JP7124749B2 - 流体用バルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体用バルブ装置に関する。

流体用バルブ装置として、流体の流通経路を複数の方向に切り替えるものが知られている。当該流体用バルブ装置として、例えば、ＥＶ車等に搭載されクーラントの流路を切り替えるものが例示される。

一般的なＥＶ車にはモータ・インバータ及びバッテリが搭載される。モータ・インバータ及びバッテリは、車両の駆動に伴って発熱するため、この種の車両には、これらを冷却するための車両用冷却システムが配設される。車両用冷却システムはクーラントの流路を有し、当該流路は、モータ・インバータ及びバッテリに加えて、冷却器にも接続される。流路を流通するクーラントが、冷却器と、熱源となるモータ・インバータ及びバッテリと、の間で熱交換することで、モータ・インバータ及びバッテリが冷却される。

モータ・インバータとバッテリとでは制御温度が異なっており、一般的には、バッテリの制御温度の方がモータ・インバータの制御温度よりも低い。このため、通常の使用状態においては、モータ・インバータとバッテリとは、冷却性能の異なる別々の冷却器で冷却されるのが一般的である。
バッテリ用の冷却器としては、ヒートポンプを具備するチラーが例示され、モータ・インバータ用の冷却器としては、空冷式のラジエータが例示される。

ところで、ＥＶ車の走行状態や環境によっては、モータ・インバータの発熱量が上昇する場合がある。この場合には、冷却性能に優れる冷却器でモータ・インバータを冷却するのが良いと考えられる。このため、一般的な車両用冷却システムでは、モータ・インバータの発熱量が大きく上昇した場合には、流体すなわちクーラントの流通経路を異なる方向に切り替えて、バッテリ用の冷却器によってモータ・インバータを冷却している。

クーラントの流通経路を異なる方向に切り替えるためには、複数の流路と、当該複数の流路を開閉するための複数のバルブが必要となる。

図５及び図６を基に一般的な車両用冷却システムとバルブとの関係を説明する。
先ず、図５及び図６に示される車両用冷却システムでは、バルブは、通常はバッテリＢとチラーＣとを接続しかつモータ・インバータＭとラジエータＲとを接続する。また、モータ・インバータＭの発熱量が上昇した際にはバッテリＢ及びモータ・インバータＭとチラーＣとを接続する。どちらの場合にも、チラーＣとバッテリＢとは流路ｐＸによって常に接続すれば良く、ラジエータＲとモータ・インバータＭとは流路ｐＹによって常に接続すれば良い。

この種の車両用冷却システムでは、上記した流路ｐＸ及び流路ｐＹ以外のクーラントの流路としては、バッテリＢとチラーＣとを接続する流路ｐＡ、モータ・インバータＭとラジエータＲとを接続する流路ｐＢ、バッテリＢとモータ・インバータＭとを接続する流路ｐＣ、及び、ラジエータＲとチラーＣとを接続する流路ｐＤの４つがあれば良いと考えられる。バルブについては、流路ｐＡを開閉するバルブＶＡ、流路ｐＢを開閉するバルブＶＢ、流路ｐＣを開閉するバルブＶＣ、流路ｐＤを開閉するバルブＶＤの４つがあれば良いと考えられる。

図５に示すように、バルブＶＡ及びバルブＶＢを開け、バルブＶＣ及びバルブＶＤを閉じると、流路ｐＡによってバッテリＢとチラーＣとが接続され、かつ、流路ｐＢによってモータ・インバータＭとラジエータＲとが接続される。この場合、クーラントは、バッテリＢから流路ｐＡ→チラーＣ→流路ｐＸの順に流通してバッテリＢに戻る経路と、モータ・インバータＭから流路ｐＹ→ラジエータＲ→流路ｐＢの順に流通してモータ・インバータＭに戻る経路と、の２系統の経路を流通する。
したがってこの場合には、チラーＣによってバッテリＢを冷却でき、ラジエータＲによってモータ・インバータＭを冷却できる。

また、図６に示すように、バルブＶＣ及びバルブＶＤを開け、バルブＶＡ及びバルブＶＢを閉じると、流路ｐＣによってバッテリＢとモータ・インバータＭとが接続され、かつ、流路ｐＤによってラジエータＲとチラーＣとが接続される。この場合、クーラントは、バッテリＢから流路ｐＣ→モータ・インバータＭ→流路ｐＹ→ラジエータＲ→流路ｐＤ→チラーＣ→流路ｐＸの順に流通してバッテリＢに戻る経路を流通する。
したがってこの場合には、チラーＣによってバッテリＢ及びモータ・インバータＭの両者を冷却できる。

