JP6357038B2 - マルチ流量制御バルブを有するエンジン - Google Patents

Description

本発明は、マルチ流量制御バルブを有するエンジンに係り、より詳しくは、シリンダーブロック、シリンダーヘッド、ヒーター、変速機、およびラジエータなどに供給される冷却水をそれぞれ統合的に制御することで、エンジンの冷却効率を極大化し、エンジンの燃焼効率を向上させるマルチ流量制御バルブを有するエンジンに関する。

現在、エンジンの冷却水を制御するために、マルチ流量制御バルブが導入されている。このようなマルチ流量制御バルブは、供給される冷却水をバイパスライン、変速機オイルウォーマー、ラジエータ、シリンダーブロック、およびヒーターなどに分配し、運転状態によって各冷却要素に供給される冷却水をそれぞれ制御することで、全体的な冷却効率を向上させ、燃料消費を減らすことができる。
図１は、従来のマルチ流量制御バルブの概略的な構成図である。

図１に示す通り、制御バルブは、吸入する冷却水をラジエータ１３０、ヒーター１１０、およびバイパスライン１２０にそれぞれ供給し、ラジエータ１３０、ヒーター１１０、およびバイパスライン１２０に供給される冷却水をそれぞれ制御して全体的な冷却効率を向上させる。
一方、Ｖ型エンジンで右側シリンダーブロックと左側シリンダーブロックに供給される冷却水をそれぞれ制御するための研究が進行しており、シリンダーブロックとシリンダーヘッドを分離して冷却し、各冷却要素に供給される冷却水をそれぞれ制御するための研究が進められている。

特開２００３−２２２２５２号公報

本発明が目的とするところは、Ｖ型エンジンで右側シリンダーブロックと左側シリンダーブロックに供給される冷却水をそれぞれ制御し、シリンダーブロックとシリンダーヘッドを分離して冷却することで、全体的な冷却効率を向上させ、エンジンの燃料消費を減らすマルチ流量制御バルブを有するエンジンを提供することにある。

本発明は、中空のパイプからなり、その中心部空間に供給される冷却水を外部の各冷却要素に排出する冷却水ホールが形成されるバルブと、
前記バルブの外周面がその内周面に密着するように前記バルブと接合され、前記冷却水ホールと対応する位置に冷却水排出口が形成されるバルブハウジングと、
前記バルブを回転させて、前記冷却水ホールが前記冷却水排出口にそれぞれ連通するか、前記冷却水ホールが前記バルブハウジングの内周面に密着して閉鎖されるようにする駆動部と、
を含み、
前記バルブと対応するパイプ構造で、前記バルブハウジングと前記バルブとの間に介在し、前記バルブハウジングに固定され、前記バルブの中心部から前記冷却水排出口に冷却水が通じる通路が形成されるインサートを含み、
前記バルブハウジングの内周面には、前記インサート側に突出して前記インサートを固定する突起が形成されることを特徴とする。

前記冷却水ホールは、
エンジンをバイパスする冷却水ラインと連結するエンジンバイパス用ホールと、
シリンダーブロックの冷却水ラインと連結するシリンダーブロック用ホールと、
ヒーターの冷却水ラインと連結するヒーター用ホールと、
変速機のオイルをヒーティングさせる冷却水ラインと連結する変速機オイル用ホールと、
ラジエータの冷却水ラインと連結するラジエータ用ホールと、
を含むことを特徴とする。

前記冷却水ホールは、それぞれ前記バルブの回転方向に設定された領域に形成されることを特徴とする。

前記エンジンバイパス用ホール、前記シリンダーブロック用ホール、前記ヒーター用ホール、前記変速機オイル用ホール、および前記ラジエータ用ホールは、前記バルブの長さ方向に設定された間隔をおいて設定された順に配列されることを特徴とする。

前記エンジンバイパス用ホール、前記シリンダーブロック用ホール、前記ヒーター用ホール、前記変速機オイル用ホール、および前記ラジエータ用ホールは、それぞれ前記バルブの回転方向に設定された角度領域を有して形成されることを特徴とする。

