JP2000213352A - サ―モスタット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンの軸ブレを防止し、耐久性に優れる
サーモスタットを提供することを課題とする。 【解決手段】 内燃機関の冷却液通路３に配置され、冷
却液の温度変化によって冷却液通路３の冷却液の流れを
制御するサーモスタット１であって、周面に入口開口部
１７ａ、出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇ
が形成され、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを冷
却液通路３に連通する位置に固設される筒状のバルブ本
体１７と、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂとをバ
ルブ本体１７内で連通する流路領域ＦＡと、ピストン１
６を一方側に有するとともに、流路領域ＦＡを横断すべ
く進退動する弁体１２を有し、ピストン１６の進退動に
よってバルブ本体１７内を摺動して進退するサーモバル
ブ７と、ピストン１６の進退方向に平行してサーモバル
ブ７の他方側に立設され、バイパス通路３Ａに嵌入する
バイパス弁体２０とを備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、エンジン冷却用
のサーモスタットに関し、特に、ピストンの軸ブレを防
止したサーモスタットに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、市販されている車両のエンジンに
対する冷却システムは、冷却液を媒体とする水冷方式に
よりエンジンを冷却するものが大半を占める。この冷却
システムは、エンジンの発熱によるオーバーヒートを防
止するとともに、寒い時期のオーバークールを防止し
て、エンジンを常に適温に保つ。

【０００３】図６に示すように、この水冷方式による冷
却システムは、エンジンＥ本体の外部にラジエータＲを
配置し、このラジエータＲとエンジンＥ本体とをラバー
ホース等により連結して冷却液を循環させるものであ
る。その主要な構成は、熱交換器の役割を担うラジエー
タＲ、このラジエータＲにエンジンＥから冷却液を強制
的に圧送するウォータポンプＰ、ラジエータＲからもし
くはラジエータＲへの冷却液の温度変化によって冷却液
の流れを制御して冷却液を適温に保つサーモスタット
１’、および冷却液の循環流路を形成するラバーホース
等とからなる。そして、サーモスタット１’は、冷却液
が所定温度以上の場合、ラジエータＲで冷やされた冷却
液を冷却液通路３’を介してエンジンＥに送る。また、
エンジンＥが始動時等で冷却液が所定温度未満の場合、
バイパス通路３Ａ’を介して、冷却液をエンジンＥ内で
循環させる。このようなエンジンの冷却に供される水冷
方式は、四輪車用のエンジンの他に二輪車用エンジンに
も供されている。

【０００４】図６（ａ）の如く、エンジン始動時からエ
ンジンＥ内が適温になるまでの間、サーモスタット１’
は、冷却液通路３’を閉ざしている。つまり、エンジン
Ｅからの冷却液は、ラジエータＲへは向かわず、バイパ
ス通路３Ａ’を通ってエンジンＥへ循環するため（図６
（ａ）矢印参照）、早期に適温に達する。一方、エンジ
ンＥ内が適温になった後は、図６（ｂ）の如く、サーモ
スタット１’の弁体１２’が開き（図７参照）、ラジエ
ータＲ側の冷却液通路３’を開く。すると、冷却液がラ
ジエータＲを通ってエンジンＥへの循環となるため（図
６（ｂ）矢印参照），エンジンＥ内は冷却され、適温に
保たれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図７に示す
ように、従来のサーモスタット１’は、エレメント１
０’のガイド部１１’が支承部材等によって固定されて
おらず、そのため、ガイド部１１’に案内されるピスト
ン１６’が伸長すると、ピストン１６’が軸ブレして伸
長する場合がある。この様な状態でピストン１６’が伸
長すると、ピストン１６’とガイド部１１’が偏磨耗し
易くなるとともに、ピストン１６’とガイド部１１’と
の間に隙間を生じる。また、サーモスタット１’は、冷
却液通路３’内で常に冷却液に浸かった状態におかれて
いるため、ピストン１６’とガイド部１１’に生ずる隙
間に冷却液が浸水し、さらに、冷却液中の塵や垢等がこ
れらの隙間に侵入する場合がある。前記のように、ピス
トン１６’が軸ブレして進退動すると、ピストン１６’
やガイド部１１’等の各部材に前記偏磨耗を生じ易くな
るので、サーモスタット１’の耐久性を向上させる事が
困難となる。

【０００６】そこで、本発明の課題は、ピストンの軸ブ
レを防止し、耐久性に優れるサーモスタットを提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決した本発
明に係るサーモスタットは、内燃機関の冷却液通路に配
置され、冷却液の温度変化によって前記冷却液通路の冷
却液の流れを制御するサーモスタットであって、周面に
入口開口部、出口開口部およびバイパス開口部が形成さ
れ、前記入口開口部と前記出口開口部を前記冷却液通路
に連通する位置に固設される筒状のバルブ本体と、前記
入口開口部と前記出口開口部とを前記バルブ本体内で連
通する流路領域と、感温部内の熱膨脹体および付勢部材
の作用により進退するピストンを一方側に有するととも
に、前記流路領域を横断すべく進退動する弁体を有し、
前記ピストンの進退動によって前記バルブ本体内を摺動
して進退するサーモバルブと、前記ピストンの進退方向
に平行して前記サーモバルブの他方側に立設され、バイ
パス通路に嵌入自在なバイパス弁体とを備え、前記ピス
トンとともに前記バイパス弁体が進退動することによっ
て、前記弁体が前記入口開口部と前記出口開口部を開閉
して前記流路領域を連通／遮断するとともに、前記弁体
が前記バイパス開口部を開閉し、かつ前記バイパス弁体
が前記バイパス通路を開閉して前記バイパス開口部と前
記バイパス通路を連通／遮断することを特徴とする。前
記サーモスタットによれば、前記ピストンを有する前記
サーモバルブと前記バイパス弁体が一体構造であるた
め、前記ピストンの進退動にともなって、バイパス弁体
が進退動する。しかも、前記バイパス弁体は前記ピスト
ンの伸長によってバイパス通路に嵌入するので、前記ピ
ストンが、軸ブレすることなく伸長する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るサーモスタッ
トの第１の実施の形態について図１乃至図３を参照して
説明を行う。図１は第１の実施の形態のサーモスタット
の閉弁状態を示す断面図、図２は第１の実施の形態のサ
ーモスタットの開弁状態を示す断面図、図３は第１の実
施の形態のサーモスタットの主要部の分解斜視図であ
る。

