JP4916233B2 - エンジン冷却システム - Google Patents

Description

本発明は、パイロット式開閉弁を冷却水のサブ通路に配置して成るエンジン冷却システムに関するものである。

パイロット式開閉弁は、流入通路と流出通路が形成されたボディと、該ボディの前記流入通路と流出通路の間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁と、該ダイヤフラム弁の背圧室と前記流入通路とを連通させる連通路と、前記背圧室と前記流出通路とを連通させるパイロット通路と、該パイロット通路を開閉するパイロット弁と、該パイロット弁を開閉動作させるアクチュエータを含んで構成されている。

特に、パイロット弁を開閉動作させるアクチュエータとして電磁ソレノイドを用いた電磁駆動式のパイロット式開閉弁が例えば給湯器や食洗器等の分野で使用されており（特許文献１，２参照）、この種のパイロット式開閉弁は、電磁ソレノイドの電磁力によって駆動されるパイロット弁でパイロット通路を開閉することによってダイヤフラム弁の背圧室の圧力を制御し、これによってダイヤフラム弁を開閉動作させて水等の流体の通路を開閉するものである。

他方、自動車用エンジンの分野においては、エンジンの暖機性能の向上等を目的として、エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン通路とは別に、ラジエータをバイパスしてそのままエンジンに戻すバイパス通路を設けるとともに、メイン通路に冷却水制御弁を設け、この冷却水制御弁の開度を冷却水温に応じて開閉することによって、メイン通路を流れてラジエータによって冷却される冷却水の量を制御することが行われている。具体的には、冷却水温が低いエンジン始動時等においては、メイン通路を遮断して冷却水をラジエータをバイパスしてバイパス通路からエンジンにそのまま戻し、エンジンの暖機を促進させるようにしている。

ところが、従来は冷却水制御弁としてワックスサーモスタットを用いたサーモバルブが使用されていたため、冷却水温の変化に対する応答性が悪くて作動に時間が掛かるため、例えばエンジンの急な過負荷運転等による冷却水温の急上昇に迅速に対応することができないという問題がある。

そこで、サーモバルブに代えてパイロット式開閉弁を冷却水制御弁として採用する提案がなされている（特許文献３参照）。

又、パイロット式開閉弁の流入通路にフィルタを配置する提案もなされている（特許文献４参照）。
特開２００３−１３０２４８号公報 特開２００３−２５４４６７号公報 特開２００４−１３２２４２号公報 特開２００５−０１６６５２号公報

しかしながら、特許文献４において提案されているパイロット式開閉弁の流入通路にフィルタを配置する構成では、何らかの原因で流入通路のフィルタよりも下流側にゴミが発生した場合、連通路やパイロット通路にゴミが詰まり、ダイヤフラム弁の背圧室の圧力制御が適正に行われず、ダイヤフラム弁の開閉動作、つまりは当該パイロット式開閉弁の開閉動作に支障を来す可能性がある。例えば、連通路にゴミが詰まった場合には、ダイヤフラム弁が開いたまま閉じず、又、パイロット通路にゴミが詰まると、ダイヤフラム弁が閉じたまま開かない又は開いたままで閉じないという不具合が発生する。

又、連通路やパイロット通路よりも内径が大きな流入通路の全体をフィルタで覆わなければならないため、フィルタ自体が大型化し、コストアップを招くとともに、パイロット式開閉弁も大型化するという問題もある。

従って、本発明の第１の目的とする処は、連通路及びパイロット通路の詰まりをフィルタによって防いで確実な開閉動作を安定的に行うことができるとともに、フィルタの小型化を実現して低コスト化と小型化を図ることができるパイロット式開閉弁を提供することにある。

他方、エンジン冷却システムにおいて、エンジンの暖機性能や燃費の向上、スロットルバルブやＥＧＲバルブの凍結防止等を目的として、メイン通路から分岐して冷却水をラジエータをバイパスしてスロットルバルブ、ＥＧＲバルブ等の各種機器とエンジンとの間で循環させるサブ通路を設け、このサブ通路に開閉弁を設ける構成が本出願人によって検討されている。

ところで、同様のエンジン冷却システムにおいて、サーモバルブに代えてパイロット式開閉弁を冷却水制御弁として採用する特許文献３に記載された構成では、パイロット式開閉弁はメイン通路に設けられているのみであり、本出願人が提案する前記構成は前提とされてはいない。

