JP5114376B2 - Thermostat device - Google Patents
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Description
本発明は、サーモスタット装置に関し、特に、内燃機関等に冷却水を循環させる循環経路上に設けられ、冷却水の温度変化に応じて膨張収縮する熱膨張体を有するサーモエレメントを備えたサーモスタット装置に関する。 The present invention relates to a thermostat device, and more particularly to a thermostat device provided with a thermoelement having a thermal expansion body that is provided on a circulation path for circulating cooling water to an internal combustion engine or the like and expands and contracts in accordance with a temperature change of the cooling water. .
一般に、自動車等の車両に搭載された被冷却部としての内燃機関において、内燃機関を冷却するためには、冷却部としてのラジエータを用いた水冷式の冷却システムが使用されている。従来のこの種の冷却システムにおいては、内燃機関に導入する冷却水の温度を制御できるように、ラジエータ側に循環させる冷却水量を調節する熱膨張体を有するサーモスタット装置が使用されている。 In general, in an internal combustion engine as a cooled part mounted on a vehicle such as an automobile, a water-cooled cooling system using a radiator as a cooling part is used to cool the internal combustion engine. In this type of conventional cooling system, a thermostat device having a thermal expansion body that adjusts the amount of cooling water to be circulated to the radiator side is used so that the temperature of the cooling water introduced into the internal combustion engine can be controlled.
このサーモスタット装置は、内燃機関の冷却水の入口側と出口側に介装されており、冷却水温度が低い場合に、サーモスタット装置の弁体を閉じて冷却水をラジエータを経由させずバイパス通路を介して循環させる一方、冷却水温度が高くなった場合は、サーモスタット装置の弁体を開いて冷却水をラジエータを通して循環させることにより、内燃機関に供給される冷却水の温度が所定の温度になるように制御している。 This thermostat device is interposed between the cooling water inlet side and the outlet side of the internal combustion engine, and when the cooling water temperature is low, the valve body of the thermostat device is closed so that the cooling water does not pass through the radiator. When the cooling water temperature becomes high, the temperature of the cooling water supplied to the internal combustion engine becomes a predetermined temperature by opening the valve body of the thermostat device and circulating the cooling water through the radiator. So that it is controlled.
また、従来のサーモスタット装置としては、部品点数の低減を図るとともに、サーモスタット装置を冷却システムに容易に組み付けることができるように、ハウジング一体型のサーモスタット装置が知られている。 As a conventional thermostat device, a housing-integrated thermostat device is known so that the number of parts can be reduced and the thermostat device can be easily assembled to a cooling system.
従来のこの種のサーモスタット装置としては、内燃機関によって加熱された冷却水を混合通路に導入する高温冷却水導入通路を有する高温冷却水導入管部、冷却部によって冷却された冷却水を混合通路に導入する低温冷却水導入通路を有する低温冷却水導入管部および高温冷却水導入通路および低温冷却水導入通路から混合通路に導入された冷却水を内燃機関に送出する冷却水送出通路を備えたハウジングと、冷却水の温度変化により膨張・収縮する熱膨張体を内蔵するケース、熱膨張体の体積変化に伴いケースに対して摺動自在に設けられ、突出端部が低温冷却水導入管部に設けられた保持部に保持されたピストンロッドおよびケースの外周部に設けられた弁体を有し、混合通路に収納されたサーモエレメントと、ケースを取り囲むようにして設けられ、弁体が低温冷却水導入通路を閉塞するように弁体をコイルスプリングとを備え、高温冷却水導入通路から混合通路内に導入される高温の冷却水によって熱膨張体が膨張してピストンロッドを摺動させることにより、弁体をコイルスプリングの付勢力に抗して低温冷却水導入通路から離隔させるようにしたものがある(例えば、特許文献1、2参照)。 As a conventional thermostat device of this type, a high-temperature cooling water introduction pipe portion having a high-temperature cooling water introduction passage for introducing cooling water heated by an internal combustion engine into the mixing passage, and cooling water cooled by the cooling portion into the mixing passage. A housing having a low-temperature cooling water introduction pipe section having a low-temperature cooling water introduction passage to be introduced, a high-temperature cooling water introduction passage, and a cooling water delivery passage for delivering cooling water introduced from the low-temperature cooling water introduction passage to the mixing passage to the internal combustion engine And a case with a built-in thermal expansion body that expands and contracts due to changes in the temperature of the cooling water, and is slidable with respect to the case as the volume of the thermal expansion body changes. It has a piston rod held by the provided holding part and a valve body provided on the outer periphery of the case, so as to surround the thermo element housed in the mixing passage and the case The valve body is provided with a coil spring so that the valve body closes the low temperature cooling water introduction passage, and the thermal expansion body is expanded by the high temperature cooling water introduced from the high temperature cooling water introduction passage into the mixing passage. In some cases, the piston rod is slid to separate the valve body from the low-temperature cooling water introduction passage against the biasing force of the coil spring (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
このサーモスタット装置にあっては、混合通路の軸線方向に対して高温冷却水導入管部が直交する方向になるようにバイパス導入管部がハウジングに取付けられており、バイパス導入管部の取付け位置は、サーモスタット装置の周辺の冷却水通路を構成する配管のレイアウトによって決定されている。
しかしながら、このような従来のハウジング一体型のサーモスタット装置にあっては、ハウジングの延在方向中心軸に対して高温冷却水導入管部が直交する方向になるように高温冷却水導入管部がハウジングに取付けられているため、サーモスタット装置の周辺の冷却水通路を構成する配管の制約によって、高温冷却水導入管部がハウジングの延在方向中心軸に対して傾いて設置される場合には、サーモエレメントの延在方向に対して高温冷却水導入管部が傾いてしまうことになる。 However, in such a conventional housing-integrated thermostat device, the high temperature cooling water introduction pipe portion is in the housing so that the high temperature cooling water introduction pipe portion is perpendicular to the central axis of the housing extension direction. Therefore, if the high-temperature coolant introduction pipe is inclined with respect to the central axis in the extending direction of the housing due to restrictions on the piping that forms the coolant passage around the thermostat device, A high temperature cooling water introduction pipe part will incline with respect to the extension direction of an element.