【０００９】以下の説明において、エンジンヘッドの冷
却液通路に配置されるサーモスタットについて説明す
る。なお、サーモスタットの配置位置は、エンジンヘッ
ドに限定されるものではなく、冷却液通路内であればい
ずれの箇所でもよい。例えば、エンジンブロック、ラジ
エータの内部、バイパス通路の分岐部位等の箇所であっ
ても以下に説明するサーモスタットと同様の作用および
効果を得ることができる。

【００１０】サーモスタット１は、エンジンヘッド２の
冷却液通路３の上側面４に形成される穿設孔４ａと下側
面５に形成される穿設孔５ａに、冷却液通路３を横断し
て、バイパス通路３Ａに連通する位置に埋設配置され
る。なお、穿設孔５ａには、バイパス開口部１７ｇから
の冷却液の流れを確保するために、バイパス用段付壁面
５ｃが形成される。そして、サーモスタット１は、冷却
液通路３を流れる冷却液の温度変化にともなって、冷却
液通路３内の冷却液の流れを制御する。

【００１１】サーモスタット１は、中空の円筒形状のバ
ルブ本体１７、バルブ本体１７の中空部位に摺接して収
納されるサーモバルブ７、バルブ本体１７の一端部に嵌
合するキャップ部材１８、バルブ本体１７の他端部に嵌
合するジョイントカバー１９、サーモバルブ７に付勢力
を付与する付勢部材であるコイルスプリング６、および
バイパス通路３Ａを開閉するバイパス弁体２０等で構成
される。なお、サーモバルブ７は、冷却液の流れを連通
／遮断する弁体１２とピストン１６の進退動を案内する
ガイド部１１等からなるエレメント１０、エレメント１
０の底部側に設けられる感温部であるワックスケース１
５、ワックスケース１５内に収納される熱膨脹体である
ワックス１５ａ、およびピストン１６等から構成され
る。以下、サーモスタット１を構成する各部位について
詳細に説明する。

【００１２】（１）バルブ本体１７ バルブ本体１７は、エンジンヘッド２の冷却液通路３の
上側面４に形成される穿設孔４ａの段付壁面４ｂと下側
面５に形成される穿設孔５ａの内壁面５ｂに挿入可能な
外周径を有し、両端を開放した中空の円筒形状である。
そして、バルブ本体１７の周面１７ｅには、冷却液の入
口開口部１７ａと出口開口部１７ｂが対向する位置に、
およびバイパス開口部１７ｇが出口開口部１７ｂの下部
に穿設形成される。この入口開口部１７ａと出口開口部
１７ｂおよびエレメント１０（弁体１２）等により、冷
却液通路３のメイン通路（ラジエータ側からエンジン側
への冷却液の流路）を連通／遮断する。他方、このバイ
パス開口部１７ｇおよびバイパス弁体２０等により、冷
却液の水温が低温時もしくはエンジンの暖気運転が十分
なされる前に、冷却液をバイパス通路３Ａを介して、ラ
ジエータを経由することなくエンジン内で循環させる

【００１３】そして、エレメント１０（弁体１２）が下
降摺動すると、入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂが
開き、流路領域ＦＡ（図２参照）が連通し、冷却液通路
３内の冷却液がラジエータ側からエンジン側に流れる。
さらに、バイパス開口部１７ｇが閉じるとともに、バイ
パス弁体２０がバイパス通路３Ａを閉じ、バイパス通路
３Ａからエンジン側への冷却液の流れが遮断される（図
２参照）。

【００１４】他方、エレメント１０（弁体１２）が上昇
摺動すると、流路流域ＦＡが遮断し、入口開口部１７ａ
と出口開口部１７ｂが閉じ、冷却液通路３のメイン通路
の冷却液の流れが遮断される。さらに、バイパス開口部
１７ｇが開くとともに、バイパス弁体２０がバイパス通
路３Ａを開き、バイパス通路３Ａからエンジン側に冷却
液が流れる（図１参照）。

【００１５】なお、サーモスタット１をエンジンヘッド
２に組み付ける時、この入口開口部１７ａと出口開口部
１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇが冷却液通路３に対
して開口する位置（冷却液通路３に各々連通する位置）
に、バルブ本体１７を固設する。さらに、バイパス開口
部１７ｇが、穿設孔５ａのバイパス用段付壁面５ｃを有
する側に開口するように配置する。また、入口開口部１
７ａと出口開口部１７ｂの開口面積は、冷却液通路３を
流れる冷却液の流量を十分に確保できる大きさとする。
他方、バイパス開口部１７ｇの開口面積は、バイパス通
路３Ａを流れる冷却液の流量を十分に確保できる大きさ
とする。

【００１６】なお、流路領域ＦＡは、エレメント１０
（弁体１２）が下降摺動して、入口開口部１７ａと出口
開口部１７ｂが開くことによって、バルブ本体１７内で
連通形成される冷却液の流路領域のことをいう。

【００１７】バルブ本体１７の端部周面１７ｆは、穿設
孔４ａの段付壁面４ｂの形状に係合して形成され、上側
面４の穿設孔４ａに挿入される。さらに、端部周面１７
ｆには、後記するキャップ部材１８が焼き付け等の処理
をもって固着される。