従って、本発明の第２の目的とする処は、冷却水の最適制御によってエンジンの暖機性能や燃費の向上、スロットルバルブやＥＧＲバルブの凍結防止等を図ることができるエンジン冷却システムを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン通路と、該メイン通路から分岐して冷却水を前記ラジエータをバイパスして各種機器とエンジンとの間で循環させるサブ通路を備えたエンジン冷却システムにおいて、前記サブ通路にパイロット式開閉弁を設け、前記パイロット式開閉弁は、流入通路と流出通路が形成されたボディと、該ボディの前記流入通路と流出通路の間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁と、該ダイヤフラム弁の背圧室と前記流入通路とを連通させる連通路と、前記背圧室と前記流出通路とを連通させるパイロット通路と、該パイロット通路を開閉するパイロット弁と、該パイロット弁を開閉動作させるアクチュエータを備え、前記連通路の流入通路側及び前記パイロット通路の流出通路側にフィルタを設けたものであることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記サブ通路にスロットルバルブ、バイパス通路、ＡＴＦウォーマ／クーラ、ＥＧＲバルブ、車室ヒータの何れかを配置したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記フィルタに複数の係合爪を立設し、該係合爪を前記ボディに形成された係合溝に係合させることによってフィルタをボディに装着することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記係合爪を前記フィルタの前記ボディへの装着方向に対して平行に立設したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記フィルタの前記ボディへの装着をガイドするガイド部を前記ボディに形成したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の発明において、前記連通路の流入通路側に設けられたフィルタの目の粗さを、前記パイロット通路の流出通路側に設けられたフィルタの目の粗さよりも細かくしたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、前記アクチュエータを、非通電時に前記パイロット弁を開動作させ、通電時に前記パイロット弁を閉動作させる電磁ソレノイドで構成したことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の発明において、前記アクチュエータを、非通電時に前記パイロット弁を閉動作させ、通電時に前記パイロット弁を開動作させる電磁ソレノイドで構成したことを特徴とする。

請求項１及び２記載の発明によれば、連通路の流入通路側及びパイット通路の流出通路側にフィルタを設けたため、連通路及びパイロット通路の詰まりをフィルタによって防いでパイロット式開閉弁の確実な開閉動作を安定的に行うことができる。又、流入通路よりも小径の連通路とパイロット通路に設けられるフィルタは、流入通路に設けられていた従来のフィルタよりも小型に構成することができるため、パイロット式開閉弁の低コスト化と小型化を図ることができる。
また、エンジンの冷却システムにおいて、メイン通路から分岐して冷却水をラジエータをバイパスしてスロットルバルブ、ＥＧＲバルブ等の各種機器とエンジンとの間で循環させるサブ通路を設け、このサブ通路に本発明に係るパイロット式開閉弁を設けたため、サブ通路に流れる冷却水を応答性良く適正に制御してエンジンの暖機性能や燃費の向上、スロットルバルブやＥＧＲバルブの凍結防止等を図ることができる。

請求項３記載の発明によれば、フィルタに立設された複数の係合爪をボディに形成された係合溝に係合させることによって、フィルタをボディにスナップフィット式にワンタッチで簡単に装着することができる。

請求項４記載の発明によれば、複数の係合爪をフィルタのボディへの装着方向に対して平行に立設したため、フィルタを係合爪を先にしてボディにそのまま嵌め込むだけでボディに作業性良く簡単に装着することができる。

請求項５記載の発明によれば、フィルタのボディへの装着をガイドするガイド部をボディに形成したため、フィルタをガイド部によって位置決めしながらボディに正確且つスムーズに装着することができる。

請求項６記載の発明によれば、一般的にパイット通路よりも小径の連通路の流入通路側に設けられるフィルタの目の粗さを、パイロット通路の流出通路側に設けられるフィルタの目の粗さよりも細かくしたため、比較的詰まりが発生し易い小径の連通路のゴミによる詰まりを確実に防ぐことができ、パイロット式開閉弁の確実な開閉動作を実現することができる。

請求項７記載の発明によれば、アクチュエータを電磁ソレノイドで構成し、この電磁ソレノイドへの非通電時にパイロット弁を開動作させるようにしたため、当該パイロット式開閉弁はノーマルオープンタイプのものとなり、何らかの原因で電磁ソレノイドが故障したような場合であっても、流体の流れが遮断されることがなく、所謂フェールセーフ性が確保される。

