(57)【要約】      （修正有）【課題】費用効率が高くシンプルな多通路バルブ装置を提供する。【解決手段】多チャンネルディスクバルブ組立体１０は、第１の入口ポート１４aを有する第１の入口チャンバ１２aと、第２の入口ポート１４bを有する第１の入口チャンバ１２bと、第１の入口チャンバ１２aと流体的に連通可能な少なくとも一つの第１のチャンバ開口部、及び、第２の入口チャンバ１２bと流体的に連通可能な少なくとも一つの第２のチャンバ開口部を有する多チャンネル混合チャンバ本体１８と、第１の可動ディスク３４aを有する第１のディスクバルブ下位組立体３２aと、第２の可動ディスク３４bを有する第２のディスクバルブ下位組立体３２bとを含む。前記第１及び第２の可動ディスク３４a、３４bは、第１の入口チャンバ１２aから多チャンネル混合チャンバ本体１８への流体流の通路を変更するために回転可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多チャンネルディスクバルブ組立体であって、
第１の入口ポートを有する第１の入口チャンバと、
第２の入口ポートを有する第２の入口チャンバと、
前記第１の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくとも一つの第１のチャンバ開口部、及び、前記第２の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくもと一つの第２のチャンバ開口部を有する多チャンネル混合チャンバ本体と、
前記第１の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置され、第１の可動ディスクを有する第１のディスクバルブ下位組立体と、
前記第２の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置され、第２の可動ディスクを有する第２のディスクバルブ下位組立体と、
を備え、
前記第１及び第２の可動ディスクは、前記第１の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路、及び、前記第２の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路をそれぞれ変更するために回転可能である、多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項２】
前記第１の可動ディスクと前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置は、前記第２の可動ディスクと前記第２のチャンバ開口部と第２のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置と異なる、請求項１に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項３】
前記第１のディスクバルブ下位組立体は、前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々と一致する形状を有し、前記第１の可動ディスクと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置される第１の密閉要素を有し、前記第１のディスクバルブ下位組立体はさらに、前記第１の可動ディスクが接して回転できる第１の静止プレートを有し、前記第１の静止プレートは、前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々と一致する少なくもと一つの開口を有するディスクとして形成されている、請求項１に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項４】
前記第２のディスクバルブ下位組立体は、前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々と一致する形状を有し、前記第２の可動ディスクと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置される第２の密閉要素を有し、前記第２のディスクバルブ下位組立体はさらに、前記第２の可動ディスクが接して回転できる第２の静止プレートを有し、前記第２の静止プレートは、前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々と一致する少なくもと一つの開口を有するディスクとして形成されている、請求項３に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項５】
前記第１及び第２の可動ディスクの少なくとも一方は、貫通する４分の１円の開口を有している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項６】
前記多チャンネル混合チャンバ本体は二つの前記出口ポートを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項７】
前記多チャンネル混合チャンバ本体は三つの前記出口ポートを有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項８】
前記多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部は、三つの前記出口ポートに対応する三つの前記第１のチャンバ開口部を含み、前記多チャンネル混合チャンバ本体の第２の端部は、三つの前記出口ポートのうちの二つに対応する二つの前記チャンバ開口部を含む、請求項７に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項９】
前記第１の入口チャンバ、多チャンネル混合チャンバ本体、及び、第２の入口チャンバは、積み重ねて構成されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項１０】
