JP2000018424A - 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Info
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- JP2000018424A JP2000018424A JP10219531A JP21953198A JP2000018424A JP 2000018424 A JP2000018424 A JP 2000018424A JP 10219531 A JP10219531 A JP 10219531A JP 21953198 A JP21953198 A JP 21953198A JP 2000018424 A JP2000018424 A JP 2000018424A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 クーリング・ファン・スイッチの連動によ
り、自動車エンジンの冷却水の温度の上限を従来の１２
３℃を８１℃以下に大きく低下させる高い冷却効率のワ
ックス型サーモスタットを得るにある。 【解決手段】 ロッド２に係合する弾性シール・スプー
ル５の中心孔の側壁の肉厚を超薄くし、更に、ジグル弁
機構を排除してリターン・スプリング１３のバネ定数を
半減させ、サーモスタットの作動温度範囲をワックス７
が固体から液化する状態変化領域に集中させる様に構成
し、クーリング・ファン・スイッチの連動で水温の上限
を８１℃以下に下げ、自己能力の５０％内で従来の冷却
水の流量を倍増させるように構成する。
り、自動車エンジンの冷却水の温度の上限を従来の１２
３℃を８１℃以下に大きく低下させる高い冷却効率のワ
ックス型サーモスタットを得るにある。 【解決手段】 ロッド２に係合する弾性シール・スプー
ル５の中心孔の側壁の肉厚を超薄くし、更に、ジグル弁
機構を排除してリターン・スプリング１３のバネ定数を
半減させ、サーモスタットの作動温度範囲をワックス７
が固体から液化する状態変化領域に集中させる様に構成
し、クーリング・ファン・スイッチの連動で水温の上限
を８１℃以下に下げ、自己能力の５０％内で従来の冷却
水の流量を倍増させるように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車エンジンの冷却水
の温度を制御するワックス型サーモスタットに関する。
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３０℃に亘る合計４５℃なので、水温
の上限は１２３℃にもなる。これが従来自動車エンジン
の熱効率の著しく低い原因となっている。
・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３０℃に亘る合計４５℃なので、水温
の上限は１２３℃にもなる。これが従来自動車エンジン
の熱効率の著しく低い原因となっている。
【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、その領
域の弁のリフト・アップの拡大、増長手段を講ずると共
に、クーリング・ファン・スイッチの連動により水温の
上限を８１℃以下に抑えるのである。
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、その領
域の弁のリフト・アップの拡大、増長手段を講ずると共
に、クーリング・ファン・スイッチの連動により水温の
上限を８１℃以下に抑えるのである。
【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％の範囲内に超薄くして、これを絞り上げるワッ
クス圧を下げるにあり、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、主弁の表裏に
加わる水圧を同圧にしてリターン・スプリングのバネ定
数を１／２にしてワックスの液化を促進するにある。こ
の第１、第２の相乗効果と、後述する（図９）クーリン
グ・ファン・スイッチの連動により水温の上限を８１℃
以下に抑え、自己能力の５０％で冷却水の流量を倍増さ
せることが実現したのである（図２）。
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％の範囲内に超薄くして、これを絞り上げるワッ
クス圧を下げるにあり、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、主弁の表裏に
加わる水圧を同圧にしてリターン・スプリングのバネ定
数を１／２にしてワックスの液化を促進するにある。こ
の第１、第２の相乗効果と、後述する（図９）クーリン
グ・ファン・スイッチの連動により水温の上限を８１℃
以下に抑え、自己能力の５０％で冷却水の流量を倍増さ
せることが実現したのである（図２）。
【０００５】例えばクーリング・ファン・スイッチが水
温８１℃でＯＮするようにセットする。本発明の主弁を
通る冷却水の流量が従来のものの倍であるからクーリン
グ・ファン・スイッチＯＮの時は水温は極めて敏感に下
がるので水温は８１℃を超すことはない。従って、クー
リング・ファン・スイッチの起動温度が先行する。水温
の上限は８１℃とは限らない。それより１℃でも低い方
が良いので、それにはクーリング・ファン・スイッチの
起動温度を１℃刻みに下げて確認を取る。これが一番容
易、確実で時間もとらない。
温８１℃でＯＮするようにセットする。本発明の主弁を
通る冷却水の流量が従来のものの倍であるからクーリン
グ・ファン・スイッチＯＮの時は水温は極めて敏感に下
がるので水温は８１℃を超すことはない。従って、クー
リング・ファン・スイッチの起動温度が先行する。水温
の上限は８１℃とは限らない。それより１℃でも低い方
が良いので、それにはクーリング・ファン・スイッチの
起動温度を１℃刻みに下げて確認を取る。これが一番容
易、確実で時間もとらない。
【０００６】図２は従来のワックス型サーモスタットＹ
と、それに、本発明のワックス型サーモスタットＸとの
夫々冷却水温対主弁リフトのダイヤグラムである。
と、それに、本発明のワックス型サーモスタットＸとの
夫々冷却水温対主弁リフトのダイヤグラムである。
【０００７】Ｘは７２℃を起点として、僅か９℃の上昇
８１℃で、リフト６ｍｍになるが余裕は充分であり、更
に４℃の上昇８５℃でリフトは倍の１２ｍｍになる。即
ち自己能力の５０％で従来の２倍の成果を上げ、尚５０
％（リフト６ｍｍ）の余裕を温存しているのであるが、
これはクーリング・ファン・スイッチが８１℃でＯＮし
て水温の上昇を止めるからである。若しクーリング・フ
ァン・スイッチが無ければＸは大きくリフトアップして
危険である。本発明のサーモスタットは本発明のクーリ
ング・ファン・スイッチの連動無しで単独では存在出来
ないのである。
８１℃で、リフト６ｍｍになるが余裕は充分であり、更
に４℃の上昇８５℃でリフトは倍の１２ｍｍになる。即
ち自己能力の５０％で従来の２倍の成果を上げ、尚５０
％（リフト６ｍｍ）の余裕を温存しているのであるが、
これはクーリング・ファン・スイッチが８１℃でＯＮし
て水温の上昇を止めるからである。若しクーリング・フ
ァン・スイッチが無ければＸは大きくリフトアップして
危険である。本発明のサーモスタットは本発明のクーリ
ング・ファン・スイッチの連動無しで単独では存在出来
ないのである。
【０００８】これに対しＹは水温８６℃以後はリフト不
足の連続でリフトが１２ｍｍに達するのに水温が１２３
℃にもなるが、全然余裕が無い。
足の連続でリフトが１２ｍｍに達するのに水温が１２３
℃にもなるが、全然余裕が無い。
【０００９】Ｘ、Ｙ曲線と、水温の上限８１℃のＺ−
Ｚ’ラインとの間の斜線部分は主弁を通って流れるＸと
Ｙの水量の差で、この時、Ｘのリフトは６ｍｍでＹのリ
フトは３ｍｍになる。従ってＸの水量はＹの約２倍であ
る。クーリング・ファン・スイッチＯＮで第１、第２の
相乗効果がこれ程の威力を発揮できるのである。従っ
て、このラジエータを含むクーリング・ファン、クーリ
ング・ファン・スイッチは他からの影響を受けぬように
ワンセットとして絶対に独立して設置するべきである。
そして、エアコン用のラジエータ及びファン等は小さく
別に設ける。
Ｚ’ラインとの間の斜線部分は主弁を通って流れるＸと
Ｙの水量の差で、この時、Ｘのリフトは６ｍｍでＹのリ
フトは３ｍｍになる。従ってＸの水量はＹの約２倍であ
る。クーリング・ファン・スイッチＯＮで第１、第２の
相乗効果がこれ程の威力を発揮できるのである。従っ
て、このラジエータを含むクーリング・ファン、クーリ
ング・ファン・スイッチは他からの影響を受けぬように
ワンセットとして絶対に独立して設置するべきである。
そして、エアコン用のラジエータ及びファン等は小さく
別に設ける。
【００１０】図３及び図４は本発明の自動車エンジン冷
却水の温度制御用ワックス型サーモスタットの断面図で
前者は主弁の閉弁時を後者はその全開時を示す。
却水の温度制御用ワックス型サーモスタットの断面図で
前者は主弁の閉弁時を後者はその全開時を示す。
【００１１】図３に於いて、ワックス型サーモスタット
１に装着するサーモ・アクチュエータ２はロッド３とロ
ッド３に摺動自在に係合するガイド・メンバ４とガイド
・メンバ４の下端面に気密に係合し、同じくロッド３に
摺動自在に係合する弾性シール・スプール５の底内面と
ロッドの下端面との間に形成される空間に所要量の潤滑
油６を封じ込み、これ等４者を一体にしてワックス７を
充填する感熱シリンダ筒８内に挿入し、気密に圧着して
構成する。
１に装着するサーモ・アクチュエータ２はロッド３とロ
ッド３に摺動自在に係合するガイド・メンバ４とガイド
・メンバ４の下端面に気密に係合し、同じくロッド３に
摺動自在に係合する弾性シール・スプール５の底内面と
ロッドの下端面との間に形成される空間に所要量の潤滑
油６を封じ込み、これ等４者を一体にしてワックス７を
充填する感熱シリンダ筒８内に挿入し、気密に圧着して
構成する。
【００１２】一般にワックス型サーモスタットは図４に
示す様に、弁座９を形成するハウジング１０に固定する
フレーム１１と、弁座９に係合する主弁１２、及びこれ
を圧入固定するサーモ・アクチュエータ２及び、主弁１
２とフレーム１１との間に介装するリターン・スプリン
グ１３とよりなる。
示す様に、弁座９を形成するハウジング１０に固定する
フレーム１１と、弁座９に係合する主弁１２、及びこれ
を圧入固定するサーモ・アクチュエータ２及び、主弁１
２とフレーム１１との間に介装するリターン・スプリン
グ１３とよりなる。
