JP2019183747A - thermostat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーモスタットに関する。 The present invention relates to a thermostat.
エンジンの冷却装置に採用されているサーモスタットが知られている(例えば特許文献1参照)。サーモスタットは、エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第1開口、エンジンからラジエータを経由せずに冷却水が流入する第2開口、エンジンに冷却水を排出する第3開口、を有したハウジングと、冷却水の温度に応じて変位すると共にハウジングに収納された感温部と、感温部の変位により第1開口を開閉するバルブと、第1開口を閉じるようにバルブを付勢するコイルバネと、を備えている。 A thermostat employed in an engine cooling device is known (see, for example, Patent Document 1). The thermostat has a first opening through which cooling water flows from the engine via the radiator, a second opening through which cooling water flows from the engine without passing through the radiator, and a third opening through which the cooling water is discharged to the engine. A housing, a temperature sensing part that is displaced according to the temperature of the cooling water and housed in the housing, a valve that opens and closes the first opening due to the displacement of the temperature sensing part, and a valve that urges the valve to close the first opening A coil spring.
バルブはコイルバネの端部により第1開口を閉じるように押圧されているため、バルブが第1開口を開弁し始める開弁初期状態では、バルブはコイルバネの端部に押圧された位置から離れた位置から先に第1開口から離間するように傾いて開弁し始める。このため、開弁初期状態では、バルブに対するコイルバネの端部の位置に応じて開弁開始位置が異なる。このような開弁開始位置の相違により、開弁初期状態では、第1及び第2開口のそれぞれからハウジング内に導入された冷却水のハウジング内での混合の態様も異なり、この結果、感温部に影響を及ぼす冷却水の温度にもばらつきが生じる。この結果、バルブの開弁の態様にもばらつきが生じて、サーモスタットの応答性にばらつきが生じる可能性がある。 Since the valve is pressed to close the first opening by the end of the coil spring, in the initial valve opening state where the valve starts to open the first opening, the valve is separated from the position pressed by the end of the coil spring. The valve starts tilting away from the first opening first from the position. For this reason, in the initial valve opening state, the valve opening start position differs depending on the position of the end of the coil spring with respect to the valve. Due to the difference in the valve opening start position, in the initial valve opening state, the mode of mixing of the cooling water introduced into the housing from each of the first and second openings is also different. Variations in the temperature of the cooling water affecting the part also occur. As a result, the valve opening mode may vary, and the thermostat response may vary.
そこで、応答性のばらつきが抑制されたサーモスタットを提供することを課題とする。 Therefore, an object is to provide a thermostat in which variation in responsiveness is suppressed.
上記課題は、エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第1開口、前記エンジンから前記ラジエータを経由せずに冷却水が流入する第2開口、前記エンジンに冷却水を排出する第3開口、を有したハウジングと、冷却水の温度に応じて変位すると共に前記ハウジングに収納された感温部と、前記感温部の変位により前記第1開口を開閉するバルブと、前記第1開口を閉じるように前記バルブを付勢するコイルバネと、前記バルブに設けられ前記感温部の少なくとも一部を包囲した遮蔽壁部と、を備えたサーモスタットにより解決できる。 The above-described problems include a first opening through which cooling water flows from the engine via a radiator, a second opening through which cooling water flows from the engine without passing through the radiator, and a third opening through which cooling water is discharged to the engine. And a housing that is displaced according to the temperature of the cooling water and that is housed in the housing, a valve that opens and closes the first opening due to the displacement of the temperature sensing portion, and the first opening. This can be solved by a thermostat including a coil spring that biases the valve so as to be closed, and a shielding wall portion that is provided on the valve and surrounds at least a part of the temperature sensing portion.
応答性のばらつきが抑制されたサーモスタットを提供できる。 A thermostat in which variation in responsiveness is suppressed can be provided.
