JP2000097026A - Electronically controlled cooling system of car engine for preventing the earth from becoming warm - Google Patents
Electronically controlled cooling system of car engine for preventing the earth from becoming warmInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は地球温暖化防止用自動車
エンジンの電子制御冷却システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled cooling system for an automobile engine for preventing global warming.
【０００２】[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・アッブの微少なワックス
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。2. Description of the Related Art The operating range of a thermostat ranges from 15 ° C. in a state change region in which wax with a large valve lift is liquefied from a solid to 30 ° C. in a body expansion region of a small wax liquid with a valve lift up. Since the total is 45 ° C., the upper limit of the water temperature is 123 ° C. This causes the thermal efficiency of the conventional automobile engine to be extremely low.
【０００３】[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℃以下に抑えると共に従来の自動車エンジン
冷却システムを電子制御冷却システムにグレード・アッ
プするのである。The operating temperature range of the thermostat is concentrated between 15 ° C. in a large state change region of the valve lift up where the wax liquefies from a solid, and the valve lift up in that region is expanded. In addition to taking measures to increase the temperature, the upper limit of the water temperature is suppressed to 81 ° C. or lower by interlocking the cooling fan switch, and the conventional automobile engine cooling system is upgraded to an electronically controlled cooling system.
【０００４】[0004]
【発明が解決するための手段】弁のリフト・アッブの拡
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（図１）、更に従来の自動車エンジン冷却システムを
電子制御冷却システムに飛躍向上させるのである。Means for enlarging and increasing the lift ab of the valve include firstly a resilient seal which engages the rod.
The thickness of the side wall of the center hole of the spool is 25% of the rod diameter.
In order to reduce the wax pressure, which is used to squeeze it and reduce the wax pressure. Second, at least one small hole is made in the flange surface of the thermostat to reduce the water pressure applied to the front and back of the main valve. The liquefaction of the wax is promoted by reducing the spring constant of the return spring to １ ／ with the same pressure. The upper limit of the water temperature is set to 81 ° C. by the interlocking of the first and second synergistic effects and a cooling fan switch described later (FIG. 9).
The cooling water flow rate is doubled at 50% of its own capacity (FIG. 1), and the conventional automobile engine cooling system is further improved to an electronically controlled cooling system.
【０００５】本発明のサーモスタットを装着し、高速道
路を８０ｋｍ／ｈから１５０ｋｍ／ｈで走走行するとラ
ジエータは向い風を受けて８０ｋｍ／ｈで７７．５℃の
水温が１５０ｋｍ／ｈで７０℃に下がる。そこで例えば
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。When the thermostat of the present invention is mounted and the vehicle runs on an expressway at a speed of 80 km / h to 150 km / h, the radiator receives a headwind and the water temperature of 77.5 ° C. at 80 km / h drops to 70 ° C. at 150 km / h. . Therefore, for example, the cooling fan switch is set to be turned on at a water temperature of 81 ° C. Since the flow rate of the cooling water passing through the main valve of the present invention is twice that of the conventional cooling water, when the cooling fan switch is ON, the water temperature drops extremely sensitively.
Never exceed ° C. Therefore, the starting temperature of the cooling fan switch precedes. The upper limit of the water temperature is not always 81 ° C. Since it is better to lower the temperature even at 1 ° C, the starting temperature of the cooling fan switch should be lowered by 1 ° C and checked. This is the easiest, safest and quickest time.
【０００６】図１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。FIG. 1 shows a conventional wax type thermostat Y.
5 is a diagram of a cooling water temperature versus a main valve lift, respectively, for the wax type thermostat X of the present invention.
【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、これで高速道路を１
５０ｋｍ／ｈで走行して余裕は充分であり、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。[0007] Starting at 72 ° C, X rises only 9 ° C at 81 ° C and reaches a lift of 6 mm.
Running at 50 km / h has enough room, and at 85 ° C., a 4 ° C. increase, the lift doubles to 12 mm. That is, 50% of the self-capacity has achieved twice the result of the conventional one, and still has a margin of 50% (lift 6 mm). This is because the cooling fan switch is turned on at 81 ° C and the water temperature is reduced. This is because it stops rising. If there is no cooling fan switch, X is greatly lifted and dangerous. The thermostat of the present invention cannot exist alone without the interlocking of the cooling fan switch of the present invention.
【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。On the other hand, after the water temperature reaches 86 ° C., the lift reaches 12 mm due to the shortage of the lift.
℃, but there is no room at all.
【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。更に本
発明では、クーリング・ファン・モーターとクーリング
・ファン・スイッチの間を電子制御ユニットで接続し、
従来の自動車エンジン冷却システムを電子制御冷却シス
テムに変え、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独立して設置する。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。[0009] The X and Y curves and the Z-
The hatched portion between the line Z ′ and the line X is the difference between the amounts of water X and Y flowing through the main valve. At this time, the lift of X is 6 mm and the lift of Y is 3 mm. Therefore, the amount of water of X is about twice that of Y. By turning on the cooling fan switch, the first and second synergistic effects can exert such power. Further, according to the present invention, the cooling fan motor and the cooling fan switch are connected by an electronic control unit,
The conventional automobile engine cooling system will be changed to an electronically controlled cooling system, and the cooling fan including the radiator and the cooling fan switch will be installed independently as one set so as not to be affected by others. The radiator and the fan for the air conditioner are separately provided small.
【００１０】図２及び図３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。FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of a wax-type thermostat for controlling the temperature of cooling water for an engine of an automobile according to the present invention. The former shows the main valve closed and the latter shows the fully opened main valve.
【００１１】図２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。In FIG. 2, a thermo-actuator 2 mounted on a wax-type thermostat 1 is airtightly engaged with a rod 3 and a guide member 4 slidably engaged with the rod 3 and a lower end surface of the guide member 4. A required amount of lubricating oil 6 is sealed in a space formed between the inner bottom surface of the elastic seal spool 5 and the lower end surface of the rod, which also slidably engages with the rod 3. Are inserted into a heat-sensitive cylinder 8 filled with a wax 7 and hermetically pressed.
【００１２】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９を形成するハウジング１０のフランジ
面１６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１２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。As shown in FIG. 3, a wax type thermostat generally has a frame 11 fixed to a flange surface 16 of a housing 10 forming a valve seat 9, a main valve 12 engaged with the valve seat 9, and press-fitting and fixing the same. And a return spring 13 interposed between the main valve 12 and the frame 11.
【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
３）。When the water temperature rises above the specified temperature, the lubricating oil 6 in the elastic seal spool 5 equivalent to the wax pressure due to the melt expansion of the wax 7 sealingly filling the thermosensitive cylinder 8 of the thermoactuator 2 The rod 3 is squeezed upward against the return spring 13. However, since the rod 3 is engaged and supported by the vertex 14 of the housing 10, the main valve 12 relatively opens downward (FIG. 3).
【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２）。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。When the water temperature falls, the molten wax 7 in the heat-sensitive cylinder 8 gradually solidifies and contracts, so that the main valve 12 is fully closed by the return spring 13 (FIG. 2). In this way, the guide member 4 of the thermoactuator 2 slides up and down with respect to the rod 3 engaged and supported on the vertex 14 of the housing 10, and the main valve 12 fixed to this.
And the bypass valve 15 integrated with the main valve opens and closes accordingly.
【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。The synergistic effect of reducing the thickness of the elastic seal spool and providing a small hole in the flange surface to reduce the spring constant of the return spring to す る will be described below.