このため、高温冷却水導入通路から混合通路に流入した冷却水がサーモエレメントの延在方向の一部分に集中して衝突する事態が発生してしまい、サーモエレメントのケースに内蔵されたワックスが冷却水の温度変化に追従し難くなるおそれがある。 For this reason, a situation occurs in which the cooling water flowing into the mixing passage from the high-temperature cooling water introduction passage concentrates and collides with a part of the extending direction of the thermo element, and the wax incorporated in the case of the thermo element is cooled by the cooling water. There is a risk that it will be difficult to follow the temperature change.
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、被冷却部から高温冷却水導入通路を介して混合通路に導入される冷却水の温度変化に熱膨張体を速やかに追従させることができるサーモスタット装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems. A thermal expansion body can be quickly adapted to a temperature change of cooling water introduced from a portion to be cooled into a mixing passage through a high-temperature cooling water introduction passage. It aims at providing the thermostat device which can be made to follow.
本発明に係るサーモスタット装置は、上記目的を達成するため、(1)被冷却部によって加熱された冷却水を混合通路に導入する高温冷却水導入通路を有する高温冷却水導入管部、冷却部によって冷却された冷却水を前記混合通路に導入する低温冷却水導入通路を有する低温冷却水導入管部および前記高温冷却水導入通路および前記低温冷却水導入通路から前記混合通路に導入された冷却水を前記被冷却部に送出する冷却水送出通路を備えたハウジングと、冷却水の温度変化により膨張・収縮する熱膨張体を内蔵するケース、前記熱膨張体の体積変化に伴い前記ケースに対して摺動自在に設けられ、突出端部が前記低温冷却水導入管部に設けられた保持部に保持されたピストンロッドおよび前記ケースの外周部に設けられた弁体を有し、前記混合通路に収納されたサーモエレメントと、前記ケースを取り囲むようにして設けられ、前記弁体が前記低温冷却水導入通路を閉塞するように前記弁体を付勢する付勢部材とを備え、前記高温冷却水導入管部が前記ハウジングの延在方向中心軸と直交する方向に対して傾いて設けられたサーモスタット装置において、前記高温冷却水導入管部の延在方向に対して前記サーモエレメントの延在方向が直交する角度または直交に近い角度になるように、前記サーモエレメントを前記ハウジングの延在方向中心軸に対して傾けて配置したものから構成されている。 In order to achieve the above object, the thermostat device according to the present invention includes (1) a high-temperature cooling water introduction pipe portion having a high-temperature cooling water introduction passage for introducing cooling water heated by the cooled portion into the mixing passage, and a cooling portion. A low-temperature cooling water introduction pipe section having a low-temperature cooling water introduction passage for introducing cooled cooling water into the mixing passage, and the cooling water introduced into the mixing passage from the high-temperature cooling water introduction passage and the low-temperature cooling water introduction passage. A housing having a cooling water delivery passage for delivering to the cooled part, a case containing a thermal expansion body that expands and contracts due to a temperature change of the cooling water, and slides with respect to the case as the volume of the thermal expansion body changes. A piston rod held in a holding portion provided in the low-temperature cooling water introduction pipe portion and a valve body provided in an outer peripheral portion of the case; A thermo-element housed in the case passage is provided so as to surround the case, and a biasing member wherein the valve body for biasing the valve body so as to close the low temperature cooling water introduction passage, wherein in the thermostat device disposed inclined with respect to the direction in which the high-temperature cooling water inlet pipe section perpendicular to the extending direction center axis of the housing, of the thermo-element with respect to the extending direction of the high-temperature cooling water inlet pipe portion The thermo element is configured to be inclined with respect to the central axis of the housing in the extending direction so that the extending direction becomes an angle perpendicular to or close to the orthogonal direction.
