特許 7525665 積層式ポンプ及びバルブ冷却水モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】積層式ポンプ及びバルブ冷却水モジュール

(51)【国際特許分類】

   F01P 3/12 20060101AFI20240723BHJP

【ＦＩ】

F01P3/12

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022577739

(86)(22)【出願日】2021-07-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-25

(86)【国際出願番号】 KR2021009355

(87)【国際公開番号】W WO2022025512

(87)【国際公開日】2022-02-03

【審査請求日】2022-12-16

(31)【優先権主張番号】16/939,217

(32)【優先日】2020-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】516011246

【氏名又は名称】ハンオン システムズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クローサー，デービッド

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２７１２５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５１２５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｐ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層式モジュール組立体であって、
第１単一電力共有連結部、第１流動装置、第１バルブ、第１流体入口、および一対の第１流体出口を含み、前記第１流体入口から前記一対の第１流体出口に向かう方向に流体を流すように構成され、前記第１バルブが、前記第１流体入口からそれぞれの第１流体出口に流れる流体の分配を決定するように構成される第１単一モジュールと、
第２単一電力共有連結部、第２流動装置、第２バルブ、第２流体入口、および一対の第２流体出口を含み、前記第１単一モジュールに結合され、前記第２流動装置が、前記第２流体入口から前記一対の第２流体出口に向かう方向に流体を流すように構成され、前記第２バルブが、前記第２流体入口からそれぞれの第２流体出口に流れる流体の分配を決定するように構成される第２単一モジュールと、からなることを特徴とする積層式モジュール組立体。

【請求項2】

前記第１単一電力共有連結部は入力段及び出力段を含み、前記第２単一電力共有連結部は入力段及び出力段を含み、前記第１単一電力共有連結部の前記出力段は前記第２単一電力共有連結部の入力段と接触することを特徴とする請求項１に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項3】

前記第１単一電力共有連結部の入力段は電源と接触することを特徴とする請求項２に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項4】

前記第１単一電力共有連結部及び前記第２単一電力共有連結部のそれぞれの出力段は雌型連結部として構成されて、前記第１単一電力共有連結部及び前記第２単一電力共有連結部のそれぞれの入力段は雄型連結部として構成されることを特徴とする請求項２に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項5】

第３単一電力共有連結部、第３流動装置及び第３バルブを含む第３単一モジュールをさらに含み、前記第３単一モジュールは前記第２単一モジュールに結合されることを特徴とする請求項１に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項6】

前記第１バルブ及び前記第２バルブは３方向バルブであることを特徴とする請求項１に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項7】

前記第１バルブ及び前記第２バルブは一対の流体入口及び流体出口を含むことを特徴とする請求項６に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項8】

前記第１単一モジュール及び前記第２単一モジュールのそれぞれはエンジン制御ユニットまたは印刷回路基板組立体の中の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項9】

積層式モジュール組立体であって、
電源と、
第１単一電力共有連結部、第１流動装置、第１バルブ、第１流体入口、および一対の第１流体出口を含み、前記第１流体入口から前記一対の第１流体出口に向かう方向に流体を流すように構成され、前記第１バルブが、前記第１流体入口からそれぞれの第１流体出口に流れる流体の分配を決定するように構成される第１単一モジュールと、
第２単一電力共有連結部、第２流動装置、第２バルブ、第２流体入口、および一対の第２流体出口を含み、前記第１単一モジュールに結合され、前記第２流動装置が、前記第２流体入口から前記一対の第２流体出口に向かう方向に流体を流すように構成され、前記第２バルブが、前記第２流体入口からそれぞれの第２流体出口に流れる流体の分配を決定するように構成される第２単一モジュールと、からなることを特徴とする積層式モジュール組立体。

【請求項10】

前記電源と連通する第３モジュールをさらに含み、前記第３モジュールはバルブ及び流動装置を有する単一ユニットであることを特徴とする請求項９に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項11】

前記第１単一モジュールのバルブは３方向バルブであり、前記第１単一モジュールの流動装置はポンプであることを特徴とする請求項９に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項12】

