WO2023090377A1 - 流路切替装置及びこれに用いる電磁バルブ並びに冷却ユニット - Google Patents

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WO2023090377A1
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housing
port
plunger
switching device
path
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伸司 山▲崎▼
裕明 森
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三桜工業株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a channel switching device and electromagnetic valves and cooling units used therein.
  • a channel switching device there is known a device having an electromagnetic valve in which a valve body having a land portion for opening and closing a port is slidably inserted into a sleeve having a plurality of input/output ports.
  • a device having an electromagnetic valve in which a valve body having a land portion for opening and closing a port is slidably inserted into a sleeve having a plurality of input/output ports.
  • one object of the present disclosure is to provide a channel switching device that can switch channels with a simple structure even if the number of channels to be switched increases. Another object is to provide an electromagnetic valve suitable for this channel switching device.
  • a flow path switching device of the present disclosure includes a plurality of electromagnetic valves configured as 3-way valves, and a housing provided with the plurality of electromagnetic valves, wherein the plurality of electromagnetic valves are connected to each other in the housing. a plurality of first flow paths connected to the annular path via each of the plurality of electromagnetic valves and associated with each of the plurality of electromagnetic valves; and a plurality of second flow paths connected to the annular path so as to be sandwiched between the two electromagnetic valves, and each of the plurality of electromagnetic valves is provided on the front side in a predetermined direction that circles the annular path.
  • a hollow portion formed integrally with or separately from the housing and having a first port connected to the annular passage and a second port connected to the annular passage on the rear side in the predetermined direction; A first state in which the first port is opened and the second port is closed to open the annular path and the first flow path, and the first port is closed and the second port is opened to open the first state. and a valve body slidably inserted into the hollow portion so as to be switchable between a second state in which the annular passage and the first flow passage are opened.
  • a plurality of electromagnetic valves configured as three-way valves, an annular path provided in the housing, a first channel connected to the annular path via the electromagnetic valves, and two A second flow path connected to the annular path is combined at a position sandwiched between the electromagnetic valves.
  • the second flow path is connected to the annular path sandwiched between the two electromagnetic valves, a path connecting the first flow path and the second flow path in the first state by operating each electromagnetic valve;
  • the path to which the first flow path and the second flow path are connected in the second state is switched.
  • the hollow portion is connected to the first flow path, is open in the first state, and is in the second state, the valve body and a fourth port connected to the first flow path, closed by the valve body in the first state, and opened in the second state and may be provided.
  • the third and fourth ports that are closed or opened by the valve body are connected to the first flow path.
  • a first state and a second state can be realized by the third and fourth ports.
  • the hollow portion includes a gap increasing portion formed so that the gap formed between the valve body and the valve body partially increases in the circumferential direction. may have. According to this aspect, it is possible to prevent a negative pressure between the front end of the valve body and the housing and to prevent the smooth operation of the valve body from being hindered, so that the valve body can be reliably operated.
  • the hollow portion is provided as a separate body from the housing, the housing has a mounting portion to which the hollow portion is mounted, and the mounting portion includes the hollow portion. and having a plurality of protrusions protruding toward the outer peripheral surface of the hollow portion and provided at intervals in the circumferential direction of the hollow portion, the hollow portion being deformed such that the plurality of protrusions are deformed. It may be attached by being press-fitted into the part. According to this aspect, resistance when the hollow portion is press-fitted into the mounting portion is alleviated, while the hollow portion can be reliably fixed to the mounting portion.
  • the hollow portion may have a detent portion extending between two adjacent protrusions among the plurality of protrusions and protruding toward the inner peripheral surface of the attachment portion.
  • rotation of the hollow portion press-fitted into the mounting portion is prevented.
  • each of the plurality of electromagnetic valves has a resin valve housing that accommodates predetermined components, the housing is made of a resin material, and the housing includes the An annular wall portion is provided that surrounds the mounting portion, protrudes in one direction of movement of the valve body, and is welded to the valve housing. It may be press-fitted into the valve housing via a collar so as not to be in the same position as the welded portion with respect to the axial direction, and the collar may be made of a material having higher heat resistance than the hollow portion.
  • the hollow portion is press-fitted into the valve housing via a collar made of a highly heat-resistant material, so that the end surface of the hollow portion is positioned away from the welded portion.
  • An electromagnetic valve of the present disclosure is an electromagnetic valve configured as a three-way valve, and includes a valve body, a drive section that drives the valve body, a plunger that operates integrally with the valve body, the drive section, and a resin valve housing that accommodates the plunger, and the drive unit includes a hollow coil portion into which the plunger is inserted, and the coil portion combined with the coil portion so as to face the end of the plunger.
  • a fixed core and a plunger guide for guiding the plunger are included, the valve housing is formed by being overmolded with a resin material so as to surround the driving part, and the plunger guide is: It is formed by overmolding with a resin material so as to surround the coil portion.
  • the coil is overmolded with a resin material so as to surround the coil. do not. Even if the fluid is allowed to enter from the valve body side to the driving part side, the coil part is not deteriorated by the fluid. Since there is no need to provide rubber sealing members such as diaphragms, bellows, U-packings, and O-rings to prevent fluid from entering the driving section, such sealing members can be eliminated. It is possible to avoid problems caused by providing the seal member, such as wear of the seal member due to sliding with the plunger and increase in energy required for driving the plunger due to sliding resistance between the seal member and the plunger.
  • a first space formed between the end portion of the plunger and the fixed core and located on the drive portion side and a second space located on the valve body side are communicated. You may further provide the communication path which makes it.
  • the gap functions as an orifice when the fluid enters and exits the minute gap formed between the plunger and the plunger guide.
  • the hollow coil can be cooled from the inner peripheral side if the fluid is a coolant that takes heat from the coil. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the coil portion when the electromagnetic valve is driven.
  • the current is constant, so the power consumption becomes a function with the electrical resistance of the coil portion as a variable.
  • the electrical resistance of the coil portion depends on the temperature, and the higher the temperature of the coil portion, the higher the electrical resistance.
  • the temperature rise of the coil portion can be suppressed and the electric resistance of the coil portion can be kept low, so power consumption when the electromagnetic valve is driven can be reduced.
  • the communication path can be configured in various forms as exemplified below.
  • the communication path may be formed in the inner peripheral surface of the plunger guide and configured by a slit extending in the axial direction of the plunger guide and retreating in the radial direction.
  • One or more slits may be provided.
  • a plurality of slits form a communication path, they may be arranged at regular intervals in the circumferential direction.
  • the communicating path may be formed by a machined portion obtained by removing a portion of the plunger so as to form a flat surface.
  • One or a plurality of processing units may be provided.
  • the communicating passage may be formed inside the plunger and configured by an internal passage opening to the first space and the second space.
  • the communication path may be formed by a spiral groove formed in the outer peripheral surface of the plunger so as to extend spirally in the axial direction of the plunger.
  • the fluid when the fluid flows between the outer circumference of the plunger and the inner circumference of the coil portion when the fluid enters and exits the first space and the second space, the fluid does not flow between them.
  • the heat exchangeable area between the coil portion and the fluid increases, so the cooling effect of the fluid on the coil portion is high.
  • the cooling range of the coil portion is expanded in the circumferential direction and the cooling range is not biased, so that the cooling effect is excellent.
  • the first port and the third port are arranged in one of the sliding directions of the valve body, and the second port is arranged in the other of the sliding directions.
  • a port and the fourth port are arranged, and are arranged on the inner peripheral surface of the hollow portion so as to be positioned between the first port and the third port and the second port and the fourth port.
  • a sealing member may be further provided. According to this aspect, the sealing member can suppress the inflow and outflow of fluid between the ports.
  • the hollow portion includes a small-diameter portion having a small inner diameter, a large-diameter portion having a large inner diameter, and the small-diameter portion located between the first and third ports and the second and fourth ports. a stepped portion located at the boundary between the portion and the large diameter portion; and a tubular portion that fits into the large diameter portion and has an inner diameter that matches the small diameter portion, wherein the sealing member is positioned between the stepped portion and the stepped portion.
  • the stepped portion and the tubular portion may function as the displacement suppressing means by being arranged between the tubular portion.
  • the housing may have a housing body and a lid portion covering one side of the housing body in the sliding direction, and the cylindrical portion may be provided on the lid portion.
  • the lid has both the function of covering the housing body and the function of suppressing the displacement of the seal member, so that the number of parts can be reduced.
  • One aspect of the cooling unit according to the present disclosure includes the flow switching device described above, a pump connected to the housing so as to communicate with the second flow channel of the flow switching device, and the first flow channel. and a tank provided in the flow path switching device so as to be communicated with each other, and the tank is provided as the cover portion of the housing.
  • the pump and the tank which are components of the cooling system, are provided in the channel switching device, there is no need for piping connecting the channel switching device and these components. Therefore, the transportation efficiency of the fluid is enhanced. Therefore, since the output of the pump can be reduced, a low-output, small-sized pump can be adopted. This makes it possible to reduce the size and weight of the cooling unit.
  • the tank provided as the lid portion is provided with a cylindrical portion that suppresses the displacement of the seal member. Therefore, in addition to the original function, the tank has a function of closing the housing body and a function of suppressing the displacement of the seal member, so that the number of parts of the cooling unit can be reduced and the unit can be made compact.
  • FIG. 1 is a plan view of a channel switching device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. The figure which showed the state which looked at the flow-path switching apparatus of the non-energization state of each electromagnetic valve from the direction of IIa of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of line Va-Va in FIG. 3 ;
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of line Vb-Vb of FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of line VIb-VIb of FIG. 4 ;
  • FIG. 5B is a partially enlarged view of the electromagnetic valve of FIG. 5A;
  • FIG. 9B is a schematic cross-sectional view about line IXb-IXb of FIG. 9A.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the appearance of a cooling unit incorporating a flow path switching device according to a second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a perspective view showing the state of the cooling unit as seen from the rear side
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the cooling unit
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a reservoir tank incorporated in the cooling unit is viewed from the bottom side;
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the flow path switching device schematically showing a cross section including one electromagnetic valve and showing a non-energized state
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the flow path switching device schematically showing a cross section including the other electromagnetic valve and showing a non-energized state
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the flow path switching device schematically showing a cross section including one electromagnetic valve and showing an energized state
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the flow path switching device schematically showing a cross section including the other electromagnetic valve and showing an energized state
  • the channel switching device 1 is connected to two input systems 100A and 100B and two output systems 101A and 101B.
  • the flow switching device 1 is incorporated in a cooling system of an electric vehicle in which long-life coolant (LLC) is distributed.
  • LLC long-life coolant
  • These systems 100A, 100B, 101A, and 101B correspond to a plurality of input systems and output systems provided according to various objects to be cooled, such as batteries, power control units, and motors. Since the amount of heat generated and the timing of heat generation differ depending on the object to be cooled, a temperature difference may occur in the LLC flowing through each system.