【００１８】また、バルブ本体１７の他方の端部の内壁
面１７ｃには、ネジ部１７ｄが形成され、後記するジョ
イントカバー１９のネジ部１９ｆと螺着する。このバル
ブ本体１７とジョイントカバー１９の螺着により、バル
ブ本体１７とジョイントカバー１９のセット長さの調整
を可能としている。さらに、この螺着により、バルブ本
体１７とジョイントカバー１９を一体化し、サーモスタ
ット１のエンジンヘッド２への組み付けが容易化する。

【００１９】なお、バルブ本体１７の素材については、
設置される環境、即ちエンジンヘッド２からの熱伝導特
性及び機械加工特性等を考慮し、これらの条件に適合す
る素材であれば如何なる素材でもよい。

【００２０】（２）サーモバルブ７ サーモバルブ７は、バルブ本体１７の内壁面１７ｃに摺
接して嵌入される。サーモバルブ７は、熱膨張体である
ワックス１５ａを収納するワックスケース１５、ワック
ス１５ａの膨張／収縮を上層の半流動体１５ｃに伝達す
るダイヤフラム１５ｂ、ダイヤフラム１５ｂの応動を上
層のラバーピストン１５ｄに伝達する半流動体１５ｃ、
ラバーピストン１５ｄ、半流動体１５ｃの応動を上層の
ピストン１６に伝達するバックアッププレート１５ｅ、
キャップ部材１８の金具１８ａを押圧するピストン１
６、およびこれらの構成部位を積層状に内設するととも
に弁体１２として機能するエレメント１０によって構成
される。また、ワックスケース１５の底部には、バイパ
ス弁体２０が立設される。

【００２１】エレメント１０には、バルブ本体１７の内
壁面１７ｃに摺動自在とする外周面１０ｂが形成され
る。この外周面１０ｂは、バルブ本体１７の内壁面１７
ｃに沿って摺動し、入口開口部１７ａと出口開口部１７
ｂおよびバイパス開口部１７ｇを開閉する弁体１２とし
て機能する。

【００２２】エレメント１０は、ワックス１５ａの膨張
／収縮によりピストン１６が進退動することによって、
バルブ本体１７内を摺動し、入口開口部１７ａ、出口開
口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇを開閉する。

【００２３】エレメント１０の底部側には、ワックス１
５ａを収納するワックスケース１５がカシメ等の処理に
より固設される。ワックスケース１５は、エレメント１
０（弁体１２）の底部側かつ内側に固設され、ラジエー
タ側から流れる冷却液に直接浸かることがない。そのた
め、感温部であるワックスケース１５には、ラジエータ
側から流れる冷却液の温度変化はエレメント１０（弁体
１２）を介して伝わる。

【００２４】また、エレメント１０のワックスケース１
５の固設側と対峙する側には、ピストン１６の案内部で
あるガイド部１１が形成される。このガイド部１１の外
周面１１ａは、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに摺接
する形態として形成される。

【００２５】ガイド部１１は、外周面１１ａの周面に沿
って環状溝部１４ａ，１４ｂが刻設形成される。そし
て、環状溝部１４ａ，１４ｂは、キャップ部材１８の内
壁面１８ｈに複数突設されるリップ部位１８ｅ，１８ｆ
と係合し、ガイド部１１とキャップ部材１８の保持をよ
り確実なものとする。また、この係合により、ガイド部
１１とキャップ部材１８との隙間への冷却液の浸入が防
止され、ひいてはガイド部１１とピストン１６間に生ず
る隙間への冷却液の浸水が防止される。さらに、キャッ
プ部材１８によってガイド部１１が保持されているた
め、ピストン１６が伸長した際にピストン１６が軸ブレ
して伸長することを防止できる。

【００２６】また、サーモバルブ７は冷却液通路３のラ
ジエータ側からの冷却液の温度変化をエレメント１０の
弁体１２を介してワックスケース１５内のワックス１５
ａに伝えるため、ワックスケース１５の感温が緩やかと
なり、ワックス１５ａの膨脹／収縮の変化が緩やかとな
る。

【００２７】（３）キャップ部材１８ キャップ部材１８は、帽子形状で、その凸部部位をエン
ジンヘッド２の穿設孔４ａに挿入係合するように形成さ
れる。さらに、キャップ部材１８は、バルブ本体１７の
端部周面１７ｆに焼き付け等の処理によって固着され
る。

【００２８】また、キャップ部材１８の外周面と外縁部
に各々環状には、隆起したリップ部位１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄが突設される。このリップ部位１８ｂ、１８ｃ、
１８ｄは、エンジンヘッド２への冷却液の浸水防止を目
的として形成される。

【００２９】さらに、キャップ部材１８の内壁面１８ｈ
には、ガイド部１１の環状溝部１４ａ，１４ｂと係合す
るリップ部位１８ｅ，１８ｆが環状に隆起して突設され
る。この環状溝部１４ａ，１４ｂとリップ部位１８ｅ，
１８ｆの係合によって、ガイド部１１とピストン１６間
に生ずる隙間への冷却液の浸水が防止がされるととも
に、エレメント１０が摺動した際に、ピストン１６の軸
方向に対しての傾斜を防止する。なお、キャップ部材１
８のリップ部位１８ｂ、１８ｃ、１８ｄおよびリップ部
位１８ｅ，１８ｆは、サーモバルブ７のピストン１６の
伸縮楊程により、形成するリップ部位の数およびリップ
部位間隔を自由に形成できるのは勿論である。また、キ
ャップ部材１８は焼き付き処理等によりバルブ本体１７
に一体的に固着されているが、バルブ本体１７とキャッ
プ部材１８の接触面に設けられた環状溝部１７ｈとリッ
プ部位１８ｉの係合によって、さらに塵等のピストン１
６への侵入を防止することができる。

