JP2006342767A - サーモスタットユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】 一つの部品として車両(エンジン等)に取り付けられるサーモスタットユニットを提供する。
【解決手段】 第1の冷却液流路2Bと第2の冷却液流路2Dとサーモスタット収容部とを有するケーシング2と、第3の冷却液流路3Aを有すると共に前記サーモスタット収容部を覆う蓋体3と、エレメントガイド10hを有するサーモスタット10とを備え、エレメントガイド10hで第1の冷却液流路2Bを閉塞した場合には、第3の冷却液流路3Aと第2の冷却液流路2Dが連通状態となり、かつ、前記エレメントガイド10hが第1の冷却液流路2Dを開放した場合には、第1の冷却液流路2Bと第2の冷却液流路2Dを連通状態となす。
【選択図】 図6

Description

この発明はサーモスタットユニットに関し、エンジンブロック等のエンジン構成部材に埋設されることなく、一つの部品として、例えばエンジン近傍の所定の場所に取り付けられるサーモスタットユニットに関する。
現在市販されている車両の内燃機関の冷却システムは、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、この水冷方式の冷却システムは、四輪車用のエンジンの他、広く二輪車用のエンジンにも供されている。
前記水冷方式による車両の内燃機関の冷却システムは、エンジン本体の外部にラジエータを配置し、このラジエータとエンジン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り、熱交換器の役割を担うラジエータと、このラジエータにエンジンから冷却液を強制的に圧送するウォーターポンプと、ラジエータから流れてくる、若しくはラジエータへ流れていく冷却液の温度によって、冷却液の流れを制御して適温に保つサーモスタットと、冷却液の循環流路を形成するラバーホース等とから構成されている。そして、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、一方では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ように機能する。
ところで、本願出願人は、特開2002−38951号公報において、このような水冷方式に用いられる、サーモスタット及びサーモスタット取り付け構造を提案している。この提案したサーモスタット及びサーモスタット取り付け構造について、図14及び図15に基づいて説明する。
このサーモスタット100は、エンジンヘッド102の埋設される埋設式サーモスタットであって、前記エンジンヘッド102に形成された冷却液流路103に対応する位置に設けられた入口開口部111aと出口開口部111bが形成された中空筒形状のバルブ本体111と、このバルブ本体111内に収装されたサーモバルブ112と、エンジンヘッド102と螺合しバルブ本体111を固定する蓋体113と、サーモバルブ112と蓋体113との間に介装され、サーモバルブ112を図の下方に押圧するコイルスプリング114とから構成されている。
また、埋設式サーモスタット100は、バルブ本体111の冷却液流路103の出口開口部111bの上方位置にバイパス通路用の出口開口部111cが形成されている。また、バルブ本体111の上面は開放され、図14に示すようにエレメントガイド(弁体)115が入口開口部111a、出口開口部111bを閉塞しているとき、バルブ本体111の内部空間と、バイパス通路用の出口開口部111cが連通するように構成されている。更に、蓋体113にバイパス通路113aが形成され、バルブ本体111の上部に入口開口部111dが形成されている。
前記バルブ本体111は、エンジンヘッド102に形成される上部嵌合穴102aと下部嵌合穴102bに挿入可能な外径からなる中空筒形状の部材から構成され、前記上部嵌合穴102aとバルブ本体111の外周面との間に間隙Sが形成されている。
前記バルブ本体111の周面、下端面に、バルブ本体111を縦方向に2分する繋がった溝111fが形成され、前記溝111fには、リング状形状のゴム部材117が嵌合している。前記ゴム部材117はバルブ本体111を上部嵌合穴102aと下部嵌合穴102bに嵌入した状態にあっては、前記上部嵌合穴102aの側壁と下部嵌合穴102bの側壁に密着する。このゴム部材117は、冷却液が入口側開口部側(ラジエータ側)から出口側開口部側(エンジン側)に隙間Sを伝わって流れるのを防止するためで、入口側開口部側(ラジエータ側)と出口側開口部側(エンジン側)とを区分する機能を有している。
また、蓋体113とエンジンヘッド102との間には、前記シール部材101が装着されている。そして、前記シール部材101のジグルボール101gを収納するジグルボール収容部101cは、入口側開口部側(ラジエータ側)の隙間Sに接続(連通)されている。また、前記ジグルボール収容部101cの上面開口部は、蓋体113に形成された導入口113bに接続(連通)されている。なお、前記導入口113bは蓋体113においてバイパス用通路113aに接続されている。
したがって、ラジエータ側の冷却液流路103は、入口側開口部側(ラジエータ側)の隙間S、ジグルボール収容部101c、導入口113bを介して、バイパス用通路113aに連通している。ただし、ジグルボール収容部101cには、ジグルボール101gが収容され、下面開口部を閉塞しているため、通常状態にあっては、冷却液流路103とバイパス用通路113aとは非連通状態になされている。