  • the channel switching device 1 switches the correspondence between the input systems 100A and 100B and the output systems 101A and 101B.
  • LLC corresponds to an example of a fluid.
  • the arrow lines shown in FIG. 1 and other figures mean the flow and direction of the LLC unless otherwise specified.
  • the channel switching device 1 includes a housing 2 in which a plurality of channels for LLC flow is formed, and two electromagnetic valves 3A and 3B provided in the housing 2. .
  • These electromagnetic valves 3A and 3B are configured as 3-way valves.
  • the electromagnetic valves 3A and 3B are partially different in construction, but have many constructions in common. Different configurations are given different reference signs in the drawings. In addition, common configurations are given the same reference numerals in the drawings to omit or simplify redundant description.
  • the housing 2 includes an annular passage 5 connecting the electromagnetic valves 3A and 3B to each other, and the annular passage 5 connected to the electromagnetic valve 3A through each of the electromagnetic valves 3A and 3B. , 3B, and output paths 7A, 7B connected to the annular path 5 so as to be sandwiched between the electromagnetic valves 3A, 3B. .
  • the input channels 6A and 6B correspond to an example of a first channel.
  • the output paths 7A and 7B correspond to an example of a second flow path.
  • the electromagnetic valve 3A includes a sleeve 9A provided separately from the housing 2, and a valve body 10 that is slidably inserted into the sleeve 9A.
  • the sleeve 9A is formed with four elongated ports P1 to P4 penetrating the peripheral wall and having long axes in the peripheral direction.
  • the first port P1 is connected to the annular path 5 on the front side in the forward direction Rf that circles the annular path 5 clockwise in FIG. 3 or 4 .
  • the second port P2 is connected to the annular path 5 on the rear side in the positive direction Rf.
  • a third port P3 and a fourth port P4 are connected to the input path 6A.
  • the electromagnetic valve 3B has a sleeve 9B in which four ports P1 to P4 are arranged differently.
  • the four ports P1 to P4 provided on the sleeve 9B are arranged differently but have the same function. Therefore, the first port P1 is connected to the annular path 5 on the forward side in the positive direction Rf.
  • the second port P2 is connected to the annular path 5 on the rear side in the positive direction Rf.
  • a third port P3 and a fourth port P4 are connected to the input path 6B.
  • the third port P3 is opened when both the electromagnetic valves 3A and 3B are not energized, and the third port P3 is closed by the valve body 10 when both the electromagnetic valves 3A and 3B are energized. be done.
  • the non-energized state shown in FIGS. 2A, 3, 5A and 5B corresponds to the first state
  • the energized state shown in FIGS. 2B, 4, 6A and 6B corresponds to the first state. It corresponds to 2 states.
  • the first port P1 of the solenoid valves 3A, 3B is open and the second port P2 is closed, so that the flow in the positive direction Rf of the annular passage 5 is Flow in the reverse direction Rr is blocked while being allowed. Therefore, in the non-energized state, the LLC flowing into the input path 6A flows through the annular path 5 in the positive direction Rf and is led to the output path 7A. The LLC flowing into the input path 6B flows through the circular path 5 in the positive direction Rf and is guided to the output path 7B.
  • the first ports P1 of the electromagnetic valves 3A and 3B are closed, and the second ports P2 are opened.
  • electromagnetic valves 3A and 3B each include a driving portion 12 that drives a valve body 10, a valve housing 13 that houses the driving portion 12, and a plunger 14 integrated with the valve body 10.
  • the driving portion 12 includes a hollow coil portion 15 into which the plunger 14 is inserted, a fixed core 16 combined with the coil portion 15 , and a plunger guide 17 that guides the plunger 14 .
  • the coil part 15 is formed by molding in a state in which a winding is wound on a bobbin (not shown). Although illustration is omitted, the drive unit 12 is manufactured as follows. The fixed core 16 and the coil portion 15 are combined and the core is inserted into the coil portion 15, and then placed in a mold that forms the outer shape of the drive portion 12 so that the coil portion 15 and the fixed core 16 are surrounded. It is overmolded with a resin material as shown in FIG. Further, another mold for forming the outer shape of the valve housing 13 is prepared, the driving part 12 with the core inserted is arranged in this mold, and the driving part 12 is covered with a resin material so as to surround it. to mold.
  • the core inserted into the coil portion 15 has a shape corresponding to that of the plunger 14 and has a large diameter larger than the outer diameter of the plunger 14 so that the driving portion 12 does not shift due to the injection pressure when the valve housing 13 is molded. It has a shape that presses the driving part 12 at the part.
  • the plunger guide 17 is formed by the resin material that has flowed into the inner peripheral side of the coil portion 15 . Furthermore, a space 18 having a shape corresponding to the large diameter portion of the core is formed between the valve housing 13 and the plunger 14 . In this manner, since the coil portion 15 is overmolded with a resin material so as to surround the coil portion 15 , the LLC does not contact the coil portion 15 even if the LLC enters from the valve body 10 side to the drive portion 12 side.
  • the valve housing 13 has a cylindrical portion 20 extending axially of the plunger 14 away from the drive portion 12 .
  • a spring 21 is provided in a compressed state between the end face of the cylindrical portion 20 and the valve body 10 , and a spring seat 22 is mounted between the end face of the cylindrical portion 20 and the spring 21 .
  • the driving portion 12 urges the valve body 10 away from the driving portion 12 by the spring force of the spring 21 in the non-energized state.
  • the valve body 10 is driven in the direction to approach the driving portion 12 against the spring force of the spring 21 .
  • a collar 25 is attached to the outer periphery of the cylindrical portion 20, and the sleeve 9A of the electromagnetic valve 3A is press-fitted to the outer periphery of the cylindrical portion 20 with the collar 25 interposed.
  • the collar 25 may be made of resin or metal as long as the material has higher heat resistance than the sleeves 9A and 9B.
  • the housing 2 is provided with mounting portions 26 to which the electromagnetic valves 3A and 3B are mounted.
  • the attachment portion 26 is provided with four protrusions 27 that protrude toward the sleeves 9A and 9B and are spaced apart in the circumferential direction of the sleeves 9A and 9B.
  • the four protrusions 27 are arranged at equal intervals of 90 degrees in the circumferential direction.
  • Each protrusion 27 extends in the moving direction of the valve body 10 . As long as the number of protrusions 27 is plural, any number of protrusions 27 can be used.
  • the sleeves 9A and 9B are press-fitted so that the four protrusions 27 are deformed.
  • the sleeves 9 A and 9 B can be reliably fixed to the mounting portion 26 while the resistance when the sleeves 9 A and 9 B are press-fitted into the mounting portion 26 is alleviated.
  • the sleeves 9A and 9B may be press-fitted into the mounting portion 26 after the sleeves 9A and 9B are press-fitted into the cylindrical portion 20 of the valve housing 13, or before the sleeves 9A and 9B are press-fitted into the cylindrical portion 20 of the valve housing 13 Alternatively, only the sleeves 9A, 9B may be press-fitted into the mounting portion 26, and then the cylindrical portion 20 and the sleeves 9A, 9B may be press-fitted.
  • the sleeves 9A and 9B are provided on their outer peripheries with anti-rotation portions 29 that extend between two adjacent protruding portions 27 and protrude toward the inner peripheral surface of the mounting portion 26 . Since the anti-rotation portion 29 engages with the projecting portion 27, the sleeves 9A and 9B press-fitted into the mounting portion 26 are prevented from rotating. As a result of preventing the rotation, it is possible to prevent the correspondence between the ports P1 to P4 formed in the sleeves 9A and 9B and the flow paths from becoming abnormal due to unexpected rotation.
  • the housing 2 has an annular wall portion 28 which surrounds the mounting portion 26, protrudes in one direction in which the valve body 10 moves, and is welded to the valve housing 13. is provided. Since the sleeves 9A, 9B are press-fitted into the cylindrical portion 20 via the collar 25, the end surfaces of the sleeves 9A, 9B are not aligned with the welding portion 30 in the axial direction of the plunger 14.
  • the collar 25 is made of a material with higher heat resistance than the sleeves 9A and 9B. Therefore, the welded portion 30 and the end surfaces of the sleeves 9A and 9B are positioned away from the welded portion 30. As shown in FIG. It is possible to suppress the heat generated during welding from being transferred to the sleeves 9A and 9B. By suppressing the transmission, problems such as thermal deformation and thermal deterioration of the hollow portion can be prevented.
  • the sleeves 9A and 9B have gap increasing portions 31 formed so that the gap formed between the sleeves 9A and 9B and the valve body 10 is partially increased in the circumferential direction of the valve body 10. ing.
  • the increased gap portion 31 is constructed by partially distorting the walls of the sleeves 9A, 9B. Since the sleeves 9A and 9B have the increased clearance portion 31, it is possible to avoid the negative pressure between the tip of the valve body 10 and the housing 2 and the obstruction of the smooth operation of the valve body 10. 10 reliable operations are possible.
  • the electromagnetic valves 3A and 3B have a space 32 formed between the end portion 14a of the plunger 14 and the fixed core 16 and located on the drive unit 12 side, and a space 32 on the valve body 10 side.
  • Three slits 35 are provided as an example of a communication path that communicates with the space 18 in which it is located.
  • the slit 35 is formed in the inner peripheral surface of the plunger guide 17, extends in the axial direction of the plunger guide 17, and retreats in the radial direction.
  • the gap functions as an orifice when the fluid tries to enter and exit the minute gap formed between the plunger and the plunger guide.
  • the drive unit draws the plunger
  • the space formed between the end of the plunger and the fixed core becomes a positive pressure, which interferes with the movement of the plunger.
  • the plunger tries to separate, the space becomes a negative pressure and interferes with the movement of the plunger.
  • the number of slits 35 is arbitrary. For example, it may be selected within the range of 1-4. When a plurality of slits 35 are provided, they may be provided at regular intervals in the circumferential direction or may be arranged at unequal intervals.
  • the electric resistance of the coil portion 15 depends on the temperature, and the higher the temperature of the coil portion 15, the higher the electric resistance.
  • the temperature rise of the coil portion 15 can be suppressed and the electrical resistance of the coil portion 15 can be kept low, so the power consumption when the electromagnetic valves 3A and 3B are driven can be reduced. can be reduced.
  • FIGS. 9A and 9B A first modification that realizes a communication path is shown in FIGS. 9A and 9B.
  • the communication path is formed by a machined portion 36 obtained by removing a portion of the plunger 14 so as to form a flat surface. Since the space 32 on the side of the driving part 12 and the space 18 on the side of the valve body 10 are communicated with each other by the processed part 36, the same effects as those of the embodiment shown in FIGS. 8A and 8B can be obtained.