【００３０】なお、キャップ部材１８の素材については
耐熱性、耐磨耗性、耐防振性等の物理的及び機械的特性
に優れたものであれば特に限定するものではない。例え
ば、ゴム等の弾性部材であれば、前記特性を有する。キ
ャップ部材１８は、耐熱性を有するため、エンジンから
熱を遮断する断熱作用もある。

【００３１】（４）ジョイントカバー１９ ジョイントカバー１９は、フランジ形状であり、エンジ
ンヘッド２の穿設孔５ａに嵌入する嵌入部１９ｋ、エン
ジンヘッド２に係止されるとともにボルト２３，２３で
ボルト締め固定される係止部１９ｊ，１９ｊおよびエン
ジンルーム内のバイパス通路３Ａ（図示せず）に接続さ
れるバイパス通路部１９ｈからなる。

【００３２】嵌入部１９ｋは、中空の円筒形状で、この
中空部がバイパス通路３Ａとなる。そして、嵌入部１９
ｋは、バルブ本体１７のネジ部１７ｄに螺着するネジ部
１９ｆが形成される。この螺着によって、ジョイントカ
バー１９とバルブ本体１７が一体化する。さらに、嵌入
部１９ｋは、外周面１９ｅにシールリング１９ｂを装着
するための溝部１９ａが形成される。なお、シールリン
グ１９ｂは、エンジンヘッド２の穿設孔５ａの内壁面５
ｂとバルブ本体１７の周面１７ｅとの隙間から浸入する
冷却液のエンジン内への浸水防止の機能を有している。

【００３３】係止部１９ｊ，１９ｊは、嵌入部１９ｋに
対して両翼を広げたような形状で、すなわち嵌入部１９
ｋの端部両側にピストン１６の進行方向に対して垂直に
延びる平板形状である。また、係止部１９ｊ，１９ｊに
は、各々ボルト孔１９ｉ，１９ｉが形成される。

【００３４】バイパス通路部１９ｈは、中空の円筒形状
で、この中空部がバイパス通路３Ａを形成する。そし
て、バイパス通路部１９ｈのバイパス通路３Ａは、バル
ブ本体１７の中空部に連通する。

【００３５】前記したネジ部１７ｄとネジ部１９ｆの螺
着状態を調整することにより、サーモバルブ７の付勢部
材であるコイルスプリング６の付勢力を増減させること
ができる。さらに、付勢力の増減により、エレメント１
０の弁体１２の開弁状態が調整でき、冷却液の流量増減
の調整が可能となる。なお、バルブ本体１７とジョイン
トカバー１９の接続方法については前記のネジ部１７ｄ
とネジ部１９ｆによる螺着に限られるものではなく、Ｃ
リング等の止め金具によって係着しても同様の作用効果
を得ることができる。

【００３６】（５）コイルスプリング６（付勢部材） サーモバルブ７の付勢部材であるコイルスプリング６
は、ジョイントカバー１９とサーモバルブ７の空隙に介
装される。そして、コイルスプリング６は、サーモバル
ブ７が冷却液の温度変化によりバルブ本体１７内で摺動
下降した際に、サーモバルブ７を上方方向に付勢する機
能を有している。なお、コイルスプリング６の弾性やコ
イルスプリング６の全高を変化させることにより、サー
モスタット１の作動設定温度、流量等の条件の変化に対
応が可能である。

【００３７】（６）バイパス弁体２０ バイパス弁体２０は、円柱形状で、ジョイントカバー１
９のバイパス通路３Ａに嵌脱自在となる径を有する。そ
して、ワックスケース１５の係合部１５ｆに係合し、ジ
ョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに向かって立設
される。なお、バイパス弁体２０は、中心軸をピストン
１６の進退軸と一致させて立設されており、したがっ
て、ピストン１６の進退動にともなって、ピストン１６
と同軸上を進退動する。

【００３８】また、バイパス弁体２０の軸方向の長さ
は、ピストン１６が縮退した時に、バイパス通路３Ａか
らバイパス弁体２０が抜脱し、かつバイパス通路３Ａか
ら十分な冷却液が流れる隙間を確保できる長さとする。
他方、ピストン１６が伸長した時に、バイパス通路３Ａ
にバイパス弁体２０が嵌入し、かつバイパス通路３Ａか
らの冷却液の流れが遮断される長さとする。

【００３９】ピストン１６が伸長し、バイパス弁体２０
がバイパス通路３Ａに嵌入すると、バイパス弁体２０
は、外周面２０ａがジョイントカバー１９の内壁面１９
ｇに摺接して移動する。しかも、前記のように、バイパ
ス弁体２０とピストン１６は同軸上で一体となって進退
動する。そのため、ピストン１６が伸長した時、傾くこ
となく安定した状態で作動することができる。その結
果、ピストン１６が伸長した時、ピストン１６とガイド
部１１の偏磨耗を防止する事ができ、ピストン１６とガ
イド部１１との間にゴミ等が侵入することもない。

【００４０】サーモスタット１のエンジンヘッド２への
組み付けについて説明する。サーモスタット１は、バル
ブ本体１７とジョイントカバー１９が螺着して一体とな
った状態で、エンジンヘッド２に組み付けられる。組み
付け時、バルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口
部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇが冷却液通路３に
対して開口する位置に、サーモスタット１をエンジンヘ
ッド２に嵌入する。さらに、バイパス開口部１７ｇが、
穿設孔５ａのバイパス用段付壁面５ｃを有する側に開口
するように配置する。

【００４１】この時、サーモスタット１は、ジョイント
カバー１９の係止部１９ｊ，１９ｊがエンジンヘッド２
で係止され、スライド方向（ピストン１６の進退方向）
の移動が規制される。さらに、ボルト２３，２３を係止
部１９ｊ，１９ｊのボルト孔１９ｉ，１９ｉに挿入し、
サーモスタット１をエンジンヘッド２にボルト締め固定
することにより、ラジアル方向（ピストン１６の軸を中
心とした回転方向）の回転が規制される。このバルブ本
体１７とジョイントカバー１９の一体化により、組み付
けおよび組み外しが簡単となり、組付工数が低減する。
しかも、ボルト締め固定により、入口開口部１７ａと出
口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７ｇの位置決め
が容易化する。

