JP3745486B2

JP3745486B2 - サーモスタット弁装置

Info

Publication number: JP3745486B2
Application number: JP02906097A
Authority: JP
Inventors: 誠田島
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Calsonic Kansei Corp
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2017-02-13
Also published as: JPH10220634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーモスタット弁装置に係わり、特に、感温ケース内に収容されるワックスを強制加熱する機能を備えたサーモスタット弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車のエンジン冷却系では、冷却水の温度を所定の温度に保つため、ラジエータ側への冷却水の流れを制御するサーモスタット弁装置が配置されている。
しかしながら、従来の一般的なサーモスタット弁装置では、エンジンの安全性を考慮すると、開弁温度を、例えば、８０℃程度の比較的低温の一定値にしか設定できず、エンジンの燃焼効率の障害になっていた。
【０００３】
すなわち、開弁温度を、例えば、９０℃程度の比較的高温の値に設定することによりエンジンの燃焼効率を高めることが可能になるが、この場合には、エンジンの安全性が問題になる。
つまり、エンジン低負荷時に高水温化を図り燃焼効率を向上しても、急激に高負荷になった場合には、エンジン冷却水温上昇までの時間遅れ、および、ワックスの反応速度が遅くオーバーヒートを発生する虞がある。
【０００４】
従来、このような問題を解決したサーモスタット弁装置として、例えば、特開平６−２０７６８５号公報に開示されるものが知られている。
図２は、この公報に開示されるサーモスタット弁装置を示すもので、この装置では、ハウジング１内に、サーモスタット本体２が収容されている。
サーモスタット本体２は、ワックス３の収容される感温ケース４と、この感温ケース４内に収容されるワックス３の温度による体積変化により移動されるピストンロッド５とを有している。
【０００５】
感温ケース４は、ホルダ６を介して横ウエブ７に固定されており、ピストンロッド５には、主弁８およびバイパス弁９が固定されている。
そして、このサーモスタット弁装置では、感温ケース４内に電気ヒータ１０が配置されている。
このようなサーモスタット弁装置では、開弁温度が、例えば、通常のエンジン負荷では、９０℃程度の比較的高温の値に設定されるが、エンジンの負荷が急激に増大しそうな場合には、電気ヒータ１０をオンすることにより、感温ケース４内に収容されるワックス３を強制加熱して、エンジン冷却水温の上昇を待たず開弁することが可能になり、エンジンの安全性を確保することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のサーモスタット弁装置では、感温ケース４内に電気ヒータ１０を直接収容しているため、冷却水流路１１に配置される感温ケース４内に電線１２を接続する必要があり、シール機構が非常に複雑になり、開弁温度制御に対する信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、開弁温度制御に対する信頼性を従来より大幅に向上することができるサーモスタット弁装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のサーモスタット弁装置は、ハウジングの開口部に、感温ケース内に収容されるワックスの温度による体積変化を利用してピストンロッドを移動するサーモスタット本体を配置するとともに、前記ピストンロッドを前記感温ケースより内方に配置して前記ハウジング側に固定し、前記サーモスタット本体の外側に、前記感温ケースの移動に連動して前記開口部を開閉する主弁を配置してなるサーモスタット弁装置において、前記ハウジングの冷却水流路を通ってヒートパイプを配置し、前記感温ケースに前記ヒートパイプの放熱端を熱的に接続するとともに、前記ヒートパイプの加熱端を前記ハウジングまたはハウジングの外側に配置される電気ヒータに熱的に接続し、前記ピストンロッドを囲繞して、前記ピストンロッドの軸長方向に伸縮可能な断熱部材を配置してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２のサーモスタット弁装置は、請求項１記載のサーモスタット弁装置において、前記ヒートパイプを前記ピストンロッド内に挿入してなることを特徴とする。
請求項３のサーモスタット弁装置は、請求項１記載のサーモスタット弁装置において、前記ピストンロッドがヒートパイプからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項４のサーモスタット弁装置は、請求項１ないし３のいずれか１項記載のサーモスタット弁装置において、前記サーモスタット本体にバイパス弁を固定してなることを特徴とする。
【００１１】
（作用）
請求項１のサーモスタット弁装置では、感温ケース内のワックスが温度変化により体積変化すると、ピストンロッドの一端がハウジング側に支持されているため、感温ケースが移動し、感温ケース側に固定される主弁により開口部が開閉される。
【００１２】
そして、ハウジングまたはハウジングの外側に配置される電気ヒータを加熱すると、ヒートパイプの加熱端に熱が伝達され、この熱がヒートパイプを介してヒートパイプの放熱端に瞬時に伝達され、感温ケースを介して内部のワックスに伝達される。
また、ピストンロッドを囲繞して、ピストンロッドの軸長方向に伸縮可能な断熱部材が配置される。
請求項２のサーモスタット弁装置では、ヒートパイプがピストンロッド内に挿入され、ピストンロッドによりヒートパイプが保護される。
【００１３】
請求項３のサーモスタット弁装置では、ヒートパイプによりピストンロッドが形成される。
【００１４】
請求項４のサーモスタット弁装置では、サーモスタット本体にバイパス弁が固定され、バイパス通路の開閉が行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に示す実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明のサーモスタット弁装置の一実施形態を示しており、符号２１は、内燃機関用の冷却水をラジエータに導くための管路を構成するパイプ状のハウジングを示している。
このハウジング２１の開口部２１ａの中心軸上には、サーモスタット本体２３が配置されている。
【００１７】
このサーモスタット本体２３は、ワックス２５が収容される感温ケース２７と、ワックス２５の温度による体積変化により移動する感温ケース２７を支持するピストンロッド２９とを備えている。
ピストンロッド２９は、感温ケース２７よりハウジング２１の内方に配置されている。
【００１８】
感温ケース２７には、ピストンロッド２９を案内する案内部材３１が、スリーブ３３を介してカシメ固定されている。
感温ケース２７の中央には、ラバーシリンダ３５が配置され、このラバーシリンダ３５の中央には、ピストンロッド２９の先端が嵌挿されている。
感温ケース２７の外側には、感温ケース２７の移動に連動して開口部２１ａを開閉する主弁３７が固定されている。
【００１９】
この主弁３７は、円環状の本体部材３９の外周側にシール部３９ａを有している。
