JP2004308743A

JP2004308743A - サーモスタット装置

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Publication number: JP2004308743A
Application number: JP2003101696A
Authority: JP
Inventors: Fujio Inoue; 富士夫井上
Original assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Current assignee: Nippon Thermostat Co Ltd
Priority date: 2003-04-04
Filing date: 2003-04-04
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-04
Also published as: TW200506259A; US20050224592A1; EP1612464A1; CN1697946A; JP4400909B2; EP1612464B1; US7445161B2; EP1612464A4; WO2004090404A1; CN100482992C

Abstract

【課題】必要最小限の構成部品点数で、加工性、組立性の向上、コスト低減が図れ、また装置全体のコンパクト化も可能となるサーモスタット装置を得る。
【解決手段】第１の流体通路３ｂを開閉する第１の弁体２２と、第２の流体通路３ｄを開閉する第２の弁体２３とを備え、これらの弁体を、流体の温度変化による作動体２１の動きに連動して一体に動作させることにより、第１の流体通路および第２の流体流路の一方を開放し、他方を閉塞するように構成されている。作動体は、温度変化に伴って膨張、収縮する性質をもつ熱膨張体３２を一端側に封入し、他端側の開口からピストン３３を進退動作自在に保持するケース３１を備えている。このケースの他端側開口部分に設けた外向きフランジ部３６を、第１の弁体とする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば自動車等に使用される内燃機関（以下、エンジンという）を冷却する冷却水を、熱交換器（以下、ラジエータという）との間で循環させるエンジンの冷却水回路において、冷却水の温度変化により作動することでエンジン冷却水の流れを切換えて冷却水温度を制御するために用いられる温度感知式自動弁であるサーモスタット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンにおいて、これを冷却するためには、一般にはラジエータを用いた水冷式の冷却システムが使用されている。従来からこの種の冷却システムにおいては、エンジンに導入する冷却水の温度を制御できるように、ラジエータ側に循環させる冷却水量を調節する熱膨張体を用いたサーモスタット、あるいは電気制御によるバルブユニットが使用されている。
【０００３】
すなわち、上記の熱膨張体を用いたサーモスタットあるいは電気制御によるバルブユニット等による制御バルブを、冷却水通路の一部、たとえばエンジンの入口側または出口側に介装し、冷却水温度が低い場合に、該制御バルブを閉じて、冷却水をラジエータを経由せずバイパス通路を介して循環させ、また冷却水温度が高くなった場合は、制御バルブを開いて冷却水がラジエータを通して循環させると、冷却水の温度を所要の状態に制御することができるものである。
【０００４】
サーモスタットを用いた自動車用エンジンの冷却システム（冷却水温度制御系）の全体の概要を、図６を用いて以下に説明する。
図６において、１はシリンダブロックおよびシリンダヘッドにより構成された内燃機関としての自動車用エンジンであり、このエンジン１のシリンダブロックおよびシリンダヘッド内には、矢印ａで示した冷却水通路が形成されている。
２は熱交換器、すなわちラジエータであり、このラジエータ２には周知の通り冷却水通路が形成されており、ラジエータ２の冷却水入口部２ａおよび冷却水出口部２ｂは、前記エンジン１との間で冷却水を循環させる冷却水回路３により接続されている。
【０００５】
この冷却水回路３は、エンジン１に設けられた冷却水の出口部１ｃからラジエータ２に設けられた冷却水の入口部２ａまで連通する流出側冷却水路３ａと、ラジエータ２に設けられた冷却水の出口部２ｂからエンジン１に設けられた冷却水の入口部１ｂまで連通する流入側冷却水路３ｂと、これら冷却水路３ａ，３ｂの途中の部位を接続するバイパス通路３ｃとから構成されている。