請求項８記載の発明によれば、アクチュエータを電磁ソレノイドで構成し、この電磁ソレノイドへの非通電時にパイロット弁を閉動作させるようにしたため、当該パイロット式開閉弁はノーマルクローズタイプのものとなり、何らかの原因で電磁ソレノイドが故障したような場合であっても、流体が流れ続けることがなく、所謂フェールセーフ性が確保される。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

［パイロット式開閉弁］
図１は本発明に係るパイロット式開閉弁の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３及び図４は図１のＢ−Ｂ線断面図（図３は閉弁状態、図４は開弁状態をそれぞれ示す）、図５は図３のＣ−Ｃ線拡大断面図、図６は図３のＤ−Ｄ線拡大断面図、図７は同パイロット式開閉弁のボディの平面図、図８はパイロット通路側に設けられるアウトフィルタの底面図、図９は図８のＥ−Ｅ線断面図、図１０は連通路側に設けられるインフィルタの底面図、図１１は図１０のＦ−Ｆ線断面図である。

本発明に係るパイロット式開閉弁１は、図２〜図４に示すように、内部に流入通路２と流出通路３が形成されたボディ４と、該ボディ４の前記流入通路２と流出通路３の間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁５と、該ダイヤフラム弁５の背圧室Ｓ１と前記流入通路２とを連通させる連通路６と、前記背圧室Ｓ１と前記流出通路３とを連通させるパイロット通路７，８と、パイロット通路８を開閉するパイロット弁９と、該パイロット弁９を開閉動作させるアクチュエータとしての電磁ソレノイド１０を含んで構成されている。

上記ボディ４は、樹脂にて円形容器状に一体成形されたものであって、その内部には円筒部４ａが同心的に立設されており、この円筒部４ａの上端開口部の周縁は、前記ダイヤフラム弁５が着座する弁座を構成している。そして、図１に示すように、このボディ４の外周部の相対向する２箇所からはノズル状のニップル１１，１２が径方向外方に向かって一体に突設されており、これらのニップル１１，１２の内部に前記流入通路２と流出通路３がそれぞれ形成されている（図２参照）。又、図１に示すように、ボディ４の外周下部には、取付座４ｂが前記ニップル１１，１２と直交する方向に一体に形成されており、この取付座４ｂには前記電磁ソレノイド１０が左右２本のビス１３によって水平に取り付けられている。

ところで、図２に示すように、前記流入通路２は、ボディ４内の円筒部４ａの外側に形成された環状の外室Ｓ２に開口しており、流出通路３は、ボディ４内の円筒部４ａ内に形成された横断面円形の内室Ｓ３に開口している。そして、図２〜図４に示すように、ボディ４の上面には樹脂で一体成形された円板状のカバー１４が超音波溶着等によって被着されている。

上記カバー１４の内面（天井面）には、その中心部に円柱状のガイド突起１４ａが下方に向かって一体に突設されるとともに、通路溝１４ｂ（図３及び図４参照）が径方向に形成されている。そして、このカバー１４とボディ４との間には、前記ダイヤフラム弁５がその外周縁をカバー１４とボディ４間で挟持されることによって設けられており、カバー１４内にはダイヤフラム弁５によって区画された前記背圧室Ｓ１が形成されている。

上記ダイヤフラム弁５は、外周縁がカバー１４とボディ４間で挟持された弾性変形可能なゴム製のダイヤフラム１５と、該ダイヤフラム１５の中心部に挿通保持されたプレッシャプレート１６とで構成されている。ここで、プレッシャプレート１６は、樹脂にて円板状に一体成形されており、その上面にはガイド穴１６ａが形成され、このガイド穴１６ａにはカバー１４に突設された前記ガイド突起１４ａが嵌合している。従って、プレッシャプレート１６は、ダイヤフラム１５の弾性変形に伴ってカバー１４のガイド突起１４ａに沿って上下動可能であって、後述のように、これが上下動することによってダイヤフラム弁５が通路を開閉する。

他方、図２及び図３に示すように、ボディ４の前記電磁ソレノイド１０が取り付けられる部分には連通室Ｓ４が形成されており、ボディ４には、前記背圧室Ｓ１と連通室Ｓ４とを連通させる前記パイロット通路７が垂直方向に形成されるとともに、連通室Ｓ４と前記内室Ｓ３（つまりは、流出通路３）とを連通させる前記パイロット通路８が水平に形成されている。又、ボディ４には、パイロット通路７と連通室Ｓ４から水平に延びて前記外室Ｓ２（つまりは、流入通路２）に開口する前記連通路６が水平に形成されており、この連通路６は、前記パイロット通路７と共に背圧室Ｓ１と流入通路２とを連通させる機能を果たす。更に、背圧室Ｓ１は、パイロット通路７，８と連通室Ｓ４によって流出通路３に連通されている。ここで、パイロット通路７，８の内径は、流入通路２及び流出通路３の内径よりも小さく設定され、連通路６の内径はパイロット通路７，８の内径よりも更に小さく設定されている。

