JP6365504B2 - 流路構造 - Google Patents

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Description

本発明は、パイロット式の開閉弁を備える流路構造に関する。
従来、この種の流路構造としては、特許文献1に記載の流路構造がある。特許文献1に記載の流路構造では、流路の途中にパイロット式の開閉弁が配置されている。開閉弁は、ボディと、ダイヤフラム弁と、パイロット弁と、電磁ソレノイドとを備えている。ボディには、流入通路と、流出通路と、連通路と、パイロット通路とが形成されている。ダイヤフラム弁は、ボディの流入通路と流出通路との間に介在して通路を開閉する。連通路は、ダイヤフラム弁の背圧室と流入通路とを連通させる。パイロット通路は、ダイヤフラム弁の背圧室と流出通路とを連通させる。パイロット弁は、パイロット通路を開閉する。電磁ソレノイドは、パイロット弁を開閉動作させる。
特許文献1に記載の開閉弁では、パイロット弁が閉弁状態になると、流入通路内の水が連通路を通じてダイヤフラムの背圧室に流入する。これにより、流入通路側の水圧がダイヤフラム弁の背圧室に作用してダイヤフラム弁が閉弁し、開閉弁が閉弁状態になる。
また、特許文献1に記載の開閉弁では、パイロット弁が開弁状態になると、背圧室内の水がパイロット通路を通じて流出通路へと流れる。これにより、ダイヤフラム弁の背圧室の内圧が低下してダイヤフラム弁が開弁し、開閉弁が開弁状態になる。
特開2008−2641号公報
ところで、車両のエンジン冷却システムでは、エンジンの動力に基づき駆動する機械式のポンプにより、エンジンを冷却する熱媒体をラジエータやヒータコア等に循環させている。このようなエンジン冷却システムにおいて、特許文献1に記載のパイロット式の開閉弁を熱媒体の流路に配置した場合、開閉弁の閉弁動作が適切に行われない可能性がある。詳しくは以下の通りである。
エンジンの回転速度は走行負荷に応じて変動するため、それに連動してポンプの出力も変動する。例えばエンジン回転速度の遅いアイドル運転時には、エンジンは低負荷状態となっている。エンジンが低負荷状態である場合、ポンプの出力が低下するため、開閉弁に供給される熱媒体の圧力も低下する。特許文献1に記載の開閉弁では、パイロット弁が閉弁動作する際の背圧室の圧力変動により、ダイヤフラム弁が閉弁する。開閉弁に供給される熱媒体の圧力が低下すると、背圧室の圧力変動が小さくなるため、結果的にダイヤフラム弁の閉弁動作が適切に行われない可能性がある。同様の課題は、ダイヤフラム弁が開弁動作する際にも生じ得る。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より適切にパイロット式の開閉弁を開閉動作させることのできる流路構造を提供することにある。
上記課題を解決する流路構造は、機器(10,17)に供給される流体が流れる供給流路(W1,W3)と、機器から排出される流体が流れる排出流路(W2,W4)と、供給流路及び排出流路のいずれか一方の流路に設けられるパイロット式の開閉弁(16)と、を備える。開閉弁は、一方の流路に配置される主弁(160)と、供給流路及び排出流路を連通させるとともに、背圧室(167)が設けられるパイロット流路(Wp)と、パイロット流路における背圧室よりも排出流路側の部分を開閉させるパイロット弁(162)と、を有する。主弁は、パイロット弁の開閉動作に伴う背圧室の内部圧力の変化に基づいて一方の流路を開閉する。
この構成によれば、パイロット弁が開弁している場合、背圧室には、供給流路の流路内圧と、排出流路の流路内圧との差圧に応じた圧力が加わる。ここで、機器は通水抵抗として作用するため、排出流路の流路内圧は供給流路の流路内圧と比較して機器の通水抵抗の分だけ低下する。よって、機器が存在しない場合と比較すると、パイロット弁が開弁している際の背圧室の内部圧力を、機器の通水抵抗の分だけ、より低下させることができる。これにより、パイロット弁が開弁状態から閉弁動作する際、及びパイロット弁が閉弁状態から開弁動作する際の背圧室の圧力変動がより大きくなる。結果的に、主弁に加わる力をより大きく変動させることができるため、より適切に開閉弁を開閉動作させることができる。
なお、上記手段、及び特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
本発明によれば、より適切にパイロット式の開閉弁を開閉動作させることができる。
