibe.
Wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wird, ist es wünschenswert, dass der Dichtring 15, welcher den Spalt zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a abdichtet, zwischen der stationären Scheibe 14 und dem Montageabschnitt 122a platziert ist. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt, und der Dichtring 15 kann beseitigt bzw. weggelassen werden.
Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben, ist es wünschenswert, dass die Welle 18 den Wellenkern 181, der aus dem Metall hergestellt ist, und den Halter 182, der aus dem Harz hergestellt ist, beinhaltet. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. Die Welle 18 kann zum Beispiel derart ausgebildet sein, dass der Wellenkern 181 und der Halter 182 aus einem aus dem Metallmaterial und dem Harzmaterial hergestellt sind. Die Welle 18 kann als eine Welle ausgebildet sein, bei welcher eine Struktur, die dem Wellenkern 181 entspricht, zu dem Halter 182 hinzugefügt ist.
So wie bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist es wünschenswert, dass die Ventilvorrichtung 10 die Torsionsfedern 28, 30 aufweist. Allerdings ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Torsionsfedern 28, 30 können weggelassen werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird veranschaulicht, dass die zwei Endabschnitte der Welle 18 durch das Gehäuse 12 drehbar gestützt werden. Allerdings ist die Ventilvorrichtung 10 nicht darauf beschränkt. Bei der Ventilvorrichtung 10 kann zum Beispiel ein Endabschnitt der Welle 18 durch die stationäre Scheibe 14 drehbar gestützt werden. Außerdem kann bei der Ventilvorrichtung 10 zum Beispiel lediglich einer der zwei Endabschnitte der Welle 18 durch das Gehäuse 12 drehbar gestützt werden.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform spannt die Kompressionsfeder 26 den Rotor 20 gegen die stationäre Scheibe 14 vor. Allerdings ist die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Die Ventilvorrichtung 10 kann derart konfiguriert sein, dass zum Beispiel ein Elastomer, welches in einer zylindrischen rohrförmigen Form geformt ist und in der axialen Richtung DRa der Welle 18 federnd verformbar ist, dazu verwendet werden kann, den Rotor 20 gegen die stationäre Scheibe 14 vorzuspannen. Außerdem kann die Ventilvorrichtung 10 derart konfiguriert sein, dass ein Druckunterschied zwischen dem Raum 12d auf der Seite des Einlasses und dem Raum 12e auf der Seite des Auslasses dazu verwendet werden kann, den Rotor 20 gegen die stationäre Scheibe 14 vorzuspannen. Wie vorstehend angegeben ist, ist die Kompressionsfeder 26 bei der Ventilvorrichtung 10 keine wesentliche Komponente.
Wie bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben wird, ist es wünschenswert, dass bei der Ventilvorrichtung 10 der Hebel 24 den Eingriffsabschnitt beinhaltet, welcher dazu konfiguriert ist, in dem Zustand, in welchem die zweite Torsionsfeder 30 zwischen dem Eingriffsabschnitt und der Welle 18 eingeschoben ist, mit der Welle 18 in Eingriff zu stehen. Allerdings kann dieser Eingriffsabschnitt weggelassen werden.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird veranschaulicht, dass die Ventilvorrichtung 10 als das Dreiwegeventil ausgebildet ist. Allerdings ist die Ventilvorrichtung 10 nicht auf das Dreiwegeventil beschränkt. Die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel als ein Strömungsraten-Einstellventil oder ein An-/Aus-Ventil konfiguriert sein, welches einen Fluideinlass und einen Fluidauslass aufweist. In diesem Fall ist ein Strömungsdurchlassloch an der stationären Scheibe 14 ausgebildet. Die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel: ein Vielwegeventil, das einen Fluideinlass und drei Fluidauslässe oder mehr aufweist; ein Vielwegeventil, das drei Fluideinlässe oder mehr und einen Fluidauslass aufweist, oder ein Vielwegeventil, das eine Mehrzahl von Fluideinlässen und eine Mehrzahl von Fluidauslässen aufweist, sein.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird das Beispiel beschrieben, bei welchem die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung als das Steuerventil für das Fahrzeug angewendet wird. Allerdings kann die Ventilvorrichtung 10 der vorliegenden Offenbarung auch als ein Steuerventil für andere Maschinen, welche andere sind als das Fahrzeug, angewendet werden.