【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５に示す。 ３４．摺動ロッド 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ブ 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）FIG. 5 shows a simple bench test apparatus of the hydraulic pressure of the elastic seal spool and the main valve lift using the hydraulic pressure instead of the wax pressure. 34. Sliding rod 35. Hydraulic supply port 36. 37. Cut and mount the thermal cylinder so that the elastic seal spool inside the thermoactuator can be observed. Window for observing inside from outside 38. Transparent acrylic pipe 39. Elastic seal spool 40. Rod 41. Lubricating oil 42. Return spring 43 dial indicator (not shown)
【００１７】図５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。Table 1 shows the measured values of the hydraulic pressure and the main valve lift measured by the test apparatus shown in FIG. In Table 1, (A) shows the conventional rod 3 having a diameter of 3.8 mm and a diameter of 4 mm.
5% of the 1.7 mm thick (B) is 4.5 mm in diameter of the rod 3 and 25% of its diameter is 1.25 mm in thickness. (C) is 4.5 mm of the rod 3 in diameter. The spring constant of the return spring 9 which is 5% of the diameter and has a thickness of 0.225 mm and is engaged is 0.55 kg / mm.
【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。When the thickness of the elastic seal spool 5 is extremely thin as shown in FIG. 3C, the pressure of the lubricating oil 6 inside the spool becomes equivalent to the wax pressure. Since the elastic seal spool 5 is supported by an equivalent pressure from the inside and the outside and floats, the frictional resistance between the rods 3 becomes zero, and the rod 3 lifts up due to the lubricating oil 6 applied to the lower end surface of the rod 3. Induced by pressure.
【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。(A) has a wall thickness of 1.7 mm, the starting pressure is 80 kg / cm 2 , the lift is 0.6 mm, it resists a spring load of 15.1 kg, and 140 kg / cm is required to squeeze the rod 3 by 10 mm. It requires a pressure of cm 2 and is out of the question.
【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。The pressure for starting the rod 3 is (B), (C)
Both were 50 kg / cm 2 , and the lift of the main valve at that time was also 0.4 mm, after which the spring load was 15.1 k.
(C) reaches 90 kg / cm 2 because of the ultra-thin wall thickness of 0.225 mm, and (B) reaches 100 kg / cm 2 with a delay when the rod is squeezed 10 mm against g.
【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。Therefore, considering these, the elastic seal
If the thickness of the spool 5 is increased to (B) or more, the starting pressure exceeds 50 kg / cm 2.
25% of the diameter. The thickness of the elastic seal spool 5 is sufficient to be 5% as shown in FIG.
Since the production becomes difficult and the cost increases, the lower limit of the wall thickness is set to 5% of the diameter of the rod 3.
【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５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。Further, the spring constant of the return spring 9 of Table 1 (C) 0.55 kg / mm is changed to 0.27 kg / m.
Table 2 shows the measured values (D) of the hydraulic pressure-main valve lift measured by the test device of FIG.
【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１に示す通り
で群を抜くのである。The activation pressure 30kg / cm 2 in the valve lift of (D) is 0.3 mm, the valve lift at a pressure 60 kg / cm 2 becomes 13.5 mm. Ultra-thin elastic seal spool 5
In addition, the conventional spring constant is 0.55 kg / mm and 0.2
The synergistic effect of engaging the return spring 9 halved to about 7 kg / mm to promote the liquefaction of the wax 7 and increasing the amount of liquefaction to increase the valve lift is outstanding as shown in FIG. It is.
【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７）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。Conventionally, a known jiggle valve mechanism 17 is always provided on the flange surface 16 of the thermostat 1 of the automobile engine for the purpose of accelerating the temperature rise of the cooling water of the engine.
(FIG. 7) is attached. During operation of the engine, the valve is closed by water pressure, and when the engine is stopped, the jiggle valve 18 is released and opened, so that cooling water can be supplied in the direction of the arrow.
【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。However, this trickle valve mechanism is actually a source of various evils as described later. This will be described below.
【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・ギャップ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。FIG. 6 shows an example of a conventional automobile engine cooling system having an old wax type thermostat configuration with a jiggle valve mechanism (not shown). Outlet 21 of engine water jacket 20 and Inlet 2 of radiator 22
A first channel 24 between the first and second channels, a second channel 30 through a radiator outlet 25, a thermostat gap 26, a thermostat housing 27, and a water pump 28 to an inlet 29 of the water jacket 20; Bypass channel 31 communicating between the second channel 24 and the second channel 30
And a bypass type thermostat 1 having a bypass valve 15 for opening and closing the opening 32 of the bypass channel 31 and a main valve 12 for opening and closing the second channel, the thermostat cap 26
Thereby, it is hermetically fixed in the thermostat housing 27.
【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。In the figures, A 'is inside the thermostat housing 27 and B' is the thermostat cap 26
A measurement point of the water temperature of a portion near the inside, C is a measurement point of the flow rate, and 33 is a cooling fan.
【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。When the engine is cold, the main valve 12 of the bypass thermostat 1 is closed and a jiggle valve 18 (not shown) is provided.
Is also closed by water pressure, so water jacket 20
The high-temperature cooling water from the outlet 21 cannot return inside the radiator 22, and from the branch point J of the first water channel 24, the bypass water channel 31 → the thermostat housing 27 → the water
The pump 28 is short-circuited and recirculated to the inlet 29 of the water jacket 20 as shown by the arrow. Therefore, the water temperature in the thermostat housing 27 rises quickly.
【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８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。However, the radiator 22 and the thermostat
Since the cooling water between the caps 26 stays without flowing, the rise rate of the water temperature is low. As is clear from FIG. 8 in the self-recording record of FIG. 6, even if the water temperature A at the measurement point A ′ in the thermostat housing 27 becomes 87 ° C. of the opening temperature of the main valve 12 of the bypass type thermostat 1, the second water passage The water temperature B at the illustrated measurement point B ′ of 30 is only 45 ° C., and the difference is 42 ° C. At the moment when the main valve 12 of the thermostat 1 is opened, the low-temperature cooling water flows from the lower part of the radiator 22, so that the water temperature of B further decreases by 13 ° C. To expand. The area shown by the diagonal lines between A and B is the heat energy loss between them. The elapsed time is 0 when the water temperature of A is 60 ° C.
【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。The thermal response of the thermostat 1 is considerably delayed from the thermal response of the cooling water. Therefore, the main valve 12 opens the valve after the water temperature becomes considerably higher than the specified valve opening temperature. Similarly,
Close the valve after the water temperature has dropped significantly below the specified valve closing temperature. A large thermal overshoot occurs in the early stage of opening and closing of the main valve 12, and a peak of the surge pressure follows the main valve when the main valve is closed.
【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。The thermal overshoot and the surge pressure may cause cracks in the cylinder block and cylinder head, and the thermostat 1 and the radiator 2
2. Shorten the life of the water pump 28 and the like.
【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１９ａを開口する（図４）。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。Therefore, in the present invention, at least one small hole 19a is opened in the flange surface 16 of the thermostat by eliminating the conventional jiggle valve mechanism (FIG. 4). Even with this hole, the engine will start immediately with no warm-up time due to the cold start injectors injected into the throttle body under computer control.
【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。The thermostat of the present invention has 5
Since 0% is preserved, all operations are performed quietly and quickly in a soft manner, so that engine vibration is reduced and engine life is increased.
【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。 Table 3 shows the results of the durability test of four thermostats of the present invention, and Table 4 shows the results of four conventional thermostats. The change value of the lift, which is the most important factor for the durability of the thermostat, is smaller than the conventional one by more than one order of magnitude, and the change from the initial stage is almost equal to zero.
【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。The thermostat of the present invention described above has the same rod diameter, cylinder internal volume, and cylinder thickness as the conventional thermostat. Even so, such an unprecedented result was obtained, but by taking the following measures, the upper limit of the cooling water temperature, 81 ° C., can be further reduced.
【００３６】即ち、例えば図１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。That is, for example, using another wax whose melting temperature is 3 ° C. earlier than the line X in FIG.
The temperature can be lowered to 78 ° C. In any case, lower the temperature of the cooling fan switch ON in steps of 1 ° C and check.