実施形態におけるエンジン冷却システムの流路構造の概要を示すブロック図である。 実施形態の流路構造におけるパイロット式の開閉弁周辺の断面構造を示す断面図である。 実施形態の流路構造においてパイロット弁が閉弁した際の開閉弁の動作例を示す断面図である。 実施形態の流路構造におけるパイロット弁が閉弁している状況での第3流路の上流側接続点の流路内圧P1、主弁流入口の流路内圧P2、背圧室の内部圧力P3、主弁流出口の流路内圧P4、及び第4流路の下流側接続点の流路内圧P5の関係を示すグラフである。 実施形態の流路構造におけるパイロット弁が開弁している状況での第3流路の上流側接続点の流路内圧P1、主弁流入口の流路内圧P2、背圧室の内部圧力P3、主弁流出口の流路内圧P4、及び第4流路の下流側接続点の流路内圧P5の関係を示すグラフである。 他の実施形態におけるエンジン冷却システムの流路構造の概要を示すブロック図である。 他の実施形態におけるエンジン冷却システムの流路構造の概要を示すブロック図である。 他の実施形態におけるエンジン冷却システムの流路構造の概要を示すブロック図である。
以下、車両のエンジン冷却システムの流路構造の一実施形態について説明する。はじめに、エンジン冷却システムの概要について説明する。
図1に示されるように、本実施形態のエンジン冷却システム1は、ラジエータ10と、サーモスタット11と、ポンプ14と、パイロット式の開閉弁16と、ヒータコア17と、ECU(Electronic Control Unit)18とを備えている。
ラジエータ10は、第1流路W1及び第2流路W2を介してエンジン2に接続されている。エンジン2の内部には熱媒体が流れている。熱媒体は、エンジン2の内部を流れることで、エンジン2の熱を吸熱する。エンジン2の熱を吸熱した熱媒体は、第1流路W1、ラジエータ10、及び第2流路W2を経てエンジン2に戻る経路を循環する。ラジエータ10は、車両の走行に伴いラジエータ10の外部を流れる空気と、ラジエータ10の内部を流れる熱媒体との間で熱交換を行うことにより熱媒体を冷却する。
ヒータコア17は、第3流路W3を介してエンジン2に接続されている。本実施形態では、ヒータコア17が機器に相当し、第3流路W3が供給流路に相当する。また、ヒータコア17は、第4流路W4を介して第2流路W2に接続されている。本実施形態では、第4流路W4が排出流路に相当する。このような構造により、エンジン2の熱を吸熱した熱媒体は、第3流路W3、ヒータコア17、第4流路W4、及び第2流路W2を経てエンジン2に戻る経路を循環する。図中には、第4流路W4と第2流路W2との接続点を符号C1で示している。ヒータコア17は、図示しない車両の空調装置の空気通路内に設けられている。空気通路は、車室内に送風される空気の通路である。ヒータコア17は、空気通路内を流れる送風空気と、ヒータコア17の内部を流れる熱媒体との間で熱交換を行うことにより、送風空気を加熱する。
ポンプ14は、第2流路W2における接続点C1とエンジン2との間の途中部分に配置されている。ポンプ14は、エンジン2の動力に基づき駆動する機械式のポンプである。すなわち、エンジン2が駆動するとポンプ14も駆動し、エンジン2が停止するとポンプ14も停止する。ポンプ14は、その駆動に基づき熱媒体をエンジン2とラジエータ10との間、及びエンジン2とヒータコア17との間で循環させる。すなわち、ポンプ14は、ラジエータ10及びヒータコア17に熱媒体を供給する。
サーモスタット11は、第2流路W2におけるラジエータ10と接続点C1との間の途中部分に配置されている。サーモスタット11は、第2流路W2を開閉させることにより、ラジエータ10に対する熱媒体の流れを制御する。例えばエンジン2の冷間始動時等、熱媒体の温度が低い状況では、サーモスタット11が閉状態になる。これにより、熱媒体がラジエータ10を流れずにヒータコア17だけを流れるため、エンジン2の早期の暖気が可能になる。これに対し、エンジン2が暖気されて熱媒体の温度が上昇すると、サーモスタット11が開状態になる。これにより、熱媒体がラジエータ10を流れて冷却されるようになる。
開閉弁16は、第3流路W3の途中に配置されている。開閉弁16は、第3流路W3を開閉することによりヒータコア17に対する熱媒体の流れを制御する。詳しくは、開閉弁16が開弁状態になると、エンジン2からヒータコア17への熱媒体の流れが許容される。これに対し、開閉弁16が閉弁状態になると、エンジン2からヒータコア17への熱媒体の流れが遮断される。