又、前記パイロット弁９は、前記電磁ソレノイド１０の電磁力によって駆動されて前記パイロット通路８を開閉する機能を果たすものであって、電磁ソレノイド１０の電磁力と不図示のスプリングの付勢力によって往復動するロッド１７の先端に取り付けられ、パイロット通路８の連通室Ｓ４に開口する一端面（着座面）に対して着座又は離脱してパイロット通路８を開閉する。尚、本実施の形態では、電磁ソレノイド１０は、これに通電がなされないとき（電磁力を発生しないとき）にはスプリングによってパイロット弁９を図４に示すように開弁状態に保ち、これに通電がなされると電磁力を発生してスプリングの付勢力に抗してロッド１７を移動させて図３に示すようにパイロット弁９を閉じ動作させるよう構成されている。

而して、本発明に係るパイロット式開閉弁１は、図２〜図７に示すように、前記パイロット通路８の流出通路３側、具体的にはボディ４内の内室Ｓ３内にアウトフィルタ１８を設け、前記連通路６の流入通路２側、具体的にはボディ４内の外室Ｓ２内にインフィルタ１９を設けたことを特徴とする。

ここで、上記アウトフィルタ１８とインフィルタ１９はＰＯＭ等の樹脂で一体成形されており、アウトフィルタ１８は、図８及び図９に示すように、円板状の本体部１８ａの外周部の相対向する２箇所から係合爪１８ｂを直角方向に一体に立設するとともに、本体部１８ａに複数の円孔１８ｃを貫設して構成されている。ここで、２つの係合爪１８ｂは、当該アウトフィルタ１８のボディ４への装着方向（下方向）に対して平行（上下方向）に立設されている。又、アウトフィルタ１８の本体部１８ａの外周の一部には、ボディ４の円筒部４ａの内周の一部に上下方向に一体に突設された横断面半円状のガイド突起４ｃ（図７参照）に嵌合するための半円状のガイド溝１８ｄが形成されている。

又、前記インフィルタ１９は、図１０及び図１１に示すように、略矩形板状の本体部１９ａの相対向する短辺側の２箇所から係合爪１９ｂを直角方向に一体に立設するとともに、本体部１９ａに、前記アウトフィルタ１８の円孔１８ｃよりも小径の複数の円孔１９ｃを貫設して構成されている。ここで、２つの係合爪１９ｂは、当該インフィルタ１９のボディ４への装着方向（下方向）に対して平行（上下方向）に立設されている。又、インフィルタ１９の本体部１９ａの長辺側の一方の外周面１９ｄは、ボディ４の内周面の形状に合わせて円弧曲面状に成形されており、この円弧曲面状の外周面１９ｄが後述のように当該インフィルタ１９のボディ４への装着時にガイド機能を果たす。

而して、アウトフィルタ１８とインフィルタ１９は、以下の要領でボディ４に対してスナップフィット式にワンタッチで装着される。

即ち、アウトフィルタ１８は、係合爪１８ｂを下にしてその本体部１８ａをボディ４の円筒部４ａの内周に嵌め込むとともに、本体部１８ａの外周に形成された前記ガイド溝１８ｄをボディ４の円筒部４ａの内周に突設された前記ガイド突起４ｃに嵌合させ、内室Ｓ３内をそのまま下方へと押し込まれる。すると、このアウトフィルタ１８は、ガイド溝１８ｄのガイド突起４ｃとの嵌合によって位置決めされながら内室Ｓ３内を下方へと移動し、ボディ４の円筒部４ａの下部に形成された円穴状の嵌合凹部４ｄに達した時点で、図５に示すように、係合爪１８ｂがボディ４の嵌合凹部４ｄの内周面の相対向する２箇所に形成された係合溝４ｅに係合するため、アウトフィルタ１８は、前述のようにボディ４に対してスナップフィット式にワンタッチで装着され、パイロット通路８の内室Ｓ３への開口部を覆う。

