JP4388692B2 - サーモスタットバルブ - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、添付した請求項１の前文に従った内燃機関における冷却システム内の冷却剤流の案内のためのサーモスタットバルブに関する。
【０００２】
例えば米国特許第４ ０５５ ２９８号より、冷却剤システムのためのサーモスタットバルブは公知であり、そのシステム内でバルブ部分を形成しているバルブ本体は、バルブの長手軸方向に沿って見た場合、より正確には冷却システムの下流で、ホルダの一方の側に設けられる。この様式において、バルブ本体は、実際には、内燃機関のシリンダヘッドの外側に配置され、そして別のバルブハウジングを要求する。両者とも高価であり、実行するためには多くのスペースが必要である。さらに、公知のサーモスタットバルブの条件は、３つの接続チャネルのうちの２つは、バルブと横方向に、すなわちバルブの長手軸方向に対して交差して接続し、そのことによって、圧力を損失し、装備された冷却剤ポンプの大きな処理能力を要求する。
【０００３】
（発明の要旨）
本発明の目的は、スペースを取らず、公知の解決策に関する減少した圧力損失を意味するサーモスタットバルブを供給することである。
【０００４】
前記目的は、本発明によるサーモスタットバルブによって達成され、添付した請求項１から明確であるその特徴によって達成される。
【０００５】
（好ましい実施態様）
図１および図２から明確なように、本発明によるサーモスタットバルブ１が、内燃機関、さらに正確には、その切断図が概略的に示されるシリンダーヘッド３に、取付けられるべきことが意図される。サーモスタットバルブは、内燃機関の発熱部間の冷却剤の循環のための冷却剤システムの一部を形成するために意図され、この発熱部は、すなわち、一方でエンジンブロックおよびシリンダーヘッドであり、他方で、ラジエータ（図示されず）である。サーモスタットバルブは、第１チャネル４から第２チャネル５に冷却剤のフローを導く事実によって冷却剤の温度制御を供給する。第２チャネル５はラジエータに、あるいは第３チャネル６に到達し、これはラジエータと平行に接続し、そして温度に依存してラジエータをバイパスするいわゆるバイパス接続を形成する。
【０００６】
サーモスタットバルブ１はホルダ７を有し、これに、シールリング９を備える取付けフランジの形態の周辺の外部装着部材８が供給され、シールリング９は、バルブチャンバ２開口部から第２チャネル５にある開口部にある周辺のリセス１０内のシリンダヘッド３にフランジをシール的に接続する。チャネル５はチューブ５によって形成され、示した実施例において、これには、接触フランジ１１が提供され、ここでホルダはシリンダーヘッド３へ接触フランジの接続部での固定位置で適所に保持される。サーモスタットバルブは、バルブ本体１２を有し、バルブ本体は実質的に管状であり、円筒状のケーシング壁１３および第１環状開口部１４を備えたオープンピストンとして設計され、第１環状開口部１４は、第１チャネル４の方向に永続的に開放され、示した実施例においては入口チャネルである。バルブ本体は第２開口部１５を有し、これもまた環状であり、本体反対側末端に配列され、第２チャネル５に面し、実施例においては出口チャネルである。示した実施例では、サーモスタットバルブは、実質的に回転的に対称で、環状横断形状を備える表面を有し、長手軸を形成する主軸１６に対して放射面で見た場合、長手軸に沿ってバルブ本体１２は運動に適合される。さらに、バルブ本体１２は、第１の環状シール表面１７を有し、第１の環状バルブシート１８に対してシール状態でバルブの末端位置に対して押すように適合され（図１参照）、前記バルブシートは、第１入口チャネル４への通路においてバルブチャンバ２に配列される。反対側の末端で、バルブ本体１２は、第２環状シーリング表面１９を備えるように設計され、バルブの付加的末端位置においてバルブシート２０に対して押すために適合され、前記バルブシートはホルダ７（図２参照）によって支持される。
【０００７】
図から明らかなように、ホルダ７は、閉じた末端壁２１を支持し、末端壁には、環状の周辺端部が提供され、長手軸１６から半径上に位置する。その結果、それは上述のバルブシート２０を形成する。この様式で、バルブ本体の開口部１５は、図２に示される位置で閉じた状態を維持すると同時に、バルブ本体が第１チャネル４と第３チャネル６との間の連絡をオープンにする。
【０００８】
