(57)【要約】      （修正有）【課題】マニホールドと流体フローシステムとの間の接合の信頼性特性が向上したシール保持部材を有する流体分配マニホールドを提供する。【解決手段】マニホールドは挿入可能なシールリテーナーを備え、この挿入可能なシールリテーナーが、管受入れ開口１１１に対するこのリテーナーとボア１１０との同軸位置合わせを行って位置合わせ挿入を確実にする。さらに、シールリテーナー及びマニホールドは、中央ボア１１０へのリテーナーの最大の軸方向挿入を制限してマニホールド本体１０１に対するシールリテーナーの確実かつ一定の位置決めを確実にする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体フローシステム用の流体分配マニホールドであって、
マニホールド本体であって、
管受入れ開口を画定している、中央ボア及び横断端壁面と、
前記中央ボア内の前記管受入れ開口の前方に固定リッジと、
を有するマニホールド本体と、
前記マニホールド本体の前記管受入れ開口にある前記固定リッジに解放可能に固定されているシールリテーナーと、
を備え、
前記本体は、前記管受入れ開口の軸方向内方に少なくとも１つの当接面を画定しており、
前記シールリテーナーは、前記マニホールド本体の前記径方向当接面と径方向に当接する関係にある少なくとも１つの径方向当接面を含む、流体フローシステム用の流体分配マニホールド。
【請求項２】
前記マニホールド本体は、前記横断端壁面から軸方向内方に延びている複数のノッチであって、それぞれが当接面を画定している複数のノッチを含み、
前記シールリテーナーは、複数の放射状タブであって、それぞれが前記ノッチの前記当接面と径方向に当接する関係にある当接面を画定している複数の放射状タブを含む、請求項１に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項３】
前記マニホールド本体の前記ノッチ及び前記シールリテーナーの前記タブは、前記管受入れ開口の周囲で等間隔になっている、請求項２に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項４】
前記タブの軸方向幅は、前記マニホールド本体の前記横断端壁面からの前記ノッチの軸方向深さとほぼ同じである、請求項３に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項５】
前記マニホールド本体は４つの等間隔ノッチを含み、前記シールリテーナーは４つの等間隔タブを含む、請求項４に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項６】
前記マニホールドは、前記中央ボア内の前記シールリテーナーの前方にＯリングシールを備える、請求項５に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項７】
前記シールリテーナーは、前記径方向内方固定リッジの内径よりも大きい直径を有する外側円筒面を有する径方向外方リムを含む、請求項１に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項８】
前記シールリテーナーの前記径方向外方リムは、前記中央ボア内で前記固定リッジと係合する後ろ向き径方向当接面を画定している、請求項７に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項９】
前記シールリテーナーは、前方環状面と、径方向内方に漸近するとともに、前記中央ボアの前記径方向内方固定リッジにおける直径よりも小さい直径において前記前方環状面と交わる環状面取り部とを含む、請求項８に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項１０】
前記マニホールド本体は、前記横断端壁面から軸方向内方に延びている複数のノッチを含み、
前記シールリテーナーは、前記ノッチ内で前記マニホールド本体と径方向に当接する関係にある複数の放射状タブを含む、請求項９に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項１１】
前記マニホールド本体の前記ノッチ及び前記シールリテーナーの前記タブは、前記管受入れ開口の周囲で等間隔になっている、請求項１０に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項１２】
前記タブの軸方向幅は、前記マニホールド本体の前記横断端壁面からの前記ノッチの軸方向深さとほぼ同じである、請求項１１に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項１３】