さらに、第１及び第２の可動ディスクを同時に回転させるためにこれらに取り付けられたシャフトを含み、前記多チャンネル混合チャンバ本体は、前記シャフトを受け入れるための穴を含み、前記多チャンネルディスクバルブ組立体はさらに、前記第１及び第２の可動ディスクの両者を駆動するためにこれらに駆動可能に接続されたアクチュエータを含み、前記アクチュエータは、前記第１及び第２のディスクの両者を駆動するシャフトに駆動可能に接続されている、請求項９に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項１１】
複数部品からなるバルブケーシングをさらに含み、第１のバルブケーシング部品は前記第１の入口チャンバ用に設けられ、第２のバルブケーシング部品は前記第２の入口用に設けられ、第２のバルブケーシング部品は前記多チャンネル混合チャンバ本体用に設けられている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項１２】
前記第１及び第２の可動ディスクの各々はセラミック材料から形成されている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項１３】
前記多チャンネル混合チャンバ本体は、流体的に連通していない複数のチャンバ本体部品を含んでいる請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ組立体。
【請求項１４】
多チャンネルディスクバルブ装置であって、
第１の入口ポートを有する第１の入口チャンバと、
第２の入口ポートを有する第２の入口チャンバと、
前記第１の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくとも一つの第１のチャンバ開口部、及び、前記第２の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくもと一つの第２のチャンバ開口部を有する多チャンネル混合チャンバ本体、
前記多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部に配置され、可動ディスクを有する第１のディスクバルブ下位組立体、
前記多チャンネル混合チャンバ本体の第２の端部に配置され、可動ディスクを有する第２のディスクバルブ下位組立体、
前記第１及び第２の可動ディスクに取り付けられている駆動伝達手段、
を有する混合チャンバ組立体と、
前記駆動伝達手段に駆動可能に接続されているアクチュエータと、
を備え、
前記第１及び第２の可動ディスクはそれぞれ、前記第１の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路、及び、前記第２の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路を変更する、多チャンネルディスクバルブ装置。
【請求項１５】
前記アクチュエータによって前記駆動伝達手段が駆動されたときに、前記第１の可動ディスクと前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置は、前記第２の可動ディスクと前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置と異なるように、前記混合チャンバ組立体が前記第１及び第２の入口チャンバと流体的に連通可能である、請求項１４に記載の多チャンネルディスクバルブ装置。
【請求項１６】
複数の異なる前記混合チャンバ組立体が設けられ、前記第１の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだ、及び、前記第２の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに異なる流体流の経路配置を与えるように、前記各混合チャンバ組立体は、前記第１及び第２の入口チャンバと連通するように選択的に取り付け可能である、請求項１４に記載の多チャンネルディスクバルブ装置。
【請求項１７】
請求項１４乃至１６のいずれか一項に記載の多チャンネルディスクバルブ装置を組み立てる方法であって、
ａ）  前記第１の入口チャンバを、前記混合チャンバ組立体の前記多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部に取り付ける段階と、
ｂ）  前記第２の入口チャンバを、前記混合チャンバ組立体の前記多チャンネル混合チャンバ本体の第２の端部に取り付ける段階と、
ｃ）  前記シャフトを前記アクチュエータに接続する段階と、
ｄ）  前記アクチュエータ、前記第１の入口チャンバ、前記混合チャンバ組立体、及び、前記第２の入口チャンバを、バルブケーシングを介して一緒に固定する段階と、
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0002]  本発明は、自動車用の冷却流体制御装置への使用に適するがそれには限られない、多チャンネルディスクバルブ組立体に関する。本発明はさらに、多チャンネルディスクバルブ系統及びこのような多チャンネルディスクバルブ系統を組み立てる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0003]  ある系統まわりの流体流を選択的に冷却するための多通路バルブを提供するのに、現在の選択肢の範囲は限られている。多通路ボールバルブは利用可能であるが、かさばっており、流体を密閉するのに必要な製造上の精度のために相対的に高価である。
【０００３】
[0004]  このようなボールバルブの設備はまた、各ボールを個別に制御するための複数のアクチュエータを必要とするのが一般的であり、このことがこのような装置の製造の複雑さを増大させる。
【０００４】
[0005]  さらに、適切な流体密閉性を付与するためには、既存の多通路バルブは単一のユニットとして製造する必要がある。このことは、異なるそれぞれの応用に対して特注のバルブ装置を作り出す必要があることから、多通路バルブの実用性を制限している。
【０００５】
[0006]  特に、ハイブリッド車両が提供されている自動車関連では、電池用に追加の冷却が必要とされ、このためより複雑な冷却装置が要求されるので、費用効率が高くシンプルな多通路バルブ装置が必要とされている。
