TWI626390B - Hot valve - Google Patents

Abstract

本發明提供一種能使零件數量達到最小限、實現構造的簡化及小型化、輕量化、且提高順暢的動作性、進而是耐久性的熱閥。於外罩11內部，具備經由開口23而與第1流路21連通地設置的閥室13。於該閥室內，開設有第2、第3流路13、14。進而，設有：熱電元件15，其以可沿軸線方向進行進退動作的方式配置於閥室內且伴隨流體溫度而動作，藉此使第2、第3流路間連通、遮斷；及螺旋彈簧18，其將該熱電元件15向流路遮斷方向彈壓。於使第1流路與連通於閥室的第3流路連通的開口設有閥體24，該閥體24係使該開口連通、遮斷且當連通時作為使第1、第3流路間連通的旁通閥22，並且，將螺旋彈簧兼用作向該流路遮斷方向彈壓的彈簧機構。

Description

熱閥

本發明係關於一種附旁通閥的熱閥,其例如適宜用於利用熱交換器調整車輛用變速機的潤滑、冷卻用油的溫度的流體迴路等中。

先前，作為此種熱閥，提出多種構成的類型。例如，專利文獻1中揭示有一種汽車用變速機中之潤滑、冷卻用油的冷卻裝置中使用的熱閥。以下對其進行簡單說明，其係以如下方式構成：於構成熱閥的殼體內以可移動的方式設有熱電元件，並且隨著該熱電元件之移動，使用配設於該熱電元件的作為主閥的流路閉塞構件來對流路進行開閉控制。

而且，上述熱閥中，利用由流路閉塞構件構成的主閥以如下方式進行開閉控制：當油達到規定溫度以上時，使自變速機流出的油經由油冷卻器而返回至變速機；當油達到規定溫度以下時，對於繞過油冷卻器迴路而返回至變速機的流量進行控制。而且構造為，當自變速機直通向油冷卻器的油達到規定壓力時，與作為上述主閥的流路閉塞構件不同的作為旁通閥的流路閉塞構件進行開動作而釋放壓力。

而且，專利文獻2中揭示有與上述相同的熱閥。即，該先前例中，與上述專利文獻1中的揭示不同，其構造為：省略了作為主閥的流路閉塞構件，將熱電元件自身用作主閥，且利用螺旋彈簧對該熱電元件彈壓。[ 先行技術文獻 ][ 專利文獻 ]

[ 專利文獻1 ] 日本專利特開2007—333068號公報[ 專利文獻2 ] 美國專利6253837號說明書

於上述專利文獻1之先前構造中，全體的構成零件數量多，難以小型化，難以對應於目前各種變速機的小型化、輕量化的要求。

而且，於上述專利文獻2之先前構造中，雖然能於某種程度上減少構成零件數量，略微地實現小型化，但需要主閥及旁通閥各自專用的彈壓彈簧，從而存在構成零件數量多等問題。

另外，因熱電元件係由主閥用的螺旋彈簧而彈壓保持，故亦存在熱電元件的作動變得不穩定的問題。而且，於上述專利文獻2之先前構造中，因零件數量多，故於裝配性方面亦存在問題，結果，於順暢的動作、耐久性方面亦存在問題，從而希望尋求能解決該等問題的一些對策。

本發明係鑒於上述情況而完成，其目的在於提供一種用於車輛用變速機的冷卻裝置等中的熱閥，其能使全體的構成零件數量達到最小限、實現構造的簡化，而且，能實現小型且輕量化、又能提高順暢的動作性、進而是耐久性。[ 解決問題之技術手段 ]

為了達成上述目的，本發明（技術方案1之發明）之熱閥係藉由使設於外罩內的第1、第2、第3流路間選擇性地連通、遮斷，而伴隨流體溫度、流體壓力而進行流路切換；該熱閥之特徵在於：於外罩內部，具備經由開口而與第1流路連通地設置的閥室；於該閥室內開設有第2、第3流路，且設有：熱電元件,其以可進行進退動作的方式配置於該閥室內，且伴隨流體溫度而進行動作，藉此使第2流路與第3流路之間連通、遮斷;及螺旋彈簧，其將該熱電元件向流路遮斷方向彈壓；於使第1流路與閥室連通的開口設有閥體，該閥體係構成用於使該開口連通、遮斷且當連通時使第1流路與經由閥室而相連的第3流路連通、遮斷的旁通閥，且將螺旋彈簧兼用作將該閥體向流路遮斷方向彈壓的彈簧機構。