【００３７】図９は半導体温度センサ４４を内蔵した無
接点クーリング・ファン・スイッチ４５の正面、側面、
平面拡大図を示し、その右下に実物大の外観図を示す。FIG. 9 is a front view, a side view, and a non-contact cooling fan switch 45 incorporating a semiconductor temperature sensor 44.
An enlarged plan view is shown, and a full-size external view is shown at the lower right.
【００３８】本体４６の内部に半導体温度センサ４４の
プラス端子４７を外部シール・コード４９に、又マイナ
ス端子４８をシール・コード５０に夫々絶縁盤５１に圧
入するスリーブ５２を介して接続する。そしてその内部
に絶縁盤５１の注入孔５３を通して例えばエポシキ系モ
ールドで図示のように盛り固める。The plus terminal 47 of the semiconductor temperature sensor 44 is connected to the outer seal cord 49 and the minus terminal 48 of the semiconductor temperature sensor 44 is connected to the seal cord 50 via a sleeve 52 which is press-fitted into the insulating plate 51 inside the main body 46. Then, through the injection hole 53 of the insulating board 51, the inside is filled with, for example, an epoxy mold as shown in the figure.
【００３９】この無接点型クーリング・ファン・スイッ
チのＯＮを７５．５℃にした水温対制御経過時間の自記
記録を図１０に示す。７５．５℃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は一定の周期で夫々独自の振巾でＯＮ、ＯＦＦを
持続し絶対に７５．５℃を超すことは無い。クーリング
・ファン・スイッチはＯＮ、ＯＦＦを繰り返すが、ＯＦ
Ｆの時はファンの惰性で次のＯＮにリレイするからリズ
ミカルでファンの起動トルクは極めて微弱であり静粛で
寿命を増す。FIG. 10 shows a self-recording of the water temperature versus the control elapsed time when the ON of the contactless cooling fan switch is set to 75.5 ° C. Until the temperature reaches 75.5 ° C., the temperature A of A ′ (FIG. 12) is higher by 1 ° C. than the temperature B of B ′ (FIG. 12). It keeps ON and OFF at a fixed cycle with its own amplitude and never exceeds 75.5 ° C. The cooling fan switch repeats ON and OFF, but OF
At the time of F, the relay is turned on to the next ON due to the inertia of the fan, so that the starting torque of the fan is extremely weak, quiet, and quiet and the life is extended.
【００４０】図１１は電子制御ユニット５６を中心とし
て、クーリング・ファン・スイッチ４５、クーリング
ファン・モーター５４及び電源１２Ｖをシール・コード
４９、５０及びコネクター５６を介して夫々接続し、更
にクーリング・ファン３３、ラジエータ２２をも含んで
構成する電子制御ユニット系を示す。電子制御ユニット
５５はアルミケース内に図示電子回路部品のプリント基
盤を装着して構成する。電子回路部品作用効果は引き出
し線で夫々明示する通りである。図中ＤＣ／ＤＣコンバ
ータの左寄りＸ−Ｙ鎖線を中心として右側を５Ｖ系制御
回路、左側を１２Ｖ系制御回路に分ける。初段のＤＣ／
ＤＣボルテージ・コンパレータはクーリング・ファン・
スイッチ４５の信号の増巾、スイッチング用であり、こ
れに続く回路は５Ｖ安定の信号変換用である。又、終段
のパーワーＭＯＳ−ＦＥＴドライバーはクーリング・フ
ァン・モーターのＯＮ、ＯＦＦ用で安定な５Ｖ系制御回
路のため、そのスイッチング動作は安定する。一般のフ
ァン・モーターは起動の瞬間１２Ｖが７．５Ｖ位に低下
して往々誤動作するが電子制御ユニット５５を中心とす
る電子制御ユニット系の安定した１２Ｖを得て初めて異
状無く、半永久的に静粛にＯＮ、ＯＦＦするのである。FIG. 11 mainly shows the electronic control unit 56, the cooling fan switch 45, and the cooling fan switch 45.
An electronic control unit system is shown in which a fan motor 54 and a power supply 12V are connected via seal cords 49 and 50 and a connector 56, respectively, and further includes a cooling fan 33 and a radiator 22. The electronic control unit 55 is configured by mounting a printed circuit board of the illustrated electronic circuit components in an aluminum case. The effects of the electronic circuit components are as clearly indicated by the lead lines. In the figure, the right side is divided into a 5V control circuit and the left side is divided into a 12V control circuit centering on the XY chain line on the left side of the DC / DC converter. DC /
The DC voltage comparator is a cooling fan
The circuit for the amplification and switching of the signal of the switch 45, and the circuit subsequent thereto are for the signal conversion of 5V stable. The power MOS-FET driver at the last stage is a stable 5V control circuit for ON / OFF of the cooling fan motor, so that the switching operation is stable. At the moment of startup, a general fan motor drops from 12V to about 7.5V and often malfunctions. However, only after obtaining a stable 12V of the electronic control unit system centering on the electronic control unit 55, there is no abnormality and it is semi-permanently quiet. ON and OFF.
【００４１】図１２は本発明の自動車エンジンの冷却シ
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。図では説明の都合上ハウ
ジング２７とウォータ・ポンプ２８は離してあるがサー
モスタット・ハウジング２７及びウォータ・ポンプ２８
は共にエンジンのウォータ・ジャケット２０に直接取り
付けられているので、クーリング・ファン・スイッチ４
５はエンジンのウォータ・ジャケット２０（選択肢が多
くて良い）の冷却水の通る最適場所を選んで取り付ける
ことが出来る。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、従来のジグル弁機構をフランジ面
から取りのぞき、新しく小孔を設け、リターン・スプリ
ングのバネ定数を半減し、更に上記電子制御ユニット系
を加えて、従来のエンジンの冷却システムでは全く期待
出来ない。きめ細やかな電子制御で安定した高度な地球
温暖化防止を達成するのである。FIG. 12 shows an example of a vehicle engine cooling system according to the present invention. The same parts as those of the engine cooling system of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In the figure, the housing 27 and the water pump 28 are separated for convenience of explanation, but the thermostat housing 27 and the water pump 28 are separated.
Are mounted directly on the engine water jacket 20 so that the cooling fan switch 4
5 can be installed by selecting an optimal location for cooling water of the engine water jacket 20 (there are many options). The thermostat 1 makes the thickness of the elastic seal spool extremely thin, removes the conventional jiggle valve mechanism from the flange surface, provides a new small hole, reduces the spring constant of the return spring by half, and furthermore integrates the electronic control unit system. In addition, conventional engine cooling systems cannot be expected at all. Fine-grained electronic control achieves a stable and advanced prevention of global warming.
【００４２】[0042]
【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、燃費を節約してエンジンの熱効率を上げ、加え
るに、クーリング・ファン・スイッチとクーリング・フ
ァン・モーター間に接続する電子制御ユニット系で従来
の自動車エンジン冷却システムを電子制御冷却システム
にグレード・アップし、エンジンの寿命を増し、ＮＯ
ｘ、ＣＯ２を大巾に削減することが出来、地球温暖化防
止に貢献する。According to the present invention, the flow rate of the cooling water is reduced by the synergistic effect of making the thickness of the elastic seal spool extremely thin, further reducing the spring constant of the return spring by half, and the cooling fan switch of the semiconductor temperature sensor. , 50% of its own capacity with a lift of 6mm, lightly reduce the upper limit of the cooling water temperature of conventional car engine 123 ° C to 81 ° C or less, save fuel efficiency and increase engine thermal efficiency, With the electronic control unit system connected between the cooling fan switch and the cooling fan motor, the conventional automobile engine cooling system is upgraded to an electronically controlled cooling system, and the engine life is increased.
x and CO 2 can be greatly reduced, contributing to the prevention of global warming.
【図１】 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。FIG. 1 is a diagram of cooling water temperature versus valve lift of a conventional latest wax type thermostat Y and a wax type thermostat X of the present invention.