前記第２単一モジュールのバルブは３方向バルブであり、前記第２単一モジュールの流動装置はポンプであることを特徴とする請求項９に記載の積層式モジュール組立体。

【請求項13】

前記第１単一モジュールと、前記第２単一モジュールのそれぞれは単一ハウジングに含まれることを特徴とする請求項９に記載の積層式モジュール組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は積層式ポンプ及び冷却水モジュールに係り、より詳しくは、車両パッケージング空間とプロセス及びメンテナンス複雑性の最小化を容易にするポンプ及びバルブを含む単一ユニットモジュールを提供し、それぞれのポンプ、バルブ及び電気的連結部（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を有する積層式ポンプ及び冷却水モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

公知のように、多くの構成要素は熱交換機、エンジン、タンク、バッテリー及び他の車両加熱及び冷却構成要素に流動（ｆｌｏｗ）を提供するポンプ及びバルブのような車両加熱及び冷却システムに使われる。付加的に、装着ブラケット、電気的連結部及びハーネス（ｈａｒｎｅｓｓ）と流体ホース連結部はポンプ及びバルブのような付加的な装置に対する必需品（ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ）が、例えば、車両の加熱及び冷却システムに使われる時に増加し始める。装置は電力を装置に供給するために電気的連結部を必要とする。しかし、さらに小型化した車両パッケージング及び付加的な構成要素に対する要求事項が続くことによって、組立及びメンテナンスの複雑性が増加する。さらに複雑な組立及びメンテナンスで費用が増加する。したがって、空間を最大化するために構成要素を統合することによって加熱及び冷却システムの複雑性を最小化しようとする要求がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、車両パッケージング空間とプロセス及びメンテナンス複雑性の最小化を容易にするポンプ及びバルブを含む単一ユニットモジュールで、他のモジュールと容易に電気的に連結可能なモジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記の課題を解決するために、本発明は、車両の流体回路用モジュールにおいて、流体移動装置、流体制御装置、及び前記流体移動装置及び前記流体制御装置に電力を提供するように構成された電力共有連結部を含む単一ハウジングを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0005】

本発明によれば、車両パッケージング空間とプロセス及びメンテナンス複雑性の最小化を容易にするポンプ及びバルブを含む単一ユニットモジュールとして、他のモジュールに容易に電気的に連結可能である。
また、本発明によれば、車両の流体回路用モジュールは単一ハウジングを含み、単一ハウジングは流体移動装置、流体制御装置及び電力共有連結部を含む。電力共有装置は電力を流体移動装置及び流体制御装置に提供するように構成される。
また、本発明によれば、積層式モジュール組立体は第１単一電力共有連結部、第１流動装置及び第１バルブを含む単一第１モジュールを含む。積層式モジュール組立体はまた第２単一電力共有連結部、第２流動装置及び第２バルブを含む単一第２モジュールを含み、単一第２モジュールは単一第１モジュールに結合される。
さらに、本発明によれば、積層式モジュール組立体は電源及び電源と連通する第１モジュールを含み、第１モジュールは単一ユニットであり、バルブ及び流動装置を有する。第２モジュールは電源と連通する。第２モジュールは単一ユニットであり、バルブ及び流動装置を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

本発明の前述した目的及び他の目的及び長所は添付された図面に照らして考慮される時、本発明の実施例に関する次の詳細な説明を読むことで、通常の技術者に容易に明白になるだろう。

【図1】本発明の積層式モジュール組立体の概略図である。

【図2】図１の積層式モジュール組立体のモジュールの正面斜視図である。

【図3】お互い結合される図２の一対のモジュールの正面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

次の詳細な説明及び添付された図面は本発明の多様な実施例を説明して例示する。説明及び図面は通常の技術者が本発明を製造して使用できるようにする役割をし、いかなる方式でも本発明の範囲を制限しようとするものではない。開示される方法と関連して、提示された段階は事実上例示的であるから、段階の順序は必要であるか、重要ではない。
本明細書において使われるように、実質的に「相当な程度」または「近接した」または通常の技術者により理解されるものと定義される。明示的に指示された場合を除いて、本説明における全ての数値数量は「約」という単語により修正されたものであると理解されるべきであり、全ての幾何学的及び空間的説明子は技術の最も広い範囲を説明する時「実質的」という単語により修正されたものと理解されるべきである。数値に適用される時「約（ａｂｏｕｔ）」は計算または測定が値に若干の不正確性を許容することを示す（値の正確性に対するあるアプローチ方式、概略または合理的に値にほぼ近接する）。

