(57)【要約】【課題】流入ポートと二つの流出ポートを有する三方弁に関し、当該三方弁を通過する際の圧力損失を適切に調整しつつ、コンパクト化に貢献可能な三方弁を提供する。【解決手段】三方弁１は、ボディ１０の弁室１３に、流入ポート２０と、第１流出ポート２５と、第２流出ポート３０とを接続して構成されている。第１流出ポート２５は、ラジエータ５６に接続されており、第１流出路２６と、屈曲部２７と、第１下流側流出路２８を備える。第１流出路２６は、流入路２１の基準方向Ｌに対し第１角度αを為すように弁室１３から伸びる。屈曲部２７は、第１流出路２６の第１流出方向ＬＡに第１下流側角度θを為すように、第１下流側流出路２８を接続している。第２流出ポート３０は、イオン交換機５７に接続されており、第２流出路３１と、屈曲部３２と、第２下流側流出路３３を備える。第２流出路３１は、基準方向Ｌに対し第２角度βを為すように弁室１３から伸びる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流入路（２１）を有する流入ポート（２０）と、
前記流入ポートの前記流入路を通過した前記流体が流入する弁室（１３）を内部に有するボディ（１０）と、
前記流入路が伸びる方向である基準方向（Ｌ）に対して鋭角を為すように伸びる流出路（２６）を有し、前記弁室から所定の第１流路系（５３）へ前記流体を流出させる第１流出ポート（２５）と、
前記基準方向に対して鋭角を為すように前記弁室から伸びる流出路（３１）を有し、前記弁室から前記第１流路系と異なる第２流路系（５４）へ前記流体を流出させる第２流出ポート（３０）と、
前記弁室の内部に配置され、移動することで前記第１流出ポート及び前記第２流出ポートにおける前記流体の流量を調整する弁体（３５）と、を有し、
前記第１流出ポートと前記第２流出ポートの少なくとも一方は、
前記流出路を通過した流体が流れる下流側流出路（２８、３３）と、
前記流出路に対して前記流体の流れの下流側に配置され、前記流出路の伸びる方向よりも前記基準方向に近づくように前記下流側流出路を接続する屈曲部（２７、３２）と、を有する三方弁。
【請求項２】
前記第１流路系の圧力損失は、前記第２流路系の前記圧力損失よりも大きく、
前記第１流出ポートの前記流出路が前記基準方向に対して為す第１角度（α）は、前記第２流出ポートの前記流出路が前記基準方向に対して為す第２角度（β）よりも小さく構成されている請求項１に記載の三方弁。
【請求項３】
流体が流れる流入路（２１）を有する流入ポート（２０）と、
前記流入ポートの前記流入路を通過した前記流体が流入する弁室（１３）を内部に有するボディ（１０）と、
前記流入路が伸びる方向である基準方向（Ｌ）に対して鋭角を為すように伸びる流出路（２６）を有し、前記弁室から所定の第１流路系（５３）へ前記流体を流出させる第１流出ポート（２５）と、
前記基準方向に対して鋭角を為すように前記弁室から伸びる流出路（３１）を有し、前記弁室から前記第１流路系と異なる第２流路系（５４）へ前記流体を流出させる第２流出ポート（３０）と、
前記弁室の内部に配置され、移動することで前記第１流出ポート及び前記第２流出ポートにおける前記流体の流量を調整する弁体（３５）と、を有し、
前記第１流路系の圧力損失は、前記第２流路系の圧力損失よりも大きく、
前記第１流出ポートの前記流出路が前記基準方向に対して為す第１角度（α）は、前記第２流出ポートの前記流出路が前記基準方向に対して為す第２角度（β）よりも小さく構成されている三方弁。
【請求項４】
前記第１流出ポートと前記第２流出ポートの少なくとも一方において、
前記流出路における前記流体の流れの下流側の端部は、前記流体の流れ方向に直交する方向に関して、前記流入路に重複するように配置されている請求項１ないし３の何れか一つに記載の三方弁。
【請求項５】
流体が流出する流出路（２１Ａ）を有する流出ポート（２０Ａ）と、
前記流出ポートの前記流出路が接続され、前記流体が流入する弁室（１３）を内部に有するボディ（１０）と、
前記流出路が伸びる方向である基準方向（Ｌ）に対して鋭角を為すように伸びる流入路（２６Ａ）を有し、所定の第１流路系（５３）から前記弁室へ前記流体を流入させる第１流入ポート（２５Ａ）と、
前記基準方向に対して鋭角を為すように前記弁室から伸びる流入路（３１Ａ）を有し、前記第１流路系と異なる第２流路系（５４）から前記弁室へ前記流体を流入させる第２流出ポート（３０Ａ）と、
前記弁室の内部に配置され、移動することで前記第１流入ポート及び前記第２流入ポートからの前記流体の流量を調整する弁体（３５）と、を有し、
前記第１流入ポートと前記第２流入ポートの少なくとも一方は、
前記流入路に流入する流体が流れる上流側流入路（２８Ａ、３３Ａ）と、
前記流入路に対して前記流体の流れの上流側に配置され、前記流入路の伸びる方向よりも前記基準方向に近づくように前記上流側流入路を接続する屈曲部（２７Ａ、３２Ａ）と、を有する三方弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の分配又は合流に用いられる三方弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却水等を用いた冷却システム等においては、流体の流れを分配又は合流させる為に三方弁が用いられている。当該三方弁は、流体の流れを分配する場合には、一つの流入ポートから流入した流体を、異なる二方向に伸びる流出ポートにそれぞれ分配する。この時、当該三方弁は、弁室の内部において弁体を移動させることで、二つの流出ポートにおける流体の流量の分配比率を調整している。
【０００３】
このような三方弁に係る発明として、特許文献１に記載された発明が知られている。特許文献１に係る三方弁は、流入ポートとしての入口取付部と、異なる方向に伸びる二つの流出ポートとしての第１出口取付部、第２出口取付部とを有して構成されており、入口取付部から流入した流体を第１出口取付部及び第２出口取付部に夫々分配して流出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２００９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載された三方弁においては、円筒形状に形成された弁室に対して、入口取付部、第１出口取付部、第２出口取付部が、当該弁室の周方向に一定の間隔で配置されている。
【０００６】
この為、特許文献１の構成においては、入口取付部内の入口通路を通過した流体の流れは、弁室を介して、第１出口取付部の第１出口通路又は第２出口取付部の第２出口通路へ向かう際に大きく曲がることになる。従って、特許文献１の三方弁においては、入口通路から第１出口通路、第２出口通路の何れから流出する場合も、当該三方弁を通過する際の圧損が大きくなってしまっている。
【０００７】
又、特許文献１の三方弁においては、入口通路が伸びる方向に対して第１出口通路が伸びる方向がなす角度と、入口通路が伸びる方向に対して第２出口通路が伸びる方向がなす角度が等しく形成されている。この為、当該三方弁における内部圧力損失は、第１出口流路から流出する場合と、第２出口流路から流出する場合とで均等になる。
【０００８】
この点、実際に三方弁が使用される状況においては、二つの出口通路の下流側に接続される流体回路の構成や用途は必ずしも均等ではない。即ち、一方の出口通路の下流側構成により要求される負荷は、他方の出口通路の下流側構成により要求される負荷と異なる場合が多い。
【０００９】
この為、特許文献１のような三方弁の場合、各出口通路の下流側構成により要求される負荷を実現する為に、何れか一方の出口通路の流路面積を大きく構成したりすることになり、三方弁自体の大型化を招いてしまっている。
【００１０】
更に、特許文献１の三方弁においては、第１出口通路と第２出口通路の間が大きく開くように接続されている為、第１出口通路の下流側における流路と、第２出口通路の下流側における流路は、基本的には更に相互に離間して配置される。この為、特許文献１の三方弁は、当該三方弁を含む流体回路に係る専有面積の大型化を招いてしまう。
【００１１】
これらの点に鑑み、本発明の第１の目的として、流体を分配する際の圧力損失を適切に調整しつつ、コンパクト化に貢献可能な三方弁を提供することを目的とする。
【００１２】
又、特許文献１のような三方弁は、流体回路において流体を分配する場合だけでなく、流体を合流させる場合にも利用される。流体を合流させる場合には、二つの流入ポートからの流体の流入流量によって内部圧力損失が異なることになり、各流入ポートの上流側構成等に悪影響を及ぼしてしまう虞がある。つまり、本発明の第２の目的として、流体を合流させる際の圧力損失を適切に調整すると共に、コンパクト化に貢献可能な三方弁を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明は、これらの点に鑑みてなされており、流体の流れを分配又は合流させる為の三方弁に関し、当該三方弁を通過する際の圧力損失を適切に調整しつつ、コンパクト化に貢献可能な三方弁を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の三方弁は、
流体が流れる流入路（２１）を有する流入ポート（２０）と、
流入ポートの流入路を通過した流体が流入する弁室（１３）を内部に有するボディ（１０）と、
流入路が伸びる方向である基準方向（Ｌ）に対して鋭角を為すように伸びる流出路（２６）を有し、弁室から所定の第１流路系（５３）へ流体を流出させる第１流出ポート（２５）と、
基準方向に対して鋭角を為すように弁室から伸びる流出路（３１）を有し、弁室から第１流路系と異なる第２流路系（５４）へ流体を流出させる第２流出ポート（３０）と、
弁室の内部に配置され、移動することで第１流出ポート及び第２流出ポートにおける流体の流量を調整する弁体（３５）と、を有し、
第１流出ポートと第２流出ポートの少なくとも一方は、
流出路を通過した流体が流れる下流側流出路（２８、３３）と、
流出路に対して流体の流れ方向下流側に配置され、流出路の伸びる方向よりも基準方向に近づくように下流側流出路を接続する屈曲部（２７、３２）と、を有する。
【００１５】
当該三方弁によれば、流入ポートの流入路から弁室の内部に流入した流体を、第１流出ポート、第２流出ポートに分配させることができ、弁室の内部にて弁体を移動させることによって、第１流出ポート、第２流出ポートから流出する流体の流量を調整することができる。
【００１６】
そして、当該三方弁において、第１流出ポートと第２流出ポートの少なくとも一方には、屈曲部及び下流側流出路とが配置されている為、流出路、屈曲部、下流側流出路を通過する流体の流れを、流入路を流れる流体の流れに近づけることができる。即ち、当該三方弁によれば、屈曲部、下流側流出路を有する流出ポート側における通水抵抗を低減させることができ、当該流出ポート側における流体の流れの円滑化を図ることができる。
【００１７】
又、当該三方弁によれば、流出ポートに屈曲部及び下流側流出路を配置させることで、当該流出ポートが伸びる方向を流入ポート側にできるだけ寄せることができ、三方弁自体の小型化に貢献することができる。
【００１８】
更に、当該三方弁によれば、第１流出ポート及び第２流出ポートに接続される配管の間隔を、何れにも屈曲部及び下流側流出路が配置されていない場合に比べて小さくすることができる。即ち、当該三方弁は、第１流出ポート、第２流出ポートの少なくとも一方に、屈曲部及び下流側流出路を配置させることで、当該三方弁を含む流体回路の配置スペースを小さくすることができる。
【００１９】
又、請求項３に記載の三方弁は、