又、インフィルタ１９も、アウトフィルタ１８と同様に、係合爪１９ｂを下にしてその本体部１９ａの円弧曲面状の外周面１９ｄをボディ４の内周面に嵌合させた状態で、外室Ｓ２内を下方へと押し込まれる。すると、このインフィルタ１９は、本体部１９ａの円弧曲面状の外周面１９ｄがボディ４の内周面に嵌合することによって位置決めされながら外室Ｓ２内を下方へと移動し、外室Ｓ２の下部に形成された略矩形状の嵌合凹部４ｆに達した時点で、図６に示すように、係合爪１９ｂがボディ４の嵌合凹部４ｆの内周面の相対向する２箇所に形成された係合溝４ｇに係合するため、インフィルタ１９は、前述のようにボディ４に対してスナップフィット式にワンタッチで装着され、連通路６の外室Ｓ２への開口部を覆う。

次に、以上のように構成されたパイロット式開閉弁１の作用を図３及び図４に基づいて説明する。尚、ここでは、流体として水を扱うものとする。

電磁ソレノイド１０に通電されてパイロット弁９が図３に示すようにパイロット通路８を閉じているときには、流入通路２側（一次側）の水圧が連通路６と連通室Ｓ４及びパイロット通路７を経て背圧室Ｓ１に作用し、ダイヤフラム弁５の上下面には等しい値の水圧が作用するが、ダイヤフラム弁５の上下面の受圧面積の差（上面の受圧面積の方が下面のそれよりも大きい）によってダイヤフラム弁５にはこれを下方へ押し付ける力が作用する。このため、ダイヤフラム弁５のダイヤフラム１５が弾性変形し、プレッシャプレート１６がカバー１４のガイド突起１４ａに沿って下方へと移動してダイヤフラム１５が図示のようにボディ４の円筒部４ａの着座面に着座する。この結果、ダイヤフラム弁５が閉弁状態となって、当該パイロット式開閉弁１も閉弁状態となり、流入通路２側から流出通路３側への水の流れが遮断される。

次に、電磁ソレノイド１０への通電を遮断すると、前述のようにロッド１７が不図示のスプリングの付勢力によって移動し、その先端に取り付けられたパイロット弁９が図４に示すようにパイロット通路８を開放するため、背圧室Ｓ１内の水が図４に矢印にて示すようにパイロット通路７から連通室Ｓ４及びパイロット通路８を通って内室Ｓ３及び流出通路３（二次側）へと流れるため、背圧室Ｓ１の圧力が低下し、ダイヤフラム弁５には、これを上方へ押し上げる力が作用する。このため、ダイヤフラム弁５のダイヤフラム１５が弾性変形し、プレッシャプレート１６をカバー１４のガイド突起１４ａに沿って上方へと移動させ、該ダイヤフラム１５がボディ４の円筒部４ａの着座面から離脱して円筒部４ａの上面を開放する。この結果、ダイヤフラム弁５が開弁状態となって、当該パイロット式開閉弁１も開弁状態となり、図４に矢印にて示すように、流入通路２側からの水はボディ４内の外室Ｓ２から内室Ｓ３へと流れ込み、内室Ｓ２に開口する流出通路３へと流れる。

以上のようにして、本発明に係るパイロット式開閉弁１は、電磁ソレノイド１０への通電のＯＮ／ＯＦＦによって応答性良く開閉される。

而して、本発明に係るパイロット式開閉弁１によれば、連通路６の流入通路２側にはアウトフィルタ１８を、パイロット通路８の流出通路３側にはインフィルタ１９をそれぞれ設けたため、連通路６及びパイロット通路８の詰まりをアウトフィルタ１８とインフィルタ１９によってそれぞれ防いでパイロット式開閉弁１の確実な開閉動作を安定的に行うことができる。又、流入通路２よりも小径の連通路６とパイロット通路８に対してそれぞれ設けられたアウトフィルタ１８とインフィルタ１９は、流入通路２に設けられていた従来のフィルタよりも小型に構成することができるため、パイロット式開閉弁１の低コスト化と小型化を図ることができる。

更に、アウトフィルタ１８とインフィルタ１９に各々立設された２つの係合爪１８ｂ，１９ｂをボディ４に形成された各係合溝４ｅ，４ｇに係合させることによって（図５及び図６参照）、これらのアウトフィルタ１８とインフィルタ１９をボディ４にスナップフィット式にワンタッチで簡単に装着することができる。特に、本実施の形態では、各係合爪１８ｂ，１９ｂをアウトフィルタ１８とインフィルタ１９のボディ４への装着方向に対して平行（上下方向）に立設したため、これらのアウトフィルタ１８とインフィルタ１９をそれぞれの係合爪１８ｂ，１９ｂを先にしてボディ４にそのまま嵌め込むだけでボディ４に作業性良く簡単に装着することができる。