この構成により、サーモスタット装置の周辺の配管の制約で高温冷却水導入管部がハウジングの延在方向中心軸に対して傾いて設けられる場合には、高温冷却水導入管部の延在方向に対してサーモエレメントの延在方向が直交する角度または直交に近い角度になるように、サーモエレメントを混合通路の延在方向中心軸に対して傾けて配置したので、高温冷却水導入通路から混合通路に導入された冷却水をサーモエレメントの延在方向の一部に集中させることなく、サーモエレメントの延在方向に亘って効率よく衝突させることができ、サーモエレメントのケースに内蔵された熱膨張体を冷却水の温度変化に速やかに追従させることができる。 With this configuration, when the high temperature cooling water introduction pipe part is inclined with respect to the central axis in the extending direction of the housing due to the restriction of the piping around the thermostat device, the high temperature cooling water introduction pipe part is extended with respect to the extending direction. Since the thermoelement is inclined with respect to the central axis of the mixing passage in the extending direction so that the extending direction of the thermoelement is orthogonal or close to orthogonal, the high temperature cooling water introduction passage is changed to the mixing passage. Without concentrating the introduced cooling water in the extending direction of the thermo element, it can be efficiently collided in the extending direction of the thermo element, and the thermal expansion body built in the case of the thermo element It is possible to quickly follow the temperature change of the cooling water.
上記(1)に記載のサーモスタット装置において、(2)前記付勢手段の一端部が前記弁体の当接面に当接するとともに、前記付勢手段の他端部が前記ハウジングに形成された当接部に当接するように構成し、前記ハウジングの延在方向中心軸に対する前記弁体の当接面の角度と前記当接部の角度とを異ならせることにより、前記サーモエレメントを挟んで前記高温冷却水導入管部側の前記弁体の当接面および前記当接部の間の距離に対して、前記高温冷却水導入管部と反対側の前記弁体の当接面および前記当接部の間の距離を長くしたものから構成されている。 In the thermostat device according to the above (1), (2) one end portion of the urging means abuts against a contact surface of the valve body, and the other end portion of the urging means is formed on the housing. It is configured to abut against the contact portion, and by varying the angle of the contact surface of the valve body with respect to the central axis in the extending direction of the housing and the angle of the contact portion, the high temperature is sandwiched between the thermo elements. With respect to the distance between the contact surface of the valve body on the cooling water introduction tube portion side and the contact portion, the contact surface of the valve body on the side opposite to the high temperature coolant introduction tube portion and the contact portion It is composed of a long distance between.
この構成により、サーモエレメントを挟んで高温冷却水導入管部側の弁体の当接面および当接部の間の距離に対して、高温冷却水導入管部と反対側の弁体の当接面および当接部の間の距離を長くしたので、サーモエレメントを挟んで高温冷却水導入管部側の弁体の当接面および当接部の間の付勢部材の長さに対して、高温冷却水導入管部と反対側の弁体の当接面および当接部の間の付勢部材の長さを長くして、サーモエレメントを挟んで高温冷却水導入管部側の弁体および当接部の間の付勢部材の付勢力に対して高温冷却水導入管部と反対側の弁体および当接部の間の付勢部材の付勢力を小さくすることができる。 With this configuration, the valve element on the side opposite to the high temperature cooling water introduction pipe part is in contact with the distance between the contact surface and the contact part of the valve body on the high temperature cooling water introduction pipe part side across the thermo element. Since the distance between the surface and the contact portion is increased, with respect to the length of the urging member between the contact surface and the contact portion of the valve body on the high temperature coolant introduction pipe portion side across the thermo element, The length of the urging member between the contact surface of the valve body opposite to the high temperature cooling water introduction pipe section and the contact section is lengthened, and the valve body on the high temperature cooling water introduction pipe section side sandwiching the thermo element and The urging force of the urging member between the valve body and the abutting portion on the side opposite to the high temperature coolant introduction pipe portion can be reduced with respect to the urging force of the urging member between the abutting portions.
このため、弁体の開弁初期においてサーモエレメントを挟んで高温導入管部側に対してサーモエレメントを挟んで高温導入管部と反対側に位置する弁体部分の開弁時期を早くすることができる。 For this reason, at the initial opening of the valve body, the opening timing of the valve body portion located on the opposite side of the high temperature introduction pipe portion with the thermo element interposed between the thermo element and the high temperature introduction pipe portion side can be advanced. it can.
このため、冷却部から低温冷却水導入通路を介して混合通路に導入される冷たい冷却水を、サーモエレメントを挟んで高温冷却水導入管部と反対側により集中させることができる。 For this reason, the cold cooling water introduced into the mixing passage from the cooling portion via the low temperature cooling water introduction passage can be concentrated on the opposite side of the high temperature cooling water introduction pipe portion with the thermo element interposed therebetween.
したがって、弁体の開弁初期に被冷却部から高温冷却水導入通路を介してサーモエレメントを挟んで高温冷却水導入管部側の混合通路に高温の冷却水を集中して導入することで、熱膨張体を高温の冷却液に反応させて開弁状態を維持させることができ、高温の冷却水と低温の冷却水とに熱膨張体が交互に反応して、弁体の閉弁と開弁を繰り返す、所謂、ハンチングを防止することができる。 Therefore, by concentrating and introducing high-temperature cooling water into the mixing passage on the high-temperature cooling water introduction pipe portion side through the high-temperature cooling water introduction passage from the cooled part at the initial stage of valve opening, The thermal expansion body can react with the high-temperature coolant to maintain the valve open state, and the thermal expansion body reacts alternately with the high-temperature cooling water and the low-temperature cooling water to close and open the valve body. So-called hunting, which repeats the valve, can be prevented.
