JP4523604B2 - サーモスタット弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１に記載のサーモスタット弁装置に関するものである。

内燃機関の冷却回路にサーモスタットを配置することは知られている。サーモスタットは、エンジンからラジエータを通るクーラント通路、またはバイパスへ向かうクーラント通路を開放する。後者の場合、クーラントはラジエータにおいて冷却されない。このことは、例えば、内燃機関の暖気周期における場合に該当する。露出タイプのサーモスタットは公知の手法で温度に応じて作動する。クーラントが所定の温度に到達すると、サーモスタットはラジエータへの通路を開放すると共に、バイパスを閉鎖する。

従来のサーモスタット弁は、保持用クリップを両側に有するカップ形の保持用プレートを包含する。上側保持用クリップは、伸縮エレメントのための受台を受容する役目を果たす。伸縮エレメントは、ゴム製シールにより被覆された金属製弁ディスク内に配置されている。弁ディスクは、保持用プレート内の弁座と協働する。下側の保持用クリップは、弁ディスクに押当たって支持するバネのための受台である。追加の弁ディスクが伸縮エレメントの下側に固定されており、追加の弁ディスクは、伸縮エレメントと一緒に軸方向に移動すると共に、第二の圧縮バネにより付勢される。これら弁ディスクがバイパス弁を形成する。主弁とバイパス弁とは、互いに反対の方向に移動する。すなわち、主弁が閉鎖されるとバイパス弁が開放し、主弁が開放するとバイパス弁が閉鎖される。第二の圧縮バネは、温度が更に上昇してバイパス弁が閉じられたときに伸縮エレメントが過剰に移動するのを吸収する役目を果たす。

従来の構造についての欠点は、一方では、上側保持用クリップによって大きい流れ抵抗が生じることであり、他方では、保持用プレートが比較的大きい直径を有することである。

本発明の目的は、フロー条件を改善すると共に装置の直径を縮小することのできる、内燃機関の冷却回路のためのサーモスタット弁を提供することである。さらに、サーモスタット弁装置をプラスチック部品から製造することを目的とする。

この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成される。

本発明によるサーモスタット弁装置においては、主弁座は円錐形座面から形成されている。ハウジングは、通常どおり冷却回路における管接続の一部である。本発明による弁装置では、弁座はカバーの形に形成されていてもよく、残りの部分を収容するハウジングにねじ留めされていても、あるいはハウジングと密封連結されていてもよい。

本発明によれば、更に、主弁部材が、軸方向に間隔をあけたピストン型バイパス弁部材と共に、一つの弁ユニットを形成する。従って、主弁またはバイパス弁を開放するために弁ユニットはハウジング内で軸方向に調整できるように構成される必要がある。弁ユニットは伸縮エレメントを受容し、それにより、伸縮エレメントが軸方向の一方向において固定され、伸縮エレメントの更なるセクションがハウジングの受台によって支持されるようにする。すでに述べたように、主弁座がカバーまたはカバー状の形に形成されている場合には、受台も同様のカバーの形、例えば、カバーのカバーセクションの内部と同じ形にするのが好ましい。それゆえ、伸縮エレメントが伸張するときに、主弁は開放し、バイパス弁は閉鎖する。この目的のために、バイパス弁部材はピストン形状であって、ハウジングに固定配置された案内コンポーネントの中空円筒形セクションと協働する。従って、弁ユニットは案内コンポーネントに対して軸方向に調整する必要があり、弁ユニットおよび案内コンポーネントの停止部は、これら弁ユニットと案内コンポーネントとが互いに遠ざかる運動が制限されるように、協働する必要がある。これが必要であるのは、弁ユニットを案内コンポーネントから遠ざかる方向に付勢する弁バネが両部分の間に配置されているからである。

弁バネおよび伸縮エレメントを別にして、プラスチックから作ることのできる露出コンポーネントは、ハウジングに挿入される前に適切な仕方で予備組立されていてもよい。故障の場合、本発明によるサーモスタット弁装置を容易に取外して、別のものと取替えることができる。本発明による弁装置の製造コストは低い。さらに、弁装置は小さい構造スペースしか必要としない。また、この弁装置は流線形であるので、無用な流れ抵抗が無い。バイパス弁部材は、固定された弁座を支持せず、案内コンポーネントの中空円筒形セクション内を限られた仕方で自由に移動できるので、バイパス弁部材のための第二のバネを必要としない。伸縮エレメントの過剰な移動（ｏｖｅｒｔｒａｖｅｌ）は、ピストン型バイパス弁部材を軸方向に調整することによって容易に吸収される。バイパス弁の領域におけるシールは特別に良質である必要はないので、ピストン型バイパス弁部材が中空円筒形セクション内をスムーズに案内されれば十分である。