これらのエンジン１、ラジエータ２、冷却水路３によって冷却水循環路が形成されている。
【０００６】
このような冷却水回路３における冷却水の流れと流量とを、該冷却水の温度に応じて制御するためのサーモスタット装置５を、前記エンジン１の入口側の冷却水路３ｂの途中であって、ラジエータ２と前記パイパス通路３ｃからの冷却水を切換え制御できる交差部に設けている。なお、図中３ｄは該交差部からエンジン１の入口部１ｂに至る冷却水路である。
【０００７】
また、図６では図示を省略したが、エンジン１の入口部１ｂ部分には、エンジン１の図示しないクランクシャフトの回転により回転軸が回転されて冷却水を冷却水路３内で強制的に循環させるためのウォータポンプが配置されている。さらに、図中符号６はラジエータ２に強制的に冷却風を取り入れるための冷却ファンユニットで、ファンとこれを回転駆動する電動モータとで構成されている。
【０００８】
こような冷却水回路３における冷却水の流れは、サーモスタット装置５により切換え制御される。すなわち、冷却水温度が低いときは、冷却水をバイパス通路３ｃを介して循環させ、冷却水温度が高くなったときは該バイパス通路３ｃではなく、ラジエータ２側を循環させてエンジン１に冷却水を供給するように構成されている。
【０００９】
前記サーモスタット装置５は、図７に示すように、流体の温度変化により作動する作動体７の一端側（ここでは上端側）に第１の弁体８を設け、その作動体７の他端側（ここでは下端側）に第２弁体９を設け、第１の弁体８を弁閉位置に付勢する付勢手段であるコイルばね１０と、本体フレーム１１を備えている。
【００１０】
前記作動体７はいわゆるサーモエレメントと呼ばれるところであり、温度感知部７ａとガイド部７ｂからなり、流体の温度を感知して膨張収縮するワックス等の熱膨張体７ｃを温度感知部７ａに内蔵し、温度感知部７ａの先端から延出したガイド部７ｂにピストンロッド７ｄを内嵌している。また、ピストンロッド７ｄの先端にはピストンロッド７ｄの先端を押える押受体１２が設けられている。
【００１１】
前記第１の弁体８は、ガイド部７ｂに設けられており、押受体１２が第１の弁体８の弁座となっている。また、押受体１２は外側に水路との取付部１２ａを突設している。１２ｂはパッキンである。
前記第２の弁体９は温度感知部７ａの後端から延出した弁棒１３に止め具１３ａで取付けられており、その第２の弁体９と温度感知部１ａとの間に介装したコイルばね１４で第２の弁体９が弁棒１３の端部側へばね付勢されている。
前記付勢手段であるコイルばね１０は、第１の弁体８とフレーム１１との間に縮退して設け、第１の弁体８を常時弁閉位置に付勢している。
【００１２】
このようなサーモスタット装置５は、第１の弁体８が冷却水路３ｂを開閉し、第２の弁体９がバイパス通路３ｃを開閉するように位置させており、次のように作動する。
すなわち、温度感知部７ａ内の熱膨張体７ｃが冷却水温の上昇により膨張してピストンロッド７ｄを押圧することになり、作動体５がコイルばね１０の付勢力に抗して作動する。これにより第１の弁体８が開放位置に移動して冷却水路３ｂを開放することになるとともに、第２の弁体９が弁閉位置に移動してバイパス通路３ｃを閉鎖することになる。また、冷却水温の下降により熱膨張体７ｃが収縮し、ピストンロッド７ｄの押圧力が弱まっていき、コイルばね１０の付勢力で第１の弁体２を弁閉位置に移動して水路３ｂを閉鎖するとともに、第２の弁体９を弁開位置に移動してバイパス通路３ｃを開放することになる。
【００１３】
このようにサーモスタット装置５は、温度感知式自動弁としてエンジンの冷却水回路３内で、エンジンウォータジャケット１からの暖められた冷却水と、ラジエータ２からの冷された冷却水とを混合および切換えることで、エンジンウォータジャケット１に送られる冷却水温を適温に制御している。
【００１４】
このような構成によるサーモスタット装置５において、バイパス通路３ｃを開閉する第２の弁体９の周囲に冷却水の流れを遮る制御板を設け、該制御板を設けることで、バイパス通路３ｃを通ってきた冷却水を、作動体７における温度感知部７ａに円滑に導くとともに、該作動体７の近傍で流体の攪拌作用が生じるように構成し、作動体７近傍での温度分布の均一化を図ることにより、冷却水の流れと流量との正確な制御と優れた応答性とを得ようとしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
【特許文献１】
特公平６−３９１９０号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来構造によるサーモスタット装置５では、バイパス通路３ｃを開閉するための第２の弁体９によるバイパスバルブ構造が複雑で、構成部品点数が多く、組立性が悪く、さらに部品管理が難しく、動作上での信頼性を確保するうえで問題である等の不具合をもつものであった。