バルブ本体１２の末端位置間のスイッチオーバは、それ自体で公知であり得るスイッチオーバ機構２２によって提供され、温度で検出され、軸２３によって、および円筒形本体２４によって閉じた壁２１に取付けられるように適合され、サーモスタット本体２４とバルブ本体１２との間のスポーク２４’を介してバルブ本体１２に接続される。螺旋状バネの形状の圧力バネ３０は、サーモスタット本体２４においてスポークの取付けに対して作用する。前記バネは、スポーク２４と２つのブレース３１の一方の末端との間に取り付けられ、他方の末端において、第２螺旋状バネ３４を介して軸２３に載備される。軸２３とサーモスタット本体２４との間の温度に依存した相対運動によって、バルブ本体の運動は、それ自身、公知の方法で、例えば、適切に適合した融点を有するワックスの使用によって引き起こされ、これは大きな体積膨張を供給し、冷却剤の温度が上昇する場合、選択した温度制限に到達した場合に、サーモスタット本体を後方に推進する。
【０００９】
ホルダ７の装着部材８と閉じた末端壁２１との間で、多くの出口開口部２５が設けられ、末端壁２１の周囲に拡張するが、ホルダ（図３参照）のブリッジ状セクション２６によって妨げられる。さらにホルダ７は襟状ケーシング壁２７を有し、そのケーシング壁は、バルブ本体１２外部の周辺に、およびホルダの外部装着部材８から一方で軸方向に第１チャネル４に向かって延び、他方で半径内向きに延び、同時にバルブ本体に関する滑り運動を可能にする一方で、ケーシング表面の周囲を運動するシール部材２８によってバルブ本体の円筒形状ケーシング表面１３に対してシールに対して押すために延びる。シール部材２８は、例えば好適なポリマーの弾性シールリングによって構成され、そのシールリングは、バルブ本体１２が、そこを通過して延びる開口部を取り囲むその後方の周辺端部３３でケーシング壁２７によって支持される。
【００１０】
開口部２５および閉じたケーシング壁２７の組み合わせで閉じた末端壁２１を設けることによって、サーモスタットバルブの主要な部分は、ホルダの同じ側に拡がり得る。より詳細に、サーモスタット機能を備えたスイッチオーバ機構２２と供にチャンバ２の内部に存在する。
【００１１】
上述の装置によって、シーリング表面１７を備えるバルブ本体１２が、バルブチャンバ２におけるシート１８に対し押し、図１において、シーリングに対してサーモスタットバルブがその末端位置にある場合、第１チャネル４すなわち入口チャネル、および第３チャネル６すなわちバイパス接続への出口チャネル間の連絡は切断されたままであることが確実にされる。代わりに、冷却剤流をバルブ本体を通過して矢印２９の方向に流れることを可能にする。すなわち開口部の１つを通過して内部に、反対の開口部を通過して外部へ、開口部２５を通過してさらに外部に流れることであり、入口チャネル４およびラジエータへの出口チャネル５の間の連絡は、開放が維持される。冷却剤温度が所定制限値を超える限り、冷却用の出口チャネル５を介して冷却剤流がラジエータを通して導かれ、すなわち、冷却剤の温度が減少し、図１に従ってこの位置が選択された実施例で維持される。図１から明確なように、ケーシング壁２７および末端壁２１は、出口チャンネル５の方向に滑らかな、実質的に軸方向の、層流を提供するために適切に設計され、そのため所望方向に導かれ得る。
【００１２】
したがって、バルブ本体１２は、温度が低下する場合にスイッチオーバ機構２２によって移動させられるように適応され、冷却剤温度に対する選択された制限値で開始する。ここで、バルブ本体は、第１シート１８から第２シート２０の方向に向かって移動される。これを考慮すると、入口チャネル４とバイパス接続への出口チャネル６との間の連絡が徐々に開放され、冷却剤流は出口チャネル５の出口から出口チャネル６の出口へ徐々に再方向付けされ、すなわち、選択した実施例での矢印３２の方向、およびバイパス接続またはブリッジ接続を通過する方向である。バルブ本体のケーシング壁１３に加えて閉じた末端壁２１、およびシール部材２８から装着部材８までのケーシング壁２７は、完全に閉じた末端表面を形成する事実によって、出口チャネル５に向かう流れは、すなわちラジエータを通過する示された実施例において、バルブ本体が図２に示される末端位置に到達する場合、および環状シーリング表面１９がバルブシート２０に対してシール的に対して支える場合、完全に妨げられる。
【００１３】
逆にバルブ本体は、冷却剤の温度が上昇、および実質的に減少温度に対する制限値と同じ、または機構内のヒステリシスの結果によって実際に若干高くなる所定制限値の温度に到達した場合、スイッチオーバ機構２２によって反対向きの運動を実行する。これを考慮して、バルブ本体は図２に示される位置から図１に示される位置に向かう方向に徐々に移動する。温度制御機能の特徴は、ハイグレードなオン／オフ調節であって末端位置間、すなわちそれぞれ出口チャネル５および６の一方または他方の方向に実質的に開放されたかまたは閉じられたか、の高速運動を備えるものとして選択されるか、あるいは、操作過程の主要部分の間、出口チャネルの一方または他方の方向への開口部領域を徐々に変動させる末端位置間の中間位置にバルブが位置するハイグレードな連続調節の形式で選択されるか、のいずれかで選択され得る。
【００１４】