本発明の一実施例によれば、主弁部材は、互いに連結される二つの同軸プレートを包含し、両プレートの間で、主弁座の円錐形座面に係合する封止用リングを受容する。サーモスタットのための主弁は耐密に閉鎖する必要がある。プラスチック対プラスチックまたは金属対金属の装置はこの要件を満たさない。そのため、この実施例では封止用リングまたは封止用ディスクが設けられている。封止用リングを間に受容する二つのプレートまたはディスクは適切な仕方で互いに連結される。例えば、一方のプレートのピンを他方のプレートの対応する穴に差込むスナップイン方式でこれらプレートを互いに連結してもよい。

本発明の更なる実施例によれば、伸縮エレメントは、主弁座に対面する端部に半径方向フランジを有するシャフトを包含する。半径方向フランジは、該フランジに対面するプレートの相補形状の凹部に受容されるようになっている。予備組立ての間には、伸縮エレメントを主弁部材に挿入することのみが要求され、伸縮エレメントの軸方向シャフトの最大長さ部分は、主弁部材と、この主弁部材に連結されたバイパス弁部材との間の領域内に位置している。両方の部材の連結は、本発明の更なる実施例によれば、一種のケージを形成する軸方向に平行な複数の突起を介して行うのが有利である。

本発明の更なる実施例によれば、案内コンポーネントは、中空円筒形セクション内に延びる少なくとも一つの軸方向に平行なグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）を包含している。このグルーブは、ピストン型バイパス弁部材に対面する端部に、側方に向かって開放した開放セクションを有する。ピストン型バイパス弁部材は、グルーブの横方向セクションを介してバヨネット方式でグルーブに導入してあってよい半径方向ラグを包含する。このようにして、主弁部材とバイパス弁部材とから形成された弁ユニットは全体として案内され、同時に、これら二つの部分が互いに遠ざかる運動は制限される。なお、本発明の更なる実施例では、案内コンポーネントは、周方向において間隔をあけていて軸方向に平行な複数のアタッチメントまたはアームを包含しており、これらアームのそれぞれには一つの案内グルーブが形成されている。ここで理解されるのは、ピストン型バイパス弁部材が、案内グルーブと協働する、対応した数の半径方向の突起および／またはラグをを対応した配置で有することである。

案内コンポーネントはハウジング内の適切な表面で支持されている。本発明の一実施例によれば、この表面は、前記案内コンポーネントをハウジング内で心出しするために、案内コンポーネントの環状リブまたは同様のものと協働する環状グルーブを備えている。

以下、本発明の一実施例を図面に則して詳細に説明する。
図１から分かるように、プラスチックから形成された一体部材エレメント１０が、第一の締付プレート１２およびピストン形弁部材１４とを含んでいる。ピストン形弁部材１４は、軸方向に平行なウェブ１６を介して第一の締付プレート１２に連結されている。円錐形の第二の締付プレート１８には、凹部２０が連続的に形成されており、この凹部２０は締付プレート１８の下側に形成され（図３）ると共に、軸線に対して同心に円をなして配置されている。締付プレート１２は、凹部２０に係合すべく形成および配置された締付ピン２２を含んでいる。凹部２０および締付ピン２２は、個々に詳細に図示されていないスナップ連結部を形成している。これら凹部２０および締付ピン２２は溶接などによって互いに連結されていてもよい。円形断面のビード２６を周囲に有する封止用リング２４が、この連結によってプレート１２、１８の間に配置されて締付けられている。詳細に後述するように、ビード２６はプレート１２、１８をわずかに越えて外側に突出している。

図３から分かるように、周知の構造の伸縮エレメント２８は、ユニット１０、封止用リング２４および締付プレート１２、１８からなる組立てられた部分によって受容される。締付プレート１８には、伸縮エレメント２８の上側半径方向フランジ３２を受容する円形凹部３０が形成されている。伸縮エレメント２８の細長いシャフトは、封止用リング２４の中心開口を通って突起１６の間の領域における下側プレート１２内に延びている。