流体が流れる流入路（２１）を有する流入ポート（２０）と、
流入ポートの流入路を通過した流体が流入する弁室（１３）を内部に有するボディ（１０）と、
流入路が伸びる方向である基準方向（Ｌ）に対して鋭角を為すように伸びる流出路（２６）を有し、弁室から所定の第１流路系（５３）へ流体を流出させる第１流出ポート（２５）と、
基準方向に対して鋭角を為すように弁室から伸びる流出路（３１）を有し、弁室から第１流路系と異なる第２流路系（５４）へ流体を流出させる第２流出ポート（３０）と、
弁室の内部に配置され、移動することで第１流出ポート及び第２流出ポートにおける流体の流量を調整する弁体（３５）と、を有し、
第１流路系の圧力損失は、第２流路系の圧力損失よりも大きく、
第１流出ポートの流出路が基準方向に対して為す第１角度（α）は、第２流出ポートの流出路が基準方向に対して為す第２角度（β）よりも小さく構成されている。
【００２０】
当該三方弁によれば、流入ポートの流入路から弁室の内部に流入した流体を、第１流出ポート、第２流出ポートに分配させることができ、弁室の内部にて弁体を移動させることによって、第１流出ポート、第２流出ポートから流出する流体の流量を調整することができる。
【００２１】
当該三方弁において、第１流出ポートに接続されている第１流路系の圧力損失は、第２流出ポートに接続されている第２流路系の圧力損失よりも大きく、第１流出ポートに係る第１角度は、第２流出ポートに係る第２角度よりも小さい。ここで、流入ポートの流入路と流出ポートの流出路がなす角度が大きい程、当該流出ポートから流出する際の圧力損失は大きくなる。
【００２２】
この為、当該三方弁によれば、第１流出ポート側と第２流出ポート側における弁自体の圧力損失を相違させて、第１流出ポートを介した第１流路系と、第２流出ポートを介した第２流路系に関する圧力損失のバランスをとることができる。又、第１角度及び第２角度は何れも鋭角である為、当該三方弁は、第１流出ポート側、第２流出ポート側における弁自体の圧力損失の増大を抑制させることができる。
【００２３】
又、流出ポートにおける流出路のサイズは、その下流側に接続された流路系の構成（例えば、圧力損失）や要求される能力等に基づいて決定される。この為、流路系の圧力損失が大きい場合には、それに接続される流出路のサイズを増大させる場合があり、弁自体の大型化を招いてしまう。
【００２４】
この点、当該三方弁によれば、第１角度と第２角度によって、第１流出ポートを介した第１流路系と、第２流出ポートを介した第２流路系に関する圧力損失のバランスをとることで、流出路のサイズの増大及び三方弁自体の大型化を抑制することができる。
【００２５】
そして、請求項５に記載の三方弁は、
流体が流出する流出路（２１Ａ）を有する流出ポート（２０Ａ）と、
流出ポートの流出路が接続され、流体が流入する弁室（１３）を内部に有するボディ（１０）と、
流出路が伸びる方向である基準方向（Ｌ）に対して鋭角を為すように伸びる流入路（２６Ａ）を有し、所定の第１流路系（５３）から弁室へ前記流体を流入させる第１流入ポート（２５Ａ）と、
基準方向に対して鋭角を為すように弁室から伸びる流入路（３１Ａ）を有し、第１流路系と異なる第２流路系（５４）から弁室へ流体を流入させる第２流出ポート（３０Ａ）と、
弁室の内部に配置され、移動することで第１流入ポート及び第２流入ポートからの前記流体の流量を調整する弁体（３５）と、を有し、
第１流入ポートと前記第２流入ポートの少なくとも一方は、
流入路に流入する流体が流れる上流側流入路（２８Ａ、３３Ａ）と、
流入路に対して流体の流れの上流側に配置され、流入路の伸びる方向よりも基準方向に近づくように上流側流入路を接続する屈曲部（２７Ａ、３２Ａ）と、を有する。
【００２６】
当該三方弁によれば、第１流入ポート、第２流入ポートの各流入路から弁室の内部に流入した流体を合流させて、流出ポートの流出路から流出させることができ、弁室の内部にて弁体を移動させることによって、第１流入ポート、第２流入ポートから流入する流体の流量を調整することができる。
【００２７】
そして、当該三方弁において、第１流入ポートと第２流入ポートの少なくとも一方には、屈曲部及び上流側流入路が配置されている為、上流側流入路、屈曲部、流入路を通過する流体の流れを、流出路を流れる流体の流れに近づけることができる。即ち、当該三方弁によれば、上流側流入路、屈曲部を有する流入ポート（即ち、第１流入ポートと第２流入ポートの少なくとも一方）側における通水抵抗を低減させることができ、当該流入ポート側における流体の流れの円滑化を図ることができる。
【００２８】
又、当該三方弁によれば、第１流入ポートと第２流入ポートの少なくとも一方に、屈曲部及び上流側流入路を配置させることで、当該流入ポートが伸びる方向を流出ポート側にできるだけ寄せることができ、三方弁自体の小型化に貢献することができる。
【００２９】
更に、当該三方弁によれば、第１流入ポート及び第２流入ポートに接続される配管の間隔を、何れにも上流側流入路及び屈曲部が配置されていない場合に比べて小さくすることができる。即ち、当該三方弁は、第１流入ポート、第２流入ポートの少なくとも一方に、上流側流入路及び屈曲部を配置させることで、当該三方弁を含む流体回路の配置スペースを小さくすることができる。
【００３０】
尚、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態に係る三方弁の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る三方弁を含む冷却水回路の回路構成図である。
【図４】第１実施形態に係る三方弁の内部構成を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に係る冷却水回路における分配モード毎の冷却水の流れを示す説明図である。
【図６】第１実施形態に係る冷却水回路における第１分配モード、第２分配モードの圧力損失を示す説明図である。
【図７】第１実施形態に係る冷却水回路における均等分配モードの圧力損失を示す説明図である。
【図８】第２実施形態に係る三方弁の内部構成を示す断面図である。
【図９】第３実施形態に係る三方弁を含む冷却水回路の回路構成図である。
【図１０】第３実施形態に係る三方弁の内部構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の実施形態において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００３３】
（第１実施形態）
先ず、第１実施形態に係る三方弁１の概略構成について、図面を参照しつつ説明する。第１実施形態に係る三方弁１は、燃料電池５１を電源として走行する電気自動車（燃料電池車両）に搭載されており、燃料電池５１を冷却する為の冷却水回路５０の一部を構成している。
【００３４】
当該電気自動車において、燃料電池５１は、水素と酸素との化学反応を利用して電力を発生させ、電気自動車における走行用電動モータやバッテリ等の電気機器（図示せず）に対して当該電力を供給している。この燃料電池５１は、水素と酸素との化学反応で電力を発生させる際に、化学反応に伴う熱を発生させる。
【００３５】
そして、冷却水回路５０は、電気化学反応による熱で温められた燃料電池５１を、熱交換媒体としての冷却水を用いて冷却する為の回路である。図１〜図３に示すように、第１実施形態に係る三方弁１は、ボディ１０内部に形成された弁室１３に対して、流入ポート２０と、第１流出ポート２５と、第２流出ポート３０を接続して構成されており、冷却水回路５０における冷却水流れの分岐点に配置されている。
【００３６】
当該三方弁１は、弁室１３の内部に配置された弁体３５を移動させることで、第１流出ポート２５側、第２流出ポート３０側から流出する冷却水の流量を調整し、冷却水回路５０における冷却水の流れを制御する。
【００３７】
先ず、第１実施形態に係る三方弁１が配置される冷却水回路５０の構成について、図３を参照しつつ説明する。初めに、冷却水回路５０による冷却対象である燃料電池５１について説明する。
【００３８】
上述したように、燃料電池５１は、水素と酸素との化学反応を利用して電力を発生する燃料電池（ＦＣスタック）であり、固体高分子電解質型燃料電池（ＰＥＦＣ）によって構成されている。当該燃料電池５１は、多数のセルを組み合わせて構成されており、各セルは電解質膜を一対の電極で挟み込んで形成されている。
【００３９】
そして、燃料電池５１には、図示しない空気通路及び水素通路を介して、酸素を含む空気及び水素が供給される。当該燃料電池５１では、供給された酸素及び水素によって、以下の水素と酸素の電気化学反応が起こり、電気エネルギが発生する。この電気化学反応に用いられなかった未反応の酸素及び水素は、燃料電池５１から排出される。
（負極側）Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−
（正極側）２Ｈ＋＋１／２Ｏ２＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ
当該電気化学反応の為には、燃料電池５１内の電解質膜は、水分を含んだ湿潤状態となっている必要がある。この為、燃料電池５１に供給される空気及び水素に加湿を行い、これらの加湿されたガスを燃料電池５１に供給することで、燃料電池５１内の電解質膜を加湿するように構成されている。
【００４０】
そして、燃料電池５１では、発電の際の電気化学反応により熱及び水分が発生する。当該燃料電池５１の発電効率を考慮すると、燃料電池５１は、電気化学反応による発電を行っている間、一定温度（例えば８０℃程度）に維持されている必要がある。又、燃料電池５１内部の電解質膜は、所定の許容上限温度を超えると、高温により破壊されてしまう。この為、燃料電池５１の温度が許容温度以下となるようにしておく必要がある。
【００４１】
次に、燃料電池５１を冷却する為の冷却水回路５０の構成について、図面を参照しつつ説明する。図３に示すように、冷却水回路５０は、燃料電池５１と、冷却水ポンプ５５と、冷却装置としてのラジエータ５６と、イオン交換機５７とに対して、熱媒体としての冷却水を循環させるように構成されている。
【００４２】
当該冷却水回路５０は、燃料電池５１を冷却して当該燃料電池５１の温度を制御する役割を果たしている。そして、冷却水回路５０の熱媒体である冷却水としては、低温時における凍結を防止する為に、例えば、エチレングリコールと水の混合溶液を用いることができる。
【００４３】
そして、第１実施形態に係る冷却水回路５０における冷却水の流路は、冷却水流路５２と、ラジエータ側流路５３と、バイパス流路５４とによって構成されている。冷却水流路５２には、燃料電池５１及び冷却水ポンプ５５が接続されている。ラジエータ側流路５３上にはラジエータ５６が配置されており、バイパス流路５４上には、イオン交換機５７が配置されている。
【００４４】
そして、当該冷却水回路５０において、冷却水流路５２の一端側は、三方弁１の流入ポート２０に接続されている。又、ラジエータ側流路５３の一端側は、三方弁１の第１流出ポート２５に接続され、バイパス流路５４の一端側は、三方弁１の第２流出ポート３０に接続されている。更に、冷却水流路５２の他端側には、ラジエータ側流路５３の他端側及びバイパス流路５４の他端側がそれぞれ接続されている。
【００４５】
即ち、当該冷却水回路５０は、ラジエータ５６とイオン交換機５７を並列に接続すると共に、冷却水が循環する循環流路を有している。そして、三方弁１は、冷却水回路５０における冷却水流れの分岐点に配置されている。
【００４６】