上記(1)または(2)に記載のサーモスタット装置において、(3)前記弁体が前記ケースの上部に設けられており、前記弁体が前記バルブシートから最も離隔した位置にあるときに、前記高温冷却水導入管部の前記ハウジングに対する取付け位置が前記弁体よりも下方に位置するものから構成されている。 In the thermostat device according to the above (1) or (2), (3) when the valve body is provided at an upper part of the case and the valve body is at a position farthest from the valve seat, The mounting position of the high-temperature coolant introduction pipe portion with respect to the housing is configured to be located below the valve body.
この構成により、弁体の全開時に、高温冷却水導入通路から混合通路に導入される高温の冷却水の全てをサーモエレメントに衝突させることができる。このため、高温冷却水導入通路から混合通路に導入される高温の冷却水の流量を低下させることなく、サーモエレメントに効率よく衝突させることができ、サーモエレメントのケースに内蔵された熱膨張体を冷却水の温度変化により一層速やかに追従させることができる。 With this configuration, when the valve body is fully opened, all the high-temperature cooling water introduced from the high-temperature cooling water introduction passage to the mixing passage can collide with the thermoelement. For this reason, it is possible to efficiently collide with the thermo-element without reducing the flow rate of the high-temperature cooling water introduced from the high-temperature cooling water introduction passage to the mixing passage, and the thermal expansion body built in the case of the thermo-element It can be made to follow more rapidly by the temperature change of cooling water.
本発明によれば、被冷却部から高温冷却水導入通路を介して混合通路に導入される冷却水の温度変化に熱膨張体を速やかに追従させることができる。 According to the present invention, the thermal expansion body can quickly follow the temperature change of the cooling water introduced into the mixing passage from the cooled portion via the high-temperature cooling water introduction passage.
以下、本発明に係るサーモスタット装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(第1の実施の形態)
図1〜図6は、本発明に係るサーモスタット装置の第1の実施の形態を示す図である。
まず、構成を説明する。
図1において、被冷却部としての内燃機関であるエンジン2の冷却システム1は、冷却水を循環させるウォータポンプ3と、冷却水が循環されエンジン2を冷却するエンジンブロック流路2aと、冷却水を冷却するラジエータ4が配置されるラジエータ流路5と、ラジエータ流路5の循環流量を制御するサーモスタット装置6と、バイパス流路7とから構成されている。
Embodiments of a thermostat device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
1-6 is a figure which shows 1st Embodiment of the thermostat apparatus based on this invention.
First, the configuration will be described.
In FIG. 1, a cooling system 1 for an
ウォータポンプ3は、エンジン2の図示しないクランクシャフトによって駆動される機械式ウォータポンプであり、ウォータポンプ3は、エンジン2の上流、すなわち、エンジン2の冷却水の入口側に設けられ、冷却水をエンジン2内に圧送することにより、エンジン2を冷却するとともに、冷却システム1に冷却水を循環させる。
The
サーモスタット装置6は、ラジエータ流路5およびバイパス流路7の合流点に設置されており、サーモスタット装置6の下流の冷却水温度が設定値になるように、ラジエータ流路5およびバイパス流路7からの冷却水の混合水温度に応じてラジエータ流路5およびバイパス流路7の循環流量の比率を制御する。
The
図2〜図4は、サーモスタット装置6の構成を示す図である。
図2、図3において、サーモスタット装置6は、ハウジング11と、ハウジング11内に形成された混合通路12に収納されたサーモエレメント20およびサーモエレメント20のケース22を取り囲むようにして設けられた付勢部材としてのコイルスプリング14とを含んで構成されている。
2 to 4 are diagrams showing the configuration of the
2 and 3, the
ハウジング11にはバイパス導入通路(高温冷却水導入通路)15を有するバイパス導入管部(高温冷却水導入管部)16が設けられており、バイパス導入通路15は、バイパス流路7に連通している。
The
また、ハウジング11の上部にはラジエータ導入通路(低温冷却水導入通路)17を有するラジエータ導入管部(低温冷却水導入管部)18が設けられており、ラジエータ導入管部18は、ハウジング11の延在方向中心軸Oに対してハウジング11の上端部から直交する方向に設置され、ラジエータ流路5に連通している。
In addition, a radiator introduction pipe portion (low temperature cooling water introduction pipe portion) 18 having a radiator introduction passage (low temperature cooling water introduction passage) 17 is provided at an upper portion of the