如技術方案1，本發明（技術方案2之發明）之熱閥之特徵在於：熱電元件具備活塞桿，該活塞桿係以可沿軸線方向進行進退動作的方式設於閥室內，並且一直被螺旋彈簧彈壓，藉此，於閥室內以使上述第2流路與第3流路之間遮斷的方式發揮功能，且隨著周圍的流體溫度的上升而提出於軸線方向；伴隨該活塞桿的突出動作，該熱電元件於閥室內進行進退動作，使第2、第3流路間成為連通狀態。

如技術方案2，本發明（技術方案3之發明）之熱閥之特徵在於：熱電元件係以如下方式構成，即，於閥室內相對於構成旁通閥的閥體滑動自如地受到支撐，且於該滑動部，與上述閥體協動地使第3流路與第1流路之間連通、遮斷。

如技術方案1至技術方案3中任一項，本發明（技術方案4之發明）之熱閥之特徵在於：構成旁通閥的閥體係以如下方式構成，即，於閥室內被螺旋彈簧彈壓，藉此使第1、第3流路間成為遮斷狀態，且根據該等流路間的流體壓力差而進行開動作，使第1、第3流路間成為連通狀態。[ 發明之效果 ]

根據如上所述之本發明之熱閥，經由開口而與設於外罩內的第1流路連通地設有閥室，配設有使該開口根據流體壓力而開閉的構成旁通閥的閥體，並且，設有使開設於偏離該閥室的軸線方向的位置上的第2、第3流路根據流體溫度而開閉的熱電元件，且將對該熱電元件彈壓的螺旋彈簧共用作對構成上述旁通閥的閥體彈壓的彈簧機構，因此，儘管為以最小限的零件數量形成的簡單構成，亦能實現以下所述的各種優良效果。

1.相對於先前構造而言，能使構成零件數量減少，削減組裝工時、成本，產品自身亦小型化。2.能使熱閥整體進一步縮小，故採用該熱閥的冷卻裝置等使用機器整體亦能小型化，車載時的佈局自由度提升。

3.構造簡易，故作動亦順暢，耐久性亦提升。4.裝配僅須依序將旁通閥、螺旋彈簧、熱電元件依序插入外罩且利用端帽進行密封，故裝配作業亦容易。

經由開口而與設於外罩內的第1流路連通地設置閥室，且配設使該開口根據流體壓力而開閉的構成旁通閥的閥體，且設有使開設於該閥室內的第2、第3流路根據流體溫度而開閉的熱電元件，將對該熱電元件彈壓的螺旋彈簧共用作對上述閥體彈壓的彈簧機構。藉此，能以最小限的構成零件數量實現構造的簡化、小型化、低成本化，進而能實現動作上的可靠性、耐久性的提升等。[ 實施例1 ]

圖1至圖4表示本發明之熱閥的一實施形態。該等圖中，整體由符號10表示的部件為熱閥，該熱閥10係於例如車輛用變速機的潤滑、冷卻用油的冷卻裝置等中，設在車輛用變速機（或引擎）1與油冷卻器（熱交換器）2之間的油迴路中。

圖1～圖3中，符號11係構成熱閥的外罩，於其內部形成有第1流路21，該第1流路21構成供油自上述變速機1流通至油冷卻器2的第1流路。而且，於上述外罩11內，在上述第1流路21的軸線方向上的中央部分形成有閥室12，該閥室12的一端靠近中央部分，另一端沿與該第1流路21正交的方向延伸且向外方開口。

於該閥室12與上述第1流路21之間，形成有後述的構成旁通閥22的開口23，且於上述閥室12的一端側設有使該開口23開閉的閥體24（於與作為主閥的由後述熱電元件15形成的閥體的關係上而言，為第2閥體）。

於上述閥室12的外方端附近的部分形成有第2流路13，該第2流路13構成供來自上述油冷卻器2的油流通的第2流路，並且，以相對於該第2流路13的內方端而在上述閥室12的軸線方向上偏於內方端附近的位置開口的方式，形成有供油流通至上述變速機1的作為第3流路的第3流路14。

15係可移動地配置於上述閥室12內的呈捲軸（spool）形狀的熱電元件，且以如下方式構成：具備活塞桿16，該活塞桿16係藉由填充於內部的蠟（未圖示）的膨脹、收縮而在軸線方向上進行伸縮動作，該活塞桿16係藉由向外方伸長而抵接於端帽17，藉此，熱電元件15於閥室12內向閥室12的內方端側（圖中下方）活動，結果，經過端帽17內所形成的流體通路，如圖2所示，使第2流路13與第3流路14連通，使來自油冷卻器2的油流通至變速機1側。