尚、冷却水流路５２は、燃料電池５１の外部ケーシングの内部に接続されている。燃料電池５１の外部ケーシング内には、熱媒体としての冷却水が流通する流路が形成されており、流通する冷却水によって、燃料電池５１の温度が一定温度以下に調節（冷却）されるようになっている。
【００４７】
そして、冷却水流路５２の端部に接続された三方弁１の第１流出ポート２５には、ラジエータ側流路５３が接続されており、当該ラジエータ側流路５３は、ラジエータ５６内部を冷却水が通過するように、ラジエータ５６に接続されている。
【００４８】
一方、当該三方弁１の第２流出ポート３０には、バイパス流路５４が接続されており、当該バイパス流路５４は、イオン交換機５７の内部を冷却水が通過するように、イオン交換機５７に接続されている。そして、バイパス流路５４は、冷却水流路５２においてラジエータ５６をバイパスする流路として構成されている。
【００４９】
即ち、冷却水回路５０における冷却水の流路は、三方弁１において、ラジエータ側流路５３及びバイパス流路５４に分岐し、ラジエータ５６及びイオン交換機５７の流出口側から冷却水ポンプ５５の吸入口側との間で合流するように接続されている。
【００５０】
当該冷却水回路５０において、冷却水ポンプ５５は、図示しない電動モータによって駆動される電動式の流体機械である。冷却水ポンプ５５は、その作動によって、冷却水回路５０における冷却水を圧送して循環させている。冷却水ポンプ５５の作動は、図示しない制御装置によって制御され、冷却水回路５０における冷却水の温度制御は、冷却水ポンプ５５による冷却水の流量制御、ラジエータ５６に対する送風量制御によって行われる。
【００５１】
そして、ラジエータ５６は、燃料電池５１で発生した熱を外部に放熱するように構成された熱交換器である。当該冷却水流路５２の冷却水は、燃料電池５１を流れる過程で、電気化学反応で発生した熱を吸熱して流出し、冷却水流路５２を介して、ラジエータ５６へ流入する。ラジエータ５６では、冷却水と大気との熱交換が行われ、冷却水の熱が大気に放熱される。その後、冷却水は、ラジエータ５６から燃料電池５１へ向かって流れ、冷却水回路５０を循環する。
【００５２】
即ち、ラジエータ５６は、熱媒体としての冷却水との熱交換によって、燃料電池５１の電気化学反応で生じた熱を放熱している。又、当該ラジエータ５６には、図示しないファンが配置されている。当該ファンは、熱交換対象である外気をラジエータ５６に送風することで、ラジエータ５６における冷却水の熱交換を補助している。
【００５３】
尚、ラジエータ５６の内部には、冷却水が通過する内部流路が形成されている。この内部流路は、冷却水と外気との間における熱交換効率を高める為、多数の細い流路によって構成されている。この為、冷却水回路５０におけるラジエータ５６の圧力損失は、比較的大きな値を示す。
【００５４】
イオン交換機５７は、バイパス流路５４上に配置されており、バイパス流路５４を流れる冷却水がその内部を通過するように構成されている。当該イオン交換機５７は、イオン交換樹脂を内蔵して構成されている為、イオン交換機５７内部を通過する冷却水はイオン交換樹脂と接触する。当該冷却水中のイオンは、イオン交換樹脂に吸着され、第２流出ポート３０を通過した冷却水から除去される。
【００５５】
尚、冷却水回路５０におけるイオン交換機５７の圧力損失は、当該イオン交換機５７内を通過する冷却水からイオンを吸着除去することができればよい為、図６に示すように、ラジエータ５６よりも小さな値を示す。
【００５６】
続いて、第１実施形態に係る三方弁１の具体的構成について、図１〜図４を参照しつつ詳細に説明する。尚、図４においては、第１実施形態に係る三方弁１における冷却水の流れを、矢印Ｆによって示している。
【００５７】
上述したように、第１実施形態に係る三方弁１は、冷却水回路５０におけるラジエータ５６側とバイパス流路５４側に対する冷却水の流量バランスを調整する為に、冷却水流路５２からラジエータ側流路５３とバイパス流路５４に分岐する分岐点に配置されている。
【００５８】
図１、図２に示すように、三方弁１は、ボディ１０に形成された弁室１３に対して、流入ポート２０と、第１流出ポート２５と、第２流出ポート３０とを夫々接続して構成されている。当該三方弁１は、弁室１３内における弁体３５を移動させることによって、流入ポート２０から流入し、第１流出ポート２５側、第２流出ポート３０側へ流出する冷却水の流量配分を調整することができる。
【００５９】
ボディ１０は、三方弁１の外殻を構成しており、カバー１１と、本体部１２と、ギアカバー１４とを有している。本体部１２の一面側には、円筒形状の凹部が形成されており、この凹部の開口部に対しては、カバー１１が取り付けられている。即ち、この本体部１２における凹部の内部とカバー１１によって、三方弁１の弁室１３が形成される。つまり、弁室１３は、カバー１１と本体部１２の間に形成される円柱形状の空間となる。
【００６０】
弁室１３には、流入ポート２０と、第１流出ポート２５と、第２流出ポート３０が接続されており、冷却水回路５０を循環する冷却水が弁室１３に対して流出入可能に構成されている。
【００６１】
この弁室１３の内部には、円筒形状に形成された弁体３５が配置される。図２に示すように、弁体３５は、当該弁体３５の中心に沿って形成された回転軸３６を軸として回動可能に配置されている。弁体３５は、弁室１３の内部において、回転軸３６を中心として回動することで、第１流出ポート２５における流路面積と第２流出ポート３０における流路面積とを調整できる。
【００６２】
図２に示すように、本体部１２におけるカバー１１の逆側には、ギアカバー１４が取り付けられている。そして、本体部１２とギアカバー１４の間の空間には、ギア機構部４１が配置されている。
【００６３】
当該ギア機構部４１は、本体部１２に列状に取り付けられた複数のギアによって構成されている。ギア機構部４１を構成するギアの一つには、弁体３５の回転軸３６の端部が接続されており、他のギアには、本体部１２に取り付けられた電動モータ４０の駆動軸が接続されている。従って、当該三方弁１は、ギア機構部４１を介して、電動モータ４０の駆動力を弁体３５の回転軸３６に伝達し、弁体３５を弁室１３内部で回動させることができる。
【００６４】
そして、当該三方弁１は、本体部１２に取り付けられた電動モータ４０の作動を制御することで、弁室１３内における弁体３５の位置を調整して、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０における流路面積を調整することができる。
【００６５】
図１〜図４に示すように、三方弁１は、流入ポート２０を有している。当該流入ポート２０は、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されており、所定方向へ直線状に伸びている。円管状に形成された流入ポート２０の内部は、流入路２１を構成しており、冷却水回路５０の冷却水流路５２を流れる冷却水を弁室１３内部に導く。この流入ポート２０は、本発明における流入ポートとして機能し、流入路２１は、本発明における流入路として機能する。
【００６６】
尚、第１実施形態においては、図４に示すように、流入ポート２０における流入路２１の中心軸が伸びる方向を基準方向Ｌという。この基準方向Ｌは、本発明における基準方向に相当する。
【００６７】
第１流出ポート２５は、弁室１３に対して流入ポート２０の伸びる方向とは逆側へ伸びており、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されている。当該第１流出ポート２５の内部には、第１流出路２６と、屈曲部２７と、第１下流側流出路２８とが形成されており、弁室１３から流出した冷却水を冷却水回路５０のラジエータ側流路５３に導く。
【００６８】
第１流出路２６は、第１流出ポート２５において、弁室１３から冷却水が流出する際に通過する流路であり、流入ポート２０の基準方向Ｌと異なる方向へ直線状に伸びている。図４に示すように、第１流出ポート２５における第１流出路２６の中心軸が伸びる方向は、第１流出方向ＬＡである。
【００６９】
この第１流出方向ＬＡは、流入ポート２０の伸びる方向と逆側において基準方向Ｌに対して鋭角を為すように交わっている。第１実施形態においては、流入ポート２０と逆側において、基準方向Ｌと第１流出方向ＬＡが為す角度を第１角度αという。
【００７０】
そして、第１流出路２６における弁室１３側の端部には、ゴム製の第１シール部材２９が配置されている。この第１シール部材２９は、第１流出路２６における弁室１３側の開口縁全体にわたって配置されており、弁室１３に配置された弁体３５の外周表面と密着可能に構成されている。尚、この第１シール部材２９の表面に対して、弁体３５との摩擦を低減する為、フッ素系樹脂によるコーティング等の表面処理を施しても良い。
【００７１】
従って、当該三方弁１は、弁室１３における弁体３５の位置を変更し、第１シール部材２９の全周を弁体３５の外周表面に密着させることで、弁室１３から第１流出路２６へ向かう冷却水の流れを遮断することができる。
【００７２】
又、図４に示すように、流入ポート２０から第１流出ポート２５を通過する冷却水の流れ方向に直交する方向（即ち、図４における上下方向）に関して、第１流出路２６における冷却水流れの下流側の端部は、流入ポート２０の流入路２１に対して重複するように配置されている。
【００７３】
即ち、第１流出ポート２５の第１流出路２６において、重複幅Ｗにあたる部分は、弁室１３を介して、流入ポート２０における流入路２１の延長線上に位置している。従って、当該三方弁１は、流入ポート２０の流入路２１から第１流出ポート２５の第１流出路２６を通過する冷却水の流れを円滑にすることができる。
【００７４】
そして、第１流出ポート２５の第１流出路２６における冷却水流れの下流側に、屈曲部２７及び第１下流側流出路２８が配置されている。第１下流側流出路２８は、第１流出路２６における冷却水流れの下流側に配置された円筒状の流路であり、第１流出路２６の下流側端部から直線状に伸びている。図４に示すように、第１流出ポート２５における第１下流側流出路２８の中心軸が伸びる方向は、第１下流側方向ＬＣである。
【００７５】
第１下流側流出路２８は、第１流出路２６を通過した冷却水を第１流出ポート２５の外部（即ち、冷却水回路５０におけるラジエータ側流路５３）に導く。当該第１下流側流出路２８は、本発明における第１流出ポートの下流側流出路に相当する。
【００７６】
屈曲部２７は、第１流出路２６における冷却水の流れ下流側端部に配置されており、第１流出路２６に対して、第１下流側流出路２８を屈曲させた状態で接続している。そして、屈曲部２７は、第１下流側流出路２８の第１下流側方向ＬＣが第１流出路２６の第１流出方向ＬＡよりも流入路２１の基準方向Ｌに近づくように接続している。
【００７７】
図４に示すように、屈曲部２７は、第１流出路２６の第１流出方向ＬＡと、第１下流側流出路２８の第１下流側方向ＬＣとが交差する際に鋭角を為すように、第１下流側流出路２８を第１流出路２６に接続している。第１実施形態においては、この第１流出方向ＬＡと第１下流側方向ＬＣにより構成される角度を、第１下流側角度θという。
【００７８】
第１実施形態においては、屈曲部２７は、第１下流側角度θが第１角度αと同じ値を示すように、第１流出路２６と第１下流側流出路２８を接続している。これにより、第１下流側流出路２８の第１下流側方向ＬＣは、流入ポート２０における流入路２１の基準方向Ｌに対して平行になる。即ち、第１下流側流出路２８は、流入路２１に平行に伸びる。
【００７９】