【００１７】
すなわち、上述した従来構造のサーモスタット装置５では、サーモエレメントとしての作動体７の一端側のガイド部７ｂに第１の弁体８を付設するにあたっては、ガイド部７ｂの外周に第１の弁体８を圧入して設けており、しかもその圧入が万一にも外れないように外れ防止のストッパリング（Ｃリング、Ｅリング等）を設けることが必要で、構成部品点数が多く、組立性の面で問題であった。さらに、このような構造では、圧入のために各部の精度が要求され、加工性の面でも問題となるものであった。
【００１８】
また、上述した従来構造では、サーモエレメントとしての作動体７の下端に、弁棒１３、この弁棒１３の先端に止め具１３ａで設けられる第２の弁体９、この第２の弁体９を付勢するコイルばね１４等を設けることが必要で、構成部品点数が多く、組立ても面倒であった。
【００１９】
さらに、上述した第２の弁体９によるバイパスバルブは、バイパス通路３ｃの開口端を、ハウジング内において開閉する構造であるから、該ハウジングの大きさや形状によって弁棒１３の長さ、第２の弁体９の形状などを適宜設定することが必要で、部品管理上で煩雑であり、コスト高を招いている。
また、上述した特許文献１では、冷却水を攪拌して温度感知部７ａでの精度を確保するために、制御板を設ける必要があり、部品点数が更に増えるという問題もあった。
【００２０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、たとえばエンジンの冷却システムにおいて冷却水を冷却水温度に応じて制御して循環させるためのサーモスタット装置全体の構成を見直し、各部の構成部品点数を削減し、組立性や加工性を向上させるとともに、コスト低減を図り、さらにサーモスタットとしての性能を発揮させることができるサーモスタット装置を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係るサーモスタット装置は、第１の流体流路を開閉する第１の弁体と、第２の流体流路を開閉する第２の弁体とを備え、これらの弁体を、流体の温度変化による作動体の動きに連動して一体に動作させることにより、第１の流体流路および第２の流体流路の一方を開放し、他方を閉塞するように構成されているサーモスタット装置において、前記作動体は、温度変化に伴って膨張、収縮する性質をもつ熱膨張体を一端側に封入し、他端側の開口からピストンを進退動作自在に保持するケースを備えてなり、このケースの他端側開口部分に設けた外向きフランジ部を、前記第１の弁体としたことを特徴とする。
【００２２】
本発明（請求項２記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記第１の弁体となる外向きフランジ部は、前記作動体のケースに一体に形成されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明（請求項３記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記第１の弁体となる外向きフランジ部は、前記作動体のケースの一部に一体的に設けたフランジ状部材により形成されていることを特徴とする。
本発明（請求項４記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項３記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記フランジ状部材は、ケースの一部に溶接で固着されていることを特徴とする。
【００２４】
本発明（請求項５記載の発明）に係るサーモスタット装置は、第１の流体流路を開閉する第１の弁体と、第２の流体流路を開閉する第２の弁体とを備え、これらの弁体を、流体の温度変化による作動体の動きに連動して一体に動作させることにより、第１の流体流路および第２の流体流路の一方を開放し、他方を閉塞するように構成されているサーモスタット装置において、前記作動体は、温度変化に伴って膨張、収縮する性質をもつ熱膨張体を一端側に封入し、他端側の開口からピストンを進退動作自在に保持するケースを備えてなり、前記作動体を構成するケースの一端部を摺動自在に保持する筒状部を、サーモスタット装置の本体フレームに設けるとともに、この筒状部の一部に、前記ケースの一端側部分で開閉される開口部を設け、このケースの一端側部分を、前記第２の弁体としたことを特徴とする。
【００２５】