【0008】

ある理由から、「約」及び／または「実質的に」により提供された不正確性がこのような一般的な意味で本技術分野で異に理解されなければ、本明細書で使わるような「約」及び／または「実質的に」はこのようなパラメーターを測定するか使用する通常的な方法から発生し得る少なくとも変形を示す。参照により含まれた文書とこのような詳細な説明の間に任意の衝突または曖昧性が存在する場合、本詳細な説明は制御する。第１、第２、第３などの用語が本明細書で多様な要素、構成要素、領域、層及び／またはセクションを説明するために使用できるが、このような要素、構成要素、領域、層及び／またはセクションはこのような用語により制限されてはならない。

【0009】

このような用語は１つの要素、構成要素、領域、層またはセクションを他の領域、層またはセクションと区別するためにのみ使用できる。本明細書で使われる時「第１」、「第２」及び他の数値用語のような用語は文脈上明確に示されない限り、１つのシークエンスまたは順序を意味しない。したがって、以下で論議される第１要素、構成要素、領域、層またはセクションは例示的な実施例の教示を逸ず、第２要素、構成要素、領域、層またはセクションと称されることができる。
本開示は流体の流動を移動及び制御するための装置及び流体の流動を移動及び制御するための装置に電力を提供する電気的連結部を含む積層式モジュールを説明する。流体は例えば車両の冷却水ループまたは回路内の冷却流体として構成されることができる。

【0010】

図１は本発明の積層式モジュール組立体（１０）を図示する。積層式モジュール組立体（１０）は例えばエンジン冷却回路または車両の空調回路のような冷却回路に使用するために構成される。しかし、積層式モジュール組立体（１０）は所望の通り他の応用のための他の冷却回路に使用できると理解される。
組立体（１０）は複数のモジュール（１２）を含む。それぞれのモジュール（１２）は流動装置（１４）、バルブ（１６）及び電力共有連結部（１８）を含む。流動装置（１４）は例えばポンプまたは圧縮機である。しかし、流動装置（１４）は流体を１つの方向に流動させる代替装置であることができる。図のように、バルブ（１６）は流体回路（図示しない）にまたは流体回路から流体を収容または伝達するための３個のポート（２０）を有する３方向バルブである。しかし、バルブ（１６）は流体を収容または伝達するための２個のポートを有する２方向バルブまたは流体を収容または伝達するための４個のポートを有する４方向バルブのような任意のバルブであることができる。バルブ（１６）は電気的に駆動される。

【0011】

しかし、バルブ（１６）は空気電力、油圧電力または所望の通り電力の供給を受けられると理解される。図示した実施例において、バルブ（１６）は電力共有連結部（１８）と連通される。
図示した実施例における電力共有連結部（１８）は単一電力共有連結部（１８）である。本明細書で使われるように電力共有連結部（１８）を称する「単一（ｓｉｎｇｌｅ）」という用語は電力共有連結部（１８）がそれぞれのモジュール（１２）上で１つ以上ではない唯一の電力共有連結部であり、したがって任意の他の電力共有連結部がない。単一電力共有連結部（１８）は構成要素の統合及び車両パッケージング空間の最大化を容易にする。しかし、代案的な実施例において、図示はないが、所望の場合、モジュールは電力共有連結部（１８）の中の１つ以上を含むことができると理解される。

