(57)【要約】【課題】温水流量調整弁において、ハウジングの筒状端部の開口を塞ぐダイヤフラムを押え付けるキャップの筒状端部への取付けのための部品点数が多く、また取り付け作業が面倒であった。【解決手段】温水流量調整弁３５は、第１流入口５６及び第１流出口５８と、  流通路５４と、弁座５９と、開口した筒状端部９１とを有するハウジング４０と、弁座と対向する弁部７４を有し移動により弁部と弁座との間隔を変更する軸部材７０と、流通路を液密にシールするダイヤフラム１１２と、ダイヤフラムを押圧する筒状挿入部１０３を有するキャップ１００と、から成る。筒状端部９１の内面と筒状挿入部１０３の外面との間に案内部９３，１０６と、溶着部９２，１０４とが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとヒータコアとの間の配管上に配置され、エンジン内の高温水のヒータコアへの流入量及び／又はヒータコア内の低温水のエンジンへの流入量を調整する温水暖房装置の温水流量調整弁であって、
全体として筒形状を呈し、第１流入口及び第１流出口と、  該第１流入口と該第１流出口とを接続する流通路と、該流通路上に形成された第１弁座と、開口した筒状端部とを有するハウジングと、
前記ハウジングに挿入され、前記第１弁座と対向する第１弁部を有し、軸方向の移動により該第１弁部と前記第１弁座との間隔を変更する軸部材と、
前記筒状端部の開口を覆い前記流通路を液密にシールするダイヤフラムと、
前記筒状端部に挿入され前記ダイヤフラムを押圧する筒状挿入部を有し、該筒状端部に溶着されたキャップと、から成り、
前記筒状端部の内面と前記筒状挿入部の外面との間に、該筒状挿入部の挿入を案内する案内部と、該筒状挿入部を該筒状端部に溶着する溶着部とが形成されていることを特徴とする温水暖房装置の温水流量調整弁。
【請求項２】
前記溶着部は、前記筒状端部に形成された環状の外傾斜面と、前記筒状挿入部に形成され該外傾斜面に密着する環状の内傾斜面とを含む請求項１に記載の温水流量調整弁。
【請求項３】
前記案内部は、前記筒状端部に形成された案内面と、前記筒状挿入部に形成された被案内面とを含む請求項１に記載の温水流量調整弁。
【請求項４】
更に、前記筒状端部の内面と前記筒状挿入部の外面との間に、溶着時に発生するバリを収容する環状のバリ収容空間を含む請求項２又は３に記載の温水流量調整弁。
【請求項５】
前記第１流入口はエンジンに接続され、前記第１流出口はヒータコアに接続される請求項１に記載の温水流量調整弁。
【請求項６】
前記ハウジングは更に、ヒータコアに接続される第２流入口及びエンジンに接続される第２流出口と、該第２流入口と第２流出口との間に形成された第２流通路と、該第２流通路と前記第１流通路とを連通させる第３流通路と、該第３流通路上に形成された第２弁座とを含み、
前記軸部材は更に、前記第２弁座と対向する第２弁部を含む請求項５に記載の温水流量調整弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の温水暖房装置の温水流量調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両の温水暖房装置では、エンジンで加熱されたエンジン冷却水（高温水）を第１配管を通してヒータコアに供給し、ヒータコアでは内部の高温水と周囲を流れる空気との間で熱交換し、空気を加熱する（暖気を生成する）。ヒータコア内で熱を奪われた低温水は第２配管を通してエンジンに戻される。暖房速度、温度等ヒータコアの暖房能力は高温水の流量に左右される。そのため第１配管中に配置した温水流量調整弁の開度を調整してヒータコアへの高温水の流入量を調整している。
【０００３】
温水流量調整弁の一種に、エンジンに接続される流入口及びヒータコアに接続される流出口と、流入口と流出口との間の流通路と、流通路上の弁座とを持つ筒状のハウジングに、弁体を持つ軸部材が挿入されたタイプのものがある（特許文献１参照）。駆動源により軸部材が移動し弁部と弁座との間隔を変更することにより、流入口から流入し流通路を経て流出口から流出する高温水の流量を調整する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１０３５５３号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ハウジングの流通路即ち筒状端部の開口は液密にシールする必要がある。そのために筒状端部と軸部材との間にダイヤフラムを配置し、キャップで押え付けている。従来、キャップはビスやボルト等の機械的な締結手段により筒状端部に固定されることが多かった。図６に示すように、ダイヤフラム１６０の内周縁を軸部材１５３に組み付け、外周縁をキャップ１５６によりハウジング１５０の筒状端部１５１に押え付ける。その上に板状のブラケット１５８を被せ、ビス１６２等をブラケット１５８、キャップ１５６を貫通させた後筒状端部１５１に螺合させる。
