JP3711837B2 - thermostat - Google Patents

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JP3711837B2
JP3711837B2 JP2000133192A JP2000133192A JP3711837B2 JP 3711837 B2 JP3711837 B2 JP 3711837B2 JP 2000133192 A JP2000133192 A JP 2000133192A JP 2000133192 A JP2000133192 A JP 2000133192A JP 3711837 B2 JP3711837 B2 JP 3711837B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水冷式内燃機関や湯沸かし器等の流体の熱交換回路内に設けられ、流体の温度に応じて熱交換回路を自動的に開閉することができるサーモスタットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、水冷式内燃機関には、寒冷時等での冷却水の過冷を抑制するために、ラジエータ(熱交換器)が設けられた冷却水のラジエータ回路を開閉するサーモスタットが好適に設けられる。このようなサーモスタットとしては、感温部における冷却水(流体)の温度が所定温度以上になると膨張するワックス(作動体)を利用したワックスタイプが良く知られている。そして、水温が所定温度以上の場合には、ラジエータ回路のバルブを開いて水温の低下を図る一方、水温が所定温度未満の場合、ラジエータ回路を閉じて、このラジエータを経由せずに迂回するバイパス回路内で冷却水を循環させることにより、水温の低下を抑制するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、燃費性能及び排気浄化の点では、機関始動時における冷却水温は、できるだけ高い方が好ましい。しかしながら、上述したような従来のサーモスタットでは、感温部の水温が所定温度以上であれば、仮に機関停止後であってもラジエータ回路のバルブが開き続ける構成となっているため、対流により冷却水がラジエータ回路を循環することにより水温が急速に低下してしまい、次回の機関始動時における冷却水温も低下してしまう。
【0004】
そこで、機関停止中はラジエータ回路を閉じるように、電気的にバルブを駆動制御することも考えられる。しかしながら、この場合、バルブの電気制御に伴って、構造が複雑化するとともにコストが大幅に上昇してしまう。
【0005】
また、例えば特開平10−77839号公報では、内燃機関の冷却水の回路内に蓄熱タンクを設け、この蓄熱タンクに保存した熱を機関始動時に活用する技術が開示されている。しかしながら、この場合、蓄熱タンク及びこれに付随する制御バルブ並びにこの制御バルブの電気制御機構等が必要となるため、やはり構造が複雑化するとともにコストが大幅に上昇してしまう。
【0006】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、流体の温度に応じて自動的に熱交換回路を開閉することに加え、流体の流量又は圧力に応じて自動的に熱交換回路を開閉することにより、簡素な構造で、流体温度を適切な温度に保持し得る新規なサーモスタットを提供することを主たる目的としている。
【0007】
特に、水冷式内燃機関に適用した場合、機関停止時における冷却水温の低下を抑制し、機関始動時まで冷却水の熱を効果的に保存することを主たる目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るサーモスタットは、例えば水冷式内燃機関に好適に適用されるもので、流体(冷却水)の熱交換回路内に設けられ、この熱交換回路を開閉する弁体と、上記熱交換回路に設けられた熱交換器を迂回するバイパス回路を開閉する補助弁体と、を備えている。そして、 流体の温度変化に応じて自動的に上記補助弁体を開閉させる主開閉機構と、この主開閉機構により上記補助弁体が閉じられているときに、流体の流量又は圧力に応じて自動的に上記弁体を開閉させる副開閉機構と、を有することを特徴としている。これにより、簡素な構造で、流体の温度及び流量又は圧力に応じて熱交換回路を開閉することにより、流体の温度をより適切に管理することができる。
【0009】
具体的には主開閉機構により開とされるべき温度条件であっても、流体の流量又は圧力が所定値未満のときには副開閉機構により弁体を閉とする。これにより、例えば水冷式内燃機関に適用した場合、機関停止時のように機関回転数が低い場合(つまり冷却水の流量又は圧力が所定値未満の場合)には、仮に冷却水の水温が所定温度以上の状態(つまり主開閉機構により開となるべき温度条件)であっても、副開閉機構により熱交換回路が閉じられる。このため、ラジエータ等の熱交換器に冷却水が循環することがなく、冷却水温の低下が抑制され、次回の始動時まで冷却水の熱を効果的に保存することができる。従って、機関始動時における燃費性能及び排気浄化性能の向上を図ることができる。
【0010】
上記副開閉機構は、例えば、流体の流れ又は圧力に抗して弁体を閉弁方向へ付勢する副付勢体を有する簡素な構成である。
【0011】
上記主開閉機構は、好ましくは、上記弁体を閉弁方向へ付勢する主付勢体と、感温部の流体温度に応じて上記弁体を主付勢体の付勢力に抗して開作動させる作動体と、を有する簡素な構成である。
【0012】
より具体的には、上記作動体が収容されたペレットと、このペレットから進退可能に突出し、上記弁体を挿通して固定ハウジングに突き当てられ、上記作動体によって進退させられるピストンと、を有し、上記主付勢体が、上記ペレットと固定ハウジングとの間に介装され、このペレットを弁体の閉弁方向へ付勢する主スプリングであり、上記副付勢体が、上記弁体とペレットとの間に介装される副スプリングである。