ところで、図５及び図６に示す車両用冷却システムにおいては、バルブＶＡ～バルブＶＤの４つのバルブを互いに同期させつつ開閉する必要がある。複数のバルブを同期させる場合、当該複数のバルブを別々に開閉駆動すると、流体用バルブ装置が大型化したり当該流体用バルブ装置に要するコストが高くなったりする問題がある。近年、車両の構成部品については小型化や軽量化が盛んに要求されており、大型な流体用バルブ装置はこの種の要求にそぐわない。

ここで、例えば特許文献１に紹介されているようなカム及びステッピングモータを用いると、複数のバルブを個別にかつ同期して動作させ得ると考えられる。
しかしこの場合にも、流路ｐＡ～流路ｐＤの４つの流路は依然として必要であり、流体用バルブ装置の小型化は依然として困難であった。

実開平４－１３４９０３号公報

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、小型化可能な流体用バルブ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の流体用バルブ装置は、
第１容積室、第２容積室、及び、第３容積室を有し流体の流路となる本体部と、
前記第１容積室に連絡する第１流入路、前記第１容積室に連絡する第１流出路、前記第２容積室に連絡する第２流入路、前記第２容積室に連絡する第２流出路、前記第１容積室と前記第２容積室とを連絡する第１バイパス、前記第２流入路と前記第３容積室とを連絡する第２バイパス、及び、前記第３容積室と前記第１流出路とを連絡する第３バイパスを有する流路部と、
前記第１容積室と前記第１流出路との間を開閉する第１バルブ、前記第２流入路と前記第２容積室との間を開閉する第２バルブ、前記第１容積室と前記第２容積室との間を開閉する第３バルブ、及び、前記第３容積室と前記第２バイパスとの間を開閉する第４バルブを有するバルブ部と、
前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、及び、前記第４バルブを駆動する開閉弁駆動部と、を具備し、
前記開閉弁駆動部は、前記第１バルブを開き、前記第２バルブを開き、前記第３バルブを閉じ、かつ、前記第４バルブを閉じる第１モードと、
前記第１バルブを閉じ、前記第２バルブを閉じ、前記第３バルブを開き、かつ、前記第４バルブを開く第２モードと、を切り替える、流体用バルブ装置。

本発明の流体用バルブ装置は、小型化可能である。

実施例１の流体用バルブ装置を模式的に表す説明図である。 実施例１の流体用バルブ装置を模式的に表す説明図である。 実施例１の流体用バルブ装置を具備する車両用冷却システムを模式的に表す説明図である。 実施例１の流体用バルブ装置を具備する車両用冷却システムを模式的に表す説明図である。 一般的な車両用冷却システムを模式的に表す説明図である。 一般的な車両用冷却システムを模式的に表す説明図である。

本発明の流体用バルブ装置は、流体の流通経路を異なる２通りの方向に切り替えるものである。本発明の流体用バルブ装置に流通する流体はクーラントであっても良いし、その他の用途に用いる流体であっても良い。当該流体は液体に限定されず、例えば気体であっても良い。したがって、本発明の流体用バルブ装置は、上記した従来の車両用冷却システムの一部として使用することもできるし、その他の用途に用いることもできる。

以下、具体例を挙げて本発明の流体用バルブ装置を説明する。

（実施例１）
図１及び図２は実施例１の流体用バルブ装置を模式的に表す説明図である。図３及び図４は、実施例１の流体用バルブ装置を具備する車両用冷却システムを模式的に表す説明図である。
詳しくは、図１及び図３では、実施例１の流体用バルブ装置は第１モードにあり、図２及び図４では、実施例１の流体用バルブ装置は第２モードにある。第１モード及び第２モードについては追って説明する。

先ず、実施例１の流体用バルブ装置について説明する。
図１に示すように、実施例１の流体用バルブ装置は、本体部１、流路部３、バルブ部６、及び開閉弁駆動部７を有する。

本体部１は、第１容積室１１、第２容積室１２、及び第３容積室１３を有する。当該本体部１は、主外筒２０、第１区画壁２１、第２区画壁２２及びリッド２９によって区画形成される。主外筒２０の軸方向は、図１に示す上下方向に一致する。

主外筒２０は、軸方向の一端部が開口し他端部が閉じた有底の略円筒状をなす。リッド２９は、主外筒２０の軸方向の一端部を覆う。第１区画壁２１及び第２区画壁２２は、主外筒２０の内部において、主外筒２０の軸方向に配列する。主外筒２０の内部は、第１区画壁２１及び第２区画壁２２によって、主外筒２０の軸方向に沿って、第１容積室１１、第２容積室１２及び第３容積室１３の３つの領域に区画される。