【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。FIG. 2 is a cross-sectional view of the wax type thermostat for an automobile engine according to the present invention, showing a main valve in a fully closed state.
【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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the wax type thermostat for an automobile engine according to the present invention, showing a main valve fully opened.
【図４】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サ
ーモスタットのフランジ面の小孔を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing small holes in a flange surface of the wax type thermostat for an automobile engine according to the present invention.
【図５】 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。FIG. 5 shows an oil pressure-valve lift test apparatus for an elastic seal spool using hydraulic pressure instead of wax pressure.
【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。FIG. 6 is a cooling system for an automobile engine constituted by a conventional thermostat with a jiggle valve mechanism.
【図７】 ジグル弁機構。FIG. 7 shows a jiggle valve mechanism.
【図８】 図６の冷却水の流量、温度、経過時間の
自記記録を示す。FIG. 8 shows self-recording of the flow rate, temperature, and elapsed time of the cooling water in FIG.
【図９】 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。FIG. 9 is a non-contact cooling fan switch incorporating a semiconductor temperature sensor.
【図１０】 無接点クーリング・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。FIG. 10 shows a self-recording of cooling water temperature versus elapsed time of a contactless cooling fan switch.
【図１１】 電子制御ユニット。FIG. 11 is an electronic control unit.
【図１２】 本発明の電子制御ユニットで構成する自
動車エンンジンの電子制御冷却システム。FIG. 12 is an electronically controlled cooling system for an automobile engine constituted by the electronic control unit of the present invention.
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 ３４ 摺動ロッド １６ フランジ面 ４４ 半導体温度
センサ １７ ジグル弁機構 ４５ 無接点クーリング・ファン・ １８ ジグル弁 スイッチ １９ 小孔 ５４ クーリング・ファン起動モーター １９ａ ジグル弁を廃除し ５５ 電子制御ユニット 新しく設けた小孔 ５６ コネクターReference Signs List 1 thermostat 20 water jacket 2 thermoactuator 21 outlet of water jacket 3 rod 22 radiator 4 guide member 23 inlet of radiator 5 elastic seal spool 24 first water passage 6 lubricating oil 25 outlet of radiator 7 wax 26 Thermostat cap 8 Thermal cylinder 27 Thermostat housing 9 Valve seat 28 Water pump 10 Housing 29 Water
Jacket inlet 11 Frame 30 Second channel 12 Main valve 31 Bypass channel 13 Return spring 32 Opening of bypass channel 14 Apex 33 Cooling fan 15 Bypass valve 34 Sliding rod 16 Flange surface 44 Semiconductor temperature sensor 17 Jiggle valve mechanism 45 Contactless cooling fan 18 Jiggle valve switch 19 Small hole 54 Cooling fan start motor 19a Eliminate jiggle valve 55 Electronic control unit Newly provided small hole 56 Connector
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年９月２２日（１９９８．９．２
２）[Submission date] September 22, 1998 (1998.9.2)
2)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 地球温暖化防止用自動車エンジンの
電子制御冷却システム[Title of the Invention] Electronically controlled cooling system of automobile engine for preventing global warming
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は地球温暖化防止用自動車
エンジンの電子制御冷却システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronically controlled cooling system for an automobile engine for preventing global warming.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art The operating range of a thermostat ranges from 15 ° C. in a state change region in which wax with a large valve lift is liquefied from a solid to 30 ° C. in a body expansion region of a small amount of wax liquid with a small valve lift. Since the total is 45 ° C., the upper limit of the water temperature is 123 ° C. This causes the thermal efficiency of the conventional automobile engine to be extremely low.
【０００３】[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℃以下に抑えると共に従来の自動車エンジン
冷却システムを電子制御冷却システムにグレード・アッ
プするのである。The operating temperature range of the thermostat is concentrated between 15 ° C. in a large state change region of the valve lift up where the wax liquefies from a solid, and the valve lift up in that region is expanded. In addition to taking measures to increase the temperature, the upper limit of the water temperature is suppressed to 81 ° C. or lower by interlocking the cooling fan switch, and the conventional automobile engine cooling system is upgraded to an electronically controlled cooling system.
【０００４】[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（図１）、更に従来の自動車エンジン冷却システムを
電子制御冷却システムに飛躍向上させるのである。SUMMARY OF THE INVENTION The means for increasing and increasing the valve lift-up is achieved primarily by means of a resilient seal which engages the rod.
The thickness of the side wall of the center hole of the spool is 25% of the rod diameter.
In order to reduce the wax pressure, which is used to squeeze it and reduce the wax pressure. Second, at least one small hole is made in the flange surface of the thermostat to reduce the water pressure applied to the front and back of the main valve. The liquefaction of the wax is promoted by reducing the spring constant of the return spring to １ ／ with the same pressure. The upper limit of the water temperature is set to 81 ° C. by the interlocking of the first and second synergistic effects and a cooling fan switch described later (FIG. 9).
The cooling water flow rate is doubled at 50% of its own capacity (FIG. 1), and the conventional automobile engine cooling system is further improved to an electronically controlled cooling system.
【０００５】本発明のサーモスタットを装着し、高速道
路を８０ｋｍ／ｈから１５０ｋｍ／ｈで走走行するとラ
ジエータは向い風を受けて８０ｋｍ／ｈで７７．５℃の
水温が１５０ｋｍ／ｈで７０℃に下がる。そこで例えば
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。When the thermostat of the present invention is mounted and the vehicle runs on an expressway at a speed of 80 km / h to 150 km / h, the radiator receives a headwind and the water temperature of 77.5 ° C. at 80 km / h drops to 70 ° C. at 150 km / h. . Therefore, for example, the cooling fan switch is set to be turned on at a water temperature of 81 ° C. Since the flow rate of the cooling water passing through the main valve of the present invention is twice that of the conventional cooling water, when the cooling fan switch is ON, the water temperature drops extremely sensitively.
Never exceed ° C. Therefore, the starting temperature of the cooling fan switch precedes. The upper limit of the water temperature is not always 81 ° C. Since it is better to lower the temperature even at 1 ° C, the starting temperature of the cooling fan switch should be lowered by 1 ° C and checked. This is the easiest, safest and quickest time.
【実施例】【Example】
【０００６】図１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。FIG. 1 shows a conventional wax type thermostat Y.
5 is a diagram of a cooling water temperature versus a main valve lift, respectively, for the wax type thermostat X of the present invention.
【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、これで高速道路を１
５０ｋｍ／ｈで走行して余裕は充分であり、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。[0007] Starting at 72 ° C, X rises only 9 ° C at 81 ° C and reaches a lift of 6 mm.
Running at 50 km / h has enough room, and at 85 ° C., a 4 ° C. increase, the lift doubles to 12 mm. That is, 50% of the self-capacity has achieved twice the result of the conventional one, and still has a margin of 50% (lift 6 mm). This is because the cooling fan switch is turned on at 81 ° C and the water temperature is reduced. This is because it stops rising. If there is no cooling fan switch, X is greatly lifted and dangerous. The thermostat of the present invention cannot exist alone without the interlocking of the cooling fan switch of the present invention.
【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。On the other hand, after the water temperature reaches 86 ° C., the lift reaches 12 mm due to the shortage of the lift.
℃, but there is no room at all.
【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。更に本
発明では、クーリング・ファン・モーターとクーリング
・ファン・スイッチの間を電子制御ユニットで接続し、
従来の自動車エンジン冷却システムを電子制御冷却シス
テムに変え、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独立して設置する。そして、エア
コン用のラジエータ及びファンは小さく別に設ける。[0009] The X and Y curves and the Z-
The hatched portion between the line Z ′ and the line X is the difference between the amounts of water X and Y flowing through the main valve. At this time, the lift of X is 6 mm and the lift of Y is 3 mm. Therefore, the amount of water of X is about twice that of Y. By turning on the cooling fan switch, the first and second synergistic effects can exert such power. Further, according to the present invention, the cooling fan motor and the cooling fan switch are connected by an electronic control unit,
The conventional automobile engine cooling system will be changed to an electronically controlled cooling system, and the cooling fan including the radiator and the cooling fan switch will be installed independently as one set so as not to be affected by others. The radiator and the fan for the air conditioner are separately provided small.