【０００６】
これでは、ダイヤフラム１６０及びキャップ１５６による筒状端部１５１の液密シールにブラケット１５８及びビス１６２が必要であり、部品点数が多い。加えて、キャップ１５６を筒状端部１５１に位置決めしてダイヤフラム１６０を押え付け、ブラケット１５８を被せ、ビス１６２を筒状端部１５１に螺合する作業は面倒で、時間及び手間がかかる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ハウジングの筒状端部の開口を塞ぐダイヤフラムを押え付けるキャップを、簡単かつ容易に筒状端部に取り付けることができる温水流量調整弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願の発明者は、上記課題はビス等の機械的な締結手段の使用に起因することに気付き、これに代えて、溶着によりキャップをハウジングの筒状端部に取り付けることを考えた。その上で、筒状端部への挿入時にキャップを案内することを思い付いて、本発明を完成した。
【０００９】
本発明による温水暖房装置の温水流量調整弁は、請求項１に記載したように、エンジンとヒータコアとの間の配管上に配置され、エンジン内の高温水のヒータコアへの流入量及び／又はヒータコア内の低温水のエンジンへの流入量を調整する温水暖房装置の温水流量調整弁であって；全体として筒形状を呈し、第１流入口及び第１流出口と、第１流入口と第１流出口とを接続する流通路と、流通路上に形成された第１弁座と、開口した筒状端部とを有するハウジングと；ハウジングに挿入され、第１弁座と対向する第１弁部を有し、軸方向の移動により第１弁部と第１弁座との間隔を変更する軸部材と；筒状端部の開口を覆い流通路を液密にシールするダイヤフラムと；筒状端部に挿入されダイヤフラムを押圧する筒状挿入部を有し筒状端部に溶着されたキャップと；から成る。ここで、筒状端部の内面と筒状挿入部の外面との間に、筒状挿入部の挿入を案内する案内部と、筒状挿入部を筒状端部に溶着する溶着部とが形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この温水流量調整弁において、ダイヤフラムをハウジングの筒状端部に押し付けるキャップは、その筒状挿入部を案内部により案内されつつ筒状端部に挿入される。その後、超音波溶着することによりキャップは溶着部においてハウジングの筒状端部に結合される。
【００１１】
請求項２の温水流量調整弁は、請求項１において、溶着部は、筒状端部に形成された環状の外傾斜面と、筒状挿入部に形成され外傾斜面に密着する環状の内傾斜面とを含む。請求項３の温水流量調整弁は、請求項１において、案内部は、筒状端部に形成された案内面と、筒状挿入部に形成された被案内面とを含む。請求項４の温水流量調整弁は、請求項２又は３において更に、筒状端部の内面と筒状挿入部の外面との間に、溶着時に発生するバリを収容する環状のバリ収容空間を含む。
【００１２】
請求項５の温水流量調整弁は、請求項１において、第１流入口はエンジンに接続され、第１流出口はヒータコアに接続される。請求項６の温水流量調整弁は、請求項５において、ハウジングは更に、ヒータコアに接続される第２流入口及びエンジンに接続される第２流出口と、第２流入口と第２流出口との間に形成された第２流通路と、第２流通路と第１流通路とを連通させる第３流通路と、第３流通路上に形成された第２弁座とを含み；軸部材は更に、第２弁座と対向する第２弁部を含む。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜温水暖房装置＞
温水暖房装置は車両等のエンジン（より正確にはその冷却水循環路）と、ヒータコアと、両者を接続する一対の配管と、少なくとも一方の配管上に配置された温水流量調整弁と、を含む。
＜温水流量調整弁＞
