JPH1113916A - 自動車エンジンの高冷却効率のワックス型 サーモスタット - Google Patents

自動車エンジンの高冷却効率のワックス型 サーモスタット

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JPH1113916A
JPH1113916A JP20369297A JP20369297A JPH1113916A JP H1113916 A JPH1113916 A JP H1113916A JP 20369297 A JP20369297 A JP 20369297A JP 20369297 A JP20369297 A JP 20369297A JP H1113916 A JPH1113916 A JP H1113916A
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JP
Japan
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wax
rod
thermostat
valve
elastic seal
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JP20369297A
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English (en)
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Giichi Kuze
義一 久世
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動車エシジンの冷却液の温度の上限を従
来の130℃を99℃に低下させるにある。 【構成】 ロッドに係合する弾性シール・スプールの
中心孔の側壁の肉厚を超薄くし、更にフランジ面に小孔
を開口し、その分、サーモスタットのリターン・スプリ
ングのバネ定数を低下させ、サーモスタットの作動温度
範囲をワックスが固体から液化する状態変化領域に集中
させ、適切時に冷却液が急増するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車エンジンの冷却液
の温度を制御するワックス型サーモスタットに関する。
【0002】
【従来の技術】サーモスタットの作動範囲は弁のリフト
・アップの大きなワックスが固体から液化する状態変化
領域の85℃から100℃間の15℃と、弁のリフト・
アップの微少なワックス液の体膨張領域の100℃から
130℃間の30℃に亘る合計45℃なので冷却効率は
低下し、自動車エンジン冷却液の温度上限は130℃に
なる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】サーモスタットの作動
温度範囲をワックスが固体から液化する弁のリフト・ア
ップの大きな状態変化領域の15℃間に集中し、更に、
弁のリフト・アップの拡大、増長手段を講じて自動車エ
ンジンの冷却液温の上限を100℃以内に抑制するにあ
る。
【0004】
【発明が解決するための手段】弁のリフト・アップの拡
大、増長手段は、第1にロッドに係合する弾性シール・
スプールの中心孔の側壁の肉厚をロッドの直径の25%
から5%の範囲内に超薄くするにあり、又、第2にサー
モスタットのフランジ面に少なくとも1個の小孔をあ
け、サーモスタット・ハウジング内とラジエーターに連
通するサーモスタット・キャップ間を同圧にして、その
分、サーモスタットのリターン・スプリングのバネ定数
を低下させるにある。
【0005】
【実施例】自動車エンジンの冷却液の温度を制御するワ
ックス型サーモスタットに装着するサーモ・アクチュエ
ータ1(図2)はロッド2とロッド2に摺動自在に係合
するガイド・メンバ3とガイド・メンバ3の下端面に気
密に係合し、同じくロッド2に摺動自在に係合する弾性
シール・スプール4の底面とロッドの下端との間に形成
される空間に、所要量の潤滑油5を封じ込み、これ等4
者を一体にしてワックス6を充填する感熱シリンダ筒7
内に挿入し、気密に圧着して構成する。
【0006】冷却液がサーモスタットの規定する温度を
超えて上昇するに連れ、図3に示す様に感熱シリンダ筒
7内に密封充満するワックス6は溶融膨張し、その体積
を増す。従って、ロッド2に係合する弾性シール・スプ
ール4はリターン・スプリング8に抗してロット2を絞
り上げ、主弁9のリフトを増す。逆に温度が下がると、
ワックス6は逐次、凝固収縮し、弾性シール・スプール
4はリターン・スプリング8により、ロッド2に押され
て主弁9のリフトを低下し閉弁に至る(図2)。
【0007】ロッド2に係合する弾性シール・スプール
4の肉厚を超薄くすると、シリンダの内容積に余裕が出
来ると共に、これを絞り上げるに要するワックス圧は従
来のものより極めて低くなるから、シリンダの肉厚も薄
く出来、シリンダの内容積は更に余裕を増す。そこで、
ロッド2の径を太くしてシリンダ内の溶融ワックス圧の
上限をロッド2の径の2乗に逆比例して激減させ、更に
サーモスタットのフランジ面に少なくとも1個の小孔1
4を開口し(図4)、主弁が閉じている時、主弁の内外
を同圧にし、その分、リターン・スプリング8のバネ定
数を従来のものより低減させて溶融ワックス6の液化を
促進し、適切時に弁のリフトを急増させるのである。
【0008】ワックス圧の代りに油圧を利用した簡易な
弾性シール・スプールの油圧力−弁リフトの卓上試験装
置を図1に示す。 21.油圧供給口 22.サーモ・アクチュエータ 内部の弾性シール・スプールを観察出来る様に感熱シリ
ンダを切断して装着する 23.外部から内部を観察する窓 24.透明なアクリルパイプ 25.弾性シール・スプール 26.ロッド 27.潤滑油 28.リターン・スプリング 29.ダイヤル・インジケータ(図示せず)
【0009】図1の試験装置で測定した油圧−弁リフト
の実測値を表1に示す。 表1に於いて (A)は従来のロッド2の径3.8mmで、その径の4
5%の肉厚1.7mmのもの (B)はロッド2の径4.5mmで、その径の25%の
肉厚1.25mmのもの (C)はロッド2の径4.5mmで、その径の5%の肉
厚0.225mmのもの であって係合するリターン・スプリング8のバネ定数は
0.55kg/mmである。
【0010】弾性シール・スプール4の肉厚が(C)の
ように超薄いとスプール内部の潤滑油5の圧力はワック
ス圧と等価になる。弾性シール・スプール4はその内外
から等価の圧力で支えられ浮遊状態になるので、ロッド
2間の摩擦抵抗が0となり、ロッド2のリフト・アップ
はロッド2の下端面に加えられる潤滑油5の圧力によっ
てもたらされる。
【0011】(A)は肉厚1.7mmのため起動圧力は
80kg/cmで、リフトが0.6mmであり、バネ
荷重15.1kgに抗し、ロッド2を10mm絞り上げ
るのに140kg/cmの圧力を要し論外である。
【0012】ロッド2を起動する圧力は(B)、(C)
共に50kg/cmで、その時のリフトは同じく0.