前記バルブは、モータにより回転することを特徴とする。

前記冷却水排出口は、
前記エンジンバイペス用ホールと対応するエンジンバイパス用排出口と、
前記シリンダーブロック用ホールと対応するシリンダーブロック用排出口と、
前記ヒーター用ホールと対応するヒーター用排出口と、
前記変速機オイル用ホールと対応する変速機オイル用排出口と、
前記ラジエータ用ホールと対応するラジエータ用排出口と、
を含むことを特徴とする。

前記シリンダーブロック用排出口は、左側シリンダーブロックに対応する左側シリンダーブロック用排出口と、右側シリンダーブロックに対応する右側シリンダーブロック用排出口とを含むことを特徴とする。

前記バルブハウジングの内周面には、前記冷却水ホールと対応して前記バルブの外周面と前記バルブハウジングの内周面との間に設定されたギャップを有する拡大空間が形成され、前記拡大空間は、前記冷却水排出口と連通することを特徴とする。

前記インサートの外周面と前記バルブハウジングの内周面との間に設定されたギャップを有する拡大空間が形成され、前記拡大空間は、前記冷却水排出口と連通することを特徴とする。

本発明によれば、パイプ構造を有するバルブの回転位置によって前記バルブに形成された冷却水ホールを通じてエンジン、ラジエータ、シリンダーブロック、ヒーター、および変速機オイルなどに供給される冷却水をそれぞれ制御して、エンジンの全体的な冷却効率を向上させ、燃料消耗を減らすことができる。

従来のマルチ流量制御バルブの概略的な構成図である。 本発明の実施例に係るマルチ流量制御バルブを有するエンジンの概略的な構成図である。 本発明の実施例に係るマルチ流量制御バルブの一部斜視図である。 本発明の第１実施例に係るマルチ流量制御バルブの概略的な断面図である。 本発明の第２実施例に係るマルチ流量制御バルブの概略的な断面図である。 本発明の第３実施例に係るマルチ流量制御バルブの概略的な断面図である。

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面に基づいて詳しく説明する。
図２は、本発明の実施例に係るマルチ流量制御バルブを有するエンジンの概略的な構成図である。
図２に示す通り、エンジン２００は、右側に配置される右側シリンダーブロック２１０、左側に配置される左側シリンダーブロック２２０、右側シリンダーブロック２１０上に配置される右側シリンダーヘッド２１２、および左側シリンダーブロック２２０上に配置される左側シリンダーヘッド２２２を含む。
エンジンは、Ｖ型タイプで、右側シリンダーブロック２１０と左側シリンダーブロック２２０は、冷却水がそれぞれ循環して冷却水の混合が防止され、全体的なエンジンの冷却効率を向上させる。

また、右側シリンダーブロック２１０と左側シリンダーブロック２２０には冷却水が選択的に循環し、右側シリンダーヘッド２１２と左側シリンダーヘッド２２２には冷却水が常時循環してもよい。
図３は、本発明の実施例に係るマルチ流量制御バルブの一部斜視図である。図３に示す通り、マルチ流量制御バルブ１００は、モータ３００、シャフト３１０、およびバルブ３２０を含み、モータ３００とシャフト３１０との間には、モータ３００の回転速度を減速し、トルクを増加させるギヤボックス（図示せず）がさらに具備されてもよい。
制御バルブ１００は、円筒状パイプ構造で、一側に冷却水が流入し、その内部空間から外側に冷却水が流れる冷却水ホールが形成される。

冷却水ホールは、エンジンバイパス用ホール３３０、シリンダーブロック用ホール３４０、ヒーター用ホール３５０、変速機オイル用ホール３６０、およびラジエータ用ホール３７０を含む。
エンジンバイパス用ホール３３０、シリンダーブロック用ホール３４０、ヒーター用ホール３５０、変速機オイル用ホール３６０、およびラジエータ用ホール３７０は、それぞれバルブ３２０の回転方向に設定された領域に形成され、エンジンバイパス用ホール３３０、シリンダーブロック用ホール３４０、ヒーター用ホール３５０、変速機オイル用ホール３６０、およびラジエータ用ホール３７０は、バルブ３２０の長さ方向に順次に形成され、その配置順序は変更されてもよい。