図1Aは、本実施例のサーモスタット4の模式的な断面図である。サーモスタット4は、エンジンの冷却装置に採用され、具体的には、エンジンの冷却水が循環する経路上に配置される。サーモスタット4は、ハウジング40や、ハウジング40内に収納されたバルブ45、感温部47及びコイルバネ48等を有している。ハウジング40には開口41、42、及び43が形成されている。開口41、42、及び43にはそれぞれラジエータ通路11、暖機通路12、及びエンジン通路13が接続されている。ラジエータ通路11には、不図示のエンジンからラジエータを経由して排出された冷却水が流れる。暖機通路12には、エンジンからラジエータを経由せずに排出された冷却水が流れる。尚、暖機通路12を介してハウジング40内に導入される冷却水は、エンジンから排出されて、エンジンが搭載された車両の室内の暖房用ヒータを経由した冷却水であってもよい。エンジン通路13には、サーモスタット4からエンジンに冷却水が排出される。従って、開口41は、エンジンからラジエータを経由して冷却水が流入する第1開口の一例である。開口42は、エンジンからラジエータを経由せずに冷却水が流入する第2開口の一例である。開口43は、エンジンに冷却水を排出する第3開口の一例である。尚、冷却水は、冷却水の経路上に配置されたウォータポンプにより、所定の経路を循環する。
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the thermostat 4 of the present embodiment. The thermostat 4 is employed in an engine cooling device, and is specifically arranged on a path through which engine cooling water circulates. The thermostat 4 includes a
サーモスタット4の機能について簡単に説明する。暖機通路12を介してサーモスタット4内に導入された冷却水の温度が所定の閾値よりも低い場合、サーモスタット4は閉弁状態に維持され、暖機通路12からサーモスタット4内に導入された冷却水はエンジン通路13を介して再びエンジンに供給される。このように冷却水が比較的低温の場合には、冷却水はラジエータを経由せずにエンジンに再度循環されることにより、エンジンの暖機が促進される。暖機通路12を介してサーモスタット4内に導入された冷却水の温度が所定の閾値よりも高い場合には、サーモスタット4は開弁状態となり、ラジエータ通路11を介してラジエータを経由した比較的低温の冷却水が、暖機通路12から供給される比較的高温の冷却水と共にサーモスタット4内に導入され、エンジン通路13から排出される。これにより、少なくともラジエータを経由した冷却水はラジエータにて放熱が促進され、冷却水の温度が低下し、エンジンが冷却される。
The function of the thermostat 4 will be briefly described. When the temperature of the cooling water introduced into the thermostat 4 through the warm-up
バルブ45は、開口41を開閉可能に設けられている。具体的には、バルブ45は、開口41側に設けられた弁座44に着座することにより、開口41を閉じる。感温部47は、感温部47周辺を流れる冷却水の温度に応じて熱膨張、熱収縮する熱膨張体(例えばサーモワックス)を内蔵している。バルブ45は感温部47の開口41側の端部に配置されており、感温部47の熱膨張体の熱膨張することにより、バルブ45は弁座44から離間して開口41を開く。また、感温部47が熱収縮することにより、バルブ45は弁座44に着座して開口41を閉じる。
The
コイルバネ48は、感温部47の周囲に配置されており、バルブ45を弁座44に着座するように付勢している。保持板49は、ハウジング40内に固定されており、感温部47のバルブ45が接続された側とは反対側の端部を保持すると共に、コイルバネ48をバルブ45との間で保持している。また、保持板49とハウジング40の内周面との間には、部分的に隙間が確保されており、冷却水はこの隙間を流れる。また、図1Aには、コイルバネ48のバルブ45に接触した端部48eを示している。端部48eがバルブ45に接触してバルブ45を弁座44側へと押圧している。
The
バルブ45には感温部47の一部、具体的には感温部47のバルブ45側の端部を包囲する遮蔽壁部46が設けられている。遮蔽壁部46は円筒状である。遮蔽壁部46は、コイルバネ48の内側に位置している。遮蔽壁部46は、バルブ45と一体的に形成されたものであってもよいし、別体で形成された後に接合されたものであってもよい。
The
図1Bは、本実施例のサーモスタット4を下方側から見た模式図である。図1Bには、感温部47の中心軸Cと、中心軸Cの左周りの角度である0°、90°、180°、及び270°のそれぞれの位置を示している。0°は開口42近傍の位置であり、180°は開口42に中心軸Cを介して対向したハウジング40の内壁面42s近傍の位置であり、270°は、開口41近傍の位置である。コイルバネ48の端部48eは、180°に位置している。尚、図1Aでは、ラジエータ通路11は下方から上方に延びているように示しているが、実際には図1Aの紙面手前から紙面奥側に延びてサーモスタット4の下方側に接続されている。
