JP7627520B2 - 弁装置 - Google Patents

Description

本出願は、２０２１年０１月１８日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０２１１００６５２６１．１であり、発明名称が「弁装置」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が援用されることで本出願に結合される。
本発明は、クーラント流路切替素子に関し、具体的には、弁装置に関する。

現在、クーラント流路切替素子は、ハイブリッド及び電気自動車の業界に幅広く適用されており、弁装置は、弁体ユニットを有し、弁体ユニットは弁体軸を介して伝動機構に伝動接続され、伝動機構は、例えば、歯車減速機構であり、歯車減速機構等の伝動機構は、電機の駆動によって弁体ユニットを回動させることができ、弁体ユニットが連通する接続口部を変更するために用いられる。
具体的に制御する場合、如何に弁体ユニットの位置を比較的正確にさせるかに関する。

本発明の目的は、弁装置の制御精度を向上させるように、弁体ユニットの位置を比較的正確にさせる弁装置を提供することである。

上記目的を実現するために、本発明は、以下のとおりである。
弁装置であって、ハウジングと弁体ユニットとを含み、前記ハウジングは、装着室を有し、少なくとも一部の前記弁体ユニットは、前記装着室に位置し、前記ハウジングは、底部と少なくとも３つの接続口部を有する側部とを含み、前記弁体ユニットは、側方向へ開口する連通室を有し、少なくとも２つの前記接続口部は、１つの前記連通室を介して連通可能である弁装置において、前記弁体ユニットは、位置制限部を有し、前記ハウジングは、ストッパ部を有し、前記弁体ユニットが所定位置まで回動した場合、前記位置制限部は、前記ストッパ部に当接されて、前記弁体ユニットが、前記ストッパ部に向かって継続的に移動することを制限し、前記ストッパ部は、扇形を呈し、前記ストッパ部は、透かし彫り構造であり、前記ストッパ部の内部には、交わるまたは連なる少なくとも２本の凸状リブが形成され、前記ストッパ部の内部が、凹部を有する。

本発明では、弁装置の弁体ユニットに位置制限部を設け、ハウジングにストッパ部を設けることにより、前記弁体ユニットが所定位置に回動する場合、前記位置制限部は、前記ストッパ部に当接されて、前記弁体ユニットが前記ストッパ部に向かって継続的に移動することを制限し、このように、弁体ユニットとハウジングとの間の位置基準を形成し、弁体ユニットの位置を特定することにより、弁装置に対する制御精度を向上させる。

弁装置の１つの分解構造図である。 第１実施形態における弁体ユニットの１つの立体構造図である。 図２の弁体ユニットの一つの正面構造図である。 図２の弁体ユニットのもう一つの正面構造図である。 第１実施形態におけるハウジングの１つの平面構造図である。 図５におけるハウジングのＡ－Ａ切断面の構造図である。 弁体ユニットとハウジングとの動作過程における相対的位置の関係図である。 第１実施形態における弁体ユニットが第１所定位置に位置する場合、弁体ユニットとハウジングとの相対的な位置関係図である。 弁体ユニットが第２所定位置に位置する場合、弁体ユニットとハウジングとの相対的な位置関係の図である。 第２実施形態におけるハウジングの１つの平面構造図である。 第２実施形態における弁体ユニットの正面構造図である。 第２実施形態における弁体ユニットが第１所定位置に位置する場合、弁体ユニットとハウジングとの相対的な位置関係図である。 弁体ユニット及びハウジングのもう１つの組み合わせ構造の切断面構造図である。

以下、図及び実施例により、本発明をさらに説明する。

弁装置１００は、熱交換システム、例えば、車両用空気調和システム、または、家庭用空気調和システム等に適用されることができ、具体的には、弁装置に流通させる作動媒体は、水、水と他の液体との混合液体、または、熱伝導能力を有する他の冷却液体であってもよく、弁装置は、作動媒体を分配し、さらに、熱交換システム流路の作動媒体の流れ方向を制御することができ、熱交換システム流路の制御性能を向上させて最適化することができる。

弁装置１００は、新エネルギー自動車の空気調和システムに適用されることができ、空気調和システムの加熱換気流路、電池冷却流路及び電池加熱システム流路の流体の流れ方向の切替または変更を実現するために用いられることができ、本弁装置は、少なくとも３つの流路を有し、弁装置は、２つまたは複数の熱交換システム回路に位置してもよく、熱交換システムと協働して流路切替を行うことができ、或いは、入口を弁装置１００の室に連通させ、熱交換システムの異なる流路の作動媒体の流量の分配を実現する。

