JPH06294478A - ゴム・シール直状管とゴム・シール・バッグ 構成のサーモ・アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は長寿命のサーモ・エレメント
を得るにある。 【構成】 ゴム・シール直状管は頭部，胴体部，及びス
カート部からなり，頭部は内面に作動ロッドの溝に係合
する凸状リブを設けて作動ロッドから離れぬ様にし，胴
体部は内面に複数の凹状溝を設けて，自由状態では直状
体であるが圧縮されると蛇腹になり，スカート部はガイ
ド部材の上端面に固定されると共に，該ガイド部材の下
端面にフランジ部とバッグ部からなる弾性シール・バッ
グを気密に係合し，更にガイド部材とシール・バッグの
接合面間に軸封シール機構を装着し，これ等を一体にし
てワックスを充填する感熱シリンダ内に挿入圧着して構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動車エンジンの冷却水
の温度を制御するワックス型サーモスタット用サーモ・
アクチユエータ及びその他一般用のサーモ・アクチュエ
ータに関す。

【０００２】

【従来の技術】ワックス型サーモスタットはエンジン冷
却水の温度が適温を超えて上昇すると，感熱シリンダ内
に充満するワックスは溶融膨張してその体積を増す。従
って，行き場の無い溶融ワックスはバネ荷重に抗して圧
力を上げ，ゴム・シール・スプールで直接ロッドを絞り
上げ，弁を開いて水温を下げ，又，適温以下ではワック
スは凝固収縮してバネ荷重により弁を閉ざす。

【０００３】弁の開閉は微細な鋳砂，錆，水垢，油，不
凍液でヘドロ状になる冷却水中で常時行われるので，サ
ーモスタットの弁の開閉時に相対的に摺動するガイド部
材間の軸封シールがサーモスタットの寿命を制す。

【０００４】

【発明が解決しょうとする課題】これ迄，自動車エンジ
ンの冷却水の温度を制御するワックス型サーモスタット
のメーカ保証は１年，２万ｋｍだったのが一挙に５年，
１０万ｋｍに延長された今日，シール・バッキングやＯ
リング等による公知の軸封シール丈ではその保証は難し
い。これが第１の課題である。

【０００５】従来の自動車のサーモスタットの１例を示
す。弁のリフトが１０ｍｍになると溶融ワックスの圧力
は約１４０ｋｇ／ｃｍ^２にも達す。この高圧とロッド間
の磨耗に耐える為に従来は，ゴム・シール・スプールの
肉厚を約１．７ｍｍにする。然し，所要圧力１４０ｋｇ
／ｃｍ^２の内約３８ｋｇ／ｃｍ^２はゴム・シール・スプ
ールを絞る丈に消費され，この高い圧力で，スプールの
亀裂，ロット間の磨耗，膠着等のトラブルが発生し，５
年，１０万ｋｍの保証は困難である。これが第２の課題
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】後述する様に，押すと１
４ｍｍも縮んて蛇腹になる，極めて長いストロークのゴ
ム・シール直状管で、ロッドとガイド部材の摺動部を包
み込んで摺動部を冷却水から完全に遮断して，第１の課
題を解決する。

【０００７】従来の弾性シール，スプールの肉厚１．７
ｍｍを０．６ｍｍに薄くし，更にその口元がロッドに係
合する丈で，それ以外はロッドの全周域に亘りスブール
間に０．３ｍｍの空隙を設けてスプールをバッグ状に
し，その空隙に潤滑油を充満する。以後，シール・スプ
ールをシール．バッグと称す。シール・バッグ部の肉厚
は結局０．３ｍｍに超薄くなる。

【０００８】弾性シール・バッグのバッグ部の肉厚が薄
いので，ワックス圧と等価の圧力がこの潤滑油に発生す
る。従って，バネに抗してロッドを上下させるのはこの
潤滑油の圧力であって，ゴム・シール・バッグは内外均
衡な圧力の下に浮遊状態になるから，寿命は驚異的なも
のになり，第２の課題も解決する。

【０００９】ガイド部材の上端開口面に，ゴム・シール
直状管のスカート部を固定すると共に，ガイド部材の下
面に，ゴム・シール・バッグを気密に係合し，更にガイ
ド部材とシール バッグの接合面間に軸封シール機構を
装着し、これらを一体にしてワックスを充填する感熱シ
リンダ内に装入圧着してサーモ・アクチュエータは構成
される。

【００１０】ガイド部材とシール・バッグの接合面を越
えてシール・バッグ領域に入る軸封シール機構の為め，
シール・バッグの口元がシール・リップを形成する様に
なる。軸封シール機構とシール，バッグのシール・リッ
プとの相乗効果でシール・バッグ内の潤滑油の漏れは完
全に遮断される。