【００４２】このように、サーモスタット１は、冷却液
通路３の冷却液の流れ方向に対して横断する方向（流れ
方向に対して垂直方向）にピストン１６が進退（弁体１
２が進退）するように配置される。そのため、冷却液通
路３の管径を太くしなくても、冷却液の十分な流量を確
保することができる。

【００４３】また、サーモスタット１は、キャップ部材
１８のリップ部位１８ｂ、１８ｃ、１８ｄおよびジョイ
ントカバー１９のシールリング１９ｂにより、エンジン
への冷却液のシールド作用や防振作用を有する。

【００４４】次に、図１および図２を参照してサーモス
タット１の作用について説明を行う。

【００４５】（１）サーモスタット１における冷却液低
温時及び暖機運転開始時の作用 冷却液低温時および暖機運転前、冷却液通路３内の冷却
液の温度は低温であり、ワックスケース１５内のワック
ス１５ａは、収縮している。この時、サーモバルブ７
は、コイルスプリング６によって、常時上方に付勢され
る。そのため、エレメント１０の弁部１２が、バルブ本
体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを閉じる
とともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しかも、バイ
パス弁体２０が、バイパス通路３Ａを開いている。すな
わち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ側
からエンジン側に流れない。他方、バイパス通路３Ａと
バイパス開口部１７ｇがバルブ本体１７の中空部を介し
て連通され、冷却液がバイパス通路３Ａからエンジン側
に流れる（図１の矢印方向）。したがって、冷却液は、
ラジエータを経由することなく、エンジン内を循環する
（図１を参照）。

【００４６】時間が経過するとともにエンジンの温度が
上昇し、冷却液通路３内の冷却液の温度が上昇する。そ
して、ワックスケース１５内のワックス１５ａは、膨張
し、体積を増加させる。この時、感温部であるワックス
ケース１５には、バイパス通路３Ａから流れる冷却液の
温度変化が直接伝わる。ワックス１５ａの体積増加によ
って、ダイヤフラム１５ｂは上方方向へ変形し、さら
に、ダイヤフラム１５ｂの応動変化を上層の半流動体１
５ｃを介してラバーピストン１５ｄを上方方向に押し上
げる。そして、ラバーピストン１５ｄの応動により、ピ
ストン１６は、バックアッププレート１５ｅを介して上
方方向に押し上げられる。すなわち、ピストン１６は、
エレメント１０のガイド部１１から突出しようとする
（図２を参照）。

【００４７】しかし、ピストン１６の先端部の当接部１
６ａは、キャップ部材１８の金具１８ａの当接面１８ｇ
と常時当接しているため、実際にはガイド部１１、すな
わちエレメント１０が下降する。この時、エレメント１
０の下降とともに、バイパス弁体２０は、ジョイントカ
バー１９のバイパス通路３Ａに嵌入する。そのため、ピ
ストン１６の伸長に際して、ピストン１６は、軸ブレす
ることなく、安定して作動する。

【００４８】また、キャップ部材１８のリップ部位１８
ｅと係合していたガイド部１１の環状溝部１４ａは（図
１参照）、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに沿って下
降し、最終的にキャップ部材１８のリップ部位１８ｆと
係合する（図２参照）。なお、リップ部位１８ｆが突出
形成される位置は、エレメント１０の最下降位置を決定
するための位置である。なお、リップ部位１８ｅとリッ
プ部位１８ｆの途中位置に、他のリップ部を形成するこ
とにより、さらにガイド部１１とピストン１６との隙間
部位へ冷却液の浸水の防止を強化することができる。

【００４９】サーモバルブ７が下降摺動すると、エレメ
ント１０の弁体１２が、閉状態であったバルブ本体１７
の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを開く。すなわ
ち、流路領域ＦＡが連通され、冷却液は、冷却液通路３
のラジエータ側からエンジン側（図２の矢印方向）に流
れる（図２を参照）。そして、ラジエータで冷却された
冷却液が、冷却液通路３を通って、エンジン内に流入す
る。この時、感温部であるワックスケース１５にはエレ
メント１０の弁体１２を介して冷却液の温度変化が伝わ
るので、ラジエータ側で冷やされた冷却液が、ワックス
１５ａを急激に収縮させることはない。

【００５０】また、サーモバルブ７が下降摺動すると、
エレメント１０の弁体１２が、開状態であったバルブ本
体１７のバイパス開口部１７ｇを閉じるとともに、バイ
パス弁体２０がバイパス通路３Ａを閉じる。すなわち、
バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇが遮断され、
冷却液は、バイパス通路３Ａを介してエンジン側には流
入しない（図２参照）。なお、ピストン１６が伸長する
時、バイパス弁体２０がピストン１６と同軸上を移動
し、バイパス通路３Ａに嵌入するために、ピストン１６
が軸ブレするとなく安定した状態で伸長する。

【００５１】（２）サーモスタット１における冷却液の
高温から低温への変化に伴う作用 エンジンの運転が停止すると、ウォータポンプの作動も
停止し、冷却液通路３内の冷却液の循環も停止する。す
ると、時間の経過とともに、冷却液の温度が低下する。
そして、冷却液の温度低下にともなって、膨張していた
ワックス１５ａは、収縮する。この時、感温部のワック
スケース１５にエレメント１０の弁体１２を介してラジ
エータ側から流れる冷却液の温度変化が伝わるので、ワ
ックス１５ａの収縮は、緩やかな変化となる。さらに、
サーモバルブ７を常時上方に付勢するコイルスプリング
６によって、サーモバルブ７は、上方に摺動される。そ
の結果、エレメント１０の弁部１２が、開状態であった
バルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂ
を閉じるとともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しか
も、バイパス弁体２０が、バイパス通路３Ａを開く。す
なわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ
側からエンジン側に流入しなくなる（図１を参照）。他
方、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇがバルブ
本体１７の中空部位を介して連通され、冷却液がバイパ
ス通路３Ａからエンジン側に流入する。したがって、冷
却液は、ラジエータを経由することなく、エンジン内を
循環する（図１を参照）。