そして、第２流出ポート３０は、弁室１３に対して流入ポート２０の伸びる方向とは逆側であって、第１流出ポート２５とは異なる方向へ伸びており、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されている。当該第２流出ポート３０の内部には、第２流出路３１と、屈曲部３２と、第２下流側流出路３３とが形成されており、弁室１３から流出した冷却水を冷却水回路５０のバイパス流路５４に導く。
【００８０】
第２流出路３１は、第２流出ポート３０において、弁室１３から冷却水が流出する際に通過する流路であり、流入ポート２０の基準方向Ｌ及び第１流出ポート２５の第１流出方向ＬＡとは異なる方向へ直線状に伸びている。図４に示すように、第２流出ポート３０における第２流出路３１の中心軸が伸びる方向は、第２流出方向ＬＢである。
【００８１】
この第２流出方向ＬＢは、流入ポート２０の伸びる方向と逆側において、基準方向Ｌに対して鋭角を為すように交わっている。第１実施形態においては、流入ポート２０と逆側において、基準方向Ｌと第２流出方向ＬＢが為す角度を第２角度βという。当該第２角度βは、第１流出ポート２５における第１角度αよりも大きな値を示している。
【００８２】
そして、第２流出路３１における弁室１３側の端部には、ゴム製の第２シール部材３４が配置されている。この第２シール部材３４は、第２流出路３１における弁室１３側の開口縁全体にわたって配置されており、弁室１３に配置された弁体３５の外周表面と密着可能に構成されている。尚、この第２シール部材３４の表面に対しても、弁体３５との摩擦を低減する為、フッ素系樹脂によるコーティング等の表面処理を施しても良い。
【００８３】
従って、当該三方弁１は、弁室１３における弁体３５の位置を変更し、第２シール部材３４の全周を弁体３５の外周表面に密着させることで、弁室１３から第２流出路３１へ向かう冷却水の流れを遮断することができる。
【００８４】
第２流出ポート３０においては、第２流出路３１における冷却水流れの下流側に、屈曲部３２及び第２下流側流出路３３が配置されている。第２下流側流出路３３は、第２流出路３１における冷却水流れの下流側に配置された流路であり、第２流出路３１の下流側端部から直線状に伸びている。図４に示すように、第２流出ポート３０における第２下流側流出路３３の中心軸が伸びる方向は、第２下流側方向ＬＤである。
【００８５】
そして、第２下流側流出路３３は、第２流出路３１を通過した冷却水を第２流出ポート３０の外部（即ち、冷却水回路５０におけるバイパス流路５４）に導く。当該第２下流側流出路３３は、本発明における第２流出ポートの下流側流出路に相当する。
【００８６】
屈曲部３２は、第２流出路３１における冷却水の流れの下流側端部に配置されており、第２流出路３１に対して、第２下流側流出路３３を屈曲させた状態で接続している。そして、屈曲部３２は、第２下流側流出路３３の第２下流側方向ＬＤが第２流出路３１の第２流出方向ＬＢよりも流入路２１の基準方向Ｌに近づくように接続している。
【００８７】
図４に示すように、屈曲部３２は、第２流出路３１の第２流出方向ＬＢと、第２下流側流出路３３の第２下流側方向ＬＤとが交差する際に鋭角を為すように、第２下流側流出路３３を第２流出路３１に接続している。第１実施形態においては、この第２流出方向ＬＢと第２下流側方向ＬＤにより構成される角度を、第２下流側角度φという。
【００８８】
これにより、第２下流側流出路３３は、第２流出路３１の延長線上（即ち、第２流出方向ＬＢ上）よりも第１流出ポート２５側に近づくように伸びることになる為、三方弁１自体の小型化に貢献することができる。又、第１流出ポート２５及び第２流出ポート３０の下流側の流路（即ち、ラジエータ側流路５３、バイパス流路５４）の間隔を小さくして配置することが可能になる為、冷却水回路５０の配置スペースを小さく抑制できる。
【００８９】
このように構成された三方弁１は、図示しない制御装置によって電動モータ４０の作動を制御することで、流入ポート２０から流入した冷却水の第１流出ポート２５、第２流出ポート３０に対する流量を調整して分配することができる。第１実施形態においては、この三方弁１による冷却水の分配態様として、第１分配モード、第２分配モード、均等分配モードの３つのモードを例示して説明する。
【００９０】
図５に示すように、第１分配モードは、冷却水回路５０を循環する冷却水の全量が第１流出ポート２５及びラジエータ５６を通過するように冷却水を分配する態様である。即ち、この場合には、弁室１３の内部における弁体３５は、第１流出路２６が全開であり、第２流出路３１が全閉となるように回動される。
【００９１】
三方弁１が第１分配モードである場合の冷却水回路５０における冷却水の流れについて説明する。冷却水回路５０においては、冷却水流路５２内の冷却水は、冷却水ポンプ５５によって圧送されて、燃料電池５１の外部ケーシング内の流路を通過する。
【００９２】
この時、冷却水は、電気化学反応により生じた燃料電池５１の熱を吸熱して、外部ケーシング外に流出する。燃料電池５１から流出した冷却水は、冷却水流路５２を介して、三方弁１の流入ポート２０を介して、弁室１３の内部に流入する。
【００９３】
ここで、第１分配モードでは、弁体３５が第２流出路３１を全閉している為、当該冷却水は、弁室１３内から第１流出路２６、屈曲部２７、第１下流側流出路２８を介して、ラジエータ側流路５３に流出する。
【００９４】
ラジエータ側流路５３に流入した冷却水は、ラジエータ５６を通過して、再び冷却水流路５２に流入する。ラジエータ５６を通過する際に、冷却水は、ラジエータ５６の周囲の大気と熱交換を行い、冷却水の熱を大気に放熱する。その後、冷却水流路５２に流入した冷却水は、冷却水ポンプ５５の吸込口から吸い込まれ、燃料電池５１に向かって圧送される。
【００９５】
これにより、第１分配モードの冷却水回路５０では、冷却水が、燃料電池５１、三方弁１、ラジエータ側流路５３、ラジエータ５６を通過するように循環する。第１実施形態においては、この状態の冷却水回路５０において冷却水が流れる流路を、第１流路系という。
【００９６】
即ち、この第１分配モードは、燃料電池５１の温度が発電に応じて所定温度を超え、燃料電池５１の冷却が必要になった場合に、図示しない制御装置によって採用される三方弁１の分配モードである。
【００９７】
この第１分配モードの冷却水回路５０における圧力損失について、図６を参照しつつ説明する。図６は、冷却水回路５０における冷却水ポンプ５５が所定の条件（例えば、流量が２００Ｌ／ｍｉｎで予め定められた圧力）で冷却水を圧送している場合の各部における圧力損失を示す棒グラフであり、それぞれの圧力損失の大きさに対応して表現している。
【００９８】
この第１分配モードにおける燃料電池５１の圧力損失は、冷却水の全量が通過する状態では、外部ケース内の流路形状等に基づいて所定値を示す。この場合における燃料電池５１の圧力損失をＰＡとする。又、第１分配モードにおける配管の圧力損失は、冷却水流路５２及びラジエータ側流路５３の長さや構成に基づいて或る値を示す。この場合における配管の圧力損失をＰＢとする。
【００９９】
そして、第１分配モードでは、冷却水回路５０における冷却水の全量がラジエータ５６を通過する。ここで、ラジエータ５６は、その内部を通過する冷却水と外気との熱交換効率を高める為、内部流路が多数の細い流路によって構成されている。
【０１００】
この為、冷却水回路５０におけるラジエータ５６の通水抵抗は、ラジエータ５６と並列に接続されているイオン交換機５７よりも大きくなる。第１分配モードにおけるラジエータ５６の圧力損失は、イオン交換機５７よりも大きな値（例えば、５０ｋＰａ）を示す。
【０１０１】
第１分配モードの三方弁１において、冷却水は、流入ポート２０の流入路２１から弁室１３の内部に流入し、その全量が第１流出ポート２５の第１流出路２６、屈曲部２７、第１下流側流出路２８を通過する。
【０１０２】
図４に示すように、第１流出ポート２５の第１流出路２６は、流入ポート２０の流入路２１に対して鋭角を為すように伸びており、第１流出方向ＬＡが基準方向Ｌに対して第１角度αを為している。この為、当該三方弁１によれば、流入ポート２０の流入路２１に対する第１流出ポート２５の第１流出路２６の曲がりを小さく抑えることができるので、流入路２１から第１流出路２６へと流れる際の圧力損失を抑えることができる。
【０１０３】
又、当該第１流出ポート２５の第１流出路２６において、重複幅Ｗにあたる部分は、弁室１３を介して、流入ポート２０における流入路２１の延長線上に位置している。これにより、流入路２１と第１流出路２６の間に、重複幅Ｗにあたる部分を配置されている為、流入路２１から第１流出路２６を通過する冷却水の流れを、更に円滑にして流路の曲がりの影響を抑えることができ、圧力損失を抑制することができる。
【０１０４】
更に、第１流出ポート２５における第１流出路２６の下流端には、屈曲部２７及び第１下流側流出路２８が配置されており、第１下流側方向ＬＣが第１流出方向ＬＡに対して第１下流側角度θを為すように接続されている。これにより、第１下流側流出路２８は流入路２１と平行に伸びることになる為、第１流出ポート２５から流出する冷却水の流れを円滑にすることができる。
【０１０５】
このように、当該三方弁１によれば、第１分配モードにおいて、冷却水の全量が流入ポート２０から第１流出ポート２５へと通過する際の圧力損失を、流入路２１に対する第１流出路２６、屈曲部２７、第１下流側流出路２８の構成によって、後述する第２流出ポート３０側よりも小さな値（例えば、２０ｋＰａ）に抑えることができる。
【０１０６】
次に、第１実施形態に係る三方弁１の第２分配モードについて説明する。図５に示すように、第２分配モードは、冷却水回路５０を循環する冷却水の全量が第２流出ポート３０及びイオン交換機５７を通過するように冷却水を分配する態様である。即ち、この場合、弁室１３の内部における弁体３５は、第２流出路３１が全開であり、第１流出路２６が全閉となるように回動される。
【０１０７】
三方弁１が第２分配モードである場合の冷却水回路５０における冷却水の流れについて説明する。冷却水回路５０においては、冷却水流路５２内の冷却水は、冷却水ポンプ５５によって圧送されて、燃料電池５１の外部ケーシング内の流路を通過し、燃料電池５１の熱を吸熱する。燃料電池５１の外部ケーシングから流出した冷却水は、冷却水流路５２を介して、三方弁１の流入ポート２０を介して、弁室１３の内部に流入する。
【０１０８】
ここで、第２分配モードでは、弁体３５が第１流出路２６を全閉している為、当該冷却水は、弁室１３内から第２流出路３１、屈曲部３２、第２下流側流出路３３を介して、バイパス流路５４に流出する。
【０１０９】
バイパス流路５４に流入した冷却水は、イオン交換機５７を通過して、再び冷却水流路５２に流入する。冷却水がイオン交換機５７を通過する際に、冷却水中のイオンが、イオン交換機５７に内蔵されたイオン交換樹脂に吸着され、冷却水から除去される。
【０１１０】
その後、冷却水流路５２に流入した冷却水は、冷却水ポンプ５５の吸込口から吸い込まれ、燃料電池５１に向かって圧送される。これにより、第２分配モードの冷却水回路５０では、冷却水が、燃料電池５１、三方弁１、バイパス流路５４、イオン交換機５７を通過するように循環する。第１実施形態においては、この状態の冷却水回路５０において冷却水が流れる流路を、第２流路系という。
【０１１１】
即ち、この第２分配モードは、冷却水中のイオンを除去することで、冷却水回路５０を適正な状態で作動させる際に採用される分配モードである。又、第２分配モードでは、冷却水の全量がバイパス流路５４及びイオン交換機５７を通過し、ラジエータ５６を通過することはない。
【０１１２】