第１区画壁２１は第２区画壁２２の上方に配置され、主外筒２０の内部の３つの領域は、上側から下側に向けて、第１容積室１１、第２容積室１２、第３容積室１３の順に配列する。なお、第１区画壁２１及び第２区画壁２２は略リング状をなし、その中央部には、後述する開閉弁駆動部７のカムシャフト７０が挿通されている。

リッド２９は、軸方向の一端側が閉じ他端側が開口した有底の略円筒状をなす。リッド２９は主外筒２０と同軸的に配置され、カムシャフト７０を駆動するシャフト入力部７９を内蔵している。リッド２９の軸方向長さは主外筒２０の軸方向長さよりも短い。

流路部３は、第１流入路３１、第１流出路３２、第２流入路３３、第２流出路３４、第１バイパス３５、第２バイパス３６、及び、第３バイパス３７を有する。

第１流入路３１は、略筒状をなす第１流入筒４１の内部に区画形成されている。第１流出路３２もまた、略筒状をなす第１流出筒４２の内部に区画形成されている。第１流入筒４１及び第１流出筒４２は、各々、主外筒２０における第１容積室１１を区画する部分に一体化されている。そして、第１流入路３１及び第１流出路３２は、各々、第１容積室１１に連絡している。

第２流入路３３は、略筒状をなす第２流入筒４３の内部に区画形成されている。第２流出路３４もまた、略筒状をなす第２流出筒４４の内部に区画形成されている。第２流入筒４３及び第２流出筒４４は、各々、主外筒２０における第２容積室１２を区画する部分に一体化されている。そして、第２流入路３３及び第２流出路３４は、各々、第２容積室１２に連絡している。

第１区画壁２１には、第１容積室１１と第２容積室１２とを連絡する貫通孔が設けられている。当該貫通孔は第１バイパス３５に該当する。したがって第１バイパス３５は、第１容積室１１と第２容積室１２とを連絡する。

第２バイパス３６は、軸方向の一端部が閉じられ他端が開かれた有底の略筒状をなす第２バイパス筒４６の内部に区画形成されている。第２バイパス筒４６は、第２流入筒４３と略平行に配置されている。

第２バイパス筒４６における軸方向の他端部は、主外筒２０における第３容積室１３を区画する部分に一体化され、僅かに主外筒２０の内部に入り込んでいる。したがって、当該第２バイパス筒４６における軸方向の他端部を通じて、第２バイパス３６は第３容積室１３に連絡している。
一方、第２バイパス筒４６の周壁は、第２流入筒４３の周壁に一体化されている。当該一体化された部分には、第２バイパス筒４６の周壁と第２流入筒４３の周壁とを貫通する貫通穴３９が設けられている。したがって、当該貫通穴３９を通じて、第２バイパス３６は第２流入路３３に連絡している。第２バイパス３６は、第２流入路３３と第３容積室１３とを連絡する。

第３バイパス３７は、筒状をなす第３バイパス筒４７の内部に区画形成されている。第３バイパス筒４７における軸方向の一端部は、主外筒２０における第３容積室１３を区画する部分に一体化され、第３バイパス３７と第３容積室１３とは連絡している。また、第３バイパス筒４７における軸方向の他端部は、第１流出筒４２の周壁に一体化され、第３バイパス３７と第１流出路３２とは連絡している。
第１流出路３２は第３容積室１３よりも上側に位置している。したがって、第３バイパス３７における第１流出路３２側の端部は、第３バイパス３７における第３容積室１３側の端部よりも上側に位置している。

バルブ部６は、第１バルブＶａ、第２バルブＶｂ、第３バルブＶｃ及び第４バルブＶｄを有する。第１バルブＶａ～第４バルブＶｄは、略同形状のポペット式バルブである。第１バルブＶａ～第４バルブＶｄは、各々、基体６０と、弁体６１と、基体６０と弁体６１との間に介装されている付勢要素６２と、弁体６１を挟んで付勢要素６２の逆側にある弁座６３と、を有する。弁座６３には貫通孔が設けられ、弁体６１は当該貫通孔に挿通されるピン状の受圧部６４を有する。付勢要素６２は、圧縮されて付勢力を蓄積する圧縮コイルばねである。

