(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
熱源から冷却器に向けて冷却用流体が流れる流出流路と、前記冷却器から前記熱源に向けて冷却用流体が流れる流入流路と、前記流出流路と前記流入流路とを連通するバイパス流路と、前記流出流路と前記バイパス流路との間に設けられた着座面と、が形成されたハウジングと、
前記着座面に着座する弁体と、前記弁体を押圧するピストンと、前記冷却用流体の温度が予め定めた温度以上である場合に前記弁体が前記着座面に着座する位置まで前記ピストンをストロークさせる感温体と、を有するバルブ本体と、
前記弁体を前記着座面に着座する位置に保持する初期弁閉塞手段と、
を備え、
前記初期弁閉塞手段は、
取付時に前記弁体が着座面に着座する閉塞位置に前記弁体を保持し、前記ピストンが前記弁体を押圧した場合に前記閉塞位置から前記弁体を解放する保持手段を具備する
ことを特徴とするバイパスバルブ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、冷却用流体の温度が上昇した場合にバイパス経路をなす流路を閉塞し、循環経路に冷却用流体が流れるバイパスバルブは、上述したプラグを設けても、プラグをねじ込むことにより、弁を閉塞することはできない。
上記実情を鑑みて、本発明は、冷却用流体の温度が上昇した場合に弁体が弁を閉塞するバイパスバルブにおいて、冷却用流体を加熱することなく、弁を閉塞できるバイパスバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記実情を考慮して、本発明は、熱源から冷却器に向けて冷却用流体が流れる流出流路と、前記冷却器から前記熱源に向けて冷却用流体が流れる流入流路と、前記流出流路と前記流入流路とを連通するバイパス流路と、前記流出流路と前記バイパス流路との間に設けられた着座面と、が形成されたハウジングと、前記着座面に着座する弁体と、前記弁体を押圧するピストンと、前記冷却用流体の温度が予め定めた温度以上である場合に前記弁体が前記着座面に着座する位置まで前記ピストンをストロークさせる感温体と、を有するバルブ本体と、前記弁体を前記着座面に着座する位置に保持する初期弁閉塞手段と、を備え
、前記初期弁閉塞手段は、取付時に前記弁体が着座面に着座する閉塞位置に前記弁体を保持し、前記ピストンが前記弁体を押圧した場合に前記閉塞位置から前記弁体を解放する保持手段を具備することを特徴とする。
本発明によれば、
バルブ本体の取付時に閉塞位置に弁体を保持できる。これにより、冷却用流体を加熱することなく弁を閉塞できる。
【0006】
本発明の一態様では、前記バルブ本体は、バルブ本体全体の移動によって前記弁体を前記着座面から接離させる構成であり、前記初期弁閉塞手段は、前記バルブ本体全体を移動させることが好ましい。
このようにすれば、バルブ本体全体を開放位置から閉塞位置に移動させ、バルブ本体全体を閉塞位置に保持できる。これにより、冷却用流体を加熱することなく弁を閉塞できる。
【0007】
また、本発明の一態様では、前記初期弁閉塞手段は、前記バルブ本体全体を移動させるネジ機構を具備することが好ましい。
このようにすれば、閉塞位置に移動したバルブ本体全体を開放位置に移動させ、開放位置に固定できる。
【0009】
また、本発明の一態様では、前記保持手段は、前記ピストンと前記感温体との間に介在し、前記ピストンと前記感温体との間隔を確保する一方、前記感温体が前記ピストンを押圧した場合に前記ピストンと前記感温体との間から脱落する介在物で構成されることが好ましい。
このようにすれば、介在物がピストンと感温体との間に介在し、弁体と感温体との間隔を確保するので、バルブ本体の取付時に閉塞位置に弁体を保持できる。これにより、冷却用流体を加熱することなく弁体を閉塞できる。一方、ピストンが弁体を押圧した場合に弁体と感温体との間から介在物が脱落するので、以降、冷却用流体の温度により弁は開閉する。
【0010】
また、本発明の一態様では、前記バイパス流路には、前記弁体と前記感温体との間から脱落した介在物を前記弁体の移動領域から隔離するガイドを設けることが好ましい。
このようにすれば、弁体と感温体との間から脱落した介在物が弁体の移動領域に侵入し、弁体の移動を邪魔しにくくできる。
【0011】
また、本発明の一態様では、前記介在物は、積み木状に積み重ねられた複数のブロックで構成されることが好ましい。
このようにすれば、弁体と感温体との間から脱落した介在物は、複数のブロックに分解される。これにより、介在物が大きいままの場合よりも弁体の移動を邪魔しにくくできる。
【0012】
また、本発明の一態様では、前記介在物は、磁性体で構成され、前記バイパス流路の内壁に設けられ、前記介在物を吸着する磁石を備えることが好ましい。