【００１３】水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２の感熱シリンダ筒８内に密封充満
するワックス７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５内の潤滑油６は、リターン・スプ
リング１３に抗してロッド３を上方へ絞り上げる。然
し、ロッド３はハウジング１０の頂点１４に係合支持さ
れているので、相対的に主弁１２は下方へ開く（図
４）。
モ・アクチュエータ２の感熱シリンダ筒８内に密封充満
するワックス７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５内の潤滑油６は、リターン・スプ
リング１３に抗してロッド３を上方へ絞り上げる。然
し、ロッド３はハウジング１０の頂点１４に係合支持さ
れているので、相対的に主弁１２は下方へ開く（図
４）。
【００１４】水温が下降に転ずると感熱シリンダ筒８内
の溶融ワックス７は逐次凝固収縮するからリターン・ス
プリング１３により主弁１２は全閉に至る（図３）。こ
の様にしてハウジング１０の頂点１４に係合支持されて
いるロッド３に対しサーモ・アクチュエータ２のガイド
・メンバ４は上下に摺動し、これに固定される主弁１２
及び主弁と一体構成のバイパス弁１５はこれに対応して
開閉する。
の溶融ワックス７は逐次凝固収縮するからリターン・ス
プリング１３により主弁１２は全閉に至る（図３）。こ
の様にしてハウジング１０の頂点１４に係合支持されて
いるロッド３に対しサーモ・アクチュエータ２のガイド
・メンバ４は上下に摺動し、これに固定される主弁１２
及び主弁と一体構成のバイパス弁１５はこれに対応して
開閉する。
【００１５】以下に弾性シール・スプールの肉厚を超薄
くし且つ、フランジ面に小孔を設け、リターン・スプリ
ングのバネ定数を１／２にする相乗効果に就き説明す
る。
くし且つ、フランジ面に小孔を設け、リターン・スプリ
ングのバネ定数を１／２にする相乗効果に就き説明す
る。
【００１６】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−主弁リフトの卓上試験
装置を図１に示す。 ３５．油圧供給口 ３６．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 ３７．外部から内部を観察する窓 ３８．透明なアクリルパイプ ３９．弾性シール・スプール ４０．ロッド ４１．潤滑油 ４２．リターン・スプリング ４３・ダイヤル・インジゲータ（図示せず）
弾性シール・スプールの油圧力−主弁リフトの卓上試験
装置を図１に示す。 ３５．油圧供給口 ３６．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 ３７．外部から内部を観察する窓 ３８．透明なアクリルパイプ ３９．弾性シール・スプール ４０．ロッド ４１．潤滑油 ４２．リターン・スプリング ４３・ダイヤル・インジゲータ（図示せず）
【００１７】図１の試験装置で測定した油圧−主弁リフ
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３の径３．８ｍｍで、その径の４
５％の肉厚１．７ｍｍのもの （Ｂ）はロッド３の径４．５ｍｍで、その径の２５％の
肉厚１．２５ｍｍのもの （Ｃ）はロッド３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９のバネ定数は
０．５５ｋｇ／ｍｍである。
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３の径３．８ｍｍで、その径の４
５％の肉厚１．７ｍｍのもの （Ｂ）はロッド３の径４．５ｍｍで、その径の２５％の
肉厚１．２５ｍｍのもの （Ｃ）はロッド３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９のバネ定数は
０．５５ｋｇ／ｍｍである。
【００１８】弾性シール・スプール５の肉厚が（Ｃ）の
ように超薄いとスプール内部の潤滑油６の圧力はワック
ス圧と等価になる。弾性シール・スプール５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
３間の摩擦抵抗が０となり、ロッド３のリフト・アップ
はロッド３の下端面に加えられる潤滑油６の圧力によっ
てもたらされる。
ように超薄いとスプール内部の潤滑油６の圧力はワック
ス圧と等価になる。弾性シール・スプール５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
３間の摩擦抵抗が０となり、ロッド３のリフト・アップ
はロッド３の下端面に加えられる潤滑油６の圧力によっ
てもたらされる。
【００１９】（Ａ）は肉厚１．７ｍｍのため起動圧力は
８０ｋｇ／ｃｍ２で、リフトが０．６ｍｍであり、バネ
荷重１５．１ｋｇに抗し、ロッド３を１０ｍｍ絞り上げ
るのに１４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を要し論外である。
８０ｋｇ／ｃｍ２で、リフトが０．６ｍｍであり、バネ
荷重１５．１ｋｇに抗し、ロッド３を１０ｍｍ絞り上げ
るのに１４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を要し論外である。
【００２０】ロッド３を起動する圧力は（Ｂ）、（Ｃ）
共に５０ｋｇ／ｃｍ２で、その時の主弁のリフトは同じ
く０．４ｍｍであるが、それ以後はバネ荷重１５．１ｋ
ｇ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／ｃｍ２で達
し、（Ｂ）は遅れて１００ｋｇ／ｃｍ２で達す。
共に５０ｋｇ／ｃｍ２で、その時の主弁のリフトは同じ
く０．４ｍｍであるが、それ以後はバネ荷重１５．１ｋ
ｇ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／ｃｍ２で達
し、（Ｂ）は遅れて１００ｋｇ／ｃｍ２で達す。
【００２１】従って、これ等を考えると、弾性シール・
スプール５の肉厚を（Ｂ）以上に厚くすると、起動圧力
は５０ｋｇ／ｃｍ２を超すので、肉厚の上限はロッド３
の径の２５％とする。又、弾性シール・スプール５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３の径の５％とする。
スプール５の肉厚を（Ｂ）以上に厚くすると、起動圧力
は５０ｋｇ／ｃｍ２を超すので、肉厚の上限はロッド３
の径の２５％とする。又、弾性シール・スプール５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３の径の５％とする。
【００２２】更に、表１の（Ｃ）のリターン・スプリン
グ９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−主弁リフ
トの実測値（Ｄ）を表２に示す。
グ９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−主弁リフ
トの実測値（Ｄ）を表２に示す。
【００２３】（Ｄ）の起動圧力３０ｋｇ／ｃｍ２で弁リ
フトは０．３ｍｍ、圧力６０ｋｇ／ｃｍ２で弁リフトは
１３．５ｍｍとなる。超薄肉の弾性シール・スプール５
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９を
係合して、ワックス７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図２に示す通り
で群を抜くのである。
フトは０．３ｍｍ、圧力６０ｋｇ／ｃｍ２で弁リフトは
１３．５ｍｍとなる。超薄肉の弾性シール・スプール５
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９を
係合して、ワックス７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図２に示す通り
で群を抜くのである。
【００２４】従来から現在に亘り、自動車エンジンのサ
ーモスタット１のフランジ面１６にはエンジンの冷却水
の温度上昇を早める目的で必ず公知のジグル弁機構１７
（図５）を装着する。エンジンの作動中は水圧で閉弁
し、エンジンが停止するとジグル弁１８が解放されて開
き、矢印の方向に冷却水の補給が出来る。
ーモスタット１のフランジ面１６にはエンジンの冷却水
の温度上昇を早める目的で必ず公知のジグル弁機構１７
（図５）を装着する。エンジンの作動中は水圧で閉弁
し、エンジンが停止するとジグル弁１８が解放されて開
き、矢印の方向に冷却水の補給が出来る。
【００２５】ところが、このジクル弁機構は実は後述す
る様に諸悪の根源である。以下これに就き述べる。
る様に諸悪の根源である。以下これに就き述べる。
【００２６】図６はジグル弁機構付き（図示せず）従来
の旧型のワックス型サーモスタット構成の自動車エンジ
ン冷却システムの一例である。エンジンのウォータ・ジ
ャケット２０の流出口２１とラジエータ２２の流入口２
３間の第１水路２４と、ラジエータの流出口２５とサー
モスタット・キャップ２６、サーモスタット・ハウジン
グ２７、ウォータ・ポンプ２８を経てウォータ・ジャケ
ット２０の流入口２９に至る第２水路３０と、第１水路
２４及び第２水路３０間を連通するバイパス水路３１
と、バイパス水路３１の開口３２を開閉するバイパス弁
１５及び第２水路を開閉する主弁１２を有するバイパス
型サーモスタット１は、サーモスタット・キャップ２６
によってサーモスタット・ハウジング２７内に気密に固
定される。
の旧型のワックス型サーモスタット構成の自動車エンジ
ン冷却システムの一例である。エンジンのウォータ・ジ
ャケット２０の流出口２１とラジエータ２２の流入口２
３間の第１水路２４と、ラジエータの流出口２５とサー
モスタット・キャップ２６、サーモスタット・ハウジン
グ２７、ウォータ・ポンプ２８を経てウォータ・ジャケ
ット２０の流入口２９に至る第２水路３０と、第１水路
２４及び第２水路３０間を連通するバイパス水路３１
と、バイパス水路３１の開口３２を開閉するバイパス弁
１５及び第２水路を開閉する主弁１２を有するバイパス
型サーモスタット１は、サーモスタット・キャップ２６
によってサーモスタット・ハウジング２７内に気密に固
定される。
【００２７】尚、図に於いてＡ’はサーモスタット・ハ
ウジング２７内、Ｂ’はサーモスタット・キャップ２６
内に近接する部位の水温の測定点、Ｃは流量の測定点で
あり、３３はクーリング・ファンである。
ウジング２７内、Ｂ’はサーモスタット・キャップ２６