本発明（請求項６記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項５記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記筒状部の先端部を、前記第２の流体流路を構成する通路内に臨ませ、この筒状部内を、第２の流体流路の一部としたことを特徴とする。
【００２６】
本発明（請求項７記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項５または請求項６に記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記作動体の一端部は、該作動体が流体の温度変化により作動するための温度感知部であることを特徴とする。
【００２７】
本発明（請求項８記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記作動体は、前記ケース内部で軸線方向に沿って配置され内方端が前記熱膨張体内に臨むとともに外方端がケースの他端側開口から外方に突出することにより熱膨張体の膨張、収縮に伴って進退動作するピストンと、前記ケース内の他端側部分に配置され前記ピストンを摺動自在に保持するガイド部材と、前記ケース内でこのガイド部材の内方端部分に配置され前記熱膨張体をケース内の他端側に封入するシール部材とを備え、前記ケースは、前記ガイド部材を嵌め込むための開口部をもちこの開口部と反対側の端部に球面形状の内周面をもつ有底部分が形成されているほぼ有底筒状を呈する中空容器として形成され、前記ガイド部材は、軸線上に貫通孔を有し外周部が前記ケースの内周形状を象って樹脂成形されるとともに、前記ケース内部で前記ガイド部材の内方端と前記熱膨張体との間に前記シール部材が介在して設けられていることを特徴とする。
【００２８】
本発明（請求項９記載の発明）に係るサーモスタット装置は、請求項８記載のサーモスタット装置を具体的に限定したものであり、前記ケースは、ほぼ同一径寸法をもつ有底筒状の中空容器であって、このケース内部でその有底部分側には熱膨張体が充填されるとともに、この熱膨張体にシール部材を介して内方端が臨むガイド部材が、該ケース開口部から嵌め込まれるように構成されており、このガイド部材は、該ケースの開口部に一体的に設けた係止部材により位置決めされて内設されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明（請求項１ないし請求項４に記載の発明）によれば、作動体を構成するケースの開口端部分に設けた外向きフランジ部を、第１の流体流路（メイン通路）を開閉する第１の弁体として用いているから、従来構造に比べ、構成部品点数が少なく、組立性、加工性の面で優れているとともに、大幅なコスト低減を図ることができるのである。
【００３０】
本発明（請求項５ないし請求項７記載の発明）によれば、サーモスタット装置のフレームとサーモエレメントとによって第２の流体流路（バイパス通路）を開閉するバルブを構成していることから、構成部品点数が少なく、組立性、加工性、コスト低減の面で優れている。
【００３１】
また、本発明（請求項５記載の発明）によれば、第２の流体流路（バイパス通路）を開閉するバルブを、装置フレームに一体に設けた筒状部によって構成しており、該筒状部の先端側を、バイパス通路に接続して該筒状部内部のみを第２の流体流路からの流体が流入（または流出）するように構成しているから、作動体に横方向から加わる流体流による流体圧が小さく、偏摩耗を低減することができる。
【００３２】
さらに、本発明（請求項７記載の発明）によれば、上記バルブ部分を通る流体は必ず温度感知部を通って流れるために、流体が確実に混合され、所要の温度を感知することができるから、温度ハンチング等の不具合もなく、流体温度に伴う制御を所要の状態で行える。また、流体の流れを筒状部で制御できるから、上述した特許文献１で用いたような制御板は不要で、この点でも部品点数を削減できる。
【００３３】
本発明（請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の発明）によれば、サーモエレメントの構造も簡素化し、その構成部品点数も少ないばかりでなく、該サーモエレメントに溶接等で第１の弁体を直接設けているから、各部の加工精度も確保し、しかも部品点数の削減、組立性、加工性の向上、コスト低減を図ることができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１ないし図５は本発明に係るサーモスタット装置の一実施の形態を示し、この実施の形態では、エンジンの冷却システムにおいてエンジンの入口側に付設され、冷却水温度を制御するために用いた場合を説明する。