ECU18は、開閉弁16の駆動を制御する。ECU18は、例えばエンジン2の暖気時に開閉弁16を閉弁状態にする。これにより、エンジン2とヒータコア17との間での熱媒体の循環が遮断されるため、エンジン2を早期に暖気させることができる。その結果、燃費を改善することができる。
一方、空調装置では、その冷房装置が最大冷房の状態で駆動している場合でも、すなわち送風空気がヒータコア17を流れないようにエアミックスドアの開度が調整されている場合でも、ヒータコア17から発せられる熱によって送風空気の温度が上昇してしまう。この場合、冷房装置では、送風空気の温度を設定温度に追従させるべく、ヒータコア17による送風空気の温度上昇分が打ち消されるようにコンプレッサが駆動するため、コンプレッサ動力が悪化するおそれがある。これを解消するために、本実施形態のECU18は、冷房装置が駆動している場合には開閉弁16を閉弁状態にする。これにより、ヒータコア17と送風空気との間で熱交換が行われ難くなるため、ヒータコア17により送風空気が加熱され難くなる。結果的に、冷房装置のコンプレッサ動力の悪化を抑制することができる。
次に、開閉弁16の構造について詳しく説明する。
図2に示されるように、開閉弁16は、パイロット流路Wpと、主弁160と、ダイヤフラム161と、パイロット弁162とを備えている。開閉弁16は、第3流路W3を構成する配管170、及び第4流路W4を構成する配管171と一体化されている。
パイロット流路Wpは、第3流路W3と第4流路W4とを連通するように設けられている。以下では、第3流路W3とパイロット流路Wpとの接続点を上流側接続点C2で表す。また、第4流路W4とパイロット流路Wpとの接続点を下流側接続点C3で表す。パイロット流路Wpには、分岐点C4から分岐流路Wpbを介して接続される背圧室167が設けられている。背圧室167は、パイロット流路Wpの他の流路部分よりも流路径が拡大された部屋状の部分からなる。図1に示されるように、パイロット流路Wpにおける上流側接続点C2から分岐点C4までの間の途中部分には、絞り170が設けられている。
図2に示されるように、主弁160は、第3流路W3の途中に設けられている。詳しくは、第3流路W3の途中には、弁収容室163が形成されている。弁収容室163には、主弁160が収容されている。主弁160の側面に対向する弁収容室163の側壁には、主弁流入口164が形成されている。主弁160の底面に対向する弁収容室163の底壁は、弁座165となっている。弁座165には、主弁流出口166が貫通して形成されている。すなわち、エンジン2から排出された熱媒体は、主弁流入口164、弁収容室163、及び主弁流出口166を通じてヒータコア17へと流れる。
主弁160は、弁座165に着座することにより、弁座165の主弁流出口166を閉塞する。これにより、第3流路W3が閉状態になる。すなわち、エンジン2からヒータコア17への熱媒体の流れが遮断される。以下では、主弁160により弁座165の主弁流出口166が閉塞されている状態を、開閉弁16の閉状態とも称する。
主弁160は、弁座165から離座することにより、弁座165の主弁流出口166を開放する。これにより、第3流路W3が開状態となる。すなわち、エンジン2からヒータコア17への熱媒体の流れが許容される。以下では、主弁160により弁座165の主弁流出口166が開放されている状態を、開閉弁16の開状態とも称する。
ダイヤフラム161は、軸部161aを介して主弁160に一体的に取り付けられている。ダイヤフラム161は、可撓性を有する部材からなる。ダイヤフラム161は、弁収容室163と背圧室167との間、換言すれば第3流路W3とパイロット流路Wpとの間に配置されている。ダイヤフラム161では、主弁流入口164側の受圧面積よりも背圧室167側の受圧面積の方が大きくなっている。
パイロット弁162は、電磁弁からなる。パイロット弁162は、弁体162aと、アクチュエータ162bとを備えている。アクチュエータ162bは、電磁ソレノイドからなる。アクチュエータ162bは、通電に基づき弁体162aを動作させ、パイロット流路Wpにおける背圧室167よりも第4流路W4側の部分を開閉する。