【０００６】
[0007]  本発明は、これらの問題を克服する多チャンネルディスクバルブ組立体を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0008]  本発明の第１の観点よれば、多チャンネルディスクバルブ組立体であって、第１の入口ポートを有する第１の入口チャンバと、第２の入口ポートを有する第２の入口チャンバと、前記第１の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくとも一つの第１のチャンバ開口部、及び、前記第２の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくもと一つの第２のチャンバ開口部を有し、複数の出力ポートを有する多チャンネル混合チャンバ本体と、前記第１の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置され、第１の可動ディスクを有する第１のディスクバルブ下位組立体と、前記第２の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置され、第２の可動ディスクを有する第２のディスクバルブ下位組立体と、を備え、前記第１及び第２の可動ディスクは、前記第１の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路、及び、前記第２の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路をそれぞれ変更するために回転可能である、多チャンネルディスクバルブ組立体を提供する。
【０００８】
[0009]  ディスクバルブ組立体は、一般的に、同様のボールバルブ組立体に比べてずっと安価であり、耐久性が高い。しかしながら、ディスクバルブの構造のために、装置内を通る流体を多通路で発散させるよう高性能化することはより難しく、このため現状では、単一ステージのディスクバルブが利用可能である。本発明により、改善された中央の混合チャンバ構造によりディスクバルブを使用して多通路の入力を可能にすることを見出した。
【０００９】
[0010]  選択肢として、前記第１の可動ディスクと前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置は、前記第２の可動ディスクと前記第２のチャンバ開口部と第２のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置と異なるものとすることができる。
【００１０】
[0011]  好ましくは、前記第１のディスクバルブ下位組立体は、前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々と一致する形状を有し、前記第１の可動ディスクと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置される第１の密閉要素を含むことができる。
【００１１】
[0012]  前記第１の密閉要素は、前記第１の可動ディスクが接して回転できる第１の静止プレートを含むことができる。
【００１２】
[0013]  前記第１の静止プレートは、前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々と一致する少なくとも一つの開口を有するディスクとして形成することができる。
【００１３】
[0014]  前記第２のディスクバルブ下位組立体は、前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々と一致する形状を有し、前記第２の可動ディスクと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置される第２の密閉要素を含むことができる。
【００１４】
[0015]  好ましくは、前記第２の密閉要素は、前記第２の可動ディスクが接して回転できる第２の静止プレートを含むことができる。
【００１５】
[0016]  前記第２の静止プレートは、前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々と一致する少なくとも一つの開口を有するディスクとして形成することができる。
【００１６】
[0017]  チャンバ開口部と一致する密閉要素を設けることによって、第１又は第２の入口チャンバから間違った出口チャンバへ漏れることを確実に防ぐことができる。これは、圧力流体においては重要な問題である。このような構造を構築する簡単な方法は、各ディスクバルブ下位組立体の部品として静止ディスクを設けることだと思われる。これにより、可動ディスクが接して自由に回転できる平坦な面を設けつつ、密閉要素を多チャンネル混合チャンバ本体に対して押し付けることができる。
【００１７】
[0018]  選択肢として、前記第１及び第２の可動ディスクの少なくとも一つは、貫通する４分の１円の開口を有することができる。
【００１８】
[0019]  ４分の１円によって、多チャンネル混合チャンバ本体の両端部の各々を通る流れについて４つの制御の選択肢が与えられる。これにより本発明の複雑な流れの通路の構成を実現できる。
【００１９】
[0020]  一つの実施形態において、多チャンネル混合チャンバ本体は、２つの前記出口ポートを有することができる。
【００２０】
[0021]  ２つの出口ポートの構成によって、４通路の混合組立体を作製でき、これはボールバルブ組立体の分野において好結果の構成である。
【００２１】
[0022]  別の実施形態において、多チャンネル混合チャンバ本体は、三つの前記出口ポートを有することができる。
【００２２】
[0023]  好ましくは、多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部は、三つの前記出口ポートに対応した三つの前記第１チャンバ開口部を含むことができ、多チャンネル混合チャンバ本体の第２の端部は、三つの前記出口ポートのうちの二つに対応した二つの前記第２のチャンバ開口部を含むことができる。
【００２３】