この為、第２分配モードの冷却水回路５０では、冷却水が不必要に冷却されることがなく、燃料電池５１の暖機運転時及び過冷却時において、燃料電池５１を迅速に暖めることができる。つまり、第２分配モードは、燃料電池５１の暖機運転時及び過冷却時に採用される分配モードということができる。
【０１１３】
次に、この第２分配モードの冷却水回路５０における圧力損失について、図６を参照しつつ説明する。第２分配モードにおける燃料電池５１の圧力損失は、冷却水の全量が通過する為、第１分配モード時の圧力損失と同じ値（即ち、ＰＡ）を示す。又、第２分配モードにおける配管の圧力損失についても、第１分配モードと同じ値（即ち、ＰＢ）を示す。
【０１１４】
そして、第２分配モードでは、冷却水回路５０における冷却水の全量がイオン交換機５７を通過する。ここで、イオン交換機５７は、当該イオン交換機５７と並列に接続されているラジエータ５６よりも小さな通水抵抗を示す。即ち、第２分配モードにおけるイオン交換機５７の圧力損失は、ラジエータ５６よりも小さな値（例えば、４０ｋＰａ）を示す。
【０１１５】
そして、第２分配モードの三方弁１において、冷却水は、流入ポート２０の流入路２１から弁室１３の内部に流入し、その全量が第２流出ポート３０の第２流出路３１、屈曲部３２、第２下流側流出路３３を通過する。
【０１１６】
図４に示すように、第２流出ポート３０の第２流出路３１は、流入ポート２０の流入路２１に対して鋭角を為すように伸びており、流入路２１に対する第１流出路２６よりも大きく曲がっている。つまり、第２流出方向ＬＢが基準方向Ｌに対して、第１角度αよりも大きな鋭角である第２角度βを為している。
【０１１７】
これにより、当該三方弁１によれば、流入ポート２０の流入路２１に対する第２流出ポート３０の第２流出路３１の曲がりをできるだけ小さく抑えることができるので、流入路２１から第２流出路３１へと流れる際の圧力損失を抑えることができる。
【０１１８】
又、第２角度βが第１角度αよりも大きな鋭角となるように、第２流出ポート３０の第２流出路３１を配置することによって、流入路２１から第２流出路３１に流れる際の圧力損失を、第１流出路２６に流れる際の圧力損失よりも大きな値（例えば、３０ｋＰａ）にすることができる。
【０１１９】
ここで、第１流出ポート２５には、通水抵抗の大きなラジエータ５６が接続され、第２流出ポート３０には、ラジエータ５６よりも通水抵抗の小さなイオン交換機５７が接続されている。
【０１２０】
従って、図６に示すように、第２流出ポート３０側の圧力損失を、第１流出ポート２５側の圧力損失よりも大きくすることで、第１分配モードにおける冷却水回路５０の全体としての圧力損失と、第２分配モードにおける冷却水回路５０の全体としての圧力損失とが等しくなるように調整することができる。
【０１２１】
更に、第２流出ポート３０における第２流出路３１の下流端には、屈曲部３２及び第２下流側流出路３３が配置されており、第２下流側方向ＬＤが第２流出方向ＬＢに対して第２下流側角度φを為すように接続されている。これにより、第２下流側流出路３３は、第２流出路３１よりも流入路２１の基準方向Ｌに近づくように伸びることになる為、第２流出ポート３０から流出する冷却水の流れを円滑にすることができる。
【０１２２】
このように、当該三方弁１によれば、第２分配モードにおいて、冷却水の全量が流入ポート２０から第２流出ポート３０へと通過する際の圧力損失を、流入路２１に対する第２流出路３１、屈曲部３２、第２下流側流出路３３の構成によって、第１分配モード時における三方弁１の圧力損失よりも大きな値にすることができる。
【０１２３】
続いて、第１実施形態に係る三方弁１の均等分配モードについて説明する。図５に示すように、均等分配モードは、冷却水回路５０を循環する冷却水の半量が第１流出ポート２５及びラジエータ５６を通過し、残りの半量が第２流出ポート３０及びイオン交換機５７を通過するように冷却水を分配する態様である。即ち、この場合、弁室１３の内部における弁体３５は、第１流出路２６に流入する冷却水の流量と第２流出路３１に流入する冷却水の流量が均等になるように回動される。
【０１２４】
三方弁１が均等分配モードである場合の冷却水回路５０における冷却水の流れについて説明する。冷却水回路５０においては、冷却水流路５２内の冷却水は、冷却水ポンプ５５によって圧送されて、燃料電池５１の外部ケーシング内の流路を通過して。燃料電池５１の熱を吸熱する。燃料電池５１から流出した冷却水は、冷却水流路５２を介して、三方弁１の流入ポート２０を介して、弁室１３の内部に流入する。
【０１２５】
ここで、均等分配モードでは、第１流出路２６及び第２流出路３１に対して冷却水が流入するように、弁体３５が回動される。従って、流入路２１から弁室１３に流入した冷却水の半量（例えば、１００Ｌ／ｍｉｎ）が第１流出路２６に流入して、残りの半量（即ち、１００Ｌ／ｍｉｎ）が第２流出路３１に流入する。
【０１２６】
第１流出路２６に流入した冷却水は、屈曲部２７、第１下流側流出路２８を通過して、ラジエータ側流路５３に流出する。そして、ラジエータ側流路５３に流入した冷却水は、ラジエータ５６を通過して、再び冷却水流路５２に流入する。この均等分配モードにおいても、冷却水は、ラジエータ５６を通過する際に、ラジエータ５６の周囲の大気と熱交換を行い、冷却水の熱を大気に放熱する。
【０１２７】
一方、第２流出路３１に流入した冷却水は、屈曲部３２、第２下流側流出路３３を通過して、バイパス流路５４に流出する。そして、バイパス流路５４に流入した冷却水は、イオン交換機５７を通過して、再び冷却水流路５２にて、ラジエータ側流路５３を通過した冷却水と合流する。この均等分配モードにおいても、冷却水がイオン交換機５７を通過する際に、冷却水中のイオンがイオン交換機５７のイオン交換樹脂に吸着され、冷却水から除去される。
【０１２８】
その後、冷却水流路５２に流入した冷却水は、冷却水ポンプ５５によって燃料電池５１に向かって圧送され、冷却水回路５０を循環する。即ち、第１実施形態における均等分配モードでは、冷却水回路５０は、第１流路系と第２流路系を併用している。
【０１２９】
即ち、この均等分配モードは、冷却水回路５０の冷却水による燃料電池５１の冷却と、冷却水回路５０の冷却水中におけるイオンの除去とを並行して実行する際に採用される分配モードの一つである。
【０１３０】
次に、この均等分配モードの冷却水回路５０における圧力損失について、図７を参照しつつ説明する。均等分配モードにおける燃料電池５１の圧力損失は、第１分配モード、第２分配モード時と同様に冷却水の全量が燃料電池５１通過する為、第１分配モード、第２分配モード時と同様に、ＰＡという値を示す。又、均等分配モードにおける配管の圧力損失は、第１分配モード、第２分配モードと同じ値であるＰＢを示す。
【０１３１】
均等分配モードの三方弁１において、冷却水は、流入ポート２０の流入路２１から弁室１３の内部に流入し、その半量が第１流出ポート２５の第１流出路２６等を通過する。そして、第１流出ポート２５から流出した冷却水回路５０における冷却水の半量がラジエータ５６を通過する。即ち、均等分配モードの三方弁１において、第１流出ポート２５に分配された冷却水の流れは、冷却水の流量を除いて、上述した第１分配モードと同様の流れとなる。
【０１３２】
一方、均等分配モードの三方弁１で分配された冷却水の残りの半量は、弁室１３から第２流出ポート３０の第２流出路３１等を通過した後、イオン交換機５７を通過する。つまり、均等分配モードの三方弁１において、第２流出ポート３０に分配された冷却水の流れは、冷却水の流量を除いて、上述した第２分配モードと同様の流れとなる。
【０１３３】
図４に示すように、第１流出路２６は、流入路２１の基準方向Ｌに対して第１流出方向ＬＡが第１角度αを為すように伸びており、第２流出路３１は、流入路２１の基準方向Ｌに対して第２流出方向ＬＢが第２角度βを為すように伸びている。そして、第２角度βは第１角度αよりも大きい為、流入ポート２０から第２流出路３１を通過する冷却水の流れは、流入ポート２０から第１流出路２６を通過する冷却水の流れよりも大きく曲がるように構成されている。
【０１３４】
この為、当該三方弁１によれば、均等分配モードにおける第２流出路３１側の圧力損失を、第１流出路２６側の圧力損失よりも大きくすることができる。更に、第１流出ポート２５に対しては、通水抵抗の大きなラジエータ５６が接続されており、第２流出ポート３０には、通水抵抗の小さなイオン交換機５７が接続されている。
【０１３５】
これにより、当該三方弁１によれば、ラジエータ５６を含む第１流出路２６側の圧力損失と、イオン交換機５７を含む第２流出路３１側の圧力損失とのバランスをとることができ、両者における圧力損失が等しくなるように調整することができる。そして、当該三方弁１によれば、冷却水回路５０において、並列関係にある流路系の圧力損失が等しくなるように、各流路系の構成に応じて適切に調整することができる。
【０１３６】
以上説明したように、第１実施形態に係る三方弁１によれば、流入ポート２０の流入路２１から弁室１３内に流入した冷却水を、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０に分配させることができ、弁室１３内にて弁体３５を移動させることによって、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０から流出する冷却水の流量を調整することができる。
【０１３７】
図４に示すように、第１流出ポート２５には、第１流出路２６と、屈曲部２７と、第１下流側流出路２８が配置されている。第１下流側流出路２８は、屈曲部２７によって、第１流出路２６の下流側に接続されており、第１流出方向ＬＡよりも基準方向Ｌ側に伸びるように配置されている。
【０１３８】
これにより、第１流出ポート２５から流出する冷却水の流れを、流入ポート２０の流入路２１を通過する冷却水の流れに近づけることができ、第１流出ポート２５における通水抵抗を低減することができ、冷却水流れの円滑化を図ることができる。第１流出ポート２５においては、第１下流側流出路２８を、流入ポート２０の流入路２１と略平行に配置している為、第１流出ポート２５における通水抵抗を、より低減することができる。
【０１３９】
又、第２流出ポート３０には、第２流出路３１と、屈曲部３２と、第２下流側流出路３３が配置されている。第２下流側流出路３３は、屈曲部３２によって、第２流出路３１の下流側に接続されており、第２流出方向ＬＢよりも基準方向Ｌ側に伸びるように配置されている。
【０１４０】
これにより、第２流出ポート３０から流出する冷却水の流れを、流入ポート２０の流入路２１を通過する冷却水の流れに近づけることができ、第２流出ポート３０における通水抵抗を低減することができ、冷却水流れの円滑化を図ることができる。
【０１４１】
又、第１流出ポート２５において、第１下流側流出路２８を、屈曲部２７を介して接続させ、第２流出ポート３０にて、第２下流側流出路３３を、屈曲部３２を介して接続させている。これにより、第１実施形態に係る三方弁１は、第１下流側流出路２８と第２下流側流出路３３の間隔の広がりを抑制でき、三方弁１自体の小型化に貢献することができる。
【０１４２】
そして、第１下流側流出路２８と第２下流側流出路３３の間隔の増大を抑制することで、第１流出ポート２５に接続される配管と第２流出ポート３０に接続される配管の間隔の増大を抑制することができる。これにより、三方弁１は、当該三方弁１を含む流体回路である冷却水回路５０の配置スペースの小型化にも貢献することができる。
【０１４３】
そして、第１実施形態において、三方弁１の第１流出ポート２５は、ラジエータ側流路５３を介して圧力損失の大きなラジエータ５６に接続されており、第２流出ポート３０は、バイパス流路５４を介して圧力損失の小さなイオン交換機５７に接続されている。
