CN103201476A - 内燃机的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种恒温装置，将向热电偶感温部分的冷却水的感温钝化，能够更好地控制基于电加热器的任意的定时的主阀开闭。恒温装置（1）具备：活塞（3）；相对于该活塞进退动作且具有开闭冷却水的主流路的凸缘阀的圆筒容器（4）；在其内部以伴随着温度变化的体积变化而使圆筒容器在活塞上进退动作的热膨胀体（W）；设于活塞内且由通过通电而对热膨胀体赋予热的发热元件（H）构成的热电偶组装体（10）。设置以将圆筒容器的面向冷却水的外侧部分的方式形成的隔热盖（20）。另外，在隔热盖的内侧，在与圆筒容器外侧面之间选择性地设置树脂制隔热材料（21）和空气层（22）等。

Description

内燃机的冷却装置

技术领域

本发明涉及例如在对汽车等使用的内燃机（以下，称为发动机）的冷却水温度进行可变地控制的冷却水温度控制系中，作为进行水温可变控制的内燃机的冷却装置的恒温装置（以下，称为恒温装置），尤其是涉及其热电偶组装体相对于装置外壳的组装构造。

背景技术

例如，发动机等冷却水系中配置的恒温装置内置有感知在循环流路内流动的冷却水的温度变化而膨胀和收缩的蜡（热膨胀体）。而且，上述恒温装置以通过伴随蜡的膨胀、收缩的体积变化进行阀体的开闭，将冷却水保持为规定的温度的方式发挥功能。

作为这种恒温装置，目前公知有如下的构造，即，具备：活塞，其例如设置于与多个流路连结的外壳内，并且固定于外壳内；圆筒容器，其相对于活塞进退动作；蜡，其设于圆筒容器内，通过伴随温度变化的体积变化而使圆筒容器进退动作；发热元件，其设于活塞的罩内，通过通电而对蜡赋予热（例如，参照专利文献1）。

在该现有构造的装置中，由从活塞的罩外向罩内贯通形成的具有导热性的延伸部件、形成于罩内的延伸部件内的发热部、形成于罩外的延伸部件且与发热部电连接的电极部构成发热元件，使向发热部供给电压的终端端子与电极部抵接，电连接电压供给源和所述发热部。而且，构成为如下的电气控制式的构造，即，通过使发热部选择性发热，使热量向感温部的蜡传递，使圆筒容器相对于活塞进行进退动作，由此，能够不与冷却水温度连动而使恒温装置动作。

根据这样的构成，被供给电压的终端端子与延伸部件的电极部抵接，相对于发热元件装卸自如，因此，组装、维修变得容易。另外，发热元件的发热部形成在延伸部件内，仅被施加电压的电极部形成于延伸部件，因此，能够得到不容易断裂的耐久性高的发热元件，进而，由于发热元件设于活塞的罩内，故而能够从活塞周面大致均匀地发热，能够有效地加热热膨胀体。

专利文献1：（日本）特开2005-155831号公报

但是，在上述现有的电气控制式的恒温装置中，热电偶组装体的感温部总是暴露在冷却水中，由此，成为受到冷却水的温度影响的构造，因此，可确保作为本来的恒温器的功能。

但是，在这样的现有装置中，例如由于除霜（车内空调装置的除霜）要求，即使在低温区域，也要将主阀强制开阀，因此，在热电偶的感温部分安装与该热电偶分开的隔热盖等，由此，需要不易受到低温时的水温的影响。

虽然需要将主阀强制开阀，但是为了轻量化，考虑减薄形成圆筒容器。但在该情况下，在低温区域，蜡过度受到冷却水温度的影响，即使使用加热器，也难以变暖。另外，与箱体本身较厚的构成相比，箱体减薄的隔热盖一方是轻量的。

尤其是，这种热电偶的感温部分在通过蜡感知冷却水的水温方面是必要的，在该部分采用隔热盖等由隔热材料的隔热构造时，并非只要单纯地设置隔热材料即可，而是需要寻求一些对策。即，在必要时，因冷却水温度的热影响而使蜡膨胀、收缩，确保所需要的动作状态，另一方面，在需要电气控制时，需要确保在所需要的状态下的利用发热部的发热的动作状态，需要满足这些相反的要求。