また、ハウジング11の下部にはエンジン送出通路(冷却水送出通路)19が形成されており、このエンジン送出通路19は、バイパス導入通路15およびラジエータ導入通路17から混合通路12に導入される冷却水をラジエータ流路5に送出するようになっており、ラジエータ流路5に送出される冷却水は、ウォータポンプ3で吸い上げられてエンジン2の入口側に供給される。
An engine delivery passage (cooling water delivery passage) 19 is formed in the lower part of the
また、本実施の形態のバイパス導入管部16の延在方向中心軸O1は、ハウジング11の側面外周部において、ハウジング11の延在方向中心軸Oに対して傾いて(所定角度傾斜して)設置されている。このようにバイパス導入管部16がハウジング11の延在方向中心軸Oに対して傾いて設置されるものは、サーモスタット装置6の周辺の冷却水通路を構成する配管であるラジエータ流路5やバイパス流路7の制約によるものである。
Further, the extension direction central axis O1 of the bypass
また、図5に示すように、バイパス導入管部16のハウジング11に対する取付け位置は、弁体24がバルブシート18aから最も離隔した位置にあるときに、弁体24よりも下方に位置するようになっている。
Further, as shown in FIG. 5, the attachment position of the bypass
また、混合通路12内にはサーモエレメント20が収納されており、このサーモエレメント20は、冷却水の温度変化により膨張・収縮する熱膨張体としてのワックス21を内蔵するケース22と、ワックス21の体積変化に伴いケース22に対して摺動するピストンロッド23と、ケース22の上部外周部に設けられ、外周部に環状の弾性部材24aを有する環状の弁体24とを備えている。
Further, a
この弁体24は、弾性部材24aがラジエータ導入管部18の入口側の開口部の周縁(以下、この開口部の周縁をバルブシート18aという)に当接、離隔自在となっており、弁体24がバルブシート18aを閉止すると、混合通路12とラジエータ導入通路17との連通を遮断し、弁体24がバルブシート18aを開放すると、混合通路12とラジエータ導入通路17とを連通するようになっている。
In the
また、ピストンロッド23の下部とワックス21の間には上面が開口する筒状の弾性スプール25が介装されており、この弾性スプール25は、ワックス21が膨張すると、下方から上方に向かって内周面が近接するように押し潰されるように弾性変形することにより、ピストンロッド23を上方に押し出すようになっている。
Further, a cylindrical
また、ラジエータ導入管部18の内周部には保持部18bが形成されており、ピストンロッド23の先端部は、保持部18bに嵌合されることにより、保持部18bに保持されている。
Further, a holding
また、コイルスプリング14は、サーモエレメント20のケース22を取り囲むようにして設けられており、コイルスプリング14の上端部(一端部)が弁体24に当接し、弁体24をラジエータ導入通路17に向かって付勢することにより、弁体24の弾性部材24aをバルブシート18aに当接させるようになっている。
The
また、コイルスプリング14の下端部(他端部)は、インナーケース26のブリッジ部に当接している。このインナーケース26は、ハウジング11の下部内周部に収納されており、下端部に開口部26aが形成されている。
The lower end (other end) of the
図4に示すように、インナーケース26の上部には3つのブリッジ部26b、26c、26dが形成されており、このブリッジ部26b、26c、26dは、インナーケース26の上端内周面から内方に突出し、中央部にケース22の下端を保持する環状の保持部26eに連接されている。
As shown in FIG. 4, three
このブリッジ26b、26c、26dの間にはそれぞれ開口部26fが形成されており、バイパス導入通路15およびラジエータ導入通路17から混合通路12に導入される冷却水は、開口部26fからインナーケース26の内周面を通って開口部26aからラジエータ流路5に送出される。すなわち、インナーケース26は、エンジン送出通路19を構成している。
また、保持部26eには開口部26gが形成されており、サーモエレメント20のケース22は、開口部26gに対して摺動自在となっている。
Moreover, the
また、ブリッジ部26b、26c、26dは、当接部を構成するものであり、ブリッジ部26b、26c、26dは、コイルスプリング14の下端部が当接しており、このコイルスプリング14は、弁体24とブリッジ部26b、26c、26dとの間に介装される。
The
また、サーモエレメント20は、ハウジング11の延在方向中心軸Oに対して所定角度α(αは、例えば、13°程度)傾斜する延在方向中心軸O2を有しており、サーモエレメント20の延在方向中心軸O2の傾斜角度は、バイパス導入管部16の延在方向中心軸O1に対して直交に近い角度となっている。
すなわち、本実施の形態では、バイパス導入管部16の延在方向に対してサーモエレメント20の延在方向が直交に近い角度になるように、サーモエレメント20をハウジング11の延在方向中心軸に対して傾けて設置されている。
The
That is, in the present embodiment, the
なお、バイパス導入管部16の延在方向に対してサーモエレメント20の延在方向が直交に近い角度とは、90°を除いた80°〜100°の範囲内に設定されており、サーモエレメント20は、この角度の範囲内でハウジング11の延在方向中心軸Oに対して傾斜して設けられている。
In addition, the extension direction of the
また、ハウジング11の下端部にはフランジ部27が形成されており、このフランジ部27は、ボルト等の締結部材によってエンジン2のシリンダブロックの取付け面に取付けられている。
A
なお、図1の冷却システム1では、説明の便宜上、サーモスタット装置6およびウォータポンプ3がエンジン2から離隔して示しているが、サーモスタット装置6およびウォータポンプ3はエンジン2のシリンダブロックに取付けられている。
In the cooling system 1 of FIG. 1, for convenience of explanation, the
次に、作用を説明する。
エンジン2の始動直後等は冷却水が低温であるため、コイルスプリング14により弁体24が付勢されることにより、弁体24がバルブシート18aに当接し、混合通路12とラジエータ導入通路17の連通が遮断される。
Next, the operation will be described.