内に近接する部位の水温の測定点、Ｃは流量の測定点で
あり、３３はクーリング・ファンである。
【００２８】エンジンの冷態時、バイパス型サーモスタ
ット１の主弁１２は密閉し、ジグル弁１８（図示せず）
も水圧で閉弁しているので、ウォータ・ジャケット２０
の流出口２１からの高温の冷却水は、ラジエータ２２内
を還流出来ず、第１水路２４の分岐点Ｊからバイパス水
路３１→サーモスタット・ハウジング２７→ウォータ・
ポンプ２８→ウォータ・ジャケット２０の流入口２９へ
と矢印の様に短絡還流する。従ってサーモスタット・ハ
ウジング２９内の水温の上昇は早くなる。
ット１の主弁１２は密閉し、ジグル弁１８（図示せず）
も水圧で閉弁しているので、ウォータ・ジャケット２０
の流出口２１からの高温の冷却水は、ラジエータ２２内
を還流出来ず、第１水路２４の分岐点Ｊからバイパス水
路３１→サーモスタット・ハウジング２７→ウォータ・
ポンプ２８→ウォータ・ジャケット２０の流入口２９へ
と矢印の様に短絡還流する。従ってサーモスタット・ハ
ウジング２９内の水温の上昇は早くなる。
【００２９】然し、ラジエータ２２とサーモスタット・
キャップ２６間の冷却水は流れないで滞留しているから
水温の上昇率は低い。図６の自記記録の図７で明らかな
ように、サーモスタット・ハウジング２７内の測定点
Ａ’における水温Ａがバイパス型サーモスタット１の主
弁１２の開弁温度８７℃になっても、第２水路３０の図
示測定点Ｂ’の水温Ｂは４５℃になるに過ぎず、その差
は４２℃である。サーモスタット１の主弁１２が開弁す
る瞬間、ラジエータ２２の下部からの低温冷却水が流入
するため、Ｂの水温は更に１３℃下がり、結局、サーモ
スタット・ハウジング２７内の水温との差は５５℃に拡
大する。Ａ、Ｂ間の斜線で示す面積はその間の熱エネル
ギー損失となる。尚、経過時間はＡの水温６０℃の時を
０とする。
キャップ２６間の冷却水は流れないで滞留しているから
水温の上昇率は低い。図６の自記記録の図７で明らかな
ように、サーモスタット・ハウジング２７内の測定点
Ａ’における水温Ａがバイパス型サーモスタット１の主
弁１２の開弁温度８７℃になっても、第２水路３０の図
示測定点Ｂ’の水温Ｂは４５℃になるに過ぎず、その差
は４２℃である。サーモスタット１の主弁１２が開弁す
る瞬間、ラジエータ２２の下部からの低温冷却水が流入
するため、Ｂの水温は更に１３℃下がり、結局、サーモ
スタット・ハウジング２７内の水温との差は５５℃に拡
大する。Ａ、Ｂ間の斜線で示す面積はその間の熱エネル
ギー損失となる。尚、経過時間はＡの水温６０℃の時を
０とする。
【００３０】サーモスタット１の熱応答は冷却水の熱応
答よりかなり遅れる。従って、主弁１２は水温が規定の
開弁温度よりかなり高くなってから弁を開く。同様に、
水温が規定の閉弁温度よりかなり下がってから弁を閉じ
る。この主弁１２の開閉初期に大きな熱オーバー・シュ
ートが発生し、又、主弁が閉じたとき主弁の上流側にサ
ージ圧のピークが続発する。
答よりかなり遅れる。従って、主弁１２は水温が規定の
開弁温度よりかなり高くなってから弁を開く。同様に、
水温が規定の閉弁温度よりかなり下がってから弁を閉じ
る。この主弁１２の開閉初期に大きな熱オーバー・シュ
ートが発生し、又、主弁が閉じたとき主弁の上流側にサ
ージ圧のピークが続発する。
【００３１】この熱オーバー・シュートとサージ圧によ
って、シリンダ・ブロック、シリンダ・ヘッドに亀裂が
発生することがあり、サーモスタット１、ラジエータ２
２、ウォータ・ポンプ２８等の寿命を縮める。
って、シリンダ・ブロック、シリンダ・ヘッドに亀裂が
発生することがあり、サーモスタット１、ラジエータ２
２、ウォータ・ポンプ２８等の寿命を縮める。
【００３２】そこで、本発明では、従来のジグル弁機構
を排除してサーモスタットのフラシジ面１６に少なくと
も１個の小孔１９を開口する（図８）。この孔があって
も、コンピュータ制御によるスロットル・ボディ内に噴
射するコールド・スタート・インジェクターのためにエ
ンジンは暖気時間ゼロで即起動するのである。
を排除してサーモスタットのフラシジ面１６に少なくと
も１個の小孔１９を開口する（図８）。この孔があって
も、コンピュータ制御によるスロットル・ボディ内に噴
射するコールド・スタート・インジェクターのためにエ
ンジンは暖気時間ゼロで即起動するのである。
【００３３】本発明のサーモスタットは自己の能力の５
０％は温存しているのですべての作動が静かにソフトに
迅速に実行されるので、エンジンの振動も少なく、エン
ジンの寿命も増す。
０％は温存しているのですべての作動が静かにソフトに
迅速に実行されるので、エンジンの振動も少なく、エン
ジンの寿命も増す。
【００３４】本発明のサーモスタット４ヶの耐久試験の
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重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、初期
との変化に至っては殆どゼロに等しい。
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重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、初期
との変化に至っては殆どゼロに等しい。
【００３５】以上述べた本発明のサーモスタットは、ロ
ッドの径、シリンダの内容積、シリンダの肉厚を従来の
サーモスタットと同一のものとした。それでいてもこの
様な類を見ない成果を得たのであるが、以下に述べる手
段を講ずれば冷却水温の上限８１℃を更に下げることが
出来る。
ッドの径、シリンダの内容積、シリンダの肉厚を従来の
サーモスタットと同一のものとした。それでいてもこの
様な類を見ない成果を得たのであるが、以下に述べる手
段を講ずれば冷却水温の上限８１℃を更に下げることが
出来る。
【００３６】即ち、例えば図２で溶融温度がラインＸよ
り３℃早い別のワックスを使用して冷却水温の上限８１
℃を７８℃に下げることが出来るのである。いずれにし
てもクーリング・ファンスイッチＯＮの温度を１℃刻み
に下げて確認を取る。
り３℃早い別のワックスを使用して冷却水温の上限８１
℃を７８℃に下げることが出来るのである。いずれにし
てもクーリング・ファンスイッチＯＮの温度を１℃刻み
に下げて確認を取る。
【００３７】図９はクーリング・ファンを電気的にＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御する有接点ファン・スイッチ４４の拡大
断面図で、その右下にその実物大を示す。図９に於いて
ファン・スイッチに装着する小型サーモ・アクチュエー
タ４５はロッド４６とロッドに摺動自在に係合するガイ
ド・メンバ４７の下端面に気密に係合し、同じくロッド
４６に摺動自在に係合する弾性シール・スプール４８の
底内面とロッドの下端面との間に形成される空間に所要
量の潤滑油４９を封じ込み、これ等４者を一体にしてワ
ックス５０を充填する感熱筒５１内に挿入し、気密に圧
着して構成する。
Ｎ、ＯＦＦ制御する有接点ファン・スイッチ４４の拡大
断面図で、その右下にその実物大を示す。図９に於いて
ファン・スイッチに装着する小型サーモ・アクチュエー
タ４５はロッド４６とロッドに摺動自在に係合するガイ
ド・メンバ４７の下端面に気密に係合し、同じくロッド
４６に摺動自在に係合する弾性シール・スプール４８の
底内面とロッドの下端面との間に形成される空間に所要
量の潤滑油４９を封じ込み、これ等４者を一体にしてワ
ックス５０を充填する感熱筒５１内に挿入し、気密に圧
着して構成する。
【００３８】サーモ・アクチュエータ４５を筐体５２の
下端に圧入固定し、ロッド４６に挿入する止めリング５
３にリターン・スプリング５４を負荷するプッシュ・ロ
ッド５５は筐体５２の中心孔を貫通突出し、摺動自在で
その先端面５６は筐体５２の上面に固定するスイッチ・
ケース５７内の可動接点５８の背面に対向する。
下端に圧入固定し、ロッド４６に挿入する止めリング５
３にリターン・スプリング５４を負荷するプッシュ・ロ
ッド５５は筐体５２の中心孔を貫通突出し、摺動自在で
その先端面５６は筐体５２の上面に固定するスイッチ・
ケース５７内の可動接点５８の背面に対向する。
【００３９】スイッチ・ケース５７の内部には固定接点
５９を固定する薄い燐青銅板６０の開放遊端を止金具６
１の先端アゴ部で抑え込み、＋端子６２の下端に固定
し、電気絶縁モールド６３で一体に成形する。この固定
接点５９はスイッチ・ケース５７内にあって可動接点５
８に対向する。可動接点５８を固定する薄い燐青銅の円
板６４は固定接点５９に対し、スナップ・アクションす
るように湾曲成形し、その外周は止め盤６５とバネ６６
で支持する。そして、スイッチ・ケース５７内にこれ等
接点機構を内蔵してケース５７の上周面を図示のように
加圧してクーリング・ファン・スイッチは構成される。
５９を固定する薄い燐青銅板６０の開放遊端を止金具６
１の先端アゴ部で抑え込み、＋端子６２の下端に固定
し、電気絶縁モールド６３で一体に成形する。この固定
接点５９はスイッチ・ケース５７内にあって可動接点５
８に対向する。可動接点５８を固定する薄い燐青銅の円
板６４は固定接点５９に対し、スナップ・アクションす
るように湾曲成形し、その外周は止め盤６５とバネ６６
で支持する。そして、スイッチ・ケース５７内にこれ等
接点機構を内蔵してケース５７の上周面を図示のように
加圧してクーリング・ファン・スイッチは構成される。
【００４０】エンジン冷却水の温度が上昇するとサーモ
・アクチュエータ４５内のワックスは膨張して体積を増
し、ロッド４６は上昇しロッドに固定する止めリング５
３を介してリターン・スプリング５４に抗してプッシュ
・ロッド５５を前進させる。そして例えば水温が８１℃
になるとプッシュ・ロッド５５は前進して可動接点５８
は翻転してスイッチＯＮとなる。水温が下がるとワック
スは収縮して今度はリターン・スプリング５４によりプ
ッシュ・ロッド５５は後退し、可動接点は逆に翻転して
スイッチＯＦＦとなるのである。
・アクチュエータ４５内のワックスは膨張して体積を増
し、ロッド４６は上昇しロッドに固定する止めリング５
３を介してリターン・スプリング５４に抗してプッシュ
・ロッド５５を前進させる。そして例えば水温が８１℃
になるとプッシュ・ロッド５５は前進して可動接点５８
は翻転してスイッチＯＮとなる。水温が下がるとワック
スは収縮して今度はリターン・スプリング５４によりプ
ッシュ・ロッド５５は後退し、可動接点は逆に翻転して
スイッチＯＦＦとなるのである。
【００４１】このクーリング・ファン・スイッチの最適
起動温度は先行して１℃刻みで下げて確認決定し、エン