【００１０】図２及び図３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。FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of a wax-type thermostat for controlling the temperature of cooling water for an engine of an automobile according to the present invention. The former shows the main valve closed and the latter shows the fully opened main valve.
【００１１】図２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。In FIG. 2, a thermo-actuator 2 mounted on a wax-type thermostat 1 is airtightly engaged with a rod 3 and a guide member 4 slidably engaged with the rod 3 and a lower end surface of the guide member 4. A required amount of lubricating oil 6 is sealed in a space formed between the inner bottom surface of the elastic seal spool 5 and the lower end surface of the rod, which also slidably engages with the rod 3. Are inserted into a heat-sensitive cylinder 8 filled with a wax 7 and hermetically pressed.
【００１２】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９を形成するハウジング１０のフランジ
面１６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１２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。As shown in FIG. 3, a wax type thermostat generally has a frame 11 fixed to a flange surface 16 of a housing 10 forming a valve seat 9, a main valve 12 engaged with the valve seat 9, and press-fitting and fixing the same. And a return spring 13 interposed between the main valve 12 and the frame 11.
【００１３】水温が規定温度を超えて上昇するど、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
３）。When the water temperature rises above the specified temperature, the lubricating oil 6 in the elastic seal spool 5 equivalent to the wax pressure caused by the melt expansion of the wax 7 sealingly filling the thermosensitive cylinder 8 of the thermoactuator 2 Then, the rod 3 is squeezed upward against the return spring 13. However, since the rod 3 is engaged and supported by the vertex 14 of the housing 10, the main valve 12 relatively opens downward (FIG. 3).
【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２）。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。When the water temperature falls, the molten wax 7 in the heat-sensitive cylinder 8 gradually solidifies and contracts, so that the main valve 12 is fully closed by the return spring 13 (FIG. 2). In this way, the guide member 4 of the thermoactuator 2 slides up and down with respect to the rod 3 engaged and supported on the vertex 14 of the housing 10, and the main valve 12 fixed to this.
And the bypass valve 15 integrated with the main valve opens and closes accordingly.
【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。The synergistic effect of reducing the thickness of the elastic seal spool and providing a small hole in the flange surface to reduce the spring constant of the return spring to す る will be described below.
【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５に示す。 ３４．摺動ロッド 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・スブ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・スブリング ４３・ダイヤル・インジゲータ（図示せず）FIG. 5 shows a simple bench test apparatus of the hydraulic pressure of the elastic seal spool and the main valve lift using the hydraulic pressure instead of the wax pressure. 34. Sliding rod 35. Hydraulic supply port 36. 37. Cut and mount the heat-sensitive cylinder so that the elastic seal and suburb inside the thermo-actuator can be observed. Window for observing inside from outside 38. Transparent acrylic pipe 39. Elastic seal spool 40. Rod 41. Lubricating oil 42. Return springing 43 dial indicator (not shown)
【００１７】図５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。Table 1 shows the measured values of the hydraulic pressure and the main valve lift measured by the test apparatus shown in FIG. In Table 1, (A) shows the conventional rod 3 having a diameter of 3.8 mm and a diameter of 4 mm.
5% of the 1.7 mm thick (B) is 4.5 mm in diameter of the rod 3 and 25% of its diameter is 1.25 mm in thickness. (C) is 4.5 mm of the rod 3 in diameter. The spring constant of the return spring 9 which is 5% of the diameter and has a thickness of 0.225 mm and is engaged is 0.55 kg / mm.
【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。When the thickness of the elastic seal spool 5 is extremely thin as shown in FIG. 3C, the pressure of the lubricating oil 6 inside the spool becomes equivalent to the wax pressure. Since the elastic seal spool 5 is supported by an equivalent pressure from the inside and the outside and floats, the frictional resistance between the rods 3 becomes zero, and the rod 3 lifts up due to the lubricating oil 6 applied to the lower end surface of the rod 3. Induced by pressure.
【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。(A) has a wall thickness of 1.7 mm, the starting pressure is 80 kg / cm 2 , the lift is 0.6 mm, it resists a spring load of 15.1 kg, and 140 kg / cm is required to squeeze the rod 3 by 10 mm. It requires a pressure of cm 2 and is out of the question.
【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。The pressure for starting the rod 3 is (B), (C)
Both were 50 kg / cm 2 , and the lift of the main valve at that time was also 0.4 mm, after which the spring load was 15.1 k.
(C) reaches 90 kg / cm 2 because of the ultra-thin wall thickness of 0.225 mm, and (B) reaches 100 kg / cm 2 with a delay when the rod is squeezed 10 mm against g.
【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。Therefore, considering these, the elastic seal
If the thickness of the spool 5 is increased to (B) or more, the starting pressure exceeds 50 kg / cm 2.
25% of the diameter. The thickness of the elastic seal spool 5 is sufficient to be 5% as shown in FIG.
Since the production becomes difficult and the cost increases, the lower limit of the wall thickness is set to 5% of the diameter of the rod 3.
【００２２】更に、表１の（Ｃ）のリターン・スブリン
グ９のバネ定数０．５５ｋｇ／ｍｍを０．２７ｋｇ／ｍ
ｍに変えて、図５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。Further, the spring constant of the return spring 9 shown in FIG.
Table 2 shows the measured values (D) of the hydraulic pressure-main valve lift measured by the test device of FIG.
【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１に示す通り
で群を抜くのである。The activation pressure 30kg / cm 2 in the valve lift of (D) is 0.3 mm, the valve lift at a pressure 60 kg / cm 2 becomes 13.5 mm. Ultra-thin elastic seal spool 5
In addition, the conventional spring constant is 0.55 kg / mm and 0.2
The synergistic effect of engaging the return spring 9 halved to about 7 kg / mm to promote the liquefaction of the wax 7 and increasing the amount of liquefaction to increase the valve lift is outstanding as shown in FIG. It is.
【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７）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。Conventionally, a known jiggle valve mechanism 17 is always provided on the flange surface 16 of the thermostat 1 of the automobile engine for the purpose of accelerating the temperature rise of the cooling water of the engine.
(FIG. 7) is attached. During operation of the engine, the valve is closed by water pressure, and when the engine is stopped, the jiggle valve 18 is released and opened, so that cooling water can be supplied in the direction of the arrow.
【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。However, this trickle valve mechanism is actually a source of various evils as described later. This will be described below.
【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・キャッブ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。FIG. 6 shows an example of a conventional automobile engine cooling system having an old wax type thermostat configuration with a jiggle valve mechanism (not shown). Outlet 21 of engine water jacket 20 and Inlet 2 of radiator 22
A first water passage 24 between the first water passage 24 and an outlet 25 of the radiator, a thermostat cap 26, a thermostat housing 27, and a water pump 28 to an inlet 29 of the water jacket 20; Bypass channel 31 communicating between the second channel 24 and the second channel 30
The bypass type thermostat 1 having the bypass valve 15 for opening and closing the opening 32 of the bypass channel 31 and the main valve 12 for opening and closing the second channel is provided with a thermostat cab 26.
Thereby, it is hermetically fixed in the thermostat housing 27.
【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。In the figures, A 'is inside the thermostat housing 27 and B' is the thermostat cap 26
A measurement point of the water temperature of a portion near the inside, C is a measurement point of the flow rate, and 33 is a cooling fan.
【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・
ボンブ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。When the engine is cold, the main valve 12 of the bypass thermostat 1 is closed and a jiggle valve 18 (not shown) is provided.