Since the cooling water is at a low temperature immediately after the
このため、エンジン2から高温の冷却水がラジエータ流路5およびバイパス流路7を通してバイパス導入通路15から混合通路12に導入される。混合通路12に導入された冷却水は、サーモエレメント20のケース22の周囲に衝突しながら、エンジン送出通路19から送出され、ラジエータ流路5を通ってウォータポンプ3によりエンジン2の冷却水の入口側に送出される。
For this reason, high-temperature cooling water from the
このとき、バイパス導入管部16の延在方向中心軸O1に対してサーモエレメント20の延在方向中心軸O2が直交に近い角度になるように、サーモエレメント20をハウジング11の延在方向中心軸Oに対して傾けて配置したので、バイパス導入通路15から混合通路12に導入された冷却水がサーモエレメント20の延在方向の一部に集中することなく、サーモエレメント20の延在方向に亘って効率よく衝突され、サーモエレメント20のケース22に内蔵されたワックス21を冷却水の温度変化に速やかに追従させることができる。
At this time, the
一方、エンジン2が高温になるにつれて冷却水の温度が上昇して、バイパス導入通路15から混合通路12に導入された冷却水の温度が所定温度、例えば、90℃に達すると、ケース22を介して高温の冷却水に晒されるワックス21が高温の冷却水に反応することにより、膨張して体積が増大する。
On the other hand, when the temperature of the cooling water rises as the
このとき、バイパス導入通路15から混合通路12に導入される冷却水がサーモエレメント20のケース22の周囲に衝突するため、ケース22に内蔵されたワックス21が冷却水の温度変化に速やかに反応することになる。
At this time, since the cooling water introduced into the mixing
このとき、ワックス21が冷却水に反応して膨張するため、弾性スプール25が下方から上方に向かって内周面が近接するように押し潰されるように弾性変形することにより、ピストンロッド23が上方に押し出され、ピストンロッド23がケース22から突出するような力が作用する。
At this time, since the
ところが、ピストンロッド23の突出端部は、ラジエータ導入管部18の保持部18bに保持されているため、ワックス21がピストンロッド23を押圧する力が作用した場合に、その反作用の力がケース22に作用し、ケース22がエンジン送出通路19側に移動する。
However, since the protruding end portion of the
このため、図5に示すように、ケース22に取付けられた弁体24がバルブシート18aから離隔してラジエータ導入通路17と混合通路12とが連通され、ラジエータ導入通路17から混合通路12に供給される低温の冷却水がバイパス導入通路15から混合通路12に供給される高温の冷却水と混合される。このため、エンジン送出通路19から低温の冷却水が送出され、ラジエータ流路5を通ってウォータポンプ3によりエンジン2の冷却水の入口側に送出される。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
また、冷却水の温度が下がるとワックス21が収縮して、コイルスプリング14の付勢力によってケース22がピストンロッド23を押し戻す。このとき、弾性スプール25が上方から下方に向かって内周面が離隔するように広げられるように弾性変形することにより、ピストンロッド23が下方に移動する。
Further, when the temperature of the cooling water decreases, the
このため、コイルスプリング14によりケース22を介して弁体24が付勢されることにより、弁体24がバルブシート18aに当接し、混合通路12とラジエータ導入通路17の連通が遮断される。この結果、エンジン2から高温の冷却水がラジエータ流路5およびバイパス流路7を通してバイパス導入通路15から混合通路12に導入される。
For this reason, when the
このように本実施の形態では、サーモスタット装置6の周辺の冷却水通路を構成する配管であるラジエータ流路5やバイパス流路7の制約により、バイパス導入管部16の延在方向中心軸O1がハウジング11の延在方向中心軸Oに対して傾いて設けられる構造のハウジング11を有する場合には、バイパス導入管部16の延在方向に対してサーモエレメント20の延在方向中心軸O2が直交に近い角度になるように、サーモエレメント20をハウジング11の延在方向中心軸Oに対して傾けて配置したので、バイパス導入通路15から混合通路12に導入された冷却水をサーモエレメント20の延在方向の一部に集中させることなくサーモエレメント20の延在方向に亘って効率よく衝突させることができる。この結果、サーモエレメント20のケース22に内蔵されたワックス21を冷却水の温度変化に速やかに追従させることができる。
As described above, in the present embodiment, the central axis O1 in the extending direction of the bypass
また、本実施の形態では、弁体24がバルブシート18aから最も離隔した位置にあるときに、バイパス導入管部16のハウジング11に対する取付け位置を弁体24よりも下方に位置させたので、弁体24の全開時に、バイパス導入通路15から混合通路12に導入される高温の冷却水の全てをサーモエレメント20に衝突させることができる。
このため、バイパス導入通路15から混合通路12に導入される高温の冷却水の流量を低下させることなく、サーモエレメント20に効率よく衝突させることができ、サーモエレメント20のケース22に内蔵されたワックス21を冷却水の温度変化により一層速やかに追従させることができる。
Further, in the present embodiment, when the
For this reason, it is possible to efficiently collide with the
なお、本実施の形態では、サーモスタット装置6を、バイパス導入通路15にバイパス流路7から送出される冷却水が導入する冷却システム1に適用しているが、図6に示すような構造としてもよい。
In the present embodiment, the
すなわち、冷却システム1が、冷却水が循環されるヒータコア32が配置されるヒータ流路31を有し、このヒータ流路31とバイパス流路7の下流側を統合させてバイパス導入管部16に接続するように構成し、バイパス導入管部16にヒータ流路31とバイパス流路7から送出される冷却水を導入するようにしてもよい。
That is, the cooling system 1 has a
ヒータ流路31の途中にはヒータコア32が設けられており、このヒータコア32は、図示しない暖房装置の熱源として機能するように構成されており、ヒータ流路31に供給される高温の冷却水と熱交換を行うことにより、車両の図示しない空調ダクト内に吸引された空気を暖めるようになっている。
A