上述の復帰運動、すなわちサーモスタット本体２４への軸２３の引き戻しは、サーモスタット本体のワックスが冷却し、そして上述の圧力スプリング３０によって選択した制限温度に到達した場合、図１の末端位置の方向にバルブ本体の移動によって提供される。バルブ本体１２およびケーシング壁２７のようにホルダの同一側で、スイッチオーバ機構２２を位置付けることによって、全体のバルブ長が制限されることを追加的に保証する。
【００１５】
本発明は上述および図示された実施態様に限定されないが、添付の特許請求の範囲内で変化し得る。例えば、エッジ断面形式を備えるサーモスタットバルブを設計することは原理的に可能である。さらにスイッチオーバ機構は別の温度検出形式であり得る。より小さな螺旋バネ３４は原理的には、排除されても良い。
【００１６】
本発明は、好適な実施態様および添付図面を参照することによって下記にさらに記述され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、部分的に破断された長手軸断面を備え、第１の末端位置で、好適な実施態様による本発明に従ったサーモスタットバルブを示す図である。
【図２】 図２は、同様な部分的に破断された長手軸断面で、第２の末端位置で、サーモスタットバルブを示す図である。
【図３】 図３は、サーモスタットバルブの末端部を示す図である。
【図４】 図４は、サーモスタットバルブの反対側末端部を示す図である。

Claims (4)

1. 内燃機関において冷却剤流を導くためのサーモスタットバルブ（１）であって、第１バルブシート（１８）を含む第１チャネル（４）、第２チャネル（５）、および第３チャネル（６）を含み、
   該第１、第２および第３のチャネル（４、５、６）は、バルブチャンバ（２）と流体連絡しており、
   該サーモスタットバルブ（１）は、該バルブチャンバ（２）内の固定位置で該サーモスタットバルブ（１）を取り付けるために適合された外部装着部材（８）を含むバルブホルダ（７）を備え、
   該バルブホルダ（７）は、該第２チャネル（５）に面するバルブホルダ開口部を含み、そして第２バルブシート（２０）を含み、
   該第１チャネル（４）に面する第１開口部（１４）を含む第１末端および該第２チャネル（５）に面する第２開口部（１５）を含む第２末端を含む管状バルブ本体（１２）を含み、
   該管状バルブ本体（１２）は、第１末端位置と第２末端位置との間でバルブ軸（１６）に沿って該バルブホルダ（７）に対して可動に取り付けられており、
   該第１末端位置では、該管状バルブ本体（１２）は、該第１バルブシート（１８）を押すことにより該第１および第２チャネル（４、５）が流体連絡し、そして該第１および第３チャネル（４、６）が流体連絡せず、
   該第２末端位置では、該管状バルブ本体（１２）は、該第２バルブシート（２０）を押すことにより該第１および第２チャネル（４、５）が流体連絡せず、そして該第１および第３チャネル（４、６）が流体連絡しており、
   該サーモスタットバルブ（１）は、該第１位置と第２位置との間で該管状バルブ本体（１２）を移動させるための、感温性スイッチオーバ機構（２２）を含み、
   該バルブホルダ（７）は、該第２バルブシート（２０）から間隔を置いた位置で該管状バルブ本体（１２）に取り付けられるように、軸方向に該第１チャネル（４）に向かう方向にかつ半径内向きに該外部装着部材（８）から延びる周辺ケーシング壁（２７）および閉じた末端壁部分（２１）をさらに含み、それにより、該管状バルブ本体（１２）が、該第２末端位置にあるときに、該閉じた末端壁部分（２１）は、該管状バルブ本体（１２）の該第２開口部（１５）を閉じ、ここで、該周辺ケーシング壁（２７）が、該管状バルブ本体（１２）の、該周辺ケーシング壁（２７）に関する滑り運動を可能にする一方で、該周辺ケーシング壁（２７）を該管状バルブ本体（１２）に対してシールするためのシール部材（２８）を有する、
   サーモスタットバルブ。
2. 前記バルブホルダ開口部が、前記バルブホルダ（７）の前記閉じた末端壁部分（２１）のまわりに半径方向に延び、そして該バルブホルダ開口部を架橋してその上に該閉じた末端壁部分（２１）を支持する複数のブリッジ部材（２６）を含む、請求項１に記載のサーモスタットバルブ。
3. 前記周辺ケーシング壁（２７）が、前記管状バルブ本体（１２）についての末端開口部を規定する前記外部装着部材（８）から遠位にある末端部分を有し、そして前記シール部材（２８）が、該周辺ケーシング壁（２７）の該末端部分に配置される、請求項１に記載のサーモスタットバルブ。
4. 前記第１および前記第２チャネル（４、５）が、軸方向に前記バルブチャンバ（２）と連絡しており、そして前記第３チャネル（６）が半径方向に該バルブチャンバ（２）と連絡している、請求項１に記載のサーモスタットバルブ。

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