【0013】
より好ましくは、上記熱交換回路に設けられた熱交換器を迂回するバイパス回路を開閉する補助弁体を有し、この補助弁体は、少なくとも上記弁体が開のときに閉となるように、上記主開閉機構によって自動的に開閉される。
【0014】
【発明の効果】
本発明によれば、流体の温度と流量又は圧力とに応じて自動的に熱交換回路を開閉することにより、簡素な構造で、流体の温度をより適切に管理することができる。
【0015】
特に、水冷式内燃機関に適用した場合には、例えば機関停止時にラジエータ等の熱交換器へ冷却水が循環することを確実に防止して、次回の始動時まで冷却水の熱を効果的に保存することができる。従って、機関始動時における燃費性能及び排気浄化性能の向上を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサーモスタットを、水冷式内燃機関の冷却装置に適用した一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【0017】
図4は、この冷却装置の全体構成を示している。冷却装置には、冷却水が実線の矢印に沿って循環するラジエータ回路(熱交換回路)Aが設けられており、このラジエータ回路Aには、水冷式の内燃機関1と、ラジエータ2と、ウォーターポンプ3と、本実施形態に係るサーモスタット10と、が設けられている。また、図4の破線で示す冷却水の経路は、ラジエータ2を経由せずに迂回して内燃機関1の内部を循環するバイパス回路Bを表している。
【0018】
内燃機関1には、ラジエータ2側から冷却水が流入するインレット4がシリンダブロック1aに設けられるとともに、冷却水をラジエータ2側へ流出するアウトレット5がシリンダヘッド1bに設けられ、かつ、内部に冷却水が通流するウォータージャケット6が形成されている。ラジエータ2は、周知のように、内燃機関1を通過する間に高温となった冷却水を冷却する熱交換器であり、車速風が有効に利用できるように、一般的には車両前部に配置されている。ウォーターポンプ3は、冷却水へ吐出圧を加えて強制的に循環させるもので、ポンプ軸3aの先端に駆動プーリ3bが設けられ、このプーリ3bが図外のベルトもしくはチェーンを介してクランクシャフトによって駆動される。
【0019】
サーモスタット10は、内燃機関1のインレット4側(又はアウトレット5側)に配設され、後述するように、主としてラジエータ回路Aを開閉するようになっている。このサーモスタット10には、インレット4側から冷却水が流入する第1流入通路7と、シリンダヘッド1b側から冷却水を戻す第2流入通路8と、ウォーターポンプ3側へ冷却水を流出する流出通路9とが、接続されている。第1流入通路7はラジエータ回路Aの一部を構成し、第2流入通路8はバイパス回路Bの一部を構成し、流出通路9は双方の回路A,Bの一部を構成している。
【0020】
図1〜3は、上記サーモスタット10を詳細に示す断面対応図である。このサーモスタット10は、ラジエータ回路Aを構成する第1流入通路7を開閉する弁体12を備えるとともに、この弁体12を感温部での冷却水の水温に応じて自動的に(つまり電気制御等によらず自発的,機械的に)開閉させる主開閉機構と、冷却水の流量又は圧力に応じて自動的に開閉させる副開閉機構と、を有している。
【0021】
主開閉機構は、この実施形態ではペレット14内に収容された作動体としてのワックス(図示省略)の体積膨張を利用した所謂ワックスタイプであって、このワックスは、水温が所定温度T以上であれば体積膨張し、それ未満であれば収縮するようになっている。
【0022】
上記のペレット14は、シリンダブロック1a(図4)側に固定される固定ハウジング16に、該ペレット14の軸線方向に移動可能に支持されている。この固定ハウジング16は、弁体12の着座部18aが設けられた環状のフランジ18と、ピストン支持部材20と、スプリング支持部材22と、を有しており、これら3つの部材18,20,22は、かしめ部分24で互いにかしめ固定されている。
【0023】
ペレット14には、ワックスの収縮,膨張に応じて進退するピストン26が設けられている。このピストン26は、ペレット14の一端から突出しており、弁体12の中央孔部12aを遊挿して延びる先端部がピストン支持部材20に固定されており、以って、ペレット14をその軸線方向に移動可能に支持している。ペレット14の外周には支持ブラケット28が固定されており、この支持ブラケット28とスプリング支持部材22との間に、弁体12を閉弁方向(図1〜3の下方向)へ付勢する主スプリング(主付勢体)30が介装されている。
【0024】
また、支持ブラケット28と弁体12との間に、弁体12を閉弁方向へ付勢する副スプリング(副付勢体)32が介装されており、この副スプリング32が上記の副開閉機構を構成している。そして、ペレット14が弁体12の開弁方向に位置している状態(図2,3に示す状態)では、弁体12と着座部18aとの間を流れる冷却水の流量あるいは弁体12に作用する水圧に応じて弁体12が開閉作動するように、副スプリング32のバネ定数が予め設定されており、このバネ定数は、少なくとも主スプリング30のバネ定数よりも十分に小さく設定されている。ここで、冷却水の流量は、ウォーターポンプ3の吐出圧や、このウォーターポンプ3を駆動するクランクシャフトの回転数にほぼ比例している。従って、冷却水の流量(又は圧力),吐出圧あるいは機関回転数等が所定値Q以上であれば、弁体12が副スプリング32のバネ力に抗して開弁し、所定値Q未満であれば、副スプリング32のバネ力が冷却水の流れや圧力に勝って弁体12が閉弁するように設定されている。
【0025】