前記マニホールド本体は４つの等間隔ノッチを含み、前記シールリテーナーは４つの等間隔タブを含む、請求項１２に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項１４】
前記マニホールドは、前記中央ボア内の前記シールリテーナーによって解放可能に保持されているＯリングシールを備える、請求項１３に記載の流体システム用の流体分配マニホールド。
【請求項１５】
流体フローシステム用の流体分配マニホールドであって、
マニホールド本体であって、
管受入れ開口を画定している、中央ボア及び横断端壁と、
前記中央ボア内の前記管受入れ開口の前方に固定リッジと、
を有するマニホールド本体と、
前記マニホールド本体の前記管受入れ開口にある前記固定リッジに解放可能に固定されているシールリテーナーと、
を備え、
前記シールリテーナーは、前記中央ボア内で前記固定リッジと係合する前記径方向内方固定リッジの内径よりも大きい直径を有する外側円筒面を有する径方向外方リムを含み、
前記シールリテーナーは、前方環状面と、径方向内方に漸近するとともに、前記中央ボアの前記径方向内方固定リッジにおける直径よりも小さい直径において前記前方環状面と交わる環状面取り部とを含む、流体フローシステム用の流体分配マニホールド。
【請求項１６】
請求項２に記載の流体分配マニホールドを組み付ける方法であって、
前記タブの前記当接面が前記ノッチの前記当接面に当接するまで前記シールリテーナーを前記中央ボアに挿入するステップを含む、請求項２に記載の流体マニホールドを組み付ける方法。
【請求項１７】
請求項８に記載の流体分配マニホールドを組み付ける方法であって、
前記シールリテーナーの前記環状面取り部を前記固定リッジと接触させるように前記シール部材を前記管受入れ開口へ向けて付勢するとともに、前記マニホールドの前記当接面と前記シールリテーナーの前記当接面とが当接する関係になるまで前記シール部材を前記中央ボアに付勢し続けることを含む、請求項８に記載の流体マニホールドを組み付ける方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体分配マニホールドに関する。より詳細には、本発明は、流体分配マニホールドと流体フローシステムとの接合の信頼性特性が向上したシール保持部材を有する流体分配マニホールドに関する。
【０００２】
［関連特許出願の相互参照］
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、「Fluid Distribution Manifold」と題する２０１２年１月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／５９１，１０６号の優先権を主張するものであり、この米国仮特許出願の明細書及び図面の全体は、あたかも完全に記載されているかのように、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【背景技術】
【０００３】
車両用の電池電源の出現に伴い、複雑な電池パック構造が開発されてきている。たいていの構成では、電池温度をあらゆる気象条件において効率的な動作範囲に維持することが必要条件である。その結果、電池パック群には複雑な熱交換流体システムが伴う。このシステム内に調整流体を循環させて効率的な動作を確実にする。
【０００４】
多くの場合、流体フローシステムは、複数の流体経路へ分配する（又は複数の流体経路から回収する）、流動している流体を受ける１つ又は複数の分配マニホールドを備える。そのようなマニホールドの一例が米国特許第７，８４６，５７３号に示されている。
【０００５】
通常、電池冷却システム用のマニホールドは、環状端面を画定している拡径環状リングを一端に有する細長い中空の管状マニホールド本体を含む。複数の枝管へ分流させる複数の分配ポート又は分配孔がマニホールドの長さに沿って延びている。一般的なマニホールドは、流体システムの管状部材を受け入れる入口ポートを画定している、分配ポートと連通する内部ボアを含む。Ｏリングシールの形態のシール部材が、マニホールドの内部ボアの管受入れ開口にスナップ嵌めする環状のシールリテーナー又は「外側スペーサー」によって、ボア内で管受入れ開口に支持される。このＯリングシールは、マニホールドの内部ボアと挿入された管状部材との流体密接合を提供する。
【０００６】
流体分配マニホールドは、製造業者によって予め組み付けられており、完成した流体システムを形成する製造本部（manufacturing entity）に引き渡される。予め組み付けられている部品として、マニホールドと、ボア内のＯリングシールと、シール部材を適所に保持するためにマニホールドの管受入れ開口に摩擦固定されたシールリテーナーとが挙げられる。
【０００７】