次に、この埋設式サーモスタット100の取り付け方法について説明する。エンジンヘッド102には、前記した如く、予め上部嵌合穴102a、下部嵌合穴102bを形成する。そして、形成された上部嵌合穴102a、下部嵌合穴102bにサーモバルブ112が組入れられたバルブ本体111を嵌め込む。
なお、この嵌め込みに際し、入口開口部111a、出口開口部111b、バイパス用出口開口部111cが冷却液流路103と連通するように、向きを合わせて位置合わせする必要がある(図14、図15参照)。
そのバルブ本体111が嵌め込まれた後、シール部材101のジグルボール収容部101cが入口側開口部側(ラジエータ側)の隙間Sと連通するように、シール部材101をバルブ本体111とエンジンヘッド102とに跨がるように配置し、その上方から蓋体113で覆い、前記蓋体113をエンジンヘッド102に螺合、固定させる。
このサーモスタット100が、エンジンヘッド102に組み込まれた状態にあっては、ラジエータ120側の冷却液流路103は、入口側開口部側(ラジエータ側)の隙間S、ジグルボール収容部101c、導入口113bを介して、バイパス用通路113aに連通している。
そして、ラジエータ、ウォータジャケットに冷却液を注入する場合、前記冷却液は高圧をもって注入される。そしてラジエータ120側から注入された冷却液によって冷却液流路のエアーは、ジグルボール収容部101cのジグルボール101gを移動させ下面開口部を開放する。
その結果、エアー(空気)は導入口113bを介して、バイパス用通路113aに排出(エアー抜き)され、冷却液を導入することができる。なお、排出されたエアー(空気)は循環して、ラジエータ120のエアー抜き部から外部に排出され、冷却液の導入が終了する。
更に、サーモスタット100の作用について説明する。(図14、15参照)。まず、埋設式サーモスタット100の閉状態から開状態への作用について説明する。
暖機運転前の冷却液流路103内の冷却液の温度が低温のとき、図14に示すように、エレメントガイド115が流路遮断し、その間バイパス出口開口部111cは、そのバイパス通路入口開口部111d側と連通している。即ち、冷却液は、内燃機関130、バイパス用通路113aを介して、冷却液流路103、ウォータポンプ140を通り、再び内燃機関130に戻される。
そして、時間の経過と共に冷却液流路103内の冷却液の温度が上昇すると、ワックスケース115b内のワックス115aは膨張して体積が増加し、この体積増加に伴ってダイヤフラム115dが下方へ膨れ上がり、ピストン115gがガイド部115hから突出しようとする。
しかし、ピストン115gの先端部は、バルブ本体111の下部の内面に常時接触しているため、実際には、エレメントガイド115自体が、コイルスプリング114の反発力に抗しながら、ピストン115g対する相対移動によって押し上げられる(図15参照)。
そして、サーモバルブ112が上方に摺動すると、エレメントガイド(弁体)115の外周面によって閉状態とされていたバルブ本体111の入口開口部111aと出口開口部111bは開放されて、冷却液流路103が連通する。なお、前記冷却液流路103が連通した状態にあっては、エレメントガイド(弁体)115の側面によってバイパス通路出口開口部111cは閉じられる。その結果、冷却液が、図15の矢印の如く、バイパス通路は閉じられ、ラジエータ側からエンジン側に流れる。
特開2002−38951号公報
ところで、前記した特許文献1に示されたサーモスタット取付構造にあっては、以下に述べる技術的課題を有していた。
このサーモスタット取付け構造は、サーモスタット100をエンジンヘッド102に形成された嵌合穴102a、102bに埋設するものであるため、サーモスタットの埋設作業に時間がかかるという技術的課題を有していた。
特に、サーモスタット100を埋設する際、入口開口部111aの正面が冷却液流路103に向かうように、また出口開口部111bの正面が冷却液流路103に向かうように取り付けなければならず、取付け精度が要求されるものであった。
また、このサーモスタット取付け構造の場合、ジグルボール101gを収容したシール部材101を用いなければならず、コスト高の原因になっていた。
更に、ジグルボール収容部101cが冷却液流路103の真上に位置するように取り付けなければならず、取付け精度が要求されるものであった。
加えて、前記隙間Sは、嵌合穴102aとバルブ本体111の径寸法に違いによって作られるため、両者の寸法差が小さい場合には、いわゆる流路中のエアー抜き行うことができず、一方、両者の寸法差が大きい場合には、嵌合穴102a内においてバルブ本体111を強固に固定できないという弊害があった。
更に、このサーモスタット取付け構造にあっては、ゴム部材117が用いられ、冷却液が入口側開口部側(ラジエータ側)から出口側開口部側(エンジン側)に隙間Sを伝わって流れるのを防止している。
そのため、前記ゴム部材117が劣化すると、暖気運転状態にあっても入口側開口部側(ラジエータ側)から出口側開口部側(エンジン側)に隙間Sを伝わって流れ、ラジエータ側の流路を完全に閉じることができないという弊害があった。
このように、従来のサーモスタット取付け構造は、サーモスタットをエンジンヘッドに形成された嵌合穴に埋設するものであるため、種々の課題を有しており、そのため、エンジンヘッドに嵌合穴を形成する必要がない、新たなサーモスタット取付け構造の出現が望まれていた。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、エンジンブロック等のエンジン構成部材に埋設されることなく、一つの部品として車両(エンジン等)に取り付けられるサーモスタットユニットを提供することを第1の目的とするものである。