温水流量調整弁は少なくともハウジングと、軸部材と、ダイヤフラム及びキャップとを含む。
▲１▼ハウジング
ハウジングは単一部材又は複数のハウジング部分から成り、全体として細長い筒形状を持つ。その筒状本体部に１つ又は２つの流入口と、１つ又は２つの流出口とを備える。筒状本体部の中空孔によって流入口と流出口との間の流通路が区画され、内周面上に弁座が形成されている。また、筒状本体部の一端に筒状端部を備えている。
【００１４】
流入口及び流出口が１つの場合、温水流量調整弁はエンジンとヒータコアとの間の１本の配管上に配置されエンジンからヒータコアへの高温水又はヒータコアからエンジンへの低温水の流量を調整する。流入口及び流出口が２つの場合、温水流量調整弁はエンジンとヒータコアとの間の２本の配管上に別々に又はまたがって配置され、エンジンからヒータコアへの高温水及びヒータコアからエンジンへの低温水の流量を調整する。流入口と流出口とは筒状本体部の軸方向では同じ位置又は少しずれた位置に、円周方向では直径方向又は所定角度を成すように形成できる
▲２▼軸部材
軸部材はハウジングの中空孔に挿通され、弁座に対応する１つ又は２つの弁部を備えている。ハウジングとの間に配置された駆動手段により中空孔内で軸方向に移動され、その弁部とハウジングの弁座との間の流通隙間の大きさが変更される。
▲３▼ダイヤフラム、キャップ
ハウジングの流通路即ち筒状端部の開口はダイヤフラムにより液密にシールされる。ダイヤフラムはその内周縁を軸部材の一部に、外周縁をハウジングの筒状端部の一部にそれぞれ係止され、キャップにより押圧される。
【００１５】
キャップは、少なくとも、ハウジングの筒状端部に挿入されダイヤフラムをハウジングに押し付ける筒状挿入部を有する。筒状挿入部は例えば板形状の本体部の一面に立設される。
▲４▼溶着部、案内部、バリ収容空間
ハウジングの筒状端部とキャップの筒状挿入部との間の溶着部は、筒状端部の一部に形成された環状の外傾斜面と、筒状挿入部の一部に形成された環状の内傾斜面とから成ることができる。外傾斜面は筒状端部の先端に形成し、内傾斜面は筒状挿入部の根本（付け根）に形成することが望ましい。
【００１６】
また、案内部は筒状端部の一部に形成された案内面と、筒状挿入部の一部に形成された被案内面とから成ることができる。案内面は筒状端部の先端の内面、根本の内面又は先端の外面に形成することができる。円周方向に連続していても良いし、断続していても良い。被案内面の位置は、案内面の位置に対応し、筒状挿入部の根本の外面、筒状挿入部の先端の外面又は本体部の外周縁に形成することができる。案内面及び被案内面は円周方向で連続しても良いし、断続していても良い。
【００１７】
更に、バリ収容空間はハウジングの筒状端部の内面とキャップの筒状挿入部の外面との間であって、上記溶着部の近傍に形成することができる。溶着時に発生するバリを収容するものであるため、溶着部よりも軸方向内方（筒状端部の根本側、筒状挿入部の先端側）に形成することが望ましい。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１に、車両用空調ユニットを示す。送風ダクト１３内には蒸発器１２の下流側にヒータコア１５が配置されている。ヒータコア１５内ではエンジン冷却水（温水）が循環し、送風ダクト１０を流通する空気と熱交換され、暖気を生成する。ヒータコア１５の上流側に配置されたエアミックスドア１３は、回動角度を調整することにより、ヒータコア１５を通過する空気と通過しない空気との混合割合を変更するものである。
【００１９】
ヒータコア１５とエンジン２０との間に３本の配管２６、２８及び２９が延びている。ヒータコア１５の第１流出口１６ａからエンジン２０の第１流入口２１ａまで延びた第１配管２６の途中にウォータバルブ（水弁）２７が配置され、ヒータコア１５内を循環した低温水を吸引し、エンジン２０内に圧送する。
【００２０】
第２配管２８はエンジン２０の第１流出口２１ｂからヒータコア１５の第１流入口１６ｂまで延び、エンジン２０内の高温水のヒータコア１５への供給管路となる。第３配管２９はヒータコア１５の第２流出口１６ｃからエンジン２０の第２流入口２１ｃまで延び、ヒータコア１５内の低温水のエンジン２０への戻り管路となる。
【００２１】