ハウジング２１の開口部２１ａ端には、円環状のフランジ４１が固定され、このフランジ４１に、主弁３７のシール部３９ａが当接されている。
【００２０】
また、フランジ４１には、フレーム４３が固定されており、このフレーム４３と主弁３７の本体部材３９との間に、本体部材３９をフランジ４１側に押圧するコイルスプリング４５が配置されている。
ハウジング２１の開口端面には、円環状溝２１ｂが形成され、この円環状溝２１ｂ内にＯリング４７が収容されている。
【００２１】
また、この実施形態では、感温ケース２７の下部に、冷却水のバイパス通路４９を開閉するバイパス弁５１が固定されている。
このバイパス弁５１は、有底円筒状をしており、側面に窓部５１ａが形成されている。
この実施形態では、ピストンロッド２９の軸長方向に沿って先端近傍に達する穴部２９ｃが形成され、この穴部２９ｃにヒートパイプ５３が、密着性を向上し熱交換効率を向上するための伝熱グリスを介して挿入されている。
【００２２】
そして、感温ケース２７内のワックス２５にヒートパイプ５３の放熱端５３ａが熱的に接続され、ヒートパイプ５３の加熱端５３ｂがハウジング２１に配置される電気ヒータ５５に熱的に接続されている。
ピストンロッド２９を囲繞して、ピストンロッド２９の軸長方向に伸縮可能な断熱部材５７が配置されている。
【００２３】
この断熱部材５７は、耐熱性のゴムを蛇腹状に成形して構成されており、感温ケース２７の移動に追従して変形する。
ハウジング２１の感温ケース２７に対向する位置には、ボス部２１ｄが外側に突出して一体形成されている。
ボス部２１ｄには、貫通穴２１ｅが形成されており、パッキン５９およびブッシュ６１が収容されている。
【００２４】
ブッシュ６１は、銅，アルミニウム等の熱伝導の良好な金属からなり、貫通穴２１ｅに螺合されている。
このブッシュ６１には、凹部６１ａが形成され、凹部６１ａには、ピストンロッド２９の上端が伝熱グリスを介して嵌挿されている。
ブッシュ６１に当接して伝熱性の絶縁板６３が配置され、この外側に、例えば、ＰＴＣサーミスタヒータからなる電気ヒータ５５が配置されている。
【００２５】
この電気ヒータ５５には、電線６５が接続され、耐熱材６７によりモールドされている。
上述したサーモスタット弁装置では、エンジン側からの冷却水の温度が、例えば、９０℃以下である場合には、図１に示したように、主弁３７が閉じられ、バイパス弁５１が開とされ、冷却水は矢符Ａに示すようにバイパス通路４９を介してエンジン側に循環される。
【００２６】
一方、エンジン側からの冷却水の温度が、例えば、９０℃を越えると、感温ケース２７内のワックス２５の体積膨張により感温ケース２７が下方に移動され、バイパス弁５１によりバイパス通路４９が閉じられ、同時に主弁３７が開とされ、矢符Ｂに示すように、ラジエータで冷却された冷却水がエンジン側に循環される。
しかし、急激にエンジン負荷が増大しそうな時は、エンジン冷却水の温度上昇を待って開弁していてはオーバーヒートとなるため、冷却水の温度が９０℃以下であっても制御装置により電気ヒータ７０への通電が行われる。
【００２７】
この通電により、電気ヒータ５５が加熱され、ヒートパイプ５３の加熱端５３ｂに熱が伝達され、この熱がヒートパイプ５３を介してヒートパイプ５３の放熱端５３ａに瞬時に伝達され、感温ケース２７を介して内部のワックス２５に伝達され、ワックス２５の体積膨張により感温ケース２７が下方に移動され、バイパス弁５１によりバイパス通路４９が閉じられ、同時に主弁３７が開とされ、冷却水は矢符Ｂに示すようにハウジング２１内に流入した後、ラジエータで冷却されエンジンに循環される。
【００２８】
従って、冷却水の温度が、例えば、８０℃程度の温度でも開弁することが可能になり、エンジンの安全性を確保することができる。
以上のように構成されたサーモスタット弁装置では、感温ケース２７にヒートパイプ５３の放熱端５３ａを熱的に接続し、ヒートパイプ５３の加熱端５３ｂをハウジング２１の外側に配置される電気ヒータ５５に熱的に接続したので、電気ヒータ５５を冷却水流路に配置される感温ケース２７内に配置する必要がなくなり、開弁温度制御に対する信頼性を従来より大幅に向上することができる。
【００２９】
また、ヒートパイプ５３をピストンロッド２９内に挿入したので、ピストンロッド２９によりヒートパイプ５３を容易，確実に保護することができる。
さらに、上述したサーモスタット弁装置では、ピストンロッド２９を囲繞して、ピストンロッド２９の軸長方向に伸縮可能な断熱部材５７を配置したので、ヒートパイプ５３が冷却水の温度の影響を受けることがなくなり、電気ヒータ５５からの熱量を感温ケース２７内のワックス２５に確実に伝達することができる。
【００３０】
また、サーモスタット本体２３にバイパス弁５１を固定したので、バイパス通路４９の開閉を行うことができる。
なお、上述した実施形態では、ピストンロッド２９にヒートパイプ５３を挿入した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ヒートパイプをそのままピストンロッドとして用いても良く、この場合には、部品点数および組立工数を低減することができる。
【００３１】
また、上述した実施形態では、アキュムレータ式のサーモスタット弁装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ダイヤフラム式のサーモスタット弁装置にも適用することができる。
さらに、上述した実施形態では、ラジエータからの冷却水のエンジンへの入口流路にサーモスタット弁装置を配置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、エンジンからのラジエータへの出口流路にサーモスタット弁装置を配置しても良い。
【００３２】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１のサーモスタット弁装置では、感温ケースにヒートパイプの放熱端を熱的に接続し、ヒートパイプの加熱端をハウジングまたはハウジングの外側に配置される電気ヒータに熱的に接続したので、電気ヒータを冷却水流路に配置される感温ケース内に配置する必要がなくなり、開弁温度制御に対する信頼性を従来より大幅に向上することができる。
また、ピストンロッドを囲繞して、ピストンロッドの軸長方向に伸縮可能な断熱部材を配置したので、ヒートパイプが冷却水の温度の影響を受けることがなくなり、電気ヒータからの熱量を感温ケース内のワックスに確実に伝達することができる。
【００３３】
請求項２のサーモスタット弁装置では、ヒートパイプをピストンロッド内に挿入したので、ピストンロッドによりヒートパイプを容易，確実に保護することができる。
請求項３のサーモスタット弁装置では、ヒートパイプによりピストンロッドを形成したので、ヒートパイプとピストンロッドとを共用することができる。
【００３４】
請求項４のサーモスタット弁装置では、サーモスタット本体にバイパス弁を固定したので、バイパス通路の開閉を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のサーモスタット弁装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】従来のサーモスタット弁装置を示す断面図である。
【符号の説明】
２１ハウジング
２１ａ開口部
２３サーモスタット本体
２５ワックス
２７感温ケース
２９ピストンロッド
３７主弁
５１バイパス弁
５３ヒートパイプ
５３ａ放熱端
５３ｂ加熱端
５５電気ヒータ
５７断熱部材