ジン冷却システムの最適部を選んでネジ込み、感熱筒が
冷却水中にある様に取り付けるのである。この有接点ク
ーリング・ファン・スイッチのＯＮを７５℃にした水温
対経過時間の自記記録を図１０に示す。７５℃に達する
迄はＡ’（図１２）の温度ＡはＢ’（図１２）の温度Ｂ
より１℃高いが７５．５℃に達してＯＮ、ＯＦＦ繰り返
す段になるとＡ、Ｂ共に７５．５℃を上限として両者ほ
ぼ同じになり絶対に７５．５℃を超すことはない。
起動温度は先行して１℃刻みで下げて確認決定し、エン
ジン冷却システムの最適部を選んでネジ込み、感熱筒が
冷却水中にある様に取り付けるのである。この有接点ク
ーリング・ファン・スイッチのＯＮを７５℃にした水温
対経過時間の自記記録を図１０に示す。７５℃に達する
迄はＡ’（図１２）の温度ＡはＢ’（図１２）の温度Ｂ
より１℃高いが７５．５℃に達してＯＮ、ＯＦＦ繰り返
す段になるとＡ、Ｂ共に７５．５℃を上限として両者ほ
ぼ同じになり絶対に７５．５℃を超すことはない。
【００４２】図１１は半導体温度センサを内蔵した無接
点型クーリング・ファン・スイッチ６７の拡大断面図で
右下にその実物大を示す。本体６８の上部にケース６９
を固定し、ケース６９の内部に＋端子７０を電気絶縁モ
ールドで一体に成形する絶縁体７１を収容する。
点型クーリング・ファン・スイッチ６７の拡大断面図で
右下にその実物大を示す。本体６８の上部にケース６９
を固定し、ケース６９の内部に＋端子７０を電気絶縁モ
ールドで一体に成形する絶縁体７１を収容する。
【００４３】本体６８の内部に半導体温度センサー７２
の＋端子７３を端子７０に、又アース端子７４をケース
６９に夫々接続する。そして内部を例えばエポキシ系モ
ールドで固める。７５はその注入口である。注入後、注
入口はモールドで塞がる。この無接点型クーリング・フ
ァン・スイッチのＯＮを７５℃にした実施例は図１０と
全く同じである。
の＋端子７３を端子７０に、又アース端子７４をケース
６９に夫々接続する。そして内部を例えばエポキシ系モ
ールドで固める。７５はその注入口である。注入後、注
入口はモールドで塞がる。この無接点型クーリング・フ
ァン・スイッチのＯＮを７５℃にした実施例は図１０と
全く同じである。
【００４４】図１２は本発明の自動車エンジン冷却シス
テムの一例である。図６のエンジン冷却システムと同一
の箇所には同一符号で示す。無接点型クーリング・ファ
ン・スイッチ６７はサーモスタット・キャップ２６を変
形して取り付ける。サーモスタット１は弾性シール・ス
プールの肉厚を超薄くし、リターン・スプリングのバネ
定数を半減し、更に従来のジグル弁機構をフランジ面か
ら取りのぞき小孔を設ける（図８）。７６はファン駆動
モーターである。尚、図に於いてＡ’はウォータ・ジャ
ケット２０の流出口からＪの間、Ｂ’はウォータ・ポン
プ２８の出口部位の水温の測定点である。
テムの一例である。図６のエンジン冷却システムと同一
の箇所には同一符号で示す。無接点型クーリング・ファ
ン・スイッチ６７はサーモスタット・キャップ２６を変
形して取り付ける。サーモスタット１は弾性シール・ス
プールの肉厚を超薄くし、リターン・スプリングのバネ
定数を半減し、更に従来のジグル弁機構をフランジ面か
ら取りのぞき小孔を設ける（図８）。７６はファン駆動
モーターである。尚、図に於いてＡ’はウォータ・ジャ
ケット２０の流出口からＪの間、Ｂ’はウォータ・ポン
プ２８の出口部位の水温の測定点である。
【００４５】
【発明の効果】本発明は弾性シール・スプールの肉厚を
超薄くし、更にリターン・スプリングのバネ定数を半減
させる相乗効果と有接点或は半導体温度センサのクーリ
ング・ファン・スイッチの連動で、冷却水の流量の倍増
を自己能力の５０％のリフト６ｍｍで軽く達成、従来の
自動車エンジンの冷却水の温度の上限１２３℃を８１℃
以下に大きく下げ、燃費を節約し、エンジンの寿命を増
し、ＮＯｘ、ＣＯ２を削減し、地球温暖化防止に貢献す
る。
超薄くし、更にリターン・スプリングのバネ定数を半減
させる相乗効果と有接点或は半導体温度センサのクーリ
ング・ファン・スイッチの連動で、冷却水の流量の倍増
を自己能力の５０％のリフト６ｍｍで軽く達成、従来の
自動車エンジンの冷却水の温度の上限１２３℃を８１℃
以下に大きく下げ、燃費を節約し、エンジンの寿命を増
し、ＮＯｘ、ＣＯ２を削減し、地球温暖化防止に貢献す
る。
【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。
ール・スプールの油圧力−弁リフトの試験装置。
【図２】 従来の最新型ワックス型サーモスタットＹ
と本発明のワックス型サーモスタットＸの冷却水温対弁
リフトのダイヤグラムである。
と本発明のワックス型サーモスタットＸの冷却水温対弁
リフトのダイヤグラムである。
【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閉時を示す。
モスタットの断面図で主弁の全閉時を示す。
【図４】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットの断面図で主弁の全開時を示す。
モスタットの断面図で主弁の全開時を示す。
【図５】 ジグル弁機構。
【図６】 ジグル弁機構付の従来のサーモスタットで
構成する自動車エンジンの冷却システム。
構成する自動車エンジンの冷却システム。
【図７】 図６の冷却水の流量、温度、経過時間の自
記記録を示す。
記記録を示す。
【図８】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットのフランジ面の小孔を示す断面図。
モスタットのフランジ面の小孔を示す断面図。
【図９】 有接点クーリング・ファン・スイッチの断
面図。
面図。
【図１０】 有接点クーリング・ファン・スイッチの冷
却水温対経過時間の自記記録を示す
却水温対経過時間の自記記録を示す
【図１１】 半導体温度センサを内蔵する無接点のクー
リング・ファン・スイッチの断面図
リング・ファン・スイッチの断面図
【図１２】 本発明の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に連動する同じく本発明の半導
体温度センサを内蔵する無接点クーリング・ファン・ス
イッチで構成する自動車エンジンの冷却システム。
ックス型サーモスタットに連動する同じく本発明の半導
体温度センサを内蔵する無接点クーリング・ファン・ス
イッチで構成する自動車エンジンの冷却システム。
１ サーモスタット ２０ ウォータ・ジャ
ケット ２ サーモ・アクチュエータ ２１ ウォータ・ジャ
ケットの流出口 ３ ロッド ２２ ラジエータ ４ ガイド・メンバ ２３ ラジエータの流
入口 ５ 弾性シール・スプール ２４ 第１水路 ６ 潤滑油 ２５ ラジエータの流
出口 ７ ワックス ２６ サーモスタット
・キャップ ８ 感熱シリンダ筒 ２７ サーモスタット
・ハウジング ９ 弁座 ２８ ウォータ・ポン
プ １０ ハウジング ２９ ウォータ・ジ
ャケットの流入口 １１ フレーム ３０ 第２水路 １２ 主弁 ３１ バイパス水路 １３ リターン・スプリング ３２ バイパス水路
の開口 １４ 頂点 ３３ クーリング・
ファン １５ バイパス弁 ４４ 有接点クーリング・ファン・ １６ フランジ面 スイッチ １７ ジグル弁機構 ６７ 半導体温度センサを利用した １８ ジグル弁 無接点クーリング・ファン・ １９ 小孔 スイッチ ７６ ファン駆動モーター
ケット ２ サーモ・アクチュエータ ２１ ウォータ・ジャ
ケットの流出口 ３ ロッド ２２ ラジエータ ４ ガイド・メンバ ２３ ラジエータの流
入口 ５ 弾性シール・スプール ２４ 第１水路 ６ 潤滑油 ２５ ラジエータの流
出口 ７ ワックス ２６ サーモスタット
・キャップ ８ 感熱シリンダ筒 ２７ サーモスタット
・ハウジング ９ 弁座 ２８ ウォータ・ポン
プ １０ ハウジング ２９ ウォータ・ジ
ャケットの流入口 １１ フレーム ３０ 第２水路 １２ 主弁 ３１ バイパス水路 １３ リターン・スプリング ３２ バイパス水路
の開口 １４ 頂点 ３３ クーリング・
ファン １５ バイパス弁 ４４ 有接点クーリング・ファン・ １６ フランジ面 スイッチ １７ ジグル弁機構 ６７ 半導体温度センサを利用した １８ ジグル弁 無接点クーリング・ファン・ １９ 小孔 スイッチ ７６ ファン駆動モーター
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月３日（１９９８．７．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 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
クス型サーモスタット
【特許請求の範囲】
【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水
の温度を制御するワックス型サーモスタットに関する。
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３０℃に亘る合計４５℃なので、水温
の上限は１２３℃にもなる。これが従来自動車エンジン
の熱効率の著しく低い原因となっている。
・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３０℃に亘る合計４５℃なので、水温
の上限は１２３℃にもなる。これが従来自動車エンジン
の熱効率の著しく低い原因となっている。
【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、その領
域の弁のリフト・アップの拡大、増長手段を講ずると共
に、クーリング・ファン・スイッチの連動により水温の
上限を８１℃以下に抑えるのである。
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、その領
域の弁のリフト・アップの拡大、増長手段を講ずると共
に、クーリング・ファン・スイッチの連動により水温の
上限を８１℃以下に抑えるのである。
【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％の範囲内に超薄くして、これを絞り上げるワッ
クス圧を下げるにあり、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、主弁の表裏に
加わる水圧を同圧にしてリターン・スプリングのバネ定
数を１／２にしてワックスの液化を促進するにある。こ
の第１、第２の相乗効果と、後述する（図９）クーリン