FIG. 1B is a schematic view of the thermostat 4 of this embodiment as viewed from below. FIG. 1B shows the central axis C of the temperature-sensing
次に、本実施例とは異なる比較例について説明する。図2は、比較例のサーモスタット4xの模式的な断面図である。比較例のサーモスタット4xは、本実施例のサーモスタット4とは異なり遮蔽壁部46は設けられていない。図3Aは、コイルバネ48の端部48eが180°の位置にある場合での比較例のサーモスタット4xの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。比較例4xでは、本実施例のサーモスタット4と同様に、コイルバネ48の端部48eは180°の位置にある。このため、バルブ45が開弁し始める開弁初期状態では、コイルバネ48の端部48eによりバルブ45の180°の位置が弁座44に押圧された状態で、バルブ45の180°とは反対側の0°の位置が先に弁座44から離間し始める。このように、バルブ45は開弁初期では、バルブ45の0°の位置が先に開き始め、斜めの状態で開弁する。従って図3Aに示すように、ラジエータ通路11からの冷却水は、0°の位置からサーモスタット4のハウジング40内に流れる。ここで、ラジエータ通路11からの冷却水と暖機通路12からの冷却水とは、開口42周辺で合流し、ラジエータ通路11からの冷却水の一部は、開口42側から感温部47を介して開口42と対向するハウジング40の内壁面42sに衝突する。内壁面42sに衝突した冷却水の一部は、そのままエンジン通路13側に流れるが、その他は、バルブ45に沿うように旋回して再び開口42側、即ち0°側に流れて、暖機通路12からの冷却水と共にエンジン通路13へと流れる。このように、ラジエータ通路11からの冷却水の一部は、開口42側から感温部47に流れて、ハウジング40の内壁面42sに衝突して、再び感温部47に向けて流れる場合がある。
Next, a comparative example different from the present embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a
ここで、暖機通路12からの冷却水は、上述したようにエンジンから排出された比較的高温の冷却水であるが、ラジエータ通路11からの冷却水はラジエータを経由した比較的低温の冷却水である。従って、開弁初期状態でこのような比較的低温の冷却水が感温部47周辺を繰り返し流れることにより、感温部47の熱膨張体が熱収縮して、バルブ45が再び弁座44に着座して閉弁する可能性がある。閉弁状態では、ラジエータ通路11からの比較的低温の冷却水は感温部47周辺には流れず、暖機通路12からの比較的高温の冷却水のみが感温部47周辺に流れる。このため、再び感温部47の熱膨張体が熱膨張して、バルブ45の0°の位置が弁座44から離間して再びバルブ45が開弁する場合がある。このように、比較例の構成では、バルブ45の開閉が所定期間内に繰り返される、いわゆるハンチングが発生する可能性がある。このようなハンチングの発生により、冷却水の温度も変動し、例えば冷却水の温度に基づいて作動が制御されている機器の制御性が不安定となる場合がある。
Here, the cooling water from the warm-up
図3Bは、コイルバネ48の端部48eが0°の位置にある場合での比較例のサーモスタット4xの開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。この場合には、開弁初期状態では、0°の位置とは反対側の180°の位置でバルブ45が弁座44から離間し始める。このため、ラジエータ通路11からの冷却水の多くは内壁面42sと感温部47との間を介してエンジン通路13へと流れる。従って、図3Aに示したコイルバネ48の端部48eが180°の位置にある場合と比較して、ラジエータ通路11からの比較的低温の冷却水が感温部47周辺を流れることが抑制されており、上述したハンチングの発生は抑制される。しかしながら、コイルバネ48の端部48eが0°の位置にある場合と180°の位置にある場合とで、感温部47周辺を流れる冷却水の温度が異なることになり、比較例の構成では、コイルバネ48の端部48eの位置に応じてサーモスタット4xの開閉の応答性にばらつきが発生する可能性がある。
FIG. 3B is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the initial valve opening state of the
図4Aは、コイルバネ48の端部48eが180°の位置にある場合での本実施例のサーモスタット4の開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。本実施例では、上述したように感温部47の一部を包囲する遮蔽壁部46が設けられている。このため、ラジエータ通路11からの冷却水がハウジング40の内壁面42sに衝突しても、遮蔽壁部46により感温部47周辺を流れることが妨げられて、エンジン通路13側へと流れる。このように、図3Aに示した比較例と比較して、本実施例ではラジエータ通路11からの冷却水が感温部47に影響を与えることが抑制されている。このため、上述したハンチングの発生も抑制できる。
