JPH0633762A - 内燃機関用サーモスタット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ボトムバイパス方式の内燃機関用
冷却装置に組み込まれるサーモスタットが適正に作動し
ない状態が生じた場合においても、内燃機関冷却用の冷
却水が、適正温度をはるかに越える高温となることを防
止する。 【構成】 ボトムバイパス方式の内燃機関用冷却装置に
組み込まれるサーモスタットの、第二の弁１５とフレー
ム６の間で、冷却水温度が第一の温度以上になると第一
の弁１８を開弁方向へ作動させ、且つ第二の弁１５を閉
弁方向へ作動させる第一の感温アクチュエータ９の、サ
ーモワックス１０を内蔵したケース１１よりも第二の入
口ポート側に、一端を第二の弁１５に、他端をフレーム
６に支持された第二の感温アクチュエータ１７を設け、
第二のアクチュエータ１７は、冷却水温度が第一の温度
よりも高い温度である第二の温度以上になると、第一の
弁１８を開弁方向へ、且つ第二の弁１５を閉弁方向へ作
動させる感温アクチュエータを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボトムバイパス方式の
内燃機関用冷却装置に組み込まれるサーモスタット構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のボトムバイパス方式の内燃機関用
冷却装置に組み込まれるサーモスタットとしては、例え
ば実開昭５９−１３６０８０号に開示されたものがあ
る。そのサーモスタットを図６，図７に示す。図６にお
いて、弁ハウジング１は、ラジエータの冷却水出口通路
に接続された第一の入口ポート２と、第一の入口ポート
２に対向したラジエータをバイパスするエンジンの冷却
水出口通路に接続された第二の入口ポート３と、第一の
入口ポート２と第二の入口ポート３の間の側方部にウォ
ーターポンプを介してエンジンの冷却水入口通路に接続
された出口ポート４とを有し、これら各ポートに連通す
る弁室５を郭定している。弁室５内には、第一の入口ポ
ート２を開閉する第一の弁１８と、第一の弁１８を閉弁
方向へ付勢する圧縮コイルばね１９と、第二の入口ポー
ト３を開閉する第二の弁１５と、第二の弁１５を閉弁方
向へ付勢する圧縮コイルばね２４と、第一の入口ポート
２と第二の入口ポート３との間に延在し、内蔵している
サーモワックス１０の熱膨張により第一の弁１８を開弁
方向へ、且つ第二の弁１５を閉弁方向へ作動させる感温
アクチュエータ９とを有している。弁ハウジング１に
は、第二の入口ポート３のうち出口ポート４が設けられ
ている側とは反対側の部分を拡大する通水溝２３が設け
られている。感温アクチュエータ９の感温部は、その中
心にステーロッド１３を有し、その周囲に弾性部材１２
を介してサーモワックス１０が内蔵されたケース１１か
ら成っている。