  • the number of processed parts 36 is arbitrary and may be one or more. For example, one to four may be selected.
  • FIGS. 10A and 10B A second modification that realizes a communication path is shown in FIGS. 10A and 10B.
  • the second modification is formed inside the plunger 14, and the internal passage 37 opening to the space 32 and the space 18 respectively constitutes a communicating passage.
  • the internal passage 37 includes a main passage 37 a extending in the axial direction of the plunger 14 and opening into the space 32 and two branch passages 37 b branching from the main passage 37 a and opening into the space 18 . Since the space 32 on the side of the driving part 12 and the space 18 on the side of the valve element 10 communicate with each other through the internal passage 37, the same effect as in the embodiment of FIGS. 8A and 8B can be obtained.
  • the number of branch paths 37b is arbitrary and may be one or more. When a plurality of branch paths 37b are provided, the opening positions of the branch paths 37b can be set at equal intervals in the circumferential direction.
  • FIGS. 11A and 11B A third modification that realizes a communication path is shown in FIGS. 11A and 11B.
  • a communicating passage is constituted by a spiral groove 38 formed in the outer peripheral surface of the plunger 14 so as to extend spirally in the axial direction of the plunger 14 . Since the space 32 on the side of the driving part 12 and the space 18 on the side of the valve body 10 are communicated with each other by the spiral groove 38, the same effect as in the embodiment of FIGS. 8A and 8B can be obtained. Further, the third modification has a unique advantage that it is resistant to the radial load acting on the plunger 14 and wear of the plunger guide 17 does not concentrate on one point.
  • the space 32 corresponds to an example of the first space
  • the space 18 corresponds to an example of the second space.
  • the sleeves 9A and 9B are provided separately from the housing 2, but an element that functions in the same way as the sleeves 9A and 9B when integrated is integrally formed with the housing 2 to form a hollow portion. can also
  • the first modification, and the third modification when the LLC moves in and out between the space 32 and the space 18, the LLC moves between the outer circumference of the plunger 14 and the inner circumference of the coil portion 15. Since the LLC flows, the heat-exchangeable region between the coil portion 15 and the LLC increases compared to the case where the LLC does not flow between them, so the LLC has a high cooling effect on the coil portion 15 .
  • the cooling range of the coil portion 15 is expanded in the circumferential direction and the cooling range is not biased, so the cooling effect is good. (Second form)
  • the cooling unit 50 incorporates a channel switching device 51 according to the second embodiment.
  • the cooling unit 50 may be applied, as an example, to the cooling system of an automobile.
  • the cooling unit 50 includes two input sections 51A and 51B and two output sections 52A and 52B to which pipes such as tubes are connected. The correspondence between the output units 52A and 52B is switched. As an example, this allows the cooling system of an automobile to be switched.
  • the cooling unit 50 is connected to two water pumps 53A and 53B, which are respectively associated with two output parts 52A and 52B, and LLC, which is an example of a fluid that flows through the cooling unit 50 and is connected to the flow switching device 51.
  • a reservoir tank 54 is further provided.
  • the reservoir tank 54 is made of resin.
  • the reservoir tank 54 corresponds to an example of a tank.
  • the channel switching device 51 includes a housing 55 in which a plurality of channels through which LLC flows are formed, and water pumps 53A and 53B are connected in communication with these channels. , and two electromagnetic valves 56 A and 56 B provided in the housing 55 .
  • the water pumps 53A and 53B are attached to the housing 55 by fastening means such as a plurality of bolts B1. Since the electromagnetic valves 56A and 56B have almost the same basic structure except for the sleeves 9A and 9B (see FIG. 5B, etc.) of the electromagnetic valves 3A and 3B applied to the first embodiment, the functions are common in the following description.
  • the same reference numerals are attached to the drawings to omit or simplify the overlapping description (see also FIGS. 18A and 18B).
  • the solenoid valves 56A and 56B are different from the solenoid valves 3A and 3B of the first embodiment in that the direction in which they are attached to the housing 55 is upside down. That is, the solenoid valves 56A and 56B are attached to the housing 55 so that the valve body 10 is located on the upper side and the driving portion 12 is located on the lower side with respect to the housing 55, respectively.
  • each of the electromagnetic valves 56A, 56B is secured to the housing by fastening means such as a pair of bolts B2 with O-rings 59 interposed therebetween. 55 is installed.
  • the housing 55 includes an upwardly open housing body 57 to which electromagnetic valves 56A and 56B are mounted and which traverses a plurality of flow paths on the side opposite to their mounting side.
  • the housing main body 57 is made of resin as an example.
  • the upper portion of the housing body 57 is closed with the bottom portion 54a (see FIGS. 14 and 17) of the reservoir tank 54.
  • the bottom portion 54a is provided with a peripheral wall 54b that matches the shape of the passage outer peripheral wall 57a shown in FIG.
  • the reservoir tank 54 is liquid-tightly joined to the housing body 57 by welding, for example, in a state where the end surfaces of the passage outer peripheral wall 57a and the peripheral wall 54b abut each other.
  • the bottom portion 54a of the reservoir tank 54 corresponds to an example of the lid portion.
  • a gasket having the same shape as the end face of the passage outer wall 57a is interposed between the passage outer wall 57a and the outer wall 54b to fasten bolts or the like.
  • the bottom portion 54a of the reservoir tank 54 may be fluid-tightly connected to the housing body 57 by an element.
  • the housing body 57 has an annular path 60 which connects the electromagnetic valves 56A and 56B to each other and is formed in a substantially rectangular shape, and an annular path 60 which connects the electromagnetic valves 56A and 56B.
  • Input paths 61A and 61B connected to the path 60 and associated with each of the electromagnetic valves 56A and 56B one by one, and an output path connected to the annular path 60 at a position sandwiched between the electromagnetic valves 56A and 56B.
  • 62A and 62B are provided.
  • the input path 61A leads to the input section 51A
  • the input path 61B leads to the input section 51B
  • the output path 62A leads to the output section 52A
  • the output path 62B leads to the output section 52B.
  • the input channels 61A and 61B correspond to an example of the first channel.
  • the output channels 62A and 62B correspond to an example of a second channel.
  • through holes 54x and 54y are formed in the bottom portion 54a of the reservoir tank 54 so as to communicate with the input paths 61A and 61B. Piping such as tubes for connecting the reservoir tank 54 and the input paths 61A and 61B is not required.
  • the electromagnetic valves 56A and 56B include cylindrical walls 65A and 65B, which are elements that function in the same manner as the sleeves 9A and 9B according to the first embodiment, and cylindrical portions 72A and 72B, which will be described later. (see FIG. 17) is provided.
  • the cylindrical walls 65A, 65B are provided integrally with the housing body 57.
  • the cylindrical walls 65A and 65B have a small-diameter portion 66 with a small inner diameter, a large-diameter portion 67 with a large inner diameter, and a stepped portion 68 positioned at the boundary between them.
  • the stepped portion 68 is provided with an annular sealing member 70 .
  • the bottom portion 54a of the reservoir tank 54 is integrally provided with cylindrical portions 72A and 72B. It fits into the large diameter portion 67 of 65A and 65B.
  • the cylindrical portions 72A, 72B of the reservoir tank 54 have an inner diameter that matches the inner diameter of the small-diameter portion 66 while being fitted to the cylindrical walls 65A, 65B.
  • the valve bodies 10 of the electromagnetic valves 56A and 56B are slidable.
  • a combination of the cylindrical walls 65A, 65B and the cylindrical portions 72A, 72B corresponds to an example of a hollow portion into which the valve bodies 10 of the electromagnetic valves 56A, 56B are slidably inserted.
  • the electromagnetic valve 56A is provided with four ports P1 to P4 that are opened and closed by the valve body 10.
  • the first port P1 is formed in the cylindrical wall 65A so as to be connected to the annular passage 60 on the forward side in the positive direction Rf that circles counterclockwise in FIGS. 15 and 16 .
  • the second port P2 is partly formed in the cylindrical wall 65A and the rest is formed in the cylindrical part 72A (see FIG. 17) so as to be connected to the annular passage 60 on the rear side in the forward direction Rf.
  • the first port P1 is positioned downward in one sliding direction of the valve body 10, and the second port P2 is positioned upward in the other sliding direction.
  • a third port P3 is formed in the cylindrical wall 65A so as to be connected to the input passage 61A.
  • the fourth port P4 is formed partly in the cylindrical wall 65A and partly in the cylindrical portion 72A so as to be connected to the input path 61A.
  • the third port P3 is positioned downward in one sliding direction of the valve body 10, and the fourth port P4 is positioned upward in the other sliding direction.
  • the electromagnetic valve 56B is also provided with four ports P1 to P4 having the same function, and the sealing member 70 prevents the LLC from entering and exiting between the upper and lower ports.
  • the first port P1 is formed in the cylindrical wall 65B so as to be connected to the annular passage 60 on the forward side in the positive direction Rf.
  • the second port P2 is partly formed in the cylindrical wall 65B and the rest in the cylindrical part 72B so as to be connected to the annular passage 60 on the rear side in the positive direction Rf.
  • the first port P1 is located below and the second port P2 is located above.
  • a third port P3 is formed in the cylindrical wall 65B to be connected to the input passage 61B.
  • the fourth port P4 is partly formed in the cylindrical wall 65B and the rest in the cylindrical part 72B so as to be connected to the input path 61B.
  • the third port P3 is positioned downward and the fourth port P4 is positioned upward.
  • the sealing member 70 is arranged between the first port P1 and the third port P3 located below and the second port P2 and the fourth port P4 located above. Therefore, the seal member 70 prevents the LLC from entering and exiting between the upper and lower ports via the clearance between the valve element 10 and the cylindrical wall 65A.
  • the seal member 70 By attaching the reservoir tank 54 to the housing main body 57 with the seal member 70 provided on the stepped portion 68, the seal member 70 is fixed in a state sandwiched between the stepped portion 68 and the cylindrical portions 72A and 72B, thereby forming a seal. The displacement of the member 70 in the sliding direction is suppressed. As a result, the stepped portion 68 and the cylindrical portions 72A and 72B (cylindrical portions) function as an example of positional deviation suppressing means.
  • the seal member 70 may be a gasket having a rectangular cross section or an O-ring having a circular cross section.
  • the material of the seal member 70 for example, a fluorine-based low-friction material may be used, or the surface thereof may be subjected to a low-friction treatment such as fluorine coating.
  • a fluorine-based low-friction material may be used, or the surface thereof may be subjected to a low-friction treatment such as fluorine coating.