詳しくは、パイロット流路Wpにおける分岐点C4の下流側の部分には、弁座168が設けられている。弁座168には、背圧室167に連通される貫通孔169が形成されている。アクチュエータ162bの駆動により弁体162aが弁座168に着座すると、貫通孔169が閉塞される。これにより、パイロット流路Wpが閉状態になり、第3流路W3及び背圧室167から第4流路W4への熱媒体の流れが遮断される。
アクチュエータ162bの駆動により弁体162aが弁座168から離座すると、貫通孔169が開放される。これにより、パイロット流路Wpが開状態になるため、熱媒体が第3流路W3及び背圧室167から第4流路W4へと流れることが可能となる。
以下では、弁体162aの閉弁状態をパイロット弁162の閉弁状態とも称し、弁体162aの開弁状態をパイロット弁162の開弁状態とも称する。
次に、本実施形態の開閉弁16の動作例について説明する。
ポンプ14が駆動している状況において仮にパイロット弁162が閉弁状態である場合、第3流路W3の上流側接続点C2の流路内圧P1が背圧室167に加わる。この際、主弁流入口164の流路内圧P2と背圧室167の内部圧力P3とが等しいため、ダイヤフラム161の主弁流入口164側の面及び背圧室167側の面には等しい圧力が加わる。ダイヤフラム161では、主弁流入口164側の受圧面積よりも背圧室167側の受圧面積の方が大きいため、背圧室167から弁収容室163に向かう方向の押圧力がダイヤフラム161に加わる。この押圧力により、図3に示されるように、ダイヤフラム161が背圧室167から弁収容室163に向かう方向に弾性変形し、開閉弁16が閉弁状態になる。この状況では、第3流路W3の上流側接続点C2の流路内圧P1、主弁流入口164の流路内圧P2、背圧室167の内部圧力P3、主弁流出口166の流路内圧P4、及び第4流路W4の下流側接続点C3の流路内圧P5のそれぞれの値は図4に丸で示されるようになる。
このように、開閉弁16が閉弁している状況において、ECU18は、開閉弁16を開弁させる場合には、パイロット弁162を開弁させる。これにより、第3流路W3の上流側接続点C2の流路内圧P1と、第4流路W4の下流側接続点C3の流路内圧P5との差圧に応じた圧力が背圧室167に加わるため、背圧室167の内部圧力P3は、図4に示される丸の値から三角の値へと低下する。これにより、背圧室167の内部圧力P3よりも主弁流入口164の流路内圧P2の方が高くなるため、弁収容室163から背圧室167に向かう方向の押圧力がダイヤフラム161に加わる。この押圧力により、図2に示されるように、ダイヤフラム161が弁収容室163から背圧室167に向かう方向に弾性変形し、開閉弁16が開弁状態になる。
また、開閉弁16が開弁状態になることにより、熱媒体が第3流路W3を流れるようになると、図4に示されるように、主弁流出口166の流路内圧P4が丸の値から三角の値へと上昇する。この際、主弁流出口166の流路内圧P4と第4流路W4の下流側接続点C3の流路内圧P5との間には、ヒータコア17の通水抵抗に応じた差圧が生じる。
開閉弁16が開弁状態である場合、第3流路W3の上流側接続点C2の流路内圧P1、主弁流入口164の流路内圧P2、背圧室167の内部圧力P3、主弁流出口166の流路内圧P4、及び第4流路W4の下流側接続点C3の流路内圧P5のそれぞれの値は図5に三角で示されるようになる。このように、開閉弁16が開弁している状況において、ECU18は、開閉弁16を閉弁させる際には、パイロット弁162を閉弁させる。これにより、第3流路W3の上流側接続点C2の流路内圧P1が背圧室167に加わるため、背圧室167の内部圧力P3は、図5に示される三角の値から丸の値へと変化する。すなわち、背圧室167の内部圧力P3が上昇する。これにより、主弁流入口164の流路内圧P2と背圧室167の内部圧力P3とが等しくなるため、ダイヤフラム161の主弁流入口164側の受圧面積と背圧室167側の受圧面積との差により、背圧室167から弁収容室163に向かう方向の押圧力がダイヤフラム161に加わる。この押圧力により、図4に示されるように、ダイヤフラム161が背圧室167から弁収容室163に向かう方向に弾性変形し、開閉弁16が閉弁状態になる。
以上説明した本実施形態のエンジン冷却システム1の流路構造によれば、以下の(1)〜(3)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)パイロット流路Wpは、第3流路W3と第4流路W4とを連通させている。パイロット弁162は、パイロット流路Wpにおける背圧室167よりも第4流路W4側の部分を開閉する。主弁160は、パイロット弁162の開閉動作に伴う背圧室167の内部圧力の変化に基づいて第3流路W3を開閉する。