另外，在上述的现有装置中，在隔热盖仅由树脂构成的情况下，隔热盖部分和主阀用弹簧及旁通阀用弹簧接触，但是，因金属的主阀用弹簧及旁通阀用弹簧和树脂的隔热盖抵接的摩擦而使隔热盖损坏或者削减，由此，可能产生树脂片向冷却回路内混入这样的不良情况。为了消除这样的不良情况，在抵接弹簧时需要将金属垫圈等夹在所述抵接部，产生了零件数量增加这样的构造上的问题，这一点也是需要考虑的。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而设立的，其目的在于提供一种作为内燃机的冷却装置的恒温装置，将向热电偶感温部分的冷却水的感温钝化，能够适当且可靠地控制基于电加热器的任意的定时的主阀开闭。

为了应对这样的目的，本发明第一方面（权利要求1所述的发明）的内燃机的冷却装置，具备：活塞，其面向与冷却水流动的多个流路连结的装置外壳内而设置固定；圆筒容器，其相对于所述活塞进退动作，并且具有开闭所述冷却水的主流路的凸缘阀；热膨胀体，其设于所述圆筒容器内，通过伴随着温度变化的体积变化而使圆筒容器在活塞上进退动作；发热元件，其设于所述活塞的罩内，通过通电而对所述热膨胀体赋予热，其中，设有以将所述圆筒容器的面向冷却水的外侧部分覆盖的方式形成的隔热盖。

本发明第二方面（权利要求2所述的发明）的内燃机的冷却装置，具备：活塞，其面向与冷却水流动的多个流路连结的装置外壳内而设置固定；圆筒容器，其相对于所述活塞进退动作，并且具有开闭所述冷却水的主流路的凸缘阀；热膨胀体，其设于所述圆筒容器内，通过伴随着温度变化的体积变化而使圆筒容器在活塞上进退动作；发热元件，其设于所述活塞的罩内，通过通电而对所述热膨胀体赋予热，其中，具有以将所述圆筒容器的面向冷却水的外侧部分覆盖的方式形成的隔热盖，在该隔热盖上设有支承部，其在所述圆筒容器的感温部侧的前端可动地设置，且作为将对第二凸缘阀施力的弹簧装置的一端卡止的弹簧支承座发挥功能，所述第二凸缘阀对所述冷却水的副流路进行开闭。

本发明第三方面（权利要求3所述的发明）的内燃机的冷却装置，在第一方面或第二方面的基础上，在所述隔热盖的内侧设有树脂制隔热材料。

本发明第四方面（权利要求4所述的发明）的内燃机的冷却装置，在第一方面或第二方面的基础上，在所述隔热盖的内侧，在与所述圆筒容器的外侧面之间设有树脂制隔热材料，该树脂制隔热材料形成由隔热材料层和空气层的多层构造构成的隔热部。

本发明第五方面（权利要求5所述的发明）的内燃机的冷却装置，在第一方面或第二方面的基础上，所述隔热盖以在与所述圆筒容器的外侧面之间形成隔热用的空气层的方式形成。

根据本发明，通过在金属制等的隔热盖的内侧由烧结等设置树脂制隔热材料，或形成以在树脂制隔热材料部分地形成空气层的形状形成的多层构造，或经由空气层包围热电偶感温部分，对热电偶感温部分的冷却水温度钝化感温，由此，进行加热器发热部的所需的电气控制，能够获得与环境等对应的所需的恒温器动作状态。显然，上述的隔热材料也可以是可拆卸的分体构造。

另外，根据本发明，在隔热盖的局部设有卡止阀用弹簧的一端的作为弹簧支承座发挥功能的支承部，因此，作为弹簧支承无需追加其它的零件，能够形成构造简化、作业性优异、成本也便宜的构造。

根据以上说明的本发明的内燃机的冷却装置，在作为热电偶的圆筒容器的至少感温部分设置金属制等的隔热盖，以能够发挥所需要的隔热效果的方式构成，因此，尽管构成简单，但将热电偶的感温部分的冷却水温度的感温程度钝化，减少冷却水温度的影响，抑制感温冷却水温度导致的热电偶自身的动作，能够更加简单且可靠地控制基于电加热器的任意的主阀的开闭控制，另外，也具有基于隔热材料的保温功能、由保温功能带来的热电偶的活塞升程保持功能等，由此，能够获得作为恒温装置的所需的动作状态。另外，能够减少向电加热器的通电量、通电时间等，也具有节省能量的效果。