  • the first state that is, the non-energized state
  • the first port P1 and the third port P3 of the electromagnetic valves 56A and 56B are open, and the second port P2 and the fourth port are open. Closed. Therefore, as shown in FIG. 20, the flow in the forward direction Rf of the annular passage 60 is allowed while the flow in the reverse direction Rr is blocked.
  • the input section 51A and the output section 52A are electrically connected, and the input section 51B and the output section 52B are electrically connected. Therefore, in the non-energized state, the LLC flowing into the input path 61A flows through the annular path 60 in the positive direction Rf and is led to the output path 62A.
  • the LLC flowing into the input path 61B flows through the annular path 60 in the positive direction Rf and is guided to the output path 62B.
  • FIGS. 19A and 19B in the case of the non-energized state, which is the second state, the first port P1 and the third port P3 of the electromagnetic valves 56A and 56B are closed, and The second port P2 and the fourth port P4 are open. Therefore, as shown in FIG. 21, the flow in the forward direction Rf of the annular passage 60 is blocked while the flow in the reverse direction Rr is allowed.
  • the input section 51A and the output section 52B are electrically connected, and the input section 51B and the output section 52A are electrically connected. Therefore, in the energized state, the LLC flowing into the input path 61A flows through the annular path 60 in the reverse direction Rr and is led to the output path 62B.
  • the LLC flowing into the input path 61B flows through the circular path 60 in the reverse direction Rr and is led to the output path 62A.
  • the input portion 51A and the output portion 52B are electrically connected from the cooling system in which the input portion 51A and the output portion 52A are electrically connected and the input portion 51B and the output portion 52B are electrically connected. Moreover, it is possible to switch to a cooling system in which the input section 51B and the output section 52A are electrically connected.
  • the flow path switching device of each of the above forms is not limited to the illustrated form, and can be implemented in various forms within the scope of the gist of the present disclosure.
  • the flow switching device 1 is a device in which two electromagnetic valves 56A and 56B are incorporated, but if the number of electromagnetic valves is plural, the present disclosure can be implemented in a form in which three or more electromagnetic valves are incorporated.
  • the flow path switching device 1 includes two electromagnetic valves 3A and 3B with partially different configurations, and functions by simultaneously switching between an energized state and a non-energized state, but this is merely an example.
  • two electromagnetic valves having completely the same configuration are provided, and a configuration is switched between an operation in which one is in an energized state and the other is in a non-energized state, and an operation in which one is in a non-energized state and the other is in an energized state.
  • the present disclosure can also be implemented by changing to These are the same for the channel switching device 51 as well.
  • the non-energized state is used for the cooling system with high use frequency, and the energized state is used for low use frequency. cooling system. Power consumption can be suppressed because the energizing time to the electromagnetic valve can be reduced compared to the case where these correspondences are reversed.
  • the seal member 70 according to the second embodiment can also be provided at a location corresponding to the first embodiment.
  • the means for suppressing the displacement of the sealing member 70 is not limited to the configuration of the second embodiment.
  • the displacement can be suppressed by forming a groove on the inner peripheral surface of the hollow portion and fitting a sealing member such as an O-ring into the groove. It may function as a means.
  • the invention includes a flow path switching device capable of switching between a plurality of cooling systems in which a fluid flows, a tank that stores the fluid and is connected to the flow path switching device, and a water tank that is connected to the flow path switching device. and a pump, wherein the channel switching device is formed with a first channel communicating with the tank and a second channel communicating with the water pump, and the first channel and the second channel are formed. It has a housing body that is open in a direction that traverses the two flow paths, and a lid portion that closes the open side of the housing body, and the tank is provided as the lid portion of the housing.
  • the cooling unit since the water pump and the tank, which are components of the cooling system, are provided in the channel switching device, piping connecting the channel switching device and these components is not required. Therefore, the efficiency of transporting the fluid is increased and the output of the pump can be reduced, so that a small pump with low output can be adopted. As a result, the cooling unit can be made smaller and lighter.

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Abstract

流路切替装置は、3ウェイバルブとして構成された複数の電磁バルブ(3A、3B)と、前記複数の電磁バルブが設けられたハウジング(2)と、を備え、前記ハウジングには、前記複数の電磁バルブを互いに接続する環状路(5)と、前記複数の電磁バルブのそれぞれを介して前記環状路に接続され、前記複数の電磁バルブのそれぞれに対して一つずつ対応付けられた複数の第1流路(6A、6B)と、隣接する2つの前記電磁バルブに挟まれるようにして前記環状路に接続される複数の第2流路(7A、7B)と、が設けられている。