このようにすれば、前記介在物が磁石に吸着され、弁体の移動を邪魔しにくくできる。
【発明の効果】
【0013】
以上説明したように、本発明によれば、弁体が着座面に着座する位置に保持する初期弁閉塞手段を設けたので、冷却用流体を加熱することなく弁を閉塞できる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却器バイパスバルブの好適な実施の形態を詳細に説明する。尚、ここでは、電気自動車やモータとエンジンを搭載したハイブリッド車等の電動車両の熱源と冷却器との間を冷却用液体(冷却用流体)が循環する循環経路に設置され、冷却用液体の温度が低い場合に冷却用液体が冷却器をバイパス(冷却器を通らずに循環)するバイパスバルブを例に説明するが、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【0016】
図1は、本発明の実施の形態であるバイパスバルブを設置する油冷回路を示す図である。
図1に示す油冷回路100は、電動車両に搭載されるもので、電動車両の電動モータ101を冷却する。油冷回路100は、熱源となる電動モータ101と、冷却器を構成するオイルクーラ102とを備えている。オイルクーラ102と対向する位置には、冷却ファン103が設けてあり、オイルクーラ102を通るオイルは冷却ファン103から送られた風によって冷却される。
【0017】
また、電動モータ101とオイルクーラ102との間には、オイルが循環する循環経路104が設置される。循環経路104には、オイルポンプ105とバイパスバルブ1,6が設置される。オイルポンプ105は、循環経路104にオイルを循環させるためのもので、本発明の実施の形態では、電動モータ101とバイパスバルブ1,6との間に設置される。バイパスバルブ1,6は、具体的には後述するが、オイルの温度が低い場合にオイルがオイルクーラ102をバイパスするためのものである。バイパスバルブ1,6は、電動モータ101(オイルポンプ105)からオイルクーラ102にオイルが流出する流出経路106と、オイルクーラ102から電動モータ101にオイルが流入する流入経路107とに跨がって設置される。
【0018】
[実施の形態1]
図2〜
図4は、本発明の実施の形態であるバイパスバルブの構成を示す断面図であって、
図2は、バルブ本体を取り付けた直後の状態を示す図、
図3は、オイルの温度が低いときの状態を示す図、
図4は、オイルの温度が高いときの状態を示す図である。
【0019】
図2に示すように、バイパスバルブ1は、ワックス式温度調整弁で、ハウジング2とバルブ本体3とを備えている。ハウジング2には、流出流路21、流入流路22、バイパス流路23、着座部24が形成されている。流出流路21は、電動モータ101からオイルクーラ102に向けてオイルが流れる流路で、ハウジング2の下部域を左右方向に貫通して設けられている。流入流路22は、オイルクーラ102から電動モータ101に向けてオイルが流れる流路で、ハウジング2の上部域を左右方向に貫通して設けられている。バイパス流路23は、流出流路21と流入流路22とを連通する流路で、ハウジング2の内部域において、流出流路21と流入流路22との間に設けられている。着座部24は、流出流路21とバイパス流路23との間に設けられ、そのバイパス流路23側の面が着座面241を構成する。また、着座部24の中央には、流出流路21とバイパス流路23とに連通する貫通口242が設けられている。
【0020】
バルブ本体3は、弁体31と感温体32とを備えている。弁体31は、着座部24に設けられた貫通口242を閉塞するためのもので、貫通口242を閉塞するのに十分な大きさを有する円板状に形成されている。また、弁体31は、一方の面にステム311が設けられている。ステム311は、弁体31の中心を通る軸線上に円柱状に形成され、ステム311の中心を通る軸線は、弁体31の中心を通る軸線と一致する。
【0021】
感温体32は、取付基部321、感温部322、ピストン323を有している。取付基部321は、円柱状に形成され、
図2において上方となる端部には、取付基部321の中心を通る軸線に沿って有底のネジ穴が形成され、該ネジ穴は端部の端面に開口する。感温部322は、設定された温度で膨張するワックスが封入される部分で、取付基部321の下方に形成されている。感温部322は、取付基部321の中心を通る軸線上に円柱状に形成され、感温部322の中心を通る軸線は、取付基部321の中心を通る軸線と一致する。また、感温部322の取付基部321と反対側となる端部(
図2において下方となる端部)には、ピストン323を進退可能に収容する摺動口(図示せず)が設けられている。摺動口は、感温部322の中心を通る軸線を中心に形成されている。