図１～図１３を参照すれば、弁装置１００は、ハウジング１と弁体ユニット２とを含み、ハウジング１は、装着室１０を有し、少なくとも一部の弁体ユニット２は、装着室１０に位置する。
ハウジング１は、底部１１と複数の接続口部１３が形成されている側部１２とを含む。
本実施例において、接続口部の数が６つまたは７つであり、接続口部の数が３～１０個のうちの他の整数、例えば、３、４、５、７、８、９、１０等であってもよい。
本実施例において、複数の接続口部１３は、側部１２の円周方向に沿って配列されるとともに、径方向に沿って延在する。
本実施例において、複数の接続口部は、軸方向に沿って２層に分けて配列され、このように、周方向の空間を節約することができ、２層よりも大きくてもよく、無論、同じ層に位置してもよく、弁体ユニットの連通室構造を対応して補正すればよく、他の実施例において、複数の接続口部は、側部の同じ側に位置してもよく、例えば、接続口部は、ほぼ同じ平面に位置する。
本実施例の接続口部１３は、接続口管１３０に接続され、この接続口管１３０を介してシステムに接続される。
本実施例の接続口管１３０は、ハウジング１と一体の構造であり、ハウジングの射出時に形成される。
弁装置について、接続口管を設けなく、この接続口部に接続面を設けるようにしてもよく、接続口部の外に向かう部分が接続面に位置し、この接続面は、平面であってもよく、或いは、切断面は、弧面等であってもよい。
弁体ユニット２は、側部１２へ開口する連通室２１を有し、接続口部１３は、連通室２１を介して連通し、弁体ユニット２とハウジング２との封止性を保証するために、接続口部１３と連通室２１とが連通する時に他の隙間を介して流れることがないように保証するために、弁装置１００は、封止部品４を含む。
封止部品４は、ハウジング１と弁体ユニット２との間に位置し、封止部品は、一体、または別体構造であってもよく、環状または開口構造であってもよい。
本実施例において、封止部品４は、ハウジング１に位置制限されて接続され、弁体ユニット２は、封止部品４に対して、相対的に回動可能である。
封止部品は、弁体ユニットに位置制限されて接続されてもよく、封止部品４とハウジング１とは、相対的に回動し、弁体ユニット２は、封止部品４に固定され、または、位置制限されて接続され、弁体ユニット２は、封止部品４を回動させる。

弁体ユニット２は、位置制限部２２を含み、ハウジング１は、ストッパ部１４を含む。
弁体ユニットが所定位置まで回動した場合、位置制限部２２は、ストッパ部１４に当接され、弁体ユニット２がストッパ部１４に向かって継続的に移動することを制限する。
図８、図９、及び、図１２を参照すれば、本実施例における弁装置は、２つの所定位置を有し、図８は、第１所定位置に対応し、図９は、第２所定位置に対応し、このように、少なくとも弁体ユニットが、ほぼ１週間回動する過程において、所定位置では、弁体ユニット２及びハウジング１は、少なくとも１つの位置基準を形成し、本実施例において、２つの位置基準があり、それぞれは、第１所定位置及び第２所定位置であり、ハウジング１に対する弁体ユニット２の位置の特定に寄与し、これにより、弁体ユニット２に対する制御精度を向上させ、各接続口と弁体ユニットの連通室との連通の正確性及び信頼性を保証する。

