JPS58121378A - エンジン冷却水用サ−モスタツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等のエンジンの冷却水の流量全自動的
にｇ節するエンジン冷却水用サーモスタットに関する。

流体の温度に応じて動作するサーモスタットは従来から
種々のものが知られている。たとえば自動車のエンシン
冷却水の流量を調節するサーモスタットとしては、第１
図に一例を示したように１パルゾケースａに設けたワッ
クスニレメン）ｂの熱膨張を利用して、弁体Ｃｔ−弁座
ｄに対して接離させるようにしたものがある。しかしワ
ックスは熱伝導性が悪く、動作遅れを生じ易い欠点があ
ることから、たとえば米国％ト第３．６４５．４４３号
に示されているようにコイル状の形状記憶合金を用いて
弁体を開閉させるようにしたものもある。

しかしながらこれら従来のサーモスタットハ、いずれも
弁体が押し開かれる方向に水圧を受ける構造であるため
、たとえばエンジン回転数が高まるなどして水圧が上昇
すると弁体が押し制かれ、ラジェータに冷却水が流れて
不必要にエンジンが冷却され、水温が一時的に低下した
り設定水温まで上昇しない場合がある。時に、上配した
米国特許第３．６４５．４４３号のようにコイル状の形
状記憶合金を用いて弁体を駆動するようＰこしたもので
は、ワックスエレメントに比べて弁体駆動力が＃騒次め
、開弁方向に水圧を受ける構造では弁動作が不安定にな
シ易く、信頼性に間鵬があった。ま九、上記従来例では
形状記を一合金の外ｇｓｔ−冷却水が流れる構造であり
、形状記憶合金に冷却水がほとんど接触しないために水
温の変化に追従しにくく熱応答性が悪いという欠点があ
った。

本発明は上記事情にもとづきなされ九ものでその目的と
するところは、弁体が水圧によって不所望に押し開かれ
ることを防止でき安定した開閉動作が行なえるとともに
、水温の変化に対する熱応答性の優れたエンジン冷却水
用サーモスタットを提供することにある。

（すなわち本発明は、冷却水循環流路の途中に設けられ
かつ一喝側閉蟇面に弁座を有するとともに細面に冷却水
の取ｐ入れ口を形成したパル７’　ケ−２ト、このパル
プケース内にその軸線方向に往復移動自在に収容されか
つ上記閉＃、面と対向する端面に冷却水流入ロｔ−有す
るとともにこの冷却水流入口に連通する通水孔を内部に
形成した弁体と、この弁体の通水孔に収容されたコイル
状の形状記憶合金とを具備したものである。

したがって冷却水はパルプケース側面の冷却木取シ入れ
口から流入するものであシ、水圧が弁体の糊面方向から
加わるため、弁体を押し開く方向に水圧が作用すること
を防止できる。し九がってエンジンを高回転にするなど
して水圧が上昇しても弁体が不所望に開くことがなく、
弁体駆動力が比較的弱いコイル状の形状記憶合金を用い
ても安定した開閉動作が得られる。

ま九、弁体に形成された通水孔内に形状記憶合金を収容
したから、冷却水を充分に形状記憶　　　・合金に接触
させることができる。したがって、　　　・ワックスエ
レメント使用のものに比べて熱伝褥性が良いこととあい
まって、冷却水の温ｖ叢化に対応して敏感に動作でき、
熱応答性を格段に向上できるなどの効果がある。

以下本発明の一実施例について第２図ないし躬５図を参
照して説明する。第２図において図中ＩＦｉエンジン、
２はラジェータ、３はウォータポンプ、４はサーモスタ
ットである。また、上記ラジェータ２の出口邪とサーモ
スタット４とを結ぶ送水路５が接続され、かつウォータ
ポンプＳの入口部とサーモスタット４とを結ぶ戻り水路
６が接続されている。また、１はパイノ４ス水路であっ
て、このパイノ４ス水路２は、エンノン１とサーモスタ
ット４とを結んでいる。そしてこれらの水路５．６．７
によってエンジン冷却水の循環流路管構成している。

上記サーモスタット４について祥述すると、１０はサー
モスタット取付相ハウノングであって、このハウシング
１０内にサーモスタット収各室１１が形成されている。

１２はステンレス、黄銅などを素材としたパルプケース
である。このパルプケース１２は図示上輪に位置するパ
ルプケース本体Ｊｊａと、図示Ｔｍに位置する弁体保持
部１１ｂとを連結して構成される。１３゜１３は連結用
の絞め舌片である。また、上記パルプケース本体１２＊
ｌｌＣｄ壌状の取付フランツ１４が形成されていて、こ
の取付フランジ１４の全網を上記ハウゾング１０の内面
に水密に固定しである。し九がって、サーモスタット収
容室１）の内部は図示上筒の第１通水室１５と図示下側
の第２通水室１６とに仕切られている。