4mmであるが、それ以後はバネ荷重15.1kgに抗
してロッドを10mm絞り上げるのに、(C)は超薄肉
0.225mmのため、90kg/cmで達し、
(B)は遅れて100kg/cmで達す。
【0013】従って、これ等を考えると、弾性シール・
スプール4の肉厚を(B)以上に厚くすると、起動圧力
は50kg/cmを超すので、肉厚の上限はロッド2
の径の25%とする。又、弾性シール・スプール4の肉
厚は(C)に示す5%で充分で、これ以上薄くすると、
その製造が困難になり、コスト高になるので、肉厚の下
限はロッド2の径の5%とする。
【0014】更に、表1の(C)のリターシ・スプリン
グ8のバネ定数0.55kg/mmを0.27kg/m
mに変えて、図1の試験装置で測定した油圧−弁リフト
の実測値(D)を表2に示す。
【0015】(D)の起動圧力は30kg/cmで弁
リフト0.3mm、圧力60kg/cmで弁リフト1
3.5mmとなる。超薄肉の弾性シール・スプール4
に、更にバネ定数を従来、0.55kg/mmを0.2
7kg/mmと約半減にしたリターン・スプリング8を
係合して、ワックス6の液化を促進し、その液化の量を
急増させて弁リフトを上げる相乗効果は群を抜くのであ
る。
【0016】本発明のサーモ・アクチュエータ(D)を
組み付けた実施例に就き説明する。図2及び図3は自動
車エンジン冷却液の温度制御用ワックス型サーモスタッ
トの断面図で前者は主弁9の閉弁時を、後者はその全開
リフト時を示す。一般にワックス型サーモスタットは図
3に示す様に、弁座10を形成するハウジング11に固
定するフレーム12と、弁座10に係合する主弁9、及
びこれを圧入固定するサーモ・アクチュエータ1及び、
主弁9とフレーム12との間に介装するリターン・スプ
リング8とよりなる。
【0017】液温が規定温度を超えて上昇すると、サー
モ・アクチュエータ1の感熱シリンダ筒7内に密封充満
するワックス6の溶融膨張によるワックス圧と等価の弾
性シール・スプール4内の潤滑油5は、リターン・スプ
リング8に抗してロッド2を上方へ押し上げる。然し、
ロッド2はハウジング11の頂点13に係合支持されて
いるので、相対的に主弁9は下方へ開く(図3)。液温
が下降に転ずると感熱シリンダ筒7内の溶融ワックス6
は逐次凝固収縮するからリターン・スプリング8により
主弁9は全閉に至る(図2)。この様にしてハウジング
11の頂点13に係合支持されているロッド2に対しサ
ーモ・アクチュエータ1のガイド・メンバ3は上下に摺
動し、これに固定される主弁9はこれに対応して開閉す
る。
【0018】図5は従来型の(A)のサーモ・アクチュ
エータで構成したワックス型サーモスタットAと、
(D)のサーモ・アクチュエータで構成した本発明のワ
ックス型サーモスタットDの夫々冷却液温−弁リフトの
ダイヤグラムである。
【0019】Aは87℃で開弁し、100℃で弁リフト
は8.6mmで液化膨張領域を終了し、以後液体膨張領
域に入り、その後は弁リフトの上昇率一定となって急低
下する。従って、遅々として弁リフトが11mmになる
迄に冷却液の温度は130℃にも達する。従って従来の
エンジンの冷却液の上限は130℃になる。
【0020】これに対し、本発明のDは86℃で開弁
し、99℃で弁リフトは11mmに達す。而も未だ固体
が液化する状態変化領域内にある。従って本発明のエン
ジンの冷却液の上限は99℃止まりになる。
【0021】図5に於いて、同じ温度範囲χでリフト
8.6mmを基準としてD曲線の占める斜線の面積dと
従来のA曲線の占める斜線の面積aを比較すれば本発明
のサーモスタットが従来のサーモスタットより適切時に
冷却液が急増して如何に高冷却効率を発揮するか明らか
である。
【0022】本発明のDのサーモスタット4ケの耐久試
験の結果を表3に、従来のもの4ヶを表4に示す。サー
モスタットの耐久性に最も必要な要素であるリフトの変
化値は本発明の方が従来のものより一桁以上も小さく優
れている。
【0023】
【発明の効果】弾性シール・スプールの肉厚を超薄く
し、更にサーモスタットのフランジ面に小孔を開口し、
その分、リターン・スプリングのバネ定数を低下させ、
ワックスの液化の増加を促進し、最適切時に冷却液の流
量を激増させ、従来の自動車エンジン冷却液の温度上限
130℃を99℃に下げる本発明はエンジンの寿命を増
し、燃費の節約、有排気物の減少等、省エネルギー、環
境保善をもたらす自動車エンジンの高冷却効率のワック
ス型サーモスタットである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ワックス圧の代りに油圧を利用した弾性シ
ール・スプールの油圧力−弁リフトの試験装置