FIG. 4A is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the initial state of valve opening of the thermostat 4 of the present embodiment when the
図4Bは、コイルバネ48の端部48eが0°の位置にある場合での本実施例のサーモスタット4の開弁初期状態での冷却水の流れの説明図である。この場合にも開弁初期状態では、180°の位置でバルブ45が弁座44から離間し始めるが、ラジエータ通路11からの冷却水は、遮蔽壁部46により感温部47周辺を流れることが妨げられてエンジン通路13側に流れる。このため、本実施例では、コイルバネ48の端部48eの位置によらずに、感温部47周辺を流れる冷却水の温度のばらつきが抑制され、サーモスタット4の開閉の応答性のばらつきが抑制されている。
FIG. 4B is an explanatory diagram of the flow of cooling water in the initial valve opening state of the thermostat 4 of the present embodiment when the
図5は、本実施例と比較例とのコイルバネ48の端部48eの位置に応じた感温部47の平均温度を示したグラフである。図5では、ラジエータ通路11からの冷却水の流量が同じであり、暖機通路12からの冷却水の流量も同じである場合での、本実施例と比較例とでの感温部47の平均温度を計測したグラフである。比較例では、コイルバネ48の端部48eの位置に応じて感温部47の平均温度の差が大きいのに対して、本実施例では、コイルバネ48の端部48eの位置によらずに感温部47の平均温度の差が小さいことを示している。
FIG. 5 is a graph showing the average temperature of the
次に、遮蔽壁部46について説明する。遮蔽壁部46の軸方向の長さは、バルブ45が閉弁状態の場合に暖機通路12から感温部47周辺に流れる冷却水の流量が確保できる程度に設定されている。遮蔽壁部46の軸方向の長さが長すぎると、暖機通路12からの冷却水の温度に応じた感温部47の熱膨張、熱収縮が妨げられる可能性があり、またハウジング40内を流れる冷却水の圧損が増大する可能性もあるからである。また、遮蔽壁部46の軸方向の長さが短すぎると、ラジエータ通路11からの冷却水が感温部47周辺に流れることを妨げることができずに、上述した比較例のようなハンチングの発生や開閉の応答性のばらつきが生じる可能性がある。従って、遮蔽壁部46の軸方向の長さは、このような暖機通路12からの冷却水の温度による感温部47の応答性の確保と、冷却水の圧損の抑制、ハンチングの発生の抑制、及び開閉の応答性のばらつきを抑制する観点から設定するのが望ましい。
Next, the shielding
また、遮蔽壁部46の径方向の大きさは、冷却水の圧損を抑制する観点や、ラジエータ通路11からの冷却水が感温部47周辺に流れることを妨げる観点からは、小さい方が望ましい。しかしながら、遮蔽壁部46の径が小さすぎると、バルブ45の開閉時に遮蔽壁部46が感温部47に接触する可能性がある。このため、遮蔽壁部46の径も、上記のような観点から適宜設定するのが望ましい。
Further, it is desirable that the size of the shielding
次に、遮蔽壁部の変形例について説明する。図6Aは、第1変形例である遮蔽壁部46aの斜視図である。遮蔽壁部46aは、円筒状の胴体部461の外周部に、径方外側に突出したリブ462が略等角度間隔4つ設けられている。リブ462は、胴体部461の軸方向に沿って延在している。4つのリブ462のうち少なくとも2つがハウジング40の内壁面42sに対向するように、遮蔽壁部46aをバルブ45上に設けることにより、図4Aに示したように、内壁面42sに衝突したラジエータ通路11からの冷却水をエンジン通路13側へと案内することができる。また、図4Bに示したように、ラジエータ通路11からの冷却水が感温部47側に流れることを抑制できる。
Next, a modified example of the shielding wall will be described. FIG. 6A is a perspective view of a shielding
図6Bは、第2変形例である遮断壁部46bの斜視図である。遮断壁部46bは、略角筒状の胴体部461bの4つの外側面の一つに、胴体部461bの軸方向に延びた案内溝462bが形成されている。案内溝462bは、胴体部461bの軸方向の一方から他方にかけて、幅が徐々に狭くなるテーパー状に形成されている。胴体部461bがハウジング40の内壁面42sに対向するように、遮蔽壁部46bをバルブ45上に設けることによっても、図4Aに示したように、内壁面42sに衝突したラジエータ通路11からの冷却水をエンジン通路13側へと案内することができる。また、図4Bに示したように、ラジエータ通路11からの冷却水が感温部47側に流れることを抑制できる。
FIG. 6B is a perspective view of a blocking