また、バイパス流路7に代えてヒータ流路31を設け、サーモスタット装置6を、ヒータ流路31のみをバイパス導入管部16に接続するように構成した冷却システム1に適用してもよい。
Further, instead of the
(第2の実施の形態)
図7〜図9は、本発明に係るサーモスタット装置の第2の実施の形態を示す図であり、第1の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。また、ブリッジ26b、26c、26dの構成については、図4を参照する。
(Second Embodiment)
7-9 is a figure which shows 2nd Embodiment of the thermostat apparatus based on this invention, The same number is attached | subjected to the structure same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted. Also, refer to FIG. 4 for the configuration of the
図7において、ハウジング11の延在方向中心軸Oに対する弁体24のコイルスプリング当接面(当接面)24bの傾斜角度とブリッジ26b、26c、26dの傾斜角度とが異なるようになっており、弁体24のコイルスプリング当接面24bの傾斜角度に対してブリッジ26b、26c、26dは、図7中、左下方に2°〜3°程度傾いている。
このため、サーモエレメント20を挟んでバイパス導入管部16側の弁体24のコイルスプリング当接面24bおよびブリッジ26d間の距離に対して、バイパス導入管部16と反対側の弁体24のコイルスプリング当接面24bおよびブリッジ部26b、26cの間の距離が長くなっている。
In FIG. 7, the inclination angle of the coil spring contact surface (contact surface) 24b of the
Therefore, with respect to the distance between the coil
本実施の形態では、このようにサーモエレメント20を挟んでバイパス導入管部16側の弁体24のコイルスプリング当接面24bおよびブリッジ26dの間の距離に対して、バイパス導入管部16と反対側の弁体24のコイルスプリング当接面24bおよびブリッジ26b、26cの間の距離を長くした。
以下、サーモエレメント20を挟んでバイパス導入管部16側の弁体24のコイルスプリング当接面24bおよびブリッジ26dの間を第1の空間部41といい、バイパス導入管部16と反対側の弁体24のコイルスプリング当接面24bおよびブリッジ26b、26cの間を第2の空間部42という。
本実施の形態では、第1の空間部41の間のコイルスプリング14の長さに対して、第2の空間部42のコイルスプリング14の長さを長くすることができるため、第1の空間部41のコイルスプリング14の付勢力に対して第2の空間部42のコイルスプリング14の付勢力を小さくすることができる。
In the present embodiment, the distance between the coil
Hereinafter, the space between the coil
In the present embodiment, since the length of the
ここで、サーモスタット装置6の構成を概略化した図8、図9に基づいて説明する。まず、図8に示すように、第1の空間部41の間のコイルスプリング14の長さに対して、第2の空間部42のコイルスプリング14の長さを短くした場合には、第1の空間部41のコイルスプリング14の付勢力に対して第2の空間部42のコイルスプリング14の付勢力が大きくなるため、弁体24の開弁初期において第1の空間部41に対向する弁体24部分の開弁時期が早くなる。
Here, it demonstrates based on FIG. 8, FIG. 9 which outlined the structure of the
このため、ラジエータ4からラジエータ導入通路17を介して混合通路12に導入される冷たい冷却水が第1の空間部41に集中してしまい、低温の冷却水にワックス21が反応して弁体24を閉弁させてしまう。
For this reason, the cold cooling water introduced into the mixing
次いで、閉弁直後にバイパス導入通路15から開弁温度に相当する高温の冷却水が混合通路12に供給されると、高温の冷却水にワックス21が反応して弁体24を開弁させてしまい、この開弁と閉弁を繰り返し、所謂、ハンチングが発生してしまうことがある。
Next, when the high-temperature cooling water corresponding to the valve opening temperature is supplied from the
本実施の形態では、図9に示すように、第1の空間部41の間のコイルスプリング14の長さに対して、第2の空間部42のコイルスプリング14の長さを長くしたので、第1の空間部41のコイルスプリング14の付勢力に対して第2の空間部42のコイルスプリング14の付勢力を小さくすることができる。このため、弁体24の開弁初期において第1の空間部41に対して第2の空間部42に対向する弁体24部分の開弁時期を早くすることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9, the length of the
このため、ラジエータ4からラジエータ導入通路17を介して混合通路12に導入される冷たい冷却水を第2の空間部42により集中させることができる。したがって、弁体24の開弁初期にバイパス導入通路15を介して第1の空間部41に高温の冷却水を集中して導入することで弁体24の開弁状態を維持し、ワックス21が高温の冷却水と低温の冷却水とに交互に反応して弁体24の閉弁と開弁を繰り返す、所謂、ハンチングを防止することができる。
For this reason, cold cooling water introduced into the mixing
なお、上記各実施の形態では、バイパス導入管部16の延在方向に対してサーモエレメント20の延在方向が直交に近い角度になるように、サーモエレメント20をハウジング11の延在方向中心軸に対して傾けて設置しているが、バイパス導入管部16の延在方向に対してサーモエレメント20の延在方向を直交する角度に設定してもよい。
In each of the embodiments described above, the
また、本実施の形態では、被冷却部としてのエンジン2の冷却システム1に適用しているが、エンジン2以外の被冷却部を冷却する冷却システムに適用してもよい。
Moreover, in this Embodiment, although applied to the cooling system 1 of the
また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is illustrative in all respects and is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.
