JPH06207685A - 内燃機関の冷却剤を循環するための電気的に加熱可能なサーモスタット弁 - Google Patents

内燃機関の冷却剤を循環するための電気的に加熱可能なサーモスタット弁

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JPH06207685A
JPH06207685A JP5252933A JP25293393A JPH06207685A JP H06207685 A JPH06207685 A JP H06207685A JP 5252933 A JP5252933 A JP 5252933A JP 25293393 A JP25293393 A JP 25293393A JP H06207685 A JPH06207685 A JP H06207685A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関の冷却剤を循環するための電気的に
加熱可能なサーモスタット弁に関し、高い駆動安全性を
有するサーモスタット弁の提供を目的とする。 【構成】 冷却剤が低温のときに冷却剤の流路を阻止す
る主弁と、他の流路を開くバイパス弁と備え、これら各
弁の部材が、サーモスタット作動部材１０によって共通
に制御されるサーモスタット弁において、上記作動部材
のハウジング１７内の作動ピストン１８と反対に位置す
る端部が固定保持されており、この作動部材に電気的な
加熱素子３７が備えられる。この作動ピストンには主弁
の弁部材１３’とバイパス弁の弁部材１５’とが結合さ
れており、主弁の弁部材には、主弁が閉鎖位置のとき
に、作動部材のハウジング又はそのホルダ１９’と共に
冷却剤の流通を阻止するように、密封部２０’，２２が
形成され、作動部材のハウジングを露出させる開放した
ケージを介して作動ピストンと結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーモスタット弁に関
し、詳しくは、冷却剤が低温のときに冷却剤の流路を阻
止する主弁と、冷却剤が低温のときに冷却剤の流路を開
くバイパス弁とを有し、これら各弁の部材が、サーモス
タットとして作動する部材により、サーモスタット弁の
ハウジング内で相対する弁に対して共通に調節され、且
つサーモスタット作動部材の作動位置が当該弁のハウジ
ング内に与えられて、主弁が閉鎖されているときでも冷
却剤の流路内に配置され、この作動部材のハウジングが
伸長材と伸長材の温度に関連する体積とに応じて調節可
能な作動ピストンを有するようなサーモスタット弁に関
する。
【０００２】
【従来の技術】サーモスタット弁は、通常、主弁の弁部
材とバイパス弁の弁部材とがサーモスタットとして作動
する部材のハウジングに取り付けられて構成される。こ
のサーモスタット作動部材における作動ピストンは固定
保持されているので、伸長材が温度に応じて体積変化し
た場合、弁部材を有するハウジングは、固定保持された
作動ピストンに対して移動する。この種のサーモスタッ
ト弁の制御特性を改善するために、サーモスタット作動
部材のハウジング内に、つまり伸長材の内部に発熱用の
抵抗器を有するホットプラグを配置することが知られて
いる（ドイツ公開特許第３０１８６８２号）。この発熱
用の抵抗器への電気エネルギの供給は、固定式の作動ピ
ストンを通る導線を通して行われる。
【０００３】また、サーモスタット弁の代わりに、サー
ボモータによって制御可能な弁を設けることも知られて
いる（ドイツ公開特許第３７０５２３２号）。この実施
例において、サーボモータがサーモスタット作動部材で
あって、そのハウジングがサーモスタット弁のハウジン
グの外部に固定配置されている。弁ハウジング内部にあ
る作動ピストンには、サーモスタット弁において公知な
主弁皿とバイパス弁皿とを支持する部材が設けられてい
る。サーボモータとして用いられるサーモスタット作動
部材のハウジングは、エンジンへ至る冷却剤パイプに対
して横方向に延びており、冷却剤パイプは弁ハウジング
の回りを回るように案内されている。このパイプから作
動部材のハウジングが突出しており、且つこの領域にお
いて加熱素子により包囲されている。
【０００４】サーモスタット作動部材の作動ピストンに
弁皿が設けられている制御弁も知られている（米国特許
第４６８５６５１号）。この種の構造において、サーモ
スタット作動部材のハウジングは、制御すべき媒体が流
れる領域の外部に固定配置されている。ハウジングの内
部には発熱用の抵抗器が配置されており、この抵抗器は
導線を介して電気的エネルギが供給されている。この導
線は作動部材のハウジングの作動ピストンと対向する側
の床を貫通して案内されている。この実施例において、
作動部材のハウジングが他の流路内に埋め込まれるの
で、この液体の温度を用いて作動ピストンの位置を検出
することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高い
駆動安全性を特徴とする、冒頭で述べた種類のサーモス