グ・ファン・スイッチの連動により水温の上限を８１℃
以下に抑え、自己能力の５０％で冷却水の流量を倍増さ
せることが実現したのである（図２）。
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％の範囲内に超薄くして、これを絞り上げるワッ
クス圧を下げるにあり、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、主弁の表裏に
加わる水圧を同圧にしてリターン・スプリングのバネ定
数を１／２にしてワックスの液化を促進するにある。こ
の第１、第２の相乗効果と、後述する（図９）クーリン
グ・ファン・スイッチの連動により水温の上限を８１℃
以下に抑え、自己能力の５０％で冷却水の流量を倍増さ
せることが実現したのである（図２）。
【０００５】例えばクーリング・ファン・スイッチが水
温８１℃でＯＮするようにセットする。本発明の主弁を
通る冷却水の流量が従来のものの倍であるからクーリン
グ・ファン・スイッチＯＮの時は水温は極めて敏感に下
がるので水温は８１℃を超すことはない。従って、クー
リング・ファン・スイッチの起動温度が先行する。水温
の上限は８１℃とは限らない。それより１℃でも低い方
が良いので、それにはクーリング・ファン・スイッチの
起動温度を１℃刻みに下げて確認を取る。これが一番容
易、確実で時間もとらない。
温８１℃でＯＮするようにセットする。本発明の主弁を
通る冷却水の流量が従来のものの倍であるからクーリン
グ・ファン・スイッチＯＮの時は水温は極めて敏感に下
がるので水温は８１℃を超すことはない。従って、クー
リング・ファン・スイッチの起動温度が先行する。水温
の上限は８１℃とは限らない。それより１℃でも低い方
が良いので、それにはクーリング・ファン・スイッチの
起動温度を１℃刻みに下げて確認を取る。これが一番容
易、確実で時間もとらない。
【実施例】
【０００６】図２は従来のワックス型サーモスタットＹ
と、それに、本発明のワックス型サーモスタットＸとの
夫々冷却水温対主弁リフトのダイヤグラムである。
と、それに、本発明のワックス型サーモスタットＸとの
夫々冷却水温対主弁リフトのダイヤグラムである。
【０００７】Ｘは７２℃を起点として、僅か９℃の上昇
８１℃で、リフト６ｍｍになるが余裕は充分であり、更
に４℃の上昇８５℃でリフトは倍の１２ｍｍになる。即
ち自己能力の５０％で従来の２倍の成果を上げ、尚５０
％（リフト６ｍｍ）の余裕を温存しているのであるが、
これはクーリング・ファン・スイッチが８１℃でＯＮし
て水温の上昇を止めるからである。若しクーリング・フ
ァン・スイッチが無ければＸは大きくリフトアップして
危険である。本発明のサーモスタットは本発明のクーリ
ング・ファン・スイッチの連動無しで単独では存在出来
ないのである。
８１℃で、リフト６ｍｍになるが余裕は充分であり、更
に４℃の上昇８５℃でリフトは倍の１２ｍｍになる。即
ち自己能力の５０％で従来の２倍の成果を上げ、尚５０
％（リフト６ｍｍ）の余裕を温存しているのであるが、
これはクーリング・ファン・スイッチが８１℃でＯＮし
て水温の上昇を止めるからである。若しクーリング・フ
ァン・スイッチが無ければＸは大きくリフトアップして
危険である。本発明のサーモスタットは本発明のクーリ
ング・ファン・スイッチの連動無しで単独では存在出来
ないのである。
【０００８】これに対しＹは水温８６℃以後はリフト不
足の連続でリフトが１２ｍｍに達するのに水温が１２３
℃にもなるが、全然余裕が無い。
足の連続でリフトが１２ｍｍに達するのに水温が１２３
℃にもなるが、全然余裕が無い。
【０００９】Ｘ、Ｙ曲線と、水温の上限８１℃のＺ−
Ｚ’ラインとの間の斜線部分は主弁を通って流れるＸと
Ｙの水量の差で、この時、Ｘのリフトは６ｍｍでＹのリ
フトは３ｍｍになる。従ってＸの水量はＹの約２倍であ
る。クーリング・ファン・スイッチＯＮで第１、第２の
相乗効果がこれ程の威力を発揮できるのである。従っ
て、このラジエータを含むクーリング・ファン、クーリ
ング・ファン・スイッチ、ファン・モーターは他からの
影響を受けぬようにワンセットとして絶対に独立して設
置するべきである（図１２の一点鎖線内）。そして、エ
アコン用のラジエータ、及びファン等は小さく別に設け
る。
Ｚ’ラインとの間の斜線部分は主弁を通って流れるＸと
Ｙの水量の差で、この時、Ｘのリフトは６ｍｍでＹのリ
フトは３ｍｍになる。従ってＸの水量はＹの約２倍であ
る。クーリング・ファン・スイッチＯＮで第１、第２の
相乗効果がこれ程の威力を発揮できるのである。従っ
て、このラジエータを含むクーリング・ファン、クーリ
ング・ファン・スイッチ、ファン・モーターは他からの
影響を受けぬようにワンセットとして絶対に独立して設
置するべきである（図１２の一点鎖線内）。そして、エ
アコン用のラジエータ、及びファン等は小さく別に設け
る。
【００１０】図３及び図４は本発明の自動車エンジン冷
却水の温度制御用ワックス型サーモスタットの断面図で
前者は主弁の閉弁時を後者はその全開時を示す。
却水の温度制御用ワックス型サーモスタットの断面図で
前者は主弁の閉弁時を後者はその全開時を示す。
【００１１】図３に於いて、ワックス型サーモスタット
１に装着するサーモ・アクチュエータ２はロッド３とロ
ッド３に摺動自在に係合するガイド・メンバ４とガイド
・メンバ４の下端面に気密に係合し、同じくロッド３に
摺動自在に係合する弾性シール・スプール５の底内面と
ロッドの下端面との間に形成される空間に所要量の潤滑
油６を封じ込み、これ等４者を一体にしてワックス７を
充填する感熱シリンダ筒８内に挿入し、気密に圧着して
構成する。
１に装着するサーモ・アクチュエータ２はロッド３とロ
ッド３に摺動自在に係合するガイド・メンバ４とガイド
・メンバ４の下端面に気密に係合し、同じくロッド３に
摺動自在に係合する弾性シール・スプール５の底内面と
ロッドの下端面との間に形成される空間に所要量の潤滑
油６を封じ込み、これ等４者を一体にしてワックス７を
充填する感熱シリンダ筒８内に挿入し、気密に圧着して
構成する。
【００１２】一般にワックス型サーモスタットは図４に
示す様に、弁座９を形成するハウジング１０に固定する
フレーム１１と、弁座９に係合する主弁１２、及びこれ
を圧入固定するサーモ・アクチュエータ２及び、主弁１
２とフレーム１１との間に介装するリターン・スプリン
グ１３とよりなる。
示す様に、弁座９を形成するハウジング１０に固定する
フレーム１１と、弁座９に係合する主弁１２、及びこれ
を圧入固定するサーモ・アクチュエータ２及び、主弁１
２とフレーム１１との間に介装するリターン・スプリン
グ１３とよりなる。
【００１３】水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２の感熱シリンダ筒８内に密封充満
するワックス７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５内の潤滑油６は、リターン・スプ
リング１３に抗してロッド３を上方へ絞り上げる。然
し、ロッド３はハウジング１０の頂点１４に係合支持さ
れているので、相対的に主弁１２は下方へ開く（図
４）。
モ・アクチュエータ２の感熱シリンダ筒８内に密封充満
するワックス７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５内の潤滑油６は、リターン・スプ
リング１３に抗してロッド３を上方へ絞り上げる。然
し、ロッド３はハウジング１０の頂点１４に係合支持さ
れているので、相対的に主弁１２は下方へ開く（図
４）。
【００１４】水温が下降に転ずると感熱シリンダ筒８内
の溶融ワックス７は逐次凝固収縮するからリターン・ス
プリング１３により主弁１２は全閉に至る（図３）。こ
の様にしてハウジング１０の頂点１４に係合支持されて
いるロッド３に対しサーモ・アクチュエータ２のガイド
・メンバ４は上下に摺動し、これに固定される主弁１２
及び主弁と一体構成のバイパス弁１５はこれに対応して
開閉する。
の溶融ワックス７は逐次凝固収縮するからリターン・ス
プリング１３により主弁１２は全閉に至る（図３）。こ
の様にしてハウジング１０の頂点１４に係合支持されて
いるロッド３に対しサーモ・アクチュエータ２のガイド
・メンバ４は上下に摺動し、これに固定される主弁１２
及び主弁と一体構成のバイパス弁１５はこれに対応して
開閉する。
【００１５】以下に弾性シール・スプールの肉厚を超薄
くし且つ、フランジ面に小孔を設け、リターン・スプリ
ングのバネ定数を１／２にする相乗効果に就き説明す
る。
くし且つ、フランジ面に小孔を設け、リターン・スプリ
ングのバネ定数を１／２にする相乗効果に就き説明す
る。
【００１６】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−主弁リフトの卓上試験
装置を図１に示す。 ３５．油圧供給口 ３６．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 ３７．外部から内部を観察する窓 ３８．透明なアクリルパイプ ３９．弾性シール・スプール ４０．ロッド ４１．潤滑油 ４２．リターン・スプリング ４３・ダイヤル・インジゲータ（図示せず）
弾性シール・スプールの油圧力−主弁リフトの卓上試験
装置を図１に示す。 ３５．油圧供給口 ３６．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 ３７．外部から内部を観察する窓 ３８．透明なアクリルパイプ ３９．弾性シール・スプール ４０．ロッド ４１．潤滑油 ４２．リターン・スプリング ４３・ダイヤル・インジゲータ（図示せず）
【００１７】図１の試験装置で測定した油圧−主弁リフ
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３の径３．８ｍｍで、その径の４
５％の肉厚１．７ｍｍのもの （Ｂ）はロッド３の径４．５ｍｍで、その径の２５％の
肉厚１．２５ｍｍのもの （Ｃ）はロッド３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９のバネ定数は
０．５５ｋｇ／ｍｍである。
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３の径３．８ｍｍで、その径の４
５％の肉厚１．７ｍｍのもの （Ｂ）はロッド３の径４．５ｍｍで、その径の２５％の
肉厚１．２５ｍｍのもの （Ｃ）はロッド３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９のバネ定数は