本実施例において、図５及び図６のように、ストッパ部１４は、突起部であり、この突起部を第１突起部として定義し、ストッパ部１４は、底部１１から装着室１０へ突出し、ストッパ部１４は、第１ストッパ部１４１と、第２ストッパ部１４２とを含む。
ストッパ部の内外側を第１端部１４３、第２端部１４４として定義し、ストッパ部１４１の外周が第１ストッパ部１４１、第２ストッパ部１４２を含む。
第１端部１４３及び第２端部１４４は、第１ストッパ部１４１及び第２ストッパ部１４２に接続され、または、一体の構造であり、第１端部１４３から弁体ユニットの中心軸ｏまでの距離が、第２端部１４４から弁体ユニットの軸心ｏまでの距離よりも小さく、第１端部１４３から第２端部１４４まで、即ち、ハウジングの径方向に沿って、第１端部１４３箇所では、第１ストッパ部１４１と第２ストッパ部１４２との間の距離を第１距離Ｌ１として定義し、第２端部１４４箇所では、第１ストッパ部１４１と第２ストッパ部１４２との間の距離を第２距離Ｌ２として定義し、第１距離Ｌ１が第２距離Ｌ２よりも小さい。
言い換えると、ハウジングの径方向に沿って、第１端部から第２端部まで、第１ストッパ部１４１と第２ストッパ部１４２との間の距離が半径の増加に従い減少しなく、それに、少なくとも第２端部で増加し、弁体ユニットがハウジングに対して回動することにより、剪断力が発生することになり、それに、外周に近いほど剪断力が大きくなるため、第２端部での距離が増加することは、ストッパ部の強度の増加に寄与する。
本実施例において、ストッパ部１４の切断面の外郭がほぼ扇形を呈し、ストッパ部１４は、透かし彫り構造であってもよく、ストッパ部１４内に凸状リブ１４５が形成され、隣り合う凸状リブの間に凹部１４６が形成され、凸状リブ１４５は、１本、２本、または、複数本であってもよく、複数本の場合、凸状リブ１４５は、互い違いに設けられてもよく、位置制限部の強度をさらに向上させることに寄与し、また、ハウジング１が射出部品であるため、凸状リブ１６５の厚さとハウジング１の厚さとがほぼ同じであり、射出後、厚さの不均一が可能であることによるひずみを減少する。

図２～図４を参照すれば、本実施例において、位置制限部２２は、弁体ユニット２の一端部に位置し、弁体ユニットの他端が伝動部９を含む。
弁体ユニットは、伝動部９を介して、駆動ギアまたは他の伝動部品に伝動接続されることができ、位置制限部２２は、弁体ユニットの下端に位置し、或いは、弁体ユニットの軸方向に沿って、位置制限部２２は、ハウジングの底部１１に近い弁体ユニット２の一端に位置する。
位置制限部２２は、第１当接部２２１と第２当接部２２２とを含む。
第１当接部２２１及び第２当接部２２２は、位置制限部の側部に位置し、図８のように、弁体ユニットが第１所定位置まで回動した場合、第１当接部２２１は、第１ストッパ部１４１に面接触され、或いは、弁体ユニットが時計回りに第１所定位置まで回動した場合、第１当接部２２１は、第１ストッパ部１４１に面接触され、弁体ユニットが第２所定位置まで回動した場合、第２当接部は、第２ストッパ部に面接触され、言い換えると、弁体ユニットが反時計回りに第２所定位置まで回動した場合、第２当接部は、第２ストッパ部に面接触される。
両者の面接触は、相応的に高い機械的強度を有してもよく、無論、ここでは、完全な面接触に限定されず、両者の間に小さな角度差、例えば、０．５度～１度を有させてもよく、両者が接触する場合、両者の外側を先に接触させ、即ち、第１当接部２２１と第２当接部２２２とのなす夾角を、第１ストッパ部１４１と第２ストッパ部１４２とのなす夾角よりも０．５度～１度大きくさせ、或いは、力のモーメントを考慮すると、第１当接部２２１と第２当接部２２２とのなす夾角は、第１ストッパ部１４１と第２ストッパ部１４２とのなす夾角よりも、誤差が、０．５度内にある。

本実施例において、弁体ユニット２は、一体式射出部品であり、位置制限部２２は、一突起部であり、該突起部を第２突起部として定義し、第２突起部は、弁体ユニットの軸方向に沿って延在し、位置制限部２２は、透かし彫り構造であり、位置制限部２２内には、互いに交錯する複数本の補強リブ２２１、及び隣り合う補強リブの間に位置する隙間２２２が形成され、補強リブは、位置制限部における弁体ユニットの強度を向上させることに寄与し、隙間は、第２突起部の厚さを小さくし、弁体ユニットの変形を減少することに寄与する。

本実施例において、位置制限部２２は、ほぼ扇形を呈し、該扇形の中心軸と弁体ユニットの中心軸とは同軸に設けられる。

ハウジング１及び弁体ユニット２は、ともに一体射出部品であり、プロセスが簡単であり、位置制限部及びストッパ部は、ともに弁装置の軸方向に沿っており、接続口部及び連通室は、弁装置の周側部に位置し、このように、ストッパ部及び位置制限部の設置と、接続口部及び連通室の設置とは、干渉しない。