Description

流路切替装置及びこれに用いる電磁バルブ並びに冷却ユニット
 本開示は流路切替装置及びこれに用いる電磁バルブ並びに冷却ユニットに関する。
 流路切替装置として、複数の入出力ポートが形成されたスリーブに対して、ポートを開閉するランド部が形成された弁体を摺動可能に挿入された電磁バルブを備えた装置が知られている(特開2012-255508号公報参照)。その他、本開示に関連する文献として特開2020-165479号公報がある。
 上記のような装置の場合、一つの弁体で複数の流路を切り替えるため、切り替えるべき流路につながるポート数が増えると弁体に設けるべきランド部の個数が増えるなど電磁バルブの構造が複雑化する傾向がある。
 そこで、本開示の一つの目的は、切り替えるべき流路の数が増えても簡素な構造で流路の切り替えを実現できる流路切替装置を提供することである。また、他の一つの目的はこの流路切替装置に好適な電磁バルブを提供することである。
 本開示の流路切替装置は、3ウェイバルブとして構成された複数の電磁バルブと、前記複数の電磁バルブが設けられたハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記複数の電磁バルブを互いに接続する環状路と、前記複数の電磁バルブのそれぞれを介して前記環状路に接続され、前記複数の電磁バルブのそれぞれに対して一つずつ対応付けられた複数の第1流路と、隣接する2つの前記電磁バルブに挟まれるようにして前記環状路に接続される複数の第2流路と、が設けられ、前記複数の電磁バルブのそれぞれは、前記環状路を一巡する所定方向の前方側で前記環状路に接続される第1ポートと、前記所定方向の後方側で前記環状路に接続される第2ポートとが形成され、前記ハウジングと一体に又は別体として設けられる中空部と、前記第1ポートを開放しかつ前記第2ポートを閉鎖して前記環状路と前記第1流路とを開通させる第1状態と、前記第1ポートを閉鎖しかつ前記第2ポートを開放して前記環状路と前記第1流路とを開通させる第2状態との間で切り替え可能となるように、前記中空部に対して摺動可能な状態で挿入される弁体と、を有する。
 この流路切替装置によれば、3ウェイバルブとして構成された複数の電磁バルブと、ハウジングに設けられた環状路と、電磁バルブを介して環状路に接続される第1流路と、2つの電磁バルブに挟まれた位置で環状路に接続される第2流路とが組み合わされる。各電磁バルブを操作することで環状路を所定方向に流体が流れる第1状態と、所定方向とは反対方向に流体が流れる第2状態とを切り替えることができる。2つの電磁バルブに挟まれる環状路に第2流路が接続されているため、各電磁バルブを操作することで第1状態における第1流路と第2流路とが接続される経路と、第2状態における第1流路と第2流路とが接続される経路とが切り替わる。単一の電磁バルブを用いて複数の流路を切り替える場合と比べて、切り替えるべき流路が増えても各電磁バルブの構成の複雑化を抑制できる。したがって、切り替えるべき流路の数が増えても簡素な構造で流路の切り替えを実現できる。
 本開示の流路切替装置の一態様において、前記中空部には、前記第1流路に接続されるとともに、前記第1状態のときに開放され、かつ前記第2状態のときに前記弁体にて閉鎖される第3ポートと、前記第1流路に接続されるとともに、前記第1状態のときに前記弁体にて閉鎖され、かつ前記第2状態のときに開放される第4ポートと、が設けられてもよい。この態様によれば、弁体によって閉鎖又は開放される第3及び第4ポートが第1流路に接続されている。第3及び第4ポートによって第1状態と第2状態とを実現できる。
 本開示の流路切替装置の一態様において、前記中空部は、前記弁体との間に形成される隙間が前記弁体の周方向に関して部分的に増加するように形成された隙間増加部を有してもよい。この態様によれば、弁体の先端とハウジングとの間が負圧になって密着し弁体の円滑な動作が阻害されることを回避できるので弁体の確実な動作が可能となる。
 本開示の流路切替装置の一態様において、前記中空部は、前記ハウジングとは別体として設けられ、前記ハウジングは、前記中空部が取り付けられる取付部を有し、前記取付部は、前記中空部の外周面に向かって突出し、かつ前記中空部の周方向に関して間隔を空けて設けられた複数の突出部を有し、前記中空部は、前記複数の突出部が変形するようにして前記取付部に圧入されて取り付けられてもよい。この態様によれば、中空部を取付部へ圧入する際の抵抗が緩和される一方で、取付部に対して中空部を確実に固定できる。
 上記態様において、前記中空部は、前記複数の突出部のうち隣接する2つの突出部の間に延びていて前記取付部の内周面に向かって突出する回り止め部を有してもよい。この場合は、取付部に圧入された中空部の回転が阻止される。回転が阻止される結果、中空部に形成されるポートと流路との対応関係が予期せぬ回転によって異常になることを防止できる。
 また、上記態様において、前記複数の電磁バルブのそれぞれは、所定の構成要素を収容する樹脂製のバルブハウジングを有し、前記ハウジングは、樹脂材料にて構成されており、前記ハウジングには、前記取付部の周囲を囲み、前記弁体の移動方向の一方に突出して前記バルブハウジングに対して溶着される環状壁部が設けられ、前記中空部は、その端面が前記バルブハウジングと前記環状壁部との溶着部と軸線方向に関して同一位置とならないようにカラーを介して前記バルブハウジングに圧入され、前記カラーは、前記中空部よりも耐熱性の高い素材にて構成されてもよい。この場合は、耐熱性の高い素材で構成されたカラーを介して中空部がバルブハウジングに圧入されるため、中空部の端面が溶着部から離れた位置になる。これにより、溶着時に生じる熱が中空部へ伝達することを抑制できる。その伝達が抑制されることにより中空部の熱変形や熱劣化等の不具合を防止できる。
 本開示の電磁バルブは、3ウェイバルブとして構成された電磁バルブであって、弁体と、前記弁体を駆動する駆動部と、前記弁体と一体的に動作するプランジャと、前記駆動部及び前記プランジャを収容する樹脂製のバルブハウジングと、を備え、前記駆動部は、前記プランジャが挿入される中空状のコイル部と、前記プランジャの端部と対面するように前記コイル部と組み合わされた固定芯と、前記プランジャをガイドするプランジャガイドと、を含み、前記バルブハウジングは、前記駆動部を包囲するようにして樹脂材料にてオーバーモールドされることにより形成され、かつ、前記プランジャガイドは、前記コイル部を包囲するように樹脂材料にてオーバーモールドされることにより形成されている。
 この電磁バルブによれば、コイル部を包囲するように樹脂材料にてオーバーモールドされているので、流路に導かれた流体が弁体側から駆動部側へ侵入しても流体がコイル部に接触しない。弁体側から駆動部側への流体の侵入を許容しても流体によってコイル部が劣化することがない。ダイヤフラム、ベローズ、Uパッキン、Oリング等のゴム製のシール部材を設けて駆動部側への流体の侵入を防止する必要がないので、こうしたシール部材を廃止できる。プランジャとの摺動によるシール部材の摩耗やシール部材とプランジャとの摺動抵抗によるプランジャの駆動に要するエネルギの増加などシール部材を設けることより生じる問題を回避できる。
 本開示の電磁バルブの一態様において、前記プランジャの前記端部と前記固定芯との間に形成され、前記駆動部側に位置する第1空間と前記弁体側に位置する第2空間とを連通させる連通路を更に備えてもよい。プランジャとプランジャガイドとの間に形成される微少な隙間を流体が出入りしようとする際にその隙間がオリフィスとして機能する。これにより、駆動部がプランジャを引き寄せる際にプランジャの端部と固定芯との間に形成される空間が陽圧となってプランジャの動作を妨害する。そして、プランジャが離れようとする際には上記空間が負圧となってプランジャの動作を妨害する。この態様によれば、第1空間と第2空間とを連通する連通路が設けられているので、上記のようにプランジャの動作を妨害する陽圧及び負圧の発生を抑制できる。
 また、この態様は連通路によって第1空間と第2空間との間を流体が出入りするため、流体がコイル部の熱を奪う冷媒ならば中空状のコイル部を内周側から冷却できる。そのため電磁バルブ駆動時におけるコイル部の温度上昇を抑制できる。電磁バルブの消費電力は、消費電力=電圧×電流であり、電圧は、電圧=コイル部の電気抵抗×電流であるから、消費電力=コイル部の電気抵抗×電流×電流が成立する。電磁バルブに対して電流制御を行う場合電流は一定であるので消費電力はコイル部の電気抵抗を変数とした関数になる。コイル部の電気抵抗は温度依存性がありコイル部の温度が高くなるほど電気抵抗が高くなる。この態様によれば、コイル部を内周側から冷却しない態様と比較して、コイル部の温度上昇を抑えてコイル部の電気抵抗を低く維持できるから電磁バルブ駆動時の消費電力を低減できる。
 上記態様の場合、連通路は以下に例示するように種々の形態で構成できる。
 前記連通路は、前記プランジャガイドの内周面に形成され、前記プランジャガイドの軸線方向に延びるとともに径方向に後退するスリットによって構成されてもよい。スリットは1つ又は複数でもよい。複数のスリットにより連通路が構成される場合は周方向に等間隔に配置されてもよい。前記連通路は、前記プランジャの一部が平面となるように除去加工された加工部によって構成されてもよい。加工部は1つ又は複数でもよい。複数の加工部により連通路が構成される場合は周方向に等間隔に配置されてもよい。前記連通路は、前記プランジャの内部に形成され、前記第1空間と前記第2空間とにそれぞれ開口する内部通路によって構成されてもよい。前記連通路は、前記プランジャの軸線方向に向かって螺旋状に延びるようにして前記プランジャの外周面に形成された螺旋溝によって構成されてもよい。この場合はプランジャに働くラジアル荷重に強くプランジャガイドの摩耗が1点に集中しない利点がある。
 上記連通路の形態のうち、第1空間と第2空間とを流体が出入りする際にプランジャの外周とコイル部の内周との間を流体が流れる形態の場合は、その間を流体が流れない場合と比較して、コイル部と流体との熱交換可能領域が増加するので流体によるコイル部の冷却効果が高い。螺旋溝にて連通路を構成する形態はコイル部の冷却範囲が周方向に拡大して冷却範囲が偏らないので冷却効果が良好である。
 本開示の流路切替装置の一態様において、前記弁体の摺動方向のいずれか一方に前記第1ポート及び前記第3ポートが配置され、かつ前記摺動方向のいずれか他方に前記第2ポート及び前記第4ポートが配置されており、前記第1ポート及び前記第3ポートと前記第2ポート及び前記第4ポートとの間に位置するように前記中空部の内周面に配置されたシール部材を更に備えてもよい。この態様によれば、シール部材によってポート間の流体の出入りを抑制できる。
 この態様においては、前記シール部材に隣接して配置され、前記シール部材の前記摺動方向への位置ずれを抑制する位置ずれ抑制手段を更に備えてもよい。また、前記中空部は、内径が小さい小径部と、内径が大きい大径部と、前記第1ポート及び前記第3ポートと前記第2ポート及び前記第4ポートとの間に位置しかつ前記小径部と前記大径部との境界に位置する段差部と、前記大径部に嵌り合い、かつ内径が前記小径部に適合する筒状部と、を有し、前記シール部材が前記段差部と前記筒状部との間に配置されることにより、前記段差部と前記筒状部とが前記位置ずれ抑制手段として機能してもよい。これらによって弁体の摺動方向に関するシール部材の位置ずれを防止できる。さらに、前記ハウジングは、ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前記摺動方向の一方を塞ぐ蓋部とを有し、前記筒状部は前記蓋部に設けられてもよい。この場合は蓋部がハウジング本体を塞ぐ機能とシール部材の位置ずれを抑制する機能とを兼備するので部品点数を削減できる。
 本開示に係る冷却ユニットの一態様は、上述した流路切替装置と、前記流路切替装置の前記第2流路と通じるようにして前記ハウジングに接続されたポンプと、前記第1流路と通じるようにして前記流路切替装置に設けられたタンクとを備え、前記タンクは、前記ハウジングの前記蓋部として設けられている。