特别是，根据本发明，通过形成为在与隔热盖的热电偶感温部分对应的部分设有树脂制隔热材料、由树脂制隔热材料的隔热材料层和空气层构成的多层构造、或者空气层的构造，能够以所需要的状态将热电偶感温部分的感温程度钝化，具有能够获得所需要的恒温器动作状态的优异效果。

附图说明

图1表示本发明的内燃机的冷却装置的一实施方式，是表示恒温装置整体的概略构成的概略剖面图；

图2是放大了图1的恒温装置的主要部分的放大剖面图；

图3表示本发明的内燃机的冷却装置其他的实施方式，是与图2对应的主要部分放大剖面图；

图4是图3的热电偶部分的横剖面图；

图5是表示图4的变形例的横剖面图；

图6（a）、（b）是表示图4、图5的变形例的横剖面图；

图7表示本发明的内燃机的冷却装置的其他实施方式，是与图2、图3对应的主要部分放大剖面图。

标记说明

1：恒温装置（内燃机的冷却装置）

2：装置外壳

3：活塞

4：圆筒容器（热电偶箱体）

5：凸缘阀（主阀；第一凸缘阀）

6：弹簧

7：下部凸缘

10：热电偶组装体（热电偶）

11：安装孔

12：筒状部

13：杆部

14：第二凸缘阀（旁通阀）

15：旁通阀用弹簧（弹簧装置）

20：隔热盖

20a：支承部（弹簧支承座）

20b：第一凸缘阀的阀板部

21：树脂制隔热材料

22：空气层

W：蜡（热膨胀体）

H：棒状加热器（发热元件）

具体实施方式

图1及图2表示本发明的内燃机的冷却装置即恒温装置的一实施方式。

在这些图中，整体由标记1表示的恒温装置设置在与冷却水流动的多个流路连结的装置外壳（以下，简单称为外壳）2内，并且发挥通过阀动作来连通或遮断所述流路的作用。

该恒温装置1具备：在外壳2内以垂下的状态固定的活塞3、相对于该活塞3进退动作的圆筒容器（热电偶箱体）4。另外，具备形成于上述圆筒容器4的上端侧的外周并且对上述冷却水的主流路进行开闭的凸缘阀5、环绕圆筒容器4设置并且一端与凸缘阀5的背侧抵接的弹簧6、形成在圆筒容器4的下部外周并且使弹簧6的另一端抵接的下部凸缘7。

上述活塞3通过较长的金属管以呈前端密封的圆管形状的形状形成。而且，通过在其外周部嵌装圆筒容器4，构成在内部封入有作为热膨胀体的蜡W的热电偶组装体（热电偶）10。

此外，蜡W的温度上升后，蜡W的体积膨胀，相对于圆筒容器4以伸长活塞3的方式进行进退动作。即，活塞3相对于外壳2固定，因此，圆筒容器4向下方滑动，该圆筒容器4的上端侧的凸缘阀5以从阀座5a离开且将冷却水流路开阀的方式动作。

另一方面，在蜡W的温度低且活塞3处于收缩状态的情况下，成为由于弹簧6的弹力而使上述凸缘阀5相对于上述阀座5a压接并将冷却水流路闭阀的状态。

在此，圆筒容器4在内部具有圆柱状空间，在其内部插入上述活塞3而形成的空隙空间内封入有蜡W。此外，圆筒容器4的上端开口部通过滑动自如地保持活塞3的密封部件密封。

另外，在上述外壳2形成有用于组装固定构成上述热电偶组装体10的活塞3的上端部的组装孔11。在该组装孔11内通过嵌合保持设于上述活塞3的上端侧的筒状部12来进行固定。

另一方面，在上述圆筒容器4的下端部，以延伸设置的方式设置杆部13，并且，在其下端部可滑动地设置对构成副流路的旁通通路（未图示）进行开闭的第二凸缘阀（旁通阀）14，该副流路与上述冷却水的主流路选择性地连通，旁通阀用弹簧15将该第二凸缘阀14持续向闭阀方向施力。