また、部品点数を極力少なくすると共に、組み立てが容易であり、コストの低減を図ることのできるサーモスタットユニットを提供することを第2の目的とするものである。
更に、暖気運転状態において、ラジエータ側流路とエンジン側流路とを完全に遮断できるサーモスタットユニットを提供することを第3の目的とするものである。
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかるサーモスタットユニットは、第1の冷却液流路と、第2の冷却液流路と、前記第1の冷却液流路及び第2の冷却液流路と連通するサーモスタット収容部とを有するケーシングと、前記サーモスタット収容部に連通する第3の冷却液流路を有すると共に、前記サーモスタット収容部を覆う蓋体と、前記サーモスタット収容部を流れる冷却液の温度変化に応じて進退するエレメントガイドを有するサーモスタットとを備え、前記エレメントガイドで第1の冷却液流路を閉塞した場合には、第3の冷却液流路、第3の冷却液流路側のサーモスタット収容部、第2の冷却液流路が連通状態となり、前記エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には、第1の冷却液流路側のサーモスタット収容部と第2の冷却液流路を連通状態となることを特徴としている。
このように、ケーシング内にサーモスタットが収容されると共に、前記ケーシングを蓋体で覆い、ユニット化しているため、エンジンブロック等のエンジン構成部材に埋設されることなく、一つの部品として車両(エンジン等)に取り付けることができる。
また、ケーシング内にエレメントガイドを進退可能に構成したため、従来用いられていたゴム部材、バルブ本体等を用いる必要がなく、部品点数の低減を図ることができる。
更に、従来のように流路方向に合わせて埋設する必要がないため、サーモスタットユニットを容易に、しかも短時間に取り付けることができる。
また、本発明にかかるサーモスタットユニットは、前記エレメントガイドで第1の冷却液流路を閉塞した場合には、第1の冷却液流路と第2の冷却液流路とを非連通状態にすると共に、第3の冷却液流路、第3の冷却液流路側のサーモスタット収容部、第2の冷却液流路を連通状態とする。
一方、前記エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には、第1の冷却液流路側のサーモスタット収容部と第2の冷却液流路を連通状態とすると共に、第3の冷却液流路と第2の冷却液流路を非連通状態とする。
このように、エレメントガイドの進退によって、流路の切換えがなされるため、各冷却液流路の連通状態、非連通状態を確実になすことができる。
ここで、前記第1の冷却液流路はエレメントガイドの端面によって開閉がなされ、エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には第3の冷却液流路側のサーモスタット収容部と第2の冷却液流路とをエレメントガイドの外周面によって非連通状態となすことが望ましい。
また、前記第1の冷却液流路とサーモスタット収容部とが開口部で連通し、エレメントガイドの端面によって前記開口部の開閉がなされ、かつ前記開口部から所定寸法離れた位置に前記第2の冷却液流路が形成され、前記エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には、第1の冷却液流路の冷却液が、開口部、サーモスタット収容部内壁とエレメントガイドの外周面との隙間を介して、第2の冷却液流路に流れることが望ましい。
このように、前記開口部から所定寸法離れた位置に前記第2の冷却液流路が形成されているため、エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した際、冷却液は、開口部、サーモスタット収容部内壁とエレメントガイドの外周面との隙間を介して、第2の冷却液流路に流れる。この冷却液は極少ないため、ワックスの温度を徐々に下げる。
その結果、エレメントガイドは徐々に上昇し、第2の冷却液流路を徐々に開き、第1の冷却液流路から第2の冷却液流路に冷却液が流れ、いわゆるハンチングという現象を防止する。
また、前記蓋体の端部内周面が、サーモスタット収容部の中心から半径R1の位置から始まる、θ1の角度を有する傾斜面であり、かつケーシングの上端部の外周面が、サーモスタット収容部の中心から半径R2の位置から始まる、θ2の角度を有する傾斜面であり、前記R1はR2よりも小さく、θ1とθ2は同一の角度に設定されていることが望ましい。
このように構成することにより、両傾斜面を密接させることができ、シール性を向上させることができる。また、成形誤差が生じても、一定の接合面を得ることができる。またレーザ光によって、両者を強固に接合することができる。
また、前記蓋体の端部がケーシングの端部の外周面と嵌合すると共に、前記蓋体の端部内周面とケーシングの上端部の外周面とがレーザ光により接合され、一体に形成されることが望ましい。
このように、レーザ光により接合されるため、ケーシングと蓋体を容易に一体化することができる。
更に、ケーシング及び蓋体に、前記第1の冷却液流路と第3の冷却液流路とに連通する空気抜き用流路が形成され、前記空気抜き用流路中にジグルボールが収容され、前記ジグルボールによって前記空気抜き用流路の開閉がなされることが望ましい。