第２配管２８と第３配管２９とにまたがって流量調整弁３５が配置されている。図２に示すように温水流量調整弁３５はハウジング４０と、軸部材７０と、ダイヤフラム１１２及びキャップ１００とに大別される。このうち、ハウジング４０は全体として細長い円筒形状を持ち、上方（図２において）の上方ハウジング部分４２と、下方の下方ハウジング部分５２とを含む。
【００２２】
上方ハウジング部分４２は環状の上方本体４３と、その直径方向に突出した一対の筒状の上方管路４５及び４７とを備えている。上方本体４３により上方流通路４４が形成され、上方管路４５の流出口４６がエンジン２０の第２流入口２１ｃに接続され、上方管路４７の流入口４８がヒータコア１５の第２流出口１６ｃに接続されている。上方本体４３の内周面に上方弁座４９が形成されている。
【００２３】
下方ハウジング部分５２はＰＰＳ等の樹脂製で円筒形状の下方本体５３と、軸方向にずれた位置で直径方向に突出した一対の筒状の下方管路５５及び５７と、下端の筒状下端部９１とを備えている。下方本体５３により流出口５８の下方に下方流通路５４が形成され、流出口５８の上方に中間流通路５１が形成されている。下方管路５５の流入口５６がエンジンの第１流出口２１ｂに接続され、下方管路５７の流出口５８がヒータコア１５の第１流入口１６ｂに接続されている。下方本体５３の内周面には下方弁座５９が中間流通路５１上に位置するように形成されている。筒状下端部９１については後述する。
【００２４】
上方ハウジング部分４２に有底円筒形状のカバー６１が被せられている。上方本体４３上に載置された支持部材６２とカバー６１内に配置された押圧部材６３との間にプランジャ６４が配置され、プランジャ６４の半径方向外側に環状のコイル６５が収容されている。
【００２５】
軸部材７０は中間軸部分７２、上方軸部分７６及び下方軸部分７８を含む。中間軸部分７２は上記上方弁座４９に対向する上方弁部７３と、下方弁座５９に対向する下方弁部７４とを持つ。中間軸部分７２と上方本体４３との間には上方ダイヤフラム６８が介装され、上方流通路４４を液密にシールしている。
【００２６】
上方軸部分７６は上記支持材６２、プランジャ６４及び押圧部材６３を貫通して上方に延びている。支持部材６２とプランジャ６４との間に介装された圧縮コイルばね６７が軸部材７０を常時下方に付勢している。
【００２７】
上記ハウジング４０の筒状下端部９１は下方管路５５から下方に延び、下方軸部分７８がその中空部を下方に延びている。図３に拡大して示すように、筒状下端部９１の内周面は先端（下端）の第１傾斜面９２、その上方の大径面９３、その上方の第２傾斜面９４及びその上方のくぼみ９５を備えている。第１傾斜面９２及び第２傾斜面９４は下方に進むにつれて内径が漸増している。
【００２８】
キャップ１００はＰＰＳ等の樹脂製で、円板状の基部（本体部）１０１と、その一面（上面）に立設された筒状挿入部１０３とを備えている。筒状挿入部１０３の根本の外周面に傾斜面１０４が形成され、上記第１傾斜面９２に溶着されている。また、傾斜面１０４の半径方向内側で且つ軸方向上方に環状の案内部１０５が形成され、その外周面１０７が上記大径面９３に近接又は接触している。筒状挿入部１０３の外周面１０８は上記大径面９３と一定の間隔で対向し、両者間に環状のバリ収容空間１０９が形成されている。
【００２９】
下方ハウジング部分５２の筒状下端部９１とキャップ１００との間に下方ダイヤフラム１１２が介装され、その内周縁１１３は下方軸部分７８に係止され、外周縁１１４は筒状挿入部１０３によりくぼみ９５に押し付けられている。
（作用効果）
この温水流量調整弁３５の作動は以下の通りである。コイル６５とプランジャ６４との間の電磁誘導作用により軸部材７０が上方に移動する（図２に示す状態）と、上方弁部７３が上方弁座４９に着座して上方流通路４４を塞ぐ。一方、下方弁部７４が下方弁座５９から離座し下方流通路５４が導通される。その結果、流入口５６から流入した高温水が下方流通路５４を経て流出口５８からヒータコア１５に供給される。また、流入口４８から流入した低温水は流出口４６から流出する。下方流通路５４からの高温水の漏れは下方ダイヤフラム１１２により防止される。
【００３０】
これに対して、上記電磁流動作用がないときは、図４に示すように圧縮コイルばね６７の付勢力により軸部材７０が下方に移動する。これにより下方弁部７４が下方弁座５９に着座して下方流通路５４が塞がれると共に、上方弁部７３が上方弁座４９から離座して上方流通路４４及び中間流通路５１が導通される。その結果、流入口４８から流入した低温水は上方流通路４４及び中間流通路５１を経て流出口５８からヒータコア１５に戻される。