[0024]  三つの出口ポートの構成は、ボールバルブ組立体において用いられる好結果の構成であり、これは、冷却装置の少なくとも三つの部品について冷却剤の流体が必要とされるハイブリッド車両技術における特定用途の一つである。５通路の混合組立体の特定の構成は、発散的な流れ及び混合される流れとなり、これは装置の好結果の動作にとって必要でありうる与圧ゲインを実現することができる。
【００２４】
[0025]  好ましくは、第１の入口チャンバ、多チャンネル混合チャンバ本体、及び、第２の入口チャンバは、積み重ねた構成で提供される。
【００２５】
[0026]  積み重ねた構成は、既存の応用へ直ちに統合することができる空間的に効率的な装置を作製する手段として特に有用である。さらに、モジュール式装置の一部として中央の混合チャンバを直ちに置き換えることができ、あつらえられた流体流の構成を与えるためにこの部品だけを置き換えればよいので、製造コストを低減することができる。
【００２６】
[0027]  この組立体はさらに、第１及び第２の可動ディスクを同時に回転するためにこれらに取り付けられたシャフトを含んでいる。
【００２７】
[0028]  多チャンネルディスクバルブ組立体はさらに、好ましくはシャフトを介して駆動可能に接続され、第１及び第２の可動ディスクの両方を駆動するアクチュエータを含むことが望ましく、これはブラシレスＤＣ電動モータとすることができる。
【００２８】
[0029]  可動ディスクを同時に回転させることによって、対応するボールバルブ構成において必要とされるような、それぞれの可動ディスクのために独立したアクチュエータを設ける必要がないという利点がある。複雑な流れの経路配置を生成するために、一つのアクチュエータによって駆動される一つのシャフトを使うことができる。これにより多チャンネルディスクバルブ組立体のコスト及び複雑さが低減される。
【００２９】
[0030]  好ましくは、多チャンネル混合チャンバ本体は、シャフトを受け入れるために貫通して延びるシャフト受け入れ穴を含むことができる。
【００３０】
[0031]  多チャンネル混合チャンバ本体を通る中央の穴を設けることによって、シャフトの本来の位置における支持が改善されるだけでなく、組立体の有利な積み重ね構成の作製が支援される。
【００３１】
[0032]  組立体は、さらに、複数部品からなるバルブケーシングをさらに含むことができ、第１のバルブケーシング部品は前記第１の入口チャンバ用に設けられ、第２のバルブケーシング部品は前記第２の入口用に設けられ、第２のバルブケーシング部品は前記多チャンネル混合チャンバ本体用に設けられる。
【００３２】
[0033]  複数部品からなるケーシングを用いることによって、組立体のモジュール化能力が改善され、それぞれの新しい装置のために、入口チャンバを置き換えることなく適切な多チャンネル混合チャンバ本体を選択的に挿入することが可能となる。
【００３３】
[0034]  選択的に、第１及び第２の可動ディスクの各々をセラミック材料から形成することができる。
【００３４】
[0035]  前記多チャンネル混合チャンバ本体は、流体的に連通していない複数のチャンバ本体部品を含むことができる。
【００３５】
[0036]  流体的に連通していない本体部品を使用することで、可動ディスクが回転するときに流体が流れる種々の通路のあいだからの漏れを阻止する性能が改善される。
【００３６】
[0037]  本発明の第２の観点によれば、多チャンネルディスクバルブ装置であって、第１の入口ポートを有する第１の入口チャンバと、第２の入口ポートを有する第２の入口チャンバと、前記第１の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくとも一つの第１のチャンバ開口部、及び、前記第２の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくもと一つの第２のチャンバ開口部を有する多チャンネル混合チャンバ本体、前記多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部に配置され、可動ディスクを有する第１のディスクバルブ下位組立体、前記多チャンネル混合チャンバ本体の第２の端部に配置され、可動ディスクを有する第２のディスクバルブ下位組立体、前記第１及び第２の可動ディスクに取り付けられている駆動伝達手段、を有する混合チャンバ組立体と、前記駆動伝達手段に駆動可能に接続されているアクチュエータと、を備え、前記第１及び第２の可動ディスクはそれぞれ、前記第１の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路、及び、前記第２の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路を変更する、多チャンネルディスクバルブ装置を提供する。
【００３７】
[0038]  好ましくは、前記アクチュエータによって前記駆動伝達手段が駆動されたときに、前記第１の可動ディスクと前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置は、前記第２の可動ディスクと前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々とのあいだの相対的な配置と異なるように、前記混合チャンバ組立体が前記第１及び第２の入口チャンバと流体的に連通可能である。
【００３８】
[0039]  両方の可動ディスクを駆動できる単一のアクチュエータを有し、多チャンネル混合チャンバ本体のチャンバ開口部と第１及び第２の可動ディスクとのあいだの複雑な関係を有する装置は、費用効率が高く、耐久性が高い機構を提供し、これにより種々の流体制御装置が実現でき、これは特に車両分野での使用、特に多くの部品が冷却を必要とする電気自動車及び／又はハイブリッド自動車に適合する。
【００３９】
[0040]  複数の異なる前記混合チャンバ組立体を設けることができ、前記第１の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだ、及び、前記第２の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに異なる流体流の経路配置を与えるように、前記各混合チャンバ組立体は、前記第１及び第２の入口チャンバと連通するように選択的に取り付け可能である。