【0012】

流動装置（１４）、バルブ（１６）及び電力共有連結部（１８）は単一モジュールハウジング（２２）に含まれる。本明細書で使うようにモジュールハウジング（２２）を称する「単一」という用語は流動装置（１４）、バルブ（１６）及び電力共有連結部（１８）が別個のハウジングでない同一のハウジングに含まれることを意味し、ここで流動装置（１４）、バルブ（１６）及び電力共有連結部（１８）は単一ユニットとしてハウジング（２２）内で共に伝送されて流体回路内に設置されることができる。
それぞれのモジュール（１２）は流体回路から流体を収容するための流体入口（２４）及び流体を流体回路に伝達するための流体出口（２６）を含む。流動装置（１４）は流体が入口（２４）及び出口（２６）を通じてモジュール（１２）内外に流れるようにする。

【0013】

電力共有連結部（１８）は入力段（２８）及び出力段（３０）を含む。入力段（２８）は電源（３２）に結合される。電源（３２）は車両の電力回路（３４）または隣接したモジュール（１２）の中の１つの電力共有連結部（１８）の出力段（３０）であることができる。電力回路（３４）は車両の構成要素間のモジュール（１２）の通信を提供するための電力連結部、接地連結部（ＧＮＤ）及びローカル相互連結ネットワーク（ｌｏｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ ｎｅｔｗｏｒｋ、ＬＩＮ）連結部を含む。電力共有連結部（１８）の出力段（３０）は隣接したモジュール（１２）の中の１つの入力段（２８）に電力を提供する。電力共有連結部（１８）のそれぞれはモジュール（１２）と電源（３２）の間の通信を提供するＬＩＮ連結ライン及び電力連結ラインを含む。

【0014】

複数のモジュール（１２）は第１モジュール（１２ａ）、第２モジュール（１２ｂ）及び第３モジュール（１２ｃ）を含む。しかし、複数のモジュール（１２）は所望の場合３個より多いか少ないモジュールを含むことができると理解されるべきである。第１モジュール（１２ａ）は電力回路（３４）に隣接して、第１モジュール（１２ａ）のハウジング（２２）及び第１モジュール（１２ａ）の電力共有連結部（１８）は電力回路（３４）に直接結合するために構成される。第２モジュール（１２ｂ）は第１モジュール（１２ａ）に隣接して、第２モジュール（１２ｂ）のハウジング（２２）は第１モジュール（１２ａ）のハウジング（２２）に直接結合される。第２モジュール（１２ｂ）の電力共有連結部（１８）は第１モジュール（１２ａ）の出力段（３０）に直接結合される。第３モジュール（１２ｃ）は第２モジュール（１２ｂ）に隣接して、第３モジュール（１２ｃ）のハウジング（２２）は第２モジュール（１２ｂ）のハウジング（２２）に直接結合される。第３モジュール（１２ｃ）の電力共有連結部（１８）は第２モジュール（１２ｂ）の出力段（３０）に直接結合される。

【0015】

図２は本発明の一実施例によるモジュール（１２）を図示する。図示のように、モジュール（１２）は流動装置（１４）、バルブ（１６）及びハウジング（２２）に囲まれた電力共有連結部（１８）を含む。モジュール（１２）は１つの単一モジュール（１２）である。ハウジング（２２）の下部は流動装置（１４）を囲む。バルブ（１６）は３方向バルブとして構成される。しかし、バルブ（１４）は所望の場合両方向バルブまたは４方向バルブであることができると理解される。バルブ（１４）は所望の通り任意の数のポート（２０）を含むことができる。
図面は流動装置（１４）に隣接した流体入口（２４）及びモジュール（１２）の上部に隣接した流体出口（２６）の配置を図示するが、流体出口（２６）は流体入口であることができ、流体入口（２４）は流体出口であることができ、流体入口（２４）及び流体出口（２６）の配置は流体回路の応用によって所望の通りハウジング（２２）に対して位置できる。