タット弁を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、作動部材の
ハウジング内の作動ピストンと反対の側の端部を固定保
持し、且つ作動部材内に電気的加熱素子を設けること、
更に、作動ピストンを主弁の弁部材及びバイパス弁の弁
部材と結合するが、その場合、主弁の弁部材がその閉鎖
位置であっても作動部材のハウジング又はそのホルダと
共に流体の流路を阻止する密封部を形成すると共に、作
動部材のハウジングを露出する開放したケージを介して
作動ピストンと結合することにより解決される。
【０００７】
【作用】本発明は、加熱素子とその電源線についてその
配置構成を考慮し、上記作動ピストンとサーモスタット
作動部材のハウジングとの間の密封性が影響されないよ
うに維持すること、すなわち、作動ピストン内を通して
導線を案内する必要性がなく、且つ作動ピストン自体が
加熱されることがないように加熱素子とその電源線を配
置することにより、高い駆動安全性が達成されるという
技術思想に基づいている。したがって、作動部材のハウ
ジングが固定配置され、これにより加熱素子がハウジン
グに直接的に与えられて、電源回路を通して給電され
る。その結果、作動ピストンと作動部材のハウジングと
の間の密封性を形成することができ、かつその機能が加
熱素子又は電源線により損なわれることがない。しかも
主弁の弁部材の構成により、作動部材のハウジングは内
燃機関の始動の際に冷たい冷却剤の流路内にあるので、
サーモスタット弁は、この冷却剤が温まると自動的に弁
を開放することができるとともに、サーモスタット弁に
おいて一般的な温度制御が実行される。加熱素子によ
り、この制御以外の制御量を重畳させることができる。
本発明の他の特徴及び利点は、以下に示す添付図面に基
づいた実施例の説明から明かにされるであろう。
【０００８】
【実施例】図１に示すサーモスタット弁は、２つの部材
で構成された弁ハウジング１１，１２内に配置されたサ
ーモスタット作動部材１０を備えている。
【０００９】サーモスタット作動部材１０は、弁皿１３
と弁座１４とを備えて構成された主弁と、弁皿１５とバ
イパス開口部１６とを備えて構成されたバイパス弁とを
制御する。
【００１０】本発明に係るサーモスタット弁と従来のサ
ーモスタット弁との原理的な差異は、作動部材１０のハ
ウジング１７が弁ハウジングの部材１２に固定保持され
ており、その作動ピストン（図１では図示せず）が可動
式で、且つ弁皿１３，１５と結合されることにある。サ
ーモスタット作動部材１０のハウジング１７は、ホルダ
１９によって保持されており、このホルダは、ハウジン
グ１７における作動ピストンが出て行く側と反対側の端
部をキャップ状に包囲している。キャップ状のホルダ１
９は弁ハウジングの部分１２に支持される。ホルダは好
ましくはプラスチックで形成される。キャップ状のホル
ダ１９は、好ましくは同様にプラスチックから形成され
た弁ハウジングの部分１２に射出成形で一体形成される
ことにより密な結合が保証される。
【００１１】主弁の弁皿１３には断面がポット状の中央
領域が設けられており、その中にサーモスタット作動部
材１０が配置される。ポット状の領域には弁皿に連続す
る閉鎖された円筒状の部分が設けられており、この部分
は主弁の閉鎖位置においてホルダ１９と共に密封部を形
成する。そのために、ホルダ１９には環状溝２１が形成
されており、この環状溝内に密封リング２２が挿入され
る。リング２０に連続する領域は、ほぼ軸方向のウエブ
２３から形成されているので、サーモスタット作動部材
１０のハウジング１７がこの領域にて露出しており、ハ
ウジングは、主弁が閉鎖されているとき、スリーブ２４
とバイパス開口部１６との間を流れる冷却剤の流路内に
位置する。ウエブ２３はプレート状の床２５を保持し、
作動部材１０のハウジング１７から出た作動ピストンが
この床に作用する。作動部材１０における作動ピストン
の軸方向延長上にはボルト２６が設けられており、この
ボルト上に滑りガイドによりバイパス弁の弁皿１５が取
り付けられている。弁皿１５はバネ２７によって付勢さ
れる。このバネ２７が弁皿１５をボルト２６の固定ディ
スク２８に押圧することにより、この固定ディスクがフ
ランジ２９によりボルト２６に保持される。
【００１２】主弁の弁皿１３は、閉鎖バネ３０によって
付勢されており、実施例において閉鎖バネは、弁ハウジ
ングの部材１１に支持される。しかし、別の実施例にお
いては、サーモスタット作動部材１０がホルダ１９によ
って取り付けられている弁ハウジングの部材１２には、
図中下方へ突出するアームが取り付けられており、この
アームが閉鎖バネ用のバネ皿を収容する。この場合、部
材１２は、サーモスタット弁全体と共に予め組み立てら
れ、且つその形状で機能を検査することのできる構成ユ
ニットとして形成されている。
【００１３】図１に示すサーモスタット弁は、例えばス
リーブ２４を介してエンジンからの冷却剤が流入して、
その冷却剤がバイパス開口部１６を介して直接エンジン