ペレット14の他端(図1〜3の上端)には支持ロッド34が一体的に形成されており、この支持ロッド34には、バイパス回路Bを構成する第2流入通路8のポート部を開閉する補助弁体36が設けられている。この補助弁体36とペレット14本体との間には補助スプリング38が介装されている。これらのスプリング32,38によって、それぞれの弁体12,36が閉弁時に確実にポート周縁部へ押し付けられるようになっている。
【0026】
図1は、水温が所定温度T未満のときの状態を示している。この場合、ワックスが収縮するため、主スプリング30のバネ力により、ピストン26がペレット14内に最も引き込まれた状態、つまりペレット14が最も弁体12の閉弁側(図1の下側)へ配置された状態となる。この結果、ペレット14の端面(図1の下端面)が弁体12に突き当たり、この弁体12が着座部18aに押し付けられる。つまり、感温部の水温が所定温度T未満であれば、冷却水の流量にかかわらず、弁体12が着座部18aに着座した状態となる。このため、弁体12が閉となってラジエータ回路Aが閉塞される一方、補助弁体36が開となり、バイパス回路Bが開通した状態となる。従って、冷却水は、図1の矢印で示すように第2流入通路8から流出通路9へ流れ、バイパス回路Bを循環することができる。
【0027】
図2は、水温が所定温度T以上で、かつ、冷却水の流量が所定値Q以上のときの状態を示している。この場合、ワックスが膨張するため、ピストン26がペレット14から押し出されることとなり、この結果、ペレット14が主スプリング30のバネ力に抗して弁体12の開弁方向(図2の上方向)へ移動,配置される。これにより、補助弁体36が第2流入通路8を閉とし、バイパス回路Bが閉塞される。
【0028】
また、支持ブラケット28が最も弁体12の開弁方向(図2の上方向)に移動し、かつ冷却水の流量が所定値Q以上であるため、冷却水の流れや圧力によって、弁体12が副スプリング32のバネ力に抗して弁体12の開弁方向へ押し付けられ、弁体12が着座部18aから離れて開とされる。従って、冷却水は、図2の矢印で示すように、ラジエータ回路Aを循環することができる。
【0029】
図3は、水温が所定温度T以上で、かつ流量が所定値Q未満のときの状態を示している。この場合、図2の場合と同様、ワックスが膨張するため、ピストン26がペレット14から押し出されることとなり、この結果、ペレット14が主スプリング30のバネ力に抗して最も弁体12の開弁方向(図3の上方向)へ配置される。これにより、補助弁体36が第2流入通路8を閉とし、バイパス回路Bが閉塞される。
【0030】
また、図2の場合と同様、支持ブラケット28が最も弁体12の開弁方向(図3の上方向)へ移動するが、冷却水の流量が所定値Q未満であるため、副スプリング32が冷却水の圧力にうち勝って弁体12を閉弁方向(図の下方向)へ押し付けることとなり、この弁体12が着座部18aに着座してラジエータ回路Aが閉とされる。
【0031】
従って、例えば機関停止直後のように、水温が所定温度T以上であっても、機関回転数が低く冷却水の流量(又は圧力)が十分に低い場合には、双方の弁体12,36ともに閉となり、内燃機関1内部の冷却水がラジエータ2側へ循環する虞がない。つまり、機関停止後には内燃機関1が一種の蓄熱タンクとして機能して、冷却水の熱が効果的に保持される。従って、次回の機関始動時まで水温の低下が効果的に抑制され、燃費の低減化,排気ガスの清浄化を図ることができる。特に、機関停止と始動とを頻繁に繰り返すような場合に、冷却水の温度低下を効果的に抑制することができる。
【0032】
また、従来技術のように電気的な駆動制御機構等を用いる必要がないため、構造が簡素で、コスト的にも有利であり、かつ、車両搭載性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るサーモスタットを適用した内燃機関の冷却装置を示す構成図。
【図2】図1のサーモスタットの低温時の態様を示す断面対応図。
【図3】図1のサーモスタットの高温,高流量時の態様を示す断面対応図。
【図4】図1のサーモスタットの高温,低流量時の態様を示す断面対応図。
【符号の説明】
10…サーモスタット
12…弁体
14…ペレット(主開閉機構)
16…固定ハウジング
30…主スプリング(主付勢体)
32…副スプリング(副付勢体)
36…補助弁体
A…ラジエータ回路(熱交換回路)
B…バイパス回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermostat that is provided in a fluid heat exchange circuit such as a water-cooled internal combustion engine or a water heater, and that can automatically open and close the heat exchange circuit according to the temperature of the fluid.