【００１１】若し，これが無いとゴム・シール直状管は
侵入する潤滑油のために完全な蛇腹にならない。この場
合の軸封シール機構はゴム・シール直状管により外部の
冷却水から完全に遮断されているから寿命の点に問題は
無い。

【００１２】

【実施例】第１図はロッド２の拡大図で頭部３の側面に
リング状溝４を形成する。第２図はゴム・シール直状管
５の断面拡大図で，頭部６，胴体部８，及びスカート部
１０よりなる。頭部６の内面にロッド２の溝４に係合す
る凸状リブ７を設け，胴体部８の内面に複数の凹状溝９
が形成される。

【００１３】第３図はゴム・シール直状管５の内部に，
ロッド２を装入し，そのスカート部１０及びその下端面
１１はガイド部材１３の上端部のシール・ポケット１２
内に装入され，その外周１３ａを内側に加圧して堅固に
固定される。

【００１４】第３図の状態に於いて，ゴム・シール直状
管５の頭部６を押すと胴体部８の長さＨは，第４図の様
にｈに縮んで蛇腹になる。実施例ではＨ＝１８ｍｍ，ｈ
＝４ｍｍで胴体部８は１４ｍｍ 縮む。尚，ロッド２の
外径は４．８ｍｍ，蛇腹の山数は４，胴体部８の外径は
５．６ｍｍ，凹状溝の薄い部分９ａの肉厚は０．２ｍ
ｍ，厚い部分９ｂの肉厚は０．４ｍｍである（図２）。

【００１５】第５図及び第６図は本発明のサーモ・アク
チュエータ１の断面拡大図で，前者はロッド２のリフト
がゼロの時，後者はリフトが最高の時を示す。ゴム・シ
ール直状管５の頭部６内に，ロッド２の頭部３が係合し
て互に離れぬ。

【００１６】第５図に於いて，ガイド部材１３の下端面
１６に，口元１７がロッド２に係合する丈で，それ以外
はロッド２の全周域に亘り，０．３ｍｍの空隙１８を設
けるゴム・シール・バッグ１９を気密に係合し，ロッド
２との空隙１８に潤滑油２０を充填する。そしてガイド
部材とシール・バッグの接合面間に軸封シール機構３０
を装着し，これ等を一体にしてワックスを充填する感熱
シリンダ２２内に挿入圧着する。

【００１７】軸封シール機構は２個の０−リング１５と
３個のバックアップ・リング１４からなり，これをガイ
ド部材１３とゴム・シール・バッグ１９の接合面間にま
たがって装着する。

【００１８】ガイド部材１３とシール・バッグ１９の接
合面を越えてシール・バッグの領域内に入る軸封シール
機構３０の為め，シール・バッグの口元１７がシール・
リップを形成する様になる。軸封シール機構３０とシー
ル・バッグのリップ１７の相乗効果でシール・バッグ内
の潤滑油の漏れは完全に遮断される。

【００１９】これを，所定のバネ荷重をかけ熱湯中に投
入すると，感熱シリンダ２２内に密封充満するワックス
２１は溶融膨張して体積を増すと共に圧力を増す。然
し，ゴム・シール・バッグ１９の口元１７のシール・リ
ップと軸封シール機構３０によってシール・バッグ内の
潤滑油２０は外部へ漏れない。

【００２０】従って，シール・バッグ内に充満された潤
滑油２０の圧力はワックスの呈する圧力と等価になる。
ゴム・シール・バッグ１９は内外から均等な圧力に支え
られ浮遊状態で扁平になり、バネ圧に抗するシール・バ
ッグ１９内の潤滑油２０の圧力で，ロッド２は直接押し
上げられる（第６図）。

【００２１】温度が下がるとそれに対応してシール・バ
ッグ内の潤滑油２０の圧力は降下し，バネ圧に押されロ
ッド２のリフトは縮小し，規定の温度に下がると第５図
の状態に戻る。

【００２２】第７図及び第８図は上述するサーモ・アク
チュエータを組み付けた自動車エンジンの冷却水の温度
を制御するワックス型サーモスタットの断面拡大図で，
前者は主弁２３の閉弁時，後者はその最大開弁時を示
す。

【００２３】第７図に明らかな様に，サーモ・アクチュ
エータ１のガイド部材１３に主弁２３を圧入，止めリン
グ２４で固定し，フレーム２５と主弁２３間に復掃バネ
２６を装着し，弁座２７（第８図）のあるハウジング２
８の頂点２９にゴム・シール直状管５の頭部６を係合し
て，ハウジング２８にフレーム２５を固定してサーモス
タットは構成される。