本実施例における位置制限部２２は、弁体ユニット２の一端部に位置し、位置制限部２２は、第１当接部２２１と第２当接部２２２とを含む。
ストッパ部１４は、ハウジング１の底部に位置し、ストッパ部１４は、第１ストッパ部１４１と第２ストッパ部１４２とを含む。
図１に示す位置で、図７によれば、弁体ユニット２が時計回りに回動する場合、弁体ユニットが第１所定位置に位置する時、第１所定位置は、図８に示すような位置であり、第１当接部２２１は、第１ストッパ部１４１に当接され、弁体ユニット２が第１ストッパ部１４１に向かって継続的に移動することを制限し、図７における弁体ユニット２が反時計回りに回動する場合、弁体ユニット２が第２所定位置に位置する場合、第２所定位置は、図９に示すような位置であり、第２当接部２２２は、第２ストッパ部１４２に当接され、弁体ユニット２が第２ストッパ部１４２に向かって継続的に移動することを制限する。
このように、弁装置が１週間回動する過程において、２つの位置制限基準があり、順方向の回動及び逆方向の回動について、それぞれ１つの回動基準を有することができ、弁体ユニット２に対する制御精度をさらに向上させ、各接続口の連通の正確及び信頼を保証する。

第１実施形態において、図２～図９に示すように、ストッパ部の扇形の中心軸と弁体ユニットの中心軸とは、同軸に設けられ、位置制限部の扇形の中心軸と弁体ユニットの中心軸とは、同軸に設けられる。

第２実施形態において、図１０～図１２に示すように、ストッパ部の扇形の中心軸と弁体ユニットの中心軸とは、同軸ではなく、扇形の中心軸は、弁体ユニットの中心軸を半径とする円周に位置し、位置制限部の側壁が平行に設けられ、本実施例において、ストッパ部の体積が第１実施形態のストッパ部の体積よりも小さくなり、ハウジングの体積の低減に寄与する。

図１３を参照すれば、ハウジングは、弁体座１５を含んでもよく、弁体座１５内には、弁体ユニットの支持軸２６を収容し位置制限するように、１つの凹部を有する。
ストッパ部１４と弁体座１５とは一体構造であってもよく、例えば、ハウジングは、射出によって加工されたプラスチック部品であり、弁体座１５の高さとストッパ部１４の高さとが同じであり、弁体ユニット２は、支持軸２６を含む。
弁体ユニットの端面から突出する支持軸２６の高さと、位置制限部２２が突起する高さとが、ほぼ同じであり、このように、射出、型抜きを便利にさせ、弁体ユニット２とハウジング１とを装着する場合、支持軸２６は、弁体座１５に位置制限されて支持され、弁体ユニット２は、支持軸２６の中心軸周りに回動することができ、ストッパ部１４の高さと位置制限部の高さとが、ほぼ同じである。
また、弁体座の高さが、ストッパ部の高さに対して一定の高度差が存在してもよく、弁体座の高さと前記ストッパ部の高さとの差が、２ｍｍを超えなく、例えば、弁体座の高さが前記ストッパ部の高さよりもわずかに高くなり、同様に、前記弁体ユニットの端面から突出する支持軸の高さと弁体座の凹部とがマッチングし、前記弁体ユニットの端面から突出する支持軸の高さと前記位置制限部が突起する高さとの差が２ｍｍを超えない。

説明しようとするのは、以上の実施例は、本発明を説明するために使用されるだけであり、本発明を制限するものではなく、本明細書は、上記の実施例を参照して本発明を既に詳しく説明したが、当業者は、本発明に対して補正または等同交替を行うことができ、本発明の精神及び範囲を離脱しないあらゆる改善は、いずれも、本発明の請求項の範囲内に含まれる。

Claims (10)