【０００３】このようなサーモスタットにおいては、低
温時には第一の入口ポート２が第一の弁１８によって閉
じられ、且つ第二の入口ポート３が第二の弁１５によっ
て開かれている。この時には、弁室５に流入する冷却水
は、第二の入口ポート３を通ってエンジンから流入する
冷却水Ｂのみである。第二の入口ポート３を通ってエン
ジンから弁室５に流入する冷却水Ｂは、通水溝２３を設
けた側（出口ポート４とは反対側）に十分に流れ込むの
で、これにより第二の入口ポート３を通ってエンジンか
ら弁室に流入する冷却水Ｂは感温部（ケース１１）を巡
回するようになり、感温アクチュエータ９は、第二の入
口ポート３を通ってエンジンから弁室５に流入する冷却
水Ｂの温度に感温する。この冷却水Ｂの温度上昇に伴
い、感温アクチュエータ９は、第二の弁１５を閉弁方向
へ作動させて第二の入口ポート３開度を減少し、且つ第
一の弁１８を開弁方向へ作動させて第一の入口ポート２
を開き、弁室５から出口ポート４を通ってエンジンへ流
出する冷却水Ｃの温度を適正に保持する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、感温ア
クチュエータ９はその中心に、弾性部材１２を介してス
テーロッド１３に支持されているため、ステーロッド１
３に対してケース１１が傾くことを許容する構造になっ
ている。その上、第一の弁１８にかかる圧縮コイルばね
１９の荷重分布は、その形状により一様ではない場合が
多い。その他に、感温アクチュエータ９をフレーム６に
組付ける際の組付誤差がある。上記の要因が相互に影響
しあうことにより、サーモスタットの第一の弁１８は、
これを閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね１９の力に抗
してサーモワックス１０の熱膨張により開弁するため、
第一の弁１８は傾いて開弁することがある。このため図
７に示すように、第一の弁１８が、ウォーターポンプを
介してエンジンの冷却水入口通路に接続された出口ポー
ト４とは反対側に傾いて開弁し、第一の入口ポート２を
通ってラジエータから弁室５に流入する冷却水Ａが、出
口ポート４とは反対側のみにしか流れない状態が生じる
場合がある。この結果、感温部（ケース１１）は第一の
入口ポート２を通ってラジエータから弁室５に流入する
低温の冷却水Ａの影響を過度に受けて、第一の弁１８が
第一の入口ポート２開度をそれ以上増加させず、弁室５
から出口ポート４を通ってエンジンへ流出する冷却水Ｃ
の温度が大幅に高温側へずれてしまうという問題が生じ
る。

【０００５】そこで本発明は、第二の入口ポート３を通
ってエンジンから弁室５に流入する冷却水Ｂの温度のみ
に感温する手段を設けることにより、第一の弁１８が出
口ポート４とは反対側に傾いて開弁し、第一の入口ポー
ト２を通ってラジエータから弁室５に流入する低温の冷
却水Ａが、出口ポート４とは反対側のみにしか流れない
状態が生じた場合においても、弁室５から出口ポート４
を通ってエンジンへ流出する冷却水Ｃの温度を適正に保
持することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ラジエータの
冷却水出口通路に接続される第一の入口ポートと、第一
の入口ポートに対向したラジエータをバイパスするエン
ジンの冷却水出口通路に接続される第二の入口ポート
と、第一の入口ポートと第二の入口ポートとの間の側方
部にエンジンの冷却水入口通路に接続される出口ポート
を有し、これら各ポートに連通する弁室を郭定する弁ハ
ウジングに収められ、弁ハウジングに固定されたフレー
ムと、第一の入口ポートを開閉する第一の弁と、第二の
入口ポートを開閉する第二の弁と、フレームに支持され
て弁室内にて第一の入口ポートと第二の入口ポートとの
間に延在し、冷却水温度が第一の温度以上になると第一
の弁を開弁方向へ作動させ、且つ第二の弁を閉弁方向へ
作動させる第一の感温アクチュエータとを有するサーモ
スタットにおいて、第一の感温アクチュエータよりも第
二の入口ポート側に、一端を第二の弁に、他端をフレー
ムに支持された第二の感温アクチュエータを設け、第二
の感温アクチュエータは、冷却水温度が第一の温度より
も高い温度である第二の温度以上になると、第一の弁を
開弁方向へ作動させ、且つ第二の弁を閉弁方向へ作動さ
せる感温アクチュエータから構成したことを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】上記手段により、第一の弁がエンジンの冷却水
入口通路に接続された出口ポートとは反対側に傾いて開
弁し、感温アクチュエータがラジエータから第一の入口
ポートを通って弁室に流入する低温の冷却水の影響を過
度に受け、第一の弁が第一の入口ポートの開度をそれ以
上増加させないような場合においても、第二の入口ポー
トを通ってエンジンから弁室に流入する高温の冷却水の
温度が第二の温度以上になると、第二の感温アクチュエ
ータが作動して、この第二の感温アクチュエータと一体
に取り付けられた第二の弁が第二の入口ポート開度を減
少させ、且つ、第一の弁が第一の入口ポートの開度を増
加させる。