流体分配マニホールドの組付けに伴う幾つかの要因により、漏れの可能性のある危険性がもたらされることが分かっている。１つには、シールリテーナーが、挿入時に内部ボアに対してセンタリングされない限り、Ｏリングシールの機能を損ねるデブリを生じさせる可能性がある。さらに、シールリテーナーの直径に対するシールリテーナーの軸方向長さ「Ｌ／ｄ比」が非常に小さいため、挿入プロセス時の軸方向位置決めの均一性に問題が生じる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本開示の流体分配マニホールドはこれらの可能性のある問題を回避する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示のマニホールドは挿入可能なシールリテーナーを備え、この挿入可能なシールリテーナーが、管受入れ開口に対するこのリテーナーとボアとの同軸位置合わせを行って位置合わせ挿入を確実にする。さらに、シールリテーナー及びマニホールドは、中央ボアへのリテーナーの最大の軸方向挿入を制限してマニホールド本体に対するシールリテーナーの確実かつ一定の位置決めを確実にするように構成されている。
【００１０】
本発明の一態様によれば、流体フローシステム用の流体分配マニホールドであって、
マニホールド本体であって、
管受入れ開口を画定している、中央ボア及び横断端壁面と、
前記中央ボア内の前記管受入れ開口の前方に固定リッジと、
を有するマニホールド本体と、
前記マニホールド本体の前記管受入れ開口にある前記固定リッジに解放可能に固定されているシールリテーナーと、
を備え、
前記本体は、前記管受入れ開口の軸方向内方に少なくとも１つの当接面を画定しており、
前記シールリテーナーは、前記マニホールド本体の前記径方向当接面と径方向に当接する関係にある少なくとも１つの径方向当接面を含む、流体フローシステム用の流体分配マニホールドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の流体分配マニホールドの部分斜視図である。
【図２】流体マニホールドのマニホールド本体部品の部分斜視図である。
【図３】管受入れ開口におけるマニホールド本体部品の断面図である。
【図４】図１の流体分配マニホールドのシールリテーナーの平面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った、図３のシールリテーナーの端面回転断面図である。
【図６】図４のシールリテーナーの側面図である。
【図７】図１の組み付けられた流体分配マニホールドの断面図である。
【図８】流体システムのコネクターの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示によれば、シール部材を管受入れ開口に保持する改善されたシールリテーナー又は外側スペーサーを備える流体分配マニホールドが提供される。図示のマニホールド１００は、マニホールド本体１０１と、シール部材２１０と、シールリテーナー３００とを備える。
【００１３】
電池冷却システム用のマニホールド１００の構造が図１〜図３及び図７に示されている。マニホールド１００は、拡径環状リング１０７を一端に有する細長い中空の管状マニホールド本体１０１を備える。長手方向軸ＣＬを有する中央ボア１１０が、横断端壁面１０９から延びており、管受入れ開口１１１を形成している。複数の枝管へ分流させる、中央ボア１１０と連通する複数のポート又は孔１０２が、中央ボア１１０の長さに沿って延びている。
【００１４】
図示のマニホールド１００は吸気マニホールドである。すなわち、流体が電池温度制御システムへ分配されるようにマニホールドに送出される。本開示の原理は、温度制御システムの流路に対して回収及び再送出するように、電池支持構造を通る複数の経路から流体を受ける排出マニホールド又は回収マニホールドに等しく適用可能である。この改善された構造は、流体が流体フローシステム内でマニホールドから送出されるか又はマニホールドによって回収されるかを問わずマニホールド用途に適用可能である。
【００１５】
本開示では、内方又は前方という語は、流体フローシステムの管状部材を流体分配マニホールドの管受入れ開口に挿入する方向を意味する。外方又は後方とは、その逆の方向を意味する。径方向内方とは、マニホールドのボアの中心軸へ向かう方向を意味し、径方向外方とは、その逆の方向を意味する。
【００１６】
図３に最もよく見られるように、内部ボア１１０が、Ｏリングシール２１０として示されているシール部材を流体密関係で受け入れるように円筒シール面１０８を画定している。面１０８は、管受入れ開口１１１から離間した径方向環状当接面１１２において終端しており、この径方向環状当接面１１２はＯリングシール２１０の軸方向内方平行移動を制限する。環状停止面１１３が、ボア１１０内に縮径段を画定している。ボア１１０は、径方向環状当接面１１２から環状停止面１１３へ前方に延びている円筒面１１５を含む。