【００３５】
これらの図において、符号２０で示す温度感知式自動弁であるサーモスタット装置は、図２や前述した従来例を示す図６から明らかなように、ラジエータ２側の冷却水路３ｂと、エンジン出口部１ｃ側からのバイパス通路３ｃとの交差部に付設され、これらの通路によって構成される第１、第２の流体流路での冷却水の流れを選択的に切り換えてエンジン入口部１ｂに至る冷却水路３ｄに給送するために用いられる。ここで、第１の流体流路は、冷却水路３ｂから冷却水路３ｄに至るものであり、第２の流体流路は、前記バイパス通路３ｃから冷却水路３ｄに至るものであるとして、以下の説明を行う。
【００３６】
このサーモスタット装置２０は、図１、図２に示すように、冷却水の温度変化により作動する作動体としてのサーモエレメント２１と、このサーモエレメント２１に一体または一体的に設けられ第１、第２の流体流路を開閉するための第１、第２の弁体２２，２３と、第１の弁体２２を弁閉位置に、第２の弁体２３を弁開位置に付設する付勢手段であるコイルばね２４と、これらの周囲を覆うフレーム２５とを備えている。
【００３７】
ここで、前記フレーム２５の上部には、後述するサーモエレメント２１のピストンの上端部を係止する係止部２６ａを上方に突設したキャップ２６が、該フレーム２５に一体的に連結されている。このキャップ２６の外周フランジ部には、パッキン２７が設けられ、図２〜図４に示すように、装置ハウジングの一部に液密性を保って係止保持される。なお、このキャップ２６の内周縁部分には、前記第１の弁体２２に対する弁座２６ｂが設けられ、これにより第１の流体流路での冷却水の流れを開閉する第１のバルブが構成される。
【００３８】
前記サーモエレメント２１は、図５に示すように構成されている。これを詳述すると、このサーモエレメント２１は、ほぼ同一径寸法をもつ有底筒状の中空容器からなる金属製ケース３１を備え、その有底部分にケース３１外部からの熱影響を受けて熱膨張、熱収縮する熱膨張体としてのワックス３２が封入されている。
ここで、この実施の形態では、ケース３１の長手方向の一部に段差部３１ａが形成され、有底部分が小径、開口側が大径に形成されている。これは、図１、図２に示すようにサーモスタット装置２０として組み立てた際の抜け止め、および後述するシール部材３５の位置決めのための部分である。尤も、ワックス３２の充填量を一定に管理することによって、該ケース３１をストレートにすることも可能である。
【００３９】
このケース３１内部には、ピストン３３が軸線方向に沿って配置され、その内方端が前記ワックス３２内に臨むとともに、外方端がケース３１の開口部から外方に突出し、前記ワックス３２の膨張、収縮に伴って軸線上を進退動作するように構成されている。なお、ピストン３３のケース３１内への退出動作は、外部に設けたリターンスプリング等の付勢力（この実施の形態ではコイルばね２４）によって行われる。
【００４０】
図中、符号３４は前記ピストン３３を摺動自在に保持するガイド部材であり、ほぼ円筒状を呈するように形成され、前記ケース３１内部に一端側（開口部側）から嵌め込むことにより内設されている。
前記ケース３１内でこのガイド部材３４の内方端部分には、前記ワックス３２をケース３１内の有底部分に封入するシール部材３５が介在して配置されている。なお、図中３４ａは前記ピストン３３を摺動自在に保持する貫通孔である。
【００４１】
前記ケース３１の開口部寄りの部分には、前記ガイド部材３４の外方端を係止するほぼ外向きフランジ状を呈するフランジ状部材３６が一体的に設けられ、これによりガイド部材３４は、ケース３１内に所要の状態で位置決めされて内設されている。このフランジ状部材３６の中央部には、上方に向かって突設された筒状の保持部３６ａが形成され、この保持部３６ａは前記ガイド部材３４から突出しているピストン３３の外周部を所要の弾性力を持って摺動自在に保持するとともに前記ケース３１内部への冷却水の侵入を防止するように構成されている。ここで、このフランジ状部材３６は、前記ケース３１の開口部に設けた外向きフランジ３１ｂとスポット溶接またはレーザー溶接等により溶接されて固着されている。
【００４２】
図５中、符号３８は耐熱性を有する合成樹脂又はゴム部材からなる被覆部で、この被覆部３８はフランジ状部材３６の保持部３６ａを含めた表面部から外周部を折り返して裏面側にまで形成されている。このフランジ状部材３６の外周部は、前記第１の流体流路を開閉する第１の弁体２２として機能するところであり、前記キャップ２６の弁座２６ｂに弁閉時に着座する。
【００４３】