【0016】

図示のように、電力共有連結部（１８）の入力段（２８）は雄型連結部（ｍａｌｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）として構成され、ここで入力段（２８）の一部は電源（３２）の雌型連結部（ｆｅｍａｌｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）または隣接したモジュール（１２）の中の１つの雌型連結部に連結するためにハウジング（２２）から外部に延びる。電力共有連結部（１８）の出力段（３０）は隣接したモジュール（１２）の中の１つの電力共有連結部（１８）の雄型連結部に連結するための雌型連結部として構成される。入力段（２８）及び出力段（３０）は所望の通り異に構成されることができると理解される。
ハウジング（２２）は例えば成形工程でプラスチックまたは金属材料で形成されることができる。ハウジング（２２）は単一ハウジング（２２）（図示されるように）を形成するためにモノリシックで形成されるうか、共に結合された別個の部分として形成されることができる。図示した実施例において、バルブ（１４）を含むハウジング（２２）の一部は流動装置（１４）を含むハウジング（２２）の一部及び電力共有連結部（１８）を含むハウジング（２２）の一部に結合される。
ハウジング（２２）はまたハウジング（２２）の後方部分（３６）に示されるように埋め込まれたエンジン制御ユニット（ｅｎｇｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、ＥＣＵ）または印刷回路基板組立体（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ、ＰＣＢＡ）を含むことができる。
ＥＣＵまたはＰＣＢＡは電力共有連結部（１８）を流動装置（１４）及びバルブ（１６）に伝達して、窮極的には電源３２に伝達する。

【0017】

図３は互いに結合された一対のモジュール（１２）を図示する。所望の場合本明細書において前に示したように、２以上のモジュールが共に結合できると理解される。図示したように、第１モジュール（１２ａ）の出力段（３０）は第２モジュール（１２ｂ）の入力段（２８）に結合される。その後、第１モジュール（１２ａ）は電源（３２）に連結するために構成される。結果的に、電力及びＬＩＮ連結部はモジュール（１２ａ、１２ｂ）間で共有できる。
応用で、モジュール（１２）はバルブ及び流動装置を統合するために使用できる。例えば、第１モジュール（１２ａ）は流体回路の第１分岐（ｂｒａｎｃｈ）に使用でき、その後、第２モジュール（１２ｂ）は第１モジュール（１２ｂ）に結合されることができ、ここで第２モジュール（１２ｂ）は流体回路の第２分岐に使用される。第３モジュール（１２ｃ）は第２モジュール（１２ｂ）に結合されることができ、ここで第２モジュール（１２ｂ）は流体回路の第３分岐に使われる。モジュール（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）は何れも余分のホース、導管、電線連結部などを使用せず同じ電気的連結部を共有する。

【0018】

したがって、流体回路での装置の統合が実現される。モジュール（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）はまた流体回路の同じ分岐の部分に使用できると理解される。例えば、流動装置と分離されたバルブと、別個の電気的連結部及び導管を有するそれぞれのバルブ及び流動装置を有する流体回路の分岐の代りに、流体回路の分岐は統合されたバルブ（１６）と電力共有連結部（１８）から電力を共有する流動装置（１４）を有するモジュール（１２ａ）を有する。付加的に、第２モジュール（１２ｂ）は第１モジュール（１２ａ）の電力共有連結部（１８）から電力を共有できるので付加的な電気的連結部及び導管がそれぞれのモジュール（１２ａ、１２ｂ）の流動装置（１４）及びバルブ（１６）のそれぞれに対して使われる必要はない。第３モジュール（１２ｃ）のような付加的なモジュール（１２）はまたモジュール（１２ａ、１２ｂ）と組み合わせられて連結部を統合できる。

【0019】

本発明によれば、装置（流動装置（１４）、バルブ（１６）及び電力共有連結部（１８））は単一モジュール（１２）の中の１つに組み合わせられることができる。結果的に、モジュール（１２）はそれぞれの装置ごとに別個の電力連結部を有する代わりに互いに電力を共有できる。応用で、モジュール（１２）がより効率的な空間使用を生成するために車両構成要素のパッケージの大きさが最小化できる。付加的に、費用及び組立時間を最小化するようにホース及び回路分岐を含むことを最小化できる。構成要素を交替するか分解する必要性が少ないので、メンテナンスの複雑性がまた減少できる。
前述した説明から、通常の技術者は本発明の本質的な特徴を容易に確認することができ、本発明の思想及び範囲を逸することなく本発明を多様な用途及び条件に合うように多様な変更及び修正をすることができる。

【図1】

【図2】

【図3】