【0022】
ピストン323は、上述したように、感温部322に設けられた摺動口に進退可能に収納され、感温部322に封入されたワックスが膨張すると、感温部322から押し出され、膨張したワックスが収縮すると感温部322に収容可能となる。ピストン323は、円柱状に形成され、その下端部には、ピストン323の中心を通る軸線を中心とする円板状のフランジ323Aが設けられている。また、下端部には、ピストン323の中心を通る軸線を中心とする収容孔323Bが設けられ、上述したステム311が進退可能に収容されている。
【0023】
また、ピストン323(フランジ323A)と弁体31との間には、バネ33が取り付けられている。バネ33は、弁体31に弾発性を与える圧縮バネ(押圧バネ)で、弁体31が着座面241に着座した後はバネ33が縮むとともに、収容孔323Bにステム311を収容することにより、弁体31が着座した状態を維持する。一方、ピストン323が上昇すると、バネ33が自然長に戻り、弁体31を上昇させる。
【0024】
また、ピストン323(フランジ323A)と感温部322との間には、バネ34が取り付けられている。バネ34は、ピストン323を引き込むための引張バネ(復帰バネ)で、感温部322に封入したワックスが収縮した場合にピストン323を感温部322の内部に引き込む。
【0025】
バルブ本体3は、プラグ4に取り付けられた状態で、ハウジング2に取り付けられる。プラグ4は、ハウジング2のバイパス流路23の上方に設けられた段付穴に螺合する蓋状の部材である。尚、段付穴は、貫通口242の中心を通る軸線を中心に形成され、下方域に雌ネジが形成され、その上方域に座が形成されている。
【0026】
プラグ4は、ネジ部4A、フランジ部4B、取付凹部4Cを有している。ネジ部4Aは、ハウジング2に形成された段付穴(雌ネジ)と螺合する部分で、フランジ部4B、取付凹部4Cは、ネジ部4Aの中心を通る軸線を中心とする円板状に形成されている。これにより、プラグ4が段付穴に螺合すると、取付凹部4Cの中心を通る軸線が貫通口242の中心を通る軸線と一致する。
【0027】
取付凹部4Cは、バルブ本体3の取付基部321を移動可能に収容する部分で、その内部には、Oリング溝4Dが形成され、Oリング44が収容されている。そして、バルブ本体3の取付基部321が嵌合される。また、プラグ4には、ワッシャ付ボルト41(初期弁閉塞手段)が貫通する孔が設けてあり、ワッシャ42を保持したワッシャ付ボルト41は溶接43にてワッシャ42の部分がプラグ4へ固定されている。そして、このワッシャ付ボルト41は、バルブ本体3の取付基部321の端部に設けられた雌ネジに螺合する。
【0028】
上述した本発明の実施の形態1であるバイパスバルブ1は、ハウジング2にバルブ本体3を取り付けた状態で、弁体31が着座部24の着座面241に着座する(閉鎖位置)。この位置を初期位置とし、バルブが通常作動(冷却用液体の温度に応じてバルブを開閉する作動)する前に冷却用液体の温度によらず弁体31を着座させておく位置である。この状態では、電動モータ101からオイルクーラ102にオイルが流れ、オイルクーラ102から電動モータ101にオイルが流れる。これにより、オイルを加熱しなくても、オイルクーラ102の液漏れ等の検査が可能となる。
【0029】
一方、検査を終了すると、
図3に示すように、ワッシャ付ボルト41を回すことにより、ハウジング2に対してバルブ本体全体を開放位置に移動させる。これにより、弁体31が着座部24の着座面241から離反し、弁が開放される。この状態では、電動モータ101からバイパス流路23とオイルクーラ102にオイルが流れようとする。しかしながら、この状態では、オイルクーラ102の入口側と出口側の圧力差がほとんど無く、オイルクーラ102にオイルは流れない。
【0030】
他方、電動モータ101によりオイルが加熱され、感温部322に封入されたワックスが膨張すると、
図4に示すように、感温部322からピストン323が進出し、弁体31が着座部24の着座面241に着座する。この状態では、電動モータ101からオイルクーラ102にオイルが流れ、オイルクーラ102から電動モータ101にオイルが流れる。
【0031】
上述した本発明の実施の形態1であるバイパスバルブ1は、ハウジング2にバルブ本体3を取り付けた状態で、弁体31を着座部24の着座面241に着座させることができる。したがって、オイルポンプ105を運転すれば、電動モータ101からバイパスバルブ1(流出流路21)を通りオイルクーラ102にオイルが供給され、オイルクーラ102からバイパスバルブ(流入流路22)を通り電動モータ101にオイルが供給される。これにより、オイルを加熱しなくてもオイルクーラ102の液漏れ等の検査が可能である。