０．５５ｋｇ／ｍｍである。
【００１８】弾性シール・スプール５の肉厚が（Ｃ）の
ように超薄いとスプール内部の潤滑油６の圧力はワック
ス圧と等価になる。弾性シール・スプール５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
３間の摩擦抵抗が０となり、ロッド３のリフト・アップ
はロッド３の下端面に加えられる潤滑油６の圧力によっ
てもたらされる。
ように超薄いとスプール内部の潤滑油６の圧力はワック
ス圧と等価になる。弾性シール・スプール５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
３間の摩擦抵抗が０となり、ロッド３のリフト・アップ
はロッド３の下端面に加えられる潤滑油６の圧力によっ
てもたらされる。
【００１９】（Ａ）は肉厚１．７ｍｍのため起動圧力は
８０ｋｇ／ｃｍ２で、リフトが０．６ｍｍであり、バネ
荷重１５．１ｋｇに抗し、ロッド３を１０ｍｍ絞り上げ
るのに１４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を要し論外である。
８０ｋｇ／ｃｍ２で、リフトが０．６ｍｍであり、バネ
荷重１５．１ｋｇに抗し、ロッド３を１０ｍｍ絞り上げ
るのに１４０ｋｇ／ｃｍ２の圧力を要し論外である。
【００２０】ロッド３を起動する圧力は（Ｂ）、（Ｃ）
共に５０ｋｇ／ｃｍ２でその時の主弁のリフトは同じく
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／ｃｍ２で達し、
（Ｂ）は遅れて１００ｋｇ／ｃｍ２で達す。
共に５０ｋｇ／ｃｍ２でその時の主弁のリフトは同じく
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／ｃｍ２で達し、
（Ｂ）は遅れて１００ｋｇ／ｃｍ２で達す。
【００２１】従って、これ等を考えると、弾性シール・
スプール５の肉厚を（Ｂ）以上に厚くすると、起動圧力
は５０ｋｇ／ｃｍ２を超すので、肉厚の上限はロッド３
の径の２５％とする。又、弾性シール・スプール５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３の径の５％とする。
スプール５の肉厚を（Ｂ）以上に厚くすると、起動圧力
は５０ｋｇ／ｃｍ２を超すので、肉厚の上限はロッド３
の径の２５％とする。又、弾性シール・スプール５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３の径の５％とする。
【００２２】更に、表１の（Ｃ）のリターン・スプリン
グ９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−主弁リフ
トの実測値（Ｄ）を表２に示す。
グ９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−主弁リフ
トの実測値（Ｄ）を表２に示す。
【００２３】（Ｄ）の起動圧力３０ｋｇ／ｃｍ２で弁リ
フトは０．３ｍｍ、圧力６０ｋｇ／ｃｍ２で弁リフトは
１３．５ｍｍとなる。超薄肉の弾性シール・スプール５
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９を
係合して、ワックス７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図２に示す通り
で群を抜くのである。
フトは０．３ｍｍ、圧力６０ｋｇ／ｃｍ２で弁リフトは
１３．５ｍｍとなる。超薄肉の弾性シール・スプール５
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９を
係合して、ワックス７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図２に示す通り
で群を抜くのである。
【００２４】従来から現在に亘り、自動車エンジンのサ
ーモスタット１のフランジ面１６にはエンジンの冷却水
の温度上昇を早める目的で必ず公知のジグル弁機構１７
（図５）を装着する。エンジンの作動中は水圧で閉弁
し、エンジンが停止するとジグル弁１８が解放されて開
き、矢印の方向に冷却水の補給が出来る。
ーモスタット１のフランジ面１６にはエンジンの冷却水
の温度上昇を早める目的で必ず公知のジグル弁機構１７
（図５）を装着する。エンジンの作動中は水圧で閉弁
し、エンジンが停止するとジグル弁１８が解放されて開
き、矢印の方向に冷却水の補給が出来る。
【００２５】ところが、このジクル弁機構は実は後述す
る様に諸悪の根源である。以下これに就き述べる。
る様に諸悪の根源である。以下これに就き述べる。
【００２６】図６はジグル弁機構付き（図示せず）従来
の旧型のワックス型サーモスタット構成の自動車エンジ
ン冷却システムの一例である。エンジンのウォータ・ジ
ャケット２０の流出口２１とラジエータ２２の流入口２
３間の第１水路２４と、ラジエータの流出口２５とサー
モスタット・キャップ２６、サーモスタット・ハウジン
グ２７、ウォータ・ポンプ２８を経てウォータ・ジャケ
ット２０の流入口２９に至る第２水路３０と、第１水路
２４及び第２水路３０間を連通するバイパス水路３１
と、バイパス水路３１の開口３２を開閉するバイパス弁
１５及び第２水路を開閉する主弁１２を有するバイパス
型サーモスタット１は、サーモスタット・キャップ２６
によってサーモスタット・ハウジング２７内に気密に固
定される。
の旧型のワックス型サーモスタット構成の自動車エンジ
ン冷却システムの一例である。エンジンのウォータ・ジ
ャケット２０の流出口２１とラジエータ２２の流入口２
３間の第１水路２４と、ラジエータの流出口２５とサー
モスタット・キャップ２６、サーモスタット・ハウジン
グ２７、ウォータ・ポンプ２８を経てウォータ・ジャケ
ット２０の流入口２９に至る第２水路３０と、第１水路
２４及び第２水路３０間を連通するバイパス水路３１
と、バイパス水路３１の開口３２を開閉するバイパス弁
１５及び第２水路を開閉する主弁１２を有するバイパス
型サーモスタット１は、サーモスタット・キャップ２６
によってサーモスタット・ハウジング２７内に気密に固
定される。
【００２７】尚、図に於いてＡ’はサーモスタット・ハ
ウジング２７内、Ｂ’はサーモスタット・キャップ２６
内に近接する部位の水温の測定点、Ｃは流量の測定点で
あり、３３はクーリング・ファンである。
ウジング２７内、Ｂ’はサーモスタット・キャップ２６
内に近接する部位の水温の測定点、Ｃは流量の測定点で
あり、３３はクーリング・ファンである。
【００２８】エンジンの冷態時、バイパス型サーモスタ
ット１の主弁１２は密閉し、ジグル弁１８（図示せず）
も水圧で閉弁しているので、ウォータ・ジャケット２０
の流出口２１からの高温の冷却水は、ラジエータ２２内
を還流出来ず、第１水路２４の分岐点Ｊからバイパス水
路３１→サーモスタット・ハウジング２７→ウォータ・
ポンプ２８→ウォータ・ジャケット２０の流入口２９へ
と矢印の様に短絡還流する。従ってサーモスタット・ハ
ウジング２７内の水温の上昇は早くなる。
ット１の主弁１２は密閉し、ジグル弁１８（図示せず）
も水圧で閉弁しているので、ウォータ・ジャケット２０
の流出口２１からの高温の冷却水は、ラジエータ２２内
を還流出来ず、第１水路２４の分岐点Ｊからバイパス水
路３１→サーモスタット・ハウジング２７→ウォータ・
ポンプ２８→ウォータ・ジャケット２０の流入口２９へ
と矢印の様に短絡還流する。従ってサーモスタット・ハ
ウジング２７内の水温の上昇は早くなる。
【００２９】然し、ラジエータ２２とサーモスタット・
キャップ２６間の冷却水は流れないで滞留しているから
水温の上昇率は低い。図６の自記記録の図７で明らかな
ように、サーモスタット・ハウジング２７内の測定点
Ａ’における水温Ａがバイパス型サーモスタット１の主
弁１２の開弁温度８７℃になっても、第２水路３０の図
示測定点Ｂ’の水温Ｂは４５℃になるに過ぎず、その差
は４２℃である。サーモスタット１の主弁１２が開弁す
る瞬間、ラジエータ２２の下部からの低温冷却水が流入
するため、Ｂの水温は更に１３℃下がり、結局、サーモ
スタット・ハウジング２７内の水温との差は５５℃に拡
大する。Ａ、Ｂ間の斜線で示す面積はその間の熱エネル
ギー損失となる。尚、経過時間はＡの水温６０℃の時を
０とする。
キャップ２６間の冷却水は流れないで滞留しているから
水温の上昇率は低い。図６の自記記録の図７で明らかな
ように、サーモスタット・ハウジング２７内の測定点
Ａ’における水温Ａがバイパス型サーモスタット１の主
弁１２の開弁温度８７℃になっても、第２水路３０の図
示測定点Ｂ’の水温Ｂは４５℃になるに過ぎず、その差
は４２℃である。サーモスタット１の主弁１２が開弁す
る瞬間、ラジエータ２２の下部からの低温冷却水が流入
するため、Ｂの水温は更に１３℃下がり、結局、サーモ
スタット・ハウジング２７内の水温との差は５５℃に拡
大する。Ａ、Ｂ間の斜線で示す面積はその間の熱エネル
ギー損失となる。尚、経過時間はＡの水温６０℃の時を
０とする。
【００３０】サーモスタット１の熱応答は冷却水の熱応
答よりかなり遅れる。従って、主弁１２は水温が規定の
開弁温度よりかなり高くなってから弁を開く。同様に、
水温が規定の閉弁温度よりかなり下がってから弁を閉じ
る。この主弁１２の開閉初期に大きな熱オーバー・シュ
ートが発生し、又、主弁が閉じたとき主弁の上流側にサ
ージ圧のピークが続発する。
答よりかなり遅れる。従って、主弁１２は水温が規定の
開弁温度よりかなり高くなってから弁を開く。同様に、
水温が規定の閉弁温度よりかなり下がってから弁を閉じ
る。この主弁１２の開閉初期に大きな熱オーバー・シュ
ートが発生し、又、主弁が閉じたとき主弁の上流側にサ
ージ圧のピークが続発する。
【００３１】この熱オーバー・シュートとサージ圧によ
って、シリンダ・ブロック、シリンダ・ヘッドに亀裂が
発生することがあり、サーモスタット１、ラジエータ２
２、ウォータ・ポンプ２８等の寿命を縮める。
って、シリンダ・ブロック、シリンダ・ヘッドに亀裂が
発生することがあり、サーモスタット１、ラジエータ２
２、ウォータ・ポンプ２８等の寿命を縮める。
【００３２】そこで、本発明では、従来のジグル弁機構
を排除してサーモスタットのフランジ面１６に少なくと
も１個の小孔１９を開口する（図８）。この孔があって
も、コンピュータ制御によるスロットル・ボディ内に噴
射するコールド・スタート・インジェクターのためにエ
ンジンは暖気時間ゼロで即起動するのである。
を排除してサーモスタットのフランジ面１６に少なくと
も１個の小孔１９を開口する（図８）。この孔があって