このように、ケーシング及び蓋体に空気抜き用流路が形成され、この空気抜き用流路中にジグルボールが収容されるため、従来のようなジグルボールを収納したシール部材を用いる必要がなく、コストの低減を図ることができる。また従来の隙間のように寸法差によることなく、一定の径の空気抜き用流路を形成しているため、一定の能力を得ることができる。
また、前記ケーシングのサーモスタット収容部の開口端面の外側に、サーモスタット収容部と同心円状に溝部が形成され、前記溝部の底面に空気抜き用流路の開口部が形成されていることが望ましい。
このように構成されているため、ジグルボールを溝部の任意の位置に収容することによって、冷却液の流れで前記ジグルボールを空気抜き用流路内に収容することができ、容易に組み立てを行なうことができる。
また、このように構成した結果、ケーシングの空気抜き用流路と、蓋体の空気抜き流路が同一直線上に位置しない場合であっても、ジグルボールによって前記空気抜き用流路の開閉を行なうことができる。
更に、前記ケーシング側の前記空気抜き用流路中にジグルボールを収容し、更にジグルボール押え部材をケーシング側の前記空気抜き用流路中に収容することが望ましい。
このようにジグルボール押え部材をケーシング側の前記空気抜き用流路中に収容することによって、冷却液が空気抜き用流路からケーシングと蓋体の端面を伝わってサーモスタット収納部に浸入するのを防止できる。
また、前記ジグルボール押え部材は円筒形状に形成され、上下対称に形成されていることが望ましい。このようにジグルボール押え部材を上下対称に形成した結果、方向性を考慮することなく、前記ジグルボール押え部材を空気抜き用流路内に収容することができる。
また、前記第1の冷却液流路はラジエータ側冷却液流路であり、第2の冷却液流路はエンジン側冷却液流路であり、第3の冷却液流路はバイパス側冷却液流路であることが望ましい。
以上のように、この発明よれば、エンジンブロック等のエンジン構成部材に埋設されることなく、一つの部品として車両(エンジン等)に取り付けられるサーモスタットユニットを得ることができる。また、部品点数を極力少なくすると共に、組み立てが容易であり、コストの低減を図ることのできるサーモスタットユニットを得ることができる。更に、長時間使用しても、暖気運転おいてラジエータ側流路とエンジン側流路とを完全に遮断できるサーモスタットユニットを得ることができる。
次に、本発明にかかるサーモスタットユニットの第1の実施形態について、図1乃至図7に基づいて説明する。尚、図1は第1の実施形態の斜視図、図2は図1に示したサーモスタットユニットの断面図、図3は図1に示したIII方向からの矢視図、図4は図1に示したIV方向からの矢視図、図5は、ケーシングと蓋体の接合部分を示す断面図、図6及び図7は図2に相当する図であって、サーモスタットの動作状態を示す図である。
このサーモスタットユニット1は、図1、図2に示すように、エンジンヘッド(図示せず)等の外部の所定場所に取り付けられる外部取付け型のサ−モスタットであって、サーモスタット(バルブ)10を収容した一つの部品として構成されている。
即ち、このサーモスタットユニット1は、サーモスタット(バルブ)10と、前記サーモスタット(バルブ)10を収容するケーシング2と、前記ケーシング2におけるサーモスタット(バルブ)10の収容部2Aを覆う蓋体3と、サ−モスタット(バルブ)10と蓋体3との間に介装され、エレメントガイド10hを図の上方に押圧するコイルスプリング4とから構成されている。
前記ケーシング2は、前記したようにその中央部にサーモスタット(バルブ)10を収納する収容部2Aが形成され、この収容部2Aの上端面は開口している。
またケーシング2の下部にはラジエータ側からの冷却液が流通する冷却液流路2Bが形成されている。このラジエータ側冷却液流路2Bは略水平に形成され、開口部2aを介して、前記収容部2Aと連通している。
更に、ラジエータ側冷却液流路2Bの最奥部には、略水平状態から屈曲し、前記収容部2Aの開口部の近傍に、開口した空気抜き用流路2Cが形成されている。
また、このケーシング2には、前記ラジエータ側冷却液流路2Bより上方であって、ラジエータ側冷却液流路2Bの方向から90°ずれた位置にエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dが形成されている(図1参照)。
またこのケーシング2には左右に張り出したフランジ部2Eが形成され、このフランジ部2Eには貫通穴2bが形成されている。この貫通穴2bは、図示しないボルトを挿通させることによって、ケーシング2をエンジンヘッド(図示せず)等に取り付けるために用いられる。
次に、蓋体3について説明する。この蓋体3には、バイパス通路側の冷却液流路3Aが形成されている。このバイパス側冷却液流路3Aは水平方向に延設され、その後屈曲し、蓋体3の下面において開口するように形成されている。この開口部3aは前記バイパス側冷却液流路3Aよりも大径に形成されているが、前記収容部2Aの径よりも小さく形成されている。
また、蓋体3の下面部には周壁3bが形成され、前記収容部2Aの上端部2gの外周面を覆うように取り付けることによって、前記収容部2Aの空間とバイパス側冷却液流路3Aが連通するように構成されている。
図5に示すように、前記周壁3bの内周面は、収容部2Aの中心から半径R1の位置から始まる、θ1の角度を有する傾斜面である。また、前記収容部2Aの上端部2gの外周面は、収容部2Aの中心から半径R2の位置から始まる、θ2の角度を有する傾斜面である。そして、前記R1はR2よりも小さく、θ1とθ2は同一の角度に形成されている。