【０１４４】
又、第１流出ポート２５の第１流出路２６は、第１流出方向ＬＡが基準方向Ｌに対して第１角度αを為すように伸びており、第２流出ポート３０の第２流出路３１は、第２流出方向ＬＢが基準方向Ｌに対して第２角度βを為すように伸びている。第２角度βは、第１角度αよりも大きな鋭角である為、第２流出ポート３０を通過する際の圧力損失は、第１流出ポート２５を通過する際の圧力損失よりも大きくなる。
【０１４５】
これにより、当該三方弁１によれば、第１流出ポート２５を介して、ラジエータ５６を通過する場合の圧力損失と、第２流出ポート３０を介して、イオン交換機５７を通過する場合の圧力損失との差を小さくすることができ、第１流出ポート２５側と第２流出ポート３０側における圧力損失のバランスを適切に整えることができる。
【０１４６】
又、流入ポート２０から第１流出ポート２５を通過する冷却水の流れ方向に直交する方向（即ち、図４における上下方向）に関して、第１流出路２６における冷却水流れの下流側の端部は、流入ポート２０の流入路２１に対して重複するように配置されている。
【０１４７】
即ち、第１流出ポート２５の第１流出路２６において、重複幅Ｗにあたる部分は、弁室１３を介して、流入ポート２０における流入路２１の延長線上に位置している。従って、当該三方弁１は、この重複幅Ｗにあたる部分については直線状の流路に相当すると考えられる為、流入ポート２０の流入路２１から第１流出ポート２５の第１流出路２６を通過する冷却水の流れを円滑にすることができる。
【０１４８】
（第２実施形態）
続いて、上述した第１実施形態とは異なる第２実施形態について、図面を参照しつつ説明する。第２実施形態に係る三方弁１は、第１実施形態と同様に、電気自動車（燃料電池車両）の燃料電池５１を冷却する為の冷却水回路５０の一部を構成している。
【０１４９】
そして、第２実施形態に係る三方弁１は、第１実施形態と同様に、ボディ１０に形成された弁室１３に対して、流入ポート２０と、第１流出ポート２５と、第２流出ポート３０とを夫々接続して構成されている。当該三方弁１は、弁室１３内における弁体３５を移動させることによって、流入ポート２０から流入し、第１流出ポート２５側、第２流出ポート３０側へ流出する冷却水の流量配分を調整することができる。
【０１５０】
第２実施形態に係る三方弁１は、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０の具体的構成を除き、その基本的構成は第１実施形態と同一である。従って、三方弁１の基本的構成や冷却水回路５０における三方弁１の接続態様等については、第１実施形態における説明を参照するものとし、第２実施形態に係る第１流出ポート２５、第２流出ポート３０の具体的構成について説明する。
【０１５１】
そして、以下の説明において、第１実施形態と同じ符号は、特に言及しない限り、同一の構成を示している。
【０１５２】
図８に示すように、第２実施形態に係る三方弁１は、ボディ１０に形成された弁室１３に対して、流入ポート２０と、第１流出ポート２５と、第２流出ポート３０が接続されている。
【０１５３】
第２実施形態における流入ポート２０は、第１実施形態と同様に、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されており、所定方向（即ち、基準方向Ｌ）へ直線状に伸びている。当該流入ポート２０の内部には、流入路２１が形成されており、当該流入路２１は、冷却水回路５０の冷却水流路５２を流れる冷却水を弁室１３内部に導く。
【０１５４】
そして、第２実施形態に係る第１流出ポート２５は、弁室１３に対して流入ポート２０の伸びる方向とは逆側へ伸びており、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０のラジエータ側流路５３とを接続する円管状に形成されている。当該第１流出ポート２５の内部には、第１流出路２６が形成されており、ラジエータ側流路５３を介して、弁室１３から流出した冷却水をラジエータ５６に流出させる。
【０１５５】
図８に示すように、第２実施形態に係る第１流出ポート２５には、第１実施形態と異なり、屈曲部２７、第１下流側流出路２８が形成されておらず、第１流出路２６が流入ポート２０の基準方向Ｌと異なる方向（即ち、第１流出方向ＬＡ）へ直線状に伸びるように構成されている。第２実施形態においても、第１流出方向ＬＡは、流入ポート２０の伸びる方向と逆側において基準方向Ｌに対して鋭角（即ち、第１角度α）を為すように交わっている。
【０１５６】
そして、第２実施形態に係る第１流出路２６における弁室１３側の端部には、ゴム製の第１シール部材２９が配置されており、弁室１３に配置された弁体３５の外周表面と密着可能に構成されている。
【０１５７】
又、第２実施形態に係る第２流出ポート３０は、第１実施形態と同様に、弁室１３に対して流入ポート２０の伸びる方向とは逆側であって、第１流出ポート２５とは異なる方向へ伸びており、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０のバイパス流路５４とを接続する円管状に形成されている。そして、第２流出ポート３０は、当該第２流出ポート３０の内部には、第２流出路３１が形成されており、バイパス流路５４を介して、弁室１３から流出した冷却水をイオン交換機５７に流出させる。
【０１５８】
図８に示すように、第２実施形態に係る第２流出ポート３０には、第１実施形態と異なり、屈曲部３２、第２下流側流出路３３が形成されておらず、第２流出路３１が、流入ポート２０の基準方向Ｌ及び第１流出ポート２５の第１流出方向ＬＡと異なる方向（即ち、第２流出方向ＬＢ）へ直線状に伸びるように構成されている。
【０１５９】
第２実施形態においても、第２流出方向ＬＢは、流入ポート２０の伸びる方向と逆側において基準方向Ｌに対して、第１角度αよりも大きな鋭角（即ち、第２角度β）を為すように交わっている。
【０１６０】
そして、第２実施形態に係る第２流出路３１における弁室１３側の端部には、ゴム製の第２シール部材３４が配置されており、弁室１３に配置された弁体３５の外周表面と密着可能に構成されている。
【０１６１】
このように構成することで、第２実施形態に係る三方弁１においても、第１流出ポート２５に係る第１角度αを、第２流出ポート３０に係る第２角度βよりも小さな鋭角とすることで、第１流出ポート２５側における圧力損失を、第２流出ポート３０側における圧力損失よりも小さくすることができる。
【０１６２】
そして、当該三方弁１の第１流出ポート２５側には、ラジエータ側流路５３を介して圧力損失の大きなラジエータ５６が接続されており、第２流出ポート３０には、バイパス流路５４を介して圧力損失の小さなイオン交換機５７が接続されている。
【０１６３】
これにより、第２実施形態に係る三方弁１においても、第１流出ポート２５を介して、ラジエータ５６を通過する場合の圧力損失と、第２流出ポート３０を介して、イオン交換機５７を通過する場合の圧力損失との差を小さくすることができる。即ち、第２実施形態に係る三方弁１は、第１流出ポート２５側と第２流出ポート３０側における圧力損失のバランスを適切に整えることができる。
【０１６４】
以上説明したように、第２実施形態に係る三方弁１によれば、流入ポート２０の流入路２１から弁室１３内に流入した冷却水を、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０に分配させることができ、弁室１３内にて弁体３５を移動させることによって、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０から流出する冷却水の流量を調整することができる。
【０１６５】
又、第２実施形態においても、第１流出ポート２５に接続されているラジエータ５６の圧力損失は、第２流出ポート３０に接続されているイオン交換機５７の圧力損失よりも大きい。そして、第１流出ポート２５に係る第１角度αは、第２流出ポート３０に係る第２角度βよりも小さい為、三方弁１における第１流出ポート２５側の圧力損失は、第２流出ポート３０側の圧力損失よりも小さくなる。
【０１６６】
この為、第２実施形態に係る三方弁１によれば、第１流出ポート２５側と第２流出ポート３０側における三方弁１自体の圧力損失を相違させて、第１流出ポート２５を介したラジエータ５６側の流路系と、第２流出ポート３０を介したイオン交換機５７側の流路系に関する圧力損失のバランスをとることができる。又、第１角度α及び第２角度βは何れも鋭角である為、当該三方弁１は、第１流出ポート２５側、第２流出ポート３０側における三方弁１自体の圧力損失の増大を抑制させることができる。
【０１６７】
又、第１流出ポート２５、第２流出ポート３０における流出路（例えば、第１流出路２６、第２流出路３１）のサイズは、その下流側に接続された流路系の構成（例えば、ラジエータ５６やイオン交換機５７の圧力損失）や要求される能力等に基づいて決定される。この為、三方弁１自体の圧力損失と、各流出ポートに接続された流路系の圧力損失のバランスによっては、出力ポートに接続される流出路のサイズを増大させる必要が生じてしまい、三方弁１自体の大型化を招いてしまう。
【０１６８】
この点、当該三方弁１によれば、第１角度αと第２角度βの大小関係によって、第１流出ポート２５を介したラジエータ５６側の流路系と、第２流出ポート３０を介したイオン交換機５７側の流路系に関する圧力損失のバランスをとることができる。これにより、当該三方弁１は、三方弁１及び冷却水回路５０における流出路のサイズの増大を抑制することができ、三方弁１自体の大型化を抑制することができる。
【０１６９】
（第３実施形態）
次に、上述した各実施形態とは異なる第３実施形態について、図９、図１０を参照しつつ説明する。第３実施形態に係る三方弁１は、上述した実施形態と同様に、電気自動車（燃料電池車両）の燃料電池５１を冷却する為の冷却水回路５０の一部を構成している。
【０１７０】
尚、第１実施形態、第２実施形態においては、三方弁１は、冷却水回路５０において、冷却水を分配する為に配置されていたが、第３実施形態においては、冷却水回路５０において２つの冷却水の流れを合流させる際に用いられている。図１０においては、第３実施形態に係る三方弁１における冷却水の流れを矢印Ｆによって示している。
【０１７１】
そして、第３実施形態に係る三方弁１は、上述した実施形態と同様に構成されており、ボディ１０に形成された弁室１３に対して、流出ポート２０Ａと、第１流入ポート２５Ａと、第２流入ポート３０Ａとを夫々接続して構成されている。当該三方弁１は、弁室１３内における弁体３５を移動させることによって、第１流入ポート２５Ａ側、第２流入ポート３０Ａ側から流入する冷却水の流量配分を調整し、流出ポート２０Ａから流出する冷却水の流量を調整することができる。
【０１７２】
次に、第３実施形態に係る三方弁１が配置される冷却水回路５０の構成について、図９を参照しつつ説明する。第３実施形態に係る冷却水回路５０は、上述した実施形態と同様に、燃料電池５１と、冷却水ポンプ５５と、冷却装置としてのラジエータ５６と、イオン交換機５７とに対して、熱媒体としての冷却水を循環させるように構成されている。燃料電池５１、ラジエータ５６、イオン交換機５７の構成は、上述した実施形態と同様の構成である。
【０１７３】
又、当該冷却水回路５０における冷却水の流路は、冷却水流路５２と、ラジエータ側流路５３と、バイパス流路５４とによって構成されている。冷却水流路５２には、燃料電池５１及び冷却水ポンプ５５が接続されている。ラジエータ側流路５３上にはラジエータ５６が配置されており、バイパス流路５４上には、イオン交換機５７が配置されている。即ち、当該冷却水回路５０は、ラジエータ５６とイオン交換機５７を並列に接続すると共に、冷却水が循環する循環流路を有している。