このような構成によるサーモエレメント２１は、従来一般的であったスリーブタイプやダイヤフラムタイプのサーモエレメントのもつ問題点を一掃し、必要最小限の構成部品点数で、コスト低減化も図れ、しかも熱膨張体の膨張、収縮に伴う体積変化によってピストンの所要ストロークによる進退動作を得ることができ、また応答性や耐久性の面でも優れているサーモエレメントを得ることができるのである。さらに、上述したサーモエレメント２１では、ケース３１、ガイド部材３４等の形状、構造がより一層簡単となり、加工性、組立性、コスト低減がより一層効果的に図れるという利点もある。
【００４４】
このようなサーモエレメント２１において、本発明によれば、ケース３１先端の有底部分であってワックス３２を入れた温度感知部は、第２の弁体２３として用いられている。すなわち、図１、図２に示すように、フレーム２５の下端には、サーモエレメント２１のケース３１の下端部分を摺動自在に保持する筒状部４１が一体に設けられている。そして、この筒状部４１の先端側を、前記第２の流体流路（バイパス通路３ｃ側）に接続して該筒状部４１内部を第２の流体流路の流体が流れるように構成されている。
また、この筒状部４１の一部にサーモエレメント２１の他端部による第２の弁体２３で開閉される開口部４２を窓として設けている。
【００４５】
ここで、このような筒状部４１をフレーム２５に一体に設けると、第２のバルブを構成する部材を最小限とし、全体としての部品点数を削減できる。さらに、この筒状部４１の先端を、第２の流体流路（バイパス通路３ｃ側）を構成するハウジングの通路孔に挿入することで、筒状部４１内を第２の流体流路とすることができ、従来装置に比べて部品点数の削減効果も発揮させることができる。
【００４６】
上述した構成によるサーモスタット装置２０において、冷却水温度が低いときは、図１、図３、図４に示すように、ピストン３３はワックス３２内に臨みケース３１に対しての相対的な突出量が小さくなっている。このときには、コイルばね２４の付勢力によりサーモエレメント２１は、図中上方に付勢されており、これにより第１の弁体２２は弁閉位置にあり、また第２の弁体２３は弁開位置にある。
このときには、バイパス通路３ｃからの冷却水が、第２の流体流路によってエンジン入口部１ｂに流れ、エンジン１に戻る。
【００４７】
冷却水温度が高くなると、その状態が筒状部４１内でサーモエレメント２１の温度感知部に伝えられ、ワックス３２が膨張してピストン３３を押し出す。このとき、ピストン３３はキャップ２６により係止されているから、相対的にサーモエレメント２１のケース３１等が下方に移動し、その下端の第２の弁体２３が開口部４２を閉じるとともに、第１の弁体２２が弁開動作する。
このようになると、バイパス通路３ｃからの冷却水の流れは少なくなり、ラジエータ２側を介して冷却された冷却水が、エンジン１側に送られる。
【００４８】
以上の構成によれば、サーモスタット装置２０のフレーム２５とサーモエレメント２１とによって第２の流体流路（バイパス通路３ｃ側）を開閉するバルブを構成していることから、構成部品点数が少なく、組立性、加工性、コスト低減の面で優れている。
【００４９】
また、第２の流体流路（バイパス通路３ｃ側）を開閉する第２のバルブを、装置フレーム２５に一体に設けた筒状部４１によって構成しており、該筒状部４１の先端側を、バイパス通路３ｃとなる通路孔に挿入することで接続して該筒状部４１内部のみを第２の流体流路側の冷却水（流体）が流れるようにしているので、サーモエレメント２１に横方向から加わる流体流による流体圧が小さく、偏摩耗を低減できる。
【００５０】
さらに、上記バルブ部分を通る流体は必ずサーモエレメント２１における温度感知部を通って流れるために、流体が確実に混合され、所要の温度を感知することができるから、温度ハンチング等の不具合もなく、流体温度に伴う制御を所要の状態で行える。また、流体の流れを筒状部４１で制御できるから、前述した従来装置のような流体の流れを制御する制御板は不要で、この点でも部品点数を削減できるのである。
【００５１】
また、サーモエレメント２１の構造も簡素化し、その構成部品点数も少ないばかりでなく、該サーモエレメント２１に溶接等で第１の弁体となるフランジ状部材３６を直接一体的に設けているから、各部の加工精度も確保し、しかも部品点数の削減、組立性、加工性の向上、コスト低減を図ることができる。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえば上述した実施の形態では、サーモスタット装置１０を、エンジン冷却水回路においてエンジン１の入口部１ｂ側に組み込んだ例を説明したが、本発明はこれに限定されず、エンジン１の出口部１ｃ側に組み込んだ場合においても、同等の作用効果が得られることは言うまでもない。このときの流体（冷却水）の流れは逆になる。