このような構成によれば、ヒータコア17が通水抵抗として作用するため、第3流路W3の流路内圧よりも第4流路W4の流路内圧の方が高くなる。よって、ヒータコア17が存在しない場合と比較すると、パイロット弁162が開弁している際の背圧室167の内部圧力P3を低下させることができる。
詳しくは、仮にヒータコア17が存在しないとすると、パイロット弁162が開弁している場合、背圧室167の内部圧力P3は、図5に四角で示されるように、主弁流入口164の流路内圧P2と、主弁流出口166の流路内圧P4との差圧に応じた値となる。これに対し、本実施形態の開閉弁16では、パイロット弁162が開弁している場合、背圧室167の内部圧力P3は、図5に三角で示されるように、第3流路W3の上流側接続点C2の流路内圧P1と、第4流路W4の下流側接続点C3の流路内圧P5との差圧に応じた値となる。すなわち、ヒータコア17が存在しない場合と比較すると、パイロット弁162が開弁している際の背圧室167の内部圧力P3がヒータコア17の通水抵抗分だけ低下する。これにより、パイロット弁162が開弁状態から閉弁動作する際の背圧室167の圧力変動が、ヒータコア17が存在しない場合の「ΔP1」よりも大きい「ΔP2」となる。結果的に、ダイヤフラム161に加わる力をより大きく変動させることができる、換言すれば主弁160に加わる力をより大きく変動させることができるため、アイドル運転時等、ポンプ14の出力が低下するような状況において、より適切に開閉弁16を開閉動作させることができる。
また、仮にヒータコア17が存在しないとすると、パイロット弁162が開弁した際、背圧室167の内部圧力P3は、図4に四角で示されるように、丸で示される主弁流入口164の流路内圧P2と、三角で示される主弁流出口166の流路内圧P4との差圧に応じた値となる。よって、パイロット弁162が閉弁状態から開弁動作した際、背圧室167の内部圧力P3は「ΔP3」だけ変動する。これに対し、本実施形態の開閉弁16では、パイロット弁162が開弁した際、背圧室167には、第4流路W4の下流側接続点C3における低圧の流路内圧P5が加わるため、背圧室167の内部圧力P3は、四角で示される値よりも小さい三角で示される値となる。よって、パイロット弁162が閉弁状態から開弁動作した際、背圧室167の内部圧力P3は「ΔP4」だけ変動する。すなわち、ヒータコア17が存在しない場合と比較すると、本実施形態の開閉弁16では、パイロット弁162が閉弁状態から開弁する際に背圧室167の内部圧力P3がより大きく変動する。結果的に、より適切に開閉弁を閉弁動作させることもできる。
(2)開閉弁16は、第3流路W3と背圧室167との間に配置されて主弁160に一体的に設けられるダイヤフラム161を有している。これにより、パイロット弁162の開閉動作に伴う背圧室167の内部圧力P3の変化に基づいて、主弁160を容易に開閉動作させることができる。
(3)開閉弁16は、第3流路W3を構成する配管170、及び第4流路W4を構成する配管171と一体化されている。これにより、配管170及び配管171に対する開閉弁16の組み付けをより容易に行うことができる。
なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・図6に示されるように、エンジン冷却システム1は、エンジン2とラジエータ10との間のみで熱冷媒が循環する構成からなるものであってもよい。詳しくは、図6に示されるエンジン冷却システム1では、第1流路W1にパイロット式の開閉弁16が設けられている。パイロット流路Wpは、第1流路W1と第2流路W2とを連通させている。また、エンジン冷却システム1には、パイロット流路Wpとは別に、第1流路W1と第2流路W2とを連通させる第5流路W5が設けられている。このエンジン冷却システム1では、ラジエータ10が機器に相当する。また、第1流路W1が供給流路に相当し、第2流路W2が排出流路に相当する。このエンジン冷却システム1では、ECU18がパイロット弁162を閉弁させると、開閉弁16が閉弁状態となる。よって、エンジン2からラジエータ10への熱媒体の流れが遮断される。この場合、エンジン2から排出される熱媒体は、ラジエータ10を流れずに、第5流路W5及び第2流路W2を介してエンジン2にそのまま戻る。すなわち、熱媒体がエンジン2をショートサーキットする。これにより、エンジン2の早期の暖気が可能となる。また、ECU18がパイロット弁162を開弁させると、開閉弁16が開状態となる。よって、エンジン2とラジエータ10との間を熱媒体が循環するため、エンジン2を効果的に冷却させることができる。このような構成であっても、上記実施形態に準じた作用及び効果を得ることができる。