また、バルブ３２０は、その長さ方向中心軸を基準として回転する構造で、中心軸上に配置されるシャフト３１０を通じてモータ３００から回転力を伝達されて回転する構造を有する。
バルブ３２０の回転位置により、エンジンバイパス用ホール３３０を通じてエンジンをバイパスする冷却水が制御され、シリンダーブロック用ホール３４０を通じて左側シリンダーブロック２２０と右側シリンダーブロック２１０に供給される冷却水が制御され、ヒーター用ホール３５０を通じてヒーターに供給される冷却水が制御され、変速機オイル用ホール３６０を通じて変速機オイルウォーマー（ＡＴＦ ｗａｒｍｅｒ）に供給される冷却水が制御され、ラジエータ用ホール３７０を通じてラジエータに供給される冷却水が制御される。

バルブ３２０の一側に流入した冷却水は、エンジンバイパス用ホール３３０、シリンダーブロック用ホール３４０、ヒーター用ホール３５０、変速機オイル用ホール３６０、およびラジエータ用ホール３７０を通じてそれぞれ循環し、バルブ３２０の他側を通じて右側シリンダーヘッド２１２と左側シリンダーヘッド２２２に冷却水が常時供給される。

図４は、本発明の第１実施例に係るマルチ流量制御バルブの概略的な断面図である。
図４に示す通り、マルチ流量制御バルブは、バルブハウジング４００を含み、バルブハウジング４００の内周面とバルブ３２０の外周面とは密着し、バルブ３２０は、バルブハウジング４００中でスライディングして回転する。
バルブハウジング４００には、バルブ３２０に形成されたエンジンバイパス用ホール３３０およびラジエータ用ホール３７０と対応して、両側にエンジンバイパス用排出口４１０とラジエータ用排出口４２０がそれぞれ形成される。
本発明の実施例において、エンジンバイパス用排出口４１０とラジエータ用排出口４２０が形成された角度位置は変更してもよい。

図５は、本発明の第２実施例に係るマルチ流量制御バルブの概略的な断面図である。 図５に示す通り、バルブ３２０にはシリンダーブロック用ホール３４０が形成され、シリンダーブロック用ホール３４０は左側シリンダーブロック用ホール（図示せず）と右側シリンダーブロック用ホール（図示せず）とを含み、バルブハウジング４００には、左側シリンダーブロック用ホールと対応して左側シリンダーブロック２２０に冷却水を排出する左側シリンダーブロック用排出口５１０、および右側シリンダーブロック用ホールと対応して右側シリンダーブロック２１０に冷却水を排出する右側シリンダーブロック用排出口５２０が形成される。

そして、バルブハウジング４００の内周面でバルブ３２０の外周面とバルブハウジング４００の内周面との間には、一定のギャップを有する拡大空間５００が形成され、拡大空間５００は、左側シリンダーブロック用排出口５１０および右側シリンダーブロック用排出口５２０と連結される。
そこで、拡大空間５００を通じてバルブ３２０のシリンダーブロック用ホール３４０を通じて流れる冷却水が左側シリンダーブロック用排出口５１０または右側シリンダーブロック用排出口５２０に効率的に伝達される。

図６は、本発明の第３実施例に係るマルチ流量制御バルブの概略的な断面図である。
図６に示す通り、バルブハウジング４００には、変速機オイル用排出口６１０とヒーター用排出口６００が両側に形成される。
バルブハウジング４００の内周面には、パイプ状のインサート６３０が挿入され、バルブハウジング４００には、内周面には中心部方向に突起６２０が突出して形成される。
そして、突起６２０によりバルブハウジング４００の内周面にパイプ状のインサート６３０が固定される。即ち、インサート６３０は、バルブ３２０とバルブハウジング４００との間に介在する構造を有する。