图中H为设于活塞3的罩内且通过通电而对蜡W赋予热的作为发热元件的棒状加热器，在该活塞3的前端部封入硅等导热性材料，与该活塞3一体地组装。

众所周知，该棒状加热器H具有例如在陶瓷材料等耐热绝缘体内埋设有发热线的构造。该棒状加热器H如下构成，即，插入所述活塞3的罩内，经由控制部（未图示）电连接外部电源，由此，根据需要发热，使上述蜡W加热升温。由此，显然可以使圆筒容器4在活塞3上进退动作，开闭控制流路中阀。

此外，上述棒状加热器H的上端部被向装置外壳2的外方引导，经由控制器等与未图示的外部电源连接。

在此，显然，这样的棒状加热器H也可以预先装入活塞3内，作为上述热电偶组装体10而构成，或者，也可以预先组装于连接器部件21侧，在将热电偶组装体10组装于外壳2后，装入活塞3内。

根据本发明，如图1及图2所示，在上述构成的恒温装置1中设有以将圆筒容器4的封入有蜡W的感温部分的外侧覆盖的方式形成的大致圆筒状的金属制等的隔热盖20。而且，在该隔热盖20上设有作为弹簧支承座发挥功能的支承部20a，该支承部20a将对第二凸缘阀14向阀的闭阀方向施力的旁通阀用弹簧（弹簧装置）15的一端卡止，该第二凸缘阀以可动的方式设于上述圆筒容器4的感温部侧的前端的杆部13。

在此，作为隔热盖20，不限于金属制，只要是可获得所需的隔热效果的材料，则可以选择陶瓷制、或者树脂制、另外例如橡胶等弹性部件等适当的材料。

另外，上述支承部20a通过设于隔热盖20的阶梯差部、台阶部、缩径部等形成。

另外，如图1及图2所示，在上述隔热盖20的内侧设有树脂制隔热材料21。该树脂制隔热材料21以在隔热盖20的内侧夹设在与成为热电偶的圆筒容器4的外侧之间的方式通过烧结等设置在该盖内侧。

另外，在该实施方式中，使呈大致圆筒状的隔热盖20以沿着成为热电偶箱体的圆筒容器4的轴线方向大致覆盖整体的方式配置。在此，该隔热盖20的上端侧作为所述凸缘阀5的阀板部20b一系列地形成，构成形成该凸缘阀5的凸缘状阀体。

另外，如图1所示，上述的树脂制隔热材料21在隔热盖20的内侧与覆盖上述热电偶箱体即圆筒容器4的感温部分的位置对应而烧结在盖背侧。在此，由图1、图2可知，树脂制隔热材料21被定位在与箱体内部的蜡W对应的部位，由于该树脂制隔热材料21的存在，冷却水温度的热影响不会波及蜡W。

换言之，隔热盖20及其内侧的树脂制隔热材料21遍及整周覆盖圆筒容器4内的蜡W部分，由此，阻断冷却水温度的热影响。

此外，如图1中箭头标记所示，在隔热盖20的外侧的流路流动的冷却水温度的热影响从在内侧不存在树脂制隔热材料21的圆筒容器4的上端侧部分向圆筒容器4内侵入，使蜡W膨胀或收缩。

使用这样的金属制等的隔热盖20时，能够以所需的状态隔热保护上述圆筒容器（热电偶箱体）4的至少感温部分，由此，能够钝化热电偶感温部分的冷却水温度的感温程度，能够更加简单且可靠地控制基于电加热器H的任意的主阀的开闭控制，由此，能够获得作为恒温装置1的所需要的动作状态。

而且，通过设置上述的隔热盖20，目前，难以受到在除霜要求时成为问题的低温时的水温的影响，由此，能够进行所希望的状态的恒温器动作。

另外，在上述的构成中，将隔热盖20设为金属制，在其局部设置成为弹簧支承座的支承部20a，因此，无需如以往那样设置多余的弹簧支承，能够减少零件点数、组装工数等。

此外，本发明不限于上述的实施方式中说明的构造，显然可以对构成恒温装置1的各部分的形状、构造等进行适当地变形、变更。

例如在上述的实施方式中，对在与隔热盖20的热电偶感温部分对应的部分以夹设的方式设置树脂制隔热材料21的情况，但是，本发明不限于此，可自由地适当采用图3以下所示的变化。