又、アウトフィルタ１８を、これに形成されたガイド溝１８ｄをボディ４側に形成されたガイド突起４ｃに嵌合させながらボディ４に装着し、インフィルタ１９を、その外周面１９ｄをボディ４の内周面に嵌合させながらボディ４に装着するようにしたため、これらのアウトフィルタ１８とインフィルタ１９を位置決めしながらボディ４に正確且つスムーズに装着することができる。

更に、本実施の形態では、パイロット通路８よりも小径の連通路６の流入通路２側に設けられるインフィルタ１９の円孔１９ｃの内径（目の粗さ）を、パイロット通路８の流出通路３側に設けられるアウトフィルタ１８の円孔１８ｃの内径（目の粗さ）よりも小さく（目の粗さ細かく）したため、比較的詰まりが発生し易い小径の連通路６のゴミによる詰まりを確実に防ぐことができ、パイロット式開閉弁１の確実な開閉動作を実現することができる。

その他、本実施の形態では、パイロット弁９を駆動するアクチュエータを電磁ソレノイド１０で構成し、この電磁ソレノイド１０への非通電時にパイロット弁９を開動作させるようにしたため、当該パイロット式開閉弁１はノーマルオープンタイプのものとなり、何らかの原因で電磁ソレノイド１０が故障したような場合であっても、水の流れが遮断されることがなく、所謂フェールセーフ性が確保される。

尚、本実施の形態とは逆に電磁ソレノイド１０への非通電時にパイロット弁９を閉動作させるようにすれば、当該パイロット式開閉弁１はノーマルクローズタイプのものとなり、何らかの原因で電磁ソレノイド１０が故障したような場合であっても、水が流れ続けるという不具合の発生が防がれ、所謂フェールセーフ性が確保される。

［エンジン冷却システム］
次に、以上のパイロット式開閉弁１を用いた本発明に係るエンジン冷却システムの実施の形態を図１２に基づいて説明する。

図１２は本発明に係るエンジン冷却システムの基本構成図であり、同図において、２０は自動車用エンジンであって、このエンジン２０と車体前部に配置されたラジエータ２１とはメイン通路ａで接続されており、冷却水はメイン通路ａを経てエンジン２０とラジエータ２１との間を循環し、その過程でラジエータ２１において放熱して冷却される。ここで、メイン通路ａのラジエータ２１の下流側には感温式であるサーモスタット式開閉弁２２が設けられており、該サーモスタット式開閉弁２２の出口側から延びるメイン通路ａは、エンジン２０によって駆動されるされ冷却水ポンプ（Ｗ／Ｐ）２３の入口側に接続されている。

又、本発明に係るエンジン冷却システムにおいては、メイン通路ａから分岐して冷却水を前記ラジエータ２１をバイパスして各種機器とエンジン２０との間で循環させる複数（図示例では５つ）のサブ通路ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆがメイン通路ａに対して並列に設けられており、本実施の形態では、各種機器としてサブ通路ｂにはスロットルバルブ２４が、サブ通路ｃには車室ヒータ２５が、サブ通路ｄにはＡＴＦウォーマ／クーラ２６が、サブ通路ｆにはＥＧＲ（Exhaust Gas Recircurater）バルブ２７がそれぞれ設けられている。尚、サブ通路ｅはバイパス通路を構成しており、このサブ通路（バイパス通路）ｅは、冷却水ポンプ２３の入口側に接続されている。

而して、各サブ通路ｂ〜ｆには、本発明に係る前記パイロット式開閉弁１がそれぞれ設けられており、これらのパイロット式開閉弁１によって各サブ通路ｂ〜ｆが開閉される。ここで、ＡＴＦウォーマ／クーラ２６は、不図示の自動変速機の内部に充填されたトランスミッションオイル（Automatic Transmission Fluid）を加温又は冷却するための機器である。