 この冷却ユニットによれば、冷却系統の構成要素であるポンプ及びタンクが流路切替装置に設けられているので、流路切替装置とこれら構成要素とを接続する配管が不要である。このため流体の輸送効率が高まる。したがって、ポンプの出力を低減できるから低出力の小型のポンプを採用できる。これにより冷却ユニットを小型化及び軽量化できる。しかも、蓋部として設けられたタンクにはシール部材の位置ずれを抑制する筒状部が設けられている。そのため、タンクは本来の機能に加えて、ハウジング本体を塞ぐ機能とシール部材の位置ずれを抑制する機能とを兼備するので冷却ユニットの部品点数を削減できユニットをコンパクトにできる。
 以上説明したように、本開示によれば、切り替えるべき流路の数が増えても簡素な構造で流路の切り替えを実現できる流路切替装置を提供でき、この流路切替装置に好適な電磁バルブを提供できる。
本開示の第1の形態に係る流路切替装置の平面図。 各電磁バルブが非通電状態の流路切替装置を図1のIIaの方向から見た状態を示した図。 各電磁バルブが通電状態の流路切替装置を図1のIIbの方向から見た状態を示した図。 図2AのIII-III線に関する断面模式図。 図2BのIV-IV線に関する断面模式図。 図3のVa-Va線に関する断面模式図。 図3のVb-Vb線に関する断面模式図。 図4のVIa-VIa線に関する断面模式図。 図4のVIb-VIb線に関する断面模式図。 図4のVII部の部分拡大図。 図5Aの電磁バルブの部分拡大図。 図8AのVIIIb-VIIIb線に関する断面模式図。 連通路を実現する第1変形例を示した図。 図9AのIXb-IXb線に関する断面模式図。 連通路を実現する第2変形例を示した図。 図10AのXb-Xb線に関する断面模式図。 連通路を実現する第3変形例を示した図。 図11AのXIb-XIb線に関する断面模式図。 本開示の第2の形態に係る流路切替装置が組み込まれた冷却ユニットの外観を示した斜視図。 冷却ユニットを背面側から見た状態を示した斜視図。 冷却ユニットの分解斜視図。 流路切替装置の一部を示した平面図。 流路切替装置の一部を示した斜視図。 冷却ユニットに組み込まれるリザーバータンクを底部側から見た状態を示した斜視図。 一方の電磁バルブを含む断面を模式的に示した流路切替装置の断面模式図であって非通電状態を示した図。 他方の電磁バルブを含む断面を模式的に示した流路切替装置の断面模式図であって非通電状態を示した図。 一方の電磁バルブを含む断面を模式的に示した流路切替装置の断面模式図であって通電状態を示した図。 他方の電磁バルブを含む断面を模式的に示した流路切替装置の断面模式図であって通電状態を示した図。 非通電状態における流体の流れを示した図。 通電状態における流体の流れを示した図。
(第1の形態)
 図1に示すように、流路切替装置1は2つの入力系統100A、100Bと、2つの出力系統101A、101Bとが接続される。一例として、流路切替装置1はロングライフクーラント(LLC)が流通する電気自動車の冷却系に組み込まれる。これらの系統100A、100B、101A、101Bは、例えば、バッテリ、パワーコントロールユニット、モータ等の種々の冷却対象に応じて設けられた複数の入力系統及び出力系統に該当する。冷却対象によって発熱量や発熱のタイミングが異なるため、各系統に流れるLLCに温度差が生じうる。そこで、各系統を流れるLLCの温度を適切に管理するため、流路切替装置1は入力系統100A、100Bと出力系統101A、101Bとの対応関係を切り替える。LLCは流体の一例に相当する。なお、図1及び他の図に記された矢印線は特に断らない限りLLCの流れ及びその方向を意味する。
 図2A及び図2Bにも示したように、流路切替装置1はLLCが流通する複数の流路が形成されたハウジング2と、ハウジング2に設けられた2つの電磁バルブ3A、3Bとを備える。これら電磁バルブ3A、3Bは3ウェイバルブとして構成されている。電磁バルブ3A、3Bは一部の構成が異なるが多くの構成は共通している。異なる構成には異なる参照符号を図面に付与する。また、共通する構成には図面に同一の参照符号を付して重複する説明を省略ないし簡略化する。
 図3及び図4に示したように、ハウジング2には、電磁バルブ3A、3Bを互いに接続する環状路5と、電磁バルブ3A、3Bのそれぞれを介して環状路5に接続され、電磁バルブ3A、3Bのそれぞれに対して一つずつ対応付けられた入力路6A、6Bと、電磁バルブ3A、3Bに挟まれるようにして環状路5に接続される出力路7A、7Bとが設けられている。入力路6A、6Bは第1流路の一例に相当する。出力路7A、7Bは第2流路の一例に相当する。
 電磁バルブ3Aはハウジング2に対して別体として設けられたスリーブ9Aと、スリーブ9Aに対して摺動可能な状態で挿入される弁体10とを備える。スリーブ9Aには、周壁を貫いていて周方向に長軸を持つ長孔状の4つのポートP1~P4が形成されている。第1ポートP1は環状路5を図3又は図4の右周りに一巡する正方向Rfの前方側で環状路5に接続される。第2ポートP2は正方向Rfの後方側で環状路5に接続される。第3ポートP3及び第4ポートP4は入力路6Aに接続される。一方、電磁バルブ3Bは4つのポートP1~P4の配置が異なるスリーブ9Bを備える。スリーブ9Bに設けられた4つのポートP1~P4は配置が異なるが機能は同じである。したがって、第1ポートP1は正方向Rfの前方側で環状路5に接続される。第2ポートP2正方向Rfの後方側で環状路5に接続される。第3ポートP3及び第4ポートP4は入力路6Bに接続される。
 この実施形態では電磁バルブ3A、3Bの両方が非通電状態のときに第3ポートP3は開放され、電磁バルブ3A、3Bの両方が通電状態のときに第3ポートP3は弁体10にて閉鎖される。この実施形態では、図2A、図3、図5A及び図5Bに示された非通電状態が第1状態に相当し、図2B、図4、図6A及び図6Bに示された通電状態が第2状態に相当する。
 図3に示されたように、非通電状態の場合、電磁バルブ3A、3Bの第1ポートP1が開放され、かつ第2ポートP2が閉鎖されるので、環状路5の正方向Rfの流れは許容されるとともに逆方向Rrの流れは阻止される。そのため、非通電状態では、入力路6Aに流入したLLCは環状路5を正方向Rfに流れて出力路7Aに導かれる。入力路6Bに流入したLLCは環状路5を正方向Rfに流れて出力路7Bに導かれる。一方、図4に示されたように、通電状態の場合、上記とは逆に、電磁バルブ3A、3Bの第1ポートP1が閉鎖され、かつ第2ポートP2が開放されるので、環状路5の正方向Rfの流れは阻止されるとともに逆方向Rrの流れは許容される。そのため、通電状態では、入力路6Aに流入したLLCは環状路5を逆方向Rrに流れて出力路7Bに導かれる。入力路6Bに流入したLLCは環状路5を逆方向Rrに流れて出力路7Aに導かれる。したがって、非通電状態から通電状態に切り替えることにより、図1に示した入力系統100Aと出力系統101Aとが接続されかつ入力系統100Bと出力系統101Bとが接続される経路から、入力系統100Aと出力系統101Bとが接続されかつ入力系統100Bと出力系統101Aとが接続される経路に切り替えることができる。
 図5A及び図5Bなどに示すように、電磁バルブ3A、3Bは、弁体10を駆動する駆動部12と、駆動部12を収容するバルブハウジング13と、弁体10と一体のプランジャ14とを含む。駆動部12はプランジャ14が挿入される中空状のコイル部15と、コイル部15と組み合わされた固定芯16と、プランジャ14をガイドするプランジャガイド17とを含む。
 コイル部15は不図示のボビンに巻き線が巻かれた状態でモールドされて形成される。図示を省略するが、駆動部12は次のように製造される。固定芯16とコイル部15とが組み合わされ、かつコイル部15に中子が挿入された状態で、駆動部12の外形を形成する金型内に配置し、コイル部15及び固定芯16が包囲されるように樹脂材料にてオーバーモールドする。さらに、バルブハウジング13の外形を形成する別の金型を準備し、この金型に中子が挿入された状態の駆動部12を配置し、駆動部12を包囲するように樹脂材料にてオーバーモールドする。コイル部15に挿入される中子は、プランジャ14に相当する形状を有し、かつバルブハウジング13のモールド時の射出圧で駆動部12がずれないようにプランジャ14の外径よりも大きい大径部で駆動部12を押さえる形状を有している。成形品を金型から外して中子を抜き取るとコイル部15の内周側に回り込んだ樹脂材料によってプランジャガイド17が形成される。さらに、中子の大径部に対応する形状の空間18がバルブハウジング13とプランジャ14との間に形成される。このように、コイル部15を包囲するように樹脂材料にてオーバーモールドされているので、弁体10側から駆動部12側へLLCが侵入してもLLCがコイル部15に接触しない。
 弁体10側から駆動部12側へのLLCの侵入を許容してもLLCによってコイル部15が劣化することがない。駆動部12側へのLLCの侵入を、ダイヤフラム、ベローズ、Uパッキン、Oリング等のゴム製のシール部材を設けて防止する必要がないので、こうしたシール部材を廃止できる。プランジャ14との摺動によるシール部材の摩耗やシール部材とプランジャとの摺動抵抗によるプランジャの駆動に要するエネルギの増加など、シール部材を設けることより生じる問題を回避できる。
 バルブハウジング13は駆動部12から離れるようにプランジャ14の軸方向に延びる円筒部20を有している。円筒部20の端面と弁体10との間にはスプリング21が圧縮状態で設けられ、円筒部20の端面とスプリング21との間にはスプリングシート22が装着されている。駆動部12は、非通電状態ではスプリング21のばね力により弁体10を駆動部12から離れる方向に付勢する。一方、通電状態ではスプリング21のばね力に抗して弁体10を駆動部12に近づく方向に駆動する。
 円筒部20の外周にはカラー25が装着され、電磁バルブ3Aのスリーブ9Aはカラー25を介在させた状態で円筒部20の外周に圧入される。カラー25はスリーブ9A、9Bよりも耐熱性が高い素材であれば樹脂製でも金属製でもよい。
 図3及び図4に示したように、ハウジング2には電磁バルブ3A、3Bが取り付けられる取付部26が設けられている。図7に示したように、取付部26には、スリーブ9A、9Bに向かって突出し、かつスリーブ9A、9Bの周方向に関して間隔を空けて設けられた4つの突出部27が設けられている。4つの突出部27は周方向に関して90度の等間隔で配置されている。各突出部27は弁体10の移動方向に延びている。突出部27の個数は複数であれば任意の個数で実施できる。スリーブ9A、9Bは4つの突出部27が変形するように圧入されて取り付けられている。これら突出部27が設けられていることにより、スリーブ9A、9Bを取付部26へ圧入する際の抵抗が緩和される一方で、取付部26に対してスリーブ9A、9Bを確実に固定できる。なお、スリーブ9A、9Bをバルブハウジング13の円筒部20に圧入した後にスリーブ9A、9Bを取付部26に圧入してもよいし、バルブハウジング13の円筒部20にスリーブ9A、9Bを圧入する前に、スリーブ9A、9Bだけを取付部26に圧入し、その後、円筒部20とスリーブ9A、9Bとを圧入させてもよい。
 図7に示すように、スリーブ9A、9Bの外周には隣接する2つの突出部27の間に延びていて取付部26の内周面に向かって突出する回り止め部29が設けられている。回り止め部29が突出部27と噛み合うため、取付部26に圧入されたスリーブ9A、9Bの回転が阻止される。回転が阻止される結果、スリーブ9A、9Bに形成されるポートP1~P4と流路との対応関係が予期せぬ回転によって異常になることを防止できる。
 図5A及び図5Bなどに示したように、ハウジング2には、取付部26の周囲を囲み、弁体10の移動方向の一方に突出してバルブハウジング13に対して溶着される環状壁部28が設けられている。スリーブ9A、9Bはカラー25を介して円筒部20に圧入されているため、スリーブ9A、9Bの端面はプランジャ14の軸線方向に関して溶着部30と同一位置になっていない。カラー25はスリーブ9A、9Bよりも耐熱性の高い素材で構成されている。したがって、溶着部30とスリーブ9A、9Bの端面が溶着部30から離れた位置になる。溶着時に生じる熱がスリーブ9A、9Bへ伝達することを抑制できる。その伝達が抑制されることにより中空部の熱変形や熱劣化等の不具合を防止できる。