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a water-cooled internal combustion engine is preferably provided with a thermostat for opening and closing a cooling water radiator circuit provided with a radiator (heat exchanger) in order to suppress overcooling of the cooling water during cold weather. . As such a thermostat, a wax type using a wax (operating body) that expands when the temperature of the cooling water (fluid) in the temperature-sensing part becomes a predetermined temperature or higher is well known. When the water temperature is higher than the predetermined temperature, the valve of the radiator circuit is opened to lower the water temperature. On the other hand, when the water temperature is lower than the predetermined temperature, the radiator circuit is closed and the bypass is bypassed without going through the radiator. By circulating the cooling water in the circuit, a decrease in the water temperature is suppressed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in terms of fuel consumption performance and exhaust gas purification, it is preferable that the coolant temperature at the time of engine start is as high as possible. However, in the conventional thermostat as described above, if the water temperature of the temperature sensing unit is equal to or higher than a predetermined temperature, the valve of the radiator circuit is kept open even after the engine is stopped. However, by circulating through the radiator circuit, the water temperature rapidly decreases, and the cooling water temperature at the next engine start also decreases.
[0004]
Thus, it is conceivable to electrically control the valve so that the radiator circuit is closed while the engine is stopped. However, in this case, the structure is complicated and the cost is significantly increased with the electric control of the valve.
[0005]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-77839 discloses a technique in which a heat storage tank is provided in a circuit of cooling water for an internal combustion engine, and heat stored in the heat storage tank is utilized when the engine is started. However, in this case, a heat storage tank, a control valve associated therewith, an electric control mechanism for the control valve, and the like are required, so that the structure is complicated and the cost is significantly increased.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems, and in addition to automatically opening and closing the heat exchange circuit according to the temperature of the fluid, the heat exchange circuit automatically according to the flow rate or pressure of the fluid. The main object is to provide a novel thermostat capable of maintaining the fluid temperature at an appropriate temperature with a simple structure by opening and closing the.