【００５２】なお、感温部のワックスケース１５にはエ
レメント１０の弁体１２を介してラジエータ側から流入
する冷却液の温度変化が伝わるので、ワックス１５ａの
体積変化は緩やかなものとなり、そのため、ラジエータ
側から冷却された冷却液が流入して、ワックス１５ａ
は、急激に収縮しない。その結果、弁体１２が入口開口
部１７ａ、出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７
ｇの開閉を連続して繰り返すハンティング現象が起こり
にくい。

【００５３】以下、本発明に係るサーモスタットの第２
の実施の形態について図４乃至図５を参照して説明す
る。図４は第２の実施の形態のサーモスタットの閉弁状
態を示す断面図、図５は第２の実施の形態のサーモスタ
ットの開弁状態を示す断面図である。

【００５４】サーモスタット１Ａの基本的な構成は、第
１の実施の形態のサーモスタット１と同様な構成を有す
るが、バイパス弁体２０Ａの構成およびその作用が異な
る。なお、サーモスタット１Ａの各構成に対して、第１
の実施の形態のサーモスタット１と同一の構成及び機能
を有する部位については同一の符号を付す。

【００５５】サーモスタット１Ａは、エンジンヘッド２
の冷却液通路３の上側面４に形成される穿設孔４ａと下
側面５に形成される穿設孔５ａに、冷却液通路３を横断
して、バイパス通路３Ａに連通する位置に埋設配置され
る。なお、穿設孔５ａは、バイパス開口部１７ｇからの
冷却液の流れを確保するために、バイパス用段付壁面５
ｃが形成される。そして、サーモスタット１Ａは、冷却
液通路３を流れる冷却液の温度変化にともなって、冷却
液通路３内の冷却液の流れを制御する。

【００５６】サーモスタット１Ａは、中空の円筒形状の
バルブ本体１７、バルブ本体１７の中空部位に摺接して
収納されるサーモバルブ７、バルブ本体１７の一端部に
嵌合するキャップ部材１８、バルブ本体１７の他端部に
嵌合するジョイントカバー１９、サーモバルブ７に付勢
力を付与する付勢部材であるコイルスプリング６、およ
びバイパス通路３Ａを開閉するバイパス弁体２０Ａ等で
構成される。なお、サーモバルブ７は、冷却液の流れを
連通／遮断する弁体１２とピストン１６の進退動を案内
するガイド部１１等からなるエレメント１０、エレメン
ト１０の底部側に設けられる感温部であるワックスケー
ス１５、ワックスケース１５内に収納される熱膨脹体で
あるワックス１５ａ、およびピストン１６等から構成さ
れる。なお、第２の実施の形態で説明するサーモスタッ
ト１Ａは、バイパス弁体２０Ａを除外して、その構成は
前記の第１の実施の形態で説明したサーモスタット１と
同様とするものであり、以下、前記のサーモスタット１
と異なる構成について詳細に説明する。

【００５７】（１）バイパス弁体２０Ａ バイパス弁体２０Ａは、中空の円筒形状で、ジョイント
カバー１９のバイパス通路３Ａに嵌入する径を有する。
そして、ワックスケース１５の係合部１５ｆに係合し、
ジョイントカバー１９のバイパス通路３Ａに向かって立
設される。なお、バイパス弁体２０Ａは、中心軸をピス
トン１６の進退軸と一致させて立設されており、したが
って、ピストン１６の進退動にともなって、ピストン１
６と同軸上を進退動する。

【００５８】さらに、バイパス弁体２０Ａには、外周面
２０ａから中空部２０ｄに連通するバイパス孔２０ｃ，
２０ｃが穿設される。このバイパス孔２０ｃ，２０ｃ
は、バイパス弁２０Ａの係合部２０ｂの他端側から所定
の間隔をあけて、中空部２０ｄに対して垂直方向に各々
穿設される。なお、前記の所定の間隔は、ピストン１６
が最も縮退した時、バイパス弁体２０Ａの先端部２０ｅ
がバイパス通路３Ａに嵌入し、かつバイパス孔２０ｃ，
２０ｃがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇで閉鎖さ
れない間隔とし、バイパス孔２０ｃ，２０ｃの孔径は、
バイパス通路３Ａから十分な冷却液の流量を確保できる
径とする。

【００５９】また、バイパス弁体２０Ａの軸方向の長さ
は、ピストン１６が最も縮退した時に、バイパス通路３
Ａにバイパス弁体２０Ａの先端部２０ｅが嵌入し、かつ
バイパス孔２０ｃ，２０ｃがジョイントカバー１９の内
壁面１９ｇで閉鎖されない長さとする。他方、ピストン
１６が最も伸長した時に、バイパス通路３Ａにバイパス
弁体２０Ａが嵌入し、かつバイパス孔２０ｃ，２０ｃが
ジョイントカバー１９の内壁面１９ｇで完全に閉鎖され
る長さとする。