【００１７】
ボア１１０は、管受入れ開口１１１における横断端壁面１０９の軸方向前方に、また、径方向環状当接面１１２及び円筒シール面１０８の後方に、図３及び図７に最もよく見られる径方向内方固定リッジ１１４を含む。固定リッジ１１４は、管受入れ開口１１１におけるボア１１０の内径を画定しており、この内径は円筒シール面の直径よりも幾分小さい。固定リッジ１１４は、以下で更に説明するようにシールリテーナー３００をボア１１０内に摩擦保持するように構成されている。
【００１８】
マニホールド本体１０１の拡径環状リング１０７が、管受入れ開口１１１の周囲に複数の放射状ノッチ１０６を含む。放射状ノッチ１０６は、マニホールド本体１０１の管受入れ開口１１１における横断端壁面１０９から当接面１１６へ、内方固定リッジ１１４の軸方向長さよりも幾分長い軸方向距離だけ軸方向前方に延びている。図示の構造では、４つの等間隔放射状ノッチ１０６が設けられている。数及び間隔は重要ではないが、等間隔のバランスが好ましい。
【００１９】
管受入れ開口１１１に放射状ノッチ１０６があることによって、内方固定リッジ１１４が断続的なものとなっている。すなわち、内方固定リッジ１１４は、完全な円形ではなく、ノッチ１０６によって分断されている。図１〜図３に最もよく見られるように、ノッチ１０６は、径方向側壁１１９において終端している横断端壁面１０９から互いの方へ漸近する入口面取り部１１７を含む。側壁１１９は、底部面取り部１２１によって当接面１１６につながっている。
【００２０】
本開示のマニホールド構造は、図４〜図７に示されている環状のシールリテーナー又は外側スペーサー３００を備える。環状のシールリテーナー又は外側スペーサー３００は、前方環状面３０２から後方環状面３０４へ向かって延びている外側円筒面３０１を有する環状本体を有する。円筒面３０１は、マニホールド本体１０１のボア１１０の径方向内方固定リッジ１１４の内径に、より密接した間隔で重なる関係で嵌まるサイズになっている。
【００２１】
径方向外方リム３０６が外側円筒面３０１の周囲に延びている。径方向外方リム３０６は、環状面取り部３１２によって前方環状面３０２につながっている。環状面取り部３１２は、径方向内方に漸近し、径方向内方固定リッジ１１４における中央ボア１１０の直径よりも小さい直径において前方環状面３０２と交わる。径方向外方リム３０６は、径方向内方固定リッジ１１４の内径よりも大きい直径を有する外側円筒面を有する。径方向外方リムは、マニホールド本体１０１の内部ボア１１０の円筒シール面１０８に、より密接した間隔の同心関係で嵌まるサイズになっている。径方向外方リム３０６は、シールリテーナー３００の軸方向外方への移動又は後退に抗してリテーナー３００を管受入れ開口１１１内に維持するように固定リッジ１１４と係合する後ろ向き径方向当接面３１１を円筒面３０１において画定している。
【００２２】
シールリテーナー３００の或る特定の表面は円筒又は環状であるものとして記載されているが、これらの表面は、等間隔のタブ３０３間に延びている不連続な円弧状セグメントであることを指摘しなくてはならない。
【００２３】
シールリテーナー３００の内径３０７は、マニホールド本体１０１のボア１１０の円筒面１１５の直径とほぼ同じ直径である。シールリテーナー３００の内径３０７は、流体システム継手又は流体システムコネクターとの接続を自由に受け入れるサイズになっている。
【００２４】
図示の構成では、システム流体は、図７に示されている継手又はコネクター２００によってマニホールド１００に送出される。継手又はコネクター２００は、一端にホース接続部２０２、他端に管状スリーブ部分２０４を有する管状部材である。スリーブ部分２０４は、環状前端２０３を画定している。スリーブ部分２０４は、マニホールド本体１０１の管受入れ開口１１１においてシール部材リテーナー３０６の内部ボア３０７内に嵌まるサイズになっている外側円筒シール面２０８を含む。スリーブ部分２０４は、スリーブ部分２０４の円筒シール面２０８とマニホールドボア１１０の円筒シール面１０８との間に介在しているＯリングシール２１０と流体密関係で配置される。コネクター２００の環状前端２０３は、完全に挿入されると、中央ボア１１０内の停止面１１３に当接することができる。リテーナークリップ（図示せず）は、コネクター２００を、スリーブ部分２０４によって、シールリテーナー３０６の内部ボア３０７内及びマニホールド本体１０１のボア１１０内でマニホールド本体１０１に固定する。
【００２５】