即，如图3所示，也可以在隔热盖20的背侧形成树脂隔热材料的隔热材料层（21）和空气层22的多层构造的隔热部。在此，作为这样的多层构造的隔热部，也可以是如图4所示通过在隔热材料层21的外侧向放射方向突设多个突条部并将其设于隔热盖20的背面侧而形成空气层22的构造，或者如图5所示在隔热材料层21的内侧设置向向心方向突设的突条部而形成空气层的构造。在此，设于隔热材料层21的突条部在热电偶（圆筒容器4）的外侧保持隔热盖20，起到形成空气层22的作用。

另外，如图6（a）、（b）所示，作为树脂制隔热材料21也可以采用将波形截面形状的材料形成为筒状的材料。在此，图6（b）所示的是用连通隔热材料21在内将隔热盖20也构成为同样的波状剖面的筒体的例子。主要是，只要形成在隔热材料21的部分和空气层22的部分能够发挥隔热性能的构成即可。显然，图6（a）、（b）所示的波状剖面的形状及数量、大小等也可以适当变形、变更。

另外，如图7所示，也可以是在隔热盖20的内侧在与热电偶（圆筒容器4）的感温部分的外侧之间设置环状的隔热用空气层22的构造。

通过采用这样的隔热部构造，可以以所需要的状态使热电偶感温部分的感温程度钝化，以所需要的状态进行加热器H的发热的电气控制，由此，能够获得所需要的恒温器动作状态。

在此，在上述的图7的构造中，隔热盖20的内侧通过隔热用空气层22构成，因此，以相对于上述热电偶（圆筒容器4）压入组装该隔热盖20的下端侧小径部分的方式构成。

另外，在上述的说明中，说明了在隔热盖20的内侧通过烧结等固定设置隔热材料21的情况，但是，不限于此，显然也可以是分体的构造。

另外，在上述的实施方式中，作为恒温装置1，说明了内设有棒状加热器H的构造，但本发明不限于此，即使是不需要电气控制的恒温装置也可以适用。

Claims (5)

1.一种内燃机的冷却装置，其具备：活塞，其面向与冷却水流动的多个流路连结的装置外壳内而设置固定；圆筒容器，其相对于所述活塞进退动作，并且具有开闭所述冷却水的主流路的凸缘阀；热膨胀体，其设于所述圆筒容器内，通过伴随着温度变化的体积变化而使圆筒容器在活塞上进退动作；发热元件，其设于所述活塞的罩内，通过通电而对所述热膨胀体赋予热，其特征在于，

设有以将所述圆筒容器的面向冷却水的外侧部分覆盖的方式形成的隔热盖。

2.一种内燃机的冷却装置，其具备：活塞，其面向与冷却水流动的多个流路连结的装置外壳内而设置固定；圆筒容器，其相对于所述活塞进退动作，并且具有开闭所述冷却水的主流路的凸缘阀；热膨胀体，其设于所述圆筒容器内，通过伴随着温度变化的体积变化而使圆筒容器在活塞上进退动作；发热元件，其设于所述活塞的罩内，通过通电而对所述热膨胀体赋予热，其特征在于，

具有以将所述圆筒容器的面向冷却水的外侧部分覆盖的方式形成的隔热盖，

在该隔热盖上设有支承部，其在所述圆筒容器的感温部侧的前端可动地设置，且作为将对第二凸缘阀施力的弹簧装置的一端卡止的弹簧支承座发挥功能，所述第二凸缘阀对所述冷却水的副流路进行开闭。

3.如权利要求1或2所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

在所述隔热盖的内侧设有树脂制隔热材料。

4.如权利要求1或2所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

在所述隔热盖的内侧，在与所述圆筒容器的外侧面之间设有树脂制隔热材料，该树脂制隔热材料形成由隔热材料层和空气层的多层构造构成的隔热部。

5.如权利要求1或2所述的内燃机的冷却装置，其特征在于，

所述隔热盖以在与所述圆筒容器的外侧面之间形成隔热用的空气层的方式形成。

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