このうち第１バルブＶａは、第１流出路３２と第１容積室１１との間に配設される。
具体的には、第１バルブＶａの弁座６３は、貫通孔を有する略リング状をなし、第１流出筒４２における主外筒２０側の端部に一体化されている。第１バルブＶａの弁座６３は、第１流出路３２に露出するともいえる。基体６０及び付勢要素６２、並びに、弁体６１のうち付勢要素６２側の部分は、第１流出筒４２の内部に配置される。このうち基体６０は第１流出筒４２に固定されている。付勢要素６２及び弁体６１については、位置変化又は状態変化可能である。

弁体６１のうち受圧部６４側の部分は、弁座６３の貫通孔に挿通されて、主外筒２０の内部、具体的には第１容積室１１に配置される。弁体６１は、付勢要素６２によって、弁座６３に着座する方向、すなわち、第１バルブＶａが閉じる方向に付勢されている。受圧部６４が基体６０側、すなわち、第１流出路３２側に押圧されると、付勢要素６２が圧縮して、弁体６１は弁座６３から離れる方向、すなわち、第１バルブＶａが開く方向に位置変化する。したがって第１バルブＶａは、第１流出路３２と第１容積室１１との間を開閉可能である。

第２バルブＶｂは、第２流入路３３と第２容積室１２との間に配設される。
具体的には、第２バルブＶｂの弁座６３は、貫通孔を有する略リング状をなし、第２流入筒４３における主外筒２０側の端部に一体化されている。第２バルブＶｂの弁座６３は、第２流入路３３に露出するともいえる。第２バルブＶｂの弁体６１のうち受圧部６４側の部分は、弁座６３の貫通孔に挿通されて、主外筒２０の内部、具体的には第２容積室１２に配置される。第２バルブＶｂは、第１バルブＶａと同様の機序により、第２流入路３３と第２容積室１２との間を開閉可能する。

第３バルブＶｃは、第１容積室１１と第２容積室１２との間に配設される。
具体的には、第３バルブＶｃの弁座６３は、貫通孔を有する略リング状をなし、第１区画壁２１に一体化されている。第３バルブＶｃの弁座６３は、第１バイパス３５に露出するともいえる。第３バルブＶｃの弁体６１のうち受圧部６４側の部分は、弁座６３の貫通孔に挿通されて、第１容積室１１に配置される。第３バルブＶｃは、第１バルブＶａと同様の機序により、第１容積室１１と第２容積室１２との間を開閉する。

第４バルブＶｄは、第３容積室１３と第２バイパス３６との間に配設される。
具体的には、第４バルブＶｄの弁座６３は、貫通孔を有する略リング状をなし、第２バイパス筒４６における主外筒２０側の端部に一体化されている。第４バルブＶｄの弁座６３は、第２バイパス３６に露出するともいえる。第４バルブＶｄの弁体６１のうち受圧部６４側の部分は、弁座６３の貫通孔に挿通されて、第３容積室１３に配置される。第４バルブＶｄは、第１バルブＶａと同様の機序により、第２バイパス３６と第３容積室１３との間を開閉する。

開閉弁駆動部７は、カムシャフト７０、第１カム７１、第２カム７２及び第３カム７３を有する。第１カム７１、第２カム７２及び第３カム７３は、各々、カムシャフト７０に一体化されている。
カムシャフト７０は、主外筒２０の内部に配設される。既述したように、カムシャフト７０は、リング状をなす第１区画壁２１及び第２区画壁２２の中央部に挿通されている。したがって、カムシャフト７０と主外筒２０とは略同軸的に配置されている。カムシャフト７０の軸方向の一端側には、ハンドル状のシャフト入力部７９が、カムシャフト７０と一体的に設けられている。

シャフト入力部７９はリッド２９の内部に配置され、リッド２９の内部に配置されているその他の部材とともに、ステッピングモータの一部を構成している。リッド２９の内部と主外筒２０の内部とは図略の隔壁によって区画され、シールされている。
カムシャフト７０は、シャフト入力部７９を含むステッピングモータによって回転駆動される。当該カムシャフト７０に一体化されている第１カム７１、第２カム７２、及び、第３カム７３もまた、当該カムシャフト７０と一体的に回転可能である。つまり、カムシャフト７０、第１カム７１、第２カム７２及び第３カム７３を有する開閉弁駆動部７は、ステッピングモータによって回転駆動されるといえる。

第１カム７１、第２カム７２及び第３カム７３は、各々、偏心した略板状をなす。

第１カム７１は、押圧部Ｉａ及び押圧部Ｉｃを有し、第１容積室１１に配置される。
押圧部Ｉａは、第１カム７１の径方向端部の一部で構成される。弁体６１が弁座６３に着座したときの第１バルブＶａの受圧部６４と、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと、の距離をＷａ（図略）とする。また、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと押圧部Ｉａとの距離をＷ１（図略）とする。当該距離Ｗａと距離Ｗ１との関係は、図１に示す第１モードにおいてはＷ１＞Ｗａであり、図２に示す第２モードにおいてはＷ１≦Ｗａである。したがって、押圧部Ｉａは、図１に示す第１モードにおいて第１バルブＶａの受圧部６４を押圧し、図２に示す第２モードにおいては第１バルブＶａの受圧部６４を押圧しない。