次に、以上の構成を有するエンジン冷却システムの作用について説明する。

例えば寒冷時にエンジン２０を始動する場合、エンジン２０の暖機を促進するためにメイン通路ａのサーモスタット式開閉弁２２をＯＦＦ（閉弁）してメイン通路ａへの冷却水の流れを遮断するとともに、サブ通路ｃ，ｄのパイロット式開閉弁１をＯＦＦ（閉弁）し、サブ通路ｂ，ｅ，ｆのパイロット式開閉弁１をＯＮ（開弁）する。すると、冷却水は、ラジエータ２１をバイパスしてサブ通路ｂ，ｅ，ｆのみを流れるため、その温度が早期に上昇してエンジン２０の暖機が促進される。又、サブ通路ｂとｆからスロットルバルブ２４とＥＧＲバルブ２７にそれぞれ冷却水が供給されるため、これらの冷却水によってスロットルバルブ２４とＥＧＲバルブ２７が加温されてその凍結が防がれる。

そして、暖機の途中においてサブ通路ｆのパイロット式開閉弁１がＯＦＦ（閉弁）されてＥＧＲバルブ２７への冷却水の供給が遮断され、ＥＧＲバルブ２７に供給されていた冷却水はエンジン２０の暖機に供される。又、暖機の途中においてサブ通路ｃとｄのパイロット式開閉弁１が共にＯＮ（開弁）されて車室ヒータ２５とＡＴＦウォーマ／クーラ２６への冷却水の供給が開始され、自動変速機のミッションオイル（ＡＴＦ）が冷却水によって暖められて粘性抵抗が低減されるとともに、冷却水が車室の暖房に供される。

而して、エンジン２０の暖機が完了すると、メイン通路ａのサーモスタット式開閉弁２２をＯＮ（開弁）して冷却水をラジエータ２１に流してこれを冷却するとともに、サブ通路ｂのパイロット式開閉弁１をＯＦＦ（閉弁）してスロットルバルブ２４への冷却水の供給を遮断し、冷却水による吸気の加熱によって充填効率が低下して燃費が悪化する不具合を解消するとともに、サブ通路（バイパス通路）ｅを通過する冷却水の循環を遮断して冷却水をエンジン２０の冷却に供する。

又、エンジン２０の暖機が完了すると、サブ通路ｆのパイロット式開閉弁１を再びＯＮ（開弁）して冷却水でＥＧＲバルブ２７を冷却する。尚、エンジン２０の暖機が完了した後もサブ通路ｃとｄのパイロット式開閉弁１はＯＮ（開弁）状態が維持され、冷却水が車室の暖房に供せられるとともに、自動変速機のミッションオイル（ＡＴＦ）の冷却に供せられる。

他方、冬期以外でのエンジン２０の始動に際しては、スロットルバルブ２４の凍結の心配はないため、サブ通路ｂのパイロット式開閉弁１は常時ＯＦＦ（閉弁）状態に維持され、スロットルバルブ２４への冷却水の供給は遮断される。又、特に外気温の高い夏期においては、車室の暖房は不要であるため、サブ通路ｃのパイロット式開閉弁１は常時ＯＦＦ（閉弁）状態に維持され、車室ヒータへの冷却水の供給も遮断される。尚、冬期以外においては、他のサブ通路ｄ，ｅ，ｆのパイロット式開閉弁１のＯＮ／ＯＦＦ制御は寒冷時のそれと同様になされる。

而して、本発明に係るエンジン冷却システムによれば、メイン通路ａから分岐して冷却水をラジエータ２１をバイパスしてスロットルバルブ２４、車室ヒータ２５、ＡＴＦウォーマ／クーラ２６、冷却水ポンプ２３及びＥＧＲバルブ２７とエンジン２０との間で循環させるサブ通路ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆをそれぞれ設け、これらのサブ通路ｂ〜ｆに本発明に係るパイロット式開閉弁１を設けたため、サブ通路ｂ〜ｆに流れる冷却水を応答性良く適正に制御してエンジン２０の暖機性能や燃費の向上、スロットルバルブ２４やＥＧＲバルブ２７の凍結防止等を図ることができる。

又、本発明に係るパイロット式開閉弁１を前述のように電磁ソレノイド１０への非通電時に開くノーマルオープンタイプのもので構成すれば、何らかの原因で電磁ソレノイド１０が故障したような場合であっても、サブ通路ｂ〜ｆには冷却水が流れることとなり、冷却水の最適制御は不可能であっても、冷却システムの安全性は最低限守られるという所謂フェールセーフ性が確保されるという効果も得られる。