【００３１】
次に、キャップ１００の下方ハウジング部分５２の筒状下端部９１への結合について図３及び図５を基に説明する。下方ダイヤフラム１１２及びキャップ１００の取付け前は、下方軸部分７８が下方ハウジング部分５２から下方に突出している。下方ダイヤフラム１１２の内周縁１１３を下方軸部分７８に係止し、外周縁１１４をくぼみ９５に係止し、筒状下端部９１の開口にキャップ１００を軸方向に押し込む。このとき、案内部１０６の外周面が大径面９３により案内される。よって、キャップ１００はこじれる（軸線方向に対して傾斜する）ことなく筒状下端部９１にスムーズに挿入できる。
【００３２】
また、挿入の最終段階において、筒状挿入部１０３の先端が下方ダイヤフラム１１２の外周縁１１４をくぼみ９５に押し付けて位置決めする。また、キャップ１００の傾斜面１０４が筒状下端部９１の傾斜面９２に密着し、密着した傾斜面１０４，９２同士は超音波溶着により溶着される。キャップ１００は溶着部９２，１０４により下方ハウジング部分５２に結合されるので、従来のようなブラケットやビスは不要であり、その分部品点数が減少する。
【００３３】
加えて、溶着時に発生するバリは溶着箇所（傾斜面１０４及び９２）のすぐ近くに形成されたバリ収容空間１０９に収容され、ハウジング４０及びキャップ１００内で飛散する心配はない。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明の温水暖房装置の温水流量調整弁によれば、キャップはその筒状挿入部を案内部により案内されつつハウジングの筒状端部に挿入されるので、挿入が容易でしかも所定状態に正しく位置決めされる。また、キャップは溶着部において筒状端部に結合されるので、部品点数が減少するとともに結合作業に要する時間が短く、手間が少なくて済む。
【００３５】
請求項２の温水流量調整弁によれば、ハウジングの筒状端部とキャップとは超音波溶着により溶着部で確実に溶着される。請求項３の温水流量調整弁によれば、キャップは案内部に案内されつつハウジングの筒状端部にスムーズに挿入できる。請求項４の温水流量調整弁によれば、溶着時に発生するバリが温水流量調整弁の外に漏れ出ることが防止される。
【００３６】
請求項５の温水流量調整弁によれば、エンジンの高温水をヒータコアに供給する際、流量を適正に調整できる。請求項６の温水流量調整弁によれば、エンジンの高温水をヒータコアに供給するとともに、ヒータコアの低温水をエンジンに戻す際、流量を適正に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される温水暖房装置を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例（流量調整弁）を示す縦断面図である。
【図３】図２における要部拡大図である。
【図４】実施例の作動説明図である。
【図５】実施例の要部組立説明図である。
【図６】従来例の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０：送風ダクト                  １５：ヒータコア
２０：エンジン                    ３５：温水流量調整弁
４０：ハウジング                  ４２，５２：ハウジング部分
４８、５６：流入口                ４６，５８：流出口
４９，５９：弁座                                  ４４，５１，５４：通通路
７０：軸部材                      ７２，７６，７８：軸部分
７３，７４：弁部                  ９１：筒状下端部
１０３：筒状挿入部                ９２，１０４：溶着部
９３，１０６：案内部              １０８：バリ収容空間
１１２：下方ダイヤフラム
【図１】
2004217001.tif 000003
【図２】
2004217001.tif 000004
【図３】
2004217001.tif 000005
【図４】
2004217001.tif 000006
【図５】
2004217001.tif 000007
【図６】
2004217001.tif 000008