【００２４】エンジン冷却液の温度が上昇すると感熱シ
リンダ２２内のワックス２１は溶融膨張し，バネ２６に
抗するゴム・シール・バッグ１９内の潤滑油２０の圧力
でロッド２を押し上げる。然し，ロッド２の先端３がゴ
ム・シール直状管の頭部６を介してハウジング２８の頂
点２９に係合支持されているので相対的に主弁２３は下
方へ開く（第８図）。

【００２５】温度が下がると其れに対応してワックス圧
及び潤滑油圧は降下し，バネ圧に押されロッド２のリフ
トは縮小し，規定の温度迄下がると主弁２３は閉じる
（第７図）。

【００２６】

【発明の効果】ガイド部材とシール・バッグの接合面を
越えてシール・バッグ領域に入る軸封シール機構の為
め，シール・バッグの口元がシール・リップを形成する
様になる。軸封シール機構とシール・バッグのシール・
リップとの相乗効果でシール・バッグ内の潤滑油の漏れ
は完全に遮断される。従って，弾性シール・バッグ内の
潤滑油によるロッドの上下ストロークも，亦ゴム・ジー
ル直状管の蛇腹化も，共に，順調に行われ長寿命のゴム
・シール直状管とゴム・シール・バッグ構成のサーモ・
アクチュエータが得られるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサーモ・アクチュエータのロッドの断
面拡大図。

【図２】本発明のサーモ・アクチュエータのゴム・シー
ル直状管の断面拡大図。

【図３】本発明のサーモ・アクチュエータのロッド，ゴ
ム・シール直状管，ガイド部材を一体に組み立てた断面
拡大図。

【図４】本発明のサーモ・アクチュエータのゴム・シー
ル直状管が押されて蛇腹化する状態を示す断面拡大図。

【図５】本発明のサーモ・アクチュエータのロッドのリ
フトがゼロの時の断面拡大図。

【図６】本発明のサーモ・アクチュエータのロッドのリ
フトが最大の時の断面拡大図。

【図７】本発明のサーモ・アクチュエータを自動車用ワ
ックス型サーモスタットに組付け，閉弁した時の断面拡
大図。

【図８】本発明のサーモ・アクチュエータを自動車用ワ
ックス型サーモスタットに組付け，弁が最高リフトに達
した時の断面拡大図。

【符号の説明】

１ サーモ・アクチュエータ １９ ゴム・シ
ール・バッグ ２ ロッド ２０ 潤滑油 ５ ゴム・シール直状管 ２１ ワックス ８ ゴム・シール直状管の胴体 ２２ 感熱シリ
ンダ １０ ゴム・シール直状管のスカート部 ２３ 主弁 １２ シール・ポケット ２５ フレー
ム １３ ガイド部材 ２６ 復帰バ
ネ １４ バック・アップ・リング ２７ 弁座 １５ Ｏ−リング ２８ ハウジ
ング １７ シール・リップ ３０ 軸封シ
ール機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム・シール直状管は頭部，胴体部，及
   びスカート部からなり，頭部は内面に作動ロッドの溝に
   係合する凸状リブを設けて作動ロッドから離れぬ様に
   し，胴体部は内面に複数の凹状溝を設けて，自由状態で
   は直状体であるが圧縮されると蛇腹になり，スカート部
   はガイド部材の上端面に固定されると共に該ガイド部材
   の下端面にフランジ部とバッグ部からなるゴム・シール
   ・バッグを気密に係合し，更にガイド部材とシール・バ
   ッグの接合面間に軸封シール機構を装着し，これ等を一
   体にしてワックスを充填する感熱シリンダ内に挿入圧着
   することを特徴とするゴム・シール直状管とゴム・シー
   ル・バッグ構成のサーモ・アクチュエーク。
2. 【請求項２】ゴム・シール・バッグのフランジ部の口元
   は作動ロッドに係合するが，バッグ部は作動ロッドの全
   周域に亘り空隙を設けてそこに潤滑油を充填し，更に，
   バッグ部の肉厚を作動ロッドの直径の２０％から１％の
   間にすることを特徴とする［請求項１］記載のゴム・シ
   ール・バッグ。
3. 【請求項３】弾性シール・バッグのバッグと作動ロッド
   間の隙間がバッグ部の肉厚とほぼ等しいことを特徴とす
   る［請求項１］記載のゴム・シール・バッグ。
4. 【請求項４】軸封シール機構は少なくとも１個の０−リ
   ングど２個のバックアップ・リングよりなり，これをガ
   イド部材と弾性シール・バッグの接合面間にまたがって
   装着することを特徴とする［請求項１］記載の軸封シー
   ル機構。