・図7に示されるように、エンジン冷却システム1は、第3流路W3における開閉弁16とヒータコア17との間に更にポンプ15を備えていてもよい。ポンプ15は、エンジン2の動力に基づき駆動する機械式のポンプ、及び車載バッテリの電力に基づき駆動する電動ポンプのいずれであってもよい。ポンプ15は、例えばエンジン2からヒータコア17に流れる熱媒体の流量を調整するために設けられる。
・図8に示されるように、開閉弁16の主弁160は、供給流路である第3流路W3ではなく、排出流路である第4流路W4に配置されていてもよい。すなわち、開閉弁16は、供給流路及び排出流路のいずれか一方の流路に設けられていればよい。
・ポンプ14は、機械式のポンプに限らず、車載バッテリの電力に基づき駆動する電動ポンプであってもよい。
・パイロット弁162は、電磁弁に限らず、モータ駆動弁であってもよい。
・開閉弁16は、ダイヤフラム161を利用するものに限らず、背圧室167の内部圧力の変化に基づいて主弁160を開閉動作させる構成からなるものであればよい。
・開閉弁16は、主弁160の開度の調整により熱媒体の流量を調整する流量調整弁として用いてもよい。
・熱媒体を加熱するための主の熱源機器は、エンジン2に限らず、インバータや電気ヒータ等であってもよい。
・実施形態のエンジン冷却システム1の流路構造は、エンジン2の熱交換サイクルの流路構造に限らず、冷凍サイクル等、各種の冷温水システムの流路構造に適用することができる。また、適用する冷温水システムの流路構造に合わせて、開閉弁16の開閉動作により熱媒体の流れが制御される機器を適宜変更してもよい。この種の冷温水システムの機器としては、自動変速機のオイルを冷却又は加熱するための熱交換器、モータジェネレータを冷却するための熱交換器、EGRクーラ、車載バッテリを冷却又は加熱するための熱交換器、過給用のインタークーラ、ラジエータ、クーラコア等がある。また、流路構造の構成に合わせて、熱媒体とは別の流体を用いてもよい。
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
W1:第1流路(供給流路)
W2:第2流路(排出流路)
W3:第3流路(供給流路)
W4:第4流路(排出流路)
Wp:パイロット流路
1:エンジン冷却システム(冷温水システム)
10:ラジエータ(機器)
14,15:ポンプ
16:パイロット式の開閉弁
17:ヒータコア(機器)
160:主弁
161:ダイヤフラム
162:パイロット弁
167:背圧室
170,171:配管

Claims (6)

  1. 機器(10,17)に供給される流体が流れる供給流路(W1,W3)と、
    前記機器から排出される前記流体が流れる排出流路(W2,W4)と、
    前記供給流路及び前記排出流路のいずれか一方の流路に設けられるパイロット式の開閉弁(16)と、を備え、
    前記開閉弁は、
    前記一方の流路に配置される主弁(160)と、
    前記供給流路及び前記排出流路を連通させるとともに、背圧室(167)が設けられるパイロット流路(Wp)と、
    前記パイロット流路における前記背圧室よりも前記排出流路側の部分を開閉させるパイロット弁(162)と、を有し、
    前記主弁は、
    前記パイロット弁の開閉動作に伴う前記背圧室の内部圧力の変化に基づいて前記一方の流路を開閉する流路構造。
  2. 前記開閉弁は、
    前記一方の流路と前記背圧室との間に配置され、前記主弁に一体的に設けられるダイヤフラム(161)を更に有する
    請求項1に記載の流路構造。
  3. 前記供給流路を介して前記機器に前記流体を供給するポンプ(14,15)を更に備える
    請求項1又は2に記載の流路構造。
  4. 前記開閉弁は、前記供給流路を構成する配管(170)、及び前記排出流路を構成する配管(171)と一体化されている
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の流路構造。
  5. 前記機器は、