Is also closed by water pressure, so water jacket 20
The high-temperature cooling water from the outlet 21 cannot return inside the radiator 22, and from the branch point J of the first water channel 24, the bypass water channel 31 → the thermostat housing 27 → the water
The bomb 28 is short-circuited and returned to the inlet 29 of the water jacket 20 as shown by the arrow. Therefore, the water temperature in the thermostat housing 27 rises quickly.
【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８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。However, the radiator 22 and the thermostat
Since the cooling water between the caps 26 stays without flowing, the rise rate of the water temperature is low. As is clear from FIG. 8 in the self-recording record of FIG. 6, even if the water temperature A at the measurement point A ′ in the thermostat housing 27 becomes 87 ° C. of the opening temperature of the main valve 12 of the bypass type thermostat 1, the second water passage The water temperature B at the illustrated measurement point B ′ of 30 is only 45 ° C., and the difference is 42 ° C. At the moment when the main valve 12 of the thermostat 1 is opened, the low-temperature cooling water flows from the lower part of the radiator 22, so that the water temperature of B further decreases by 13 ° C. To expand. The area shown by the diagonal lines between A and B is the heat energy loss between them. The elapsed time is 0 when the water temperature of A is 60 ° C.
【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。The thermal response of the thermostat 1 is considerably delayed from the thermal response of the cooling water. Therefore, the main valve 12 opens the valve after the water temperature becomes considerably higher than the specified valve opening temperature. Similarly,
Close the valve after the water temperature has dropped significantly below the specified valve closing temperature. A large thermal overshoot occurs in the early stage of opening and closing of the main valve 12, and a peak of the surge pressure follows the main valve when the main valve is closed.
【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。The thermal overshoot and the surge pressure may cause cracks in the cylinder block and cylinder head, and the thermostat 1 and the radiator 2
2. Shorten the life of the water pump 28 and the like.
【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１９ａを開口する（図４）。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。Therefore, in the present invention, at least one small hole 19a is opened in the flange surface 16 of the thermostat by eliminating the conventional jiggle valve mechanism (FIG. 4). Even with this hole, the engine will start immediately with no warm-up time due to the cold start injectors injected into the throttle body under computer control.
【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。The thermostat of the present invention has 5
Since 0% is preserved, all operations are performed quietly and quickly in a soft manner, so that engine vibration is reduced and engine life is increased.
【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。 Table 3 shows the results of the durability test of four thermostats of the present invention, and Table 4 shows the results of four conventional thermostats. The change value of the lift, which is the most important factor for the durability of the thermostat, is smaller than the conventional one by more than one order of magnitude, and the change from the initial stage is almost equal to zero.
【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。The thermostat of the present invention described above has the same rod diameter, cylinder internal volume, and cylinder thickness as the conventional thermostat. Even so, such an unprecedented result was obtained, but by taking the following measures, the upper limit of the cooling water temperature, 81 ° C., can be further reduced.
【００３６】即ち、例えば図１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。That is, for example, using another wax whose melting temperature is 3 ° C. earlier than the line X in FIG.
The temperature can be lowered to 78 ° C. In any case, lower the temperature of the cooling fan switch ON in steps of 1 ° C and check.
【００３７】図９は半導体温度センサ４４を内蔵した無
接点クーリング・ファン・スイッチ４５の正面、側面、
平面拡大図を示し、その右下に実物大の外観図を示す。FIG. 9 is a front view, a side view, and a non-contact cooling fan switch 45 incorporating a semiconductor temperature sensor 44.
An enlarged plan view is shown, and a full-size external view is shown at the lower right.
【００３８】本体４６の内部に半導体温度センサ４４の
プラス端子４７を外部シール・コード４９に、又マイナ
ス端子４８をシール・コード５０に夫々絶縁盤５１に圧
入するスリーブ５２を介して接続する。そしてその内部
に絶縁盤５１の注入孔５３を通して例えばエポシキ系モ
ールドで図示のように盛り固める。The plus terminal 47 of the semiconductor temperature sensor 44 is connected to the outer seal cord 49 and the minus terminal 48 of the semiconductor temperature sensor 44 is connected to the seal cord 50 via a sleeve 52 which is press-fitted into the insulating plate 51 inside the main body 46. Then, through the injection hole 53 of the insulating board 51, the inside is filled with, for example, an epoxy mold as shown in the figure.
【００３９】この無接点型クーリング・ファン・スイッ
チのＯＮを７５．５℃にした水温対制御経過時間の自記
記録を図１０に示す。７５．５℃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は一定の周期で夫々独自の振巾でＯＮ、ＯＦＦを
持続し絶対に７５．５℃を超すことは無い。クーリング
・ファン・スイッチはＯＮ、ＯＦＦを繰り返すが、ＯＦ
Ｆの時はファンの惰性で次のＯＮにリレイするからリズ
ミカルでファンの起動トルクは極めて微弱であり静粛で
寿命を増す。FIG. 10 shows a self-recording of the water temperature versus the control elapsed time when the ON of the contactless cooling fan switch is set to 75.5 ° C. Until the temperature reaches 75.5 ° C., the temperature A of A ′ (FIG. 12) is higher by 1 ° C. than the temperature B of B ′ (FIG. 12). It keeps ON and OFF at a fixed cycle with its own amplitude and never exceeds 75.5 ° C. The cooling fan switch repeats ON and OFF, but OF
At the time of F, the relay is turned on to the next ON due to the inertia of the fan, so that the starting torque of the fan is extremely weak, quiet, and quiet and the life is extended.
【００４０】図１１は電子制御ユニット５５を中心とし
て、クーリング・ファン・スイッチ４５、クーリング
ファン・モーター５４及び電源１２Ｖをシール・コード
４９、５０及びコネクター５６を介して夫々接続し、更
にクーリング・ファン３３、ラジエータ２２をも含んで
構成する電子制御ユニット系を示す。電子制御ユニット
５５はアルミケース内に図示電子回路部品のプリント基
盤を装着して構成する。電子回路部品の作用効果は引き
出し線で夫々明示する通りである。図中ＤＣ／ＤＣコン
バータの左寄りＸ−Ｙ鎖線を中心として右側を５Ｖ系制
御回路、左側を１２Ｖ系制御回路に分ける。初段のＤＣ
／ＤＣボルテージ・コンパレータはクーリング・ファン
・スイッチ４５の信号の増巾、スイッチング用であり、
以下これに続く回路は５Ｖ安定のための信号変換回路で
ある。又、終段のパーワーＭＯＳ−ＦＥＴドライバーは
クーリング・ファン・モーターのＯＮ、ＯＦＦ用で安定
な５Ｖ系制御回路のため、そのスイッチング動作は安定
する。一般のファン・モーターは起動の瞬間１２Ｖが
７．５Ｖ位に低下して往々誤動作するが電子制御ユニッ
ト５５を中心とする電子制御ユニット系の安定した１２
Ｖを得て初めて異状無く、半永久的に静粛にＯＮ、ＯＦ
Ｆするのである。FIG. 11 shows a cooling fan switch 45 and a cooling fan switch 45 centered on the electronic control unit 55.
An electronic control unit system is shown in which a fan motor 54 and a power supply 12V are connected via seal cords 49 and 50 and a connector 56, respectively, and further includes a cooling fan 33 and a radiator 22. The electronic control unit 55 is configured by mounting a printed circuit board of the illustrated electronic circuit components in an aluminum case. The operational effects of the electronic circuit components are as clearly indicated by lead lines. In the figure, the right side is divided into a 5V control circuit and the left side is divided into a 12V control circuit centering on the XY chain line on the left side of the DC / DC converter. First stage DC
The / DC voltage comparator is for amplifying and switching the signal of the cooling fan switch 45,
The following circuit is a signal conversion circuit for stabilizing 5V. The power MOS-FET driver at the last stage is a stable 5V control circuit for ON / OFF of the cooling fan motor, so that the switching operation is stable. In general, the fan motor 12M drops to 7.5V at the moment of starting and often malfunctions. However, the stable electronic control unit system including the electronic control unit 55 has a stable 12V.