【００４０】
[0041]  入口チャンバの標準化されたセットを多チャンネル混合チャンバの所望の構成に選択的に取り付けることによって、用途に応じて特別に作製しなければならない組立体の部品の割合はすくないので、ディスクバルブ組立体の製造コストを低減することができ有利である。
【００４１】
[0042]  本発明の第３の観点によれば、本発明の第２の観点の多チャンネルディスクバルブ装置を組み立てる方法であって、ａ）前記第１の入口チャンバを、前記混合チャンバ組立体の前記多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部に取り付ける段階と、ｂ）前記第２の入口チャンバを、前記混合チャンバ組立体の前記多チャンネル混合チャンバ本体の第２の端部に取り付ける段階と、ｃ）前記シャフトを前記アクチュエータに接続する段階と、ｄ）前記アクチュエータ、前記第１の入口チャンバ、前記混合チャンバ組立体、及び、前記第２の入口チャンバを、バルブケーシングを介して一緒に固定する段階と、を有する方法が提供される。
【００４２】
[0043]  中央の組立体を標準化された入口チャンバによって製造し組み立てることができるモジュール化された多チャンネルディスクバルブ装置の組立体によって、特に自動車冷却装置に対しカスタム化されたディスクバルブ装置の複雑さが大幅に低減される。
【００４３】
[0044]  本発明の第４の観点によれば、多チャンネルディスクバルブ組立体であって、第１の入口ポートを有する第１の入口チャンバと、第２の入口ポートを有する第２の入口チャンバと、前記第１の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくとも一つの第１のチャンバ開口部、及び、前記第２の入口チャンバと流体的に連通可能な少なくもと一つの第２のチャンバ開口部を有する多チャンネル混合チャンバ本体と、前記第１の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置され、第１の静止ディスク及び前記第１の静止ディスクに対して回転可能な第１の可動ディスクを有する第１のディスクバルブ下位組立体と、前記第２の入口チャンバと前記多チャンネル混合チャンバ本体とのあいだに配置され、第２の静止ディスク及び前記第２の静止ディスクに対して回転可能な第２の可動ディスクを有する第２のディスクバルブ下位組立体と、前記第１及び第２の可動ディスクに取り付けられ、前記第１の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路、及び、前記第２の入口チャンバから前記多チャンネル混合チャンバ本体への流体流の通路をそれぞれ変更するように、前記第１及び第２の可動ディスクを同時に駆動可能なシャフトと、を備える、多チャンネルディスクバルブ組立体が提供される。
【００４４】
[0045]  この組立体はさらに、前記第１及び第２の可動ディスクの両方を駆動するために、これらに駆動可能に接続されたアクチュエータを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の観点に基づく、多チャンネルディスクバルブ組立体の一実施形態の分解斜視図である。
【図２】図２ａは、図１の多チャンネルディスクバルブ組立体を利用した、本発明の第２の観点に基づく、多チャンネルディスク装置の側面図であり、図２ｂは、図２ａの多チャンネルディスクバルブ装置を線Ａ−Ａで切った断面図である。
【図３】図１の多チャンネルディスクバルブ組立体の第１及び第２の可動ディスク及び静止ディスクの間のアライメントのダイアグラム表示を、チャンバの分解図を示す中央の凡例及び多チャンネル混合チャンバ本体のチャンバ開口部とともに示しており、図３の周囲に描かれた複数の上下の円のうち上の円は多チャンネル混合チャンバの第１の端部から見た第１の可動ディスク及び静止ディスクを示しており、下の円は多チャンネル混合チャンバの第１の端部から見た場合の第２の可動ディスク及び静止ディスクを示している。
【図４】図３に例示した第１及び第２の可動ディスク及び静止ディスクのアライメントに基づいた多チャンネル混合チャンバ本体を通る流れのダイアグラム図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
[0046]  以下に、例示を目的として、図面を参照しながら本発明をより詳しく説明する。
【００４７】
[0052]  図１に、特に自動車内の冷却流体の流体流制御に適合する多チャンネルディスクバルブ組立体の全体を符号１０で示す。これは、ハイブリッド自動車又は電気自動車の特定用途のものであり、ここで車両の動作中に冷却流体を電池や電子制御装置等の多くの異なる装置の間で流す必要がある。
【００４８】
[0053]  多チャンネルディスクバルブ組立体１０には、第１及び第２の入口チャンバ１２ａ、１２ｂが含まれ、このそれぞれは入口ポート１４ａ、１４ｂを有し、これらを介して流体は第１及び第２の入口チャンバ１２ａ、１２ｂにそれぞれ導入される。これらの部品は、本発明に基づいて構成される多チャンネルディスクバルブ組立体１０に共通とすることができる。
【００４９】
[0054]  第１及び第２の入口チャンバ１２ａ、１２ｂの間に位置する中央の部品は全体として混合組立体と考えることができ、多チャンネルディスクバルブ組立体１０の応用に応じて特注品とすることができる。したがって、多チャンネルディスクバルブ組立体１０は、互いに交換可能な及び／又は選択的に互いに取り外し可能な複数のモジュールから形成することが好ましく、多チャンネルディスクバルブ組立体１０の異なる用途に対して混合チャンバ組立体１６は異なったものとなる。
【００５０】