その結果、前記周壁3bの内周面と前記収容部2Aの上端部2gの外周面とは面接触する。このように両者を面接触させることにより、両者を密接させることができ、シール性を向上させることができる。また、成形誤差が生じても、一定の接合面を得ることができる。またレーザ光によって、両者を強固に接合することができる。
また、蓋体3をケーシング2に取り付けた際、前記コイルスプリング4の端部が当接するように平坦な底面部3dが形成されている
更に、この蓋体3には、前記空気抜き用流路2Cと連通する空気抜き用流路3Bが形成されている。
また、前記したようにケーシング2には空気抜き用流路2Cが形成され、その上面側に大径部2cが形成される。一方、蓋体3の空気抜き用流路3Bの下面側にも大径部3cが形成され、前記大径部2cと大径部3cが繋がることで、ジグルボール5の収容部5Aが形成される。
サーモスタット(サーモバルブ)10は、従来のサーモスタット(サーモバルブ)と同様に、膨張体であるワックス10aを内装するワックスケース10b、ワックス10aの膨張収縮を上層の半流動体10cに伝達するダイヤフラム10dと、ダイヤフラム10dの応動をした層のラバーピストン10eに伝達する半流動体10cと、半流動体10cの応動を下層のピストン10gに伝達するバックアッププレート10fと、ラジエータ側冷却液流路2Bの内側壁を押圧するピストン10gと、これらの構成部位を積層状に内装するエレメントガイド(弁体)10hから構成されている。
しかしながら、本発明に用いられるサーモスタット(サーモバルブ)10にあっては、エレメントガイド(弁体)10hを収納するバルブ本体111は用いられていない。即ち、前記サーモスタット(サーモバルブ)10にあっては、前記したようにケーシング2の収容部2Aに収容されるため、バルブ本体111を不要なものとしている。また、従来用いられていたゴム部材117も不要なものとしている。
またサーモスタット(サーモバルブ)10にあっては、エレメントガイド(弁体)10hの下面によって、前記ラジエータ側冷却液流路2Bの開口部2aの開閉制御がされるように構成されている。また、エレメントガイド(弁体)10hの側面(外周面)によって、エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dの開閉制御がされるように構成されている。
即ち、図2、図6に示すように、ラジエータ側冷却液流路2Bの開口部2aをエレメントガイド(弁体)10hが閉じた状態にある場合には、バイパス側冷却液流路3Aから流入した冷却液は、バイパス側に位置する収容部2Aを通ってエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dへ流れるように形成されている。
尚、ラジエータ側冷却液流路2Bとエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dとは、ラジエータ側冷却液流路2Bが閉じられた状態にあるため、非連通状態になされる。
一方、図7に示すように、ラジエータ側冷却液流路2Bの開口部2aをエレメントガイド(弁体)10hが開いた状態にある場合には、ラジエータ側冷却液流路2Bから流入した冷却液は、開口部2a、収容部2Aを通ってエンジン側冷却液流路2Dへ流通するように形成されている。このとき、バイパス側冷却液流路3Aとエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dとはエレメントガイド10hの外周面によって非連通状態になされる。
このようにエレメントガイド(弁体)10h上下動(進退)することにより、ラジエータ側冷却液流路2Bの開口部2aの開閉制御、及びエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dの開閉制御がなされる。
したがって、エレメントガイド(弁体)10hの直径は、開口部2aの直径よりも大きく、収容部2Aの直径と略同一に形成される。
尚、図6、図7に示すように、エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dの流路全体が開放されるものではなく、その一部が開放される。したがって、開放される冷却液流路2D面積は冷却液の流量を考慮して決定する必要がある。
次に、このサーモスタットユニット1の組み立て及び取付け方法について説明する。
まず、前記ケーシング2及び蓋体3をアルミニウム等の金属あるいは耐熱性を有する合成樹脂によって、所定形状に形成する。次に、所定形状に形成されたケーシング2の収容部2Aにサーモスタット(サーモバルブ)10を収容する。このとき、エレメントガイド10hを開口部2aからラジエータ側冷却液流路2B内に突出させ、ラジエータ側冷却液流路の内壁に当接させる。また、ピストン10gの先端は前記ラジエータ側冷却液流路2Bの内壁に形成された凹部に嵌合させ、そのピストン10gの先端位置を固定する。
その後、コイルスプリング4の下端部がエレメントガイド(弁体)10hの上端部に接するように、コイルスプリング4を収容部2Aに収容する。
また、空気抜き用流路2Cの大径部2c内にジグルボール5を収容する。
前記ジグルボール5を収容した後、前記収容部2Aを覆い塞ぐ蓋体3を取り付ける。蓋体3の取付けの際、前記コイルスプリング4の端部が蓋体3の底面3dに当接し、また空気抜き用流路2C,3Bの大径部2cと大径部3cが一致するように蓋体3を取り付ける。