 図7にも示したように、スリーブ9A、9Bは弁体10との間に形成される隙間が弁体10の周方向に関して部分的に増加するように形成された隙間増加部31を有している。隙間増加部31はスリーブ9A、9Bの壁を部分的に歪ませることによって構成されている。スリーブ9A、9Bが隙間増加部31を有することにより、弁体10の先端とハウジング2との間が負圧になって密着し弁体10の円滑な動作が阻害されることを回避でき弁体10の確実な動作が可能となる。
 図8A及び図8Bに示すように、電磁バルブ3A、3Bには、プランジャ14の端部14aと固定芯16との間に形成され駆動部12側に位置する空間32と、弁体10側に位置する空間18とを連通させる連通路の一例として3つのスリット35が設けられている。スリット35は、プランジャガイド17の内周面に形成され、プランジャガイド17の軸線方向に延びるとともに径方向に後退する。これにより、駆動部12側の空間32と弁体10側の空間18とが連通するので以下の効果が得られる。
 一般にプランジャとプランジャガイドとの間に形成される微少な隙間を流体が出入りしようとする際にその隙間がオリフィスとして機能する。これにより、駆動部がプランジャを引き寄せる際にプランジャの端部と固定芯との間に形成される空間が陽圧となってプランジャの動作を妨害する。そして、プランジャが離れようとするには上記空間が負圧となってプランジャの動作を妨害する。
 図8A及び図8Bのスリット35によれば、プランジャ14の動作を妨害する上記のような陽圧及び負圧の発生を抑制できる。スリット35の個数は任意である。例えば、1~4個の範囲内で選択してよい。スリット35を複数個設ける場合、周方向に等間隔に設けてもよいし不等間隔でもよい。
 また、駆動部12側の空間32と弁体10側の空間18との間でLLCが出入りするのでLLCによってコイル部15を内周側から冷却できるから電磁バルブ3A、3Bの駆動時におけるコイル部15の温度上昇を抑制できる。電磁バルブ3A、3Bの消費電力は、消費電力=電圧×電流であり、電圧は、電圧=コイル部15の電気抵抗×電流であるから、消費電力=コイル部15の電気抵抗×電流×電流が成立する。電磁バルブ3A、3Bに対して電流制御を行う場合電流は一定であるので消費電力はコイル部15の電気抵抗を変数とした関数になる。コイル部15の電気抵抗は温度依存性がありコイル部15の温度が高くなるほど電気抵抗が高くなる。したがって、コイル部15を内周側から冷却しない場合と比較して、コイル部15の温度上昇を抑えてコイル部15の電気抵抗を低く維持できるから電磁バルブ3A、3Bの駆動時の消費電力を低減できる。
 連通路を実現する第1変形例を図9A及び図9Bに示す。第1変形例はプランジャ14の一部が平面となるように除去加工された加工部36によって連通路が構成されている。加工部36により駆動部12側の空間32と弁体10側の空間18とが連通するので図8A及び図8Bの形態と同様の効果が得られる。加工部36の個数は任意であり1個でも複数個でもよい。例えば1~4個の範囲内で選択してよい。
 連通路を実現する第2変形例を図10A及び図10Bに示す。第2変形例はプランジャ14の内部に形成され、空間32及び空間18のそれぞれに開口する内部通路37によって連通路が構成されている。内部通路37はプランジャ14の軸線方向に延びて空間32に開口する主路37aと主路37aから分岐して空間18に開口する2つの分岐路37bとを含む。内部通路37により駆動部12側の空間32と弁体10側の空間18とが連通するので図8A及び図8Bの形態と同様の効果が得られる。分岐路37bの個数は任意であり1個でも複数個でもよい。分岐路37bを複数個設ける場合、分岐路37bの開口位置を周方向に関して等間隔で設定することもできる。
 連通路を実現する第3変形例を図11A及び図11Bに示す。第3変形例はプランジャ14の軸線方向に向かって螺旋状に延びるようにしてプランジャ14の外周面に形成された螺旋溝38によって連通路が構成されている。螺旋溝38により駆動部12側の空間32と弁体10側の空間18とが連通するので図8A及び図8Bの形態と同様の効果が得られる。そして、第3変形例はプランジャ14に働くラジアル荷重に強く、プランジャガイド17の摩耗が1点に集中しないという特有の利点がある。
 図8A及び図8Bの形態及び第1~第3変形例において、空間32は第1空間の一例に、空間18は第2空間の一例に、それぞれ相当する。上記各形態において、スリーブ9A、9Bはハウジング2と別体に設けられているが、一体化してスリーブ9A、9Bと同様に機能する要素をハウジング2と一体に形成して中空部を構成することもできる。
 第1の形態、第1変形例及び第3変形例の構造は、空間32と空間18との間をLLCが出入りする際にプランジャ14の外周とコイル部15の内周との間をLLCが流れるため、その間をLLCが流れない場合と比較して、コイル部15とLLCとの熱交換可能領域が増加するのでLLCによるコイル部15の冷却効果が高い。第3変形例はコイル部15の冷却範囲が周方向に拡大して冷却範囲が偏らないので冷却効果が良好である。
(第2の形態)
 図12~図14に示したように、冷却ユニット50には第2の形態に係る流路切替装置51が組み込まれている。冷却ユニット50は一例として自動車の冷却系統に適用されてよい。冷却ユニット50は、チューブ等の配管が接続される2つの入力部51A、51B及び2つの出力部52A、52Bを含み、流路切替装置51が操作されることによって各入力部51A、51Bと各出力部52A、52Bとの対応関係を切り替える。これにより一例として自動車の冷却系統を切り替えることができる。冷却ユニット50は2つの出力部52A、52Bに一つずつ対応付けられた2つのウォーターポンプ53A、53Bと、流路切替装置51に接続されて冷却ユニット50を流れる流体の一例であるLLCを貯留するリザーバータンク54とを更に備えている。リザーバータンク54は一例として樹脂製である。リザーバータンク54はタンクの一例に相当する。
 図14及び図15にも示したように、流路切替装置51は、LLCが流通する複数の流路が形成され、かつこれら流路と通じる状態でウォーターポンプ53A、53Bが接続されるハウジング55と、ハウジング55に設けられた2つの電磁バルブ56A、56Bとを備える。ウォーターポンプ53A、53Bは複数のボルトB1等の締結手段にてハウジング55に取り付けられている。電磁バルブ56A、56Bは第1の形態に適用された電磁バルブ3A、3Bのスリーブ9A、9B(図5B等参照)を除いて基本構造がほぼ共通しているため、以下の説明において機能が共通する構成には図面に同一の参照符号を付して重複する説明を省略ないし簡略化する(図18A及び図18Bも参照)。もっとも、図14から明らかなように、電磁バルブ56A、56Bはハウジング55に取り付けられる向きが上下反対向きになっている点で第1の形態の電磁バルブ3A、3Bと相違する。つまりハウジング55に対して弁体10が上側に駆動部12が下側にそれぞれ位置する向きで電磁バルブ56A、56Bはハウジング55に取り付けられている。電磁バルブ56A、56Bとハウジング55との取付面からのLLCの漏れを防止するため、電磁バルブ56A、56BのそれぞれはOリング59を介在させた状態で一対のボルトB2等の締結手段にてハウジング55に取り付けられている。
 図15に示したように、ハウジング55は、電磁バルブ56A、56Bが装着されかつそれらの装着側とは反対側で複数の流路を横断する上方に開放されたハウジング本体57を含む。ハウジング本体57は一例として樹脂製である。ハウジング本体57の上部はリザーバータンク54の底部54a(図14及び図17参照)にて塞がれている。図17に示すように、底部54aにはハウジング本体57に設けられた図15に示す通路外周壁57aの形状に合致する周壁54bが設けられている。リザーバータンク54は、これら通路外周壁57a及び周壁54bの端面同士が突き当たった状態でハウジング本体57に対して一例として溶着にて液密に接合される。リザーバータンク54の底部54aは蓋部の一例に相当する。なお、ハウジング本体57が他の一例として金属にて形成される場合、例えば、通路外周壁57aの端面と同一形状のガスケットを通路外周壁57aと周壁54bとの間に介在させてボルト等の締結要素にてハウジング本体57に対してリザーバータンク54の底部54aを液密に接続してもよい。
 図15及び図16に示すように、ハウジング本体57には、電磁バルブ56A、56Bを互いに接続し概略的に矩形状に形成された環状路60と、電磁バルブ56A、56Bのそれぞれを介して環状路60に接続され、電磁バルブ56A、56Bのそれぞれに対して一つずつ対応付けられた入力路61A、61Bと、電磁バルブ56A、56Bに挟まれた位置で環状路60に接続される出力路62A、62Bとが設けられている。入力路61Aは入力部51Aに、入力路61Bは入力部51Bに、出力路62Aは出力部52Aに、出力路62Bは出力部52Bに、それぞれ通じている。入力路61A、61Bは第1流路の一例に相当する。出力路62A、62Bは第2流路の一例に相当する。なお、図17に示したようにリザーバータンク54の底部54aには貫通孔54x、54yが入力路61A、61Bに通じるように形成されている。リザーバータンク54と入力路61A、61Bとを接続するためのチューブ等の配管が不要である。
 図15及び図16に示したように、電磁バルブ56A、56Bには、第1の形態に係るスリーブ9A、9Bと同様に機能する要素である円筒壁65A、65B及び後述する円筒部72A、72B(図17参照)が設けられている。円筒壁65A、65Bはハウジング本体57に一体に設けられている。図16に示したように、円筒壁65A、65Bは内径が小さい小径部66と内径が大きい大径部67と、これらの境界に位置する段差部68とを有する。図15に示すように、段差部68には環状のシール部材70が設けられている。図17に示すように、リザーバータンク54の底部54aには円筒部72A、72Bが一体に設けられており、これらの円筒部72A、72Bはリザーバータンク54をハウジング本体57に取り付けた状態で円筒壁65A、65Bの大径部67に嵌り合う。リザーバータンク54の円筒部72A、72Bは、円筒壁65A、65Bに嵌り合った状態で小径部66の内径に適合する内径を有している。円筒部72A、72Bが円筒壁65A、65Bの大径部67にシール部材70を介在させた状態で嵌り合うことにより、電磁バルブ56A、56Bの弁体10が摺動可能な状態となる。円筒壁65A、65Bと円筒部72A、72Bとを組み合わせたものは電磁バルブ56A、56Bの弁体10が摺動可能に挿入される中空部の一例に相当する。
 図15及び図16に示したように、電磁バルブ56Aには弁体10により開閉される4つのポートP1~P4が設けられている。第1ポートP1は図15及び図16の左周り一巡する正方向Rfの前方側で環状路60に接続されるように円筒壁65Aに形成される。第2ポートP2は正方向Rfの後方側で環状路60に接続されるようにその一部が円筒壁65Aに残りが円筒部72A(図17参照)にそれぞれ形成される。第1ポートP1は弁体10の摺動方向の一方である下方に、第2ポートP2は摺動方向の他方である上方にそれぞれ位置する。第3ポートP3は入力路61Aに接続されるように円筒壁65Aに形成される。第4ポートP4は入力路61Aに接続されるようにその一部が円筒壁65Aに残りが円筒部72Aにそれぞれ形成される。第3ポートP3は弁体10の摺動方向の一方である下方に、第4ポートP4は摺動方向の他方である上方にそれぞれ位置する。
 一方、電磁バルブ56Bにも機能が同じ4つのポートP1~P4が設けられていて、シール部材70によって上下ポート間のLLCの出入りが阻止される。第1ポートP1は正方向Rfの前方側で環状路60に接続されるように円筒壁65Bに形成される。第2ポートP2は正方向Rfの後方側で環状路60に接続されるようにその一部が円筒壁65Bに残りが円筒部72Bにそれぞれ形成される。第1ポートP1は下方に、第2ポートP2は上方にそれぞれ位置する。第3ポートP3は入力路61Bに接続されるように円筒壁65Bに形成される。第4ポートP4は入力路61Bに接続されるようにその一部が円筒壁65Bに残りが円筒部72Bにそれぞれ形成される。第3ポートP3は下方に、第4ポートP4は上方にそれぞれ位置する。
 これら電磁バルブ56A、56Bにおいて、シール部材70は下方に位置する第1ポートP1及び第3ポートP3と、上方に位置する第2ポートP2及び第4ポートP4との間に配置されている。そのため、シール部材70によって弁体10と円筒壁65Aとのクリアランスを経由した上下ポート間のLLCの出入りが阻止される。