[0007]
In particular, when applied to a water-cooled internal combustion engine, the main purpose is to suppress a decrease in cooling water temperature when the engine is stopped and to effectively store the heat of the cooling water until the engine is started.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The thermostat according to the present invention is suitably applied to, for example, a water-cooled internal combustion engine, and is provided in a fluid (cooling water) heat exchange circuit, and opens and closes the heat exchange circuit, and the heat exchange circuit. And an auxiliary valve body that opens and closes a bypass circuit that bypasses the heat exchanger provided in the heat exchanger . A main opening / closing mechanism that automatically opens and closes the auxiliary valve body in response to a temperature change of the fluid; and when the auxiliary valve body is closed by the main opening / closing mechanism, the automatic opening / closing mechanism automatically It is characterized by having to the auxiliary switching mechanism for opening and closing the valve, the. Thereby, the temperature of the fluid can be more appropriately managed by opening and closing the heat exchange circuit according to the temperature and flow rate or pressure of the fluid with a simple structure.
[0009]
Specifically, even if the temperature condition is to be opened by the main opening / closing mechanism, the valve body is closed by the auxiliary opening / closing mechanism when the flow rate or pressure of the fluid is less than a predetermined value. Thus, for example, when applied to a water-cooled internal combustion engine, if the engine speed is low (that is, when the flow rate or pressure of the cooling water is less than a predetermined value), such as when the engine is stopped, the cooling water temperature is temporarily set to a predetermined value. Even when the temperature is higher than the temperature (that is, the temperature condition that should be opened by the main opening / closing mechanism), the heat exchange circuit is closed by the auxiliary opening / closing mechanism. For this reason, cooling water does not circulate through a heat exchanger such as a radiator, so that a decrease in cooling water temperature is suppressed, and heat of the cooling water can be effectively stored until the next start. Therefore, it is possible to improve the fuel consumption performance and the exhaust purification performance when starting the engine.
[0010]
The sub opening / closing mechanism has a simple configuration including, for example, a sub urging member that urges the valve body in a valve closing direction against a fluid flow or pressure.
[0011]
The main opening / closing mechanism preferably has a main urging body for urging the valve body in a valve closing direction and the valve body against the urging force of the main urging body according to the fluid temperature of the temperature sensing unit. And a simple configuration having an actuating body that opens.
[0012]
More specifically, a pellet in which the operating body is accommodated, and a piston that protrudes from the pellet so as to advance and retract, is inserted into the valve body and is abutted against the fixed housing, and is advanced and retracted by the operating body. The main biasing body is interposed between the pellet and the fixed housing, and is a main spring that biases the pellet in the valve closing direction of the valve body, and the sub biasing body is the valve body. And a secondary spring interposed between the pellet and the pellet.
[0013]
More preferably, it has an auxiliary valve body that opens and closes a bypass circuit that bypasses a heat exchanger provided in the heat exchange circuit, and the auxiliary valve body is closed at least when the valve body is open. The main opening / closing mechanism automatically opens and closes.
[0014]
【The invention's effect】
According to the present invention, the temperature of the fluid can be managed more appropriately with a simple structure by automatically opening and closing the heat exchange circuit according to the temperature and flow rate or pressure of the fluid.
[0015]
In particular, when applied to a water-cooled internal combustion engine, for example, the cooling water is reliably prevented from circulating to a heat exchanger such as a radiator when the engine is stopped. Can be saved. Therefore, it is possible to improve the fuel consumption performance and the exhaust purification performance when starting the engine.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which a thermostat according to the present invention is applied to a cooling device for a water-cooled internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 4 shows the overall configuration of this cooling device. The cooling device is provided with a radiator circuit (heat exchange circuit) A in which cooling water circulates along a solid arrow. The radiator circuit A includes a water-cooled internal combustion engine 1, a radiator 2, water A pump 3 and a thermostat 10 according to the present embodiment are provided. 4 represents a bypass circuit B that bypasses the radiator 2 and circulates inside the internal combustion engine 1 without passing through the radiator 2.
[0018]
In the internal combustion engine 1, an inlet 4 through which cooling water flows from the radiator 2 side is provided in the cylinder block 1a, and an outlet 5 through which cooling water flows out to the radiator 2 side is provided in the cylinder head 1b, and is cooled inside. A water jacket 6 through which water flows is formed. As is well known, the radiator 2 is a heat exchanger that cools cooling water that has become hot while passing through the internal combustion engine 1, and is generally installed at the front of the vehicle so that vehicle speed wind can be used effectively. Has been placed. The water pump 3 forcibly circulates by applying discharge pressure to the cooling water. A driving pulley 3b is provided at the tip of the pump shaft 3a, and this pulley 3b is connected to the crankshaft by a belt or chain (not shown). Driven.