【０００８】

【実施例】続いて、本発明の一実施例について図１、図
２、図３、図４、図５に基づいて以下に説明する。図１
において、１はサーモスタットの弁ハウジングを示して
いる。図２に示したように弁ハウジング１は、その一方
の端部にラジエータ２２の冷却水出口通路に接続された
第一の入口ポート２を、これとは反対側端部にラジエー
タ２２をバイパスするエンジン２０の冷却水出口通路に
接続された第二の入口ポート３を、第一の入口ポート２
と第二の入口ポート３との間の側方部にウォーターポン
プ２１を介してエンジン２０の冷却水入口通路に接続さ
れた出口ポート４を各々有し、これら各ポートに連通す
る弁室５を郭定している。弁室５内には、フレーム６が
円環状フランジ部７にて弁ハウジング１に固定されてい
る。感温アクチュエータ９（第一の感温アクチュエー
タ）は互いに対向する第一の入口ポート２と第二の入口
ポート３との間に延在し、サーモワックス１０を内蔵し
たケース１１と、弾性部材１２を介してケース１１を、
その軸線方向に移動可能とするステーロッド１３とを含
み、ステーロッド１３の一端部にてフレーム６に固定さ
れている。感温アクチュエータ９は、冷却水温度が第一
の温度以上になると、第一の弁１８を開弁方向へ作動さ
せ、且つ第二の弁１５を閉弁方向へ作動させる。ケース
１１の、第二の入口ポート３側の端部には、スナップリ
ング１４によって第二の弁１５が取り付けられており、
第二の弁１５は第二の入口ポート３の周りに形成された
弁座部１６に着座して第二の入口ポート３を閉じるよう
になっている。またケース１１の、第一の入口ポート側
の端部には、円環状フランジ部７に形成された弁座部８
に着座して、第一の入口ポート２を閉じる第一の弁１８
が取り付けられている。第一の弁１８は圧縮コイルばね
１９により閉弁方向に付勢されている。フレーム６の第
二の入口ポート３側と第二の弁１５の間には、一端をフ
レーム６に、他端を第二の弁１５に支持された、形状記
憶合金から成る感温スプリング１７（第二の感温アクチ
ュエータ）が取り付けられている。感温スプリング１７
は、冷却水温度が、第一の温度よりも高い温度である第
二の温度になると、第一の弁１８を開方向へ作動させ、
且つ第二の弁１５を閉弁方向へ作動させる。

【０００９】次にこの実施例の作用について説明する。
図３に示すように、低温時には、第二の弁１５が弁座部
１６より離れて第二の入口ポート３が開かれ、第一の弁
１８が弁座部８に着座して第一の入口ポート２が閉じら
れている。この時には、弁室５には第二の入口ポート３
を通ってエンジン２０からの高温の冷却水Ｂのみが流入
し、サーモワックス１０はその冷却水Ｂの温度に感温す
る。第二の入口ポート３を通ってエンジン２０から弁室
５内に流入する冷却水Ｂの温度が上昇すると、サーモワ
ックス１０が熱膨張を開始する。冷却水Ｂの温度が第一
の温度に達すると、サーモワックス１０の熱膨張により
発生する力が、第一の弁１８を閉弁方向へ付勢する圧縮
コイルばね１９の付勢力に抗して、ケース１１をステー
ロッド１３に対して図にて上方に移動させる。このケー
ス１１の移動により第二の弁１５が弁座部１６に近づい
て第二の入口ポート３の開度が減少し、且つ第一の弁１
８が弁座部８より離れて第一の入口ポート２が開かれ
る。第二の入口ポート３を通って、エンジン２０から弁
室５に流入する冷却水Ｂの温度が引き続き上昇している
場合には、図４に示すようにサーモワックス１０が更に
熱膨張することにより第二の弁１５が更に弁座部１６に
近づいて第二の入口ポート３の開度を更に減少し、且つ
第一の弁１８が弁座部８より更に離れて第一の入口ポー
ト２の開度を増大する。この開度の増大に伴い、第一の
入口ポート２を通って、ラジエータ２２から弁室５に流
入する冷却水Ａの流量が増大し、弁室５から出口ポート
４を通って、エンジン２０へ流出する冷却水Ｃの温度
が、エンジン２０の冷却を適正に行える冷却水温度にな
るように保持される。