このとき、前記蓋体3には周壁3bが形成されているため、その周壁3bの内側に収容部2Aの上端部を嵌合させると共に、ラジエータ側冷却液流路2Aとバイパス側冷却液流路3Aの方向を平行になすことによって、蓋体3の取付け位置が決定される。
なお、ラジエータ側冷却液流路2Bとバイパス側冷却液流路3Aの方向を平行になすことは容易でないため、予めケーシング2の外周面と蓋体3の外周面に目印を設け、両者の目印を一致させることによって、蓋体3の取付け位置を決定しても良い。
このように、ケーシング2の収容部2Aを覆うように取り付けられた蓋体3とケーシング2とは、前記したようにレーザ光に接合等の固着手段を用いて、一体化し、一つの部品として形成される。
そして、サーモスタットユニット1のフランジ部2Eの貫通穴2bにボルトを挿通させて、車両の所定の位置、例えばエンジンヘッドの外面に取り付けられる。
この取付けが終わった後、図1に示すようにラジエータ側冷却液流路2BとラジエータパイプRPとを、またバイパス側冷却液流路3AとバイパスパイプBPとを、更にエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2DとウォータポンプパイプWPとを接続し、取付けが完了する。
このサーモスタットユニット1が取り付けられた状態にあっては、エレメント(弁体)10hがラジエータ側冷却液流路2Bの開口部2aを閉塞しているため、バイパス側冷却液流路3Aがエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dと通している。また、ラジエータ側の冷却液流路2Bは、空気抜き用流路2C、3Bを介して、バイパス側冷却液流路3Aと連通している。
ただし、ジグルボール収容部5Aには、ジグルボール5が収容され、下面開口部を閉塞しているため、通常状態にあっては、ラジエータ側冷却液流路2Bとバイパス側冷却液流路3Aとは非連通状態になされる。
そして、ラジエータ、ウォータジャケットに冷却液を注入する場合、前記冷却液は高圧をもって注入される。そしてラジエータ側から注入された冷却液によって、ジグルボール収容部5Aのジグルボール5を移動させ下面開口部を開放する。
その結果、冷却液流路中のエアー(空気)は、ラジエータ側冷却液流路2B、空気抜き用流路2C,3Bを介して、バイパス側冷却液流路3Aに排出(エアー抜き)され、冷却液を導入することができる。なお、排出されたエアー(空気)は循環して、ラジエータのエアー抜き部から外部に排出され、冷却液の導入が終了する。
更に、サ−モスタット(バルブ)10の作用について説明する。(図6、7参照)。まず、サ−モスタット10の閉状態から開状態への作用について説明する。
暖機運転前のケーシング2の収容部2A内の冷却液の温度が低温のとき、図6に示すように、エレメント10hの下面が開口部2aを閉塞するため、バイパス側冷却液流路3A、収容部2A,エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路が連通した状態になる。
したがって、冷却液は、内燃機関130、バイパス側冷却液流路3A、収容部2A,エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2D、内燃機関130と循環する。
そして、時間の経過と共に収容部2A内の冷却液の温度が上昇すると、ワックスケ−ス10b内のワックス10aは膨張して体積が増加し、この体積増加に伴ってダイヤフラム10dが下方へ膨れ上がり、ピストン10gがエレメントガイド10hから突出しようとする。
しかし、ピストン10gの先端部は、ラジエータ側冷却液流路2Bの内壁の凹部2dの底面に常時接触しているため、実際には、エレメント10h自体が、コイルスプリング4の反発力に抗しながら、ピストン10g対する相対移動によって押し上げられる(図7参照)。
そして、エレメントガイド10hが上方に摺動する(退動する)と、エレメントガイド(弁体)10hの下面で閉状態とされていた開口部2aは開放されて、ラジエータ側冷却液流路2Bと、エレメントガイド(弁体)10hの下方の収容部2Aとが連通する。
またエレメントガイド10hの上方の摺動(退動)によって、エレメントガイド(弁体)10hの下方の収容部2Aとエンジン側(ウォータポンプ側冷却液流路2Dとが連通し、冷却液はラジエータ側からエンジン側に流れる。
なお、ラジエータ側冷却液流路2Bとエンジン側(ウォータポンプ側冷却液流路2Dとが連通した状態にあっては、前記エレメント(弁体)10hの側面で、エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dのバイパス側開口部(冷却液流路2Dの上半分)を閉じる。そのため、バイパス側冷却液流路3Aからの冷却液がエンジン側冷却液流路2Dに流入することはない。
次に、本発明に係るサーモスタットユニットの第2の実施形態について説明する。この実施形態にあっては、図8,9に示すように、前記収容部2Aの外周囲に、前記収容部と同心円状に溝部2eを形成し、該溝部2eの底面に空気抜き用流路2Cの開口部を形成した点に特徴がある。尚、蓋体3は溝部2eを形成する外側周壁2fを覆うように取り付けられる。
このように、空気抜き用流路2Cの開口部が円周状の溝2eの底面に設けられているため、ジグルボール5を必ずしも空気抜き用流路2C内に収容しなくても良い。即ち、サーモスタットユニット内を冷却液で満たす際、冷却液によって、ジグルボール5は溝部2e内を移動し、最終的に空気抜き用流路2C内に落下するためである。
したがって、前記溝部2eが形成されているサーモスタットユニットにあっては、組み立てを容易に行なうことができるという効果を奏する。