本開示によれば、シールリテーナー又は外側スペーサー３００は、外側円筒面３０１から延びる等間隔の放射状タブ３０３を含む。放射状タブ３０３はそれぞれ、マニホールド本体１０１のノッチ１０６へのタブ３０３の挿入に合わせて径方向壁３０８間に周方向の長さを有する。放射状タブ３０３はそれぞれ、マニホールド本体１０１の拡径リング１０７の横断端壁面１０９とほぼ同じサイズの直径に形成されている径方向外縁を有する。各タブ３０３の軸方向厚さは、前方環状面３０２から後方環状面３０４にかけてのシールリテーナー３００の軸方向厚さと同一の広がりを有する。特に、横断端壁面１０９から当接面１１６にかけてのマニホールド本体１０１のノッチ１０６の軸方向の深さは、タブ３０３の軸方向厚さとほぼ同じである。
【００２６】
タブ３０３はそれぞれ、前方環状面３０２と同一平面にある前方当接面３１３を含む。このタブは、前方当接面３１３と側壁３０８との間にガイドテーパー３０９を含む。
【００２７】
図１〜図７を参照すると、マニホールド１００は、内部ボア１１０内の円筒シール面１０８においてＯリングシール２１０を収容するように予め組み付けられている。シール２１０は、管受入れ開口１１１に解放可能にスナップ嵌めされるシールリテーナー３００によって所定位置に保持されており、径方向外方リム３０６が径方向内方固定リッジ１１４を越えているようになっている。図７に見られるように、組付けは、円筒シール面１０８に対して流体密関係でＯリングシール２１０を内部ボア１１０に挿入することよって行われる。その場合、シールリテーナー３００は、内部ボア３０７が内部ボア１１０と同軸に位置合わせされることによって位置決めされる。シールリテーナー３００のタブ３０３は、放射状ノッチ１０６内にくるように周方向に位置合わせされる。タブ３０３のガイドテーパー３０９は、横断端壁面１０９におけるノッチ１０６の入口面取り部１１７と協働して、タブ３０３をノッチに対して周方向に配向する。
【００２８】
シールリテーナー３００は、タブ３０３の前方当接面３１３がノッチ１０６内で当接面１１６に当接して管受入れ開口１１１へのリテーナーリング３００の軸方向前方挿入を制限するまで軸方向前方に付勢する。この位置では、後方の径方向当接面３１１は、管受入れ開口１１１内にシールリテーナー３００を解放可能に固定するように固定リッジ１１４の前方にくる。Ｏリングシール２１０は、シールリテーナー３００の前方環状面３０２とマニホールド本体１０１のボア１１０の径方向環状当接面１１２との間に捕捉される。
【００２９】
重要なことに、内部ボア３０７の直径は、管受入れ開口１１１におけるボア１１０の固定リッジ１１４の直径よりも小さい。したがって、シールリテーナー３００が管受入れ開口１１１へ軸方向内方に平行移動すると、面取り部３１２は、シールリテーナー３００をボア１１０に対して自動的にセンタリングする。すなわち、ボア１１０とシールリテーナー３００の内部ボア３０７とが同軸に位置合わせされることで、効果的な挿入を可能にする。このように、面取り部３１２は、リテーナー３００の軸方向挿入時の部品のいかなる劣化も排除するように同軸の位置合わせに対応する。
【００３０】
タブ３０３の軸方向厚さが放射状ノッチ１０６の軸方向深さとほぼ同じであるため、リテーナー３００の後方面３０４が、マニホールド本体１０１の拡径環状リング１０７の壁面１０９と概ね軸方向に位置合わせされる。このように、予め組み付けられたマニホールド１００は、流体フローシステムのコネクター２００の管状部分２０４を受け入れるように構成されている。
【００３１】
スリーブ２０４の外側円筒シール面２０８は、直径がＯリングシール２１０の内径よりも幾分大きいサイズになっている。管受入れ開口１１１にスリーブ２０４を挿入することにより、外側円筒シール面２０８がＯリングシール２１０の内径に対してシールし、Ｏリングシール２１０の外径がマニホールド本体１０１のボア１１０内の円筒シール面１０８に対してシールする。環状停止面１１３が、スリーブ部分２０４の前方環状端２０３との当接によって、ボア１１０へのスリーブ２０４の前方挿入を制限する。スリーブ部分２０４の前端は、リテーナーリング３００の内部ボア３０７とボア１１０の円筒面１１５とに対して摺動可能な関係にある。コネクター２００の取付けは、手段（図示せず）によってマニホールド本体１０１の拡径端１０７にコネクター２００を受け入れることによって完了する。
【００３２】
上記の変形形態及び変更形態は本発明の範囲内にある。本明細書に開示及び規定されている本発明は、言及されているか又は本文及び／又は図面から明らかな個々の特徴のうちの２つ以上の代替的な組合せ全てに及ぶことが理解される。これらの異なる組合せの全ては、本発明の種々の代替的な態様を構成する。特許請求の範囲は、従来技術により可能となる限りにおいて代替的な実施形態を含むものと解釈されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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