押圧部Ｉｃは、第１カム７１における、第１区画壁２１に対向する側の軸方向端面の一部で構成される。第１カム７１のうち、第１区画壁２１に背向する側の軸方向端面７１ｓは、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと直交する略平面状をなす。また、第１カム７１のうち、第１区画壁２１に対向する側の軸方向端面は、第１区画壁２１に向けて部分的に突出する。したがって、第１カム７１の軸方向厚さは部分的に異なるといえ、押圧部Ｉｃは第１カム７１の軸方向端面のうち第１区画壁２１側に突出する部分だともいえる。

弁体６１が弁座６３に着座したときの第３バルブＶｃの受圧部６４と、第１カム７１のうち第１区画壁２１に背向する側の軸方向端面７１ｓと、の距離をＷｃ（図略）とする。また、第１カム７１のうち第１区画壁２１に背向する側の軸方向端面７１ｓと、押圧部Ｉｃとの距離と、の距離をＷ３（図略）とする。当該距離Ｗｃと距離Ｗ３との関係は、図１に示す第１モードにおいてはＷ３≦Ｗｃであり、図２に示す第２モードにおいてはＷ３＞Ｗｃである。したがって、押圧部Ｉｃは、図２に示す第２モードにおいて第３バルブＶｃの受圧部６４を押圧し、図１に示す第１モードにおいては第３バルブＶｃの受圧部６４を押圧しない。

第２カム７２は、押圧部Ｉｂを有し、第２容積室１２に配置される。
押圧部Ｉｂは、第２カム７２の径方向端部の一部で構成される。弁体６１が弁座６３に着座したときの第２バルブＶｂの受圧部６４と、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと、の距離をＷｂ（図略）とする。また、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと押圧部Ｉｂとの距離をＷ２（図略）とする。当該距離Ｗｂと距離Ｗ２との関係は、図１に示す第１モードにおいてはＷ２＞Ｗｂであり、図２に示す第２モードにおいてはＷ２≦Ｗｂである。したがって、押圧部Ｉｂは、図１に示す第１モードにおいて第２バルブＶｂの受圧部６４を押圧し、図２に示す第２モードにおいては第２バルブＶｂの受圧部６４を押圧しない。

第３カム７３は、押圧部Ｉｄを有し、第３容積室１３に配置される。
押圧部Ｉｄは、第３カム７３の径方向端部の一部で構成される。弁体６１が弁座６３に着座したときの第４バルブＶｄの受圧部６４と、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと、の距離をＷｄ（図略）とする。また、カムシャフト７０の軸心Ｌｏと押圧部Ｉｄとの距離をＷ４（図略）とする。当該距離Ｗｄと距離Ｗ４との関係は、図１に示す第１モードにおいてはＷ４≦Ｗｄであり、図２に示す第２モードにおいてはＷ４＞Ｗｄである。したがって、押圧部Ｉｄは、図２に示す第２モードにおいて第４バルブＶｄの受圧部６４を押圧し、図１に示す第１モードにおいては第４バルブＶｄの受圧部６４を押圧しない。

以下、実施例１の流体用バルブ装置の動作を説明する。

（第１モード）
先ず、図１に示す第１モードでは、開閉弁駆動部７の押圧部Ｉａが第１バルブＶａの受圧部６４を押圧し、押圧部Ｉｂが第２バルブＶｂの受圧部６４を押圧し、押圧部Ｉｃが第３バルブＶｃの受圧部６４を押圧せず、かつ、押圧部Ｉｄが第４バルブＶｄの受圧部６４を押圧しない。したがって、第１モードにおいて、開閉弁駆動部７は第１バルブＶａ及び第２バルブＶｂを開き、第３バルブＶｃ及び第４バルブＶｄを閉じる。

したがって、当該第１モードにおいて、実施例１の流体用バルブ装置には、第１流入路３１→第１容積室１１→第１流出路３２の順に流体が流通する第１経路ｆｒ１と、第２流入路３３→第２容積室１２→第２流出路３４の順に流体が流通する第２経路ｆｒ２と、が形成される。