また、パルプケース本体１２ａの一端側閉４面１１０周
縁部には円環状に凹ませた弁座１８が形成されていると
ともに、Ｍ面には冷却水の取り入れ口１９が設けられて
いる。一方、弁体保持部１１ｂＣ）＠面には冷却材の流
出部２０が形成されているとともに、端面に弁体貫通孔
２ノが設けられている。

そして上記パルプケースＪ２に弁体２５が収容されてい
る。この弁体２５は第５図にホしたように、はぼ有底筒
状をなし、合成樹脂材によって一体成形されている。そ
して弁体２５は、パルプケース１２の軸線方向に往復移
動自在に収容され、コイルばね２６によってパルプケー
ス本体１２１の閉塞面１７に向って付勢されている。ま
た、弁体２５の一端部、すなわち上記閉塞面１７と対向
する端面に冷却水流入口２７が形成され、その回夛の環
状シール面２８が前記弁座１８に接離するよう罠なって
いる。また、弁体２５の胴部２＃にはシールリングＪＯ
が取着され、パルプケース１２の弁座面Ｓ１に接離で籾
るようになっている。また、弁体２５の周面には上記弁
座面３１に対する摺動を案内するための案内突部ｓｘ、
ｓ：ｔ（２箇所のみ図示）が形成されている。

さらＫ、弁体２５の他端部は円板状のパイノ４ス弁部３
３を構成してｈる。このパイノ量ス弁部３Ｊは、サーモ
スタット収容＠１１に形成されたパイノヤス流通口３４
に接離するようになっている。

′　　　　そ゛して弁体２５内には前記冷却水流入口２
１に遅通する通水孔３５が形成され、この通水孔３５は
弁体２５の側面に冷却水出口１６ｔ−開口している。

また、上記通水孔３５の内部すなわち前配嗣塞面１ｒと
弁体底壁３１との間にコイル状の形状記憶合金４０が収
容されている。この形状記憶合金４０は、熱弾性マルテ
ンサイト変ｌ０１ｔ示す形状記憶合金番もつ金属、九と
えばＣｕ　、　ｚｎ。

Ａｔ系あるいＦｉＴｌ、Ｎｉ系の金属からなシ、設定温
度に達するまでの低温状態では第２図に丞すようにコイ
ル長が短かく、設定温度を超えると第３図に示すように
コイルが伸張するような形状記憶効果をもたせである。

以上のように構成されたー笑施例は、エンノン始動時の
ように冷却水の温度が低いうちは第２図のように形状記
憶合金４０が縮んだ状態となるから、コイルばね２６の
弾発力によって弁体２５は閉塞面１７に向って付勢され
る。したがって弁体２５の環状シール面２８が弁座１８
　　　′に密着するとともに、シールリング３０が弁座
　　　・面ＪＪＫ密着し、゛さらにパイノ臂ス弁部３３
が／々イ／ｌス流通口３４から離れる。したがって、エ
ンノン１から流出する冷却水は、ｇ２図に矢印で承しえ
ようにパイ／母ス水路７を通って＃Ｉ２通水室ｚｔｚＫ
Ｒ人し、戻り水路６ｔ−通じてエンシンＪＫ戻される。

すなわちエンジン冷却水はツノエータ２ｔ−通過するこ
とな（エンジン１に戻されるため、冷却水が不必要に冷
却されることを防止できる。

そして水温が次第に上昇し、形状記憶合金４０が貧Ｍｔ
生じる設定温度に達すると、形状記憶合金４０のコイル
長が次第に伸び始め、弁体のシール面２１が弁座１８か
ら離れるとともに、パイ・臂ス弁部３３はパイノヤス流
通口３４に近付く、シたがって、パイノ４ス流通口３４
から流入する水量が減少する一方、上記シール面２８と
弁座１１との間の隙間を通って第１通水１ｉｌｌｓ内の
水が流通可能となるため、ラジェータ２を通過してきた
低温の冷却水が通水孔３５を過って％２通水室１ｇ１ｌ
ＫＮ人し、パイノ量ス流通口Ｊ４から流入してきた高温
冷却水と混合されて戻り水路６に送られ、エンノン１に
戻される。