1. ハウジングと弁体ユニットとを含み、前記ハウジングは、装着室を有し、少なくとも一部の前記弁体ユニットは、前記装着室に位置し、前記ハウジングは、底部と少なくとも３つの接続口部を有する側部とを含み、前記弁体ユニットは、側方向へ開口する連通室を有し、少なくとも２つの前記接続口部は、１つの前記連通室を介して連通可能である弁装置において、
   前記弁体ユニットは、位置制限部を有し、
   前記ハウジングは、ストッパ部を有し、
   前記弁体ユニットが所定位置まで回動した場合、前記位置制限部は、前記ストッパ部に当接されて、前記弁体ユニットが、前記ストッパ部に向かって継続的に移動することを制限し、
   前記ストッパ部は、扇形を呈し、
   前記ストッパ部は、透かし彫り構造であり、
   前記ストッパ部の内部には、交わるまたは連なる少なくとも２本の凸状リブが形成され、
   前記ストッパ部の内部が、凹部を有することを特徴とする弁装置。
2. 前記位置制限部は、前記弁体ユニットの下端に位置し、或いは、前記弁体ユニットの軸方向に沿って、前記ハウジングの底部に近い前記弁体ユニットの一端に位置しており、
   前記ストッパ部は、前記ハウジングの前記底部に位置することを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
3. 前記位置制限部は、第１当接部と第２当接部とを含み、
   前記ストッパ部は、第１ストッパ部と第２ストッパ部とを含み、
   前記弁装置は、２つの位置を有し、
   前記弁体ユニットが第１所定位置に位置する場合に、前記位置制限部の第１当接部は、前記第１ストッパ部に当接されて、前記弁体ユニットが前記ストッパ部に向かって継続的に移動することを制限し、
   前記弁体ユニットが第２所定位置に位置する場合に、前記位置制限部の第２当接部は前記第２ストッパ部に当接されて、前記弁体ユニットが前記ストッパ部に向かって継続的に移動することを制限することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の弁装置。
4. 前記ストッパ部は、前記ハウジングの底部から前記装着室へ突出しており、
   前記ストッパ部の内側及び外側をそれぞれ、第１端部、第２端部として定義し、前記ストッパ部の外周が前記第１ストッパ部、第２ストッパ部を含み、前記第１端部及び前記第２端部は、前記第１ストッパ部と前記第２ストッパ部との間に位置し、前記第１端部から前記弁体ユニットの中心軸までの距離が、前記第２端部から弁体ユニットの中心軸までの距離よりも小さく、前記第１端部から前記第２端部まで、前記ハウジングの径方向に沿って、前記第１端部の接続箇所において、前記第１ストッパ部と前記第２ストッパ部との間の距離を第１距離として定義し、第２端部の接続箇所において、前記第１ストッパ部と第２ストッパ部との間の距離を第２距離として定義し、前記第１距離が前記第２距離よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の弁装置。
5. 前記ハウジングは、射出部品であり、
   前記第１端部は、前記第１ストッパ部及び前記第２ストッパ部と接続されまたは一体構造であり、
   前記第２端部は、前記第１ストッパ部及び前記第２ストッパ部と接続されまたは一体構造であることを特徴とする請求項４に記載の弁装置。
6. 前記弁体ユニットは、射出部品であり、
   前記位置制限部は、前記弁体ユニットの一端部に位置して前記弁体ユニットの軸方向に沿って突出し、
   前記位置制限部は、透かし彫り構造であり、
   前記位置制限部内には、連なるまたは交わる少なくとも２本の補強リブが形成され、
   前記第１当接部及び前記第２当接部は、前記位置制限部の側面に位置することを特徴とする請求項４または５に記載の弁装置。
7. 前記ストッパ部の扇形の中心軸と前記弁体ユニットの中心軸とは、同軸に設けられ、
   前記位置制限部は、略扇形を呈し、
   前記位置制限部の扇形の中心軸と前記弁体ユニットの中心軸とは、同軸に設けられることを特徴とする請求項６に記載の弁装置。
8. 前記ストッパ部の扇形の中心軸と前記弁体ユニットの中心軸とは同軸ではなく、１つの横切断面を定義し、前記ストッパ部の扇形の中心が、前記弁体ユニットの中心軸を半径とする円周に位置し、前記位置制限部の側壁が平行に設けられることを特徴とする請求項６に記載の弁装置。
9. 前記ハウジングは、弁体座を含み、
   少なくとも一部の弁体ユニットは、前記弁体座に位置制限され、
   前記ストッパ部と前記弁体座とは一体構造であり、
   前記弁体座の高さと前記ストッパ部の高さとが同じであり、或いは、前記弁体座の高さと前記ストッパ部の高さとの差が２ｍｍを超えなく、
   前記弁体ユニットは、支持軸を含み、
   前記弁体ユニットの端面から突出する前記支持軸の高さと前記位置制限部が突起する高さとの差が２ｍｍを超えない、ことを特徴とする請求項４～請求項８のいずれか１項に記載の弁装置。
10. 前記接続口部の数が３以上であり、前記接続口部における外側に向かう部分が接続面に位置し、
    前記接続面は、平面または弧面であり、
    前記接続口部は、前記弁体ユニットの軸方向に沿って２層以上に配列されることを特徴とする請求項９に記載の弁装置。