（第２モード）
ステッピングモータにより開閉弁駆動部７を回転駆動することで、実施例１の流体用バルブ装置は第１モードから第２モードに切り替えられる。
図２に示す第２モードでは、開閉弁駆動部７の押圧部Ｉａが第１バルブＶａの受圧部６４を押圧せず、押圧部Ｉｂが第２バルブＶｂの受圧部６４を押圧せず、押圧部Ｉｃが第３バルブＶｃの受圧部６４を押圧し、かつ、押圧部Ｉｄが第４バルブＶｄの受圧部６４を押圧する。したがって、第２モードにおいて、開閉弁駆動部７は第１バルブＶａ及び第２バルブＶｂを閉じ、第３バルブＶｃ及び第４バルブＶｄを開く。

ところで、図１に示す第１モードにおいて、第２バルブＶｂが開かれているときには、第２バイパス筒４６の周壁と第２流入筒４３の周壁とを貫通する貫通穴３９が第２バルブＶｂの弁体６１によって閉じられる。
流体用バルブ装置が第１モードから第２モードに切り替えられ、第２バルブＶｂが閉じられると、第２バルブＶｂの弁体６１が位置変化することで、当該貫通穴３９が開かれる。このため、第２モードにおいては第２流入路３３と第２バイパス３６とが連絡する。

したがって、当該第２モードにおいて、実施例１の流体用バルブ装置には、第１流入路３１→第１容積室１１→第２容積室１２→第２流出路３４の順に流体が流通する第３経路ｆｒ３と、第２流入路３３→第２バイパス３６→第３容積室１３→第３バイパス３７→第１流出路３２の順に流体が流通する第４経路ｆｒ４と、が形成される。

以下、実施例１の流体用バルブ装置を具備する車両用冷却システムについて説明する。当該車両用冷却システムを実施例１の車両用冷却システムと称する。
図３に示すように、実施例１の車両用冷却システムは、実施例１の流体用バルブ装置ＶＳに加えて、クーラント流路ｒ、バッテリＢ、モータ・インバータＭ１、モータ・インバータＭ２、チラーＣ、ラジエータＲ、輸液ポンプＰ１及び輸液ポンプＰ２を有する。

このうちクーラント流路ｒは、バッテリＢと流体用バルブ装置ＶＳとを接続する流路ｒ１、流体用バルブ装置ＶＳとチラーＣとを接続する流路ｒ２、チラーＣと輸液ポンプＰ１を接続する流路ｒ３、輸液ポンプＰ１とバッテリＢとを接続する流路ｒ４、モータ・インバータＭ１とラジエータＲとを接続する流路ｒ５、ラジエータＲと流体用バルブ装置ＶＳとを接続する流路ｒ６、流体用バルブ装置ＶＳと輸液ポンプＰ２とを接続する流路ｒ７、輸液ポンプＰ２とモータ・インバータＭ１とを接続する流路ｒ８、ラジエータＲとモータ・インバータＭ２とを接続する流路ｒ９、及び、モータ・インバータＭ２とラジエータＲとを接続する流路ｒ１０を有する。なお、流路ｒ１０については、より正確には、モータ・インバータＭ１とラジエータＲとを接続する流路ｒ５に接続される。

なお、流路ｒ１は流体用バルブ装置ＶＳの第１流入路３１に接続され、流路ｒ２は流体用バルブ装置ＶＳの第１流出路３２に接続され、流路ｒ６は流体用バルブ装置ＶＳの第２流入路３３に接続され、かつ、流路ｒ７は流体用バルブ装置ＶＳの第２流出路３４に接続される。

実施例１の流体用バルブ装置ＶＳが第１モードにあるときの、実施例１の車両用冷却システムにおけるクーラントの流通経路を説明する。

図１に示す第１モードにある流体用バルブ装置ＶＳには、第１流入路３１→第１容積室１１→第１流出路３２の順に流体が流通する第１経路ｆｒ１と、第２流入路３３→第２容積室１２→第２流出路３４の順に流体が流通する第２経路ｆｒ２と、が形成される。
既述したように、第１流入路３１には車両用冷却システムの流路ｒ１が接続され、第１流出路３２には車両用冷却システムの流路ｒ２が接続され、第２流入路３３には車両用冷却システムの流路ｒ６が接続され、かつ、第２流出路３４には車両用冷却システムの流路ｒ７が接続される。したがって、このとき流体用バルブ装置ＶＳは、第１経路ｆｒ１によって流路ｒ１と流路ｒ２とを連絡し、第２経路ｆｒ２によって流路ｒ６と流路ｒ７とを連絡する。