[0055]  混合チャンバ組立体１６には、多チャンネル混合チャンバ本体１８が含まれ、これは複数の出口ポート２０ｘ、２０ｙ、２０ｚを有する。図１に示されるように、この構成には三つの出口ポート２０ｘ、２０ｙ、２０ｚが存在し、５通路の多チャンネルディスクバルブ組立体１０を形成している。これとは異なる構成も当然可能であり、多チャンネル混合チャンバ本体が二つの出口ポートだけを含む４通路多チャンネルディスクバルブ組立体も特に有用でありうるが、多チャンネルディスクバルブ組立体はその要求に応じて増減させることができる。特に、四つの出口ポートが存在する６通路組立体あるいは五つの出口ポートが存在する７通路組立体は直ちに実現可能であり、より多くの出口ポートを有する構成も同様に可能である。
【００５１】
[0056]  多チャンネル混合チャンバ本体１８は、第１及び第２の端部２２ａ、２２ｂを有し、これらはそれぞれ第１及び第２の入口チャンバ１２ａ、１２ｂと関連づけられる。第１及び第２の端部２２ａ、２２ｂの各々は、多チャンネル混合チャンバ本体１８の出口チャンバとそれぞれ連通する複数のチャンバ開口部と関連づけられる。
【００５２】
[0057]  多チャンネル混合チャンバ本体１８には、流体的に連通していない複数のチャンバ本体部分が含まれる。これらは、この構成の三つの出口チャンバ２４ｘ、２４ｙ、２４ｚであり、それぞれが三つの出口ポート２０ｘ、２０ｙ、２０ｚに対応する。さらに、多チャンネル混合チャンバ本体１８の中央部を通る、シャフトを受け入れるための穴２６が設けられている。
【００５３】
[0058]  第１の出口チャンバ２４ｘには、図３の凡例に最もよく示されるように、多チャンネル混合チャンバ本体の第１の端部２２ａに単一の上部チャンバ開口部２８ｘがある。したがって、第１の入口ポート１４ａと第２の出口ポート２０ｘのあいだの通路が開けられていれば、流体は第１の入口ポート１４ａから第２の出口ポート２０ｘへ通って流れることだけが可能である。チャンバ開口部２８は、例えば４分の１円形状とすることができる。
【００５４】
[0059]  第２の出口チャンバ２４ｙには、多チャンネル混合チャンバ本体の第１及び第２の端部２２ａ、２２ｂのそれぞれに、上部及び下部チャンバ開口部２８ｙ、３０ｙがある。上部及び下部チャンバ開口部２８ｙ、３０ｙは、上部チャンバ開口部２８ｙが半円形状、下部チャンバ開口部３０ｙは４分の１円形状というように、異なる寸法とすることが望ましい。
【００５５】
[0060]  第３の出口チャンバ２４ｚにも、多チャンネル混合チャンバ本体の第１及び第２の端部２２ａ、２２ｂのそれぞれに、上部及び下部チャンバ開口部２８ｚ、３０ｚがある。上部及び下部チャンバ開口部２８ｚ、３０ｚもまた、上部チャンバ開口部２８ｚが４分の１円形状、下部チャンバ開口部３０ｚは４分の３円形状というように、異なる寸法とすることが望ましい。
【００５６】
[0061]  チャンバ開口部２８ｘ、２８ｙ、２８ｚ、３０ｙ、３０ｚの選択的な開閉によって、第１及び第２の入口チャンバ１２ａ、１２ｂから多チャンネル混合チャンバ本体１８を通る流体流の通路を変えることができる。これは、ディスクバルブの使用によって実現される。
【００５７】
[0062]  第１のディスクバルブ下位組立体３２ａが設けられており、これは少なくとも第１の可動ディスク３４ａを有し、可動ディスク３４ａは、これを貫通する少なくとも一つの開口３８ａを有するディスク本体３６ａを含む。第１のディスクバルブ下位組立体３２ａは、第１の入口チャンバ１２ａと多チャンネル混合チャンバ本体１８の第１の端部２２ａとのあいだに配置され、三つの上部チャンバ開口部２８ｘ、２８ｙ、２８ｚへの流体流の切り換えが可能となる。
【００５８】
[0063]  第１のディスクバルブ下位組立体３２ａには、好ましくは、第１の可動ディスク３４ａが回転できる静止プレートが含まれ、これは好ましくは複数の開口４２ａを有する第１の静止ディスク４０ａとして形成される。複数の開口４２ａは、上部チャンバ開口部２８ｘ、２８ｙ、２８ｚの配置と一致する。また、第１の可動ディスク３４ａと多チャンネル混合チャンバ本体１８との間の漏れを防止する第１の密閉要素４４ａを設けることが好ましく、これは第１の静止ディスク４０ａと多チャンネル混合チャンバ本体１８との間に配置することが好ましい。第１の密閉要素４４ａは、第１の静止ディスク４０ａの開口部の配置に対応する開口部の配置を有する。
【００５９】
[0064]  第２のディスクバルブ下位組立体３２ｂが設けられており、これには少なくともディスク本体３６ｂを有する第２の可動ディスク３４ｂが含まれ、ディスク本体３６ｂはこれを貫通する少なくとも一つの開口３８ｂを有する。第２の可動ディスク３４ｂの外形又は形状は、好ましくは第１の可動ディスク３４ａと同じである。第２のディスクバルブ下位組立体３２ｂは、第２の入口チャンバ１２ｂと多チャンネル混合チャンバ本体１８第２の端部２２ｂとのあいだに配置することができ、これにより二つの下部チャンバ開口部３０ｙ、３０ｚへの流体流の切り換えが可能となる。
【００６０】
[0065]  第２のディスクバルブ下位組立体３２ｂには、好ましくは、第２の可動ディスク３４ｂが接して回転できる静止プレートが含まれ、これは好ましくは複数の開口４２ｂを有する第２の静止ディスク４０ｂとして形成される。複数の開口４２ｂは、下部チャンバ開口部３０ｙ、３０ｚの配置と一致する。また、第２の可動ディスク３４ｂと多チャンネル混合チャンバ本体１８との間の漏れを防止する第２の密閉要素４４ｂを設けることが好ましく、これは第２の静止ディスク４０ｂと多チャンネル混合チャンバ本体１８との間に配置することが好ましい。第２の密閉要素４４ｂは、第２の静止ディスク４０ｂの開口部の配置に対応する開口部の配置を有する。
【００６１】
[0066]  第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂの各々はセラミック材料から形成することができる。第１及び第２の静止ディスク４０ａ、４０ｂは、第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂと類似の又は同一の材料から形成することができる。
【００６２】
[0067]  第１及び第２の密閉要素４４ａ、４４ｂは、ゴム又は弾性材料などの可撓性もしくは弾性を有する材料から形成することができ、また第１及び第２の密閉要素４４ａ、４４ｂをそれぞれの静止ディスク４０ａ、４０ｂ及び／又は多チャンネル混合チャンバ本体１８に対して位置決めできるロケータ４６ａ、４６ｂを含むことができる。
【００６３】