また、インサート６３０中にバルブ３２０が回転可能に配置され、インサート６３０の内周面とバルブ３２０の外周面がスライディングするように密着し、モータのような駆動部（図示せず）は、バルブ３２０を回転させるように配置される。
図示の通り、バルブ３２０には、冷却水が流れる冷却水ホールが形成され、インサート６３０には、冷却水ホールに対応する通路６３２が形成される。
そして、バルブハウジング４００の内周面とインサート６３０の外周面との間には、突起６２０を除いた領域に拡大空間５００が形成され、拡大空間５００は、変速機オイル用排出口６１０とヒーター用排出口６００と連結して全体的な冷却水の流れを円滑にする。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１００：制御バルブ
２００：エンジン
２１０：右側シリンダーブロック
２２０：左側シリンダーブロック
２１２：右側シリンダーヘッド
２２２：左側シリンダーヘッド
３００：モータ
３１０：シャフト
３２０：バルブ
３３０：エンジンバイパス用ホール
３４０：シリンダーブロック用ホール
３５０：ヒーター用ホール
３６０：変速機オイル用ホール
３７０：ラジエータ用ホール
４００：バルブハウジング
４１０：エンジンバイパス用排出口
４２０：ラジエータ用排出口
５００：拡大空間
５１０：左側シリンダーブロック用排出口
５２０：右側シリンダーブロック用排出口
６００：ヒーター用排出口
６１０：変速機オイル用排出口
６３０：インサート
６３２：通路

Claims (10)

1. 中空のパイプからなり、その中心部空間に供給される冷却水を外部の各冷却要素に排出する冷却水ホールが形成されるバルブと、
   前記バルブの外周面がその内周面に密着するように前記バルブと接合され、前記冷却水ホールと対応する位置に冷却水排出口が形成されるバルブハウジングと、
   前記バルブを回転させて、前記冷却水ホールが前記冷却水排出口にそれぞれ連通するか、前記冷却水ホールが前記バルブハウジングの内周面に密着して閉鎖されるようにする駆動部と、
   を含み、
   前記バルブと対応するパイプ構造で、前記バルブハウジングと前記バルブとの間に介在し、前記バルブハウジングに固定され、前記バルブの中心部から前記冷却水排出口に冷却水が通じる通路が形成されるインサートを含み、
   前記バルブハウジングの内周面には、前記インサート側に突出して前記インサートを固定する突起が形成されることを特徴とするマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
2. 前記冷却水ホールは、
   エンジンをバイパスする冷却水ラインと連結するエンジンバイパス用ホールと、
   シリンダーブロックの冷却水ラインと連結するシリンダーブロック用ホールと、
   ヒーターの冷却水ラインと連結するヒーター用ホールと、
   変速機のオイルをヒーティングさせる冷却水ラインと連結する変速機オイル用ホールと、
   ラジエータの冷却水ラインと連結するラジエータ用ホールと、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
3. 前記冷却水ホールは、それぞれ前記バルブの回転方向に設定された領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
4. 前記エンジンバイパス用ホール、前記シリンダーブロック用ホール、前記ヒーター用ホール、前記変速機オイル用ホール、および前記ラジエータ用ホールは、前記バルブの長さ方向に設定された間隔をおいて設定された順に配列されることを特徴とする請求項２に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
5. 前記エンジンバイパス用ホール、前記シリンダーブロック用ホール、前記ヒーター用ホール、前記変速機オイル用ホール、および前記ラジエータ用ホールは、それぞれ前記バルブの回転方向に設定された角度領域を有して形成されることを特徴とする請求項２に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
6. 前記バルブは、モータにより回転することを特徴とする請求項２に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
7. 前記冷却水排出口は、
   前記エンジンバイパス用ホールと対応するエンジンバイパス用排出口と、
   前記シリンダーブロック用ホールと対応するシリンダーブロック用排出口と、
   前記ヒーター用ホールと対応するヒーター用排出口と、
   前記変速機オイル用ホールと対応する変速機オイル用排出口と、
   前記ラジエータ用ホールと対応するラジエータ用排出口と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
8. 前記シリンダーブロック用排出口は、左側シリンダーブロックに対応する左側シリンダーブロック用排出口と、右側シリンダーブロックに対応する右側シリンダーブロック用排出口とを含むことを特徴とする請求項７に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
9. 前記バルブハウジングの内周面には、前記冷却水ホールと対応して前記バルブの外周面と前記バルブハウジングの内周面との間に設定されたギャップを有する拡大空間が形成され、前記拡大空間は、前記冷却水排出口と連通することを特徴とする請求項１に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。
10. 前記インサートの外周面と前記バルブハウジングの内周面との間に設定されたギャップを有する拡大空間が形成され、前記拡大空間は、前記冷却水排出口と連通することを特徴とする請求項１に記載のマルチ流量制御バルブを有するエンジン。

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