したがって、図３中の黒矢印で示すように、第１モードにおいては、バッテリＢを通過する際にバッテリＢを冷却して温められたクーラントは、流路ｒ１→流体用バルブ装置ＶＳ→流路ｒ２の順に流通してチラーＣに流入する。そして、チラーＣで冷却されたクーラントは、流路ｒ３→輸液ポンプＰ１→流路ｒ４の順に流通してバッテリＢに戻される。

また、第１モードにおいて、モータ・インバータＭ１を冷却して温められたクーラントは、流路ｒ５を通じてラジエータＲに流入する。また、モータ・インバータＭ２を冷却して温められたクーラントは、流路ｒ１０→流路ｒ５の順に流通してラジエータＲに流入する。ラジエータＲで冷却されたクーラントの一部は、流路ｒ６→流体用バルブ装置ＶＳ→流路ｒ７→輸液ポンプＰ２→流路ｒ８の順に流通してモータ・インバータＭ１に戻される。ラジエータＲで冷却されたクーラントの残部は、流路ｒ９を通じてモータ・インバータＭ２に戻される。

長時間連続して運転した場合や外気温が高い場合などには、モータ・インバータの温度が高くなり、ラジエータだけではモータ・インバータを充分に冷却し難くなる。図３に示す車両用冷却システムでは、このような場合に、ステッピングモータを駆動して、流体用バルブ装置ＶＳを図１に示す第１モードから図２に示す第２モードに切り替える。

図２に示す第２モードにある流体用バルブ装置ＶＳには、第１流入路３１→第１容積室１１→第２容積室１２→第２流出路３４の順に流体が流通する第３経路ｆｒ３と、第２流入路３３→第２バイパス３６→第３容積室１３→第３バイパス３７→第１流出路３２の順に流体が流通する第４経路ｆｒ４と、が形成される。
したがって、図４に示すように、このとき流体用バルブ装置ＶＳは、第３経路ｆｒ３によって流路ｒ１と流路ｒ７とを連絡し、第４経路ｆｒ４によって流路ｒ６と流路ｒ２とを連絡する。

図４中の白矢印で示すように、第２モードにおいては、バッテリＢを冷却して温められたクーラントは、流路ｒ１→流体用バルブ装置ＶＳ→流路ｒ７→輸液ポンプＰ２→流路ｒ８→と流通し、モータ・インバータＭ１に流入する。そして、モータ・インバータＭ１を冷却して更に温められたクーラントは、流路ｒ５を通じてラジエータＲに流入し、ラジエータＲにより冷却される。ラジエータＲ１で冷却されたクーラントの一部は、更に流路ｒ６→流体用バルブ装置ＶＳ→流路ｒ２を流通してチラーＣに流入し、チラーＣによって更に冷却される。チラーで冷却されたクーラントは、流路ｒ３→輸液ポンプＰ１→流路ｒ４の順に流通してバッテリＢに戻される。

なお、第２モードにおいてモータ・インバータＭ２を通過した温かいクーラントは、流路ｒ１０→流路ｒ５の順に流通してラジエータＲに流入して冷却される。そして、当該ラジエータＲにて、モータ・インバータＭ２を通過したクーラントとモータ・インバータＭ１を通過したクーラントとが合流し、その一部は流路ｒ６を経てチラーＣに向かい、チラーＣによって更に冷却される。他の一部は流路ｒ９を通じてモータ・インバータＭ２に戻される。このように、第２モードでは、車両用冷却システムに流通するクーラントの大部分が、チラーＣによって冷却される。また、全てのクーラントはラジエータＲに流入するため、チラーＣを通過したクーラントと、チラーＣを通過せずモータ・インバータＭ２に戻されたクーラントとが、ラジエータＲで混ざり合うか、又は、熱交換する。このため、第２モードでは、全てのクーラントが直接的又は間接的にチラーＣで冷却され、その結果、モータ・インバータＭ１及びモータ・インバータＭ２が充分に冷却される。

図１及び図２に示すように、実施例１の流体用バルブ装置は、実質的な流体の流路として、第１流入路３１、第１流出路３２、第２流入路３３、第２流出路３４、第１容積室１１及び第２容積室１２を有し、必要に応じて、これらの流路を、第３容積室１３、第１バイパス３５、第２バイパス３６、又は、第３バイパス３７によって適宜連絡するものである。このことにより、実施例１の流体用バルブ装置においては、流路の数や容積の総計を低減でき、かつ、デッドスペースを低減できるために、小型化可能である。また、実施例１の流体用バルブ装置では、流体の流路の一部である第１容積室１１～第３容積室１３に第１バルブＶａ～第４バルブＶｄを内蔵し、これらをユニット化している。このことも、流体用バルブ装置の小型化に寄与する。