【0032】
また、バイパスバルブ1は、任意のタイミングで、バルブ本体全体を開放位置あるいは閉鎖位置に移動させることができるので、オイルクーラ102の液漏れ等の検査を任意のタイミングで行うことができる。
【0033】
[実施の形態2]
図5〜
図7は、本発明の実施の形態2であるオイルクーラバイパスバルブの構成を示す図である。また、
図8は、
図5に示した状態からオイルの温度が高くなった時の状態を示す図、
図9は、
図8に示した状態からオイルの温度が低くなった時の状態を示す図、
図10は、
図9に示した状態からオイルの温度が高くなった時の状態を示す図である。
【0034】
図5に示すように、バイパスバルブ6は、ワックス式温度調整弁で、ハウジング7とバルブ本体8とを備えている。ハウジング7には、流出流路71、流入流路72、バイパス流路73、着座部74が形成されている。流出流路71は、電動モータ101からオイルクーラ102に向けてオイルが流れる流路で、ハウジング7の下部域を左右方向に貫通して設けられている。流入流路72は、オイルクーラ102から電動モータ101に向けてオイルが流れる流路で、ハウジング7の上部域を左右方向に貫通して設けられている。バイパス流路73は、流出流路71と流入流路72とを連通する流路で、ハウジング7の内部域において、流出流路71と流入流路72との間に設けられている。着座部74は、流出流路71とバイパス流路73との間に設けられ、そのバイパス流路73側の面が着座面741を構成する。また、着座部74の中央には、流出流路71とバイパス流路73とに連通する貫通口742が設けられている。
【0035】
また、着座部74の上面には、ガイド75が設けられている。ガイド75は、後述するブロック77を弁体81の移動域から隔離するためのもので、弁体81よりもやや大きめの円環状に形成されている。また、バイパス流路73の内壁には、磁石76が設けられている。磁石76は、後述するブロック77を吸着するものである。
【0036】
バルブ本体8は、弁体81と感温体82とを備えている。弁体81は、着座部74に設けられた貫通口742を閉塞するためのもので、貫通口742を閉塞するのに十分な大きさを有する円板状に形成されている。また、弁体81は、一方の面にステム811が設けられている。ステム811は、弁体81の中心を通る軸線上に円柱状に形成され、ステム811の中心を通る軸線は、弁体81の中心を通る軸線と一致する。
【0037】
感温体82は、取付基部821、感温部822、ピストン823を有している。取付基部821は、円柱状に形成される。感温部822は、設定された温度で膨張するワックスが封入される部分で、取付基部821の下方に形成されている。感温部822は、取付基部821の中心を通る軸線上に円柱状に形成され、感温部822の中心を通る軸線は、取付基部821の中心を通る軸線と一致する。また、感温部822の取付基部821と反対側となる端部(
図5において下方となる端部)には、ピストン823を進退可能に収容する摺動口(図示せず)が設けられている。摺動口は、感温部822の中心を通る軸線を中心に形成されている。
【0038】
ピストン823は、上述したように、感温部822に設けられた摺動口に進退可能に収納され、感温部822に封入されたワックスが膨張すると、感温部822から押し出され、膨張したワックスが収縮すると感温部822に収容可能となる。ピストン823は、円柱状に形成され、その下端部には、ピストン823の中心を通る軸線を中心とする円板状のフランジ823Aが設けられている。また、下端部には、ピストン823の中心を通る軸線を中心とする収容孔823Bが設けられ、上述したステム811が進退可能に収容されている。
【0039】
また、ピストン823(フランジ823A)と弁体81との間には、バネ83が取り付けられている。バネ83は、弁体81に弾発性を与える圧縮バネ(押圧バネ)で、弁体81が着座面741に着座した後はバネ83が縮むとともに、収容孔にステム811を収容することにより、弁体81が着座した状態を維持する。
【0040】
また、ピストン823(フランジ823A)と感温部822との間には、バネ84が取り付けられている。バネ84は、ピストン823を引き込むための引張バネ(復帰バネ)で、感温部822に封入したワックスが収縮した場合にピストン823を感温部822の内部に引き込み、弁体81も上昇させる。
【0041】
また、ピストン823のフランジ823Aには、一対のピン823A1が設けられている。一対のピンは、複数のブロック77(初期弁閉塞手段)を積み重ねるためのもので、
図7に示すように、フランジ823Aの中心を通る直線からオフセットされた位置に設けられている。
【0042】