に戻るか、あるいは部材１２のスリーブ３１を介してま
ずクーラーへ流れ、そこから再びエンジンへ供給される
ように配置されている。エンジンが始動されたときには
冷却剤がまだ冷えているので、スリーブ２４を介して供
給される冷却剤はバイパススリーブ１６を介して直接エ
ンジンに戻される。この冷却剤の流路内にはサーモスタ
ット作動部材のハウジング１７が位置している。伸長
材、特にワックスが調節された設定温度になると、サー
モスタット作動部材１０の作動ピストンが出て行き、こ
れにより主弁が徐々に開放され、同時にバイパス弁が徐
々に閉鎖される。その後、駆動温度になると、冷却剤は
全てスリーブ２４からスリーブ３１に送られ、エンジン
から来る冷却剤が全てクーラーを通してエンジンに戻さ
れる。勿論、図１に示すサーモスタット弁をクーラーの
循環路内に配置することも可能であり、それにより幾分
異なる冷却剤ガイドが得られる。しかし、いずれの場合
においてもサーモスタット作動部材のハウジング１７は
冷却剤の流路内に位置されることが保証され、冷却剤の
流路内でまず冷たい冷却剤が循環される。
【００１４】図２により後で詳細に説明されるように、
サーモスタット作動部材のハウジング１７には電気的な
加熱装置が設けられているので、伸長材は冷却剤の温度
とは関係なく加熱され、作動ピストンを作動するように
移動させる。その際、主弁とバイパス弁とを操作し、こ
れらを冷却剤の瞬間的な温度に対応しない位置に移動さ
せる。ハウジング１７の内部又はハウジング１７の外部
に取り付けることができるハウジング１７に付属した加
熱部材は、ホルダ１９内を通る電気供給線を介して給電
される。図１に示したように、ホルダ１９は、プラグ３
３の収容部として外部にも形成されている。電気供給線
はこの収容部３２内で接点端子の形状で終了している。
【００１５】図２には、サーモスタット作動部材と、機
能は同様であるが構造的に幾分異なる弁部材の断面とが
示されている。サーモスタット作動部材のハウジング１
７は、例えば真鍮等の金属で形成される。ハウジングは
その内部に、例えばワックス混合物等の伸長材が収容さ
れている。更に、その内部に作動ピストン１８が突出し
ており、この作動ピストンはハウジング１７を閉鎖する
ガイド挿入片３５内で案内されている。このガイド挿入
片３５はフランジ結合によって保持されている。作動ピ
ストン１８はポケット状のメンブレン３６によって囲ま
れており、メンブレンは、ガイド挿入片３５によりハウ
ジングの座部に保持される。このポケット状のメンブレ
ン３６は、ハウジング１７の内部空間を確実に密封する
ためのものであると同時に、作動ピストンの移動を可能
にする。
【００１６】ハウジング１７の内部、すなわち伸長材内
には電気的な加熱素子３７としてＰＴＣ抵抗器が配置さ
れており、この抵抗器は、所定の温度に達するまで発熱
したときに抵抗が増大するので、それ以上の電流を実質
的に阻止する。加熱素子３７は、挿入片３８によって保
持されており、挿入片内には供給線３９，４０が密封さ
れて配置される。挿入片３８は保持リング４１によって
保持され、保持リングはフランジ端縁によってハウジン
グ１７に固定される。
【００１７】図２から明らかなように、キャップ状のホ
ルダ１９’が、ハウジング１７における加熱素子３７が
配置されている領域を被覆している。ホルダ１９’とハ
ウジング１７との間には、例えば接着剤等のシール手段
が施されている。このホルダ１９’は、横ウエブ４２に
支持されており、横上部を通して電気的供給線３９，４
０が外部に導出されている。
【００１８】図２に示す実施例において、主弁の弁皿１
３’は、ボルト２６’と一体形成されたプラスチック成
形部品として形成される。このボルト２６’はクリップ
結合によってバイパス弁の弁皿１５’を保持する。
【００１９】他の変形例において、電気的な加熱素子３
７は、キャップ状のホルダ１９’の内部ではあるが、サ
ーモスタット作動部材のハウジング１７の外部に配置さ
れており、サーモスタット作動部材が加熱素子とは無関
係にホルダ１９’に軸方向で支持されている。
【００２０】また、図２に示す実施例においては、主弁
の閉鎖バネ３０’はバネ皿４３によって保持されてお
り、バネ皿は弁ハウジングの部分１２’によって保持さ
れている。これにより、弁ハウジングの部材１２’をサ
ーモスタット作動部材と、主弁及びバイパス弁の弁皿１
５’とを共に予め組み立てられた構成ユニットとして形
成することが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、高い駆動安全性を特徴とする、冒頭で述べた
種類のサーモスタット弁が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサーモスタット弁において、サー
モスタット作動部材とそのホルダ以外を断面で示した断
面図である。
【図２】本発明に係るサーモスタット弁の他の実施例を
示した断面図である。
【符号の説明】