も、コンピュータ制御によるスロットル・ボディ内に噴
射するコールド・スタート・インジェクターのためにエ
ンジンは暖気時間ゼロで即起動するのである。
【００３３】本発明のサーモスタットは自己の能力の５
０％は温存しているのですべての作動が静かにソフトに
迅速に実行されるので、エンジンの振動も少なく、エン
ジンの寿命も増す。
０％は温存しているのですべての作動が静かにソフトに
迅速に実行されるので、エンジンの振動も少なく、エン
ジンの寿命も増す。
【００３４】本発明のサーモスタット４ヶの耐久試験の
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重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、初期
との変化に至っては殆どゼロに等しい。
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重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、初期
との変化に至っては殆どゼロに等しい。
【００３５】以上述べた本発明のサーモスタットは、ロ
ッドの径、シリンダの内容積、シリンダの肉厚を従来の
サーモスタットと同一のものとした。それでいてもこの
様な類を見ない成果を得たのであるが、以下に述べる手
段を講ずれば冷却水温の上限８１℃を更に下げることが
出来る。
ッドの径、シリンダの内容積、シリンダの肉厚を従来の
サーモスタットと同一のものとした。それでいてもこの
様な類を見ない成果を得たのであるが、以下に述べる手
段を講ずれば冷却水温の上限８１℃を更に下げることが
出来る。
【００３６】即ち、例えば図２で溶融温度がラインＸよ
り３℃早い別のワックスを使用して冷却水温の上限８１
℃を７８℃に下げることが出来るのである。いずれにし
てもクーリング・ファンスイッチＯＮの温度を１℃刻み
に下げて確認を取る。
り３℃早い別のワックスを使用して冷却水温の上限８１
℃を７８℃に下げることが出来るのである。いずれにし
てもクーリング・ファンスイッチＯＮの温度を１℃刻み
に下げて確認を取る。
【００３７】図９はクーリング・ファンを電気的にＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御する有接点ファン・スイッチ４４の拡大
断面図で、その右下にその実物大を示す。図９に於いて
ファン・スイッチに装着する小型サーモ・アクチュエー
タ４５はロッド４６とロッドに摺動自在に係合するガイ
ド・メンバ４７の下端面に気密に係合し、同じくロッド
４６に摺動自在に係合する弾性シール・スプール４８の
底内面とロッドの下端面との間に形成される空間に所要
量の潤滑油４９を封じ込み、これ等４者を一体にしてワ
ックス５０を充填する感熱筒５１内に挿入し、気密に圧
着して構成する。
Ｎ、ＯＦＦ制御する有接点ファン・スイッチ４４の拡大
断面図で、その右下にその実物大を示す。図９に於いて
ファン・スイッチに装着する小型サーモ・アクチュエー
タ４５はロッド４６とロッドに摺動自在に係合するガイ
ド・メンバ４７の下端面に気密に係合し、同じくロッド
４６に摺動自在に係合する弾性シール・スプール４８の
底内面とロッドの下端面との間に形成される空間に所要
量の潤滑油４９を封じ込み、これ等４者を一体にしてワ
ックス５０を充填する感熱筒５１内に挿入し、気密に圧
着して構成する。
【００３８】サーモ・アクチュエータ４５を筐体５２の
下端に圧入固定し、ロッド４６に挿入する止めリング５
３にリターン・スプリング５４を負荷するプッシュ・ロ
ッド５５は筐体５２の中心孔を貫通突出し、摺動自在で
その先端面５６は筐体５２の上面に固定するスイッチ・
ケース５７内の可動接点５８の背面に対向する。
下端に圧入固定し、ロッド４６に挿入する止めリング５
３にリターン・スプリング５４を負荷するプッシュ・ロ
ッド５５は筐体５２の中心孔を貫通突出し、摺動自在で
その先端面５６は筐体５２の上面に固定するスイッチ・
ケース５７内の可動接点５８の背面に対向する。
【００３９】スイッチ・ケース５７の内部には固定接点
５９を固定する薄い燐青銅板６０の開放遊端を止金具６
１の先端アゴ部で抑え込み、＋端子６２の下端に固定
し、電気絶縁モールド６３で一体に成形する。この固定
接点５９はスイッチ・ケース５７内にあって可動接点５
８に対向する。可動接点５８を固定する薄い燐青銅の円
板６４は固定接点５９に対し、スナップ・アクションす
るように湾曲成形し、その外周は止め盤６５とバネ６６
で支持する。そして、スイッチ・ケース５７内にこれ等
接点機構を内蔵してケース５７の上周面を図示のように
加圧してクーリング・ファン・スイッチは構成される。
５９を固定する薄い燐青銅板６０の開放遊端を止金具６
１の先端アゴ部で抑え込み、＋端子６２の下端に固定
し、電気絶縁モールド６３で一体に成形する。この固定
接点５９はスイッチ・ケース５７内にあって可動接点５
８に対向する。可動接点５８を固定する薄い燐青銅の円
板６４は固定接点５９に対し、スナップ・アクションす
るように湾曲成形し、その外周は止め盤６５とバネ６６
で支持する。そして、スイッチ・ケース５７内にこれ等
接点機構を内蔵してケース５７の上周面を図示のように
加圧してクーリング・ファン・スイッチは構成される。
【００４０】エンジン冷却水の温度が上昇するとサーモ
・アクチュエータ４５内のワックスは膨張して体積を増
し、ロッド４６は上昇しロッドに固定する止めリング５
３を介してリターン・スプリング５４に抗してプッシュ
・ロッド５５を前進させる。そして例えば水温が８１℃
になるとプッシュ・ロッド５５は前進して可動接点５８
は翻転してスイッチＯＮとなる。水温が下がるとワック
スは収縮して今度はリターン・スプリング５４によりプ
ッシュ・ロッド５５は後退し、可動接点は逆に翻転して
スイッチＯＦＦとなるのである。
・アクチュエータ４５内のワックスは膨張して体積を増
し、ロッド４６は上昇しロッドに固定する止めリング５
３を介してリターン・スプリング５４に抗してプッシュ
・ロッド５５を前進させる。そして例えば水温が８１℃
になるとプッシュ・ロッド５５は前進して可動接点５８
は翻転してスイッチＯＮとなる。水温が下がるとワック
スは収縮して今度はリターン・スプリング５４によりプ
ッシュ・ロッド５５は後退し、可動接点は逆に翻転して
スイッチＯＦＦとなるのである。
【００４１】このクーリング・ファン・スイッチの最適
起動温度は先行して１℃刻みで下げて確認決定し、エン
ジン冷却システムの最適部を選んでネジ込み、感熱筒が
冷却水中にある様に取り付けるのである。この有接点ク
ーリング・ファン・スイッチのＯＮを７５℃にした水温
対経過時間の自記記録を図１０に示す。７５℃に達する
迄はＡ’（図１２）の温度ＡはＢ’（図１２）の温度Ｂ
より１℃高いが７５．５℃に達してＯＮ、ＯＦＦ繰り返
す段になるとＡ、Ｂ共に７５．５℃を上限として両者ほ
ぼ同じになり絶対に７５．５℃を超すことはない。
起動温度は先行して１℃刻みで下げて確認決定し、エン
ジン冷却システムの最適部を選んでネジ込み、感熱筒が
冷却水中にある様に取り付けるのである。この有接点ク
ーリング・ファン・スイッチのＯＮを７５℃にした水温
対経過時間の自記記録を図１０に示す。７５℃に達する
迄はＡ’（図１２）の温度ＡはＢ’（図１２）の温度Ｂ
より１℃高いが７５．５℃に達してＯＮ、ＯＦＦ繰り返
す段になるとＡ、Ｂ共に７５．５℃を上限として両者ほ
ぼ同じになり絶対に７５．５℃を超すことはない。
【００４２】図１１は半導体温度センサを内蔵した無接
点型クーリング・ファン・スイッチ６７の拡大断面図で
右下にその実物大を示す。本体６８の上部にケース６９
を固定し、ケース６９の内部に＋端子７０を電気絶縁モ
ールドで一体に成形する絶縁体７１を収容する。
点型クーリング・ファン・スイッチ６７の拡大断面図で
右下にその実物大を示す。本体６８の上部にケース６９
を固定し、ケース６９の内部に＋端子７０を電気絶縁モ
ールドで一体に成形する絶縁体７１を収容する。
【００４３】本体６８の内部に半導体温度センサー７２
の＋端子７３を端子７０に、又アース端子７４をケース
６９に夫々接続する。そして内部を例えばエポキシ系モ
ールドで固める。７５はその注入口である。注入後、注
入口はモールドで塞がる。この無接点型クーリング・フ
ァン・スイッチのＯＮを７５℃にした実施例は図１０と
全く同じである。
の＋端子７３を端子７０に、又アース端子７４をケース
６９に夫々接続する。そして内部を例えばエポキシ系モ
ールドで固める。７５はその注入口である。注入後、注
入口はモールドで塞がる。この無接点型クーリング・フ
ァン・スイッチのＯＮを７５℃にした実施例は図１０と
全く同じである。
【００４４】図１２は本発明の自動車エンジン冷却シス
テムの一例である。図６のエンジン冷却システムと同一
の箇所には同一符号で示す。無接点型クーリング・ファ
ン・スイッチ６７はサーモスタット・キャップ２６を変
形して取り付ける。サーモスタット１は弾性シール・ス
プールの肉厚を超薄くし、リターン・スプリングのバネ
定数を半減し、更に従来のジグル弁機構をフラシジ面か
ら取りのぞき小孔を設ける（図８）。７６はファン駆動
モーターである。尚、図に於いてＡ’はサーモスタット
・ハウジング２７内、Ｂ’はサーモスタット・キャップ
２６内の水温の測定点である。
テムの一例である。図６のエンジン冷却システムと同一
の箇所には同一符号で示す。無接点型クーリング・ファ
ン・スイッチ６７はサーモスタット・キャップ２６を変
形して取り付ける。サーモスタット１は弾性シール・ス
プールの肉厚を超薄くし、リターン・スプリングのバネ
定数を半減し、更に従来のジグル弁機構をフラシジ面か
ら取りのぞき小孔を設ける（図８）。７６はファン駆動
モーターである。尚、図に於いてＡ’はサーモスタット
・ハウジング２７内、Ｂ’はサーモスタット・キャップ
２６内の水温の測定点である。
【００４５】
【発明の効果】本発明は弾性シール・スプールの肉厚を
超薄くし、更にリターン・スプリシグのバネ定数を半減
させる相乗効果と有接点或は半導体温度センサのクーリ
ング・ファン・スイッチの連動で、冷却水の流量の倍増
を自己能力の５０％のリフト６ｍｍで軽く達成、従来の
自動車エンジンの冷却水の温度の上限１２３℃を８１℃
以下に大きく下げ、燃費を節約し、エンジンの寿命を増
し、ＮＯｘ、ＣＯ２を削減し、地球温暖化防止に貢献す
る。
超薄くし、更にリターン・スプリシグのバネ定数を半減
させる相乗効果と有接点或は半導体温度センサのクーリ
ング・ファン・スイッチの連動で、冷却水の流量の倍増
を自己能力の５０％のリフト６ｍｍで軽く達成、従来の