另外，15a係設於熱電元件15的大徑部，該熱電元件15作為構成該熱閥10之主閥的閥體，且該15a係以如下方式構成：藉由使設於上述端帽17的流體通路17a的開口部分開閉，而使油的流動連通、遮斷。

根據本發明，設有一直將作為主閥的閥體的熱電元件15向流路遮斷方向（圖1中左方向）彈壓的螺旋彈簧18，該熱電元件15係設於上述閥室12內且在油的第2、第3流路13、14間進行連通、遮斷，且將該螺旋彈簧18亦兼用作對構成上述旁通閥22的閥體24（於與主閥的關係上，為第2閥體）向使開口23閉塞的方向彈壓的彈簧機構。

此處，就熱電元件15而言，其一端係以可於形成在構成上述旁通閥22的閥體24的軸孔內滑動自如的方式支撐於閥室12內，且突出於其另一端側的活塞桿16樞轉支撐於上述端帽17內，藉此，熱電元件15可進行進退動作的方式設於閥室12內。

而且，該熱電元件15於閥室12內進行進退動作，藉此使形成於上述閥體24內的流通孔24a的周壁部的窗部24b開閉，藉此，構成溫度上升等時的旁通閥24的流通路徑。

另一方面，以如下方式構成：當旁通閥22為閉狀態時，進而是藉由其與上述熱電元件15使窗部24b為空時，若閥室12與上述第1流路21之間產生壓力差，則上述閥體24向開方向滑動移動，經過閥體24周圍的、利用肋狀部24c而與閥室12的周壁之間所形成的流通路24d（參照圖5（a）、（b）），使第1流路21與閥室12連通。

此處，圖5係表示構成旁通閥22的閥體24，圖5（a）為閥體24的概略側面圖，圖5（b）為圖5（a）的V—V線剖面圖。而且，該等圖中，一點鏈線表示圖1、圖2所示的外罩11中的閥室12及開口23。另外，圖5（b）中表示構成旁通閥22的閥體24於閥室12內呈開狀態時的狀態。

另外，關於構成該旁通閥22且滑動自如地支撐上述熱電元件15的閥體24，包含上述肋狀部24c在內的外周部分係以可滑動的方式支撐於上述閥室12內。因此，上述熱電元件24係以如下方式構成：經由可滑動地支撐於閥室12內的旁通閥22的閥體24而滑動自如地支撐於閥室12內，於該滑動部,與上述閥體24協動地使上述第3流路14與上述第1流路21之間連通、遮斷。

換而言之，上述熱電元件15的一端部分滑動自如地支撐於構成旁通閥22的閥體24的流通孔24a內。藉此，熱電元件15能夠順暢地進行進退動作，亦使得閥整體的耐久性提高。

而且，構成為：由形成於旁通閥22的閥體24的內周側的流通孔24a及形成於外周側的多個肋狀部24c所形成的流通路24d構成兩個旁通流路，藉此，對旁通閥22進行流量控制，且以必要最小限的零件數量實現簡單構造，從而亦具有可作為旁通閥22而發揮功能的優點。

此處，藉由將上述肋狀部24c及其所形成的流通路24d設定為任意形狀，而可使旁通閥22所形成的流通路24d設定為任意流量，此方面亦可謂容易調整的構成。另外，根據此種旁通閥22，可根據自第1流路21所見的閥體24的投影剖面積的大小，而適當地設計作動壓力及開閥動作後的流通路24d的流量，從而亦具有構成簡化且設計容易的優點。

根據以上構成，能使熱閥10的全體的構成零件數量達到最小限，實現構成的簡化，且亦能實現全體的小型化及成本的降低。

而且，根據以上述方式構成的熱閥10，若外罩11內的閥室12、進而是與該閥室12連通的第3流路14內的流體溫度為高溫，則熱電元件15內的蠟會熱膨脹，將活塞桿16擠出，藉此，該熱電元件15在閥室12內移動，從而，第2、第3流路13、14之間有油流動，使油自變速機1流向油冷卻器2。若油溫度為規定溫度以下，則第2、第3流路13、14間的流動被遮斷。