Claims

ハウジング（２１）の開口部（２１ａ）に、感温ケース（２７）内に収容されるワックス（２５）の温度による体積変化を利用してピストンロッド（２９）を移動するサーモスタット本体（２３）を配置するとともに、前記ピストンロッド（２９）を前記感温ケース（２７）より内方に配置して前記ハウジング（２１）側に固定し、前記サーモスタット本体（２３）の外側に、前記感温ケース（２７）の移動に連動して前記開口部（２１ａ）を開閉する主弁（３７）を配置してなるサーモスタット弁装置において、
前記ハウジング（２１）の冷却水流路を通ってヒートパイプ（５３）を配置し、前記感温ケース（２７）に前記ヒートパイプ（５３）の放熱端（５３ａ）を熱的に接続するとともに、前記ヒートパイプ（５３）の加熱端（５３ｂ）を前記ハウジング（２１）またはハウジング（２１）の外側に配置される電気ヒータ（５５）に熱的に接続し、前記ピストンロッド（２９）を囲繞して、前記ピストンロッド（２９）の軸長方向に伸縮可能な断熱部材（５７）を配置してなることを特徴とするサーモスタット弁装置。
請求項１記載のサーモスタット弁装置において、
前記ヒートパイプ（５３）を前記ピストンロッド（２９）内に挿入してなることを特徴とするサーモスタット弁装置。
請求項１記載のサーモスタット弁装置において、
前記ピストンロッド（２９）がヒートパイプ（５３）からなることを特徴とするサーモスタット弁装置。
請求項１ないし３のいずれか１項記載のサーモスタット弁装置において、
前記サーモスタット本体（２３）にバイパス弁（５１）を固定してなることを特徴とするサーモスタット弁装置。