本発明に係るパイロット式開閉弁は、エンジン冷却システムにその適用が限定される訳ではなく、他の技術分野にも幅広く適用できるものである。

本発明に係るパイロット式開閉弁の平面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図（閉弁状態を示す断面図）である。 図１のＢ−Ｂ線断面図（開弁状態を示す断面図）である。 図３のＣ−Ｃ線拡大断面図である。 図３のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 本発明に係るパイロット式開閉弁のボディの平面図である。 本発明に係るパイロット式開閉弁のパイロット通路側に設けられるアウトフィルタの底面図である。 図８のＥ−Ｅ線断面図である。 本発明に係るパイロット式開閉弁の連通路側に設けられるインフィルタの底面図である。 図１０のＦ−Ｆ線断面図である。 本発明に係るエンジン冷却システムの基本構成図である。

符号の説明

１ パイロット式開閉弁
２ 流入通路
３ 流出通路
４ ボディ
４ａ ボディの円筒部
４ｂ ボディの取付座
４ｃ ボディのガイド突起
４ｄ ボディのアウトフィルタ嵌合凹部
４ｅ ボディのアウトフィルタ係合溝
４ｆ ボディのインフィルタ嵌合凹部
４ｇ ボディのインフィルタ係合溝
５ ダイヤフラム弁
６ 連通路
７，８ パイロット通路
９ パイロット弁
１０ 電磁ソレノイド（アクチュエータ）
１１，１２ ニップル
１３ ビス
１４ カバー
１４ａ カバーのガイド突起
１４ｂ カバーの通路溝
１５ ダイヤフラム
１６ プレッシャプレート
１６ａ プレッシャプレートのガイド穴
１７ ロッド
１８ アウトフィルタ（フィルタ）
１８ａ アウトフィルタの本体部
１８ｂ アウトフィルタの係合爪
１８ｃ アウトフィルタの円孔
１８ｄ アウトフィルタのガイド溝
１９ インフィルタ（フィルタ）
１９ａ インフィルタの本体部
１９ｂ インフィルタの係合溝
１９ｃ インフィルタの円孔
１９ｄ インフィルタの外周面
２０ エンジン
２１ ラジエータ
２２ サーモスタット式開閉弁
２３ 冷却水ポンプ
２４ スロットルバルブ
２５ 車室ヒータ
２６ ＡＴＦウォーマ／クーラ
２７ ＥＧＲバルブ
ａ メイン通路
ｂ〜ｆ サブ通路
Ｓ１ 背圧室
Ｓ２ 外室
Ｓ３ 内室
Ｓ４ 連通室

Claims (8)

1. エンジンとラジエータとの間で冷却水を循環させるメイン通路と、該メイン通路から分岐して冷却水を前記ラジエータをバイパスして各種機器とエンジンとの間で循環させるサブ通路を備えたエンジン冷却システムにおいて、
   前記サブ通路にパイロット式開閉弁を設け、
   前記パイロット式開閉弁は、流入通路と流出通路が形成されたボディと、該ボディの前記流入通路と流出通路の間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁と、該ダイヤフラム弁の背圧室と前記流入通路とを連通させる連通路と、前記背圧室と前記流出通路とを連通させるパイロット通路と、該パイロット通路を開閉するパイロット弁と、該パイロット弁を開閉動作させるアクチュエータを備え、前記連通路の流入通路側及び前記パイロット通路の流出通路側にフィルタを設けたものである
   ことを特徴とするエンジン冷却システム。
2. 前記サブ通路にスロットルバルブ、バイパス通路、ＡＴＦウォーマ／クーラ、ＥＧＲバルブ、車室ヒータの何れかを配置したことを特徴とする請求項１記載のエンジン冷却システム。
3. 前記フィルタに複数の係合爪を立設し、該係合爪を前記ボディに形成された係合溝に係合させることによってフィルタをボディに装着することを特徴とする請求項１又は２記載のエンジン冷却システム。
4. 前記係合爪を前記フィルタの前記ボディへの装着方向に対して平行に立設したことを特徴とする請求項３記載のエンジン冷却システム。
5. 前記フィルタの前記ボディへの装着をガイドするガイド部を前記ボディに形成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のエンジン冷却システム。
6. 前記連通路の流入通路側に設けられたフィルタの目の粗さを、前記パイロット通路の流出通路側に設けられたフィルタの目の粗さよりも細かくしたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のエンジン冷却システム。
7. 前記アクチュエータを、非通電時に前記パイロット弁を開動作させ、通電時に前記パイロット弁を閉動作させる電磁ソレノイドで構成したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のエンジン冷却システム。
8. 前記アクチュエータを、非通電時に前記パイロット弁を閉動作させ、通電時に前記パイロット弁を開動作させる電磁ソレノイドで構成したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のエンジン冷却システム。

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