    車両の冷温水システム(1)の機器である
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の流路構造。
  6. 前記機器は、
    車両のエンジン冷却システム(1)の機器であり、
    前記流体は、
    前記車両のエンジンを冷却する熱媒体である
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の流路構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7185413B2 (ja) * 2018-03-26 2022-12-07 株式会社Subaru 車両用冷却システム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5725019Y2 (ja) * 1974-01-30 1982-05-31
JPS5578877A (en) * 1978-12-11 1980-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pressure controller
JPH043175U (ja) * 1990-04-24 1992-01-13
CN2136970Y (zh) * 1992-09-29 1993-06-23 王堃棋 综合热交换器
WO2003002897A1 (en) * 2001-06-26 2003-01-09 Cafe Engineering Spring valve implemented flow control valves
JP3875959B2 (ja) * 2003-03-27 2007-01-31 泰彦 渡辺 流量制御弁
US7194986B2 (en) * 2003-08-07 2007-03-27 Brp Us Inc. Actuator assisted blow-off assembly to control coolant flow in an internal combustion engine
DE10358592A1 (de) * 2003-12-15 2005-07-07 Denso Corp., Kariya Klimaanlage
JP4916233B2 (ja) 2006-06-26 2012-04-11 株式会社ミクニ エンジン冷却システム
JP5391648B2 (ja) * 2008-10-28 2014-01-15 株式会社豊田自動織機 可変容量型圧縮機における容量制御機構
US9346337B2 (en) * 2011-02-24 2016-05-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Air conditioning device for vehicle
CN103256747B (zh) * 2012-02-16 2016-08-10 杭州三花研究院有限公司 一种汽车空调系统
CN103358851B (zh) * 2012-04-05 2016-08-03 杭州三花研究院有限公司 一种汽车空调系统
JP5974239B2 (ja) * 2012-05-25 2016-08-23 株式会社テージーケー 制御弁
US8820272B2 (en) * 2012-11-30 2014-09-02 Caterpillar Inc. Cooling system having shock reducing valve
JP2014118922A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Toyota Industries Corp 可変容量型斜板式圧縮機
JP2014202318A (ja) * 2013-04-08 2014-10-27 株式会社デンソー 水栓装置
JP6312832B2 (ja) * 2013-08-27 2018-04-18 メリング ツール カンパニーMelling Tool Co. 温度制御装置及び自動車用冷却システムのための方法
JP6548003B2 (ja) 2014-04-15 2019-07-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 不揮発性記憶装置

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