【００６０】バイパス弁体２０Ａは、ピストン１６の進
退動に関係なく、常時、バイパス通路３Ａに嵌入してい
る。しかし、ピストン１６の進退動によって、バイパス
孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイントカバー１９の内壁面１
９ｇで開閉される。この時、バイパス弁体２０Ａは、外
周面２０ａがジョイントカバー１９の内壁面１９ｇに摺
接して移動する。しかも、前記のように、バイパス弁体
２０Ａとピストン１６は同軸上で一体となって進退動す
る。そのため、ピストン１６が進退動する時、ピストン
１６が軸ブレすることなく安定した状態で作動すること
ができる。したがって、サーモスタット１Ａは、第１の
実施の形態のサーモスタット１より、ピストン１６がさ
らに安定して作動する。その結果、ピストン１６が伸長
した時、ピストン１６とガイド部１１の偏磨耗を防止す
る事ができ、ピストン１６とガイド部１１との間にゴミ
等が侵入することもない。また、サーモスタット１Ａ
は、第１の実施の形態のサーモスタット１のバイパス弁
体２０がバイパス通路３Ａに嵌入する時に生じる磨耗等
も生じない。

【００６１】サーモスタット１Ａのエンジンヘッド２へ
の組み付けは、第１の実施の形態と同様であるので、説
明は省略する。

【００６２】次に、図４および図５を参照してサーモス
タット１Ａの作用について説明を行う。

【００６３】（１）サーモスタット１Ａにおける冷却液
低温時及び暖機運転開始時の作用 冷却液低温時および暖機運転前、冷却液通路３内の冷却
液の温度は低温であり、ワックスケース１５内のワック
ス１５ａは、収縮している。この時、サーモバルブ７
は、コイルスプリング６によって、常時上方に付勢され
る。そのため、エレメント１０の弁部１２が、バルブ本
体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを閉じる
とともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しかも、バイ
パス弁体２０Ａのバイパス孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイ
ントカバー１９の内壁面１９ｇから開放されている。す
なわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエータ
側からエンジン側に流入しない。他方、バイパス通路３
Ａとバイパス開口部１７ｇがバイパス弁体２０Ａの中空
部２０ｄ，バイパス孔２０ｃ，２０ｃおよびバルブ本体
１７の中空部を介して連通され、冷却液がバイパス通路
３Ａからエンジン側に流入する（図４の矢印方向）。し
たがって、冷却液は、ラジエータを経由することなく、
エンジン内を循環する（図４を参照）。

【００６４】時間が経過するとともにエンジンの温度が
上昇し、冷却液通路３内の冷却液の温度が上昇する。そ
して、ワックスケース１５内のワックス１５ａは、膨張
し、体積を増加させる。この時、感温部であるワックス
ケース１５には、バイパス通路３Ａから流れる冷却液の
温度変化が直接伝わる。ワックス１５ａの体積増加によ
って、ダイヤフラム１５ｂは上方方向へ変形し、さら
に、ダイヤフラム１５ｂの応動変化を上層の半流動体１
５ｃを介してラバーピストン１５ｄを上方方向に押し上
げる。そして、ラバーピストン１５ｄの応動により、ピ
ストン１６は、バックアッププレート１５ｅを介して上
方方向に押し上げられる。すなわち、ピストン１６は、
エレメント１０のガイド部１１から突出しようとする
（図５を参照）。

【００６５】しかし、ピストン１６の先端部の当接部１
６ａは、キャップ部材１８の金具１８ａの当接面１８ｇ
と常時当接しているため、実際にはガイド部１１、すな
わちエレメント１０が下降する。この時、エレメント１
０の下降とともに、バイパス弁体２０Ａは、ジョイント
カバー１９のバイパス通路３Ａに深く嵌入する。そのた
め、ピストン１６の伸長に際して、ピストン１６は、軸
ブレすることなく安定して作動する。

【００６６】また、キャップ部材１８のリップ部位１８
ｅと係合していたガイド部１１の環状溝部１４ａは（図
４参照）、キャップ部材１８の内壁面１８ｈに沿って下
降し、最終的にキャップ部材１８のリップ部位１８ｆと
係合する（図５参照）。なお、リップ部位１８ｆが突出
形成される位置は、エレメント１０の最下降位置を決定
するための位置であるが、リップ部位１８ｅとリップ部
位１８ｆの途中位置に、他のリップ部を形成することに
より、さらにガイド部１１とピストン１６との隙間部位
へ冷却液の浸水の防止を強化することができる。

【００６７】サーモバルブ７が下降摺動すると、エレメ
ント１０の弁体１２が、閉状態であったバルブ本体１７
の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂを開く。すなわ
ち、流路領域ＦＡが連通され、冷却液は、冷却液通路３
のラジエータ側からエンジン側（図５の矢印方向）に流
入する（図５を参照）。そして、ラジエータで冷却され
た冷却液が、冷却液通路３を通って、エンジン内に流入
する。この時、感温部であるワックスケース１５にはエ
レメント１０の弁体１２を介して冷却液の温度変化が伝
わるので、ラジエータ側で冷やされた冷却液が、ワック
ス１５ａを急激に収縮させることはない。

【００６８】また、サーモバルブ７が下降摺動すると、
エレメント１０の弁体１２が、開状態であったバルブ本
体１７のバイパス開口部１７ｇを閉じ、バイパス弁体２
０Ａのバイパス孔２０ｃ，２０ｃが、ジョイントカバー
１９の内壁面１９ｇによって閉鎖される。すなわち、バ
イパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇが遮断され、冷
却液は、バイパス通路３Ａを介してエンジン側に流入し
ない（図５参照）。