尚、遮蔽壁部は、上述した円筒状や角筒状に限定されず、例えば楕円筒状であってもよいし、6角筒状であってもよいし、その他の多角筒状であってもよい。また、筒の径は、軸方向に一定である必要はない。また、上記実施例及び変形例では、感温部47を周方向に全体に亘って包囲するが、一部分のみを包囲してもよい。例えば、内壁面42sと感温部47との間を包囲するが、開口42と感温部47との間は包囲していない壁部であってもよい。この場合、感温部47の軸方向からみて壁部は、感温部47周りに湾曲した形状であってもよいし、感温部47の一部を包囲するようにコ字状であってもよい。
The shielding wall portion is not limited to the above-described cylindrical shape or rectangular tube shape, and may be, for example, an elliptical cylindrical shape, a hexagonal cylindrical shape, or another polygonal cylindrical shape. Also good. Further, the diameter of the tube need not be constant in the axial direction. Moreover, in the said Example and modification, although the
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope.
4 サーモスタット
40 ハウジング
41 開口(第1開口)
42 開口(第2開口)
43 開口(第3開口)
45 バルブ
46 遮蔽壁部
47 感温部
48 コイルバネ
48e 端部
4
42 Opening (second opening)
43 opening (third opening)
45
Claims (1)
冷却水の温度に応じて変位すると共に前記ハウジングに収納された感温部と、
前記感温部の変位により前記第1開口を開閉するバルブと、
前記第1開口を閉じるように前記バルブを付勢するコイルバネと、
前記バルブに設けられ前記感温部の少なくとも一部を包囲した遮蔽壁部と、を備えたサーモスタット。 A first opening through which cooling water flows from the engine via the radiator; a second opening through which cooling water flows from the engine without passing through the radiator; and a third opening through which the cooling water is discharged to the engine. A housing;
A temperature sensing part that is displaced according to the temperature of the cooling water and is housed in the housing;
A valve that opens and closes the first opening by displacement of the temperature sensing portion;
A coil spring that urges the valve to close the first opening;
A thermostat comprising: a shielding wall portion provided on the valve and surrounding at least a part of the temperature sensing portion.
Priority Applications (1)
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JP2018075703A JP2019183747A (en) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | thermostat |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022176872A1 (en) * | 2021-02-17 | 2022-08-25 | 日本サーモスタット株式会社 | Thermostat device |
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2018
- 2018-04-10 JP JP2018075703A patent/JP2019183747A/en active Pending
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WO2022176872A1 (en) * | 2021-02-17 | 2022-08-25 | 日本サーモスタット株式会社 | Thermostat device |
JP2022125805A (en) * | 2021-02-17 | 2022-08-29 | 日本サーモスタット株式会社 | thermostat device |
JP7393371B2 (en) | 2021-02-17 | 2023-12-06 | 日本サーモスタット株式会社 | thermostat device |
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