したがって冷却水は一定の温度に保たれ、エンシン１を
冷却することができる。

そして、水温が通常の使用状態以上に上昇し九場合には
、第３図に承すように形状記憶合金４０の伸びは最大と
なシ、パイノ９ス弁部３３ｆバイパス流通口３４に圧着
させて高温冷却水の流通を遮断するとともに、弁座１８
に対する環状シール面２ａの開口が最大となり、かつシ
ールリングＪ＃も弁座面３１から充分に離れるため、ラ
ジェータ２を通過する低温冷却水の量が最大となり、冷
却効果は最大となる。

しかして上記実施例によれば、ラジェータ２から送られ
る低温冷却水の水圧が弁体２５ｔ−押し開く方向に作用
することを防止できる。すなわち、第２図に示すように
弁座１８が閉じた状態においては弁体２５の側面方向か
ら水圧が作用するため、九とえばエンノン１の回転が＾
まって水圧が上昇しても弁体２５が押し開けられるとい
う不具合ｔ−なくすことができる。よって、弁体駆動力
が比較的小さな形状記憶合金を用いても、弁体の開閉動
作が確実であり、エンノン水温が一時的に低下した夛水
漉が設定温度まで上がらないといった問題を解決できる
。

しかも弁体２５の通水孔３５に形状記憶合金４０１ｆ収
容したから、この通水孔３５１に通過する冷却水と形状
記憶合金４０とを充分に接触させることができる。よっ
て水温の変化に応じて迅速に形状記憶合金４０を動作さ
せることができ、熱応答性の優れたサーモスタットが得
られる。なお、パイ・ヤス弁部３３はパイ・臂ス水路７
からの冷却水の水圧を受けることになるが、通常の運転
状愈では形状記憶合金４０が最大に伸びきるまで水温が
高まることはなく、通常はパイ・ｆス弁部３３がパイノ
ナス流通口３４から離れた伏圃にある。よってパイノ量
ス弁１ｆｌｉＪ、ｆを押し開く方向に水圧が作用しても
実用上は差支えな（″。

しかも本実施例によれば、ラジェータ２からの低温冷却
水が直接形状記憶合金４０に１１ながら渡れるため、エ
ンシン１からの高温冷却水よシも低温冷却水の温度の１
響を強く受ける。

したがって、冬期などにおいて外気温が低い一合、ラジ
ェータ２からの低温冷却水のｔｍｗ＊利用してエンジン
水温を高く保つことができ、逆に夏期等にお込て外気温
が高い場合には、ラジェータ２からの冷却水温が上昇す
ることを利用してエンジン水温を低く保つことができる
という利点もある。

なお上記実施例では主弁としての環状シール面２８とバ
イパス弁部３３とを備えた一体構造の弁体について述べ
たが、主弁とパイ・ｆス弁とを別体に成形したものを連
結してもよく、また、本発明はパイノ譬ス弁をも九ない
タイプつまシ王弁のみを有するサーモスタットにも同様
に適用できる。また、パルプケースは合成樹Ｂｍを用い
てもよ＾。を九、弁体はステンレス、黄銅などの金属材
を用いてもよいなど、これらを始めとして弁体、パルプ
ケース、形状記憶合金等の具体的態様は本発明の要旨を
逸脱しない範囲で様様に変形して夾施できることは言う
までもない。

本発明は前記し九ように１弁体の駆動用熱応ａ素子とし
て形状記憶合金を用い皮ものにおいて、弁体の作動信頼
性が向上し、かつ熱応答性が大幅に向上するという大き
な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサーモスタットの一例を示す＃１７Ｔｔ
ｈｉ図、第２図ないし第５図は本発明の一実施例を示し
、第２図は低温時のサーモスタットの断面図、第３図は
高温時の断面図、第４図はサーモスタットの一面図、第
５図は弁体の斜視図である。 １・・・エンノン、２・・・ラジェータ、４・・・サー
モスタット、１２・・・パルプケース、１１・・・一端
側閉塞面、１８・・・弁座、１９・・・冷却水の取υ入
れ口、２５・・・弁体、２７・・・冷却水流入口、３５
・・・通水孔、Ｊ７・・・弁体底壁、４０・・・形状記
憶合金。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンとラジェータとを結ぶ冷却水循環流路の途中に
   設けられかつ一端餉閉基面に弁座を南するとともに細面
   に冷却水の取シ入れ口を形成したパルプケースと、この
   パルプケース内にその軸線方向に往復移動自在に収容さ
   れかつ上記閉基面と対向する端面に冷却水流入口を有す
   るとともにこの冷却水流入口に連通ずる通水孔を内部に
   形成した弁体と、上記弁体の通水孔内に収容されてパル
   プケースの上記閉塞面と弁体の底壁との間に介在しかつ
   冷却水の温度に応じて伸縮するコイル状の形状記憶合金
   とを具備したことを特徴とするエンジン冷却水用サーモ
   スタット。