図5〜
図8に示すように、ピストン823(フランジ823Aに設けたピン823A1)と感温部822との間には、複数のブロック77(本実施の形態では3つずつ)が積み木状に積み重ねた状態でセットされている。複数のブロック77は、ピストン823(ピン823A1)と感温部822との間に介在し、ピストン823と感温部822との間隔を確保する。一方、感温部822がピストン823を押圧した場合にピストン823と感温部822との間から脱落する。
【0043】
バルブ本体8は、プラグ9に取り付けられた状態で、ハウジング7に取り付けられる。プラグ9は、ハウジング7のバイパス流路73の上方に設けられた段付穴に螺合する蓋状の部材である。尚、段付穴は、貫通口742の中心を通る軸線を中心に形成され、下方域に雌ネジが形成され、その上方域に座が形成されている。また、バルブ本体8は、取付基部821の中心を通る軸線とプラグ9の中心を通る軸線とが一致するように、プラグ9に取り付けられている。
【0044】
プラグ9は、ネジ部9A、フランジ部9Bを有している。ネジ部9Aは、ハウジング7に形成された段付穴(雌ネジ)と螺合する部分で、フランジ部9Bは、ネジ部9Aの中心を通る軸線を中心とする円板状に形成されている。これにより、プラグ9が段付穴に螺合すると、プラグ9の中心を通る軸線が貫通口742の中心を通る軸線と一致する。
【0045】
上述した本発明の実施の形態2であるバイパスバルブ6は、ハウジング7にバルブ本体8を取り付けた状態で、弁体81が着座部74の着座面741に着座する。この位置を初期位置とし、バルブが通常作動(冷却用液体の温度に応じてバルブを開閉する作動)する前に冷却用液体の温度によらず弁体31を着座させておく位置である。この状態では、電動モータ101からオイルクーラ102にオイルが流れ、オイルクーラ102から電動モータ101にオイルが流れる。これにより、オイルを加熱しなくても、オイルクーラ102の液漏れ等の検査が可能となる。
【0046】
一方、検査を終了し、電動モータ101を運転すると、オイルが加熱され、感温部822がピストン823を押し出す。すると、
図8に示すように、ピストン823(ピン823A1)と感温部822との間からブロック77が脱落する。脱落したブロック77は、ガイド75によって弁体81の移動域から排除される。
【0047】
その後、オイルが冷却されると、バネ84の弾性復元力が作用し、ピストン823が感温部822に収容される。すると、
図9に示すように、弁体81が着座部74の着座面741から離反し、弁を開放する。この状態では、電動モータ101からバイパス流路73とオイルクーラ102にオイルが流れようとする。しかしながら、この状態では、オイルクーラ102の入口側と出口側の圧力差がほとんどなくなり、オイルクーラ102にオイルは流れない。
【0048】
その後、電動モータ101によりオイルが加熱され、感温部822に封入されたワックスが膨張すると、
図10に示すように、感温部822からピストン823が進出し、弁体81が着座部74の着座面741に着座する。この状態では、電動モータ101からオイルクーラ102にオイルが流れ、オイルクーラ102から電動モータ101にオイルが流れる。
【0049】
上述した本発明の実施の形態2であるバイパスバルブ6は、上述した初期弁閉塞手段によってハウジング7にバルブ本体8を取り付けた状態で、弁体81を着座部74の着座面741に着座させることができる。したがって、オイルポンプ105を運転すれば、電動モータ101からバイパスバルブ6(流出流路71)を通りオイルクーラ102にオイルが供給され、オイルクーラ102からバイパスバルブ(流入流路72)を通り電動モータ101にオイルが供給される。これにより、オイルを加熱しなくてもオイルクーラ102の液漏れ等の検査が可能である。
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、発明の形態は本実施形態に限定されるものではない。例えば上記では感温体を含むバルブ本体を、弁体を着座面に着座させた状態の閉塞部よりも流入流路側に設けたが、流出流路側に設けてもよい。
本実施形態では、バルブが通常作動(冷却用液体の温度に応じてバルブを開閉する作動)する前に冷却用液体の温度によらず弁体31を着座させておくとしたが、これに限るものではなく、例えば冷却液交換後に液漏れチェックをする際に着座させる位置としてもよい。
また、本実施形態では冷却用液体としたが、これに限るものではなく、気体やジェルなどの流体を用いてもよい。
また、本実施例ではピストンを進出させることで弁体を閉塞位置までストロークさせたが、これに限るものではなく、例えばピストンを後退(引く)させることにより閉塞位置までストロークさせてもよい。