【００１０】ここで、弁室５に第二の入口ポート３を通
って、エンジン２０から弁室５に第一の温度の冷却水Ｂ
のみが流入して、感温アクチュエータ９が作動を開始
し、第一の弁１８が弁座部８より離れて第一の入口ポー
ト２が開かれる際、図５に示すように第一の弁１８が出
口ポート４とは反対側に傾いて開弁する場合がある。こ
の場合、第一の入口ポート２を通ってラジエータ２２か
ら弁室５に流入する低温の冷却水Ａが、出口ポート４と
は反対側のみにしか流れない状態が生じ、感温アクチュ
エータ９が冷却水Ａに過度に影響してしまう。この結
果、再びサーモワックス１０が収縮してしまい、図３に
示すように、第一の弁１８が再び弁座部８に近づいて、
第一の入口ポート２の開度を減少させ、且つ第一の弁１
５が弁座部１６から離れて、第二の入口ポート３の開度
を増大させてしまい、弁室５から出口ポート４を通って
エンジン２０へ流出する冷却水Ｃの温度が、エンジン２
０の冷却を適正に行える温度より高温側へずれてしまう
ような不具合を生じる。このような場合には、第二の入
口ポート３を通ってエンジン２０から弁室５に流入する
冷却水Ｂの温度が、感温アクチュエータ９の作動温度で
ある第一の温度より高い温度である第二の温度に達する
と、図４に示すように、第一の入口ポート２と対向する
側であるため、ケース１１に比べウォーターポンプ２１
の吸引力があまり作用せず、第一の入口ポート２を通っ
てラジエータ２２から弁室５に流入する低温の冷却水Ａ
の影響をあまり受けない部位となる、フレーム６の第二
の入口ポート３側と、第二の弁１５の間に設けられた感
温スプリング１７が伸びる。 この結果、感温スプリン
グ１７と一体に取り付けられた第二の弁１５が弁座部１
６に近づいて第二の入口ポート３の開度を減少し、且つ
第一の弁１８が弁座部８より離れて第一の入口ポート２
の開度を増大させる。この開度の増大に伴い、第一の入
口ポート２を通ってラジエータ２２から弁室５に流入す
る低温の冷却水Ａの流量が増大し、弁室５から出口ポー
ト４を通ってエンジン２０へ流出する冷却水Ｃの温度
が、エンジン２０の冷却を適正に行える冷却水温度にな
るように保持される。

【００１１】ここで感温アクチュエータ９が作動を開始
する第一の温度は、弁室５から出口ポート４を通ってエ
ンジン２０へ流出する冷却水Ｃの適正温度、すなわち、
エンジン２０の冷却を適正に行える冷却水温度に設定す
る。また、感温スプリング１７が作動する第二の温度
は、感温スプリング１７が伸び、これと一体に取り付け
られた第二の弁１５が弁座部１６に近づいて第二の入口
ポート２の開度を減少し、且つ、第一の弁１８が弁座部
８より離れて第一の入口ポート２の開度を増大させる際
の、第二の入口ポートを通ってエンジン２０から弁室５
に流入する冷却水Ｂと、第一の入口ポート２を通ってラ
ジエータ１９から弁室５に流入する低温の冷却水Ａとの
混合流れが、感温アクチュエータ９が作動する第一の温
度となるように設定することが望ましい。