また、前記した構成を採用した結果、ケーシングの空気抜き用流路と、蓋体の空気抜き流路が同一直線上に位置しない場合であっても、ジグルボールによって前記空気抜き用流路の開閉を行なうことができる。
即ち、第3の通路の向きが変更された場合にも、ケーシングに対する蓋体の取り付け方向を変更するのみで良く、新たな蓋体を製作する必要はない。特に、蓋体とケーシングが、ボルトによる接合ではなく、溶着接合であるため、新たな蓋体を製作することなく、単に蓋体の取付け方向(固定方向)を変えることによって、第3の通路の向きを容易に変更することができる。
また、本発明に係るサーモスタットユニットの第3の実施形態について説明する。この実施形態にあっては、図10,11に示すように、ケーシング2の空気抜き用流路2C内にジグルボール押え部材6を挿入し、ジグルボール収納部5Aをケーシング2の内部に形成した点に特徴がある。
このジグルボール押え部材6は、図11に示すように、円筒形状を有し、軸線方向の中間の外周面が外側に膨出した突起部6aを有している。また、このジグルボール押え部材6の内部には空気抜き用流路6bが形成され、軸線方向の中間部において空気抜き用流路6bの内側に突出した突出部6cが形成されている。そのため、ジグルボール5は前記突出部6cによって移動が規制され、この突出部6cより上方に移動することはない。尚、前記ジグルボール押え部材6は上下対称に形成されているため、挿入方向の制約がなく、空気抜き用流路2C内にジグルボール押え部材6を容易に挿入することができる。
更に、具体的に述べると、前記第1の実施形態にあっては、ジグルボール収納部5Aがケーシング2と蓋体3の端面を跨いで形成され、しかも蓋体3の周壁内面とケーシング2の外周囲とはレーザ溶接等で固着されるものの、ケーシング2と蓋体3の端面は溶接されない。
そのため、暖気運転の際、ラジエータ側冷却液流路の冷却液が空気抜き用流路2Cを通り、ケーシング2と蓋体3の端面から収容部2A内に浸入するという弊害が生じる虞がある。
この第3の実施形態あっては、ケーシング2の空気抜き用流路2C内に前記ジグルボール押え部材6を挿入することによって、ジグルボール収納部5Aをケーシング2の内部に形成し、ケーシング2と蓋体3の端面よりラジエータ側冷却液流路2B側に位置するジグルボール5によって、空気抜き流路2Cが閉じるように構成されている。
その結果、ラジエータ側冷却液流路2Bの冷却液は、前記ジグルボール5によって阻止され、ケーシング2と蓋体3の端面まで達しないため、収容部2A内に浸入することはない。
また、本発明に係るサーモスタットユニットの第4の実施形態について説明する。この実施形態にあっては、図12,13に示すように、ケーシング2に形成されるエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dをバイパス側冷却液流路3A側に寸法Xずらして形成されている点に特徴がある。
前記した第一の実施形態にあっては、エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dの下端部が開口部2aの上端部に位置し、エレメントガイド10hが上昇した際、ラジエータ側冷却液流路2Bからの冷却液が直ちにエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dに流入するように構成されている。このように構成されているため、エレメントガイド10hが上昇した際(開弁した際)、ラジエータ側冷却液流路2Bから温度低い冷却液がワックスの温度を急激に下げ、再びエレメントガイド10hが下降し、閉弁する。即ち、弁の開閉が繰り返される、いわゆるハンチングという現象を起こす。
この第4の実施形態にあっては、ケーシング2に形成されるエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dの下端部が開口部2aの上端部から寸法Xの位置にあり、しかもケーシング2(収容部2A)の内壁とエレメントガイド10hの外周面との間に隙間が形成されている。
このように構成されているため、エレメントガイド10hが僅かに上昇すると、図13に示すように、開口部2a、ケーシング2(収容部2A)の内壁とエレメントガイド10hの外周面との間の隙間を冷却液が流れ、バイパス側冷却液流路3Aの収容部2Aからエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dに流れる。
このとき、エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dの下端部が開口部2aの上端部から寸法Xの位置に形成されているため、ラジエータ側冷却液流路2B側のエンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dは開かれていない。そのため、開口部2a、ケーシング2(収容部2A)の内壁とエレメントガイド10hの外周面との間の隙間を流れる冷却液は極少なく、ワックスの温度を徐々に下げる。
その結果、エレメントガイド10hは徐々に上昇し、エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路2Dを開き、いわゆるハンチングという現象を防止する。
本発明にかかるサーモスタットユニットは、四輪車用のエンジンの他、広く二輪車用のエンジンの冷却システムに用いることができる。