【００５３】
また、上述した実施の形態では、ほぼ同一径寸法のケース３１にワックス３２、シール部材３５、ガイド部材３４を組み込み、これらをケース開口部で係止する係止部材としてのフランジ状部材３６を溶接で該ケース３１に固着した構造をもつサーモエレメント２１を用いた場合を例示したが、本発明はこれに限らず、同等の構造をもつサーモエレメント等の作動体であれば、適用できることは言うまでもない。たとえば第１の弁体２２となるフランジ状部材３６を、ケース３１側に一体に形成してもよい。この場合には、ケース３１内に組み込んだ部材を係止するための係止部材を、別個に設けておけばよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るサーモスタット装置によれば、サーモスタット装置の装置フレームとサーモエレメントのフランジ状部材とによって第１の流体流路（メイン通路側）を開閉するバルブとし、フランジ状部材を第１の弁体として構成しているから、装置全体の構造が簡単になり、構成部品点数の大幅な削減が図れ、組立性、加工性を向上させるとともに、装置の大幅なコスト削減を図ることができるという優れた効果がある。
【００５５】
ここで、本発明によれば、サーモエレメントの開口端に設けたフランジ状部材を第１の弁体として用いているから、従来のようにエレメントケース外周部に圧入等で固着していた第１の弁体とは異なり、圧入等の作業を省略でき、圧入のための加工精度が不要となり、さらに圧入のための強度も不要で、これによりケース等の材料の薄肉化が可能となるといった利点もある。
【００５６】
また、本発明によれば、サーモスタット装置のフレームとサーモエレメントとによって第２の流体流路（バイパス通路側）を開閉するバルブとし、サーモエレメントの一端部を第２の弁体として構成しているから、装置全体の構造が簡単になり、構成部品点数の大幅な削減が図れ、組立性、加工性を向上させるとともに、装置の大幅なコスト削減を図ることができるという優れた効果がある。
【００５７】
ここで、本発明によれば、第２の流体流路（バイパス通路側）を開閉するバルブを、装置フレームに一体に設けた筒状部によって構成しており、該筒状部の先端側を、バイパス通路に接続して該筒状部内部のみを第２の流体流路からの流体が流入（または流出）するように構成しているから、作動体に横方向から加わる流体流による流体圧が小さく、偏摩耗を低減することができ、各部の動作上での信頼性を確保できるという利点もある。
【００５８】
さらに、本発明によれば、上記バルブ部分を通る流体は必ず温度感知部を通って流れるために、流体が確実に混合され、所要の温度を感知することができるから、温度ハンチング等の不具合もなく、流体温度に伴う制御を所要の状態で行える。また、流体の流れを筒状部で制御できるから、従来流体を攪拌混合するために用いたような制御板は不要で、この点でも部品点数を削減し、コスト低減を図れるという効果がある。
【００５９】
また、本発明によれば、サーモエレメント自体の構造も簡素化し、その構成部品点数も少ないばかりでなく、該サーモエレメントのケースに一体にまたは溶接等で第１の弁体を直接設けているから、各部の加工精度も確保し、しかも部品点数の削減、組立性、加工性の向上、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーモスタット装置の一実施の形態を示し、サーモスタット装置全体の概略構成を説明するための要部断面図である。
【図２】図１のサーモスタット装置をエンジンの冷却水回路中に組み込んだ状態であって、ラジエータ側の第１のバルブが開状態にあり、バイパス通路側の第２のバルブが閉状態にあるときの側断面図である。
【図３】図２の状態からラジエータ側の第１のバルブが閉状態になり、バイパス通路側の第２のバルブが開状態になったときの側断面図である。
【図４】図３のサーモスタット装置を側方から見た外観図である。
【図５】本発明に係るサーモスタット装置に用いたサーモエレメントを示す要部断面図である。
【図６】サーモスタット装置をエンジンの入口側に組み込んだエンジン冷却水回路を示す説明図である。
【図７】従来のサーモスタット装置の一例を説明するための要部断面図である。
【符号の説明】