另一方面，設於閥室12的內方端側且構成旁通閥22的第2閥體24係以如下方式構成：一直被螺旋彈簧18向使開口23閉塞的方向彈壓，而當第1流路21內的油壓力與上述閥室12內、進而是與該閥室12連通的第3流路14側的油壓力的壓力差為規定以上，則進行開動作，使油自第1流路旁通至變速機側。

另外，本發明當然並不限定為上述實施形態所說明的構造，可對構成熱閥10的各部分的形狀、構造等適當進行變形、變更。例如，上述實施形態中，關於外罩11係對於由全體大致呈長方體形狀的方塊形狀形成的情況進行說明，但本發明當然並不限定於此，可為將適當部位的多餘部分去除、而成為使整體的壁厚變薄的形狀的外罩。

而且，作為構成旁通閥22的閥體24的形狀，亦並不限於圖4、圖5等所示的形狀，而可採用適當的形狀。總之，只要為能作為泄壓閥而發揮功能的形狀即可，該泄壓閥能藉由利用螺旋彈簧18彈壓而維持使開口23遮斷的狀態，且利用閥室12（與第3流路14壓力相同）與第1流路21之間的流體壓力差而適當地開口而成為流通狀態。

進而，於上述實施形態中，係對於使用於令車輛用變速機冷卻的油的冷卻裝置中的情況進行說明，但本發明當然並不限於此，且流體亦並不限於油。總之，只要為根據流體溫度而使流路開閉的熱閥、且使用有具有倂用根據流體壓力而使流路開閉的旁通閥的構造的類型即可。

1．．．車輛用變速機(或引擎)

2．．．油冷卻器(熱交換器)

10．．．熱閥

11．．．外罩

12．．．閥室

13．．．第2流路

14．．．第3流路

15．．．熱電元件(主閥的閥體)

16．．．活塞桿

17．．．端帽

18．．．螺旋彈簧

21．．．第1流路

22．．．旁通閥

23．．．開口

24．．．閥體(第2閥體)

圖1係表示本發明之熱閥的一實施形態的概略剖面圖。圖2係用於說明圖1之熱閥的作動狀態的概略剖面圖。圖3係用於說明圖1、圖2之熱閥的整體概略構成的局部斷裂立體圖。圖4（a）、（b）、（c）係用於說明配設於圖3之熱閥的旁通閥的閥體的概略構成的端面圖、側面圖及概略立體圖。圖5（a）、（b）係圖4之旁通閥的閥體的概略端面圖及其V—V線剖面圖。

Claims (4)

1. 一種熱閥，其係藉由使設於外罩內的第1、第2、第3流路間選擇性地連通、遮斷，而伴隨流體溫度、流體壓力而進行流路切換；該熱閥之特徵在於：於上述外罩內部，具備經由開口而與上述第1流路連通地設置的閥室，該閥室內開設有上述第2、第3流路，且設有：熱電元件，其以可進行進退動作的方式配置於該閥室內，且伴隨流體溫度而動作，藉此，使上述第2流路與第3流路之間連通、遮斷；及螺旋彈簧，其將該熱電元件向流路遮斷方向彈壓；於使上述第1流路與閥室連通的開口設有閥體，該閥體係構成用於使該開口連通、遮斷、且當連通時使上述第1流路與上述第3流路連通、遮斷的旁通閥，且將上述螺旋彈簧兼用作將該閥體向流路遮斷方向彈壓的彈簧機構。
2. 如申請專利範圍第1項之熱閥，其中，上述熱電元件具備活塞桿，該活塞桿係以可沿軸線方向進行進退動作的方式設於上述閥室內，並且一直被螺旋彈簧彈壓，藉此，於閥室內以使上述第2流路與第3流路之間遮斷的方式發揮功能，且隨著周圍的流體溫度的上升而突出於軸線方向，伴隨該活塞桿的突出動作，該熱電元件於閥室內進行進退動作，使第2、第3流路間成為連通狀態。
3. 如申請專利範圍第2項之熱閥，其中，上述熱電元件係以如下方式構成：於上述閥室內相對於構成上述旁通閥的閥體滑動自如地受到支撐，且於該滑動部，與上述閥體協動地使上述第3流路與上述第1流路之間連通、遮斷。
4. 如申請專利範圍第1項至申請專利範圍第3項中任一項之熱閥，其中，構成上述旁通閥的閥體係以如下方式構成：於閥室內被上述螺旋彈簧彈壓，藉此，使第1、第3流路間成為遮斷狀態，且根據該等流路間的流體壓力差而進行開動作，使第1、第3流路間成為連通狀態。