ON, OF semi-permanently quietly without any abnormality for the first time after obtaining V
F.
【００４１】図１２は本発明の自動車エンジンの冷却シ
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。図では説明の都合上ハウ
ジング２７とウォータ・ポンプ２８は離してあるが実際
はサーモスタット・ハウジング２７及びウォータ・ポン
プ２８は共にエンジンのウォータ・ジャケット２０に直
接取り付けられているので、クーリング・ファン・スイ
ッチ４５はエンジンのウォータ・ジャケット２０の冷却
水の通る最適場所（選択肢が多い）を選んで取り付け
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、従来のジグル弁機構をフランジ面から取りの
ぞき、新しく小孔を設け、リターン・スプリングのバネ
定数を半減し、更に上記電子制御ユニット系を加え、き
め細かな電子制御で地球温暖化防止の一翼を担うのであ
る。従って従来の様に空調用高温高圧の冷媒凝縮用コン
デンサーの冷却用としてラジエータ２２、クーリング・
ファン３３の兼用は許されない。空調用ラジエータ、ク
ーリング・ファンは別に設ける。FIG. 12 shows an example of a vehicle engine cooling system according to the present invention. The same parts as those of the engine cooling system of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. In the figure, the housing 27 and the water pump 28 are separated for the sake of explanation. However, since the thermostat housing 27 and the water pump 28 are both directly mounted on the water jacket 20 of the engine, the cooling fan switch 45 is actually used. Select and install the optimum location (many choices) for the cooling water of the water jacket 20 of the engine. The thermostat 1 makes the thickness of the elastic seal spool extremely thin, removes the conventional jiggle valve mechanism from the flange surface, provides a new small hole, reduces the spring constant of the return spring by half, and further incorporates the electronic control unit system. In addition, fine-grained electronic control plays a role in preventing global warming. Accordingly, the radiator 22 and the cooling / cooling unit are used for cooling the high-temperature and high-pressure refrigerant condensing condenser for air conditioning as in the conventional case.
Double use of the fan 33 is not allowed. A radiator for air conditioning and a cooling fan will be provided separately.
【００４２】[0042]
【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、燃費を節約してエンジンの熱効率を上げ、更
に、クーリング・ファン・スイッチとクーリング・ファ
ン・モーター間に接続する電子制御ユニット系で従来の
自動車エンジンの冷却システムを自動車エンジンの電子
制御冷却システムにグレード・アップし、エンジンの寿
命を増し、ＮＯｘ、ＣＯ２を大巾に削減し、地球温暖化
防止の一翼を担う。According to the present invention, the flow rate of the cooling water is reduced by the synergistic effect of making the thickness of the elastic seal spool extremely thin, further reducing the spring constant of the return spring by half, and the cooling fan switch of the semiconductor temperature sensor. Of 50% of its own capacity with a lift of 6 mm, the upper limit of the cooling water temperature of the conventional automobile engine 123 ° C is greatly reduced to 81 ° C or less, saving fuel consumption and increasing the thermal efficiency of the engine.・ Electronic control unit system connected between fan switch and cooling fan motor upgrades conventional car engine cooling system to car engine electronic control cooling system to increase engine life, NOx, CO 2 And contribute to the prevention of global warming.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】 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。FIG. 1 Conventional conventional wax type thermostat Y
5 is a diagram of a cooling water temperature versus a valve lift of the wax type thermostat X of the present invention.
【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。FIG. 2 is a cross-sectional view of the wax type thermostat for an automobile engine according to the present invention, showing a main valve in a fully closed state.
【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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the wax type thermostat for an automobile engine according to the present invention, showing a main valve fully opened.
【図４】 本発明の自動車エンジン用ワックス型サー
モスタットのフランジ面の小孔を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing small holes in a flange surface of the wax type thermostat for an automobile engine according to the present invention.
【図５】 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。FIG. 5 shows an oil pressure-valve lift test apparatus for an elastic seal spool using hydraulic pressure instead of wax pressure.
【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。FIG. 6 is a cooling system for an automobile engine constituted by a conventional thermostat with a jiggle valve mechanism.
【図７】 ジグル弁機構。FIG. 7 shows a jiggle valve mechanism.
【図８】 図６の冷却水の流量、温度、経過時間の自
記記録を示す。FIG. 8 shows self-recording of the flow rate, temperature, and elapsed time of the cooling water in FIG.
【図９】 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。FIG. 9 is a non-contact cooling fan switch incorporating a semiconductor temperature sensor.
【図１０】 無接点クーリング・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。FIG. 10 shows a self-recording of cooling water temperature versus elapsed time of a contactless cooling fan switch.
【図１１】 電子制御ユニット。FIG. 11 is an electronic control unit.
【図１２】 本発明の電子制御ユニットで構成する自動
車エンンジンの電子制御冷却システム。FIG. 12 is an electronically controlled cooling system for an automobile engine constituted by the electronic control unit of the present invention.
【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 ３４ 摺動ロッド １６ フランジ面 ４４ 半導体温度セ
ンサ １７ ジグル弁機構 ４５ 無接点クーリング・ファン・ １８ ジグル弁 スイッチ １９ 小孔 ５４ クーリング・ファン起動モーター １９ａ ジグル弁を廃除し ５５ 電子制御ユニット 新しく設けた小孔 ５６ コネクター ─────────────────────────────────────────────────────
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermostat 20 Water jacket 2 Thermoactuator 21 Outlet of water jacket 3 Rod 22 Radiator 4 Guide member 23 Inlet of radiator 5 Elastic seal spool 24 First channel 6 Lubricating oil 25 Radiator Outflow port 7 Wax 26 Thermostat cap 8 Thermal cylinder cylinder 27 Thermostat housing 9 Valve seat 28 Water pump 10 Housing 29 Water jacket inlet 11 Frame 30 Second water path 12 Main valve 31 Bypass water path 13 Return spring 32 Bypass Waterway opening 14 vertex 33 cooling
Fan 15 Bypass valve 34 Sliding rod 16 Flange surface 44 Semiconductor temperature sensor 17 Jiggle valve mechanism 45 Non-contact cooling fan 18 Jiggle valve switch 19 Small hole 54 Cooling fan start motor 19a Eliminate jiggle valve 55 Electronic control unit New Small hole provided 56 Connector ──────────────────────────────────────────── ─────────
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年１０月３０日（１９９８．１０．
３０）[Submission date] October 30, 1998 (1998.10.
30)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３２[Correction target item name] 0032
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【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１９ａを開口する（図４）。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・インジェクターでエンジ
ンは暖気時間ゼロで即起動することも出来るのである。Therefore, in the present invention, at least one small hole 19a is opened in the flange surface 16 of the thermostat by eliminating the conventional jiggle valve mechanism (FIG. 4). Even with this hole, the engine can be started immediately with zero warm-up time with a cold start injector that sprays into the throttle body under computer control.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００４０[Correction target item name] 0040
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００４０】図１１は電子制御ユニット５５を中心とし
て、クーリング・ファン・スイッチ４５、クーリング・
ファン・モーター５４及び電源１２Ｖをシール・コード
４９、５０及びコネクター５６を介して夫々接続し、更
にクーリング・ファン３３、ラジエータ２２をも含んで
構成する電子制御ユニット系を示す。電子制御ユニット
５５はフタ突き６２ｍｍ×４６ｍｍ×２８ｍｍの立方体
のアルミケースからなりその内部に図示電子回路部品の
プリント基盤を装着して構成する。図中ＤＣ／ＤＣコン
バータのＸ−Ｙ線を中心として右側を５Ｖ系制御回路、
左側を１２Ｖ系制御回路に分ける。初段のＤＣ／ＤＣボ
ルテージ・コンパレータはクーリング・ファン・スイッ
チ４５の信号の増巾、スイッチング用であり、以下これ
に続く回路は５Ｖ安定のための信号変換回路である。
又、終段のパワーＭＯＳ−ＦＥＴドライバーはクーリン
グ・ファン・モーターのＯＮ、ＯＦＦ用で安定な５Ｖ系
制御回路のため、そのスイッチング動作は安定する。一
般のファン・モーターは起動の瞬間１２Ｖが７．５Ｖ位
に低下して往々誤動作するが電子制御ユニット５５を中
心とする電子制御ユニット系の安定した１２Ｖを得て初
めて異常無く、半永久的に静粛にＯＮ、ＯＦＦするので
ある。FIG. 11 mainly shows the electronic control unit 55 and the cooling fan switch 45 and the cooling fan switch 45.