【図2】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットの断面図で主弁の全閉時を示す。
【図3】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットの断面図で主弁の全開時を示す。
【図4】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットの側面図示でフランジ面の小孔を明示する。
【図5】 従来のワックス型サーモスタットAと本発
明のワックス型サーモスタットDの冷却液温−弁リフト
のダイヤグラムである。
【符号の説明】
1 サーモ・アクチュエータ 2 ロッド 3 ガイド・メンバ 4 弾性シール・スプール 5 潤滑油 6 ワックス 7 感熱シリンダ筒 8 リターン・スプリング 9 主弁 10 弁座 11 ハウジング 12 フレーム 13 頂点 14 ハウジング11のフランジ部の小孔
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】図5は従来型の(A)のサーモ・アクチュ
エータで構成したワックス型サーモスタットAと、
(D)のサーモ・アクチュエータ(但しスプールの肉厚
を0.6mmとするもの)で構成した本発明のワックス
型サーモスタットDの夫々冷却液温−弁リフトのダイヤ
グラムである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】Aは87℃で開弁し、100℃で弁リフト
は8.6mmで液化膨張領域を終了し、以後液体膨張領
域に入り、その後は弁リフトの上昇率一定となって急低
下する。従って、開弁が遅々として弁リフトが11mm
になる迄に冷却液の温度は130℃にも達する。従って
従来のエンジンの冷却液の上限は130℃になる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】
【発明の効果】弾性シール・スプールの肉厚を超薄く
し、更にサーモスタットのフランジ面に小孔を開口し、
その分、リターン・スプリングのバネ定数を低下させ、
ワックスの液化の増加を促進し、最適切時に冷却液の液
量を激増させ、従来の自動車エンジン冷却液の温度上限
130℃を99℃に下げる本発明はエンジンの寿命を増
し、燃費の節約、有害排気物の減少等、省エネルギー、
環境保善をもたらす効果は大である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロッドとロッドに摺動自在なガイド・メ
    ンバとガイド・メンバの端面に気密に係合する弾性シー
    ル・スプールとロッドの下端と弾性シール・スプールの
    底面との空間に封じ込まれた潤滑油の4者を一体にして
    ワックスを充填する感熱シリンダ筒内に挿入し、気密に
    圧着して構成するワックス型サーモスタットのサーモ・
    アクチュエータに於いて、 ロッドに係合する弾性シール・スプールの中心孔の側壁
    の肉厚をロッドの直径の25%から5%の範囲に超薄く
    し、更にサーモスタットのフランジ面に少なくとも1個
    の小孔を開口し、その分、サーモスタットのリターン・
    スプリングのバネ定数を低下させ、サーモスタットの作
    動温度範囲をワックスが固体から液化する弁のリフト・
    アップの大きな状態変化領域に集中してワックスの液化
    を促進し、最適切時に冷却液の流量を激増させるように
    構成することを特徴とする自動車エンジンの高冷却効率
    のワックス型サーモスタット。
JP20369297A 1997-06-25 1997-06-25 自動車エンジンの高冷却効率のワックス型 サーモスタット Pending JPH1113916A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102536417A (zh) * 2010-12-23 2012-07-04 科派特汽车配件工贸联合股份公司 用于内燃机的自动调温组件
CN105531519A (zh) * 2014-07-31 2016-04-27 认知控管株式会社 故障自趋安全冷却剂控制阀
CN106153210A (zh) * 2016-08-16 2016-11-23 国网江苏省电力公司镇江供电公司 封闭导体接头发热监测装置
CN113847469A (zh) * 2021-08-27 2021-12-28 东风汽车集团股份有限公司 一种温控节流阀、双电机冷却***以及车辆

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