自動車エンジンの冷却水の温度の上限１２３℃を８１℃
以下に大きく下げ、燃費を節約し、エンジンの寿命を増
し、ＮＯｘ、ＣＯ２を削減し、地球温暖化防止に貢献す
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。
ール・スプールの油圧力−弁リフトの試験装置。
【図２】 従来の最新型ワックス型サーモスタットＹ
と本発明のワックス型サーモスタットＸの冷却水温対弁
リフトのダイヤグラムである。
と本発明のワックス型サーモスタットＸの冷却水温対弁
リフトのダイヤグラムである。
【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閉時を示す。
モスタットの断面図で主弁の全閉時を示す。
【図４】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットの断面図で主弁の全開時を示す。
モスタットの断面図で主弁の全開時を示す。
【図５】 ジグル弁機構。
【図６】 ジグル弁機構付の従来のサーモスタットで
構成する自動車エンジンの冷却システム。
構成する自動車エンジンの冷却システム。
【図７】 図６の冷却水の流量、温度、経過時間の自
記記録を示す。
記記録を示す。
【図８】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットのフランジ面の小孔を示す断面図。
モスタットのフランジ面の小孔を示す断面図。
【図９】 有接点クーリング・ファン・スイッチの断
面図。
面図。
【図１０】 有接点クーリング・ファン・スイッチの冷
却水温対経過時間の自記記録を示す
却水温対経過時間の自記記録を示す
【図１１】 半導体温度センサを内蔵する無接点のクー
リング・ファン・スイッチの断面図
リング・ファン・スイッチの断面図
【図１２】 本発明の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に連動する同じく本発明の半導
体温度センサを内蔵する無接点クーリング・ファン・ス
イッチで構成する自動車エンジンの冷却システム。
ックス型サーモスタットに連動する同じく本発明の半導
体温度センサを内蔵する無接点クーリング・ファン・ス
イッチで構成する自動車エンジンの冷却システム。
【符号の説明】 １ サーモスタット ２０ ウォータ・ジャ
ケット ２ サーモ・アクチュエータ ２１ ウォータ・ジャ
ケットの流出口 ３ロッド ２２
ラジエータ ４ ガイド・メンバ ２３ ラジエータの流
入口 ５ 弾性シール・スプール ２４ 第１水路 ６ 潤滑油 ２５ ラジエータの流
出口 ７ ワックス ２６ サーモスタット
・キャップ ８ 感熱シリンダ筒 ２７ サーモスタット
・ハウジング ９ 弁座 ２８ ウォータ・ポン
プ １０ ハウジング ２９ ウォータ・ジ
ャケットの流入口 １１ フレーム ３０ 第２水路 １２ 主弁 ３１ バイパス水路 １３ リターン・スプリング ３２ バイパス水路
の開口 １４ 頂点 ３３ クーリング・
ファン １５ バイパス弁 ４４ 有接点クーリング・ファン・ １６ フランジ面 スイッチ １７ ジグル弁機構 ６７ 半導体温度センサを利用した １８ ジグル弁 無接点クーリング・ファン・ １９ 小孔 スイッチ ７６ ファン駆動モーター
ケット ２ サーモ・アクチュエータ ２１ ウォータ・ジャ
ケットの流出口 ３ロッド ２２
ラジエータ ４ ガイド・メンバ ２３ ラジエータの流
入口 ５ 弾性シール・スプール ２４ 第１水路 ６ 潤滑油 ２５ ラジエータの流
出口 ７ ワックス ２６ サーモスタット
・キャップ ８ 感熱シリンダ筒 ２７ サーモスタット
・ハウジング ９ 弁座 ２８ ウォータ・ポン
プ １０ ハウジング ２９ ウォータ・ジ
ャケットの流入口 １１ フレーム ３０ 第２水路 １２ 主弁 ３１ バイパス水路 １３ リターン・スプリング ３２ バイパス水路
の開口 １４ 頂点 ３３ クーリング・
ファン １５ バイパス弁 ４４ 有接点クーリング・ファン・ １６ フランジ面 スイッチ １７ ジグル弁機構 ６７ 半導体温度センサを利用した １８ ジグル弁 無接点クーリング・ファン・ １９ 小孔 スイッチ ７６ ファン駆動モーター
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月８日（１９９８．７．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
Claims (4)
- 【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・
アクチュエータの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、従来のジグル弁機構を排除し、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、主弁の表裏に加わる水圧を同圧にして、主弁のリ
ターン・スプリングのバネ定数を低減し、ワックスの液
化を促進して主弁を通る冷却水の流量を約倍増し、これ
に冷却水の温度の上限を大巾に下げるクーリング・ファ
ン・スイッチを連動して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。 - 【請求項２】小型ワックス型サーモ・アクチュエータを
筐体の下端に挿入固定し、筐体の中心にリターン・スプ
リングを負荷するプッシュ・ロッドを摺動自在に貫通突
出し、該ロッドで筐体の上端に固定するスイッチ・ケー
ス内の可動接点を押し、対向する固定接点に対しスナッ
プ・アクションする様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に
連動する有接点クーリング・ファン・スイッチ。 - 【請求項３】半導体温度センサ（ＩＣ化温度センサ）を
利用して有接点のクーリング・ファン・スイッチを無接
点化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に連動するクーリング・フ
ァン・スイッチ。 - 【請求項４】自動車エンジンの高冷却効率のワックス型
サーモスタットとこれに連動する半導体温度センサを内
蔵する無接点クーリング・ファン・スイッチとクーリン
グ・ファン駆動モーターで構成する自動車エンジンの冷
却システム。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21953198A JP3203360B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 自動車エンジンの冷却システム |
| TW087114652A TW394817B (en) | 1998-04-03 | 1998-09-03 | Cooling system for an automotive engine |
| CA002246462A CA2246462C (en) | 1998-04-03 | 1998-09-03 | Cooling system for an automotive engine |
| US09/146,575 US6138617A (en) | 1997-04-11 | 1998-09-03 | Cooling system for an automotive engine |
| DE69830896T DE69830896T2 (de) | 1998-04-03 | 1998-09-04 | Kühlungsanlage für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges |
| EP98307143A EP0947676B1 (en) | 1998-04-03 | 1998-09-04 | Cooling system for an automotive engine |
| AU83116/98A AU748592B2 (en) | 1998-04-03 | 1998-09-04 | Cooling system for an automotive engine |
| KR1019980036895A KR100350718B1 (ko) | 1998-04-03 | 1998-09-08 | 자동차 엔진용 냉각 시스템 |
| CN98121304A CN1103862C (zh) | 1998-04-03 | 1998-10-09 | 汽车发动机的冷却系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21953198A JP3203360B2 (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 自動車エンジンの冷却システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000018424A true JP2000018424A (ja) | 2000-01-18 |
| JP3203360B2 JP3203360B2 (ja) | 2001-08-27 |
Family
ID=16736951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21953198A Expired - Fee Related JP3203360B2 (ja) | 1997-04-11 | 1998-06-30 | 自動車エンジンの冷却システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3203360B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101478513B1 (ko) | 2013-04-11 | 2015-01-02 | 전혜영 | 작동유체용 온도조절장치 |
-
1998
- 1998-06-30 JP JP21953198A patent/JP3203360B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101478513B1 (ko) | 2013-04-11 | 2015-01-02 | 전혜영 | 작동유체용 온도조절장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3203360B2 (ja) | 2001-08-27 |
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