An electronic control unit system is shown in which a fan motor 54 and a power supply 12V are connected via seal cords 49 and 50 and a connector 56, respectively, and further includes a cooling fan 33 and a radiator 22. The electronic control unit 55 is made of a cubic aluminum case with a lid protrusion of 62 mm × 46 mm × 28 mm, and is configured by mounting a printed circuit board of the illustrated electronic circuit components inside the case. 5 V system control circuit on the right side of the XY line of the DC / DC converter in FIG.
The left side is divided into 12V control circuits. The DC / DC voltage comparator at the first stage is used for amplifying and switching the signal of the cooling fan switch 45, and the following circuit is a signal conversion circuit for stabilizing 5V.
In addition, since the last stage power MOS-FET driver is a stable 5V control circuit for turning on and off the cooling fan motor, its switching operation is stable. In general, the fan motor instantaneously starts to operate, and the 12V drops to about 7.5V, and malfunctions often. However, it is not abnormal until the stable 12V of the electronic control unit centering on the electronic control unit 55 is obtained. ON and OFF.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図１１[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１１】 電子制御システムFIG. 11 is an electronic control system.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図１１[Correction target item name] FIG.
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図１１】 ─────────────────────────────────────────────────────
FIG. 11 ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年１１月９日（１９９８．１１．
９）[Submission date] November 9, 1998 (1998.11.
9)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００４０[Correction target item name] 0040
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００４０】図１１は電子制御ユニット５５を中心とし
て、クーリング・ファン・スイッチ４５、クーリング・
ファン・モーター５４及び電源１２Ｖをシール・コード
４９、５０及びコネクター５６を介して夫々接続し、更
にクーリング・ファン３３、ラジエータ２２をも含んで
構成する電子制御ユニット系を示す。電子制御ユニット
５５はフタ突き４４ｍｍ×３４ｍｍ×２０ｍｍの立方体
のアルミケースからなりその内部に図示電子回路部品の
プリント基盤を装着して構成する。図中ＤＣ／ＤＣコン
バータのＸ−Ｙ線を中心として右側を５Ｖ系制御回路、
左側を１２Ｖ系制御回路に分ける。初段のＤＣ／ＤＣボ
ルテージ・コンパレータはクーリング・ファン・スイッ
チ４５の信号の増巾、スイッチング用であり、以下これ
に続く回路は５Ｖ安定のための信号変換回路である。
又、終段のパワーＭＯＳ−ＦＥＴドライバーはクーリン
グ・ファン・モーターのＯＮ、ＯＦＦ用で安定な５Ｖ系
制御回路のため、そのスイッチング動作は安定する。一
般のファン・モーターは起動の瞬間１２Ｖが７．５Ｖ位
に低下して往々誤動作するが電子制御ユニット５５を中
心とする電子制御ユニット系の安定した１２Ｖを得て初
めて異常無く、半永久的に静粛にＯＮ、ＯＦＦするので
ある。FIG. 11 mainly shows the electronic control unit 55 and the cooling fan switch 45 and the cooling fan switch 45.
An electronic control unit system is shown in which a fan motor 54 and a power supply 12V are connected via seal cords 49 and 50 and a connector 56, respectively, and further includes a cooling fan 33 and a radiator 22. The electronic control unit 55 is made of a cubic aluminum case having a lid protrusion of 44 mm × 34 mm × 20 mm, and has a printed circuit board of the illustrated electronic circuit components mounted therein. 5 V system control circuit on the right side of the XY line of the DC / DC converter in FIG.
The left side is divided into 12V control circuits. The DC / DC voltage comparator at the first stage is used for amplifying and switching the signal of the cooling fan switch 45, and the following circuit is a signal conversion circuit for stabilizing 5V.
In addition, since the last stage power MOS-FET driver is a stable 5V control circuit for turning on and off the cooling fan motor, its switching operation is stable. In general, the fan motor instantaneously starts to operate, and the 12V drops to about 7.5V, and malfunctions often. However, it is not abnormal until the stable 12V of the electronic control unit centering on the electronic control unit 55 is obtained. ON and OFF.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｋ 31/68 Ｆ１６Ｋ 31/68 Ｑ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F16K 31/68 F16K 31/68 Q
Claims (1)
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、更にクーリング・ファン・モー
ター・スイッチとクーリング・ファン・モーター間を電
子制御ユニットで接続して、従来の自動車エンジン冷却
システムを電子制御冷却システムにグレード・アッブし
て構成することを特徴とする地球温暖化防止用自動車エ
ンジンの電子制御冷却システム。1. A rod, a guide member slidable on the rod, an elastic seal spool hermetically engaged with an end face of the guide member, and a space between a lower end of the rod and a bottom surface of the elastic seal spool. The four types of lubricating oils are inserted into a heat-sensitive cylinder cylinder that is filled with wax, and then air-tightly press-fitted.
The thickness of the side wall of the center hole of the elastic seal spool which engages with the rod of the actuator is increased from 25% of the rod diameter to 5%.
%, Eliminating the conventional jiggle valve mechanism, opening at least one small hole in the flange surface of the thermostat, equalizing the water pressure applied to the front and back of the main valve, A cooling fan switch that reduces the spring constant of the spring, promotes liquefaction of the wax, approximately doubles the flow rate of cooling water through the main valve, and lowers the upper limit of the cooling water temperature significantly, In addition, a cooling fan motor switch and a cooling fan motor are connected by an electronic control unit, and a conventional automobile engine cooling system is upgraded to an electronically controlled cooling system and configured as a global warming system. Electronically controlled cooling system for automobile engine for prevention of gasification.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10298997A JP2000097026A (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Electronically controlled cooling system of car engine for preventing the earth from becoming warm |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10298997A JP2000097026A (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Electronically controlled cooling system of car engine for preventing the earth from becoming warm |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097026A true JP2000097026A (en) | 2000-04-04 |
Family
ID=17866904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10298997A Pending JP2000097026A (en) | 1998-09-16 | 1998-09-16 | Electronically controlled cooling system of car engine for preventing the earth from becoming warm |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097026A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6747432B2 (en) * | 2002-01-31 | 2004-06-08 | Denso Corporation | Drive apparatus for cooling fan motor for use in vehicle |
| JP2006226468A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Kuzee:Kk | Valve device |
| CN108980452A (en) * | 2018-08-24 | 2018-12-11 | 桐城市立行电子科技有限公司 | A kind of temperature control and regulation valve |
-
1998
- 1998-09-16 JP JP10298997A patent/JP2000097026A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6747432B2 (en) * | 2002-01-31 | 2004-06-08 | Denso Corporation | Drive apparatus for cooling fan motor for use in vehicle |
| JP2006226468A (en) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Kuzee:Kk | Valve device |
| JP4502840B2 (en) * | 2005-02-18 | 2010-07-14 | 株式会社 クゼー | Valve device |
| CN108980452A (en) * | 2018-08-24 | 2018-12-11 | 桐城市立行电子科技有限公司 | A kind of temperature control and regulation valve |
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