【００６９】（２）サーモスタット１Ａにおける冷却液
の高温から低温への変化に伴う作用 エンジンの運転が停止すると、ウォータポンプの作動も
停止し、冷却液通路３内の冷却液の循環も停止する。す
ると、時間の経過とともに、冷却液の温度が低下する。
そして、冷却液の温度低下にともなって、膨張していた
ワックス１５ａは、収縮する。この時、感温部のワック
スケース１５にエレメント１０の弁体１２を介してラジ
エータ側から流れる冷却液の温度変化が伝わるので、ワ
ックス１５ａの収縮は、緩やかな変化となる。さらに、
サーモバルブ７を常時上方に付勢するコイルスプリング
６によって、サーモバルブ７は、上方に摺動される。そ
の結果、エレメント１０の弁部１２が、開状態であった
バルブ本体１７の入口開口部１７ａと出口開口部１７ｂ
を閉じるとともに、バイパス開口部１７ｇを開く。しか
も、バイパス弁体２０のバイパス孔２０ｃ，２０ｃが、
ジョイントカバー１９の内壁面１９ｇから開放される。
すなわち、流路領域ＦＡが遮断され、冷却液がラジエー
タ側からエンジン側に流入しなくなる（図４を参照）。
他方、バイパス通路３Ａとバイパス開口部１７ｇがバイ
パス弁体２０Ａのバイパス孔２０ｃ，２０ｃ、中空部２
０ｄおよびバルブ本体１７の中空部位を介して連通さ
れ、冷却液がバイパス通路３Ａからエンジン側に流入す
る。したがって、冷却液は、ラジエータを経由すること
なく、エンジン内を循環する（図４を参照）。

【００７０】なお、感温部のワックスケース１５にはエ
レメント１０の弁体１２を介してラジエータ側から流入
する冷却液の温度変化が伝わるので、ワックス１５ａの
体積変化は緩やかなものとなり、そのため、ラジエータ
側から冷却された冷却液が流入しても、ワックス１５ａ
は、急激に収縮しない。その結果、弁体１２が入口開口
部１７ａ、出口開口部１７ｂおよびバイパス開口部１７
ｇの開閉を連続して繰り返すハンティング現象が起こり
にくい。

【００７１】以上、本発明は、前記の実施の形態に限定
されることなく、様々な形態で実施される。例えば、バ
ルブ本体とジョイントカバーを一体構造としたが、別体
としてもよい。また、サーモスタットをエンジンヘッド
の冷却液通路に配置したが、冷却液通路の任意の位置に
配置することができる。

【００７２】

【発明の効果】本発明に係るサーモスタットによれば、
ピストンを有するサーモバルブとバイパス弁体が一体構
造で構成されているので、ピストンの進退動にともなっ
て、バイパス弁体が進退動する。しかも、バイパス弁体
がバイパス通路に嵌入する構成としているので、ピスト
ンが伸長した時、ピストンが軸ブレすることがない。そ
のため、ピストンとガイド部の偏磨耗等を防止する事が
でき、ひいてはサーモスタットの耐久性が向上する。ま
た、１つのピストンの進退動によって弁体およびバイパ
ス弁体を進退動させる構成としたので、バイパス流路を
少ない部品点数で形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施の形態のサーモスタッ
トの閉弁状態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る第１の実施の形態のサーモスタッ
トの開弁状態を示す断面図である。

【図３】本発明に係る第１の実施の形態のサーモスタッ
トの主要部の分解斜視図である。

【図４】本発明に係る第２の実施の形態のサーモスタッ
トの閉弁状態を示す断面図である。

【図５】本発明に係る第２の実施の形態のサーモスタッ
トの開弁状態を示す断面図である。

【図６】一般的なエンジンの冷却液通路の説明図であ
る。

【図７】図６のサーモスタットの部分断面図である。

【符号の説明】

１，１Ａ・・・サーモスタット ２・・・エンジンヘッド ３・・・冷却液通路 ３Ａ・・・バイパス通路 ６・・・コイルスプリング（付勢部材） ７・・・サーモバルブ １０・・・エレメント １１・・・ガイド部 １２・・・弁体 １５・・・ワックスケース（感温部） １５ａ・・・ワックス（熱膨脹体） １６・・・ピストン １７・・・バルブ本体 １７ａ・・・入口開口部 １７ｂ・・・出口開口部 １７ｇ・・・バイパス開口部 １８・・・キャップ部材 １９・・・ジョイントカバー ２０，２０Ａ・・・バイパス弁体 ２０ｃ・・・バイパス孔 ＦＡ・・・流路領域 Ｅ・・・エンジン Ｐ・・・ウォータポンプ Ｒ・・・ラジエータ

フロントページの続き (72)発明者 岩城 孝弘 東京都清瀬市中里６丁目59番２号 日本サ ーモスタット株式会社内 (72)発明者 油川 昌弘 東京都清瀬市中里６丁目59番２号 日本サ ーモスタット株式会社内 Ｆターム(参考） 3H057 AA03 BB33 BB36 BB43 CC13 DD03 DD28 EE03 FA01 FA22 FD19 HH03 HH17

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の冷却液通路に配置され、冷却
   液の温度変化によって前記冷却液通路の冷却液の流れを
   制御するサーモスタットであって、 周面に入口開口部、出口開口部およびバイパス開口部が
   形成され、前記入口開口部と前記出口開口部を前記冷却
   液通路に連通する位置に固設される筒状のバルブ本体
   と、 前記入口開口部と前記出口開口部とを前記バルブ本体内
   で連通する流路領域と、 感温部内の熱膨脹体および付勢部材の作用により進退す
   るピストンを一方側に有するとともに、前記流路領域を
   横断すべく進退動する弁体を有し、前記ピストンの進退
   動によって前記バルブ本体内を摺動して進退するサーモ
   バルブと、 前記ピストンの進退方向に平行して前記サーモバルブの
   他方側に立設され、バイパス通路に嵌入自在なバイパス
   弁体とを備え、 前記ピストンとともに前記バイパス弁体が進退動するこ
   とによって、前記弁体が前記入口開口部と前記出口開口
   部を開閉して前記流路領域を連通／遮断するとともに、
   前記弁体が前記バイパス開口部を開閉し、かつ前記バイ
   パス弁体が前記バイパス通路を開閉して前記バイパス開
   口部と前記バイパス通路を連通／遮断することを特徴と
   するサーモスタット。