１…エンジン、１ｂ…エンジン入口部、１ｃ…エンジン出口部、２…ラジエータ、３…冷却水回路、３ａ，３ｂ…冷却水路、３ｃ…バイパス通路、３ｄ…冷却水路、２０…サーモスタット装置、２１…サーモエレメント、２２…第１のバルブを構成する第１の弁体、２３…第２のバルブを構成する第２の弁体、２４…コイルばね（付勢手段）、２５…フレーム、２６…キャップ、２６ａ…係止部、２６ｂ…弁座、３１…ケース、３１ａ…外向きフランジ、３２…ワックス、３３…ピストン、３４…ガイド部材、３５…シール部材、３６…フランジ状部材（係止部材）、３７…溶接部分、３８…被覆部、４１…筒状部、４２…開口部。

Claims

第１の流体流路を開閉する第１の弁体と、第２の流体流路を開閉する第２の弁体とを備え、これらの弁体を、流体の温度変化による作動体の動きに連動して一体に動作させることにより、第１の流体流路および第２の流体流路の一方を開放し、他方を閉塞するように構成されているサーモスタット装置において、
前記作動体は、温度変化に伴って膨張、収縮する性質をもつ熱膨張体を一端側に封入し、他端側の開口からピストンを進退動作自在に保持するケースを備えてなり、
このケースの他端側開口部分に設けた外向きフランジ部を、前記第１の弁体としたことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１記載のサーモスタット装置において、
前記第１の弁体となる外向きフランジ部は、前記作動体のケースに一体に形成されていることを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１記載のサーモスタット装置において、
前記第１の弁体となる外向きフランジ部は、前記作動体のケースの一部に一体的に設けたフランジ状部材により形成されていることを特徴とするサーモスタット装置。
請求項３記載のサーモスタット装置において、
前記フランジ状部材は、ケースの一部に溶接で固着されていることを特徴とするサーモスタット装置。
第１の流体流路を開閉する第１の弁体と、第２の流体流路を開閉する第２の弁体とを備え、これらの弁体を、流体の温度変化による作動体の動きに連動して一体に動作させることにより、第１の流体流路および第２の流体流路の一方を開放し、他方を閉塞するように構成されているサーモスタット装置において、
前記作動体は、温度変化に伴って膨張、収縮する性質をもつ熱膨張体を一端側に封入し、他端側の開口からピストンを進退動作自在に保持するケースを備えてなり、
前記作動体を構成するケースの一端部を摺動自在に保持する筒状部を、サーモスタット装置の本体フレームに設けるとともに、
この筒状部の一部に、前記ケースの一端側部分で開閉される開口部を設け、
このケースの一端側部分を、前記第２の弁体としたことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項５記載のサーモスタット装置において、
前記筒状部の先端部を、前記第２の流体流路を構成する通路内に臨ませ、この筒状部内を、第２の流体流路の一部としたことを特徴とするサーモスタット装置。
請求項５または請求項６に記載のサーモスタット装置において、
前記作動体の一端部は、該作動体が流体の温度変化により作動するための温度感知部であることを特徴とするサーモスタット装置。
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のサーモスタット装置において、
前記作動体は、
前記ケース内部で軸線方向に沿って配置され内方端が前記熱膨張体内に臨むとともに外方端がケースの他端側開口から外方に突出することにより熱膨張体の膨張、収縮に伴って進退動作するピストンと、
前記ケース内の他端側部分に配置され前記ピストンを摺動自在に保持するガイド部材と、
前記ケース内でこのガイド部材の内方端部分に配置され前記熱膨張体をケース内の他端側に封入するシール部材とを備え、
前記ケースは、前記ガイド部材を嵌め込むための開口部をもちこの開口部と反対側の端部に球面形状の内周面をもつ有底部分が形成されているほぼ有底筒状を呈する中空容器として形成され、
前記ガイド部材は、軸線上に貫通孔を有し外周部が前記ケースの内周形状を象って樹脂成形されるとともに、
前記ケース内部で前記ガイド部材の内方端と前記熱膨張体との間に前記シール部材が介在して設けられていることを特徴とするサーモスタット装置。
請求項８記載のサーモスタット装置において、
前記ケースは、ほぼ同一径寸法をもつ有底筒状の中空容器であって、
このケース内部でその有底部分側には熱膨張体が充填されるとともに、この熱膨張体にシール部材を介して内方端が臨むガイド部材が、該ケース開口部から嵌め込まれるように構成されており、
このガイド部材は、該ケースの開口部に一体的に設けた係止部材により位置決めされて内設されていることを特徴とするサーモスタット装置。