【００１２】以上においては本発明を特定の実施例につ
いて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでは
なく、例えば、実施例では感温部材として感温スプリン
グを用いたが感温スプリングの代わりに熱に感温する熱
膨張材でもよく、また、一部のみを感温部材とした部材
を用いてもよい。

【００１３】

【発明の効果】第二の入口ポートを通って、エンジンか
ら弁室に流入する冷却水が、第一の温度を越えてしまう
状態が生じても、第二の温度以上になると、第二の感温
アクチュエータが第二の弁を閉弁方向へ作動させ、且つ
第一の弁を開弁方向へ作動させて、第一の入口ポートを
通ってラジエータから弁室に流入する低温の冷却水の流
量が増大し、弁室から出口ポートを通ってエンジンへ流
出する冷却水の温度が、第一の温度をはるかに越える高
温となることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の縦断面図。

【図２】本発明のサーモスタットが組み込まれるボトム
バイパス方式の内燃機関用冷却装置の全体図。

【図３】冷却水温度低温時のサーモスタットの状態図。

【図４】冷却水温度高温時のサーモスタットの状態図。

【図５】第一の弁が傾いて開弁した時のサーモスタット
の状態図。

【図６】従来のサーモスタットの縦断面図。

【図７】第一の弁が傾いて開弁した時の従来のサーモス
タットの状態図。

【符号の説明】

１・・・弁ハウジング ２・・・第一の入口ポート ３・・・第二の入口ポート ４・・・出口ポート ５・・・弁室 ６・・・フレーム ７・・・円環状フランジ部 ８・・・弁座部 ９・・・感温アクチュエータ（第一の感温アクチュエー
タ） １０・・・サーモワックス １１・・・ケース １２・・・弾性部材 １３・・・ステーロッド １４・・・スナップリング １５・・・第二の弁 １６・・・弁座部 １７・・・感温スプリング（第二の感温アクチュエー
タ） １８・・・第一の弁 １９・・・圧縮コイルばね ２０・・・エンジン ２１・・・ウォーターポンプ ２２・・・ウォーターポンプ ２３・・・通水溝 ２４・・・圧縮コイルばね Ａ・・・第一の入口ポートを通って、ラジエータから弁
室に流入する冷却水 Ｂ・・・第二の入口ポートを通って、エンジンから弁室
に流入する冷却水 Ｃ・・・弁室から出口ポートを通って、エンジンへ流出
する冷却水

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ラジエータの冷却水出口通路に接続され
   る第一の入口ポートと、第一の入口ポートに対向したラ
   ジエータをバイパスするエンジンの冷却水出口通路に接
   続される第二の入口ポートと、第一の入口ポートと第二
   の入口ポートとの間の側方部にエンジンの冷却水入口通
   路に接続される出口ポートを有し、これら各ポートに連
   通する弁室を郭定する弁ハウジングに収められ、弁ハウ
   ジングに固定されたフレームと、第一の入口ポートを開
   閉する第一の弁と、第二の入口ポートを開閉する第二の
   弁と、フレームに支持されて弁室内にて第一の入口ポー
   トと第二の入口ポートとの間に延在し、冷却水温度が第
   一の温度以上になると第一の弁を開弁方向へ作動させ、
   且つ第二の弁を閉弁方向へ作動させる第一の感温アクチ
   ュエータとを有するサーモスタットにおいて、第一の感
   温アクチュエータよりも第二の入口ポート側に、一端を
   第二の弁に、他端をフレームに支持された第二の感温ア
   クチュエータを設け、第二の感温アクチュエータは、冷
   却水温度が第一の温度よりも高い温度である第二の温度
   以上になると、第一の弁を開弁方向へ作動させ、且つ第
   二の弁を閉弁方向へ作動させる感温アクチュエータから
   構成したことを特徴とする内燃機関用サーモスタット。