案内コンポーネント３６が、下端に半径方向フランジ４０を備えた円筒形セクション３８を包含する。フランジ４０とは反対側の端部には、軸方向に平行に延びる三つのアーム４２が円筒形セクション３８に形成されている。図１および図３から分かるように、アーム４２のそれぞれの内面には、軸方向に平行な一つのグルーブ４４が形成されている。これらグルーブ４４は、側方に向かって開放した開放セクション４６をアーム４２の自由端領域に備えている。ピストン形弁部材１４の直径は、円筒形セクション３８の内径にほぼ相当する。図から分かるように、グルーブ４４も円筒形セクション３８内に延びている。図１および図３において、ピストン型バイパス弁部材１４は半径方向ラグ４４を含んでいる。

これらラグは、グルーブ４４によって概ね適切に受容されるように形成されて配置されている。これにより、ラグ４８はグルーブ４４に進入し、横方向セクション４８に対して保持され、それにより、ラグ４８は案内コンポーネントとユニット１０との相対回転によってグルーブ４４の上端に進入するようになる。その結果、図１に示されるコンポーネントは互いに連結されるようになる。ユニット１０が案内コンポーネント３６に連結される前に、弁バネ５０がそれらの間に配置される。弁バネは、一方においてフランジ４０で支持され、他方においてプレート１２で支持されている。

図１から図３に示されるユニットは、図２および図３に従って組立てられ、図４に従って弁ハウジング６０内に取付けられている。弁ハウジング６０は、下側ハウジング部分６２とカバー部分６４とにより形成される。カバー部分６４は、図示されていないが、その上端が公知の仕方で内燃機関（図示されていない）のラジエータ（図示されていない）に通ずる管に連結されている。クーラントの流れは矢印６６で表されている。適切な仕方で下側ハウジング部分６２に密封連結されたカバー部分６４には、円錐形弁座６８が形成されている。その座面は封止用リング２４の封止用ビード２６と協働する。

下側ハウジング部分６２には、環状支持面を有する環状ベース７０が形成されており、環状支持面には、断面が三角形の環状グルーブ７７が形成されている。特に図３から分かるように、フランジ４０の下側には、断面が三角形の環状リブ７６が形成されている。環状リブ７６は環状グルーブ７７に係合し、それにより、案内コンポーネント３６は心出しされた下側ハウジング部分６２に支持される。円筒形セクション３６の内径にほぼ相当する内径を有する環状ベース７０の内部には、矢印８２で表されているように、内燃機関の冷却系のバイパス（図示されていない）から流入するクーラントのための横方向入口８０が設けられている。矢印８８で表されているように、クーラントをクーラントポンプへと迂回させるために、更なる出口８４が下側ハウジング部分６２のチャンバ８６に連結されている。

図２および図３に従ってユニットを組立てるときに、カバー部分６４を取外して前記ユニットを下側ハウジング部分６２に挿入すると、案内コンポーネント３６は環状ベース７０の環状表面で支持され、環状リブ７６は環状グルーブ７７に食込むようになる。続いて、カバー部分６４を位置決めして下側ハウジング部分６２に密封連結すると、軸方向圧力が座面６８を介して上側プレート１８に加えられ、それにより、バネ５０が付勢されるようになる。弁装置は、バイパス弁部材であるピストン形弁部材１４が円筒形セクション３６の外側に位置するようになる。その結果、バイパス弁は開放し、内燃機関から流入するクーラントは、矢印８２のように開放したバイパス弁を通ってチャンバ８６に流れ込み、出口８４を通って矢印８８のようにクーラントポンプへと流れていく。クーラント、例えばエンジンクーラントの温度が上昇すると、カバー部分６４における受台９２に上側セクション９０と共に協働する伸縮エレメント２８は伸張し、その結果、プレート１８、１２および封止用リング２４を押下げて、主弁座６８との係合を外させる。同時に、ピストン型バイパス弁部材１４が円筒形セクション３６に突っ込むことにより、バイパス弁は閉鎖される。

装置をハウジング６０内に据付けることにより、バネ５０がカバー部分６４によってわずかに圧縮されるので、案内コンポーネント３６のアーム４２はバネ５０の力から解放される。それにもかかわらず、案内コンポーネントとユニット１０の間でねじりロックは達成される。

特に図４から分かるように、流れ抵抗を増大させることなしに、サーモスタット全体の直径を縮小できる流線形の装置を製作できる。

本発明によるサーモスタット弁装置のために予備組立てされうるユニットの展開図である。 図１に示す部品アセンブリの側面図である。 図２の線３−３における断面図である。 図１から図３に示すユニットのハウジング内の配置の斜視図である。

Claims (9)