以上のように、本発明に係るサーモスタット装置は、被冷却部から高温冷却水導入通路を介して混合通路に導入される冷却水の温度変化に熱膨張体を速やかに追従させることができるという効果を有し、内燃機関等に冷却水を循環させる循環経路上に設けられ、冷却水の温度変化に応じて膨張収縮する熱膨張体を有するサーモエレメントを備えたサーモスタット装置等として有用である。 As described above, the thermostat device according to the present invention has the effect that the thermal expansion body can quickly follow the temperature change of the cooling water introduced from the cooled portion into the mixing passage through the high temperature cooling water introduction passage. It is useful as a thermostat device or the like provided with a thermoelement having a thermal expansion body that is provided on a circulation path for circulating cooling water to an internal combustion engine or the like and expands and contracts in response to a temperature change of the cooling water.
2 エンジン(被冷却部)
4 ラジエータ(冷却部)
6 サーモスタット装置
11 ハウジング
12 混合通路
13 サーモエレメント
14 コイルスプリング(付勢部材)
15 バイパス導入通路(高温冷却水導入通路)
16 バイパス導入管部(高温冷却水導入管部)
17 ラジエータ導入通路(低温冷却水導入通路)
18 ラジエータ導入管部(低温冷却水導入管部)
18b 保持部
19 エンジン送出通路(冷却水送出通路)
20 サーモエレメント
21 ワックス(熱膨張体)
22 ケース
23 ピストンロッド
24 弁体
24b コイルスプリング 当接面
26b、26c、26d ブリッジ(当接部)
2 Engine (cooled part)
4 Radiator (cooling part)
6
15 Bypass introduction passage (High-temperature cooling water introduction passage)
16 Bypass introduction pipe (high temperature cooling water introduction pipe)
17 Radiator introduction passage (low-temperature cooling water introduction passage)
18 Radiator introduction pipe (low-temperature cooling water introduction pipe)
20
22
Claims (3)
冷却水の温度変化により膨張・収縮する熱膨張体を内蔵するケース、前記熱膨張体の体積変化に伴い前記ケースに対して摺動自在に設けられ、突出端部が前記低温冷却水導入管部に設けられた保持部に保持されたピストンロッドおよび前記ケースの外周部に設けられた弁体を有し、前記混合通路に収納されたサーモエレメントと、
前記ケースを取り囲むようにして設けられ、前記弁体が前記低温冷却水導入通路を閉塞するように前記弁体を付勢する付勢部材とを備え、前記高温冷却水導入管部が前記ハウジングの延在方向中心軸と直交する方向に対して傾いて設けられたサーモスタット装置において、
前記高温冷却水導入管部の延在方向に対して前記サーモエレメントの延在方向が直交する角度または直交に近い角度になるように、前記サーモエレメントを前記ハウジングの延在方向中心軸に対して傾けて配置したことを特徴とするサーモスタット装置。 A high-temperature cooling water introduction pipe portion having a high-temperature cooling water introduction passage for introducing the cooling water heated by the cooled portion into the mixing passage, and a low-temperature cooling water introduction passage for introducing the cooling water cooled by the cooling portion into the mixing passage. A housing having a cooling water delivery passage for delivering the cooling water introduced into the mixing passage from the low temperature cooling water introduction passage, the high temperature cooling water introduction passage, and the low temperature cooling water introduction passage;
A case containing a thermal expansion body that expands and contracts due to a temperature change of the cooling water, and is provided slidably with respect to the case in accordance with a volume change of the thermal expansion body, and a protruding end portion of the low-temperature cooling water introduction pipe portion A thermostat housed in the mixing passage, having a piston rod held in a holding portion provided in a valve body and a valve body provided in an outer peripheral portion of the case;
Provided so as to surround the case, and a biasing member wherein the valve body for biasing the valve body so as to close the low temperature cooling water introducing passage, the high-temperature cooling water inlet pipe portion said housing In a thermostat device provided to be inclined with respect to a direction orthogonal to the central axis of the extending direction of
The thermo element is positioned with respect to the central axis of the housing in the extending direction so that the extending direction of the thermo element is at an angle perpendicular to or approximately perpendicular to the extending direction of the high-temperature coolant introduction pipe section. A thermostat device characterized by being placed at an angle.
前記ハウジングの延在方向中心軸に対する前記弁体の当接面の角度と前記当接部の角度とを異ならせることにより、前記サーモエレメントを挟んで前記高温冷却水導入管部側の前記弁体の当接面および前記当接部の間の距離に対して、前記高温冷却水導入管部と反対側の前記弁体の当接面および前記当接部の間の距離を長くしたことを特徴とする請求項1のサーモスタット装置。 One end portion of the urging means abuts on the contact surface of the valve body, and the other end portion of the urging means abuts on a contact portion formed on the housing,
The valve body on the high-temperature cooling water introduction pipe portion side with the thermoelement interposed therebetween by making the angle of the contact surface of the valve body with respect to the central axis in the extending direction of the housing different from the angle of the contact portion The distance between the contact surface of the valve body on the side opposite to the high-temperature coolant introduction pipe portion and the contact portion is made longer than the distance between the contact surface and the contact portion. The thermostat device according to claim 1.
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