[0068]  図２ａは、バルブケーシング４８を含む多チャンネルディスクバルブ組立体１０を示しており、バルブケーシング４８は、その一端においてアクチュエータ５０、好ましくはブラシレスＤＣモータに接続され、これは可動ディスク３４ａ、３４ｂの回転を制御することができる。バルブケーシング４８は、好ましくは、第１の入口チャンバ１２ａのためたに設けられる第１のバルブケーシング部５２ａ、第２の入口チャンバ１２ｂのために設けられる第２のバルブケーシング部５２ｂ、そして多チャンネル混合チャンバ本体１８のために設けられる第３のバルブケーシング部５２ｃという三つの部分によって形成される。これにより、多チャンネルディスクバルブ組立体１０をモジュール式に組み立てることができ、潜在的に第３のバルブケーシング部５２ｃを、多チャンネルディスクバルブ組立体１０の所望の機能に応じて選択することが可能となる。
【００６４】
[0069]  図２ａの線Ａ−Ａに沿った多チャンネルディスクバルブ組立体１０の断面を図２ｂにおいて見ることができ、ここにアクチュエータ５０の駆動伝達手段を見ることができる。ここで、アクチュエータ５０はシャフト５４に接続され、シャフト５４は、第１の入口チャンバ１２ａ、第１のディスクバルブ下位組立体３２ａ、多チャンネル混合チャンバ本体１８、そして第２のディスクバルブ組立体３２ｂを通って延びている。この構成は、第１の入口チャンバ１２ａ、多チャンネル混合チャンバ本体１８、そして第２の入口チャンバ１２ｂが直線的に整列された積み重ねられた組立体の利点を例証しており、シャフト５４は第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂの両者に取り付けられてこれらの回転運動を結びつけ、組立体１０を単一のアクチュエータ５０で構成することを可能にする。シャフト５４は、好ましくは多チャンネル混合チャンバ本体１８を通り、ここに設けられたシャフト受け入れ穴２６によって支持される。好ましくは、このような積み重ねられた組立体は、対称な入口ポート１４ａ、１４ｂを有することになり、中間部の混合チャンバ組立体１６は、どのような流れが必要かに従って適合化される。
【００６５】
[0070]  図２ｂから分かるように、三つの出口ポート２０ｘ、２０ｙ、２０ｚと関連づけられた第１、第２、第３の出口チャンバ２４ｘ、２４ｙ、２４ｚが設けられており、可動ディスク３４ａ、３４ｂの第１及び／又は第２の開口３８ａ、３８ｂが出口チャンバ２４ｘ、２４ｙ、２４ｚの対応するチャンバ開口部２８ｘ、２８ｙ、２８ｚ、３０ｙ、３０ｚと整列したときに、多チャンネルディスクバルブ組立体１０の中の流体を所望の方向に沿って方向づける流体流の通路を実現することができる。
【００６６】
[0071]  アクチュエータ５０を駆動することによってシャフト５４が回転し、これにより可動ディスク３４ａ、３４ｂが同時に回転する。この回転の効果は、図３及び図４によって理解される。
【００６７】
[0072]  図３において、上及び下の円は、第１及び第２の静止ディスク４０ａ、４０ｂそれぞれの形状を示しており、黒く塗った４分の１の円は、第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂそれぞれの開口３８ａ、３８ｂの相対位置を示している。
【００６８】
[0073]  図３及び図４の各々における上部中央の図で示される、０°の回転フェーズとする第１の回転位置において、第１の可動ディスク３４ａの第１の開口３８ａは第２の出口チャンバ２４ｙの上部チャンバ開口部２８ｙと整列し、第２の可動ディスク３４ｂの第２の開口３８ｂは第３の出口チャンバ２４ｚの下部チャンバ開口部３０ｚと整列している。したがって、第１の入口ポート１４ａから第２の出口ポート２０ｙへの、そして、第２の入口ポート１４ｂから第３の出口ポート２０ｚへの流体流の通路が存在する。
【００６９】
[0074]  第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂを時計回りに回転させた、すなわち、有効フェーズを９０°にした状態を、図３及び図４の各々において右手側の図に示す。開口３８ａは第１の出口チャンバ２４ｘの上部チャンバ開口部２８ｘと整列し、第２の可動ディスク３４ｂは回転しているが、その開口３８ｂは第３の出口チャンバ２４ｚの下部チャンバ開口部３０ｚと整列したままである。したがって、第１の入口ポート１４ａから第１の出口ポート２０ｘへの、そして第２の入口ポート１４ｂから第３の出口ポート２０ｚへの流体流の通路が存在する。
【００７０】
[0075]  これら両方の構成では、多チャンネルディスクバルブ組立体１０を通る発散的な流体流となる。
【００７１】
[0076]  第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂを時計回りにさらに回転させ、有効フェーズを１８０°にした状態を、図３及び図４の各々において下部中央の図に示す。第１の開口３８ａは第３の出口チャンバ２４ｚの上部チャンバ開口部２８ｚと整列し、第２の開口３８ｂは第３の出口チャンバ２４ｚの下部チャンバ開口部３０ｚに整列したままである。したがって、第１の入口ポート１４ａ及び第２の入口ポート１４ｂの両方から第３の出口ポート２０ｚへの流体流の通路が存在し、ここを通って流れる流体は混合される。
【００７２】
[0077]  第１及び第２の可動ディスク３４ａ、３４ｂを時計回りにさらに回転させ、有効フェーズを２７０°にした状態を、図３及び図４の各々において左手側の図に示す。第１の開口３８ａは第２の出口チャンバ２４ｙの上部チャンバ開口部２８ｙと整列し、第２の開口３８ｂは第２の出口チャンバ２４ｙの下部チャンバ開口部３０ｙに整列するようになる。したがって、第１の入口ポート１４ａ及び第２の入口ポート１４ｂの両方から第２の出口ポート２０ｙへの流体流の通路が存在し、ここを通って流れる流体は混合される。
【００７３】
[0078]  多チャンネルディスクバルブ組立体１０の一つの利点は、第１の入口チャンバ１２ａ及び第２の入口チャンバ１２ｂが標準化され、流体流の特性を変えるためには混合チャンバ１６を取り換えるだけでよい多チャンネルディスクバルブ装置を提供できることである。ディスクバルブ下位組立体３２ａ、３２ｂの形態は混合チャンバ開口部の形態に依存する可能性が高いので、第１及び第２のディスクバルブ下位組立体３２ａ、３２ｂは混合チャンバ組立体１６の一部として設けることが好ましい。