１０…サーモスタット作動部材 １１，１２，１２’…サーモスタット弁のハウジング １３，１３’…主弁の弁部材 １４，１４’…主弁の弁座 １５，１５’…バイパス弁の弁部材 １６…バイパス弁の弁座 １７…サーモスタット作動部材のハウジング １８…作動ピストン １９，１９’…ホルダ ２０，２０’…環状溝 ２２…シールリング ２３，２３’…ウエブ ２６，２６’…ボルト ３２…ケーブルプラグ用の収容部 ３７…加熱素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローラント ザウアー ドイツ連邦共和国，70195 シュトゥット ガルト，バウエルンバルトシュトラーセ 127

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の冷却剤を循環するための電気
    的に加熱可能なサーモスタット弁であって、 冷却剤が低温のときに該冷却剤の流路を阻止する主弁
    と、冷却剤が低温のときに該冷却剤の流路を開くバイパ
    ス弁とを具備し、これら主弁とバイパス弁の部材が、サ
    ーモスタットとして作動する部材により、サーモスタッ
    ト弁のハウジング内で相対する弁に対して共通に制御さ
    れ、且つ、該作動部材の動作位置が、該弁ハウジング内
    に与えられて、主弁が閉鎖されているときでも該冷却剤
    の流路内に配置されており、該作動部材のハウジング内
    に伸長材と該伸長材の温度に関連する体積とに従って調
    節される作動ピストンが含まれるサーモスタット弁にお
    いて、 前記作動部材（１０）のハウジング（１７）内の作動ピ
    ストン（１８）と反対側の端部が固定保持され、且つ該
    作動部材が電気的加熱素子（３７）を具備しており、該
    作動ピストンが主弁の弁部材（１３，１３’）とバイパ
    ス弁の弁部材（１５，１５’）とに結合されており、該
    主弁の弁部材が、閉鎖位置にて前記作動部材のハウジン
    グ又はそのホルダ（１９）と共に、前記冷却剤の流通を
    阻止する密封部（２０、２２）を形成し、且つ該作動部
    材のハウジングを露出させる開放したケージを介して該
    作動ピストンと結合している、 ことを特徴とするサーモスタット弁。
  2. 【請求項２】 前記作動部材（１０）のハウジング（１
    ７）内の加熱素子（３７）が配置されている領域にプラ
    スチックからなるキャップ（１９）が設けられているこ
    とを特徴とする請求項１に記載のサーモスタット弁。
  3. 【請求項３】 前記キャップが、前記作動部材（１０）
    のハウジング（１７）用のホルダ（１９，１９’）とし
    て形成されてい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。
  4. 【請求項４】 前記ハウジング（１７）の外側壁とホル
    ダ（１９，１９’）間にシール手段が設けられているこ
    とを特徴とする請求項２又は３に記載のサーモスタット
    弁。
  5. 【請求項５】 前記作動部材（１０）のハウジング（１
    ７）のホルダ（１９、１９’）が、弁ハウジングに射出
    成形されたプラスチック構成部品の一部（１２）である
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載
    のサーモスタット弁。
  6. 【請求項６】 前記ハウジング（１７）用のホルダ（１
    ９）が弁ハウジング（１２）から突出し、ケーブルプラ
    グ（３３）用の収容部（３２）として形成されているこ
    とを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
    サーモスタット弁。
  7. 【請求項７】 前記主弁の弁部材が弁皿（１３，１
    ３’）として形成されており、該弁皿に略ポット状の中
    央領域が設けられており、該領域には前記弁皿に連続す
    る閉鎖された端縁部分（２０）と、前記作動ピストン
    （１７）に付随する床（２５，２５’）とが設けられて
    おり、該床と端縁部分（２０、２０’）とがウエブ（２
    ３’）によって結合されている、ことを特徴とする請求
    項１乃至６のいずれか１項に記載のサーモスタット弁。
  8. 【請求項８】 前記弁皿（１３，１３’）の床（２５，
    ２５’）に、前記作動部材（１０）の作動ピストン（１
    ８）に対して同軸のボルト（２６，２６’）が設けられ
    ており、該ボルトがバイパス弁の弁部材（１５，１
    ５’）を支持する、ことを特徴とする請求項７に記載の
    サーモスタット弁。
  9. 【請求項９】 前記主弁の弁部材（１３’）が、プラス
    チック一体成形部品であることを特徴とする請求項７又
    は８に記載のサーモスタット弁。
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