なお、本発明の流体用バルブ装置において、開閉弁駆動部７は、バルブ部６、本体部１及び流路部３と別体であっても良いし、ユニット化されていても良い。しかし、流体用バルブ装置を小型化することを考慮すると、これらをユニット化するのが好ましい。本体部１、流路部３、バルブ部６及び開閉弁駆動部７をユニット化する場合、バルブ部６及び開閉弁駆動部７は、本体部１の内部に配設するのが好ましい。

実施例１の流体用バルブ装置においては、バルブ部６に含まれる第１バルブＶａ～第４バルブＶｄとしてポペット式バルブを用いたが、本発明の流体用バルブ装置におけるバルブ部６は、実施例１の第１バルブＶａ～第４バルブＶｄに限定されず、例えば、電磁弁等であっても良い。

なお、実施例１の流体用バルブ装置において第１バルブＶａ～第４バルブＶｄとして用いたポペット式バルブは、弁体が弁座シート面から直角方向に移動する形式のバルブである。この種のバルブは、簡単な構造であり、かつ、シール性及び動作の信頼性に優れる。したがって、実施例１の流体用バルブ装置では、第１バルブＶａ～第４バルブＶｄとしてポペット式バルブを用い、かつ、流体の流路を上記のように構成することで、シール性及び動作の信頼性を確保しつつ流体用バルブ装置の小型化を実現するといい得る。

本発明の流体用バルブ装置において、第３バイパス筒４７における第１流出路３２側の端部と、第３バイパス筒４７における第３容積室１３側の端部の位置関係は、特に限定されず、実施例１の流体用バルブ装置とは異なる位置関係としても良い。例えば、輸液ポンプＰ１、Ｐ２等により第１流出路３２と第３容積室１３との間で流体圧差を適切に生じさせれば、これらの位置関係は特に考慮しなくても良い。また、例えば、第３バイパス筒４７の内部に逆止弁を設けても良い。

本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態にのみ限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。また、実施形態を含む本明細書に示した各構成要素は、それぞれ任意に抽出し組み合わせて実施できる。

１：本体部 １１：第１容積室
１２：第２容積室 １３：第３容積室
３：流路部 ３１：第１流入路
３２：第１流出路 ３３：第２流入路
３４：第２流出路 ３５：第１バイパス
３６：第２バイパス ３７：第３バイパス
６：バルブ部 Ｖａ：第１バルブ
Ｖｂ：第２バルブ Ｖｃ：第３バルブ
Ｖｄ：第４バルブ ６１：弁体
６３：弁座 ６２：付勢要素
７：開閉弁駆動部 Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、Ｉｄ：押圧部
ＶＳ：流体用バルブ装置

Claims (2)

1. 第１容積室、第２容積室、及び、第３容積室を有し流体の流路となる本体部と、
   前記第１容積室に連絡する第１流入路、前記第１容積室に連絡する第１流出路、前記第２容積室に連絡する第２流入路、前記第２容積室に連絡する第２流出路、前記第１容積室と前記第２容積室とを連絡する第１バイパス、前記第２流入路と前記第３容積室とを連絡する第２バイパス、及び、前記第３容積室と前記第１流出路とを連絡する第３バイパスを有する流路部と、
   前記第１容積室と前記第１流出路との間を開閉する第１バルブ、前記第２流入路と前記第２容積室との間を開閉する第２バルブ、前記第１容積室と前記第２容積室との間を開閉する第３バルブ、及び、前記第３容積室と前記第２バイパスとの間を開閉する第４バルブを有するバルブ部と、
   前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、及び、前記第４バルブを駆動する開閉弁駆動部と、を具備し、
   前記開閉弁駆動部は、前記第１バルブを開き、前記第２バルブを開き、前記第３バルブを閉じ、かつ、前記第４バルブを閉じる第１モードと、
   前記第１バルブを閉じ、前記第２バルブを閉じ、前記第３バルブを開き、かつ、前記第４バルブを開く第２モードと、を切り替える、流体用バルブ装置。
2. 前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第３バルブ、前記第４バルブは、各々、弁体と、前記弁体が着座する弁座と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢する付勢要素と、を有し、
   前記開閉弁駆動部は、前記弁体を前記弁座から離れる方向に押圧する押圧部を有し、
   前記押圧部は、前記第１モードにおいて前記第１バルブの弁体及び前記第２バルブの弁体を押圧し、前記第２モードにおいて前記第３バルブの弁体及び前記第４バルブの弁体を押圧する、請求項１に記載の流体用バルブ装置。

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