[0019]
The thermostat 10 is disposed on the inlet 4 side (or outlet 5 side) of the internal combustion engine 1 and mainly opens and closes the radiator circuit A as will be described later. The thermostat 10 includes a first inflow passage 7 through which cooling water flows from the inlet 4 side, a second inflow passage 8 that returns the cooling water from the cylinder head 1b side, and an outflow passage through which the cooling water flows out to the water pump 3 side. 9 are connected. The first inflow passage 7 constitutes a part of the radiator circuit A, the second inflow passage 8 constitutes a part of the bypass circuit B, and the outflow passage 9 constitutes a part of both the circuits A and B. .
[0020]
1 to 3 are cross-sectional views showing the thermostat 10 in detail. The thermostat 10 includes a valve body 12 that opens and closes the first inflow passage 7 constituting the radiator circuit A, and the valve body 12 is automatically (that is, electrically controlled) according to the coolant temperature in the temperature sensing section. A main opening / closing mechanism that opens and closes spontaneously and mechanically (regardless of, etc.) and a sub-opening / closing mechanism that automatically opens and closes according to the flow rate or pressure of the cooling water.
[0021]
In this embodiment, the main opening / closing mechanism is a so-called wax type utilizing the volume expansion of wax (not shown) as an actuating body accommodated in the pellet 14, and this wax has a water temperature not lower than a predetermined temperature T. If it is less than that, it will shrink.
[0022]
The pellet 14 is supported by a fixed housing 16 fixed to the cylinder block 1a (FIG. 4) side so as to be movable in the axial direction of the pellet 14. The fixed housing 16 includes an annular flange 18 provided with a seating portion 18 a of the valve body 12, a piston support member 20, and a spring support member 22, and these three members 18, 20, 22 are included. Are caulked and fixed to each other by a caulking portion 24.
[0023]
The pellet 14 is provided with a piston 26 that advances and retreats according to the contraction and expansion of the wax. The piston 26 protrudes from one end of the pellet 14, and a distal end portion extending by loosely inserting the central hole portion 12 a of the valve body 12 is fixed to the piston support member 20. It is movably supported. A support bracket 28 is fixed to the outer periphery of the pellet 14, and the valve body 12 is biased in the valve closing direction (downward in FIGS. 1 to 3) between the support bracket 28 and the spring support member 22. A spring (main biasing body) 30 is interposed.
[0024]
Further, a sub spring (sub urging member) 32 that urges the valve body 12 in the valve closing direction is interposed between the support bracket 28 and the valve body 12, and the sub spring 32 performs the above described sub opening / closing. The mechanism is configured. In the state where the pellet 14 is positioned in the valve opening direction of the valve body 12 (the state shown in FIGS. 2 and 3), the flow rate of the cooling water flowing between the valve body 12 and the seating portion 18a or the valve body 12 The spring constant of the auxiliary spring 32 is set in advance so that the valve body 12 opens and closes according to the acting water pressure, and this spring constant is set to be sufficiently smaller than at least the spring constant of the main spring 30. . Here, the flow rate of the cooling water is substantially proportional to the discharge pressure of the water pump 3 and the rotational speed of the crankshaft that drives the water pump 3. Therefore, if the flow rate (or pressure), discharge pressure, engine speed, etc. of the cooling water is equal to or greater than the predetermined value Q, the valve body 12 opens against the spring force of the auxiliary spring 32 and is less than the predetermined value Q. If so, the spring force of the auxiliary spring 32 is set so that the valve body 12 is closed by overcoming the flow and pressure of the cooling water.
[0025]
A support rod 34 is integrally formed at the other end of the pellet 14 (upper end in FIGS. 1 to 3). The support rod 34 opens and closes the port portion of the second inflow passage 8 constituting the bypass circuit B. An auxiliary valve body 36 is provided. An auxiliary spring 38 is interposed between the auxiliary valve body 36 and the pellet 14 main body. These springs 32 and 38 ensure that the respective valve bodies 12 and 36 are pressed against the peripheral edge of the port when the valve is closed.