図1は、第1の実施形態の斜視図である。 図2は、図1に示したサーモスタットユニットの断面図である。 図3は、図1に示したIII方向からの矢視図である。 図4は、図1に示したIV方向からの矢視図である。 図5は、ケーシングと蓋体の接合部分を示す断面図である。 図6は、サーモスタットの動作状態を示す図である。 図7は、サーモスタットの動作状態を示す図である。 図8は、本発明にかかるサーモスタットユニットの第2の実施形態を示す断面図である。 図9は、図8に示したケーシング部材の斜視図である。 図10は、本発明にかかるサーモスタットユニットの第3の実施形態を示す断面図である。 図11(a)は、図10に示したケーシング部材及びジグルボ−ル押え部材の斜視図、図11(b)はジグルボ−ル押え部材の断面図である。 図12は、本発明にかかるサーモスタットユニットの第4の実施形態を示す断面図である。 図13は、本発明にかかるサーモスタットユニットの第4の実施形態の動作状態を示す断面図である。 図11は、従来のサーモスタットの動作状態を示す概念図である。 図12は、従来のサーモスタットの動作状態を示す概念図である。
符号の説明
1 サーモスタットユニット
2 ケーシング
2A サーモスタット収容部
2B ラジエータ側冷却液流路
2C 空気抜き用流路
2D エンジン側(ウォータポンプ側)冷却液流路
2a 開口部
2c 大径部
2d 凹部
3 蓋体
3A バイパス側冷却液流路
3c 大径部
4 コイルスプリング
5 ジグルボール
5A ジグルボール収容部
6 ジグルボ−ル押え部材
6a 膨出部
6b 空気抜き用流路
6c 突出部
10 サーモスタット
10h エレメントガイド

Claims (9)

  1. 第1の冷却液流路と、第2の冷却液流路と、前記第1の冷却液流路及び第2の冷却液流路と連通するサーモスタット収容部とを有するケーシングと、
    前記サーモスタット収容部に連通する第3の冷却液流路を有すると共に、前記サーモスタット収容部を覆う蓋体と、
    前記サーモスタット収容部を流れる冷却液の温度変化に応じて進退するエレメントガイドを有するサーモスタットとを備え、
    前記エレメントガイドで第1の冷却液流路を閉塞した場合には、第3の冷却液流路、第3の冷却液流路側のサーモスタット収容部、第2の冷却液流路が連通状態となり、
    前記エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には、第1の冷却液流路側のサーモスタット収容部と第2の冷却液流路を連通状態となることを特徴とするサーモスタットユニット。
  2. 前記第1の冷却液流路は、エレメントガイドの端面によって開閉がなされ、エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には第3の冷却液流路側のサーモスタット収容部と第2の冷却液流路とをエレメントガイドの外周面によって非連通状態となすことを特徴とする請求項1記載のサーモスタットユニット。
  3. 前記第1の冷却液流路とサーモスタット収容部とが開口部で連通し、エレメントガイドの端面によって前記開口部の開閉がなされ、かつ前記開口部から所定寸法離れた位置に前記第2の冷却液流路が形成され、
    前記エレメントガイドが第1の冷却液流路を開放した場合には、第1の冷却液流路の冷却液が、開口部、サーモスタット収容部内壁とエレメントガイドの外周面との隙間を介して、第2の冷却液流路に流れることを特徴とする請求項1記載のサーモスタットユニット。
  4. 前記蓋体の端部内周面が、サーモスタット収容部の中心から半径R1の位置から始まる、θ1の角度を有する傾斜面であり、かつケーシングの上端部の外周面が、サーモスタット収容部の中心から半径R2の位置から始まる、θ2の角度を有する傾斜面であり、
    前記R1はR2よりも小さく、θ1とθ2は同一の角度に設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載されたサーモスタットユニット。
  5. 前記蓋体の端部がケーシングの端部の外周面と嵌合すると共に、前記蓋体の端部内周面とケーシングの上端部の外周面とがレーザ光により接合され、一体に形成されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のサーモスタットユニット。
  6. 前記ケーシング及び蓋体に、第1の冷却液流路と第3の冷却液流路とに連通する空気抜き用流路が形成され、前記空気抜き用流路中にジグルボールが収容され、前記ジグルボールによって前記空気抜き用流路の開閉がなされることを特徴とする請求項1または請求項2記載のサーモスタットユニット。
  7. 前記ケーシングのサーモスタット収容部の開口端面の外側に、サーモスタット収容部と同心円状に溝部が形成され、前記溝部の底面に空気抜き用流路の開口部が形成されていることを特徴とする請求項6に記載されたサーモスタットユニット。
  8. 前記ケーシング側の前記空気抜き用流路中にジグルボールを収容し、更にジグルボール押え部材をケーシング側の前記空気抜き用流路中に収容したことを特徴とする請求項6記載のサーモスタットユニット。
  9. 前記第1の冷却液流路はラジエータ側冷却液流路であり、第2の冷却液流路はエンジン側冷却液流路であり、第3の冷却液流路はバイパス側冷却液流路であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載されたサーモスタットユニット。
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