【０１７４】
図９に示すように、第３実施形態に係る冷却水回路５０において、ラジエータ側流路５３の一端側は、三方弁１の第１流入ポート２５Ａに接続され、バイパス流路５４の一端側は、三方弁１の第２流入ポート３０Ａに接続されている。又、冷却水流路５２の一端側は、三方弁１の流入ポート２０に接続されている。
【０１７５】
即ち、第３実施形態に係る三方弁１は、冷却水回路５０における冷却水流れの合流点に配置されている。そして、冷却水流路５２の他端側には、ラジエータ側流路５３の他端側及びバイパス流路５４の他端側がそれぞれ接続されており、冷却水回路５０における冷却水流れの分岐点を構成している。
【０１７６】
第３実施形態に係る冷却水回路５０において、冷却水ポンプ５５は、三方弁１の流出ポート２０Ａと燃料電池５１とを接続する冷却水流路５２に配置されており、冷却水回路５０における冷却水を燃料電池５１側へ圧送して循環させている。
【０１７７】
従って、冷却水回路５０における冷却水は、燃料電池５１を通過した後、冷却水流路５２からラジエータ側流路５３と、バイパス流路５４に分岐して流れる。ラジエータ側流路５３に流入した冷却水は、ラジエータ５６を通過した後、三方弁１の第１流入ポート２５Ａに流入する。
【０１７８】
一方、バイパス流路５４に流入した冷却水は、イオン交換機５７を通過した後、三方弁１の第２流入ポート３０Ａに流入する。即ち、第３実施形態に係る冷却水回路５０では、ラジエータ側流路５３側の冷却水流れと、バイパス流路５４側の冷却水流れが三方弁１にて合流するように構成されている。
【０１７９】
続いて、第３実施形態に係る三方弁１の具体的構成について、図１０を参照しつつ詳細に説明する。上述したように、第３実施形態に係る三方弁１は、ラジエータ側流路５３とバイパス流路５４とが冷却水流路５２に合流する合流点に配置されている。
【０１８０】
第３実施形態に係る三方弁１は、流出ポート２０Ａ、第１流入ポート２５Ａ、第２流入ポート３０Ａの構成を除いて、上述した実施形態と同様に構成されている。従って、第３実施形態に係る三方弁１において、ボディ１０、弁体３５、電動モータ４０、ギア機構部４１等の構成は、上述した実施形態と同様であり、その説明を省略する。
【０１８１】
図１０に示すように、第３実施形態に係る三方弁１は、ボディ１０の弁室１３に対して接続された流出ポート２０Ａを有している。当該流出ポート２０Ａは、弁室１３の内部と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されており、所定方向へ直線状に伸びている。
【０１８２】
円管状に形成された流出ポート２０Ａの内部は、流出路２１Ａを構成しており、弁室１３から流出した冷却水を冷却水回路５０の冷却水流路５２に導く。この流出ポート２０Ａは、本発明における流出ポートとして機能し、流出路２１Ａは、本発明における流出路として機能する。
【０１８３】
尚、第３実施形態においては、図１０に示すように、流出ポート２０Ａにおける流出路２１Ａの中心軸が伸びる方向を基準方向Ｌという。この基準方向Ｌは、本発明における基準方向に相当する。
【０１８４】
第３実施形態に係る三方弁１において、第１流入ポート２５Ａは、弁室１３に対して流出ポート２０Ａの伸びる方向とは逆側へ伸びており、三方弁１における弁室１３の内部と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されている。当該第１流入ポート２５Ａの内部には、第１流入路２６Ａと、屈曲部２７Ａと、第１上流側流入路２８Ａとが形成されており、冷却水回路５０のラジエータ側流路５３から流出した冷却水を弁室１３の内部に導く。
【０１８５】
第１流入路２６Ａは、第１流入ポート２５Ａにおいて、弁室１３に冷却水が流入する際に通過する流路であり、流出ポート２０Ａの基準方向Ｌと異なる方向へ直線状に伸びている。図１０に示すように、第１流入ポート２５Ａにおける第１流入路２６Ａの中心軸が伸びる方向は、第１流入方向ＬＭである。
【０１８６】
この第１流入方向ＬＭは、流出ポート２０Ａの伸びる方向と逆側において基準方向Ｌに対して鋭角を為すように交わっている。第３実施形態において、流出ポート２０Ａと逆側において、基準方向Ｌと第１流入方向ＬＭが為す角度が第１角度αである。
【０１８７】
そして、第１流入路２６Ａにおける弁室１３側の端部には、ゴム製の第１シール部材２９が配置されている。従って、当該三方弁１は、弁室１３における弁体３５の位置を変更し、第１シール部材２９の全周を弁体３５の外周表面に密着させることで、第１流入路２６Ａから弁室１３へ向かう冷却水の流れを遮断することができる。
【０１８８】
又、図１０に示すように、流出ポート２０Ａから第１流入ポート２５Ａを通過する冷却水の流れ方向に直交する方向（即ち、図１０における上下方向）に関して、第１流入路２６Ａにおける冷却水流れの上流側の端部は、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａに対して重複するように配置されている。
【０１８９】
即ち、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａにおいて、重複幅Ｗにあたる部分は、弁室１３を介して、流出ポート２０Ａにおける流出路２１Ａの延長線上に位置している。従って、当該三方弁１は、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａから流出ポート２０Ａの流出路２１Ａを通過する冷却水の流れを円滑にすることができる。
【０１９０】
そして、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａにおける冷却水流れの上流側に、屈曲部２７Ａ及び第１上流側流入路２８Ａが配置されている。第１上流側流入路２８Ａは、第１流入路２６Ａにおける冷却水流れの上流側に配置された円筒状の流路であり、第１流入路２６Ａの上流側端部から直線状に伸びている。図１０に示すように、第１流入ポート２５Ａにおける第１上流側流入路２８Ａの中心軸が伸びる方向は、第１上流側方向ＬＯである。
【０１９１】
第１上流側流入路２８Ａは、第１流出ポート２５の外部（即ち、冷却水回路５０におけるラジエータ側流路５３）から流入した冷却水を第１流入路２６Ａに導く。当該第１上流側流入路２８Ａは、本発明における第１流入ポートにおける上流側流入路に相当する。
【０１９２】
屈曲部２７Ａは、第１流入路２６Ａにおける冷却水の流れの上流側端部に配置されており、第１流入路２６Ａに対して、第１上流側流入路２８Ａを屈曲させた状態で接続している。そして、屈曲部２７Ａは、第１上流側流入路２８Ａの第１上流側方向ＬＯが第１流入路２６Ａの第１流入方向ＬＭよりも流出路２１Ａの基準方向Ｌに近づくように接続している。
【０１９３】
図１０に示すように、屈曲部２７Ａは、第１流入路２６Ａの第１流入方向ＬＭと、第１上流側流入路２８Ａの第１上流側方向ＬＯとが交差する際に鋭角を為すように、第１上流側流入路２８Ａを第１流入路２６Ａに接続している。第３実施形態においては、この第１流入方向ＬＭと第１上流側方向ＬＯにより構成される角度を、第１上流側角度Ｘという。
【０１９４】
そして、第３実施形態では、屈曲部２７Ａは、第１上流側角度Ｘが第１角度αと同じ値を示すように、第１流入路２６Ａと第１上流側流入路２８Ａを接続している。これにより、第１上流側流入路２８Ａの第１上流側方向ＬＯは、流出ポート２０Ａにおける流出路２１Ａの基準方向Ｌに対して平行になる。即ち、第１上流側流入路２８Ａは、流出路２１Ａに平行に伸びる。
【０１９５】
第３実施形態に係る三方弁１において、第２流入ポート３０Ａは、弁室１３に対して流出ポート２０Ａの伸びる方向とは逆側であって、第１流入ポート２５Ａとは異なる方向へ伸びており、三方弁１における弁室１３と冷却水回路５０とを接続する円管状に形成されている。当該第２流入ポート３０Ａの内部には、第２流入路３１Ａと、屈曲部３２Ａと、第２上流側流入路３３Ａとが形成されており、冷却水回路５０のバイパス流路５４から流入した冷却水を弁室１３の内部に導く。
【０１９６】
第２流入路３１Ａは、第２流入ポート３０Ａにおいて、弁室１３に対して冷却水が流入する際に通過する流路であり、流出ポート２０Ａの基準方向Ｌ及び第１流入ポート２５Ａの第１流入方向ＬＭとは異なる方向へ直線状に伸びている。図１０に示すように、第２流入ポート３０Ａにおける第２流入路３１Ａの中心軸が伸びる方向は、第２流入方向ＬＮである。
【０１９７】
この第２流入方向ＬＮは、流出ポート２０Ａの伸びる方向と逆側において、基準方向Ｌに対して鋭角を為すように交わっている。第３実施形態においては、流出ポート２０Ａと逆側において、基準方向Ｌと第２流入方向ＬＮが為す角度が第２角度βである。この第２角度βは、第１流入ポート２５Ａにおける第１角度αよりも大きな値を示している。
【０１９８】
流出路２１Ａにおける弁室１３側の端部には、ゴム製の第２シール部材３４が配置されている。従って、当該三方弁１は、弁室１３における弁体３５の位置を変更し、第２シール部材３４の全周を弁体３５の外周表面に密着させることで、第２流入路３１Ａから弁室１３へ向かう冷却水の流れを遮断することができる。
【０１９９】
そして、第２流入ポート３０Ａにおいて、第２流入路３１Ａにおける冷却水流れの上流側に、屈曲部３２Ａ及び第２上流側流入路３３Ａが配置されている。第２上流側流入路３３Ａは、第２流入路３１Ａにおける冷却水流れの上流側に配置された円筒状の流路であり、第２流入路３１Ａの上流側端部から直線状に伸びている。図１０に示すように、第２流入ポート３０Ａにおける第２上流側流入路３３Ａの中心軸が伸びる方向は、第２上流側方向ＬＰである。
【０２００】
当該第２上流側流入路３３Ａは、第２流入ポート３０Ａの外部（即ち、冷却水回路５０におけるバイパス流路５４）から流入した冷却水を第２流入路３１Ａに導く。即ち、当該第２上流側流入路３３Ａは、本発明における第２流入ポートの上流側流入路に相当する。
【０２０１】
屈曲部３２Ａは、第２流入路３１Ａにおける冷却水の流れの上流側端部に配置されており、第２流入路３１Ａに対して、第２上流側流入路３３Ａを屈曲させた状態で接続している。そして、屈曲部３２Ａは、第２上流側流入路３３Ａの第２上流側方向ＬＰが第２流入路３１Ａの第２流入方向ＬＮよりも流出路２１Ａの基準方向Ｌに近づくように接続している。
【０２０２】
図１０に示すように、屈曲部３２Ａは、第２流入路３１Ａの第２流入方向ＬＮと、第２上流側流入路３３Ａの第２上流側方向ＬＰとが交差する際に鋭角を為すように、第２上流側流入路３３Ａを第２流入路３１Ａに接続している。第３実施形態では、この第２流入方向ＬＮと第２上流側方向ＬＰにより構成される角度を第２上流側角度Ｙという。
【０２０３】
これにより、第２上流側流入路３３Ａは、第２流入路３１Ａの延長線上（即ち、第２流入方向ＬＮ）よりも第１流入ポート２５Ａ側に近づくように伸びることになる為、三方弁１自体の小型化に貢献することができる。又、第１流入ポート２５Ａ及び第２流入ポート３０Ａの上流側の流路（即ち、ラジエータ側流路５３、バイパス流路５４）の間隔を小さくして配置することが可能になる為、冷却水回路５０の配置スペースを小さく抑制できる。
【０２０４】
このように構成することで、第３実施形態に係る三方弁１は、第１流入ポート２５Ａから流入する冷却水と、第２流入ポート３０Ａから流入する冷却水とを合流させることができ、弁室１３内にて弁体３５を移動させることで、第１流入ポート２５Ａ、第２流入ポート３０Ａから流入する冷却水の流量配分を調整することができる。