 シール部材70が段差部68に設けられた状態でリザーバータンク54がハウジング本体57に取り付けられることにより、シール部材70が段差部68と円筒部72A、72Bとに挟まれた状態で固定されてシール部材70の摺動方向の位置ずれが抑制される。これにより、段差部68と円筒部72A、72B(筒状部)とによって位置ずれ抑制手段の一例として機能する。なお、シール部材70は断面矩形状のガスケットでもよいし、断面円形状のOリングでもよい。シール部材70の素材として、例えばフッ素系の低摩擦材料を使用したり、その表面にフッ素コーティング等の低摩擦処理が施されたりしてもよい。このようにすることで、弁体10の摺動抵抗が低減し、駆動部12の出力を低減できることから駆動部12を小型化できる。
 図18A及び図18Bに示すように、第1状態である非通電状態の場合、電磁バルブ56A、56Bの第1ポートP1及び第3ポートP3が開放され、かつ第2ポートP2及び第4ポートが閉鎖される。したがって、図20に示したように、環状路60の正方向Rfの流れは許容されるとともに逆方向Rrの流れは阻止される。入力部51Aと出力部52Aとが導通しかつ入力部51Bと出力部52Bとが導通する。したがって、非通電状態では、入力路61Aに流入したLLCは環状路60を正方向Rfに流れて出力路62Aに導かれる。入力路61Bに流入したLLCは環状路60を正方向Rfに流れて出力路62Bに導かれる。
 一方、図19A及び図19Bに示したように、第2状態である非通電状態の場合、上記とは逆に、電磁バルブ56A、56Bの第1ポートP1及び第3ポートP3が閉鎖され、かつ第2ポートP2及び第4ポートP4が開放される。したがって、図21に示したように、環状路60の正方向Rfの流れは阻止されるとともに逆方向Rrの流れは許容される。入力部51Aと出力部52Bとが導通しかつ入力部51Bと出力部52Aとが導通する。したがって、通電状態では、入力路61Aに流入したLLCは環状路60を逆方向Rrに流れて出力路62Bに導かれる。入力路61Bに流入したLLCは環状路60を逆方向Rrに流れて出力路62Aに導かれる。
 したがって、非通電状態から通電状態に切り替えることにより、入力部51Aと出力部52Aとが導通しかつ入力部51Bと出力部52Bとが導通する冷却系統から、入力部51Aと出力部52Bとが導通しかつ入力部51Bと出力部52Aとが導通する冷却系統に切り替えることができる。
 上記各形態の流路切替装置は図示の形態に限定されず本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。流路切替装置1は2つの電磁バルブ56A、56Bが組み込まれた装置であるが、電磁バルブの個数が複数個であれば、3個以上の電磁バルブを組み込んだ形態で本開示を実施できる。また、流路切替装置1の入力路6Aと出力路7Aと置換するとともに入力路6Bと出力路7Bとを置換した形態に変更して実施することもできる。これらは流路切替装置51においても同様である。
 流路切替装置1は、一部の構成が異なる2つの電磁バルブ3A、3Bを備え、両者を同時に通電状態と非通電状態とを切り替えて機能させているが一例にすぎない。例えば、完全に同一構成の2つの電磁バルブを備え、一方を通電状態とし、かつ他方を非通電状態とする操作と、一方を非通電状態とし、かつ他方を通電状態とする操作とを切り替える構成に変更して本開示を実施することもできる。これらは流路切替装置51においても同様である。
 また、上記各形態の流路切替装置を適用する適用対象において、切り替えるべき複数の冷却系統の使用頻度に差異がある場合、非通電状態を高使用頻度の冷却系統に、通電状態を低使用頻度の冷却系統にそれぞれ対応させてもよい。これらの対応関係を反対にした場合に比べて電磁バルブへの通電時間を低減できるから消費電力を抑制できる。
 第2の形態に係るシール部材70は第1の形態の相当箇所に設けることもできる。シール部材70の位置ずれ抑制手段は第2の形態の構成に限定されず、例えば中空部の内周面に溝部を形成してその溝部にOリング等のシール部材を嵌め込むことにより位置ずれ抑制手段として機能させてもよい。
 上記各形態の記載及び上記変形例の記載に基づいて、以下の冷却ユニットの発明を把握できる。すなわち、当該発明は、流体が流れる複数の冷却系統を切り替え可能な流路切替装置と、前記流体を貯留し前記流路切替装置に接続されるタンクと、前記流路切替装置に接続されるウォーターポンプと、を備えた冷却ユニットであって、前記流路切替装置は、前記タンクに通じる第1流路と前記ウォーターポンプに通じる第2流路とが形成され、前記第1流路及び前記第2流路を横断する方向に開放されたハウジング本体と、前記ハウジング本体の開放側を塞ぐ蓋部とを有し、前記タンクは前記ハウジングの前記蓋部として設けられている。この冷却ユニットによれば、冷却系統の構成要素であるウォーターポンプやタンクが流路切替装置に設けられているので流路切替装置とこれら構成要素とを接続する配管が不要である。したがって流体の輸送効率が高まりポンプの出力を低減できるから低出力の小型のポンプを採用できる。これにより、冷却ユニットを小型化及び軽量化できる。
 なお、2021年11月18日に出願された日本国特許出願2021-201226号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。また、2022年9月20日に出願された日本国特許出願2022-162793号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (17)

  1.  3ウェイバルブとして構成された複数の電磁バルブと、
     前記複数の電磁バルブが設けられたハウジングと、
    を備え、
     前記ハウジングには、
     前記複数の電磁バルブを互いに接続する環状路と、
     前記複数の電磁バルブのそれぞれを介して前記環状路に接続され、前記複数の電磁バルブのそれぞれに対して一つずつ対応付けられた複数の第1流路と、
     隣接する2つの前記電磁バルブに挟まれるようにして前記環状路に接続される複数の第2流路と、
    が設けられ、
     前記複数の電磁バルブのそれぞれは、
     前記環状路を一巡する所定方向の前方側で前記環状路に接続される第1ポートと、前記所定方向の後方側で前記環状路に接続される第2ポートとが形成され、前記ハウジングと一体に又は別体として設けられる中空部と、
     前記第1ポートを開放しかつ前記第2ポートを閉鎖して前記環状路と前記第1流路とを開通させる第1状態と、前記第1ポートを閉鎖しかつ前記第2ポートを開放して前記環状路と前記第1流路とを開通させる第2状態との間で切り替え可能となるように、前記中空部に対して摺動可能な状態で挿入される弁体と、
    を有する、
    流路切替装置。
  2.  前記中空部には、
     前記第1流路に接続されるとともに、前記第1状態のときに開放され、かつ前記第2状態のときに前記弁体にて閉鎖される第3ポートと、
     前記第1流路に接続されるとともに、前記第1状態のときに前記弁体にて閉鎖され、かつ前記第2状態のときに開放される第4ポートと、
    が設けられる、
    請求項1の流路切替装置。
  3.  前記中空部は、前記弁体との間に形成される隙間が前記弁体の周方向に関して部分的に増加するように形成された隙間増加部を有する、
    請求項1又は請求項2の流路切替装置。
  4.  前記中空部は、前記ハウジングとは別体として設けられ、
     前記ハウジングは、前記中空部が取り付けられる取付部を有し、
     前記取付部は、前記中空部の外周面に向かって突出し、かつ前記中空部の周方向に関して間隔を空けて設けられた複数の突出部を有し、
     前記中空部は、前記複数の突出部が変形するようにして前記取付部に圧入されて取り付けられている、
    請求項1~請求項3のいずれか一項の流路切替装置。
  5.  前記中空部は、前記複数の突出部のうち隣接する2つの突出部の間に延びていて前記取付部の内周面に向かって突出する回り止め部を有する、
    請求項4の流路切替装置。
  6.  前記複数の電磁バルブのそれぞれは、所定の構成要素を収容する樹脂製のバルブハウジングを有し、
     前記ハウジングは、樹脂材料にて構成されており、
     前記ハウジングには、前記取付部の周囲を囲み、前記弁体の移動方向の一方に突出して前記バルブハウジングに対して溶着される環状壁部が設けられ、
     前記中空部は、その端面が前記バルブハウジングと前記環状壁部との溶着部と軸線方向に関して同一位置とならないようにカラーを介して前記バルブハウジングに圧入され、
     前記カラーは、前記中空部よりも耐熱性の高い素材にて構成されている、
    請求項4又は請求項5の流路切替装置。
  7.  3ウェイバルブとして構成された電磁バルブであって、
     弁体と、
     前記弁体を駆動する駆動部と、
     前記弁体と一体的に動作するプランジャと、
     前記駆動部及び前記プランジャを収容する樹脂製のバルブハウジングと、
    を備え、
     前記駆動部は、
     前記プランジャが挿入される中空状のコイル部と、
     前記プランジャの端部と対面するように前記コイル部と組み合わされた固定芯と、
     前記プランジャをガイドするプランジャガイドと、
    を含み、
     前記バルブハウジングは、前記駆動部を包囲するようにして樹脂材料にてオーバーモールドされることにより形成され、かつ、
     前記プランジャガイドは、前記コイル部を包囲するように樹脂材料にてオーバーモールドされることにより形成されている、
    電磁バルブ。
  8.  前記プランジャの前記端部と前記固定芯との間に形成され、前記駆動部側に位置する第1空間と前記弁体側に位置する第2空間とを連通させる連通路を更に備える、
    請求項7の電磁バルブ。
  9.  前記連通路は、前記プランジャガイドの内周面に形成され、前記プランジャガイドの軸線方向に延びるとともに径方向に後退するスリットによって構成されている、
    請求項8の電磁バルブ。
  10.  前記連通路は、前記プランジャの一部が平面となるように除去加工された加工部によって構成されている、
    請求項8の電磁バルブ。
  11.  前記連通路は、前記プランジャの内部に形成され、前記第1空間と前記第2空間とにそれぞれ開口する内部通路によって構成されている、
    請求項8の電磁バルブ。
  12.  前記連通路は、前記プランジャの軸線方向に向かって螺旋状に延びるようにして前記プランジャの外周面に形成された螺旋溝によって構成されている、
    請求項8の電磁バルブ。
  13.  前記弁体の摺動方向のいずれか一方に前記第1ポート及び前記第3ポートが配置され、かつ前記摺動方向のいずれか他方に前記第2ポート及び前記第4ポートが配置されており、
     前記第1ポート及び前記第3ポートと前記第2ポート及び前記第4ポートとの間に位置するように前記中空部の内周面に配置されたシール部材を更に備える、
    請求項2の流路切替装置。
  14.  前記シール部材に隣接して配置され、前記シール部材の前記摺動方向への位置ずれを抑制する位置ずれ抑制手段を更に備える、
    請求項13の流路切替装置。
  15.  前記中空部は、内径が小さい小径部と、内径が大きい大径部と、前記第1ポート及び前記第3ポートと前記第2ポート及び前記第4ポートとの間に位置しかつ前記小径部と前記大径部との境界に位置する段差部と、前記大径部に嵌り合い、かつ内径が前記小径部に適合する筒状部と、を有し、
     前記シール部材が前記段差部と前記筒状部との間に配置されることにより、前記段差部と前記筒状部とが前記位置ずれ抑制手段として機能する、
    請求項14の流路切替装置。
  16.  前記ハウジングは、ハウジング本体と、前記ハウジング本体の前記摺動方向の一方を塞ぐ蓋部とを有し、
     前記筒状部は前記蓋部に設けられている、
    請求項15の流路切替装置。
  17.  請求項16の流路切替装置と、前記流路切替装置の前記第2流路と通じるようにして前記ハウジングに接続されたポンプと、前記第1流路と通じるようにして前記流路切替装置に設けられたタンクとを備え、
     前記タンクは、前記ハウジングの前記蓋部として設けられている、
    冷却ユニット。
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