[0026]
FIG. 1 shows a state when the water temperature is lower than the predetermined temperature T. In this case, since the wax contracts, the piston 26 is most retracted into the pellet 14 by the spring force of the main spring 30, that is, the pellet 14 is closest to the valve element 12 on the valve closing side (lower side in FIG. 1). It will be in an arranged state. As a result, the end surface (the lower end surface in FIG. 1) of the pellet 14 abuts against the valve body 12, and the valve body 12 is pressed against the seating portion 18a. That is, if the water temperature of the temperature sensing part is lower than the predetermined temperature T, the valve body 12 is seated on the seating part 18a regardless of the flow rate of the cooling water. Therefore, the valve body 12 is closed and the radiator circuit A is closed, while the auxiliary valve body 36 is opened and the bypass circuit B is opened. Accordingly, the cooling water flows from the second inflow passage 8 to the outflow passage 9 as shown by the arrows in FIG.
[0027]
FIG. 2 shows a state where the water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T and the flow rate of the cooling water is equal to or higher than the predetermined value Q. In this case, since the wax expands, the piston 26 is pushed out from the pellet 14. As a result, the pellet 14 resists the spring force of the main spring 30 and opens the valve body 12 (upward direction in FIG. 2). Moved to and placed. Thereby, the auxiliary valve body 36 closes the second inflow passage 8 and the bypass circuit B is closed.
[0028]
Further, since the support bracket 28 moves most in the valve opening direction of the valve body 12 (upward in FIG. 2) and the flow rate of the cooling water is equal to or greater than the predetermined value Q, the valve body 12 is caused by the flow and pressure of the cooling water. Is pressed against the spring force of the auxiliary spring 32 in the valve opening direction of the valve body 12, and the valve body 12 is opened away from the seating portion 18a. Therefore, the cooling water can circulate through the radiator circuit A as shown by the arrows in FIG.
[0029]
FIG. 3 shows a state where the water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T and the flow rate is lower than the predetermined value Q. In this case, as in the case of FIG. 2, since the wax expands, the piston 26 is pushed out from the pellet 14, and as a result, the pellet 14 opens the valve body 12 most against the spring force of the main spring 30. It arrange | positions in a direction (upward direction of FIG. 3). Thereby, the auxiliary valve body 36 closes the second inflow passage 8 and the bypass circuit B is closed.
[0030]
As in the case of FIG. 2, the support bracket 28 moves most in the valve opening direction of the valve body 12 (upward in FIG. 3). However, since the flow rate of the cooling water is less than the predetermined value Q, the auxiliary spring 32 is The valve body 12 is pushed in the valve closing direction (downward in the figure) by overcoming the pressure of the cooling water, and the valve body 12 is seated on the seating portion 18a and the radiator circuit A is closed.
[0031]
Therefore, for example, immediately after the engine is stopped, even if the water temperature is equal to or higher than the predetermined temperature T, both the valve bodies 12 and 36 can be used if the engine speed is low and the flow rate (or pressure) of the cooling water is sufficiently low. There is no possibility that the cooling water inside the internal combustion engine 1 circulates to the radiator 2 side. That is, after the engine is stopped, the internal combustion engine 1 functions as a kind of heat storage tank, and the heat of the cooling water is effectively held. Therefore, a decrease in water temperature is effectively suppressed until the next engine start, and fuel consumption can be reduced and exhaust gas can be purified. In particular, when the engine stop and start are frequently repeated, the temperature drop of the cooling water can be effectively suppressed.
[0032]
In addition, since it is not necessary to use an electric drive control mechanism or the like as in the prior art, the structure is simple, advantageous in terms of cost, and excellent in vehicle mounting properties.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a cooling device for an internal combustion engine to which a thermostat according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state of the thermostat of FIG. 1 at a low temperature.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of the thermostat of FIG. 1 at a high temperature and a high flow rate.
4 is a cross-sectional view showing a state of the thermostat of FIG. 1 at a high temperature and a low flow rate.