1. 内燃機関の冷却回路のためのサーモスタット弁装置であって、主弁の主弁部材がハウジング内に移動可能に取付けられており、前記主弁部材はバネによって主弁座に押付けられるようになっており、バイパス弁のバイパス弁部材が前記ハウジング内でバイパス弁座と協働するようにさらに設けられており、伸縮エレメント（ＤＷＥ）の第一のセクションが前記ハウジングに固定された受台と協働し、前記伸縮エレメントの第二のセクションが前記主弁部材および前記バイパス弁部材と協働し、それにより、前記内燃機関の前記冷却回路をラジエータまたはバイパスによって形成するために前記主弁または前記バイパス弁が選択的に開閉されるようになっている、サーモスタット弁装置において、
   前記主弁座（６８）が前記ハウジング（６０、６４）内で円錐形座面から形成されており、前記主弁部材が、軸方向に間隔をあけたピストン型バイパス弁部材（１４）と共に弁ユニットを形成しており、該弁ユニットは伸縮エレメントを軸方向凹部において一方向に固定されるように受容し、前記伸縮エレメント（２８）の他端が前記ハウジング（６０、６４）の受台（９２）によって支持されており、前記弁ユニットは案内コンポーネント（３６）によって軸方向に変位可能に案内されており、前記案内コンポーネントは前記ハウジング（６０、６２）内で軸方向に支持されており、弁バネ（５０）が前記弁ユニットと案内コンポーネント（３６）の間で作動するようになっており、前記弁バネは前記弁ユニットを前記主弁座（６８）の方向に付勢しており、前記弁ユニットと前記案内コンポーネント（３６）とは協働する停止部を具備しており、この停止部によって両部分が互いに遠ざかる運動が制限されており、前記ピストン型バイパス弁部材（１４）は前記案内コンポーネント（３６）の中空円筒形セクション（３８）と協働しており、
   前記案内コンポーネント（３６）が、中空円筒形セクション（３８）内に延びる少なくとも一つの軸方向に平行なグルーブ（４４）を含んでおり、このグルーブは側方に向かって開放した開放セクション（４６）を前記ピストン型バイパス弁部材（１４）に対面する端部に有しており、前記ピストン型バイパス弁部材（１４）は、前記グルーブ（４４）の横方向セクション（４６）を介してバヨネット連結方式で前記グルーブに導びかれる半径方向ラグ（４８）を含むことを特徴とするサーモスタット弁装置。
2. 前記主弁部材が、互いに連結される二つの同軸プレート（１２、１８）を具備し、これらプレートは、前記主弁座の円錐形座面（６８）と係合する封止用リング（２４）をこれらプレートの間で受容することを特徴とする、請求項１に記載のサーモスタット弁装置。
3. 前記プレート（１２、１８）が、スナップ嵌め用ピン（２２）およびスナップ嵌め用ホール（２０）などによって互いに連結されることを特徴とする、請求項２に記載のサーモスタット弁装置。
4. 前記伸縮エレメント（２８）が、前記主弁座（６８）に対面する端部に半径方向フランジ（３２）を有するシャフトを具備しており、前記フランジが、該フランジに対面するプレート（１８）の相補形状の凹部（３０）に受容されるようになっていることを特徴とする、請求項２または３に記載のサーモスタット弁装置。
5. 前記主弁部材が、軸方向に平行な複数の突起（１６）を介してピストン型バイパス弁部材（１４）に連結されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載のサーモスタット弁装置。
6. 前記ピストン型バイパス弁部材（１４）に対面するプレート（１２）が、突起（１６）を介して前記ピストン形弁部材と連結されており、前記プレートは前記ピストン型バイパス弁部材と一緒に一体型コンポーネント（１０）を形成することを特徴とする、請求項２または５に記載のサーモスタット弁装置。
7. 前記案内コンポーネント（３６）が、周方向に互いに間隔をあけていて軸方向に平行な複数のアーム（４２）を含んでおり、これらアームのそれぞれに一つの案内グルーブ（４４）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のサーモスタット弁装置。
8. 前記案内コンポーネント（３６）は、前記弁バネ（５０）が支持される半径方向フランジ（４０）を包含することを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のサーモスタット弁装置。
9. 前記案内コンポーネント（３６）は、前記ハウジング内で前記案内コンポーネント（３６）の支持面に対面する端部において突起または環状リブ（７６）を包含しており、これら突起または環状リブは前記案内コンポーネント（３６）のための支持面における環状グルーブ（７７）と協働することを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のサーモスタット弁装置。

Images