【００７４】
[0079]  さらに、混合チャンバ組立体を選択的に組み合わせて第１及び第２の入口チャンバ１２ａ、１２ｂへ流体的に連通して、第１の入口チャンバ１２ａと多チャンネル混合チャンバ本体１８とのあいだ、及び、第２の入口チャンバ１２ｂと多チャンネル混合チャンバ本体１８とのあいだに異なる流体流の通路を提供するように、複数の異なる混合チャンバ組立体を設けることができる。これにより、要求される応用に対してあつらえて作られるディスクバルブ組立体を作製できるモジュール式の機構を効率的に提供できる。
【００７５】
[0080]  第１の入口チャンバ１２ａを混合チャンバ組立体１６の多チャンネル混合チャンバ本体１８の第１の端部２２ａに取り付け、第２の入口チャンバ１２ｂを混合チャンバ組立体１６の多チャンネル混合チャンバ本体１８の第２の端部２２ｂに取り付けることによって、多チャンネルディスクバルブを組み立てることができる。そしてシャフト５４をアクチュエータ５０に接続し、アクチュエータ５０、第１の入口チャンバ１２ａ、混合チャンバ組立体１６、そして第２の入口チャンバ１２ｂを、バルブケーシング４８を介して共に固定することができる。
【００７６】
[0081]  上述の構成では、線形の出力シャフトを有する単一のアクチュエータを用いているが、第１及び第２の可動ディスクを作動させるための他の駆動伝達手段を設けることができることは明らかである。例えば、連結された歯車列を設け、第１及び第２の入口チャンバを並べて配置することもできる。あるいは、多チャンネルディスクバルブ組立体を通る流体流の独立した制御を可能とするよう複数のアクチュエータを設けることもできる。
【００７７】
[0082]  同様に、いくつかの構成では、可動ディスクの可能な回転フェーズのすべてと一致する混合チャンバを設けないことも有用でありうる。このような場合には、可動ディスクの開口が整列した場合でも混合チャンバ組立体への流体の流れを防ぐ遮断要素を設けることが有用でありうる。
【００７８】
[0083]  本発明において、上部及び下部チャンバ開口部を可動ディスクの開口と不整合にすることによって、装置内の流体の選択的方向づけが実現されるが、同じ効果を実現するために、例えば、開口の回転フェーズ同士を不整列にすることによって、複数の可動ディスクの複数の開口同士を不整合にすることも可能である。実際、第１の可動ディスクと、前記第１のチャンバ開口部又は第１のチャンバ開口部の各々との相対的な構成、及び、第２の可動ディスクと、前記第２のチャンバ開口部又は第２のチャンバ開口部の各々との相対的な配置を同じにすることができ、例えば混合チャンバの複雑な内部構造によって選択的な流体流が実現される。
【００７９】
[0084]  したがって、自動車の場合における冷却流体のような流体を、二つの入口から複数の出口へ選択的な方向づけを行うのに適した多チャンネルディスクバルブ組立体を提供することができる。これは、入口チャンバからチャンバ組立体への異なる入口の形状を選択し、流体の連通について選択的に制御する可動ディスクを提供することによって実現できる。積み重ねで構成した場合でも、単一のアクチュエータ及び出口シャフトの構成によって、コスト及びこのような組立体を製造する複雑さを低減しつつこのような制御を実現することができる。
【００８０】
[0085]  ここで、本発明を参照して「含む（comprises/comprising）」及び「有する（having）／含む（including）」という語は、説明した特徴、完全なもの、段階、あるいは部品の存在を特定するために用いられるが、他の特徴、完全なもの、段階、部品あるいはこれらの組み合わせの存在又は追加を妨げるものではない。
【００８１】
[0086]  別々の実施形態の文脈で明確化のために記述された本発明の複数の特徴は、単一の実施形態においてコンビネーションとして提供することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈で簡潔さのために記述された本発明の種々の特徴は、別々にあるいは任意の適切なサブコンビネーションとして提供することもできることを理解されたい。
【００８２】
[0087]  上述の実施形態は、例示としてのみ提供されたものであり、ここで定義された発明の範囲から逸脱しない他の種々の変形は、当業者にとっては自明である。
【符号の説明】
【００８３】
１０    ：多チャンネルディスクバルブ組立体
１２ａ  ：第１の入口チャンバ
１２ｂ  ：第２の入口チャンバ
１４ａ  ：第１の入口ポート
１４ｂ  ：第２の入口ポート
１６    ：混合チャンバ組立体
１８    ：多チャンネル混合チャンバ本体
２０ｘ  ：第１の出口ポート
２０ｙ  ：第２の出口ポート
２０ｚ  ：第３の出口ポート
２２ａ  ：第１の端部
２２ｂ  ：第２の端部
２４ｘ  ：第１の出口チャンバ
２４ｙ  ：第２の出口チャンバ
２４ｚ  ：第３の出口チャンバ
２８ｘ  ：チャンバ開口部
２８ｙ  ：チャンバ開口部
２８ｚ  ：チャンバ開口部
３０ｙ  ：チャンバ開口部
３０ｚ  ：チャンバ開口部
３２ａ  ：第１のディスクバルブ下位組立体
３２ｂ  ：第２のディスクバルブ下位組立体
３４ａ  ：第１の可動ディスク
３４ｂ  ：第２の可動ディスク
３８ａ  ：第１の開口
３８ｂ  ：第２の開口
４０ａ  ：第１の静止ディスク
４０ｂ  ：第２の静止ディスク
４２ａ  ：開口
４２ｂ  ：開口
４４ａ  ：第１の密閉要素
４４ｂ  ：第２の密閉要素
４６ａ  ：ロケータ
４６ｂ  ：ロケータ
４８    ：バルブケーシング
５０    ：アクチュエータ
５２ａ  ：第１のバルブケーシング部
５２ｂ  ：第２のバルブケーシング部
５２ｃ  ：第３のバルブケーシング部
５４    ：シャフト
【図１】
2020008170.tif 000003
【図２】
2020008170.tif 000004
【図３】
2020008170.tif 000005
【図４】
2020008170.tif 000006
【外国語明細書】
2020008170000001.pdf