[Explanation of symbols]
10 ... Thermostat 12 ... Valve body 14 ... Pellet (main opening / closing mechanism)
16 ... fixed housing 30 ... main spring (main biasing body)
32 ... sub spring (sub bias member)
36 ... Auxiliary valve element A ... Radiator circuit (heat exchange circuit)
B ... Bypass circuit

Claims (7)

流体の熱交換回路内に設けられ、この熱交換回路を開閉する弁体と、
上記熱交換回路に設けられた熱交換器を迂回するバイパス回路を開閉する補助弁体と、
流体の温度変化に応じて自動的に上記補助弁体を開閉させる主開閉機構と、
この主開閉機構により上記補助弁体が閉じられているときに、流体の流量又は圧力に応じて自動的に上記弁体を開閉させる副開閉機構と、
を有することを特徴とするサーモスタット。
A valve body that is provided in the fluid heat exchange circuit and opens and closes the heat exchange circuit ;
An auxiliary valve body that opens and closes a bypass circuit that bypasses the heat exchanger provided in the heat exchange circuit;
A main opening / closing mechanism for automatically opening / closing the auxiliary valve body in accordance with a temperature change of the fluid;
When the auxiliary valve body is closed by the main opening and closing mechanism, the auxiliary switching mechanism for automatically opening and closing the valve in response to the flow rate or pressure of the fluid,
A thermostat characterized by comprising:
上記主開閉機構により上記補助弁体が閉じられているときには、流体の流量又は圧力にかかわらず、上記副開閉機構により上記弁体が閉じた状態とされることを特徴とする請求項1に記載のサーモスタット。 The valve body is closed by the sub-opening / closing mechanism when the auxiliary valve body is closed by the main opening / closing mechanism, regardless of the flow rate or pressure of the fluid. Thermostat. 上記副開閉機構が、流体の流れ又は圧力に抗して弁体を閉弁方向へ付勢する副付勢体を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のサーモスタット。  The thermostat according to claim 1 or 2, wherein the sub opening / closing mechanism has a sub urging member that urges the valve body in a valve closing direction against a flow or pressure of fluid. 上記主開閉機構が、上記補助弁体を弁方向へ付勢する主付勢体と、感温部の流体温度に応じて上記補助弁体を主付勢体の付勢力に抗して作動させる作動体と、を有していることを特徴とする請求項3に記載のサーモスタット。 Closing the main opening and closing mechanism, against the auxiliary valve and the main biasing body biases the valve opening direction, the biasing force of the main biasing member to the auxiliary valve body in response to the fluid temperature of the temperature sensing portion The thermostat according to claim 3, further comprising an actuating body to be actuated. 上記作動体が収容されたペレットと、このペレットから進退可能に突出し、上記弁体を挿通して固定ハウジングに突き当てられ、上記作動体によって進退させられるピストンと、を有し、
上記主付勢体が、上記ペレットと固定ハウジングとの間に介装され、このペレットを弁体の閉弁方向へ付勢する主スプリングであり、
上記副付勢体が、上記弁体とペレットとの間に介装される副スプリングであることを特徴とする請求項4に記載のサーモスタット。
A pellet in which the operating body is accommodated, and a piston that protrudes forward and backward from the pellet, is inserted into the valve body, is abutted against a fixed housing, and is advanced and retracted by the operating body,
The main urging body is interposed between the pellet and the fixed housing, and is a main spring that urges the pellet in a valve closing direction of the valve body,
The thermostat according to claim 4, wherein the auxiliary biasing body is a secondary spring interposed between the valve body and the pellet.
流体の温度が所定温度未満のときには、上記主開閉機構により上記補助弁体が開かれ、
流体の温度が所定温度以上で、かつ、冷却水の流量又は圧力が所定値以上のときには、上記主開閉機構により上記補助弁体が閉じられるとともに、上記副開閉機構により上記弁体が開かれ、
流体の温度が所定温度以上で、かつ、冷却水の流量又は圧力が所定値未満のときには、上記主開閉機構により上記補助弁体が閉じられるとともに、上記副開閉機構により上記弁体が閉じられる、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のサーモスタット。
When the temperature of the fluid is lower than a predetermined temperature, the auxiliary valve body is opened by the main opening / closing mechanism,
When the fluid temperature is equal to or higher than a predetermined temperature and the flow rate or pressure of the cooling water is equal to or higher than a predetermined value, the auxiliary valve body is closed by the main opening / closing mechanism, and the valve body is opened by the sub opening / closing mechanism,
When the fluid temperature is equal to or higher than a predetermined temperature and the flow rate or pressure of the cooling water is less than a predetermined value, the auxiliary valve body is closed by the main opening / closing mechanism and the valve body is closed by the sub opening / closing mechanism.
The thermostat according to any one of claims 1 to 5.
上記流体が水冷式内燃機関の冷却水であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のサーモスタット。  The thermostat according to any one of claims 1 to 6, wherein the fluid is cooling water for a water-cooled internal combustion engine.
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