【０２０５】
図１０に示すように、第１流入ポート２５Ａには、第１流入路２６Ａと、屈曲部２７Ａと、第１上流側流入路２８Ａとが配置されている。第１上流側流入路２８Ａは、屈曲部２７Ａによって、第１流入路２６Ａの上流側に接続されており、第１流入方向ＬＭよりも基準方向Ｌ側に伸びるように配置されている。
【０２０６】
これにより、第１流入ポート２５Ａに流入する冷却水の流れを、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａを通過する冷却水の流れに近づけることができ、第１流入ポート２５Ａにおける通水抵抗を低減して、冷却水流れの円滑化を図ることができる。第１流入ポート２５Ａにおいては、第１上流側流入路２８Ａを流出ポート２０Ａの流出路２１Ａと平行に配置している為、第１流入ポート２５Ａにおける通水抵抗を、より低減することができる。
【０２０７】
又、第２流入ポート３０Ａには、第２流入路３１Ａと、屈曲部３２Ａと、第２上流側流入路３３Ａとが配置されている。第２上流側流入路３３Ａは、屈曲部３２Ａによって、第２流入路３１Ａの上流側に接続されており、第２流入方向ＬＮよりも基準方向Ｌ側に伸びるように配置されている。
【０２０８】
これにより、第２流入ポート３０Ａから流入する冷却水の流れを、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａを通過する冷却水の流れに近づけることができ、第２流入ポート３０Ａにおける通水抵抗を低減して冷却水流れの円滑化を図ることができる。
【０２０９】
又、第１流入ポート２５Ａにおいて、第１上流側流入路２８Ａを、屈曲部２７Ａを介して接続させ、第２流入ポート３０Ａにて、第２上流側流入路３３Ａを、屈曲部３２Ａを介して接続させている。これにより、第３実施形態に係る三方弁１は、第１上流側流入路２８Ａと第２上流側流入路３３Ａの間隔の広がりを抑制でき、三方弁１自体の小型化に貢献することができる。
【０２１０】
そして、第１上流側流入路２８Ａと第２上流側流入路３３Ａの間隔の増大を抑制することで、第１流入ポート２５Ａに接続される配管と第２流入ポート３０Ａに接続される配管の間隔の増大を抑制することができる。これにより、第３実施形態に係る三方弁１は、当該三方弁１を含む冷却水回路５０の配置スペースの小型化にも貢献することができる。
【０２１１】
第３実施形態において、三方弁１の第１流入ポート２５Ａは、ラジエータ側流路５３を介して圧力損失の大きなラジエータ５６に接続されており、第２流入ポート３０Ａは、バイパス流路５４を介して圧力損失の小さなイオン交換機５７に接続されている。
【０２１２】
又、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａは、第１流入方向ＬＭが基準方向Ｌに対して第１角度αを為すように伸びており、第２流入ポート３０Ａの第２流入路３１Ａは、第２流入方向ＬＮが基準方向Ｌに対して第２角度βを為すように伸びている。第２角度βは、第１角度αよりも大きな鋭角である為、第２流入ポート３０Ａを通過する際の圧力損失は、第１流入ポート２５Ａを通過する際の圧力損失よりも大きくなる。
【０２１３】
これにより、第３実施形態に係る三方弁１によれば、ラジエータ５６から第１流入ポート２５Ａを介して、冷却水を流入させた場合の圧力損失と、イオン交換機５７から第２流入ポート３０Ａを介して、冷却水を流入させた場合の圧力損失との差を小さくすることができ、第１流入ポート２５Ａ側と第２流入ポート３０Ａ側における圧力損失のバランスを適切に整えることができる。
【０２１４】
又、第１流入ポート２５Ａから流出ポート２０Ａを通過する冷却水の流れ方向に直交する方向（即ち、図１０における上下方向）に関して、第１流入路２６Ａにおける冷却水流れの上流側の端部は、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａに対して重複するように配置されている。
【０２１５】
即ち、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａにおいて、重複幅Ｗにあたる部分は、弁室１３を介して、流出ポート２０Ａにおける流出路２１Ａの延長線上に位置している。従って、当該三方弁１は、この重複幅Ｗにあたる部分については直線状の流路に相当すると考えられる為、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａから流出ポート２０Ａの流出路２１Ａを通過する冷却水の流れを円滑にすることができる。
【０２１６】
以上説明したように、第３実施形態に係る三方弁１によれば、第１流入ポート２５Ａの第１流入路２６Ａ、第２流入ポート３０Ａの第２流入路３１Ａから弁室１３の内部に流入した冷却水を合流させ、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａから流出させることができる。そして、当該三方弁１は、弁室１３の内部にて弁体３５を移動させることによって、第１流入ポート２５Ａ、第２流入ポート３０Ａから流入する冷却水の流量配分を調整することができる。
【０２１７】
第１流入ポート２５Ａには、第１流入路２６Ａと、屈曲部２７Ａと、第１上流側流入路２８Ａが配置されている。第１上流側流入路２８Ａは、屈曲部２７Ａによって、第１流入路２６Ａの上流側に接続されており、第１流入方向ＬＭよりも基準方向Ｌ側に伸びるように配置されている。
【０２１８】
従って、第３実施形態に係る三方弁１は、第１流入ポート２５Ａから流入する冷却水の流れを、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａから流出する冷却水の流れに近づけることができる。即ち、当該三方弁１は、第１流入ポート２５Ａにおける通水抵抗を低減して、冷却水流れの円滑化を図ることができる。
【０２１９】
又、第２流入ポート３０Ａには、第２流入路３１Ａと、屈曲部３２Ａと、第２上流側流入路３３Ａが配置されている。第２上流側流入路３３Ａは、屈曲部３２Ａによって、第２流入路３１Ａの上流側に接続されており、第２流入方向ＬＮよりも基準方向Ｌ側に伸びるように配置されている。
【０２２０】
これにより、当該三方弁１は、第２流入ポート３０Ａから流入する冷却水の流れを、流出ポート２０Ａの流出路２１Ａから流出する冷却水の流れに近づけることができる。つまり、当該三方弁１は、第２流入ポート３０Ａにおける通水抵抗を低減することで、冷却水流れの円滑化を図ることができる。
【０２２１】
又、第１流入ポート２５Ａにおいては、第１上流側流入路２８Ａを、屈曲部２７Ａを介して、第１流入路２６Ａに接続させ、第２流入ポート３０Ａでは、第２上流側流入路３３Ａを、屈曲部３２Ａを介して、第２流入路３１Ａに接続させている。これにより、当該三方弁１は、第１上流側流入路２８Ａと第２上流側流入路３３Ａの間隔の広がりを抑制することができ、三方弁１自体の小型化に貢献することができる。
【０２２２】
そして、当該三方弁１によれば、第１上流側流入路２８Ａと第２上流側流入路３３Ａの間隔の増大を抑制することで、第１流入ポート２５Ａに接続される配管と第２流入ポート３０Ａに接続される配管の間隔の増大を抑制することができる。これにより、第３実施位形態に係る三方弁１は、当該三方弁１を含む流体回路の配置スペースの小型化にも貢献することができる。
【０２２３】
（他の実施形態）
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。即ち、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、上述した各実施形態を適宜組み合わせても良いし、上述した実施形態を種々変形することも可能である。
【０２２４】
（１）上述した実施形態においては、本発明における第１流路系として、ラジエータ側流路５３に接続されたラジエータ５６を含む流路系を挙げ、本発明における第２流路系として、バイパス流路５４に接続されたイオン交換機５７を含む流路系を挙げていたが、この態様に限定されるものではない。本発明における第１流路系と第２流路系は、三方弁１に対して接続される回路構成がそれぞれ異なる径路及び構成となっていれば、種々の回路構成を採用することができる。
【０２２５】
（２）第１流路系と第２流路系における圧力損失に差がある場合には、第１角度αと第２角度βが異なるように構成されることが望ましい。この第１流路系（即ち、ラジエータ５６側）と、第２流路系（即ち、イオン交換機５７側）における圧力損失の差は、第１流路系が第２流路系よりも大きければ、種々の回路構成を採用することができる。
【０２２６】
例えば、上述した実施形態においては、第２流出ポート３０側に接続される第２流路系として、バイパス流路５４に接続されたイオン交換機５７を含む構成としていたが、この態様に限定されるものではなく、イオン交換機５７を取り外して、バイパス流路５４によって構成しても良い。又、上述した実施形態におけるラジエータ５６やイオン交換機５７に替えて、冷却水が通過する他の構成装置に変更することも可能である。
【０２２７】
（３）又、上述した実施形態においては、流体として、燃料電池５１を冷却する為の冷却水を用いていたが、この態様に限定されるものではない。三方弁１によって異なる流路系に供給可能で、分配流量を調整可能な流体であれば、種々の流体を採用することができ、ＡＴＦ等を採用することも可能である。
【０２２８】
（４）又、上述した第１実施形態では、第１角度αと第１下流側角度θを等しくすることによって、流入路２１と第１下流側流出路２８が平行に伸びるように構成していたが、この態様に限定されるものではない。第１下流側角度θは、第１角度αに等しいことが望ましいが、必ずしも一致している必要はなく、回路構成等の要請に応じて適宜変更することができる。同様に、第２角度βと第２下流側角度φを等しくすることによって、流入路２１と第２下流側流出路３３を平行にすることも可能である。又、第３実施形態における第１角度αと第１上流側角度Ｘ、第２角度βと第２上流側角度Ｙの関係性についても同様である。
【０２２９】
（５）そして、上述した第１実施形態においては、第１流出ポート２５の第１下流側流出路２８を、流入ポート２０の流入路２１に対して重複幅Ｗを有するように構成していたが、この態様に限定されるものではない。例えば、第２流出ポート３０の第２下流側流出路３３を、流入路２１に対して重複幅Ｗを有するように構成しても良い。第３実施形態についても同様である。
【０２３０】
又、第２実施形態においても、第１流出ポート２５の第１流出路２６又は第２流出ポート３０の第２流出路３１の何れかを、流入ポート２０の流入路２１に対して重複幅Ｗを有するように構成してもよい。
【符号の説明】
【０２３１】
１    三方弁
２１  流入路
２５  第１流出ポート
２６  流入路
２７  屈曲部
２８  第１下流側流出路
３０  第２流出ポート
３１  第２流出路
３２  屈曲部
３３  第２下流側流出路
【図１】
2019007567.tif 000003
【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】
2019007567.tif 000008
【図７】
2019007567.tif 000009
【図８】
2019007567.tif 000010
【図９】
2019007567.tif 000011
【図１０】
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