Selbstverständlich sind bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Komponenten der Ausführungsform(en) nicht notwendigerweise wesentlich, außer wenn eindeutig angegeben ist, dass diese wesentlich sind, und wenn diese eindeutig als grundsätzlich wesentlich anzusehen sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind, wenn die numerischen Werte wie beispielsweise die Anzahl, ein numerischer Wert, eine Menge, ein Bereich und dergleichen der Komponenten der Ausführungsform(en) dargelegt werden, die numerischen Werte nicht auf die beschränkt, die bei der Ausführungsform/den Ausführungsformen beschrieben werden, außer wenn eindeutig angegeben ist, dass die numerischen Werte wesentlich sind, und wenn die numerischen Werte eindeutig als grundsätzlich wesentlich anzusehen sind.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind, wenn eine Form, eine Positionsbeziehung und dergleichen der Komponente(n) dargelegt sind, die Form, Positionsbeziehung und dergleichen nicht auf die beschränkt, die bei der Ausführungsform/den Ausführungsformen beschrieben werden, sofern dies nicht anderweitig spezifiziert ist oder diese nicht grundsätzlich auf die beschränkt sind, die bei der Ausführungsform/den Ausführungsformen beschrieben werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2021071790 [0001]
JP 2002257248 A [0004]

Claims

Ventilvorrichtung, aufweisend: ein Gehäuse (12), das an einer Innenseite des Gehäuses einen Fluiddurchlass ausbildet, wobei der Fluiddurchlass dazu konfiguriert ist, ein Fluid durch den Fluiddurchlass zu leiten; eine stationäre Scheibe (14), die in einer Plattenform geformt und an der Innenseite des Gehäuses fixiert ist, wobei die stationäre Scheibe zumindest ein Durchlassloch (141, 142) aufweist, welches dazu konfiguriert ist, das Fluid durch das zumindest eine Durchlassloch zu leiten; eine Antriebsvorrichtung (16), die dazu konfiguriert ist, eine Drehkraft auszugeben; eine Welle (18), die dazu konfiguriert ist, durch die Drehkraft um eine Mittelachse (CL) gedreht zu werden, welche vorgegeben ist; einen Rotor (20), der dazu konfiguriert ist, einen Öffnungsgrad des zumindest einen Durchlasslochs als Reaktion auf eine Drehung der Welle zu erhöhen oder verringern; und ein Vorspannbauteil (26), das dazu konfiguriert ist, den Rotor gegen die stationäre Scheibe vorzuspannen, wobei: der Rotor Folgendes beinhaltet: eine Antriebsscheibe (22), die in einer Plattenform geformt ist und dazu konfiguriert ist, in einem Zustand, in welchem die Antriebsscheibe der stationären Scheibe gegenüberliegt, relativ zu der stationären Scheibe zu gleiten; und einen Hebel (24), der an der Antriebsscheibe fixiert ist und die Antriebsscheibe und die Welle miteinander koppelt, um eine integrale Drehung der Antriebsscheibe und der Welle in einem Zustand zu ermöglichen, in welchem die Antriebsscheibe in einer axialen Richtung der Welle versetzbar ist; die Antriebsscheibe ein antriebsseitiges Einsetzloch (223, 227) aufweist, durch welches die Welle eingesetzt wird; ein Außendurchmesser eines eingesetzten Abschnitts der Welle, welcher durch das antriebsseitige Einsetzloch eingesetzt wird, als ein Wellendurchmesser definiert ist; und ein Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs größer ist als der Wellendurchmesser, und ein Lochdurchmesser von zumindest einem von zwei Endabschnitten des antriebsseitigen Einsetzlochs, welche einander in der axialen Richtung gegenüber angeordnet sind, größer ist als ein kleinster Lochdurchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die stationäre Scheibe ein Einsetzloch (143, 145) auf der stationären Seite aufweist, durch welches die Welle eingesetzt wird; und ein Lochdurchmesser des Einsetzlochs auf der stationären Seite größer ist als der Wellendurchmesser, und ein Lochdurchmesser von zumindest einem von zwei Endabschnitten des Einsetzlochs auf der stationären Seite, welche einander in der axialen Richtung gegenüber angeordnet sind, größer ist als ein kleinster Lochdurchmesser des Einsetzlochs auf der stationären Seite.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Innenwand von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch (223) als auch dem Einsetzloch (143) auf der stationären Seite in einer gestuften Form geformt ist.
Ventilvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Innenwand von sowohl dem antriebsseitigen Einsetzloch (227) als auch dem Einsetzloch (145) auf der stationären Seite in einer sich verjüngenden Form geformt ist.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Gehäuse eine der Scheibe gegenüberliegende Wand (122d) aufweist, die der Antriebsscheibe in einer Richtung gegenüberliegt, welche senkrecht zu der axialen Richtung verläuft; die Antriebsscheibe eine periphere Wand (222) der Scheibe aufweist, die der der Scheibe gegenüberliegenden Wand gegenüberliegt; und ein Zwischenraum zwischen der Welle und einem Abschnitt mit kleinstem Durchmesser des antriebsseitigen Einsetzlochs, welcher bei dem antriebsseitigen Einsetzloch den kleinsten Lochdurchmesser aufweist, derart eingestellt ist, dass dieser kleiner gleich einem Zwischenraum zwischen der der Scheibe gegenüberliegenden Wand und der peripheren Wand der Scheibe ist.
Ventilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: die Antriebsscheibe eine Gleitoberfläche (120) aufweist, die der stationären Scheibe gegenüberliegt; das Gehäuse einen Montageabschnitt (122a) aufweist, der eine hintere Oberfläche der stationären Scheibe kontaktiert, welche gegenüber einer Kontaktoberfläche der stationären Scheibe angeordnet ist, die in Kontakt mit der Gleitoberfläche platziert ist; und ein Dichtring (15) zwischen der stationären Scheibe und dem Montageabschnitt platziert ist und dazu konfiguriert ist, einen Spalt zwischen der stationären Scheibe und dem Montageabschnitt abzudichten.